KR20220124688A - 회전 장치 및 진공 펌프 - Google Patents

Abstract

(과제) 냉매 등이 내부로 새어 나오지 않는 구조이며, 또한 회전체를 충분히 냉각하여 높은 신뢰성이 얻어지는 것과 더불어, 저비용화가 가능한 회전 장치 및 진공 펌프를 제공한다.
(해결 수단) 케이싱(11)과, 케이싱(11)에 대해 상대적으로 회전 가능하게 배치된 회전축(20)을 갖고, 회전축(20)과 일체로 구성되는 회전체(18)를 구비하고, 회전체(18)의 내부에 회전축 중심을 따라 형성된 중공부(20b)와, 케이싱(11)에 고정되며, 냉매를 분출하는 기구를 갖지 않고 중공부(20b) 내에 회전체(18)와 비접촉 상태로 설치되고, 회전체(18)의 복사열을 흡수하여 회전체(18)를 냉각하는 냉각봉 (43)을 구비하는 구성으로 했다.

Description

회전 장치 및 진공 펌프

본 발명은 회전 장치 및 진공 펌프에 관한 것이며, 특히, 반도체 제조 장치, 플랫·패널·디스플레이 제조 장치, 솔라·패널 제조 장치에 있어서의 프로세스 챔버나 그 외의 밀폐 챔버의 가스 배기 수단 등으로서 이용되는 회전 장치 및 진공 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 하우징의 내부에, 동력으로서 모터를 내장한 빌트인 타입의 회전 장치는, 모터 자신에 의한 발열로 고온이 되어, 모터의 출력 저하를 초래할 우려가 있다. 이를 개선하기 위해, 고정자와 함께 모터를 구성하는, 회전자를 설치한 스핀들 내에 중공부를 형성하고, 그 중공부 내에 냉매(냉각 가스나 액체)를 공급하여 스핀들을 냉각하고, 스핀들을 통해 모터 전체를 냉각하는 구조가 종래부터 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본국 특허 제3197195호 공보

특허문헌 1에 기재된 구조는, 스핀들에, 그 축선 상을 따라 기단측에 개방되며, 또한, 선단측에서 폐색된 중공부를 형성하고, 그 중공부에, 개방부로부터 냉각액 가이드를 삽입 설치하고 있다. 그리고, 냉각액 가이드의 선단으로부터 중공부 내에 냉각액을 분사하여 스핀들을 냉각하고, 스핀들을 통해 모터 전체를 냉각하도록 한 것이다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 구조는, 중공부 내에, 냉각액 가이드의 선단으로부터 냉각액(냉매)을 분사하도록 하고 있으므로, 분사된 냉매가 중공부 내로부터 에어갭 내로 새어 나올 우려가 있다. 이 문제는, 냉매가 기체인 경우에도 동일하게 발생한다.

냉매가 에어갭 내로 새어 나오면, 새어 나온 냉매에 의한 재료의 부식이나 절연 파괴 등에 기인하는, 회전 장치의 고장이 일어날 수 있다. 또, 진공 펌프에서는, 냉매가 에어갭 내로 새면, 진공도가 악화된다. 그러나, 에어갭 측으로 새어 나오지 않을 정도의 적은 유량·압력으로 중공부 내에 냉매를 분사한 경우에는, 냉각 효과가 약하고, 충분한 냉각이 얻어지지 않는다.

냉매가 에어갭 내로 새어 나오지 않도록 하기 위해서는, 스핀들의 외측에 시일 구조를 설비할 필요가 있다. 그러나, 충분한 시일 구조를 설비하면, 비용이 증가한다. 또, 스핀들이 자기 부상하는 진공 펌프 등의 회전 장치에서는, 특히 시일 구조가 어렵다는 문제점이 있었다.

그래서, 냉매가 내부로 새어 나오지 않는 구조이며, 또 회전체를 충분히 냉각하여 고신뢰성이 얻어지는 것과 더불어, 저비용화가 가능한 회전 장치 및 진공 펌프를 제공하기 위해 해결해야 할 기술적 과제가 발생하는 것이고, 본 발명은 이 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 제안된 것이며, 청구항 1에 기재된 발명은, 케이싱과, 상기 케이싱에 대해 상대적으로 회전 가능하게 배치된 회전축을 갖고, 상기 회전축과 일체로 구성되는 회전체를 구비하는 회전 장치로서,

상기 회전체의 내부에 상기 회전축 중심을 따라 형성된 중공부와,

상기 케이싱에 고정되며, 상기 중공부에 냉매를 분출하는 기구를 갖지 않고 상기 중공부 내에 상기 회전체와 비접촉 상태로 설치되고, 상기 회전체의 복사열을 흡수하여 상기 회전체를 냉각하는 냉각봉을 구비하는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 회전체의 내부에 형성된 중공부 내에, 그 중공부 내에 냉매를 분출하는 기구를 갖지 않고, 회전체와 비접촉 상태로 설치된 냉각봉에 의해, 회전체로부터의 복사열을 흡수하여, 회전체의 온도가 필요 이상으로 되지 않도록 냉각할 수 있다.

또, 중공부 내에 냉매를 분출하는 구조가 아니기 때문에, 냉매의 누설을 방지하는 시일 구조를, 고정체와 회전체 사이, 또는, 냉각봉과 회전체 사이에 설비할 필요가 없어, 소형화 및 비용 저감이 가능해진다.

또, 중공부 내에 냉매를 분출하는 구조가 아니기 때문에, 에어갭에 침입하는 냉매는 없고, 냉매에 의한 재료의 부식이나 절연 파괴 등에 기인하는, 회전 장치의 고장을 막을 수 있다. 특히, 진공 펌프에 있어서는, 진공도를 저하시키지 않고 회전체를 냉각할 수 있어, 진공 펌프를 고정밀도로 구동할 수 있다. 또한, 상술한 특허문헌 1에서 설명한 스핀들은, 본 발명에서는, 회전축에 상당한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 있어서, 상기 냉각봉은, 상기 케이싱으로부터의 열을 차단하는 제1 단열재를 개재하여, 상기 케이싱과 일체로 연결되어 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 냉각봉은 케이싱과 일체로 연결되어 있으므로, 냉각봉과 케이싱의 연결을 조밀하게 하여, 간극을 없애 높은 기밀성이 도모된다. 또, 냉각봉과 케이싱 사이는 단열재를 개재하여 연결하고 있으므로, 냉각봉이 케이싱에 의해 가열되기 어려워, 회전체를 냉각하는 효과를 향상시킬 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 구성에 있어서, 상기 냉각봉은, 상기 중공부로부터 인출된 일단측에, 상기 냉각봉의 방열을 행하는 방열 기구를 장착하고 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 회전체로부터의 복사열을 흡수하여 따뜻해진 냉각봉의 열은, 중공부로부터 인출된 냉각봉의 일단측에 장착되어 있는 방열 기구를 통해 외부로 방출되어 내보내져, 냉각봉을 효율적으로 저온 상태로 유지할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 구성에 있어서, 상기 방열 기구는, 방열판을 갖는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 회전체로부터의 복사열을 흡수하여 따뜻해진 냉각봉의 열은, 중공부로부터 인출된 냉각봉의 일단측에 장착하고 있는, 방열 기구에 설치한 방열판을 통해 외부로 방출되어 내보내져, 냉각봉을 효율적으로 저온 상태로 유지할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 3 또는 4에 기재된 구성에 있어서, 상기 방열 기구는, 냉각수를 흐르게 하는 배관을 내장하고 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 방열 기구는, 방열 기구 자신이 내장하고 있는 배관 및 배관 내를 흐르는 냉각수에 의해 차가워지고, 복사열을 흡수하여 따뜻해진 냉각봉의 열을, 배관 및 냉각수로 흡수하여 외부로 내보내, 냉각봉을 더 효율적으로 저온 상태로 유지할 수 있다. 이로 인해, 방열 기구에 설치하는 방열판 등을 생략하는 것이 가능해진다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 2 내지 4 중 어느 1항에 기재된 구성에 있어서, 상기 방열 기구는, 펠티에 소자를 설치한 펠티에식 유닛을 갖는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 방열 기구는, 방열 기구 자신으로 구성하고 있는 펠티에식 유닛에 의해 차가워지고, 또 회전체로부터의 복사열을 흡수하여 따뜻해진 냉각봉의 열을, 펠티에식 유닛으로 흡수하여 외부로 내보내, 냉각봉을 더 효율적으로 저온 상태로 유지할 수 있다. 여기에서의 펠티에식 유닛은, 예를 들면 펠티에 소자를 이용한 냉각 유닛으로서 알려진, 펠티에 유닛이다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 6 중 어느 1항에 기재된 구성에 있어서, 상기 냉각봉에서는, 상기 중공부의 외측에 방열부를 배치하고, 상기 중공부 내에 상기 회전축 중심을 따라 배치한 히트 파이프를 갖는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 복사열로 따뜻해진 냉각봉의 열은, 냉각봉의 내부에 배치된 히트 파이프를 통해 외부로 전달되어 방출된다. 이로 인해, 냉각봉을 효율적으로 저온 상태로 유지할 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 7에 기재된 구성에 있어서, 상기 히트 파이프는, 복수 개 설치되어 있으며, 적어도 한 개의 고온부는 회전축 방향으로 어긋나게 배치되어 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 복사열을 보다 많이 흡수하고 싶은 부분에 각각 히트 파이프가 대응하도록 하여, 복수 개의 히트 파이프 중 적어도 한 개의 고온부를 회전축 방향으로 어긋나게 설치함으로써, 복사열을 효과적으로 흡수하여 회전체를 냉각할 수 있다. 또한, 회전축 방향에 있어서, 길이가 상이한 히트 파이프를 복수 개 준비해도 된다.

청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 7 또는 8에 기재된 구성에 있어서, 상기 냉각봉은, 대략 전체가 상기 히트 파이프로 구성되어 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 냉각봉 자체를 히트 파이프로 치환함으로써, 구조가 간략화된다. 그리고, 복사열은 히트 파이프에 직접 흡수되고, 외부로 전달되어 방출된다. 이로 인해, 회전체를 항상 저온 상태로 유지할 수 있다.

청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 8 중 어느 1항에 기재된 구성에 있어서, 상기 냉각봉은, 상기 회전축 중심을 따라 배치되고, 또한, 내부에 냉매를 흐르게 하는 상기 회전축 중심을 따라 배치되며, 또한, 내부에 냉매를 흐르게 하는 냉매관을 갖는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 복사열로 따뜻해진 냉각봉의 열은, 냉각봉의 내부에 배치되어 있는 냉각관의 내부를 흐르는 냉매를 통해 외부로 방출된다. 이로 인해, 냉매를 에어갭 내에 침입시키는 일 없이, 냉각봉을 항상 저온 상태로 유지할 수 있다.

청구항 11에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 10 중 어느 1항에 기재된 구성에 있어서, 상기 냉각봉과 상기 중공부 사이의 간극에 퍼지 가스를 흐르게 하는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 냉각봉은, 회전체로부터 직접 받는 복사열에 더하여, 퍼지 가스에 의해 전달된 열을 흡수하여 회전체를 냉각한다. 즉, 회전체의 냉각은, 냉각봉에 의한 열 흡수와 퍼지 가스에 의한 열 흡수, 양쪽의 열 흡수에 의해 효과적으로 행할 수 있다.

청구항 12에 기재된 발명은, 청구항 11에 기재된 구성에 있어서, 상기 냉각봉은, 외주면에 상기 퍼지 가스와 접촉하는 핀을 구비하고 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 냉각봉과 중공부 사이의 간극을 통과하는 퍼지 가스를, 냉각봉의 외주면에 설치한 핀으로 교반하고, 퍼지 가스에 의한 열 전달을 촉진하여 회전체에 대한 냉각 효과를 높일 수 있다.

청구항 13에 기재된 발명은, 청구항 11 또는 12에 기재된 구성에 있어서, 상기 중공부에는, 내주면에 상기 퍼지 가스를 통과시키는 홈이 형성되어 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 냉각봉과 중공부 사이의 간극을 통과하는 퍼지 가스를, 중공부의 내주면에 형성한 홈에서 교반하고, 퍼지 가스에 의한 열 전달을 촉진하여 회전체에 대한 냉각 효과를 높일 수 있다.

청구항 14에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 13 중 어느 1항에 기재된 구성에 있어서, 상기 냉각봉은, 상기 회전체의 냉각을 필요로 하는 개소에 대응하고 있는 상기 냉각봉의 외주면 또는 내주면이 되는 개소의 표면적이 냉각을 필요로 하지 않는 개소에 대응하고 있는 상기 냉각봉의 외주면 또는 내주면이 되는 개소의 표면적보다 커지도록, 국소적으로 두껍게 형성되어 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 회전체의 냉각을 필요로 하는 개소에 대응하고 있는 냉각봉의 외주면 또는 내주면이 되는 개소를 두껍게 하여 표면적을 넓힘으로써, 냉각이 필요한 개소의 열 전달량이 증가하여, 회전체를 효율적으로 냉각할 수 있다.

청구항 15에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 14 중 어느 1항에 기재된 구성에 있어서, 상기 회전체의 냉각을 필요로 하지 않는 개소에 대응하고 있는 상기 냉각봉과 상기 중공부 사이의 개소를, 제2 단열재로 피복하고 있는, 회전 장치를 제공한다.

이 구성에 의하면, 냉각봉이, 냉각을 필요로 하지 않는 개소로부터의 열을 받아 가열되는 것을, 냉각봉과 중공부 사이에 설치한 제2 단열재로 방지하여, 회전체에 대한 냉각 효과를 높일 수 있다.

청구항 16에 기재된 발명은, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱과, 상기 케이싱에 대해 상대적으로 회전 가능하게 배치된 회전축과, 상기 회전축과 일체로 구성되는 회전체를 구비하는 진공 펌프로서, 상기 회전체의 내부에, 상기 회전축 중심을 따라 형성된 중공부와, 상기 케이싱에 고정되며, 상기 중공부에 냉매를 분출하는 기구를 갖지 않고 상기 회전체와 비접촉 상태로 상기 중공부 내에 설치되고, 상기 회전체의 복사열을 흡수하여 상기 회전체를 냉각하는 냉각봉을 구비하는, 진공 펌프를 제공한다.

이 구성에 의한 진공 펌프에 의하면, 회전체의 내부에 형성된 중공부 내에, 그 중공부 내에 냉매를 분출하는 기구를 갖지 않고, 회전체와 비접촉 상태로 설치된 냉각봉으로, 회전체로부터의 복사열을 흡수하여, 회전체의 온도가 필요 이상으로 되지 않도록 냉각할 수 있다.

또, 중공부 내에 냉매를 분출하는 구조가 아니기 때문에, 냉매의 누설을 방지하는 시일 구조를, 냉각봉과 회전체 사이에 설비할 필요도 없어, 소형화 및 비용 저감이 가능해진다.

또한, 중공부 내에 냉매를 분출하는 구조가 아니기 때문에, 모터부 등의 에어갭 측, 및, 회전 날개 등의 측에 직접 침입하는 냉매는 없다. 그 때문에, 진공도를 저하시키지 않고 회전체를 냉각할 수 있어, 진공 펌프를 고정밀도로 구동할 수 있다. 또한, 회전체나 고정체에 직접 접촉하는 냉매가 없기 때문에, 회전체나 고정체의 부식을 방지할 수 있다.

발명에 의하면, 회전체의 내부에 형성된 중공부 내에, 회전체와 비접촉 상태로 설치된 냉각봉에 의해, 회전체로부터의 복사열을 흡수하여 회전체 온도가 필요 이상으로 되지 않도록 냉각할 수 있다. 또, 중공부 내에 냉매를 분출하는 일이 없기 때문에, 냉각봉과 회전체 사이에 냉매의 누설을 방지하는 시일 구조를 설비할 필요가 없어, 소형화 및 비용 저감이 가능해진다.

또, 중공부 내에 냉매를 분출하는 구조가 아니기 때문에, 에어갭에 침입하는 냉매는 없고, 냉매에 의한 재료의 부식이나 절연 파괴 등에 기인하는, 회전 장치의 고장을 막을 수 있다. 진공 펌프에 적용한 경우에는, 모터부 등의 에어갭 측, 및, 회전체의 회전 날개 측 등에 직접 침입하는 냉매는 없기 때문에, 진공도를 저하시키지 않고 회전체를 냉각할 수 있어, 진공 펌프를 고정밀도로 구동할 수 있다. 또한, 회전체나 고정체에 직접 접촉하는 냉매가 없기 때문에, 회전체나 고정체의 부식을 방지할 수 있어, 내구성의 향상이 도모된다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 장치로서 나타내는 진공 펌프의 개략 종단 측면도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 상기 진공 펌프의 일 변형예를 설명하는 도면이고, (a)는 개략 종단 측면도, (b)는 동 도면 (a)의 화살표(100) 방향에서 본 평면도이다.
도 3은, 도 1에 나타낸 상기 진공 펌프의 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 도 1에 나타내는 진공 펌프의 베이스단 덮개 주변에 있어서의 구조를 확대하여 나타내고 있는 개략 종단 측면도이다.
도 4는, 도 3에 나타낸 변형예를 설명하는 도면이고, (a)는 그 방열 기구의 일부를 파단하여 나타내는 측면도, (b)는 동 도면 (a)의 A-A선 화살표 방향에서 본 방열 기구의 저면도이다.
도 5는, 도 3에 나타낸 방열 기구의 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 방열 기구의 측면도이다.
도 6은, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 진공 펌프의 부분 확대도이다.
도 7은, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 진공 펌프의 부분 확대도이다.
도 8은, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예로서 나타내는 진공 펌프의 부분 확대도이다.
도 9는, 도 8에 나타내는 진공 펌프에 있어서의 냉각봉의 일 변형예를 설명하는 도면이고, (a)는 냉각봉의 측면도이며, (b)는 동 도면 (a)의 B-B선 화살표 방향 단면도이다.
도 10은, 도 8에 나타내는 진공 펌프에 있어서의 냉각봉의 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 냉각봉의 측면도이다.
도 11은, 도 8에 나타내는 진공 펌프에 있어서의 냉각봉의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 냉각봉의 측면도이다.
도 12는, 도 8에 나타내는 진공 펌프에 있어서의 냉각봉의 일 변형예를 설명하는 도면이고, 냉각봉의 측면도이다.
도 13은, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 진공 펌프의 개략 종단 측면도이다.
도 14는, 도 13에 나타내는 진공 펌프의 B 부분 확대도이다.
도 15는, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 진공 펌프의 개략 종단 측면도이다.
도 16은, 도 15에 나타내는 진공 펌프의 C 부분 확대도이다.
도 17은, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 진공 펌프의 개략 종단 측면도이다.
도 18은, 도 17에 나타내는 진공 펌프의 D 부분 확대도이다.
도 19는, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예로서 나타내는 진공 펌프의 개략 종단 측면도이다.
도 20은, 도 19에 나타내는 진공 펌프의 E 부분 확대도이다.
도 21은, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 진공 펌프의 개략 종단 측면도이다.
도 22는, 도 21에 나타내는 진공 펌프의 F 부분 확대도이다.
도 23은, 도 1에 나타낸 진공 펌프의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 진공 펌프의 개략 종단 측면도이다.
도 24는, 도 23에 나타내는 진공 펌프의 G 부분 확대도이다.

본 발명은, 냉매 등이 내부로 새어 나오지 않는 구조이며, 또 회전체를 충분히 냉각하여 높은 신뢰성이 얻어지는 것과 더불어, 저비용화가 가능한 회전 장치 등을 제공한다는 목적을 달성하기 위해, 케이싱과, 상기 케이싱에 대해 상대적으로 회전 가능하게 배치된 회전축을 갖고, 상기 회전축과 일체로 구성되는 회전체를 구비하는 회전 장치로서, 상기 회전체의 내부에 상기 회전축 중심을 따라 형성된 중공부와, 상기 케이싱에 고정되며, 상기 중공부에 냉매를 분출하는 기구를 갖지 않고 상기 중공부 내에 상기 회전체와 비접촉 상태로 설치되고, 상기 회전체의 복사열을 흡수하여 상기 회전체를 냉각하는 냉각봉을 구비하는 구성으로 함으로써 실현했다.

[실시예]

이하, 본 발명의 몇 가지 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서, 구성 요소의 수, 수치, 양, 범위 등을 언급하는 경우, 특별히 명시한 경우 및 원리적으로 명백하게 특정한 수로 한정되는 경우를 제외하고, 그 특정한 수로 한정되는 것이 아니라, 특정한 수 이상이어도 이하여도 상관없다.

또, 구성 요소 등의 형상, 위치 관계에 언급할 때는, 특별히 명시한 경우 및 원리적으로 명백하게 그렇지 않다고 생각되는 경우 등을 제외하고, 실질적으로 그 형상 등에 근사 또는 유사한 것 등을 포함한다.

또, 도면은, 특징을 이해하기 쉽게 하기 위해 특징적인 부분을 확대하는 등 하여 과장하는 경우가 있으며, 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 같다고는 한정하지 않는다. 또, 단면도에서는, 구성 요소의 단면 구조를 이해하기 쉽게 하기 위해, 일부의 구성 요소의 해칭을 생략하는 경우가 있다.

또, 이하의 설명에 있어서, 상하나 좌우 등의 방향을 나타내는 표현은, 절대적인 것은 아니고, 본 발명의 회전 장치의 각 부가 그려져 있는 자세인 경우에 적절하지만, 그 자세가 변화된 경우에는 자세의 변화에 따라 변경하여 해석되어야 할 것이다. 또, 실시예의 설명 전체를 통해 같은 요소에는 같은 부호를 붙이고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 회전 장치에 있어서의 실시예로서의 진공 펌프(10)를 나타내는 것으로, 그 진공 펌프(10)의 개략 종단 측면도이다. 이하의 설명에 있어서, 도 1의 상하 방향을 장치의 상하로서 설명한다.

도 1에 나타내는 진공 펌프(10)는, 가스 배기 기구로서의 분자 펌프 기구부(10A)와, 나사 홈식 펌프 기구부(10B)를 구비한 복합 펌프(「터보 분자 펌프」라고도 한다)이다. 진공 펌프(10)는, 예를 들면, 반도체 제조 장치, 플랫·패널·디스플레이 제조 장치, 솔라·패널 제조 장치에 있어서의 프로세스 챔버나 그 외 밀폐 챔버의 가스 배기 수단 등으로서 사용된다.

진공 펌프(10)는, 케이싱(11)을 구비하고 있다. 케이싱(11)은, 통 형상의 펌프 케이스(11A)와 펌프 베이스(11B)와 베이스단 덮개(11C)를, 그 통 축방향으로 배치하고, 펌프 케이스(11A)와 펌프 베이스(11B) 사이를 체결 부재(12)로 연결하는 것과 더불어, 펌프 베이스(11B)와 베이스단 덮개(11C) 사이를 설치 볼트(41)로 연결함으로써, 바닥이 있는 대략 원통 형상으로 형성되어 있다.

펌프 케이스(11A)의 상단부측(도 1에 있어서 지면(紙面) 상방)은, 흡기구(13)로서 개구하고 있으며, 펌프 베이스(11B)에는 배기구(14)가 형성되어 있다. 또한, 흡기구(13)에는 플랜지(15)가 형성되고, 배기구(14)에는 플랜지(16)가 형성되어 있다. 흡기구(13)의 플랜지(15)에는, 예를 들면, 반도체 제조 장치의 프로세스 챔버 등, 고진공이 되는 도시하지 않은 밀폐 챔버가 연통 접속되고, 배기구(14)의 플랜지(16)에는, 도시하지 않은 보조 펌프 등이 연통 접속된다.

그리고, 케이싱(11)의 내부에는, 배기 기능을 발휘시키는 구조물이 수납되어 있으며, 밀폐 챔버 내의 기체(가스)를 흡기구(13)로부터 흡인하고, 배기구(14)로부터 배출한다. 이로 인해, 예를 들면, 반도체 제조를 위한 반응 가스나 그 외의 가스를 밀폐 챔버로부터 배출할 수 있다. 또한, 도 1에 나타내는 실시예에서는, 진공 펌프(10)를 상하로 배치한 구조로 되어 있는데, 진공 펌프(10)를 가로로 하여 밀폐 챔버의 옆에 장착하거나, 혹은, 흡기구(13)를 하측으로 하여 밀폐 챔버의 상부에 장착할 수도 있다.

더 상세하게 설명하면, 배기 기능을 발휘하는 구조물은, 크게 나누어 케이싱(11) 내에 고정된 고정체(17)와, 고정체(17)에 대해 상대적으로 회전 가능하게 배치된 회전체(18) 등으로 구성되어 있다.

회전체(18)는, 회전 날개(19)와 회전축(20) 등으로 구성되어 있다.

회전 날개(19)는, 흡기구(13)측(분자 펌프 기구부(10A))에 배치되는 제1 원통부(21a)와 배기구(14)측(나사 홈식 펌프 기구부(10B))에 배치되는 제2 원통부(21b)를 일체로 형성해서 이루어지는, 원통 부재(21)를 갖고 있다.

제1 원통부(21a)는, 개략 원통 형상을 한 부재이며, 분자 펌프 기구부(10A)의 회전 날개부를 구성하고 있다. 제1 원통부(21a)의 외주면에는, 회전 날개(19) 및 회전축(20)의 축 중심과 평행한 면으로부터 외측을 향해 방사상으로 뻗은, 복수의 블레이드(22)를 회전 방향으로 대략 등간격으로 설치하고 있다. 또, 각 블레이드(22)는, 수평 방향에 대해 소정의 각도만큼 동일 방향으로 경사져 있다. 그리고, 제1 원통부(21a)에서는, 이들 방사상으로 뻗은 복수의 블레이드(22)가, 축방향으로 소정의 간격을 두고 복수 단 형성되어 있다.

또, 제1 원통부(21a)의 축방향 중간 정도에는, 회전축(20)과 결합하기 위한 격벽(23)이 형성되어 있다. 격벽(23)에는, 회전축(20)의 상단측을 삽입 장착하기 위한 축 구멍(23a)과, 회전축(20)과 회전 날개(19)를 고정하고 있는 설치 볼트(24)가 장착된 도시하지 않은 볼트 구멍이 형성되어 있다.

제2 원통부(21b)는, 외주면이 원통 형상을 한 부재이며, 나사 홈식 펌프 기구부(10B)의 회전 날개부를 구성하고 있다.

회전축(20)은, 회전체(18)의 축을 구성하는 원기둥 부재로서, 상단부에는, 설치 볼트(24)를 통해 제1 원통부(21a)의 격벽(23)과 나사 고정 고정되는, 차양부(20a)가 일체로 형성되어 있다. 또, 회전축(20)에는, 하단면으로부터 상단측을 향해 회전축 중심을 따라 형성되어 있는, 횡단면이 원형을 한 중공부(20b)가 형성되어 있다. 그리고, 회전축(20)은, 제1 원통부(21a)의 내측(하측)으로부터, 차양부(20a)가 격벽(23)의 하면에 맞닿을 때까지, 상단부를 축 구멍(23a)에 삽입한 후, 설치 볼트(24)를, 격벽(23)의 상면측으로부터 도시하지 않은 볼트 구멍을 통해 차양부(20a)의 설치 구멍에 나사 고정함으로써, 원통 부재(21)에 고정되어 일체화되어 있다.

또, 회전축(20)의 축방향 중간 정도에는, 외주면에 영구 자석이 고착되어 있으며, 모터부(25)의 회전자측의 부분을 구성하고 있다. 이 영구 자석이, 회전축(20)의 외주에 형성하고 있는 자극은, 외주면의 반 바퀴가 N극, 나머지 반 바퀴가 S극이 된다.

또한, 회전축(20)의 상단측(흡기구(13)측)에, 회전축(20)을 모터부(25)에 대해 레이디얼 방향으로 지지하기 위한, 레이디얼 자기 베어링부(26)에 있어서의 회전체(18)측의 부분이 형성되고, 하단측(배기구(14)측)에, 똑같이 회전축(20)을 모터부(25)에 대해 레이디얼 방향으로 지지하기 위한, 레이디얼 자기 베어링부(27)에 있어서의 회전체(18)측의 부분이 형성되어 있다. 또, 회전축(20)의 하단에는, 회전축(20)을 축방향(스러스트 방향)으로 지지하기 위한 액시얼 자기 베어링부(28)의 회전체(18)측의 부분이 형성되어 있다.

또, 레이디얼 자기 베어링부(26, 27)의 근방에는, 각각 레이디얼 변위 센서(29, 30)의 로터측의 부분이 형성되어 있으며, 회전축(20)의 레이디얼 방향의 변위를 검출할 수 있도록 되어 있다.

이들, 레이디얼 자기 베어링부(26, 27) 및 레이디얼 변위 센서(29, 30)의 회전자측의 부분은, 회전체(18)의 샤프트 방향으로 강판을 적층한 적층 강판에 의해 구성되어 있다. 이는, 레이디얼 자기 베어링부(26, 27), 레이디얼 변위 센서(29, 30)의 회전자측의 부분을 구성하는 코일이 발생시키는 자계에 의해, 회전축(20)에 와전류가 발생하는 것을 막기 위해서이다.

회전 날개(19)는, 스테인리스나 알루미늄 합금 등의 금속을 이용하여 구성되어 있다.

케이싱(11)의 내주측에는, 고정체(17)가 형성되어 있다. 고정체(17)는, 흡기구(13)측(분자 펌프 기구부(10A)측)에 설치된 고정 날개(31)와, 배기구(14)측(나사 홈식 펌프 기구부(10B)측)에 설치된 나사 홈 스페이서(32)와, 모터부(25)의 고정자와, 레이디얼 자기 베어링부(26, 27)의 고정자와, 액시얼 자기 베어링부(28)의 고정자와, 레이디얼 변위 센서(29, 30)의 고정자와, 칼라(36)와, 고정자 칼럼(35)등으로 구성되어 있다.

고정 날개(31)는, 회전축(20)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져, 케이싱(11)의 내주면으로부터 회전축(20)을 향해 뻗은 블레이드(33)로 구성되어 있다. 또, 고정 날개(31)는, 분자 펌프 기구부(10A)에서는, 블레이드(33)가 축방향으로, 회전 날개(19)의 블레이드(22)와 엇갈리게 복수 단 형성되어 있다. 각 단의 블레이드(33)는, 원통 형상을 한 스페이서(34)에 의해 서로 떨어져 있다.

나사 홈 스페이서(32)는, 내주면에 나선홈(32a)이 형성된 원기둥 부재이다. 나사 홈 스페이서(32)의 내주면은, 소정의 클리어런스(간극)를 두고 원통 부재(21)에 있어서의 제2 원통부(21b)의 외주면에 대면하도록 되어 있다. 나사 홈 스페이서(32)에 형성된 나선홈(32a)의 방향은, 나선홈(32a) 내를 회전체(18)의 회전 방향으로 가스가 수송된 경우, 배기구(14)를 향하는 방향이다. 나선홈(32a)의 깊이는 배기구(14)에 가까워짐에 따라 얕아지도록 되어 있으며, 나선홈(32a)을 수송되는 가스는 배기구(14)에 가까워짐에 따라 압축되도록 되어 있다.

고정 날개(31)나 나사 홈 스페이서(32)는 스테인리스나 알루미늄 합금 등의 금속을 이용하여 구성되어 있다.

펌프 베이스(11B)는, 중앙에 상하 방향으로 관통하고 있는 개구(39)를 가진 개략 짧은 원통 형상을 가진 부재이다. 펌프 베이스(11B)의 상면측에는, 원통 형상을 갖는 고정자 칼럼(35)이, 개구(39) 내에 하단측을 끼워넣어 결합시키고, 상면측을 흡기구(13)의 방향을 향하게 하여 고정체(17)의 회전 축선과 동심에 장착되어 있다. 고정자 칼럼(35)은, 모터부(25), 레이디얼 자기 베어링부(26, 27), 및 레이디얼 변위 센서(29, 30)의 고정자측의 부분을 지지하고 있다. 한편, 펌프 베이스(11B)의 하면측에는, 베이스단 덮개(11C)가 설치 볼트(41)로 장착되어, 펌프 베이스(11B)와 일체화되어 있다. 즉, 베이스단 덮개(11C)는, 펌프 케이스(11A), 펌프 베이스(11B)와 함께 케이싱(11)을 형성하고 있다.

모터부(25)에서는, 소정의 극수(極數)의 고정자 코일이 고정자 코일의 내주측에 등간격으로 배치되어 있으며, 회전축(20)에 형성된 자극의 주위에 회전 자계를 발생시킬 수 있도록 되어 있다. 또, 고정자 코일의 외주에는, 스테인리스 등의 금속으로 구성된 원통 부재인 칼라(36)가 배치되어 있으며, 모터부(25)를 보호하고 있다.

레이디얼 자기 베어링부(26, 27)는, 회전 축선 둘레의 90도마다 배치된 코일로 구성되어 있다. 레이디얼 자기 베어링부(26, 27)는, 이들 코일이 발생시키는 자계로 회전축(20)을 흡인함으로써, 회전축(20)을 레이디얼 방향으로 자기 부상시킨다.

고정자 칼럼(35)의 저부에는, 액시얼 자기 베어링부(28)가 형성되어 있다. 액시얼 자기 베어링부(28)는, 회전축(20)으로부터 돌출된 원판과, 이 원판의 상하에 배치된 코일로 구성되어 있다. 이들 코일이 발생시키는 자계가 이 원판을 흡인함으로써, 회전축(20)이 축방향으로 자기 부상한다.

케이싱(11)의 흡기구(13)에는, 펌프 케이스(11A)의 외주측에 돌출된 플랜지(15)가 형성되어 있다. 플랜지(15)에는, 도시하지 않은 볼트를 삽입 통과시키기 위한 볼트 구멍(37)과, 마찬가지로 도시하지 않은 진공 용기측의 플랜지의 기밀성을 유지하기 위한 O링을 장착하는 환상 홈(38)이 형성되어 있다.

베이스단 덮개(11C)의 중앙에는, 냉각봉 설치 구멍(42)이 형성되어 있으며, 냉각봉 설치 구멍(42)에 냉각봉(43)이, 진공 펌프(10) 내부의 진공도를 저하시키지 않기 위해, 냉각봉 설치 구멍(42)과의 사이에 간극없이 조밀하게 고정되어 장착되어 있다. 또한, 베이스단 덮개(11C)와 냉각봉(43)의 장착은, 예를 들면 완전히 일체로 하여 만들거나, 또는, 용접, 납땜 등으로 일체화된다. 냉각봉(43)과 일체화된 베이스단 덮개(11C)는, O링(40)을 통해 펌프 베이스(11B)와 간극없이 조밀하게 접속되어 있다.

냉각봉(43)은, 직경이 회전축(20)에 형성되어 있는 중공부(20b)의 내경보다 작은 외경으로 봉 형상으로 형성되어 있다. 냉각봉(43)은, 상단측이 액시얼 자기 베어링부(28)를 관통하여, 회전축(20)의 하단측으로부터 중공부(20b) 내에, 액시얼 자기 베어링부(28) 및 회전축(20)과 비접촉 상태로 삽입 배치되고, 하단측이 케이싱(11)의 일부인 베이스단 덮개(11C)에 고정되며, 또한 냉각봉(43)의 단부(43a)가 케이싱(11)의 외측에 도출되어 있다. 이와 같이 하여, 중공부(20b) 내에 삽입된, 냉각봉(43)의 외주면과 중공부(20b)의 내주면 사이는 서로 비접촉으로 냉각봉(43)의 외주면과 중공부(20b)의 내주면 사이에는 간극(σ)이 형성되어 있다.

냉각봉(43)은, 냉매 등을 냉각봉(43)과 회전체(18)의 간극에 분출하는 것이 아니라, 회전축(20)으로부터의 복사열을 흡수하는 것이다. 냉각봉(43)의 내부의 열은, 베이스단 덮개(11C)의 하면으로부터 인출된 단부를 통해 외부로 방열된다. 즉, 회전체(18)측에서 발열이 있어, 회전축(20)이 가열되면, 냉각봉(43)은 회전축(20)으로부터의 복사열을 흡수하여 회전축(20)의 열을 빼앗아, 흡수한 열을 외부로 방열함으로써 회전축(20) 및 회전체(18)측의 온도가 소정의 온도 이상이 되지 않도록 냉각할 수 있도록 되어 있다.

또한, 냉각봉(43)으로서는, 전열 특성이 좋은, 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Au), 구리 합금, 베릴륨 합금 등, 금속 일반의 것을 사용하여 지장이 없다. 또, 냉각봉(43)의 내부를 공동(空洞)으로 하여, 그 공동 내부에 냉매로서, 예를 들면 공기, 물, 에틸렌글리콜(C2H6O2) 등을 봉입한 구조로 해도 된다.

한편, 회전축(20)으로서는, 복사열을 전달하기 쉽게 하는 목적으로, 세라믹, 카본 등으로 형성하고, 또한 냉각봉(43)의 외주면과 대향하는 중공부(20b)의 내주면에, 예를 들면 흑체 도료의 코팅 처리, 또는 세라믹 코팅 처리, 흑색 니켈 도금 처리, 양극 산화 처리, 수지 도장 처리 등을 실시하면 된다.

이상과 같이 구성된 진공 펌프(10)는, 이하와 같이 동작하여, 진공 용기로부터 가스를 배출한다.

우선, 레이디얼 자기 베어링부(26, 27) 및 액시얼 자기 베어링부(28)가, 회전축(20)을 통해 회전체(18) 전체를 자기 부상시킴으로써, 회전체(18)를 비접촉으로 공간 중에 지지한다.

다음에, 모터부(25)가 작동하여, 회전축(20)을 소정의 방향으로 회전시킨다. 즉, 회전체(18)를 소정의 방향으로 회전시킨다. 회전 속도는, 예를 들면 매분 3만 회전 정도이다. 본 실시예에서는, 회전체(18)의 회전 방향은 흡기구측에서 봤을 때 시계 방향으로 하는데, 반시계 방향으로 회전하도록 진공 펌프(10)를 구성하는 것도 가능하다.

회전체(18)가 회전하면, 회전 날개(19)의 블레이드(22)와 고정체(17)의 고정 날개(31)의 블레이드(33)의 작용에 의해, 흡기구(13)로부터 가스가 흡인되고, 하단으로 갈수록 압축된다. 분자 펌프 기구부(10A)에서 압축된 가스는, 또한 나사 홈식 펌프 기구부(10B)에서 압축되어, 배기구(14)로부터 배출된다.

그런데, 진공 펌프(10)에서는, 진공 펌프 내에서 가스가 압축됨으로써 열을 발생한다. 또, 모터부(25)의 코일이나 회전자, 레이디얼 자기 베어링부(26, 27)의 코일, 액시얼 자기 베어링부(28)의 코일이나 회전자 등으로부터의 발열에 의해, 회전축(20)을 포함하는 회전체(18) 전체가 발열한다. 그 때문에, 모터의 출력 저하나 회전 진동 등이 발생하기 쉬워질 우려가 있다. 그래서, 이 문제를 해결하기 위해, 회전체(18)측의 열을 제거하여, 회전체(18) 전체의 온도를 원하는 온도까지 냉각해줄 필요가 생긴다.

본 실시예의 진공 펌프(10)에서는, 냉각봉(43)이 회전축(20)의 하단측으로부터 중공부(20b) 내에 삽입 배치되어 있다. 냉각봉(43)이 중공부(20b) 내에 삽입 배치되어 있음으로써, 회전체(18)에서 발생한 열은, 냉각봉(43)에 복사열로서 전해지고, 이 복사열이 냉각봉(43)에서 받아져 흡수된다. 냉각봉(43)에서 흡수한 열은, 냉각봉(43)의 내부를 타고, 베이스단 덮개(11C)의 하면으로부터 케이싱(11)의 외측으로 인출되어 있는 단부(43a)를 지나, 외부로 내보내진다. 이렇게 하여, 냉각봉(43)이 회전체(18)측의 열을 흡수하여 케이싱(11)의 외측으로 내보냄으로써, 회전체(18)측의 온도가 상승하지 않도록 냉각되어 억제되고, 회전체(18) 전체를 항상 소정의 온도 이하로 유지할 수 있다. 이로 인해, 모터부(25)의 출력 저하나 회전체(18)의 회전 진동의 발생을 막을 수 있다.

또, 중공부(20b) 내에 냉매를 분출하는 구조가 아니기 때문에, 고정체(17)와 회전체(18) 사이, 또는, 냉각봉(43)과 회전체(18) 사이에 냉매의 누설을 방지하는 시일 구조를 설비할 필요가 없어, 소형화 및 비용 저감이 가능해진다. 또한, 모터부(25) 등의 에어갭 측, 및, 회전 날개(19) 및 고정 날개(31) 등의 측에 직접 침입하는 냉매가 없기 때문에, 진공도를 저하시키지 않고 회전체(18)를 냉각할 수 있어, 진공 펌프(10)를 고정밀도로 구동시킬 수 있다. 또한, 회전체(18)나 고정체(17)에 직접 접촉하는 냉매가 없기 때문에, 회전체(18)나 고정체(17)의 부식을 방지할 수 있어, 내구성의 향상이 도모된다.

또한, 본 실시예의 진공 펌프(10)에서는, 베이스단 덮개(11C)와 냉각봉(43)을 일체화한 구조를 개시했는데, 냉각봉(43)과 베이스단 덮개(11C)를 단순히 일체화한 경우, 냉각봉(43)과 베이스단 덮개(11C) 사이에서, 케이싱(11)측의 열이 베이스단 덮개(11C)로부터 냉각봉(43)으로 전해져, 냉각봉(43)이 가열될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해서는, 베이스단 덮개(11C)를, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 도 2는 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 다른 변형예를 설명하는 도면이고, (a)는 도 1의 베이스단 덮개(11C) 주변의 구조를 확대하여 나타내는 개략 종단 측면도, (b)는 동 도면 (a)의 화살표(100) 방향으로부터 베이스단 덮개(11C)의 일부와 냉각봉(43)을 본 평면도이다. 또한, 도 2에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 2에 나타내는 베이스단 덮개(11C)는, 내측 베이스단 덮개부(11Ca)와 외측 베이스단 덮개부(11Cb)로 나누는 것과 더불어, 내측 베이스단 덮개부(11Ca)와 외측 베이스단 덮개부(11Cb) 사이에 제1 단열재로서의 단열재(54)를 일체로 설치하고 있다. 그리고, 내측 베이스단 덮개부(11Ca)에 형성한 냉각봉 설치 구멍(42)에 냉각봉(43)을 조밀하게 고정하여 일체화한 것이다.

도 2에 나타낸 진공 펌프(10)의 구조에서는, 베이스단 덮개(11C)의 열은, 내측 베이스단 덮개부(11Ca)와 외측 베이스단 덮개부(11Cb) 사이의 단열재(54)로 단열되어, 외측 베이스단 덮개부(11Cb)로부터의 열이 냉각봉(43)에 직접 전해질 일이 없다. 그리고, 냉각봉(43)은, 외측 베이스단 덮개부(11Cb)로부터의 열을 직접 받지 않고, 회전체(18)측으로부터의 복사열을 흡수하여, 냉각 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 단열재(54)로서는, 예를 들면 스테인리스 합금, 세라믹스, 플라스틱, 유리, 유리솜 등을 들 수 있다. 또, 내측 베이스단 덮개부(11Ca)를 없애고, 냉각봉(43)과 외측 베이스단 덮개부(11Cb) 사이에 단열재(54)를 개재시켜 냉각봉(43)과 베이스단 덮개(11C)를 일체화해도 동일한 효과를 기대할 수 있다.

또, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)에서는, 냉각봉(43)에서 흡수한 열을 외부로 방열하는 구조로서, 냉각봉(43)의 단부(43a)를 단순히 케이싱(11)인 베이스단 덮개(11C)의 외측에 도출시킨 구조로 하고 있다. 그러나, 냉각봉(43)의 방열을 향상시키는 수단으로서, 예를 들면 도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 냉각봉(43)의 단부(43a)에 방열 기구 부재를 장착하여 방열 성능을 향상시키는 냉각 구조로 하면, 더욱 냉각 기능을 향상시킬 수 있다.

도 3은, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 도 1에 나타내는 진공 펌프(10)의 베이스단 덮개(11C) 주변에 있어서의 구조를 확대하여 나타내는 개략 종단 측면도이다. 또한, 도 3에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 3에 나타내는 진공 펌프(10)에서는, 냉각봉(43)의 단부(43a)에 방열 기구(44A)를 장착하고 있다. 방열 기구(44A)는, 복수 매의 방열판(45)을 회전축 중심을 따라 대략 등간격으로 배치한 구조의 것이다. 이 방열 기구(44A)에서는, 냉각봉(43)으로부터의 열을 방열판(45)에서 방열하여, 냉각봉(43)을 자연 냉각할 수 있는 구조로 되어 있다.

도 4는, 도 3에 나타낸 방열 기구(44A)의 일 변형예를 설명하는 도면이고, 그 변형예로서의 방열 기구(44B)를 나타낸다. 도 4에 있어서의 (a)는 방열 기구(44B)의 일부를 파단하여 나타내는 측면도, (b)는 동 도면 (a)의 화살표 A-A선 방향에서 본 방열 기구(44B)의 저면도이다.

도 4에 나타내는 방열 기구(44B)는, 블록 형상의 방열 기구 본체(46)의 내부에 배관(47)을 대략 환상으로 주회(周回)시켜 배치하고, 배관(47)의 내부에 냉각수(48)를 흘려 방열 기구 본체(46)를 강제적으로 냉각하는 냉각 방식을 채택한 구조이다. 이 방열 기구(44B)에서는, 냉각봉(43)으로부터의 열을, 방열 기구 본체(46)에서 흡수하고, 또한 배관(47) 내를 지나는 물에 방열하여, 냉각봉(43)을 강제 냉각할 수 있는 구조로 되어 있다.

도 5는, 도 3에 나타낸 방열 기구(44A)의 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 방열 기구(44C)를 나타내는 측면도이다.

도 5에 나타내는 방열 기구(44C)는, 방열 기구 본체(46)의 내부에, 직류 전류에 의해 냉각·가열·온도 제어를 자유롭게 행할 수 있는 도시하지 않은 펠티에 소자를 배치하고, 펠티에 소자에 전류를 흘려 냉각봉(43)의 흡열을 행하여, 냉각봉(43)을 강제 냉각할 수 있는, 펠티에 소자를 이용한 펠티에식 유닛(56)을 설치한, 방열 기구 구조로 되어 있다.

도 6은, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 또 다른 변형예를 설명하는 도면이고, 진공 펌프(10)의 부분 확대도이며, 특히 냉각봉(43)에 히트 파이프(49)를 매입(埋入)한 구조를 갖고 있다. 또한, 도 6에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 6에 있어서, 히트 파이프(49)는, 그 자체로, 널리 일반적으로 알려져 있는 것이다. 히트 파이프(49)의 원리로서는, 고온부(흡열부)(49a)와 저온부(방열부)(49b)를 갖고, 내부에는 순환하는 예를 들면, 물, 냉매액 등의 작동액이 넣어져 있다. 그리고, 고온부(49a)의 내벽에서 작동액이 열을 흡수하여 증발하고, 작동액 증기가 히트 파이프(49)의 내부에 형성된 도시하지 않은 공동을 지나 저온부(49b)로 이동하여 냉각된다. 저온부(49b)에서 냉각된 작동액 증기는 응집되어 액체로 되돌아가, 내벽의 윅(모세관 구조의 심)에 흡수되고, 작동액이 내벽의 윅을 타고 고온부로 되돌아가게 되어 있다. 즉, 고온부(49a)와 저온부(49b)에 온도차를 부여함으로써, 열교환의 순환 과정이 생겨, 고온부로부터 저온부로의 열 이동이 일어나도록 되어 있다.

그리고, 도 6에 나타내는 진공 펌프(10)에 있어서의 히트 파이프(49)는, 흡열부인 고온부(49a)가 냉각봉(43)의 상부에 배치되고, 방열부인 저온부(49b)가 냉각봉(43)의 단부(43a)에 배치된 상태로 하여 냉각봉(43) 내에 매입되어 있으며, 또한 저온부(49b)의 일부가 냉각봉(43)의 단부(43a)로부터, 케이싱(11)의 외측으로 인출된 상태로 배치되어 있다. 또한, 히트 파이프(49)를 회전축(20)의 중공부(20b) 내에 배치하고 있는 위치는, 히트 파이프(49)의 고온부(49a)가, 회전체(18)의 냉각을 필요로 하는 개소와 대응하도록 하여 배치한다.

이와 같이 하여, 히트 파이프(49)를 매입한 냉각봉(43)을 사용한 진공 펌프(10)에서는, 회전체(18)에서 발생한 열은, 냉각봉(43)에 복사열로서 전해지고, 이것이 히트 파이프(49)의 흡열부인 고온부(49a)에서 받아져, 방열부인 저온부(49b)로 이동하여 냉각된다. 저온부(49b)에서 냉각된 열은, 고온부(49a)로 되돌아가, 고온부(49a)를 냉각함으로써, 냉각봉(43)도 동시에 냉각된다. 이 냉각봉(43)의 냉각에 의해, 회전체(18)측의 온도도 소정의 온도 이상이 되지 않도록 억제되어, 회전체(18) 전체를 항상 소정의 온도 이하로 유지할 수 있다. 이로 인해, 모터부(25)의 출력 저하나 회전체(18)의 회전 진동의 발생을 막을 수 있다.

또한, 도 6에 있어서의 변형예에서는, 냉각봉(43) 내에 히트 파이프(49)를 매입한 구조를 개시했는데, 히트 파이프(49)를 냉각봉(43) 내에 매입하지 않고, 히트 파이프(49) 자체를 냉각봉(43)으로서, 회전축(20)의 중공부(20b) 내에 배치해도 된다.

또, 도 6에 있어서의 변형예에서는, 냉각봉(43) 내에 1개의 히트 파이프(49)를 매입한 구조를 개시했는데, 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이 회전축(20)의 중공부(20b) 내에, 길이가 상이한 복수 개(도 7에서는, 히트 파이프(49L)와 히트 파이프(49S)의 2개)의 히트 파이프(49)를 조합하여, 회전축 중심을 따라 위치를 어긋나게 하는 등 하여 복수의 위치에 배치해도 된다.

즉, 도 7에 나타내는 변형예에서는, 긴 히트 파이프(49L)의 흡열부인 고온부(49a)를 냉각봉(43)의 냉각을 필요로 하고 있는 상부의 개소에 배치시키고, 짧은 히트 파이프(49S)의 고온부(49a)를 냉각봉(43)의 똑같이 냉각을 필요로 하고 있는 상하 방향 중간 부분의 개소에 배치시켜, 회전체(18)의 상부와 중간 부분을 둘 다 중점적으로 냉각할 수 있는 구조로 하고 있다. 또한, 이 경우도, 히트 파이프(49L)와 히트 파이프(49S)를, 냉각봉(43) 내에 매입하지 않고, 히트 파이프(49L)와 히트 파이프(49S) 자체를 각각 냉각봉(43)으로서 회전축(20)의 중공부(20b) 내에 배치해도 된다.

도 8은, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 또 다른 변형예를 나타내는 부분 확대도이며, 냉각봉(43)과 회전축(20)의 중공부(20b) 사이의 간극(σ)에 퍼지 가스(50)를 흐르게 하는 구조로 한 것이다. 퍼지 가스(50)는, 예를 들면 불활성 가스인 질소 등을 사용한다.

이 구조에서는, 냉각봉(43)과 회전축(20)의 중공부(20b) 사이의 간극(σ)에 흐르게 하는 퍼지 가스(50)는, 간극(σ) 내의 같은 위치에 체류시키지 않고, 회전축(20)의 하단측으로부터 중공부(20b) 내에 들어가 상단측을 향하고, 중공부(20b) 내의 상단측에서 꺽여 하단측으로부터 다시 중공부(20b) 밖으로 나오도록 하여 흐르게 한다. 이로 인해, 케이싱(11) 내에서는, 냉각봉(43)이 회전체(18)의 복사열을 흡수하는 것과 더불어, 퍼지 가스(50)의 흐름에 의한 열의 흡수에 의해, 냉각봉(43)에 의한 냉각 효과와 퍼지 가스(50)에 의한 냉각 효과, 양쪽의 냉각 효과가 얻어진다. 퍼지 가스는, 모터부 등의 에어갭 측, 및, 회전 날개 등의 측에 직접 침입할 수 있다. 퍼지 가스에 의한 부품의 부식을 막기 위한 적합한 퍼지 가스의 종류는, 예를 들면 불활성 가스인 질소 등이다.

또, 도 8에 나타낸 냉각봉(43)과 회전축(20)의 중공부(20b) 사이의 간극(σ)에 퍼지 가스(50)를 흐르게 하는 구조에 있어서, 또한 도 9 내지 도 11에 나타내는 바와 같이 냉각봉(43)의 외주면에, 그 외주면으로부터 중공부(20b)의 내주면을 향해 돌출된 핀(43c), 나선형 핀(43d), 나선형 핀(43e)을 설치한 구조로 해도 된다.

도 9는, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)에 있어서의 냉각봉(43)의 일부를 변형시킨, 냉각봉(43)의 부분 확대도이며, (a)는 그 냉각봉(43)의 측면도, (b)는 동 도면 (a)의 B-B선 단면 화살표 방향도이다. 도 9에 나타내는 냉각봉(43)은, 원주 방향으로 90도 변위할 때마다, 회전축 중심을 따라 연장되는 핀(31a)을, 회전축 중심을 따라 간헐적으로 설치하고 있다. 이와 같이, 냉각봉(43)의 외주면에 핀(31a)을 설치한 구조에서는, 퍼지 가스(50)(도 9에서는 도시하지 않음)가 중공부(20b)의 하단측으로부터 중공부(20b)의 간극(σ) 내에 들어가고, 중공부(20b)의 간극(σ) 내를 돌아 하단측으로부터 다시 중공부(20b) 밖으로 나오도록 흐를 때, 중공부(20b)의 간극(σ) 내에서 퍼지 가스(50)가 핀(31a)에 의해 교반되어 퍼지 가스(50)로의 열 전달이 촉진되고, 퍼지 가스(50)에 의한 냉각 효과가 더 얻어진다.

도 10은, 도 1에 나타낸 냉각봉(43)의 일부를 변형시킨, 냉각봉(43)의 부분 확대도이다. 도 10에 나타내는 냉각봉(43)은, 냉각봉(43)의 외주면에, 회전축 중심에 대해 나선형으로 경사져 있는 나선형 핀(31b)을, 회전축 중심을 따라 간헐적으로 설치하고 있다. 이와 같이, 냉각봉(43)의 외주면에 나선형 핀(43d)을 설치한 구조에서는, 퍼지 가스(50)(도 10에서는 도시하지 않음)가 중공부(20b)의 하단측으로부터 중공부(20b) 내에 들어가고, 중공부(20b) 내를 돌아 하단측으로부터 다시 중공부(20b) 밖으로 나오도록 흐를 때, 중공부(20b) 내에서 퍼지 가스(50)가 나선형 핀(43d)에 의해 교반된다. 이로 인해, 중공부(20b) 내에서의 회전체(18)로부터 퍼지 가스(50)로의 열 전달이 촉진되어, 퍼지 가스(50)에 의한 냉각 효과가 더 얻어진다.

도 11은, 도 1에 나타낸 냉각봉(43)의 일부를 변형시킨, 냉각봉(43)의 부분 확대도이다. 도 11에 나타내는 냉각봉(43)은, 냉각봉(43)의 외주면에, 회전축 중심에 대해 나선형으로 경사져 있는 하나의 연속한 나선형 핀(43e)을, 회전축 중심을 따라 설치하고 있다. 이와 같이, 냉각봉(43)의 외주면에 나선형 핀(43e)을 설치한 구조에서는, 퍼지 가스(50)(도 11에서는 도시하지 않음)가 중공부(20b)의 하단측으로부터 중공부(20b) 내에 들어가고, 중공부(20b) 내를 돌아 하단측으로부터 다시 중공부(20b) 밖으로 나오도록 흐를 때, 중공부(20b) 내에서 퍼지 가스(50)가 나선형 핀(43e)에 의해 교반되어 퍼지 가스(50)로의 열 전달이 촉진되고, 퍼지 가스(50)에 의한 냉각 효과가 더 얻어진다.

또, 도 8에 나타낸 냉각봉(43)과 회전축(20)의 중공부(20b) 사이의 간극(σ)에 퍼지 가스(50)를 흐르게 하는 구조에 있어서, 또한 도 12에 나타내는 바와 같이 중공부(20b)의 내주면에, 회전축 중심을 따라 연장되는 홈(20c)을 형성한 구조로 해도 된다. 이와 같이, 중공부(20b)의 내주면에 홈(20c)을 형성한 구조에서는, 퍼지 가스(50)(도 12에서는 도시하지 않음)가 중공부(20b)의 하단측으로부터 중공부(20b) 내에 들어가고, 중공부(20b) 내를 돌아 하단측으로부터 다시 중공부(20b) 밖으로 나오도록 흐를 때, 중공부(20b) 내에서 퍼지 가스(50)가 홈(20c)에 의해 교반되어 퍼지 가스(50)로의 열 전달이 촉진되고, 퍼지 가스(50)에 의한 냉각 효과가 더 얻어진다. 또한, 여기서의 홈(20c)도, 회전축 중심을 따라 나선형으로 형성된 홈으로 하는 것도 가능하고, 나선형의 홈(20c)으로 한 경우에는, 퍼지 가스(50)가 보다 교반되어, 퍼지 가스(50)에 의한 냉각 효과가 더 향상된다.

도 13 및 도 14는, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 또 다른 변형예를 나타내는 도면이고, 도 13은 그 진공 펌프(10)의 개략 종단 측면도이며, 도 14는 도 13의 B 부분 확대도이다. 또한, 도 13 및 도 14에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 13 및 도 14에 나타내는 진공 펌프(10)에서는, 냉각봉(43)에 냉매 배관(51)을 매입한 구조이다.

냉매 배관(51)은, 내부에 냉매(52)를 통과시킬 수 있는 파이프 형상의 부재이다. 냉매 배관(51)은, 도 13에 나타내는 바와 같이, 냉각봉(43)의 하단측에서 시작되어, 상단측을 향하고, 냉각봉(43)의 상단측(중간 부분)에서 역방향으로 꺾여 하단측으로부터 다시 냉각봉(43) 밖으로 나오도록 하여 배관되어 있으며, 냉매 입구부(51a)와 냉매 출구부(51b)는 모두 냉각봉(43)의 하측의 단부(43a)로부터 외측으로 인출되어 있다.

그리고, 냉매 배관(51)의 냉매 입구부(51a)와 냉매 출구부(51b)는, 각각 도시하지 않은 냉매기의 냉매 배출구와 냉매 귀환구에 연결되어 있으며, 냉매기의 냉매 배출구로부터 배출된 냉매(52)는, 냉매 배관(51)의 냉매 입구부(51a)로부터 냉매 배관(51) 내에 이송되고, 냉매 배관(51)의 내부를 지나 냉매 출구부(51b)로부터 배출되어 냉매기의 냉매 귀환구로 되돌아가도록 되어 있다.

그리고, 도 13 및 도 14에 나타내는 냉각봉(43)을 사용한 진공 펌프(10)에서는, 도 14에 나타내는 바와 같이 냉매(52)가 냉매 배관(51) 내를 흐를 때, 회전축(20)측의 복사열을 흡수하여 따뜻해진 냉각봉(43)의 열을, 냉매(52)가 흡수하여 냉각봉(43)의 온도를 강제적으로 저하시켜, 냉각봉(43)에 의한 냉각 능력을 향상시킨다. 그리고, 회전체(18)측의 온도가 소정의 온도 이상이 되지 않도록 억제하여, 회전체(18) 전체를 항상 소정의 온도 이하로 유지할 수 있다. 이로 인해, 모터부(25)의 출력 저하나 회전체(18)의 회전 진동의 발생을 막을 수 있도록 한 것이다.

또한, 냉매 배관(51)은 복수 개 설치해도 되고, 또 냉매기와의 사이에서 분기·합류시킨 구조로 해도 된다.

도 15 및 도 16은, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 또 다른 변형예를 나타내는 도면이고, 도 15는 그 진공 펌프(10)의 개략 종단 측면도이며, 도 16은 도 15에 나타내는 진공 펌프(10)의 C 부분 확대도이다. 또한, 도 15 및 도 16에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 15 및 도 16에 나타내는 진공 펌프(10)에서는, 도 1에 나타내는 중공부(20b)의 하단면으로부터의 축방향 길이와, 냉각봉(43)의 축방향 길이를, 각각 작게 하여, 냉각을 필요로 하지 않는 개소에는, 냉각봉(43)을 배치하지 않는 구조로 한 것이다. 즉, 회전축(20)에는 중공부(20b)를, 냉각을 필요로 하지 않는 개소에는 만들지 않도록 하여, 비용 저감을 도모하는 것과 더불어, 냉각봉(43)에 의한 냉각이 불필요한 개소에 있어서의 열 전달량을 줄여, 효율적으로 냉각할 수 있도록 한 것이다.

도 17 및 도 18은, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 또 다른 변형예를 나타내는 도면이고, 도 17은 그 진공 펌프(10)의 개략 종단 측면도이며, 도 18은 도 17의 D 부분 확대도이다.

또한, 도 17 및 도 18에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 17 및 도 18에 나타내는 진공 펌프(10)에서는, 도 13 및 도 14에 나타내는 냉각봉(43)에 있어서, 냉각봉(43)의 외주면에, 원주 방향 등간격(본 실시예에서는 90도 간격)의 위치에, 회전축 중심을 따라 형성된 핀(43b)을 설치한 것이다. 또한, 핀(43b)을 설치하고 있는 위치는, 냉각을 필요로 하는 모터부(25)와 대응하고 있는 개소이다.

도 17 및 도 18에 나타내는 진공 펌프(10)와 같이, 냉각봉(43)의 외주면에 핀(43b)을 설치하면, 냉각을 필요로 하는 모터부(25)와 대응하고 있는 냉각봉(43)의 개소에 있어서의 표면적이, 냉각을 필요로 하지 않는 개소의 표면적보다 커진다. 따라서, 이 구조에서는 냉각을 필요로 하고 있는 개소에 핀(43b)를 설치하고, 냉각을 필요로 하지 않는 개소에는 핀(43b)을 설치하지 않기 때문에, 냉각을 필요로 하고 있는 개소에서의 열 전달량을, 냉각을 필요로 하지 않는 개소에서의 열 전달량보다 증가시켜, 냉각을 필요로 하고 있는 개소에 대한 냉각을 효과적으로 행할 수 있다.

또한, 도 17 및 도 18에 나타내는 진공 펌프(10)와 같이, 냉각봉(43)의 외주에 핀(43b)을 설치하는 것 대신에, 예를 들면, 냉각을 필요로 하지 않는 개소의 냉각봉(43)의 외주 직경을 작게 하여, 냉각을 필요하고 있지 않는 개소의 냉각봉(43)의 표면적을 줄이고, 반대로, 냉각을 필요로 하고 있는 개소와 대응하고 있는 개소의 냉각봉(43)의 외주 직경을 크게 하여 표면적을 증가시킨다는 것과 같이, 냉각봉(43)의 표면적을 바꾸어, 냉각 효과에 강약을 갖도록 해도 된다.

또, 도 17 및 도 18에 나타내는 진공 펌프(10)에서는, 핀(43b)을, 모터부(25)와 대응하는 냉각봉(43)의 외주면에 설치하고 있는데, 예를 들면 도 19 및 도 20에서 나타내는 바와 같이 회전 날개(19)와 대응하는 위치, 혹은 도 21 및 도 22에서 나타내는 바와 같이 모터부(25)와 회전 날개(19)에 각각 대응할 수 있는 위치에, 각각 설치해도 된다. 또한, 각 부에 설치되는 핀의 형상은, 각 부에서 같은 형상의 것을 사용해도 되고, 혹은 다른 형상의 것을 사용해도 된다.

더 상세하게 설명하면, 도 19 및 도 20은, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 또 다른 변형예를 나타내고 있는 도면이고, 도 19는 그 진공 펌프(10)의 개략 종단 측면도이며, 도 20은 도 19의 E 부분 확대도이다. 또한, 도 19 및 도 20에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 19 및 도 20에 나타내는 진공 펌프(10)는, 냉각봉(43)의 상단측의 외주면에 핀(143b)을 설치하고, 냉각봉(43)의 상단부에 있어서의 표면적을 증가시켜, 회전축(20)의 상단부(20d)에 있어서의 냉각 효과를, 핀(143b)과 대응하고 있지 않는 개소보다 향상시키도록 한 것이다. 또한, 핀(143b)은, 중공부(20b)의 내주면에 설치한, 구조로 해도 된다.

도 21 및 도 22는, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 또 다른 변형예를 나타내는 도면이고, 도 21은 그 진공 펌프(10)의 개략 종단 측면도이며, 도 22는 도 21의 F 부분 확대도이다.

또한, 도 21 및 도 22에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 21 및 도 22에 나타내는 진공 펌프(10)는, 회전 날개(19)에 대응하는 냉각봉(43)의 외주면의 개소와, 모터부(25)와 대응하는 냉각봉(43)의 외주면의 개소에, 각각 핀(243b, 343b)을 설치한 것이다. 이 구조에서는, 냉각봉(43)의 회전 날개(19)와 대응하는 개소의 표면적을 핀(243b)으로 증가시키는 것과 더불어, 모터부(25)와 대응하는 개소의 표면적을 핀(343b)으로 증가시켜, 핀(243b, 343b)과 각각 대응하고 있는 개소에 있어서의 냉각 효과를, 핀(243b, 343b)을 설치하지 않은 개소보다 향상시키도록 한 것이다.

도 23 및 도 24는, 도 1에 나타낸 진공 펌프(10)의 또 다른 변형예를 나타내는 도면이고, 도 23은 그 진공 펌프(10)의 개략 종단 측면도이며, 도 24는 도 23의 G 부분 확대도이다.

또한, 도 18 및 도 19에서 도 1과 같은 부호를 붙이고 있는 부재는 도 1에 나타낸 부재와 동일 부재이므로, 중복 설명은 생략한다.

도 23 및 도 24에 나타내는 진공 펌프(10)는, 회전체의 냉각을 필요로 하지 않는 개소와 대응하는 냉각봉(43)의 외주면의 개소에, 제2 단열재로서의 단열재(53)를, 냉각봉(43)을 주회 피복하도록 하여 설치한 것이다. 또, 여기서의 냉각봉(43)의 소재는 단열성인 것이 사용되는데, 냉각봉(43)의 전열성은 단열재(53)의 전열성보다 높아, 회전체(18)측에서의 복사열을 흡수하여, 냉매 배관(51)과는 열교환할 수 있도록 되어 있다. 이 도 23 및 도 24에서 나타내는 진공 펌프(10)에서는, 냉각을 필요로 하는 개소에 설치된 모터부(25)와 대응하는 개소는 단열재(53)로 덮지 않고, 냉각을 필요로 하지 않는 상하의 개소를 단열재(53)로 덮고 있다. 따라서, 단열재(53)로 덮이지 않은 모터부(25)와 대응하는 개소의 냉각 효과가 증대하고, 모터부(25)와 대응하는 개소에 있어서의 냉각 효과를, 다른 개소보다 향상시키도록 한 것이다. 여기서의 단열재(53)로서는, 스테인리스 합금, 세라믹스, 합성 수지, 유리, 유리솜 등이다.

회전체의 냉각을 필요로 하는 개소는, 예를 들면, 모터부, 레이디얼 자기 베어링부, 액시얼 자기 베어링부, 회전 날개부 등의 발열부 등의, 일부 또는 모든 개소이다. 예를 들면, 모터부의 발열이 레이디얼 자기 베어링부나 액시얼 자기 베어링부의 발열에 비해 큰 경우에는, 모터부만을 냉각하는 것이 적합하다. 또, 진공 펌프에서는, 생성물의 부착을 방지하기 위해, 회전 날개를 가열하는 경우가 있는데, 그 경우에는, 회전 날개의 냉각을 행하지 않는 것이 적합하다. 회전체의 냉각을 필요로 하지 않는 개소는, 회전체의 냉각을 필요로 하는 개소 이외의 회전체의 개소이다.

또한, 본 발명은, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 한 여러 가지 개변을 이룰 수 있고, 그리고, 본 발명이 당해 개변된 것에 미치는 것은 당연하다.

10: 진공 펌프 10A: 분자 펌프 기구부
10B: 나사 홈식 펌프 기구부 11: 케이싱
11A: 펌프 케이스 11B: 펌프 베이스
11C: 베이스단 덮개 11Ca: 내측 베이스단 덮개부
11Cb: 외측 베이스단 덮개부 12: 체결 부재
13: 흡기구 14: 배기구
15: 플랜지 16: 플랜지
17: 고정체 18: 회전체
19: 회전 날개 20: 회전축
20a: 차양부 20b: 중공부
20c: 홈 20d: 상단부
21: 원통 부재 21a: 제1 원통부
21b: 제2 원통부 22: 블레이드
23: 격벽 23a: 축 구멍
24: 설치 볼트 25: 모터부
26: 레이디얼 자기 베어링부 27: 레이디얼 자기 베어링부
28: 액시얼 자기 베어링부 29: 레이디얼 변위 센서
30: 레이디얼 변위 센서 31: 고정 날개
32: 나사 홈 스페이서 32a: 나선홈
33: 블레이드 34: 스페이서
35: 고정자 칼럼 36: 칼라
37: 볼트 구멍 38: 환상 홈
39: 개구 40: O링
41: 설치 볼트 42: 냉각봉 설치 구멍
43: 냉각봉 43a: 단부
43b: 핀 143b: 핀
243b: 핀 343b: 핀
43c: 핀 43d: 나선형 핀
43e: 나선형 핀 44A: 방열 기구
44B: 방열 기구 44C: 방열 기구
45: 방열판 46: 방열 기구 본체
47: 배관 48: 냉각수
49: 히트 파이프 49L: 히트 파이프
49S: 히트 파이프 49a: 고온부(흡열부)
49b: 저온부(방열부) 50: 퍼지 가스
51: 냉매 배관 51a: 냉매 입구부
51b: 냉매 출구부 52: 냉매
53: 단열재(제2 단열재) 54: 단열재(제1 단열재)
56: 펠티에식 유닛 100: 화살표
σ: 간극

Claims (16)

1. 케이싱과, 상기 케이싱에 대해 상대적으로 회전 가능하게 배치된 회전축을 갖고, 상기 회전축과 일체로 구성되는 회전체를 구비하는 회전 장치로서,
   상기 회전체의 내부에 상기 회전축 중심을 따라 형성된 중공부와,
   상기 케이싱에 고정되며, 상기 중공부에 냉매를 분출하는 기구를 갖지 않고 상기 중공부 내에 상기 회전체와 비접촉 상태로 설치되고, 상기 회전체의 복사열을 흡수하여 상기 회전체를 냉각하는 냉각봉
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각봉은, 상기 케이싱으로부터의 열을 차단하는 제1 단열재를 개재하여, 상기 케이싱과 일체로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 냉각봉은, 상기 중공부로부터 인출된 일단측에, 상기 냉각봉의 방열을 행하는 방열 기구를 장착하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 방열 기구는, 방열판을 갖는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 방열 기구는, 냉각수를 흐르게 하는 배관을 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
6. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방열 기구는, 펠티에 소자를 설치한 펠티에식 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 냉각봉은, 상기 중공부의 외측에 방열부를 배치하고, 상기 중공부 내에 상기 회전축 중심을 따라 배치한 히트 파이프를 갖는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 히트 파이프는, 복수 개 설치되어 있으며, 적어도 한 개의 고온부는 회전축 방향으로 어긋나게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
   상기 냉각봉은, 대략 전체가 상기 히트 파이프로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각봉은, 상기 회전축 중심을 따라 배치되며, 또한, 내부에 냉매를 흐르게 하는 냉매관을 갖고, 상기 냉매관은, 상기 중공부 내에서 굴곡 반전되어 양단을 상기 중공부의 외측으로 인출하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각봉과 상기 중공부 사이의 간극에 퍼지 가스를 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 냉각봉은, 외주면에 상기 퍼지 가스와 접촉하는 핀을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 중공부에는, 내주면에 상기 퍼지 가스를 통과시키는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각봉은, 상기 회전체의 냉각을 필요로 하는 개소에 대응하고 있는 상기 냉각봉의 외주면 또는 내주면이 되는 개소의 표면적이 상기 회전체의 냉각을 필요로 하지 않는 개소에 대응하고 있는 상기 냉각봉의 외주면 또는 내주면이 되는 개소의 표면적보다 커지도록, 국소적으로 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전체의 냉각을 필요로 하지 않는 개소에 대응하고 있는 상기 냉각봉과 상기 중공부 사이의 개소를, 제2 단열재로 피복하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
16. 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱과, 상기 케이싱에 대해 상대적으로 회전 가능하게 배치된 회전축과, 상기 회전축과 일체로 구성되는 회전체를 구비하는 진공 펌프로서,
    상기 회전체의 내부에, 상기 회전축 중심을 따라 형성된 중공부와,
    상기 케이싱에 고정되며, 상기 중공부에 냉매를 분출하는 기구를 갖지 않고 상기 회전체와 비접촉 상태로 상기 중공부 내에 설치되고, 상기 회전체의 복사열을 흡수하여 상기 회전체를 냉각하는 냉각봉
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.

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