(57)【要約】      （修正有）【課題】ハンドリングで容易に持ち運びが可能な小型軽量のドライ真空ポンプユニットを提供すること。【解決手段】一対のポンプロータ３２ａ，３２ｂと吸気口２１ａ及び排気口２１ｂを有するポンプケーシング３０とを備えた構成のポンプ部２１と、モータ部２０を備えたドライ真空ポンプユニットであって、モータ部２０は一対のマグネットロータを備え、一対のポンプロータをタイミングギヤを使用せず一体に互いに同期反回転させるマグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータであり、ポンプケーシング３０はアルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、ポンプロータ３２ａ，３２ｂは鋼材からなる回転軸３１ａ，３１ｂの外周にアルミニウム又はアルミニウム合金からなるスクリューを嵌合固定するか又は樹脂材からなるスクリューを形成固定した。【選択図】図９
2010127119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のポンプロータと吸気口及び排気口を有するポンプケーシングとを備えた構成のポンプ部と、該ポンプ部を回転駆動させるモータ部を備えたドライ真空ポンプユニットであって、
前記モータ部は一対のマグネットロータを備え、前記一対のポンプロータをタイミングギヤを使用せず一体に互いに同期させて反回転させるマグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータであることを特徴とするドライ真空ポンプユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のドライ真空ポンプユニットにおいて、
前記一対のポンプロータは、スクリューロータであることを特徴とするドライ真空ポンプユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のドライ真空ポンプユニットにおいて、
前記ポンプケーシングはアルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、
前記ポンプロータは鋼材からなる軸の外周にアルミニウム又はアルミニウム合金からなるスクリューを嵌合固定するか又は該鋼材からなる軸の外周に樹脂材からなるスクリューを形成固定した構成であることを特徴とするドライ真空ポンプユニット。
【請求項４】
請求項１又は２又は３に記載のドライ真空ポンプユニットにおいて、
前記モータ部はモータドライバから供給される直流矩形パルスにより１００００ｍｉｎ-1以上の高速で回転することを特徴とするドライ真空ポンプユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のドライ真空ポンプユニットにおいて、
前記ポンプロータには、該ポンプロータのアンバランスを修正するバランスリングが設けられていることを特徴とするドライ真空ポンプユニット。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のドライ真空ポンプユニットにおいて、
前記ポンプ部とモータ部はモジュール化されてポンプモジュールとなっており、該ポンプモジュールを真空側と大気圧側に直列に配置したことを特徴とするドライ真空ポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、到達真空１Ｐａ程度で、ハンドリングで移動させることが可能な小型、且つ軽量（２０ｋｇ以下）のドライ真空ポンプユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリング装置、ヘリウムリークディテクター、ＳＥＭ等の分析装置等の用途に上記排気能力を持つ真空ポンプが用いられている。また、ターボ分子ポンプ等の高真空ポンプの粗引き用の真空ポンプとして、また、真空乾燥・真空張り合わせ装置等のように水蒸気等のガスを吸引する目的にも、上記排気能力を持つ真空ポンプが用いられている。
【０００３】
小容量で小型軽量の真空ポンプとしては、油回転ポンプが主流である。しかしながら、真空チャンバーへの油蒸気の逆拡散（真空チャンバー、ワークの油汚染）、排気ラインの油汚染（火災の危険）、環境汚染、油飛散による油の減少、水分混入等による油の劣化、汚損等、また定期的に必要な油補充・油交換等の問題がある。特に、真空ポンプ用のフッ素系油は高価であり、交換作業も面倒である。
【０００４】
そこで、近年、油回転ポンプに代替する真空ポンプとして、スクロール型ドライ真空ポンプが登場してきた。スクロール型ドライ真空ポンプは、オイルフリーであり、スクロールの揺動運動により真空から大気圧まで連続的に圧縮するので、真空運転時の動力が小さい、比較的真空到達性能がよい等の特徴を有する。しかしながら、スクロールの端部にチップシール（接触シール）を使用するので、チップシールが磨耗してパーティクルが発生し、真空チャンバー内部を汚染するという問題がある。また、チップシールが磨耗するので、経年的に真空性能が低下し、連続運転１年程度でチップシール等を交換しなくてはならない。さらに、チップシールの交換作業の際は真空ポンプを分解しなくてはならず、交換費用が高価になる。また、同容量の油回転ポンプと比較して、大型でコストが高い等の問題がある。
【０００５】
上記問題に対応する真空ポンプユニットとして特許文献１に示すように、スクリュー型真空ポンプを用いた真空ポンプユニットがある。この真空ポンプユニットは、外気圧側に配置されたメインポンプと、真空側に配置されたブースターポンプとを備え、ブースターポンプとメインポンプは直列に接続され、ブースターポンプはメインポンプより高い排気速度を有し、メインポンプ及びブースターポンプでは、それぞれ一対のポンプロータと、吸気口及び排気口を有するポンプケーシングと、前記一対のポンプロータと一体に回転する一対のマグネットロータとを備えた構成である。
【０００６】
上記特許文献１に記載の構成の真空ポンプユニットを２００〜５００Ｌ／ｍｉｎ−１クラスの排気量で、且つ１Ｐａの到達圧を有するものをハンドリングで移動することを可能とするには、重量を２０ｋｇ以下にしなければならないが、従来の構成では、ハンドリングで移動するには十分でなかった。
【０００７】
また、上記特許文献１に記載の構成の真空ポンプユニットにおいて、運転周波数とロータの固有振動数が近づくと、共振しポンプ振動が大きくなるという問題があった。
【特許文献１】特開２００７−２３１９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ハンドリングで容易に持ち運びが可能なドライ真空ポンプユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明は、一対のポンプロータと吸気口及び排気口を有するポンプケーシングとを備えた構成のポンプ部と、該ポンプ部を回転駆動させるモータ部を備えたドライ真空ポンプユニットであって、モータ部は一対のマグネットロータを備え、一対のポンプロータをタイミングギヤを使用せず一体に互いに同期させて反回転させるマグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータであることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記ドライ真空ポンプユニットにおいて、一対のポンプロータは、スクリューロータであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記ドライ真空ポンプユニットにおいて、ポンプケーシングはアルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、ポンプロータは鋼材からなる軸の外周にアルミニウム又はアルミニウム合金からなるスクリューを嵌合固定するか又は該鋼材からなる軸の外周に樹脂材からなるスクリューを形成固定した構成であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記ドライ真空ポンプユニットにおいて、モータ部はモータドライバから供給される直流矩形パルスにより１００００ｍｉｎ-1以上の高速で回転することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記ドライ真空ポンプユニットにおいて、ポンプロータには、該ポンプロータのアンバランスを修正するバランスリングが設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記ドライ真空ポンプユニットにおいて、ポンプ部とモータ部はモジュール化されてポンプモジュールとなっており、該ポンプモジュールを真空側と大気圧側に直列に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モータ部は一対のマグネットロータを備え、一対のポンプロータを一体に互いに同期させて反回転させるマグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータであることから、一対のポンプロータを同期反回転させるためのタイミングギヤ、及び該タイミングギヤを潤滑するための潤滑油や潤滑系を省略できるから、ドライ真空ポンプユニット全体を更に軽量化（ハンドリング、即ち人手で持ち運びできる２０ｋｇ以下）することが可能となる。また、真空ポンプとして回転運転を行っている最中に発生する駆動力ロスをポンプロータの回転軸を支えるベアリングの回転摩擦ロスに限定し、モータ部の消費電力ロスを最小限にすることが可能となる。
【００１６】
また、本発明によれば、ポンプケーシングがアルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、ポンプロータは鋼材からなる軸の外周にアルミニウム又はアルミニウム合金からなるスクリューを嵌合固定するか又は該鋼材からなる軸の外周に樹脂材からなるスクリューを形成固定した構成であるから、ポンプロータが軽量となり、ドライ真空ポンプユニットの更なる軽量化が可能となる。
【００１７】
また、本発明によれば、ポンプを１００００ｍｉｎ-1以上の高速で回転するから、小型のドライ真空ポンプユニットでも排気量２００Ｌ〜５００Ｌ／ｍｉｎクラスで、且つ到達圧力が１Ｐａ程度のドライ真空ポンプユニットを実現できる。
【００１８】
また、本発明によれば、ポンプロータには、ロータのアンバランスを修正するバランスリングが設けられているので、該バランスリングによる調整のみでロータのバランスを容易に調整でき、１００００ｍｉｎ-1以上の高速で安定した回転が実現できる。
【００１９】
また、モジュール化したポンプモジュールを真空側と大気圧側に直列に配置するので、更に小型軽量化等が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本願発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。図１乃至図４は、本発明に係るドライ真空ポンプユニットの構成を示す図で、図１は正面図、図２は上面図、図３は左側面図、図４は右側面図である。図示するように、本ドライ真空ポンプユニット１は、放熱板２を備え、該放熱板２の上に電装部品３、ブースターポンプモジュール４、メインポンプモジュール５を実装した構成である。ドライ真空ポンプユニット１は全体が外装カバー６で覆われ、該外装カバー６の上面の所定の位置には、両手で把持して該ドライ真空ポンプユニット１を使用する場所に移動することができるように、２個の取っ手７が取り付けられている。
【００２１】
放熱板２は下方に突出した多数の放熱フィン１１が設けられ、その両側に外装カバー６の下辺が取り付けられている。放熱板２の下部には冷却用の空気が通る空気流路１３が形成されており、上記多数の放熱フィン１１は、長手方向を空気流路１３を流れる空気の流れに向けて配置されている。電装部品３はブースターポンプモジュール４やメインポンプモジュール５を駆動する駆動部や制御する制御部を構成する整流器やインバータ等の各種電気器や電子部品であり、該電装部品は放熱板２上に実装されている。１４はブースターポンプモジュール４やメインポンプモジュール５を放熱板２に取り付けるための取付台であり、ブースターポンプモジュール４は取付台１４を介して水平に取り付けられ、メインポンプモジュール５は取付台１４を介して垂直に取り付けられている。
【００２２】
図５に示すように、ドライ真空ポンプユニット１の外装カバー６の左外側面には、空気取り込みフード１６が取り付けられ、外装カバー６の右外側面にはファンフード１７が取り付けられ、外装カバー６の右内側面には冷却ファン１８が取り付けられている。冷却ファン１８を回転させることにより、空気取り込みフード１６の下端の空気取り込み口１６ａから流入した冷却空気は、矢印Ａに示すように、外装カバー６内の空間１９を通って流れ、外装カバー６の右内側面に設けた排出口（図示せず）から、ファンフード１７内に流れ込み、下端の空気吐出し口１７ａから外部に排気されるようになっている。
【００２３】
上記のように放熱板２の上方に外装カバー６で形成された空間１９に電装部品３、ブースターポンプモジュール４、メインポンプモジュール５を配置することにより、空間１９を流れる空気流れの上流側に発熱量の少ない電装部品３及びブースターポンプモジュール４を配置し、下流側に発熱量の多いメインポンプモジュール５を配置したことになる。つまり空間１９を流れる空気が温度の低い領域から温度の高い領域へと流れる機器の配置構造となる。なお、空気取り込みフード１６の内面、ファンフード１７の内面には、スポンジ等の吸音材で構成される吸音層１６ｂ、１７ｂが設けられており、ドライ真空ポンプユニット１の運転中に発する騒音を外部に発散させないようにしている。
【００２４】
また、冷却ファン１８を回転させることにより、空気流路１３の左側端部の空気取り込み口１３ａから流入した冷却空気は、矢印Ｂに示すように、空気流路１３内に位置する放熱板２の放熱フィン１１に接触しながら流れ、該空気流路１３右端部の空気吐出し口（図示せず）から外装カバー６内の空間１９内に流れ込み、メインポンプモジュール５のポンプ部２１の側部を通ってファンフード１７に流れ込み、その下端の空気吐出し口１７ａから外部に排気されるようになっている。
【００２５】
図１、図２、図４に示すように、ブースターポンプモジュール４のモータ部２０の外壁側面には放熱フィン２４ａを有する放熱板２４が取り付けられ、ポンプ部２１の外壁側面には放熱フィン２５ａを有する放熱板２５が取り付けられている。また、メインポンプモジュール５のモータ部２０の外壁側面には放熱フィン２４ａを有する放熱板２４が取り付けられ、ポンプ部２１の外壁側面には放熱フィン２５ａを有する放熱板２５が取り付けられている。
【００２６】
上記電装部品３、ブースターポンプモジュール４、メインポンプモジュール５を実装する放熱板２は熱伝導性の良いアルミ合金で構成され、ブースターポンプモジュール４及びメインポンプモジュール５のポンプ部２１のポンプケーシングは高熱伝導性と軽量化のためにアルミ又はアルミ合金で構成されている。また、ブースターポンプモジュール４及びメインポンプモジュール５を取り付ける取付台１４も高熱伝導性と軽量化のためアルミ又はアルミ合金で構成されている。さらに放熱板２４、放熱板２５も高熱伝導性と軽量化のためアルミ又はアルミ合金で構成されている。もしくは放熱板２、取付台１４とポンプモジュール４、５は一体材料で構成しても良い。この場合接触部の熱抵抗が小さくなり、モジュール部からの放熱板への熱伝導が良好であり好適である。
【００２７】
上記構成のドライ真空ポンプユニット１において、ポンプ運転中、電装部品３、ブースターポンプモジュール４、及びメインポンプモジュール５で発生した熱は、図５の矢印Ｃに示すように移動し、放熱板２に伝熱される。ここで冷却ファン１８により空気流路１３の空気取り込み口１３ａから流入した冷却空気は、矢印Ｂに示すように流れ、該空気流路１３内に露出する放熱板２の放熱フィン１１に接触しながら流れ、放熱板２に集った熱を効率良く放熱する。更にメインポンプモジュール５のポンプ部２１の外側壁面に取り付けた放熱板２５の放熱フィン２５ａに接触し、該ポンプ部２１を冷却する。また、空気取り込みフード１６の下端の空気取り込み口１６ａから流入した冷却空気は、矢印Ａに示すように外装カバー６内の空間１９に流れ込み、ブースターポンプモジュール４のモータ部２０及びポンプ部２１の外壁側面に取り付けた放熱板２４、２５の放熱フィン２４ａ、２５ａに接触し、モータ部２０及びポンプ部２１を冷却し、更にメインポンプモジュール５のモータ部２０の外側壁面に取り付けた放熱板２４の放熱フィン２４ａに接触し、該モータ部２０を冷却する。上記矢印Ａ、Ｂに示す空気の流れは、その後ファンフード１７内に流れこみ、下端の空気吐出し口１７ａから外部に排気されるようになっている。
【００２８】
上記のように一台の冷却ファン１８の運転により、空気流路１３内を流れる空気の流れ、外装カバー６内の空間１９を流れる空気の流れが形成される。この空気の流れにおいて、上流側に配置されている電装部品３、ブースターポンプモジュール４のモータ部２０やポンプ部２１の発熱量は、下流側に配置されているメインポンプモジュール５のモータ部２０やポンプ部２１の発熱量より少ない。従って、上記空気の流れの上流側の温度上昇は下流側のそれより低いから、冷却空気は温度上昇の低い部分（温度の低い部分）から、温度上昇の高い部分（温度の高い部分）に流れることになり、冷却効率が向上する。即ち、冷却空気流れの上流側に温度上昇の低い電装部品３やブースターポンプモジュール４のモータ部２０及びポンプ部２１を配置し、下流側にドライ真空ポンプユニット１の空気の圧縮比が一番大きく、発生する熱量も多いメインポンプモジュール５のモータ部２０やポンプ部２１を配置することにより、効率の良い冷却効果が得られる配置構造となる。
【００２９】
図６に示すように、ブースターポンプモジュール４のポンプ部２１の排気口２１ｂとメインポンプモジュール５のポンプ部２１の吸気口２１ａは、取付台１４に形成された連絡通路１４ａで連通されている。ブースターポンプモジュール４のポンプ部２１の吸気口２１ａには吸気管２２が接続され（図１乃至図４参照）、メインポンプモジュール５のポンプ部２１の排気口２１ｂはチェッキ弁（圧力開放弁）Ｖ１を介して取付台１４に形成された圧力開放通路１４ｂに接続されている。圧力開放通路１４ｂには排気管２３が接続されている。即ち、ブースターポンプモジュール４とメインポンプモジュール５は直列に接続されてドライ真空ポンプを構成している。
【００３０】
また、取付台１４には連絡通路１４ａと圧力開放通路１４ｂを接続する流路１４ｃが形成され、該流路１４ｃに中抜き用チェッキ弁Ｖ２が設けられている。つまり、図７に示すように、ブースターポンプモジュール４のポンプ部２１の排気口２１ｂとメインポンプモジュール５のポンプ部２１の吸気口２１ａを接続する連絡通路１４ａと圧力開放通路１４ｂの間に中抜き用チェッキ弁Ｖ２が設けられている。ブースターポンプモジュール４のモータ部２０とメインポンプモジュール５のモータ部２０には、制御部２６のモータドライバ２７からＤＣパルス電流が供給され駆動するようになっている。また、冷却ファン１８も制御部２６により制御されるようになっている。なお、連絡通路１４ａ、圧力開放通路１４ｂ、及び流路１４ｃは取付台１４に形成せずに配管としてもよい。
【００３１】
図８は制御部２６、及びモータドライバ２７等の電装装置の構成を示すブロック図である。電装装置は、サーキットプロテクタ２８、ノイズフィルタ（ＮＦ）４３、力率改善モジュール（ＰＦＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）４４、モータドライバ２７、制御部２６、操作パネル４８等を備えている。モータドライバ２７はブースターポンプモジュール４のモータ部２０を駆動するためのドライバ２７ａ、メインポンプモジュール５のモータ部２０を駆動するためのドライバ２７ｂとからなる。単相交流電源４１  にコンセント４２を介して電源を接続し、サーキットプロテクタ２８を投入すると、ノイズフィルタ（ＮＦ）４３によりノイズの除去された単相交流（１００−２００Ｖの単相交流）が力率改善モジュール（ＰＦＣ）４４に入力され、ここで直流に変換される。
【００３２】
力率改善モジュール（ＰＦＣ）４４からの直流はドライバ２７ａ、２７ｂに供給されると共に、制御電源部４７にも供給され、ドライバ２７ａ、２７ｂはそれぞれ制御部２６の制御により、ブースターポンプモジュール４のモータ部２０及びメインポンプモジュール５のモータ部２０にＤＣパルス電流を供給し、各モータ部２０を１００００ｍｉｎ-1以上の高速で回転する。これによりポンプ部２１も同じ回転速度で高速回転する。このように高速回転をすることにより、小型であっても２００〜５００Ｌ／ｍｉｎ-1クラスの排気量で、且つ１Ｐａ程度の到達真空性能を有する小型軽量の真空ポンプユニットを実現できる。なお、ブースターポンプモジュール４及びメインポンプモジュール５の回転速度の設定や各種設定、及び操作は操作パネル４８を操作して行う。
【００３３】
制御部２６は、ドライ真空ポンプユニット１の起動時、真空側に配置されるブースターポンプモジュール４のモータ部２０にモータドライバ２７からＤＣパルス電流を供給して、先ずブースターポンプモジュール４を起動し、その後（数秒後）メインポンプモジュール５のモータ部２０にＤＣパルス電流を供給して、メインポンプモジュール５を起動する。そしてブースターポンプモジュール４の起動によって生じる気体の流れは、中抜き用チェッキ弁Ｖ２を通して圧力開放通路１４ｂに流す。これにより、先にブースターポンプモジュール４を起動しても、生じる気体の流れにより、メインポンプモジュール５が空回転することがないから、脱調が発生するおそれがなくなる。即ち、従来のようにメインポンプモジュール５を先に起動することによって、生じるブースターポンプモジュール５の空回転がないから、脱調が発生することがない。
【００３４】
４５はブースターポンプモジュール４のポンプ部２１に取り付けられたサーモスタットであり、４６はメインポンプモジュール５のポンプ部２１に取り付けられたサーモスタットである。これらサーモスタット４５、４６の出力は制御部２６に出力されており、制御部２６はサーモスタット４５、４６の出力から各ポンプ部２１の温度を監視し、各ポンプ部２１の温度が所定値以上になったら、電源を遮断し、ブースターポンプモジュール４及びメインポンプモジュール５を停止するようになっている。
【００３５】
また、上記構成のドライ真空ポンプユニット１において、ポンプ待機状態で、冷却ファン１８を運転状態とすると、運転騒音を発すると同時に、電力を消費する。また、ドライ真空ポンプユニット１を停止すると同時に冷却ファン１８を停止するとドライ真空ポンプユニット１内に多くの熱が残ることになる。そこで制御部２６にタイマを設け、ドライ真空ポンプユニット１の起動と同時に冷却ファン１８を起動するが、ポンプ停止時には前記タイマを作動し、所定の設定時間後（例えば、１５分〜３０分後）に、つまりポンプモジュール（特にメインポンプモジュール５）内の熱が十分に放熱され、温度が低下してから、冷却ファン１８を停止するようにする。これによりドライ真空ポンプユニット１の停止時の冷却ファン運転によるファン運転騒音と電力消費を低減できる。また、タイマによる設定時間経過後に冷却ファン１８を停止するのに限定されるものではなく、ドライ真空ポンプユニット１の各部の温度を検出するセンサ、例えば温度上昇の高いメインポンプモジュール５内の温度を検出する温度センサを設け、該センサの出力を制御部２６に出力し、制御部２６は温度が所定温度以下になったら冷却ファン１８を停止するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図９及び図１０は上記ドライ真空ポンプユニット１のブースターポンプモジュール４及びメインポンプモジュール５の構成を示す図である。ブースターポンプモジュール４とメインポンプモジュール５はその構成が同一であるので、ここではメインポンプモジュール５について説明する。なお、ブースターポンプモジュール４及びメインポンプモジュール５は同一の構成である必要はない。メインポンプモジュール５は、モータ部２０とポンプ部２１で構成され、モータ部２０はマグネットカップリング型のＤＣブラシレス樹脂モールドモータであり、ポンプ部２１は一対のスクリューロータを同期反回転させ、気体を移送する真空ポンプであり、容積移送式の２軸スクリューポンプである。
【００３７】
ポンプケーシング３０の内部に、２本の回転軸３１ａ、３１ｂが平行に配置され、それぞれの回転軸３１ａ、３１ｂは軸受３３により支持されている。回転軸３１ａには右ねじのスクリューロータ（ポンプロータ）３２ａが、また回転軸３１ｂには左ねじのスクリューロータ（ポンプロータ）３２ｂが夫々固定されている。スクリューロータ３２ａ、３２ｂとケーシング３０の内面との間には流体流路３６が形成され、この流体流路３６の上流側端部に吸気口２１ａが設けられ、流体流路３６の下流側端部に排気口２１ｂが設けられている。スクリューロータ３２ａ、３２ｂは僅かなクリアランスＣを保って非接触で相互に反転し、吸気口２１ａから吸込まれた気体を排気口２１ｂに移送するようになっている。
【００３８】
また、スクリューロータ３２ａ、３２ｂのそれぞれ両端部の回転軸３１ａ、３１ｂにはＳＵＳ材からなるバランスリング３８、３９が取り付けられ、ポンプロータのアンバランスは、該バランスリング３８、３９を削って調整し、ロータ本体、即ち回転軸３１ａ、３１ｂやスクリューロータ３２ａ、３２ｂへの加工は行っていない。これにより、ポンプロータのバランス調整が容易となり、１００００ｍｉｎ-1以上の高速での安定した回転が可能となる。なお、スクリューロータ３２ａ、３２ｂとして、雄ロータと雌ロータからなる一対のスクリューロータを用いてもよい。
【００３９】
上記回転軸３１ａ、３１ｂはＳＵＳ４２０で構成し、スクリューロータ３２ａ、３２ｂはアルミ合金で構成し、回転軸３１ａ、３１ｂのそれぞれにスクリューロータ３２ａ、３２ｂを焼嵌めして一対のスクリューロータを構成している。スクリューロータ３２ａ、３２ｂの表面にはアルマイト処理又はニッケルメッキ処理を施している。このようにスクリューロータ３２ａ、３２ｂをアルミ合金で構成し、回転軸３１ａ、３１ｂに焼嵌めすることにより、ポンプロータの軽量化が実現できる。また、スクリューロータ３２ａ、３２ｂは樹脂材で回転軸３１ａ、３１ｂの外周に形成するようにしてもよい。これによりスクリューロータ３２ａ、３２ｂを軽量、且つ安価に製作できる。また、ここではポンプケーシング３０をアルミ合金で構成し、その表面をアルマイト処理又はニッケルメッキ処理している。これによりポンプ部２１の軽量化が更に向上する。
【００４０】
回転軸３１ａ、３１ｂの吸気側の軸端には、それぞれ同一の構成を有する一対のマグネットロータ３４、３４が配置され、ブラシレスＤＣモータとして回転軸３１ａ、３１ｂを反転駆動すると共に、マグネットカップリングにより回転軸３１ａ、３１ｂの同期反回転を確保している。図１０に示すように、各マグネットロータ３４は、磁性材のヨーク３４ｂの外周にリング形状のマグネット３４ａを周設している。本実施形態例では、マグネットロータ３４の外周上には着磁したマグネット３４ａが周設され、互いのマグネットロータ３４、３４の異磁極が引き合うように対向して、且つクリアランスＣを保って配置されている。なお、マグネットロータ３４の極数は４、６、８、・・・などの偶数であり、ここでは６としている。
【００４１】
スクリューロータ３２ａ、３２ｂは、マグネットロータ３４、３４のマグネットカップリング作用により、同期して反対方向に回転する。これにより、タイミングギヤが無くても安定した２軸同期反回転が可能なスクリューポンプが構成される。また、タイミングギヤが無いことは、潤滑油が不要であると共に、２軸の安全な同期機構を含めた非接触回転が可能であり、スクリューポンプの高速運転が可能なことを意味している。即ち、タイミングギヤを用いた接触式の同期機構では、６０００〜７０００ｍｉｎ-1の回転速度であるが６極のマグネットロータ３４、３４のマグネットカップリングを用いる１００００〜３００００ｍｉｎ-1の同期反転高速回転が安定してできるようになり、これにより真空ポンプを小型にしても、高い到達真空度等の排気性能の向上が達成できる。なお、本実施形態では、ブースターポンプモジュール４の定格回転速度を２１０００ｍｉｎ-1（ｒｐｍ）、メインポンプモジュール５の定格回転速度を１３０００ｍｉｎ-1（ｒｐｍ）又は１５０００ｍｉｎ-1（ｒｐｍ）としている。
【００４２】
各マグネットロータ３４の外周面の一部に近接して、鉄心３７ａと巻線３７ｂから成る三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のモータステータ３７が配置されている。三相のモータステータ３７はマグネットロータ３４どうしがマグネットカップリングする側とは回転軸に関して反対側に配置されている。これにより、マグネットロータ３４どうしが互いに吸引するマグネットカップリング力をマグネットロータ３４とモータステータ鉄心３７ａに作用する吸引力でキャンセルすることができる。また、三相のモータステータ磁極は、マグネットロータ３４の磁極数６極に対応し、図１０の矢印Ｄ、Ｅに示すようにマグネットロータ３４の４極に磁界をかけるようにしている。三相の巻線３７ｂに所要の矩形パルス状波形の直流電流を供給することで、任意の回転数で２本の回転軸３１ａ、３１ｂを同期反転駆動することができる。
【００４３】
上記のようにドライ真空ポンプユニット１は、スクリューロータ３２ａ、３２ｂ、ポンプケーシング３０、取付台１４等をアルミ合金で構成することにより、ポンプロータの軽量化が実現できる。ポンプモジュール（ブースターポンプモジュール４、メインポンプモジュール５）のモータ部２０にマグネットカップリングを用いた同期反回転型のＤＣブラシレスモータを用いるので、一対のポンプロータを同期反回転させるためにタイミングギヤを使用しないことから、潤滑油を使用することなく、潤滑油の潤滑系、潤滑油の交換も必要なく、更に軽量化（２０ｋｇ以下）が図れる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、スクリュー型真空ポンプを用いる例を説明したが、ルーツ型等の他形式の容積移送型２軸真空ポンプにも、本発明は適用できる。
【００４５】
また、ドライ真空ポンプユニットでは、ブースターポンプモジュール４とメインポンプモジュール５の２つのポンプモジュールを備えた、ドライ真空ポンプユニットを説明したが、図９及び図１０に示す構成のモータ部２０とポンプ部２１を備えた１個のポンプモジュールでドライ真空ポンプユニットを構成してもよい。即ち、ドライ真空ポンプユニットを一対のマグネットロータを備えたマグネットカップリング型のＤＣブラシレスモータからなるモータ部と、吸気口と排気口を有するポンプケーシング内に軸の外周にスクリューを嵌合固定するか又は該軸の外周に樹脂材からなるスクリューをモールド形成固定した構成のポンプロータを一対配置したポンプ部とで構成し、一対のマグネットロータにより、一対のポンプロータを同期して反回転するように構成したドライ真空ポンプユニットでもよい。また、ポンプロータもスクリューに限定されるものではなく、ルーツ型等の容積式ポンプロータでもよい。
【００４６】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造であっても、本願発明の作用効果を奏する以上、本願発明の技術範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るドライ真空ポンプユニットの構成例を示す正面図である。
【図２】本発明に係るドライ真空ポンプユニットの構成例を示す上面図である。
【図３】本発明に係るドライ真空ポンプユニットの構成例を示す左側面図である。
【図４】本発明に係るドライ真空ポンプユニットの構成例を示す右側面図である。
【図５】本発明に係るドライ真空ポンプユニットの冷却空気の流れ及び伝熱状態を説明するための模式図である。
【図６】本発明に係るドライ真空ポンプユニットのブースターポンプモジュールとメインポンプモジュールの配置状態を示す摸式図である。
【図７】本発明に係るドライ真空ポンプユニットの運転時の排気気体の流れを示す図である。
【図８】本発明に係るドライ真空ポンプユニットの電装装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明に係るドライ真空ポンプユニットのメインポンプモジュールの構成例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るドライ真空ポンプユニットのメインポンプモジュールのモータ部の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    ドライ真空ポンプユニット
２    放熱板
３    電装部品
４    ブースターポンプモジュール
５    メインポンプモジュール
６    外装カバー
７    取っ手
１１    放熱フィン
１３    空気流路
１４    取付台
１６    空気取り込みフード
１７    ファンフード
１８    冷却ファン
１９    空間
２０    モータ部
２１    ポンプ部
２２    吸気管
２３    排気管
２４    放熱板
２５    放熱板
２６    制御部
２７    モータドライバ
２８    サーキットプロテクタ
３０    ポンプケーシング
３１ａ    回転軸
３１ｂ    回転軸
３２ａ    スクリューロータ（ポンプロータ）
３２ｂ    スクリューロータ（ポンプロータ）
３３    軸受
３４    マグネットロータ
３４ａ    マグネット
３４ｂ    ヨーク
３７    モータステータ
３８    バランスリング
３９    バランスリング
４１    単相交流電源
４２    コンセント
４３    ノイズフィルタ（ＮＦ）
４４    力率改善モジュール（ＰＦＣ）
４５    サーモスタット
４６    サーモスタット
４７    制御電源部
４８    操作パネル
Ｖ１    チェッキ弁（圧力開放弁）
Ｖ２    中抜き用チェッキ弁
【図１】
2010127119.tif 000003
【図２】
2010127119.tif 000004
【図３】
2010127119.tif 000005
【図４】
2010127119.tif 000006
【図５】
2010127119.tif 000007
【図６】
2010127119.tif 000008
【図７】
2010127119.tif 000009
【図８】
2010127119.tif 000010
【図９】
2010127119.tif 000011
【図１０】
2010127119.tif 000012