JP6058206B1 - 真空排気装置 - Google Patents

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Abstract

真空排気装置の軸受装置に電食が発生しないようにする。真空排気装置１０の第一の台座５０ａの着座部５３に収容孔５１を設け、背板部５５の接着面５４に設けられた台座側接着剤層３８から下方に移動した接着剤を、座面５７に位置する開口５８から収容孔５１内に収容し、第一の軸受装置４０ａの外輪４２と座面５７との間に侵入しないようにする。外輪４２と座面５７とが接触し、外輪４２と第一の台座５０ａとが電気的に接続されるので、外輪４２は、第一の台座５０ａを介して、ポンプケース３０に接続され、その結果接地される。内輪４３と転動体４５の電位は低下するので、第一の軸受装置４０ａの内部での電食が防止される。

Description

本発明は、真空排気装置の技術に係り、特に、軸受装置に電食が発生しないようにする技術に関する。
ロータリーポンプ(油回転ポンプ)と呼ばれる真空排気装置は、大別して、回転翼型ポンプと、カム型ポンプと、揺動ピストン型ポンプの三種類に分けることができるが、いずれの方式の真空排気装置でも、三相モータ(三相電動機）と、回転又は揺動するロータとを有している。
三相モータには、インバータによって所望周波数の三相交流電圧に変換され、その三相交流電圧によって三相モータ内の回転子が回転され、駆動軸が回転されている。
回転軸に取り付けられたロータは駆動軸の回転によって、回転又は揺動されており、このロータの動作により、真空排気装置は吸気口から真空槽内の空気を吸引し、排出口から大気中に排出するようになっている
三相モータの回転軸は、両端を金属製の軸受け装置(ベアリング装置)によって回転可能に軸受けされているが、回転軸の電位が上昇し、ベアリング内部で放電が発生する問題がある。
この放電は、ベアリング電食と呼ばれ、種々の考察が行われており、例えば、非特許文献１には、「ベアリング電食は、IGBT に代表されるように、インバータに使用されるパワー素子の高速スイッチング化が進むに従って、産業用分野のインダクションモータのインバータ駆動にて深刻な問題になり、1990 年代後半より数多くの研究が行われている。ベアリング電食とは、ベアリングの内外輪間に軸電圧（または、ベアリング電圧）と呼ばれる電位差が生じ、軸電圧がベアリングの油膜の絶縁破壊電圧に達するとベアリング電流（放電電流）が流れる。この放電電流によって、ベアリングの金属表面に損傷を与え、ベアリングの音響性能が悪化し、さらにはベアリング寿命低下に至るという現象である。ベアリング電食の対策としてベアリング内部に電流を流さない方法、ベアリング電流の原因となる軸電圧を抑制するといった方法がある。ベアリングに電流を流さない方法は絶縁ベアリングおよびセラミックボールベアリング等にてベアリングを絶縁する方法、接地ブラシ等の設置にてベアリングの外部に電流を流す方法が提案されている。絶縁ベアリングまたはセラミックボールベアリングによる方法は、現行のベアリングの材料である鉄（軸受鋼）に対して非常に高価なセラミック材料を使用するため、ベアリングのコストが大幅にアップする。接地ブラシの設置による方法は、モータの外部に部品を必要とし、その部品代も必要となる。軸電圧を抑制する方法として、EMI フィルタの設置等にて軸電圧の発生原因であるコモンモード電圧を抑制する方法と、ステータとロータの間あるいは巻線のコイルエンドとロータ間に静電シールドを設け、軸電圧そのものを抑制する方法が提案されている。ステータとロータの間を静電シールドする方法、および巻線のコイルエンドとロータ間を静電シールドする方法はモータ内部の狭いスペースにシールド板の挿入が必要となるため、モータ構造が特殊となり、かつ、モータ形状を大きくする必要がある。EMIフィルタを設置する方法は、モータの外部に部品を必要とし、その部品代も必要となる。」、と記載されている。
しかし、回転軸に導電性のブラシを接触させることで、回転軸を接地電位に接続し、軸受装置に発生する電圧を小さくし、放電の発生を防止するためには、高価なブラシを用いるために、コストアップになってしまう。
他方、軸受装置と回転軸とを他の導電性の部材から絶縁させ、回転軸を電気的に浮遊させることで、軸受装置の放電が発生しないようにしても、インバータによって高周波の三相交流電圧が生成されると、三相モータ内部の寄生容量成分や寄生誘導成分などによって、回転軸の電位が上昇し、軸受電食が発生していた。
特開２００５−１９８３７４号公報
大阪府立大学博士論文，大阪府立大学学術情報リポジトリ，「ＰＷＭインバータ駆動ブラシレスＤＣモータのベアリング電食に関する研究」，２０１３年１月，前谷達男
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、軸受電食の無い真空排気装置を提供することにある。
本発明では収容孔を形成することで電食を防止しており、新たな部品を追加するものではない。
上記課題を解決するために本発明は、回転軸と、前記回転軸が貫通されるポンプ本体と、前記回転軸に接続された駆動軸と、前記駆動軸を回転又は揺動させるモータ部と、前記モータ部が有する固定部に固定された第一、第二の台座と、前記第一、第二の台座にそれぞれ取り付けられ、前記駆動軸の一端と他端とをそれぞれ軸受けする第一、第二の軸受装置と、を有し、前記モータ部によって前記回転軸が回転又は揺動されると、前記ポンプ本体の内部に位置し、前記回転軸に取り付けられたロータが、回転又は揺動され、前記ポンプ本体に設けられた吸気口から気体を吸引して圧縮し、圧縮された前記気体を前記ポンプ本体に設けられた排気口から前記ポンプ本体の外部に排気する真空排気装置であって、前記第一の軸受装置は、外輪と、前記外輪の内側に配置された内輪とを有し、前記外輪と前記内輪とは同じ転動体に接触して相対的に回転可能に構成され、前記第一の台座は、着座部と、前記着座部上に設けられたリング状の背板部とを有し、前記着座部には収容孔が設けられ、前記背板部が取り囲む装着空間への前記第一の軸受装置の挿入が開始され、前記第一の台座の前記着座部に着座し、前記背板部の内周面である接着面と、前記外輪の外周側面とが接着剤によって接着されるまでの間に、前記接着面に沿って前記着座部側に移動した接着剤が、前記収容孔に収容され、前記着座部の表面である座面と前記外輪の底面とは接触し、前記外輪は前記第一の台座を介して接地電位に接続された真空排気装置である。
本発明は真空排気装置であって、前記収容孔は、リング状に形成された真空排気装置である。
本発明は真空排気装置であって、前記収容孔は複数個設けられた真空排気装置である。
本発明は真空排気装置であって、前記外輪は、接地電位に電気的に接続された真空排気装置である。
本発明は真空排気装置であって、前記収容孔の開口は、前記接着面に沿って設けられた真空排気装置である。
本発明は真空排気装置であって、前記外輪には、前記外輪の前記底面と前記外周側面とを接続する曲面部が設けられ、前記収容孔の開口は、前記曲面部と前記座面と前記接着面とで取り囲まれた隙間に位置する真空排気装置である。
本発明は真空排気装置であって、前記外輪には、前記外輪の前記底面と前記外周側面とを接続する曲面部が設けられ、前記収容孔の開口は、前記曲面部と前記座面と前記接着面とで取り囲まれた隙間に位置する真空排気装置である。
本発明は真空排気装置であって、前記モータ部が有するモータケースが前記固定部にされた真空排気装置である。
回転軸の電位が低下するので電食を防止できる。
収容孔は、金属製の第一の台座に掘削によって形成できるので、コストは上昇しない。
本発明の真空ポンプの一例であるロータリーポンプの外観 内部構造を説明する図面 (ａ)：軸受装置の内部平面図 (ｂ)：そのＡ−Ａ線截断断面図 (ａ)：第一の取付リング (ｂ)：第一の台座と第一の軸受装置 (ｃ)：第一の取付装置 第一の台座と第一の軸受装置の一例の部分拡大図 第一の取付装置の一例の部分拡大図 第一の台座と第一の軸受装置の他の例の部分拡大図 第一の取付装置の他の例の部分拡大図 収容孔を有さない台座と第一の軸受装置の部分拡大図 収容孔を有さない第一の取付装置の部分拡大図 (ａ)：ポンプ本体の動作を説明するための図(吸引時)、 (ｂ)：ポンプ本体の動作を説明するための図(移動時) (ｃ)：ポンプ本体の動作を説明するための図(圧縮時)、 (ｄ)：ポンプ本体の動作を説明するための図(排出時) (ａ)：電食が発生した第一の軸受装置の内部を撮影した写真、 (ｂ)駆動軸に接地されたブラシが接触された第一の軸受装置の内部を撮影した写真、 (ｃ)：本発明の第一の軸受装置の内部を撮影した写真 配線によってポンプケースをベース板に電気的に接続した真空排気装置 (ａ)、(ｂ)：比較例１，２のシャフト電圧の波形， (ｃ)〜(ｅ)：実施例１〜３のシャフト電圧の波形 (ｆ)〜(ｉ)：実施例４〜７のシャフト電圧の波形
＜真空排気装置＞
図１の符号１０は、本発明の真空排気装置の一例のロータリーポンプを示し、図２にはその内部が示されている。
この真空排気装置１０は、モータ部１７と、ポンプ部１８と、ベース板１９(載置板)とを有している。
モータ部１７は三相モータであり、電気導電性のモータケース２０を有している。モータケース２０の内部には、モータ部１７のうち、回転子２１1と固定子２１2等の部品を含み、駆動軸２５を回転させるモータ本体２１が配置されている。
モータケース２０の外部には、電源装置２８が配置されている。電源装置２８の内部には、インバータが配置されており、電源装置２８に入力された三相交流電圧はインバーターで所望の周波数に変換され、モータ本体２１内部の固定子に供給される。固定子の内部には回転子が配置されており、周波数制御された交流電圧によって、回転子は所望速度で回転され、駆動軸２５は、その回転子の回転によって、駆動軸２５の中心軸線回りに回転される。
ポンプ部１８は、電気導電性のポンプケース３０を有しており、ポンプケース３０は床面上に配置されるベース板１９に固定されている。ポンプケース３０の内部には、ポンプ本体３１が配置されている。ポンプ本体３１は、回転軸２６によって貫通されている。
モータケース２０には、互いに離間した位置に、第一、第二の取付装置３２ａ、３２ｂが配置され、モータケース２０に固定されている。第一、第二の取付装置３２ａ、３２ｂは、第一、第二の取付リング３３ａ、３３ｂをそれぞれ有しており、第一の取付装置３２ａの第一の取付リング３３ａには、第一の軸受装置４０ａが装着され、第二の取付装置３２ｂの第二の取付リング３３ｂには、第二の軸受装置４０ｂが装着されている。
第一、第二の軸受装置４０ａ、４０ｂの平面図を図３(ａ)に示し、そのＡ−Ａ線截断断面図を同図(ｂ)に示す。
第一、第二の軸受装置４０ａ、４０ｂには、一般的な構造のボールベアリング装置が用いられており、外形はリング状であり、リング状の外輪４２と、外輪４２よりも小径のリング状の内輪４３との間の隙間である軌道４４には、複数の転動体(ボール)４５が配置されている。転動体４５は、外輪４２と内輪４３との間に位置する状態で転がり移動が可能であり、その結果、外輪４２又は内輪４３のいずれか一方が静止した状態で、他方が回転することができる。なお、ボールベアリング装置に用いられる保持器(リテイナー)は省略してある。外輪４２と、内輪４３と、転動体４５とは金属で構成されている。
第一の軸受装置４０ａの内輪４３の挿通孔４７には、駆動軸２５の一端が挿入され、第二の軸受装置４０ｂの挿通孔４７には、駆動軸２５の他端が挿入されて駆動軸２５は、第一、第二の軸受装置４０ａ、４０ｂの内輪４３に固定されている。
この状態では、駆動軸２５は、第一、第二の軸受装置４０ａ、４０ｂに軸受けされており、即ち、転動体４５が転がり移動することで、外輪４２が静止した状態で内輪４３と駆動軸２５とが回転できるようになっている。
回転子によって回転される駆動軸２５は、電気導電性のモータケース２０から外側に突き出され、カップリング装置３６ａ、３６ｂを介して回転軸２６に接続されている。駆動軸２５と回転軸２６とを一本の軸で構成してもよい。但し、駆動軸２５の部分と回転軸２６の部分とは電気的に接続されないようにする。
駆動軸２５と回転軸２６とは、駆動軸２５の中心軸線と、回転軸２６の中心軸線とが一致するように接続されており、駆動軸２５が中心軸線回りに回転すると、回転軸２６は、その中心軸線回りに内輪４３と一緒に回転する。
回転軸２６のポンプ本体３１の内部に位置する部分には、回転軸２６の回転によって、回転又は揺動するようにロータが設けられている。図１１(ａ)、(ｂ)、図１２(ｃ)、(ｄ)の符号２７は、ロータを示している。
ここで、図１１(ａ)、(ｂ)、図１２(ｃ)、(ｄ)はポンプ本体３１の真空排気動作を説明するための模式的な図面であり、この例では、ロータ２７は、容器６０に挿通された回転軸２６の、容器６０の内部空間６１に位置する部分に固定されている。
ロータ２７には、第一、第二のベーン溝６８1、６８2が設けられており、第一、第二のベーン溝６８1、６８2の底面には、第一、第二のベーン２８1、２８2がバネ部材を介して設けられており、バネ部材の伸縮によって、第一、第二のベーン２８1、２８2は、第一、第二のベーン溝６８1、６８2を出入できるようにされている。
バネ部材は、第一、第二のベーン２８1、２８2が第一、第二のベーン溝６８1、６８2の内部に入るときには圧縮され、伸張するときには、第一、第二のベーン２８1、２８2は第一、第二のベーン溝６８1、６８2の内部から出るものとする。
＜真空排気動作＞
図１１，図１２の(ａ)〜(ｄ)上では、ロータ２７は時計回りに回転しており、先ず、ロータ２７は、第一のベーン２８1が容器６０の内壁面に接触しながら、先ず、内部空間６１のうち、吸気口３４に接続された部分の容積が拡大する方向に回転移動する(図１１(ａ))。
吸気口３４には吸気管１４（図２）の一端が接続され、吸気管１４の他端は、真空槽等の真空排気対象の真空排気口に接続されており、内部空間６１のうち、吸気口３４に接続された部分の容積が拡大すると、真空槽等の内部の気体が吸気口３４から吸引される。符号６６はポンプ本体３１に吸引された気体を示しており、真空槽等は真空排気されたことになる。
吸引した気体６６は、ロータ２７の回転移動によって第一、第二のベーン２８1、２８2で密封した状態にされ、ロータ２７の回転移動に伴って容器６０の内部を回転移動し(図１１(ｂ))、次いで、更にロータ２７を回転移動させると、第一のベーン２８1が排気口３５が設けられた場所を通過すると、吸引した気体は、第二のベーン２８2と排気口３５を閉塞する排気弁６８とで閉塞され、ロータ２７が更に回転移動すると、吸引した気体６６は圧縮される(図１２(ｃ))。
圧縮された気体６６の圧力が所定圧力よりも低い間は、排気弁６８は閉塞した状態を維持するように構成されており、圧縮が強まり、圧縮された気体の圧力が所定圧力を超えると、排気弁６８が開状態になる。
排気口３５は排気管１５(図２)に接続されており、排気口３５が開けられると、内部空間６１は排気口３５を介して排気管１５に接続される。吸気口３４は、吸気管１４に接続されており、圧縮された気体６６は、排気口３５から排気管１５を通過して大気等に排気される(図１２(ｄ))。
このように、モータ部１７に三相交流電圧が供給され、ロータ２７が回転することで、ポンプ本体３１では吸気と排気とが繰り返され、吸気口３４に接続された真空槽等の気体が排気される。
以上は、真空排気装置１０のポンプ本体３１がゲーデ型のロータリーポンプである場合について説明したが、本発明の真空排気装置１０は、ゲーデ型のポンプ本体３１に限定されるものではなく、回転軸２６の回転によって吸気と排気とを繰り返し行うポンプ本体３１と、その回転軸２６を回転させる駆動軸２５と、駆動軸２５を回転させるモータ部１７と、駆動軸２５を軸受けする第一、第二の軸受装置４０ａ，４０ｂとを有する真空排気装置が含まれる。
＜軸受構造＞
本発明の真空排気装置１０の軸受けの構造を説明する。
図４(ａ)は、第一の軸受装置４０ａが取り付けられていない状態の第一の取付装置３２ａである。
第一の取付装置３２ａの第一の取付リング３３ａには、第一の台座５０ａがそれぞれ固定されている。
第一の取付リング３３ａの中央には、貫通孔４８が位置しており、第一の台座５０ａは、貫通孔４８の内部に配置されて第一の取付リング３３ａにそれぞれ取り付けられている。
その取付手順を説明すると、先ず、第一の台座５０ａは、着座部５３と背板部５５とをそれぞれ有している。第一の台座５０ａは金属製であり、着座部５３と背板部５５とは金属が一体に成形されている。
着座部５３と背板部５５とは円形リング形状であり、外周と内周とは、それぞれ円形リング形状の中心軸線に対して平行になるように配置されている。
背板部５５の内径は、着座部５３の内径よりも大きく、着座部５３の外径よりも小さい大きさであり、着座部５３と背板部５５とは、中心軸線を一致させて背板部５５の下端が着座部５３の上端に密着して位置するように配置されている。ここでは、着座部５３の外径と、背板部５５の外径とは等しい値である。
貫通孔４８内に第一の台座５０ａを配置するために、第一の台座５０ａの外径は、第一の取付リング３３ａの内径以下の大きさにされている。
背板部５５は、第一の取付リング３３ａの内側に位置しており、第一の取付リング３３ａは背板部５５を取り囲んでおり、背板部５５は、背板部５５の中央位置を含む空間を取り囲んでいる。
背板部５５が取り囲む空間を装着空間５６と呼ぶと、背板部５５の一端側には、装着空間５６の下方位置に、装着空間５６の中心軸線方向に向けて着座部５３が突き出されており、装着空間５６の他端側は、開放されている。
第一の台座５０ａのうち、背板部５５の外周が、第一の取付リング３３ａの内周に固定されている。
背板部５５の内周側面を接着面５４と呼ぶとすると、接着面５４は、第一の取付装置３２ａが水平なときに鉛直となり、その鉛直な状態で貫通孔４８内に露出されており、接着面５４が取り囲む装着空間５６の大きさは、背板部５５の内径と等しくなる。
第一の軸受装置４０ａの外径は、第一の台座５０ａの背板部５５の内径以下の大きさにされている。従って、第一の軸受装置４０ａは、装着空間５６の着座部５３が位置する一端とは逆側の一端から装着空間５６内に挿入することができる。
着座部５３は、装着空間５６に露出された座面５７を有している。座面５７は、接着面５４とは垂直に配置されており、装着空間５６に挿入された第一の軸受装置４０ａは装着空間５６内を着座部５３に向けて移動し、座面５７に当接できるようになっている。
なお、第二の取付リング３３ｂ内に挿入された第二の軸受装置４０ｂは、第一の台座５０ａに替え、スプリング７１と第二の台座５０ｂを有しており、第二の台座５０ｂは、第二の軸受装置４０ｂとモータケース２０の壁面との間に配置されている。スプリング７１の付勢力により、第二の軸受装置４０ｂは、モータ本体２１に押圧され、固定部材に固定されるようになっている。ここでは、モータケース２０が固定部材となり、第二の軸受装置４０ｂを固定しているが、固定部材はモータケース２０に限定されるものではない。第二の軸受装置４０ｂの他の構成は第一の軸受装置４０ａと同じであり、駆動軸２５を軸支する。
＜第一の軸受装置４０ａの装着＞
この真空排気装置１０の第一、第二の軸受装置４０ａ，４０ｂのうち、モータ部１７の出力軸側の第一の軸受装置４０ａは、接着剤を用いて第一の台座５０ａに取り付けられ、モータ部１７の反対側の第二の軸受装置４０ｂは接着剤とスプリング７１とを用いて第二の台座５０ｂに取り付けられるようになっている。
他方、第一の取付装置３２ａに、第一の軸受装置４０ａを取り付ける手順を説明すると、先ず、第一の軸受装置４０ａの外周側面４９(ここでは、外輪４２の外周側面４９)と、第一の台座５０ａの接着面５４とに接着剤を塗布又は貼付して接着剤層を形成し、座面５７が上方を向くように第一の取付装置３２ａを水平に配置する。
図４(ｂ)、(ｃ)の一点鎖線が示す部材は駆動軸２５である。図４(ｂ)を参照し、第一の取付装置３２ａの装着空間５６の上方には、駆動軸２５が挿通された第一の軸受装置４０ａが配置された状態が示されており、符号３７は、第一の軸受装置４０ａの外周側面４９に設けられた軸受側接着剤層を示しており、符号３８は、第一の台座５０ａの接着面５４に設けられた台座側接着剤層を示している。
図５は、図４(ｂ)の部分拡大図であり、第一の台座５０ａの一部と、第一の軸受装置４０ａの一部とが拡大して示されている。図５〜１０では、駆動軸２５は省略する。
第一の軸受装置４０ａの外径と、装着空間５６の外径との差は、軸受側接着剤層３７の厚みと、台座側接着剤層３８の厚みを合計した厚みよりも小さくなっている。
第一の軸受装置４０ａと第一の台座５０ａとを互いに平行にした状態で、第一の軸受装置４０ａを第一の台座５０ａに対して相対的に近接させると、軸受側接着剤層３７の下端は、台座側接着剤層３８の上端に接触し、第一の軸受装置４０ａを更に第一の台座５０ａが位置する方向に移動させると、軸受側接着剤層３７には上方を向く力が印加され、台座側接着剤層３８には下方に向く力が印加され、その力により、台座側接着剤層３８の表面部分が下方に移動する。
着座部５３の掘削により、着座部５３には、座面５７に開口５８を有する収容孔５１が形成されている。収容孔５１の開口５８は、接着面５４に近い場所に配置されており、第一の軸受装置４０ａが装着空間５６内を下方に向けて移動すると、その移動に伴って、台座側接着剤層３８の表面部分は、接着面５４に沿って下方に移動され、図４(ｃ)と、その一部の拡大図である図６に示すように、移動された部分は、開口５８から収容孔５１の内部に入り、座面５７上には接着剤は付着せず、第一の軸受装置４０ａは、座面５７上に着座する。
軸受側接着剤層３７の接着剤や台座側接着剤層３８の接着剤は、座面５７と底面４１との間には位置しておらず、第一の軸受装置４０ａの外輪４２の底面４１と第一の台座５０ａの着座部５３の座面５７とが接触し、外輪４２と着座部５３との間は電気的に接続される。
つまり外輪４２と着座部５３との間を、電気抵抗をゼロと担保する事ができる。
外輪４２の底面４１の縁は丸められ、曲面部４６が形成されており、外輪４２の外周側面４９と底面４１との間は、曲面部４６によって接続されている。
第一の軸受装置４０ａを第一の台座５０ａに着座させたときに、曲面部４６は、座面５７と接着面５４とから離間し、曲面部４６と、座面５７と、接着面５４とで囲まれた隙間５９が形成される。収容孔５１の開口５８は、接着面５４に沿う位置に配置され、その隙間５９に露出されている。
従って、接着面５４に沿って下方に移動した接着剤は、収容孔５１からあふれた場合であっても座面５７と底面４１との間には侵入しないようになっている。
他方、第一の軸受装置４０ａが座面５７に着座した状態では、軸受側接着剤層３７と台座側接着剤層３８とは、密着して一体になっており、接着面５４と外周側面４９との間には、軸受側接着剤層３７の接着剤の少なくとも一部と、台座側接着剤層３８の接着剤の少なくとも一部とが存しており、外周側面４９は、接着面５４と外周側面４９との間に存する接着剤によって接着面５４に接着されている。符号３９は、一体になった接着剤を示している。
なお、収容孔５１の容積を、軸受側接着剤層３７と台座側接着剤層３８との合計の体積よりも大きくしておくと、収容孔５１に収容された部分の接着剤は、確実に、上部が座面５７よりも下方に位置するようになるので好ましい。
第一の軸受装置４０ａの底面４１のうち、座面５７と接触する部分は外輪４２の底面４１であり、駆動軸２５の回転に伴って回転する内輪４３の底面４１は座面５７には接触しないようになっている。
モータケース２０は金属で構成されており、着座部５３は、モータケース２０に電気的に接続されている。モータケース２０は、ポンプケース３０、ベース板１９と電気的に接続されており、ベース板１９は、接地電位に接続されている。
従って着座部５３は、モータケース２０と、ポンプケース３０、ベース板１９とを介して接地電位に接続されている。
ポンプケース３０とモータケース２０とは、電気的に接続されており、モータ部１７は、モータケース２０と、ポンプケース３０と、ベース板１９とを介して接地されている。
着座部５３は、ベース板１９とモータケース２０、ポンプケース３０とを介して接地電位に接続されているので、着座部５３から接地電位までの抵抗値が大きい場合があり得る。その場合は、着座部５３の電位が上昇することもある。
本例では、吸気管１４を金属で構成させ、ポンプケース３０と吸気管１４とを電気的に接続し、吸気管１４を接地電位に接続した。この場合、着座部５３は、ポンプケース３０と吸気管１４とを介して接地電位に電気的に接続され、着座部５３から接地電位までの抵抗値が減少するので、着座部５３の電位は上昇しない。
着座部５３を電線によって接地電位に接続してもよいし、ポンプケース３０を電線によって接地電位に接続してもよい。
ところで、内輪４３は駆動軸２５と接触しており、駆動軸２５と電気的に接続されており、内輪４３と外輪４２との間は、内輪４３と外輪４２との間の容量成分を介して交流電気的に接続されている。
モータ部１７内のインバータによって生成された高周波の交流電圧は、モータ部１７内に分布する寄生容量成分や寄生誘導成分によって、駆動軸２５に印加されると、内輪４３には、接地電位とは異なる軸電圧が発生する。
本発明では座面５７と外輪４２との間に接着剤層は形成されておらず、外輪４２は、接地電位に接続された着座部５３の座面５７に接触し、外輪４２は接地電位に接続される。
内輪４３と外輪４２との間は寄生容量成分によって交流的に接続されており、外輪４２が接地電位に接続されているので、モータ部１７の運転時の軸電圧によって、駆動軸２５に軸電圧が印加されても、内輪４３と外輪４２との間に電流が流れる。従って、内輪４３の電位が上昇せず、内輪４３と外輪４２との間には放電は発生しない。
図９は、比較例の真空排気装置１１０の収容孔が形成されていない台座１５０に、第一の軸受装置４０ａを取り付けるときの状態を説明するための図面であり、図９の真空排気装置１１０の部材には、台座１５０以外は、図５の真空排気装置１０の対応する部材と同じ符号を付して、部材の説明は省略する。
この真空排気装置１１０では、台座１５０の接着面５４が取り囲む装着空間５６に第一の軸受装置４０ａを挿入して座面５７に着座させる間に、台座側接着剤層３８の接着剤が下方に移動すると、収容孔が形成されていないので、接着剤は座面５７上に乗ってしまう（図１０）。
底面４１が座面５７に接触する前に、接着剤は、底面４１の真下の座面５７まで侵入し、底面４１は座面５７に接触できなくなる。
各接着剤層３７，３８に用いた接着剤は、信頼性や接着力の点から、絶縁性の有機化合物が用いられており、底面４１と座面５７との間に接着剤が位置していると、外輪４２と着座部５３とは接触されず、電気的に接続されないので、外輪４２は浮遊電位に置かれてしまう。
その場合は、駆動軸２５の軸電圧は低下することができず、軸電圧が上昇すると、内輪４３と外輪４２との間の電位差が大きくなり、内輪４３と外輪４２との間で放電が発生する。即ち、第一の軸受装置４０ａ内で電食が発生する。
本発明では、第一の軸受装置４０ａの軸電圧は上昇せず、第一の軸受装置４０ａの内部での電食は発生しない。
＜電食の写真＞
図１３(ａ)は、電食が発生した第一の軸受装置の内部を撮影した写真であり、同図(ｂ)は、接地電位に接続されたブラシが接触された駆動軸２５を軸受した第一の軸受装置の内部を撮影した写真であり、同図(ｃ)は、本発明の第一の軸受装置４０ａの内部を撮影した写真である。
同図(ａ)の写真と、同図(ｂ)、(ｃ)の写真を比較すると、同図(ｂ)、(ｃ)では、電食が生じていないことが分かる。
＜シャフト電圧の測定結果＞
次に、接地電位への電気的接続方法を変えて、駆動軸２５の接地電位に対する電圧を測定した。測定結果を、下記表１の「シャフト電圧Ｖ」の欄に記載する。
Figure 0006058206
吸気管１４をプラスチックス(ＰＰＳ)で構成し、ベース板１９を接地電位に接続しなかった場合でも、収容孔５１を設ければ、シャフト電圧は１７．１２Ｖまで低下している(実施例１)。その実施例１の状態から更に、ベース板１９を接地電位に接続すると、１５．１０Ｖに更に低下する(実施例２)。他方、実施例１の状態から吸気管１４をメッキされた真鍮で構成して接地電位に接続すると、１５．２１Ｖに低下する(実施例３)。ベース板１９と吸気管１４とを接地電位に接続すると、１４．３７Ｖまで低下する(実施例４)。
吸気管１４をＳＵＳ３０４で構成させた場合はメッキされた真鍮で構成した場合よりもシャフト電位が低下する(実施例５〜７)。
図１４は、配線１２によって、ポンプケース３０をベース板１９に電気的に接続した真空排気装置１１を示しており、表１の実施例７の構成に相当する。
比較例１，２と、実施例１〜７とのシャフト電圧の波形を、図１５(ａ)〜(ｅ)、図１６(ｆ)〜(ｉ)に示す。表１に記載したシャフト電圧の欄の値は、各波形の最大値を読み取って記載している。
＜他の例＞
図７の第一の台座５０ａの着座部５３には、開口５８が座面５７に位置し、底面が、開口５８の真下位置よりも外側の背板部５５の下方に位置する収容孔５２が形成されている。
この第一の台座５０ａでも、第一の軸受装置４０ａを装着空間５６に挿入する間に、下方に移動する接着剤は開口５８から収容孔５２の内部に入り、座面５７と底面４１との間には接着剤は位置せず、外輪４２と第一の台座５０ａとは接触して電気的に接続され、第一の軸受装置４０ａは、接着面５４と外周側面４９とが、その間に位置する接着剤によって互いに固定されている（図８）。
また、上記例では、モータ本体２１に近い第一の軸受装置４０ａを接着剤を用いて第一の台座５０ａに固定したが、第二の台座５０ｂの着座部５３に、収容孔を形成して、第二の軸受装置４０ｂを座面５７に着座させて固定する際に、下方に移動した接着剤が、収容孔の内部に入るようにされた真空排気装置も本発明に含まれる。
なお、上記例では、収容孔５１、５２と、その開口５８とはリング状であったが、リング状ではない開口５８を有する収容孔５１、５２を、接着面５４に沿って、一個乃至複数個を配置してもよい。
１０，１１，１１０……真空排気装置
２０……モータケース
２１……モータ本体
２５……駆動軸
２６……回転軸
２７……ロータ
３０……ポンプケース
３２ａ……第一の取付装置
３２ｂ……第二の取付装置
３４……吸気口
３５……排気口
４０ａ……第一の軸受装置
４０ｂ……第二の軸受装置
４２……外輪
４３……内輪
５０ａ……第一の台座
５０ｂ……第二の台座
５１、５２……収容孔
５３……着座部
５４……接着面
５５……背板部
５７……座面
５８……開口

Claims (8)

  1. 回転軸と、
    前記回転軸が貫通されるポンプ本体と、
    前記回転軸に接続された駆動軸と、
    前記駆動軸を回転又は揺動させるモータ部と、
    前記モータ部が有する固定部に固定された第一、第二の台座と、
    前記第一、第二の台座にそれぞれ取り付けられ、前記駆動軸の一端と他端とをそれぞれ軸受けする第一、第二の軸受装置と、
    を有し、
    前記モータ部によって前記回転軸が回転又は揺動されると、前記ポンプ本体の内部に位置し、前記回転軸に取り付けられたロータが、回転又は揺動され、前記ポンプ本体に設けられた吸気口から気体を吸引して圧縮し、圧縮された前記気体を前記ポンプ本体に設けられた排気口から前記ポンプ本体の外部に排気する真空排気装置であって、
    前記第一の軸受装置は、外輪と、前記外輪の内側に配置された内輪とを有し、前記外輪と前記内輪とは同じ転動体に接触して相対的に回転可能に構成され、
    前記第一の台座は、着座部と、前記着座部上に設けられたリング状の背板部とを有し、
    前記着座部には収容孔が設けられ、前記背板部が取り囲む装着空間への前記第一の軸受装置の挿入が開始され、前記第一の台座の前記着座部に着座し、前記背板部の内周面である接着面と、前記外輪の外周側面とが接着剤によって接着されるまでの間に、前記接着面に沿って前記着座部側に移動した接着剤が、前記収容孔に収容され、
    前記着座部の表面である座面と前記外輪の底面とは接触し、前記外輪は前記第一の台座を介して接地電位に接続された真空排気装置。
  2. 前記収容孔は、リング状に形成された請求項１記載の真空排気装置。
  3. 前記収容孔は複数個設けられた請求項１記載の真空排気装置。
  4. 前記外輪は、接地電位に電気的に接続された請求項１記載の真空排気装置。
  5. 前記収容孔の開口は、前記接着面に沿って設けられた請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の真空排気装置。
  6. 前記外輪には、前記外輪の前記底面と前記外周側面とを接続する曲面部が設けられ、
    前記収容孔の開口は、前記曲面部と前記座面と前記接着面とで取り囲まれた隙間に位置する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の真空排気装置。
  7. 前記外輪には、前記外輪の前記底面と前記外周側面とを接続する曲面部が設けられ、
    前記収容孔の開口は、前記曲面部と前記座面と前記接着面とで取り囲まれた隙間に位置する請求項５記載の真空排気装置。
  8. 前記モータ部が有するモータケースが前記固定部にされた請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の真空排気装置。
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