JPH10281089A - Vacuum pump - Google Patents

Vacuum pump

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Publication number
JPH10281089A
JPH10281089A JP8498797A JP8498797A JPH10281089A JP H10281089 A JPH10281089 A JP H10281089A JP 8498797 A JP8498797 A JP 8498797A JP 8498797 A JP8498797 A JP 8498797A JP H10281089 A JPH10281089 A JP H10281089A
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JP
Japan
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rotating shaft
bearing
cooling
vacuum pump
coolant
Prior art date
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Pending
Application number
JP8498797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Takara
晃 宝
Teruo Maruyama
照雄 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP8498797A priority Critical patent/JPH10281089A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the reliability of a bearing part which is the main part for supporting its rotation in a vacuum pump used in a semiconductor manufacturing equipment. SOLUTION: Pipes 19 and 20 for performing the sucking action of cooling oil by a centrifugal force are installed inside rotating shafts 1 and 2, and nozzles 15 and 16 at the top ends of them are dipped in cooling fluid 18 for cooling and bearing lubrication filled n a cooling fluid tank 17. Also the cooling fluid 18 falls inside the spaces 21 and 22 between the inner walls of the holes inside the rotating shafts 1 and 2 and the outer walls of the pipes 19 and 20 after it has been sucked to a height of bearings 4 and 5, and returns to the cooling fluid tank 17. By this, the rotating shafts 1 and 2 and the inner rings of the bearings 4 and 5 are cooled, the amount of thermal expansion of the inner rings relative to the outer rings of the bearings 4 and 5 is suppressed from increasing excessively, and a contact pressure between the balls inside the bearings and the inner and outer rings is prevented from increasing excessively. Thus the high reliability of the bearing part can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体製造設備等
に用いられる真空ポンプに関するものである。
The present invention relates to a vacuum pump used for semiconductor manufacturing equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の容積式ドライ真空ポンプの気体の
吸入吐出作用を行うポンプ本体部分は図5に示すよう
に、ハウジング100と一対のロータ101、102を
備えた回転軸103、104およびこれらを同期回転さ
せるためのタイミング歯車105、106と回転軸10
3、104を支持する軸受とからなり、動力源のモータ
107はポンプ本体部とは離して設置され、その動力は
複数個の歯車108、109により伝達されるような構
成であった。このような構成からなる2つのロータを持
つ容積式ドライ真空ポンプでは、タイミング歯車を用
いた接触型の同期回転であるため回転数の高速化ができ
ず、1回転当たりの吸入吐出容積と回転数の積で決まる
ポンプの排気能力を稼ぐためにはポンプ作用を行うロー
タ部が大型化するということ、動力伝達と同期回転の
ために多数の歯車を必要とし部品点数が多く装置が大型
でかつ複雑になるということ、複数個の歯車は全て接
触によって動力を伝達するので磨耗や焼き付き防止のた
め歯車の接触部分には潤滑油を供給する必要があり、こ
の潤滑油が真空排気経路に漏洩しないようにオイルシー
ルの部品が必要となること、複数個の歯車の機械的接
触が振動や騒音の原因となっていること 等の問題点が
あった。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, a pump body portion for performing a gas suction / discharge operation of a conventional positive displacement dry vacuum pump has rotating shafts 103 and 104 having a housing 100 and a pair of rotors 101 and 102 and these rotary shafts. Gears 105 and 106 and the rotating shaft 10 for synchronously rotating the
The motor 107 as a power source is installed separately from the pump body, and the power is transmitted by a plurality of gears 108 and 109. In the positive displacement dry vacuum pump having two rotors having such a configuration, the rotation speed cannot be increased due to the contact-type synchronous rotation using the timing gear, and the suction / discharge volume per rotation and the rotation speed are reduced. In order to increase the pumping capacity determined by the product, the size of the rotor that performs the pumping operation increases, and many gears are required for power transmission and synchronous rotation. Since all the gears transmit power by contact, lubricating oil must be supplied to the contacting parts of the gears to prevent wear and seizure, and this lubricating oil does not leak to the vacuum exhaust path. In addition, there are problems such as the necessity of oil seal parts and the mechanical contact of a plurality of gears causing vibration and noise.

【0003】そこで上記した〜の課題を解決するた
めに、本出願の発明者らは2つのロータの組合せからな
る容積式真空ポンプのロータが設置されている各回転軸
にビルトイン形のモータを配し、かつ、この2つの軸を
電子制御により同期運転することにより、動力伝達およ
び同期のための歯車を全く持たず、かつ高速小型ロータ
を簡易な構造で小さく納めた広帯域用複合型真空ポンプ
を特開平4−175491号により提案している。
In order to solve the above-mentioned problems (1) to (4), the inventors of the present application have arranged a built-in type motor on each rotating shaft on which a rotor of a positive displacement vacuum pump composed of a combination of two rotors is installed. In addition, by operating these two shafts synchronously by electronic control, there is no gear wheel for power transmission and synchronization, and a high-speed small-sized rotor with a simple structure and a small size is provided. This is proposed by Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-175541.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述した2つの軸を電
子制御によって同期運転させる真空ポンプでは、それぞ
れの回転軸にモータが直結したビルトイン構造となって
いる。そのためロータの高速回転化が容易となり、その
結果装置全体の小型化が可能となる。
The above-described vacuum pump for synchronously operating two shafts by electronic control has a built-in structure in which motors are directly connected to respective rotating shafts. Therefore, the rotor can be easily rotated at a high speed, and as a result, the size of the entire apparatus can be reduced.

【0005】しかしその反面、次のような発熱を伴う要
素部品が小さな空間に凝縮した構成で配置されているこ
とになる。すなわち、ポンプのロータ部での輸送ガス
の圧縮作用による発熱、軸受部での摺動発熱、モー
タロータ部での渦電流損失等による発熱であり、これら
の発熱量はロータの高速化によって著しく増大する。そ
の結果、主に軸受の信頼性と寿命に大きな影響を与える
部材の温度上昇という課題が生じた。
On the other hand, however, the following heat-generating element parts are arranged in a condensed configuration in a small space. That is, the heat generated by the compression of the transport gas in the rotor of the pump, the heat generated by sliding in the bearing, and the heat generated by the eddy current loss in the motor rotor. . As a result, there has been a problem that the temperature of the member has a major effect on the reliability and life of the bearing.

【0006】モータのステータを保持しているハウジン
グを冷却水等を循環させることにより冷却すれば、ポン
プ全体の温度上昇は抑えられる。しかし、冷却が容易な
固定側と熱的に遮断された状態にある回転軸との温度差
は如何ともしがたいものである。本出願の発明者らは詳
細に各部の温度分布を分析した結果、特に軸受部では玉
軸受の内輪の温度が外輪に比べかなり高くなることが明
らかになった。従って、外輪に対して内輪が余分に熱膨
張することとなり、軸受内部の隙間が減少し、軸受の玉
と内輪および玉と外輪の接触する圧力が異常に大きくな
ることが原因で軸受の寿命が著しく短くなるかもしくは
軸受の焼き付きに至るということが問題点となった。
If the housing holding the stator of the motor is cooled by circulating cooling water or the like, the temperature rise of the entire pump can be suppressed. However, the temperature difference between the fixed side, which is easy to cool, and the rotating shaft, which is in a thermally isolated state, is insignificant. As a result of analyzing the temperature distribution of each part in detail, the inventors of the present application have revealed that the temperature of the inner ring of the ball bearing is considerably higher than that of the outer ring, particularly in the bearing part. Therefore, the inner ring is thermally expanded excessively with respect to the outer ring, the clearance inside the bearing is reduced, and the pressure of contact between the ball of the bearing and the inner ring and between the ball and the outer ring becomes abnormally large. The problem was that the length was significantly reduced or the bearing was seized.

【0007】本発明は、このような電子制御によって同
期運転する容積式ドライ真空ポンプの軸受信頼性を高め
ることを目的とする。
An object of the present invention is to improve the bearing reliability of a positive displacement dry vacuum pump that operates synchronously by such electronic control.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑みて本発明
の第1の発明は、回転軸内に循環させた冷却液により回
転軸および軸受の内輪を冷却する冷却手段を具備したこ
とを特徴とする真空ポンプを提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned object, a first aspect of the present invention is characterized in that a cooling means for cooling a rotating shaft and an inner ring of a bearing with a cooling fluid circulated in the rotating shaft is provided. A vacuum pump.

【0009】本発明の第2の発明は、第1の発明におい
て、管路の回転を利用して冷却液を循環させる構成とし
たものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the cooling liquid is circulated using rotation of the pipeline.

【0010】本発明の第3の発明は、第1の発明におい
て、ハウジングとは別に設置された冷却液循環用の強制
給油ポンプによって冷却液を循環する構成としたもので
ある。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the coolant is circulated by a forced oil supply pump for circulating the coolant, which is provided separately from the housing.

【0011】本発明の第4の発明は、第1、2、3の発
明において冷却液の一部が回転軸を支持する軸受の潤滑
油として供給される構成としたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first, second, and third aspects, a part of the coolant is supplied as lubricating oil for a bearing that supports the rotating shaft.

【0012】本発明の第5の発明は、第1、第2、第3
の発明において、ロータを冷却することなく、軸受部の
みに冷却効果を持たせる構成としたものである。
A fifth aspect of the present invention is directed to the first, second, and third aspects.
In the invention, the cooling effect is provided only to the bearing portion without cooling the rotor.

【0013】本発明の第6の発明は、第5の発明におい
て、冷却液の流通路を回転軸の端部から軸受が配置され
た位置の近傍まで形成したものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the flow path of the cooling liquid is formed from the end of the rotating shaft to the vicinity of the position where the bearing is arranged.

【0014】これらの本発明によれば、軸受信頼性の高
い真空ポンプが得られる。
According to the present invention, a vacuum pump having high bearing reliability can be obtained.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載した発明
は、ハウジング内に収納された複数個のロータと、これ
らのロータの回転軸を支持する軸受と、複数個のロータ
をそれぞれ独立して回転させる複数個のモータからなる
容積式の真空ポンプにおいて、回転軸内に循環させた冷
却液により回転軸および軸受の内輪を冷却する冷却手段
を具備したものであり、外輪に対する内輪の熱膨張を抑
えることによって軸受の玉と内外輪の接触する圧力が過
剰になることを防ぎ、軸受の焼付防止を図る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, a plurality of rotors housed in a housing, a bearing for supporting a rotating shaft of these rotors, and a plurality of rotors are independently provided. A displacement type vacuum pump comprising a plurality of motors, each of which is provided with cooling means for cooling an inner ring of a rotating shaft and a bearing by a cooling liquid circulated in the rotating shaft, wherein heat of the inner ring with respect to an outer ring is provided. By suppressing the expansion, the contact pressure between the ball of the bearing and the inner and outer rings is prevented from becoming excessive, and seizure of the bearing is prevented.

【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1におけ
る冷却手段として、回転の遠心力を利用して回転軸の軸
心に挿入された管路内で冷却液を軸上端付近まで吸い上
げ、さらに吸い上げた冷却油を回転軸内およびハウジン
グ内を通してポンプ底部に設けられた冷却液タンクへ戻
すための通路が設けられており、冷却液が回転軸内を循
環する間に回転軸および軸受内輪の熱を奪うという作用
を有する。
According to a second aspect of the present invention, as the cooling means of the first aspect, the cooling liquid is sucked up to near the upper end of the shaft in a pipe inserted into the axis of the rotating shaft by utilizing the centrifugal force of rotation. Further, a passage is provided for returning the sucked cooling oil to the coolant tank provided at the bottom of the pump through the inside of the rotating shaft and the housing, and while the coolant circulates in the rotating shaft, the passage of the rotating shaft and the bearing inner ring is provided. Has the effect of removing heat.

【0017】請求項3に記載の発明は、請求項1におけ
る冷却手段として、回転軸の軸心に配置され回転軸とは
接しない冷却液循環のための固定管路が別に設置され、
この固定管路は回転軸の駆動用モータとは別の駆動源に
よって運転される冷却液循環用の強制給油ポンプに接続
されており、回転軸の内壁と固定管路の外壁により形成
される空間を冷却液の戻り通路ならびに回転軸と軸受内
輪の吸熱壁として構成することにより回転軸の温度上昇
を抑制している。
According to a third aspect of the present invention, as the cooling means of the first aspect, a fixed conduit for circulating a cooling liquid which is disposed at the axis of the rotating shaft and does not contact the rotating shaft is separately provided,
This fixed conduit is connected to a forced oil supply pump for circulating the coolant, which is driven by a drive source different from the drive motor for the rotary shaft, and a space formed by the inner wall of the rotary shaft and the outer wall of the fixed conduit. Is formed as a return passage for the coolant and a heat absorbing wall of the rotating shaft and the bearing inner ring, thereby suppressing the temperature rise of the rotating shaft.

【0018】請求項4に記載の発明は、冷却液が回転軸
の軸心より径方向に流れ出ることができる小径の穴を回
転軸に備えているものであり、冷却液の一部が回転軸を
支持する軸受の潤滑油として供給されるという作用を有
する。
According to a fourth aspect of the present invention, the rotary shaft is provided with a small-diameter hole through which the coolant can flow radially from the axis of the rotary shaft. Has the effect of being supplied as lubricating oil for bearings that support.

【0019】請求項5および請求項6に記載の発明は、
回転軸およびロータのうち軸受近傍のみに主な冷却効果
が得られるように冷却液の流通路を形成したことを特徴
としたものであり、反応性生成物を発生するプロセスに
本発明の真空ポンプ適用した場合に、反応性生成物がポ
ンプの吐出側で温度降下と昇圧のために固体化すること
を防ぎ気体状態のままで真空ポンプの下流側へ排出する
ように、ロータおよび気体の排気経路を高温状態に維持
するものである。
The invention according to claim 5 and claim 6 is as follows.
A cooling fluid flow passage is formed so that a main cooling effect can be obtained only in the vicinity of the bearing of the rotating shaft and the rotor, and the vacuum pump of the present invention is used in a process of generating a reactive product. When applied, the rotor and the gas exhaust path so that the reactive product is prevented from solidifying due to temperature drop and pressure increase at the discharge side of the pump and discharged to the downstream side of the vacuum pump in a gaseous state. Is maintained at a high temperature.

【0020】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図4を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施形態におけ
る真空ポンプの正面断面図である。第1回転軸1、第2
回転軸2はハウジング3内に収納された軸受4、5によ
って支持されている。第1回転軸1および第2回転軸2
には筒型ロータ6、7が嵌合されている。各ロータ6、
7の外周面には互いに噛み合うようにして矩形のネジ溝
8、9が形成されている。これらの両ネジ溝8、9の噛
み合い部分の凹部とケーシング10および対向するロー
タ6、7のネジ溝の凸部に囲まれて形成された密封空間
は、両回転軸1、2が互いに逆方向に同期しながら回転
することに伴い周期的に容積変化を起こし、この容積変
化により吸入吐出の作用を繰り返すようになっている。
前記第1回転軸1と第2回転軸2の下部には、回転軸に
駆動力を与えるビルトイン型のサーボモータのロータ部
11、12が、さらに下部に回転位置センサー13、1
4が設けられている。本実施形態では、両回転軸1、2
の回転角および回転数の検出に電磁誘導作用を利用した
レゾルバを用いている。レゾルバは一次側に交流電流を
印加したときに誘起される電圧変化によって回転角を検
出する一種の回転型の変圧器である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. (Embodiment 1) FIG. 1 is a front sectional view of a vacuum pump according to a first embodiment of the present invention. 1st rotation axis 1, 2nd
The rotating shaft 2 is supported by bearings 4 and 5 housed in a housing 3. First rotating shaft 1 and second rotating shaft 2
The cylindrical rotors 6 and 7 are fitted to. Each rotor 6,
Rectangular screw grooves 8 and 9 are formed on the outer peripheral surface of 7 so as to mesh with each other. The sealed space formed by being surrounded by the concave portions of the meshing portions of the two screw grooves 8 and 9 and the convex portions of the screw grooves of the casing 10 and the opposed rotors 6 and 7 is such that the two rotating shafts 1 and 2 are in opposite directions. The volume changes periodically due to the rotation in synchronism with the rotation, and the suction / discharge operation is repeated by the volume change.
Rotor portions 11 and 12 of a built-in type servo motor for applying a driving force to the rotary shafts are provided below the first rotary shaft 1 and the second rotary shaft 2.
4 are provided. In this embodiment, both rotating shafts 1, 2
A resolver utilizing an electromagnetic induction action is used to detect the rotation angle and the rotation speed of the motor. A resolver is a type of rotary transformer that detects a rotation angle by a voltage change induced when an alternating current is applied to the primary side.

【0021】回転軸1、2の下端部には冷却液を吸い上
げるためのノズル15、16が設置されており、冷却液
タンク17に満たされた冷却および軸受潤滑のための冷
却液18に浸かっている。ノズル15および16は遠心
力による冷却液18の吸い上げ作用を行う回転軸1、2
内に設けられた管路19、20につながっており、回転
軸1、2上部まで冷却液18が上った所で、遠心力によ
って径方向へ流れを変え、今度は回転軸1、2内の穴の
内壁と管路19、20の外壁との間の空間21、22を
自重によって落下し、オイルタンク17に戻る。冷却液
18が回転軸1、2の穴の内壁をつたって落ちるとき回
転軸および軸受4、5の内輪の熱を奪っていくことによ
って、軸受4、5の内外輪の熱膨張の差異を抑制し、軸
受内の玉と内外輪の接触圧が異常に上昇しないようにし
ている。図2には図1の軸受4、5のような軸受構成の
場合に限定して、玉軸受の内外輪の温度差と軸受の疲労
寿命の関係を示している。図2を見ると、内外輪温度差
が50度の場合、温度差が10度の場合の1/30程度
の寿命となることが予測され、非常に短時間で焼き付き
を起こす可能性が高いことがわかる。
At the lower ends of the rotary shafts 1 and 2, nozzles 15 and 16 are provided for sucking up a cooling liquid, and are immersed in a cooling liquid 18 filled for cooling and bearing lubrication. I have. The nozzles 15 and 16 are provided on the rotating shafts 1 and 2 for sucking the coolant 18 by centrifugal force.
When the coolant 18 rises to the upper part of the rotating shafts 1 and 2, the flow changes in the radial direction by centrifugal force. The space 21, 22 between the inner wall of the hole and the outer wall of the conduit 19, 20 falls by its own weight and returns to the oil tank 17. When the coolant 18 falls along the inner walls of the holes of the rotating shafts 1 and 2, the difference in thermal expansion between the inner and outer rings of the bearings 4 and 5 is suppressed by removing the heat of the rotating shaft and the inner rings of the bearings 4 and 5. The contact pressure between the ball in the bearing and the inner and outer rings is prevented from abnormally increasing. FIG. 2 shows the relationship between the temperature difference between the inner and outer races of the ball bearing and the fatigue life of the bearing, limited to the bearing configuration such as the bearings 4 and 5 in FIG. Referring to FIG. 2, when the temperature difference between the inner and outer rings is 50 degrees, the life is expected to be about 1/30 of that when the temperature difference is 10 degrees, and the possibility of seizure occurring in a very short time is high. I understand.

【0022】また、回転軸1、2の上部には冷却液18
の循環路21、22から軸受内輪側へ通ずる小径の穴2
3、24が設けられている場合もあり、冷却液18に働
く遠心力によってこの穴23、24を通って軸受4、5
側へ流れ出た冷却液18は軸受4、5に対し潤滑と吸熱
の作用を施し、ケーシング10に設けられた冷却液戻り
通路25、26を流れて冷却液タンク17へ戻るように
なっている。
The coolant 18 is provided above the rotating shafts 1 and 2.
Small-diameter hole 2 communicating from the circulation paths 21 and 22
In some cases, bearings 4 and 5 are provided through the holes 23 and 24 by centrifugal force acting on the coolant 18.
The coolant 18 flowing to the side performs lubrication and heat absorption on the bearings 4 and 5, flows through coolant return passages 25 and 26 provided in the casing 10, and returns to the coolant tank 17.

【0023】なお、図1では遠心力を利用して冷却液を
軸受位置まで吸い上げる方法を示したが、冷却に必要な
所定の圧力と流量が得られるならば、軸端がネジ形状を
した粘性ポンプやトロコイドなどの容積式ポンプなど、
軸の回転を利用した各種の自給式ポンプによって冷却液
の循環機構を構成しても同様の効果が得られる。
FIG. 1 shows a method of using a centrifugal force to suck up a coolant to a bearing position. However, if a predetermined pressure and flow rate required for cooling can be obtained, a viscous shaft having a screw-shaped shaft end may be used. Pumps and positive displacement pumps such as trochoids,
The same effect can be obtained even if a cooling liquid circulation mechanism is constituted by various self-contained pumps utilizing the rotation of a shaft.

【0024】(実施の形態2)図3は本発明の第2の実
施形態を示す。基本的構造は第1の実施形態と同じであ
るが、回転軸1、2の軸下端にノズルがなく、さらに軸
内に挿入されている管29は回転軸1、2とは全く分離
され冷却液タンク17の底部に固定されている。冷却液
18を軸上端付近まで送るためのこの管29は冷却液タ
ンクの底板を貫通し、ポンプ外部に配された管27を介
してポンプ外部に別に設置された循環用液体ポンプ30
につながっている。冷却液18は一旦冷却液タンク17
から管28を通ってこの強制給油ポンプ30に吸い出さ
れ、強制給油ポンプ30から管29を通って回転軸1、
2の穴の上部へ送り出される。回転軸1、2の穴の内壁
と管の外壁の間の空間21、22を通過する間に吸熱作
用を行うのは第1の実施形態と同じである。また、冷却
液18の一部を軸受4、5の潤滑作用に使う構造にした
場合の冷却液18が冷却液タンク17ヘ戻るルートも第
1の実施形態と同じと考えてよい。
(Embodiment 2) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The basic structure is the same as that of the first embodiment, except that there is no nozzle at the lower end of the rotating shafts 1 and 2, and the tube 29 inserted in the shafts is completely separated from the rotating shafts 1 and 2 and cooled. It is fixed to the bottom of the liquid tank 17. This pipe 29 for sending the coolant 18 to the vicinity of the upper end of the shaft penetrates the bottom plate of the coolant tank, and a circulation liquid pump 30 separately installed outside the pump via a pipe 27 arranged outside the pump.
Is connected to The coolant 18 is temporarily stored in the coolant tank 17.
From the forced oil pump 30 through the pipe 28, and from the forced oil pump 30 through the pipe 29 to the rotating shaft 1,
It is sent to the top of the second hole. As in the first embodiment, the heat absorption is performed while passing through the spaces 21 and 22 between the inner walls of the holes of the rotating shafts 1 and 2 and the outer wall of the tube. The route in which the coolant 18 returns to the coolant tank 17 when a part of the coolant 18 is used for lubricating the bearings 4 and 5 may be considered to be the same as in the first embodiment.

【0025】(実施の形態3)図4は、CVDやエッチ
ングなどのプロセスの中でも特に反応性生成物を発生す
るガスを排気する場合に本発明の真空ポンプ適用する場
合、回転軸およびロータのうち軸受近傍のみに主な冷却
効果が得られるように冷却液の流通路を形成する第3の
実施形態における真空ポンプを示している。凝固点温度
が比較的低い塩化アンモニウムや塩化アルミニウム、T
EOSなどの反応性生成物が発生するプロセスにおいて
は、その気体分圧が高くなるポンプの吐出側においても
凝固せず気体状態を維持するように、ケーシング31や
ロータ部32、33を圧縮熱によって高温状態に保つよ
うに、回転部のうちポンプ作用を行うロータ部32、3
3はできるだけ冷やさず、軸受部のみに冷却効果を持た
せるよう冷却液循環路を設けた例を示したものである。
これは、冷却の目的があくまで軸受の信頼性を高めるこ
とにあって、ポンプロータ部全体を冷却することによっ
てロータの熱膨張を抑えケーシングとの微小隙間を維持
しようとする真空ポンプとは異なることを意味してい
る。
(Embodiment 3) FIG. 4 shows the case where the vacuum pump of the present invention is applied to the case of exhausting a gas that generates a reactive product among the processes such as CVD and etching. FIG. 14 shows a vacuum pump according to a third embodiment in which a coolant flow passage is formed so as to obtain a main cooling effect only in the vicinity of a bearing. Ammonium chloride, aluminum chloride, T
In a process in which a reactive product such as EOS is generated, the casing 31 and the rotor portions 32 and 33 are compressed by heat so that the gas is maintained without being solidified on the discharge side of the pump where the gas partial pressure is increased. Rotor parts 32 and 3 of the rotating parts that perform a pumping operation so as to maintain the high temperature state.
Reference numeral 3 denotes an example in which a cooling liquid circulation path is provided so that only the bearing portion has a cooling effect without cooling as much as possible.
This is different from the vacuum pump, which aims to increase the reliability of the bearings only for the purpose of cooling, and suppresses the thermal expansion of the rotor by cooling the entire pump rotor to maintain a small gap with the casing. Means

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、既提案の
電子制御による高速同期運転方式を用いた小型の真空ポ
ンプにおいて、高速回転領域においてもその回転支持の
要となる軸受部の高信頼性を確保できるという有利な効
果が得られる。
As described above, according to the present invention, in a small-sized vacuum pump using the proposed high-speed synchronous operation system by electronic control, the height of the bearing portion, which is necessary to support its rotation even in the high-speed rotation region, is improved. An advantageous effect that reliability can be secured is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の真空ポンプの一実施形態を示す正面断
面図
FIG. 1 is a front sectional view showing one embodiment of a vacuum pump of the present invention.

【図2】図1に示す真空ポンプの軸受の内外輪温度差と
予測寿命の関係図
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the temperature difference between the inner and outer rings of the bearing of the vacuum pump shown in FIG. 1 and the expected life;

【図3】本発明の真空ポンプの第2実施形態を示す正面
断面図
FIG. 3 is a front sectional view showing a second embodiment of the vacuum pump of the present invention.

【図4】本発明の真空ポンプの第3実施形態を示す正面
断面図
FIG. 4 is a front sectional view showing a third embodiment of the vacuum pump of the present invention.

【図5】従来の真空ポンプの構造を示す正面断面図FIG. 5 is a front sectional view showing the structure of a conventional vacuum pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 回転軸 3 ハウジング 4、5 軸受 6、7 ロータ 10 ケーシング 11、12 サーボモータのロータ部 13、14 回転位置センサー 15、16 ノズル 17 冷却液タンク 18 冷却液 19、20 管路 25、26 冷却液戻り通路 29 管 30 強制給油ポンプ 31 ハウジング 32、33 ロータ部 1, 2 Rotary shaft 3 Housing 4, 5 Bearing 6, 7 Rotor 10 Casing 11, 12 Rotor part of servo motor 13, 14 Rotary position sensor 15, 16 Nozzle 17 Coolant tank 18 Coolant 19, 20 Pipeline 25, 26 Coolant return passage 29 Pipe 30 Forced lubrication pump 31 Housing 32, 33 Rotor part

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングの内部に収納された複数個の
ロータと、これらのロータの回転軸を支持する軸受と、
前記ハウジングに形成された気体の吸気口および吐出口
と、前記複数個のロータをそれぞれ独立して回転させる
複数個のモータと、前記モータの回転角および回転数を
検知する検出手段とからなり、前記検出手段からの信号
を用いて前記ロータを同期して回転させることによって
前記複数個のロータおよび前記ハウジングで形成される
密閉空間の容積変化を利用して気体の吸気および排気を
行う容積式の真空ポンプにおいて、前記回転軸内に冷却
液を循環させることにより前記回転軸および前記軸受を
冷却する冷却手段を具備したことを特徴とする真空ポン
プ。
A plurality of rotors housed in a housing; a bearing for supporting a rotating shaft of the rotors;
A gas suction port and a discharge port formed in the housing, a plurality of motors for independently rotating the plurality of rotors, and detection means for detecting the rotation angle and the number of rotations of the motor, A positive displacement type in which gas is taken in and exhausted by utilizing a change in volume of a closed space formed by the plurality of rotors and the housing by synchronously rotating the rotors using a signal from the detection means. A vacuum pump, comprising: cooling means for cooling the rotating shaft and the bearing by circulating a cooling liquid in the rotating shaft.
【請求項2】 冷却手段として設けられた冷却液の循環
手段には、回転軸の軸心に冷却液循環のための管路が挿
入され、前記回転軸および挿入された前記管路の回転を
利用して前記冷却液をハウジング底部に設けられた冷却
液タンクより吸い上げる自給式ポンプとして構成されて
おり、吸い上げられた前記冷却液が前記冷却液タンクへ
帰還するための戻り通路が前記回転軸内および前記ハウ
ジング内に設けられている請求項1記載の真空ポンプ。
2. A cooling liquid circulation means provided as a cooling means has a pipe line for cooling liquid circulation inserted at the axis of a rotary shaft, and rotates the rotary shaft and the inserted pipe line. The pump is configured as a self-contained pump that pumps the coolant from a coolant tank provided at the bottom of the housing, and a return passage for returning the sucked coolant to the coolant tank is provided in the rotary shaft. 2. The vacuum pump according to claim 1, wherein the vacuum pump is provided in the housing.
【請求項3】 冷却手段として設けられた冷却液の循環
手段として、回転軸の軸心に前記回転軸とは接しない冷
却液循環のための固定管路が設けられ、この固定管路
が、ローターの回転駆動用のモータとは別の駆動源によ
って運転されハウジングとは別に設置される冷却液循環
用の強制給油ポンプに接続されており、前記回転軸の内
壁と前記固定管路の外壁により形成される空間が冷却液
の戻り通路および回転軸と軸受内輪の吸熱壁として構成
されていることを特徴とする請求項1記載の真空ポン
プ。
3. As a cooling liquid circulation means provided as a cooling means, a fixed conduit for cooling liquid circulation not in contact with the rotation shaft is provided at the axis of the rotation shaft. It is driven by a drive source different from the motor for rotating the rotor and is connected to a forced oil pump for cooling liquid circulation installed separately from the housing, and is connected to the inner wall of the rotating shaft and the outer wall of the fixed conduit. 2. The vacuum pump according to claim 1, wherein the formed space is configured as a return passage for the coolant and a heat absorbing wall of the rotating shaft and the bearing inner ring.
【請求項4】 冷却手段は、回転軸の軸受嵌合付近にお
いて、軸心より半径方向に向う小径の穴を備え、冷却液
の一部は前記回転軸を支持する前記軸受の潤滑油として
供給される請求項1、2、3記載の真空ポンプ。
4. The cooling means includes a small-diameter hole radially extending from the shaft center near the fitting of the rotating shaft with the bearing, and a part of the coolant is supplied as lubricating oil for the bearing supporting the rotating shaft. 4. The vacuum pump according to claim 1, wherein the vacuum pump is used.
【請求項5】 回転軸には軸受近傍のみに主な冷却効果
が得られるように前記回転軸の一部に冷却液の流通路を
形成したことを特徴とする請求項1、2、3に記載の真
空ポンプ。
5. The rotating shaft according to claim 1, wherein a cooling fluid flow passage is formed in a part of the rotating shaft so that a main cooling effect is obtained only in the vicinity of the bearing. The described vacuum pump.
【請求項6】 流通路は回転軸の端部から軸受が配置さ
れた位置の近傍まで形成してロータ側は密封端とし、前
記ロータの配置位近傍には形成していない請求項5記載
の真空ポンプ。
6. The passage according to claim 5, wherein the flow passage is formed from the end of the rotating shaft to a position near the position where the bearing is disposed, the rotor side is a sealed end, and not formed near the position where the rotor is disposed. Vacuum pump.
JP8498797A 1997-04-03 1997-04-03 Vacuum pump Pending JPH10281089A (en)

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