真空泵和在该真空泵中使用的磁轴承装置以及圆环状电磁铁的制作方法

本发明涉及真空泵和在该真空泵中使用的磁轴承装置以及圆环状电磁铁，特别地涉及能够小型且提高电磁铁的吸引力的真空泵和在该真空泵中使用的磁轴承装置以及圆环状电磁铁。

背景技术：

在真空泵等特殊环境下的旋转机等中，作为轴承装置而较多地使用非接触地支承旋转体的磁轴承装置（例如，参照专利文献1）。

该磁轴承装置通常为通过使用在旋转体的周围设置的多个电磁铁吸引在旋转体设置的目标来非接触地支承旋转体的负荷的结构。因此，当电磁铁不以适当的吸引力（磁力）吸引旋转体的目标时，存在轴承精度降低的担忧。

在专利文献1中，公开了在具有旋转叶片的旋转体的中心安装转子轴并在该转子轴的径向的外侧配置圆环状电磁铁而通过圆环状电磁铁将转子轴悬浮支承在空中的构造。

使用图13和图14来说明该以往的磁轴承装置的概略构造。图13示出了对通过圆环状电磁铁101将转子轴102悬浮支承在空中的磁轴承装置100进行水平截面而从上侧方向观察时的图。图14是放大地观察图13的一部分的图。

图13和图14所示的轴承装置100为将圆环状电磁铁101非接触地与转子轴102同心地配置在转子轴102的径向外侧的构造。圆环状电磁铁101具备圆环状的定子铁芯103（以下，称为“圆环状定子铁芯103”）、以及装配于圆环状定子铁芯103的内周壁103a的多个线圈部104。该轴承装置100构成磁轴承，转子轴102为仅容许绕轴线旋转的自由度的结构。

在圆环状定子铁芯103中，沿其周向空出规定的间隔在图示例的情况下以2α和90°-2α的相位角设置8个分别以从内周壁103a朝向中心o伸出的方式突出的齿状物103b。此外，齿状物103b被形成为截面矩形状。而且，在这些各齿状物103b中分别装配线圈部104。再有，在装配有线圈部104的各齿状物103b的基部即圆环状定子铁芯103的内周壁103a的一部分，设置有铁芯座面103c，所述铁芯座面103c形成为用于分别将线轴105的第2凸缘部109相对于内周壁103a紧贴安设的平面状。

线圈部104由线轴105和在该线轴105的外周卷绕规定的次数线圈绕组106a后的线圈106构成。

线轴105由树脂等绝缘材料形成，具有线轴主体107、第1凸缘部108和第2凸缘部109而成。

线轴主体107是具有插入孔110的、前后贯通的截面矩形状的筒状体，在外周面卷绕规定次数线圈106的线圈绕组106a，插入孔110为齿状物103b可贯通地插入的矩形状。

第1凸缘部108是在位于圆环状定子铁芯103的中心o侧的线轴主体107的一个端面以从线轴主体107的外周面朝向外侧呈大致直角地伸出的方式设置的、在正面视中为矩形中空状所谓的在中心部具有孔的矩形形状的凸缘部。

第2凸缘部109是在线轴主体107的与第1凸缘部108相反侧的端面以从线轴主体107的外周面朝向外侧呈大致直角地伸出的方式设置的、在正面视中为矩形中空状所谓的与第1凸缘部108同样地在中心部具有孔的矩形状的凸缘部。

此外，关于像这样形成的线轴105，在线轴主体107的外周面卷绕规定次数线圈绕组106a后，从设置有第2凸缘部109的线轴主体107的另一端侧分别插入对应的圆环状定子铁芯103的齿状物103b，将线轴105分别装配于各齿状物103b。然后，分别相对于铁芯座面103c紧贴安设线轴105的第2凸缘部109，通过未图示的方式（例如，嵌合、粘接等）将线轴105的第2凸缘部109分别固定于各齿状物103b。图13示出了这样做而在圆环状定子铁芯103的齿状物103b分别安装有卷绕有线圈106的线轴105的磁轴承装置100。

图13的磁轴承装置100为将圆环状电磁铁101非接触地与转子轴102同心地配置在转子轴102的径向外侧的构造。然后，圆环状电磁铁101使用图13所示的一对线圈部104而成为单轴电磁铁，以90度的相位角而设置4对该单轴电磁铁，利用由各电磁铁生成的磁力吸引转子轴102而非接触地支承转子轴102。

然后，在图13所示的圆环状电磁铁101中，沿x轴和y轴且沿+方向和-方向以形成各个对的方式配置4个电磁铁（根据需要，将以形成这些对的方式配置的电磁铁称为电磁铁+x、电磁铁-x、电磁铁+y、电磁铁-y）。

此外，在该圆环状电磁铁101的构造中，关于如图14所示那样装配于一对电磁铁-y1、-y2的各齿状物103b的线轴105，第1凸缘部108的周向两侧的端面108a和第2凸缘部109的周向两侧的端面108b分别被形成为直角。进而，线圈106的线圈绕组106a从第1凸缘部108到第2凸缘部109以截面形状为大致矩形的方式卷绕于各线轴105。也就是说，为矩形卷。

在此，能够通过下式（1）求取单轴电磁铁的吸引力f。

。

其中，n为线圈绕组106a的匝数，i为在线圈绕组106a中流动的电流，r为磁电阻，s为磁极面积，u为空隙的磁导率，α为半角，k为常数。

根据式（1），已知单轴电磁铁（电磁铁+x、电磁铁-x、电磁铁+y、电磁铁-y）的吸引力f与线圈绕组106a的匝数的平方成比例。

因此，为了在不改变线圈106以外的大小的情况下增大单轴电磁铁的吸引力f，提高卷绕于各线轴105的线圈绕组106a的匝数是重要的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-83923号公报。

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，关于图13、图14所示的在圆环状定子铁芯103的各齿状物103b分别装配的线轴105，如图14所示那样，相邻的线轴105的第1凸缘部108彼此的间隔l6为外缘108c间的间隔。该相邻的线轴105彼此的间隔l6需要为用于使得在组装时线轴105彼此不会干扰的间隔。因此，认为限制线圈106的卷绕空间并且使用相同的大小的线轴105来增加线圈绕组106a的匝数而提高吸引力已经是极限。

此外，在以往，在该线圈的卷绕空间的限制下，作为增加线圈绕组106a的匝数来增加吸引力的方法，例如还已知如图15所示那样将圆环状定子铁芯103中的各齿状物103b从中心o以尺寸e向外侧依次偏移并向其装配在平面视中矩形卷绕线圈106的线轴105的构造、或如图16所示那样将圆环状定子铁芯103中的各齿状物103b从中心o以尺寸e向外侧依次偏移并且装配在平面视中梯形卷绕线圈106的线圈绕组106a的线轴的构造等来增加匝数的构造，但是，未能充分满足。

因此，为了提供能够在不改变以往的圆环状定子铁芯103的形状例如图13和图14中的磁极半角α、线圈106的厚度l1、线圈宽度l2、第1凸缘部108的板厚l3、第2凸缘部109的板厚l4、线圈106最外周到线轴105的凸缘部108、109的最外端的距离即凸缘部108、109的从线圈106起的伸出量l5、线轴105间的间隔l6、线轴105与铁芯座面端部的间隔l7、磁极连结厚度l8的各尺寸的情况下即在不改变以往的圆环状定子铁芯的大小的情况下、增加卷绕于各线轴的线圈绕组的匝数来增大电磁铁的吸引力的、真空泵和在该真空泵中使用的磁轴承装置以及圆环状电磁铁，产生了应解决的技术课题，本发明的目的在于解决该课题。

用于解决课题的方案

本发明是为了达成上述目的而提出的，权利要求1所述的发明提供：一种真空泵，具有在转子轴的径向的外侧配置且以能旋转的方式保持所述转子轴的磁轴承装置，所述磁轴承装置具备圆环状电磁铁，所述圆环状电磁铁具有在内周壁沿所述转子轴的周向以空出规定的间隔的方式设置了多个齿状物的圆环状定子铁芯、以及在外周卷绕线圈绕组且分别被装配于所述齿状物的多个线轴，所述线轴具备：矩形筒状的线轴主体，在外周卷绕所述线圈绕组且被装配于所述多个齿状物；在正面视中形成为矩形中空状的第1凸缘部，设置在所述线轴主体的与所述转子轴相向侧的端面；在正面视中形成为矩形中空状的第2凸缘部，设置在所述线轴主体的与所述第1凸缘部相反侧的端面；以及线圈卷绕量增大单元，形成在至少所述第1凸缘部和所述第2凸缘部的任一个，将卷绕于所述线轴主体的所述线圈绕组的卷绕量增大。

根据该结构，在至少第1凸缘部和第2凸缘部的一个设置将卷绕于线轴主体的线圈绕组的卷绕量增大的线圈卷绕量增大单元，因此，得到了能够在不改变以往的圆环状定子铁芯的大小的情况下增加卷绕于各线轴的线圈绕组的匝数来增大圆环状电磁铁的吸引力而进行稳定地保持旋转的转子轴的状态下的运转的真空泵。

权利要求2所述的发明提供以下真空泵：在权利要求1所述的结构中，所述线圈卷绕量增大单元在所述第1凸缘部的周向的两个端面分别具有从所述第1凸缘部的板厚度方向上的外缘朝向内侧倾斜的倒角。

根据该结构，在第1凸缘部的周向的两个端面分别形成从第1凸缘部的板厚度方向上的外缘朝向内侧倾斜的倒角，由此，能够使相邻的线轴的第1凸缘部彼此的内缘间的距离较大地分离。由此，在圆环状定子铁芯的内周壁配置的相邻的线轴即使分别朝向相同的中心侧内缘间也不会彼此干扰，相反，第1凸缘部的外缘侧间的距离成为较大拉开的状态。因此，即使以相邻的线轴的第1凸缘部的各外缘侧彼此靠近的方式使第1凸缘部的伸出量变大，在组装时相邻的线轴的第1凸缘部彼此也不会在组装时干扰。由此，得到了能够使线轴的第1凸缘部的周向的两个端面间的距离（第1凸缘部的伸出量）变大来增加线圈绕组的匝数而使圆环状电磁铁的吸引力进一步变大来实现更稳定地保持旋转的转子轴的状态下的运转的真空泵。

权利要求3所述的发明提供以下真空泵：在权利要求1或2所述的结构中，所述线圈卷绕量增大单元在相邻的所述多个线轴中的至少所述第1凸缘部彼此的周向的两个端面分别具有相邻的所述多个线轴彼此的一部分挤入的切口。

根据该结构，在相邻的线轴中的至少第1凸缘部彼此的周向的两个端面分别设置容许相邻的线轴彼此的一部分彼此挤入的切口，由此，即使使相邻的线轴的第1凸缘部彼此的伸出量变大而使第1凸缘部彼此的内缘间的距离靠近，在组装时相邻的线轴的第1凸缘部彼此也不会干扰。因此，得到了能够通过使凸缘部的伸出量变大来使相邻的线轴的第1凸缘部彼此的内缘间的距离彼此靠近而在相邻的线轴上分别最大限度地卷绕线圈绕组而使圆环状电磁铁的吸引力进一步增大而进行更稳定地保持旋转的转子轴的状态下的运转的真空泵。再有，上述切口当设置在第1凸缘部和第2凸缘部两者时，能够期待更好的结果。

权利要求4所述的发明提供以下真空泵：在权利要求1、2或3所述的结构中，所述线圈卷绕量增大单元在所述第2凸缘部的周向的两个端面分别具有从所述第2凸缘部的板厚度方向上的内缘朝向内侧倾斜的倒角。

根据该结构，即使使各线轴中的第2凸缘部的周向的伸出量变大即、使周向的两个端面间的距离变大，由于从内缘朝向内侧倾斜的倒角躲避圆环状定子铁芯的内周壁的曲面形状，所以也得到能够使线轴的第2凸缘部的周向的伸出量变大而增加线圈绕组的匝数来使圆环状电磁铁的吸引力进一步增大而实现更稳定地保持旋转的转子轴的状态下的运转的真空泵。

权利要求5所述的发明提供在权利要求1至权利要求4之中的任一项所述的真空泵中使用的磁轴承装置。

根据该结构，由于设置了能够将卷绕于线轴主体的线圈绕组的卷绕量增大的线圈卷绕量增大单元，所以能够得到能够增加卷绕于线轴主体的线圈绕组的匝数来使圆环状电磁铁的吸引力变大而实现稳定地保持旋转的转子轴的状态下的运转的磁轴承装置。

权利要求6所述的发明提供在权利要求1至权利要求4之中的任一项所述的真空泵中使用的圆环状电磁铁。

根据该结构，由于设置了能够将卷绕于线轴主体的线圈绕组的卷绕量增大的线圈卷绕量增大单元，所以能够得到能够增加卷绕于线轴主体的线圈绕组的匝数来使圆环状电磁铁的吸引力变大而实现稳定地保持旋转的转子轴的状态下的运转的圆环状电磁铁。

发明效果

根据发明，能够得到能够在不改变以往的圆环状定子铁芯的大小的情况下增加卷绕于各线轴的线圈绕组的匝数来增大电磁铁的吸引力的、真空泵和在该真空泵中使用的磁轴承装置以及圆环状电磁铁。

附图说明

图1是示出了本发明的实施方式的真空泵的概略结构的图。

图2是示出了图1中的磁轴承部的概略结构的图。

图3是将图2的圆环状电磁铁的一部分放大地示出的概略结构图。

图4是在使图3中的凸缘部的伸出量变大而填堵了线轴（bobbin）间的距离的状态下示出的概略结构图。

图5是示出为图2的圆环状电磁铁的第1变形例的概略结构图。

图6是在使图5中的圆环状电磁铁中的凸缘部的伸出量变大而填堵了线轴间的距离的状态下示出的概略结构图。

图7是从图5的箭头a和b方向观察到的线轴的平面图，（a）是与箭头a方向对应的图，（b）是与箭头b方向对应的图。

图8是示出为圆环状电磁铁的第2变形例的概略结构图。

图9是在使图8中的圆环状电磁铁中的凸缘部的伸出量变大而填堵了线轴间的距离的状态下示出的概略结构图。

图10是从图8的箭头a和b方向观察到的线轴的平面图，（a）是与箭头a方向对应的图，（b）是与箭头b方向对应的图。

图11是从圆环状定子铁芯（statorcore）的中心侧观察图8的线轴的概略立体图。

图12是从圆环状定子铁芯的外周侧观察图8的线轴的概略立体图。

图13是说明以往的磁轴承装置的一个例子的概略结构图。

图14是图13的一部分放大图。

图15是说明以往的磁轴承装置的另一个例子的概略结构图。

图16是说明以往的磁轴承装置的又一个例子的概略结构图。

具体实施方式

为了达成在不改变以往的圆环状定子铁芯的大小的情况下增加卷绕于各线轴的线圈绕组（coilwinding）的匝数来增大电磁铁的吸引力这样的目的，本发明是，一种真空泵，具有在转子轴的径向的外侧配置且以能旋转的方式保持所述转子轴的磁轴承装置，所述磁轴承装置具备圆环状电磁铁，所述圆环状电磁铁具有在内周壁沿所述转子轴的周向以空出规定的间隔的方式设置了多个齿状物的圆环状定子铁芯、以及在外周卷绕线圈绕组且分别被装配于所述多个齿状物的多个线轴，所述多个线轴具备：矩形筒状的线轴主体，在外周卷绕所述线圈绕组且被装配于所述多个齿状物；在正面视中形成为矩形中空状的第1凸缘部，设置在所述线轴主体的与所述转子轴相向侧的端面；在正面视中形成为矩形中空状的第2凸缘部，设置在所述线轴主体的与所述第1凸缘部相反侧的端面；以及线圈卷绕量增大单元，形成在至少所述第1凸缘部和所述第2凸缘部的任一个，将卷绕于所述线轴主体的所述线圈绕组的卷绕量增大，由此，实现了本发明。

以下，基于附图来详细地说明用于实施本发明的方式。再有，在以下的说明中，在实施方式的说明的整体的范围内对相同的要素标注相同的附图标记。此外，在以下的说明中，示出上下或左右等的方向的表现不是绝对的，而是在本发明的真空泵的各部为描绘的姿势的情况下是适当的，但是在该姿势发生变化的情况下应根据姿势的变化而变更来解释。

实施例

图1是示出了本实施方式的真空泵10的概略结构的图。再有，图1示出了真空泵10的轴线方向的截面图。在本实施例中，作为真空泵10的一个例子，说明具备真空泵部t和螺纹槽式泵部s的所谓的复合叶片类型的真空泵来作为一个例子。再有，本实施方式也可以应用于仅具有真空泵部t的泵或在旋转体侧设置有螺纹槽的泵。

形成真空泵10的外装体的壳体11为圆筒状的形状，与在壳体11的底部设置的基底（base）12一起构成真空泵10的外装体。而且，在真空泵10的外装体的内部收纳有使真空泵10发挥排气功能的构造物即气体输送机构。

真空泵10中的气体输送机构由吸气口13侧的真空泵部t和排气口14侧的螺纹槽式泵部s构成。发挥这些排气功能的构造物由大致分为被旋转自在地轴支承的旋转部和相对于壳体11固定的固定部构成。此外，对真空泵10的工作进行控制的控制装置28连接于真空泵10的外装体的外部。

旋转部由被后述的电动机部15旋转的转子轴（轴）16和转子部17构成。

转子轴16是圆柱构件的旋转轴。在转子轴16的上端通过多个螺栓（bolt）18安装有转子部17。

转子部17是在转子轴16配设的旋转构件。转子部17由在吸气口13侧（真空泵部t）设置的转子叶片（rotorblade）19和在排气口14侧（螺纹槽式泵部s）设置的圆筒构件20等构成。再有，转子部17由不锈钢或铝合金等金属构成。

转子叶片19由从与转子轴16的轴线垂直的平面倾斜规定的角度且从转子部17呈放射状地延伸的多个叶片构成。在真空泵10中，沿轴线方向设置多级转子叶片19。圆筒构件20由外周面为圆筒形状的构件构成。

在转子轴16的轴线方向中间配设有使转子轴16旋转的电动机部15。在本实施方式中，作为一个例子，假设电动机部15由dc无刷电机（brushlessmotor）构成。在转子轴16中的构成电动机部15的部位固定有永久磁铁15a。例如以绕转子轴16按每180°配置n极和s极的方式固定该永久磁铁15a。而且，在永久磁铁15a的周围，从转子轴16起经过规定的间隙（空隙）例如按每60°以相对于转子轴16的轴线对称且相向的方式配置6个电磁铁15b。再有，永久磁铁15a作为电动机部15的转子部（旋转部）发挥作用，电磁铁15b作为电动机部15的定子部（固定部）发挥作用。

真空泵10具备对转子轴16的转速和旋转角度（相位）进行检测的传感器，控制装置28能够利用该传感器检测固定于转子轴16的永久磁铁15a的磁极的位置。

控制装置28依照检测出的磁极的位置不断地切换电动机部15的电磁铁15b的电流，在转子轴16的永久磁铁15a的周围生成旋转磁场。固定于转子轴16的永久磁铁15a跟随该旋转磁场，由此，以旋转的方式构成转子轴16。

此外，在电动机部15的吸气口13侧和排气口14侧设置有沿径向方向轴支承转子轴16即沿径向方向支承旋转部的负荷的、径向磁轴承部21和径向磁轴承部22。

进而，在转子轴16的下端设置有沿轴线方向（推力方向）轴支承转子轴16即沿推力方向支承旋转部的负荷的、推力磁轴承部23。

转子轴16（旋转部）被径向磁轴承部21、22沿径向方向（转子轴16的径向）非接触地支承，被推力磁轴承部23沿推力方向（转子轴16的轴向）非接触地支承。这些磁轴承构成所谓的5轴控制型的磁轴承，转子轴16仅具有绕轴线旋转的自由度。

在径向磁轴承部21中，在转子轴16的周围按每90°以相向的方式配置例如4个电磁铁21b。在与转子轴16之间经由间隙（空隙）配置这些电磁铁21b。再有，其间隙值为考虑了在转子轴16的稳定时的振动量（摇动量）、转子部17与定子部（固定部）的空间距离、径向磁轴承部21的性能等的值。此外，在与电磁铁21b相向的转子轴16形成有目标21a。然后，使用径向磁轴承部21的电磁铁21b的磁力吸引该目标21a，由此，沿径向方向非接触地支承转子轴16。再有，目标21a作为径向磁轴承部21的转子部发挥作用，电磁铁21b作为径向磁轴承部21的定子部发挥作用。

关于径向磁轴承部22，也采取与径向磁轴承部21同样的结构，详细而言，使用径向磁轴承部22的电磁铁22b的磁力吸引目标22a，由此，沿径向方向非接触地支承转子轴16。

推力磁轴承部23经由相对于转子轴16垂直地设置的圆板状的金属制的电枢24使转子轴16沿轴向悬浮。在推力磁轴承部23中，以经由电枢24相向的方式配置有例如2个电磁铁23a、23b。在与电枢24之间经由间隙配置这些电磁铁23a、23b。再有，其间隙值为考虑了在转子轴16的稳定时的振动量、转子部17与定子部的空间距离、推力磁轴承部23的性能等的值。然后，使用推力磁轴承部23的电磁铁的磁力吸引电枢24，由此，沿推力方向（轴线方向）非接触地支承转子轴16。

此外，在径向磁轴承部21、22的附近分别形成有移位传感器25、26，能够检测转子轴16的径向方向的移位。进而，在转子轴16的下端形成有移位传感器27，能够检测转子轴16的轴线方向的移位。

移位传感器25、26是对转子轴16的径向方向的移位进行检测的元件，在本实施例中，由具备线圈25b、26b的涡电流传感器等电感型传感器构成。移位传感器25、26中的线圈25b、26b成为在真空泵10的外部设置的前述控制装置中形成的未图示的振荡电路的一部分。移位传感器25伴随着振荡电路的振荡而流动高频电流，在转子轴16上产生高频磁场。而且，当移位传感器25、26与目标25a、26a的距离发生变化时，振荡器的振荡振幅发生变化，由此，能够检测转子轴16的移位。再有，对转子轴16的移位进行检测的传感器不限定于此，例如，也可以使用静电电容式的传感器或光学式的传感器等。

此外，控制装置28当根据来自移位传感器25、26的信号而检测到转子轴16的径向方向的移位时，工作为调节径向磁轴承部21、22的各电磁铁21b、22b的磁力来使转子轴16返回到规定的位置。像这样，控制装置28根据移位传感器25、26的信号来反馈控制径向磁轴承部21、22。由此，转子轴16在径向磁轴承部21、22中从电磁铁21b、22b起隔开规定的空隙（间隙）沿径向方向磁悬浮，被非接触地保持在空间中。

移位传感器27也与移位传感器25、26同样地为具备线圈27b的结构。然后，通过检测线圈27b与相向的在转子轴16侧设置的目标27a的距离来检测推力方向的移位。控制装置28当根据来自移位传感器27的信号而检测到转子轴16的推力方向的移位时，工作为调节推力磁轴承部23的各电磁铁23a、23b的磁力来使转子轴16返回到规定的位置。像这样，控制装置28根据移位传感器27的信号来反馈控制推力磁轴承部23。由此，转子轴16在推力磁轴承部23中从各电磁铁23a、23b起隔开规定的空隙沿推力方向磁悬浮，被非接触地保持在空间中。

这样做，转子轴16被径向磁轴承部21、22沿径向方向保持，被推力磁轴承部23沿推力方向保持，因此，绕轴线旋转。

再有，本实施方式中的电动机部15和各磁轴承部21、22作为利用了电磁力的作用的本发明的圆环状电磁铁21b发挥作用。

接着，使用图2和图3来进一步说明磁轴承部21、22的结构。再有，磁轴承部21、22的结构均采用相同的结构，因此，代表说明磁轴承部21的构造。因此，图2和图3是对相当于图1的d-d线的部分进行截面的图，但是，为了使附图简略化而省略影线。

在图2和图3中，作为磁轴承装置的磁轴承部21为在转子轴16的径向外侧以非接触地与转子轴16同心地配置作为圆环状电磁铁的电磁铁21b（以下，称为“圆环状电磁铁21b”）后的构造。圆环状电磁铁21b具备圆环状的定子铁芯31（以下，称为“圆环状定子铁芯31”）和在圆环状定子铁芯31的内周壁31a装配的多个线圈部32。

圆环状定子铁芯31由层叠硅钢板形成，沿周向空出规定的间隔而在图示例的情况下以2α和90°-2α的相位角设置8个分别以从内周壁31a朝向圆环状定子铁芯31的中心o（也是转子轴16的中心o）方向伸出的方式突出的齿状物31b。此外，齿状物31b被形成为截面矩形状。然后，在这些各齿状物31b分别装配线圈部32。再有，在装配有线圈部32的各齿状物31b的基底即圆环状定子铁芯31的内周壁31a的一部分，设置有铁芯座面31c，所述铁芯座面31c形成为用于分别将线轴33的第2凸缘部37相对于内周壁31a紧贴安设的平面状。

线圈部32由线轴33和在该线轴33的外周将线圈绕组34a卷绕多次后的线圈34构成。

线轴33由树脂等绝缘材料形成，整体地具有线轴主体35、第1凸缘部36和第2凸缘部37。

线轴主体35是具有插入孔38的、前后贯通的为截面矩形状的筒状体即矩形筒状体（所谓的方筒），在外周面卷绕规定次数线圈34的线圈绕组34a，所述插入孔38为齿状物31b可贯通地插入的矩形状。

第1凸缘部36是在位于圆环状定子铁芯31的中心o侧的线轴主体35的一个端面以从线轴主体35的外周面朝向外侧呈大致直角地伸出的方式设置的、在正面视中为矩形中空状所谓的在中心部具有孔的平板状的凸缘部。

第2凸缘部37是在线轴主体35的与第1凸缘部36相反侧的端面以从线轴主体35的外周面朝向外侧呈大致直角地伸出的方式设置的、在正面视中为矩形中空状所谓的与第1凸缘部36同样地在中心部具有孔的平板状的凸缘部。

此外，关于像这样形成的线轴33，在线轴主体35的外周面卷绕规定次数线圈绕组34a后，从设置有第2凸缘部37的线轴主体35的另一端侧分别插入对应的圆环状定子铁芯31的齿状物31b而将线轴33分别装配于各齿状物31b。然后，分别相对于铁芯座面31c紧贴安设线轴33的第2凸缘部37，通过未图示的方式（例如，嵌合、粘接等）将线轴33的第2凸缘部37分别固定于各齿状物31b。图2示出了这样做而在圆环状定子铁芯31的齿状物31b分别安装有线轴33的径向磁轴承装置21。再有，圆环状电磁铁21b使用图3所示的一对线圈部32而成为单轴电磁铁，以90度的相位角设置4对该单轴电磁铁，利用由各电磁铁生成的磁力吸引转子轴16而非接触地支承转子轴16。

然后，在图2和图3所示的圆环状电磁铁21b中，沿x轴和y轴且沿+方向和-方向以形成各个对的方式配置4个电磁铁（根据需要，将以形成这些对的方式配置的电磁铁称为电磁铁+x、电磁铁-x、电磁铁+y、电磁铁-y）。这些电磁铁+x、电磁铁-x、电磁铁+y、电磁铁-y由相同的构造构成，在图3中代表地示出电磁铁-y。因此，接着说明的电磁铁-y的结构也同样被应用于电磁铁+x、电磁铁-x、电磁铁+y。

图3所示的实施例的电磁铁-y是电磁铁-y1和电磁铁-y2的单轴电磁铁，在电磁铁-y1的装配于齿状物31b的线轴33和电磁铁-y2的装配于齿状物31b的线轴33中，在第1凸缘部36的周向两侧的端面36a和第2凸缘部37的周向两侧的端面37a分别设置有作为线圈卷绕量增大单元30而成的倒角。再有，电磁铁-y1和电磁铁-y2以α角度对称，并且，各部的构造是相同的。因此，在图3中，与说明对应的详细的附图标记仅标注于电磁铁-y1侧，以概略标注的方式省略向电磁铁-y2侧的附图标记。

即，在第1凸缘部36的端面36a形成从第1凸缘部36的板厚度l3的方向上的外缘36b到内缘36c朝向内侧、以倒角角度β倾斜而以宽度l9构成的倒角。其中，β≤90°-2α，l9≤l3。该第1凸缘部36中的端面36a的倒角分别减少内缘36c的突出量l61，有效地扩大第1凸缘部36彼此的间隔l6。即，突出量l61有助于增加线轴33间的间隔增加量即第1凸缘部36的伸出量，容许向第1凸缘部36的周向两侧的伸出，有助于线圈绕组34a的匝数的增加。

该线轴33间的间隔增加量l6由下式（2）求取。

。

另一方面，在第2凸缘部37的端面37a形成从第2凸缘部37的板厚度l4的方向上的内缘37c到外缘37b朝向内侧、以倒角角度γ倾斜而以宽度l10构成的倒角。其中，l10≤l4。该第2凸缘部37中的端面37a的倒角减少内缘37c的突出量l71，将铁芯座面31c的端部与线轴33间的间隔l7有效地扩大为（l7+l71）。即，突出量l71也与第1凸缘部36的情况同样地作为第2凸缘部37的伸出量的增加量而作出贡献，容许向第2凸缘部37的周向两侧的扩张（伸出），有助于线圈绕组34a的匝数的增加。该铁芯座面31c的端部与线轴33间的间隔l71由下式（3）求取。

。

此外，也能够使在线轴33间的磁极连结厚度l81变大。即，当将在根据图示的实施例的第2凸缘部37的端面37a未设置倒角时的磁极连结厚度设为l8时，图示的实施例的磁极连结厚度l81由下式（4）表示，可知：与以往的构造的磁极连结厚度l8相比，根据图示中的实施例的磁极连结厚度l81更大。

。

因此，在图2和图3所示的圆环状电磁铁21b中，在第1凸缘部36的周向的两个端面36a分别形成从第1凸缘部36的板厚度方向上的外缘36b朝向内侧倾斜的倒角，由此，使相邻的线轴33的第1凸缘部36彼此的外缘36b间的距离较大地分离，有助于第1凸缘部36彼此的伸出量增加。

由此，例如如图4所示那样，即使以相邻的线轴33的第1凸缘部36的各外缘36b侧彼此靠近的方式使第1凸缘部36的伸出量变大，在组装时相邻的线轴33的第1凸缘部36彼此也不会在组装时干扰。由此，能够使线轴33的第1凸缘部36的周向的两个端面36a的伸出量变大，增加线圈绕组34a的匝数来增大圆环状电磁铁21b的吸引力。也就是说，在使图3所示的线轴33彼此的伸出量变大而填堵了间隔l61的情况下，线圈34的厚度l11为下式（5），与图3所示的未填堵线轴33间的间隔l61时的线圈34的厚度l1相比，能够增加线圈绕组34a的匝数。

。

此外，在第2凸缘部37的周向的两个端面37a分别设置从第2凸缘部37的板厚度l4方向上的内缘37c朝向内侧倾斜的倒角，因此，该倒角成为线圈卷绕量增大单元30，倾斜的倒角躲避圆环状定子铁芯31的内周壁31a的曲面形状（磁极连结部分），能够使线轴33的第2凸缘部37的周向的两个端面间的伸出量变大。由此，能够增加线圈绕组34a的匝数来增大圆环状电磁铁21b的吸引力。此外，在该实施例的情况下的磁极连结厚度l82和以往的磁极厚度l8中，以l82≥l8的方式设定倒角角度γ。

即，为，当使γ变大时，能够增加线圈绕组34a的匝数来增大圆环状电磁铁21b的吸引力。

再有，在上述实施例的圆环状电磁铁21b中的线轴33中，公开了在电磁铁-y1和电磁铁-y2的各第1凸缘部36的周向的两个端面36a及各第2凸缘部37的周向的两个端面37a分别设置倒角的构造，但是，未必需要在两者设置，也可以在图2和图3中实施以下的（a）~（c）或组合它们来实施。

（a）第1凸缘部36侧的两个端面36a中的倒角设置在彼此相邻的电磁铁-y1的第1凸缘部36和电磁铁-y2的第1凸缘部36之中的至少一个电磁铁-y2的左侧或者设置在另一个电磁铁-y1的右侧。

（b）第1凸缘部36侧的两个端面36a中的倒角设置在彼此相邻的电磁铁-y1的第1凸缘部36和电磁铁-y2的第1凸缘部36之中的至少一个电磁铁-y2的左侧及电磁铁-y2的右侧或者设置在另一个电磁铁-y1的左侧和电磁铁-y1的右侧。

（c）第2凸缘部37侧的两个端面37a中的倒角设置在彼此相邻的电磁铁-y1的第2凸缘部37和电磁铁-y2的第2凸缘部37之中的至少一个电磁铁-y1的右侧及另一个电磁铁-y2的左侧。在该情况下，线圈宽度为l2+l71×tanγ＞l2，得到了线圈绕组34a的匝数较多的线圈34。此外，磁极连结厚度l81为l8+l71×sinγ＞l8，难以变为磁饱和。

图5~图7示出圆环状定子铁芯31的第1变形例。图5和图6相当于图3和图4的电磁铁-y，在图5和图6中，也为了使附图简略化而省略影线。此外，图7示出图5和图6中的圆环状定子铁芯31的线轴33，图7是从图5的箭头a和b方向观察到的平面图。

再有，在以下的说明中，对与图2~图4所示的圆环状定子铁芯31对应的部分标注相同的附图标记并省略重复说明，仅说明结构不同的部分。此外，作为该第1变形例而示出的电磁铁-y1和电磁铁-y2也以α角度对称，并且，各部的构造是相同的。因此，在图5和图6中，与说明对应的详细的附图标记仅标注于电磁铁-y1侧，以概略标注的方式省略向电磁铁-y2侧的附图标记。

图5和图6所示的电磁铁-y是电磁铁-y1和电磁铁-y2的单轴电磁铁。在电磁铁-y1的装配于齿状物31b的线轴33和电磁铁-y2的装配于齿状物31b的线轴33中，在第1凸缘部36的周向两侧的端面36a分别沿上下方向排列且以规定间距设置多个凹部40a来作为线圈卷绕量增大单元，凹部40a作为如图7所示那样容许相邻的线轴33彼此的一部分39a挤入的切口。

此外，相对于电磁铁-y2的装配于齿状物31b的线轴33中的第1凸缘部36的左侧的凹部40a和右侧的凹部40a沿上下方向按各大致1间距地错开地设置电磁铁-y1的装配于齿状物31b的线轴33中的第1凸缘部36的右侧的凹部40a和左侧的凹部40a。

另一方面，在电磁铁-y1的装配于齿状物31b的线轴33和电磁铁-y2的装配于齿状物31b的线轴33中的第2凸缘部37的周向两侧的端面37a，也如在图7中对附图标记标注括弧示出的那样，以与第1凸缘部36的周向两侧的端面36a大致相同的凹陷（pit）和配置，设置有多个凹部40b，所述凹部40b作为容许线轴33彼此的一部分39b挤入的切口。

再有，在此，第1凸缘部36的凹部40a的切口深度l15与凹部40b的切口深度l16是相同的（l15=l16）。此外，第1凸缘部36的凹部40a的宽度l20与第2凸缘部37的凹部40b的宽度l24是相同的（l20=l24），第1凸缘部36的凹部40a间的距离l21与第2凸缘部37的凹部40b间的距离l25是相同的（l21=l25）。进而，与第1凸缘部36的凹部40a间的距离l21和第2凸缘部37的凹部40b间的距离l25相比分别较大地形成第1凸缘部36的凹部40a间的宽度l20和第2凸缘部37的凹部40b间的宽度l24（l20＞l21、l24＜l25）。

因此，在该构造中，即使为如图6所示那样增加第1凸缘部36和第2凸缘部37的伸出量而以填堵的方式配置电磁铁-y1侧的线轴33和电磁铁-y2侧的线轴33的结构，在电磁铁-y1侧的线轴33和电磁铁-y2侧的线轴33分别被装配于齿状物31b时，也能够以电磁铁-y2侧的线轴33中的第2凸缘部37的一部分39b和39a依次进入电磁铁-y1侧的线轴33中的右侧的凹部40a而躲避而相邻的线轴33彼此不会彼此干扰的方式分别装配于齿状物31b。在该情况下，通过增加线轴33的第1凸缘部36的伸出量和第2凸缘部37的伸出量，从而能够将线圈绕组34a卷绕到凹部40a的切口深度l15的约1/2。由此，能够增加线圈绕组34a的匝数来增加线圈34的厚度l1。即，关于图6所示的线圈34的厚度l12，当假设第1凸缘部36切口深度l15时为l1+l15/2＞l1，得到了使线圈绕组34a的匝数更多的线圈34。

图8~图12示出圆环状定子铁芯31的第2变形例。图8和图9相当于图3和图4的电磁铁-y，在图8和图9中，也为了使附图简略化而省略影线。此外，图10~图12示出图8和图9中的圆环状定子铁芯31的线轴33，图10是从图8的箭头a方向和箭头b方向观察到的平面图，图11是从圆环状定子铁芯31的中心侧观察到的概略立体图，图12是从圆环状定子铁芯31的外周侧观察到的概略立体图。

图8至图12所示的第2变形例是将图2~图4所示的实施例和图5~图7所示的第1变形例组合而进一步发展后的变形。因此，对与图2~图7的圆环状定子铁芯31对应的部分标注相同的附图标记并省略重复说明，仅说明结构不同的部分。此外，作为该第2变形例而示出的电磁铁-y1和电磁铁-y2也以α角度对称，并且，各部的构造是相同的。因此，在图8和图9中，与说明对应的详细的附图标记仅标注于电磁铁-y1侧，以概略标注的方式省略向电磁铁-y2侧的附图标记。

图8和图9所示的电磁铁-y是电磁铁-y1和电磁铁-y2的单轴电磁铁。在电磁铁-y1的装配于齿状物31b的线轴33和电磁铁-y2的装配于齿状物31b的线轴33中，在第1凸缘部36的周向两侧的端面36a、36a1和第2凸缘部37的周向两侧的端面37a、37a1，分别设置有多个如图8所示那样以倒角角度β、β1、γ、γ1分别倾斜而以宽度l9、l91、l10、l17构成的倒角和凹部40a、40b，所述凹部40a、40b作为容许相邻的线轴33彼此的一部分39a、39b挤入的切口。该倒角和凹部40a、40b作为线圈卷绕量增大单元30发挥作用。

因此，在图8和图9所示的圆环状电磁铁21b中，在第1凸缘部36的周向的两个端面36a、36a1分别形成了从第1凸缘部36的板厚度方向上的外缘36b、36b1朝向内侧倾斜的倒角，由此，能够使相邻的线轴33的第1凸缘部36彼此的内缘36c、36c1间的距离较大地分离，增加第1凸缘部36的伸出量。再有，在图11和图12中示出了在第1凸缘部36和第2凸缘部37的周向的两侧的端面36a、36a1、37a设置的倒角以及设置有凹部40a、40b的线轴33的单体，图11是从圆环状定子铁芯31的中心侧观察到的概略立体图，图12是从圆环状定子铁芯31的外周侧观察到的概略立体图。

由此，在该变形例中，也能够例如从如图8所示那样相邻的线轴33的第1凸缘部36彼此分离的状态起以如图9所示那样使第1凸缘部36的伸出量变大而使第1凸缘部36彼此相互靠近的方式填堵第1凸缘部36的间隔l6。即，当以相邻的线轴33彼此的第1凸缘部36的各外缘36b侧彼此靠近的方式使第1凸缘部36的伸出量变大时，能够使线圈绕组34的厚度从l1大到l13，此外，与线圈34的厚度l1相比，能够增加线圈绕组34a的匝数。

。

此外，在第2凸缘部37的周向的两个端面37a分别设置有从第2凸缘部37的板厚度l4方向上的内缘37c朝向内侧倾斜的倒角，因此，这成为线圈卷绕量增大单元30，倾斜的倒角躲避圆环状定子铁芯31的内周壁31a的曲面形状（磁极连结部分），能够使线轴33的第2凸缘部37的周向的伸出量变大而增加线圈绕组34a的匝数。此外，与比以往的磁极连结厚度l8大（l83≥l8）的方式设定倒角角度γ。

即，为，能够将倒角角度γ设定为l83≥l8。

进而，在电磁铁-y1的装配于齿状物31b的线轴33和电磁铁-y2的装配于齿状物31b的线轴33中，分别设置有作为容许线轴33彼此的一部分39b挤入的切口的凹部40b，因此，在组装时相邻的线轴33的第1凸缘部36彼此不会在组装时干扰。由此，也能够使线轴33的第1凸缘部36的周向的两个端面间的距离（伸出量）变大，作为线圈卷绕量增大单元30发挥作用，能够增加线圈绕组34a的匝数来增大圆环状电磁铁21b的吸引力。

再有，本发明也能够应用于图15和图16所示的为具有偏移的矩形卷或梯形卷的线圈的线轴。进而，关于本发明，只要不偏离本发明的精神，则能够进行各种改变，而且，本发明当然也达到该改变后的发明。

附图标记的说明

10真空泵

11壳体

12基底

13吸气口

14排气口

15电动机部

15a永久磁铁

15b电磁铁（圆环状电磁铁）

16转子轴（轴）

17转子部

18螺栓

19转子叶片

20圆筒构件

21径向磁轴承部（磁轴承装置）

21a目标

21b电磁铁（圆环状电磁铁）

22径向磁轴承部（磁轴承装置）

22a目标

22b电磁铁（圆环状电磁铁）

23推力磁轴承部

23a电磁铁

23b电磁铁

24电枢

25移位传感器

25a目标

25b线圈

26移位传感器

26a目标

26b线圈

27移位传感器

27a目标

27b线圈

28控制装置

30线圈卷绕量增大单元

31圆环状定子铁芯

31a内周壁

31b齿状物

31c铁芯座面

32线圈部

33线轴

34线圈

34a线圈绕组

35线轴主体

36第1凸缘部

36a、36a1周向的端面（倒角）

36b、36b1外缘

36c、36c1内缘

36d切口

37第2凸缘部

37a周向的端面（倒角）

37b外缘

37c内缘

38插入孔

39a第1凸缘部侧的线轴的一部分

39b第2凸缘部侧的线轴的一部分

40a第1凸缘部侧的凹部（切口）

40b第2凸缘部侧的凹部（切口）

t真空泵部

s螺纹槽式泵部

l1以往的线圈的厚度

l11、l12、l13线圈的厚度

l2线圈宽度

l3第1凸缘部的板厚度

l4第2凸缘部的板厚度

l5从线圈最外周起的伸出量

l6线轴彼此的间隔

l61、l62、l63突出量（线轴间的间隔增加量）

l7以往的铁芯座面的端部与线轴间的间隔

l71铁芯座面的端部与线轴间的间隔

l8以往的磁极连结厚度

l81、l82、l83磁极连结厚度

l9、l91、l10、l17突出量倒角宽度

l15第1凸缘部侧的切口深度

l16第2凸缘部侧的切口深度

l20、l24凹部的宽度

l21、l25凹部间的距离

β、β1在第1凸缘部则的端面的倒角角度

γ、γ1在第2凸缘部侧的端面的倒角角度

f吸引力

n线圈绕组的匝数

i在线圈绕组中流动的电流

r磁电阻

s磁极面积

u空隙的磁导率

α半角

k常数

o中心。