JPH116774A - Rotor temperature detection device and temperature detection method - Google Patents

Rotor temperature detection device and temperature detection method

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Publication number
JPH116774A
JPH116774A JP9238205A JP23820597A JPH116774A JP H116774 A JPH116774 A JP H116774A JP 9238205 A JP9238205 A JP 9238205A JP 23820597 A JP23820597 A JP 23820597A JP H116774 A JPH116774 A JP H116774A
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JP
Japan
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rotor
thermal expansion
temperature
pump rotor
pump
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9238205A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Ono
正雄 大野
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH116774A publication Critical patent/JPH116774A/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/44Centrifugal pumps
    • F16C2360/45Turbo-molecular pumps

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターボ分子ポンプA内において磁気軸受1
1,12により浮上保持されている回転軸4と回転一体
のポンプロータ5の温度を検出するようにしたロータ温
度検出装置に対して、放射温度計を使用しなくてもその
温度検出精度を向上させ、ポンプロータ5の異常等を確
実に検出する。 【解決手段】 ポンプロータ5の熱膨張量を検出する熱
膨張量検出手段32と、この熱膨張量検出手段32によ
り検出された熱膨張量に基づいてポンプロータ5の温度
を演算する温度演算手段33とを備えるようにする。ま
た、熱膨張量検出手段32は、ポンプロータ5の径方向
の熱膨張量を検出する2つの非接触式位置センサ31,
31を有し、その両位置センサ31,31をポンプロー
タ5の軸心に対して互いに対向して設ける。
[Problem] To provide a magnetic bearing 1 in a turbo molecular pump A
Improves the temperature detection accuracy of a rotor temperature detection device that detects the temperature of a pump rotor 5 integral with a rotating shaft 4 floatingly held by 1, 12 without using a radiation thermometer. Then, abnormality of the pump rotor 5 and the like are reliably detected. SOLUTION: A thermal expansion amount detecting means 32 for detecting a thermal expansion amount of the pump rotor 5, and a temperature calculating means for calculating a temperature of the pump rotor 5 based on the thermal expansion amount detected by the thermal expansion amount detecting means 32. 33. The thermal expansion amount detecting means 32 includes two non-contact type position sensors 31 for detecting the radial thermal expansion amount of the pump rotor 5,
The two position sensors 31, 31 are provided to face each other with respect to the axis of the pump rotor 5.

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、ロータ温度検出装
置及び温度検出方法に関し、特に磁気軸受により浮上保
持されているロータの温度を検出するようにしたものの
技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor temperature detecting device and a temperature detecting method, and more particularly to the technical field of detecting a temperature of a rotor levitated and held by a magnetic bearing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば真空ポンプ等では、そ
のポンプロータを高速で安定的に回転させるために、ポ
ンプロータと回転一体の回転軸を磁気軸受により浮上保
持して非接触で回転させるようにすることはよく知られ
ている。そして、そのポンプロータの温度が所定値以上
となった場合に、ポンプロータ等が異常であると判断し
てポンプロータや他の部品を保護すべく、その回転を停
止させたり回転周波数を低下させたりしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a vacuum pump or the like, in order to stably rotate the pump rotor at high speed, a rotating shaft integral with the pump rotor is floated and held by a magnetic bearing and rotated in a non-contact manner. It is well known that When the temperature of the pump rotor becomes equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the pump rotor or the like is abnormal, and in order to protect the pump rotor and other parts, the rotation is stopped or the rotation frequency is reduced. Or

【0003】一方、上記ポンプロータのように、磁気軸
受により浮上保持されている場合、そのロータの温度を
非接触で直接検出するには、放射温度計によりロータの
輻射熱を検出するしかない。ところが、その放射温度計
は大きすぎるため、真空ポンプ等のように限られたスペ
ース内に設けることは困難である。
On the other hand, when the pump rotor is levitated and held by magnetic bearings, the only way to directly detect the temperature of the rotor in a non-contact manner is to detect the radiant heat of the rotor with a radiation thermometer. However, since the radiation thermometer is too large, it is difficult to provide it in a limited space such as a vacuum pump.

【0004】そこで、従来、真空ポンプ等では、ロータ
を駆動するモータ等のロータ近傍に配置されている部品
の温度を検出し、その温度からロータの温度を推定して
いるのが現状である。
Therefore, conventionally, in vacuum pumps and the like, the temperature of components disposed near the rotor such as a motor for driving the rotor is detected and the temperature of the rotor is estimated from the detected temperature.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モータ
等の他の部品の温度からロータの温度を推定する方法で
は、その検出精度が極めて低く、ロータ等に異常が生じ
ていなくても、その回転を停止させたり回転周波数を低
下させたりすることが起こり得る。また、逆に、ロータ
等に異常が生じていてもそれを検出することができない
場合があり、ロータ等が破損してしまう虞れがある。
However, in the method of estimating the temperature of the rotor from the temperature of other parts such as the motor, the detection accuracy is extremely low, and even if the rotor or the like does not have an abnormality, the rotation of the rotor or the like can be reduced. Stopping or reducing the rotation frequency can occur. Conversely, even if an abnormality has occurred in the rotor or the like, it may not be detected in some cases, and the rotor or the like may be damaged.

【0006】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、真空ポンプのポンプロ
ータのように、磁気軸受により浮上保持されているロー
タの温度を検出してその異常の有無等を判断する場合
に、その温度検出方法を改善することによって、放射温
度計を使用しなくてもその温度検出精度を向上させ、ロ
ータの異常等を確実に検出しようとすることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to detect the temperature of a rotor which is levitated and held by a magnetic bearing, such as a pump rotor of a vacuum pump. By improving the temperature detection method when judging the presence or absence of an abnormality, it is possible to improve the temperature detection accuracy without using a radiation thermometer and to reliably detect the rotor abnormality and the like. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、ロータの熱膨張量を検出し、その
熱膨張量に基づいてロータの温度を演算するようにし
た。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the amount of thermal expansion of a rotor is detected, and the temperature of the rotor is calculated based on the amount of thermal expansion.

【0008】具体的には、請求項1の発明では、図1〜
図3に示すように、磁気軸受(11),(12)により
浮上保持されているロータ(5)の温度を検出するよう
にしたロータ温度検出装置を前提とする。
Specifically, according to the first aspect of the present invention, FIGS.
As shown in FIG. 3, it is assumed that the rotor temperature detecting device is configured to detect the temperature of the rotor (5) levitated and held by the magnetic bearings (11) and (12).

【0009】そして、上記ロータ(5)の熱膨張量を検
出する熱膨張量検出手段(32)と、上記熱膨張量検出
手段(32)により検出された熱膨張量に基づいてロー
タ(5)の温度を演算する温度演算手段(33)とを備
えているものとする。
The thermal expansion amount detecting means (32) for detecting the thermal expansion amount of the rotor (5) and the rotor (5) based on the thermal expansion amount detected by the thermal expansion amount detecting means (32). And a temperature calculating means (33) for calculating the temperature.

【0010】このことにより、ロータ(5)の温度と直
接的に対応する熱膨張量を検出してその熱膨張量に基づ
いてロータ(5)の温度を演算するので、ロータ(5)
の温度を直接検出しているのと殆ど同じことになり、モ
ータ等の他の部品の温度からロータ(5)の温度を推定
する場合に比べて温度検出精度を格段に向上させること
ができる。よって、ロータ(5)の異常等を確実に検出
することができる。
Thus, the amount of thermal expansion directly corresponding to the temperature of the rotor (5) is detected, and the temperature of the rotor (5) is calculated based on the amount of thermal expansion.
This is almost the same as directly detecting the temperature of the motor, and the temperature detection accuracy can be remarkably improved as compared with the case where the temperature of the rotor (5) is estimated from the temperature of other parts such as the motor. Therefore, abnormality of the rotor (5) and the like can be reliably detected.

【0011】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、図1、図4、図5及び図7に示すように、熱膨張
量検出手段(32)は、非接触式位置センサ(31)を
有するものとする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, as shown in FIGS. 1, 4, 5 and 7, the thermal expansion amount detecting means (32) comprises a non-contact type position sensor (31). ).

【0012】このことで、ロータ(5)は熱膨張により
その軸心方向及び径方向に大きくなるので、ロータ
(5)の停止時と運転時とに非接触式位置センサ(3
1)によりそのセンサ(31)からロータ(5)表面ま
での距離をそれぞれ検出して両者を比較することで、そ
の熱膨張量を容易にかつ精度良く検出することができ
る。よって、熱膨張量検出手段(32)の構成を簡単な
ものとすることができる。
As a result, the rotor (5) becomes larger in the axial direction and in the radial direction due to thermal expansion.
By detecting the distance from the sensor (31) to the surface of the rotor (5) according to 1) and comparing the two, the amount of thermal expansion can be easily and accurately detected. Therefore, the configuration of the thermal expansion amount detecting means (32) can be simplified.

【0013】請求項3の発明では、請求項2の発明にお
いて、図1及び図4に示すように、熱膨張量検出手段
(32)は、ロータ(5)の径方向の熱膨張量を検出す
る2つの非接触式位置センサ(31),(31)を有
し、上記両非接触式位置センサ(31),(31)が、
ロータ(5)の軸心に対して互いに対向して設けられて
いるものとする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 4, the thermal expansion detecting means (32) detects the radial thermal expansion of the rotor (5). The two non-contact type position sensors (31) and (31) have the following non-contact type position sensors (31) and (31).
It is assumed that they are provided facing each other with respect to the axis of the rotor (5).

【0014】この発明により、ロータ(5)がその径方
向にぶれたときには、一方の非接触式位置センサ(3
1)によりロータ(5)の熱膨張量の増加が検出され、
他方の非接触式位置センサ(31)により熱膨張量の減
少が検出されることになるので、両位置センサ(3
1),(31)の検出量を例えば平均するようにすれ
ば、ロータ(5)の温度が変化したと誤認するのを確実
に防止することができる。よって、ロータ(5)の径方
向のぶれの影響を低減して、ロータ(5)の熱膨張量を
より一層精度良く検出することができる。
According to the present invention, when the rotor (5) shakes in the radial direction, one of the non-contact type position sensors (3
According to 1), an increase in the amount of thermal expansion of the rotor (5) is detected,
Since the decrease in the amount of thermal expansion is detected by the other non-contact position sensor (31), both position sensors (3
If the detected amounts of 1) and (31) are averaged, for example, it is possible to reliably prevent erroneous recognition that the temperature of the rotor (5) has changed. Therefore, the influence of radial deflection of the rotor (5) can be reduced, and the amount of thermal expansion of the rotor (5) can be detected with higher accuracy.

【0015】請求項4の発明では、請求項3の発明にお
いて、図1及び図4に示すように、ロータ(5)は、真
空ポンプ(A)において軸心方向の一端が開口された有
底筒状のポンプロータであって、両非接触式位置センサ
(31),(31)は、上記ポンプロータ(5)の軸心
方向において開口側に対応して設けられているものとす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 4, the rotor (5) is provided with a bottom having a vacuum pump (A) having one end opened in the axial direction. It is a cylindrical pump rotor, and the two non-contact position sensors (31), (31) are provided corresponding to the opening side in the axial direction of the pump rotor (5).

【0016】このようにすることで、ポンプロータ
(5)の開口側では、温度変化に対する径方向の熱膨張
量の変化が底部側よりも大きくなるので、その熱膨張量
の検出精度をさらに向上させることができる。よって、
真空ポンプ(A)において異常判定を正確に行うことが
でき、その信頼性を向上させることができる。
In this way, the change in the amount of thermal expansion in the radial direction with respect to the temperature change is larger on the opening side of the pump rotor (5) than on the bottom side, so that the accuracy of detecting the amount of thermal expansion is further improved. Can be done. Therefore,
Abnormality can be accurately determined in the vacuum pump (A), and its reliability can be improved.

【0017】請求項5の発明では、請求項4の発明にお
いて、図4に示すように、両非接触式位置センサ(3
1),(31)は、ポンプロータ(5)の内周側に設け
られているものとする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, as shown in FIG.
1) and (31) are provided on the inner peripheral side of the pump rotor (5).

【0018】このことで、真空ポンプ(A)では、通
常、ポンプロータ(5)の外周側をガスが流れるので、
そのガスが各非接触式位置センサ(31)に悪影響を及
ぼすのを防止することができる。また、各位置センサ
(31)の配線を、ポンプロータ(5)の内周側に配置
された磁気軸受(11),(12)の配線と共に1つに
束ねることができ、断線を有効に防止することができ
る。よって、真空ポンプ(A)の信頼性をさらに向上さ
せることができる。
Thus, in the vacuum pump (A), the gas usually flows on the outer peripheral side of the pump rotor (5).
The gas can be prevented from adversely affecting each of the non-contact position sensors (31). Further, the wiring of each position sensor (31) can be bundled together with the wiring of the magnetic bearings (11) and (12) arranged on the inner peripheral side of the pump rotor (5), thereby effectively preventing disconnection. can do. Therefore, the reliability of the vacuum pump (A) can be further improved.

【0019】請求項6の発明では、請求項2の発明にお
いて、図5及び図7に示すように、非接触式位置センサ
(31)は、ロータ(5)の軸心方向の熱膨張量を検出
するように構成されているものとする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, as shown in FIGS. 5 and 7, the non-contact type position sensor (31) measures the amount of thermal expansion of the rotor (5) in the axial direction. It is assumed to be configured to detect.

【0020】このことにより、ロータ(5)の軸心方向
では遠心力の影響を考慮する必要がないので、ロータ
(5)の熱膨張量の検出精度を向上させることができ
る。また、非接触式位置センサ(31)をロータ(5)
の軸心に対応して設けることにより、1つの位置センサ
(31)であっても、ロータ(5)の軸心ぶれの影響を
受けることなく、精度良く熱膨張量を検出することがで
きる。よって、熱膨張量検出精度を向上させつつ、より
一層簡単な熱膨張量検出手段(32)が得られる。
Thus, it is not necessary to consider the influence of the centrifugal force in the axial direction of the rotor (5), so that the accuracy of detecting the thermal expansion amount of the rotor (5) can be improved. Further, the non-contact type position sensor (31) is replaced with the rotor (5).
With this arrangement, even with one position sensor (31), the amount of thermal expansion can be accurately detected without being affected by the axial deviation of the rotor (5). Therefore, a simpler thermal expansion detecting means (32) can be obtained while improving the thermal expansion detection accuracy.

【0021】請求項7の発明は、図1〜図3に示すよう
に、磁気軸受(11),(12)により浮上保持されて
いるロータ(5)の温度を検出する温度検出方法の発明
である。
A seventh aspect of the present invention is a temperature detecting method for detecting a temperature of a rotor (5) levitated and held by magnetic bearings (11) and (12) as shown in FIGS. is there.

【0022】そして、この発明では、上記ロータ(5)
の熱膨張量を検出し、上記熱膨張量に基づいてロータ
(5)の温度を演算するようにする。このことで、請求
項1の発明と同様の作用効果を得ることができる。
In the present invention, the rotor (5)
Is detected, and the temperature of the rotor (5) is calculated based on the amount of thermal expansion. Thus, the same function and effect as the first aspect can be obtained.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施形態1)図1は、本発明の実施形態1に係るロー
タ温度検出装置が内蔵されたターボ分子ポンプ(真空ポ
ンプ)(A)の全体構成を示している。このターボ分子
ポンプ(A)は、例えば半導体製造時のドライエッチン
グ工程において、その基板表面に形成されているアルミ
ニウムの金属膜を真空雰囲気で塩素系ガスを用いてエッ
チングする際に、その反応生成物である塩化アルミニウ
ム(AlCl3 )のガス分子を排気するために用いられ
る。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows the overall configuration of a turbo-molecular pump (vacuum pump) (A) having a built-in rotor temperature detecting device according to Embodiment 1 of the present invention. The turbo molecular pump (A) is used for etching a metal film of aluminum formed on the surface of a substrate using a chlorine-based gas in a vacuum atmosphere, for example, in a dry etching step in the manufacture of a semiconductor. Is used to exhaust gas molecules of aluminum chloride (AlCl 3 ).

【0024】上記ターボ分子ポンプ(A)は、吸気口
(1)及び排気口(2)を有するケーシング(3)と、
このケーシング(3)内に回転可能に設けられかつ上下
方向に延びるように配置された回転軸(4)と、この回
転軸(4)に回転一体に設けられたポンプロータ(5)
とを備えている。このターボ分子ポンプ(A)は、上記
回転軸(4)を回転駆動する電動モータ(7)を内蔵し
ている。
The turbo molecular pump (A) includes a casing (3) having an inlet (1) and an outlet (2),
A rotating shaft (4) rotatably provided in the casing (3) and extending vertically, and a pump rotor (5) provided integrally with the rotating shaft (4).
And This turbo-molecular pump (A) incorporates an electric motor (7) for driving the rotation shaft (4) to rotate.

【0025】上記ケーシング(3)は、上下方向に延び
かつ上下両端が開口された略円筒状の内部ケーシング
(3a)と、この内部ケーシング(3a)の下端開口縁
に外向きフランジ状に一体に設けられた排気口ケーシン
グ(3b)と、この排気口ケーシング(3b)の下面に
内部ケーシング(3a)の下端開口を覆うように設けら
れた底部ケーシング(3c)と、上記排気口ケーシング
(3b)上に上下に重なるように設けられた円筒状の下
部ポンプケーシング(3d)及び上部ポンプケーシング
(3e)と、この上部ポンプケーシング(3e)の上端
開口縁に設けられた吸気口ケーシング(3f)とからな
っている。そして、上記吸気口(1)は吸気口ケーシン
グ(3f)により形成されている一方、排気口(2)
は、排気口ケーシング(3b)に側方(図1の左方)に
向かって開口した状態に形成されている。
The casing (3) has a substantially cylindrical inner casing (3a) extending in the up-down direction and having upper and lower ends opened, and is formed integrally with the inner casing (3a) in the shape of an outward flange at the lower opening edge. An exhaust port casing (3b) provided; a bottom casing (3c) provided on a lower surface of the exhaust port casing (3b) so as to cover a lower end opening of the inner casing (3a); and the exhaust port casing (3b). A cylindrical lower pump casing (3d) and an upper pump casing (3e) provided so as to vertically overlap each other, and an inlet casing (3f) provided at an upper end opening edge of the upper pump casing (3e). Consists of The intake port (1) is formed by an intake port casing (3f), while the exhaust port (2) is formed.
Is formed in the exhaust port casing (3b) so as to open toward the side (left side in FIG. 1).

【0026】上記排気口ケーシング(3b)と底部ケー
シング(3c)との間には、回転軸(4)をスラスト方
向(図1の上下方向)において回転可能に浮上保持する
スラスト磁気軸受(11)が配置されている。この磁気
軸受(11)は、回転軸(4)の下端部に同心状にかつ
回転一体に設けられた磁性体からなるディスク(11
a)と、このディスク(11a)の上下に近接配置され
た電磁石(11b),(11b)とからなっている。一
方、内部ケーシング(3a)内の上下2箇所には、各
々、回転軸(4)をラジアル方向において回転可能に浮
上保持するラジアル磁気軸受(12)が配置されてい
る。各ラジアル磁気軸受(12)は、回転軸(4)に回
転一体に外嵌合された磁性体からなる円筒部(12a)
と、この円筒部(12a)の外周側に近接配置された電
磁石(12b)とからなっている。そして、これら両ラ
ジアル磁気軸受(12),(12)間に上記電動モータ
(7)は配置されている。この電動モータ(7)は、回
転軸(4)に回転一体に外嵌合されたモータロータ(7
a)と、このモータロータ(7a)の外周側に配置され
たモータステータ(7b)とからなっている。
A thrust magnetic bearing (11) is provided between the exhaust port casing (3b) and the bottom casing (3c) so as to levitate and hold the rotating shaft (4) rotatably in the thrust direction (vertical direction in FIG. 1). Is arranged. The magnetic bearing (11) is a disk (11) made of a magnetic material provided concentrically and integrally with the lower end of the rotating shaft (4).
a) and electromagnets (11b) and (11b) arranged close to and above the disk (11a). On the other hand, radial magnetic bearings (12) are provided at two upper and lower positions in the inner casing (3a) for floatingly holding the rotating shaft (4) so as to be rotatable in the radial direction. Each radial magnetic bearing (12) has a cylindrical portion (12a) made of a magnetic material that is rotatably and externally fitted to a rotating shaft (4).
And an electromagnet (12b) disposed close to the outer peripheral side of the cylindrical portion (12a). The electric motor (7) is arranged between the two radial magnetic bearings (12), (12). This electric motor (7) is a motor rotor (7) which is rotatably and externally fitted to a rotating shaft (4).
a) and a motor stator (7b) arranged on the outer peripheral side of the motor rotor (7a).

【0027】上記回転軸(4)の下端部下方には、該回
転軸(4)のスラスト方向の位置を検出するスラスト位
置センサ(13)と、回転軸(4)の回転周波数を検出
する回転センサ(14)とが設けられている。具体的に
は、上記回転軸(2)の下端部にはアキシャルターゲッ
ト(15)が回転一体に設けられている一方、底部ケー
シング(3c)の回転軸(4)の軸心に対向する位置に
上記位置センサ(13)が、また軸心から偏心した位置
に上記回転センサ(14)がそれぞれ配置されている。
そして、上記アキシャルターゲット(15)の底面は回
転軸(4)の軸心と直交する平面とされており、この底
面とのギャップをスラスト位置センサ(13)により検
出するようになっている。また、アキシャルターゲット
(15)の底面における周縁部の互いに180°だけず
れた2箇所の位置には、回転周波数検出用の凹部(15
a)がそれぞれ設けられており、これら凹部(15
a),(15a)が回転センサ(14)上を通過する回
数に基づいて回転軸(4)の回転周波数を検出するよう
になっている。
Below the lower end of the rotating shaft (4), a thrust position sensor (13) for detecting the position of the rotating shaft (4) in the thrust direction, and a rotation for detecting the rotation frequency of the rotating shaft (4). And a sensor (14). Specifically, an axial target (15) is integrally provided at the lower end of the rotating shaft (2), while the axial target (15) is provided at a position facing the axis of the rotating shaft (4) of the bottom casing (3c). The position sensor (13) and the rotation sensor (14) are arranged at positions eccentric from the axis.
The bottom surface of the axial target (15) is a plane orthogonal to the axis of the rotating shaft (4), and the gap with the bottom surface is detected by a thrust position sensor (13). In addition, two concave portions (15) for detecting the rotational frequency are provided at two positions on the bottom surface of the axial target (15), which are shifted from each other by 180 °.
a) are provided, and these recesses (15) are provided.
The rotation frequency of the rotating shaft (4) is detected based on the number of times a) and (15a) pass on the rotation sensor (14).

【0028】上記スラスト磁気軸受(11)と、下側の
ラジアル磁気軸受(12)との間には、回転軸(4)の
下端側のラジアル方向の位置を検出するラジアル位置セ
ンサ(16)が配置されている。また、上側のラジアル
磁気軸受(12)の上方には、回転軸(4)の上端側の
ラジアル方向の位置を検出するラジアル位置センサ(1
6)が配置されている。さらに、上記スラスト磁気軸受
(11)と下側のラジアル位置センサ(16)との間に
は、回転軸(4)の回転異常時に該回転軸(4)が上記
電磁石(11b),(12b)や各位置センサ(1
3),(16)等に接触しないようにそのスラスト及び
ラジアル浮上方向の移動を規制する2つのタッチダウン
ベアリング(17),(17)が配置されている。そし
て、電動モータ(7)と上側のラジアル磁気軸受(1
2)との間には、同様に回転軸(4)のラジアル浮上方
向の移動を規制する1つのタッチダウンベアリング(1
7)が配置されている。
Between the thrust magnetic bearing (11) and the lower radial magnetic bearing (12), a radial position sensor (16) for detecting the position of the lower end of the rotating shaft (4) in the radial direction is provided. Are located. Above the upper radial magnetic bearing (12), a radial position sensor (1) for detecting a position in the radial direction on the upper end side of the rotating shaft (4).
6) is arranged. Further, between the thrust magnetic bearing (11) and the lower radial position sensor (16), when the rotation of the rotating shaft (4) is abnormal, the rotating shaft (4) is connected to the electromagnets (11b) and (12b). And each position sensor (1
Two touch-down bearings (17) and (17) are provided to regulate the movement in the thrust and radial floating directions so as not to contact 3) and (16). Then, the electric motor (7) and the upper radial magnetic bearing (1)
2), one touch-down bearing (1) for similarly restricting the movement of the rotating shaft (4) in the radial floating direction.
7) is arranged.

【0029】上記ポンプロータ(5)は、下端が開口さ
れた有底筒状をなしていて、その底部(上部)にて上記
回転軸(4)の上端部にボルト(18),(18),…
により回転一体に連結されている。その外周側の上半部
には、各々、半径方向外方に向かって延びるように設け
られた複数の動翼(19),(19),…が軸心方向に
多段に配置されている。一方、これら動翼(19),
(19),…に対向して、上部ポンプケーシング(3
e)の内周側には、各々、半径方向内方に向かって延び
るように設けられた複数の静翼(20),(20),…
が同じく軸心方向に多段にかつ動翼(19),(1
9),…と交互に位置するように配置されている。ま
た、上下に隣接する静翼(20),(20)間にはスペ
ーサ(21)がそれぞれ介装されている。そして、これ
ら動翼(19),(19),…及び静翼(20),(2
0),…により、ターボポンプが構成されている。
The pump rotor (5) has a bottomed cylindrical shape with an open lower end, and bolts (18), (18) are attached to the upper end of the rotary shaft (4) at the bottom (upper part). ,…
And are integrally connected by rotation. A plurality of moving blades (19), (19),... Provided so as to extend outward in the radial direction are arranged in multiple stages in the axial direction in the upper half portion on the outer peripheral side. On the other hand, these rotor blades (19),
(19), and the upper pump casing (3
On the inner peripheral side of e), a plurality of vanes (20), (20), ... provided so as to extend inward in the radial direction, respectively.
Are also multi-staged in the axial direction and the rotor blades (19), (1)
9),... Are arranged alternately. A spacer (21) is interposed between the vertically adjacent stationary blades (20), (20). The moving blades (19), (19),... And the stationary blades (20), (2)
0),... Constitute a turbo pump.

【0030】また、上記ポンプロータ(5)の外周面下
半部は円筒面とされている。一方、この円筒面に対向す
る上記下部ポンプケーシング(3d)の内周面には、複
数条のねじ溝(22),(22),…が設けられてい
る。そして、これら円筒面及びねじ溝(22),(2
2),…により、ねじポンプが構成されている。
The lower half of the outer peripheral surface of the pump rotor (5) is a cylindrical surface. On the other hand, a plurality of thread grooves (22), (22),... Are provided on the inner peripheral surface of the lower pump casing (3d) facing the cylindrical surface. And these cylindrical surfaces and screw grooves (22), (2)
2),... Constitute a screw pump.

【0031】上記下部ポンプケーシング(3d)の内周
面におけるねじ溝(22),(22),…が設けられて
いない箇所つまり上記ポンプロータ(5)の外周側に
は、その下部ポンプケーシング(3d)の内周面からポ
ンプロータ(5)の外周面(円筒面)までの距離を検出
する2つのポンプロータ位置センサ(31),(31)
が設けられている。この両ポンプロータ位置センサ(3
1),(31)は、非接触式位置センサからなり、ポン
プロータ(5)の軸心方向つまり上下方向においてポン
プロータ(5)の下端部つまり開口側端部に対応し、か
つポンプロータ(5)の軸心に対して互いに対向して設
けられている。この各ポンプロータ位置センサ(31)
は、ポンプロータ(5)の開口側端部において下部ポン
プケーシング(3d)の内周面からポンプロータ(5)
外周面までの距離を検出し、このことで、後述の如く、
ポンプロータ(5)の径方向の熱膨張量を検出するよう
になっている。すなわち、各ポンプロータ位置センサ
(31)により、ポンプロータ(5)の径方向の熱膨張
量を検出する熱膨張量検出手段(32)の一部が構成さ
れている。
On the inner peripheral surface of the lower pump casing (3d) where the screw grooves (22), (22),... Are not provided, that is, on the outer peripheral side of the pump rotor (5), the lower pump casing (3d) is provided. Two pump rotor position sensors (31), (31) for detecting the distance from the inner peripheral surface of 3d) to the outer peripheral surface (cylindrical surface) of the pump rotor (5).
Is provided. These two pump rotor position sensors (3
1) and (31) are non-contact type position sensors, which correspond to the lower end, that is, the opening side end of the pump rotor (5) in the axial direction of the pump rotor (5), that is, in the vertical direction. 5) are provided opposite to each other with respect to the axis. Each of the pump rotor position sensors (31)
The pump rotor (5) is opened from the inner peripheral surface of the lower pump casing (3d) at the open end of the pump rotor (5).
The distance to the outer peripheral surface is detected, and as described later,
The amount of radial thermal expansion of the pump rotor (5) is detected. That is, each pump rotor position sensor (31) constitutes a part of a thermal expansion amount detecting means (32) for detecting a radial expansion amount of the pump rotor (5).

【0032】上記内部ケーシング(3a)、排気口ケー
シング(3b)及び下部ポンプケーシング(3d)間に
は、円環状の環状路(23)が回転軸(4)の周りを巡
るように形成されている。この環状路(23)は、排気
口ケーシング(3b)に設けられた連通路(24)によ
り上記排気口(2)に連通している。
An annular annular path (23) is formed between the inner casing (3a), the exhaust port casing (3b) and the lower pump casing (3d) so as to go around the rotary shaft (4). I have. The annular path (23) communicates with the exhaust port (2) through a communication path (24) provided in the exhaust port casing (3b).

【0033】上記各磁気軸受(11),(12)の電磁
石(11b),(12b)及び電動モータ(7)は、図
2に示すように、コントローラ(30)によって制御さ
れるように構成され、このコントローラ(30)には、
上記スラスト位置センサ(13)、各ラジアル位置セン
サ(16)、回転センサ(14)及び各ポンプロータ位
置センサ(31)からの出力信号が入力されている。上
記各磁気軸受(11),(12)の電磁石(11b),
(12b)、電動モータ(7)及び各センサ(13),
(14),(16),(31)は、図1に示すように、
上記コントローラ(30)及び図外の給電装置とコネク
タ(25)により電気的に接続されている。
The electromagnets (11b) and (12b) of the magnetic bearings (11) and (12) and the electric motor (7) are configured to be controlled by a controller (30) as shown in FIG. , This controller (30)
Output signals from the thrust position sensor (13), the radial position sensors (16), the rotation sensor (14), and the pump rotor position sensors (31) are input. The electromagnets (11b) of the magnetic bearings (11) and (12),
(12b), electric motor (7) and each sensor (13),
(14), (16) and (31) are as shown in FIG.
It is electrically connected to the controller (30) and a power supply device (not shown) by a connector (25).

【0034】上記コントローラ(30)は、回転センサ
(14)からの出力信号に基づいて電動モータ(7)の
回転周波数を制御することにより回転軸(4)つまりポ
ンプロータ(5)の回転周波数を制御すると共に、スラ
スト位置センサ(13)及び各ラジアル位置センサ(1
6)からの出力信号に基づいて各磁気軸受(11),
(12)の電磁石(11b),(12b)の電磁力を制
御して回転軸(4)を浮上保持させるようになってい
る。
The controller (30) controls the rotation frequency of the electric motor (7) based on the output signal from the rotation sensor (14) to control the rotation frequency of the rotation shaft (4), that is, the pump rotor (5). Control and the thrust position sensor (13) and each radial position sensor (1).
6) based on the output signal from each magnetic bearing (11),
The electromagnetic force of the electromagnets (11b) and (12b) of (12) is controlled to float and hold the rotating shaft (4).

【0035】ここで、上記電動モータ(7)の制御手順
について図3により説明する。尚、この制御は、ポンプ
ロータ(5)が定常回転周波数で回転しているときに、
所定時間(1サンプリング時間)毎に行われるようにな
っている。
Here, the control procedure of the electric motor (7) will be described with reference to FIG. This control is performed when the pump rotor (5) is rotating at a steady rotation frequency.
It is performed every predetermined time (one sampling time).

【0036】先ず、ステップS1で両ポンプロータ位置
センサ(31),(31)により下部ポンプケーシング
(3d)の内周面からポンプロータ(5)外周面までの
距離をそれぞれ検出し、ステップS2で両ポンプロータ
位置センサ(31),(31)の距離データを平均して
回転時の平均距離を求める。そして、ステップS3で、
ポンプロータ(5)の停止時に上記回転時の平均距離と
同様にして予め求めておいた停止時の平均距離から上記
回転時の平均距離と遠心力による伸び分とを引くことに
よりポンプロータ(5)下端部の熱膨張量を求める。上
記遠心力による伸び分としては、ポンプロータ(5)の
回転周波数に応じて予め調べておいた値か、若しくは計
算式により演算した値か、又はポンプロータ(5)の回
転開始直後において定常回転周波数に達した段階で求め
た回転時の平均距離から停止時の平均距離を引いた値か
のいずれかを使用する。
First, at step S1, the distance from the inner peripheral surface of the lower pump casing (3d) to the outer peripheral surface of the pump rotor (5) is detected by the two pump rotor position sensors (31) and (31), respectively. The distance data of both pump rotor position sensors (31), (31) are averaged to determine the average distance during rotation. Then, in step S3,
The pump rotor (5) is obtained by subtracting the average distance at the time of rotation and the elongation due to the centrifugal force from the average distance at the time of stop, which was previously obtained in the same manner as the average distance at the time of rotation when the pump rotor (5) is stopped. ) Determine the amount of thermal expansion at the lower end. The amount of elongation due to the centrifugal force may be a value checked in advance according to the rotation frequency of the pump rotor (5), a value calculated by a calculation formula, or a steady rotation immediately after the start of rotation of the pump rotor (5). One of the values obtained by subtracting the average distance at the time of stop from the average distance at the time of rotation obtained at the stage when the frequency is reached is used.

【0037】続いて、ステップS4で上記熱膨張量に基
づいてポンプロータ(5)の温度を演算する。すなわ
ち、ポンプロータ(5)下端部の熱膨張量は、ポンプロ
ータ(5)の温度と直接的に対応しているので、その対
応関係を予め調べておいてその関係から温度に換算した
り、計算式により演算したりして温度を求める。尚、こ
のとき、下部ポンプケーシング(3d)の内周面に温度
センサを設け、その温度センサが検出する下部ポンプケ
ーシング(3d)の温度も考慮して上記ポンプロータ
(5)の温度を補正するようにしてもよい。
Subsequently, in step S4, the temperature of the pump rotor (5) is calculated based on the above-mentioned thermal expansion amount. That is, since the amount of thermal expansion at the lower end of the pump rotor (5) directly corresponds to the temperature of the pump rotor (5), the corresponding relationship is checked in advance, and the relationship is converted into temperature, The temperature is obtained by performing calculations using a calculation formula. At this time, a temperature sensor is provided on the inner peripheral surface of the lower pump casing (3d), and the temperature of the pump rotor (5) is corrected in consideration of the temperature of the lower pump casing (3d) detected by the temperature sensor. You may do so.

【0038】次に、ステップS5に進んで上記ポンプロ
ータ(5)の温度が所定値以上か否かを判定する。この
判定がYESのときには、ステップS6に進んで電動モ
ータ(7)の停止制御を行なってリターンする一方、上
記判定がNOのときには、ステップS7に進んで電動モ
ータ(7)の通常制御を行なってリターンする。すなわ
ち、ポンプロータ(5)の温度が所定値以上となると、
ポンプロータ(5)等に異常が発生したと判断し、ポン
プロータ(5)等を保護すべく電動モータ(7)を停止
させる一方、異常がなければ、そのままポンプロータ
(5)が定常回転周波数となるように電動モータ(7)
を制御する。
Next, the routine proceeds to step S5, where it is determined whether the temperature of the pump rotor (5) is equal to or higher than a predetermined value. When the determination is YES, the process proceeds to step S6 to perform stop control of the electric motor (7) and returns. On the other hand, when the determination is NO, the process proceeds to step S7 to perform normal control of the electric motor (7). To return. That is, when the temperature of the pump rotor (5) exceeds a predetermined value,
It is determined that an abnormality has occurred in the pump rotor (5) and the like, and the electric motor (7) is stopped to protect the pump rotor (5) and the like. So that the electric motor (7)
Control.

【0039】上記電動モータ(7)の制御手順におい
て、ステップS1〜S3により、ポンプロータ位置セン
サ(31),(31)を有しかつポンプロータ(5)の
熱膨張量を検出する熱膨張量検出手段(32)が構成さ
れ、また、ステップS4により、その熱膨張量検出手段
(32)により検出されたポンプロータ(5)の熱膨張
量に基づいてポンプロータ(5)の温度を演算する温度
演算手段(33)が構成されている。そして、上記熱膨
張量検出手段(32)及び温度演算手段(33)によ
り、スラスト磁気軸受(11)及び各ラジアル磁気軸受
(12)により浮上保持されている回転軸(4)と回転
一体のポンプロータ(5)の温度を検出するためのロー
タ温度検出装置が構成されている。
In the control procedure of the electric motor (7), in steps S1 to S3, the amount of thermal expansion having the pump rotor position sensors (31) and (31) and detecting the amount of thermal expansion of the pump rotor (5) is determined. A detecting means (32) is configured, and in step S4, the temperature of the pump rotor (5) is calculated based on the thermal expansion amount of the pump rotor (5) detected by the thermal expansion amount detecting means (32). A temperature calculating means (33) is configured. The pump integrated with the rotary shaft (4) levitated and held by the thrust magnetic bearing (11) and each radial magnetic bearing (12) by the thermal expansion amount detecting means (32) and the temperature calculating means (33). A rotor temperature detecting device for detecting the temperature of the rotor (5) is configured.

【0040】したがって、上記実施形態1では、ポンプ
ロータ(5)が回転軸(4)と共にスラスト磁気軸受
(11)及び各ラジアル磁気軸受(12)により浮上保
持されて回転しているときに、両ポンプロータ位置セン
サ(31),(31)により下部ポンプケーシング(3
d)の内周面からポンプロータ(5)外周面までの距離
がそれぞれ検出されてポンプロータ(5)の熱膨張量が
求められ、その熱膨張量に基づいてポンプロータ(5)
の温度が演算される。そして、その温度が異常に高い値
であると、電動モータ(7)が停止されるので、ポンプ
ロータ(5)等が破損するのを防止することができる。
このように、ポンプロータ(5)の温度と直接的に対応
する熱膨張量を検出してその熱膨張量に基づいてポンプ
ロータ(5)の温度を演算するので、ポンプロータ
(5)の温度を直接検出しているのと殆ど同じことにな
り、電動モータ(7)等の他の部品の温度からポンプロ
ータ(5)の温度を推定する場合に比べて温度検出精度
を格段に向上させることができる。
Therefore, in the first embodiment, when the pump rotor (5) rotates while being floated and held by the thrust magnetic bearing (11) and each radial magnetic bearing (12) together with the rotating shaft (4), The lower pump casing (3) is detected by the pump rotor position sensors (31) and (31).
The distance from the inner peripheral surface of d) to the outer peripheral surface of the pump rotor (5) is detected to determine the amount of thermal expansion of the pump rotor (5), and based on the amount of thermal expansion, the pump rotor (5) is determined.
Is calculated. If the temperature is abnormally high, the electric motor (7) is stopped, so that damage to the pump rotor (5) and the like can be prevented.
As described above, since the amount of thermal expansion directly corresponding to the temperature of the pump rotor (5) is detected and the temperature of the pump rotor (5) is calculated based on the amount of thermal expansion, the temperature of the pump rotor (5) is calculated. Is substantially the same as directly detecting the temperature of the pump rotor (5), and the temperature detection accuracy is significantly improved as compared with the case where the temperature of the pump rotor (5) is estimated from the temperature of other parts such as the electric motor (7). Can be.

【0041】しかも、熱膨張量を求めるための下部ポン
プケーシング(3d)の内周面からポンプロータ(5)
外周面までの距離は、非接触式位置センサである両ポン
プロータ位置センサ(31),(31)により容易にか
つ正確に検出される。そして、1つの位置センサ(3
1)のみでは、ポンプロータ(5)がその径方向にぶれ
たときに、熱膨張量の増加又は減少が検出されることに
なるが、上記実施形態では、2つのポンプロータ位置セ
ンサ(31),(31)がポンプロータ(5)の軸心に
対して互いに対向して設けられて、その距離データが平
均されるので、ポンプロータ(5)がその径方向にぶれ
た際にポンプロータ(5)の温度が変化したと誤認する
のを確実に防止することができる。
In addition, the pump rotor (5) from the inner peripheral surface of the lower pump casing (3d) for determining the amount of thermal expansion.
The distance to the outer peripheral surface is easily and accurately detected by both pump rotor position sensors (31), (31), which are non-contact type position sensors. Then, one position sensor (3
With only 1), when the pump rotor (5) is displaced in the radial direction, an increase or decrease in the amount of thermal expansion is detected. In the above embodiment, however, two pump rotor position sensors (31) are used. , (31) are provided so as to face each other with respect to the axis of the pump rotor (5), and their distance data are averaged. Therefore, when the pump rotor (5) is displaced in the radial direction, 5) It is possible to reliably prevent erroneous recognition that the temperature has changed.

【0042】さらに、ポンプロータ(5)は、その軸心
方向の一端が開口された有底筒状をなし、両ポンプロー
タ位置センサ(31),(31)は、そのポンプロータ
(5)の軸心方向において開口側に対応して設けられて
いるので、温度変化に対する径方向の熱膨張量の変化を
底部側よりも大きくすることができ、その熱膨張量の検
出精度をより一層向上させることができる。
Further, the pump rotor (5) has a bottomed cylindrical shape with one end opened in the axial direction, and both pump rotor position sensors (31) and (31) are provided with the pump rotor (5). Since it is provided corresponding to the opening side in the axial direction, the change in the amount of thermal expansion in the radial direction with respect to the temperature change can be made larger than that at the bottom side, and the detection accuracy of the amount of thermal expansion is further improved. be able to.

【0043】よって、放射温度計を使用してポンプロー
タ(5)の温度を検出しなくても、ポンプロータ(5)
等のターボ分子ポンプ(A)の異常を確実に検出するこ
とができ、ポンプ(A)を大きくすることなくその信頼
性を向上させることができる。
Therefore, even if the temperature of the pump rotor (5) is not detected by using the radiation thermometer, the pump rotor (5) can be used.
Abnormality of the turbo molecular pump (A) can be reliably detected, and its reliability can be improved without increasing the size of the pump (A).

【0044】(実施形態2)図4は本発明の実施形態2
を示し(尚、以下の各実施形態では図1と同じ部分につ
いては同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)、
両ポンプロータ位置センサ(31),(31)の配置を
上記実施形態1と異ならせたものである。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows Embodiment 2 of the present invention.
(Note that in the following embodiments, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.)
The arrangement of both pump rotor position sensors (31), (31) is different from that of the first embodiment.

【0045】すなわち、この実施形態では、両ポンプロ
ータ位置センサ(31),(31)は、ポンプロータ
(5)の内周側つまり内部ケーシング(3a)の外周面
に、ポンプロータ(5)の軸心に対して互いに対向して
設けられ、この外周面からポンプロータ(5)の開口側
端部における内周面までの距離を検出するように構成さ
れている。そして、両ポンプロータ位置センサ(3
1),(31)は、上記実施形態1と同様にしてポンプ
ロータ(5)の径方向の熱膨張量を検出するようになっ
ており、その熱膨張量に基づいてポンプロータ(5)の
温度が演算されてその演算結果により電動モータ(7)
の制御がなされるようになっている。
That is, in this embodiment, both pump rotor position sensors (31) and (31) are provided on the inner peripheral side of the pump rotor (5), that is, on the outer peripheral surface of the inner casing (3a). The pump rotor (5) is provided so as to face each other with respect to the axis, and is configured to detect a distance from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface at the opening end of the pump rotor (5). Then, both pump rotor position sensors (3
1) and (31) detect the amount of thermal expansion of the pump rotor (5) in the radial direction in the same manner as in the first embodiment, and based on the amount of thermal expansion, the pump rotor (5) is detected. The temperature is calculated, and the electric motor (7) is calculated based on the calculated result.
Is controlled.

【0046】したがって、上記実施形態2では、上記実
施形態1と同様の作用効果が得られると共に、両ポンプ
ロータ位置センサ(31),(31)は、ガス分子が直
接流れることのないポンプロータ(5)の内周側に設け
られているので、そのガス分子が各ポンプロータ位置セ
ンサ(31)に悪影響を及ぼすのを防止することができ
る。また、各位置センサ(31)のコネクタ(25)へ
の配線を、ポンプロータ(5)の内周側に配置された磁
気軸受(11),(12)の電磁石(11b),(12
b)等の配線と共に1つに束ねることができ、断線を有
効に防止することができる。よって、ターボ分子ポンプ
(A)の信頼性をより一層向上させることができる。
Therefore, in the second embodiment, the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained, and both the pump rotor position sensors (31) and (31) are provided with a pump rotor (31) in which gas molecules do not flow directly. Since it is provided on the inner peripheral side of 5), the gas molecules can be prevented from adversely affecting each pump rotor position sensor (31). In addition, wiring to the connector (25) of each position sensor (31) is performed by connecting the electromagnets (11b) and (12) of the magnetic bearings (11) and (12) arranged on the inner peripheral side of the pump rotor (5).
It can be bundled together with the wiring of b) and the like, and disconnection can be effectively prevented. Therefore, the reliability of the turbo-molecular pump (A) can be further improved.

【0047】(実施形態3)図5は本発明の実施形態3
を示し、両ポンプロータ位置センサ(31),(31)
は、上記実施形態1,2とは異なり、ポンプロータ
(5)の軸心方向の熱膨張量を検出するように構成され
たものである。
(Embodiment 3) FIG. 5 shows Embodiment 3 of the present invention.
And both pump rotor position sensors (31), (31)
Is different from the first and second embodiments in that the amount of thermal expansion in the axial direction of the pump rotor (5) is detected.

【0048】すなわち、この実施形態では、両ポンプロ
ータ位置センサ(31),(31)は、ポンプロータ
(5)の下端面の下側に位置するように内部ケーシング
(3a)の外周面に、ポンプロータ(5)の軸心に対し
て互いに対向して取付固定され、該位置センサ(31)
からポンプロータ(5)の下端面までの距離を検出する
ように構成されている。
That is, in this embodiment, both pump rotor position sensors (31) and (31) are provided on the outer peripheral surface of the inner casing (3a) so as to be located below the lower end surface of the pump rotor (5). The position sensor (31) is attached and fixed opposite to the axis of the pump rotor (5).
It is configured to detect the distance from the lower end surface of the pump rotor (5).

【0049】そして、この実施形態では、図6に示すよ
うに、電動モータ(7)の制御が行われるようになって
いる。尚、この制御手順は、基本的には上記実施形態1
と同じである。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, control of the electric motor (7) is performed. Note that this control procedure is basically the same as in the first embodiment.
Is the same as

【0050】つまり、ステップT1で両ポンプロータ位
置センサ(31),(31)により該位置センサ(3
1),(31)からポンプロータ(5)下端面までの距
離をそれぞれ検出し、ステップT2で両ポンプロータ位
置センサ(31),(31)の距離データを平均して回
転時の平均距離を求める。次に、ステップT3で、ポン
プロータ(5)の停止時に上記回転時の平均距離と同様
にして予め求めておいた停止時の平均距離から上記回転
時の平均距離を引くことによりポンプロータ(5)の軸
心方向の熱膨張量を求める。尚、このステップT3で熱
膨張量を求める際、ポンプロータ(5)の軸心方向では
遠心力の影響を考慮しなくてもよいので、上記実施形態
1と異なり、遠心力による伸び分をさらに引く必要はな
い。そして、その後のステップT4〜T7では、上記実
施形態1において説明したステップS4〜S7と同じ制
御を行う。
That is, in step T1, both pump rotor position sensors (31) and (31) detect the position sensor (3).
The distances from 1) and (31) to the lower end face of the pump rotor (5) are respectively detected, and in step T2, the distance data of both pump rotor position sensors (31) and (31) are averaged to obtain the average distance during rotation. Ask. Next, in step T3, when the pump rotor (5) is stopped, the average distance during rotation is subtracted from the average distance during stop calculated in advance in the same manner as the average distance during rotation, thereby obtaining the pump rotor (5). The amount of thermal expansion in the axial center direction is determined. When calculating the amount of thermal expansion in step T3, it is not necessary to consider the effect of centrifugal force in the axial direction of the pump rotor (5). No need to pull. Then, in subsequent steps T4 to T7, the same control as steps S4 to S7 described in the first embodiment is performed.

【0051】上記電動モータ(7)の制御手順におい
て、上記実施形態1と同様に、ステップT1〜T3によ
り、熱膨張量検出手段(32)が構成され、また、ステ
ップT4により温度演算手段(33)が構成されてい
る。
In the control procedure of the electric motor (7), similarly to the first embodiment, the thermal expansion amount detecting means (32) is constituted by steps T1 to T3, and the temperature calculating means (33) is executed by step T4. ) Is configured.

【0052】したがって、上記実施形態3では、各ポン
プロータ位置センサ(31)がポンプロータ(5)の軸
心方向の熱膨張量を検出するように構成されているの
で、遠心力の影響がない分だけ熱膨張量の検出精度を向
上させることができる。また、2つのポンプロータ位置
センサ(31),(31)がポンプロータ(5)の軸心
に対して互いに対向して設けられているので、ポンプロ
ータ(5)の軸心がぶれて鉛直方向から斜めに傾くこと
により両位置センサ(31),(31)で距離データが
異なったとしても、その距離データが平均されるので、
ポンプロータ(5)の温度が変化したと誤認するのを確
実に防止することができる。よって、熱膨張量検出精度
をより一層向上させることができる。
Therefore, in the third embodiment, since each pump rotor position sensor (31) is configured to detect the amount of thermal expansion of the pump rotor (5) in the axial direction, there is no influence of centrifugal force. The detection accuracy of the amount of thermal expansion can be improved by a corresponding amount. Further, since the two pump rotor position sensors (31) and (31) are provided so as to face each other with respect to the axis of the pump rotor (5), the axis of the pump rotor (5) is displaced in the vertical direction. Even if the distance data is different between the two position sensors (31) and (31) by inclining from, the distance data is averaged.
The erroneous recognition that the temperature of the pump rotor (5) has changed can be reliably prevented. Therefore, the accuracy of detecting the amount of thermal expansion can be further improved.

【0053】(実施形態4)図7は本発明の実施形態4
を示し、上記実施形態3とは異なり、1つのポンプロー
タ位置センサ(31)によりポンプロータ(5)の軸心
方向の熱膨張量を検出するようにしたものである。
(Embodiment 4) FIG. 7 shows Embodiment 4 of the present invention.
Unlike the third embodiment, one pump rotor position sensor (31) detects the amount of thermal expansion of the pump rotor (5) in the axial direction.

【0054】すなわち、この実施形態では、上記ポンプ
ロータ位置センサ(31)は、ポンプロータ(5)の上
端面の上側でそのロータ(5)の軸心に位置するように
設けられ、該位置センサ(31)からポンプロータ
(5)の上端面までの距離を検出するように構成されて
いる。このポンプロータ位置センサ(31)は、円周方
向に略等間隔に設けられかつ細長い形状を有する複数の
センサ支持部材(35),(35),…の一端部にそれ
ぞれ固定され、その各センサ支持部材(35)の他端部
は吸気口ケーシング(3f)の内周面に取付固定されて
いる。
That is, in this embodiment, the pump rotor position sensor (31) is provided above the upper end face of the pump rotor (5) so as to be located at the axis of the rotor (5). The distance from (31) to the upper end surface of the pump rotor (5) is detected. The pump rotor position sensor (31) is fixed to one end of a plurality of sensor support members (35), (35),... The other end of the support member (35) is attached and fixed to the inner peripheral surface of the inlet casing (3f).

【0055】したがって、上記実施形態4では、上記実
施形態3と同様に、ポンプロータ位置センサ(31)が
ポンプロータ(5)の軸心方向の熱膨張量を検出するよ
うに構成されているので、遠心力の影響を考慮しなくて
も済む。また、その位置センサ(31)がロータ(5)
の軸心に対応して設けられているので、ロータ(5)の
軸心ぶれの影響を受けることはない。このため、1つの
位置センサ(31)であっても、精度良く熱膨張量を検
出することができる。よって、熱膨張量検出精度を向上
させつつ、より一層簡単な熱膨張量検出手段(32)が
得られる。
Therefore, in the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, the pump rotor position sensor (31) is configured to detect the thermal expansion amount of the pump rotor (5) in the axial direction. In addition, it is not necessary to consider the influence of the centrifugal force. Further, the position sensor (31) is a rotor (5).
Are not affected by the axial deviation of the rotor (5). Therefore, even with one position sensor (31), the thermal expansion amount can be detected with high accuracy. Therefore, a simpler thermal expansion detecting means (32) can be obtained while improving the thermal expansion detection accuracy.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1又は7の
発明によると、磁気軸受により浮上保持されているロー
タの温度を検出するようにしたロータ温度検出装置に対
して、ロータの熱膨張量を検出し、その熱膨張量に基づ
いてロータの温度を演算するようにしたことにより、ロ
ータ等の異常検出精度の向上化を図ることができる。
As described above, according to the first or seventh aspect of the present invention, the thermal expansion of the rotor is compared with the rotor temperature detecting device which detects the temperature of the rotor levitated and held by the magnetic bearing. By detecting the amount and calculating the temperature of the rotor based on the amount of thermal expansion, it is possible to improve the accuracy of detecting an abnormality in the rotor and the like.

【0057】請求項2の発明によると、熱膨張量検出手
段は、非接触式位置センサを有するようにしたことによ
り、熱膨張量検出手段の構成の簡略化を図ることができ
る。
According to the second aspect of the present invention, since the thermal expansion amount detecting means has the non-contact type position sensor, the structure of the thermal expansion amount detecting means can be simplified.

【0058】請求項3の発明によると、2つの非接触式
位置センサを、ロータの軸心に対して互いに対向して設
けたことにより、ロータの径方向のぶれの影響を低減し
て、ロータの熱膨張量検出のさらなる高精度化を図るこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, the two non-contact position sensors are provided so as to be opposed to each other with respect to the axis of the rotor, thereby reducing the influence of radial deflection of the rotor. The accuracy of the thermal expansion detection can be further improved.

【0059】請求項4の発明によると、ロータを、真空
ポンプにおいて軸心方向の一端が開口された有底筒状の
ポンプロータとし、両非接触式位置センサを、そのポン
プロータの軸心方向において開口側に対応して設けたこ
とにより、真空ポンプにおいて異常判定を正確に行うこ
とができ、その信頼性の向上化を図ることができる。請
求項5の発明によると、両非接触式位置センサをポンプ
ロータの内周側に設けたことにより、真空ポンプの信頼
性をより一層向上させることができる。
According to the invention of claim 4, the rotor is a bottomed cylindrical pump rotor having one end opened in the axial direction in the vacuum pump, and the two non-contact position sensors are arranged in the axial direction of the pump rotor. In the vacuum pump, the abnormality determination can be accurately performed in the vacuum pump, and the reliability thereof can be improved. According to the fifth aspect of the present invention, the reliability of the vacuum pump can be further improved by providing both non-contact position sensors on the inner peripheral side of the pump rotor.

【0060】請求項6の発明によると、非接触式位置セ
ンサを、ロータの軸心方向の熱膨張量を検出するように
構成したことにより、熱膨張量検出精度を向上させつ
つ、熱膨張量検出手段のさらなる簡略化を図ることがで
きる。
According to the sixth aspect of the present invention, the non-contact type position sensor is configured to detect the amount of thermal expansion in the axial direction of the rotor. The detection means can be further simplified.

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

【図1】本発明の実施形態1に係るロータ温度検出装置
が内蔵されたターボ分子ポンプの全体構成を示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a turbo-molecular pump including a rotor temperature detecting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】制御系統を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a control system.

【図3】電動モータの制御手順を示すフローチャートで
ある。
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the electric motor.

【図4】実施形態2を示す図1相当図である。FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment.

【図5】実施形態3を示す図1相当図である。FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment.

【図6】実施形態3における電動モータの制御手順を示
す図3相当図である。
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 3, illustrating a control procedure of an electric motor according to a third embodiment.

【図7】実施形態4を示す図1相当図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 1 showing a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(A) ターボ分子ポンプ(真空ポンプ) (4) 回転軸 (5) ポンプロータ (11) スラスト磁気軸受 (12) ラジアル磁気軸受 (31) ポンプロータ位置センサ(非接触式位置セン
サ) (32) 熱膨張量検出手段 (33) 温度演算手段
(A) Turbo molecular pump (vacuum pump) (4) Rotary shaft (5) Pump rotor (11) Thrust magnetic bearing (12) Radial magnetic bearing (31) Pump rotor position sensor (non-contact position sensor) (32) Heat Expansion amount detecting means (33) Temperature calculating means

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁気軸受(11),(12)により浮上
保持されているロータ(5)の温度を検出するようにし
たロータ温度検出装置において、 上記ロータ(5)の熱膨張量を検出する熱膨張量検出手
段(32)と、 上記熱膨張量検出手段(32)により検出された熱膨張
量に基づいてロータ(5)の温度を演算する温度演算手
段(33)とを備えたことを特徴とするロータ温度検出
装置。
1. A rotor temperature detecting device for detecting the temperature of a rotor (5) levitated and held by magnetic bearings (11) and (12), wherein the amount of thermal expansion of the rotor (5) is detected. Thermal expansion amount detecting means (32); and temperature calculating means (33) for calculating the temperature of the rotor (5) based on the thermal expansion amount detected by the thermal expansion amount detecting means (32). Characteristic rotor temperature detecting device.
【請求項2】 請求項1記載のロータ温度検出装置にお
いて、 熱膨張量検出手段(32)は、非接触式位置センサ(3
1)を有することを特徴とするロータ温度検出装置。
2. The rotor temperature detecting device according to claim 1, wherein the thermal expansion amount detecting means includes a non-contact type position sensor.
1) A rotor temperature detecting device characterized by having the following.
【請求項3】 請求項2記載のロータ温度検出装置にお
いて、 熱膨張量検出手段(32)は、ロータ(5)の径方向の
熱膨張量を検出する2つの非接触式位置センサ(3
1),(31)を有し、 上記両非接触式位置センサ(31),(31)が、ロー
タ(5)の軸心に対して互いに対向して設けられている
ことを特徴とするロータ温度検出装置。
3. The rotor temperature detecting device according to claim 2, wherein the thermal expansion amount detecting means (32) detects two non-contact position sensors (3) for detecting a radial thermal expansion amount of the rotor (5).
1) and (31), wherein the two non-contact position sensors (31) and (31) are provided to face each other with respect to the axis of the rotor (5). Temperature detector.
【請求項4】 請求項3記載のロータ温度検出装置にお
いて、 ロータ(5)は、真空ポンプ(A)において軸心方向の
一端が開口された有底筒状のポンプロータであって、 両非接触式位置センサ(31),(31)は、上記ポン
プロータ(5)の軸心方向において開口側に対応して設
けられていることを特徴とするロータ温度検出装置。
4. The rotor temperature detector according to claim 3, wherein the rotor (5) is a bottomed cylindrical pump rotor having one end opened in the axial direction in the vacuum pump (A). The rotor temperature detecting device, wherein the contact type position sensors (31), (31) are provided corresponding to the opening side in the axial direction of the pump rotor (5).
【請求項5】 請求項4記載のロータ温度検出装置にお
いて、 両非接触式位置センサ(31),(31)は、ポンプロ
ータ(5)の内周側に設けられていることを特徴とする
ロータ温度検出装置。
5. The rotor temperature detecting device according to claim 4, wherein the two non-contact position sensors (31), (31) are provided on the inner peripheral side of the pump rotor (5). Rotor temperature detector.
【請求項6】 請求項2記載のロータ温度検出装置にお
いて、 非接触式位置センサ(31)は、ロータ(5)の軸心方
向の熱膨張量を検出するように構成されていることを特
徴とするロータ温度検出装置。
6. The rotor temperature detecting device according to claim 2, wherein the non-contact position sensor (31) is configured to detect a thermal expansion amount of the rotor (5) in an axial direction. Rotor temperature detecting device.
【請求項7】 磁気軸受(11),(12)により浮上
保持されているロータ(5)の温度を検出する温度検出
方法において、 上記ロータ(5)の熱膨張量を検出し、 上記熱膨張量に基づいてロータ(5)の温度を演算する
ことを特徴とするロータ温度検出方法。
7. A temperature detecting method for detecting a temperature of a rotor (5) levitated and held by magnetic bearings (11) and (12), wherein a thermal expansion amount of the rotor (5) is detected. A method for detecting a rotor temperature, comprising calculating a temperature of a rotor (5) based on an amount.
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