真空ポンプ |
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申请号 | JP2013094902 | 申请日 | 2013-04-30 | 公开(公告)号 | JP2014214722A | 公开(公告)日 | 2014-11-17 |
申请人 | 功 阿久津; Isao Akutsu; 功 阿久津; | 发明人 | AKUTSU ISAO; | ||||
摘要 | 【課題】軸受、タイミングギヤを潤滑する潤滑油等の作動室(ロータ室)へ侵入を抑制し、更にシールガスの作動室(ロータ室)への流入量を抑制した 真空 ポンプを提供する。【解決手段】軸受9と軸シール13との間に設けられ、ロータ3と共に回転し、軸シール13側から軸受8側にシールガスの流れを形成する排気機構23と、支持部材4Aにおける排気機構23と軸シール13との間に形成されたシールガスを導入する導入口20Cと、前記支持部材4Aにおける排気機構23と軸受9の間、あるいは前記排気機構23の側方に形成されたシールガスを排出する排出口21Cとを備えている。【選択図】図3 | ||||||
权利要求 | 互いに噛み合う一対の雄ロータ及び雌ロータと、前記一対のロータを収納するハウジングと、前記ハウジングと一対の雄ロータ及び雌ロータにより形成される作動室とを備えた真空ポンプであって、 前記雄、雌ロータの回転軸の少なくとも一端部を、軸受を介して回転可能に支持する支持部材と、前記軸受よりも作動室側の支持部材に設けられた軸シールとを備え、 前記軸受と前記軸シールとの間に設けられ、前記雄ロータと共に回転し、軸シール側から軸受側にシールガスの流れを形成する第1の排気機構と、 前記軸受と前記軸シールとの間に設けられ、前記雌ロータと共に回転し、軸シール側から軸受側にシールガスの流れを形成する第2の排気機構と、 前記支持部材における前記第1の排気機構と軸シールとの間に形成されたシールガスを導入する第1の導入口と、 前記支持部材における第1の排気機構と軸受の間、あるいは前記第1の排気機構の側方に形成されたシールガスを排出する第1の排出口と、 前記支持部材における第2の排気機構と軸シールとの間に形成されたシールガスを導入する第2の導入口と、 前記支持部材における第2の排気機構と軸受の間、あるいは前記第2の排気機構の側方に形成されたシールガスを排出する第2の排出口と、を備えていることを特徴とする真空ポンプ。 前記支持部材がハウジングの端面を覆う吸引側プレート及び吐出側プレートであって、 前記吸引側プレート及び前記吐出側プレートに、軸受及び軸シールが設けられ、前記雄、雌ロータの回転軸の両端部が回転可能に支持されていることを特徴とする請求項1記載の真空ポンプ 前記排気機構は、前記雄、雌ロータの回転軸に取付けられることにより、前記シールガスを強制的に前記第1、第2の排出口から排出する排気ポンプであることを特徴とする請求項1記載の真空ポンプ。 前記雄ロータ及び雌ロータの外周面がスクリュー形状に形成され、前記ハウジングと一対の雄ロータ及び雌ロータに形成されたスクリューとによって、作動室が形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の真空ポンプ。 |
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说明书全文 | 本発明は真空ポンプに関し、特に、ロータ(回転軸)の軸シールに供給されるシールガスを強制的に排気する排気機構がポンプ内に設けられた真空ポンプに関する。 従来から、半導体デバイス製造装置、液晶パネル製造装置、ソーラパネル製造装置等において、真空ポンプが用いられている。 その一例を特許文献1に示されたスクリュー式ドライ真空ポンプに基づいて説明する。 そして、この供給されたシールガスによって、ロータ(回転軸)がシールされ、軸受、タイミングギヤを潤滑する潤滑油等が真空ポンプの作動室(ロータ室)へ侵入するのを抑制している。 前記供給されたシールガスが上記したように軸封機構(軸シール)、軸受を介してポンプ外に流れることによって、軸受、タイミングギヤを潤滑する潤滑油等の真空ポンプ作動室(ロータ室)へ侵入を抑制している。 本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、シールガスを強制的に排気する排気機構を、軸受と軸シールとの間に設けることにより、軸受、タイミングギヤを潤滑する潤滑油等の作動室(ロータ室)へ侵入を抑制し、更にシールガスの作動室(ロータ室)への流入量を抑制した真空ポンプを提供することを目的とする。 上記目的を達成するためになされた本発明にかかる真空ポンプは、互いに噛み合う一対の雄ロータ及び雌ロータと、前記一対のロータを収納するハウジングと、前記ハウジングと一対の雄ロータ及び雌ロータにより形成される作動室とを備えた真空ポンプであって、前記雄、雌ロータの回転軸の少なくとも一端部を、軸受を介して回転可能に支持する支持部材と、前記軸受よりも作動室側の支持部材に設けられた軸シールとを備え、前記軸受と前記軸シールとの間に設けられ、前記雄ロータと共に回転し、軸シール側から軸受側にシールガスの流れを形成する第1の排気機構と、前記軸受と前記軸シールとの間に設けられ、前記雌ロータと共に回転し、軸シール側から軸受側にシールガスの流れを形成する第2の排気機構と、前記支持部材における第1の排気機構と軸シールとの間に形成されたシールガスを導入する第1の導入口と、前記支持部材における第1の排気機構と軸受の間、あるいは前記第1の排気機構の側方に形成されたシールガスを排出する第1の排出口と、前記支持部材における第2の排気機構と軸シールとの間に形成されたシールガスを導入する第2の導入口と、前記支持部材における第2の排気機構と軸受の間、あるいは前記第2の排気機構の側方に形成されたシールガスを排出する第2の排出口と、を備えていることを特徴としている。 このように、前記軸受と前記軸シールとの間に排気機構が設けられると共に、シールガスを導入する導入口が排気機構と軸シールとの間に、またシールガスを排出する排出口が排気機構と軸受の間あるいは排気機構の側方に形成されているため、前記導入口から導入されたシールガスは、前記排気機構によって強制的に前記排出口から外部に排出される。 このとき、前記排気機構によって、導入口から作動室側方向に流れるシールガスの流量は減少し、導入口から排出口方向(軸受方向)に流れるシールガスの流量が増大する。 ここで、前記支持部材がハウジングの端面を覆う吸引側プレート及び吐出側プレートであって、前記吸引側プレート及び前記吐出側プレートに、軸受及び軸シールが設けられ、前記雄、雌ロータの回転軸の両端部が回転可能に支持されていることが望ましい。 また、前記排気機構は、前記雄、雌ロータの回転軸に取付けられることにより、前記シールガスを強制的に前記第1、第2の排出口から排出する排気ポンプであることが望ましい。 更に、前記雄ロータ及び雌ロータの外周面がスクリュー形状に形成され、前記ハウジングと一対の雄ロータ及び雌ロータに形成されたスクリューとによって、作動室が形成されることが望ましい。 本発明によれば、軸受、タイミングギヤを潤滑する潤滑油等の作動室(ロータ室)へ侵入を抑制することができ、更にシールガスの作動室(ロータ室)への流入量を抑制した真空ポンプを得ることができる。 本発明をスクリュー式の真空ポンプに適用した場合の第1の実施形態について、図1、図2に基づいて説明する。 前記ハウジング4の一端部(吸気側)には、吸入側プレート4Aが設けられ、また前記ハウジング4の他端部(吐出側)には、吐出側プレート4Bが設けられ、前記ハウジング4の両端面を覆っている。 前記吐出側プレート4Bには、吐出口6設けられ、ハウジング4には、吸入口5設けられている。 また、前記雄スクリューロータ2は、吸入側プレート4A、吐出側プレート4Bに設けられた軸受7、8によって、ハウジング4(吸入側プレート4A、吐出側プレート4B)に対して回転可能に支持されている。 また、前記軸受7、8の作動室A側には、軸シール11、12が設けられている。 また前記軸受9、10の作動室A側には、軸シール13、14が設けられている。 また、前記タイミングギヤ15,16は、前記雄、雌スクリューロータ2,3の一端部に、それぞれ互いに噛み合うように取り付けられている。 また、前記雄スクリューロータ2の一端部には、モータ17が連結されて、このモータ17が雄スクリューロータ2を回転させることにより、前記タイミングギヤ15,16を介して雌スクリューロータ3が回転するように構成されている。 前記吸入側プレート4Aには、例えば、窒素ガスであるシールガスを導入する導入路20A、20Cとシールガスを排出する排出路21A、21Cが形成されている。 また、前記シールガス導入路20Aとシールガス排出路21Aは、スクリューロータ2の回転軸の外周面と吸入側プレート4Aによって形成される連通路22Aを介して連通している。 前記軸受7、9と前記軸シール11、13との間には、前記雄雌ロータ2,3と共に回転し、軸シール11,13側から軸受7,9側にシールガスの流れを形成する排気機構23,23が設けられている。 同様に、前記吐出側プレート4Bにも、シールガスを導入する導入路20B、20Dとシールガスを排出する排出路21B、21Dが形成されている。 また、前記シールガス導入路20Bとシールガス排出路21Bは、スクリューロータ2の回転軸の外周面と吐出側プレート4Bによって形成される連通路22Bを介して連通している。 前記軸受8、10と前記軸シール12、14との間には、前記雄雌ロータ2,3と共に回転し、軸シール12,14側から軸受8,10側にシールガスの流れを形成する排気機構23,23が設けられている。 次に、雄雌スクリューロータ2、3に設けられた各排気機構23の構成について図3に基づいて説明する 排気機構23は、円板状の基体23aの板面に羽根部23bが形成され、前記基体23a(円板)の中心部に貫通孔23cが形成され、前記貫通孔23cに、雄雌スクリューロータ2、3の回転軸2a,3aが取付けられる。 雄雌スクリューロータ2、3に設けられている排気機構23は、同一の構成であるため、その作用、機能を、図2に基づいて説明する。 真空ポンプ1の運転中、前記シールガスをシールガス導入口20C1から供給すると、排気機構23によって前記連通路22Cに強制的に排気機構23に向かう流れが形成される。 その結果、前記導入口20C1から軸シール13側(作動室A側)に流れるシールガス量は減少する。 更に、前記したように、前記連通路22Cには軸シール13側(作動室A側)から軸受9側(オイルボックス18)に向かうシールガスの流れが形成されるため、軸受け、タイミングギヤを潤滑する潤滑油が作動室A(ロータ室)内へ侵入するのをより抑制することができる。 また、シールガス排出路21Cの吐出口21C1は、排気機構23によって大気圧より僅かに高い圧力になされるため、軸受け、タイミングギヤを潤滑する潤滑油等の作動室への拡散をより抑制できる。 次に、第2の実施形態について、図4、図5に基づいて説明する。 この第2の実施形態は、互いに噛み合う一対の雄雌スクリューロータの内部に軸受、軸シールが設けられたスクリュー式の真空ポンプである。 前記ハウジング31の一端部(吸気側)には、吸入側プレート34が設けられ、また前記ハウジング31の他端部(吐出側)には、吐出側プレート35が設けられ、前記ハウジング31の両端面を覆っている。 前記スクリューロータ32、33は有底筒状に形成され、外周面にスクリューが形成されると共に、内部に軸受、軸シールが収容される。 また、前記支持部材38、39の先端部には、軸シール44,45が設けられている。 この軸シール44、45によって、軸受40、42と雄、雌スクリューロータ32、33の内部空間B1,B2内とを隔離し、軸受38、40の潤滑油が、雄、雌スクリューロータ32、33の内部空間B1,B2内に漏洩することを防止している。 更に、軸シール44,45は、ハウジング4の作動室A内(スクリューロータ32、33の内部空間)から軸受40、42に異物が侵入することを防止している。 この軸シール44、45は、オイルシール、メカニカルシールが用いられる。 また、前記スクリューロータ32,33の一端部には、タイミングギヤ46,47が、それぞれ互いに噛み合うように取り付けられている。 図4、図5に示すように、 前記支持部材38,39には、シールガスを導入する導入路51,52とシールガスを排出する排出路53、54が形成されている。 前記シールガス導入路51,52は軸シール44、45側に配置され、シールガス排出路53,54は、軸受側40、42に配置されている。 また、前記シールガス導入路51とシールガス排出路53は、スクリューロータ32の回転軸32aの外周面と支持部材38によって形成される連通路55を介して連通している。 同様に、前記シールガス導入路52とシールガス排出路54は、スクリューロータ33の回転軸33aの外周面と支持部材39によって形成される連通路56を介して連通している。 また、排出口53a、54aの側方には、前記スクリューロータ32、33の回転軸32a、33aに取り付けられ、前記回転軸32a、33aと共に回転する排気機構57,57が設けられている。 このように、第2の実施形態では、前記シールガス導入路51の導入口51aが軸シール44側に配置され、シールガス排出路53が軸受40側に配置されている。 また、雌スクリューロータ33側の前記シールガス導入路52の導入口52aが軸シール45側に配置され、シールガス排出路54が軸受42側に配置されている。 更に、排気機構57、57によって、供給されたシールガスを強制的に排気するように構成されている。 したがって、真空ポンプ30の運転中、前記シールガスをシールガス導入路51、52から供給すると、排気機構57、57によって前記連通路55,56に強制的に流れが形成されるため、導入口51a、52aから軸シール44,45側に流れるシールガス量を減少させることができる。 また、前記したように、前記連通路55,56には軸シール44,45側から軸受40,42側に向かうシールガスの流れが形成されるため、軸受40,42を潤滑する潤滑油が、雄、雌スクリューロータ32、33の内部空間B1,B2を介して、作動室A(ロータ室)内へ侵入するのを抑制することができる。 尚、真空ポンプ30の外部に吸引ポンプを設け、シールガス排出路53、54に連結する場合に比べて、上記第1、第2の実施形態にあっては、真空系の配管構成が簡単になり、またバルブの切り換えなど煩雑な操作が不要になり、制御系を簡単で安価なものにすることができる。 また、上記第1、第2の実施形態にあっては、排気機構の側面と排出口とが対向するように配置した場合を説明したが、排気機構が連通路側から吸引し、後方(軸受側)に吐出する排気ポンプである場合には、前記排気機構と軸受の間(排気機構後方)にシールガスを排出する排出口を形成するのが好ましい。 更に、雄、雌スクリューロータの一方にのみモータを取り付け、タイミングギヤを介して回転する真空ポンプを示したが、雄、雌スクリューロータの両方にモータを取り付けたスクリュー式真空ポンプにも適用できる。 1 スクリュー式真空ポンプ2 雄スクリューロータ3 雌スクリューロータ4 ハウジング4A 吸入側プレート(支持部材) |