JPH01237384A - 真空ポンプ装置 - Google Patents
真空ポンプ装置Info
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- JPH01237384A JPH01237384A JP6336188A JP6336188A JPH01237384A JP H01237384 A JPH01237384 A JP H01237384A JP 6336188 A JP6336188 A JP 6336188A JP 6336188 A JP6336188 A JP 6336188A JP H01237384 A JPH01237384 A JP H01237384A
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- Japan
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- rotors
- screw
- rotor
- pump
- vacuum pump
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- Applications Or Details Of Rotary Compressors (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。
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〕
本発明は、真空ポンプ装置に係り、特に、例えば半導体
製造装置などのクリーンな真空を得るのに好適なオイル
フリー式の真空ポンプ装置に関するものである。
製造装置などのクリーンな真空を得るのに好適なオイル
フリー式の真空ポンプ装置に関するものである。
大気圧から１０ ’Ｔｏｒｒレベルまで一台で排気でき
る真空ポンプとして、例えば特開昭６０−２１６０８９
号公報記載のスクリュー真空ポンプが知られている。
る真空ポンプとして、例えば特開昭６０−２１６０８９
号公報記載のスクリュー真空ポンプが知られている。
このスクリュー真空ポンプの特徴は、雄、雌−対のスク
リューロータとケーシングとによって形成される作動室
が、吸入ポートと吐出ポートとの間に２〜３箇所の密閉
部を有することで、従来、圧縮機では不必要であった移
送行程の作動室を有している。この真空ポンプは、ロー
タの回転にともない、各作動室が、吸入行程、移送行程
、圧縮行程、吐出行程を順次行うようになっていた。
リューロータとケーシングとによって形成される作動室
が、吸入ポートと吐出ポートとの間に２〜３箇所の密閉
部を有することで、従来、圧縮機では不必要であった移
送行程の作動室を有している。この真空ポンプは、ロー
タの回転にともない、各作動室が、吸入行程、移送行程
、圧縮行程、吐出行程を順次行うようになっていた。
上記の従来技術は、真空ポンプの性能、すなわち到達圧
力を向上させるため、ロータの巻角を、圧縮機の２００
〜３００度にくらべて大幅に大きくしていた。
力を向上させるため、ロータの巻角を、圧縮機の２００
〜３００度にくらべて大幅に大きくしていた。
第７図は、従来のスクリュー真空ポンプのロータ巻角と
到達圧力との関係を示す線図である。
到達圧力との関係を示す線図である。
すなわち、第７図は、大気排気のスクリュー真空ポンプ
のロータ巻角（度）と到達圧力（Ｔｏｒｒ）との関係の
一例を示したもので、１０ ’Ｔｏｒｒレベルの到達圧
力を達成するには１４００度以上のロータ巻角を必要と
する。図に示したように、到達圧力を向上させるだけで
あれば、ロータの巻角を大きくすることで充分であるが
、ロータの巻角を大きくすると真空ポンプの排気速度は
著しく減少する。
のロータ巻角（度）と到達圧力（Ｔｏｒｒ）との関係の
一例を示したもので、１０ ’Ｔｏｒｒレベルの到達圧
力を達成するには１４００度以上のロータ巻角を必要と
する。図に示したように、到達圧力を向上させるだけで
あれば、ロータの巻角を大きくすることで充分であるが
、ロータの巻角を大きくすると真空ポンプの排気速度は
著しく減少する。
スクリュー真空ポンプの理論排気速度は、簡易的に軸直
角断面での歯溝面積、溝長さ（リード）およびロータ回
転速度の積で表わすことができる。
角断面での歯溝面積、溝長さ（リード）およびロータ回
転速度の積で表わすことができる。
したがって、ロータ巻角が大きなロータではリードが短
くなるため、排気速度が減少する問題があった。
くなるため、排気速度が減少する問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、吸入圧力が１０−２〜１Ｏ−８Ｔｏｒｒで
の排気速度を大幅に大きくし、到達圧力を低くしてポン
プ性能を向上しうる真空ポンプ装置を提供することを、
その目的とするものである。
れたもので、吸入圧力が１０−２〜１Ｏ−８Ｔｏｒｒで
の排気速度を大幅に大きくし、到達圧力を低くしてポン
プ性能を向上しうる真空ポンプ装置を提供することを、
その目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明に係る真空ポンプ装
置の構成は、一方に吸入口、他方に吐出口を有するケー
シング内に、スクリューポンプ要素とねじ溝ポンプ要素
とを設けた真空ポンプ装置であって、前記スクリューポ
ンプ要素を吐出側に、前記ねじ溝ポンプ要素を吸入側に
配置し、前記スクリューポンプ要素を、互いにかみ合う
雄雌一対のスクリューロータを備えてなる容積形圧縮ポ
ンプとし、前記ねじ溝ポンプ要素を、ねじ溝付きロータ
を備えてなる分子ポンプとしたものである。
置の構成は、一方に吸入口、他方に吐出口を有するケー
シング内に、スクリューポンプ要素とねじ溝ポンプ要素
とを設けた真空ポンプ装置であって、前記スクリューポ
ンプ要素を吐出側に、前記ねじ溝ポンプ要素を吸入側に
配置し、前記スクリューポンプ要素を、互いにかみ合う
雄雌一対のスクリューロータを備えてなる容積形圧縮ポ
ンプとし、前記ねじ溝ポンプ要素を、ねじ溝付きロータ
を備えてなる分子ポンプとしたものである。
より詳しくは、雄雌一対のスクリューロータの、少なく
とも一方の回転軸上にねじ溝付きロータを配置したもの
である。
とも一方の回転軸上にねじ溝付きロータを配置したもの
である。
なお付記すると、上記目的は、雄雌一対のスクリューロ
ータとケーシングとで形成する作動室が容積変化するこ
とで圧縮を行うスクリューポンプ要素を吐出側に、容積
変化のないねじ溝ポンプ要素を吸入側に、同軸上に設け
ることにより達成される。
ータとケーシングとで形成する作動室が容積変化するこ
とで圧縮を行うスクリューポンプ要素を吐出側に、容積
変化のないねじ溝ポンプ要素を吸入側に、同軸上に設け
ることにより達成される。
上記の技術的手段による働きを次に述べる。
吐出側に設けた一対のスクリューロータからなるスクリ
ューポンプ要素は、特開昭６０−２１６０８９号公報記
載のスクリュー真空ポンプと同じ作用を行う。すなわち
、気体の吸入、移送、圧縮、吐出を行い、スクリューポ
ンプ要素単体で１０−２〜１Ｏ−８Ｔｏｒｒレベルの到
達圧力を得ることができる。
ューポンプ要素は、特開昭６０−２１６０８９号公報記
載のスクリュー真空ポンプと同じ作用を行う。すなわち
、気体の吸入、移送、圧縮、吐出を行い、スクリューポ
ンプ要素単体で１０−２〜１Ｏ−８Ｔｏｒｒレベルの到
達圧力を得ることができる。
一方、吸入側のねじ溝ロータからなるねじ溝ポンプ要素
は、吸入圧力が高いレベルではほとんどポンプ作用がな
いが、分子流になると、いわゆるモレキュラドラッグ効
果が起るためポンプとして作動する。
は、吸入圧力が高いレベルではほとんどポンプ作用がな
いが、分子流になると、いわゆるモレキュラドラッグ効
果が起るためポンプとして作動する。
第８図は、従来技術のポンプと本発明のポンプとを比較
した排気速度線図である。
した排気速度線図である。
すなわち、第８図は、横軸に吸入圧力（Ｔｏｒｒ）、縦
軸に排気速度をとり、本発明の真空ポンプ装置の排気速
度曲線を実線、従来のスクリュー真空ポンプの排気速度
曲線を破線で示し、両者を比較したものである。
軸に排気速度をとり、本発明の真空ポンプ装置の排気速
度曲線を実線、従来のスクリュー真空ポンプの排気速度
曲線を破線で示し、両者を比較したものである。
従来のスクリュー真空ポンプでは、吸入圧力における到
達圧力が１０−８Ｔｏｒｒ近くになるに従い、排気速度
は減少する傾向にあるが、本発明の真空ポンプ装置では
、吸入圧力が１０−２〜１．０””Ｔｏｒｒのとき最大
排気速度となる。
達圧力が１０−８Ｔｏｒｒ近くになるに従い、排気速度
は減少する傾向にあるが、本発明の真空ポンプ装置では
、吸入圧力が１０−２〜１．０””Ｔｏｒｒのとき最大
排気速度となる。
一般に、漏れがないときのねじ溝ポンプ（分子ポンプ）
の排気速度は次式で表わされる。
の排気速度は次式で表わされる。
Ｓ＝−・ｂ−ｈ−ｕ−ｎ
ここに、Ｓ：ポンプの排気速度
ｂ：溝幅、
ｈ：溝深さ
Ｕ；ねじ溝ロータの溝方向分速度
ｎ：溝数
すなわち、スクリューロータのねじ仕様（ｂ。
ｈ、ｎ、ｕ）にくらべてねじ溝ロータのねじ仕様のいず
れかを大きなものに選択することによって、分子流域で
の排気速度を大きくすることができる。
れかを大きなものに選択することによって、分子流域で
の排気速度を大きくすることができる。
以下、本発明の各実施例を第１図ないし第６図を参照し
て説明する。
て説明する。
第１図は、本発明の一実施例の係る真空ポンプ装置の縦
断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図
は、第１図のＢ−Ｂ矢視断面図、第４図は、第１図のＣ
−Ｃ矢視断面図、第５図は、第１図のスクリューロータ
とねじ溝付ロータとの拡大外観図である。
断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図
は、第１図のＢ−Ｂ矢視断面図、第４図は、第１図のＣ
−Ｃ矢視断面図、第５図は、第１図のスクリューロータ
とねじ溝付ロータとの拡大外観図である。
図において、１は吐出側ケーシング、２は吸入側ケーシ
ング、３はエンドカバで、これらでケーシングを構成し
ている。
ング、３はエンドカバで、これらでケーシングを構成し
ている。
４ａ、４ｂはスクリューロータで、互いにかみ合う雄雌
一対のスクリューロータ４ａ、４ｂは、吐出側ケーシン
グ１との間に作動室６を形成し、スクリューポンプ要素
を構成している。
一対のスクリューロータ４ａ、４ｂは、吐出側ケーシン
グ１との間に作動室６を形成し、スクリューポンプ要素
を構成している。
５ａ、５ｂはねじ溝付きロータで、吸入側ケーシング２
との間に流路７を形成し、ねじ溝ポンプ要素を構成して
いる。
との間に流路７を形成し、ねじ溝ポンプ要素を構成して
いる。
吐出側ケーシング１には、作動室６に連通ずる吐出口８
が構成されており、吸入側ケーシング２には流路７に連
通する吸入口９が形成されている。
が構成されており、吸入側ケーシング２には流路７に連
通する吸入口９が形成されている。
スクリューロータ４ａ、４ｂとねじ溝ロータ５ａ、５ｂ
とは、それぞれロータ軸１０ａ、１０ｂに一体に嵌着さ
れ、ロータ軸１０ａ、１０ｂの両端は、それぞれ転り軸
受１１ ａ ＋ １１ ｂ Ｈ１２ａ ＊１２ｂで支持
されている。また、スクリューロータ４ａ、４ｂは、ロ
ータ軸１０ａ、１０ｂの軸端に嵌着されたタイミングギ
ヤ１３ａ、１３ｂによって微小間隙を保持して互いにか
み合っている。
とは、それぞれロータ軸１０ａ、１０ｂに一体に嵌着さ
れ、ロータ軸１０ａ、１０ｂの両端は、それぞれ転り軸
受１１ ａ ＋ １１ ｂ Ｈ１２ａ ＊１２ｂで支持
されている。また、スクリューロータ４ａ、４ｂは、ロ
ータ軸１０ａ、１０ｂの軸端に嵌着されたタイミングギ
ヤ１３ａ、１３ｂによって微小間隙を保持して互いにか
み合っている。
１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂは軸封装置である。
雄雌一対のスクリューロータ４ａ、４ｂは、第４図およ
び第５図に示すように、ねじれ方向を除いては同じ仕様
で、巻角が１０８０度（３巻）の１余のねじで形成され
ている。
び第５図に示すように、ねじれ方向を除いては同じ仕様
で、巻角が１０８０度（３巻）の１余のねじで形成され
ている。
ねじ溝付きロータ５ａ、５ｂも、第３図および第５図に
示すように、ねじれ方向を除いては同一仕様である。ね
じ溝付きロータ５ａ、５ｂは４条ねじて形成されており
巻角は２２５度である。また、ねじ溝付きロータ５ａ、
５ｂの溝深さはスクリューロータ４ａ、４ｂの溝深さに
比べて十分に大きく、陵部と溝部との幅の比は１：３と
なっている。したがって、ねじ溝付きロータ５ａ、５ｂ
のかみ合いによるガスの圧縮はない。
示すように、ねじれ方向を除いては同一仕様である。ね
じ溝付きロータ５ａ、５ｂは４条ねじて形成されており
巻角は２２５度である。また、ねじ溝付きロータ５ａ、
５ｂの溝深さはスクリューロータ４ａ、４ｂの溝深さに
比べて十分に大きく、陵部と溝部との幅の比は１：３と
なっている。したがって、ねじ溝付きロータ５ａ、５ｂ
のかみ合いによるガスの圧縮はない。
このように構成された真空ポンプ装置の動作について次
に説明する。
に説明する。
ロータ軸１０ａ、１０ｂの一方（駆動側）が、図示して
いない外部駆動機構によって駆動されると、スクリュー
ロータ４ａ、ねじ溝付きロータ５ａと、スクリューロー
タ４ｂ、ねじ溝付きロータ５ｂとは互いに反対方向に回
転する。そこで、ロータの回転にともない、吸入口９か
らガスが吸込まれ、流路７、作動室６を経て吐出口８か
ら吐出される。
いない外部駆動機構によって駆動されると、スクリュー
ロータ４ａ、ねじ溝付きロータ５ａと、スクリューロー
タ４ｂ、ねじ溝付きロータ５ｂとは互いに反対方向に回
転する。そこで、ロータの回転にともない、吸入口９か
らガスが吸込まれ、流路７、作動室６を経て吐出口８か
ら吐出される。
吸入口９での圧力が大気圧からＩ Ｔｏｒｒまでの粘性
流域では、ねじ溝付きロータ５ａ、５ｂのポンプ作用は
なく、流路としての作用をするのみである。ポンプ作用
は、最大排気速度が小さい方のスクリューロータ４ａ、
４ｂのみで行う。したがって、排気速度はスクリューロ
ータ４ａ、４ｂのねじ仕様によって定まる。
流域では、ねじ溝付きロータ５ａ、５ｂのポンプ作用は
なく、流路としての作用をするのみである。ポンプ作用
は、最大排気速度が小さい方のスクリューロータ４ａ、
４ｂのみで行う。したがって、排気速度はスクリューロ
ータ４ａ、４ｂのねじ仕様によって定まる。
吸入口９での圧力がＩ Ｔｏｒｒ以下の中間流からさら
に分子流域になると、ねじ溝付きロータ５ａ。
に分子流域になると、ねじ溝付きロータ５ａ。
５ｂのモレキュラドラッグ効果による圧縮作用が起るた
め、排気速度はねじ溝付きロータ５ａ。
め、排気速度はねじ溝付きロータ５ａ。
５ｂのねじ仕様によって定まることになる。
本実施例によれば、第８図に示すように、吸入圧力が１
０−２〜１０””Ｔｏｒｒにおける排気速度を大幅に改
善することができ、さらに到達圧力も従来にくらべ１桁
近く低くすることが可能で、真空ポンプ性能を向上させ
る効果がある。
０−２〜１０””Ｔｏｒｒにおける排気速度を大幅に改
善することができ、さらに到達圧力も従来にくらべ１桁
近く低くすることが可能で、真空ポンプ性能を向上させ
る効果がある。
次に、第６図は、本発明の他の実施例に係る真空ポンプ
装置の縦断面図である。図中、第１図と同一符号のもの
は同等部分であるから、その説明を省略する。
装置の縦断面図である。図中、第１図と同一符号のもの
は同等部分であるから、その説明を省略する。
第６図の実施例が、先の第１図の実施例と異なるところ
は、ロータ軸の一方にのみねじ溝付き口−タを設けたこ
とである。
は、ロータ軸の一方にのみねじ溝付き口−タを設けたこ
とである。
すなわち、ロータ軸１０ａの吐出側にスクリューロータ
ー４ａ、吸入側にねじ溝付きロータ５ａを設け、ロータ
軸１０ｂの吐出側にスクリューロータ４ｂを設け、吸入
側にねじ溝付きロータを有しないものである。前記ねじ
溝付きロータ５ａに対向して、吸入側ケーシング２の囲
壁部２ａを設は流路７′を形成している。
ー４ａ、吸入側にねじ溝付きロータ５ａを設け、ロータ
軸１０ｂの吐出側にスクリューロータ４ｂを設け、吸入
側にねじ溝付きロータを有しないものである。前記ねじ
溝付きロータ５ａに対向して、吸入側ケーシング２の囲
壁部２ａを設は流路７′を形成している。
第６図の実施例によれば、先の実施例で説明したものと
同様の効果が期待される。すなわち、−対のスクリュー
ロータの、少なくとも一方の回転軸上にねじ溝付きロー
タを配置すれば、吸入口９での圧力が分子流域になると
、ねじ溝付きロータの回転にともなうポンプ作用を生じ
、真空ポンプ装置の真空ポンプ性能を向上させることが
できる。
同様の効果が期待される。すなわち、−対のスクリュー
ロータの、少なくとも一方の回転軸上にねじ溝付きロー
タを配置すれば、吸入口９での圧力が分子流域になると
、ねじ溝付きロータの回転にともなうポンプ作用を生じ
、真空ポンプ装置の真空ポンプ性能を向上させることが
できる。
以上述べたように、本発明によれば、吸入圧力が１Ｏ−
２〜１０−”Ｔｏｒｒでの排気速度を大幅に大きくし、
到達圧力を低くしてポンプ性能を向上しうる真空ポンプ
装置を提供することができる。
２〜１０−”Ｔｏｒｒでの排気速度を大幅に大きくし、
到達圧力を低くしてポンプ性能を向上しうる真空ポンプ
装置を提供することができる。
第１図は、本発明の一実施例に係る真空ポンプ装置の縦
断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図
は、第１図のＢ−Ｂ矢視断面図、第４図は、第１図のＣ
−Ｃ矢視断面図、第５図は、第１図のスクリューロータ
とねじ溝付ロータとの拡大外観図、第６図は、本発明の
他の実施例に係る真空ポンプ装置の縦断面図、第７図は
、従来のスクリュー真空ポンプのロータ巻角と到達圧力
との関係を示す線図、第８図は、従来技術のポンプと本
発明のポンプとを比較した排気速度線図である。 １・・・吐出側ケーシング、２・・・吸入側ケーシング
、４ａ、４ｂ・・・スクリューローター ５ａ、５ｂ・
・・ねじ溝付きロータ、６・・・作動室、７，７′・・
・流路、８・・・吐出口、９・・・吸入口、１０ａ、１
０ｂ・・・ロー第３ 図 第４図 茅ＳＩ！］
断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図
は、第１図のＢ−Ｂ矢視断面図、第４図は、第１図のＣ
−Ｃ矢視断面図、第５図は、第１図のスクリューロータ
とねじ溝付ロータとの拡大外観図、第６図は、本発明の
他の実施例に係る真空ポンプ装置の縦断面図、第７図は
、従来のスクリュー真空ポンプのロータ巻角と到達圧力
との関係を示す線図、第８図は、従来技術のポンプと本
発明のポンプとを比較した排気速度線図である。 １・・・吐出側ケーシング、２・・・吸入側ケーシング
、４ａ、４ｂ・・・スクリューローター ５ａ、５ｂ・
・・ねじ溝付きロータ、６・・・作動室、７，７′・・
・流路、８・・・吐出口、９・・・吸入口、１０ａ、１
０ｂ・・・ロー第３ 図 第４図 茅ＳＩ！］
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一方に吸込口、他方に吐出口を有するケーシング内
に、スクリューポンプ要素とねじ溝ポンプ要素とを設け
た真空ポンプ装置であつて、前記スクリューポンプ要素
を吐出側に、前記ねじ溝ポンプ要素を吸込側に配置し、
前記スクリューポンプ要素を、互いにかみ合う雄雌一対
のスクリューロータを備えてなる容積形圧縮ポンプとし
、前記ねじ溝ポンプ要素を、ねじ溝付きロータを備えて
なる分子ポンプとしたことを特徴とする真空ポンプ装置
。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、雄雌一
対のスクリューロータの、少なくとも一方の回転軸上に
ねじ溝付きロータを配置したことを特徴とする真空ポン
プ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6336188A JPH01237384A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 真空ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6336188A JPH01237384A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 真空ポンプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01237384A true JPH01237384A (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=13227050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6336188A Pending JPH01237384A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 真空ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01237384A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5478210A (en) * | 1992-01-31 | 1995-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multi-stage vacuum pump |
| US5549463A (en) * | 1994-11-24 | 1996-08-27 | Kashiyama Industry Co., Ltd. | Composite dry vacuum pump having roots and screw rotors |
| US5709537A (en) * | 1992-09-03 | 1998-01-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Evacuating apparatus |
| US6312242B1 (en) * | 2000-05-12 | 2001-11-06 | Industrial Technology Research Institute | Asymmetric double screw rotor assembly |
| KR100408153B1 (ko) * | 2001-08-14 | 2003-12-01 | 주식회사 우성진공 | 드라이 진공펌프 |
| JP2007263121A (ja) * | 1999-11-17 | 2007-10-11 | Nabtesco Corp | 真空排気装置 |
| CN103982428A (zh) * | 2013-02-07 | 2014-08-13 | 汉钟精机股份有限公司 | 一种双段螺旋导程真空泵 |
| JP2019528400A (ja) * | 2016-08-30 | 2019-10-10 | レイボルド ゲーエムベーハー | 真空ポンプのスクリューロータ |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP6336188A patent/JPH01237384A/ja active Pending
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