(57)【要約】      （修正有）【課題】磁力を用いた変速装置に含まれる磁性体の温度上昇を抑制する。【解決手段】電動機１１と、羽根車１２と、電動機と羽根車の間に設けられた変速装置１３と、を備え、変速装置は、電動機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータ１４と、羽根車に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第１ロータを周方向に沿って囲む第２ロータ１５と、第２ロータを周方向に沿って囲むハウジング１６と、第１ロータと第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジングに連結されている複数の磁性体１７−１、１７−６と、を有する。【選択図】図１
2017166467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機または発電機と、
羽根車またはタービンと、
前記駆動機と前記羽根車の間あるいは前記発電機と前記タービンとの間に設けられた変速装置と、
を備え、
前記変速装置は、
前記駆動機あるいは前記発電機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、
前記羽根車あるいは前記タービンに連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に沿って囲む第２ロータと、
前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、
前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、
を有する流体機械。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記羽根車によって汲み上げられた流体あるいは前記羽根車によって吐き出された流体が通る流路に、外表面が露出するように配置されている
請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記羽根車によって汲み上げられた流体あるいは前記羽根車によって吐き出された流体は、水または冷媒であり、
当該流体機械は、前記水または冷媒をくみ上げるあるいは吐き出すポンプあるいは発電装置である
請求項１または２に記載の流体機械。
【請求項４】
前記駆動機または発電機は、前記ハウジングに連結されており、
前記駆動機または前記発電機は、水中に設置可能な構造を有しており、
当該流体機械は、前記ハウジングとともに前記駆動機または前記発電機が水中に配置されて使用される水中流体機械である
請求項１から３のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項５】
前記羽根車と前記変速装置を周方向に沿って囲むケーシングを更に備え、
前記羽根車の回転によって、流体が前記ハウジングと前記ケーシングの間を移動する
請求項１から４のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項６】
前記ハウジングの外表面に設けられているフィンを更に備える
請求項１から５のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項７】
前記磁石は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである
請求項１から６のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項８】
前記変速装置は、非磁性且つ非導電性であり、且つ周方向において前記複数の磁性体の間に設けられ前記複数の磁性体を支持する支持部を更に備える
請求項１から７のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項９】
前記支持部は、セラミックのフィラーが混合された樹脂から構成されている
請求項８に記載の流体機械。
【請求項１０】
前記磁性体それぞれは、互いに絶縁された複数の磁性部材が軸方向に積層されたものである
請求項１から９のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項１１】
駆動機または発電機と、
羽根車またはタービンと、
前記駆動機と前記羽根車の間あるいは前記発電機と前記タービンとの間に設けられた変速装置と、
を備え、
前記変速装置は、
前記羽根車あるいは前記タービンに連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、
前記駆動機あるいは前記発電機に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に沿って囲む第２ロータと、
前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、
前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、
を有する流体機械。
【請求項１２】
駆動機と羽根車との間あるいは発電機とタービンとの間に設けられる変速装置であって、
外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、
内周囲に磁力を発生するよう磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に沿って囲む第２ロータと、
前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、
前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、
を備える変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体機械及び変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体機械は、流体と機械の間でエネルギー変換をする装置であり、ポンプ及びタービンなどが含まれる。ここでポンプとタービンは、同じ構成で逆の出力が得られる。具体的には、ポンプは、供給された電力を電動機（モータ）で電気的エネルギーから機械的エネルギーに変換し、この機械的エネルギーを用いて流体を移送する。それに対して、タービンは流体の移動するエネルギーを機械的エネルギーに変換し、発電機でこの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を得る。
【０００３】
例えば、ポンプの一種である水中ポンプは雨水等の排水用途で使用され、必要とされるポンプ流量から通常羽根車の回転数が１０００ｍｉｎ-1以下の低回転数となる。このため、モータを多極にして羽根車の回転数を所望の低回転数になるようにするか、あるいは減速機を使用して羽根車の回転数を所望の低回転数になるようにしていた。例えば、特許文献１には、減速機を使用した水中ポンプが開示されている。一方、羽根車の回転数をモータの回転数よりも上昇させたい場合には、増速機を使用して羽根車の回転数をモータの回転数よりも上昇するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４４４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、モータを多極数且つ低回転数にした場合、ステータコア（鉄心）の径が大きくなり、モータ径が大きくなるので、水中ポンプの排水する流路を妨げる（狭める）という問題があった。
一方、減速機あるいは増速機を使用する場合、減速機内部あるいは増速機内部の歯車の潤滑を目的とした潤滑油が減速機内部あるいは増速機内部に封入されるため、潤滑油の外部への漏れを防ぐためのシール部が必要になる。仮にシール部が破損した場合、外部に潤滑油が漏れ出し、揚水に潤滑油が混入するという問題があった。また、歯車による機械的な接触が発生するために、振動や騒音の発生の問題があった。更には、潤滑油及びシール部のメンテナンスが必要になり、メンテナンス作業に時間及び費用等がかかるという問題があった。特に水中ポンプの場合、メンテナンス時に水中ポンプを一旦、地上に引き上げなければならず、そのメンテナンス作業においては、多くの時間及び費用等を費やさなければならない。
【０００６】
これらの問題を解決する方法として、変速装置（減速機及び増速機を含む）として、歯の接触のない磁気歯車を利用することが考えられる。ここで磁気歯車は、相対する永久磁石間に働く吸引力及び反発力により、非接触でトルクを伝達する機構である。磁気歯車を用いることにより、潤滑油が必要ないことで潤滑油の漏れの問題を回避でき、歯車による機械的な接触よる振動や騒音の発生を回避でき、潤滑油及びシール部のメンテナンスの問題も回避できる。
【０００７】
しかしながら、磁気歯車には、永久磁石を有する内側ロータ（第１ロータともいう）と永久磁石を有する外側ロータ（第２ロータともいう）との間に周状に配置された磁性体において、外側ロータと内側ロータの磁界の回転に伴う渦電流損失による発熱が生じ、温度が上昇してしまう問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、磁力を用いた変速装置に含まれる磁性体の温度上昇を抑制することを可能とする流体機械及び変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る流体機械は、駆動機または発電機と、羽根車またはタービンと、前記駆動機と前記羽根車の間あるいは前記発電機と前記タービンとの間に設けられた変速装置と、を備え、前記変速装置は、前記駆動機あるいは前記発電機に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、前記羽根車あるいは前記タービンに連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に沿って囲む第２ロータと、前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、を有する。
【００１０】
この構成によれば、ハウジングから放熱されることにより、ハウジングに連結された複数の磁性体も放熱されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る流体機械は、第１の態様に係る流体機械であって、前記ハウジングは、前記羽根車によって汲み上げられた流体あるいは前記羽根車によって吐き出された流体が通る流路に、外表面が露出するように配置されている。
【００１２】
この構成によれば、流体によりハウジングの外表面から熱を奪われ、ハウジングが冷却される。このため、ハウジングに連結された磁性体も冷却されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様に係る流体機械は、第１または２の態様に係る流体機械であって、前記羽根車によって汲み上げられた流体あるいは前記羽根車によって吐き出された流体は、水または冷媒であり、当該流体機械は、前記水または冷媒をくみ上げるあるいは吐き出すポンプあるいは発電装置である。
【００１４】
この構成によれば、汲み上げられた水または冷媒あるいは吐き出された水または冷媒によりハウジングが冷却されることで、ハウジングに連結された磁性体も冷却されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【００１５】
本発明の第４の態様に係る流体機械は、第１から３のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記駆動機または発電機は、前記ハウジングに連結されており、前記駆動機または前記発電機は、水中に設置可能な構造を有しており、当該流体機械は、前記ハウジングとともに前記駆動機または前記発電機が水中に配置されて使用される水中流体機械である。
【００１６】
この構成によれば、ハウジングとともに駆動機または発電機が水中に配置されて使用される。
【００１７】
本発明の第５の態様に係る流体機械は、第１から４のいずれか態様に係る流体機械であって、前記羽根車と前記変速装置を周方向に沿って囲むケーシングを更に備え、前記羽根車の回転によって、流体が前記ハウジングと前記ケーシングの間を移動する。
【００１８】
この構成によれば、流体がハウジングとケーシングの間を移動することによりハウジングが効率よく冷却される。このため、ハウジングに連結された複数の磁性体も冷却されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【００１９】
本発明の第６の態様に係る流体機械は、第１から５のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記ハウジングの外表面に設けられているフィンを更に備える。
【００２０】
この構成によれば、フィンは、流体との接触表面積を大きくするので、放熱効果を向上させることができるので、より複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【００２１】
本発明の第７の態様に係る流体機械は、第１から６のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記磁石は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである。
【００２２】
この構成によれば、磁石に流れる電流が軸方向に分断されることで磁石の発熱を抑制することができるため、磁石の磁力の低減を防止することができる。
【００２３】
本発明の第８の態様に係る流体機械は、第１から７のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記変速装置は、非磁性且つ非導電性であり、且つ周方向において前記複数の磁性体の間に設けられ前記複数の磁性体を支持する支持部を更に備える。
【００２４】
この構成によれば、複数の磁性体は、円周状に間隔を設けて配置される。
【００２５】
本発明の第９の態様に係る流体機械は、第８の態様に係る流体機械であって、前記支持部は、セラミックのフィラーが混合された樹脂から構成されている。
【００２６】
この構成によれば、セラミックのフィラーが混合されていることにより、支持部の熱伝導率を向上させることができるので、複数の磁性体の熱が支持部を介してハウジングにより伝導しやすくなる。これにより、複数の磁性体の冷却効率を向上させることができる。
【００２７】
本発明の第１０の態様に係る流体機械は、第１から９のいずれかの態様に係る流体機械であって、前記磁性体それぞれは、互いに絶縁された複数の磁性部材が軸方向に積層されたものである。
【００２８】
この構成によれば、磁性体に生じる渦電流が軸方向に分断されることで磁性体の発熱を抑制することができるため、磁力の低減を防止することができる。
【００２９】
本発明の第１１の態様に係る流体機械は、駆動機または発電機と、羽根車またはタービンと、前記駆動機と前記羽根車の間あるいは前記発電機と前記タービンとの間に設けられた変速装置と、を備え、前記変速装置は、前記羽根車あるいは前記タービンに連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、前記駆動機あるいは前記発電機に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に沿って囲む第２ロータと、前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、を有する。
【００３０】
この構成によれば、ハウジングから放熱されることにより、ハウジングに連結された複数の磁性体も放熱されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【００３１】
本発明の第１２の態様に係る変速装置は、駆動機と羽根車との間に設けられる変速装置であって、外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータと、内周囲に磁力を発生するよう磁極が交互に配置された磁石を有し且つ前記第１ロータを周方向に沿って囲む第２ロータと、前記第２ロータを周方向に沿って囲むハウジングと、前記第１ロータと前記第２ロータの間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に間隔を設けて配置され且つ前記ハウジングに連結されている複数の磁性体と、を備える。
【００３２】
この構成によれば、ハウジングから放熱されることにより、ハウジングに連結された複数の磁性体も放熱されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、ハウジングから放熱されることにより、ハウジングに連結された複数の磁性体も放熱されるので、複数の磁性体の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態に係る水中ポンプ１の軸方向に沿った概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ'断面の概略断面図である。
【図３】第２の実施形態に係る水中ポンプ２の軸方向に沿った概略断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ'断面の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の各実施形態では、流体機械の一例としてポンプを対象に説明する。また、各実施形態では、羽根車を駆動する駆動機の一例として電動機（モータ）を対象に説明する。ここで駆動機は、対象物を回転あるいは移動させることを目的として、ある種の動力（エネルギー）を機械エネルギーに変換する機械である。以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
＜第１の実施形態＞
本実施形態ではポンプの一例として、水中に配置されて使用される水中モータポンプ（以下、水中ポンプという）について説明する。本実施形態に係る水中ポンプ１は一例として軸流ポンプであり、大流量、低揚程型になっている。従って、ポンプの必要回転数も数百回転と一般的なポンプ（２極３０００／３６００ｍｉｎ-1、４極１５００／１８００ｍｉｎ-1）に比べて低回転数となっている。
【００３７】
図１は、第１の実施形態に係る水中ポンプ１の軸方向に沿った概略断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ'断面の概略断面図である。図１及び図２において軸方向はｚ方向であり、周方向はｚ軸周りの方向である。図１に示すように、水中ポンプ１は、電動機１１と、羽根車１２と、電動機１１と羽根車１２の間に設けられた変速装置１３とを備える。本実施形態に係る変速装置１３は一例として減速機である。電動機１１は、電源ケーブル１１２を介して電力が供給される。図１に示すように、電動機１１は、ハウジング１６に連結されており、水中に設置可能な構造を有している。水中ポンプ１は、ハウジング１６とともに電動機１１が水中に配置されて使用される。
【００３８】
図１及び図２に示すように、変速装置１３は、電動機１１の回転軸１１１に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石Ｉ１、…、Ｉ４を有する第１ロータ１４を有する。具体的には例えば、図２に示すように、第１ロータ１４は、鉄芯１４１と、鉄芯１４１の外周面に配置され且つ径方向に着磁された磁力を有する磁石Ｉ１、…、Ｉ４を有する。磁石Ｉ１、…、Ｉ４は例えば永久磁石であり、具体的には例えば希土類焼結磁石である。また、磁石Ｉ１、…、Ｉ４は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁石Ｉ１、…、Ｉ４に流れる電流が軸方向に分断されることで磁石の発熱を抑制することができるため、磁石Ｉ１、…、Ｉ４の磁力の低減を防止することができる。
【００３９】
更に、変速装置１３は、羽根車１２に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第１ロータ１４を周方向に沿って囲む第２ロータ１５を有する。具体的には例えば、図２に示すように、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６は第２ロータ１５の内周面に配置されており、径方向に着磁された磁力を有する。磁石Ｅ１、…、Ｅ１６は例えば永久磁石であり、具体的には例えば希土類焼結磁石である。また、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６は、互いに絶縁された複数の磁石部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６に流れる電流が軸方向に分断されることで磁石の発熱を抑制することができるため、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６の磁力の低減を防止することができる。
【００４０】
更に、変速装置１３は、第２ロータ１５を周方向に沿って囲むハウジング１６を有する。更に、変速装置１３は、第１ロータ１４と第２ロータ１５の間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジング１６に連結されている複数の磁性体１７−１、…、１７−１０を有する。
【００４１】
磁性体それぞれは、互いに絶縁された複数の磁性部材が軸方向に積層されたものである。この構成によれば、磁性体１７−１、…、１７−１０に生じる渦電流が軸方向に分断されることで磁性体の発熱を抑制することができるため、磁力の低減を防止することができる。本実施形態では例えば、磁性部材は珪素鋼板であり、磁性体１７−１、…、１７−１０は、珪素鋼板を軸方向に積層された磁極片である。
【００４２】
なお、磁性部材はアモルファス金属板であってもよい。また、磁性体１７−１、…、１７−１０は、圧粉鉄心あるいはパーマロイであってもよく、その場合、鉄よりも抵抗率が高い材料を用いて構成されていてもよい。この構成によれば、磁性体に渦電流が流れにくくなるので磁性体の発熱を抑制することができるため、磁力の低減を防止することができる。
【００４３】
更に、変速装置１３は、非磁性且つ非導電性であり、且つ周方向において複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の間に設けられ複数の磁性体を支持する支持部２０を備える。この構成によれば、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０は、円周状に間隔を設けて配置される。その一例として本実施形態では、磁性体１７−１、…、１７−１０は、円周状に略等間隔で配置されている。本実施形態では一例として支持部２０は、セラミックのフィラーが混合された樹脂（例えば、エポキシなど）から構成されており、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０はこの樹脂によりモールディングされて固定される。この構成によれば、セラミックのフィラーが混合されていることにより、支持部２０の熱伝導率を向上させることができるので、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の熱が支持部２０を介してハウジング１６により伝導しやすくなる。これにより、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の冷却効率を向上させることができる。
【００４４】
ハウジング１６は、羽根車１２の回転に伴って流体が移動する流路に、外表面が露出するように配置されている。この構成によれば、羽根車１２によって移動する流体によりハウジング１６の外表面から熱を奪われ、ハウジング１６が冷却される。このため、ハウジング１６に連結された磁性体１７−１、…、１７−１０も冷却されるので、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。
【００４５】
より詳細には、ハウジング１６は、羽根車１２によって汲み上げられた流体（ここでは一例として水）が通る流路に、外表面が露出するように配置されている。この構成によれば、ハウジング１６が羽根車１２によって汲み上げられた流体により冷却されることで、ハウジング１６に連結された磁性体１７−１、…、１７−１０も冷却されるので、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。
【００４６】
更に水中ポンプ１は、羽根車１２と変速装置１３を周方向に沿って囲むケーシング１９を備える。羽根車１２の回転によって、流体（ここでは一例として水）がハウジング１６とケーシング１９の間を移動しハウジング１６の外表面から熱を奪う。この構成によれば、流体がハウジング１６とケーシング１９の間を移動することによりハウジング１６が効率よく冷却される。このため、ハウジング１６に連結された複数の磁性体１７−１、…、１７−１０も冷却されるので、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。
【００４７】
更に水中ポンプ１は、図１及び図２に示すように、ハウジングの外表面に設けられているフィン１８−１、…、１８−１６を更に備える。フィン１８−１、…、１８−１６は、羽根車１２によって汲み上げられた水（揚水ともいう）の流れを整流する。また、フィン１８−１、…、１８−１６は、揚水との接触表面積を大きくするので、放熱効果を向上させることができるので、より複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。本実施形態に係るフィンの形状は一例として軸方向に直線である。なお、フィンの形状は軸方向に螺旋状でもよい。
【００４８】
以上の構成を有する水中ポンプ１の動作について説明する。電動機１１が回転すると第１ロータ１４が回転する。第１ロータ１４が回転すると、径方向において磁性体１７−１、…、１７−１０を介して第１ロータ１４と第２ロータ１５との間で形成された磁路が変化する。すると、第１ロータ１４の磁石Ｉ１、…、Ｉ４と第２ロータ１５の磁石Ｅ１、…、Ｅ１６の間の吸引力及び反発力により、変速装置１３の減速比Ｇｒに従って減速されて第２ロータ１５が回転する。これにより、水中ポンプ１の羽根車１２は、所望の回転数にて回転する。
【００４９】
本実施形態において一例として、第１ロータの極対数（極の組数）Ｐｉｎは２極対、第２ロータの磁極の極対数Ｐｏｕｔは８極対、磁性体の数（中間磁極数という）Ｐｓは１０である。減速機として動作させるためには、以下の関係が成立する必要がある。
【００５０】
Ｐｓ＝Ｐｏｕｔ±Ｐｉｎ  …（１）
Ｇｒ＝Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ…（２）
【００５１】
ここで、式（１）において、右辺がプラスの場合、第１ロータ１４と第２ロータ１５の回転方向が反対であり、右辺がマイナスの場合、第１ロータ１４と第２ロータ１５の回転方向が同方向である。本実施形態では、中間磁極数Ｐｓは１０（＝８＋２）、減速比Ｇｒは１／４（＝２／８）で、入力回転数が約１８００ｍｉｎ-1なので、出力回転数は約４５０（＝１８００×１／４）ｍｉｎ-1である。
【００５２】
以上、第１の実施形態によれば、水中ポンプ１は、電動機１１と、羽根車１２と、電動機１１と羽根車１２の間に設けられた変速装置１３と、を備える。変速装置１３は、電動機１１に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータ１４と、羽根車１２に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第１ロータ１４を周方向に沿って囲む第２ロータ１５と、第２ロータ１５を周方向に沿って囲むハウジング１６と、第１ロータ１４と第２ロータ１５の間に径方向に間隔を設けて配置されており且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジング１６に連結されている複数の磁性体１７−１、…、１７−１０とを有する。
【００５３】
この構成によれば、ハウジング１６から放熱されることにより、ハウジング１６に連結された複数の磁性体１７−１、…、１７−１０も放熱されるので、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。
【００５４】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では変速装置１３が減速機の場合について説明したが、第２の実施形態では変速装置１３が増速機の場合について説明する。図３は、第２の実施形態に係る水中ポンプ２の軸方向に沿った概略断面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ'断面の概略断面図である。図３及び図４において軸方向はｚ方向であり、周方向はｚ軸周りの方向である。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態に係る水中ポンプ２は、第１の実施形態に係る水中ポンプ１と比べて、変速装置１３が変速装置２３に変更されたものになっている。
【００５５】
第２の実施形態に係る変速装置２３は、羽根車１２に連結され且つ外周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有する第１ロータ２４を有する。具体的には例えば、図４に示すように、第１ロータ２４は、鉄芯２４１と、鉄芯２４１の外周面に配置され且つ径方向に着磁された磁力を有する磁石Ｉ１、…、Ｉ４を有する。
【００５６】
更に変速装置２３は、電動機１１に連結され且つ内周囲に磁力を発生するよう周方向に磁極が交互に配置された磁石を有し且つ第１ロータ１４を周方向に沿って囲む第２ロータ２５を有する。具体的には例えば、図４に示すように、磁石Ｅ１、…、Ｅ１６は第２ロータ２５の内周面に配置されており、径方向に着磁された磁力を有する。
【００５７】
更に変速装置２３は、第２ロータ２５を周方向に沿って囲むハウジング２６を備える。更に変速装置２３は、第１ロータ２４と第２ロータ２５の間に径方向に間隔を設けて配置され且つ周方向に互いに間隔を設けて配置され且つハウジング２６に連結されている複数の磁性体１７−１、…、１７−１０を有する。この構成によれば、ハウジング２６から放熱されることにより、ハウジング２６に連結された複数の磁性体１７−１、…、１７−１０も放熱されるので、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。
【００５８】
以上の構成を有する水中ポンプ２の動作について説明する。電動機１１が回転すると第２ロータ２５が回転する。第２ロータ２５が回転すると、径方向において磁性体１７−１、…、１７−１０を介して第１ロータ２４と第２ロータ２５との間で形成された磁路が変化する。すると、第２ロータ２５の磁石Ｅ１、…、Ｅ１６と第１ロータ２４の磁石Ｉ１、…、Ｉ４の間の吸引力及び反発力により、変速装置１３の増速比に従って増速されて第１ロータ２４が回転する。これにより、水中ポンプ２の羽根車１２は、所望の回転数にて回転する。
【００５９】
以上、第２の実施形態に係る水中ポンプ２の構成によれば、ハウジング２６から放熱されることにより、ハウジング２６に連結された複数の磁性体１７−１、…、１７−１０も放熱されるので、複数の磁性体１７−１、…、１７−１０の温度上昇を抑制することができる。
【００６０】
なお、各実施形態では、羽根車１２によって流体を汲み上げることを説明したが、これに限らず、流体を吐き出してもよい。
【００６１】
なお、各実施形態では、流体機械の一例としてポンプを対象に説明したが、これに限らず、電動機を発電機として機能させ且つ羽根車の代わりにタービンを備える発電装置であってもよい。また、水中ポンプを例にして説明したが、他のポンプであってもよい。また、各実施形態では、揚水を冷媒として利用したが、これに限らず、羽根車１２によって吐き出される流体（例えば、水、空気など）を冷媒として利用してもよい。このように、各実施形態にかかる流体機械は、水または冷媒をくみ上げるあるいは吐き出すポンプあるいは発電装置であってもよい。また、駆動機の一例として電気を動力源とする電動機を対象に説明したが、これに限らず、油圧、空気圧、熱などを動力源とする機械（例えば、熱機関など）であってもよい。また、各実施形態では、ハウジング１６は、羽根車１２によって汲み上げられた流体が通る流路に、外表面が露出するように配置されているとして説明したが、羽根車１２によって吐き出された流体が通る流路に、外表面が露出するように配置されていてもよい。
【００６２】
なお、磁石Ｉ１、…、Ｉ４及び磁石Ｅ１、…、Ｅ１６は一例として希土類焼結磁石として説明したが、これに限ったものではない。
【００６３】
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１、２：水中ポンプ
１１：電動機
１１１：回転軸
１１２：電源ケーブル
１２：羽根車
１３、２３：変速装置
１４、２４：第１ロータ
１４１、２４１：鉄芯
Ｉ１、…、Ｉ４、Ｅ１、…、Ｅ１６：磁石
１５：第２ロータ
１６：ハウジング
１７−１、…、１７−１０：磁性体
１８−１、…、１８−１６：フィン
１９：ケーシング
２０：支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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