JP7140594B2 - ステータユニットおよび真空ポンプ - Google Patents
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Description
ら発生する磁束の影響を抑制できる。また、センサとステータとの間に磁気シールドを配置した場合には、ステータのコイルから発生する磁束の影響を抑制できる。
行うことができる。
図1は本発明を適用した真空ポンプ100の断面図である。真空ポンプ100は、ケース10と、ケース10内に配置された回転翼11および固定翼12と、回転翼11を回転させるモータ1を備える。モータ1は、ケース10に固定されるステータ2と、ステータ2の径方向の中心に配置されるロータ3と、ロータ3を非接触で支持する磁気軸受4を備える。ステータ2および磁気軸受4は、筒状のステータケース13の内周面に固定され、
ステータケース13を介してケース10に固定される。ロータ3は軸線方向Lに延在し、ステータケース13から出力側L1に突出する出力軸31を備える。回転翼11は、ロータフランジ5を介して出力軸31に固定される。回転翼11と固定翼12は、軸線方向Lに沿って交互に配置される。
出力側L1の電磁石ユニット20Aは環状であり、ロータ3の外周側に配置される。電磁石ユニット20Aは、磁力によってロータ3を非接触で支持する電磁石40Aと、ロータ3の軸線方向Lと直交する方向の位置を検出するセンサ50と、電磁石40Aとセンサ50との間に配置される環状の磁気シールド60を備える。センサ50は、電磁石40Aに対してステータ2とは軸線方向Lで反対側に配置される。
60の分解斜視図である。電磁石40Aは、環状のコア41と、コア41の内周面から突出する突極42に取り付けられるコイルボビン43と、コイルボビン43を介して突極42に巻かれたコイル44を備える。電磁石40Aは、等角度間隔で配置された8本の突極42を備えており、コイル44の数は8である。電磁石40Aは、周方向で隣り合う2個のコイル44A、44Bの組を4組備える。周方向で隣り合う2個のコイル44A、44Bは、巻線の巻回方向が互いに逆向きであり、異なる極性の磁極が対になっている。4組のコイル44A、44Bのうちの2組は、軸線方向Lと直交するX軸上でロータ3を挟んで対向して配置される。また、他の2組は、軸線方向LおよびX軸方向と直交するY軸上でロータ3を挟んで対向して配置される。
図5は電磁石40Aと磁気シールド60の部分断面図であり、図3のA-A位置の断面図である。磁気シールド60は、電磁石40Aとセンサ50との間に配置され、軸線方向Lでセンサ50および電磁石40Aと対向する。図3、図4に示すように、磁気シールド60は環状であり、電磁石40Aのコイル44を軸線方向Lから見て覆うように配置されている。磁気シールド60は、環状の積層鋼板の出力側L1の表面および反出力側L2の表面を絶縁シートで覆った磁気シールド板である。
ランジ432に設けられる。磁気シールド60は、等角度間隔で8箇所に設けられた第1接触部および第2接触部によって軸線方向Lの両側から挟まれて、コイルボビン43に固定される。
気シールド60に弾性接触する。
図8はセンサ50の分解斜視図であり、図9はセンサ基板55の側から見たセンサ50の底面図である。図8に示すように、センサコイル54が巻かれているコイルボビン53の外周側の端部には、センサ基板55が位置する側へ突出するボビン側位置規制部56が設けられている。ボビン側位置規制部56は周方向の幅が一定の壁部であり、反出力側L2へ向かって突出する。上記のように、ボビン側位置規制部56の反出力側L2の端面は、電磁石40Aのコイルボビン43に設けられた位置決め部461と軸線方向Lに当接する位置決め部561である(図5参照)。センサ50は、コイルボビン43の位置決め部461と、コイルボビン53の位置決め部561とが軸線方向Lに当接することによって軸線方向Lで位置決めされる。
の出力側L1の基板面から反出力側L2の基板面まで軸線方向Lに延びている。図9に示すように、巻線541は、巻線保持部58に掛けられてセンサ基板55の出力側L1から反出力側L2へ引き回され、反出力側L2の基板面に沿ってセンサ基板55の内周側へ引き回される。
以上説明したように、本形態の真空ポンプ100は、回転翼11を回転させるためのモータ1を備える。モータ1は、ロータ3およびステータ2と、磁力によってロータ3を非接触で支持する磁気軸受4を備える。磁気軸受4は、ステータ2の出力側L1に配置される電磁石40Aおよびセンサ50と、ステータ2の反出力側L2に配置される電磁石40Bおよびセンサ50を備えており、ステータ2の出力側L1と反出力側L2の2箇所にお
いてロータ3を非接触で支持する。センサ50は、ロータ3の位置を非接触で検出する渦電流センサであり、ロータ3の外周側に配置されるセンサコイル54を備える。
4から発生する磁束をコイル44の近傍でシールドできるので、磁気シールドの径方向のサイズを大型化する必要がない。従って、コイル44で発生する磁束によるセンサ50への影響を低減させることができる。また、フランジ432を利用して磁気シールド60を固定する場合には、別途固定用の形状を設ける必要がないので、コイルボビン43の形状が複雑化することを抑制できる。
(1)図12は、磁気シールド60の配置を示す説明図である。図12(a)は上記形態の磁気シールド60の配置を模式的に示しており、センサ50と電磁石40Aとの間に磁気シールド60が配置される。図12(a)の配置では、上記形態のように、電磁石40Aのコイルボビン43に磁気シールド60を固定する。あるいは、センサ50のコイルボビン53に磁気シールド60を固定することもできる。センサ50のコイルボビン53に磁気シールド60を固定する場合には、センサ基板55をセンサコイル54に対して磁気シールド60とは反対側に配置することもできる。
60を配置することによって、電磁石40Aのコイル44で発生する磁束の影響を低減させることができる。この場合には、電磁石40Aのコイルボビン43、および、センサ50のコイルボビン53のいずれかに磁気シールド60を固定する。また、図12(c)に示すように、センサ50とステータ2との間に磁気シールド60を配置することによって、ステータ2のコイル27で発生する磁束の影響を低減させることができる。この場合には、ステータ2のコイルボビン26、および、センサ50のコイルボビン53のいずれかに磁気シールド60を固定する。あるいは、図12(d)に示すように、センサ50と電磁石40Aとの間、および、センサ50とステータ2との間の2箇所にそれぞれ磁気シールド60を配置してもよい。いずれの構成においても、磁気シールド60によってセンサ50に対する磁束の影響を低減させることができる。また、磁気シールド60をコイルボビンに固定することによって、部品点数の増大、およびステータユニット2Aの大型化を抑制できる。
向の他方側の縁、511…環状部、531…胴部、532、533…フランジ、534…繋ぎ部、535…巻線引き出し部、541…巻線、551…環状部、552…突出部、553…基板面、554…センサ基板の外周側の端部、555…センサ基板の外周側の端面、561…位置決め部、L…軸線方向、L1…出力側、L2…反出力側
Claims (10)
- ロータを回転させるステータと、
磁力によって前記ロータを軸線方向と直交する方向に非接触で支持する電磁石と、
前記軸線方向で前記電磁石および前記ステータと異なる位置に配置されるセンサと、
前記軸線方向で前記センサと対向する磁気シールドと、を有し、
前記磁気シールドは、前記ステータのコイル、前記電磁石のコイル、および前記センサのコイルのうちのいずれかが巻かれるコイルボビンに固定されており、
前記コイルボビンは、
前記磁気シールドに前記軸線方向の一方側から接触する第1接触部と、
前記磁気シールドに前記軸線方向の他方側から接触する第2接触部と、
径方向に延びる筒状の胴部と、
前記胴部の端部に設けられたフランジと、
前記フランジに対して前記胴部と反対側で前記軸線方向に延在する壁部と、を備え、
前記第2接触部は、前記フランジの前記軸線方向の一方側の端部であり、
前記第1接触部は、前記第2接触部より前記軸線方向の一方側において前記壁部から突出する係止部であることを特徴とするステータユニット。 - 前記磁気シールドは、前記軸線方向で前記電磁石と前記センサとの間、および、前記軸線方向で前記センサと前記ステータとの間の少なくとも一方の位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載のステータユニット。
- 前記センサ、前記磁気シールド、前記電磁石が、前記軸線方向の一方側および他方側の何れかの方向に向かってこの順で配列され、
前記磁気シールドは、前記電磁石に設けられた前記コイルボビンに固定されることを特徴とする請求項1または2に記載のステータユニット。 - 前記コイルボビンは、前記壁部と前記フランジとを繋ぐ繋ぎ部を備え、
前記繋ぎ部は、弾性変形することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のス
テータユニット。 - 前記壁部の前記軸線方向の他方側の端部は、前記繋ぎ部と繋がっており、
前記壁部の前記軸線方向の一方側の端部に、前記フランジよりも前記軸線方向の一方側に突出して前記センサと前記軸線方向で当接する位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項4に記載のステータユニット。 - 前記壁部は、前記磁気シールドに対して前記径方向に当接する当接部を備えることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載のステータユニット。
- 前記壁部は、前記軸線方向に延びる貫通部を備え、
前記当接部は、前記貫通部の周方向の両側の縁であることを特徴とする請求項6に記載のステータユニット。 - 前記係止部は前記壁部から前記フランジ側へ突出し、前記フランジ側へ向かうに従って前記軸線方向の他方側へ向かう方向に傾斜する傾斜部を備えることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載のステータユニット。
- 前記磁気シールドは、前記コイルボビンに巻かれたコイルを前記軸線方向から見て覆うことを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載のステータユニット。
- ケースと、
前記ケースの内部に配置される回転翼および固定翼と、
前記回転翼を回転させる請求項1から9の何れか一項に記載のステータユニット、および、前記ステータユニットによって回転するロータを備えたモータと、を有することを特徴とする真空ポンプ。
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