JPH0436094A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、真空ポンプに関し、特に動圧気体軸受によっ
てロータをコンパクト且つ安定的に支持し得るようにし
た真空ポンプに関するものである。

［従来の技術］ 真空ポンプにおいて動圧気体軸受を採用する目的は、非
接触な支持状態を実現して軸受の耐久性を高め、同時に
オイルフリーを達成することにある。具体的な構成の一
例として、第３図にかかる軸受を採用したターボ分子ポ
ンプを示す。このものは、シャフト１０１の軸端部にロ
ータ１０２が固着してあり、それをケーシング１０３内
に配設してシャフト１０１とケーシング１０３の間に一
対の動圧気体軸受（ラジアル）１０４及び動圧気体軸受
（スラスト）１０５を構成している。そして、ロータ１
０２に突設したロータブレード１０２ａとケーシング１
０３に突設したステータブレード１０３ａとを交互配置
してタービン１０６を構成し、吸気口１０７から吸い込
んだ気体をかかるタービン１０６によって叩き飛ばし、
ケーシング１０３の側方に開口させた排気口１０８から
強制排気し得るようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、このようにロータ１０２を片持的に支持する
構造は、回転体全体として見た場合、軸受１０４の長さ
とロータ１０２の長さが必ず個別と必要となり、全体が
軸方向に長寸化する不都合を伴う。特に、動圧気体軸受
１０４を採用する場合には、それを有効に機能させるた
めにスパイラルグループ等により形成される気体導入用
の隙間をある程度広い面積に亘って設ける必要が生じ、
軸方向への長寸化を助長することになる。このため、ポ
ンプ使用に際して組付上の制約を多くし、取扱いにも不
便となるだけでなく、特に軸方向が長寸であると曲げ共
振周波数が低くなって通常の使用回転数領域でも共振を
起こし易くなり、高い回転数で使用できなくなる不都合
を生じる。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、これらを有効に解消することのできる真空ポンプ
を実現することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手
段を講じたものである。

すなわち、本発明の真空ポンプは、筒状ロータの内側軸
心位置に固定軸支部を配設し、この固定軸支部と前記ロ
ータとの間に該ロータを浮上支持し得る動圧気体軸受を
構成したことを特徴としている。

［作用〕 このような構成であれば、固定軸支部によってロータを
内周から支持し、回転軸心の位置ズレを有効に抑止する
ことができる。このため、軸振動を低減し、ロータ回転
の安定性を向上させることが可能になる。しかも、ロー
タの内径に動圧気体軸受を潜り込ませた状態で配設する
ので、ロータと導圧気体軸受が軸方向に離間している従
来のものに比べて軸方向の短寸化を図ることができ、こ
れによりロータの回転を更に安定化させるとともに、曲
げ共振周波数を高めることが可能になる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
説明する。

この実施例は、真空ポンプとしてターボ分子ポンプＡを
取り上げている。そして、筒状ロータ１の内側軸心位置
に固定軸支部２を配設し、この固定軸支部２と前記ロー
タ１との間に該ロータ１を浮上支持し得る動圧気体軸受
３．４．５を構成している。

具体的に説明すると、ロータ１は上端近傍の外周にター
ビンブレード１ａを一体突設したもので、該ロータ１の
内周１ｆには上方から固定軸支部２が挿通されている。

この固定軸支部２は下端を筒状ケーシング６の底壁６ａ
にナツト２ｂを用いて固定させてあり、前記ロータ１を
この固定軸支部２の周囲に抜止不能な状態で配設してい
る。また、ロータ１の内径は固定軸支部２の外径に比べ
て若干大きく設定してあり、動圧気体軸受３．４が機能
する状態において両者間に微少空隙を形成し得るように
なっている。そして、この状態で前記ロータ１の上端面
１ｂに、固定軸支部２のスラスト板２ａとの間に微少空
隙下を形成すべくカバー７を蓋着している。

また、動圧気体軸受３は、固定軸支部２の外周にスパイ
ラルグループ３ａ（開先状の螺旋ねじ）を設け、このス
パイラルグループ３ａに臨んでポンプ外から気体を導入
する気体供給系路３ｂを開口させることにより構成され
ている。すなわち、ロータ１の回転に伴って気体を前記
スパイラルグループ３ａとロータ１との間に高速気流状
態で弓き込ませることにより、動圧を発生させ、その動
圧によりロータ１をラジアル方向に浮上支持し得るよう
になっている。動圧気体軸受４においても同様の構成か
らなり、前記動圧気体軸受３に導入された気体の一部を
スパイラルグループ４ａとロータ１との間に引き込ませ
ることにより、動圧を発生させるようになっている。さ
らに、動圧気体軸受５は、前記スラスト板２ａの上面及
び下面にスパイラルグループ５ｂ、５ｃを設け、これら
のスパイラルグループ５ｂ、５ｃとカバー下面７ａ及び
ロータ上端面１ｄとの間に高速気流状態で気体を引き込
ませることにより、動圧を発生させ、その動圧のにより
ロータ１をスラスト方向に浮上支持し得るようになって
いる。

なお、両軸受３．４間における軸支部２の外周にはコイ
ル８が巻回されており、このコイル８に対向するロータ
１内周にマグネット９を固設してモータ１０を構成して
いる。そして、このモータ１０によりロータ１に回転動
力を付与し得るようになっている。また、前記ロータ１
を包囲するケーシング６の外筒６Ｃにはステータブレー
ド６ｄが突設してあり、これらのステータブレード６ｄ
を前記各ロータブレード１ａ間に挿入してタービン１１
を構成することにより、吸気口６ｅから吸い込んだ気体
をこのタービン１１によって叩き飛ばし、その気体をケ
ーシング６の底壁６ａに設けた排気口６ｂから強制排気
し得るようにしている。

１２は非接触シール（ラビリンスシールや、ねじシール
等）である。また、モータコイルは気体供給系路３ｂ若
しくは同等の別系路を使ってケーシング６の外に引き出
されている。

このような構成のものであると、固定軸支部２によって
ロータ１を内周から支持し、軸心の位置ズレを有効に抑
止することができる。このため、このポンプによると軸
振動の低減化を図ることができ、ロータ１の回転の安定
性も向上させることが可能になる。しかも、ロータ１の
内径に動圧気体軸受３．４を潜り込ませた状態で配設し
ているので、ロータ１と導圧気体軸受３．４が軸方向に
離間している従来のものに比べて軸方向の短寸化を確実
に実現でき、これによりロータ１の回転を更に安定化さ
せるとともに、曲げ共振周波数を高めることが可能にな
る。その上に、このポンプはケーシング６の底壁６ａに
排気口６ｂを開口させて吸気口６ｅから吸い込んだ気体
を直線状に流通させ排気するようにしているため、排気
口が側方に開口している従来のものに比べて流路構造や
ポンプ取付方法を簡略化でき、しかも、流路抵抗を小さ
くして排気性能を高める効果を得ることができる。例え
ば、第２図に示す如く本ポンプＡの吸気口６ｅを真空チ
ャンバＢに接続し、排気口６ｂを粗引きポンプＣに接続
すれば、コンパクトで高性能の排気ラインを簡単に構成
することが可能になる。

なお、前記実施例では各動圧気体軸受のスパイラルグル
ープが固定軸支部側に設けであるが、スパイラルグルー
プはロータやカバー側に設けてもよい。また、動圧気体
軸受としてスパイラルグループ以外の構成を採用するこ
ともできる。さらに、この発明がターボ分子ポンプ以外
の真空ポンプにも適用できることは勿論であり、モータ
もマグネットを用いたものに限定する必要はなく、例え
ば誘導モータ等を用いることもできる。その他の構成も
図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、コンパクトな
構成でロータを安定的に支持することができ、高速回転
にも対応できる真空ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
ターボ分子ポンプの縦断面図、第２図は一使用状態を示
す説明図である。第３図は従来例を示す第１図相当の縦
断面図である。 １・・・ロータ　　　　　　２・・・固定軸支部３．４
．５・・・動圧気体軸受 第３ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　筒状ロータの内側軸心位置に固定軸支部を配設し、こ
   の固定軸支部と前記ロータとの間に該ロータを浮上支持
   し得る動圧気体軸受を構成したことを特徴とする真空ポ
   ンプ。