JPH0133677B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空分子ポンプを備える高真空発生
装置に関する。

真空分子ポンプ又はタービン式分子ポンプの分
野に属する高真空ポンプが、固定子内で高速回転
する回転子を含むことは公知である。

高速回転する回転子の周縁では回転子に対向す
る固定子の領域に分子の大部分が反射されこれに
より分子の移動流が生じる。固定子は更に、受容
した分子の一部を固定子より下流側の回転子に反
射させる。以下同様の反射作用が生じる。従つて
回転子−固定子アセンブリに於いて、排気側のガ
ス分圧と吸気側のガス分圧との間に圧力比が生じ
る。

回転子を高速回転させる必要があるため、真空
中に配設される軸受に関して重大な問題が生じ
る。

一次真空中で作動するオイル又はグリース潤滑
の玉軸受及び同じく真空中に配置される駆動モー
タの使用は公知である。しかし乍らこのようなポ
ンプにはいくつかの欠点が見られる。

特に、玉軸受及び他の付属手段の正しい潤滑と
十分な冷却との確保が難しいことは明白である。

更に、ポンプの吸引側までオイル及びグリース
が浸潤するのを阻止するのは実質的に不可能であ
る。

フランス特許公開第2446934号明細書は前記の
如き欠点を解消し得る高真空回転式ポンプを記載
している。

該特許の記載によれば、回転子は、ポンプ室外
部に配置されたモータによつて駆動されておりポ
ンプ軸を介してモータに連結されている。ポンプ
軸の気密性は溝付の運動用シールによつて確保さ
れている。このポンプに於いてポンプ軸は一方で
ポンプ室外部の外側軸受によつて支持され他方で
ポンプ室内部のグリース潤滑の内側軸受によつて
支持されている。

内側軸受は、溝付運動用シールと、内側軸受と
外側軸受との間の粘性運動用シールとの間に配置
されている。長手方向溝が内側軸受の２つの面を
連通せしめる。

これにより、軸受及び駆動モータの冷却の問題
が解決される。

即ち、真空領域内に位置する玉軸受は、大気中
に位置するため冷却し易い終端を有するポンプ軸
を介した伝導によつて容易に冷却され得る。同様
に、モータの回転子と固定子とは大気中に位置す
るため外側軸受同様、従来手段により冷却され得
る。

しかし乍ら吸排されるガスが特に腐食性の場
合、ガスが軸受を直接通らないように軸受に長手
方向溝が刻設されるにも関わらず吸排ガス流に対
する玉軸受の位置が好ましくない。また、可動ア
センブリの一端が極めて低圧のスペース内に位置
しており他端が大気圧下に位置しているため、２
つの軸受の一方にかかる軸方向荷重が大きく、こ
れによりポンプの耐用寿命が短縮される。

本発明の目的は、前記の如き欠点を除去し同時
に軸受とモータとの十分な冷却を確保し得る高真
空発生装置を提供することにある。

本発明によれば、前記目的は、一次真空ポンプ
と、入口が腐食性ガス源に接続された二次真空ポ
ンプの本体と、一端が前記本体の排気側端面部の
外側に連結されており、中に密閉空間を規定する
ように他端が閉鎖されたスリーブと、前記排気側
端面部に設けられており、前記本体の内部と前記
密閉空間を連通する貫通孔と、前記本体の内部か
ら前記密閉空間に前記貫通孔を介して伸長し且つ
前記密閉空間内で終端したポンプ軸と、前記密閉
空間内で前記ポンプ軸を軸支すべく前記スリーブ
に支持された第１のころがり軸受と、前記第１の
ころがり軸受と前記他端との間で前記ポンプ軸を
軸支すべく前記スリーブに支持された第２のころ
がり軸受と、前記貫通孔に対応する部位におい
て、前記ポンプ軸に固着しており、前記密閉空間
から前記本体の内部に向かつて気体を移動させ且
つ前記本体の内部と前記密閉空間とを気密的にほ
ぼ隔離するための運動用シールと、前記密閉空間
に設けられており、前記ポンプ軸を回転させるた
めのモータと、前記第１のころがり軸受、前記第
２のころがり軸受及び前記モータのいずれよりも
前記本体から離隔した部位において前記スリーブ
に設けられており、前記密閉空間と前記スリーブ
の外部とを連通する連通口と、前記連通口に接続
された外部ガス源と、前記排気側端面部に設けら
れており、前記一次真空ポンプの吸気口に接続さ
れた排気口とを備えており、前記密閉空間内の圧
力が大気圧及び前記二次真空ポンプの排気圧力の
中間の数10トールのオーダの圧力下に維持されて
いることを特徴とする高真空発生装置によつて達
成される。

本発明の高真空発生装置は、 本体の内部から密閉空間に貫通孔を介して伸長
し且つ密閉空間内で終端したポンプ軸を有する点
と、 第１のころがり軸受、第２のころがり軸受及び
モータのいずれよりも二次真空ポンプの本体から
離隔した部位においてスリーブに設けられてお
り、前記密閉空間と前記スリーブの外部とを連通
する連通口を有する点と、 排気側端面部に設けられており、一次真空ポン
プの吸気口に接続された排気口を有する点と、 密閉空間内の圧力が大気圧及び二次真空ポンプ
の排気圧力の中間の数10トールのオーダの圧力下
に維持されている点と において従来技術に対して新規であり、このよ
うな新規な構成を有するため、本発明の高真空発
生装置においては、スリーブ内の密閉空間の圧力
が二次真空ポンプの本体内の圧力よりも大きいが
故に、二次真空ポンプの本体内からスリーブ内の
密閉空間への二次真空ポンプの作動流体である腐
食性ガスの漏出を阻止し得、ころがり軸受等の潤
滑剤が変質するのを阻止し得、加えて、ポンプ軸
がスリーブ内の密閉空間内で終端しているが故
に、ポンプ軸の終端に加わる、スリーブから二次
真空ポンプの本体に向う圧力をスリーブ内の密閉
空間の圧力のみとし得、密閉空間内の圧力が大気
圧及び二次真空ポンプの排気圧力の中間の数10ト
ールのオーダの圧力下に維持されていることとあ
いまつてころがり軸受に加わるポンプ軸方向の荷
重を低減し得、さらに加えて、密封空間内の圧力
が数10 トールのオーダの圧力下に維持されているが故
に、密閉空間内の圧力が10^-2トールである従来の
場合に比べて、密閉空間内の単位体積当りの分子
数を増加させ得、その結果モータところがり軸受
からの発生熱をより効率よく熱伝達して放熱し得
ると共にころがり軸受の潤滑剤の蒸発率を低下さ
せころがり軸受の潤滑剤の補給間隔を長くし得、
その上、連通口から排気口に向かつて流れる外部
ガス源のガス流掃気によつてモータところがり軸
受が効率よく冷却され得る。

本発明の装置の対象は、複数段の固定子が連結
されたポンプ本体とモータにより駆動されるポン
プ軸に装着された同じく複数段の回転子とを含み
得、ポンプ軸がポンプ本体の延長から形成された
スリーブ内に配置されたころがり軸受としての少
くとも２つの玉軸受内に軸支されており、ポンプ
本体に近接のスリーブ末端で運動用シールがポン
プ軸に固定されている型の二次真空ポンプとして
の高真空回転式ポンプを有する高真空発生装置で
あり得る。

添付図面に示す非限定的具体例に基いて本発明
の装置をより詳細に以下に説明する。

分子ポンプは公知の如く複数段の固定子３が連
結された二次真空ポンプの本体４と、ポンプ軸１
に装着された同じく複数段の回転子２とを含む。

本体４の上端は開口しており高真空を生成する
ための図示しないスペースに接続され得る。本体
４の下部はスリーブ１８を形成する延長部を有し
ており、スリーブ１８は下端が閉鎖蓋１１によつ
て閉鎖され密閉空間を規定する。

ポンプ軸１は、スリーブ１８の上部及び下部に
夫々固着されたころがり軸受としての２つの玉軸
受５，６によつて軸支されており、符号９及び１
０で夫々示されたモータ回転子及びモータ固定子
を有する電気モータにより駆動される。該モータ
は玉軸受５と６の間に配置されるが、ポンプ軸１
の下部、すなわち玉軸受６と閉鎖蓋１１の間に配
置されてもよい。ポンプ軸１はスリーブ１８内の
密閉空間内で終端している。

更に、溝付の運動用シール７は、スリーブ１８
の上部の玉軸受５の上方でポンプ軸１に対して配
設運動用シール７の溝は、スリーブ１８内の密閉
空間から本体４により規定された吸排ゾーンに向
かつて気体を移動させ、且つスリーブ１８内の密
閉空間と本体４により規定された吸排ゾーンとを
ポンプ軸１に沿つて気密的にほぼ隔離するように
構成されており、これにより本体４により規定さ
れた吸排ゾーンから玉軸受５，６とモータ回転子
９とを隔離する。この吸排ゾーンは更に、パイプ
１９を介して図示しない外部の一次真空ポンプに
接続されている。閉鎖蓋１１の連通口としてのノ
ズル８が配設されており、ノズル８は、図示しな
い外部ガス源としての外気又は外部ガス源として
の中性ガス源に接続されており、外気又は中性ガ
スをポンプ内に導入し得る。

更に、スリーブ１８の壁に設けられたチヤネル
１２，１２′は玉軸受５，６の夫々の両面を連通
せしめる。

玉軸受５，６及びモータ回転子９は、大気圧と
ポンプの排気圧力との中間の数10トールのオーダ
の圧力下の中性ガス又は外気の流れによつて常時
掃気されている。このような気体の流れはパイプ
１９に接続された一次真空ポンプにより、吸排さ
れる。該一次真空ポンプはまた、分子ポンプの排
気圧を確保する。

本発明は、全てのタイプの真空分子ポンプ特に
マイクロエレクトロニツク技術で使用されるポン
プに於いて有利に使用され得る。

本発明はまた、前述の記載及び図示の具体例に
少しも限定されない。具体例は１つの非限定例に
すぎない。

例えば特に運動用シール７に代えて、単に適切
に協働する２つの対向表面から成る簡単な運動用
シールを使用し得る。これらの２つの表面には溝
が設けられていても設けられていなくてもよい
が、後者の場合には表面状態が溝の効果を有する
ように構成される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の装置を構成する二次真空ポンプ
の鉛直断面図である。 １……ポンプ軸、２……回転子、３……固定
子、４……ポンプ本体、５，６……玉軸受、７…
…運動用シール、８……ノズル、９……モータ回
転子、１０……モータ固定子、１２，１２′……
チヤネル、１８……スリーブ、１９……パイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一次真空ポンプと、入口が腐食性ガス源に接
   続された二次真空ポンプの本体と、一端が前記本
   体の排気側端面部の外側に連結されており、中に
   密閉空間を規定するように他端が閉塞されたスリ
   ーブと、前記排気側端面部に設けられており、前
   記本体の内部と前記密閉空間を連通する貫通孔
   と、前記本体の内部から前記密閉空間に前記貫通
   孔を介して伸長し且つ前記密閉空間内で終端した
   ポンプ軸と、前記密閉空間内で前記ポンプ軸を軸
   支すべく前記スリーブに支持された第１のころが
   り軸受と、前記第１のころがり軸受と前記他端と
   の間で前記ポンプ軸を軸支すべく前記スリーブに
   支持された第２のころがり軸受と、前記貫通孔に
   対応する部位において、前記ポンプ軸に固着して
   おり、前記密閉空間から前記本体の内部に向かつ
   て気体を移動させ且つ前記本体の内部と前記密閉
   空間とを気密的にほぼ隔離するための運動用シー
   ルと、前記密閉空間に設けられており、前記ポン
   プ軸を回転させるためのモータと、前記第１のこ
   ろがり軸受、前記第２のころがり軸受及び前記モ
   ータのいずれよりも前記本体から離隔した部位に
   おいて前記スリーブに設けられており、前記密閉
   空間と前記スリーブの外部とを連通する連通口
   と、前記連通口に接続された外部ガス源と、前記
   排気側端面部に設けられており、前記一次真空ポ
   ンプの吸気口に接続された排気口とを備えてお
   り、前記密閉空間内の圧力が大気圧及び前記二次
   真空ポンプの排気圧力の中間の数10トールのオー
   ダの圧力下に維持されていることを特徴とする高
   真空発生装置。 ２ 前記スリーブが、前記第１のころがり軸受及
   び前記第２のころがり軸受の各軸受の両側面の
   各々を連通せしめるチヤネルを含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の高真空発生装
   置。 ３ 前記外部ガス源が大気であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の高
   真空発生装置。 ４ 前記外部ガス源が中性ガス源であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の高真空発生装置。 ５ 前記モータが前記第１のころがり軸受と第２
   のころがり軸受の間に配設されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第４項のいずれ
   か一項に記載の高真空発生装置。 ６ 前記モータが前記ポンプ軸の軸方向に関して
   前記第２のころがり軸受と前記連通口の間に配設
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第４項のいずれか一項に記載の高真空発生
   装置。