(57)【要約】【課題】ポンプ室内のインペラの位置情報の高精度の測定およびインペラの安定した磁気浮上を実現した磁気浮上型ポンプ装置を提供する。【解決手段】この磁気浮上型ポンプ装置１では、磁気軸受用の電磁石３１に近接して配置された磁気式センサ２２２の出力信号に基づいて電磁石３１の電流Ｉｍを制御するＰＩＤ補償器２２４の出力の上限値をリミット回路２１０によって制限する。これにより、センサ出力におけるドリフトの最大値を制限することができ、インペラ２３の正確な位置情報を得ることができる。【選択図】図１
2010031873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内のインペラを回転することによって流体を排出するポンプ部と、磁気力によって前記インペラに非接触に結合して、前記インペラを回転させる回転駆動部と、前記インペラの浮上位置を検出する磁気式センサおよびセンサ回路を含む位置検出部と、前記センサ回路の出力により前記インペラに電磁力を作用させるための電磁石とを備え、前記磁気式センサと前記電磁石とが近接して配置される磁気浮上型ポンプ装置において、
前記電磁石の電流にリミットを設けることを特徴とした、磁気浮上型ポンプ装置。
【請求項２】
ケーシング内のインペラを回転することによって流体を排出するポンプ部と、磁気力によって前記インペラに非接触に結合して、前記インペラを回転させる回転駆動部と、前記インペラの浮上位置を検出する磁気式センサおよびセンサ回路を含む位置検出部と、前記センサ回路の出力により前記インペラに電磁力を作用させるための電磁石とを備え、前記磁気式センサと前記電磁石とが近接して配置される磁気浮上型ポンプ装置において、
前記センサ回路の出力に、予め前記インペラの可動範囲内で出力できる前記センサ回路の出力の範囲内に対応するリミットを設けることを特徴とした、磁気浮上型ポンプ装置。
【請求項３】
前記磁気浮上型ポンプ装置は、前記センサ回路の出力により前記インペラを非接触で支持する制御式磁気軸受部を含むことを特徴とした、請求項１または請求項２に記載の磁気浮上型ポンプ装置。
【請求項４】
前記磁気浮上型ポンプ装置は、血液ポンプ装置であることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の磁気浮上型ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は磁気浮上型ポンプ装置に関し、特に、インペラを回転させて血液などの液体を排出する磁気浮上型ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、第１の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の構造を示す縦断面図である（たとえば特許文献１の図７参照）。
【０００３】
本願の図７に示した磁気浮上型ポンプ装置は、磁気軸受用電磁石３１とモータ１３とがインペラ２３の両側に設けられた構成の磁気浮上型ポンプ装置本体１と、コントローラ２００とから構成されている。
【０００４】
図７を参照して、第１の従来例の磁気浮上型ポンプ装置について説明する。図７の磁気浮上型ポンプ装置本体１は、ケーシング２１内に軸方向に順次形成された、モータ部１０とポンプ部２０と磁気軸受部３０とを備えている。
【０００５】
磁気軸受部３０には、電磁石３１と、位置センサとして機能する磁気式センサ２２２とが内蔵されている。ケーシング２１の軸方向の中心部には液体が流入する流入口２３ｃが形成されており、電磁石３１と磁気式センサ２２２とは、流入口２３ｃのまわりにそれぞれ少なくとも３個ずつ配置されている。これらの電磁石３１と磁気式センサ２２２とは、磁気軸受部３０とポンプ部２０とを軸方向に仕切る隔壁３４に取付けられている。
【０００６】
ポンプ部２０内のポンプ室２２には、インペラ２３（羽根車）が周方向に回転可能に収納されており、インペラ２３の磁気軸受部３０側（一方側）には軟質磁性部材２６が形成されている。インペラ２３の一方側は隔壁３４を介して磁気軸受用電磁石３１によって非接触で支持され、磁気式センサ２２２によってインペラ２３の一方側との間の距離が検出される。インペラ２３の他方側には永久磁石２４が埋込まれている。
【０００７】
モータ部１０には、モータ１３とそのモータ１３の回転軸であるロータ１２とが収納されている。ロータ１２のポンプ部２０に対向する面には、インペラ２３に埋込まれた永久磁石２４に隔壁３３を介して対向するように永久磁石１４が埋込まれている。
【０００８】
図７において、磁気式センサ２２２のセンサ出力はコントローラ２００に与えられる。図９は、図７に示したコントローラ２００の構成を示すブロック図である。以下に、図９を参照してコントローラ２００の構成について説明する。
【０００９】
図９を参照して、磁気浮上型ポンプ装置本体１に含まれる磁気式センサ２２２からのセンサ出力Ｓａは、コントローラ２００内のセンサ回路２２３に入力され、内部変換関数ｆ（Ｓｂ）によって変換されてセンサ回路出力Ｓｂとして出力される。このセンサ回路出力Ｓｂは、ＰＩＤ補償器２２４に入力されて内部変換関数ｆ（Ｓｐ）によって変換されて電磁石電流指令値Ｓｄとして出力される。この電磁石電流指令値Ｓｄはパワーアンプ２２５に入力され、パワーアンプ２２５はその出力である電磁石電流Ｉｍを磁気浮上型ポンプ装置本体１内の磁気軸受用電磁石３１に供給する。
【００１０】
すなわち、磁気式センサ２２２のセンサ出力Ｓａは、コントローラ２００に含まれるセンサ回路２２３に与えられ、このセンサ回路２２３によってインペラ２３の一方側と磁気式センサ２２２との間の距離が検出される。センサ回路２２３のセンサ回路出力ＳｂはＰＩＤ補償器２２４に入力され、ＰＩＤ補償が行なわれる。このＰＩＤ補償出力、すなわち電磁石電流指令値Ｓｄはパワーアンプ２２５で増幅されてコイル電流値として電磁石３１に与えられる。その結果、電磁石３１によってインペラ２３の対向する面への吸引力が制御される。
【００１１】
再度、図７を参照して、インペラ２３のモータ部１０側（他方側）には永久磁石２４と永久磁石１４とからなる吸引力が働く。すなわち、インペラ２３は、永久磁石２４と永久磁石１４とからなる非制御式軸受と、インペラ２３に形成された軟質磁性部材２６と電磁石３１とによる制御式軸受とによって磁気浮上する。インペラ２３は、コントローラ２００内の図示されないモータコントローラによって駆動トルクまたは回転数が制御されるモータ１３によって回転するロータ１２内の永久磁石１４とこれに対向するインペラ２３内の永久磁石２４との磁気カップリングによって回転駆動され、流入口２３ｃに流入した血液などの液体をポンプ部２０に形成された図示しない排出口から流出させる。
【００１２】
次に、図８は、第２の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の構造を示す縦断面図である（たとえば特許文献２の図３参照）。図８を参照すると、モータ１３と電磁石３１とを、インペラ２３に対して同じ側の空間に配置した磁気浮上型ポンプ装置本体１が示されており、コントローラ２００は図示省略されている。
【００１３】
図８を参照して、第２の従来例の磁気浮上型ポンプ装置について説明する。図８の磁気浮上型ポンプ装置本体１は、軸方向に順次形成されたアクチュエータ部４０とポンプ部２０とケーシング部５０とを備えている。図８に示す磁気浮上型ポンプ装置本体１は、図７に示した第１の従来例の磁気浮上型ポンプ装置本体１の構造と比較して、モータ１３と電磁石３１とを、インペラ２３に対して同じ側の空間に配置している点で異なっている。このような構造によって、アクチュエータ部４０とポンプ部２０とケーシング部５０とからなる外形の軸方向長さ（以下、ポンプ外形軸方向長さ）は、前述した図７に示した第１の従来例の磁気浮上型ポンプ装置本体１のポンプ外形軸方向長さよりもかなり短くすることができる。図８のアクチュエータ部４０は、モータ１３および電磁石３１を含んでいる。ポンプ部２０のケーシング２１内にはポンプ室２２が設けられており、このポンプ室２２内でインペラ２３が回転する。
【００１４】
ケーシング２１のうち、アクチュエータ部４０とインペラ２３との間の隔壁３５と、磁気式センサ２２２とインペラ２３との間の隔壁３６には磁性材料を使用することができず、したがって隔壁３５，３６は非磁性材料で形成される。
【００１５】
インペラ２３のアクチュエータ側（図８では左側）には、非制御式磁気軸受を構成する永久磁石２４を有する非磁性部材２５と、制御式磁気軸受のロータに相当する軟質磁性部材２６とが設けられている。永久磁石２４はインペラ２３の円周方向に分割されていて、互いに隣接する磁石は互いに反対方向の磁極に着磁されている。インペラ２３のケーシング部側（図８では右側）には、非制御式磁気軸受を構成するリング形状を有する強磁性体（永久磁石、軟磁性材料を含む）２９とセンサターゲットである軟質磁性材料４５とを含む非磁性部材４６が設けられる。
【００１６】
インペラ２３の永久磁石２４を有する側に対向するようにして、アクチュエータ部４０には、転がり軸受や動圧軸受などで構成されるモータ軸受１１で支持されたロータ１２が設けられる。ロータ１２は、モータステータ１６とモータロータ１５とがラジアル方向に対向して形成されるラジアルギャップモータによって駆動されて回転する。ロータ１２には、インペラ２３の永久磁石２４に対向しかつ吸引力が作用するようにインペラ２３の永久磁石２４と同数の永久磁石１４が設けられている。この永久磁石１４も、互いに隣接する磁石は互いに反対方向の磁極に着磁されている。
【００１７】
モータロータ１５とモータステータ１６とで構成されるモータ部１３には、ＤＣブラシレスモータを含む同期モータ、インダクションモータを含む非同期モータなどが使用される。
【００１８】
インペラ２３の軟質磁性部材２６に対向するようにして電磁石３１が設けられる。一方、インペラ２３の軟質磁性材料４５に対向するようにして磁気式センサ２２２が配置され、また強磁性体２９に対向するようにしてリング状永久磁石２８が配置される。
【００１９】
さらに、インペラ２３はポンプ室２２内で軸方向に移動できるが、この可動範囲内で永久磁石２４と永久磁石１４との間に作用する吸引力よりも永久磁石２８と強磁性体２９との間に作用する吸引力が常に大きくなるように、永久磁石２８および強磁性体２９の各々の材質、形状、および永久磁石２８の配置する位置が設定される。
【００２０】
磁気式センサ２２２と電磁石３１とにより、ポンプ室２２において、永久磁石２４と永久磁石１４との吸引力、強磁性体２９と永久磁石２８との吸引力、およびポンピング時にインペラ２３に作用する流体力に釣り合って、インペラ２３をポンプ室２２の中心に保持することが可能となる。なお、図８では、インペラ２３の位置を測定する磁気式センサ２２２はケーシング部５０にあるが、この磁気式センサ２２２をアクチュエータ部４０に置くことも可能である（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００２−２１７６３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３０１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
図７に示した第１の従来例の磁気浮上型ポンプ装置では、電磁石３１と磁気式センサ２２２とがインペラ２３に対して同じ側の空間に近接して配置されているために、電磁石３１に通電することによって発生する磁束が磁気式センサ２２２に影響し、正確なインペラ２３の位置を検出することができないという問題があった。
【００２３】
また、図８に示した第２の従来例の磁気浮上型ポンプ装置においては、電磁石３１と磁気式センサ２２２とがインペラ２３に対して反対側の空間に配置されてはいるが、ポンプ全体のコンパクト化のために各構成部品を小型化するために磁気式センサ２２２をアクチュエータ部４０に置いた場合には、磁気式センサ２２２と電磁石３１とが近接してしまうため、図７の第１の従来例と同様に、電磁石３１に通電することによって発生する磁束が磁気式センサ２２２に影響し、正確なインペラ２３の位置を検出することができないという問題があった。
【００２４】
これらの問題点についてより詳細に説明する。
図１０は、図９の従来技術のコントローラ２００において、電磁石３１に流す電磁石電流Ｉｍと、センサ出力Ｓａにおけるドリフト量（センサシフト量）Ｓｆとの関係を示す図である。
【００２５】
図１０を参照して、電磁石３１に電磁石電流Ｉｍを流さない場合には、このドリフトは発生せず、ある一定電流以上の電磁石電流Ｉｍを流した場合に、センサ出力Ｓａにドリフトが発生する。
【００２６】
電磁石３１に電磁石電流Ｉｍを流さない状態から、電磁石電流Ｉｍを流しインペラ２３を浮上させる「浮上時」や、インペラ２３に過大な外力が印加した場合などには、電磁石電流Ｉｍは大きくなるが、このときに電磁石３１からの磁束ノイズは磁気式センサ２２２に大きく影響して、このときのセンサ出力Ｓａを使ってインペラ２３を磁気軸受によって支持しようとすると、安定してインペラ２３は浮上できなくなる可能性があった。
【００２７】
特に、インペラ２３の浮上に際しては、電磁石３１に過大な電磁石電流Ｉｍが流れる。この過大な電磁石電流Ｉｍが流れる理由は、たとえば前述の図７の第１の従来例においては次のとおりである。すなわち、インペラ２３は電磁石３１を起動させていない状態では、インペラ側の永久磁石２４とロータ側の永久磁石１４との吸引力によってロータ１２側の隔壁３３に吸着された状態にある。この状態で電磁石３１によってインペラ２３を磁気浮上させるときには、インペラ２３の磁気浮上はＰＩＤ補償器２２４によって積分制御しているので、電磁石３１の起動直後に必要以上の過大な電流が流れることになる。その結果、磁気式センサ出力にドリフトが発生してインペラ２３の正確な位置検出をすることができない。
【００２８】
以上のように、図７〜図９に例示した従来の磁気浮上型ポンプ装置では、磁気軸受用の電磁石と磁気式センサとが近接するため、磁気軸受用の電磁石に通電することによって発生する磁束が磁気式センサに影響し、インペラの正確な位置検出および安定した磁気浮上を行なうことができないという問題があった。
【００２９】
それゆえに、この発明の目的は、磁気軸受用の電磁石から磁気式センサへの磁束の影響を極力抑え、インペラの安定した位置測定、ひいては安定した磁気浮上を可能にした磁気浮上型ポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明の１つの局面によると、ケーシング内のインペラを回転することによって流体を排出するポンプ部と、磁気力によってインペラに非接触に結合して、インペラを回転させる回転駆動部と、インペラの浮上位置を検出する磁気式センサおよびセンサ回路を含む位置検出部と、センサ回路の出力によりインペラに電磁力を作用させるための電磁石とを備え、磁気式センサと電磁石とが近接して配置される磁気浮上型ポンプ装置において、電磁石の電流にリミットを設けることを特徴としたものである。
【００３１】
この発明の他の局面に従うと、ケーシング内のインペラを回転することによって流体を排出するポンプ部と、磁気力によってインペラに非接触に結合して、インペラを回転させる回転駆動部と、インペラの浮上位置を検出する磁気式センサおよびセンサ回路を含む位置検出部と、センサ回路の出力によりインペラに電磁力を作用させるための電磁石とを備え、磁気式センサと電磁石とが近接して配置される磁気浮上型ポンプ装置において、センサ回路の出力に、予めインペラの可動範囲内で出力できるセンサ回路の出力の範囲内に対応するリミットを設けることを特徴としたものである。
【００３２】
この発明のさらに他の局面によると、磁気浮上型ポンプ装置は、センサ回路の出力によりインペラを非接触で支持する制御式磁気軸受部を含むことを特徴とする。
【００３３】
この発明のさらに他の局面によると、磁気浮上型ポンプ装置は、血液ポンプ装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
したがって、この発明によれば、磁気軸受用の電磁石からの磁束の磁気式センサに対する影響を抑制することができるので、測定されるインペラの位置データの精度を高めることができ、ひいてはこの位置データに基づいてインペラを磁気浮上させる場合に安定した磁気浮上性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示したローパスフィルタおよびセンサ補償回路の具体的構成を示す回路図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置におけるセンサ補償出力と電磁石電流との関係を示す図である。
【図４】この発明の第２の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の概略ブロック図である。
【図５】この発明の第２の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置におけるＰＩＤ補償器出力と電磁石電流指令値との関係を示す図である。
【図６】この発明の第３の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の概略ブロック図である。
【図７】第１の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の縦断面図である。
【図８】第２の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の縦断面図である。
【図９】第１および第２の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の概略ブロック図である。
【図１０】従来の磁気浮上型ポンプ装置におけるセンサシフト量と電磁石電流との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、この発明の第１の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の全体構成を示す概略ブロック図である。図１に示した第１の実施形態は、以下の点で、図９に示した従来の磁気浮上型ポンプ装置と異なっている。すなわち、図１に示した磁気浮上型ポンプ装置では、電磁石電流Ｉｍを測定するための抵抗Ｒ１が設けられており、この抵抗Ｒ１で測定した電磁石電流測定値Ｉｄをローパスフィルタ２２０に与えて高周波ノイズを除去する。次に、ローパスフィルタ２２０から出力された電流測定値Ｉｄ’に対して、予め測定・算出した電磁石電流値Ｉｍとセンサドリフト量Ｓｆとの関係（たとえば図１０参照）から導出した補正演算をセンサ補償回路２３０で施して、センサ補償出力Ｓｍを出力する。このセンサ補償出力Ｓｍをセンサ回路出力Ｓｂと加減算演算することによって、センサ回路出力Ｓｂを補償する。
【００３７】
図２は、図１に示したローパスフィルタ２２０およびセンサ補償回路２３０をアナログ演算回路で実現した構成例を示す回路図である。図２を参照して、ローパスフィルタ２２０は、抵抗Ｒ２と、コンデンサＣ１と、オペアンプＡ１とから構成されている。
【００３８】
センサ補償回路２３０は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８と、オペアンプＡ２，Ａ３と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、可変抵抗器ＶＲ１とで構成されている。
【００３９】
ここで、ローパスフィルタ２２０の時定数はＲ２×Ｃ１で決まり、そのゲインはｌ倍である。ここでＲ４＝Ｒ５＝Ｒ６とすると、ローパスフィルタ２２０の出力がＶＲ１で設定した電圧Ｓｈ以下の場合には、出力Ｓｍはゼロに、ローパスフィルタ２２０の出力電圧がＳｈ以上になった場合には、その出力電圧は、Ｓｍ＝（Ｒ８／Ｒ７）×（Ｖｄ−Ｓｈ）となる。ここで、Ｖｄ＝Ｉｄ×Ｒ１である。
【００４０】
図３には、図１に示す第１の実施形態において近接する磁気軸受用の電磁石３１からの磁気式センサ２２２への磁束の影響を補償した場合において、電磁石電流測定値Ｉｄを横軸に、そのときのシフトセンサ量Ｓｆを縦軸に取って、その関係を実線で示したものである。すなわち、電磁石電流Ｉｍに比例する電磁石電流測定値Ｉｄが小さい場合にはセンサシフト量Ｓｆはゼロで、電磁石電流測定値Ｉｄがある一定値以上となった場合に、センサシフト量Ｓｆは電磁石電流値Ｉｄの増加量にほぼ比例して増加している。図３には、このセンサシフト量Ｓｆを補償するために、図２で示したＳｈおよび（Ｒ８／Ｒ７）を調整することで得られたセンサ補償出力Ｓｍ（破線）をも示している。
【００４１】
図２で示したセンサ補償回路２３０はセンサ補償出力Ｓｍを電磁石電流測定値Ｉｄの増加量に完全に比例させたため、実際のセンサシフト量Ｓｆとセンサ補償出力Ｓｍとは完全に一致していないが、かなりよい近似ができている。すなわち、図１で示すように、実際のセンサ出力Ｓｂからセンサ補償出力Ｓｍを減算することで、電磁石電流Ｉｍによって変化するセンサ出力への影響をキャンセルすることができる。
【００４２】
ここで、図２ではアナログ回路によって補正回路を構成したが、デジタル回路やソフトウェアでこれを実現してもよい。
【００４３】
以上のように、上述の実施形態１によれば、磁気軸受用の電磁石電流の実際の測定値に基づいてセンサ回路出力を補償することにより、インペラの位置測定の精度を高めることができ、インペラの安定した磁気浮上性能を実現することができる。
【００４４】
次に、図４は、この発明の第２の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の構成を示す概略ブロック図である。図４に示す第２の実施形態は、以下の点で、図９に示した従来の磁気浮上型ポンプ装置と異なっている。すなわち、図４に示した磁気浮上型ポンプ装置では、ＰＩＤ補償器２２４とパワーアンプ２２５との間にリミット回路２１０が設けられている。
【００４５】
図４を参照して、磁気式センサ２２２からのセンサ出力Ｓａは、センサ回路２２３に入力され、内部変換関数ｆ（Ｓｂ）によって変換されてセンサ回路出力Ｓｂとして出力される。このセンサ回路出力Ｓｂは、ＰＩＤ補償器２２４に入力されて内部変換関数ｆ（Ｓｐ）によって変換されてＰＩＤ補償器出力Ｓｐとして出力される。リミット回路２１０は、このＰＩＤ補償器出力Ｓｐを受けて内部変換関数ｆ（Ｓe）によって変換し、電磁石電流指令値Ｓｄとして出力する。この電磁石電流指令値Ｓｄはパワーアンプ２２５に入力され、パワーアンプ２２５は電磁石電流Ｉｍを出力して電磁石３１に供給する。
【００４６】
図５は、ＰＩＤ補償器出力Ｓｐ（横軸）に対する電磁石電流指令値Ｓｄ（縦軸）の関係を示す図である。図４の第２の実施形態は、ＰＩＤ補償器２２４とパワーアンプ２２５との間にリミット回路２１０を設けている。このリミット回路２１０は、図５に示すように、ＰＩＤ補償器出力Ｓｐがある値Ａ以上では、パワーアンプ２２５の入力である電磁石電流指令値Ｓｄの出力値を上限値Ｂに制限しているので、磁気軸受用の電磁石３１の電磁石電流Ｉｍも上限を持つ。
【００４７】
リミット回路２１０は、たとえば、ツェナーダイオードを用いてＰＩＤ補償器出力Ｓｐを制限するように構成することができる。あるいは、リミット回路２１０は、ツェナーダイオードに代えて、オペアンプなどを用いてＰＩＤ補償器出力Ｓｐを制限するように構成してもよい。
【００４８】
図７に示すポンプ構成の場合、電磁石３１に流す電流の最大値は、インペラ２３がモータ側（図中左）にある場合に、インペラ２３を図中右方向に移動させるために必要な電流値となる。よって、この推定した電流最大値の１．５倍程度の電流値にリミットを設けることで、必要以上に電磁石電流Ｉｍが流れることを防ぐことができる。このように磁気軸受用電磁石３１に必要以上の電磁石電流Ｉｍを流さない結果、センサドリフト量Ｓｆの最大値も制限することが可能となる。
【００４９】
なお、図４に示したブロック図では、リミット回路２１０を、ＰＩＤ補償器２２４とパワーアンプ２２５との間に設けたが、パワーアンプ２２５と磁気軸受用電磁石３１との間にリミット回路を挿入しても同様の効果を得ることができる。
【００５０】
以上のように、上述の実施形態２によれば、電磁石電流に予めリミットを設けることにより、インペラの位置測定の精度を高めることができ、インペラの安定した磁気浮上性能を実現することができる。
【００５１】
次に、図６は、この発明の第３の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の構成を示す概略ブロック図である。図６に示した第３の実施形態は、以下の点で、図４に示した第２の実施形態と異なっている。すなわち、図６に示した第３の実施形態の磁気浮上型ポンプ装置では、センサ回路２２３とＰＩＤ補償器２２４との間にツェナーダイオードＺＤ１からなるリミット回路２１０Ｚが設けられている。より詳細に説明すると、図６において、センサ回路２２３の出力と接地電位との間にツェナーダイオードＺＤ１が接続されており、センサ回路２２３のセンサ回路出力Ｓｂの最大電圧値はこのツェナーダイオードＺＤ１によって制限されて、ＰＩＤ補償器２２４に与えられ、電磁石電流指令値Ｓｄの値に制限を与える。
【００５２】
磁気浮上型ポンプ装置では、インペラ２３はポンプ室２２内の限られた場所に位置しており、したがって磁気式センサ２２２の出力もある限定された範囲の値となる。ここで、磁気式センサ２２２が、電磁石３１の影響を受けて、センサ出力Ｓａにドリフトが生じた場合には、センサ出力Ｓａはあたかもインペラ２３がこのポンプ室内の可動範囲外にあるような値を示す可能性がある。
【００５３】
そこで、図６に示したこの発明の第３の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置では、このセンサ出力自体にリミットを設けることによって、センサ出力におけるドリフト量の上限を設定するものである。
【００５４】
図６を参照すると、ツェナーダイオードＺＤ１から構成されるリミット回路２１０Ｚは、センサ回路２２３とＰＩＤ補償器２２４との間に接続される。センサ回路出力ＳｂはツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧に制限され、ＰＩＤ補償器２２４に入力される。このＰＩＤ補償器２２４は、このツェナー電圧で制限されたセンサ回路出力Ｓｂに応じて電磁石電流指令値Ｓｄを出力し、この電磁石電流指令値Ｓｄがパワーアンプ２２５で増幅されて電磁石電流Ｉｍとして磁気軸受用電磁石３１に出力される。センサ回路出力ＳｂはツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧に制限されるので、過大な電磁石電流Ｉｍは防ぐことができる。
【００５５】
以上のように、この発明の第３の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置では、電磁石の影響により磁気式センサ出力にドリフトがあった場合でも、センサ出力が、インペラがポンプ室内の可動範囲を超えた位置にあるような値を示すことを防止し、インペラの位置測定の精度を高めることができ、インペラの安定した磁気浮上を実現することが可能となる。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５７】
１  磁気浮上型ポンプ装置本体、１０  モータ部、１１  モータ軸受、１２  ロータ、１３  モータ、１４，２４，２８  永久磁石、１５  モータロータ、１６  モータステータ、２０  ポンプ部、２１  ケーシング、２２  ポンプ室、２３  インペラ、２５，４６  非磁性部材、２６，４５  軟質性磁性部材、２９  強磁性体、３０  磁気軸受部、３１  電磁石、３３，３４，３５，３６  隔壁、４０  アクチュエータ部、５０  ケーシング部、２００  コントローラ、２１０，２１０Ｚ  リミット回路、２２０  ローパスフィルタ、２２２  磁気式センサ、２２３  センサ回路、２２５  パワーアンプ、２２４  ＰＩＤ補償器、２３０  センサ補償回路、２３２  加減算回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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