JPH07238897A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
ターボ分子ポンプInfo
- Publication number
- JPH07238897A JPH07238897A JP2837894A JP2837894A JPH07238897A JP H07238897 A JPH07238897 A JP H07238897A JP 2837894 A JP2837894 A JP 2837894A JP 2837894 A JP2837894 A JP 2837894A JP H07238897 A JPH07238897 A JP H07238897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor shaft
- shaft
- magnetic
- axial
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ポンプ設定条件が変わっても、ロータシャフト
の軸方向の変位を検出し、その出力を磁気軸受の制御部
に帰還してシャフトの位置を所定範囲に保持する。 【構成】位置検知センサを複数個、互いにその出力が異
なる特性を呈するようにシャフト端部領域に関係位置を
異ならしめて配置する。
の軸方向の変位を検出し、その出力を磁気軸受の制御部
に帰還してシャフトの位置を所定範囲に保持する。 【構成】位置検知センサを複数個、互いにその出力が異
なる特性を呈するようにシャフト端部領域に関係位置を
異ならしめて配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粒子加速器、核融合
装置、表面分析装置、半導体製造装置等において、高真
空を得るためのガス排気用に使用されるターボ分子ポン
プに関し、特に磁気浮上式軸受を使用する高速回転型タ
ーボ分子ポンプに関する。
装置、表面分析装置、半導体製造装置等において、高真
空を得るためのガス排気用に使用されるターボ分子ポン
プに関し、特に磁気浮上式軸受を使用する高速回転型タ
ーボ分子ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気軸受形ターボ分子ポンプ（以下、Ｔ
ＭＰと略称する）は、オイルフリーな真空状態を得るた
めに使用されるもので、高速回転するロータを固着した
ロータシャフトは、磁気軸受装置の磁気浮力により支承
されている。
ＭＰと略称する）は、オイルフリーな真空状態を得るた
めに使用されるもので、高速回転するロータを固着した
ロータシャフトは、磁気軸受装置の磁気浮力により支承
されている。
【０００３】従来のＴＭＰの一例を図５に示す。１は真
空排気用の主翼をもつロータでロータシャフト３に固着
され、モータ４により高速回転する。２はロータを包囲
するケーシングで、ロータ１の外周から突設されるロー
タ翼（動翼）とケーシング内周から突設されるステータ
翼（静翼）とが交互に配置されており、両者によって真
空排気作用が行われる。ロータシャフト３はシャフトま
わりに配置された２個のラジアル磁気軸受５、６により
ラジアル方向に浮上軸支される。一方、軸方向に対して
は、シャフト３に固定された円板８の上下にこれを挟む
ように設けられたスラスト磁気軸受７、７′により軸方
向に浮上軸支される。ロータシャフト３のラジアル方向
の偏位はラジアル方向偏位検知センサ９により検出さ
れ、この出力をラジアル磁気軸受５、６の電磁コイルに
フィードバックしてラジアル方向の磁気浮力を制御して
いる。また、軸方向の変位は軸方向変位検知センサ１０
により検出され、この出力をスラスト磁気軸受７、７′
にフィードバックして軸方向の磁気浮力を制御してい
る。
空排気用の主翼をもつロータでロータシャフト３に固着
され、モータ４により高速回転する。２はロータを包囲
するケーシングで、ロータ１の外周から突設されるロー
タ翼（動翼）とケーシング内周から突設されるステータ
翼（静翼）とが交互に配置されており、両者によって真
空排気作用が行われる。ロータシャフト３はシャフトま
わりに配置された２個のラジアル磁気軸受５、６により
ラジアル方向に浮上軸支される。一方、軸方向に対して
は、シャフト３に固定された円板８の上下にこれを挟む
ように設けられたスラスト磁気軸受７、７′により軸方
向に浮上軸支される。ロータシャフト３のラジアル方向
の偏位はラジアル方向偏位検知センサ９により検出さ
れ、この出力をラジアル磁気軸受５、６の電磁コイルに
フィードバックしてラジアル方向の磁気浮力を制御して
いる。また、軸方向の変位は軸方向変位検知センサ１０
により検出され、この出力をスラスト磁気軸受７、７′
にフィードバックして軸方向の磁気浮力を制御してい
る。
【０００４】ＴＭＰが停止した時には、タッチベアリン
グ（図示せず）によりロータシャフト３を直接軸支し、
ラジアル磁気軸受５、６、スラスト磁気軸受７、７′へ
の接触が防止される。以上の構成において、とくに軸方
向の変位の制御は、その変位量の巾がラジアル方向の偏
りの巾に較べて比較的大きいこともあり、その軸方向隙
間をあらゆる環境条件の下においても常に一定に制御す
ることはむつかしい。
グ（図示せず）によりロータシャフト３を直接軸支し、
ラジアル磁気軸受５、６、スラスト磁気軸受７、７′へ
の接触が防止される。以上の構成において、とくに軸方
向の変位の制御は、その変位量の巾がラジアル方向の偏
りの巾に較べて比較的大きいこともあり、その軸方向隙
間をあらゆる環境条件の下においても常に一定に制御す
ることはむつかしい。
【０００５】図６は軸方向の変位と、軸方向変位検知セ
ンサ１０の出力に基づくスラスト磁気軸受への制御出力
との関係、即ち磁気制御特性を示したもので、図の実線
と点線のグラフはセンサ自身が温度等の影響により、又
制御回路の回路条件が温度やケーブルの長さの変動など
により、磁気制御特性がシフトした状態を示す。このよ
うに、温度やケーブル長さなどの環境の変化により制御
特性がシフトすると、シャフトの軸方向位置制御が狂う
ことになり、場合によってはタッチベアリングに接触し
てしまう等の事故につながる恐れがあるなどの問題があ
る。
ンサ１０の出力に基づくスラスト磁気軸受への制御出力
との関係、即ち磁気制御特性を示したもので、図の実線
と点線のグラフはセンサ自身が温度等の影響により、又
制御回路の回路条件が温度やケーブルの長さの変動など
により、磁気制御特性がシフトした状態を示す。このよ
うに、温度やケーブル長さなどの環境の変化により制御
特性がシフトすると、シャフトの軸方向位置制御が狂う
ことになり、場合によってはタッチベアリングに接触し
てしまう等の事故につながる恐れがあるなどの問題があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上の問
題点を解決したもので、ポンプ運転条件により、軸方向
の制御特性が温度等の環境条件の影響により変わった場
合でも、常に安定に精密な軸方向磁気浮上制御ができる
ようにしたターボ分子ポンプを提供するものである。
題点を解決したもので、ポンプ運転条件により、軸方向
の制御特性が温度等の環境条件の影響により変わった場
合でも、常に安定に精密な軸方向磁気浮上制御ができる
ようにしたターボ分子ポンプを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、かかる目的
を達成するために、ロータシャフト端部領域に関係位置
を異ならしめて配置した軸方向の位置検知センサを２個
設け、その複合出力によって軸方向の浮上制御を行うよ
うにしたものである。
を達成するために、ロータシャフト端部領域に関係位置
を異ならしめて配置した軸方向の位置検知センサを２個
設け、その複合出力によって軸方向の浮上制御を行うよ
うにしたものである。
【０００８】
【作用】シャフト端部領域に関係位置を異ならしめて配
置した２個の位置検知センサの出力の差がゼロになるよ
うにコントロールすることにより、制御回路の条件が環
境によって変化しても、磁気軸受を常に安定した状態で
フィードバック制御できる。
置した２個の位置検知センサの出力の差がゼロになるよ
うにコントロールすることにより、制御回路の条件が環
境によって変化しても、磁気軸受を常に安定した状態で
フィードバック制御できる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図１を参照して説
明する。ロータシャフト３はこれに固定された円板８の
上下にこれを挟むように設けられたスラスト磁気軸受
７、７′により軸方向に浮上軸支される。そして、前記
スラスト磁気軸受と円板８の隙間は片側0.30mm程度であ
る。円板８を挟んで対設されるスラスト磁気軸受に保持
された電磁コイル７ａ、７′ａに通電しその電流変化に
よってロータシャフト３に対する磁気浮力を可変するこ
とができる。
明する。ロータシャフト３はこれに固定された円板８の
上下にこれを挟むように設けられたスラスト磁気軸受
７、７′により軸方向に浮上軸支される。そして、前記
スラスト磁気軸受と円板８の隙間は片側0.30mm程度であ
る。円板８を挟んで対設されるスラスト磁気軸受に保持
された電磁コイル７ａ、７′ａに通電しその電流変化に
よってロータシャフト３に対する磁気浮力を可変するこ
とができる。
【００１０】ロータシャフト３の反ロータ側端面３′に
対して平行に隙間ａを隔てた位置に第１の軸方向変位検
知センサ１０ａが、又軸心と４５度傾斜の端面３″に対
して隙間ａを隔てた位置に第２の軸方向変位検知センサ
１０ｂが、それぞれ設けてある。センサ１０ａと１０ｂ
は同じ特性のもので、渦電流式センサが利用され、スラ
スト磁気軸受７′の下端に固設されたホルダ１４の上に
取り付けられる。そして、各センサ１０ａ、１０ｂは、
ロータシャフト３の軸方向の変位を検出するとともに、
その出力信号を制御出力処理部１２に伝達し、ＴＭＰの
電源ユニット（図示せず）に内蔵されたスラスト磁気軸
受７、７′の電磁コイル電源１３にフィードバックし、
その軸方向の磁気浮力をその検出変位量に応じて制御し
てロータシャフト３の軸方向の磁気浮力を制御してい
る。ロータシャフト３が軸方向に変位した場合、各セン
サ１０ａ、１０ｂの軸方向の変位に対する制御特性出力
の関係は、一方が傾きをもって配置されているため図３
のようになる。２つの制御特性出力のグラフは傾きが異
なり、交差する点が変位ａであるので、センサ１０ａ、
１０ｂの制御特性出力の差が０になるようにコントロー
ルすれば、常に隙間ａの位置にロータシャフト３を保持
することができる。センサ１０ａと１０ｂは４５度以外
の傾きでも２つの制御特性出力のグラフは傾きが異なる
ので交差する点が確保できる。また、図２に示したよう
に、特性の異なる軸方向変位検知センサ１０ａと１０ｃ
をロータシャフト３の軸端面と平行に距離を変えて配置
した場合、ロータシャフト３を保持したい位置におい
て、センサ１０ａをシャフト端部と隙間ａの位置に設置
し、センサ１０ａと１０ｃの出力の値が同じになるよう
にδの段差を設けてセンサ１０ｃを配置しておけば、両
出力の差が０となるようにコントロールすればよい。こ
の場合、センサ１０ａ、１０ｃの隙間の変位に対する出
力の関係は、図４のようになる。従って、温度等の影響
やケーブル長さの変動などにより図６のようにセンサ制
御特性出力が変化しても、２個のセンサ制御特性出力の
差が０になるように制御するので、常に安定な浮力制御
ができロータシャフト３がタッチベアリング１１に接触
してしまうことはない。
対して平行に隙間ａを隔てた位置に第１の軸方向変位検
知センサ１０ａが、又軸心と４５度傾斜の端面３″に対
して隙間ａを隔てた位置に第２の軸方向変位検知センサ
１０ｂが、それぞれ設けてある。センサ１０ａと１０ｂ
は同じ特性のもので、渦電流式センサが利用され、スラ
スト磁気軸受７′の下端に固設されたホルダ１４の上に
取り付けられる。そして、各センサ１０ａ、１０ｂは、
ロータシャフト３の軸方向の変位を検出するとともに、
その出力信号を制御出力処理部１２に伝達し、ＴＭＰの
電源ユニット（図示せず）に内蔵されたスラスト磁気軸
受７、７′の電磁コイル電源１３にフィードバックし、
その軸方向の磁気浮力をその検出変位量に応じて制御し
てロータシャフト３の軸方向の磁気浮力を制御してい
る。ロータシャフト３が軸方向に変位した場合、各セン
サ１０ａ、１０ｂの軸方向の変位に対する制御特性出力
の関係は、一方が傾きをもって配置されているため図３
のようになる。２つの制御特性出力のグラフは傾きが異
なり、交差する点が変位ａであるので、センサ１０ａ、
１０ｂの制御特性出力の差が０になるようにコントロー
ルすれば、常に隙間ａの位置にロータシャフト３を保持
することができる。センサ１０ａと１０ｂは４５度以外
の傾きでも２つの制御特性出力のグラフは傾きが異なる
ので交差する点が確保できる。また、図２に示したよう
に、特性の異なる軸方向変位検知センサ１０ａと１０ｃ
をロータシャフト３の軸端面と平行に距離を変えて配置
した場合、ロータシャフト３を保持したい位置におい
て、センサ１０ａをシャフト端部と隙間ａの位置に設置
し、センサ１０ａと１０ｃの出力の値が同じになるよう
にδの段差を設けてセンサ１０ｃを配置しておけば、両
出力の差が０となるようにコントロールすればよい。こ
の場合、センサ１０ａ、１０ｃの隙間の変位に対する出
力の関係は、図４のようになる。従って、温度等の影響
やケーブル長さの変動などにより図６のようにセンサ制
御特性出力が変化しても、２個のセンサ制御特性出力の
差が０になるように制御するので、常に安定な浮力制御
ができロータシャフト３がタッチベアリング１１に接触
してしまうことはない。
【００１１】
【発明の効果】この発明は、以上のように、温度やケー
ブル長さの影響を受けないため、ポンプの運転条件によ
り軸方向変位の制御特性が変化しても安定した軸方向の
磁気浮力制御ができる。
ブル長さの影響を受けないため、ポンプの運転条件によ
り軸方向変位の制御特性が変化しても安定した軸方向の
磁気浮力制御ができる。
【図１】この発明の実施例のターボ分子ポンプの軸方向
位置制御部の構成を示す図。
位置制御部の構成を示す図。
【図２】この発明の他の実施例の軸方向変位検知部の構
成を示す図。
成を示す図。
【図３】この発明の実施例（図１）の軸方向位置制御出
力の特性を示す図。
力の特性を示す図。
【図４】この発明の実施例（図２）の軸方向位置制御出
力の特性を示す図。
力の特性を示す図。
【図５】従来のターボ分子ポンプの構成を示す図。
【図６】従来のターボ分子ポンプの軸方向位置制御出力
の特性を示す図。
の特性を示す図。
１…ロータ ２…ケーシング ３…ロー
タシャフト ４…モータ ５、６…ラジアル磁気軸受 ７、７′…スラスト磁気軸受 ８…円板 ９…ラジアル方向偏位検知センサ １０…軸方
向変位検知センサ １１…タッチベアリング １２…制
御出力処理部 １３…電磁コイル電源
タシャフト ４…モータ ５、６…ラジアル磁気軸受 ７、７′…スラスト磁気軸受 ８…円板 ９…ラジアル方向偏位検知センサ １０…軸方
向変位検知センサ １１…タッチベアリング １２…制
御出力処理部 １３…電磁コイル電源
Claims (1)
- 【請求項１】ロータシャフトを磁気軸受装置で支持する
とともにこのシャフトの軸端部に設置した位置検知セン
サによってシャフトの軸方向変位を検出し、その出力を
磁気軸受の制御部に帰還してシャフトの位置を所定範囲
に保持するようにした装置において、前記位置検知セン
サを複数個、互いにその出力が異なる特性を呈するよう
にシャフト端部領域に関係位置を異ならしめて配置した
ことを特徴とするターボ分子ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2837894A JPH07238897A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | ターボ分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2837894A JPH07238897A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | ターボ分子ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07238897A true JPH07238897A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12246986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2837894A Pending JPH07238897A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | ターボ分子ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07238897A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10299688A (ja) * | 1997-04-22 | 1998-11-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボ分子ポンプ |
| JPH1172097A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Kashiyama Kogyo Kk | 高真空ポンプ |
| CN110894855A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-03-20 | 南京磁谷科技有限公司 | 一种新型磁悬浮轴承总成 |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP2837894A patent/JPH07238897A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10299688A (ja) * | 1997-04-22 | 1998-11-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボ分子ポンプ |
| JPH1172097A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Kashiyama Kogyo Kk | 高真空ポンプ |
| CN110894855A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-03-20 | 南京磁谷科技有限公司 | 一种新型磁悬浮轴承总成 |
| CN110894855B (zh) * | 2019-12-26 | 2024-05-28 | 南京磁谷科技股份有限公司 | 一种磁悬浮轴承总成 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4942321A (en) | Radial magnetic bearing system | |
| US5751085A (en) | Axial gap type electric motor with dynamic pressure air bearing | |
| JP5764141B2 (ja) | 磁気軸受の制御装置と該装置を備えた排気ポンプ | |
| JP6067261B2 (ja) | ターボ機械 | |
| JPH01116318A (ja) | 能動形磁気軸受 | |
| US20030077187A1 (en) | Molecular pump for forming a vacuum | |
| US5667363A (en) | Magnetically supported friction pump | |
| EP0716241B1 (en) | Magnetic bearing apparatus | |
| JPH07238897A (ja) | ターボ分子ポンプ | |
| JP2759232B2 (ja) | 軸受装置 | |
| JPH0921420A (ja) | 高速回転機械の磁気軸受装置 | |
| JPH116774A (ja) | ロータ温度検出装置及び温度検出方法 | |
| JPH05332292A (ja) | 遠心圧縮機 | |
| JP2676359B2 (ja) | 磁気軸受用位置検出装置 | |
| JP3625904B2 (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JPH07139546A (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JP2001295842A (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JP2529694Y2 (ja) | 遠心圧縮機 | |
| JP3882334B2 (ja) | 磁気軸受装置 | |
| Weise | Present industrial applications of active magnetic bearings | |
| JPH0612827U (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JP2002339970A (ja) | 磁気軸受装置及びターボ分子ポンプ | |
| JPH05231428A (ja) | 磁気軸受の制御方法および制御装置 | |
| JP2527246Y2 (ja) | 制御形磁気軸受タ−ボ分子ポンプ | |
| JPH06173951A (ja) | 磁気軸受装置 |