JP6430722B2 - キャンドモータ及びこれを備えた真空ポンプ - Google Patents
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Description
る。例えば、ポンプロータ回転軸102aのオーバーハング部分に重量物であるモータロータ105Aを装着しているため、ポンプロータ回転軸102aの撓みを考慮して回転数が制限されたり、振動や騒音の発生等の問題が生じていた。また、オーバーハング長さが大きくなることで、真空ポンプ全体としてポンプロータ回転軸102aに沿った方向の長さが増大してしまう。
図1は、本実施形態に係るキャンドモータ31を備えた真空ポンプ1である。この真空ポンプ1は、真空ポンプ本体11と、この真空ポンプ本体11の一端部(排気側端部)に取り付けられたキャンドモータ31からなる。キャンドモータ31はアキシャルギャップ型モータであり、ロータ41と、ステータ51と、ロータ41とステータ51の間に配置されてロータ41が存在する空間の真空を維持するキャン61とを備えている。ここで、アキシャルギャップ型モータは、ラジアルギャップ型モータと比較して、同じ定格出力を実現するのであれば、主軸方向のオーバーハング長さを低減することができる。
真空ポンプ本体11は、複数のポンプロータ13が取り付けられた主軸15と、ポンプロータ13を収容する主ケーシング17と、主ケーシング17の一方側端面に取り付けら
れた第1端部ケーシング19と、主ケーシング17の他方側端面に取り付けられた第2端部ケーシング21とを備えている。このような真空ポンプ1は、二軸同期多段ルーツ型容積式ポンプと呼ばれている。
主軸15は、真空ポンプ本体11の軸線方向に沿って延設されており、その両端部において第1及び第2端部ケーシング19,21の軸受19a、21aによって回転自在に支持されている。本実施形態の主軸15には、1本当たり5個のポンプロータ13が取り付けられており、5段の真空ポンプ本体11となっている。但し、段数はあくまでも一例であって、5段以外の段数の真空ポンプ本体であってもよい。なお、図1では5個のポンプロータ13しか図示されていないが、本実施形態の真空ポンプ1は二軸同期型であり、実際には図における奥側にもう一組主軸とポンプロータが配置されている。このため、合計で10個のポンプロータ13を備えている。
主ケーシング17は、各ポンプロータ13に対応したポンプ室を有し、さらに所定の隔壁を隔てて半径方向外側に気体排出路23を備えている。また、主ケーシング17には、最も上流側のポンプ室23aに気体を取り入れる気体取入口25と、最も下流側のポンプ室23bから気体を排出する気体排出口27が設けられている。気体取入口25は、真空状態が求められる半導体製造装置等に接続されている。一方、気体排出口27は、所定の排気ガス処理装置(図示略)に接続されている。気体排出口27を排気ガス処理装置に接続するのは、真空ポンプ1によって排出される気体には、腐食性のガスが含まれている場合があり、適切に無害化処理を施す必要があるからである。但し、排出される気体が無害なものであれば、気体排出口27に排気ガス処理装置を接続する必要は無い。
第1端部ケーシング19は、主ケーシング17の一端部に取り付けられている。この主ケーシング17の一端部は開放部となっているが、第1端部ケーシング19によって封止され、最も下流側のポンプ室23bを形成している。第1端部ケーシング19の中心部には段付貫通口が形成されている。このうち、直径の小さな貫通口には主軸15が貫通しており、大きな直径の貫通口には2個の軸受19aが設けられている。そして、この軸受19aによって主軸15の一端部側を回転自在に支持している。但し、軸受の数は一例であって、1個であっても良いし、3個以上設けるようにしてもよい。なお、本実施形態では、主ケーシング17と第1端部ケーシング19を別個に形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、主ケーシング17と第1端部ケーシング19とを一体的に形成してもよい。
第2端部ケーシング21は、主ケーシング17の他端部に取り付けられている。この第2端部ケーシング21の中心部にも段付貫通口が形成されている。このうち、直径の小さな貫通口には主軸15が貫通しており、大きな直径の貫通口には1個の軸受21aが設けられている。この軸受21aによって主軸15を他端部側で回転自在に支持している。なお、本実施形態では、主ケーシング17と第2端部ケーシング21を別個に形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、主ケーシング17と第2端部ケーシング21とを一体的に形成してもよい。
グリースが充填されている軸受を使用する場合は、潤滑油は必須ではない。なお、ケーシングカバー29は本発明に必須な構成要素では無い。
次に、本実施形態の特徴部分の一つである、キャンドモータ31について図2に基づいて説明する。キャンドモータ31はアキシャルギャップ型モータであり、ロータ41と、ステータ51と、ロータ41とステータ51の間に配置されてロータ41が存在する空間(ロータ室43)の真空を維持するキャン61とを備えている。このように、キャン61を備えているため、ロータ室43の気密性が維持される。このとき、ロータ室43は真空ポンプ本体11のポンプ室(図1の符号23b)に連通しているため、ロータ41は腐食性ガスに曝される。しかしながら、ステータ51はキャン61の機能によって腐食性ガスから隔離されている。
ロータ41は、主軸15の一端部(図では右端部)に取り付けられている。ロータ41は略円盤状の磁石支持部材41aと、この磁石支持部材41aに装着された永久磁石41bとからなる。永久磁石41bは、磁石支持部材41aの一方の表面において、等角度間隔に配置されている。本実施形態の永久磁石41bは、磁石支持部材41aに埋め込まれるような形態となっている。このような構成を採ることで、永久磁石41bが磁石支持部材41aから脱落するのを確実に防止できるからである。但し、本発明はこれに限定されるものでは無く、単純に磁石支持部材41aの表面に強力な接着剤で貼り付けてもよいし、ネジなどを用いて固定してもよい。
次に、ステータ51について説明する。ステータ51は、ステータコア51aとコイル51bからなる。ステータコア51aは、円盤状のコア本体51a1と、コア本体51a1からロータ41に向かって突出する磁芯51a2からなる。但し、本実施形態のステータコア51aは、コア本体51a1と磁芯51a2が一体となった構造を有している。磁芯51a2は上述したロータ41の各永久磁石41bと対向するように、コア本体51a1の表面において円周方向に沿って配列されている。また、ステータコア51aの各磁芯
51a2の周囲にはコイル51bが装着されており、このコイル51bに電流が供給されることで、磁界を発生させるようになっている。なお、キャンドモータが二軸一体型モータである場合には、コア本体の形状は円盤状ではなく、長方形状となる。
キャン61は、概ね円盤状(又は長方形状)の形状を有しており、上述のロータ用ケーシング45とステータ用ケーシング55との間に固定されている。このキャン61により、上述したようにロータ室43の真空状態が維持されている。本実施形態ではキャン61を超えて主軸15を延ばすことができないので、ステータ51の側に軸受を設けることはできない。この点は、上述の特許文献2の発明に係るアキシャルギャップ型モータと大きな違いである。また、キャン61は、薄い金属材料、樹脂材料或いはセラミック等の非導電体から構成されており、できる限りロータ41とステータ51の間に生成される磁束に影響を与えないようになっている。また、モータの効率を考慮した場合に、できる限りロータ41とステータ51を接近させたい。このため、所望の強度が確保できる場合には、できるだけ薄く構成することが望ましい。
も本願発明が想定する範囲である。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
[形態1]
真空ポンプ用のキャンドモータであって、このキャンドモータはアキシャルギャップ型モータである、キャンドモータ。
[形態2]
ロータと、ステータと、前記ロータとステータの間に配置されて前記ロータが存在する空間の真空を維持するキャンとを備えた、形態1に記載のキャンドモータ。
[形態3]
前記キャンは、前記ロータ用の第1のケーシングと前記ステータ用の第2のケーシングとに挟まれて固定された円盤状又は長方形状部材である、形態2に記載のキャンドモータ。
[形態4]
前記キャンの材質は、樹脂またはセラミック等の非導電体である、形態2又は3に記載のキャンドモータ。
[形態5]
前記キャンの一部は、ステータコアに貼り付けられている、形態2から4の何れか一項に記載のキャンドモータ。
[形態6]
前記ロータの磁石は、真空ポンプの主軸の一端部における磁石支持部材に装着されている、形態2から5の何れか一項に記載のキャンドモータ。
[形態7]
前記真空ポンプは二軸同期型であり、二本の主軸の回転を同期させるタイミングギヤを備え、前記磁石支持部材は前記主軸の一端部に装着されると共に、前記タイミングギヤは主軸の他端部に装着されている、形態6に記載のキャンドモータ。
[形態8]
前記真空ポンプは二軸同期型であり、前記磁石支持部材は二本の主軸の回転を同期させるタイミングギヤである、形態6又は7に記載のキャンドモータ。
[形態9]
真空ポンプの主軸と、この主軸を収容する主ケーシングと、主ケーシングの一端部に設けられる第1端部ケーシングと、主ケーシングの他端部に設けられる第2端部ケーシングと、この主軸の一端部に設けられた形態1から8の何れか一項に記載のキャンドモータとを備えた、真空ポンプ。
[形態10]
上記キャンドモータは、主ケーシングの排気側端部に設けられた、形態9記載の真空ポンプ。
11 真空ポンプ本体
13 ポンプロータ
15 主軸
17 主ケーシング
19 第1端部ケーシング
19a 軸受
21 第2端部ケーシング
21a 軸受
23 ポンプ室
25 気体取込口
27 気体排出口
29 ケーシングカバー
31 キャンドモータ
41 ロータ
41a 磁石支持部材
41b 永久磁石
42 タイミングギヤ
43 ロータ室
45 ロータ用ケーシング
51 ステータ
51a ステータコア
51b コイル
51a1 コア本体
51a2 磁芯
53 ステータ室
55 ステータ用ケーシング
Claims (9)
- 真空ポンプの主軸と、この主軸を収容する主ケーシングと、主ケーシングの一端部に設けられる第1端部ケーシングと、主ケーシングの他端部に設けられる第2端部ケーシングと、この主軸の一端部に設けられたキャンドモータとを備え、
このキャンドモータはアキシャルギャップ型モータであり、
前記キャンドモータは、主ケーシングの排気側端部に設けられる、真空ポンプ。 - 前記キャンドモータは、ロータと、ステータと、前記ロータとステータの間に配置されて前記ロータが存在する空間の真空を維持するキャンとを備えた、請求項1に記載の真空ポンプ。
- 前記キャンは、前記ロータ用の第1のケーシングと前記ステータ用の第2のケーシングとに挟まれて固定された円盤状又は長方形状部材である、請求項2に記載の真空ポンプ。
- 前記キャンの材質は、樹脂またはセラミック等の非導電体である、請求項2又は3に記載の真空ポンプ。
- 前記キャンの一部は、ステータコアに貼り付けられている、請求項2から4の何れか一項に記載の真空ポンプ。
- 前記ロータの磁石は、前記真空ポンプの主軸の一端部における磁石支持部材に装着されている、請求項2から5の何れか一項に記載の真空ポンプ。
- 前記真空ポンプは二軸同期型であり、二本の主軸の回転を同期させるタイミングギヤを備え、前記磁石支持部材は前記主軸の一端部に装着されると共に、前記タイミングギヤは主軸の他端部に装着されている、請求項6に記載の真空ポンプ。
- 前記真空ポンプは二軸同期型であり、前記磁石支持部材は二本の主軸の回転を同期させるタイミングギヤである、請求項6に記載の真空ポンプ。
- 真空ポンプの主軸と、この主軸を収容する主ケーシングと、この主軸の一端部に設けられたキャンドモータとを備え、
このキャンドモータはアキシャルギャップ型モータであり、
前記キャンドモータは、主ケーシングの排気側端部に設けられる、真空ポンプ。
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