JP2687562B2 - Turbo molecular pump - Google Patents

Turbo molecular pump

Info

Publication number
JP2687562B2
JP2687562B2 JP7761689A JP7761689A JP2687562B2 JP 2687562 B2 JP2687562 B2 JP 2687562B2 JP 7761689 A JP7761689 A JP 7761689A JP 7761689 A JP7761689 A JP 7761689A JP 2687562 B2 JP2687562 B2 JP 2687562B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
magnet
yoke
shaft
tmp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP7761689A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02256894A (en
Inventor
成田  潔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP7761689A priority Critical patent/JP2687562B2/en
Publication of JPH02256894A publication Critical patent/JPH02256894A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2687562B2 publication Critical patent/JP2687562B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高真空を必要とする各種の製造、計測分野
等に広く利用されるターボ分子ポンプ(以下、TMPと略
称する)に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a turbo molecular pump (hereinafter abbreviated as TMP) that is widely used in various manufacturing and measurement fields that require high vacuum. is there.

[従来の技術] TMPは、ロータ外周に突設した動翼とステータ内周に
突設した静翼とを交互配置してタービンを構成し、吸気
口から吸入した分子を叩き飛ばし排気口まで強制排気す
るものである。このポンプは分子流領域において優れた
排気特性を発揮し得るものであり、数万rpmもの高速で
回転駆動される。このため、従来ではインバータ等の高
周波発振装置を利用した三相誘導モータ(INDUCTION MO
TOR)か、制御電源を持ったDCブラシレスモータかの何
れかをシャフト回りに構成するようにしている。
[Prior Art] In TMP, turbines are constructed by alternately arranging rotor blades protruding from the outer circumference of the rotor and stator blades protruding from the inner circumference of the stator to knock out the molecules sucked from the intake port and force them to the exhaust port. Exhaust. This pump can exhibit excellent exhaust characteristics in the molecular flow region and is driven to rotate at a high speed of tens of thousands rpm. Therefore, in the past, three-phase induction motors (INDUCTION MO
TOR) or a DC brushless motor with a control power supply is configured around the shaft.

[発明が解決しようとする課題] ところが、三相誘導モータではインバータから出るト
ルクリップル(コッキング)のために、ロータに振動が
生じる問題がある。特に近時においては、TMPの使用目
的として電子顕微鏡などの振動を嫌うものが増えてお
り、かかるモータは簡易ではあるがこの点で適用上の制
約を受け易くなる。一方、DCブラシレスモータは制御性
に優れ低振動を可能にするが、このモータはロータの回
転によってステータ巻線のコア(ヨークから内方に突設
されている)に渦電流を生じ、その渦電流損で駆動トル
クが半減する欠点がある。このため、TMPの立上り時、
定常運転時、制動時においてスピードアップを図ること
が難しくなる。また、効率が悪いと大容量の制御電源が
必要になり、コスト、スペースの面でも不都合が大き
い。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in a three-phase induction motor, there is a problem that vibration occurs in the rotor due to torque ripple (cocking) generated from the inverter. Particularly in recent years, as the purpose of using TMP, the number of those who dislike vibration such as electron microscopes is increasing, and although such a motor is simple, it is likely to be restricted in application in this respect. On the other hand, the DC brushless motor has excellent controllability and enables low vibration, but this motor generates an eddy current in the core of the stator winding (projected inward from the yoke) by the rotation of the rotor, and the eddy current is generated. There is a drawback that drive torque is halved due to current loss. Therefore, when TMP rises,
It becomes difficult to speed up during steady operation and braking. Further, if the efficiency is low, a large-capacity control power source is required, which is very inconvenient in terms of cost and space.

本発明は、このような問題点に着目してなされたもの
であって、簡易な構造により、これらを好適に解決する
ことを目的としている。
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to suitably solve these problems with a simple structure.

[課題を解決するための手段] 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような
手段を講じたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention employs the following means to achieve the above object.

すなわち、本発明のTMPは、開口部を有したロータを
着脱可能に取付けてなるシャフトと、このシャフトに外
装した磁石と、前記ロータの開口部に圧入することによ
って前記磁石の対向位置に配設されその位置において該
磁石と磁気的に結合されてなるヨークと、前記ロータに
回転力を付与すべく前記磁石とヨークの対向隙間に介挿
した固定コイルとを具備してなることを特徴としてい
る。
That is, the TMP of the present invention includes a shaft to which a rotor having an opening is detachably attached, a magnet that is mounted on the shaft, and a magnet that is press-fitted into the opening of the rotor so as to be disposed at a position facing the magnet. And a yoke that is magnetically coupled to the magnet at that position, and a fixed coil that is interposed in a facing gap between the magnet and the yoke to apply a rotational force to the rotor. .

[作用] このような構造によると、磁石、ヨーク及びコイルが
所謂コアレス・ブラシレスモータを構成することにな
り、DCモータ本来の高制御性が得られるとともに、イン
バータのようなトルクリップルがないためロータ回転を
低振動にできる。しかも、コイルをコア無しで配設して
いるのでロータが回転しても渦電流を生じることがな
く、高い効率で駆動トルクを出力し得る。このため、高
速動作が可能になり、制御電源も小形簡易化できる。
[Operation] With such a structure, the magnet, the yoke, and the coil constitute a so-called coreless / brushless motor, the original high controllability of the DC motor is obtained, and there is no torque ripple unlike the inverter, so the rotor Rotation can be made low vibration. Moreover, since the coil is provided without the core, eddy current is not generated even when the rotor rotates, and the driving torque can be output with high efficiency. Therefore, high-speed operation is possible, and the control power supply can be downsized and simplified.

また、このような点に加えて、コアがないとその分だ
けモータ外径が小さくなるので、ロータ開口部をできる
だけ小さくしてロータの強度・じん性を高めることがで
き、これにより遠心力に対する耐用度が増してより高い
回転域での駆動が可能になる。ヨークにおいても、ロー
タ開口部に圧入されるため遠心力に対して補強される。
さらに、ロータはシャフトに対して着脱可能に設けられ
ており、ヨークも磁石と別体に設けられてロータに圧入
されているので、ロータとシャフトの分解及びロータと
ヨークの分野が容易となり、メンテナンスにも優れる。
In addition to these points, the outer diameter of the motor is reduced by that amount if there is no core. Therefore, the rotor opening can be made as small as possible to enhance the strength and toughness of the rotor, which makes it possible to reduce centrifugal force. The durability is increased, and it becomes possible to drive in a higher rotation range. Also in the yoke, since it is pressed into the rotor opening, it is reinforced against centrifugal force.
Further, since the rotor is detachably attached to the shaft, and the yoke is also provided separately from the magnet and press-fitted into the rotor, it is easy to disassemble the rotor and the shaft, and the fields of the rotor and the yoke are easily maintained. Is also excellent.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本実施例に係るTMPを示しており、開口部1
aを有したロータ1を着脱可能に取付けてなるシャフト
2と、このシャフト2に外装した磁石3と、前記ロータ
1の開口部1aに圧入することによって前記磁石3の対向
位置に配設されその位置において該磁石3と磁気的に結
合されてなるヨーク4と、前記ロータ1に回転力を付与
すべく前記磁石3とヨーク4の対向隙間に介挿した固定
コイル5とを具備してなる。
FIG. 1 shows a TMP according to this embodiment, which has an opening 1
A shaft 2 to which a rotor 1 having a is detachably attached, a magnet 3 that is externally mounted on the shaft 2, and a magnet 3 that is press-fitted into an opening 1a of the rotor 1 and is disposed at a position facing the magnet 3. It is provided with a yoke 4 magnetically coupled to the magnet 3 at a position, and a fixed coil 5 inserted in a facing gap between the magnet 3 and the yoke 4 in order to apply a rotational force to the rotor 1.

具体的に説明すると、TMPの外形はベース6と外筒7
と吸気口フランジ8とからなっており、シャフト2は、
ベース6内に配設した下側軸受9と、軸固定部10を介し
て吸気口フランジ8に支持された上側軸受11とにより回
転可能に軸支されている。このシャフト2は、中央部か
ら先端部にかけてを段階的に小径に設けてあり、中央部
に円筒状磁石3を接着或いは圧入により固定するととも
に、上端部にねじ溝を刻設してボルト部2aを形成してい
る。磁石3は半径方向の磁束を生じるように着磁されて
いる。
More specifically, the outer shape of the TMP is the base 6 and the outer cylinder 7.
And the intake flange 8 and the shaft 2
A lower bearing 9 provided in the base 6 and an upper bearing 11 supported by the intake flange 8 via a shaft fixing portion 10 are rotatably supported. The shaft 2 is provided with a small diameter in a stepwise manner from the central portion to the tip portion. The cylindrical magnet 3 is fixed to the central portion by bonding or press fitting, and a screw groove is formed on the upper end portion to form the bolt portion 2a. Is formed. The magnet 3 is magnetized so as to generate a magnetic flux in the radial direction.

一方、ロータ1の内部には中央に貫通穴1bを突設した
底板部1cが設けてあり、その貫通穴1bにシャフト2を挿
通して固定するようにしている。すなわち、底板部1cを
シャフト2の中央部端面2bに載荷し、先端ボルト部2aに
ロックナット1dを螺合して締着している。
On the other hand, a bottom plate portion 1c having a through hole 1b projecting in the center is provided inside the rotor 1, and the shaft 2 is inserted through the through hole 1b and fixed. That is, the bottom plate portion 1c is loaded on the end face 2b of the central portion of the shaft 2, and the lock nut 1d is screwed and fastened to the tip bolt portion 2a.

また、ロータ1の開口部1aにはカップ状に成形したヨ
ーク(継鉄)4が圧入してあり、該ヨーク4の頂板部4a
が前記磁石3の上端面に当接して該磁石3と磁気的に結
合され、かつ鉛直部4bが該磁石3の磁極面3aに対して一
定の空隙をもって対向配置されるようにしてある。そし
て、その空隙間に駆動用の固定コイル5を介挿してい
る。
A cup-shaped yoke (yoke) 4 is press-fitted into the opening 1a of the rotor 1, and the top plate 4a of the yoke 4 is inserted.
Is in contact with the upper end surface of the magnet 3 and is magnetically coupled to the magnet 3, and the vertical portion 4b is arranged to face the magnetic pole surface 3a of the magnet 3 with a certain gap. The fixed coil 5 for driving is inserted between the gaps.

固定コイル5は、第2図に拡大図示するような薄肉円
筒状の樹脂モールド5aの内周に貼着保持されており(或
いはそれ自体をネット状に設けてあり)、通電によって
前記磁石3に回転方向の磁気的付勢力を作用させ得るよ
うに設定してある。また、この樹脂モールド5aの下端外
周には基板部12が外装してあり、更にこれらをベース6
上に担持させている。基板部12は、例えば前記樹脂モー
ルド5aに一体成形されたもので、磁石3とコイル5の相
対位置を検出するホール素子13と、このホール素子13か
ら位置検出信号を得て前記コイル5への給電状態を無接
点でON・OFF制御する図示しない駆動回路とを搭載して
いる。そして、その駆動回路に、図外の制御電源から気
密導入端子14を介して引込んだ制御線15を接続してい
る。
The fixed coil 5 is attached and held to the inner periphery of a thin-walled cylindrical resin mold 5a (or itself is provided in a net shape) as shown in an enlarged view in FIG. It is set so that a magnetic biasing force in the rotating direction can be applied. Further, the resin mold 5a is covered with a substrate portion 12 on the outer periphery of the lower end thereof, and further, these are mounted on the base 6
It is carried on top. The board portion 12 is, for example, integrally molded with the resin mold 5a, and has a hall element 13 for detecting the relative position of the magnet 3 and the coil 5, and a position detection signal from the hall element 13 to obtain a position detection signal to the coil 5. It is equipped with a drive circuit (not shown) that controls the power supply state without any contact. Then, a control line 15 drawn from a control power supply (not shown) via an airtight introduction terminal 14 is connected to the drive circuit.

しかして、このようなコアレス・ブラシレスモータを
内設したTMPであると、回転駆動時にインバータのよう
なトルクリップルが現れないため、TMPの立上りや定常
運転時の回転が安定して振動を小さくできることにな
り、電子顕微鏡等の使用目的に好適に適用することが可
能となる。また、近時のTMPにおいては、ロータ回転の
高速化を図るために非接触軸受として能動形の磁気軸受
を採用することが多くなっているが、この種の軸受は軸
剛性が弱いため特に回転の安定化が望まれる。そこで、
図示TMPはこのような軸受にとっても好都合なものとな
る。しかも、従来のDCブラシレスモータが、第4図およ
び第5図に示すように、シャフト101と、このシャフト1
01に外装した磁石102と、この磁石102の外周に配設した
コア103(ヨーク105から内方に一体に突設されている)
と、このコア103に巻着することによって前記磁石102に
対向配置したコイル104とから構成されており、磁石102
が回転するときコア103に渦電流損が生じていたが、本
実施例ではコアがないためロータ1が回転しても渦電流
損を生じることがない。したがって、TMPの加速、定常
運転、減速の各動作を高速化できるとともに、制御電源
も小型簡易なもので賄うことができる。また、渦電流が
生じなければ、ヨークを105を薄板状にして積層する必
要もないので、加工・組立の便が図られる。
However, with a TMP with such a coreless / brushless motor installed internally, torque ripple unlike the inverter does not appear during rotational driving, so it is possible to stabilize the rotation of TMP during start-up and steady operation and reduce vibration. Therefore, it can be suitably applied to the intended use of an electron microscope or the like. Also, in recent TMP, active magnetic bearings are often used as non-contact bearings in order to increase the rotation speed of the rotor. Stabilization is desired. Therefore,
The illustrated TMP is also convenient for such a bearing. Moreover, as shown in FIGS. 4 and 5, the conventional DC brushless motor has the shaft 101 and the shaft 1
A magnet 102 mounted on 01, and a core 103 arranged on the outer periphery of the magnet 102 (protruding integrally from the yoke 105 inward)
And a coil 104 arranged to face the magnet 102 by being wound around the core 103.
The eddy current loss occurred in the core 103 when the rotor rotated, but in the present embodiment, the eddy current loss does not occur even when the rotor 1 rotates because the core is not present. Therefore, each operation of TMP acceleration, steady operation, and deceleration can be speeded up, and the control power supply can be covered with a small and simple one. Further, if no eddy current is generated, it is not necessary to form the yoke 105 into a thin plate and stack the yoke 105, which facilitates processing and assembly.

また、従来のものはコア103があるためにモータ外径
が大きくならざるを得なかったが、本案ではコアがない
分だけモータ外径を小さくできる(図示例の場合、コイ
ル肉厚d1:0.6〜1.0mm、コイル〜ヨーク間空隙d2:0.3
〜0.5mm、磁石〜コイル間空隙d3:0.3〜0.5mm)。これ
により、ロータ1に凹設する開口部1aをできるだけ小さ
くして該ロータ1の強度・じん性を高めることができ、
遠心力に対する耐用度が増してより高速の回転駆動が可
能になる。また、ヨーク4においても、ロータ開口部1a
に圧入されるため遠心力に対して補強される。さらに、
ロータ1はシャフト2に対して着脱可能に設けてあり、
ヨーク4も磁石3と別体に設けられてロータ1に圧入さ
れているので、ロータ1とシャフト2の分解及びロータ
1とヨーク4の分解が容易となり、メンテナンスにも優
れたものとなる。
Further, the conventional motor had to increase the motor outer diameter because of the core 103, but in the present invention, the motor outer diameter can be reduced by the absence of the core (in the illustrated example, the coil wall thickness d 1 : 0.6 to 1.0 mm, coil-to-yoke gap d 2 : 0.3
To 0.5 mm, between the magnets-coil gap d 3: 0.3~0.5mm). As a result, the opening 1a recessed in the rotor 1 can be made as small as possible to enhance the strength and toughness of the rotor 1,
The durability against centrifugal force is increased, and higher-speed rotation drive is possible. Also in the yoke 4, the rotor opening 1a
Since it is pressed into, it is reinforced against centrifugal force. further,
The rotor 1 is detachably attached to the shaft 2,
Since the yoke 4 is also provided separately from the magnet 3 and press-fitted into the rotor 1, the rotor 1 and the shaft 2 and the rotor 1 and the yoke 4 can be easily disassembled, and maintenance is also excellent.

さらにまた、他の効果として、ロータ開口部1aにモー
タが組込まれるため重心位置を軸中心近傍におくことが
でき、軸間距離も短くできるので、回転体としての安定
性はより優れたものとなる。
Furthermore, as another effect, since the motor is incorporated in the rotor opening 1a, the center of gravity can be located near the center of the shaft, and the distance between the shafts can be shortened, so that the stability as a rotating body is further improved. Become.

以上、本発明の一実施例について説明したが、各部の
構成は図示実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で種々変形が可能である。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the configuration of each part is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

[発明の効果] 本発明は、以上のようなコアレス・ブラシレス構造で
あるから、DCモータ本来の高制御性が得られるととも
に、インバータのようなトルクリップルがなくなって回
転が安定し、低振動化が果たされる。また、従来のコア
形ブレシレスモータで問題になっていた渦電流損が発生
しなくなり、効率が向上してTMPの立上り、定常時、制
動時のスピードアップが実現されるとともに、制御電源
も小型簡易化できる。さらに、コアがないのでモータ構
造がコンパクトになり、ロータの肉厚欠損を少なくして
強度を確保し、ヨークにおいてもロータ内周に圧入する
構造で遠心力に対して補強される。さらにまた、ロータ
がシャフトに対して着脱可能で、ヨークも磁石と別体に
設けられてロータに圧入されているので、ロータとシャ
フトの分解、さらにロータとヨークの分解が容易とな
り、メンテナンスにも優れたものとなる。
EFFECTS OF THE INVENTION Since the present invention has the coreless / brushless structure as described above, the high controllability inherent in a DC motor can be obtained, and the torque ripple as in an inverter is eliminated to stabilize the rotation and reduce the vibration. Is fulfilled. In addition, the eddy current loss, which has been a problem with conventional coreless brushless motors, is eliminated, efficiency is improved, the speed of TMP rise, steady operation, and braking is increased, and the control power supply is also compact and simple. it can. Further, since there is no core, the motor structure becomes compact, the thickness defect of the rotor is reduced, the strength is secured, and the yoke is reinforced against the centrifugal force by being press-fitted into the inner circumference of the rotor. Furthermore, since the rotor can be attached to and detached from the shaft, and the yoke is provided separately from the magnet and press-fitted into the rotor, the rotor and the shaft can be easily disassembled, and the rotor and the yoke can be easily disassembled for maintenance. It will be excellent.

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

第1図〜第3図は本発明の一実施例を示し、第1図はTM
Pの縦断面図、第2図は要部を詳細に示す部分拡大断面
図、第3図は第2図中III-III線に沿う断面図である。
また、第4図および第5図は従来例を示し、第4図は第
2図相当の断面図、第5図は第4図中V−V線に沿う断
面図である。 1……ロータ、1a……開口部 2……シャフト、3……磁石 4……ヨーク、5……固定コイル
1 to 3 show an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of P, FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing details of essential parts, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
Further, FIGS. 4 and 5 show a conventional example, FIG. 4 is a sectional view corresponding to FIG. 2, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 1 ... Rotor, 1a ... Opening 2 ... Shaft, 3 ... Magnet 4 ... Yoke, 5 ... Fixed coil

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】開口部を有したロータを着脱可能に取付け
てなるシャフトと、このシャフトに外装した磁石と、前
記ロータの開口部に圧入することによって前記磁石の対
向位置に配設されその位置において該磁石と磁気的に結
合されてなるヨークと、前記ロータに回転力を付与すべ
く前記磁石とヨークの対向隙間に介挿した固定コイルと
を具備してなることを特徴とするターボ分子ポンプ。
1. A shaft to which a rotor having an opening is detachably attached, a magnet which is mounted on the shaft, and a magnet which is press-fitted into the opening of the rotor so as to be disposed at a position opposite to the magnet. And a fixed coil inserted in a gap between the magnet and the yoke so as to apply a rotational force to the rotor. .
JP7761689A 1989-03-28 1989-03-28 Turbo molecular pump Expired - Fee Related JP2687562B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7761689A JP2687562B2 (en) 1989-03-28 1989-03-28 Turbo molecular pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7761689A JP2687562B2 (en) 1989-03-28 1989-03-28 Turbo molecular pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02256894A JPH02256894A (en) 1990-10-17
JP2687562B2 true JP2687562B2 (en) 1997-12-08

Family

ID=13638847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7761689A Expired - Fee Related JP2687562B2 (en) 1989-03-28 1989-03-28 Turbo molecular pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2687562B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02256894A (en) 1990-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170248145A1 (en) Outer-rotor motor and blower having the same
US5591017A (en) Motorized impeller assembly
JPH01110044A (en) Disc type single phase brushless motor
US4724350A (en) 1-phase self starting disk-type brushless motor with cogging element
JPH0923625A (en) Motor structure
JP2014015908A (en) Blower unit
JP2687562B2 (en) Turbo molecular pump
JPH02142333A (en) Rotor for brushless motor
JPH0868388A (en) Turbo molecular vacuum pump
JPH08256464A (en) Brushless motor containing stator core integrated with holder
JP4001306B2 (en) DC brushless motor
JPH08191554A (en) Outer rotor type dc induction motor with cooling fan
JPH03289340A (en) Motor
KR102456563B1 (en) fan device
JPH11223196A (en) Rotor of axial fan
JPH02275095A (en) Radial-flow fan motor
JP2575353B2 (en) DC motor
CN1324789C (en) Rotary balance construction of fan motor rotor
EP0221459A2 (en) Axial-flow fan apparatus
KR20220102250A (en) motor and fan device having the same
CN209963932U (en) Hollow cup brushless direct current motor and robot
JP2000050605A (en) Axial gap type brushless axial-flow fan motor
CN1866673A (en) Motor structure
KR200146527Y1 (en) Bldc motor of double rotor system having air cooling structure
JPH0510905B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees