(57)【要約】【課題】ポンプハウジングに設けられるシール部材や軸受の寿命を犠牲にしないで、ポンプハウジングへの凝縮性ガスの凝縮を防止することができる真空ポンプを提供する。【解決手段】複数のポンプ室を有するロータハウジング２２と、該ロータハウジング２２と接触するフロントハウジング９と、リアハウジング１０と、を有し、リアハウジング１０内の軸受の径方向外周側に、リアハウジング１０を貫通する冷媒流路４２を形成する。さらに、ポンプハウジングを回転軸３、３’と直交する方向から投影したときに、ポンプ室３１、３２、３３、３４、３５の形成領域と冷媒流路４２の形成領域とが重ならないようになっている。【選択図】  図１
2004300964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の一方向に回転軸挿通孔が形成され、該回転軸挿通孔と連通する形で該回転軸挿通孔の長手方向にポンプ室が形成されているポンプハウジングと、前記ポンプ室と前記回転軸挿通孔とを挿通する回転軸と、前記ポンプ室内において前記回転軸と固設されるロータと、前記回転軸挿通孔に配置され、前記回転軸を前記ポンプハウジングに対して回転可能に軸支する軸受と、を有する真空ポンプにおいて、
前記ポンプハウジング内の前記軸受の径方向外周側に、前記ポンプハウジングを貫通する形態で、前記軸受を冷却するための冷媒流路が形成されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記ポンプハウジングには、前記回転軸挿通孔と連通する形で該回転軸挿通孔の長手方向に、前記ポンプ室とギア室とが形成されており、
前記ポンプ室と前記ギア室との間の前記回転軸挿通孔に配置され、前記ギア室と前記ポンプ室とをシールするシール部材を有し、前記シール部材の径方向外周側に前記冷媒流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記冷媒流路は、該冷媒流路の外縁と冷媒が直接接触する第一領域と、前記冷媒流路の外縁と冷媒が直接接触しない第二領域とで構成されており、前記ポンプハウジングの内部側が前記第一領域とされ、前記ポンプハウジングの外表面側が前記第二領域とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記冷媒流路の前記第二領域は、前記冷媒流路内に、該冷媒流路の外縁の内径よりも外径の小さな内管が、前記冷媒流路の外縁との間に断熱層を介して挿入されて形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記冷媒流路のうち、少なくとも前記第一領域が、前記回転軸挿通孔に対して、前記冷媒流路と最も近接して設けられる前記ポンプ室の吐出側に形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記ポンプハウジングを前記回転軸挿通孔と直交する方向から投影したとき、前記冷媒流路のうち、少なくとも前記第一領域の形成領域と前記ポンプ室の形成領域とが重ならないように、前記冷媒流路が形成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空ポンプに関し、特にポンプ内部における凝縮性ガスの凝縮を防止しつつ、軸受やシール部材の劣化を抑制することができる真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置に使用される真空ポンプは、半導体製造装置のチャンバー内で、半導体製造プロセスに用いられるプロセスガスや、半導体製造プロセス中に生じる反応生成ガスを吸引する場合がある。このプロセスガスや反応生成物には、凝縮性を有するものがあり、これらを吸引する真空ポンプにおいては、真空ポンプ内部で上記のプロセスガスや反応生成ガスが凝縮してしまう問題がある。上記プロセスガスや反応生成ガスが真空ポンプのポンプ室内に凝縮すると、ポンプ室内で回転するロータが焼きついたり、一方、ガスが排出される排出管路の内面に凝縮すると、排気効率が低下してしまう。
【０００３】
上記のような問題を解決するためには、ポンプハウジングの温度を高く維持して、プロセスガスや反応生成ガスが気体の状態を維持しながら排気させるのが効果的である。しかしながら、真空ポンプのポンプハウジングには、ロータを回転させる為の回転軸を軸支する軸受や、回転軸のギアを潤滑するための潤滑油がロータハウジング内に進入することを防止するためのシール部材等が配置されており、これらの温度が上昇しすぎると、これら軸受やシール部材の寿命が短くなってしまう。そのため、ポンプハウジングの温度は、軸受やシール部材の寿命を考慮すれば、適度に低い温度に抑えておく必要がある。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、下記特許文献１のように、ポンプハウジングを冷却して、ポンプハウジングの温度を比較的低く保持する技術が開示されている。以下、図４、図５を用いて、特許文献１に開示されている真空ポンプについて説明する。図４に示す真空ポンプ１は、ポンプハウジングとしてポンプ室内にロータを固設するためのロータハウジング２と、ロータハウジング２に取付けられるフロントハウジング９、リアハウジング１０と、ギア室１１ａを有するギアハウジングで構成されている。ロータハウジング２内には、回転軸１５、１５’が挿通されており、この回転軸１５、１５’により該回転軸１５、１５’に取付けられたロータ３、３‘が、ポンプ室内で回転することにより、吸引口５からガスを吸引して、排出口６に排気するようにしたものである。この回転軸１５、１５’の一方の回転軸１５は、モータ１４により回転するようになっており、回転軸１５に取付けられたギア４により回転軸１５と同期回転する回転軸１５’が設けられている。この回転軸１５と回転軸１５’は、回転軸１５に取付けられたギア４と、回転軸１５’に取付けられたギア４’を介してかみ合わされており、回転軸１５と回転軸１５’は互いに逆方向に回転するようになっている。また、回転軸１５、１５’を軸支する軸受７、７’、８、８’がフロントハウジング９とリアハウジング１０に形成されている。
【０００５】
図５は、真空ポンプ１の冷却機構の概要を説明するものである。図５において、冷媒入口５２より供給された水は、導管５４により制御装置５０、モータ１４などの冷却器１６を経由して切換弁５５に入る。該切換弁５５はポンプ温度が低いとき、冷媒を導管５７へ流し、冷媒出口５３へ送り出す。ポンプ温度が高くなると、切換弁５５は、リアハウジング１０の外表面に取付けられたリアハウジング１０、冷却器１５及びロータハウジング２の外表面に取付けられる冷却器１７に導管５６を介して冷媒を流し、リアハウジング１０内に設置された軸受８、８’及びシール部材１３、１３’を冷却できるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２７１７７７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の方法のようにリアハウジング１０やロータハウジング２の外表面から軸受８、８’やシール部材１３、１３’を冷却する方法では、軸受８、８’やシール部材１３、１３’を冷却すると同時に、リアハウジング１０の端面（ロータハウジング２との合せ面）や、ロータハウジング２のポンプ室の壁面を構成する部分も冷却されることになる。さらに、軸受８、８’やシール部材１３、１３’は、リアハウジング１０外表面からは遠い内部に形成されているので、リアハウジング１０の端面のうち外表面に近い部分や、ロータハウジング２のポンプ室の壁面を構成する部分のほうが温度が低くなる場合もある。そのため、これらポンプハウジング２の温度が低い部分に凝縮性ガスが凝縮するのを防止できるとは言えず、ポンプのトラブルを招きやすい。また、凝縮性ガスの凝縮を防止するためにポンプハウジングの温度をさらに上昇させると、シール部材１３、１３’や軸受８、８’の耐熱性を高くしなければならず、ポンプの寿命や信頼性の低下、コスト高を招く。このように、ポンプハウジング内での凝縮性ガスの凝縮を防止しつつ、軸受８、８’やシール部材１３、１３’等の寿命を維持するのは従来の技術では困難であった。
【０００８】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、凝縮性ガスの凝縮が問題となる領域においては、該凝縮性ガスの凝縮が防止できるように、ポンプハウジングの温度を比較的高く維持できるとともに、軸受やシール部材等が配置される近傍では、ポンプハウジングの温度を比較的低くして、軸受やシール部材等の寿命を維持しつつ、ポンプハウジング内での凝縮性ガスの凝縮を防止することができる真空ポンプを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決する為に、本発明の真空ポンプは、所定の方向に回転軸挿通孔が形成され、該回転軸挿通孔と連通する形で該回転軸挿通孔の形成方向にポンプ室が形成されているポンプハウジングと、前記ポンプ室内に配置されるロータと、前記ポンプ室と前記ギア室と前記回転軸挿通孔とを挿通して、前記ポンプ室内において前記ロータと一体に固設される回転軸と、前記回転軸挿通孔に配置され、前記回転軸を前記ポンプハウジングに対して回転可能に軸支する軸受と、を有する真空ポンプにおいて、前記ポンプハウジングの前記軸受の径方向外周側に、前記軸受を冷却するための冷媒流路が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成においては、冷媒流路が、ポンプハウジングを貫通する形態で、軸受の径方向外周側に形成されているので、冷媒流路を流れる冷媒で軸受を冷却することができる。さらに、ポンプハウジングを貫通する形態で形成されているので、ポンプハウジングの外表面より軸受を冷却する場合と比較して、ポンプハウジングのうちポンプ室の壁面を構成する部分は、冷却されにくくなる。そのため、ポンプハウジングのポンプ室近傍では、ポンプハウジングの温度を比較的高く維持することができるとともに、軸受が設けられている部分は、冷媒流路により、比較的低い温度に冷却することができるので、軸受の寿命を犠牲にすることなく、ポンプハウジングへの凝縮性ガスの凝縮を防止することができる。
【００１１】
さらに、本発明の真空ポンプは、前記ポンプハウジングには、前記回転軸挿通孔と連通する形で該回転軸挿通孔の長手方向に、前記ポンプ室とギア室とが形成されており、前記ポンプ室と前記ギア室との間の前記回転軸挿通孔に配置され、前記ギア室と前記ポンプ室とをシールするシール部材を有し、前記シール部材の径方向外周側に前記冷媒流路が形成されているのがよい。前述したように、ポンプハウジングの回転軸挿通孔において、ポンプ室とギア室との間をシールするシール部材も、高温になると強度が低下して寿命が短くなる。そのため、このシール部材も冷却できるように、シール部材の径方向外周側に冷媒流路を形成するのがよい。これにより、シール部材の寿命を犠牲にすることなく、凝縮性ガスがポンプハウジングに凝縮するのを防止することができる。
【００１２】
さらに、本発明の真空ポンプにおいては、前記冷媒流路は、該冷媒流路の外縁と冷媒が直接接触する第一領域と、前記冷媒流路の外縁と冷媒が直接接触しない第二領域とで構成されており、ポンプハウジングの内部側が前記第一領域とされ、前記ポンプハウジングの外表面側が前記第二領域とされているのがよい。冷媒流路を、このような構成にすれば、ポンプハウジングのうち、冷媒流路の第一領域と隣接する部分は効果的に冷却されるが、冷媒流路の第二領域と隣接する部分は、冷媒により冷却が効果的に行われない。そして、ポンプハウジングを貫通する冷媒流路のうち、軸受やシール部材が配置されるポンプハウジングの内部側は、冷却を効果的に行うことができる第一領域とし、ポンプハウジングの外表面側は、冷却が効果的に行われない第二領域としているので、軸受やシール部材を効果的に冷却しつつ、ポンプハウジングの外表面側における冷却は抑制することができる。そのため、ポンプハウジングのうち軸受やシール部材が設けられている部分のみが優先的に冷却されることになり、ポンプ室の壁面を構成する部分は冷却されにくくなるので、軸受やシール部材の寿命を犠牲にすることなく、ポンプハウジングへの凝縮性ガスの凝縮を防止することができる。
【００１３】
さらに、上記の第二領域を冷媒流路に設けるには、前記冷媒流路の前記第二領域は、前記冷媒流路内に、該冷媒流路の外縁の内径よりも外径の小さな内管が、前記冷媒流路の外縁との間に断熱層を介して挿入されて形成されているとすることができる。上記のように内管を設けて、この内管と冷媒流路の外縁との間に断熱層を設ければ、冷媒流路の外縁と接触するポンプハウジングが内管を流通する冷媒により冷却されにくくなる。そのため、冷媒流路の第二領域とすることができる。なお、上記断熱層とは、該断熱層を設けることで、内管と冷媒流路の外縁との間で熱伝導が抑制されればよく、必ずしも熱を完全に伝達しないようにするものを指すのではない。断熱層としては、内管と外管との間に空隙を設けておき、この空隙を断熱層とすることができる。
【００１４】
さらに、冷媒流路に前述の第一領域と第二領域とを形成する場合、前記冷媒流路のうち、少なくとも前記第一領域が、前記回転軸挿通孔に対して、前記冷媒流路と最も近接して設けられる前記ポンプ室の吐出側に形成されているのがよい。ポンプハウジングのうち、ポンプ室の吐出側は、吸引されたガスが圧縮されて排出されるので温度が特に高くなる。そして、冷媒流路と最も近接して配置されるポンプ室、すなわち、シール部材あるいは軸受と最も近接して配置されるポンプ室の吐出側の温度が高いと、この部分からシール部材や軸受が設けられている部分に熱が伝導して、シール部材や軸受の寿命が低下してしまうことにつながる。そこで、冷媒流路の少なくとも第一領域を、冷媒流路と最も近接するポンプ室の回転軸挿通孔に対して吐出側に設けることにより、この部分からのシール部材や軸受への熱伝導を緩和することができ、シール部材や軸受の寿命が低下しにくくなる。
【００１５】
さらに、本発明においては、前記ポンプハウジングを前記回転軸挿通孔と直交する方向から投影したとき、冷媒流路のうち、少なくとも第一領域がの形成領域がポンプ室の形成領域と重ならないように、前記冷媒流路が形成されているのがよい。ポンプハウジングを回転軸挿通孔と直交する方向から投影したとき、ポンプ室の形成領域と、冷媒流路の形成領域とが重ならないようにしているので、より一層ポンプ室を冷却しにくくなり、軸受やシール部材のみを冷却しやすくなる。そのため、軸受やシール部材の寿命を犠牲にせずに、ポンプ室等への凝縮性ガスの凝縮を防止することができる。
【００１６】
なお、本明細書において、冷媒流路がポンプハウジングを貫通するとは、必ずしも一方向に貫通することを指すものではない。ポンプハウジング外表面に入口と出口とが、一対形成されている冷媒流路がポンプハウジング内に形成されている場合は、貫通しているものとする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の真空ポンプの一例としてのドライポンプ２０を示す側面断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図２においては、図面の見易さを優先して、ポンプハウジング２１の断面にハッチングをしていない。ドライポンプ２０は、本実施形態の場合、複数のポンプ室が形成されているポンプハウジング２１とポンプ室（例えば、ポンプ室２２）内に内設されるロータ２３、２３’と、該ロータ２３、２３’に固設される回転軸３、３’と、該回転軸３、３’を回転させる駆動機構１４とを有する。回転軸３、３’は、図２に示すように、互いに平行に設けられており、この回転軸３、３’にそれぞれロータ２３、２３’が固設されている。
【００１８】
なお、本実施形態のドライポンプ２０は、前述のように複数のポンプ室を有し、各ポンプ室にロータが設けられた多段式ドライポンプであるが、図１では、各ポンプ室に配置されるロータのうちロータ２３、２３’にのみ符号をつけている。以下の説明では、ロータ２３、２３’が各ポンプ室に設けられるロータを代表する。
【００１９】
さらに、本実施形態のドライポンプ２０においては、ポンプハウジング２１にロータ２３、２３’を回転させるための回転軸３、３’を挿通する回転軸挿通孔（図示せず）が形成されている。そして、この回転軸挿通孔に、ポンプハウジング２１に対して回転軸３、３’を回転可能に軸支する軸受が設けられている。この軸受は、回転軸３、３’をポンプハウジング２１に対して吸引口５側で軸支するフロント側軸受７、７’と、回転軸３、３’をポンプハウジング２１に対して排出口３６側で軸支するリア側軸受８、８’とである。そして、特にリア側軸受８、８’が設けられている回転軸挿通孔には、リア側軸受８、８’とポンプ室との間にシール部材１３、１３’が設けられている。これは、本実施形態において、回転軸３、３’に取り付けられるギア４、４’は、ポンプハウジング２１の排出口３６側に形成されたギア室１１ａ内に設けられており、ギア室１１ａに設けられた潤滑油が、ポンプ室内に進入するのを防止するためである。
【００２０】
さらに、本実施形態において、ポンプハウジング２１は、それぞれ複数のロータ２３、２３’が配置される複数のポンプ室を有するロータハウジング２２と、該ロータハウジング２２の排出孔側に配置され、回転軸を軸支する軸受が設けられるリアハウジング１０と、ギア室１１ａが設けられたギアハウジング１１と、ロータハウジング２２の吸引口５側に配置されるとともに、吸引口５側でフロント側軸受７、７’を軸支するフロントハウジング９とにより構成されている。
【００２１】
ロータハウジング２２には、本実施形態の場合、吸引口５側から第一段目ポンプ室３１、第二段目ポンプ室３２、第三段目ポンプ室３３、第四段目ポンプ室３４、第五段目ポンプ室３５と、５つのポンプ室が形成されており、第一段目ポンプ室３１から第五段目ポンプ室３５に向かって、順番にポンプ室の容積が小さくなっている。これは、第一段目ポンプ室３１から第五段目ポンプ室３５に向かうにつれて、吸引側と吐出側との圧力の差が大きくなる結果、第五段目ポンプ室３５側ほど、圧縮仕事が大きくなりやすいため、第一段目ポンプ室３１と第五段目ポンプ室３５との圧縮仕事の差が過剰に大きくならないようにするために、第五段目ポンプ室３５側ほどポンプ室の容積を小さくしているのである。
【００２２】
また、ロータハウジング２２において、第一段目ポンプ室３１と第五段目ポンプ室３５とは、ロータハウジング２２の端面に露出する形態で形成されている。つまり、ロータハウジング２２とフロントハウジング９とが合わされて、ロータハウジング２２の、フロントハウジング９との合わせ面に形成されているポンプ室となる開口部が、フロントハウジング９により覆われることにより、フロントハウジング９の端面が第一段目ポンプ室３１の壁面となるように形成されている。同様に、排出側の端面（リアハウジング１０との合わせ面）に第五段目ポンプ室３５となる開口部が形成されたロータハウジング２２とリアハウジング１０とを合わせることにより、第五段目ポンプ室３５の壁面をリアハウジング１０が構成するようになっている。
【００２３】
また、リアハウジング１０のロータハウジング２２とは反対側には、ギアハウジング１１が設けられており、このギアハウジング１１に設けられているギア室１１ａに、回転軸３、３’に取付けられる形でギア１４、１４’が配置されている。このギアハウジング１１に設けられるギア室１１ａには、回転軸３、３’の回転を潤滑する目的で潤滑油が充填されており、そして、ギアハウジング１１のリアハウジング１０とは反対側にモータ等の駆動機構を含む駆動部１４が備えられている。
【００２４】
さらに、フロントハウジング９には回転軸３、３’を吸引口５側で軸支する為に、回転軸挿通孔とフロント側軸受７、７’が設けられている。一方、リアハウジング１０にも、回転軸３、３’を排出口３６側で軸支するために、回転軸挿通孔とリア側軸受８、８’が設けられている。これらフロント側軸受７、７’、リア側軸受８、８’により回転軸３、３’がポンプハウジング２１に対して回転可能に軸支されている。また、リアハウジング１０には、リア側軸受８、８’よりも第五段目ポンプ室３５側にシール部材１３、１３’が設けられている。このシール部材１３、１３’により、ギア室１１ａに充填されている潤滑油がロータハウジング２２のポンプ室に侵入するのを防止するようになっている。このシール部材としては、公知のオイルシールが例示できる。
【００２５】
さらに、ロータハウジング２２には、第五段目ポンプ室３５の吐出側と、排出口３６とを連通する排出管路３７が形成されている。この排出管路３７はリアハウジング１０と隣接する第五段目ポンプ室３５からフロントハウジング９に隣接する第一段目ポンプ室３１に向かって、第四段目ポンプ室３４、第三段目ポンプ室３３、第二段目ポンプ室３２に沿って、延在する形で形成されている。吸引口５に連通する真空対象空間（例えば、半導体製造装置のチャンバー等）から吸引されるガスは、第一段目ポンプ室３１から第五段目ポンプ室３５に向かって吸引するにしたがって、しだいに温度が上昇することになるが、第五段目ポンプ室３５の吐出側から排出されるときに、最もガスの温度が高くなる。そして、この温度が高くなったガスは、ロータハウジング２２に形成されている排出管路３７を流通し、第一段目ポンプ室３１側に向かって排出されてゆくので、第一段目ポンプ室３１側のロータハウジング２２も暖められることになり、ロータハウジング２２の温度が均一となりやすい。
【００２６】
さらに、本実施形態においては、図１及び図２に示すように、ポンプハウジング２１内に、冷媒流路４２が形成されている。この冷媒流路４２は、本実施形態においては、特に、リア側軸受８、８’とシール部材１３、１３’とが設けられているリアハウジング１０に形成されている。より具体的には、リアハウジング１０を貫通し、リア側軸受８、８’及びシール部材１３、１３’の径方向外周側に形成されており、回転軸挿通孔（回転軸３、３’）に対して、ロータハウジング２２に形成されている第五段目ポンプ室３５の吐出側に形成されている。さらに、冷媒流路４２は、図２に示すように、リアハウジング１０を貫通する形態で形成されており、一重管構造となる第一領域４２ａと、二重管構造となる第二領域４２ｂとで構成されている。一重管構造となる第一領域４２ａは、リアハウジング１０を挿通する回転軸３、３’、排出側軸受８、８’、シール部材１３、１３’近傍に設けられており、リアハウジング１０の略中央部に設けられている。一方、二重管構造となる第二領域４２ｂは、第一領域４２ａの両側、つまりリアハウジング１０の外表面側に設けられている。
【００２７】
冷媒流路４２の第二領域４２ｂは、冷媒流路４２の外縁を構成する外管４０に、該外管４０の内径よりも外径の小さな内管４１が挿入されて構成されている。より具体的には、内管４１は、その先端に、外管４０の内径と略同等の外径を有し、管の長手方向に一定長さを有するシール部４３が設けられているものである。さらに、このシール部４３には、その外周面方向に溝部４３ａが設けられ、この溝部４３ａにシールリング４４が取付けられている。このシールリング４４が取付けられている位置でのシール部４３の外径は、外管４０の内径よりも若干大きめに設定されており、内管４１を外管４０に挿入した際に、内管４１が外管４０に対してシール部４３により位置固定されるようになっている。内管４１のシール部４３以外の部分では、外管４０の内径よりも外径が小さく設定されているので、内管４１のシール部４３以外の部分では内管４１と外管４０は接触せず、内管４１と外管４０との間に、断熱層としての空隙４５が設けられている。
【００２８】
上記のような冷媒流路４２に冷媒を流通させると、冷媒流路４２の第二領域４２ｂでは、冷媒は内管４１の内部を流通し、第一領域４２ａでは、冷媒流路４２の外縁を構成する外管４０の内部を流通する。つまり、冷媒流路４２の第二領域４２ｂを流通する冷媒は、内管４１の内部のみを流通し、外管４０との間に空隙が設けられているので、リアハウジング１０を直接冷却することはない。一方、冷媒流路４２の第一領域４２ａを流通する冷媒は、外管４０の内面と直接接触して流通するので、リアハウジング１０を冷媒流路４２の外管４０を介して直接冷却することができる。
【００２９】
以上、本実施形態のドライポンプの構成について説明したが、次に、このドライポンプ２０の作用について説明する。まず、図１のドライポンプ２０を作動させると、モータにより回転軸３、３’が回転されて、それぞれのポンプ室内に内設されているロータ２３、２３’が回転する。このとき、回転軸３、３’には、ギア４、４’が取り付けられており、回転軸３、３’の一方がモータにより回転駆動されると、回転軸３、３’は互いに逆方向に同期回転するようになっている。さらに、回転軸３、３’に固設されているロータ２３、２３’は、回転軸３、３’に固設されているロータ２３、２３’と９０°の位相差をもって配置されており、これらのロータ２３、２３’が、それぞれが内設されるポンプ室内において、互いに僅かな隙間を持って接触することなく、互いに逆回転することになる。これにより、真空対象空間に連通されている吸引口５から第一段目ポンプ室３１に真空対象空間内のガスが吸引され、ついで順次第五段目ポンプ室３５まで吸引されたのち、第五段目ポンプ室３５の吐出側から排出され、排出管路３７を流通したのち、排出口３６から排出されるようになっている。
【００３０】
このように、真空対象空間からガスを吸引すると、それぞれのポンプ室では、ガスが断熱圧縮されることになり、第一段目ポンプ室３１から第五段目ポンプ室３５までガスが吸引される間に、ガスの温度が上昇することになる。特に、第五段目ポンプ室３５の吐出側から排出された直後のガスの温度は、例えば１６０〜２００℃程度である。このように、ポンプ室内で圧縮された温度が上昇したガスによりポンプハウジング２１の温度が上昇することになる。そして、ポンプハウジング２１のうちリア側軸受８、８’やシール部材１３、１３’を備えるリアハウジング１０は、第五段目ポンプ室３５の壁面を構成していることもあって、温度が上昇しやすい。
【００３１】
ここで、本実施形態のドライポンプ２０では、リアハウジング１０に冷媒流路４２が形成されているので、リアハウジング１０を冷却することができる。さらに、冷媒流路４２を図１及び図２に示すように形成しているので、リア側軸受８、８’やシール部材１３、１３’近傍のリアハウジング１０のみを冷却することが可能である。つまり、図２に示すように、冷媒流路４２は、一重管構造である第一領域４２ａと、二重管構造である第二領域４２ｂとを有し、第二領域４２ｂではリアハウジング１０の冷却があまり行われず、第一領域４２ａでのみリアハウジング１０の冷却が行われるので、リア側軸受８、８’やシール部材１３、１３’が設けられている領域は、効果的に冷却されるが、これらの部材が設けられていない領域では冷却されにくくなるので、リア側軸受８、８’やシール部材１３、１３’のみを優先的に冷却することができるのである。
【００３２】
さらに、ポンプハウジング２１の外表面側から一律的にポンプハウジング２１を冷却するのではなく、局所的に冷却しているので、凝縮性ガスが凝縮しやすくポンプハウジング２１の温度を高く設定する必要がある部分の冷却はほとんど進行しない。
【００３３】
これにより、凝縮性ガスの凝縮を効果的に抑制することができるとともに、軸受やシール部材の寿命も低下することがない真空ポンプを実現することができるのである。
【００３４】
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。つまり、冷媒流路として、図２のような形態に代えて、図３に示すような形態のものを採用することができる。図３に示す冷媒流路５２は、図２に示す冷媒流路４２のように直線状にリアハウジング１０を貫通しているのとはことなり、リア側軸受８、８’やシール部材１３、１３’を囲むようなコの字状とされている。より具体的には、リアハウジング１０のリア側軸受８、８’よりも、第五段目ポンプ室３５の吐出側に形成されている底部５２ｃと、該底部５２ｃに続いてリア側軸受８、８’やシール部材１３、１３’の側周面側に形成される側部５２ｄとにより構成されている。そして、この冷媒流路５２の底部５２ｃは、一重管構造の第一領域５２ａとして構成されている。また側部５２ｄにおいては、底部５２ｃとつながる一端側は一重管構造の第一領域５２ａとされているが、リアハウジング１０の外表面とつながる他端側は、二重管構造の第二領域５２ｂとされている。
【００３５】
図３のような形態によれば、冷媒流路５２の側部５２ｄのうち第一領域５２ａからもリア側軸受８、８’やシール部材１３、１３’の近傍のリアハウジング１０を冷却することができ、リア側軸受８、８’やシール部材１３、１３’が高温となるのを防止することができるとともに、リアハウジング１０の外表面につながる一端は二重管構造の第二領域５２ｂとされているので、リアハウジング１０の全体を冷却することはない。特に、側部５２ｄからも軸受８、８’及びシール部材１３、１３’を冷却するようにしているので、冷却効果はより大きくなる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の真空ポンプにおいては、ポンプハウジングのうち、軸受やシール部材の径方向外周側に冷媒流路を、ポンプハウジングを貫通する形態で形成するとともに、ポンプハウジングを回転軸挿通孔と直交する方向から投影したときに、ポンプ室の形成領域と、冷媒流路の形成領域とが重ならないように冷媒流路を形成しているので、ポンプハウジングの軸受やシール部材が形成されている部分のみを効果的に冷却することができ、ポンプハウジングの他の部分は、あまり冷却されなくなるので、ポンプハウジングに凝縮性ガスが凝縮するのを、軸受やシール部材の寿命を犠牲にすることなく防止することができるのである。
【００３７】
さらに、冷媒流路としては、冷媒流路の外縁に冷媒が直接接触する第一領域と、冷媒流路の外縁に冷媒が直接接触しない第二領域にて構成されるものを採用し、第二領域がポンプハウジングの外表面側となるようにしたので、より一層軸受やシール部材のみが冷却されやすくなり、ポンプハウジングへの凝縮性ガスの凝縮を防止しつつ、軸受やシール部材の寿命が長く維持されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空ポンプの一例を示す概略図。
【図２】冷媒流路の一形態を示す図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】冷媒流路の図２とは異なる形態を示す断面図。
【図４】従来の真空ポンプを説明する概略図。
【図５】従来の真空ポンプにおける冷却回路の構成を説明する概略図。
【符号の説明】
２０  ドライポンプ
３１、３２、３３、３４、３５  ポンプ室
２１  ポンプハウジング
３、３’  回転軸
２３、２３’  ロータ
８、８’  軸受
４２  冷媒流路
【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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