JPS60222583A

JPS60222583A - スクリユ−真空ポンプ

Info

Publication number: JPS60222583A
Application number: JP7840884A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Takahashi; 康夫高橋; Kotaro Naya; 納谷　孝太郎; Tetsuya Sato; 徹哉佐藤; Koji Takagi; 高木　恒治
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1984-04-20
Publication date: 1985-11-07
Also published as: JPH0526038B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は、スクリュー真空ポンプに関する。

〔発明の背景〕

半導体を製造するには、真空状態にした容器内にウェハ
ーを収納して行なわれるが、容器内を真空状態とするに
は、容器内に窒素ガス等の不活性ガスを供給しつつ真空
ポンプで吸引し容器内の不純物（主として０２）を除去
し高真空状態とするようになっている。

こういった半導体製造行程において使用される高真空ポ
ンプは、効率が高いという点にお１）で、ケーシング内
に多量の潤滑油を注入しロータ間の潤滑および各部のシ
ール効果を持たせた潤滑式ポンプがほとんどである。

しかし、この潤滑式ポンプでは、多量の潤滑油がケーシ
ング内に収納されているので半導体製造過程で用いる各
種ガス（例えば、ヒ素、ガリウム等）と接触して潤滑油
としての寿命が非常に短くなるという問題があった６ま
た油分子が半導体製造容器内に逆拡散して半導体製造工
程］−好ましくないという問題があった。

また、作動室を無潤滑とし、軸封装置や軸受を油潤滑す
る構造も考えられる。しかし、この場合、軸封装置の潤
滑油はロータ軸端部にて大気に臨んでいるため大気圧に
等しいが、吸込側の軸支部では大気圧よりかなり低く、
軸封装置の両側の間に差圧が生じ、軸封装置だけでは潤
滑油がケーシング内の作動室に侵入することを確実に防
止することができない。そのため油分子が逆拡散して真
空容器内に侵入したり、あるいは軸封部から大気が侵入
したりして効率を低下させる等、従来技術の問題点を十
分に解決するまでには至っていない。

さらに、軸封装置の外方の軸受を納めた室を吸込側に連
絡することも考えられるが、この場合、真空容器に最も
近いところに油が混入したガスが流れることになるので
、油の逆拡散を防止することは難しい。

〔発明の目的〕

本発明は前記問題点に鑑みなされたもので、その目的は
油の逆拡散を防止できるスクリュー真空ポンプを提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明に係るスクリュー真空ポンプは、吸込ポート及び
吐出ボートが形成されているポンプケーシングと、両端
部が軸受で支持され同期して回転するようにポンプケー
シング内に配設された互いに噛み合う一対のスクリュー
ロータと、それぞれのロータ軸支部に設けられた軸封装
置と、途中にオイルミストセパレータの設置され、軸受
を納めた軸受室とポンプケーシング内の作動室とを連通
させる油気路とを備え、これによりポンプケーシング内
の作動室への油や空気の侵入を一層確実に防ぐことがで
きるとともに、真空容器への油の逆第１図、第２図（ａ
）、第２図（ｂ）において、符号２，４はケーシングｌ
内において噛み合うように配設された雌雄一対のスクリ
ューロータで、それぞれ、複数の陵部３６，３８および
溝部３６Ａ。

３８Ａを有し、それぞれのロータ２，４の軸部はラジア
ル軸受５やスラスト軸受６　（６Ａ、６Ｂ）で支承され
ている。両ロータ２，４の軸部には同期歯車９，１０が
設けられ、両ロータ２，４が同期して回転するようにな
っており、ポンプケーシング１の上端部に形成された吸
込ポート１１から気体が両ロータ２，４に吸入され圧縮
されてケーシング１下端部に形成された吐出ボート１２
へ吐き出され、吸込ポート１１と連通されている真空容
器（図示せず）内を真空状態とするようになっている。

ラジアル軸受５、スラスト軸受６、同期歯車９．１０に
は潤滑油が供給されており、これらの潤滑油が両ロータ
２，４の収納されているケーシング内に侵入しないよう
にロータの軸支部にはカーボンリングシール１４、ねじ
シール１５からなる軸封装置１６．１７が設けられてい
る。

軸受５，６Ａ、６Ｂ、同期歯車９，１０が収容されてい
る部屋５１は１作動室１８中の吸入ボート１１および吐
出ボート１２の何れにも連通しない作動室１８Ａと抽気
通路１９によらて連絡されている。この油気通路１９の
途中にはオイルミストセパレータ２０が設置されている
。油気通路１９の作動室１８への連絡位置すなわち油気
位置は、軸封装置１６のシール能力によって定められる
もので、シール能力が低い場合は、軸受室５１の圧力が
吸入圧力に接近したものとなるように、吸入ポート１１
と遮断された直後の作動室１８Ａに連通ずるように、シ
ール能力が高い場合は、軸受室５１の圧力が吐出圧力に
接近したものとなるように、吐出ボート１２に連通ずる
直前の作動室１８Ａに連通するように選択される。

これによって、軸封装置１６のシール能力に適合した抽
気位置を選定することができ、油気位置スクリューロー
タ２，４の吐出ポート１２寄りに設置することができる
。

第３図、第４図は本発明に係る無潤滑式スクリュー真空
ポンプの他の実施例を示す図である。

これらの図において、ポンプケーシング２１の円筒形室
２２丙には、互いに噛み合って回転する第１のロータ３
０と第２のロータ４０とが平行に配設されており、第１
．第２のロータ３０，４０のロータ軸部はそれぞれラジ
アル軸受３ｊ、４１とスラスト軸受３２．４２とによっ
て軸線３０Ａ。

４０Ａまわりに回転可能に支持されている。ロータ軸の
一端には互いに噛み合う同期歯車３３゜４３が軸着され
ており、ロータ軸の他端はポンプケーシング２１を貫通
して突出し増速ピニオン５０、カップリング（図示せず
）を介して原動機（図示せず）に連結されている。ロー
タ３０゜４０のロータ軸部には、カーボンリングシール
３４．４４とねじシール３５，４５からなる軸封装置が
設置されており、軸受３１，３２，４１゜４２、軸受室
５１内に供給されている潤滑油が円筒形室２２内の作動
室１８に侵入するのを防いでいる。

第１のロータ３０には、互いにねじれ方向逆向きにして
雄スクリュ羽根３６と雌スクリュ羽根３８とが同一軸上
に形成されており、−力筒２のロータ４０にも互いにね
じれ方向逆向きとする雄スクリュ羽根４６と雌スクリュ
羽根４８とが形成されており、全く同一形状に形成され
た２本のロータの１本を逆向きにして配設されている。

この一対のロータ３０，４０に形成されている雄雌のス
クリュ羽根３６と４８．３８と４６とは互いに噛み合う
が、同期歯車３３．４３によって接触することなく互い
に逆方向に回転するようになっている。

両ロータ３０，４０間のロータ軸方向中央部に臨む円筒
形室２２上部には、吸込口５２Ａに連通する吸込ポート
５２が形成され、一方円筒形室２２の長手方向両端部下
方には吐出口５４Ａに連通ずる吐出ボート５４が形成さ
れている。吸込口５２Ａには内部を真空状態にしようと
する真空容器（図示せず）からのびる吸込管５６が接続
されるようになっており、両ロータ３０，４０が噛み合
いながら回転すると、真空容器内のガスは吸込口５２Ａ
、吸込ポート５２から雌雄のスクリュ羽根３６と４８．
３８と４６によって吸込まれ圧縮されて吐出ポート５４
から吐出口５４Ａを経て外部（大気）に吐出されるよう
になっている。

また、軸受室５１内と円筒形室２２内の作動室１８Ａ、
及び軸受室５１が設置されている側と反対側のケーシン
グに設置されている軸支部ケーシング６０内と円筒形室
２２内の作動室１８Ｂとは、管路途中にオイルミストセ
パレータ６２．６３がそれぞれ設けられている抽気管６
４，６５によって連通されている。円筒形室２２内の作
動室１８Ａ。

１８Ｂの圧力は、第５図に示されるように円筒形室中央
部から両端部に向うに従って高くなって両端部で大気圧
に等しくなっており、排気管６４゜６５の円筒形室２２
内の作動室１８Ａ、１８Ｂへの接続は、互いに噛みあう
雄雌ロータの陵部、溝部および円筒形室２２の内周壁面
によって画成されて、吸込ポート５２とは隔てられた空
間部であって、円筒形室２２の長手方向両端部近傍位置
にしてわずかに大気圧より小さい圧力ｐ＋（第５図参照
）となる位置に接続されている。

オイルミストセパレータ６２．６３を備えた抽気管６４
．６５を設けたことにより、軸受室５１内の圧力は、円
筒形室２２内の作動室１８Ａ、軸受室５１側の側壁２２
Ａの位置の圧力ｐｏ（これは大気圧に等しい）よりわず
かに低くなり、また軸支部ケーシング６０内の圧力は円
筒形室２２内の作動室１８Ｂの軸支部ケーシング６０側
の側壁２２Ｂ位置の圧力Ｐ０　（これは大気圧に等しい
）よりわずかに低くなるので、軸受３１，３２゜４１．
４２や軸受室５１内に供給されている潤滑油がカーボン
リングシール３４．４４、ねじシール３５，４５からな
る軸封装置を通って円筒形室２２内に侵入することが確
実に防止される。更に、オイルミストセパレータ６２．
６３が故障したとしても、抽気管６４，６５は吸込みボ
ート５２とは複数の陵部と溝部によって隔てられた位置
に接続されているので、油分子の上流側（吸入側）への
拡散のおそれは極めて少ない。

なお、第１．第２のロータ３０，４０はいずれも両端部
が支承され、中央部では一切支承されていないが、真空
ポンプにおける負荷は非常に小さいのでロータの中央部
を支承しなくても構造上何ら問題はない。

本実施例によれば、次の効果がある。

■　油気通路の作動室の開口位置を吐出ボート寄りにで
きるから潤滑油が円筒形室２２内へ侵入することがなく
、油分子の逆拡散が防止される。

また、油気管６４．６５を設置したことにより、軸封装
置の圧力は円筒形室２２内の吐出圧力より低く両側の差
圧を小さくすることができるため、軸封装置を介して円
筒形室内へ油分子が侵入することも防止できる。

■　第３〜第４図の実施例は吸込側に軸支部、軸封装置
がないので吸込側から円筒形室２２内にガス（大気）が
侵入することがなく、圧縮効率に優れるとともに高真空
状態が得られる。したがって従来の無潤滑式では得られ
ない広い圧力範囲での使用が可能となる。

■　第３〜４図の実施例は、ロータの軸方向に働くスラ
ストがバランスするのでスラスト軸受３２．４２を小容
量にでき、更忍この軸受に供給する潤滑油量を減らすこ
とができ軸封が容易となる。

■　第３〜４図の実施例は、第１．第２のロータ３０．
４０は全く同一形状に形成されているので、一対の雌雄
ロータ加工用ホブだけでロータの加工ができ、作業性が
極めてよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、油の逆
拡散を防止できる無潤滑式スクリュー真空ポンプを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例の縦断平面図、第２図（ａ）
は第１図の縦断正面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の
ｎ−ｆｆ断面図、第３図は本発明の他の実施例の縦断平
面図、第４図は第３図の縦断正面図。第５図はその円筒形室内の長手方向の圧力分布を示す図
である。 ■、２１・・・ポンプケーシング、２・・・雄ロータ、
４・・・雌ロータ、５・・・ラジアル軸受、６Ａ、６Ｂ
・・・スラスト軸受、９，１０，３３．４３・・・同期
歯車、１１．５２・・・吸入ボート、１２，５４Ａ・・
・吐出ボート、１４，３４，４４・・・カーボンリング
シール、１５．３５，４５・・・ねじシール、１６，１
７・・・軸封装置、１８Ａ、１８Ｂ・・・作動室、１９
，６４゜６５・・・油気管、２０，６２，６３・・・オ
イルミストセパレータ、３６，４６，７６．８６・・・
雄ロータの陵部または溝部、３８，４８，７８，８８・
・・雌ロータの溝部または陵部、５１・・・軸受室。聾５０圧力

Claims

【特許請求の範囲】１、吸込ボートおよび吐出ボートが形成されているポン
プケーシングと、軸部が軸受によって支持され、互いに
溝部と陵部とが噛合って回転し、複数の作動室を形成す
るようにポンプケーシング内に配置された雄、雌一対の
スクリューロータと、前記軸受と作動室との間に設置さ
れた軸封装置と、前記軸受が納められた軸受室と、前記
複数の作動室のうちで吸入ボートから遮断されかつ吐出
ボートに連通しない作動室と前記軸受室とを連絡する抽
気通路と、を備えたことを特徴とするスクリュー真空ポ
ンプ。２、前記油気通路中に、オイルミストセパレータが設け
られている特許請求の範囲第１項記載のスクリュー真空
ポンプ。