TW202044727A - 真空幫浦 - Google Patents

Abstract

本發明的真空幫浦的旋轉機構包含：磁軸承單元，具有第一外徑，能夠作為第一徑向磁軸承而運作；以及馬達單元，設於較磁軸承單元更靠旋轉軸的第二端側的位置，具有大於第一外徑的第二外徑，能夠作為馬達與第二徑向磁軸承的兩者而運作。

Description

真空幫浦

本發明是有關於一種真空幫浦，尤其是有關於一種包括磁軸承及馬達的真空幫浦。

先前，已知有包括磁軸承及馬達的真空幫浦。此種真空幫浦例如揭示於日本專利特開2000-283160號公報。

所述日本專利特開2000-283160號公報中，揭示有一種包括轉子翼、使轉子翼旋轉的高頻馬達及五軸控制型磁軸承的渦輪分子幫浦（真空幫浦）。五軸控制型磁軸承中，使用兩組半徑方向位置控制用電磁石及一組軸向位置控制用電磁石。

日本專利特開2000-283160號公報中雖未明示記載，但於日本專利特開2000-283160號公報的圖式中揭示有下述構成，即：於上下延伸的旋轉軸的前端設有轉子翼，沿著旋轉軸的軸向，自轉子翼側起依序排列設有第一組半徑方向位置控制用電磁石、高頻馬達、第二組半徑方向位置控制用電磁石、軸向位置控制用電磁石。

如所述日本專利特開2000-283160號公報般，現有的真空幫浦中，除了用於使包含轉子翼及旋轉軸的旋轉體旋轉的馬達以外，為了使旋轉體磁懸浮，而設置兩組半徑方向位置控制用電磁石（徑向磁軸承）及一組軸向位置控制用電磁石（推力磁軸承），將該些四個機構（馬達、兩組徑向磁軸承、一組推力磁軸承）沿軸向排列配置。

此處，為了於更小的空間亦可設置真空幫浦，期望抑制軸向的真空幫浦的尺寸。對於現有的真空幫浦而言，未對軸向的真空幫浦的尺寸進行充分研究。

本發明是為了解決所述般的課題而成，本發明的一個目的在於提供一種可抑制軸向的尺寸的真空幫浦。

為了達成所述目的，本發明的一個方面的真空幫浦包括：旋轉體，包含旋轉軸、翼支持部及旋轉翼，所述旋轉軸具有第一端及第二端，且在軸向延伸，所述翼支持部連接於旋轉軸的第一端側，且於旋轉軸的軸向以內徑自第一端側向第二端側擴大的方式延伸，所述旋轉翼設於翼支持部的外周面；以及旋轉機構，包含將旋轉體旋轉驅動的馬達、於徑向支持旋轉體的第一徑向磁軸承及第二徑向磁軸承、及於軸向支持旋轉體的推力軸承，旋轉機構包含：磁軸承單元，於旋轉軸與翼支持部之間設於旋轉軸的周圍，具有第一外徑，可作為第一徑向磁軸承而運作；以及馬達單元，以較磁軸承單元更靠旋轉軸的第二端側的位置設於旋轉軸的周圍，具有大於第一外徑的第二外徑，可作為馬達與第二徑向磁軸承的兩者而運作。

再者，本說明書中，「單元」為用以實現某功能的機械結構的總稱。所謂可作為馬達與第二徑向磁軸承的兩者而運作的馬達單元，為以馬達的構成元件與第二徑向磁軸承的構成元件至少共用一部分的方式設置的單元。另外，所謂「於旋轉軸的軸向，內徑自第一端側向第二端側擴大」，為不僅包含內徑連續地擴大的形狀，而且包含內徑階段性地擴大的形狀的廣泛概念。「磁軸承」為於恆常運作時藉由磁力以非接觸方式支持旋轉軸的軸承。非接觸的支持容許磁軸承的停止時、與伴隨運作開始及運作停止的非恆常狀態的接觸。

根據本發明，如上文所述，藉由設置可作為馬達與第二徑向磁軸承的兩者而運作的馬達單元，從而馬達與第二徑向磁軸承統合為單一的單元，故而與將馬達與第二徑向磁軸承分別在軸向排列的情形相比，可抑制單元所佔有的區域的軸向尺寸。另外，對於馬達與第二徑向磁軸承統合為單一的單元的馬達單元而言，例如與僅馬達的單元相比，有軸向尺寸或半徑方向尺寸大型化的傾向。因此，馬達單元具有較磁軸承單元的第一外徑更大的第二外徑，故而可與使半徑方向尺寸大型化相應地，針對馬達單元的軸向尺寸抑制大型化。進而，若著眼於旋轉體，則於在旋轉軸的第一端側設有旋轉翼的結構中，越在軸向遠離旋轉翼，於旋轉軸的周圍可確保的所述馬達及軸承的設置空間越可於半徑方向增大。因此，藉由將外徑小的磁軸承單元配置於第一端側（旋轉翼側），將外徑大的馬達單元配置於第二端側，從而可對照形成於旋轉體的設置空間的形狀，使磁軸承單元及馬達單元的軸向位置儘量靠近旋轉翼。以上的結果為，根據本發明，可提供一種可抑制軸向的尺寸的真空幫浦。

以下，基於圖式對將本發明具體化的實施形態進行說明。

參照圖1～圖7，對一實施形態的真空幫浦100進行說明。

（真空幫浦的構成） 如圖1所示，真空幫浦100為用以自容器內排出氣體而將容器內設為真空（減壓）的幫浦。再者，所謂真空，是設為較真空幫浦100的周圍的大氣壓更低的壓力狀態。

真空幫浦100包括至少一個吸氣口1、至少一個排氣口2及至少一個幫浦部3。真空幫浦100藉由幫浦部3的運作而自吸氣口1向幫浦部3的內部吸入氣體，並將吸入的氣體自排氣口2排出。真空幫浦100包括收容幫浦部3的外殼4。圖1的例子中，於外殼4形成有一個吸氣口1，收容有一個幫浦部3。於外殼4，連接有形成有排氣口2的排氣管2a。排氣口2經由排氣管2a、幫浦部3而與吸氣口1連通。

另外，圖1的例子中，於真空幫浦100設有用以控制幫浦部3的運作的控制單元5。控制單元5安裝於外殼4的底部。控制單元5亦可為與真空幫浦100分別設置，藉由有線或無線而與真空幫浦100可通訊地連接的構成。

（幫浦部） 幫浦部3包含旋轉體10及旋轉機構20。旋轉體10及旋轉機構20收容於外殼4內。藉由旋轉體10由旋轉機構20旋轉驅動，從而於旋轉體10與外殼4之間產生氣體的吸引力。

圖1的構成例中，幫浦部3包含第一幫浦結構3a及第二幫浦結構3b。圖1的例子中，真空幫浦100為第一幫浦結構3a與第二幫浦結構3b串列連接的複合型的真空幫浦。自吸氣口1導入至幫浦部3的氣體依序穿過第一幫浦結構3a、第二幫浦結構3b，自排氣口2排出。

旋轉體10包含旋轉軸11、翼支持部12及旋轉翼13。旋轉體10是以旋轉軸11、翼支持部12及旋轉翼13一體旋轉的方式設置。第一幫浦結構3a藉由旋轉體10的旋轉翼13及外殼4的固定翼71構成渦輪分子幫浦（turbomolecular pump）。旋轉體10包含圓筒部14，該圓筒部14自翼支持部12向旋轉軸11的第二端11b側延伸，與外殼4之間構成第二幫浦結構3b。於旋轉體10，以一體地旋轉的方式設有構成第一幫浦結構3a的旋轉翼13、與構成第二幫浦結構3b的圓筒部14。第二幫浦結構3b藉由旋轉體10的後述的圓筒部14、及外殼4的幫浦定子73構成分子牽引幫浦（molecular drag pump）。

以下，將旋轉軸11的中心軸線延伸的方向稱為軸向或推力方向。將旋轉軸11的半徑方向簡稱為半徑方向或徑向方向。各圖中，將軸向設為Z方向，將Z方向中的Z1方向稱為第一端11a側，將Z2方向稱為第二端11b側。

如圖1所示，旋轉機構20包含將旋轉體10旋轉驅動的馬達30、於徑向支持旋轉體10的第一徑向磁軸承40及第二徑向磁軸承50、以及於軸向支持旋轉體10的推力軸承。本實施形態中，推力軸承為設於旋轉軸的周圍的推力磁軸承60。旋轉機構20是以將旋轉軸11作為中心而包圍旋轉軸11的周圍的方式設置。

馬達30包含設於旋轉軸11的馬達轉子30b（參照圖4）、及設於旋轉機構20的馬達定子30a（參照圖4）。

旋轉機構20包括包含兩組徑向磁軸承及一組推力磁軸承的五軸磁軸承。

即，旋轉機構20包含分別設於旋轉軸11的周圍的第一徑向磁軸承40與第二徑向磁軸承50。旋轉機構20包含設於旋轉軸11的周圍的推力磁軸承60。磁軸承藉由使旋轉體10磁懸浮，從而以與旋轉體10非接觸的狀態可旋轉地支持旋轉體10。

藉由一組徑向磁軸承，可進行彼此正交的兩個徑向方向（設為X方向、Y方向）的位置控制（雙軸）。藉由在軸向排列配置的兩組徑向磁軸承，可進行繞X方向及繞Y方向的傾斜的姿勢控制。藉由推力磁軸承，可進行推力方向（Z方向）的位置控制（單軸）。磁軸承藉由第一個徑向磁軸承的X1軸及Y1軸、第二個徑向磁軸承的X2軸及Y2軸、以及推力磁軸承的Z軸，可進行五軸控制。

本實施形態中，旋轉機構20至少包含磁軸承單元21及馬達單元22。磁軸承單元21是以可作為第一徑向磁軸承40而運作的方式構成。本實施形態中，圖1的構成例中，磁軸承單元21進而可作為推力磁軸承60而運作。即，磁軸承單元21為一體地包含第一徑向磁軸承40與推力磁軸承60的單一的單元。馬達單元22是以可作為馬達30與第二徑向磁軸承50的兩者而運作的方式構成的單元。如此作為馬達30與第二徑向磁軸承50的兩者而運作的結構不需要通常與馬達分別設置的一組徑向磁軸承，故而被稱為無軸承馬達、或自軸承馬達等。磁軸承單元21及馬達單元22的詳細構成將於後述。

外殼4包含基部4a及箱部4b。於基部4a設有旋轉機構20，插入有旋轉體10的旋轉軸11。於基部4a連接有排氣管2a。箱部4b安裝於基部4a的上表面。箱部4b以包圍設置於基部4a的旋轉體10的周圍的方式形成為圓筒狀，於上表面形成有吸氣口1。

另外，真空幫浦100具有多個機械軸承6、多個位移感測器7及旋轉感測器8。多個機械軸承6於基部4a設於旋轉軸11的第一端11a的附近、及第二端11b的附近。機械軸承6可與旋轉軸11接觸而於徑向方向及推力方向支持旋轉軸11。機械軸承6為於磁軸承未工作時（未磁懸浮時）或產生擾亂時，代替磁軸承支持旋轉體10的保護軸承（touch-down bearing）。於磁軸承的工作時，機械軸承6與旋轉軸11（旋轉體10）成為非接觸。

如圖3所示，位移感測器7包含分別檢測旋轉軸11的徑向方向（X1方向、Y1方向、X2方向、Y2方向）的位移的位移感測器7a～位移感測器7d、及檢測旋轉軸11的推力方向（Z方向）的位移的位移感測器7e。旋轉感測器8檢測旋轉軸11的旋轉角度。

控制單元5包含控制部81、電源部82、單元驅動部83及感測器電路部84。

電源部82自外部電源獲取電力，向控制部81、單元驅動部83及感測器電路部84進行電力供給。電源部82進行將來自外部的交流電力變換為直流電力的電力變換。

單元驅動部83基於來自控制部81的控制訊號，控制向旋轉機構20的驅動電流的供給。藉由單元驅動部83的電流控制，旋轉機構20的馬達30產生旋轉方向的驅動力（扭矩），磁軸承分別產生各方向的支持力。單元驅動部83包含用以控制向磁軸承單元21的電流供給的反相器85a及反相器85b。單元驅動部83包含用以控制向馬達單元22的電流供給的反相器85c及反相器85d。反相器85a～反相器85d分別包含多個切換元件。

感測器電路部84包含位移感測器7a～位移感測器7e及旋轉感測器8，且包含進行用於將各感測器訊號輸入至控制部81的變換處理的電路等。自感測器電路部84將位移感測器7a～位移感測器7e及旋轉感測器8的各感測器訊號輸入至控制部81。

控制部81包含電腦，該電腦包含中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）或現場可程式閘陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）等處理器、與揮發性及/或非揮發性記憶體。

控制部81經由單元驅動部83進行旋轉機構20的運作控制。控制部81獲取來自感測器電路部84的各方向的感測器訊號，基於所獲取的感測器訊號，輸出用以對設於反相器85a、反相器85b及反相器85d的多個切換元件進行開關控制的控制訊號。藉此，控制部81以於真空幫浦100的運作中，旋轉體10不與真空幫浦100的任何固定元件接觸的方式，控制各磁軸承。

控制部81基於旋轉感測器8的感測器訊號，輸出用以對設於反相器85c的多個切換元件進行開關控制的控制訊號。藉此，控制部81基於旋轉體10的旋轉位置進行馬達30的控制。

（旋轉體的結構） 如圖2所示，旋轉軸11為具有第一端11a及第二端11b，在軸向延伸的圓柱狀構件。圖1的例子中，第一端11a為旋轉軸11的上端，第二端11b為旋轉軸11的下端。旋轉軸11由旋轉機構20繞中心軸線可旋轉地樞軸支持。另外，旋轉軸11由旋轉機構20繞中心軸線旋轉驅動。圖1的例子中，表示以旋轉軸11沿上下方向（鉛垂方向）延伸的方式設置的立式的真空幫浦100的例子，但旋轉軸11的方向並無特別限定。旋轉軸11亦可朝向水平方向或傾斜方向而配置。

翼支持部12為旋轉體10中將旋轉翼13與旋轉軸11機械連接的部分。翼支持部12連接於旋轉軸11的第一端11a側。翼支持部12以於旋轉軸11的軸向，內徑自第一端11a側向第二端11b側擴大的方式延伸。即，翼支持部12概略形成為朝向旋轉軸11的第一端11a的圓錐狀。翼支持部12具有自旋轉軸11的第二端11b側向第一端11a側傾斜的錐形狀部12a。翼支持部12具有自旋轉軸11的第一端11a在半徑方向延伸的凸緣部12b。錐形狀部12a機械連接於凸緣部12b的外周端部。

旋轉體10具有多個旋轉翼13。旋轉翼13設於翼支持部12的外周面。旋轉翼13自翼支持部12的外周面在半徑方向延伸至外殼4的內周面附近為止。

如上文所述，旋轉翼13與外殼4之間構成第一幫浦結構3a。多個旋轉翼13在軸向空開間隔而設有多段。多個旋轉翼13以沿著錐形狀部12a的外周面及凸緣部12b的外周面排列的方式設置。

另外，如圖1所示，於外殼4的內周面設有多個固定翼71。各固定翼71自外殼4的內周面向半徑方向內側（旋轉軸11側）延伸。多個固定翼71以與多個旋轉翼13以一段為單位於軸向交替排列的方式設置。各固定翼71經由在軸向積層的隔環72而載置於基部4a上。藉由將積層的隔環72夾持於基部4a與箱部4b之間，從而對各固定翼71進行定位。藉此，幫浦部3含有包含旋轉體10的旋轉翼13（動翼）及外殼4的固定翼71（靜翼）的第一幫浦結構3a。

圓筒部14具有與旋轉軸11同軸的圓筒形狀。圓筒部14具有連接於翼支持部12的第一圓筒端部14a、及旋轉軸11的軸向的與翼支持部12為相反側的第二圓筒端部14b。圓筒部14自連接於錐形狀部12a的第一圓筒端部14a沿軸向直線狀地延伸至第二圓筒端部14b為止。

另外，於外殼4的內周面設有圓筒狀的幫浦定子73。幫浦定子73的內周面與圓筒部14的外周面空開小的間隔而於半徑方向相向。於幫浦定子73的內周面形成有螺槽（未圖示）。藉此，幫浦部3含有包含旋轉體10的圓筒部14及外殼4的幫浦定子73的第二幫浦結構3b。再者，螺槽（未圖示）只要形成於圓筒部14的外周面或幫浦定子73的內周面的任一個即可。

（旋轉機構的結構） 圖1的例子中，旋轉機構20包含磁軸承單元21及馬達單元22兩個單元。

磁軸承單元21於旋轉軸11與翼支持部12之間設於旋轉軸11的周圍。馬達單元22在較磁軸承單元21更靠旋轉軸11的第二端11b側的位置設於旋轉軸11的周圍。

＜馬達單元＞ 如圖4所示，馬達單元22（馬達定子30a）於與旋轉軸11的軸向正交的面內，具有構成馬達30的馬達線圈31、構成第二徑向磁軸承50的第二線圈51、以及分別捲繞有馬達線圈31及第二線圈51的定子芯32。

換言之，圖4所例示的馬達單元22中，針對包含馬達線圈31及定子芯32的馬達定子30a，進一步組裝有第二徑向磁軸承50的第二線圈51。

定子芯32包含多個齒32a及定子軛32b。定子軛32b以包圍旋轉軸11的周圍的方式形成為圓環狀。多個齒32a自定子軛32b的內周面向旋轉軸11的中心在半徑方向延伸。多個齒32a在周向以等角度間隔配置，於相鄰的齒32a之間形成有收容線圈的狹槽32c。

馬達線圈31及第二線圈51捲繞於各齒32a。圖4中，馬達線圈31及第二線圈51於與旋轉軸11的軸向正交的面內，在半徑方向排列配置。即，於同一狹槽32c內配置有馬達線圈31及第二線圈51的兩者。圖4的例子中，馬達線圈31配置於半徑方向內側，第二線圈51配置於半徑方向外側。

馬達線圈31及第二線圈51彼此為不同的線圈，經電性絕緣。馬達線圈31電性連接於反相器85c（參照圖3），第二線圈51電性連接於反相器85d（參照圖3）。反相器85c例如向馬達30供給三相電流（U相、V相、W相）。馬達30包含分別供給U相、V相、W相三相電流的三組馬達線圈31（Mu、Mv、Mw）。反相器85d例如向第二徑向磁軸承50供給三相電流（U相、V相、W相）。第二徑向磁軸承50包含分別供給U相、V相、W相三相電流的三組第二線圈51（Su、Sv、Sw）。

另外，馬達轉子30b以與旋轉軸11一體地旋轉的方式設於旋轉軸11。即，於旋轉軸11，於與定子芯32空開間隙於半徑方向相向的位置（軸向的同一位置），設有永磁石33。圖4的例子中，遍及旋轉軸11的周向的一半設有經磁化為N極的永磁石33，遍及旋轉軸11的周向的另一半設有經磁化為S極的永磁石33。

圖4中，表示了兩極、六狹槽結構的例子，但極數、狹槽數並無特別限定。另外，圖4中，馬達線圈31及第二線圈51的各捲線方式不限於集中捲繞，亦可為分佈捲繞等其他捲線方式。

如圖5所示，控制部81（參照圖3）經由反相器85c（參照圖3）對各馬達線圈31供給電流，使馬達線圈31的磁通31a與永磁石33的磁通33a相互作用。即，馬達30藉由馬達線圈31的磁通31a而對永磁石33的磁極賦予吸引、排斥的作用力。控制部81根據旋轉體10的旋轉角度位置而切換供給電流的馬達線圈31，藉此生成旋轉的磁通31a，使旋轉體10以所期望的旋轉速度旋轉。由馬達30所得的旋轉體10的旋轉速度例如為1萬rpm以上且10萬rpm以下。

另外，控制部81（參照圖3）經由反相器85d（參照圖3）對第二線圈51供給電流，藉由第二線圈51的磁通51a與永磁石33的磁通33a的相互作用，於旋轉軸11（馬達轉子30b）與定子芯32（馬達定子30a）之間的間隙形成合成磁通的疏密。其結果為，第二徑向磁軸承50對旋轉軸11賦予支持力55，該支持力55朝向第二線圈51的磁通51a與永磁石33的磁通33a彼此相長的方向。

例如圖5中，藉由兩個第二線圈51（Su）的磁通51a與磁通33a，於馬達轉子30b的N極側的間隙磁通相長，於S極側的間隙磁通相消，故而朝向磁通量多的N極側（圖中右側）的支持力55發揮作用。圖5中對U相的第二線圈51（Su）進行了例示，但藉由控制對各第二線圈51供給的電流的強度、方向，從而可於任意的徑向方向產生任意強度的支持力55。控制部81基於位移感測器7c、位移感測器7d及旋轉感測器8（參照圖3）的感測器訊號，控制向各第二線圈51的電流供給，從而以旋轉體10於半徑方向維持非接觸狀態的方式控制第二徑向磁軸承50的支持力55。

＜磁軸承單元＞ 如圖6所示，磁軸承單元21包含構成第一徑向磁軸承40的第一線圈41。另外，如圖7所示，本實施形態中，磁軸承單元21包含構成推力磁軸承60的推力線圈61。另外，磁軸承單元21具有磁石部42，該磁石部42產生與第一徑向磁軸承40及推力磁軸承60的兩者相互作用的磁通。

如圖6所示，第一徑向磁軸承40包含安裝有第一線圈41的第一軸承芯43。第一軸承芯43以包圍旋轉軸11的周圍的方式形成為圓環狀。於第一軸承芯43，於在周向空開間隔配置的多個齒43a之間，設有多個狹槽43b。圖6中，於四個狹槽43b各自安裝有合計四個第一線圈41。第一線圈41藉由電流供給而於半徑方向產生磁通41a。

於旋轉軸11，於軸部11c的外周部設有第一芯部44。第一芯部44具有圓環形狀，與第一軸承芯43於半徑方向相向。

如圖7所示，推力磁軸承60與第一徑向磁軸承40於軸向鄰接而一體化。推力磁軸承60包含安裝有推力線圈61的推力芯62。推力芯62以包圍旋轉軸11的周圍的方式形成為圓環狀。推力芯62於沿著軸向的縱剖面（圖7所示的剖面）中，具有半徑方向內側開口的C字形狀的剖面。即，推力芯62於半徑方向內側，具有第一端面62a及第二端面62b。推力線圈61配置於C字形狀的推力芯62的內部，繞軸向的捲繞軸以包圍旋轉軸11的周圍的方式捲繞成圓環狀。

磁石部42於軸向配置於第一徑向磁軸承40與推力磁軸承60之間。即，磁石部42配置於第一軸承芯43與推力芯62之間。磁石部42以連結第一軸承芯43與推力芯62的方式設置。磁石部42以包圍旋轉軸11的周圍的方式形成為圓環狀。磁石部42為永磁石，朝向軸向經磁化。圖7的例子中，磁石部42中，與第一軸承芯43於軸向相向的表面經磁化為S極，與推力芯62於軸向相向的面經磁化為N極。

於旋轉軸11，於軸部11c的外周部設有第二芯部63。第二芯部63具有圓環形狀，與推力芯62於半徑方向相向。

磁軸承單元21中，磁石部42產生穿過第一軸承芯43及推力芯62的磁通。即，磁石部42形成下述路徑的偏置磁通42a：自磁石部42的N極依序穿過推力芯62、旋轉軸11與芯的間隙、第二芯部63、軸部11c（旋轉軸11）、第一芯部44、旋轉軸11與芯的間隙、第一軸承芯43，回到磁石部42的S極。

因此，圖6所示的第一徑向磁軸承40中，於第一軸承芯43的各齒43a，偏置磁通42a朝向半徑方向外側穿過。控制部81（參照圖3）經由反相器85a（參照圖3）對第一線圈41供給電流，藉由第一線圈41的磁通41a與磁石部42的偏置磁通42a的相互作用，於旋轉軸11與第一軸承芯43之間的間隙形成合成磁通的疏密。其結果為，第一徑向磁軸承40對旋轉軸11賦予支持力47，該支持力47朝向第一線圈41的磁通41a與磁石部42的偏置磁通42a彼此相長的方向。

例如圖6中，藉由兩個第一線圈41的各磁通41a，於間隙45磁通相長，於與間隙45為相反側的間隙46磁通相消，故而朝向磁通量多的間隙45側（圖中右上方向）的支持力47發揮作用。藉由控制對各第一線圈41供給的電流的強度、方向，從而可於任意的徑向方向產生任意強度的支持力47。控制部81基於位移感測器7a、位移感測器7b及旋轉感測器8（參照圖3）的感測器訊號，切換向各第一線圈41的電流供給，藉此以旋轉體10於半徑方向維持非接觸狀態的方式控制第一徑向磁軸承40的支持力47。

另一方面，如圖7所示，偏置磁通42a自推力芯62的第一端面62a及第二端面62b各自穿過間隙進入第二芯部63，於旋轉軸11內在軸向穿過。控制部81（參照圖3）經由反相器85b（參照圖3）對推力線圈61供給電流，藉由推力線圈61的磁通61a與磁石部42的偏置磁通42a的相互作用，於旋轉軸11與推力芯62之間的間隙形成合成磁通的疏密。其結果為，推力磁軸承60對旋轉軸11賦予支持力64，該支持力64朝向推力線圈61的磁通61a與磁石部42的偏置磁通42a彼此相長的方向。

例如圖7中，於第一端面62a側的間隙磁通相長，於第二端面62b側的間隙磁通相消，故而朝向磁通量多的第一端面62a側（圖中上方向）的軸向的支持力64發揮作用。若對推力線圈61供給逆向的電流，則於軸向的相反側產生支持力64。藉由控制對各推力線圈61供給的電流的強度、方向，從而可於推力方向產生任意強度的支持力64。控制部81基於位移感測器7e的感測器訊號而切換向推力線圈61的電流供給，藉此以旋轉體10於軸向維持非接觸狀態的方式控制推力磁軸承60的支持力64。立式的真空幫浦100中，藉由支持力64而支持旋轉體10的重量67。

如此，本實施形態中，推力磁軸承60包含分別產生在軸向穿過旋轉軸11的磁通的磁石部42及推力線圈61，以藉由磁石部42的磁通42a與推力線圈61的磁通61a的相互作用而對旋轉軸11產生推力方向的支持力64的方式構成。

（磁軸承單元及馬達單元的配置） 繼而，參照圖1及圖2對磁軸承單元21及馬達單元22的配置進行說明。

如圖2所示，磁軸承單元21配置於旋轉軸11的軸向的第一軸向位置25。磁軸承單元21具有第一外徑91。馬達單元22配置於軸向的第二軸向位置26。如上文所述，第二軸向位置26為較第一軸向位置25更靠旋轉軸11的第二端11b側的位置。馬達單元22具有大於第一外徑91的第二外徑92。

旋轉體10於旋轉軸11與翼支持部12之間，具有用以配置旋轉機構20的收容空間15。旋轉體10的收容空間15為由翼支持部12及圓筒部14的內周面所劃分的旋轉體10的凹狀空間。磁軸承單元21於第一軸向位置25中配置於收容空間15的第一部分。馬達單元22於第二軸向位置26中配置於收容空間15的第二部分。收容空間15的第二部分相較於收容空間15的第一部分而於半徑方向更廣。

具體而言，收容空間15反映翼支持部12及圓筒部14的形狀，具有直徑自第二端11b側向第一端11a在軸向以圓筒狀延伸後，朝向第一端11a以錐狀減小的形狀。收容空間15於旋轉體10的第二端11b側的圓筒部14的形成區域中具有內徑93，於錐形狀部12a的形成區域中內徑從內徑93以錐狀減小至內徑94為止。

圖2的例子中，磁軸承單元21的第一外徑91小於內徑93及內徑94。另一方面，馬達單元22的第二外徑92小於內徑93，且為內徑94以上。因此，與兩個單元中將馬達單元22配置於第一端11a側的情形相比，藉由將磁軸承單元21配置於第一端11a側，從而可與第一外徑91小相應地，將各單元靠近第一端11a側而配置。 更具體而言，圖2的構成例中，磁軸承單元21於與旋轉軸11的軸向正交的面內，配置於旋轉軸11與錐形狀部12a之間。磁軸承單元21於旋轉軸11的軸向，配置於較錐形狀部12a的第二端11b側（Z2方向側）的端部（與圓筒部14的第一圓筒端部14a的邊界）更靠第一端11a側（Z1方向側）的位置。錐形狀部12a於軸向以長度95的範圍設置，磁軸承單元21收容於設有錐形狀部12a的長度95的範圍內。

另外，圖2的構成例中，馬達單元22的至少一部分配置於由翼支持部12的內周面及圓筒部14的內周面所劃分的收容空間15內。於軸向，馬達單元22配置於較圓筒部14的第二圓筒端部14b更靠第一圓筒端部14a側。即，馬達單元22配置於較圓筒部14的第二圓筒端部14b更向第一端11a側遠離距離96的位置。另外，圖2的構成例中，馬達單元22的至少一部分配置於較錐形狀部12a的第二端11b側（Z2方向側）的端部更靠第一端11a側的位置。即，馬達單元22的一部分於與旋轉軸11的軸向正交的面內，配置於旋轉軸11與錐形狀部12a之間。

因此，圖2所示的構成例中，構成旋轉機構20的磁軸承單元21及馬達單元22的兩者並未自形成於旋轉體10的收容空間15的端部（圓筒部14的第二圓筒端部14b）向Z2方向側伸出，而是收容於收容空間15的內部。

另外，旋轉體10於旋轉軸11上具有重心16。若著眼於旋轉體10的重心16與旋轉機構20的各單元的位置關係，則於旋轉軸11的軸向，磁軸承單元21的第一線圈41的中心25a相較於馬達單元22的第二線圈51的中心26a，更接近旋轉體10的重心16。即，於軸向，重心16位於較第一線圈41的中心25a與第二線圈51的中心26a的中點更靠第一端11a側（Z1方向側）。

圖2的構成例中，磁軸承單元21的軸向的形成範圍97、與旋轉體10的重心16的軸向的位置彼此重疊（overlap）。即，磁軸承單元21是遍及軸向的兩端間的長度97的範圍而形成。旋轉體10的重心16於軸向配置於磁軸承單元21的形成範圍97內。再者，馬達單元22於第二軸向位置26，遍及軸向的兩端間的長度98的範圍（形成範圍98）而形成。

（本實施形態的效果） 本實施形態中，可獲得如下效果。

本實施形態中，如上文所述，藉由設置可作為馬達30與第二徑向磁軸承50的兩者而運作的馬達單元22，從而馬達30與第二徑向磁軸承50統合為單一的單元，故而與將馬達30與第二徑向磁軸承50分別在軸向排列的情形相比，可抑制單元所佔有的區域的軸向尺寸。另外，對於馬達30與第二徑向磁軸承50統合為單一的單元的馬達單元22而言，例如與未設置第二徑向磁軸承50的僅馬達30的單元相比，有軸向尺寸或半徑方向尺寸大型化的傾向。本實施形態中，馬達單元22具有較磁軸承單元21的第一外徑91更大的第二外徑92，故而可與使半徑方向尺寸大型化相應地，針對馬達單元22的軸向尺寸（長度98）而抑制大型化。進而，若著眼於旋轉體10，則於在旋轉軸11的第一端11a側設有旋轉翼13的結構中，越在軸向（Z2方向）遠離旋轉翼13，於旋轉軸11的周圍可確保的所述馬達30及磁軸承的設置空間（收容空間15）越可於半徑方向增大。因此，藉由將外徑小的磁軸承單元21配置於第一端11a側（旋轉翼13側），將外徑大的馬達單元22設為第二端11b側，從而可對照形成於旋轉體10的設置空間（收容空間15）的形狀，使磁軸承單元21及馬達單元22的軸向位置（25、26）儘量靠近旋轉翼13。以上的結果為，根據本實施形態，可提供一種可抑制軸向的尺寸的真空幫浦100。

另外，所述實施形態中，藉由如以下般構成，從而獲得進一步的效果。即，所述實施形態中，馬達單元22於與旋轉軸11的軸向正交的面內，具有構成馬達30的馬達線圈31、構成第二徑向磁軸承50的第二線圈51、以及分別捲繞有馬達線圈31及第二線圈51的定子芯32。若如此構成，則馬達線圈31與第二線圈51分別設於共同的定子芯32，故而與馬達線圈31與第二線圈51設於不同的芯的情形相比，可使馬達單元22小型化，進而可削減零件數。馬達線圈31與第二線圈51配置於與旋轉軸11的軸向正交的同一面內，故而馬達單元22的軸向尺寸不會大型化，可將馬達30與第二徑向磁軸承50統合為單一單元。

另外，本實施形態中，如上文所述，推力軸承為設於旋轉軸11的周圍的推力磁軸承60。推力磁軸承60包含分別產生在軸向穿過旋轉軸11的磁通的磁石部42及推力線圈61，以藉由磁石部42的磁通與推力線圈61的磁通的相互作用而對旋轉軸11產生推力方向的支持力64的方式構成。此處，關於推力方向的磁軸承，已知有下述構成，即：將自外周面向半徑方向突出的圓盤部設於旋轉軸11，自以於軸向夾持該圓盤部的方式配置的線圈對使磁力於軸向發揮作用，藉此產生推力方向的支持力。該構成中，圓盤部與線圈對在軸向排列，故而軸向尺寸大型化。相對於此，若如所述實施形態般構成，則自磁石部42及推力線圈61分別產生穿過旋轉軸11的磁通（42a、61a），藉由該些磁通的相互作用而產生軸向的支持力64，故而無需設置圓盤部，亦無需以夾持圓盤部的方式設置線圈對。因此，可抑制推力磁軸承60的軸向尺寸，故而可相應地抑制真空幫浦100的軸向尺寸。 另外，本實施形態中，如上文所述，磁軸承單元21可作為推力磁軸承而運作。即，磁軸承單元21為一體地包含第一徑向磁軸承40與推力磁軸承60的單一的單元。若如此構成，則不僅可將馬達30與第二徑向磁軸承50統合為單一的馬達單元22，進而可將第一徑向磁軸承40與推力磁軸承60統合為單一的單元。即，可將先前分別設置的馬達30、第一徑向磁軸承40、第二徑向磁軸承50及推力磁軸承60四個單元統合為磁軸承單元21與馬達單元22兩個單元。其結果為，可減少在軸向排列的單元數，故而可有效地抑制真空幫浦100的軸向尺寸。

另外，本實施形態中，如上文所述，磁軸承單元21具有構成第一徑向磁軸承40的第一線圈41、構成推力磁軸承60的推力線圈61、以及產生與第一徑向磁軸承40及推力磁軸承60的兩者相互作用的磁通42a的磁石部42。若如此構成，則可使用共同的磁石部42，分別產生徑向方向的支持力47（參照圖6）與推力方向的支持力64（參照圖7）。因此，與分別設置磁石部42的情形相比，可使磁軸承單元21小型化，可削減零件數。

另外，本實施形態中，如上文所述，旋轉體10於旋轉軸11上具有重心16，於旋轉軸11的軸向，磁軸承單元21的第一線圈41的中心25a較馬達單元22的第二線圈51的中心26a更接近旋轉體10的重心16。若如此構成，則磁軸承單元21配置於較馬達單元22更接近旋轉體10的重心16的位置。因此，關於旋轉體10的徑向方向的支持，由磁軸承單元21（第一徑向磁軸承40）所得的支持力的作用相對變大，由馬達單元22（第二徑向磁軸承50）所得的支持力的作用相對變小。而且，對於磁軸承單元21而言，無需與馬達單元22不同而考慮馬達30的結構，可採用優先軸承性能的結構。因此，可將可容易地確保軸承性能的磁軸承單元21設為主軸承，將由馬達單元22（第二徑向磁軸承50）所得的支持設為次軸承，故而即便於將馬達30與第二徑向磁軸承50統合的情形時，亦可容易地確保高的軸承性能。

另外，本實施形態中，如上文所述，磁軸承單元21的軸向的形成範圍97、與旋轉體10的重心16的軸向的位置重疊。若如此構成，則可使由磁軸承單元21（第一徑向磁軸承40）所得的支持力47更有效地作用於旋轉體10。因此，磁軸承單元21（第一徑向磁軸承40）的支持力47小便可，故而可實現磁軸承單元21的小型化。另外，對於馬達單元22（第二徑向磁軸承50）而言，只要可抑制旋轉體10的旋轉軸11繞重心16傾斜即可，故而可減小必要的支持力55。因此，可將馬達單元22設為更優先馬達30性能的構成，故而可實現軸向尺寸的小型化並且容易地確保真空幫浦100的性能。

另外，本實施形態中，如上文所述，翼支持部12具有自旋轉軸11的第二端11b側向第一端11a側傾斜的錐形狀部12a，磁軸承單元21於與旋轉軸11的軸向正交的面內，配置於旋轉軸11與錐形狀部12a之間。若如此構成，則可於旋轉體10中於旋轉軸11的周圍所確保的空間，形成錐形狀的區域（收容空間15）。於該情形時，可於具有第一外徑91的磁軸承單元21不與錐形狀部12a干擾的範圍內，使磁軸承單元21儘量靠近第一端11a側。越使磁軸承單元21靠近第一端11a側，則越可使馬達單元22亦靠近第一端11a側，因此可相應地抑制真空幫浦100的軸向尺寸。

另外，本實施形態中，如上文所述，磁軸承單元21於旋轉軸11的軸向，配置於較錐形狀部12a的第二端11b側（Z2方向側）的端部更靠第一端11a側（Z1方向側）的位置。若如此構成，則可於軸向於錐形狀部12a的形成範圍（長度95）內收容磁軸承單元21。因此，可進一步抑制真空幫浦100的軸向尺寸。

另外，本實施形態中，如上文所述，更包括收容旋轉體10及旋轉機構20的外殼4，旋轉翼13與外殼4之間構成第一幫浦結構3a，旋轉體10包含自翼支持部12向旋轉軸11的第二端11b側延伸且與外殼4之間構成第二幫浦結構3b的圓筒部14，馬達單元22的至少一部分配置於由翼支持部12的內周面及圓筒部14的內周面所劃分的收容空間15內。若如此構成，則可於形成於旋轉體10的旋轉軸11與翼支持部12及圓筒部14之間的、收容空間15的內部，以收容馬達單元22整體的方式配置馬達單元22，或者即便馬達單元22伸出至收容空間15的外部，亦可抑制伸出量。因此，可有效地抑制真空幫浦100的軸向尺寸。

另外，本實施形態中，如上文所述，圓筒部14具有連接於翼支持部12的第一圓筒端部14a、及旋轉軸11的軸向的與翼支持部12為相反側的第二圓筒端部14b，於軸向，馬達單元22配置於較圓筒部14的第二圓筒端部14b更靠第一圓筒端部14a側。若如此構成，則可於形成於旋轉體10的旋轉軸11與翼支持部12及圓筒部14之間的、收容空間15的內部，收容馬達單元22整體。因此，可更有效地抑制真空幫浦100的軸向尺寸。

[變形例] 再者，應認為本次揭示的實施形態於所有方面為例示而非限制性。本發明的範圍是由申請專利範圍而非所述實施形態的說明來表示，更包含與申請專利範圍均等的含意及範圍內的所有變更（變形例）。

所述實施形態中，表示了下述例子，即：將磁軸承單元21構成為一體地包含第一徑向磁軸承40與推力磁軸承60的單一的單元，藉由磁軸承單元21及馬達單元22兩個單元來構成旋轉機構20，但本發明不限於此。圖8～圖10所示的變形例中，表示分別設置包含第一徑向磁軸承的磁軸承單元、與推力磁軸承的例子。因此，圖8～圖10中，表示藉由磁軸承單元、馬達單元及推力磁軸承三個單元來構成旋轉機構的例子。

圖8所示的變形例的真空幫浦100中，包括包含第一徑向磁軸承40的磁軸承單元121代替磁軸承單元21（參照圖1）。與圖1的構成例不同，於磁軸承單元121未設置推力磁軸承60。真空幫浦100包括與磁軸承單元121分別設置的推力磁軸承60。因此，磁軸承單元121、馬達單元22及推力磁軸承60在軸向排列配置。推力磁軸承60相對於磁軸承單元121及馬達單元22而配置於軸向的第二端11b側，但亦可配置於磁軸承單元121與馬達單元22之間。

關於磁軸承單元121，可採用公知的徑向磁軸承的結構。圖9的例子中，第一徑向磁軸承40包含形成有多個齒143a的第一軸承芯143、及安裝於各齒143a的多個第一線圈41。第一線圈41於八根齒143a各自設有合計八個。八個第一線圈41中，鄰接的兩個第一線圈41藉由同一捲線而串列連接，構成四個群。各群的第一線圈41藉由電流供給而產生穿過其中一個齒143a、間隙、第一芯部44（旋轉軸11）、另一個齒143a的磁通41a（參照圖9的實線部）。第一徑向磁軸承40藉由控制各群的第一線圈41所產生的磁通41a的強度，而對旋轉軸11賦予徑向方向中任意方向的支持力。

圖9所示的變形例的馬達單元22的構成與所述實施形態同樣（參照圖4），故而省略說明。

如圖10所示，推力磁軸承60包括推力線圈61、具有第一端面62a及第二端面62b的推力芯62、磁石部42以及軛165。偏置磁通42a自磁石部42的N極依序穿過推力芯62、間隙、第二芯部63、軸部11c（旋轉軸11）、間隙、軛165，回到磁石部42的S極。推力磁軸承60藉由推力線圈61的磁通61a、與分別穿過第一端面62a及第二端面62b的偏置磁通42a的相互作用，對旋轉軸11賦予支持力64，該支持力64朝向磁通61a與偏置磁通42a彼此相長的方向。

如此，變形例的真空幫浦100包括包含磁軸承單元21、馬達單元22及推力磁軸承60三個單元的旋轉機構20。

（其他變形例） 另外，所述實施形態中，表示了馬達單元22具有馬達線圈31及第二線圈51兩種線圈的例子，但本發明不限於此。馬達單元亦可包括僅一種線圈。即，圖4中，亦可配置單一的線圈代替配置於同一狹槽32c的（捲繞於同一齒32a的）馬達線圈31及第二線圈51。於該情形時，例如將向各線圈的電流供給時序分時，於第一時序，以產生用以作為馬達30而運作的扭矩的方式進行對線圈的電流控制。繼而，於第二時序，以產生作為第二徑向磁軸承50的支持力55的方式進行對線圈的電流控制。藉由交替設置第一時序與第二時序進行切換，從而可利用一種線圈使馬達單元作為馬達30與第二徑向磁軸承50的兩者而運作。除此以外，亦可藉由dq軸控制來控制馬達單元的供給電流，藉由供給於線圈的電流的d軸成分產生第二徑向磁軸承50的支持力55，藉由q軸成分產生馬達30的扭矩。

另外，所述實施形態中，表示了設有推力磁軸承60的例子，但本發明不限於此。本發明中，亦可設置磁軸承以外的推力軸承代替推力磁軸承60。推力軸承例如可為機械軸承，亦可為流體軸承。推力磁軸承60亦可包含於推力圓盤的軸向兩側配置一對線圈的類型的推力磁軸承。

另外，所述實施形態中，表示了將磁軸承單元21的第一線圈41的中心25a配置於較馬達單元22的第二線圈51的中心26a更接近旋轉體10的重心16的位置的例子，但本發明不限於此。本發明中，亦可將馬達單元22的第二線圈51的中心26a配置於較磁軸承單元21的第一線圈41的中心25a更接近旋轉體10的重心16的位置。於該情形時，較佳為以馬達單元22的第二線圈51的中心26a、與旋轉體10的重心16的軸向的位置彼此重疊的方式構成。於該情形時，使馬達單元22的第二徑向磁軸承50主要進行旋轉體10的徑向方向的支持，磁軸承單元21只要僅產生用以防止旋轉軸11的傾斜的支持力便可。因此，可使磁軸承單元21小型化，可相應地靠近旋轉軸11的第一端11a而配置。

另外，所述實施形態中，表示了磁軸承單元21的軸向的形成範圍97、與旋轉體10的重心16的軸向的位置彼此重疊的例子，但本發明不限於此。旋轉體10的重心16亦可配置於較磁軸承單元21的軸向的形成範圍97更靠第一端11a側的位置或更靠第二端11b側的位置。

另外，所述實施形態中，表示了於翼支持部12設有錐形狀部12a的例子，但本發明不限於此。翼支持部12例如亦可以內徑自第一端11a側向第二端11b側階段性地增大的方式形成。於該情形時，於翼支持部12未形成錐形狀部12a，故而磁軸承單元21亦無需配置於旋轉軸11與錐形狀部12a之間。

另外，所述實施形態中，表示了磁軸承單元21於旋轉軸11的軸向，配置於較錐形狀部12a的Z2方向側的端部更靠Z1方向側的位置的例子，但本發明不限於此。磁軸承單元21的至少一部分亦可配置於較錐形狀部12a的Z2方向側的端部更靠Z2方向側的位置。

另外，所述實施形態中，表示了真空幫浦100為包括第一幫浦結構3a及第二幫浦結構3b的複合型的真空幫浦的例子，但本發明不限於此。本發明中，亦可不設置第二幫浦結構3b。即，真空幫浦亦可為並非複合型的渦輪分子幫浦。於該情形時，亦可不將構成第二幫浦結構3b的圓筒部14及幫浦定子73設於真空幫浦100。

另外，所述實施形態中，表示了於軸向，馬達單元22配置於較圓筒部14的第二圓筒端部14b更靠第一圓筒端部14a側的例子，但本發明不限於此。馬達單元22亦可較圓筒部14的第二圓筒端部14b更向第二端11b側（Z2方向側）伸出。

另外，所述實施形態中所示的第一徑向磁軸承40（參照圖6）及第二徑向磁軸承50（參照圖4）的結構僅為一例，並無特別限定。該些徑向磁軸承的線圈數、線圈的配置、狹槽數、狹槽的配置（齒的配置）、芯部的形狀等為任意，可變更。

[態樣] 本領域技術人員理解，所述例示的實施形態為以下態樣的具體例。

（項目1） 一種真空幫浦，包括： 旋轉體，包含旋轉軸、翼支持部及旋轉翼，所述旋轉軸具有第一端及第二端，且在軸向延伸，所述翼支持部連接於所述旋轉軸的所述第一端，且以於所述旋轉軸的軸向，內徑自所述第一端側向所述第二端側擴大的方式延伸，所述旋轉翼設於所述翼支持部的外周面；以及 旋轉機構，包含將所述旋轉體旋轉驅動的馬達、於徑向支持所述旋轉體的第一徑向磁軸承及第二徑向磁軸承、及於軸向支持所述旋轉體的推力軸承， 所述旋轉機構包含： 磁軸承單元，於所述旋轉軸與所述翼支持部之間設於所述旋轉軸的周圍，具有第一外徑，能夠作為所述第一徑向磁軸承而運作；以及 馬達單元，以較所述磁軸承單元更靠所述旋轉軸的所述第二端側的位置設於所述旋轉軸的周圍，具有大於所述第一外徑的第二外徑，能夠作為所述馬達與所述第二徑向磁軸承的兩者而運作。 （項目2） 如項目1所記載的真空幫浦，其中所述磁軸承單元包含構成所述第一徑向磁軸承的第一線圈， 所述馬達單元於與所述旋轉軸的軸向正交的面內，具有構成所述馬達的馬達線圈、構成所述第二徑向磁軸承的第二線圈、以及分別捲繞有所述馬達線圈及所述第二線圈的定子芯。 （項目3） 如項目1或項目2所記載的真空幫浦，其中所述推力軸承為設於所述旋轉軸的周圍的推力磁軸承， 所述推力磁軸承包含分別產生在軸向穿過所述旋轉軸的磁通的磁石部及推力線圈，以藉由所述磁石部的磁通與所述推力線圈的磁通的相互作用而對所述旋轉軸產生推力方向的支持力的方式構成。 （項目4） 如項目3所記載的真空幫浦，其中所述磁軸承單元進而能夠作為所述推力磁軸承而運作。 （項目5） 如項目4所記載的真空幫浦，其中所述磁軸承單元具有構成所述第一徑向磁軸承的第一線圈、構成所述推力磁軸承的所述推力線圈、以及產生與所述第一徑向磁軸承及所述推力磁軸承的兩者相互作用的磁通的所述磁石部。 （項目6） 如項目2所記載的真空幫浦，其中所述旋轉體於所述旋轉軸上具有重心， 於所述旋轉軸的軸向，所述磁軸承單元的所述第一線圈的中心較所述馬達單元的所述第二線圈的中心更接近所述旋轉體的重心。 （項目7） 如項目6所記載的真空幫浦，其中所述磁軸承單元的所述軸向的形成範圍、與所述旋轉體的重心的所述軸向的位置重疊。 （項目8） 如項目1至項目7中任一項所記載的真空幫浦，其中所述翼支持部具有自所述旋轉軸的所述第二端側向所述第一端側傾斜的錐形狀部， 所述磁軸承單元於與所述旋轉軸的軸向正交的面內，配置於所述旋轉軸與所述錐形狀部之間。 （項目9） 如項目8所記載的真空幫浦，其中所述磁軸承單元於所述旋轉軸的軸向，配置於較所述錐形狀部的所述第二端側的端部更靠所述第一端側的位置。 （項目10） 如項目1至項目9中任一項所記載的真空幫浦，更包括：外殼，收容所述旋轉體及所述旋轉機構， 所述旋轉翼與所述外殼之間構成第一幫浦結構， 所述旋轉體包含：圓筒部，自所述翼支持部向所述旋轉軸的所述第二端側延伸，與所述外殼之間構成第二幫浦結構， 所述馬達單元的至少一部分配置於由所述翼支持部的內周面及所述圓筒部的內周面所劃分的收容空間內。 （項目11） 如項目10所記載的真空幫浦，其中所述圓筒部具有連接於所述翼支持部的第一圓筒端部、及所述旋轉軸的軸向的與所述翼支持部為相反側的第二圓筒端部， 於所述軸向，所述馬達單元配置於較所述圓筒部的所述第二圓筒端部更靠所述第一圓筒端部側。

（其他態樣） 另外，所述實施形態亦可為以下態樣的具體例。 （項目12） 一種真空幫浦，包括： 軸，沿中心軸線延伸； 多個動翼，連接於所述軸，能夠繞所述軸的所述中心軸線與所述軸一起旋轉； 多個靜翼，以與所述多個動翼於軸向交替排列的方式配置； 第一徑向磁軸承，於半徑方向鄰接於所述軸的第一軸向位置，以於所述第一軸向位置產生用以調整所述軸的半徑方向的位置的磁力的方式構成； 馬達，包含馬達轉子及馬達定子，所述馬達轉子固定於所述軸的第二軸向位置，所述馬達定子於半徑方向與所述馬達轉子鄰接，使所述馬達轉子、所述軸及所述多個動翼旋轉； 第二徑向磁軸承，於半徑方向鄰接於所述軸的所述第二軸向位置，以於所述第二軸向位置產生用以調整所述軸的半徑方向的位置的磁力的方式構成；以及 推力磁軸承，以產生第三磁力而產生用以調整所述軸的軸向的位置的磁力的方式構成， 所述第一徑向磁軸承具有第一直徑， 所述第二徑向磁軸承或所述馬達具有大於所述第一直徑的第二直徑， 所述第一軸向位置較所述第二軸向位置更接近所述多個動翼。

1:吸氣口 2:排氣口 2a:排氣管 3:幫浦部 3a:第一幫浦結構 3b:第二幫浦結構 4:外殼 4a:基部 4b:箱部 5:控制單元 6:機械軸承 7、7a～7e:位移感測器 8:旋轉感測器 10:旋轉體 11:旋轉軸 11a:第一端 11b:第二端 11c:軸部 12:翼支持部 12a:錐形狀部 12b:凸緣部 13:旋轉翼/動翼 14:圓筒部 14a:第一圓筒端部 14b:第二圓筒端部 15:收容空間 16:重心 20:旋轉機構 21、121:磁軸承單元 22:馬達單元 25:第一軸向位置 25a、26a:中心 26:第二軸向位置 30:馬達 30a:馬達定子 30b:馬達轉子 31、Mu、Mv、Mw:馬達線圈 31a、33a、41a、51a、61a:磁通 32:定子芯 32a、43a、143a:齒 32b:定子軛 32c、43b:狹槽 33:永磁石 40:第一徑向磁軸承 41:第一線圈 42:磁石部 42a:偏置磁通 43、143:第一軸承芯 44:第一芯部 45、46:間隙 47、55、64:支持力 50:第二徑向磁軸承 51、Su、Sv、Sw:第二線圈 60:推力磁軸承 61:推力線圈 62:推力芯 62a:第一端面 62b:第二端面 63:第二芯部 67:重量 71:固定翼/靜翼 72:隔環 73:幫浦定子 81:控制部 82:電源部 83:單元驅動部 84:感測器電路部 85a～85d:反相器 91:第一外徑 92:第二外徑 93、94:內徑 95、97、98:長度/形成範圍 96:距離 100:真空幫浦 165:軛

圖1為表示真空幫浦的整體構成的示意性剖面圖。 圖2為表示旋轉體、磁軸承單元及馬達單元的配置的示意圖。 圖3為用以說明真空幫浦的控制構成的框圖。 圖4為自軸向觀看馬達單元的示意性剖面圖。 圖5為用以說明馬達單元的運作的示意圖。 圖6為自軸向觀看磁軸承單元的第一徑向磁軸承的示意性剖面圖。 圖7為自半徑方向觀看磁軸承單元的示意性剖面圖。 圖8為表示真空幫浦的變形例的示意性剖面圖。 圖9為自軸向觀看變形例的磁軸承單元的示意性剖面圖。 圖10為自半徑方向觀看變形例的磁軸承單元的示意性剖面圖。

1:吸氣口

2:排氣口

2a:排氣管

3:幫浦部

3a:第一幫浦結構

3b:第二幫浦結構

4:外殼

4a:基部

4b:箱部

5:控制單元

6:機械軸承

7、7a~7e:位移感測器

8:旋轉感測器

10:旋轉體

11:旋轉軸

11a:第一端

11b:第二端

12:翼支持部

12a:錐形狀部

12b:凸緣部

13:旋轉翼/動翼

14:圓筒部

14a:第一圓筒端部

14b:第二圓筒端部

20:旋轉機構

21:磁軸承單元

22:馬達單元

30:馬達

40:第一徑向磁軸承

50:第二徑向磁軸承

60:推力磁軸承

71:固定翼/靜翼

72:隔環

73:幫浦定子

100:真空幫浦

Claims (11)

1. 一種真空幫浦，包括： 旋轉體，包含旋轉軸、翼支持部及旋轉翼，所述旋轉軸具有第一端及第二端，且在軸向延伸，所述翼支持部連接於所述旋轉軸的所述第一端，且於所述旋轉軸的軸向以內徑自所述第一端側向所述第二端側擴大的方式延伸，所述旋轉翼設於所述翼支持部的外周面；以及 旋轉機構，包含將所述旋轉體旋轉驅動的馬達、於徑向支持所述旋轉體的第一徑向磁軸承及第二徑向磁軸承、及於軸向支持所述旋轉體的推力軸承， 所述旋轉機構包含： 磁軸承單元，於所述旋轉軸與所述翼支持部之間設於所述旋轉軸的周圍，具有第一外徑，能夠作為所述第一徑向磁軸承而運作；以及 馬達單元，以較所述磁軸承單元更靠所述旋轉軸的所述第二端側的位置設於所述旋轉軸的周圍，具有大於所述第一外徑的第二外徑，能夠作為所述馬達與所述第二徑向磁軸承的兩者而運作。
2. 如請求項1所述的真空幫浦，其中 所述磁軸承單元包含構成所述第一徑向磁軸承的第一線圈， 所述馬達單元於與所述旋轉軸的軸向正交的面內，具有構成所述馬達的馬達線圈、構成所述第二徑向磁軸承的第二線圈、以及分別捲繞有所述馬達線圈及所述第二線圈的定子芯。
3. 如請求項1所述的真空幫浦，其中 所述推力軸承為設於所述旋轉軸的周圍的推力磁軸承， 所述推力磁軸承包含分別產生在軸向穿過所述旋轉軸的磁通的磁石部及推力線圈，以藉由所述磁石部的磁通與所述推力線圈的磁通的相互作用而對所述旋轉軸產生推力方向的支持力的方式構成。
4. 如請求項3所述的真空幫浦，其中 所述磁軸承單元進而能夠作為所述推力磁軸承而運作。
5. 如請求項4所述的真空幫浦，其中 所述磁軸承單元具有構成所述第一徑向磁軸承的第一線圈、構成所述推力磁軸承的所述推力線圈、以及產生與所述第一徑向磁軸承及所述推力磁軸承的兩者相互作用的磁通的所述磁石部。
6. 如請求項2所述的真空幫浦，其中 所述旋轉體於所述旋轉軸上具有重心， 於所述旋轉軸的軸向，所述磁軸承單元的所述第一線圈的中心較所述馬達單元的所述第二線圈的中心更接近所述旋轉體的重心。
7. 如請求項6所述的真空幫浦，其中 所述磁軸承單元的所述軸向的形成範圍與所述旋轉體的重心的所述軸向的位置重疊。
8. 如請求項1所述的真空幫浦，其中 所述翼支持部具有自所述旋轉軸的所述第二端側朝向所述第一端側傾斜的錐形狀部， 所述磁軸承單元於與所述旋轉軸的軸向正交的面內，配置於所述旋轉軸與所述錐形狀部之間。
9. 如請求項8所述的真空幫浦，其中 所述磁軸承單元於所述旋轉軸的軸向，配置於較所述錐形狀部的所述第二端側的端部更靠所述第一端側的位置。
10. 如請求項1所述的真空幫浦，更包括：外殼，收容所述旋轉體及所述旋轉機構， 所述旋轉翼於與所述外殼之間構成第一幫浦結構， 所述旋轉體包含：圓筒部，自所述翼支持部向所述旋轉軸的所述第二端側延伸，於與所述外殼之間構成第二幫浦結構， 所述馬達單元的至少一部分配置於由所述翼支持部的內周面及所述圓筒部的內周面所劃分的收容空間內。
11. 如請求項10所述的真空幫浦，其中 所述圓筒部具有連接於所述翼支持部的第一圓筒端部、及所述旋轉軸的軸向的與所述翼支持部為相反側的第二圓筒端部， 於所述軸向，所述馬達單元配置於較所述圓筒部的所述第二圓筒端部更靠所述第一圓筒端部側。

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