JPH0758077B2 - スクロ−ル形真空ポンプ - Google Patents
スクロ−ル形真空ポンプInfo
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- JPH0758077B2 JPH0758077B2 JP24742786A JP24742786A JPH0758077B2 JP H0758077 B2 JPH0758077 B2 JP H0758077B2 JP 24742786 A JP24742786 A JP 24742786A JP 24742786 A JP24742786 A JP 24742786A JP H0758077 B2 JPH0758077 B2 JP H0758077B2
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- gas
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- orbiting scroll
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/005—Axial sealings for working fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/008—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2220/00—Application
- F04C2220/10—Vacuum
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクロール形流体機械に係り、特に真空排気
系に好適な無潤滑式真空ポンプに関する。
系に好適な無潤滑式真空ポンプに関する。
従来のスクロール形真空ポンプは、特願昭59−189599号
に記載のように、固定スクロール１と旋回スクロール２
で形成される作動室に対し、真空排気されるガスは外周
部に設けられた吸入口３から流入し、圧縮されて中央部
の吐出口４から吐出されるようになつている。このた
め、運転が長期にわたつて行われると旋回スクロールの
反ラツプ側空間７も吸入圧力と等しくなるとともに、作
動ガスで充満される（第３図参照）ことになる。
に記載のように、固定スクロール１と旋回スクロール２
で形成される作動室に対し、真空排気されるガスは外周
部に設けられた吸入口３から流入し、圧縮されて中央部
の吐出口４から吐出されるようになつている。このた
め、運転が長期にわたつて行われると旋回スクロールの
反ラツプ側空間７も吸入圧力と等しくなるとともに、作
動ガスで充満される（第３図参照）ことになる。
又、他の公知技術として特開昭53−119412が挙げられ
る。これによると、旋回スクロールの鏡板部2aに連通手
段を設け、旋回スクロール背部空間の圧力を、作動室の
中間圧力と等しくし、ガス力によつて旋回スクロールの
挙動を抑え、安定運動を保つ技術が述べられている。
る。これによると、旋回スクロールの鏡板部2aに連通手
段を設け、旋回スクロール背部空間の圧力を、作動室の
中間圧力と等しくし、ガス力によつて旋回スクロールの
挙動を抑え、安定運動を保つ技術が述べられている。
上記いずれの場合も旋回スクロールの背部に駆動機構要
素が配設されており、しかも各駆動要素例えば軸受には
潤滑手段が施こされており、グリースあるいは潤滑油が
設けられている。そして、機械の運転中は常に、旋回ス
クロール背部の空間７が真空排気ガス、つまり作動気体
で充満している状態になつている。
素が配設されており、しかも各駆動要素例えば軸受には
潤滑手段が施こされており、グリースあるいは潤滑油が
設けられている。そして、機械の運転中は常に、旋回ス
クロール背部の空間７が真空排気ガス、つまり作動気体
で充満している状態になつている。
上記従来技術は、無潤滑式真空ポンプに適用する点につ
いて十分な配慮がなされておらず、半導体製造装置など
に使用される各種ガスの耐食性については、なおさら十
分な配慮がなされていなかつた。それでも、構成要素部
品については従来から金属材料等で製作されているの
で、従来技術による耐蝕処理等を施すことによって対応
することができる。しかし乍ら、軸受潤滑剤について耐
蝕処理等の保護を実施することはほとんど不可能であ
る。
いて十分な配慮がなされておらず、半導体製造装置など
に使用される各種ガスの耐食性については、なおさら十
分な配慮がなされていなかつた。それでも、構成要素部
品については従来から金属材料等で製作されているの
で、従来技術による耐蝕処理等を施すことによって対応
することができる。しかし乍ら、軸受潤滑剤について耐
蝕処理等の保護を実施することはほとんど不可能であ
る。
かかる問題に対して、本発明の目的は、駆動機構要素の
潤滑状態を運転中常に良好に維持するため、真空排気ガ
スが旋回スクロール背部空間７に流入するのを防止する
とともに、真空排気ガスとは異なつた不活性ガス、例え
ばN2ガスにより旋回スクロール背部空間を満たし、運転
中の潤滑剤の劣化を防止することにある。
潤滑状態を運転中常に良好に維持するため、真空排気ガ
スが旋回スクロール背部空間７に流入するのを防止する
とともに、真空排気ガスとは異なつた不活性ガス、例え
ばN2ガスにより旋回スクロール背部空間を満たし、運転
中の潤滑剤の劣化を防止することにある。
他の問題点は、駆動機構要素部の雰囲気圧力が吸入圧力
と等しい真空の圧力となるため潤滑油やグリースの蒸発
現象が誘起され、長期間ポンプを使用すると、軸受潤滑
に供されるグリースの総量が減じて軸受の信頼性が著し
く損なわれることになつていた。この問題に対しては、
できるだけ雰囲気圧力を高くして、油分の蒸発量を少な
くするようにした。この方策は、旋回スクロール背部の
圧力を、作動室の中間の圧力とほぼ同等か、それよりわ
ずかに高い圧力に維持するようにしたことである。
と等しい真空の圧力となるため潤滑油やグリースの蒸発
現象が誘起され、長期間ポンプを使用すると、軸受潤滑
に供されるグリースの総量が減じて軸受の信頼性が著し
く損なわれることになつていた。この問題に対しては、
できるだけ雰囲気圧力を高くして、油分の蒸発量を少な
くするようにした。この方策は、旋回スクロール背部の
圧力を、作動室の中間の圧力とほぼ同等か、それよりわ
ずかに高い圧力に維持するようにしたことである。
さらに、他の問題は、旋回スクロールの背面や周囲が真
空となるため、旋回スクロールに設けた軸受や、旋回ス
クロールの冷却が疎かになることにある。これによる障
害は２つあり、１つは、軸受温度が上昇し、軸受寿命が
低下すること、他の１つは、旋回スクロール自体の温度
上昇によつて、旋回スクロールの径方向にも熱膨張が発
生し、この伸びが、旋回スクロールの自転を阻止するた
めのピンクランク５を倒すが如きに作用し、旋回スクロ
ールの円滑な旋回動作が阻害されるとともにポンプ自体
に異常な振動が誘発され、ひいては軸受に対しても過大
な荷重が作用し、軸受寿命の低下をもたらしていた。
空となるため、旋回スクロールに設けた軸受や、旋回ス
クロールの冷却が疎かになることにある。これによる障
害は２つあり、１つは、軸受温度が上昇し、軸受寿命が
低下すること、他の１つは、旋回スクロール自体の温度
上昇によつて、旋回スクロールの径方向にも熱膨張が発
生し、この伸びが、旋回スクロールの自転を阻止するた
めのピンクランク５を倒すが如きに作用し、旋回スクロ
ールの円滑な旋回動作が阻害されるとともにポンプ自体
に異常な振動が誘発され、ひいては軸受に対しても過大
な荷重が作用し、軸受寿命の低下をもたらしていた。
上記目的を達成するために、本発明のスクロール形真空
ポンプは、固定側鏡板と、該固定側鏡板に直角に設けた
渦巻状の固定ラップとからなる固定スクロールと、旋回
側鏡板と、該旋回側鏡板に直角に設けた渦巻状の旋回ラ
ップとからなる旋回スクロールとをお互いに180度ずら
して噛み合わされ、旋回スクロールは、駆動軸により固
定スクロールに対して旋回可能に設けられるとともに、
外周部に配設したピンクランクにより自転が阻止されて
なるスクロール形真空ポンプにおいて、運転中外部から
気体を供給して、旋回スクロールに設けた軸受要素の周
囲を作動排気ガスラップとは異なる気体で置換するとと
もに、該気体を前記旋回スクロール鏡板部に設けた連通
手段によってスクロールラップで形成される作動室中に
流入させることを特徴とするものである。
ポンプは、固定側鏡板と、該固定側鏡板に直角に設けた
渦巻状の固定ラップとからなる固定スクロールと、旋回
側鏡板と、該旋回側鏡板に直角に設けた渦巻状の旋回ラ
ップとからなる旋回スクロールとをお互いに180度ずら
して噛み合わされ、旋回スクロールは、駆動軸により固
定スクロールに対して旋回可能に設けられるとともに、
外周部に配設したピンクランクにより自転が阻止されて
なるスクロール形真空ポンプにおいて、運転中外部から
気体を供給して、旋回スクロールに設けた軸受要素の周
囲を作動排気ガスラップとは異なる気体で置換するとと
もに、該気体を前記旋回スクロール鏡板部に設けた連通
手段によってスクロールラップで形成される作動室中に
流入させることを特徴とするものである。
又、固定側鏡板と、該固定側鏡板に直角に設けた渦巻状
の固定ラップとからなる固定スクロールと、旋回側鏡板
と、該旋回側鏡板に直角に設けた渦巻状の旋回ラップと
からなる旋回スクロールとをお互いに180度ずらして噛
み合わされ、旋回スクロールは、駆動軸により固定スク
ロールに対して旋回可能に設けられるとともに、外周部
に配設したピンクランクにより自転が阻止されてなるス
クロール形真空ポンプにおいて、運転中外部から作動排
気ガスとは異なる気体を前記旋回スクロールの旋回軸受
内部の空間に供給する連通手段を前記駆動軸の内部もし
くは旋回スクロールのボス部に設けるとともに、前記固
定スクロールを固定するケーシングに設けて、該気体を
前記旋回軸受を配設した空間と前記スクロールラップで
形成される作動室とを連通する前記旋回スクロール鏡板
部に設けた連通孔によってスクロールラップで形成され
る作動室中に流入させることを特徴とするものである。
の固定ラップとからなる固定スクロールと、旋回側鏡板
と、該旋回側鏡板に直角に設けた渦巻状の旋回ラップと
からなる旋回スクロールとをお互いに180度ずらして噛
み合わされ、旋回スクロールは、駆動軸により固定スク
ロールに対して旋回可能に設けられるとともに、外周部
に配設したピンクランクにより自転が阻止されてなるス
クロール形真空ポンプにおいて、運転中外部から作動排
気ガスとは異なる気体を前記旋回スクロールの旋回軸受
内部の空間に供給する連通手段を前記駆動軸の内部もし
くは旋回スクロールのボス部に設けるとともに、前記固
定スクロールを固定するケーシングに設けて、該気体を
前記旋回軸受を配設した空間と前記スクロールラップで
形成される作動室とを連通する前記旋回スクロール鏡板
部に設けた連通孔によってスクロールラップで形成され
る作動室中に流入させることを特徴とするものである。
ケーシングに設けた連通手段11は、外部から強制的に送
られるガスを、旋回スクロール背部空間７に直接あるい
は間接的に導入するためのものであり、旋回スクロール
鏡板部2aに設けた連通手段10a、10bは、旋回スクロール
背部空間７の中に充満したガスを作動室17へ送り出すた
めのものである。すなわち、旋回スクロール背部の圧力
Pbは、主軸のいかなる回転角における作動室の圧力Psよ
りも常に高く維持されている。このため旋回スクロール
背部のガスは、運転中常に作動室17に流入するので、真
空排気ガスが旋回スクロール背部の空間７へ逆流するこ
とはない。
られるガスを、旋回スクロール背部空間７に直接あるい
は間接的に導入するためのものであり、旋回スクロール
鏡板部2aに設けた連通手段10a、10bは、旋回スクロール
背部空間７の中に充満したガスを作動室17へ送り出すた
めのものである。すなわち、旋回スクロール背部の圧力
Pbは、主軸のいかなる回転角における作動室の圧力Psよ
りも常に高く維持されている。このため旋回スクロール
背部のガスは、運転中常に作動室17に流入するので、真
空排気ガスが旋回スクロール背部の空間７へ逆流するこ
とはない。
そして、ポンプ運転中で特にハロゲン系ガスや活性ガス
を真空排気するとき、外部のガス供給源（図示せず）か
らN2ガス等の不活性ガスを供給可能なようにしてある。
これにより、旋回スクロール背部にある駆動機構要部の
雰囲気ガスが不活性ガスに置換されるとともに、圧力も
作動室の中間の圧力となるため、総合的にグリース等の
潤滑要素が腐食、劣化、減少等機能上の悪影響を完全に
防止できる。
を真空排気するとき、外部のガス供給源（図示せず）か
らN2ガス等の不活性ガスを供給可能なようにしてある。
これにより、旋回スクロール背部にある駆動機構要部の
雰囲気ガスが不活性ガスに置換されるとともに、圧力も
作動室の中間の圧力となるため、総合的にグリース等の
潤滑要素が腐食、劣化、減少等機能上の悪影響を完全に
防止できる。
また旋回スクロール背部の圧力が高いため潤滑油あるい
はグリース等の蒸発量を少なく抑えることが可能とな
る。さらには連通手段10に連通する作動室17は、主軸９
のいかなる回転角度においても吸入室（ラップの最外周
部に形成される空間）に通じることのない位置になって
いるので、連通孔10から流入したガスは、吸入口３の方
へ逆流することはなく、真空排気系上流に対する汚染の
問題はない。さらに、ガスの供給によってポンプ自体の
排気性能を損なう程の問題も発生しない。また、旋回ス
クロール背部では圧力を高く維持できるので、置換ガス
による対流冷却作用が働き軸受や、旋回スクロールが効
果的に冷却される。さらに、該鏡板に設けた連通手段を
介して作動室へ流入した置換ガスは作動室内で作動排気
ガスと混合し作動室内のガスの温度を低下させる作用を
もたらす。また、駆動軸内の偏心部に設けた流路を通る
置換ガスは、旋回軸受及びその周辺をより効果的に冷却
する作用をもっている。
はグリース等の蒸発量を少なく抑えることが可能とな
る。さらには連通手段10に連通する作動室17は、主軸９
のいかなる回転角度においても吸入室（ラップの最外周
部に形成される空間）に通じることのない位置になって
いるので、連通孔10から流入したガスは、吸入口３の方
へ逆流することはなく、真空排気系上流に対する汚染の
問題はない。さらに、ガスの供給によってポンプ自体の
排気性能を損なう程の問題も発生しない。また、旋回ス
クロール背部では圧力を高く維持できるので、置換ガス
による対流冷却作用が働き軸受や、旋回スクロールが効
果的に冷却される。さらに、該鏡板に設けた連通手段を
介して作動室へ流入した置換ガスは作動室内で作動排気
ガスと混合し作動室内のガスの温度を低下させる作用を
もたらす。また、駆動軸内の偏心部に設けた流路を通る
置換ガスは、旋回軸受及びその周辺をより効果的に冷却
する作用をもっている。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、無潤式真空ポンプとして適用されるスクロール形
流体機械を示しており、該スクロール真空ポンプは、固
定スクロール1,旋回スクロール2,クランクピン5,および
駆動軸９を主要部として構成されている。
図は、無潤式真空ポンプとして適用されるスクロール形
流体機械を示しており、該スクロール真空ポンプは、固
定スクロール1,旋回スクロール2,クランクピン5,および
駆動軸９を主要部として構成されている。
固定スクロール１は、固定側鏡板1aとこれに直角方向に
突設された渦巻状の固定側スクロールラツプ1bとからな
り、固定側鏡板1aがケーシング6aに固定されるととも
に、その外周部と中央部にそれぞれ流体の吸入口３と吐
出口４が設けられている。
突設された渦巻状の固定側スクロールラツプ1bとからな
り、固定側鏡板1aがケーシング6aに固定されるととも
に、その外周部と中央部にそれぞれ流体の吸入口３と吐
出口４が設けられている。
旋回スクロール２は、旋回側鏡板2aと該旋回鏡板から直
角方向に突設された渦巻状の旋回側ラツプ2bからなり、
該旋回側ラツプは前記固定側ラツプ1bに対して相対角度
180度ずらして旋回可能に噛合される。旋回スクロール
２の中央部に形成したグリース潤滑式軸受15には、駆動
軸９の先端の偏芯部が装着されている。駆動軸９はケー
シング6aに固着したグリース潤滑式軸受要素16a,16bに
より支承されている。さらに、駆動軸９には、旋回スク
ロール背部空間７と外気とのシールを目的に軸封要素1
2、ならびにバランスウエイト８が装着されている。ま
た、ケーシング６には、グリース潤滑式軸受要素14を介
して、駆動軸９と同じ偏心量をもつたピンクランク５が
埋設されており、該ピンクランクの偏心部が、旋回スク
ロール２の鏡板外周部に軸受要素13を介して係合され、
旋回スクロール２の自転を阻止するようになつている。
そして、該ピンクランク５は、同一円周上に複数個配置
されていて、それぞれが旋回スクロールの自転を阻止す
る役割を果たしている。また、旋回スクロール２の外周
部には、該スクロールのスラスト力を受けるためのスラ
スト摺動部材2cが配設されておりかつ、これに対向し
て、固定スクロール鏡板外周部やケーシング６の端面に
それぞれスラスト受部材1cおよび6bが配設されている。
不活性ガスの供給を行うためケーシング6aの側部に連通
孔11、および旋回スクロール鏡板部2aに１体の連通孔10
a,10bが設けられている。なお、鏡板部2aに設けられた
連通口の出口の作動室17a、および17bは、いずれの場合
でも吸入口3,吐出口４に直接通ずることのない圧縮途中
の作動室である。
角方向に突設された渦巻状の旋回側ラツプ2bからなり、
該旋回側ラツプは前記固定側ラツプ1bに対して相対角度
180度ずらして旋回可能に噛合される。旋回スクロール
２の中央部に形成したグリース潤滑式軸受15には、駆動
軸９の先端の偏芯部が装着されている。駆動軸９はケー
シング6aに固着したグリース潤滑式軸受要素16a,16bに
より支承されている。さらに、駆動軸９には、旋回スク
ロール背部空間７と外気とのシールを目的に軸封要素1
2、ならびにバランスウエイト８が装着されている。ま
た、ケーシング６には、グリース潤滑式軸受要素14を介
して、駆動軸９と同じ偏心量をもつたピンクランク５が
埋設されており、該ピンクランクの偏心部が、旋回スク
ロール２の鏡板外周部に軸受要素13を介して係合され、
旋回スクロール２の自転を阻止するようになつている。
そして、該ピンクランク５は、同一円周上に複数個配置
されていて、それぞれが旋回スクロールの自転を阻止す
る役割を果たしている。また、旋回スクロール２の外周
部には、該スクロールのスラスト力を受けるためのスラ
スト摺動部材2cが配設されておりかつ、これに対向し
て、固定スクロール鏡板外周部やケーシング６の端面に
それぞれスラスト受部材1cおよび6bが配設されている。
不活性ガスの供給を行うためケーシング6aの側部に連通
孔11、および旋回スクロール鏡板部2aに１体の連通孔10
a,10bが設けられている。なお、鏡板部2aに設けられた
連通口の出口の作動室17a、および17bは、いずれの場合
でも吸入口3,吐出口４に直接通ずることのない圧縮途中
の作動室である。
次に第１図の動作について説明する。外部の駆動要素
（図示せず）により、駆動軸９が回転すると、渦巻状ラ
ツプによつて形成される作動室が中心に向つてその容積
を縮小しながら移動する。これにつれ、作動ガスは外周
の吸入口３から入つて、作動室で圧縮されて中央の吐出
口４から排出される。一方、ケーシング6aに設けられた
連通孔11を介して、不活性ガス、例えばN2ガスが所定の
圧力に保たれて、旋回スクロール背部の空間７に流入す
る。該空間７の圧力は、第２図に示すように、連通孔10
を介して通じている作動室の圧力よりも常に若干の高い
圧力に保たれている。このため、背部７に流入したN2ガ
スはたえず連通孔10を通して作動室17に流入する。この
結果、駆動部の各軸受要素、13,14,15の雰囲気はN2ガス
となる。よつて、このような動作が故に、いかなる腐食
性ガス等を作動排気ガスとして取り扱つても、旋回スク
ロール背部の各駆動要素部品の雰囲気は、不活性ガス
（N2ガス）に置換されるのでポンプ自体の信頼性を高く
維持することができる。
（図示せず）により、駆動軸９が回転すると、渦巻状ラ
ツプによつて形成される作動室が中心に向つてその容積
を縮小しながら移動する。これにつれ、作動ガスは外周
の吸入口３から入つて、作動室で圧縮されて中央の吐出
口４から排出される。一方、ケーシング6aに設けられた
連通孔11を介して、不活性ガス、例えばN2ガスが所定の
圧力に保たれて、旋回スクロール背部の空間７に流入す
る。該空間７の圧力は、第２図に示すように、連通孔10
を介して通じている作動室の圧力よりも常に若干の高い
圧力に保たれている。このため、背部７に流入したN2ガ
スはたえず連通孔10を通して作動室17に流入する。この
結果、駆動部の各軸受要素、13,14,15の雰囲気はN2ガス
となる。よつて、このような動作が故に、いかなる腐食
性ガス等を作動排気ガスとして取り扱つても、旋回スク
ロール背部の各駆動要素部品の雰囲気は、不活性ガス
（N2ガス）に置換されるのでポンプ自体の信頼性を高く
維持することができる。
さらに、他の実施例を第３図に従つて説明する。第３図
は、スクロールラツプで構成されたポンプ要素部と、電
動要素部23を駆動軸９を介して一体に形成され、ウオー
タジヤケツト24はケーシング６等でさらに密閉化したス
クロール式密閉型真空ポンプを示したものである。以
下、第１図と異なる点を重点に説明する。固定スクロー
ル１は、中間ケーシング6aに固定され、渦巻ラツプ部を
取り囲むようにウオータジヤケツト24cを配置して作動
室や渦巻状ラツプの発生熱を除去するようにしている。
駆動軸９は、その偏心部分を旋回スクロールの中央部に
軸受を介して装置され、主部を中間ケーシング6aに設け
た軸受16aに係合され、さらに電動要素23を装着してい
る。電動要素23のステータ側は、モータケーシング6cに
固着され、該ケーシング6cはさらに中間ケーシング6aに
結合されている。モータケーシング6cは、外周部にウオ
ータジヤケツト24aをそなえているとともに、モータ室
に外部からガスを導入するための連通手段20を設けてい
る。また、中間ケーシング6aには、前記モータ室と旋回
スクロール背部空間７とを連通させる連通孔21が設けら
れている。ウオータジヤケツト24は、各ケーシング間で
連続しており、冷却水は下部から流入し上部から排出さ
れるようになつており、各部の発生熱を効果的に冷却す
るようになつている。旋回スクロール２の自転防止は、
その外周部で円周上複数個配置されたピンクランク５に
よつて行われる。
は、スクロールラツプで構成されたポンプ要素部と、電
動要素部23を駆動軸９を介して一体に形成され、ウオー
タジヤケツト24はケーシング６等でさらに密閉化したス
クロール式密閉型真空ポンプを示したものである。以
下、第１図と異なる点を重点に説明する。固定スクロー
ル１は、中間ケーシング6aに固定され、渦巻ラツプ部を
取り囲むようにウオータジヤケツト24cを配置して作動
室や渦巻状ラツプの発生熱を除去するようにしている。
駆動軸９は、その偏心部分を旋回スクロールの中央部に
軸受を介して装置され、主部を中間ケーシング6aに設け
た軸受16aに係合され、さらに電動要素23を装着してい
る。電動要素23のステータ側は、モータケーシング6cに
固着され、該ケーシング6cはさらに中間ケーシング6aに
結合されている。モータケーシング6cは、外周部にウオ
ータジヤケツト24aをそなえているとともに、モータ室
に外部からガスを導入するための連通手段20を設けてい
る。また、中間ケーシング6aには、前記モータ室と旋回
スクロール背部空間７とを連通させる連通孔21が設けら
れている。ウオータジヤケツト24は、各ケーシング間で
連続しており、冷却水は下部から流入し上部から排出さ
れるようになつており、各部の発生熱を効果的に冷却す
るようになつている。旋回スクロール２の自転防止は、
その外周部で円周上複数個配置されたピンクランク５に
よつて行われる。
次に、動作について説明する。電動要素23によつて、旋
回スクロール２が駆動されると、真空排気ガスは吸入口
３から流入し、圧縮されて吐出口４から排出される。こ
のとき、外部から所定の圧力に保たれた不活性のN2ガス
等がモータケーシング6cに設けられた連通孔20からモー
タ室内に流入し充満する。その後、さらに中間ケーシン
グ6aに設けた連通孔21を通つて、旋回スクロール背部空
間７に流入し、充満する。充満したガスN2は、さらに旋
回スクロール２に設けた連通孔10を介して、渦巻ラツプ
で構成された中間の作動室に流入する。
回スクロール２が駆動されると、真空排気ガスは吸入口
３から流入し、圧縮されて吐出口４から排出される。こ
のとき、外部から所定の圧力に保たれた不活性のN2ガス
等がモータケーシング6cに設けられた連通孔20からモー
タ室内に流入し充満する。その後、さらに中間ケーシン
グ6aに設けた連通孔21を通つて、旋回スクロール背部空
間７に流入し、充満する。充満したガスN2は、さらに旋
回スクロール２に設けた連通孔10を介して、渦巻ラツプ
で構成された中間の作動室に流入する。
この結果、モータ室と旋回スクロール背部空間は、不活
性で、吸入圧力より高い圧力で充満されるため、真空排
気ガスによる腐食の問題などから避けられるので、第１
実施例と同様に駆動要素、それぞれが高い信頼性を得ら
れるとともに、モータ室も腐食性ガス等に侵入されるこ
とがないため、一般仕様のモータを利用することができ
る効果がある。
性で、吸入圧力より高い圧力で充満されるため、真空排
気ガスによる腐食の問題などから避けられるので、第１
実施例と同様に駆動要素、それぞれが高い信頼性を得ら
れるとともに、モータ室も腐食性ガス等に侵入されるこ
とがないため、一般仕様のモータを利用することができ
る効果がある。
第１の実施例と、第２の実施例とも、共通して言えるこ
とは不活性のN2ガスの供給は、ポンプを半導体製造装置
などで使う場合のように活性や腐食性を有するガスを作
動ガスとして取り扱う場合に行えば良く、しかも、連続
的に供給する必要はない。すなわち、該装置では、ベー
ス圧力を低くする場合と、プロセスガスを流してウエハ
の加工を行う場合があり、後者のプロセスガスのみが排
気されるとき不活性のN2ガスを流せば良い。又、真空排
気ガスが不活性のものや腐食性，危険性のないものであ
れば、ケーシングに設けた連通孔を閉じたり、ガス供給
を止めたりすることも可能である。
とは不活性のN2ガスの供給は、ポンプを半導体製造装置
などで使う場合のように活性や腐食性を有するガスを作
動ガスとして取り扱う場合に行えば良く、しかも、連続
的に供給する必要はない。すなわち、該装置では、ベー
ス圧力を低くする場合と、プロセスガスを流してウエハ
の加工を行う場合があり、後者のプロセスガスのみが排
気されるとき不活性のN2ガスを流せば良い。又、真空排
気ガスが不活性のものや腐食性，危険性のないものであ
れば、ケーシングに設けた連通孔を閉じたり、ガス供給
を止めたりすることも可能である。
さらに、第２図に示す圧力の時間変化について説明をつ
け加える。作動室内圧力は、時間に対して変動する圧力
であるため、旋回スクロール背部の圧力も図示するよう
に全く一定の圧力レベルにならなくても良く、作動室内
圧力に応じて同じように変化する圧力でも同じ作用，効
果を得ることが可能である。
け加える。作動室内圧力は、時間に対して変動する圧力
であるため、旋回スクロール背部の圧力も図示するよう
に全く一定の圧力レベルにならなくても良く、作動室内
圧力に応じて同じように変化する圧力でも同じ作用，効
果を得ることが可能である。
次に他の実施例を第５図に従つて、特に発明部分につい
て説明する。まずその構成についてのべる。旋回スクロ
ール鏡板部2aには２つの連通孔10a,10bを設けてある。
１つの連通孔10aは、旋回スクロール背部空間７と、旋
回軸受15が設けられた空間18を結ぶ連通手段10aであ
り、他の１つは、旋回軸受15を配設した空間18と作動室
とを連通する連通孔10bである。また、駆動軸９の偏心
部9aには、その内部にガスの流路25を設け、片方を、旋
回スクロール背部空間７に、他方を旋回軸受15を配設し
た空間18に連通する開口部を設けてある。さらに、ケー
シング6aには、外部と旋回スクロール背部空間７とを連
通させる連通手段11を設けてある。
て説明する。まずその構成についてのべる。旋回スクロ
ール鏡板部2aには２つの連通孔10a,10bを設けてある。
１つの連通孔10aは、旋回スクロール背部空間７と、旋
回軸受15が設けられた空間18を結ぶ連通手段10aであ
り、他の１つは、旋回軸受15を配設した空間18と作動室
とを連通する連通孔10bである。また、駆動軸９の偏心
部9aには、その内部にガスの流路25を設け、片方を、旋
回スクロール背部空間７に、他方を旋回軸受15を配設し
た空間18に連通する開口部を設けてある。さらに、ケー
シング6aには、外部と旋回スクロール背部空間７とを連
通させる連通手段11を設けてある。
以上の構成のもとに、ポンプ運転中に外部から窒素ガス
等の不活性ガスを供給すると、旋回スクロール背部空間
７内は排気ガスに代つて窒素ガスに置換され、かつこの
窒素ガスは旋回スクロール鏡板部に設けられた連通孔10
aや、駆動軸９に設けられた流路25によつて、旋回軸受
部空間18に流入し、さらに該ガスは、連通孔10bを通つ
て作動室内に流入する。これにより、特に旋回軸受は効
果的に冷却され、軸受寿命の向上がもたらされる。
等の不活性ガスを供給すると、旋回スクロール背部空間
７内は排気ガスに代つて窒素ガスに置換され、かつこの
窒素ガスは旋回スクロール鏡板部に設けられた連通孔10
aや、駆動軸９に設けられた流路25によつて、旋回軸受
部空間18に流入し、さらに該ガスは、連通孔10bを通つ
て作動室内に流入する。これにより、特に旋回軸受は効
果的に冷却され、軸受寿命の向上がもたらされる。
以上のように本発明によれば、駆動機構要素の潤滑剤、
あるいは油を、ポンプ運転中、腐食性または、危険性、
さらには一般ガスから避け、不活性N2ガスで置換できる
ので、軸受の信頼性を高く維持できる。また、他の効果
として、駆動機構要素の雰囲気圧力を高く維持できるの
で、潤滑油やグリース等の蒸発量を少なくできるので、
軸受要素の信頼性を長期に渡つて維持することができ
る。そして、また、蒸発量を少なくできるので、真空排
気する時の上流側への油分子の逆流（逆拡散）を抑え、
クリーンな真空排気ができる。
あるいは油を、ポンプ運転中、腐食性または、危険性、
さらには一般ガスから避け、不活性N2ガスで置換できる
ので、軸受の信頼性を高く維持できる。また、他の効果
として、駆動機構要素の雰囲気圧力を高く維持できるの
で、潤滑油やグリース等の蒸発量を少なくできるので、
軸受要素の信頼性を長期に渡つて維持することができ
る。そして、また、蒸発量を少なくできるので、真空排
気する時の上流側への油分子の逆流（逆拡散）を抑え、
クリーンな真空排気ができる。
さらに他の効果は、吐出口４側での作動ガスの濃度を小
さくできるので、大気に放出する場合のガスの処理装置
の負荷を軽減できる。
さくできるので、大気に放出する場合のガスの処理装置
の負荷を軽減できる。
そして、他の効果としては、上記の各種効果を真空排気
性能に悪影響を及ぼさずに達成することができることに
ある。
性能に悪影響を及ぼさずに達成することができることに
ある。
さらに他の効果は、本発明によると外部から供給される
窒素ガスによつて、旋回スクロール背部空間７内では、
対流熱伝達により冷却が促進されて、軸受や旋回スクロ
ールの冷却効果が向上する。そして、さらに作動室に流
入した窒素ガスは、排気ガスと混合し直接熱交換するこ
とによつて吐出ガス温が低下する。これらの冷却効果に
よつて、軸受の寿命は延長し、旋回スクロール２は熱膨
張量が減少する。径方向の伸びの低減は、ピンクランク
軸倒伏力の低減となり、しいては円滑な旋回運動をもた
らし、ポンプ全体の信頼性向上を図ることができる。さ
らに、旋回スクロールのスラスト方向の熱膨張量も低減
できるので、スクロールラツプ同志（1b,2b）のスラス
トすきまの管理が容易となり、微小すきま状態での運転
が実現でき、真空ポンプの排気性能を向上することがで
きる。また、スクロールラツプのスラスト方向の伸びの
低減は、ラツプ先端と相手ラツプ底面との衝接を回避す
ることができるので無潤滑運転でもラツプ部の焼付現象
を引き起こすことがなくなり、大きな信頼性向上を図る
ことができる。
窒素ガスによつて、旋回スクロール背部空間７内では、
対流熱伝達により冷却が促進されて、軸受や旋回スクロ
ールの冷却効果が向上する。そして、さらに作動室に流
入した窒素ガスは、排気ガスと混合し直接熱交換するこ
とによつて吐出ガス温が低下する。これらの冷却効果に
よつて、軸受の寿命は延長し、旋回スクロール２は熱膨
張量が減少する。径方向の伸びの低減は、ピンクランク
軸倒伏力の低減となり、しいては円滑な旋回運動をもた
らし、ポンプ全体の信頼性向上を図ることができる。さ
らに、旋回スクロールのスラスト方向の熱膨張量も低減
できるので、スクロールラツプ同志（1b,2b）のスラス
トすきまの管理が容易となり、微小すきま状態での運転
が実現でき、真空ポンプの排気性能を向上することがで
きる。また、スクロールラツプのスラスト方向の伸びの
低減は、ラツプ先端と相手ラツプ底面との衝接を回避す
ることができるので無潤滑運転でもラツプ部の焼付現象
を引き起こすことがなくなり、大きな信頼性向上を図る
ことができる。
第１図は、本発明の一実施例を示すポンプ全体の縦断面
図、第２図は、作動室内圧力と旋回スクロール背部の圧
力の時間変化を示す図、第３図，第５図は、さらに他の
実施例を示すポンプ全体の縦断面図、第４図は、従来の
公知例の１つを示すポンプの縦断面図である。 １……固定スクロール、２……旋回スクロール、３……
吸入口、４……吐出口、５……ピンクランク、６……ケ
ーシング、８……バランスウエイト、９……駆動軸、1
0,11,20,21……連通孔、23……電動要素、24……ウオー
タジヤケツト。
図、第２図は、作動室内圧力と旋回スクロール背部の圧
力の時間変化を示す図、第３図，第５図は、さらに他の
実施例を示すポンプ全体の縦断面図、第４図は、従来の
公知例の１つを示すポンプの縦断面図である。 １……固定スクロール、２……旋回スクロール、３……
吸入口、４……吐出口、５……ピンクランク、６……ケ
ーシング、８……バランスウエイト、９……駆動軸、1
0,11,20,21……連通孔、23……電動要素、24……ウオー
タジヤケツト。
Claims (4)
- 【請求項１】固定側鏡板と、該固定側鏡板に直角に設け
た渦巻状の固定ラップとからなる固定スクロールと、旋
回側鏡板と、該旋回側鏡板に直角に設けた渦巻状の旋回
ラップとからなる旋回スクロールとをお互いに180度ず
らして噛み合わされ、旋回スクロールは、駆動軸により
固定スクロールに対して旋回可能に設けられるととも
に、外周部に配設したピンクランクにより自転が阻止さ
れてなるスクロール形真空ポンプにおいて、運転中外部
から気体を供給して、旋回スクロールに設けた軸受要素
の周囲を作動排気ガスラップとは異なる気体で置換する
とともに、該気体を前記旋回スクロール鏡板部に設けた
連通手段によってスクロールラップで形成される作動室
中に流入させることを特徴とするスクロール形真空ポン
プ。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のスクロール形
真空ポンプにおいて、前記連通手段が連通する作動室
は、主軸のいかなる回転角においても吸入室に通じるこ
とのない作動室であることを特徴とするスクロール形真
空ポンプ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のスクロール形
真空ポンプにおいて、作動排気ガスが腐食性、危険性、
反応性の少なくてもいずれか１つの性質を有する場合
に、外部からの供給ガスが、窒素ガス等の不活性ガスで
あることを特徴とするスクロール形真空ポンプ。 - 【請求項４】固定側鏡板と、該固定側鏡板に直角に設け
た渦巻状の固定ラップとからなる固定スクロールと、旋
回側鏡板と、該旋回側鏡板に直角に設けた渦巻状の旋回
ラップとからなる旋回スクロールとをお互いに180度ず
らして噛み合わされ、旋回スクロールは、駆動軸により
固定スクロールに対して旋回可能に設けられるととも
に、外周部に配設したピンクランクにより自転が阻止さ
れてなるスクロール形真空ポンプにおいて、運転中外部
から作動排気ガスとは異なる気体を前記旋回スクロール
の旋回軸受内部の空間に供給する連通手段を前記駆動軸
の内部もしくは旋回スクロールのボス部に設けるととも
に、前記固定スクロールを固定するケーシングに設け
て、該気体を前記旋回軸受を配設した空間と前記スクロ
ールラップで形成される作動室とを連通する前記旋回ス
クロール鏡板部に設けた連通孔によってスクロールラッ
プで形成される作動室中に流入させることを特徴とする
スクロール形真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24742786A JPH0758077B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | スクロ−ル形真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24742786A JPH0758077B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | スクロ−ル形真空ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105294A JPS63105294A (ja) | 1988-05-10 |
| JPH0758077B2 true JPH0758077B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=17163276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24742786A Expired - Lifetime JPH0758077B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | スクロ−ル形真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758077B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19709206A1 (de) * | 1997-03-06 | 1998-09-10 | Leybold Vakuum Gmbh | Vakuumpumpe |
| US6953330B1 (en) | 2004-08-02 | 2005-10-11 | Anest Iwata Corporation | Scroll vacuum pump |
| EP1626178B1 (en) * | 2004-08-09 | 2007-10-10 | Anest Iwata Corporation | Scroll vacuum pump |
| CN100406737C (zh) * | 2004-08-13 | 2008-07-30 | 阿耐斯特岩田株式会社 | 涡卷真空泵 |
| JP4647359B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2011-03-09 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置および成膜方法 |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP24742786A patent/JPH0758077B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63105294A (ja) | 1988-05-10 |
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