JP2000274394A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
ターボ分子ポンプInfo
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- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0292—Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸方向にコンパクトであって、かつ充分な排
気・圧縮能力を有するターボ分子ポンプを提供する。 【解決手段】 ケーシング１０と、該ケーシングに固定
されたステータＳと、ケーシング内部に高速回転可能に
支持されたロータＲとを備え、前記ステータとロータの
間にタービン翼排気部Ｌ１とねじ溝排気部Ｌ２が構成さ
れたターボ分子ポンプにおいて、前記ロータは、所定の
分割位置で分割された少なくとも２つ以上の構成部材２
２ａ，２２ｂを結合して構成されている。
気・圧縮能力を有するターボ分子ポンプを提供する。 【解決手段】 ケーシング１０と、該ケーシングに固定
されたステータＳと、ケーシング内部に高速回転可能に
支持されたロータＲとを備え、前記ステータとロータの
間にタービン翼排気部Ｌ１とねじ溝排気部Ｌ２が構成さ
れたターボ分子ポンプにおいて、前記ロータは、所定の
分割位置で分割された少なくとも２つ以上の構成部材２
２ａ，２２ｂを結合して構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程等
においてチャンバを排気するために用いられるターボ分
子ポンプに関し、特に、コンパクトでかつ高い排気性能
を有するターボ分子ポンプに関するものである。
においてチャンバを排気するために用いられるターボ分
子ポンプに関し、特に、コンパクトでかつ高い排気性能
を有するターボ分子ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高性能化した半導体デバイスの製造プロ
セスにおいては、高真空、又は超高真空状態を得るため
に、ターボ分子ポンプが用いられる。これは、筒状のケ
ーシングの中に回転自在に支持されたロータに回転翼
（軸流羽根）を形成し、ケーシングの内壁に固定翼を回
転翼の間に突出して設けてタービン翼排気部を構成し、
ロータを高速回転させることにより、吸気口から排気口
へ気体分子を移動させて高度の真空を得るものである。
セスにおいては、高真空、又は超高真空状態を得るため
に、ターボ分子ポンプが用いられる。これは、筒状のケ
ーシングの中に回転自在に支持されたロータに回転翼
（軸流羽根）を形成し、ケーシングの内壁に固定翼を回
転翼の間に突出して設けてタービン翼排気部を構成し、
ロータを高速回転させることにより、吸気口から排気口
へ気体分子を移動させて高度の真空を得るものである。
【０００３】高度の真空状態を達成するためには、気体
に対する圧縮比を大きくする必要があり、タービン翼排
気部の回転翼と固定翼を多段に設けたり、或いはタービ
ン翼排気部の後段側にねじ溝排気部を設置したりしてい
る。主軸及びロータには、メンテナンスや清浄度の観点
から磁気軸受が採用されている。
に対する圧縮比を大きくする必要があり、タービン翼排
気部の回転翼と固定翼を多段に設けたり、或いはタービ
ン翼排気部の後段側にねじ溝排気部を設置したりしてい
る。主軸及びロータには、メンテナンスや清浄度の観点
から磁気軸受が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の半導
体製造装置においては、ウエハの大口径化に伴い多量の
ガスを使用する傾向にあり、従って、ターボ分子ポンプ
もそれに伴い大流量を排気しながらチャンバ圧力を一定
圧力以下に保ち、かつ高い圧縮能力を有することが求め
られる。
体製造装置においては、ウエハの大口径化に伴い多量の
ガスを使用する傾向にあり、従って、ターボ分子ポンプ
もそれに伴い大流量を排気しながらチャンバ圧力を一定
圧力以下に保ち、かつ高い圧縮能力を有することが求め
られる。
【０００５】しかし、このような大排気量、高い圧縮能
力を有するターボ分子ポンプは、段数も増え、軸方向の
長さや重量が大きくなって、それ自体が高価なものとな
るだけでなく、クリーンルーム内のチャンバ周りの高価
な空間を占有してしまう。また、ロータの異常破壊時に
発生する破壊トルクも大きく、安全性の確保も難しくな
ってしまう。
力を有するターボ分子ポンプは、段数も増え、軸方向の
長さや重量が大きくなって、それ自体が高価なものとな
るだけでなく、クリーンルーム内のチャンバ周りの高価
な空間を占有してしまう。また、ロータの異常破壊時に
発生する破壊トルクも大きく、安全性の確保も難しくな
ってしまう。
【０００６】本発明は、これらの問題点を解決し、軸方
向にコンパクトであって、かつ充分な排気・圧縮能力を
有するターボ分子ポンプを提供することを目的とするも
のである。
向にコンパクトであって、かつ充分な排気・圧縮能力を
有するターボ分子ポンプを提供することを目的とするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、ケーシングと、該ケーシ
ングに固定されたステータと、ケーシング内部に高速回
転可能に支持されたロータとを備え、前記ステータとロ
ータの間にタービン翼排気部とねじ溝排気部が構成され
たターボ分子ポンプにおいて、前記ロータは、軸方向に
分割された少なくとも２つ以上の構成部材を結合して構
成されていることを特徴とするターボ分子ポンプであ
る。
決するためになされたもので、ケーシングと、該ケーシ
ングに固定されたステータと、ケーシング内部に高速回
転可能に支持されたロータとを備え、前記ステータとロ
ータの間にタービン翼排気部とねじ溝排気部が構成され
たターボ分子ポンプにおいて、前記ロータは、軸方向に
分割された少なくとも２つ以上の構成部材を結合して構
成されていることを特徴とするターボ分子ポンプであ
る。
【０００８】これにより、ロータの構成部材を個別に例
えば機械加工等によって作製することができるので、加
工上の制約が緩和され、排気・圧縮性能を高めるのに最
も適した複雑な形状のロータを採用することが可能とな
り、大流量のガスを高い圧縮性能で排気するようなター
ボ分子ポンプを提供することができる。そのような場合
としては、円板状翼にスパイラル溝を形成してスパイラ
ル溝排気部を形成する場合、円筒状溝排気部を多重に設
けて排気経路を長くする場合等が挙げられる。
えば機械加工等によって作製することができるので、加
工上の制約が緩和され、排気・圧縮性能を高めるのに最
も適した複雑な形状のロータを採用することが可能とな
り、大流量のガスを高い圧縮性能で排気するようなター
ボ分子ポンプを提供することができる。そのような場合
としては、円板状翼にスパイラル溝を形成してスパイラ
ル溝排気部を形成する場合、円筒状溝排気部を多重に設
けて排気経路を長くする場合等が挙げられる。
【０００９】ロータの構成部材を結合する方法として
は、焼きばめやボルトによる締結が挙げられる。結合部
に互いに嵌合する形状の凹凸を設けることにより、両者
を堅固に固定することができ、また結合の際の位置決め
も容易となる。ロータを分割する位置は、ロータを作製
する際の便宜と、ロータの強度等を考慮して決められる
が、例えば、タービン翼排気部を構成する部分とスパイ
ラル又は円筒ねじ溝排気部を構成する部分の間で分割し
てもよい。
は、焼きばめやボルトによる締結が挙げられる。結合部
に互いに嵌合する形状の凹凸を設けることにより、両者
を堅固に固定することができ、また結合の際の位置決め
も容易となる。ロータを分割する位置は、ロータを作製
する際の便宜と、ロータの強度等を考慮して決められる
が、例えば、タービン翼排気部を構成する部分とスパイ
ラル又は円筒ねじ溝排気部を構成する部分の間で分割し
てもよい。
【００１０】スパイラルねじ溝排気部は、通常、タービ
ン翼排気部より下流側に設けられ、半径方向に排気流路
を形成することにより、軸方向寸法を大きくすることな
く、排気・圧縮性能を高めることができる。この場合、
ロータの形状が複雑となるが、本発明のようにロータを
分割することにより、比較的簡単に作製することができ
る。
ン翼排気部より下流側に設けられ、半径方向に排気流路
を形成することにより、軸方向寸法を大きくすることな
く、排気・圧縮性能を高めることができる。この場合、
ロータの形状が複雑となるが、本発明のようにロータを
分割することにより、比較的簡単に作製することができ
る。
【００１１】円筒ねじ溝排気部は、通常、タービン翼排
気部より下流側に設けられ、ロータとステータの間に筒
状の空間を形成する。円筒ねじ溝排気部を２重又はそれ
以上の多重に形成することにより、軸方向寸法を大きく
することなく排気経路を延長して、排気・圧縮性能を高
めることができる。この場合も、ロータの形状が複雑と
なるが、本発明のようにロータを分割することにより、
比較的簡単に作製することができる。
気部より下流側に設けられ、ロータとステータの間に筒
状の空間を形成する。円筒ねじ溝排気部を２重又はそれ
以上の多重に形成することにより、軸方向寸法を大きく
することなく排気経路を延長して、排気・圧縮性能を高
めることができる。この場合も、ロータの形状が複雑と
なるが、本発明のようにロータを分割することにより、
比較的簡単に作製することができる。
【００１２】ロータを構成する少なくとも２つの構成部
材を、同じ素材で形成してもよいが、状況に応じて異な
る素材で構成してもよい。ターボ分子ポンプの羽根車材
料としては、一般的に使用されているアルミ合金は、従
来よりも高い背圧状態で運転した場合、ロータ自体に掛
かる応力による変形や温度の上昇によるクリープ変形が
発生する可能性があり、安定性、ポンプ寿命への影響等
が懸念される。また、熱膨張による高温での不安定な回
転も懸念される。そこで、ロータの構成部材の一部又は
全部の素材として高温強度に優れたチタン合金や比強度
が高く熱膨張係数が小さいセラミックスを使用すること
により変形や熱膨張を防止し、ポンプ寿命への影響を低
減し、安定動作を確保することができる。これらの素材
は、耐食性に優れているというメリットもある。また、
本発明では、ロータを少なくとも２つの構成部材から構
成しているので、１つのロータにおいて、機能上又は製
造上の必要性に応じてこれらの素材を使い分けることが
できる。
材を、同じ素材で形成してもよいが、状況に応じて異な
る素材で構成してもよい。ターボ分子ポンプの羽根車材
料としては、一般的に使用されているアルミ合金は、従
来よりも高い背圧状態で運転した場合、ロータ自体に掛
かる応力による変形や温度の上昇によるクリープ変形が
発生する可能性があり、安定性、ポンプ寿命への影響等
が懸念される。また、熱膨張による高温での不安定な回
転も懸念される。そこで、ロータの構成部材の一部又は
全部の素材として高温強度に優れたチタン合金や比強度
が高く熱膨張係数が小さいセラミックスを使用すること
により変形や熱膨張を防止し、ポンプ寿命への影響を低
減し、安定動作を確保することができる。これらの素材
は、耐食性に優れているというメリットもある。また、
本発明では、ロータを少なくとも２つの構成部材から構
成しているので、１つのロータにおいて、機能上又は製
造上の必要性に応じてこれらの素材を使い分けることが
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の第１の
実施の形態を示すもので、このターボ分子ポンプは、筒
状のポンプケーシング１０の内部にロータ（回転部）Ｒ
とステータ（固定部）Ｓが収容され、これらの間にター
ビン翼排気部Ｌ１及びねじ溝排気部Ｌ２が構成されてい
る。ポンプケーシング１０の上下端部にはフランジ１２
ａ，１２ｂが形成され、上部フランジ１２ａに排気すべ
き装置や配管が接続される。この実施の形態において
は、ねじ溝排気部Ｌ２として、スパイラルねじ溝排気部
のみを設けた例を示している。
を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の第１の
実施の形態を示すもので、このターボ分子ポンプは、筒
状のポンプケーシング１０の内部にロータ（回転部）Ｒ
とステータ（固定部）Ｓが収容され、これらの間にター
ビン翼排気部Ｌ１及びねじ溝排気部Ｌ２が構成されてい
る。ポンプケーシング１０の上下端部にはフランジ１２
ａ，１２ｂが形成され、上部フランジ１２ａに排気すべ
き装置や配管が接続される。この実施の形態において
は、ねじ溝排気部Ｌ２として、スパイラルねじ溝排気部
のみを設けた例を示している。
【００１４】ステータＳは、ポンプケーシング１０の下
部を覆うように下部フランジ１２ｂに接合される基部１
４と、その中央に立設された筒状のスリーブ部１６と、
タービン翼排気部Ｌ１及びねじ溝排気部Ｌ２の固定側部
分とを備え、基部１４には排気口１８が形成されてい
る。また、ロータＲは、スリーブ部１６の内部に挿入さ
れた主軸２０と、それに取り付けられたロータ本体２２
を有しており、このロータ本体２２は、タービン翼排気
部Ｌ１を構成する翼排気部構成部材２２ａの後段に、こ
れとは別体で形成されてねじ溝排気部Ｌ２を構成する溝
排気部構成部材２２ｂを組み付けて構成されている。
部を覆うように下部フランジ１２ｂに接合される基部１
４と、その中央に立設された筒状のスリーブ部１６と、
タービン翼排気部Ｌ１及びねじ溝排気部Ｌ２の固定側部
分とを備え、基部１４には排気口１８が形成されてい
る。また、ロータＲは、スリーブ部１６の内部に挿入さ
れた主軸２０と、それに取り付けられたロータ本体２２
を有しており、このロータ本体２２は、タービン翼排気
部Ｌ１を構成する翼排気部構成部材２２ａの後段に、こ
れとは別体で形成されてねじ溝排気部Ｌ２を構成する溝
排気部構成部材２２ｂを組み付けて構成されている。
【００１５】主軸２０の外周面とスリーブ部１６の内周
面には、ロータＲを回転する駆動用モータ２４と、ロー
タＲを非接触で支持する上部ラジアル軸受２６、下部ラ
ジアル軸受２８及びアキシャル軸受３０が設けられてい
る。アキシャル軸受３０は主軸２０の下端のターゲット
ディスク３０ａと、ステータＳ側の上下の電磁石３０ｂ
を有している。このような構成によって、ロータＲは５
軸の能動制御を受けながら高速回転するようになってい
る。スリーブ部１６の上下２ヶ所には、タッチダウン軸
受３２ａ，３２ｂが形成されている。
面には、ロータＲを回転する駆動用モータ２４と、ロー
タＲを非接触で支持する上部ラジアル軸受２６、下部ラ
ジアル軸受２８及びアキシャル軸受３０が設けられてい
る。アキシャル軸受３０は主軸２０の下端のターゲット
ディスク３０ａと、ステータＳ側の上下の電磁石３０ｂ
を有している。このような構成によって、ロータＲは５
軸の能動制御を受けながら高速回転するようになってい
る。スリーブ部１６の上下２ヶ所には、タッチダウン軸
受３２ａ，３２ｂが形成されている。
【００１６】タービン翼排気部Ｌ１を構成するロータ本
体２２の翼排気部構成部材２２ａの上部外周には円盤状
の回転翼３４が一体に形成され、ポンプケーシング１０
の内面には、固定翼３６が回転翼３４と交互に配置され
て設けられている。各固定翼３６は、その縁部を固定翼
スペーサ３８で上下から押さえられて固定されている。
回転翼３４には、内周部のハブと外周部のフレームの間
に径方向に延びる傾斜した羽根（図示略）が放射状に設
けられており、これの高速回転によって気体分子に軸方
向の衝撃を与えて排気を行なうようになっている。
体２２の翼排気部構成部材２２ａの上部外周には円盤状
の回転翼３４が一体に形成され、ポンプケーシング１０
の内面には、固定翼３６が回転翼３４と交互に配置され
て設けられている。各固定翼３６は、その縁部を固定翼
スペーサ３８で上下から押さえられて固定されている。
回転翼３４には、内周部のハブと外周部のフレームの間
に径方向に延びる傾斜した羽根（図示略）が放射状に設
けられており、これの高速回転によって気体分子に軸方
向の衝撃を与えて排気を行なうようになっている。
【００１７】ねじ溝排気部Ｌ２は、タービン翼排気部Ｌ
１の下流側つまり下方に設けられており、タービン翼排
気部Ｌ１とほぼ同様に、ねじ溝排気部Ｌ２を構成するロ
ータ本体２２の溝排気部構成部材２２ｂの外周に円盤状
の回転翼４０が一体に形成され、ポンプケーシング１０
の内面には、固定翼４２が回転翼４０と交互に配置され
て設けられている。各固定翼４２は、その縁部を固定翼
スペーサ４４で上下から押さえられて固定されている。
１の下流側つまり下方に設けられており、タービン翼排
気部Ｌ１とほぼ同様に、ねじ溝排気部Ｌ２を構成するロ
ータ本体２２の溝排気部構成部材２２ｂの外周に円盤状
の回転翼４０が一体に形成され、ポンプケーシング１０
の内面には、固定翼４２が回転翼４０と交互に配置され
て設けられている。各固定翼４２は、その縁部を固定翼
スペーサ４４で上下から押さえられて固定されている。
【００１８】回転翼４０は、図２に示すように、その表
裏面にスパイラル状の突起４６が設けられ、その間にス
パイラルねじ溝４８が形成されている。各回転翼４０の
表の面すなわち上側の面のスパイラルねじ溝４８は、図
２（ａ）に矢印Ａで示す回転翼４０の回転に伴い、気体
分子が、実線の矢印Ｂで示すように外側に向かって流れ
るように形成されており、一方、各回転翼４０の裏の面
すなわち下側の面のスパイラルねじ溝４８は、回転翼４
０の回転に伴い、気体分子が、破線の矢印Ｃで示すよう
に内側に向かって流れるように形成されている。
裏面にスパイラル状の突起４６が設けられ、その間にス
パイラルねじ溝４８が形成されている。各回転翼４０の
表の面すなわち上側の面のスパイラルねじ溝４８は、図
２（ａ）に矢印Ａで示す回転翼４０の回転に伴い、気体
分子が、実線の矢印Ｂで示すように外側に向かって流れ
るように形成されており、一方、各回転翼４０の裏の面
すなわち下側の面のスパイラルねじ溝４８は、回転翼４
０の回転に伴い、気体分子が、破線の矢印Ｃで示すよう
に内側に向かって流れるように形成されている。
【００１９】このロータ本体２２は、タービン翼排気部
Ｌ１を構成する翼排気部構成部材２２ａと、これとは別
体で形成されてねじ溝排気部Ｌ２を構成する溝排気部構
成部材２２ｂとを結合して構成されている。翼排気部構
成部材２２ａは、回転翼４０を含む部分と主軸２０に嵌
合して取り付けられるボス部２３とが一体に機械加工し
て形成され、溝排気部構成部材２２ｂは、スパイラル溝
が形成された回転翼を有するように機械加工等によって
作製されている。翼排気部構成部材２２ａと溝排気部構
成部材２２ｂの結合部には、互いに嵌合しあうような環
状の段差２５ａ，２５ｂが形成されている。結合の方法
としては、焼きばめやボルトによる締結が挙げられる。
Ｌ１を構成する翼排気部構成部材２２ａと、これとは別
体で形成されてねじ溝排気部Ｌ２を構成する溝排気部構
成部材２２ｂとを結合して構成されている。翼排気部構
成部材２２ａは、回転翼４０を含む部分と主軸２０に嵌
合して取り付けられるボス部２３とが一体に機械加工し
て形成され、溝排気部構成部材２２ｂは、スパイラル溝
が形成された回転翼を有するように機械加工等によって
作製されている。翼排気部構成部材２２ａと溝排気部構
成部材２２ｂの結合部には、互いに嵌合しあうような環
状の段差２５ａ，２５ｂが形成されている。結合の方法
としては、焼きばめやボルトによる締結が挙げられる。
【００２０】上記のような構成によって、この実施の形
態のターボ分子ポンプでは、ねじ溝排気部Ｌ２におい
て、軸方向の短いスパンの間に固定翼４２と回転翼４０
の間をジグザグに上から下へ向かって進む長い排気経路
が構成される。従って、ロータの加工上の制約を緩和し
て、排気・圧縮性能を高めるのに適した形状のロータを
容易に製作し使用することにより、大流量のガスを排気
でき、高い圧縮性能を有するターボ分子ポンプを提供で
きる。
態のターボ分子ポンプでは、ねじ溝排気部Ｌ２におい
て、軸方向の短いスパンの間に固定翼４２と回転翼４０
の間をジグザグに上から下へ向かって進む長い排気経路
が構成される。従って、ロータの加工上の制約を緩和し
て、排気・圧縮性能を高めるのに適した形状のロータを
容易に製作し使用することにより、大流量のガスを排気
でき、高い圧縮性能を有するターボ分子ポンプを提供で
きる。
【００２１】このようなターボ分子ポンプでは、タービ
ン翼排気部Ｌ１の回転翼３４とねじ溝排気部Ｌ２の回転
翼４０を有するロータ本体２２を一体に加工成形しよう
とすると、特にねじ溝排気部Ｌ２を構成する回転翼４０
のスパイラルねじ溝４８の形状が複雑であるので加工が
極めて困難であり、また加工時間が長くなって、コスト
アップに繋がる。また、スパイラルねじ溝４８の形状に
よっては、事実上加工不可能となる場合がある。この実
施の形態においては、タービン翼排気部Ｌ１を構成する
翼排気部構成部材２２ａと、ねじ溝排気部Ｌ２を構成す
る溝排気部構成部材２２ｂとを別体に作製しているの
で、機械加工等による作製が大幅に容易になり、製造コ
ストを低減させることができる。
ン翼排気部Ｌ１の回転翼３４とねじ溝排気部Ｌ２の回転
翼４０を有するロータ本体２２を一体に加工成形しよう
とすると、特にねじ溝排気部Ｌ２を構成する回転翼４０
のスパイラルねじ溝４８の形状が複雑であるので加工が
極めて困難であり、また加工時間が長くなって、コスト
アップに繋がる。また、スパイラルねじ溝４８の形状に
よっては、事実上加工不可能となる場合がある。この実
施の形態においては、タービン翼排気部Ｌ１を構成する
翼排気部構成部材２２ａと、ねじ溝排気部Ｌ２を構成す
る溝排気部構成部材２２ｂとを別体に作製しているの
で、機械加工等による作製が大幅に容易になり、製造コ
ストを低減させることができる。
【００２２】なお、この実施の形態においては、ねじ溝
排気部Ｌ２を構成する溝排気部構成部材２２ｂを１つの
部材で構成した例を示しているが、例えば、各段毎に分
割した複数の略中空円板状の部材を上下に積層しつつ組
み合わせることにより、溝排気部構成部材を構成するよ
うにしても良い。このように複数の部材を締結する場合
も、焼きばめやボルトによる締結を用いることができ
る。特に、溝排気部構成部材２２ｂを細分化する方法
は、スパイラルねじ溝の形状が複雑で、事実上加工が不
可能となるような場合に特に有効である。
排気部Ｌ２を構成する溝排気部構成部材２２ｂを１つの
部材で構成した例を示しているが、例えば、各段毎に分
割した複数の略中空円板状の部材を上下に積層しつつ組
み合わせることにより、溝排気部構成部材を構成するよ
うにしても良い。このように複数の部材を締結する場合
も、焼きばめやボルトによる締結を用いることができ
る。特に、溝排気部構成部材２２ｂを細分化する方法
は、スパイラルねじ溝の形状が複雑で、事実上加工が不
可能となるような場合に特に有効である。
【００２３】また、ねじ溝排気部Ｌ２において、回転翼
４０側にスパイラルねじ溝４８を形成した例を示してい
るが、固定翼４２側にスパイラルねじ溝を設けるように
しても良い。これは、以下の各実施の形態においても同
様である。
４０側にスパイラルねじ溝４８を形成した例を示してい
るが、固定翼４２側にスパイラルねじ溝を設けるように
しても良い。これは、以下の各実施の形態においても同
様である。
【００２４】図３は、本発明の第２の実施の形態を示す
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、スパイラルねじ溝排気部Ｌ２１とこの上流側に位
置する円筒ねじ溝排気部Ｌ２２を設けたものである。円
筒ねじ溝排気部Ｌ２２では、ロータ本体２２のねじ溝排
気部Ｌ２を構成する溝排気部構成部材２２ｂの円筒状の
外周面に円筒ねじ溝５０が形成され、ステータ側のこれ
に対向する箇所には円筒ねじ溝排気部スペーサ５２が設
けられ、ロータＲを高速回転させて気体分子をドラッグ
しながら排気するようになっている。
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、スパイラルねじ溝排気部Ｌ２１とこの上流側に位
置する円筒ねじ溝排気部Ｌ２２を設けたものである。円
筒ねじ溝排気部Ｌ２２では、ロータ本体２２のねじ溝排
気部Ｌ２を構成する溝排気部構成部材２２ｂの円筒状の
外周面に円筒ねじ溝５０が形成され、ステータ側のこれ
に対向する箇所には円筒ねじ溝排気部スペーサ５２が設
けられ、ロータＲを高速回転させて気体分子をドラッグ
しながら排気するようになっている。
【００２５】図４は、本発明の第３の実施の形態を示す
もので、このターボ分子ポンプでは、ねじ溝排気部Ｌ２
において、スパイラルねじ溝排気部Ｌ２１の下流側に円
筒ねじ溝排気部Ｌ２２が設けられているものである。
もので、このターボ分子ポンプでは、ねじ溝排気部Ｌ２
において、スパイラルねじ溝排気部Ｌ２１の下流側に円
筒ねじ溝排気部Ｌ２２が設けられているものである。
【００２６】図５は、本発明の第４の実施の形態を示す
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、円筒ねじ溝排気部のみを設けたものである。すな
わち、ロータ本体２２のねじ溝排気部Ｌ２を構成する溝
排気部構成部材２２ｂとして略円筒状のものを使用し、
この外周面に円筒ねじ溝５０が形成され、ステータ側の
これに対向する箇所には円筒ねじ溝排気部スペーサ５２
が設けられ、ロータＲの高速回転によって気体分子をド
ラッグしながら排気するようになっている。
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、円筒ねじ溝排気部のみを設けたものである。すな
わち、ロータ本体２２のねじ溝排気部Ｌ２を構成する溝
排気部構成部材２２ｂとして略円筒状のものを使用し、
この外周面に円筒ねじ溝５０が形成され、ステータ側の
これに対向する箇所には円筒ねじ溝排気部スペーサ５２
が設けられ、ロータＲの高速回転によって気体分子をド
ラッグしながら排気するようになっている。
【００２７】図６は、本発明の第５の実施の形態を示す
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、図４に示す実施の形態のターボ分子ポンプにおい
て、スパイラルねじ溝排気部Ｌ２１と、その下流側に位
置する円筒ねじ溝排気部Ｌ２ ２の他に、この円筒ねじ溝
排気部Ｌ２２の内部に位置する２重内周円筒ねじ溝排気
部Ｌ２３を設けたものである。すなわち、ねじ溝排気部
Ｌ２を構成する溝排気部構成部材２２ｂの下端には、凹
部５４が形成され、この凹部５４の内部に、円筒ねじ溝
スリーブ５６が配置され、この外周面及び内周面に円筒
ねじ溝５８が形成されている。
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、図４に示す実施の形態のターボ分子ポンプにおい
て、スパイラルねじ溝排気部Ｌ２１と、その下流側に位
置する円筒ねじ溝排気部Ｌ２ ２の他に、この円筒ねじ溝
排気部Ｌ２２の内部に位置する２重内周円筒ねじ溝排気
部Ｌ２３を設けたものである。すなわち、ねじ溝排気部
Ｌ２を構成する溝排気部構成部材２２ｂの下端には、凹
部５４が形成され、この凹部５４の内部に、円筒ねじ溝
スリーブ５６が配置され、この外周面及び内周面に円筒
ねじ溝５８が形成されている。
【００２８】この円筒ねじ溝スリーブ５６の外周面に形
成された円筒ねじ溝５８は、ロータＲの回転によるドラ
ッグ作用により気体分子を下から上に向かって排気し、
内周面に形成された円筒ねじ溝５８は、上から下に向か
って排気するように形成されている。これにより、円筒
ねじ溝排気部Ｌ２２の最下段から２重内周円筒ねじ溝排
気部Ｌ２３を通過して排気口１８に至る流路が形成され
る。この実施の形態によれば、円筒ねじ溝排気部Ｌ２２
の内部に２重内周円筒ねじ溝排気部Ｌ２３を設けたこと
により、全体として軸方向の長さを大きくすることな
く、さらに高い排気・圧縮性能を有するようなターボ分
子ポンプが提供される。
成された円筒ねじ溝５８は、ロータＲの回転によるドラ
ッグ作用により気体分子を下から上に向かって排気し、
内周面に形成された円筒ねじ溝５８は、上から下に向か
って排気するように形成されている。これにより、円筒
ねじ溝排気部Ｌ２２の最下段から２重内周円筒ねじ溝排
気部Ｌ２３を通過して排気口１８に至る流路が形成され
る。この実施の形態によれば、円筒ねじ溝排気部Ｌ２２
の内部に２重内周円筒ねじ溝排気部Ｌ２３を設けたこと
により、全体として軸方向の長さを大きくすることな
く、さらに高い排気・圧縮性能を有するようなターボ分
子ポンプが提供される。
【００２９】図７は、本発明の第６の実施の形態を示す
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、図５に示す実施の形態における円筒ねじ溝排気部
の他に、その内部に２重内周円筒ねじ溝排気部Ｌ２３を
設けたものである。すなわち、ロータ本体２２のねじ溝
排気部Ｌ２を構成する溝排気部構成部材２２ｂの内部
に、軸方向のほぼ全長に亘る凹部５４を形成し、この凹
部５４の内部に、内周面及び外周面に円筒ねじ溝５８を
設けた円筒ねじ溝スリーブ５６を挿入したものである。
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、図５に示す実施の形態における円筒ねじ溝排気部
の他に、その内部に２重内周円筒ねじ溝排気部Ｌ２３を
設けたものである。すなわち、ロータ本体２２のねじ溝
排気部Ｌ２を構成する溝排気部構成部材２２ｂの内部
に、軸方向のほぼ全長に亘る凹部５４を形成し、この凹
部５４の内部に、内周面及び外周面に円筒ねじ溝５８を
設けた円筒ねじ溝スリーブ５６を挿入したものである。
【００３０】図８は、本発明の第７の実施の形態を示す
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、図１及び図２に示す実施の形態におけるスパイラ
ルねじ溝排気部の他に、この内部に位置する内周円筒ね
じ溝排気部Ｌ２４を設けたものである。すなわち、ロー
タ本体２２のねじ溝排気部Ｌ２を構成する溝排気部構成
部材２２ｂの内周面側に切欠き６０を形成してスリーブ
部１６の外周面との間にスペースを設け、このスペース
の内部に、外周面に円筒ねじ溝５８を設けた円筒ねじ溝
スリーブ５６を挿入したものである、
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、図１及び図２に示す実施の形態におけるスパイラ
ルねじ溝排気部の他に、この内部に位置する内周円筒ね
じ溝排気部Ｌ２４を設けたものである。すなわち、ロー
タ本体２２のねじ溝排気部Ｌ２を構成する溝排気部構成
部材２２ｂの内周面側に切欠き６０を形成してスリーブ
部１６の外周面との間にスペースを設け、このスペース
の内部に、外周面に円筒ねじ溝５８を設けた円筒ねじ溝
スリーブ５６を挿入したものである、
【００３１】この実施の形態によれば、スパイラルねじ
溝排気部の最下段からロータ本体２２と内筒ねじ溝スリ
ーブ５６の間を上昇し、さらに内筒ねじ溝スリーブ５６
とスリーブ部１６の間の隙間を下降して排気口１８に至
る流路が形成される。
溝排気部の最下段からロータ本体２２と内筒ねじ溝スリ
ーブ５６の間を上昇し、さらに内筒ねじ溝スリーブ５６
とスリーブ部１６の間の隙間を下降して排気口１８に至
る流路が形成される。
【００３２】図９は、本発明の第８の実施の形態を示す
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、図４に示す実施の形態におけるスパイラルねじ溝
排気部Ｌ２１とこの上流側に位置する円筒ねじ溝排気部
Ｌ２２の他に、これらの内部に位置する内周円筒ねじ溝
排気部Ｌ２４を設けたものである。
もので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２と
して、図４に示す実施の形態におけるスパイラルねじ溝
排気部Ｌ２１とこの上流側に位置する円筒ねじ溝排気部
Ｌ２２の他に、これらの内部に位置する内周円筒ねじ溝
排気部Ｌ２４を設けたものである。
【００３３】図１０は、本発明の第９の実施の形態を示
すもので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２
として、図３に示す実施の形態におけるスパイラルねじ
溝排気部Ｌ２１とこの下流側に位置する円筒ねじ溝排気
部Ｌ２２の他に、これらの内部に位置する内周円筒ねじ
溝排気部Ｌ２４を設けたものである。
すもので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ２
として、図３に示す実施の形態におけるスパイラルねじ
溝排気部Ｌ２１とこの下流側に位置する円筒ねじ溝排気
部Ｌ２２の他に、これらの内部に位置する内周円筒ねじ
溝排気部Ｌ２４を設けたものである。
【００３４】図１１は、本発明の第１０の実施の形態を
示すもので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ
２として、図５に示す実施の形態における円筒ねじ溝排
気部の他に、この内部に位置する内周円筒ねじ溝排気部
Ｌ２４を設けたものである。なお、図６ないし図１１の
実施の形態では、ねじ溝排気部の流路を２重に形成した
が、３重以上の多重構造としてもよいことは言うまでも
ない。
示すもので、このターボ分子ポンプは、ねじ溝排気部Ｌ
２として、図５に示す実施の形態における円筒ねじ溝排
気部の他に、この内部に位置する内周円筒ねじ溝排気部
Ｌ２４を設けたものである。なお、図６ないし図１１の
実施の形態では、ねじ溝排気部の流路を２重に形成した
が、３重以上の多重構造としてもよいことは言うまでも
ない。
【００３５】なお、上記においては、固定翼及び／又は
回転翼を、一般的な材料であるアルミニウムやその合金
で作製したが、チタン合金またはセラミックスで形成し
てもよい。これにより、強度や耐食性、耐熱性の高いタ
ーボ分子ポンプが作製される。チタン合金は高温強度が
高く、クリープ変形によるポンプ寿命への影響を低減す
ることができ、また、耐食性に優れているというメリッ
トも考えられる。セラミックスの使用については、線膨
張係数が非常に小さく、そのためアルミ合金に比べ熱変
形量が小さいので、高温状態での回転の安定性に優れて
いる。また、チタン、セラミックスはアルミに比べ比強
度が高く、その分ロータ径を従来よりも大きくすること
ができ、排気性能の向上を見込むことができる。
回転翼を、一般的な材料であるアルミニウムやその合金
で作製したが、チタン合金またはセラミックスで形成し
てもよい。これにより、強度や耐食性、耐熱性の高いタ
ーボ分子ポンプが作製される。チタン合金は高温強度が
高く、クリープ変形によるポンプ寿命への影響を低減す
ることができ、また、耐食性に優れているというメリッ
トも考えられる。セラミックスの使用については、線膨
張係数が非常に小さく、そのためアルミ合金に比べ熱変
形量が小さいので、高温状態での回転の安定性に優れて
いる。また、チタン、セラミックスはアルミに比べ比強
度が高く、その分ロータ径を従来よりも大きくすること
ができ、排気性能の向上を見込むことができる。
【００３６】また、羽根車の回転翼、スパイラルねじ
溝、多重円筒ねじ溝の各部材部分を、それぞれ異なる素
材で個別に形成された構成部材を結合した構造としても
よい。例えばタービン翼部を従来のアルミで形成し、ス
パイラルねじ溝部をチタンで形成したりというようにア
ルミ、チタン、セラミックスをそれぞれの部材部分に自
由に適用し組み合わせることが可能である。もちろん、
それぞれの部材部分を同一の材料から形成してもよいこ
とは言うまでもない。
溝、多重円筒ねじ溝の各部材部分を、それぞれ異なる素
材で個別に形成された構成部材を結合した構造としても
よい。例えばタービン翼部を従来のアルミで形成し、ス
パイラルねじ溝部をチタンで形成したりというようにア
ルミ、チタン、セラミックスをそれぞれの部材部分に自
由に適用し組み合わせることが可能である。もちろん、
それぞれの部材部分を同一の材料から形成してもよいこ
とは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気・圧縮性能を高めるのに適した形状のロータを容易
に製作して使用することができるので、大流量のガスを
排気することができる高い圧縮性能を有するターボ分子
ポンプを提供することができる。従って、半導体製造装
置を収容するクリーンルームのようなスペースが高価で
あるような施設に用いて設備や稼動コストを低下させる
のに有効である。
排気・圧縮性能を高めるのに適した形状のロータを容易
に製作して使用することができるので、大流量のガスを
排気することができる高い圧縮性能を有するターボ分子
ポンプを提供することができる。従って、半導体製造装
置を収容するクリーンルームのようなスペースが高価で
あるような施設に用いて設備や稼動コストを低下させる
のに有効である。
【図１】本発明の実施の形態のターボ分子ポンプの断面
図である。
図である。
【図２】図１のねじ溝排気部の回転翼を示す図であり、
図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は断面図である。
図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のターボ分子ポンプ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のターボ分子ポンプ
の断面図である。
の断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態のターボ分子ポンプ
の断面図である。
の断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態のターボ分子ポンプ
の断面図である。
の断面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態のターボ分子ポンプ
の断面図である。
の断面図である。
【図８】本発明の第７の実施の形態のターボ分子ポンプ
の断面図である。
の断面図である。
【図９】本発明の第８の実施の形態のターボ分子ポンプ
の断面図である。
の断面図である。
【図１０】本発明の第９の実施の形態のターボ分子ポン
プの断面図である。
プの断面図である。
【図１１】本発明の第１０の実施の形態のターボ分子ポ
ンプの断面図である。
ンプの断面図である。
１０ ポンプケーシング １４ 基部 １６ スリーブ部 １８ 排気口 ２０ 主軸 ２２ ロータ本体 ２２ａ 翼排気部構成部材 ２２ｂ 溝排気部構成部材 ２５ａ，２５ｂ 段差 ３４，４０ 回転翼 ３６，４２ 固定翼 ３８，４４ 固定翼スペーサ ４６ 突起 ４８ スパイラルねじ溝 ５０，５８ 円筒ねじ溝 ５２ ねじ溝排気部スペーサ ５６ 円筒ねじ溝スリーブ Ｌ１ タービン翼排気部 Ｌ２ ねじ溝排気部 Ｌ２１ スパイラルねじ溝排気部 Ｌ２２ 円筒ねじ溝排気部 Ｌ２３ ２重内周円筒ねじ溝排気部 Ｌ２４ 内周円筒ねじ溝排気部 Ｒ ロータ Ｓ ステータ
Claims (5)
- 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシングに固定され
たステータと、ケーシング内部に高速回転可能に支持さ
れたロータとを備え、前記ステータとロータの間にター
ビン翼排気部とねじ溝排気部が構成されたターボ分子ポ
ンプにおいて、 前記ロータは、所定の分割位置で分割された少なくとも
２つ以上の構成部材を結合して構成されていることを特
徴とするターボ分子ポンプ。 - 【請求項２】 前記ロータは、前記タービン翼排気部を
構成する構成部品の後段に、前記ねじ溝排気部を構成す
る構成部品を結合して構成されていることを特徴とする
請求項１に記載のターボ分子ポンプ。 - 【請求項３】 前記ねじ溝排気部は、径方向に排気する
スパイラルねじ溝排気部、または軸方向に排気する円筒
ねじ溝排気部の一方又は双方であることを特徴とする請
求項１に記載のターボ分子ポンプ。 - 【請求項４】 前記ねじ溝排気部を構成するロータが同
軸の多重構造を有していることを特徴とする請求項１に
記載のターボ分子ポンプ。 - 【請求項５】 前記少なくとも２つ以上の構成部材は、
異なる素材で形成されていることを特徴とする請求項１
に記載のターボ分子ポンプ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07804899A JP3788558B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | ターボ分子ポンプ |
| TW089105105A TW533276B (en) | 1999-03-23 | 2000-03-21 | Turbo-molecular pump |
| US09/531,894 US6343910B1 (en) | 1999-03-23 | 2000-03-21 | Turbo-molecular pump |
| SG200001614A SG76003A1 (en) | 1999-03-23 | 2000-03-21 | Turbo-molecular pump |
| KR1020000014423A KR20000062974A (ko) | 1999-03-23 | 2000-03-22 | 터보 분자 펌프 |
| DE60039085T DE60039085D1 (de) | 1999-03-23 | 2000-03-23 | Turbomolekularpumpe |
| EP00106339A EP1039137B1 (en) | 1999-03-23 | 2000-03-23 | Turbo-molecular pump |
| US10/035,145 US6585480B2 (en) | 1999-03-23 | 2002-01-04 | Turbo-molecular pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07804899A JP3788558B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | ターボ分子ポンプ |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000274394A true JP2000274394A (ja) | 2000-10-03 |
| JP2000274394A5 JP2000274394A5 (ja) | 2004-12-24 |
| JP3788558B2 JP3788558B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=13650975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1039137B1 (ja) |
| JP (1) | JP3788558B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000062974A (ja) |
| DE (1) | DE60039085D1 (ja) |
| SG (1) | SG76003A1 (ja) |
| TW (1) | TW533276B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005098210A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Aisin Seiki Co Ltd | 多段ドライポンプ |
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| WO2008035113A1 (en) | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Edwards Limited | Vacuum pump |
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| TWI586893B (zh) * | 2011-11-30 | 2017-06-11 | Edwards Japan Ltd | Vacuum pump |
| JP6353195B2 (ja) * | 2013-05-09 | 2018-07-04 | エドワーズ株式会社 | 固定円板および真空ポンプ |
| NL2013493A (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-20 | Asml Netherlands Bv | Radiation source, lithographic apparatus device manufacturing method, sensor system and sensing method. |
| JP6228839B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2017-11-08 | エドワーズ株式会社 | 真空排気機構、複合型真空ポンプ、および回転体部品 |
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| JP6433812B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2018-12-05 | エドワーズ株式会社 | アダプタ及び真空ポンプ |
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| CN106015034A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种高压比复合分子泵 |
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