KR101791519B1

KR101791519B1 - 진공 펌프

Info

Publication number: KR101791519B1
Application number: KR1020160021698A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 오지마; 나오야 요시다; 아츠시 시오카와; 신이치 세키구치
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-10-30
Also published as: KR20160103940A; JP6240229B2; TWI649498B; TW201641823A; JP2016156373A

Abstract

(과제) 펌프 로터의 동기 어긋남이 발생한 경우라도 펌프 로터끼리가 접촉하는 것을 억제할 수 있는 간소한 구조의 진공 펌프를 실현한다.
(해결 수단) 진공 펌프(1000)는, 대향하여 배치된 한 쌍의 펌프 주축(310, 410)과, 상기 한 쌍의 펌프 주축(310, 410)에 설치된 한 쌍의 펌프 로터(312, 412)와, 상기 한 쌍의 펌프 주축(310, 410)에 설치되고, 자석의 이자극을 대향시켜 직접 자기 커플링을 형성하는 한 쌍의 모터 로터(110, 210)와, 상기 한 쌍의 펌프 주축(310, 410)에 설치되고, 상기 한 쌍의 펌프 로터(312, 412)의 동기를 취하기 위한 한 쌍의 기어(380, 480)를 구비한다.

Description

진공 펌프{VACUUM PUMP}

본 발명은, 진공 펌프에 관한 것이다.

진공 펌프는, 용기 내로부터 기체를 배출함으로써 용기 내에 부압을 형성하는 펌프이다. 진공 펌프에는 여러 가지 종류가 있다. 예를 들면, 대향하는 한 쌍의 축에 설치된 한 쌍의 펌프 로터를 동기 반전시킴으로써 기체를 배출하는 진공 펌프가 알려져 있다.

이 진공 펌프는, 영구 자석이 외주에 설치된 모터 로터, 또는, 영구 자석이 내부에 매립된 모터 로터를 한 쌍의 축 각각에 설치하고, 모터 로터의 이(異)자극면에 의해 스테이터 코어를 통하여 자기 커플링을 형성한다. 이 진공 펌프는, 모터 로터 간의 자기 커플링을 이용하여, 한 쌍의 펌프 로터를 동기 반전시킨다. 이 진공 펌프는, 스테이 코어를 통하여 자기 커플링을 형성하기 때문에, 자기 회로가 2축 간뿐만아니라 편축 내에서도 구성되어, 그 결과, 자기 커플링력이 약해진다.

그래서, 한 쌍의 펌프 로터의 동기 어긋남을 억제하기 위한 기어가, 한 쌍의 축 각각에 장착된다. 자기 커플링력의 약한 정도를 보충하기 위해 기어를 이용하여 동기를 취하기 때문에, 기어에 걸리는 하중은 비교적 크다. 그 때문에 기어는, 비교적 큰 강도를 유지하기 위해 대형화한다. 또한, 기어의 접촉에 의한 마모 등을 억제하기 위해, 모터실 및 펌프실과는 별도로 윤활유 등을 충전한 공간을 설치하여, 그 공간 내에 기어를 설치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이 태양은, 진공 펌프의 구조가 복잡화하고, 또한, 진공 펌프가 대형화한다.

한편, 자기 커플링력을 강하게 한 진공 펌프도 알려져 있다. 이 진공 펌프는, 영구 자석이 외주에 설치된 모터 로터를 한 쌍의 축 각각에 장착하고, 스테이터 코어를 통하지 않고 모터 로터의 이자극면에 의해 직접 자기 커플링을 형성한다. 이 진공 펌프에 의하면, 기어를 사용하는 일 없이, 2축을 동기 반전시킬 수 있다.

일본국 공개특허 특개평8-319967호 공보 일본국 공개특허 특개2001-37175호 공보

그러나, 상기의 직접 자기 커플링을 형성하는 진공 펌프는, 미소한 고형물을 흡인한 경우에, 펌프 로터 간의 고형물의 물려 들어감 등에 의해 펌프 로터의 동기 어긋남이 발생하고, 펌프 로터끼리가 접촉하는 경우가 있다. 이 경우에는, 진공 펌프가 정지에 이를 우려가 있다. 또한, 고형물이 펌프 로터의 회전력으로 배제되었다고 해도, 펌프 로터가 접촉하면, 펌프 로터에 흠집이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 진공 펌프의 성능을 유지할 수 없게 되어, 진공 펌프가 정지에 이를 우려가 있다.

그래서, 본원 발명은, 펌프 로터의 동기 어긋남이 발생한 경우라도 펌프 로터끼리가 접촉하는 것을 억제할 수 있는 간소한 구조의 진공 펌프를 실현하는 것을 과제로 한다.

일 실시 형태의 진공 펌프는, 대향하여 배치된 한 쌍의 축과, 상기 한 쌍의 축에 설치된 한 쌍의 펌프 로터와, 상기 한 쌍의 축에 설치되고, 자석의 이자극을 대향시켜 직접 자기 커플링을 형성하는 한 쌍의 모터 로터와, 상기 한 쌍의 축에 설치되고, 상기 한 쌍의 펌프 로터의 동기를 취하기 위한 한 쌍의 기어를 구비한다.

일 실시 형태의 진공 펌프에 의하면, 한 쌍의 펌프 로터의 동기 어긋남이 발생한 경우에는, 한 쌍의 기어가 서로 접촉함으로써 한 쌍의 펌프 로터의 동기 어긋남을 해소할 수 있다. 그 결과, 일 실시 형태의 진공 펌프에 의하면, 펌프 로터끼리가 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 이것에 추가하여, 본 실시 형태의 진공 펌프는, 한 쌍의 모터 로터가 직접 자기 커플링을 형성하고 있으며, 자기 커플링력이 충분히 크다. 이 때문에, 진공 펌프가 미소한 고형물 등을 흡인하고 있지 않은 통상 상태에서는, 한 쌍의 모터 로터의 자기 커플링력만으로 한 쌍의 펌프 로터가 동기 회전하고, 한 쌍의 기어는 상호 접촉하지 않는다. 따라서, 한 쌍의 기어에 요구되는 강도는 비교적 작기 때문에, 한 쌍의 기어를 소형화할 수 있다. 또한, 한 쌍의 기어 상호의 접촉 빈도가 적어 마모되기 어렵기 때문에, 한 쌍의 기어는, 예를 들면 윤활유 등을 충전한 공간에 배치하지 않아도 된다. 이 때문에, 진공 펌프의 구조를 간소화함과 동시에 소형화를 실현할 수 있다.

일 실시 형태의 진공 펌프에 있어서, 상기 한 쌍의 기어는, 상호 비접촉 이 되도록 상기 한 쌍의 기어의 톱니 간의 클리어런스가 설정되어 있으며, 상기 한 쌍의 기어의 톱니 간의 클리어런스는, 상기 한 쌍의 펌프 로터 간의 클리어런스보다 작게 설정되어도 된다.

이에 따르면, 한 쌍의 펌프 로터의 동기 어긋남이 발생한 경우에는, 한 쌍의 펌프 로터가 접촉하기 전에, 한 쌍의 기어가 접촉한다. 한 쌍의 기어가 접촉하여 상호 연동 회전함으로써, 한 쌍의 펌프 로터의 동기가 취해진다. 그 결과, 한 쌍의 펌프 로터는, 상호 접촉하고 있지 않은 상태에서 동기 회전할 수 있다.

일 실시 형태의 진공 펌프에 있어서, 상기 한 쌍의 모터 로터의 외주에 배치된 전기자를 추가로 구비하고, 상기 전기자는, 상기 한 쌍의 모터 로터의 외주에 소정의 간극을 유지하여 타원 형상으로 배치되어도 된다. 이에 따르면, 한 쌍의 모터 로터가 직접 자기 커플링을 형성하고, 충분히 큰 자기 커플링력을 얻을 수 있다.

일 실시 형태의 진공 펌프에 있어서, 상기 한 쌍의 기어는, 윤활제가 충전되어 있지 않은 공간에 배치되어도 된다. 또한, 상기 한 쌍의 기어는, 상기 한 쌍의 모터 로터가 배치되는 펌프실 내에 배치되어도 된다. 또한, 상기 한 쌍의 기어는, 상기 한 쌍의 모터 로터가 배치되는 모터실 내에 배치되어도 된다.

즉, 한 쌍의 기어 상호의 접촉 빈도가 적어 마모되기 어렵기 때문에, 한 쌍의 기어는, 윤활유 등을 충전한 공간에 배치하지 않아도 된다. 이 때문에, 진공 펌프의 구조를 간소화함과 동시에 소형화를 실현할 수 있다.

일 실시 형태의 진공 펌프에 있어서, 상기 한 쌍의 기어 중 적어도 한쪽은, 자기윤활성이 있는 재료로 형성되어도 된다. 또한, 상기 한 쌍의 기어 중 적어도 한쪽은, 수지로 형성되어도 된다. 또한, 상기 한 쌍의 기어 중 적어도 한쪽은, 표면에 윤활제가 코팅되어 있어도 된다.

도 1은, 일 실시 형태의 진공 펌프의 개략적인 단면도이다.
도 2는, 일 실시 형태의 구동 모터의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 구동 모터의 코일의 결선(結線)을 나타내는 도면이다.
도 4a는, 도 3의 결선의 전류의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4b는, 도 2의 구동 모터의 전기자 코일의 전류의 흐름과 펌프 로터의 회전을 나타내는 도면이다.
도 5a는, 도 3의 결선의 전류의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5b는, 도 2의 구동 모터의 전기자 코일의 전류의 흐름과 펌프 로터의 회전을 나타내는 도면이다.
도 6a는, 도 3의 결선의 전류의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6b는, 도 2의 구동 모터의 전기자 코일의 전류의 흐름과 펌프 로터의 회전을 나타내는 도면이다.
도 7a는, 도 3의 결선의 전류의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7b는, 도 2의 구동 모터의 전기자 코일의 전류의 흐름과 펌프 로터의 회전을 나타내는 도면이다.
도 8a는, 도 3의 결선의 전류의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8b는, 도 2의 구동 모터의 전기자 코일의 전류의 흐름과 펌프 로터의 회전을 나타내는 도면이다.
도 9a는, 도 3의 결선의 전류의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 9b는, 도 2의 구동 모터의 전기자 코일의 전류의 흐름과 펌프 로터의 회전을 나타내는 도면이다.
도 10은, 기어의 톱니 간의 클리어런스를 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본원 발명의 일 실시 형태에 따른 진공 펌프 장치를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은, 일 실시 형태의 진공 펌프의 개략 단면도이다. 본 실시 형태는, 진공 펌프의 일 예로서 스크루 진공 펌프를 설명한다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, 루트 펌프 등의 동기 반전형의 진공 펌프에 본원 발명을 적용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 진공 펌프(1000)는, 예를 들면 주사형 전자 현미경의 분석 대상물을 설치하는 공간의 배기를 위해 이용된다. 그러나, 진공 펌프(1000)는, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 반도체 제조 장치에 있어서의 배기를 위해 등 여러 가지 용도로 사용될 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 진공 펌프(1000)는, 구동 모터부(200)와, 구동 모터부(200)에 의해 회전 구동되는 한 쌍의 펌프 로터부(300, 400)를 구비한다.

펌프 로터부(300)는, 펌프 주축(310)과, 펌프 주축(310)에 장착된 스크루형의 펌프 로터(312)를 구비한다.

또한, 펌프 로터부(400)는, 펌프 주축(310)에 대향하여 배치된 펌프 주축(410)과, 펌프 주축(410)에 장착된 스크루형의 펌프 로터(412)를 구비한다. 펌프 로터(312)와 펌프 로터(412)는, 서로 대향한다. 또한, 펌프 로터(312)의 스크루와 펌프 로터(412)의 스크루는, 도 1에 나타내는 바와 같이 소정의 클리어런스(S1, S2)를 유지하여 이간하고 있다.

펌프 로터(312) 및 펌프 로터(412)는, 도시되어 있지 않은 상부 케이싱과, 하부 케이싱(330)에 의해 형성되는 펌프실(500) 내에 배치된다.

펌프 주축(310, 410)의 제1 단부는, 베어링(340, 440)에 의해 축지지된다. 한편, 펌프 주축(310, 410)은, 구동 모터부(200)와 펌프 로터부(300, 400)의 경계부분에 있어서, 베어링(342, 442)에 의해 축지지되어 있다. 펌프 주축(310, 410)의 제 2 단부는, 베어링(342, 442)에 의해 축지지된 지점으로부터 구동 모터부(200)쪽으로 돌출되어 있다.

다음으로, 구동 모터부(200)의 구성에 대해서 설명한다. 구동 모터부(200)는, 모터 로터(110, 210)와, 고정자 요크(120)와, 기어(380, 480)를 구비한다.

모터 로터(110, 210)는 각각, 펌프 주축(310, 410)의 제2 단부에 장착된다. 모터 로터(110)와 모터 로터(210)는, 서로 대향한다. 고정자 요크(120)는, 모터 로터(110, 210)를 둘러싼다.

기어(380, 480)는 각각, 펌프 주축(310, 410)에 장착된다. 기어(380)와 기어(480)는, 서로 대향한다.

모터 로터(110, 210), 고정자 요크(120), 및 기어(380, 480)는, 모터 프레임(130)에 의해 형성되는 모터실(600) 내에 배치된다.

다음으로, 구동 모터부(200)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는, 일 실시 형태의 구동 모터의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 3은, 구동 모터의 코일의 결선을 나타내는 도면이다.

모터 로터(110, 210)는, 그 표면에 영구 자석(112, 212)이 주설(周設)된다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 있어서는, 영구 자석(112, 212)의 극대수는 각각 3이고, S, N, S, N, S, N의 6극이 각각의 모터 로터(110, 210)의 주위에 설치된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 모터 로터(110, 210)의 표면에 영구 자석(112, 212)이 주설된 SPM(Surface Permanent Magnet) 모터를 구비하는 진공 펌프를 예시했지만, 본 발명은 이것으로는 한정되지 않는다. 예를 들면, 영구 자석이 모터 로터의 내부에 매립되어 있는 IPM(Interior Permanent Magnet) 모터를 구비하는 진공 펌프에 대해서도, 본 발명을 적용할 수 있다.

고정자 요크(120)는, 타원 형상으로 모터 로터(110, 210)를 둘러싼다. 고정자 요크(120)에는, 복수의 전기자(122)가 설치된다. 전기자(122)는 각각, 전기자 철심(124)과, 전기자 철심(124)에 권회된 코일(126)을 구비한다. 전기자(122)는, 공통의 고정자 요크(120)에 끼워 넣어져 위치 결정된다. 전기자(122)는, 모터 로터(110, 210)의 외주면과 소정의 간극 δ1만큼 이간하여 배치된다. 전기자(122)는, 한 쌍의 모터 로터(110, 210)의 외주에 소정의 간극을 유지하여 타원 형상으로 배치된다.

코일(126)은 각각, U, V, W, U', V', W'의 6슬롯으로 분할되어 있다. 여기에서, U'는 U의 역상이고, V'는 V의 역상이고, W'는 W의 역상인 것을 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, U1, U2, V1, V2, 및 W1, W2는, 직렬로 접속되어 있으며, 동일한 턴수의 코일이다. U1, U1', V1, V1', W1, W1'의 코일과, U2, U2', V2, V2', W2, W2'의 코일은, 대칭선 B에 대하여 대칭으로 배치된다. 또한, U1, U2, V1, V2, W1, W2의 코일과, U1', U2', V1', V2', W1', W2'의 코일은, 대칭선 C에 대하여 대칭으로 배치된다. 여기에서, 코일(126)은, 도 3에 나타내는 바와 같이 U1, U2가 직렬로 접속되고, 그 역상인 U1', U2'가 직접적으로 접속되어, 양자가 병렬로 접속되어 U상을 구성하고 있다. V상 및 W상에 대해서도 동일하고, 전체로서 U, V, W의 각 상이 Y형으로 결선된다.

모터 로터(110, 210)는, 소정의 축간 거리 t를 유지하여 배치되어 있다. 모터 로터(110, 210)에는 각각, 외주에 N, S 교대로 또한 등간격으로 6극에 착자된 영구 자석(112, 212)이 설치된다. 모터 로터(110, 210)는, 6극의 영구 자석(112, 212) 중 대칭선 C를 사이에 두고 대향하는 2극씩을 자기 커플링으로서 사용한다. 모터 로터(110, 210)는, 서로의 이자극면을 대향시켜 자기 커플링을 형성하고, 서로 역방향으로만 동기 회전한다.

모터 로터(110, 210)는, 외주끼리가 소정의 간극 거리 δ0을 유지하여 대향한다. 본 실시 형태의 진공 펌프(1000)는, 모터 로터(110, 210)가 철심 등의 스테이터 코어를 개재하지 않고 공간을 사이에 두고 직접 대향하고 있다. 즉, 본 실시 형태의 진공 펌프(1000)는, 모터 로터(110, 210)가 직접 자기 커플링을 형성하는 진공 펌프이다. 여기에서, 모터 로터(110, 210) 간의 클리어런스가 지나치게 크면, 자기 커플링력이 저하한다. 본 실시 형태는, 전기자 철심(124)과 모터 로터(110, 210) 외주의 거리를 δ1, 모터 로터(110, 210) 간의 간극 거리를 δ0으로 했을 때, δ0≒1∼3δ1 정도로 되어 있다. 이에 따라, 영구 자석(112, 212) 간의 흡인력과, 모터 로터(110, 210)와 전기자(122)의 사이의 흡인력이 대략 캔슬되어, 자기 커플링력이 충분히 커진다.

구동 모터부(200)는, 12개의 전기자(122)를 구비한다. 전기자(122)는, 대칭선 C에 관하여 대칭이 되도록 6극씩 배치된다. 또한, 코일(126)은, 대칭선 C에 관하여 대칭한 위치에 있어서, 동상(同相) 또한 역방향으로 전기자 철심(124)에 권회된다. 구동 모터부(200)는, 대칭 위치의 코일(126)에 역방향의 통전을 행함으로써, 역상의 관계를 형성한다. 이에 따라 구동 모터부(200)는, 1개의 모터로서 구동된다. 구동 모터부(200)는, 1개의 3상 모터로서 구동되기 때문에, 구동 전원 장치도 1개라도 된다.

도 4a∼도 9a는, 도 3의 결선의 전류의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 4b∼도 9b는, 도 2의 구동 모터의 전기자 코일의 전류의 흐름과 펌프 로터의 회전을 나타내는 도면이다. 구동 모터부(200)는, 모터 로터(110, 210)의 자극 위치에 따라서, 도 4a∼도 9a의 화살표에 나타내는 바와 같이 6가지의 통전의 전환을 반복한다. 이에 따라, 구동 모터부(200)는, 모터 로터(110, 210)를 도 4b∼도 9b의 화살표의 방향으로 동기 반전시켜 회전을 계속한다.

또한, 모터 로터(110, 210)의 자극의 수, 전기자(122)의 수, 및 이들의 조합은, 본 실시 형태에서 나타낸 것으로 한정되지 않고, 임의이다. 예를 들면, 모터 로터(110, 210)의 자극수가 각각 4개, 전기자(122)의 수가 6개 등이라도 된다.

다음으로, 기어(380, 480)에 대해서 설명한다. 도 10은, 기어의 톱니 간의 클리어런스를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 10은, 기어(380, 480)의 일부분만을 나타내고 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 기어(380)의 톱니(380a)와 기어(480)의 톱니(480a)의 사이의 클리어런스는, G1, G2로 설정된다. 여기에서, 기어(380)의 톱니(380a)와 기어(480)의 톱니(480a)의 사이의 클리어런스(G1, G2)는, 펌프 로터(312)와 펌프 로터(412)의 사이의 클리어런스(S1, S2)와 비교하면, G1, G2<S1, S2라는 관계의 백래시 치수로 되어 있다. 환언하면, 펌프 로터(312, 412) 및 기어(380, 480)는, G1, G2<S1, S2가 되도록 형성된다.

본 실시 형태의 진공 펌프(1000)에 있어서, 모터 로터(110, 210)는, 대향하는 이자극에서 철심을 통하지 않고 직접 마그넷 커플링을 형성하고, 동기하여 반전하도록 되어 있다. 이 때문에, 펌프 로터(312, 412)는, 진공 펌프(1000)의 운전시에 비접촉으로 동기 반전이 가능해진다. 이것에 추가하여, 기어(380, 480)는, 상호 접촉하는 일 없이 회전이 가능하다. 그 때문에, 진공 펌프(1000)는, 기어(380, 480)의 접촉 저항, 그리스, 또는, 윤활유의 손실을 없애는 것이 가능하다. 이에 따라, 본 실시 형태는, 기어 손실이 적은, 고효율이며, 고속 회전이 가능한 진공 펌프(1000)를 제공할 수 있다. 또한, 진공 펌프(1000)가 어떠한 이유에 의해 이물을 흡인했을 때나, 진공 펌프(1000) 내부에 생성물이 부착했을 때도, 기어(380, 480)가 펌프 로터(312, 412)의 접촉보다 먼저 맞물린다. 따라서, 본 실시 형태의 진공 펌프(1000)는, 펌프 로터(312, 412)끼리를 접촉하는 일 없이, 펌프 로터(312, 412)를 동기 반전시킬 수 있다.

이 점에 대해서 상세하게 설명하기 위해, 진공 펌프(1000)가 미소한 고형물을 흡인했다고 가정한다. 이 경우, 고형물이 펌프 로터(312, 412) 사이에 물려들어가는 것 등에 의해, 펌프 로터(312, 412)의 동기 어긋남이 발생할 우려가 있다.

그러나, 본 실시 형태의 진공 펌프는, 기어(380, 480)를 구비하고 있다. 펌프 로터(312, 412)의 동기 어긋남이 발생한 경우에는, 기어(380, 480)가 상호 접촉함으로써 펌프 로터(312, 412)의 동기 어긋남을 해소한다. 그 결과, 진공 펌프(1000)는, 펌프 로터끼리가 접촉하는 것을 억제할 수 있다.

또한 구체적으로는, 진공 펌프(1000)는, 기어(380)의 톱니(380a)와 기어(480)의 톱니(480a)의 사이의 클리어런스(G1, G2)보다도, 펌프 로터(312)와 펌프 로터(412)의 사이의 클리어런스(S1, S2)의 쪽이 크게 되어 있다. 따라서, 펌프 로터(312, 412)의 동기 어긋남이 발생한 경우에는, 펌프 로터(312)와 펌프 로터(412)가 접촉하기 전에, 기어(380)와 기어(480)가 먼저 접촉한다. 기어(380)와 기어(480)가 접촉하여 상호 연동 회전함으로써, 펌프 로터(312, 412)의 동기가 취해진다. 그 결과, 펌프 로터(312)와 펌프 로터(412)는, 상호 접촉하고 있지 않은 상태에서 동기 회전할 수 있다.

이것에 추가하여, 본 실시 형태의 진공 펌프는, 전술한 바와 같이, 모터 로터(110, 210)가 직접 자기 커플링을 형성하고 있으며, 자기 커플링력이 충분히 크다. 이 때문에, 진공 펌프(1000)가 미소한 고형물 등을 흡인하고 있지 않은 통상 상태에서는, 모터 로터(110, 210)의 자기 커플링력만으로 펌프 로터(312, 412)가 동기 회전한다. 그 결과, 통상 상태에서는, 기어(380, 480)는, 클리어런스(G1, G2)를 유지하여 상호 접촉하지 않는다. 즉, 기어(380, 480)는, 진공 펌프(1000)가 미소한 고형물을 흡인하는 등의 비통상 상태에 의해 펌프 로터(312, 412)의 동기 어긋남이 발생했을 때를 위한 비상용의 부품이다.

통상 상태에 있어서 기어(380, 480)는, 클리어런스(G1, G2)를 유지하여 상호 접촉하지 않기 때문에, 기어(380, 480)에 요구되는 강도는 비교적 작다. 따라서, 본 실시 형태의 진공 펌프(1000)에 의하면, 기어(380, 480)를 소형화할 수 있다. 또한, 기어(380, 480) 상호의 접촉 빈도가 적어 마모되기 어렵기 때문에, 기어(380, 480)는, 예를 들면 윤활유 등을 충전한 공간에 배치하지 않아도 된다.

본 실시 형태에 있어서, 기어(380, 480)는, 윤활제가 충전되어 있지 않은 공간인 모터실(600) 내에 배치된다. 또한, 이것으로 한정하지 않고, 기어(380, 480)는, 윤활제가 충전되어 있지 않은 공간인 펌프실(500) 내에 배치되어 있어도 된다. 기어(380, 480)는, 윤활제가 충전되어 있지 않은 공간에 배치되는 경우에는, 윤활유 또는 그리스를 이용하지 않고 사용할 수 있다. 또한, 기어(380, 480)의 적어도 한쪽이, 테플론(등록상표), 수지 등의 자기윤활성이 있는 재료로 형성되어 있어도 된다. 이 경우에는, 기어(380, 480)의 적어도 일부분이, 자기윤활성이 있는 재료 로 형성되어도 된다. 예를 들면, 톱니(380a, 480a)의 적어도 일부분이, 자기윤활성이 있는 재료로 형성되어 있어도 되고, 기어(380, 480)의 적어도 한쪽의 표면 전체면, 또는, 기어(380, 480)끼리의 접촉 부분의 표면이, 자기윤활성이 있는 재료로 형성되어도 된다. 또한, 기어(380, 480)의 적어도 한쪽은, 표면에 윤활제가 코팅되어 있어도 된다. 본 실시 형태의 진공 펌프(1000)에 의하면, 윤활제가 충전된 공간을 펌프실(500) 및 모터실(600)과는 별도로 설치하지 않아도 되기 때문에, 진공 펌프(1000)의 구조를 간소화함과 동시에 소형화를 실현할 수 있다.

110, 210 : 모터 로터
112, 212 : 영구 자석
120, 220 : 고정자 요크
122 : 전기자
124 : 전기자 철심
126 : 코일
130 : 모터 프레임
200 : 구동 모터부
300, 400 : 펌프 로터부
310, 410 : 펌프 주축
312, 412 : 펌프 로터
380, 480 : 기어
500 : 펌프실
600 : 모터실
1000 : 진공 펌프
G1, G2 : 클리어런스
S1, S2 : 클리어런스

Claims

대향하여 배치된 한 쌍의 축과,
상기 한 쌍의 축에 설치된 한 쌍의 펌프 로터와,
상기 한 쌍의 축에 설치되고, 자석의 이자극을 대향시켜 직접 자기 커플링을 형성하는 한 쌍의 모터 로터와,
상기 한 쌍의 축에 설치되고, 상기 한 쌍의 펌프 로터의 동기를 취하기 위한 한 쌍의 기어를 구비하고,
상기 한 쌍의 기어는, 상호 비접촉이 되도록 상기 한 쌍의 기어의 톱니 간의 클리어런스가 설정되어 있으며,
상기 한 쌍의 기어의 톱니 간의 클리어런스는, 상기 한 쌍의 펌프 로터 간의 클리어런스보다 작게 설정되는 진공 펌프.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 모터 로터의 외주에 배치된 전기자를 더 구비하고,
상기 전기자는, 상기 한 쌍의 모터 로터의 외주에 소정의 간극을 유지하여 타원 형상으로 배치되는 진공 펌프.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 기어는, 윤활제가 충전되어 있지 않은 공간에 배치되는 진공 펌프.
제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 기어는, 상기 한 쌍의 모터 로터가 배치되는 펌프실 내에 배치되는 진공 펌프.
제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 기어는, 상기 한 쌍의 모터 로터가 배치되는 모터실 내에 배치되는 진공 펌프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한 쌍의 기어의 적어도 한쪽은, 자기윤활성이 있는 재료로 형성되는 진공 펌프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한 쌍의 기어의 적어도 한쪽은, 수지로 형성되는 진공 펌프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한 쌍의 기어의 적어도 한쪽은, 표면에 윤활제가 코팅되어 있는 진공 펌프.
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