JP2005240690A - 真空ポンプ - Google Patents

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Abstract

【課題】 真空ポンプを分解することなくグリス潤滑の軸受にグリスを供給すること。
【解決手段】 ロータ軸貫通孔(31a)が形成された軸受支持部材(31)を有する固定部材(11,21,31)と、前記ロータ軸貫通孔(31a)を貫通するロータ軸(1)の一端部に連結され且つ前記軸受支持部材(31)の外側を囲むように配置された気体移送部(6b+8)とを有するロータ(6)と、前記気体移送部(6b+8)に連結された前記ロータ軸(1)の前記一端部近傍を回転可能に支持し、グリスにより潤滑される軸受(36)と、グリスが補給されるグリス補給口(G2b)と、前記軸受(36)にグリスを供給するグリス排出口(G2a)とを有するグリス供給路(G2)と、前記グリス補給口(G2b)にグリスを供給するグリス供給装置(GP)とを備えた真空ポンプ。
【選択図】 図2

Description

本発明は、ロータ及びステータとを有し、ロータの回転駆動により気体を移送して排気する真空ポンプに関し、特に、ロータの回転軸の軸受をグリスにより潤滑する真空ポンプに関する。なお、本発明の真空ポンプは、複数の真空ポンプが組み合わされた複合型真空ポンプにも適用可能である。
従来の真空ポンプでは、ロータ(回転子)の軸受として、転がり軸受や磁気軸受が使用されている。
転がり軸受等を使用した場合、軸受に潤滑剤を供給する必要がある。前記潤滑剤として、油を使用する場合と、グリスを使用する場合とがある。
油による潤滑を行う場合、用途に応じて油の種類を変更することが容易であるが、油を供給するためのオイルポンプや、軸受から流れ落ちる油を受け止めるオイル貯めを設置する必要がある。また、前記オイル貯めは、軸受の鉛直方向下方に配置しなければならないため、装置を横向きや逆さ向き(倒立した姿勢)に設置することができず、設置する方向が限定されるという問題もある。さらに、真空ポンプで油潤滑を使用した場合、軸受近傍の圧力が低下すると、液状の油が気体状(霧状)となり、真空側に拡散してしまう可能性がある。気体状の油が拡散すると、到達真空度が低下したり、ポンプが接続された真空室や排気流路が油で汚染されてしまう問題が発生してしまう。したがって、油の拡散を防止するためのシール部材を設置する必要があるという問題がある。
グリスによる潤滑を行う場合、グリスは油のように流れ落ちないので真空ポンプを設置する方向を自由に設定することができ、真空ポンプの設計を変更しなくても横向きや倒立した状態で設置することが可能である。しかし、グリスによる潤滑は、油による潤滑と比較すると、潤滑性能が劣り、一定の期間で定期的にグリスを補給する必要があるという問題がある。また、従来のグリス潤滑の軸受を備えた真空ポンプでは、転がり軸受へのグリスの補給は、作業者が注射器等のグリス注入部材を使用して、グリスを直接軸受に注入して行っている。したがって、半年〜1年に一度、定期的に真空ポンプを分解してグリスの補給を行わなければならないという問題もあった。
一方、磁気軸受は、磁力によりロータ側とステータ側との間に微小な隙間を保つように、回転軸を浮上させて回転させているため、部材どうしの接触が無く、潤滑の必要も無く、メンテナンスフリーという特徴がある。また、潤滑剤を使用しないので、真空ポンプを設置する方向を自由に設定することも可能である。したがって、現在では、設置方向が自由に設定でき且つグリスを補給するために定期的に分解する必要のない磁気軸受が広く採用され、現在ターボ型真空ポンプの軸受として磁気軸受が主流となっている。
したがって、現在の真空ポンプの技術分野では、高速回転で排気量の小さな(毎秒100リットル程度以下)小型の真空ポンプの一部を除き、メンテナンスフリーな磁気軸受が使用されている。なお、グリス潤滑の軸受を備えた一部の小型の真空ポンプでは、小型のため分解が比較的容易なので、半年〜1年毎に真空ポンプを分解してグリスを補給しているものもある。このような経緯から、従来、真空ポンプの技術分野において、真空ポンプを分解することなくグリスを供給することは行われておらず、グリスを自動的に供給しようとする試みも行われていなかった(必要性がなかった)。
軸受支持部材外壁の軸受近傍に支持されて、軸受に対してグリスを自動的に供給する装置は従来公知である(例えば、特許文献1、非特許文献1〜3等)。しかしながら、このようなグリス自動供給装置を、真空ポンプに使用することは試みられたことが無いことは前述の通りである。仮に、軸受が真空ポンプの外壁付近にある場合には前記従来のグリス供給装置を容易に適用可能であるものと考えられるが、例えば、ネジ溝式ポンプのような回転軸の一端部を支持する軸受が外壁から遠い位置(ネジ溝式ポンプのロータの内側の位置)に配置された軸受では、軸受のグリスの状態が分からないので、グリスの補給時期を自動的に判別することは困難であると考えられていた。したがって、軸受が外壁から遠い位置に配置された真空ポンプでは、グリスを自動的に供給することは考えられたこともなかった。
特開2003−83498号公報(図1、図3) HKS JAPAN LTD、"オートマチックグリースフィーダー"、[online]、[平成15年10月6日検索]、インターネット<URL:http://www.hksjapan.co.jp/lubesite/automatic/automatic#top.html> LubeSite SYSTEMS,INC.、"Centralized Lubrication Solution"、[online]、[平成15年10月6日検索]、インターネット<URL:http://www.lubesite.com/pdf/LSGreaseFlyer.pdf> 日本シイベルヘグナー株式会社、"自動給油器"、株式会社山善、[online]、[平成15年10月6日検索]、インターネット<URL:http://www.yamazen.co.jp/yz/pdf/1612.pdf>
前述のように、真空ポンプの軸受として磁気軸受が広く使用されているが、磁気軸受を使用した場合には、電磁石等の制御手段(制御回路等)まで含めたシステムとしてのコストが高いという問題がある。さらに、部品点数が多くなるため、真空ポンプ全体として小型化が困難であるという問題もある。
また、回転軸が浮いているので、ロータとステータとの距離を0.5mm程度よりも狭くすると、回転駆動中に外乱や制御回路等の故障が発生した場合に、ロータとステータとが接触し、ポンプが破損してしまう問題もある。特に、渦流を発生させて気体を圧縮して排気する渦流ポンプでは、ステータとロータとの間の距離(クリアランス)を狭くして、0.3mm以下程度にする必要が出てきており、磁気軸受を使用することが困難となっている。
これに対し、転がり軸受は、磁気軸受に比べてコストが安く、部品点数も少ないため、真空ポンプを小型化できる。さらに、前記ロータとステータとの距離(クリアランス)を狭くしても、外乱等によりロータとステータが接触し難く、ポンプが破損する危険も少なくすることができる。
しかし、前述のように、転がり軸受の場合、潤滑剤を使用する必要があり、設置方向を自由に設定可能にするためには、グリス潤滑の軸受を使用する必要があった。そして、グリスによる潤滑を行う場合、グリスを補給するためだけに、真空ポンプの作動を停止して分解する必要があるという問題があった。特に、磁気軸受が採用される以前では、グリスまたは油による潤滑を行う必要があったので、グリスの補給や油の交換のために真空ポンプを停止したり分解したりすること(メンテナンス作業)について作業者に抵抗感はほとんど無かった。しかし、メンテナンスフリーの磁気軸受が広く採用されている現在では、グリスを補給するために真空ポンプを分解する作業は、作業者にとっては非常に面倒であり、抵抗感が大きい。
また、グリス補給のために真空ポンプを分解するためには、真空ポンプを停止させ、真空ポンプが接続されていた真空チャンバ内の圧力を大気圧まで戻す必要がある。したがって、グリスの補給のためだけに真空チャンバを大気圧まで戻すと、元の真空状態まで再排気して、真空チャンバ内で作業を再開するのに長時間かかり、その間真空チャンバ内で作業ができないという問題もある。
さらに、作業者が注射器等のグリス注入部材を使用してグリスを補給すると、グリス注入部材の取り扱いを誤って、グリスを多く補給しすぎたり、補給量が不足することがある。グリスの補給量が適切でないと、軸受の焼き付きや異常過熱を引き起こす可能性がある。特に、高速回転で排気量の大きな大型の真空ポンプでは、軸受に対する負荷が大きくなるため、グリスが適切な時期に適切な量補給されないと、軸受の寿命が短くなるという問題もある。
これらの事情に鑑み、本発明者は、グリス潤滑の軸受を使用し且つ、グリス供給作業を容易にする真空ポンプの研究を行った。この研究により、本発明者は、同じ機種の真空ポンプでは、真空ポンプの累積使用時間に基づいて同様な時期に、同様な量のグリスを補給することにより、グリス潤滑の軸受を長期間メンテナンスフリーで使用できることが分かった。
本発明は、前述の事情に鑑み、次の記載内容(O01)〜(O03)を技術的課題とする。
(O01)真空ポンプを分解することなくグリス潤滑の軸受にグリスを供給すること。
(O02)真空ポンプを停止することなく軸受にグリスを供給すること。
(O03)グリス潤滑の軸受にグリスを精度良く供給すること。
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施の形態の具体例(実施例)の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
(本発明)
(第1発明)
前記技術的課題を解決するための第1発明の真空ポンプは、下記の構成要件(A01)〜(A05)を備えたことを特徴とする。
(A01)真空ポンプ(P)の外壁を構成するハウジング(2)に固定支持され且つロータ軸貫通孔(31a)が形成された軸受支持部材(31)を有する固定部材(11,21,31)、
(A02)前記ロータ軸貫通孔(31a)を貫通し、一端部が前記ハウジング(2)内部に突出して配置されたロータ軸(1)と、前記ロータ軸(1)の前記一端部に固着された回転部材(6)、
(A03)前記軸受支持部材(31)に支持され且つ、前記ロータ軸(1)の前記一端部近傍を回転可能に支持し、グリスにより潤滑される軸受(36)、
(A04)固定部材(11,21,31)の外側面に形成され且つグリスが補給されるグリス補給口(G2b)と、前記軸受(36)にグリスを供給するグリス排出口(G2a)とを有し、前記固定部材(11,21,31)に形成されたグリス供給路(G2)、
(A05)前記グリス補給口(G2b)にグリスを供給するグリス供給装置(GP)。
(第1発明の作用)
前記構成要件(A01)〜(A05)を備えた第1発明の真空ポンプ(P)では、真空ポンプ(P)の外壁を構成するハウジング(2)に固定支持された固定部材(11,21,31)の軸受支持部材(31)には、ロータ軸(1)が貫通するロータ軸貫通孔(31a)が形成されている。前記ロータ軸(1)の一端部は前記ハウジング(2)内部に突出して配置されており、ハウジング(2)内部に突出して配置された一端部には、回転部材(6)が固着されている。前記軸受支持部材(31)にはグリスにより潤滑される軸受(36)が支持されている。前記軸受(36)は、前記気体移送部(6b+8)に連結された前記ロータ軸(1)の前記一端部近傍を回転可能に支持する。
前記固定部材(11,21,31)には、グリス供給路(G2)が形成されており、前記グリス供給路(G2)は、固定部材(11,21,31)の外側面に形成され且つグリスが補給されるグリス補給口(G2b)と、前記軸受(36)にグリスを供給するグリス排出口(G2a)とを有する。そして、前記グリス補給口(G2b)からグリス供給装置(GP)によってグリスが供給される。
したがって、グリス供給装置(GP)によって固定部材(11,21,31)に支持された軸受(36)にグリスを供給することができるので、グリスを供給する際に真空ポンプ(P)を分解する必要が無くなる。この結果、分解・組立作業等の面倒なメンテナンス作業が不要になり、作業者への負担を軽くすることができる。また、グリス供給のために分解・組立作業を行うと、組立精度に悪影響が出る可能性があるが、本発明は真空ポンプ(P)を分解することなくグリスを補給できるので、組立精度への悪影響が防止される。この結果、分解・組立により真空ポンプ(P)の排気性能等が低下することを防止できる。
さらに、真空ポンプ(P)のロータ(6)が回転駆動中でも、グリス供給装置(GP)によりグリスを供給することができるので、グリス補給のために真空ポンプを停止して、真空ポンプ(P)が接続された真空室(真空チャンバ)を大気圧に戻す必要が無くなる。この結果、再排気の必要もなくなるため、真空室内での作業効率を高めることができる。
また、高価で部品点数が多い磁気軸受を使用せず、低コストで部品点数の少ないグリス潤滑の軸受(36)を使用するので、真空ポンプ(P)の設置方向を自由に設定でき、真空ポンプ(P)を低コスト化・小型化できる。
(第2発明)
前記技術的課題を解決するための第2発明の真空ポンプは、下記の構成要件(A01),(A02′),(A03)〜(A05)を備えたことを特徴とする。
(A01)真空ポンプ(P)の外壁を構成するハウジング(2)に固定支持され且つロータ軸貫通孔(31a)が形成された軸受支持部材(31)を有する固定部材(11,21,31)、
(A02′)前記ロータ軸貫通孔(31a)を貫通するロータ軸(1)と、前記ロータ軸(1)の一端部に連結され且つ前記軸受支持部材(31)の外側を囲むように配置された気体移送部(6b+8)とを有し、回転駆動時に気体を移送するロータ(6)、
(A03)前記軸受支持部材(31)に支持され且つ、前記ロータ軸(1)の前記一端部近傍を回転可能に支持し、グリスにより潤滑される軸受(36)、
(A04)固定部材(11,21,31)の外側面に形成され且つグリスが補給されるグリス補給口(G2b)と、前記軸受(36)にグリスを供給するグリス排出口(G2a)とを有し、前記固定部材(11,21,31)に形成されたグリス供給路(G2)、
(A05)前記グリス補給口(G2b)にグリスを供給するグリス供給装置(GP)。
(第2発明の作用)
前記構成要件(A01),(A02′),(A03)〜(A05)を備えた第2発明の真空ポンプ(P)では、真空ポンプ(P)の外壁を構成するハウジング(2)に固定支持された固定部材(11,21,31)の軸受支持部材(31)には、ロータ(6)のロータ軸(1)が貫通するロータ軸貫通孔(31a)が形成されている。前記ロータ軸(1)の一端部に連結されたロータ(6)の気体移送部(6b+8)は、前記軸受支持部材(31)の外側を囲むように配置されている。前記軸受支持部材(31)にはグリスにより潤滑される軸受(36)が支持されている。前記軸受(36)は、前記気体移送部(6b+8)に連結された前記ロータ軸(1)の前記一端部近傍を回転可能に支持する。
前記固定部材(11,21,31)には、グリス供給路(G2)が形成されており、前記グリス供給路(G2)は、固定部材(11,21,31)の外側面に形成され且つグリスが補給されるグリス補給口(G2b)と、前記軸受(36)にグリスを供給するグリス排出口(G2a)とを有する。そして、前記グリス補給口(G2b)からグリス供給装置(GP)によってグリスが供給される。
したがって、グリス供給装置(GP)によって固定部材(11,21,31)に支持された軸受(36)にグリスを供給することができるので、グリスを供給する際に真空ポンプ(P)を分解する必要が無くなる。この結果、分解・組立作業等の面倒なメンテナンス作業が不要になり、作業者への負担を軽くすることができる。また、グリス供給のために分解・組立作業を行うと、組立精度に悪影響が出る可能性があるが、本発明は真空ポンプ(P)を分解することなくグリスを補給できるので、組立精度への悪影響が防止される。この結果、分解・組立により真空ポンプ(P)の排気性能等が低下することを防止できる。
さらに、真空ポンプ(P)のロータ(6)が回転駆動中でも、グリス供給装置(GP)によりグリスを供給することができるので、グリス補給のために真空ポンプを停止して、真空ポンプ(P)が接続された真空室(真空チャンバ)を大気圧に戻す必要が無くなる。この結果、再排気の必要もなくなるため、真空室内での作業効率を高めることができる。
また、高価で部品点数が多い磁気軸受を使用せず、低コストで部品点数の少ないグリス潤滑の軸受(36)を使用するので、真空ポンプ(P)の設置方向を自由に設定でき、真空ポンプ(P)を低コスト化・小型化できる。
(本発明の形態1)
本発明の形態1の真空ポンプ(P)は、前記本発明(第1発明または第2発明)の真空ポンプ(P)において、下記の構成要件(A06),(A07)を備えたことを特徴とする。
(A06)前記ロータ軸(1)の前記一端部とは異なる他端部に固着され且つ前記ハウジング(2)に対して回転自在に支持された円板状のロータ本体(104)と、前記ロータ本体(104)の端面に半径の異なる複数の同心円に沿って所定の間隔で配置された複数の渦流翼(111,113)により構成された複数のリング状渦流翼列(112,116)と、を有する渦流ロータ(101,102)、
(A07)前記固定部材(11,21,31)に対して回転不能に支持されたステータ本体(73)と、複数の前記リング状渦流翼列(112,116)に対応して前記ステータ本体(73)に形成された複数のリング状流路(76〜79)とを有し、前記渦流ロータ(101,102)回転時に前記リング状流路(76〜79)内で渦流を発生させることにより気体を圧縮して排出する渦流ステータ(71)。
(発明の形態1の作用)
前記構成要件(A06),(A07)を備えた発明の形態1の真空ポンプ(P)では、前記ロータ軸(1)の他端側に複数のリング状渦流翼列(112,116)を有する渦流ロータ(101,102)が固着されている。そして、前記渦流ロータ(101,102)のリング状渦流翼列(112,116)に対応して形成された複数のリング状流路(76〜79)を有する渦流ステータ(71)が前記固定部材(11,21,31)に対して回転不能に支持されている。したがって、前記渦流ロータ(101、102)が回転駆動時に、前記リング状流路(76〜79)内で渦流が発生して気体が圧縮されて排出される。
(本発明の形態2)
本発明の形態2の真空ポンプ(P)は、前記本発明または本発明の形態1の真空ポンプ(P)において、下記の構成要件(A08)を備えたことを特徴とする。
(A08)前記軸受支持部材(31)と、前記ロータ(6)の内側に配置され且つ前記軸受支持部材(31)を囲むように配置されたステータ(11)とを有する前記固定部材(11,31)。
(本発明の形態2の作用)
前記構成要件(A08)を備えた本発明の形態2の真空ポンプ(P)では、前記固定部材(11,31)は、前記軸受支持部材(31)と、前記ロータ(6)の内側に配置され且つ前記軸受支持部材(31)を囲むように配置されたステータ(11)とを有する。したがって、本発明の形態2の真空ポンプ(P)では、分解することが面倒な真空ポンプ(P)の内部の軸受支持部材(31)に支持された軸受(36)にグリスを供給することができる。
(本発明の形態3)
本発明の形態3の真空ポンプ(P)は、前記本発明または本発明の形態1、2の真空ポンプ(P)において、下記の構成要件(A09)〜(A012)を備えたことを特徴とする。
(A09)軸受(36)に供給するグリスを収容するグリス収容容器(121)と、
前記グリス収容容器(121)内の容積を小さくすることにより、前記グリス収容容器(121)内のグリスを前記グリス補給口(G2b)に供給するグリス押出し部材(131,132)と、
前記グリス収容容器(121)内の容積が小さくなるように前記グリス押出し部材(131,132)を移動させるグリス自動供給部材(139)と、
を備えた前記グリス供給装置(GP)、
(A010)真空ポンプ(P)の使用時間(t1)を計測する真空ポンプ使用時間計測手段(TM1)、
(A011)前記真空ポンプ(P)の使用時間(t1)が、設定されたグリス供給開始判別時間(ta)以上になったか否かを判別するグリス供給開始判別手段(C2B)、
(A012)前記真空ポンプ(P)の使用時間(t1)が、前記グリス供給開始判別時間(ta)以上になった場合に、前記グリス自動供給部材(139)を作動させて所定量のグリスを供給するグリス自動供給部材制御手段(C2)。
(本発明の形態3の作用)
前記構成要件(A09)〜(A012)を備えた本発明の形態3の真空ポンプ(P)では、グリス供給装置(GP)のグリス収容容器(121)には、軸受(36)に供給するグリスが収容されている。前記グリス供給装置(GP)のグリス押出し部材(131,132)は、前記グリス収容容器(121)内の容積を小さくすることにより、前記グリス収容容器(121)内のグリスを前記グリス補給口(G2b)に供給する。そして、グリス自動供給部材(139)は、前記グリス収容容器(121)内の容積が小さくなるように前記グリス押出し部材(131,132)を移動させる。
真空ポンプ使用時間計測手段(TM1)は、真空ポンプ(P)の使用時間(t1)を計測する。真空ポンプ(P)の使用時間(t1)が、設定されたグリス供給開始判別時間(ta)以上になったか否かがグリス供給開始判別手段(C2B)によって判別される。そして、前記真空ポンプ(P)の使用時間(t1)が、前記グリス供給開始判別時間(ta)以上になった場合、グリス自動供給部材制御手段(C2)は、前記グリス自動供給部材(139)を作動させて所定量のグリスを供給する。
したがって、本発明の形態3の真空ポンプ(P)は、前記グリス供給装置(GP)により、所定の時期に(所定のタイミングで)所定量のグリスが自動的に軸受(36)に供給される。したがって、作業者が注射器等を使用して手作業でグリスの供給を行う場合と比較して、適切な時期に適切な量のグリスが自動的に供給される。この結果、グリス供給の精度を高めることができる。特に、大排気量で高速回転の大型の真空ポンプ(P)では、適切な時期に適切な量のグリスが精度良く供給されるので、軸受(36)の破損を低減でき、軸受(36)及び真空ポンプ(P)を長寿命化することもできる。
(本発明の形態4)
本発明の形態4の真空ポンプ(P)は、前記本発明の形態3の真空ポンプ(P)において、下記の構成要件(A013)を備えたことを特徴とする。
(A013)前記グリス押出し部材(131,132)の移動方向に沿って前記グリス収容容器(121)に形成されたネジ溝(124)と、
前記ネジ溝(124)に螺合し、回転時に前記ネジ溝(124)が形成された方向に移動するネジ山形成部材(138)と、
前記グリス押出し部材(131,132)に対して相対移動不能に支持されたグリス供給モータ(MG)であって、前記ネジ山形成部材(138)に連結されて前記ネジ山形成部材(138)を回転駆動するグリス供給モータ(MG)と、
を有する前記グリス自動供給部材(139)。
(本発明の形態4の作用)
前記構成要件(A013)を備えた本発明の形態4の真空ポンプ(P)では、グリス供給装置(GP)の前記グリス収容容器(121)には、前記グリス押出し部材(131,132)の移動方向に沿ってネジ溝(124)が形成されている。前記ネジ溝(124)に螺合するネジ山形成部材(138)は、回転時に前記ネジ溝(124)が形成された方向に移動する。そして、前記グリス押出し部材(131,132)対して相対移動不能に支持されたグリス供給モータ(MG)は、ネジ山形成部材(138)に連結されており、前記ネジ山形成部材(138)を回転駆動する。
したがって、前記グリス供給モータ(MG)が回転駆動すると、ネジ山形成部材(138)が回転して、ネジ溝(124)が形成された方向、即ち、グリス押出し部材(131,132)の移動方向に沿って移動する。これに伴い、ネジ山形成部材(138)に連結されたグリス供給モータ(MG)も移動し、グリス供給モータ(MG)と相対移動不能なグリス押出し部材(131,132)も移動する。この結果、グリス供給モータ(MG)を駆動することにより、グリス押出し部材(131,132)が移動し、グリス収容容器(121)内のグリスがグリス補給口(G2b)から供給される。したがって、容易且つ高精度に制御可能なネジ山形成部材(138)の回転角度(即ち、グリス供給モータ(MG)の回転量)に応じて、グリスの供給量が定まる。したがって、ネジ山形成部材(138)の回転角度を制御することによって、グリスを精度良く供給することができる。
(本発明の形態5)
本発明の形態5の真空ポンプ(P)は、前記本発明または本発明の形態1または2の真空ポンプ(P)において、下記の構成要件(A014)を備えたことを特徴とする。
(A014)軸受(36)に供給するグリスを収容するグリス収容容器(121)と、
前記グリス収容容器(121)内の容積を小さくすることにより、前記グリス収容容器(121)内のグリスを前記グリス補給口(G2b)に供給するグリス押出し部材(131,132)と、
前記グリス押出し部材(131,132)の移動方向に沿って前記グリス収容容器(121)に形成されたネジ溝(124)と、
前記グリス押出し部材(131,132)に対して相対移動不能に支持され且つ前記ネジ溝(124)に螺合する手動で回転可能なネジ山形成部材(138)であって、回転時に前記ネジ溝(124)が形成された方向に移動する前記ネジ山形成部材(138)と、
を備えた前記グリス供給装置(GP)、
(本発明の形態5の作用)
前記構成要件(A014)を備えた本発明の形態5の真空ポンプ(P)では、ネジ山形成部材(138)が手動で回転可能に構成されている。従って、作業者が手動でグリスを供給する場合であっても、回転角度によりグリスの供給量を容易に制御することができ、グリスの供給精度を高めることができる。
(本発明の形態6)
本発明の形態6の真空ポンプ(P)は、前記本発明または本発明の形態1ないし5のいずれか記載の真空ポンプ(P)において、下記の構成要件(A015)を備えたことを特徴とする。
(A015)前記グリス供給路(G2)内に配置された逆止弁(128)。
(本発明の形態6の作用)
前記構成要件(A015)を備えた本発明の形態7の真空ポンプ(P)では、グリス供給路(G2)内に逆止弁(128)が配置されている。したがって、グリス供給路(G2)内からグリス供給装置(GP)側にグリスが逆流することが防止されると共に、軸受(36)側の圧力が低下してグリスが軸受(36)側に吸引されそうになっても逆止弁(128)によりグリス供給装置(GP)からグリス供給路(G2)にグリスが吸引されることを防止できる。この結果、余分なグリスの供給や逆流が防止され、グリスの供給精度が高まり、グリスの消費スピードも精確にコントロールできる。なお、前記逆止弁(128)は、グリス供給路(G2)のグリス補給口(G1b、G2b)に配置することも可能であるし、補給口(G1b、G2b)からグリス排出口(G1a、G2a)の間の任意の位置に配置することが可能である。
(本発明の形態7)
本発明の形態7の真空ポンプ(P)は、前記本発明及び本発明の形態1〜6のいずれか記載の真空ポンプ(P)において、単位時間当たりに移送する気体の移送量が、毎秒1000リットル以上に設定されたことを特徴とする。
(本発明の形態7の作用)
前記本発明の形態7の真空ポンプ(P)では、気体の移送量(即ち、排気量)が毎秒1000リットル以上の大排気量に設定されている。したがって、分解が面倒な大排気量で大型の真空ポンプ(P)において、真空ポンプ(P)を分解することなくグリス潤滑の軸受(36)にグリスを供給することができる。よって、作業者の負担を軽減できる。
(本発明の形態8)
本発明の形態8の真空ポンプ(P)は、前記本発明及び本発明の形態1ないし7のいずれか記載の真空ポンプ(P)において、下記の構成要件(A016)を備えたことを特徴とする。
(A016)単位時間当たりの回転数が、毎分1万回転以上に設定された前記ロータ(6)。
(本発明の形態8の作用)
前記構成要件(A016)を備えた本発明の形態8の真空ポンプ(P)では、前記ロータ(6)の単位時間当たりの回転数が、毎分1万回転以上の高速回転に設定されている。したがって、ターボ分子ポンプ等の高速回転の真空ポンプ(P)において、真空ポンプ(P)を分解することなくグリス潤滑の軸受(36)にグリスを供給することができる。よって、作業者の負担を軽減できる。
前述の本発明の真空ポンプは、下記の効果(E01)〜(E03)を奏する。
(E01)真空ポンプを分解することなくグリス潤滑の軸受にグリスを供給することができる。
(E02)真空ポンプを停止することなく軸受にグリスを供給することができる。
(E03)グリス潤滑の軸受にグリスを精度良く供給することができる。
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例(実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、上下方向をZ軸方向とし、矢印Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、上方、下方、または、上側、下側とする。
図1は本発明の実施例1の複合型真空ポンプの断面説明図であり、複合型真空ポンプの気体流路及び冷却水路を説明する断面説明図である。
図2は本発明の実施例1の複合型真空ポンプの断面説明図であり、ベアリングへのグリス供給路及びパージ用ガス通路を説明する断面説明図である。
図1、図2において、本発明の実施例1のポンプとしての複合型真空ポンプPは、上側(+Z側、気体移送方向上流側)の複合型ターボ分子ポンプ部P1と、複合型ターボ分子ポンプ部P1の下側(−Z側、気体移送方向渦流側)にボルトで連結された渦流ポンプ部P2と、前記渦流ポンプP2の下側にボルトで連結された下部ベアリング支持部材(固定部材、軸受支持部材)P3とを有している。また、前記複合型真空ポンプPは、前記下部ベアリング支持部材P3のベアリング(軸受)P4により下端部が回転可能に支持され且つ、前記複合型ターボ分子ポンプ部P1及び渦流ポンプ部P2を貫通する回転軸(ロータ軸)1を有している。
(複合型ターボ分子ポンプ部の説明)
図1、図2において、前記複合型ターボ分子ポンプ部P1は、上端にポンプ吸気口2aが形成された円筒状のハウジング2を有している。前記ハウジング2の内側には円筒状のインナハウジング3が設けられている。前記インナハウジング3は、上部(+Z側部分、気体移送方向上流側部分)に配置された静翼支持部材3aと、下部(−Z側部分、気体移送方向下流側部分)に配置されたネジ溝式ポンプインナハウジング3bとを有している。そして、前記静翼支持部材3aには、内側に突出する複数の静翼4が支持されている。
前記インナハウジング3の内部には、回転軸1の上端部にボルトにより固定され(固着され)、回転軸1と一体的に回転駆動する複合型ターボ分子ポンプロータ(回転部材)6が配置されている。前記複合型ターボ分子ポンプロータ6は、前記インナハウジング3の静翼支持部材3a及びネジ溝式ポンプインナハウジング3bに対応して、上部の動翼支持部6aとネジ溝式ポンプロータ部6bとを有している。前記動翼支持部(ターボ分子ポンプロータ部)6aには、前記静翼4の間に入り込むように配置された複数の動翼7が支持されている。前記動翼支持部6aと複数の動翼7により、ターボ分子ポンプロータ気体移送部(6a+7)が構成されている。
前記ネジ溝式ポンプロータ部6bの外周面には、螺旋状のネジ山8が複数条形成されている。実施例1の真空ポンプPでは、前記ネジ山8の厚さは、通常のネジ溝式ポンプとは異なり、特開2001−248587号公報記載のネジ溝式ポンプと同様に、気体移送方向上流側(+Z方向)は薄く、気体移送方向下流側に行くに連れて厚くなるように構成されている。また、気体移送方向上流側でネジ溝式ポンプロータ部6bの半径が急激に小さくなるように構成されている。なお、前記ネジ山8の厚さや半径は、通常のネジ溝式ポンプと同様に形成することも可能である。前記ネジ溝式ポンプロータ部6b及びネジ山8により、ネジ溝式ポンプロータ気体移送部(6b+8)が構成されている。
前記複合型ターボ分子ポンプロータ6の内側(回転軸1側)には、ネジ溝式ポンプステータ(固定部材)11が配置されている。前記ネジ溝式ポンプステータ11は、円板状のネジ溝式ポンプステータフランジ部11aと、上下方向に貫通する連結流路12が形成されたステータ本体11bとを有しており、前記ネジ溝式ポンプステータフランジ部11aは複合型ターボ分子ベース部材(後述)にボルト13により固定支持されている。そして、前記ネジ溝式ポンプステータ11の外周面には、前記複合型ターボ分子ポンプロータ6の内周面側に突出する螺旋状のネジ山14が複数条形成されている。
前記静翼支持部材3a、静翼4、動翼支持部(ターボ分子ポンプロータ部)6a及び動翼7等によりターボ分子ポンプTMPが構成されている。また、前記ネジ溝式ポンプインナハウジング3b、ネジ溝式ポンプロータ部6b、ネジ山8、前記複合型ターボ分子ポンプロータ6、ネジ溝式ポンプステータ11、ネジ山14等によってネジ溝式ポンプSPが構成されている。そして、前記ターボ分子ポンプTMP、ネジ溝式ポンプSPにより複合型ターボ分子ポンプFPが構成されている。また、実施例1の複合型真空ポンプPは、回転数が毎分1万回転、排気量が毎秒1000リットルに設定されている。なお、前記回転数及び排気量は適宜変更可能である。
したがって、複合型ターボ分子ポンプロータ6が回転すると、前記ターボ分子ポンプTMPの動翼7及び静翼4により、ポンプ吸気口2aから吸気された気体は圧縮されながら上方から下方に移送(搬送)されて、ネジ溝式ポンプSPの気体移送方向上流端に移送される。そして、ネジ溝式ポンプSPネジ山8により、気体はさらに圧縮されながら上方から下方に移送される。そして、ネジ溝式ポンプインナハウジング3bの下端部まで搬送された気体は、前記ネジ溝式ポンプSPのネジ山14により、複合型ターボ分子ポンプロータ6の内周面とネジ溝式ポンプステータ11の外周面との間を圧縮されながら上方に搬送され、前記連結流路12を通って下方に搬送される。
図3は、複合型ターボ分子ポンプ部のベース部材の冷却水路及びガス通路を説明する斜視図である。
図4は、複合型ターボ分子ポンプ部のベース部材の冷却水路及びパージ用ガス通路を説明する平面図である。なお、図3、図4において、グリス供給路の図示は省略している。また、図4において冷却水路及びガス通路以外の部材形状等の図示は省略している。
図1において、前記ハウジング2の下端部には、複合型ターボ分子ポンプベース部材(固定部材)21が複数の連結ボルト22により連結されている。図1〜図4において、前記複合型ターボ分子ベース部材21は、ベース部材本体23を有している。前記ベース部材本体23は、円板状の円板部24と、前記円板部24の中心部に一体に形成された円筒部26とを有している。図1〜図4において、前記円板部24の上面には、前記連結流路12に連結する気体流路溝27が形成されており、気体流路溝27の外端部には、下方に貫通する複合型ターボ分子ポンプ排気口28が形成されている。図1、図3において、前記円板部24の外周部には前記ハウジング2の位置決めをする位置決め部24aが形成されており、前記円筒部26の上面には上部ベアリング支持部材位置決め部26aが形成されている。図1において、前記円筒部26の内部には、回転軸1を回転駆動する排気モータ(メインモータ)M(図1参照)がモータ支持部材29により固定支持されている。
前記ベース部材本体23の円筒部26の上面には、円筒状の上部ベアリング支持部材(固定部材、軸受支持部材)31が固定支持されている。前記上部ベアリング支持部材31には、前記回転軸1が貫通する回転軸貫通孔(ロータ軸貫通孔)31aが形成されている。そして、前記上部ベアリング支持部材31は、前記ベース部材本体23にボルト32により固定されるフランジ部33と、前記フランジ部33と一体的に形成された上部ベアリング支持部材本体34とを有している。図1において、前記上部ベアリング支持部材本体34の内周面上端部には、回転軸1の上端部を回転可能に支持するベアリング(軸受)36が支持されている。なお、前記ベアリングP4,36はグリスにより潤滑される転がり軸受により構成されている。
また、図1において、前記上部ベアリング支持部材本体34の内周面には、リング状の溝により構成されたラビリンスシール37が複数形成されている。前記ラビリンスシール37により、回転軸1と上部ベアリング支持部材本体34の内周面との間の隙間を通って軸方向に(高圧側から低圧側に)気体が逆流しないようにシールされる。前記ラビリンスシール37は、ベース部材本体23と回転軸1との間や、前記ベース部材本体23とモータ支持部材29との間、ベース部材本体23と渦流ポンプP2のロータ(後述)との間の回転部材(ロータ等)と固定部材(ステータ等)との間でシールする必要がある部分に形成されている。
図1、図2において、前記上部ベアリング支持部材31の上面にはカバー41がボルト42により固定支持されている。前記カバー41には、ガス排出口43(図2、図3参照)が形成されている。また、図1において、前記カバー41の内周側下面には、ベアリング36の潤滑に使用されて劣化した廃グリスを収容する廃グリス収容室41aが形成されている。前記カバー41と複合型ターボ分子ポンプロータ6との間には、回転軸1に固着されたロータ位置決め部材44が配置されている。したがって、実施例1の真空ポンプPでは、回転軸(ロータ軸)1の上端部に複合型ターボ分子ポンプロータ6が連結されている。
図3、図4において、前記ベース部材本体23の円板部24には、外周から内側に向かって延びる冷却水供給路51、冷却水排出路52及びガス供給路53が形成されており、冷却水供給路51、冷却水排出路52及びガス供給路53の外周端部には外部配管接続用継手が設置されている(図1、図4参照)。
前記円筒部26には、上下方向に貫通して形成され、排気モータMで発生した熱や気体圧縮時に発生する熱により加熱したネジ溝式ポンプステータ11の熱等を除去するための冷却水が流れるモータ冷却水路54が円周方向に等間隔に8本形成されている。前記8本のモータ冷却水路54のうち、1本のモータ冷却水路54aが前記冷却水供給路51に連結しており、前記冷却水供給路51に接続するモータ冷却水路54aに隣接するモータ冷却水路54bが冷却水排出路52に連結している。その他のモータ冷却水路54cの下端部には、円周方向に隣接するモータ冷却水路54cとの間を連結する円弧状連結水路56が形成されている。そして、前記モータ冷却水路54(54a、54b及び54c)の上端は、外側から内側に向かって放射状に形成された放射状水路57に連結されている。なお、前記放射状水路57は、上部ベアリング支持部材31の下面により上方が閉塞される。
図3、図4において、前記上部ベアリング支持部材31の上部ベアリング支持部材本体34には、上下方向に貫通する8本の上下貫通水路58が形成されている。前記各上下貫通水路58の下端(−Z端)は、各放射状水路57の内端に連結している。そして、前記上下貫通水路58の上端(+Z端)は、円周方向に隣接する上下貫通水路58どうしを連結し且つベアリング36で発生する熱等を除去する冷却水が流れる円弧状のベアリング冷却水路59が形成されている。
したがって、図示しない冷却水供給装置によって供給された冷却水は、図4に示すように、前記冷却水供給路51から内部に供給され、モータ冷却水路54aにおいて排気モータM等で発生した熱を除去しつつ、放射状冷却水路57、上下貫通水路58を介してベアリング冷却水路59に流れ、ベアリング36等で発生した熱を除去する。熱を吸収したベアリング冷却水路59の冷却水は、円周方向に隣接する上下貫通水路58、放射状冷却水路57を介して下方のモータ冷却水路54cに流れ再び排気モータMの熱を除去する。これらを繰り返し、冷却水は、排気モータMやベアリング36等で発生した熱を除去しながら、円周方向にほぼ1周して冷却水排出路52から排出される。
前記符号51、52、54〜59が付された水路により複合型ターボ分子ポンプ冷却水路W(図1、図4参照)が構成されている。
図2〜図4において、前記円筒部26には、下端で前記ガス供給路53に連結し且つ、上端で円筒部26上面に放射状に形成された放射状ガス通路61に連結する連結ガス通路62が形成されている。前記上部ベアリング支持部材本体34には、下端で放射状ガス通路61に連結するガス排出路63が形成されている。前記ガス排出路63は、ベアリング36の下方にガスを供給する下方排出路63aと、前記カバー41のガス排出口42にガスを供給する上方排出路63bとを有している。
図2において、前記ガス供給路53から下方に延び、渦流ステータ(後述)及び前記下部ベアリング支持部材P3内部を貫通してベアリングP4の上部近傍にガスを供給する下側ガス供給路64も設けられている。
前記ガス供給路53、連結ガス通路62、放射状ガス通路61及びガス排出路63、下側ガス供給路64等によりパージ用ガス通路GSが構成されている。
したがって、図示しないガス供給装置により供給されたガスは、前記ガス供給路53から内部に供給され、前記各ガス通路61〜63を介してベアリング36の上下近傍(図2参照)に排出される。同様に、下側ガス供給路64を介してベアリングP4の上部近傍にもガスが排出される。前記複合型ターボ分子ポンプFPにより排気が行われ、吸気口2a側や渦流ポンプの外周側のリング状流路(後述)の真空度が高くなると、ベアリング36で潤滑のために使用されるグリスの油分が、回転部材と固定部材との間の隙間を通って真空側に吸引されてしまう。
したがって、実施例1のポンプPでは、ベアリングP4,36の近傍にガスを供給し、グリスの雰囲気圧力(グリスの周辺の圧力)を高く保つことにより、グリスの油分の蒸発・吸引を防止している。なお、実施例1では、前記ガスとして窒素ガスを使用しているが、供給されるガスは、窒素ガスに限定されず適宜変更可能である。
なお、図1、図2において、前記複合型ターボ分子ポンプ冷却水路Wやパージ用ガス通路GS等を工具により形成する際に必要な通路であって、複合型ターボ分子ポンプ冷却水路Wやパージ用ガス通路GSを構成しない通路には、封止栓66が装着されている。
(渦流ポンプ部の説明)
(渦流ステータ)
図5は実施例1の複合型真空ポンプの渦流ポンプ部の説明であり、図5Aは図5BのVA−VA線断面図、図5Bは渦流ポンプ部の縦断面説明図である。
図6は渦流ポンプの渦流ステータの説明図であり、図6Aは平面図、図6Bは図6AのVIB−VIB線断面図である。
図1、図5、図6において、前記渦流ポンプ部P2は、前記下部ベアリング支持部材P3に固定支持された円板状の渦流ステータ(固定部材)71を有している。前記渦流ステータ71は、外周側の渦流ハウジング部72と、前記渦流ハウジング部72と一体的に形成された内周側の渦流ステータ本体73とを有している。前記渦流ハウジング部72の上端面には、前記ベース部材本体23の複合型ターボ分子ポンプ排気口28に連通する渦流ポンプ吸気口74が形成されている。
図1、図5、図6において、渦流ステータ本体73の上端面には外周側から順に上側第1リング状流路76a、上側第2リング状流路77a、上側第3リング状流路78a及び上側第4リング状流路79aが半径の異なる同心円状に形成されている。そして、渦流ハウジング部72の下端面には、前記上側リング状流路76a〜79aと上下対称に形成された下側第1リング状流路76b、下側第2リング状流路77b、下側第3リング状流路78b及び下側第4リング状流路79b(図1、図5B、図6参照)が形成されている。
図6Aにおいて、各リング状流路76〜79には、円弧状の流路寸断部76c〜79cが形成されており、各リング状流路76〜79は無端リング状ではない。したがって、図6Aにおいて時計方向に移送される気体に対して、前記流路寸断部76c〜79cの円周方向両端部で気体移送方向上流端及び下流端が設定される。なお、最外周の流路寸断部76cには、後述する突出渦流翼が通過するための渦流翼通過溝76dが形成されている。
前記第1リング状流路76a,76bと第2リング状流路77a,77bとの間は、第1流路仕切部81a,81bにより仕切られている。第2リング状流路77a,77bと第3リング状流路78a,78bとの間及び第3リング状流路78a,78bと第4リング状流路79a,79bとの間も同様に、第2流路仕切部82a,82b及び第3流路仕切部83a,83bにより仕切られている。各流路仕切部材81〜83の先端面(上端面または下端面)には、前記ラビリンスシール37が形成されている(図6B参照、図6Aは図示省略)。前記各ラビリンスシール37により、高圧の内周側のリング状流路から低圧の外周側のリング状流路へ、気体が逆流することが防止される。
上側第1リング状流路76aの気体移送方向上流端と、前記渦流ポンプ吸気口74との間は、渦流ロータ(後述)の回転方向に沿って傾斜して形成された吸気路86により接続されており、前記吸気路86の外端部はシール部材(封止栓)87(図1参照)により密閉(シール)されている。上側第1リング状流路76aの気体移送方向下流端と、下側第1リング状流路76bとの間は、ロータ回転方向に沿って傾斜し且つ渦流ステータ本体73を上下方向に貫通する第1連絡流路88aにより接続されている。図7において、下側第1リング状流路76bの気体移送方向下流端と下側第2リング状流路77bの上流端との間は、下側第1流路仕切部材81bを貫通して形成された第1内側移行流路89aにより接続されている。そして、前記下側第2リング状流路77bの下流端と、上側第2リング状流路77aとの間は、ロータ回転方向に沿って傾斜し且つ渦流ステータ本体73を上下方向に貫通する第2連絡流路88bにより接続されている。
同様にして、上側第2リング状流路77aの気体移送方向下流端と上側第3リング状流路78aの気体移送方向上流端との間は上側第2流路仕切部材82aを貫通する第2内側移行流路89bにより接続され、上側第3リング状流路78aの気体移送方向下流端と、下側第3リング状流路78bの気体移送方向上流端との間は第3連絡流路88cにより接続されている。そして、下側第3リング状流路78bの気体移送方向下流端と、下側第4リング状流路79bの気体移送方向上流端との間が第3内側移行流路89cにより接続され、下側第4リング状流路79bの気体移送方向下流端と、上側第4リング状流路79aの気体移送方向上流端との間は第4連絡流路88dにより接続されている。前記第4上側リング状流路79aの気体移送方向下流端は、渦流ステータ本体73及び渦流ハウジング部72内部を内側から外側に向かって貫通する排気路91に連結しており、前記排気路91の下流端には、排気口92が形成されている。
図7は、渦流ステータの各気体流路を気体が流れる順序の説明図である。
したがって、渦流ロータ回転時に前記渦流ポンプ吸気口74から流入した気体は、図7の(1)〜(8)に示す順に、各流路76〜89を流れ、排気口92に排気される。
前記符号76〜91に示す各流路により実施例1の渦流ステータの渦流流路(76〜91)が構成されている。
また、図1において、前記渦流ステータ71の内部には、圧縮された気体から発生する熱やロータ駆動時の摩擦熱等を除去するステータ冷却水路93(渦流ポンプ冷却機構)が設けられている。前記ステータ冷却水路93は、渦流ステータ71の半径方向(放射方向)に延びるステータ冷却水供給パイプ93aと、前記ステータ冷却水供給パイプ93aの内端から延びる図示しない円弧状のパイプと、前記円弧状のパイプに接続するステータ冷却水排出パイプ(図示せず)とを有している。前記各パイプ93aには、外部から冷却水が供給される。
前記下部ベアリング支持部材P3にも、冷却水を供給する下部ベアリング支持部材冷却水供給路94aと、前記下部ベアリング支持部材冷却水供給路94aに接続し、ロータ駆動時の摩擦熱等を除去するための円弧状の複数の下部ベアリング支持部材冷却水路94bとを有する下部ベアリング支持部材冷却水路94(下部ベアリング支持部材冷却機構)が配置されている。
なお、前記渦流ステータ71等を冷却する構成は、前記各冷却水路(冷却機構)93、94と冷却水による構成に限定されず、従来公知の種々の冷却装置を使用可能であり、各パイプの形状も変更可能である。
(渦流ロータ)
図1において前記渦流ステータ本体73の上下両端面に対向して上下一対の渦流ロータ101、102が配置されている。前記渦流ロータ101、102は、回転軸1に固着されており、上側渦流ロータ101及び下側渦流ロータ102の上下方向の位置は、上側渦流ロータ101及び下側渦流ロータ102間に挿入され、回転軸1に固着された位置決め用スペーサ103により位置決めされている。
図8は渦流ポンプのロータの説明図であり、図8Aは縦断面説明図、図8Bは図8AのVIIIB−VIIIBから見た図、図8Cは図8AのVIIIC−VIIICから見た図である。
図1、図5、図8において、前記渦流ロータ101、102は、円板状のロータ本体104と、前記ロータ本体104の一端面(下面または上面)から前記第1リング状流路76側に突出して形成されたリング状の翼支持部106と、翼支持部106の内周側に同心円状に各リング状流路77〜79側に突出して形成された第1リング状段差部107、第2リング状段差部108及び第3リング状段差部109とを有している。
図9は突出渦流翼の説明図であり、図9Aは要部平面図、図9Bは要部斜視図である。
図8、図9において、前記翼支持部106には、前記第1リング状流路76a、76b内に突出する突出渦流翼(渦流翼)111が支持されている。図8に示すように前記突出渦流翼111は、リング状の翼支持部106上にリング状に複数枚支持されており、前記リング状に配置された複数の突出渦流翼111により突出渦流翼列(リング状渦流翼列)112が構成されている。図9Aに示すように、各突出渦流翼111は、断面弧状の弧状凹面111aを有しており、渦流ロータ101、102の回転方向下流側に前記周凹面111aが面するように配置されている。前記突出渦流翼111による渦流の発生及び気体の圧縮・移送の原理は、従来公知(例えば、特開平10−89285号公報等参照)なので、詳細な説明は省略する。
なお、本発明者の実験・研究により、突出渦流翼111の形状(流路に対する断面積及び翼厚)や、突出渦流翼111を配置する間隔、突出渦流翼111の数や、突出渦流翼111を配置する位置が最適となる条件が分かった。即ち、(第1リング状流路76の流路断面積/各突出渦流翼断面積)=10〜11に設定し、翼支持部106に沿って隣接して配置された突出渦流翼111どうしの間隔(翼間隔)t1=2.7mm〜3mmに設定することが望ましい。また、1つの突出渦流翼111の翼厚をt2とした時に、(翼間隔t1/翼厚t2)=1.8〜2、(翼外径(回転中心から渦流翼の外周端までの距離)/渦流翼数)=1.33〜1.44に設定することが望ましい。
図10は段差部渦流翼の説明図であり、図10Aは要部平面図、図10Bは要部斜視図である。
図8、図10において、前記第1リング状段差部107、第2リング状段差部108及び第3リング状段差部109には、段差部の放射方向に沿って段差部渦流翼(渦流翼)113が複数形成されている。そして、図10Bに示すように、前記各段差部渦流翼113どうしの間に断面弧状の渦流溝114が形成されている。前記リング状に配置された複数の段差部渦流翼113により段差部渦流翼列(リング状渦流翼列)116が構成されている。前記段差部渦流翼113及び渦流溝114による渦流の発生及び気体の圧縮・移送の原理は、従来公知(例えば、特許第3045418号明細書や特許第2557495号明細書等参照)なので、詳細な説明は省略する。
なお、本発明者の実験・研究により、前記段差部渦流翼113及び渦流溝114のサイズ(流路に対する断面積及び翼厚)や、段差部渦流翼113を配置する間隔、段差部渦流翼113の数や、段差部渦流翼113を配置する位置が最適となる条件が分かった。即ち、(各リング状流路77〜79の流路断面積/各渦流溝断面積)=1.5〜2とし、リング状段差部107〜109の円周方向に沿って隣接して配置された段差部渦流翼113どうしの間隔(翼間隔)t1′=6.8mm〜7.8mmに設定することが望ましい。また、各段差部渦流翼113の翼厚をt2′とした時に、(翼間隔t1′/翼厚t2′)=4.6〜5.2、(渦流溝外径(回転中心から渦流溝114(段差部渦流翼113)の外周端までの距離)/渦流翼数)=2.6〜3に設定することが望ましい。
前記渦流ステータ本体73及び渦流ロータ101、102等により渦流ポンプKPが構成されている。そして、前記渦流ポンプKP及び複合型ターボ分子ポンプFP等により、実施例1の複合型真空ポンプPが構成されている。
(グリス供給装置の説明)
図2において、前記渦流ステータ71及び下部ベアリング支持部材P3には、渦流ステータ71及び下部ベアリング支持部材P3の内部を貫通して下側のベアリングP4まで延びる下側グリス供給路G1が形成されている。前記下側グリス供給路G1は、下側のベアリングP4にグリスを供給するグリス排出口G1aと、グリス供給路G1内にグリスを供給するためのグリス補給口G1bとを有する。同様に、前記渦流ステータ71、ベース部材本体23及び上部ベアリング支持部材本体34には、各部材(71、23、34)の内部を貫通して上側のベアリング36まで延びる上側グリス供給路G2が形成されている。前記上側グリス供給路G2も、グリス排出口G2aと、グリス補給口G2b(後述の図11参照)とを有している。
図11はグリス供給装置の断面説明図である。
図2、図11において、前記渦流ステータ71の側部には、前記ベアリングP4,36にグリスを供給するグリス供給装置GPが配置されている。前記グリス供給装置GPは、渦流ステータ71にボルト(図示せず)により固定支持するためのフランジ部121aが形成されたグリス収容容器121を有している。前記グリス収容容器121は、下側のベアリングP4潤滑用のグリスを収容する第1グリス収容部122と、上側のベアリング36潤滑用のグリスを収容する第2グリス収容部123と、前記第1グリス収容部122及び第2グリス収容部123の間に上下方向(Z軸方向)に貫通して形成されたネジ溝124とを有している。
前記各グリス収容部122、123の上端部(+Z端部)には、それぞれ下側グリス供給路G1、上側グリス供給路G2のグリス補給口G1b,G2bに連通する第1グリス供給口126及び第2グリス供給口127が形成されている。図11に示すように、前記各グリス供給口126、127には逆止弁128、128が配置されており、グリスがグリス収容部122、123側に逆流することを防止すると共に、ベアリングP4、36側の真空度が高くなった場合にグリス収容部122、123内のグリスがグリス供給路G1,G2側に吸引されることを防止する。また、前記各グリス供給口126、127の外周部には、グリスが漏れ出すことを防止するためのOリング129が配置されている。
図11において、前記各グリス収容部122、123にはピストン(グリス押出し部材)131、132が嵌合している。前記各ピストン131、132の上端部にはグリスを上方に押し出すキャップ133、133がネジにより固着されている。そして、ピストン131、132の外周面にはグリス収容部122、123とピストン131、132との間からグリスが漏れ出すことを防止するためのOリング134、134が配置されている。なお、前記グリス収容部122、123内周面の下端部には、ピストン131,132が移動する際の摩擦を低減するための潤滑部材135が設けられている。
前記ピストン131、132の下端部(−Z端部)には、連結部材136が配置されている。前記連結部材136は、各ピストン131、132の下端部にネジ止めされている。連結部材136には、下方に湾曲して形成されたモータ支持ブラケット136aが取り付けられている。モータ支持ブラケット136aの下面には、グリス供給モータMGが固定支持されている。前記グリス供給モータMGは回転軸137を有しており、前記回転軸137は円筒の一部が切り欠かれた略半月状の断面を有している。
図11において、前記グリス収容容器121のネジ溝124には、ネジ(ネジ山形成部材)138が螺合しており、前記グリス供給モータMGの回転軸137は、ネジ138のネジ頭138aに連結されている。前記ネジ頭138aには回転止め装着孔138bが形成されており、回転止め装着孔138bには回転止め138cが装着されている。前記回転止め138cは、回転軸137の切り欠き部分に係合しており、回転軸137とネジ138は、一体的に回転可能となっている。前記ネジ頭138aの上端面(+Z端面)は前記連結部材136に当接しており、前記連結部材136の当接部分には、ネジ138回転時の摩擦を低減するための低摩擦部材136bが配置されている。
したがって、前記グリス供給モータMGを駆動すると、回転軸137とネジ138とが回転し、ネジ138が螺合するネジ溝124に沿って上方に移動する。前記ネジ138及び回転軸137の移動に伴い、一体的に前記ピストン131、132が上方に移動し、グリス収容部122、123に収容されたグリスがグリス供給口126、127からグリス供給路G1,G2に供給される。
前記ネジ溝124、ネジ138及びグリス供給モータMG等によってグリス自動供給部材139が構成されている。
したがって、作業者が注射器等を使用してグリスを手作業で補給する場合と比較して、容易にグリスを補給することができると共に、グリス供給モータMGの回転量を制御することにより補給量を容易且つ精度良く調節することができる。
(実施例1の複合型真空ポンプPの制御部の説明)
図12は実施例1の複合型真空ポンプの制御部が備えている各機能をブロック図(機能ブロック図)で示した図である。
図12において、複合型真空ポンプPのコントロータCは、外部との信号の入出力および入出力信号レベルの調節等を行うI/O(入出力インターフェース)、必要な処理を行うためのプログラムおよびデータ等が記憶されたROM(リードオンリーメモリ)、必要なデータを一時的に記憶するためのRAM(ランダムアクセスメモリ)、前記ROMに記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU(中央演算処理装置)、ならびにクロック発振器等を有するマイクロコンピュータ等により構成されており、前記ROM等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
(前記コントロータCに接続された信号入力要素)
前記コントロータCは、制御パネル(コンソールパネル)CPやその他の信号入力要素からの信号が入力されている。
前記制御パネルCPは、複合型真空ポンプPの主電源である電源スイッチSW1と、複合型真空ポンプPの排気開始・排気停止用の排気スイッチSW2等を備えており、それらが入力されたことを検出して、その検出信号をコントロータCに入力する。
(前記コントロータCに接続された制御要素)
また、コントロータCは、排気モータ駆動回路D1、グリス供給モータ駆動回路D2、冷却水供給装置駆動回路D3、ガス供給装置駆動回路D4や図示しない電源回路、その他の制御要素に接続されており、それらの作動制御信号を出力している。
前記排気モータ駆動回路D1は、排気モータMを介して回転軸1を所定の回転速度(毎分1万回転)で回転駆動する。
前記グリス供給モータ駆動回路D2は、グリス供給モータMGを介してピストン131、132を移動させる。
前記冷却水供給装置駆動回路D3は、前記複合型ターボ分子ポンプ冷却水路W用の冷却水供給装置(図示せず)や、ステータ冷却水路93(渦流ポンプ冷却機構)、下部ベアリング支持部材冷却水路94(下部ベアリング支持部材冷却機構)に冷却水を供給する冷却水供給装置等を作動させる。
前記ガス供給装置駆動回路D4は、ガス供給装置(図示せず)を作動させる。
(前記コントロータCの機能)
前記コントロータCは、前記各信号出力要素からの出力信号に応じた処理を実行して、前記各制御要素に制御信号を出力する機能(制御手段)を有している。前記コントロータCの機能(制御手段)を次に説明する。
C1:排気モータ回転制御手段
排気モータ回転制御手段C1は、前記排気モータ駆動回路を介して、排気モータMの回転駆動を制御する。
C2:グリス供給モータ制御手段(グリス自動供給部材制御手段)
グリス供給モータ制御手段C2は、排気モータ駆動時間カウントタイマTM1と、グリス供給開始判別時間記憶手段C2Aと、グリス供給開始判別手段C2Bと、グリス供給モータ回転量記憶手段C2Cとを有する。そして、前記グリス供給モータ制御手段C2は、前記グリス供給モータ駆動回路D2を介して前記グリス供給モータMGの駆動を制御する。
TM1:排気モータ駆動時間カウントタイマ(真空ポンプ使用時間計測手段)
排気モータ駆動時間カウントタイマTM1は、前記排気スイッチSW1のオン・オフに応じて、排気モータMが回転駆動した時間(即ち、ロータ6、101、102が回転駆動した時間)のカウント値(積算値)を回転駆動時間t1としてカウントする。なお、前記カウント値(回転駆動時間)t1は、不揮発性メモリに記憶され、リセット(初期化)されない限り、複合型真空ポンプPの電源スイッチSW1がオフになっても記憶されている。
C2A:グリス供給開始判別時間記憶手段
グリス供給開始判別時間記憶手段C2Aは、グリス供給を開始する時期になったか否かを判別するための閾値であるグリス供給開始判別時間taを記憶する。なお、前記グリス供給開始判別時間taは、実験結果から真空ポンプの機種毎に設定されている。
C2B:グリス供給開始判別手段
グリス供給開始判別手段C2Bは、前記排気モータ駆動時間カウントタイマTM1のカウント値t1と、前記グリス供給開始判別時間taとに基づいて、グリス供給を開始する時期になったか否かを判別する。
C2C:グリス供給モータ回転量記憶手段
グリス供給モータ回転量記憶手段C2Cは、グリス供給を行う際に前記グリス供給モータMGが回転駆動する回転量(グリス供給モータ回転量)を記憶する。前記回転量には、1度に供給される設定されたグリスの供給量に対応するグリス供給モータMGの回転量が設定されている。なお、実施例1では、前記グリスの供給量は、実験結果から真空ポンプの機種毎に設定されている。前記グリス供給モータMGの回転量(グリスの供給量)は、作業者が設定変更可能に構成することも可能であり、一度に供給するグリスの供給量やグリス収容部122、123内のグリスを使い切るまでの期間を変更可能に構成することも可能である。
C3:冷却水供給装置制御手段
冷却水供給装置制御手段C3は、前記冷却水供給装置駆動回路D3を介して前記冷却水路W,93、94に冷却水を供給する冷却水供給装置(図示せず)等の作動を制御する。なお、実施例1の冷却水供給装置制御手段C3は、排気スイッチSW2がオンになると冷却水供給装置のバルブを開放して給水を行い、排気スイッチSW2がオフになるとバルブを閉じるように制御する。なお、実施例1では、ポンプPによる排気が開始されると自動的に冷却水の供給が開始されるが、例えば、冷却水路W,93、94を水道の蛇口に接続し、作業者が栓をあけることにより手動で給水を開始するように構成することも可能である。
C4:ガス供給装置制御手段
ガス供給装置制御手段C4は、前記ガス供給装置駆動回路D4を介して前記ガス供給装置(図示せず)の作動を制御する。なお、実施例1のガス供給装置制御手段C4は、排気スイッチSW2がオンになるとガス供給装置のバルブを開放して所定量のガスの供給を行い、排気スイッチSW2がオフになるとバルブを閉じるように制御する。なお、実施例1では、排気開始時に自動的にガスの供給が実行されるが、作業者がバルブの開閉を行って手動でガスの供給を行うように構成することも可能である。また、実施例1では所定量のガスの供給を行ったが、例えば、グリスの雰囲気圧力が低下するのに応じて、ガスの供給量を増やすように制御することも可能である。
(フローチャートの説明)
(メインフローチャートの説明)
図13は本発明の実施例1の複合型真空ポンプのグリス供給処理のフローチャートである。
図13のフローチャートの各ST(ステップ)の処理は、前記コントロータCのROMやハードディスクに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は複合型真空ポンプPの他の各種処理(排気モータ回転制御処理や冷却水供給装置制御処理、ガス供給装置制御処理等)と並行して実行される。
図13に示すフローチャートは複合型真空ポンプPの電源スイッチSW1がオンにより開始される。
図13のST1において、制御パネルCPの排気スイッチSW2がオンになったか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST2に移り、ノー(N)の場合はST1を繰り返す。
ST2において、排気モータ駆動時間カウントタイマTM1による計時(時間のカウント)を開始する(再開する)。そして、ST3に移る。
ST3において、排気スイッチSW2がオフになったか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST4に移り、ノー(N)の場合はST5に移る。
ST4において、排気が終了したので排気モータ駆動時間カウントタイマTM1による計時を終了する(中断する)。そして、ST1に戻る。
ST5において、排気モータ駆動時間カウントタイマTM1のカウント値t1が、グリス供給開始判別時間ta以上であるか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST6に移り、ノー(N)の場合はST3に戻る。
ST6において、次の処理(1)、(2)を実行して、ST3に戻る。
(1)排気モータ駆動時間カウントタイマTM1のカウント値t1をリセットする。
(2)グリス供給モータMGをグリス供給モータ回転量だけ回転駆動する。
(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1の複合型真空ポンプPでは、排気モータMにより回転軸1が回転駆動すると、ターボ分子ポンプロータ部6a、ネジ溝式ポンプロータ部6b及び渦流ロータ101、102等が回転駆動する。そして、ポンプ吸気口2aが連通する真空室内部の気体が、ターボ分子ポンプTMPの部分で動翼7及び静翼4により圧縮されながら下方に移送され、ネジ溝式ポンプSPのネジ山8によりさらに下方に圧縮・移送される。そして、ネジ溝式ポンプSPのネジ山14により、前記複合型ターボ分子ポンプロータ6とネジ溝式ポンプステータ11との間を圧縮されながら上方に移送され、最終的に複合型ターボ分子ポンプ排気口28に移送される。前記複合型ターボ分子ポンプ排気口28まで移送された気体は、渦流ポンプ吸気口74から流入し、渦流流路(76〜91)を順次圧縮されながら移送され、排気口92から排気される。
そして、実施例1の複合型真空ポンプPでは、排気モータMの回転中に回転しない固定部材(11,21,31)に形成されたグリス供給路G1,G2を介して、ベアリングP4,36に潤滑用のグリスが供給される。そして、前記グリスは、前記排気モータMの回転駆動時間t1(即ち、ロータ6、101、102の回転駆動時間)がグリス供給開始判別時間以上になると、前記グリス供給モータMGが駆動してピストン131、132が移動し自動的にグリスが供給される。このとき、グリス供給モータMGは、設定されたグリス供給モータ回転量だけ回転するので、適切な量のグリスが精度良く補給される。
したがって、グリス供給装置GPによって、ベアリング支持部材P3,31に支持されたベアリングP4,36に自動的にグリスが供給される。この結果、グリスを供給する際に複合型真空ポンプPを分解する必要が無くなる。特に、上側のベアリング36に関しては、複合型ターボ分子ポンプロータ6の内側のネジ溝式ポンプステータ11のさらに内側に配置された上部ベアリング支持部材31の内側に支持されているために、仮に分解してグリスを供給しようとすると、分解・組立が非常に面倒である。しかし、実施例1の真空ポンプPでは、真空ポンプPを分解することなく、上側のベアリング36にもグリス供給装置GPによりグリスを供給することができる。
この結果、分解・組立作業等のメンテナンス作業が省略されるので、作業者への負担を軽くすることができる。特に、実施例1の複合型真空ポンプは、分解・組立が面倒な高速回転・大排気量の真空ポンプであるため、負担軽減の効果は特に大きい。また、分解・組立作業による組立精度への悪影響が防止され、分解・組立によりシールが不完全となり複合型真空ポンプPの排気性能等が低下することを防止できる。また、高価で部品点数の多い磁気軸受を使用せず、低コストで部品点数の少ないグリス潤滑のベアリング(転がり軸受)P4,36を使用するので、真空ポンプPの設置方向を自由に設定でき、真空ポンプPを低コスト化・小型化できる。
さらに、実施例1の複合型真空ポンプPでは、回転軸1が回転駆動中でも、前記グリス供給装置GPによりグリスが自動的に供給される。したがって、グリス補給のために、回転軸1の回転駆動を停止して、排気を中断して、吸気口2aが接続された真空室(真空チャンバ)内の気圧を大気圧に戻す必要が無くなる。この結果、回転軸1の駆動を停止し、真空ポンプを分解してグリスを補給する場合と比較して、真空室内を再排気するために長時間待つ必要が無くなり、真空室内での作業を継続しつつグリスを補給できるので、作業者の作業効率を高めることができる。
また、実施例1の複合型真空ポンプPは、渦流ポンプKPを有するため、渦流ロータ101、102と渦流ステータ71との隙間が狭く設定されており、磁気軸受を使用した場合、外乱等が発生すると渦流ロータ101、102と渦流ステータ71とが接触する可能性があった。しかし、実施例1の真空ポンプPは、グリス潤滑の転がり軸受P4,36を使用しているので、外乱等が発生しても、渦流ロータ101、102と渦流ステータ71とが接触する可能性を低減できる。
また、実施例1の複合型真空ポンプPは、前記グリス供給装置GPにより、所定の時期に所定量のグリスが自動的にベアリング(軸受)P4,36に供給される。したがって、作業者が注射器等を使用して手作業でグリスの供給を行う場合と比較して、適切な時期に適切な量のグリスが自動的に供給される。また、自動的に供給されるので、作業者がグリス供給を忘れたり、供給しすぎたり、供給量が不足したりすることを防止でき、グリス供給の精度(時期的な精度及び供給量の精度)を高めることができる。特に、実施例1の複合型真空ポンプPは、高速回転・大排気量なので、グリスが適切な時期に適切な量、精度良く供給されるので、ベアリングP4,36の破損を低減でき、ベアリングP4,36及び複合型真空ポンプPを長寿命化することもできる。
さらに、実施例1のグリス供給装置GPのグリス自動供給部材139は、ネジ溝124とネジ138とグリス供給モータMGとを有しているため、グリス供給モータの回転量(即ち、ネジ138の回転量(回転角度))を設定することにより容易にグリス供給量を設定できる。したがって、グリスの供給量の精度が高く、設定も容易である。
さらに、グリス補給口G1b、G2bに配置された逆止弁128により、グリス供給路G1,G2からグリス供給装置GP側にグリスが逆流することが防止されると共に、ベアリングP4,36側の気圧が低下してグリスがベアリングP4,36側に吸引されそうになっても逆止弁128によりグリス供給装置GPからグリス供給路G1,G2内にグリスが吸引されることを防止できる。この結果、余分なグリスの供給や逆流が防止され、グリスの供給精度が高まり、グリスの消費スピードも精確にコントロールできる。
図14は実施例2のグリス供給装置の断面説明図であり、実施例1の図11に対応する図である。
なお、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例2は、下記の点で前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成されている。
実施例2のグリス供給装置GPでは、フランジ部121aの形成位置が異なっている。
(実施例2の作用)
前記構成を備えた実施例2のグリス供給装置GPでは、グリス供給装置GPが固定支持される固定部材(P3等)の取り付け可能な位置との関係に応じて適切な位置に変更できる。その他、実施例2の真空ポンプPは、実施例1と同様の作用効果を奏する。
図15は実施例3のグリス供給装置の断面説明図であり、実施例1の図11に対応する図である。
なお、この実施例3の説明において、前記実施例1、2の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例3は、下記の点で前記実施例1、2と相違しているが、他の点では前記実施例1、2と同様に構成されている。
実施例2のグリス供給装置GPでは、グリス供給モータMGが省略され、ネジ頭138aを作業者が手動で回転可能に構成されている。また、フランジ部121aが実施例2と同様の位置に形成されている。
(実施例3の作用)
前記構成を備えた実施例3のグリス供給装置GPでは、作業者が手動でネジ頭138aを回転させてグリスを供給できる。したがって、グリス供給モータMG及びその制御系を省略できるので、コストを抑えることができる。
なお、実施例3において、実施例1と同様に排気モータMの作動時間t1をカウントし、作動時間のカウント値(累積作動時間)t1を制御パネルCPに表示して、作業者に前回グリスを供給してからの累積作動時間t1を告知することも可能である。そして、作業者は、制御パネルCPに表示された累積作動時間t1を確認してネジ138を回転してグリスを供給するように構成することも可能である。
また、グリスを補給する時期になったことを作業者に告知するための告知手段(告知ランプや告知ブザー等)を設け、前記作動時間のカウント値t1がグリス供給開始判別時間ta以上になった時に、ランプを点灯させたりブザーを鳴らして作業者にグリス補給時期を告知することも可能である。あるいは、前記グリス供給開始判別時間taが近づいた時に、黄色のランプを点灯させ、グリス供給開始判別時間taを経過した時に赤色のランプを点灯させるように構成することも可能である。
さらに、作業者が手動でネジ138を回転させる際の補助として、例えば、前記ネジ頭138aと、連結部材136に目印(目盛り)を付しておき、作業者が目印に応じてネジ138を回転させることにより、精度良くグリスを供給することができる。その他、実施例3のグリス供給装置GP及びグリス供給装置GPを備えた真空ポンプPは、実施例1と同様の作用効果を奏する。
図16は本発明の実施例4の複合型真空ポンプの説明図であり、実施例1の図1に対応する図である。
なお、この実施例4の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例4は、下記の点で前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成されている。
実施例4のポンプP″では、実施例4のターボ分子ポンプTMP(静翼4、動翼7等)及びネジ溝式ポンプSP(ネジ山8、14等)が省略されている。
(実施例4の作用)
前記構成を備えた実施例4のポンプP″では、ターボ分子ポンプTMP及びネジ溝式ポンプSPが省略されているので、実施例1の複合型真空ポンプPに比べ、高真空領域及び中真空領域における圧縮・排気性能が低下している。即ち、ユーザのニーズ等により、低真空領域程度まで排気できれば良い場合や、大気圧よりも低圧に排気したい場合(即ち、真空ポンプではなく、通常の排気ポンプとして使用する場合)には、ターボ分子ポンプTMP及びネジ溝式ポンプSPを省略することにより、製造コストやメンテナンスコストを抑えることができる。その他の渦流ポンプKP部分に関しては、実施例4のポンプP″は、実施例1の複合型真空ポンプPと同様の作用効果を奏する。即ち、グリス供給装置GPにより、真空ポンプP″を分解せずにグリスを精度良く供給できる。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H08)を下記に例示する。
(H01)前記各実施例において、渦流ステータ本体73には、4段のリング状流路76〜79が形成されているが、段数は適宜変更可能である。
(H02)前記各実施例において、第1リング状流路76に対応する部分だけ突出渦流翼111の渦流翼列112で構成したが、最外周だけでなく、外周側の数段分、例えば、第1リング状流路76及び第2リング状流路77に対応する部分に突出渦流翼111の渦流翼列112を設けることも可能である。
(H03)前記各実施例において、ネジ溝式ポンプSPのステータ内部のベアリング(軸受)36にグリスを供給したが、ネジ溝式ポンプSPに限定されず、グリス潤滑のベアリングがハウジング2内部に突出して配置された真空ポンプに適用可能である。
(H04)前記各実施例において、前記グリス供給路の口径等を調節することにより、グリス供給装置として、従来公知のグリス供給装置を使用することも可能である。例えば、前記特許文献1記載のグリス供給装置や、バネ圧を使用するグリス供給装置(例えば、前記非特許文献1、2等参照)あるいは、ガスの膨張圧力を利用したグリス供給装置(例えば、前記非特許文献3参照)を使用することも可能である。
(H05)前記各実施例において、グリスを供給する時期(タイミング)を判別する際に、排気モータの駆動時間に基づいて処理を行ったが、真空ポンプの使用時間に連動する他のパラメータに基づいて処理を行うことも可能である。例えば、ロータの回転数の積算値に基づいて処理することも可能である。あるいは、ベアリングの使用頻度を判別可能な他のパラメータ(例えば、グリスの状態を検出するセンサの出力等)に基づいて処理を行うことも可能である。
(H06)前記各実施例において、グリスを供給する時期になった時に、所定量のグリスを供給したが、回転軸が回転駆動中に断続的にグリスを所定量供給するように構成することも可能である。
(H07)本発明は、ターボ分子ポンプとネジ溝式ポンプと渦流ポンプの複合型真空ポンプP以外の真空ポンプにも適用可能である。即ち、上側ベアリング支持部材(軸受支持部材)31の外側を囲むように構成されたネジ溝式ポンプロータ部6bに限定されず、ベアリング(軸受)を支持する軸受支持部材の外側を囲むように構成されたロータを有する他の回転式真空ポンプに適用可能である。
(H08)前記各実施例において、逆止弁128をグリス供給口126,127の近傍に配置したが、これに限定されず、グリス供給路G1,G2内の適切な位置に配置することができる。
図1は本発明の実施例1の複合型真空ポンプの断面説明図であり、複合型真空ポンプの気体流路及び冷却水路を説明する断面説明図である。 図2は本発明の実施例1の複合型真空ポンプの断面説明図であり、ベアリングへのグリス供給路及びパージ用ガス通路を説明する断面説明図である。 図3は、複合型ターボ分子ポンプ部のベース部材の冷却水路及びガス通路を説明する斜視図である。 図4は、複合型ターボ分子ポンプ部のベース部材の冷却水路及びパージ用ガス通路を説明する平面図である。 図5は実施例1の複合型真空ポンプの渦流ポンプ部の説明であり、図5Aは図5BのVA−VA線断面図、図5Bは渦流ポンプ部の縦断面説明図である。 図6は渦流ポンプの渦流ステータの説明図であり、図6Aは平面図、図6Bは図6AのVIB−VIB線断面図である。 図7は、渦流ステータの各気体流路を気体が流れる順序の説明図である。 図8は渦流ポンプのロータの説明図であり、図8Aは縦断面説明図、図8Bは図8AのVIIIB−VIIIBから見た図、図8Cは図8AのVIIIC−VIIICから見た図である。 図9は突出渦流翼の説明図であり、図9Aは要部平面図、図9Bは要部斜視図である。 図10は段差部渦流翼の説明図であり、図10Aは要部平面図、図10Bは要部斜視図である。 図11はグリス供給装置の断面説明図である。 図12は実施例1の複合型真空ポンプの制御部が備えている各機能をブロック図(機能ブロック図)で示した図である。 図13は本発明の実施例1の複合型真空ポンプのグリス供給処理のフローチャートである。 図14は実施例2のグリス供給装置の断面説明図であり、実施例1の図11に対応する図である。 図15は実施例3のグリス供給装置の断面説明図であり、実施例1の図11に対応する図である。 図16は本発明の実施例4の複合型真空ポンプの説明図であり、実施例1の図1に対応する図である。
符号の説明
C2…グリス自動供給部材制御手段、
C2B…グリス供給開始判別手段、
G2…グリス供給路、
G2a…グリス排出口、
G2b…グリス補給口、
GP…グリス供給装置、
MG…グリス供給モータ、
P…真空ポンプ、
t1…使用時間、
ta…グリス供給開始判別時間、
TM1…真空ポンプ使用時間計測手段、
1…ロータ軸、
2…ハウジング、
6…ロータ、
6b+8…気体移送部、
11…ステータ、
11,21,31…固定部材、
31a…ロータ軸貫通孔、
31…軸受支持部材、
36…軸受、
71…渦流ステータ、
73…ステータ本体、
76〜79…リング状流路、
101,102…渦流ロータ、
104…ロータ本体、
111,113…渦流翼、
112,116…リング状渦流翼列、
121…グリス収容容器、
124…ネジ溝、
128…逆止弁、
131,132…グリス押出し部材、
138…ネジ山形成部材、
139…グリス自動供給部材。

Claims (5)

  1. 下記の構成要件(A01)〜(A05)を備えたことを特徴とする真空ポンプ、
    (A01)真空ポンプの外壁を構成するハウジングに固定支持され且つロータ軸貫通孔が形成された軸受支持部材を有する固定部材、
    (A02)前記ロータ軸貫通孔を貫通し、一端部が前記ハウジング内部に突出して配置されたロータ軸と、前記ロータ軸の前記一端部に固着された回転部材、
    (A03)前記軸受支持部材に支持され且つ、前記ロータ軸の前記一端部近傍を回転可能に支持し、グリスにより潤滑される軸受、
    (A04)固定部材の外側面に形成され且つグリスが補給されるグリス補給口と、前記軸受にグリスを供給するグリス排出口とを有し、前記固定部材に形成されたグリス供給路、
    (A05)前記グリス補給口にグリスを供給するグリス供給装置。
  2. 下記の構成要件(A01),(A02′),(A03)〜(A05)を備えたことを特徴とする真空ポンプ、
    (A01)真空ポンプの外壁を構成するハウジングに固定支持され且つロータ軸貫通孔が形成された軸受支持部材を有する固定部材、
    (A02′)前記ロータ軸貫通孔を貫通するロータ軸と、前記ロータ軸の一端部に連結され且つ前記軸受支持部材の外側を囲むように配置された気体移送部とを有し、回転駆動時に気体を移送するロータ、
    (A03)前記軸受支持部材に支持され且つ、前記ロータ軸の前記一端部近傍を回転可能に支持し、グリスにより潤滑される軸受、
    (A04)固定部材の外側面に形成され且つグリスが補給されるグリス補給口と、前記軸受にグリスを供給するグリス排出口とを有し、前記固定部材に形成されたグリス供給路、
    (A05)前記グリス補給口にグリスを供給するグリス供給装置。
  3. 下記の構成要件(A06),(A07)を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の真空ポンプ、
    (A06)前記ロータ軸の前記一端部とは異なる他端部に固着され且つ前記ハウジングに対して回転自在に支持された円板状のロータ本体と、前記ロータ本体の端面に半径の異なる複数の同心円に沿って所定の間隔で配置された複数の渦流翼により構成された複数のリング状渦流翼列と、を有する渦流ロータ、
    (A07)前記固定部材に対して回転不能に支持されたステータ本体と、複数の前記リング状渦流翼列に対応して前記ステータ本体に形成された複数のリング状流路とを有し、前記渦流ロータ回転時に前記リング状流路内で渦流を発生させることにより気体を圧縮して排出する渦流ステータ。
  4. 下記の構成要件(A08)を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか記載の真空ポンプ、
    (A08)前記軸受支持部材と、前記ロータの内側に配置され且つ前記軸受支持部材を囲むように配置されたステータとを有する前記固定部材。
  5. 下記の構成要件(A09)〜(A012)を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか記載の真空ポンプ、
    (A09)軸受に供給するグリスを収容するグリス収容容器と、
    前記グリス収容容器内の容積を小さくすることにより、前記グリス収容容器内のグリスを前記グリス補給口に供給するグリス押出し部材と、
    前記グリス収容容器内の容積が小さくなるように前記グリス押出し部材を移動させるグリス自動供給部材と、
    を備えた前記グリス供給装置、
    (A010)真空ポンプの使用時間を計測する真空ポンプ使用時間計測手段、
    (A011)前記真空ポンプの使用時間が、設定されたグリス供給開始判別時間以上になったか否かを判別するグリス供給開始判別手段、
    (A012)前記真空ポンプの使用時間が、前記グリス供給開始判別時間以上になった場合に、前記グリス自動供給部材を作動させて所定量のグリスを供給するグリス自動供給部材制御手段。

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