JPH0833269A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
ターボ分子ポンプInfo
- Publication number
- JPH0833269A JPH0833269A JP18295694A JP18295694A JPH0833269A JP H0833269 A JPH0833269 A JP H0833269A JP 18295694 A JP18295694 A JP 18295694A JP 18295694 A JP18295694 A JP 18295694A JP H0833269 A JPH0833269 A JP H0833269A
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- JP
- Japan
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- bearing
- turbo molecular
- radial
- damper
- molecular pump
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 組立分解が容易で、かつ安定性に優れたター
ボ分子ポンプを提供する。 【構成】 羽根車12と回転軸14とモータ35からな
る回転部と、固定部16とを含み、半径方向軸受と軸方
向軸受を有する磁気軸受装置を備えたターボ分子ポンプ
10において、半径方向軸受として永久磁石28,3
0,32,34を有する受動型磁気軸受20,22を備
え、受動型磁気軸受20,22を軸方向の異なる位置に
2つ設け、それぞれの受動型磁気軸受20,22に半径
方向振動を抑制する減衰機構40,50を設けた。
ボ分子ポンプを提供する。 【構成】 羽根車12と回転軸14とモータ35からな
る回転部と、固定部16とを含み、半径方向軸受と軸方
向軸受を有する磁気軸受装置を備えたターボ分子ポンプ
10において、半径方向軸受として永久磁石28,3
0,32,34を有する受動型磁気軸受20,22を備
え、受動型磁気軸受20,22を軸方向の異なる位置に
2つ設け、それぞれの受動型磁気軸受20,22に半径
方向振動を抑制する減衰機構40,50を設けた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はターボ分子ポンプに係
り、特に羽根車と回転軸とモータからなる回転部と、回
転軸と羽根車の間に位置する固定部とを含み、半径方向
軸受と軸方向軸受とを有する磁気軸受装置を具備した小
型のターボ分子ポンプに関する。
り、特に羽根車と回転軸とモータからなる回転部と、回
転軸と羽根車の間に位置する固定部とを含み、半径方向
軸受と軸方向軸受とを有する磁気軸受装置を具備した小
型のターボ分子ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】このようなターボ分子ポンプであって、
半径方向軸受として永久磁石を有する受動安定型磁気軸
受を備え、軸方向軸受として能動型磁気軸受を備えてお
り、受動安定型磁気軸受で軸方向の力を発生して回転軸
を付勢し、この軸方向の力に抗する力を能動型磁気軸受
で発生せしめて軸方向の制御を能動的に行うタイプの磁
気軸受は、「1軸制御型磁気軸受」と呼ばれることが多
い。
半径方向軸受として永久磁石を有する受動安定型磁気軸
受を備え、軸方向軸受として能動型磁気軸受を備えてお
り、受動安定型磁気軸受で軸方向の力を発生して回転軸
を付勢し、この軸方向の力に抗する力を能動型磁気軸受
で発生せしめて軸方向の制御を能動的に行うタイプの磁
気軸受は、「1軸制御型磁気軸受」と呼ばれることが多
い。
【0003】このような1軸制御型磁気軸受では、回転
体の半径方向の運動と傾き方向の運動を永久磁石の磁気
力によって安定化しているため、これらの運動の減衰が
非常に小さい。したがって、1軸制御型磁気軸受によっ
て支持された回転軸を安定に高速回転させるためには、
性能の良いラジアルダンパを設ける必要がある。
体の半径方向の運動と傾き方向の運動を永久磁石の磁気
力によって安定化しているため、これらの運動の減衰が
非常に小さい。したがって、1軸制御型磁気軸受によっ
て支持された回転軸を安定に高速回転させるためには、
性能の良いラジアルダンパを設ける必要がある。
【0004】上下2つの軸受で支持された回転体の剛体
運動(半径方向と傾き方向)は、一般的には、図5及び
図6に示すような振れ回り運動となり、それぞれそのモ
ード形状からパラレルモード、コニカルモードと呼ばれ
ている。これらのモード形状から、両モードとも振れ回
りが大きくなっている軸端付近にダンパを設けることが
有効であることが予想できる。
運動(半径方向と傾き方向)は、一般的には、図5及び
図6に示すような振れ回り運動となり、それぞれそのモ
ード形状からパラレルモード、コニカルモードと呼ばれ
ている。これらのモード形状から、両モードとも振れ回
りが大きくなっている軸端付近にダンパを設けることが
有効であることが予想できる。
【0005】ダンパは、空間的な制約から受動磁気軸受
と一体化した形で設ける場合が多い。特に、ターボ分子
ポンプにおいては、上側軸受部は空間が狭いので、下側
軸受部のみにダンパを設けるケースがほとんどである
(特開平2−72216号、実開平2−136813号
参照)。
と一体化した形で設ける場合が多い。特に、ターボ分子
ポンプにおいては、上側軸受部は空間が狭いので、下側
軸受部のみにダンパを設けるケースがほとんどである
(特開平2−72216号、実開平2−136813号
参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ターボ
分子ポンプのロータのように、重心の位置が極端に片寄
っている回転体では、パラレルモードとコニカルモード
とが干渉して、回転数の上昇に伴いこれらの振動モード
が変化していく。そして、ある場合には、図7及び図8
に示されるように、振動モードの節と軸受の位置が一致
してしまうケースも出てくる。この軸受部にラジアルダ
ンパが設けてある場合には、その振動に対して減衰を与
えることができなくなるので、振動が大きくなり、場合
によっては回転体が固定側と接触することも考えられ
る。なお、一般的な回転体では、回転体の重心が2つの
軸受間の中心に位置しており、これらの振動モードはあ
まり変化しない。
分子ポンプのロータのように、重心の位置が極端に片寄
っている回転体では、パラレルモードとコニカルモード
とが干渉して、回転数の上昇に伴いこれらの振動モード
が変化していく。そして、ある場合には、図7及び図8
に示されるように、振動モードの節と軸受の位置が一致
してしまうケースも出てくる。この軸受部にラジアルダ
ンパが設けてある場合には、その振動に対して減衰を与
えることができなくなるので、振動が大きくなり、場合
によっては回転体が固定側と接触することも考えられ
る。なお、一般的な回転体では、回転体の重心が2つの
軸受間の中心に位置しており、これらの振動モードはあ
まり変化しない。
【0007】また、上下2つのダンパを備えたターボ分
子ポンプの1例も特開平2−125106号にて開示さ
れている。この例では、上下の軸受部の近傍にメカニカ
ルダンパを備えているが、構造がかなり複雑になってお
り、組立分解が非常に困難であるという欠点がある。
子ポンプの1例も特開平2−125106号にて開示さ
れている。この例では、上下の軸受部の近傍にメカニカ
ルダンパを備えているが、構造がかなり複雑になってお
り、組立分解が非常に困難であるという欠点がある。
【0008】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、組立分解が容易で、かつ安定性に優れたターボ分子
ポンプを提供することを目的とする。
で、組立分解が容易で、かつ安定性に優れたターボ分子
ポンプを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明は、羽根車と回転軸とモータからなる回転
部と、固定部とを含み、半径方向軸受と軸方向軸受を有
する磁気軸受装置を備えたターボ分子ポンプにおいて、
半径方向軸受として永久磁石を有する受動型磁気軸受を
備え、前記受動型磁気軸受を軸方向の異なる位置に2つ
設け、それぞれの受動型磁気軸受に半径方向振動を抑制
する減衰機構を設けたことを特徴とするものである。
ため、本発明は、羽根車と回転軸とモータからなる回転
部と、固定部とを含み、半径方向軸受と軸方向軸受を有
する磁気軸受装置を備えたターボ分子ポンプにおいて、
半径方向軸受として永久磁石を有する受動型磁気軸受を
備え、前記受動型磁気軸受を軸方向の異なる位置に2つ
設け、それぞれの受動型磁気軸受に半径方向振動を抑制
する減衰機構を設けたことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】本発明によれば、下側の軸受部(永久磁石を収
納したホルダ部分)のみならず、上側の軸受部をも減衰
材で柔軟に支持することにより、上下双方の軸受部位置
で回転体にダンピングを与えることができる構造になっ
ており、振動モードが変化した場合にも、全回転領域で
充分な減衰効果が得られる回転体とすることができる。
納したホルダ部分)のみならず、上側の軸受部をも減衰
材で柔軟に支持することにより、上下双方の軸受部位置
で回転体にダンピングを与えることができる構造になっ
ており、振動モードが変化した場合にも、全回転領域で
充分な減衰効果が得られる回転体とすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係るターボ分子ポンプの一実
施例を図1乃至図3を参照して説明する。図1におい
て、全体を符号10で示すターボ分子ポンプは、一体的
に構成された羽根車12と回転軸14とからなる回転部
15と、回転軸14と羽根車12の間に位置する固定部
16とからなっている。そして、回転軸14の下端部近
傍にはスラストディスク18が着脱自在に取り付けられ
ている。
施例を図1乃至図3を参照して説明する。図1におい
て、全体を符号10で示すターボ分子ポンプは、一体的
に構成された羽根車12と回転軸14とからなる回転部
15と、回転軸14と羽根車12の間に位置する固定部
16とからなっている。そして、回転軸14の下端部近
傍にはスラストディスク18が着脱自在に取り付けられ
ている。
【0012】回転軸14を半径方向について制御するた
めの受動安定型磁気軸受20,22が異なった軸方向
(Z)位置に設けられている。受動安定型磁気軸受2
0,22はリング状の複数の永久磁石28・・・,30
・・・,32・・・,34・・・を含んでいる。対向す
る永久磁石の極性は同一であり、両者間には磁気的な反
発力が作用する。たとえば、回転軸14側の永久磁石3
0・・・は、図2に示されるように対向する永久磁石2
8・・・に比較して若干上方(ΔZ)に位置している。
その結果、回転軸14はリング状の複数の永久磁石間に
作用する反発力により、矢印Fzで示すように軸方向
(Z)の上方へ常時付勢される。
めの受動安定型磁気軸受20,22が異なった軸方向
(Z)位置に設けられている。受動安定型磁気軸受2
0,22はリング状の複数の永久磁石28・・・,30
・・・,32・・・,34・・・を含んでいる。対向す
る永久磁石の極性は同一であり、両者間には磁気的な反
発力が作用する。たとえば、回転軸14側の永久磁石3
0・・・は、図2に示されるように対向する永久磁石2
8・・・に比較して若干上方(ΔZ)に位置している。
その結果、回転軸14はリング状の複数の永久磁石間に
作用する反発力により、矢印Fzで示すように軸方向
(Z)の上方へ常時付勢される。
【0013】図1に示されるように、スラストディスク
18を挟むようにソレノイド36を含む能動型磁気軸受
38が設けられている。この能動型磁気軸受38には図
示しない制御機構を介して電流が供給されており、励磁
した際には、スラストディスク18を介して回転軸14
を非接触で支持している。
18を挟むようにソレノイド36を含む能動型磁気軸受
38が設けられている。この能動型磁気軸受38には図
示しない制御機構を介して電流が供給されており、励磁
した際には、スラストディスク18を介して回転軸14
を非接触で支持している。
【0014】図1において、符号35はモータであり、
符号37は上側の非常用玉軸受を示している。また符号
39は下側の非常用玉軸受を示している。
符号37は上側の非常用玉軸受を示している。また符号
39は下側の非常用玉軸受を示している。
【0015】前記リング状の複数の永久磁石28・・・
は永久磁石ホルダ31に保持されており、この永久磁石
ホルダ31と固定部16との間には積層ゴム型ダンパ4
0が介装されており、その上面及び下面は永久磁石ホル
ダ31、固定部16にそれぞれ固着されている。この積
層ゴム型ダンパ40は図2及び図3において詳細に図示
されている。
は永久磁石ホルダ31に保持されており、この永久磁石
ホルダ31と固定部16との間には積層ゴム型ダンパ4
0が介装されており、その上面及び下面は永久磁石ホル
ダ31、固定部16にそれぞれ固着されている。この積
層ゴム型ダンパ40は図2及び図3において詳細に図示
されている。
【0016】図3(a)に示されるように積層ゴム型ダ
ンパ40は、それぞれ複数の環状のゴム板41と金属板
32とを接着あるいは加硫により積層して形成されてい
る。この積層ゴム型ダンパ40は、半径方向剛性に比較
して軸方向剛性が極めて大きくなっている。したがっ
て、軸方向(Z)の力Fzによってはほとんど変形しな
い。これに対して、半径方向振動に起因する半径方向の
力Frについては、図3(b)で示すように変形する。
図示の実施例では図3(a)の長方形断面Aが、図3
(b)で示すひし形断面Bに変形する。この変形の結
果、積層ゴム型ダンパ40のゴム板あるいはゴム層41
・・・の弾性により半径方向復原力が発生し、該復原力
により半径方向振動は減衰される。
ンパ40は、それぞれ複数の環状のゴム板41と金属板
32とを接着あるいは加硫により積層して形成されてい
る。この積層ゴム型ダンパ40は、半径方向剛性に比較
して軸方向剛性が極めて大きくなっている。したがっ
て、軸方向(Z)の力Fzによってはほとんど変形しな
い。これに対して、半径方向振動に起因する半径方向の
力Frについては、図3(b)で示すように変形する。
図示の実施例では図3(a)の長方形断面Aが、図3
(b)で示すひし形断面Bに変形する。この変形の結
果、積層ゴム型ダンパ40のゴム板あるいはゴム層41
・・・の弾性により半径方向復原力が発生し、該復原力
により半径方向振動は減衰される。
【0017】一方、永久磁石32・・・を保持する永久
磁石ホルダ52と固定部16に固定され非常用玉軸受3
9を保持する固定部材48との間には積層ゴム型ダンパ
50が介装されており、その上面及び下面は永久磁石ホ
ルダ52と固定部材48にそれぞれ固着されている。積
層ゴム型ダンパ50は、積層ゴム型ダンパ40と全く同
様の構成及び作用を有しているため、説明を省略する。
磁石ホルダ52と固定部16に固定され非常用玉軸受3
9を保持する固定部材48との間には積層ゴム型ダンパ
50が介装されており、その上面及び下面は永久磁石ホ
ルダ52と固定部材48にそれぞれ固着されている。積
層ゴム型ダンパ50は、積層ゴム型ダンパ40と全く同
様の構成及び作用を有しているため、説明を省略する。
【0018】積層ゴム型ダンパ40,50においては、
弾性による反発力は変形量にそれぞれ比例するので、振
動による半径方向の変位あるいは変形が大きければ大き
いほど、前記半径方向復原力も大きくなり減衰作用が向
上する。従って、特に共振点において、この半径方向復
原力が最大になって半径方向振動を効果的に減衰するこ
とができる。積層ゴム型ダンパ40は、その積層厚さに
よりラジアル方向の固有振動数を変化させることがで
き、適当な固有振動数に合わせるためには、ある程度の
軸方向長さが必要となる。このため、本発明では可動部
分(永久磁石ホルダ31)の外周部を切り欠いてダンパ
40を収納するとともに固定部分(固定部材48)の外
周部を切り欠いてダンパ50を収納する構造を取り、全
体の軸方向長さを最小限に押さえている。
弾性による反発力は変形量にそれぞれ比例するので、振
動による半径方向の変位あるいは変形が大きければ大き
いほど、前記半径方向復原力も大きくなり減衰作用が向
上する。従って、特に共振点において、この半径方向復
原力が最大になって半径方向振動を効果的に減衰するこ
とができる。積層ゴム型ダンパ40は、その積層厚さに
よりラジアル方向の固有振動数を変化させることがで
き、適当な固有振動数に合わせるためには、ある程度の
軸方向長さが必要となる。このため、本発明では可動部
分(永久磁石ホルダ31)の外周部を切り欠いてダンパ
40を収納するとともに固定部分(固定部材48)の外
周部を切り欠いてダンパ50を収納する構造を取り、全
体の軸方向長さを最小限に押さえている。
【0019】このような構造とすることにより、ダンパ
と軸受部とを一体で組み立てることができ、回転体の減
衰特性が改善されるだけではなく、装置全体の構成を簡
素化することができる。
と軸受部とを一体で組み立てることができ、回転体の減
衰特性が改善されるだけではなく、装置全体の構成を簡
素化することができる。
【0020】図4は本発明の第2実施例を示す断面図で
ある。図4に示す実施例においては、可動部分(永久磁
石ホルダ52)の外周部を切り欠いてダンパ50を収納
するとともに固定部16の外周部を切り欠いてダンパ4
0を収納する構造を取り、全体の軸方向長さを最小限に
押さえている。その他の作用効果は図1に示す実施例と
同様である。
ある。図4に示す実施例においては、可動部分(永久磁
石ホルダ52)の外周部を切り欠いてダンパ50を収納
するとともに固定部16の外周部を切り欠いてダンパ4
0を収納する構造を取り、全体の軸方向長さを最小限に
押さえている。その他の作用効果は図1に示す実施例と
同様である。
【0021】なお、ラジアルダンパは図2及び図3に示
される構造のものに限定されるわけではない。
される構造のものに限定されるわけではない。
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
側の軸受部のみならず、上側の軸受部をも減衰材で柔軟
に支持することにより、上下双方の軸受部位置で回転体
にダンピングを与えることができ、振動モードが変化し
た場合にも、全回転領域で充分な減衰効果が得られ、安
定性に優れたターボ分子ポンプとすることができる。
側の軸受部のみならず、上側の軸受部をも減衰材で柔軟
に支持することにより、上下双方の軸受部位置で回転体
にダンピングを与えることができ、振動モードが変化し
た場合にも、全回転領域で充分な減衰効果が得られ、安
定性に優れたターボ分子ポンプとすることができる。
【0022】また本発明によれば、ダンパと軸受部とを
一体で組み立てることができ、組立分解が容易で、かつ
装置全体の構成を簡素化することができる。
一体で組み立てることができ、組立分解が容易で、かつ
装置全体の構成を簡素化することができる。
【図1】本発明に係るターボ分子ポンプの第1実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図2】本発明に係るターボ分子ポンプの一実施例にお
ける要部拡大図である。
ける要部拡大図である。
【図3】本発明に係るターボ分子ポンプにおける積層ゴ
ム型ダンパを示す説明図である。
ム型ダンパを示す説明図である。
【図4】本発明に係るターボ分子ポンプの第2実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図5】回転体の剛体運動のモードを示す説明図であ
る。
る。
【図6】回転体の剛体運動のモードを示す説明図であ
る。
る。
【図7】回転体の剛体運動のモードを示す説明図であ
る。
る。
【図8】回転体の剛体運動のモードを示す説明図であ
る。
る。
10 ターボ分子ポンプ 12 羽根車 14 回転軸 16 固定部 18 スラストディスク 20,22 受動型磁気軸受 28,30,32,34 永久磁石 31,52 永久磁石ホルダ 35 モータ 37,39 非常用玉軸受 38 能動型磁気軸受 40,50 積層ゴム型ダンパ 41 ゴム板 42 金属板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 松太郎 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内
Claims (2)
- 【請求項1】 羽根車と回転軸とモータからなる回転部
と、固定部とを含み、半径方向軸受と軸方向軸受を有す
る磁気軸受装置を備えたターボ分子ポンプにおいて、半
径方向軸受として永久磁石を有する受動型磁気軸受を備
え、前記受動型磁気軸受を軸方向の異なる位置に2つ設
け、それぞれの受動型磁気軸受に半径方向振動を抑制す
る減衰機構を設けたことを特徴とするターボ分子ポン
プ。 - 【請求項2】 前記減衰機構は、固定部に固着されてい
る固定部材と、軸線方向には固定されているが半径方向
には移動可能である可動部材とを含み、板状のゴム等の
減衰材及び金属を交互に複数積層した積層型ダンパから
なることを特徴とする請求項1記載のターボ分子ポン
プ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18295694A JPH0833269A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | ターボ分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18295694A JPH0833269A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | ターボ分子ポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0833269A true JPH0833269A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16127289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18295694A Pending JPH0833269A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | ターボ分子ポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0833269A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010035393A (ko) * | 2001-02-09 | 2001-05-07 | 정보순 | 자기베어링이 있는 모터 |
JP2010230161A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-10-14 | Em Oyo Gijutsu Kenkyusho:Kk | 磁気軸受システム |
JP2010277981A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-12-09 | Tokuden Co Ltd | 誘導発熱ローラ装置 |
JP2015518365A (ja) * | 2012-05-31 | 2015-06-25 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | 電気機械用エンドプレート、電気機械、電気機械の組み立て方法 |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP18295694A patent/JPH0833269A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010035393A (ko) * | 2001-02-09 | 2001-05-07 | 정보순 | 자기베어링이 있는 모터 |
JP2010230161A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-10-14 | Em Oyo Gijutsu Kenkyusho:Kk | 磁気軸受システム |
JP2010277981A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-12-09 | Tokuden Co Ltd | 誘導発熱ローラ装置 |
JP2015518365A (ja) * | 2012-05-31 | 2015-06-25 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | 電気機械用エンドプレート、電気機械、電気機械の組み立て方法 |
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