JP2014222044A - 真空ポンプ取り付け用固定具 - Google Patents

Abstract

【課題】過大なトルクによって吸気口フランジが回転しても、吸気口フランジを固定するクランプの耐久性が保たれる、真空ポンプ取り付け用固定具の提供。
【解決手段】クランプ１は、排気口フランジ５１０に着脱可能に固定される本体部３と、本体部３から吸気口フランジ２０の背面２５側に突出し、背面２５との支持面９を有する支持部６と、支持部６から背面２５に向けて突出し、背面２５に形成された環状溝２３に挿入される爪部２とを備え、爪部２は、環状溝２３の外側面２４に対向する爪部２の側面５の曲率半径ｒ２が、外側面２４の曲率半径ｒ１以下に設定されることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、クランプ固定式の吸気口フランジを有する、ターボ分子ポンプやモレキュラドラッグポンプなどの真空ポンプを、真空チャンバの排気口に固定する真空ポンプ取り付け用固定具に関する。

半導体製造装置や液晶パネル製造装置などの真空装置を高真空に排気するために用いられるターボ分子ポンプは、交互に配置された複数段のロータ翼と複数段のステータ翼とを備えている。ステータ翼に対して、ロータ翼が形成されたロータを高速回転することにより、気体を排気する。

半導体製造装置等の真空チャンバにターボ分子ポンプを取り付ける方法としては、特許文献１などにあるような、ボルトを用いる方法がある。また、固定具であるクロークランプ（以下、単に、クランプと呼ぶ）を用いる方法がある。

特開２０１０−１８０７３２号公報

ターボ分子ポンプの運転中には、ロータは毎分数万回転で回転している。ロータがステータと干渉して急激に回転数が低下した場合や、ロータ破壊が万一発生した場合には、ターボ分子ポンプのケーシングに過大なトルクが発生する。そのため、後者のクランプ取り付け方式においては、過大なトルクがクランプにも作用するので、クランプの耐久性を更に向上する必要がある。

（１）本発明の好ましい実施形態は、クランプ固定式の吸気口フランジを有する真空ポンプを、真空チャンバの排気口に固定する真空ポンプ取り付け用固定具が、排気口に着脱可能に固定される本体部と、本体部から吸気口フランジの背面側に突出し、吸気口フランジの背面に接触して吸気口フランジを支持する支持部と、支持部から吸気口フランジの背面に向けて突出し、吸気口フランジの背面に形成された環状溝に挿入される爪部とを備え、爪部は、環状溝の外側面に対向する側面の曲率半径が、環状溝の外側面の曲率半径以下に設定されていることを特徴とする。
（２）本発明の他の好ましい実施形態は、クランプ固定式の吸気口フランジを有する真空ポンプを、真空チャンバの排気口に固定する真空ポンプ取り付け用固定具が、排気口に着脱可能に固定される本体部と、本体部から吸気口フランジの背面側に突出し、吸気口フランジの背面に接触して吸気口フランジを支持する支持部と、支持部から吸気口フランジの背面に向けて突出し、吸気口フランジの背面に形成された環状溝に挿入される爪部とを備え、爪部は、環状溝の外側面に対向する側面の両端が曲面であり、曲面の曲率半径が、環状溝の外側面の曲率半径以下で、かつ、０．５ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする。
（３）さらに好ましい実施形態では、支持部は、吸気口フランジの背面と接触し吸気口フランジを支持する支持面を有し、支持部の支持面と、爪部の側面との少なくとも一方に、低摩擦係数の物質層を形成する表面処理を施すことを特徴とする。
（４）本発明の他の好ましい実施形態は、クランプ固定式の吸気口フランジを有する真空ポンプを、真空チャンバの排気口に設けられたクランプ固定式の排気口フランジに固定するための第１および第２のクランプを備える真空ポンプ取り付け用固定具において、第１のクランプが、吸気口フランジの外周側に配置される第１本体部と、第１本体部から吸気口フランジの背面側に突出し、吸気口フランジの背面に接触して吸気口フランジを支持する第１支持部と、第１支持部から吸気口フランジ背面に向けて突出し、吸気口フランジの背面に形成された第１環状溝に挿入される第１爪部とを有し、第２のクランプが、排気口フランジの外周側に配置されて第１本体部に着脱可能に固定される第２本体部と、第２本体部から排気口フランジの背面側に突出し、排気口フランジの背面に接触して排気口フランジを支持する第２支持部と、第２支持部から排気口フランジ背面に向けて突出し、排気口フランジの背面に形成された第２環状溝に挿入される第２爪部とを有し、第１爪部が、第１環状溝の外側面に対向する第１爪部の側面の曲率半径が、第１環状溝の外側面の曲率半径以下に設定され、第２爪部が、第２環状溝の外側面に対向する第２爪部の側面の曲率半径が、第２環状溝の外側面の曲率半径以下に設定され、第１本体部を第２本体部に固定することにより、吸気口フランジと排気口フランジとを挟持するように装着されることを特徴とする。
（５）本発明の他の好ましい実施形態は、クランプ固定式の吸気口フランジを有する真空ポンプを、真空チャンバの排気口に設けられたクランプ固定式の排気口フランジに固定するための第１および第２のクランプを備える真空ポンプ取り付け用固定具において、第１のクランプが、吸気口フランジの外周側に配置される第１本体部と、第１本体部から吸気口フランジの背面側に突出し、吸気口フランジの背面に接触して吸気口フランジを支持する第１支持部と、第１支持部から吸気口フランジ背面に向けて突出し、吸気口フランジの背面に形成された第１環状溝に挿入される第１爪部とを有し、第２のクランプが、排気口フランジの外周側に配置されて第１本体部に着脱可能に固定される第２本体部と、第２本体部から排気口フランジの背面側に突出し、排気口フランジの背面に接触して排気口フランジを支持する第２支持部と、第２支持部から排気口フランジ背面に向けて突出し、排気口フランジの背面に形成された第２環状溝に挿入される第２爪部とを有し、第１爪部が、第１環状溝の外側面に対向する第１爪部の側面の両端が曲面であり、該曲面の曲率半径が、第１環状溝の外側面の曲率半径以下で、かつ、０．５ｍｍ以上に設定され、第２爪部が、第２環状溝の外側面に対向する第２爪部の側面の両端が曲面であり、該曲面の曲率半径が、第２環状溝の外側面の曲率半径以下で、かつ、０．５ｍｍ以上に設定され、第１本体部を第２本体部に固定することにより、吸気口フランジと排気口フランジとを挟持するように装着されることを特徴とする。
（６）さらに好ましい実施形態では、第１支持部が、吸気口フランジの背面と接触し吸気口フランジを支持する第１支持面を有し、第２支持部が、排気口フランジの背面と接触し排気口フランジを支持する第２支持面を有し、第１支持面と、第１爪部の側面と、第２支持面と、第２爪部の側面との少なくとも１つに、低摩擦係数の物質層を形成する表面処理を施すことを特徴とする。

本発明によれば、真空ポンプ取り付け用固定具の耐久性を向上させることができる。

ターボ分子ポンプの断面図である。 本発明の第１実施形態の真空ポンプ取り付け用固定具の配置を説明するための図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１実施形態を説明するための図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例１を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例２を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例３を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例４を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例５を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例６を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例６の作製方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態を説明するための図である。 本発明の第３実施形態を説明するための図である。 従来のクランプを説明する図である。

――第１実施形態――
図１〜図５により第１実施形態を説明する。まず、ターボ分子ポンプの基本構成と基本動作について述べる。図１は、真空装置のチャンバ５００に取り付けられたターボ分子ポンプ１００の概略構成を示す断面図である。図１に示すターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０はいわゆるクランプ固定式のフランジであって、複数のクランプ１を用いてチャンバ５００の排気口フランジ５１０に固定される。第１実施形態で用いられるクランプは、いわゆるシングルクロークランプと呼ばれる。ターボ分子ポンプ１００のケーシング５２内にはロータ４０が回転自在に設けられている。図１に示したターボ分子ポンプ１００は磁気軸受式のポンプであり、ロータ４０は、上部ラジアル電磁石１０１、下部ラジアル電磁石１０２、スラスト電磁石１０４によって非接触支持される。磁気軸受によって磁気浮上されたロータ４０は、モータ４３により高速回転駆動される。

ロータ４０には、複数段のロータ翼４１と円筒状のネジロータ４５とが設けられている。複数段のロータ翼４１の間には、軸方向に対して複数段のステータ翼４２が設けられ、ネジロータ４５の外周側にはネジステータ４４が設けられている。各ステータ翼４２は、スペーサ５３を介してベース１０７上に載置されている。吸気口フランジ２０が形成されたケーシング５２をベース１０７に固定すると、積層されたスペーサ５３がベース１０７とケーシング５２との間に挟持され、ステータ翼４２が位置決めされる。

ベース１０７には排気口１０８が設けられ、この排気口１０８にバックポンプが接続される。ロータ４０を磁気浮上させつつモータ４３により高速回転駆動することにより、吸気口３０側の気体分子は排気口１０８側へと排気される。

図２は、クランプ１の配置を図１の真空装置のチャンバ５００側から見た図である。なお、図２では、クランプ１を排気口フランジ５１０に固定するボルト７やチャンバ５００等は省略した。吸気口フランジ２０の固定に用いられるクランプ１の数は、フランジ径に応じて決定される。

図３は、図２のＡ―Ａ断面図である。チャンバ５００の排気口フランジ５１０とターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０との間には、センターリング６０が挟持されている。吸気口フランジ２０のシール面２１と反対側の背面２５には、環状溝２３が形成されている。排気口フランジ５１０には複数のネジ穴５１４が形成されている。

図４は、図３に示す第１実施形態のクランプ１を示した図である。図４（ａ）は、図３のクランプ１に関するＢ−Ｂ断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。クランプ１は、本体部３と、本体部３の側方に突出した支持部６と、支持部６から図４（ｂ）の図示上方に突出した爪部２を有する。本体部３には、ボルト貫通孔４（貫通穴）が形成されている。支持部６には、図３に示したターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の背面２５と接触し、吸気口フランジ２０を支持する支持面９が形成されている。爪部２には、図３に示した吸気口フランジ２０の環状溝２３の外周側の側面２４（以降、外周側の側面のことを「外側面」と呼ぶ。）に接触することのできる側面５が形成されている。

クランプ１の爪部２がターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の背面２５に形成された環状溝２３に挿入され、さらに、ボルト７と、ネジ穴５１４と、クランプ１の本体部３に形成されたボルト貫通孔４とを用いて、真空装置のチャンバ５００の排気口フランジ５１０にクランプ１が固定されると、クランプ１の支持部６の支持面９に吸気口フランジ２０の背面２５が押圧される。このようにして、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０と排気口フランジ５１０とが締結される。以上より、クランプ１で、ターボ分子ポンプ１００が真空装置のチャンバ５００の排気口フランジ５１０に取り付けられる。

なお、真空装置のチャンバ５００の排気口フランジ５１０には、ネジ穴５１４の代わりにボルト貫通孔を形成し、ボルト７とナットを用いて締結するようにしてもよい。

図５は、図３のＢ−Ｂ断面図であって、爪部２の側面５と、環状溝２３の外側面２４との接触について説明する図である。
以降、様々な曲面の曲率を表現するにあたり、「曲率半径」という用語を使用する。円の曲率半径は円の半径であるため、曲率半径は、円の半径をも含む概念である。よって、用語を統一するために、円であっても「半径」という用語を使用せず、「曲率半径」を使用する。

図５に示す通り、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４の曲率半径、すなわち、外側面２４を軸方向に垂直な面で切断したときにできる円の曲率半径（以下、同様）を曲率半径ｒ１とし、外側面２４と対向するクランプ１の爪部２の側面５の曲率半径、すなわち、側面５を軸方向に垂直な面で切断したときにできる曲線の曲率半径（以下、同様）を曲率半径ｒ２とする。

第１実施形態では、クランプ１の爪部２の側面５の曲率半径ｒ２を、吸気口フランジ２０に形成された環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１と等しく設定した。よって、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４とクランプ１の爪部２の側面５は、面接触することができる。なお、環状溝２３の溝幅寸法に対して、クランプ１の爪部２の厚さ寸法はやや小さく設定されているので、クランプ１の取り付け状況によっては、側面５と外側面２４の間に隙間ができることもある。

図１５は、従来のクランプ７１に吸気口フランジ２０の環状溝２３の側面２４が接触する様子を示した断面図であり、図５に相当する図である。ただし、簡単のため、吸気口フランジ２０については、環状溝２３の外側面２４を破線で描いているのみである。従来のクランプ７１は第１実施形態のクランプ１と以下の点で爪部の断面形状が異なる。従来のクランプ７１の側面７３は、環状溝２３の外側面２４と対向する平面であるため、環状溝２３の側面２４とは側面７３の両端であるカド部７３ａ、７３ｂで点接触、より厳密には線接触することになる。よって、上述したように過大なトルクが発生することにより吸気口フランジ２０が回転した場合、従来のクランプ７１では、カド部７３ａ、７３ｂが、外側面２４に引っかかり、外側面２４からの力をクランプ７１の爪部７２のカド部７３ａ、７３ｂで集中して受ける。そのため、クランプ７１の耐久性が低下するという問題があった。

一方、本発明の第１実施形態では、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１と、クランプ１の爪部２の側面５の曲率半径ｒ２が等しく設定されているので、面接触することができる。これにより、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４にクランプ１の爪部２が引っかかることを解消し、クランプ１の耐久性を向上させることができる。

――第１実施形態の変形例１――
ターボ分子ポンプの基本構成と基本動作は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。以降の実施形態及び変形例でも同様である。第１実施形態の２つの変形例１を図６（ａ）、（ｂ）に示す。図６（ａ）は変形例１の発明に係るクランプ１Ａを、図３におけるＢ−Ｂ線に相当する断面で切断したときの断面図である。図６（ｂ）は、変形例１の発明に係るクランプ１Ｂを、図３におけるＢ−Ｂ線に相当する断面で切断したときの断面図である。簡単のため、クランプ１Ａ、クランプ１Ｂ以外の構成は、環状溝２３の外側面２４を破線で示すのみで、ボルト７や、吸気口フランジ２０などは省略する。なお、変形例１は、第１実施形態のクランプ１の爪部２のみの変形例であるため、クランプ１Ａ、クランプ１Ｂの側方から見た断面図を省略した。

図６（ａ）、（ｂ）の変形例は、クランプ１Ａの爪部２ａ、２ｂの側面５ａ、５ｂの曲率半径ｒ２、および、クランプ１Ｂの爪部２ｃの側面５ｃの曲率半径ｒ２を、吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１と等しく設定したことを特徴とする。この特徴は第１実施形態のクランプ１の爪部２の側面５と同様である。

図６（ａ）に示すクランプ１Ａは、図４（ａ）に示した爪部２の図示上下の隅部を残して爪部２ａ、２ｂとしたものである。以下の変形例でも同様だが、強度さえ保てれば、このような変形を行ってもよい。本変形例でも、第１実施形態同様に、クランプ１Ａの爪部２ａ、２ｂの側面５ａ、５ｂの曲率半径ｒ２が吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１と等しく設定されており、環状溝２３の外側面２４とクランプ１Ａの爪部２ａ、２ｂの側面５ａ、５ｂは面接触することができる。

図６（ｂ）に示すクランプ１Ｂは、図４（ａ）に示した爪部２の中央部を残して、爪部２ｃとしたものである。環状溝２３の外側面２４とクランプ１Ｂの爪部２ｃの側面５ｃの接触状況は、図４（ａ）に示したクランプ１Ａの爪部２ａ、２ｂの側面５ａ、５ｂと同様である。よって、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４にクランプ１Ａの爪部２ａ、２ｂ、あるいは、クランプ１Ｂの爪部２ｃが引っかかることを解消できる。

――第１実施形態の変形例２――
第１実施形態の３つの変形例２を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。図７（ａ）〜（ｃ）は、変形例２の発明に係るクランプ１Ｃ〜１Ｅを、図３におけるＢ−Ｂ線に相当する断面で切断したときの断面図である。クランプ１Ｃ〜１Ｅ以外の構成は、簡単のため、環状溝２３の外側面２４を破線で示すのみで、ボルト７や、吸気口フランジ２０などは省略する。なお、変形例２は、第１実施形態のクランプ１の爪部２のみの変形例であるため、クランプ１Ｃ〜１Ｅの側方から見た断面図を省略した。

図７（ａ）〜（ｃ）の変形例は、クランプ１Ｃの爪部２ｄの側面５ｄの曲率半径ｒ２、クランプ１Ｄの爪部２ｅ、２ｆの側面５ｅ、５ｆの曲率半径ｒ２、および、クランプ１Ｅの爪部２ｇの側面５ｇの曲率半径ｒ２を、吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１よりも小さく設定したことを特徴とする。

上述のように、図７（ａ）に示すクランプ１Ｃは、爪部２ｄの側面５ｄの曲率半径ｒ２が、環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１よりも小さく設定されているため、爪部２ｄの側面５ｄと環状溝２３の外側面２４とは、後述する「ヘルツ接触」という接触をすることができる。

ここで、「ヘルツ接触」について説明する。曲率半径の違う２つの曲面が接触する場合、点または線で接触することになる。しかし、そこに力がかかった場合は、２つの曲面が相互に弾性的な変形をし、局所的に面で接触する。これは「ヘルツ接触」と呼ばれている。このようなヘルツ接触でも、接触部同士の引っ掛かりを解消することができる。

図７（ｂ）に示すクランプ１Ｄは、図７（ａ）に示したクランプ１Ｃの爪部２ｄの図示上下の隅部を残して爪部２ｅ、２ｆとしたものである。爪部２ｅの側面５ｅ、爪部２ｆの側面５ｆの曲率半径ｒ２の設定は、図７（ａ）に示した爪部２ｄの側面５ｄと同様である。よって、爪部２ｅの側面５ｅも、爪部２ｆの側面５ｆも、吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４に対してヘルツ接触することができる。

図７（ｃ）に示すクランプ１Ｅは、図７（ａ）に示したクランプ１Ｃの爪部２ｄの中央部を残して爪部２ｇとしたものである。爪部２ｇの側面５ｇの曲率半径ｒ２の設定は、図７（ａ）に示した爪部２ｄの側面５ｄと同様である。よって、爪部２ｇの側面５ｇも吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４に対してヘルツ接触することができる。

以上、本変形例のクランプ１Ｃ〜１Ｅの爪部２ｄ〜２ｇの側面５ｄ〜５ｇが吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４にヘルツ接触すること、および、ヘルツ接触においても接触部同士の引っかかりを解消できることを述べた。よって、本変形例でも、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４にクランプ１Ｃ〜１Ｅの爪部２ｄ〜２ｇが引っかかることを解消できる。

――第１実施形態の変形例３――
第１実施形態の３つの変形例３を図８（ａ）〜（ｃ）に示す。図８（ａ）〜（ｃ）は、変形例３の発明に係るクランプ１Ｆ〜１Ｈを、図３におけるＢ−Ｂ線に相当する断面で切断したときの断面図である。クランプ１以外の構成は、簡単のため、環状溝２３の外側面２４を破線で示すのみで、ボルト７や、吸気口フランジ２０などは省略する。なお、変形例３は、第１実施形態のクランプ１の爪部２のみの変形例であるため、クランプ１Ｆ〜１Ｈの側方から見た断面図を省略した。

本変形例は、第１実施形態のクランプ１の爪部２の代わりに、円柱状の爪部２ｈを形成したことを特徴とする。図８（ａ）では３本の円柱を、図８（ｂ）では２本の円柱を、図８（ｃ）では１本の円柱を形成している。それらの側面の曲率半径ｒ２は曲率半径ｒ１よりも小さく設定されており、環状溝２３の外側面２４とクランプ１Ｆ〜１Ｈの爪部２ｈの側面５ｈはヘルツ接触することができる。吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４と対向する面５ｈの曲率半径ｒ２が、外側面２４の曲率半径ｒ１以下に設定された曲面であれば上述した引っ掛かりを解消できるため、本変形例も本発明の一形態である。

また、図８（ａ）、（ｂ）では、複数の円柱状の爪部２ｈが描かれているが、これらの円柱状の爪部２ｈの側面５ｈの曲率半径ｒ２は環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１以下である条件さえ満たせば、異なっていてもよい。本変形例でも、クランプ１Ｆ〜１Ｈの爪部２ｈの、環状溝２３の外側面２４と対向する側面５ｈの曲率半径ｒ２を外側面２４の曲率半径ｒ１よりも小さく設定したので、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４にクランプ１Ｆ〜Ｈの爪部２ｈの側面はヘルツ接触することができ、その結果として、外側面２４に爪部２ｈが引っかかることを解消できる。

――第１実施形態の変形例４――
第１実施形態の変形例４を図９に示す。図９は、変形例４の発明に係るクランプ１Ｉを、図３におけるＢ−Ｂ線に相当する断面で切断したときの断面図である。クランプ１Ｉ以外の構成は、簡単のため、環状溝２３の外側面２４を破線で示すのみで、ボルト７や、吸気口フランジ２０などは省略する。なお、変形例４は、第１実施形態のクランプ１の爪部２のみの変形例であるため、クランプ１Ｉの側方から見た断面図を省略した。

変形例４は、クランプ１Ｉの爪部２ｉを断面が楕円形の柱状体にしたことを特徴とする。断面形状の楕円は曲率半径が一定でないが、曲率半径ｒ２の最大値が曲率半径ｒ１以下に設定されており、環状溝２３の外側面２４とクランプ１Ｉの爪部２ｉの側面５ｉは面接触するかヘルツ接触することができる。よって、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝の外側面にクランプ１Ｉの爪部２ｉが引っかかることを解消できる。図９では、断面が楕円の柱状体が１本形成された爪部を示したが、変形例３のように柱状体を複数設けることも可能である。

――第１実施形態の変形例５――
第１実施形態の変形例５を図１０に示す。図１０は、変形例５の発明に係るクランプ１Ｊを、図３におけるＢ−Ｂ線に相当する断面で切断したときの断面図である。クランプ１Ｊ以外の構成は、簡単のため、吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４を破線で示すのみで、ボルト７や、吸気口フランジ２０などは省略する。なお、変形例５は、第１実施形態のクランプ１の爪部２のみの変形例であるため、クランプ１Ｊの側方から見た断面図を省略した。

変形例５は、図１５に示す従来のクランプ７１の爪部７２のカド部７３ａ、７３ｂをＲ面としたことを特徴とする。図１０において、変形例５のクランプ１のＲ面５ｊの曲率半径ｒ２は、環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１以下に設定されており、環状溝２３の外側面２４とクランプ１Ｊの爪部２ｊのＲ面５ｊはヘルツ接触するか面接触することができる。このように、クランプの爪部の側面全てを曲面にしなくても、爪部の側面の両端という、吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４に接触する可能性のある領域だけ曲面（本変形例ではＲ面）にして、Ｒ面５ｊの曲率半径ｒ２を環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１以下にすれば、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４にクランプ１Ｊの爪部２ｊが引っかかることを解消できる。

本発明のＲ面の曲率半径ｒ２は、０．５ｍｍ以上に設定されている。この大きさ以上で、かつ、曲率半径ｒ１以下に設定されたものが、吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４との引っ掛かりを解消できる。

――第１実施形態の変形例６――
第１実施形態の変形例６を図１１（ａ）、（ｂ）及び図１２（ａ）、（ｂ）に示す。図１１（ａ）は、変形例６の発明に係るクランプ１Ｋを、図３におけるＢ−Ｂ線に相当する断面で切断したときの断面図である。クランプ１Ｋ以外の構成は、簡単のため、環状溝２３の外側面２４を破線で示すのみで、ボルト７や、吸気口フランジ２０などは省略する。

本変形例に係る発明は、クランプの作製方法に特徴がある。従来のクランプ７１や、第１実施形態におけるクランプ１及びその変形例１〜５におけるクランプ１Ａ〜１Ｊは、クランプを１つずつ鋳造するという方法で作製されている。一方、図１１に示す本変形例のクランプ１Ｋは、図１２に示すような環状のクランプ２００を鋳造により作製し、これを図１２（ａ）の破線で示す放射状の線に沿って切断して得る。環状のクランプ２００の特徴は、図１２（ａ）に示すように、爪部２ｋが円筒状に図１２（ｂ）に示された支持部６から突出していることと、爪部２ｋの側面５ｋの曲率半径ｒ２が吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４の曲率半径ｒ１と等しく設定されていることである。図１１（ｂ）に示す環状のクランプ２００の断面は、第１実施形態におけるクランプ１と同様である。このような特徴を持つクランプであるため、第１実施形態と同様に吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４に対して、爪部２ｋの側面５ｋは面接触することができる。

なお、ここでは１８分割の例を示したが、例えば、半割りや、３分の１割り等を行って、その状態でクランプとして使用することも可能である。曲率半径ｒ２が曲率半径ｒ１と等しく設定されており、かつ、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３は溝が途切れることなく、１周しているからである。図２に示すような配置のクランプ１よりも吸気口フランジ２０を固定する領域が広がるので、吸気口フランジ２０を固定する力が向上し、ターボ分子ポンプ１００の取付けをより強固なものにすることができる。

以上述べたように、第１実施形態同様に、変形例６も、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４にクランプ１Ｋの爪部５ｋが引っかかることを解消できる。また、鋳造により１つ１つ作製していたクランプ１を大量に作製することができる。さらに、半割りや、３分の１割り等のように大きめに分割すれば、吸気口フランジ２０を固定する力を向上させることができる。

――第２実施形態――
図１３を用いて、本発明の第２実施形態の固定具について説明する。図３に示したチャンバ５００の排気口フランジ５１０はクランプ１をボルト固定する方式であったが、本実施の形態におけるチャンバ５００の排気口フランジ５２０は、クランプを装着するための環状溝５２３が形成されている形式のものである。このように、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０と真空装置のチャンバ５００の排気口フランジ５２０のそれぞれに環状溝５２３が設けられている場合は、図１３に示すような、クランプ１、クランプ１１を用いる、いわゆる、ダブルクロークランプ方式を用いる。シングルクロークランプ方式の場合と同様に、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３にダブルクロークランプ方式のクランプ１の爪部２が挿入される。また、真空装置のチャンバ５００の排気口フランジ５２０の環状溝５２３には、ダブルクロークランプ方式のクランプ１１の爪部１２が挿入される。クランプ１の本体部３にはボルト貫通孔４が形成されており、クランプ１１にはネジ穴１４が形成されている。これらのボルト貫通孔４とネジ穴１４を用いてクランプ１とクランプ１１はボルト７で締結される。締結されると、クランプ１の支持部６の支持面９と吸気口フランジ２０の背面２５が接触し、クランプ１１の支持部１６の支持面１９と排気口フランジ５２０の背面５２５が接触する。これによって、吸気口フランジ２０、センターリング６０、及び排気口フランジ５２０がダブルクロークランプ方式のクランプ１、１１に挟持されて、ターボ分子ポンプ１００が真空装置のチャンバ５００に取り付けられる。なお、ネジ穴１４は、クランプ１１を貫通するボルト貫通孔にすることも可能であり、その際はクランプ１とクランプ１１はボルト７とナットで締結される。

第１実施形態やその変形例の発明と同様に、第２実施形態の発明の特徴もクランプの爪部の形状にある。第２実施形態の固定具の爪部２、１２の形状は、第１実施形態、または、その変形例のいずれかの固定具の爪部を適用すればよい。

ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の外側面２４と真空装置のチャンバ５００の排気口フランジ５２０の環状溝５２３の外側面５２４のそれぞれに対して、対応するクランプの爪部が面接触またはヘルツ接触することができる。これにより、クランプ１、クランプ１１の耐久性を向上させることができる。

なお、クランプ１とクランプ１１は同じ爪部を有するクランプを用いなくてもよい。例えば、クランプ１に第１実施形態の変形例１におけるクランプ１Ａを、クランプ１１に第１実施形態の変形例２におけるクランプ１Ｃを用いてもよい。いずれの組み合わせにおいても、第１実施形態と同様、クランプの耐久性を向上させるという効果を奏することができる。

――第３実施形態――
図１４（ａ）、（ｂ）を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。図１４（ａ）は、第３実施形態の発明に係るクランプ１Ｌを、図３におけるＢ−Ｂ線に相当する断面で切断したときの断面図である。また、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。上述のように、第１実施形態でのクランプ１の爪部２の側面５は、吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４と面接触することができる。その面接触であっても摩擦は起こる。そのため、その摩擦を低減することができれば、クランプ１はより耐久性を向上させることができる。第３実施形態で説明するクランプ１Ｌは、吸気口フランジ２０との間の摩擦を低減させるような表面処理を第１実施形態のクランプ１に施したものである。第１実施形態の場合、クランプ１Ｌの支持部６の支持面９は、図３に示した吸気口フランジ２０の背面２５と接触する。また、クランプ１Ｌの爪部２の側面５は、吸気口フランジ２０に設けられた環状溝２３の外側面２４と接触する。そのため、これらの支持面９と側面５（図１４（ａ）、（ｂ）でハッチングされた領域）との少なくとも一方（本例では両方）に表面処理を施す。具体的には、テフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂や、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を塗布したり、窒化によって支持面９や側面５の表面を改質したりする（窒化処理）などの表面処理を施す。これらの表面処理を施すことで、摩擦が低減され、摺動性が向上する。また、ＤＬＣや窒化処理は表面を硬化させるという副次的な効果も奏する。

第３実施形態によって、クランプ１Ｌの爪部２の側面５の摩擦係数が下がり、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の環状溝２３の外側面２４との摩擦を低減することができる。また、クランプ１Ｌの支持部の支持面９の摩擦係数も下がり、ターボ分子ポンプ１００の吸気口フランジ２０の背面２５との摩擦を低減することができる。これらの効果により、第１実施形態のクランプ１に比べて、さらに、クランプの耐久性を向上させることがクランプ１Ｌでは可能となる。

第３実施形態の発明は、第１実施形態の発明に適用可能なだけでなく、第１実施形態の変形例１〜６の発明や、第２実施形態の発明等にも適用可能である。第２実施形態においては、クランプ１１の爪部１２の、真空装置のチャンバ５００の排気口フランジ５２０の環状溝５２３の外側面５２４に対向する側面１５と、クランプ１１の支持部１６の、排気口フランジ５２０の背面５２５と接触し、吸気口フランジ５２０を支持する支持面１９とにも第３実施形態の発明である上記の表面処理を施すことが可能である。当該表面処理は、上記箇所のうちの少なくとも１つに施されている。

上述した各実施形態では、本発明をターボ分子ポンプに適用した場合について説明したが、例えば、モレキュラドラッグポンプのような真空ポンプであれば同様に適用することができる。

上記の実施形態と変形例の一つ、もしくは複数を組み合わせることも可能である。変形例同士を組み合わせることも可能である。

以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。

１，１Ａ〜１Ｌ，１１：本発明のクランプ、 ２，２ａ〜２ｋ，１２：爪部、
３，１３：本体部、 ４，１４：ボルト貫通孔、 ５，５ａ〜５ｋ，１５：爪部の側面、
６，１６：支持部、 ７：ボルト、 ９，１９：支持面、 ２０：吸気口フランジ、
２１：シール面、 ２３，５２３：環状溝、 ２４，５２４：外側面、
２５，５２５：背面、 ５００：チャンバ、 ５１０，５２０：排気口フランジ、
５１４：ネジ穴、 ｒ１，ｒ２：曲率半径、 ６０：センターリング、 ４０：ロータ、
４１：ロータ翼、 ４２：ステータ翼、 １００：ターボ分子ポンプ、
２００：環状のクランプ

Claims (6)

1. クランプ固定式の吸気口フランジを有する真空ポンプを、真空チャンバの排気口に固定する真空ポンプ取り付け用固定具であって、
   前記排気口に着脱可能に固定される本体部と、
   前記本体部から前記吸気口フランジの背面側に突出し、前記吸気口フランジの背面に接触して前記吸気口フランジを支持する支持部と、
   前記支持部から前記吸気口フランジの背面に向けて突出し、前記吸気口フランジの背面に形成された環状溝に挿入される爪部とを備え、
   前記爪部は、前記環状溝の外側面に対向する側面の曲率半径が、前記環状溝の外側面の曲率半径以下に設定されている、真空ポンプ取り付け用固定具。
2. クランプ固定式の吸気口フランジを有する真空ポンプを、真空チャンバの排気口に固定する真空ポンプ取り付け用固定具であって、
   前記排気口に着脱可能に固定される本体部と、
   前記本体部から前記吸気口フランジの背面側に突出し、前記吸気口フランジの背面に接触して前記吸気口フランジを支持する支持部と、
   前記支持部から前記吸気口フランジの背面に向けて突出し、前記吸気口フランジの背面に形成された環状溝に挿入される爪部とを備え、
   前記爪部は、前記環状溝の外側面に対向する側面の両端が曲面であり、前記曲面の曲率半径が、前記環状溝の外側面の曲率半径以下で、かつ、０．５ｍｍ以上に設定されている、真空ポンプ取り付け用固定具。
3. 請求項１または２に記載の真空ポンプ取り付け用固定具において、
   前記支持部は、前記吸気口フランジの背面と接触し前記吸気口フランジを支持する支持面を有し、
   前記支持部の支持面と、前記爪部の側面との少なくとも一方に、低摩擦係数の物質層を形成する表面処理が施されている、真空ポンプ取り付け用固定具。
4. クランプ固定式の吸気口フランジを有する真空ポンプを、真空チャンバの排気口に設けられたクランプ固定式の排気口フランジに固定するための第１および第２のクランプを備える真空ポンプ取り付け用固定具であって、
   前記第１のクランプは、前記吸気口フランジの外周側に配置される第１本体部と、前記第１本体部から前記吸気口フランジの背面側に突出し、前記吸気口フランジの背面に接触して前記吸気口フランジを支持する第１支持部と、前記第１支持部から前記吸気口フランジ背面に向けて突出し、前記吸気口フランジの背面に形成された第１環状溝に挿入される第１爪部とを有し、
   前記第２のクランプは、前記排気口フランジの外周側に配置されて前記第１本体部に着脱可能に固定される第２本体部と、前記第２本体部から前記排気口フランジの背面側に突出し、前記排気口フランジの背面に接触して前記排気口フランジを支持する第２支持部と、前記第２支持部から前記排気口フランジ背面に向けて突出し、前記排気口フランジの背面に形成された第２環状溝に挿入される第２爪部とを有し、
   前記第１爪部は、前記第１環状溝の外側面に対向する前記第１爪部の側面の曲率半径が、前記第１環状溝の外側面の曲率半径以下に設定され、
   前記第２爪部は、前記第２環状溝の外側面に対向する前記第２爪部の側面の曲率半径が、前記第２環状溝の外側面の曲率半径以下に設定され、
   前記第１本体部を前記第２本体部に固定することにより、前記吸気口フランジと前記排気口フランジとを挟持するように装着される、真空ポンプ取り付け用固定具。
5. クランプ固定式の吸気口フランジを有する真空ポンプを、真空チャンバの排気口に設けられたクランプ固定式の排気口フランジに固定するための第１および第２のクランプを備える真空ポンプ取り付け用固定具であって、
   前記第１のクランプは、前記吸気口フランジの外周側に配置される第１本体部と、前記第１本体部から前記吸気口フランジの背面側に突出し、前記吸気口フランジの背面に接触して前記吸気口フランジを支持する第１支持部と、前記第１支持部から前記吸気口フランジ背面に向けて突出し、前記吸気口フランジの背面に形成された第１環状溝に挿入される第１爪部とを有し、
   前記第２のクランプは、前記排気口フランジの外周側に配置されて前記第１本体部に着脱可能に固定される第２本体部と、前記第２本体部から前記排気口フランジの背面側に突出し、前記排気口フランジの背面に接触して前記排気口フランジを支持する第２支持部と、前記第２支持部から前記排気口フランジ背面に向けて突出し、前記排気口フランジの背面に形成された第２環状溝に挿入される第２爪部とを有し、
   前記第１爪部は、前記第１環状溝の外側面に対向する前記第１爪部の側面の両端が曲面であり、該曲面の曲率半径が、前記第１環状溝の外側面の曲率半径以下で、かつ、０．５ｍｍ以上に設定され、
   前記第２爪部は、前記第２環状溝の外側面に対向する前記第２爪部の側面の両端が曲面であり、該曲面の曲率半径が、前記第２環状溝の外側面の曲率半径以下で、かつ、０．５ｍｍ以上に設定され、
   前記第１本体部を前記第２本体部に固定することにより、前記吸気口フランジと前記排気口フランジとを挟持するように装着される、真空ポンプ取り付け用固定具。
6. 請求項４または５に記載の真空ポンプ取り付け用固定具において、
   前記第１支持部は、前記吸気口フランジの背面と接触し前記吸気口フランジを支持する第１支持面を有し、
   前記第２支持部は、前記排気口フランジの背面と接触し前記排気口フランジを支持する第２支持面を有し、
   前記第１支持面と、前記第１爪部の側面と、前記第２支持面と、前記第２爪部の側面との少なくとも１つに、低摩擦係数の物質層を形成する表面処理が施される、真空ポンプ取り付け用固定具。

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