JPH076519B2 - 真空ポンプ装置 - Google Patents
真空ポンプ装置Info
- Publication number
- JPH076519B2 JPH076519B2 JP15120587A JP15120587A JPH076519B2 JP H076519 B2 JPH076519 B2 JP H076519B2 JP 15120587 A JP15120587 A JP 15120587A JP 15120587 A JP15120587 A JP 15120587A JP H076519 B2 JPH076519 B2 JP H076519B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- rotor
- vacuum pump
- vacuum
- pump device
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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、真空ポンプ装置に係り、特に半導体製造装
置、核融合装置などのクリーンな超高真空を得るのに好
適な真空ポンプに関する。
置、核融合装置などのクリーンな超高真空を得るのに好
適な真空ポンプに関する。
従来の真空ポンプ装置は、第８図に示すようにターボ分
子ポンプ30と、該ターボ分子ポンプ30の吐出側に接続さ
れるロータリポンプ等の粗引ポンプ31とから構成されて
いる。ターボ分子ポンプ30は、一方に超高真空容器に接
続する吸込口22を、他方に吐出口23を有するケーシング
21と、そのケーシング21内に配設されるロータ27と、そ
のロータ27の外周に設けられる動翼28と、ケーシング21
内面に設けられる動翼29と、ロータ軸21Aを回転させる
駆動モータ34とを備え、動翼28と動翼29とを交互に配置
させた構成となつていて、ロータ27および動翼28の回転
により吸込口22から低真空側の吐出口23に気体分子を運
ぶことによつて、超高真空が得られるようになつてい
る。またターボ分子ポンプ30の吐出口23にはクイツクカ
ツプリング10Aを介してフレキシブルチユーブ11の一端
が接続され、そのフレキシブルチユーブ11の他端に前記
粗引ポンプ31がクイツクカツプリング10Bを介して接続
されている。また粗引ポンプ31からの油の逆流によりタ
ーボ分子ポンプ30、あるいは超高真空容器が汚染される
のを防ぐため、粗引ポンプ31とフレキシブルチユーブ11
との間にトラツプ12を介在させている。なお、その種の
装置としては、特開昭60−204997号に記載されているよ
うに、らせん溝ポンプと遠心式ポンプ部を形成し、これ
らポンプ部のロータを共通の回転軸に装着して一つのポ
ンプで大気圧から超高真空の領域まで排気可能にした複
合真空ポンプがある。
子ポンプ30と、該ターボ分子ポンプ30の吐出側に接続さ
れるロータリポンプ等の粗引ポンプ31とから構成されて
いる。ターボ分子ポンプ30は、一方に超高真空容器に接
続する吸込口22を、他方に吐出口23を有するケーシング
21と、そのケーシング21内に配設されるロータ27と、そ
のロータ27の外周に設けられる動翼28と、ケーシング21
内面に設けられる動翼29と、ロータ軸21Aを回転させる
駆動モータ34とを備え、動翼28と動翼29とを交互に配置
させた構成となつていて、ロータ27および動翼28の回転
により吸込口22から低真空側の吐出口23に気体分子を運
ぶことによつて、超高真空が得られるようになつてい
る。またターボ分子ポンプ30の吐出口23にはクイツクカ
ツプリング10Aを介してフレキシブルチユーブ11の一端
が接続され、そのフレキシブルチユーブ11の他端に前記
粗引ポンプ31がクイツクカツプリング10Bを介して接続
されている。また粗引ポンプ31からの油の逆流によりタ
ーボ分子ポンプ30、あるいは超高真空容器が汚染される
のを防ぐため、粗引ポンプ31とフレキシブルチユーブ11
との間にトラツプ12を介在させている。なお、その種の
装置としては、特開昭60−204997号に記載されているよ
うに、らせん溝ポンプと遠心式ポンプ部を形成し、これ
らポンプ部のロータを共通の回転軸に装着して一つのポ
ンプで大気圧から超高真空の領域まで排気可能にした複
合真空ポンプがある。
上記従来技術は、ターボ分子ポンプとは別に粗引ポンプ
を備える必要があるために設置スペースが大きくなる。
また油を使用する粗引ポンプを用いるのでクリーンな超
高真空を得がたい。またターボ分子ポンプおよび粗引ポ
ンプをそれぞれ駆動する駆動源が必要となるとともに電
源系統もそれぞれ必要となる。さらに、ロータリポンプ
等の粗引ポンプは振動を発生するのでターボ分子ポンプ
を半導体製造装置など振動をきらうものに使用する場合
には、ターボ分子ポンプに振動が伝わらないようにしな
ければならず、上述したようなターボ分子ポンプ部と粗
引ポンプ部を一体化して一軸にした場合には、粗引ポン
プ部の粘性流領域ではロータに発熱がありターボ分子ポ
ンプ部の分子流領域のロータに熱が伝わり冷却しないと
200℃程度の温度となり強度的及び排気性能上に問題が
生じていな。またターボ分子ポンプ部ではケーシングを
冷却しても輻射による熱伝達であり冷却効果が少なくロ
ータが高温になり性能的にも悪いものになつてしまうと
いう問題があつた。
を備える必要があるために設置スペースが大きくなる。
また油を使用する粗引ポンプを用いるのでクリーンな超
高真空を得がたい。またターボ分子ポンプおよび粗引ポ
ンプをそれぞれ駆動する駆動源が必要となるとともに電
源系統もそれぞれ必要となる。さらに、ロータリポンプ
等の粗引ポンプは振動を発生するのでターボ分子ポンプ
を半導体製造装置など振動をきらうものに使用する場合
には、ターボ分子ポンプに振動が伝わらないようにしな
ければならず、上述したようなターボ分子ポンプ部と粗
引ポンプ部を一体化して一軸にした場合には、粗引ポン
プ部の粘性流領域ではロータに発熱がありターボ分子ポ
ンプ部の分子流領域のロータに熱が伝わり冷却しないと
200℃程度の温度となり強度的及び排気性能上に問題が
生じていな。またターボ分子ポンプ部ではケーシングを
冷却しても輻射による熱伝達であり冷却効果が少なくロ
ータが高温になり性能的にも悪いものになつてしまうと
いう問題があつた。
本発明の目的は、設置スペースを減少し、振動領域が図
れ超高真空が得られる真空ポンプ装置を提供することを
ある。
れ超高真空が得られる真空ポンプ装置を提供することを
ある。
上記目的は、一方に吸込口、他方に吐出口を有するケー
シング内に第一のポンプと第二のポンプを備えた真空ポ
ンプ装置において、第一のポンプのロータの回転軸を第
二のポンプのロータの回転軸を磁気カツプリングを介し
て連結することによつて達成される。
シング内に第一のポンプと第二のポンプを備えた真空ポ
ンプ装置において、第一のポンプのロータの回転軸を第
二のポンプのロータの回転軸を磁気カツプリングを介し
て連結することによつて達成される。
第一及び第二のポンプは、一つのケーシング内に分子流
領域、中間流領域、粘性流領域の真空排気を行うポンプ
要素を備えているため設置スペースの減少が図れる。ま
た磁気軸受によつて二つロータの駆動軸を非抵触で連結
されていることから振動低減、さらに駆動モータを有す
る第二のポンプ部の発熱を第一のポンプ部に伝えないよ
うにして強度信頼性を向上させることができる。
領域、中間流領域、粘性流領域の真空排気を行うポンプ
要素を備えているため設置スペースの減少が図れる。ま
た磁気軸受によつて二つロータの駆動軸を非抵触で連結
されていることから振動低減、さらに駆動モータを有す
る第二のポンプ部の発熱を第一のポンプ部に伝えないよ
うにして強度信頼性を向上させることができる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、本発明による真空ポンプ装置の断面図を示し、一
方に吸込口22を他方に吐出口23を有するケーシングで、
このケーシング21内に軸流翼24,遠心翼25,渦流翼26が設
けられている。軸流翼24は、ロータ27の外周に設けた複
数の動翼28とケーシング21の内周に設けた複数の動翼29
とを交互に配置してなるターボ分子ポンプ30で構成され
ている。ターボ粗引ポンプ31には、遠心翼25および渦流
翼26を軸流翼24のターボ分子ポンプ30の吐出側に順次配
設している。これらのロータ27は、ケーシング21の内側
に設けたラジアル磁気軸受32とスラスト磁気軸受33によ
り支持されている。ターボ粗引ポンプ31には、駆動モー
タ34が設けられ高速回転させられるようになつている。
ターボ分子ポンプ30とターボ粗引ポンプ31の連結には、
永久磁石の円筒状の磁気カツプリング35A,35Bが各ロー
タの端部に設けられ、ターボ粗引ポンプ31の回転をター
ボ分子ポンプ30に伝えている。ここで、ターボ粗引ポン
プ31は粘性流領域で使用されるために発熱を生じるがケ
ーシング21を冷却することによりロータは高温にならな
た。しかしターボ分子ポンプ30は分子流領域であり、ケ
ーシングを冷却しても輻射による熱伝達のためにロータ
の冷却効果が少なく高温になつてしまい強度的にも問題
となつてしまう。そこでターボ粗引ポンプ部からの熱伝
導をさえぎる必要が生じるが、ターボ分子ポンプロータ
軸端とターボ粗引ポンプロータ軸端部に永久磁石の磁気
カツプリングを設けることにより一つの駆動モータによ
り各ロータは回転することになるため、ターボ粗引ポン
プ31による発熱をターボ分子ポンプ30に伝えないように
しているため、強度信頼性の向上を図ることができる。
さらに、ターボ粗引ポンプ31は大気圧から10-3Torr程度
のため駆動トルクが必要で３〜5kwのモータが必要であ
るがターボ分子ポンプは分子流領域であり30〜50W程度
ですむために、駆動時は、ターボ分子ポンプ部が大気圧
であり駆動トルクが必要でターボ粗引ポンプが回転して
もターボ分子ポンプ部は回転しないがターボ粗引ポンプ
が回転し真空度が上がつてくるとターボ分子ポンプも回
転して粗引ポンプと同回転となる。それにより、大気圧
から超高真空までの超ワイド真空ポンプが得られる。
図は、本発明による真空ポンプ装置の断面図を示し、一
方に吸込口22を他方に吐出口23を有するケーシングで、
このケーシング21内に軸流翼24,遠心翼25,渦流翼26が設
けられている。軸流翼24は、ロータ27の外周に設けた複
数の動翼28とケーシング21の内周に設けた複数の動翼29
とを交互に配置してなるターボ分子ポンプ30で構成され
ている。ターボ粗引ポンプ31には、遠心翼25および渦流
翼26を軸流翼24のターボ分子ポンプ30の吐出側に順次配
設している。これらのロータ27は、ケーシング21の内側
に設けたラジアル磁気軸受32とスラスト磁気軸受33によ
り支持されている。ターボ粗引ポンプ31には、駆動モー
タ34が設けられ高速回転させられるようになつている。
ターボ分子ポンプ30とターボ粗引ポンプ31の連結には、
永久磁石の円筒状の磁気カツプリング35A,35Bが各ロー
タの端部に設けられ、ターボ粗引ポンプ31の回転をター
ボ分子ポンプ30に伝えている。ここで、ターボ粗引ポン
プ31は粘性流領域で使用されるために発熱を生じるがケ
ーシング21を冷却することによりロータは高温にならな
た。しかしターボ分子ポンプ30は分子流領域であり、ケ
ーシングを冷却しても輻射による熱伝達のためにロータ
の冷却効果が少なく高温になつてしまい強度的にも問題
となつてしまう。そこでターボ粗引ポンプ部からの熱伝
導をさえぎる必要が生じるが、ターボ分子ポンプロータ
軸端とターボ粗引ポンプロータ軸端部に永久磁石の磁気
カツプリングを設けることにより一つの駆動モータによ
り各ロータは回転することになるため、ターボ粗引ポン
プ31による発熱をターボ分子ポンプ30に伝えないように
しているため、強度信頼性の向上を図ることができる。
さらに、ターボ粗引ポンプ31は大気圧から10-3Torr程度
のため駆動トルクが必要で３〜5kwのモータが必要であ
るがターボ分子ポンプは分子流領域であり30〜50W程度
ですむために、駆動時は、ターボ分子ポンプ部が大気圧
であり駆動トルクが必要でターボ粗引ポンプが回転して
もターボ分子ポンプ部は回転しないがターボ粗引ポンプ
が回転し真空度が上がつてくるとターボ分子ポンプも回
転して粗引ポンプと同回転となる。それにより、大気圧
から超高真空までの超ワイド真空ポンプが得られる。
第２図は、磁気カツプリング35部の拡大図を示す。駆動
側ロータシヤフト27Bの内側に永久磁石35Bが複数個配置
され、反駆動側ロータシヤフト27Aの外側に永久磁石35A
が複数個配置され遠心力により飛散しないようにカバー
リング40が永久磁石35Aの外周に設けられている。これ
らにより駆動軸の回転を反駆動軸に伝達するようになつ
ている。第３図は、第２図のＹ−Ｙ断面図を示す。ま
た、永久磁石35Aの代わりにマルエージング鋼のような
ヒステリシス材の円筒リングを設ける方法も考えられ
る。マルエージング鋼は、高強度であり遠心力にも強く
高速回転が可能となる。
側ロータシヤフト27Bの内側に永久磁石35Bが複数個配置
され、反駆動側ロータシヤフト27Aの外側に永久磁石35A
が複数個配置され遠心力により飛散しないようにカバー
リング40が永久磁石35Aの外周に設けられている。これ
らにより駆動軸の回転を反駆動軸に伝達するようになつ
ている。第３図は、第２図のＹ−Ｙ断面図を示す。ま
た、永久磁石35Aの代わりにマルエージング鋼のような
ヒステリシス材の円筒リングを設ける方法も考えられ
る。マルエージング鋼は、高強度であり遠心力にも強く
高速回転が可能となる。
第４図は、本発明の他の実施例を示す。粗引ポンプ31段
の上流にターボ分子ポンプ30段が配置され、ケーシング
21内の内円筒ケーシング38内にラジアル軸受32Aとスラ
スト軸受33Aによりターボ分子ポンプ30段が支持されて
いる。ターボ粗引ポンプ31段の上部とターボ分子ポンプ
30段の下部に永久磁石を放射状に複数個配置しても第１
図に示した実施例と同様の効果を得られる。第５図，第
６図は、磁気カツプリング部を示す。駆動側ロータシヤ
フト27Bと反駆動側ロータシヤフト27Aの端部に永久磁石
35A,35Bが第６図に示すように放射状に複数個配置する
ことにより同様の効果をもたせることができる。
の上流にターボ分子ポンプ30段が配置され、ケーシング
21内の内円筒ケーシング38内にラジアル軸受32Aとスラ
スト軸受33Aによりターボ分子ポンプ30段が支持されて
いる。ターボ粗引ポンプ31段の上部とターボ分子ポンプ
30段の下部に永久磁石を放射状に複数個配置しても第１
図に示した実施例と同様の効果を得られる。第５図，第
６図は、磁気カツプリング部を示す。駆動側ロータシヤ
フト27Bと反駆動側ロータシヤフト27Aの端部に永久磁石
35A,35Bが第６図に示すように放射状に複数個配置する
ことにより同様の効果をもたせることができる。
第７図は、本発明の他の実施例を示す。小形，軽量化
し、高速回転を行なうためには、軸方向の長さを短かく
することが有効で、短かくすることによりロータシヤフ
トの危険速度が上がり高速回転が可能になる。第７図の
ようにマルエージング鋼のような高強度のヒステリシス
材の円板39を永久磁石の代わりに設けることにより軸方
向の長さ及び重量を低減できる。これによりマルエージ
ング鋼は、高強度の材料であり高速回転が可能となる。
し、高速回転を行なうためには、軸方向の長さを短かく
することが有効で、短かくすることによりロータシヤフ
トの危険速度が上がり高速回転が可能になる。第７図の
ようにマルエージング鋼のような高強度のヒステリシス
材の円板39を永久磁石の代わりに設けることにより軸方
向の長さ及び重量を低減できる。これによりマルエージ
ング鋼は、高強度の材料であり高速回転が可能となる。
本発明によれば、一つのケーシング内にターボ分子ポン
プ部とターボ粗引きポンプ部の真空排気を行うポンプ要
素を配設して超高真空から大気圧までの排気を行えるの
で設置スペースの減少、クリーンな超高真空を得ること
ができる。また各ポンプ要素のロータ駆動軸を磁気カツ
プリングで連結することで一つの駆動源で済む効果があ
る。そして磁気カツプリングで各ポンプ部が非接触で連
結されているため熱の伝導がなくターボ分子ポンプ部の
高温化を防ぐことで強度信頼性の向上が図れる効果があ
る。さらに、ターボ粗引ポンプの駆動モータは３〜5kw
に比べ、ターボ分子ポンプの駆動は30〜50Wですむため
にマグネツトカツプリングのような低トルクのカツプリ
ングですむので磁気カツプリングが好都合となる。
プ部とターボ粗引きポンプ部の真空排気を行うポンプ要
素を配設して超高真空から大気圧までの排気を行えるの
で設置スペースの減少、クリーンな超高真空を得ること
ができる。また各ポンプ要素のロータ駆動軸を磁気カツ
プリングで連結することで一つの駆動源で済む効果があ
る。そして磁気カツプリングで各ポンプ部が非接触で連
結されているため熱の伝導がなくターボ分子ポンプ部の
高温化を防ぐことで強度信頼性の向上が図れる効果があ
る。さらに、ターボ粗引ポンプの駆動モータは３〜5kw
に比べ、ターボ分子ポンプの駆動は30〜50Wですむため
にマグネツトカツプリングのような低トルクのカツプリ
ングですむので磁気カツプリングが好都合となる。
第１図は本発明の一実施例を示す真空ポンプ装置の断面
図、第２図は、磁気カツプリング部の拡大図、第３図
は、第２図のＹ−Ｙ断面図、第４図は他の実施例を示
す。第５図は、その磁気カツプリング部の拡大図、第６
図は、Ｙ−Ｙ断面図、第７図は、他の実施例の磁気カツ
プリング部の拡大断面図である。第８図は、従来の真空
ポンプ装置を示す断面図である。 21……ケーシング、22……吸込口、23……吐出口、24…
…軸流翼、25……遠心翼、26……渦流翼、27……ロー
タ、28……動翼、29……静翼、30……ターボ分子ポン
プ、31……ターボ粗引ポンプ、32……ラジアル磁気軸
受、33……スラスト磁気軸受、34……駆動モータ、35…
…磁気カツプリング。
図、第２図は、磁気カツプリング部の拡大図、第３図
は、第２図のＹ−Ｙ断面図、第４図は他の実施例を示
す。第５図は、その磁気カツプリング部の拡大図、第６
図は、Ｙ−Ｙ断面図、第７図は、他の実施例の磁気カツ
プリング部の拡大断面図である。第８図は、従来の真空
ポンプ装置を示す断面図である。 21……ケーシング、22……吸込口、23……吐出口、24…
…軸流翼、25……遠心翼、26……渦流翼、27……ロー
タ、28……動翼、29……静翼、30……ターボ分子ポン
プ、31……ターボ粗引ポンプ、32……ラジアル磁気軸
受、33……スラスト磁気軸受、34……駆動モータ、35…
…磁気カツプリング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真瀬 正弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 栗田 義久 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 中盛 数明 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 刑部 一郎 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (56)参考文献 実開 昭59−159797（ＪＰ，Ｕ)
Claims (7)
- 【請求項１】一方に吸込口、他方に吐出口を有するケー
シング内に第一のポンプと第二のポンプを備えた真空ポ
ンプ装置において、前記第一のポンプのロータの回転軸
と前記第二のポンプのロータの回転軸を磁気カツプリン
グを介して連結したことを特徴とする真空ポンプ装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記第一
のポンプはロータの外周に設けた動翼とケーシングに設
けた静翼とを交互に配置して成る軸流翼を備えたターボ
分子ポンプであることを特徴とする真空ポンプ装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記第二
のポンプは遠心翼と渦流量を備えたターボ粗引ポンプで
あることを特徴とする真空ポンプ装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第３項において、前記ター
ボ粗引ポンプには駆動モータが設けられていることを特
徴とする真空ポンプ装置。 - 【請求項５】一方に吸込口、他方に吐出口を有するケー
シング内に第一のポンプと第二のポンプを備えた真空ポ
ンプ装置において、前記第一のポンプはロータの回転軸
の外側に永久磁石を有し、前記第二のポンプは駆動モー
タを備え、ロータの転軸の内側に永久磁石を有している
ことを特徴とする真空ポンプ装置。 - 【請求項６】特許請求の範囲第５項において、前記第一
のポンプに設けられている永久磁石の外周にカバーリン
グを設けたことを特徴とする真空ポンプ装置。 - 【請求項７】特許請求の範囲第５項において、前記第一
及び第二のポンプに設けられている永久磁石は放射状に
複数個配置されている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 |
|---|---|---|---|
| JP15120587A JPH076519B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 真空ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15120587A JPH076519B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 真空ポンプ装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01393A JPH01393A (ja) | 1989-01-05 |
| JPS64393A JPS64393A (en) | 1989-01-05 |
| JPH076519B2 true JPH076519B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=15513535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15120587A Expired - Lifetime JPH076519B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 真空ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076519B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2406000B (en) * | 2003-08-27 | 2006-12-20 | Freepower Ltd | Working energy recovery system having rotary magnetic coupling |
| DE102008061805A1 (de) * | 2008-12-11 | 2010-06-17 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vakuumpumpe sowie Pumpelement |
| JP5551979B2 (ja) | 2010-06-28 | 2014-07-16 | 川崎重工業株式会社 | 乗物のランプ配置構造 |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP15120587A patent/JPH076519B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS64393A (en) | 1989-01-05 |
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