JP2000045976A - Screw type vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
において反応室を真空引きし、生成された反応副生成物
を排出するため等に使用されるスクリュー式真空ポンプ
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a screw-type vacuum pump used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like to evacuate a reaction chamber and discharge generated reaction by-products.
【0002】[0002]
【従来の技術】スクリュー式真空ポンプとしては、例え
ば、図4に示す構造のものが知られている。このスクリ
ュー式真空ポンプ300は、半導体製造プロセス等に使
用されるポンプ作用室に封液を使用しないドライ真空ポ
ンプの例である。また、真空の清浄度を維持させるため
に、真空側に油潤滑等を必要とする軸受けの無い片側軸
支持構造によりスクリューロータが支持されたものであ
る。2. Description of the Related Art As a screw type vacuum pump, for example, one having a structure shown in FIG. 4 is known. The screw vacuum pump 300 is an example of a dry vacuum pump that does not use a sealing liquid in a pump working chamber used in a semiconductor manufacturing process or the like. Further, in order to maintain the cleanliness of the vacuum, the screw rotor is supported by a single-sided shaft support structure without bearings requiring oil lubrication or the like on the vacuum side.
【0003】すなわち、このスクリュー式真空ポンプ3
00では、吸気口301および排気口302が形成され
たポンプ作用室303の中に、縦置き状態で一対のスク
リューロータ304、305が平行に配置されている。
スクリューロータ304、305の外周面には等リード
で右ねじ307、左ねじ308が形成され、相互に噛み
合っている。スクリューロータ304、305の下端は
歯車室310に突出して、ベアリング311、312に
よって回転自在に支持されている。That is, the screw type vacuum pump 3
In 00, a pair of screw rotors 304 and 305 are disposed in parallel in a vertically installed state in a pump action chamber 303 in which an intake port 301 and an exhaust port 302 are formed.
Right-handed screws 307 and left-handed screws 308 are formed on the outer peripheral surfaces of the screw rotors 304 and 305 with equal leads, and mesh with each other. The lower ends of the screw rotors 304 and 305 project into the gear chamber 310 and are rotatably supported by bearings 311 and 312.
【0004】また、これらのスクリューロータ304、
305は、タイミングギヤ313、314、アイドルギ
ヤ315、駆動ギヤ316を介して、モータ320に連
結されている。モータ320により一対のスクリューロ
ータ304、305が相対回転すると、吸気口301か
ら吸引した気体を排気側に向けて圧縮しながら移送する
ポンプ作用が発生する。[0004] These screw rotors 304,
Reference numeral 305 is connected to the motor 320 via timing gears 313 and 314, an idle gear 315, and a drive gear 316. When the pair of screw rotors 304 and 305 are rotated relative to each other by the motor 320, a pump action of transferring the gas sucked from the intake port 301 while compressing the gas toward the exhaust side occurs.
【0005】ここで、清浄な真空空間を形成するため
に、ポンプ作用室303には封液を使用していないの
で、スクリューロータ304、305とポンプケーシン
グ330の隙間を通っての吸入気体の逆流量が多い。そ
こで、一般には、ねじの巻き数を増やして、仕切り数を
多くしている。Here, in order to form a clean vacuum space, no sealing liquid is used in the pump working chamber 303, so that the suction gas passing through the gap between the screw rotors 304, 305 and the pump casing 330 is reversed. High flow rate. Therefore, generally, the number of turns of the screw is increased to increase the number of partitions.
【0006】また、半導体製造プロセスであるエッチン
グ、CVD等の各工程で発生する反応副生成物(粉体
等)がスクリュー式真空ポンプ300の内部に堆積し、
スクリューロータ304、305に固着してしまうこと
を防止するために、スクリューロータ304、305は
縦置きとされ、上端に位置している吸気口301を通っ
て侵入した反応副生成物がロータ下端に固着することの
無いように、スクリューロータ304、305の下端
と、これに対峙しているポンプケーシング330の内側
端面の間には大きな隙間が設けられている。Further, reaction by-products (powder and the like) generated in each step of the semiconductor manufacturing process such as etching and CVD are deposited inside the screw type vacuum pump 300,
In order to prevent the screw rotors 304 and 305 from sticking to the screw rotors 304 and 305, the screw rotors 304 and 305 are arranged vertically, and reaction by-products that have entered through the intake port 301 located at the upper end are located at the lower end of the rotor. A large gap is provided between the lower ends of the screw rotors 304 and 305 and the inner end surface of the pump casing 330 facing the lower end of the screw rotors 304 and 305 so as not to be fixed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この構成のスクリュー
式真空ポンプにおいて、その排気速度を増加させるため
には、スクリューロータの回転数を高める方法、ねじに
よって区画されている螺旋状の溝の容積を増加する方法
等が考えられる。In order to increase the pumping speed of the screw type vacuum pump of this construction, a method of increasing the number of revolutions of the screw rotor, a method of increasing the volume of the spiral groove defined by the screw, and the like. An increase method is conceivable.
【0008】しかし、スクリューロータの回転数を高め
ると、その軸受け機構の寿命が低下する等の問題を併発
するので好ましくない。However, increasing the rotation speed of the screw rotor is not preferable because problems such as shortening of the life of the bearing mechanism occur.
【0009】また、螺旋状の溝の容積を増加させる方法
としては、ねじのリード角の増加、ロータ径の増加、溝
の深さ寸法を増加する等の方法が考えられる。しかし、
ねじリード角の増加はスクリューロータの全長を著しく
増加させることになり、スクリューロータの片側軸支持
構造を採用することが力学的に困難になる。また、ロー
タ径の増加は、スクリューロータに作用する推力の増加
を招いてしまう。Further, as a method of increasing the volume of the spiral groove, a method of increasing the lead angle of the screw, increasing the rotor diameter, increasing the depth of the groove, or the like is conceivable. But,
Increasing the screw lead angle significantly increases the overall length of the screw rotor, which makes it mechanically difficult to adopt a single-sided shaft support structure for the screw rotor. In addition, an increase in the rotor diameter causes an increase in the thrust acting on the screw rotor.
【0010】溝を深くする方法は、ロータ外径が制限さ
れている場合等には溝の深さには限度があり、希望する
溝容積を得られないという制約がある。これに加えて、
図に示す例のように等リードのねじが形成されている場
合には、排気側の溝の容積も同様に増加するので、所要
動力もそれに伴って増加してしまうという弊害がある。
この問題を回避するためには、ねじのリード角を吸気側
で大きくし、吐出側に向けて小さくしていく不等リード
とすることが考えられる。しかし、不等リードのねじ
は、その加工が複雑で手間がかかるという問題を惹起す
る。The method of increasing the depth of the groove has a limitation that the depth of the groove is limited when the outer diameter of the rotor is limited, and a desired groove volume cannot be obtained. In addition to this,
When the thread of the equal lead is formed as in the example shown in the figure, the volume of the groove on the exhaust side also increases, so that there is a problem that the required power increases accordingly.
In order to avoid this problem, it is conceivable to use an unequal lead in which the lead angle of the screw is increased on the intake side and reduced toward the discharge side. However, screws with unequal leads cause a problem that the processing is complicated and time-consuming.
【0011】一方、排気速度を高めるためには、図5に
示すような多段式の真空ポンプとし、スクリューロータ
304、305の先端側、すなわちその吸い込み段に、
仕切り壁401を介して、ルーツロータ等の吸い込み容
積が大きく、ロータ長の短いポンプ要素402、403
を同軸状態に追加することが考えられる。On the other hand, in order to increase the pumping speed, a multi-stage vacuum pump as shown in FIG. 5 is used.
Pump elements 402 and 403 having a large suction volume such as a roots rotor and a short rotor length are provided via a partition wall 401.
May be added to the coaxial state.
【0012】しかしながら、この構造の多段式の真空ポ
ンプ400では、多段化した分だけ構造が複雑化すると
いう問題がある。また、ルーツロータ等のポンプ要素4
01、402の下端の仕切り壁401に反応副生成物が
固着しやすいという問題も発生する。However, the multi-stage vacuum pump 400 having this structure has a problem that the structure is complicated by the number of stages. Also, a pump element 4 such as a roots rotor
There is also a problem that reaction by-products are likely to adhere to the partition wall 401 at the lower end of the first and the second 402.
【0013】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
複雑な構造とすることなく、排気速度を高めることの可
能な小型のスクリュー式真空ポンプを実現することにあ
る。[0013] The object of the present invention is to solve the above problems.
An object of the present invention is to realize a small screw-type vacuum pump capable of increasing the pumping speed without having a complicated structure.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、相互に噛み合い可能な右ねじおよび左
ねじがそれぞれ外周面に形成された一対のスクリューロ
ータを備え、これららのスクリューロータを相対回転さ
せることにより排気動作を行うスクリュー式真空ポンプ
において、各スクリューロータの吸い込み側の軸端に、
同軸状態にロータ延長部を一体形成し、あるいは取り付
けるようにしている。また、このロータ延長部を、前記
スクリューロータの吸い込み側の軸端における軸直角断
面形状とほぼ同一の軸直角断面形状にするようにしてい
る。さらには、このロータ延長部と前記スクリューロー
タの吸い込み側の軸端とを、双方の端面形状が一致した
状態で相互に接合した構成としてある。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a pair of screw rotors each having a right-handed screw and a left-handed screw which can be engaged with each other formed on an outer peripheral surface thereof. In a screw-type vacuum pump that performs an exhaust operation by rotating the screw rotors relative to each other, at the shaft end on the suction side of each screw rotor,
The rotor extension is integrally formed or attached coaxially. In addition, the rotor extension has a cross section perpendicular to the axis substantially the same as the cross section perpendicular to the axis at the shaft end on the suction side of the screw rotor. Furthermore, the rotor extension and the shaft end on the suction side of the screw rotor are joined to each other in a state in which both end face shapes match.
【0015】本発明のスクリュー式真空ポンプでは、ス
クリューロータの吸い込み側に吸い込み容量が大きいロ
ータ延長部を形成してあるので、排気速度を高めること
ができる。また、構造が複雑化することもない。さらに
は、ロータ延長部とスクリューロータの接合面は同一の
端面形状をしているので、ロータ延長部で吸引された気
体は円滑にスクリューロータのねじ溝の側に導入される
ので、これらの間で気体が漏れる等の弊害は発生しな
い。In the screw type vacuum pump according to the present invention, since the rotor extension having a large suction capacity is formed on the suction side of the screw rotor, the pumping speed can be increased. Also, the structure does not become complicated. Furthermore, since the joint surface between the rotor extension and the screw rotor has the same end surface shape, the gas sucked by the rotor extension is smoothly introduced into the screw groove side of the screw rotor. No adverse effects such as gas leakage occur.
【0016】ここで、ポンプ吸い込み側の位置している
各ロータ延長部の外周面とポンプケーシング内周面の間
に粉体等が付着した場合に、これらの間のしゅう動面積
を小さくするためには次のようにロータ延長部の輪郭形
状、換言すると、その軸直角断面形状を定めることが望
ましい。If powder or the like adheres between the outer peripheral surface of each rotor extension located on the pump suction side and the inner peripheral surface of the pump casing, a sliding area between them is reduced. It is desirable to determine the contour of the rotor extension, in other words, its cross-sectional shape perpendicular to the axis, as follows.
【0017】すなわち、前記の各ロータ延長部の軸直角
断面形状は、前記スクリューロータの吸い込み側の軸端
における軸直角断面形状を規定しているスクリューロー
タ外径線よりも半径方向の内方に後退した部分と、当該
スクリューロータねじ谷径線よりも半径方向の外方に迫
り出した部分とを含むようにすればよい。That is, the cross-section perpendicular to the axis of each rotor extension is radially inward from the outer diameter of the screw rotor that defines the cross-section perpendicular to the axis at the shaft end on the suction side of the screw rotor. What is necessary is just to include the part which receded, and the part which protruded outward in the radial direction from the said screw rotor thread root diameter line.
【0018】次に、前記ロータ延長部を、前記スクリュ
ーロータの吸い込み側の軸端に対して締結具によって締
結固定するように構成した場合には、前記ロータ延長部
と前記スクリューロータの吸い込み側の軸端の間にシム
板を挿入することにより、前記ロータ延長部の吸い込み
側の軸端とポンプケーシングの隙間を簡単に調整でき
る。この結果、スクリューロータおよびロータ延長部の
部品精度を高めることなく、所望の組み立て状態を形成
できる。Next, in a case where the rotor extension is fastened and fixed to a shaft end on the suction side of the screw rotor by a fastener, the rotor extension and the suction side of the screw rotor on the suction side are screwed. By inserting the shim plate between the shaft ends, the gap between the shaft end on the suction side of the rotor extension and the pump casing can be easily adjusted. As a result, a desired assembled state can be formed without increasing the precision of parts of the screw rotor and the rotor extension.
【0019】一方、前記スクリューロータを、その吸い
込み側が上側に位置するように、縦置き状態に配置し、
下側に位置する排気側の部分のみで軸支持することが望
ましい。この構成を採用すると、ポンプ吸い込み側に油
潤滑を必要とする軸受けが無いので、真空引きされる側
の真空雰囲気の清浄度を維持するのに適している。ま
た、スクリューロータが縦置きとなっているので、エッ
チング、CVDプロセス等のように粉体状の反応副生成
物が発生するプロセスに使用する場合に、ポンプ内に侵
入した反応副生成物をスクリューロータ等に固着させる
ことなくポンプ内の下端に落下させることができる。こ
のために、粉体状の反応副生成物を含む気体を吸引する
用途に安定的に使用可能となる。On the other hand, the screw rotor is arranged vertically so that the suction side is located on the upper side,
It is desirable to support the shaft only at the lower exhaust side. With this configuration, there is no bearing that requires oil lubrication on the suction side of the pump, so that it is suitable for maintaining the cleanliness of the vacuum atmosphere on the side to be evacuated. In addition, since the screw rotor is arranged vertically, when used in processes where powdery reaction by-products are generated, such as etching and CVD processes, the reaction by-products that have entered the pump are screwed. It can be dropped to the lower end in the pump without being fixed to the rotor or the like. For this reason, it can be stably used for the purpose of sucking a gas containing a powdery reaction by-product.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用したスクリュー式真空ポンプの実施例を説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a screw type vacuum pump to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
【0021】図1(A)は本例のスクリュー式真空ポン
プの概略縦断面図である。スクリュー式真空ポンプ1の
基本的な構成は図4に示すスクリュー式真空ポンプ30
0と同様であり、吸気口2および排気口3が形成された
ポンプケーシング4を有している。このポンプケーシン
グ4の内部には、縦置き状態で一対のスクリューロータ
5、6が平行に配置されている。FIG. 1A is a schematic longitudinal sectional view of the screw type vacuum pump of the present embodiment. The basic configuration of the screw vacuum pump 1 is a screw vacuum pump 30 shown in FIG.
0, and has a pump casing 4 in which an intake port 2 and an exhaust port 3 are formed. Inside the pump casing 4, a pair of screw rotors 5 and 6 are arranged in parallel in a vertically installed state.
【0022】スクリューロータ5、6は、ロータ本体5
a、6aと、その中心を貫通する状態に取り付けたロー
タシャフト5b、6bと、ロータ本体5a、6aの外周
面にそれぞれ形成した右ねじ5cおよび左ねじ6cとを
備えている。右ねじ5cおよび左ねじ6cは相互に僅か
の隙間を保って噛み合った位置関係にある。本例の右ね
じ5cおよび左ねじ6cは、等リードの角ねじとされて
いる。The screw rotors 5 and 6 are
a, 6a, rotor shafts 5b, 6b attached so as to penetrate the centers thereof, and right-hand screws 5c and left-hand screws 6c formed on the outer peripheral surfaces of the rotor bodies 5a, 6a, respectively. The right-hand thread 5c and the left-hand thread 6c are in a positional relationship where they are engaged with each other with a slight gap therebetween. The right-hand thread 5c and the left-hand thread 6c in the present example are equal-lead square threads.
【0023】各スクリューロータ5、6の吸い込み側の
軸端5d、6dには、同軸状態に、ロータ延長部7、8
が締結ボルト9によって締結固定されている。これらの
ロータ延長部7、8は、スクリューロータ5、6の吸い
込み側の軸端5d、6dの軸直角断面形状を略そのまま
軸線方向に延長させた軸直角断面形状をしている。The shaft ends 5d, 6d on the suction side of the screw rotors 5, 6 are coaxially mounted on the rotor extensions 7, 8 respectively.
Are fastened and fixed by fastening bolts 9. These rotor extensions 7 and 8 have an axial perpendicular cross-sectional shape obtained by extending the axial perpendicular cross-sectional shapes of the shaft ends 5d and 6d on the suction side of the screw rotors 5 and 6 substantially in the axial direction.
【0024】一般には、図1(B)に示すように、一方
が大径の半円部分7a、8aとなり、他方が小径の半円
分7b、8bとなる。大径の半円部分7a、8aの輪郭
はスクリューロータ5、6の外径線に略一致しており、
小径の半円部分7b、8bの輪郭はスクリューロータ
5、6のねじ谷径線に略一致している。In general, as shown in FIG. 1 (B), one is a large diameter semicircular portion 7a, 8a, and the other is a small diameter semicircular portion 7b, 8b. The contours of the large-diameter semicircular portions 7a and 8a substantially coincide with the outer diameter lines of the screw rotors 5 and 6,
The contours of the small diameter semicircular portions 7b, 8b substantially coincide with the thread root diameters of the screw rotors 5, 6.
【0025】ここで、図2には各ロータ延長部7、8の
具体的な輪郭形状の例を示してある。この図に示すよう
に、大径の半円部分7a、8aは、一点鎖線で示すスク
リューロータ外径線に対して僅かに半径方向の内方に後
退した部分を備えている。これに対して、小径の半円部
分7b、8bは、一点鎖線で示すスクリューロータねじ
谷径線に対して僅かに半径方向の外方に迫り出した部分
を備えている。このようにした理由は、粉体等が、ロー
タ延長部の外周面あるいは、それに対峙しているポンプ
ケーシング内周面に付着した場合に、それらの間のしゅ
う動面積を小さくするためである。Here, FIG. 2 shows an example of a specific contour shape of each of the rotor extensions 7 and 8. As shown in this figure, the large-diameter semicircular portions 7a and 8a have portions that are slightly receded inward in the radial direction with respect to the outer diameter line of the screw rotor indicated by a dashed line. On the other hand, the small-diameter semicircular portions 7b and 8b have portions slightly protruding outward in the radial direction with respect to the screw rotor thread root diameter line indicated by the chain line. The reason for this is that when powder or the like adheres to the outer peripheral surface of the rotor extension or the inner peripheral surface of the pump casing opposed thereto, the sliding area between them is reduced.
【0026】次に、再び図1に戻って説明すると、各ス
クリューロータ5、6のシャフト5b、6bの排気側の
軸端は、ポンプ吐出口が形成されているポンプケーシン
グ底壁4aに対してベアリング11、12によって回転
自在に支持されていると共に、当該底壁4aを貫通し
て、当該ポンプケーシングの底面に取り付けたギヤボッ
クス11の内部に突出している。これらのロータシャフ
トの下端突出部51、61の下端もベアリング13、1
4によって回転自在に支持されている。このように、ス
クリューロータ5、6の支持構造は、その排気側の下端
部分のみが回転自在に支持された片側軸支持構造となっ
ている。Referring back to FIG. 1, the exhaust-side shaft ends of the shafts 5b and 6b of the screw rotors 5 and 6 are connected to the pump casing bottom wall 4a where the pump discharge port is formed. It is rotatably supported by bearings 11 and 12, and penetrates through the bottom wall 4a to protrude into the gear box 11 attached to the bottom surface of the pump casing. The lower ends of the lower end protrusions 51, 61 of these rotor shafts are also mounted on the bearings 13, 1
4 rotatably supported. Thus, the support structure of the screw rotors 5, 6 is a one-sided shaft support structure in which only the lower end portion on the exhaust side is rotatably supported.
【0027】ギヤボックス11の内部には、ロータシャ
フトの下端突出部51、61に取り付けられて相互に噛
み合っているタイミングギヤ21および22と、一方の
タイミングギヤ22に同軸状態で一体形成されたピニオ
ンギヤ23と、このピニオンギヤ23に噛み合っている
アイドルギヤ24と、このアイドルギヤに噛み合ってい
る駆動ギヤ25が収納されている。駆動ギヤ25は、ポ
ンプケーシング4の隣接した位置に下向きの姿勢で縦置
きしたモータ30の出力軸31に固着されている。Inside the gear box 11, timing gears 21 and 22 attached to the lower end protrusions 51 and 61 of the rotor shaft and meshing with each other, and a pinion gear integrally formed coaxially with one of the timing gears 22. 23, an idle gear 24 meshing with the pinion gear 23, and a drive gear 25 meshing with the idle gear are housed. The drive gear 25 is fixed to an output shaft 31 of a motor 30 which is vertically arranged at a position adjacent to the pump casing 4 in a downward posture.
【0028】この構成のスクリュー式真空ポンプ1で
は、ポンプケーシング4の内部には、上端にロータ延長
部7、8が取り付けられたスクリューロータ5、6が配
置され、これらのロータ延長部と、スクリューロータ
と、ポンプケーシング4の内側面とによってポンプ作用
室が区画形成される。モータ30を駆動すると、上記構
成のギヤ列を介してモータ回転が各スクリューロータ
5、6に伝達され、これらが相互に逆回転して、ポンプ
動作が行われる。In the screw type vacuum pump 1 of this configuration, screw rotors 5 and 6 having rotor extensions 7 and 8 attached to the upper end are arranged inside the pump casing 4. A pump working chamber is defined by the rotor and the inner surface of the pump casing 4. When the motor 30 is driven, the rotation of the motor is transmitted to each of the screw rotors 5 and 6 via the gear train having the above-described configuration, and the screw rotors 5 and 6 rotate in opposite directions to perform a pump operation.
【0029】図3には、本例のスクリュー式真空ポンプ
1のロータ延長部7、8の排気原理を示してある。片側
のロータ延長部8について説明すると、まず、図3
(a)、(b)に示すように、ロータ延長部8の小径部
分8bとポンプケーシング4の内周面との間に形成され
る空間が、ロータ延長部8の矢印方向への回転に伴って
増加し、この増加に伴って吸気口2から気体が吸い込ま
れる。FIG. 3 shows the exhaust principle of the rotor extensions 7 and 8 of the screw type vacuum pump 1 of this embodiment. To explain the rotor extension 8 on one side, first, FIG.
As shown in (a) and (b), the space formed between the small-diameter portion 8b of the rotor extension 8 and the inner peripheral surface of the pump casing 4 is caused by the rotation of the rotor extension 8 in the direction of the arrow. The gas is sucked from the intake port 2 with this increase.
【0030】ロータ延長部8の小径部分8bが吸気口2
を通り過ぎると(図3(c))、吸気動作が終了する。The small diameter portion 8b of the rotor extension 8 is
(FIG. 3 (c)), the intake operation ends.
【0031】次に、図3(d)に示すように、気体を吸
い込んだロータ延長部8の小径部分の回転方向の先頭部
分が、他方のロータ延長部7に対峙する位置まで到る
と、吸い込まれた気体の圧縮動作が開始されると共に、
ロータ延長部の回転に伴って、圧縮されながら気体は、
スクリューロータ5、6のねじ溝内に移送される。ロー
タ延長部8の小径部分8bの回転方向の後端部分が他方
のロータ延長部7の外周面に対峙する位置まで回転する
と、スクリューロータ5、6のねじ溝内への気体の移送
が終了する。Next, as shown in FIG. 3D, when the leading portion in the rotation direction of the small-diameter portion of the rotor extension 8 that has sucked the gas reaches the position facing the other rotor extension 7, The compression operation of the sucked gas starts,
With the rotation of the rotor extension, the gas is compressed while
It is transferred into the screw grooves of the screw rotors 5 and 6. When the rear end portion of the small-diameter portion 8b of the rotor extension portion 8 in the rotational direction rotates to a position facing the outer peripheral surface of the other rotor extension portion 7, the transfer of gas into the screw grooves of the screw rotors 5, 6 ends. .
【0032】このようにして、一対のロータ延長部7、
8によって、気体は、吸気口2から吸引されて、圧縮さ
れながら、一対のスクリューロータ5、6の側に移送さ
れる。In this manner, the pair of rotor extension portions 7,
By 8, the gas is sucked from the intake port 2 and transferred to the pair of screw rotors 5 and 6 while being compressed.
【0033】このように構成した本例のスクリュー式真
空ポンプ1では、スクリューロータ5、6の吸い込み側
の軸端に、当該軸端の軸直角断面形状をそのまま軸線方
向に延長させた軸直角断面形状のロータ延長部7、8を
取り付けた構成を採用している。このロータ延長部7、
8の吸い込み容量はスクリューロータ5、6に比べて大
きいので、ポンプの排気速度を高めることができる。In the screw-type vacuum pump 1 of the present embodiment having the above-described configuration, the shaft end on the suction side of the screw rotors 5 and 6 is formed by extending the shaft right-angle cross-sectional shape as it is in the axial direction. The configuration in which the rotor extension portions 7 and 8 having a shape are attached is adopted. This rotor extension 7,
Since the suction capacity of 8 is larger than that of the screw rotors 5 and 6, the pumping speed of the pump can be increased.
【0034】ここで、スクリュー式真空ポンプが常用さ
れる定圧力領域では、ポンプ所要動力は、大気圧まで気
体を圧縮するスクリューロータによってほぼ決まる。よ
って、本例のように真空側の吸い込み容積を増加させて
も所要動力が増加してしまうといった問題は発生しな
い。Here, in a constant pressure region where a screw vacuum pump is commonly used, the power required by the pump is substantially determined by a screw rotor that compresses gas to atmospheric pressure. Therefore, the problem that the required power increases even if the suction volume on the vacuum side is increased as in this example does not occur.
【0035】また、上記のようにロータ延長部7、8か
ら排出される気体は、スクリューロータ5、6のねじ溝
に直接に流れ込む。よって、ロータ延長部7、8と、ス
クリューロータ5、6の間に仕切りを設けて、両者を繋
ぐ流路を形成する必要がない。このために、ポンプの単
段化が可能であり、構造を単純化できる。また、仕切り
壁等に吸入気体に含まれている粉体状の反応副生成物が
固着してしまう等といった弊害も発生しない。The gas discharged from the rotor extensions 7 and 8 as described above flows directly into the screw grooves of the screw rotors 5 and 6. Therefore, there is no need to provide a partition between the rotor extensions 7 and 8 and the screw rotors 5 and 6 to form a flow path connecting the two. For this reason, a single-stage pump is possible, and the structure can be simplified. In addition, there is no adverse effect such as powdery reaction by-products contained in the suction gas sticking to the partition wall or the like.
【0036】さらに、本例のスクリュー式真空ポンプ1
では、上端にロータ延長部7、8が取り付けられている
スクリューロータ5、6を縦置きとし、その排気側の下
端部分のみを軸支持した構造を採用している。この結
果、吸い込み側に油潤滑が必要な軸受け部分が存在しな
いので、真空側空間に油等が侵入して清浄度が低下する
という弊害は発生しない。また、縦置きとしてあるの
で、上端に位置している吸気口から侵入した粉体状の反
応生成物はポンプケーシング底壁部分に落下しやすいの
で、スクリューロータやポンプケーシングの内周側面に
付着あるいは堆積してしまうことが抑制される。Further, the screw type vacuum pump 1 of this embodiment
Adopts a structure in which the screw rotors 5 and 6 having the rotor extensions 7 and 8 attached to the upper end are arranged vertically, and only the lower end portion on the exhaust side is supported by the shaft. As a result, since there is no bearing portion on the suction side that requires oil lubrication, there is no adverse effect that oil or the like enters the vacuum side space and the cleanliness is reduced. In addition, since it is installed vertically, the powdery reaction product that has entered from the intake port located at the upper end is easy to fall on the bottom wall of the pump casing, so it adheres to the inner peripheral side surface of the screw rotor or the pump casing or Deposition is suppressed.
【0037】なお、本例のロータ延長部7、8は、スク
リューロータ5、6の吸い込み側の軸端に締結ボルトに
よって締結固定しているが、この代わりに、スクリュー
ロータ5、6のロータ本体5a、6aの先端を延長して
そこに大径部分および小径部分を一体形成するようにし
てもよい。The rotor extensions 7 and 8 of this embodiment are fastened and fixed to the suction-side shaft ends of the screw rotors 5 and 6 by fastening bolts. The distal ends of 5a and 6a may be extended to form a large diameter portion and a small diameter portion integrally therewith.
【0038】また、ロータ延長部7、8にリードを付け
ることも可能である。Further, it is possible to attach a lead to the rotor extensions 7 and 8.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスクリュ
ー式真空ポンプは、一対のスクリューロータの吸い込み
側の軸端に、当該軸端の軸直角断面形状をそのまま延長
させた軸直角断面形状をしたロータ延長部を形成した構
成、あるいは取り付けた構成となっている。As described above, the screw-type vacuum pump of the present invention has a pair of screw rotors each having a suction-side shaft end provided with a shaft right-angle cross-sectional shape obtained by extending the shaft right-angle cross-sectional shape as it is. In this case, the rotor extension is formed or attached.
【0040】このようなロータ延長部は気体吸い込み容
量がスクリューロータに比べて大きいので、ポンプ排気
速度を高めることができる。また、ロータ延長部はスク
リューロータの吸い込み側の軸端の軸直角断面形状をそ
のまま延長させた断面形状であるので、ロータ延長部で
吸引した気体を円滑に、しかも漏れ等を起こすことな
く、スクリューロータの側に移送できるという利点があ
る。さらには、仕切り壁によって仕切られたポンプ要素
が備わっている多段型の真空ポンプに比べて、構造を単
純化でき、気体と共に吸引された粉体状の反応副生成物
の堆積や固着を抑制できるという利点もある。Since such a rotor extension has a larger gas suction capacity than the screw rotor, the pumping speed can be increased. Further, since the rotor extension has a cross-sectional shape obtained by directly extending the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the shaft end on the suction side of the screw rotor, the gas sucked by the rotor extension can be smoothly removed without causing leakage or the like. There is an advantage that it can be transferred to the rotor side. Furthermore, the structure can be simplified as compared with a multi-stage vacuum pump having a pump element partitioned by a partition wall, and the accumulation and adhesion of powdery reaction by-products sucked together with gas can be suppressed. There is also an advantage.
【0041】また、本発明では、スクリューロータの吸
い込み側の軸端に、ロータ延長部を締結ボルトにより締
結固定した構造の分割型ロータを用いているので、スク
リューロータおよびロータ延長部の加工を別個に行うこ
とができ、従って、加工が簡単になるという利点があ
る。また、これらの分割部分にシム板等を挟むことによ
り、分割型ロータの軸長を調整できるので、個々のロー
タの部品精度がそれほど高める必要がないという利点も
ある。Further, in the present invention, since the split rotor having a structure in which the rotor extension is fastened and fixed by the fastening bolt is used at the shaft end on the suction side of the screw rotor, the screw rotor and the rotor extension are separately processed. Therefore, there is an advantage that processing can be simplified. In addition, by interposing a shim plate or the like between these divided portions, the axial length of the divided rotor can be adjusted, so that there is an advantage that it is not necessary to increase the precision of the components of each rotor so much.
【図1】本発明を適用したスクリュー式真空ポンプの概
略縦断面図、およびそのロータ延長部の端面図である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a screw type vacuum pump to which the present invention is applied, and an end view of a rotor extension thereof.
【図2】図1のポンプのロータ延長部の形状を示す説明
図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a shape of a rotor extension of the pump of FIG. 1;
【図3】図1のポンプのロータ延長部による気体吸い込
み、圧縮、および移送動作を説明するための動作説明図
である。3 is an operation explanatory diagram for explaining gas suction, compression and transfer operations by a rotor extension of the pump of FIG. 1;
【図4】一般的なスクリュー式真空ポンプの概略縦断面
図およびそのスクリューロータの端面図である。FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of a general screw type vacuum pump and an end view of a screw rotor thereof.
【図5】多段型の真空ポンプの概略縦断面図、およびそ
のルーツロータの形状を示す端面図である。FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a multistage vacuum pump and an end view showing a shape of a roots rotor thereof.
1 スクリュー式真空ポンプ 2 吸気口 3 吐出口 4 ポンプケーシング 4a ケーシング底壁 5、6 スクリューロータ 5a,6a ロータ本体 5b、6b ロータシャフト 5c,6c ねじ 5d、6d スクリューロータの吸い込み側の軸端 51、61 軸端突出部分 7、8 ロータ延長部 7a,8a 大径の半円部分 7b、8b 小径の半円部分 11〜14 ベアリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw-type vacuum pump 2 Intake port 3 Discharge port 4 Pump casing 4a Casing bottom wall 5, 6 Screw rotor 5a, 6a Rotor body 5b, 6b Rotor shaft 5c, 6c Screw 5d, 6d Suction end of screw rotor 51, 61 Shaft end protruding part 7, 8 Rotor extension part 7a, 8a Large diameter semicircular part 7b, 8b Small diameter semicircular part 11-14 Bearing
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成10年9月2日(1998.9.2)[Submission date] September 2, 1998 (1998.9.2)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0026】次に、再び図1に戻って説明すると、各ス
クリューロータ5、6のシャフト5b、6bの排気側の
軸端は、ポンプ吐出口が形成されているポンプケーシン
グ底壁4aに対してベアリング11、12によって回転
自在に支持されていると共に、当該底壁4aを貫通し
て、当該ポンプケーシングの底面に取り付けたギヤボッ
クス10の内部に突出している。これらのロータシャフ
トの下端突出部51、61の下端もベアリング13、1
4によって回転自在に支持されている。このように、ス
クリューロータ5、6の支持構造は、その排気側の下端
部分のみが回転自在に支持された片側軸支持構造となっ
ている。Returning again to FIG. 1, the exhaust-side shaft ends of the shafts 5b and 6b of the screw rotors 5 and 6 are connected to the pump casing bottom wall 4a where the pump discharge port is formed. The gear box is rotatably supported by bearings 11 and 12 and penetrates through the bottom wall 4a and is attached to the bottom surface of the pump casing.
Projecting into the box 10 . The lower ends of the lower end protrusions 51, 61 of these rotor shafts are also mounted on the bearings 13, 1
4 rotatably supported. Thus, the support structure of the screw rotors 5, 6 is a one-sided shaft support structure in which only the lower end portion on the exhaust side is rotatably supported.
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0027[Correction target item name] 0027
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0027】ギヤボックス10の内部には、ロータシャ
フトの下端突出部51、61に取り付けられて相互に噛
み合っているタイミングギヤ21および22と、一方の
タイミングギヤ22に同軸状態で一体形成されたピニオ
ンギヤ23と、このピニオンギヤ23に噛み合っている
アイドルギヤ24と、このアイドルギヤに噛み合ってい
る駆動ギヤ25が収納されている。駆動ギヤ25は、ポ
ンプケーシング4の隣接した位置に下向きの姿勢で縦置
きしたモータ30の出力軸31に固着されている。Inside the gear box 10 , timing gears 21 and 22 attached to the lower end projections 51 and 61 of the rotor shaft and meshing with each other, and a pinion gear integrally formed coaxially with one of the timing gears 22. 23, an idle gear 24 meshing with the pinion gear 23, and a drive gear 25 meshing with the idle gear are housed. The drive gear 25 is fixed to an output shaft 31 of a motor 30 which is vertically arranged at a position adjacent to the pump casing 4 in a downward posture.
【手続補正3】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図1】 FIG.
Claims (4)
じがそれぞれ外周面に形成された一対のスクリューロー
タを備え、これらのスクリューロータを相対回転させる
ことにより排気動作を行うスクリュー式真空ポンプにお
いて、 各スクリューロータの吸い込み側の軸端には、同軸状態
にロータ延長部が一体形成され、あるいは取り付けられ
ており、 各ロータ延長部は、前記スクリューロータの吸い込み側
の軸端における軸直角断面形状とほぼ同一の軸直角断面
形状をしており、 各ロータ延長部と前記スクリューロータの吸い込み側の
軸端とは、双方の端面形状がほぼ一致した状態で相互に
繋がっていることを特徴とするスクリュー式真空ポン
プ。A screw-type vacuum pump comprising a pair of screw rotors each having a right-hand screw and a left-hand screw that can mesh with each other formed on an outer peripheral surface, and performing an exhaust operation by rotating these screw rotors relative to each other. At the suction-side shaft end of each screw rotor, a rotor extension is integrally formed or attached coaxially, and each rotor extension has a cross section perpendicular to the axis at the suction-side shaft end of the screw rotor. A screw having substantially the same cross-sectional shape perpendicular to the axis, wherein each rotor extension and the shaft end on the suction side of the screw rotor are connected to each other in a state where both end surface shapes are substantially the same. Type vacuum pump.
ューロータの吸い込み側の軸端における軸直角断面形状
を規定しているスクリューロータ外径線よりもも半径方
向の内方に後退した部分と、当該スクリューロータねじ
谷径線よりも半径方向の外方に迫り出した部分とを含ん
でいることを特徴とするスクリュー式真空ポンプ。2. The screw rotor outer diameter line according to claim 1, wherein a cross-section perpendicular to the axis of each rotor extension is defined at a suction-side shaft end of the screw rotor. A screw-type vacuum pump comprising: a radially inwardly receding portion; and a portion protruding radially outward from the screw rotor thread root diameter line.
側の軸端に対して締結具によって締結固定されており、 前記ロータ延長部と前記スクリューロータの吸い込み側
の軸端の間にシム板を挿入することにより、前記ロータ
延長部の吸い込み側の軸端とポンプケーシングの隙間を
調整できることを特徴とするスクリュー式真空ポンプ。3. The rotor extension according to claim 1, wherein the rotor extension is fixedly fastened to a shaft end on a suction side of the screw rotor by a fastener, and the rotor extension and the suction side of the screw rotor. A screw-type vacuum pump characterized in that a gap between a pump end and a shaft end on the suction side of the rotor extension can be adjusted by inserting a shim plate between the shaft ends.
において、 前記スクリューロータは、その吸い込み側が上側に位置
するように、縦置き状態に配置され、下側に位置する排
気側の部分のみで軸支されていることを特徴とするスク
リュー式真空ポンプ。4. The exhaust-side portion according to claim 1, wherein the screw rotor is disposed vertically so that a suction side thereof is located on an upper side, and a lower portion is located on an exhaust side. A screw type vacuum pump which is supported only by a shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21336098A JP4138085B2 (en) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Screw type vacuum pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21336098A JP4138085B2 (en) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Screw type vacuum pump |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000045976A true JP2000045976A (en) | 2000-02-15 |
JP4138085B2 JP4138085B2 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=16637895
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP21336098A Expired - Fee Related JP4138085B2 (en) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Screw type vacuum pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4138085B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7491041B2 (en) | 2005-08-24 | 2009-02-17 | Kashiyama Industries, Ltd. | Multistage roots-type vacuum pump |
JP2009074554A (en) * | 2000-10-18 | 2009-04-09 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Multi-stage helical screw rotor |
KR101184716B1 (en) * | 2005-08-22 | 2012-09-20 | 가시야마고교가부시끼가이샤 | Screw rotor and vacuum pump |
KR102279208B1 (en) | 2021-01-15 | 2021-07-19 | 삼신글로벌베큠 주식회사 | Screw rotor for vacuum pump and vacuum pump including the same |
US11293435B2 (en) * | 2016-08-30 | 2022-04-05 | Leybold Gmbh | Vacuum pump screw rotors with symmetrical profiles on low pitch sections |
-
1998
- 1998-07-29 JP JP21336098A patent/JP4138085B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4138085B2 (en) | 2008-08-20 |
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