JP2004278500A - Molecular pump - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置、液晶製造装置、電子顕微鏡などの排気をするために使用される分子ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のエレクトロニクスの発展に伴い、メモリや集積回路といった半導体の需要が急激に増大している。
半導体は、半導体製造装置において、きわめて純度の高い半導体基板に不純物をドープして電気的性質を与えたり、エッチングにより半導体基板上に微細な回路を形成したりして製造される。
これらの作業は高真空状態の真空チャンバ内で行われ、これらの真空チャンバの排気には、一般に分子ポンプが多用されている。
この分子ポンプは、翼角度をもったタービンを高速で回転させて、気体分子に運動エネルギーを与えることにより気体の圧縮を行い、吸気したガスを排気口へ放出している。
このような分子ポンプは、タービンを高速回転させることにより、タービンを形成しているロータ翼が、気体分子の衝突熱などにより加熱されて高温状態になってしまう。
【0003】
このような高温状態において遠心力による高い応力が掛けられると、通常アルミニウム合金で形成されているロータ翼は、クリープにより変形が進行してアンバランス状態となり、分子ポンプの振動を引き起こすおそれがある。
ロータ翼の温度上昇を抑制するために、ロータ翼のブレードの段数を減らして気体分子の衝突による発熱を低減させるようにすることも可能であるが、排気作用の性能低下が顕著になり、排気するガスによっては、逆効果となってしまう場合がある。
この他、分子ポンプのロータ翼の冷却効率を向上させる技術が、下記の特許文献に開示されている。
【特許文献1】
特開平10−246196号公報
特許文献1には、ターボ分子ポンプの内部に冷却流路を形成し、この冷却流路に冷却流体を流すことにより、ロータ部分の冷却を行う技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような冷却流体を用いてロータ翼の冷却効率を向上させるためには、この冷却流体の供給および制御を行う装置を設ける必要がある。
そこで、本発明は、外部装置を設けることなく、ロータ翼の冷却効率を向上させ、ロータ翼の温度上昇を抑制することが可能な分子ポンプを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明では、略円筒形状のケーシング、および、前記ケーシングに設けられたベースからなり、吸気口と排気口が形成された筐体と、前記筐体に内包されたロータ軸と、前記ロータ軸を回転させるモータと、前記ロータ軸に配設された回転部材と、を備えた分子ポンプにおいて、前記回転部材と対向し、前記吸気口と前記排気口の間に形成される気体の流路に面する領域に、第1の板状部材を形成することにより前記目的を達成する。
【0006】
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記回転部材は、ロータ本体と、前記ロータ本体に配設され、放射状に複数のロータブレードが設けられた複数段のロータ翼と、を有するロータ部であり、前記ロータ翼の間に配置され、放射状に複数のステータブレードが設けられた複数段のステータ翼と、を備え、前記ロータ部と対向し、前記吸気口と前記排気口の間に形成される気体の流路に面する領域に、第1の板状部材を形成することにより前記目的を達成する。
ここでは、例えば、モータを内包するように円筒形状のステータコラムを有し、ロータ本体が、このステータコラムを内包するように断面U字形状に形成された分子ポンプでは、ステータコラムの外周面と、ロータ本体の内周面とによって形成される領域を、吸気口と排気口の間に形成される気体の流路としてもよい。
【0007】
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記第1の板状部材を前記ステータ翼の少なくとも一部の段に形成することにより前記目的を達成する。
なお、前記第1の板状部材は、例えば、片側の平面が、ロータ軸に面して形成されていることが好ましい。
この場合、前記第1の板状部材は、例えば、ロータ軸に投影される面よりも、吸気口側に投影される面が小さくなるように形成されていることが好ましい。
【0008】
請求項4記載の発明では、請求項2または請求項3記載の発明において、前記第1の板状部材を、前記ステータブレードが配設された円環状部材の少なくとも一部の段に形成することにより前記目的を達成する。
なお、前記第1の板状部材は、例えば、円環状部材の外周側面部や平面部に形成する。
また、前記第1の板状部材は、例えば、気体の排気方向と沿うように形成されていることが好ましい。
前記第1の板状部材は、例えば、円環状部材の平面部では、半径方向に沿うように形成されていることが好ましい。。
【0009】
請求項5記載の発明では、請求項2、請求項3または請求項4記載の発明において、前記第1の板状部材を、隣接する前記ステータ翼の間に配置された円筒状スぺーサの少なくとも一部の段における前記領域に形成することにより前記目的を達成する。
なお、前記第1の板状部材は、例えば、円筒状スぺーサの内周の側面に形成する。
また、前記第1の板状部材は、例えば、気体の排気方向に沿った向きに形成されていることが好ましい。
【0010】
請求項6記載の発明では、請求項2から請求項5のうちの1の請求項に記載の発明において、前記ロータ部および前記ステータ翼の前記排気口側に、ねじ溝が形成されたねじ溝スぺーサを有するねじ溝ポンプ機構を備え、前記第1の板状部材を、前記ねじ溝スぺーサにおける前記領域に形成することにより前記目的を達成する。
なお、前記第1の板状部材は、例えば、ねじ溝スぺーサに形成されたねじ溝の表面や、ねじ溝スぺーサの吸気口側の端面に形成する。
【0011】
請求項7記載の発明では、請求項2から請求項6のうちの1の請求項に記載の発明において、前記第1の板状部材を、前記ステータ翼の少なくとも一部の段における隣接する前記ステータブレードの間に、網目状に形成することにより前記目的を達成する。
前記第1の板状部材を隣接する前記ステータブレードの間に網目状に形成する代わりに、例えば、網目状の金属部材を前記ステータ翼の少なくとも一部の段における隣接する前記ステータブレードの間に形成するようにしてもよい。
また、前記第1の板状部材を隣接する前記ステータブレードの間に網目状に形成する代わりに、例えば、前記ステータ翼の少なくとも一部の段における隣接する前記ステータブレードの間に、ロータ軸方向に厚みを有する円筒状の部材を円周方向に形成するようにしてもよい。
【0012】
請求項8記載の発明では、略円筒形状のケーシング、および、前記ケーシングに設けられたベースからなり、吸気口と排気口が形成された筐体と、前記筐体に内包されたロータ軸と、前記ロータ軸を回転させるモータと、前記ロータ軸に配設されるロータ本体、および、前記ロータ本体に配設され、放射状に複数のロータブレードが設けられた複数段のロータ翼からなるロータ部と、前記ロータ翼の間に配置され、放射状に複数のステータブレードが設けられた複数段のステータ翼と、を備えた分子ポンプにおいて、前記ロータ本体に第2の板状部材を形成することにより前記目的を達成する。
ここで前記第2の板状部材は、例えば、ロータ本体に設けられた、ロータブレードが配設された円環状部材の少なくとも一部の段に形成する。
なお、前記第2の板状部材は、例えば、ロータブレードが配設された円環状部材の外周側面部や平面部に形成する。
また、前記第2の板状部材は、例えば、気体の排気方向と沿うように形成されていることが好ましい。
前記第2の板状部材は、例えば、円環状部材の平面部では、半径方向に沿うように形成されていることが好ましい。。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の分子ポンプにおける好適な実施の形態について、図1から図10を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る分子ポンプ1の軸線方向の断面図を示した図である。
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、略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。また、ポンプの種類から見た場合、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19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、モータによって回転されるシャフト11に配設された回転部材であり、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19側(ねじ溝式ポンプ部)に設けられた円筒部材29、およびシャフト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ロータブレード30とフランジ状に形成された円環状部材であるロータリム部33と、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を構成している。
シャフト11は、ロータ軸、つまり、ロータ部24の軸を構成する円柱部材であって、その上端部にはロータ翼21と円筒部材29からなる部材がボルト25によりねじ止めされている。
【0015】
シャフト11の軸線方向中程には、外周面に永久磁石が固着してあり、モータ部10のロータを構成している。この永久磁石がシャフト11の外周に形成する磁極は、外周面の半周に渡ってN極となり、残り半周に渡ってS極となるようになっている。
さらに、シャフト11のモータ部10に対して吸気口6側、および排気口19側には、シャフト11をラジアル方向に軸支するための磁気軸受部8、12のロータ部24側の部分が形成されており、シャフト11の下端には、シャフト11を軸線方向(スラスト方向)に軸支する磁気軸受部20のロータ部24側の部分が形成されている。
【0016】
また、磁気軸受部8、12の近傍には、それぞれ変位センサ9、13のロータ側の部分が形成されており、シャフト11のラジアル方向の変位が検出できるようになっている。さらに、シャフト11の下端には変位センサ17のロータ側の部分が形成されており、シャフト11の軸線方向の変位が検出できるようになっている。
これら、磁気軸受部8、12および変位センサ9、13のロータ側の部分は、ロータ部24の回転軸線方向に鋼板を積層した積層鋼板により構成されている。これは、磁気軸受部8、12、変位センサ9、13のステータ側の部分を構成するコイルが発生する磁界によって、シャフト11に渦電流が発生するのを防ぐためである。
以上に説明したロータ部24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。
【0017】
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19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に向かって伸びたステータブレード32と、このステータブレード32を支持するフランジ状の円環状部材であるステータリム部31と、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、円筒形状をしたスぺーサ23により互いに隔てられている。
【0018】
なお、本実施の形態では、ステータブレード32の内周側にステータリム部31が設けられているが、このステータリム部31は、ステータブレード32の外周側に設けるようにしてもよい。また、ステータブレード32の内周側および外周側の両方に設けるようにしてもよい。
ステータリム部31をステータブレード32の内周側にのみ設けた場合、ステータ翼は、ステータブレード32をスぺーサ23で挟むことによって固定されるようになっている。
また、ステータリム部31をステータブレード32の外周側に設けた場合、ステータ翼は、ステータリム部31をスぺーサ23で挟むことによって固定されるようになっている。
【0019】
ねじ溝スペーサ5は、内周面にらせん溝7が形成された円柱部材である。ねじ溝スペーサの内周面は、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7の方向は、らせん溝7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19に向かう方向である。
らせん溝7の深さは、排気口19に近づくにつれ浅くなるようになっており、らせん溝7を輸送されるガスは排気口19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。
【0020】
ベース27は、円盤形状を有した部材であって、ラジアル方向中央には、ロータの回転軸線と同心に円筒形状を有するステータコラム18が、吸気口6方向に取り付けられている。
ステータコラム18は、モータ部10、磁気軸受部8、12、および変位センサ9、13のステータ側(固定側)の部分を支持している。
モータ部10では、所定の極数のステータコイルがステータコイルの内周側に等間隔で配設され、シャフト11に形成された磁極の周囲に回転磁界を発生できるようになっている。また、ステータコイルの外周には、ステンレスなどの金属で構成された円筒部材であるカラー49が配設されており、モータ部10を保護している。
【0021】
磁気軸受部8、12は、回転軸線の回りの90度ごとに配設されたコイルから構成されている。そして、磁気軸受部8、12は、これらコイルの発生する磁界でシャフト11を吸引することにより、シャフト11をラジアル方向に磁気浮上させている。
ステータコラム18の底部には、磁気軸受部20が形成されている。磁気軸受部20は、シャフト11から張り出した円板と、この円板の上下に配設されたコイルから構成されている。これらコイルが発生する磁界がこの円板を吸引することにより、シャフト11が軸線方向に磁気浮上する。
【0022】
以上のように構成された分子ポンプ1は、以下のように動作しガスを排出する。
まず、磁気軸受部8、12、20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10が作動し、シャフト11を回転させることにより、ロータを所定の方向に回転させる。回転速度は例えば毎分3万回転程度である。本実施の形態では、ロータ部24の回転方向を図1のガスの吸引方向に見て時計回り方向とする。なお、反時計回り方向に回転するように分子ポンプ1を構成することも可能である。
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、さらにねじ溝ポンプ部で圧縮され、排気口19から排出される。
【0023】
ところで、分子ポンプ1の排気作用が行われる間に、ロータ翼21は、気体分子の衝突熱などにより加熱されて高温状態になってしまう。
このように高温状態になったロータ翼21を冷却させる方法には、放射による方法、伝導による方法、および、ガスを通じた熱伝導による方法が挙げられる。しかし、分子ポンプ1のロータ翼21は、熱放射率の低いアルミニウム合金などで形成されているため、放射によるロータ翼の冷却効果は低い。
【0024】
また、本実施例のように、磁気軸受を用いた分子ポンプ1では、ロータ翼21は非接触で支持されているため、伝導によりロータ翼21の冷却をすることは困難である。なお、転がり軸受を用いた場合であっても、軸受の部分しか接触していないため、この接触部分からの伝導によるロータ翼21の冷却効果は低い。
従って、ガスの排気流量が多い場合はもちろんのことであるが、ガスを通じた熱伝導により、ロータ翼21の冷却効率が支配されている。
特に、熱伝導率の低いAr(アルゴン)、Ne(ネオン)、Xe(キセノン)、Kr(クリプトン)などの希ガス類のガスを排気する場合には、ロータ翼21が加熱されやすい状態にあるため、ロータ翼21の冷却効率をさらに向上させなければならない。
【0025】
ここで、分子ポンプ1におけるロータ翼21の放熱のメカニズムについて説明する。
図2は、ロータブレード30およびステータブレード32の側断面図である。なお、図2では、複数段設けられているロータ翼21およびステータ翼22中の1段に注目して示している。
ロータブレード30は、気体分子の衝突熱などにより加熱されて150℃を超える高温状態になっている。分子ポンプ1では、この高温状態であるロータブレード30の熱の伝達を、排気するガス、具体的にはガスの気体分子によって行われている。その原理は、以下のようである。
【0026】
高温状態であるロータブレード30に衝突した気体分子は、ロータブレード30との接触面からロータブレード30の熱を吸収する(吸熱)。
ロータブレード30の熱を吸収した気体分子は、ロータブレード30の偏向角およびロータ翼21の回転作用によりロータ翼21の下段に設けられているステータ翼22の方向に送出される。
そして、外気や分子ポンプ1に外付けされた空冷ユニットなどの作用により70℃程度の低温状態に保持されているステータブレード32に衝突すると、気体分子は、ステータブレード32との接触面から熱をステータブレード32へ放出する(放熱)。
【0027】
ロータブレード30の表面に衝突して拡散されるガス分子は、その表面の温度に応じた熱運動量になる。すなわち、ロータブレード30の表面温度がステータブレード32の表面温度よりも高い場合には、ロータブレード30から熱を奪いステータブレード32に放出するようになっている。
つまり、ロータ翼21に衝突して吸熱した気体分子は、外気や分子ポンプ1に外付けされた空冷ユニットなどの作用により低温状態となっているステータ翼22、ねじ溝スペーサ5、ステータコラム18、スぺーサ23、ベース27などの部分に衝突しない限り熱を放熱することが困難となっている。
【0028】
従って、ロータ翼21に衝突して吸熱した気体分子が、ステータ翼22などの低温状態である部分に衝突することなく、再びロータ翼21に衝突してしまうような場合、ロータ翼21は、この気体分子により加熱されるため、上述したような気体分子によるロータ翼21の放熱作用を妨げてしまう。
本実施の形態では、このようにステータ翼22などの低温状態となっている部分に衝突することなく、再びロータ翼21に衝突してしまう気体分子の数を低減させるために、外気や分子ポンプ1に外付けされた空冷ユニットなどの作用により低温状態となっている、ステータ翼22、ねじ溝スペーサ5、ステータコラム18、スぺーサ23などの部分に気体分子吸着のためのトラップを設けるようにしている。
【0029】
図3は、本実施の形態に係る分子ポンプにおける気体分子吸着のためのトラップの配置箇所を示した図である。
本実施の形態では、トラップを、図3に示すように、最上段に設けられたロータ翼21より下流において、ロータ部と対向し、かつ、ガスの流路と面する領域に設けている。
以下に、気体分子を吸着させるためのトラップの実施例について説明する。
(トラップ実施例1)
気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のA部に示す、ステータブレード32の表面に、図4に示すようなガスの流路に向けて張り出した板状の部材であるフィン51を形成する。
このようなフィン51を形成してステータ翼22の表面積を広げることにより、ステータ翼22に衝突する気体分子の数を増加させることができるため、ステータ翼22で放熱する気体分子の頻度が高くなり、ロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
【0030】
詳しくは、図4に示すように、接合部61aと接合部61bを有するステータ翼22を構成しているステータブレード32の表面に、ステータブレード32の吸気口6側の面に形成されたフィン51a部、ステータブレード32の排気口側の面に形成されたフィン51c部、ステータブレード32の両サイド面に形成されたフィン51b部およびフィン51d部とからなるフィン51を、ステータブレード32の長手方向に面するように(例えば、半径方向と垂直になる向き)、に形成する。
フィン51をステータブレード32の幅方向に面するように形成することも可能であるが、この向きにフィン51を形成してしまうと、フィン51に衝突した気体分子が吸気口6側のロータ翼21方向に跳ね返る気体分子の逆流の生じる率が高くなるおそれがあるため好ましくない。
【0031】
さらに、気体分子の逆流の生じる率を抑制するために、フィン51を形成する面のうち、吸気口6側のロータ翼21に対向するA面の面積を、ステータブレード32と交わるB面より小さくするようにする。
A面の面積をB面の面積より小さくすることにより、このA面と衝突する気体分子の数をB面と衝突する気体分子の数よりも減少させることができるため、フィン51に衝突する気体分子のうちの吸気口6方向に逆流する気体分子の比率を抑制することができる。
なお、このトラップは、複数段備えられているステータ翼22のいずれの段のステータ翼22に形成することができ、このトラップを複数の任意の段に形成しても、また、全ての段に形成してもよい。
【0032】
さらに、ステータブレード32に形成するフィン51について説明すると、フィン51は、このフィン51のシャフト11に投影される面よりも、吸気口6側、つまり、ロータ翼21側に投影される面の面積が小さくなるように形成することが好ましい。
そのためには、図4に示す、ステータブレード32の長手方向の中心線αと、フィン51とステータブレード32の接合部βとがなす角が、90°となるようにフィン51を形成することが好ましい。
また、フィン51とステータブレード32の接合部βとがなす角を90°でない場合には、中心線αと接合部βとが形成する角のうち鋭角である角θが、限りなく90°に近くなるようにフィン51を形成することが好ましいが、角θは、45°より大きい角度を形成していればよく、例えば、50°、60°、70°、80°であってもよい。
このように角θが形成されるように、フィン51を配置することにより、フィン51に衝突する気体分子のうちの吸気口6方向に逆流する気体分子の比率を抑制することができる。
【0033】
(トラップ実施例2)
ステータ翼22の表面積を広げる方法として、このステータブレード32の表面にフィン51を形成する他に、図5に示すようなメッシュ構造52を形成するようにしてもよく、また、図6に示すような円周方向に円筒状部材54を形成するようにしてもよい。
このメッシュ構造54とは、ステータ翼22における隣接するブレード間に形成されている空間に、ステータ翼22のブレードの厚みより薄い網目状の金属部材(例えば、アルミニウム合金や銅など)を形成したものである。このメッシュ構造52は、直接ステータ翼22のブレードに形成されている。
また、このメッシュ構造52は、板状の金属部材を網目状に形成して、軸方向に幅をもたせるように形成してもよい。
このようなメッシュ構造52または円筒状部材54を形成して、ステータ翼22の表面積を広げることにより、ステータ翼22に衝突する気体分子の数を増加させることができるため、ステータ翼22で放熱する気体分子の頻度が高くなり、ロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
【0034】
このメッシュ構造52においても、トラップ実施例1と同様に、気体分子の逆流の生じる率を抑制するために、メッシュ構造52を形成する面のうち、吸気口6側のロータ翼21に対向するC面の面積を、吸気口6側のロータ翼21方向に面していない気体分子の逆流に影響しない面(例えばD面)より小さくするようにする。
C面の面積を気体分子の逆流に影響しない面(例えばD面)の面積より小さくすることにより、このC面と衝突する気体分子の数を気体分子の逆流に影響しない面(例えばD面)と衝突する気体分子の数よりも減少させることができるため、メッシュ構造52に衝突する気体分子のうちの吸気口6方向に逆流する気体分子の比率を抑制することができる。
【0035】
また、円筒状部材54においても、気体分子の逆流の生じる率を抑制するために、円筒状部材54を形成する面のうち、吸気口6側のロータ翼21に対向するE面の面積を、吸気口6側のロータ翼21方向に面していない気体分子の逆流に影響しないF面より小さくするようにする。
E面の面積を気体分子の逆流に影響しないF面の面積より小さくすることにより、このE面と衝突する気体分子の数を気体分子の逆流に影響しないFと衝突する気体分子の数よりも減少させることができるため、円筒状部材54に衝突する気体分子のうちの吸気口6方向に逆流する気体分子の比率を抑制することができる。
【0036】
このメッシュ構造52は、図10に示すように、ステータ翼22をステータ翼22aとステータ翼bに分割し、これらの間に接合部62aおよび接合部62bを有する環形円盤状に形成された網目状の金属部材であるメッシュ53を、ステータ翼22aのステータリム部31aとステータ翼bのステータリム部31bとを接合させて挟み込むように形成してもよい。
なお、このトラップは、複数段備えられているステータ翼22のいずれの段のステータ翼22に形成することができ、このトラップを複数の任意の段に形成しても、また、全ての段に形成してもよい。
【0037】
(トラップ実施例3)
気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のB部に示す、ステータリム部31のフランジ状に形成された面のうちの吸気口6側の表面に、図7に示すようなガスの流路に向けて張り出した板状の部材であるフィン55を放射状(半径方向)に形成する。
また、図7に示すステータリム部31の側面部34の表面にガスの流路に向けて張り出した板状のフィンを、気体の排気方向に沿った向き(例えば、軸方向)に形成するようにしてもよい。
このようなフィン55をステータリム部31に形成してステータ翼22の表面積を広げることにより、トラップ実施例1と同様に、ステータ翼22に衝突する気体分子の数を増加させることができるため、ステータ翼22で放熱する気体分子の頻度が高くなり、ロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
なお、このトラップは、複数段備えられているステータ翼22のいずれの段のステータ翼に形成することができ、このトラップを複数の任意の段に形成しても、また、全ての段に形成してもよい。
【0038】
(トラップ実施例4)
気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のC部に示す、スぺーサ23の内側のガスの流路を形成する領域に、図8に示すようなガスの流路に向けて張り出したフィン56を軸方向に形成する。
このようなフィン56をスぺーサ23の内側の側面部の表面に形成してスぺーサ23の表面積を広げることにより、スぺーサ23に衝突する気体分子の数を増加させることができるため、スぺーサ23で放熱する気体分子の頻度が高くなり、ロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
【0039】
また、フィン56においても、気体分子の逆流の生じる率を抑制するために、フィン56を形成する面のうち、吸気口6側のロータ翼21に対向するG面の面積を、吸気口6側のロータ翼21方向に面していない気体分子の逆流に影響しない面(例えばH面)より小さくするようにする。
G面の面積を気体分子の逆流に影響しない面(例えばH面)の面積より小さくすることにより、このE面と衝突する気体分子の数を気体分子の逆流に影響しない面(例えばH面)と衝突する気体分子の数よりも減少させることができるため、フィン56に衝突する気体分子のうちの吸気口6方向に逆流する気体分子の比率を抑制することができる。
なお、このトラップは、複数段備えられているスぺーサ23のいずれの段のスぺーサ23に形成することができ、このトラップを複数の任意の段に形成しても、また、全ての段に形成してもよい。
【0040】
(トラップ実施例5)
気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のD部に示す、ねじ溝スペーサ5の吸気口6側端部の表面にガスの流路に向けて張り出した板状のフィンを放射状(半径方向)に形成する。
このねじ溝スペーサ5に形成されるフィンは、トラップ実施例3で示したステータリム部31の表面に形成されたフィン55(図7に示す)と同様の複数の羽根状の部材により形成する。
このようなフィンをねじ溝スペーサ5に形成して、ねじ溝スペーサ5の表面積を広げることにより、ねじ溝スペーサ5に衝突する気体分子の数を増加させることができるため、ねじ溝スペーサ5で放熱する気体分子の頻度が高くなり、ロータ部24の円筒部材29に衝突する気体分子の温度を低下させることができる。そして、円筒部材29の温度上昇を抑制することができるため、この円筒部材29と一体形成されているロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
【0041】
(トラップ実施例6)
気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のE部に示す、ステータコラム18の外側表面にロータ翼21に向けて張り出した板状のフィンを、軸方向に形成する。
このステータコラム18に形成されるフィンは、トラップ実施例4で示したスぺーサ23の内側の側面部の表面に形成されたフィン56(図8に示す)と同様の複数の羽根状の部材を外側(ガスの流路側)に向けて形成する。
このようなフィンをステータコラム18に形成して、ステータコラム18の表面積を広げることにより、ステータコラム18に衝突する気体分子の数を増加させることができるため、ステータコラム18で放熱する気体分子の頻度が高くなり、ロータ部24の円筒部材29に衝突する気体分子の温度を低下させることができる。そして、円筒部材29の温度上昇を抑制することができるため、この円筒部材29と一体形成されているロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
【0042】
(トラップ実施例7)
気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のF部に示す、ベース27のガスの流路面の表面に張り出した板状のフィンを放射状(半径方向)に形成する。
このベース27に形成されるフィンは、トラップ実施例3で示したステータリム部31の表面に形成されたフィン55(図7に示す)と同様の複数の羽根状の部材により形成する。
このようなフィンをベース27に形成して、ベース27の吸気口6側端部の表面積を広げることにより、ベース27に衝突する気体分子の数を増加させることができるため、ベース27で放熱する気体分子の頻度が高くなり、ロータ部24の円筒部材29に衝突する気体分子の温度を低下させることができる。そして、円筒部材29の温度上昇を抑制することができるため、この円筒部材29と一体形成されているロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
【0043】
(トラップ実施例8)
また、気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のG部に示すねじ溝スペーサ5の内周面のらせん溝7のガスの流路面の表面に、張り出したフィンを放射状(半径方向)に形成するようにしてもよい。
このようなフィンをせん溝7に形成して、ねじ溝スペーサ5の表面積を広げることにより、ねじ溝スペーサ5に衝突する気体分子の数を増加させることができるため、ねじ溝スペーサ5で放熱する気体分子の頻度が高くなり、ロータ部24の円筒部材29に衝突する気体分子の温度を低下させることができる。そして、円筒部材29の温度上昇を抑制することができるため、この円筒部材29と一体形成されているロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
【0044】
上述したトラップ実施例1〜8では、ステータ翼22、ねじ溝スペーサ5、ステータコラム18、スぺーサ23、ベース27などの外気や分子ポンプ1に外付けされた空冷ユニットなどの作用により低温状態に保たれている部分にトラップを設けて表面積を広げることにより、これらの低温状態の部分に衝突することなく、再びロータ翼21に衝突してしまう気体分子の数を低減させてロータ翼21の冷却効率を改善する方法について説明した。
この他のロータ翼21の冷却効率を改善する方法として、高温状態であるロータ翼21にトラップを設けて表面積を広げて、ロータ翼21に衝突して熱を吸収する気体分子の数を増加させることにより、ロータ翼21の冷却効率を改善する方法について説明する。
【0045】
(トラップ実施例9)
気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のH部に示す、ロータ翼21のロータリム部33のフランジ状に形成された面のうちの吸気口6側の表面に、図9に示すようなガスの流路に向けて張り出した板状の部材であるフィン57を放射状(半径方向)に形成する。
また、図9に示すロータリム部33の側面部35の表面にガスの流路に向けて張り出した板状のフィンを、気体の排気方向に沿った向き(例えば、軸方向)に形成するようにしてもよい。
このようなフィン57を形成してロータ翼21の表面積を広げることにより、ロータ翼21に衝突して熱を吸収する気体分子の数を増加させることができるため、ロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
なお、このトラップは、複数段備えられているロータ翼21のいずれの段のロータ翼21に形成することができ、このトラップを複数の任意の段に形成しても、また、全ての段に形成してもよい。
【0046】
(トラップ実施例10)
気体分子を吸着するためのトラップとして、図3のI部に示す、隣接するロータ翼21間に形成されたロータ部24の軸方向のガスの流路を形成する壁面に、ロータ翼21に向けて張り出した板状のフィンを軸方向に形成する。
このロータ部24に形成されるフィンは、トラップ実施例4で示したスぺーサ23の内側の側面部の表面に形成されたフィン(図8に示す)と同様の複数の羽根状の部材を外側(ガスの流路側)に向けて形成する。
【0047】
このようなフィンを形成してロータ部24の表面積を広げることにより、ロータ部24に衝突して熱を吸収する気体分子の数を増加させることができるため、ロータ翼21の冷却効率を向上させることができる。
なお、このトラップは、複数段備えられているロータ部24の軸方向の壁面のいずれの段に形成することができ、このトラップを複数の任意の段に形成しても、また、全ての段に形成してもよい。
【0048】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トラップ実施例1〜10で説明したトラップを分子ポンプ1に形成することにより、気体分子の熱伝導によるロータ翼21の放熱効率を向上させることができるため、ロータ翼21の温度上昇を抑制することができる。
図3のトラップの配置箇所を示した図には、トラップ実施例1〜10の全てのトラップが設けられているように記載されているが、気体分子の熱伝導によるロータ翼21の放熱効率を向上させるために、トラップ実施例1〜10に示したトラップの全てを用いるようにしても、いずれか1つのトラップのみを用いるようにしても、また、複数のトラップを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0049】
例えば、分子ポンプにおいて、トラップ実施例1で示したフィン51をステータブレード32の表面に形成するトラップのみを採用するようにしてもよいし、また、トラップ実施例1で示したフィン51をステータブレード32の表面に形成するトラップと、トラップ実施例3で示したフィン55をステータリム部31の表面に形成するトラップとを組み合わせて採用するようにしてもよい。
また、上述したトラップとして形成されるフィンの形状は、概ね高さ2mm〜10mm、厚み0.3mm〜0.5mmとし、分子ポンプ1における排気作用を妨げないような範囲で調整することが可能であるとする。
【0050】
本実施の形態では、複合翼タイプの分子ポンプを例に示しているが、例えば、ターボ分子ポンプ部、および、ねじ溝ポンプ部のいずれかを備えた分子ポンプであってもよい。
このようなターボ分子ポンプ部、および、ねじ溝ポンプ部のいずれかを備えた分子ポンプにおいても、本実施の形態で示したトラップ実施例1〜10を該当する部分に設けることができる。
なお、この場合においても、気体分子の熱伝導によるロータ翼21の放熱効率を向上させるために、トラップ実施例1〜10に示したトラップの全てを用いるようにしても、いずれか1つのトラップのみを用いるようにしても、また、複数のトラップを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0051】
【発明の効果】
本発明によれば、気体の流路の回転部材と対向する領域に、板状部材を形成することにより、気体分子がこの気体の流路の回転部材と対向する領域と接触する頻度が高まり、気体分子の熱伝導による回転部材の冷却効率を向上させることができる。
【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軸線方向の断面図を示した図である。
【図2】ロータ翼およびステータ翼のブレードの側断面図である。
【図3】本実施の形態に係る分子ポンプにおける気体分子吸着のためのトラップの配置箇所を示した図である。
【図4】ステータブレードの表面にフィンを形成したステータ翼を示した図である。
【図5】ステータブレードの表面にメッシュ構造を形成したステータ翼を示した図である。
【図6】ステータブレード間に円筒状の壁を形成したステータ翼を示した図である。
【図7】円環状部材部の表面にフィンを形成したステータ翼を示した図である。
【図8】内側の側面部の表面にフィンを形成したスぺーサを示した図である。
【図9】ロータブレードの表面フィンを形成したロータ翼を示した図である。
【図10】メッシュ構造を形成したステータ翼の構造を示した図である。
【符号の説明】
1 分子ポンプ
5 ねじ溝スペーサ
6 吸気口
7 らせん溝
8 磁気軸受部
9 変位センサ
10 モータ部
11 シャフト
12 磁気軸受部
13 変位センサ
16 ケーシング
17 変位センサ
18 ステータコラム
19 排気口
20 磁気軸受部
21 ロータ翼
22 ステータ翼
23 スペーサ
24 ロータ部
25 ボルト
27 ベース
29 円筒部材
30 ロータブレード
31 ステータリム部
32 ステータブレード
33 ロータリム部
49 カラー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a molecular pump used for exhausting a semiconductor manufacturing device, a liquid crystal manufacturing device, an electron microscope, and the like.
[0002]
[Prior art]
With the recent development of electronics, demand for semiconductors such as memories and integrated circuits has been rapidly increasing.
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor is manufactured by doping an extremely pure semiconductor substrate with an impurity to impart electrical properties or by forming a fine circuit on the semiconductor substrate by etching.
These operations are performed in a vacuum chamber in a high vacuum state, and a molecular pump is generally used frequently to exhaust these vacuum chambers.
In this molecular pump, a turbine having a blade angle is rotated at a high speed to apply kinetic energy to gas molecules to compress the gas and discharge the sucked gas to an exhaust port.
In such a molecular pump, when the turbine is rotated at a high speed, the rotor blades forming the turbine are heated by the collision heat of gas molecules or the like, and are brought into a high temperature state.
[0003]
When high stress due to centrifugal force is applied in such a high temperature state, the rotor blades, which are usually formed of an aluminum alloy, may be deformed by creep, become unbalanced, and cause vibration of the molecular pump.
In order to suppress the rise in temperature of the rotor blades, it is possible to reduce the number of blades of the rotor blades so as to reduce heat generation due to collision of gas molecules. Depending on the gas used, the effect may be adverse.
In addition, techniques for improving the cooling efficiency of the rotor blades of the molecular pump are disclosed in the following patent documents.
[Patent Document 1]
JP-A-10-246196
Patent Literature 1 discloses a technique in which a cooling channel is formed inside a turbo molecular pump, and a cooling fluid is caused to flow through the cooling channel to cool a rotor portion.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to improve the cooling efficiency of the rotor blades using such a cooling fluid, it is necessary to provide a device for supplying and controlling the cooling fluid.
Therefore, an object of the present invention is to provide a molecular pump capable of improving the cooling efficiency of a rotor blade and suppressing a rise in the temperature of the rotor blade without providing an external device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a casing having a substantially cylindrical shape, a base provided in the casing, and having an intake port and an exhaust port formed therein, a rotor shaft included in the casing, In a molecular pump including a motor for rotating the rotor shaft and a rotating member disposed on the rotor shaft, a gas pump formed between the intake port and the exhaust port, facing the rotary member. The object is achieved by forming a first plate-shaped member in a region facing the flow path.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the rotating member includes a rotor main body, and a plurality of stages of rotor blades provided on the rotor main body and radially provided with a plurality of rotor blades; A plurality of stator blades disposed between the rotor blades and radially provided with a plurality of stator blades, the rotor portion facing the rotor portion, the intake port and the exhaust port The object is achieved by forming the first plate-shaped member in a region facing the gas flow path formed between the first and second plates.
Here, for example, in a molecular pump having a cylindrical stator column so as to enclose a motor and a rotor body having a U-shaped cross section so as to enclose this stator column, the outer peripheral surface of the stator column is The region formed by the inner peripheral surface of the rotor main body may be a gas flow path formed between the intake port and the exhaust port.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the above object is achieved by forming the first plate-like member on at least a part of the stage of the stator blade.
It is preferable that the first plate-shaped member is formed, for example, such that a flat surface on one side faces the rotor shaft.
In this case, it is preferable that the first plate-shaped member is formed such that, for example, a surface projected on the intake port side is smaller than a surface projected on the rotor shaft.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, the first plate-shaped member is formed on at least a part of a step of the annular member provided with the stator blade. Achieves the above object.
The first plate-shaped member is formed, for example, on an outer peripheral side surface or a flat surface of an annular member.
Further, it is preferable that the first plate-shaped member is formed, for example, along the gas exhaust direction.
It is preferable that the first plate-shaped member is formed, for example, along a radial direction in a plane portion of the annular member. .
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, in the second, third or fourth aspect of the present invention, the first plate-like member is formed of a cylindrical spacer arranged between the adjacent stator blades. The above object is achieved by forming in at least some of the steps in the region.
The first plate-shaped member is formed, for example, on the inner peripheral side surface of a cylindrical spacer.
Further, it is preferable that the first plate-shaped member is formed, for example, in a direction along a gas exhaust direction.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a thread groove is formed on the exhaust port side of the rotor portion and the stator blade. The above object is achieved by providing a thread groove pump mechanism having a spacer, and forming the first plate-shaped member in the region of the thread groove spacer.
The first plate-shaped member is formed, for example, on the surface of a thread groove formed on the thread groove spacer or on the end face of the thread groove spacer on the suction port side.
[0011]
In the invention described in
Instead of forming the first plate-like member in a mesh shape between the adjacent stator blades, for example, a mesh-like metal member may be formed between the adjacent stator blades in at least some of the stages of the stator blade. It may be formed.
In addition, instead of forming the first plate-like member in a mesh shape between the adjacent stator blades, for example, a rotor axial direction may be provided between adjacent stator blades in at least some stages of the stator blades. A thick cylindrical member may be formed in the circumferential direction.
[0012]
In the invention according to
Here, the second plate-shaped member is formed, for example, on at least a part of a step of an annular member provided with a rotor blade and provided with a rotor blade.
The second plate-shaped member is formed, for example, on an outer peripheral side surface or a flat surface of an annular member provided with a rotor blade.
Further, it is preferable that the second plate-shaped member is formed, for example, along the gas exhaust direction.
It is preferable that the second plate-shaped member is formed, for example, along a radial direction in a plane portion of the annular member. .
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the molecular pump according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional view in the axial direction of a molecular pump 1 according to the present embodiment.
In the present embodiment, as an example of a molecular pump, a so-called compound vane type molecular pump including a turbo molecular pump section and a screw groove type pump section will be described as an example.
The
These structures exhibiting the exhaust function are roughly composed of a
[0014]
The
The
The
[0015]
A permanent magnet is fixed to the outer peripheral surface in the middle of the
Further, on the intake port 6 side and the exhaust port 19 side of the
[0016]
The rotor-side portions of the
The rotor-side portions of the
The
[0017]
A stator portion is formed on the inner peripheral side of the
The
The
[0018]
In the present embodiment, the
When the
When the
[0019]
The thread groove spacer 5 is a cylindrical member having a
The depth of the
These stator portions are formed using a metal such as stainless steel or an aluminum alloy.
[0020]
The
The
In the
[0021]
The
At the bottom of the
[0022]
The molecular pump 1 configured as described above operates as follows and discharges gas.
First, the
Next, the
When the
The gas compressed by the turbo molecular pump section is further compressed by the screw groove pump section and discharged from the exhaust port 19.
[0023]
By the way, while the exhaust operation of the molecular pump 1 is performed, the
The method of cooling the
[0024]
Further, in the molecular pump 1 using the magnetic bearing as in the present embodiment, since the
Accordingly, the cooling efficiency of the
In particular, when exhausting a rare gas such as Ar (argon), Ne (neon), Xe (xenon), or Kr (krypton) having a low thermal conductivity, the
[0025]
Here, the mechanism of heat radiation of the
FIG. 2 is a side sectional view of the
The
[0026]
The gas molecules that have collided with the
The gas molecules that have absorbed the heat of the
Then, when the gas molecules collide with the
[0027]
The gas molecules that collide with and diffuse on the surface of the
That is, the gas molecules that have absorbed heat by colliding with the
[0028]
Therefore, in a case where the gas molecules that have absorbed heat by colliding with the
In this embodiment, in order to reduce the number of gas molecules that collide again with the
[0029]
FIG. 3 is a diagram showing a location of a trap for adsorbing gas molecules in the molecular pump according to the present embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the trap is provided in a region downstream of the
An embodiment of a trap for adsorbing gas molecules will be described below.
(Trap Example 1)
As a trap for adsorbing gas molecules, a fin 51 which is a plate-like member projecting toward a gas flow path as shown in FIG. 4 is formed on the surface of the
By forming such fins 51 and increasing the surface area of the
[0030]
Specifically, as shown in FIG. 4,
The fins 51 can be formed so as to face in the width direction of the
[0031]
Furthermore, in order to suppress the rate at which the backflow of gas molecules occurs, the area of the surface A facing the
By making the area of the surface A smaller than the area of the surface B, the number of gas molecules colliding with the surface A can be made smaller than the number of gas molecules colliding with the surface B. The ratio of gas molecules flowing backward in the direction of the intake port 6 among the molecules can be suppressed.
Note that this trap can be formed on any one of the
[0032]
Further, the fin 51 formed on the
For this purpose, the fin 51 is formed so that the angle between the longitudinal center line α of the
If the angle formed by the fin 51 and the joint β between the
By arranging the fins 51 so that the angle θ is formed as described above, it is possible to suppress the ratio of gas molecules that flow back toward the intake port 6 among gas molecules that collide with the fins 51.
[0033]
(Trap Example 2)
As a method of increasing the surface area of the
The
Further, the
By forming such a
[0034]
Also in this
By making the area of the C plane smaller than the area of the plane that does not affect the backflow of gas molecules (for example, the D plane), the number of gas molecules that collide with the C plane can be reduced to the plane that does not affect the backflow of the gas molecules (for example, the D plane). Since the number of gas molecules that collide with the
[0035]
Also, in the
By making the area of the E plane smaller than the area of the F plane that does not affect the backflow of gas molecules, the number of gas molecules that collide with the E plane is smaller than the number of gas molecules that collide with F that does not affect the backflow of gas molecules. Since it can be reduced, the ratio of gas molecules that flow back in the direction of the intake port 6 among gas molecules that collide with the
[0036]
As shown in FIG. 10, the
Note that this trap can be formed on any one of the
[0037]
(Trap Example 3)
As a trap for adsorbing gas molecules, a gas flow path as shown in FIG. 7 is formed on a surface on the intake port 6 side of a flange-shaped surface of the
Further, plate-like fins projecting toward the gas flow path on the surface of the side surface portion 34 of the
By forming such fins 55 on the
This trap can be formed on any of the stator blades of the
[0038]
(Trap Example 4)
As a trap for adsorbing gas molecules, a region shown in a part C of FIG. 3 that forms a gas flow path inside the
By forming
[0039]
Also, in the
By making the area of the G plane smaller than the area of the plane that does not affect the backflow of gas molecules (for example, the H plane), the number of gas molecules colliding with the E plane can be reduced to the plane that does not affect the backflow of the gas molecules (for example, the H plane). Since the number of gas molecules that collide with the
Note that this trap can be formed on any one of the
[0040]
(Trap Example 5)
As a trap for adsorbing gas molecules, plate-like fins projecting toward the gas flow path on the surface of the end portion of the thread groove spacer 5 on the side of the intake port 6 shown in part D in FIG. ).
The fins formed on the thread groove spacer 5 are formed by a plurality of blade-like members similar to the fins 55 (shown in FIG. 7) formed on the surface of the
By forming such fins in the screw groove spacer 5 and increasing the surface area of the screw groove spacer 5, the number of gas molecules colliding with the screw groove spacer 5 can be increased. The frequency of the generated gas molecules increases, and the temperature of the gas molecules colliding with the
[0041]
(Trap Example 6)
As a trap for adsorbing gas molecules, plate-like fins projecting toward the
The fins formed on the
By forming such fins on the
[0042]
(Trap Example 7)
As a trap for adsorbing gas molecules, plate-like fins that protrude from the surface of the gas flow path surface of the base 27 shown in F in FIG. 3 are formed radially (radially).
The fins formed on the
By forming such fins on the
[0043]
(Trap Example 8)
Further, as a trap for adsorbing gas molecules, fins that protrude radially (radially) on the surface of the gas flow path surface of the
By forming such fins in the
[0044]
In the trapping examples 1 to 8 described above, the low temperature state is caused by the action of the outside air such as the
As another method for improving the cooling efficiency of the
[0045]
(Trap Example 9)
As a trap for adsorbing gas molecules, a surface of the
Further, plate-like fins projecting toward the gas flow path on the surface of the
By forming such fins 57 and increasing the surface area of the
Note that this trap can be formed in any one of the
[0046]
(Trap Example 10)
As a trap for adsorbing gas molecules, the
The fins formed on the
[0047]
By forming such fins to increase the surface area of the
Note that this trap can be formed at any of the axial wall surfaces of the
[0048]
As described above, according to the present embodiment, by forming the trap described in the trap examples 1 to 10 in the molecular pump 1, it is possible to improve the heat radiation efficiency of the
Although FIG. 3 shows the arrangement of the traps, it is described that all the traps of the trap examples 1 to 10 are provided. However, the radiation efficiency of the
[0049]
For example, in the molecular pump, only the trap in which the fin 51 shown in the trap embodiment 1 is formed on the surface of the
In addition, the shape of the fin formed as the above-described trap is approximately 2 mm to 10 mm in height and 0.3 mm to 0.5 mm in thickness, and can be adjusted in a range that does not hinder the evacuation action in the molecular pump 1. Suppose there is.
[0050]
In the present embodiment, the compound pump of the composite wing type is shown as an example. However, for example, a molecular pump provided with either a turbo molecular pump unit or a thread groove pump unit may be used.
The trap examples 1 to 10 shown in the present embodiment can also be provided in the corresponding portions in a molecular pump including any of such a turbo molecular pump section and a thread groove pump section.
Even in this case, even if all of the traps shown in the trap examples 1 to 10 are used in order to improve the heat radiation efficiency of the
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, by forming a plate-shaped member in the region of the gas flow path facing the rotating member, the frequency of contact of the gas molecules with the region of the gas flow path facing the rotating member increases, The cooling efficiency of the rotating member due to the heat conduction of the gas molecules can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a sectional view in the axial direction of a molecular pump according to the present embodiment.
FIG. 2 is a side sectional view of a rotor blade and a stator blade.
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement position of a trap for adsorbing gas molecules in the molecular pump according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a stator blade having fins formed on the surface of the stator blade.
FIG. 5 is a diagram showing a stator blade having a mesh structure formed on the surface of the stator blade.
FIG. 6 is a view showing a stator blade having a cylindrical wall formed between stator blades.
FIG. 7 is a view showing a stator blade having a fin formed on a surface of an annular member.
FIG. 8 is a view showing a spacer in which fins are formed on the surface of the inner side surface portion.
FIG. 9 is a diagram showing a rotor blade having a surface fin of the rotor blade formed thereon.
FIG. 10 is a diagram showing a structure of a stator blade having a mesh structure.
[Explanation of symbols]
1 molecular pump
5 Screw groove spacer
6 Inlet
7 Spiral groove
8 Magnetic bearing
9 Displacement sensor
10 Motor section
11 shaft
12 Magnetic bearing
13 Displacement sensor
16 Casing
17 Displacement sensor
18 Stator column
19 Exhaust port
20 Magnetic bearing
21 Rotor blade
22 Stator blade
23 Spacer
24 Rotor part
25 volts
27 base
29 cylindrical member
30 Rotor blade
31 Stator rim
32 Stator blade
33 Rotor rim
49 colors
Claims (8)
前記筐体に内包されたロータ軸と、
前記ロータ軸を回転させるモータと、
前記ロータ軸に配設された回転部材と、
を備えた分子ポンプにおいて、
前記回転部材と対向し、前記吸気口と前記排気口の間に形成される気体の流路に面する領域に、第1の板状部材が形成されていることを特徴とする分子ポンプ。A substantially cylindrical casing, and a housing formed of a base provided in the casing, and having an intake port and an exhaust port formed therein,
A rotor shaft included in the housing,
A motor for rotating the rotor shaft,
A rotating member disposed on the rotor shaft,
In the molecular pump provided with
A molecular pump, wherein a first plate-shaped member is formed in a region facing the rotating member and facing a gas flow path formed between the intake port and the exhaust port.
前記ロータ翼の間に配置され、放射状に複数のステータブレードが設けられた複数段のステータ翼を備え、
前記第1の板状部材は、前記ロータ部と対向する前記領域に形成されていることを特徴とする請求項1記載の分子ポンプ。The rotating member is a rotor unit having a rotor main body, a plurality of rotor blades provided on the rotor main body and provided with a plurality of radially arranged rotor blades,
A plurality of stator blades arranged between the rotor blades and radially provided with a plurality of stator blades,
2. The molecular pump according to claim 1, wherein the first plate-shaped member is formed in the area facing the rotor. 3.
前記第1の板状部材は、前記円環状部材の少なくとも一部の段に形成されていることを特徴とする請求項2または請求項3記載の分子ポンプ。The stator blade is disposed on an annular member,
The molecular pump according to claim 2, wherein the first plate-shaped member is formed on at least a part of the step of the annular member. 5.
前記第1の板状部材は、前記スぺーサの少なくとも一部の段における前記領域に形成されていることを特徴とする請求項2、請求項3または請求項4記載の分子ポンプ。A cylindrical spacer arranged between the adjacent stator blades,
5. The molecular pump according to claim 2, wherein the first plate-shaped member is formed in the region in at least a part of a step of the spacer. 6.
前記第1の板状部材は、前記ねじ溝スぺーサにおける前記領域に形成されていることを特徴とする請求項2から請求項5のうちの1の請求項に記載の分子ポンプ。On the exhaust port side of the rotor portion and the stator blades, a screw groove pump mechanism having a screw groove spacer formed with a screw groove,
The molecular pump according to any one of claims 2 to 5, wherein the first plate-shaped member is formed in the region of the thread groove spacer.
前記筐体に内包されたロータ軸と、
前記ロータ軸を回転させるモータと、
前記ロータ軸に配設されるロータ本体、および、前記ロータ本体に配設され、放射状に複数のロータブレードが設けられた複数段のロータ翼からなるロータ部と、
前記ロータ翼の間に配置され、放射状に複数のステータブレードが設けられた複数段のステータ翼と、
を備えた分子ポンプにおいて、
前記ロータ本体に第2の板状部材が形成されていることを特徴とする分子ポンプ。A substantially cylindrical casing, and a housing formed of a base provided in the casing, and having an intake port and an exhaust port formed therein,
A rotor shaft included in the housing,
A motor for rotating the rotor shaft,
A rotor body disposed on the rotor shaft, and a rotor portion including a plurality of rotor blades disposed on the rotor body and radially provided with a plurality of rotor blades;
A plurality of stator blades arranged between the rotor blades and radially provided with a plurality of stator blades,
In the molecular pump provided with
A molecular pump, wherein a second plate-shaped member is formed on the rotor body.
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- 2003-03-19 JP JP2003075096A patent/JP2004278500A/en active Pending
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