JP2001263352A

JP2001263352A - 磁気軸受装置

Info

Publication number: JP2001263352A
Application number: JP2000080464A
Authority: JP
Inventors: Masahide Kubo; 雅英久保
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2001-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】回転体を磁気軸受で支持する磁気軸受装置に
おいて、磁気軸受装置の設置姿勢によらず安定性の高い
磁気軸受装置の提供。【解決手段】ポンプ姿勢が垂直の場合に最適な制御定
数に設定された制御部Ａと、ポンプ姿勢が水平の場合に
最適な制御定数に設定された制御部Ｂとを備え、ポンプ
の姿勢に応じて、切換回路３３Ｘにより制御部Ａおよび
制御部Ｂのいずれかに切り換える。この切換は、電流検
出回路３５で検出された励磁電流Ｉ１〜Ｉ４と基準電流
設定器３７の基準電流Ｉｓに基づいて検出される設置姿
勢に基づいて行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気軸受式ターボ
分子ポンプ等に用いられる磁気軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転軸の支持に磁気軸受を使用した場
合、軸受の摩耗が無いので、軸受のメンテナンスフリー
化、高速回転、騒音の低減などの面で利点がある。ま
た、潤滑油を必要としないことから、半導体製造装置等
のように極めて清浄な環境で使用する軸受として好適で
ある。このような磁気軸受を使用した機器の一例とし
て、磁気軸受式ターボ分子ポンプがある。

【０００３】磁気軸受式ターボ分子ポンプでは、回転翼
が設けられたロータを磁気軸受により支持しているが、
この磁気軸受には５軸制御型の磁気軸受が一般的に用い
られている。５軸制御型磁気軸受では、ラジアル方向に
４組（４軸）、アキシャル方向に１組（１軸）の電磁石
がそれぞれ設けられ、これらの５軸それぞれに対応して
ロータ位置を検出する５組の変位センサが設けられてい
る。これらの変位センサにより検出されたロータの変位
を、各電磁石の励磁電流を制御する制御回路にフィード
バックすることにより、ロータを所定位置に支持してい
る。このフィードバック制御には、例えば、ＰＩＤ制御
が用いられる。

【０００４】一般的な縦型のターボ分子ポンプでは、ポ
ンプを正立状態（垂直姿勢）としたときにロータ軸も垂
直となる。このとき、ロータ重量はアキシャル電磁石に
より支持されることになる。ところで、ターボ分子ポン
プをチャンバに取り付ける場合、必ずしも垂直姿勢で使
用されるとは限らず、斜め姿勢や水平姿勢で用いられる
場合もある。ポンプを水平姿勢で使用した場合には、ロ
ータの重量はラジアル電磁石により支持されることにな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポンプ
を垂直姿勢で使用した場合と水平姿勢で使用した場合と
では、上述したようにロータ重量を支える電磁石が異な
るため、ＰＩＤ制御に用いられる最適な制御定数（比例
要素、微分要素、積分要素のゲインＫ、Ｋd、Ｋi）が異
なっている。そのため、従来は、垂直姿勢時の最適値と
水平姿勢時の最適値との中間の値が、上記制御定数とし
て使用される場合が多い。そのため、ポンプを垂直姿勢
および水平姿勢のいずれの姿勢で使用した場合にも、最
適な制御定数で制御されないことになり、軸受の安定性
が低下するという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、回転体を磁気軸受で支持
する磁気軸受装置において、磁気軸受装置の設置姿勢に
よらず安定性の高い磁気軸受装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図３に対応付けて説明する。（１）請求項１の発明は、回転構造体４を非接触支持す
る磁気軸受５２ｘと、磁気軸受５２ｘに対する回転構造
体４の変位を磁気軸受制御にフィードバックして、回転
構造体４が所定位置に支持されるように制御する制御手
段３８Ｘとを備える磁気軸受装置に適用され、磁気軸受
装置の設置姿勢を検出する姿勢検出手段３５，３６，３
７と、制御手段３８Ｘの制御定数を姿勢検出手段３５〜
３７で検出された姿勢に応じた制御定数に設定する設定
手段４０，３３Ｘとを備えて上述の目的を達成する。（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の磁気軸受装
置において、姿勢検出手段３５〜３７が、磁気軸受の励
磁電流Ｉ１〜Ｉ４に基づいて設置姿勢を検出するように
したものである。

【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１０を参照して本
発明の実施の形態を説明する。図１は磁気軸受式ターボ
分子ポンプのポンプ本体１を示す断面図である。ケーシ
ング２０の内部には、複数段のロータ翼２１およびネジ
溝部２２が形成されたロータ４と、ロータ翼２１に対し
て交互に配設されるステータ翼２３と、上記ネジ溝部２
２と対向するように配設される筒状部材２４とが設けら
れている。ロータ４はラジアル電磁石５１，５２および
アキシャル電磁石５３の吸引力により非接触支持され、
これらの電磁石５１〜５３は後述するように５軸制御型
磁気軸受を構成している。

【００１０】磁気軸受には、ラジアル電磁石５１，５２
およびアキシャル電磁石５３に対応して、ラジアル変位
センサ７１，７２およびアキシャル変位センサ７３が設
けられており、これらの変位センサ７１〜７３によりロ
ータ４の支持位置が検出される。ロータ翼２１およびネ
ジ溝部２２が形成されたロータ４を、電磁石５１〜５３
により非接触支持しつつモータ６により回転駆動する
と、吸気口側のガスは矢印Ｇ１のように背圧側（空間Ｓ
１）に排気され、背圧側に排気されたガスは排気口フラ
ンジ２６に接続された補助ポンプによりポンプ本体外へ
排気される。２７，２８は非常用のメカニカルベアリン
グである。

【００１１】図２は５軸制御型磁気軸受の概念図であ
り、ロータ４の回転軸Ｊがｚ軸に一致するように示し
た。図２に示すように、図１のラジアル電磁石５１は、
ｘ軸に沿ってロータ４を挟むように対向して配設される
１組の電磁石５１ｘと、ｙ軸に沿ってロータ４を挟むよ
うに対向して配設される１組の電磁石５１ｙとを有して
いる。同様に、ラジアル電磁石５２も、ｘ軸に沿ってロ
ータ４を挟むように対向して配設される１組の電磁石５
２ｘと、ｙ軸に沿ってロータ４を挟むように対向して配
設される１組の電磁石５２ｙとを有している。また、ア
キシャル電磁石５３は、ロータ４の下端に設けられたデ
ィスク４１をｚ軸に沿って挟むように対向して配設され
る１組の電磁石５３ｚを有している。

【００１２】これら５組の電磁石５１ｘ，５１ｙ，５２
ｘ，５２ｙ，５３により５軸制御型磁気軸受が構成され
ている。なお、図２には図示していないが、図１の変位
センサ７１，７２は電磁石５１ｘ，５１ｙ，５２ｘ，５
２ｙに対応してそれぞれ２組のラジアル変位センサで構
成されている。

【００１３】図３〜５は磁気軸受の制御系を説明するブ
ロック図であり、図３はラジアル電磁石５２ｘに関する
もの、図４はラジアル電磁石５２ｙに関するもの、図５
はラジアル電磁石５１ｘに関するものである。図３にお
いて、７２ｘはラジアル電磁石５２ｘに対応して設けら
れたラジアル変位センサであり、一対の変位センサ７２
ｘから出力される信号の差分が差分点３０Ｘにおいて算
出される。さらに差分点３２Ｘにおいて、目標支持位置
に対応する基準信号に対する前記差分信号の偏差εｘが
算出される。この基準信号は、ロータ４が目標位置に支
持されているときのセンサ信号に相当するものであり、
予め基準信号設定器３１Ｘに入力されている。

【００１４】算出された偏差εｘは、切換回路３３Ｘを
介して制御回路３８Ｘの制御部Ａまたは制御部Ｂのいず
れかに入力される。電磁石５２ｘに励磁電流を供給する
駆動回路３４Ｘａ、３４Ｘｂは、制御部Ａ，Ｂのいずれ
か一方により制御される。この制御部Ａ，Ｂには、変位
センサ７２ｘで検出されるロータ変位がフィードバック
されている。本実施の形態では、２つの制御部Ａ，Ｂを
切換回路３３で切り換えて用いるような構成となってい
るが、制御部Ａ，Ｂの構成は全く同一であり、図６に示
すようなブロック線図で表される。

【００１５】制御部Ａ，ＢはＰＩＤ制御で励磁電流を生
成するものであり、図６に示すように比例回路４２ａ，
積分回路４２ｂおよび微分回路４２ｃを備えている。各
回路の制御定数Ｋ，Ｋi，Ｋdは比例要素，積分要素およ
び微分要素のゲインであり、制御部Ａと制御部Ｂとで
は、これらの制御定数Ｋ，Ｋi，Ｋdの設定値が異なって
いる。本実施の形態では、制御部Ａの制御定数Ｋ(A)，
Ｋi(A)，Ｋd(A)は、ポンプ本体１を垂直姿勢で使用した
ときに最適な値に設定されており、一方、制御部Ｂの制
御定数Ｋ(B)，Ｋi(B)，Ｋd(B)は、水平姿勢のときに最
適な値に設定されている。

【００１６】図３に戻って、比較回路３６は、電流検出
回路３５により検出されたラジアル電磁石５２ｘおよび
５２ｙ（図４参照）の励磁電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４
と、予め基準電流設定器３７に設定されている基準電流
値Ｉｓとに基づいてポンプ本体１の姿勢を検出し、その
検出結果をＣＰＵ４０に出力する。ＣＰＵ４０は磁気軸
受全体をコントロールするものであり、比較回路３６か
ら入力された検出結果に基づいて切換回路３３Ｘを切り
換えることにより、ラジアル電磁石５２ｘの制御に制御
部Ａ，Ｂのいずれかが用いられることになる。また、タ
ーボ分子ポンプのメインスイッチＳＷからＣＰＵ４０に
オン信号が入力されると、電源３９から制御回路３８Ｘ
へと電力が供給されて、ロータ４が磁気浮上される。そ
の後、ロータ回転開始スイッチ（不図示）が操作される
と、図１のモータ６によりロータ４の回転駆動が開始さ
れる。なお、切換制御の詳細については後述する。

【００１７】一方、図４に示すラジアル電磁石５２ｙの
制御系では、図３の電流検出回路３５，比較回路３６，
基準電流設定器３７が設けられていない点を除いては同
様の構成となっており、図３の差分点３０Ｘを図４では
差分点３０Ｙと示したように、同一機能のものについて
はＸをＹに置き換えて表記した。上述したように、ラジ
アル電磁石５２ｙの励磁電流Ｉ３，Ｉ４は図３に示した
電流検出回路３５により検出され、その検出結果は比較
回路３６に送られる。切換回路３３Ｙの切換制御は、切
換回路３３Ｘと同様に、図３の比較回路３６の検出結果
に基づいてＣＰＵ４０により行われる。

【００１８】また、ラジアル電磁石５１ｘに関しては、
図５における差分点３０，３２、基準信号設定器３１，
制御回路３８，駆動回路３４ａ，駆動回路３４ｂ，偏差
εは、図３の差分点３０Ｘ，３２Ｘ、基準信号設定器３
１Ｘ，制御回路３８Ｘ，駆動回路３４ａＸ，駆動回路３
４ｂＸ，偏差εｘと全く同一内容のものである。図５に
示すように、切換回路３３の切換制御は、切換回路３３
Ｘと同様に、図３の比較回路３６の判定結果に基づいて
ＣＰＵ４０により行われる。なお、ラジアル電磁石５１
ｙに関しては、図５に示したラジアル電磁石５１ｘと同
様なので説明を省略する。

【００１９】本実施の形態では、励磁電流Ｉ１〜Ｉ４に
基づいてポンプ本体１の設置姿勢を検出し、検出された
設置姿勢に応じて、制御回路３８Ｘ、３８Ｙ、３８の制
御部Ａ，Ｂの何れか一方によりラジアル電磁石５２ｘ，
５２ｙ，５１ｘ、５１ｙの駆動回路を制御するようにし
ている。次に、設置姿勢の検出方法について説明する。

【００２０】図１に示すようにポンプ本体１が垂直姿勢
の場合、すなわち回転軸心が鉛直である場合には、ロー
タ重量は図２のアキシャル電磁石５３にかかっており、
例えば、図３に示す一対のラジアル電磁石５２ｘの吸引
力はほぼ等しくなる。そのため、ラジアル電磁石５２ｘ
の励磁電流Ｉ１，Ｉ２はほぼ等しく、それらの差Δｘ＝
｜Ｉ１−Ｉ２｜はほぼ０となる。

【００２１】一方、ポンプ本体１を水平姿勢とした場
合、すなわち回転軸心が水平である場合には、ロータ重
量はラジアル電磁石５１ｘ，５１ｙ、５２ｘ，５２ｙに
かかることになる。例えば、図３のｚ方向が水平方向で
あるとすれば、ロータ４を上側（ｘ正方向）に吸引する
上側のラジアル電磁石５２ｘの励磁電流Ｉ１の方が下側
のラジアル電磁石５２ｘの励磁電流Ｉ２より大きくな
る。なお、以上のことは、ラジアル電磁石５２ｙの励磁
電流Ｉ３，Ｉ４についても同様に成り立つ。

【００２２】そこで、本実施の形態では、ポンプ本体１
を垂直姿勢から４５°傾けたときの励磁電流の差（＝｜
Ｉ１−Ｉ２｜）を基準電流値Ｉｓとし、図３の比較回路
３６では、この基準電流値Ｉｓと、励磁電流の差Δｘ＝
｜Ｉ１−Ｉ２｜，Δｙ＝｜Ｉ３−Ｉ４｜とを比較して、
ポンプ本体１の設置姿勢を次のように判定する。すなわ
ち、 Δｘ＜ＩｓかつΔｙ＜Ｉｓを満たしている場合には、
０°≦（設置姿勢）＜４５°と判定し、 Δｘ≧ＩｓまたはΔｙ≧Ｉｓを満たしている場合に
は、４５°≦（設置姿勢）≦９０°と判定する。ここで、角度は、ポンプ本体１が垂直姿勢の場合を基準
（０°）とした傾き角度を表す。

【００２３】図３の比較回路３６によって、設置姿勢が
０°≦（設置姿勢）＜４５°と判定された場合には、制
御回路３８Ｘ、３８Ｙ，３８は切換回路３３Ｘ、３３
Ｙ，３３によってそれぞれ制御部Ａに切り換えられる。
この制御部Ａは、垂直姿勢において最適な制御定数Ｋ
(A)，Ｋi(A)，Ｋd(A)に設定されている。一方、設置姿
勢が４５°≦（設置姿勢）≦９０°と判定された場合に
は、水平姿勢において最適な制御定数Ｋ(B)，Ｋi(B)，
Ｋd(B)に設定された制御部Ｂに切り換えられる。

【００２４】このような姿勢判定および制御部Ａ，Ｂの
切換は、例えば、ポンプ起動時に行われ、それらの動作
はＣＰＵ４０によって制御される。図７は、切換作業に
関する一連の手順を示すフローチャートであり、図３の
メインスイッチＳＷをオン操作するとフローチャートが
スタートしステップＳ１に進む。ステップＳ１では、電
源３９から制御回路３８Ｘに電力を供給し、ロータ４を
磁気浮上させる。ステップＳ２では、電流検出回路３５
による励磁電流Ｉ１〜Ｉ４の検出が行われる。

【００２５】次いで、ステップＳ３では、検出された励
磁電流Ｉ１〜Ｉ４と基準電流値Ｉｓとに基づいて、ポン
プ本体１の設置姿勢が０°≦（設置姿勢）＜４５°であ
るか否かが判定される。ステップＳ３で、０°≦（設置
姿勢）＜４５°と判定されると、ステップＳ４に進んで
ロータ４の浮上を停止した後、ステップＳ５で制御回路
３８Ｘ，３８Ｙ，３８を制御部Ａに切り換える。一方、
ステップＳ３で、０°≦（設置姿勢）＜４５°でないと
判定されると、ステップＳ６に進んでロータ４の浮上を
停止した後、ステップＳ７で制御回路３８Ｘ，３８Ｙ，
３８を制御部Ｂに切り換える。

【００２６】ステップＳ５またはステップＳ７において
制御回路３８Ｘ，３８Ｙ，３８の切換が行われたら、ス
テップＳ８に進んでロータ４を再び浮上させる。このよ
うにして、制御部Ａ，Ｂの切換動作が行われる。その
後、ロータ回転駆動開始のスイッチ操作が行われること
により、ロータ４の回転駆動が開始される。そして、メ
インスイッチＳＷがオフ（磁気浮上停止）とされた後、
再びオン（磁気浮上開始）にされたならば、再び図７に
示す手順に従って制御部Ａ，Ｂの切換動作が行われる。

【００２７】上述した実施の形態では、ラジアル電磁石
５２ｘ、５２ｙの励磁電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４に基
づいて設置姿勢の判定を行ったが、ラジアル電磁石５１
ｘ、５１ｙの励磁電流に基づいて設置姿勢の判定を行っ
ても良い。

【００２８】−第１の変形例− 図８は本実施の形態の第１の変形例を示すブロック図で
ある。図８はラジアル電磁石５２ｘに関するものであ
り、上述した図３に対応するブロック図である。なお、
ラジアル電磁石５２ｙ，５１ｘ，５１ｙについても、図
４，５の制御回路３８Ｙ，３８を制御回路４３Ｘと同様
の制御回路で置き換えれば良く。以下では、ラジアル電
磁石５２ｘについてのみ説明する。制御回路４３Ｘは、
駆動回路３４Ｘａ，３４Ｘｂを制御する制御部４３１と
記憶部４３２とを備えており、差分器３２Ｘで得られた
偏差εｘは制御部４３１に入力される。記憶部４３２に
は、垂直姿勢のときに最適な制御定数Ｋ(A)，Ｋi(A)，
Ｋd(A)と、水平姿勢のときに最適な制御定数Ｋ(B)，Ｋi
(B)，Ｋd(B)とが予め記憶されている。

【００２９】ＣＰＵ４０は、比較回路３６から設置姿勢
の検出結果が入力されたならば、その検出結果に基づい
て、制御部４３１の制御定数を、記憶部４３２に記憶さ
れている制御定数Ｋ(A)，Ｋi(A)，Ｋd(A)またはＫ(B)，
Ｋi(B)，Ｋd(B)のいずれか一方に設定する。この変形例
の場合、図３の装置のように、制御回路の制御部を複数
設ける必要がないので、回路が簡略化され、コストアッ
プを抑えることができる。

【００３０】−第２の変形例− 図９および図１０は、本実施の形態の第２の変形例を示
すブロック図である。図９はラジアル電磁石５２ｘに関
するもので図３に対応しており、図１０はラジアル電磁
石５２ｙに関するもので図４に対応している。なお、ラ
ジアル電磁石５１ｘ、５１ｙに関しては、図１０と同様
なので説明を省略する。図９の制御回路４４Ｘは、駆動
回路３４Ｘａ，３４Ｘｂを制御する制御部４４１と演算
部４４２とを備えており、差分器３２Ｘで得られた偏差
εｘは制御部４４１に入力される。

【００３１】演算部４４２には、制御定数Ｋ，Ｋi，Ｋd
が励磁電流Ｉ１，Ｉ２の関数Ｋ(I1,I2)，Ｋi(I1,I2)，
Ｋd(I1,I2)として予め記憶されており、電流検出回路３
５から入力された励磁電流Ｉ１，Ｉ２に基づいて制御定
数Ｋ，Ｋi，Ｋdの演算を行う。演算部４４２の演算が終
了したならば、演算部４４２からＣＰＵ４０へ演算完了
信号が出力される。ＣＰＵ４０は、演算部４４２からの
演算完了信号を受信したならば、ロータ４の磁気浮上を
停止し、制御部４４１の制御定数を演算部４４２で算出
された制御定数Ｋ，Ｋi，Ｋdに設定した後、再びロータ
４を磁気浮上させる。

【００３２】一方、図１０の制御回路４４Ｙも、制御回
路４４Ｘと同様に制御部４４１，演算部４４２を備えて
おり、演算部４４２には、励磁電流Ｉ３，Ｉ４に対する
関数Ｋ(I3,I4)，Ｋi(I3,I4)，Ｋd(I3,I4)が予め記憶さ
れている。ラジアル電磁石５２ｙの場合も、電流検出回
路３５から入力された励磁電流Ｉ３，Ｉ４に基づいて制
御定数Ｋ，Ｋi，Ｋdの演算が行われ、算出された制御定
数が制御部４４１の制御定数として設定される。その設
定手順は、上述したラジアル電磁石５２ｘの場合と同様
である。

【００３３】次に、上述した実施の形態と従来の磁気軸
受装置とを比較する。まず、制御定数Ｋ，Ｋi，Ｋdによ
る制御を定性的に説明する。制御定数Ｋに関する比例制
御は、上述した偏差εに比例させるように励磁電流を制
御してバネ力を発生させ、制御定数Ｋdに関する微分制
御では、偏差εの変化率に比例させるように励磁電流を
制御してダンピング力を発生させる。さらに、制御定数
Ｋiに関する積分制御では、偏差εの時間積分値をフィ
ードバックすることにより、ロータ重量による定常的偏
差を低減することができる。

【００３４】磁気軸受の安定性はこの制御定数Ｋ，Ｋ
i，Ｋdに依存しており、最適な制御定数Ｋ，Ｋi，Ｋdは
ポンプ本体１の取付姿勢によって異なる。例えば、図１
のように垂直姿勢で使用した場合には、ロータ４の鉛直
方向の支持はアキシャル電磁石５３によって行われ、ラ
ジアル電磁石５１ｘ，５１ｙ，５２ｘ，５２ｙ（図２参
照）はロータ４の径方向の支持を担っている。一方、ポ
ンプ本体１を水平姿勢で使用した場合には、ロータ４の
鉛直方向の支持はラジアル電磁石５１ｘ，５１ｙ，５２
ｘ，５２ｙにより行われる。そのため、水平姿勢の場合
には、各ラジアル電磁石５１ｘ，５１ｙ，５２ｘ，５２
ｙの制御定数ＫやＫiを、垂直姿勢の場合より大きくし
た方が安定性が向上する。

【００３５】しかしながら、従来の磁気軸受式ターボ分
子ポンプでは、前述したように、制御定数として垂直姿
勢の最適値と水平姿勢の最適値との中間値が用いられる
ことが多かった。そのため、最適制御定数とのずれが大
きくなり、軸受の安定性が低下するという問題があっ
た。

【００３６】一方、本実施の形態では、電磁石の励磁電
流からポンプの設置姿勢を検出し、制御回路の制御定数
をポンプ設置姿勢に適した制御定数に設定するようにし
た。そのため、ポンプ本体の設置姿勢を変えた場合、変
更後の設置姿勢に応じた制御定数に設定されるので、制
御定数が固定されている従来の磁気軸受式ターボ分子ポ
ンプに比べ、より安定した軸受性能を得ることができ
る。制御定数の設定方法としては、上述したように、
複数のポンプ姿勢に対して最適な制御定数に設定された
制御部を各々用意し、それらを切り換えて使用する方
法、最適な制御定数を複数のポンプ姿勢に対して予め
用意しておき、制御回路の制御定数をそれらの何れかに
設定する方法、制御定数を励磁電流の関数として求め
ておき、励磁電流に応じてその関数から最適な制御定数
を演算する方法等がある。

【００３７】なお、上述した実施の形態では、垂直姿勢
および水平姿勢の２種類の制御部または制御定数を予め
用意するようにしているが、３つ以上であっても良く、
そうすることによってより安定性が向上する。また、励
磁電流Ｉ１〜Ｉ４を検出してポンプ姿勢を判定したが、
制御部Ａ，Ｂ等から駆動回路３４Ｘａ，３４Ｘｂに出力
される制御信号に基づいてポンプ姿勢を判定しても良
い。さらには、姿勢を検出するセンサを別に設け、その
センサ信号に基づいて制御定数の切換を行っても良い。
本発明は、上述した磁気軸受式ターボ分子ポンプに限ら
ず、磁気軸受を有する様々な磁気軸受装置に適用するこ
とができる。

【００３８】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、ロータ４は回転構造体を、制
御回路３８，３８Ｘ，３８Ｙ，４３Ｘ，４４Ｘ，４４Ｙ
は制御手段を、図３の電流検出回路３５，比較回路３
６，基準電流設定回路３７、および図９の電流検出回路
３５は姿勢検出手段を、ＣＰＵ４０，切換回路３３（３
３Ｘ、３３Ｙ）および図９のＣＰＵ４０，演算部４４２
は設定手段を、それぞれ構成する。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気軸受を制御する制御手段の制御定数は、姿勢検出手
段で検出された磁気軸受装置の設置姿勢に応じた制御定
数に設定されるので、磁気軸受装置の設置姿勢の自由度
が増すとともに、磁気軸受の安定性を従来より向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポンプ本体１の詳細を示す断面図である。

【図２】５軸制御形磁気軸受の概念図である。

【図３】本発明の一実施の形態を示す図であり、ラジア
ル電磁石５２ｘに関する制御系を示すブロック図であ
る。

【図４】ラジアル電磁石５２ｙに関する制御系を示すブ
ロック図である。

【図５】ラジアル電磁石５１ｘに関する制御系を示すブ
ロック図である。

【図６】制御部Ａ，Ｂのブロック線図である。

【図７】切換作業に関する手順を示すフローチャートで
ある。

【図８】本実施の形態の第１の変形例を示す図であり、
ラジアル電磁石５２ｘに関する制御系を示すブロック図
である。

【図９】本実施の形態の第２の変形例を示す図であり、
ラジアル電磁石５２ｘに関する制御系を示すブロック図
である。

【図１０】本実施の形態の第２の変形例を示す図であ
り、ラジアル電磁石５２ｙに関する制御系を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ポンプ本体４ロータ３１，３１Ｘ，３１Ｙ基準信号設定器３３，３３Ｘ，３３Ｙ切換回路３４ａ，３４ｂ，３４Ｘａ，３４Ｘｂ，３４Ｙａ，３４
Ｙｂ駆動回路３５電流検出回路３６比較回路３７基準電流設定器３８，３８Ｘ，３８Ｙ，４３Ｘ，４４Ｘ，４４Ｙ制御
回路４０ＣＰＵ５１，５１ｘ，５１ｙ，５２，５２ｘ，５２ｙラジア
ル電磁石５３，５３ｚアキシャル電磁石Ａ，Ｂ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転構造体を非接触支持する磁気軸受
と、前記磁気軸受に対する前記回転構造体の変位を磁気
軸受制御にフィードバックして、前記回転構造体が所定
位置に支持されるように制御する制御手段とを備える磁
気軸受装置において、前記磁気軸受装置の設置姿勢を検出する姿勢検出手段
と、前記制御手段の制御定数を、前記姿勢検出手段で検出さ
れた姿勢に応じた制御定数に設定する設定手段とを備え
たことを特徴とする磁気軸受装置。
【請求項２】請求項１に記載の磁気軸受装置におい
て、前記姿勢検出手段は、前記磁気軸受の励磁電流に基づい
て前記設置姿勢を検出することを特徴とする磁気軸受装
置。