JP2018194115A - 真空ポンプ、及び該真空ポンプに用いられる磁気軸受装置、並びに円環状電磁石 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の円環状ステータコアの大きさを変えることなく、各ボビンに巻かれるコイル巻線の巻き数を増加させて、電磁石の吸引力を増大させることができる真空ポンプ、及び該真空ポンプに用いられる磁気軸受装置、並びに円環状電磁石を提供する。【解決手段】円環状ステータコア３１のティース３１ｂに装着されるボビン３３が、外周にコイル巻線３４ａが巻かれ、かつティース３１ｂを挿入させてティース３１ｂに装着される両端が開口したボビン本体３５と、円環状ステータコア３１の中心Ｏ側に位置するボビン本体３５の一端面に設けた矩形中空状の第１の鍔部３６と、ボビン本体３５の他端面に設けた矩形中空状の第２の鍔部３７と、少なくとも第１の鍔部３６と第２の鍔部３７の一方に形成した、ボビン本体に巻き付けられるコイル巻線３４ａの巻き付け量を増大するコイル巻き付け量増大手段３０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は真空ポンプ、及び該真空ポンプに用いられる磁気軸受装置、並びに円環状電磁石に関するものであり、特に、小形で電磁石の吸引力を向上させることができる真空ポンプ、及び該真空ポンプに用いられる磁気軸受装置、並びに円環状電磁石に関するものである。

真空ポンプ等の特殊環境下における回転機等は、軸受装置として非接触で回転体を支持する磁気軸受装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

その磁気軸受装置は、一般に、回転体に設けられたターゲットを、回転体の周囲に設けられた複数の電磁石で吸引することによって回転体の荷重を非接触で支持する構成となっている。そのため、回転体のターゲットに対して電磁石が適切な吸引力（磁力）で吸引をしないと、軸受精度が低下してしまうおそれがある。

特許文献１には、回転翼を有する回転体の中心にロータ軸が取り付けられ、そのロータ軸の径方向の外側に円環状電磁石を配置させて、円環状電磁石によりロータ軸を空中に浮上支持した構造が開示されている。

その従来における磁気軸受装置の概略構造を、図１３及び図１４を使用して説明する。図１３は、円環状電磁石１０１により、ロータ軸１０２を空中に浮上支持している磁気軸受装置１００を水平に断面して、上側方向から見たときの図を示している。図１４は、図１３の一部を拡大して見た図である。

図１３及び図１４に示す軸受装置１００は、ロータ軸１０２の径方向外側に、円環状電磁石１０１を非接触でロータ軸１０２と同心的に配置した構造になっている。円環状電磁石１０１は、円環状のステータコア１０３（以下、「円環状ステータコア１０３」という）と、円環状ステータコア１０３の内周壁１０３ａに装着された複数のコイル部１０４を備えている。この軸受装置１００は、磁気軸受を構成しており、ロータ軸１０２は軸線回りの回転の自由度のみ許容された構成となっている。

円環状ステータコア１０３は、それぞれ内周壁１０３ａから中心Ｏに向かって張り出すように突出したティース１０３ｂを、その周方向に所定の間隔を空けて、図示例の場合、２α及び９０°−２αの位相角をもって８個設けられている。また、ティース１０３ｂは、断面矩形状に形成されている。そして、これら各ティース１０３ｂには、コイル部１０４が各々装着される。なお、コイル部１０４が装着される各ティース１０３ｂの基部、つまり円環状ステータコア１０３の内周壁１０３ａの一部には、それぞれボビン１０５の第２の鍔部１０９を内周壁１０３ａに対し密着して据えるための平面状に形成したコア座面１０３ｃが設けられている。

コイル部１０４は、ボビン１０５と、このボビン１０５の外周にコイル巻線１０６ａが所定の回数巻かれたコイル１０６とでなる。

ボビン１０５は、樹脂等の絶縁材で形成されており、ボビン本体１０７と第１の鍔部１０８と第２の鍔部１０９とを有してなる。

ボビン本体１０７は、ティース１０３ｂが貫通して挿入可能な矩形状をした挿入孔１１０を有する、前後に貫通した断面矩形状の筒状体であり、外周面にはコイル１０６のコイル巻線１０６ａが所定回数巻き付けられる。

第１の鍔部１０８は、円環状ステータコア１０３の中心Ｏ側に位置するボビン本体１０７の一端面に、ボビン本体１０７の外周面から外側に向かって略直角に張り出すようにして設けられている、正面視において矩形中空状、いわゆる中心部に孔がある矩形形状の鍔部である。

第２の鍔部１０９は、ボビン本体１０７の第１の鍔部１０８と反対側の端面に、ボビン本体１０７の外周面から外側に向かって略直角に張り出すようにして設けられている、正面視において矩形中空状、いわゆる第１の鍔部１０８と同様に中心部に穴がある矩形状の鍔部である。

また、このように形成されたボビン１０５は、ボビン本体１０７の外周面にコイル巻線１０６ａを所定回数巻き付けた後、第２の鍔部１０９を設けているボビン本体１０７の他端側から、対応する円環状ステータコア１０３のティース１０３ｂをそれぞれ挿入させて、ボビン１０５を各ティース１０３ｂに各々装着する。そして、それぞれボビン１０５の第２の鍔部１０９がコア座面１０３ｃに対し密着して据えられ、図示しない手段（例えば、嵌め合い、接着等）により各ティース１０３ｂに各々固定される。図１３は、このようにして円環状ステータコア１０３のティース１０３ｂに、コイル１０６が巻き付けられたボビン１０５を各々取り付けている磁気軸受装置１００を示している。

図１３の磁気軸受装置１００は、ロータ軸１０２の径方向外側に円環状電磁石１０１を、非接触でロータ軸１０２と同心的に配置した構造になっている。そして、円環状電磁石１０１は、図１３に示す一対のコイル部１０４を使用して一軸電磁石となり、この一軸電磁石が９０度の位相角をもって４対設けられ、各電磁石で生成される磁力によりロータ軸１０２が吸引されてロータ軸１０２が非接触で支持されるようになる。

そして、図１３に示す円環状電磁石１０１は、４個の電磁石がＸ軸とＹ軸に、かつ＋方向と−方向に、それぞれの対をなして配置されている（必要に応じて、これら対をなして配置されている電磁石を、電磁石＋Ｘ、電磁石−Ｘ、電磁石＋Ｙ、電磁石−Ｙという）。

また、この円環状電磁石１０１の構造では、図１４に示すように一対の電磁石−Ｙ１、−Ｙ２の各ティース１０３ｂに装着されたボビン１０５は、第１の鍔部１０８の周方向両側の端面１０８ａと第２の鍔部１０９の周方向両側の端面１０８ｂがそれぞれ直角に形成されている。さらに、コイル１０６のコイル巻線１０６ａは、各ボビン１０５に第１の鍔部１０８から第２の鍔部１０９まで断面形状が略矩形にして巻き付けている。つまり、矩形巻きをしている。

ここで、一軸電磁石の吸引力Ｆは、次式（１）で求めることができる。

Ｆ＝４＊Ｎ＾２＊ｉ＾２／（Ｒ^２＊Ｓ＊ｕ）＊cosα＝ｋ＊Ｎ＾２…（１）
但し、Ｎはコイル巻線１０６ａの巻き数、ｉはコイル巻線１０６ａに流れる電流、Ｒは磁気抵抗、Ｓは磁極面積、ｕは空隙の透磁率、αは半角、ｋは定数である。

式（１）から、一軸電磁石（電磁石＋Ｘ、電磁石−Ｘ、電磁石＋Ｙ、電磁石−Ｙ）の吸引力Ｆは、コイル巻線１０６ａの巻き数の二乗に比例することが判る。

したがって、コイル１０６以外の大きさは変えずに一軸電磁石の吸引力Ｆを増大させるには、各ボビン１０５に巻かれるコイル巻線１０６ａの巻き数を向上させることが重要である。

特開２００６−８３９２３号公報

しかしながら、図１３、図１４に示す円環状ステータコア１０３の各ティース１０３ｂにそれぞれ装着されたボビン１０５は、図１４に示すように、隣り合うボビン１０５の第１の鍔部１０８同士の間隔Ｌ６は、外縁１０８ｃ間の間隔となる。この隣り合うボビン１０５同士の間隔Ｌ６は、組立時にボビン１０５同士が干渉しないようにするための間隔として必要である。そのため、コイル１０６の巻きスペースが制約され、同じ大きさのボビン１０５を使用して、コイル巻線１０６ａの巻き数を増加させて吸引力を向上させることは、既に限界となっていると考えられていた。

また、従来では、このコイルの巻きスペースの制約下において、コイル巻線１０６ａの巻き数を増加させて吸引力を増加させる方法として、例えば図１５に示すように、円環状ステータコア１０３における各ティース１０３ｂを中心Ｏから寸法ｅだけ外側へ順にオフセットし、これにコイル１０６を平面視で矩形巻きしたボビン１０５を装着した構造や、図１６に示すように、円環状ステータコア１０３における各ティース１０３ｂを中心Ｏから寸法ｅだけ外側へ順にオフセットするとともに、コイル１０６のコイル巻線１０６ａを平面視で台形巻きしたボビンを装着した構造等にして巻き数を増加させるようにした構造も知られているが、十分に満足できるものでなかった。

したがって、従来の円環状ステータコア１０３の形状、例えば、図１３及び図１４における、磁極半角α、コイル１０６の厚みＬ１、コイル幅Ｌ２、第１の鍔部１０８の板厚Ｌ３、第２の鍔部１０９の板厚Ｌ４、コイル１０６最外周とボビン１０５の鍔部１０８、１０９の最外端までの距離、すなわち鍔部１０８、１０９のコイル１０６からの張り出し量Ｌ５、ボビン１０５間の間隔Ｌ６、ボビン１０５とコア座面端部の間隔Ｌ７、磁極つなぎ厚みＬ８の各寸法を変えることなく、つまり従来の円環状ステータコアの大きさを変えることなく、各ボビンに巻かれるコイル巻線の巻き数を増加させて、電磁石の吸引力を増大させることができる真空ポンプ、及び該真空ポンプに用いられる磁気軸受装置、並びに円環状電磁石を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、ロータ軸の径方向の外側に配置されて前記ロータ軸を回転可能に保持する磁気軸受装置を有する真空ポンプであって、前記磁気軸受装置が、内周壁に前記ロータ軸の周方向に所定の間隔を空けて複数のティースを設けた円環状ステータコアと、外周にコイル巻線が巻かれて前記ティースに各々装着された複数のボビンを有する円環状電磁石を備え、前記ボビンが、外周に前記コイル巻線を巻かれ、かつ前記複数のティースに装着される矩形筒状のボビン本体と、前記ボビン本体の前記ロータ軸と対向する側の端面に設けた、正面視において矩形中空状に形成されている第１の鍔部と、前記ボビン本体の前記第１の鍔部と反対側の端面に設けた、正面視において矩形中空状に形成されている第２の鍔部と、少なくとも前記第１の鍔部と前記第２の鍔部のいずれか一方に形成した、前記ボビン本体に巻き付けられる前記コイル巻線の巻き付け量を増大するコイル巻き付け量増大手段と、を備える、真空ポンプを提供する。

この構成によれば、少なくとも第１の鍔部と第２の鍔部の一方に、ボビン本体に巻き付けられるコイル巻線の巻き付け量を増大するコイル巻き付け量増大手段を設けているので、従来の円環状ステータコアの大きさを変えることなく、各ボビンに巻かれるコイル巻線の巻き数を増加させて円環状電磁石の吸引力を大きくし、回転するロータ軸を安定的に保持した状態での運転を可能にする真空ポンプが得られる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記コイル巻き付け量増大手段は、前記第１の鍔部の周方向の両端面に、それぞれ前記第１の鍔部の板厚み方向における外縁から内側に向かって傾斜した面取りを有する、真空ポンプを提供する。

この構成によれば、第１の鍔部の周方向の両端面に、それぞれ第１の鍔部の板厚み方向における外縁から内側に向かって傾斜した面取りをしたことにより、隣り合うボビンの第１の鍔部同士の内縁間の距離を大きく離すことができる。これにより、円環状ステータコアの内周壁に配置された隣り合うボビンが、それぞれ同じ中心側を向いていても、内縁間が互いに干渉することもなく、反対に第１の鍔部の外縁側間の距離は大きく開いた状態となる。したがって、隣り合うボビンの第１の鍔部の各外縁側が互いに近づくように第１の鍔部の張り出し量を大きくしても、組立時に隣り合うボビンの第１の鍔部同士が組立時に干渉することはない。これにより、ボビンの第１の鍔部の周方向の両端面間の距離（第１の鍔部の張り出し量）を大きくし、コイル巻線の巻数を増加させて円環状電磁石の吸引力をより大きくし、回転するロータ軸をより安定的に保持した状態での運転を可能にする真空ポンプが得られる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、前記コイル巻き付け量増大手段は、隣り合う前記複数のボビンにおける少なくとも前記第１の鍔部同士の周方向の両端面に、それぞれ隣り合う前記複数のボビン同士の一部が入り込む切り欠きを有する、真空ポンプを提供する。

この構成によれば、隣り合うボビンにおける少なくとも第１の鍔部同士の周方向の両端面に、それぞれ隣り合うボビン同士の一部が互いに入り込むのを許容する切り欠きを設けたことにより、隣り合うボビンの第１の鍔部同士の張り出し量を大きくして、第１の鍔部同士の内縁間の距離を近づけても、組立時に隣り合うボビンの第１の鍔部同士が干渉することもない。したがって、鍔部の張り出し量を大きくして、隣り合うボビンの第１の鍔部同士の内縁間の距離を互いに近づけることによって、隣り合うボビン上にそれぞれコイル巻線を最大限に巻き付けて、円環状電磁石の吸引力を更に増大させ、回転するロータ軸をより安定的に保持した状態での運転を可能にする真空ポンプが得られる。なお、上記切り欠きは、第１の鍔部と第２の鍔部の両方に設けると、更に良い結果が期待できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の構成において、前記コイル巻き付け量増大手段は、前記第２の鍔部の周方向の両端面に、それぞれ前記第２の鍔部の板厚み方向における内縁から内側に向かって傾斜した面取りを有する、真空ポンプを提供する。

この構成によれば、各ボビンにおける第２の鍔部の周方向の張り出し量を大きく、すなわち周方向の両端面間の距離を大きくしても、内縁から内側に向かって傾斜した面取りが円環状ステータコアの内周壁の曲面形状を逃げるので、ボビンの第２の鍔部の周方向の張り出し量を大きくしてコイル巻線の巻数を増やし、円環状電磁石の吸引力を更に増大させ、回転するロータ軸をより安定的に保持した状態での運転を可能にする真空ポンプが得られる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の真空ポンプに用いられている磁気軸受装置を提供する。

この構成によれば、ボビン本体に巻き付けられるコイル巻線の巻き付け量を増大できるコイル巻き付け量増大手段を設けているので、ボビン本体に巻かれるコイル巻線の巻き数を増加させて円環状電磁石の吸引力を大きくし、回転するロータ軸を安定的に保持した状態での運転を可能にする磁気軸受装置を得ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の真空ポンプに用いられている円環状電磁石を提供する。

この構成によれば、ボビン本体に巻き付けられるコイル巻線の巻き付け量を増大できるコイル巻き付け量増大手段を設けているので、ボビン本体に巻かれるコイル巻線の巻き数を増加させて円環状電磁石の吸引力を大きくし、回転するロータ軸を安定的に保持した状態での運転を可能にする円環状電磁石を得ることができる。

発明によれば、従来の円環状ステータコアの大きさを変えることなく、各ボビンに巻かれるコイル巻線の巻き数を増加させて、電磁石の吸引力を増大させることができる真空ポンプ、及び該真空ポンプに用いられる磁気軸受装置、並びに円環状電磁石を得ることができる。

本発明の実施形態に係る真空ポンプの概略構成を示した図である。 図１における磁気軸受部の概略構成を示した図である。 図２の円環状電磁石の一部を拡大して示す概略構成図である。 図３における鍔部の張り出し量を大きくしてボビン間の距離を詰めた状態で示す概略構成図である。 図２の円環状電磁石の第１変形例として示す概略構成図である。 図５における円環状電磁石における鍔部の張り出し量を大きくしてボビン間の距離を詰めた状態で示す概略構成図である。 図５の矢印Ａ及びＢ方向から見たボビンの平面図で、（ａ）は矢印Ａ方向と対応する図、（ｂ）は矢印Ｂ方向と対応する図である。 円環状電磁石の第２変形例として示す概略構成図である。 図８における円環状電磁石における鍔部の張り出し量を大きくしてボビン間の距離を詰めた状態で示す概略構成図である。 図８の矢印Ａ及びＢ方向から見たボビンの平面図で、（ａ）は矢印Ａ方向と対応する図、（ｂ）は矢印Ｂ方向と対応する図である。 図８のボビンを円環状ステータコアの中心側から見た概略斜視図である。 図８のボビンを円環状ステータコアの外周側から見た概略斜視図である。 従来の磁気軸受装置の一例を説明する概略構成図である。 図１３の一部拡大図である。 従来の磁気軸受装置の他の例を説明する概略構成図である。 従来の磁気軸受装置の更に他の例を説明する概略構成図である。

本発明は、従来の円環状ステータコアの大きさを変えることなく、各ボビンに巻かれるコイル巻線の巻き数を増加させて、電磁石の吸引力を増大させるという目的を達成するために、ロータ軸の径方向の外側に配置されて前記ロータ軸を回転可能に保持する磁気軸受装置を有する真空ポンプであって、前記磁気軸受装置が、内周壁に前記ロータ軸の周方向に所定の間隔を空けて複数のティースを設けた円環状ステータコアと、外周にコイル巻線が巻かれて前記複数のティースに各々装着された複数のボビンを有する円環状電磁石を備え、前記複数のボビンが、外周に前記コイル巻線を巻かれ、かつ前記複数のティースに装着される矩形筒状のボビン本体と、前記ボビン本体の前記ロータ軸と対向する側の端面に設けた、正面視において矩形中空状に形成されている第１の鍔部と、前記ボビン本体の前記第１の鍔部と反対側の端面に設けた、正面視において矩形中空状に形成されている第２の鍔部と、少なくとも前記第１の鍔部と前記第２の鍔部のいずれか一方に形成した、前記ボビン本体に巻き付けられる前記コイル巻線の巻き付け量を増大するコイル巻き付け量増大手段と、を備えることにより実現した。

以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。また、以下の説明では、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明の真空ポンプの各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

図１は、本実施形態に係る真空ポンプ１０の概略構成を示した図である。なお、図１は、真空ポンプ１０の軸線方向の断面図を示している。本実施例では、真空ポンプ１０の一例として真空ポンプ部Ｔとねじ溝式ポンプ部Ｓを備えた、いわゆる複合翼タイプの真空ポンプを一例として説明する。なお、本実施の形態は、真空ポンプ部Ｔのみを有するポンプやねじ溝が回転体側に設けられたポンプに適用してもよい。

真空ポンプ１０の外装体を形成するケーシング１１は、円筒状の形状をしており、ケーシング１１の底部に設けられたベース１２と共に真空ポンプ１０の外装体を構成している。そして、真空ポンプ１０の外装体の内部には、真空ポンプ１０に排気機能を発揮させる構造物、つまり気体移送機構が収納されている。

真空ポンプ１０における気体移送機構は、吸気口１３側の真空ポンプ部Ｔと、
排気口１４側のねじ溝式ポンプ部Ｓとから構成されている。これら排気機能を発揮する構造物は、大きく分けて回転自在に軸支された回転部とケーシング１１に対して固定された固定部から構成されている。また、真空ポンプ１０の外装体の外部には、真空ポンプ１０の動作を制御する制御装置２８が接続されている。

回転部は、後述するモータ部１５によって回転されるロータ軸（シャフト）１６とロータ部１７とによって構成されている。

ロータ軸１６は、円柱部材の回転軸である。ロータ軸１６の上端にはロータ部１７が複数のボルト１８により取り付けられている。

ロータ部１７は、ロータ軸１６に配設された回転部材である。ロータ部１７は、吸気口１３側（真空ポンプ部Ｔ）に設けられたロータ翼１９と、排気口１４側（ねじ溝式ポンプ部Ｓ）に設けられた円筒部材２０等から構成されている。なお、ロータ部１７は、ステンレスやアルミニウム合金等の金属により構成されている。

ロータ翼１９は、ロータ軸１６の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してロータ部１７から放射状に伸びた複数のブレードから構成されている。真空ポンプ１０には、ロータ翼１９が軸線方向に複数段設けられている。円筒部材２０は、外周面が円筒形状をした部材から構成されている。

ロータ軸１６の軸線方向中程には、ロータ軸１６を回転させるモータ部１５が配設されている。本実施の形態では、一例として、モータ部１５はＤＣブラシレスモータによって構成されているものとする。ロータ軸１６におけるモータ部１５を構成する部位には、永久磁石１５ａが固着されている。この永久磁石１５ａは、例えば、ロータ軸１６の周りにＮ極とＳ極が１８０°ごとに配置されるように固定されている。そして、永久磁石１５ａの周囲には、ロータ軸１６から所定のギャップ（空隙）を経て、例えば、６個の電磁石１５ｂが６０°ごとにロータ軸１６の軸線に対して対称的に、かつ対向するように配置されている。なお、永久磁石１５ａは、モータ部１５のロータ部（回転部）として機能し、電磁石１５ｂは、モータ部１５のステータ部（固定部）として機能する。

真空ポンプ１０は、ロータ軸１６の回転数と回転角度（位相）を検出するセンサを備えており、このセンサによって制御装置２８は、ロータ軸１６に固着された永久磁石１５ａの磁極の位置を検出することができるようになっている。

制御装置２８は、検出した磁極の位置に従って、モータ部１５の電磁石１５ｂの電流を次々に切り替えて、ロータ軸１６の永久磁石１５ａの周囲に回転磁界を生成する。ロータ軸１６に固着した永久磁石１５ａは、この回転磁界に追従し、これによってロータ軸１６は回転するように構成されている。

また、モータ部１５の吸気口１３側及び排気口１４側には、ロータ軸１６をラジアル方向に軸支する、すなわち回転部の荷重をラジアル方向に支持するラジアル磁気軸受部２１及びラジアル磁気軸受部２２が設けられている。

さらに、ロータ軸１６の下端には、ロータ軸１６を軸線方向（スラスト方向）に軸支する、すなわち回転部の荷重をスラスト方向に支持するスラスト磁気軸受部２３が設けられている。

ロータ軸１６（回転部）は、ラジアル磁気軸受部２１、２２によってラジアル方向（ロータ軸１６の径方向）に非接触で支持され、スラスト磁気軸受部２３によってスラスト方向（ロータ軸１６の軸方向）に非接触で支持されている。これらの磁気軸受は、いわゆる５軸制御型の磁気軸受を構成しており、ロータ軸１６は軸線周りの回転の自由度のみ有している。

ラジアル磁気軸受部２１には、例えば４つの電磁石２１ｂがロータ軸１６の周囲に９０°ごとに対向するように配置されている。これらの電磁石２１ｂは、ロータ軸１６との間にギャップ（空隙）を介して配置されている。なお、このギャップ値は、ロータ軸１６の定常時における振動量（ふれ量）、ロータ部１７とステータ部（固定部）との空間距離、ラジアル磁気軸受部２１の性能等を考慮した値となっている。また、電磁石２１ｂに対向するロータ軸１６には、ターゲット２１ａが形成されている。そして、ラジアル磁気軸受部２１の電磁石２１ｂの磁力でこのターゲット２１ａが吸引されることによって、ロータ軸１６がラジアル方向に非接触で支持されるようになっている。なお、ターゲット２１ａは、ラジアル磁気軸受部２１のロータ部として機能し、電磁石２１ｂは、ラジアル磁気軸受部２１のステータ部として機能する。

ラジアル磁気軸受部２２についても、ラジアル磁気軸受部２１と同様の構成をとり、詳しくは、ラジアル磁気軸受部２２の電磁石２２ｂの磁力でターゲット２２ａが吸引されることによって、ロータ軸１６がラジアル方向に非接触で支持されるようになっている。

スラスト磁気軸受部２３は、ロータ軸１６に対して垂直に設けられた円板状の金属製のアーマチュア２４を介して、ロータ軸１６を軸方向に浮上させている。スラスト磁気軸受部２３には、例えば、２つの電磁石２３ａ、２３ｂがアーマチュア２４を介して対向するように配置されている。これらの電磁石２３ａ、２３ｂは、アーマチュア２４との間にギャップを介して配置されている。なお、このギャップ値は、ロータ軸１６の定常時における振動量、ロータ部１７とステータ部との空間距離、スラスト磁気軸受部２３の性能等を考慮した値となっている。そして、スラスト磁気軸受部２３の電磁石の磁力でアーマチュア２４が吸引されることによって、ロータ軸１６がスラスト方向（軸線方向）に非接触で支持されるようになっている。

また、ラジアル磁気軸受部２１、２２の近傍には、それぞれ変位センサ２５、２６が形成されており、ロータ軸１６のラジアル方向の変位が検出できるようになっている。さらに、ロータ軸１６の下端には変位センサ２７が形成されており、ロータ軸１６の軸線方向の変位が検出できるようになっている。

変位センサ２５、２６は、ロータ軸１６のラジアル方向の変位を検出する素子であって、本実施例では、コイル２５ｂ、２６ｂを備えた渦電流センサなどのインダクタンス型センサによって構成されている。変位センサ２５、２６におけるコイル２５ｂ、２６ｂは真空ポンプ１０の外部に設置された前記制御装置に形成された図示しない発振回路の一部となっている。変位センサ２５は発振回路の発振に伴って高周波電流が流れ、ロータ軸１６上に高周波磁界を発生するようになっている。そして、変位センサ２５、２６とターゲット２５ａ、２６ａとの距離が変化すると発振器の発振振幅が変化し、これによってロータ軸１６の変位を検出することができるようになっている。なお、ロータ軸１６の変位を検出するセンサは、これに限定されるものではなく、例えば、静電容量式のものや光学式のものなどを用いるようにしてもよい。

また、制御装置２８は、変位センサ２５、２６からの信号によってロータ軸１６のラジアル方向の変位を検出すると、ラジアル磁気軸受部２１、２２の各電磁石２１ｂ、２２ｂの磁力を調節してロータ軸１６を所定の位置に戻すように動作する。このように、制御装置２８は変位センサ２５、２６の信号によりラジアル磁気軸受部２１、２２をフィードバック制御する。これによって、ロータ軸１６はラジアル磁気軸受部２１、２２において電磁石２１ｂ、２２ｂから所定の空隙（ギャップ）を隔ててラジアル方向に磁気浮上し、空間中に非接触で保持される。

変位センサ２７も変位センサ２５、２６と同様に、コイル２７ｂを備えた構成となっている。そして、コイル２７ｂと対向するロータ軸１６側に設けられたターゲット２７ａとの距離を検出することによって、スラスト方向の変位を検出している。制御装置２８は、変位センサ２７からの信号によってロータ軸１６のスラスト方向の変位を検出すると、スラスト磁気軸受部２３の各電磁石２３ａ、２３ｂの磁力を調節してロータ軸１６を所定の位置に戻すように動作する。このように、制御装置２８は変位センサ２７の信号によりスラスト磁気軸受部２３をフィードバック制御する。これによってロータ軸１６はスラスト磁気軸受部２３において各電磁石２３a、２３ｂから所定の空隙を隔ててスラスト方向に磁気浮上し、空間中に非接触で保持される。

このようにして、ロータ軸１６は、ラジアル磁気軸受部２１、２２によりラジアル方向に保持され、スラスト磁気軸受部２３によりスラスト方向に保持されるため、軸線周りに回転するようになっている。

なお、本実施形態におけるモータ部１５及び各磁気軸受部２１、２２は、電磁気力の作用を利用した本発明に係る円環状電磁石２１ｂとして機能する。

次に、磁気軸受部２１、２２の構成を図２及び図３を使用して更に説明する。なお、磁気軸受部２１、２２の構成は、共に同じ構成をとっているので、代表して磁気軸受部２１の構造を説明する。したがって、図２及び図３は図１のＤ−Ｄ線に相当する部分を断面している図であるが、図面を簡略化するためにハッチングを省略している。

図２及び図３において、磁気軸受装置としての磁気軸受部２１は、ロータ軸１６の径方向外側に、円環状電磁石としての電磁石２１ｂ（以下、「円環状電磁石２１ｂ」という）を非接触でロータ軸１６と同心的に配置した構造となっている。円環状電磁石２１ｂは、円環状のステータコア３１（以下、「円環状ステータコア３１」という）と、円環状ステータコア３１の内周壁３１ａに装着された複数のコイル部３２を備えている。

円環状ステータコア３１は、積層珪素鋼板で形成されており、それぞれ内周壁３１ａから円環状ステータコア３１の中心Ｏ（ロータ軸１６の中心Ｏでもある）方向に向かって張り出すように突出したティース３１ｂを、周方向に所定の間隔を空けて図示例の場合、２α及び９０°−２αの位相角をもって８個設けられている。また、ティース３１ｂは、断面矩形状に形成されている。そして、これら各ティース３１ｂには、コイル部３２が各々装着される。なお、コイル部３２が装着される各ティース３１ｂの基部、つまり円環状ステータコア３１の内周壁３１ａの一部には、それぞれボビン３３の第２の鍔部３７を内周壁３１ａに対し密着して据えるための平面状に形成したコア座面３１ｃが設けられている。

コイル部３２は、ボビン３３と、このボビン３３の外周にコイル巻線３４ａが複数回巻かれたコイル３４とでなる。

ボビン３３は、樹脂等の絶縁材で形成されており、ボビン本体３５と第１の鍔部３６と第２の鍔部３７とを一体に有している。

ボビン本体３５は、ティース３１ｂが貫通して挿入可能な矩形状をした挿入孔３８を有する前後に貫通した断面矩形状をした筒状体、つまり矩形筒状体（いわゆる、角筒）であり、外周面にはコイル３４のコイル巻線３４ａが所定回数巻き付けられる。

第１の鍔部３６は、円環状ステータコア３１の中心Ｏ側に位置するボビン本体３５の一端面に、ボビン本体３５の外周面から外側に向かって略直角に張り出すようにして設けられている、正面視において矩形中空状、いわゆる中心部に孔がある平板状の鍔部である。

第２の鍔部３７は、ボビン本体３５の第１の鍔部３６と反対側の端面に、ボビン本体３５の外周面から外側に向かって略直角に張り出すようにして設けられている、正面視において矩形中空状、いわゆる第１の鍔部３６と同様に中心部に孔がある平板状の鍔部である。

また、このように形成されたボビン３３は、ボビン本体３５の外周面にコイル巻線３４ａを所定回数巻き付けた後、第２の鍔部３７を設けているボビン本体３５の他端側から、対応する円環状ステータコア３１のティース３１ｂをそれぞれ挿入させてボビン３３を各ティース３１ｂに各々装着する。そして、それぞれボビン３３の第２の鍔部３７がコア座面３１ｃに対し密着して据えられ、図示しない手段（例えば、嵌め合い、接着等）により各ティース３１ｂに各々固定される。図２は、このようにして円環状ステータコア３１のティース３１ｂにボビン３３を各々取り付けたラジアル磁気軸受装置２１を示している。なお、円環状電磁石２１ｂは、図３に示す一対のコイル部３２を使用して一軸電磁石となり、この一軸電磁石が９０度の位相角をもって４対設けられ、各電磁石で生成される磁力によりロータ軸１６が吸引されてロータ軸１６が非接触で支持されるようになる。

そして、図２及び図３に示す円環状電磁石２１ｂは、４個の電磁石がＸ軸とＹ軸に、かつ、＋方向と−方向にそれぞれの対をなして配置されている（必要に応じて、これら対をなして配置されている電磁石を、電磁石＋Ｘ、電磁石−Ｘ、電磁石＋Ｙ、電磁石−Ｙという）。これらの電磁石＋Ｘ、電磁石−Ｘ、電磁石＋Ｙ、電磁石−Ｙは同じ構造で構成されており、図３では代表して電磁石−Ｙを示している。したがって、次に説明する電磁石−Ｙの構成は、電磁石＋Ｘ、電磁石−Ｘ、電磁石＋Ｙにも同様に適用される。

図３に示す実施例の電磁石−Ｙは、電磁石−Ｙ１と電磁石−Ｙ２の一軸電磁石であり、電磁石−Ｙ１のティース３１ｂに装着されたボビン３３と電磁石−Ｙ２のティース３１ｂに装着されたボビン３３は、第１の鍔部３６の周方向両側の端面３６ａと第２の鍔部３７の周方向両側の端面３７ａにそれぞれ、コイル巻き付け量増大手段３０としてなる面取りを設けている。なお、電磁石−Ｙ１と電磁石−Ｙ２は、α角度で対称であって、各部の構造は同じである。したがって、図３中では、説明に対応する細かな符号は電磁石−Ｙ１側にだけ付し、電磁石−Ｙ２側への符号は大略的に付して省略する。

すなわち、第１の鍔部３６の端面３６ａは、第１の鍔部３６の板厚みＬ３の方向における外縁３６ｂから内縁３６ｃまで内側に向かって、面取り角度βで傾斜して幅Ｌ９でなる面取りがされている。但し、β≦９０°−２α、Ｌ９≦Ｌ３である。この第１の鍔部３６における端面３６ａの面取りは、内縁３６ｃの突出量Ｌ６１をそれぞれ減少させ、第１の鍔部３６同士の間隔Ｌ６を実効的に拡げる。すなわち、突出量Ｌ６１は、ボビン３３間の間隔増加分、すなわち第１の鍔部３６の張り出し量を増加させるのに寄与し、第１の鍔部３６の周方向両側への張り出しを許して、コイル巻線３４aの巻き数の増加に寄与する。そのボビン３３間の間隔増加分Ｌ６は、次式（２）で求められる。

Ｌ６１＝Ｌ９×ｓｉｎ２α …（２）

一方、第２の鍔部３７の端面３７ａは、第２の鍔部３７の板厚みＬ４の方向における内縁３７ｃから外縁３７ｂまで内側に向かって、面取り角度γで傾斜して幅Ｌ１０でなる面取りがされている。但し、Ｌ１０≦Ｌ４である。この第２の鍔部３７における端面３７ａの面取りは、内縁３７ｃの突出量Ｌ７１を減少させ、コア座面３１ｃの端部とボビン３３間の間隔Ｌ７を（Ｌ７＋Ｌ７１）に実効的に拡げる。すなわち、突出量Ｌ７１も、第１の鍔部３６の場合と同様に、第２の鍔部３７の張り出し量の増加分として寄与し、第２の鍔部３７の周方向両側への拡張（張り出し）を許して、コイル巻線３４aの巻き数の増加に寄与する。そのコア座面３１ｃの端部とボビン３３間の間隔Ｌ７１は、次式（３）で求められる。

Ｌ７１＝Ｌ１０／ｔａｎγ … （３）

また、ボビン３３間における磁極つなぎ厚みＬ８１も大きくすることができる。すなわち、図示の実施例による第２の鍔部３７の端面３７ａに面取りを設けないときの磁極つなぎ厚みをＬ８とすると、図示の実施例の磁極つなぎ厚みＬ８１は、次式（４）で表され、従来の構造の磁極つなぎ厚みＬ８よりも図示における実施例による磁極つなぎ厚みＬ８１の方が大きくなることがわかる。

Ｌ８１＝Ｌ８＋Ｌ７×Ｓｉｎγ＞Ｌ８ …（４）

したがって、図２及び図３に示す円環状電磁石２１ｂでは、第１の鍔部３６の周方向の両端面３６ａに、それぞれ第１の鍔部３６の板厚み方向における外縁３６ｂから内側に向かって傾斜した面取りをしたことにより、隣り合うボビン３３の第１の鍔部３６同士の外縁３６ｂ間の距離を大きく離して、第１の鍔部３６同士の張り出し量増加に寄与する。

これにより、例えば図４に示すように、隣り合うボビン３３の第１の鍔部３６の各外縁３６ｂ側が互いに近づくように第１の鍔部３６の張り出し量を大きくしても、組立時に隣り合うボビン３３の第１の鍔部３６同士が組立時に干渉することはない。これにより、ボビン３３の第１の鍔部３６の周方向の両端面３６ａの張り出し量を大きくして、コイル巻線３４ａの巻数を増やして円環状電磁石２１ｂの吸引力を増大させることができる。つまり、図３に示すボビン３３同士の張り出し量を大きくして間隔Ｌ６１を詰めた場合では、コイル３４の厚みＬ１１は、次式（５）となり、図３に示すボビン３３間の間隔Ｌ６１を詰めないときのコイル３４の厚みＬ１よりもコイル巻線３４ａの巻き数を増やすことができる。

Ｌ１１＝Ｌ１＋Ｌ９×ｔａｎ２α／２＞Ｌ１ …（５）

また、第２の鍔部３７の周方向の両端面３７ａに、それぞれ第２の鍔部３７の板厚みＬ４方向における内縁３７ｃから内側に向かって傾斜した面取りを設けているので、この面取りがコイル巻き付け量増大手段３０としてなり、傾斜した面取りが円環状ステータコア３１の内周壁３１ａの曲面形状（磁極つなぎ部分）を逃がし、ボビン３３の第２の鍔部３７の周方向の両端面間の張り出し量を大きくすることができる。これにより、コイル巻線３４aの巻数を増加させて円環状電磁石２１ｂの吸引力を増大させることができる。また、この実施例の場合における磁極つなぎ厚みＬ８２と従来の磁極厚みＬ８では、Ｌ８２≧Ｌ８となるように面取り角度γを設定する。

すなわち、Ｌ７１≧Ｌ７＋Ｌ９×ｔａｎ２α／２
ｔａｎγ≦Ｌ１０／（Ｌ７＋Ｌ９×ｔａｎ２α／２）
となり、γを大きくするとコイル巻線３４aの巻数を増加させて円環状電磁石２１ｂの吸引力を増大させることができる。

なお、上記実施例の円環状電磁石２１ｂにおけるボビン３３では、電磁石−Ｙ１と電磁石−Ｙ２の各第１の鍔部３６の周方向の両端面３６ａと各第２の鍔部３７の周方向の両端面３７ａにそれぞれ面取りを設けた構造を開示したが、必ずしも両方に設ける必要はなく、図２及び図３中において、次の（ａ）〜（c）、若しくは、それらを組み合わせて実施しても良いものである。
（ａ）第１の鍔部３６側の両端面３６ａにおける面取りは、互いに隣り合う電磁石−Ｙ１の第１の鍔部３６と電磁石−Ｙ２の第１の鍔部３６うち、少なくとも一方の電磁石−Ｙ２の左側に設ける、あるいは他方の電磁石−Ｙ１の右側に設ける。
（ｂ）第１の鍔部３６側の両端面３６ａにおける面取りは、互いに隣り合う電磁石−Ｙ１の第１の鍔部３６と電磁石−Ｙ２の第１の鍔部３６うち、少なくとも一方の電磁石−Ｙ２の左側及び電磁石−Ｙ２の右側に設ける、あるいは他方の電磁石−Ｙ１の左側及び電磁石−Ｙ１の右側に設ける。
（ｃ）第２の鍔部３７側の両端面３７ａにおける面取りは、互いに隣り合う電磁石−Ｙ１の第２の鍔部３７と電磁石−Ｙ２の第２の鍔部３７うち、少なくとも一方の電磁石−Ｙ１の右側及び他方の電磁石−Ｙ２の左側に設ける。この場合では、コイル幅がＬ２＋Ｌ７１×ｔａｎγ＞Ｌ２になり、コイル巻線３４aの巻き数の多いコイル３４が得られる。また、磁極つなぎ厚みＬ８１がＬ８＋Ｌ７１×ｓｉｎγ＞Ｌ８になり、磁気飽和になりにくい。

図５〜図７は、円環状ステータコア３１の第１変形例を示す。図５及び図６は、図３及び図４の電磁石−Ｙに相当するものであり、図５及び図６でも図面を簡略化するためにハッチングを省略している。また、図７は、図５及び図６における円環状ステータコア３１のボビン３３を示すものであり、図７は図５の矢印Ａ及びＢ方向から見た平面図である。なお、以下の説明では、図２〜図４に示す円環状ステータコア３１と対応する部分には同じ符号を付して重複説明は省略し、構成の異なる部分についてだけ説明する。また、この第１変形例として示す電磁石−Ｙ１と電磁石−Ｙ２も、α角度で対称であって、各部の構造は同じである。したがって、図５及び図６中では、説明に対応する細かな符号は電磁石−Ｙ１側にだけ付し、電磁石−Ｙ２側への符号は大略的に付して省略する。

図５及び図６に示す電磁石−Ｙは、電磁石−Ｙ１と電磁石−Ｙ２の一軸電磁石である。電磁石−Ｙ１のティース３１ｂに装着されたボビン３３と電磁石−Ｙ２のティース３１ｂに装着されたボビン３３には、第１の鍔部３６の周方向両側の端面３６ａにそれぞれ、図７に示すように隣り合うボビン３３同士の一部３９ａが入り込むのを許容する切り欠きとしての凹部４０ａが、コイル巻き付け量増大手段として、上下方向に並んで所定のピッチで複数設けられている。

また、電磁石−Ｙ１のティース３１ｂに装着されたボビン３３における第１の鍔部３６の右側の凹部４０ａと左側の凹部４０ａは、電磁石−Ｙ２のティース３１ｂに装着されたボビン３３における第１の鍔部３６の左側の凹部４０ａ及び右側の凹部４０ａに対して、上下方向に略１ピッチずつずらして設けられている。

一方、電磁石−Ｙ１のティース３１ｂに装着されたボビン３３と電磁石−Ｙ２のティース３１ｂに装着されたボビン３３における第２の鍔部３７の周方向両側の端面３７ａにも図７中において符号に括弧を付け示しているように、第１の鍔部３６の周方向両側の端面３６ａと略同じピット及び配置で、ボビン３３同士の一部３９ｂが入り込むのを許容する切り欠きとしての凹部４０ｂが複数設けられている。

なお、ここで第１の鍔部３６の凹部４０ａの切り欠き深さＬ１５と凹部４０ｂの切り欠き深さＬ１６は同じ（Ｌ１５＝Ｌ１６）である。また、第１の鍔部３６の凹部４０ａの幅Ｌ２０と第２の鍔部３７の凹部４０ｂの幅Ｌ２４は同じ（Ｌ２０＝Ｌ２４）で、第１の鍔部３６の凹部４０ａ間の距離Ｌ２１と第２の鍔部３７の凹部４０ｂ間の距離Ｌ２５は同じ（Ｌ２１＝Ｌ２５）である。さらに、第１の鍔部３６の凹部４０ａ間の幅Ｌ２０と第２の鍔部３７の凹部４０ｂ間の幅Ｌ２４は、第１の鍔部３６の凹部４０ａ間の距離Ｌ２１と第２の鍔部３７の凹部４０ｂ間の距離Ｌ２５よりもそれぞれ大きく形成されている（Ｌ２０＞Ｌ２１、Ｌ２４＜Ｌ２５）。

したがって、この構造では、図６に示すように第１の鍔部３６と第２の鍔部３７の張り出し量を増加させて、電磁石−Ｙ１側のボビン３３と電磁石−Ｙ２側のボビン３３を詰めて配置する構成にしても、電磁石−Ｙ１側のボビン３３と電磁石−Ｙ２側のボビン３３がそれぞれティース３１ｂに装着される時、電磁石−Ｙ１側のボビン３３における右側の凹部４０ａに電磁石−Ｙ２側のボビン３３における第２の鍔部３７の一部３９ｂと３９ａが順に入って逃がされ、隣り合うボビン３３同士が互いに干渉しないようにしてティース３１ｂに各々装着することができる。この場合、ボビン３３の第１の鍔部３６の張り出し量と第２の鍔部３７の張り出し量を増加させることによって、コイル巻線３４ａを凹部４０ａの切り欠き深さＬ１５の約１／２まで巻き付けることが可能になる。これにより、コイル巻線３４ａの巻き数を増加させてコイル３４の厚みＬ１を増加させることができる。すなわち、図６に示すコイル３４の厚みＬ１２は、第１の鍔部３６切り欠き深さＬ１５とすると、Ｌ１＋Ｌ１５／２＞Ｌ１となり、コイル巻線３４ａの巻き数をより多くしたコイル３４が得られる。

図８〜図１２、は円環状ステータコア３１の第２変形例を示す。図８及び図９は、図３及び図４の電磁石−Ｙに相当するものであり、図８及び図９でも図面を簡略化するためにハッチングを省略している。また、図１０〜図１２は、図８及び図９における円環状ステータコア３１のボビン３３を示すものであり、図１０は図８の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向から見た平面図で、図１１は円環状ステータコア３１の中心側から見た概略斜視図、図１２は円環状ステータコア３１の外周側から見た概略斜視図である。

図８から図１２に示す第２の変形例は、図２〜図４に示した実施例と図５〜図７に示した第１変形例とを組み合わせて、更に発展させた変形である。したがって、図２〜図７の円環状ステータコア３１に対応する部分には同じ符号を付して重複説明は省略し、構成の異なる部分についてだけ説明する。また、この第２変形例として示す電磁石−Ｙ１と電磁石−Ｙ２も、α角度で対称であって、各部の構造は同じである。したがって、図８及び図９中では、説明に対応する細かな符号は電磁石−Ｙ１側にだけ付し、電磁石−Ｙ２側への符号は大略的に付して省略する。

図８及び図９に示す電磁石−Ｙは、電磁石−Ｙ１と電磁石−Ｙ２の一軸電磁石である。電磁石−Ｙ１のティース３１ｂに装着されたボビン３３と電磁石−Ｙ２のティース３１ｂに装着されたボビン３３には、第１の鍔部３６の周方向両側の端面３６ａ、３６ａ１と第２の鍔部３７の周方向両側の端面３７ａ、３７ａ１にそれぞれ、図８に示すように面取り角度β、β１、γ、γ１でそれぞれ傾斜して幅Ｌ９、Ｌ９１、Ｌ１０、Ｌ１７でなる面取りと、隣り合うボビン３３同士の一部３９ａ、３９ｂが入り込むのを許容する切り欠きとしての凹部４０ａ、４０ｂが複数設けられている。その面取り及び凹部４０ａ、４０ｂは、コイル巻き付け量増大手段３０として機能する。

したがって、図８及び図９に示す円環状電磁石２１ｂでは、第１の鍔部３６の周方向の両端面３６ａ、３６ａ１に、それぞれ第１の鍔部３６の板厚み方向における外縁３６ｂ、３６ｂ１から内側に向かって傾斜した面取りをしたことにより、隣り合うボビン３３の第１の鍔部３６同士の内縁３６ｃ、３６ｃ１間の距離を大きく離して、第１の鍔部３６の張り出し量を増加させることができる。なお、図１１及び図１２には、第１の鍔部３６と第２の鍔部３７の周方向の両側の端面３６ａ、３６ａ１、３７ａに設けた面取りと、凹部４０ａ、４０ｂを設けたボビン３３の単体を示しており、図１１は円環状ステータコア３１の中心側から見た概略斜視図、図１２は円環状ステータコア３１の外周側から見た概略斜視図である。

これにより、この変形例においても、例えば、図８に示すように隣り合うボビン３３の第１の鍔部３６同士が離れた状態から、図９に示すように第１の鍔部３６の張り出し量を大きくして第１の鍔部３６同士が互いに近づくように、第１の鍔部３６の間隔Ｌ６を詰めることができる。すなわち、隣り合うボビン３３同士の第１の鍔部３６の各外縁３６ｂ側が互いに近づくように第１の鍔部３６の張り出し量を大きくすると、コイル巻線３４の厚みをＬ１からＬ１３まで大きくすることができ、またコイル３４の厚みＬ１よりもコイル巻線３４ａの巻き数を増やすことができる。

Ｌ１３＝Ｌ１＋Ｌ１５／２＋Ｌ９×ｔａｎ２α／２＞Ｌ１

また、第２の鍔部３７の周方向の両端面３７ａに、それぞれ第２の鍔部３７の板厚みＬ４方向における内縁３７ｃから内側に向かって傾斜した面取りを設けているので、これがコイル巻き付け量増大手段３０となり、傾斜した面取りが円環状ステータコア３１の内周壁３１ａの曲面形状（磁極つなぎ部分）を逃がし、ボビン３３の第２の鍔部３７の周方向の張り出し量を大きくしてコイル巻線３４aの巻数を増やすことができる。また、従来の磁極つなぎ厚みＬ８よりも大きくなる（Ｌ８３≧Ｌ８）ように、面取り角度γを設定する。

すなわち、Ｌ７１≧Ｌ７＋Ｌ１５／２＋Ｌ９×ｔａｎ２α／２
ｔａｎγ≦Ｌ１０／（Ｌ７＋Ｌ１５／２＋Ｌ９×ｔａｎ２α／２）
となり、面取り角度γをＬ８３≧Ｌ８に設定できる。

さらに、電磁石−Ｙ１のティース３１ｂに装着されたボビン３３と電磁石−Ｙ２のティース３１ｂに装着されたボビン３３に、それぞれボビン３３同士の一部３９ｂが入り込むのを許容する切り欠きとしての凹部４０ｂを設けているので、組立時に隣り合うボビン３３の第１の鍔部３６同士が組立時に干渉することがない。これによっても、ボビン３３の第１の鍔部３６の周方向の両端面間の距離（張り出し量）を大きくすることができ、コイル巻き付け量増大手段３０として機能してコイル巻線３４ａの巻数を増加させて円環状電磁石２１ｂの吸引力を増大させることができる。

なお、本発明は、図１５及び図１６に示したオフセットがある矩形巻きや台形巻きをしたコイルのボビンにも適用できる。さらに、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

１０ 真空ポンプ
１１ ケーシング
１２ ベース
１３ 吸気口
１４ 排気口
１５ モータ部
１５ａ 永久磁石
１５ｂ 電磁石（円環状電磁石）
１６ ロータ軸（シャフト）
１７ ロータ部
１８ ボルト
１９ ロータ翼
２０ 円筒部材
２１ ラジアル磁気軸受部（磁気軸受装置）
２１ａ ターゲット
２１ｂ 電磁石（円環状電磁石）
２２ ラジアル磁気軸受部（磁気軸受装置）
２２ａ ターゲット
２２ｂ 電磁石（円環状電磁石）
２３ スラスト磁気軸受部
２３ａ 電磁石
２３ｂ 電磁石
２４ アーマチュア
２５ 変位センサ
２５ａ ターゲット
２５ｂ コイル
２６ 変位センサ
２６ａ ターゲット
２６ｂ コイル
２７ 変位センサ
２７ａ ターゲット
２７ｂ コイル
２８ 制御装置
３０ コイル巻き付け量増大手段
３１ 円環状ステータコア
３１ａ 内周壁
３１ｂ ティース
３１ｃ コア座面
３２ コイル部
３３ ボビン
３４ コイル
３４ａ コイル巻線
３５ ボビン本体
３６ 第１の鍔部
３６ａ、３６ａ１ 周方向の端面（面取り）
３６ｂ、３６ｂ１ 外縁
３６ｃ、３６ｃ１ 内縁
３６ｄ 切り欠き
３７ 第２の鍔部
３７ａ 周方向の端面（面取り）
３７ｂ 外縁
３７ｃ 内縁
３８ 挿入孔
３９ａ 第１の鍔部側のボビンの一部
３９ｂ 第２の鍔部側のボビンの一部
４０ａ 第１の鍔部側の凹部（切り欠き）
４０ｂ 第２の鍔部側の凹部（切り欠き）
Ｔ 真空ポンプ部
Ｓ ねじ溝式ポンプ部
Ｌ１ 従来のコイルの厚み
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３ コイルの厚み
Ｌ２ コイル幅
Ｌ３ 第１の鍔部の板厚み
Ｌ４ 第２の鍔部の板厚み
Ｌ５ コイル最外周からの張り出し量
Ｌ６ ボビン同士の間隔
Ｌ６１、Ｌ６２、Ｌ６３ 突出量（ボビン間の間隔増加分）
Ｌ７ 従来のコア座面の端部とボビン間の間隔
Ｌ７１ コア座面の端部とボビン間の間隔
Ｌ８ 従来の磁極つなぎ厚み
Ｌ８１、Ｌ８２、Ｌ８３ 磁極つなぎ厚み
Ｌ９、Ｌ９１、Ｌ１０、Ｌ１７ 突出量面取り幅
Ｌ１５ 第１の鍔部側の切り欠き深さ
Ｌ１６ 第２の鍔部側の切り欠き深さ
Ｌ２０、Ｌ２４ 凹部の幅
Ｌ２１、Ｌ２５ 凹部間の距離
β、β１ 第１の鍔部側における端面の面取り角度
γ、γ１ 第２の鍔部側における端面の面取り角度
Ｆ 吸引力
Ｎ コイル巻線の巻き数
ｉ コイル巻線に流れる電流
Ｒ 磁気抵抗
Ｓ 磁極面積
ｕ 空隙の透磁率
α 半角
ｋ 定数
Ｏ 中心

Claims (6)

1. ロータ軸の径方向の外側に配置されて前記ロータ軸を回転可能に保持する磁気軸受装置を有する真空ポンプであって、
   前記磁気軸受装置が、
   内周壁に前記ロータ軸の周方向に所定の間隔を空けて複数のティースを設けた円環状ステータコアと、外周にコイル巻線が巻かれて前記複数のティースに各々装着された複数のボビンを有する円環状電磁石を備え、
   前記複数のボビンが、
   外周に前記コイル巻線を巻かれ、かつ前記複数のティースに装着される矩形筒状のボビン本体と、
   前記ボビン本体の前記ロータ軸と対向する側の端面に設けた、正面視において矩形中空状に形成されている第１の鍔部と、
   前記ボビン本体の前記第１の鍔部と反対側の端面に設けた、正面視において矩形中空状に形成されている第２の鍔部と、
   少なくとも前記第１の鍔部と前記第２の鍔部のいずれか一方に形成した、前記ボビン本体に巻き付けられる前記コイル巻線の巻き付け量を増大するコイル巻き付け量増大手段と、を備える、ことを特徴とする真空ポンプ。
2. 前記コイル巻き付け量増大手段は、前記第１の鍔部の周方向の両端面に、それぞれ前記第１の鍔部の板厚み方向における外縁から内側に向かって傾斜した面取りを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
3. 前記コイル巻き付け量増大手段は、隣り合う前記複数のボビンにおける前記第１の鍔部同士の周方向の両端面に、それぞれ隣り合う前記複数のボビンの前記第１の鍔部同士の一部が入り込む切り欠きを有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
4. 前記コイル巻き付け量増大手段は、前記第２の鍔部の周方向の両端面に、それぞれ前記第２の鍔部の板厚み方向における内縁から内側に向かって傾斜した面取りを有する、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の真空ポンプ。
5. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の真空ポンプに用いられていることを特徴とする磁気軸受装置。
6. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の真空ポンプに用いられていることを特徴とする円環状電磁石。