JPS62282196A - タ−ボ分子ポンプ装置 - 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〕 こＯ発明は、例えば半導体製造装置などの高真空装置を
東男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〕

第３図は、この発明者てより特願昭６ｌ−ＡＰ１１４９
１号明細書に掲載されたターボ分子ポンプ装置を示す縦
断面図である。図において、（１）は流体を吸引するロ
ータ翼であり、回転軸（２）で回転する回転体の外周に
設けられている。（３）はロータ翼（１）と対向して配
置されたステータ翼であり、装置の例えば筒状ケーシン
グ（４）の内壁に暇吋けられているっ（５）１″ｉロー
メＢ（１）を外周に有し、回転軸（２）の周囲に凹部を
形成した回転体、（６）は回転体（５）の凹部内に配置
された電動機のステータ、（７）は回転体（５）の凹部
の周壁だ、回転体（５）と一体構造で形成された電動機
の回転子で、例えば永久磁石等が内蔵して固着されてい
る。通常、電動機としては同期電動機が用いられるっ（
８）　、　（９）は回転体（５）の回転軸（２）を回転
自在に支持する軸受で、例えば回転軸（２）をその下部
と上部で支持しており、通常（８）は球面型スパイラル
みぞ軸受、（９）はタッチダウン軸受となつ１いる。（
１０は装置内部の流体（ｌｌａ）、（１：Ｌ’ｂ）　、
ｉＪえば多くの場合は空気を装置外へ排気する排気口で
ある。（１２は装置全体を支えるベースである。α３は
回転体（５）の下部軸受である球面型スパイラルみぞ軸
受（８）に必要な潤滑油であり、ａ’ｉは飽和蒸気圧が
例えば常温で１０　　Ｔｏｒｒ以下の非常に低い油が使
用される。α４）はターボ分子ポンプ装置を取り寸ける
ための７ランジであり、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て取り吋けられるっα９
Ｖｉステータ（６）のコアを例えば焼ばめ等で保持する
ベース（２）と一体の円筒、αＱは吸気孔、α７）は下
部軸受箱、（至）は冷却フィンである。

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

高真空を必要とする装置に敗り寸けられたターボ分子ポ
ンプ装置を電動機（６）　、　（７）を介して、通常は
致方ｒｐｍ徨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（ｌ
ｌａ）、（ｌより）がロータ翼（１）とステータ翼（３
）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っ通常、ロ
ータ翼（１）とステータ翼（３）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７ランジ
α荀の方が三カが低く、排気口側αＯ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っまた、回転数は高いほど
性能および装置の小形、軽量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（５）は、回転前、即
ち停止時において、上部に配置したタッチダウン軸受（
９）と、下部の軸受である球面型スパイラルみぞ軸受（
８）で支承されているっこのようにして支承された回転
体（５）を電動機（６）　、　（７）によって駆動する
と回転数の低い領域では、両方の軸受（８）　、　（９
）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（５）のジャイロ効果にょジ、回転体（５）は上部の
タッチダウン軸受（９）から自動的にはずれ、非接触で
回転することになる。

また、下部軸受（８）は、停止時はメタル接触となって
いるが、回転体（５）が回転させられると、潤滑油Ｑ３
を球面型スパイラルみぞ軸受（８）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っ〔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、動作中に回転軸（２）と内筒α９の間のすき
間を通して潤滑油α３の蒸気か外部へ漏れるため、潤滑
油（至）の減少により球面型スパイラルみぞ軸受（８）
の寿命が低下するという問題点があったっまた、この潤
滑油σ１の油上りにより清浄な真空が得られないという
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、軸受寿命の低下を防止でき、かつ清浄な真
空が得られるターボ分子ポンプ装置ｆｒ提供することを
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、回転子が
回転体【固定され回転体を駆動する電動機、回転体をそ
の上部で支承する上部軸受、及び回転体をその下部で支
承する球面型スパイラルみぞ軸受で構成した下部軸受を
備え、回転体の回転軸足、回転体が回転した時にその回
転軸を取りまく気体に下向きのカを与える溝を設けるこ
とを特徴とするものであるう 〔作用〕 この発明における溝は、回転体が回転した時にその回転
軸を取りまく気体に下向きのカを与えるので、潤滑油の
蒸気が外部へ漏れることを妨げることができ、軸受寿命
を向上させる。また、同時に装置内の潤滑油の蒸気を低
下させて清浄な真空を得ることができるっ 〔東施例〕 以下、この発明の一大施例を図について説明する。第１
図において、ａつは回転軸（２）の外側面に加工された
牌で例えばネジ溝である。このネジ溝は、回転軸（２）
が回転する時、回転＠（２）を敗りまく気体に下向きの
力を与えるように設けられている。

このように構成されたターボ分子ポンプ装置においては
、回転軸（２）が回転するとネジＳａＷの効果により、
回転軸（２）を取りまく気体、即ち回転軸（２）と内筒
αυの間にある気体を矢印（１）の方向に移動させよう
と力が加わる。この力により、潤滑油（至）の油蒸気が
回転軸（２）と内筒αＱの間を通って矢印翰の方向と逆
方向へ移動することが妨げられる。

たのため、潤滑油＠の量の減少による球面型スパイラル
みぞ軸受（８）の摩耗、損傷による軸受寿命の低下の恐
れがなくなり、軸受（８）の僧頼性を向上させることが
できるっまた、潤滑油備の油上りによる汚染の心配が軽
減され、清浄なＴｃ空を得ることができる。

なお、上記実施例では溝としてネジ溝を形成したが、回
転軸（２）の一部に複数の斜めの溝を並設したりしても
、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、回転軸（２）に溝を設けずに、回転軸ｆ２）Ｋ対
向する円筒αＱに溝を形成しても、回転体（５）が回転
した時に回転軸（２）を取りまく気体に下向きの力を与
えるので、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、この発明の他の実施例を第２図に示す。

図において、（２１ａ）、（２１ｂ）　Ｖｉ、上部軸受
に設けられた反撥型半径方向軸受であり、例えば、永久
磁石などから構成される反撥タイプの非接触軸受である
っこのような構造【することにより、回転しているロー
タ翼（１）を常に回転中心に床時しようとする機能が負
荷されるため、上記夾施例よりさらに回転性能の優れた
ターボ分子ポンプ装置となり得る。

〔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、ステータ試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、回転子糸回転体
に固定され、回転体を駆動する電動機、回転体をその上
部で支承する上部軸受、及び回転体をその下部で支承す
る球面型スパイラルみぞ軸受でＷＩｌ成した下部軸受を
備え、回転体の回転軸に、回転体が回転した時にその回
転軸を取りまく気体に下向きの力を与える溝を設けるこ
とを特徴とすることにより、下部軸受の軸受寿命が向上
し、また清浄な真空が得られるターボ分子ポンプ装置を
提供できる効果があるっ

【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
置を示す縦断面図、第２図はこの発明の他の実施例を示
す縦断面図、第３図は先行技術によるターボ分子装置を
示す縦断面図である。 （１）・・・ロータ翼、（２）・・・回転軸、（３）・
・・ステータ翼、（４）・・・ケーシング、（５）・・
・回転体、（７）・・・回転子、（８）・・・球面型ス
イバラルみぞ軸受、（９）・・・上部軸受、四・・・溝
つ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、回転子が上記回転体に固定され上記回転
   体を駆動する電動機、上記回転体をその上部で支承する
   上部軸受、及び上記回転体をその下部で支承する球面型
   スパイラルみぞ軸受で構成した下部軸受を備え、上記回
   転体の回転軸に、上記回転体が回転した時にその回転軸
   を取りまく気体に下向きの力を与える溝を設けたことを
   特徴とするターボ分子ポンプ装置。
2. （２）上部軸受は、タッチダウン軸受を有することを特
   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。