(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に動翼を有する回転軸を磁気軸受の通電制御により空中維持した状態で、該回転軸を介して動翼を回転させ、静翼との間で気体の排気及び圧縮を行なうターボ分子ポンプの保護動作方法において、
前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常を検知し、該検知信号に基づいて前記回転軸をラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、保護軸受けの一側に位置する支持面で回転軸の回転を保証した状態でラジアル方向とスラスト方向で接触支持させるとともに、前記回転軸の支持面での支持がスラスト方向で一点、ラジアル方向で回転軸の上下で二点支持であることを特徴とするターボ分子ポンプの保護動作方法。
【請求項２】
一端に動翼を有する回転軸を磁気軸受の通電制御により空中維持した状態で、該回転軸を介して動翼を回転させ、静翼との間で気体の排気及び圧縮を行なうターボ分子ポンプの保護動作方法において、
前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常を、振動量と時間との関係において第一の異常と第二の異常とに判別検知し、
第一の異常検知において、前記回転軸の空中維持状態での回転を継続しながら警報を鳴動若しくは表示させ、
第二の異常検知において、該第二の異常検知信号に基づいて前記回転軸をラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、保護軸受けの一側に位置する支持面で回転軸の回転を保証した状態でラジアル方向とスラスト方向で接触支持させることを特徴とするターボ分子ポンプの保護動作方法。
【請求項３】
前記回転軸の支持面での支持がスラスト方向で一点、ラジアル方向で回転軸の上下で二点支持であることを特徴とする請求項２記載のターボ分子ポンプの保護動作方法。
【請求項４】
一端に動翼を有する回転軸を磁気軸受の通電制御により空中維持した状態で、該回転軸を介して動翼を回転させ、静翼との間で気体の排気及び圧縮を行なうターボ分子ポンプにおいて、
前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常を検知する手段と、
前記回転軸に対しラジアル方向及びスラスト方向夫々に磁気軸受と回転軸間のクリアランスより小なるクリアランスを以て配置されてなる保護軸受と、
該検知信号に基づいて前記磁気軸受への通電電圧を前記通電制御部とは別系統から供給する電圧切換え手段とを具え、
前記切換え手段による磁気軸受の磁気的吸引力により前記回転軸を保護軸受のラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、前記磁気軸受に離間した状態で回転軸を該保護軸受にラジアル方向とスラスト方向で接触支持させることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項５】
一端に動翼を有する回転軸を磁気軸受の通電制御により空中維持した状態で、該回転軸を介して動翼を回転させ、静翼との間で気体の排気及び圧縮を行なうターボ分子ポンプにおいて、
前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常を振動量と時間との関係において第一の異常と第二の異常とに判別検知する手段と、
警報を鳴動若しくは表示させる手段と、
前記回転軸に対しラジアル方向及びスラスト方向夫々に磁気軸受と回転軸間のクリアランスより小なるクリアランスを以て配置されてなる保護軸受と、
該検知信号に基づいて前記磁気軸受への通電電圧を前記通電制御部とは別系統から供給する電圧切換え手段とを具え、
第一の異常検知において、前記回転軸の空中維持状態での回転を継続しながら警報を鳴動若しくは表示させ、
第二の異常検知において、該第二の異常検知信号に基づいて前記切換え手段を動作させ、該切換え手段による磁気軸受の磁気的吸引力により、回転軸を保護軸受のラジアル方向とスラスト方向の夫々の一側に強制移動させて、磁気軸受に接触させずに該保護軸受で回転軸の回転を保証した状態でラジアル方向とスラスト方向で接触支持させることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置等に装備され、上部ケーシング内に設けられた静翼と回転軸に設けられた動翼とで構成された動静翼段を備え、吸気口からのガスを排気口へ真空排気するターボ分子ポンプに係り、特に前記動翼と回転軸からなるロータの異常振動若しくは前記回転軸を空中維持する磁気軸受の通電制御部の異常が生じた場合に、該異常に起因して、前記動翼は静翼と接触して破損するのを有効に防止し得るターボ分子ポンプとその動作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は本発明に適用されるターボ分子ポンプの１例を示し、図５において、１及び１６は、ボルト２１によりＯリング１５を介して一体的に組付けられている上部ケーシング及び下部ケーシングである。
該上部ケーシング１の上部開口はガス吸気口２となすとともに、その内側にはリング状空隙を介して複数のスペーサ１３が軸方向に連設されている。
該スペーサ１３は上端を前記上部ケーシング１の内端面に当接され、下端を前記下部ケーシング１６の上端部にインロー嵌合されており、各スペーサ１３の間には静翼４がその外周部を挟持固定されて、多段状に設けられている。
【０００３】
６はロータで、該ロータ６には動翼５が多段状に設けられ、各動翼５と静翼４とが交互に噛み合う如く設けられての翼段を構成している。
前記ロータ６の下部にはねじ溝ポンプ段８が設けられている。
１４は、ボルト１８により前記下部ケーシング１６の上面に固定されたシールリングで、前記ねじ溝ポンプ段８の外周と微小間隙を介して対向配置され、圧縮効果を上げている。
【０００４】
前記下部ケーシング１６の下方側部には排気口３が開口され、前記ねじ溝ポンプ段８を通ってきた流体が該排気口３から外部に送出されるようになっている。
１７は前記下部ケーシング１６に固定され、上方に突設された円筒状の支持筒で、該支持筒１７の内周には上部から順に、ラジアル玉軸受からなる上部保護軸受１９、ラジアル軸受である上部磁気軸受９、モータ１２のステータ部１２ａ、ラジアル軸受である下部磁気軸受１０、ラジアル玉軸受からなる下部保護軸受２０、並びに後述する回転軸７の下端のスラストディスク７ａを挟んで設けられたスラスト磁気軸受１１が配設されている。
【０００５】
７は前記ロータ６の上部中心に固定された回転軸で、該回転軸７は前記ロータ６への固定部から軸方向に垂下され、上部から順に、前記上部磁気軸受９及び下部磁気軸受１０に半径方向荷重をそれぞれ支承され、下端に設けられた円盤状の磁性板からなるスラストディスク７ａが前記スラスト磁気軸受１１に挟まれて、スラスト方向（軸心方向）の空中維持制御を行なっている。
【０００６】
前記ロータ６及び回転軸７は、前記上部磁気軸受９と下部磁気軸受１０との間に設けられた前記モータ１２のステータ１２ａに対向して回転子１２ｂが固着されている。
【０００７】
また、該回転軸７の前記上部磁気軸受９の上側は前記上部保護軸受１９が設けられて該回転軸７と上部保護軸受１９とのラジアル方向の間隔を所要の値に設定している。
さらに、該回転軸７の前記下部磁気軸受１０の下側は前記下部保護軸受２０が設けられて、該回転軸７と下部保護軸受２０とのラジアル方向及びスラスト方向の間隔を所要値に設定している。
【０００８】
次に上部磁気軸受９及び下部磁気軸受１０は、回転軸７の軸心（Ｚ軸）と直交する面内において、左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向に夫々一対づつ配設され、前記回転軸７が倒れを生じることなく中心軸線上に空中維持可能に構成されている（図５（Ｂ）参照）。
従って、該回転軸７は、該上部磁気軸受９及び下部磁気軸受１０により左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向を、前記スラスト磁気軸受１１により軸心（Ｚ軸）方向を、つまり５軸方向を空中支持、かつ制御されて回転することとなる。
【０００９】
上記のように構成されたターボ分子ポンプの運転時において、
前記各磁気軸受９、１０、１１に通電し回転軸７、動翼５を有するロータ６等のポンプ回転部を空中維持した状態で、モータ１２を駆動し、前記ポンプ回転部を例えば１０，０００〜１００，０００ｒ．ｐ．ｍで高速回転させる。該ポンプ回転部の高速回転により動翼５が静翼４の間を回転し、かつねじ溝ポンプ段８がシールリング１４の内周面と対面しながら回転することによって、真空排気されるガスが上方のガス吸気口２から動翼５と静翼４との間で第１段階の圧縮がなされた後、ねじ溝ポンプ段８の螺旋状溝通路で第２段階圧縮がなされ、ポンプ内ガス通路を経て排気口３の方向に流れることによって、ガス吸気口２側が高真空に保持される。
【００１０】
そして、前記上・下部磁気軸受９、１０及びスラスト磁気軸受１１の磁気制御に異常をきたし、前記回転軸７が片側に偏心した際には、前記上部保護軸受１９と下部保護軸受２０に該回転軸７の外周が当接（タッチダウン）することにより、該回転軸７及びロータ６の回転を補償する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
さて前記磁気軸受９，１０，１１の磁気制御に異常をきたす場合とは、例えば制御回路の故障、ケーブル断線、コネクタ接触不良等があり、そして前記上部保護軸受１９と下部保護軸受２０の内径、言換えれば保護軸受１９，２０と回転軸７とのクリアランスは、前記磁気軸受９，１０，１１により正常に空中維持され、そのバラツキの範囲では、回転軸７は保護軸受１９，２０に接触することなく、又前記磁気制御異常により、前記回転軸７が保護軸受１９，２０に接触した場合でも動翼５が静翼４に接触しないような設計ギャップが設定される。
【００１２】
しかしながら前記保護軸受は、上部保護軸受１９と下部保護軸受２０により回転軸７を上下に二点支持する構成を取るが、前記のように回転軸７の上端には動翼５が大きく張り出しており、このため回転軸７の重心が上端側にあるために、前記磁気軸受９，１０，１１の磁気的拘束力が解除された際に、前記クリアランス内を回転軸７がランダムに揺動し、保護軸受内周との衝突を繰り返しながら回転することとなる。
【００１３】
そして前記衝撃の繰り返しにより、回転軸７の加振が繰り返され、これに追従して静翼４内に櫛歯状に嵌合している動翼５が加振且つ共振し、そして前記動翼５の振れは静翼動翼間のクリアランス（圧縮空間）より大きくなり、この結果動翼５と静翼４が接触して、破損に至る恐れがある。
又保護軸受側においても、前記回転軸７の衝突により変形してガタが発生し（前記クリアランスの増大）、結果として動翼５と静翼４との設計ギャップが保証されなくなり、前記と同様に動翼５と静翼４が接触して、破損に至る恐れがある。
【００１４】
本発明は、かかる技術的課題に鑑み、動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常が生じた場合でも、動翼と静翼が接触して、破損に至る恐れを解消しながらターボ分子ポンプの回転を保証し得るターボ分子ポンプの保護動作方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１記載の発明は、一端に動翼を有する回転軸を磁気軸受の通電制御により空中維持した状態で、該回転軸を介して動翼を回転させ、静翼との間で気体の排気及び圧縮を行なうターボ分子ポンプの保護動作方法において、
前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常を検知し、該検知信号に基づいて前記回転軸をラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、保護軸受けの一側に位置する支持面で回転軸の回転を保証した状態でラジアル方向とスラスト方向で接触支持させるとともに、前記回転軸の支持面での支持がスラスト方向で一点、ラジアル方向で回転軸の上下で二点支持であることを特徴とする。
【００１６】
即ち、本発明は、前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常の場合に、前記回転軸が保護軸受との間のクリアランス内をランダムに揺動するのを阻止するために、前記異常検知信号に基づいて前記回転軸をラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、該一側に位置する支持部で回転軸を回転可能に支持させるものであるが、前記強制移動手段は請求項４に記載のように磁気的吸引力を用いてもよく、又バネ等の弾性力を利用してもよい。
又前記片側支持部は請求項４に記載のように保護軸受を用いてもよく、又磁気軸受を構成する電磁石の表面にフッ素樹脂加工をして該表面に支持するようにしてもよい。
【００１７】
又前記強制移動はラジアル方向のみでもよいが、スラスト方向にガタがあると、動翼と静翼が櫛歯状に配置されているために、両者が接近し、例えラジアル方向側で位置固定しても、両者が接触する恐れが出てくる。
このような場合は、請求項３に記載のように、前記回転軸の支持がスラスト方向で一点、ラジアル方向で回転軸の上下の二点支持で行ない、いわゆる三点支持で支持することにより前記欠点の解消が図れる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、前記請求項１記載の発明を効果的に実施するための装置に関する発明で、前記構成のターボ分子ポンプにおいて、
前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常を検知する手段と、
前記回転軸に対しラジアル方向及びスラスト方向夫々に磁気軸受と回転軸間のクリアランスより小なるクリアランスを以て配置されてなる保護軸受と、
該検知信号に基づいて前記磁気軸受への通電電圧を前記通電制御部とは別系統から供給する電圧切換え手段とを具え、
前記切換え手段による磁気軸受の磁気的吸引力により前記回転軸を保護軸受のラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、磁気軸受に接触させずに該保護軸受で回転軸の回転を保証した状態でラジアル方向とスラスト方向で接触支持させることを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、前記ターボ分子ポンプの保護動作方法において、
前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常を、振動量と時間との関係において第一の異常と第二の異常とに判別検知し、
第一の異常検知において、前記回転軸の空中維持状態での回転を継続しながら警報を鳴動若しくは表示させ、
第二の異常検知において、該第二の異常検知信号に基づいて前記回転軸をラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、保護軸受けの一側に位置する支持面で回転軸の回転を保証した状態でラジアル方向とスラスト方向で接触支持させることを特徴とするターボ分子ポンプの保護動作方法にある。
【００２０】
かかる発明によれば、前記異常信号があったとき直ちに磁気軸受による空中維持を取り止めて、例えばラジアル球軸受のような機械的軸受による接触支持による軸支を行なうと、回転数が大幅に低下し、特に半導体製造装置においてウエーハにシラン等の反応ガスを流しながら酸化膜やＣＶＤ膜を生成途中に急激な回転ダウンが生じると、そのバッチ工程のウエーハが不良になってしまう。
又、前記した請求項１記載の保護動作を取らずにそのまま放置することは、ポンプの破壊が他の半導体設備の破損につながるのみならず、シラン等の毒性ガスが外部に流れ、危険である。
更に軽異常信号が発せられた場合、必ずしも外部ノイズにより瞬間的な異常となる場合もあり、このような誤動作を排除する必要がある。一方、重異常の場合は直ちに保護動作に入らないと、動翼と静翼が接触して、破損に至る恐れがある。
【００２１】
そこで本発明は前記異常を、動翼と静翼が接触する恐れのない軽異常と、接触する恐れのある重異常とに分け、軽異常の場合は振動検知時間を時間との関係において第一の異常（軽異常）と第二の異常（重異常）とに判別検知し、
軽異常信号が発せられた場合、必ずしも外部ノイズにより瞬間的な異常となる場合もあり、このような誤動作を排除するために、例えば、２秒程度軽異常信号が続くか否かを判断して、続いた場合に警報を鳴動若しくは表示させて、操作者に注意を促し、その時点で圧力を低くするか若しくは予備ポンプに切換える等の対策を取らせる。
【００２２】
そして前記対策を取っても又対策を取る前に重異常の場合は直ちに保護動作に入らないと、動翼と静翼が接触して、破損に至る恐れがある。
そこで重異常の場合は直ちに異常と判断し、該第二の異常検知信号に基づいて前記回転軸をラジアル又は／及びスラスト方向の一側に強制移動させ、該一側に位置する支持部で回転軸の回転可能に接触支持させることにより、動翼と静翼が接触して、破損に至る恐れを解消しながらターボ分子ポンプの回転を保証し得る。
【００２３】
請求項５記載の発明は、前記請求項１記載の発明を効果的に実施するための装置に関する発明で、前記構成のターボ分子ポンプにおいて、
前記動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常を振動量と時間との関係において第一の異常と第二の異常とに判別検知する手段と、
警報を鳴動若しくは表示させる手段と、
前記回転軸に対しラジアル方向及びスラスト方向夫々に磁気軸受と回転軸間のクリアランスより小なるクリアランスを以て配置されてなる保護軸受と、
該検知信号に基づいて前記磁気軸受への通電電圧を前記通電制御部とは別系統から供給する電圧切換え手段とを具え、
第一の異常検知において、前記回転軸の空中維持状態での回転を継続しながら警報を鳴動若しくは表示させ、
第二の異常検知において、該第二の異常検知信号に基づいて前記切換え手段を動作させ、該切換え手段による磁気軸受の磁気的吸引力により、回転軸を保護軸受のラジアル方向とスラスト方向の夫々の一側に強制移動させて、磁気軸受に接触させずに該保護軸受で回転軸の回転を保証した状態でラジアル方向とスラスト方向で接触支持させることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプのポンプユニットＡと電源ユニットＢの要部ブロック構成を示し、振動検知に基づく警報表示と回転軸の保護動作を設定しているブロック図である。
図２は、本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプの要部構成を示す断面図で、異常検知前の状態を示す。
図３（Ａ）は異常検知後の回転軸の保護動作の要部拡大図で図２の対応図である、（Ｂ）は（Ａ）を上面からみた図、（Ｃ）は（Ａ）の丸部分の拡大図である。
図４は振動検知に基づく警報表示と回転軸の保護動作をの流れを示すブロック図である。
図５は本発明が適用されるターボ分子ポンプの全体断面図である。
【００２６】
先ず本実施形態の理解を容易化する為に、図２及び図３に従って回転軸７と支持筒１７の保護軸受１９，２０と磁気軸受９，１０，１１の構成について概略的に説明する。
１７は下部ケーシング１６に固定され、上方に突設された円筒状の支持筒で、該支持筒１７の内周に上部から順に、ラジアル玉軸受からなる上部保護軸受１９、位置センサ２４、ラジアル軸受である上部磁気軸受９の一側左右電磁石部９Ｒ１，９Ｌ１、モータ１２のステータ部１２ａ（図示省略）、ラジアル軸受である下部磁気軸受１０の一側左右電磁石部１０Ｒ１，１０Ｌ１、ラジアル玉軸受からなる下部保護軸受２０、並びに回転軸７の下端のスラストディスク７ａを挟んで設けられたスラスト磁気軸受１１の上下電磁石部１１Ｕ，１１Ｌが配設されている。
【００２７】
一方回転軸７は、上部から順に、上部磁気軸受９の他側左右電磁石部９Ｒ２，９Ｌ２、下部磁気軸受１０の他側左右電磁石部１０Ｒ２，１０Ｌ２及び下端に設けられた円盤状の磁性板からなるスラストディスク７ａを具え、該スラストディスク７ａを前記スラスト磁気軸受１１の上下電磁石部１１Ｕ，１１Ｌに挟まれて、スラスト方向（軸心方向）の空中維持制御を行なっている。
【００２８】
尚、図１及び図５に示すように、上部磁気軸受９及び下部磁気軸受１０は、回転軸７の軸心（Ｚ軸）と直交する面内において、左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向に夫々一対づつ配設され、前記回転軸７が倒れを生じることなく中心軸線上に空中維持可能に構成されている。
従って、該回転軸７は、該上部磁気軸受の一側電磁石部９及び下部磁気軸受の一側電磁石部１０により左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向を、前記スラスト磁気軸受の一側電磁石部１１により軸心（Ｚ軸）方向を、つまり５軸方向を空中支持、かつ制御されて回転することとなる。
【００２９】
元に戻り、回転軸７の前記上部磁気軸受９の一側電磁石部９Ｒ２、９Ｌ２の上側は前記上部保護軸受１９が設けられて該回転軸７と上部保護軸受１９との間隔を所要の値α１に設定している。
さらに、該回転軸７の前記下部磁気軸受１０の一側電磁石部１０の下側は前記下部保護軸受２０が設けられて、該回転軸７と下部保護軸受２０との間隔を所要値α１に設定している。
【００３０】
支持筒１７と回転軸７間に位置する電磁石部９Ｒ１と９Ｒ２，９Ｌ１と９Ｌ２、１０Ｒ１と１０Ｒ２，１０Ｌ１と１０Ｌ２とのクリアランスβ１を、保護軸受１９、２０との間隔α１より大（β１＞α１）に設定し、図３に示すように、前記回転軸７が保護軸受１９，２０に当接した際に、電磁石部９Ｒ１と９Ｒ２，１０Ｒ１と１０Ｒ２が離間（β１−α１）しているように設定する。
【００３１】
又、図３に示すように、回転軸７の細径部７ｂに位置する保護軸受２０上面と細径部７ｂの上段差面７ｃ間の距離α２を、前記回転軸７下端に設けられた円盤状の磁性板からなるスラストディスク７ａ下面と前記スラスト磁気軸受の下側電磁石部１１Ｌとのクリアランスβ２より小に（β２−α２）設定する。
【００３２】
かかる実施形態によれば、後記に詳細に説明するように、前記位置変位センサ等で検知される回転軸や動翼部の振幅が１２５μｍで、且つ０．５秒以上続いた場合は磁気軸受の、支持筒１７と回転軸７間に位置する電磁石部の、９Ｒ１と１０Ｒ１が、９Ｒ２と１０Ｒ２を吸引し合うように、又９Ｌ１と９Ｌ２、１０Ｌ１と１０Ｌ２の吸引が小さくなるように通電することにより、図３に示すように、回転軸は磁気的吸引力によりラジアル方向の図上右方向に強制移動し、前記電磁石部９Ｒ１と９Ｒ２、１０Ｒ１と１０Ｒ２のクリアランスβ１が、保護軸受１９、２０との間隔α１より大（β１＞α１）に設定されている為に、前記電磁石部９Ｒ１と９Ｒ２，１０Ｒ１と１０Ｒ２が離間（β１−α１）している状態で、前記回転軸７が保護軸受１９，２０に当接するために、回転軸７の回転は保護軸受１９，２０により円滑に保証される。
【００３３】
又、図３に示すように、前記スラスト磁気軸受７ａの下側電磁石部１１Ｌのみを通電し、上側電磁石部１１Ｕの通電を解除することにより、磁気的吸引力により回転軸７は下側に強制移動し、これによりスラストディスク７ａ下面と前記スラスト磁気軸受の下側電磁石部１１Ｌとのクリアランス（β２−α２）を維持しつつ、回転軸７の細径部７ｂに位置する保護軸受２０上面と細径部７ｂの上段差面７ｃが係合し、回転軸７の回転は保護軸受２０により円滑に保証されながら位置固定される。
この結果、前記回転軸７の支持がスラスト方向で一点、ラジアル方向で回転軸の上下の二点支持で行ない、いわゆる三点支持で回転軸７の回転を保証しながら位置固定されることとなる。
【００３４】
かかる点を回路構成としてブロック化したのが図１で、又その動作を説明したのが図４のフローチャート図である。
先ずポンプ本体Ａ側より前記した位置変位センサ若しくは独立した振動センサ３０より検知した振幅量を比較器３１Ａ、３１Ｂに投入する。
【００３５】
比較器３１Ａでは基準振幅量５０μｍに対応する基準電圧発生器３２Ａよりの信号と比較し、前記検知振幅量が５０μｍ以上の場合に比較出力を判定手段３３Ａに送付する。（Ｓ１）
【００３６】
一方比較器３１Ｂでは基準振幅量１２５μｍに対応する基準電圧発生器３２Ｂよりの信号と比較し、前記検知振幅量が１２５μｍ以上の場合に比較出力を判定手段３３Ｂに送付する。（Ｓ２）
前記比較器３１Ｂの基準振幅量を１２５μｍに設定したのは、回転軸７と保護軸受１９、２０との間隔α１に対応させたもの（α１：１２５μｍ）である。
【００３７】
判定手段３３Ａでは、前記比較器３１Ａよりの比較出力、言換えれば前記検知振幅量５０μｍ以上が２秒以上続いた場合は（Ｓ４）、磁気軸受の通電制御回路等の故障であると判断して警報を鳴動させるか、表示３５を行なう（Ｓ５）。尚３４Ａはタイマである。
【００３８】
又判定手段３３Ｂでは、前記比較器３１Ｂよりの比較出力、言換えれば前記検知振幅量１２５μｍ以上の場合は、より具体的には０．５秒でも続いた場合は（Ｓ６）、動翼５の破損につながると判断して、前記磁気軸受９，１０，１１の駆動電源３６の通電制御を行なう駆動制御回路３７内で、通常の回転軸７の空中維持を行なうインバータ制御から整流回路に切換え（Ｓ７）、ラジアル方向側の磁気軸受についてはＹ軸方向側の電磁石９ＹＵ１〜９ＹＬ２の通電をカットし、Χ軸方向側の電磁石部の、９ΧＲ１と、９ΧＲ２が吸引し合うように、又９Ｌ１と９Ｌ２の吸引が小さくなるように通電すること（下部磁気軸受も同様）により、回転軸は磁気的吸引力によりラジアル方向の図上右方向に強制移動し、前記電磁石部９Ｒ１と９Ｒ２が離間（β１−α１）している状態で、前記回転軸７が保護軸受１９，２０に当接するために、回転軸７の回転は保護軸受１９，２０により円滑に保証される。尚、３４Ｂはタイマである。
【００３９】
又、前記スラスト磁気軸受１１においても下側電磁石部１１Ｌのみを通電し、上側電磁石部１１Ｕの通電を解除することにより、磁気的吸引力により回転軸７は下側に強制移動し、これにより前記クリアランス（β２−α２）を維持しつつ、回転軸７の細径部７ｂに位置する保護軸受２０上面と細径部７ｂの上段差面７ｃが係合し、回転軸７の回転は保護軸受２０により円滑に保証されながら位置固定される。
【００４０】
この結果、前記回転軸の支持がスラスト方向で一点、ラジアル方向で回転軸の上下の二点支持で行ない、いわゆる三点支持で回転軸７の回転を保証しながら位置固定されることとなる。
【００４１】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１及び３記載の発明によれば、前記ロータの異常振動検知信号に基づいて前記回転軸をラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、該一側に位置する支持部で回転軸を回転可能に支持させる為に、動翼及び回転軸を含むロータの異常振動若しくは磁気軸受の通電制御部の異常が生じた場合でも、動翼と静翼が接触して、破損に至る恐れを解消しながらターボ分子ポンプの回転を保証し得る。
【００４２】
又前記強制移動はラジアル方向のみでもよいが、スラスト方向にガタがあると、動翼と静翼が櫛歯状に配置されているために、両者が接近し、例えラジアル方向側で位置固定しても、両者が接触する恐れが出てくる。
このような場合は、請求項３に記載のように、前記回転軸の支持がスラスト方向で一点、ラジアル方向で回転軸の上下の二点支持で行ない、いわゆる三点支持で支持することにより前記欠点の解消が図れる。
【００４３】
請求項２及び５記載の発明によれば、本発明は前記異常を、動翼と静翼が接触する恐れのない軽異常と、接触する恐れのある重異常とに分け、軽異常の場合は振動検知時間を時間との関係において第一の異常（軽異常）と第二の異常（重異常）とに判別検知し、軽異常信号が発せられた場合、必ずしも外部ノイズにより瞬間的な異常となる場合もあり、このような誤動作を排除するために、２秒程度軽異常信号が続くか否かを判断して、続いた場合に警報を鳴動若しくは表示させて、操作者に注意を促し、又重異常の場合は直ちに異常と判断し、該第二の異常検知信号に基づいて前記回転軸をラジアル方向及びスラスト方向の一側に強制移動させ、該一側に位置する支持部で回転軸の回転可能に接触支持させることにより、動翼と静翼が接触して、破損に至る恐れを解消しながらターボ分子ポンプの回転を保証し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプのポンプユニットＡと電源ユニットＢの要部ブロック構成を示し、振動検知に基づく警報表示と回転軸の保護動作を設定しているブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプの要部構成を示す断面図で、異常検知前の状態を示す。
【図３】（Ａ）は異常検知後の回転軸の保護動作の要部拡大図で図２の対応図であり、（Ｂ）は（Ａ）を上面からみた図、（Ｃ）は（Ａ）の丸部分の拡大図である。
【図４】振動検知に基づく警報表示と回転軸の保護動作をの流れを示すブロック図である。
【図５】本発明が適用されるターボ分子ポンプの全体断面図である。
【符号の説明】
Ａ      ポンプ本体
Ｂ      電源ユニット
５      動翼
７      回転軸
７ｂ    回転軸の細径部
７ｃ    細径部の上段差面
９      上部磁気軸受
１０    下部磁気軸受
１１    スラスト磁気軸受（電磁石）
１９，２０    保護軸受
３０    振動センサ
３１Ａ、３１Ｂ    比較器
３２Ａ、３２Ｂ    基準電圧発生器
３３Ａ、３３Ｂ  判定手段
３６    駆動電源
３７    駆動制御回路
【図１】
0003546144.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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