JP2017025868A - Vacuum pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空ポンプ装置に関する。 The present invention relates to a vacuum pump device.
従来、真空ポンプ装置は、例えば半導体製造装置が配置される真空チャンバ内のプロセスガスを排気するために使用されている。一般に、半導体製造工程では、真空チャンバ内が清浄雰囲気であることが要求される。このため、真空ポンプ装置として、ポンプ内部のガス流路に油を使用しないドライ真空ポンプが用いられている。このようなドライ真空ポンプとして、例えば2軸ルーツ型の多段容積式ドライ真空ポンプなどが知られている。 Conventionally, a vacuum pump apparatus is used for exhausting a process gas in a vacuum chamber in which, for example, a semiconductor manufacturing apparatus is disposed. Generally, in a semiconductor manufacturing process, the inside of a vacuum chamber is required to be a clean atmosphere. For this reason, a dry vacuum pump that does not use oil in a gas flow path inside the pump is used as a vacuum pump device. As such a dry vacuum pump, for example, a biaxial root type multistage positive displacement dry vacuum pump is known.
2軸ルーツ型の多段容積式ドライ真空ポンプは、対向する一対のルーツ型の多段のロータをケーシング内に備え、これらのロータ間およびロータとケーシングとの隙間が微少になるようにクリアランスが設けられる。そして、この一対のロータが同期反転することにより、ロータとケーシングとの間に形成された空間にプロセスガスが閉じ込められて後段に移送される。多段容積式ドライ真空ポンプでは、この移送が連続して行われることによりプロセスガスの排気が行われる。 The biaxial root type multistage positive displacement dry vacuum pump includes a pair of opposed roots type multistage rotors in a casing, and clearance is provided so that a gap between these rotors and between the rotor and the casing is very small. . Then, when the pair of rotors are synchronously inverted, the process gas is confined in the space formed between the rotor and the casing and transferred to the subsequent stage. In the multistage positive displacement dry vacuum pump, the process gas is exhausted by continuously performing this transfer.
真空ポンプには、真空ポンプのロータを回転駆動するモータが備えられる。一般に、真空ポンプでは、消費電力の削減が課題とされ、従来、例えばモータロータの発熱の低下を図ることにより、真空ポンプのエネルギ効率が低下するのを抑制している。 The vacuum pump is provided with a motor that rotationally drives the rotor of the vacuum pump. Generally, in a vacuum pump, reduction of power consumption is an issue, and conventionally, for example, by reducing heat generation of a motor rotor, a reduction in energy efficiency of the vacuum pump is suppressed.
真空ポンプ装置では、所望のポンプ性能が達成できるように、例えば真空チャンバ内で多量のプロセスガスが発生するような高負荷時を基準としてモータの出力が決められる。しかし、真空ポンプ装置は低負荷で駆動される場合も多く、こうした場合にはモータの効率が悪くなる場合があった。 In the vacuum pump device, the output of the motor is determined on the basis of a high load, for example, when a large amount of process gas is generated in the vacuum chamber so that a desired pump performance can be achieved. However, the vacuum pump device is often driven with a low load. In such a case, the efficiency of the motor may be deteriorated.
モータの効率を低下させる損失としては、機械的な損失を除くと、モータロータの回転に伴って生じる渦電流損失などの鉄損と、コイルに流れる電流からジュール熱として生じる銅損と、が挙げられる。低負荷時には、コイルに流れる電流は小さいので銅損は小さくなる。しかし、負荷の大きさにかかわらず、モータロータの回転数に依存して鉄損は大きくなる。モータロータ及びモータステータの構成は、モータの出力に関わり、大負荷時を基準として決められているので、特に低負荷高回転数でモータが駆動されるときには、鉄損の影響が大きくなってモータのエネルギ効率が悪くなる。 Losses that reduce the efficiency of the motor include iron losses such as eddy current loss caused by rotation of the motor rotor, and copper loss generated as Joule heat from the current flowing in the coil, excluding mechanical loss. . When the load is low, the current flowing through the coil is small, so the copper loss is small. However, the iron loss increases depending on the rotation speed of the motor rotor regardless of the magnitude of the load. The configuration of the motor rotor and the motor stator is related to the output of the motor, and is determined based on a large load. Therefore, especially when the motor is driven at a low load and a high rotational speed, the influence of the iron loss increases and the motor Energy efficiency gets worse.
また、従来、真空ポンプ装置のモータとして、キャンド構造等のモータが用いられている。しかし、キャンド構造等のモータを用いると、真空ポンプがオーバーハング(片持ち)構造になるため、高回転数化および小型化に不向きであった。さらに、一般に、真空ポンプ装置では、装置を容易に製造できることが望まれる。 Conventionally, a motor having a can structure or the like is used as a motor of a vacuum pump device. However, when a motor having a can structure or the like is used, the vacuum pump has an overhang (cantilever) structure, which is not suitable for increasing the number of rotations and reducing the size. Further, in general, it is desired that the vacuum pump device can be easily manufactured.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、エネルギ効率が高く容易に製造可能な真空ポンプ装置を提供することを目的の一つとする。また
、高回転数化および小型化が可能な真空ポンプ装置を提供することを目的の一つとする。
The present invention has been made in order to solve at least a part of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vacuum pump device that can be easily manufactured with high energy efficiency. Another object of the present invention is to provide a vacuum pump device capable of increasing the number of rotations and reducing the size.
本発明の真空ポンプ装置は、ポンプロータを回転させて気体を真空引きする真空ポンプである。真空ポンプ装置は、ポンプロータに回転動力を出力するための主軸と、主軸に取り付けられたモータロータと、主軸の軸方向にモータロータと対向して配置されるモータステータと、を備える。モータステータは、周方向に等間隔で配置されて主軸の軸方向に突出する複数のコア部と、複数のコア部とは別々に設けられて複数のコア部と固定されることにより複数のコア部を支持する支持部と、複数のコア部に巻回されるステータコイルと、を有する。そして、複数のコア部は、帯状のアモルファス金属が積層されて形成され、帯状のアモルファス金属の幅方向が主軸の軸方向に沿うように配置される。 The vacuum pump device of the present invention is a vacuum pump that evacuates gas by rotating a pump rotor. The vacuum pump device includes a main shaft for outputting rotational power to the pump rotor, a motor rotor attached to the main shaft, and a motor stator arranged to face the motor rotor in the axial direction of the main shaft. The motor stator has a plurality of core portions arranged at equal intervals in the circumferential direction and projecting in the axial direction of the main shaft, and the plurality of core portions are provided separately and fixed to the plurality of core portions. And a stator coil wound around the plurality of core portions. The plurality of core portions are formed by laminating strip-shaped amorphous metals, and are arranged such that the width direction of the strip-shaped amorphous metal is along the axial direction of the main axis.
かかる構成により、一般的な珪素鋼板よりも電気抵抗の小さいアモルファス金属が積層されてコア部が形成されるので、鉄損を小さくすることができる。また、ステータは、周方向に等間隔で配置されるコア部と、複数のコア部を支持する支持部とが、それぞれに形成されるので、ステータを容易に形成することができる。したがって、かかる構成により、エネルギ効率が高く容易に製造可能な真空ポンプ装置を提供することができる。また、モータロータとモータステータとが回転軸方向に対向して設けられているので、真空ポンプ装置の高回転数化および小型化を図ることができる。 With this configuration, since the core portion is formed by laminating amorphous metal having a lower electric resistance than that of a general silicon steel plate, iron loss can be reduced. Moreover, since the stator is formed with the core portions arranged at equal intervals in the circumferential direction and the support portions that support the plurality of core portions, the stator can be easily formed. Therefore, with this configuration, it is possible to provide a vacuum pump device that can be easily manufactured with high energy efficiency. Further, since the motor rotor and the motor stator are provided so as to face each other in the rotation axis direction, it is possible to increase the number of rotations and reduce the size of the vacuum pump device.
また、複数のコア部は、帯状のアモルファス金属が主軸の軸方向に垂直な方向に積層されて形成されていてもよい。この場合には、複数のコア部は、帯状のアモルファス金属が巻回されて形成される環状または円盤状の部材を複数に切断することにより形成されてもよい。
こうすれば、アモルファス金属が径方向に積層されてコア部が形成されるので、鉄損を小さくすることができる。
Further, the plurality of core portions may be formed by laminating strip-shaped amorphous metal in a direction perpendicular to the axial direction of the main axis. In this case, the plurality of core portions may be formed by cutting a ring-shaped or disk-shaped member formed by winding a strip-shaped amorphous metal into a plurality.
By doing so, the core portion is formed by laminating the amorphous metal in the radial direction, so that the iron loss can be reduced.
また、複数のコア部は、帯状のアモルファス金属が円柱状に巻回されることにより形成されてもよい。
こうすれば、コア部の中心と主軸の回転中心とを繋ぐ方向において、アモルファス金属が積層されてコア部が形成されるので、鉄損を小さくすることができる。
Further, the plurality of core portions may be formed by winding a strip-shaped amorphous metal in a cylindrical shape.
By so doing, the core portion is formed by laminating amorphous metal in the direction connecting the center of the core portion and the rotation center of the main shaft, so that the iron loss can be reduced.
また、モータロータは、第1モータロータと第2モータロータとを有し、モータステータは、主軸の軸方向に第1モータロータと第2モータロータとに挟まれて配置されてもよい。そして、コア部は、支持部の第1モータロータと対向する面および第2モータロータと対向する面に固定されてもよい。
こうすれば、さらに真空ポンプ装置の高効率化と小型化とを図ることができる。
The motor rotor may include a first motor rotor and a second motor rotor, and the motor stator may be disposed between the first motor rotor and the second motor rotor in the axial direction of the main shaft. The core portion may be fixed to a surface of the support portion that faces the first motor rotor and a surface that faces the second motor rotor.
In this way, the vacuum pump device can be further improved in efficiency and size.
また、ステータコイルは、コイル部材が巻回されて形成されてもよい。
こうすれば、ステータコイルを溝部に配置したときの隙間を小さくして、真空ポンプ装置のエネルギ効率の向上を図ることができる。
The stator coil may be formed by winding a coil member.
If it carries out like this, the clearance gap when a stator coil is arrange | positioned in a groove part can be made small, and the improvement of the energy efficiency of a vacuum pump apparatus can be aimed at.
また、真空ポンプは、ポンプロータとして、平行に配置されて同期回転する一対のポンプロータを有してもよい。
さらに、真空ポンプは、一対のポンプロータが多段のロータを有する多段容積式であってもよい。
Further, the vacuum pump may have a pair of pump rotors arranged in parallel and rotating synchronously as pump rotors.
Further, the vacuum pump may be a multistage positive displacement type in which a pair of pump rotors has a multistage rotor.
以下、本発明の一実施形態に係る真空ポンプ装置を図面に基づいて説明する。なお、図面では、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。本実施形態の真空ポンプ装置は、多段容積式ポンプとして構成され、例えば半導体、液晶、太陽光パネル、又は、LED等の製造設備の一つとして利用することができる。 Hereinafter, a vacuum pump device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The vacuum pump apparatus of this embodiment is comprised as a multistage positive displacement pump, and can be utilized as one of manufacturing equipment, such as a semiconductor, a liquid crystal, a solar panel, or LED, for example.
図1は、本実施形態の真空ポンプ装置の概略構成を示す断面図である。図1は、真空ポンプ装置100が有する一対のポンプロータ310,410のうちの一方のポンプロータ310の回転中心軸線AR1を含む断面を示している。また、図2は、本実施形態の真空ポンプ装置の概略構成を示す他の断面図である。図2は、真空ポンプ装置100が有する一対のポンプロータ310,410の双方の回転中心軸線AR1,AR2を含む断面を示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the vacuum pump device of the present embodiment. FIG. 1 shows a cross section including the rotation center axis AR1 of one
図1,2に示すように、真空ポンプ装置100は、モータ200と、モータ200によって回転駆動される一対のポンプ主軸300,400と、ポンプ主軸300,400と一体に回転する一対のポンプロータ310,410とを備えている。なお、図1では、一方のポンプ主軸300及びポンプロータ310のみが図示されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
一対のポンプロータ310,410は、多段の圧縮段を構成する。一例として、ポンプロータ310は、ポンプ主軸300にそれぞれ間隔を空けて取り付けられた第1段〜第5段ポンプロータ311〜315を備えている。また、ポンプロータ410は、ポンプ主軸400にそれぞれ間隔を空けて取り付けられた第1段〜第5段ポンプロータ411〜415を備えている。
The pair of
第1段〜第5段ポンプロータ311〜315,411〜415は、上ケーシング320と下ケーシング330とによって形成される空間内に収容されている。上ケーシング320の上部には上閉止板322が取り付けられ、下ケーシング330の下部には下閉止板332が取り付けられる。
The first to fifth
上閉止板322には、ポンプロータ310,410へ処理ガスを吸気するための吸気口324が形成される。下閉止板332には、ポンプロータ310,410から処理ガスを排気するための排気口334が形成される。
The
上ケーシング320及び下ケーシング330の反モータ200側(モータ200から遠い側、図1及び図2中、右側)には、反モータ200側へ突き出したポンプ主軸300,400を収容する排気側中間部材360が設けられている。また、排気側中間部材360の反モータ200側には、排気側カバー370が設けられている。排気側中間部材360及び排気側カバー370は、上ケーシング320及び下ケーシング330から反モータ2
00側へ突き出したポンプ主軸300,400を収容する。ポンプ主軸300,400は、上ケーシング320と下ケーシング330とによって形成される空間から反モータ200側へ突き出した部分において、軸受342,442によって軸支されている。軸受342,442は、排気側中間部材360及び排気側カバー370内に収容されている。また、排気側カバー370の内部には、一対のタイミングギア380,480が収容されている。タイミングギア380,480は、ポンプ主軸300,400と連結され、相互に噛み合うようになっている。
An exhaust-side intermediate member that accommodates the pump
The pump
排気側中間部材360は、ポンプ主軸300,400と対向する面に周方向に沿って溝が形成されており、排気側中間部材360とポンプ主軸300,400との間には、この溝を含む中間室362,462が設けられている。中間室362,462と排気口334は、連通路364によって連通されている。
The exhaust-side
上ケーシング320及び下ケーシング330のモータ200側(図1及び図2中、左側)には、モータ200側へ突き出したポンプ主軸300,400を収容する吸気側中間部材345が設けられている。吸気側中間部材345は、上ケーシング320及び下ケーシング330からモータ200側へ突き出したポンプ主軸300,400を収容する。ポンプ主軸300は、吸気側中間部材345に収容される軸受340によって軸支され、ポンプ主軸300の端部がモータ200に接続されている。また、ポンプ主軸400は、吸気側中間部材345に収容される軸受440によって軸支され、ポンプ主軸400の端部はサイドキャップ450内に収容されている。
On the
モータ200を駆動すると、ポンプ主軸300、ポンプロータ310、及び、タイミングギア380が回転駆動される。タイミングギア380,480が相互に噛み合うことによって、ポンプ主軸400及びポンプロータ410も回転駆動される。一対のポンプロータ310,410は、上ケーシング320及び下ケーシング330の内面との間、第1段〜第5段ポンプロータ311〜315,411〜415同士の間にわずかな隙間を保持して、非接触で逆方向に同期回転する。一対のポンプロータ310,410の回転につれて、吸気口324から導入された処理ガスは、第1段〜第5段ポンプロータ311〜315,411〜415により圧縮移送されて、排気口334から排出される。
When the
次に、モータ200の構成について説明する。図3は、本実施形態のモータの概略構成を示す断面図である。モータ200は、真空ポンプ装置100(ポンプロータ310)の回転駆動源として使用される。モータ200は、モータフレーム250と、ポンプ主軸300に設けられたモータロータ220と、モータフレーム250に固定されたモータステータ230と、を備える。図示するように、モータ200は、モータロータ220とモータステータ230とがポンプ主軸300の回転中心軸線AR1方向に対向する、いわゆるアキシャルギャップ型のモータとして構成されている。
Next, the configuration of the
モータロータ220は、ポンプ主軸300に直結され、永久磁石222を備えている。モータフレーム250は、フレーム本体252とステータ支持部254とを備える。フレーム本体252は、回転中心軸線AR1に沿って内部空間が形成された、有底円筒形状に形成されている。ステータ支持部254は、円盤形状に形成されており、フレーム本体252の内部に配置される。ステータ支持部254は、フレーム本体252の内部空間を、モータロータ220が配置されるロータ室と、モータステータ230が配置されるステータ室とに離隔する。
The
モータステータ230は、ステータコア232にステータコイル236が装着された構成を有する。モータステータ230は、ステータコア232がステータ支持部254に取り付けられることによって、ステータ支持部254を介して、回転中心軸線AR1と同心
にフレーム本体252に固定される。
The
図4は、本実施形態のモータに用いられるステータコアの概略構成を示す図である。図示するように、ステータコア232は、モータロータ220の永久磁石222と対向する複数(例えば6個、12個など)のコア部233と、複数のコア部233と固定されて複数のコア部233を支持する支持部234と、を有する。複数のコア部233は、回転中心軸線AR1方向に突出し、周方向に等間隔で配置される。複数のコア部233のそれぞれには、ステータコイル236が巻回される。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a stator core used in the motor of the present embodiment. As illustrated, the
図5及び図6は、本実施形態のステータコアを製造する過程の一例を示す図である。本実施形態のステータコア232は、コア部233がアモルファス(非晶質)金属によって形成される。アモルファス金属としては、一例として、鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属を主成分としたものを用いることができる。一般に、アモルファス金属は、急冷によって非晶質体を形成させて薄い箔状に成形される。この箔状のアモルファス金属を利用して、帯状のアモルファス金属500を用意する。帯状のアモルファス金属500は、その断面が幅Wsと厚みTsとを有し、幅Wsの方が厚みTsよりも大きい。ここで、帯状のアモルファス金属500は、コア部233の厚さ(回転中心軸線AR1方向の長さ)Hsと等しい幅Wsであることが好ましい(図4及び図5参照)。なお、コア部233の厚さHsは、モータ200の定格出力等に基づいて決められればよい。
5 and 6 are diagrams showing an example of a process for manufacturing the stator core of the present embodiment. In the
そして、図5に示すように、帯状のアモルファス金属500を円柱体などの巻枠510に渦巻き状に巻回し、空芯円柱状のアモルファス金属体520を製造する。そして、帯状のアモルファス金属500を巻回することによってアモルファス金属体520の外径が所望の大きさ(ステータコア233の外径)に至ったら、アモルファス金属体520を巻枠510から外す。ここで、アモルファス金属体520は、帯状のアモルファス金属500を巻枠510に巻回しながら、加熱及び冷却、もしくは、接着等を用いることによって、形状が固定されてもよい。また、所望の外径に至った後に、アモルファス金属体520の外縁に被膜を施すこと等によって形状が固定されてもよい。こうして形成されたアモルファス金属体520は、アモルファス金属が径方向(回転中心軸線AR1に垂直な直線AC方向、図6参照)に積層される。
Then, as shown in FIG. 5, a strip-shaped
続いて、アモルファス金属体520を複数に切断することによって複数のコア部233を形成する。一例として、複数のコア部233は、アモルファス金属体520を等しい角度で放射状に切断することによって形成される。こうして形成されるコア部233は、帯状のアモルファス金属520の幅方向Awが回転中心軸線AR1に沿うように配置され、且つ、アモルファス金属が径方向に積層された構造を有する。そして、図6に示すように、複数のコア部233を支持部234に固定することによってステータコア232が製造される。ここで、支持部234は、一例として、アモルファス金属体520と同様に、帯状のアモルファス金属を巻枠510に巻回することによって環状または円盤状に形成されたものを用いることができる。ただし、支持部234は、アモルファス金属で形成されるものに限らず、他の金属で形成されてもよい。コア部233と支持部234との固定は、例えば、接着剤を用いた接着、又は溶加材を用いた溶接によって行うことができる。また、コア部233と支持部234との固定は、ビスなどを用いた締結によってなされてもよい。
Subsequently, the plurality of
このようにコア部233と支持部234とを別々に形成することにより、例えばアモルファス金属体520の一部を切除して溝部および凸部(コア部)を形成する場合に比して、ステータコア232を容易に製造することができる。また、アモルファス金属体520の一部を切除してステータコア232を製造する場合には、切除したアモルファス金属はステータコア232として利用することができない。これに対して、本実施形態では、ア
モルファス金属体520を放射状に複数に切断して複数のコア部233を形成するので、余ったアモルファス金属体520を別のステータコア232のコア部233として利用することができる。したがって、ステータコア232の製造コストを低下することができる。
By separately forming the
図7は、本実施形態のステータコイルの一例を示す図である。図示するように、本実施形態のステータコイル236は、コア部233の高さHsと等しい幅Wcの帯状のコイル部材がステータコア232のコア部233に渦巻き状に巻回されることによって形成されている。帯状のコイル部材は、その断面が幅Wcと厚みTcとを有し、幅Wcの方が厚みTcよりも大きい。ただし、ステータコイル236を形成するコイル部材の幅Wcは、コア部233の高さHsよりも小さくてもよい。この帯状のコイル部材は、その幅方向が回転中心軸線AR1に沿うように、コアブ233に巻き回される。なお、ステータコイル236の内周側の端部は、引出し用のコイル部材327がはんだ付け等で接続されてもよい。このようにコア部233に帯状のコイル部材が巻回されてステータコイル236が形成されることにより、線状のコイル部材を巻回する場合に比べて、ステータコア232の溝部234にステータコイル236を隙間なく配置することができる。これにより、モータ200の高性能化および小型化を図ることができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the stator coil of the present embodiment. As shown in the figure, the
図8は、一般的な真空ポンプ装置における吸気側圧力(Pa)に対する排気速度(L/M)及び消費電力(W)を示す図である。一般的に、真空ポンプ装置では、吸気側圧力が大きいときには気体を圧縮するポンプロータの負荷が大きくなり、消費電力が大きくなると共に排気速度が低下する。そして、真空ポンプ装置では、高負荷時にも所望の排気性能を実現できるように、高負荷時を基準として装置の構成が決定される。しかし、真空ポンプ装置は、半導体の製造工程に設けられる場合等には、常に高負荷の環境で駆動されるのではなく、低負荷の環境で駆動される場合も多い。つまり、真空ポンプ装置は、消費電力の小さい環境で運転される場合も多い。 FIG. 8 is a diagram showing an exhaust speed (L / M) and power consumption (W) with respect to an intake side pressure (Pa) in a general vacuum pump device. In general, in the vacuum pump device, when the intake side pressure is large, the load of the pump rotor that compresses the gas increases, and the power consumption increases and the exhaust speed decreases. And in a vacuum pump apparatus, the structure of an apparatus is determined on the basis of the time of high load so that desired exhaust performance can be implement | achieved also at the time of high load. However, when the vacuum pump device is provided in a semiconductor manufacturing process, it is not always driven in a high load environment, but is often driven in a low load environment. That is, the vacuum pump device is often operated in an environment with low power consumption.
図9は、消費電力(W)に対する真空ポンプ装置の効率(排気速度性能)を示す図である。図9中実線は本実施形態の真空ポンプ装置を示し、破線はステータコアが一般的な珪素鋼板で形成された比較例の真空ポンプ装置を示している。本実施形態の真空ポンプ装置100では、一般的な珪素鋼板よりも電気抵抗の小さいアモルファス金属でステータコア232のコア部233を形成しているので、モータ200の鉄損を小さくすることができる。このため、図9に示すように、本実施形態の真空ポンプ装置100では、比較例と比べて、特に消費電力が小さいときの効率を高くすることができる。これにより、真空ポンプ装置が低負荷で運転されるときのエネルギ効率を向上することができ、効率の高い真空ポンプ装置を実現することができる。
FIG. 9 is a diagram showing the efficiency (evacuation speed performance) of the vacuum pump device with respect to power consumption (W). In FIG. 9, the solid line shows the vacuum pump device of the present embodiment, and the broken line shows the vacuum pump device of the comparative example in which the stator core is formed of a general silicon steel plate. In the
以上説明した本実施形態の真空ポンプ装置100では、アモルファス金属が径方向に積層されてアモルファス金属体520が形成される。このアモルファス金属体522が複数に切断されることによって複数のコア部233が形成される。そして、複数のコア部233が支持部234に固定されることにより、モータ200のステータコア232が形成される。このように複数のコア部233と支持部234とがそれぞれに形成されてステータコア232を形成することにより、ステータコア232を容易に製造することができる。また、ステータコア232のコア部233は、アモルファス金属が径方向に積層されて形成されるので、モータ200の鉄損を小さくすることができる。さらに、本実施形態の真空ポンプ装置100では、モータロータ220とモータステータ230とが回転中心軸線AR1に対向して設けられているので、真空ポンプ装置100の高回転数化および小型化を図ることができる。
In the
(変形例1)
上記した実施形態では、帯状のアモルファス金属500を巻回して形成されたアモルファス金属体520を放射状に切断することにより、コア部233が形成されるものとした。しかし、帯状のアモルファス金属500を巻回することによって円柱状に形成したものを、コア部233として用いてもよい。図10は、変形例のステータコアの構成概略を示す図である。図示するように、変形例のステータコア232Aでは、帯状のアモルファス金属500が円柱状に巻回されて複数のコア部233Aがそれぞれに形成されている。こうして構成される複数のコア部233Aは、帯状のアモルファス金属500の幅方向Awが回転中心軸線AR1に沿うように配置された構造を有する。また、コア部233Aは、コア部233Aの中心と回転中心軸線AR1とを結ぶ方向ACにおいて、アモルファス金属500が積層された構造を有する。このように構成された変形例のステータコア232Aにおいても、モータ200の鉄損を小さくすることができる。
(Modification 1)
In the embodiment described above, the
(変形例2)
上記した実施形態では、モータ200は、一組のモータロータ220,モータステータ230を有するものとした。しかし、モータ200は、モータロータ220及びモータステータ230の少なくとも一方を2つ以上有してもよい。図11は、変形例のモータの概略構成を示す断面図である。変形例のモータ200Aでは、ポンプ主軸300がステータ支持部253及びモータステータ230Aを貫通して設けられ、ポンプ主軸300に対して、2つのモータロータ220A,220Bがモータステータ230Aを挟むように取り付けられている。そして、モータステータ230Aのステータコア232には、回転中心軸線AR1方向の両方の端面にコア部233が設けられてステータコイル236が巻回されている。こうした構成により、モータ200の高性能化を図ったり、モータ200の径方向の小型化を図ったりすることができる。また、2つのモータロータ220A,220Bによってモータステータ230を挟むことにより、モータ200の駆動時にポンプ主軸300が回転中心軸線AR1の一方向に付勢されるのを抑制することができ、モータロータ220及びポンプ主軸300を安定して回転させることができる。なお、モータ200は、モータステータ230がモータロータ220に挟まれるものに代えて、又は加えて、モータロータ220がモータステータ230に挟まれるように構成されてもよい。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents thereof. In addition, any combination of the embodiment and the modified example is possible within a range where at least a part of the above-described problems can be solved or a range where at least a part of the effect can be achieved, and is described in the claims and the specification. Any combination or omission of each component is possible.
100 真空ポンプ装置
200 モータ
220,220A,220B モータロータ
230,230A モータステータ
232,232A ステータコア
233,233A コア部
234 支持部
236 ステータコイル
300,400 ポンプ主軸
310,410 ポンプロータ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ポンプロータに回転動力を出力するための主軸と、
前記主軸に取り付けられたモータロータと、
前記主軸の軸方向に前記モータロータと対向して配置されるモータステータと、
を備え、
前記モータステータは、周方向に等間隔で配置されて前記主軸の軸方向に突出する複数のコア部と、前記複数のコア部とは別々に設けられて前記複数のコア部と固定されることにより当該複数のコア部を支持する支持部と、前記複数のコア部に巻回されるステータコイルと、を有し、
前記複数のコア部は、帯状のアモルファス金属が積層されて形成され、前記帯状のアモルファス金属の幅方向が前記主軸の軸方向に沿うように配置される、
真空ポンプ装置。 A vacuum pump device that evacuates gas by rotating a pump rotor,
A main shaft for outputting rotational power to the pump rotor;
A motor rotor attached to the main shaft;
A motor stator disposed opposite to the motor rotor in the axial direction of the main shaft;
With
The motor stator is arranged at equal intervals in the circumferential direction and protrudes in the axial direction of the main shaft, and the plurality of core parts are provided separately and fixed to the plurality of core parts. A support portion for supporting the plurality of core portions, and a stator coil wound around the plurality of core portions,
The plurality of core portions are formed by laminating a band-shaped amorphous metal, and are arranged so that a width direction of the band-shaped amorphous metal is along an axial direction of the main axis.
Vacuum pump device.
前記複数のコア部は、前記帯状のアモルファス金属が前記主軸の軸方向に垂直な方向に積層されて形成されている、
真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to claim 1,
The plurality of core portions are formed by laminating the strip-shaped amorphous metal in a direction perpendicular to the axial direction of the main shaft,
Vacuum pump device.
前記複数のコア部は、前記帯状のアモルファス金属が巻回されて形成される環状または円盤状の部材を複数に切断することにより形成される、
真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to claim 2,
The plurality of core parts are formed by cutting an annular or disk-shaped member formed by winding the band-shaped amorphous metal into a plurality of parts,
Vacuum pump device.
前記複数のコア部は、前記帯状のアモルファス金属が円柱状に巻回されることにより形成される、
真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to claim 1,
The plurality of core portions are formed by winding the strip-shaped amorphous metal into a columnar shape,
Vacuum pump device.
前記モータロータは、第1モータロータと第2モータロータとを有し、
前記モータステータは、前記主軸の軸方向に前記第1モータロータと前記第2モータロータとに挟まれて配置され、
前記コア部は、前記支持部の前記第1モータロータと対向する面および前記第2モータロータと対向する面に固定される、
真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to any one of claims 1 to 4,
The motor rotor has a first motor rotor and a second motor rotor,
The motor stator is disposed between the first motor rotor and the second motor rotor in the axial direction of the main shaft,
The core portion is fixed to a surface of the support portion that faces the first motor rotor and a surface that faces the second motor rotor.
Vacuum pump device.
前記ステータコイルは、帯状のコイル部材が巻回されて形成されている、
真空ポンプ装置。 A vacuum pump device according to any one of claims 1 to 5,
The stator coil is formed by winding a strip-shaped coil member.
Vacuum pump device.
前記ポンプロータとして、平行に配置されて同期回転する一対のポンプロータを有する、
真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to any one of claims 1 to 6,
The pump rotor has a pair of pump rotors arranged in parallel and rotating synchronously,
Vacuum pump device.
前記一対のポンプロータが多段のロータを有する多段容積式である、
真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to claim 7,
The pair of pump rotors is a multistage positive displacement type having a multistage rotor.
Vacuum pump device.
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