JP4579356B2

JP4579356B2 - Vacuum exhaust device

Info

Publication number: JP4579356B2
Application number: JP7996099A
Authority: JP
Inventors: 浩司堀川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP2000274393A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミエッチングプロセス等を行う半導体製造装置に主として用いられる真空排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空排気装置、特に高速回転時に非接触で回転体を軸支し得る動圧ガス軸受を用いた従来の真空排気装置の例を図６に示す。
真空排気装置９０は、図６に示すように、ケーシング７０と、外周に複数の回転翼である円周流ポンプ８１を周設してなるロータ６１と、このロータ６１に螺着した支持軸６２と、この支持軸６２を回動自在に支承する非接触形のガス軸受たるジャーナル軸受８５、スラスト軸受８４と、この支持軸６２を回転駆動する電動のモータ６３とを具備してなり、ロータ６１を起立させて使用するものである。
【０００３】
ロータ６１は円筒状のものである。具体的には、ロータ下半部６１ａは外周に円盤状の円周流ポンプ８１が複数段設けられたものであり、上半部６１ｂは外周面に凹凸のない円筒状のものである。しかして、中間には竹の節のように間を仕切る円盤状の支持部材６０が一体に形成されており、この支持部材６０に支持軸６２を取着できるように挿通孔８２が穿設されている。円周流ポンプ８１は、図７に示すように、その外周部８１ａの上面に間欠的にかつ放射状に複数の切欠き溝８１ｂを設けることにより、切欠き溝８１ｂと隣接する切欠き溝８１ｂとの間に、複数の羽根８１ｃを形成するようにしたものである。
ケーシング７０は、前記ロータ６１を収容するロータ保持室７１と、このロータ保持室７１の下方に連続して設けられ、支持軸６２を収容する軸受保持室７２とを備えてなる。
【０００４】
ロータ保持室７１は、ロータ６１の上方に開口する吸入口７３と、ロータ６１の側方に開口する排気口７４とを具備する。またその内周部であるステータ部７５には、ロータ６１の上半部６１ｂに対応する部位に、ねじ溝７５ａが形成されており、ロータ６１の下半部６１ａに対応する部位に、円周流ポンプ８１の外周部８１ａを遊嵌させうる固定溝７５ｂが周回して設けられている。この固定溝７５ｂは、上向き面にＵ字状に形成してある。一方、上方の逆Ｕ字状溝７５ｃは、逆向きにＵ字状に形成してあり、図８に示すように周回するものではなく、一部には設けられていない。しかして、この逆Ｕ字状溝７５ｃにおけるロータ６１の回転方向の始端部７５ｄには、上段の固定溝７５ｃへ貫通する貫通口７５ｅが穿設されており、この貫通口７５ｅからロータ６１の回転により、被圧縮ガスを吸入圧縮し、次段に通じる終端部７５ｆに導く。同様の吸入圧縮が複数段の円周流ポンプ部８０で行われる。
【０００５】
軸受保持室７２には、その下端部に後述するモータ６３を配設するためのモータ配設部７７と、このモータ配設部７７の上方に後述するスラスト軸受８４を配設するためのスラスト軸受配設部７６とを設けている。さらに、下端からは外部接続経路６６を延出し、ケーシング７０の外面に開口し、冷却ガスを導入する外部ポート６７に連通させている。支持軸６２は、その一端側である上部６２ａにおねじ部６４を一体に突出させたもので、このおねじ部６４を支持部材６０に貫通させた挿通孔８２に貫通させ、突出部分にナット６５を螺着することによりロータ６１に取着している。一方他端側である下部６２ｂ近傍には円板体８３を一体に固設している。
【０００６】
軸受は、つぎに記述する２種類の動圧ガス軸受からなる。ジャーナル方向に作用する負荷に対して支持軸６２を軸支するジャーナル軸受８５と、スラスト方向に作用する負荷に対して支持軸６２を支承するスラスト軸受８４とから構成している。ジャーナル軸受８５は、支持軸６２の上方よりおよび下方よりの２ケ所に配設したもので、たとえば、矩形状の薄板を丸めて形成するとともにその一端を軸受保持室７２の内壁面に支持させ、支持軸６２の周囲に配置したジャーナル支持板８６と、このジャーナル支持板８６の外方に周設され、その一端を軸受保持室７２の内壁面に支持させ、ジャーナル支持板８６を内方に弾性付勢して支持軸６２に押接させる複数の板ばね８７とから構成したものである。スラスト軸受８４は、円板体８３の上下にそれぞれ配設したリング状のスラスト支持板８８と、スラスト支持板８８を弾性付勢して円板体８３に押接させるリング状の板ばね８９とから構成している。そして、支持軸６２が静止もしくは一定回転数以下の場合には、ジャーナル支持板８６とスラスト支持板８８とを前記板ばね８７、８９の弾性付勢力により支持軸６２に近接もしくは密着させ、支持軸６２を支承するとともに、一定回転数以上になると支持軸６２の回転により支持軸６２の回りのガスが、支持軸６２とジャーナル支持板８６とスラスト支持板８８の間に巻き込まれることにより、支持軸６２の周囲および円板体８３の上下面にくさび状勾配を持つ動圧を発生させ、この動圧によりジャーナル支持板８６およびスラスト支持板８８を後退させて気体膜を形成し、この気体膜を介して支持軸６２を非接触に支持する機能を有するものである。なお、この動圧ガス軸受であるスラスト軸受８４、ジャーナル軸受８５に供給する冷却ガス（たとえば窒素ガス）は、外部ポート６７から外部接続経路６６を介して供給している。
【０００７】
モータ６３は、支持軸６２と、その外径を略等しく設定され、支持軸６２の外周面６２ｃより突出しないように内蔵させた回転子６３ａと、回転子６３ａの周囲においてモータ配設部７７に配設した固定子６３ｂとを有してなる例えばＤＣブラッシレス式のものであり、直接的に支持軸６２を駆動させるものである。本実施例ではモータ６３の駆動源として図示しないインバータを用いており、このインバータによって、モータ６３を、任意の回転数で回転させるように構成している。
このように構成した真空排気装置９０は、ロータ６１をモータ６３により回転させることにより、例えば半導体製造装置のチャンバー内におけるエッチングガス等を、吸入口７３から吸入し、ねじ溝７５ａに沿って下方に移動させる。しかしてこの作用は、分子流領域から遷移流領域で行われるものであり、このねじ溝７５ａの設けられたねじ形ポンプ部は遠心圧縮ポンプとして機能する。そして、このねじ形ポンプ部６９で圧縮され、ねじ溝７５ａの最下段まで導かれたエッチングガス等を、次に、流路７５ｇを経由して、円周流ポンプ８１の回転で前記固定溝７５ｂに導き、具体的には固定溝７５ｂに設けられた前記逆Ｕ字状溝７５ｃに沿って移動させる。円周流ポンプ８１の回転方向に沿って移動し圧縮されたエッチングガス等は、この逆Ｕ字状溝７５ｃの始端部７５ｄの貫通孔７５ｅから吸入して、回転方向の終端部７５ｆから下段に通じる貫通孔を介して次段（下段）の固定溝７５ｂに流入し、再び同様の動作で各段において圧縮されつつ次々下段の固定溝７５ｂに移動されることになる。そして、最終段の固定溝７５ｂから排気口７４を介してケーシング７０の外部に排出される。しかしてこの作用は粘性流領域で行われるものであり、この円周流ポンプ８１の設けられた部分は円周圧縮ポンプとして機能する。
【０００８】
一方、前記モータ６３および２種類の動圧ガス軸受８４、８５は作動中発熱を伴うので十分安全に運転可能とするため、冷却手段が必要となる。このため、外部ポート６７を図示してない冷却ガス源（たとえば窒素ガスタンク）に管路で接続し、外部ポート６７から冷却ガスを導入し、その冷却ガスを、モータ配設部７７、スラスト軸受配設部７６、軸受保持室７２、冷却ガス流路６８を経て排気口７４からケーシング７０の外部に排出するようにしている。しかして、この冷却ガスにより、前記の発熱部を冷却し、安全に運転できるようにするためには、十分に冷却可能な流量を確保する必要があり、冷却ガスは加圧されたガス源から供給する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の真空排気装置は以上のように構成されているが、発熱するモータや動圧ガス軸受けを冷却するために冷却ガス（例えば窒素ガス）を外部から導入して冷却を行い排気口から排出していた。ロータを駆動するモータは、作動時、固定子と回転子それぞれに損失が生じ発熱する。固定子の損失による発熱は、ハウジングに水冷ジャケットなどの冷却手段を配設することにより温度上昇を押さえる対策が取られるが、回転子の損失による発熱は、回転子の温度上昇による破損を避けるため、冷却ガスを導入して積極的に冷却する必要がある。また動圧ガス軸受けも導入された冷却ガスに対して圧縮仕事をして発生した動圧を用いて支持軸を軸支するため仕事をして発熱する。発熱部を冷却して排気口から排出されるガスの圧力は大気圧であり、冷却に必要な流量を確保するためには、外部ポートから導入される冷却ガスは、大気圧よりガス流路の圧損をまかなうだけ加圧する必要がある。吸入口が真空であるため、加圧された冷却ガスはロータや支持軸からなる回転体を約１気圧で上方に押し上げるためスラスト軸受の負荷が増大し、スラスト軸受はそのスラストに耐える容量を確保する必要がある。大きなスラストに対抗する軸受けは、大きな駆動動力を必要とするため、出力の大きなモータを必要とし、軸受けの損失および発熱も大きくなるため冷却負荷が増大し、冷却に必要となる冷却ガスの流量も増大し、排気口７４までの圧損も増大して軸受けにかかるスラスト力も増大する。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、冷却ガス流路が、大気圧より負圧になるようにしてスラスト軸受にかかるスラストを軽減することができる真空排気装置を提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、上記真空排気装置において、モータの負荷を適正に抑えるため、冷却ガスの吸引・排気用の円周流ポンプの仕事を適正化する必要があり、適正な冷却流量を確保するため調整ができるようにした真空排気装置を提供することを目的とする。
【００１２】
さらに、上記真空排気装置において、導入する冷却ガスとして空気が使用できるようにした真空排気装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【問題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明の真空排気装置は、ガスを吸入するための吸入口および排気するための排気口が形成された円筒状のハウジングと、このハウジング内部に収容され外周部に回転翼を複数段設け、回転自在に少なくとも動圧ガス軸受であるスラスト軸受で軸支されてなるロータと、このロータを回転駆動するためのモータを具備し、前記ロータの回転による回転翼とハウジング内周部との協働により、前記吸入口から前記ガスを吸入し、前記ロータに沿ってこのガスを移動させて排気口から排気する真空排気装置において、前記ロータの前記吸入口側と反対の他端部に、前記ガスを圧縮する回転翼とは別の回転翼からなる逆向円周流ポンプを設けるとともに、この回転翼をハウジングに別個に穿設されたガス導入口から導入されモータを冷却する冷却ガスの流路に介設し、このガス導入口からモータを冷却するガスを吸気し、前記スラスト軸受に供給してから前記排気口に排出することで、冷却ガス流路が、大気圧より負圧になるようにして、スラスト軸受にかかるスラストを軽減できることを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記冷却ガス導入口に配設する管路に、圧力調整弁を具備し、被冷却室内を調圧し、適正な冷却流量を確保し、かつ冷却ガスの吸引・排気用の円周流ポンプの仕事を適正化し、モータの負荷を適正に抑えることができるようにしたことを特徴とする。
さらに、上記冷却ガス導入口に配設する管路に、圧力調整弁、フィルタおよび除湿機構を具備したことにより、導入する冷却ガスとして空気が使用できるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が提供する真空排気装置の実施例を示す構成図である。真空排気装置５０は、図１に示すように、ケーシング４と、外周に複数の回転翼である円周流ポンプ１１を周設してなるロータ１と、このロータ１に螺着した支持軸２と、この支持軸２を回動自在に支承する非接触形のガス軸受たるジャーナル軸受１５とスラスト軸受１６、この支持軸２を回転駆動するモータ３とを具備してなり、ロータ１を起立させて使用するものである。
ロータ１は円筒状のものである。具体的には、下半部１ａは外周に円盤状の円周流ポンプ１１が複数段設けられたものであり、上半部１ｂは外周面に凹凸のない円筒状のものである。しかして、中間には竹の節のように間を仕切る円盤状の支持部材１２が一体に形成されており、この支持部材１２に支持軸２を取着できるように挿通孔１３が穿設されている。円周流ポンプ１１は、図２に示すように、その外周部１１ａの上面に間欠的にかつ放射状に複数の切欠き溝１１ｂを設けることにより、切欠き溝１１ｂと隣接する切欠き溝１１ｂとの間に、複数の羽根１１ｃを形成するようにしたものである。
【００１６】
ケーシング４は、前記ロータ１を収容するロータ保持室４１と、このロータ保持室４１の下方に連続して設けられ、支持軸２を収容する軸受保持室４２とを備えてなる。
ロータ保持室４１は、ロータ１の上方に開口する吸入口４３と、ロータ１の側方に開口する排気口４４とを具備する。またその内周部であるステータ部４５には、ロータ１の上半部１ｂに対応する部位に、ねじ溝４５ａが形成されており、ロータ１の下半部１ａに対応する部位に、円周流ポンプ１１の外周部１１ａを遊嵌させうる固定溝４５ｂが周回して設けられている。この固定溝４５ｂは、上向き面にＵ字状に形成してある。一方、上方の逆Ｕ字状溝４５ｃは、逆向きにＵ字状に形成してあり、図３に示すように周回するものではなく、一部には設けられていない。しかして、この逆Ｕ字状溝４５ｃにおけるロータ１の回転方向の始端部４５ｄには、上段の固定溝４５ｃへ貫通する貫通口４５ｅが穿設されており、この貫通口４５ｅからロータ１の回転により、被圧縮ガスを吸入圧縮し、次段に通じる終端部４５ｆに導く。同様の吸入圧縮が複数段の円周流ポンプ部２１で行われる。
【００１７】
軸受保持室４２には、その下端部に後述するモータ３を配設するためのモータ配設部４７と、このモータ配設部４７の上方に後述するスラスト軸受１６を配設するためのスラスト軸受配設部４６とを設けている。さらに、下端からは外部接続経路６を延出し、ケーシング４の外面に開口し、冷却ガスを導入する外部ポート７に連通させている。支持軸２は、その一端側である上部２ａにおねじ部９を一体に突出させたもので、このおねじ部９を支持部材１２に貫通させた挿通孔１３に貫通させ、突出部分にナット１０を螺着することによりロータ１に取着している。一方他端側である下部２ｂ近傍には円板体１４を一体に固設している。
【００１８】
軸受は、つぎに記述する２種類の動圧ガス軸受からなる。ジャーナル方向に作用する負荷に対して支持軸２を軸支するジャーナル軸受１５と、スラスト方向に作用する負荷に対して支持軸２を支承するスラスト軸受１６とから構成している。ジャーナル軸受１５は、支持軸２の上方よりおよび下方よりの２ケ所に配設したもので、たとえば、矩形状の薄板を丸めて形成するとともにその一端を軸受保持室４２の内壁面に支持させ、支持軸２の周囲に配置したジャーナル支持板１７と、このジャーナル支持板１７の外方に周設され、その一端を軸受保持室４２の内壁面に支持させ、ジャーナル支持板１７を内方に弾性付勢して支持軸２に押接させる複数の板ばね１８とから構成したものである。スラスト軸受１６は、円板体１４の上下にそれぞれ配設したリング状のスラスト支持板１９と、スラスト支持板１９を弾性付勢して円板体１４に押接させるリング状の板ばね２０とから構成している。そして、支持軸２が静止もしくは一定回転数以下の場合には、ジャーナル支持板１７とスラスト支持板１９とを前記板ばね１８、２０の弾性付勢力により支持軸２と円板体１４に近接もしくは密着させ、支持軸２を支承するとともに、一定回転数以上になると支持軸２の回転により支持軸２の回りのガスが、支持軸２とジャーナル支持板１７とスラスト支持板１９の間に巻き込まれることにより、支持軸２の周囲および円板体１４の上下面にくさび状勾配を持つ動圧を発生させ、この動圧によりジャーナル支持板１７およびスラスト支持板１９を後退させて気体膜を形成し、この気体膜を介して支持軸２を非接触に支持する機能を有するものである。なお、この動圧ガス軸受であるジャーナル軸受１５、スラスト軸受１６に供給する冷却ガス（たとえば窒素ガス）は、図示しない冷却ガス源から外部ポート７まで管路を介設し、外部接続経路６を介して供給している。
【００１９】
モータ３は、支持軸２と、その外径を略等しく設定され支持軸２の外周面２ｃより突出しないように内蔵させた回転子３ａと、回転子３ａの周囲においてモータ配設部４７に配設した固定子３ｂとを有してなる例えばＤＣブラシレス式のものであり、直接的に支持軸２を駆動させるものである。本実施例ではモータ３の駆動源として図示しないインバータを用いており、このインバータによって、モータ３を、任意の回転数で回転させるように構成している。
【００２０】
このように構成した真空排気装置５０は、ロータ１をモータ３により回転させることにより、例えば半導体製造装置のチャンバー内におけるエッチングガス等を、吸入口４３から吸入し、ねじ溝４５ａに沿って下方に移動させる。しかしてこの作用は、分子流領域から遷移流領域で行われるものであり、このねじ溝４５ａの設けられたねじ形ポンプ部２２は遠心圧縮ポンプとして機能する。そして、このねじ形ポンプ部２２で圧縮され、ねじ溝４５ａの最下段まで導かれたエッチングガス等を、次に、流路４５ｇを経由して、円周流ポンプ１１の回転で前記固定溝４５ｂに導き、具体的には固定溝４５ｂに設けられた前記逆Ｕ字状溝４５ｃに沿って移動させる。円周流ポンプ１１の回転方向に沿って移動し圧縮されたエッチングガス等は、この逆Ｕ字状溝４５ｃの始端部４５ｄの貫通孔４５ｅから吸入して、回転方向の終端部４５ｆから下段に通じる貫通孔を介して次段（下段）の固定溝４５ｂに流入し、再び同様の動作で各段において圧縮されつつ次々下段の固定溝４５ｂに移動されることになる。そして、最終段の固定溝４５ｂから排気口４４を介してハウジング４の外部に排出される。しかしてこの作用は粘性流領域で行われるものであり、この円周流ポンプ１１の設けられた部分は円周圧縮ポンプとして機能する。
【００２１】
上記の円周流ポンプ１１の最下段には、最下段の円周流ポンプ１１と背中合わせに逆向円周流ポンプ３０の翼車が形成されており、この逆向円周流ポンプ３０は外部ポート７から導入された冷却ガスの流路に配設されている。逆向円周流ポンプ３０の回転により冷却ガスは、外部ポート７から吸引により導入され、支持軸２を支承する動圧ガス軸受であるジャーナル軸受１５と、スラスト軸受１６との動圧生成源のガスとなり、かつモータ３とジャーナル軸受１５とスラスト軸受１６の発熱部を冷却して逆向円周流ポンプ３０で大気圧まで圧縮されて排気口４４から排気される。
このような円周流ポンプ３０により冷却ガスを導入、排気する構成により、冷却ガスは加圧する必要がないばかりか、軸受保持室４２や冷却ガス流路８は負圧となる。かくして冷却ガス圧によりロータ１を上方に押し上げるスラスト力は、加圧する場合に比べ軽減されスラスト軸受１６の負荷が軽減される。これによりモータ３の負荷が軽減されることとなり、モータの小形化が図れ、かつ発熱も軽減されるので、省エネルギー化も実現する真空排気装置が実現できる。
図４は、上記真空排気装置５０の外部ポート７に、冷却ガス源５２から冷却ガスを導入する管路を接続し、その管路にに圧力調整弁５１を介設してなる真空排気装置の構成の例を示す。図４では、真空排気装置５０のガスの入り口、すなわち吸入口４３と外部ポート７および出口、すなわち排気口４４以外は省略して示している。冷却ガスの導入管路に配設した圧力調整弁５１を、発熱部の冷却に必要な適正な流量の冷却ガス及び圧力損失が確保できるように調整することにより、軸受保持室４２等は負圧となり、冷却ガスの吸引・排気用の逆向き円周流ポンプ３０の仕事を適正化することができ、モータの負荷を適正に抑えることができる。
【００２２】
図５は、上記真空排気装置５０の外部ポート７に、冷却ガスの代わりに大気をを導入する管路を接続し、その管路にフィルタ５３、除湿機構５４、圧力調整弁５１を配設してなる真空排気装置の構成の例を示す。図５では、真空排気装置５０のガスの入り口、すなわち吸入口４３と外部ポート７および出口、すなわち排気口４４以外は省略して示している。このような構成により、大気を導入し、空気中の塵埃をフィルタ５３で除去し、さらに、除湿機構５３により空気中の水分を除き、前記したように圧力調整弁５１で適正な流量となるよう調圧することにより、冷却ガスとして空気を使用できるようになり、（たとえば窒素ガスなどの）特別な冷却ガスを必要としない真空排気装置を提供することができる。
以上の説明においては、回転体を構成するロータ１と一体になった支持軸２を支承する軸受に動圧ガス軸受１５、１６を用いた例をあげて説明したが、転がり軸受を用いた真空排気装置であっても、上記と同様にエッチングガス等の排気用の翼車の背面を負圧にするための翼車をロータの一部に介設し、軸受室内のガスを排気することにより、軸受に負荷されるスラスト力を軽減でき、軸受の寿命を延ばすことができる。また、回転体の終端に介設する翼車を円周流ポンプの例で示したが、遠心ポンプなど他の翼車を用いてもよい。さらに、冷却ガスの排気口と真空圧縮ガスの排気口を共通にしているがシールを行うことにより分離しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の真空排気装置は上記のように構成されており、円周流ポンプの最終段に続いて翼車を連設し、該翼車により冷却ガスを真空排気装置内に吸入し、発熱部を冷却した後、排気口に排出することにより、回転体の下面の空間を大気圧より負圧にして運転可能となり、回転体を上方に押し上げるスラスト力を軽減でき、スラスト軸受にかかる荷重が軽減でき、スラスト軸受の小形化と、モータの小形化が図れ、省エネルギー形の真空排気装置が実現できる。
さらに、冷却ガス導入路の管路に圧力調整弁を配設し、冷却ガスの流量を適正な値に調整することにより、省エネルギ運転ができる。
さらに、冷却ガスの流路に、圧力調整弁に加えて、フィルタと除湿機構を追加することにより、特別な冷却ガスを必要とせず、大気を取り込んで冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる真空排気装置の一実施例の構成を示す図である。
【図２】図１におけるロータのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるケーシングのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の請求項２に係わる真空排気装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の請求項３に係わる真空排気装置の構成を示す図である。
【図６】従来の真空排気装置の構成を示す図である。
【図７】図６におけるロータのＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図６におけるケーシングのＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１・・・・ロータ１ａ・・・・下半部
１ｂ・・・・上半部１ｃ・・・・内周面
２・・・・支持軸２ａ・・・・上部
２ｂ・・・・下部２ｃ・・・・外周面
３・・・・モータ３ａ・・・・回転子
３ｂ・・・・固定子４・・・・ケーシング
６・・・・外部接続経路７・・・・外部ポート
８・・・・冷却ガス流路９・・・・おねじ部
１０・・・・ナット１１・・・・円周流ポンプ
１１ａ・・・・外周部１１ｂ・・・・切欠き溝
１１ｃ・・・・羽根１２・・・・支持部材
１３・・・・挿通孔１４・・・・円板体
１５・・・・ジャーナル軸受１６・・・・スラスト軸受
１７・・・・ジャーナル支持板１８、２０・・・・板ばね
１９・・・・スラスト支持板２１・・・・円周流ポンプ部
２２・・・・ねじ形ポンプ部３０・・・・逆向円周流ポンプ
４１・・・・ロータ保持室４２・・・・軸受保持室
４３・・・・吸入口４４・・・・排気口
４５・・・・ステータ部４５ａ・・・・ねじ溝
４５ｂ・・・・固定溝４５ｃ・・・・逆Ｕ字状溝
４５ｄ・・・・端部４５ｅ・・・・貫通孔
４５ｆ・・・・終端部４５ｇ・・・・流路
４６・・・・スラスト軸受配設部４７・・・・モータ配設部
５０・・・・真空排気装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum exhaust apparatus mainly used in a semiconductor manufacturing apparatus that performs an aluminum etching process or the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows an example of a conventional vacuum exhaust device using a vacuum exhaust device, in particular, a dynamic pressure gas bearing that can support a rotating body in a non-contact manner at high speed.
As shown in FIG. 6, the vacuum exhaust device 90 includes a casing 70, a rotor 61 having a circumferential flow pump 81 as a plurality of rotating blades on the outer periphery, and a support shaft 62 screwed to the rotor 61. A journal bearing 85 that is a non-contact type gas bearing that rotatably supports the support shaft 62, a thrust bearing 84, and an electric motor 63 that rotationally drives the support shaft 62. Is used by standing up.
[0003]
The rotor 61 is cylindrical. Specifically, the rotor lower half 61a is provided with a plurality of disk-shaped circumferential flow pumps 81 on the outer periphery, and the upper half 61b is cylindrical with no irregularities on the outer peripheral surface. In the middle, a disc-like support member 60 for partitioning is formed integrally like a bamboo knot, and an insertion hole 82 is formed so that a support shaft 62 can be attached to the support member 60. ing. As shown in FIG. 7, the circumferential flow pump 81 is provided with a plurality of notched grooves 81b intermittently and radially on the upper surface of the outer peripheral portion 81a, thereby providing a notch groove 81b adjacent to the notched groove 81b. A plurality of blades 81c are formed between the two.
The casing 70 includes a rotor holding chamber 71 that houses the rotor 61, and a bearing holding chamber 72 that is provided continuously below the rotor holding chamber 71 and houses the support shaft 62.
[0004]
The rotor holding chamber 71 includes a suction port 73 that opens above the rotor 61 and an exhaust port 74 that opens to the side of the rotor 61. In addition, a thread groove 75a is formed in a portion corresponding to the upper half portion 61b of the rotor 61 in the stator portion 75 which is an inner peripheral portion thereof, and a circumferential portion is formed in a portion corresponding to the lower half portion 61a of the rotor 61. A fixed groove 75b that can freely fit the outer peripheral portion 81a of the flow pump 81 is provided around. The fixing groove 75b is formed in a U shape on the upward surface. On the other hand, the upper inverted U-shaped groove 75c is formed in a U shape in the opposite direction, and does not circulate as shown in FIG. 8, and is not provided in part. Therefore, a through-hole 75e that penetrates to the upper fixed groove 75c is formed at the start end portion 75d of the inverted U-shaped groove 75c in the rotation direction of the rotor 61, and the rotation of the rotor 61 from the through-hole 75e. Thus, the gas to be compressed is sucked and compressed, and is led to the end portion 75f leading to the next stage. Similar suction compression is performed by the multi-stage circumferential flow pump unit 80.
[0005]
The bearing holding chamber 72 has a motor disposing portion 77 for disposing a motor 63 to be described later at a lower end portion thereof, and a thrust bearing for disposing a thrust bearing 84 to be described later above the motor disposing portion 77. An arrangement portion 76 is provided. Further, an external connection path 66 extends from the lower end, opens to the outer surface of the casing 70, and communicates with an external port 67 for introducing cooling gas. The support shaft 62 is formed by integrally projecting a threaded portion 64 into an upper portion 62a, which is one end side thereof. The male threaded portion 64 is penetrated through an insertion hole 82 that penetrates the support member 60, and a nut is formed in the projecting portion. It is attached to the rotor 61 by screwing 65. On the other hand, a disc body 83 is integrally fixed in the vicinity of the lower part 62b on the other end side.
[0006]
The bearing is composed of the following two types of dynamic pressure gas bearings. The journal bearing 85 supports the support shaft 62 with respect to the load acting in the journal direction, and the thrust bearing 84 supports the support shaft 62 with respect to the load acting in the thrust direction. The journal bearing 85 is disposed at two locations from above and below the support shaft 62. For example, the journal bearing 85 is formed by rounding a rectangular thin plate and supporting one end thereof on the inner wall surface of the bearing holding chamber 72. A journal support plate 86 disposed around the support shaft 62, and a journal support plate 86 which is provided around the outer side of the journal support plate 86. It comprises a plurality of leaf springs 87 that are urged and pressed against the support shaft 62. The thrust bearing 84 includes a ring-shaped thrust support plate 88 disposed above and below the disk body 83, a ring-shaped plate spring 89 that elastically biases the thrust support plate 88 and presses the disk body 83. Consists of. When the support shaft 62 is stationary or at a certain rotational speed or less, the journal support plate 86 and the thrust support plate 88 are brought close to or in close contact with the support shaft 62 by the elastic biasing force of the plate springs 87 and 89, so that the support shaft When the support shaft 62 is supported and the rotation speed of the support shaft 62 is increased, gas around the support shaft 62 is entrained between the support shaft 62, the journal support plate 86, and the thrust support plate 88. A dynamic pressure having a wedge-like gradient is generated around 62 and on the upper and lower surfaces of the disk body 83, and the journal support plate 86 and the thrust support plate 88 are moved backward by this dynamic pressure to form a gas film. Thus, the support shaft 62 is supported in a non-contact manner. The cooling gas (for example, nitrogen gas) supplied to the thrust bearing 84 and the journal bearing 85 that are dynamic pressure gas bearings is supplied from the external port 67 via the external connection path 66.
[0007]
The motor 63 has a support shaft 62 and a rotor 63a that is set to have substantially the same outer diameter so as not to protrude from the outer peripheral surface 62c of the support shaft 62, and a motor mounting portion 77 around the rotor 63a. For example, it is of the DC brushless type having the arranged stator 63b, and directly drives the support shaft 62. In the present embodiment, an inverter (not shown) is used as a drive source of the motor 63, and the motor 63 is configured to rotate at an arbitrary rotation speed by this inverter.
The vacuum evacuation apparatus 90 configured as described above sucks, for example, etching gas in the chamber of the semiconductor manufacturing apparatus from the suction port 73 and rotates downward along the screw groove 75a by rotating the rotor 61 by the motor 63. Move. However, this action is performed from the molecular flow region to the transition flow region, and the screw-type pump portion provided with the thread groove 75a functions as a centrifugal compression pump. Then, the etching gas or the like compressed by the screw-type pump portion 69 and guided to the lowest stage of the screw groove 75a is then transferred to the fixed groove 75b by rotation of the circumferential flow pump 81 via the flow path 75g. Specifically, it is moved along the inverted U-shaped groove 75c provided in the fixed groove 75b. Etching gas or the like moved and compressed along the rotation direction of the circumferential flow pump 81 is sucked from the through hole 75e of the start end portion 75d of the inverted U-shaped groove 75c, and is moved downward from the end portion 75f in the rotation direction. It flows into the next-stage (lower) fixing groove 75b through the communicating through hole, and is moved to the lower-stage fixing groove 75b one after another while being compressed in each stage again by the same operation. Then, the gas is discharged from the final stage fixing groove 75 b to the outside of the casing 70 through the exhaust port 74. However, this action is performed in the viscous flow region, and the portion provided with the circumferential flow pump 81 functions as a circumferential compression pump.
[0008]
On the other hand, since the motor 63 and the two types of dynamic pressure gas bearings 84 and 85 generate heat during operation, a cooling means is required to enable safe operation. For this reason, the external port 67 is connected to a cooling gas source (not shown) (for example, a nitrogen gas tank) through a pipe line, the cooling gas is introduced from the external port 67, and the cooling gas is supplied to the motor arrangement portion 77, the thrust bearing arrangement. The gas is discharged from the exhaust port 74 to the outside of the casing 70 through the installation portion 76, the bearing holding chamber 72, and the cooling gas flow path 68. Thus, in order to cool the heat generating portion with this cooling gas and to be able to operate it safely, it is necessary to ensure a sufficiently cool flow rate, and the cooling gas is supplied from a pressurized gas source. Supply.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional vacuum exhaust system is configured as described above. In order to cool the heat generating motor and the dynamic pressure gas bearing, a cooling gas (for example, nitrogen gas) is introduced from the outside, cooled, and discharged from the exhaust port. It was. During operation, the motor that drives the rotor generates heat due to loss in each of the stator and the rotor. For heat generation due to the loss of the stator, measures are taken to suppress the temperature rise by installing cooling means such as a water cooling jacket in the housing, but heat generation due to the loss of the rotor is to avoid damage due to the temperature rise of the rotor. It is necessary to actively cool by introducing a cooling gas. The dynamic pressure gas bearing also generates heat by working to support the support shaft using the dynamic pressure generated by compressing the introduced cooling gas. The pressure of the gas discharged from the exhaust port after cooling the heat generating part is atmospheric pressure, and in order to secure the flow rate required for cooling, the cooling gas introduced from the external port is less than the atmospheric pressure in the gas flow path. It is necessary to pressurize only to cover the pressure loss. Since the suction port is vacuum, the pressurized cooling gas pushes the rotor or support shaft up at about 1 atm, increasing the load on the thrust bearing and ensuring that the thrust bearing has the capacity to withstand that thrust. There is a need to. A bearing against a large thrust requires a large drive power, so a motor with a large output is required, the loss and heat generation of the bearing increase, and the cooling load increases, and the cooling gas flow rate required for cooling also increases. The pressure loss up to the exhaust port 74 is increased, and the thrust force applied to the bearing is also increased.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a vacuum exhaust device capable of reducing the thrust applied to the thrust bearing by setting the cooling gas flow path to a negative pressure from the atmospheric pressure. For the purpose.
[0011]
Furthermore, in the above vacuum exhaust apparatus, it is necessary to optimize the work of the circumferential flow pump for sucking and exhausting the cooling gas in order to appropriately suppress the load on the motor, and adjustment can be made to ensure an appropriate cooling flow rate. An object of the present invention is to provide an evacuation apparatus.
[0012]
It is another object of the present invention to provide an evacuation apparatus in which air can be used as a cooling gas to be introduced.
[0013]
[Means for solving problems]
In order to solve the above-described problems, an evacuation apparatus according to the present invention includes a cylindrical housing having a suction port for sucking gas and an exhaust port for exhausting the gas, and a housing that is housed inside the housing. A rotor including a plurality of rotor blades and rotatably supported at least by a thrust bearing that is a dynamic pressure gas bearing, and a motor for rotationally driving the rotor. In an evacuation apparatus that cooperates with an inner peripheral portion to suck the gas from the suction port, move the gas along the rotor, and exhaust the gas from the exhaust port, opposite to the suction port side of the rotor the other end, provided with a reverse sequence circumferential flow pump comprising a different rotors and rotor blades for compressing the gas, introducing the rotor blade from separately drilled gas inlet into the housing Re interposed in the flow path of the cooling gas to cool the motor, and an intake gas to cool the motor from the gas inlet, by discharging from the supply to the thrust bearing to the exhaust port, the cooling gas flow passage However, the thrust applied to the thrust bearing can be reduced by reducing the pressure from the atmospheric pressure to a negative pressure.
[0014]
Further, the pipe disposed in the cooling gas inlet has a pressure regulating valve, regulates the inside of the cooled chamber, ensures an appropriate cooling flow rate, and a circumferential flow pump for sucking and exhausting the cooling gas It is characterized in that the work of the motor is optimized and the load on the motor can be appropriately suppressed.
Furthermore, the pipe disposed at the cooling gas introduction port is provided with a pressure regulating valve, a filter, and a dehumidifying mechanism, so that air can be used as the introduced cooling gas.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an evacuation apparatus provided by the present invention. As shown in FIG. 1, the vacuum exhaust device 50 includes a casing 4, a rotor 1 having a circumferential flow pump 11 that is a plurality of rotary blades on the outer periphery, and a support shaft 2 screwed to the rotor 1. And a journal bearing 15 that is a non-contact type gas bearing that rotatably supports the support shaft 2 and a thrust bearing 16, and a motor 3 that rotationally drives the support shaft 2. Used.
The rotor 1 is cylindrical. Specifically, the lower half 1a is provided with a plurality of disk-shaped circumferential flow pumps 11 on the outer periphery, and the upper half 1b is cylindrical with no irregularities on the outer peripheral surface. In the middle, a disc-like support member 12 is formed integrally as a bamboo knot, and an insertion hole 13 is formed so that the support shaft 2 can be attached to the support member 12. ing. As shown in FIG. 2, the circumferential flow pump 11 is provided with a plurality of notched grooves 11b intermittently and radially on the upper surface of the outer peripheral portion 11a, thereby forming notched grooves 11b adjacent to the notched grooves 11b. A plurality of blades 11c are formed between the two.
[0016]
The casing 4 includes a rotor holding chamber 41 that houses the rotor 1, and a bearing holding chamber 42 that is provided continuously below the rotor holding chamber 41 and houses the support shaft 2.
The rotor holding chamber 41 includes a suction port 43 that opens above the rotor 1 and an exhaust port 44 that opens to the side of the rotor 1. In addition, a thread groove 45a is formed in a portion corresponding to the upper half portion 1b of the rotor 1 in the stator portion 45 which is the inner peripheral portion, and a circumferential portion is formed in a portion corresponding to the lower half portion 1a of the rotor 1. A fixed groove 45b that can loosely fit the outer peripheral portion 11a of the flow pump 11 is provided around. The fixing groove 45b is formed in a U shape on the upward surface. On the other hand, the upper inverted U-shaped groove 45c is formed in a U-shape in the reverse direction, and does not circulate as shown in FIG. 3, and is not provided in part. Thus, a through-hole 45e penetrating into the upper fixed groove 45c is formed at the start end 45d in the rotation direction of the rotor 1 in the inverted U-shaped groove 45c, and the rotation of the rotor 1 from the through-hole 45e. Thus, the gas to be compressed is sucked and compressed, and led to the terminal end 45f leading to the next stage. Similar suction compression is performed by the multi-stage circumferential flow pump unit 21.
[0017]
The bearing holding chamber 42 is provided with a motor disposing portion 47 for disposing a motor 3 described later at a lower end portion thereof, and a thrust bearing for disposing a thrust bearing 16 described later above the motor disposing portion 47. An arrangement portion 46 is provided. Further, an external connection path 6 extends from the lower end, opens to the outer surface of the casing 4, and communicates with an external port 7 for introducing cooling gas. The support shaft 2 is formed by integrally projecting a threaded portion 9 into an upper portion 2a that is one end side of the supporting shaft 2. The male threaded portion 9 is passed through an insertion hole 13 that penetrates the support member 12, and a nut is formed in the projecting portion. 10 is screwed to the rotor 1. On the other hand, a disc body 14 is integrally fixed in the vicinity of the lower portion 2b on the other end side.
[0018]
The bearing is composed of the following two types of dynamic pressure gas bearings. It comprises a journal bearing 15 that supports the support shaft 2 with respect to a load acting in the journal direction, and a thrust bearing 16 that supports the support shaft 2 with respect to a load acting in the thrust direction. The journal bearing 15 is disposed at two locations from above and below the support shaft 2. For example, the journal bearing 15 is formed by rounding a rectangular thin plate and supporting one end thereof on the inner wall surface of the bearing holding chamber 42. The journal support plate 17 arranged around the support shaft 2 and the outer periphery of the journal support plate 17 are provided around one end of which is supported by the inner wall surface of the bearing holding chamber 42, and the journal support plate 17 is elastically inward. It comprises a plurality of leaf springs 18 that are urged and pressed against the support shaft 2. The thrust bearing 16 includes a ring-shaped thrust support plate 19 disposed above and below the disc body 14, a ring-shaped leaf spring 20 that elastically biases the thrust support plate 19 and presses it against the disc body 14, and Consists of. When the support shaft 2 is stationary or below a certain number of revolutions, the journal support plate 17 and the thrust support plate 19 are brought close to the support shaft 2 and the disk body 14 by the elastic biasing force of the plate springs 18 and 20. The support shaft 2 is supported, and the support shaft 2 is supported, and when the rotation speed exceeds a certain value, the gas around the support shaft 2 is caught between the support shaft 2, the journal support plate 17, and the thrust support plate 19 by the rotation of the support shaft 2. As a result, a dynamic pressure having a wedge-shaped gradient is generated around the support shaft 2 and on the upper and lower surfaces of the disk body 14, and the journal support plate 17 and the thrust support plate 19 are moved backward by this dynamic pressure to form a gas film. The support shaft 2 is supported in a non-contact manner through the gas film. The cooling gas (for example, nitrogen gas) supplied to the journal bearing 15 and the thrust bearing 16 as dynamic pressure gas bearings is provided with a pipe line from a cooling gas source (not shown) to the external port 7, and the external connection path 6 is provided. Is supplied through.
[0019]
The motor 3 includes a support shaft 2, a rotor 3 a that is set so that the outer diameter thereof is substantially equal and does not protrude from the outer peripheral surface 2 c of the support shaft 2, and a motor installation portion 47 around the rotor 3 a. For example, it is a DC brushless type having a stator 3b provided, and drives the support shaft 2 directly. In the present embodiment, an inverter (not shown) is used as a drive source of the motor 3, and the motor 3 is configured to rotate at an arbitrary rotation speed by this inverter.
[0020]
The evacuation apparatus 50 configured as described above sucks, for example, etching gas or the like in the chamber of the semiconductor manufacturing apparatus from the suction port 43 by rotating the rotor 1 by the motor 3, and moves downward along the screw groove 45a. Move. However, this action is performed from the molecular flow region to the transition flow region, and the screw-type pump portion 22 provided with the screw groove 45a functions as a centrifugal compression pump. Then, the etching gas or the like compressed by the screw-type pump portion 22 and guided to the lowest stage of the screw groove 45a is then transferred to the fixed groove 45b by the rotation of the circumferential flow pump 11 via the flow path 45g. Specifically, it is moved along the inverted U-shaped groove 45c provided in the fixed groove 45b. Etching gas or the like that is moved and compressed along the rotation direction of the circumferential flow pump 11 is sucked from the through hole 45e of the start end portion 45d of the inverted U-shaped groove 45c and is moved downward from the end portion 45f in the rotation direction. It flows into the fixing groove 45b of the next stage (lower stage) through the communicating through hole, and is moved to the fixing groove 45b of the lower stage one after another while being compressed in each stage again by the same operation. Then, the air is discharged from the final stage fixing groove 45 b to the outside of the housing 4 through the exhaust port 44. However, this action is performed in the viscous flow region, and the portion provided with the circumferential flow pump 11 functions as a circumferential compression pump.
[0021]
An impeller of a reverse circumferential flow pump 30 is formed at the lowermost stage of the circumferential flow pump 11 so as to be back-to-back with the lowermost circumferential flow pump 11. The reverse circumferential flow pump 30 is connected to the external port 7. Is disposed in the flow path of the cooling gas introduced from. The cooling gas is introduced by suction from the external port 7 by the rotation of the reverse circumferential flow pump 30, and the gas of the dynamic pressure generation source of the journal bearing 15 that is a dynamic pressure gas bearing that supports the support shaft 2 and the thrust bearing 16. In addition, the heat generating portions of the motor 3, the journal bearing 15, and the thrust bearing 16 are cooled, compressed to the atmospheric pressure by the reverse circumferential flow pump 30, and exhausted from the exhaust port 44.
With such a configuration in which the cooling gas is introduced and exhausted by the circumferential flow pump 30, it is not necessary to pressurize the cooling gas, and the bearing holding chamber 42 and the cooling gas flow path 8 become negative pressure. Thus, the thrust force that pushes the rotor 1 upward by the cooling gas pressure is reduced compared to the case of pressurization, and the load on the thrust bearing 16 is reduced. As a result, the load on the motor 3 is reduced, the motor can be reduced in size, and the heat generation is also reduced, so that an evacuation apparatus that realizes energy saving can be realized.
FIG. 4 shows a vacuum evacuation apparatus in which a pipe for introducing cooling gas from a cooling gas source 52 is connected to the external port 7 of the evacuation apparatus 50 and a pressure regulating valve 51 is provided in the pipe. The example of a structure is shown. In FIG. 4, the gas inlet of the vacuum exhaust device 50, that is, the suction port 43, the external port 7, and the outlet, that is, the exhaust port 44 are omitted. By adjusting the pressure regulating valve 51 disposed in the cooling gas introduction pipe line so as to ensure the cooling gas and the pressure loss at an appropriate flow rate necessary for cooling the heat generating portion, the bearing holding chamber 42 and the like can be negative pressure. Thus, the work of the reverse circumferential flow pump 30 for sucking and exhausting the cooling gas can be optimized, and the load on the motor can be appropriately suppressed.
[0022]
In FIG. 5, a pipe for introducing the atmosphere instead of the cooling gas is connected to the external port 7 of the evacuation apparatus 50, and a filter 53, a dehumidifying mechanism 54, and a pressure regulating valve 51 are arranged in the pipe. An example of the configuration of the evacuation apparatus is shown. In FIG. 5, the gas inlet of the vacuum exhaust device 50, that is, the suction port 43, the external port 7, and the outlet, that is, the exhaust port 44 are omitted. With such a configuration, the atmosphere is introduced, dust in the air is removed by the filter 53, moisture in the air is removed by the dehumidifying mechanism 53, and the flow rate is adjusted by the pressure regulating valve 51 as described above. By adjusting the pressure, air can be used as the cooling gas, and a vacuum exhaust apparatus that does not require a special cooling gas (for example, nitrogen gas) can be provided.
In the above description, an example in which the dynamic pressure gas bearings 15 and 16 are used as bearings for supporting the support shaft 2 integrated with the rotor 1 constituting the rotating body has been described. However, a vacuum using a rolling bearing is used. Even in the exhaust system, an impeller for making negative pressure on the back surface of the exhaust impeller for etching gas or the like is interposed in a part of the rotor and exhausts the gas in the bearing chamber in the same manner as described above. The thrust force applied to the bearing can be reduced, and the life of the bearing can be extended. Moreover, although the impeller interposed in the terminal of a rotary body was shown in the example of the circumferential flow pump, you may use other impellers, such as a centrifugal pump. Further, although the cooling gas exhaust port and the vacuum compressed gas exhaust port are made common, they may be separated by sealing.
[0023]
【The invention's effect】
The vacuum evacuation device of the present invention is configured as described above, and the impeller is connected continuously to the final stage of the circumferential flow pump, and the cooling gas is sucked into the evacuation device by the impeller, and the heat generating portion After cooling the exhaust, it can be operated with the space on the lower surface of the rotating body under negative pressure from atmospheric pressure, reducing the thrust force that pushes the rotating body upward, and reducing the load on the thrust bearing The thrust bearing can be downsized and the motor can be downsized, and an energy-saving vacuum exhaust system can be realized.
Furthermore, an energy saving operation can be performed by arranging a pressure regulating valve in the pipe of the cooling gas introduction path and adjusting the flow rate of the cooling gas to an appropriate value.
Further, by adding a filter and a dehumidifying mechanism to the cooling gas flow path in addition to the pressure regulating valve, it is possible to cool by taking in the atmosphere without requiring a special cooling gas.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an evacuation apparatus according to the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA of the rotor in FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view of the casing taken along line BB in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a view showing a configuration of an evacuation apparatus according to claim 2 of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a configuration of an evacuation apparatus according to claim 3 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional evacuation apparatus.
7 is a cross-sectional view of the rotor taken along line AA in FIG.
8 is a cross-sectional view of the casing taken along line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... rotor 1a ... lower half 1b ... upper half 1c ... inner peripheral surface 2 ... support shaft 2a ... upper part 2b ... lower part 2c ··· Outer peripheral surface 3 ··· Motor 3a ··· Rotor 3b ··· Stator 4 ··· Casing 6 ··· External connection path 7 ··· External port 8 ··· ··· Cooling gas passage 9 ··· Male screw portion 10 ··· Nut 11 ··· Circumferential pump 11a · · · Outer peripheral portion 11b · · · Notch groove 11c ··· Blade 12... Support member 13... Insertion hole 14... Disc body 15... Journal bearing 16 ... Thrust bearing 17 ... Journal support plate 18, 20. -Plate spring 19-Thrust support plate 21-Circumferential pump part 22-Screw-type pump part 30-Reverse circumferential flow pump 41 ... Rotor holding chamber 42 ... Bearing holding chamber 43 ... Suction port 44 ... Exhaust port 45 ... Stator portion 45a ... Screw groove 45b ... Fixed Groove 45c ... Reverse U-shaped groove 45d ... End 45e ... Through hole 45f ... End 45g ... Flow path 46 ... Thrust bearing arrangement 47 .... Motor arrangement part 50 ... Vacuum exhaust system

Claims

ガスを吸入するための吸入口および排気するための排気口が形成された円筒状のハウジングと、このハウジング内部に収容され外周部に回転翼を複数段設け、回転自在に少なくとも動圧ガス軸受であるスラスト軸受で軸支されてなるロータと、このロータを回転駆動するためのモータを具備し、前記ロータの回転による回転翼とハウジング内周部との協働により、前記吸入口から前記ガスを吸入し、前記ロータに沿ってこのガスを移動させて排気口から排気する真空排気装置において、前記ロータの前記吸入口側と反対の他端部に、前記ガスを圧縮する回転翼とは別の回転翼からなる逆向円周流ポンプを設けるとともに、この回転翼をハウジングに別個に穿設されたガス導入口から導入されモータを冷却する冷却ガスの流路に介設し、前記冷却ガスの流路が大気圧よりも負圧になるようガス導入口からモータを冷却するガスを吸気し、前記スラスト軸受に供給してから前記排気口に排出するよう構成したことを特徴とする真空排気装置。A cylindrical housing having a suction port for sucking gas and an exhaust port for exhausting the gas, and a plurality of rotating blades provided in the outer periphery of the housing and provided at least with a hydrodynamic gas bearing. A rotor supported by a thrust bearing; and a motor for rotationally driving the rotor. The gas is supplied from the suction port by the cooperation of the rotor blade and the inner periphery of the housing by the rotation of the rotor. In the vacuum exhaust apparatus that sucks and moves the gas along the rotor and exhausts it from the exhaust port, the other end opposite to the suction port side of the rotor is separated from the rotor blade that compresses the gas. provided with a reverse sequence circumferential flow pump comprising a rotary blade, interposed the motor is introduced to the rotor blade from separately drilled gas inlet into the housing in the flow path of the cooling gas for cooling, the cold Vacuum flow path of the gas is inlet gas for cooling the motor from the gas inlet to be a negative pressure below atmospheric pressure, characterized by being configured so as to discharge the exhaust port from the supply to the thrust bearing Exhaust system.

上記冷却ガス導入口に配設した冷却ガスの流路となる管路に、圧力調整弁を介設したことを特徴とする請求項１記載の真空排気装置。2. The vacuum exhaust apparatus according to claim 1, wherein a pressure regulating valve is interposed in a pipe line serving as a cooling gas flow path disposed at the cooling gas introduction port.

上記冷却ガス導入口に配設した冷却ガスの流路となる管路に、圧力調整弁、フィルタおよび除湿機構を具備したことを特徴とする請求項１記載の真空排気装置。2. The vacuum exhaust apparatus according to claim 1, wherein a pressure regulating valve, a filter, and a dehumidifying mechanism are provided in a pipe line serving as a cooling gas channel disposed at the cooling gas introduction port.