JP2015151932A - 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ - Google Patents

真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ Download PDF

Info

Publication number
JP2015151932A
JP2015151932A JP2014026415A JP2014026415A JP2015151932A JP 2015151932 A JP2015151932 A JP 2015151932A JP 2014026415 A JP2014026415 A JP 2014026415A JP 2014026415 A JP2014026415 A JP 2014026415A JP 2015151932 A JP2015151932 A JP 2015151932A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
rotor
casing
vacuum pump
support portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014026415A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6289148B2 (ja
Inventor
坂口 祐幸
Yuko Sakaguchi
祐幸 坂口
典宏 黒川
Norihiro Kurokawa
典宏 黒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Edwards Japan Ltd
Original Assignee
Edwards Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Edwards Japan Ltd filed Critical Edwards Japan Ltd
Priority to JP2014026415A priority Critical patent/JP6289148B2/ja
Priority to KR1020167017844A priority patent/KR102214001B1/ko
Priority to EP15748924.6A priority patent/EP3106669B1/en
Priority to CN201580007542.4A priority patent/CN105940224B/zh
Priority to US15/116,716 priority patent/US10495109B2/en
Priority to PCT/JP2015/050315 priority patent/WO2015122215A1/ja
Publication of JP2015151932A publication Critical patent/JP2015151932A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6289148B2 publication Critical patent/JP6289148B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/044Holweck-type pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542Bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5853Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps heat insulation or conduction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/60Assembly methods
    • F05D2230/64Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
    • F05D2230/642Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins using maintaining alignment while permitting differential dilatation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/60Fluid transfer
    • F05D2260/607Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

【課題】ネジ溝部内でのガスの固化を抑制する真空ポンプ及び真空ポンプに用いられる断熱スペーサを提供する。
【解決手段】真空ポンプ1は、ケーシング10とネジ溝部71を有する外周側ステータ70との間に介装され、ケーシング10と外周側ステータ70との間に隙間を空けた状態で外周側ステータ70をロータ20と同軸上でロータ径方向に支持し、ケーシング10及び外周側ステータ70より低熱伝導率の断熱スペーサ90を備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱スペーサに関するものであり、特に、低真空から超高真空に亘る圧力範囲で利用可能な真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱スペーサに関する。
メモリや集積回路等の半導体装置を製造する際、空気中の塵等による影響を避けるために高真空状態のチャンバ内で高純度の半導体基板(ウェハ)にドーピングやエッチングを行う必要があり、チャンバ内の排気には、例えば、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプが使用されている。
このような真空ポンプとして、円筒状のケーシングと、ケーシング内に入れ子で固定されると共にネジ溝部が配設された円筒状のステータと、ステータ内で高速回転可能に支持されたロータと、ケーシングの温度を所定量以上に維持する加熱手段と、を備えているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この真空ポンプでは、図4に示すように、真空ポンプ100の運転中において、ロータ101の熱及び該ロータ101を回転させる図示しない駆動モータの熱によって、ロータ101及びロータ101を囲繞するステータ102が昇温されると共に、図示しない加熱手段で外部から強制的にケーシング103を加熱することにより、ネジ溝部104内を圧縮されながら移送されるガスが、ネジ溝部104内で固化して堆積することを抑制している。
特開2003−278692号公報。
しかしながら、上述したような真空ポンプでは、図4に示すように、ステータ102がロータ101と同軸に位置決めされるように、ステータ102がロータ101の回転軸に対して垂直なロータ径方向Rをケーシング103に支持されることにより、ステータ102の熱がステータ102とケーシング103との接触部分Cを介してステータ102より低温のケーシング103に逃熱しがちなため、ステータ102の温度を所望の値以上に維持し難いという問題があった。
また、ステータ102の温度が上昇するにしたがって、ステータ102が熱膨張して図4中の矢印の向きに拡径することにより、ステータ102とケーシング103とが高い接触面圧で接触し、ステータ102とケーシング103との間の接触面における熱抵抗が著しく低下するため、ステータ102からケーシング103に更に逃熱し易いという問題があった。
このように、ステータ102の熱がケーシング103に逃熱することにより、ステータ102の温度がガスの昇華点を下回り、ネジ溝ポンプ部104内を移送される高圧に圧縮されたガスが固化して堆積し、ガスの流路を狭めて、真空ポンプ100の圧縮性能、排気性能が低下するという問題があった。
そこで、ネジ溝部内でのガスの固化を抑制するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、請求項1記載の発明は、ケーシングと、該ケーシング内で回転可能に軸支されてロータ円筒部を有するロータと、前記ケーシングと前記ロータ円筒部との間に前記ロータと同軸上に配置された略円筒状のステータと、前記ロータ円筒部の外周面又は前記ステータの内周面の何れか一方に刻設されたネジ溝部と、を備えた真空ポンプであって、前記ケーシングと前記ステータとの間に介装され、前記ケーシングと前記ステータとの間に隙間を空けた状態で前記ステータをロータ径方向に支持し、前記ケーシング又は前記ステータの少なくとも一方より低熱伝導率の断熱スペーサを備えている真空ポンプを提供する。
この構成によれば、ステータが低熱伝導率の断熱スペーサを介してロータ径方向に支持されていることにより、ステータがロータ径方向でケーシングに間接的に支持されるため、ステータの熱がケーシングに逃熱することを抑制することができる。
また、断熱スペーサがステータとケーシングとの間に隙間を確保した状態でステータをロータ径方向に支持するため、ステータが熱膨張して拡径する場合であっても、ステータがケーシングを強く押圧することを回避して、ステータとケーシングとの間の接触抵抗が著しく低下することに起因するステータの逃熱を抑制することができる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の真空ポンプの構成に加えて、前記断熱スペーサは、前記ステータをロータ軸方向にも支持している真空ポンプを提供する。
この構成によれば、ステータが低熱伝導率の断熱スペーサを介してケーシングにロータ径方向及びロータ軸方向に夫々支持されることにより、ステータがロータ径方向及びロータ軸方向でケーシングに直接接触することなく収容されるため、ステータの逃熱を更に抑制することができる。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の真空ポンプの構成に加えて、前記ケーシングは、円筒部と、該円筒部の下部に設けられたベースと、を備え、前記断熱スペーサは、ロータ軸方向に沿って延伸され、前記ベースと前記ステータの外周面に周設されたフランジとの間に介装される略円筒状の軸方向支持部と、該軸方向支持部の外周面に周設され、前記ケーシングの内周面に当接する第1の径方向支持部と、前記軸方向支持部の内周面に周設され、前記ステータの外周面に当接する第2の径方向支持部と、を備えている真空ポンプを提供する。
この構成によれば、軸方向支持部がステータをロータ軸方向に支持すると共に、第1の径方向支持部と第2の径方向支持部とがステータをロータ径方向に支持することにより、ステータが低熱伝導率の断熱スペーサを介してケーシングに直接接触することなく収容されるため、ステータの逃熱を抑制することができる。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の真空ポンプの構成に加えて、前記第1の径方向支持部は、前記軸方向支持部の一方端側に配置され、前記第2の径方向支持部は、前記軸方向支持部の他方端側に配置されている真空ポンプを提供する。
この構成によれば、断熱スペーサ内の伝熱経路が長くなるため、ステータの逃熱を更に抑制することができる。
請求項5記載の発明は、請求項3又は4記載の真空ポンプの構成に加えて、前記軸方向支持部は、前記第1の径方向支持部より低剛性に形成され、前記ステータの熱膨張に応じて前記ロータ径方向に撓む真空ポンプを提供する。
この構成によれば、軸方向支持部がステータの熱膨張に応じてロータ径方向の外側に撓むことができるため、ステータが熱膨張して拡径する場合であっても、ステータと第2の径方向支持部とが過度に密着してステータと断熱スペーサとの間の接触抵抗が著しく低下することに起因するステータの逃熱を抑制することができる。
請求項6記載の発明は、請求項3乃至5の何れか1項記載の真空ポンプの構成に加えて、前記軸方向支持部の一方端は、前記第1の径方向支持部よりも前記ロータ軸方向の下方に延伸され、前記ベースに当接している真空ポンプを提供する。
この構成によれば、軸方向支持部が第1の径方向支持部よりロータ軸方向の下方に延伸されていることにより、ベースと第1の径方向支持部との間に隙間が確保されることにより、第1の径方向支持部とベースとが省面積で接触するため、ステータの逃熱を更に抑制することができる。
請求項7記載の発明は、請求項1乃至6の何れか1項記載の真空ポンプに用いられる断熱スペーサを提供する。
この構成によれば、ステータ及びケーシングより低熱伝導率の断熱スペーサが、ステータからケーシングへの逃熱を抑制すると共にステータとケーシングとの間に隙間を確保しながらステータをロータ径方向に支持可能なため、ステータの熱がケーシングに逃熱することを抑制することができる。
本発明に係る真空ポンプは、ステータからケーシングへの逃熱が抑制されることにより、ステータの温度がネジ溝部内を移送されるガスの昇華点以下に低下することが抑制されるため、ネジ溝部内でのガスの固化を抑制することができる。
本発明に係る断熱スペーサは、ステータからケーシングへの逃熱が抑制されることにより、ステータの温度がネジ溝部内を移送されるガスの昇華点以下に低下することが抑制されるため、ネジ溝部内でのガスの固化を抑制することができる。
本発明の一実施例に係る真空ポンプを示す断面図。 図1に示す断熱スペーサの図であり、(a)は平面図、(b)は(a)中のIIB線断面図、(c)は(b)の断面要部拡大図。 図1に示す真空ポンプの断熱スペーサの作用を説明する模式図であり、(a)は、外周側ステータが熱膨張する前の状態を示す図、(b)は、外周側ステータが熱膨張した後の状態を示す図。 従来の真空ポンプに適用されるケーシングとステータとの組み付け状態を示す模式図。
本発明は、ネジ溝部内でのガスの固化を抑制するという目的を達成するために、ケーシングと、ケーシング内で回転可能に軸支されてロータ円筒部を有するロータと、ケーシングとロータ円筒部との間にロータと同軸上に配置された略円筒状のステータと、ロータ円筒部の外周面又はステータの内周面の何れか一方に刻設されたネジ溝部と、を備えた真空ポンプであって、ケーシングとステータとの間に介装され、ケーシングとステータとの間に隙間を空けた状態でステータをロータ径方向に支持し、ケーシング又はステータの少なくとも一方より低熱伝導率の断熱スペーサを備えていることにより実現した。
また、本発明は、ネジ溝部内でのガスの固化を抑制するという目的を達成するために、ケーシングと、ケーシング内で回転可能に軸支されてロータ円筒部を有するロータと、ケーシングとロータ円筒部との間にロータと同軸上に配置された略円筒状のステータと、ロータ円筒部の外周面又はステータの内周面の何れか一方に刻設されたネジ溝部と、を備えた真空ポンプに用いられる断熱スペーサであって、断熱スペーサは、ケーシングとステータとの間に介装され、ケーシングとステータとの間に隙間を空けた状態でステータをロータ径方向に支持し、ケーシング及びステータより低熱伝導率に設定されていることにより実現した。
以下、本発明の第1実施例に係る真空ポンプについて、図1乃至図3に基づいて説明する。なお、以下において、「上」、「下」の語は、上下方向における上方、下方に対応するものである。
真空ポンプ1は、略円筒状のケーシング10内に収容されたターボ分子ポンプ機構PAとネジ溝ポンプ機構PBとから成る複合ポンプである。
真空ポンプ1は、ケーシング10と、ケーシング10内に回転可能に支持されたロータシャフト21を有するロータ20と、ロータシャフト21を回転させる駆動モータ30と、ロータシャフト21の一部及び駆動モータ30を収容するステータコラム40とを備えている。
ケーシング10は、有底円筒状に形成されている。ケーシング10は、ガス排気口11aが下部側方に形成されたベース11と、ガス吸気口12aが上部に形成されると共にベース11上に載置された状態でボルト13を介して固定された円筒部12とで構成されている。なお、図1中の符号14は、裏蓋である。
ベース11は、ベース11内に埋設された図示しないヒータを備えている。ヒータは、図示しない温度調整手段によりベース11の温度を所定の温度(例えば、80℃)に維持するようになっている。
円筒部12は、フランジ12bを介して図示しないチャンバ等の真空容器に取り付けられる。ガス吸気口12aは、真空容器に接続され、ガス排気口11aは、図示しない補助ポンプに連通するように接続される。
ロータ20は、ロータシャフト21と、ロータシャフト21の上部に固定されてロータシャフト21の軸心に対して同心円状に並設された回転翼22と、を備えている。
ロータシャフト21は、磁気軸受50により非接触支持されている。磁気軸受50は、ラジアル電磁石51と、アキシャル電磁石52と、を備えている。ラジアル電磁石51及びアキシャル電磁石52は、図示しない制御ユニットに接続されている。
制御ユニットは、ラジアル方向変位センサ51a及びアキシャル方向変位センサ52aの検出値に基づいて、ラジアル電磁石51、アキシャル電磁石52の励磁電流を制御することにより、ロータシャフト21が所定の位置に浮上した状態で支持されるようになっている。
ロータシャフト21の上部及び下部は、タッチダウン軸受23内に挿通されている。ロータシャフト21が制御不能になった場合には、高速で回転するロータシャフト21がタッチダウン軸受23に接触して真空ポンプ1の損傷を防止するようになっている。
回転翼22は、ボス孔24にロータシャフト21の上部を挿通した状態で、ボルト25をロータフランジ26に挿通すると共にシャフトフランジ27に螺着することで、ロータシャフト21に一体に取り付けられている。以下、ロータシャフト21の軸線方向をロータ20のロータ軸方向Aと称し、ロータシャフト21の径方向をロータ20のロータ径方向Rと称す。
駆動モータ30は、ロータシャフト21の外周に取り付けられた回転子31と、回転子31を取り囲むように配置された固定子32とで構成されている。固定子31は、上述した図示しない制御ユニットに接続されており、制御ユニットによってロータ20の回転が制御されている。
ステータコラム40は、ベース11上に載置された状態で、下端部をボルト41を介してベース11に固定されている。
次に、真空ポンプ1の略上半分に配置されたターボ分子ポンプ機構PAについて説明する。
ターボ分子ポンプ機構PAは、ロータ20の回転翼22と、回転翼22の間に隙間を空けて配置された固定翼60とで構成されている。回転翼22と固定翼60とは、上下方向Hに沿って交互にかつ多段に配列されており、本実施例では、回転翼22が5段、固定翼60が4段ずつ配列されている。
回転翼22は、所定の角度で傾斜したブレードからなり、ロータ20の上部外周面に一体に形成されている。また、回転翼22は、ロータ20の軸線回りに放射状に複数設置されている。
固定翼60は、回転翼22とは反対方向に傾斜したブレードからなり、円筒部12の内壁面に段積みで設置されているスペーサ61により上下方向Hに挟持されて位置決めされている。また、固定翼60も、ロータ20の軸線回りに放射状に複数設置されている。
回転翼22と固定翼60との間の隙間は、上下方向Hの上方から下方に向かって徐々に狭くなるように設定されている。また、回転翼22及び固定翼60の長さは、上下方向Hの上方から下方に向かって徐々に短くなるように設定されている。
上述したようなターボ分子ポンプ機構PAは、回転翼22の回転により、ガス吸気口12aから吸入されたガスを上下方向Hの上方から下方に移送するようになっている。
次に、真空ポンプ1の略下半分に配置されたネジ溝ポンプ機構PBについて説明する。
ネジ溝ポンプ機構PBは、ロータ20の下部に設けられて上下方向Hに沿って延びたロータ円筒部28と、ロータ円筒部28の外周面28aを囲んで配置された略円筒状の外周側ステータ70と、ロータ円筒部28内に配置された略円筒状の内周側ステータ80と、を備えている。
ロータ円筒部28の外周面28a及び内周面28bは、平面な円筒面に形成されている。ロータ円筒部28の外周面28aは、外周側ステータ70のロータ円筒部28の外周面28aに対向する対向面である内周面70aと所定の間隙を介して対向している。また、ロータ円筒部28の内周面28bは、内周側ステータ80のロータ円筒部28の内周面28bに対向する対向面である外周面80aと所定の間隙を介して対向している。
外周側ステータ70は、後述する断熱スペーサ90を介してベース11上に載置され、図示しないボルトを介してベース11に固定されている。外周側ステータ70は、内周面70aに刻設された外周側ネジ溝部71を備えている。また、外周側ステータ70は、ベース11内に入れ子で収容される小径円筒部72と、円筒部12内に入れ子で収容される大径円筒部73と、を備えている。
内周側ステータ80は、ボルト15を介してベース11に固定されている。内周側ステータ80は、外周面80aに刻設された内周側ネジ溝部81を備えている。
上述したようなネジ溝ポンプ機構PBは、ガス吸気口12aから上下方向Hの下方に移送されたガスを、ロータ円筒部28の高速回転によるドラッグ効果によって圧縮して、ガス排気口11aに向かって移送する。
具体的には、ガスは、ロータ円筒部28と外周側ステータ70との隙間に移送された後に外周側ネジ溝部71内で圧縮されてガス排気口11aに移送されるか、または、連通孔29を介してロータ円筒部28と内周側ステータ80との隙間に移送された後に内周側ネジ溝部81で圧縮されてガス排気口11aに移送される。
次に、断熱スペーサ90の具体的構成について、図2(a)、(b)、(c)に基づいて説明する。
断熱スペーサ90は、ステンレス製であり、アルミニウム製のケーシング10及び外周側ステータ70より低い熱伝導率を示す。なお、断熱スペーサ90の具体的な材質は、外周側ステータ70又はベース11の何れか一方より低い熱伝導率を示すものであれば、如何なるものであっても良く、望ましくは、外周側ステータ70及びベース11より低い熱伝導率を示すものが好ましい。
断熱スペーサ90は、略円筒状の軸方向支持部91と、軸方向支持部91の外周面91aに周設された第1の径方向支持部92と、軸方向支持部91の内周面91bに周設された第2の径方向支持部93と、を備えている。
軸方向支持部91は、ロータ軸方向Aに一致する軸方向に沿って延伸されている。軸方向支持部91は、第1の径方向支持部92より薄厚に形成されており、第1の径方向支持部92より剛性が低く設定されている。
第1の径方向支持部92は、軸方向支持部91の下端側に配置されて、外周面91aからフランジ状に延出されている。なお、第1の径方向支持部92は、軸方向支持部91の下端91cから僅かに隙間を空けた配置されるのが好ましい。これにより、断熱スペーサ90とベース11とが省面積で接触し、即ち、第1の径方向支持部92が部分的にベース11に接触して第1の径方向支持部92とベース11との接触面積が少ないため、断熱スペーサ90からベース11への逃熱を抑制することができる。
第2の径方向支持部93は、軸方向支持部91の上端側に配置されている。本実施例では、第2の径方向支持部93は、軸方向支持部91の上端で内周面91bから立設されている。第2の径方向支持部93の長さ寸法は、後述するベース11と小径円筒部72との隙間Gを確保可能な範囲で設定される。
次に、外周側ステータ70が熱膨張により拡径する際の断熱スペーサ90の作用について、図3(a)、(b)に基づいて説明する。なお、図3(a)、(b)では、本願の特徴を理解し易く示すために、第2の径方向支持部93の長さを誇張して示している。
図3(a)に示すように、ケーシング10のベース11と外周側ステータ70の小径円筒部72との間に隙間Gを設けた状態で、第1の径方向支持部92が、ケーシング10の内周面10aに当接し、第2の径方向支持部93が、小径円筒部72の外周面72aに当接している。これにより、外周側ステータ70は、ロータ20と同軸に位置決めされた状態で、ケーシング10内に入れ子で収納されている。
また、軸方向支持部91は、外周側ステータ70の被支持部としての大径円筒部73の底面73aとベース11の頂面11bとの間に挟装され、外周側ステータ70をロータ軸方向Aに支持している。なお、軸方向支持部91は、真空ポンプ1の運転前において、ロータ軸方向Aに沿って直線状に形成されている。
真空ポンプ1が運転し始めると、ロータ20や駆動モータ30の発熱によりロータ円筒部28が高温(例えば、130℃)に達する。これにより、外周側ステータ70は、ロータ円筒部28の熱を輻射受熱して徐々に昇温され、ロータ径方向Rの外側に向かって熱膨張し始める。
外周側ステータ70が熱膨張により拡径すると、第2の径方向支持部93がロータ径方向Rの外側の押圧力を受け、図3(b)に示すように、軸方向支持部91が第1の径方向支持部92を支点にしてロータ径方向Rの外側に撓む。なお、外周側ステータ70の熱膨張の前後に亘って、第2の径方向支持部93が、外周側ステータ70をロータ径方向Rに支持し続けるため、外周側ステータ70は、ロータ20に同軸上に配置された状態が維持される。
第2の径方向支持部93がロータ径方向Rの外側に撓む際、ベース11と外周側ステータ70との間に隙間Gを設けたことにより、外周側ステータ70がベース11に高い接触面圧で密着してケーシング10と外周側ステータ70との間の接触面における熱抵抗が過度に低くなることが抑制される。これにより、外周側ステータ70の熱が断熱スペーサ90を介してケーシング10に逃げることが抑制される。
また、断熱スペーサ90がケーシング10及び外周側ステータ70より低熱伝導率に設定されていることにより、外周側ステータ70から断熱スペーサ90への入熱は少ないため、外周側ステータ70の逃熱が抑制される。
さらに、断熱スペーサ90が断面略L字状に形成されていることにより、断熱スペーサ90内の伝熱経路が長くなり、外周側ステータ70からケーシング10への逃熱を更に抑制することができる。
これにより、例えば、ベース11が80℃に温度制御されると共にロータ20が少なくとも130℃に昇温される真空ポンプにおいて、従来のように外周側ステータがケーシングに直接接触して収容される場合には、外周側ステータの温度が100℃まで低下してガスの昇華点を下回る虞があるのに対し、外周側ステータ70が断熱スペーサ90を介してケーシング10内に収容される場合には、外周側ステータ70の温度は、約110℃以上で安定してガスの昇華点以上に維持される。
このようにして、本実施例に係る断熱スペーサ90は、外周側ステータ70をケーシング10内でロータ径方向Rに支持しながら、外周側ステータ70からケーシング10への逃熱を抑制することにより、外周側ステータ70の温度が外周側ネジ溝部71内を移送されるガスの昇華点以上に維持され易くなり、外周側ネジ溝部71内でのガスの固化や堆積を抑制することができる。
上述した実施例では、外周側ネジ溝部を外周側ステータの内周面に設けているが、外周側ネジ溝部をロータ円筒部の外周面に設けても構わない。
また、本発明は、ネジ溝ポンプ機構を備えるものであれば適用可能であり、複合ポンプの他、ネジ溝式ポンプに適用しても構わない。
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
1 ・・・ 真空ポンプ
10・・・ ケーシング
10a・・・内周面
11・・・ ベース
11a・・・ガス排気口
11b・・・頂面
12・・・ 円筒部
12a・・・ガス吸気口
12b・・・フランジ
13・・・ ボルト
20・・・ ロータ
21・・・ ロータシャフト
22・・・ 回転翼
23・・・ タッチダウン軸受
28・・・ ロータ円筒部
28a・・・外周面
28b・・・内周面
30・・・ 駆動モータ
31・・・ 回転子
32・・・ 固定子
40・・・ ステータコラム
50・・・ 磁気軸受
51・・・ ラジアル電磁石
52・・・ アキシャル電磁石
60・・・ 固定翼
61・・・ スペーサ
70・・・ 外周側ステータ
70a・・・(外周側ステータの)内周面
71・・・ 外周側ネジ溝部
72・・・ 小径円筒部
72a・・・(小径円筒部の)外周面
73・・・ 大径円筒部
73a・・・(大径円筒部の)底面
80・・・ 内周側ステータ
80a・・・(内周側ステータの)外周面
81・・・ 内周側ネジ溝部
90・・・ 断熱スペーサ
91・・・ 軸方向支持部
91a・・・外周面
91b・・・内周面
92・・・ 第1の径方向支持部
93・・・ 第2の径方向支持部
A ・・・ ロータ軸方向
R ・・・ ロータ径方向
PA・・・ ターボ分子ポンプ機構
PB・・・ ネジ溝ポンプ機構

Claims (7)

  1. ケーシングと、該ケーシング内で回転可能に軸支されてロータ円筒部を有するロータと、前記ケーシングと前記ロータ円筒部との間に前記ロータと同軸上に配置された略円筒状のステータと、前記ロータ円筒部の外周面又は前記ステータの内周面の何れか一方に刻設されたネジ溝部と、を備えた真空ポンプであって、
    前記ケーシングと前記ステータとの間に介装され、前記ケーシングと前記ステータとの間に隙間を空けた状態で前記ステータをロータ径方向に支持し、前記ケーシング又は前記ステータの少なくとも一方より低熱伝導率の断熱スペーサを備えていることを特徴とする真空ポンプ。
  2. 前記断熱スペーサは、前記ステータをロータ軸方向にも支持していることを特徴とする請求項1記載の真空ポンプ。
  3. 前記ケーシングは、
    円筒部と、
    該円筒部の下部に設けられたベースと、
    を備え、
    前記断熱スペーサは、
    ロータ軸方向に沿って延伸され、前記ベースと前記ステータの外周面に周設された被支持部との間に介装される略円筒状の軸方向支持部と、
    該軸方向支持部の外周面に周設され、前記ケーシングの内周面に当接する第1の径方向支持部と、
    前記軸方向支持部の内周面に周設され、前記ステータの外周面に当接する第2の径方向支持部と、
    を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載の真空ポンプ。
  4. 前記第1の径方向支持部は、前記軸方向支持部の一方端側に配置され、
    前記第2の径方向支持部は、前記軸方向支持部の他方端側に配置されていることを特徴とする請求項3記載の真空ポンプ。
  5. 前記軸方向支持部は、前記第1の径方向支持部より低剛性に形成され、前記ステータの熱膨張に応じて前記ロータ径方向に撓むことを特徴とする請求項3又は4記載の真空ポンプ。
  6. 前記軸方向支持部の一方端は、前記第1の径方向支持部よりも前記ロータ軸方向の下方に延伸され、前記ベースに当接していることを特徴とする請求項3乃至5の何れか1項記載の真空ポンプ。
  7. 請求項1乃至6の何れか1項記載の真空ポンプに用いられることを特徴とする断熱スペーサ。
JP2014026415A 2014-02-14 2014-02-14 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ Active JP6289148B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014026415A JP6289148B2 (ja) 2014-02-14 2014-02-14 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ
KR1020167017844A KR102214001B1 (ko) 2014-02-14 2015-01-08 진공 펌프, 및 이 진공 펌프에 이용되는 단열 스페이서
EP15748924.6A EP3106669B1 (en) 2014-02-14 2015-01-08 Vacuum pump and heat insulating spacer used for said vacuum pump
CN201580007542.4A CN105940224B (zh) 2014-02-14 2015-01-08 真空泵及在该真空泵中使用的隔热间隔件
US15/116,716 US10495109B2 (en) 2014-02-14 2015-01-08 Vacuum pump and heat insulating spacer used in vacuum pump
PCT/JP2015/050315 WO2015122215A1 (ja) 2014-02-14 2015-01-08 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014026415A JP6289148B2 (ja) 2014-02-14 2014-02-14 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015151932A true JP2015151932A (ja) 2015-08-24
JP6289148B2 JP6289148B2 (ja) 2018-03-07

Family

ID=53799963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014026415A Active JP6289148B2 (ja) 2014-02-14 2014-02-14 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10495109B2 (ja)
EP (1) EP3106669B1 (ja)
JP (1) JP6289148B2 (ja)
KR (1) KR102214001B1 (ja)
CN (1) CN105940224B (ja)
WO (1) WO2015122215A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017089582A (ja) * 2015-11-16 2017-05-25 エドワーズ株式会社 真空ポンプ
CN107448399A (zh) * 2016-05-31 2017-12-08 株式会社岛津制作所 真空泵
JP2018168732A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 株式会社島津製作所 真空ポンプ
WO2023090232A1 (ja) 2021-11-19 2023-05-25 エドワーズ株式会社 真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7150565B2 (ja) * 2018-10-31 2022-10-11 エドワーズ株式会社 真空ポンプ、及び、真空ポンプ構成部品
JP7480604B2 (ja) * 2020-06-26 2024-05-10 株式会社島津製作所 真空ポンプ
JP2022092802A (ja) * 2020-12-11 2022-06-23 エドワーズ株式会社 真空ポンプ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60216096A (ja) * 1984-03-24 1985-10-29 ライボルト‐ヘレーウス・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 大気圧より低い圧力においてガスを搬送する装置
JPH074384A (ja) * 1993-06-17 1995-01-10 Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk 複合分子ポンプ
JPH0972293A (ja) * 1995-09-05 1997-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ターボ分子ポンプ
JPH09310696A (ja) * 1996-03-21 1997-12-02 Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk 分子ポンプ
JP2001032789A (ja) * 1999-07-23 2001-02-06 Anelva Corp 分子ポンプ
JP2002303293A (ja) * 2001-04-06 2002-10-18 Boc Edwards Technologies Ltd ターボ分子ポンプ
JP2006037951A (ja) * 2004-06-25 2006-02-09 Osaka Vacuum Ltd 複合分子ポンプの断熱構造

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5618167A (en) * 1994-07-28 1997-04-08 Ebara Corporation Vacuum pump apparatus having peltier elements for cooling the motor & bearing housing and heating the outer housing
US6793466B2 (en) * 2000-10-03 2004-09-21 Ebara Corporation Vacuum pump
JP2002155891A (ja) * 2000-11-22 2002-05-31 Seiko Instruments Inc 真空ポンプ
JP2003278692A (ja) 2002-03-20 2003-10-02 Boc Edwards Technologies Ltd 真空ポンプ
JP2005320905A (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Boc Edwards Kk 真空ポンプ
JP5676453B2 (ja) * 2009-08-26 2015-02-25 株式会社島津製作所 ターボ分子ポンプおよびロータの製造方法
JP5353838B2 (ja) * 2010-07-07 2013-11-27 株式会社島津製作所 真空ポンプ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60216096A (ja) * 1984-03-24 1985-10-29 ライボルト‐ヘレーウス・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 大気圧より低い圧力においてガスを搬送する装置
JPH074384A (ja) * 1993-06-17 1995-01-10 Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk 複合分子ポンプ
JPH0972293A (ja) * 1995-09-05 1997-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ターボ分子ポンプ
JPH09310696A (ja) * 1996-03-21 1997-12-02 Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk 分子ポンプ
JP2001032789A (ja) * 1999-07-23 2001-02-06 Anelva Corp 分子ポンプ
JP2002303293A (ja) * 2001-04-06 2002-10-18 Boc Edwards Technologies Ltd ターボ分子ポンプ
JP2006037951A (ja) * 2004-06-25 2006-02-09 Osaka Vacuum Ltd 複合分子ポンプの断熱構造

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017089582A (ja) * 2015-11-16 2017-05-25 エドワーズ株式会社 真空ポンプ
US20180335052A1 (en) * 2015-11-16 2018-11-22 Edwards Japan Limited Vacuum pump
US10907653B2 (en) * 2015-11-16 2021-02-02 Edwards Japan Limited Vacuum pump
CN107448399A (zh) * 2016-05-31 2017-12-08 株式会社岛津制作所 真空泵
US10404118B2 (en) 2016-05-31 2019-09-03 Shimadzu Corporation Vacuum pump
CN114483609A (zh) * 2016-05-31 2022-05-13 株式会社岛津制作所 真空泵
CN114483609B (zh) * 2016-05-31 2023-10-13 株式会社岛津制作所 真空泵
JP2018168732A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 株式会社島津製作所 真空ポンプ
US10590958B2 (en) 2017-03-29 2020-03-17 Shimadzu Corporation Vacuum pump
WO2023090232A1 (ja) 2021-11-19 2023-05-25 エドワーズ株式会社 真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015122215A1 (ja) 2015-08-20
EP3106669A1 (en) 2016-12-21
EP3106669A4 (en) 2017-09-13
KR102214001B1 (ko) 2021-02-08
EP3106669B1 (en) 2020-04-29
CN105940224A (zh) 2016-09-14
KR20160119758A (ko) 2016-10-14
US10495109B2 (en) 2019-12-03
US20160348695A1 (en) 2016-12-01
CN105940224B (zh) 2019-01-04
JP6289148B2 (ja) 2018-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6289148B2 (ja) 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ
JP6666696B2 (ja) 真空ポンプ
JP7048391B2 (ja) 真空ポンプ
JP6287475B2 (ja) 真空ポンプ
EP3029328B1 (en) Vacuum pump
JP4594689B2 (ja) 真空ポンプ
US10221863B2 (en) Vacuum pump
JP5255752B2 (ja) ターボ分子ポンプ
JP4899598B2 (ja) ターボ分子ポンプ
JP7292881B2 (ja) 真空ポンプ
JP2006152958A (ja) ターボ分子ポンプ
JP2022113557A (ja) 真空ポンプ
JP2014029130A (ja) 真空ポンプ
JP2008196331A (ja) 回転真空ポンプ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170105

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171219

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6289148

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250