JP2513943B2 - 磁気軸受装置 - Google Patents

磁気軸受装置

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JP2513943B2 JP3110340A JP11034091A JP2513943B2 JP 2513943 B2 JP2513943 B2 JP 2513943B2 JP 3110340 A JP3110340 A JP 3110340A JP 11034091 A JP11034091 A JP 11034091A JP 2513943 B2 JP2513943 B2 JP 2513943B2
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

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用いられる磁気軸受装
置に関する。
【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】しかし、特開平2−72216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。ま
た、実願平1−71223号公報には、磁気軸受に半径
方向振動を抑制する減衰機構を備え、回転軸の下端部に
スラストディスクを設けて磁気軸受を配置した点が記載
されている。しかし、この公知例では、磁気軸受はスラ
ストディスクを挟んで設けられており、下方の磁気軸受
を取外さなければ分解できず、やはり分解組立ては容易
でない。そして、実開昭64−45032号公報に受動
形磁気軸受の永久磁石によって付加される力で回転軸が
下方に付勢される態様にて配置した点が記載されてい
る。しかし、この公知例は、コイルばねで支持したスパ
イラルグループベアリングスラスト力を受けており、能
動形磁気軸受を備えて軸方向の制御をするものではない
ので、磁気軸受装置の機能を有していない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
上記した従来技術の問題点に鑑み提案されたもので、分
解組立てが簡単でメンテナンスが容易であり、かつ制御
が簡単な磁気軸受装置を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、羽根車
と回転軸とモータとからなる回転部分と、固定部とを含
み、半径方向制御用軸受として永久磁石を有する受動形
磁気軸受を備え、軸方向制御用軸受として能動形磁気軸
受を備えた磁気軸受装置において、前記受動形磁気軸受
は少なくとも2つ軸方向の異なる位置に設けられ、その
受動形磁気軸受の少なくとも1つには半径方向の振動を
抑制する減衰機構が設けられ、その受動形磁気軸受の永
久磁石はそれによって付加される軸方向の力が回転軸を
下方に付勢する態様に配置され、前記回転軸の下端部に
はスラストディスクが着脱自在に設けられ、前記能動形
磁気軸受は前記軸方向の力に抗して回転軸を上方へ引き
上げる態様で下方の前記受動形磁気軸受と前記スラスト
ディスクとの間に配置されている。
【0007】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。
【0008】
【0009】また、前記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。
【0010】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。
【0011】
【作用】したがって、回転軸および羽根車はラジアル方
向が2つの受動形磁気軸受で支持され、スラスト方向が
能動形磁気軸受がスラストディスクを吸引する力によっ
て支持される。受動形磁気軸受の永久磁石により付加さ
れる回転軸を下方に付勢する力と、能動形磁気軸受によ
りスラストディスクを介して上方に引き上げる力とがバ
ランスし、回転部分は安定した運転が行われ、予測され
ない外力が負荷されても、能動形磁気軸受が制御されて
回転部が接触するようなことは生じない。また、受動形
磁気軸受に設けられた減衰機構は、半径方向の振動を抑
制して安定した運転が行われる。このように能動形磁気
軸受はラジアル方向を支持する受動形磁気軸受の下方へ
のスラスト方向の力も補正するので、1つの能動形磁気
軸受で容易に制御をすることができる。そして着脱自在
なスラストディスクを取りはずせば、回転軸は羽根車と
共に固定部から引き抜くことができる。したがって本発
明によればスラストディスクを取りはずすという簡単な
作業が分解、組立てができるのでメンテナンスが容易で
ある。
【0012】
【実施例】以下、図1を参照して、本発明の実施例を説
明する。
【0013】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。
【0014】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が設けら
れている。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。
【0015】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Vで示す様に上方へ
引き上げている。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記のような優れた効果を奏する。 (a) 受動形磁気軸受の永久磁石により付加される回
転軸を下方に付勢する力と、能動形磁気軸受によりスラ
ストディスクを介して上方に引き上げる力とがバランス
し、回転部分は安定した運転をすることができる。 (b) 回転部に予測されない外力が負荷されても、能
動形磁気軸受が制御されて回転部が接触するようなこと
は生じない。 (c) 受動形磁気軸受に設けられた減衰機構は半径方
向の振動を抑制し、安定した運転を行うことができる。 なお、適当なセンサ及び制御機構とを組合わせることに
より、これ等の効果をさらに増幅することができる。 (d) 能動形磁気軸受は、スラストディスクより上方
に設けられており、このスラストディスクを取外すこと
で羽根車および回転軸は固定部から容易に取外すことが
でき、分解、組立、メンテナンスに要する労力が大幅に
軽減される。
【0021】
【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 (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽根車(12)と回転軸(14)とモー
    タ(40)とからなる回転部分と、固定部(16)とを
    含み、半径方向制御用軸受として永久磁石(28、3
    0、32、34)を有する受動形磁気軸受(20、2
    2)を備え、軸方向制御用軸受として能動形磁気軸受
    (38)を備えた磁気軸受装置において、前記受動形磁
    気軸受(20、22)は少なくとも2つ軸方向の異なる
    位置に設けられ、その受動形磁気軸受(20、22)の
    少なくとも1つには半径方向の振動を抑制する減衰機構
    (24、26)が設けられ、その受動形磁気軸受(2
    0、22)の永久磁石(28、30、32、34)はそ
    れによって付加される軸方向の力(D)が回転軸(1
    4)を下方に付勢する態様に配置され、前記回転軸(1
    4)の下端部にはスラストディスク(18)が着脱自在
    に設けられ、前記能動形磁気軸受(38)は前記軸方向
    の力(D)に抗して回転軸(14)を上方へ引き上げる
    態様で下方の前記受動形磁気軸受(22)と前記スラス
    トディスク(18)との間に配置されていることを特徴
    とする磁気軸受装置。
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JPH04339197A JPH04339197A (ja) 1992-11-26
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0272216A (ja) * 1988-06-01 1990-03-12 Arthur Pfeiffer Vakuumtech Wetzlar Gmbh 高速度回転真空ポンプ用磁気軸受システム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2509468Y2 (ja) * 1987-09-14 1996-09-04 セイコー精機株式会社 回転体軸受装置
JPH0171223U (ja) * 1987-10-30 1989-05-12

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