JP2000291586A - Vacuum pump - Google Patents

Vacuum pump

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JP2000291586A
JP2000291586A JP11094007A JP9400799A JP2000291586A JP 2000291586 A JP2000291586 A JP 2000291586A JP 11094007 A JP11094007 A JP 11094007A JP 9400799 A JP9400799 A JP 9400799A JP 2000291586 A JP2000291586 A JP 2000291586A
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Japan
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air gap
peripheral surface
cylinder
stator
rotor
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JP11094007A
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Akira Yamauchi
明 山内
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Seiko Seiki KK
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Publication date
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    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/048—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps comprising magnetic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely prevent a rotor cylindrical body and a stator cylindrical body from being approached abnormally or brought into contact with each other in a vacuum pump equipped with a screw groove pump part. SOLUTION: In a composite type turbomolecular pump equipped with a screw groove pump part, formed out of a rotor cylindrical body 12, and of a stator cylindrical body 22 in such a way that a screw is formed in the inner circumferential surface 22a of the stator cylindrical body 22 to be formed into the screw groove pump part, an air gap sensor detecting an air gap formed between the outer circumferential surface 12a of the rotor cylindrical body 12 and the inner circumferential surface 22a of a stator cylindrical body 22 is fitted to the inner circumferential surface 22a adjacent to the lower end of the stator cylindrical body 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータ円筒体とス
テータ円筒体とからなり且つ前記ロータ円筒体の外周面
と前記ステータ円筒体の内周面のいずれか一方にネジが
形成されたネジ溝ポンプ部を具備する真空ポンプに関
し、特にロータ円筒体とステータ円筒体との接触防止に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thread groove comprising a rotor cylinder and a stator cylinder, wherein a thread is formed on one of an outer peripheral surface of the rotor cylinder and an inner peripheral surface of the stator cylinder. The present invention relates to a vacuum pump having a pump unit, and more particularly, to prevention of contact between a rotor cylinder and a stator cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】ネジ溝ポンプ部を具備する真空ポンプと
しては、例えば複合型ターボ分子ポンプがある。複合型
ターボ分子ポンプは、周知の如く、1分間に数万回転と
いう高速で回転するロータ翼とステータ翼との速度差に
よって分子を叩き落とし、ステータの内周面に形成され
たネジ溝部とロータ外周面とで形成された流路を介して
ガスを排出するもので、多数段のロータ翼と多数段のス
テータ翼で構成されたタービン翼部と、平坦な外周面を
有するロータ円筒体とネジ溝付内周面を有するステータ
円筒体とで構成されたネジ溝ポンプ部との組み合わされ
て構成されている。ロータは、能動型ラジアル磁気軸受
と能動型スラスト磁気軸受からなる5軸制御型磁気軸受
等の軸受によって回転自在に支持されている。磁気軸受
の故障等の非常時にロータシャフトを支承するタッチダ
ウンベアリングが設けられている。
2. Description of the Related Art As a vacuum pump having a thread groove pump portion, there is, for example, a compound turbo molecular pump. As is well known, a compound turbo molecular pump is designed to knock down molecules by a speed difference between a rotor blade rotating at a high speed of tens of thousands of revolutions per minute and a stator blade, and a screw groove formed on an inner peripheral surface of the stator and a rotor. Gas is discharged through a flow path formed by the outer peripheral surface and a turbine blade portion composed of multiple stages of rotor blades and multiple stages of stator blades, a rotor cylindrical body having a flat outer peripheral surface, and a screw. It is configured in combination with a thread groove pump portion formed of a stator cylindrical body having a grooved inner peripheral surface. The rotor is rotatably supported by bearings such as a five-axis control type magnetic bearing including an active radial magnetic bearing and an active thrust magnetic bearing. A touchdown bearing is provided to support the rotor shaft in an emergency such as a failure of a magnetic bearing.

【0003】ネジ溝ポンプ部を構成する2つの円筒体間
のエアギャップ、即ちステータ円筒体のネジ溝部とロー
タ円筒体の外周面とのエアギャップ(以下必要に応じ
て、ネジ溝ポンプ部のエアギャップと略記する。)は、
ロータ円筒体の外周面とステータ円筒体のネジ溝部とが
接触しないようにするため、即ちロータ側とステータ側
が接触しないようにするためには或程度広い間隔が望ま
しい。しかし、ネジ溝ポンプ部のエアギャップは、真空
ポンプの吸込み口から吸い込んだガスが前記ネジ溝部で
逆流しないようにするため、即ち真空ポンプの排気速度
効率の向上を図るためには可能な限り狭い間隔が望まし
い。この2つの相反する条件、並びにその他の条件を考
慮して、ネジ溝ポンプ部のエアギャップの間隔は定めら
れている。
[0003] The air gap between the two cylinders constituting the thread groove pump portion, that is, the air gap between the thread groove portion of the stator cylinder and the outer peripheral surface of the rotor cylinder (hereinafter, the air gap of the thread groove pump portion as necessary) Abbreviated as a gap)
In order to prevent the outer peripheral surface of the rotor cylinder from coming into contact with the thread groove of the stator cylinder, that is, to prevent the rotor side from coming into contact with the stator side, it is desirable that the gap be somewhat wide. However, the air gap of the screw groove pump portion is as narrow as possible in order to prevent the gas sucked from the suction port of the vacuum pump from flowing backward in the screw groove portion, that is, to improve the pumping speed efficiency of the vacuum pump. Spacing is desirable. In consideration of these two contradictory conditions and other conditions, the gap of the air gap of the thread groove pump portion is determined.

【0004】上記の複合型ターボ分子ポンプには、ネジ
溝ポンプ部のエアギャップの他に、磁気軸受とロータシ
ャフトとの間のエアギャップ、ロータ翼とステータ翼と
の間のエアギャップ、タッチダウンベアリングの内輪と
ロータシャフトとの間のエアギャップ(以下必要に応じ
て、タッチダウンベアリングのエアギャップと略記す
る。)等のエアギャップも形成されている。
[0004] In addition to the air gap of the thread groove pump section, the above-mentioned composite turbo molecular pump has an air gap between a magnetic bearing and a rotor shaft, an air gap between a rotor blade and a stator blade, and a touchdown. An air gap such as an air gap between the inner ring of the bearing and the rotor shaft (hereinafter abbreviated as an air gap of the touch-down bearing as necessary) is also formed.

【0005】これらのエアギャップも構成部品間に接触
が生じないように且つ夫々の機能目的に合致した大きさ
の間隔に設定されている。この中で、特にタッチダウン
ベアリングのエアギャップは、磁気軸受とロータシャフ
トとの間のエアギャップ、ロータ翼とステータ翼との間
のエアギャップ、ネジ溝ポンプ部のエアギャップ、及び
その他のエアギャップに比べて小さく設定されている。
これは、真空ポンプの故障や大気突入、停電等、磁気軸
受が機能しなくなった時に、ロータシャフトがタッチダ
ウンベアリングに支承される際に、ロータ側とステータ
側が接触しないようにするためである。
[0005] These air gaps are also set so as to prevent contact between the components and to have a size corresponding to each functional purpose. Among them, especially the air gap of the touchdown bearing is the air gap between the magnetic bearing and the rotor shaft, the air gap between the rotor blade and the stator blade, the air gap of the thread groove pump part, and other air gaps. It is set smaller than.
This is to prevent the rotor side from coming into contact with the stator side when the rotor shaft is supported by the touch-down bearing when the magnetic bearing stops functioning due to failure of the vacuum pump, entry into the atmosphere, power failure, or the like.

【0006】しかし、タッチダウンベアリングは消耗品
であり、ロータシャフトのタッチダウンが繰返される毎
にタッチダウンベアリングは摩耗していき、タッチダウ
ンベアリングのエアギャップが徐々に広がっていく。タ
ッチダウンベアリングのエアギャップが一定値以上に広
がると、タッチダウンベアリングとして機能しなくな
る。そうなれば、タッチダウンの際に、ロータ側とステ
ータ側が接触することが起こる。
[0006] However, the touchdown bearing is a consumable item, and the touchdown bearing wears every time the rotor shaft is repeatedly touched down, and the air gap of the touchdown bearing gradually widens. If the air gap of the touch-down bearing expands beyond a certain value, it will not function as a touch-down bearing. Then, the rotor side and the stator side come into contact with each other at the time of touchdown.

【0007】また、ネジ溝ポンプ部のエアギャップは必
ずしも設計値通りでなく、実際には部品精度や組立て状
態等により製品毎に異なる。また真空ポンプ稼動時に
は、特にロータの円筒体の下部が遠心力や熱により半径
方向に膨張し、ネジ溝ポンプ部のエアギャップを狭くす
るだけでなく、場合によってはステータ円筒体のネジ溝
部と接触することもある。
[0007] The air gap of the thread groove pump section is not always as designed, but actually varies from product to product depending on the precision of parts and the assembly state. In addition, when the vacuum pump is in operation, the lower part of the cylinder of the rotor expands in the radial direction due to centrifugal force and heat, not only narrowing the air gap of the thread groove pump part, but also contacting the thread groove part of the stator cylinder body in some cases. Sometimes.

【0008】上述の如く、ネジ溝ポンプ部のエアギャッ
プの間隔は、正常運転時やタッチダウン時にロータ円筒
体の外周面とステータ円筒体のネジ溝部とが接触しない
で、且つ真空ポンプの吸込み口から吸い込んだガスが前
記ネジ溝部で逆流しないような大きさに定められてい
る。従って、上記の複合型ターボ分子ポンプにおいて、
磁気軸受が正常に機能しているときは、ネジ溝ポンプ部
のエアギャップが異常に狭まったり、或いはロータの円
筒体とステータ円筒体が接触することはない。しかしな
がら、上述の如く、タッチダウンベアリングが摩耗して
タッチダウンベアリングのエアギャップの間隔が広がっ
た場合には、ネジ溝ポンプ部のエアギャップが設計値通
りであっても、タッチダウンの際に、ロータ側とステー
タ側が接触することが起こる。
As described above, the gap of the air gap of the thread groove pump portion is set so that the outer peripheral surface of the rotor cylinder does not come into contact with the thread groove portion of the stator cylinder during normal operation or touchdown, and the suction port of the vacuum pump. The size is set so that the gas sucked from above does not flow backward in the screw groove portion. Therefore, in the above-described composite turbo molecular pump,
When the magnetic bearing is functioning normally, the air gap of the thread groove pump section does not become abnormally narrow, or the rotor cylinder and the stator cylinder do not come into contact with each other. However, as described above, when the touch-down bearing is worn and the gap of the air gap of the touch-down bearing is widened, even when the air gap of the thread groove pump portion is as designed, at the time of touch-down, Contact between the rotor side and the stator side occurs.

【0009】タッチダウンベアリングのエアギャップの
間隔を常時監視して、一定の値以上に間隔が広がった場
合には警報を発して部品交換を促したり、或いは真空ポ
ンプの運転を停止したりすればよいが、これは未だに効
果的な解決方法が見つかっていない。これはタッチダウ
ンベアリングのエアギャップの間隔が非常に小さいこと
が大きな原因である。
If the interval of the air gap of the touch-down bearing is constantly monitored, and if the interval becomes larger than a certain value, an alarm is issued to urge the replacement of parts or to stop the operation of the vacuum pump. Good, but this has not yet found an effective solution. This is largely due to the very small air gap spacing of the touchdown bearings.

【0010】磁気軸受の作動不良を常時監視する方法
は、特開昭63−239397号公報、特開平2−22
1697号公報等に開示されている如く、いくつも提案
されている。磁気軸受の作動不良を検出して、タッチダ
ウンベアリングが受ける衝撃を緩和し、タッチダウンベ
アリングの摩耗を小さくしているのである。このように
した間接的ながら、ロータ側とステータ側が接触するの
を防止している。
A method for constantly monitoring the operation failure of a magnetic bearing is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-23997, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in, for example, Japanese Patent No. 1697, several proposals have been made. By detecting a malfunction of the magnetic bearing, the shock received by the touch-down bearing is reduced, and the wear of the touch-down bearing is reduced. Indirectly in this manner, contact between the rotor side and the stator side is prevented.

【0011】しかしながら、ネジ溝ポンプ部のエアギャ
ップは部品精度や組立て状態等により製品毎に異なるこ
と、真空ポンプ稼動時にロータの円筒体の下部が遠心力
や熱により半径方向に膨張すること等に鑑みれば、磁気
軸受の作動不良を常時監視する方法では、ロータ側とス
テータ側が異常接近したり、接触したりすることを防止
することはできない。
[0011] However, the air gap of the thread groove pump part differs from product to product depending on the precision of parts and the assembling condition, and the lower part of the cylindrical body of the rotor expands in the radial direction due to centrifugal force and heat when the vacuum pump is operated. In view of the above, the method of always monitoring the operation failure of the magnetic bearing cannot prevent the rotor side and the stator side from approaching abnormally or coming into contact with each other.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ロータ円筒体とステータ円筒体とからなり
且つ前記ロータ円筒体の外周面と前記ステータ円筒体の
内周面のいずれか一方にネジが形成されたネジ溝ポンプ
部を具備する真空ポンプにおいて、ロータ円筒体とステ
ータ円筒体との間の異常接近や接触を確実に防止するこ
とである。
The object of the present invention is to provide a rotor cylinder and a stator cylinder, and one of an outer peripheral surface of the rotor cylinder and an inner peripheral surface of the stator cylinder. An object of the present invention is to reliably prevent abnormal approach and contact between a rotor cylinder and a stator cylinder in a vacuum pump having a thread groove pump portion having a thread formed therein.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、ロータ円筒体とステータ円筒体とからなり且つ前記
ロータ円筒体の外周面と前記ステータ円筒体の内周面の
いずれか一方にネジが形成されたネジ溝ポンプ部を具備
する真空ポンプに、前記ステータ円筒体の内周面の所定
位置に前記ロータ円筒体の外周面と前記ステータ円筒体
の内周面とのエアギャップを検出するエアギャップセン
サを備えた。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a rotor cylinder and a stator cylinder, and a screw is provided on one of an outer peripheral surface of the rotor cylinder and an inner peripheral surface of the stator cylinder. In the vacuum pump having a thread groove pump portion formed with a groove, an air gap between the outer peripheral surface of the rotor cylinder and the inner peripheral surface of the stator cylinder is detected at a predetermined position on the inner peripheral surface of the stator cylinder. An air gap sensor was provided.

【0014】前記エアギャップセンサは、前記ステータ
円筒体の内周面に円周方向に所定の間隔を隔てて複数個
配設した。また、前記エアギャップセンサは、前記ステ
ータ円筒体の下端近傍の内周面に配設した。
A plurality of the air gap sensors are provided on the inner peripheral surface of the stator cylinder at predetermined intervals in a circumferential direction. Further, the air gap sensor is disposed on an inner peripheral surface near a lower end of the stator cylinder.

【0015】前記エアギャップセンサとして、接触セン
サと渦電流センサのいずれかを用いた。前記接触センサ
は、前記ステータ円筒体の内周面に円周方向に所定の微
少間隔を隔てて配設された一対の接点で構成した。
One of a contact sensor and an eddy current sensor is used as the air gap sensor. The contact sensor is constituted by a pair of contacts arranged on the inner circumferential surface of the stator cylinder at a predetermined minute interval in a circumferential direction.

【0016】更にまた、ロータ円筒体とステータ円筒体
とで構成されたはネジ溝ポンプ部を具備する真空ポンプ
に、前記ロータ円筒体の外周面と前記ステータ円筒体の
内周面とのエアギャップを検出するエアギャップセンサ
と、前記エアギャップセンサが検出したエアギャップ値
を記憶するメモリと、前記検出したエアギャップ値を設
定値と比較する判別器と、前記判別器が前記検出したエ
アギャップ値が設定値以下であると判別したときにイン
ターロックを作動させるインターロック回路とからなる
接触防止装置を備えた。
Further, a vacuum pump having a thread groove pump portion composed of a rotor cylinder and a stator cylinder is provided with an air gap between an outer peripheral surface of the rotor cylinder and an inner peripheral surface of the stator cylinder. An air gap sensor for detecting an air gap value, a memory for storing an air gap value detected by the air gap sensor, a discriminator for comparing the detected air gap value with a set value, and an air gap value detected by the discriminator. And an interlock circuit that activates the interlock when it is determined that is less than or equal to the set value.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は本発明が適用された複合型
ターボ分子ポンプの一実施例の縦断面図である。この複
合型ターボ分子ポンプは、タービン翼部とネジ溝ポンプ
部を組み合わせた大流量型ターボ分子ポンプであり、ロ
ータ10、ステータ20、及びロータ10を回転自在に
支持する磁気軸受装置30とから構成されている。ロー
タ10は多数段のロータ翼11と平坦な外周面12aを
有するロータ円筒体12を含む。ステータ20は多数段
のステータ翼21とネジ溝付内周面22aを有するステ
ータ円筒体22を含む。多数段のロータ翼11と多数段
のステータ翼21は上記タービン翼部を構成し、平坦な
外周面12aを有するロータ円筒体12とネジ溝付内周
面22aを有するステータ円筒体22は上記ネジ溝ポン
プ部を構成する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of one embodiment of a compound turbo molecular pump to which the present invention is applied. This composite turbomolecular pump is a large flow rate turbomolecular pump combining a turbine blade portion and a thread groove pump portion, and includes a rotor 10, a stator 20, and a magnetic bearing device 30 that rotatably supports the rotor 10. Have been. The rotor 10 includes a rotor cylinder 12 having a multi-stage rotor blade 11 and a flat outer peripheral surface 12a. Stator 20 includes a plurality of stator blades 21 and a stator cylinder 22 having a threaded inner peripheral surface 22a. The multi-stage rotor blades 11 and the multi-stage stator blades 21 constitute the turbine blade portion, and the rotor cylinder 12 having a flat outer peripheral surface 12a and the stator cylinder 22 having a threaded inner peripheral surface 22a are formed by the screw Construct a groove pump part.

【0018】前記磁気軸受装置は、いわゆる5軸制御型
磁気軸受装置であって、ロータシャフト31、半径方向
電磁石32aと半径方向変位センサ32bとからなる第
1ラジアル磁気軸受32、半径方向電磁石33aと半径
方向変位センサ33bとからなる第2ラジアル磁気軸受
33、軸方向電磁石を含む第1スラスト磁気軸受34、
軸方向電磁石を含む第2スラスト磁気軸受35、軸方向
変位センサ36、タッチダウンベアリング37、及び高
周波モータ38で構成されている。
The magnetic bearing device is a so-called five-axis control type magnetic bearing device, comprising a rotor shaft 31, a first radial magnetic bearing 32 comprising a radial electromagnet 32a and a radial displacement sensor 32b, and a radial electromagnet 33a. A second radial magnetic bearing 33 including a radial displacement sensor 33b, a first thrust magnetic bearing 34 including an axial electromagnet,
It comprises a second thrust magnetic bearing 35 including an axial electromagnet, an axial displacement sensor 36, a touchdown bearing 37, and a high frequency motor 38.

【0019】本発明に係るギャップセンサ40は、平坦
な外周面12aを有するロータ円筒体12とネジ溝付内
周面22aを有するステータ円筒体22とで構成された
はネジ溝ポンプ部のエアギャップを検出するものであ
る。即ち、ネジ溝ポンプ部のロータ円筒体とステータ円
筒体の部分拡大断面図である図2に示すエアギャップg
を検出するものである。この図2と、ネジ溝ポンプ部の
ステータ円筒体の内周面の部分斜視図である図3とから
明らかな如く、エアギャップgはロータ円筒体12の外
周面12aとステータ円筒体22の内周面22aとの間
の略円筒状隙間に、螺旋状をなして形成されている。
The gap sensor 40 according to the present invention comprises a rotor cylinder 12 having a flat outer peripheral surface 12a and a stator cylinder 22 having an inner peripheral surface 22a having a thread groove. Is to be detected. That is, the air gap g shown in FIG. 2 which is a partially enlarged sectional view of the rotor cylinder and the stator cylinder of the thread groove pump portion.
Is to be detected. As is apparent from FIG. 2 and FIG. 3 which is a partial perspective view of the inner peripheral surface of the stator cylinder of the thread groove pump portion, the air gap g is formed between the outer peripheral surface 12 a of the rotor cylinder 12 and the stator cylinder 22. It is formed in a spiral shape in a substantially cylindrical gap between itself and the peripheral surface 22a.

【0020】図1の複合型ターボ分子ポンプにおいて
は、エアギャップセンサ40は、図3に示す如くステー
タ円筒体22のネジ溝付内周面22aに設置される。エ
アギャップセンサ40は、例えば接触センサや渦電流セ
ンサが用いられる。
In the hybrid turbomolecular pump shown in FIG. 1, the air gap sensor 40 is provided on the threaded inner peripheral surface 22a of the stator cylinder 22 as shown in FIG. As the air gap sensor 40, for example, a contact sensor or an eddy current sensor is used.

【0021】ロータ10の才差運動に起因するステータ
円筒体22とロータ円筒体12との接触を防止するため
には、同一円周上の複数箇所でエアギャップを検出する
ことが望ましい。そこで、ギャップ検出の精度を高める
ために複数のエアギャップセンサ40を用いる場合は、
これらはステータ円筒体22のネジ溝付内周面22aに
円周方向に所定の間隔を隔てて配設される。
In order to prevent contact between the stator cylinder 22 and the rotor cylinder 12 due to the precession of the rotor 10, it is desirable to detect air gaps at a plurality of locations on the same circumference. Therefore, when using a plurality of air gap sensors 40 to improve the accuracy of gap detection,
These are arranged on the inner peripheral surface 22a with a thread groove of the stator cylinder 22 at predetermined intervals in the circumferential direction.

【0022】また、ロータ円筒体12の下端部は、ロー
タシャフト31から最も離れているから、異常な触れ回
りが生じた場合には他の部分に比べて大きく変位し、ス
テータ側と接触する可能性が高い。そこで、エアギャッ
プセンサ40はステータ円筒体22の下端近傍の内周面
に配設し、これによってもギャップ検出の信頼性を高め
た。
Further, since the lower end of the rotor cylinder 12 is farthest from the rotor shaft 31, when an abnormal touching occurs, the lower end is largely displaced as compared with the other parts, and may come into contact with the stator. High in nature. Therefore, the air gap sensor 40 is disposed on the inner peripheral surface near the lower end of the stator cylinder 22, thereby improving the reliability of gap detection.

【0023】エアギャップセンサ40に接触センサ41
を用いた場合は、接触センサ41を構成する一対の接点
41aと41bを、図3に示す如くステータ円筒体22の
内周面22aに円周方向に所定の微少間隔を隔てて配設
した。即ち、第1接点41aを有するエアギャップセン
サをネジ溝部Bに配置し、第2接点41bを有するエア
ギャップセンサをネジ山部Aに配置している。尚、接点
部分が夫々、ステータ円筒体22とロテータ円筒体12
との隙間内において同一円周上、即ち、ステータ円筒体
22の中心軸線から夫々の接点まで同一距離になるよう
にステータ円筒体22の内周面22aに配設されてい
る。従って、第2接点41bがネジ山Aから若干突出し
ており、第1接点41aがネジ溝Bからかなり突出して
いる。これによって、ロータ10が正規位置で支持され
ているとき、ロータ円筒体12の外周面と各接点間の間
隔が同一となるようになっている。
The air gap sensor 40 includes a contact sensor 41
In the case of using the contact sensor 41, a pair of contacts 41a and 41b constituting the contact sensor 41 are arranged on the inner peripheral surface 22a of the stator cylinder 22 at a predetermined minute interval in the circumferential direction as shown in FIG. That is, the air gap sensor having the first contact 41a is arranged in the thread groove B, and the air gap sensor having the second contact 41b is arranged in the thread A. The contact portions are respectively a stator cylinder 22 and a rotator cylinder 12.
Are arranged on the inner circumferential surface 22a of the stator cylinder 22 so as to be on the same circumference in the gap between them, that is, at the same distance from the central axis of the stator cylinder 22 to the respective contact points. Therefore, the second contact 41b slightly protrudes from the thread A, and the first contact 41a protrudes considerably from the thread groove B. Thus, when the rotor 10 is supported at the normal position, the interval between the outer peripheral surface of the rotor cylinder 12 and each contact is the same.

【0024】接触センサ41は、上述の如く配設されて
いるので、アルミニウム等の金属製ロータ10の円筒体
12がステータ円筒体22側の接触センサ41に接触す
ると、接触センサ41の各接点41aと41b間が導通
し、検出信号を発生させる。この検出信号は、ネジ溝ポ
ンプ部のエアギャップが異常に小さくなったこと、従っ
てロータ円筒体の内周面とステータ円筒体22の内周面
との接触の危険性が大きくなったことを表している。
Since the contact sensor 41 is disposed as described above, when the cylindrical body 12 of the rotor 10 made of metal such as aluminum contacts the contact sensor 41 on the side of the stator cylinder 22, each contact 41 a of the contact sensor 41 is provided. And 41b are conducted to generate a detection signal. This detection signal indicates that the air gap of the thread groove pump portion has become abnormally small, and thus the risk of contact between the inner peripheral surface of the rotor cylinder and the inner peripheral surface of the stator cylinder 22 has increased. ing.

【0025】エアギャップセンサ40に渦電流センサ4
2を用いることができる。この場合、渦電流センサ42
は接触センサ41と同様にステータ円筒体22のネジ溝
付内周面22aに設置される。渦電流センサ42は、接
触センサ41と異なり、エアギャップgの大きさエアギ
ャップ値を検出できる。
The air gap sensor 40 includes an eddy current sensor 4
2 can be used. In this case, the eddy current sensor 42
Is installed on the threaded inner peripheral surface 22 a of the stator cylinder 22 in the same manner as the contact sensor 41. Unlike the contact sensor 41, the eddy current sensor 42 can detect the size of the air gap g and the air gap value.

【0026】図4はエアギャップセンサ40として渦電
流センサ42を用いて構成した接触防止装置のブロック
図、そして図5はその動作の流れ図である。図4におい
て、接触防止装置はエアギャップを検出する渦電流セン
サ42、プログラムに従って各種演算や制御を行うCP
U43、プログラムやデータを記憶するメモリ44、設
置値等を設置する入力手段である設定器45、及び真空
ポンプの作動を緊急停止させるインターロック回路46
とで構成されている。
FIG. 4 is a block diagram of a contact prevention device constituted by using an eddy current sensor 42 as the air gap sensor 40, and FIG. 5 is a flowchart of the operation thereof. In FIG. 4, a contact prevention device includes an eddy current sensor 42 for detecting an air gap, and a CP for performing various calculations and controls according to a program.
U43, a memory 44 for storing programs and data, a setting device 45 as an input means for setting installation values and the like, and an interlock circuit 46 for urgently stopping the operation of the vacuum pump
It is composed of

【0027】接触防止装置がスタート(101)する
と、CPU43は渦電流センサ42からエアギャプ値を
読み込み、メモリ44に格納する(102)。次に、C
PU43はメモリ44から設定値とエアギャップ値を読
み出し、これらを比較する(103)。比較の結果、エ
アギャップ値が設定値以下であると判断した場合は、イ
ンターロック回路を作動させ、真空ポンプの作動を緊急
停止させ(104)、終了する(105)。なお、接触
防止装置に警報器を設け、エアギャップ値が設定値以下
になった場合に、警報を発するようにしてもよい。ま
た、エアギャップセンサに接触センサ41を用い、セン
サ部の接点41aと41bにロータ円筒体12の内周面
12aが接触したことを検出して警報を発生させる簡易
型の接触防止装置も構成できる。
When the contact prevention device starts (101), the CPU 43 reads the air gap value from the eddy current sensor 42 and stores it in the memory 44 (102). Next, C
The PU 43 reads the set value and the air gap value from the memory 44 and compares them (103). As a result of the comparison, when it is determined that the air gap value is equal to or less than the set value, the interlock circuit is operated, the operation of the vacuum pump is stopped immediately (104), and the operation is terminated (105). Note that an alarm may be provided in the contact prevention device so that an alarm is issued when the air gap value becomes equal to or less than the set value. In addition, a simple contact prevention device that uses the contact sensor 41 as the air gap sensor, detects that the inner peripheral surface 12a of the rotor cylinder 12 has contacted the contact points 41a and 41b of the sensor unit, and generates an alarm, can also be configured. .

【0028】以上、ネジ溝がステータ側に形成されてい
るネジ溝ポンプ部を備える真空ポンプに適用して本発明
を説明したが、ネジがロータの円筒体の外周面に形成さ
れ、このネジ溝付外周面がステータの円筒体の平坦な内
周面に対向し、この間に所定のエアギャップを保つよう
なネジ溝ポンプ部を具備する真空ポンプにも本発明を適
用できる。
The present invention has been described above by applying the present invention to a vacuum pump having a thread groove pump portion having a thread groove formed on the stator side. However, the screw is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body of the rotor. The present invention can also be applied to a vacuum pump having a thread groove pump portion whose outer peripheral surface is opposed to the flat inner peripheral surface of the cylindrical body of the stator and maintains a predetermined air gap therebetween.

【0029】また、本発明はロータが転がり軸受や滑り
軸受等の機械式軸受によって支持されている真空ポンプ
にも適用することができる。本発明はターボ分子ポンプ
やドラッグポンプ等を含む真空ポンプ全般に適用できる
ことは言うまでもない。
The present invention can also be applied to a vacuum pump in which the rotor is supported by mechanical bearings such as rolling bearings and sliding bearings. It goes without saying that the present invention can be applied to all vacuum pumps including turbo molecular pumps and drag pumps.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は、ネジ溝ポンプ部を具備する真
空ポンプにおいて、ステータ円筒体の内周面の所定位置
にエアギャップセンサを備えたので、ロータ円筒体の外
周面とステータ円筒体の内周面とのエアギャップの間隔
を直接に且つ確実に検出することができるようになっ
た。また、このエアギャップセンサの出力信号を利用し
てインターロックを作動させることによって、ロータ側
とステータ側との接触を確実に防止できるようになっ
た。従って、ネジ溝ポンプ部を具備する真空ポンプの信
頼性と耐久性の向上が図られた。
According to the present invention, in a vacuum pump having a thread groove pump portion, an air gap sensor is provided at a predetermined position on the inner peripheral surface of the stator cylinder, so that the outer peripheral surface of the rotor cylinder and the stator cylinder can be removed. The gap between the air gap and the inner peripheral surface can be directly and reliably detected. Further, by operating the interlock using the output signal of the air gap sensor, the contact between the rotor side and the stator side can be reliably prevented. Therefore, the reliability and durability of the vacuum pump having the thread groove pump section were improved.

【0031】更に、エアギャップセンサ自体は容易に入
手できるものであり、且つこれをネジ溝ポンプ部に設置
するための工数は少なくてすむから、本発明を適用した
真空ポンプの製造コストを増加させることは殆どなく実
用上の効果が大きい。
Further, since the air gap sensor itself can be easily obtained and the number of steps for installing the air gap sensor in the thread groove pump portion can be reduced, the manufacturing cost of the vacuum pump to which the present invention is applied increases. There is almost no practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用して構成した真空ポンプであっ
て、タービン翼部とネジ溝ポンプ部を組み合わせた複合
型ターボ分子ポンプの一実施例の縦断面である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a combined type turbo molecular pump, which is a vacuum pump configured by applying the present invention, in which a turbine blade section and a thread groove pump section are combined.

【図2】ネジ溝ポンプ部のロータ円筒体とステータ円筒
体の部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a rotor cylinder and a stator cylinder of a thread groove pump section.

【図3】ネジ溝ポンプ部のステータ円筒体の内周面の部
分斜視図である。
FIG. 3 is a partial perspective view of the inner peripheral surface of a stator cylinder of a thread groove pump section.

【図4】接触防止装置の一実施例のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of one embodiment of a contact prevention device.

【図5】接触防止装置の動作の流れ図である。FIG. 5 is a flowchart of the operation of the contact prevention device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ロータ 11 ロータ翼 12 ロータ円筒体 12a 平坦な外周面 20 ステータ 21 ステータ翼 22 ステータ円筒体 22a ネジ溝付内周面 30 磁気軸受装置 31 ロータシャフト 32 第1ラジアル磁気軸受 32a 半径方向電磁石 32b 半径方向変位センサ 33 第2ラジアル磁気軸受 33a 半径方向電磁石 33b 半径方向変位センサ 34 第1スラスト磁気軸受 35 第2スラスト磁気軸受 36 軸方向変位センサ 37 タッチダウンベアリング 38 高周波モータ 40 ギャップセンサ 41 接触センサ 41a 第1接点 41b 第2接点 42 渦電流センサ 43 CPU 44 メモリ 45 設定器 46 インターロック回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotor 11 Rotor blade 12 Rotor cylinder 12a Flat outer peripheral surface 20 Stator 21 Stator blade 22 Stator cylinder 22a Threaded inner peripheral surface 30 Magnetic bearing device 31 Rotor shaft 32 First radial magnetic bearing 32a Radial electromagnet 32b Radial direction Displacement sensor 33 Second radial magnetic bearing 33a Radial electromagnet 33b Radial displacement sensor 34 First thrust magnetic bearing 35 Second thrust magnetic bearing 36 Axial displacement sensor 37 Touch down bearing 38 High frequency motor 40 Gap sensor 41 Contact sensor 41a First Contact 41b Second contact 42 Eddy current sensor 43 CPU 44 Memory 45 Setting device 46 Interlock circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロータ円筒体とステータ円筒体とからな
り且つ前記ロータ円筒体の外周面と前記ステータ円筒体
の内周面のいずれか一方にネジが形成されたネジ溝ポン
プ部を具備する真空ポンプにおいて、前記ステータ円筒
体の内周面の所定位置に前記ロータ円筒体の外周面と前
記ステータ円筒体の内周面とのエアギャップを検出する
エアギャップセンサを備えたことを特徴とする真空ポン
プ。
1. A vacuum comprising a rotor cylinder and a stator cylinder, and having a thread groove pump portion having a thread formed on one of an outer peripheral surface of the rotor cylinder and an inner peripheral surface of the stator cylinder. A vacuum, wherein the pump is provided with an air gap sensor for detecting an air gap between an outer peripheral surface of the rotor cylinder and an inner peripheral surface of the stator cylinder at a predetermined position on an inner peripheral surface of the stator cylinder. pump.
【請求項2】 前記エアギャップセンサは前記ステータ
円筒体の内周面に円周方向に所定の間隔を隔てて複数個
配設されていることを特徴とする請求項1の真空ポン
プ。
2. The vacuum pump according to claim 1, wherein a plurality of said air gap sensors are arranged on the inner peripheral surface of said stator cylinder at predetermined intervals in a circumferential direction.
【請求項3】 前記エアギャップセンサは前記ステータ
円筒体の下端近傍の内周面に配設されていることを特徴
とする請求項1の真空ポンプ。
3. The vacuum pump according to claim 1, wherein the air gap sensor is provided on an inner peripheral surface near a lower end of the stator cylinder.
【請求項4】 前記エアギャップセンサは前記ステータ
円筒体の内周面に円周方向に所定の微少間隔を隔てて配
設された一対の接点を有する接触センサであることを特
徴とする請求項1の真空ポンプ。
4. The air gap sensor according to claim 1, wherein the air gap sensor is a contact sensor having a pair of contacts arranged on the inner circumferential surface of the stator cylinder at a predetermined minute interval in a circumferential direction. 1 vacuum pump.
【請求項5】 前記エアギャップセンサは渦電流センサ
であることを特徴とする請求項1の真空ポンプ。
5. The vacuum pump according to claim 1, wherein said air gap sensor is an eddy current sensor.
【請求項6】 ロータ円筒体とステータ円筒体とからな
り且つ前記ロータ円筒体の外周面と前記ステータ円筒体
の内周面のいずれか一方にネジが形成されたネジ溝ポン
プ部を具備する真空ポンプにおいて、前記ロータ円筒体
の外周面と前記ステータ円筒体の内周面とのエアギャッ
プを検出するエアギャップセンサと、前記エアギャップ
センサが検出したエアギャップ値を記憶するメモリと、
前記検出したエアギャップ値を設定値と比較する判別器
と、前記判別器が前記検出したエアギャップ値が設定値
以下であると判別したときにインターロックを作動させ
るインターロック回路とからなる接触防止装置を備えた
ことを特徴とする真空ポンプ。
6. A vacuum comprising a rotor cylinder and a stator cylinder, and having a thread groove pump portion having a thread formed on one of an outer peripheral surface of the rotor cylinder and an inner peripheral surface of the stator cylinder. In the pump, an air gap sensor that detects an air gap between an outer peripheral surface of the rotor cylinder and an inner peripheral surface of the stator cylinder, a memory that stores an air gap value detected by the air gap sensor,
A contact prevention device comprising: a discriminator that compares the detected air gap value with a set value; and an interlock circuit that activates an interlock when the discriminator determines that the detected air gap value is equal to or less than a set value. A vacuum pump comprising a device.
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