(57)【要約】本発明は、ポンプユニットに関する。真空ポンプ１００は、モータハウジング５および、平行な２つのポンプロータ１４を結合するギアアセンブリ１７を含むオイルパン１８を形成する、共通のモノブロックハウジング内に構成されたモータ３、４によって駆動される。動的シール６によって提供されるシーリングを完全にするために、モータステータ４は、油密および気密な樹脂内に埋め込まれた電気コイルを備え、これによって、他のさらに高価かつかさばったシーリング手段を必要とせず、製造コストは抑えられ、かつポンプユニットの信頼性も向上する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプステータ（１）を備えるデュアルロータ真空ポンプユニット（１００）であって、該ポンプステータは、平行な２つのポンプロータ（１４）を受ける少なくとも１つの軸方向内部空洞（１３）を有し、該平行な２つのポンプロータは、対応するベアリング（１５、１６）で回転するように取り付けられ、かつオイルを含むギアケーシング（１８）内に封入されたギア（１７）のセットによって第１の端部でともに結合され、１つのポンプロータ（１４）の第１の端部が、真空ポンプ（１００）を駆動するモータユニット（２００）のロータ（３）に係合された駆動軸（２）によって軸方向に延長され、モータユニット（２００）が、ステータコイル（１１）を有し、かつギアケーシング（１８）を延長するモータケーシング（５）内に封入され、
モータケーシング（５）およびギアケーシング（１８）が、真空ポンプ（１００）のポンプステータ（１）の第１の端部に結合された、一体の共通のケーシングを形成し、
一体の共通のケーシング内部では、モータユニット（２００）のステータコイル（１１）が、オイルおよびガスが外部に流出することを防ぐシーリングを提供する、リークプルーフ樹脂（１９）に埋め込まれていることを特徴とする、デュアルロータ真空ポンプユニット。
【請求項２】
一体の共通のケーシング（５、１８）が、モータ（３、４）を含む第１の区画室（２４）とギア（１７）のセットを含む第２の区画室（２５）との間に中間壁（２３）を含み、該中間壁が、第１の区画室（２４）と第２の区画室（２５）との間の駆動軸（２）周囲にシーリングを提供するための動的シール（６）を有する、駆動軸（２）のための経路を含むことを特徴とする、請求項１に記載のポンプユニット。
【請求項３】
一体の共通のケーシング（５、１８）が、閉鎖ハッチ（２１）によってリークプルーフの方法で閉じられている、軸方向端部開口（２０）を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載のポンプユニット。
【請求項４】
一体の共通のケーシング（５、１８）が、ベアリング支持部（２６）を介してポンプステータ（１）の第１の端部に接続され、該ベアリング支持部が、駆動軸（２）をガイドする第１のベアリング（１５）を有し、かつモータユニット（２００）にできるだけ近い位置に設けられることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプユニット。
【請求項５】
駆動軸（２）は、第１のガイドベアリング（１５）から一端が飛び出ていることを特徴とする、請求項４に記載のポンプユニット。
【請求項６】
モータ（３、４）が、二倍の周波数（２Ｆ）で給電される四極モータであることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、特に半導体産業において使用される、大気圧よりも低くプロセスチャンバの圧力を下げるために良好な真空を確立する、ドライ真空ポンプユニットに関する。
【０００２】
本発明は、特にポンプステータを備える、デュアルロータ真空ポンプユニットに関し、ポンプステータは、平行な２つのポンプロータを受ける少なくとも１つの軸方向内部空洞を有し、該平行な２つのポンプロータは、対応するベアリングで回転するように設けられ、かつオイルを含むケーシングに封入されたギアを介して第１の端部で結合される。１つのロータの第１の端部は、真空ポンプを駆動するモータのロータに係合された同軸駆動シャフトによって延長されている。モータは、ステータコイルを有するステータを備え、ギアおよびオイルを含んだケーシングから作動するモータケーシング内に封入されている。真空ポンプユニットのための知られている構造は、ＥＰ０７３３８０４、ＵＳ５９０４４７３、ＵＳ２９４０６６１、およびＪＰ６０２５９７９１に記載されている。
【０００３】
真空ポンプユニットにおける問題の１つは、モータを介し、特にモータステータコイルに給電する導体に沿って、オイルおよびガスが外部に漏れないように、真空ポンプを駆動するモータに十分なシーリングを提供することである。真空ポンプは、例えば１分間に６０００回転（ｒｐｍ）というように非常に高速で回転するために、モータとギアとの間のモータ軸周囲に設けられた動的シール（ｄｙｎａｍｉｃ　ｓｅａｌ）を用いて、十分なシーリングを提供することは難しい。このためオイルがモータを介して外部に漏れ易くなってしまう。また、工業プロセスで用いられる真空ポンプは、毒性がありかつ汚染するようなガスを含んでおり、このガスが周囲の大気中への漏れを防ぐことが不可欠なものである。
【０００４】
図１に示すように知られている真空ポンプでは、シーリングは、モータのロータとステータとの間にあるリークプルーフ（ｌｅａｋｐｒｏｏｆ）中間ジャケットによって提供される。図１は、ポンプステータ（図示せず）を延長する駆動軸２を有する、真空ポンプ１００のステータの第１の端部１を示す縦断面図である。この駆動軸２は、モータユニット２００に係合されており、モータのロータ３に固定されている。モータのロータ３は、電導体（図示せず）により給電されるステータコイル１１を含む、モータのステータ４内部のベアリングで回転するように設けられている。モータのステータ４およびロータ３から構成されるアセンブリは、モータケーシング５に挿入されている。シールは、駆動軸２の周囲にシーリングを与え、駆動軸２はモータケーシング５に入って、真空ポンプ１００の平行な２つのロータを共に結合するギア８のセットを含む上流側区画室７から、モータケーシング５内部の空洞をできるだけ分離する。ギア８は、２つのロータ間に回転運動を分配し、ロータの１つだけが駆動軸２に一致して結合されている。また、ギア８を含む上流側区画室７は、ギアを潤滑させるオイルを含んでいる。振動を低減するように、モータのロータ３を径方向にガイドするために、別のベアリング１５ａが、モータのギア８とロータ３との間に設けられている。
【０００５】
モータケーシング２００を介して、特にモータのステータコイル１１に給電する導体に沿って、ギア８のための潤滑油および毒性ガスが、真空ポンプ１００から外部の大気へと流れるのを妨ぐには、このシールはあまり有効ではない。オイルおよびガスが、モータユニット２００を介して外部の大気へ移動することを防ぐために、図１に示した知られている構造は、同軸ベルの形のリークプルーフジャケット９を備えており、その口部１０は、モータケーシング５の２つの部分、すなわち主部５１および固定ベース５２との間の全外周の周りに漏れない方法で設けられている。リークプルーフジャケット９は、円筒形の中間部分９０を有し、中間部分は、モータのステータ４とモータのロータ３との間の空隙で係合され、かつジャケットのベル口１０およびその端壁９１の両方に接続されている。
【０００６】
このような知られている構造の第１の欠点は、リークプルーフジャケット９、および２つの部分からなるモータケーシング５１、５２を備える、複数の部品を提供し、かつ複数の部品を共に組み立てる必要があるために、複雑になってしまうことである。これは真空ポンプの製造コストを上げることになる。
【０００７】
第２の欠点は、モータのステータ４とロータ３との間の空隙で係合された、リークプルーフジャケット９の円筒形の中間部分９０が存在しているために、比較的大きな幅の空隙が必要となるため、真空ポンプ１００を駆動するのに必要な消費される電力量が大きくなるということにある。
【０００８】
別の欠点は、リークプルーフジャケット９があるために、モータの長さが長くなってしまい、モータのステータ４およびロータ３が、真空ポンプ１００から離れた位置まで移動され、かつ駆動軸の片持ち長さが長くなってしまうことにある。すなわち、モータの振動が大きくなり、また真空ポンプ１００およびモータユニット２００を備えるアセンブリによって発生する騒音が強くなるために、モータのギア８とロータ３との間に、別のベアリング１５ａを設けなければならない。
【０００９】
また別の欠点は、金属で製造されるリークプルーフジャケットが、モータの空隙内の交流磁界を受けることにある。これは、リークプルーフジャケットを構成する材料に誘導される電流が、エネルギー損失を生じさせ、またモータにさらなる熱を発生させる。このような損失は、磁界の周波数と共に増大し、二倍の周波数で給電される四極モータでは使用されなくなる。
【００１０】
ＪＰ０７３１７６７３は、種々の流体のためのネジポンプを開示している。駆動モータは、ロータ軸の１つの中間領域に配設され、中間領域は、ポンプロータとギアとの間で軸をともに結合している。モータケーシングは、ギアを結合しているケーシングとは別個のものである。この構造は、真空ポンプをシーリングするための特有の問題を解決するようには、構成も適合もなされていない。
【００１１】
ＵＳ６００２１８５は、弁を開けるために、弁に結合されたモータを開示している。モータコイルは、モータのステータに腐食性の湿気を発生させてしまう亀裂を生じさせないように、モータケーシングを構成するマス（ｍａｓｓ）に埋め込まれている。
【００１２】
発明の概要
本発明の特定の目的は、同時に簡単で、低コストかつより効果的な方法でシーリングされたモータに結合された、デュアルロータ真空ポンプユニットのための新しい構造を提案することによって、知られている真空ポンプ構造の欠点を無くすことにある。
【００１３】
本発明は、モータを介して大気に移動するオイルおよびガスを、効果的に確実にシーリングしかつ防ぐための他の手段を、リークプルーフジャケットと置き換えることで、リークプルーフジャケットを無くすことを求めるものである。
【００１４】
これらおよび他の目的を達成するために、本発明は、ポンプステータを備えるデュアルモータ真空ポンプユニットを提供し、ポンプステータは、平行な２つのポンプロータを受ける少なくとも１つの軸方向内部空洞を有し、該平行な２つのポンプロータは、対応するベアリングで回転するように設けられ、かつオイルを含むギアケーシングに封入された一組のギアによって第１の端部でともに結合される。１つのポンプロータの第１の端部は、真空ポンプを駆動するモータユニットのロータに係合する駆動軸によって軸方向に延長され、モータユニットは、ステータコイルを備え、かつギアケーシングを延長するモータケーシング内に封入されている。すなわち、本発明によれば、モータケーシングおよびギアケーシングは、真空ポンプのポンプステータの第１の端部に接続された一体の共通のケーシングを形成し、かつこの一体の共通のケーシング内部では、モータユニットのステータコイルは、オイルおよびガスが、給電する導体に沿って外部に漏れないようにするシーリングを提供する、リークプルーフ樹脂に埋め込まれている。
【００１５】
本発明は、より嵩張りかつより高価なシーリング手段を用いないために、製造コストが低減され、かつポンプユニットの信頼性が高められる。
【００１６】
また本発明は、モータのロータとステータとの間の空隙に係合された、リークプルーフジャケットを構成する材料のマスで必然的に発生する誘導電流から生じる損失を防ぐ。
【００１７】
有利な一実施形態では、一体の共通のケーシングは、モータを含む第１の区画室と、ギアのセットを含む第２の区画室との間の中間壁を有し、動的シールを有する駆動軸が、第１の区画室と第２の区画室との間の駆動軸の周りのシーリングを提供するための経路を備えている。
【００１８】
組立しやすいように、一体の共通のケーシングは、閉鎖ハッチによりリークプルーフの方法で閉じられる軸端部の開口を有してよい。
【００１９】
モータにできるだけ近い位置にある駆動軸をガイドする第１のベアリングを有する、ベアリング支持部を介して、ポンプステータの第１の端部に接続される一体の共通のケーシングを提供することによって、振動がさらに低減される。これによって、駆動軸の片持ち長さは短くなる。全長の短縮および片持ち長さの短縮は、リークプルーフ樹脂には誘電性があるため、絶縁距離を短縮することができるので、モータステータをリークプルーフ樹脂に含浸させることにより、ケーシングに一層近付けることができるという事実によってさらに促進される。
【００２０】
本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の添付図面を参照して、以下の特定の実施形態の説明から明らかとなる。
【００２１】
好適な実施形態の説明
図２〜図４に示すように本発明の真空ポンプユニットは、給電線１２によって給電されるモータユニット２００によって駆動される、デュアルロータ真空ポンプ１００を備えている。
【００２２】
この真空ポンプ１００は、対応するベアリングで回転するように設けられた平行な２つのポンプロータを受け取る、少なくとも１つの軸方向内部空洞１３を有するポンプステータ１を備えている。図は、ポンプロータ１４の１つのみを示すものであり、第１のベアリング１５によってポンプステータ１に保持される第１の端部と、第２のベアリング１６によって保持されてる第２の端部とを有する。
【００２３】
ポンプロータ１４のような２つのポンプロータは、オイルを含んだギアケーシング１８に封入されたギア１７のセットによって、それぞれの第１の端部で共に結合されている。
【００２４】
ポンプロータ１４の第１の端部は、モータケーシング５を貫通している駆動軸２によって軸方向に延長されている。駆動軸２は、モータのロータ３に係合され、それ自身が、モータケーシング５に含まれたモータステータ４内で回転するように設けられている。モータステータ４は、ステータコイル１１を備えている（図２）。
【００２５】
本発明では、モータケーシング５およびオイルを含むギアケーシング１８は、一体の共通のケーシングを形成しており、有利には、金属で製造され、かつポンプステータ１の第１の端部に固定されている。一体の共通のケーシング内部では、モータユニット２００のステータコイル１１は、オイルおよびガスのシーリングを提供する、リークプルーフ樹脂１９（図２）に埋め込まれており、モータ給電線１２の導体に沿ってオイルおよびガスを外部に流出させない。
【００２６】
図２および図３に示した実施形態では、一体の共通のケーシング５および１８は、挿入されたシーリングリング２２に結合された閉鎖ハッチ２１により、シーリングされるように閉じられている軸方向端部開口２０を有している。
【００２７】
一体の共通のケーシングは、モータケーシング部５とギアケーシング部１８との間で、駆動軸２のための軸方向の経路、および第１の区画室２４と第２の区画室２５との間の駆動軸２の周囲に、より良いシーリングを提供する動的シール６と共に、中間壁２３を有しており、中間壁は、ギア１７のセットを含む第２の区画室２５から、モータ３および４を含む第１の区画室２４を分離している。
【００２８】
図３および図４に示した有利な実施形態では、一体の共通のケーシング５および１８は、駆動軸２をガイドする第１のベアリング１５を有するベアリング支持部２６を介して、ポンプステータ１の第１の端部に結合されている。駆動軸２の片持ち長さを短縮するために、第１のベアリング１５は、モータユニット２００にできるだけ近い位置に設けられている。
【００２９】
また図３には、真空ポンプ１００の吸入口２７および吐出口２８が示されている。
【００３０】
また、モータケーシング５は、冷却液を搬送するダクト２９を有している。
【００３１】
同時に、本発明の構造は、一体の共通のケーシング５および１８内部に閉じ込められたリークプルーフ樹脂とは別の一体の共通のケーシング５および１８により形成された連続的な金属構造のために、モータユニット２００近傍のポンプステータ１の部分をよりよく冷却するのに役立つ。また、駆動軸２の片持ち長さを短縮することは、振動を抑え、かつ真空ポンプユニットが発生する騒音を低減するのに役立つ。したがって、モータのギア１７とロータ３との間に別のベアリング（図１の１５ａ）を用いなくても済むようになる。換言すれば、図３に示すように、駆動軸２は、第１のガイドベアリング１５から、すなわちモータのロータ３およびギア１７の両方を支持する駆動軸２の部分に沿って一端が飛び出している。
【００３２】
単一周波数Ｆ（例えば、実際には１００Ｈｚ）で給電される二極モータを用いる代わりに、二倍の周波数２Ｆ（例えば、実際には２００Ｈｚ）で給電される、４つの極を有するモータ３、４を用いることによって、同一のモータトルクに関して、モータのステータの長さおよび結果として得られる片持ち長さは、さらに短縮されることができる。空隙にはリークプルーフジャケットが存在しないため、大きな効率の損失を発生することなく、二倍の周波数２Ｆで給電される四極モータを用いることができる。二倍の周波数２Ｆでの動作は、大きな効率の損失が生じるため、このことは、リークプルーフジャケットを用いた従来技術の構造では不可能である。
【００３３】
本発明は、前述の実施形態の明示に限定されるものでなく、当業者の能力範囲内の種々の一般化および変形を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術のモータユニットの縦断面図である。
【図２】
本発明の一実施形態を構成する構造のモータユニットの縦断面図である。
【図３】
本発明の別の実施形態を構成する真空ポンプユニットを示す縦断面図である。
【図４】
本発明の一実施形態を構成するモータケーシングおよびギアケーシングを示す斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004504537.tif 000021
2004504537.tif 000022
【国際調査報告】
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