JP2004143999A - 分子ポンプ、及び分子ポンプ用中継部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータ部の破壊などによって分子ポンプに発生するトルクを効果的に低減すること。
【解決手段】分子ポンプ１の内部では、ロータ部２４が軸線回りに高速回転し、ロータ部２４と分子ポンプ１内に構成されたステータ部との作用により、真空容器２０５からガスを吸引し、外部に排出する。分子ポンプ１の外周には、円筒状の回転部材１０１が軸線回りに回転できるように配設されている。回転部材１０１の回転方向はロータ部２４の回転方向に制限されている。このうよに構成された分子ポンプ１が運転中にロータ部２４が破損するなどして、分子ポンプ１全体にロータ部２４の回転方向の大きなトルクが発生すると、このトルクが回転部材１０１に伝達し、回転部材１０１が回転する。このように、分子ポンプ１全体に発生したトルクの一部が回転部材１０１の回転に消費されるため、分子ポンプ１と真空容器２０５の接合部に与える負担を低減することができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分子ポンプに関し、例えば、半導体製造装置に使用するターボ分子ポンプなどに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボ分子ポンプやねじ溝式ポンプなどの分子ポンプは、例えば、半導体製造装置の排気や、電子顕微鏡などの高真空を要する真空装置に多用されている。
これら分子ポンプの吸気口には、フランジが設けられており、真空容器の排気口にボルトなどで固定できるようになっている。このフランジと真空容器の排気口の間にはＯリングやガスケットなどが挟んであり、分子ポンプと排気口との間の気密性が保たれるようになっている。
【０００３】
分子ポンプの内部には、回転自在に軸支され、モータ部により高速回転が可能なロータ部と、分子ポンプのケーシングに固定されたステータ部が設けられている。
分子ポンプは、ロータ部が高速回転することにより、ロータ部とステータ部が排気作用を発揮する。そして、この排気作用により、分子ポンプの吸気口より気体が吸引され、排気口から排気される。
通常、分子ポンプは、分子流領域（真空度が高く分子同士が衝突する頻度が小さい領域）にて気体を排気する。分子流領域で排気能力を発揮するためには、ロータ部は、例えば毎分３万回転程度の高速回転を行う必要がある。
【０００４】
ところで、分子ポンプの運転中に何らかのトラブルが発生し、ロータ部がステータ部やその他の分子ポンプ内の固定した部材に接触したり衝突することがある。特に、ロータ部が運転中に破壊した場合、ロータ部が回転する運動エネルギー（以下回転エネルギー）がステータ部や固定部材に伝達し、分子ポンプ全体をロータ部の回転方向に回転させる大きなトルクが瞬時に発生する。このときの回転エネルギーはフランジを介して、ポンプ固定部（ボルト）や真空容器に伝達されるため、これらポンプ固定部や真空容器に負担を与えることがあった。
そこで、従来はこの負担を緩和するために、例えば、ポンプ内部に緩衝材を設置したり、ケーシングを二重化して、ポンプ固定部や真空容器に伝達されるエネルギーを分散・吸収し、ロータ部の破壊などにより発生するトルクの低減を図っている。
また、フランジに緩衝機構を設けたものとして次のものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７４１８９
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの方法では内部構造の複雑になり、分子ポンプの製造コストが高くなってしまうという問題点があった。
また、既存のポンプに外観や性能を変更することなくトルク低減機能を容易に付加することは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ロータ部の破壊などによって分子ポンプに発生するトルクを効果的に低減する機構を備えた分子ポンプ、及び分子ポンプ用中継部材を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１に記載した発明では、吸気口及び排気口が形成された筐体と、前記筐体内に形成されたステータと、前記ステータに対して同心に配設されたシャフトと、前記シャフトを前記ステータに対して回転自在に軸支する軸受と、前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、前記シャフトを駆動して回転させるモータと、前記筐体に配設され、前記筐体に前記ロータの回転方向のトルクが作用した場合に、前記筐体から前記トルクの伝達を受けて回転する回転部材と、を具備したことを特徴とする分子ポンプを提供する。
請求項２に記載の発明では、前記回転部材が、前記ロータの回転方向と逆の方向に回転するのを防止する逆転防止手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の分子ポンプを提供する。
請求項３に記載の発明では、前記回転部材が、前記筐体の前記吸気口側に設けてある円筒部材であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の分子ポンプを提供する。
請求項４に記載の発明では、前記回転部材が、前記筐体の前記排気口側に設けてある円筒部材であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の分子ポンプを提供する。
請求項５に記載の発明では、前記回転部材は、前記筐体の前記排気口側の底面に設けてある円板部材、又はリング状部材であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の分子ポンプを提供する。
請求項６に記載の発明では、管状部材と、ロータを備えた分子ポンプに取り付けられる、前記管状部材の一端に設けられた第１のフランジと、排気対象の排気口に取り付けられる、前記管状部材の他端に設けられた第２のフランジと、前記管状部材の周囲に配設され、前記分子ポンプからの前記ロータの回転方向のトルクを受けて回転する回転部材と、を具備したことを特徴とする分子ポンプ用中継部材を提供する。
請求項６に記載の発明で、前記回転部材に、前記ロータの回転方向と逆の方向に回転するのを防止する逆転防止手段を具備するように構成することも可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図５を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
図１は、本実施の形態に係る分子ポンプ１の概要を説明するための図である。
分子ポンプ１は、円筒形状を有するケーシング１６、ケーシング１６内に回転自在に軸支されたロータ部２４、ケーシング１６の基底をなす円盤状のベース２７、ケーシング１６の周囲に配設され、ロータ部２４の回転方向に回転自在な回転部材１０１（ホイール）などから構成されている。
分子ポンプ１の吸気口にはフランジ６１が形成されており、ボルト６５によって真空容器２０５の底部に設けられた排気口に固定されている。
【００１０】
ロータ部２４は、図示しないモータ部によって、矢線Ａ方向にみて時計方向（図１中の回転方向を示す矢線方向）に高速回転する。ロータ部２４の回転により、真空容器２０５内のガスが分子ポンプ１の吸気口に吸入され、図示しないが、分子ポンプ１の排気口から排出される。
回転部材１０１には、逆転防止機構が設けてあり、ロータ部２４と同じ方向、即ち矢線Ａ方向にみて時計方向に回転することはできるが、逆方向には回転できないようになっている。
【００１１】
このように構成された分子ポンプ１で、ロータ部２４が高速回転中に破壊するなどして、ステータ部などの分子ポンプ１に固定された部材に接触・衝突すると、ロータ部２４の回転エネルギーにより、分子ポンプ１全体がロータ部２４の回転方向に回転するトルクが発生する。このとき、回転部材１０１に設けられた逆転防止機構を介して、このトルクが回転部材１０１に伝達する。
ここで、回転部材１０１は、ロータ部２４の回転方向には回転することができるので、伝達されたトルクにより、回転部材１０１はロータ部２４の回転方向（図１中の回転方向を示す矢線方向）に分子ポンプ１と同期して回転する。
【００１２】
分子ポンプ１は、真空容器２０５との固定部分の抵抗によって急速に減速するが、回転部材１０１は慣性によって回転を続ける。そして、回転部材１０１は摩擦抵抗により徐々に減速して停止する。
このように、回転部材１０１を設けたことにより、ロータ部２４の回転エネルギーの少なくとも一部は回転部材１０１を回転させる回転エネルギーとして消費される。
そして消費された分だけ分子ポンプ１全体を回転させるエネルギーが低下し、分子ポンプ１と真空容器２０５の接合部などに与える負担を軽減することができる。
【００１３】
（２）実施形態の詳細
以下、図２〜図４を用いて本実施の形態、及び変形例について詳細に説明する。
図２は、本実施の形態の分子ポンプ１の軸線方向の断面を示した図である。
本実施の形態では、分子ポンプの一例としてターボ分子ポンプ部とねじ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合翼タイプの分子ポンプを例にとり説明する。
分子ポンプ１の外装体を形成するケーシング１６は、円筒状の形状をしており、ケーシング１６の底部に設けられた円盤状のベース２７と共に分子ポンプ１の筐体を構成している。そして、ケーシング１６の内部には、分子ポンプ１に排気機能を発揮させる構造物が収納されている。
これら排気機能を発揮する構造物は、大きく分けて回転自在に軸支されたロータ部２４とケーシング１６に対して固定されたステータ部から構成されている。
更に、分子ポンプ１は、吸気口６側がターボ分子ポンプ部により構成され、排気口（図示しないが、ベース２７の底部付近に設けられている）側がねじ溝式ポンプ部から構成されている。
【００１４】
ロータ部２４は、吸気口６側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたロータ翼２１と、排気口側（ねじ溝式ポンプ部）に設けられた円筒部材２９、及びシャフト１１などから構成されている。ロータ翼２１は、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト１１から放射状に伸びたブレードから構成されており、ターボ分子ポンプ部では、これらロータ翼２１が軸線方向に複数段形成されている。
円筒部材２９は、外周面が円筒形状をした部材であり、ねじ溝式ポンプ部のロータ部２４側を構成している。
【００１５】
シャフト１１は、ロータ部２４の軸を構成する円柱部材である。
図示しないが、分子ポンプ１は、ロータ部２４を回転自在に軸支する軸受部、ロータ部２４を回転させるモータ部などを備えている。本実施の形態では、軸受部を、ロータ部２４の変位をセンシングして、センシングした変位信号からコイルの発生する磁界を制御することにより、ロータ部２４を磁気浮上させる磁気軸受とするが、転がり軸受など他の軸受を用いても良い。
【００１６】
ケーシング１６の内周側には、ステータ部が形成されている。このステータ部は、吸気口６側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたステータ翼２２と、排気口側（ねじ溝式ポンプ）に設けられたねじ溝スペーサ５などから構成されている。
ステータ翼２２は、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してケーシング１６の内周面からシャフト１１に向かって伸びたブレードから構成されており、ターボ分子ポンプ部では、これらステータ翼２２が軸線方向に、ロータ翼２１と互い違いに複数段形成されている。各段のステータ翼２２は、円筒形状をしたスペーサ２３により互いに隔てられている。
【００１７】
ねじ溝スペーサ５は、内周面にらせん溝が形成された円柱部材である。ねじ溝スペーサ５の内周面は、所定のクリアランス（間隙）を隔てて円筒部材２９の外周面に対面するようになっている。ねじ溝スペーサ５に形成されたらせん溝の方向は、らせん溝内をロータ部２４の回転方向にガスが輸送された場合、排気口に向かう方向である。らせん溝の深さは排気口に近づくにつれ浅くなるようになっており、らせん溝内を輸送されるガスは排気口に近づくにつれて圧縮されるようになっている。
これらステータ部はステンレスやアルミニウム合金などの金属を用いて構成されている。
【００１８】
ベース２７は、円盤形状を有した部材であって、分子ポンプ１の基底部分を構成すると共に、磁気軸受部を介してロータ部２４を回転自在に保持している。
ベース２７の外周には、軸線と同心にワンウェイベアリング１０２が２つ配設されてると共に、更にワンウェイベアリング１０２の外周には円筒形状を有する回転部材１０１が配設されている。そして、回転部材１０１の外周には、回転部材１０１に接しないように所定のクリアランスを設けて、円筒状の保護カバー１０３が取り付けられている。
ここで、ワンウェイベアリングとは、逆転防止機構を設けることにより、一方向にのみ回転するように構成したベアリングであり、一般に広く用いられている。
より詳細には、ワンウェイベアリング１０２は、内周側を構成する内周リング、外周側を構成する外周リングの２重のリングから構成されており、内周リングと外周リングの間には、内周リングに対して外周リングが一方向のみに回転するように逆転防止機構が設けられている。
【００１９】
分子ポンプ１では、ワンウェイベアリング１０２の内周リングの内周面はベース２７の外周面に固定してあり、外周リングの外周面は回転部材１０１の内周面に固定してある。このため、回転部材１０１は、ベース２７に対し、所定の方向にのみ自由に回転することができる。本実施の形態では、回転部材１０１の回転方向をロータ部２４の回転方向と同方向に設定する。即ち、ロータ部２４が図２中の矢線Ａ方向にみて時計方向に回転する場合、回転部材１０１も矢線Ａ方向にみて時計方向に回転する。
以下、ロータ部２４の回転方向を順方向、ロータ部２４の回転方向の逆方向を逆方向と呼ぶことにする。
【００２０】
回転部材１０１は、例えば、ステンレス、銅、アルミ、鉄などの金属材料によって構成することができる。
なお、回転部材１０１の材質はこれら金属に限定せず、セラミックスや合成樹脂など各種のものを用いることができる。回転部材１０１の目的は分子ポンプ１の回転エネルギーを消費することなので、角運動量保存則を考慮すると密度が大きく質量の大きい材料（重量物）が回転部材１０１の素材として比較的に好ましいことがわかる（回転部材１０１の質量が大きいほど、回転部材１０１の回転に費やされるエネルギーが大きくなる）。
【００２１】
以上のように構成された分子ポンプ１は、以下のように動作する。
まず、磁気軸受部がシャフト１１を磁気浮上させることにより、ロータ部２４を非接触で空間中に軸支する。
次に、モータ部が作動し、ロータを順方向に回転させる。回転速度は例えば毎分３万回転程度である。
ロータ部２４が回転すると、ロータ翼２１とステータ翼２２の作用により、吸気口６からガスが吸引され、下段に行くほど圧縮される。
ターボ分子ポンプ部で圧縮されたガスは、更にねじ溝式ポンプ部で圧縮され、排気口から排出される。
【００２２】
このように、分子ポンプ１が運転している最中に、ロータ部２４がステータ部に接触・衝突した場合、次のようにして、ロータ部２４の回転エネルギーの少なくとも一部が回転部材１０１により消費される。
なお、ロータ部２４がステータ部に接触・衝突する場合としては、例えば、ロータ部２４が回転中に破壊して、ステータ部に衝突する場合や、分子ポンプ１内部に堆積した堆積物（半導体製造装置に分子ポンプ１を用いると半導体の製造に用いる反応ガスが分子ポンプ１内で固化し堆積する）がロータ部２４に衝突する場合などがある。
【００２３】
ロータ部２４が高速回転している最中に、何らかの理由でこれがステータ部に接触、あるいは衝突すると、ロータ部２４の運動エネルギーがステータ部に伝達し、分子ポンプ１全体を順方向に回転さるトルクが発生する。このトルクはワンウェイベアリング１０２の逆転防止機構を介して回転部材１０１にも伝達する。
そして、回転部材１０１は、ロータ部２４の回転方向に回転自在であるので、ロータ部２４の回転方向に回転する。
より詳細には、分子ポンプ１を順方向に回転させるトルクが発生すると、分子ポンプ１がたわみながら順方向に回転する。回転部材１０１は逆方向に回転することができないので、分子ポンプ１と共に順方向に回転する。分子ポンプ１の回転は、真空容器２０５に固定されているので速やかに減速するが、回転部材１０１は慣性により順方向の回転を続ける。
【００２４】
これにより、分子ポンプ１を回転させるエネルギーの少なくとも一部が回転部材１０１を回転させるエネルギーとして消費されるため、分子ポンプ１を回転させるエネルギーが低下し、この結果、分子ポンプ１を取り付けている固定部や、真空容器２０５に与える負担（順方向にねじろうとする力）が低減される。よって、分子ポンプ１の安全性が高まる。
以上のようにワンウェイベアリング１０２の逆転防止機構は、分子ポンプ１に発生したトルクを回転部材１０１に伝達するトルク伝達手段としても作用している。
【００２５】
図３は、本実施の形態の第１の変形例を説明するための図である。このうち、図３（ｂ）は、分子ポンプ１ｂの軸線方向の断面を示した断面図であり、図３（ａ）は、図３（ｂ）で分子ポンプ１ｂを矢線Ｘ方向にみた断面図である。先に説明した実施の形態と同じ構成要素には同じ符合を付して説明する。
第１の変形例では、回転部材１０１ｂがケーシング１６ｂの周囲に設けられている。また、先に説明した実施の形態では、逆転防止機構をワンウェイベアリング１０２を用いて構成したが、本変形例は、回転部材１０１ｂの両端面に形成したガイド溝１０５とケーシング１６ｂ側に配設したガイドピン１０６により構成する。
【００２６】
図３（ｂ）において、ケーシング１６ｂの上端と下端の外周にはそれぞれフランジ状に張り出した張り出し部１０７、１０８が形成されている。
張り出し部１０７、１０８には、それぞれ２カ所、軸線に対して対称な位置にガイドピン１０６を装着するための貫通孔が形成されている。
また、ガイドピン１０６を装着するための貫通孔の周方向の位置は、張り出し部１０７、１０８で揃えられている。
ガイドピン１０５は、これらの貫通孔に装着されており、先端部が張り出し部１０７、１０８が向かい合う方向に所定の量だけ露出している。
【００２７】
回転部材１０１ｂは、ステンレスなどの金属材料で構成された円筒部材であり、その上端面と下端面にはそれぞれ、図３（ａ）に示したようなガイド溝１０５が形成されている。
ガイド溝１０５は、軸線と同心に形成された円弧であって、軸線に対して対称に２つ形成されている。
これらガイド溝１０５にガイドピン１０６の露出している部分が挿入され、ガイド溝１０５の順方向の端部（反対側の端部を他端部と呼ぶことにする）に当接している。
更に、張り出し部１０７、１０８の外周には円筒状の保護カバー１０３ｂが取り付けてある。
【００２８】
以上のように構成した分子ポンプ１ｂを運転しているときに、ロータ部２４がステータ部などに接触・衝突した場合、回転部材１０１ｂは次のように作用する。
分子ポンプ１ｂが通常運転する場合は、回転部材１０１ｂは、所定の位置（端部がガイドピン１０６に当接する位置）に固定したまま保持されている。
ロータ部２４がステータ部などに接触・衝突すると、ロータ部２４が有している回転エネルギーにより、分子ポンプ１ｂ全体を順方向に回転させるトルクが生じる。
このときロータ部２４が有していた回転エネルギーの少なくとも一部はガイドピン１０６と回転部材１０１ｂの当接部を介して回転部材１０１ｂに伝達する。
【００２９】
その結果、回転部材１０１ｂは、ガイド溝１０５がガイドピン１０６に沿うように、順方向に回転する。そして、回転部材１０１ｂは、ガイドピン１０６がガイド溝１０５の他端に当ることにより静止する。
このように、接触・衝突前のロータ部２４が有していた回転エネルギーの少なくとも一部は回転部材１０１ｂの回転エネルギーとして消費されるため、分子ポンプ１ｂ全体を順方向に回転させようとする回転エネルギーが小さくなり、分子ポンプ１ｂが真空容器２０５との接合部などに与える負担を軽減することができる。
【００３０】
なお、本変形例では、回転部材１０１ｂを適切に動作させるために、平常時はガイドピン１０６をガイド溝１０５の端部に常に当接するように保持する必要がある。本変形例では、この保持を行うための保持機構は図示していないが、この保持機構は、例えば、ガイドピン１０６がガイド溝１０５の端部に当接した状態で回転部材１０１ｂの位置を仮止めねじでねじ止めしたり、ガイド溝１０５の他端部からガイドピン１０６にかけてバネを圧縮して挿入しておき、ガイドピン１０６がガイド溝１０５の端部に押圧することにより構成することができる。
【００３１】
図４は、本実施の形態の第２の変形例を説明するための図である。このうち、図４（ａ）は、分子ポンプ１ｃの軸線方向の断面図であり、図４（ｂ）は、分子ポンプ１ｃの底部を排気口側から見た図である。先に説明した実施の形態と同じ構成要素には同じ符合を付して説明する。
本変形例では、分子ポンプ１ｃの底部に回転部材１０１ｃが設けてあり、分子ポンプ１ｃに順方向のトルクが生じた場合、回転部材１０１ｃがこれを受けて回転するようになっている。
回転部材１０１ｃは、リング形状を有した平板部材であり、分子ポンプ１ｃの軸線に対して対称に２つのガイド溝１１０が形成されている。
ガイド溝１１０は、軸線上に中心を有する円弧であって、軸線方向に貫通している。
【００３２】
分子ポンプ１ｃの底部には、この回転部材１０１ｃが、ガイドピン１１１、バネ１１２、ワッシャー１１３によりロータ部２４と同心に取り付けられている。
ガイドピン１１１は、先端に周囲に張り出した張り出し部を有しており、他端は回転部材１０１ｃのガイド溝１１０を貫通してベース２７ｃの底面に固着されている。ガイドピン１１１は、ガイド溝１１０と同様に、分子ポンプ１ｃの軸線に対して対称の位置に２つ配置されている。
ガイドピン１１１の張り出し部の分子ポンプ１ｃ側には、コイル状のバネ１１２の一端が当接しており、他端はワッシャー１１３の端面と当接している。そしてワッシャー１１３の他端面は回転部材１０１ｃの底面に当接している。
【００３３】
バネ１１２は、圧縮してガイドピン１１１の張り出し部とワッシャー１１３の間に配設されており、バネ１１２の伸張力により、回転部材１０１ｃはベース２７ｃの底面に押圧されている。この押圧力による回転部材１０１ｃ・ベース２７ｃ底面間の摩擦力により、回転部材１０１ｃが軸線回りに自由に回転しないように回転部材１０１ｃの動きを制限している。即ち、バネ１１２は、回転部材１０１ｃを所定の位置に保持する保持機構を構成している。
また、回転部材１０１ｃのガイドピン１１１に対する軸線回りの位置は、ガイドピン１１１がガイド溝１１０の順方向の端部に当接するように設定されている。
【００３４】
以上のように構成された分子ポンプ１ｃにおいて、回転部材１０１ｃは次のように動作する。
まず、分子ポンプ１ｃが通常運転する場合は、回転部材１０１ｃは、バネ１１２の押圧力により所定の位置に固定したまま保持される。
分子ポンプ１ｃの運転中に、ロータ部２４がステータ部などに接触・衝突すると、ロータ部２４が有している回転エネルギーにより、分子ポンプ１ｃを順方向に回転させるトルクが生じる。
このときロータ部２４ｃの有していた角運動量の少なくとも一部はガイドピン１１１と回転部材１０１ｃの当接部を介して回転部材１０１ｃに伝達する。
【００３５】
その結果、回転部材１０１ｃをロータ部２４の回転方向に回転させる回転力が発生する。この場合、ロータ部２４の有していた回転エネルギーが大きいために、回転部材１０１ｃを回転させる回転力が回転部材１０１ｃとベース２７ｃの底面との間の摩擦力より大きくなり、回転部材１０１ｃは、ガイド溝１１０がガイドピン１１１に沿うように回転する。
そして、回転部材１０１ｃは、ガイドピン１１１がガイド溝１１０の他端部に当るか、又は、回転部材１０１ｃとベース２７ｃの底面との間の摩擦力により静止する。
【００３６】
このように、接触・衝突前のロータ部２４が有していた回転エネルギーの少なくとも一部は回転部材１０１ｃの回転エネルギーとして消費されるため、分子ポンプ１ｃ全体をロータ部２４の回転方向に回転させようとする回転エネルギーが小さくなり、分子ポンプ１ｃが真空容器２０５との接合部などに与える負担を軽減することができる。
本変形例は、回転部材１０１ｃを分子ポンプ１ｃの底面に配設するため、分子ポンプ１ｃのラジアル方向の大きさを従来の分子ポンプと同じに保つことができる。また、構造も簡単であるので容易に製造することができる。
【００３７】
図５は、本実施の形態の第３の変形例を説明するための図である。このうち、図５（ｂ）は、分子ポンプ１ｄと中継部材１３０の軸線方向の断面を示した断面図であり、図５（ａ）は、図５（ｂ）で中継部材１３０を矢線Ｙ方向にみた断面図である。先に説明した実施の形態と同じ構成要素には同じ符合を付して説明する。
図５（ｂ）において、分子ポンプ１ｄは一般に使用されている通常の分子ポンプであって、回転部材１０１ｄなどのロータ部２４の接触・衝突に対する対策は施していない。分子ポンプ１ｄは、中継部材１３０を介して真空容器２０５に接続しており、中継部材１３０に、分子ポンプ１ｄで発生したロータ部２４の回転方向の衝撃を緩衝する緩衝機構が設けられている。
以下に、中継部材１３０について説明する。
【００３８】
中継部材１３０は、管状部材１２９の両端にそれぞれフランジ１２７、１２８が形成されている。
フランジ１２７は、真空容器２０５の排気口に接続されており、フランジ１２８は分子ポンプ１ｄの吸気口６に形成されたフランジに接続されている。真空容器２０５内のガスは管状部材１２９の内部を通って吸気口６に吸引される。
管状部材１２９の周囲には、リング形状を有する部材であるストッパー１２０、回転部材１０１ｄ、保護カバー１２５が、この順に内周側から配設されている。
【００３９】
ストッパー１２０は、管状部材１２９に固着してあり、そのため、中継部材１２０に固定されている。ストッパー１２０はＬ型形状の断面を有しており、Ｌ型形状の一辺が管状部材１２９の周囲に張り出すように設置されている。この張り出した一辺とフランジ１２８の間の空間が成すリング状の空間に回転部材１０１ｄが収納されている。
そして、このリング状の空間において回転部材１０１ｄの周囲に所定のクリアランスが設定してあり、回転部材１０１はこのリング状の空間で回転することができるようになっている。
回転部材１０１ｄの周囲には、保護カバー１２５が設けられている。
【００４０】
中継部材１３０には、回転部材１０１ｄがロータ部２４の回転方向の回転を許容し、逆方向の回転を防止する逆転防止機構が軸線に対して対称の位置に２カ所施されている。
この逆転防止機構は、図５（ａ）に示したように、ストッパー１２０に形成された切り欠き部１２６、回転部材１０１ｄに形成されたピン収納孔１２２、コイル状のバネ１２３、ピン１２１から構成されている。
切り欠き部１２６は、ラジアル方向に切り込みを入れ、順方向に行くにつれて徐々に浅くなるようになっている。
【００４１】
ピン収納孔１２２は、回転部材１０１ｄの内周面に形成されている。ピン収納孔１２２の底部は、回転部材１０１ｄを貫通していない。
そして、ピン収納孔１２２には、ピン１２１が挿入してあり、ピン１２１の端部とピン収納孔１２２の底部との間にコイル状のバネ１２３が圧縮して収納してある。
ピン１２１は、バネの１２３の弾性力により、回転部材１０１ｄの内側に押し出され、ストッパー１２０の切り欠き部１２６の切り込み部の位置に付勢されている。
【００４２】
この逆転防止機構では、回転部材１０１ｄが逆方向に回転しようとすると、ピン１２１が切り欠き部１２６の切り込み部に引っかかり回転することができない。一方、回転部材１０１ｄが順方向に回転する場合は、切り欠き部１２６の切り込み深さが連続的に浅くなるため、回転部材１０１ｄが回転するにつれて、ピン１２１がピン収納孔１２２に押し込まれ、回転することができる。
【００４３】
以上のように構成された中継部材１３０の動作について説明する。
分子ポンプ１ｄが通常運転を行う場合は、回転部材１０１ｄは静止したまま保持され、特に変化はない。
次に、分子ポンプ１ｄで、ロータ部２４がステータ部に接触・衝突するなどして、分子ポンプ１ｄ全体にロータ部２４の回転方向に回転させるトルクの衝撃が生じた場合、このトルクはフランジ１２８を介して中継部材１３０に伝達する。
【００４４】
これにより、中継部材１３０はロータ部２４の回転方向に回転しようとする。
すると、このトルクが切り欠き部１２６の切り込み部からピン１２１に伝達し、更にピン１２１から回転部材１０１ｄに伝達する。
回転部材１０１ｄは、ロータ部２４の回転方向に回転できるので、伝達してきたトルクにより、回転部材１０１ｄは順方向に回転する。
このように、本変形例では、ロータ部２４の接触・衝突によって分子ポンプ１ｄに生じた回転エネルギーの一部を、回転部材１０１ｄの回転により消費することができるため、分子ポンプ１ｄが真空容器２０５に及ぼすトルクを低減することができる。
【００４５】
本変形例の中継部材１３０は、分子ポンプ１ｄから独立した部材として構成されている。
そのため、現在製造されている分子ポンプ１ｄの設計を変更する必要がなく、低価格でロータ部２４の破壊などによる緩衝機構を提供することができる。
更に、既に市場に出回っており、現在使用されている分子ポンプ１ｄに後付けで取り付けることができる。
【００４６】
以上、実施の形態、及び各変形例について説明したが、何れもロータ部２４が破壊などして分子ポンプ１などの全体を回転させるトルクが発生した場合に、これを回転部材１０１などの回転エネルギーとして消費することができるようになっている。
また、これら実施の形態、及び各変形例では、回転部材１０１〜１０１ｄの取り付け位置がそれぞれ異なるが、これら取り付け位置の相違によっても異なる効果が得られると考えられる。
例えば、回転部材１０１、１０１ｃは、真空容器２０５から離れた位置に設けられている。分子ポンプ１、１ｃにロータ部２４の回転方向のトルクが生じた場合、固定部から離れた位置ほど分子ポンプ１、１ｃのロータ部２４の回転方向のたわみが大きくなり、これによって効果的に回転部材１０１、１０１ｃを回転させることができると考えられる。
【００４７】
一方、回転部材１０１ｂ、１０１ｄは、真空容器２０５の近い位置に設けられているため、分子ポンプ１ｂ、１ｄが真空容器２０５との接合部に与える負担を効果的に低減できると考えられる。
何れの位置に回転部材１０１などを設置するのが効果的であるかは、個々の分子ポンプ１などの構造や形状などにもよると考えられ、個々に最適な位置に回転部材１０１などを取り付ければよい。
また、例えば、分子ポンプ１の吸気口側と排気口側の２カ所に回転部材を設けるなど、複数の回転部材を組み合わせてもよい。
【００４８】
以上説明したように本実施形態、及び各変形例により以下のような効果を得ることができる。
まず、回転部材が分子ポンプ１の内部ではなく、フランジ６１、ケーシング１６、ベース２７などの外周に設置することができるため、分子ポンプ１の内部構造が複雑にならない。そのため、製造コストを低く押さえながらトルク低減機能を設置することができる。
更に、分子ポンプ１の構造、性能を大幅に変更することなく既存の分子ポンプ１にトルク低減機能を容易に付加することができる。
分子ポンプ１ｂ〜１ｄに関しても同様である。
【００４９】
以上、本発明の１実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、ロータ部の破壊などによって分子ポンプに発生するトルクを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る分子ポンプの概要を説明するための図である。
【図２】本実施の形態の分子ポンプの軸線方向の断面を示した図である。
【図３】本実施の形態の第１の変形例を説明するための図である。
【図４】本実施の形態の第２の変形例を説明するための図である。
【図５】本実施の形態の第３の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１　分子ポンプ
５　ねじ溝スペーサ
６　吸気口
１１　シャフト
１６　ケーシング
２１　ロータ翼
２２　ステータ翼
２３　スペーサ
２４　ロータ部
２７　ベース
２９　円筒部材
６１　フランジ
６５　ボルト
１０１　回転部材
１０２　ワンウェイベアリング
１０３　保護カバー
１０５　ガイド溝
１０６　ガイドピン
１０７　張り出し部
１０８　張り出し部
１１０　ガイド溝
１１１　ガイドピン
１１２　バネ
１１３　ワッシャー
１２０　ストッパー
１２１　ピン
１２２　ピン収納孔
１２３　バネ
１２６　切り欠き部
１２５　保護カバー
１２７　フランジ
１２８　フランジ
１３０　中継部材
２０５　真空容器

Claims (6)

1. 吸気口及び排気口が形成された筐体と、
   前記筐体内に形成されたステータと、
   前記ステータに対して同心に配設されたシャフトと、
   前記シャフトを前記ステータに対して回転自在に軸支する軸受と、
   前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、
   前記シャフトを駆動して回転させるモータと、
   前記筐体に配設され、前記筐体に前記ロータの回転方向のトルクが作用した場合に、前記筐体から前記トルクの伝達を受けて回転する回転部材と、
   を具備したことを特徴とする分子ポンプ。
2. 前記回転部材が、前記ロータの回転方向と逆の方向に回転するのを防止する逆転防止手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の分子ポンプ。
3. 前記回転部材は、前記筐体の前記吸気口側に設けてある円筒部材であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の分子ポンプ。
4. 前記回転部材は、前記筐体の前記排気口側に設けてある円筒部材であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の分子ポンプ。
5. 前記回転部材は、前記筐体の前記排気口側の底面に設けてある円板部材、又はリング状部材であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の分子ポンプ。
6. 管状部材と、
   ロータを備えた分子ポンプに取り付けられる、前記管状部材の一端に設けられた第１のフランジと、
   排気対象の排気口に取り付けられる、前記管状部材の他端に設けられた第２のフランジと、
   前記管状部材の周囲に配設され、前記分子ポンプからの前記ロータの回転方向のトルクを受けて回転する回転部材と、
   を具備したことを特徴とする分子ポンプ用中継部材。

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