JP2002195188A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロータが破損しても、その衝撃が外方ケーシン
グに直接的に伝わらないターボ分子ポンプを提供する。 【解決手段】本発明では、ステータリング１２の内側の
ねじ溝と同じリード角でねじの谷部がちょうど同位相で
裏側（外側）のねじ溝加工が施されている。したがっ
て、ステータリング１２がロータ破片の衝撃を受けたと
き、ステータリング１２が樽状に変形しやすくなり、こ
の変形により回転エネルギーを吸収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータにて回転軸
と一体の回転体に付設され回転駆動されるロータと、こ
のロータに対向してケーシングに固定設置されたステー
タとの組み合わせからなる真空ポンプに関する。本発明
の真空ポンプは、半導体製造装置や分析装置において、
中真空から超真空にわたる圧力範囲で、真空排気に使用
される。

【０００２】

【従来の技術】真空ポンプの一種であるターボ分子ポン
プは、ロータ室（真空室）内でステータと交互に配置さ
れるロータを高速回転し、気体分子に衝突するこれら軸
流タービン翼列の機械的な排気作用で強制的に気体の流
れを発生するようにしたもので、超高真空を得ることの
できるのが特徴である。また、このターボ分子ポンプで
は、ターボ機構を複数段備えた複合分子ポンプも知られ
ており、この一例としては、ターボ分子ポンプ部とねじ
溝真空ポンプ部を備えたものがある。ここで、ねじ溝真
空ポンプ部には、高速回転するロータの外側にリング状
のステータ部材が配置される。ねじ溝真空ポンプとして
の排気作用を生じさせるためにロータの外周面もしくは
ステータの内周面にねじ溝加工が施されており、ねじ深
さは排気側が浅くなるよう、吸気側から排気側へ連続的
に深さを変化させて構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなターボ分子
ポンプにおいては、ロータは数万ｒｐｍの高速で回転し
ており、ロータを構成する材料に欠陥があったり、ある
いは腐蝕性ガスの排気等でロータの材料が徐々に腐蝕を
受け使用を重ねるうちに強度が低下して高速回転による
遠心力にてロータが破損する場合がある。

【０００４】また、破損によって破裂したロータの主要
部や部品は、ステータに衝突しケーシングに衝撃を与え
る。この衝撃は高速回転ゆえ大きく、そのためこの衝撃
によるターボ分子ポンプ全体の破壊を小さくするために
はケーシング等を強固にする必要があり、大形、重量化
せざるを得ないという課題がある。本発明はこのような
課題を解決する真空ポンプを提供せんとするものであ
る。

【０００５】

【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、ケーシングの内周に設置されたステータ
とロータとの組み合わせからなり、該ステータの内側面
あるいはロータの外側面のいずれか一方にねじ溝加工を
施した真空ポンプであって、ステータの外側面にねじ溝
加工を施されてなる真空ポンプを提供する。ここで、ス
テータの内側面とは、ロータ側を、ステータの外側面と
は、ケーシング側をいい、またロータの外側面とは、ス
テータ側をいう。また、ねじ溝の形状は、角型、丸型、
三角型のいずれでもよく、特に限定されない。本発明で
は、ステータの外側面にねじ溝加工を施しておくことに
より、ステータリングの厚みが薄くなり、ロータの破片
がステータに衝突した際、ステータが変形しやすくな
る。これにより、ロータ破片の有する回転エネルギー
（衝撃力）を吸収し、ケーシング側へ伝わる力を小さく
することができ、ひいてはポンプを取り付けた装置の与
える影響を小さくすることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施例
にしたがって説明する。図１は、本発明にターボ分子ポ
ンプの断面図を示す。本発明のターボ分子ポンプは、た
とえばアルミニウム合金製のベース１とケーシング２を
主体として構成される固定側と、このベース１の中央上
方の保持枠３に軸受４を介して回転自在に支持され、モ
ータ５にて回転駆動される回転軸６とこの回転軸６に一
体的に結合されたロータ７を主体として構成される回転
側よりなっている。モータ５は回転軸６と保持枠３との
間で構成された高周波形のモータで、回転軸６には回転
子が付設され、他方保持枠３の側の内周面には電機子巻
線が設置され、この両者の組み合わせによって構成され
ている。この高周波形のモータＭによって、ロータ７は
毎分２００００〜１０００００回転で回転駆動される。

【０００７】そして、このロータ７の外周にはロータ翼
７Ａが突出した形で付設されている。他方、ケーシング
２の内周には、積層形にリング状のスペーサ８が設置さ
れ、この各スペーサ８間に基端が保持され、かつ内方に
突設されたステータ翼７Ｂが設けられている。このロー
タ翼７Ａとステータ翼７Ｂとの組み合わせにより、ター
ボ分子ポンプ部Ｔが構成される。そして、このターボ分
子ポンプ部Ｔの作動、すなわちロータ翼７Ａ側の高速回
転によって、吸気口９から吸入したガス分子をこのター
ボ分子ポンプ部Ｔによって叩き飛ばし、排気口１０に向
かって圧縮排気するのである。

【０００８】さらに、このロータ７の排気口１０の側の
端部には、ロータリング部１１が延設されていて、この
ロータリング部１１がケーシング２に固設されたステー
タリング１２の内周面に近接対応している。さらに、こ
のステータリング１２には、２点鎖線で示すように、内
周面に後述するねじ溝が刻設されている。そして、この
ロータリング部１１とステータリング１２との協働によ
り、粘性流による排気機能が行われるねじ溝真空ポンプ
部Ｓが構成されている。このように、ターボ分子ポンプ
部Ｔとねじ溝真空ポンプ部Ｓとを結合させたターボ分子
ポンプをハイブリッド形ターボ分子ポンプと称してい
る。１１は排気口１０を排気管（図示していない）に接
続するためのベントである。

【０００９】次にステータリング１２の形状を図2、図３
に基づいて説明する。図２は図１のステータリング１２
とロータリング部１１の拡大図で、図３はステータリン
グ１２の断面図である。本発明では、ステータリング１
２の内側に設けたねじ溝（内側ねじ部１２Ａ）の裏側
（外側）にねじ溝加工を施している（外側ねじ部１２
Ｂ）。すなわち、図３に示すようにステータリング１２
の内側のねじ溝と同じリード角でねじの谷部がちょうど
同位相で裏側（外側）のねじ溝加工が施されている。本
発明では、以上の構成により、ステータリング１２がロ
ータ破片の衝撃を受けたとき、ステータリング１２が樽
状に変形しやすくなり、この変形により回転エネルギー
を吸収することができる。

【００１０】なお、本発明は、上記構成に限定されず、
例えば、外側のねじ溝加工は角型の溝である必要はなく
三角溝や丸溝であってもよく、内側のねじの谷部でステ
ータリングの厚さが薄くなるように構成されていれば良
い。さらに、ロータ側にねじ溝加工が施されているねじ
溝ポンプの場合、ステータリングのねじ溝加工は外側の
みでもよい。この場合は、ねじ溝を大きくとって、ねじ
の谷でステータリング厚さがうすくなるようにしてお
く。また、本発明は、ターボ分子ポンプ部とねじ溝真空
ポンプ部を含むハイブリッド形ターボ分子ポンプに限定
されず、ねじ溝真空ポンプのみで構成してもよい。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、ロータが破損した場合
の衝撃は、ステータリングで穏やかにされてポンプケー
シングに伝達されるので、ポンプの取付構造を小型簡略
化することができる。すなわち、ロータの破断部材、例
えば金属塊をブロックするための特別な構造とする必要
がなく、ポンプを小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるターボ分子ポンプの構成を示す縦
断面図。

【図２】ねじ溝真空ポンプ部の拡大図。

【図３】ステータリング拡大図。

【符号の説明】

２…ケーシング ７…ロータ ７Ａ…ロータ翼 ７Ｂ…ステータ翼 １１…ロータリング １２…ステータリング １２Ａ…内側ねじ部 １２Ｂ…外側ねじ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングの内周に設置されたステータと
   ロータとの組み合わせからなり、該ステータの内側面あ
   るいはロータの外側面のいずれか一方にねじ溝加工を施
   した真空ポンプであって、ステータの外側面にねじ溝加
   工を施されてなる真空ポンプ。