JP3740083B2 - DC brushless motor and turbo molecular pump - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、DCブラシレスモータ、及び、そのDCブラシレスモータを駆動手段として使用したターボ分子ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造装置などに用いられる真空ポンプの一つとして、ターボ分子ポンプがある。ターボ分子ポンプでは、ロータ翼の駆動モータとして、DCブラシレスモータを使用したものがある。DCブラシレスモータでは、転流タイミングを検出するセンサとして、ホール素子を使用することが多い。
【0003】
図5はターボ分子ポンプのロータ駆動系のみを取り出して示す図である。このターボ分子ポンプでは、ロータ101を取り囲むようにDCブラシレスモータ102のステータコイル103を設けており、そのステータコイル103の隣りにホール素子104を配置すると共に、ホール素子104に対応するロータ101側の位置にロータ101の磁極位相に合わせたホール素子用磁石105を設け、各ホール素子104の信号からステータコイル103を励磁する際の励磁パターンを生成し、その励磁パターンに基づいてステータコイル103に励磁電流を供給してロータ101を回転駆動するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のターボ分子ポンプでは、ホール素子104の設置スペースをステータコイル103の隣りに設定しているので、DCブラシレスモータ102のステータ部分が大きくなり、それに伴ってポンプのロータ101が長くなるという問題があった。また、ロータ101側にホール素子用磁石105を設けているので、その設置スペースをロータ101上に余分に確保する必要があり、そのためにロータ101が長くなって、コンパクト化する上での支障になると共に、コスト高になるという問題があった。また、高速回転機械であるターボ分子ポンプのロータが長くなることにより、固有振動数が低下して振動が発生しやすくなるという問題もあった。
【0005】
本発明は、上記事情を考慮し、ロータ長さの短縮が可能であり、小型化及び振動低減を図り得るDCブラシレスモータ及びDCブラシレスモータを用いたターボ分子ポンプを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明のDCブラシレスモータは、永久磁石を有するロータと、このロータを回転させる磁界を発生させるステータコイルと、このステータコイルから離れた位置で且つロータに対向する位置に設けられ溝の深さに比例した電圧を出力するギャップセンサと、このギャップセンサに対向するロータ上の位置にロータの回転軸を中心として円周方向に所定角度毎に深さが異なるように設けられたリング状の溝と、ギャップセンサの出力に基づいてステータコイルに励磁電流を供給してロータを回転駆動させる駆動制御手段とを備えていることを特徴とする。
【0007】
このDCブラシレスモータでは、ロータの回転位置を検出するためのギャップセンサをステータコイルから離れた位置に設けているから、ステータ部分の大きさを小さくすることができ、それによりロータの長さの短縮を図ることができる。また、ロータの磁極位相を検出することが可能でありながら、従来のDCブラシレスモータにおいて使用していたホール素子やホール素子用磁石が不要になるので、部品点数の増加や余計な配線の面倒がなくコスト増を抑えることができ、ステータコイルの隣りに配置していたホール素子やホール素子用磁石が不要となる。従って、ロータ長さの短縮を図ることができて、それにより回転安定性を高めることができると共に、DCブラシレスモータの小型化及び低コスト化を実現できる。
【0008】
請求項2の発明のターボ分子ポンプは、ケーシング内部に、複数のステータ翼と、ロータに一体化されてステータ翼間で回転するロータ翼とを設け、ロータの外周を取り囲むようにステータコイルを配したDCブラシレスモータによってロータ翼を高速回転させることにより真空排気するターボ分子ポンプにおいて、ロータ上にロータの回転軸を中心として円周方向に所定角度毎に深さが異なるリング状の溝を設け、ケーシング側の溝と対向する位置に溝の深さに比例した電圧を出力するギャップセンサを設け、ギャップセンサの出力に基づいてステータコイルに励磁電流を供給してロータを回転駆動させることを特徴とする。
【0009】
このターボ分子ポンプでは、DCブラシレスモータのロータ磁極位相を検出するためのギャップセンサをステータコイルから離れた位置に設けているから、ロータの磁極位相を検出することが可能でありながら、ステータ部分の大きさを小さくすることができ、それによりポンプのロータ長さの短縮を図ることができ、それによりターボ分子ポンプの小型化、低コスト化、低振動化を図ることができる。また、従来のDCブラシレスモータにおいて使用していたホール素子やホール素子用磁石が不要になるので、部品点数の増加や余計な配線の面倒がなくコスト増を抑えることができ、ステータコイルの隣りに配置していたホール素子やホール素子用磁石が不要となる。従って、ロータ長さの短縮を図ることができて、それにより回転安定性を高めることができると共に、ターボ分子ポンプの小型化及び低コスト化を実現できる。
【0010】
請求項3の発明のターボ分子ポンプは、請求項2において、ロータの端部にスラスト磁気軸受を介してロータに作用するスラスト荷重をケーシングに伝えるスラストディスクをロータと一体に設けると共に、そのスラストディスクに溝を設けたことを特徴とする。
【0011】
このターボ分子ポンプでは、DCブラシレスモータのロータ磁極位相を検出するためのギャップセンサをステータコイルから離れた位置に設けているから、ロータの磁極位相を検出することが可能でありながら、ステータ部分の大きさを小さくすることができ、それによりポンプのロータ長さの短縮を図ることができ、それによりターボ分子ポンプの小型化、低コスト化、低振動化を図ることができる。加えて、そのギャップセンサ1個でDCブラシレスモータを駆動することができる。また、従来のDCブラシレスモータにおいて使用していたホール素子やホール素子用磁石が不要になるので、部品点数の増加や余計な配線の面倒がなくコスト増を抑えることができ、ステータコイルの隣りに配置していたホール素子やホール素子用磁石が不要となる。従って、ロータ長さの短縮を図ることができて、それにより回転安定性を高めることができると共に、ターボ分子ポンプの小型化及び低コスト化を実現できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は駆動手段としてDCブラシレスモータを内蔵したターボ分子ポンプの全体構成図であり、ターボ分子ポンプPは、ケーシング1内部に各種部品が備えられた構成となっている。このケーシング1においては、その上半部1aに吸気口1c、下半部1bに排気口1dがそれぞれ形成されている。ケーシング1内部においては、上部に軸流段部PA、下部にねじ溝段部PBが設けられている。軸流段部PAは主として後述する多段に設けられた動翼(ロータ翼)5および静翼(ステータ翼)3とにより構成され、ねじ溝段部PBは、ロータ4に螺旋状のねじ溝13を形成したねじ溝ロータ部14及びケーシング1内部に固定されたシールリング15とにより構成されている。
【0017】
より具体的に説明すると、ロータ室2にはロータ4が配設されている。ロータ4は、鉛直に立設されたロータシャフト4aと、当該ロータシャフト4aの周囲に放射状に配置された動翼5とを備えた構成となっている。また、ケーシング上半部1aの内周には静翼3が固定されている。
【0018】
ロータ4には、動翼5の下方にねじ溝13が形成されたねじ溝ロータ部14が形成されている。ねじ溝ロータ部14には、ケーシング1内周に固定されたシールリング15と対向する面にねじ溝13が形成されており、ねじ溝13の山部とシールリング15内周との間にわずかな隙間が形成されている。
【0019】
ロータシャフト4aの下端部には、スラストディスク6が設けられている。このスラストディスク6の上下面には、これに対向した形でスラスト磁気軸受8が設けられており、スラストディスク6を磁気浮上させることにより、スラスト軸受8を介して、ロータ4に作用するスラスト荷重をケーシング1に伝えるようになっている。また、ロータシャフト4aとケーシング1との対向面における上方及び下方には、ロータ駆動用のDCブラシレスモータ11の上下に位置させて、それぞれラジアル磁気軸受7a、7bが設けられている。さらに、ロータシャフト4aの上端部にはラジアル用上部保護軸受としてボールベアリング9が設けられ、同下端ネック部にはラジアル及びスラスト用下部保護軸受としてボールベアリング10が設けられている。
【0020】
DCブラシレスモータ11は、ロータシャフト4aの外周を取り囲むようにステータコイル11aを配した構造になっており、ロータシャフト4aの外周に、ロータ磁極を構成する永久磁石(図示省略)を嵌合させている。このDCブラシレスモータ11は、図示しない駆動制御手段が、スラストディスク6部分に設けたロータ磁極位相検出部20の信号に基づいてロータの回転位置を検出することにより、ステータコイル11aの励磁パターンを生成し、その励磁パターンによりステータコイル11aに励磁電流を供給してロータシャフト4aを回転駆動するようになっている。
【0021】
この場合、DCブラシレスモータ11を駆動制御する信号を取るためのロータ磁極位相検出部20は、DCブラシレスモータ11のステータコイル11aから離れたスラストディスク6部分に配置しており、ロータシャフト4a上に配置していたホール素子用磁石及びそれに対向させて配置していたホール素子を省略している。
【0022】
図2を用いてロータ磁極位相検出部20の構成について詳しく述べる。スラストディスク6の下面に対向するケーシング側の位置には、ロータ回転位置検出用のセンサ25が設けられている。このセンサ25は、スラストディスク6の回転中心を中心とする同一円周上に60度ピッチで3個配置されている。また、このセンサ25に対向するスラストディスク6上の位置には、ロータシャフト4aの回転位置に応じた信号をセンサ25に出力させるターゲット26が設けられている。なお、図2はDCブラシレスのロータ極数2極と極検出センサ配置60度間隔配置の場合で示す。
【0023】
ターゲット26は、DCブラシレスモータ11のロータ磁極数に対応したパターンに形成されており、本例でのターゲット26は、スラストディスク6の回転中心を中心とする円周の半分の領域(180度の範囲)だけに形成されている。そして、ターゲット26のある部分とない部分とで、異なる信号をセンサ25に出力させるようにしている。
【0024】
ロータ磁極位相検出部20は、前記センサ25とターゲット26の組合せにより構成される。センサ25とターゲット26の組合せとしては、
(1)ギャップセンサとスラストディスク6表面上の凹凸パターンの組合せ
(2)フォトセンサとスラストディスク6表面上の明暗パターンの組合せ
(3)磁気センサとスラストディスク6側の磁極パターンの組合せ
等が採用可能である。
【0025】
(1)のギャップセンサとスラストディスク6表面上の凹凸パターンの組合せを採用する場合は、図2のセンサ25の位置にギャップセンサ(渦電流式近接センサ等)を配置し、半周分だけ形成するターゲット26の位置に凹部(溝)を形成する。そして、凹部の範囲と凹部のない範囲(凸部に相当する範囲)をギャップセンサで検出することにより、ロータシャフト4aの回転位相を割り出す。
【0026】
(2)フォトセンサとスラストディスク6表面上の明暗パターンの組合せを採用する場合は、図2のセンサ25の位置にフォトセンサを配置し、半周分だけ形成するターゲット26の位置に、他の部分と区別できる識別色(他の部分が金属色の場合は黒色等)を付したマークを形成する。そして、「明」の範囲(黒色マークを付けない範囲)と「暗」の範囲(黒色マークを付けた範囲)をフォトセンサで検出することにより、ロータシャフト4aの回転位相を割り出す。
【0027】
(3)磁気センサとスラストディスク6側の磁極パターンの組合せを採用する場合は、図2のセンサ25の位置に磁気センサ(ホール素子などの磁電変換素子)を配置し、ターゲットとして、対向する半円の領域で互いに異極となる磁石を配置する。そして磁気センサで検出する磁極の交番により、ロータシャフト4aの回転位相を割り出す。
【0028】
なお、いずれの場合も、DCブラシレスモータ11のロータ磁極位相に対応してターゲットの形成範囲や分割領域等を設定する。
【0029】
このターボ分子ポンプPでは、真空排気の際に、DCブラシレスモータ11を駆動してロータ4を回転させる。そうすると、ロータ4の回転により、動翼5と静翼3との間で第1の圧縮が行われたあと、ねじ溝段部PBのねじ溝13によって第2の圧縮が行われ、排気口1d方向へ流れて真空排気される。この際、センサ25とターゲット26の組合せで構成されるロータ磁極位相検出部20がモータのロータ磁極位相を検出し、その信号に基づいてDCブラシレスモータ11が駆動される。
【0030】
このターボ分子ポンプPの場合、DCブラシレスモータ11のロータ磁極位相検出部20をステータコイル11aから離れた位置に設けているから、ステータ部分の大きさを小さくすることができ、それによりポンプのロータ4の長さの短縮を図ることができる。従って、ターボ分子ポンプの小型化、低コスト化、低振動化を図ることができる。
【0031】
なお、スラストディスク6の周辺部分には、従来より、ロータ4の回転数を検出するための回転検出センサ(パルスセンサ)を設けることが多いので、その回転検出センサを用いてロータ磁極位相を検出することも可能である。以下、そのように改良したロータ磁極位相検出部20Bについて説明する。ここでは、ロータ磁極位相検出部20Bを構成するセンサとしてギャップセンサが用いられ、ターゲットとして溝(凹部)が用いられている。
【0032】
図3はそのロータ磁極位相検出部20Bの概略構成を示す図で、(a)は側断面図、(b)はターゲットの平面図、図4(a)はターゲットとして形成したリング状の溝の深さ変化及びそれに対応したセンサ出力電圧の変化を示す図、(b)はセンサの出力電圧に基づいて割り出されるロータ磁極位相検出信号を示す図である。
【0033】
スラストディスク6の下面には、ロータシャフト4aの回転軸芯を中心とする矩形断面のリング状の溝30が、ターゲットとして設けられている。このリング状の溝30は、円周方向に60度ごとに6つに分割されており、各分割溝30a〜30fは、深さが順に異なっている。深さが一番浅い分割溝30aの始端部分を0°として、分割溝30a〜30fの断面をロータシャフト4aの回転方向に展開すると、図4(a)に示すように分割溝30a〜30fは、ロータシャフト4aの回転方向Aに沿って徐々に一定深さずつ深くなっている。従って、リング状の溝30に対向する位置に設けられた1個のギャップセンサ33は、各分割溝30a〜30fの深さに比例した電圧を出力する。
【0034】
この場合、分割溝30a〜30fの位相パターンは、DCブラシレスモータ11(図1参照)のロータ磁極の位相に対応しており、図示しない制御手段は、ギャップセンサ33の信号により、ロータ磁極位相検出信号H1、H2、H3を出力する。即ち、ギャップセンサ33の出力電圧Vの大きさにより、制御手段は次の条件で信号を出力する。
(a) V2<V<V5 のときは、H1信号を出力する。
(b) V4<V のときは、H2信号を出力する。
(c) V6<VまたはV<V3 のときは、H3信号を出力する。
【0035】
このH1〜H3信号は、通常のDCブラシレスモータにおいてホール素子が出力する信号に相当するものであり、この信号に基づいて制御手段が、ロータの回転位置を判定し、その判定結果に基づいてDCブラシレスモータ11のステータコイル11aに励磁電流を供給することにより、ロータ4を回転制御することができる。従って、センサ1個でDCブラシレスモータ11を駆動することができる。しかも、既存の回転検出センサを流用することができるので、部品点数の増加がない上、余計な配線の面倒がないというメリットも得られる。なお、回転数計算のためのパルス検出は、例えばH2信号のONをカウントすればよい。
【0036】
なお、上記実施形態では、スラストディスク6の下面側の位置にロータ磁極位相検出部20を設けた場合を示したが、ロータシャフト4aの側方にロータ磁極位相検出部を構成するセンサ及びターゲットを設けてもよい。その場合は、ラジアル磁気軸受7a、7b間を除く部分に設けることで、軸受間距離(ロータの実質長)を伸ばさないようにするのが肝要である。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明のDCブラシレスモータによれば、ロータの回転位置を検出するためのギャップセンサをステータコイルから離れた位置に設けているので、ロータ長さの短縮を図ることができ、モータの小型化、低コスト化、低振動化を図ることができる。
【0038】
請求項2の発明のターボ分子ポンプによれば、DCブラシレスモータのロータ磁極位相を検出するためのセンサをステータコイルから離れた位置に設けているので、ポンプのロータ長さの短縮を図ることができ、ポンプの小型化、低コスト化、低振動化を図ることができる。
【0039】
請求項3の発明のターボ分子ポンプによれば、ロータ端部のスラストディスク部分にロータ上にロータの回転軸を中心として円周方向に所定角度毎に深さが異なるリング状の溝と、ケーシング側の溝と対向する位置に溝の深さに比例した電圧を出力するギャップセンサとを設けているので、DCブラシレスモータのステータ部分の大きさを小さくすることができ、ロータ長さを短縮することが可能となって、それによりターボ分子ポンプの小型化、低コスト化、低振動化に寄与することができる。
【0040】
さらに、既存のロータの回転検出センサを用いてロータ磁極位置の検出ができるようにしたから、従来のDCブラシレスモータにおいて使用していたホール素子や磁石が不要になる。また、現行の回転検出センサのターゲット構造を変更するだけで実施できるから、部品点数の増加や余計な配線の面倒がなく、低コストで実現できる。また、ステータコイルの隣りに配置していたホール素子やホール素子用磁石が不要となるから、ロータ長さの短縮を図ることができ、それにより小型化、低コスト化、低振動化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態のターボ分子ポンプの全体構成を示す断面図である。
【図2】 同ターボ分子ポンプに内蔵したDCブラシレスモータのロータ磁極位相検出部の構成を示す図で、(a)は断面図、(b)はターゲットとセンサの位置関係を示す平面図である。
【図3】 他のロータ磁極位相検出部の概略構成を示す図で、(a)は側断面図、(b)はターゲットとして形成したリング状の溝の平面図である。
【図4】 (a)は図3のリング状の溝の深さ変化及びそれに対応したセンサ出力電圧の変化を示す図、(b)はセンサの出力電圧に基づいて割り出されるロータ磁極位相検出信号を示す図である。
【図5】 従来のターボ分子ポンプにおけるDCブラシレスモータの構成図である。
【符号の説明】
P ターボ分子ポンプ
1 ケーシング
3 静翼(ステータ翼)
4 ロータ
4a ロータシャフト
5 動翼(ロータ翼)
6 スラストディスク
8 スラスト磁気軸受
11 DCブラシレスモータ
11a ステータコイル
20,20B ロータ磁極位相検出部
25 センサ
26 ターゲット
30 リング状の溝(ターゲット)
33 回転位置検出センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a DC brushless motor and a turbo molecular pump using the DC brushless motor as a driving means.
[0002]
[Prior art]
One of the vacuum pumps used in semiconductor manufacturing equipment is a turbo molecular pump. Some turbo molecular pumps use a DC brushless motor as a drive motor for rotor blades. In a DC brushless motor, a Hall element is often used as a sensor for detecting commutation timing.
[0003]
FIG. 5 is a diagram showing only the rotor drive system of the turbo molecular pump. In this turbo molecular pump, the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional turbo molecular pump, since the installation space of the
[0005]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a DC brushless motor capable of reducing the rotor length and reducing the size and vibration, and a turbo molecular pump using the DC brushless motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The DC brushless motor according to the first aspect of the present invention includes a rotor having a permanent magnet, a stator coil that generates a magnetic field for rotating the rotor, and a groove provided at a position away from the stator coil and facing the rotor . A ring sensor that outputs a voltage proportional to the depth, and a ring shape that is provided at a position on the rotor opposite to the gap sensor so that the depth differs by a predetermined angle in the circumferential direction around the rotation axis of the rotor And a drive control means for rotating the rotor by supplying an excitation current to the stator coil based on the output of the gap sensor.
[0007]
In this DC brushless motor, since the gap sensor for detecting the rotational position of the rotor is provided at a position away from the stator coil, the size of the stator portion can be reduced, thereby shortening the length of the rotor. Can be achieved. In addition, although the magnetic pole phase of the rotor can be detected, the hall element and hall element magnet used in the conventional DC brushless motor are no longer required, which increases the number of parts and troublesome extra wiring. Therefore, the increase in cost can be suppressed, and the Hall element and the Hall element magnet that are arranged next to the stator coil are not necessary. Therefore, the rotor length can be shortened, whereby the rotational stability can be enhanced, and the DC brushless motor can be reduced in size and cost.
[0008]
The turbo molecular pump of the invention of claim 2 is provided with a plurality of stator blades and a rotor blade that is integrated with the rotor and rotates between the stator blades, and the stator coil is arranged so as to surround the outer periphery of the rotor. In the turbo molecular pump that evacuates by rotating the rotor blades at high speed with the DC brushless motor, a ring-shaped groove having a depth different from each other at a predetermined angle in the circumferential direction around the rotation axis of the rotor is provided on the rotor. A gap sensor that outputs a voltage proportional to the groove depth is provided at a position facing the groove on the casing side, and an excitation current is supplied to the stator coil based on the output of the gap sensor to drive the rotor to rotate. To do.
[0009]
In this turbo molecular pump, since the gap sensor for detecting the rotor magnetic pole phase of the DC brushless motor is provided at a position away from the stator coil, it is possible to detect the rotor magnetic pole phase , The size can be reduced, whereby the pump rotor length can be shortened, whereby the turbo molecular pump can be reduced in size, cost and vibration. In addition, since the Hall element and Hall element magnet used in the conventional DC brushless motor are no longer required, there is no increase in the number of parts and unnecessary wiring trouble, and the cost increase can be suppressed. The arranged hall element and hall element magnet are not required. Therefore, the rotor length can be shortened, whereby the rotational stability can be enhanced, and the turbo molecular pump can be reduced in size and cost.
[0010]
A turbo molecular pump according to a third aspect of the present invention is the turbomolecular pump according to the second aspect, wherein a thrust disk for transmitting a thrust load acting on the rotor to the casing via a thrust magnetic bearing is provided integrally with the rotor at the end of the rotor. It is characterized by providing a groove.
[0011]
In this turbo molecular pump, a gap sensor for detecting the rotor magnetic pole phase of the DC brushless motor is provided at a position away from the stator coil, so that it is possible to detect the magnetic pole phase of the rotor, The size can be reduced, whereby the pump rotor length can be shortened, whereby the turbo molecular pump can be reduced in size, cost and vibration. In addition, the DC brushless motor can be driven by one gap sensor. In addition, since the Hall element and Hall element magnet used in the conventional DC brushless motor are no longer required, there is no increase in the number of parts and unnecessary wiring trouble, and the cost increase can be suppressed. The arranged hall element and hall element magnet are not required. Therefore, the rotor length can be shortened, whereby the rotational stability can be enhanced, and the turbo molecular pump can be reduced in size and cost.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a turbo molecular pump having a built-in DC brushless motor as driving means. The turbo molecular pump P has a configuration in which various components are provided inside a casing 1. In the casing 1, an
[0017]
More specifically, the rotor 4 is disposed in the rotor chamber 2. The rotor 4 is configured to include a
[0018]
The rotor 4 is formed with a thread
[0019]
A
[0020]
The
[0021]
In this case, the rotor magnetic pole
[0022]
The configuration of the rotor magnetic
[0023]
The
[0024]
The rotor magnetic
(1) Combination of gap sensor and uneven pattern on the surface of the thrust disk 6 (2) Combination of photo sensor and light and dark pattern on the surface of the thrust disk 6 (3) Combination of magnetic sensor and magnetic pole pattern on the
[0025]
When the combination of the gap sensor (1) and the uneven pattern on the surface of the
[0026]
(2) When a combination of a photosensor and a light and dark pattern on the surface of the
[0027]
(3) When a combination of a magnetic sensor and a magnetic pole pattern on the
[0028]
In either case, a target formation range, a divided region, or the like is set in accordance with the rotor magnetic pole phase of the
[0029]
In the turbo molecular pump P, the
[0030]
In the case of this turbo molecular pump P, the rotor magnetic
[0031]
Note that a rotation detection sensor (pulse sensor) for detecting the number of rotations of the rotor 4 is often provided around the
[0032]
3A and 3B are diagrams showing a schematic configuration of the rotor magnetic
[0033]
On the lower surface of the
[0034]
In this case, the phase pattern of the dividing
(A) When V2 <V <V5, the H1 signal is output.
(B) When V4 <V, the H2 signal is output.
(C) When V6 <V or V <V3, the H3 signal is output.
[0035]
The H1 to H3 signals correspond to signals output by the Hall element in a normal DC brushless motor, and the control means determines the rotational position of the rotor based on this signal, and the DC based on the determination result. By supplying an excitation current to the
[0036]
In the above embodiment, the case where the rotor magnetic pole
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the DC brushless motor of the first aspect of the present invention, since the gap sensor for detecting the rotational position of the rotor is provided at a position away from the stator coil, the rotor length is shortened. Therefore, the motor can be reduced in size, cost, and vibration.
[0038]
According to the turbo molecular pump of the second aspect of the present invention, since the sensor for detecting the rotor magnetic pole phase of the DC brushless motor is provided at a position away from the stator coil, the rotor length of the pump can be shortened. Therefore, it is possible to reduce the size, cost and vibration of the pump.
[0039]
According to the turbo molecular pump of the invention of claim 3, a ring-like groove having a depth different from each other by a predetermined angle in the circumferential direction around the rotation axis of the rotor on the rotor at the thrust disk portion at the end of the rotor, and the casing Since a gap sensor that outputs a voltage proportional to the depth of the groove is provided at a position facing the side groove, the size of the stator portion of the DC brushless motor can be reduced, and the rotor length can be shortened. Therefore, it is possible to contribute to miniaturization, cost reduction, and vibration reduction of the turbo molecular pump.
[0040]
Furthermore, since the rotor magnetic pole position can be detected using the existing rotor rotation detection sensor, the Hall element and magnet used in the conventional DC brushless motor are not required. Moreover, since it can be carried out only by changing the target structure of the current rotation detection sensor, it can be realized at a low cost without increasing the number of parts and troublesome wiring. In addition, since the Hall element and Hall element magnet that are arranged next to the stator coil are not required, the rotor length can be shortened, thereby reducing the size, cost, and vibration. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a turbo molecular pump according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are diagrams showing a configuration of a rotor magnetic pole phase detection unit of a DC brushless motor built in the turbo molecular pump, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view, and FIG. 2B is a plan view showing a positional relationship between a target and a sensor. .
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a schematic configuration of another rotor magnetic pole phase detector, in which FIG. 3A is a side sectional view and FIG. 3B is a plan view of a ring-shaped groove formed as a target.
4A is a diagram showing a change in the depth of the ring-shaped groove in FIG. 3 and a corresponding change in sensor output voltage, and FIG. 4B is a rotor magnetic pole phase detection calculated based on the output voltage of the sensor. It is a figure which shows a signal.
FIG. 5 is a configuration diagram of a DC brushless motor in a conventional turbo molecular pump.
[Explanation of symbols]
P Turbo molecular pump 1 Casing 3 Static blade (stator blade)
4
6
33 Rotation position detection sensor
Claims (3)
ロータ上にロータの回転軸を中心として円周方向に所定角度毎に深さが異なるリング状の溝を設け、ケーシング側の溝と対向する位置に溝の深さに比例した電圧を出力するギャップセンサを設け、ギャップセンサの出力に基づいてステータコイルに励磁電流を供給してロータを回転駆動させることを特徴とするターボ分子ポンプ。A plurality of stator blades and a rotor blade integrated with the rotor and rotating between the stator blades are provided inside the casing, and the rotor blades are rotated at high speed by a DC brushless motor in which a stator coil is arranged so as to surround the outer periphery of the rotor. In the turbo molecular pump that evacuates by
A ring-shaped groove having a depth different from each other by a predetermined angle in the circumferential direction around the rotation axis of the rotor on the rotor, and a voltage that outputs a voltage proportional to the groove depth at a position facing the groove on the casing side A turbo molecular pump characterized in that a sensor is provided, and an excitation current is supplied to a stator coil based on an output of a gap sensor to rotationally drive a rotor.
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