JPS62111194A - タ−ボ分子ポンプ - 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） 本発明はターボ分子ポンプの改良に関するものである。

（従来の技術） 従来のターボ分子ポンプを第４図により説明すると、（
１）がケーシングで、同ケーシング（１）には、吸気口
（２）と排気口（３）とが設けられ、ロータ（６）にロ
ータ軸（７）が設けられ、同ロータ軸（７）の上部とス
テータ（８）の上部との間に上部軸受（ボールベアリン
グ’）　（１０）が設けられ、同ロータ軸（７）の下部
と同ステータ（８）の下部との間に下部軸受（ボールベ
アリング”）　（１１）が設けられ。

上記ロータ軸（７）内に上記各軸受（１０）　（１１）
への潤滑油供給通路（９）が設けられ、上記ロータ軸（
７）の中間部と上記ステータ（８）の中間部との間にモ
ータ（１３）が設けられており、ロータ（６）に装着し
た動翼（５）を高速回転させると、ケーシング（１）に
装着した静翼（４）とにより、吸気口（２）から排気口
（３）に向かう排気作用が生じて、吸気口（２）側に高
真空が得られるようになっている。またこのとき、ステ
ータ（８）内下部（ハウジング（１）内下部）の潤滑油
（１２）がロータ（７）内の潤滑油通路（９）を経て上
下の軸受（１０）　（１１）に供給されるようになって
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 前記第４図に示す従来のターボ分子ポンプでは。

（Ｉ）長期間運転すると、上部軸受（１０）　（ボール
ベアリング）及び下部軸受（ポールベアリン）（１１）
が劣化するので、これを分解して、交換する必要がある
。特に排気特性を向上させるために、ターボ分子ポンプ
を高速化する場合、潤滑油（１２）がロータ（７）内の
潤滑油供給通路（９）を介して上部軸受（１０）　（ボ
ールベアリング）及び下部軸受（ポールベアリン）　（
１１）へ供給されるだけあり、潤滑油が充分に供給され
なくて、これらの軸受（１０）　（１１）が早期に劣化
するので、これの分解、交換を頻繁に行う必要がある。

（ＩＩ）また潤滑油（１２）は。

循環する間に蒸発するので、補給する必要がある。

（ＩＩＩ）また被真空容器内を排気した後にターボ分子
ポンプの運転を停止すると、潤滑油（１２）が被真空容
器内に逆拡散する可能性がある。（ＩＶ）また上部軸受
（１０）及び下部軸受（１１）がボールベアリングなの
で、振動や騒音が大きくて、用途が制限される上に、軸
受の動力損失が大きくて、電気費が嵩むという問題があ
った。なお上記問題点を除去するために、ロータ（６）
を支持する軸受の全てを電気的に制御する磁気軸受にす
ると、製作コストが嵩むという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記の問題点に対処するもので、ロータの上部
低真空側に複数個の環状永久磁石をロータ軸を中心とし
た同心円状に且つ磁極の正負を隣接するように配設する
とともに、ステータの上部に複数個の永久磁石をロータ
軸線を中心とした同心円状に且つ上記ロータ側の各永久
磁石に対し磁極の正負を対向させるように配設して、上
部軸受を構成し、ロータ軸の下端部とハウジングとの間
に軸方向に負荷能力のあるすべり軸受を介装したことを
特徴とするターボ分子ポンプに係わり、その目的とする
処は、軸受を分解して交換する頻度を極めて少なくでき
る。潤滑油を補給する必要が殆どない。被真空容器内を
排気した後のターボ分子ポンプの運転停止時に、潤滑油
の被真空容器内への逆拡散を防止できる。振動や騒音を
低減できて、用途を拡大できる上に、軸受の動力損失を
減少できて、電気費を節減できる。吸気側（高真空側）
で高真空を得られる。さらに製作コストを低減できる改
良されたターボ分子ポンプを供する点にある。

（作用） 本発明のターボ分子ポンプは前記のように構成されてお
り、ロータが安定した状態で回転する。

即ち、ステータとロータ軸との間に設けたモータが同心
対向構造のために、ラジアル方向の吸引力も発生する。

この吸引力は、上下軸受に対して負のばね定数として働
き、ラジアル方向の偏心量に比例して大きくなる傾向が
あり、もし上下軸受の支持力が弱いと、ロータが静的に
不安定になるが。

本発明では、ロータの上部低真空側に複数個の環状永久
磁石をロータ軸を中心とした同心円状に且つ磁極の正負
を隣接するように配設するとともに。

ステータの上部に複数個の永久磁石をロータ軸線を中心
とした同心円状に且つ上記ロータ例の各永久磁石に対し
磁極の正負を対向させるように配設して、上部軸受を構
成しており、永久磁石の吸引力が小さくても、モータに
発生する負のばね定数よりも大きな正のラジアルばね定
数を得られて。

ロータが安定的に回転する。またロータ軸の下端部とハ
ウジングとの間に軸方向に負荷能力のあるすべり軸受を
介装しており、同すべり軸受の軸受支持部材に支持剛性
の高いものを使用することにより、モータに発生する負
のばね定数よりも大きな正のばね定数を得られ、この部
分でもロータ（ロータ軸）が安定的に回転して、ロータ
の振動や騒音が低減する。また上記上部軸受を構成する
永久磁石は、非接触であり、潤滑油を必要としない上に
、劣化することがなくて１分解して交換する必要が全く
ない。また上記すべり軸受もステータの下部にある潤滑
油に浸漬されていて、潤滑油を循環させたり、補給した
りする必要が全くない上に９通常運転状態では、殆ど劣
化することがなくて１分解して交換する頻度がボールベ
アリングに比べると温かに少ない。またガスの吸着し易
い上下軸受の構成部品ガ低真空側に配置されており。

吸気（高真空）側で高真空が得られる。

（実施例） 次に本発明のターボ分子ポンプを第１図に示す一実施例
により説明すると、（１）がケーシングで。

同ケーシング（１）には、吸気口（２）と排気口（３）
とが設けられ、ロータ（６）にロータ軸（７）が設けら
れ、同ロータ軸（７）の上部とステータ（８）の上部と
の間に次の上部軸受が設けられている。即ち。

（１４ａ）　（１４ｂ）及び（１５ａ）　（１５ｂ）が
環状永久磁石で、同各永久磁石のうち、ロータ（６）の
上部低真空側に環状永久磁石（１５ａ）　（１５ｂ）を
ロータ軸（７）を中心とした同心円状に且つ磁極の正負
を隣接するように配設し、またステータ（８）の上部に
永久磁石（１４ａ）　（１４ｂ）をロータ軸線を中心と
した同心円状に且つ上記ロータ（６）側の各永久磁石（
１５ａ）　（１５ｂ）に対し磁極の正負を対向させるよ
うに配設して、上部軸受を構成している。また上記ステ
ータ（８）の下部内に軸受支持部材（１８）が設けられ
、同軸受支持部材（１８）と上記ロータ軸（７）の下端
部との間に。

軸方向とラジアル方向とに負荷能力のあるすべり軸受（
下部軸受’）　（１７）、即ち、ロータ軸（７）に一体
の軸部（１７ａ）と同軸受部（１７ａ）を回転可能に支
持する軸受部（１７ｂ）とよりなるすべり軸受（１７）
が介装されている。また（１２）が上記ステータ（８）
の下部内にある潤滑油で、上記下部軸受（１７）が同潤
滑油（１２）に浸漬されている。また（１３ａ）が上記
ロータ軸（７）側のモータロータ、　（１３ｂ）が上記
ステータ（８）側のモータステータで、同モータロータ
（１３ａ）と同モータステータ（１３ｂ）とが同心に対
向配置されて、シリンドリカルモータになっており。

同モータステータ（１３ｂ）に３相交流電流を流して。

磁界を回転させることにより、モータロータ（１３ａ）
に回転トルクを与えて、ロータ（６）を回転させるよう
になっている。

次に前記第１図に示すターボ分子ポンプの作用を具体的
に説明する。本ターボ分子ポンプでは。

ロータ（６）が安定した状態で回転する。即ち、ステー
タ（８）とロータ軸（７）との間に設けたモータが同心
対向構造のために、ラジアル方向の吸引力も発生する。

この吸引力は、上下軸受に対して負のばね定数として働
き、ラジアル方向の偏心量に比例して大きくなる傾向が
あり、もし上下軸受の支持力が弱いと、ロータ（６）が
静的に不安定になるが１本実施例では、ロータ（６）の
上部低真空側に環状永久磁石（１５ａ）　（１５ｂ）を
ロータ軸（７）を中心とした同心円状に且つ磁極の正負
を隣接するように配設するとともに、ステータ（８）の
上部に永久磁石（１４ａ）　（１４ｂ）をロータ軸線を
中心とした同心円状に且つ上記ロータ（６）側の各永久
磁石（１５ａ）　（１５ｂ）に対し磁極の正負を対向さ
せるように配設して。

上部軸受を構成しており、永久磁石の吸引力が小さくて
も、モータ（１３）に発生する負のばね定数よりも大き
な正のラジアルばね定数を得られて、ロータが安定的に
回転する。またロータ軸（７）の下端部とハウジング（
１）（軸受支持部材（１８））との間に軸方向に負荷能
力のあるすべり軸受（１７）を介装しており、同すべり
軸受（１７）の軸受支持部材（１８）に支持剛性の高い
ものを使用することにより、モータ（１３）に発生する
負のばね定数よりも大きな正のばね定数を得られ、この
部分でもロータ（６）（ロータ軸（７））が安定的に回
転して、ロータ（６）の振動や騒音が低減する。また上
記上部軸受を構成する永久磁石（１４ａ）　（１４ｂ）
及び（１５ａ）　（１５ｂ）は、非接触であり、潤滑油
を必要としない上に、劣化することがなくて２分解して
交換する必要が全くない。また上記すべり軸受（１７）
もステータの下部にある潤滑油（１２）に浸漬されてい
て、潤滑油を循環させたり、補給したりする必要が全く
ない上に。

通常運転状態では、殆ど劣化することがなくて。

分解して交換する頻度がボールベアリングに比べると温
かに少ない。またガスの吸着し易い上下軸受の構成部品
ガ低真空側に配置されており、吸気（高真空）側で高真
空が得られる。

第２．３図は、永久磁石（１４ａ）　（１４ｂ）及び（
１５ａ）（１５ｂ）を同心円状に４層に配置した以外、
上記第１図の実施例と同様に構成した他の実施例で。

同様の作用を達成できる。

（発明の効果） 本発明のターボ分子ポンプは前記のように構成されてお
り、長期間使用しても劣化することがなくて１分解して
交換する頻度を極めて少なくできる。また潤滑油を循環
させる必要がなく、蒸発量が極めて僅かで、潤滑油を補
給する必要が殆どない。また潤滑油を循環する必要がな
いので、高粘度の潤滑油、即ち、Ｎ全量の極めて小さい
潤滑油を使用できて、被真空容器内を排気した後のター
ボ分子ポンプの運転停止時に、潤滑油の被真空容器内へ
の逆拡散を防止できる。また上部軸受が永久磁石により
構成され、下部軸受がすべり軸受なので、振動や騒音を
低減できて、用途を拡大できる上に、軸受の動力損失を
減少できて、電気費を節減できる。またガスの吸着し易
い軸受構成部品を排気側（低真空側）に配置しており、
吸気側（高真空側）で高真空を得られる。また磁気軸受
のように軸受を電気的に制御する必要がなくて。

製作コストを低減できる効果がある。

以上本発明を実施例により説明したが勿論本発明はこの
ような実施例にだけ局限されるものではなく９本発明の
精神を逸脱しない範囲で種々の設計の改変を施し得るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるターボ分子ポンプの一実施例を
示す縦断側面図、第２図は他の実施例を示す縦断側面図
、第３図は第２図の矢視ｎ−ｎ線に沿う横断平面図、第
４図は従来のターボ分子ポンプを示す縦断側面図である
。 （１）・・・ハウジング、（６）・・・ロータ、（８）
・・・ステータ、　（１４ａ）　（１４ｂ）及び（１５
ａ）（１５ｂ）・・・環状永久磁石、　（１７）・・・
すべり軸受。 復代理人弁理士岡本重文外２名 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータの上部低真空側に複数個の環状永久磁石をロータ
   軸を中心とした同心円状に且つ磁極の正負を隣接するよ
   うに配設するとともに、ステータの上部に複数個の永久
   磁石をロータ軸線を中心とした同心円状に且つ上記ロー
   タ側の各永久磁石に対し磁極の正負を対向させるように
   配設して、上部軸受を構成し、ロータ軸の下端部とハウ
   ジングとの間に軸方向に負荷能力のあるすべり軸受を介
   装したことを特徴とするターボ分子ポンプ。