WO2017141477A1 - 回転電機およびポンプ - Google Patents

Abstract

高速回転が可能で耐腐食性を維持しつつ、小型化および低コスト化が可能な回転電機、およびこれを用いたポンプの提供を目的とする。　本発明の回転電機１１は、回転子２１１と、この回転子２１１を回転させるための磁界を発生させる固定子１００とを備え、回転子２１１が、シャフト２２１と、このシャフト２２１に装着され非磁性材料で形成された回転子コア２３１と、この回転子コア２３１の外周２３１ａ上に配設された永久磁石２５１と、少なくとも永久磁石２５１の外周の一部を覆うように配置され永久磁石２５１と回転子コア２３１とを一体的に保持する保持環２６１とを有する回転電機１１であって、回転子コア２３１には磁性部材２４１が埋設され、かつこの磁性部材２４１が回転子コア２３１の外周２３１ａに露出していないことを特徴とする。

Description

回転電機およびポンプ

　本発明は、回転電機およびこの回転電機を備えているポンプに関する。

　腐食性流体雰囲気中で高速回転が要求されるような回転電機では、磁束密度を高めて回転子の小径化が可能となるように、通常その回転子に鉄を多く含む磁性部材が取り付けられる。しかしながら上記磁性部材を用いる場合、鉄の腐食が問題となるためにその腐食を防止する必要がある。現在、この腐食を改善するものとして、回転子を気密および液密に保持可能なキャン構造を採用した回転電機、あるいは回転子の表面にニッケルめっき等の耐腐食性の金属被膜を直接形成した回転電機が開示されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

　このような回転電機においては、例えば特許文献１に開示のキャン構造を採用した回転電機では、強靱かつ肉薄の樹脂製キャンを用いることで回転子と固定子との間のギャップを狭めて磁気抵抗を低減することができ、これにより回転電機の出力低下を抑制することができる。

　また、ニッケルめっき等の金属被膜を形成した回転電機では、回転子の表面が上記金属被膜で覆われているので、切削性の改善を目的として鋼材中に添加されている硫黄や鉛等のパーティクルが飛散するのを防止することができると共に回転子の耐腐食性を向上させることができ、加えて金属被膜（薄膜）によるギャップの狭小化により磁気抵抗を低下させずに回転電機を小型化することができる。また、上記金属被膜に働く遠心力が小さいために高速回転する回転子への適用が容易である。

特開２００７－４９８６６号公報 特開２０１５－３５９４５号公報

　しかしながら、上述したような強靱かつ肉薄の樹脂製キャンを用いた回転電機では、薄肉ながらキャンの肉厚分、回転子と固定子との間のギャップが大きくなり、キャンを備えていないモータと同等の出力を得るためには少なからず大型化をする必要がある。また、キャン構造を製作するためには、樹脂の射出成型などの工程が追加されるため、回転電機製造コストの増大が懸念される。

　一方、上述したような回転子に金属被膜を形成した回転電機においては、金属被膜の形成方法として通常めっき処理が行われるが、めっき処理後の金属被膜表面に腐食を誘発するピンホールができやすく、これを防止するための厚めっきは作業コストが増大するという問題がある。

　本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、高速回転が可能で耐腐食性を維持しつつ、小型化および低コスト化が可能な回転電機、およびこれを用いたポンプを提供することにある。

　本発明は、
（１）回転子と、この回転子を回転させるための磁界を発生させる固定子とを備え、
　前記回転子が、シャフトと、このシャフトに装着され非磁性材料で形成された回転子コア と、この回転子コアの外周上に配設された永久磁石と、少なくとも前記永久磁石の外周の一部を覆うように配置され前記永久磁石と前記回転子コアとを一体的に保持する保持環とを有する回転電機であって、
　前記回転子コアには磁性部材が埋設され、かつこの磁性部材が前記回転子コアの外周に露出していないことを特徴とする回転電機、
（２）回転子と、この回転子を回転させるための磁界を発生させる固定子とを備え、
　前記回転子が、シャフトと、このシャフトに装着され非磁性材料で形成された回転子コアと、この回転子コアの外周上に配設された永久磁石と、少なくとも前記永久磁石の外周の一部を覆うように配置され前記永久磁石と前記回転子コアとを一体的に保持する保持環とを有する回転電機であって、
　前記回転子コアと前記永久磁石との間に磁性部材が挟持され、かつこの磁性部材が前記回転子コアおよび前記永久磁石の外周に露出していないことを特徴とする回転電機、
（３）磁性部材が、回転子コアにおけるシャフトの回転軸方向の両端に露出していない前記（１）または（２）に記載の回転電機、
（４）シャフトと回転子コアとが一体として形成されている前記（１）から（３）のいずれか１項に記載の回転電機、
（５）周方向に隣り合う永久磁石どうしの間に装着され、回転子コアとは別体として形成されたスペーサ部材を備えている前記（１）から（４）のいずれか１項に記載の回転電機、
（６）スペーサ部材が磁性材料で形成されている前記（５）に記載の回転電機、および
（７）前記（１）から（６）のいずれか１項に記載の回転電機を備えているポンプ
に関する。

　なお、本明細書において、「外周に露出していない」とは、回転軸方向の両端部を除く径方向の外周に露出していないことを意味している。

　本発明は、高速回転が可能で耐腐食性を維持しつつ、小型化および低コスト化が可能な回転電機、およびこれを用いたポンプを提供することができる。

本発明の回転電機の第１の実施形態の一部を示す概略断面図である。 本発明の回転電機の第２の実施形態の一部を示す概略断面図である。 本発明の回転電機の第４の実施形態の一部を示す概略断面図である。 本発明の回転電機の第５の実施形態の一部を示す概略断面図である。 本発明の回転電機の第６の実施形態の一部を示す概略斜視図である。 本発明の回転電機の第７の実施形態の一部を示す概略断面図である。 本発明の回転電機の第８の実施形態の一部を示す概略断面図である。 本発明の回転電機の第９の実施形態の一部を示す概略断面図である。 本発明のポンプの第１０の実施形態を示す概略正面図である。

＜回転電機（１）＞
　本発明の回転電機は、回転子と、この回転子を回転させるための磁界を発生させる固定子とを備え、前記回転子が、シャフトと、このシャフトに装着され非磁性材料で形成された回転子コアと、この回転子コアの外周上に配設された永久磁石と、少なくとも前記永久磁石の外周の一部を覆うように配置され前記永久磁石と前記回転子コアとを一体的に保持する保持環とを有する回転電機であって、前記回転子コアには磁性部材が埋設され、かつこの磁性部材が前記回転子コアの外周に露出していないことを特徴とする。

　当該回転電機（１）は、回転子コアには磁性部材が埋設され、かつこの磁性部材が上記回転子コアの外周に露出していないので、磁性部材の露出による腐食を防止することができ、その結果、高速回転が可能で耐腐食性を維持しつつ、小型化および低コスト化が可能な回転電機を提供することができる。

　以下、当該回転電機（１）における第１の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。

［第１の実施形態］
　図１は、本発明の回転電機の第１の実施形態の一部を示す概略断面図である。当該回転電機１１は、図１に示すように、概略的に、固定子１００と、回転子２１１と、図示していないフレームとにより構成されている。

　固定子１００は、継鉄部１２０から後述するシャフト２２１の回転軸ｃに向かって突出した複数のティース１３０を備える固定子コア１１０と、ティース１３０それぞれの周りを巻き回した巻線１４０とを有している。この巻線１４０は、当該巻線１４０内に電流を流すことで複数の磁極を電気的に作り出すことができ、上記電流を交流電流とすることで固定子１００の内部空間に回転磁界を形成することができる。なお、巻線１４０の巻回し態様は、複数のティース１３０を跨いで巻回す分布巻であってもよく、各ティース１３０の周りの巻回す集中巻であってもよく、その他の巻回し態様であってもよい。また、上記巻線１４０の巻回し態様が分布巻である場合、短節巻および全節巻のいずれであっても採用することができる。

　回転子２１１は、シャフト２２１、回転子コア２３１、磁性部材２４１、永久磁石２５１および保持環２６１を有している。

　シャフト２２１は、回転電機１１の回転軸ｃを構成するものであり、回転運動に係る動力を回転電機１１の外部に伝達する。

　回転子コア２３１は、シャフト２２１に装着され非磁性材料で形成されている。具体的には、回転子コア２３１は、例えば、接着、溶接、焼き嵌め等の方法を用いてシャフト２２１に固定することで装着されている。また、回転子コア２３１には、後述する磁性部材２４１を埋設するための空隙２３１ｂが形成されている。

　回転子コア２３１を構成する非磁性材料としては、非磁性である限り特に限定されないが、機械的強度および耐腐食性を向上させる観点から、クロム、モリブデン、ニッケル等を添加した高耐食ステンレス鋼、およびニッケル合金が好ましい。

　なお、上述のシャフト２２１および／または回転子コア２３１は、例えば、円柱状の部材を削り出すことで形成することができ、これによれば製造コストをさらに低減することができる。

　磁性部材２４１は、回転子２１１の磁束密度を高めるものである。回転子２１１が磁性部材２４１を有することで、当該磁性部材２４１に隣接する永久磁石２５１の磁石磁束量を増大することができるので、当該磁性部材２４１を有しない回転子と比較してトルク密度を高めることができる。その結果、回転子２１１を小型化（小径化）して遠心力に対する堅牢性を高めることができ、回転子２１１の高速回転化を図ることができる。

　この磁性部材２４１は、回転子コア２３１に埋設されており、かつ回転子コア２３１の外周２３１ａに露出していない。具体的には、図１に示すように、上述した回転子コア２３１の空隙２３１ｂにおける回転軸ｃに垂直な断面形状と同じ断面形状を有する磁性部材２４１が、その周囲を回転子コア２３１で囲繞されかつ上記空隙２３１ｂ内に密接するように埋設（挿嵌）されている。なお、磁性部材２４１は回転子コア２３１における回転軸方向の両端部においてもエンドブラケット（不図示）等を用いて閉塞され、磁性部材２４１全体が密閉されていることが好ましい。

　磁性部材２４１の固定方法としては特に限定されないが、例えば、回転子コア２３１との接着剤による接合等の方法を採用することができる。

　磁性部材２４１に用いる材料としては、例えば、鉄やケイ素鋼等の軟磁性材料を採用することができる。また、磁性部材２４１の形状としては、高速回転時の堅牢性を高める観点からは一体成形されたブロック構造が好ましく、磁性部材２４１内の渦電流損を抑制する観点からは複数枚の鋼板を用いた積層構造が好ましい。

　永久磁石２５１は、回転子コア２３１の外周２３１ａ上に複数配設され、固定子１００近傍に複数の磁極を形成する。これにより上記磁極と固定子１００の作る回転磁界とが相互作用することで、回転子２１１が回転する。

　永久磁石２５１を構成する材料としては、磁極を形成する限り特に限定されず、例えば、フェライト系、ネオジム系、サマリウムコバルト系等の材料を採用することができる。なお、ネオジム系の材料を使用する場合、耐腐食性を高める観点から、永久磁石２５１の表面にニッケルめっき処理を施すことが好ましい。

　保持環２６１は、少なくとも永久磁石２５１の外周の一部を覆うように配置され永久磁石２５１と回転子コア２３１とを一体的に保持する。これにより、回転子２１１の回転に伴う遠心力による永久磁石２５１の回転子２１１からの乖離を防止することができる。本実施形態では、永久磁石２５１および回転子コア２３１に接してこれらを覆うスリーブ状の保持環２６１が例示されている。

　保持環２６１に用いる材料としては、回転子２１１の耐久性を考慮し、耐腐食性の材料で形成されていることが好ましい。なお、永久磁石２５１等を保持する方法は特に限定されず、例えば、焼き嵌め、接着剤を用いた固定方法等を採用することができる。

　フレーム（不図示）は、回転子２１１を軸支すると共に、回転子２１１および固定子１００を一体的に保持するものである。

　このように、当該回転電機１１は、腐食し易い磁性部材２４１が耐腐食性のある非磁性の回転子コア２３１に埋設され、かつこの磁性部材２４１が回転子コア２３１の外周２３１ａに露出していないので、当該回転電機１１は、磁性部材２４１による高速回転が可能であると共に、回転子コアの外周に露出した磁性部材を保持環で覆う構成の回転電機と比較して、磁性部材の露出低減により耐腐食性を維持することができ、しかも磁性部材２４１を回転子コア２３１に埋設するという簡易な構成により、従来のキャン構造や金属被膜を有する回転電機と比較して、製造コストを低減することができる。また、キャン構造を採用しない分、回転電機を小型化することができる。

＜回転電機（２）＞
　本発明の回転電機は、回転子と、この回転子を回転させるための磁界を発生させる固定子とを備え、前記回転子が、シャフトと、このシャフトに装着され非磁性材料で形成された回転子コアと、この回転子コアの外周上に配設された永久磁石と、少なくとも前記永久磁石の外周の一部を覆うように配置され前記永久磁石と前記回転子コアとを一体的に保持する保持環とを有する回転電機であって、前記回転子コアと前記永久磁石との間に磁性部材が挟持され、かつこの磁性部材が前記回転子コアおよび前記永久磁石の外周に露出していないことを特徴とする。

　当該回転電機（２）は、回転子コアと永久磁石との間に磁性部材が挟持され、かつこの磁性部材が上記回転子コアおよび上記永久磁石の外周に露出していないので、磁性部材の露出による腐食を防止することができ、その結果、高速回転が可能で耐腐食性を維持しつつ、小型化および低コスト化が可能な回転電機を提供することができる。

　以下、当該回転電機（２）における実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。なお、後述する各実施形態において、同様の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

［第２の実施形態］
　図２は、本発明の回転電機の第２の実施形態の一部を示す概略断面図である。当該回転電機１２は、概略的に、図２に示す固定子１００および回転子２１２と、図示していないフレームとにより構成されている。当該回転電機１２は、第１の実施形態と回転子の構成が異なっている。なお、本実施形態における固定子１００およびフレームは、それぞれ第１の実施形態のものと同様である。

　回転子２１２は、シャフト２２１、回転子コア２３２、磁性部材２４２、永久磁石２５２および保持環２６１を有している。なお、シャフト２２１および保持環２６１は、それぞれ第１の実施形態のものと同様である。

　本実施形態では、回転子コア２３２と永久磁石２５２との間に磁性部材２４２が挟持され、かつこの磁性部材２４２が回転子コア２３２および永久磁石２５２の外周に露出していない。

　回転子コア２３２は、永久磁石２５２側の外周の一部であってシャフト２２１の回転軸ｃ方向に沿うように凹部２３２ａが設けられており、この凹部２３２ａにおける回転軸ｃに垂直な断面形状と同じ断面形状を有する磁性部材２４２が上記凹部２３２ａ内に密接するように埋設（挿嵌）されている。この磁性部材２４２は、回転子コア２３２における回転軸ｃ方向の両端部を除いて回転子コア２３２および永久磁石２５２から露出しないように永久磁石２５２により閉塞されている。なお、磁性部材２４２は、上記両端部においてもエンドブラケット（不図示）等を用いて閉塞され、磁性部材２４２全体が密閉されていることが好ましい。

　このように、当該回転電機１２は、腐食し易い磁性部材２４２が耐腐食性のある回転子コア２３２と永久磁石２５２との間に挟持され、かつこの磁性部材２４２が回転子コア２３２および永久磁石２５２の外周に露出していないので、当該回転電機１２は、磁性部材２４２による高速回転が可能であると共に、回転子コアの外周に露出した磁性部材を保持環で覆う構成の回転電機と比較して、磁性部材２４２の露出低減により耐腐食性を維持することができ、しかも磁性部材２４２を回転子コア２３２と永久磁石２５２との間に挟持するという簡易な構成により、従来のキャン構造や金属被膜を有する回転電機と比較して、製造コストを低減することができる。また、キャン構造を採用しない分、回転電機を小型化することができる。

　また、当該回転電機１２は、磁性部材２４２と永久磁石２５２とが回転軸ｃの径方向において接触しているので、保持環２６１により簡易な構成で永久磁石２５２および磁性部材２４２を同時に回転子コア２３２に固定することができ、低コストで回転子２１２および回転電機１２を生産することができる。

［第３の実施形態］
　第３の実施形態における回転電機は、図示していないが、概略的に、固定子、回転子およびフレームにより構成されている。当該回転電機は、第２の実施形態とシャフトおよび回転コアの構成が異なっている。なお、本実施形態における固定子、フレーム、磁性部材、永久磁石および保持環は、それぞれ第２の実施形態のものと同様である。

　当該回転電機では、シャフトと回転子コアとが一体として形成されている。これにより、シャフトおよび回転子コアを一括して形成することができ、製造コストを低減することができると共に、シャフトと回転子コアとが一体である分、回転子の強度を高めることができ、例えば高速回転時の信頼性を向上させることができる。

　本実施形態における回転電機は、シャフトと回転子コアとが非磁性材料で構成されており、例えば、非磁性の棒材を旋盤等で切削加工することにより形成することができる。この非磁性材料としては、例えば、上記＜回転電機（１）＞の項において回転子コア２３１を構成する非磁性材料として例示した非磁性材料と同様の材料等を例示することができる。

［第４の実施形態］
　図３は、本発明の回転電機の第４の実施形態の一部を示す概略断面図である。当該回転電機１４は、第２の実施形態と回転子の構成が異なっている。当該回転電機１４の回転子２１４は、図３に示すように、シャフト２２１、回転子コア２３４、磁性部材２４２、永久磁石２５２、スペーサ部材２７０および保持環２６１を有している。なお、固定子１００、フレーム、シャフト２２１、磁性部材２４２および保持環２６１は、それぞれ第２の実施形態のものと同様である。

　当該回転電機１４の回転子２１４は、スペーサ部材２７０を備え、このスペーサ部材２７０が周方向に隣り合う永久磁石２５２どうしの間に装着され、回転子コア２３４とは別体として形成されている。本実施形態で例示するスペーサ部材２７０は、具体的には、永久磁石２５２と共に回転子コア２３４の外周２３４ｂで形成される円筒状の仮想面上に沿うように配設され、永久磁石２５２と同一厚みの断面視円弧状に形成されている。なお、スペーサ部材２７０は、一体物であっても複数の小部材を接着剤等で接合した多体物であってもよい。

　このように当該回転電機１４がスペーサ部材２７０を備えていることで、たとえ永久磁石２５２の極弧度（極ピッチに対する永久磁石の極幅の割合）を設計変更する場合であっても、永久磁石の極弧度に応じて回転子コア２３４の形状を変更する必要がなく、回転子コア２３４を供用できる分、スペーサ部材２７０の寸法変更により容易に上記設計変更を行うことができる。これにより、永久磁石２５２の極弧度の設計変更に応じた回転子コア２３４の生産ラインの変更が不要となるため、回転子２１４および回転電機１４を低コストで生産することができる。

　スペーサ部材２７０を構成する材料としては、特に限定されないが、耐腐食性を有する材料が好ましい。この耐腐食性を有する材料としては、磁性材であっても非磁性材であってもよく、母材自体に耐腐食性がない場合であってもその表面をめっき処理等施すことで耐腐食性が付与されていればよい。上記めっき処理によれば、回転子全体のめっき処理に比べて低コストで耐腐食性を付与することができる。また、スペーサ部材２７０を構成する材料は、回転子コア２３４と同一の材料であっても異なる材料であってもよい。

　また、スペーサ部材２７０が磁性材料で形成されていることも好ましい。このようにスペーサ部材２７０が磁性材料で形成されていることで、回転子２１４の磁気抵抗が回転角依存性をもつこととなるのでリラクタンストルクを利用することができ、スペーサ部材２７０に非磁性材を使用したときに比べて回転電機１４の出力をより高めることができ、結果として回転子２１４の小型化（小径化）により高速回転化を図ることができる。

［第５の実施形態］
　図４は、本発明の回転電機の第５の実施形態の一部を示す概略断面図である。当該回転電機１５は、第４の実施形態と回転子の構成が異なっている。当該回転電機１５の回転子２１５は、図４に示すように、シャフト２２１、回転子コア２３５、磁性部材２４２、永久磁石２５２および保持環２６１を有している。なお、固定子１００、フレーム、シャフト２２１、磁性部材２４２、永久磁石２５２および保持環２６１は、それぞれ第４の実施形態のものと同様である。

　当該回転電機１５の回転子２１５は、図４に示すように、回転子コア２３５の径方向に２段の凹部２３５ａが設けられ、上記２段の凹部２３５ａのうちの回転軸ｃ側の凹部２３５ａに磁性部材２４２が収納されていると共に、外周方向側の凹部２３５ａに永久磁石２５２が磁性部材２４２に密接するように収納されている。ここで、上記２段の凹部２３５ａは、磁性部材２４２および永久磁石２５２のそれぞれが回転子コア２３５に対して固定されかつ位置決めできるように挿嵌されている。

　このように当該回転電機１５の回転子２１５が形成されていることで、永久磁石２５２および磁性部材２４２を回転子コア２３５で位置決めすることができる。また、回転子コア２３５は２段の凹部２３５ａを有する簡易な構成であるので、回転子２１５および回転電機１５を低コストで生産することができる。

［第６の実施形態］
　図５は、本発明の回転電機の第６の実施形態の一部を示す概略斜視図である。当該回転電機１６は、第２の実施形態と回転子の構成が異なっている。当該回転電機１６の回転子２１６は、図５に示すシャフト２２１および回転子コア２３６と、図示していない磁性部材、永久磁石および保持環とを有している。なお、固定子１００、フレーム、シャフト２２１、永久磁石および保持環は、それぞれ第２の実施形態のものと同様である。

　当該回転電機１６の回転子２１６は、磁性部材が、回転子コア２３６におけるシャフト２２１の回転軸方向の両端２３６ｂに露出していないように構成されている。具体的には、磁性部材を収納するための凹部２３６ａが回転子コア２３６における回転軸ｃ方向の両端２３６ｂを除く部位に設けられており、この凹部２３６ａ内に磁性部材が収納（挿嵌）されている。なお、本実施形態の構成では、磁性部材が露出しないように永久磁石により閉塞されていればよく、永久磁石の回転軸方向の長さは、磁性部材の長さと同じであっても、磁性部材の長さより長くてもよい。

　このように当該回転電機１６の回転子２１６が形成されていることで、回転子コア２３６の径方向だけでなく回転軸ｃ方向の気密性および液密性を向上させることができ、雰囲気（特に腐食性流体雰囲気）による耐腐食性をより高めることができる。

［第７の実施形態］
　図６は、本発明の回転電機の第７の実施形態の一部を示す概略断面図である。当該回転電機１７は、第２の実施形態と回転子２１７の構成が異なっている。当該回転電機１７の回転子２１７は、図６に示すシャフト２２１、回転子コア２３７および磁性部材２４７と、図示していない永久磁石および保持環とを有している。なお、固定子１００、フレーム、シャフト２２１、永久磁石および保持環は、それぞれ第２の実施形態のものと同様である。

　当該回転電機１７の回転子２１７は、回転子コア２３７の凹部２３７ａの回転電機１７の回転軸ｃに垂直な断面形状において、回転子コア２３７の外周２３７ｂ側の開口両端２３７ｃを結ぶ線分の長さＡ１が、回転子コア２３７の回転軸ｃ側の底部両端２３７ｄを結ぶ線分の長さＢ１と同じかまたは長い（すなわちＡ１≧Ｂ１）ように形成されている。また、磁性部材２４７は、凹部２３７ａの上記断面形状と同じ断面形状を有するように形成され、上記凹部２３７ａ内に密接するように埋設（挿嵌）されている。

　このように当該回転電機１７の回転子２１７が形成されていることで、例えば回転子コア２３７を鋳造により形成する場合、回転子コア２３７と用いられる鋳型とが干渉することなく回転子コア２３７を鋳型を引き抜くことができ、その結果、１つの鋳型を繰り返し用いて複数の回転子コア２３７を鋳造することができ、回転子２１７および回転電機１７を低コストで生産することができる。

［第８の実施形態］
　図７は、本発明の回転電機の第８の実施形態の一部を示す概略断面図である。当該回転電機１８は、第２の実施形態と回転子の構成が異なっている。当該回転電機１８の回転子２１８は、図７に示すシャフト２２１、回転子コア２３８および磁性部材２４８と、図示していない永久磁石および保持環とを有している。なお、固定子、フレーム、シャフト２２１、永久磁石および保持環は、それぞれ第２の実施形態のものと同様である。

　当該回転電機１８の回転子２１８は、回転子コア２３８の凹部２３８ａの回転電機１８の回転軸ｃに垂直な断面形状が、回転軸ｃ側に向かって凸状に膨出するように形成されている。具体的には、図７に示すように、例えば上記断面形状が回転軸ｃ側に角部２３８ｂを有する場合、この角部２３８ｂにおける回転子コア２３８と磁性部材２４８との接触角（内角）が９０°よりも大きくなるように形成されている。また、磁性部材２４８は、凹部２３８ａの上記断面形状と同じ断面形状を有するように形成され、上記凹部２３８ａ内に密接するように埋設（挿嵌）されている。

　このように当該回転電機１８の回転子２１８が形成されていることで、遠心力が回転子コア２３８に作用する際に、角部２３８ｂに集中する応力を軽減することができ、遠心力に対する堅牢性が向上することで回転子２１８を高速で回転させることができる。

［第９の実施形態］
　図８は、本発明の回転電機の第９の実施形態の一部を示す概略断面図である。当該回転電機１９は、第２の実施形態と回転子の構成が異なっている。当該回転電機１９の回転子２１９は、図８に示すシャフト２２１、回転子コア２３９および磁性部材２４９と、図示していない永久磁石および保持環とを有している。なお、固定子、フレーム、シャフト２２１、永久磁石および保持環は、それぞれ第２の実施形態のものと同様である。

　当該回転電機１９の回転子２１９は、図８に示すように、回転子コア２３９の凹部２３９ａの回転電機１９の回転軸ｃに垂直な断面形状において、回転子コアの２３９外周２３９ｂ側の開口両端２３９ｃを結ぶ線分の長さＡ２が、回転子コア２３９の回転軸ｃ側の底部両端２３９ｄを結ぶ線分の長さＢ２よりも短い（すなわちＡ２＜Ｂ２）ように形成されている。また、磁性部材２４９は、凹部２３９ａの上記断面形状と同じ断面形状を有するように形成され、上記凹部２３９ａ内に密接するように埋設（挿嵌）されている。

　このように当該回転電機１９の回転子２１９が形成されていることで、磁性部材２４９に遠心力が作用する際に、回転子コア２３９と磁性部材２４９とが接触する部位の少なくとも一部において、磁性部材２４９には遠心力とは逆向きの反力が働くので、回転子２１９の回転中に、磁性部材２４９が保持環を回転軸ｃから離間する方向（放射方向）に押し出す力の少なくとも一部が回転子コア２３９に吸収される。その結果、保持環に作用する力の低減により保持環の厚みを低減することができ、材料削減による回転電機１９の低コスト化、回転子２１９と固定子とのギャップ長の短縮に起因する磁気抵抗の低減による高出力密度化、さらには回転子２１９の小径化による高速回転化を図ることができる。

＜ポンプ＞
　本発明のポンプは、当該回転電機を備えている。当該ポンプは、当該回転電機を電動機（駆動部）として使用することで流体を通流させるものであり、例えば、流体を輸送するポンプとして使用される。

　以下、当該ポンプにおける実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。

［第１０の実施形態］
　図９は、本発明のポンプの第１０の実施形態を示す概略正面図である。当該ポンプ２０は、図９に示すように、概略的に、流体ｆを強制的に通流させるポンプ本体２１と、このポンプ本体２１に軸回転運動を付与することで駆動させる回転電機１１とにより構成されている。

　ポンプ本体２１としては、流体を強制的に通流することができれば特に限定されず、例えば、遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプなどのターボ型ポンプ、容積ポンプ等を採用することができる。また、回転電機としては、例えば、上述した回転電機１１等を採用することができる。

　このように、当該ポンプ２０は、当該回転電機１１を備えているので、高速回転による高出力および耐腐食性による高信頼性を維持しつつ、小型化および低コスト化が可能なポンプ２０を提供することができる。また、当該ポンプ２０は上述した耐腐食性等を有する回転電機１１を備えているので、この回転電機１１を腐食性のガスおよび腐食性の液体のいずれの腐食性流体雰囲気に晒されてもよく、腐食性流体雰囲気用のポンプとして好適に用いることができる。

　なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

　例えば、第１の実施形態では、回転子コアに磁性部材が埋設され、かつこの磁性部材が回転子コアの外周に露出していない回転電機の構成として、図１に示す周囲を回転子コア２３１で囲繞された空隙２３１ｂ内に密接するように埋設（挿嵌）された磁性部材２４１について説明したが、シャフト２２１側に開口し当該シャフト２２１の回転軸方向に沿うように設けられた凹部（不図示）を有する回転軸コアに磁性部材が収納されている回転電機であってもよい。

　また、＜ポンプ＞の項では、当該ポンプが備える回転電機として回転電機１１を例示してい説明したが、これに限定されるものではく、本発明の回転電機であればいずれのものであっても適用することができる。

　１１～１９　回転電機
　２０　ポンプ
　１００　固定子
　２１１～２１９　回転子
　２２１　シャフト
　２３１～２３９　回転子コア
　２３１ａ～２３９ａ　凹部
　２４１～２４９　磁性部材
　２５１、２５２　永久磁石
　２６１　保持環
　ｃ　回転軸

Claims (7)

1. 　回転子と、この回転子を回転させるための磁界を発生させる固定子とを備え、
   　前記回転子が、シャフトと、このシャフトに装着され非磁性材料で形成された回転子コアと、この回転子コアの外周上に配設された永久磁石と、少なくとも前記永久磁石の外周の一部を覆うように配置され前記永久磁石と前記回転子コアとを一体的に保持する保持環とを有する回転電機であって、
   　前記回転子コアには磁性部材が埋設され、かつこの磁性部材が前記回転子コアの外周に露出していないことを特徴とする回転電機。
2. 　回転子と、この回転子を回転させるための磁界を発生させる固定子とを備え、
   　前記回転子が、シャフトと、このシャフトに装着され非磁性材料で形成された回転子コアと、この回転子コアの外周上に配設された永久磁石と、少なくとも前記永久磁石の外周の一部を覆うように配置され前記永久磁石と前記回転子コアとを一体的に保持する保持環とを有する回転電機であって、
   　前記回転子コアと前記永久磁石との間に磁性部材が挟持され、かつこの磁性部材が前記回転子コアおよび前記永久磁石の外周に露出していないことを特徴とする回転電機。
3. 　磁性部材が、回転子コアにおけるシャフトの回転軸方向の両端に露出していない請求項１または請求項２に記載の回転電機。
4. 　シャフトと回転子コアとが一体として形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. 　周方向に隣り合う永久磁石どうしの間に装着され、回転子コアとは別体として形成されたスペーサ部材を備えている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 　スペーサ部材が磁性材料で形成されている請求項５に記載の回転電機。
7. 　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機を備えているポンプ。

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