JPS62218692A - タ−ボ分子ポンプ装置 - Google Patents

タ−ボ分子ポンプ装置

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JPS62218692A
JPS62218692A JP61062055A JP6205586A JPS62218692A JP S62218692 A JPS62218692 A JP S62218692A JP 61062055 A JP61062055 A JP 61062055A JP 6205586 A JP6205586 A JP 6205586A JP S62218692 A JPS62218692 A JP S62218692A
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JP
Japan
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rotor
bearing
rotating body
rotary body
pump device
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Pending
Application number
JP61062055A
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English (en)
Inventor
Masayuki Miyazaki
宮崎 政行
Yoshihisa Kitora
木藤良 善久
Shin Sekiya
慎 関屋
Kiyoshi Muto
武藤 浄
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/048Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps comprising magnetic bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F04D25/0613Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump the electric motor being of the inside-out type, i.e. the rotor is arranged radially outside a central stator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば半導体製造装置などの高真空装置を
実現するためのターボ分子ポンプ(真空分子ポンプ)装
置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のターボ分子ポンプ装置として、雑誌(Ameri
can  Vacuum 5ociety (1988
年)第224頁〜第227、” Anew  type
  ofturbomolecular  vacuu
m  pump  bearing” )lζ掲載され
ている。ものがあった。さらに、その回転体を支承する
軸受をこの発明者により改良したものが実願昭60−7
8895 号明組番である。第3図はそのターボ分子ポ
ンプ装置を示す縦断面図である。図において、(υは流
体を吸引するロータ翼であり、回転軸(イ)で回転する
回転体の外周に設けられていゐ。(2)はロータ翼(υ
と対向して配置されたステータ翼であり、装置の筒状ケ
ーシング(3)の内壁に取付けられている。(4)ばロ
ータ翼11)と回転軸α目で構成されろ回転体を駆動す
る電動機の回転子であり2例えば、回転軸(イ)に焼は
め等で取り付けられている。(5)は電動機のステータ
であり、フレームuqに固定されている。H、04は回
転体の回転軸(2)を回転自在に支持する軸受で、例え
ば回転tqawをその下部と上部で支持しており、通常
四は球面型スパイラルみぞ軸受、Q4はタッチダウン軸
受となっている。(7)は装置内部の流体(lla) 
(11b)、例えば多くの場合は空気を装置外へ排気す
る排気口である。(9)は装置全体を支えるベースであ
る。口は回転体の下部軸受である球面型スパイラルみぞ
軸受(2)に必要な潤滑油であり、通常はI 飽和蒸気圧が例えば常温で10   Torr以下の非
常暑こ低い油が使用される。αQはターボ分子ポンプ装
置を取り付けるためのフランジであり、例えば、半導体
製造装置などの高真空を必要とされる装置本体に取り付
けられる。
次に、このように構成されるターボ分子ポンプ装置にお
ける動作について説明する。
高真空を必要とする装置)こ取り付けられたターボ分子
ポンプを電動機(4) 、 (5)を介して、通常は致
方rpm程度で高速回転させると、例えば半導体製造装
置などの高真空を必要とされる装置本体内の流体(ll
a) 、 (llb)がロータ翼(υとステータ翼(2
)の間隙を通して外気へ排気され、しだいに装置内部の
圧力が下がり高真空が達成されることになる。
通常、ロータ翼11)とステータ翼(2]は、形状に工
夫がなされ、一方向の流れを形成する。ターボ分子ポン
プ装置内においても、圧力は高真空を必要とする装置の
フランジαQの方が圧力が低く、排気口側(7)に近づ
(ζこつれて圧力は高くなる。
通常、ロータ翼113の数、即ち段数が多い程、高真空
を達成することが可能となる。また、回転数は高いほど
性能および装置の小形、軽量化の面で優れろことになる
回転性能について述べる。回転体は、回転前、即ち停止
時において、上部に配置したタッチダウン軸受圓と、下
部の軸受である球面スパイラルみぞ軸受−で支承されて
いゐ。このようにして支承された回転体を電動機(41
、+6)によって駆動すると回転数の低い領域では、両
方の軸受(2)、α坤で支持され回転される。しかし、
回転数が1昇し、ある回転数、通常は数千rpm程度以
下に達すると、回転体のジャイロ効果Gこより、回転体
はと部のタッチダウン軸受α樽から自動的(こはずれ、
非接触で回転することになる。
また、下部軸受(2)は、停止時はメタル接触となって
いるが、回転体が回転させられると、潤滑油0を救面ス
パイラルみぞ軸受(2)のみぞに引き込み、流体軸受、
即ちスベリ軸受状態で回転する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来は、回転体を高速に駆動する電動機として例えば誘
導電動機などを使用していたため、回転子(4)を回転
軸(ト)に焼ばめ等で締結しており、遠心力に対する強
度などの点から高速化に限度があった。また、構造が複
雑となるため、組立等Eこも問題があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたむので、回転体を含む装置の構造を簡単化し、より
高速化の点で従来よりも優れたターボ分子ポンプ装置を
提供することを目的としたものである。
〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るターボ分子ポンプ装置は、内壁にステー
タ翼を有する鍔状ケーシング、ステータ翼と対向して配
置され、流体を吸引するロータ翼を外周に有し、回転軸
の周囲に凹部を形成した回転体、凹部の周壁に支持され
回転体に形成された回転子及び凹部内に回転子と対向し
て配設されたステータを有し、回転子を有する回転体を
回転させる電動機並び(ζ回転体の回転軸を回転自在に
支持する軸受を備えたものである。
〔作用〕
この発明における回転体は、従来装にと比較すると構造
1組立等が簡単であると共に、回転子がより大きな遠心
力に耐える構造となるので、より高速の回転体を実現で
き、性能のよいターボ分子ポンプ装置を提供する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。@1
図(a)はこの発明の一実施例によるターボ分子ポンプ
装置の平面図、第1図(b)は縦断面図である。図にお
いて、σηはロータ翼(1)を外周に有し、回転軸(ト
)の周囲に凹部を形成した回転体、(ト)は回転体的の
凹部内に配置された電動機のステータ、rmは回転体0
7)の凹部の周壁に、回転体αηと一体構造で形成され
た電動機の回転子で、例えば永久磁石等が内蔵して固着
されている。通常、電動機としては同期電動機が用いら
れる。四はステータ(ト)のコアを例えば焼はめ等で保
持するベース(9)と一体の内筒、(21a) 、 (
21b) 、 (21C)は、吸気孔、に)は下部軸受
箱、■は冷却フィンである。
このように構成されたターボ分子ポンプ装置Iこおいて
は、電動機の回転子(2)が、その外周に位置する回転
体αηで支持され、回転体αηに内蔵された構造となっ
ているため、回転体(ロ)の構造を従来よりも、簡単に
できると共に、従来より大きな遠心力に耐えることがで
きるので回転体αηの回転数をより高速化することが可
能となる。このため、ターボ分子ポンプに要求される性
能もより向上する。
回転性能については、従来構造と同様に低回転数域では
、タッチダウン軸受Q4を介して回転体(転)が回転さ
せられ、さらに、回転を上昇させると、しだい(こ回転
体αηの振れが制振され、上部軸受α尋は非接触となり
、下部軸受(2)のみで支持され、回転させられる。
この発明の他の実施例を第2図(a) 、 (b)に示
す。
この図において、(24a) 、 (24b)は、反撥
型半径方向軸受であり、例えば、永久磁石などから構成
される反撥型の非接触磁気軸受である。このような構造
にすることにより、回転体aηの半径方向の振れを防止
し、回転体(ロ)を常に回転中心に保持しようとする機
能が付加されるため、上記実施例の構造のものより、回
転性能に優れたターボ分子ポンプ装置となり得る。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、内MEこステータ翼
を有する筒状ケーミ・ング、ステータ翼と対向して配置
され、流体を吸引″+こるロータ翼を外周lこ有し、回
転軸の周囲に凹部を形成した回転体、凹部の周壁に支持
され回転体に形成された回転子及び凹部内に回転子と対
向して配設されたステータを有し、回転子を有する回転
体を回転させる電動機並びに回転体の回転軸を回転自在
に支持する軸受を備えることにより、回転体の構造が簡
単化でき、それだけ組立が容易になり、同容量のものが
小形化でき、かつ回転子が遠心力に強い構造であるので
、より高速化して性能のよいターボ分子ポンプ装置が得
られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)はこの発明の一実施例による
ターボ分子ポンプ装置を示す平面図、及び縦断面図、第
2図(a) 、 (b)はこの発明の他の実施例を示す
平面図、及び、縦断面図、第3図は従来のターボ分子装
置を示す縦断面図である。 (1)・・・ロータ翼、(2)・・−ステータ翼、(3
)・・・筒状ケーシング、(1,α導・・・軸受、四・
・・回転軸、Qη・・・回転体、(ト)・・・電動機の
ステータ、αl・・・電動機の回転子。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内壁にステータ翼を有する筒状ケーシング、上記
    ステータ翼と対向して配置され、流体を吸引するロータ
    翼を外周に有し、回転軸の周囲に凹部を形成した回転体
    、上記凹部の周壁に支持され上記回転体に形成された回
    転子及び上記凹部内に上記回転子と対向して配設された
    ステータを有し、上記回転子を有する上記回転体を回転
    させる電動機、並びに上記回転体の回転軸を回転自在に
    支持する軸受を備えたターボ分子ポンプ装置。
  2. (2)回転軸の上部を支持する軸受はタッチダウン軸受
    であり、下部を支持する軸受は球面型スパイラルみぞ軸
    受であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ターボ分子ポンプ装置。
  3. (3)回転軸の上部を支持する軸受は、回転体の半径方
    向の振れを防止する磁気軸受を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載のターボ分子ポン
    プ装置。
  4. (4)磁気軸受は、反撥型磁気軸受であることを特徴と
    する特許請求の範囲第3項記載のターボ分子ポンプ装置
JP61062055A 1986-03-18 1986-03-18 タ−ボ分子ポンプ装置 Pending JPS62218692A (ja)

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JP61062055A JPS62218692A (ja) 1986-03-18 1986-03-18 タ−ボ分子ポンプ装置
DE19873708663 DE3708663A1 (de) 1986-03-18 1987-03-17 Turbo-molekularpumpe

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JP61062055A JPS62218692A (ja) 1986-03-18 1986-03-18 タ−ボ分子ポンプ装置

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JPS62218692A true JPS62218692A (ja) 1987-09-26

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JP61062055A Pending JPS62218692A (ja) 1986-03-18 1986-03-18 タ−ボ分子ポンプ装置

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DE (1) DE3708663A1 (ja)

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DE3708663A1 (de) 1987-10-01

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