特開 2024-111568 真空ポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024111568

(43)【公開日】2024-08-19

(54)【発明の名称】真空ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 25/02 20060101AFI20240809BHJP

【ＦＩ】

F04C25/02 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016152

(22)【出願日】2023-02-06

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】川▲崎▼ 裕之

(72)【発明者】

【氏名】宮本 崇志

(72)【発明者】

【氏名】小西 康貴

【テーマコード（参考）】

3H129

【Ｆターム（参考）】

3H129AA07

3H129AA15

3H129AB06

3H129BB05

3H129BB06

3H129CC25

3H129CC32

(57)【要約】

【課題】循環液の漏洩を防止する構造を有する真空ポンプ装置が提供される。
【解決手段】真空ポンプ装置ＭＰは、液封式真空ポンプ部Ｐと、液封式真空ポンプ部に接続されたキャンドモータ部Ｍと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液封式真空ポンプ部と、前記液封式真空ポンプ部に接続されたキャンドモータ部と、を備える真空ポンプ装置であって、
前記液封式真空ポンプ部は、回転軸に固定され、かつ前記真空ポンプ装置に導入された液体によって液環を形成する羽根車を備えており、
前記キャンドモータ部は、
前記回転軸を回転可能に支持し、かつ前記液体によって潤滑されるすべり軸受と、
前記回転軸を回転させる回転子および固定子と、
前記回転子と前記固定子との間に配置されたキャンと、を備えている、真空ポンプ装置。

【請求項2】

前記真空ポンプ装置は、前記液封式真空ポンプ部と前記キャンドモータ部との間で前記液体を流通させる連絡口を有している、請求項１に記載の真空ポンプ装置。

【請求項3】

前記連絡口は、前記羽根車のボス部の直径以下の大きさを有している、請求項２に記載の真空ポンプ装置。

【請求項4】

前記すべり軸受は、前記回転軸の軸線方向において、前記真空ポンプ装置の中央に配置されている、請求項１に記載の真空ポンプ装置。

【請求項5】

前記液封式真空ポンプ部は、前記液体を前記羽根車に導入するポンプ側液体導入口を有するポンプケーシングを備えており、
前記ポンプ側液体導入口は、前記回転軸に形成された、前記液体を前記すべり軸受に導入する貫通孔に連通している、請求項１に記載の真空ポンプ装置。

【請求項6】

前記ポンプケーシングは、
前記ポンプ側液体導入口を通じて、前記羽根車の前端面側に導入された液体によって液膜を形成する前側液膜領域と、
前記ポンプ側液体導入口、前記貫通孔、および前記すべり軸受を通じて、前記羽根車の後端面側に導入された液体によって液膜を形成する後側液膜領域と、を有している、請求項５に記載の真空ポンプ装置。

【請求項7】

前記キャンドモータ部は、前記液体を前記すべり軸受に導入するモータ側液体導入口を有するモータケーシングを備えており、
前記モータ側液体導入口は、前記回転軸に形成された、前記液体を前記羽根車に導入する貫通孔に連通している、請求項１に記載の真空ポンプ装置。

【請求項8】

前記ポンプケーシングは、
前記モータ側液体導入口および前記貫通孔を通じて、前記羽根車の前端面側に導入された液体によって液膜を形成する前側液膜領域と、
前記モータ側液体導入口および前記すべり軸受を通じて、前記羽根車の後端面側に導入された液体によって液膜を形成する後側液膜領域と、を有している、請求項７に記載の真空ポンプ装置。

【請求項9】

前記真空ポンプ装置は、前記回転軸に形成された貫通孔を通過する液体の流量を調整する流量調整構造を備えている、請求項１に記載の真空ポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空ポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ケーシング内に配置された羽根車と、ケーシング内に形成された液環と、で構成される閉空間の容積を変化させることによって、気体を移送する液封式真空ポンプ装置が知られている。このような真空ポンプ装置は、羽根車の回転による遠心力をケーシング内に封入された液体に付与することによって、ケーシング内に液環を形成するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－１８４７８２号公報

【特許文献2】特開２０２２－００７６３９号公報

【特許文献3】特開２０２２－０３４２３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ケーシング内に液環を形成するために、ケーシングの内部は一定の循環液で満たされている。その一方で、羽根車が固定された回転軸はケーシングを貫通して延びているため、回転軸とケーシングとの間には僅かな隙間が形成されている。したがって、ケーシングに導入された液体の、隙間からの漏洩を抑制する必要がある。特に、液体の漏洩を嫌う装置内で液封式真空ポンプ装置を用いる場合には、循環液の漏洩を確実に防止する必要がある。

【0005】

そこで、本発明は、循環液の漏洩を防止する構造を有する真空ポンプ装置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】

【0006】

一態様では、液封式真空ポンプ部と、前記液封式真空ポンプ部に接続されたキャンドモータ部と、を備える真空ポンプ装置が提供される。前記液封式真空ポンプ部は、回転軸に固定され、かつ前記真空ポンプ装置に導入された液体によって液環を形成する羽根車を備えており、前記キャンドモータ部は、前記回転軸を回転可能に支持し、かつ前記液体によって潤滑されるすべり軸受と、前記回転軸を回転させる回転子および固定子と、前記回転子と前記固定子との間に配置されたキャンと、を備えている。

【0007】

一態様では、前記真空ポンプ装置は、前記液封式真空ポンプ部と前記キャンドモータ部との間で前記液体を流通させる連絡口を有している。
一態様では、前記連絡口は、前記羽根車のボス部の直径以下の大きさを有している。
一態様では、前記すべり軸受は、前記回転軸の軸線方向において、前記真空ポンプ装置の中央に配置されている。

【0008】

一態様では、前記液封式真空ポンプ部は、前記液体を前記羽根車に導入するポンプ側液体導入口を有するポンプケーシングを備えており、前記ポンプ側液体導入口は、前記回転軸に形成された、前記液体を前記すべり軸受に導入する貫通孔に連通している。
一態様では、前記ポンプケーシングは、前記ポンプ側液体導入口を通じて、前記羽根車の前端面側に導入された液体によって液膜を形成する前側液膜領域と、前記ポンプ側液体導入口、前記貫通孔、および前記すべり軸受を通じて、前記羽根車の後端面側に導入された液体によって液膜を形成する後側液膜領域と、を有している。
一態様では、前記キャンドモータ部は、前記液体を前記すべり軸受に導入するモータ側液体導入口を有するモータケーシングを備えており、前記モータ側液体導入口は、前記回転軸に形成された、前記液体を前記羽根車に導入する貫通孔に連通している。

【0009】

一態様では、前記ポンプケーシングは、前記モータ側液体導入口および前記貫通孔を通じて、前記羽根車の前端面側に導入された液体によって液膜を形成する前側液膜領域と、前記モータ側液体導入口および前記すべり軸受を通じて、前記羽根車の後端面側に導入された液体によって液膜を形成する後側液膜領域と、を有している。
一態様では、前記真空ポンプ装置は、前記回転軸に形成された貫通孔を通過する液体の流量を調整する流量調整構造を備えている。

【発明の効果】

【0010】

液封式真空ポンプ部と、キャンドモータ部と、を備える真空ポンプ装置は、循環液の漏洩を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】真空ポンプ装置の一実施形態を示す図である。

【図2】ポンプ部の一部分を拡大した図である。

【図3】ポンプ空間を示す図である。

【図4】連絡口を拡大した図である。

【図5】真空ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。

【図6】真空ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。

【図7】真空ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。

【図8】真空ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。以下に示す複数の実施形態において、特に説明しない構成および動作は、同一であるので、その重複する説明を省略する。

【0013】

図１は、真空ポンプ装置の一実施形態を示す図である。図１に示すように、真空ポンプ装置ＭＰは、液封式真空ポンプ構造を有する液封式真空ポンプ部Ｐと、キャンドモータ構造を有するキャンドモータ部Ｍと、を備えている。

【0014】

キャンドモータ構造を有する真空ポンプ装置ＭＰは、液体の漏洩を防止することができる。さらに、キャンドモータ構造を有する真空ポンプ装置ＭＰは、液封式真空ポンプ部Ｐによって移送される気体の漏洩（真空漏れ）を防止することができ、真空効率を向上させることができる。以下、真空ポンプ装置ＭＰの詳細な構造について説明する。

【0015】

液封式真空ポンプ部Ｐおよびキャンドモータ部Ｍは、互いに直列的に接続されている。以下、本明細書において、液封式真空ポンプ部Ｐを単にポンプ部Ｐと呼ぶことがあり、キャンドモータ部Ｍは単にモータ部Ｍと呼ぶことがある。ポンプ部Ｐは、回転軸１０に固定され、かつ真空ポンプ装置ＭＰに導入された液体によって液環を形成する羽根車１と、羽根車１を収容するポンプケーシング２０と、を備えている。羽根車１は、回転軸１０に固定されたボス部１ａと、ボス部１ａから放射状に延びる複数の翼１ｂと、を有している。

【0016】

羽根車１は、その回転によって、ポンプケーシング２０内の液体に遠心力を作用させ、液環を形成する。ポンプ部Ｐは、羽根車１および液環で構成された閉空間を、圧縮を伴いながら、回転移動させることにより、真空状態を作り出すように構成されている。

【0017】

図１に示すように、ポンプケーシング２０は、吸気口２１および排気口２２を有するポンプカバー２４と、羽根車１の半径方向外側に配置されたポンプフレーム２５と、を備えている。ポンプカバー２４およびポンプフレーム２５は、互いに接続されている。ポンプカバー２４は、ポンプフレーム２５に密着する内端面２４ａと、内端面２４ａとは反対側の外端面２４ｂと、を有している。

【0018】

吸気口２１および排気口２２は、ポンプフレーム２５の内周面２５ａと羽根車１との間に形成されたポンプ空間７に連通している。ポンプカバー２４は、吸気口２１および排気口２２の間に配置され、かつ液体を羽根車１に導入する液体導入口（ポンプ側液体導入口）２３を有している。液体導入口２３は、回転軸１０の軸線方向ＣＬと一直線上に並んでおり、回転軸１０に形成された貫通孔１０ａに連通している。

【0019】

図１に示すように、吸気口２１、排気口２２、および液体導入口２３は、ポンプカバー２４の外端面２４ｂおよび内端面２４ａに接続されており、軸線方向ＣＬと平行に延びている。吸気口２１、排気口２２、および液体導入口２３のそれぞれは、接続管（図示しない）に接続される。吸気口２１、排気口２２、および液体導入口２３は、同一平面上、すなわち、外端面２４ｂ上に形成されているため、吸気口２１、排気口２２、および液体導入口２３のそれぞれに接続管を容易に接続することができる。

【0020】

ポンプ部Ｐは、回転軸１０を回転自在に支持し、かつ液体導入口２３から導入された液体によって潤滑されるすべり軸受（ポンプ側すべり軸受）４を備えている。本実施形態では、すべり軸受４は、軸受組立体であり、回転軸１０に作用するラジアル荷重およびスラスト荷重を支持するように構成されている。

【0021】

すべり軸受４は、液体導入口２３を構成するポンプカバー２４の内周面に固定された固定側軸受５と、回転軸１０に固定され、かつ固定側軸受５に対向する回転側軸受６と、を備えている。固定側軸受５は、円筒形状を有しており、回転軸１０の貫通孔１０ａに連通する内周面５ａを有している。回転軸１０は、固定側軸受５の内周面５ａの内側に配置されている。回転軸１０に固定された回転側軸受６は、リング形状を有しており、かつ回転軸１０の回転力が伝達される構造を有している。

【0022】

液体導入口２３を通じて、ポンプ部Ｐに導入された液体の一部は、固定側軸受５の内周面５ａと回転軸１０の外周面との間に形成された僅かな隙間を通過して、固定側軸受５と回転側軸受６との間に導入される。液体が固定側軸受５と回転側軸受６との間に存在する状態で、回転軸１０が回転すると、回転側軸受６は、液体の存在下で固定側軸受５にすべり接触する。

【0023】

ポンプ部Ｐは、羽根車１を回転軸１０に固定するためのナット４４と、ナット４４と羽根車１との間に配置されたスペーサ３と、を備えている。ナット４４およびスペーサ３は、回転軸１０に装着されている。すべり軸受４を通過した液体は、液体導入口２３と回転軸１０（より具体的には、ナット４４およびスペーサ３）との間に形成された環状の隙間を通過して、ポンプ空間７に供給される。

【0024】

図２は、ポンプ部の一部分を拡大した図である。図２に示すように、ポンプケーシング２０は、液体導入口２３を通じて羽根車１の前端面１ｃ側に導入された液体によって液膜を形成する前側液膜領域８を有している。前側液膜領域８は、吸気口２１および排気口２２に連通している。液体導入口２３と回転軸１０との間の隙間を通過した液体は、羽根車１の前端面１ｃとポンプカバー２４の内端面２４ａとの間に形成された、ポンプ空間７の一部を構成する前側液膜領域８に導入される。

【0025】

ポンプカバー２４は、液体導入口２３に接続され、かつ前側液膜領域８に連通する液体流路２６を有している。液体導入口２３から供給された液体の一部は、液体流路２６を通じて、前側液膜領域８に導入される。液体導入口２３と回転軸１０との間の隙間と、液体流路２６と、を通過した液体が前側液膜領域８に存在する状態で、羽根車１が回転すると、前側液膜領域８には、移送される気体のシール性を維持する液膜が形成される。液膜は、液環の一部を構成している。

【0026】

軸線方向ＣＬに沿って延びる液体導入口２３と回転軸１０との間の環状の隙間は、羽根車１のボス部１ａの直径以下の大きさを有している。言い換えれば、内端面２４ａに接続された液体導入口２３の直径の大きさは、ボス部１ａの直径以下の大きさである（図２参照）。このような関係性が存在すれば、ポンプカバー２４は、ボス部１ａの外側に配置された流路（例えば、液体流路２６）を有してもよい。すなわち、ポンプカバー２４は、上記関係性を有する流路を備えていれば、その他の追加的な流路を有してもよい。

【0027】

翼１ｂの、ボス部１ａとの接続部分（すなわち、翼１ｂの基端部分）の周速は、翼１ｂの先端部分の周速よりも低い。したがって、翼１ｂの基端部分に形成される液膜は途切れやすく、結果として、気体のシール性が低下するおそれがある。本実施形態では、液体導入口２３と回転軸１０との間の隙間は、ボス部１ａの直径以下の大きさを有しているため、この隙間を通過する液体は、ボス部１ａに直接導入される。したがって、適切な量の液体を翼１ｂの基端部分に安定的に導入することができ、結果として、前側液膜領域８に形成された液膜を効果的に維持することができる。

【0028】

図３は、ポンプ空間を示す図である。図３に示すように、羽根車１を取り囲むポンプフレーム２５は、その円周方向において異なる厚みを有している。ポンプ空間７には、液体導入口２３を通じて、所定量（すなわち、ポンプ空間７に液環ＬＲを形成するために必要な量であり、例えば、約半分の量）の液体が供給される。

【0029】

この状態で、羽根車１が回転すると、複数の翼１ｂは、ポンプフレーム２５の内周面２５ａに向かってポンプ空間７内の液体を掻き出し、液体は、ポンプフレーム２５の内周面２５ａに沿って回転する。この回転によって、ポンプ空間７に環状の液体（すなわち、液環）ＬＲが形成される。液環ＬＲを形成することにより、液環ＬＲと羽根車１との間には、回転軸１０の回転方向（すなわち、ポンプフレーム２５の円周方向）に沿った、異なる大きさの閉空間が形成される。

【0030】

羽根車１が回転すると、真空ポンプ装置ＭＰの外部の気体が吸気口２１を通じて、ポンプ空間７（より具体的には、閉空間）に導入される。閉空間に導入された気体は、圧縮されながら、羽根車１の回転とともに排気口２２に移動される。このように、気体の吸引、圧縮、および排気を繰り返すことにより、真空状態が形成される。

【0031】

気体の移送により、ポンプ空間７の閉空間には、真空層が形成され、液体導入口２３と真空層との間には、圧力差が生じる。したがって、ポンプ部Ｐは、この圧力差により、液体導入口２３に導入された液体を効率よく、回転側軸受６と固定側軸受５との間の隙間に導入することができる。

【0032】

図１に示すように、モータ部Ｍは、回転軸１０を回転可能に支持し、かつ真空ポンプ装置ＭＰに導入された液体によって潤滑されるすべり軸受（モータ側すべり軸受）４８と、回転軸１０を回転させる回転子３６と、回転子３６を取り囲む固定子３５と、回転子３６と固定子３５との間に配置されたキャン３４と、を備えている。本実施形態において、すべり軸受４８は、軸受組立体であり、回転軸１０に作用するラジアル荷重およびスラスト荷重を支持するように構成されている。

【0033】

図１に示す実施形態では、真空ポンプ装置ＭＰは、ポンプ部Ｐとモータ部Ｍとの間に配置された中間ケーシング３１を備えている。中間ケーシング３１は、真空ポンプ装置ＭＰの中間に配置された板状のブラケットである。中間ケーシング３１は、ポンプフレーム２５に密着するポンプ側端面３１ａを有しており、ポンプフレーム２５は、ポンプカバー２４と中間ケーシング３１との間に配置されている。ポンプ空間７は、ポンプフレーム２５の内周面２５ａと、ポンプカバー２４の内端面２４ａと、中間ケーシング３１のポンプ側端面３１ａと、で囲まれた空間である（図２参照）。

【0034】

回転子３６および固定子３５は、回転軸１０を回転させる回転要素である。モータ部Ｍは、回転要素としての回転子３６および固定子３５を収容するモータケーシング３０を備えている。モータケーシング３０は、固定子３５が固定されたモータフレーム３３と、モータフレーム３３の一方の開口端を閉じるモータカバー３２と、を備えている。

【0035】

モータフレーム３３は、固定子３５を取り囲んでおり、中間ケーシング３１とモータカバー３２との間に配置されている。中間ケーシング３１は、モータフレーム３３に密着するモータ側端面３１ｂを有しており、モータフレーム３３の他方の開口端は中間ケーシング３１によって閉じられている。

【0036】

ポンプカバー２４と中間ケーシング３１との間にポンプフレーム２５を配置し、中間ケーシング３１とモータカバー３２との間にモータフレーム３３を配置した状態で、通しボルトなどの締結具（図示しない）によって、ポンプカバー２４およびモータカバー３２を締め付ける。この締め付けによって、ポンプ部Ｐおよびモータ部Ｍは、互いに直列的に接続され、一体的に構成される。

【0037】

図１に示すように、真空ポンプ装置ＭＰは、回転軸１０の軸線方向ＣＬに沿って配置されたポンプカバー２４、中間ケーシング３１、およびモータカバー３２を備えており、中間ケーシング３１を貫通して延びる回転軸１０は、モータフレーム３３およびモータカバー３２で構成される密閉空間に配置されている。回転軸１０の開口端は、この密閉空間に配置されているため、回転軸１０の貫通孔１０ａから流出する液体は、モータ部Ｍの外部には漏洩しない。このようにして、モータ部Ｍは、貫通孔１０ａを通じてモータ部Ｍに導入された液体の漏洩を防止することができる。

【0038】

モータ部Ｍは、回転軸１０に固定された回転部材４２と、回転部材４２に装着された回転子カバー３７と、を備えている。回転子３６は、回転部材４２に固定されており、回転子カバー３７は、キャン３４の内側に配置されており、回転部材４２に固定された回転子３６を液密的に覆っている。

【0039】

図１に示す実施形態では、すべり軸受４８は、中間ケーシング３１に配置されている。より具体的には、中間ケーシング３１は、回転軸１０の軸線方向ＣＬにおいて、真空ポンプ装置ＭＰの中央に配置されている。したがって、すべり軸受４８は、真空ポンプ装置ＭＰの中央に配置される。このような配置により、すべり軸受４８は、回転軸１０に作用するラジアル荷重およびスラスト荷重をバランスよく支持することができる。したがって、真空ポンプ装置ＭＰは、すべり軸受４を省略してもよく、結果として、ポンプ装置ＭＰの全体のサイズを小さくすることができる。

【0040】

すべり軸受４８は、中間ケーシング３１に装着された固定側軸受４０と、回転部材４２に装着された回転側軸受４１と、を有している。固定側軸受４０は、円筒形状を有しており、回転軸１０（より具体的には、回転軸１０に装着された円筒状のスリーブ４３）が貫通する内周面４０ａを有している。したがって、固定側軸受４０の内周面４０ａと回転軸１０（より具体的には、スリーブ４３）との間には、僅かな隙間が形成されている。

【0041】

回転側軸受４１は、固定側軸受４０を取り囲む円筒形状を有しており、回転側軸受４１と固定側軸受４０との間には、僅かな隙間が形成されている。液体導入口２３を通じてポンプ部Ｐに導入された液体の一部は、回転軸１０の貫通孔１０ａを通じてモータ部Ｍに供給される。モータ部Ｍに供給された液体は、回転部材４２の端面４２ａとモータカバー３２の端面３２ａとの間の隙間と、回転子カバー３７とキャン３４との間の隙間と、を通過して、すべり軸受４８に導入される。

【0042】

すべり軸受４８に導入された液体は、固定側軸受４０と回転側軸受４１との間の隙間を通過する。液体が固定側軸受４０と回転側軸受４１との間に存在する状態で、回転軸１０が回転すると、回転側軸受４１は、液体の存在下で固定側軸受４０にすべり接触する。

【0043】

液体が存在しない状態で、回転軸１０が回転すると、すべり軸受４８で摩擦熱が発生したり、真空ポンプ装置ＭＰが大きく振動してしまうおそれがある。本実施形態では、真空ポンプ装置ＭＰは、液体導入口２３および貫通孔１０ａを通じて、液体をすべり軸受４８に直接導入する構造を有している。

【0044】

このような構造により、すべり軸受４８に液体を確実に供給することができる。したがって、真空ポンプ装置ＭＰは、すべり軸受４８の摩擦（摩耗）や真空ポンプ装置ＭＰの振動などの問題を防止することができる。同様に、真空ポンプ装置ＭＰは、液体導入口２３を通じて、液体をすべり軸受４に直接導入する構造を有しているため、すべり軸受４の摩擦（摩耗）や真空ポンプ装置ＭＰの振動などの問題を防止することができる。

【0045】

図４は、連絡口を拡大した図である。図４に示すように、すべり軸受４８を通過した液体は、固定側軸受４０の内周面４０ａと回転軸１０（より具体的には、スリーブ４３）との間の隙間に導入される。この隙間は、回転軸１０の軸線方向ＣＬに沿って延びている。

【0046】

真空ポンプ装置ＭＰは、ポンプ部Ｐとモータ部Ｍとの間で液体を流通させる連絡口８０（図４の一点鎖線で囲まれた領域参照）を有している。連絡口８０は、中間ケーシング３１の連通孔３１ｃと回転軸１０の外周面（より具体的には、スリーブ４３）との間に形成されている。連絡口８０は、ポンプフレーム２５の内周面２５ａと羽根車１との間に形成されたポンプ空間７に連通している。

【0047】

より具体的には、ポンプケーシング２０は、液体導入口２３、貫通孔１０ａ、およびすべり軸受４８を通じて、羽根車１の後端面１ｄ側に導入された液体によって液膜を形成する後側液膜領域９を有している。連絡口８０を通過した液体は、羽根車１の後端面１ｄと中間ケーシング３１のポンプ側端面３１ａとの間の隙間に形成された、ポンプ空間７の一部を構成する後側液膜領域９に導入される。後端面１ｄとスリーブ４３との間には、羽根車１を回転軸１０に固定するための、回転軸１０に装着されたナット４５が配置されている。

【0048】

連絡口８０は、羽根車１のボス部１ａの直径以下の大きさを有している。言い換えれば、中間ケーシング３１の連通孔３１ｃの直径の大きさは、ボス部１ａの直径以下の大きさである。このような構造により、液体をボス部１ａに直接、導入することができる。したがって、適切な量の液体が安定的に翼１ｂの基端部分に導入され、結果として、後側液膜領域９に形成された液膜を効果的に維持することができる。

【0049】

本実施形態では、液体導入口２３を通じて導入された液体が前側液膜領域８における液膜を形成し、連絡口８０を通じて導入された液体が後側液膜領域９における液膜を形成する。前側液膜領域８および後側液膜領域９に供給された液体がポンプ空間７における液環ＬＲ（図３参照）を形成する。

【0050】

このように、ポンプ装置ＭＰは、羽根車１の両側（すなわち、前側液膜領域８および後側液膜領域９）に液体を供給する構造を有している。言い換えれば、ポンプ装置ＭＰは、液体をポンプ部Ｐに直接導入し、かつモータ部Ｍを通過させた液体をポンプ部Ｐに導入する構造を有している。

【0051】

発熱体としての回転子３６および固定子３５が異常に発熱すると、真空ポンプ装置ＭＰが故障するおそれがある。したがって、真空ポンプ装置ＭＰの安定的な運転を実現するために、モータ部Ｍに導入された液体によって、回転子３６および固定子３５を冷却することが望ましい。その一方で、ポンプ空間７に形成された閉空間に導入された気体の圧縮に起因して、圧縮熱が生じ、圧縮熱によって、ポンプ空間７内の液体が加熱される可能性がある。

【0052】

本実施形態では、真空ポンプ装置ＭＰは、液体導入口２３および貫通孔１０ａを通じて、新鮮な液体（すなわち、圧縮熱の影響を受けていない液体）を回転子３６に供給することができる。したがって、回転子３６は、回転子カバー３７を通じて、新鮮な液体によって冷却される。同様に、固定子３５は、キャン３４を通じて、新鮮な液体によって冷却される。結果として、回転子３６および固定子３５の異常発熱を防止することができ、真空ポンプ装置ＭＰの安定的な運転を実現することができる。

【0053】

図５は、真空ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。以下に示す複数の実施形態において、特に説明しない構成および動作は、上述した実施形態と同一であるので、その重複する説明を省略する。

【0054】

図５に示す実施形態では、すべり軸受４８は、モータカバー３２に配置されている。より具体的には、固定側軸受４０はモータカバー３２の端面３２ａに固定されており、回転側軸受４１は回転部材４２の端面４２ａに固定されている。回転子３６および固定子３５から構成された回転要素は、回転軸１０の軸線方向ＣＬにおいて、真空ポンプ装置ＭＰの中央に配置されている。

【0055】

液体導入口２３を通じてモータ部Ｍに導入された液体の一部は、回転側軸受４１と固定側軸受４０との間の隙間を通過して、キャン３４と回転子カバー３７との間の隙間に導入される。

【0056】

図５に示すように、モータカバー３２は、モータ部Ｍに導入された液体の一部をキャン３４と回転子カバー３７との間の隙間に導入させる流通孔５０を有している。流通孔５０は、回転軸１０の軸線方向ＣＬと垂直に延びている。したがって、モータ部Ｍに導入された液体の一部は、流通孔５０を通じて、キャン３４と回転子カバー３７との間の隙間に導入される。

【0057】

このように、モータ部Ｍに導入された液体は、回転側軸受４１と固定側軸受４０との間の隙間と、モータカバー３２の流通孔５０と、を通過して、キャン３４と回転子カバー３７との間の隙間に導入される。液体は、回転子カバー３７に接触して、回転子３６の熱を奪いつつ、中間ケーシング３１の連通孔３１ｃと回転軸１０の外周面（より具体的には、スリーブ４３）との間に形成された連絡口８０を通じて、後側液膜領域９に導入される。

【0058】

図６は、真空ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。図６に示す実施形態では、図５に示す実施形態と同様に、すべり軸受４８は、モータカバー３２に配置されている。図６に示すように、中間ケーシング３１は、ポンプ空間７（より具体的には、後側液膜領域９）に連通する吸気口６０および排気口６１を有している。このように、真空ポンプ装置ＭＰは、複数（図６に示す実施形態では、２つ）の吸気口２１，６０と、複数（図６に示す実施形態では、２つ）の排気口２２，６１と、を有してもよい。

【0059】

図６を参照して説明した真空ポンプ装置ＭＰを設置する場合には、吸気口２１，６０のうちの１つを閉じ、排気口２２，６１のうちの１つを閉じる。言い換えれば、真空ポンプ装置ＭＰの設置環境に応じて、作業者は、吸気口２１，６０のうち、使用する吸気口と、排気口２２，６１のうち、使用する排気口と、を選択することができる。したがって、真空ポンプ装置ＭＰが狭小空間に設置される場合であっても、真空ポンプ装置ＭＰは、その設置環境の制約を受けることなく、真空状態を作り出すことができる。

【0060】

図７は、真空ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。図７に示す実施形態では、図５および図６に示す実施形態と同様に、すべり軸受４８は、モータカバー３２に配置されている。図７に示すように、ポンプカバー２４は、液体導入口２３を有しておらず、その代わりに、モータカバー３２は、液体をすべり軸受４８に導入する液体導入口（モータ側液体導入口）７０を有している。一実施形態では、ポンプカバー２４は、液体導入口２３を有してもよい。この場合、作業者は、真空ポンプ装置ＭＰの使用環境に応じて、適宜、液体導入口２３を閉じてもよい。

【0061】

液体導入口７０は、軸線方向ＣＬと垂直な方向において、モータカバー３２の中央に形成されている。液体導入口７０は、回転軸１０の軸線方向ＣＬと一直線上に並んでおり、回転軸１０の貫通孔１０ａに連通している。液体導入口７０を通じてモータ部Ｍに導入された液体の一部は、回転側軸受４１と固定側軸受４０との間の隙間と、モータカバー３２の流通孔５０と、を通過して、キャン３４と回転子カバー３７との間の隙間に導入される。液体は、回転子カバー３７を介して回転子３６の熱を奪いつつ、連絡口８０を通じて、後側液膜領域９に導入される。

【0062】

液体導入口７０を通じてモータ部Ｍに導入された液体の一部は、回転軸１０の貫通孔１０ａを通じて、ポンプ部Ｐに導入される。ポンプ部Ｐに導入された液体は、ポンプカバー２４の液体流路２６と、回転側軸受６と固定側軸受５との間の隙間と、を通じて、前側液膜領域８に導入される。

【0063】

図１乃至図６に示す実施形態では、真空ポンプ装置ＭＰは、液体導入口２３に導入された液体を、貫通孔１０ａを通じて、ポンプ部Ｐからモータ部Ｍに流通させる構造を有しているが、図７に示す実施形態では、真空ポンプ装置ＭＰは、液体導入口７０に導入された液体を、貫通孔１０ａを通じて、モータ部Ｍからポンプ部Ｐに流通させる構造を有している。

【0064】

図７に示すように、真空ポンプ装置ＭＰは、回転軸１０の貫通孔１０ａを通過する液体の流量を調整する流量調整構造７１を備えている。流量調整構造７１は、ポンプ部Ｐに導入される液体の流れ（流量）を絞るように構成されている。図７に示す実施形態では、流量調整構造７１は、貫通孔１０ａに固定されたオリフィスである。

【0065】

一実施形態では、オリフィスとしての流量調整構造７１は、回転軸１０に脱着可能に取り付けられてもよい。図示しないが、流量調整構造７１は、図１乃至図６に示す実施形態における真空ポンプ装置ＭＰに適用されてもよい。

【0066】

前側液膜領域８および後側液膜領域９のそれぞれに形成される液膜を効果的に維持するためには、前側液膜領域８および後側液膜領域９のそれぞれに導入される液体の流量が等しいことが望ましい。特に、本実施形態では、モータ部Ｍに導入された液体は、１つの流路（すなわち、連絡口８０）を通過して後側液膜領域９に導入される一方で、ポンプ部Ｐに導入された液体は、２つの流路（すなわち、液体流路２６と、回転側軸受６と固定側軸受５との間の隙間と、）を通過して、前側液膜領域８に導入される。

【0067】

本実施形態では、流量調整構造７１を貫通孔１０ａに配置することにより、ポンプ部Ｐに導入される液体の流量を制限することができるため、前側液膜領域８および後側液膜領域９のそれぞれに導入される液体の流量を等しくすることができる。一実施形態では、流量調整構造７１は、液体の流量を調整することができれば、必ずしも、貫通孔１０ａに配置される必要はない。例えば、流量調整構造７１は、液体流路２６に配置されてもよい。

【0068】

作業者は、流量調整構造７１を交換することにより、前側液膜領域８および後側液膜領域９のそれぞれに導入される液体の流量を調整してもよい。例えば、流量調整構造７１がオリフィスである場合には、作業者は、内径の異なる複数のオリフィスを用意し、適宜、オリフィスを交換してもよい。

【0069】

図８は、真空ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。図６および図７に示す実施形態では、真空ポンプ装置ＭＰは、ポンプカバー２４に形成された吸気口２１および排気口２２と、中間ケーシング３１に形成された吸気口６０および排気口６１と、を備えている。図８に示す実施形態では、真空ポンプ装置ＭＰは、ポンプカバー２４に形成された単一の吸気口２１と、中間ケーシング３１に形成された単一の排気口６１と、を備えている。

【0070】

このように、ポンプカバー２４は吸気口２１のみを有し、中間ケーシング３１は排気口６１のみを有してもよい。一実施形態では、中間ケーシング３１は吸気口６０のみを有し、ポンプカバー２４は排気口２２のみを有してもよい（図６および図７参照）。

【0071】

図６乃至図８に示す実施形態では、真空ポンプ装置ＭＰは、吸気口２１（または吸気口６０）および排気口２２（または排気口６１）をポンプ空間７の両側に配置することができる。前側液膜領域８および後側液膜領域９のそれぞれに形成される液膜を効果的に維持するためには、前側液膜領域８および後側液膜領域９のそれぞれに接続される気体流路（すなわち、吸気口２１，６０および排気口２２，６１）の数は少ないことが好ましい。

【0072】

本実施形態では、吸気口２１（または吸気口６０）および排気口２２（または排気口６１）をポンプ空間７の両側に配置することにより、前側液膜領域８および後側液膜領域９のそれぞれに接続される気体流路の数を１つにすることができる。したがって、前側液膜領域８および後側液膜領域９のそれぞれに形成された液膜は、途切れることなく、効果的に維持される。

【0073】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0074】

１ 羽根車
１ａ ボス部
１ｂ 翼
１ｃ 前端面
１ｄ 後端面
３ スペーサ
４ ポンプ側すべり軸受
５ 固定側軸受
５ａ 内周面
６ 回転側軸受
７ ポンプ空間
８ 前側液膜領域
９ 後側液膜領域
１０ 回転軸
１０ａ 貫通孔
２０ ポンプケーシング
２１ 吸気口
２２ 排気口
２３ ポンプ側液体導入口
２４ ポンプカバー
２４ａ 内端面
２４ｂ 外端面
２５ ポンプフレーム
２５ａ 内周面
２６ 液体流路
３０ モータケーシング
３１ 中間ケーシング
３１ａ ポンプ側端面
３１ｂ モータ側端面
３１ｃ 連通孔
３２ モータカバー
３２ａ 端面
３３ モータフレーム
３４ キャン
３５ 固定子
３６ 回転子
３７ 回転子カバー
４０ 固定側軸受
４０ａ 内周面
４１ 回転側軸受
４２ 回転部材
４２ａ 端面
４８ モータ側すべり軸受
５０ 流通孔
６０ 吸気口
６１ 排気口
７０ モータ側液体導入口
７１ 流量調整構造
８０ 連絡口
ＭＰ 真空ポンプ装置
Ｐ 液封式真空ポンプ部
Ｍ キャンドモータ部
ＬＲ 液環

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】