(57)【要約】【課題】ロータからハウジングに伝達される振動の制振効果をより大きくする。【解決手段】制振機構５０は、内側リング５１、外側リング５２、ばね板５３およびスラストストッパ５５を備える。内側リング５１の基部５１ａと外側リング５２の内周部６１とは、軸方向に間隙ｈ１を有し、外側リング５２の外周部６２とばね板５３とは間隙ｈ２を有する。間隙ｈ１は、ばね板５３の弾性変形量の限界εＺより小さく、間隙ｈ２は間隙ｈ１より大きい。また、内側リング５１の基部５１ａの外周面と、外側リング５２の外周部６２の内周面６２ａとは、半径方向に、ばね板５３の弾性変形量の限界εＺより小さい間隙ｒ１を有している。【選択図】図３
2014058932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータに一体に設けられ、モータにより高速回転されるシャフトを、ボールベアリングにより支承する真空ポンプにおいて、
前記シャフトから伝達される前記ボールベアリングの振動を減衰する制振機構と、
前記ボールベアリングと前記制振機構とを収容する収容部を有する軸受ハウジングと、を備え、
前記制振機構は、
前記ボールベアリングの外周側に設けられた内側リングと、
前記内側リングの外周側に設けられた外側リングと、
前記内側リングと前記外側リングとの間に介装され、前記内側リングの外周面と接する少なくとも３つの凹部、及び、前記外側リングの内周面に接する少なくとも３つの凸部が円周方向に設けられた波形リング状のばね板とを備える、真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、前記内側リングは、前記シャフトの軸方向における上部側において、前記ボールベアリングの上面上に配置された基部を有し、前記外側リングは、前記内側リングの前記基部上に配置された内周部および前記ばね板上に配置された外周部を有する段付き基部を有し、前記外側リングの前記内周部と前記内側リングの基部とは、軸方向に間隙ｈ１を有し、前記外側リングの外周部と前記ばね板とは、軸方向に前記間隙ｈ１より大きい間隙ｈ２を有し、前記間隙ｈ１は、前記ばね板の弾性変形量の限度εＺよりも小さい、真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、前記内側リングは、前記シャフトの軸方向における上部側において、前記ボールベアリングの上面上に配置された基部を有し、前記外側リングは、前記ばね板上に配置された基部を有し、前記軸受ハウジングと前記内側リングの基部とは、軸方向に間隙ｈ１を有し、前記外側リングの基部と前記ばね板とは、軸方向に前記間隙ｈ１より大きい間隙ｈ２を有し、前記間隙ｈ１は、前記ばね板の弾性変形量の限度εＺよりも小さい、真空ポンプ。
【請求項４】
請求項２または３に記載の真空ポンプにおいて、さらに、前記ボールベアリングと共に前記シャフトを支承する永久磁石と、前記外側リングを支持する保持部材とを備え、前記内側リングは、前記シャフトの軸方向における下部側において、前記ボールベアリングの下面から下方に突出する下端面を有し、前記保持部材は、前記内側リングの前記下端面の下方に配置された内周側上面部と、前記ばね板の下面の下方に配置された外周側上面部と、保持面とを有する段付き上面部を有し、前記永久磁石により、前記ロータおよび前記シャフトが下方側に付勢され、前記ばね板の下端が前記保持部材の前記保持面に当接した状態で、前記内側リングの前記下端面と前記保持部材の前記内周側上面部とは、軸方向に間隙ｈ１’を有し、前記ばね板の下面と前保持部材の外周側上面部とは、軸方向に前記間隙ｈ１’より大きい間隙ｈ２’を有し、前記間隙ｈ１’は、前記ばね板の弾性変形量の限度よりも小さい、真空ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空ポンプにおいて、前記内側リングの外周側面と前記外側リングの内周側面とは、半径方向に、前記ばね板の弾性変形量の限度εＲよりも小さい間隙ｒ１を有する、真空ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプにおいて、前記ばね板には、軸方向に長い少なくとも１つのスリットが形成されている、真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石およびボールベアリングを軸受に用いた真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプ等の真空ポンプにおけるロータの軸受機構として、永久磁石とボールベアリングとを用いる構造のものがある。
ターボ分子ポンプのロータの回転周波数は、回転体の共振周波数（２次の危険速度）よりも高い周波数であるので、ポンプ起動および停止時には、この共振周波数を通過させる必要がある。このため、ターボ分子ポンプには、ロータの共振による振動が、ハウジングに伝達されるのを減衰するための制振機構が必要とされる。
【０００３】
永久磁石とボールベアリングとを用いる構成における典型的な制振機構が、特許文献１の図１に図示されている。この構造では、ロータシャフトに取り付けられたボールベアリングの半径方向移動を規制するために、ボールベアリングの外側リングの外周面とハウジング部分との間に半径方向減衰エラストマーリングが介装されている。また、ボールベアリングの軸線方向移動を規制するためにボールベアリングの外側リングの端面とハウジングとの間に軸線方向減衰エラストマーリングが介装されている。しかし、このように、ボールベアリングとハウジングとの間にエラストマーリングを介装するだけの構造では、振動エネルギの吸収が十分ではない。
【０００４】
そこで、特許文献１の図４に図示されるように、ボールベアリングとハウジングとの間に、弾性支持体を介装した構造が提案されている。弾性支持体は、ほぼ円筒体形状に形成され、円周方向に沿って外周側から内周側に渦巻き状にほぼ半周程延出するように形成された複数のスロットを有する。各スロットは、弾性支持体自体の軸方向に貫通されている。弾性支持体は、各スロットの端部において外周部側と内周部側とが連続するように一体化して形成されており、ベアリングおよび各スロットには、ポンプのリザーバから潤滑剤が供給される。
この弾性支持体を用いた制振構造では、各スロットに供給された潤滑剤が、ロータの振動で圧縮され、振動を減衰させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許公表２００８−５４２６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献に記載された制振構造では、ポンプ、リザーバ等が必要とされ、且つ、弾性支持体の構造および潤滑剤供給路の形成が複雑であるので高価である。また、弾性支持体は、各スロットの端部で連接されており、ロータの振動はこの連接部では減衰されないので、制振効果が十分ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の真空ポンプは、ロータに一体に設けられ、モータにより高速回転されるシャフトを、ボールベアリングにより支承する真空ポンプにおいて、シャフトから伝達されるボールベアリングの振動を減衰する制振機構と、ボールベアリングと制振機構とを収容する収容部を有する軸受ハウジングと、を備え、制振機構は、ボールベアリングの外周側に設けられた内側リングと、内側リングの外周側に設けられた外側リングと、内側リングと外側リングとの間に介装され、内側リングの外周面と接する少なくとも３つの凹部、及び、外側リングの内周面に接する少なくとも３つの凸部が円周方向に設けられた波形リング状のばね板とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロータの振動は波形リング状に形成されたばね板により十分に減衰することができ、十分な制振効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の真空ポンプとしてのターボ分子ポンプの一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１における制振機構およびその周囲の領域ＩＩの拡大図である。
【図３】図２に図示された制振機構における領域ＩＩＩの拡大図である。
【図４】図３において、ボールベアリングが逆方向に移動した状態を示す図。
【図５】本発明の制振機構を構成するばね板の外観斜視図である。
【図６】ばね板の変形例１を示す外観斜視図である。
【図７】ばね板の変形例２を示す外観斜視図である。
【図８】本発明の真空ポンプの実施形態２であり、図３に対応する制振機構の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
−実施形態１-
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明に係る真空ポンプの一実施形態を示す図であり、ターボ分子ポンプの断面図である。ターボ分子ポンプは、ケーシング１０とベース２（軸受ハウジング）とにより構成されるハウジング内部に収容されたロータ３を備えている。ロータ３には排気機能部として回転翼３０と円筒部３１とが形成されている。円筒部３１は、内周円筒部３１ａおよび外周円筒部３１ｂの二重円筒構造となっている。回転翼３０に対応してケーシング１０の内側に固定翼２０がスペーサリング５で位置合せされて設けられており、回転翼３０と固定翼２０とにより高真空側排気機能部を構成している。外周円筒部３１ｂの外周には外周ステータ３２ｂがハウジング１０に取り付けられている。外周ステータ３２ｂと外周円筒部３１ｂのいずれか一方には、両部材が対面する側の面に螺旋状の溝が形成されている。内周円筒部３１ａと外周円筒部３１ｂとの間には、内周ステータ３２ａが配置されている。内周ステータ３２ａはベース２に取り付けられている。内周ステータ３２ａと内周円筒部３１ａとのいずれか一方には、両部材が対面する側の面に螺旋状の溝が形成されている。また、内周ステータ３２ａと外周円筒部３１ｂのいずれか一方には、両部材が対面する面に螺旋状の溝が形成されている。内周円筒部３１ａ、外周円筒部３１ｂ、内周ステータ３２ａ、外周ステータ３２ｂは、低真空側排気機能部を構成している。
【００１１】
ケーシング１０の下面には、シール部材１８を介してベース（軸受ハウジング）２が締結部材（図示せず）により取り付けられ、ケーシング１０とベース２とにより、外部から密封されたハウジングを構成している。
ハウジング内には、シャフト１が、その軸芯をハウジングの軸芯に一致させて収容されている。ロータ３は、シャフト１に同軸で締結されている。シャフト１はモータ４により回転駆動される。シャフト１が締結されたロータ３は、複数の永久磁石６および複数の永久磁石７から構成される永久磁石式磁気軸受とボールベアリング８とにより回転可能に支持されている。各永久磁石６はロータ３に固定されている。固定側の各永久磁石７は磁石ホルダ１１に保持され、永久磁石６の内周側に対向配置されている。
【００１２】
対向する各永久磁石６、７は、極性が同一となるように配置されており、両者間には磁気的な反発力が作用する。ロータ３に固定された永久磁石６は、それぞれ、磁石ホルダ１１に固定された対向する永久磁石７に対し、多少、軸方向の上方（ΔＺ）に位置している。従って、ロータ３は、複数の永久磁石６、７間に作用する反発力により、常時、軸方向の上方側に向けて付勢されている。なお、本明細書においては、磁気軸受を構成する永久磁石６、７が配置された側を上部側とし、その反対側、すなわち、ベース２の底面側を下方側とする。
【００１３】
磁石ホルダ１１は、ケーシング１０のフランジ部分に固定されている。磁石ホルダ１１の中央には、保護用のボールベアリング９が取り付けられている。
ボールベアリング９はシャフト１上部のラジアル方向の振れを制限するために設けられているものであり、ボールベアリング９の内輪とシャフト１の上端部側の径小な軸部との間には隙間が形成されている。この隙間の寸法は、永久磁石６、７間の隙間寸法より小さく設定されている。これにより、危険速度通過時にロータ３が振れ回った際に、永久磁石６、７同士が接触するのを防止している。
【００１４】
シャフト１の下端側は、径小の下端軸部１ａとされ、この下端軸部１ａにボールベアリング８が取り付けられている。ボールベアリング８は、グリース潤滑式の軸受である。ボールベアリング８とベース２との間には制振機構５０が介装されている。
【００１５】
図２は、図１の二点鎖線で囲った制振機構５０およびその周囲の領域ＩＩの拡大図であり、図３は、図２に図示された制振機構５０における二点鎖線で囲んだ領域ＩＩＩの拡大図である。
ベース２には、シャフト１の下端部に対応してベアリング収容部２１が形成されている。ベアリング収容部２１の上部側のベース２には、シャフト１の下端軸部１ａをベアリング収容部２１に挿通する貫通孔が形成された支持部２ａが設けられている。
【００１６】
シャフト１の下端軸部１ａにおける先端側の外周にはおねじが形成されており、ボールベアリング８は、ベアリング収容部２１内に配置され、おねじに締結されるナット６８により、シャフト１の下端軸部１ａに固定されている。
ボールベアリング８としては、例えば、深溝玉軸受が用いられる。ボールベアリング８は、内輪８１、外輪８２および内輪８１と外輪８２との間に配置された転がり素子８３を有する。上述した通り、ボールベアリング８はグリース潤滑式であり、転がり素子８３の全表面には、内輪８１および外輪８２の各内面との摩擦を低減するためのグリースが封入されている。
【００１７】
ベース２のベアリング収容部２１内には、ボールベアリング８の振れ回りによる振動を減衰する制振機構５０が設けられている。制振機構５０は、内側リング５１と、外側リング５２と、内側リング５１と外側リング５２との間に摺動可能に介装されたばね板５３と、スラストストッパ（保持部材）５５を備えている。
内側リング５１は、ボールベアリング８の上面に配置される基部５１ａと、ボールベアリング８を収容する円筒部５１ｂとを有する。内側リング５１は、基部５１ａの下面がボールベアリング８の外輪８２の上面に当接した状態でボールベアリング８に支持されている。内側リング５１の円筒部５１ｂ内には、ボールベアリング８が収容される。円筒部５１ｂの外周面には、ばね板５３を嵌合するため、円環状の溝部５１ｃが形成されている。
【００１８】
外側リング５２は、内側リング５１の外周に内側リング５１と離間して配置されている。外側リング５２は、段付き基部５２ａと、円筒部５２ｂとを有する。段付き基部５２ａの上面は支持部２ａの下面に密着しており、下面には複数の段部が形成されている。外側リング５２の段付き基部５２ａは、内周側が内側リング５１の基部５１ａと重なり合うように形成されている。詳細は後述するが、段付き基部５２ａの下面は、内側リング５１の基部５１ａおよびばね板５３と、それぞれ、間隙を有して配置されている。外側リング５２の内面側における、段付き基部５２ａと円筒部５２ｂとの境界部には、リング状の角部（ストッパ部）６３が形成されている。
【００１９】
ばね板５３は、内側リング５１と外側リング５２との間に装着される。
図５は、ばね板５３の外観斜視図である。
ばね板５３は、平面視がほぼ正六角形の波形リング状部材であり、６つの凸部５３ａと、各凸部５３ａ間において内方に向けて弓形状に湾曲する６つの凹部５３ｂを有している。各凹部５３ｂは、隣接する２つの凸部５３ａの中間部が最も内方に突き出すようにほぼ弓形状に湾曲して形成されている。各凹部５３ｂは、隣接する凸部５３ａの中間部に対して左右対称に湾曲している。ばね板５３は、各凹部５３ｂを湾曲状に形成することにより、半径方向に変形可能である。このように、軸方向に所定の高さを有する波形リング構造とすることで、ばね板５３は軸方向の剛性が大きくされ、半径方向の剛性は、軸方向の剛性より小さくされている。
【００２０】
ばね板５３は、各凹部５３ｂの中間部が内側リング５１の溝部５１ｃに嵌合される。内側リング５１の溝部５１ｃの幅は、ばね板５３の高さよりも僅かに大きく形成されている。上述した如く、ロータ３は、複数の永久磁石７と、対向する各永久磁石７よりも多少、軸方向における上方に位置する複数の永久磁石６との間に作用する反発力により、常時、上方側に向けて付勢されている。このため、ロータ３、シャフト１と共にボールベアリング８には、軸方向における上方への力が作用している。
【００２１】
上述した如く、内側リング５１は、その基部５１ａがボールベアリング８に支持されており、ボールベアリング８は、その下面において、ナット６８により支持されている。このため、ばね板５３は、その内周側、つまり、凹部５３ｂの中間部における下端が溝部５１ｃの下側面５１ｅ（図３参照）に当接した状態で、内側リング５１により軸方向に支持されている。また、ばね板５３は、その外周側、つまり、凸部５３ａの上端が、外側リング５２の角部６３に当接されている。内側リング５１は、ボールベアリング８と共にシャフト１により、常時、軸方向の上方に付勢されている。従って、ばね板５３は、内側リング５１の溝部５１ｃの下側面５１ｅと外側リング５２の角部６３との間に挟持されている。ばね板５３が、外側リング５２の角部６３に当接することにより、ロータ３、シャフト１、ボールベアリング８、内側リング５１およびばね板５３の軸方向の上方への移動が阻止されている。
【００２２】
内側リング５１の溝部５１ｃの幅（軸方向の長さ）は、ばね板５３の高さ（軸方向の長さ）よりも大きく形成されている。従って、ばね板５３の上端と溝部５１ｃの上側面５１ｆ（図３参照）との間に、溝部５１ｃの幅とばね板５３の高さとの差である間隙ｈ３が形成されている。
【００２３】
スラストストッパ５５は、外側リング５２の円筒部５２ｂの下面に当接して外側リング５２を軸方向における所定の位置に保持する。スラストストッパ５５の外周には、おねじ部５５ａ（図２参照）が形成されている。このおねじ部５５ａを、ベース２のベアリング収容部２１の内面側に設けられためねじ部２２に螺合して、外側リング５２を支持部２ａに押し付けて、固定する。
スラストストッパ５５の上面は、複数の段部が形成された段付き面７０とされている。段付き面７０は、以下に示すように、ばね板５３の下面および内側リング５１の下端面５１ｄとは所定の間隙を有して配置されている。
【００２４】
上述した如く、ばね板５３は、内側リング５１の溝部５１ｃの下側面５１ｅと外側リング５２の角部６３により軸方向の上下位置を規制されて保持されている。外側リング５２は、スラストストッパ５５により、ベース２の支持部２ａに押し付けられて、固定されている。
【００２５】
この状態で、図３に図示されるように、外側リング５２の段付き基部５２ａの内周部６１と内側リング５１の基部５１ａとの間には、軸方向に間隙ｈ１が設けられている。また、外側リング５２の段付き基部５２ａの外周部６２とばね板５３との間には、軸方向に間隙ｈ２が設けられている。間隙ｈ１は、ばね板５３の軸方向の弾性変形量の限度εＺよりも小さく設定されている。間隙ｈ２は間隙ｈ１よりも大きく設定されている。
【００２６】
また、内側リング５１の基部５１ａの外周面と、外側リング５２の外周部６２の内周面６２ａとの間には、半径方向に間隙ｒ１が設けられている。間隙ｒ１は、ばね板５３の半径方向の弾性変形量の限度εＲよりも小さく設定されている。半径方向の間隙ｒ１は、例えば、０．１〜０．３ｍｍ程度に設定される。
【００２７】
モータ４を駆動してロータ３を回転させると、ロータ３およびシャフト１に振れ回りが生じ、振動としてボールベアリング８に伝達される。ボールベアリング８に伝達された振動により、ばね板５３の凹部５３ｂの中間部と内側リング５１の円筒部５１ｂとが摺動し、また、ばね板５３の凸部５３ａと外側リング５２の円筒部５２ｂとが摺動する。内側リング５１と外側リング５２とは、軸方向に間隙ｈ１、半径方向に間隙ｒ１が設けられている。このため、ロータ３、シャフト１と共に回転振動するボールベアリング８の振動エネルギは、ばね板５３が、半径方向に変形することにより減衰される。
【００２８】
軸方向の間隙ｈ１は、ばね板５３の軸方向の弾性変形量の限度εＺよりも小さく設定されている。このため、軸方向において、ばね板５３が塑性変形を起こす前に、内側リング５１の基部５１ａの上面が、外側リング５２の段付き基部５２ａの内周部６１に当接する。また、半径方向の間隙ｒ１は、ばね板５３の半径方向の弾性変形量の限度εＲよりも小さく設定されている。このため、半径方向において、ばね板５３が塑性変形を起こす前に、内側リング５１の基部５１ａの外周面が、外側リング５２の外周部６２の内周面６２ａに当接する。
これにより、例えば、大気圧程度の高いガス圧がロータ３に負荷される等、設定したよりも大きな軸方向の負荷がかかった場合において、ばね板５３の損傷を防止することができる。
【００２９】
外側リング５２の外周部６２とばね板５３との軸方向の間隙ｈ２は、外側リング５２の内周部６１と内側リング５１の基部５１ａとの軸方向の間隙ｈ１よりも大きく設定されている。従って、内側リング５１の基部５１ａの上面が、外側リング５２の段付き基部５２ａの内周部６１に当接した状態においても、外側リング５２の外周部６２とばね板５３の上端との間には間隙（ｈ２−ｈ１）が存する。このため、この状態においても、ばね板５３の上端が外側リング５２の外周部６２に接触することはない。
【００３０】
スラストストッパ５５の上面は、内周側上面部７１、外周側上面部７２および保持面７３が形成された段付き面７０とされている。保持面７３とばね板５３の下端との間には間隙ｈ４が設けられている。
ロータ３に、地震等不測の要因により、通常とは逆方向の衝撃がかかり、ロータ３、シャフト１と共にボールベアリング８が軸方向の下方側に移動することがある。ロータ３が軸方向の下方側に移動して、ロータ３に固定されている各永久磁石６が、それぞれ、磁石ホルダに固定された対向する永久磁石７に対し、多少、軸方向の下方（−ΔＺ）に位置するようになると、ロータ３は、複数の永久磁石６、７の間に作用する反発力により軸方向の下方側に向かって付勢される。この状態では、ばね板５３は、ロータ３、シャフト１、ボールベアリング８および内側リング５１と共に下方に移動される。
ばね板５３の移動は、ばね板５３の下端とスラストストッパ５５の保持面７３との間隙ｈ４だけ下方に移動し、保持面７３に当接して停止する。
【００３１】
図４は、ばね板５３の下端が保持面７３に当接した状態における制振機構５０の拡大図である。図３に二点鎖線で示すａ１、ａ２は、それぞれ、この状態における内側リング５１の円筒部５１ｂの下端面５１ｄおよびばね板５３の下端の位置である。
ロータ３、シャフト１が通常とは逆方向に付勢され、ばね板５３が間隙ｈ４だけ下方に移動し、保持面７３に当接した状態では、ボールベアリング８は間隙（ｈ３＋ｈ４）分、下方に移動している。ボールベアリング８が下方に移動すると、内側リング５１は、自重により同じ分だけ下方に移動する。この状態では、ばね板５３の上端は、内周側では内側リング５１の溝部５１ｃの上側面５１ｆに当接する。内側リング５１が下方に移動しても、スラストストッパ５５により保持されている外側リング５２は移動しないので、ばね板５３における外周側の上端は、外側リング５２の角部６３と間隙ｈ４が空く。また、ばね板５３の下端は、内周側では溝部５１ｃの下側面５１ｅとの間に間隙ｈ３が空く。この状態における内側リング５１の基部５１ａと外側リング５２の内周部６１との間隙は（ｈ１＋ｈ３＋ｈ４）である。
【００３２】
スラストストッパ５５の上面に形成される段付き面７０は、この状態において、内側リング５１の円筒部５１ｂの下端面５１ｄとスラストストッパ５５の内周側上面部７１との間に間隙ｈ１’が、また、ばね板５３の下端と外周側上面部７２との間には間隙ｈ２’が形成されるように設定される。間隙ｈ１’は、間隙ｈ１と同一であってもよい。また、間隙ｈ２’は間隙ｈ２と同一であってもよい。但し、間隙ｈ１’が、ばね板５３の軸方向の弾性変形量の限度εＺよりも小さく、間隙ｈ２’が間隙ｈ１’よりも大きいという条件を満たせば、間隙ｈ１’とｈ１とを、または間隙ｈ２’とｈ２とを同一とする必要はない。
【００３３】
図４に図示される間隙ｈ１’、間隙ｈ２’は、図３に図示される間隙ｈ１、間隙ｈ２との関係を上下反転した状態である。従って、軸方向において、ばね板５３が塑性変形を起こす前に、内側リング５１の下端面５１ｄがスラストストッパ５５の内周側上面部７１に当接する。内側リング５１の下端面５１ｄがスラストストッパ５５の内周側上面部７１に当接した状態では、ばね板５３の下端は、スラストストッパ５５の外周側上面部７２から離間している。半径方向に関しては、図３の場合と同一であるから、当然、ばね板５３が塑性変形を起こす前に、内側リング５１の基部５１ａの外周面が、外側リング５２の外周部６２の内周面６２ａに当接する。
従って、地震などの大きな衝撃により、シャフト１と共に下方に移動し、永久磁石６、７の作用によりロータ３が下方に付勢されている状態であっても、図３に図示される通常駆動時の場合と同様に、波形リング状のばね板５３による大きな制振作用を得ることができる。また、この状態で、大気圧程度の高いガス圧の突入等によりロータ３に、設定したよりも大きな軸方向の負荷がかかっても、ばね板５３の損傷を防止することができる。
【００３４】
上述した如く、ばね板５３は、凹部５３ｂの中間部における下端が内側リング５１の溝部５１ｃの下側面５１ｅに支持され、凸部５３ａの上端が外側リング５２の角部６３に支持されているだけである。それ以外の部分は、上端側では間隙ｈ２を空けて、また、下端側では間隙ｈ２’またはｈ４を空けて、外側リング５２から離間している。従って、ロータ３およびシャフト１の振れ回りによりボールベアリング８が回転振動し、ばね板５３が半径方向に摺動する場合、その摺動を円滑に行うことができる。
【００３５】
ロータ３、シャフト１と共にボールベアリング８が軸方向の上方に移動し、内側リング５１の基部５１ａが外側リング５２の内周部６１に当接した状態でも、ばね板５３の上端は外側リング５２の外周部６２とは（ｈ２−ｈ１）離間している。また、ロータ３、シャフト１と共にボールベアリング８が軸方向の下方に移動し、ばね板５３のスラストストッパ５５の保持面７３に当接した状態でも、ばね板５３の下端はスラストストッパ５５の外周側上面部７２とは（ｈ２’−ｈ１’）離間している。このように、設定したよりも大きな軸方向の負荷がかかった状態においても、ばね板５３の上・下端が外側リング５２およびスラストストッパ５５に接触することはない。このため、このような状態においても、ばね板５３の摺動が阻害されることはなく、ボールベアリング８を介して伝達されるロータ３、シャフト１の回転振動を、効率よく減衰することが可能である。
【００３６】
ばね板５３は、凹部５３ｂと凸部５３ａとの間で、半径方向に振動する。このため、ばね板５３は、制振合金により形成することが望ましい。制振合金としては、Ｍｎ−Ｃｕ系合金、特に、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金、中でも２０５２合金等の強磁性型を用いることが推奨される。また、転移型のＭｇ、Ｍｇ−Ｚｒ合金等、あるいは双晶型のＭｎ−Ｃｕ系合金等を用いることもできる。
また、内側リング５１、外側リング５２として、焼き入れ鋼等の高硬度材を用いることが望ましい。内側リング５１、外側リング５２を制振合金により形成してもよい。
【００３７】
ばね板５３、内側リング５１、外側リング５２のいずれか、またはすべての部材の内表面または外表面に、摺動性を向上する表面処理を行うことが望ましい。表面処理としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、二硫化モリブデンまたは窒化膜の層を形成する方法が挙げられる。表面処理は、ばね板５３と内側リング５１とが摺動する領域、またはばね板５３と外側リング５２とが摺動する領域のみに局部的に形成してもよい。
【００３８】
ばね板５３と内側リング５１との間、および／またはばね板５３と外側リング５２との間に、グリース等の潤滑剤を介在させて、摺動性の向上を図るようにしてもよい。摺動部材間に潤滑剤が介在されることにより、摺動性が向上すると共に、ばね板５３による減衰効果に、さらに潤滑剤による減衰効果が得られるので、制振効果を一層向上することができる。なお、本明細書においては、ばね板５３と内側リング５１またはばね板５３と外側リング５２とが、直接、接する場合も、両部材間に潤滑剤等を介在する場合も、両部材が「接する」と表現する。
【００３９】
（変形例１）
図６は、ばね板５３の変形例１を示す外観斜視図である。
図６に図示されたばね板５３Ａは、各凹部５３ｂにスリット５３ｃが形成されている点で、図５に図示されるばね板５３と相違する。
スリット５３ｃは、各凹部５３ｂの中間部に、軸方向に長く、両端部に半円形部を有する直線的な帯形状に形成されている。スリット５３ｃは、各凹部５３ｂに１つだけ設けられ、両端部が、各凹部５３ｂの高さ方向の各側面の内側に位置する閉鎖状とされている。
【００４０】
ばね板５３は、軸方向の剛性を負荷に対応して十分に大きくし、且つ、半径方向には、回転振動を減衰するに適した剛性を有するように設定する必要がある。ばね板５３の板厚を、軸方向の負荷を支持するに十分な厚さにすると、半径方向の弾性係数が大きくなり、制振効果が小さくなることがある。このような場合、ばね板５３Ａの如く、各凹部５３ｂにスリット５３ｃを形成することにより、半径方向の剛性を適切な値に調整をすることが可能である。しかも、図６に図示されるように、スリット５３ｃを軸方向に長くすると、軸方向の剛性を余り低減することなく、半径方向の剛性を調整することが可能となる。これにより、ばね板５３Ａの板厚を薄くし、また、安価な材料を用いることを可能とし、製作コストの低減や作業効率の向上を図ることができる。
【００４１】
（変形例２）
図７は、ばね板５３の変形例２を示す外観斜視図である。
図７に図示されたばね板５３Ｂは、各凹部５３ｂにスリット５３ｄが２つずつ形成されている。
各スリット５３ｄは、各凹部５３ｂの中間部から対称な位置に配置され、同一の形状および寸法に形成されている。スリット５３ｄは、図６に図示されたスリット５３ｃと同様の形状を有している。
各凹部５３ｂに形成するスリット５３ｃ、５３ｄの数は、適宜、設定することが可能であり、軸方向に要求される剛性と、半径方向において適切な剛性とを任意に調整することが容易となる。
【００４２】
−実施形態２-
図８は、本発明の真空ポンプの実施形態２であり、図３に対応する制振機構の要部を示す断面図である。
図８に図示された制振機構５０Ａが、図３の制振機構５０と相違する点は、内側リング５１Ａと外側リング５２Ａとの構造である。以下は、図３の制振機構５０との相違点について説明し、図３と同様な構成は、対応する構成に同一の符号を付して説明を省略する。
内側リング５１Ａにおいては、ボールベアリング８の外輪８２の上面に配置される基部５１ａが平坦状とされ、基部５１ａには、図３に図示される突出部５１ａ１は設けられていない。
【００４３】
外側リング５２Ａは、その基部５２ａが、図３に図示される内周部６１および外周部６２を有する段付きではなく、全体が平坦状に形成されている。外側リング５２Ａの上面は、スラストストッパ５５により、直接、ベース２の支持部２ａの下面に押し付けられて固定されている。外側リング５２の基部５２ａの上面と支持部２ａの下面とは同一面とされている。
この構造において、支持部２ａの下面と内側リング５１Ａの基部５１ａとの間には、軸方向に間隙ｈ１が設けられている。また、外側リング５２Ａの基部５２ａの下面とばね板５３の上端との間には、軸方向に間隙ｈ２が設けられている。図３の場合と同様に、間隙ｈ２は間隙ｈ１より大きく、間隙ｈ１は、ばね板５３の弾性変形量の限度εＺより小さく設定されている。
従って、図８に図示された制振機構５０Ａは、図３に示された制振機構５０と同様な効果を奏する。
【００４４】
以上の通り、本発明の実施形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）ボールベアリング８の外輪８２の外周側に内側リング５１を配し、内側リング５１の外周に外側リング５２を配し、内側リング５１と外側リング５２との間に、ほぼ正六角形の波形リング状のばね板５３を装着した。このため、ばね板５３が半径方向に変形して、ロータ３の振動を十分に減衰することができ、十分な制振効果を得ることができる。
【００４５】
（２）ボールベアリング８の上面側において、内側リング５１の基部５１ａと外側リング５２の外周部６２との間、あるいは支持部２ａと内側リング５１Ａの基部５１ａとの間に、ばね板５３の弾性変形量の限界εＺよりも小さい軸方向の間隙ｈ１を設けた。このため、大気圧程度の高いガス圧の突入等によりロータ３に、設定したよりも大きな軸方向の負荷がかかった場合でも、ばね板５３の損傷を防止することができる。
【００４６】
（３）実施形態１では、外側リング５２の外周部６２とばね板５３との間に間隙ｈ１より大きい軸方向の間隙ｈ２を設けた。このため、内側リング５１が外側リング５２に当接した状態においても、外側リング５２とばね板５３との間には、軸方向に（ｈ２−ｈ１）の間隙が形成され、ばね板５３の摺動性が阻害されることはない。また、実施形態２では、外側リング５２の基部５２ａとばね板５３との間に、間隙ｈ１より大きい軸方向の間隙ｈ２を設けた。このため、内側リング５１がベース２の支持部２ａに当接した状態においても、外側リング５２とばね板５３との間には、軸方向に（ｈ２−ｈ１）の間隙が形成され、ばね板５３の摺動性が阻害されることはない。
【００４７】
（４）内側リング５１、５１Ａの外周面と外側リング５２、５２Ａの内周面との間に、半径方向に、ばね板５３の弾性変形量の限度εＲよりも小さい間隙ｒ１を設けた。このため、シャフト１に固定されたボールベアリング８の振れ回りが異常に大きくなった場合でも、ばね板５３と内側リング５１または外側リング５２との摺動性が損なわれたり、ばね板５３が損傷したりすることはない。
【００４８】
（５）ボールベアリング８の下方側においても、ばね板５３がスラストストッパ５５の保持面７３に当接した状態で、スラストストッパ５５の内周側上面部７１と内側リング５１、５１Ａとの間に、軸方向における間隙ｈ１’を設けた。また、スラストストッパ５５の外周側上面部７２とばね板５３との間に、軸方向における間隙ｈ２’を設けた。間隙ｈ１’はばね板５３の弾性変形量の限界εＺより小さく、間隙ｈ２’は間隙ｈ１’より大きく設定されている。このため、地震等不測の要因により、永久磁石６、７の作用によりシャフト１が通常とは逆方向に付勢される状態となった場合でも、制振効果を得ることができ、また、ばね板５３の損傷を防ぐことができる。
【００４９】
（６）ばね板５３と内側リング５１とが摺動する領域における、ばね板５３または内側リング５１の少なくとも一方、あるいはばね板５３と外側リング５２とが摺動する領域における、ばね板５３または外側リング５２の少なくとも一方に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、二硫化モリブデンまたは窒化膜等の被膜を設けるようにした。このため、ばね板５３の摺動性を向上することができる。
【００５０】
（７）ばね板５３と内側リング５１との摺動面、ばね板５３と外側リング５２との摺動面に、グリース等の潤滑剤を介在させるようにした。このため、ばね板５３の摺動性を向上することができる。また、ばね板５３による減衰効果に、さらに潤滑剤による減衰効果が得られるため、制振効果を一層向上することができる。
【００５１】
（８）変形例２および３に示すように、ばね板５３の各凹部５３ｂに、軸方向に長いスリット５３ｃ、５３ｄを設けるようにした。このようにすることにより、ばね板５３の軸方向の剛性を大きくして、半径方向の剛性を適切な値に設定することが大変容易となる。
【００５２】
なお、上記実施形態においては、ばね板５３を、ほぼ正六角形の波形リング形状として例示した。しかし、ばね板５３は、正三角形状以上、すなわち、内側リングの外周面と接する少なくとも３つの凹部、及び、外側リングの内周面に接する少なくとも３つの凸部が円周方向に等間隔に設けられた、正多角形状の波形リング形状であればよい。
【００５３】
上記実施形態においては、ボールベアリング８の下部側においても、スラストストッパ５５と、内側リング５１または外側リング５２との間に、それぞれ、軸方向における間隙ｈ１’、間隙ｈ２’を設けた。しかし、ロータ３に固定された永久磁石６と磁石ホルダ１１に固定された永久磁石７との軸方向における上下の位置関係が反転することを考慮する必要がない場合には、ボールベアリング８の下面を、直接、あるいはエラストマ部材を介在してスラストストッパ５５により保持するようにしてもよい。このような構造の場合には、ボールベアリング８として、深溝玉軸受に代えてアンギュラ玉軸受を用いることができる。
【００５４】
また、本発明は、ターボ分子ポンプに限らず、同様の軸受構造を有する真空ポンプ、例えば、ドラッグポンプ等の真空ポンプにも適用することができる。
その他、本発明の趣旨の範囲内において、種々、変形することができるものであり、上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１      シャフト
１ａ    下端軸部
２      ベース（軸受ハウジング）
２ａ    支持部
３      ロータ
４      モータ
６、７    永久磁石
８      ボールベアリング
１０      ケーシング
２０      固定翼
２１      ベアリング収容部
３０      回転翼
５０、５０Ａ      制振機構
５１、５１Ａ      内側リング
５１ａ    基部
５１ｂ    円筒部
５１ｃ    溝部
５１ｄ    下端面
５１ｅ    下側面
５１ｆ    上側面
５２、５２Ａ    外側リング
５２ａ    段付き基部
５２ｂ    円筒部
５３、５３Ａ、５３Ｂ      ばね板
５３ａ    凸部
５３ｂ    凹部
５３ｃ、５３ｄ    スリット
５５      スラストストッパ（保持部材）
６１      内周部
６２      外周部
６２ａ    内周面
６３      角部（ストッパ部）
７０      段付き面
７１      内周側上面部
７２      外周側上面部
７３      保持面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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