JPH0774639B2 - Vacuum pump - Google Patents
Vacuum pumpInfo
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- JPH0774639B2 JPH0774639B2 JP2143895A JP14389590A JPH0774639B2 JP H0774639 B2 JPH0774639 B2 JP H0774639B2 JP 2143895 A JP2143895 A JP 2143895A JP 14389590 A JP14389590 A JP 14389590A JP H0774639 B2 JPH0774639 B2 JP H0774639B2
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- rotor
- dynamic pressure
- fixed shaft
- pressure gas
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、真空ポンプに関し、特に動圧気体軸受によっ
てロータをコンパクト且つ安定的に支持し得るようにし
た真空ポンプに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vacuum pump, and more particularly to a vacuum pump in which a rotor can be supported compactly and stably by a dynamic pressure gas bearing.
［従来の技術］ 真空ポンプにおいて動圧気体軸受を採用する目的は、非
接触な支持状態を実現して軸受の耐久性を高め、同時に
オイルフリーを達成することにある。具体的な構成の一
例として、第３図にかかる軸受を採用したターボ分子ポ
ンプを示す。このものは、シャフト101の軸端部にロー
タ102が固着してあり、それをケーシング103内に配設し
てシャフト101とケーシング103の間に一対の動圧気体軸
受（ラジアル）104及び動圧気体軸受（スラスト）105を
構成している。そして、ロータ102に突設したロータブ
レード102aとケーシング103に突設したステータブレー
ド103aとを交互配置してタービン106を構成し、吸気口1
07から吸い込んだ気体をかかるタービン106により叩き
飛ばし、ケーシング103の側方に開口させた排気口108か
ら強制排気し得るようになっている。[Prior Art] The purpose of adopting a dynamic pressure gas bearing in a vacuum pump is to realize a non-contact supporting state to improve the durability of the bearing and at the same time to achieve oil-free. As an example of a specific configuration, a turbo molecular pump that employs the bearing according to FIG. 3 is shown. In this structure, a rotor 102 is fixed to the shaft end of a shaft 101, and the rotor 102 is disposed inside a casing 103. A pair of dynamic pressure gas bearings (radial) 104 and a dynamic pressure are provided between the shaft 101 and the casing 103. It constitutes a gas bearing (thrust) 105. Then, the rotor blades 102a protruding from the rotor 102 and the stator blades 103a protruding from the casing 103 are alternately arranged to form the turbine 106, and the intake port 1
The gas sucked from 07 is blown off by the turbine 106 and can be forcedly exhausted from an exhaust port 108 opened to the side of the casing 103.
［発明が解決しようとする課題］ ところが、このようにロータ102を片持的に支持する構
造は、回転体全体として見た場合、軸受104の長さとロ
ータ102の長さが必ず個別と必要となり、全体が軸方向
に長寸化する不都合を伴う。特に、動圧気体軸受104を
採用する場合には、それを有効に機能させるためにスパ
イラルグルーブ等により構成される気体導入用の隙間を
ある程度広い面積に亘って設ける必要が生じ、軸方向へ
長寸化を助長することになる。このため、ポンプ使用に
際して組付上の制約を多くし、取扱いにも不便となるだ
けでなく、特に軸方向が長寸であると曲げ共振周波数が
低くなって通常の使用回転数領域でも共振を起こし易く
なり、高い回転数で使用できなくなる不都合を生じる。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the structure in which the rotor 102 is supported in a cantilever manner as described above, the length of the bearing 104 and the length of the rotor 102 must be separate when viewed as the entire rotating body. , With the inconvenience that the whole lengthens in the axial direction. In particular, when the dynamic pressure gas bearing 104 is adopted, it is necessary to provide a gas introduction gap constituted by a spiral groove or the like over a wide area to some extent in order to effectively function it, and it is long in the axial direction. It will promote size reduction. For this reason, there are many restrictions on assembly when using the pump, which is inconvenient to handle, and especially when the axial direction is long, the bending resonance frequency becomes low and resonance occurs even in the normal rotational speed range. It is liable to occur and causes a problem that it cannot be used at a high rotation speed.
本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、これらを有効に解消することのできる真空ポンプ
を実現することを目的としている。The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to realize a vacuum pump that can effectively solve these problems.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手
段を講じたものである。[Means for Solving the Problems] The present invention takes the following means in order to achieve such an object.
すなわち、本発明の真空ポンプは、筒状ロータの内側軸
心位置に固定軸支部を配設し、この固定軸支部と前記ロ
ータとの間に該ロータをラジアル方向及びスラスト方向
に浮上支持し得る動圧気体軸受を構成するとともに、前
記固定軸支部と前記ロータの間であって前記動圧気体軸
受内の気体を封止し得る位置に非接触シールを配設した
ことを特徴としている。That is, in the vacuum pump of the present invention, the fixed shaft supporting portion is arranged at the inner axial center position of the cylindrical rotor, and the rotor can be levitationally supported in the radial direction and the thrust direction between the fixed shaft supporting portion and the rotor. The dynamic pressure gas bearing is configured, and a non-contact seal is disposed between the fixed shaft support portion and the rotor at a position capable of sealing the gas in the dynamic pressure gas bearing.
［作用］ このような構成において、非接触シールにより閉塞され
た固定軸支部とロータとの空隙に動圧発生用の気体を送
り込むと、ロータの回転に伴ってラジアル方向及びスラ
スト方向の各動圧気体軸受において真空中であっても有
効に動圧が発生する。そして、これらの動圧気体軸受を
介して、固定軸支部によってロータを内周から支持し、
回転軸心の位置ズレを有効に抑止することができる。こ
のため、軸振動を低減し、ロータ回転の安定性を向上さ
せることが可能になる。しかも、ロータの内径に動圧気
体軸受を潜り込ませた状態で配設するので、ロータと動
圧気体軸受が軸方向に離間している従来のものに比べて
軸方向に短寸化を図ることができ、これによりロータの
回転を更に安定化させるとともに、曲げ共振周波数を高
めることが可能になる。[Operation] In such a configuration, when a gas for generating dynamic pressure is sent into the gap between the fixed shaft support portion and the rotor, which is closed by the non-contact seal, the dynamic pressure in the radial direction and the thrust direction is generated as the rotor rotates. Dynamic pressure is effectively generated in the gas bearing even in vacuum. And, through these dynamic pressure gas bearings, the rotor is supported from the inner circumference by the fixed shaft support portion,
The positional deviation of the rotation axis can be effectively suppressed. Therefore, it is possible to reduce shaft vibration and improve the stability of rotor rotation. In addition, since the dynamic pressure gas bearing is installed in the inner diameter of the rotor, the size of the rotor and the dynamic pressure gas bearing can be shortened in the axial direction as compared with the conventional one in which the dynamic pressure gas bearing is separated in the axial direction. This makes it possible to further stabilize the rotation of the rotor and increase the bending resonance frequency.
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
この実施例は、真空ポンプとしてターボ分子ポンプＡを
取り上げている。そして、筒状ロータ１の内側軸心位置
に固定軸支部２を配設し、この固定軸支部２と前記ロー
タ１との間に該ロータ１を浮上支持し得る動圧気体軸受
３、４、５を構成している。In this embodiment, a turbo molecular pump A is used as a vacuum pump. Then, a fixed shaft support portion 2 is arranged at an inner axial center position of the cylindrical rotor 1, and a dynamic pressure gas bearing 3, 4 capable of levitationally supporting the rotor 1 between the fixed shaft support portion 2 and the rotor 1. Make up 5.
具体的に説明すると、ロータ１は上端近傍の外周にター
ビンブレード1aを一体突設したもので、該ロータ１の内
周1fには上方から固定軸支部２が挿通されている。この
固定軸支部２は下端を筒状ケーシング６の底壁6aにナッ
ト2bを用いて固定させてあり、前記ロータ１をこの固定
軸支部２の周囲に抜止不能な状態で配設している。ま
た、ロータ１の内径は固定軸支部２の外径に比べて若干
大きく設定してあり、動圧気体軸受３、４が機能する状
態において両者間に微少空隙を形成し得るようになって
いる。そして、この状態で前記ロータ１の上端面1bに、
固定軸支部２のスラスト板2aとの間に微少空隙下を形成
すべくカバー７を蓋着している。More specifically, the rotor 1 has a turbine blade 1a integrally projecting on the outer periphery near the upper end, and the fixed shaft support portion 2 is inserted into the inner periphery 1f of the rotor 1 from above. The lower end of the fixed shaft support portion 2 is fixed to the bottom wall 6a of the cylindrical casing 6 with a nut 2b, and the rotor 1 is arranged around the fixed shaft support portion 2 in a non-removable state. Further, the inner diameter of the rotor 1 is set to be slightly larger than the outer diameter of the fixed shaft support portion 2 so that a minute gap can be formed between the two in a state where the dynamic pressure gas bearings 3 and 4 function. . Then, in this state, on the upper end surface 1b of the rotor 1,
A cover 7 is attached to cover the thrust plate 2a of the fixed shaft support portion 2 so as to form a small gap.
また、動圧気体軸受３は、固定軸支部２の外周にスパイ
ラルグルーブ3a（開先状の螺旋ねじ）を設け、このスパ
イラルグルーブ3aに臨んでポンプ外から気体を導入する
気体供給系路3bを開口させることにより構成されてい
る。すなわち、ロータ１の回転に伴って気体を前記スパ
イラルグルーブ3aとロータ１との間に高速気流状態で引
き込ませることにより、動圧を発生させ、その動圧によ
りロータ１をラジアル方向に浮上支持し得るようになっ
ている。動圧気体軸受４においても同様の構成からな
り、前記動圧気体軸受３に導入された気体の一部をスパ
イラルグルーブ4aとロータ１との間に引き込ませること
により、動圧を発生させるようになっている。さらに、
動圧気体軸受５は、前記スラスト板2aの上面及び下面に
スパイラルグルーブ5b、5cを設け、これらのスパイラル
グルーブ5b、5cとカバー下面7a及びロータ上端面1dとの
間に高速気流状態で気体を引き込ませることにより、動
圧を発生させ、その動圧のによりロータ１をスラスト方
向に浮上支持し得るようになっている。In addition, the dynamic pressure gas bearing 3 is provided with a spiral groove 3a (a grooved spiral screw) on the outer periphery of the fixed shaft support portion 2 and a gas supply system passage 3b which faces the spiral groove 3a and introduces gas from outside the pump. It is configured by opening. That is, as the rotor 1 rotates, gas is drawn between the spiral groove 3a and the rotor 1 in a high-speed airflow state to generate dynamic pressure, and the dynamic pressure causes the rotor 1 to be supported in the radial direction in a floating manner. I'm supposed to get it. The dynamic pressure gas bearing 4 has the same structure, and a part of the gas introduced into the dynamic pressure gas bearing 3 is drawn between the spiral groove 4a and the rotor 1 to generate dynamic pressure. Has become. further,
The dynamic pressure gas bearing 5 is provided with spiral grooves 5b and 5c on the upper surface and the lower surface of the thrust plate 2a, and gas is generated between these spiral grooves 5b and 5c and the cover lower surface 7a and the rotor upper end surface 1d in a high-speed airflow state. When the rotor 1 is pulled in, dynamic pressure is generated, and the rotor 1 can be levitationally supported in the thrust direction by the dynamic pressure.
なお、両軸受３、４間における軸支部２の外周にはコイ
ル８が巻回されており、このコイル８に対向するロータ
１内周にマグネット９を固設してモータ10を構成してい
る。そして、このモータ10によりロータ１に回転動力を
付与し得るようになっている。また、前記ロータ１を包
囲するケーシング６の外筒6cにはステータブレード6dが
突設してあり、これらのステータブレード6dを前記各ロ
ータブレード1a間に挿入してタービン11を構成すること
により、吸気口6eから吸い込んだ気体をこのタービン11
によって叩き飛ばし、その気体をケーシング６の底壁6a
に設けた排気口6bから強制排気し得るようにしている。
12は非接触シール（ラビリンスシールや、ねじシール
等）である。また、モータコイルは気体供給系路3b若し
くは同等の別系路を使ってケーシング６の外に引き出さ
れている。A coil 8 is wound around the outer periphery of the shaft support 2 between the bearings 3 and 4, and a magnet 9 is fixedly installed on the inner periphery of the rotor 1 facing the coil 8 to form a motor 10. . The motor 10 can apply rotational power to the rotor 1. Further, stator blades 6d are provided on the outer cylinder 6c of the casing 6 surrounding the rotor 1, and the stator blades 6d are inserted between the rotor blades 1a to form the turbine 11, The gas sucked from the intake port 6e is supplied to the turbine 11
And blows off the gas by the bottom wall 6a of the casing 6
The exhaust port 6b provided at is designed to allow forced exhaust.
12 is a non-contact seal (labyrinth seal, screw seal, etc.). Further, the motor coil is drawn out of the casing 6 by using the gas supply system passage 3b or another equivalent system passage.
このような構成において、非接触シール12により閉塞さ
れた固定軸支部２とロータ１との空隙に動圧発生用の気
体を送り込むと、ロータ１の回転に伴ってラジアル方向
及びスラスト方向の各動圧気体軸受３、４、５にその気
体が引き込まれ、各部において真空中であっても有効に
動圧が発生する。そして、これらの動圧気体軸受３、
４、５を介して、固定軸支部２によってロータ１を内周
から支持し、軸心の位置ズレを有効に抑止することがで
きる。このため、このポンプによると軸振動の低減化を
図ることができ、ロータ１の回転の安定性も向上させる
ことが可能になる。しかも、ロータ１の内径に動圧気体
軸受３、４を潜り込ませた状態で配設しているので、ロ
ータ１と導圧気体軸受３、４が軸方向に離間している従
来のものに比べて軸方向の短寸化を確実に実現でき、こ
れによりロータ１の回転を更に安定化させるとともに、
曲げ共振周波数を高めることが可能になる。その上に、
このポンプはケーシング６の底壁6aに排気口6bを開口さ
せて吸気口6eから吸い込んだ気体を直線状に流通させ排
気するようにしているため、排気口が側方に開口してい
る従来のものに比べて流路構造やポンプ取付方法を簡略
化でき、しかも、流路抵抗を小さくして排気性能を高め
る効果を得ることができる。例えば、第２図に示す如く
本ポンプＡの吸気口6eを真空チャンバＢに接続し、排気
口6bを粗引きポンプＣに接続すれば、コンパクトで高性
能の排気ラインを簡単に構成することが可能になる。In such a configuration, when the gas for generating the dynamic pressure is sent into the gap between the fixed shaft support portion 2 and the rotor 1 which is closed by the non-contact seal 12, the radial and thrust motions are generated as the rotor 1 rotates. The gas is drawn into the pressure gas bearings 3, 4, and 5, and dynamic pressure is effectively generated in each part even in a vacuum. And, these dynamic pressure gas bearings 3,
The rotor 1 can be supported from the inner circumference by the fixed shaft support portion 2 through the rollers 4 and 5, and the positional deviation of the shaft center can be effectively suppressed. Therefore, according to this pump, shaft vibration can be reduced, and rotation stability of the rotor 1 can be improved. Moreover, since the dynamic pressure gas bearings 3 and 4 are disposed in the inner diameter of the rotor 1 as compared with the conventional one in which the rotor 1 and the pressure guiding gas bearings 3 and 4 are axially separated from each other. It is possible to reliably achieve axial shortening, which further stabilizes the rotation of the rotor 1 and
It becomes possible to increase the bending resonance frequency. in addition,
In this pump, the exhaust port 6b is opened in the bottom wall 6a of the casing 6 so that the gas sucked from the intake port 6e is linearly circulated and exhausted, so that the exhaust port is opened laterally. It is possible to simplify the flow channel structure and the method of mounting the pump as compared with the conventional one, and it is possible to obtain the effect of reducing the flow channel resistance and enhancing the exhaust performance. For example, as shown in FIG. 2, if the intake port 6e of the main pump A is connected to the vacuum chamber B and the exhaust port 6b is connected to the roughing pump C, a compact and high-performance exhaust line can be easily constructed. It will be possible.
なお、前記実施例では各動圧気体軸受のスパイラルグル
ーブが固定軸支部側に設けてあるが、スパイラルグルー
ブはロータやカバー側に設けてもよい。また、動圧気体
軸受としてスパイラルグルーブ以外の構成を採用するこ
ともできる。さらに、この発明がターボ分子ポンプ以外
の真空ポンプにも適用できることは勿論であり、モータ
もマグネットを用いたものに限定する必要はなく、例え
ば誘導モータ等を用いることもできる。その他の構成も
図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々の変形が可能である。Although the spiral groove of each dynamic pressure gas bearing is provided on the fixed shaft supporting portion side in the above-described embodiment, the spiral groove may be provided on the rotor or cover side. Moreover, a structure other than the spiral groove can be adopted as the dynamic pressure gas bearing. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to a vacuum pump other than the turbo molecular pump, and the motor does not have to be limited to one using a magnet, and an induction motor or the like can be used, for example. Other configurations are not limited to the illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、コンパクトな
構成でロータを安定的に支持することができ、高速回転
にも対応でき、さらには安価に製作できて長寿命であ
り、その上真空チャンバ等を汚染する不具合も確実に解
消した真空ポンプを提供することができる。[Advantages of the Invention] Since the present invention has the above-described structure, it can stably support the rotor with a compact structure, can support high-speed rotation, and can be manufactured at low cost and has a long life. In addition, it is possible to provide a vacuum pump that reliably eliminates the problem of contaminating the vacuum chamber and the like.
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
ターボ分子ポンプの縦断面図、第２図は一使用状態を示
す説明図である。第３図は従来例を示す第１図相当の縦
断面図である。 １……ロータ、２……固定軸支部 ３、４……動圧気体軸受（ラジアル） ５……動圧気体軸受（スラスト） 12……非接触シール1 and 2 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a turbo molecular pump, and FIG. 2 is an explanatory view showing one usage state. FIG. 3 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example. 1 ... Rotor, 2 ... Fixed shaft support 3, 4 ... Dynamic pressure gas bearing (radial) 5 ... Dynamic pressure gas bearing (thrust) 12 ... Non-contact seal
Claims (1)
配設し、この固定軸支部と前記ロータとの間に該ロータ
をラジアル方向及びスラスト方向に浮上支持し得る動圧
気体軸受を構成するとともに、前記固定軸支部と前記ロ
ータの間であって前記動圧気体軸受内の気体を封止し得
る位置に非接触シールを配設したことを特徴とする真空
ポンプ。1. A dynamic pressure gas bearing, wherein a fixed shaft support portion is disposed at an inner axial center position of a cylindrical rotor, and the rotor can be levitationally supported in a radial direction and a thrust direction between the fixed shaft support portion and the rotor. And a non-contact seal is disposed between the fixed shaft support and the rotor at a position capable of sealing the gas in the dynamic pressure gas bearing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2143895A JPH0774639B2 (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Vacuum pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2143895A JPH0774639B2 (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Vacuum pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436094A JPH0436094A (en) | 1992-02-06 |
| JPH0774639B2 true JPH0774639B2 (en) | 1995-08-09 |
Family
ID=15349549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2143895A Expired - Fee Related JPH0774639B2 (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Vacuum pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0774639B2 (en) |
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Family Cites Families (3)
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| JPH02125107A (en) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Turning device |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2143895A patent/JPH0774639B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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