JP3524174B2 - ねじ溝式真空ポンプ - Google Patents
ねじ溝式真空ポンプInfo
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- JP3524174B2 JP3524174B2 JP27438094A JP27438094A JP3524174B2 JP 3524174 B2 JP3524174 B2 JP 3524174B2 JP 27438094 A JP27438094 A JP 27438094A JP 27438094 A JP27438094 A JP 27438094A JP 3524174 B2 JP3524174 B2 JP 3524174B2
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- Japan
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- thread groove
- vacuum pump
- type vacuum
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は成膜や核融合実験などに
使用されるねじ溝式真空ポンプに関する。
使用されるねじ溝式真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の磁気軸受型ねじ溝式真空ポンプと
しては、図４に示す如く、磁気軸受部ａ、ａ′と駆動用
モータ部ｂを備えたスピンドルｃは駆動及び支承の機能
のみを受け持ち、真空ポンプとしての機能は該スピンド
ルｃの一端に取付けられたアルミ合金製のロータｄがタ
ーボ分子ポンプ部ｅ及びねじ溝ポンプ部ｆで受け持って
いた例が知られている。尚ｇは該真空ポンプの始動時又
は停止時にスピンドルｃを支承するためのタッチダウン
軸受である。
しては、図４に示す如く、磁気軸受部ａ、ａ′と駆動用
モータ部ｂを備えたスピンドルｃは駆動及び支承の機能
のみを受け持ち、真空ポンプとしての機能は該スピンド
ルｃの一端に取付けられたアルミ合金製のロータｄがタ
ーボ分子ポンプ部ｅ及びねじ溝ポンプ部ｆで受け持って
いた例が知られている。尚ｇは該真空ポンプの始動時又
は停止時にスピンドルｃを支承するためのタッチダウン
軸受である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ねじ溝式真空ポンプは
圧縮性能の向上を図るために該ポンプのロータ、ステー
タ間の隙間を狭くする必要があるが、この隙間の最小値
は前記タッチダウン軸受部における軸と該軸受との隙間
により規制される。
圧縮性能の向上を図るために該ポンプのロータ、ステー
タ間の隙間を狭くする必要があるが、この隙間の最小値
は前記タッチダウン軸受部における軸と該軸受との隙間
により規制される。
【０００４】スピンドルの一端にアルミ合金製のロータ
を取付けた従来の方法では、高速回転による遠心力及び
熱膨張により該ロータ外径が延びること、及びタッチダ
ウン時には該ロータの半径方向の変位が前記タッチダウ
ン軸受と軸との隙間よりも拡大されることから、該ロー
タ、ステータ間の隙間をタッチダウン軸受と軸の隙間の
数倍に設定していたが、これでは１Ｔｏｒｒ以上の圧力
領域で充分な排気速度を得ようとする時には性能的に不
充分であるという問題点があった。
を取付けた従来の方法では、高速回転による遠心力及び
熱膨張により該ロータ外径が延びること、及びタッチダ
ウン時には該ロータの半径方向の変位が前記タッチダウ
ン軸受と軸との隙間よりも拡大されることから、該ロー
タ、ステータ間の隙間をタッチダウン軸受と軸の隙間の
数倍に設定していたが、これでは１Ｔｏｒｒ以上の圧力
領域で充分な排気速度を得ようとする時には性能的に不
充分であるという問題点があった。
【０００５】本発明はこれらの問題点を解決し、ねじ溝
式真空ポンプのロータ、ステータ間の隙間をタッチダウ
ン軸受と軸との隙間と同程度にすることを可能にした、
磁気軸受を使用したねじ溝式真空ポンプを提供すること
を目的とする。
式真空ポンプのロータ、ステータ間の隙間をタッチダウ
ン軸受と軸との隙間と同程度にすることを可能にした、
磁気軸受を使用したねじ溝式真空ポンプを提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、竪型に配置したスピンドルの上部及び下部
に各ラジアル磁気軸受を配置すると共にスラスト磁気軸
受を該スピンドルの端部に配置し、該スピンドルの中間
部を該スピンドルを駆動するモータの回転子に形成する
と共に、該スピンドルの外周と該ラジアル磁気軸受の電
磁石内周及び該モータの固定子内周との間をねじ溝ポン
プ部に形成したことを特徴とする。
め本発明は、竪型に配置したスピンドルの上部及び下部
に各ラジアル磁気軸受を配置すると共にスラスト磁気軸
受を該スピンドルの端部に配置し、該スピンドルの中間
部を該スピンドルを駆動するモータの回転子に形成する
と共に、該スピンドルの外周と該ラジアル磁気軸受の電
磁石内周及び該モータの固定子内周との間をねじ溝ポン
プ部に形成したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】請求項１のねじ溝式真空ポンプにおいて、前記
ラジアル磁気軸受の電磁石内周及び前記モータの固定子
内周と該スピンドルとの間をねじ溝ポンプ部に形成した
ので、該ねじ溝ポンプ部のロータとステータ間の隙間を
該ラジアル磁気軸受の電磁石とスピンドル間の隙間と同
じ程度に小さくすることができる。
ラジアル磁気軸受の電磁石内周及び前記モータの固定子
内周と該スピンドルとの間をねじ溝ポンプ部に形成した
ので、該ねじ溝ポンプ部のロータとステータ間の隙間を
該ラジアル磁気軸受の電磁石とスピンドル間の隙間と同
じ程度に小さくすることができる。
【０００８】請求項２のねじ溝式真空ポンプにおいて、
該スピンドルの上下端部に各タッチダウン軸受を設置し
たので、該スピンドルの始動時又は停止時に前記ラジア
ル磁気軸受部で機械的摩擦のおきる心配がない。
該スピンドルの上下端部に各タッチダウン軸受を設置し
たので、該スピンドルの始動時又は停止時に前記ラジア
ル磁気軸受部で機械的摩擦のおきる心配がない。
【０００９】請求項３のねじ溝式真空ポンプにおいて、
ステータ側にねじ溝部を設けたので、高速回転するスピ
ンドルは外周が平滑側となり、加工が容易である。
ステータ側にねじ溝部を設けたので、高速回転するスピ
ンドルは外周が平滑側となり、加工が容易である。
【００１０】請求項４のねじ溝式真空ポンプにおいて、
ラジアル磁気軸受の電磁石部内周及びモータの固定子部
内周と挿通してスリーブを嵌設したので、回転子側との
エアギャップの増大を防止することができる。
ラジアル磁気軸受の電磁石部内周及びモータの固定子部
内周と挿通してスリーブを嵌設したので、回転子側との
エアギャップの増大を防止することができる。
【００１１】
【実施例】本発明の１実施例を図１乃至図３により説明
する。
する。
【００１２】１はねじ溝式真空ポンプ、２はそのねじ溝
ポンプ部、３はスピンドルである。該スピンドル３は、
後述するラジアル磁気軸受６のロータ及び同じく後述す
るモータ５の回転子を形成している。
ポンプ部、３はスピンドルである。該スピンドル３は、
後述するラジアル磁気軸受６のロータ及び同じく後述す
るモータ５の回転子を形成している。
【００１３】該スピンドル３の上下端部には該スピンド
ル３の始動時又は停止時に該スピンドル３を支承するた
めのタッチダウン軸受４が設けてある。
ル３の始動時又は停止時に該スピンドル３を支承するた
めのタッチダウン軸受４が設けてある。
【００１４】５ａは該スピンドル３を駆動するモータ５
の固定子側で、内側には軟磁性体でできたスリーブ２′
を嵌設し、該スリーブ２′の内周はねじ溝ポンプ部２の
ステータ２ａを形成している。
の固定子側で、内側には軟磁性体でできたスリーブ２′
を嵌設し、該スリーブ２′の内周はねじ溝ポンプ部２の
ステータ２ａを形成している。
【００１５】６ａは該スピンドル３を支承するラジアル
磁気軸受６の電磁石であり、又６ｂはラジアルセンサー
で、該電磁石６ａの内側にも前記軟磁性体でできたスリ
ーブ２′を嵌設している。
磁気軸受６の電磁石であり、又６ｂはラジアルセンサー
で、該電磁石６ａの内側にも前記軟磁性体でできたスリ
ーブ２′を嵌設している。
【００１６】該ねじ溝ポンプ部２はスピンドル３と、該
スピンドル３に沿って連続した前記スリーブ２′に形成
のねじ溝を持った前記ステータ２ａとで構成されてお
り、該ステータ２ａの内周面とスピンドルの外周面３と
の間には僅かな隙間２ｂが付与されている。
スピンドル３に沿って連続した前記スリーブ２′に形成
のねじ溝を持った前記ステータ２ａとで構成されてお
り、該ステータ２ａの内周面とスピンドルの外周面３と
の間には僅かな隙間２ｂが付与されている。
【００１７】又、スピンドル３と前記タッチダウン軸受
４の間は隙間２ｂよりわずかに小さな隙間４ａが付与さ
れている。
４の間は隙間２ｂよりわずかに小さな隙間４ａが付与さ
れている。
【００１８】スピンドル３の上方には円板状のスラスト
カラー３ａが固着してあり、該スラストカラー３ａを挟
んで円環状のスラスト磁気軸受７の電磁石７ａ、７ａが
該スピンドル３を吊設している。
カラー３ａが固着してあり、該スラストカラー３ａを挟
んで円環状のスラスト磁気軸受７の電磁石７ａ、７ａが
該スピンドル３を吊設している。
【００１９】該スラストカラー３ａとスラスト磁気軸受
７の電磁石７ａ、７ａとの軸受隙間を調節するため、ス
ラストセンサー７ｂがスピンドル３の軸端面と相対して
設置してある。
７の電磁石７ａ、７ａとの軸受隙間を調節するため、ス
ラストセンサー７ｂがスピンドル３の軸端面と相対して
設置してある。
【００２０】尚、該スピンドル３が形成する前記ラジア
ル磁気軸受６のロータ側部及びモータ５の回転子側部
（共に図示せず）は積層ケイ素鋼板製としてある。
ル磁気軸受６のロータ側部及びモータ５の回転子側部
（共に図示せず）は積層ケイ素鋼板製としてある。
【００２１】次に本発明の実施例の作動について説明す
る。
る。
【００２２】スピンドル３の停止中で各ラジアル磁気軸
受６及びスラスト磁気軸受７の各電磁石６ａ、７ａが通
電されていない時は、スピンドル３はタッチダウン軸受
４に支持されて静止している。
受６及びスラスト磁気軸受７の各電磁石６ａ、７ａが通
電されていない時は、スピンドル３はタッチダウン軸受
４に支持されて静止している。
【００２３】該各磁気軸受６、７の電磁石６ａ、７ａが
通電されて励磁されれば、該スピンドル３に固着したス
ラストカラー３ａの上面が上側の電磁石７ａの磁力を受
けて浮上し、該上下の電磁石７ａ、７ａの間で適正な軸
方向隙間を保つと共に、該スピンドル３の横方向につい
ても、ラジアルセンサー６ｂの信号を受けた制御部から
の制御信号を入力したラジアル磁気軸受６の電磁石６ａ
の作用により、該電磁石６ａの中心位置を保つようにな
る。
通電されて励磁されれば、該スピンドル３に固着したス
ラストカラー３ａの上面が上側の電磁石７ａの磁力を受
けて浮上し、該上下の電磁石７ａ、７ａの間で適正な軸
方向隙間を保つと共に、該スピンドル３の横方向につい
ても、ラジアルセンサー６ｂの信号を受けた制御部から
の制御信号を入力したラジアル磁気軸受６の電磁石６ａ
の作用により、該電磁石６ａの中心位置を保つようにな
る。
【００２４】この状態においてモータ５の固定子５ａに
通電すれば、該スピンドル３は摩擦なく無潤滑で回動す
ることができる。
通電すれば、該スピンドル３は摩擦なく無潤滑で回動す
ることができる。
【００２５】吸気口Ａより入った作動流体は、高速回転
するスピンドル３と該作動流体との粘性作用により、ね
じ溝ポンプ部２のステータ２ａのねじ溝を通って排気口
Ｂへ送られる。
するスピンドル３と該作動流体との粘性作用により、ね
じ溝ポンプ部２のステータ２ａのねじ溝を通って排気口
Ｂへ送られる。
【００２６】本発明の目的とする１Ｔｏｒｒ以上の圧力
領域で充分な排気速度を得ようとすれば、このステータ
２ａとスピンドル３との隙間２ｂをできるだけ狭くする
必要がある。
領域で充分な排気速度を得ようとすれば、このステータ
２ａとスピンドル３との隙間２ｂをできるだけ狭くする
必要がある。
【００２７】本発明ではこの隙間２ｂをタッチダウン軸
受４とスピンドル３との隙間４ａに略等しい０．１５乃
至０．２ｍｍとすることができ、従来型のアルミ合金製
中空円筒ポンプにおいては該隙間が０．５ｍｍ程度必要
であったのと較べると、著しく性能が改善される。
受４とスピンドル３との隙間４ａに略等しい０．１５乃
至０．２ｍｍとすることができ、従来型のアルミ合金製
中空円筒ポンプにおいては該隙間が０．５ｍｍ程度必要
であったのと較べると、著しく性能が改善される。
【００２８】図２及び図３は、本発明に係るねじ溝ポン
プと従来型ねじ溝ポンプの性能を示したものである。
プと従来型ねじ溝ポンプの性能を示したものである。
【００２９】本発明に係るねじ溝ポンプは、モータ５の
回転子側をケイ素帯鋼Ｓ１８材で構成し、スピンドル３
の外径を１００ｍｍ、ねじ溝ポンプ部２の軸方向長さを
２２０ｍｍ、該ねじ溝ポンプ部２のステータ２ａとスピ
ンドル３との隙間２ｂを０．１５ｍｍ、該スピンドル３
の回転速度を５２５ｒｐｓとした時の流量ＱＨ2 をパラ
メータとした水素ガスに対する流量・圧力特性は図２の
通りである。
回転子側をケイ素帯鋼Ｓ１８材で構成し、スピンドル３
の外径を１００ｍｍ、ねじ溝ポンプ部２の軸方向長さを
２２０ｍｍ、該ねじ溝ポンプ部２のステータ２ａとスピ
ンドル３との隙間２ｂを０．１５ｍｍ、該スピンドル３
の回転速度を５２５ｒｐｓとした時の流量ＱＨ2 をパラ
メータとした水素ガスに対する流量・圧力特性は図２の
通りである。
【００３０】これに対し従来型ねじ溝ポンプはアルミ円
筒製とし、ロータ外径を２００ｍｍ、ねじ溝ポンプ部の
軸方向長さを２２０ｍｍ、該ねじ溝部のポンプギャップ
を０．５ｍｍ、該ロータの回転速度を４２６ｒｐｓとし
た時の流量ＱＨ2 をパラメータとした水素ガスに対する
流量圧力特性は図３の通りである。
筒製とし、ロータ外径を２００ｍｍ、ねじ溝ポンプ部の
軸方向長さを２２０ｍｍ、該ねじ溝部のポンプギャップ
を０．５ｍｍ、該ロータの回転速度を４２６ｒｐｓとし
た時の流量ＱＨ2 をパラメータとした水素ガスに対する
流量圧力特性は図３の通りである。
【００３１】従来型ポンプの場合は図３によれば高々１
Ｔｏｒｒ程度迄の排気口圧力しか得られないのに対し、
本発明の第１実施例の場合は図２によれば２０Ｔｏｒｒ
近くの排気口圧力が得られる。
Ｔｏｒｒ程度迄の排気口圧力しか得られないのに対し、
本発明の第１実施例の場合は図２によれば２０Ｔｏｒｒ
近くの排気口圧力が得られる。
【００３２】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、ねじ溝ポ
ンプ部のステータとロータの隙間は、該磁気軸受用スピ
ンドルのタッチダウン軸受の軸受隙間と同程度とするこ
とができ、圧縮性能の高いねじ溝式真空ポンプが得られ
る効果を有する。
ンプ部のステータとロータの隙間は、該磁気軸受用スピ
ンドルのタッチダウン軸受の軸受隙間と同程度とするこ
とができ、圧縮性能の高いねじ溝式真空ポンプが得られ
る効果を有する。
【図１】本発明の実施例の截断図である。
【図２】本発明の実施例の性能曲線のグラフである。
【図３】従来のものの性能曲線のグラフである。
【図４】従来のものの截断図である。
１ ねじ溝式真空ポンプ
２ ねじ溝ポンプ部
２ａ ステータ
２′ スリーブ
３ スピンドル
４ タッチダウン軸受
５ モータ
５ａ 固定子
６ ラジアル磁気軸受
６ａ 電磁石
６ｂ ラジアルセンサー
Claims (4)
- 【請求項１】 竪型に配置したスピンドルの上部及び下
部に各ラジアル磁気軸受を配置すると共にスラスト磁気
軸受を該スピンドルの端部に配置し、該スピンドルの中
間部を該スピンドルを駆動するモータの回転子に形成す
ると共に、該スピンドルの外周と該ラジアル磁気軸受の
電磁石内周及び該モータの固定子内周との間をねじ溝ポ
ンプ部に形成したことを特徴とするねじ溝式真空ポン
プ。 - 【請求項２】 前記スピンドルの上下端部に各タッチダ
ウン軸受を設置したことを特徴とする請求項１に記載の
ねじ溝式真空ポンプ。 - 【請求項３】 前記ねじ溝ポンプ部はステータ側にねじ
溝を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載のねじ溝式真空ポンプ。 - 【請求項４】 前記ラジアル磁気軸受の電磁石部内周及
び前記モータの固定子部内周を挿通して軟磁性体製のス
リーブを嵌設し、該スリーブを前記ねじ溝ポンプ部のス
テータ側としたことを特徴とする請求項１及び２及び３
に記載のねじ溝式真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27438094A JP3524174B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | ねじ溝式真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27438094A JP3524174B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | ねじ溝式真空ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109896A JPH08109896A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3524174B2 true JP3524174B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=17540863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27438094A Expired - Fee Related JP3524174B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | ねじ溝式真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3524174B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3874993B2 (ja) * | 2000-05-18 | 2007-01-31 | アルプス電気株式会社 | ターボ分子ポンプ |
-
1994
- 1994-10-13 JP JP27438094A patent/JP3524174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08109896A (ja) | 1996-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040120 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040212 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |