JP4679119B2 - ターボ分子ポンプの軸封防塵構造 - Google Patents

Description

本発明は、特に腐食性ガスや粉塵を含むガスの真空排気に最適なターボ分子ポンプに関する。

ターボ分子ポンプは、半導体製造装置等の真空排気を行なうのに使用される超高真空ポンプである。

従来のターボ分子ポンプの一例の縦断面図を図５に示した。

図５において、ａは吸気口であり、ｂが排気口であり、又、ｃがロータである。

該ロータｃの外周部には、複数の動翼が放射状に且つ多段に突設されている。

前記ロータｃは、回転軸ｄに嵌着固定されており、該回転軸ｄは駆動用モータｅ、グリース潤滑式のボールベアリングｆ等によりモータハウジングｇに支承されている。

前記モータハウジングｇ内に腐食性を有する排気ガスが浸入してくるのを防ぐために、前記回転軸ｄの外周部に動圧ねじシールｉを設けると共に前記モータハウジングｇ内にパージガス供給ポートを設けて、清浄な気体のパージガスをモータハウジングｇ側からポンプ室ｋ側へ流すようにしている。

又、動圧ねじシール部に隣接して固定クリアランスシール部を併設したターボ分子ポンプのシール構造の例もある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１６２５３３号公報

前記のねじシールやクリアランスシールは、腐食性ガスの浸入を防ぐのに有効だが、粉体等の浸入を防ぐ効果はあまりなかった。

これは、ねじシール部等でパージガスの流速が遅くなるので、微粒子の浸入を防ぐための抗力が不充分となるのが原因であった。

本発明は上記の問題点を解消し、モータハウジング内への腐食性ガスの浸入を防止すると共に粉塵等の浸入を防ぐことのできるようなターボ分子ポンプの軸封防塵構造を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成すべく、排気ガスがモータハウジング内へ侵入してくるのを防止するためのパージガス供給ポートを前記モータハウジングに備えたターボ分子ポンプにおいて、該モータハウジングに固定したガイドブラケットの外周部と該モータハウジングに支承された回転軸に固定のロータの内周部とにより形成されているポンプ室に該モータハウジングから通じるパージガスの経路中に、クリアランスシール部と遠心翼防塵部とからなる軸封部を設けた。

本発明によれば、ターボ分子ポンプのモータハウジング内への腐食性排気ガスの浸入を防止すると共にモータハウジング内へ粉塵等の微粒子が浸入してくるのを防止できるので、モータハウジング内部での腐食や固着の防止を図ることができる効果を有する。

本発明の最良の形態の実施例を以下に説明する。

図１は、本発明の軸封防塵構造を有するターボ分子ポンプの実施例１の当該軸封部の縦断面図である。

即ち、１はロータを示し、該ロータ１は、その中心部を挿通する回転軸２に係着固定されている。

又、前記ロータ１の外周部には、図２に示す如く、複数の動翼１ｄを放射状に且つ多段に突出して有している。尚、図２は図１におけるＡ−Ａ線截断面図を示す。

前記ロータ１のディスク１ａの中心部には、軸方向に突出するボス１ｂが前記回転軸２と同心に形成されていて、該ボス１ｂの外周部と、該ボス１ｂが回動自在に挿通するガイドブラケット３の内周部との間が微小な間隔を有するクリアランスシール部３ａに形成されている。

前記回転軸２は、グリース潤滑式のボールベアリング４やフランジ６を介してモータハウジング５に支承されている。

又、前記ガイドブラケット３はフランジ６を介して前記モータハウジング５に固定されている。

７は駆動用モータ、８はポンプ室を示し、該ポンプ室８は前記ガイドブラケット３の外周部と前記ロータ１の内周部により形成され、又、前記モータハウジング５から該ポンプ室８に通じるパージガスの経路は前記ガイドブラケット３と前記ロータ１間に形成され、該パージガスの経路中に、前述するクリアランスシール部３ａと後述する遠心翼防塵部３ｂとからなる軸封部を設けた。

前記フランジ６を挿通してパージガスバイパス流路６ａが開口していて、該パージガスバイパス流路６ａより前記クリアランスシール部３ａに向けてパージガスが放出される。

即ち、該パージガスバイパス流路６ａは、前記モータハウジング５内のパージガス供給ポート５ａから放出されたパージガスが、ボールベアリング４と平行するように設けたパージガスバイパス流路６ａを経て前記クリアランスシール部３ａへ流れるようにしたものである。

前記ロータ１のディスク１ａの内側の面上には、図２に示すように、複数の直線翼１ｃを放射状に配置して遠心翼状としたものが形成されており、該直線翼１ｃとガイドブラケット３の上端面部とで遠心翼防塵部３ｂを形成している。

該遠心翼防塵部３ｂの吸入側は、前記クリアランスシール部３ａの出口側と連通している。

即ち、本実施例１では、遠心翼防塵部３ｂをクリアランスシール部３ａの後流側に配置した。

次に本実施例１の軸封防塵構造の作動及びその効果について説明する。

本分子ポンプは、腐食性ガスや粉塵を含むガスの真空排気を行なうのに用いられる。

即ち、分子ポンプ運転時にパージガス供給ポート５ａから放出されたパージガスは、パージガスバイパス通路６ａ及びクリアランスシール部３ａを通り、次いで遠心翼防塵部１ｂを通って、ポンプ室８に到る経路を流れる。

この間、ポンプ室８から浸入してくる排気ガスは前記クリアランスシール部３ａで浸入を阻止され、又、前記排気ガス中に混入している粉塵等の微粒子は前記遠心翼防塵部３ｂにおいて遠心力により弾き飛ばされるので、これら粉塵や排気ガスが前記クリアランスシール部３ａの内方へ迄浸入してくることはない。

この様に、ボールベアリング４等への有害な排気ガスや粉塵等の浸入が阻止されるので、本実施例のターボ分子ポンプは長寿命となり、長時間の稼動運転を行なうことができる。

又、モータハウジング５内に供給されたパージガスの大部分は、ボールベアリング４を流れずに、前記パージガスバイパス流路６ａを流れるようにしたので、ボールベアリング４に保持されている軸受グリースの基油の蒸発を減少させることができることから、前記ボールベアリング４の更なる長寿命化が図れる。

図３は、本発明の軸封防塵構造を有するターボ分子ポンプの実施例２の当該軸封部の縦断面図である。

本実施例２では、遠心翼防塵部をクリアランスシール部の上流側へ配置した点が前記実施例１とは異なっている。

即ち、図３において、ロータ１´のディスク１ａ´の中心部に、軸方向に突出するボス１ｂ´があって、該ボス１ｂ´の外周部と、該ボス１ｂ´が回動自在に挿通するガイドブラケット９の内周部との間がクリアランスシール部９ａに形成されている。

又、前記ボス１ｂ´の下端部には、前記ロータ１´と同軸に設けた遠心翼車１０があって、該遠心翼車１０の翼１０ａと、該遠心翼車１０の下面に設けた円板１１とによって遠心翼防塵部１０ｂが形成されている。

又、前記遠心翼車１０の外周側には環状空間部１０ｃが形成されており、該環状空間部１０ｃの壁面には、低ちょう度グリース１０ｄが塗布されている。

ここで、ちょう度とはグリースの軟らかさの指標であり、本実施例では、ちょう度２００以下の硬いグリースを使用している。

尚、前記環状空間部１０ｃは、前記クリアランスシール部９ａへ連通している。

又、前記ガイドブラケット９は前記円板１１及びフランジ６を介してモータハウジング５に固定されており、該フランジ６にはパージガスバイパス流路６ａが挿通して開口している。

次に本実施例２の軸封防塵構造の作動等について説明する。

分子ポンプ運転時にパージガス供給ポート５ａから放出されたパージガスは、パージガスバイパス流路６ａ及び遠心翼車１０のボス部１０ｅの外周部と円板１１の内周部との間の隙間を通り、遠心翼防塵部１０ｂ及びクリアランスシール部９ａを経てポンプ室８に到る経路を流れる。

この間、ポンプ室８から浸入してくる排気ガスは前記クリアランスシール部９ａで浸入を阻止され、又、前記排気ガスなどと共に前記クリアランスシール部９ａに到達した粉塵等は、例え前記パージガスに打ち勝ってクリアランスシール部９ａを突破しても、その先にある遠心翼防塵部１０ｂに阻まれて、内部のグリース潤滑式のボールベアリング４等に悪影響を及ぼさない。

即ち、遠心翼防塵部１０ｂの遠心翼車１０に弾き飛ばされた粉塵等は、環状空間部１０ｃの壁面に塗られた低ちょう度グリース１０ｄに捕捉されるので、遠心翼車１０の方へ舞い戻ることはない。

又、ターボ分子ポンプの停止中にターボ分子ポンプに振動等が加わると、遠心翼防塵部１０ｂの外周に溜まった粉体等が浮遊して、モータハウジング５の内部へ浸入する危険も、前記低ちょう度グリース１０ｄの塗布により防御されている。

尚、環状空間部１０ｃの壁面に塗布するグリースを低ちょう度の流動性が低いものとしたので、グリース自身がモータハウジング５内に浸入することはない。

本発明は、特に腐食性ガスや粉塵等の微粒子を含むガスの真空排気装置に利用される。

本発明の実施例１の要部の構造を示す縦断面図である。 前記図１のＡ−Ａ線截断面図である。 本発明の実施例２の要部の構造を示す縦断面図である。 前記実施例２における遠心翼車の平面図である。 従来のターボ分子ポンプの一例の縦断面図である。

符号の説明

１、１´ ロータ
１ｃ 遠心翼（直線翼）
３ａ、９ａ クリアランスシール部
３ｂ、１０ｂ 遠心翼防塵部
５ モータハウジング
６ａ パージガスのバイパス流路
８ ポンプ室
１０ 遠心翼車
１０ｄ 低ちょう度グリース

Claims (6)

1. 排気ガスがモータハウジング内へ侵入してくるのを防止するためのパージガス供給ポートを前記モータハウジングに備えたターボ分子ポンプにおいて、該モータハウジングに固定したガイドブラケットの外周部と該モータハウジングに支承された回転軸に固定のロータの内周部とにより形成されているポンプ室に該モータハウジングから通じるパージガスの経路中に、クリアランスシール部と遠心翼防塵部とからなる軸封部を設けたことを特徴とするターボ分子ポンプの軸封防塵構造。
2. 前記パージガスの経路は、前記ガイドブラケットと前記ロータ間に形成されている請求項１に記載のターボ分子ポンプの軸封防塵構造。
3. 前記軸封部は、前記ロータのディスクの中心部に突出するボスの外周部に設けたクリアランスシール部と、前記ロータのディスク面上に遠心翼を設けて形成した遠心翼防塵部とからなる請求項１又は請求項２に記載のターボ分子ポンプの軸封防塵構造。
4. 前記軸封部は、前記ロータのディスクの中心部に突出するボスの外周部に設けたクリアランスシール部と、前記ボスの端部に遠心翼車を設けて形成した遠心翼防塵部とからなる請求項１又は請求項２に記載のターボ分子ポンプの軸封防塵構造。
5. 前記遠心翼防塵部の外周部の周辺に低ちょう度グリースを塗布した請求項４に記載のターボ分子ポンプの軸封防塵構造。
6. 前記パージガスの経路中に、ボールベアリング式の軸受部と平行するパージガスのバイパス流路を設けた請求項１又は請求項２に記載のターボ分子ポンプの軸封防塵構造。

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