WO2006001243A1 - ターボ分子ポンプの軸受支持構造 - Google Patents

ターボ分子ポンプの軸受支持構造 Download PDF

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WO2006001243A1
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bearing support
ring
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Masashi Iguchi
Takahiro Uehara
Shigeyoshi Nakatsuji
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Osaka Vacuum, Ltd.
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    • F16C37/00—Cooling of bearings
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/44—Centrifugal pumps
    • F16C2360/45—Turbo-molecular pumps

Definitions

  • the present invention relates to a turbo molecular pump that has a rotor that rotates at high speed and is used in a pressure range in which a medium vacuum force extends to an ultra-high vacuum, and in particular, a rotary shaft of a rotor with upper and lower rolling bearings lubricated with grease.
  • the present invention relates to a bearing support structure of a turbo molecular pump of a type that supports the shaft.
  • FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of an example of a conventional turbomolecular pump.
  • a is a rotor of a turbo molecular pump
  • b is a rotating shaft
  • c is a motor
  • the rotary shaft b is pivotally supported in the housing h by an upper first ball bearing f and a lower second ball bearing g.
  • the second ball bearing g is inserted into a circular hole hi provided in the housing h with a minute gap between the second ball bearing g and the outer peripheral portion of the second ball bearing g.
  • a force adiabatically supported by an O-ring m2 installed on the lower side of the outer ring of the second ball bearing g is in contact with the housing h in close contact therewith. For this reason, the heat generated by the second ball bearing g is transmitted to the housing h and dissipated.
  • the first ball bearing f is inserted into the circular hole jl of the bearing sleeve j with a small gap between the outer periphery of the first ball bearing f and the circular hole jl.
  • the upper end surface of the outer ring of the first ball bearing f is in contact with the flange portion j2 protruding inward of the side portion of the bearing sleeve j. It is in contact so as to be in close contact. For this reason, the heat generated by the first ball bearing f is transmitted to the bearing sleeve j through the flange j2.
  • the bearing sleeve j is inserted into a circular hole kl provided in the sleeve case k with a slight gap between the outer periphery of the bearing sleeve j and a circular gap. It is adiabatically supported by an O-ring n installed in the hole kl, and the upper end of the bearing sleeve j Since the sleeve only abuts against the sleeve case k via the spring P, there is a problem that heat transfer to the bearing sleeve j force sleeve case k is not sufficiently performed.
  • the ball bearings ⁇ g can maintain a stable rotation by being given a predetermined axial thrust (preload) by the spring P, but the bearing sleeve j and the sleeve case k There is a problem that the axial thrust of the spring P may not be transmitted to the ball bearing g due to the sliding resistance of the O-ring n interposed between them, causing vibration and noise in the ball bearing g. .
  • the elastic support ring is mounted between the outer ring of the bearing and the housing.
  • the elastic support ring has a circumferential groove having a groove width larger than the width of the outer ring on the outer circumferential surface corresponding to the outer ring of the bearing, and at least
  • An elastic support device for bearings (see Patent Document 2) characterized by having fitting parts for the housing on both sides, and a bearing part that supports the rotating body, and a damping part filled with grease or elastomer.
  • a rotating machine see Patent Document 3 characterized in that it is supported by a main body through a rotary machine.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-172288
  • Patent Document 2 Japanese Utility Model Publication No. 56-97621
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 10-288195
  • one ball bearing is fitted with a minute gap in a bearing sleeve into which the outer periphery of the ball bearing is fitted, and the sleeve is fixed to the housing.
  • the sleeve case was inserted into the circular hole with a small gap, and these two circumferential gaps were insufficient to absorb the vibration generated in the ball bearing.
  • Patent Document 2 lacks restraint on the end face of the outer ring of the bearing, if it is used for a bearing of a rotating shaft that rotates at a high speed because the restriction on the inclination of the outer ring is weak, the bearing is damaged early. There was a problem that there was a risk of causing.
  • Patent Document 3 also has a problem in that a bearing having poor heat transferability of a vibration damping portion filled with grease or illustrator may overheat.
  • Patent Document 3 also has a problem that there is a risk of bearing damage at an early stage when used in a bearing of a rotating shaft that rotates at a high speed because the bearing is less restricted with respect to the inclination of the outer ring. It was.
  • the present invention eliminates these problems, can support the rotating shaft on which the bearing is not overheated on the correct axis, and the rolling force is such that the rotating shaft has a vibration absorbing function.
  • An object of the present invention is to provide a bearing support structure suitable for a bearing type turbo molecular pump. Means for solving the problem
  • the present invention provides upper and lower rolling bearings that support the rotating shaft in order to achieve the above-described object.
  • the upper and lower sleeves that support each bearing are fitted in contact with the outer peripheral portion and one end surface portion of the outer ring of each bearing, and one of these upper and lower sleeves is fixed to the housing, and the other is
  • This sleeve is fitted in a sleeve through hole provided in the housing so as to be slidable in the axial direction, and further, a turbo molecular pump having a bearing preloading spring that applies axial force to the upper and lower bearings.
  • the upper and lower sleeves are each formed into an inner / outer double structure composed of an inner sleeve and an outer sleeve, and a heat conductive gel is filled between the inner sleeve and the outer sleeve to form a circle.
  • An annular gel layer is provided, and an elastic body such as an o-ring is disposed at each end of the gel layer to seal the gel layer.
  • the rotating shaft in which the bearing of the turbo molecular pump does not overheat is supported on the correct shaft, and the axial preload is applied while accurately maintaining the alignment of the bearing inner and outer rings.
  • the bearing durability at high speed rotation can be improved, and the bearing support structure that has the vibration absorbing action of the rotating shaft can be obtained, so that the operation noise and vibration of the turbo molecular pump can be reduced. It has the effect of maintaining a long bearing life.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a part of a turbo molecular pump having a bearing support structure of the present invention, a bearing support part.
  • the rotor is engaged with the upper part of a rotating shaft 1. Further, the upper housing connected to the upper part of the intermediate housing 2 is omitted.
  • [0023] 3 is a motor, and the motor 3 also has a force with a rotor 3a fixed to the outer peripheral portion of the rotating shaft and a stator 3b fixed to the inner peripheral portion of the intermediate housing 2.
  • 4 and 5 are ball bearings, and these ball bearings 4 and 5 are provided above and below the motor 3, and these ball bearings 4 and 5 are both self-lubricating with grease sealed. is there.
  • Reference numeral 6 denotes a first sleeve
  • the first sleeve 6 has an inner / outer double structure including an inner first sleeve 6a on the inner peripheral side and an outer first sleeve 6b on the outer peripheral side.
  • the ball bearing 4 is fitted into the inner first sleeve 6a, and the upper end portion of the outer ring of the ball bearing 4 is attached to the flange portion 6al projecting inwardly at the upper portion of the inner first sleeve 6a. Bring the ball bearing 4 into contact with it.
  • 6a2 is an O-ring interposed to form a slight gap between the outer peripheral portion of the ball bearing 4 and the inner peripheral portion of the inner first sleeve 6a, and the O-ring 6a2 It is inserted into an O-ring groove provided in the inner first sleeve 6a.
  • the outer first sleeve 6b is fixed to the upper portion of the intermediate housing 2 by a method such as bolting.
  • An annular gel layer 6c is provided between the inner first sleeve 6a and the outer first sleeve 6b, and two O-rings or first O-rings at both ends of the gel layer 6c.
  • the gel layer 6c is sealed between the inner and outer first sleeves 6a and 6b by 6d and the second O-ring 6e.
  • the first O-ring 6d is fitted into an O-ring groove provided at an outer corner of the upper end of the inner first sleeve 6a, and protrudes inward from the upper portion of the outer first sleeve 6b.
  • the upper surface of the first O-ring 6d is brought into contact with the lower surface of the protruding flange 6bl and pressed downward.
  • the outer first sleeve 6b prevents the inner first sleeve 6a from slipping upward via the first O-ring 6d.
  • the second O-ring 6e is interposed between an outer peripheral surface portion of the inner first sleeve 6a and an inner peripheral surface portion of the outer first sleeve 6b, and the second O-ring 6e Depending on the thickness, the inner first sleeve 6a and the outer first sleeve 6b are held at a predetermined distance.
  • Reference numeral 7 denotes a second sleeve, and the second sleeve 7 is formed in an inner-outer double structure including an inner second sleeve 7a on the inner peripheral side and an outer second sleeve 7b on the outer peripheral side.
  • the ball bearing 5 is fitted into the inner second sleeve 7a, and the lower end portion of the outer ring of the ball bearing 5 is inserted into the flange portion 7al projecting inwardly at the lower portion of the inner second sleeve 7a.
  • the ball bearing 5 is locked by contacting.
  • 7a2 is a small gap between the outer periphery of the ball bearing 5 and the inner periphery of the inner second sleeve 7a.
  • the outer second sleeve 7b is fitted into a sleeve insertion hole 2bl provided in the lower housing 2b so as to be slidable in the axial direction, and the outer second sleeve 7b further includes the lower housing 2b.
  • the disc spring 8 with the bottom surface in contact with the spring is biased upward by the upward spring force.
  • This spur is pushed through a fourth O-ring 7e, which will be described later, and further through the ball bearing 5, the rotary shaft 1, the ball bearing 4 and the first O-ring 6d to push the flange 6bl of the outer first sleeve 6b. Balance with pressure.
  • An annular gel layer 7c is provided between the inner second sleeve 7a and the outer second sleeve 7b, and two O-rings or third O-rings at both ends of the gel layer 7c are provided.
  • the gel layer 7c is sealed between the inner and outer second sleeves 7a and 7b by 7d and a fourth O-ring 7e.
  • the third O-ring 7d is interposed between an outer peripheral surface portion of the inner second sleeve 7a and an inner peripheral surface of the outer second sleeve 7b.
  • the inner second sleeve 7a and the outer second sleeve 7b are held at a predetermined distance.
  • the fourth O-ring 7e is fitted into an O-ring groove provided at an outer corner of the lower end of the inner second sleeve 7a, and inward from the lower part of the outer second sleeve 7b.
  • the lower surface of the fourth O-ring 7e is brought into contact with the upper surface of the flange 7bl protruding in the direction.
  • the gel layers 6c and 7c have a thermal conductive gel force and are in a paste form having a thermal conductivity of at least lWZm'k, for example, DP-100 (trade name), thermal conductive HT sheet (trade name), etc. Is used.
  • the thermal conductive gel has a high thermal conductivity compared to the synthetic resin gel material! Add metal powder etc.
  • the turbo molecular pump is driven by the motor 3 in FIG. 1.
  • the rotation of the rotating shaft 1 at a high speed by the driving of the motor 3 and the rotor engaged with the upper portion of the rotating shaft 1 (Not shown) also rotates at high speed to exhaust.
  • the rotary shaft 1 is pivotally supported by two ball bearings 4 and 5 installed above and below the motor 3, and the vertical thrust generated in the rotary shaft 1 and the horizontal direction These ball bearings 4 and 5 also support vibrations.
  • the disc spring 8 applies a preload in the axial direction to the ball bearings 4 and 5 so as to be durable against high-speed rotation.
  • the center of rotation of the rotating shaft 1 that rotates at a high speed together with the rotor does not necessarily coincide with the center of the ball bearings 4 and 5, and the rotating shaft 1 tends to rotate with a slight eccentricity. Therefore, in order to cope with this eccentricity, the ball bearings 4 and 5 are also required to have a minute lateral movement.
  • the ball bearings 4 and 5 generate heat due to the rotation, and the rotating shaft 1 also includes the motor.
  • the turbo molecular pump is mainly operated in a vacuum state, and for this reason, the rotating shaft 1 and the ball bearing
  • the cooling of the ball bearings 4 and 5 depends on heat conduction through the first sleeve 6 or the second sleeve 7.
  • each of the first sleeve 6 and the second sleeve 7 has an O-ring 6e or 7d interposed between the inner sleeve and the outer sleeve, respectively. A predetermined distance is maintained between the inner sleeve and the outer sleeve to keep the rotor blades safe.
  • These O-rings 6e and 7d have moderate elasticity, and also play a role of absorbing vibration of the ball bearings 4 and 5 together with the annular gel layer 6c or 7c.
  • the self-lubricating ball shaft in which the ball bearing 4 and the ball bearing 5 are filled with grease is used.
  • the bearing may not be a grease-filled type, but may be a rolling bearing such as a roller bearing.
  • the gel layer 6c is sealed in a flexible thin-walled bag formed in an annular shape, and then between the inner sleeve 6a and the outer sleeve 6b and / or the inner side. Make sure that the sleeve 7a is in close contact with the outer sleeve 7b.
  • the present invention is used for a bearing support structure of a turbo molecular pump having a rolling bearing such as a ball bearing.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of Embodiment 1 of a bearing support structure for a turbo molecular pump according to the present invention.
  • FIG. 2 is a table showing physical properties of a part of Example 1, an example of a gel layer.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an example of a conventional turbomolecular pump having a bearing support structure.

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Abstract

　転がり軸受でロータの回転軸を軸支する方式のターボ分子ポンプにおいて、軸受部に発生する微小振動を吸収することができると共に、これら軸受部の発熱を冷却できて、長寿命で安全なターボ分子ポンプ用軸受支持構造を提供する。 　回転軸１を軸支する玉軸受４、５をそれぞれ上部の第１スリーブ６又は下部の第２スリーブ７にこれら玉軸受４、５の各外輪の外周部及び片端面部を当接させて、嵌入したターボ分子ポンプの軸受支持構造において、前記第１スリーブ６及び前記第２スリーブ７を、各々内側スリーブと外側スリーブとからなる内外二重構造に形成し、これら内側スリーブと外側スリーブとの間に所定の熱伝導率を有するゲル層６ｃ又は７ｃを設けると共に、これらゲル層６ｃ、７ｃの前後にそれぞれＯリング６ｄ、６ｅ、又はＯリング７ｄ、７ｅを配置して、これらゲル層６ｃ、７ｃを密封する構造とした。

Description

ターボ分子ポンプの軸受支持構造
技術分野
[0001] 本発明は、高速で回転するロータを有して中真空力も超高真空にわたる圧力範囲 で使用されるターボ分子ポンプに関し、特にグリス潤滑された上下の転がり軸受でロ ータの回転軸を軸支する方式のターボ分子ポンプの軸受支持構造に関する。
背景技術
[0002] 図 3に従来のターボ分子ポンプの 1例の縦断面図を示した。
[0003] 即ち、図 3において aはターボ分子ポンプのロータ、 bは回転軸、 cがモータである。
[0004] モータ cの駆動によって回転軸 b及びロータ aが高速で回転し、吸気口 dから吸気を して排気口 eから排気を行なう。
[0005] 回転軸 bは上部の第 1玉軸受 fと下部の第 2玉軸受 gによってハウジング h内に軸支 されている。
[0006] 第 2玉軸受 gはハウジング hに設けられた円穴 hiに該第 2玉軸受 gの外周部との間 に微小の隙間を存して嵌入されていると共に、該円穴 hi部に設置した Oリング m2に よって断熱的に支承されている力 該第 2玉軸受 gの外輪の下側側面は前記ハウジ ング hに密着するように当接している。このため該第 2玉軸受 gの発生熱はハウジング hに伝達されて放熱する。
[0007] 一方の第 1玉軸受 fは、軸受スリーブ jの円穴 j lに該第 1玉軸受 fの外周部との間に 微小の隙間を有して嵌入されていると共に、該円穴 jl部に設置した Oリング mlによ つて断熱的に支承されているが、該第 1玉軸受 fの外輪の上側端面は前記軸受スリ ーブ jの側部の内方に突出したフランジ部 j2に密着するように当接している。このため 該第 1玉軸受 fの発生熱は前記フランジ部 j2を介して軸受スリーブ jにまで伝達される
[0008] し力しながら軸受スリーブ jは、スリーブケース kに設けられた円穴 klに該軸受スリー ブ jの外周部との間に微小の隙間を存して嵌入されていると共に、該円穴 kl部に設 置した Oリング nによって断熱的に支承されており、又、該軸受スリーブ jの上側端部 はスプリング Pを介してスリーブケース kに当接して 、るだけなので、該軸受スリーブ j 力 スリーブケース kへの熱伝達が充分に行なわれないという問題があった。
[0009] 分子ポンプの運転中はモータ c及び玉軸受^ gより熱が発生して回転軸 b及び玉軸 受、 gが昇温するが、ターボ分子ポンプ内部は真空のため、この発生熱は殆ど前記 玉軸受 gを介してハウジング hに伝達され、そこで外気又は冷却水によって冷却さ れねばならない。このように軸受スリーブ jからの熱伝達が充分に行なわれないと、前 記第 1玉軸受 fが過熱を起こすという問題を生ずる。
[0010] 又、前記両玉軸受^ gは、前記スプリング Pにより所定の軸方向推力（予圧）を与え られることによって安定した回転を保つことができるが、前記軸受スリーブ jと前記スリ ーブケース kとの間に介在する Oリング nの摺動抵抗によって前記スプリング Pの軸方 向推力が前記玉軸受 gに伝わらない場合があって、玉軸受 gに振動や騒音を生 じるという問題があった。
[0011] そこで、これらの問題点に対する対策として、分子ポンプの回転軸を該回転軸の上 下に各 1組ずつ設けた 2組の玉軸受によって軸支する方式の分子ポンプにおいて、 これら 2組の玉軸受の内の一方の玉軸受は、該玉軸受の外輪端面に当接するフラン ジ部を有する軸受スリーブに、該玉軸受の外周部との間に微小の隙間を有して嵌入 され、且つ該軸受スリーブは、前記分子ポンプのハウジングに固定したスリーブケー スの円穴に該軸受スリーブの外周部との間に微小の隙間を有して摺動可能に嵌入さ れていると共に該軸受スリーブの外周部と該スリーブケースの円穴との間には Oリン グを介在させない構造とした例がある (例えば、特許文献 1参照。 ) o
[0012] 又、軸受の外輪とハウジングとの間に弾性支持環を介在させて、軸受を弹性的に 支持した例として、軸受の外輪とハウジングとの間に装着された弾性支持環を介して 軸受を弹性的に支持してなる軸受の弾性支持装置において、弾性支持環は、軸受 の外輪と対応する外周面に前記外輪の幅よりも大きい溝幅をもった周溝を有し、かつ 少なくともその両側にハウジングに対するはめあい部を備えていることを特徴とした軸 受の弾性支持装置 (特許文献 2参照)や回転体を軸支する軸受部を、グリス又はイラ ストマを充填した制振部を介して本体部に支持させてなることを特徴とする回転機械 (特許文献 3参照）が知られて ヽる。 特許文献 1 :特開 2003— 172288号公報
特許文献 2 :実開昭 56— 97621号公報
特許文献 3 :特開平 10— 288195号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0013] 前記特許文献 1の発明によれば、一方の玉軸受は、該玉軸受の外周部が嵌入する 軸受スリーブに微小の隙間を有して嵌入され、且つ該スリーブは、ハウジングに固定 されたスリーブケースの円穴に微小の隙間を有して嵌入されており、これら 2つの円 周隙間では、前記玉軸受に発生する振動を吸収するのに不充分であるという問題点 かあつた。
[0014] 又、前記特許文献 2の技術では、軸受が弹性支持環を介してハウジングに支持さ れているため、回転軸及び軸受部の熱がハウジング側に伝達されにくぐ軸受が過 熱することがあるという問題点があった。更に、軸受を支持している弾性支持環の弾 性が弱い場合には、回転軸を正しい軸心に支持することができず、ロータの動翼の 先端部がハウジングの内壁に接触することがあるという問題点があった。
[0015] 更に又、前記特許文献 2の技術では、軸受外輪の端面に対する抑えを欠いている ので、外輪の傾きに対する規制が弱ぐ高速回転をする回転軸の軸受に用いると早 期に軸受破損を起こす危険があるという問題点があった。
[0016] 又、前記特許文献 3の技術でも、グリス又はイラストマを充填した制振部の熱の伝達 性が悪ぐ軸受が過熱することがあるという問題点があった。
[0017] 更に又、前記特許文献 3の技術も軸受に外輪の傾きに対する規制が弱いので、高 速回転をする回転軸の軸受に用いると早期に軸受破損を起こす危険があるという問 題があった。
[0018] 本発明は、これらの問題点を解消し、軸受が過熱することがなぐ回転軸を正しい 軸心に支持することができて、し力も回転軸の振動吸収作用を有するような、転がり 軸受式のターボ分子ポンプに適した軸受支持構造を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0019] 本発明は前記の目的を達成すべく回転軸を軸支する上下の転がり軸受が、これら 各軸受を支承する上下のスリーブに、各軸受の外輪の外周部及び片端面部を当接 させて嵌入しており、これら上下のスリーブの内のいずれか一方のスリーブはハウジ ングに固定され、他方のスリーブは前記ハウジング内に設けたスリーブ揷通穴内に軸 方向の摺動自在に嵌入されており、更に前記上下の軸受に軸方向の力を作用する 軸受予圧用ばねを具備したターボ分子ポンプの軸受支持構造にぉ 、て、前記上下 のスリーブを各々内側スリーブと外側スリーブとからなる内外二重構造に形成し、これ ら内側スリーブと外側スリーブとの間に、熱伝導ゲルを充填して円環状のゲル層を設 けると共に該ゲル層の両端部にそれぞれ oリング等の弾性体を配置して前記ゲル層 を密封したことを特徴とする。
発明の効果
[0020] 本発明によれば、ターボ分子ポンプの軸受が過熱することがなぐ回転軸を正しい 軸心に支持すると共に、軸受内外輪のァライメントを正確に維持しながら軸方向の予 圧を与えて高速回転での軸受耐久性を高めるようにすることができて、し力も回転軸 の振動吸収作用を有する軸受支持構造が得られるので、ターボ分子ポンプの運転 騒音及び振動を小さくすることができると共に軸受寿命を長く保つことができる効果を 有する。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 本発明の最良の実施の形態の実施例を以下に説明する。
実施例 1
[0022] 図 1は、本発明の軸受支持構造を具備したターボ分子ポンプの一部、軸受支持部 の縦断面図であり、同図 1では、回転軸 1の上部に係着されているロータ及び中間ハ ウジング 2の上部に連設されて 、る上部ハウジングを省略して示して 、る。
[0023] 3はモータで、該モータ 3は前記回転軸の外周部に固定されたロータ 3aと、前記中 間ハウジング 2の内周部に固定されたステータ 3bと力もなつている。
[0024] 4及び 5は玉軸受で、これら玉軸受 4、 5は前記モータ 3を挟んでその上下に設けら れており、これら玉軸受 4、 5はいずれもグリースを封入した自己潤滑式である。
[0025] 6は第 1スリーブで、該第 1スリーブ 6は内周側の内側第 1スリーブ 6aと外周側の外 側第 1スリーブ 6bとからなる内外二重構造に形成されている。 [0026] 該内側第 1スリーブ 6a内に前記玉軸受 4が嵌入すると共に、該内側第 1スリーブ 6a の上部の内方へ向かって突出したフランジ部 6alに前記玉軸受 4の外輪の上端部を 当接させて前記玉軸受 4を係止して ヽる。
[0027] 尚、 6a2は前記玉軸受 4の外周部と前記内側第 1スリーブ 6aの内周部との間に僅 少な隙間を形成するために介在させた Oリングで、該 Oリング 6a2は前記内側第 1スリ ーブ 6aに設けられた Oリング溝に嵌入されている。
[0028] 前記外側第 1スリーブ 6bは前記中間ハウジング 2の上部にボルト締め等の方法で 固定されている。
[0029] 前記内側第 1スリーブ 6aと前記外側第 1スリーブ 6bとの間には環状のゲル層 6cが 設けられており、該ゲル層 6cの両端部にある 2つの Oリング即ち第一 Oリング 6dと第 二 Oリング 6eとによって該ゲル層 6cを前記内外の第 1スリーブ 6a、 6b間に密封して いる。
[0030] 前記第一 Oリング 6dは、前記内側第 1スリーブ 6aの上端の外側角部に設けられた Oリング溝に嵌入すると共に、前記外側第 1スリーブ 6bの上部から内方へ向かって突 出しているフランジ 6blの下面に該第一 Oリング 6dの上面を当接させて下方へ押圧 されている。
[0031] 即ち、前記外側第 1スリーブ 6bは、前記第一 Oリング 6dを介して前記内側第 1スリ ーブ 6aが上方へ抜け出るのを防止して!/、る。
[0032] 又、前記第二 Oリング 6eは、前記内側第 1スリーブ 6aの外周面部と前記外側第 1ス リーブ 6bの内周面部との間に介在していて、該第二 Oリング 6eの太さによってこれら 内側第 1スリーブ 6aと外側第 1スリーブ 6bとの間を所定間隔に保持するようになって いる。
[0033] 7は第 2スリーブで、該第 2スリーブ 7は内周側の内側第 2スリーブ 7aと外周側の外 側第 2スリーブ 7bとからなる内外二重構造に形成されている。
[0034] 該内側第 2スリーブ 7a内に前記玉軸受 5が嵌入すると共に、該内側第 2スリーブ 7a の下部の内方へ向かって突出したフランジ部 7alに前記玉軸受 5の外輪の下端部を 当接させて前記玉軸受 5を係止している。
[0035] 7a2は前記玉軸受 5の外周部と前記内側第 2スリーブ 7aの内周部との間に僅少な 隙間を形成するために介在させた Oリングで、該 Oリング 7a2は前記内側第 2スリーブ 7aに設けられた Oリング溝に嵌入されている。
[0036] 前記外側第 2スリーブ 7bは、下部ハウジング 2bに設けたスリーブ揷通穴 2bl内に 軸方向の摺動自在に嵌入されており、更に該外側第 2スリーブ 7bは、前記下部ハウ ジング 2bに底面を当接させた皿ばね 8の上向きの弹発力によって上向きに加勢され ている。この弹発カは後述する第四 Oリング 7eを介し、更に玉軸受 5、回転軸 1、玉軸 受 4及び前記第一 Oリング 6dを介して、前記外側第 1スリーブ 6bのフランジ 6blの押 圧力と釣合っている。
[0037] 前記内側第 2スリーブ 7aと前記外側第 2スリーブ 7bとの間には環状のゲル層 7cが 設けられており、該ゲル層 7cの両端部にある 2つの Oリング即ち第三 Oリング 7dと第 四 Oリング 7eとによって該ゲル層 7cを前記内外の第 2スリーブ 7a、 7b間に密封して いる。
[0038] 前記第三 Oリング 7dは、前記内側第 2スリーブ 7aの外周面部と前記外側第 2スリー ブ 7bの内周面との間に介在していて、該第三 Oリング 7dの太さによってこれら内側 第 2スリーブ 7aと外側第 2スリーブ 7bとの間を所定間隔に保持するようになっている。
[0039] 又、前記第四 Oリング 7eは、前記内側第 2スリーブ 7aの下端の外側角部に設けら れた Oリング溝に嵌入すると共に、前記外側第 2スリーブ 7bの下部から内方へ向かつ て突出しているフランジ 7blの上面に該第四 Oリング 7eの下面を当接させている。
[0040] 前記ゲル層 6c及び 7cは熱伝導ゲル力 なり、少なくとも lWZm'kの熱伝導率を 持ったペースト状で、例えば DP— 100 (商品名）や熱伝導性 HTシート（商品名）等 が用いられる。
[0041] ここで熱伝導ゲルは、合成樹脂のゲル材に熱伝導率の高！、金属粉末等を添加して
、高 、熱伝導性が得られるようにしたゲルである。
[0042] 該 DP— 100の物理的性質を図 2の表に示した。
[0043] 次に本実施例のターボ分子ポンプの軸受支持構造の作動及び効果にっ 、て説明 する。
[0044] ターボ分子ポンプの駆動は、図 1のモータ 3によって行なわれ、該モータ 3の駆動に よって回転軸 1が高速で回転すると共に、該回転軸 1の上部に係着されているロータ (図示せず)も高速回転をして、排気を行なう。
[0045] 前記回転軸 1は前記モータ 3の上下に設置した 2つの玉軸受 4、 5によって回動自 在に軸支されており、前記回転軸 1に生ずる上下方向の推力、及び左右方向の振動 も、すべてこれら玉軸受 4、 5が支承する。又、皿ばね 8はこれら玉軸受 4、 5に軸方向 の予圧を与えて、高速回転に対して耐久性を有するようにして 、る。
[0046] しかし、ロータと共に高速回転する回転軸 1の回転中心は、必ずしも前記玉軸受 4、 5の中心と一致しておらず、前記回転軸 1は微小な偏心を有して回転しょうとするの で、この偏心に対応するために、前記玉軸受 4、 5も微小な左右への振れが必要とな る。
[0047] この振れは、これら玉軸受 4、 5の外周部にある第 1スリーブ 6又は第 2スリーブ 7に それぞれ設けられた環状のゲル層 6c又は 7cによって吸収され、これら玉軸受 4、 5が 破損することなく回転を続けることができる。
[0048] 又、前記玉軸受 4、 5には回転に伴う発熱があり、更に前記回転軸 1も、前記モータ
3の駆動に伴う発熱があって、該回転軸 1からの熱もこれら玉軸受 4、 5に伝えられる。
[0049] ターボ分子ポンプは真空状態での作動が主体であり、このため、回転軸 1や玉軸受
4、 5の周りも真空状体なので、前記玉軸受 4、 5の冷却は、前記第 1スリーブ 6又は前 記第 2スリーブ 7を介した熱伝導に頼ることになる。
[0050] これら第 1スリーブ 6及び第 2スリーブ 7の内部には、前記玉軸受 4、 5の振動を吸収 するためのゲル層 6c又は 7cがあるが、これらゲル層を熱伝導性の良 、ものとしたの で、前記玉軸受 4、 5の熱を容易に外部の中間ハウジング 2又は下部ハウジング 2bに 放熱して、前記玉軸受 4、 5を冷却することができる。
[0051] 更に又、前記第 1スリーブ 6及び前記第 2スリーブ 7には、それぞれ内側スリーブと 外側スリーブとの間に介在する Oリング 6e又は 7dがあって、これら Oリングの介在によ つて前記内側スリーブと外側スリーブの間に所定の間隔を保持して、ロータの翼の安 全を保っている。
[0052] 又、これら Oリング 6e、 7dは適度の弾性を有しており、前記環状のゲル層 6c又は 7c と共に前記玉軸受 4、 5の振動を吸収する役目も果して 、る。
[0053] 尚、本実施例では玉軸受 4及び玉軸受 5をグリースを封入した自己潤滑式の玉軸 受としたが、これはグリース封入式でなくてもよぐ又、ローラベアリング等の転がり軸 受であってもよい。
[0054] 又、ゲル層 6cは、これを円環状に形成した可撓性を有する薄肉の袋内に密封して から、前記内側スリーブ 6aと前記外側スリーブ 6bとの間、及び又は、前記内側スリー ブ 7aと前記外側スリーブ 7bとの間に密着するようにしてもょ 、。
[0055] これにより、ゲルの漏れ防止がより確実になり、又組立作業性が向上する。
産業上の利用可能性
[0056] 本発明は、玉軸受等の転がり軸受を有するターボ分子ポンプの軸受支持構造に利 用される。
図面の簡単な説明
[0057] [図 1]本発明のターボ分子ポンプの軸受支持構造の実施例 1の縦断面図である。
[図 2]前記実施例 1の一部、ゲル層の一例の物理的性質を示す表である。
[図 3]従来の軸受支持構造のターボ分子ポンプの一例の縦断面図である。
符号の説明
[0058] 1 回転軸
2、 2a ハウジング（中間ハウジング、下部ハウジング）
2b 1 スリーブ揷通穴
4、 5 軸受（玉軸受）
6、 7 スリーブ（第 1スリーブ、第 2スリーブ）
6a、 7a 内側スリーブ
6b、 7b 外側スリーブ
6c、 7c ゲノレ層
6a2、 6d、 6e、 7a2、 7d、 7e 弾性体（Oリング）
8 軸受予圧用ばね

Claims

請求の範囲
[1] 上下の転がり軸受によってロータの回転軸を軸支する方式のターボ分子ポンプに おいて、前記上下の転がり軸受を各々内外二重の円筒構造からなる上下のスリーブ 内にそれぞれ支承し、これら上下のスリーブを構成する各内側スリーブと外側スリ一 ブとの間に間隙を設けて、該間隙に熱伝導ゲルを充填して円環状のゲル層を形成 すると共に、該ゲル層の両端部にそれぞれ oリング等の弾性体を配置して前記ゲル 層を密封したことを特徴とするターボ分子ポンプの軸受支持構造。
[2] 前記内側スリーブと前記外側スリーブとは、前記ゲル層の両端部に配置した前記 O リング等の弾性体の一方又は双方の介在により、これら内側スリーブと外側スリーブと の間に所定の間隔を保持するように形成したことを特徴とする請求項 1に記載のター ボ分子ポンプの軸受支持構造。
[3] 前記上下の転がり軸受が、これら各軸受を支承する上下の前記二重のスリーブの 内の各内側スリーブに各軸受の外輪の外周部及び片端面部を当接させて嵌入して おり、これら上下のスリーブのいずれか一方の外側スリーブはハウジングに固定され 、他方の外側スリーブは前記ハウジング内に設けたスリーブ揷通穴内に軸方向の摺 動自在に嵌入されており、更に前記上下の軸受に軸方向の力を作用する軸受予圧 用ばねを具備したことを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載のターボ分子ポンプ の軸受支持構造。
[4] 前記ゲル状体を、円環状に形成した可撓性を有する薄肉の袋内に密封して、前記 内側スリーブと前記外側スリーブとの間に配置したことを特徴とする請求項 1乃至請 求項 3の 、ずれか 1に記載のターボ分子ポンプの軸受支持構造。
[5] 前記熱伝導ゲルは、少なくとも lWZm'kの熱伝導率を有するものとしたことを特徴 とする請求項 1乃至請求項 4のいずれ力 1に記載のターボ分子ポンプの軸受支持構 造。
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