(57)【要約】      （修正有）【課題】ロータが非接触で浮上支持されている間にロータの回転に伴いタッチダウンベアリングが連れ回ることを防止する保護ベアリング、軸受装置及び真空ポンプを提供する。【解決手段】固定部材２１１の内側４カ所にはスリットが径方向に切欠かれている。スリットで区画された４つの領域のそれぞれの上面には同極の永久磁石２１７が２個ずつ固着されている。固定部材２１１の内縁は、下方に向けて周状に凸部２１１ａが形成されている。外輪２０１と内輪２０３間には吸引力を生ずる。固定部材２１１の内側端に突設された凸部２１１ａと内輪２０３の間にも吸引力を生ずる。このことにより、回転体が回転した時にタッチダウンベアリング２００の内輪２０３に回転トルクがかかっても静止トルクが大きいので連れ回りは発生しない。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の停止時又は軸受の異常時に該回転体を保護する保護ベアリングであって、
該保護ベアリングの少なくとも１カ所が磁化手段により磁化されていることを特徴とする保護ベアリング。
【請求項２】
前記保護ベアリングを固定する固定部材が配設されていることを特徴とする請求項１記載の保護ベアリング。
【請求項３】
前記固定部材には、前記保護ベアリングの内輪と外輪の間に位置する第１の凸部が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の保護ベアリング。
【請求項４】
前記保護ベアリングは、前記固定部材を介し、又は、前記保護ベアリングに対し接触することで前記保護ベアリングを磁化させる永久磁石が配設されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の保護ベアリング。
【請求項５】
前記第１の凸部に対して前記保護ベアリングの転動体を挟んで反対側に配置された第２の凸部を備え、
前記第１の凸部と前記第２の凸部とが前記永久磁石により磁化されたことを特徴とする請求項４に記載の保護ベアリング。
【請求項６】
前記永久磁石が前記固定部材回りに複数個配設され、
該固定部材には前記永久磁石の間を仕切る所定形状のスリットを備え、
該スリットで仕切られた領域内に前記永久磁石が少なくとも一つ配設されていることを特徴とする請求項４記載の保護ベアリング。
【請求項７】
前記回転体を駆動するモータが配設され、
前記スリットの個数が該モータの磁極数に一致することを特徴とする請求項６記載の保護ベアリング。
【請求項８】
前記永久磁石は、前記固定部材の表面に固着され、又は、前記固定部材若しくはステータに埋設されたことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の保護ベアリング。
【請求項９】
前記永久磁石は、前記保護ベアリングの外輪に接触して配置されたことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の保護ベアリング。
【請求項１０】
前記保護ベアリングは、外輪が着磁されていることを特徴とする請求項３記載の保護ベアリング。
【請求項１１】
前記固定部材は、着磁されていることを特徴とする請求項３記載の保護ベアリング。
【請求項１２】
前記保護ベアリングは、内輪の外周と外輪の内周の少なくとも一方に第３の凸部を有することを特徴とする請求項１記載の保護ベアリング。
【請求項１３】
前記保護ベアリングの転動体は、非磁性材でつくられていることを特徴とする請求項１又は請求項１２に記載の保護ベアリング。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の保護ベアリングを備え、
前記回転体は空中に浮上支持されつつモータにより回転駆動され、
前記保護ベアリングは前記回転体を非浮上状態で保護し、
前記保護ベアリングは、内輪の外周と外輪の内周の少なくとも一方に第３の凸部を有し、
該第３の凸部が前記磁化手段により磁化されたことを特徴とする軸受装置。
【請求項１５】
前記磁化手段は、前記モータに配設された永久磁石であることを特徴とする請求項１４記載の軸受装置。
【請求項１６】
前記磁化手段は、前記保護ベアリングの外周に配設された着磁機であることを特徴とする請求項１４記載の軸受装置。
【請求項１７】
前記磁化手段は、前記保護ベアリングの上部又は下部に径方向に磁極を有するように配設された永久磁石であることを特徴とする請求項１４記載の軸受装置。
【請求項１８】
前記保護ベアリングの上部又は下部を固定する固定部材を備え、
該固定部材には、前記第３の凸部と対向する第４の凸部が配設され、
前記第３の凸部と前記第４の凸部が前記磁化手段により磁化されたことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の軸受装置。
【請求項１９】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の保護ベアリングと、
浮上支持されつつモータにより回転駆動される前記回転体とを備えた軸受装置であって、
前記回転体の前記保護ベアリングと対向する面には少なくとも１本の切欠き溝が形成されたことを特徴とする軸受装置。
【請求項２０】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の保護ベアリングを備えたことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２１】
請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の軸受装置を備えたことを特徴とする真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は保護ベアリング、軸受装置及び真空ポンプに係わり、特にロータが非接触で浮上支持されている間にロータの回転に伴いタッチダウンベアリングが連れ回ることを防止する保護ベアリング、軸受装置及び真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエレクトロニクスの発展に伴い、メモリや集積回路といった半導体の需要が急激に増大している。これらの半導体は、極めて純度の高い半導体基板に不純物をドープして電気的性質を与えたり、半導体基板上に微細な回路パターンを形成し、これを積層するなどして製造される。そして、これらの作業は空気中の塵等による影響を避けるため高真空状態のチャンバ内で行われる必要がある。このチャンバの排気には、一般にポンプ装置として真空ポンプが用いられているが、特に残留ガスが少なく、保守が容易である等の点から真空ポンプの中の１つであるターボ分子ポンプが多用されている。
【０００３】
また、半導体の製造工程では、さまざまなプロセスガスを半導体の基板に作用させる工程が数多くあり、ターボ分子ポンプはチャンバ内を真空にするのみならず、これらのプロセスガスをチャンバ内から排気するのにも使用される。さらに、ターボ分子ポンプは、電子顕微鏡等の設備において、粉塵等の存在による電子ビームの屈折等を防止するため、電子顕微鏡等のチャンバ内の環境を高度の真空状態とするのにも用いられている。
【０００４】
このターボ分子ポンプでは、磁気軸受装置により回転体を空中に磁気浮上支持させつつ高周波モータで回転体の中心に配設されたロータ軸を回転させている。
そして、回転体の回転異常時や停電時等のように回転体が何らかの要因で磁気浮上ができなくなったきに、回転体が安全に非浮上状態に移行し停止できるようタッチダウンベアリングが設けられている。
【０００５】
タッチダウンベアリングは図２８に示すように環状の玉軸受で構成されている。図２８において、タッチダウンベアリング１０の外輪１１は図示しないステータコラムの端部に固定されている。
モータが例えばＤＣブラシレスモータのような場合、ロータ軸１１３の周囲には回転子としての永久磁石が表面に貼り付けられ、又は埋め込まれている。
【０００６】
ここに、ターボ分子ポンプを組み立てる場合、タッチダウンベアリング１０が配設されている筒状のステータコラムに、ロータ軸１１３を挿通させる。
そのため、ロータ軸１１３に配設されているモータの永久磁石が、タッチダウンベアリング１０の内側を通過することになる。このとき、タッチダウンベアリング１０の内輪１３、外輪１１の材料が磁性体の場合には磁化される。また、この内輪１３と外輪１１の間に介在する玉１５が磁性体の場合にはこの玉１５も同様に磁化される。
【０００７】
タッチダウンベアリング１０が磁化された場合、図２８に示すように内輪１３の磁気によって、ロータ軸１１３との間に実線で示すような閉磁路が形成される。一方、内輪１３と外輪１１の間には点線で示すような閉磁路が形成される。玉１５は最近の傾向で、耐熱や対摩擦等を考慮して耐久性の強い非磁性体であるセラミック材が使用されることが多い。
【０００８】
しかしながら、このように玉１５にセラミック材が使用された場合には点線で示す閉磁路の磁束密度は特に弱いものである。
この実線で示す磁気がクロスするためロータ軸１１３が回転されるとロータ軸１１３の内部に誘導電流が発生する。そして、この誘導電流とロータ軸１１３を通る磁界とにより引き合う力が生ずる。
このようなロータ軸１１３との相互作用により、ロータ軸１１３が非接触で支持されている間であっても、タッチダウンベアリング１０の内輪１３がロータ軸１１３の回転に伴って、回転してしまうという、いわゆる連れ回りの現象を生じてしまう。
【０００９】
かかるタッチダウンベアリング１０の内輪１３の連れ回りが生じると、摩擦等によりベアリングの寿命が低下するおそれがあった。また、内輪１３の連れ回りが生じると、内輪１３の回転による騒音や振動が問題となるおそれがあった。
そこで従来、連れ回りを防止する方法として、タッチダウンベアリング１０の静止トルクが内輪１３の連れ回り力よりも大きくなるように、タッチダウンベアリング１０に真空グリスを塗り回転抵抗を増加させたり、玉１５が非磁性体であるセラミック材の場合に内輪１３と外輪１１の閉磁路の磁束を通りやすくしてロータ軸１１３と内輪１３間に生ずる回転トルクを低下させることが考案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−３８９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１の場合には、セラミック材の玉を介して内輪と外輪の間隔が全周にわたり均等距離に置かれた状態で磁化されるため、磁化の程度には限界があり、内輪と外輪間の磁力を余り大きく出来ない。このため、内輪の連れ回りを防止するための静止トルクが十分大きくできないおそれがあった。
【００１２】
従って、ポンプの組立工程でロータ軸をタッチダウンベアリングに通す際にモータの永久磁石によりタッチダウンベアリングの内輪が強く着磁されたような場合には、連れ回りの発生する場合があった。
また、磁性体の玉を有するタッチダウンベアリングが磁化された場合であっても、内輪と外輪の間は対向する周面同士の間で玉の直径分の距離を隔てて磁化されており、単位面積当りの磁束密度は集中性を欠き低くなっている。このため、内輪と外輪間に発生する磁力は比較的弱く、タッチダウンベアリングの内輪の回転が滑らかな状況の場合、連れ回りが発生する場合があった。
【００１３】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、ロータが非接触で浮上支持されている間にロータの回転に伴いタッチダウンベアリングが連れ回ることを防止する保護ベアリング、軸受装置及び真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このため本発明（請求項１）は、回転体の停止時又は軸受の異常時に該回転体を保護する保護ベアリングであって、該保護ベアリングの少なくとも１カ所が磁化手段により磁化されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明（請求項２）は、前記保護ベアリングを固定する固定部材が配設されていることを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明（請求項３）の保護ベアリングは、前記固定部材には、前記保護ベアリングの内輪と外輪の間に位置する第１の凸部が形成されたことを特徴とする。
【００１７】
固定部材の第１の凸部が磁化されることで、この第１の凸部とベアリングの内輪との間に吸引力を生ずることができる。
【００１８】
更に、本発明（請求項４）の保護ベアリングは、前記固定部材を介し、又は、前記保護ベアリングに対し接触することで前記保護ベアリングを磁化させる永久磁石が配設されていることを特徴とする。
【００１９】
永久磁石は固定部材を介してベアリングを磁化させる。あるいは、永久磁石はベアリングに対して接触することでベアリングを磁化させる。このとき、固定部材及びタッチダウンベアリングの外輪は共に同極に磁化される。一方、玉を介して内輪は異極に磁化される。このため、外輪と内輪には吸引力を生ずる。
以上により、回転体の回転に連れて回転体とベアリング間に回転トルクが生じても強い静止トルクによりこれを十分に阻止する。
即ち、ベアリングの内輪に回転トルクがかかっても静止トルクが大きいので連れ回りは発生しない。
また、回転体や軸受に故障等が生じ、回転体が非浮上状態になり回転体が本来の保護用ベアリングとして動作する時は、ベアリングに静止トルク以上のトルクがかかるので問題なく回転する。
更に、静止トルクを振り切って回転を始めると、特に大きなブレーキトルクは発生しないので、ベアリングが焼き付くことはない。
なお、回転体はインナー型、アウター型のいずれでもよく、軸受は磁気軸受、動圧軸受のいずれでもよい。
【００２０】
更に、本発明（請求項５）の保護ベアリングは、前記第１の凸部に対して前記保護ベアリングの転動体を挟んで反対側に配置された第２の凸部を備え、前記第１の凸部と前記第２の凸部とが前記永久磁石により磁化されたことを特徴とする。
【００２１】
第１の凸部とベアリングの内輪間に吸引力が作用し、かつ、第２の凸部とベアリングの内輪間にも吸引力が作用するため、十分な静止トルクを得ることができる。従って、玉を非磁性体にすることもできる。
【００２２】
更に、本発明（請求項６）の保護ベアリングは、前記永久磁石が前記固定部材回りに複数個配設され、該固定部材には前記永久磁石の間を仕切る所定形状のスリットを備え、該スリットで仕切られた領域内に前記永久磁石が少なくとも一つ配設されていることを特徴とする。
【００２３】
スリットを形成することで磁気抵抗を増加させ、このスリットを通して隣接する領域間で磁束が通り難くできる。従って、隣接する磁石の磁極同士の間で磁束を漏れ難くできる。このことにより、外輪と内輪間に十分な吸引力を生ずることができる。
【００２４】
更に、本発明（請求項７）の保護ベアリングは、前記回転体を駆動するモータが配設され、前記スリットの個数が該モータの磁極数に一致することを特徴とする。
【００２５】
スリットの個数をモータの磁極数に一致させることで、外輪の磁極数と内輪の磁極数とを一致させることができる。このため、外輪と内輪間に働く吸引力を均等にでき十分な大きさの静止トルクを得ることができる。
【００２６】
更に、本発明（請求項８）の保護ベアリングの前記永久磁石は、前記固定部材の表面に固着され、又は、前記固定部材若しくはステータに埋設されたことを特徴とする。
【００２７】
このことにより、永久磁石の固定部材や外輪に対する磁化を確実にすることができる。
【００２８】
更に、本発明（請求項９）の保護ベアリングの前記永久磁石は、前記保護ベアリングの外輪に接触して配置されたことを特徴とする。
【００２９】
このことにより、永久磁石はベアリングの外輪を確実に磁化させることができる。
【００３０】
更に、本発明（請求項１０）の保護ベアリングは、外輪が着磁されていることを特徴とする。
【００３１】
外輪が着磁されていることで永久磁石等の部品が不要にできる。
【００３２】
更に、本発明（請求項１１）の保護ベアリングは、前記固定部材は、着磁されていることを特徴とする。
【００３３】
固定部材が着磁されていることで永久磁石等の部品が不要にできる。
【００３４】
更に、本発明（請求項１２）の保護ベアリングは、内輪の外周と外輪の内周の少なくとも一方に第３の凸部を有することを特徴とする。
【００３５】
第３の凸部が集中して磁化されることで、内輪と外輪の間に強い位置決め力としての吸引力が生ずる。このため、回転体の回転に連れて回転体とベアリング間に吸引力が生じても強い静止トルクによりこれを十分に阻止する。
即ち、ベアリングの内輪に回転トルクがかかっても静止トルクが大きいので連れ回りは発生しない。
また、回転体や軸受に故障等が生じ、回転体が非浮上状態になり回転体が本来の保護用ベアリングとして動作する時は、ベアリングに静止トルク以上のトルクがかかるので問題なく回転する。
更に、静止トルクを振り切って回転を始めると、特に大きなブレーキトルクは発生しないので、ベアリングが焼き付くことはない。
なお、回転体はインナー型、アウター型のいずれでもよく、軸受は磁気軸受、動圧軸受のいずれでもよい。
【００３６】
更に、本発明（請求項１３）の保護ベアリングの転動体は、非磁性材でつくられていることを特徴とする。
【００３７】
更に、本発明（請求項１４）の軸受装置は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の保護ベアリングを備え、前記回転体は空中に浮上支持されつつモータにより回転駆動され、前記保護ベアリングは前記回転体を非浮上状態で保護し、
前記保護ベアリングは、内輪の外周と外輪の内周の少なくとも一方に第３の凸部を有し、該第３の凸部が前記磁化手段により磁化されたことを特徴とする。
【００３８】
更に、本発明（請求項１５）の軸受装置は、前記磁化手段は、前記モータに配設された永久磁石であることを特徴とする。
【００３９】
モータに配設された永久磁石により磁化させられれば、特別な磁化のための装置が不要であり、作業は容易である。
【００４０】
更に、本発明（請求項１６）の軸受装置は、前記磁化手段は、前記保護ベアリングの外周に配設された着磁機であることを特徴とする。
【００４１】
着磁機により磁化させた場合には確実な磁化が可能となる。また、強磁界による着磁とすることもできる。
【００４２】
更に、本発明（請求項１７）の軸受装置は、前記磁化手段は、前記保護ベアリングの上部又は下部に径方向に磁極を有するように配設された永久磁石であることを特徴とする。
【００４３】
ベアリングの上部又は下部に配設した永久磁石により磁化させた場合には常に安定した磁化が可能となる。
【００４４】
更に、本発明（請求項１８）の軸受装置は、前記保護ベアリングの上部又は下部を固定する固定部材を備え、該固定部材には、前記第３の凸部と対向する第４の凸部が配設され、前記第３の凸部と前記第４の凸部が前記磁化手段により磁化されたことを特徴とする。
【００４５】
第３の凸部と第４の凸部が磁化されることで請求項１２等の場合と同様の効果を得ることが出来る。
【００４６】
更に、本発明（請求項１９）の軸受装置は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の保護ベアリングと、浮上支持されつつモータにより回転駆動される前記回転体とを備えた軸受装置であって、前記回転体の前記保護ベアリングと対向する面には少なくとも１本の切欠き溝が形成されたことを特徴とする。
【００４７】
切欠き溝が設けられたことにより、回転体の表面に発生する渦電流路が制限されて渦電流が低減する。このため、回転体とベアリングの内輪との間の電磁誘導作用が弱くなり、連れ回りの原因となる回転トルクを小さくできる。
請求項１〜１３の各構成例と組み合わせることで連れ回りの防止をより一層効果的にできる。また、組み合わせて構成した場合には、連れ回りを防止するために必要な永久磁石、又は着磁部品であるベアリングの外輪や固定部材の磁力の大きさを小さくすることができる。
【００４８】
更に、本発明（請求項２０）の真空ポンプは、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の保護ベアリングを備えたことを特徴とする。
【００４９】
更に、本発明（請求項２１）の真空ポンプは、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の軸受装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５０】
以上説明したように本発明によれば、固定部材を介してベアリングを磁化させ、又は、ベアリングに対して接触することでベアリングを磁化させる永久磁石を備えて構成したので、固定部材及びタッチダウンベアリングの外輪は共に同極に磁化される。一方、玉を介して内輪は異極に磁化される。このため、外輪と内輪には吸引力を生ずる。
以上により、回転体の回転に連れて回転体とベアリング間に吸引力が生じても強い静止トルクによりこれを十分に阻止する。
即ち、ベアリングの内輪に回転トルクがかかっても静止トルクが大きいので連れ回りは発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態であるターボ分子ポンプの縦断面図
【図２】タッチダウンベアリングの周辺の縦断面図
【図３】タッチダウンベアリングの平面図
【図４】着磁機で着磁させる方法を示す図
【図５】永久磁石を径方向に配置して着磁させる方法（縦断面図）
【図６】タッチダウンベアリングを上方から見たときの透過された配置図
【図７】タッチダウンベアリングの内輪と固定部材の向かい合う面に凸部を設けた例
【図８】第２実施形態であるタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図
【図９】固定部材の平面図
【図１０】固定部材上に４極の永久磁石を固着した場合の各部材における着磁の様子を示す図
【図１１】固定部材上に２極の永久磁石を固着した場合の各部材における着磁の様子を示す図
【図１２】永久磁石の装着方法の別例（その１）
【図１３】永久磁石の装着方法の別例（その２）
【図１４】永久磁石の装着方法の別例（その３）
【図１５】永久磁石の装着方法の別例（その４）
【図１６】第３実施形態であるタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図（その１）
【図１７】第３実施形態であるタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図（その２）
【図１８】内輪の中心軸回りの回転角度に対する着磁された磁束密度の関係を示す図
【図１９】外輪の中心軸回りの回転角度に対する着磁された磁束密度の関係を示す図
【図２０】モータが２極の場合における内輪と外輪の着磁の様子を示す図
【図２１】モータが４極の場合における内輪と外輪の着磁の様子を示す図
【図２２】タッチダウンベアリングの着磁方法（電磁石で構成した着磁機を用いる）
【図２３】タッチダウンベアリングの着磁方法（永久磁石で構成した着磁機を用いる）
【図２４】固定部材の着磁方法（電磁石で構成した着磁機を用いる）
【図２５】固定部材の着磁方法（永久磁石で構成した着磁機を用いる）
【図２６】第４実施形態であるタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図
【図２７】アウターロータ型の回転体に適用した例
【図２８】従来のタッチダウンベアリング
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態であるターボ分子ポンプの縦断面図を図１に示す。
図１において、ターボ分子ポンプ１００には、円筒状の外筒１２７の上端に吸気口１０１が形成されている。そして、外筒１２７の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードによる複数の回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、…を周部に放射状かつ多段に形成した回転体１０３が備えられている。この回転体１０３の中心にはロータ軸１１３が設けられており、このロータ軸１１３は、例えば５軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。
【００５３】
上側径方向電磁石１０４は、４個の電磁石が、ロータ軸１１３の径方向の座標軸であって互いに直交するＸ軸とＹ軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石１０４に近接かつ対応されて４個の電磁石からなる上側径方向センサ１０７が備えられている。この上側径方向センサ１０７は回転体１０３の径方向変位を検出し、図示せぬ制御装置に送るように構成されている。
【００５４】
制御装置においては、上側径方向センサ１０７が検出した変位信号に基づき、ＰＩＤ調節機能を有する補償回路を介して上側径方向電磁石１０４の励磁を制御し、ロータ軸１１３の上側の径方向位置を調整する。
ロータ軸１１３は、高透磁率材（鉄など）などにより形成され、上側径方向電磁石１０４の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ独立して行われる。
【００５５】
また、下側径方向電磁石１０５及び下側径方向センサ１０８が、上側径方向電磁石１０４及び上側径方向センサ１０７と同様に配置され、ロータ軸１１３の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。
【００５６】
更に、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが、ロータ軸１１３の下部に備えた円板状の金属ディスク１１１を上下に挟んで配置されている。金属ディスク１１１は、鉄などの高透磁率材で構成されている。ロータ軸１１３の軸方向変位を検出するために軸方向センサ１０９が備えられ、その軸方向変位信号が制御装置に送られるように構成されている。
【００５７】
そして、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂは、この軸方向変位信号に基づき制御装置のＰＩＤ調節機能を有する補償回路を介して励磁制御されるようになっている。軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂは、磁力により金属ディスク１１１をそれぞれ上方と下方とに吸引する。
【００５８】
このように、制御装置は、この軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが金属ディスク１１１に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸１１３を軸方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている。
また、上側径方向センサ１０７と回転体１０３の間のステータコラム１２２の上端部には、後に詳述するタッチダウンベアリング２０が配設されている。一方、下側径方向センサ１０８の下方には、タッチダウンベアリング３０が配設されている。
【００５９】
タッチダウンベアリング２０及びタッチダウンベアリング３０とも玉軸受で構成されている。タッチダウンベアリング２０及びタッチダウンベアリング３０は回転体１０３の回転異常時又は停電時等のように回転体１０３が何らかの要因で磁気浮上ができなくなったきに、回転体１０３が安全に非浮上状態に移行できるよう設けられている。
【００６０】
モータ１２１は高周波モータであり、ロータ軸１１３との間に作用する電磁力を介してロータ軸１１３を回転駆動するように、制御装置によって制御されている。そして、モータ１２１がＤＣブラシレスモータのような場合、ロータ軸１１３の周囲には回転子としての永久磁石が表面に貼り付けられ、又は埋め込まれている。
【００６１】
回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・とわずかの空隙を隔てて複数枚の固定翼１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・が配設されている。回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。
【００６２】
また、固定翼１２３も、同様にロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒１２７の内方に向けて回転翼１０２の段と互い違いに配設されている。
そして、固定翼１２３の一端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ・・・の間に嵌挿された状態で支持されている。
【００６３】
固定翼スペーサ１２５はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。
【００６４】
固定翼スペーサ１２５の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒１２７が固定されている。外筒１２７の底部にはベース部１２９が配設され、固定翼スペーサ１２５の下部とベース部１２９の間にはネジ付きスペーサ１３１が配設されている。そして、ベース部１２９中のネジ付きスペーサ１３１の下部には排気口１３３が形成され、外部に連通されている。
【００６５】
ネジ付きスペーサ１３１は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝１３１ａが複数条刻設されている。
ネジ溝１３１ａの螺旋の方向は、回転体１０３の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口１３３の方へ移送される方向である。
【００６６】
回転体１０３の回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・に続く最下部には回転翼１０２ｄが垂下されている。この回転翼１０２ｄの外周面は、円筒状で、かつネジ付きスペーサ１３１の内周面に向かって張り出されており、このネジ付きスペーサ１３１の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。
ベース部１２９は、ターボ分子ポンプ１００の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。
【００６７】
また、吸気口１０１から吸引されたガスがモータ１２１、下側径方向電磁石１０５、下側径方向センサ１０８、上側径方向電磁石１０４、上側径方向センサ１０７などで構成される電装部側に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム１２２で覆われ、この電装部内はパージガスにて所定圧に保たれている。
【００６８】
かかる構成において、回転翼１０２がモータ１２１により駆動されてロータ軸１１３と共に回転すると、回転翼１０２と固定翼１２３の作用により、吸気口１０１を通じてチャンバからの排気ガスが吸気される。
吸気口１０１から吸気された排気ガスは、回転翼１０２と固定翼１２３の間を通り、ベース部１２９へ移送される。
【００６９】
ネジ付きスペーサ１３１に移送されてきた排気ガスは、ネジ溝１３１ａに案内されつつ排気口１３３へと送られる。
ここに、タッチダウンベアリング２０の構成図を図２及び図３に示す。図２はタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図であり、図３はタッチダウンベアリングの平面図である。
【００７０】
図２及び図３により、上側のタッチダウンベアリング２０について説明するが、下側のタッチダウンベアリング３０についても同様に構成可能である。また、本実施形態であるタッチダウンベアリング２０は動圧軸受にも適用可能である（以下、同旨）。
図２及び図３において、タッチダウンベアリング２０はステータコラム１２２の上端部にリング状の固定部材４１により取り付けられている。固定部材４１はステータコラム１２２に対してボルト４３で止められている。
タッチダウンベアリング２０は、内側径方向に向けて複数箇所が突設された凸部２１ａ（第３の凸部に相当する）を有する外輪２１を備えている。そして、この凸部２１ａ同士の間には周状に複数の凹部２１ｂが形成されている。
【００７１】
また、この外輪２１の凸部２１ａと対向した箇所に外側径方向に向けて突設された凸部２３ａ（第３の凸部に相当する）を有する内輪２３を備えている。そして、この凸部２３ａ同士の間には周状に複数の凹部２３ｂが形成されている。
図３では、この凹部２１ｂと凹部２３ｂで仕切られた隙間より玉２５の一部が見えている。
【００７２】
タッチダウンベアリング２０の寸法の一例を挙げると、外輪２１の外径が６０ｍｍ、内輪２３の内径が４０ｍｍのときに、凸部２１ａ、凸部２３ａの周方向の長さは約５ｍｍで、凸部２１ａ、凸部２３ａ間の対向した隙間は０．５ｍｍ程度である。玉２５の直径は６ｍｍ程度に対して、凹部２１ｂと凹部２３ｂが対向したときの凹部の合わせた径方向長は約３ｍｍ程度である。
【００７３】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
ターボ分子ポンプを組み立てるとき、ロータ軸１１３に配設されているモータ１２１の永久磁石が、タッチダウンベアリング２０の内側を通過することになる。このとき、内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａとがわずかの隙間を隔てて対向しているため特に強く磁化される。この場合、玉２５の材質は磁性体であっても非磁性体であっても構わない。いずれの場合であっても同様に強く磁化される。モータ１２１は永久磁石型モータであれば磁極は２極、４極等で構成可能である。また、モータ１２１は永久磁石がロータ軸１１３の表面に取り付けられたＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型であってもよいし、埋め込み構造のＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型であってもよい。
【００７４】
内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａとが集中して磁化されることで、これらの凸部同士の間に強い位置決め力としての吸引力が生ずる。このため、ロータ軸１１３の回転に連れてロータ軸１１３と内輪２３間に回転トルクが生じても強い静止トルクによりこれを十分に阻止する。
即ち、凸部２３ａと凸部２１ａに磁束が集中するように着磁されているので、回転体１０３が回転した時にタッチダウンベアリング２０の内輪２３に回転トルクがかかっても静止トルクが大きいので連れ回りは発生しない。
【００７５】
また、磁気軸受に故障が生じ、本来の保護用タッチダウンベアリングとして動作する時は、タッチダウンベアリング２０に静止トルク以上のトルクがかかるので問題なく回転する。
更に、静止トルクを振り切って回転を始めると、特に大きなブレーキトルクは発生しないので、タッチダウンベアリング２０が焼き付きやすくなることはない。
【００７６】
また、従来連れ回りが発生するために、タッチダウン耐久性に優れるセラミックボール製タッチダウンベアリングを使用できず、耐久性の劣る金属ボール製タッチダウンベアリングを使用していたポンプにもセラミックボールのタッチダウンベアリングが使用可能になる。
【００７７】
なお、内輪２３と外輪２１は縦断面がコの字状でそれぞれ上面と下面を有している。タッチダウンベアリング２０に設ける凹凸は内輪２３と外輪２１のこれら上面と下面の両面に対して形成されてもよいが、上面だけ、若しくは下面だけの片面に対してのみ形成されるようにしてもよい。
また、上記ではモータ１２１の永久磁石を利用して内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａを磁化するとして説明したが、以下には、これらの内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａを磁化する別方法について説明する。
【００７８】
一つ目の別方法としては、モータ１２１の永久磁石が、タッチダウンベアリング２０の内側を通過するだけでは外輪２１まで強い磁束が通りにくい場合、図４に示すように、強制的に着磁機で着磁させる方法である。
即ち、タッチダウンベアリング２０の外周に着磁機５０を配設する。着磁機５０は環状のヨーク鉄心部５１より内側に向けて例えば２カ所に歯部５１ａと歯部５１ｂが突設されている。歯部５１ａと歯部５１ｂにはコイル５３ａとコイル５３ｂが捲回されており、共に図中左方向に向けた磁束が生成されるようになっている。
【００７９】
歯部５１ａと歯部５１ｂは、タッチダウンベアリング２０の内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａに位置が合うように設定されている。
そして、コイル５３ａとコイル５３ｂに電流が流され励磁されることで、タッチダウンベアリング２０のこれら歯部５１ａと歯部５１ｂに強磁界が発生され、対向する内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａの部位は着磁される。
なお、歯部は２個に限定するものではなく、１個であってもよいし、あるいは、多数個配設して一気に内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａの部位を磁化するようにしてもよい。
【００８０】
二つ目の別方法としては、図５及び図６に示すようにタッチダウンベアリング２０の近傍に小さな永久磁石を極性が径方向に向くように配置し、ベアリングを常時磁化させるものである。図５はタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図であり、図６はタッチダウンベアリングを上方から見たときの透過された配置図である。
【００８１】
即ち、タッチダウンベアリング２０の内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａの直下には小型の永久磁石６１Ａと永久磁石６１Ｂとが極性が径方向に向くようにそれぞれ配置されている。そして、これらの永久磁石６１Ａと永久磁石６１Ｂの磁束がタッチダウンベアリング２０を常時通ることで内輪２３の凸部２３ａと外輪２１の凸部２１ａとが安定して磁化される。
【００８２】
次に、本実施形態では、内輪２３と外輪２１の両方に対して凹凸を設けるとして説明した。しかしながら、このように内輪２３と外輪２１の両方に対して凹凸を設けなくても、少なくともタッチダウンベアリング２０の内輪２３と外輪２１のいずれか一方とベアリングを押さえる固定部材の向かい合う面にそれぞれ対向するように凹凸を設けてもよい。
【００８３】
具体的には、図７に示すように、タッチダウンベアリング７０の内輪２３には図３と同様に凸部２３ａが配設されている。一方、外輪７１には凸部は形成されていない。そして、この外輪７１の上部には固定部材７３の内側に向けて突設された凸部７３ａ（第４の凸部に相当する）の部分が丁度重なるようになっている。
ここに、上述した方法により凸部２３ａと凸部７３ａが磁化されることで図３のタッチダウンベアリング２０の場合と同様の効果を得ることが出来る。
【００８４】
但し、図は省略するが、図７の例とは逆に内輪２３には凸部を配設せずに、固定部材７３の外側に向けて突設された凸部と外輪７１の内側に配設された凸部との間で磁化されるようにしてもよい。
【００８５】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８に第２実施形態であるタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図を示す。
ステータコラム１２２の上部には、タッチダウンベアリング２００が埋設されている。タッチダウンベアリング２００は玉軸受で構成されている。ステータコラム１２２及びタッチダウンベアリング２００の上端には環状の固定部材２１１が図示しないボルトで固定されている。
【００８６】
固定部材２１１の平面図を図９に示す。ボルトはボルト穴２１３に通されるようになっている。固定部材２１１の内側４カ所にはスリット２１５が径方向に切欠かれている。但し、このスリット２１５は固定部材２１１の外側に形成されてもよい。スリット２１５は長溝状に形成されているが、三角形等であってもよく、切欠きを有する所定形状であればよい。
【００８７】
図９において、固定部材２１１のスリット２１５で区画された４つの領域のそれぞれの上面には同極の永久磁石２１７が２個ずつ固着されている。永久磁石２１７の極性は軸方向に向かい、スリット２１５で区画された隣接する領域毎に上側の極性がＮ極あるいはＳ極と交互に変わるように配置されている。
【００８８】
但し、図９では、スリット２１５で区画された４つの領域のそれぞれの上面には永久磁石２１７が２個ずつ配置されるとして説明したが、永久磁石２１７の個数は２個に限定するものではなく、領域毎に同極としさえすれば１個若しくは３個以上であってもよい。
【００８９】
固定部材２１１の内縁は、タッチダウンベアリング２００の製造時において形成された外輪２０１と内輪２０３間の隙間より玉２０５が外部に飛び出てしまうのを防止するため、下方に向けて周状に凸部２１１ａ（第１の凸部に相当する）が形成されている。
【００９０】
かかる構成において、固定部材２１１は強磁性材料（ＳＵＳ４２０Ｊ２等）とするのが望ましい。また、本実施形態で、固定部材２１１をスリット２１５で４つの領域に区画したのは、モータの磁極数が４個であるのに合わせたためである。
【００９１】
スリット２１５は、隣接する磁石の磁極同士の間で磁束を漏れ難くするために設けている。即ち、スリットを形成することで磁気抵抗を増加させ、このスリットを通して隣接する領域間で磁束が通り難くしたものである。
【００９２】
図８に示すように、永久磁石２１７の底面側がＮ極の場合、固定部材２１１及びタッチダウンベアリング２００の外輪２０１は共にＮ極に磁化される。そして、玉２０５の材質が鉄やＳＵＳ４４０等の磁性体の場合には、内輪２０３はＳ極に磁化される。このため、外輪２０１と内輪２０３には吸引力を生ずる。
【００９３】
また、固定部材２１１とタッチダウンベアリング２００の内輪２０３の間には所定のクリアランスが存在するが、固定部材２１１の内側端に突設された凸部２１１ａがＮ極に、一方の内輪２０３側がＳ極に磁化されることで凸部２１１ａと内輪２０３の間にも吸引力を生ずる。
【００９４】
このことにより、第１実施形態と同様に、回転体１０３が回転した時にタッチダウンベアリング２００の内輪２０３に回転トルクがかかっても静止トルクが大きいので連れ回りは発生しない。
【００９５】
また、磁気軸受に故障が生じ、本来の保護用タッチダウンベアリングとして動作する時は、タッチダウンベアリング２００に静止トルク以上のトルクがかかるので問題なく回転する。
更に、静止トルクを振り切って回転を始めると、特に大きなブレーキトルクは発生しないので、タッチダウンベアリング２００が焼き付きやすくなることはない。
【００９６】
ここに、固定部材２１１上にモータの磁極数と同一磁極数の永久磁石２１７を装着する理由を説明する。
図１０には、本実施形態のように固定部材２１１上に４極の永久磁石２１７を固着した場合の各部材における着磁の様子を示す。即ち、タッチダウンベアリング２００の外輪２０１は固定部材２１１上の永久磁石２１７により磁化されることで、４極に磁化されている。
【００９７】
一方、内輪２０３は、ターボ分子ポンプが組み立てられるとき、ロータ軸１１３に配設されているモータ１２１の永久磁石が４極であるため、４極に磁化されている。このため、内輪２０３と外輪２０１とは互いに４極同士で吸引し合う形となり、十分な停止トルクを生ずる。
【００９８】
この点、仮に固定部材２１１上に２極の永久磁石２１７を固着した場合を考察する。このときの各部材における着磁の様子を図１１に示す。図１１において、外輪２０１は、永久磁石２１７による磁化で２極に着磁されている。一方、内輪２０３は、前述の説明の通り４極に磁化されている。このため、内輪２０３と外輪２０１間には、タッチダウンベアリング２００の左半分では吸引力が働く一方で、右半分では反発力が働く。このため、偏ったバランスとなり、十分な停止力を生じさせることができない。
従って、固定部材２１１上には、モータの磁極数と同一磁極数の永久磁石２１７を装着することが望ましい。
【００９９】
なお、永久磁石２１７は、例えばフェライトを用いたものからレアアースを用いたものに変えることで、磁力を変えられる。このように永久磁石２１７の磁力を変えることによって、この静止トルクの大きさを必要に応じて調整することができる。
【０１００】
次に、永久磁石の装着方法の別例について説明する。図８及び図９では、永久磁石２１７を固定部材２１１の上面に装着するとして説明した。しかしながら、図１２に示すように、永久磁石２１７が固定部材２１１の内部底面側に水平に埋設されてもよい。永久磁石２１７は例えば、径方向内側がＮ極、外側がＳ極となるように極性を有している。この場合であっても内輪２０３と外輪２０１及び固定部材２１１の内側端に突設された凸部２１１ａは図８及び図９と同様に磁化されるため、第２実施形態である図８及び図９と同様の作用、効果を得ることができる。
なお、図１２の構成であってもスリット２１５が形成されることが望ましい（以下の各図において同旨）。
【０１０１】
また、永久磁石２１７は図１３に示すように、ステータコラム１２２の上面に水平に切削された溝２１９内に埋設されてもよい。この場合には、永久磁石２１７は例えば上面側がＮ極、下面側がＳ極となるように極性を有する。
あるいは、図１４に示すように、永久磁石２１７はタッチダウンベアリング２００の外周でステータコラム１２２の上部において垂直に切削された溝２２０内に埋設されてもよい。永久磁石２１７は例えば、径方向内側がＮ極、外側がＳ極となるように極性を有する。これら図１３、図１４の場合であっても内輪２０３と外輪２０１及び固定部材２１１の凸部２１１ａは図８及び図９と同様に磁化されるため、第２実施形態である図８及び図９と同様の作用、効果を得ることができる。
【０１０２】
また、図１５では、図１４に示した構成に加えてタッチダウンベアリング２００の下端部に強磁性の磁性部材２２１が配設されている。磁性部材２２１はステータコラム１２２を挟んで固定部材２１１の反対側に配置された環状の部材であり、内縁が軸方向に向けて突設されている。磁性部材２２１の縦断面はＬ字状になっている。
【０１０３】
そして、この磁性部材２２１は、その先端凸部２２１ａ（第２の凸部に相当する）が内輪２０３と外輪２０１の中間位置でタッチダウンベアリング２００の玉２０５に対して対向されている。即ち、先端凸部２２１ａは丁度凸部２１１ａの玉２０５を挟んだ反対側に配置されている。磁性部材２２１は、ステータコラム１２２の内側にボルト２２３により止められている。
【０１０４】
永久磁石２１７の径方向内側がＮ極に磁化されているとき、外輪２０１はＮ極に磁化され、内輪２０３はＳ極に磁化される。そして、このときには、永久磁石２１７の磁束により固定部材２１１の凸部２１１ａと磁性部材２２１の先端凸部２２１ａとが共にＮ極に磁化される。
【０１０５】
このことにより、タッチダウンベアリング２００の内輪２０３と外輪２０１間に作用する磁気吸引力に加えて、固定部材２１１の凸部２１１ａと内輪２０３間、及び、磁性部材２２１の先端凸部２２１ａと内輪２０３間にも磁気吸引力が発生するため、静止トルクを大きくすることができる。従って、連れ回りをより一層防止することができる。なお、固定部材２１１の凸部２１１ａと内輪２０３間、及び、磁性部材２２１の先端凸部２２１ａと内輪２０３間の磁気吸引力が大きい場合には、玉２０５はセラミック材等の非磁性体であってもよい。また、磁性部材２２１自体が永久磁石で構成されてもよい。
【０１０６】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１６と図１７に第３実施形態であるタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図を示す。
第２実施形態ではタッチダウンベアリング２００の内輪２０３と外輪２０１を磁化させるのに永久磁石を用いていたが、第３実施形態では永久磁石ではなく着磁された部材を用いるものである。
図１６において、タッチダウンベアリング２００の外輪２０１は組立前に外部から強磁場を印加して着磁されている。そして、この外輪２０１により、固定部材２１１の凸部２１１ａは例えばＮ極に磁化されている。一方、内輪２０３は玉２０５が磁性体の場合には強力にＳ極に磁化される。このことにより、永久磁石を用いなくても第２実施形態と同一の原理で内輪２０３の連れ回りを防止することができる。
【０１０７】
なお、タッチダウンベアリング２００の外輪２０１を着磁させるのではなく、図１７に示すように固定部材２１１を強制的に着磁させてもよい。固定部材２１１は高保磁力材料（Ｓ４５Ｃ、ＳＵＳ４４０Ｃの焼入れ処理材等）が望ましく、例えば、径方向内側がＮ極、外側がＳ極となるように着磁させる。この場合には、固定部材２１１の凸部２１１ａはＮ極に磁化される。外輪２０１も同様にＮ極に磁化される。
【０１０８】
一方、内輪２０３は玉２０５が磁性体の場合には強力にＳ極に磁化される。このことにより、永久磁石を用いなくても内輪２０３の連れ回りを防止することができる。但し、固定部材２１１は例えば上面側がＳ極、下面側がＮ極となるようにされても同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
次に、タッチダウンベアリングの着磁について考察する。
ターボ分子ポンプを組み立てるとき、ロータ軸１１３に配設されているモータ１２１の永久磁石が、タッチダウンベアリング２００の内側を通過することになる。このときの内輪２０３の中心軸回りの回転角度に対する着磁された磁束密度の関係を図１８に示す。また、玉２０５が磁性体の場合に外輪２０１の中心軸回りの回転角度に対する着磁された磁束密度の関係を図１９に示す。
【０１１０】
図１８及び図１９より分かるように、モータ１２１が２極の場合には、内輪２０３と外輪２０１の着磁された磁束密度は回転角度回りにほぼ等しい。この理由を図２０に基づき説明する。
【０１１１】
図２０において、ロータ軸１１３に配設されているモータ１２１の永久磁石のＮ極から出た磁束は内輪２０３、玉２０５及び外輪２０１を通った後に左右に対称に分離されて反対側のＳ極に戻る。このように、外輪２０１も通っているため外輪２０１は内輪２０３とほぼ同じ程度に磁化される。従って、外輪２０１の着磁の程度が大きい場合には、内輪２０３の連れ回りは防止することができる。
【０１１２】
一方、図１８及び図１９より分かるように、４極の場合には内輪２０３の着磁された磁束密度に対して外輪２０１の着磁された磁束密度は小さい。この理由を図２１に基づき説明する。図２１において、ロータ軸１１３に配設されているモータ１２１の永久磁石のＮ極から出た磁束は内輪２０３で左右に対称に分離されて隣接するＳ極に戻ってしまう。このため、外輪２０１側は余り強くは磁化されない。このため、外輪２０１に対しては外部から強制的に着磁させ磁束密度を補充する必要がある。図１９では強制的な着磁により補充されたときの磁束密度の様子を点線で示す。
【０１１３】
なお、タッチダウンベアリング２００の着磁方法は、図２２に示すように、電磁石で構成した着磁機２３０を用いても良いし、あるいは図２３に示すように、永久磁石で構成した着磁機２４０を用いても良い。図２２の着磁機２３０においては、４極に磁化させるために４カ所にコイルが均等配置されている。着磁機２３０は隣接するコイルが異極となるように動作する。着磁機２３０は、タッチダウンベアリング２００の外輪２０１に対してその外方から同時に４極に磁化させる。
【０１１４】
一方、図２３の着磁機２４０においては、コイルに代えて永久磁石２４１が配設されている。隣接する永久磁石は異極であり、タッチダウンベアリング２００に対して接触若しくは近づけることでタッチダウンベアリング２００の外輪２０１に対してその外方から同時に４極に磁化させる。
【０１１５】
また、固定部材２１１の着磁方法は、図２４（ａ）の平面図及び図２４（ｂ）の縦断面図に示すように、電磁石で構成した着磁機２５０を用いても良いし、あるいは図２５の平面図に示すように、永久磁石２５５を固定部材２１１の上に接触させるようにしても良い。図２４の着磁機２５０においては、２極の例を示したが、１極や３極以上であっても同様に構成可能である。
以上により、連れ回りを防止する等の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図２６に第４実施形態であるタッチダウンベアリングの周辺の縦断面図を示す。
第４実施形態では、ロータ軸１１３がタッチダウンベアリング２００の内輪２０３とタッチダウンする部位において、ロータ軸１１３の表面に対し周状に切欠き溝２５１が１ヶ所或いは複数ヶ所設けられている。切欠き溝２５１の断面形状は角形であり、径方向の深さｌｍｍ、軸方向の長さ１ｍｍ程度である。
【０１１７】
次に、本発明の第４実施形態の動作について説明する。
タッチダウンベアリング２００の内輪２０３で発生した磁束はロータ軸１１３に対して交差されている。ロータ軸１１３が回転すると、ロータ軸１１３の表面では起電力を生じ渦電流が流れる。ここに、本実施形態では切欠き溝２５１が設けられたことにより、ロータ軸１１３の表面に発生する渦電流路が制限されて渦電流が低減する。このため、ロータ軸１１３とタッチダウンベアリング２００の内輪２０３との間の電磁誘導作用が弱くなり、連れ回りの原因となる回転トルクを小さくできる。
なお、切欠き溝２５１は周状に設けるとして説明したが、軸方向に沿って１ヶ所或いは複数ヶ所設けられてもよい。
【０１１８】
本発明の第４実施形態は、第１実施形態〜第３実施形態の各構成例と組み合わせて構成することで連れ回りの防止をより一層効果的にできる。また、組み合わせて構成した場合には、連れ回りを防止するために必要な永久磁石２１７、又は第３実施形態の着磁部品である図１６のタッチダウンベアリング２００の外輪２０１、図１７の固定部材２１１の磁力の大きさを小さくすることができる。
以上により、連れ回りを防止する等の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
また、上記各実施形態は、インナーロータ型の回転体について説明したが、図２７に示すように、アウターロータ型の回転体にも適用できる。
図２７において、筒状の回転体８１は、モータ８３により回転駆動される。モータ８３に対向する回転体８１の箇所には永久磁石が配設されている。モータ８３の上方には、半径方向位置制御用電磁石８５が配設され、回転体８１の上側の半径方向位置を制御する。
【０１２０】
また、モータ８３の下方には、半径方向位置制御用電磁石８７が配設され、回転体８１の下側の半径方向位置を制御する。そして、半径方向位置制御用電磁石８５の上方には、タッチダウンベアリング８９が配設されている。一方、半径方向位置制御用電磁石８７の下方には、タッチダウンベアリング９１が配設されている。但し、図２７中には、簡略のため軸方向の位置制御用電磁石は省略している。
タッチダウンベアリング８９及びタッチダウンベアリング９１とも玉軸受で構成されている。
【０１２１】
かかる構成において、回転体８１を挿入する際には前述と同様にタッチダウンベアリング８９が磁化される。このため、本実施形態は、アウターロータ型であってもインナーロータ型と同様に適用可能であることが分かる。
【符号の説明】
【０１２２】
２０、７０、８９、９１、２００ タッチダウンベアリング
２１、７１、２０１ 外輪
２１ａ、２３ａ、７３ａ 凸部
２１ｂ、２３ｂ 凹部
２３、２０３ 内輪
２５、２０５ 玉
４１、７３ 固定部材
５０ 着磁機
５１ ヨーク鉄心部
５１ａ、５１ｂ 歯部
５３ａ、５３ｂ コイル
６１Ａ、６１Ｂ、２１７、２４１、２５５ 永久磁石
８１、１０３ 回転体
８３、１２１ モータ
１００ ターボ分子ポンプ
１１３ ロータ軸
１２２ ステータコラム
２１１  固定部材
２１１ａ 凸部
２１５ スリット
２１９、２２０ 溝
２２１ 磁性部材
２２１ａ 先端凸部
２３０、２４０、２５０ 着磁機
２５１  切欠き溝
【図１】
2015108434.tif 000003
【図２】
2015108434.tif 000004
【図３】
2015108434.tif 000005
【図４】
2015108434.tif 000006
【図５】
2015108434.tif 000007
【図６】
2015108434.tif 000008
【図７】
2015108434.tif 000009
【図８】
2015108434.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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