[发明专利]真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空泵，特别是优选用于从半导体制造过程所用的真空腔中排出气体的真空泵。

背景技术

迄今为止已知有一种叫做正排量泵的真空泵，其具有一对泵转子，二者彼此同步旋转，以抽取和排出气体。正排量真空泵包括罗茨真空泵、螺杆真空泵和诸如此类，并且广泛用于从半导体制造过程所用的真空腔中排出处理气体。

附图中的图1是一种传统罗茨式正排量真空泵的横断面图，该真空泵包括多级罗茨真空泵，其具有一对容纳在壳体中的泵转子。每个泵转子分别具有三级罗茨转子。如图1所示，一个泵转子51包含布置在壳体52中的转子51a、51b和51c以及一个被轴承53可旋转地支承着的主轴51d。真空泵具有一个形成在壳体52中并且布置在宽度最大的转子51a上方的入口54和一个形成在壳体52中并且布置在宽度最小的转子51c下方的出口55。泵转子51在主轴51d的出口侧端部处连接着电机M。一个同步齿轮56固定在主轴51d的位于入口侧的另一端部上。同步齿轮56用于连接一对彼此面对着的泵齿轮51，图1中示出了其中一个泵转子。

当电机M通电后，上述一对泵转子51被同步齿轮56带动着沿相反方向同步旋转，气体被多级转子51a、51b和51c传输并排出。在多级真空泵运转时，邻近于入口54安置的转子51a不会被加热到高温，而邻近于出口55安置的转子51c则会被气体加热到高温，因为该气体已经被成对转子51a、51b和51c以多级的方式压缩过了。

用于驱动真空泵的电机通常包括感应电机。电机M包含一个电机转子57，该电机转子具有一个由电磁性钢片层合组件构成的铁心58。铁心58上带有槽，用于容纳作为二级导体的转子导条(未示出)。在电机M运转时，由于电机M的定子60将产生旋转电场，因此会有感应电流流过二级导体。这样，旋转电场和感应电流将产生用于使电机转子57旋转的扭矩。另外，流过二级导体的电流将加热电机转子57，从而导致电机M本身的温度较高。

在电机布置在被压缩气体加热了的出口侧而且电机M本身会发热的情况下，电机M趋向于被过度加热到高温，从而极大地降低电机M的效率。因此，在电机布置在出口侧的情况下，需要通过联轴器或类似物将电机M连接在主轴51d上，从而将电机M安置在距离出口55一定距离处。具有这种结构的电机M将导致真空泵承受机械损失，并且不能使真空泵紧凑化。

在另一种传统真空泵中，其电机布置在温度相对较低的入口侧并且具有一个电机转子，该电机转子包含直接固定在泵转子上并且不会产生感应电流的永磁体。然而，如果真空泵吸入了半导体制造过程所用的腐蚀性气体，则电机的永磁体会被腐蚀性气体腐蚀。这样，永磁体会降低磁力并受损，从而可能导致电机故障。如果在电机组装过程中导致某些永磁体受损，则永磁体可能会在电机旋转时断裂和散落，从而导致真空泵停止。此外，在某些原因下，电机会被突然加热到高温，这会导致永磁体的机械性能下降，或者用于将永磁体保持固定就位的粘结剂的粘结强度降低。这样，永磁体会在旋转时从转子上脱落，从而导致电机破坏。

在将电机安置在入口侧的真空泵中，需要布置一个轴承，以将电机支承在入口侧。在将轴承布置在入口侧的情况下，用于润滑轴承的油脂的油分子容易扩散到形成了真空的入口的上游区域中。因此，需要安装轴密封机构，以防止油分子扩散到诸如真空腔等区域中。轴密封机构将导致真空泵的结构难以简化，并且导致真空泵难以紧凑化。这些问题同样也会出现在其他正排量真空泵例如螺杆真空泵中。

发明内容

本发明是考虑到前述情况而研制的。因此，本发明的目的是提供一种能够高度可靠运转的真空泵，其使用了一个电机，电机具有可以使发热量最小化的电机转子，并且具有能够在高温条件下安全操作的能力。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种真空泵，其包括：一个壳体，它具有一个入口和一个出口；一对彼此面对着的泵转子，它们设在壳体中并且可以同步旋转，以将气体从入口抽入并从出口排出；以及一个电机，用于带动彼此面对着的泵转子旋转，电机包括具有定子和电机转子的永磁电机，电机转子具有一个铁心和一个布置在铁心中的永磁体。

根据具有上述结构的本发明，由于永磁体被铁心包围着，因此即使真空泵在高温下运转，永磁体也可以保持其机械强度。即使因高温导致用于将永磁体保持固定就位的粘结剂的粘结强度降低，也可以防止永磁体脱落。