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公開番号2024129334
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038473
出願日2023-03-13
発明の名称真空ポンプ
出願人エドワーズ株式会社
代理人個人
主分類F04D 19/04 20060101AFI20240919BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】ロータの振動が抑制されやすい真空ポンプを得る。
【解決手段】ラジアル磁気軸受装置301は、ロータ軸113をラジアル方向において回転可能に磁力で保持する。そして、ラジアル磁気軸受装置301は、能動型磁気軸受装置であって、ロータ軸113の方向において、上述の磁力の定常成分の合成力の位置と、上述の磁力の非定常成分の合成力の位置とを互いに異ならせるオフセット手段(第2ステータコア301b2)を備える。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
ロータ軸と、前記ロータ軸に配置され前記ロータ軸とともに回転する回転体とを備えたロータと、
前記ロータ軸をラジアル方向において回転可能に磁力で保持するラジアル磁気軸受装置とを備え、
前記ラジアル磁気軸受装置は、能動型磁気軸受装置であって、前記ロータ軸の方向において、前記磁力の定常成分の合成力の位置と、前記磁力の非定常成分の合成力の位置とを互いに異ならせるオフセット手段を備えること、
を特徴とする真空ポンプ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記磁力の非定常成分の合成力の位置は、前記ロータの重心位置とは異なり、
前記磁力の定常成分の合成力の位置は、前記ロータの重心位置、または前記ロータの重心位置と前記磁力の非定常成分の合成力の位置との間のいずれかの位置であること、
を特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記ラジアル磁気軸受装置は、前記磁力を誘起する磁束を発生するコイルと前記コイルの中空部分に配置された第１ステータコアとを有する電磁石を備え、
前記オフセット手段は、第２ステータコアであり、
前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアは、前記ロータ軸の方向に沿って配列されており、
前記第２ステータコアの磁損は、前記第１ステータコアの磁損とは異なり、
前記ロータ軸の方向において、前記第２ステータコアの位置での前記磁力の非定常成分は、前記第１ステータコアの位置での前記磁力の非定常成分より弱いこと、
を特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記ラジアル磁気軸受装置は、前記磁力を誘起する磁束を発生するコイルと前記コイルの中空部分に配置されたステータコアとを有する電磁石を備え、
前記オフセット手段は、前記コイルの中空部分に配置され、前記磁束のうち、前記コイルの中空部分を通過する非定常磁束の一部または全部を、前記ロータ軸の方向において一部の区間において相殺するショートコイルであること、
を特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記ラジアル磁気軸受装置は、少なくとも前記磁力の非定常成分を誘起する非定常磁束を発生する第１コイルと前記第１コイルの中空部分に配置された第１ステータコアとを有する第１電磁石と、少なくとも前記磁力の定常成分を誘起する定常磁束を発生する第２コイルと前記第２コイルの中空部分に配置された第２ステータコアとを有する第２電磁石とを備え、
前記ロータ軸の方向において、前記第２電磁石は、前記第１電磁石とは異なる位置に配置されていること、
を特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記ロータ軸の方向において前記ラジアル磁気軸受装置とは別の位置で、前記ロータ軸をラジアル方向において回転可能に磁力で保持する受動型ラジアル磁気軸受装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の真空ポンプ。
【請求項７】
真空ポンプのロータにおいてロータ軸をラジアル方向において回転可能に磁力で保持するラジアル磁気軸受装置において、
当該ラジアル磁気軸受装置は、能動型磁気軸受装置であって、前記ロータ軸の方向において、前記磁力の定常成分の合成力の位置と、前記磁力の非定常成分の合成力の位置とを互いに異ならせるオフセット手段を備えること、
を特徴とするラジアル磁気軸受装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプに関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ある真空ポンプでは、ロータのラジアル方向の変位を抑制する能動型のラジアル磁気軸受装置が、ロータの重心位置より排気側（下流側）に設けられている（例えば特許文献１参照）。これにより、ロータ軸の振れ回りを抑制しロータ軸を平衡位置（振れ回りのない状態での位置）に戻そうとする際に、ラジアル磁気軸受装置によりロータ（ロータ軸）に掛かる磁力の向きが、平衡位置への方向になる。したがって、この磁力に起因して、ロータ軸の下流側の部位においても、平衡位置への方向の力が現れ、この力の方向が、別に下流側に設置されているラジアル磁気軸受装置による磁力（平衡位置に戻そうとする磁力）の向きと一致するため、ロータ（ロータ軸）の振れ回りが効果的に抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６９２７７３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水平に設置される真空ポンプの場合、ロータには、鉛直方向（下方向）に、定常的な力（つまり、重力）が掛かるため、ロータは、鉛直方向（下方向）に変位しようとする。そのため、上述のラジアル磁気軸受装置は、ロータ（ロータ軸）に対して、鉛直方向（上方向）に磁力を掛けて重力を相殺することで、ロータ（ロータ軸）を平衡位置に保とうとする。
上述のような真空ポンプでは、上流側のラジアル磁気軸受装置の位置がロータ重心位置から外れており、これにより重力の相殺のための定常的な磁力の合成力（ロータ軸方向に分布する磁力をモーメントが一致するようにまとめた力）がロータ重心位置から外れているため、この定常的な磁力によってロータ（ロータ軸）にモーメントが発生する。そのため、他の（ここでは下流側の）ラジアル磁気軸受装置において、ロータの振れ回りを抑制するための磁力に加えて、上流側のラジアル磁気軸受装置の磁力によるモーメントを相殺する磁力をロータ（ロータ軸）に掛ける必要があり、ロータの振動（振れ回りなど）が減衰しにくくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ロータの振動が抑制されやすい真空ポンプを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る真空ポンプは、ロータ軸と、ロータ軸に配置されロータ軸とともに回転する回転体とを備えたロータと、ロータ軸をラジアル方向において回転可能に磁力で保持するラジアル磁気軸受装置とを備える。そして、ラジアル磁気軸受装置は、能動型磁気軸受装置であって、ロータ軸の方向において、上述の磁力の定常成分の合成力の位置と、上述の磁力の非定常成分の合成力の位置とを互いに異ならせるオフセット手段を備える。
【０００７】
本発明のラジアル磁気軸受装置は、真空ポンプのロータにおいてロータ軸をラジアル方向において回転可能に磁力で保持するラジアル磁気軸受装置であって、当該ラジアル磁気軸受装置は、能動型磁気軸受装置であって、ロータ軸の方向において、上述の磁力の定常成分の合成力の位置と、上述の磁力の非定常成分の合成力の位置とを互いに異ならせるオフセット手段を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロータの振動が抑制されやすい真空ポンプが得られる。
【０００９】
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、ターボ分子ポンプを示す縦断面図である。
図２は、図１に示すターボ分子ポンプの電磁石の励磁制御をするアンプ回路を示す回路図である。
図３は、電流指令値が検出値より大きい場合の制御を示すタイムチャートである。
図４は、電流指令値が検出値より小さい場合の制御を示すタイムチャートである。
図５は、本発明の実施の形態１に係る真空ポンプを示す断面図である。
図６は、図５におけるラジアル磁気軸受装置３０２のアーマチャディスク１１１の一例を示す斜視図である。
図７は、図５におけるラジアル磁気軸受装置３０２の動作について説明する図である。
図８は、図５におけるラジアル磁気軸受装置３０１の一例を示す斜視図である。
図９は、実施の形態１におけるステータコア３０１ｂの一例を示す断面図である。
図１０は、ラジアル磁気軸受装置３０１による磁力の非定常成分の合成力Ｆａｃについて説明する図である。
図１１は、ラジアル磁気軸受装置３０１による磁力の定常成分の合成力Ｆｄｃについて説明する図である。
図１２は、本発明の実施の形態２に係る真空ポンプを示す断面図である。
図１３は、本発明の実施の形態３に係る真空ポンプを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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