JPH04342898A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空チャンバ等を真空
にする真空ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＩＣ製品等を製造する場合
に、各工程を各作業室内において行っており、一作業室
内で一工程が完了すると、被作業物を次の作業室へ搬送
している。ここで例えば、一作業室においてはこの室内
を真空にする必要がある場合があり（真空チャンバ）、
この場合には真空ポンプを使用していた。

【０００３】このような真空ポンプとしては、例えば図
６に示すような複合型ターボ分子ポンプがある。同図に
おいて、符号１０１はケーシングであり、このケーシン
グ１０１には吸込口部１０２および排出口部１０３が形
成されている。ケーシング１０１内にはロータ１０４が
吸装され、このロータ１０４にはケーシング１０１の内
周壁面に向かうロータ翼１０５と、螺旋状のネジ溝を有
するネジ溝部１０８が形成されている。このロータ翼１
０５およびネジ溝部１０８に対向して、ステータ翼１０
６およびステータ１０９がケーシング１０１の内周壁面
に取り付けられている。ロータ１０４はケーシング１０
１内に収装されたモータ１０７によって回転され、ロー
タ翼１０５およびネジ溝部１０８がステータ翼１０６お
よびステータ１０９に対して相対的に高速回転する。

【０００４】また、ロータ１０４にはロータ軸１１２が
固設され、このロータ軸１１２は回転時には、軸方向電
磁石１１３および半径方向電磁石１１４によって磁気浮
上させられて回転自在に支持される。また磁気浮上させ
られているロータ軸１１２が、電磁石１１３、１１４に
よって正常に回転支持されず倒れた場合には、これを回
転自在に支持して保護する保護軸受１１５、１１６が固
定部材側に設けられていて、この保護軸受１１５、１１
６はロータ軸１１２の定常回転時にはロータ軸１１２と
は非接触になるよう設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のターボ分子ポンプにあっては、ロータ翼１０
５およびネジ溝部１０８だけが回転し、ステータ翼１０
６およびステータ１０９はケーシング１０１に直接固定
されて静止している構造となっている。このため、ロー
タ翼１０５およびネジ溝部１０８と、ステータ翼１０６
およびステータ１０９との間の相対速度は、回転するロ
ータ翼１０５およびネジ溝部１０８の回転速度により決
まってしまう。真空ポンプの排気性能は、相対回転する
部品間の相対速度が大きいほど向上させることができる
が、上記ロータ翼１０５およびネジ溝部１０８の回転数
はそれらを構成する材料の強度により限界があるため、
上記相対速度ひいては真空ポンプの排気性能にも自ら限
界があり、排気性能をそれまで以上に大幅に上昇させる
ことができないという問題があった。そこで本発明は、
上記問題点を解決することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、一方向に回転する第１回転体と、この回転
体と逆の方向に回転し前記第１回転体と同軸上に回転す
る第２回転体とを備え、翼およびネジ溝部の少なくとも
一方を介して前記第１、第２回転体が相対回転すること
によりポンプ作用を行う構成としたものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図１は本発明による真空ポンプの第１実施
例に係る複合型ターボ分子ポンプを示す図である。まず
構成を説明する。同図において、符号１は複合型ターボ
分子ポンプのケーシングであり、このケーシング１は全
体が略円筒状となっており、このケーシング１の上方に
は真空チャンバとしての作業室（図示せず）の開口部と
接続する吸込口部２が形成され、ケーシング１の下側の
ベース１３には排出口部３が形成されている。ケーシン
グ１内の軸線方向にはロータ４が収装されており、この
ロータ４の図中略上半部には、ケーシング１の内周壁面
に向かって伸びる複数のロータ翼５が形成されていて、
このロータ翼５はロータ４の軸線方向に多段に複数形成
されている。ケーシング１の内周壁面には、ロータ翼５
と同じように複数形成されたステータ翼６がロータ翼５
と交互に重なるように配設され、このようなステータ翼
６はケーシング１の略上半部に取り付けられている。

【０００８】また、ロータ４の略下半部の外周壁には螺
旋状のネジ溝を有するネジ溝部１４が形成され、このネ
ジ溝部１４と対向して略円筒状の円筒部材１５（従来の
ステータに相当）がケーシング１の略下半部の内側にベ
アリング１７を介して取り付けられている。円筒部材１
５の下端部の円周上にはギア１９が形成されており、こ
のギア１９およびギア２０を介してモータ２２の出力軸
２２ａにより円筒部材１５は回転駆動されるようになっ
ている。

【０００９】一方、ロータ４の半径内方には円筒状の固
定筒７が設けられ、この固定筒７の軸線部分にはロータ
軸８がロータ４と一体的に回転するように配設されてい
る。固定筒７の内側には、ロータ軸８を約２０，０００
〜９０，０００ｒ．ｐ．ｍ．の高速で回転駆動して、ロ
ータ翼５およびネジ溝部１４をステータ翼６および円筒
部材１５に対して相対回転させるモータ９と、ロータ軸
８を半径方向に磁気浮上させて無接触で回転支持する半
径方向電磁石１０と、ロータ軸８をアマーチャディスク
１２を介して軸線方向に磁気浮上させて無接触で回転支
持する軸方向電磁石１１とが設けられている。モータ９
はロータ軸８を円筒部材１５の回転方向と逆方向に回転
駆動するようになっている。

【００１０】次に作用を説明する。このような複合型タ
ーボ分子ポンプによって作業室（真空チャンバ）を真空
にしたい場合は、まずモータ９を起動させてロータ４を
回転させてロータ翼５およびネジ溝部１４を回転させる
と同時に、モータ２２を起動させて円筒部材１５をロー
タ４と逆方向に回転させる。このため、ロータ翼５は静
止しているステータ翼６に対して相対回転するとともに
、ネジ溝部１４と円筒部材１５が互いに逆方向に回転す
る。すると、作業室内のガスや水分等の分子が吸込口部
２に飛び込んだ場合、ロータ、ステータ翼群５、６を通
り、円筒部材１５とネジ溝部１４の間からさらに排気通
路１６を通って排出口部３から排出される。このように
この実施例においては、円筒部材１５がモータ２２によ
りネジ溝部１４と逆方向へ回転してポンプ作用を行うた
め、円筒部材１５とネジ溝部１４との相対速度を従来と
比べて円筒部材の回転速度分だけ上昇させることができ
、真空ポンプの排気効率を大巾に向上させることができ
る。

【００１１】図２は、本発明による真空ポンプの第２実
施例を示す図である。前記第１実施例にあっては円筒部
材５が回転したのに対し、この実施例は円筒状のステー
タ２５が静止部材（ベース１３）に固定されて回転せず
、その代わり第２回転翼２６（上記実施例のステータ翼
に相当）が円筒部材３０に固定されて、ベアリング２７
を介してロータ翼５と逆方向に回転するようになってい
る。すなわち円筒部材３０の下端部の円周上にはギア２
９が形成されており、このギア２９はギア２０を介して
モータ２２の出力軸２２ａと歯車連結されている。この
実施例においては、第２回転翼２６がロータ翼５と逆方
向に回転してポンプ作用を行うため、第２回転翼２６と
ロータ翼５との相対速度が従来のステータとロータ翼と
の相対速度よりも上昇して、やはり真空ポンプの排気効
率を大巾に向上させることができる。

【００１２】図３は、本発明による真空ポンプの第３実
施例を示す図である。前記第１、第２実施例においては
、円筒部材１５か第２回転翼２６のいずれかが回転する
ようになっていたのに対し、この実施例は第２回転翼２
６および円筒部材４０（従来のステータに相当）が一体
的に、ベアリング２７を介してロータ４と逆方向に回転
するようになっている。このようにこの実施例において
は、第２回転翼２６および円筒部材４０の両方がロータ
翼５およびネジ溝部１４と逆方向に回転してポンプ作用
を行うため、前記第１、第２実施例よりもさらに真空ポ
ンプの排気効率を大巾に向上させることができる。

【００１３】図４は、本発明による真空ポンプの第４実
施例を示す図である。上記各実施例は翼部材とネジ溝部
を有する複合型のターボ分子ポンプであったのに対し、
この実施例はロータ２４にロータ翼５のみが設けられた
全翼型のターボ分子ポンプに関するものである。そして
、すべての第２回転翼２６が円筒部材５０に一体的に設
けられていて、ベアリング２７を介して第２回転翼２６
をロータ翼５と逆方向に回転するようになっている。 この実施例においても第２回転翼２６がロータ翼５と逆
方向に回転してポンプ作用を行うため、従来の全翼型の
ターボポンプよりもその排気効率を大幅に向上させるこ
とができる。

【００１４】図５は、本発明による真空ポンプの第５実
施例を示す図である。この実施例はロータ３４にネジ溝
部１４のみが設けられた全ネジ溝型のターボ分子ポンプ
に関するものである。そして、ネジ溝部１４に対向する
円筒部材６０がベアリング２７を介してネジ溝部１４と
逆方向に回転するようになっている。この実施例におい
ても、円筒部材６０がネジ溝部１４と逆方向に回転して
ポンプ作用を行うため、従来の全ネジ溝型のターボ分子
ポンプよりもその排気効率を大幅に向上させることがで
きる。

【００１５】なお、上記実施例においてはベアリング１
７、２７としてボール型のベアリングを用いたが、それ
に替えて磁気軸受を用いてもよい。また、上記実施例に
おいてはギアを介してモータ２２からの駆動力を伝達し
ていたが、ベルト、チェーンその他いかなる駆動力伝達
手段を用いてもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来静止していた部材を従来から回転していた部材と逆方
向に回転させることにより、ロータ翼やネジ溝部とステ
ータ翼やステータとの間の相対速度を大幅に増加させて
、真空ポンプの排気効率を大幅に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真空ポンプの第１実施例を示す断
面図である。

【図２】本発明による真空ポンプの第２実施例を示す断
面図である。

【図３】本発明による真空ポンプの第３実施例を示す断
面図である。

【図４】本発明による真空ポンプの第４実施例を示す断
面図である。

【図５】本発明による真空ポンプの第５実施例を示す断
面図である。

【図６】従来の真空ポンプを示す断面図である。

【符号の説明】

１　　ケーシング ４、２４、３４　　ロータ（第１回転体）５　　ロータ
翼 １４　　ネジ溝 ２６　　第２回転翼 １５、３０、４０、５０、６０　　円筒部材（第２回転
体）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一方向に回転する第１回転体と、この
   回転体と逆の方向に回転し前記第１回転体と同軸上に回
   転する第２回転体とを備え、翼およびネジ溝部の少なく
   とも一方を介して前記第１、第２回転体が相対回転する
   ことによりポンプ作用を行うことを特徴とする真空ポン
   プ。