JPS5841296A - 磁気軸受を応用した小型軸流分子ポンプ - Google Patents

磁気軸受を応用した小型軸流分子ポンプ

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JPS5841296A
JPS5841296A JP56139556A JP13955681A JPS5841296A JP S5841296 A JPS5841296 A JP S5841296A JP 56139556 A JP56139556 A JP 56139556A JP 13955681 A JP13955681 A JP 13955681A JP S5841296 A JPS5841296 A JP S5841296A
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JP
Japan
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molecular pump
rotation
flow molecular
freedoms
magnetic bearing
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Application number
JP56139556A
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English (en)
Inventor
Masaharu Miki
正晴 三木
Tadao Ishizawa
石沢　資男
Tomoaki Urano
浦野　智秋
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/048—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps comprising magnetic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/44—Centrifugal pumps
    • F16C2360/45—Turbo-molecular pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

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】 従来の磁気軸受を応用した細流分子ポンプを図１に示す
。図１は５自由度すべてを能動的に制御する磁気軸受を
利用した軸流分子ポンプである。
１は回転軸方向変位センナ−１２は回転軸方同制御電磁
石、３は上部径方向変位センサー（２１＆・ｙｓの２方
向）、４は上部径方向制御電磁石（５ｕｅｙｓの２方向
）、５は下部径方向変位センサー（ｘｄ。
ｙｄの２方向）、６は下部径方向制御電磁石（ｚｄ。
１ｄ（Ｄ２方向）であ◆。
この軸流分子ポンプの欠点は、回転精度はそれ程間ＷＩ
ＩＫシないで、ただ高速で回転すれば良す軸流分子ポン
プに対して、５軸すべてを制御しょうとするために、多
数のセｙ−ｒ＋、電磁石が必要となり、制御システム及
び構造が複雑になり、またこれだけ電磁石が多くなると
発熱量も相当多くなるなどである。そのため信頼性の面
で、機械的接触部分がな＾ためＫそれが増大してｈる一
方、電気回路の面からは逆にその増大を大きく制限して
いる。
本発明は、上記欠点を考慮して、磁気軸受を利用する本
来の利点である回転体の完全無接触からくる所の、軸受
の長寿命、潤滑油の不要、回転エネルギー損の軽減等の
長所を損わず、しかもシステム及び構造が簡単になる事
を目的とするものである。
図２にその構造の例を示す。■は吸入口、■は吐出口で
ある。７−　ａと７−ｂは上部径方向（ｔｍ。
ｙｗの２方向）を支持するための上部径方向受動型磁気
軸受を構成する部品で、それぞれ永久磁石が組み込まれ
ていて互ｖｈＫ吸引しありて込る。その吸引力によって
、回転体を７−６の位置に工って決まる中心値（ｔｅｒ
ｍ　、　１％）Ｋ保持する。８−ａは軸流分子ポンプと
して機能する丸めの回転翼で島、す、８−ｈは固定具で
ある。９−Ｇは回転軸方向を制御するための回転軸方向
Ｓ御電磁石用アーマ千ヤーディスクで、９−ｈは回転軸
方向制御磁石である。ローαの回転軸方向変位センサー
ターゲットと１３−６の回転軸方向変位センサーによっ
て、回転体の回転軸方向位置を検出して、基準位置から
の差異により、回転軸方向ｌＩＩ制御電磁石９−ｂｆｌ
ｃ流す電流を調節して回転軸方向に働くカを増減し、回
転体を回転軸方向基準位ｔＫ保持する。ＩＯ−ａは高周
波モータ回転子であ６．１０−６はその固定子である。
ｔ２−ａは下部径方向ｌＩ？制御電磁石回転子であ、９
．１２−６は下部径方向制御電磁石（ｚｄ、ｙｄの２方
同）である。下部径方向変位センサーターゲヅシ１１−
　ａと下部径方向変位セン４１−　（ｚｄ、ｙｄの２方
向）　１ｍ　−＆　Ｋ　Ｌりで、回転体下部の径方向位
置（ａｄ　、　ｙｄ　）を検出し、下部径方向制御電磁
石１２−６に流す電流を検出位置と基準位置との差ａＫ
よりコントロールする事により、回転体下部を基準位蓋
に保持する。
この構造の軸流分子ポンプは、部品７　、９　、１３に
より、回転体を回転軸方向に能動的に浮上させ、上部径
方向は、部品７に：Ｊ：り受動的に、そして下部径方向
は、部品１１　、１２により能動的に無接触支持をして
、ｌ０ｃ）高周波モータにより、８−８の回転翼を高速
に回転させて、吸入口から吐出口へ気体分子を輸送する
構造である。この軸流分子ポツプの特徴は、完全無接触
浮上して込るので、磁気軸受本来の利点を十分に発揮シ
、軸受に機械的接触部がなにので、超高速回転で使用し
ても回転エネルギーのロスが少なく、潤滑油が不要であ
り、そのため保守が不要となる事である。ｔた能動的に
制御して込るのが、３方向だけであるため、制御システ
ム及び構造が簡単になシ、小屋化も可能となる。また電
磁石の数が少なくなる事により、発熱量も減るので、シ
ステムが簡単ＪＣ＆！ＩＩ＆あわせて、電気回路の面か
らの信頼性が増大する。
更に１低真空側にモータ、電磁石を配！する参により、
そこからの放出ガヌの影響を少なくしてηる。ここで、
回転軸方向はもちろんの事、径方向にも電気的に下部径
方向制御電磁石を利用して減衰を４見られるので、本シ
ステムに１す、共振点を通過させて回転体の回転数を上
昇させる事がて、きる。従って高速無接触回転をさせる
だけで十分表軸流分子ポンプの場合、本システムが最適
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は５軸制御方式の磁気軸受を利用し良軸流分子ポ
ンプ、第２ＷＩ＃！ｉ２釉受動３軸能動磁気軸受を利用
し九本発明賽施例である軸流分子ポンプの断面図である
。左下り＠線部は回転体部分を示す。 符号のａｓ８ １・・回転軸方向変位センサー、２・・回転軸方向制御
電磁石、３−−上部径方向変位センサー４・・上部径方
向制御電磁石、５・・下部径方向変位センサー、６・−
下部径方向制御電磁石、７−Ｇ・・上部径方向受動型磁
気軸受ａ、７−６・・上部径方向受動Ｎｌｌ気軸受＆、
ｇ−ａ・−回転翼、ｓ−ｈ・−固定翼、９−ａ・・アー
マ牛ヤーデ°イスク、９−＆・・回転軸方向制御電磁石
、１０−ａ・・高周波モータ回転子、１０−＆・・高周
波モータ固定子、ｌト」−・下部径方向変位センサータ
ーゲット、１１−６−・下部径方向変位センサー、１２
−ａ・・下部径方向制御電磁石回転子、１２−ｈ・・下
部径方向制御電磁石、１ｓ−ａｓ回転一方向変位センサ
ーターゲット、１３−６・・回転軸方向変位センサー、
ｅＤ＠曽吸入口、＠・・吐出口、ａｓ　、　ＩｎＬ　＠
　＠上部径方向直交座標軸、ｚｄ　、　ｙｄ　＊・下部
径方向直交座標軸、２・・回転軸方向位置釉。 以　　　上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 永久磁石と電磁石を利用して、回転体の回転軸回りの回
    転以外の５自由置の中て、３自由ｌを能動的に制御拘束
    し、残）の２自由度を受動的に拘束する磁気軸受を利用
    し、しかも電磁石、モータを低真空側に配愛して＾る事
    を特徴とする細流分子ポンプ。
JP56139556A 1981-09-04 1981-09-04 磁気軸受を応用した小型軸流分子ポンプ Pending JPS5841296A (ja)

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