CN103201529A - 磁性轴承的控制装置和具备该装置的排气泵 - Google Patents

Abstract

提供一种磁性轴承的控制装置，特定构成磁性轴承的涡电流式间隙传感器的可动范围及其中心，能够容易地将借助磁性轴承而悬浮的转子轴及其他的被控制轴控制于保护轴承的中心位置。磁性轴承的控制装置（20）具有下述功能：第1功能，检测转子轴（5）的X轴方向可动极限位置；第2功能，基于由第1功能检测到的X轴方向可动极限位置而特定X轴上涡电流式间隙传感器（10C）（-X传感器、+X传感器）的X轴上可动范围的中心；第3功能，检测转子轴（5）的Y轴方向可动极限位置；第4功能，基于由第3功能检测到的Y轴方向可动极限位置而特定Y轴上涡电流式间隙传感器（10C）（+Y传感器、-Y传感器）的Y轴上可动范围的中心；第5功能，在基于第1功能的X轴方向可动极限位置的检测时及基于第2功能的X轴上可动范围的中心的特定时，切断Y轴上电磁体（+Y电磁体、-Y电磁体）的励磁电流，在基于第3功能的Y轴方向可动极限位置的检测时及基于第4功能的Y轴上可动范围的中心的特定时，切断X轴上电磁体（+X电磁体、-X电磁体）的励磁电流。

Description

磁性轴承的控制装置和具备该装置的排气泵

技术领域

本发明涉及一种磁性轴承的控制装置和具备该装置的排气泵，特别地是特定构成该磁性轴承的涡电流式间隙传感器的可动范围及其中心，令借助磁性轴承而悬浮的转子轴或其他的被控制轴悬浮于保护轴承的中心位置的技术。

背景技术

以往，在被用于半导体制造装置、平板显示器制造装置、太阳能电池板制造装置的处理室及其他的密闭室的气体排气机构等的排气泵中，作为悬浮支承在气体排气时旋转的转子的旋转轴（以下称为转子轴）的机构，使用磁性轴承。关于这种磁性轴承，例如公开于专利文献1。

该专利文献1的磁性轴承是悬浮支承作为排气泵而公知的涡轮分子泵（100）的转子轴（113）的轴承机构，在XY坐标系的X轴上具备涡电流式间隙传感器（107A、107B）和电磁体（104X+、104X-），并且具备控制该X轴上电磁体（104X+、104X-）的励磁电流的控制装置（200）。此外，省略图示，在该XY坐标系的Y轴上也具备涡电流式间隙传感器和电磁体。

在专利文献1的涡轮分子泵（100）上，设置有作为磁性轴承的辅助装置的保护轴承（120）。在基于控制装置（200）的转子轴（113）的悬浮支承控制无法进行时等转子轴（104）的旋转异常时，保护轴承（120）作为阻挡其旋转并使其停止的机构而起作用。

另外，若上述保护轴承（120）的中心和转子轴（113）的旋转中心偏离，则即便在转子轴（113）的正常旋转时，转子轴（113）和保护轴承（120）也变得容易接触，因此以往在涡轮分子泵（100）的工厂出厂时，进行初始调节以使转子轴（113）在保护轴承（120）的中心处旋转。

上述初始调节按照本发明的图4所示的流程进行。以下，按照该图4的流程而说明初始调节的方式。

图4的流程通过例如控制装置（200）的未图示的初始调节开始按钮的按下等而开始。借助流程的开始，在磁性轴承的控制装置（200）中，使X轴上的电磁体（104X+、104X-）以及未图示的Y轴上的电磁体的励磁电流变为连通（通电）的状态，开始这些电磁体的励磁电流控制（步骤201）。

接着，在控制装置（200）中，利用+X方向的电磁体（104X+）将转子轴（113）向+X方向牵引（步骤202）。然后，在被牵引的转子轴（113）与保护轴承（120）的内圈接触的时刻，读取+X轴方向的涡电流式间隙传感器（107A）和-X轴方向的涡电流式间隙传感器（107B）的检测值，基于读取到的检测值而特定转子轴（113）的+X轴方向可动极限位置（步骤203）。利用与其相同的原理，在该控制装置（200）中，特定转子轴（113）的-X轴方向可动极限位置（步骤204、205）。

之后，在控制装置（200）中，将如上所述地特定的+X轴方向可动极限位置和-X轴方向可动极限位置的中点，作为涡电流式间隙传感器的X轴上可动范围的中心即X轴上保护轴承中心而计算特定（步骤206）。在此，在不能计算特定出X轴上保护轴承中心的情况下，回到步骤202，再试行X轴上保护轴承中心的计算特定（步骤207的No）。另一方面，在能够计算特定X轴上保护轴承中心的情况下，调节X轴上电磁体（104X+、104X-）的励磁电流使得转子轴（113）在特定的X轴上保护轴承中心处旋转（步骤208、步骤207的Yes）。

接着，在控制装置（200）中，利用与之前说明的X轴上保护轴承中心的计算特定方式相同的原理，计算特定Y轴上保护轴承中心（磁性轴承的Y轴上中心）（从步骤209到214），调节未图示的Y轴上电磁体的励磁电流以使转子轴（113）在特定的Y轴上保护轴承中心处旋转（步骤215）。

本申请的图5（a）表示下述状态：在基于图4的流程的以往的初始调节时，保护轴承（120）的中心（几何学的、机械的中心）与X轴上涡电流式间隙传感器的X轴上可动范围的中心（电气的中心）一致，且保护轴承（120）的中心与Y轴上涡电流式间隙传感器的Y轴上可动范围的中心一致。若是该状态则初始调节正常地结束。另外，在本申请的图5（a）中，将之前说明的X轴上涡电流式间隙传感器（107B）记为“+X传感器、-X传感器”，将未图示的Y轴上涡电流式间隙传感器记为“+Y传感器、-Y传感器”。

但是，由于涡电流式间隙传感器（+X传感器、-X传感器）的安装位置误差、或者保护轴承（120）的安装位置误差及尺寸公差等，有时保护轴承（120）的中心与X轴上涡电流式间隙传感器的X轴上可动范围的中心不像本发明的图5（b）那样一致。在该情况下，若基于之前说明的图4的流程进行以往的初始调节，则在步骤202中将转子轴（130）向+X方向牵引时，存在转子轴（130）沿保护轴承（120）的内圈的圆弧面小幅地进行往返运动、即产生所谓振荡现象的问题点。

该振荡现象是基于下述原因而产生的：由于向+X方向牵引转子轴（130）的力的成分中保护轴承（120）的内圈的圆弧面切线方向的力成分，转子轴（130）沿该内圈的圆弧面而移动、以及由于该移动而转子轴（130）的Y轴方向位置变化，因此向未图示的Y轴方向的电磁体作用用于令该变化复原的励磁电流。另外，在上述步骤204中将转子轴（130）向-X方向牵引时、在上述步骤209或211中将转子轴（130）向+Y方向或者-Y方向牵引时，都存在同样的产生振荡现象的问题。

若产生以上说明的转子轴（130）的振荡现象，则不能特定X轴上的可动范围及其中心，不能将转子轴悬浮于保护轴承的中心位置，所以排气泵不得不作为初始调节不良而停止出厂。

专利文献1：日本特开2006-83924号公报。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而提出的，其目的在于提供一种磁性轴承的控制装置和具备该装置的排气泵，所述磁性轴承的控制装置能够特定构成磁性轴承的涡电流式间隙传感器的可动范围及其中心，能够将借助磁性轴承而悬浮的转子轴或其他的被控制轴悬浮于保护轴承的中心位置。

为了达成上述目的，本发明的磁性轴承的控制装置为，所述磁性轴承在XY坐标系的X轴上和Y轴上设置有涡电流式间隙传感器，利用该涡电流式间隙传感器检测该涡电流式间隙传感器与借助磁性轴承而悬浮的被控制轴的间隙，基于该检测值对X轴上电磁体和Y轴上电磁体进行励磁，从而利用这些电磁体的磁力而悬浮支承上述被控制轴，其特征在于，上述磁性轴承的控制装置具有下述功能：第1功能，检测上述被控制轴的X轴方向可动极限位置；第2功能，基于由上述第1功能检测到的X轴方向可动极限位置而特定上述X轴上涡电流式间隙传感器的X轴上可动范围的中心；第3功能，检测上述被控制轴的Y轴方向可动极限位置；第4功能，基于由上述第3功能检测到的Y轴方向可动极限位置而特定上述Y轴上涡电流式间隙传感器的Y轴上可动范围的中心；第5功能，在基于上述第1功能的X轴方向可动极限位置的检测时及基于第2功能的X轴上可动范围的中心的特定时，切断上述Y轴上电磁体的励磁电流，在基于上述第3功能的Y轴方向可动极限位置的检测时及基于第4功能的Y轴上可动范围的中心的特定时，切断上述X 轴上电磁体的励磁电流。

此外，本发明的排气泵具有被上述磁性轴承支承的轴，其特征在于，具有上述磁性轴承的控制装置。

本发明的磁性轴承的控制装置和具备该装置的排气泵中，作为该控制装置的具体的结构，使用如下功能：在基于第1功能的X轴方向可动极限位置的检测时及基于第2功能的X轴上可动范围的中心的特定时，切断Y轴上电磁体的励磁电流，在基于第3功能的Y轴方向可动极限位置的检测时及基于第4功能的Y轴上可动范围的中心的特定时，切断X 轴上电磁体的励磁电流。由此，例如在牵引被控制轴而使其向被设置于被控制轴的外周的保护轴承的内圈的内周圆弧面接触从而检测该轴的X轴方向可动极限位置时，即便在Y轴上涡电流式间隙传感器的Y轴上可动范围的中心与保护轴承的中心不一致的情况下，通过切断Y轴上电磁体的励磁电流而不进行被控制轴的Y轴方向悬浮位置控制。因而，有效地抑制以往那样的振荡现象，能够特定涡电流式间隙传感器的X轴上可动范围及其中心、以及Y轴上可动范围及其中心，能够有效地避免下述情况：具有借助磁性轴承而悬浮的被控制轴的排气泵不能特定X轴上、Y轴上可动范围的中心而不能将被控制轴悬浮于保护轴承的中心位置从而变为初始调节不良而停止出厂。

附图说明

图1是应用了本发明的磁性轴承的控制装置的排气泵的剖视图。

图2是磁性轴承的控制装置和径向磁性轴承的说明图。

图3是表示利用图2所示的磁性轴承的控制装置而执行的初始调节的流程的流程图。

图4是表示利用以往的磁性轴承的控制装置而执行的初始调节的流程的流程图。

图5（a）是保护轴承的中心（几何学的、机械的中心）和X轴上涡电流式间隙传感器的X轴上可动范围的中心（电气的中心）一致、且保护轴承的中心（几何学的、机械的中心）和Y轴上涡电流式间隙传感器的Y轴上可动范围的中心（电气的中心）一致的状态的说明图，图5（b）是这些不一致的状态的说明图。

附图标记说明

1…外装壳

1A…泵壳

1B…泵基座

1C…凸缘

2…气体吸气口

3…气体排气口

4…定子柱

5…转子轴

6…转子

7…凸台孔

9…肩部

10…径向磁性轴承

10A…径向电磁体靶

10B…X轴上电磁体

10C…X轴上涡电流式间隙传感器

11…轴向磁性轴承

11A…电枢盘

11B…轴向电磁体

11C…轴向方向变位传感器

12…驱动马达

12A…固定件

12B…转子

13…旋转翼

14…固定翼

18…螺纹槽排气部定子

19…螺纹槽

20…磁性轴承的控制装置

B1、B2…保护轴承

P…排气泵

Pt…翼排气部

Ps…螺纹槽排气部

S…螺纹槽排气通路。

具体实施方式

以下，参照添加的说明书的附图说明本发明的实施方式。

图1是应用了本发明的磁性轴承的控制装置的排气泵的剖视图。该图的排气泵P被用作例如半导体制造装置、平板显示器制造装置、太阳能电池板制造装置中的处理室及其他的密闭室的气体排气机构等。该排气泵具有：翼排气部Pt，在外装壳1内通过旋转翼13和固定翼14而将气体排气；螺纹槽排气部Ps，利用螺纹槽19而将气体排气；及这些的驱动系统。

外装壳1为将筒状的泵壳1A和有底筒状的泵基座1B沿其筒轴方向利用螺栓而一体地连结而成的有底圆筒形。泵壳1A的上端部侧作为气体吸气口2而开口，在泵基座1B的下端部侧表面设置有气体排气口3。

气体吸气口2利用设置于泵壳1A上缘的凸缘1C的未图示的螺栓与例如半导体制造装置的处理室等、为高真空的未图示的密闭室连接。气体排气口3与未图示的辅助泵以连通的方式连接。

在泵壳1A内的中央部设置有内置各种电气元件的圆筒状的定子柱4，定子柱4以其下端侧被螺纹固定于泵基座1B上的方式而立设。

在定子柱4的内侧设置有借助下述的径向磁性轴承、轴向磁性轴承而悬浮的转子轴5（被控制轴），转子轴5配置为，其上端部朝向气体吸气口2的方向，其下端部朝向泵基座1B的方向。此外，转子轴5的上端部设置为从定子柱4的圆筒上端面向上方突出。

转子轴5借助径向磁性轴承10和轴向磁性轴承11的磁力而径方向和轴方向能够旋转地被悬浮支承，被驱动马达12驱动旋转。此外，在该转子轴5的上下端侧设置有保护轴承B1、B2。

<驱动马达的详细结构>

驱动马达12为包括固定件12A和旋转件12B的构造，被设置于转子轴5的大致中央附近。该驱动马达12的固定件12A设置于定子柱4的内侧，该驱动马达12的旋转件12B一体地安装于转子轴5的外周面侧。

<保护轴承B的详细结构>

在例如由径向磁性轴承10及轴向磁性轴承11实现的转子轴5的悬浮位置控制无法进行时等、转子轴5的旋转异常时，转子轴5上端侧的保护轴承B1作为从转子轴5的径方向阻挡该转子轴5的旋转而使其停止的机构而起作用。为了实现该功能，该保护轴承B1的外圈安装固定于定子柱4的内周面侧，该保护轴承B1的内圈设置为与转子轴5的上端外周面隔开既定的间隔而对置。

转子轴5下端侧的保护轴承B2为，在上述转子轴5的旋转异常时，转子轴5的下端肩部与该保护轴承B2的内圈端面接触、转子轴5的下端外周面与该保护轴承B2的内圈内周面接触，作为沿径方向以及轴方向机械地支承该转子轴5的机构而起作用。为了实现该功能，该保护轴承B2的外圈经由下述的轴向电磁体11B而安装固定于定子柱4的内周面侧，该保护轴承B2的内圈设置为与转子轴5的下端肩部以及外周面隔开既定的间隔而对置。

<径向磁性轴承的详细结构>

径向磁性轴承10在驱动马达12的上下各一组合计为两组地配置，轴向磁性轴承11在转子轴5的下端部侧配置一组。在以下的说明中，为了说明的方便，如图2所示，以XY坐标系进行说明，所述XY坐标系将转子轴5的轴心作为原点，从原点在转子轴5的径方向具备X轴和与X轴垂直的Y轴。

两组的径向磁性轴承10、10分别构成为具备：安装于转子轴5的外周面的径向电磁体靶10A、设置于与其对置的定子柱4内侧面的径向电磁体10B、以及涡电流式间隙传感器10C。

径向电磁体靶10A由层叠高透磁率材料的钢板而成的叠层钢板形成。

径向电磁体10B如图2所示，在+X方向、-X方向、+Y方向、-Y方向分别各一组合计四组地配置，被由图2所示的磁性轴承的控制装置20控制的励磁电流励磁，通过径向电磁体靶10A而用磁力沿径方向吸引转子轴5。

另外，在以下的说明中，为了说明的方便，在上述四组径向电磁体10B中，将X轴上径向电磁体、具体地位于+X方向的径向电磁体称为“+X电磁体”，将位于-X方向的径向电磁体称为“-X电磁体”。此外，将Y轴上径向电磁体、具体地位于+Y方向的径向电磁体称为“+Y电磁体”，将位于-Y方向的径向电磁体称为“-Y电磁体”。

涡电流式间隙传感器10C在+X方向、-X方向、+Y方向、-Y方向分别各一组合计四组地配置，检测从其配置位置到转子轴5的间隙。检测值被输出至图2所示的磁性轴承的控制装置20。

另外，在以下的说明中，为了说明的方便，在上述四组涡电流式间隙传感器10C中，将X轴上涡电流式间隙传感器、具体地位于+X方向的涡电流式间隙传感器称为“+X传感器”，将位于-X方向的涡电流式间隙传感器称为“-X传感器”。此外，将位于+Y方向的涡电流式间隙传感器称为“+Y传感器”，将位于-Y方向涡电流式间隙传感器称为“-Y传感器”。

<轴向磁性轴承的详细结构>

轴向磁性轴承11构成为具备：安装于转子轴5的下端部外周的圆盘状的电枢盘11A、隔着电枢盘11A而上下地对置的轴向电磁体11B、设置于从转子轴5的下端面稍微离开的位置的轴向方向变位传感器11C。电枢盘11A由透磁率高的材料构成，上下的轴向电磁体11B用磁力从其上下方向吸引电枢盘11A。轴向方向变位传感器11C检测转子轴5的轴方向变位。而且，基于由轴向方向变位传感器11C检测到的检测值（转子轴5的轴方向变位）控制上下的轴向电磁体11B的励磁电流，从而在轴方向既定位置处用磁力悬浮支承转子轴5。

在定子柱4的外侧设置有转子6。该转子6为包围定子柱4的外周的圆筒状，与转子轴5一体化。作为这样的一体化的构造例，在图1的排气泵P中，在转子6的端面部中心设置凸台孔7，并且在转子轴5的上端部外周形成阶梯状的肩部（以下称为“转子轴肩部9”）。而且，将比转子轴肩部9靠上方的转子轴5顶端部嵌入上述转子轴5端面部的凸台孔7，且通过利用螺栓将转子轴5端面部和转子轴肩部9固定，将转子6和转子轴5一体化。

上述转子6经由转子轴5借助径向磁性轴承10、10及轴向磁性轴承11能够绕其轴心（转子轴5）旋转地被悬浮支承。因而，在图1的排气泵P中，转子轴5、径向磁性轴承10、10、以及轴向磁性轴承11作为能够绕其轴心旋转地支承转子6的支承机构而起作用。此外转子6和转子轴5一体地旋转，因此旋转驱动转子轴5的驱动马达12作为旋转驱动转子6的驱动机构而起作用。

<磁性轴承的控制装置的详细结构>

磁性轴承的控制装置20如下地进行控制：运算作为控制对象的转子轴5与磁性轴承的基于+X传感器以及-X传感器的+X方向和-X方向的两个间隙值的差量，以该差量和X方向间隙修正值作为基准而控制+X电磁体和-X电磁体的励磁电流，以及运算+Y传感器和-Y传感器的检测值和与这些对应的+Y方向、-Y方向的间隙值的差量，以该差量和Y方向间隙修正值作为基准控制+Y电磁体和-Y电磁体的励磁电流，从而利用磁力悬浮支承转子轴5。通常，以初始悬浮位置悬浮支承为令X方向间隙修正值和Y方向间隙修正值为0的方式控制电磁体。

在本实施方式的排气泵P中，在其工厂出厂时等、实际地将排气泵P装入用户装置而使用前，进行初始调节而使得转子轴5在保护轴承B1、B2的中心处旋转。以下，说明该初始调节。

上述的磁性轴承的控制装置20由微型计算机等的数值处理装置构成，构成为通过图3所示的初始调节的流程的执行而发挥下述从第1到第5的功能。

第1功能：

第1功能为检测转子轴5的X轴方向可动极限位置的功能。

第2功能：

第2功能为基于由第1功能检测到的X轴方向可动极限位置而特定X轴上涡电流式间隙传感器10C的X轴上可动范围及其中心（径向磁性轴承的X轴上可动范围中心）的功能。

第3功能：

第3功能为检测转子轴5的Y轴方向可动极限位置的功能。

第4功能：

第4功能为基于由第3功能检测到的Y轴方向可动极限位置而特定Y轴上涡电流式间隙传感器10C的Y轴上可动范围及其中心（径向磁性轴承的Y轴上可动范围中心）的功能。

第5功能：

第5功能为在基于第1功能的检测时及基于第2功能的特定时，切断Y轴上电磁体10B（+Y电磁体和-Y电磁体）的励磁电流、在基于第3功能的检测时及基于第4功能的特定时，切断X 轴上电磁体10B（+X电磁体和-X电磁体）的励磁电流的功能。

接着，说明图3所示的初始调节的流程。

图3所示的初始调节的流程通过本控制装置20的未图示的初始调节开始按钮的按下等而开始。借助流程的开始，最初，在控制装置20中，令+X电磁体和-X电磁体（X轴上径向电磁体）的励磁电流为连通（通电）的状态，开始+X电磁体和-X电磁体的励磁电流的控制，从而进行径向磁性轴承10的转子轴5的X轴方向悬浮位置控制（步骤101）。另一方面，控制装置20令+Y电磁体和-Y电磁体（Y轴上径向电磁体）的励磁电流为切断（不通电）的状态，停止+Y电磁体和-Y电磁体的励磁电流的控制，从而不进行径向磁性轴承10的转子轴5的Y轴方向悬浮位置控制（步骤102）。

接着，在控制装置20中，从初始间隙修正值0的位置，通过增加流经+X电磁体的励磁电流、减少流经-X电磁体的励磁电流，利用+X电磁体10B将转子轴5向+X方向牵引（步骤103）。

然后，在被牵引的转子轴5与保护轴承B1、B2的内圈的内周圆弧面接触的时刻，读取+X和-X传感器的检测值，基于读取到的检测值而特定转子轴5的+X轴方向可动极限位置（步骤104）。在该情况下，在转子轴5与保护轴承B1、B2的内圈的内周圆弧面接触之后+X和-X传感器的检测值不变化（成为饱和状态），因此也可以通过监视该检测值的变化量而判定转子轴5是否接触、并基于判定为接触时的+X和-X传感器的检测值而特定该转子轴5的+X轴方向可动极限位置。

之后，在控制装置20中，增加流经-X电磁体的电流值，减少流经+X的电磁体的电流值，从而利用-X电磁体10B将转子轴5向-X方向牵引（步骤105）。

然后，在被牵引的转子轴5与保护轴承B1、B2的内圈的内周圆弧面接触的时刻，读取+X和-X传感器的检测值，基于读取到的检测值而特定转子轴5的-X轴方向可动极限位置（步骤106）。该-X轴方向可动极限位置的特定可以利用与之前说明的+X轴方向可动极限位置相同的方式特定。

像以上那样地+X轴方向可动极限位置和-X轴方向可动极限位置的特定完成后，接着，在控制装置20中，将从该+X轴方向可动极限位置到-X轴方向可动极限位置的范围特定为X轴上可动范围，且将这些可动极限位置的中点作为X轴上涡电流式间隙传感器10C的X轴上可动范围的中心（径向磁性轴承的X轴上可动范围的中心）而计算特定X方向间隙修正值。X方向间隙修正值被存储于控制装置20的存储器（省略图示）（步骤107）。

在接下来的步骤108中，判定在上述步骤107中是否能够特定X轴上可动范围的中心，在不能特定的情况下，回到步骤103，再试行X轴上可动范围的中心的计算特定（步骤108的No）。另一方面，在上述步骤107中能够特定X轴上可动范围的中心的情况下，利用在上述步骤107中存储的存储器内的X方向间隙修正值控制X轴上电磁体10B的励磁电流，使得转子轴5在X轴上可动范围的中心处旋转。由此，转子轴5被悬浮支承于该特定的X轴上可动范围的中心（径向磁性轴承的X轴上中心）（步骤108的Yes、步骤109）。

接着，在控制装置20中，令+Y电磁体和-Y电磁体（Y轴上径向电磁体）的励磁电流为连通的状态，开始+Y电磁体和-Y电磁体的励磁电流的控制，从而进行径向磁性轴承10中的转子轴5的Y轴方向悬浮位置控制（步骤110）。另一方面，控制装置20令+X电磁体和-X电磁体（X轴上径向电磁体）的励磁电流为切断的状态，停止+X电磁体和-X电磁体的励磁电流控制，从而不进行径向磁性轴承10的转子轴5的X轴方向悬浮位置控制（步骤111）。

接着，在控制装置20中，从初始间隙修正值0的位置，增加流经+Y电磁体10B的励磁电流，减少流经-Y电磁体10B的励磁电流，从而利用+Y电磁体10B将转子轴5向+Y方向牵引（步骤112）。

然后，在被牵引的转子轴5与保护轴承B1、B2的内圈的内周圆弧面接触的时刻，读取+Y和-Y传感器的检测值，基于读取到的检测值而特定转子轴5的+Y轴方向可动极限位置（步骤113）。该+Y轴方向可动极限位置的特定能够利用与之前说明的+X轴方向可动极限位置相同的方式特定。

接着，在控制装置20中，增加流经-Y电磁体10B的励磁电流，减少流经+Y的电磁体10B的励磁电流，从而利用-Y电磁体10B将转子轴5向-Y方向牵引（步骤114）。

然后，在被牵引的转子轴5与保护轴承B1、B2的内圈的内周圆弧面接触的时刻，读取+Y和-Y传感器的检测值，基于读取到的检测值而特定转子轴5的-Y轴方向可动极限位置（步骤115）。该-Y轴方向可动极限位置的特定能够利用与之前说明的+X轴方向可动极限位置相同的方式特定。

像以上那样地+Y轴方向可动极限位置和-Y轴方向可动极限位置的特定完成后，接着，在控制装置20中，将从该+Y轴方向可动极限位置到-Y轴方向可动极限位置的范围特定为Y轴上可动范围，且将这些可动极限位置的中点作为Y轴上涡电流式间隙传感器10C的Y轴上可动范围的中心（径向磁性轴承的Y轴上可动范围的中心）而计算特定Y方向间隙修正值。Y方向间隙修正值被存储于控制装置20的存储器（省略图示）（步骤116）。

然后，在接下来的步骤117中，判定在上述步骤116中是否能够特定Y轴上可动范围的中心，在不能特定的情况下，回到步骤112，再试行Y轴上可动范围的中心的计算特定（步骤117的No）。另一方面，在上述步骤117中能够特定Y轴上可动范围的中心的情况下，利用在上述步骤117中存储的存储器内的Y方向间隙修正值控制Y轴上电磁体10B的励磁电流，使得转子轴5在Y轴上可动范围的中心处旋转。由此，转子轴5被悬浮支承于其特定的Y轴上可动范围的中心（径向磁性轴承的Y轴上中心）（步骤117的Yes、步骤118）。

在之后的步骤119中，维持+Y电磁体和-Y电磁体（Y轴上径向电磁体）的励磁电流的连通（通电）状态，令+X电磁体和-X电磁体（X轴上径向电磁体）的励磁电流为连通（通电）状态，利用在上述步骤107中存储的存储器（省略图示）内的X方向间隙修正值控制X轴上电磁体10B的励磁电流，使得转子轴5在X轴上可动范围的中心处旋转。由此，转子轴5被悬浮支承为在X轴上可动范围的中心和Y轴上可动范围的中心处旋转。在该时刻，若转子轴5的旋转无异常则基于本流程的初始调节完成，排气泵P等待出厂，或者能够转移到其他的初始调节作业。

<翼排气部Pt的详细结构>

在图1的排气泵P中，转子6的比大致中间靠上游（从转子6的大致中间到转子6的气体吸气口2侧端部的范围）作为翼排气部Pt而起作用。以下详细地说明该翼排气部Pt。

在转子6的比大致中间靠上游侧的转子6的外周面一体地设置有多个旋转翼13。这些多个旋转翼13以转子6的旋转轴心（转子轴5）或者外装壳1的轴心（以下称为“泵轴心”）作为中心而排列为放射状。另一方面，在泵壳1A的内周面侧设置有多个固定翼14，这些固定翼14被配置为以泵轴心作为中心而排列为放射状。而且，通过将上述旋转翼13和固定翼14沿泵轴心交替地配置多级而形成翼排气部Pt。

任意的旋转翼13都是与转子6的外径加工部一体地利用切削加工而切出形成的刀片状的切削加工品，以对气体分子的排气最适合的角度倾斜。任意的固定翼14也以对气体分子的排气最适合的角度倾斜。

<基于翼排气部Pt的排气动作说明>

在由以上的结构构成的翼排气部Pt中，利用驱动马达12的启动，转子轴5、转子6以及多个旋转翼13一体地高速旋转，最上级的旋转翼13对从气体吸气口2射入的气体分子提供向下方的动能。该具有向下方的动能的气体分子被固定翼14向下一级的旋转翼13侧送入。通过反复地多级地进行以上那样的向气体分子的动能的提供以及送入动作，气体吸气口2侧的气体分子向转子6的下游顺次地移动地被排气。

<螺纹槽排气部Ps的详细结构>

在图1的排气泵P中，转子6的比大致中间靠下游侧（从转子6的大致中间到转子6的气体排气口3侧端部的范围）作为螺纹槽排气部Ps而起作用。以下详细地说明该螺纹槽排气部Ps。

转子6的比大致中间靠下游侧的转子6外周面是作为螺纹槽排气部Ps的旋转部件而旋转的部分，经由既定的间隙而被插入、收纳于圆筒形的螺纹槽排气部定子18内。

螺纹槽排气部定子18为，作为螺纹槽排气部Ps的筒形固定部件，为包围转子6的外周（比转子6的大致中间靠下游的部分）的形状，在其内周部形成有深度朝向下方而小径化的圆锥状地变化的螺纹槽19。螺纹槽19从螺纹槽排气部定子18的上端到下端螺旋状地刻设，利用这样的螺纹槽19和转子6的外周面，在转子6和螺纹槽排气部定子18之间设置螺旋状的螺纹槽排气通路S。另外，螺纹槽排气部定子18其下端部被泵基座1B支承。

省略图示，但也可以构成为将之前说明的螺纹槽19形成于转子6的内周面从而设置如上所述的螺纹槽排气通路S。

在螺纹槽排气部Ps中，为了借助螺纹槽19和转子6的外周面中的拖动效果边压缩气体边进行移送，螺纹槽19的深度设定为在螺纹槽排气通路S的上游入口侧（离气体吸气口2较近的通路开口端）最深，在其下游出口侧（离气体排气口3较近的通路开口端）最浅。

螺纹槽排气通路S的上游入口向配置为多级的旋转翼13中最下级的旋转翼13或者固定翼14（在图1的示例中为最下级的固定翼14）开口，该通路S的下游侧出口构成为与气体排气口3侧连通。

<螺纹槽排气部Ps的排气动作说明>

借助基于之前说明的翼排气部Pt的排气动作的移送到达最下级的旋转翼13或固定翼14的气体分子从朝向它们开口的螺纹槽排气通路S的上游入口向该螺纹槽排气通路S移动。移动的气体分子利用由转子6的旋转而产生的效果、即转子6的外周面和螺纹槽19中的拖动效果，边从迁移流被压缩为粘性流边朝向气体排气口3移动，最终地通过未图示的辅助泵而向外部被排气。

以上说明的本实施方式的排气泵P中，作为磁性轴承的控制装置20的具体的结构，使用以下功能：在基于第1功能的X轴方向可动极限位置的检测时及基于第2功能的X轴上可动范围的特定时，切断+Y电磁体和-Y电磁体（Y轴上电磁体10B）的励磁电流，在基于第3功能的Y轴方向可动极限位置的检测时及基于第4功能的Y轴上可动范围的特定时，切断+X电磁体和-X电磁体（X轴上电磁体10B）的励磁电流。因此，例如通过朝向保护轴承B1、B2的内圈的内周圆弧面而牵引转子轴5而使其接触而检测转子轴5的X轴方向可动极限值时，即便在Y轴上涡电流式间隙传感器10C的Y轴上可动范围的中心和保护轴承B1、B2的中心不一致的情况下，通过切断+Y电磁体和-Y电磁体的励磁电流而不进行转子轴5的Y轴方向悬浮位置控制。因而，有效地抑制以往那样的振荡现象，能够特定X轴上可动范围及其中心、及Y轴上可动范围及其中心，能够避免下述情况：由于不能特定X轴上可动范围及Y轴上可动范围而不能将转子轴悬浮于保护轴承的中心位置，所以作为初始调节不良而排气泵P停止出厂。

Claims (2)

1. 一种磁性轴承的控制装置，所述磁性轴承在XY坐标系的X轴上和Y轴上设置有涡电流式间隙传感器，利用该涡电流式间隙传感器检测该涡电流式间隙传感器与借助磁性轴承而悬浮的被控制轴的间隙，基于该检测值对X轴上电磁体和Y轴上电磁体进行励磁，从而利用这些电磁体的磁力而悬浮支承上述被控制轴，其特征在于，

上述磁性轴承的控制装置具有下述功能：

第1功能，检测上述被控制轴的X轴方向可动极限位置；

第2功能，基于由上述第1功能检测到的X轴方向可动极限位置而特定上述X轴上涡电流式间隙传感器的X轴上可动范围的中心；

第3功能，检测上述被控制轴的Y轴方向可动极限位置；

第4功能，基于由上述第3功能检测到的Y轴方向可动极限位置而特定上述Y轴上涡电流式间隙传感器的Y轴上可动范围的中心；

第5功能，在基于上述第1功能的X轴方向可动极限位置的检测时及基于第2功能的X轴上可动范围的中心的特定时，切断上述Y轴上电磁体的励磁电流，在基于上述第3功能的Y轴方向可动极限位置的检测时及基于第4功能的Y轴上可动范围的中心的特定时，切断上述X 轴上电磁体的励磁电流。

2. 一种排气泵，具有被上述磁性轴承支承的上述被控制轴，其特征在于，具有权利要求1所述的磁性轴承的控制装置。

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