JPH0139942Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、スラスト磁気軸受装置におけるアキ
シヤル方向のエアギヤツプを簡便に調整すること
ができるエアギヤツプの調整構造に関するもので
ある。

［従来の技術］ 周知のように、スラスト磁気軸受は磁気反発力
または吸引力でシヤフトをその軸端から磁気浮上
させてこれを非接触に軸支するようにしたもので
あつて、特に超高速回転するシヤフトの軸受装置
に適しているものである。

ところで、この種磁気軸受装置おいては、その
組立時に各部の隙間（エアギヤツプ）を適切に調
整することが肝要であるが、このさいラジアル方
向のエアギヤツプの調整は比較的容易であるが、
一般にアキシヤル方向のエアギヤツプの調整は困
難である。また、スラスト磁気軸受装置では、シ
ヤフトの回転停止時やシヤフトに異常な力が加わ
る非常時にシヤフトを安定に軸支するためタツチ
ベアリングを付設しているのが通例であるが、こ
のタツチベアリングのエアギヤツプをスラスト磁
気軸受のエアギヤツプと関連させて、これら双方
のエアギヤツプを最適のものに調整することは加
工、組立上困難であり、さらにそのスラストリン
グ（スラスト軸支部）がシヤフトに着脱自在に繋
着される組立構造のものでは、特にこれらアキシ
ヤル方向のエアギヤツプの全てを精度よく調整す
ることは非常に困難である。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、このような事情に着目して、例えば
ターボ分子ポンプのロータシヤフト軸端部に配設
されるところの、磁気軸受から磁気浮力を受ける
スラストリングがシヤフトの軸端に着脱可能に繋
着される構成のスラスト磁気軸受装置において、
その近傍の軸端部まわりに配設されるタツチベア
リングと磁気軸受の双方にアキシヤル方向の所定
のエアギヤツプを簡単確実に付与することができ
るエアギヤツプ調整構造を提供しようとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本考案は上記目的を実現するため
に、シヤフトの軸端部まわりにラジアル方向とア
キシヤル方向の各エアギヤツプを設けてタツチベ
アリングを配設するとともに、前記軸端部から延
長される取付軸部にスラストリングを着脱可能に
繋着し該スラストリングにアキシヤル方向のエア
ギヤツプを設けてスラスト磁気軸受を配設するよ
うにしたスラスト磁気軸受装置において、前記軸
端部と前記スラストリングとの間に、前記軸端部
と前記タツチベアリングとの間のアキシヤル方向
のエアギヤツプを設定する小径カラーと、前記ス
ラストリングと前記スラスト磁気軸受との間のア
キシヤル方向のエアギヤツプを設定する大径カラ
ーとを介入したことを特徴としている。

［作用］ このような構造のものであれば、加工精度の誤
差を吸収するようにあらかじめシヤフト軸端部と
そのスラストリングとの間に介入する大小のカラ
ーの厚さ寸法さえ精度よく加工調整しておけば、
その組立にさいしては、これらカラーを挟んでス
ラストリングを軸端部に密着締結するだけで、タ
ツチベアリングとスラスト磁気軸受の双方にアキ
シヤル方向に必要な各々所定のエアギヤツプを同
時に付与することができる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を第１図、第２図を参
照して説明する。

図示のものは、一例としてターボ分子ポンプの
ロータシヤフトを軸支する磁気軸受装置におい
て、本考案を実施した場合を示している。

そこで、まず図示のポンプ構成を簡述すると、
ターボ分子ポンプは上方の外枠ケースＣに包囲さ
れている空間内に、ロータ翼とステータ翼を交互
に配置して軸流ターボ機構を営むタービン翼列Ｔ
を配列したロータ室Ｒ（一部図示省略）を設けて
いる一方、下方のモータハウジングＨ内に前記ロ
ータ翼を高速回転するロータシヤフトＳを回転駆
動するためのビルドインモータms，mrと該シヤ
フトＳを非接触に軸支する磁気軸受装置とを内有
する機械室Ｍを設けて構成されている。そして、
このターボ分子ポンプは、前記タービン翼列Ｔの
機械的な排気作用で、その吸気口ｓから気体分子
を取り込み、その排気口ｐから吐出して超高真空
を達成し得るものとなつている。

次いで、このターボ分子ポンプのロータシヤフ
トＳを軸支している磁気軸受装置の全体構成につ
いて説明すると、この軸受装置は、上部ラジアル
磁気軸受装置１、下部ラジアル磁気軸受装置２お
よびスラスト磁気軸受装置３からなり、これら３
軸受装置によりシヤフトＳを５軸制御可能に軸支
している。すなわち、上下の各ラジアル磁気軸受
装置１，２は、シヤフトＳにラジアル磁気浮力を
与える電磁石をシヤフトＳのまわりの周方向に配
置した２軸能動形ラジアル磁気軸受４，４と、該
磁気軸受４，４の上下近傍に配置されてシヤフト
Ｓのラジアル変位を検出するラジアル制御センサ
５，５とからなるものである。また、スラスト磁
気軸受装置３は、シヤフトＳの軸端に着脱可能に
繋着される鍔状のスラストリング６を上下から近
接挟持これにアキシヤル磁気浮力を与える能動形
スラスト磁気軸受（電磁石）７，７と、シヤフト
Ｓ軸端に近接して対向配置されシヤフトＳのアキ
シヤル変位を検出するスラスト制御センサ８とか
らなるものである。なお、この磁気軸受装置に
は、シヤフトＳに磁気浮力が作用しないときにこ
れを直接軸支する上下タツチベアリング９，１０
を具備し、その下部タツチベアリング１０は前記
スラスト磁気軸受（電磁石）７，７の直上位置の
シヤフトＳまわりに配置されて前記スラスト磁気
軸受装置３の内部に組み込まれている。そして、
前記ラジアル磁気軸受装置１，２は、各々その制
御センサ５，５の検出するラジアル変位に応じて
その磁気軸受４，４に組み込まれた電磁石のラジ
アル磁気浮力を可変でき、またスラスト磁気軸受
装置３は、その制御センサ８の検出するアキシヤ
ル変位に応じてその磁気軸受９，９のアキシヤル
磁気浮力を可変できて、これによりシヤフトＳま
わりの各ラジアル方向２軸とその軸端のアキシヤ
ル方向１軸、計５軸の方向でシヤフトＳの軸支位
置を制御できるようになつている。

しかして、前記スラスト磁気軸受装置３の組立
構造を第２図について更に詳述すると、まず前記
下部タツチベアリング１０は、前記スラストリン
グ６を挟持する上部スラスト磁気軸受９に設けた
取付段部１１にセツトされ、さらに上方のモータ
ハウジングＭとの間に介装したバネ１２で下方に
付勢してガタつきなく位置決めされ、該上部スラ
スト磁気軸受９に支持せしめてシヤフトＳの軸端
部１３まわりにラジアル方向とアキシヤル方向の
各エアギヤツプを設けて配設されている。一方、
このタツチベアリング１０がそのまわりに配置さ
れるシヤフトＳの軸端部１３は、上方の軸大径部
１４と前記タツチベアリング１０に対するシヤフ
トＳの上掛支面となる段差ａを形成して連なる小
径部に形成され、しかも前記タツチベアリング１
０よりも短い軸寸のものに形成されているととも
に、その下端からさらに小径の取付軸部１５を下
方に連設延長している。そして、この取付軸部１
５に鍔状の前記スラストリング６が次のカラーを
介して着脱可能に繋着されている。すなわち、ス
ラストリング６は取付軸部１５の軸端からスライ
ド可能に挿嵌されているとともに、取付軸部１５
の下端に螺合されるキヤツプナツト１６で取付軸
部１５に緊締状態に繋着することができ、また分
解時にはナツト１６を外すと取付軸部１５から取
外すことができるようになつている。そして、こ
のスラストリング６の螺着した状態で、各々アキ
シヤル方向のエアギヤツプを設けて前述のように
このスラストリング６を挟持する上下のスラスト
磁気軸受９，９が対向状に配設される。

このような構成からなるスラスト磁気軸受装置
において、シヤフトＳの前記軸端部１３と前記ス
ラストリング６との間に２個のリング状カラー１
７，１８を介入している。これらカラー１７，１
８は共に前記取付軸部１５に嵌装して設けられる
とともに、上部小径カラー１７は前記軸端部１３
と同径に、また下部大径カラー１８は該軸端部１
３が連なる上方の軸大径部１４よりも若干径大な
ものに形成されている。そして、上部小径カラー
１７は密着介入状態で前記軸端部１３と前記タツ
チベアリング１０との間でアキシヤル方向に所定
のエアギヤツプα，α（例えば0.1mm程度）を設定
している一方、下部大径カラー１８はその上端面
が前記タツチベアリング１０に対するシヤフトＳ
の下掛支面となる段差ｂを形成している同時に前
記スラストリング６と前記スラスト磁気軸受９と
の間でアキシヤル方向に所定のエアギヤツプβ
（例えば0.30mm程度）を設定するものとなつてい
る。

以上のようにしてエアギヤツプを調整するよう
にしたものでは、特にアキシヤル方向のエアギヤ
ツプの調整が難しくなる上記の如き組立構造のも
のであつても、難なくギヤツプの調整が行なえ、
タツチベアリング１０とスラスト磁気軸受９の双
方に必要な最適のエアギヤツプを付与することが
できる。すなわち、このものではたとえシヤフト
Ｓの軸端部１３やタツチベアリング１０などの加
工寸法精度が十分でなくとも、その誤差を吸収す
るようにあらかじめシヤフト軸端部１３とスラス
トリング６との間に介入する大小のカラー１７，
１８の厚さ寸法さえ精度よく加工調整しておけ
ば、その組立にさいしては、これらカラー１７，
１８を挟んでスラストリング６をシヤフトＳの軸
端部１３に密着締結するだけで、タツチベアリン
グ１０とスラスト磁気軸受９の双方にアキシヤル
方向の必要な各々所定のエアギヤツプα，βを同
時に付与することができるからである。

以上、一例としてターボ分子ポンプのロータシ
ヤフトを軸支するスラスト磁気軸受装置に適用す
る場合を述べたが、本考案は既述のような組立構
造のものであれば、必ずしもこの種の用途に適用
が限定されるものでないことは勿論である。

［考案の効果］ 本考案は、以上のような構成のものであつて、
シヤフトの軸端部とスラストリングとの間に大小
２個のカラーを加入せしめるようにしただけで、
スラスト磁気軸受装置における各部でのアキシヤ
ル方向のエアギヤツプを簡単に調整することがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すターボ分子ポ
ンプの磁気軸受装置断面図である。第２図は第１
図の要部拡大図である。 Ｓ……シヤフト、３……スラスト磁気軸受装
置、６……スラストリング、９……スラスト磁気
軸受、１０……タツチベアリング、１３……軸端
部、１５……取付軸部、１６……キヤツプナツ
ト、１７……小径カラー、１８……大径カラー、
α，β……エアギヤツプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シヤフトの軸端部まわりにラジアル方向とアキ
   シヤル方向の各エアギヤツプを設けてタツチベア
   リングを配設するとともに、前記軸端部から延長
   される取付軸部にスラストリングを着脱可能に繋
   着し該スラストリングにアキシヤル方向のエアギ
   ヤツプを設けてスラスト磁気軸受を配設するよう
   にしたスラスト磁気軸受装置において、前記軸端
   部と前記スラストリングとの間に、前記軸端部と
   前記タツチベアリングとの間のアキシヤル方向の
   エアギヤツプを設定する小径カラーと、前記スラ
   ストリングと前記スラスト磁気軸受との間のアキ
   シヤル方向のエアギヤツプを設定する大径カラー
   とを介入したことを特徴とするスラスト磁気軸受
   装置のエアギヤツプ調整構造。