JP2004183619A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】ターボ分子ポンプにおける各被制御機器と電源装置に装填された制御回路間のケーブルを短くして線太をなくしインピーダンスの高騰を防ぐターボ分子ポンプを提供する。
【解決手段】ケーシング5のフランジ5Fに支持盤SPを架設し、この上方でケーシング5の外周面に沿って円筒状の枠体FKを設置する。この枠体FKの材質としては、鋼材が利用される。そして、この枠体FKの内周面に制御回路SKが配設される。この制御回路SKは樹脂でモールドしてもよい。また、円筒状の枠体FKを円弧状の枠体や枠体自体をケース形に形成することもできる。したがって、これら制御回路SKと被制御機器との間隔は小さくなり、電気エネルギーを供給するケーブルV1、V2、V3は短くなり、太さも細くなるとともに、電源装置が小型化または省略できる。
【選択図】 図1
【解決手段】ケーシング5のフランジ5Fに支持盤SPを架設し、この上方でケーシング5の外周面に沿って円筒状の枠体FKを設置する。この枠体FKの材質としては、鋼材が利用される。そして、この枠体FKの内周面に制御回路SKが配設される。この制御回路SKは樹脂でモールドしてもよい。また、円筒状の枠体FKを円弧状の枠体や枠体自体をケース形に形成することもできる。したがって、これら制御回路SKと被制御機器との間隔は小さくなり、電気エネルギーを供給するケーブルV1、V2、V3は短くなり、太さも細くなるとともに、電源装置が小型化または省略できる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置や分析装置などにおける中真空から高真空領域を形成するために使用されるターボ分子ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来におけるターボ分子ポンプは、図4に示すように、ターボ機構TKの原理を利用して分子、ガス等の排気を行ない得るよう構成されている。すなわち、図4において、1はポンプ機台部で中央部上方には固定枠3が垂設され、この固定枠3に電気エネルギーで作動するモータ2が収容されるとともに下方左側面には排気口7が設けられている。ポンプ機台部1の上方にはターボ分子ポンプTMの主体であるポンプ機構を収容するケーシング5が垂設され、このポンプ機台部1とケーシング5とはそれぞれのフランジ1F、5Fにて気密に接合され一体となっている。
【0003】
モータ2から突出している回転軸4Sに回転体4が固設されている。この回転体4は略円筒体状を呈し、モータ2にて高速回転されるが、その上方部にターボ機構TKが設けられ、下方には円筒部4Tが形成されている。すなわち、回転体4の上方にはその円周部に回転翼Bが一体的に複数段、具体的には上段より下方へ5枚一定の間隔を有して形成され、この回転翼Bに対して、外方のケーシング5の内周面からは、固定翼Tが内方に突出する形で配設されている。
Sはスペーサで、前記固定翼Tを所定間隔で保持しケーシング5内に固定されている。これら回転翼Bと固定翼Tの組み合わせによってターボ機構TKが構成される。
【0004】
他方、この回転体4の下方における円筒部4Tの外周はポンプ機台部1側に固定された固定翼Tの固定支持体であるステータリング9の内周面に近接し、この両者の組み合わせによりねじ溝ポンプNPが構成されている。このねじ溝ポンプNPはドラッグポンプとして機能する。すなわち、ステータリング9には、ねじ溝Nが形成されている。しかも、このねじ溝Nは図示のとおり、下方になるにつれてその深さが浅くなる円錐状をなし、粘性流にて分子を引き込み排気する。こうしてターボ機構TKとねじ溝ポンプNPの協働によって吸気口6からのガス分子が圧縮され下方の排気口7より排出される。Fは吸気口6側のフランジで、ケーシング5と気密状態で一体化されており、被排気側の機器たとえば半導体製造装置における反応室(図示せず)などに接合される。あるいはダクト(図示せず)を介して被排気室と接続される。
【0005】
図4に示すターボ分子ポンプTMは、ターボ機構TKによるポンプ機構とねじ溝Nによるポンプ機構を有機的に結合したもので、通常ハイブリッド形ターボ分子ポンプと称されている。もちろんこのようなハイブリッド形でない、すなわちターボ機構TKのみからなるターボ分子ポンプも提供されている。
【0006】
回転体4および回転翼Bは分子を排気するためにモータ2にて通常数万rpmの回転数で回転駆動される。したがって、軸受機構としては耐久性を高めるため非接触形の軸受、具体的には磁気軸受8が採用される。この磁気軸受8は電磁石方式の磁気軸受が組み合わされ、電力供給とその供給量の制御が行なわれる。また固定翼Tを積層状に固定保持する各スペーサSの幅は、図示のとおり吸気口6側は大きく、排気口7側になるにつれて幅が小さく設定されている。このようにターボ分子ポンプTMにおいては、ターボ機構が軸芯方向に一定距離を有して配設され、またハイブリッド形の場合は、さらにねじ溝ポンプ機構を配設する関係で円筒部を有し軸長が大きく構成されている。
【0007】
ターボ分子ポンプTMの内部構成は以上詳述したとおりであるが、ターボ機構TKを回転駆動させて作動させるモータ2や上記した電磁石等が備えられており、これらモータ2ならびに磁気軸受8への電力供給を行なう電源装置が、ターボ分子ポンプTMの外部装置として組み合わせられている。また、磁気軸受方式を採用しない機械式の軸受すなわちボールベアリング形の軸受を使用するターボ分子ポンプTMでは、軸受の潤滑手段を必要とするが、この場合は潤滑手段とともに上記電源装置をターボ分子ポンプTMの本体に結合させた一体型が適用されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
ところで、ターボ分子ポンプTMに対しては、モータ2への電力供給や、特に上記した磁気軸受方式においては、回転体4を5軸磁気浮上の制御を行うために、電源装置とケーブルが配設されている。すなわちこの関係を具体的に示すと図5に示すとおりで、ターボ分子ポンプTMへの電力供給は電源装置ESよりモータケーブルD1を介して行なわれるようになっている。すなわちC1はモータケーブルD1の一端に接続され、ターボ分子ポンプTMの接続器CPに電気的に接続させるためのプラグであり、C2はモータケーブルD1の他端側に接続され電源装置ESに接続するためのプラグである。またケーブルD2は電源部(図示せず)からの電力を電源装置ESに供給するもので、一端には電源装置ESに電気的接続を行ない得るプラグC3が取り付けられ、他端には電源部に接続される接続器C4が取り付けられている。
【0009】
なお、図5におけるターボ分子ポンプTMの外観は図4と異なる形状をしているが、内部機構、構成は図4と同一である。またターボ分子ポンプTMが上述したように磁気軸受方式の場合、回転体4を軸磁気浮上させる制御を行なわせるために各制御軸ごとに検出器が設けられ、各制御軸ごとの電磁石用の磁気軸受ケーブルD3が配置設される。図面ではこの磁気軸受ケーブルD3は1本で示されている。なお、C5、C6はプラグであり、またCPはプラグC1を接続するターボ分子ポンプTM側の接続器である。
【0010】
この場合、ターボ分子ポンプTMは上記したように、たとえば半導体製造装置(図示せず)など被排気装置の内部に組み込まれ、このような半導体製造装置から遠く離れた位置に設置される電源装置ESには、制御回路SKが組み込まれる場合が多い。そのためにモータケーブルD1や磁気軸受ケーブルD3はそれだけの離れた距離を確保する長さに設定されている。
またターボ分子ポンプTMが上述したように磁気軸受型の場合、回転体4を磁気浮上させる制御を行なわせるために各制御軸ごとに検出器があり、また各制御軸ごとの電磁石用の信号線が必要である。この制御は通常5軸方式が行なわれている。
【0011】
【特許文献1】
特開平11−173293号公報(図1、図3、第2頁、第3頁)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情から、これらのターボ分子ポンプTMにおける各被制御機器と電源装置ESに装填された制御回路とを接続する各種ケーブルが多くなる。すなわちそのためモータケーブルD1と磁気軸受ケーブルD3を束ねると芯線数が多くなり相当な太さとなる。このようにモータケーブルD1と磁気軸受ケーブルD3の束が太くなると設置時の配設が悪くなり、またこれら両ケーブルD1、D3が長くなるほどインピーダンスが大きくなる。したがって、両ケーブルD1、D3の長さにも限界がある。それ以上の長さを必要とする場合には、特別の調整装置を設置する必要があり、全体が大型化しコストも高くなる。また、ターボ分子ポンプTMと電源装置ESが一体型の場合や電源装置ESがターボ分子ポンプTMの底部に結合される形式の場合、電源装置ESの設置スペースが省略されるものの、ターボ分子ポンプTMの外形寸法が大きくなり、実質的にはスペースの増大となり、被排気装置の内部への組み込みが困難となる。
【0013】
また、ターボ分子ポンプTMにおける回転体4はモータ2の駆動にて数万rpmの高速で回転しており、回転体4の材料が腐蝕性ガスにより腐蝕を受けた場合には、回転体4の遠心破壊が生起する。このような事態の発生に備えて、ターボ分子ポンプTMを強固に固定するために、ターボ分子ポンプTMの底部をボルトによって固定するのが一般的である。この固定方式を採用する場合、電源装置ESを底部に結合させる形式のものでは、全体の大きさがさらに肥大化することになる。これらのために半導体製造装置などの被排気装置が大型複雑化せざるを得ないという問題も有している。
本発明はこのような課題を解決するターボ分子ポンプを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明のターボ分子ポンプは、上記課題を解決するために、ターボ分子ポンプにおけるケーシングの外周に沿って円筒形状の枠体を設置するとともに、この枠体にターボ分子ポンプの電動モータや磁気軸受等の制御を行なう制御回路の構成部品を配設したものである。さらにこの枠体をケースの形で形成し、その内方に制御回路の構成部品を配設する。さらにはこの枠体を樹脂でモールドし、このモールドしたものを空間に収納配置する。したがって制御回路の構成部品と被制御機器との間はターボ分子ポンプ内の回路(ケーブル)となり、ターボ分子ポンプと電源装置との間のケーブルは電気エネルギーの供給のためのケーブルだけとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が提供するターボ分子ポンプを図面に示す実施例にしたがって説明する。
図1は本発明の第1の実施例を示す縦断面図で、ケーシング5内の上方には、ターボ機構TKによるポンプが配置され、下方にはねじ溝ポンプNPによるドラッグポンプが設けられている。すなわち、電磁石方式の磁気軸受8にて回転自在に保持された回転軸4S上には回転体4が一体的に架設され、回転体4の上方外周には多段(図示例では5段)の回転翼Bが付設されている。この回転翼Bに対抗してケーシング5の内周からは固定翼Tが同様に多段(5段)の形で張設されている。この固定翼Tはその外方端がスペーサSにて保持され、このスペーサSにて一定間隔を有して回転翼Bのそれぞれの間に挿入され、ターボ機構TKが構成されている。このターボ機構TKにて回転翼Bが高速回転されると吸気口6からのガス分子が叩かれて下方に移送され排気口7から排出される。
【0016】
他方、回転体4における円筒部4Tにはケーシング5内の下方に配設されたステータリング9が対応している。このステータリング9は前記スペーサSの最下段のスペーサSとポンプ機台部1との間に挟持されていて、その内周面が前記円筒部4Tの外周面に近接して対応されている。と同時に、このステータリング9の内周面側には2点鎖線で示すねじ溝Nが形成され、円筒部4Tの内周面との間でねじ溝ポンプNPが構成されている。このねじ溝ポンプNPはドラッグポンプとして機能し、ターボ分子ポンプTMとねじ溝ポンプNPの作動により排気が行なわれる。ところで、スペーサSとステータリング9は図1に示されるとおり、ケーシング5における上方の段部5Kと下方のポンプ機台部1の上面の段部1Kとの間に挟持されているが、固定翼Tを固定保持する保持部材として機能している。
【0017】
さて、本発明のターボ分子ポンプTMは以上の構成において、ケーシング5の外周に沿って円筒状の枠体FKが設置され、この枠体FKにターボ分子ポンプTMの作動を制御する制御回路(その構成部品を含む以下同じ)が配設されている。すなわち、ケーシング5の外周部に制御回路SKが配置されていて、この点に本発明の特徴がある。円筒状の枠体FKはケーシング5のフランジ5F上に挿設された支持盤SPの上に架設されている。この場合、支持盤SPや円筒状の枠体FKの大きさは、図面からも明らかなように、ケーシング5の外周径以内に設定されていて、ターボ分子ポンプTMの大きさが増大しないように考慮されている。もちろん円筒状の枠体FKの内周の径の大きさは、ケーシング5の胴の部分の外周より大きくしてケーシング5の外周と円筒状の枠体FKの内周との間に一定の間隔を設け、この間に制御回路SKが配置されている。この制御回路SKは樹脂でモールドし、その状態で枠体FKの内周面に貼付ける。V1はモータ2や磁気軸受8などの被制御機器と制御回路SKとを接続するケーブル(信号線)である。CPは図5と同様の接続器を示している。なお、本発明における円筒状の枠体FKの材質としては、鋼材やステンレス材などが採用される。或いはカーボンファイバーなどを巻回させて形成することもできる。
【0018】
図2に示す実施例は、円筒状の枠体を円弧に形成した枠体EKで構成した例を示している。この円弧状部分CKの大きさは、例えば挟角が60度に設定される。もちろん、この大きさは制御回路SKの構成部品の大きさにより設定されるべきで、或いは樹脂によるモールド等の条件などにより設定される。したがって、半円弧の形となる場合もあれば、挟角を90度とする大きさにすることも可能である。なお、図2において、V2はモータ2や磁気軸受8などの被制御機器と制御回路SKの構成部品とを接続するケーブルである。
【0019】
図3に示す実施例は、円筒状の枠体FKを空洞の枠体YKに形成したものである。すなわちケーシング5を2重壁式で覆う形になるが、このケース形の枠体YKの中に制御回路SKを収納する。また、制御回路SKを樹脂でモールドした場合、このモールド品を収納する。さらに、このケース形の枠体YKを円筒状でなく、円弧状にして設置することもできる。なお、図3において、V3は電動モータ2や磁気軸受8などの被制御機器と制御回路SKとを接続するケーブルである。
【0020】
以上のような構成からなるターボ分子ポンプTMによれば被制御機器と制御回路SKを接続するケーブルV1、V2、V3は共に図1、図2そして図3に示すとおり非常に短いものにすることができ、ターボ分子ポンプTMの外方近傍に配設することができる。したがって、ターボ分子ポンプTMの外部装置としての電源装置が省略でき、外部から電力を供給するだけのケーブルV1、V2、V3があればよいことになる。なお図1、図2そして図3において、図4、図5と同一の符号で示す部品、機構は図1、図2、図3と同一のものであり、詳細な説明は省略する。
【0021】
本発明が提供するターボ分子ポンプは以上詳述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されるものではなく、種々の変形例を包含する。たとえば、図示例のターボ分子ポンプTMはハイブリッド型のものであるが、ターボ機構TKのみからなるターボ分子ポンプにも適用可能である。また逆にターボ機構TKを有しないネジポンプのみからなるドラッグポンプのみのポンプにも適用可能である。さらに本発明のターボ分子ポンプTMにおける軸受方式については、磁気軸受方式のみならず、機械式の軸受方式も採用できる。
【0022】
【発明の効果】
本発明が提供するターボ分子ポンプは以上の構成であるから、電源装置が円筒状の枠体に配設できるので、電源装置の小型化又は省略ができ、ポンプ自体を小形化できる。このことから省スペースおよび設置工数を大幅に削減できる。したがって被排気装置への組み込みが容易となるのみならず、被排気装置への組み込みスペースが小さく、経済的にすぐれ、且つ操作が容易となる。
【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である。
【図2】本発明によるターボ分子ポンプの他の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図3】本発明によるターボ分子ポンプの他の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図4】従来におけるターボ分子ポンプの構成を示す図である。
【図5】本発明によるターボ分子ポンプの電力供給系を示す図である。
【符号の説明】
1 ポンプ機台部
1F フランジ
2 モータ
3 固定枠
4 回転体
4S 回転軸
4T 円筒部
5 ケーシング
5F フランジ
6 吸気口
7 排気口
8 磁気軸受
9 ステータリング
FK、EK、YK 枠体
SK 制御回路
B 回転翼
T 固定翼
S スペーサ
F フランジ
C1、C2、C3、C5、C6 プラグ
C4 接続器
CP 接続器
CK 円弧状部分
D1 モータケーブル
D2 ケーブル
D3 磁気軸受ケーブル
ES 電源装置
SP 支持盤
TM ターボ分子ポンプ
TK ターボ機構
V1、V2、V3 ケーブル
N ねじ溝
NP ねじ溝ポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置や分析装置などにおける中真空から高真空領域を形成するために使用されるターボ分子ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来におけるターボ分子ポンプは、図4に示すように、ターボ機構TKの原理を利用して分子、ガス等の排気を行ない得るよう構成されている。すなわち、図4において、1はポンプ機台部で中央部上方には固定枠3が垂設され、この固定枠3に電気エネルギーで作動するモータ2が収容されるとともに下方左側面には排気口7が設けられている。ポンプ機台部1の上方にはターボ分子ポンプTMの主体であるポンプ機構を収容するケーシング5が垂設され、このポンプ機台部1とケーシング5とはそれぞれのフランジ1F、5Fにて気密に接合され一体となっている。
【0003】
モータ2から突出している回転軸4Sに回転体4が固設されている。この回転体4は略円筒体状を呈し、モータ2にて高速回転されるが、その上方部にターボ機構TKが設けられ、下方には円筒部4Tが形成されている。すなわち、回転体4の上方にはその円周部に回転翼Bが一体的に複数段、具体的には上段より下方へ5枚一定の間隔を有して形成され、この回転翼Bに対して、外方のケーシング5の内周面からは、固定翼Tが内方に突出する形で配設されている。
Sはスペーサで、前記固定翼Tを所定間隔で保持しケーシング5内に固定されている。これら回転翼Bと固定翼Tの組み合わせによってターボ機構TKが構成される。
【0004】
他方、この回転体4の下方における円筒部4Tの外周はポンプ機台部1側に固定された固定翼Tの固定支持体であるステータリング9の内周面に近接し、この両者の組み合わせによりねじ溝ポンプNPが構成されている。このねじ溝ポンプNPはドラッグポンプとして機能する。すなわち、ステータリング9には、ねじ溝Nが形成されている。しかも、このねじ溝Nは図示のとおり、下方になるにつれてその深さが浅くなる円錐状をなし、粘性流にて分子を引き込み排気する。こうしてターボ機構TKとねじ溝ポンプNPの協働によって吸気口6からのガス分子が圧縮され下方の排気口7より排出される。Fは吸気口6側のフランジで、ケーシング5と気密状態で一体化されており、被排気側の機器たとえば半導体製造装置における反応室(図示せず)などに接合される。あるいはダクト(図示せず)を介して被排気室と接続される。
【0005】
図4に示すターボ分子ポンプTMは、ターボ機構TKによるポンプ機構とねじ溝Nによるポンプ機構を有機的に結合したもので、通常ハイブリッド形ターボ分子ポンプと称されている。もちろんこのようなハイブリッド形でない、すなわちターボ機構TKのみからなるターボ分子ポンプも提供されている。
【0006】
回転体4および回転翼Bは分子を排気するためにモータ2にて通常数万rpmの回転数で回転駆動される。したがって、軸受機構としては耐久性を高めるため非接触形の軸受、具体的には磁気軸受8が採用される。この磁気軸受8は電磁石方式の磁気軸受が組み合わされ、電力供給とその供給量の制御が行なわれる。また固定翼Tを積層状に固定保持する各スペーサSの幅は、図示のとおり吸気口6側は大きく、排気口7側になるにつれて幅が小さく設定されている。このようにターボ分子ポンプTMにおいては、ターボ機構が軸芯方向に一定距離を有して配設され、またハイブリッド形の場合は、さらにねじ溝ポンプ機構を配設する関係で円筒部を有し軸長が大きく構成されている。
【0007】
ターボ分子ポンプTMの内部構成は以上詳述したとおりであるが、ターボ機構TKを回転駆動させて作動させるモータ2や上記した電磁石等が備えられており、これらモータ2ならびに磁気軸受8への電力供給を行なう電源装置が、ターボ分子ポンプTMの外部装置として組み合わせられている。また、磁気軸受方式を採用しない機械式の軸受すなわちボールベアリング形の軸受を使用するターボ分子ポンプTMでは、軸受の潤滑手段を必要とするが、この場合は潤滑手段とともに上記電源装置をターボ分子ポンプTMの本体に結合させた一体型が適用されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
ところで、ターボ分子ポンプTMに対しては、モータ2への電力供給や、特に上記した磁気軸受方式においては、回転体4を5軸磁気浮上の制御を行うために、電源装置とケーブルが配設されている。すなわちこの関係を具体的に示すと図5に示すとおりで、ターボ分子ポンプTMへの電力供給は電源装置ESよりモータケーブルD1を介して行なわれるようになっている。すなわちC1はモータケーブルD1の一端に接続され、ターボ分子ポンプTMの接続器CPに電気的に接続させるためのプラグであり、C2はモータケーブルD1の他端側に接続され電源装置ESに接続するためのプラグである。またケーブルD2は電源部(図示せず)からの電力を電源装置ESに供給するもので、一端には電源装置ESに電気的接続を行ない得るプラグC3が取り付けられ、他端には電源部に接続される接続器C4が取り付けられている。
【0009】
なお、図5におけるターボ分子ポンプTMの外観は図4と異なる形状をしているが、内部機構、構成は図4と同一である。またターボ分子ポンプTMが上述したように磁気軸受方式の場合、回転体4を軸磁気浮上させる制御を行なわせるために各制御軸ごとに検出器が設けられ、各制御軸ごとの電磁石用の磁気軸受ケーブルD3が配置設される。図面ではこの磁気軸受ケーブルD3は1本で示されている。なお、C5、C6はプラグであり、またCPはプラグC1を接続するターボ分子ポンプTM側の接続器である。
【0010】
この場合、ターボ分子ポンプTMは上記したように、たとえば半導体製造装置(図示せず)など被排気装置の内部に組み込まれ、このような半導体製造装置から遠く離れた位置に設置される電源装置ESには、制御回路SKが組み込まれる場合が多い。そのためにモータケーブルD1や磁気軸受ケーブルD3はそれだけの離れた距離を確保する長さに設定されている。
またターボ分子ポンプTMが上述したように磁気軸受型の場合、回転体4を磁気浮上させる制御を行なわせるために各制御軸ごとに検出器があり、また各制御軸ごとの電磁石用の信号線が必要である。この制御は通常5軸方式が行なわれている。
【0011】
【特許文献1】
特開平11−173293号公報(図1、図3、第2頁、第3頁)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情から、これらのターボ分子ポンプTMにおける各被制御機器と電源装置ESに装填された制御回路とを接続する各種ケーブルが多くなる。すなわちそのためモータケーブルD1と磁気軸受ケーブルD3を束ねると芯線数が多くなり相当な太さとなる。このようにモータケーブルD1と磁気軸受ケーブルD3の束が太くなると設置時の配設が悪くなり、またこれら両ケーブルD1、D3が長くなるほどインピーダンスが大きくなる。したがって、両ケーブルD1、D3の長さにも限界がある。それ以上の長さを必要とする場合には、特別の調整装置を設置する必要があり、全体が大型化しコストも高くなる。また、ターボ分子ポンプTMと電源装置ESが一体型の場合や電源装置ESがターボ分子ポンプTMの底部に結合される形式の場合、電源装置ESの設置スペースが省略されるものの、ターボ分子ポンプTMの外形寸法が大きくなり、実質的にはスペースの増大となり、被排気装置の内部への組み込みが困難となる。
【0013】
また、ターボ分子ポンプTMにおける回転体4はモータ2の駆動にて数万rpmの高速で回転しており、回転体4の材料が腐蝕性ガスにより腐蝕を受けた場合には、回転体4の遠心破壊が生起する。このような事態の発生に備えて、ターボ分子ポンプTMを強固に固定するために、ターボ分子ポンプTMの底部をボルトによって固定するのが一般的である。この固定方式を採用する場合、電源装置ESを底部に結合させる形式のものでは、全体の大きさがさらに肥大化することになる。これらのために半導体製造装置などの被排気装置が大型複雑化せざるを得ないという問題も有している。
本発明はこのような課題を解決するターボ分子ポンプを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明のターボ分子ポンプは、上記課題を解決するために、ターボ分子ポンプにおけるケーシングの外周に沿って円筒形状の枠体を設置するとともに、この枠体にターボ分子ポンプの電動モータや磁気軸受等の制御を行なう制御回路の構成部品を配設したものである。さらにこの枠体をケースの形で形成し、その内方に制御回路の構成部品を配設する。さらにはこの枠体を樹脂でモールドし、このモールドしたものを空間に収納配置する。したがって制御回路の構成部品と被制御機器との間はターボ分子ポンプ内の回路(ケーブル)となり、ターボ分子ポンプと電源装置との間のケーブルは電気エネルギーの供給のためのケーブルだけとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が提供するターボ分子ポンプを図面に示す実施例にしたがって説明する。
図1は本発明の第1の実施例を示す縦断面図で、ケーシング5内の上方には、ターボ機構TKによるポンプが配置され、下方にはねじ溝ポンプNPによるドラッグポンプが設けられている。すなわち、電磁石方式の磁気軸受8にて回転自在に保持された回転軸4S上には回転体4が一体的に架設され、回転体4の上方外周には多段(図示例では5段)の回転翼Bが付設されている。この回転翼Bに対抗してケーシング5の内周からは固定翼Tが同様に多段(5段)の形で張設されている。この固定翼Tはその外方端がスペーサSにて保持され、このスペーサSにて一定間隔を有して回転翼Bのそれぞれの間に挿入され、ターボ機構TKが構成されている。このターボ機構TKにて回転翼Bが高速回転されると吸気口6からのガス分子が叩かれて下方に移送され排気口7から排出される。
【0016】
他方、回転体4における円筒部4Tにはケーシング5内の下方に配設されたステータリング9が対応している。このステータリング9は前記スペーサSの最下段のスペーサSとポンプ機台部1との間に挟持されていて、その内周面が前記円筒部4Tの外周面に近接して対応されている。と同時に、このステータリング9の内周面側には2点鎖線で示すねじ溝Nが形成され、円筒部4Tの内周面との間でねじ溝ポンプNPが構成されている。このねじ溝ポンプNPはドラッグポンプとして機能し、ターボ分子ポンプTMとねじ溝ポンプNPの作動により排気が行なわれる。ところで、スペーサSとステータリング9は図1に示されるとおり、ケーシング5における上方の段部5Kと下方のポンプ機台部1の上面の段部1Kとの間に挟持されているが、固定翼Tを固定保持する保持部材として機能している。
【0017】
さて、本発明のターボ分子ポンプTMは以上の構成において、ケーシング5の外周に沿って円筒状の枠体FKが設置され、この枠体FKにターボ分子ポンプTMの作動を制御する制御回路(その構成部品を含む以下同じ)が配設されている。すなわち、ケーシング5の外周部に制御回路SKが配置されていて、この点に本発明の特徴がある。円筒状の枠体FKはケーシング5のフランジ5F上に挿設された支持盤SPの上に架設されている。この場合、支持盤SPや円筒状の枠体FKの大きさは、図面からも明らかなように、ケーシング5の外周径以内に設定されていて、ターボ分子ポンプTMの大きさが増大しないように考慮されている。もちろん円筒状の枠体FKの内周の径の大きさは、ケーシング5の胴の部分の外周より大きくしてケーシング5の外周と円筒状の枠体FKの内周との間に一定の間隔を設け、この間に制御回路SKが配置されている。この制御回路SKは樹脂でモールドし、その状態で枠体FKの内周面に貼付ける。V1はモータ2や磁気軸受8などの被制御機器と制御回路SKとを接続するケーブル(信号線)である。CPは図5と同様の接続器を示している。なお、本発明における円筒状の枠体FKの材質としては、鋼材やステンレス材などが採用される。或いはカーボンファイバーなどを巻回させて形成することもできる。
【0018】
図2に示す実施例は、円筒状の枠体を円弧に形成した枠体EKで構成した例を示している。この円弧状部分CKの大きさは、例えば挟角が60度に設定される。もちろん、この大きさは制御回路SKの構成部品の大きさにより設定されるべきで、或いは樹脂によるモールド等の条件などにより設定される。したがって、半円弧の形となる場合もあれば、挟角を90度とする大きさにすることも可能である。なお、図2において、V2はモータ2や磁気軸受8などの被制御機器と制御回路SKの構成部品とを接続するケーブルである。
【0019】
図3に示す実施例は、円筒状の枠体FKを空洞の枠体YKに形成したものである。すなわちケーシング5を2重壁式で覆う形になるが、このケース形の枠体YKの中に制御回路SKを収納する。また、制御回路SKを樹脂でモールドした場合、このモールド品を収納する。さらに、このケース形の枠体YKを円筒状でなく、円弧状にして設置することもできる。なお、図3において、V3は電動モータ2や磁気軸受8などの被制御機器と制御回路SKとを接続するケーブルである。
【0020】
以上のような構成からなるターボ分子ポンプTMによれば被制御機器と制御回路SKを接続するケーブルV1、V2、V3は共に図1、図2そして図3に示すとおり非常に短いものにすることができ、ターボ分子ポンプTMの外方近傍に配設することができる。したがって、ターボ分子ポンプTMの外部装置としての電源装置が省略でき、外部から電力を供給するだけのケーブルV1、V2、V3があればよいことになる。なお図1、図2そして図3において、図4、図5と同一の符号で示す部品、機構は図1、図2、図3と同一のものであり、詳細な説明は省略する。
【0021】
本発明が提供するターボ分子ポンプは以上詳述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されるものではなく、種々の変形例を包含する。たとえば、図示例のターボ分子ポンプTMはハイブリッド型のものであるが、ターボ機構TKのみからなるターボ分子ポンプにも適用可能である。また逆にターボ機構TKを有しないネジポンプのみからなるドラッグポンプのみのポンプにも適用可能である。さらに本発明のターボ分子ポンプTMにおける軸受方式については、磁気軸受方式のみならず、機械式の軸受方式も採用できる。
【0022】
【発明の効果】
本発明が提供するターボ分子ポンプは以上の構成であるから、電源装置が円筒状の枠体に配設できるので、電源装置の小型化又は省略ができ、ポンプ自体を小形化できる。このことから省スペースおよび設置工数を大幅に削減できる。したがって被排気装置への組み込みが容易となるのみならず、被排気装置への組み込みスペースが小さく、経済的にすぐれ、且つ操作が容易となる。
【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である。
【図2】本発明によるターボ分子ポンプの他の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図3】本発明によるターボ分子ポンプの他の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図4】従来におけるターボ分子ポンプの構成を示す図である。
【図5】本発明によるターボ分子ポンプの電力供給系を示す図である。
【符号の説明】
1 ポンプ機台部
1F フランジ
2 モータ
3 固定枠
4 回転体
4S 回転軸
4T 円筒部
5 ケーシング
5F フランジ
6 吸気口
7 排気口
8 磁気軸受
9 ステータリング
FK、EK、YK 枠体
SK 制御回路
B 回転翼
T 固定翼
S スペーサ
F フランジ
C1、C2、C3、C5、C6 プラグ
C4 接続器
CP 接続器
CK 円弧状部分
D1 モータケーブル
D2 ケーブル
D3 磁気軸受ケーブル
ES 電源装置
SP 支持盤
TM ターボ分子ポンプ
TK ターボ機構
V1、V2、V3 ケーブル
N ねじ溝
NP ねじ溝ポンプ
Claims (8)
- 円筒状のケーシング内に軸受を介して回転体を軸着するとともに、この回転体の外周部でかつ軸芯方向に取り付けられた複数段の回転翼車群と、この複数個の回転翼車群に対応して前記ケーシング内に配置された複数個の固定翼車と、この複数個の固定翼車間にて前記ケーシング内周面部に介設され各固定翼車を所定間隔で保持する複数段のスペーサとを有し、前記ケーシングの軸方向一端側の吸気口からのガスを圧縮して他端側の排気口に排出するターボ分子ポンプにおいて、前記ケーシングの外周に沿って円筒形状の枠体を設置し、この枠体にターボ分子ポンプの作動を制御する制御回路を配設したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
- 円筒状のケーシング内に磁気軸受を介して回転体を軸着するとともに、この回転体の外周部でかつ軸芯方向に取り付けられた複数段の回転翼車群と、この複数個の回転翼車群に対応して前記ケーシング内に配置された複数個の固定翼車と、この複数個の固定翼車間にて前記ケーシング内周面部に介設され各固定翼車を所定間隔で保持する複数段のスペーサとを有し、前記ケーシングの軸方向一端側の吸気口からのガスを圧縮して他端側の排気口に排出するターボ分子ポンプにおいて、前記ケーシングの外周に沿って円筒形状の枠体を設置し、この枠体に前記磁気軸受の作動を制御する制御回路を配設したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
- 円筒形状の枠体が円弧の枠体で形成されたことを特徴とする請求項1記載のターボ分子ポンプ。
- 円筒形状の枠体が円弧の枠体で形成されたことを特徴とする請求項2記載のターボ分子ポンプ。
- 円筒形状の枠体がケースの形に形成され、このケース内に制御回路が収納されたことを特徴とする請求項1記載のターボ分子ポンプ。
- 円筒形状の枠体がケースの形に形成され、このケース内に制御回路が収納されたことを特徴とする請求項2記載のターボ分子ポンプ。
- 制御回路が樹脂でモールドされたことを特徴とする請求項1記載のターボ分子ポンプ。
- 制御回路が樹脂でモールドされたことを特徴とする請求項2記載のターボ分子ポンプ。
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