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Info
- Publication number
- 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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- Japan
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- molecular pump
- rotation
- flow molecular
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- magnetic bearing
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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
Landscapes
- 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。
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。
。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。
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。
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。
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。
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。
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。
.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。
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。
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。
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
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)
- 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。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56139556A JPS5841296A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 磁気軸受を応用した小型軸流分子ポンプ |
FR8214706A FR2512507B1 (fr) | 1981-09-04 | 1982-08-27 | Pompe moleculaire axiale utilisant un palier magnetique |
IT49064/82A IT1154343B (it) | 1981-09-04 | 1982-09-02 | Pompa molecolare a flusso assiale |
DE19823232871 DE3232871A1 (de) | 1981-09-04 | 1982-09-03 | Molekularpumpe |
US06/694,907 US4717315A (en) | 1981-09-04 | 1985-01-25 | Small size axial-flow molecular pump using a magnetic bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56139556A JPS5841296A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 磁気軸受を応用した小型軸流分子ポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5841296A true JPS5841296A (ja) | 1983-03-10 |
Family
ID=15248006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56139556A Pending JPS5841296A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 磁気軸受を応用した小型軸流分子ポンプ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4717315A (ja) |
JP (1) | JPS5841296A (ja) |
DE (1) | DE3232871A1 (ja) |
FR (1) | FR2512507B1 (ja) |
IT (1) | IT1154343B (ja) |
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