CN103104539B - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可抑制构造变得复杂、并且可提高减震效果的真空泵。本发明应用于如下真空泵：以滚珠轴承来支撑形成着排气功能部的转子，且利用电动机使转子旋转而进行真空排气。而且，本发明的真空泵包括：保持机构，从轴向夹持滚珠轴承的外轮，且以使该外轮可沿径向移动的方式保持该外轮；及弹性部件，设置在外轮的外周侧。弹性部件是以接触或接近于外轮的外周的方式进行设置，在接近于外轮的外周而设置的情况下，在弹性部件和外轮的间隙中注入油或油脂。通过使外轮抵接在弹性部件上使弹性部件产生变形而可抑制振动，进而，通过在间隙中注入油或油脂而可进一步提高减震效果。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及一种真空泵，特别是涉及一种将滚珠轴承(ballbearing)用于轴承的真空泵。

背景技术

涡轮分子泵的轴承机构中有只使用滚珠轴承的构造、使用滚珠轴承和永久磁铁的构造、及只使用电磁铁的磁性轴承构造等。作为使用滚珠轴承和永久磁铁的构造的涡轮分子泵，已知有如专利文献1所记载的构成。

一般来说，涡轮分子泵的旋转频率为高于旋转体的共振频率(二次危险速度)的频率，所以必须在泵起动及停止时通过该共振频率(二次危险速度)。当通过共振频率时旋转体会振动，但在使用电磁铁的轴承的情况下可积极地控制旋转轴的振动。然而，在使用永久磁铁、滚珠轴承的构成的情况下无法积极地控制振动。因此，在专利文献1所记载的技术中，在设置着滚珠轴承的部分设置用来使振动衰减的减振器(damper)。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：重新公开发表专利2006-001243号公报

然而，在构成为使用永久磁铁和滚珠轴承来支撑旋转体的涡轮分子泵的情况下，当危险速度通过时永久磁铁部分中的旋转体的旋转较大。因此，当采用如专利文献1所记载的利用O形环(Oring)支撑轴承外周的轴向中央部分的构成时，旋转轴容易倾斜且振动控制效果容易受损。

另外，在专利文献1所记载的减振器机构中，采用如下构造：在滚珠轴承的外侧设置双层构造的套管，且在隔着O形环而设置的2个套管之间配置凝胶，但也存在构造复杂且零件件数增多的问题。

发明内容

技术内容1的本发明是一种真空泵，以滚珠轴承来支撑形成着排气功能部的转子，且利用电动机使转子旋转而进行真空排气；其特征在于包括：保持机构，从轴向夹持滚珠轴承的外轮，且以使该外轮可沿径向移动的方式保持该外轮；外壳，形成在泵基座上，且收纳保持机构；以及弹性部件，在外壳内，接触或接近于外轮的外周侧而设置。

技术内容2的本发明是根据技术内容1所述的真空泵，其特征在于：弹性部件是以隔着间隙包围外轮的外周的方式而设置的环状的弹性部件，且至少在间隙内注入有油或油脂。

技术内容3的本发明是根据技术内容2所述的真空泵，其特征在于包括：外周侧间隙，形成于弹性部件的外周和外壳之间；及油或油脂，注入到外周侧间隙内。

技术内容4的本发明是根据技术内容1所述的真空泵，其特征在于：弹性部件是以与外轮的外周面轴向中央接触的方式进行设置、且以在该外轮的外周面和外壳之间形成间隙的方式进行配置的环状弹性部件，且至少在间隙内注入有油或油脂。

技术内容5的本发明是根据技术内容1至4中任一技术内容所述的真空泵，其特征在于：由金属形成弹性部件。

技术内容6的本发明是根据技术内容1至5中任一技术内容所述的真空泵，其特征在于：保持机构包括，一对压板，配设在外轮的轴向两端；及弹性支撑部件，配设在一对压板的每一个与外壳之间。

[发明的效果]

根据本发明，可在利用滚珠轴承来支撑转子的真空泵中，抑制构造变得复杂，并且提高振动控制性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合说明书附图，详细说明如下。

附图说明

图1是表示涡轮分子泵的一实施方式的剖视图。

图2是滚珠轴承8的局部放大图。

图3是表示第1变形例的图式。

图4是表示第2变形例的图式。

图5是表示第3变形例的图式。

图6(a)表示第4变形例的金属弹性部件的一例的图式。

图6(b)表示第4变形例中环状板材的周面一周形成多个突状部的图式。

[符号的说明]

1轴2基座

3转子4电动机

5间隔环6、7永久磁铁

8、9滚珠轴承10泵机壳

11磁铁座13轴承座

20固定翼片21外壳盖

22外壳30旋转翼片

31圆筒部40螺母

41、46、49、50弹性部件

42弹性支撑部件44、45压板

47、48、51间隙52金属弹性部件

53环状板材53a突状部

80内轮81外轮

具体实施方式

以下，参照附图对用来实施本发明的形态进行说明。图1是表示本发明的真空泵的一实施方式的图式，且是涡轮分子泵的剖视图。在转子3中形成着作为排气功能部的旋转翼片30和圆筒部31。与旋转翼片30相对应地设置着固定翼片20。此外，与圆筒部31相对应地设置着作为固定侧排气功能部的固定筒，但在图1中省略了图示。

转子3紧固在轴1上，且该轴1由电动机4旋转驱动。紧固在轴1上的转子3是通过使用有永久磁铁6、7的磁性轴承和滚珠轴承8而旋转自如地受到支撑。对于滚珠轴承8，例如，使用角接触球轴承(angularcontactballbearing)。圆筒状的永久磁铁6固定在转子3上。另一方面，固定侧的永久磁铁7保持在磁铁座11上，且与永久磁铁6的内周侧对向配置。

磁铁座11固定在泵机壳10的法兰盘部分。在图1所示的例子中，磁铁座11的梁部分和进行固定翼片20的定位的间隔环(spacerring)5是以夹持在泵机壳10的法兰盘部和基座2之间的方式被保持。在磁铁座11的中央固定着保持滚珠轴承9的轴承座13。

滚珠轴承9是为了限制轴1上部的径向方向的振动而设置，在滚珠轴承9的内轮和轴1之间形成着间隙。该间隙的尺寸设定得比永久磁铁6、7间的间隙尺寸小。由此，在危险速度通过时转子3旋转的情况下，防止永久磁铁6、7彼此接触。

图2是设置在轴1的下部的滚珠轴承8的局部放大图。滚珠轴承8安装在形成于轴1的下端的轴部上，且利用螺母40来固定内轮80。另一方面，滚珠轴承8的外轮81固定在形成于基座2的凹部22(以下，称为外壳22)内。

在外壳22中，外轮81由一对压板44、45沿轴向夹持，且在外壳22和压板45之间、及外壳盖21和压板44之间分别配设着弹性支撑部件42。外壳盖21是利用螺钉等而固定在基座2上。对于弹性支撑部件42，使用像弹簧一样富有弹性的金属部件或橡胶等。另外，关于形状，既可使用环状的弹性支撑部件42，也可以留出间隔而将多个弹性支撑部件42配设成环状。

这样一来，外轮81通过保持机构(压板44、45、弹性支撑部件42)而由外壳22弹性支撑，从而成为可实现滚珠轴承8的径向振动的构造。例如，当使用有弹性支撑部件42的橡胶时，通过将弹性支撑部件42在轴向上设为扁平形状，而可防止滚珠轴承8的倾斜，并且可实现径向滑动。

在外壳22内，以与外轮81的外周面接触的方式设置着环状的弹性部件41。因为由压板44、45夹持着的外轮81由弹性部件41、弹性支撑部件42弹性支撑，所以旋转体在危险速度通过时会沿径向振动。此时，通过在弹性部件41及弹性支撑部件42变形时消耗振动能量的一部分，而抑制振动。

另外，由于设为将作为振动控制部件的弹性部件41、弹性支撑部件42直接收纳在形成于基座2的外壳22内的构成，所以可抑制零件件数的增加。进而，由于利用弹性支撑部件42及压板44、45来进行外轮81的轴向支撑，所以与所述以前的构成相比，轴难以倾斜。

此外，在所述例子中将弹性部件41、弹性支撑部件42的形状设为环状，但也可以在以滚珠轴承8的轴为中心的圆周上配置多个弹性部件。弹性支撑部件42是使用例如橡胶系的材料，例如，也可以使用用作密封部件的O形环。例如，在使用有O形环的情况下，O形环的硬度根据旋转体的重量或振动的状况而适当地选择。

[第1变形例]

图3是表示所述实施方式的第1变形例的图式。此外，对与图2中所示的构成要素相同的部分附上相同的符-号，以下以不同部分为中心进行说明。在所述实施方式中，如图2所示，弹性部件41是以与轴承8的外轮81一直接触的方式构成。另一方面，在图3所示的第1变形例中，在弹性部件46和外轮81之间形成着微小的间隙47，且在该间隙47中注入有发挥油膜减振器的功能的油。在此情况下，油至少必须注入到间隙47中，但也可以在弹性部件46的上部的间隙内也注入油。

如果在危险速度通过时轴1沿径向振动，那么注入到间隙47中的油会发挥减振器的作用，所以可提高振动控制效果。间隙47的尺寸为0.1～0.2mm左右，由于在像危险速度通过时一样振动较大的情况下，外轮81和弹性部件46接触而使弹性部件46变形，所以弹性部件46也发挥减振器的功能。

[第2变形例]

图4是表示所述实施方式的第2变形例的图式。在图3中所示的变形例1中，在弹性部件46和外轮之间形成着间隙47，但在图4所示的变形例中，将弹性部件49的内径设为如与外轮81之间形成间隙47的尺寸，并且以在弹性部件49和外壳22之间也形成间隙48的方式设定弹性部件49的外径尺寸。在各间隙内注入有油。

弹性部件49的内外周的间隙尺寸是与变形例1的情况同样地设为0.1～0.2mm左右，弹性部件49的轴向的间隙尺寸是设定为10～20μm左右。因此，当危险速度通过时与轴1沿径向振动的情况连动，弹性部件49也会沿径向振动，从而注入到弹性部件49的内外周的间隙47、48中的油发挥油膜减振器的功能。与图3的情况相比，振动控制效果提高相当于形成间隙48的程度。此外，当轴1的振动振幅较大时，弹性部件49不仅会振动，而且外轮81也会抵接在弹性部件49上而使弹性部件49变形。

[第3变形例]

图5是表示所述实施方式的第3变形例的图式。在变形例3中，以与滚珠轴承8的外轮81的大致轴向中央接触的方式设置着环状的弹性部件50，在该弹性部件50的轴向两侧形成着间隙51，且在该间隙51中注入有发挥油膜减振器的功能的油。在此情况下，弹性部件50和间隙51的油同时发挥减振器的功能。此外，虽然以与专利文献1所记载的构造相同的方式将弹性部件50配置在滚珠轴承8的外轮81的轴向中央，但由于在间隙51中注入油而发挥减振器的功能，所以可防止轴承的倾斜。

[第4变形例]

图6(a)表示第4变形例的金属弹性部件的一例的图式。图2～图5中在轴承8的外周侧配置着O形环之类的弹性部件41，但弹性部件的材料并不限定于橡胶材料或弹性树脂等，例如也可以为金属。图6(a)表示金属弹性部件52的一例，且是将金属的波纹板形成为环状而成。以两点链线表示的环状部件是将图2中所示的弹性部件41与金属弹性部件52重叠而表示的部件。

当为大型泵时，旋转体的重量也会增加，所以在振动变大的情况下，使用橡胶材料的弹性部件时变形量会变得过大，因此优选为使用这种金属弹性部件52。此外，在图6(a)中，以代替弹性部件41而使用金属弹性部件52的情况为例加以表示，但也可以代替图3～5中所示的弹性部件46、49、50，而使用如图6(a)所示的形状的金属弹性部件。

在代替弹性部件41、50而使用金属弹性部件的情况下，外壳22的内周面及外轮81的外周面与金属弹性部件52接触，但通过在波状的间隙内注入油，而可使该油发挥油膜减振器的功能。金属弹性部件的构造多种多样，例如，如图6(b)所示般，也可以遍及环状板材53的周面一周而形成多个突状部53a。

此外，在所述实施方式中在间隙内注入了油，但也可以代替油而注入油脂。利用油脂的黏性而产生减振效果，从而抑制危险速度通过时的轴1的振动。另外，本发明并不限定于涡轮分子泵，也可以应用于具有相同的轴承构造的真空泵，例如，牵引泵(DragPump)等真空泵。

所述各实施方式可分别单独地使用，或者也可以加以组合而使用。原因在于，可单独地或相辅相成地发挥各个实施方式中的效果。另外，只要不损及本发明的特征，则本发明不受所述实施方式任何限定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种真空泵，以滚珠轴承来支撑形成着排气功能部的转子，且利用电动机使所述转子旋转而进行真空排气；其特征在于包括：

保持机构，从轴向夹持所述滚珠轴承的外轮，且以使该外轮可沿径向移动的方式保持该外轮；

外壳，形成在泵基座上，且收纳所述保持机构；以及

弹性部件，在所述外壳内，接近于所述外轮的外周侧而设置，

所述弹性部件是以隔着间隙包围所述外轮的外周的方式而设置的环状的弹性部件，且

至少在所述间隙内注入有油或油脂，

当所述外轮沿径向振动，注入到所述间隙中的所述油或所述油脂发挥减振器的作用，在所述外轮的径向的振动较大的情况下，除了所述油或所述油脂，所述弹性部件也发挥减振器的功能。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于包括：

外周侧间隙，形成于所述弹性部件的外周和所述外壳之间；及

油或油脂，注入到所述外周侧间隙内。

3.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于：

由金属形成所述弹性部件。

4.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于：

所述保持机构包括，

一对压板，分别配设在所述外轮的轴向两端；及

弹性支撑部件，配设在所述一对压板的每一个与所述外壳之间。