JPH0614490U - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータ翼の疲労，破壊の防止を図るととも
に、強度を高めたロータのバランス調整構造を提供する
ことを目的とする。 【構成】 ロータシャフト１５下部に設置されるアーマ
チャディスク２４あるいはバランス調整用ディスクの外
周縁にネジ孔２５を放射状に形成し、このネジ孔２５内
にバランス調整用雄ネジ２６を埋め込み、バランス調整
用雄ネジ２６の埋め込み量を調節することにより、ロー
タの回転不釣合いの調整を行なう。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、真空ポンプに係り、特に、ロータのバランス調整を行なう際、ロ ータに加わる負荷を軽減して、耐久性を高めた真空ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、電子顕微鏡の真空装置として、あるいは半導体製造装置の真空装置とし て真空ポンプが多く使用されている。

【０００３】 この真空ポンプの概要構成を図４を基に説明すると、この真空ポンプ１は、略 円筒状に形成されたケーシング２の内壁面に複数のステータ翼３がその円筒の軸 方向に配設されており、その内側に配置されたロータ４の外壁面に複数のロータ 翼５がステータ翼３と交互に配設されている。

【０００４】 そして、ロータ翼５が高速回転させられると、ステータ翼３とロータ翼５との 間にガスの分子流を誘起して、吸気口６から排気口７側へガスを排出して、吸気 口６側に超高真空を形成するという構成である。

【０００５】 ところで、通常真空ポンプ１は、ロータ４が回転数２００００rpm 〜９０００ ０rpm と超高速で回転するため、ロータ４の回転不釣合いの調整を精密に行なわ なければ、真空ポンプ１からの振動発生の原因となる。

【０００６】 一般に、ロータ４のバランス修正は、専用のバランサーマシーンでロータ４を 低速（約１０００rpm 〜５０００rpm ）回転させて、回転不釣合いの修正を行な っているが、真空ポンプ１の場合、ロータ４にロータ翼５が設置されているため 、大気中で回転させると軸力が発生し、軸方向に力が作用し、正確なバランス調 整が難しく、風圧で軸が振動したり、ロータ翼５が撓み、ロータ４の回転数を１ ０００rpm 〜２０００rpm 程度までしか上げることができなかった。

【０００７】 したがって、定常回転数の２００００rpm 〜９００００rpm まで回転させると バランスが狂っており、所定の定常回転数で再度回転不釣合いを修正する必要が あった。

【０００８】 そのため、真空ポンプ１を、真空状態にし、一旦高速回転させ、振れの位置、 量等を測定し、修正時は再度ポンプのケーシングを外し、調整後、再確認を行な っている。更に、従来、この回転不釣合いの修正を行なう箇所は、ロータ翼５の 上部（吸気口側）とロータ翼５の下部（排気口側）にそれぞれネジ孔８，９を形 成し、バランス調整用雄ネジを埋め込み、このバランス調整用雄ネジの埋め込み 量によりロータ４の回転不釣合いの調整を行なっているのが実情である。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

このように、従来の真空ポンプ１においては、超高速回転するロータ４のバラ ンス調整は、ロータ翼５の上部および下部において行なっていたが、ロータ４は 、超高速回転するため大きな遠心力を受け、このロータ４は通常強度の高い超ジ ュラルミンが使用されているにもかかわらず、遠心力によるロータ翼５に加わる 応力（引張り力）は非常に大きく、材料固有の引張り強度に対して安全率が２〜 ３程度しかとれていない。

【００１０】 なお、ロータ翼５の形状から、ロータ翼５に発生する内部の応力は、ロータ翼 ５の下部の方が大きい。

【００１１】 このようなロータ翼５にバランス調整用のネジ孔８，９を加工した場合、加工 による応力集中が発生しやすく、特にロータ翼５の下部に設置されるネジ孔９に この傾向が著しく、真空ポンプ１を始動・停止したときに生じる内部応力の繰り 返し、および遠心力によるロータ翼５の変形、および真空ポンプとしてチャンバ を排気したときのガス負荷、モータからの発熱等の各原因により、応力集中部（ ネジ孔９の設置箇所）に負荷が集中することになる。

【００１２】 この応力集中係数は加工形状により異なるが、１．１〜３程度になり、ロータ 翼５の遠心力に対する安全率２〜３を考えると、使用中にバランス調整用ネジ孔 ９の応力集中部に亀裂が発生し、最終的にはロータ翼５の破壊へと進行する可能 性が非常に高いという問題点があった。

【００１３】 また、回転不釣合いを修正する作業は、何度となく繰り返し行なわなければな らず、そのため、測定時のバランスがくずれる等の不具合も指摘されている。

【００１４】 この考案は、このような事情に鑑みてなされたもので、本考案の目的とすると ころは、超高速回転するロータのバランス調整を応力の集中しやすいロータ翼に 替えて、ロータシャフトにバランス調整箇所を設けることにより、ロータ翼の疲 労ならびに破壊を防止して、耐久性を高めるとともに、ロータの回転不釣合いを 修正する作業も簡単に行なえる真空ポンプを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、ケーシングの内壁面に取付けられたス テータ翼と、上記ケーシングの内部に配置されたロータの外壁面に取付けられた ロータ翼とを、ロータの軸方向に交互に配置し、上記ロータを回転駆動させてロ ータ軸の一方向から吸気し他方向へ排気する真空ポンプにおいて、前記ロータの ロータシャフト下部に設置されているアーマチャディスクの外周縁に放射状に設 けたネジ孔と、上記ネジ孔内に埋め込まれ、かつその埋め込み量によりロータの 回転不釣合いを調整するバランス調整用雄ネジとを設けたことを特徴とする。

【００１６】 更に本考案は、ケーシングの内壁面に取付けられたステータ翼と、上記ケーシ ング内部に配置されたロータの外壁面に取付けられたロータ翼とを、ロータの軸 方向に交互に配置し、上記ロータを回転駆動させてロータ軸の一方向から吸気し 他方向へ排気する真空ポンプにおいて、前記ロータのロータシャフトに設置され るとともに、ロータ翼の下端よりも下方位置に配設されたバランス調整用ディス クと、上記バランス調整用ディスクの外周縁に放射状に設けられたネジ孔と、上 記ネジ孔内に埋め込まれ、かつその埋め込み量によりロータの回転不釣合いを調 整するバランス調整用雄ネジとを設けたことを特徴とする。

【００１７】 更に、本考案は、アーマチャディスクあるいはバランス調整用ディスクに設け たネジ孔内へのバランス調整用雄ネジの取付け、取外しを真空ポンプの排気口又 は別途設けた調整用の孔を通じて行なうことを特徴とする。

【００１８】

【作用】

以上の構成から明らかなように、ロータ下部側のバランス調整は、ロータシャ フト下部に設置されているアーマチャディスク、あるいは、バランス調整用ディ スクの外周縁にネジ孔が放射状に形成されており、このネジ孔内にバランス調整 用雄ネジを埋め込むという構成であるため、このバランス調整用雄ネジの埋め込 み量により、簡単にロータの回転不釣合いの調整が可能となる。

【００１９】 更に、バランス調整用雄ネジの取付け、取外しを真空ポンプの排気口又は調整 用孔を通じて行なうため、ロータの高速バランス取り作業を行なう際、外筒、あ るいはケーシング等を取外す必要がない。

【００２０】

【実施例】

以下、本考案に係る真空ポンプの実施例について、添付図面を参照しながら詳 細に説明する。

【００２１】 図１は本考案の第１実施例を示す真空ポンプの構成を示す断面図、図２は同真 空ポンプにおけるバランス調整部の構成を示す要部断面図、図３は本考案による 真空ポンプの第２実施例の構成を示す断面図である。

【００２２】 図１において、本考案による真空ポンプ１０は、略円筒状に形成されたケーシ ング１１の内壁面に複数のステータ翼１２が軸方向に配設されており、その内側 に配置されたロータ１３の外壁面には、複数のロータ翼１４が上記ステータ翼１ ２と交互に軸方向に配設されている。

【００２３】 そして、ロータ１３はそのロータシャフト１５が中空状のステータコラム１６ により軸受されており、この軸受として、ステータコラム１６に設けられた軸方 向電磁石１７、径方向電磁石１８とからなる磁気軸受により、ロータ１３の軸方 向および径方向において浮揚状態で軸受されている。

【００２４】 さらに、ステータコラム１６に設けられた高周波モータ１９によりロータ１３ は回転駆動され、ロータ１３の軸方向位置、径方向位置はそれぞれ軸方向センサ ２０、径方向センサ２１により各々検出される。

【００２５】 また、停電や回路異常時など磁気軸受の制御不能時に、磁気軸受とロータ１３ との衝突を防止するために用いられる保護用ベアリングとして、ステータコラム １６の上下側に各々設けられたドライタイプのボールベアリング２２，２３が使 用されている。

【００２６】 ところで、本考案の特徴は、通常、２００００rpm 〜９００００rpm の超高速 回転を行なうロータ１３の回転不釣合いの調整をロータ１３の機械強度の低下を 招くことなく行なうことにより、真空ポンプ１０の耐久性を高めたことにある。

【００２７】 すなわち、従来、ロータ翼の上部および下部にバランス調整部を設定したもの を、この考案においては、特に機械強度の低下を招くロータ翼の下部側のバラン ス調整部をロータシャフト１５に取付けられているアーマチャディスク２４に設 置した点にある。

【００２８】 この具体的な構成は、図２に示すように、ロータシャフト１５に取付けられて いるアーマチャディスク２４の外周にネジ孔２５が放射状に設けられており、こ のネジ孔２５内にバランス調整用雄ネジ２６を埋め込み、このバランス調整用雄 ネジ２６の埋め込み量を調節することにより、ロータ１３の回転バランスを精度 良く調整するという構成である。

【００２９】 したがって、アーマチャディスク２４の外周縁はロータ翼１４に比べ、小径で あるため、ロータ１３が超高速回転しても遠心力による負荷が少なく、しかもガ ス圧が加わらないため、従来のロータ翼１４に設置したバランス調整箇所に比べ 、応力集中が極めて小さい。

【００３０】 なお、ロータ１３の上部の回転不釣合いの調整は、従来と同一箇所すなわち図 １中符号２７で行なう。

【００３１】 このように、本考案による真空ポンプ１０は、従来、ロータ翼１４にバランス 調整用雄ネジを配設した場合、遠心力やガス圧等によりロータ翼１４の疲労が激 しく、ロータ１３の早期破壊を助長するという欠点を有効に解決でき、ロータ１ ３の機械強度を強固に維持でき、真空ポンプ１０の耐久性を著しく高めることが できる。

【００３２】 更に、バランス調整用雄ネジ２６の取付け、取外しはケーシング１１を取外す ことなく行なえるため、作業性も向上する。

【００３３】 次いで、図３は本考案の第２実施例を示すもので、第１実施例と同一部分には 同一符号を付しその説明は省略する。

【００３４】 この実施例においては、ロータシャフト１５の下部にバランス調整用ディスク ２８を取付け、このバランス調整用ディスク２８の外周縁にネジ孔２９を放射状 に設け、このネジ孔２９内にバランス調整用雄ネジ３０を埋め込み、この埋め込 み量により上述実施例同様、ロータ１３の回転不釣合いを調整するというもので ある。

【００３５】 なお、このバランス調整用ディスク２８は、ロータ翼１４を組付けた後、回転 不釣合いの調整を容易に行なうように、ロータ翼１４の下端よりも下方側に取付 けられている。

【００３６】 この実施例においても、バランス調整用ディスク２８の外周縁は、ロータ翼１ ４に比べ、小径であるため、遠心力による負荷が少なく、かつ、ガス圧も加わら ないため、この部分は応力集中がなく、ロータ翼１４に何ら負担をかけるもので はないので、ロータ１３の機械強度を良好に維持でき、真空ポンプ１０の耐久性 を高めることができるという上述実施例と同様の作用効果を有する。

【００３７】

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案による真空ポンプは、ロータ下部側のバランス調整 部として、ロータシャフトの下部に取付けられるアーマチャディスクあるいはバ ランス調整用ディスクを設定し、これらディスク外周縁にネジ孔を放射状に設け 、ネジ孔内にバランス調整用雄ネジを埋込むという構成であるため、従来のロー タ翼に設置する構成に比べ、ロータの超高速回転に伴う遠心力が小さく、かつガ ス圧による負荷が加わらないため、ロータの疲労を可及的に防止することができ ることにより、真空ポンプの耐久性を著しく向上させるという効果を有する。

【００３８】 更に、バランス調整用雄ネジの取付け、取外しを真空ポンプの排気口、又は別 途設けた調整用孔を通じて行なうようにしたから、ロータの高速バランス取り作 業の都度、外筒、ケーシング等を取外す必要がなく、作業効率が著しく向上する という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による真空ポンプの第１実施例の構成を
示す断面図。

【図２】図１に示す真空ポンプの要部の構成を示す断面
図。

【図３】本考案による真空ポンプの第２実施例の構成を
示す断面図。

【図４】従来の真空ポンプの構成を示す断面図。

【符号の説明】

１０ 真空ポンプ １１ ケーシング １２ ステータ翼 １３ ロータ １４ ロータ翼 １５ ロータシャフト １６ ステータコラム １７ 軸方向電磁石 １８ 径方向電磁石 １９ 高周波モータ ２０ 軸方向センサ ２１ 径方向センサ ２２，２３ 保護用ベアリング ２４ アーマチャディスク ２５，２９ ネジ孔 ２６，３０ バランス調整用雄ネジ ２８ バランス調整用ディスク

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングの内壁面に取付けられたステ
   ータ翼と、上記ケーシングの内部に配置されたロータの
   外壁面に取付けられたロータ翼とを、ロータの軸方向に
   交互に配置し、上記ロータを回転駆動させてロータ軸の
   一方向から吸気し他方向へ排気する真空ポンプにおい
   て、 前記ロータのロータシャフト下部に設置されているアー
   マチャディスクの外周縁に放射状に設けたネジ孔と、上
   記ネジ孔内に埋め込まれ、かつその埋め込み量によりロ
   ータの回転不釣合いを調整するバランス調整用雄ネジと
   を設けたことを特徴とする真空ポンプ。
2. 【請求項２】 ケーシングの内壁面に取付けられたステ
   ータ翼と、上記ケーシング内部に配置されたロータの外
   壁面に取付けられたロータ翼とを、ロータの軸方向に交
   互に配置し、上記ロータを回転駆動させてロータ軸の一
   方向から吸気し他方向へ排気する真空ポンプにおいて、 前記ロータのロータシャフトに設置されるとともに、ロ
   ータ翼の下端よりも下方位置に配設されたバランス調整
   用ディスクと、上記バランス調整用ディスクの外周縁に
   放射状に設けられたネジ孔と、上記ネジ孔内に埋め込ま
   れ、かつその埋め込み量によりロータの回転不釣合いを
   調整するバランス調整用雄ネジとを設けたことを特徴と
   する真空ポンプ。
3. 【請求項３】 アーマチャディスクあるいはバランス調
   整用ディスクに設けたネジ孔内へのバランス調整用雄ネ
   ジの取付け、取外しを真空ポンプの排気口又は別途設け
   た調整用の孔を通じて行なうことを特徴とする請求項
   １，２記載の真空ポンプ。