JPS62282194A

JPS62282194A - タ−ボ分子ポンプ装置

Info

Publication number: JPS62282194A
Application number: JP61126184A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Kitora; 木藤良　善久; Masayuki Miyazaki; 宮崎　政行; Shin Sekiya; 慎関屋; Kiyoshi Muto; 武藤　浄; Yoshiyuki Itaya; 板谷　芳之; Yoshinori Yabuuchi; 藪内　賀義
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-12-08

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〕この発明は、例えば半導体製造装置などの高真空装置を
実現するためのターボ分子ポンプ（真空分子ポンプ）装
置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装置として、雑誌（Ａｍｅｒｉ
ｃａｎ　Ｖａｏｕｕ＋ｒ＋　５ｏｃｉｅｔｙ　　（１９
８３年）第２２４頁〜第２２７、　Ａｎｅｗ　ｔｙｐｅ
　ｏｆ　ｔｕｒｂｏｍｏｌｅｏｕｌａｒｖａｃｕｕｍ　
ｐｕｍｐ　ｂｅａｒｉｎｇ”　）に掲載されているもの
があった。さらに、その回転体を支承する軸受をこの発
明者により改良したものが実願昭６０−７８３９５　　
号明細書である。第４図はそのターボ分子ポンプ装置を
示す断面的構成図である。図において、（１）は流体を
吸引するロータ翼であり、回転軸（至）で回転する回転
体の外周に設けられている。

（２）はロータ翼（１）と対向して配置されたステータ
翼であり、装置の筒状ケーシング（３）の内壁に取付け
られている。（４）はロータ翼（１）と回転軸しで構成
される回転体を駆動するｔ＠機の回転子であり、例えは
、回転軸頭に焼はめ等で取り付けられている。

Ｃ５１は電動機のステータであり、フレーム（１０に固
定されている。Ｏ２，Ｏ４）け回転体の回転軸＠を回転
自在に支持する軸受で、例えば回転軸頭をその下部と上
部で支持しており、通常Ｏ２は球面型スパイラルみぞ軸
受、α４Ｉはタッチダウン軸受となっている。

（７）は装置内部の流体（ｌｌａ）　、　（ｌｌｂ）、
例えは多くの場合は空気を装置外へ排気する排気口であ
る。

（９）は装置全体を支えるペースである。Ｃ３は回転体
の下部軸受である球面型スパイラルみぞ軸受０２に必要
な潤滑油であり、通常は飽和蒸気圧が例えば常温でｌＱ
　　　Ｔｏｒｒ以下の非常に低い油が使用される。西は
ターボ分子ポンプ装置を取り付けるための７ランジであ
り、例えは、半導体製造装置などの高真空を必要とされ
る装置本体に取り付けられる。Ｏ７は回転子（４）への
入カケープルを接続するための真空端子、（１８１は電
動機の回転子（４）の駆動を源、（１９ａ）　、　（１
９ｂ）は回転体の半径方向の振動を防止する磁気軸受で
、例えば反撥型の磁気軸受である。

次に、このように構成されるターボ分子ポンプ装置にお
ける動作について説明する。

高真空を必要とする装置に取り付けられたターボ分子ポ
ンプ装置を駆動電源（１８１によって電動機（４）、（
５）を介して、血常は致方ｒｐｍ程度で高速回転させる
と、例えば半導体製造装置などの高真空を必要とされる
装置本体内の流体（ｌｌａ）　、　（ｌｌｂ）がロータ
翼（１）とステータｇｌ　（２）の間隙を通して外気へ
排気され、しだいに装置内部の圧力が下がり高真空が達
成されることになる。通常、ロータ翼（１）とステータ
塩（２）は、形状に工夫がなされ、一方向の流れを形成
する。ターボ分子ポンプ装置内においても、圧力は高真
空を必要とする装置のフランジ訪の方が圧力が低く、排
気口側（７）に近づくにつれて圧力は高くなる。

通常、ロータ翼（１）の数、即ち段数が多い程、高真空
を達成することが可能となる。また、回転数は高いほど
性能および装置の小形、軽輩化の面で優れることになる
。

回転性能について述べる。回転体は、回転前、部ち停止
時において、上部に配置したタッチダウン軸受α４と、
下部の軸受である球面型スパイラルみぞ軸受■で支承さ
れている。このようにして支承された回転体を電動機（
４）、　（５）によって駆動すると回転数の低い領域で
は、両方の軸受ｔｕ　、　（１４１１で支持され回転さ
れる。しかし、回転数が上昇し、ある回転数、通常は数
千ｒｐｍ程度以上に達すると、回転体のジャイロ効果に
より、回転体は上部のタッチダウン軸受ａ小から自動的
にけずれ、非接触で回転することになる。

また、下部軸受０２は、停止時はメタル接触となってい
るが、回転体が回転させられると、潤滑油αａを球面型
スパイラルみぞ軸受０ｚのみそに引き込み、流体軸受、
即ちすべり軸受状態で回転する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のターボ分子ポンプ装置は以上のように構成されて
いるので、回転細口が傾斜して設置されたり、運転時に
大きな振動力が作用すると、回転線面が歳差運動してタ
ッチダウン軸受α４）に接触し、軸受０４）が焼付いた
り、発熱により回転軸しか変形して損傷を受けるなどの
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、回転軸が傾斜して設置されたり、運転時に大
きな振動力などの外部擾乱が作用しても、回転時の歳差
運動を防止して回転軸の損傷を防ぐことのできるターボ
分子ポンプ装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るターボ分子ポンプ装置は、ステータ塩を
有するケーシング、ステータ塩と対向して配置され、回
転時に流体を吸引するロータｐ４を有する回転体、この
回転体を支承する上部軸受及び下部軸受、上部軸受部の
異常温度を検出する温度検出センサ、並びに温度検出セ
ンサの出力によって回転体の駆動電源を制御する信号処
理装置を備えたものである。

〔作用〕

この発明における温度検出センサは、上部軸受部の異常
な温度上昇を検出し、この検出信号を信管処理装置に入
力して回転体の駆動電源を制御するので、回転軸の歳差
運動を検出することができ、この時点で駆動電源を例え
ば遮断するように制御すれば、回転軸の損傷を防止する
ことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、−は上部軸受部の異常温度を検出する温度
検出センサで、例えばタッチダウン軸受α沿のケースに
取付けられた熱電対である。

＠は温度検出センサ（社）からの出力信号の大小を判別
して駆動電源（至）を制御する信号を発生する信号処理
装置である。

このように構成されたターボ分子ポンプ装置において、
正常時の動作は従来装置と同様であるが、回転軸（至）
が傾斜して設置されたり、運転時に大きな振動力などの
外部擾乱が作用すると、回転軸（２）が歳差運動する。

この歳差運動により回転軸（２）とタッチダウン軸受α
楡が接触したまま回転すると、回転数の上昇と共にタッ
チダウン軸受α（イ）の温度が上昇する。特に外部擾乱
による場合は回転体が高速で回転しているので短時間で
急激に温度が上昇する。−の温度上昇を温度検出センサ
ＱＤによつ″Ｉ：検出し、この検出信号を信号処理装置
のに入力して所定の温度、例えば１５０°Ｃ程度以上に
なればフヘ動電源Ｑ８）を遮断する。このようにして回
転軸基の歳差連ｇＪけ防止され、損傷を防ぐことができ
る。

なお、上記実施例では信号処理装置凶は回転体の駆動電
源αａを遮断するよう（Ｃして、その回転を停止するよ
うに制御しているが、これに限るものではなく、回転体
の回転数を低下させるように１−１温度がある程度低下
した後、再び回転数を高くするように制御することもで
きる。

また、温度検出センサＱυは熱電対に限るものではない
。

さらに、この発明の他の実施例？第２図に示す。

図において、（２１＆）　、　（２１１））はそれぞれ
温度検出センサであり、温度検出センサ（２１＆　）は
タッチダウン軸受α４のケースに設けられ、温度検出セ
ンサ（ｚｘｂ）けケーシング（３）の外側に設けられて
いる。

ターボ分子ポンプを！置け、その内部表面に吸着し７て
いる気体分子を放出させるために運転しながらターボ分
子ポンプ装置本体を加熱するいわゆるベーキング処理を
行なう場合がある。この場合には回転＃１１１５）とタ
ッチダウン軸受αａが接触しないで正常に回転していて
も加熱によりタッチダウン軸受型の温度は上昇する。こ
の実施例はこのような場合に例えばケーシング（３）な
どのタッチダウン軸受部以外の箇所に装置本体の温度を
検出する温度検出センサ（２１ｂ）を取付け、温度検出
センサ（２，１ａ）及び（２１ｂ）の温度上昇の差が所
定の値例えは、２０°Ｃ〜３０°Ｃ程度以上になれば異
常温度と検知して駆動電源（至）を遮断する信号を出力
するように信号処理装置＠を設定するようにしたもので
ある。

この発明のさらに他の実施例を第３図に示す。

図において、（１）はロータ翼であり、回転胴■及び回
転軸（至）と接続されており、ステータ翼（２）けケー
シング（３）に取付けられている。（ハ）はロータ翼（
１）を含む回転体を駆動する電動機のステータであり、
例えば内筒のに焼きはめ等で締結されている。（社）は
回転体の回転胴α島に内蔵された、例えば永久磁石等で
構成される電動機の回転子であり、通常電動機としては
同期電動機が用いられる。（１７ａ）　。

（１７りけそれぞれ真空端子、（２１ａ）　、　（２１
ｂ）は温度検出センサでセンサ（２１ａ　）けタッチダ
ウ軸受ｔｌ翁の外周に、センサ（２１ｂ）はケーシング
（３）の内周に取り付けられている。

このような構成のターボ分子ポンプ装置においても、上
記実施例と同様の効果を奏し、さらに電動機の回転子＠
け大きな遠心力に耐える構造であるため、回転性能の良
い装置が得られる。

また、上部軸受はタッチダウン軸受に限らず、磁気軸受
などで構成される場合にも上記実施例と同様の効果を奏
する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、ステータ翼を有するケ
ーシング、ステータ翼と対向して配置され、回転時に流
体を吸引するロータ翼を有する回転体、この回転体を支
承する上部軸受及び下部軸受、上部軸受の異常温度を検
出する温度検出センサ、並びに温度検出センサの出力に
よって回転体の駆動電源を制御する信号処理装置を備え
ることにより、ターボ分子ポンプ装着の設置不良、ある
いけ外部擾乱によって回転軸と上部軸受が接触して生じ
る異常発熱による回転軸及び上部軸受の損偏を防止する
ことのできるターボ分子ポンプ装置を得ることができ、
信頼性の高い装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるターボ分子ポンプ装
置を示す断面的構成図、第２図、第３図はそれぞれこの
発明の他の実施例を示す断面的構成図、第４図は従来の
ターボ分子装置を示す断面的構成図である。図において、（１）・・・ロータｆｉ、（２１・・・ス
テータ翼、（３）・・・ケーシング、０２・・・下部軸
受、αａ・・・上ｇ軸受、α９・・・回転軸、（至）・
・・駆動電源、Ｉ２１）・・・温度検出センサ、わ・・
・信号処理装置である。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。代理人　　　大　　岩　　　増　　雄第１図／Ａ１　口一り翼２　人テーグ翼３　ケーシング゛ｌｚ、下奸徊受１４上秤釉史２２　’　１ｇ＋処理裟工第２図　　、６第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステータ翼を有するケーシング、上記ステータ翼
と対向して配置され、回転時に流体を吸引するロータ翼
を有する回転体、この回転体を支承する上部軸受及び下
部軸受、上記上部軸受部の異常温度を検出する温度検出
センサ、並びに上記温度検出センサの出力によって上記
回転体の駆動電源を制御する信号処理装置を備えたター
ボ分子ポンプ装置。
（２）上部軸受はタッチダウン軸受を有し、下部軸受は
球面型スパイラルみぞ軸受で形成することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のターボ分子ポンプ装置。
（３）温度検出センサは複数個設けられ、上部軸受部の
温度とそれ以外の装置本体の温度を検出するように構成
し、これらの検出温度を比較して異常温度を検出するよ
うにした特許請求の範囲第１項又は第２項記載のターボ
分子ポンプ装置。