(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転軸を平行に延在すると共に、前記各回転軸上にロータを固定し、隣り合う回転軸上のロータを相互に噛み合わせ、この噛み合った状態の複数のロータを１つのポンプとして収容するポンプ室を、前記回転軸の軸芯方向へ複数配列するようにハウジング内に形成してなる多段ルーツ型ドライポンプにおいて、前記回転軸内にパージガス通路を形成し、前記パージガス通路の噴出口を前記回転軸及び前記ロータの外表面のいずれか一方に設けてなる、多段ルーツ型ドライポンプ。
【請求項２】
前記噴出口の穴径は、ポンプ排気口に近い程、大きくしてなる、請求項１記載の多段ルーツ型ドライポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段ルーツ型ドライポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体製造工程に用いられる真空ポンプとして、ルーツ型ドライポンプが用いられる場合が多い。かようなルーツ型ドライポンプは、周知のように、凝縮性ガスを吸気・排気することが多い。このため、ポンプ内部で凝縮性ガスが固化、液化して付着することがないように、種種の対策が施されている。例えば、特開２０００−１７０６８０号公報において開示された装置においては、凝縮性ガスがモータ部への侵入を防ぐためにモータ部へ窒素その他の不活性ガスを供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した技術は、ポンプが１組のみハウジング内に設けられている場合には、素晴らしい効能を発揮し、極めて有効であるが、この技術は、多段のルーツ式ポンプにおいては、適用できない。すなわち、多段のルーツ式ポンプにおいては、複数の回転軸を平行に延在すると共に、前記各回転軸上にロータを固定し、隣り合う回転軸上のロータを相互に噛み合わせ、この噛み合った状態の複数のロータを１つのポンプとして収容するポンプ室を、前記回転軸の軸芯方向へ複数配列するようにハウジング内に形成される。しかして、隣接するポンプ間の連通を司る通路においては、屈曲部が不可避的に形成されるので、この屈曲部に凝縮性ガスが固化、液化したものが付着し、ポンプ機能に影響を与える危惧がある。従って、ポンプ室側への対応を欠く上記技術は、多段ルーツ型ドライポンプにおいては、適用しても、意味をなさない。
【０００４】
それ故に、本発明は、多段ルーツ型ドライポンプにおいて、内部に凝縮性ガスが付着しないようにすることを、その技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明において講じた技術的手段は、複数の回転軸を平行に延在すると共に、前記各回転軸上にロータを固定し、隣り合う回転軸上のロータを相互に噛み合わせ、この噛み合った状態の複数のロータを１つのポンプとして収容するポンプ室を、前記回転軸の軸芯方向へ複数配列するようにハウジング内に形成してなる多段ルーツ型ドライポンプにおいて、前記回転軸内にパージガス通路を形成し、前記パージガス通路の噴出口を前記回転軸及び前記ロータの外表面のいずれか一方に設けたことである。この噴出口の穴径は、排気側に近い程、順次大きくするのが望ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図２を参照して、本発明にかかるルーツ型ドライポンプの一実施形態について説明する。
【０００７】
ルーツ型ドライポンプ１は、ハウジング本体２を備える。しかしてハウジング２は、長手方向において上下方向に２分割された上部ハウジング２Ａと下部ハウジング２Ｂとから構成される。
【０００８】
ハウジング２には、その一方端部側及び他方端部側に、夫々、吸気口３及び排気口４を備えている。吸気口３から排気口４に至るハウジング２の内部空間には、第１ポンプ５、第２ポンプ室６、第３ポンプ室７及び第４ポンプ室８が、多段的に画成されている。
【０００９】
ハウジング本体２内には、２本の平行な回転軸１３Ａ・１３Ｂが長手方向に延在している。回転軸１３Ａ上には、第１ポンプ室５、第２ポンプ室６、第３ポンプ室７及び第４ポンプ室８内において、２葉のロータ９Ａ、１０Ａ，１１Ａ及び１２Ａが、夫々、固定されている。回転軸１３Ｂ上には、第１ポンプ室５、第２ポンプ室６、第３ポンプ室７及び第４ポンプ室８内において、２葉のロータ９Ｂ、１０Ｂ，１１Ｂ及び１２Ｂが、夫々、固定されている。しかして、第１ポンプ５、第２ポンプ室６、第３ポンプ室７並びに第４ポンプ室８内において、ロータ９Ａ及びロータ９Ｂ、ロータ１０Ａ及びロータ１０Ｂ，ロータ１１Ａ及びロータ１１Ｂ並びにロータ１２Ａ及びロータ１２Ｂが、夫々、噛みあって、４組のポンプを構成している。
【００１０】
第１ポンプ室５の排気側と第２ポンプ室６の吸気側は通路１４により連通し、第２ポンプ室６の排気側と第３ポンプ室７の吸気側は通路１５により連通し、第３ポンプ室７の排気側は第４ポンプ室８の吸気側と通路１６により連通している。図から明らかなように、吸気口３から排気口４に至る流路（第１ポンプ室５、通路１４、第２ポンプ室６、通路１５、第３ポンプ室７、通路１６、第４ポンプ室８から構成される）は、全体として、九十九折ないしはジグザグ形状となっている。
ハウジング本体２の一端部にはサイドカバー１９が固定されている。サイドカバー１８内部には、一対のベアリング９Ａ及び９Ｂが装着されており、ベアリング９Ａ及び９Ｂが、夫々、回転軸１３Ａ及び１３Ｂの一端部側を回転可能に支承する。回転軸１３Ａの一端部は、更に延出してモータ１７のシャフト（図示略）と連結される。
【００１１】
ハウジング本体２の他方端側にはサイドカバー２０が固定されている。サイドカバー２０内には一対のベアリング２２Ａ及び２２Ｂが装架されており、回転軸１３Ａ及び１３Ｂの他端部側が、夫々、ベアリング２２Ａ及び２２Ｂ、回転可能に支承されている。回転軸１３Ａ及び１３Ｂの他端部には、夫々、タイミングギア１８Ａ及び１８Ｂが固定されている。タイミングギア１８Ａとタイミングギア１８Ｂとは相互に噛み合っており、モータ１７の駆動により回転軸１３Ａが回転されたとき、この回転がタイミングギア１８Ａ及び１８Ｂを介して回転軸１３Ｂに伝えられ、双方の回転軸１３Ａ及び１３Ｂが同期して相反方向に回転するようになっている。
【００１２】
回転軸１３Ａ（１３Ｂ）の内部には、軸芯方向に沿って延在するパージガス通路３０Ａ（３０Ｂ）が形成されている。しかして、回転軸１３Ａ（１３Ｂ）には、パージガス通路３０Ａ（３０Ｂ）を横切って半径方向に延在し且つサイドカバー１９の内部空間１９Ａ（１９Ｂ）、通路１４、通路１５、通路１６及びサイドカバー２０の内部空間に夫々開口する一対の噴出口３９Ａ（３９Ｂ）、一対の噴出口４０Ａ（４０Ｂ）、一対の噴出口４１Ａ（４１Ｂ）、一対の噴出口４２Ａ（４２Ｂ）及び一対の噴出口４３Ａ（４３Ｂ）が形成されている。サイドカバー２０の内部空間２０Ａ（２０Ｂ）には、パージガスすなわち窒素その他の不活性ガスが供給されるようになっている。
【００１３】
しかして、周知のように、回転軸１３Ａ及び１３Ｂが回転すると、第１ポンプ室５、第２ポンプ室６、第３ポンプ室７並びに第４ポンプ室８内において、ロータ９Ａ及びロータ９Ｂ、ロータ１０Ａ及びロータ１０Ｂ，ロータ１１Ａ及びロータ１１Ｂ並びにロータ１２Ａ及びロータ１２Ｂが、夫々、噛み合う回転を行って、ポンプ機能を営んで、吸気口３から吸い込んだガスが、第１ポンプ室５、通路１４、第２ポンプ室６、通路１５、第３ポンプ室７、通路１６並びに第４ポンプ室８を経て、排気口４が排気されるようになっている。
【００１４】
このポンプ作動時、パージガスが通路４３Ａ（４３Ｂ）に圧送供給されると、このパージガスは、パージガス通路３０Ａ（３０Ｂ）を通って、サイドカバー１９の内部空間１９Ａ（１９Ｂ）３９、通路１４、通路１５及び通路１６に夫々開口する噴出口４０Ａ（４０Ｂ）、噴出口４１Ａ（４１Ｂ）、噴出口４２Ａ（４２Ｂ）及び噴出口４３Ａ（４３Ｂ）に圧送供給される。しかして、噴出口４０Ａ（４０Ｂ）、噴出口４１Ａ（４１Ｂ）及び噴出口４２Ａ（４２Ｂ）が形成された回転軸１３Ａ（１３Ｂ）は回転しているので、パージガスは遠心力で、サイドカバー１９の内部空間１９Ａ（１９Ｂ）、通路１４、通路１５及び通路１６内に、略均等に、噴霧される。サイドカバー１９の内部空間１９Ａ（１９Ｂ）に噴霧されたパージガスは、ガスシールとして、吸気した凝縮性ガスのモータ１７側への侵入を防止する。通路１４、通路１５及び通路１６内に噴霧されたパージガスは、凝縮性ガスを含んだ吸気ガスと勢い良く混合し、凝縮性ガスの分圧を下げ、凝縮性ガスが凝縮してポンプ内部での付着を防止する。
【００１５】
ここで、噴出口４０Ａ（４０Ｂ）、噴出口４１Ａ（４１Ｂ）、噴出口４２Ａ（４２Ｂ）及び噴出口４３Ａ（４３Ｂ）の孔径について言及しておく。周知のように、一般に、凝縮性ガスは圧力が高くなるにつれ蒸発温度が高くなり、凝縮しやすくなる。また、ポンプ内の圧力は、吸気口３側に近い程低く、排気口４側に近い程高いので、ポンプ内の圧力は、サイドカバー１９の内部空間３９、通路１４、通路１５および通路１６の順に、高くなる。しかして、回転軸１３Ａ（１３Ｂ）内のパージガス通路３０Ａ（３０Ｂ）内でのパージガス圧が一定とした場合、各噴出口からのパージガスの噴出量を排気すす凝縮性ガスの蒸気圧にあわせて分圧を下げるためには、排気口４に向かうほど、噴出口の口径を大きく設定し、パージガスの流量を多くし、凝縮性ガスの分圧を下げる。すなわち、０≦噴出口４０Ａ（４０Ｂ）の孔径≦噴出口４１Ａ（４１Ｂ）の孔径≦噴出口４２Ａ（４２Ｂ）の孔径≦噴出口４３Ａ（４３Ｂ）の孔径となる。
【００１６】
図３及び図４に他の実施形態を示す。この実施形態においては、回転軸１３Ａ（１３Ｂ）内のパージガス通路３０Ａ（３０Ｂ）と連通する一対の噴出口５０Ａ（５０Ｂ）、一対の噴出口５１Ａ（５１Ｂ）、一対の噴出口５２Ａ（５２Ｂ）及び一対の噴出口５３Ａ（５３Ｂ）が、夫々、ロータ９Ａ（９Ｂ）、ロータ１０Ａ（１０Ｂ）、ロータ１１Ａ（１１Ｂ）及びロータ１２Ａ（１２Ｂ）に形成されている。また、隣接するポンプ室及び両ポンプ室を連通せしめる通路が、軸方向において、Ｚ型断面を呈する。噴出口の口径も、０≦噴出口５０Ａ（５０Ｂ）の孔径≦噴出口５１Ａ（５１Ｂ）の孔径≦噴出口５２Ａ（５２Ｂ）の孔径≦噴出口５３Ａ（５３Ｂ）の孔径、という関係が維持される。その他については、先の実施態様と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００１７】
尚、上記の実施形態においては、回転軸は２本であったが、３本以上であっても本発明は適用できる。
【００１８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、本発明の趣旨に沿った形態のルーツ型ポンプであれば、どのようなものでもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、パージガスが凝縮性ガスを含んだ吸気ガスと十分に混合し合い、凝縮性ガスの分圧を下げることで、ポンプ内部に凝縮性ガスが凝縮したものが付着するのを防止でき、この付着により惹起される排気能力の低下、ポンプ寿命の低下の危惧が払拭される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるルーツ型ドライポンプの一実施形態の断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】本発明にかかるルーツ型ドライポンプの他の実施形態の断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２・・・ハウジング
９Ａ・・・ロータ
９Ｂ・・・ロータ
１０Ａ・・・ロータ
１０Ｂ・・・ロータ
１１Ａ・・・ロータ
１１Ｂ・・・ロータ
１２Ａ・・・ロータ
１２Ｂ・・・ロータ
１３Ａ・・・回転軸
１３Ｂ・・・回転軸
１４・・・通路
１５・・・通路
１６・・・通路
１８Ａ・・・タイミングギア（回転体）
１８Ｂ・・・タイミングギア（回転体）
２５Ａ・・・フライホイール（回転体）
２５Ｂ・・・フライホイール（回転体）
３９Ａ・・・噴出口
３９Ｂ・・・噴出口
４０Ａ・・・噴出口
４０Ｂ・・・噴出口
４１Ａ・・・噴出口
４１Ｂ・・・噴出口
４２Ａ・・・噴出口
４２Ｂ・・・噴出口
４３Ａ・・・噴出口
４３Ｂ・・・噴出口
５０Ａ・・・噴出口
５０Ｂ・・・噴出口
５１Ａ・・・噴出口
５１Ｂ・・・噴出口
５２Ａ・・・噴出口
５２Ｂ・・・噴出口
５３Ａ・・・流入口
５３Ｂ・・・流入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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