JPH0712091A - 磁気軸受装置 - Google Patents

磁気軸受装置

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JPH0712091A
JPH0712091A JP5237549A JP23754993A JPH0712091A JP H0712091 A JPH0712091 A JP H0712091A JP 5237549 A JP5237549 A JP 5237549A JP 23754993 A JP23754993 A JP 23754993A JP H0712091 A JPH0712091 A JP H0712091A
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JP
Japan
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magnetic bearing
rotary shaft
impeller
bearing
rotating shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP5237549A
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English (en)
Inventor
Yoichi Kanemitsu
陽一 金光
Yuji Shirao
祐司 白尾
Kazuki Sato
一樹 佐藤
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Publication of JPH0712091A publication Critical patent/JPH0712091A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/0408Passive magnetic bearings
    • F16C32/0423Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
    • F16C32/0425Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for radial load mainly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C32/0476Active magnetic bearings for rotary movement with active support of one degree of freedom, e.g. axial magnetic bearings
    • F16C32/0478Active magnetic bearings for rotary movement with active support of one degree of freedom, e.g. axial magnetic bearings with permanent magnets to support radial load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/44Centrifugal pumps
    • F16C2360/45Turbo-molecular pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分解、組立の容易なターボ分子ポンプを提供
する。 【構成】 磁気軸受により支持された回転軸(14)
に、回転軸(14)及び磁気軸受全体を覆う様に釣鐘状
の羽根車(12)を取り付け、回転を支持する2個の受
動形磁気軸受(20、22)の中間に駆動用のモータ
(40)を設け、羽根車(12)より離れた側の磁気軸
受のモータ(40)の反対側に軸方向制御用の磁気軸受
(38)を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、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、半径方向制御用軸受と軸方向制御磁気軸
受とを有するターボ分子ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】この様なターボ分子ポンプであって、半
径方向制御用軸受として永久磁石を有する受動安定形磁
気軸受を備え、軸方向制御磁気軸受として能動形磁気軸
受を備えており、受動安定形磁気軸受で軸方向の力を発
生して回転軸を付勢し、該軸方向の力に抗する力を能動
形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軸制御形磁気軸受」と呼ばれ
ることが多い。
【0003】この様な1軸制御形磁気軸受としては、例
えば特開平2−72216号公報に記載されている様な
ものがある。この磁気軸受は、受動形磁気軸受により回
転軸を上方へ付勢し、一方、能動形磁気軸受である電磁
石により引下げ円盤を介して回転軸を引き下げる様に構
成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平2−7
2216号公報記載の磁気軸受の場合には、上側には非
常用軸受及びそれを支持する梁が存在するため、下側も
電磁石及びスラストディスクを外さなければ分解出来な
いため、分解及び組立作業が非常に煩雑である。そのた
め、メンテナンスに要する労力が非常に大きいという問
題を有している。
【0005】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
て提案されたもので、メンテナンスが容易なターボ分子
ポンプの提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のターボ分子ポン
プは、磁気軸受により支持された回転軸(14)に、回
転軸(14)及び磁気軸受全体を覆う様に釣鐘状の羽根
車(12)を取り付け、回転を支持する2個の受動形磁
気軸受(20、22)の中間に駆動用のモータ(40)
を設け、羽根車(12)より離れた側の磁気軸受のモー
タ(40)の反対側に軸方向制御用の磁気軸受(38)
を配置している。
【0007】ここで、本発明のターボ分子ポンプにおい
て、前記受動形磁気軸受(20、22)は、軸方向に磁
化したリング状の永久磁石(30、34)を同極が向き
合う様に積層し、回転軸(14)と固定部(16)に同
心に配置した反発形磁気軸受として構成されており、回
転軸(14)に取り付けられた永久磁石(30、34)
の外径は該回転軸(14)の他の部分の外径と等しいの
が好ましい。
【0008】ここで、非常用磁気軸受を少なくとも2つ
備えており、下側の非常用軸受は下側の受動形磁気軸受
と能動形磁気軸受との間に配置されているか或いは回転
軸の下端部に配置されているのが好ましい。
【0009】本発明の実施に際して、回転軸の下端部近
傍にはスラストディスクが設けられており、能動形磁気
軸受の回転軸を引き上げる力は該スラストディスクを介
して回転軸へ付勢されるのが好ましい。
【0010】また、少なくとも1つの受動形磁気軸受は
半径方向振動を抑制する減衰機構を備えており、該減衰
機構は、下側の受動形磁気軸受に設けられ、ゴム等の弾
性体で構成された減衰部材を含んでいるのが好ましい。
【0011】さらに上側の非常用軸受は、上側の受動形
磁気軸受の軸方向上方であって回転軸上端部近傍の位
置、或いは該上側の受動形磁気軸受とモータとの間に設
けるのが好ましい。ただし、高真空側に設けることも可
能である。
【0012】
【作用】上記した様な構成を有する本発明によれば、ス
ラストディスクを回転軸から外せば、羽車及び回転軸は
固定部から容易に取り外せる。従って分解及び組立が極
めて容易に行われ、分解、組立、メンテナンスに費やさ
れる労力が大幅に軽減される。
【0013】なお、受動形磁気軸受を構成する永久磁石
を取り付けた部分における外径は、回転軸の他の部分の
外径よりも小さくすることも可能である。回転軸を固定
部から引き抜く際に永久磁石が破損することを防止出来
て、より大きなラジアル力を発揮する永久磁石が装着可
能となるからである。但し、永久磁石を取り付けた部分
の外径の減少分寸法は、ラジアル軸受としての能力が減
少しない程度でなければならない。
【0014】
【実施例】以下、図1を参照して、本発明の実施例を説
明する。
【0015】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とから成る回転部と、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。
【0016】回転軸14を半径方向について制御するた
めの受動安定形磁気軸受20、22が異なった軸方向
(Z)位置に設けられており、下方の受動安定形磁気軸
受22には弾性部材24を含んだ減衰機構26がいる。
受動安定形磁気軸受20、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
な反撥力が作用する。そして図1から明らかな様に、回
転軸14側の永久磁石30…、34…は対向する永久磁
石28…、32…に比較して若干下方に位置している。
その結果、回転軸14はリング状の複数の永久磁石間に
作用する反撥力により、矢印Dで示す様に軸方向Z下方
へ常時付勢される。
【0017】スラストディスク18の上方には、ソレノ
イド36を含む能動形磁気軸受38が設けられている。
この能動形磁気軸受38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を矢印Uで示す様に上方へ
引き上げている。
【0018】図1において、符号40はモータを示して
いる。また、符号42、44、46は上側の非常用軸受
を配置し得る位置を示しており、符号48、50、52
は下側の非常用軸受を配置し得る位置を示している。但
し、上側及び下側の非常用軸受は1つずつ設ければ良
く、図示の位置全てに設けることを意図しているもので
はない。これに加えて、上側の非常用軸受を位置42に
設ける場合には、支持用の梁が必要である。
【0019】作動に際しては、羽根車12、回転軸14
から成る回転部の重量と、受動安定形磁気軸受20、2
2の反撥力は共に下側へ作用し、能動形磁気軸受38の
磁気的吸引力は上側に作用する。そして両者は、図示し
ない制御機構により能動形磁気軸受38の磁気的吸引力
を調節することにより平衡するのである。
【0020】仮に予測しない力が回転部に作用しても、
図示しないセンサ等の手段によりそれを検出して、対応
する電流を能動形磁気軸受38へ供給すれば良い。
【0021】メンテナンスに際しては、図示しない着脱
手段によりスラストディスク18を回転軸14から取り
外せば、羽根車12及び回転軸14を固定部16から容
易に抜き出すことが出来る。そして、必要な作業完了後
に羽根車12及び回転軸14を固定部16に挿入して、
スラストディスク18を回転軸14へ再度取り付ければ
良い。
【0022】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明のターボ分子
ポンプによれば分解、組立、メンテナンスが容易とな
り、それに費やされる労力も軽減される。また、回転部
に予測しない外力が負荷されても、回転軸が下方へ落下
する恐れがない。さらに、非常用軸受のレイアウトの自
由度が大きい。
【0023】そして、適当なセンサ及び制御機構と組み
合わせることにより、これ等の効果はさらに増幅される
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面正面図。
【符号の説明】
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・・・受動形磁気軸受 26・・・減衰機構 28、30、32、34・・・永久磁石 38・・・能動形磁気軸受 40・・・モータ 42、44、46、48、50、52・・・非常用軸受
設置位置 D・・・回転軸を下方へ付勢する力 U・・・回転軸を上方へ付勢する力

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気軸受により支持された回転軸(1
    4)に、回転軸(14)及び磁気軸受全体を覆う様に釣
    鐘状の羽根車(12)を取り付け、回転を支持する2個
    の受動形磁気軸受(20、22)の中間に駆動用のモー
    タ(40)を設け、羽根車(12)より離れた側の磁気
    軸受のモータ(40)の反対側に軸方向制御用の磁気軸
    受(38)を配置したことを特徴とするターボ分子ポン
    プ。
  2. 【請求項2】 前記受動形磁気軸受(20、22)は、
    軸方向に磁化したリング状の永久磁石(30、34)を
    同極が向き合う様に積層し、回転軸(14)と固定部
    (16)に同心に配置した反発形磁気軸受として構成さ
    れており、回転軸(14)に取り付けられた永久磁石
    (30、34)の外径は該回転軸(14)の他の部分の
    外径と等しい請求項1に記載のターボ分子ポンプ。
JP5237549A 1993-09-24 1993-09-24 磁気軸受装置 Pending JPH0712091A (ja)

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