特開 2023-125645 磁気浮上式電動機および磁気浮上式ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023125645

(43)【公開日】2023-09-07

(54)【発明の名称】磁気浮上式電動機および磁気浮上式ポンプ

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/09 20060101AFI20230831BHJP

   F16C 32/04 20060101ALI20230831BHJP

   F04D 29/048 20060101ALI20230831BHJP

   F04D 29/058 20060101ALI20230831BHJP

【ＦＩ】

H02K7/09

F16C32/04 Z

F04D29/048

F04D29/058

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022029867

(22)【出願日】2022-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】504147243

【氏名又は名称】国立大学法人 岡山大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹本 真紹

【テーマコード（参考）】

3H130

3J102

5H607

【Ｆターム（参考）】

3H130AB12

3H130AB22

3H130AB42

3H130BA61E

3H130DA02X

3H130DB01X

3H130DB02X

3H130DB10X

3H130DB15X

3H130DD01Z

3H130DF01Z

3J102AA01

3J102BA03

3J102BA19

3J102CA40

3J102DA07

3J102DA11

3J102DA26

3J102DA28

3J102GA06

3J102GA13

5H607BB01

5H607BB07

5H607BB14

5H607BB26

5H607CC01

5H607CC03

5H607DD01

5H607DD02

5H607DD03

5H607DD16

5H607GG19

(57)【要約】

【課題】スラスト方向の１軸を能動制御する磁気浮上式電動機において、ラジアル方向の支持力を確保しつつ、スラスト方向の支持力を高める。
【解決手段】磁気浮上式電動機１０は、ケーシング１１に設けられた固定永久磁石部２０と、回転軸１２において固定永久磁石部２０と対向して設けられ固定永久磁石部２０との反発力により回転軸１２を軸線Ｃと直交するラジアル方向に非接触で支持する回転永久磁石部３０とを備える。固定永久磁石部２０は、ラジアル方向に着磁された一対の第１固定永久磁石２１と、ラジアル方向において第１固定永久磁石２１と逆向きに着磁された一対の第２固定永久磁石２２とを有する。回転永久磁石部３０は、ラジアル方向において第１固定永久磁石２１と逆向きに着磁された一対の第１回転永久磁石３１と、ラジアル方向において第２固定永久磁石２２と逆向きに着磁された一対の第２回転永久磁石３２とを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性体からなるケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、所定の軸線回りに回転可能な回転軸と、
前記ケーシングに設けられた固定子、および前記固定子と対向して前記回転軸に設けられた回転子を有するモータ部と、
前記ケーシングに設けられた固定永久磁石部と、
前記回転軸において前記固定永久磁石部と対向して設けられ、前記固定永久磁石部との反発力によって前記回転軸を前記軸線と直交するラジアル方向に非接触で支持する回転永久磁石部と、
前記ケーシングに設けられ、前記軸線回りに巻回された支持コイルと、
前記支持コイルに付与される電流を制御し、前記支持コイルによって生じる磁束を前記固定永久磁石部および前記回転永久磁石部の各磁束に重畳させて前記軸線に沿うスラスト方向の支持力を前記回転軸に作用させる制御部と、を備え、
前記固定永久磁石部は、
前記固定子を挟んで前記スラスト方向に一対配置され、前記ラジアル方向に着磁された環状の第１固定永久磁石と、
前記各第１固定永久磁石の前記固定子側に配置され、前記ラジアル方向において前記第１固定永久磁石と逆向きに着磁された一対の環状の第２固定永久磁石と、
を有し、
前記回転永久磁石部は、
一対の前記第１固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記ラジアル方向において前記第１固定永久磁石と逆向きに着磁された一対の環状の第１回転永久磁石と、
一対の前記第２固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記ラジアル方向において前記第２固定永久磁石と逆向きに着磁された一対の環状の第２回転永久磁石と、を有する、磁気浮上式電動機。

【請求項2】

前記固定永久磁石部は、
前記各第１固定永久磁石の前記固定子側に隣接して配置されるとともに、前記各第２固定永久磁石の前記固定子側と反対側に隣接して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁された一対の環状の第３固定永久磁石をさらに有し、
前記回転永久磁石部は、
一対の前記第３固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁されるともに、対向する前記第３固定永久磁石と同向きに着磁された一対の環状の第３回転永久磁石をさらに有する、請求項１に記載の磁気浮上式電動機。

【請求項3】

前記固定永久磁石部は、
前記各第１固定永久磁石の前記反対側に隣接して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁された一対の環状の第４固定永久磁石と、
前記各第２固定永久磁石の前記固定子側に隣接して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁された一対の環状の第５固定永久磁石と、をさらに有し、
前記各第４固定永久磁石は、隣接する前記第１固定永久磁石の前記固定子側に隣接している前記第３固定永久磁石と逆向きに着磁され、
前記各第５固定永久磁石は、隣接する前記第２固定永久磁石の前記反対側に隣接している前記第３固定永久磁石と逆向きに着磁されている、請求項２に記載の磁気浮上式電動機。

【請求項4】

前記回転永久磁石部は、
一対の前記第４固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁されるとともに、対向する前記第４固定永久磁石と同向きに着磁された一対の環状の第４回転永久磁石と、
一対の前記第５固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁されるとともに、対向する前記第５固定永久磁石と同向きに着磁された一対の環状の第５回転永久磁石と、をさらに有する、請求項３に記載の磁気浮上式電動機。

【請求項5】

移送流体の吸込口および吐出口を有するハウジングと、
前記ハウジングに設けられた、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁気浮上式電動機と、
前記回転軸における前記スラスト方向の一端部に設けられたインペラと、
前記回転軸側と前記ケーシング側との間を隔てる隔壁部と、を備える磁気浮上式ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気浮上式電動機および磁気浮上式ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

ケーシングに対して回転軸を機械的に接触させずに支持するベアリングレスモータとして、回転軸を磁気により浮上させて支持する磁気浮上式電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された磁気浮上式電動機は、ケーシングに対する回転軸の浮上位置を制御するために、スラスト方向の１軸（γ軸方向）とラジアル方向の４軸（α軸方向，β軸方向，α軸回り，β軸回り）をそれぞれ能動制御している。しかし、このような磁気浮上式電動機では、５軸それぞれを能動制御する必要があるので、製造コストが高くなる。そこで、スラスト方向の１軸だけを能動制御し、ラジアル方向の４軸を受動制御する、いわゆる１軸制御が検討されている。

【0003】

図２２は、従来の１軸制御が行われる磁気浮上式電動機の断面図である。この磁気浮上式電動機は、ケーシング９０と、ケーシング９０内に配置された回転軸９１およびモータ部９２と、を備えている。モータ部９２は、ケーシング９０内の軸方向中央部に設けられた固定子９２ａと、回転軸９１において固定子９２ａと対向する位置に設けられた回転子９２ｂと、を有している。

【0004】

前記磁気浮上式電動機は、ケーシング９０内に設けられた一対の支持コイル９３および一対の環状の固定永久磁石９４と、回転軸９１に取り付けられた一対の環状の回転永久磁石９５と、をさらに備えている。固定永久磁石９４は、ケーシング９０の軸方向両端に設けられている。回転永久磁石９５は、回転軸９１の軸方向両端において、固定永久磁石９４と対向して設けられている。互いに対向する固定永久磁石９４と回転永久磁石９５は、ラジアル方向に反発力が生じるように着磁されている。この反発力は、ケーシング９０に対して回転軸９１を非接触で支持するラジアル方向の支持力として、回転軸９１に作用する。

【0005】

支持コイル９３は、固定子９２ａの軸方向両側にそれぞれ配置され、回転軸９１回りの周方向に巻回されている。支持コイル９３に電流を付与すると、支持コイル９３によって生じる磁束が、固定永久磁石９４および回転永久磁石９５の各磁束に重畳されることによって、回転軸９１の軸方向両端における磁界の磁束密度に疎密が発生する。この磁束密度の疎密が発生することで、回転軸９１をスラスト方向に支持する支持力が発生する。以上により、支持コイル９３に付与する電流を制御することで、回転軸９１のスラスト方向の１軸を能動制御することができる。また、固定永久磁石９４と回転永久磁石９５との間で生じる反発力により、回転軸９１のラジアル方向の４軸を受動制御することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７－１５８３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記１軸制御が行われる磁気浮上式電動機を備えた磁気浮上式ポンプでは、ケーシング９０および回転軸９１を移送流体から保護するための隔壁が、固定永久磁石９４と回転永久磁石９５との間に配置される。このため、固定永久磁石９４と回転永久磁石９５とのギャップ（隙間）を大きく形成する必要がある。前記ギャップを大きくすると、固定永久磁石９４と回転永久磁石９５との反発力（磁力）が弱まり、回転軸９１のラジアル方向の支持力が低下してしまう。このため、前記ギャップを広くするには、回転軸９１のラジアル方向の支持力を確保するために、固定永久磁石９４と回転永久磁石９５との反発力を強くする必要がある。

【0008】

しかし、前記反発力を強くすると、固定永久磁石９４に対して回転永久磁石９５がスラスト方向の一方側へずれたときに、当該一方側へ回転軸９１を押し出す力が大きくなる。この押し出し力が、回転軸９１をスラスト方向に支持する支持力よりも大きくなると、回転軸９１をスラスト方向に支持することができなくなるおそれがある。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スラスト方向の１軸を能動制御する磁気浮上式電動機において、ラジアル方向の支持力を確保しつつ、スラスト方向の支持力を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）本発明は、磁性体からなるケーシングと、前記ケーシング内に配置され、所定の軸線回りに回転可能な回転軸と、前記ケーシングに設けられた固定子、および前記固定子と対向して前記回転軸に設けられた回転子を有するモータ部と、前記ケーシングに設けられた固定永久磁石部と、前記回転軸において前記固定永久磁石部と対向して設けられ、前記固定永久磁石部との反発力によって前記回転軸を前記軸線と直交するラジアル方向に非接触で支持する回転永久磁石部と、前記ケーシングに設けられ、前記軸線回りに巻回された支持コイルと、前記支持コイルに付与される電流を制御し、前記支持コイルによって生じる磁束を前記固定永久磁石部および前記回転永久磁石部の各磁束に重畳させて前記軸線に沿うスラスト方向の支持力を前記回転軸に作用させる制御部と、を備え、前記固定永久磁石部は、前記固定子を挟んで前記スラスト方向に一対配置され、前記ラジアル方向に着磁された環状の第１固定永久磁石と、前記各第１固定永久磁石の前記固定子側に配置され、前記ラジアル方向において前記第１固定永久磁石と逆向きに着磁された一対の環状の第２固定永久磁石と、を有し、前記回転永久磁石部は、一対の前記第１固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記ラジアル方向において前記第１固定永久磁石と逆向きに着磁された一対の環状の第１回転永久磁石と、一対の前記第２固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記ラジアル方向において前記第２固定永久磁石と逆向きに着磁された一対の環状の第２回転永久磁石と、を有する、磁気浮上式電動機である。

【0011】

本発明の磁気浮上式電動機によれば、第１固定永久磁石と第１回転永久磁石との反発力、および第２固定永久磁石と第２回転永久磁石との反発力により、回転軸をラジアル方向に非接触で支持することができる。これにより、従来の１組の固定永久磁石と１組の回転永久磁石との反発力だけで回転軸を支持する場合よりもラジアル方向の支持力を高めることができる。したがって、固定永久磁石部と回転永久磁石部とのギャップ（隙間）が大きくなっても、回転軸のラジアル方向の支持力を確保することができる。

【0012】

また、支持コイルによって生じる磁束は、固定子を挟んだスラスト方向両側それぞれにおいて、第１固定永久磁石および第２固定永久磁石のうちの一方の磁束に重畳されるとともに他方の磁束で相殺され、第１回転永久磁石および第２回転永久磁石のうちの一方の磁束に重畳されるとともに他方の磁束で相殺される。これにより、前記スラスト方向両側それぞれにおいて、磁界の磁束密度に疎密が発生する。その結果、支持コイルによって生じる磁束が、重畳された第１固定永久磁石および第２回転永久磁石の間（または重畳された第２固定永久磁石および第１回転永久磁石の間）を流れることで、回転軸をスラスト方向に支持する支持力を発生させることができる。

【0013】

また、支持コイルによって生じる磁束によりスラスト方向の支持力を回転軸に作用させる際に、固定永久磁石部では、第１（または第２）固定永久磁石→第２（または第１）固定永久磁石→回転永久磁石部とのギャップ→第１（または第２）固定永久磁石の順に流れるループ状の磁束が発生するので、第１および第２固定永久磁石からの漏洩磁束を低減することができる。同様に、回転永久磁石部では、第１（または第２）回転永久磁石→第２（または第１）回転永久磁石→固定永久磁石部とのギャップ→第１（または第２）回転永久磁石の順に流れるループ状の磁束が発生するので、第１および第２回転永久磁石からの各漏洩磁束を低減することができる。これにより、前記ギャップを流れる磁束の磁束密度が大きくなるので、スラスト方向の支持力を高めることができる。

【0014】

（２）前記固定永久磁石部は、前記各第１固定永久磁石の前記固定子側に隣接して配置されるとともに、前記各第２固定永久磁石の前記固定子側と反対側に隣接して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁された一対の環状の第３固定永久磁石をさらに有し、前記回転永久磁石部は、一対の前記第３固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁されるともに、対向する前記第３固定永久磁石と同向きに着磁された一対の環状の第３回転永久磁石をさらに有するのが好ましい。

【0015】

この場合、第３固定永久磁石と第３回転永久磁石との反発力により、回転軸のラジアル方向の支持力をさらに高めることができる。また、支持コイルによって生じる磁束によりスラスト方向の支持力を回転軸に作用させる際に、固定永久磁石部では、第３固定永久磁石により、第１（または第２）固定永久磁石から第２（または第１）固定永久磁石へ磁束が流れ易くなるので、第１および第２固定永久磁石からの漏洩磁束をさらに低減することができる。同様に、回転永久磁石部では、第３回転永久磁石により、第１（または第２）回転永久磁石から第２（または第１）回転永久磁石へ磁束が流れ易くなるので、第１および第２回転永久磁石からの各漏洩磁束をさらに低減することができる。これにより、前記ギャップを流れる磁束の磁束密度がさらに大きくなるので、スラスト方向の支持力をさらに高めることができる。

【0016】

（３）前記固定永久磁石部は、前記各第１固定永久磁石の前記反対側に隣接して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁された一対の環状の第４固定永久磁石と、前記各第２固定永久磁石の前記固定子側に隣接して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁された一対の環状の第５固定永久磁石と、をさらに有し、前記各第４固定永久磁石は、隣接する前記第１固定永久磁石の前記固定子側に隣接している前記第３固定永久磁石と逆向きに着磁され、前記各第５固定永久磁石は、隣接する前記第２固定永久磁石の前記反対側に隣接している前記第３固定永久磁石と逆向きに着磁されているのが好ましい。

【0017】

この場合、支持コイルによって生じる磁束によりスラスト方向の支持力を回転軸に作用させる際に、固定永久磁石部では、第４固定永久磁石→回転永久磁石部とのギャップ（または第１固定永久磁石）→第１固定永久磁石（または回転永久磁石部とのギャップ）→第４固定永久磁石の順に流れるループ状の磁束が発生する。また、固定永久磁石部では、第５固定永久磁石→回転永久磁石部とのギャップ（または第２固定永久磁石）→第２固定永久磁石（または回転永久磁石部とのギャップ）→第５固定永久磁石の順に流れるループ状の磁束が発生する。これにより、前記ギャップを流れる磁束の磁束密度がさらに大きくなるので、スラスト方向の支持力をさらに高めることができる。

【0018】

（４）前記回転永久磁石部は、一対の前記第４固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁されるとともに、対向する前記第４固定永久磁石と同向きに着磁された一対の環状の第４回転永久磁石と、一対の前記第５固定永久磁石それぞれと対向して配置され、前記スラスト方向において互いに逆向きに着磁されるとともに、対向する前記第５固定永久磁石と同向きに着磁された一対の環状の第５回転永久磁石と、をさらに有するのが好ましい。

【0019】

この場合、支持コイルによって生じる磁束によりスラスト方向の支持力を回転軸に作用させる際に、回転永久磁石部では、第４回転永久磁石→固定永久磁石部とのギャップ（または第１回転永久磁石）→第１回転永久磁石（または固定永久磁石部とのギャップ）→第４回転永久磁石の順に流れるループ状の磁束が発生する。また、回転永久磁石部では、第５回転永久磁石→固定永久磁石部とのギャップ（または第２回転永久磁石）→第２回転永久磁石（または固定永久磁石部とのギャップ）→第５回転永久磁石の順に流れるループ状の磁束が発生する。これにより、前記ギャップを流れる磁束の磁束密度がさらに大きくなるので、スラスト方向の支持力をさらに高めることができる。

【0020】

（５）他の観点からみた本発明は、移送流体の吸込口および吐出口を有するハウジングと、前記ハウジングに設けられた、前記（１）から（４）のいずれかに記載の磁気浮上式電動機と、前記回転軸における前記スラスト方向の一端部に設けられたインペラと、前記回転軸側と前記ケーシング側との間を隔てる隔壁部と、を備える磁気浮上式ポンプである。

【0021】

本発明の磁気浮上式ポンプによれば、上記磁気浮上式電動機と同様の作用効果を奏する。特に、磁気浮上式ポンプでは、回転軸側とケーシング側との間を隔てる隔壁部を配置するために、固定永久磁石部と回転永久磁石部とのギャップが大きくなるので、上記作用効果がより有効となる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、スラスト方向の１軸を能動制御する磁気浮上式電動機において、ラジアル方向の支持力を確保しつつ、スラスト方向の支持力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１実施形態に係る磁気浮上式ポンプの断面図である。

【図2】磁気浮上式電動機の一部を拡大した断面図である。

【図3】図２の支持コイルに電流を一方向に付与している状態を示す図である。

【図4】図２の支持コイルに電流を一方向に付与している状態を示す図である。

【図5】図２の支持コイルに電流を一方向に付与している状態を示す図である。

【図6】図２の支持コイルに電流を他方向に付与している状態を示す図である。

【図7】図２の支持コイルに電流を他方向に付与している状態を示す図である。

【図8】図２の支持コイルに電流を他方向に付与している状態を示す図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係る磁気浮上式電動機１０の一部を拡大した断面図である。

【図10】図９の支持コイルに電流を一方向に付与している状態を示す図である。

【図11】図９の支持コイルに電流を一方向に付与している状態を示す図である。

【図12】図９の支持コイルに電流を一方向に付与している状態を示す図である。

【図13】図９の支持コイルに電流を他方向に付与している状態を示す図である。

【図14】図９の支持コイルに電流を他方向に付与している状態を示す図である。

【図15】図９の支持コイルに電流を他方向に付与している状態を示す図である。

【図16】本発明の第３実施形態に係る磁気浮上式電動機１０の一部を拡大した断面図である。

【図17】図１６の支持コイルに電流を一方向に付与している状態を示す図である。

【図18】図１６の支持コイルに電流を他方向に付与している状態を示す図である。

【図19】本発明の第４実施形態に係る磁気浮上式電動機１０の一部を拡大した断面図である。

【図20】図１９の支持コイルに電流を一方向に付与している状態を示す図である。

【図21】図１９の支持コイルに電流を他方向に付与している状態を示す図である。

【図22】従来の１軸制御が行われる磁気浮上式電動機の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
［磁気浮上式ポンプ］
図１は、本発明の第１実施形態に係る磁気浮上式ポンプの断面図である。図１において、本実施形態の磁気浮上式ポンプ１（以下、単に「ポンプ１」ともいう）は、例えば遠心ポンプからなる。ポンプ１は、ハウジング２と、ポンプ部５と、磁気浮上式電動機１０（以下、単に「電動機１０」ともいう）と、を備えている。なお、本明細書では、電動機１０の軸線Ｃに沿う方向を「軸方向」といい、図１の左側を「軸方向一方側」、図１の右側を「軸方向他方側」という（図２～図２１も同様）。

【0025】

ハウジング２は、第１ハウジング３と、第１ハウジング３の軸方向一方側に設けられた第２ハウジング４と、を有している。第１ハウジング３は、軸線Ｃを中心として略有底円筒状に形成されている。具体的には、第１ハウジング３は、円筒部３ａと、円筒部３ａの軸方向一方側に固定された環状の第１壁部３ｂと、円筒部３ａの軸方向他方側に固定された円板状の第２壁部３ｃと、を有している。

【0026】

第２ハウジング４は、軸線Ｃを中心として略円筒状に形成されている。第２ハウジング４の軸方向他方側の端部は、第１ハウジング３の第１壁部３ｂに連結されている。第２ハウジング４の軸方向一方側の端部には、移送流体を吸い込む吸込口４ａが形成されている。第２ハウジング４の外周面には、移送流体を吐出する吐出口４ｂが形成されている。

【0027】

ポンプ部５は、インペラ６と、隔壁部７と、によって構成されている。インペラ６は、第１ハウジング３内と第２ハウジング４内とに跨って配置されている。インペラ６は、電動機１０の回転軸１２に一体回転可能に取り付けられている。インペラ６が回転軸１２と共に回転することで、吸込口４ａから吸い込まれた移送流体が、遠心力によって吐出口４ｂから吐出されるようになっている。

【0028】

隔壁部７は、電動機１０の回転軸１２側とケーシング１１側との間を隔てるものである。本実施形態の隔壁部７は、電動機１０の回転軸１２側に設けられた、円筒状の第１隔壁７ａと、環状の第２隔壁７ｂと、円筒状の第３隔壁７ｃと、を有している。第１隔壁７ａは、回転軸１２およびインペラ６の各内周面を覆っている。第２隔壁７ｂは、第１隔壁７ａの軸方向他端に固定されている。第２隔壁７ｂは、回転軸１２の軸方向他方側の端面を覆っている。第３隔壁７ｃは、電動機１０の回転軸１２側の構成部材（回転軸１２、回転子１５、および回転永久磁石部３０）を外側から覆っている。第３隔壁７ｃの軸方向一端部は、インペラ６により閉塞された状態で当該インペラ６に固定されている。第３隔壁７ｃの軸方向他端部は、第２隔壁７ｂの外周端に固定されている。これにより、第１～第３隔壁７ａ～７ｃは、インペラ６および回転軸１２と共に回転するようになっている。

【0029】

本実施形態の隔壁部７は、電動機１０のケーシング１１側に設けられた、有底円筒状の第４隔壁７ｄと、環状のフランジ７ｅと、をさらに有している。第４隔壁７ｄは、第３隔壁７ｃの径方向外側に配置されている。第４隔壁７ｄは、電動機１０のケーシング１１側の構成部材（ケーシング１１、固定子１４、支持コイル１７、および固定永久磁石部２０）を内側から覆っている。フランジ７ｅは、第４隔壁７ｄの軸方向一端部に設けられ、第１ハウジング３と第２ハウジング４との間に挟まれた状態で保持されている。これにより、第４隔壁７ｄおよびフランジ７ｅは、電動機１０のケーシング１１に固定されている。

【0030】

第１隔壁７ａの内周側、第２隔壁７ｂと第４隔壁７ｄの底面（軸方向他端面）との間、および第３隔壁７ｃの外周面と第４隔壁７ｄの内周面との間には、それぞれ移送流体が流れる流路８ａ，８ｂ，８ｃが連続して形成されている。流路８ａは、流路８ｃ，８ｂに流れた移送流体をインペラ６側に戻すためのスルーホールとして機能する。流路８ａ内を移送流体が流れることで、インペラ６による移送流体の圧送時に発生する軸方向の外乱力を抑制することができる。また、流路８ｃを流れる移送流体は，流体摩擦によって加熱されるが、その加熱された移送流体を、流路８ａを通過してインペラ６側に戻すことで、ポンプ部５内の温度が上昇するのを抑制することができる。さらに、第１隔壁７ａ～第４隔壁７ｄは、回転軸１２側およびケーシング１１側の各構成部材を、各流路８ａ，８ｂ，８ｃを流れる移送流体から保護している。

【0031】

［磁気浮上式電動機］
磁気浮上式電動機１０は、インペラ６を回転駆動させるものである。磁気浮上式電動機１０は、ケーシング１１、回転軸１２、モータ部１３、固定永久磁石部２０、回転永久磁石部３０、支持コイル１７、センサ１８、および制御部１９を備えている。センサ１８および制御部１９を除く磁気浮上式電動機１０の構成部材１１～１７は、ハウジング２内に設けられている。

【0032】

ケーシング１１は、磁性体によって構成されている。本実施形態のケーシング１１は、軸線Ｃを中心として円筒状に形成された磁性筒部１１ａと、磁性筒部１１ａの軸方向一方側に固定された環状の第１磁性壁部１１ｂと、磁性筒部１１ａの軸方向他方側に固定された環状の第２磁性壁部１１ｃと、を有している。

【0033】

磁性筒部１１ａの外周面は、第１ハウジング３の円筒部３ａの内周面に嵌合されている。第１磁性壁部１１ｂは、第１ハウジング３の第１壁部３ｂの内面に沿って配置されている。第２磁性壁部１１ｃは、第１ハウジング３の第２壁部３ｃの内面に沿って配置されている。第１磁性壁部１１ｂの内周側には、軸方向他方側に突出す略円筒状の支持部１１ｄが形成されている。同様に、第２磁性壁部１１ｃの内周側には、軸方向一方側に突出する円筒状の支持部１１ｅが形成されている。

【0034】

回転軸１２は、円筒状に形成された磁性体からなり、ケーシング１１内において軸線Ｃ回りに回転可能に配置される。回転軸１２の軸方向一端部は、第１磁性壁部１１ｂの支持部１１ｄ内に配置されている。回転軸１２の軸方向他端部は、第２磁性壁部１１ｃの支持部１１ｅ内に配置されている。回転軸１２の軸方向一方側の端面には、インペラ６が固定されている。これにより、回転軸１２を軸線Ｃ回りに回転させることで、インペラ６が軸線Ｃ回りに回転するようになっている。

【0035】

モータ部１３は、磁性筒部１１ａの内周面の軸方向中央部に設けられた固定子１４と、固定子１４と対向して回転軸１２の外周面に設けられた回転子１５と、を有している。固定子１４は、鉄等の磁性体からなる固定磁性部１４ａと、固定磁性部１４ａに巻回された巻線１４ｂと、を有している。回転子１５は、回転軸１２の周方向に沿って配置された複数の永久磁石１５ａを有している。固定子１４の巻線１４ｂは、制御部１９を介して電源（図示省略）に接続されている。固定子１４の巻線１４ｂに電流を付与すると、回転磁界が発生することで、回転子１５は回転軸１２と共を回転する。

【0036】

［固定永久磁石部］
図２は、磁気浮上式電動機１０の一部を拡大した断面図である。図２に示すように、固定永久磁石部２０は、ケーシング１１に設けられた複数の永久磁石によって構成されている。本実施形態の固定永久磁石部２０は、第１固定永久磁石２１と、第２固定永久磁石２２と、第３固定永久磁石２３と、第４固定永久磁石２４と、第５固定永久磁石２５と、を有している。各固定永久磁石２１，２２，２３，２４，２５は、環状に形成されている。各固定永久磁石２１，２２，２３，２４，２５の径方向の厚みは、同一である。

【0037】

第１固定永久磁石２１は、モータ部１３の固定子１４を挟んで、軸線Ｃに沿うスラスト方向（軸方向）に一対配置されている。一対の第１固定永久磁石２１は、スラスト方向一方側の支持部１１ｄの内周面に嵌合して固定された第１固定永久磁石２１Ａと、スラスト方向他方側の支持部１１ｅの内周面に嵌合して固定された第１固定永久磁石２１Ｂと、からなる。第１固定永久磁石２１は、軸線Ｃと直交するラジアル方向（径方向）に着磁されている。本実施形態では、第１固定永久磁石２１は、ラジアル方向の外周側がＮ極、ラジアル方向の内周側がＳ極となるように着磁されている。

【0038】

第２固定永久磁石２２は、各第１固定永久磁石２１の固定子１４側に離れて一対配置されている。一対の第２固定永久磁石２２は、第１固定永久磁石２１Ａのスラスト方向他方側に離れて配置された第２固定永久磁石２２Ａと、第３固定永久磁石２３Ｂのスラスト方向一方側に離れて配置された第２固定永久磁石２２Ｂと、からなる。第２固定永久磁石２２Ａは、支持部１１ｄの内周面に嵌合して固定されている。第２固定永久磁石２２Ｂは、支持部１１ｅの内周面に嵌合して固定されている。

【0039】

第２固定永久磁石２２は、ラジアル方向において第１固定永久磁石２１と逆向きに着磁されている。本実施形態では、第２固定永久磁石２２は、ラジアル方向の外周側がＳ極、ラジアル方向の内周側がＮ極となるように着磁されている。第２固定永久磁石２２のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第１固定永久磁石２１のスラスト方向の長さと同一である。

【0040】

第３固定永久磁石２３は、各第１固定永久磁石２１の固定子１４側に隣接するとともに、各第２固定永久磁石２２の固定子１４側と反対側（以下、反固定子１４側ともいう）に隣接して、一対配置されている。一対の第３固定永久磁石２３は、第１固定永久磁石２１Ａのスラスト方向他方側に隣接して配置された第３固定永久磁石２３Ａと、第１固定永久磁石２１Ｂのスラスト方向一方側に隣接して配置された第３固定永久磁石２３Ｂと、からなる。第３固定永久磁石２３Ａは、支持部１１ｄの内周面に嵌合して固定されている。第３固定永久磁石２３Ｂは、支持部１１ｅの内周面に嵌合して固定されている。

【0041】

第３固定永久磁石２３Ａ，２３Ｂは、スラスト方向において互いに逆向きに着磁されている。本実施形態では、第３固定永久磁石２３Ａは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるように着磁されている。第３固定永久磁石２３Ｂは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるように着磁されている。第３固定永久磁石２３のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第１固定永久磁石２１のスラスト方向の長さよりも短い。

【0042】

第４固定永久磁石２４は、各第１固定永久磁石２１の反固定子１４側に隣接して一対配置されている。一対の第４固定永久磁石２４は、第１固定永久磁石２１Ａのスラスト方向一方側に隣接して配置された第４固定永久磁石２４Ａと、第１固定永久磁石２１Ｂのスラスト方向他方側に隣接して配置された第４固定永久磁石２４Ｂと、からなる。第４固定永久磁石２４Ａは、支持部１１ｄの内周面に嵌合して固定されている。第４固定永久磁石２４Ｂは、支持部１１ｅの内周面に嵌合して固定されている。

【0043】

第４固定永久磁石２４Ａ，２４Ｂは、スラスト方向において互いに逆向きに着磁されている。また、第４固定永久磁石２４Ａは、自身に隣接する第１固定永久磁石２１Ａの固定子１４側に隣接している第３固定永久磁石２３Ａと逆向きに着磁されている。同様に、第４固定永久磁石２４Ｂは、自身に隣接する第１固定永久磁石２１Ｂの固定子１４側に隣接している第３固定永久磁石２３Ｂと逆向きに着磁されている。

【0044】

本実施形態では、第４固定永久磁石２４Ａは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるように着磁されている。第４固定永久磁石２４Ｂは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるように着磁されている。第４固定永久磁石２４のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第３固定永久磁石２３のスラスト方向の長さよりも短い。

【0045】

第５固定永久磁石２５は、各第２固定永久磁石２２の固定子１４側に隣接して一対配置されている。一対の第５固定永久磁石２５は、第２固定永久磁石２２Ａのスラスト方向他方側に隣接して配置された第５固定永久磁石２５Ａと、第２固定永久磁石２２Ｂのスラスト方向一方側に隣接して配置された第５固定永久磁石２５Ｂと、からなる。第５固定永久磁石２５Ａは、支持部１１ｄの内周面に嵌合して固定されている。第５固定永久磁石２５Ｂは、支持部１１ｅの内周面に嵌合して固定されている。

【0046】

第５固定永久磁石２５Ａ，２５Ｂは、スラスト方向において互いに逆向きに着磁されている。また、第５固定永久磁石２５Ａは、自身に隣接する第２固定永久磁石２２Ａの反固定子１４側に隣接している第３固定永久磁石２３Ａと逆向きに着磁されている。同様に、第５固定永久磁石２５Ｂは、自身に隣接する第２固定永久磁石２２Ｂの反固定子１４側に隣接している第３固定永久磁石２３Ｂと逆向きに着磁されている。

【0047】

本実施形態では、第５固定永久磁石２５Ａは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるように着磁されている。第５固定永久磁石２５Ｂは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるように着磁されている。第５固定永久磁石２５のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第４固定永久磁石２４のスラスト方向の長さと同一である。

【0048】

［回転永久磁石部］
回転永久磁石部３０は、固定永久磁石部２０と対向するように回転軸１２の外周面に設けられた複数の永久磁石によって構成されている。本実施形態の回転永久磁石部３０は、第１回転永久磁石３１と、第２回転永久磁石３２と、第３回転永久磁石３３と、を有している。各回転永久磁石３１，３２，３３は、環状に形成されている。各回転永久磁石３１，３２，３３の径方向の厚みは、同一である。

【0049】

第１回転永久磁石３１は、一対の第１固定永久磁石２１それぞれと対向するように一対配置されている。一対の第１回転永久磁石３１は、回転軸１２のスラスト方向一端部の外周面に嵌合して固定された第１回転永久磁石３１Ａと、回転軸１２のスラスト方向他端部の外周面に嵌合して固定された第１回転永久磁石３１Ｂと、からなる。第１回転永久磁石３１Ａは、第１固定永久磁石２１Ａと対向して配置されている。第１回転永久磁石３１Ｂは、第１固定永久磁石２１Ｂと対向して配置されている。

【0050】

第１回転永久磁石３１は、ラジアル方向において第１固定永久磁石２１と逆向きに着磁されている。本実施形態では、第１回転永久磁石３１は、ラジアル方向の外周側がＳ極、ラジアル方向の内周側がＮ極となるように着磁されている。第１回転永久磁石３１のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第１固定永久磁石２１のスラスト方向の長さよりも長い。これにより、第１回転永久磁石３１のＳ極は、第１固定永久磁石２１のＳ極、および第４固定永久磁石２４のＳ極と対向して配置されている。

【0051】

第２回転永久磁石３２は、一対の第２固定永久磁石２２それぞれと対向するように一対配置されている。一対の第２回転永久磁石３２は、第２固定永久磁石２２Ａに対向して配置される第２回転永久磁石３２Ａと、第２固定永久磁石２２Ｂに対向して配置される第２回転永久磁石３２Ｂと、からなる。第２回転永久磁石３２Ａは、第１回転永久磁石３１Ａのスラスト方向他方側に離れて配置され、回転軸１２の外周面に嵌合して固定されている。第２回転永久磁石３２Ｂは、第１回転永久磁石３１Ｂのスラスト方向一方側に離れて配置され、回転軸１２の外周面に嵌合して固定されている。

【0052】

第２回転永久磁石３２は、ラジアル方向において第２固定永久磁石２２と逆向きに着磁されている。本実施形態では、第２回転永久磁石３２は、ラジアル方向の外周側がＮ極、ラジアル方向の内周側がＳ極となるように着磁されている。第２回転永久磁石３２のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第２固定永久磁石２２のスラスト方向の長さよりも長い。これにより、第２回転永久磁石３２のＮ極は、第１固定永久磁石２１のＮ極、および第５固定永久磁石２５のＮ極と対向して配置されている。

【0053】

第３回転永久磁石３３は、一対の第３固定永久磁石２３それぞれと対向するように一対配置されている。一対の第３回転永久磁石３３は、第３固定永久磁石２３Ａに対向して配置される第３回転永久磁石３３Ａと、第３固定永久磁石２３Ｂに対向して配置される第３回転永久磁石３３Ｂと、からなる。第３回転永久磁石３３Ａは、第１回転永久磁石３１Ａのスラスト方向他方側に隣接するとともに第２回転永久磁石３２Ａのスラスト方向一方側に隣接して配置され、回転軸１２の外周面に嵌合して固定されている。第３回転永久磁石３３Ｂは、第１回転永久磁石３１Ｂのスラスト方向一方側に隣接するとともに第２回転永久磁石３２Ｂのスラスト方向他方側に隣接して配置され、回転軸１２の外周面に嵌合して固定されている。

【0054】

第３回転永久磁石３３Ａ，３３Ｂは、スラスト方向において互いに逆向きに着磁されている。また、第３回転永久磁石３３Ａは、対向する第３固定永久磁石２３Ａと同向きに着磁されている。同様に、第３回転永久磁石３３Ｂは、対向する第３固定永久磁石２３Ｂと同向きに着磁されている。本実施形態では、第３回転永久磁石３３Ａは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるように着磁されている。第３回転永久磁石３３Ｂは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるように着磁されている。第３回転永久磁石３３のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第３固定永久磁石２３のスラスト方向の長さよりも僅かに短い。

【0055】

以上の構成により、第１固定永久磁石２１と第１回転永久磁石３１との間、第２固定永久磁石２２と第２回転永久磁石３２との間、および第３固定永久磁石２３と第３回転永久磁石３３との間で、それぞれ反発力が作用する。また、第４固定永久磁石２４のＳ極と第１回転永久磁石３１のＳ極との間、および第５固定永久磁石２５のＮ極と第２回転永久磁石３２のＮ極との間で、それぞれ反発力が作用する。これらの反発力によって、互いに対向する第１～第５固定永久磁石２１～２５と第１～第３回転永久磁石３１～３３との間には、環状のギャップ（隙間）Ｇが形成される。そして、前記反発力が回転軸１２をラジアル方向に支持する支持力Ｆｒとして回転軸１２に作用する。これにより、回転軸１２は、支持力Ｆｒによりケーシング１１に対してラジアル方向に非接触で支持される。

【0056】

［支持コイル］
支持コイル１７は、回転軸１２にスラスト方向の支持力を作用させるためのものである。支持コイル１７は、ケーシング１１内においてモータ部１３の固定子１４を挟んでスラスト方向に一対設けられている。一対の支持コイル１７は、スラスト方向一方側において磁性筒部１１ａと第１磁性壁部１１ｂとの角部分に配置された支持コイル１７Ａと、スラスト方向他方側において磁性筒部１１ａと第２磁性壁部１１ｃとの角部分に配置された支持コイル１７Ｂと、からなる。

【0057】

支持コイル１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ固定子１４に対してスラスト方向に間隔をあけて配置されている。支持コイル１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ磁性筒部１１ａに沿って軸線Ｃ回りに巻回されている。支持コイル１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ制御部１９を介して電源（図示省略）に接続されている（図１参照）。

【0058】

［スラスト方向一方側の支持力］
図３～図５は、支持コイル１７に電流を一方向に付与している状態を示す図である。なお、便宜上、図３～図５における各固定永久磁石２１～２５および各回転永久磁石３１～３３には、各磁石内の磁束の向きを矢印で示している（図６～図８，図１０～図１５，図１７～図１８，図２０～図２１も同様）。図３に示すように、支持コイル１７に直流電流を図示の方向に付与すると、支持コイル１７よって磁束Ψｃ１が発生する。磁束Ψｃ１は、磁性筒部１１ａ、第１磁性壁部１１ｂ、スラスト方向一方側の固定永久磁石部２０、スラスト方向一方側の回転永久磁石部３０、回転軸１２、スラスト方向他方側の回転永久磁石部３０、スラスト方向他方側の固定永久磁石部２０、第２磁性壁部１１ｃ、磁性筒部１１ａの順にループ状に流れる。

【0059】

その際、磁束Ψｃ１は、スラスト方向一方側において、第１固定永久磁石２１Ａの磁束Ψ２１ａで相殺され、第２固定永久磁石２２Ａの磁束Ψ２２ａに重畳される。これにより、磁界の磁束密度は、第１固定永久磁石２１Ａで疎になり、第２固定永久磁石２２Ａで密になる。また、磁束Ψｃ１は、スラスト方向一方側において、第１回転永久磁石３１Ａの磁束Ψ３１ａにより重畳され、第２回転永久磁石３２Ａの磁束Ψ３２ａで相殺される。これにより、磁界の磁束密度は、第１回転永久磁石３１Ａで密になり、第２回転永久磁石３２Ａで疎になる。

【0060】

一方、磁束Ψｃ１は、スラスト方向他方側において、第１回転永久磁石３１Ｂの磁束Ψ３１ｂで相殺され、第２回転永久磁石３２Ｂの磁束Ψ３２ｂに重畳される。これにより、磁界の磁束密度は、第１回転永久磁石３１Ｂで疎になり、第２回転永久磁石３２Ｂで密になる。また、磁束Ψｃ１は、スラスト方向他方側において、第１固定永久磁石２１Ｂの磁束Ψ２１ｂに重畳され、第２固定永久磁石２２Ｂの磁束Ψ２２ｂで相殺される。これにより、磁界の磁束密度は、第１固定永久磁石２１Ｂで密になり、第２固定永久磁石２２Ｂで疎になる。

【0061】

以上のように、スラスト方向の一方側および他方側のそれぞれにおいて磁界の磁束密度に疎密が発生することで、磁束Ψｃ１の大部分は、図４に示すように流れる。すなわち、スラスト方向一方側における磁束Ψｃ１の大部分は、第２固定永久磁石２２Ａから第１回転永久磁石３１Ａに向かって流れるようになる。また、スラスト方向他方側における磁束Ψｃ１の大部分は、第２回転永久磁石３２Ｂから第１固定永久磁石２１Ｂに向かって流れるようになる。その結果、第１回転永久磁石３１Ａおよび第２回転永久磁石３２Ｂでは、これらの各外周面からギャップＧのスラスト方向他方側に向かって磁束Ψｃ１の磁束線が傾斜するので、回転軸１２には、前記磁束線が向いているスラスト方向他方側への支持力Ｆｓ１が作用する。

【0062】

本実施形態では、第１～第５固定永久磁石２１～２５および第１～第３回転永久磁石３１～３３によって支持力Ｆｓ１を高めることができる。その理由を図５を用いて説明する。図５に示すように、スラスト方向一方側では、第１～第３固定永久磁石２１Ａ～２３Ａの磁束Ψ２１ａ，Ψ２２ａ，Ψ２３ａにより、これらの固定永久磁石２１Ａ～２３Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２０ａが発生する。また、スラスト方向一方側では、第１～第３回転永久磁石３１Ａ～３３Ａの磁束Ψ３１ａ，Ψ３２ａ，Ψ３３ａにより、これらの回転永久磁石３１Ａ～３３Ａの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３０ａが発生する。さらに、スラスト方向一方側では、第２および第５固定永久磁石２２Ａ，２５Ａの磁束Ψ２２ａ，Ψ２５ａにより、これらの固定永久磁石２２Ａ，２５Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２７ａが発生する。

【0063】

ループ状の磁束Ψ２０ａが発生することで、第１～第３固定永久磁石２１Ａ～２３Ａのうちスラスト方向両端に配置された第１固定永久磁石２１Ａおよび第２固定永久磁石２２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。同様に、ループ状の磁束Ψ３０ａが発生することで、第１～第３回転永久磁石３１Ａ～３３Ａのうちスラスト方向両端に配置された第１回転永久磁石３１Ａおよび第２回転永久磁石３２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。さらに、ループ状の磁束Ψ２７ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ２７ａの間を磁束Ψｃ１が流れ易くなる。以上により、スラスト方向一方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ１の磁束密度が大きくなるので、支持力Ｆｓ１を高めることができる。

【0064】

一方、スラスト方向他方側では、第１～第３固定永久磁石２１Ｂ～２３Ｂの磁束Ψ２１ｂ，Ψ２２ｂ，Ψ２３ｂにより、これらの固定永久磁石２１Ｂ～２３Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２０ｂが発生する。また、スラスト方向他方側では、第１～第３回転永久磁石３１Ｂ～３３Ｂの磁束Ψ３１ｂ，Ψ３２ｂ，Ψ３３ｂにより、これらの回転永久磁石３１Ｂ～３３Ｂの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３０ｂが発生する。さらに、スラスト方向他方側では、第１および第４固定永久磁石２１Ｂ，２４Ｂの磁束Ψ２１ｂ，Ψ２４ｂにより、これらの固定永久磁石２１Ｂ，２４Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２６ｂが発生する。

【0065】

ループ状の磁束Ψ２０ｂが発生することで、第１～第３固定永久磁石２１Ｂ～２３Ｂのうちスラスト方向両端に配置された第１固定永久磁石２１Ｂおよび第２固定永久磁石２２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。また、ループ状の磁束Ψ３０ｂが発生することで、第１～第３回転永久磁石３１Ｂ～３３Ｂのうちスラスト方向両端に配置された第１回転永久磁石３１Ｂおよび第２回転永久磁石３２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。さらに、ループ状の磁束Ψ２６ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ２６ｂの間を磁束Ψｃ１が流れ易くなる。以上により、スラスト方向他方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ１の磁束密度も大きくなるので、支持力Ｆｓ１をさらに高めることができる。

【0066】

［スラスト方向他方側の支持力］
図６～図８は、支持コイル１７に電流を他方向に付与している状態を示す図である。図６に示すように、支持コイル１７に直流電流を図示の方向に付与すると、支持コイル１７よって磁束Ψｃ２が発生する。磁束Ψｃ２は、磁性筒部１１ａ、第２磁性壁部１１ｃ、スラスト方向他方側の固定永久磁石部２０、スラスト方向他方側の回転永久磁石部３０、回転軸１２、スラスト方向一方側の回転永久磁石部３０、スラスト方向一方側の固定永久磁石部２０、第１磁性壁部１１ｂ、磁性筒部１１ａの順にループ状に流れる。

【0067】

その際、磁束Ψｃ２は、スラスト方向他方側において、第１固定永久磁石２１Ｂの磁束Ψ２１ｂで相殺され、第２固定永久磁石２２Ｂの磁束Ψ２２ｂに重畳される。これにより、磁界の磁束密度は、第１固定永久磁石２１Ｂで疎になり、第２固定永久磁石２２Ｂで密になる。また、磁束Ψｃ２は、スラスト方向他方側において、第１回転永久磁石３１Ｂの磁束Ψ３１ｂにより重畳され、第２回転永久磁石３２Ｂの磁束Ψ３２ｂで相殺される。これにより、磁界の磁束密度は、第１回転永久磁石３１Ｂで密になり、第２回転永久磁石３２Ｂで疎になる。

【0068】

一方、磁束Ψｃ２は、スラスト方向一方側において、第１回転永久磁石３１Ａの磁束Ψ３１ａで相殺され、第２回転永久磁石３２Ａの磁束Ψ３２ａに重畳される。これにより、磁界の磁束密度は、第１回転永久磁石３１Ａで疎になり、第２回転永久磁石３２Ａで密になる。また、磁束Ψｃ２は、スラスト方向一方側において、第１固定永久磁石２１Ａの磁束Ψ２１ａに重畳され、第２回転永久磁石３２Ａの磁束Ψ３２ａで相殺される。これにより、磁界の磁束密度は、第１固定永久磁石２１Ａで密になり、第２回転永久磁石３２Ａで疎になる。

【0069】

以上のように、スラスト方向の他方側および一方側のそれぞれにおいて磁界の磁束密度に疎密が発生することで、磁束Ψｃ２の大部分は、図７に示すように流れる。すなわち、スラスト方向他方側における磁束Ψｃ２の大部分は、第２固定永久磁石２２Ｂから第１回転永久磁石３１Ｂに向かって流れるようになる。また、スラスト方向一方側における磁束Ψｃ２の大部分は、第２回転永久磁石３２Ａから第１固定永久磁石２１Ａに向かって流れるようになる。その結果、第１回転永久磁石３１Ｂおよび第２回転永久磁石３２Ａでは、これらの各外周面からギャップＧのスラスト方向一方側に向かって磁束Ψｃ２の磁束線が傾斜するので、回転軸１２には、前記磁束線が向いているスラスト方向一方側への支持力Ｆｓ２が作用する。

【0070】

本実施形態では、第１～第５固定永久磁石２１～２５および第１～第３回転永久磁石３１～３３によって支持力Ｆｓ２を高めることができる。その理由を図８を用いて説明する。図８に示すように、スラスト方向一方側では、図５に示す場合と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ａ、およびループ状の磁束Ψ３０ａが発生する。さらに、スラスト方向一方側では、第１および第４固定永久磁石２１Ａ，２４Ａの磁束Ψ２１ａ，Ψ２４ａにより、これらの固定永久磁石２１Ａ，２４Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２６ａが発生する。

【0071】

ループ状の磁束Ψ２０ａが発生することで、第１固定永久磁石２１Ａおよび第２固定永久磁石２２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。また、ループ状の磁束Ψ３０ａが発生することで、第１回転永久磁石３１Ａおよび第２回転永久磁石３２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。さらに、ループ状の磁束Ψ２６ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２６ａ，Ψ２０ａの間を磁束Ψｃ２が流れ易くなる。以上により、スラスト方向一方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ２の磁束密度が大きくなるので、支持力Ｆｓ１を高めることができる。

【0072】

一方、スラスト方向他方側では、図５に示す場合と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ｂ、およびループ状の磁束Ψ３０ｂが発生する。さらに、スラスト方向他方側では、第２および第５固定永久磁石２２Ｂ，２５Ｂの磁束Ψ２２ｂ，Ψ２５ｂにより、これらの固定永久磁石２２Ｂ，２５Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２７ｂが発生する。

【0073】

ループ状の磁束Ψ２０ｂが発生することとで、第１固定永久磁石２１Ｂおよび第２固定永久磁石２２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。また、ループ状の磁束Ψ３０ｂが発生することで、第１回転永久磁石３１Ｂおよび第２回転永久磁石３２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。さらに、ループ状の磁束Ψ２７ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２７ｂ，Ψ２０ｂの間を磁束Ψｃ２が流れ易くなる。以上により、スラスト方向他方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ２の磁束密度も大きくなるので、支持力Ｆｓ２をさらに高めることができる。

【0074】

［センサ］
図１において、センサ１８は、ハウジング２の第２壁部３ｃに取り付けられている。センサ１８は、ケーシング１１に対する回転軸１２のスラスト方向の位置を検出する。センサ１８は、例えば、回転軸１２のスラスト方向他端部に設けられたセンサーターゲット（図示省略）の変位を検出する変位センサである。センサ１８は、制御部１９に接続されている。センサ１８の検出信号は、制御部１９に入力される。

【0075】

［制御部］
制御部１９は、ＣＰＵ等を有するコンピュータを備えて構成されている。制御部１９は、ハウジング２の外側に配置されている。制御部１９は、モータ部１３の巻線１４ｂに付与する電流を制御し、回転子１５の回転速度を調整する。また、制御部１９は、回転軸１２に対して、スラスト方向の１軸（軸方向）だけを能動制御する、いわゆる１軸制御を行う。回転軸１２に対するラジアル方向の４軸（軸方向と直交する２軸方向と当該２軸それぞれの軸回り）は、固定永久磁石部２０と回転永久磁石部３０との反発力によって受動制御される。

【0076】

前記１軸制御において、制御部１９は、センサ１８の検出信号に基づいて、支持コイル１７に付与する電流の大きさと方向を制御し、回転軸１２に作用させるスラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を調整することで、回転軸１２を図１に示す所定の支持位置に保持する。前記支持位置は、ハウジング２に対して回転軸１２がスラスト方向およびラジアル方向にそれぞれ非接触の状態で支持される位置である。支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２の具体的な調整について、以下説明する。

【0077】

回転軸１２と共にインペラ６が回転されると、ハウジング２内の吸込口４ａ付近が負圧となり、その負圧によって吸込口４ａからハウジング２内に移送流体が吸い込まれる。その際、前記負圧によって、回転軸１２にはスラスト方向一方側（吸込口４ａ側）に向かう外力が作用する。その外力によって回転軸１２は、図１に示す支持位置からスラスト方向一方側にずれる。制御部１９は、前記外力により回転軸１２の軸方向一端がハウジング２に接触しないように、センサ１８の検出信号に基づいて、支持コイル１７に付与する電流の大きさと方向を制御し、スラスト方向他方側への支持力Ｆｓ１を回転軸１２に作用させる（図４参照）。

【0078】

回転軸１２が前記支持位置にあるとき、第１～第３回転永久磁石３１～３３は、第１～第５固定永久磁石２１～２５に対してスラスト方向他方側に僅かにずれている。この状態から電動機１０の駆動を停止し、支持コイル１７に電流が付与されなくなると、固定永久磁石部２０と回転永久磁石部３０との反発力により、回転軸１２にはスラスト方向他方側へ押し出す力が作用する。この押し出し力によって、回転軸１２は、前記支持位置からスラスト方向他方側に移動し、第２隔壁７ｂが第４隔壁７ｄのスラスト方向他端部に押し当てられた状態で保持される。これにより、電動機１０の駆動を停止したときに、回転軸１２のスラスト方向他方側への移動が規制されるので、インペラ６が第２ハウジング４の内面に接触して損傷するのを抑制することができる。

【0079】

上記のように回転軸１２がスラスト方向他方側で保持されている状態から電動機１０を駆動させる際、制御部１９は、前記押し出し力に抗して回転軸１２を前記支持位置に戻すために、支持コイル１７に付与する電流の大きさと方向を制御し、スラスト方向一方側への支持力Ｆｓ２を回転軸１２に作用させる（図７参照）。

【0080】

［作用効果］
第１実施形態によれば、第１～第３固定永久磁石２１～２３と第１～第３回転永久磁石３１～３３との各反発力、第４固定永久磁石２４のＳ極と第１回転永久磁石３１のＳ極との反発力、および第５固定永久磁石２５のＮ極と第２回転永久磁石３２のＮ極との反発力により、回転軸１２をラジアル方向に非接触で支持することができる。これにより、従来の１組の固定永久磁石と１組の回転永久磁石との反発力だけで回転軸を支持する場合よりもラジアル方向の支持力Ｆｒを高めることができる。したがって、固定永久磁石部２０と回転永久磁石部３０とのギャップＧが大きくなっても、回転軸１２のラジアル方向の支持力Ｆｒを確保することができる。

【0081】

また、支持コイル１７によって生じる磁束Ψｃ１，Ψｃ２は、回転軸１２のスラスト方向両端部それぞれにおいて、第１固定永久磁石２１および第２固定永久磁石２２のうちの一方の磁束に重畳されるとともに他方の磁束で相殺され、第１回転永久磁石３１および第２回転永久磁石３２のうちの一方の磁束に重畳されるとともに他方の磁束で相殺される。これにより、回転軸１２のスラスト方向両端部それぞれにおいて、磁界の磁束密度に疎密が発生する。その結果、支持コイル１７によって生じる磁束Ψｃ１，Ψｃ２が、重畳された第１固定永久磁石２１および第２回転永久磁石３２の間（または重畳された第２固定永久磁石２２および第１回転永久磁石３１の間）を流れることで、回転軸１２をスラスト方向に支持する支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を発生させることができる。

【0082】

また、支持コイル１７によって生じる磁束Ψｃ１，Ψｃ２によりスラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を回転軸１２に作用させる際に、固定永久磁石部２０では、第１～第３固定永久磁石２１～２３によりループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ２０ｂが発生する。また、回転永久磁石部３０では、第１～第３回転永久磁石３１～３３により、ループ状の磁束Ψ３０ａ，Ψ３０ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ２０ｂにより、第１固定永久磁石２１および第２固定永久磁石２２からの漏洩磁束を低減することができる。また、ループ状の磁束Ψ３０ａ，Ψ３０ｂにより、第１回転永久磁石３１および第２回転永久磁石３２からの各漏洩磁束を低減することができる。これにより、ギャップＧを流れるΨｃ１，Ψｃ２の磁束密度が大きくなるので、スラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を高めることができる。

【0083】

特に、本実施形態の磁気浮上式ポンプ１では、ケーシング１１側と回転軸１２側との間を隔てる隔壁部７を配置するために、固定永久磁石部２０と回転永久磁石部３０とのギャップＧが大きくなる。このため、上記のようにラジアル方向の支持力Ｆｒを確保しつつ、スラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を高めることが、より有効となる。

【0084】

また、支持コイル１７によって生じる磁束Ψｃ１，Ψｃ２によりスラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を回転軸１２に作用させる際に、固定永久磁石部２０では、第４固定永久磁石２４および第５固定永久磁石２５により、ループ状の磁束Ψ２６ａ，Ψ２６ｂ，Ψ２７ａ，Ψ２７ｂが発生する。これにより、ギャップＧを流れる磁束Ψｃ１，Ψｃ２の磁束密度がさらに大きくなるので、スラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２をさらに高めることができる。

【0085】

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態に係る磁気浮上式電動機１０の一部を拡大した断面図である。本実施形態の電動機１０では、第１～第５固定永久磁石２１～２５の各着磁方向、および第１～第３回転永久磁石３１～３３の各着磁方向が、第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。

【0086】

［固定永久磁石部］
第１固定永久磁石２１は、ラジアル方向の外周側がＳ極、ラジアル方向の内周側がＮ極となるようにラジアル方向に着磁されている。第２固定永久磁石２２は、ラジアル方向の外周側がＮ極、ラジアル方向の内周側がＳ極となるようにラジアル方向に着磁されている。第３固定永久磁石２３Ａは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるようにスラスト方向に着磁されている。第３固定永久磁石２３Ｂは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるようにスラスト方向に着磁されている。

【0087】

第４固定永久磁石２４Ａは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるようにスラスト方向に着磁されている。第４固定永久磁石２４Ｂは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるようにスラスト方向に着磁されている。第５固定永久磁石２５Ａは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるようにスラスト方向に着磁されている。第５固定永久磁石２５Ｂは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるようにスラスト方向に着磁されている。

【0088】

［回転永久磁石部］
第１回転永久磁石３１は、ラジアル方向の外周側がＮ極、ラジアル方向の内周側がＳ極となるようにラジアル方向に着磁されている。第２回転永久磁石３２は、ラジアル方向の外周側がＳ極、ラジアル方向の内周側がＮ極となるように着磁されている。第３回転永久磁石３３Ａは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるようにスラスト方向に着磁されている。第３回転永久磁石３３Ｂは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるようにスラスト方向に着磁されている。

【0089】

以上の構成により、第１固定永久磁石２１と第１回転永久磁石３１との間、第２固定永久磁石２２と第２回転永久磁石３２との間、および第３固定永久磁石２３と第３回転永久磁石３３との間で、それぞれ反発力が作用する。また、第４固定永久磁石２４のＮ極と第１回転永久磁石３１のＮ極との間、および第５固定永久磁石２５のＳ極と第２回転永久磁石３２のＳ極との間で、それぞれ反発力が作用する。これらの反発力によって、互いに対向する第１～第５固定永久磁石２１～２５と第１～第３回転永久磁石３１～３３との間には、環状のギャップＧが形成される。そして、前記反発力が回転軸１２をラジアル方向に支持する支持力Ｆｒとして回転軸１２に作用する。これにより、回転軸１２は、支持力Ｆｒによりケーシング１１に対してラジアル方向に非接触で支持される。

【0090】

［スラスト方向一方側の支持力］
図１０～図１２は、本実施形態において支持コイル１７に電流を一方向に付与している状態を示す図である。図１０に示すように、支持コイル１７に直流電流を図示の方向に付与すると、支持コイル１７よって磁束Ψｃ３が発生する。磁束Ψｃ３は、磁性筒部１１ａ、第２磁性壁部１１ｃ、スラスト方向他方側の固定永久磁石部２０、スラスト方向他方側の回転永久磁石部３０、回転軸１２、スラスト方向一方側の回転永久磁石部３０、スラスト方向一方側の固定永久磁石部２０、第１磁性壁部１１ｂ、磁性筒部１１ａの順にループ状に流れる。

【0091】

その際、磁束Ψｃ３は、スラスト方向他方側において、第１固定永久磁石２１Ｂの磁束Ψ２１ｂに重畳され、第２固定永久磁石２２Ｂの磁束Ψ２２ｂで相殺される。これにより、磁界の磁束密度は、第１固定永久磁石２１Ｂで密になり、第２固定永久磁石２２Ｂで疎になる。また、磁束Ψｃ３は、スラスト方向他方側において、第１回転永久磁石３１Ｂの磁束Ψ３１ｂで相殺され、第２回転永久磁石３２Ｂの磁束Ψ３２ｂに重畳される。これにより、磁界の磁束密度は、第１回転永久磁石３１Ｂで疎になり、第２回転永久磁石３２Ｂで密になる。

【0092】

一方、磁束Ψｃ３は、スラスト方向一方側において、第１回転永久磁石３１Ａの磁束Ψ３１ａに重畳され、第２回転永久磁石３２Ａの磁束Ψ３２ａで相殺される。これにより、磁界の磁束密度は、第１回転永久磁石３１Ａで密になり、第２回転永久磁石３２Ａで疎になる。また、磁束Ψｃ３は、スラスト方向一方側において、第１固定永久磁石２１Ａの磁束Ψ２１ａで相殺され、第２固定永久磁石２２Ａの磁束Ψ２２ａに重畳される。これにより、磁界の磁束密度は、第１固定永久磁石２１Ａで疎になり、第２固定永久磁石２２Ａで密になる。

【0093】

以上のように、スラスト方向の他方側および一方側のそれぞれにおいて磁界の磁束密度に疎密が発生することで、磁束Ψｃ３の大部分は、図１１に示すように流れる。すなわち、スラスト方向他方側における磁束Ψｃ３の大部分は、第１固定永久磁石２１Ｂから第２回転永久磁石３２Ｂに向かって流れるようになる。また、スラスト方向一方側における磁束Ψｃ３の大部分は、第１回転永久磁石３１Ａから第２固定永久磁石２２Ａに向かって流れるようになる。その結果、第２回転永久磁石３２Ｂおよび第１回転永久磁石３１Ａでは、これらの各外周面からギャップＧのスラスト方向他方側に向かって磁束Ψｃ３の磁束線が傾斜するので、回転軸１２には、前記磁束線が向いているスラスト方向他方側への支持力Ｆｓ１が作用する。

【0094】

本実施形態においても、第１～第５固定永久磁石２１～２５および第１～第３回転永久磁石３１～３３によって支持力Ｆｓ１を高めることができる。その理由を図１２を用いて説明する。図１２に示すように、スラスト方向一方側では、第１～第３固定永久磁石２１Ａ～２３Ａの磁束Ψ２１ａ～Ψ２３ａにより、これらの固定永久磁石２１Ａ～２３Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２０ａが発生する。また、スラスト方向一方側では、第１～第３回転永久磁石３１Ａ～３３Ａの磁束Ψ３１ａ～Ψ３３ａにより、これらの回転永久磁石３１Ａ～３３Ａの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３０ａが発生する。さらに、スラスト方向一方側では、第２および第５固定永久磁石２２Ａ，２５Ａの磁束Ψ２２ａ，Ψ２５ａにより、これらの固定永久磁石２２Ａ，２５Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２７ａが発生する。

【0095】

ループ状の磁束Ψ２０ａが発生することで、第１固定永久磁石２１Ａおよび第２固定永久磁石２２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。また、ループ状の磁束Ψ３０ａが発生することで、第１回転永久磁石３１Ａおよび第２回転永久磁石３２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。さらに、ループ状の磁束Ψ２７ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ２７ａの間を磁束Ψｃ３が流れ易くなる。以上により、スラスト方向一方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ３の磁束密度が大きくなるので、支持力Ｆｓ１を高めることができる。

【0096】

一方、スラスト方向他方側では、第１～第３固定永久磁石２１Ｂ～２３Ｂの磁束Ψ２１ｂ～Ψ２３ｂにより、これらの固定永久磁石２１Ｂ～２３Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２０ｂが発生する。また、スラスト方向他方側では、第１～第３回転永久磁石３１Ｂ～３３Ｂの磁束Ψ３１ｂ～Ψ３３ｂにより、これらの回転永久磁石３１Ｂ～３３Ｂの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３０ｂが発生する。さらに、スラスト方向他方側では、第１および第４固定永久磁石２１Ｂ，２４Ｂの磁束Ψ２１ｂ，Ψ２４ｂにより、これらの固定永久磁石２１Ｂ，２４Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２６ｂが発生する。

【0097】

ループ状の磁束Ψ２０ｂが発生することで、第１固定永久磁石２１Ｂおよび第２固定永久磁石２２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。また、ループ状の磁束Ψ３０ｂが発生することで、第１回転永久磁石３１Ｂおよび第２回転永久磁石３２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。さらに、ループ状の磁束Ψ２６ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ２６ｂの間を磁束Ψｃ３が流れ易くなる。以上により、スラスト方向他方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ３の磁束密度も大きくなるので、支持力Ｆｓ１をさらに高めることができる。

【0098】

［スラスト方向他方側の支持力］
図１３～図１５は、本実施形態において支持コイル１７に電流を他方向に付与している状態を示す図である。図１３に示すように、支持コイル１７に直流電流を図示の方向に付与すると、支持コイル１７よって磁束Ψｃ４が発生する。磁束Ψｃ４は、磁性筒部１１ａ、第１磁性壁部１１ｂ、スラスト方向一方側の固定永久磁石部２０、スラスト方向一方側の回転永久磁石部３０、回転軸１２、スラスト方向他方側の回転永久磁石部３０、スラスト方向他方側の固定永久磁石部２０、第２磁性壁部１１ｃ、磁性筒部１１ａの順にループ状に流れる。

【0099】

その際、磁束Ψｃ４は、スラスト方向一方側において、第１固定永久磁石２１Ａの磁束Ψ２１ａに重畳され、第２固定永久磁石２２Ａの磁束Ψ２２ａで相殺される。これにより、磁界の磁束密度は、第１固定永久磁石２１Ａで密になり、第２固定永久磁石２２Ａで疎になる。また、磁束Ψｃ４は、スラスト方向一方側において、第１回転永久磁石３１Ａの磁束Ψ３１ａで相殺され、第２回転永久磁石３２Ａの磁束Ψ３２ａに重畳される。これにより、磁界の磁束密度は、第１回転永久磁石３１Ａで疎になり、第２回転永久磁石３２Ａで密になる。

【0100】

一方、磁束Ψｃ４は、スラスト方向他方側において、第１回転永久磁石３１Ｂの磁束Ψ３１ｂにより重畳され、第２回転永久磁石３２Ｂの磁束Ψ３２ｂで相殺される。これにより、磁界の磁束密度は、第１回転永久磁石３１Ｂで密になり、第２回転永久磁石３２Ｂで疎になる。また、磁束Ψｃ４は、スラスト方向他方側において、第１固定永久磁石２１Ｂの磁束Ψ２１ｂで相殺され、第２固定永久磁石２２Ｂの磁束Ψ２２ｂに重畳される。これにより、磁界の磁束密度は、第１固定永久磁石２１Ｂで疎になり、第２固定永久磁石２２Ｂで密になる。

【0101】

以上のように、スラスト方向の一方側および他方側のそれぞれにおいて磁界の磁束密度に疎密が発生することで、磁束Ψｃ４の大部分は、図１４に示すように流れる。すなわち、スラスト方向一方側における磁束Ψｃ４の大部分は、第１固定永久磁石２１Ａから第２回転永久磁石３２Ａに向かって流れるようになる。また、スラスト方向他方側における磁束Ψｃ４の大部分は、第１回転永久磁石３１Ｂから第２固定永久磁石２２Ｂに向かって流れるようになる。その結果、第２回転永久磁石３２Ａおよび第１回転永久磁石３１Ｂでは、これらの各外周面からギャップＧのスラスト方向一方側に向かって磁束Ψｃ４の磁束線が傾斜するので、回転軸１２には、前記磁束線が向いているスラスト方向他一方側への支持力Ｆｓ２が作用する。

【0102】

本実施形態においても、第１～第５固定永久磁石２１～２５および第１～第３回転永久磁石３１～３３によって支持力Ｆｓ２を高めることができる。その理由を図１５を用いて説明する。図１５に示すように、スラスト方向一方側では、図１２に示す場合と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ａ、およびループ状の磁束Ψ３０ａが発生する。ループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ３０ａが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ａ，２２Ａからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ａ，３２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0103】

さらに、スラスト方向一方側では、第１および第４固定永久磁石２１Ａ，２４Ａの磁束Ψ２１ａ，Ψ２４ａにより、これらの固定永久磁石２１Ａ，２４Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２６ａが発生する。ループ状の磁束Ψ２６ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２６ａ，Ψ２０ａの間を磁束Ψｃ４が流れ易くなる。以上により、スラスト方向一方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ４の磁束密度が大きくなるので、支持力Ｆｓ２を高めることができる。

【0104】

一方、スラスト方向他方側では、図１２に示す場合と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ｂ、およびループ状の磁束Ψ３０ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ３０ｂが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ｂ，２２Ｂからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ｂ，３２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0105】

さらに、スラスト方向他方側では、第２および第５固定永久磁石２２Ｂ，２５Ｂの磁束Ψ２２ｂ，Ψ２５ｂにより、これらの固定永久磁石２２Ｂ，２５Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２７ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２７ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２７ｂ，Ψ２０ｂの間を磁束Ψｃ４が流れ易くなる。以上により、スラスト方向他方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ４の磁束密度も大きくなるので、支持力Ｆｓ２さらに高めることができる。

【0106】

本実施形態の他の構成は、第１実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。以上より、本実施形態のポンプ１および電動機１０においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0107】

＜第３実施形態＞
図１６は、本発明の第３実施形態に係る磁気浮上式電動機１０の一部を拡大した断面図である。本実施形態は、第１実施形態の変形例である。本実施形態の電動機１０では、回転永久磁石部３０の構成が、第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。

【0108】

［回転永久磁石部］
本実施形態の回転永久磁石部３０は、第１～第３回転永久磁石３１～３３に加えて、第４回転永久磁石３４と、第５回転永久磁石３５と、を有している。各回転永久磁石３１～３５は、環状に形成されている。各回転永久磁石３１～３５の径方向の厚みは、同一である。

【0109】

第１回転永久磁石３１は、一対の第１固定永久磁石２１それぞれと対向するように一対配置されている。第１回転永久磁石３１のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第１固定永久磁石２１のスラスト方向の長さと同一である。第２回転永久磁石３２は、一対の第２固定永久磁石２２それぞれと対向するように一対配置されている。第２回転永久磁石３２のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第２固定永久磁石２２のスラスト方向の長さと同一である。

【0110】

第４回転永久磁石３４は、一対の第４固定永久磁石２４それぞれと対向するように一対配置されている。一対の第４回転永久磁石３４は、第４固定永久磁石２４Ａに対向して配置される第４回転永久磁石３４Ａと、第４固定永久磁石２４Ｂに対向して配置される第４回転永久磁石３４Ｂと、からなる。

【0111】

第４回転永久磁石３４Ａ，３４Ｂは、スラスト方向において互いに逆向きに着磁されている。また、第４回転永久磁石３４Ａは、対向する第４固定永久磁石２４Ａと同向きに着磁されている。同様に、第４回転永久磁石３４Ｂは、対向する第４固定永久磁石２４Ｂと同向きに着磁されている。本実施形態では、第４回転永久磁石３４Ａは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるように着磁されている。第４回転永久磁石３４Ｂは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるように着磁されている。第４回転永久磁石３４のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第４固定永久磁石２４のスラスト方向の長さと同一である。

【0112】

第５回転永久磁石３５は、一対の第５固定永久磁石２５それぞれと対向するように一対配置されている。一対の第５回転永久磁石３５は、第５固定永久磁石２５Ａに対向して配置される第５回転永久磁石３５Ａと、第５固定永久磁石２５Ｂに対向して配置される第５回転永久磁石３５Ｂと、からなる。

【0113】

第５回転永久磁石３５Ａ，３５Ｂは、スラスト方向において互いに逆向きに着磁されている。また、第５回転永久磁石３５Ａは、対向する第５固定永久磁石２５Ａと同向きに着磁されている。同様に、第５回転永久磁石３５Ｂは、対向する第５固定永久磁石２５Ｂと同向きに着磁されている。本実施形態では、第５回転永久磁石３５Ａは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるように着磁されている。第５回転永久磁石３５Ｂは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるように着磁されている。第５回転永久磁石３５のスラスト方向の長さは、特に限定されないが、本実施形態では第５固定永久磁石２５のスラスト方向の長さと同一である。

【0114】

以上の構成により、第１固定永久磁石２１と第１回転永久磁石３１との間、第２固定永久磁石２２と第２回転永久磁石３２との間、第３固定永久磁石２３と第３回転永久磁石３３との間、第４固定永久磁石２４と第４回転永久磁石３４との間、および第５固定永久磁石２５と第５回転永久磁石３５との間で、それぞれ反発力が作用する。これらの反発力によって、互いに対向する第１～第５固定永久磁石２１～２５と第１～第５回転永久磁石３１～３５との間には、環状のギャップＧが形成される。そして、前記反発力が回転軸１２をラジアル方向に支持する支持力Ｆｒとして回転軸１２に作用する。これにより、回転軸１２は、第１実施形態（図３参照）よりも大きな支持力Ｆｒによりケーシング１１に対してラジアル方向に非接触で支持される。

【0115】

［スラスト方向一方側の支持力］
図１７は、本実施形態において支持コイル１７に電流を一方向に付与している状態を示す図である。図１７に示すように、支持コイル１７に直流電流を図示の方向に付与すると、支持コイル１７よって磁束Ψｃ５が発生する。磁束Ψｃ５は、第１実施形態の磁束Ψｃ１（図３参照）と同様に、ループ状に流れることで、スラスト方向の一方側および他方側のそれぞれにおいて磁界の磁束密度に疎密が発生する。

【0116】

これにより、磁束Ψｃ５の大部分は、図１７に示すように流れる。すなわち、スラスト方向一方側における磁束Ψｃ５の大部分は、第２固定永久磁石２２Ａから第１回転永久磁石３１Ａに向かって流れるようになる。また、スラスト方向他方側における磁束Ψｃ５の大部分は、第２回転永久磁石３２Ｂから第１固定永久磁石２１Ｂに向かって流れるようになる。その結果、第１回転永久磁石３１Ａおよび第２回転永久磁石３２Ｂでは、これらの各外周面からギャップＧのスラスト方向他方側に向かって磁束Ψｃ５の磁束線が傾斜するので、回転軸１２には、前記磁束線が向いているスラスト方向他方側への支持力Ｆｓ１が作用する。

【0117】

本実施形態においても、第１～第５固定永久磁石２１～２５および第１～第５回転永久磁石３１～３５によって支持力Ｆｓ１を高めることができる。その理由について、以下説明する。スラスト方向一方側では、第１実施形態（図５参照）と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ａ、およびループ状の磁束Ψ３０ａが発生する。ループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ３０ａが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ａ，２２Ａからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ａ，３２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0118】

さらに、スラスト方向一方側では、第１実施形態（図５参照）と同様に、固定永久磁石２２Ａ，２５Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２７ａが発生する。ループ状の磁束Ψ２７ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ２７ａの間を磁束Ψｃ５が流れ易くなる。また、第１および第４回転永久磁石３１Ａ，３４Ａの磁束Ψ３１ａ，Ψ３４ａにより、これらの回転永久磁石３１Ａ，３４Ａの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３６ａが発生する。ループ状の磁束Ψ３６ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ３６ａ，Ψ３０ａの間を磁束Ψｃ５が流れ易くなる。以上により、スラスト方向一方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ５の磁束密度が大きくなるので、支持力Ｆｓ１を高めることができる。

【0119】

一方、スラスト方向他方側では、第１実施形態（図５参照）と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ｂ、およびループ状の磁束Ψ３０ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ３０ｂが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ｂ，２２Ｂからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ｂ，３２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0120】

さらに、スラスト方向他方側では、第１実施形態（図５参照）と同様に、固定永久磁石２１Ｂ，２４Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２６ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２６ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ２６ｂの間を磁束Ψｃ５が流れ易くなる。また、第２および第５回転永久磁石３２Ｂ，３５Ｂの磁束Ψ３２ｂ，Ψ３５ｂにより、これらの回転永久磁石３２Ｂ，３５Ｂの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３７ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ３７ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ３７ｂ，Ψ３０ｂの間を磁束Ψｃ５が流れ易くなる。以上により、スラスト方向他方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ５の磁束密度も大きくなるので、支持力Ｆｓ１をさらに高めることができる。

【0121】

［スラスト方向他方側の支持力］
図１８は、本実施形態において支持コイル１７に電流を他方向に付与している状態を示す図である。図１８に示すように、支持コイル１７に直流電流を図示の方向に付与すると、支持コイル１７よって磁束Ψｃ６が発生する。磁束Ψｃ６は、第１実施形態の磁束Ψｃ２（図６参照）と同様に、ループ状に流れることで、スラスト方向の一方側および他方側のそれぞれにおいて磁界の磁束密度に疎密が発生する。

【0122】

これにより、磁束Ψｃ６の大部分は、図１８に示すように流れる。すなわち、スラスト方向他方側における磁束Ψｃ６の大部分は、第２固定永久磁石２２Ｂから第１回転永久磁石３１Ｂに向かって流れるようになる。また、スラスト方向一方側における磁束Ψｃ６の大部分は、第２回転永久磁石３２Ａから第１固定永久磁石２１Ａに向かって流れるようになる。その結果、第１回転永久磁石３１Ｂおよび第２回転永久磁石３２Ａでは、これらの各外周面からギャップＧのスラスト方向一方側に向かって磁束Ψｃ６の磁束線が傾斜するので、回転軸１２には、前記磁束線が向いているスラスト方向一方側への支持力Ｆｓ２が作用する。

【0123】

本実施形態においても、第１～第５固定永久磁石２１～２５および第１～第５回転永久磁石３１～３５によって支持力Ｆｓ２を高めることができる。その理由について、以下説明する。スラスト方向一方側では、図１７に示す場合と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ａ、およびループ状の磁束Ψ３０ａが発生する。ループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ３０ａが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ａ，２２Ａからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ａ，３２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0124】

さらに、スラスト方向一方側では、第１実施形態（図８参照）と同様に、固定永久磁石２１Ａ，２４Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２６ａが発生する。ループ状の磁束Ψ２６ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２６ａ，Ψ２０ａの間を磁束Ψｃ６が流れ易くなる。また、第２および第５回転永久磁石３２Ａ，３５Ａの磁束Ψ３２ａ，Ψ３５ａにより、これらの回転永久磁石３２Ａ，３５Ａの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３７ａが発生する。ループ状の磁束Ψ３７ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ３０ａ，Ψ３７ａの間を磁束Ψｃ６が流れ易くなる。以上により、スラスト方向一方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ６の磁束密度が大きくなるので、支持力Ｆｓ２を高めることができる。

【0125】

一方、スラスト方向他方側では、図１７に示す場合と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ｂ、およびループ状の磁束Ψ３０ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ３０ｂが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ｂ，２２Ｂからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ｂ，３２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0126】

さらに、スラスト方向他方側では、第１実施形態（図８参照）と同様に、固定永久磁石２２Ｂ，２５Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２７ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２７ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２７ｂ，Ψ２０ｂの間を磁束Ψｃ６が流れ易くなる。また、第１および第４回転永久磁石３１Ｂ，３４Ｂの磁束Ψ３１ｂ，Ψ３４ｂにより、これらの回転永久磁石３１Ｂ，３４Ｂの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３６ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ３６ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ３０ｂ，Ψ３６ｂの間を磁束Ψｃ６が流れ易くなる。以上により、スラスト方向他方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ６の磁束密度も大きくなるので、支持力Ｆｓ２をさらに高めることができる。本実施形態の他の構成は、第１実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0127】

［作用効果］
第３実施形態によれば、第１～第３固定永久磁石２１～２３と第１～第３回転永久磁石３１～３３との各反発力、第４固定永久磁石２４と第４回転永久磁石３４との反発力、および第５固定永久磁石２５と第５回転永久磁石３５との反発力が作用するので、ラジアル方向の支持力Ｆｒをさらに高めることができる。したがって、固定永久磁石部２０と回転永久磁石部３０とのギャップＧがさらに大きくなっても、回転軸１２のラジアル方向の支持力Ｆｒを確保することができる。

【0128】

また、支持コイル１７によって生じる磁束Ψｃ５，Ψｃ６は、回転軸１２のスラスト方向両端部それぞれにおいて、第１固定永久磁石２１および第２固定永久磁石２２のうちの一方の磁束に重畳されるとともに他方の磁束で相殺され、第１回転永久磁石３１および第２回転永久磁石３２のうちの一方の磁束に重畳されるとともに他方の磁束で相殺される。これにより、回転軸１２のスラスト方向両端部それぞれにおいて、磁界の磁束密度に疎密が発生する。その結果、支持コイル１７によって生じる磁束Ψｃ５，Ψｃ６が、重畳された第１固定永久磁石２１および第２回転永久磁石３２の間（または重畳された第２固定永久磁石２２および第１回転永久磁石３１の間）を流れることで、回転軸１２をスラスト方向に支持する支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を発生させることができる。

【0129】

また、支持コイル１７によって生じる磁束Ψｃ５，Ψｃ６によりスラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を回転軸１２に作用させる際に、固定永久磁石部２０では、第１～第３固定永久磁石２１～２３によりループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ２０ｂが発生する。また、回転永久磁石部３０では、第１～第３回転永久磁石３１～３３により、ループ状の磁束Ψ３０ａ，Ψ３０ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ２０ｂにより、第１固定永久磁石２１および第２固定永久磁石２２からの漏洩磁束を低減することができる。また、ループ状の磁束Ψ３０ａ，Ψ３０ｂにより、第１回転永久磁石３１および第２回転永久磁石３２からの各漏洩磁束を低減することができる。これにより、ギャップＧを流れるΨｃ５，Ψｃ２６磁束密度が大きくなるので、スラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を高めることができる。

【0130】

また、支持コイル１７によって生じる磁束Ψｃ５，Ψｃ６によりスラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２を回転軸１２に作用させる際に、固定永久磁石部２０では、第４固定永久磁石２４および第５固定永久磁石２５により、ループ状の磁束Ψ２７ａ，Ψ２７ｂ，Ψ２６ａ，Ψ２６ｂが発生する。また、回転永久磁石部３０では、第４回転永久磁石３４および第５回転永久磁石３５により、ループ状の磁束Ψ３６ａ，Ψ３６ｂ，Ψ３７ａ，Ψ３７ｂ，が発生する。これにより、ギャップＧを流れる磁束Ψｃ５，Ψｃ６の磁束密度がさらに大きくなるので、スラスト方向の支持力Ｆｓ１，Ｆｓ２をさらに高めることができる。

【0131】

＜第４実施形態＞
図１９は、本発明の第４実施形態に係る磁気浮上式電動機１０の一部を拡大した断面図である。本実施形態は、第３実施形態の変形例である。本実施形態の電動機１０では、第１～第５固定永久磁石２１～２５の各着磁方向、および第１～第５回転永久磁石３１～３５の各着磁方向が、第３実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。

【0132】

第１～第５固定永久磁石２１～２５の各着磁方向、および第１～第３回転永久磁石３１～３３の各着磁方向は、第２実施形態（図９参照）と同様であるため、説明を省略する。第４回転永久磁石３４Ａは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるようにスラスト方向に着磁されている。第４回転永久磁石３４Ｂは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるようにスラスト方向に着磁されている。第５回転永久磁石３５Ａは、スラスト方向の一方側がＳ極、スラスト方向の他方側がＮ極となるようにスラスト方向に着磁されている。第５回転永久磁石３５Ｂは、スラスト方向の一方側がＮ極、スラスト方向の他方側がＳ極となるようにスラスト方向に着磁されている。

【0133】

以上の構成により、第１固定永久磁石２１と第１回転永久磁石３１との間、第２固定永久磁石２２と第２回転永久磁石３２との間、第３固定永久磁石２３と第３回転永久磁石３３との間、第４固定永久磁石２４と第４回転永久磁石３４との間、および第５固定永久磁石２５と第５回転永久磁石３５との間で、それぞれ反発力が作用する。これらの反発力によって、互いに対向する第１～第５固定永久磁石２１～２５と第１～第５回転永久磁石３１～３５との間には、環状のギャップＧが形成される。そして、前記反発力が回転軸１２をラジアル方向に支持する支持力Ｆｒとして回転軸１２に作用する。これにより、回転軸１２は、第２実施形態（図９参照）よりも大きな支持力Ｆｒにより、ケーシング１１に対してラジアル方向に非接触で支持される。

【0134】

［スラスト方向一方側の支持力］
図２０は、本実施形態において支持コイル１７に電流を一方向に付与している状態を示す図である。図２０に示すように、支持コイル１７に直流電流を図示の方向に付与すると、支持コイル１７よって磁束Ψｃ７が発生する。磁束Ψｃ７は、第２実施形態の磁束Ψｃ３（図１０参照）と同様に、ループ状に流れることで、スラスト方向の一方側および他方側のそれぞれにおいて磁界の磁束密度に疎密が発生する。

【0135】

これにより、磁束Ψｃ７の大部分は、図２０に示すように流れる。すなわち、スラスト方向他方側における磁束Ψｃ７の大部分は、第１固定永久磁石２１Ｂから第２回転永久磁石３２Ｂに向かって流れるようになる。また、スラスト方向一方側における磁束Ψｃ７の大部分は、第１回転永久磁石３１Ａから第２固定永久磁石２２Ａに向かって流れるようになる。その結果、第２回転永久磁石３２Ｂおよび第１回転永久磁石３１Ａでは、これらの各外周面からギャップＧのスラスト方向他方側に向かって磁束Ψｃ７の磁束線が傾斜するので、回転軸１２には、前記磁束線が向いているスラスト方向他方側への支持力Ｆｓ１が作用する。

【0136】

本実施形態においても、第１～第５固定永久磁石２１～２５および第１～第５回転永久磁石３１～３５によって支持力Ｆｓ１を高めることができる。その理由について、以下説明する。スラスト方向一方側では、第２実施形態（図１２参照）と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ａ、およびループ状の磁束Ψ３０ｂがそれぞれ発生する。ループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ３０ａが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ａ，２２Ａからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ａ，３２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0137】

さらに、スラスト方向一方側では、第２実施形態（図１２参照）と同様に、固定永久磁石２２Ａ，２５Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２７ａが発生する。ループ状の磁束Ψ２７ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ２７ａの間を磁束Ψｃ７が流れ易くなる。また、第１および第４回転永久磁石３１Ａ，３４Ａの磁束Ψ３１ａ，Ψ３４ａにより、これらの回転永久磁石３１Ａ，３４Ａの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３６ａが発生する。ループ状の磁束Ψ３６ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ３６ａ，Ψ３０ａの間を磁束Ψｃ７が流れ易くなる。以上により、スラスト方向一方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ７の磁束密度が大きくなるので、支持力Ｆｓ１を高めることができる。

【0138】

一方、スラスト方向他方側では、第２実施形態（図１２参照）と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ａ、およびループ状の磁束Ψ３０ｂがそれぞれ発生する。ループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ３０ｂが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ｂ，２２Ｂからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ｂ，３２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0139】

さらに、スラスト方向他方側では、第２実施形態（図１２参照）と同様に、固定永久磁石２１Ｂ，２４Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２６ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２６ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ２６ｂの間を磁束Ψｃ７が流れ易くなる。また、第２および第５回転永久磁石３２Ｂ，３５Ｂの磁束Ψ３２ｂ，Ψ３５ｂにより、これらの回転永久磁石３２Ｂ，３５Ｂの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３７ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ３７ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ３７ｂ，Ψ３０ｂの間を磁束Ψｃ７が流れ易くなる。以上により、スラスト方向他方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ７の磁束密度も大きくなるので、支持力Ｆｓ１をさらに高めることができる。

【0140】

［スラスト方向他方側の支持力］
図２１は、本実施形態において支持コイル１７に電流を他方向に付与している状態を示す図である。図２１に示すように、支持コイル１７に直流電流を図示の方向に付与すると、支持コイル１７よって磁束Ψｃ８が発生する。磁束Ψｃ８は、第２実施形態の磁束Ψｃ４（図１３参照）と同様に、ループ状に流れることで、スラスト方向の一方側および他方側のそれぞれにおいて磁界の磁束密度に疎密が発生する。

【0141】

これにより、磁束Ψｃ８の大部分は、図２１に示すように流れる。すなわち、スラスト方向一方側における磁束Ψｃ８の大部分は、第１固定永久磁石２１Ａから第２回転永久磁石３２Ａに向かって流れるようになる。また、スラスト方向他方側における磁束Ψｃ８の大部分は、第１回転永久磁石３１Ｂから第２固定永久磁石２２Ｂに向かって流れるようになる。その結果、第２回転永久磁石３２Ａおよび第１回転永久磁石３１Ｂでは、これらの各外周面からギャップＧのスラスト方向一方側に向かって磁束Ψｃ８の磁束線が傾斜するので、回転軸１２には、前記磁束線が向いているスラスト方向一方側への支持力Ｆｓ２が作用する。

【0142】

本実施形態においても、第１～第５固定永久磁石２１～２５および第１～第５回転永久磁石３１～３５によって支持力Ｆｓ２を高めることができる。その理由について、以下説明する。スラスト方向一方側では、図２０に示す場合と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ａ、およびループ状の磁束Ψ３０ｂがそれぞれ発生する。ループ状の磁束Ψ２０ａ，Ψ３０ａが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ａ，２２Ａからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ａ，３２Ａからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0143】

さらに、スラスト方向一方側では、第２実施形態（図１５参照）と同様に、固定永久磁石２１Ａ，２４Ａの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２６ａが発生する。ループ状の磁束Ψ２６ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２６ａ，Ψ２０ａの間を磁束Ψｃ８が流れ易くなる。また、第２および第５回転永久磁石３２Ａ，３５Ａの磁束Ψ３２ａ，Ψ３５ａにより、これらの回転永久磁石３２Ａ，３５Ａの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３７ａが発生する。ループ状の磁束Ψ３７ａが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ３０ａ，Ψ３７ａの間を磁束Ψｃ８が流れ易くなる。以上により、スラスト方向一方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ８の磁束密度が大きくなるので、支持力Ｆｓ２を高めることができる。

【0144】

一方、スラスト方向他方側では、図２０に示す場合と同様に、ループ状の磁束Ψ２０ｂ、およびループ状の磁束Ψ３０ｂがそれぞれ発生する。ループ状の磁束Ψ２０ｂ，Ψ３０ｂが発生することで、第１および第２固定永久磁石２１Ｂ，２２Ｂからの各漏洩磁束と、第１および第２回転永久磁石３１Ｂ，３２Ｂからの各漏洩磁束を低減することができる。

【0145】

さらに、スラスト方向他方側では、第２実施形態（図１５参照）と同様に、固定永久磁石２２Ｂ，２５Ｂの内周側とギャップＧの外周側とに跨って、図中の反時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ２７ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ２７ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ２７ｂ，Ψ２０ｂの間を磁束Ψｃ８が流れ易くなる。また、第１および第４回転永久磁石３１Ｂ，３４Ｂの磁束Ψ３１ｂ，Ψ３４ｂにより、これらの回転永久磁石３１Ｂ，３４Ｂの外周側とギャップＧの内周側とに跨って、図中の時計回り方向に流れるループ状の磁束Ψ３６ｂが発生する。ループ状の磁束Ψ３６ｂが発生することで、スラスト方向に隣り合う２つのループ状の磁束Ψ３０ｂ，Ψ３６ｂの間を磁束Ψｃ８が流れ易くなる。以上により、スラスト方向他方側のギャップＧを流れる磁束Ψｃ８の磁束密度も大きくなるので、支持力Ｆｓ２をさらに高めることができる。

【0146】

本実施形態の他の構成は、第３実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。以上より、本実施形態のポンプ１および電動機１０においても、第３実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0147】

＜その他＞
上記各実施形態では、磁気浮上式電動機１０を磁気浮上式ポンプ１に適用する場合について説明したが、磁気浮上式電動機１０は、ポンプ以外の他の機器に適用してもよい。第１実施形態および第２実施形態において、固定永久磁石部２０は、第４～第５固定永久磁石２４，２５を有していなくてもよい。

【0148】

固定永久磁石部２０は、少なくとも第１固定永久磁石２１と第２固定永久磁石２２とを有していればよい。その場合、第１固定永久磁石２１と第２固定永久磁石２２とをスラスト方向に隣接して配置すればよい。同様に、回転永久磁石部３０は、少なくとも第１回転永久磁石３１と第２回転永久磁石３２とを有していればよい。その場合も、第１回転永久磁石３１と第２回転永久磁石３２とをスラスト方向に隣接して配置するのが好ましい。

【0149】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、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、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0150】

１ 磁気浮上式ポンプ
２ ハウジング
４ａ 吸込口
４ｂ 吐出口
６ インペラ
７ 隔壁部
１０ 磁気浮上式電動機
１１ ケーシング
１２ 回転軸
１３ モータ部
１４ 固定子
１５ 回転子
１７ 支持コイル
１９ 制御部
２０ 固定永久磁石部
２１ 第１固定永久磁石
２２ 第２固定永久磁石
２３ 第３固定永久磁石
２４ 第４固定永久磁石
２５ 第５固定永久磁石
３０ 回転永久磁石部
３１ 第１回転永久磁石
３２ 第２回転永久磁石
３３ 第３回転永久磁石
３４ 第４回転永久磁石
３５ 第５回転永久磁石
Ｃ 軸線
Ψｃ１，Ψｃ２，Ψｃ３，Ψｃ４ 支持コイルによる磁束
Ψｃ５，Ψｃ６，Ψｃ７，Ψｃ８ 支持コイルによる磁束
Ψ２１ａ，Ψ２１ｂ 第１固定永久磁石の磁束
Ψ２２ａ，Ψ２２ｂ 第２固定永久磁石の磁束
Ψ２３ａ，Ψ２３ｂ 第３固定永久磁石の磁束
Ψ３１ａ，Ψ３１ｂ 第１回転永久磁石の磁束
Ψ３２ａ，Ψ３２ｂ 第２回転永久磁石の磁束
Ψ３３ａ，Ψ３３ｂ 第３回転永久磁石の磁束
Ｆｓ１，Ｆｓ２ スラスト方向の支持力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】