CN115875280A - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高了大流量排气时的背压特性的真空泵。真空泵(1)包括框体(2)、转子圆筒部(23)以及定子圆筒部(6)。框体(2)具有抽吸气体的吸气口(14)以及排出所抽吸的气体的排气口(16)。转子圆筒部(23)收纳于框体(2)。定子圆筒部(6)收纳于框体(2)，并与转子圆筒部(23)相向地配置。在定子圆筒部(6)与转子圆筒部(23)的其中一个相向面形成有螺纹槽(60)。关于螺纹槽(60)的槽深度(D)，排气侧的端(6b)比吸气侧的端(6a)更小。关于槽深度(D)的减少比例，吸气侧比排气侧更大。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及一种真空泵。

背景技术

在半导体制造装置等领域中，为了形成高真空环境而使用了真空泵(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1所示的真空泵中，设置有配置于吸气口侧的涡轮泵部与配置于排气口侧的拖曳泵部。

利用涡轮分子泵进行排气时的性能指标有相对于流动的气体流量的吸气口压力，随着气体流量的增加，吸气口压力增加。

另外，作为利用涡轮分子泵进行排气时的其他性能指标，有背压特性。背压特性表示对在导入了恒定量的气体的状态下，使涡轮分子泵的排气口的压力增加时的吸气口压力的变化进行了测定的结果。随着排气口压力增加，从排气侧向吸气侧逆流的气体分子的数量增加，因此吸气口侧的压力增加。吸气口压力开始上升的排气口压力越高，越可减少逆流的气体分子，从而背压特性良好。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2021-102926号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

另一方面，近年来，流向涡轮分子泵的气体流量处于增加倾向，要求降低大流量排气时的吸气口压力。

为了降低大流量排气时的吸气口压力，有效的是设计成增大拖曳泵部的流导。然而，在所述设计的情况下，不仅从吸气侧向排气侧移动的气体分子增加，而且从排气侧向吸气侧逆流的气体分子增加，因此背压特性变差。

本发明的目的在于提供一种能够应对大流量排气、提高背压特性的真空泵。

[解决问题的技术手段]

本发明的一形态的真空泵包括壳体、转子圆筒部以及定子圆筒部。壳体具有抽吸气体的吸气口以及排出所抽吸的气体的排气口。转子圆筒部收纳于壳体。定子圆筒部收纳于壳体，并与转子圆筒部相向地配置。在定子圆筒部与转子圆筒部的其中一个相向面形成有螺纹槽。关于螺纹槽的槽深度，排气侧的端比吸气侧的端更小。关于槽深度的减少比例，吸气侧比排气侧更大。

[发明的效果]

根据以上所述的本发明的形态，可提供一种能够应对大流量排气、提高背压特性的真空泵。

附图说明

图1是实施方式1的真空泵的外观图。

图2是从吸气侧观察实施方式1的真空泵的定子圆筒部的立体图。

图3是从与图2相反一侧观察实施方式1的真空泵的定子圆筒部的立体图。

图4的(a)是从内侧观察实施方式1的真空泵的定子圆筒部的吸气侧的端附近的螺纹牙的图，图4的(b)是从内侧观察实施方式1的真空泵的定子圆筒部的排气侧的端附近的螺纹牙的图。

图5是实施方式1的真空泵的定子圆筒部的相对于螺纹角度而垂直的剖面图。

图6是表示实施方式1的真空泵的定子圆筒部的螺纹槽深度的变化的图。

图7是表示比较例中的螺纹槽深度的变化的图。

图8是表示实施例1及比较例1中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图9是表示实施例1及比较例1中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图10是表示实施例2及比较例2中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图11是表示实施例2及比较例2中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图12是表示实施例3、实施例4及比较例2中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图13是表示实施例3、实施例4及比较例2中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图14是表示实施方式2的真空泵的定子圆筒部的螺纹槽深度的变化的图。

图15是表示实施方式2的真空泵的定子圆筒部的螺纹槽深度的变化的图。

图16是表示实施方式2的真空泵的定子圆筒部的螺纹槽深度的变化的图。

图17是表示实施方式2的真空泵的定子圆筒部的螺纹槽深度的变化的图。

图18是表示实施例5～实施例7及比较例4中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图19是表示实施例5～实施例7及比较例4中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图20是表示实施例8～实施例10及比较例5中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图21是表示实施例8～实施例10及比较例5中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图22是表示实施例11、实施例12及比较例5中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图23是表示实施例11、实施例12及比较例5中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图24是表示实施例13～实施例15及比较例5中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图25是表示实施例13～实施例15及比较例5中的拖曳泵部的吸气侧压力相对于排气侧压力的变化的图表的图。

图26是表示实施方式的变形例中的螺纹槽深度的变化的图。

[符号的说明]

1：真空泵

2：框体

3：转子

4：马达

5：定子叶片单元

6：定子圆筒部

6a：端

6b：端

6s：内周面

8：机壳

9：基座

10：固定法兰

11：第一端部

12：第二端部

13：侧面部

14：吸气口

15：基座端部

16：排气口

20：螺栓

21：轴

22：转子叶片单元

23：转子圆筒部

23s：外周面

24A-24C：轴承

25：转子叶片

26：马达转子

27：马达定子

28：定子叶片

29a：保护轴承

29b：保护轴承

60：螺纹槽

61：圆筒部主体

61s：内周面

62：螺纹牙

62a：前端

62’：螺纹牙

63：槽部分

71：吸气侧部分

72：排气侧部分

73：变化部分

74：端部分

75：端部分

1062：螺纹牙

P1：涡轮部

P2：拖曳泵部

S1：第一内部空间

S2：第二内部空间

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的真空泵进行说明。

(实施方式1)

以下，对实施方式1的真空泵进行说明。

(真空泵1的概要)

图1是实施方式的真空泵1的剖面图。

真空泵1包括涡轮部P1以及拖曳泵部P2。涡轮部P1构成涡轮分子泵。拖曳泵部P2构成螺纹槽泵。真空泵1连接于包括排气对象空间的排气对象装置。来自排气对象空间的气体在由涡轮部P1排气之后，由拖曳泵部P2排气，并排气至真空泵1之外。

如图1所示，真空泵1具有：框体2(壳体的一例)、转子3、马达4、多个定子叶片单元5以及定子圆筒部6。框体2收容转子3、马达4、多个定子叶片单元5以及定子圆筒部6。

(框体2)

框体2具有机壳8、基座9以及固定法兰10。框体2由铝合金或铁等金属形成。机壳8是在一端具有固定法兰10的筒状构件。

机壳8收容多个定子叶片单元5以及设置于转子3的多级转子叶片单元22。机壳8具有第一端部11、第二端部12以及侧面部13。

第一端部11安装于排气对象装置。在第一端部11设置有吸气口14。第二端部12在转子3的轴线方向A1上位于与固定法兰10相反的一侧。第二端部12连接于基座9。侧面部13将第一端部11与第二端部12相连。在机壳8的内侧形成第一内部空间S1。

基座9以堵塞机壳8的第二端部12侧的开口的方式配置。基座9收纳定子圆筒部6以及设置于转子3的转子圆筒部23。基座9具有基座端部15以及排气口16。基座端部15连接于机壳8的第二端部12。在基座9的内侧形成第二内部空间S2。第二内部空间S2与第一内部空间S1连通。排气口16与第二内部空间S2连通。

固定法兰10连接于机壳8。固定法兰10从机壳8突出。固定法兰10通过螺栓20而固定于排气对象装置。此外，所谓“连接”，设为包括相互独立的构件接合。另外，所谓“连接”，设为包括在一体的构件中各个部分相连。

(转子3)

转子3具有轴21、多级转子叶片单元22以及转子圆筒部23。

轴21沿转子3的轴线方向A1延伸。在以下的说明中，在轴线方向A1，从机壳8朝向基座9的方向被定义为下方，其相反方向被定义为上方。

真空泵1包括保护轴承29a、保护轴承29b以及多个轴承24A-24C。保护轴承29a及保护轴承29b作为对轴21的径向振摆进行限制的保护轴承(touchdown bearing)发挥功能。保护轴承29a及保护轴承29b安装于基座9。在轴21稳定旋转的状态下，轴21与保护轴承29a或保护轴承29b不接触，在施加了大干扰的情况下、或在旋转的加速或减速时轴21的振摆回转变大的情况下，轴21与保护轴承29a或保护轴承29b的内圈的内表面接触。保护轴承29a及保护轴承29b例如可使用滚珠轴承等。

多个轴承24A-24C将转子3支撑为能够旋转。多个轴承24A-24C安装于基座9。多个轴承24A-24C例如包括磁性轴承。但是，多个轴承24A-24C也可包括滚珠轴承等其他种类的轴承。

多级转子叶片单元22分别连接于轴21。多级转子叶片单元22沿轴线方向A1彼此隔开间隔地配置。各个转子叶片单元22包括多个转子叶片25，虽省略图示，但多个转子叶片25各者以轴21为中心呈放射状延伸。此外，在附图中，仅对多级转子叶片单元22中的一个及多个转子叶片25中的一个标注符号，省略了其他转子叶片单元22及其他转子叶片25的符号。

转子圆筒部23连接于轴21。转子圆筒部23配置于转子叶片单元22的下方。转子圆筒部23为圆筒状，沿轴线方向A1延伸。转子圆筒部23在轴21的外周侧以包围轴21的方式配置。转子圆筒部23的外周面23s是筒状的曲面。

(马达4)

马达4驱动转子3旋转。作为马达4，例如可使用直流(Direct Current，DC)无刷马达。马达4具有马达转子26以及马达定子27。马达转子26安装于轴21。马达定子27安装于基座9。马达定子27与马达转子26对向地配置。

(多级定子叶片单元5)

多级定子叶片单元5连接于机壳8。多级定子叶片单元5在轴线方向A1上彼此空开间隔地配置。多级定子叶片单元5各者配置于多级转子叶片单元22之间。各个定子叶片单元5包括多个定子叶片28。虽省略图示，但多个定子叶片28分别以轴21为中心呈放射状延伸。

多级转子叶片单元22及多级定子叶片单元5构成涡轮部P1(涡轮分子泵)。此外，在附图中，仅对多个定子叶片单元5中的一个以及多个定子叶片28中的一个标注符号，省略了其他定子叶片单元5及其他定子叶片28的符号。

(定子圆筒部6)

定子圆筒部6配置于转子圆筒部23的径向外侧。定子圆筒部6连接于基座9。定子圆筒部6在转子圆筒部23的径向上与转子圆筒部23对向地配置。

在定子圆筒部6的内周面6s(相向面的一例)设置有螺旋状的螺纹槽60(后述)。转子圆筒部23与定子圆筒部6构成拖曳泵部P2(螺纹槽泵)。此外，在图1中，径向B中的外侧方向由B1表示，径向B中的内侧方向由B2表示。另外，示出了定子圆筒部6的吸气口14侧的端6a，示出了排气口16侧的端6b。

图2是从吸气侧观察定子圆筒部6的立体图。图3是从排气侧观察定子圆筒部6的立体图。所谓吸气侧，是配置有吸气口14的上方侧，所谓排气侧，是配置有排气口16的下方侧。

定子圆筒部6在内周面6s具有螺纹槽60。定子圆筒部6具有圆筒部主体61以及多根螺纹牙62。多根螺纹牙62从内周面61s朝向内侧方向B2(参照图1)突出。多根螺纹牙62从端6a至端6b呈螺旋状形成。螺纹牙62的向内侧方向B2突出的前端表示为62a。前端62a形成为与轴线方向A1平行。

内周面6s的螺纹槽60由螺纹牙62与螺纹牙62之间的内周面61s形成。对设计定子圆筒部6的螺纹槽60时的要素即螺纹角度、槽深度、螺纹内径、螺纹牙的根数、及槽宽度比进行说明。

图4的(a)是从内侧观察螺纹牙62的端6a的部分的图。图4的(b)是从内侧观察螺纹牙62的端6b的部分的图。

螺纹角度是相对于与旋转轴(轴线方向A1)垂直的平面的角度。所述平面在图4的(a)及图4的(b)中作为F而由双点划线表示。

在图4的(a)中，端6a与平面F一致，螺纹牙62的形成方向C与端6a之间所形成的角度α成为吸气侧的螺纹角度。另外，在图4的(b)中，端6b与平面F一致，螺纹牙62的形成方向C与端6b之间所形成的角度β成为排气侧的螺纹角度。

图5是表示相对于螺旋状的螺纹牙62的形成方向(螺纹牙的角度)而垂直的剖面的图。

相邻的螺纹牙62之间成为槽部分63，内周面61s相当于槽部分63的槽底。槽深度D是从螺纹牙62的内侧的前端62a至圆筒部主体61的内周面61s的长度。关于螺纹槽60的槽深度D，使用后述的图6进行详细说明，随着从端6a朝向端6b变浅。也可以说从内周面61s至螺纹牙62的前端的高度随着从端6a朝向端6b而变低。

螺纹内径是螺纹牙62的比前端62a更靠内侧处的直径。螺纹内径由转子圆筒部23的外径及转子圆筒部23与螺纹牙62的前端62a之间的间隙设定。在图5中，螺纹内径的半径由r/2表示。

所谓螺纹牙的根数，是周向的360度中所配置的螺纹牙62的根数。在本实施方式中，如图2及图3所示，作为一例，螺纹牙62形成有六根。六根螺纹牙62在相对于轴线方向A1而垂直的剖面上以60度间隔配置。

槽宽度比是以相对于螺纹牙62的形成方向而垂直的剖面切取时的、槽部分63的宽度W1相对于槽部分63的宽度W1与螺纹牙62的宽度W2之和的比。即，槽宽度比由W1/(W1+W2)表示，为大于0且未满1的值。

图6是表示轴线方向A1上的槽深度D的变化的图。在图6中，上方表示吸气侧，下方表示排气侧。端6a处的槽深度D表示为吸气侧槽深度Da。端6b处的槽深度D表示为排气侧槽深度Db。

排气侧槽深度Db形成得比吸气侧槽深度Da更小。槽深度D从端6a朝向端6b减小。

圆筒部主体61的内周面61s具有吸气侧部分71(第一部分的一例)以及排气侧部分72(第二部分的一例)。吸气侧部分71是槽深度D以恒定的减少比例Ea减少的部分。排气侧部分72与吸气侧部分71相比，配置于更靠端6b侧(排气侧)处。排气侧部分72是槽深度D以恒定的减少比例Eb减少的部分。排气侧部分72的减少比例Eb比吸气侧部分71的减少比例Ea小，设定为Ea＞Eb。减少比例是将沿着轴线方向A1从端6a朝向端6b移动规定量时的槽深度D的减少量除以规定量而得。

吸气侧部分71的端6b侧的端与排气侧部分72的端6a侧的端相连。由于减少比例恒定，因此在图6中吸气侧部分71与排气侧部分72呈直线状表示。吸气侧部分71与排气侧部分72相连的部分图示为减少比例发生变化的变化部分73。所述变化部分73处的槽深度D表示为变化部分槽深度Dc。如图2及图3所示，变化部分73沿着相对于轴线方向A1而垂直的面上的圆周上形成。另外，在图2及图3中，在所述圆周上的螺纹牙62的前端62a的部分形成有阶差，但也可不形成阶差。此外，在图6、以及后述的图7、图14～图17及图26中，表示在前端62a未形成阶差的状态。

吸气侧槽深度Da、排气侧槽深度Db、变化部分槽深度Dc优选为满足以下的(式1)。

Db≤Dc＜(Da+Db)×0.5···(式1)

另外，吸气侧槽深度Da、排气侧槽深度Db、变化部分槽深度Dc更优选为满足以下的(式2)。

1.5≤Da/Db···(式2)

进而，吸气侧槽深度Da优选为满足以下的(式3)。

8mm≤Da···(式3)

另外，若将从端6a至变化部分73的沿着轴线方向A1的长度设为La、将从端6a至端6b的沿着轴线方向A1的长度设为Lb，则优选为满足以下的(式4)。

0＜La＜Lb×2/3···(式4)

根据所述结构，通过使槽深度D的减少比例在吸气口14侧比排气口16侧大，在螺纹槽60的吸气口14侧容易将气体分子送入至排气口16侧。另外，通过使槽深度D的减少比例在排气口16侧比吸气口14侧小，可防止气体分子从螺纹槽60的排气口16侧向吸气口14侧逆流。

因此，即便在增大由转子圆筒部23与定子圆筒部6构成的拖曳泵部P2吸气侧的流导的情况下，也可提高背压特性。此外，拖曳泵部P2的流导可通过增大气体的流路来提高。即，通过增大螺纹槽60的槽部分63的流路，可提高拖曳泵部P2的流导。增大槽部分63的流路是通过增大槽深度D、减少形成螺纹槽60的螺纹牙62的根数、或者增大槽宽度比W1/(W1+W2)等来实现。

(实施例)

以下，使用实施例进一步对本实施方式的真空泵1进行说明。

在实施例1～实施例3中，如各实施例中的(表1)～(表3)所示，变更拖曳泵部P2的各要素进行了性能计算。

在各实施例中，也同时进行了比较例中的性能计算。图7是表示比较例的圆筒部主体1061及螺纹牙1062中的槽深度D的变化的图。从螺纹牙1062的前端1062a至圆筒部主体1061的内周面1061s的槽深度D从端6a朝向端6b以恒定的比例减少，呈线性变化。即，在比较例中，与实施例不同，未设置槽深度的变化部分。

(实施例1)

将拖曳泵部P2的各要素设定为(表1)所示的值，将进行了性能计算的结果示于图8及图9。

(表1)

在本实施例1的螺纹槽60中，在Lb的50％的位置(La＝Lb/2)设置有槽深度Dc为7mm的变化部分73。

图8是表示在实施例1与比较例1中，将N₂排气2000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。图9是表示在实施例1与比较例1中将N₂排气3000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。在图8及图9中，横轴表示排气侧压力，纵轴表示吸气侧压力之比。是以拖曳泵部P2的排气侧压力为20Pa时的拖曳泵部P2的吸气侧压力为基准时的比。在图8及图9中，实施例1由实线表示，比较例1由双点划线表示。

如图8及图9所示，即便在进行2000sccm或3000sccm等大量排气的情况下，在实施例1中，与比较例1相比，也抑制了由排气侧压力上升引起的吸气侧压力上升。因此，可知在本实施例1中，与比较例1相比，背压特性提高。

(实施例2)

将拖曳泵部P2的各要素设定为(表2)所示的值，将进行了性能计算的结果示于图10及图11。

(表2)

在本实施例2的螺纹槽60中，在Lb的50％的位置(La＝Lb/2)设置有槽深度Dc为4mm的变化部分73。

图10是表示在实施例2与比较例2中，将N₂排气2000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。图11是表示在实施例2与比较例2中，将N₂排气3000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。在图10及图11中，横轴表示排气侧压力，纵轴表示吸气侧压力之比。是以拖曳泵部P2的排气侧压力为20Pa时的拖曳泵部P2的吸气侧压力为基准时的比。在图10及图11中，实施例2由实线表示，比较例2由双点划线表示。

如图10及图11所示，即便在进行2000sccm或3000sccm等大量排气的情况下，在实施例2中，与比较例2相比，也抑制了由排气侧压力上升引起的吸气侧压力上升。因此，可知在本实施例2中，与比较例2相比，背压特性提高。

(实施例3、实施例4)

将拖曳泵部P2的各要素设定为(表3)所示的值，将进行了性能计算的结果示于图12及图13。

(表3)

在实施例3的螺纹槽60中，在Lb的33％的位置(La＝0.33×Lb)设置有槽深度Dc为12mm的变化部分73。

在实施例4的螺纹槽60中，在Lb的66％的位置(La＝0.66×Lb)设有槽深度Dc为12mm的变化部分73。

图12是表示在实施例3、实施例4及比较例3中将N₂排气2000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。图13是表示在实施例3、实施例4及比较例3中将N₂排气3000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。在图12及图13中，横轴表示排气侧压力，纵轴表示吸气侧压力之比。是以拖曳泵部P2的排气侧压力为20Pa时的拖曳泵部P2的吸气侧压力为基准时的比。在图12及图13中，实施例3由实线表示，实施例4由点划线表示，比较例3由双点划线表示。

如图12及图13所示，即便在进行2000sccm或3000sccm等大量排气的情况下，实施例3、实施例4与比较例3相比，也抑制了由排气侧压力上升引起的吸气侧压力上升。因此，可知在本实施例3、实施例4中，与比较例3相比，背压特性提高。

(实施方式2)

以下，对实施方式2的真空泵进行说明。实施方式2的真空泵中，定子圆筒部6的螺纹槽60的槽深度D的变化不同于实施方式1的真空泵。在本实施方式2中，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

在所述实施方式1的定子圆筒部6中，在从吸气侧的端6a至排气侧的端6b之间设置有一个槽深度D的减少比例发生变化的变化部分，但在本实施方式2的定子圆筒部中，设置有多个变化部分。

图14是表示本实施方式2的定子圆筒部6的轴线方向A1上的槽深度D的变化的图。

在图14中，上方表示吸气侧，下方表示排气侧。端6a处的槽深度D表示为吸气侧槽深度Da。端6b处的槽深度D表示为排气侧槽深度Db。排气侧槽深度Db形成得比吸气侧槽深度Da更小。

实施方式2的圆筒部主体61的内周面61s具有从吸气侧朝向排气侧依次配置的第一减少部分171、第二减少部分172以及第三减少部分173。第一减少部分171是槽深度D以恒定的减少比例E1减少的部分。第二减少部分172是槽深度D以恒定的减少比例E2减少的部分。第三减少部分173是槽深度D以恒定的减少比例E3减少的部分。减少比例是将沿着轴线方向A1从端6a朝向端6b移动规定量时的槽深度D的减少量除以规定量而得。由于减少比例恒定，因此在图14中第一减少部分171、第二减少部分172、及第三减少部分173呈直线状表示。

第一减少部分171是从端6a朝向排气侧形成。第一减少部分171的排气侧的端与第二减少部分172的吸气侧的端相连。第一减少部分171与第二减少部分172相连的部分图示为减少比例发生变化的第一变化部分175。所述第一变化部分175处的槽深度D表示为变化部分槽深度Dd。第一变化部分175是沿着相对于轴线方向A1而垂直的面上的圆周上形成。

第三减少部分173是从端6b朝向吸气侧形成。第三减少部分173的吸气侧的端与第二减少部分172的排气侧的端相连。第二减少部分172与第三减少部分173相连的部分图示为减少比例发生变化的第二变化部分176。所述第二变化部分176处的槽深度D表示为变化部分槽深度De。第二变化部分176是沿着相对于轴线方向A1而垂直的面上的圆周上形成。

在图14所示的定子圆筒部中，设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第二减少部分172的减少比例E2≥第三减少部分173的减少比例E3。

此外，并不限于图14的结构，只要存在排气侧的端6b的槽深度Db比吸气侧的端6a的槽深度Da更小、槽深度的减少比例在吸气侧比所述排气侧更大的结构即可，例如，也可为图15或图16的定子圆筒部的结构。

在图15所示的定子圆筒部6中，与图14所示的定子圆筒部相比较，设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第三减少部分173的减少比例E3≥第二减少部分172的减少比例E2。

在图16所示的定子圆筒部6中，与图14所示的定子圆筒部相比较，设定为第二减少部分172的减少比例E2≥第一减少部分171的减少比例E1≥第三减少部分173的减少比例E3。

另外，在图14～图16所示的定子圆筒部中，设置有两个减少比例发生变化的变化部分，但也可设置三个。图17是表示设置有三个槽深度的减少比例发生变化的变化部分的定子圆筒部的轴线方向A1上的槽深度D的变化的图。

在图17所示的结构中，在图14中说明的第三减少部分173与端6b之间还设置有第四减少部分174。第三减少部分173与第四减少部分174相连的部分表示为第三变化部分177。第四减少部分174是槽深度D以恒定的减少比例E4减少的部分。在图17所示的结构中，设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第二减少部分172的减少比例E2≥第三减少部分173的减少比例E3≥第四减少部分174的减少比例E4。另外，第三变化部分177处的槽深度表示为变化部分槽深度Df。

如此，也可为设置有四个不同的恒定的减少比例的部分，从而设置有三个减少比例发生变化的变化部分的定子圆筒部。

此外，在图17所示的结构中，只要存在排气侧的端6b的槽深度Db比吸气侧的端6a的槽深度Da更小、槽深度的减少比例在吸气侧比所述排气侧更大的结构，则减少部分间的减少比例的大小也可不同。虽未如具有两个变化部分的结构的情况(图14～图16)那样图示，但例如也可设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第二减少部分172的减少比例E2≥第四减少部分174的减少比例E4≥第三减少部分173的减少比例E3。如以下的实施例8～实施例15所示，能够变更第一减少部分171的减少比例E1、第二减少部分172的减少比例E2、第三减少部分173的减少比例E3、及第四减少部分174的减少比例E4的大小。

(实施例)

以下，使用实施例对实施方式进行详细说明。

(实施例5～实施例7)

在以下的实施例5～实施例7及比较例4中，将拖曳泵部P2的各要素设定为(表4)所示的值。

(表4)

另外，将定子圆筒部6的吸气侧的端6a至第一变化部分175的长度Lc设定为40mm，将从端6a至第二变化部分176的长度Ld设定为70mm。

实施例5中的定子圆筒部为图14所示的形状，且设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第二减少部分172的减少比例E2≥第三减少部分173的减少比例E3。

实施例6中的定子圆筒部为图15所示的形状，且设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第三减少部分173的减少比例E3≥第二减少部分172的减少比例E2。

实施例7中的定子圆筒部为图16所示的形状，且设定为第二减少部分172的减少比例E2≥第一减少部分171的减少比例E1≥第三减少部分173的减少比例E3。

比较例4的定子圆筒部为以上所述的图7的形状，且槽深度D从端6a朝向端6b以恒定的比例减少，呈线性变化。

以下的(表5)中示出比较例4及实施例5～实施例7中的定子圆筒部的尺寸。

(表5)

将拖曳泵部P2的各要素设定为(表4)及(表5)所示的值，将进行了性能计算的结果示于图18及图19。

图18是表示在实施例5～实施例7与比较例4中，将N₂排气2000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。图19是表示在实施例5～实施例7与比较例4中，将N₂排气3000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。在图18及图19中，横轴表示排气侧压力，纵轴表示吸气侧压力之比。是以拖曳泵部P2的排气侧压力为10Pa时的拖曳泵部P2的吸气侧压力为基准时的比。在图18及图19中，实施例5由实线表示，实施例6由虚线表示，实施例7由点划线表示，比较例4由双点划线表示。

如图18及图19所示，即便在进行2000sccm或3000sccm等大量排气的情况下，在实施例5～实施例7中，与比较例4相比，也抑制了由排气侧压力上升引起的吸气侧压力上升。因此，可知在本实施例5～实施例7中，与比较例4相比，背压特性提高。由此可知，优选为槽深度的减少比例最大的部分与槽深度减少比例最小的部分相比，配置于更靠吸气侧处。

另外，通过将实施例5与实施例7进行比较，可知在槽深度的减少比例最大的部分配置于最靠吸气侧的情况下，背压特性进一步提高，因此优选。另外，通过将实施例5与实施例6进行比较，可知在槽深度的减少比例最小的部分配置于最靠排气侧的情况下，背压特性进一步提高，因此优选。

(实施例8～实施例15)

在以下的实施例8～实施例15中，将拖曳泵部P2的各要素设定为(表6)所示的值。

(表6)

另外，如图17所示，将定子圆筒部6的吸气侧的端6a至第一变化部分175的长度Lc设定为25mm，将端6a至第二变化部分176的长度Ld设定为50mm，将端6a至第三变化部分177的长度Le设定为75mm。

实施例8中的定子圆筒部为图17所示的形状，且表示设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第二减少部分172的减少比例E2≥第三减少部分173的减少比例E3≥第四减少部分174的减少比例E4的情况的一例。

实施例9中的定子圆筒部表示设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第二减少部分172的减少比例E2≥第四减少部分174的减少比例E4≥第三减少部分173的减少比例E3的情况的一例。

实施例10中的定子圆筒部表示设定为第一减少部分171的减少比例E1≥第三减少部分173的减少比例E3≥第二减少部分172的减少比例E2≥第四减少部分174的减少比例E4的情况的一例。

实施例11中的定子圆筒部表示设定为第二减少部分172的减少比例E2≥第一减少部分171的减少比例E1≥第三减少部分173的减少比例E3≥第四减少部分174的减少比例E4的情况的一例。

实施例12中的定子圆筒部表示设定为第二减少部分172的减少比例E2≥第一减少部分171的减少比例E1≥第四减少部分174的减少比例E4≥第三减少部分173的减少比例E3的情况的一例。

实施例13中的定子圆筒部表示设定为第三减少部分173的减少比例E3≥第一减少部分171的减少比例E1≥第二减少部分172的减少比例E2≥第四减少部分174的减少比例E4的情况的一例。

实施例14中的定子圆筒部表示设定为第二减少部分172的减少比例E2≥第三减少部分173的减少比例E3≥第一减少部分171的减少比例E1≥第四减少部分174的减少比例E4的情况的一例。

实施例15中的定子圆筒部表示设定为第三减少部分173的减少比例E3≥第二减少部分172的减少比例E2≥第一减少部分171的减少比例E1≥第四减少部分174的减少比例E4的情况的一例。

比较例5的定子圆筒部为以上所述的图7的形状，且槽深度D从端6a朝向端6b以恒定的比例减少，呈线性变化。

(表7)

将拖曳泵部P2的各要素设定为(表6)及(表7)所示的值，将进行了性能计算的结果示于图20及图21。

图20是表示在实施例8～实施例10与比较例5中，将N₂排气2000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。图21是表示在实施例8～实施例10与比较例5中，将N₂排气3000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。在图20及图21中，横轴表示排气侧压力，纵轴表示吸气侧压力之比。是以拖曳泵部P2的排气侧压力为10Pa时的拖曳泵部P2的吸气侧压力为基准时的比。在图20及图21中，实施例8由实线表示，实施例9由虚线表示，实施例10由点划线表示，比较例5由双点划线表示。

(表8)

将拖曳泵部P2的各要素设定为(表6)及(表8)所示的值，将进行了性能计算的结果示于图22及图23。

图22是表示在实施例11、实施例12与比较例5中，将N₂排气2000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。图23是表示在实施例11、实施例12与比较例5中，将N₂排气3000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。在图22及图23中，横轴表示排气侧压力，纵轴表示吸气侧压力之比。是以拖曳泵部P2的排气侧压力为10Pa时的拖曳泵部P2的吸气侧压力为基准时的比。在图22及图23中，实施例11由实线表示，实施例12由虚线表示，比较例5由双点划线表示。

(表9)

将拖曳泵部P2的各要素设定为(表6)及(表9)所示的值，将进行了性能计算的结果示于图24及图25。

图24是表示在实施例13～实施例15与比较例5中，将N₂排气2000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。图25是表示在实施例13～实施例15与比较例5中，将N₂排气3000sccm时的拖曳泵部P2的吸气侧压力与排气侧压力的关系的图。在图24及图25中，横轴表示排气侧压力，纵轴表示吸气侧压力之比。是以拖曳泵部P2的排气侧压力为10Pa时的拖曳泵部P2的吸气侧压力为基准时的比。在图24及图25中，实施例13由实线表示，实施例14由虚线表示，实施例15由点划线表示，比较例5由双点划线表示。

如图20～图25所示，即便在进行2000sccm或3000sccm等大量排气的情况下，在实施例8～实施例15中，与比较例5相比，也抑制了由排气侧压力上升引起的吸气侧压力上升。因此，可知在本实施例8～实施例15中，与比较例5相比，背压特性提高。由此可知，优选为槽深度的减少比例最大的部分与槽深度的减少比例最小的部分相比，配置于更靠吸气侧处。

另外，例如通过将实施例8与实施例13、实施例14进行比较，可知优选为槽深度的减少比例最大的部分配置于最靠吸气侧处。另外，例如通过将实施例8与实施例9进行比较，可知在槽深度的减少比例最小的部分配置于最靠排气侧处的情况下背压特性进一步提高，因此优选。

(其他实施方式)

以上对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。

在所述实施方式中，由于在吸气侧部分71与排气侧部分72中减少比例恒定，因此前端62a形成为直线状，但也可以穿过变化部分73的方式弯曲地形成。如此，吸气侧部分71中的减少比例只要比排气侧部分72中的减少比例大即可，减少比例也可不恒定。

在所述实施方式中，在定子圆筒部6的内周面6s形成有螺纹槽，但也可在转子圆筒部23的外周面形成有螺纹槽。另外，定子圆筒部6也可与基座9一体化。

在所述实施方式中，作为一例，形成有五根～八根螺纹牙62，但也可为五根以下，也可为八根以上。

在所述实施方式中，作为第一部分的一例的吸气侧部分71的吸气侧的端与端6a一致，排气侧部分72的排气侧的端与端6b一致，但也可在吸气侧部分71的吸气侧进而设置圆筒部主体及螺纹牙的部分。另外，也可在排气侧部分72的排气侧进而设置圆筒部主体及螺纹牙的部分。图26是表示变形例的螺纹牙62’的前端62a’至圆筒部主体61’的内周面61s’的槽深度D的变化的图。在圆筒部主体61’的内周面61s’中，在吸气侧部分71与端6a之间设置有端部分74，在排气侧部分72与端6b之间设置有端部分75。在图26所示的变形例中，端部分74的槽深度D以与吸气侧部分71的吸气口14侧的端的槽深度Da相同的高度形成为恒定。另外，在图26所示的变形例中，端部分75的槽深度D以与排气侧部分72的排气口16侧的端的槽深度Db为相同的高度形成为恒定。此外，端部分74、端部分75也可形成为槽深度D从端6a朝向端6b减少。

(形态)

本领域技术人员可理解，以上所述的多个例示性的实施方式是以下形态的具体例。

(第一形态)真空泵包括壳体、转子圆筒部以及定子圆筒部。壳体具有抽吸气体的吸气口以及排出所抽吸的气体的排气口。转子圆筒部收纳于壳体。定子圆筒部收纳于壳体，并与转子圆筒部相向地配置。在定子圆筒部与转子圆筒部的其中一个相向面形成有螺纹槽。关于螺纹槽的槽深度，排气侧的端比吸气侧的端更小。关于槽深度的减少比例，吸气侧比排气侧更大。

在第一形态的真空泵中，螺纹槽的槽深设定为排气侧的端比吸气侧的端更小，槽深度的减少比例设定为吸气侧比排气侧更大。如此，通过在吸气侧增大槽深度的减少比例，在螺纹槽的吸气侧容易将气体分子送入至排气侧。另外，通过在排气侧减小槽深度的减少比例，可防止气体分子从螺纹槽的排气侧向吸气侧逆流。

因此，即便在增大由转子圆筒部与定子圆筒部构成的拖曳泵部的流导的情况下，也可提高背压特性。

另外，通过提高背压特性，即便是更大的排气侧压力，也可降低吸气侧的压力上升，因此也能够选定作为导致排气口侧的压力增加的主要原因的小型的辅助泵。因此，能够实现设计的自由度，可实现成本降低，并且也可提高维护性。

(第二形态)根据第一形态的真空泵，其中，螺纹槽具有第一部分以及第二部分。第一部分的槽深度的减少比例恒定。第二部分与第一部分相比，配置于更靠排气侧处，槽深度的减少比例恒定。第一部分的减少比例比第二部分的减少比例大。

在第二形态的真空泵中，在第一部分容易将气体分子送入至排气侧，且在第二部分气体分子不易逆流。因此，即便在增大由转子圆筒部与定子圆筒部构成的拖曳泵部的流导的情况下，也可提高背压特性。

(第三形态)根据第二形态的真空泵，其中，第一部分与所述第二部分在变化部分相连。若将第一部分的吸气侧的端处的所述槽深度设为Da、将第二部分的所述排气侧的端处的槽深度设为Db、将变化部分处的槽深度设为Dc，则满足Db≤Dc≤(Da+Db)×0.5。

在第三形态的真空泵中，通过满足Db≤Dc≤(Da+Db)×0.5，即便在增大拖曳泵部的流导的情况下，也可提高背压特性。

(第四形态)根据第三形态的真空泵，其中，若将从第一部分的吸气侧的端至变化部分的沿着转子圆筒部的轴向的长度设为La、将从第一部分的吸气侧的端至第二部分的排气侧的端的沿着所述轴向的长度设为Lb，则满足0＜La＜Lb×2/3。

在第四形态的真空泵中，通过满足0＜La＜Lb×2/3，即便在增大拖曳泵部的流导的情况下，也可提高背压特性。

(第五形态)根据第三形态或第四形态的真空泵，其中，还满足1.5≤Da/Db。

在第五形态的真空泵中，通过满足1.5≤Da/Db，即便在增大拖曳泵部的流导的情况下，也可提高背压特性。

(第六形态)根据第一形态的真空泵，其中，螺纹槽具有槽深度的减少比例不同的多个部分。槽深度的减少比例最大的部分与槽深度的减少比例最小的部分相比，配置于更靠吸气侧处。

在第六形态的真空泵中，通过将槽深度的减少比例最大的部分与槽深度的减少比例最小的部分相比配置于更靠吸气侧处，在螺纹槽的吸气侧容易将气体分子送入至排气侧，可防止气体分子从螺纹槽的排气侧向吸气侧逆流。

因此，即便在增大拖曳泵部的流导的情况下，也可提高背压特性。

(第七形态)根据第六形态的真空泵，其中，槽深度的减少比例最大的部分配置于多个部分中最靠吸气侧处。

在第七形态的真空泵中，在螺纹槽的吸气侧，更容易将气体分子送入至排气侧。

(第八形态)根据第六形态或第七形态的真空泵，其中，槽深度的减少比例最小的部分配置于多个部分中最靠排气侧处。

在第八形态的真空泵中，可进一步防止气体分子从螺纹槽的排气侧向吸气侧逆流。

Claims (8)

1.一种真空泵，其特征在于，包括：

壳体，具有抽吸气体的吸气口以及排出所抽吸的气体的排气口；

转子圆筒部，收纳于所述壳体；以及

定子圆筒部，收纳于所述壳体，并与所述转子圆筒部相向地配置，

在所述定子圆筒部与所述转子圆筒部的其中一个相向面形成有螺纹槽，

关于所述螺纹槽的槽深度，排气侧的端比吸气侧的端更小，

关于所述槽深度的减少比例，所述吸气侧比所述排气侧更大。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其中

所述螺纹槽具有：

第一部分，所述槽深度的减少比例恒定；以及

第二部分，与所述第一部分相比，配置于更靠所述排气侧处，所述槽深度的减少比例恒定，

所述第一部分的减少比例比所述第二部分的减少比例大。

3.根据权利要求2所述的真空泵，其中

所述第一部分与所述第二部分在减少比例的变化部分相连，

若将所述第一部分的所述吸气侧的端处的所述槽深度设为Da、

将所述第二部分的所述排气侧的端处的所述槽深度设为Db、

将所述变化部分处的所述槽深度设为Dc，

则满足Db≤Dc≤(Da+Db)×0.5。

4.根据权利要求3所述的真空泵，其中

若将从所述第一部分的所述吸气侧的端至所述变化部分的沿着所述转子圆筒部的轴向的长度设为La、

将从所述第一部分的所述吸气侧的端至所述第二部分的所述排气侧的端的沿着所述轴向的长度设为Lb，

则满足0＜La＜Lb×2/3。

5.根据权利要求3或4所述的真空泵，其中

还满足1.5≤Da/Db。

6.根据权利要求1所述的真空泵，其中

所述螺纹槽具有所述槽深度的减少比例不同的多个部分，

所述槽深度的减少比例最大的部分与所述槽深度的减少比例最小的部分相比，配置于更靠所述吸气侧处。

7.根据权利要求6所述的真空泵，其中

所述槽深度的减少比例最大的部分配置于所述多个部分中最靠所述吸气侧处。

8.根据权利要求6或7所述的真空泵，其中

所述槽深度的减少比例最小的部分配置于所述多个部分中最靠所述排气侧处。

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