KR20100005149A - 진공 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 펌프에 관한 것으로서, 회전체가 수용되는 원통 형상의 펌프 케이싱, 펌프 케이싱의 흡기구부에 형성된 링 장착부, 링 부재의 일부를 절개한 C자 형상을 이루고 링 장착부에 장착되는 C형 링, 및 C형 링에 의해 흡기구부에 장착되는 이물질 방지용 보호 네트를 구비하고, C형 링이 펌프 케이싱에 장착된 상태에서는 C형 링의 단부들이 둘레 방향으로 중복되어 배치되기 때문에 대기가 돌입했을 때 이물질 방지용 보호 네트의 변형이 억제되고, 이물질 방지용 보호 네트의 펌프 케이싱으로부터의 탈락을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

진공 펌프{VACUUM PUMP}

본 발명은 진공 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 터보 분자 펌프와 같이 고속 회전하는 회전체를 구비한 진공 펌프에서는 이물질 등이 펌프 내에 들어가지 않도록 흡기구에 보호 네트가 설치되어 있다. 보호 네트를 흡기구에 장착하는 방법으로서는 착탈의 용이성이나 비용 등의 관점에서 흡기구 플랜지상에 보호 네트를 얹어 설치하고, 보호 네트를 고정하기 위한 C형 링을 플랜지에 장착하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다(예를 들면, 일본 공개특허공보 평11-247790호(제 4 도) 참조).

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그러나, 대기 돌입 등에 의해 장치측 압력이 급격히 커졌을 때 펌프측으로의 힘이 보호 네트 전체에 가해져 보호 네트가 변형되고, 보호 네트가 펌프측으로 탈락될 우려가 있었다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명에 의한 진공 펌프는 회전체가 수용되는 원통 형상의 펌프 케이싱과, 펌프 케이싱의 흡기구부에 형성된 링 장착부와, 링 부재의 일부를 절개한 C자 형상을 이루고 링 장착부에 장착되는 C형 링과, C형 링에 의해 흡기구부에 장착되는 이물질 방지용 보호 네트를 구비하고, C형 링이 펌프 케이싱에 장착된 상태에서 C형 링의 단부들이 둘레 방향으로 중복되어 배치되도록 C형 링의 양 단부를 형성했다.

본 발명에 의한 진공 펌프에서, C형 링의 양 단부의 단면을 상기 C형 링의 직경 방향에 대해 경사지게 대향하여 형성할 수 있다. 또는 C형 링의 일단을 링 내측으로 절곡해도 좋다. 어느 기구를 채용해도 C형 링의 양 단부를 둘레 방향으로 중복하여 배치할 수 있다.

본 발명에 의한 진공 펌프에 있어서, 링 장착부로서, 이물질 방지용 보호 네트의 테두리부가 얹어 설치되는 플랜지와, 상기 플랜지에 대해 소정 간격으로 상기 C형 링이 걸려 고정되는 홈을 구비하도록 해도 좋다. 또한, 이물질 방지용 보호 네트에 복수의 개구가 형성된 기체 통과 영역과, 상기 기체 통과 영역을 둘러싸도록 설치되어 플랜지상에 얹어 설치되는 테두리부를 형성하도록 해도 좋다.

본 발명에 의한 진공 펌프에서, 회전체에 형성된 동익(動翼)과, 동익에 대향하여 설치된 정익(靜翼)을 구비하도록 해도 좋다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면 펌프 케이싱에 대기가 돌입했을 때 등의 보호 네트의 탈락을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 회전 진공 펌프를 도시한 단면도,

도 2는 도 1의 A부 확대도,

도 3의 (a)는 도 2의 B-B 단면도, (b)는 D 방향에서 본 사시도,

도 4의 (a)는 보호 네트(30) 및 C형 링(32)의 일부를 도시한 평면도, (b)는 D 방향에서 본 사시도,

도 5의 (a)는 변형 시의 C형 링(32)을 도시한 평면도, (b)는 변형 시의 C형 링(31)을 도시한 평면도,

도 6은 보호 네트(30)의 탈락을 설명하는 도면으로서, (a)는 보호 네트(30) 및 C형 링(32)의 일부를 도시한 평면도, (b)는 E2-E2 단면도, (c)는 E1-E1 단면도, (d)는 보호 네트(30)의 변형을 도시한 도면,

도 7은 보호 네트(30)의 탈락을 설명하는 도면으로서, (a)는 보호 네트(30) 및 C형 링(31)의 일부를 도시한 평면도, (b)는 F2-F2 단면도, (c)는 F1-F1 단면도, (d)는 L〈 0인 경우의 C형 링(31)의 일부를 도시한 도면, 및

도 8은 변형예에 의한 C형 링(31)을 도시한 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태)

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 진공 펌프의 일 실시형태를 도시한 도면으로서, 자기 베어링식 터보 분자 펌프(1)의 단면도이다. 도 1에 도시한 터보 분자 펌프는 터보 분자 펌프부(2)와 나사 홈 펌프부(3)를 구비한 고가스 부하 대응형 터보 분자 펌프이다. 터보 분자 펌프부(2)는 복수단의 동익(19)과 복수단의 정익(21)으로 구 성되고, 나사 홈 펌프부(3)는 나사 로터(20)와 나사 스테이터(23)로 구성되어 있다.

복수단의 동익(19) 및 나사 로터(20)는 로터(4)에 형성되어 있고, 상기 로터(4)는 스핀들 하우징(24) 내에 회전 자유롭게 설치된 회전축(8)에 고정되어 있다. 스핀들 하우징(24) 내에는 도시한 상측에서 차례로 상부 래디얼 센서(13), 상부 래디얼 전자석(9), 모터 스테이터(12), 하부 래디얼 전자석(10), 하부 래디얼 센서(14) 및 스러스트 전자석(11)이 설치되어 있다.

회전축(8)은 래디얼 전자석(9, 10) 및 스러스트 전자석(11)에 의해 비접촉 지지되고, 모터 스테이터(12)와 회전축측의 모터 로터로 구성되는 DC 모터에 의해 회전 구동된다. 회전축(8)의 부상(浮上) 위치는 각 래디얼 전자석(9, 10) 및 스러스트 전자석(11)에 대응하여 설치된 래디얼 센서(13, 14) 및 스러스트 센서(15)에 의해 검출된다. 회전축(8)의 상하에 설치된 보호 베어링(16, 17)은 기계식 베어링이고, 자기 베어링이 작동하지 않는 경우에 회전축(8)을 지지하며, 또한 회전축(8)의 부상 위치를 제한하는 것으로서 기능한다.

한편, 케이싱(7) 내의 베이스(6)상에는 복수의 정익(21) 및 나사 스테이터(23)가 설치되어 있다. 각 정익(21)은 상하를 링 형상의 스페이서(22)에 의해 끼워지도록 베이스(6)상에 유지되어 있고, 케이싱(7)을 베이스(6)에 볼트 체결함으로써 정익(21) 및 스페이서(22)가 케이싱(7)의 상단과 베이스(6) 사이에 고정된다. 그 결과, 각 정익(21)은 동익(19) 사이의 소정 위치에 위치결정된다. 나사 스테이터(23)는 베이스(6)상에 볼트 체결되어 있다.

흡기구(7a)로부터 유입된 가스 분자는 터보 분자 펌프부(2)에 의해 도시한 하방으로 비산하여 하류측을 향해 압축 배기된다. 나사 로터(20)는 나사 스테이터(23)의 내주면에 근접하여 설치되어 있고, 나사 스테이터(23) 내주면에는 나선 홈이 형성되어 있다. 나사 홈 펌프부(3)에서는 나사 스테이터(23)의 나선 홈과 고속 회전하는 나사 로터(20)에 의해 점성류에 의한 배기능이 실시된다. 터보 분자 펌프부(2)에서 압축된 가스 분자는 추가로 나사 홈 펌프부(3)에 의해 압축되고, 배기구(6a)로부터 배출된다.

케이싱(7)의 흡기구(7a)에는 장치측으로부터의 이물질의 혼입을 방지하기 위한 보호 네트(30)가 설치되어 있다. 케이싱(7)에는 보호 네트(30)가 케이싱(7)으로부터 벗어나는 것을 방지하기 위한 C형 링(31)이 설치되어 있다. 도 2는 도 1의 A부 확대도이다. 케이싱(7)의 내주면에는 링 형상의 플랜지(70)가 형성되어 있고, 이 플랜지(70)상에 보호 네트(30)는 얹어 설치되어 있다. 플랜지(70)의 상부 내주면에는 C형 링(31)을 장착하기 위한 홈(71)이 형성되어 있다. C형 링(31)은 C형 링(31) 자신을 변형시킬 때의 탄성력에 의해 이 홈(71) 내에 끼워져 있다. 장착된 C형 링(31)은 보호 네트(30)의 외주 리브부(30a)의 상방으로 돌출되어 있으므로 펌프를 경사지게 하거나 반대로 장착해도 보호 네트(30)가 케이싱(7)으로부터 벗어나지 않는다.

도 3은 C형 링(31)의 형상을 설명하는 도면으로서, (a)는 도 2의 B-B 단면도, (b)는 D 방향에서 본 도면이다. C형 링(31)은 스프링강과 같은 탄성 재료에 의해 형성되어 있고, 스프링강의 선재를 링 형상으로 가공하여 그 이음매를 경사 절단한 것이다. 경사 절단 부분(310)의 틈 크기(d)는 약 2mm이다. 물론, 틈 크기는 2mm에 한정되지 않지만, 후술하는 바와 같이 보호 네트의 빠짐을 방지하는 의미에서는 가능한한 틈은 작은 쪽이 좋다.

또한, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 C형 링(31)의 양 단부가 둘레 방향으로 중복되어 배치되어 있으므로 C형 링(31)을 D 방향(직경 방향)에서 보면 좌측 단부는 우측 부분에 겹쳐 보이지 않는다. 경사 절단 부분(300)의 접선에 대한 각도는 30도이다. 이와 같이 C형 링(31)을 경사 절단하여 보호 네트(30)의 외주 리브부(30a)에 대해, 크기(L)의 부분 이외는 C형 링(31)으로 누를 수 있다. 이 크기(L)는 경사 각도를 작게 할 수록 또 경사 절단 부분(300)의 틈 크기(d)를 작게 할수록 작게 할 수 있다.

도 4는 종래의 터보 분자 펌프의 C형 링의 일례를 도시한 것이다. C형 링(32)은 상술한 C형 링(31)과 마찬가지로 스프링강의 선재를 링형상으로 가공한 것이다. 단, 단면은 경사 절단되어 있지 않다. C형 링(32)을 케이싱(7)의 홈(71)에 장착할 때는 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 C형 링(32)의 직경이 작아지도록 변형시켜 홈(71)에 끼워 넣는다.

이 경우, 도 4의 (a)에 도시한 C형 링(32)의 단부간의 틈(L1)이 작으면 C형 링(32)을 변형시킬 때 도 5의 (a)의 실선으로 나타내는 바와 같이 단부들이 접촉하여, 장착할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에 변형 시에 단부들이 접촉해도 C형 링(32)의 홈(71)으로의 장착 작업이 용이해지도록 틈(L1)을 크게 설정하도록 하고 있다. 예를 들면 20mm 정도로 설정된다.

한편, C형 링(31)의 경우에는 링 단부가 경사져 있으므로 장착 시에 C형 링(21)을 변형했을 때 단부들이 접촉해도 서로 미끄러지고, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 한쪽의 단부가 다른쪽 단부의 내측에 들어가도록 변형된다. 이 때문에 도 3의 (a)의 틈 크기(d)를 작게 설정해도 C형 링(31)의 홈(71)으로의 착탈을 용이하게 실시할 수 있다.

이와 같이 종래의 C형 링(32)의 경우에는 틈(L1)을 크게 할 필요가 있으므로 보호 네트(30)의 외주 리브부(30a)에 대해, C형 링(32)으로 누를 수 없는 영역이 커지기 쉽다. 한편, C형 링(31)의 경우에는, 단부가 경사져 있으므로 누를 수 없는 영역을 작게 할 수 있다. 특히 경사 각도를 크게 하여 L〈 0이 되도록 하면 일주(一周)에 걸쳐 누를 수 없는 영역을 없애는 것이 가능해진다.

도 4에 도시한 바와 같이 보호 네트(30)의 주연부에 C형 링(32)으로 누를 수 없는 영역이 있으면 대기 돌입 시 등에 보호 네트(30)가 케이싱(7) 내에 인입되기 쉬워진다. 이하에서는 대기 돌입 시에 보호 네트(30)가 펌프측으로 크게 변형되어 탈락하는 이유와, 본 실시형태의 펌프에서는 탈락을 방지할 수 있는 것을 도 6, 7을 참조하여 설명한다.

도 6의 (a)는 도 4의 (a)와 동일한 도면이며, C형 링(32)이 절개되어 있는 부분을 도시한 것이다. 도 6의 (b)는 E2-E2 단면을 도시한 도면이고, 도 6의 (c)는 E1-E1 단면을 도시한 도면이다. 대기 돌입에 의해 보호 네트(30)의 상면에 압력이 가해지면 E1-E1 단면도에 도시한 C형 링(32)이 절개되어 있는 부분에서는 플랜지(70) 보다도 내측 부분의 보호 네트(30)가 도시한 하방으로 변형되고, 반대로 외주 리브부(30a)는 도시한 상방으로 튀어오르게 된다.

한편, E2-E2 단면도에 도시한 부분에서는 C형 링(32)에 의해 외주 리브부(30a)의 상방으로의 튀어오름이 방지된다. 그 결과, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이 C형 링(32)이 절개되어 있는 부분의 보호 네트(30)가 변형되고, 보호 네트(30)의 중앙 부분이 펌프측으로 크게 오목하고, 외주 리브부(30a)가 플랜지(70)로부터 탈락하게 된다. 탈락한 보호 네트(30)는 로터(4)의 동익(19)과 접촉하여 동익(19)이 손상되는 문제가 있었다.

도 7의 (a)는 도 3의 (a)와 동일한 도면으로서, C형 링(31)이 절개되어 있는 부분을 도시한 것이다. 도 7의 (b)는 F2-F2 단면을 도시한 도면이며, 도 7의 (c)는 F1-F1 단면을 도시한 도면이다. 도 7의 (b)의 F2-F2 단면도의 경우 경사 절단된 C형 링(31)의 선단 부분이 보호 네트(30)의 외주 리브부(30a)의 상방에 있으므로 대기 돌입 시의 압력에 의해 보호 네트(30)가 도시한 하방으로 변형해도 외주 리브부(30a)가 상방으로 튀어오르지 않는다.

한편, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 도 3의 (a)의 크기(L)의 범위의 단면인 F1-F1 단면에서는 외주 리브부(30a)의 상방에 C형 링(31)이 없으므로 도시한 바와 같이 외주 리브부(30a)는 상방으로 튀어오를 가능성이 있다. 그러나, C형 링(31)의 절개가 경사져 있으므로 크기(L)는 작고, 도 6의 (d)와 같이 상방으로 변형될 여지가 없으며, 외주 리브부(30a)의 튀어오름이 방지된다. 그 결과, 대기 돌입 시에 보호 네트(30)가 펌프측으로 크게 변형되는 것이 방지되어 보호 네트(30)가 케이싱(7)으로부터 탈락되지 않는다.

도 7의 (d)는 경사 절단된 각도를 더 작게 하고, 크기(L)가 L〈 0이 되는 경우를 도시한 것이다. 이 경우 도 7의 (c)와 같은 상황은 발생하지 않으며, 대기 돌입 시의 보호 네트(30)의 탈락을 확실히 방지할 수 있다. 또한, 경사 절단된 각도를 더 작게 하는 대신에 절단 부분의 틈 크기(d)를 작게 하는 것이라도 L〈 0으로 하는 것이 가능하다.

도 8은 C형 링(31)의 변형예를 도시한 도면이다. 상술한 C형 링(31)에서는 링 형상인 선재를 경사지게 절개하여 C형 링으로 했지만, 도 8에 도시한 C형 링(31)에서는 종래의 C형 링(32)의 한쪽 단부를 내측으로 절곡한 형상으로 했다. 절곡부(31a)의 선단과 다른쪽 단부(31b)는 직경 방향에서 봤을 때 겹쳐 보인다. 이 때문에 대기 돌입 시에 보호 네트(30)의 외주 리브부(30a)의 전체 둘레를 C형 링(31)으로 누를 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에서는 C형 링(31)을 선재로 형성했기 때문에 단면 형상이 원형이었지만, 원형이 아니라도 관계없다. 또한, C형 링(31)의 단부들이 둘레 방향으로 중복되어 배치되는 상태에서는 C형 링(31)을 홈(71)에 장착한 경우에 그와 같이 되어 있으면 좋고, 비장착 상태에서는 둘레 방향으로 중복하여 배치되어 있지 않아도 좋다. 또한, 상술한 실시형태에서는 터보 분자 펌프를 예로 들어 설명했지만, 터보 분자 펌프에 한정되지 않고, 몰레큘러 펌프 등과 같이 회전하는 로터를 가진 진공 펌프이면 본 발명을 동일하게 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 특징을 손상시키지 않는 한, 본 발명은 상기 실시형태에 전혀 한정되지 않는다.

Claims (6)

1. 회전체가 수용되는 원통 형상의 펌프 케이싱,

   상기 펌프 케이싱의 흡기구부에 형성된 링 장착부,

   링 부재의 일부를 절개한 C자 형상을 이루고, 상기 링 장착부에 장착되는 C형 링, 및

   상기 C형 링에 의해 상기 흡기구부에 장착되는 이물질 방지용 보호 네트를 구비하는 진공 펌프에 있어서,

   상기 C형 링이 상기 펌프 케이싱에 장착된 상태에서 상기 C형 링의 단부들이 둘레 방향으로 중복하여 배치되도록 상기 C형 링의 양 단부를 형성한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 C형 링의 양 단부의 단면을 상기 C형 링의 직경 방향에 대해 경사지게 대향하여 형성한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 C형 링의 일단을 링 내측으로 절곡하고, 이 절곡부의 선단과 상기 C형 링의 타단이 둘레 방향으로 중복되어 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 링장착부로서, 상기 이물질 방지용 보호 네트의 테두리부가 얹어 설치되는 플랜지와, 상기 플랜지에 대해 소정 간격으로 상기 C형 링이 걸려 고정되는 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 이물질 방지용 보호 네트에 복수의 개구가 형성된 기체 통과 영역과, 상기 기체 통과 영역을 둘러싸도록 설치되어 상기 플랜지상에 얹어 설치되는 상기 테두리부를 형성한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 회전체에 형성된 동익,

   상기 동익에 대향하여 설치된 정익을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.

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