專利名稱：真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空泵，特別是優(yōu)選用于從半導(dǎo)體制造過程所用的真空腔中排出氣體的真空泵。
附圖中的

圖1是一種傳統(tǒng)羅茨式正排量真空泵的橫斷面圖，該真空泵包括多級羅茨真空泵，其具有一對容納在殼體中的泵轉(zhuǎn)子。每個(gè)泵轉(zhuǎn)子分別具有三級羅茨轉(zhuǎn)子。如圖1所示，一個(gè)泵轉(zhuǎn)子51包含布置在殼體52中的轉(zhuǎn)子51a、51b和51c以及一個(gè)被軸承53可旋轉(zhuǎn)地支承著的主軸51d。真空泵具有一個(gè)形成在殼體52中并且布置在寬度最大的轉(zhuǎn)子51a上方的入口54和一個(gè)形成在殼體52中并且布置在寬度最小的轉(zhuǎn)子51c下方的出口55。泵轉(zhuǎn)子51在主軸51d的出口側(cè)端部處連接著電機(jī)M。一個(gè)同步齒輪56固定在主軸51d的位于入口側(cè)的另一端部上。同步齒輪56用于連接一對彼此面對著的泵齒輪51，圖1中示出了其中一個(gè)泵轉(zhuǎn)子。
當(dāng)電機(jī)M通電后，上述一對泵轉(zhuǎn)子51被同步齒輪56帶動(dòng)著沿相反方向同步旋轉(zhuǎn)，氣體被多級轉(zhuǎn)子51a、51b和51c傳輸并排出。在多級真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鄰近于入口54安置的轉(zhuǎn)子51a不會(huì)被加熱到高溫，而鄰近于出口55安置的轉(zhuǎn)子51c則會(huì)被氣體加熱到高溫，因?yàn)樵摎怏w已經(jīng)被成對轉(zhuǎn)子51a、51b和51c以多級的方式壓縮過了。
用于驅(qū)動(dòng)真空泵的電機(jī)通常包括感應(yīng)電機(jī)。電機(jī)M包含一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子57，該電機(jī)轉(zhuǎn)子具有一個(gè)由電磁性鋼片層合組件構(gòu)成的鐵心58。鐵心58上帶有槽，用于容納作為二級導(dǎo)體的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條(未示出)。在電機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于電機(jī)M的定子60將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電場，因此會(huì)有感應(yīng)電流流過二級導(dǎo)體。這樣，旋轉(zhuǎn)電場和感應(yīng)電流將產(chǎn)生用于使電機(jī)轉(zhuǎn)子57旋轉(zhuǎn)的扭矩。另外，流過二級導(dǎo)體的電流將加熱電機(jī)轉(zhuǎn)子57，從而導(dǎo)致電機(jī)M本身的溫度較高。
在電機(jī)布置在被壓縮氣體加熱了的出口側(cè)而且電機(jī)M本身會(huì)發(fā)熱的情況下，電機(jī)M趨向于被過度加熱到高溫，從而極大地降低電機(jī)M的效率。因此，在電機(jī)布置在出口側(cè)的情況下，需要通過聯(lián)軸器或類似物將電機(jī)M連接在主軸51d上，從而將電機(jī)M安置在距離出口55一定距離處。具有這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)M將導(dǎo)致真空泵承受機(jī)械損失，并且不能使真空泵緊湊化。
在另一種傳統(tǒng)真空泵中，其電機(jī)布置在溫度相對較低的入口側(cè)并且具有一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子，該電機(jī)轉(zhuǎn)子包含直接固定在泵轉(zhuǎn)子上并且不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的永磁體。然而，如果真空泵吸入了半導(dǎo)體制造過程所用的腐蝕性氣體，則電機(jī)的永磁體會(huì)被腐蝕性氣體腐蝕。這樣，永磁體會(huì)降低磁力并受損，從而可能導(dǎo)致電機(jī)故障。如果在電機(jī)組裝過程中導(dǎo)致某些永磁體受損，則永磁體可能會(huì)在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)斷裂和散落，從而導(dǎo)致真空泵停止。此外，在某些原因下，電機(jī)會(huì)被突然加熱到高溫，這會(huì)導(dǎo)致永磁體的機(jī)械性能下降，或者用于將永磁體保持固定就位的粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度降低。這樣，永磁體會(huì)在旋轉(zhuǎn)時(shí)從轉(zhuǎn)子上脫落，從而導(dǎo)致電機(jī)破壞。
在將電機(jī)安置在入口側(cè)的真空泵中，需要布置一個(gè)軸承，以將電機(jī)支承在入口側(cè)。在將軸承布置在入口側(cè)的情況下，用于潤滑軸承的油脂的油分子容易擴(kuò)散到形成了真空的入口的上游區(qū)域中。因此，需要安裝軸密封機(jī)構(gòu)，以防止油分子擴(kuò)散到諸如真空腔等區(qū)域中。軸密封機(jī)構(gòu)將導(dǎo)致真空泵的結(jié)構(gòu)難以簡化，并且導(dǎo)致真空泵難以緊湊化。這些問題同樣也會(huì)出現(xiàn)在其他正排量真空泵例如螺桿真空泵中。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種真空泵，其包括一個(gè)殼體，它具有一個(gè)入口和一個(gè)出口；一對彼此面對著的泵轉(zhuǎn)子，它們設(shè)在殼體中并且可以同步旋轉(zhuǎn)，以將氣體從入口抽入并從出口排出；以及一個(gè)電機(jī)，用于帶動(dòng)彼此面對著的泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電機(jī)包括具有定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子具有一個(gè)鐵心和一個(gè)布置在鐵心中的永磁體。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，由于永磁體被鐵心包圍著，因此即使真空泵在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，永磁體也可以保持其機(jī)械強(qiáng)度。即使因高溫導(dǎo)致用于將永磁體保持固定就位的粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度降低，也可以防止永磁體脫落。
在腐蝕性氣體被抽入真空泵中并且進(jìn)入電機(jī)時(shí)，由于永磁體嵌在鐵心中，因此永磁體與腐蝕性氣體接觸的表面面積很小。這樣，可以防止永磁體被腐蝕，從而可以維持其理想性能。
包含上述永磁體在內(nèi)的多個(gè)永磁體圍繞著電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸布置在鐵心中，以使各個(gè)永磁體的相應(yīng)磁極面基本上垂直于電機(jī)轉(zhuǎn)子的徑向安置，鐵心包括一個(gè)由電磁性鋼片構(gòu)成的層合組件，所述鋼片在從永磁體的磁極面中心徑向向外的位置上在鐵心的外周表面上焊接起來。
由于穿過焊接部分的磁通量很小，因此在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因定子產(chǎn)生的磁通的變化而在鐵心中感應(yīng)出的雜散電流可以減小到最低值。這樣，鐵心產(chǎn)生的熱量可以最小化，而且電機(jī)效率可以因雜散電流損耗的減小而得到提高。
電磁性鋼片具有在從永磁體磁極中心徑向向外的位置上形成在外周緣上的相應(yīng)凹槽。
凹槽在鐵心的外周表面中形成了焊接槽。電磁性鋼片通過焊接槽中的焊接部分而焊接并彼此結(jié)合在一起。由于焊接部分與定子之間的磁隙大于電機(jī)轉(zhuǎn)子外周表面與定子之間的磁隙，因此穿過焊接部分的磁通量很小。其結(jié)果是，鐵心中感應(yīng)出的雜散電流可以減少，因而鐵心的發(fā)熱量以及雜散電流損耗可以最小化。
電機(jī)轉(zhuǎn)子具有一個(gè)被保護(hù)層覆蓋著的外周表面。
保護(hù)層可以防止永磁體和電磁性鋼片接觸到大氣濕氣和腐蝕性氣體，從而防止它們生銹和被腐蝕。
永磁電機(jī)布置在出口所在一側(cè)即出口側(cè)。
泵轉(zhuǎn)子包括被軸承可旋轉(zhuǎn)地支承著的相應(yīng)主軸，用于支承每個(gè)主軸的軸承安置在從出口一側(cè)的主軸端部至所述泵轉(zhuǎn)子中的一個(gè)轉(zhuǎn)子的區(qū)域中，以使轉(zhuǎn)子被軸承以懸臂的方式支承著。
由于泵轉(zhuǎn)子被以懸臂的方式支承著，因此不需要將軸承安置在入口所在一側(cè)(入口側(cè))。這樣，用于潤滑軸承等的油脂或類似物的油霧不會(huì)擴(kuò)散到入口上游的區(qū)域中。因此，不需要在真空泵中利用復(fù)雜的軸密封機(jī)構(gòu)防止油霧擴(kuò)散。
本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)可以從下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述中清楚地展現(xiàn)出來，附圖中以示例的方式描繪了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的羅茨式正排量螺桿真空泵的橫斷面圖；圖6是沿著圖5中的剖線VI-VI所作的剖視圖。
如圖2所示，正排量螺桿真空泵具有一對泵轉(zhuǎn)子1，每個(gè)泵轉(zhuǎn)子分別包含一個(gè)轉(zhuǎn)子1a和一個(gè)支承著轉(zhuǎn)子1a的主軸1b。一對彼此面對著的轉(zhuǎn)子1a布置在殼體2中。正排量螺桿真空泵是豎直安裝著的，從而使得泵轉(zhuǎn)子的軸線豎直延伸，同步齒輪安置在下部，而入口布置在上部。殼體2具有一個(gè)形成在其上壁中的入口3和一個(gè)形成在其下壁中的出口4。上述一對泵轉(zhuǎn)子1被軸承5可旋轉(zhuǎn)地支承著，以使轉(zhuǎn)子1a可以在殼體2中旋轉(zhuǎn)，同時(shí)有微小的間隙保持在彼此面對著的轉(zhuǎn)子1a之間和每個(gè)轉(zhuǎn)子1a與殼體2之間。軸承5不是布置在殼體2的入口3一側(cè)即入口側(cè)，而是布置在主軸1b上的位于出口4一側(cè)即出口側(cè)的端部上，以及布置在主軸1b上的鄰近于轉(zhuǎn)子1a的一側(cè)上。具體地講，用于支承每個(gè)主軸1b的所有軸承5均安置在出口側(cè)，其中一個(gè)軸承5安置在主軸1b上的鄰近于同步齒輪6的端部上，另一個(gè)軸承5安置在鄰近于轉(zhuǎn)子1a的位置上。通過這種結(jié)構(gòu)，泵轉(zhuǎn)子1的轉(zhuǎn)子1a以懸臂的方式被軸承5支承著。
真空泵包含一個(gè)安裝在出口側(cè)的電機(jī)M，電機(jī)M具有一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子11，該電機(jī)轉(zhuǎn)子直接固定在一個(gè)泵轉(zhuǎn)子1的主軸1b上。同步齒輪6安裝在泵轉(zhuǎn)子1的主軸1b的相應(yīng)端部上，從而在電機(jī)M通電后使泵轉(zhuǎn)子1沿相反的方向同步旋轉(zhuǎn)。附圖標(biāo)記31表示一個(gè)用于容納同步齒輪6的齒輪箱。
由于電機(jī)M布置在出口4一側(cè)(出口側(cè))，因此不需要在入口3一側(cè)(入口側(cè))安置用于支承泵轉(zhuǎn)子1的軸承，這樣就不會(huì)有油脂或用于潤滑軸承的類似物的油分子擴(kuò)散到位于入口3上游的區(qū)域中。
下面參照圖3和4A至4D詳細(xì)描述電機(jī)M。
如圖3和4A至4D所示，電機(jī)M包括一個(gè)永磁電機(jī)，其中永磁體17布置在一個(gè)鐵心12中。如圖3所示，電機(jī)轉(zhuǎn)子11直接固定在主軸1b上。電機(jī)M具有一個(gè)環(huán)繞著電機(jī)轉(zhuǎn)子11安置的定子13。定子13具有與定子13形成一體并且圍繞著電機(jī)轉(zhuǎn)子11的磁極齒14，還具有安裝在相應(yīng)磁極齒14上的線圈15。
鐵心12包括一個(gè)由多個(gè)薄電磁性鋼片15組成的層合組件。鐵心12具有四個(gè)磁體插槽18，磁體插槽中插著相應(yīng)的永磁體17。如圖3所示，附圖標(biāo)記17a和17b表示永磁體17的磁極面，點(diǎn)劃線箭頭r表示電機(jī)轉(zhuǎn)子11的徑向，附圖標(biāo)記o表示永磁體17的磁極面17a的中心。磁體插槽18以相等的角間隔圍繞著主軸1b布置，以使永磁體17的磁極面17a和17b垂直于電機(jī)轉(zhuǎn)子11的徑向r安置。板狀永磁體17插在相應(yīng)的磁體插槽18中，以使相鄰兩個(gè)永磁體17的表面?zhèn)群秃髠?cè)以彼此交替的不同磁極方向布置著，而且永磁體是通過粘結(jié)劑(未示出)固定就位的。在本實(shí)施例中，四個(gè)永磁體17設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)子11中，永磁體17產(chǎn)生的磁通穿過由磁性材料制成的電磁性鋼片16，從而圍繞著鐵心12形成了四極磁通分布。永磁體17產(chǎn)生的磁通和定子13產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電場將引起用于使電機(jī)轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)的扭矩。
由于電機(jī)M具有這樣的結(jié)構(gòu)，即永磁體17布置在鐵心12中，因此即使因電機(jī)轉(zhuǎn)子11被加熱到高溫而導(dǎo)致永磁體17的機(jī)械性能或粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度下降，永磁體17也不會(huì)在電機(jī)轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)時(shí)從電機(jī)轉(zhuǎn)子11上脫落或在周圍散落。這樣，真空泵可以安全可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面詳細(xì)描述構(gòu)成電機(jī)M的各個(gè)元件。
如圖4A所示，每個(gè)電磁性鋼片16分別具有四個(gè)形成在其中的孔19，用以構(gòu)成鐵心12的磁體插槽18，還具有四個(gè)形成在其外周緣上的凹槽20。電磁性鋼片16由磁性材料制成，孔19和凹槽20通過沖裁而同時(shí)形成。在將電磁性鋼片16層合成鐵心12后，凹槽20位于從鑲嵌式永磁體17的磁極面中心o(見圖3)引出的電機(jī)轉(zhuǎn)子徑向延伸線上。
如圖4B所示，設(shè)在電磁性鋼片16的外周緣上的凹槽20形成了位于鐵心12外周表面中的焊接槽21。焊接槽21位于從鑲嵌式永磁體17的磁極面中心引出的電機(jī)轉(zhuǎn)子徑向延伸線上，如前所述。如圖4C所示，層合電磁性鋼片16被焊接在一起而在焊接槽21中形成了焊接部分22。
在焊接部分22處，電機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的磁通變化非常小。所以，鐵心12中感應(yīng)出的雜散電流非常小，因而電機(jī)轉(zhuǎn)子11的發(fā)熱量非常小。這樣，可以提高電機(jī)M的效率。盡管在本實(shí)施例中是將層合電磁性鋼片16焊接在一起，但層合電磁性鋼片16也可以包括涂有粘結(jié)劑的電磁性鋼片，并且可以通過所涂覆的粘結(jié)劑而彼此結(jié)合在一起。在這種情況下，電磁性鋼片16被層合在一起，再被加熱而彼此結(jié)合起來?；蛘?，也可以在電磁性鋼片16層合在一起后加工出軸向貫通鐵心的通孔，將鉚接銷釘插入通孔中，再利用銷釘將電磁性鋼片16鉚接而結(jié)合在一起。
如圖4D所示，非磁性的不銹鋼側(cè)板23連接在鐵心12的相應(yīng)端部上，側(cè)板上帶有與電磁性鋼片16相同的凹槽。在將永磁體17插入鐵心12中后，側(cè)板23通過焊接而固定在鐵心12的端部上，從而利用側(cè)板23覆蓋住永磁體17。盡管未示出，但電機(jī)11的整個(gè)外表面上涂覆著一個(gè)電沉積環(huán)氧樹脂層。
由于鑲嵌了永磁體17的鐵心12上的兩端被側(cè)板23保護(hù)著，而且電機(jī)11的整個(gè)外表面上涂有保護(hù)層，因此永磁體17和其他元件不會(huì)直接暴露在真空泵吸入的氣體中，從而可以防止生銹或腐蝕。保護(hù)層可以通過普通涂覆方法而非電沉積方法施加。或者，電機(jī)11的整個(gè)外表面上可以覆蓋著電鍍層、熱縮管或樹脂層，以增強(qiáng)耐腐蝕性。
如圖2和3所示，一個(gè)罐體24布置在電機(jī)轉(zhuǎn)子11與定子13之間，從而包圍住電機(jī)轉(zhuǎn)子11。罐體24將電機(jī)M的內(nèi)部空間分隔為一個(gè)定子室和一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子室。罐體24可以防止真空泵吸入的腐蝕性氣體進(jìn)入電機(jī)M中，從而防止諸如線圈等定子元件被腐蝕。罐體24由樹脂制成，因此可以防止因雜散電流損耗而被加熱。
一個(gè)電機(jī)框架25環(huán)繞著定子13布置，一個(gè)螺旋式形成的冷卻水管26環(huán)繞著定子13嵌在電機(jī)框架25內(nèi)。電機(jī)框架25由鋁制成，冷卻水管26包括由熔點(diǎn)高于鋁熔點(diǎn)的不銹鋼制成的螺旋管。在鑄造成型電機(jī)框架25時(shí)，冷卻水管26被放在用于形成電機(jī)框架25的澆鑄材料中，從而整體式形成電機(jī)框架25和冷卻水管26。電機(jī)框架25緊密裝配在定子13上，以使電機(jī)框架25的內(nèi)周表面保持與定子13的外周表面緊密接觸。冷卻水管26被布置在真空泵外側(cè)的冷卻水供應(yīng)裝置(未示出)供應(yīng)冷卻水(未示出)。附圖標(biāo)記30表示一個(gè)電機(jī)殼，其用于容納固定在一個(gè)主軸1b上的電機(jī)M和另一個(gè)主軸1b。
形成在罐體24與電機(jī)框架25之間的定子室中充有導(dǎo)熱材料27。罐體24、定子13和電機(jī)框架25通過導(dǎo)熱材料27而整體式結(jié)合在一起，從而形成一個(gè)整體式結(jié)構(gòu)。電機(jī)轉(zhuǎn)子11產(chǎn)生的熱量依次通過罐體24、導(dǎo)熱材料27和電機(jī)框架25傳輸出來，再散射到電機(jī)框架25的外面，而電機(jī)框架25本身也將被冷卻。導(dǎo)熱材料27優(yōu)選為具有高導(dǎo)熱率的硅基樹脂。罐體24可以省略掉，而諸如樹脂等導(dǎo)熱材料可以從定子13的內(nèi)周表面填充到定子框架25的內(nèi)壁上，以密封住諸如線圈等定子元件，從而使定子與電機(jī)轉(zhuǎn)子彼此隔離。
在正排量螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于從入口3吸入的氣體被反向同步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子1a壓縮和輸送到出口4，因此出口4周圍的部分會(huì)被加熱到高溫。在本實(shí)施例中，由于電機(jī)M具有布置在鐵心12中的永磁體17，因此電機(jī)M可以安置在被加熱到高溫的出口4一側(cè)(出口側(cè))。不需要在入口3一側(cè)(入口側(cè))裝有任何軸承。
在如前所述構(gòu)造的電機(jī)轉(zhuǎn)子11中，只要極小量的熱量產(chǎn)生。即使電機(jī)轉(zhuǎn)子11出于某種原因而被突然加熱到高溫，但由于電機(jī)框架25帶有冷卻裝置或結(jié)構(gòu)，因此可以防止電機(jī)轉(zhuǎn)子11過熱，從而使電機(jī)M在運(yùn)轉(zhuǎn)中非常安全。在本實(shí)施例中，冷卻水循環(huán)通過電機(jī)框架25中的冷卻水管26。或者，可以使冷卻空氣循環(huán)通過冷卻水管26。盡管在第一個(gè)實(shí)施例中描述了一個(gè)應(yīng)用在螺桿真空泵中的例子，但本發(fā)明的原理也可以應(yīng)用在諸如羅茨真空泵、爪式轉(zhuǎn)子真空泵或諸如此類的雙軸真空泵中。
下面參照圖5和6描述根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的正排量多級真空泵。
如圖5所示，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的正排量多級真空泵具有一對彼此面對著的泵轉(zhuǎn)子31，它們分別包含轉(zhuǎn)子31a、31b和31c以及主軸31d。彼此寬度不同的轉(zhuǎn)子31a、31b和31c以大致相等的距離相隔并且安裝在主軸31d上。所述一對彼此對面對著的泵轉(zhuǎn)子31分別被軸承33支承著，而且它們的轉(zhuǎn)子31a、31b和31c容納在一個(gè)殼體32中。真空泵具有一個(gè)布置在寬度最大的轉(zhuǎn)子31a上方的入口34和一個(gè)布置在寬度最小的轉(zhuǎn)子31c下方的出口35。
在圖6中，微小的間隙形成在彼此面對著的轉(zhuǎn)子31b之間和每個(gè)轉(zhuǎn)子31b與殼體32之間，以使轉(zhuǎn)子31b以非接觸的方式旋轉(zhuǎn)。所述一對彼此對面對著的轉(zhuǎn)子31b沿相反方的同步旋轉(zhuǎn)。限定在轉(zhuǎn)子31b與殼體32之間的空間中的氣體被傳輸?shù)匠隹?5。通過這種方式，氣體被連續(xù)輸送，并且因而從設(shè)在入口側(cè)34上游側(cè)并與入口34連通的真空腔中抽出。轉(zhuǎn)子31a和轉(zhuǎn)子31c的構(gòu)造與圖6所示的轉(zhuǎn)子31b類似。
如圖5所示，電機(jī)M具有一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子41，其在一個(gè)主軸31d上的位于入口34一側(cè)(入口側(cè))的端部上安裝在該主軸31d上，同步齒輪36固定在兩個(gè)主軸31d的相反側(cè)端部上。同步齒輪36用于帶動(dòng)泵轉(zhuǎn)子31沿相反方向同步旋轉(zhuǎn)。泵轉(zhuǎn)子31被軸承33可旋轉(zhuǎn)地支承著，所述軸承安置在鄰近于出口35的泵轉(zhuǎn)子端部和鄰近于轉(zhuǎn)子31a的另一泵轉(zhuǎn)子端部上，該轉(zhuǎn)子31a安裝在入口34附近。連接在主軸31d上的電機(jī)轉(zhuǎn)子41以懸臂的方式被軸承33支承著。
在第二個(gè)實(shí)施例中，電機(jī)M不是安置在將被加熱到高溫的出口35一側(cè)(出口側(cè))，而是安置在保持相對低溫的入口34一側(cè)(入口側(cè))。此外，電機(jī)轉(zhuǎn)子41的結(jié)構(gòu)與根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子相同，而且其產(chǎn)生的熱量非常小。因此，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的真空泵是熱穩(wěn)性的，并且可以高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
如圖5和6所示，一個(gè)罐體43環(huán)繞著定子42的內(nèi)周表面布置在電機(jī)轉(zhuǎn)子41和定子42之間。電機(jī)M布置在將要形成真空的入口34所在一側(cè)。罐體43可以防止定子42中產(chǎn)生的氣體流入入口34中，以保持良好的真空狀態(tài)。罐體43還可以防止引入的腐蝕性氣體與定子42的線圈元件48起反應(yīng)。
電機(jī)M包含一個(gè)電機(jī)框架44，框架中嵌有螺旋冷卻水管45。一個(gè)用于激勵(lì)電機(jī)M的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器47保持緊密接觸電機(jī)框架44的外表面并固定在該外表面上。電機(jī)轉(zhuǎn)子41產(chǎn)生的熱量依次通過罐體43、導(dǎo)熱材料46和電機(jī)框架44傳輸出來，再散射到電機(jī)框架44的外面。因此，電機(jī)轉(zhuǎn)子41的冷卻效率可以進(jìn)一步提高。由于電機(jī)轉(zhuǎn)子41被以懸臂的方式支承著，因此罐體43具有最大的受熱面積，并且具有提高了的冷卻能力。在真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)發(fā)熱的電機(jī)驅(qū)動(dòng)47也被電機(jī)框架44冷卻。
導(dǎo)熱材料46例如樹脂材料被充填到電機(jī)M的定子室中，因此用作真空容器的罐體43可以被導(dǎo)熱材料46加強(qiáng)。這樣，即使罐體43出于某種原因而受損，電機(jī)M的電機(jī)轉(zhuǎn)子腔中也可以保持真空。導(dǎo)熱材料46還被用作消減從真空泵內(nèi)部向外傳播的噪音的材料，從而可以降低這種噪音。
盡管在第二個(gè)實(shí)施例中描述了本發(fā)明應(yīng)用在羅茨真空泵時(shí)的例子，但第二個(gè)實(shí)施例中的原理也可以應(yīng)用在諸如螺桿真空泵、爪式轉(zhuǎn)子真空泵或諸如此類的雙軸真空泵中。
盡管前面詳細(xì)顯示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下，可以做出各種改變和修改。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)(1)由于永磁體嵌在鐵心中，因此即使因高溫導(dǎo)致機(jī)械性能下降或者導(dǎo)致用于將永磁體保持固定就位的粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度降低，也可以防止永磁體膨脹或從電機(jī)轉(zhuǎn)子上脫離和散落。這樣，真空泵可以高度可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)由于永磁體被鐵心保護(hù)著，因此可以防止永磁體在真空泵組裝時(shí)受損。這樣，可以防止永磁體在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中斷裂。此外，當(dāng)永磁體在真空泵的操作過程中因某種原因而受損后，也可以防止永磁體從電機(jī)轉(zhuǎn)子中散落出來。因此電機(jī)可以連續(xù)地良好運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使得真空泵可以高度可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3)即使半導(dǎo)體制造過程所用的腐蝕性氣體被真空泵抽出，也可以防止電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁體接觸腐蝕性氣體。這樣，可以防止永磁體被腐蝕、磁通量減少和受損。
(4)通過將電機(jī)布置在出口所在一側(cè)(出口側(cè))，由于泵轉(zhuǎn)子被以懸臂的方式支承著，因此不需要將軸承安置在入口側(cè)。這樣，用于潤滑軸承等的油脂或類似物的油霧不會(huì)擴(kuò)散到入口上游的區(qū)域中。特別地講，不需要在真空泵中利用復(fù)雜的軸密封機(jī)構(gòu)防止油霧擴(kuò)散。因此真空泵可以制作得簡單和緊湊。
權(quán)利要求
1.一種真空泵，其包括一個(gè)殼體，其具有一個(gè)入口和一個(gè)出口；一對彼此面對著的泵轉(zhuǎn)子，它們設(shè)在上述殼體中并且可以同步旋轉(zhuǎn)，以將氣體從上述入口抽入并將氣體從上述出口排出；以及一個(gè)電機(jī)，其用于帶動(dòng)上述彼此面對著的泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，上述電機(jī)包括具有定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁電機(jī)，上述電機(jī)轉(zhuǎn)子具有一個(gè)鐵心和一個(gè)布置在上述鐵心中的永磁體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵，其特征在于，上述電機(jī)轉(zhuǎn)子還包括固定在上述鐵心的兩個(gè)軸向端部上的側(cè)板，用以覆蓋住上述永磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵，其特征在于，包含上述永磁體在內(nèi)的多個(gè)永磁體圍繞著上述電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸布置在上述鐵心中，以使上述各個(gè)永磁體的相應(yīng)磁極面基本上垂直于上述電機(jī)轉(zhuǎn)子的徑向安置，上述鐵心包括一個(gè)由電磁性鋼片構(gòu)成的層合組件，所述鋼片在從上述永磁體的磁極面中心徑向向外的位置處在上述鐵心的外周表面上焊接起來。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空泵，其特征在于，上述電磁性鋼片具有在從上述永磁體的磁極中心徑向向外的位置處形成在外周緣上的相應(yīng)凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵，其特征在于，上述電機(jī)轉(zhuǎn)子具有一個(gè)被保護(hù)層覆蓋著的外周表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵，其特征在于，上述永磁電機(jī)布置在上述出口所在一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空泵，其特征在于，上述泵轉(zhuǎn)子包括被軸承可旋轉(zhuǎn)地支承著的相應(yīng)主軸，用于支承每個(gè)上述主軸的上述軸承安置在從上述出口一側(cè)的主軸端部至上述泵轉(zhuǎn)子中的一個(gè)轉(zhuǎn)子的區(qū)域中，以使上述轉(zhuǎn)子被上述軸承以懸臂的方式支承著。
全文摘要
一種真空泵包括一個(gè)帶有入口和出口的殼體和一對彼此面對著的泵轉(zhuǎn)子,泵轉(zhuǎn)子設(shè)在殼體中并且可以同步旋轉(zhuǎn),以將氣體從入口抽入并從出口排出。用于帶動(dòng)彼此面對著的泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電機(jī)是具有定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁電機(jī)。電機(jī)轉(zhuǎn)子具有鐵芯和布置在鐵芯中的永磁體。
文檔編號F04C25/00GK1389648SQ0212248
公開日2003年1月8日 申請日期2002年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月6日
發(fā)明者小島善德, 真武幸三, 稻田高典, 柳澤清司 申請人:株式會(huì)社荏原制作所