KR100574079B1 - 자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프 - Google Patents

자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프 Download PDF

Info

Publication number
KR100574079B1
KR100574079B1 KR1020000016919A KR20000016919A KR100574079B1 KR 100574079 B1 KR100574079 B1 KR 100574079B1 KR 1020000016919 A KR1020000016919 A KR 1020000016919A KR 20000016919 A KR20000016919 A KR 20000016919A KR 100574079 B1 KR100574079 B1 KR 100574079B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electromagnet
magnetic bearing
unit
resin mold
stator
Prior art date
Application number
KR1020000016919A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000063094A (ko
Inventor
마에지마야스시
Original Assignee
비오씨 에드워즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=14043669&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100574079(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 비오씨 에드워즈 가부시키가이샤 filed Critical 비오씨 에드워즈 가부시키가이샤
Publication of KR20000063094A publication Critical patent/KR20000063094A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100574079B1 publication Critical patent/KR100574079B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/04—Devices for stretching or reducing fractured limbs; Devices for distractions; Splints
    • A61F5/042—Devices for stretching or reducing fractured limbs; Devices for distractions; Splints for extension or stretching
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/058—Bearings magnetic; electromagnetic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C7/00—Parts, details, or accessories of chairs or stools
    • A47C7/36—Support for the head or the back
    • A47C7/40—Support for the head or the back for the back
    • A47C7/402—Support for the head or the back for the back adjustable in height
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C7/00—Parts, details, or accessories of chairs or stools
    • A47C7/50—Supports for the feet or the legs coupled to fixed parts of the chair
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C9/00—Stools for specified purposes
    • A47C9/002—Stools for specified purposes with exercising means or having special therapeutic or ergonomic effects
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • 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
    • F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
    • 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

Abstract

본 발명은 스테이터 컬럼조립체의 제작 작업성과 자원의 유효 활용성 향상을 도모한다는 점과, 그리고 열팽창에 의한 스테이터 컬럼의 모울드부와 로터 샤프트와의 접촉 사고를 방지한다는 점을 제공한다. 본 발명은 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석(31) 및 이 전자석의 반경방향 변위센서(32)를 제1의 환상유지부재(30c) 내에 장착하는 동시에 수지 모울드(30d)를 이용하여 피복 성형하여 구성된 제1의 전자석 유니트(30)와, 스테이터 코일(21)을 환상요크부재(20c) 내에 장착하는 동시에 수지 모울드(20d)를 이용하여 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트(20)와, 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석(41) 및 이 전자석의 반경방향 변위센서(42)를 제2의 환상유지부재(40c) 내에 장착하는 동시에 수지모울드(40d)를 이용하여 피복 성형하여 구성된 제2의 전자석 유니트(40)를, 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 차례로 나사 결합되도록 배치된다.

Description

자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프{MAGNETIC BEARING DEVICE AND A VACUUM PUMP EQUIPPED WITH THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 자기베어링장치의 스테이터 컬럼 조립체의 일 실시예를 도시하는 수직 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 스테이터 컬럼조립체를 구성하는 제1의 자기베어링용 전자석 유니트(30), 스테이터 코일유니트(20), 그리고 제2의 자기베어링용 전자석 유니트(40)의 일 실시예를 도시하는 부분 단면도.
도 3은 도 1에 도시한 스테이터 컬럼조립체를 구성하는 제1의 자기베어링용 전자석 유니트(30), 스테이터 코일유니트(20), 그리고 제2의 자기베어링용 전자석유니트(40)의 다른 실시예를 도시하는 부분 단면도이고.
도 4는 도 2에 도시한 제1의 자기베어링용 전자석유니트를 제작하기 위해 사용되는 3분할형 부싱의 일 실시예를 도시하는 사시도이고.
도 5는 본 발명에 따른 진공펌프의 일 실시예를 도시하는 수직 단면도.
도 6은 종래 자기베어링 장치의 스테이터 컬럼조립체의 일 실시예를 도시하는 수직 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1 : 스테이터 컬럼조립체 2 : 드러스트 자기베어링
3 : 로터 샤프트 4 : 로터 원통체
5 : 스테이터 원통체 6 : 케이싱
7 : 펌프 베이스 11 : 원통형 스테이터 컬럼
11a : 관통공 11b : 개구
20 : 스테이터 코일유니트 20c : 환상요크부재
20d: 모울드부 20e : 환상스페이서부재
20f : 환상스페이서부재 21 : 스테이터 코일부
21a : 코일 21b : 자기코어
21c : 스테이터 요크 30 : 제1의 전자석유니트
31 : 제1의 반경방향 자기베어링의 전자석
31a : 코일 31b : 자기코어
32 : 제1의 반경방향 자기베어링의 반경방향 변위센서
32a : 코일 32b : 자기코어
40 : 제2의 전자석유니트 40c : 환상유지부재
40d : 수지 모울드부재 40e : 환상스페이서부재
40f : 환상스페이서부재
41 : 제2의 반경방향 자기베어링의 전자석
41a : 코일 41b : 자기코어
42 : 제2의 반경방향 자기베어링의 전자석
42a : 코일 42b : 자기코어
50 : 부싱 51 : 제1 부싱부재
51a : 외주면 52 : 제2 부싱부재
52a : 외주면 52b : 전자석자기코어용 노치
52b : 전자석자기코어용 노치 53 : 제3 부싱부재
53a : 외주면 53b : 센서자기코어용 노치
53c : 베이스부
본 발명은 능동형 자기베어링을 포함하고 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 자기베어링에서 회전가능하게 지지하는 자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 능동형 자기베어링의 전자석, 이 전자석용 변위센서와, 그리고 상기 스테이터 코일을 원통형 스테이터 컬럼내에 배치한 스테이터 컬럼 조립체의 구조에 관한 것이다.
도 6은 원통형 스테이터 컬럼를 갖는 종래의 스테이터 컬럼 조립체(1)의 수직 단면도이다. 이 스테이터 컬럼 조립체(1)는, 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는데 사용되는 제1의 능동형 반경방향 자기베어링과, 제2의 능동형 자기베어링 및 도시하지 않은 드러스트 자기 베어링으로 이루어진 자기베어링에 의해 회전가능하게 지지하는 자기베어링장치로서, 즉 5축 제어형 자기베어링장치를 이용되고 있다.
도 6에 있어서, 스테이터 컬럼 조립체(1)는 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 제1의 능동형 반경방향 자기베어링, 모터의 스테이터 코일(21) 및 제2의 능동형 반경방향 자기베어링이 수납되고 소정 위치에 고정되어 있다. 원통형 스테이터 컬럼(11)은 내부에 원통형 공간을 갖는 동시에 상단에는 로터 샤프트가 관통하는 관통공(11a)이, 하단에는 개구(11b)가 형성된 금속제(예컨대, 알루미늄)의 원통형 부재이다. 스테이터 코일(21)은 복수 개의 자기코어(21b)를 포함하고, 코일(21a)이 각각 감겨진, 예컨대 24개의 자기코어(21b) 각각은 금속제의 환상요크(20c)에 압입되어 구성되어 있다. 또, 제1의 능동형 반경방향 자기베어링은 전자석(31)과 이 전자석(31)용 반경방향 변위센서(32)를 포함한다. 전자석(31)은 4쌍의 자기코어(31b)와, 이 자기코어(31b) 둘레에 코일(31a)이 각각 감겨진 구성으로 되어있다. 반경방향 변위센서(32)는 4쌍의 자기코어(32b)와, 이 자기코어(32b) 둘레에 코일(32a)이 각각 감겨진 구성이다. 제2의 능동형 반경방향 자기베어링은 전자석(41)과, 이 전자석(41)용 반경방향 변위센서(42)를 포함한다. 전자석(41)은 4쌍의 자기코어(41b)와, 이 자기코어(41b) 둘레에 코일(41a)이 각각 감겨지도록 구성되어 있다. 반경방향 변위센서(42)는 4쌍의 자기코어(42b)와, 이 자기코어(42b) 둘레에 코일(42a)이 각각 감겨지도록 구성되어 있다.
도 6에는 이후에 설명하는 스테이터 조립체(1)가 도시되어 있다. 우선, 적정 온도로 가열한 원통형 스테이터 컬럼(11) 내부의 원통형 공간내에, 제1의 능동 형 반경방향 자기베어링의 반경방향 변위센서(32), 환상스페이서부재(30e), 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석(31), 환상스페이서부재(30f), 스테이터 코일(21), 환상스페이서부재(40e), 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석(41), 환상스페이서부재(40f) 및 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 반경방향 변위센서(42)를 차례로 압입하고, 이들의 부품을 소정 위치에 고정한다. 압입작업 종료후, 컬럼 형상의 부싱을 개구(11b)측에서 삽입하고, 이부분에 열경화성 에폭시수지재로 충진하고, 이들의 부품을 피복하는 동시에, 원통형 스테이터 컬럼(11)의 내부에 수지 모울드의 원통형상 내주면을 형성한다. 모울드 성형작업 종료후, 모울드의 원통형상 내주면을 절삭가공하고, 스테이터 자기코어(21b), 전자석 자기코어(31b), 전자석 자기코어(41b) 및 센서 자기코어(32, 42b)를 노출시킨다. 이상 기술한 적어도 3개의 공정을 거쳐, 스테이터 컬럼 조립체(1)의 제작이 완성된다. 또, 참조번호(10d)는 모울드부를 도시한다.
도 6에 도시하는 종래 스테이터 컬럼 조립체(1)는 몇가지 문제를 갖고 있다. 이들 문제중 첫번째로, 환상스페이서를 사용하는 동시에 가열끼워맞춤에 의한 부품의 압입을 행하고, 원통형상 스테이터 컬럼(11)내에 구성부품을 배치하는 것이기 때문에, 스테이터 컬럼 조립체의 제작 작업성이 나쁘다는 점이다. 두번째로, 이 작업성의 악화에 기인하여 불량품이 발생한다는 점이다. 즉, 모든 구성부품은 배선용의 전선을 갖는 것이기 때문에, 조립 작업 중에 단선이 발생할 수도 있다. 세번째로, 이 단선 등의 다른 요인에 기인하는 불량품이 발생한 경우, 가열 끼워 맞춤후 전체 조립체를 수지 모울드로 피복하기 때문에, 단선된 부품만을 교환할 수 없다는 문제가 있다. 따라서, 조립이 완료된 전체 스테이터 컬럼 조립체(1)가 불량품이 되어, 전체 제품을 파기하지 않으면 안되는 문제가 있다. 또한, 네번째의 문제점으로서, 모울드부(10d)는 원통형상 스테이터 컬럼(11)에 일체로 성형되기 때문에, 자기베어링장치가 모터의 장기간 운전 등으로 가열되면, 스테이터 컬럼 조립체(1) 내측을 향해 모울드부(10d)가 팽창하고, 경우에 따라서는 로터 샤프트와 접촉해 버리는 위험성이 발생한다는 문제가 있다. 이러한 위험성이 실제로 발생하면, 이 자기베어링장치를 구비한 진공펌프는 정상적인 운전이 저해된다.
본 발명이 해결하고자 하는 제1의 목적은, 능동형 자기베어링을 포함하고 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 자기베어링에서 회전 가능하게 지지하는 자기베어링장치가, 스테이터 코일이나 전자석 등의 구성부품을 수납한 모울드를 이용하여 피복하여 구성한 스테이터 컬럼조립체를 갖도록 조립함으로서, 스테이터 컬럼조립체의 제작 작업성을 개선하는 데에 있다. 해결하고자하는 제2의 목적은 자원의 유효 활용이 가능한 구조의 스테이터 컬럼조립체를 제공하는 데에 있다. 해결하고자 하는 제3의 목적은 스테이터 컬럼조립체를 갖는 자기베어링장치가, 스테이터 컬럼의 모울드부의 열팽창에 의해 정상 운전에 저해되지 않도록 하는 데에 있다. 해결하고자 하는 제4의 목적은 종래 기술 보다도 비용이 저렴하면서 고성능의 진공펌프를 제공하는 데에 있다.
상기 언급된 제1 및 제2의 목적을 달성하기 위해서, 능동형 자기베어링을 포함하고 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 자기베어 링에서 회전 가능하게 지지하는 자기베어링을 갖는 자기베어링장치는, 상기 전자석 유니트와 스테이터 코일 유니트를, 원통형 스테이터 컬럼 내에 차례로 나사 결합하여 배치하고, 상기 능동형 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 변위 센서를 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 전자석 유니트와, 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트를 구비한다.
또한, 능동형 드러스트 자기베어링과 제1 및 제2 능동형 반경방향 자기베어링을 가지며 이들 세 개의 베어링이 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 지지하는 자기베어링장치에 있어서, 제1의 전자석 유니트, 제2의 전자석 유니트 및 제2의 전자석 유니트를, 원통형 스테이터 컬럼내에 차례로 나사 결합하여 배치한 상기 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 반경방향 변위센서를 제1의 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 제1의 전자석 유니트와, 상기 스테이터 코일을 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드로 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트와, 상기 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 반경방향 변위센서를 제2의 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 제2의 전자석 유니트를 구비한 자기베어링장치을 구비한다.
전술의 제3 목적을 달성하기 위해, 성형된 수지 모울드의 축방향 두께를 상기 환상유지부재의 축방향 길이 보다 약간 얇게 한다.
전술의 제4 목적을 달성하기 위해, 전술의 자기베어링중 하나는 진공 펌프의 자기자기베어링에 적합하다.
본 발명에 따른 자기베어링장치에 이용되고 있는 스테이터 컬럼조립체(1)의 일 실시예는, 도 1에 수직 단면도로 도시하는 바와 같이, 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에, 제1의 능동형 반경방향 자기베어링용 제1의 전자석 유니트(30), 스테이터 코일유니트(20), 그리고 제2의 능동형 반경방향 자기베어링용 제2의 전자석 유니트(40)가 소정의 나사 결합 공차로 차례로 나사 결합되어 조립된 것이다.
제1의 전자석 유니트(30)는 환상유지부재(30c)에 전자석(31)과 이 전자석(31)용 반경방향 변위센서(32)가 수납되는 동시에, 수지모울드부재(30d)를 이용하여 피복된 소정의 형상으로 성형되도록 구성된 것이다. 환상유지부재(30c)는, 축방향의 소정위치에 위치 결정하기 위한 환상돌기가 형성된 단부 내주면을 갖는 금속제(예컨대, 알루미늄)의 환상부재이다. 전자석(31)은 4쌍의 자기코어(31b)와 이 자기코어(31b)에 코일(31a)이 각각 권회되어 구성된 것이다. 반경방향 변위센서(32)는 4쌍의 자기코어(32b)와 이 자기코어(32b)에 코일(32a)이 각각 권회되어 구성된 것이다.
스테이터 코일 유니트(20)는, 코일(21a)이 둘레에 각각 권회된 예컨대 24개의 자기코어(21b)가 수지모울드부재(20d)를 이용하여 피복된 소정의 형상으로 성형되어 조립된 것이다. 환상요크부재(20c)는 환상유지부재로서도 기능하는 부재이다.
제2의 전자석 유니트(40)는, 환상유지부재(40c)에 전자석(41)과 그 반경방향 변위센서(42)가 수납되는 동시에, 수지 모울드부재(40d)를 이용하여 피복된 소정의 형상으로 성형되어 구성된 것이다. 환상유지부재(40c)는, 축방향의 소정위치에 위치결정용 환상 돌기가 형성된 단부 내주면을 갖는 금속제(예컨대, 알루미늄) 환상부재이다. 전자석(41)은 4쌍의 자기코어(41b)에 코일(41a)이 각각 권회되어 구성된 것이다. 반경방향 변위센서(42)는 4쌍의 자기코어(42b)에 코일(42a)가 각각 권회되어 구성된 것이다.
도 4를 참조하여 제1의 전자석유니트(30)를 조립하는 방법을 설명한다. 우선, 환상유지부재(30c)에 반경방향 변위센서(32)와 전자석(31)을 삽입하여 소정위치에 배치한다. 이와 같이 조립된 제1의 전자석유니트(30)의 중간 조립체에 수지모울드용 부싱(50)을 삽입해, 열경화성 에폭시수지재를 충진하여 이들의 부품을 피복한다. 수지모울드용 부싱(50)은, 도 4에 도시하는 바와 같이 분할형 부싱으로서, 평탄한 외주면(51a)을 갖는 환상의 제1 부싱부재(51); 전자석(31)의 자기코어(31b)과 나사 결합하는 4쌍의 자기코어용 노치(52); 그리고 반경방향 변위센서(32)의 자기코어(32b)과 나사 결합하는 4쌍의 자기코어용 노치(53b)가 상단부에 형성된 외주면(53a)와 베이스부(53c)를 갖는 환상의 제3 부싱부재(53)로 구성된다.
이와 같이 구성된 3분할형 부싱(50)을 제1의 전자석 유니트(30)의 중간조립체에 삽입하여, 열경화성 에폭시수지재를 충진한다. 충진된 에폭시수지가 경화한 후, 분할형 부싱(50)을 분할하여 분리함으로서, 제1의 전자석 유니트(30)의 모울드 성형을 완료하고, 따라서 제1의 전자석 유니트(30)의 제작을 완료한다. 따라서, 이와 같이 모울드 성형된 제1의 전자석 유니트(30)은, 그 내주면은 전자석(31)의 자기코어(31b)와 반경방향 변위센서(32)의 자기코어(32b)의 표면이 노출되고, 그 이외의 다른면은 평탄한 수지 모울드면으로 되어 있다. 따라서, 자기코어를 노출시키기 위한 절삭 및 스크레이핑 가공을 필요하지 않다는 장점을 갖는다.
제2의 전자석 유니트(40)의 제작은, 제1의 전자석 유니트(30)과 동일 방법으로 제작된다. 이 제2의 전자석 유니트(40)를 제작하는 경우, 수지모울드 성형에 사용되고 있는 부싱은 도 4에 도시하는 바와 같이 3분할형 부싱이다. 또한, 스테이터 코일 유니트(20)의 제작도, 전자석 유니트와 동일 방법으로 제작된다. 그러나, 이때 수지 모울드 성형에 사용되고 있는 부싱은 2분할형 부싱이다. 이와 같이 하여 모울드 성형된 제2의 전자석 유니트(40)도, 스테이터 코일 유니트(20)도, 자기코어를 노출시키기 위해 절삭 및 스크레이핑 가공을 그 내주면에 행할 필요는 없다.
이상과 같이 조립되는 동시에 모울드 성형을 통해 제작된 제1의 전자석 유니트(30), 스테이터 코일(20) 및 제2의 전자석 유니트(40)를, 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 소정의 끼워 맞춤공차로 차례로 나사 결합하고, 이것에 의해 본 발명에 따른 스테이터 컬럼 조립체(1)가 완성된다.
상술한 바와 같이, 제1의 전자석유니트(30), 스테이터 코일 유니트(20) 및 제2의 전자석 유니트(40)를 원통 형상 스테이터 컬럼(11) 내에 수납 고정하는 작업은, 압입 없이 나사 결합된다. 따라서, 본 발명에 따른 스테이터 컬럼 조립체의 제작 작업성은 조립 작업에 있어 전술의 우려를 불식하고, 현저히 향상된다. 가 령, 조립시 단선 등에 기인하는 불량품이 발생한 경우, 이것은 종래 장치와 달리 불량품의 유니트만을 교환하면 좋고, 따라서 스테이터 컬럼 조립체의 불량품을 간단히 교환하여 완전한 컬럼조립체로 변환할 수 있다. 이는 구성부품 유니트가 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 압입 없이 나사 결합에 의해 수납 고정되기 때문이다.
종래의 스테이터 컬럼 조립체(1)는 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 구성부품을 압입하여 조립하고, 그 후에 이들을 일체로 모울드 성형한 구조이다. 따라서, 단선 등에 기인하는 불량이 발생한 경우, 종래에는 스테이터 컬럼 조립체(1)를 파기하지 않으면 안되었다. 이에 대해, 본 발명에 따른 스테이터 컬럼 조립체(1)는 전자석 및 그 반경방향 변위센서 및 스테이터 코일 등의 전자구성부품을 그 환상유지부재 내에 수납하여 모울드 성형하여 조립한 구성부품 유니트를 원통형 스테이터 컬럼 내에 차례로 나사 결합한 구조이다. 따라서, 본 발명에서, 이와 같은 경우는 불량품의 구성부품 유니트만을 제거하면 좋다. 따라서, 이 분할 폐기가 가능하게 된다는 점과, 상기의 작업성의 개선이 향상되기 때문에, 일체 모울드형 스테이터 컬럼 조립체(1) 보다는, 유니트 마다에 분할형으로 모울드하는 편이 훨씬 처리가 용이하다.
본 발명에 따른 자기베어링장치를 구비한 진공펌프는, 예컨대 도 5에 수직 단면도로 도시하는 바와 같이 공지의 5축 제어형 자기베어링장치를 구비한 복합형 터보분자펌프이다. 즉, 도 5에 있어서, 참조번호(1)는 도 1에 도시한 스테이터 컬럼조립체, 참조번호(2)는 드러스트 자기베어링, 참조번호(3)는 로터 샤프트, 참조 번호(4)는 상측에 다수의 로터 날개가 장착되는 동시에 하측에 평탄한 외주면을 갖는 원통부가 마련된 로터 원통체, 참조번호(5)는 로터 원통체를 나사 결합하는 스테이터 원통체이고, 상측에 다수의 스테이터 날개가 장착되는 동시에 하측에 나사 홈 내주면을 갖는 원통부가 형성된 스테이터 원통체이고, 참조번호(6)는 케이싱이며, 참조번호(7)는 펌프 베이스이다.
이와 같은 진공펌프에 있어서는, 구성부품의 코일을 흐르는 전류에 의한 발열 등에 의해, 펌프 내부, 특히 로터 샤프트(3)와 그 주위는 굉장히 고온이 된다. 이 때문에, 종래는 구성부품을 피복하고 있는 수지 모울드가 팽창하고, 모터 샤프트(3)의 외주면과 접촉하는 위험이 있었다. 종래의 스테이터 컬럼 조립체(1) 구조는 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 구성부품을 압입하여 조립하고, 그 후에 이들을 일체로 모울드 성형하기 때문에, 수지모울드의 팽창이 축방향보다도 반경방향으로 일어난다.
따라서, 본 발명에 있어서는, 수지 모울드의 팽창을 반경방향이 아니라 축방향으로 향하는 수단으로서, 이하의 어느 것중 하나를 채용한 것으로 한다. 하나는, 원통형 스테이터 컬럼(11) 내에 제1의 전자석 유니트(30), 스테이터 코일 유니트(20) 및 제2의 전자석 유니트(40)를 나사 결합하는 경우에, 각 유니트 사이에 약간의 간극(δ)을 허용하는 것이다. 다른 것은, 환상유지부재의 단부에 약간의 간극(δ)을 설치하도록 하여 모울드 성형하는 것이다. 예컨대, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1의 전자석 유니트(30)의 경우는 환상유지부재(30c)의 하단에 약간의 간극(δ)을 설치하고, 또 제2의 전자석 유니트(40)의 경우는 환상유지부재(40c)의 상하 단부에 약간의 간극(δ)을 설치하여, 유니트 각각을 모울드 성형하는 것이다. 이들은 부싱(50)의 형상을 부분적으로 변화한 것으로 용이하게 실현할 수 있다. 또, 약간의 간극(δ)은 환상유지부재(30c)의 하단에 없고 양단에 설치해도 좋으며, 스테이터 코일 유니트(20)에서 환상요크부재(20c)의 일단 또는 양단에 설치해도 좋다.
이상, 5축 제어형 자기베어링장치에 적용한 실시예에 관해서 설명하지만, 본 발명은 다른 구조의 5축 제어형 자기베어링장치에는 물론, 3축 제어형 자기베어링장치에도 적용할 수 있다. 또, 본 발명에 적용된 진공펌프도 터보분자펌프에 한정하는 것이 아니고 다른 구조의 진공펌프도 적용할 수 있다.
요약하면, 본 발명은 전자석 및 전자석용 반경방향 변위센서, 또는 스테이터 코일 등의 전자구성부품 각각을 그 환상유지부재 내에 차례로 수납하고 모울드 성형하여 조립한 구성부품 유니트를 원통형 스테이터 컬럼 내에 차례로 나사 결합한 구조의 스테이터 컬럼 조립체를 구비하는 자기베어링장치, 그리고 이를 구비한 진공펌프이다. 따라서, 스테이터 컬럼조립체의 제작의 작업성이 현저히 개선된다. 또한, 작업중에 구성부품의 배선이 단선되는 사고의 횟수도 크게 감소하고, 게다가 단선 등의 사고가 발생하는 경우, 불량품의 구성부품 유니트만을 분별하여 파기하는 것이 가능하게 되었다. 또한, 원통형 스테이터 컬럼으로 구성부품 유니트를 분리하는 것이 용이하게 되기 때문에, 자원 재이용을 위한 작업성도 향상되었다.
더욱이, 구성부품 유니트의 나사결합으로 구성된 스테이터 컬럼 조립체에는, 고온에 의한 수지모울드의 팽창이 반경방향에서는 없이 축방향으로 배향하는 수단을 갖는다. 열팽창에 의한 수지모울드와 로터 샤프트와의 접촉 사고의 발생이 방지되고, 따라서 이 자기베어링장치를 구비한 진공펌프의 성능이 향상되었다.
또한, 상기의 분할 폐기가 가능하다는 점과 상기의 조립 작업성의 개선이 행해질 수 있다는 점과, 자기베어링장치의 제조 비용의 삭감을 도모할 수 있어, 종래 기술 보다도 비용이 저렴하면서 고성능의 진공펌프를 제공할 수 있게 되었다.

Claims (6)

  1. 능동형 자기베어링을 포함하고 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 자기베어링을 갖는 자기베어링장치에 있어서,
    상기 능동형 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 변위 센서를 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지모울드로 피복 성형하여 구성한 전자석 유니트와,
    환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트를 구비하며,
    상기 전자석 유니트와 스테이터 코일 유니트를, 원통형 스테이터 컬럼 내에 차례로 나사 결합하여 배치한 것을 특징으로 하는 자기베어링장치.
  2. 능동형 드러스트 자기베어링과 제1 및 제2의 능동형 반경방향 자기베어링을 가지며 이들 세 개의 베어링이 스테이터 코일을 갖는 모터에 의해 회전 구동되는 로터 샤프트를 지지하는 자기베어링장치에 있어서,
    상기 제1의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 반경방향 변위센서를 제1의 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 제1의 전자석 유니트와,
    상기 스테이터 코일을 환상요크부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 스테이터 코일 유니트와,
    상기 제2의 능동형 반경방향 자기베어링의 전자석과 이 전자석의 반경방향 변위센서를 제2의 환상유지부재에 장착하는 동시에 수지 모울드를 이용하여 피복 성형하여 구성한 제2의 전자석 유니트를 구비하며,
    상기 제1의 전자석 유니트, 스테이터 코일 유니트 및 제2의 전자석 유니트를, 원통형 스테이터 컬럼내에 차례로 나사 결합하여 배치한 것을 특징으로 하는 자기베어링장치.
  3. 제1항에 있어서,
    성형된 수지 모울드의 축방향 두께를 상기 환상유지부재의 축방향 길이 보다 약간 얇게 하는 것을 특징으로 하는 자기베어링장치.
  4. 제2항에 있어서,
    성형된 수지 모울드의 축방향 두께를 상기 환상유지부재의 축방향 길이 보다 약간 얇게 하는 것을 특징으로 하는 자기베어링장치.
  5. 제1항에 기재된 자기베어링장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
  6. 제2항에 기재된 자기베어링장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
KR1020000016919A 1999-03-31 2000-03-31 자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프 KR100574079B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP99-92049 1999-03-31
JP09204999A JP3349679B2 (ja) 1999-03-31 1999-03-31 磁気軸受装置及びこれを備えた真空ポンプ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000063094A KR20000063094A (ko) 2000-10-25
KR100574079B1 true KR100574079B1 (ko) 2006-04-27

Family

ID=14043669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000016919A KR100574079B1 (ko) 1999-03-31 2000-03-31 자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6465924B1 (ko)
EP (1) EP1041288B2 (ko)
JP (1) JP3349679B2 (ko)
KR (1) KR100574079B1 (ko)
DE (1) DE60005731T3 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102425556A (zh) * 2011-11-11 2012-04-25 北京中科科仪技术发展有限责任公司 一种获取磁悬浮分子泵转子径向悬浮中心的方法

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001182746A (ja) 1999-12-27 2001-07-06 Ebara Corp 磁気軸受装置
JP2002242876A (ja) * 2001-02-19 2002-08-28 Stmp Kk 磁気軸受式ポンプ
JP2003013955A (ja) * 2001-07-02 2003-01-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 磁気軸受用ステータコア
JP4282966B2 (ja) * 2002-09-20 2009-06-24 株式会社リコー ポリゴンミラースキャナ
EP1517042A1 (en) 2003-09-17 2005-03-23 Mecos Traxler AG Magnetic bearing device and vacuum pump
JP4779404B2 (ja) * 2005-03-30 2011-09-28 株式会社島津製作所 ターボ分子ポンプ
TWI438342B (zh) * 2006-07-28 2014-05-21 Lot Vacuum Co Ltd 具有魯式與螺旋轉子之複合型乾式真空幫浦
DE102006043893B4 (de) * 2006-09-19 2008-10-02 Siemens Ag Polzahn mit Permanentmagnet
JP2008196548A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Ihi Corp 磁気軸受装置
US7557480B2 (en) * 2007-04-05 2009-07-07 Calnetix, Inc. Communicating magnetic flux across a gap with a rotating body
US7841306B2 (en) * 2007-04-16 2010-11-30 Calnetix Power Solutions, Inc. Recovering heat energy
US7638892B2 (en) * 2007-04-16 2009-12-29 Calnetix, Inc. Generating energy from fluid expansion
US8839622B2 (en) * 2007-04-16 2014-09-23 General Electric Company Fluid flow in a fluid expansion system
US8102088B2 (en) * 2008-01-25 2012-01-24 Calnetix Technologies, L.L.C. Generating electromagnetic forces with flux feedback control
DE102008035891A1 (de) 2008-07-31 2010-02-04 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vakuumpumpe
US8169118B2 (en) * 2008-10-09 2012-05-01 Calnetix Technologies, L.L.C. High-aspect-ratio homopolar magnetic actuator
US8183854B2 (en) * 2008-11-07 2012-05-22 Calnetix Technologies, L.L.C. Measuring linear velocity
US8564281B2 (en) * 2009-05-29 2013-10-22 Calnetix Technologies, L.L.C. Noncontact measuring of the position of an object with magnetic flux
US8378543B2 (en) * 2009-11-02 2013-02-19 Calnetix Technologies, L.L.C. Generating electromagnetic forces in large air gaps
US8796894B2 (en) 2010-01-06 2014-08-05 Calnetix Technologies, L.L.C. Combination radial/axial electromagnetic actuator
US8847451B2 (en) 2010-03-23 2014-09-30 Calnetix Technologies, L.L.C. Combination radial/axial electromagnetic actuator with an improved axial frequency response
US8739538B2 (en) 2010-05-28 2014-06-03 General Electric Company Generating energy from fluid expansion
US8680730B2 (en) * 2010-07-01 2014-03-25 Powertec Industrial Motors, Inc. Low voltage high horsepower brushless motor assembly
WO2013109235A2 (en) * 2010-12-30 2013-07-25 Dresser-Rand Company Method for on-line detection of resistance-to-ground faults in active magnetic bearing systems
US8482174B2 (en) 2011-05-26 2013-07-09 Calnetix Technologies, Llc Electromagnetic actuator
US9531236B2 (en) 2011-06-02 2016-12-27 Calnetix Technologies, Llc Arrangement of axial and radial electromagnetic actuators
TWI444539B (zh) * 2011-10-28 2014-07-11 Ind Tech Res Inst 磁浮式液態冷媒泵
US8984884B2 (en) 2012-01-04 2015-03-24 General Electric Company Waste heat recovery systems
US9018778B2 (en) 2012-01-04 2015-04-28 General Electric Company Waste heat recovery system generator varnishing
US9024460B2 (en) 2012-01-04 2015-05-05 General Electric Company Waste heat recovery system generator encapsulation
US9024494B2 (en) 2013-01-07 2015-05-05 Calnetix Technologies, Llc Mechanical backup bearing arrangement for a magnetic bearing system
DE102013100853A1 (de) * 2013-01-29 2014-07-31 Pfeiffer Vacuum Gmbh Verfahren zum Beschichten und/oder Lackieren von Magnetringen eines Rotor-Magnetlagers, Rotor-Magnetlager sowie Vakuumpumpe
US9683601B2 (en) 2013-03-14 2017-06-20 Calnetix Technologies, Llc Generating radial electromagnetic forces
US9559565B2 (en) 2013-08-22 2017-01-31 Calnetix Technologies, Llc Homopolar permanent-magnet-biased action magnetic bearing with an integrated rotational speed sensor
CN106606377B (zh) * 2015-10-21 2021-08-06 新加坡国立大学 一种医学用自给式主动径向驱动装置
JP6948147B2 (ja) 2017-04-18 2021-10-13 エドワーズ株式会社 真空ポンプ、真空ポンプに備わる磁気軸受部およびシャフト
JP2019080423A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 株式会社ミツバ モータ及びモータの製造方法
CN110165823A (zh) * 2019-05-13 2019-08-23 珠海格力电器股份有限公司 磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器
CN111981041B (zh) * 2020-08-24 2021-11-23 淮阴工学院 一种磁悬浮轴承径向保护结构及其保护方法
JP6993552B1 (ja) * 2020-10-19 2022-01-31 Ｒｏｔｏｒｉｓｅ合同会社 ラジアル磁気軸受のステータコア
CN113794319B (zh) * 2021-08-30 2022-07-22 本元智慧科技有限公司 一种磁轴承与传感器一体化结构及其装配工艺
NL2032399B1 (en) * 2022-07-07 2024-01-23 Eindhoven Medical Robotics B V Drive unit for a robot joint.

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3045290A (en) † 1957-10-11 1962-07-24 Anderson Controls Inc Method of encapsulating coils
DE2108590A1 (de) * 1971-02-23 1972-09-07 Siemens Ag Anordnung zur Lagerung einer hochtourig, insbesondere elektromotorisch angetriebenen Welle
US4607197A (en) * 1978-04-17 1986-08-19 Imc Magnetics Corporation Linear and rotary actuator
JPS5858853A (ja) † 1981-09-30 1983-04-07 Hitachi Ltd モ−ルド絶縁法
JPS61218355A (ja) * 1985-03-22 1986-09-27 Res Dev Corp Of Japan 回転位置決め機能を有する磁気浮上アクチユエ−タ
FR2613791B1 (fr) * 1987-04-09 1992-03-13 Europ Propulsion Palier magnetique radial a atterrisseur de secours et application a une turbomachine a suspension magnetique active
DE3818196A1 (de) * 1988-05-28 1989-12-07 Asea Brown Boveri Spindel mit elektromotorischem antrieb fuer eine spinnereimaschine
US5270601A (en) * 1991-10-17 1993-12-14 Allied-Signal, Inc. Superconducting composite magnetic bearings
US5289067A (en) * 1992-01-31 1994-02-22 Nsk Ltd. Bearing device
US5514924A (en) * 1992-04-30 1996-05-07 AVCON--Advanced Control Technology, Inc. Magnetic bearing providing radial and axial load support for a shaft
JP3543976B2 (ja) * 1993-06-30 2004-07-21 株式会社東芝 磁気軸受装置
JP2968188B2 (ja) * 1994-07-28 1999-10-25 株式会社荏原製作所 真空ポンプ装置
JP3689439B2 (ja) * 1994-08-09 2005-08-31 光洋精工株式会社 磁気軸受装置
JPH08140305A (ja) * 1994-11-11 1996-05-31 Shinko Electric Co Ltd ターボ冷凍機またはターボヒートポンプ用電動機のスラスト磁気軸受
JPH09291832A (ja) * 1996-04-26 1997-11-11 Toshiba Corp コンバインドサイクル利用液体水素製造装置
JPH1061584A (ja) * 1996-08-21 1998-03-03 Hitachi Ltd 液化ガス用潜没ポンプ装置およびその磁気軸受装置
US5875540A (en) * 1997-01-21 1999-03-02 Siemens Westinghouse Power Corporation Modular design and manufacture of a stator core
JPH11101235A (ja) * 1997-07-30 1999-04-13 Nippon Seiko Kk 磁気軸受

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102425556A (zh) * 2011-11-11 2012-04-25 北京中科科仪技术发展有限责任公司 一种获取磁悬浮分子泵转子径向悬浮中心的方法
CN102425556B (zh) * 2011-11-11 2014-07-02 北京中科科仪股份有限公司 一种获取磁悬浮分子泵转子径向悬浮中心的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE60005731T3 (de) 2012-03-15
EP1041288B1 (en) 2003-10-08
EP1041288B2 (en) 2011-11-16
EP1041288A2 (en) 2000-10-04
US6465924B1 (en) 2002-10-15
EP1041288A3 (en) 2002-01-02
DE60005731T2 (de) 2004-04-29
KR20000063094A (ko) 2000-10-25
DE60005731D1 (de) 2003-11-13
JP3349679B2 (ja) 2002-11-25
JP2000283161A (ja) 2000-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100574079B1 (ko) 자기베어링장치 및 이를 구비한 진공펌프
JP2539053B2 (ja) 回転電機の製造方法
JP2574007B2 (ja) 同期電動機のロータ
CN108352755B (zh) 电动机及其制造方法
JP2009142031A (ja) 回転電機用ステータ
KR102190270B1 (ko) 중공축 모터
JP5365476B2 (ja) 回転電機
EP3996258A1 (en) Manufacturing method for motor and stator
JP5532673B2 (ja) 回転電機及び回転電機の製造方法
US11228217B2 (en) Bus bar assembly and motor
EP0860931B1 (en) A rotary machine of inner rotor type
JPWO2018043364A1 (ja) 巻線固定構造体、及び電動機
WO2013150594A1 (ja) 回転電機、回転電機のボビン及びボビンの製造方法
JP2016039736A (ja) 可動電機、コイルの製造方法、電線
CN212412923U (zh) 马达
US7281313B2 (en) Electric machines and methods related to assembling electric machines
EP1800387B1 (en) Electric machines and method related to assembling electric machines
JP2019110679A (ja) 回転電機のロータ、回転電機、送風機
JP2005168224A (ja) 電動機の製造方法
JP7333887B1 (ja) 固定子、電動機、固定子の製造方法および電動機の製造方法
JP7135786B2 (ja) 固定子、磁気軸受、回転機械
JPH03212140A (ja) モールドモータの軸受取付構造
JP7436266B2 (ja) 固定子及び電動機
CN113452192A (zh) 马达
JP2012120261A (ja) モールド成型治具、モールド成型方法及びステータ

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130404

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140401

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170317

Year of fee payment: 12