(57)【要約】【課題】一対の変位センサの両方が断線していても、センサ断線を検出することができる磁気軸受型真空ポンプの提供。【解決手段】一対のインダクタンス式変位センサ２７ｐ，２７ｍのセンサ信号の差分値を差動アンプ５０２で求め、その差動出力に基づいて電磁石電流を制御する磁気軸受型真空ポンプにおいて、変位センサ２７ｐと抵抗Ｒdpとの直列回路には振幅がＶinpの搬送波信号を印加し、変位センサ２７ｍと抵抗Ｒdmとの直列回路には振幅Ｖinpと異なる値の振幅Ｖinmを有する搬送波信号を印加するようにする。その結果、変位センサ２７ｐ，２７ｍの両方が断線した場合の差動出力はゼロと異なり、ロータシャフト３０ａが中央位置に磁気浮上されている場合（差動出力＝０）と区別することができ、両方断線を検出することが可能となる。【選択図】図３
2014045548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気機能部が形成されたロータと、
前記ロータを回転駆動するモータと、
前記ロータの支持軸を挟んで配置された電磁石対を有する磁気軸受と、
前記電磁石対に設けられ、前記支持軸を挟んで配置されたインダクタンス式の第１および第２変位センサを有するセンサ回路と、
前記第１変位センサのセンサ信号と前記第２変位センサのセンサ信号との差分値に基づいて、電磁石電流を制御する電磁石電流制御部と、
前記差分値に基づいて前記第１および第２変位センサの断線を検出するセンサ断線検出部とを備え、
前記センサ回路は、
前記第１変位センサを含む第１回路と、
前記第２変位センサを含む第２回路と、
前記第１回路に第１振幅の搬送波信号を印加し、前記第２回路に前記第１振幅と異なる値の第２振幅を有する搬送波信号を印加する搬送波発生源と、を有し、
前記支持軸の変位に対する前記差分値の変化が線形性を有するように、前記第１変位センサに関する回路定数と前記第２変位センサに関する回路定数とが互いに異なる値に設定されている、磁気軸受型真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気軸受型真空ポンプにおいて、
前記第１回路は、前記第１変位センサと第１分圧抵抗との直列回路であり、
前記第２回路は、前記第２変位センサと第２分圧抵抗との直列回路であり、
前記異なる値に設定される回路定数は、前記第１および第２変位センサに設けられたセンサコアの断面積、該センサコアに巻回されたコイルの巻き数、前記第１分圧抵抗の抵抗値および前記第２分圧抵抗の抵抗値の少なくとも一つである、磁気軸受型真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気軸受型真空ポンプにおいて、
前記センサ断線検出部は、前記差分値に、さらに前記電磁石対の各電磁石の電流値を加味して、前記第１および第２変位センサの断線を検出する、磁気軸受型真空ポンプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の磁気軸受型真空ポンプにおいて、
目標磁気浮上位置における前記差分値のオフセットを除去するオフセット除去部と、
前記オフセット除去部によりオフセット除去された差分値に基づいて、比例制御、積分制御および微分制御を行い、前記電磁石電流の制御指令を生成するＰＩＤ制御部とをさらに備える、磁気軸受型真空ポンプ。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気軸受型真空ポンプにおいて、
前記センサ断線検出部は、さらに、前記ＰＩＤ制御部による前記差分値の積分演算値も加味して前記第１および第２変位センサの断線を検出する、磁気軸受型真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気軸受によってロータを磁気浮上させる構成の磁気軸受型真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気軸受型のターボ分子ポンプでは、回転翼が形成されたポンプロータと該ポンプロータが固定されるロータシャフトとから成る回転体を、磁気軸受により非接触支持している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の磁気軸受は５軸制御型の磁気軸受であって、ラジアル方向に４軸、アキシャル方向に１軸の磁気軸受が配置されている。
【０００３】
ラジアル方向の磁気軸受は、ロータシャフトを挟んで一対の電磁石と一対のセンサとが設けられている。センサはロータシャフトの変位を検出する変位センサであって、一般的にインダクタンス式の変位センサが用いられている。そして、一対の変位センサから出力されるセンサ信号の差動出力を取ることによって、インダクタンス式変位センサの非線形特性を補償している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４４２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、磁気軸受制御部が設けられた電源ユニットとポンプ本体とのケーブルが抜けたり、両側の変位センサが断線したりした場合、センサ信号の差動出力はゼロとなる。しかしながら、変位センサが正常な状態の場合も、磁気浮上の目標位置である軸受中央付近に浮上制御している通常時には差動出力がゼロとなる。そのため、一対の変位センサが断線した場合であっても、差動出力から断線を検出することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好ましい実施形態による磁気軸受型真空ポンプは、排気機能部が形成されたロータと、前記ロータを回転駆動するモータと、前記ロータの支持軸を挟んで配置された電磁石対を有する磁気軸受と、前記電磁石対に設けられ、前記支持軸を挟んで配置されたインダクタンス式の第１および第２変位センサを有するセンサ回路と、前記第１変位センサのセンサ信号と前記第２変位センサのセンサ信号との差分値に基づいて、電磁石電流を制御する電磁石電流制御部と、記差分値に基づいて前記第１および第２変位センサの断線を検出するセンサ断線検出部とを備える。前記センサ回路は、前記第１変位センサを含む第１回路と、前記第２変位センサを含む第２回路と、前記第１回路に第１振幅の搬送波信号を印加し、前記第２回路に前記第１振幅と異なる値の第２振幅を有する搬送波信号を印加する搬送波発生源とを有し、前記支持軸の変位に対する前記差分値の変化が線形性を有するように、前記第１変位センサに関する回路定数と前記第２変位センサに関する回路定数とが互いに異なる値に設定されている。
好ましくは、前記第１回路は、前記第１変位センサと第１分圧抵抗との直列回路であり、前記第２回路は、前記第２変位センサと第２分圧抵抗との直列回路であり、前記異なる値に設定される回路定数は、前記第１および第２変位センサに設けられたセンサコアの断面積、該センサコアに巻回されたコイルの巻き数、前記第１分圧抵抗の抵抗値および前記第２分圧抵抗の抵抗値の少なくとも一つである。
好ましくは、前記センサ断線検出部は、前記差分値に、さらに前記電磁石対の各電磁石の電流値を加味して、前記第１および第２変位センサの断線を検出する。
好ましくは、前記磁気軸受型真空ポンプは、目標磁気浮上位置における前記差分値のオフセットを除去するオフセット除去部と、前記オフセット除去部によりオフセット除去された差分値に基づいて、比例制御、積分制御および微分制御を行い、前記電磁石電流の制御指令を生成するＰＩＤ制御部とさらにを備える。
好ましくは、前記センサ断線検出部は、さらに、前記ＰＩＤ制御部による前記差分値の積分演算値も加味して前記第１および第２変位センサの断線を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ロータの支持軸を挟んで配置された一対の変位センサの両方が断線していても、センサ断線を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】磁気軸受型ターボ分子ポンプの概略構成を示す図である。
【図２】各磁気軸受３７〜３９の電磁石の配置を示す図である。
【図３】本実施形態における、アキシャル方向の磁気軸受制御に関するブロック図である。
【図４】従来の場合の、アキシャル方向の磁気軸受制御に関するブロック図である。
【図５】ロータシャフト３０ａの位置と差動出力Ｖdifとの関係を示す図である。
【図６】ロータシャフト３０ａの位置と、変位センサ２７ｐ，２７ｍとの距離との関係を示す図である。
【図７】従来のセンサ回路において、変位センサ２７ｐ，２７ｍの両方が断線した場合を示す図である。
【図８】本実施形態における差動出力Ｖdifを示す図である。
【図９】曲線Ｌ３３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は磁気軸受型ターボ分子ポンプの概略構成を示す図である。ターボ分子ポンプは、ポンプ本体１と電源装置４とにより構成されている。ポンプ本体１は断面で示し、電源装置４に関しては要部を示すブロック図とした。
【００１０】
ロータ３０は、ラジアル方向の磁気軸受３７，３８およびアキシャル方向の磁気軸受３９によって非接触支持される。磁気軸受３９は、ロータシャフト３０ａの下部に固定されたスラストディスク３５を軸方向に挟むように配置されている。ロータ３０の浮上位置は、ラジアル変位センサ２７，２８およびアキシャル変位センサ２９によって検出される。変位センサ２７〜２９は、センサコアにコイルを巻き回した構成のインダクタンス式変位センサが用いられている。
【００１１】
磁気軸受によって回転自在に磁気浮上されたロータ３０は、モータ３６により高速回転駆動される。モータ３６には三相モータ（例えば、ブラシレスＤＣモータ）が用いられている。なお、図１では、模式的にモータ３６と記載しているが、より詳細には、符号３６で示した部分はモータステータを構成し、ロータシャフト３０ａ側にモータロータが設けられている。
【００１２】
ロータ３０の回転は、回転センサ３３によって検出される。モータ３６によって回転駆動されるロータシャフト３０ａの下端には、センサターゲット３４が設けられている。センサターゲット３４はロータシャフト３０ａと一体に回転する。上述したアキシャル変位センサ２９および回転センサ３３は、センサターゲット３４の下面と対向する位置に配置されている。２６ａ，２６ｂは非常用のメカニカルベアリングであり、磁気軸受が作動していない時にはこれらのメカニカルベアリング２６ａ，２６ｂによりロータ３０（ロータシャフト３０ａ）は支持される。
【００１３】
ロータ３０には、回転側排気機能部を構成する複数段の回転翼３２と円筒状のネジロータ３１とが形成されている。一方、固定側には、固定側排気機能部である固定翼２２とネジステータ２４とが設けられている。複数段の固定翼２２は、軸方向に対して回転翼３２と交互に配置されている。ネジステータ２４は、ネジロータ３１の外周側に所定のギャップを隔てて設けられている。
【００１４】
各固定翼２２は、スペーサリング２３を介してベース２０上に載置される。ポンプケーシング２１の固定フランジ２１ｃをボルトによりベース２０に固定すると、積層されたスペーサリング２３がベース２０とポンプケーシング２１との間に挟持され、固定翼２２が位置決めされる。ベース２０には排気ポート２５が設けられ、この排気ポート２５にバックポンプが接続される。ロータ３０を磁気浮上させつつモータ３６により高速回転駆動することにより、吸気口２１ａ側の気体分子は排気ポート２５側へと排気される。
【００１５】
電源装置４はポンプ本体１を駆動制御する装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の周辺回路を含んで構成される。電源装置４は、主制御部４０，モータ制御部４１および磁気軸受制御部４２を備えている。モータ制御部４１は、回転センサ３３の出力信号に基づいてモータ３６を駆動制御する。磁気軸受制御部４２は、ラジアル変位センサ２７，２８およびアキシャル変位センサ２９の出力信号に基づいて磁気軸受３７〜３９の電磁石電流を制御し、ロータ３０を所定位置に磁気浮上させる。
【００１６】
図２は各磁気軸受３７〜３９の電磁石の配置を示す図であり、ロータ３０の回転軸をｚ軸方向とした。磁気軸受３７〜３９は５軸制御型磁気軸受を構成している。すなわち、磁気軸受３７はロータシャフト３０ａを挟んで対向配置された１組の電磁石３７ｘと１組の電磁石３７ｙとを有し、磁気軸受３８はロータシャフト３０ａを挟んで対向配置された１組の電磁石３８ｘと１組の電磁石３８ｙとを有し、磁気軸受３９はスラストディスク３５を挟んで対向配置された１組の電磁石３９ｚを有している。
【００１７】
なお、図１のラジアル変位センサ２７，２８は電磁石３７ｘ，３７ｙ，３８ｘ，３８ｙに対応してそれぞれ２組の変位センサで構成されている。すなわち、電磁石３７ｘに関する変位センサ２７は、後述する図４，６に示すように、ロータシャフト３０ａを挟んで対向配置された一対の変位センサ２７ｐ，２７ｍで構成されている。電磁石３７ｙ，３８ｘ，３８ｙに関しても同様である。
【００１８】
図１，２に示した磁気軸受の場合、ラジアル方向に関して４軸、アキシャル方向に関して１軸、合計で５軸に関して制御を行っている。本実施の形態では、軸を挟んで設けられた一対の変位センサで構成されるラジアル方向の制御に関するものが、従来と異なっている。図３は、ラジアル方向の磁気軸受制御に関するブロック図であり、４軸の内の１軸、図２の一対の電磁石３７ｘに関して示したものである。なお、図４は、従来のラジアル方向の磁気軸受制御に関するブロック図である。
【００１９】
まず、図４を用いて、従来の問題点について説明する。図２に示した一対の電磁石３７ｘに対して、一対の変位センサ２７ｐ,２７ｍが設けられている。センサ回路６０は、これらの変位センサ２７ｐ,２７ｍを含んで構成されている。センサ回路６０は、搬送波発生源６０１、抵抗Ｒdp，Ｒdm、差動アンプ６０２を備えている。変位センサ２７ｐと抵抗Ｒdpとは直列接続され、搬送波発生源６０１により周波数ｆc、振幅Ｖinの搬送波信号が印加されている。同様に、変位センサ２７ｍと抵抗Ｒdmとは直列接続され、搬送波発生源６０１により周波数ｆc、振幅Ｖinの搬送波信号が印加されている。
【００２０】
変位センサ２７ｐ,２７ｍはインダクタンス式のギャップ検出センサであって、それらのインダクタンスＬcp，Ｌcmはロータシャフト３０ａとの間隔に応じて変化する。変位センサ２７ｐの出力Ｖoutpおよび変位センサ２７ｍの出力Ｖoutmは、差動アンプ６０２に入力される。差動アンプ６０２からはそれらの差分値である信号Ｖdifが出力される。出力Ｖoutp，Ｖoutmは次式（１），（２）のようになる。
Ｖoutp＝Ｖin×２π・ｆc・Ｌcp／（Ｒdp＋２π・ｆc・Ｌcp）    …（１）
Ｖoutm＝Ｖin×２π・ｆc・Ｌcm／（Ｒdm＋２π・ｆc・Ｌcm）    …（２）
【００２１】
図４では図示を省略したが、平滑回路、またはＡＤコンバータ等に入力しデジタル処理にて平滑処理が行われる。差動出力ＶdifはＰＩＤ制御回路５３に入力される。ＰＩＤ制御回路５３は、差動出力Ｖdifがゼロになるように、すなわち、ロータシャフト３０ａが変位センサ２７ｐ,２７ｍの中央に支持されるように、電磁石３７ｘの電流値をＰＩＤ演算し、電流制御量として電流アンプ５５に出力する。電流アンプ５５は、入力された電流制御量に応じた電磁石電流を、電磁石３７ｘに供給する。また、センサ断線検知回路６４は、差動出力Ｖdifに基づいてセンサ断線の発生を検知する。
【００２２】
図５は、ロータシャフト３０ａの位置と差動出力Ｖdifとの関係を示す図である。横軸は、変位センサ２７ｐとロータシャフト３０ａとの距離を表している。変位センサ２７ｐ，２７ｍとロータシャフト３０ａとの隙間寸法は、図６に示すような関係になっている。ロータシャフト３０ａが変位センサ２７ｐ，２７ｍ間の中央に支持されているとき、変位センサ２７ｐ，２７ｍとロータシャフト３０ａとの距離がそれぞれ２００μｍとなるように隙間寸法が設定されている。
【００２３】
そのため、図５の横軸の距離＝２．０Ｅ−０４（＝２．０×１０２）ｍは、ロータシャフト３０ａが中央に支持されている場合を示しており、距離＝１．０Ｅ−０４ｍにおいては、図６の左側に示すように、変位センサ２７ｍとロータシャフト３０ａとの距離は３００μｍ（＝３．０Ｅ−０４ｍ）となっている。また、距離＝３．０Ｅ−０４ｍでは、図６の右側に示すような位置関係になっている。
【００２４】
図５において、曲線Ｌ１１は、変位センサ２７ｐ，２７ｍが正常な場合、すなわち通常時の差動出力Ｖdifを示している。図６（ａ）に示すように、距離＝１．０Ｅ−０４ｍでは、変位センサ２７ｐの方がギャップ寸法が小さいのでインダクタンスが大きく、Ｖoutp＞Ｖoutmとなる。その結果、差動出力Ｖdif＞０となっている。ロータシャフト３０ａの位置が、図６（ａ）に示す状態から、変位センサ２７ｍの方向に移動すると差動出力Ｖdifはゼロに近づく。そして、ロータシャフト３０ａの位置が中央位置になるとＶoutp＝Ｖoutmとなり、その結果、Ｖdif＝０となる。さらに、ロータシャフト３０ａが変位センサ２７ｍに近づくと、Ｖdif＜０となる。
【００２５】
曲線Ｌ１２は、変位センサ２７ｐが断線している場合を示している。この場合、変位センサ２７ｐから差動アンプ６０２へは出力Ｖinが入力され、差動出力Ｖdifは、Ｖdif＝Ｖin−Ｖoutmとなる。逆に、曲線Ｌ１３は変位センサ２７ｍが断線している場合を示しており、Ｖdif＝Ｖoutp−Ｖinとなる。また、曲線Ｌ１４は、図７に示すように、変位センサ２７ｐ，２７ｍの両方が断線している場合を示している。この場合、ロータシャフト３０ａがどの位置にあっても、Ｖdif＝Ｖin−Ｖin＝０となる。
【００２６】
図５から分かるように、変位センサ２７ｐ，２７ｍの何れか一方が断線している場合には、ロータシャフト３０ａの位置がどの範囲であっても、差動出力Ｖdifの値が正常の場合と異なるので、差動出力Ｖdifの値から断線を判定することが可能である。一方、変位センサ２７ｐ，２７ｍの両方が断線している場合にはＶdif＝０であるので、正常時に中央付近に支持されている場合と判別ができなくなる。そこで、本実施の形態では、図３に示すような構成とすることにより、変位センサ２７ｐ，２７ｍの両方が断線している場合も、断線を検出できるようにした。
【００２７】
図４の構成と比較した場合、図３では、センサ回路５０の構成がセンサ回路６０の構成と異なっており、オフセット検出回路５１およびオフセット除去回路５２が追加されている。センサ回路５０においては、変位センサ２７ｐと抵抗Ｒdpとの直列回路に印加される搬送波信号の振幅Ｖinpと、変位センサ２７ｍと抵抗Ｒdmとの直列回路に印加される搬送波信号の振幅Ｖinmとが異なるように、各変位センサ２７ｐ，２７ｍに対して個別に搬送波発生源５０１ｐ，５０１ｍが設けられている。
【００２８】
なお、図３に示す例では、個別に搬送波発生源５０１ｐ，５０１ｍを設けることで振幅の異なる搬送波を印加するような構成としたが、一つの搬送波発生源と増幅器とを用いて振幅を異ならせるようにしても良い。例えば、搬送波発生源からの搬送波を一方の変位センサ２７ｍに対してはそのまま印加し、他方の変位センサ２７ｐには増幅器で増幅したものを印加する。
【００２９】
図３に示したセンサ回路５０の場合、出力Ｖoutp，Ｖoutmは次式（３），（４）のようになる。両方の変位センサ２７ｐ，２７ｍが断線した場合、差動アンプ５０２の出力Ｖdifは、Ｖdif＝Ｖinp−Ｖinmとなる。Ｖinp≠Ｖinmのように設定することでＶdif≠０となり、正常な場合のＶdif＝０の場合と判別が可能となる。
Ｖoutp＝Ｖinp×２π・ｆc・Ｌcp／（Ｒdp＋２π・ｆc・Ｌcp）    …（３）
Ｖoutm＝Ｖinm×２π・ｆc・Ｌcm／（Ｒdm＋２π・ｆc・Ｌcm）    …（４）
【００３０】
ところで、センサ回路５０においてＶinp≠Ｖinmのように設定した場合、式（３），（４）に記載されている他の回路パラメータが従来と同じ場合（Ｐ側とＭ側で同じ場合）にはＰ側とＭ側のセンサ感度に差が生じ、浮上位置制御に問題が生じる。そこで、以下に説明するように回路パラメータを設定することで、従来のセンサ方式と同様の制御が可能となる。
【００３１】
インダクタンス式センサのインダクタンスＬは、もれ磁束、鉄心内での磁路長による影響を無視すると、次式（５）のように簡易化される。ここで、Ｎは巻き数、μ0は真空の透磁率、Ｓはセンサ断面積（センサコアの断面積）、Ｘはセンサとターゲット（本実施の形態の場合には、ロータシャフト３０ａ）との距離である。
Ｌ＝（Ｎ２・μ0・Ｓ）／２Ｘ    …（５）
【００３２】
式（５）から、巻き数Ｎや断面積Ｓを変えることで、インダクタンスを変更することができる。さらに、式（３），（４）のＶoutpおよびＶoutmは、インダクタンス以外に抵抗Ｒdp，Ｒdmを異なる値に設定することことでも、互いに異なる値にすることができる。図８は、巻き数Ｎなどを以下のように設定した場合の差動出力Ｖdifを示したものである。Ｐ側の変位センサ２７ｐは４００巻で、Ｍ側の変位センサ２７ｍの巻き数を３００巻とした。また、分圧抵抗についてはＲdp＝４００Ω、Ｒdm＝１００Ω、搬送波振幅についてはＶinp＝４Ｖ、Ｖinm＝３．１７Ｖ、搬送波周波数はｆc＝４０ｋＨｚ、距離Ｘは１００μｍ〜３００μｍ、センサ断面積Ｓは２８．３ｍｍ２とした。
【００３３】
図８に示すように、差動出力Ｖdifは十分な直線性を備えており、センサ信号として使用可能である。差動アンプ５０２から出力された差動出力Ｖdifは、図３に示すようにオフセット検出回路５１およびオフセット除去回路５２に入力される。図８に示す差動出力Ｖdifは、中央位置における値が０．５８Ｖとオフセットしている。そのため、オフセット除去回路５２では、中央位置における値がゼロとなるように、入力された差動出力Ｖdifを−０．５８Ｖだけオフセットする。オフセットされた差動出力Ｖdifは、図４に示すＶdif（通常時）と同様の信号となり、ＰＩＤ制御回路５３に入力される。ＰＩＤ制御回路５３は、オフセット除去回路５２によりオフセット除去された差分値に基づいて、比例制御、積分制御および微分制御を行い、電磁石電流の制御指令を生成する。そして、ＰＩＤ演算結果に基づいて、電流アンプ５５により電磁石電流を電磁石３７ｘに供給する。
【００３４】
一方、オフセット検出回路５１は、実際の差動出力Ｖdifと正常時における中央位置の差動出力値（＝０．５８Ｖ）との差分（ここではオフセット量と呼ぶ）を算出する。変位センサ２７ｐ，２７ｍがいずれも断線していなければオフセット量はゼロであり、両方の変位センサが断線している場合にはＶdif＝０．８３Ｖ（＝４−３．１７）なので（オフセット量）＞０となる。また、図８からも分かるように、Ｐ側の変位センサ２７ｐが断線している場合も（オフセット量）＞０となる。オフセット検出回路５１で算出されたオフセット量は、センサ断線検知回路５４に入力される。
【００３５】
センサ断線検知回路５４には、オフセット検出回路５１からのオフセット量と共に、ＰＩＤ制御回路５３で算出されるＶdifの積分値が入力される。センサ断線検知回路５４は、後述するように、入力されたオフセット量および積分値に基づいて、変位センサ２７ｐ，２７ｍの断線を判断する。
【００３６】
例えば、図８に示すような差動出力Ｖdifに基づくオフセット量がオフセット検出回路５１から入力された場合、（オフセット量）＞０．３２（＝０．９−０．５８）のときには、変位センサ２７ｐが断線していると判断し、０．３２≧（オフセット量）＞０．２２（＝０．８−０．５８）のときには、変位センサ２７ｐ，２７ｍの両方が断線していると判断する。
【００３７】
一方、変位センサ２７ｍが断線している場合には、曲線Ｌ２３のような出力となり、距離Ｘが０．１２μｍ付近のときに差動出力Ｖdifが０．５８Ｖとなる。磁気軸受制御部４２は、オフセット除去回路５２から出力されるオフセット量がゼロとなるように、すなわち、オフセット補正する前の差動出力Ｖdifが０．５８Ｖとなるように制御することで、ロータシャフト３０ａを中央位置に磁気浮上させるようにしている。そのため、変位センサ２７ｍが断線している場合にも、Ｖdif＝０．５８Ｖとなるように電磁石電流を制御するので、図８に示す例の場合には、ロータシャフト３０ａを偏った位置（距離Ｘ＝１２０μｍ）に磁気浮上させるような制御が行われることになる。このとき、Ｖdif＝０．５８Ｖなので、差動出力Ｖdifからは断線しているか否かを判断することができない。そのため、以下のようにして変位センサ２７ｍが断線しているか否かを判断する。
【００３８】
ロータシャフト３０ａが距離Ｘ＝１２０μｍのようにＰ側に偏って支持されている場合、Ｐ側の電磁石の電流はＭ側の電磁石の電流よりも大きくなっている。そこで、電流アンプ５５から電流情報を取得し、Ｐ側断線でも両側断線でもなく、Ｐ側電磁石の電流値とＭ側電磁石の電流値とが異なっている場合には、Ｍ側の変位センサ２７ｍが断線していると判断することができる。もちろん、図８の特性データから、Ｐ側の電磁石電流値がＭ側電磁石値よりも大きいときには、変位センサ２７ｍが断線していると判断しても良い。
【００３９】
図８の例では、曲線Ｌ２３に差動出力が０．５８Ｖとなる範囲があったが、上述した回路パラメータの設定の仕方を変更することで、図９に示す曲線Ｌ３３のように曲線全体が０．５８Ｖよりも小さくなるようにすることもできる。
【００４０】
なお、上述のようにＶdif＝０．５８Ｖとなるように浮上制御されるので、曲線Ｌ２３の場合、ロータシャフト３０ａは距離Ｘ＝１２０μｍの位置に磁気浮上され、差動出力は０．５８Ｖに近い値となる。そのため、オフセット検出回路５１から出力されるオフセット量はゼロに近い小さな値となり、外乱等によりロータシャフト位置が変化した場合と判別し難く、正常か断線かの判断が難しい。そのような場合には、ＰＩＤ制御回路５３から入力されるＶdifの積分値に基づいて正常か断線かを判断する。
【００４１】
すなわち、Ｍ側の変位センサ２７ｍが断線している場合には、常に偏った位置（距離Ｘ＝１２０μｍ）に制御されるので、Ｖdifの積分値は時間の経過とともに大きくなる。そのため、所定時間内の積分値が、予め定めておいた判定値を超えたならば断線と判定する。
【００４２】
センサ断線検知回路５４の判断結果は主制御部４０に入力される。主制御部４０は、判断結果に応じた保護動作を実行する。例えば、起動時（浮上起動時）に断線を検出した場合には、アラームを発報して、磁気浮上を停止する。モータ回転中であれば、アラームを発報し、モータ回転を停止して、低回転になったならば磁気浮上を停止する。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態の磁気軸受型真空ポンプは以下のような作用効果を奏する。
（１）一対のインダクタンス式変位センサ２７ｐ，２７ｍのセンサ信号の差分値を差動アンプ５０２で求め、その差動出力に基づいて電磁石電流を制御する磁気軸受型真空ポンプにおいて、変位センサ２７ｐと抵抗Ｒdpとの直列回路には振幅がＶinpの搬送波信号を印加し、変位センサ２７ｍと抵抗Ｒdmとの直列回路には振幅Ｖinpと異なる値の振幅Ｖinmを有する搬送波信号を印加するようにする。その結果、変位センサ２７ｐ，２７ｍの両方が断線した場合の差動出力はゼロと異なり、ロータシャフト３０ａが中央位置に磁気浮上されている場合（差動出力＝０）と区別することができ、両方断線を検出することが可能となる。
【００４４】
さらに、ロータシャフト３０ａの変位に対する差分値の変化が線形性を有するように、第１の変位センサ２７ｐに関する回路定数と第２の変位センサ２７ｍに関する回路定数とを互いに異なる値に設定する。その結果、センサ精度の低下を防止できる。
【００４５】
（２）なお、異なる値に設定される回路定数としては、変位センサ２７ｐ，２７ｍに設けられたセンサコアの断面積、センサコアに巻回されたコイルの巻き数、分圧抵抗Ｒdp，Ｒdmの抵抗値の少なくとも１つが選ばれる。
【００４６】
（３）また、センサ断線を検出する際に、センサ信号の差分（差動アンプ５０２の差動出力）に、さらに一対の電磁石の各電磁石電流を加味することで、図８に示す曲線Ｌ２３のようなセンサ特性であっても、Ｐ側の電磁石電流が大きいことからＭ側の変位センサ２７ｍが断線していることを検出することができる。
【００４７】
（４）なお、ＰＩＤ制御回路５３は、オフセット除去回路によりオフセット除去された差分値に基づいて、すなわち、中央位置でのゼロとなるようにオフセットされた差動出力に基づいて、電磁石電流に関する制御指令を生成する。そのため、従来と同様に電磁石電流の制御が行われる。
【００４８】
（５）センサ断線検知回路５４は、ＰＩＤ制御回路５３の積分演算値も加味することで、図９の曲線Ｌ３３のようなセンサ特性の場合でも、正しくセンサ断線を検出することができる。
【００４９】
なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。なお、上述した実施形態では、磁気軸受型ターボ分子ポンプを例に説明したが、磁気軸受型真空ポンプであれば、ターボ分子ポンプに限らず本発明は適用することができる。例えば、ネジロータ３１およびネジステータ２４の無い全翼タイプのターボ分子ポンプや、回転翼の無いドラッグポンプ等に対しても本発明は適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：ポンプ本体、４：電源装置、２７，２８：ラジアル変位センサ、２９：アキシャル変位センサ、３０：ロータ、３０ａ：ロータシャフト、３６：モータ、３７〜３９：磁気軸受、３７ｘ，３７ｙ，３８ｘ，３８ｙ，３９ｚ：電磁石、４０：主制御部、４１：モータ制御部、４２：磁気軸受制御部、５０，６０：センサ回路、５１オフセット検出回路、５２：オフセット除去回路、５３：ＰＩＤ制御回路、５４，６４：センサ断線検知回路、５０１ｐ，５０１ｍ，６０１：搬送波発生源、５０２，６０２：差動アンプ、Ｒdp，Ｒdm：抵抗、Ｖdif：差動出力
【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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