KR20000063094A - 자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스테이터 컬럼조립체의 제작 작업성과 자원의 유효 활용성 향상을 도모한다는 점과, 그리고 열팽창에 의한 스테이터 컬럼의 모울드부와 로터 샤프트와의 접촉 사고를 방지한다는 점을 제공한다. 본 발명은 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석(31) 및 이 전자석의 반경방향 변위센서(32)를 제1의 환상유지부재(30c) 내에 장착하는 동시에 수지 모울드(30d)를 이용하여 피복 성형하여 구성된 제1의 전자석 유니트(30)와, 스테이터 코일(21)을 환상요크부재(20c) 내에 장착하는 동시에 수지 모울드(20d)를 이용하여 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트(20)와, 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석(41) 및 이 전자석의 반경방향 변위센서(42)를 제2의 환상유지부재(40c) 내에 장착하는 동시에 수지모울드(40d)를 이용하여 피복 성형하여 구성된 제2의 전자석 유니트(40)를, 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 차례로 나사 결합되도록 배치된다.
Description
본 발명은 능동형 자기베어링을 포함하고 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 자기베어링에서 회전가능하게 지지하는 자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 능동형 자기베어링의 전자석, 이 전자석용 변위센서와, 그리고 상기 스테이터 코일을 원통형 스테이터 컬럼내에 배치한 스테이터 컬럼 조립체의 구조에 관한 것이다.
도 6은 원통형 스테이터 컬럼를 갖는 종래의 스테이터 컬럼 조립체(1)의 수직 단면도이다. 이 스테이터 컬럼 조립체(1)는, 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는데 사용되는 제1의 능동형 반경방향 자기베어링과, 제2의 능동형 자기베어링 및 도시하지 않은 드러스트 자기베어링으로 이루어진 자기베어링에 의해 회전가능하게 지지하는 자기베어링장치로서, 즉 5축 제어형 자기베어링장치를 이용되고 있다.
도 6에 있어서, 스테이터 컬럼 조립체(1)는 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 제1의 능동형 반경방향 자기베어링, 모터의 스테이터 코일(21) 및 제2의 능동형 반경방향 자기베어링이 수납되고 소정 위치에 고정되어 있다. 원통형 스테이터 컬럼(11)은 내부에 원통형 공간을 갖는 동시에 상단에는 로터 샤프트가 관통하는 관통공(11a)이, 하단에는 개구(11b)가 형성된 금속제(예컨대, 알루미늄)의 원통형 부재이다. 스테이터 코일(21)은 복수 개의 자기코어(21b)를 포함하고, 코일(21a)이 각각 감겨진, 예컨대 24개의 자기코어(21b) 각각은 금속제의 환상요크(20c)에 압입되어 구성되어 있다. 또, 제1의 능동형 반경방향 자기베어링은 전자석(31)과 이 전자석(31)용 반경방향 변위센서(32)를 포함한다. 전자석(31)은 4쌍의 자기코어(31b)와, 이 자기코어(31b) 둘레에 코일(31a)이 각각 감겨진 구성으로 되어있다. 반경방향 변위센서(32)는 4쌍의 자기코어(32b)와, 이 자기코어(32b) 둘레에 코일(32a)이 각각 감겨진 구성이다. 제2의 능동형 반경방향 자기베어링은 전자석(41)과, 이 전자석(41)용 반경방향 변위센서(42)를 포함한다. 전자석(41)은 4쌍의 자기코어(41b)와, 이 자기코어(41b) 둘레에 코일(41a)이 각각 감겨지도록 구성되어 있다. 반경방향 변위센서(42)는 4쌍의 자기코어(42b)와, 이 자기코어(42b) 둘레에 코일(42a)이 각각 감겨지도록 구성되어 있다.
도 6에는 이후에 설명하는 스테이터 조립체(1)가 도시되어 있다. 우선, 적정 온도로 가열한 원통형 스테이터 컬럼(11) 내부의 원통형 공간내에, 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 반경방향 변위센서(32), 환상스페이서부재(30e), 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석(31), 환상스페이서부재(30f), 스테이터 코일(21), 환상스페이서부재(40e), 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석(41), 환상스페이서부재(40f) 및 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 반경방향 변위센서(42)를 차례로 압입하고, 이들의 부품을 소정 위치에 고정한다. 압입작업 종료후, 컬럼 형상의 부싱을 개구(11b)측에서 삽입하고, 이부분에 열경화성 에폭시수지재로 충진하고, 이들의 부품을 피복하는 동시에, 원통형 스테이터 컬럼(11)의 내부에 수지 모울드의 원통형상 내주면을 형성한다. 모울드 성형작업 종료후, 모울드의 원통형상 내주면을 절삭가공하고, 스테이터 자기코어(21b), 전자석 자기코어(31b), 전자석 자기코어(41b) 및 센서 자기코어(32, 42b)를 노출시킨다. 이상 기술한 적어도 3개의 공정을 거쳐, 스테이터 컬럼 조립체(1)의 제작이 완성된다. 또, 참조번호(10d)는 모울드부를 도시한다.
도 6에 도시하는 종래 스테이터 컬럼 조립체(1)는 몇가지 문제를 갖고 있다. 이들 문제중 첫번째로, 환상스페이서를 사용하는 동시에 가열끼워맞춤에 의한 부품의 압입을 행하고, 원통형상 스테이터 컬럼(11)내에 구성부품을 배치하는 것이기 때문에, 스테이터 컬럼 조립체의 제작 작업성이 나쁘다는 점이다. 두번째로, 이 작업성의 악화에 기인하여 불량품이 발생한다는 점이다. 즉, 모든 구성부품은 배선용의 전선을 갖는 것이기 때문에, 조립 작업 중에 단선이 발생할 수도 있다. 세번째로, 이 단선 등의 다른 요인에 기인하는 불량품이 발생한 경우, 가열 끼워 맞춤후 전체 조립체를 수지 모울드로 피복하기 때문에, 단선된 부품만을 교환할 수 없다는 문제가 있다. 따라서, 조립이 완료된 전체 스테이터 컬럼 조립체(1)가 불량품이 되어, 전체 제품을 파기하지 않으면 안되는 문제가 있다. 또한, 네번째의 문제점으로서, 모울드부(10d)는 원통형상 스테이터 컬럼(11)에 일체로 성형되기 때문에, 자기베어링장치가 모터의 장기간 운전 등으로 가열되면, 스테이터 컬럼 조립체(1) 내측을 향해 모울드부(10d)가 팽창하고, 경우에 따라서는 로터 샤프트와 접촉해 버리는 위험성이 발생한다는 문제가 있다. 이러한 위험성이 실제로 발생하면, 이 자기베어링장치를 구비한 진공펌프는 정상적인 운전이 저해된다.
본 발명이 해결하고자 하는 제1의 목적은, 능동형 자기베어링을 포함하고 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 자기베어링에서 회전 가능하게 지지하는 자기베어링장치가, 스테이터 코일이나 전자석 등의 구성부품을 수납한 모울드를 이용하여 피복하여 구성한 스테이터 컬럼조립체를 갖도록 조립함으로서, 스테이터 컬럼조립체의 제작 작업성을 개선하는 데에 있다. 해결하고자하는 제2의 목적은 자원의 유효 활용이 가능한 구조의 스테이터 컬럼조립체를 제공하는 데에 있다. 해결하고자 하는 제3의 목적은 스테이터 컬럼조립체를 갖는 자기베어링장치가, 스테이터 컬럼의 모울드부의 열팽창에 의해 정상 운전에 저해되지 않도록 하는 데에 있다. 해결하고자 하는 제4의 목적은 종래 기술 보다도 비용이 저렴하면서 고성능의 진공펌프를 제공하는 데에 있다.
상기 언급된 제1 및 제2의 목적을 달성하기 위해서, 능동형 자기베어링을 포함하고 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 자기베어링에서 회전 가능하게 지지하는 자기베어링을 갖는 자기베어링장치는, 상기 전자석 유니트와 스테이터 코일 유니트를, 원통형 스테이터 컬럼 내에 차례로 나사 결합하여 배치하고, 상기 능동형 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 변위 센서를 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 전자석 유니트와, 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트를 구비한다.
또한, 능동형 드러스트 자기베어링과 제1 및 제2 능동형 반경방향 자기베어링을 가지며 이들 세 개의 베어링이 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 지지하는 자기베어링장치에 있어서, 제1의 전자석 유니트, 제2의 전자석 유니트 및 제2의 전자석 유니트를, 원통형 스테이터 컬럼내에 차례로 나사 결합하여 배치한 상기 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 반경방향 변위센서를 제1의 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 제1의 전자석 유니트와, 상기 스테이터 코일을 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드로 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트와, 상기 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 반경방향 변위센서를 제2의 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 제2의 전자석 유니트를 구비한 자기베어링장치을 구비한다.
전술의 제3 목적을 달성하기 위해, 성형된 수지 모울드의 축방향 두께를 상기 환상유지부재의 축방향 길이 보다 약간 얇게 한다.
전술의 제4 목적을 달성하기 위해, 전술의 자기베어링중 하나는 진공 펌프의 자기자기베어링에 적합하다.
도 1은 본 발명에 따른 자기베어링장치의 스테이터 컬럼 조립체의 일 실시예를 도시하는 수직 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 스테이터 컬럼조립체를 구성하는 제1의 자기베어링용 전자석 유니트(30), 스테이터 코일유니트(20), 그리고 제2의 자기베어링용 전자석 유니트(40)의 일 실시예를 도시하는 부분 단면도.
도 3은 도 1에 도시한 스테이터 컬럼조립체를 구성하는 제1의 자기베어링용 전자석 유니트(30), 스테이터 코일유니트(20), 그리고 제2의 자기베어링용 전자석유니트(40)의 다른 실시예를 도시하는 부분 단면도이고.
도 4는 도 2에 도시한 제1의 자기베어링용 전자석유니트를 제작하기 위해 사용되는 3분할형 부싱의 일 실시예를 도시하는 사시도이고.
도 5는 본 발명에 따른 진공펌프의 일 실시예를 도시하는 수직 단면도.
도 6은 종래 자기베어링 장치의 스테이터 컬럼조립체의 일 실시예를 도시하는 수직 단면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명〉
1 : 스테이터 컬럼조립체 2 : 드러스트 자기베어링
3 : 로터 샤프트 4 : 로터 원통체
5 : 스테이터 원통체 6 : 케이싱
7 : 펌프 베이스 11 : 원통형 스테이터 컬럼
11a : 관통공 11b : 개구
20 : 스테이터 코일유니트 20c : 환상요크부재
20d: 모울드부 20e : 환상스페이서부재
20f : 환상스페이서부재 21 : 스테이터 코일부
21a : 코일 21b : 자기코어
21c : 스테이터 요크 30 : 제1의 전자석유니트
31 : 제1의 반경방향 자기베어링의 전자석
31a : 코일 31b : 자기코어
32 : 제1의 반경방향 자기베어링의 반경방향 변위센서
32a : 코일 32b : 자기코어
40 : 제2의 전자석유니트 40c : 환상유지부재
40d : 수지 모울드부재 40e : 환상스페이서부재
40f : 환상스페이서부재
41 : 제2의 반경방향 자기베어링의 전자석
41a : 코일 41b : 자기코어
42 : 제2의 반경방향 자기베어링의 전자석
42a : 코일 42b : 자기코어
50 : 부싱 51 : 제1 부싱부재
51a : 외주면 52 : 제2 부싱부재
52a : 외주면 52b : 전자석자기코어용 노치
52b : 전자석자기코어용 노치 53 : 제3 부싱부재
53a : 외주면 53b : 센서자기코어용 노치
53c : 베이스부
본 발명에 따른 자기베어링장치에 이용되고 있는 스테이터 컬럼조립체(1)의 일 실시예는, 도 1에 수직 단면도로 도시하는 바와 같이, 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에, 제1의 능동형 반경방향 자기베어링용 제1의 전자석 유니트(30), 스테이터 코일유니트(20), 그리고 제2의 능동형 반경방향 자기베어링용 제2의 전자석 유니트(40)가 소정의 나사 결합 공차로 차례로 나사 결합되어 조립된 것이다.
제1의 전자석 유니트(30)는 환상유지부재(30c)에 전자석(31)과 이 전자석(31)용 반경방향 변위센서(32)가 수납되는 동시에, 수지모울드부재(30d)를 이용하여 피복된 소정의 형상으로 성형되도록 구성된 것이다. 환상유지부재(30c)는, 축방향의 소정위치에 위치 결정하기 위한 환상돌기가 형성된 단부 내주면을 갖는 금속제(예컨대, 알루미늄)의 환상부재이다. 전자석(31)은 4쌍의 자기코어(31b)와 이 자기코어(31b)에 코일(31a)이 각각 권회되어 구성된 것이다. 반경방향 변위센서(32)는 4쌍의 자기코어(32b)와 이 자기코어(32b)에 코일(32a)이 각각 권회되어 구성된 것이다.
스테이터 코일 유니트(20)는, 코일(21a)이 둘레에 각각 권회된 예컨대 24개의 자기코어(21b)가 수지모울드부재(20d)를 이용하여 피복된 소정의 형상으로 성형되어 조립된 것이다. 환상요크부재(20c)는 환상유지부재로서도 기능하는 부재이다.
제2의 전자석 유니트(40)는, 환상유지부재(40c)에 전자석(41)과 그 반경방향 변위센서(42)가 수납되는 동시에, 수지 모울드부재(40d)를 이용하여 피복된 소정의 형상으로 성형되어 구성된 것이다. 환상유지부재(40c)는, 축방향의 소정위치에 위치결정용 환상 돌기가 형성된 단부 내주면을 갖는 금속제(예컨대, 알루미늄) 환상부재이다. 전자석(41)은 4쌍의 자기코어(41b)에 코일(41a)이 각각 권회되어 구성된 것이다. 반경방향 변위센서(42)는 4쌍의 자기코어(42b)에 코일(42a)가 각각 권회되어 구성된 것이다.
도 4를 참조하여 제1의 전자석유니트(30)를 조립하는 방법을 설명한다. 우선, 환상유지부재(30c)에 반경방향 변위센서(32)와 전자석(31)을 삽입하여 소정위치에 배치한다. 이와 같이 조립된 제1의 전자석유니트(30)의 중간 조립체에 수지모울드용 부싱(50)을 삽입해, 열경화성 에폭시수지재를 충진하여 이들의 부품을 피복한다. 수지모울드용 부싱(50)은, 도 4에 도시하는 바와 같이 분할형 부싱으로서, 평탄한 외주면(51a)을 갖는 환상의 제1 부싱부재(51); 전자석(31)의 자기코어(31b)과 나사 결합하는 4쌍의 자기코어용 노치(52); 그리고 반경방향 변위센서(32)의 자기코어(32b)과 나사 결합하는 4쌍의 자기코어용 노치(53b)가 상단부에 형성된 외주면(53a)와 베이스부(53c)를 갖는 환상의 제3 부싱부재(53)로 구성된다.
이와 같이 구성된 3분할형 부싱(50)을 제1의 전자석 유니트(30)의 중간조립체에 삽입하여, 열경화성 에폭시수지재를 충진한다. 충진된 에폭시수지가 경화한 후, 분할형 부싱(50)을 분할하여 분리함으로서, 제1의 전자석 유니트(30)의 모울드 성형을 완료하고, 따라서 제1의 전자석 유니트(30)의 제작을 완료한다. 따라서, 이와 같이 모울드 성형된 제1의 전자석 유니트(30)은, 그 내주면은 전자석(31)의 자기코어(31b)와 반경방향 변위센서(32)의 자기코어(32b)의 표면이 노출되고, 그 이외의 다른면은 평탄한 수지 모울드면으로 되어 있다. 따라서, 자기코어를 노출시키기 위한 절삭 및 스크레이핑 가공을 필요하지 않다는 장점을 갖는다.
제2의 전자석 유니트(40)의 제작은, 제1의 전자석 유니트(30)과 동일 방법으로 제작된다. 이 제2의 전자석 유니트(40)를 제작하는 경우, 수지모울드 성형에 사용되고 있는 부싱은 도 4에 도시하는 바와 같이 3분할형 부싱이다. 또한, 스테이터 코일 유니트(20)의 제작도, 전자석 유니트와 동일 방법으로 제작된다. 그러나, 이때 수지 모울드 성형에 사용되고 있는 부싱은 2분할형 부싱이다. 이와 같이 하여 모울드 성형된 제2의 전자석 유니트(40)도, 스테이터 코일 유니트(20)도, 자기코어를 노출시키기 위해 절삭 및 스크레이핑 가공을 그 내주면에 행할 필요는 없다.
이상과 같이 조립되는 동시에 모울드 성형을 통해 제작된 제1의 전자석 유니트(30), 스테이터 코일(20) 및 제2의 전자석 유니트(40)를, 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 소정의 끼워 맞춤공차로 차례로 나사 결합하고, 이것에 의해 본 발명에 따른 스테이터 컬럼 조립체(1)가 완성된다.
상술한 바와 같이, 제1의 전자석유니트(30), 스테이터 코일 유니트(20) 및 제2의 전자석 유니트(40)를 원통 형상 스테이터 컬럼(11) 내에 수납 고정하는 작업은, 압입 없이 나사 결합된다. 따라서, 본 발명에 따른 스테이터 컬럼 조립체의 제작 작업성은 조립 작업에 있어 전술의 우려를 불식하고, 현저히 향상된다. 가령, 조립시 단선 등에 기인하는 불량품이 발생한 경우, 이것은 종래 장치와 달리 불량품의 유니트만을 교환하면 좋고, 따라서 스테이터 컬럼 조립체의 불량품을 간단히 교환하여 완전한 컬럼조립체로 변환할 수 있다. 이는 구성부품 유니트가 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 압입 없이 나사 결합에 의해 수납 고정되기 때문이다.
종래의 스테이터 컬럼 조립체(1)는 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 구성부품을 압입하여 조립하고, 그 후에 이들을 일체로 모울드 성형한 구조이다. 따라서, 단선 등에 기인하는 불량이 발생한 경우, 종래에는 스테이터 컬럼 조립체(1)를 파기하지 않으면 안되었다. 이에 대해, 본 발명에 따른 스테이터 컬럼 조립체(1)는 전자석 및 그 반경방향 변위센서 및 스테이터 코일 등의 전자구성부품을 그 환상유지부재 내에 수납하여 모울드 성형하여 조립한 구성부품 유니트를 원통형 스테이터 컬럼 내에 차례로 나사 결합한 구조이다. 따라서, 본 발명에서, 이와 같은 경우는 불량품의 구성부품 유니트만을 제거하면 좋다. 따라서, 이 분할 폐기가 가능하게 된다는 점과, 상기의 작업성의 개선이 향상되기 때문에, 일체 모울드형 스테이터 컬럼 조립체(1) 보다는, 유니트 마다에 분할형으로 모울드하는 편이 훨씬 처리가 용이하다.
본 발명에 따른 자기베어링장치를 구비한 진공펌프는, 예컨대 도 5에 수직 단면도로 도시하는 바와 같이 공지의 5축 제어형 자기베어링장치를 구비한 복합형 터보분자펌프이다. 즉, 도 5에 있어서, 참조번호(1)는 도 1에 도시한 스테이터 컬럼조립체, 참조번호(2)는 드러스트 자기베어링, 참조번호(3)는 로터 샤프트, 참조번호(4)는 상측에 다수의 로터 날개가 장착되는 동시에 하측에 평탄한 외주면을 갖는 원통부가 마련된 로터 원통체, 참조번호(5)는 로터 원통체를 나사 결합하는 스테이터 원통체이고, 상측에 다수의 스테이터 날개가 장착되는 동시에 하측에 나사 홈 내주면을 갖는 원통부가 형성된 스테이터 원통체이고, 참조번호(6)는 케이싱이며, 참조번호(7)는 펌프 베이스이다.
이와 같은 진공펌프에 있어서는, 구성부품의 코일을 흐르는 전류에 의한 발열 등에 의해, 펌프 내부, 특히 로터 샤프트(3)와 그 주위는 굉장히 고온이 된다. 이 때문에, 종래는 구성부품을 피복하고 있는 수지 모울드가 팽창하고, 모터 샤프트(3)의 외주면과 접촉하는 위험이 있었다. 종래의 스테이터 컬럼 조립체(1) 구조는 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 구성부품을 압입하여 조립하고, 그 후에 이들을 일체로 모울드 성형하기 때문에, 수지모울드의 팽창이 축방향보다도 반경방향으로 일어난다.
따라서, 본 발명에 있어서는, 수지 모울드의 팽창을 반경방향이 아니라 축방향으로 향하는 수단으로서, 이하의 어느 것중 하나를 채용한 것으로 한다. 하나는, 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 제1의 전자석 유니트(30), 스테이터 코일 유니트(20) 및 제2의 전자석 유니트(40)를 나사 결합하는 경우에, 각 유니트 사이에 약간의 간극(δ)을 허용하는 것이다. 다른 것은, 환상유지부재의 단부에 약간의 간극(δ)을 설치하도록 하여 모울드 성형하는 것이다. 예컨대, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1의 전자석 유니트(30)의 경우는 환상유지부재(30c)의 하단에 약간의 간극(δ)을 설치하고, 또 제2의 전자석 유니트(40)의 경우는 환상유지부재(40c)의 상하 단부에 약간의 간극(δ)을 설치하여, 유니트 각각을 모울드 성형하는 것이다. 이들은 부싱(50)의 형상을 부분적으로 변화한 것으로 용이하게 실현할 수 있다. 또, 약간의 간극(δ)은 환상유지부재(30c)의 하단에 없고 양단에 설치해도 좋으며, 스테이터 코일 유니트(20)에서 환상요크부재(20c)의 일단 또는 양단에 설치해도 좋다.
이상, 5축 제어형 자기베어링장치에 적용한 실시예에 관해서 설명하지만, 본 발명은 다른 구조의 5축 제어형 자기베어링장치에는 물론, 3축 제어형 자기베어링장치에도 적용할 수 있다. 또, 본 발명에 적용된 진공펌프도 터보분자펌프에 한정하는 것이 아니고 다른 구조의 진공펌프도 적용할 수 있다.
요약하면, 본 발명은 전자석 및 전자석용 반경방향 변위센서, 또는 스테이터 코일 등의 전자구성부품 각각을 그 환상유지부재 내에 차례로 수납하고 모울드 성형하여 조립한 구성부품 유니트를 원통형 스테이터 컬럼 내에 차례로 나사 결합한 구조의 스테이터 컬럼 조립체를 구비하는 자기베어링장치, 그리고 이를 구비한 진공펌프이다. 따라서, 스테이터 컬럼조립체의 제작의 작업성이 현저히 개선된다. 또한, 작업중에 구성부품의 배선이 단선되는 사고의 횟수도 크게 감소하고, 게다가 단선 등의 사고가 발생하는 경우, 불량품의 구성부품 유니트만을 분별하여 파기하는 것이 가능하게 되었다. 또한, 원통형 스테이터 컬럼으로 구성부품 유니트를 분리하는 것이 용이하게 되기 때문에, 자원 재이용을 위한 작업성도 향상되었다.
더욱이, 구성부품 유니트의 나사결합으로 구성된 스테이터 컬럼 조립체에는, 고온에 의한 수지모울드의 팽창이 반경방향에서는 없이 축방향으로 배향하는 수단을 갖는다. 열팽창에 의한 수지모울드와 로터 샤프트와의 접촉 사고의 발생이 방지되고, 따라서 이 자기베어링장치를 구비한 진공펌프의 성능이 향상되었다.
또한, 상기의 분할 폐기가 가능하다는 점과 상기의 조립 작업성의 개선이 행해질 수 있다는 점과, 자기베어링장치의 제조 비용의 삭감을 도모할 수 있어, 종래 기술 보다도 비용이 저렴하면서 고성능의 진공펌프를 제공할 수 있게 되었다.
Claims (6)
- 능동형 자기베어링을 포함하고 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 자기베어링을 갖는 자기베어링장치에 있어서,상기 능동형 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 변위 센서를 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지모울드로 피복 성형하여 구성한 전자석 유니트와,환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트를 구비하며,상기 전자석 유니트와 스테이터 코일 유니트를, 원통형 스테이터 컬럼 내에 차례로 나사 결합하여 배치한 것을 특징으로 하는 자기베어링장치.
- 능동형 드러스트 자기베어링과 제1 및 제2의 능동형 반경방향 자기베어링을 가지며 이들 세 개의 베어링이 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 지지하는 자기베어링장치에 있어서,상기 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 반경방향 변위센서를 제1의 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 제1의 전자석 유니트와,상기 스테이터 코일을 환상요크부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트와,상기 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 반경방향 변위센서를 제2의 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 제2의 전자석 유니트를 구비하며,상기 제1의 전자석 유니트, 스테이터 코일 유니트 및 제2의 전자석 유니트를, 원통형 스테이터 컬럼내에 차례로 나사 결합하여 배치한 것을 특징으로 하는 자기베어링장치.
- 제1항에 있어서,성형된 수지 모울드의 축방향 두께를 상기 환상유지부재의 축방향 길이 보다 약간 얇게 하는 것을 특징으로 하는 자기베어링장치.
- 제2항에 있어서,성형된 수지 모울드의 축방향 두께를 상기 환상유지부재의 축방향 길이 보다 약간 얇게 하는 것을 특징으로 하는 자기베어링장치.
- 제1항에 있어서,상기 자기베어링장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
- 제2항에 있어서,상기 자기베어링장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
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