JP3519759B2 - 磁気軸受スピンドル - Google Patents
磁気軸受スピンドルInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
に関し、特に、半導体産業などで広く用いられるターボ
分子ポンプにおける磁気軸受スピンドルに関する。
る磁気軸受スピンドルは、本体内の磁気軸受によって回
転軸を磁気浮上させ、かつ、本体内のモータによって回
転軸を回転させている。磁気浮上位置の決定のために、
本体内には、回転軸の位置を検出するセンサコイルなど
のギャップセンサが設けられ、その検出出力を信号処理
するための制御部が本体から数m離れて設けられたコン
トロールボックス内に収納されている。ギャップセンサ
と制御部とは、同軸ケーブルなどで接続され、制御部は
ケーブルの容量のばらつきを含みつつ、ギャップセンサ
の検出出力を信号処理していた。
ける製造誤差、同軸ケーブルにおける容量などのばらつ
きなどがあり、ギャップセンサの感度特性を一定にする
ことができず、スピンドル本体と制御部とを1対1に対
応させる必要があった、すなわち互換性を得ることがで
きなかった。そこで、制御部である同調回路がスピンド
ル本体に設けられた磁気軸受スピンドルが実開平1−1
49018号公報で提案されている。
断面図である。図4を参照して、ハウジング1内に格納
された回転軸3の最下部には、スラスト方向の支持を行
なうための電磁石を有するスラスト磁気軸受5が設けら
れ、最上部とスラスト磁気軸受5の設けられた部分の少
し上方には、それぞれラジアル方向の支持を行なうため
の電磁石を有するラジアル磁気軸受7,9が設けられ
る。ラジアル磁気軸受7とラジアル磁気軸受9との間に
は、回転軸3を回転させるためのモータ11が設けられ
る。ラジアル磁気軸受7,9およびスラスト磁気軸受5
のステータである電磁石は、それぞれハウジング1に取
付けられており、ラジアル磁気軸受7,9の電磁石と回
転軸3との間を検出するラジアル方向用ギャップセンサ
13,15がラジアル磁気軸受7,9のそれぞれに近接
して設けられる。スラスト方向に関しては、スラスト方
向用ギャップセンサ17が、回転軸3の最下端に設けら
れる。
た空間20では、ラジアル方向用ギャップセンサ13,
15およびスラスト方向用ギャップセンサ17の同調回
路である制御部21が設けられ、ここで信号処理された
各ギャップセンサに応じた電気信号がコントロールボッ
クスに送られ、各々の電磁石が制御される磁気軸受が形
成されている。これらの磁気軸受が何らかの原因によっ
て制御を行なうことができなくなった場合のために、非
常用の転がり軸受25,26が回転軸3の上部および下
部にそれぞれ設けられる。
所望の位置で非接触保持するために、ラジアル方向用ギ
ャップセンサ13,15およびスラスト方向用ギャップ
センサ17によって、回転軸部3のラジアルおよびスラ
スト方向における位置が検出され、互換性を得るために
設けられた制御部21で検出出力が信号処理され、これ
により、ラジアル磁気軸受7,9およびスラスト磁気軸
受5の制御が行なわれる。このような制御が行なわれた
状態で、回転軸3を回転させるモータ11が駆動するこ
とにより、回転軸3は回転する。
ポンプ用のスピンドルは内部が高真空状態で運転され
る。ところが、真空中での放熱は行なわれにくく、その
ため磁気軸受の電磁石コイルや駆動用モータからの熱
は、内部に蓄積され、使用条件によっては内部温度が1
00℃以上になる場合がある。また、真空度を上げるた
めに、ベーキングが行なわれる場合があるが、その場合
には、さらに内部温度は上昇する。
おける回路には、半導体が不可欠に用いられているが、
温度に対する限界値は80℃程度と熱に弱いという欠点
がある。
解決し、ギャップセンサの検出出力に応じて磁気軸受を
制御する制御部の半導体に、外部からの熱をできるだけ
与えず、また、半導体自身から発生する熱を効率よく放
熱することにより、半導体の熱による破損を防ぐことの
できるような磁気軸受スピンドルを提供することであ
る。
ジング内に格納された、回転軸を軸支するための磁気軸
受、回転軸を回転駆動するモータ、回転軸の浮上位置を
検出するためのギャップセンサ、前記ギャップセンサか
ら出力される浮上位置に対応した電圧を検波して出力す
る同調回路、を含む磁気軸受スピンドルにおいて、真空
ハウジングはモータより遠い側に底蓋を有し、同調回路
は金属ケースに収められるとともに熱伝導性樹脂でモー
ルドされ、金属ケースが底蓋に固定されることを特徴と
する。
れた、回転軸を軸支するための磁気軸受、回転軸を回転
駆動するモータ、回転軸の浮上位置を検出するためのギ
ャップセンサ、ギャップセンサから出力される浮上位置
に対応した電圧を検波して出力する同調回路、を含む磁
気軸受スピンドルにおいて、真空ハウジングは前記モー
タより遠い側にあって内面に凹部を備える底蓋を有し、
同調回路は前記凹部に配置されるともに熱伝導性樹脂で
モールドされることを特徴とする。第1、第2の発明に
おいて、前記熱伝導性樹脂は高熱伝導性型エポキシ樹脂
であることが好ましい。
ウジング内に格納された同調回路を、金属ケースに収め
て熱伝導性樹脂でモールドするとともにモータより遠い
側の真空ハウジング底蓋に固定するか、あるいはモータ
より遠い側の真空ハウジング底蓋の凹部に配置するとも
に熱伝導性樹脂でモールドすることにより、同調回路に
対する熱による影響を抑えることができる。
スピンドルの軸方向断面図であり、図2は、図1のギャ
ップセンサの同調回路を有する制御部を説明するための
図であり、特に、図2(a)は、制御部の斜視図であ
り、図2(b)は、図2(a)のA−Bラインに沿う断
面図である。
なる部分についてのみ説明する。まず、この実施例に示
す磁気軸受スピンドルは、比較的大きなターボ分子ポン
プに使用するものである。ハウジング1は、スピンドル
ハウジング27と、下部ハウジング30と、底蓋29と
を含む。スピンドルハウジング27には、回転軸3に対
向するように、スラスト磁気軸受5,ラジアル磁気軸受
7,9およびモータ11のステータ,ラジアル方向用ギ
ャップセンサ13,15,スラスト方向用ギャップセン
サ17および非常用の転がり軸受25,26が取付けら
れている。スピンドルハウジング27、底蓋29および
下部ハウジング30との間にはかなり大きな空間31が
設けられており、その空間には、図2(a)に示すよう
なギャップセンサの同調回路を有する長方形状の制御部
33が底蓋29側に固定されて設けられる。さらに、図
2(b)に示すように、制御部33は、基板35に取付
けられた同調回路の半導体素子36が熱伝導性のよい金
属ケース37に収納され、その隙間がたとえば高熱伝導
性型エポキシ樹脂のような熱伝導性の高い樹脂38でモ
ールドされたものである。
例で示したように、回転軸3を回転させるためには、ス
ラスト磁気軸受5、ラジアル磁気軸受7,9が制御さ
れ、モータ11が駆動する必要がある。これによって、
それぞれの電磁石コイルやモータステータから熱が発生
し、特に、回転軸3の近傍は発熱源的な役割を担うこと
になる。そして、その熱は外気側へ伝わっていくため、
温度分布は、高いほうから、スピンドルハウジング2
7、下部ハウジング30、底蓋29の順になる。したが
って、制御部33は、温度分布の低いところに設けられ
ているため、発熱源からの熱があまり与えられず、ま
た、外気に接しているため放熱特性もよいので、同調回
路で用いられる半導体素子36の破損が防がれることに
なる。また、制御部33自体も動作することにより、同
調回路の半導体素子36から熱が発生することになる
が、図2(b)に示すように熱伝導特性のよい樹脂38
や金属ケース37によって、外部へ熱が放出されること
になる。さらに、図示していない冷却ファンや水冷装置
をハウジング1の外側に簡単に取付けることができるた
め、同調回路の半導体素子36に与える熱をさらに減ら
すことは容易に行なわれる。
軸受スピンドルの軸方向断面図である。
可能であった空間を設けることのできない磁気軸受スピ
ンドルについて図1に示した実施例と異なる部分につい
て説明する。
ング27と下部ハウジング30とが一体となったハウジ
ング40と、底蓋29を含む。ハウジング40には、ス
ラスト磁気軸受5、ラジアル磁気軸受7,9のステータ
などが設けられており、ハウジング40と底蓋29との
間で囲まれる空間41は、図1に示した空間31に比べ
て小スペースのものである。したがって、その空間41
にギャップセンサの同調回路を有する制御部33を設け
ることができないため、底蓋29を加工して凹部を作
り、半導体素子36が取付けられた基板35で蓋をし、
その隙間に熱伝導性の高いの樹脂38を充填する。な
お、図において底蓋29における凹部の加工位置は限定
されるものではない。
軸3の近傍で発生する熱による熱分布の低い部分、すな
わち外気に近い底蓋29に制御部33を設けることによ
り、熱による同調回路の半導体素子36の破損を防ぐこ
とができる。また、充填された熱伝導性の高い樹脂38
で同調回路の半導体素子36がモールドされることによ
り、同調回路の半導体素子36から発生する熱を外部へ
放熱することもできる。
ハウジング内に格納された同調回路を含む磁気軸受スピ
ンドルにおいて、同調回路に対する外部からの熱の影響
を少なくでき、また、同調回路の発熱を外部に放熱する
ことができる。これにより、同調回路を構成する半導体
素子の温度が許容値以内に抑えられるため、磁気軸受を
制御する信頼性が向上する。
の軸方向断面図である。
部を説明するための図である。
ルの軸方向断面図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 真空ハウジング内に格納された、回転軸
を軸支するための磁気軸受、前記回転軸を回転駆動する
モータ、前記回転軸の浮上位置を検出するためのギャッ
プセンサ、前記ギャップセンサから出力される浮上位置
に対応した電圧を検波して出力する同調回路、を含む磁
気軸受スピンドルにおいて、前記真空ハウジングは前記モータより遠い側に底蓋を有
し、 前記同調回路は金属ケースに収められるとともに熱
伝導性樹脂でモールドされ、前記金属ケースが前記底蓋
に固定されることを特徴とする磁気軸受スピンドル。 - 【請求項2】 真空ハウジング内に格納された、回転軸
を軸支するための磁気軸受、前記回転軸を回転駆動する
モータ、前記回転軸の浮上位置を検出するためのギャッ
プセンサ、前記ギャップセンサから出力される浮上位置
に対応した電圧を検波して出力する同調回路、を含む磁
気軸受スピンドルにおいて、前記真空ハウジングは前記モータより遠い側にあって内
面に凹部を備える底蓋を有し、 前記同調回路は前記凹部
に配置されるともに熱伝導性樹脂でモールドされること
を特徴とする磁気軸受スピンドル。 - 【請求項3】 前記熱伝導性樹脂は高熱伝導性型エポキ
シ樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載
の磁気軸受スピンドル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24450293A JP3519759B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 磁気軸受スピンドル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24450293A JP3519759B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 磁気軸受スピンドル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07103234A JPH07103234A (ja) | 1995-04-18 |
JP3519759B2 true JP3519759B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=17119633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24450293A Expired - Lifetime JP3519759B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 磁気軸受スピンドル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3519759B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2861142B1 (fr) * | 2003-10-16 | 2006-02-03 | Mecanique Magnetique Sa | Pompe a vide turbo moleculaire |
JP4594689B2 (ja) * | 2004-09-27 | 2010-12-08 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
JP2006242069A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Shimadzu Corp | ターボ分子ポンプ |
JP6102222B2 (ja) * | 2012-11-30 | 2017-03-29 | 株式会社島津製作所 | 真空ポンプ |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24450293A patent/JP3519759B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07103234A (ja) | 1995-04-18 |
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