JPH0240096A - ターボ分子ポンプの運転制御方法 - Google Patents
ターボ分子ポンプの運転制御方法Info
- Publication number
- JPH0240096A JPH0240096A JP63191077A JP19107788A JPH0240096A JP H0240096 A JPH0240096 A JP H0240096A JP 63191077 A JP63191077 A JP 63191077A JP 19107788 A JP19107788 A JP 19107788A JP H0240096 A JPH0240096 A JP H0240096A
- Authority
- JP
- Japan
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- rotor
- rotor shaft
- bearing
- magnetic bearing
- point
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- 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
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- 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
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はターボ分子ポンプの運転制御方法に関するも
のである。
のである。
ターボ分子ポンプにおいては、ロータの径方向に対して
も、また軸方向に対しても能動型磁気軸受を使用するの
が一般的であるが、制御の容易化、コスト低減等の観点
からは、回転軸方向のみを能動型磁気軸受とし、径方向
は受動型磁気軸受とした一軸制御型磁気軸受装置を使用
するのが好ましい。しかしながら径方向の受動型磁気軸
受は減衰特性が良好なものではなく、そのため共振点で
の振幅倍率が大きく、共振点通過時の事故防止のため、
各種対策を実施する必要が生じている。
も、また軸方向に対しても能動型磁気軸受を使用するの
が一般的であるが、制御の容易化、コスト低減等の観点
からは、回転軸方向のみを能動型磁気軸受とし、径方向
は受動型磁気軸受とした一軸制御型磁気軸受装置を使用
するのが好ましい。しかしながら径方向の受動型磁気軸
受は減衰特性が良好なものではなく、そのため共振点で
の振幅倍率が大きく、共振点通過時の事故防止のため、
各種対策を実施する必要が生じている。
この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、共振点通過時の事故発生の可能性を低減し得るター
ボ分子ポンプの運転制御方法を提供することにある。
は、共振点通過時の事故発生の可能性を低減し得るター
ボ分子ポンプの運転制御方法を提供することにある。
そこでこの発明のターボ分子ポンプの運転制御方法は、
ケーシング内においてロータを径方向磁気軸受にて径方
向支持すると共に、軸方向磁気軸受にて軸方向浮上位置
を調整可能に支持する一方、上記ロータが軸方向平衡点
よりも下降または上昇した位置においてロータを軸方向
支持する機械的軸受を設け、上記ロータの回転数が１次
共振点を通過するまでは上記機械的軸受によるロータ支
持を行うと共に、ロータの回転数が１次共振点を通過し
た後に上記軸方向磁気軸受でロータを平衡点にまで浮上
させるようにしている。
ケーシング内においてロータを径方向磁気軸受にて径方
向支持すると共に、軸方向磁気軸受にて軸方向浮上位置
を調整可能に支持する一方、上記ロータが軸方向平衡点
よりも下降または上昇した位置においてロータを軸方向
支持する機械的軸受を設け、上記ロータの回転数が１次
共振点を通過するまでは上記機械的軸受によるロータ支
持を行うと共に、ロータの回転数が１次共振点を通過し
た後に上記軸方向磁気軸受でロータを平衡点にまで浮上
させるようにしている。
次にこの発明のターボ分子ポンプの運転制御方法の具体
的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する
。
的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する
。
第１図において、■はターボ分子ポンプの全体を示して
いるが、このポンプ１は、本体ケーシング２内に配置し
たモータ３によってロータシャフト４を回転駆動し、こ
れによってターボ翼５を回転させ、吸気口６からの吸気
を排気口から排気する構造のものである。上記ロータシ
ャフト４は、その上下両部において受動型磁気軸受８．
９によって径方向支持がなされており、下部に設けた能
動型磁気軸受１０によって軸方向支持がなされている。
いるが、このポンプ１は、本体ケーシング２内に配置し
たモータ３によってロータシャフト４を回転駆動し、こ
れによってターボ翼５を回転させ、吸気口６からの吸気
を排気口から排気する構造のものである。上記ロータシ
ャフト４は、その上下両部において受動型磁気軸受８．
９によって径方向支持がなされており、下部に設けた能
動型磁気軸受１０によって軸方向支持がなされている。
なお図において１２はころがり軸受であって、これらは
主としてロータシャフト４の最大変位量を規制する安全
用のものであるが、上部のころがり軸受１２は他の重要
な機能も有するものである。なおこの点については後述
する。
主としてロータシャフト４の最大変位量を規制する安全
用のものであるが、上部のころがり軸受１２は他の重要
な機能も有するものである。なおこの点については後述
する。
下部磁気軸受９は、一対の永久磁石１３．１３によって
構成されるもので、これらは相対向する位置に同極が存
するように配置されている。また下部磁気軸受９は、本
体ケーシング２の底部に揺動自在に配置された自由揺動
体１５を有しており、この自由揺動体１５とロータシャ
フト４とは、永久磁石１６．１６によって磁気的に結合
されている。そして上記自由揺動体１５の上昇位置は、
ボール１７によって上記ロータシャフト４に接触しない
ように規制されており、また自由揺動体１５と本体ケー
シング２との間には、磁性流体等の減衰材１８が介設さ
れている。すなわちこの下部磁気軸受９においては、上
記自由揺動体１５と減衰材１８とによって、ロータシャ
フト４に対し、充分な減衰能を付与し得るようなされて
いるのである。
構成されるもので、これらは相対向する位置に同極が存
するように配置されている。また下部磁気軸受９は、本
体ケーシング２の底部に揺動自在に配置された自由揺動
体１５を有しており、この自由揺動体１５とロータシャ
フト４とは、永久磁石１６．１６によって磁気的に結合
されている。そして上記自由揺動体１５の上昇位置は、
ボール１７によって上記ロータシャフト４に接触しない
ように規制されており、また自由揺動体１５と本体ケー
シング２との間には、磁性流体等の減衰材１８が介設さ
れている。すなわちこの下部磁気軸受９においては、上
記自由揺動体１５と減衰材１８とによって、ロータシャ
フト４に対し、充分な減衰能を付与し得るようなされて
いるのである。
一方、上部磁気軸受８においては、本体ケーシング２の
頂部に、自由揺動体１９が揺動可能に支持され、この自
由揺動体１９とロータシャフト４との間に一対の永久磁
石２０．２０が介設され、磁気軸受が構成されている。
頂部に、自由揺動体１９が揺動可能に支持され、この自
由揺動体１９とロータシャフト４との間に一対の永久磁
石２０．２０が介設され、磁気軸受が構成されている。
上記自由揺動体１９は、本体ケーシング２と一対の永久
磁石２１．２１によって磁気的に結合されると共に、こ
の自由揺動体１９と本体ケーシング２との間には、磁性
流体等の減衰材２２が介設されている。すなわち、この
−上部磁気軸受８においては、上記自由回転体１９と減
衰材２２とによって、ロータシャフト４に対して減衰能
を付与し得るようなされているのである。
磁石２１．２１によって磁気的に結合されると共に、こ
の自由揺動体１９と本体ケーシング２との間には、磁性
流体等の減衰材２２が介設されている。すなわち、この
−上部磁気軸受８においては、上記自由回転体１９と減
衰材２２とによって、ロータシャフト４に対して減衰能
を付与し得るようなされているのである。
次に、上記軸方向支持を行うための能動型磁気軸受１０
について説明する。第１図において、２３はアーマチャ
ーディスクであって、このアーマチャーディスク２３は
、ロータシャフト４に対し、一体回転可能に取着されて
いる。このアーマチャーディスク２３を挟んで、軸方向
の両側の位置には、一対の軸受要素２４．２４が配置さ
れている。
について説明する。第１図において、２３はアーマチャ
ーディスクであって、このアーマチャーディスク２３は
、ロータシャフト４に対し、一体回転可能に取着されて
いる。このアーマチャーディスク２３を挟んで、軸方向
の両側の位置には、一対の軸受要素２４．２４が配置さ
れている。
各軸受要素２４は、永久磁石２５０両磁極面に一対の磁
極片２７．２８を取着した構造のものである。そして上
記一対の磁極片２７．２８間の位置において、上記永久
磁石２５よりも先端側に制御コイル２９が配置され、こ
の制御コイル２９よりもさらに先端側にセンサーコイル
３０が配置されている。なおこのセンサーコイル３０は
、上記制御コイル２９と同方向に巻かれているものとす
る。
極片２７．２８を取着した構造のものである。そして上
記一対の磁極片２７．２８間の位置において、上記永久
磁石２５よりも先端側に制御コイル２９が配置され、こ
の制御コイル２９よりもさらに先端側にセンサーコイル
３０が配置されている。なおこのセンサーコイル３０は
、上記制御コイル２９と同方向に巻かれているものとす
る。
この磁気軸受１０においては、一対のセンサーコイル３
０．３０にて、アーマチャーディスク２３の変位を差動
検出し、この検出結果に基づいて制御コイル２９．２９
への制御電流を調整し、これによりロータシャフト４を
適正なる浮上位置にて保持するような機能、を有するも
のである。またこの磁気軸受１０の場合、永久磁石２５
のＮＳ極面間隔を長くして、内部磁気抵抗を大きクシ（
例えば、上記磁極片２７．２８を軟磁性体にて構成する
）、制御コイル２９の磁路の磁気抵抗を、永久磁石２５
の漏れ磁路を作ることによって最適化し、また永久磁石
２５よりも先端側に制御コイル２９を配置することによ
って、制御電流による制御特性を向上し得ると共に、ア
ーマチャーディスク２３の変位による不平衡バネ定数を
小さくでき、しかもその構成を簡素化することが可能と
なるという利点を有する。
０．３０にて、アーマチャーディスク２３の変位を差動
検出し、この検出結果に基づいて制御コイル２９．２９
への制御電流を調整し、これによりロータシャフト４を
適正なる浮上位置にて保持するような機能、を有するも
のである。またこの磁気軸受１０の場合、永久磁石２５
のＮＳ極面間隔を長くして、内部磁気抵抗を大きクシ（
例えば、上記磁極片２７．２８を軟磁性体にて構成する
）、制御コイル２９の磁路の磁気抵抗を、永久磁石２５
の漏れ磁路を作ることによって最適化し、また永久磁石
２５よりも先端側に制御コイル２９を配置することによ
って、制御電流による制御特性を向上し得ると共に、ア
ーマチャーディスク２３の変位による不平衡バネ定数を
小さくでき、しかもその構成を簡素化することが可能と
なるという利点を有する。
第２図には上部側のころがり軸受１２とロータシャフト
４との関係を示すが、同図のようにロータシャフト４は
ころがり軸受１２の内径よりやや径小な外径のもので、
その上部にはころがり軸受１２の内径よりも径大なフラ
ンジ部３１を有している。すなわち、ロータシャフト４
が適正位置に浮上している状態では、ころがり軸受１２
とフランジ部３１との間には所定の間隙りが形成される
一方、ロータシャフト４が所定量基−１−１下降したと
きには上記フランジ部３１がころがり軸受１２のインナ
ーレースに接触し得るようなされて０る。
４との関係を示すが、同図のようにロータシャフト４は
ころがり軸受１２の内径よりやや径小な外径のもので、
その上部にはころがり軸受１２の内径よりも径大なフラ
ンジ部３１を有している。すなわち、ロータシャフト４
が適正位置に浮上している状態では、ころがり軸受１２
とフランジ部３１との間には所定の間隙りが形成される
一方、ロータシャフト４が所定量基−１−１下降したと
きには上記フランジ部３１がころがり軸受１２のインナ
ーレースに接触し得るようなされて０る。
なお３２はハネであって、この）＜ネ３２は、上記フラ
ンジ部３１のころがり軸受１２への接触、離反時のショ
ックを軽減するためのものである。
ンジ部３１のころがり軸受１２への接触、離反時のショ
ックを軽減するためのものである。
次に上記ターボ分子ポンプの起動時の運転制御方法につ
いて、第３図に基づいて説明する。まず最初の段階にお
いては、ロータシャフト４を適正浮上位置よりもやや下
降させ、ロータシャフト４のフランジ部３１が、ころが
り軸受１２に軽く接触した状態において、ロータ翼５の
回転駆動を開始する（第３図Ａ点）。そしてこのロータ
翼５の回転数が、上部磁気軸受８の１次共振点Ｂ及び下
部磁気軸受９の１次共振点Ｃを通過して所定の回転数に
達すると（同図り点）、制御コイル２９への制御電流を
次第に増加してロータシャフト４を少しずつ浮上させる
。この作動は、ロータ翼５が所定回転数に達すると共に
、ロータシャフト４が平衡点に達するまで行われ（同図
Ｅ点）、それ以後は、ロータシャフト４を平衡点に浮上
させた状態での回転駆動を行うのである。
いて、第３図に基づいて説明する。まず最初の段階にお
いては、ロータシャフト４を適正浮上位置よりもやや下
降させ、ロータシャフト４のフランジ部３１が、ころが
り軸受１２に軽く接触した状態において、ロータ翼５の
回転駆動を開始する（第３図Ａ点）。そしてこのロータ
翼５の回転数が、上部磁気軸受８の１次共振点Ｂ及び下
部磁気軸受９の１次共振点Ｃを通過して所定の回転数に
達すると（同図り点）、制御コイル２９への制御電流を
次第に増加してロータシャフト４を少しずつ浮上させる
。この作動は、ロータ翼５が所定回転数に達すると共に
、ロータシャフト４が平衡点に達するまで行われ（同図
Ｅ点）、それ以後は、ロータシャフト４を平衡点に浮上
させた状態での回転駆動を行うのである。
なお上記例とは逆に、ロータの浮上位置を適正浮上位置
よりも上昇させて同様の効果を得ることが、ころがり軸
受１２の位置等を工夫することにより可能なことは言う
までもないことである。
よりも上昇させて同様の効果を得ることが、ころがり軸
受１２の位置等を工夫することにより可能なことは言う
までもないことである。
以上のようにこの発明のターボ分子ポンプの運転制御方
法では、ロータの回転数が１次共振点を通過するまでは
、ロータが機械的軸受によって支持される構成を採用し
ているので、共振点通過時の事故発生の危険性を低減す
ることが可能となり、ポンプの作動信頼性を向上し得る
ことになる。
法では、ロータの回転数が１次共振点を通過するまでは
、ロータが機械的軸受によって支持される構成を採用し
ているので、共振点通過時の事故発生の危険性を低減す
ることが可能となり、ポンプの作動信頼性を向上し得る
ことになる。
第１図はこの発明の運転制御方法を実施するためのター
ボ分子ポンプの一例を示す縦断面図、第２図はその一部
を拡大して示す縦断面図、第３図は運転制御方法の一例
の説明図である。 ■・・・ターボ分子ポンプ、２・・・本体ケーシング、
４・・・ロータシャツ１−１５・・・ロータ翼、８．９
・・・磁気軸受、１０・・・軸方向磁気軸受、１２・・
・ころがり軸受。 特許出願人 日本フェロ−フルイデイクス株式会
社 第１図 第２図
ボ分子ポンプの一例を示す縦断面図、第２図はその一部
を拡大して示す縦断面図、第３図は運転制御方法の一例
の説明図である。 ■・・・ターボ分子ポンプ、２・・・本体ケーシング、
４・・・ロータシャツ１−１５・・・ロータ翼、８．９
・・・磁気軸受、１０・・・軸方向磁気軸受、１２・・
・ころがり軸受。 特許出願人 日本フェロ−フルイデイクス株式会
社 第１図 第２図
Claims (1)
- １、ケーシング内においてロータを径方向磁気軸受にて
径方向支持すると共に、軸方向磁気軸受にて軸方向浮上
位置を調整可能に支持する一方、上記ロータが軸方向平
衡点よりも下降または上昇した位置においてロータを軸
方向支持する機械的軸受を設け、上記ロータの回転数が
１次共振点を通過するまでは上記機械的軸受によるロー
タ支持を行うと共に、ロータの回転数が１次共振点を通
過した後に上記軸方向磁気軸受でロータを平衡点にまで
浮上させることを特徴とするターボ分子ポンプの運転制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191077A JP2688624B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | ターボ分子ポンプの運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191077A JP2688624B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | ターボ分子ポンプの運転制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240096A true JPH0240096A (ja) | 1990-02-08 |
| JP2688624B2 JP2688624B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=16268482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191077A Expired - Fee Related JP2688624B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | ターボ分子ポンプの運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2688624B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111779679A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-16 | 杭州大路实业有限公司 | 一种轴向永磁悬浮磁力传动泵 |
| WO2024033319A1 (en) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | Leybold Gmbh | Magnetic bearing and vacuum pump |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63191077A patent/JP2688624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111779679A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-16 | 杭州大路实业有限公司 | 一种轴向永磁悬浮磁力传动泵 |
| CN111779679B (zh) * | 2020-07-31 | 2026-04-17 | 杭州大路实业有限公司 | 一种轴向永磁悬浮磁力传动泵 |
| WO2024033319A1 (en) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | Leybold Gmbh | Magnetic bearing and vacuum pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2688624B2 (ja) | 1997-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |