JPH02163497A - ターボ分子ポンプ - Google Patents

ターボ分子ポンプ

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JPH02163497A
JPH02163497A JP63317538A JP31753888A JPH02163497A JP H02163497 A JPH02163497 A JP H02163497A JP 63317538 A JP63317538 A JP 63317538A JP 31753888 A JP31753888 A JP 31753888A JP H02163497 A JPH02163497 A JP H02163497A
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permanent magnets
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はターボ分子ポンプに係わり、特にロータの軸
受機構に関するものである。
(従来の技術) 従来、電子顕微鏡1分析機器等の真空装置としであるい
は半導体製造装置の真空装置としてターボ分子ポンプ(
以下「ポンプ」という)が用いられている。このポンプ
は略円筒状に形成されたケーシングの内壁面に複数のス
テータ翼がその円筒の軸方向に配設されており、その内
側に配置されたロータの外壁面に複数のロータ翼がステ
ータ翼と交互に位置されているととともに、そのロータ
がモータの回転子として作用するモータ機構とから構成
されている。
そして、モータ機構によりロータが回転させられ、ステ
ータ翼とロータ翼との間において分子流領域になると、
吸気口側のガスを排気口側へ排出して、吸気口側に高真
空が形成される。
ところで、ロータはいわゆる超高速回転させられている
ため、従来のボールベアリングを用いた軸受機構から最
近では磁気軸受が使用されるようになってきている。す
なわち、磁気軸受機構によりロータを浮」二保持し、非
接触で回転させるもので軸受寿命が大巾に延ばすことが
できる。この磁気軸受機構はロータ軸の半径方向および
軸方向を保持するラジアルおよびアキシャル電磁石を設
けるとともに、これら両方向位置を検出する位置センサ
を設け、この位置センサの検出信号をフィードバックし
てロータが目標の浮上位置となるように電磁石の励磁電
流が制御されている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、磁気軸受に関しては、特開昭57−19
3221号公報、特公昭62−20407号公報等に開
示されているが、」二記従来の磁気軸受を使用したポン
プにおいて、ロータはラジアル電磁石およびアキシャル
電磁石により浮上保持されて軸受されているため、これ
らの電磁石でいわゆる3軸制御、4軸制御または5軸制
御する必要があった。すなわち、ラジアル電磁石による
半径方向のX、Y軸制御と、アキシャル電磁石による軸
方向の2軸制御とが必要であった。
このため、制御手段が複雑となりコストアップとなる欠
点があるとともに、3軸、4軸または5軸とも全て電磁
石で浮上保持されているため、軸受機構が複雑化する欠
点があった。
(課題をか解決するための手段) 本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは磁気軸受制御の簡単なポンプの提供
にあり、その目的達成のためにその構成をケーシングの
内壁面に取り付けられたステータ翼と、前記ケーシング
の内部に配置されたロータの外壁面に取り付けられたロ
ータ翼とを、」1記ロータの軸方向に交互に配置すると
ともに、」1記ロータを回転するモータ機構を有し、上
記ロータを回転させてロータ軸の一方向から吸気し他方
向へ排気するターボ分子ポンプにおいて、」−記ロータ
は該ロータ軸の上下端側に設けられた永久磁石と、該ロ
ータの軸方向位置を調整する電磁石とにより軸支された
ことを特徴とするものである。
(作用) 本発明におけるポンプの軸受機構は、ロータが永久磁石
により浮上保持されるとともに、電磁石の励磁電流調整
により軸方向の位置制御が行われる。
(実施例) 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第1図は本発明に係わるポンプの第1の実施例を示す一
部切欠き正面図であって、略円筒状に形成されたケーシ
ング1の内壁面には複数のステータ翼2がその円筒の軸
方向に配設されており、その内側に配置されたロータ3
の外壁面には複数のロータ翼4がステータ翼2と交互に
軸方向に配設されている。
ロータ3の上部中央には円柱状の四部5が形成されてお
り、その側面には永久磁石6が設けられているとともに
、この永久磁石6に所定間隔保って対向する位置に永久
磁石7を有する円柱状の」二部支持部8が吸気口aの側
壁にアーム9により固定されている。
両永久磁石6および7の極性は互いに反発するように配
置され、従ってロータ3と」二部支持部8との間に反発
力が作用している。
ロータ3の下部端面にはリング状の凹部10が設けられ
ているとともに、その中央部からはモータ機構の回転子
11およびその下側の下端面に永久磁石12を有する円
錐状の凸部13が設けられている。
ケーシング1の下部には排気口すを備えたフランジ14
が設けられているとともに、そのフランジ中央部には下
部支持部15が設けられていて、これによりフランジ1
4が密閉されている。
下部支持部15には上記リング状凹部10に先端が突入
する筒16が突出して設けられている。
その筒16の側壁内側に上記回転子11と所定間隔保っ
てモータ機構の固定子17が対向して設けられていると
ともに、上記凸部13の円錐面と所定間隔保って電磁石
18が対向して設けられている。また、筒16の底面に
は」二記永久磁石12と所定間隔保って永久磁石19が
設けられており、これら両永久磁石12.19の特性は
互いに吸引するように配置されている。
なお、図面では上、下部支持部8,15およびロータ3
は図面を簡略化するため、それぞれ一体物として図示さ
れているが、組み立ておよび制作上から必要に応じて分
割されて構成されていることは勿論である。
上記構成からなる本実施例の軸受機構は、ロータ3の上
部では永久磁石6および7の反発力により半径方向が浮
上保持され、また下部では永久磁石12および19によ
るアキシャル方向(図面ではロータ3が下方へ移動する
方向)の吸引力を、電磁石18が凸部13を吸引する磁
力で調整されて浮」二保持される。この際、凸部13の
側面は円錐」二に形成されているので、電磁石18によ
る吸引力はラジアル方向に分力として生じ、ロータ3の
下部のラジアル軸受としても作用する。
また、電磁石18の磁力調整はロータ3のアキシャル方
向位置を図示しない位置センサで検出し、この検出信号
を励磁電流制御手段(図示せず)によって処理してロー
タ3が所定の目標位置に浮上保持されるように電磁石1
8の励磁電流を制御して行われる。
なお、図中20および21は、上部支持部8および下部
支持部15に設けられたドライベアリングであって、ロ
ータ3のタッチダウン時にロータ3を支持できるように
構成されている。
」二連のように浮上保持されて軸支されたロータ3は、
固定子17のコイルに図示しないドライバーから電流が
供給されると回転磁界が発生し、これにより回転子11
.すなわちロータ3が回転させられる。このロータ3の
回転によりステータ翼2とロータN4との間において分
子流領域で排気作用が生じ、これにより吸気口a側から
吸気が行われるとともに、排気口す側からは排気が行わ
れ、吸気口a側に高真空が得られる。
上述の実施例においては、ロータ3の」二下に各永久磁
石6. 7. 12および19を配置するとともに、ロ
ータ3の下部の円錐壁面に望ませて電磁石18を配置し
てロータ3を軸支するように構成したので、ロータ3の
上部の永久磁石6および7によりラジアル方向の軸支が
おこなわるとともに、ロータ3の下部の各永久磁石12
および19並びに電磁石18によりロータ3の下部のラ
ジアル方向およびロータ3のアキシャル方向の軸支が行
われ、しかも、電磁石18の励磁電流を調整するのみで
、所定の目標位置へ容易に浮上保持することができる。
第2図は本発明の第2の実施例に係わる一部切欠正面図
であって、上記第1図に示した第1の実施例と相違する
点は、ロータ3の上部軸受機構にある。
すなわち、ロータ3の四部15の側壁面には永久磁石6
を略円錐状に配置するとともに、上部支持部8にはその
永久磁石6と所定間隔保って略円錐状に永久磁石7が配
置されてい・る。これら両永久磁石6および7の極性の
配置は」二記第1の実施例と同様に反発する方向に設け
られている。 従って、この実施例においてはロータ3
の−に部の軸支は両永久磁石6,7の側面によって生ず
る分力によりラジアル方向のみならずアキシャル方向の
軸受が可能となる。このため、この実施例ではロータ3
の」三下でラジアル方向およびアキシャル方向の軸支が
可能となり、より安定した軸受が達成できる効果がある
第3図は本発明の第3の実施例に係わる一部切欠正面図
であって、ロータ3の上、下のラジアル方向の軸受は上
記第1図で示した実施例と同様の構成となっているが、
アキシャル軸受は電磁石のみで構成されている。
すなわち、ロータ3の下部の軸受はロータ3の下部に上
記第1.2図で示した凸部13の変わりに下端開口の筒
22を設けるとともに、この筒22の内壁に永久磁石2
3が設けられている。一方、下部支持部15の底面から
は上記筒22に突入する突起25が突出して設けられ、
この突部25の側壁周囲に上記永久磁石23と所定間隔
保って永久磁石24が設けられている。これら両永久磁
石23および24の極性は上部の永久磁石6.7と同様
に反発するように配置されている。従って、これら両永
久磁石23.24により下部のラジアル方向が軸支され
る。
この実施例におけるロータ3のアキシャル方向の軸受は
筒16の内側に設けられた電磁石18の磁力で筒22の
上端部を吸引して行われる。
なお、この実施例におけるロータ3の回転はに2第1.
 2図の実施例で示したインナーロータ型と異なりアウ
ターロータ型のポンプが示されている。このため、固定
子12は筒16の外周に配置されているとともに、回転
子11はリング状四部の外側壁に設けられている。
この実施例における軸受機構はロータ3の−L。
下側とも同じ形式の軸受とすることができ、より構成を
簡素化できる利益がある。
(効果) 本発明は、」二連のようにロータの4−下側に永久磁石
を配置するとともに、アキシャル方向位置を調整する電
磁石を配置してロータを軸支するように構成したので、
ロータの浮上位置調整は一つの電磁石の励磁電流の制御
のみで行なうことができ、いわゆる1軸制御で行なうこ
とができるので$1911手段を大幅に簡素化すること
ができる。
また、永久磁石が上下端側に配置されることによって組
立作業が容易となり、軸受スパン(距離)も最大にとれ
るので、回転時の安定性も高めることができる。
さらに、電磁石の個数も削減できるので横進が簡単とな
りポンプコストを低減できる等の効果を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本発明に係わるポンプの第1〜3の各実施
例を示す一部切欠正面図である。 1・・・ケーシング 2・・・ステータ翼 3・・・ロータ 4・・・ロータ翼 8・・司−〕部支持部 6、 7. 12. 19. 23. 24・・・永久
磁石11・・・回転子 12・・・固定子 15・・・下部支持部 18・・・電磁石 a・・・吸気口 b・・・排気口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ケーシングの内壁面に取り付けられたステータ翼と
    、前記ケーシングの内部に配置されたロータの外壁面に
    取り付けられたロータ翼とを、上記ロータの軸方向に交
    互に配置するとともに、上記ロータを回転するモータ機
    構を有し、上記ロータを回転させてロータ軸の一方向か
    ら吸気し他方向へ排気するターボ分子ポンプにおいて、 上記ロータは該ロータ軸の上下端側に設けられた永久磁
    石と、該ロータの軸方向位置を調整する電磁石とにより
    軸支されたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
JP63317538A 1988-12-15 1988-12-15 ターボ分子ポンプ Expired - Fee Related JP2805317B2 (ja)

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