(57)【要約】【課題】コントローラの交換に対応するためのコスト増加を防ぐことが可能な磁気軸受装置および真空ポンプ装置を提供する。【解決手段】磁気軸受装置は、磁気軸受スピンドル１と、磁気軸受スピンドル１を制御するコントローラ１６とを備え、コントローラ１６は、磁気軸受スピンドル１を制御するためのデータを保存する記憶部１７と、他のコントローラ１６へ記憶部１７に保存されたデータを送信するデータ送信回路２０と、他のコントローラ１６からデータを受信して記憶部１７に保存するデータ受信回路２１とを含む。【選択図】図１
2007132463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気軸受スピンドルと、
前記磁気軸受スピンドルを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記磁気軸受スピンドルを制御するためのデータを保存する記憶部と、
他の前記コントローラへ前記記憶部に保存されたデータを送信するデータ送信回路と、
他の前記コントローラからデータを受信して前記記憶部に保存するデータ受信回路とを含む磁気軸受装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記磁気軸受スピンドル固有のデータを保存する請求項１記載の磁気軸受装置。
【請求項３】
磁気軸受装置を有する真空ポンプ装置であって、
前記磁気軸受装置は、
磁気軸受スピンドルと、
前記磁気軸受スピンドルを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記磁気軸受スピンドルを制御するためのデータを保存する記憶部と、
他の前記コントローラへ前記記憶部に保存されたデータを送信するデータ送信回路と、
他の前記コントローラからデータを受信して前記記憶部に保存するデータ受信回路とを含む真空ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気軸受装置および真空ポンプ装置に関し、特に、磁気軸受スピンドルを制御するコントローラを備える磁気軸受装置および真空ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気軸受装置のコントローラには、磁気軸受の制御およびモータの制御を行なうためのＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory）等のメモリとが内蔵されているため、新たな部品を追加することなくコントローラの固有情報、たとえば製造番号等をコントローラに記憶させることができる。
【０００３】
一方、磁気軸受スピンドルにはメモリが内蔵されていないため、磁気軸受スピンドルの固有情報、たとえば製造番号等を磁気軸受スピンドルに記憶させることができない。このため、従来の磁気軸受装置では磁気軸受スピンドルの固有情報もコントローラのメモリに記憶させている。そして、同一機種の磁気軸受装置であれば、磁気軸受スピンドルおよびコントローラの組み合わせには制限がないため、オーバーホール等でコントローラを交換する場合は、あらかじめ交換前のコントローラから磁気軸受スピンドルの固有情報を読み出し、読み出した情報を交換後のコントローラに書き込む作業が必要となる。このような作業にはパソコン等の機材が必要になるほか、専門的な知識が必要になるため、限られた場所でしか作業できず、また、限られた人でしか対応できない。
【０００４】
このような問題点を解決する磁気軸受装置として、たとえば、特許文献１には以下のような磁気軸受装置が開示されている。すなわち、磁気軸受装置は、磁気軸受スピンドルの下部にＣＰＵおよびＲＡＭ等を含む情報処理回路を備える。このＲＡＭには磁気軸受スピンドルの初期状態情報として電磁石コイルとスピンドル本体との絶縁抵抗および電磁石コイル抵抗等の物理的特性の初期状態情報、ならびに物理的特性の許容変化量が予め記憶されており、ＣＰＵは必要に応じてこれらのデータに基づいて磁気軸受スピンドルの状態を把握することができる。
【特許文献１】特開２０００−６５０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の磁気軸受装置では、磁気軸受スピンドルにメモリを内蔵させることで磁気軸受スピンドルの製造コストが増加し、また、コントローラが磁気軸受スピンドル内蔵のメモリにアクセスするために、コントローラおよび磁気軸受スピンドルを接続するケーブルの本数が増加して、製造コストが増加する。すなわち、特許文献１記載の磁気軸受装置では、コントローラの交換に対応するためにコストが増加するという問題点があった。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、コントローラの交換に対応するためのコスト増加を防ぐことが可能な磁気軸受装置および真空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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる磁気軸受装置は、磁気軸受スピンドルと、磁気軸受スピンドルを制御するコントローラとを備え、コントローラは、磁気軸受スピンドルを制御するためのデータを保存する記憶部と、他のコントローラへ記憶部に保存されたデータを送信するデータ送信回路と、他のコントローラからデータを受信して記憶部に保存するデータ受信回路とを含む。
【０００８】
好ましくは、記憶部は、磁気軸受スピンドル固有のデータを保存する。
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる真空ポンプ装置は、磁気軸受装置を有する真空ポンプ装置であって、磁気軸受装置は、磁気軸受スピンドルと、磁気軸受スピンドルを制御するコントローラとを備え、コントローラは、磁気軸受スピンドルを制御するためのデータを保存する記憶部と、他のコントローラへ記憶部に保存されたデータを送信するデータ送信回路と、他のコントローラからデータを受信して記憶部に保存するデータ受信回路とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コントローラの交換に対応するためのコスト増加を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１１】
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置の構成を示す機能ブロック図である。
【００１２】
同図を参照して、磁気軸受装置は、磁気軸受スピンドル１と、コントローラ１６Ａとを備える。磁気軸受スピンドル１は、ハウジング２と、回転軸（回転体）３と、スラスト磁気軸受４と、ラジアル磁気軸受５〜６と、駆動用モータ７と、ラジアル位置センサ８〜９と、スラスト位置センサ１０と、保護用軸受１１〜１２と、排気口１４とを含む。コントローラ１６Ａは、メモリ（記憶部）１７Ａと、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１８Ａと、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）１９Ａと、データ送信回路２０Ａと、データ受信回路２１Ａと、ＲＳ２３２Ｃポート２４Ａと、磁気軸受制御部２５Ａと、モータドライバ２６Ａとを含む。
【００１３】
コントローラ１６Ｂは交換用のコントローラ１６であり、コントローラ１６Ａと同様の構成である。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係る真空ポンプ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【００１５】
同図を参照して、真空ポンプ装置は、たとえばターボ分子ポンプであり、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置と、ケース１３と、回転翼１５とを備える。
【００１６】
図１および図２を参照して、磁気軸受スピンドル１およびコントローラ１６Ａはケーブル２３で接続される。
【００１７】
回転軸３は、ハウジング２内に設けられ、回転翼１５を回転させる。
スラスト磁気軸受４は、電磁石を含み、電磁石に供給される電流に基づいて回転軸３のスラスト方向の支持を非接触で行なう。
【００１８】
ラジアル磁気軸受５〜６は、電磁石を含み、電磁石に供給される電流に基づいて回転軸３のラジアル方向の支持を非接触で行なう。
【００１９】
駆動用モータ７は、供給される駆動電流に基づいて回転軸３を回転駆動する。
ラジアル位置センサ８〜９は、回転軸３のラジアル方向位置を検出し、検出信号をケーブル２３を介してコントローラ１６Ａへ出力する。
【００２０】
スラスト位置センサ１０は、回転軸３のスラスト方向位置を検出し、検出信号をケーブル２３を介してコントローラ１６Ａへ出力する。
【００２１】
磁気軸受制御部２５Ａは、ラジアル位置センサ８〜９およびスラスト位置センサ１０から受けた検出信号に基づいて、スラスト磁気軸受４およびラジアル磁気軸受５〜６に電流を供給することにより、回転軸３を非接触で磁気的に支持する制御を行なう。
【００２２】
モータドライバ２６Ａは、駆動用モータ７に内蔵された回転検出センサ（図示せず）から受けた検出信号に基づいて、駆動用モータ７に駆動電流を供給することにより、回転軸３を回転駆動する制御を行なう。
【００２３】
保護用軸受１１〜１２は、回転体３の上下に配置され、たとえばスラスト磁気軸受４またはラジアル磁気軸受５〜６が故障して回転軸３の支持を行なえなくなった場合に回転軸３を支持するために設けられる。
【００２４】
コントローラ１６Ａは、磁気軸受スピンドル１との組み合わせ試験等に基づいて初期調整されており、記憶部１７Ａは磁気軸受スピンドル１の固有データを保存している。より詳細には、記憶部１７Ａは、初期調整の結果に基づいて算出される磁気軸受スピンドル１の機差、すなわち磁気軸受スピンドル１ごとのスラスト磁気軸受４、ラジアル磁気軸受５〜６および駆動用モータ７等の特性差を補償（キャンセル）するための情報を保存する。たとえば、記憶部１７Ａは、磁気軸受制御部２５Ａおよびモータドライバ２６ＡがＰＩＤ（Proportional  Integral  Derivative）制御等をスラスト磁気軸受４、ラジアル磁気軸受５〜６および駆動用モータ７に対して行なう際に用いる、ラジアル位置センサ８〜９およびスラスト位置センサ１０の検出信号の補正値（ゲインおよびオフセット等）を保存する。また、記憶部１７Ａは、磁気軸受スピンドル１の固有データとして製造番号および運転履歴等を保存する。
【００２５】
［動作］
次に、コントローラの交換を行なう際の本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置の動作について説明する。
【００２６】
磁気軸受装置のオーバーホール時にコントローラ１６Ａをコントローラ１６Ｂに交換する場合には、まず、作業者がＲＳ２３２Ｃポート２４ＡおよびＲＳ２３２Ｃポート２４Ｂをケーブル２２を介して接続する。
【００２７】
次に、ＣＰＵ１８Ａは、ＬＣＤ１９Ａに磁気軸受スピンドル１の固有データの転送手順を表示させる。
【００２８】
そして、作業者がＬＣＤ１９Ａに表示されるメッセージにしたがって固有データの転送を実行する。
【００２９】
データ送信回路２０Ａは、固有データの転送が作業者によって指示されると、記憶部１７Ａに保存されている固有データをコントローラ１６Ｂへケーブル２２を介して送信する。
【００３０】
コントローラ１６Ｂにおけるデータ受信回路２１Ｂは、データ送信回路２０Ａから送信された固有データを受信して記憶部１７Ｂに保存する。
【００３１】
そして、作業者がコントローラ１６Ｂにケーブル２３を接続し、コントローラ１６の交換作業が完了する。
【００３２】
ところで、特許文献１記載の磁気軸受装置では、コントローラの交換に対応するためにコストが増加するという問題点があった。しかしながら、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置では、コントローラ１６Ａにおけるデータ送信回路２０Ａが、記憶部１７Ａに保存されている固有データをコントローラ１６Ｂへ送信し、コントローラ１６Ｂにおけるデータ受信回路２１Ｂが、データ送信回路２０Ａから送信された固有データを受信して記憶部１７Ｂに保存する。このような構成により、コントローラ１６Ａを使用していた場合と同様の条件で磁気軸受装置を動作させることができる。さらに、磁気軸受スピンドルにメモリを内蔵させる必要がなくなり、また、コントローラおよび磁気軸受スピンドルを接続するケーブルの本数を増加させる必要がなくなる。したがって、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置では、コントローラの交換に対応するためのコスト増加を防ぐことができる。
【００３３】
また、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置では、オーバーホール等でコントローラを交換する場合に、パソコン等の機材を使用せずに、磁気軸受スピンドルの固有データを転送させることができるため、場所および作業者を限定することなくコントローラの交換作業を短時間で確実に行なうことができる。
【００３４】
なお、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置では、コントローラ１６Ａおよびコントローラ１６Ｂが磁気軸受スピンドル１の固有データの送受信を行なう構成としたが、これに限定するものではない。磁気軸受スピンドル１の固有データでなくても、磁気軸受スピンドル１を制御するためのデータをコントローラ１６Ａおよびコントローラ１６Ｂが送受信する構成とすることができる。
【００３５】
また、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置は、磁気軸受スピンドル１と、コントローラ１６Ａとを備える構成であるとしたが、これに限定するものではなく、磁気軸受装置が、さらに、交換用のコントローラ１６Ｂを備える構成であってもよい。
【００３６】
また、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置では、作業者がＬＣＤ１９Ａに表示されるメッセージにしたがって固有データの転送を実行する構成としたが、これに限定するものではなく、作業者がコントローラ１６ＢのＬＣＤ１９Ｂに表示されるメッセージにしたがって固有データの転送を実行する構成とすることができる。
【００３７】
また、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置では、コントローラ１６Ａおよびコントローラ１６ＢがＲＳ２３２Ｃ通信方式に基づいて固有データの送受信を行なう構成としたが、これに限定するものではなく、パラレルＩＯ方式等、ＲＳ２３２Ｃ以外の通信方式に基づいて固有データの送受信を行なう構成とすることができる。
【００３８】
また、コントローラ１６Ａおよびコントローラ１６Ｂがケーブル２２を介して他のコントローラに電力を供給する構成であってもよい。このような構成により、コントローラ１６Ａおよびコントローラ１６Ｂの少なくともいずれか一方に電源が投入されていれば、他方のコントローラに電源を投入せずに固有データの送受信が可能となり、コントローラの交換の簡易化を図ることができる。
【００３９】
また、コントローラ１６ＡにおけるＣＰＵ１８Ａが、保護用軸受１１〜１２が回転軸３を支持した回数をカウントし、記憶部１７Ａに保存する構成とすることができる。このような構成により、コントローラ１６Ａの交換後においても、保護用軸受１１〜１２で回転軸３を支持した回数が保護用軸受１１〜１２の耐久回数を超える前に、保護用軸受１１〜１２を適切に交換することができる。
【００４０】
また、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置を備える真空ポンプ装置はターボ分子ポンプであるとしたが、これに限定するものではなく、コントローラを備える真空ポンプ装置であれば本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る真空ポンプ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  磁気軸受スピンドル、２  ハウジング、３  回転軸（回転体）、４  スラスト磁気軸受、５〜６  ラジアル磁気軸受、７  駆動用モータ、８〜９  ラジアル位置センサ、１０  スラスト位置センサ、１１〜１２  保護用軸受、１３  ケース、１４  排気口、１５  回転翼、１６Ａ，１６Ｂ  コントローラ、１７Ａ，１７Ｂ  メモリ（記憶部）、１８Ａ，１８Ｂ  ＣＰＵ、１９Ａ，１９Ｂ  ＬＣＤ、２０Ａ，２０Ｂ  データ送信回路、２１Ａ，２１Ｂ  データ受信回路、２２，２３  ケーブル、２４Ａ，２４Ｂ  ＲＳ２３２Ｃポート、２５Ａ，２５Ｂ  磁気軸受制御部、２６Ａ，２６Ｂ  モータドライバ。
【図１】
2007132463.tif 000003
【図２】
2007132463.tif 000004