[发明专利]保护轴承、轴承装置及真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及保护轴承、轴承装置及真空泵，特别涉及防止在转子被非接触地浮起 地支承的期间触底轴承随着转子的旋转发生共转的保护轴承、轴承装置及真空泵。

背景技术

随着近年的电子学的发展，存储器和集成电路等半导体的需求急剧增加。这些半 导体对纯度极高的半导体基板涂覆不纯物来赋予电气性质，或在半导体基板上形成细微的 电路图形，将其层叠等来制造。并且，这些作业为了避免空气中的灰尘等产生的影响而需要 在高真空状态的腔内进行。该腔的排气一般使用真空泵作为泵装置，但特别地从残留气体 较少、维护较容易等角度来看，多使用真空泵中的一个即涡轮分子泵。

此外，在半导体的制造工序中，使各种各样的工艺气体作用于半导体的基板的工 序较多，涡轮分子泵不仅使腔内真空，也被用于将这些工艺气体从腔内排出。进而，涡轮分 子泵在电子显微镜等设备中，为了防止由于粉尘等的存在产生的电子束的折射等，也被用 于使电子显微镜等腔内的环境呈高度的真空状态。

在该涡轮分子泵中，借助磁轴承装置使旋转体在空中磁悬浮地支承，且借助高频 马达使配设在旋转体的中心上的转子轴旋转。并且，设置有触底轴承，使得在旋转体的旋转 异常时或停电时等那样旋转体由于某些原因不能磁悬浮时，旋转体能够安全地过渡至非浮 起状态来停止。

触底轴承如图28所示，由环状的球轴承构成。在图28中，触底轴承10的外环11被固 定于未图示的定子柱的端部。在马达例如是无电刷直流马达那样的情况下，在转子轴113的 周围，作为转子的永久磁铁被贴在表面上或埋入。

这里，在组装涡轮分子泵的情况下，在配设有触底轴承10的筒状的定子柱上使转 子轴113插通。因此，被配设于转子轴113的马达的永久磁铁穿过触底轴承10的内侧。此时， 在触底轴承10的内环13、外环11的材料为磁性体的情况下被磁化。此外，在存在于该内环13 和外环11之间的滚珠15是磁性体的情况下，该滚珠15也同样地被磁化。

在触底轴承10被磁化的情况下，如图28所示，由于内环13的磁，与转子轴113之间 形成由实线表示的那样的闭磁路。另一方面，在内环13与外环11之间形成由虚线表示的那 样的闭磁路。最近的倾向是，滚珠15多考虑耐热、耐摩擦等而使用耐久性强的非磁性体即陶 瓷材料。

但是，这样对滚珠15使用陶瓷材料的情况下，由虚线表示的闭磁路的磁通量密度 特别弱。该实线表示的磁交叉，所以若转子轴113旋转，则在转子轴113的内部产生感应电 流。并且，由于该感应电流和穿过转子轴113的磁场产生互相吸引的力。由于这样的与转子 轴113的相互作用，产生所谓的共转的现象，即，即使是转子轴113被非接触地支承的期间， 触底轴承10的内环13也随着转子轴113的旋转而旋转。

若产生该触底轴承10的内环13的共转，则有由于摩擦等轴承的寿命下降的可能。 此外，若产生内环13的共转，则有由于内环13的旋转产生的噪音和振动成为问题的可能。因 此，以往，作为防止共转的方法，为使触底轴承10的静止力矩比内环13的共转力大，考虑在 触底轴承10上涂真空润滑脂使旋转阻力增加，或在滚珠15为非磁性体的陶瓷材料的情况下 使内环13和外环11的闭磁路的磁通量容易穿过来使在转子轴113和内环13之间产生的旋转 力矩降低（专利文献1）。

专利文献1：日本特开2008－38935号公报。

但是，在专利文献1的情况下，经由陶瓷材料的滚珠，在内环和外环的间隔遍及整 周地均等距离地配置的状态下被磁化，所以磁化的程度存在极限，内环和外环间的磁力不 会太大。因此，有用于防止内环的共转的静止力矩不会足够大的可能。

因此，在泵的组装工序中，将转子轴穿过触底轴承时，由于马达的永久磁铁，触底 轴承的内环被强烈地磁化，在该情况下，由产生共转的情况。此外，即使在具有磁性体的滚 珠的触底轴承被磁化的情况下，内环和外环之间在对置的周面彼此之间隔开相当于滚珠的 直径的距离被磁化，每单位面积的磁通量密度缺少集中性而变低。因此，在内环和外环间产 生的磁力较弱、触底轴承的内环的旋转顺畅的状况的情况下，存在产生共转的情况。

发明内容

本发明是鉴于这样的现有的问题而作出的，其目的在于提供一种保护轴承、轴承 装置及真空泵，前述保护轴承、轴承装置及真空泵在转子被非接触地浮起地支承的期间防 止触底轴承随着转子的旋转发生共转。