JP7199870B2 - センサ、電磁石ユニットおよび真空ポンプ - Google Patents
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Description
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。
イル23への通電によって発生する磁力により、金属板32を出力側L1および反出力側L2へ吸引する。軸方向センサ21の出力は図示しない制御装置へ送信される。制御装置は、ロータ3の軸線方向Lの変位に基づいて電磁石22のコイル23に通電し、ロータ3の軸線方向Lの位置を調節する。
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。
軸線方向Lと直交する方向の位置を調節する。すなわち、X軸上でロータ3を挟んで対向するコイル44への通電を制御することにより、ロータ3のX軸方向の位置を調節する。また、Y軸上でロータ3を挟んで対向するコイル44への通電を制御することにより、ロータ3のY軸方向の位置を調節する。
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。
置決め部461は、ボビン側位置規制部56の反出力側L2の端面に設けられた位置決め部561と軸線方向Lに当接する。
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。
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ユニット20Aと、ステータ2の反出力側L2に配置される電磁石ユニット20B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。電磁石ユニット20A、20Bは、ロータ3の位置を検出するセンサ50を備える。センサ50は、センサコア51と、コイルボビン53を介してセンサコア51に巻かれたセンサコイル54と、センサコイル54から引き出された巻線541が半田付けされるセンサ基板55と、を有しており、巻線541は、センサ基板55の端部554に設けられた巻線保持部58を経由してセンサ基板55のランドへ引き回される。このように、センサ基板55の端部554に巻線保持部58を設けることによって、センサ基板55の端部554を経由してランドへ引き回した巻線541がセンサ基板55の端部554に沿って移動することを抑制できる。これにより、半田付け時に巻線541が動くことを抑制でき、巻線541をランドに半田付けする際の作業性が低下することを抑制できる。
の外周縁に設けられ、基板側位置規制部57とボビン側位置規制部56によって、コイルボビン53に対するセンサ基板55の周方向の相対移動が規制される。従って、センサ基板55の外周縁に巻線541を掛けて内周側のランドまで引き回す際に、センサ基板55の外周縁に沿って巻線541が移動するおそれを少なくすることができる。
(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。
側位置規制部、58…巻線保持部、59…凹溝、60…磁気シールド、100…真空ポンプ、411…環状部、431…胴部、432、433…フランジ、434…フランジ出力側の端面、451、452…コア覆い部、461…位置決め部、481…係止部の反出力側の面、482…傾斜部、491…貫通部の周方向の一方側の縁、492…貫通部の周方向の他方側の縁、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 (7)
- センサコアと、
前記センサコアに巻かれたセンサコイルと、
前記センサコイルから引き出された巻線が半田付けされるセンサ基板と、を有し、
前記巻線は、前記センサ基板の端部に設けられた巻線保持部を経由して前記センサ基板のランドへ延びており、
前記センサコイルは、コイルボビンを介して前記センサコアに巻かれており、
前記センサ基板は、前記コイルボビンに固定され、
前記コイルボビンは、前記センサ基板に形成された基板側位置規制部を介して前記センサ基板の移動を規制するボビン側位置規制部を備え、
前記コイルボビンは、前記センサコイルが巻かれる胴部と、前記胴部の端部に設けられたフランジとを備え、
前記フランジは、前記胴部とは反対側へ引き出される前記巻線が配置される巻線引き出し部を備え、
前記ボビン側位置規制部は、前記フランジに対して前記胴部とは反対側に配置され、
前記ボビン側位置規制部と前記フランジは繋ぎ部を介して繋がっており、
前記センサ基板は、前記ボビン側位置規制部と前記フランジとの間に配置される接着剤を介して前記コイルボビンに固定されることを特徴とするセンサ。 - 前記巻線保持部は、前記センサ基板の端面に設けられた溝であることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。
- 前記基板側位置規制部は、前記センサ基板の端部を切り欠いた凹部であり、
前記ボビン側位置規制部は、前記センサ基板の側へ突出する壁部であり、
前記フランジの前記センサ基板側の端部は、前記ボビン側位置規制部のセンサ基板側の端部より低い位置にあることを特徴とする請求項1または2に記載のセンサ。 - 前記巻線引き出し部は、前記壁部の幅方向の両側に設けられ、
前記巻線保持部は、前記凹部の幅方向の両側に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のセンサ。 - 前記センサ基板は円環状であり、
前記基板側位置規制部は、前記センサ基板の外周縁に設けられ、
前記基板側位置規制部と前記ボビン側位置規制部によって、前記コイルボビンに対する前記センサ基板の周方向の相対移動が規制されることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載のセンサ。 - 磁力によってロータを非接触で支持する電磁石と、
前記ロータの位置を検出する請求項1から5の何れか一項に記載のセンサと、を有することを特徴とする電磁石ユニット。 - 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モータと、を有し、
前記モータは、ロータおよびステータと、前記ロータを支持する磁気軸受と、を備え、
前記磁気軸受は、請求項6に記載の電磁石ユニットを備えることを特徴とする真空ポンプ。
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