JP2019090398A - Vacuum pump, high temperature stator included in vacuum pump, and gas exhaust port - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は真空ポンプ、および真空ポンプに備わる高温ステータ、ガス排気口に関するものであり、特に、半導体製造装置などの真空装置として使用される真空ポンプ、および真空ポンプに備わる高温ステータ、ガス排気口に関するものである。 The present invention relates to a vacuum pump and a high temperature stator provided to the vacuum pump, and a gas exhaust port, and more particularly to a vacuum pump used as a vacuum apparatus such as a semiconductor manufacturing apparatus and a high temperature stator to be provided to the vacuum pump and a gas exhaust port It is a thing.
半導体や太陽電池、液晶などを製造する際の工程の１つである成膜のための装置では、シリコン（Ｓｉ）膜を生成するための真空チャンバ内でシランガス（ＳｉＨ４）などのプロセスガスを使用する。 An apparatus for film formation, which is one of the steps in manufacturing semiconductors, solar cells, liquid crystals, etc., uses a process gas such as silane gas (SiH 4) in a vacuum chamber for producing a silicon (Si) film. Do.
真空ポンプが配設される装置が、上述したようなプロセスガスを使用している場合、使用された後の排ガスは、半導体製造工程用の装置である真空チャンバに接続された真空ポンプの反応炉から外部に排気される。このような真空ポンプにおける排気側は、排ガスが昇華温度以下にまで冷やされると生成される固体・粉体の生成物が堆積しやすい。 When the apparatus in which the vacuum pump is disposed uses the process gas as described above, the exhaust gas after being used is a reactor of a vacuum pump connected to a vacuum chamber which is an apparatus for a semiconductor manufacturing process. It is exhausted from the outside. On the exhaust side of such a vacuum pump, solid / powder products produced are likely to be deposited when the exhaust gas is cooled to a temperature below the sublimation temperature.
したがって、堆積した生成物を取り除くために定期的なメンテナンス（オーバーホール）の実施が必要であり、一般的に、このメンテナンスは三ヶ月に一度程度の頻度で実施される。しかしながら、運用面・費用面を鑑みれば、１つのメンテナンスから次のメンテナンスを行うまでの間隔（フリーメンテナンス期間）は長ければ長い方がよい。 Therefore, it is necessary to carry out periodic maintenance (overhaul) in order to remove the deposited product, and in general, this maintenance is carried out about once every three months. However, in view of operation and cost, the longer the interval from one maintenance to the next maintenance (free maintenance period), the better.
そこで、真空ポンプ内における反応生成物の堆積を防止する技術として、特許文献１などが知られている。 Then, patent documents 1 etc. are known as art which prevents deposition of a reaction product in a vacuum pump.
特許文献１に示される真空ポンプは、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、ステータ内で拘束回転可能に支持されたロータと、ベースに設けられてケーシングの温度を所定以上に維持する加熱手段を有している。これらの真空ポンプは、真空ポンプの運転中において、ロータの熱及び該ロータを回転させる駆動モータの熱によって、ロータ及びロータを囲暁するステータ（高温ステータ）が昇温されると共に、加熱手段で外部から強制的にネジ溝部及びケーシングの一部を加熱して高温（例えば１５０℃程度）にすることにより、ネジ溝部内で圧縮されながら移送される排ガスが、ケーシングのネジ溝部内などで固化して堆積するのを抑制している。 The vacuum pump disclosed in Patent Document 1 includes a cylindrical casing, a cylindrical stator nested in the casing and provided with a thread groove portion, and a rotor rotatably supported within the stator. And heating means provided on the base for maintaining the temperature of the casing above a predetermined level. In these vacuum pumps, during operation of the vacuum pump, the rotor and the heat of the drive motor for rotating the rotor cause the rotor and the stator (high temperature stator) surrounding the rotor to be heated, and the heating means By externally heating the screw groove portion and part of the casing from the outside to a high temperature (for example, about 150 ° C.), the exhaust gas transferred while being compressed in the screw groove portion solidifies in the screw groove portion of the casing, etc. Control the accumulation of
しかしながら、特許文献１に示される真空ポンプは、加熱手段がベースに設けられている。この方法では、ベースが外気に曝されていることから、ベースから外気への熱の放散が多く、過熱効率が悪い。そのため、加熱手段による加熱を増大させるようにしているが、ベースとケーシングとの間などには、ケーシング内を流れる排ガスが外部に漏れ出すのを防止するのに、シール用のＯリングが配設されている。しかし、汎用型のＯリングは、一般に耐熱温度が低く、１５０℃程度が限界であって、長期間高温に加熱されると材料の劣化、すなわち熱劣化が激しくなる。そのため、頻繁にＯリングを新しいものと交換する、あるいは耐熱性のある特殊なＯリングを使用する必要がある。しかしながら、Ｏリングを頻繁に交換することや、特殊な高価なＯリングを使用することは、運用面・費用面において問題があった。 However, in the vacuum pump shown in Patent Document 1, heating means is provided on the base. In this method, since the base is exposed to the ambient air, heat is dissipated from the base to the ambient air so much that the heating efficiency is poor. Therefore, although heating by the heating means is increased, a sealing O-ring is provided between the base and the casing, etc. to prevent the exhaust gas flowing inside the casing from leaking out. It is done. However, general-purpose O-rings generally have a low heat resistance temperature and a limit of about 150 ° C. When the material is heated to high temperatures for a long period of time, material deterioration, ie, thermal deterioration, becomes severe. Therefore, it is necessary to frequently replace the O-ring with a new one or to use a special heat-resistant O-ring. However, frequent replacement of o-rings and use of special expensive o-rings have problems in operation and cost.
そこで、安価な汎用性のあるＯリングを使用しても十分な耐久性が得られて運用面と費用面の向上が図れるとともに、内部に堆積する反応生成物の量を低減可能な構造と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。 Therefore, sufficient durability can be obtained even when using inexpensive O-rings, which can improve the operation and cost, and can reduce the amount of reaction products deposited inside. In order to solve the technical problem to be solved, the present invention aims to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、ガス排気口と、ベースと、ガス吸気口が上部に設けられているケーシングと、前記ケーシング内に収容され、回転可能に支持されているロータシャフトを有したロータと、を備えた真空ポンプであって、前記ロータは、ロータ円筒部を有し、前記ロータ円筒部の外周側に設けられた、前記ガス吸気口側から吸気ガスを前記ガス排気口側へ送出するネジ溝部と、前記ネジ溝部の外周側に配設された高温ステータと、前記高温ステータに配設されたＯリングと、前記高温ステータを加熱するための加熱手段と、を設けたことを特徴とする真空ポンプ。 The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 comprises a gas exhaust port, a base, a casing provided with a gas intake port at the top, and the inside of the casing And a rotor having a rotor shaft rotatably supported, wherein the rotor has a rotor cylindrical portion and is provided on an outer peripheral side of the rotor cylindrical portion. A threaded groove portion for delivering intake gas from the gas inlet side to the gas outlet side, a high temperature stator disposed on an outer peripheral side of the threaded groove portion, an O-ring disposed on the high temperature stator, and And a heating means for heating the high temperature stator.
この構成によれば、高温ステータは、外気にほとんど曝されない、ケーシングとロータ円筒部との間に配設されて加熱手段で加熱される。このため、外気の接触による熱損失を小さくして効率良くケーシング内部を加熱することができる。これにより、ネジ溝部内を圧縮されながら移送される排ガスが、ケーシングのネジ溝部内などで固化して堆積するのを確実に抑制できる。また、高温ステータとケーシングとの間に配設されたＯリングにより、高温ステータとケーシングの間がシールされ、ケーシング内部を流れる排ガスが外部に漏れ出るのを確実に防止できる。 According to this configuration, the high temperature stator is disposed between the casing and the rotor cylindrical portion, which is hardly exposed to the outside air, and is heated by the heating means. Therefore, the inside of the casing can be efficiently heated by reducing the heat loss due to the contact with the outside air. Thus, the exhaust gas transported while being compressed in the screw groove portion can be reliably suppressed from solidifying and depositing in the screw groove portion of the casing or the like. Further, the O-ring disposed between the high temperature stator and the casing seals the space between the high temperature stator and the casing, and the exhaust gas flowing inside the casing can be reliably prevented from leaking out.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記高温ステータの、前記加熱手段から前記Ｏリングに至る熱経路の途中に、前記高温ステータの熱抵抗を部分的に高める熱抵抗増大手段を設けた、真空ポンプを提供する。 The invention according to claim 2 is the structure according to claim 1, wherein the heat resistance of the high temperature stator is partially increased in the middle of the heat path from the heating means to the O ring of the high temperature stator. Provided is a vacuum pump provided with resistance increasing means.
この構成によれば、高温ステータの、加熱手段からＯリングに至る熱経路の途中に、高温ステータの熱抵抗を部分的に高める熱抵抗増大手段を設けているので、加熱手段で発生した熱は、Ｏリングに至る熱経路の途中で熱抵抗増大手段による熱抵抗により抑えられ、Ｏリングに対する熱の影響を少なくする。そのため、ネジ溝部及びケーシングの一部を強制的に加熱する加熱手段の熱はＯリング側への影響をさほど考えずに、耐熱性の低い汎用性のある、安価なＯリングを使用することが可能になる。これにより、耐熱性の低い汎用性のある安価なＯリングを使用しても、排ガスがケーシングのネジ溝部内などで固化して堆積するのを十分に抑制できる。また、加熱手段からＯリングに伝わる熱を低く抑えることができるので、Ｏリングの材料の熱劣化を抑えることができ、Ｏリングの耐久性が増し、Ｏリングを交換するためなどに行っているメンテナンスの間隔を長くすることができる。 According to this configuration, since the thermal resistance increasing means for partially increasing the thermal resistance of the high temperature stator is provided in the middle of the heat path from the heating means to the O ring of the high temperature stator, the heat generated by the heating means In the middle of the heat path leading to the O-ring, the thermal resistance by the thermal resistance increasing means suppresses the thermal effect on the O-ring. Therefore, the heat of the heating means for forcibly heating the screw groove and a part of the casing does not consider the influence on the O ring side so much, and it is possible to use a versatile, low cost heat resistant O ring It will be possible. As a result, even if the heat-resistant, low-cost, low-cost O-ring is used, the exhaust gas can be sufficiently suppressed from being solidified and deposited in the threaded groove portion of the casing. In addition, since the heat transmitted from the heating means to the O-ring can be suppressed low, the thermal deterioration of the material of the O-ring can be suppressed, the durability of the O-ring is increased, and replacement of the O-ring is performed. Maintenance intervals can be extended.
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、前記ベースと前記ケーシングとの間に水冷スペーサを設け、前記Ｏリングを前記高温ステータと前記水冷スペーサとの間に配設してなる、真空ポンプを提供する。 The invention according to claim 3 provides the constitution according to claim 1 or 2, wherein a water-cooled spacer is provided between the base and the casing, and the O-ring is disposed between the high-temperature stator and the water-cooled spacer. Provided is a vacuum pump.
この構成によれば、ベースとケーシングとの間に設けた水冷スペーサにより、ケーシングの温度を容易に適正な温度に調整することができる。 According to this configuration, the temperature of the casing can be easily adjusted to an appropriate temperature by the water-cooled spacer provided between the base and the casing.
請求項４の記載の発明は、請求項２に記載の構成において、前記熱抵抗増大手段は、前記高温ステータの肉厚を減少させた肉厚減少部を設けてなる、真空ポンプを提供する。 The invention according to claim 4 provides the vacuum pump according to the configuration according to claim 2, wherein the thermal resistance increasing means is provided with a reduced thickness portion in which the thickness of the high-temperature stator is reduced.
この構成によれば、加熱手段からＯリングに至る熱経路の途中に熱抵抗増大手段としての環状の溝を設け、溝により形成された肉厚減少部により高温ステータの熱抵抗を部分的に高めているので、加熱手段で発生した熱は、Ｏリングに至る熱経路の途中で熱抵抗増大手段による熱抵抗により抑えられ、Ｏリングに対する熱の影響を少なくする。そのため、ネジ溝部及びケーシングの一部を強制的に加熱する加熱手段の熱はＯリング側への影響をさほど考えずに、耐熱性の低い汎用性のある、安価なＯリングを使用することが可能になる。これにより、耐熱性の低い汎用性のある安価なＯリングを使用しても、排ガスがケーシングのネジ溝部内などで固化して堆積するのを十分に抑制できる。また、加熱手段からＯリングに伝わる熱を低く抑えることができるので、Ｏリングの材料の熱劣化を抑えることができ、Ｏリングの耐久性が増し、Ｏリングを交換するためなどに行っているメンテナンスの間隔を長くすることができる。 According to this configuration, an annular groove is provided as a thermal resistance increasing means in the middle of the thermal path from the heating means to the O-ring, and the thermal resistance of the high temperature stator is partially increased by the reduced thickness portion formed by the grooves. Therefore, the heat generated by the heating means is suppressed by the heat resistance by the heat resistance increasing means on the way of the heat path leading to the O-ring, thereby reducing the influence of the heat on the O-ring. Therefore, the heat of the heating means for forcibly heating the screw groove and a part of the casing does not consider the influence on the O ring side so much, and it is possible to use a versatile, low cost heat resistant O ring It will be possible. As a result, even if the heat-resistant, low-cost, low-cost O-ring is used, the exhaust gas can be sufficiently suppressed from being solidified and deposited in the threaded groove portion of the casing. In addition, since the heat transmitted from the heating means to the O-ring can be suppressed low, the thermal deterioration of the material of the O-ring can be suppressed, the durability of the O-ring is increased, and replacement of the O-ring is performed. Maintenance intervals can be extended.
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の構成において、前記熱抵抗増大手段は、前記高温ステータの外周面側から内周面側、又は内周面側から外周面側の、少なくとも一方に向かって形成された略環状の溝を設けてなる、真空ポンプを提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration according to the second aspect, the thermal resistance increasing means is at least at an inner peripheral surface side from an outer peripheral surface side of the high temperature stator or at least an inner peripheral surface side Provided is a vacuum pump having a substantially annular groove formed toward one side.
この構成によれば、加熱手段からＯリングに至る高温ステータの熱経路の途中に、この高温ステータの外周面側から内周面側、又は内周面側から外周面側の、少なくとも一方に向かって設けた略環状の溝の部分の肉厚が、環状の溝を設けていない部分の肉厚よりも薄く（小さく）なり、加熱手段とＯリングとの間におけるステータの熱抵抗を高める。これにより、Ｏリングが接触する高温ステータにおけるＯリング接触面の温度低減が図れる。この結果、加熱手段の熱でＯリングが熱劣化するのを抑えることができ、Ｏリングの耐久性が向上する。 According to this configuration, in the middle of the heat path of the high temperature stator from the heating means to the O-ring, from the outer peripheral surface side of the high temperature stator toward the inner peripheral surface side or from the inner peripheral surface side toward at least one of the outer peripheral surface sides The thickness of the portion of the substantially annular groove provided is thinner (smaller) than the thickness of the portion without the annular groove, and the thermal resistance of the stator between the heating means and the O-ring is increased. Thereby, temperature reduction of the O ring contact surface in the high temperature stator which O ring contacts can be aimed at. As a result, it is possible to suppress the thermal deterioration of the O-ring due to the heat of the heating means, and the durability of the O-ring is improved.
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の構成において、前記熱抵抗増大手段は、前記ロータシャフトの軸方向に延びる前記略環状の溝の溝幅の大きさで前記熱抵抗を調整する、真空ポンプを提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration according to the fifth aspect, the thermal resistance increasing means adjusts the thermal resistance by the width of the substantially annular groove extending in the axial direction of the rotor shaft. To provide a vacuum pump.
この構成によれば、熱抵抗増大手段の熱抵抗は、設計の段階において、ロータシャフトの軸方向に延びる環状の溝の溝幅の大きさを設定することにより、熱抵抗を容易に調整することができる。 According to this configuration, the thermal resistance of the thermal resistance increasing means can be easily adjusted at the design stage by setting the size of the groove width of the annular groove extending in the axial direction of the rotor shaft. Can.
請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の構成において、前記熱抵抗増大手段は、前記高温ステータの、前記肉厚減少部を設けた部分における水平断面の最小肉厚を、前記Ｏリングの垂直断面幅と略等しいか若しくはそれ以下で形成している、真空ポンプを提供する。 The invention according to claim 7 is characterized in that, in the configuration according to claim 4, the thermal resistance increasing means sets the minimum thickness of the horizontal cross section in the portion provided with the thickness reduction portion of the high temperature stator to the O. A vacuum pump is provided, formed approximately equal to or less than the vertical cross-sectional width of the ring.
この構成によれば、高温ステータの、環状の溝を設けた部分における水平断面の肉厚を、Ｏリングの垂直断面幅と略等しく形成することにより、高温ステータの強度を保持した状態で、必要とする熱抵抗増大手段による熱抵抗を簡単に設定できる。 According to this configuration, it is necessary to maintain the strength of the high temperature stator by forming the thickness of the horizontal cross section in the portion where the annular groove is provided of the high temperature stator to be substantially equal to the vertical cross section width of the O ring. The thermal resistance can be easily set by the thermal resistance increasing means.
請求項８に記載の発明は、請求項５又は６に記載の構成において、前記熱抵抗増大手段は、前記高温ステータの、前記環状の溝を設けた部分における水平断面の肉厚を、前記Ｏリングの垂直断面幅と略等しいか若しくはそれ以下で形成している、真空ポンプを提供する。 The invention according to claim 8 is characterized in that, in the configuration according to claim 5 or 6, the thermal resistance increasing means comprises a thickness of a horizontal cross section in a portion provided with the annular groove of the high temperature stator, A vacuum pump is provided, formed approximately equal to or less than the vertical cross-sectional width of the ring.
この構成によれば、高温ステータの、環状の溝を設けた部分における水平断面の肉厚を、Ｏリングの垂直断面幅と略等しいか若しくはそれ以下で形成することにより、高温ステータの強度を保持した状態で、必要とする熱抵抗増大手段による熱抵抗を簡単に設定できる。 According to this configuration, the strength of the high temperature stator is maintained by forming the thickness of the horizontal cross section in the portion provided with the annular groove of the high temperature stator to be substantially equal to or less than the vertical cross section width of the O ring. In this state, the thermal resistance can be easily set by the required thermal resistance increasing means.
請求項９に記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の構成において、前記ベースの前記ガス排気口に取り付けられる排気筒体の一部を前記高温ステータに接触させて取り付けてなる、真空ポンプを提供する。 The invention according to claim 9 is the configuration according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, wherein a part of the exhaust cylinder attached to the gas exhaust port of the base A vacuum pump is provided, mounted in contact with a high temperature stator.
この構成によれば、ベースの前記ガス排気口に取り付けられる排気筒体の一部を高温ステータに接触させて取り付けることにより、一つの高温ステータで、ネジ溝部及びケーシングの一部と排気筒体を同時に加熱して、排ガスがケーシングのネジ溝部内及び排気筒体内に固化して堆積するのを抑制できる。 According to this configuration, by attaching a part of the exhaust cylinder attached to the gas exhaust port of the base in contact with the high temperature stator, a part of the screw groove portion and the casing and the exhaust cylinder can be formed by one high temperature stator. At the same time, the exhaust gas can be suppressed from solidifying and depositing in the screw groove portion of the casing and in the exhaust cylinder by heating.
請求項１０に記載の発明は、ガス排気口と、ベースと、ガス吸気口が上部に設けられているケーシングと、前記ケーシング内に収容され、回転可能に支持されているロータシャフトを有したロータと、を備えた真空ポンプに用いられる高温ステータであって、前記高温ステータは、前記ロータのロータ円筒部の外周側に設けられた、前記ガス吸気口側から吸気ガスを前記ガス排気口側へ送出するネジ溝部の外周側に配設され、更に、Ｏリングと、加熱されるための加熱手段と、を備えられ、前記高温ステータの、前記加熱手段から前記Ｏリングに至る熱経路の途中に、前記高温ステータの熱抵抗を部分的に高める熱抵抗増大手段が設けられた、高温ステータを提供する。 The invention according to claim 10 is a rotor having a gas exhaust port, a base, a casing provided with a gas intake port at the top, and a rotor shaft accommodated in the casing and rotatably supported. And a high-temperature stator used in a vacuum pump, the high-temperature stator being provided on the outer peripheral side of the rotor cylindrical portion of the rotor, the intake gas from the gas inlet side to the gas outlet side An O-ring and a heating means for heating are provided on the outer peripheral side of the screw groove part to be sent out, and in the middle of the heat path from the heating means to the O-ring of the high temperature stator There is provided a high temperature stator provided with a thermal resistance increasing means for partially increasing the thermal resistance of the high temperature stator.
この構成によれば、外気にほとんど曝されずに、ケーシングとロータ円筒部との間に配設されて加熱手段で加熱される、真空ポンプに用いられる高温ステータが得られる。このため、外気の接触による熱損失を小さくして効率良くケーシング内部を加熱することが可能な真空ポンプに用いられる高温ステータを提供できる。 According to this configuration, it is possible to obtain a high temperature stator used for a vacuum pump which is disposed between the casing and the rotor cylindrical portion and heated by the heating means without being substantially exposed to the outside air. Therefore, it is possible to provide a high temperature stator used for a vacuum pump capable of efficiently heating the inside of the casing by reducing the heat loss due to the contact with the outside air.
請求項１１に記載の発明は、ガス排気口と、ベースと、ガス吸気口が上部に設けられているケーシングと、前記ケーシング内に収容され、回転可能に支持されているロータシャフトを有したロータと、前記ロータのロータ円筒部の外周側に設けられた、前記ガス吸気口側から吸気ガスを前記ガス排気口側へ送出するネジ溝部と、前記ネジ溝部の外周側に配設された高温ステータと、前記高温ステータに配設されたＯリングと、前記高温ステータを加熱するための加熱手段と、を備えた真空ポンプに用いられるガス排気口であって、前記ガス排気口は、前記ガス排気口を構成する排気筒体の一部を前記高温ステータに接触させて取り付けられる、ガス排気口を提供する。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a rotor having a gas exhaust port, a base, a casing provided with a gas intake port at the upper portion, and a rotor shaft accommodated in the casing and rotatably supported. A screw groove portion provided on the outer peripheral side of the rotor cylindrical portion of the rotor for delivering the intake gas from the gas inlet side to the gas exhaust side; a high temperature stator provided on the outer peripheral side of the screw groove portion A gas exhaust port used for a vacuum pump comprising: an O-ring disposed on the high temperature stator; and heating means for heating the high temperature stator, wherein the gas exhaust port is the gas exhaust A gas exhaust port is provided which is attached with a part of an exhaust cylinder constituting a port in contact with the high temperature stator.
この構成によれば、ベースのガス排気口に取り付けられる排気筒体の一部を高温ステータに接触させて取り付けることにより、一つの高温ステータで、ネジ溝部及びケーシングの一部と排気筒体を同時に加熱して、排ガスがケーシングのネジ溝部内及び排気筒体内に固化して堆積するのを抑制できる、真空ポンプに用いられるガス排気口を提供できる。 According to this configuration, by attaching a part of the exhaust cylinder attached to the gas exhaust port of the base to be in contact with the high temperature stator, a part of the screw groove and the casing and the exhaust cylinder can be simultaneously operated by one high temperature stator. It is possible to provide a gas exhaust port used for a vacuum pump that can be heated to suppress the exhaust gas from solidifying and depositing in the screw groove portion of the casing and in the exhaust cylinder.
発明によれば、高温ステータは、外気にほとんど曝されない、前記ケーシングと前記ロータ円筒部との間に配設されて加熱手段で加熱されるので、外気の接触による熱損失を小さくして効率良く加熱することができる。これにより、ネジ溝部内を圧縮されながら移送される排ガスが、ケーシングのネジ溝部内などで固化して堆積するのを効率良く抑制できる。また、高温ステータとケーシングとの間に配設されたＯリングにより、高温ステータとケーシングの間がシールされるので、ケーシング内部を流れる排ガスが外部に漏れ出るのを確実に防止できる。 According to the invention, since the high temperature stator is disposed between the casing and the rotor cylindrical portion and is hardly exposed to the outside air and heated by the heating means, heat loss due to the contact with the outside air is reduced and the efficiency is enhanced. It can be heated. As a result, the exhaust gas transported while being compressed in the screw groove can be efficiently suppressed from solidifying and depositing in the screw groove of the casing or the like. In addition, since the O-ring disposed between the high temperature stator and the casing seals between the high temperature stator and the casing, the exhaust gas flowing inside the casing can be reliably prevented from leaking to the outside.
さらに、高温ステータの、加熱手段からＯリングに至る熱経路の途中に、高温ステータの熱抵抗を高める熱抵抗増大手段を設けて、Ｏリングに向かおうとしている熱量を途中で抑えているので、Ｏリングが所定以上の温度に熱せられることはない。したがって、加熱体周辺における高温ステータの温度を高温にしても、その高温の熱がそのままＯリングに到達することはなく、低く抑えられた熱が到達するのでＯリングに対する熱の影響は少ない。したがって、耐熱性は低いが安価である、汎用性のあるＯリングを使用することが可能になる。すなわち、耐熱性の低い安価なＯリングを使用しても、真空側の内周面の温度を効率良く上げることができる。そして、真空側の内周面の温度を効率良く上げることができることにより、排ガスがケーシングの内部や、ガス排気口の内部などに堆積してしまう生成物の量を低減させることができる。また、安価な汎用性のあるＯリングを使用したとしても熱による劣化は少ないので、Ｏリングを交換するためなどに行っているメンテナンスの間隔を長くすることが可能となり、生産性の向上にも寄与できる。 Furthermore, since the thermal resistance increasing means for enhancing the thermal resistance of the high temperature stator is provided in the middle of the heat path from the heating means to the O ring of the high temperature stator, the heat amount going to the O ring is suppressed halfway. The O-ring can not be heated to a predetermined temperature or more. Therefore, even if the temperature of the high-temperature stator around the heater is high, the high-temperature heat does not reach the O-ring as it is, and the low-suppressed heat reaches it so that the heat does not affect the O-ring. Therefore, it is possible to use a versatile O-ring which is low in heat resistance but inexpensive. That is, even if an inexpensive O-ring having low heat resistance is used, the temperature of the inner peripheral surface on the vacuum side can be efficiently raised. Then, the temperature of the inner circumferential surface on the vacuum side can be efficiently raised, so that the amount of the product that the exhaust gas deposits on the inside of the casing, the inside of the gas exhaust port, etc. can be reduced. In addition, even if an inexpensive general-purpose O-ring is used, there is little deterioration due to heat, so it is possible to lengthen the maintenance interval performed for replacing the O-ring, etc., and also to improve productivity. It can contribute.
本発明は、安価な汎用性のあるＯリングを使用しても十分な耐久性が得られて運用面と費用面の向上が図れるとともに、内部に堆積する反応生成物の量を低減可能な構造とするという目的を達成するために、ガス排気口と、ベースと、ガス吸気口が上部に設けられているケーシングと、前記ケーシング内に収容されたロータ円筒部と前記ケーシングに回転可能に支持されているロータシャフトを有したロータと、を備えた真空ポンプであって、前記ロータは、ロータ円筒部を有し、前記ロータ円筒部の外周側に設けられた、前記ガス吸気口側から吸気ガスを前記ガス排気口側へ送出するネジ溝部と、前記ネジ溝部の外周側に配設された高温ステータと、前記高温ステータに配設されたＯリングと、前記高温ステータを加熱するための加熱手段と、を設けたことにより実現した。 The present invention provides sufficient durability even when using an inexpensive and versatile O-ring, which can improve the operation and cost, and can reduce the amount of reaction products deposited inside. In order to achieve the object of the invention, a gas exhaust port, a base, a casing provided with a gas intake port at the top, a rotor cylindrical portion accommodated in the casing, and the casing rotatably supported And a rotor having a rotor shaft, wherein the rotor has a rotor cylindrical portion, and is provided on an outer peripheral side of the rotor cylindrical portion, the intake gas from the gas inlet side , A high temperature stator disposed on the outer peripheral side of the screw groove, an O-ring disposed on the high temperature stator, and heating means for heating the high temperature stator It was achieved by having the provided.
以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。また、以下の説明では、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明の除害装置の各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention will be described in detail based on the attached drawings. In the following description, the same elements are denoted by the same reference numerals throughout the description of the embodiment. Further, in the following description, expressions indicating directions such as upper and lower and left and right are not absolute and are appropriate when the postures in which the respective parts of the abatement device of the present invention are depicted, In case of change, it should be interpreted according to the change of posture.
図１及び図２はおいて、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。 1 and 2, the vacuum pump 1 is a composite pump comprising a turbo molecular pump mechanism PA and a thread groove pump mechanism PB housed in a substantially cylindrical casing 10.
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。 The vacuum pump 1 includes a casing 10, a rotor 20 having a rotor shaft 21 rotatably supported in the casing 10, a drive motor 30 for rotating the rotor shaft 21, a part of the rotor shaft 21 and the drive motor 30. And a stator column 40 for housing.
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上に配設された状態で図示しないボルト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。 The casing 10 is formed in a bottomed cylindrical shape. The casing 10 is fixed via a bolt (not shown) in a state where the gas exhaust port 11a is formed on the lower side and the gas intake port 12a is formed on the upper portion and disposed on the base 11 And a cylindrical portion 12. In addition, the code | symbol 14 in FIG. 1 is a back cover.
ベース１１は、基部１１Ａと、円筒状をしたベーススペーサ１１Ｂと、を備えている。基部１１Ａとベーススペーサ１１Ｂとは、図示しないボルトを介して固定されている。 The base 11 includes a base 11A and a cylindrical base spacer 11B. The base 11A and the base spacer 11B are fixed via bolts (not shown).
円筒部１２は、円筒基部１２Ａと、円筒基部１２Ａの下端側に延長した状態で、円筒基部１２Ａに、上端部側を挿入して取り付けた水冷スペーサ１２Ｂと、を備えている。円筒基部１２Ａと水冷スペーサ１２Ｂとは、図示しないボルトを介して固定されている。また、水冷スペーサ１２Ｂの外周面には、Ｏリング１３が装着されるＯリング取付溝１２ｃが設けられている。そして、円筒基部１２Ａに水冷スペーサ１２Ｂが装着された状態において、円筒基部１２Ａの内周面と水冷スペーサ１２Ｂの外周面との間に、Ｏリング１３がシール状態で配設されるようになっている。そして、円筒部１２は、フランジ部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。また、ガス吸気口１２ａは、真空容器に連通するように接続され、ガス排気口１１ａは、排気筒体１６を介して図示しない補助ポンプに連通するように接続される。 The cylindrical portion 12 is provided with a cylindrical base 12A and a water-cooled spacer 12B which is attached to the cylindrical base 12A by inserting the upper end side thereof in a state of being extended to the lower end side of the cylindrical base 12A. The cylindrical base 12A and the water-cooled spacer 12B are fixed via bolts (not shown). Further, on the outer peripheral surface of the water-cooled spacer 12B, an O-ring mounting groove 12c to which the O-ring 13 is attached is provided. Then, in a state where the water-cooled spacer 12B is attached to the cylindrical base 12A, the O-ring 13 is disposed in a sealed state between the inner peripheral surface of the cylindrical base 12A and the outer peripheral surface of the water-cooled spacer 12B. There is. The cylindrical portion 12 is attached to a vacuum vessel such as a chamber (not shown) via the flange portion 12b. Further, the gas intake port 12 a is connected to be in communication with the vacuum vessel, and the gas exhaust port 11 a is connected to be in communication with an auxiliary pump (not shown) via the exhaust cylinder 16.
水冷スペーサ１２Ｂの下端には、ベーススペーサ１１Ｂのフランジ部１１ｄと対応して、フランジ部１２Ｃが設けられている。フランジ部１２Ｃの下面には、水冷管１５が配設された環状の水冷管配設溝１２ｄと、下方に向かって突出している環状凸部１２ｅと、環状凸部１２ｅの内面側に環状に形成されたＯリング当接面１２ｆと、が一体に設けられている。そして、水冷管１５に冷却水が通水されることにより、水冷スペーサ１２Ｂが所定の温度（例えば、８０℃）に維持されるようになっている。 At the lower end of the water-cooled spacer 12B, a flange 12C is provided corresponding to the flange 11d of the base spacer 11B. On the lower surface of the flange portion 12C, an annular water-cooled pipe disposition groove 12d in which the water-cooled pipe 15 is disposed, an annular convex portion 12e projecting downward, and an annularly formed inner surface side of the annular convex portion 12e The O-ring contact surface 12f is integrally provided. Then, the cooling water is supplied to the water cooling pipe 15 so that the water cooling spacer 12B is maintained at a predetermined temperature (for example, 80 ° C.).
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。 The rotor 20 includes a rotor shaft 21 and rotary blades 22 fixed to the upper portion of the rotor shaft 21 and arranged concentrically and concentrically with respect to the axial center of the rotor shaft 21.
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、図示しないラジアル電磁石とアキシャル電磁石とを備え、これらラジアル電磁石及びアキシャル電磁石を同じく図示しない制御ユニットにより制御し、そのラジアル電磁石及びアキシャル電磁石で発生する磁束により、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。 The rotor shaft 21 is noncontact supported by the magnetic bearing 50. The magnetic bearing 50 includes radial electromagnets and axial electromagnets (not shown), and these radial electromagnets and axial electromagnets are controlled by a control unit (not shown), and the rotor shaft 21 is predetermined by the magnetic flux generated by the radial electromagnets and axial electromagnets. It is supposed to be supported in a state where it floats up to a position.
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の損傷を防止できるようになっている。 The upper and lower portions of the rotor shaft 21 are inserted into the touch-down bearing 23. When the rotor shaft 21 becomes uncontrollable, the rotor shaft 21 rotating at high speed comes in contact with the touch down bearing 23 to prevent the vacuum pump 1 from being damaged.
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、図示しないボルトをロータフランジ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「ロータ軸方向Ｃ」と称し、ロータシャフト２１の径方向を「ロータ径方向Ｒ」と称す。 The rotary wing 22 is integrally attached to the rotor shaft 21 by inserting a bolt (not shown) into the rotor flange 26 and screwing it to the shaft flange 27 while inserting the upper portion of the rotor shaft 21 into the boss hole 24. There is. Hereinafter, the axial direction of the rotor shaft 21 is referred to as “rotor axial direction C”, and the radial direction of the rotor shaft 21 is referred to as “rotor radial direction R”.
駆動モータ３０は、周知の構造であるので詳細な説明は省略するが、ロータシャフト２１の外周に取り付けられた回転子と、回転子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シャフト２１の回転が制御されている。 The drive motor 30 has a well-known structure, and thus the detailed description is omitted. However, the drive motor 30 is configured of a rotor attached to the outer periphery of the rotor shaft 21 and a stator 32 disposed to surround the rotor. . The stator is connected to the control unit (not shown) described above, and the control unit controls the rotation of the rotor shaft 21.
ステータコラム４０は、ベース１１上に配設された状態で、ベース１１と一体化されている。 The stator column 40 is integrated with the base 11 in a state of being disposed on the base 11.
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。 Next, the turbo molecular pump mechanism PA disposed in substantially the upper half of the vacuum pump 1 will be described.
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、ロータ軸方向Ｃ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９段、固定翼６０が８段ずつ配列されている。 The turbo molecular pump mechanism PA is composed of the rotary wings 22 of the rotor 20 and the fixed wings 60 disposed with a gap between the rotary wings 22. The rotary wings 22 and the fixed wings 60 are arranged alternately in multiple stages along the rotor axial direction C, and in the present embodiment, the rotary wings 22 are arranged in nine stages and the fixed wings 60 are arranged in eight stages. ing.
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。 The rotary wing 22 is a blade inclined at a predetermined angle, and is integrally formed on the upper outer peripheral surface of the rotor 20.
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配置されているスペーサ６１により、ロータ軸方向Ｃ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配置されている。固定翼６０の下面側には、水冷スペーサ１２Ｂの上端部が当接されて、円筒部１２内の固定翼６０を位置決め保持している。 The fixed wing 60 is formed of a blade inclined in the opposite direction to the rotary wing 22, and is positioned and held in the rotor axial direction C by the spacers 61 arranged in a stack on the inner wall surface of the cylindrical portion 12. A plurality of fixed wings 60 are also radially arranged around the axis of the rotor 20. The upper end portion of the water-cooled spacer 12B is in contact with the lower surface side of the fixed wing 60, and the fixed wing 60 in the cylindrical portion 12 is positioned and held.
回転翼２２と固定翼６０との間の隙間は、ロータ軸方向Ｃ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、ロータ軸方向Ｃ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。 The gap between the rotary wing 22 and the fixed wing 60 is set so as to gradually narrow downward from above in the rotor axial direction C. Further, the lengths of the rotary wing 22 and the fixed wing 60 are set so as to be gradually shorter from the upper side to the lower side in the axial direction C of the rotor.
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ロータ軸方向Ｃの上方から下方に移送するようになっている。 The turbo molecular pump mechanism PA as described above is configured to transfer the gas sucked from the gas inlet 12 a downward from above in the rotor axial direction C by the rotation of the rotary vanes 22.
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。 Next, the screw groove pump mechanism PB disposed in the substantially lower half of the vacuum pump 1 will be described.
ネジ溝ポンプ機構ＰＢは、ロータ２０の下部に設けられてロータ軸方向Ｃ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高温ステータ７０と、を備えている。 The screw groove pump mechanism PB is a substantially cylindrical high temperature stator disposed around the outer peripheral surface 28 a of the rotor cylindrical portion 28 provided in the lower portion of the rotor 20 and extending along the rotor axial direction C, and the rotor cylindrical portion 28. It has 70 and.
図３は図１のＡ部拡大図である。高温ステータ７０の周辺構造を、図１及び図３を用いて更に説明する。 FIG. 3 is an enlarged view of a portion A of FIG. The peripheral structure of the high temperature stator 70 will be further described with reference to FIGS. 1 and 3.
高温ステータ７０は、下端側がＯリング８０を介してベーススペーサ１１Ｂの上に配設され、上端側は、図３に詳細に示すように、水冷スペーサ１２ＢのＯリング当接面１２ｆとＯリング当接面７０ｅとの間にＯリング８１を挟み、かつ、高温ステータ７０の上部連結部７０ｈを水冷スペーサ１２Ｂの嵌め合い部１２ｈに挿入させた状態にして、水冷スペーサ１２Ｂと当接連結されている。なお、本実施例での、上部連結部７０ｈと嵌め合い部１２ｈの嵌め合い量は、約５ミリである。 The high temperature stator 70 is disposed on the lower end side of the base spacer 11B via the O ring 80, and the upper end side is, as shown in detail in FIG. 3, the O ring contact surface 12f of the water cooled spacer 12B and the O ring The O-ring 81 is held between the contact surface 70e and the upper connecting portion 70h of the high temperature stator 70 is inserted into the fitting portion 12h of the water cooled spacer 12B, and is abutted and connected with the water cooled spacer 12B. . The amount of fitting of the upper connecting portion 70h and the fitting portion 12h in this embodiment is about 5 mm.
高温ステータ７０は、内周面７０ａにネジ溝部７１を備え、また外周面７０ｂには、加熱手段としての加熱体９０を収容配置する加熱体収容部７０ｃが内周面７０ａ側に向かって設けられている。 The high temperature stator 70 is provided with a thread groove 71 on the inner peripheral surface 70a, and a heating member storage portion 70c for storing and arranging the heating member 90 as heating means is provided on the outer peripheral surface 70b toward the inner peripheral surface 70a. ing.
加熱体９０は、図示しないヒータ制御装置に接続されており、ヒータ制御装置は、加熱体９０の温度を制御する。加熱体９０は、高温ステータ７０の温度を所定値（ロータ温度以上）で維持するように、適宜調整される。 The heating body 90 is connected to a heater control device (not shown), and the heater control device controls the temperature of the heating body 90. The heating body 90 is appropriately adjusted to maintain the temperature of the high temperature stator 70 at a predetermined value (above the rotor temperature).
なお、ベーススペーサ１１Ｂには、加熱体収容部７０ｃに対応してボス孔１１ｃが設けられており、加熱体９０は加熱体収容部７０ｃにボス孔１１ｃを通して挿脱できるようになっている。 In the base spacer 11B, boss holes 11c are provided corresponding to the heating body accommodating portion 70c, and the heating body 90 can be inserted into and removed from the heating body accommodating portion 70c through the boss holes 11c.
高温ステータ７０における外周面７０ｂで、加熱体収容部７０ｃと高温ステータ７０の上端との間、すなわち、高温ステータ７０の熱経路８３の途中の位置C１には、高温ステータ７０の熱抵抗を高める熱抵抗増大手段として、高温ステータ７０の外周面７０ｂ側から内周面７０ａ側に向かって設けられた環状の溝７２が形成されている。環状の溝７２の深さｄは約５ミリ、溝幅Ｓ１は約１０ミリである。また、図３に示すように、環状の溝７２が設けられている部分における高温ステータ７０の水平断面の肉厚ｔ１は、Ｏリング８１の垂直断面の直径（垂直断面幅）Ｔと略等しく形成されている。 A thermal resistance that increases the thermal resistance of the high temperature stator 70 at the outer circumferential surface 70b of the high temperature stator 70, between the heating body accommodating portion 70c and the upper end of the high temperature stator 70, that is, at a position C1 in the heat path 83 of the high temperature stator 70. As a resistance increasing means, an annular groove 72 provided from the outer peripheral surface 70 b side of the high temperature stator 70 toward the inner peripheral surface 70 a side is formed. The depth d of the annular groove 72 is about 5 mm, and the groove width S1 is about 10 mm. Further, as shown in FIG. 3, the thickness t1 of the horizontal cross section of the high temperature stator 70 at the portion where the annular groove 72 is provided is formed substantially equal to the diameter (vertical cross width) T of the vertical cross section of the O ring 81. It is done.
このように、加熱手段としての加熱体９０からの熱がＯリング８１に伝わる高温ステータ７０の熱経路８３の途中に、他の部分よりも小さな肉厚ｔ１をした環状の溝７２を設けると、環状の溝７２を設けて肉厚がｔ１と小さくなった部分、すなわち肉厚減少部７０ｆでの熱抵抗が大きくなり、加熱体９０からＯリング当接面７０ｅに向かって伝達される熱が抑えられ、Ｏリング当接面７０ｅでの温度が上がらず、Ｏリング８１に伝わる熱量を少なくすることができる。 Thus, when an annular groove 72 having a thickness t1 smaller than that of the other portion is provided in the middle of the heat path 83 of the high temperature stator 70 in which the heat from the heating body 90 as the heating means is transmitted to the O ring 81. The thermal resistance at the portion where the annular groove 72 is provided and the wall thickness is reduced to t1, that is, the reduced thickness portion 70f is increased, and the heat transmitted from the heating body 90 toward the O ring contact surface 70e is suppressed Therefore, the temperature at the O-ring abutment surface 70e does not rise, and the amount of heat transferred to the O-ring 81 can be reduced.
なお、実験では、環状の溝７２を設けていない構造において、加熱体９０周辺の温度を１６０℃とした場合では、Ｏリング当接面７０ｅの温度も略１６０℃であったが、環状の溝７２を設けた本実施例の構造でのＯリング当接面７０ｅの温度は約１４５℃であった。したがって、環状の溝７２を設けることにより、Ｏリング８１に伝わる熱量を十分に抑えることができることがわかる。 In the experiment, in the structure where the annular groove 72 was not provided, when the temperature around the heating body 90 was 160 ° C., the temperature of the O ring contact surface 70 e was also approximately 160 ° C. The temperature of the O-ring abutment surface 70e in the structure of the present embodiment provided with 72 was about 145.degree. Therefore, it is understood that the heat quantity transmitted to the O-ring 81 can be sufficiently suppressed by providing the annular groove 72.
そして、上述したようなネジ溝ポンプ機構ＰＢは、ガス吸気口１２ａからロータ軸方向Ａ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と高温ステータ７０との隙間に移送された後に、ネジ溝部７１内で圧縮されてガス排気口１１ａに移送される。一般的に、ネジ溝ポンプ機構ＰＢでのドラック効果は、ロータ円筒部２８と高温ステータ７０との隙間（離間距離）によって影響を受けるため、ネジ溝ポンプ機構ＰＢが十分な排気性能を発揮するためには、この隙間が所定の寸法に設定される必要がある。 Then, the screw groove pump mechanism PB as described above compresses the gas transferred downward from the gas inlet 12a in the rotor axial direction A by the drag effect due to the high speed rotation of the rotor cylindrical portion 28, and the gas outlet 11a. Transport towards Specifically, after being transferred to the gap between the rotor cylindrical portion 28 and the high temperature stator 70, the gas is compressed in the threaded groove portion 71 and transferred to the gas exhaust port 11a. Generally, the drag effect in the thread groove pump mechanism PB is affected by the gap (distance) between the rotor cylindrical portion 28 and the high temperature stator 70, so the thread groove pump mechanism PB exhibits sufficient exhaust performance. This gap needs to be set to a predetermined size.
図４は、図２のＢ部拡大図で、ベース１１のガス排気口１１ａにおいて高温ステータ７０の排気筒体１６を取り付けている構造を示している。図４を加えて高温ステータ７０と排気筒体１６との連結構造を次に説明する。ベース１１のガス排気口１１ａには、高温ステータ７０に設けられた筒体取付孔７０ｄに排気筒体１６の一端挿入部１６ａが連結挿入され、排気筒体１６のフランジ１６ｂが高温ステータ７０とＯリング８２を介して当接した状態にして、取り付けられている。 FIG. 4 is an enlarged view of a portion B of FIG. 2 and shows a structure in which the exhaust cylinder 16 of the high temperature stator 70 is attached to the gas exhaust port 11 a of the base 11. The connecting structure of the high temperature stator 70 and the exhaust cylinder 16 will be described next with reference to FIG. In the gas exhaust port 11a of the base 11, the one end insertion portion 16a of the exhaust cylinder 16 is connected and inserted into the cylinder attachment hole 70d provided in the high temperature stator 70, and the flange 16b of the exhaust cylinder 16 is the high temperature stator 70 and O It is attached in a state of being in contact via the ring 82.
これにより、高温ステータ７０の熱は、排気筒体１６の一端挿入部１６ａと筒体取付孔７０ｄとの連結により、高温ステータ７０の熱が排気筒体１６側にも伝達される。すなわち、一つの高温ステータ７０で、ネジ溝部７１及びケーシング１０の一部の加熱と排気筒体１６も同時に加熱し、排ガスがケーシング１０のベース１１側のネジ溝部７１内と排気筒体１６内でもそれぞれ固化して堆積するのを抑制できるようにしている。 Thereby, the heat of the high temperature stator 70 is transferred to the exhaust cylinder 16 side by the connection between the one end insertion portion 16a of the exhaust cylinder 16 and the cylinder attachment hole 70d. That is, one high temperature stator 70 simultaneously heats the heating of the screw groove 71 and a part of the casing 10 and the exhaust cylinder 16 simultaneously, and the exhaust gas is also in the screw groove 71 on the base 11 side of the casing 10 and in the exhaust cylinder 16 It is made to be able to control that each solidifies and deposits.
以上説明した本実施例に係る真空ポンプ１は、高温ステータ７０において、加熱体収容部７０ｃと高温ステータ７０の上端（Ｏリング当接面７０ｅ）との間、すなわち高温ステータ７０の熱経路８３の途中となる位置C１に、高温ステータ７０の熱抵抗を高める熱抵抗増大手段としての、高温ステータ７０の外周面７０Ｂ側から内周面７０Ａ側に向かって削り取るようにして形成した環状の溝７２を設け、その環状の溝７２が設けられている部分における高温ステータ７０の水平断面の肉厚ｔ１を他の部分の肉厚よりも薄く（小さく）形成している。これにより、環状の溝７２を設けて肉厚が小さくなっている部分での熱抵抗が大きくなり、Ｏリング当接面７０ｅでの温度が上がるのを抑えて、加熱体９０からＯリング８１に伝わる熱量を十分に抑えることができる。 In the vacuum pump 1 according to the present embodiment described above, in the high temperature stator 70, the heat path 83 between the heating body accommodating portion 70 c and the upper end (O ring contact surface 70 e) of the high temperature stator 70. An annular groove 72 formed by scraping off from the outer peripheral surface 70B side to the inner peripheral surface 70A side of the high temperature stator 70 as a thermal resistance increasing means for increasing the thermal resistance of the high temperature stator 70 at a position C1 halfway The thickness t1 of the horizontal cross section of the high temperature stator 70 at the portion where the annular groove 72 is provided is thinner (smaller) than the thickness of the other portions. As a result, the thermal resistance at the portion where the annular groove 72 is provided and the thickness is reduced is increased, and the temperature rise at the O-ring abutting surface 70e is suppressed, and the heating body 90 to the O-ring 81 The amount of heat transferred can be sufficiently suppressed.
したがって、本実施例の真空ポンプ１では、高温ステータ７０が外気にほとんど曝されない、ケーシング１０とロータ円筒部２８との間に配設されて加熱体（加熱手段）９０で加熱されるので、外気の接触による熱損失を小さくして効率良く加熱することができる。これにより、ネジ溝部７１内を圧縮されながら移送される排ガスが、ケーシング１０のネジ溝部７１内などで固化して堆積するのを効率良く抑制できる。また、高温ステータ７０とケーシング１０との間に配設されたＯリング８２により、高温ステータ７０とケーシング１０の間がシールされるので、ケーシング１０内部を流れる排ガスが外部に漏れ出るのを確実に防止できる。 Therefore, in the vacuum pump 1 of the present embodiment, the high temperature stator 70 is hardly exposed to the outside air, and is disposed between the casing 10 and the rotor cylindrical portion 28 and heated by the heating body (heating means) 90. The heat loss due to the contact can be reduced and the heating can be performed efficiently. As a result, the exhaust gas transported while being compressed in the screw groove portion 71 can be efficiently suppressed from solidifying and depositing in the screw groove portion 71 of the casing 10 or the like. Further, since the space between the high temperature stator 70 and the casing 10 is sealed by the O-ring 82 disposed between the high temperature stator 70 and the casing 10, it is ensured that the exhaust gas flowing inside the casing 10 leaks to the outside. It can prevent.
また、Ｏリング８１に至る熱経路の途中に設けている熱抵抗増大手段（環状の溝７２）により、Ｏリング８１に向かおうとしている熱量を途中で抑えているので、Ｏリング８１が所定以上の温度に熱せられることがない。したがって、加熱体９０周辺箇所における高温ステータ７０の温度を高温（約１６０℃）にしても、その高温の熱がそのままＯリング８１に到達することはなく、低く抑えられた熱が到達するのでＯリング８１に対する熱の影響は少ない。これにより、耐熱性は低いが安価である、汎用性のあるＯリング８１を使用することが可能になる。すなわち、耐熱性の低い安価なＯリング８１を使用しても、真空側の内周面の温度を効率良く上げることができる。これにより、排ガスがケーシング１０の内部（例えば、ネジ溝部７１）や、ガス排気口１１ａの内部（内周面、奥部など）に堆積してしまう生成物の量を低減させることができる。また、安価な汎用性のあるＯリング８１を使用したとしても熱による劣化は少ないので、Ｏリング８１を交換するためなどに行っているメンテナンスの間隔を長くすることが可能となり、生産性の向上にも寄与できる。 Further, the heat resistance increasing means (annular groove 72) provided in the middle of the heat path leading to the O-ring 81 suppresses the amount of heat going to the O-ring 81 in the middle, so Not heated to the temperature of Therefore, even if the temperature of high temperature stator 70 in the vicinity of heating element 90 is high (about 160 ° C.), the high temperature heat does not reach O ring 81 as it is, and the low suppressed heat reaches O The effect of heat on the ring 81 is small. This makes it possible to use a versatile O-ring 81 which is low in heat resistance but inexpensive. That is, even if an inexpensive O-ring 81 having low heat resistance is used, the temperature of the inner peripheral surface on the vacuum side can be efficiently raised. Thereby, the amount of products which exhaust gas deposits on the inside (for example, screw groove part 71) of casing 10, and the inside (inner skin, back part, etc.) of gas exhaust port 11a can be reduced. Further, even if an inexpensive general purpose O-ring 81 is used, the deterioration due to heat is small, so that it is possible to lengthen the maintenance interval performed for replacing the O-ring 81, etc., and improve the productivity. Can also contribute.
また、ベース１１のガス排気口１１ａに排気筒体１６を取り付けるとき、高温ステータ７０の筒体取付孔７０ｄに排気筒体１６の一端挿入部１６ａを挿入し、フランジ１６ｂが高温ステータ７０とＯリング８２を介して当接した状態に連結配置している。したがって、一つの高温ステータ７０で、ネジ溝部７１及びケーシング１０の一部に対する加熱と、排気筒体１６の加熱（排気筒体１６を発熱体制御温度に近い温度まで昇温する）を同時に行うことができるので、排ガスがケーシング１０側のネジ溝部７１内と排気筒体１６内に固化して堆積するのを同時に抑制できる。 When the exhaust cylinder 16 is attached to the gas exhaust port 11a of the base 11, one end insertion portion 16a of the exhaust cylinder 16 is inserted into the cylinder attachment hole 70d of the high temperature stator 70, and the flange 16b is the high temperature stator 70 and the O ring. It is connected and arranged in a state of being in contact via 82. Therefore, heating of the screw groove 71 and a part of the casing 10 and heating of the exhaust cylinder 16 (heating the exhaust cylinder 16 to a temperature close to the heating element control temperature) are simultaneously performed by one high temperature stator 70. Therefore, it is possible to simultaneously suppress that the exhaust gas is solidified and deposited in the screw groove portion 71 on the casing 10 side and the exhaust cylinder 16.
本実施例の構造では、高温ステータ７０の熱抵抗を高める熱抵抗増大手段として、高温ステータ７０の外周面７０Ｂ側から内周面７０Ａ側に向かって削り取るように形成して環状の溝７２を設け、その環状の溝７２が設けられている肉厚減少部７０ｆにおける高温ステータ７０の水平断面の肉厚ｔ１を他の部分よりも薄く（小さく）形成しているが、これに限ることなく、熱抵抗を高める調整方法としては、設計時において、環状の溝７２部分における肉厚ｔ１を変える、又は、環状の溝７２の軸方向の溝幅Ｓ１を変える、あるいは肉厚ｔ１と溝幅Ｓ１の両方を変えて調整することも可能である。 In the structure of the present embodiment, as a thermal resistance increasing means for increasing the thermal resistance of the high temperature stator 70, an annular groove 72 is provided by shaving away from the outer peripheral surface 70B side to the inner peripheral surface 70A side of the high temperature stator 70. The thickness t1 of the horizontal cross section of the high temperature stator 70 in the thickness reduced portion 70f in which the annular groove 72 is provided is formed thinner (smaller) than the other portions, but the invention is not limited thereto. As a method of adjusting the resistance, at the time of design, the thickness t1 of the annular groove 72 is changed, or the axial groove width S1 of the annular groove 72 is changed, or both the thickness t1 and the groove width S1 are changed. It is also possible to make adjustments by changing the
なお、実験では、加熱体９０とＯリング当接面７０ｅまでの距離Ｓ２を４ミリから１０ミリに拡げた場合では、Ｏリング当接面１２ｆの温度を約１４５℃まで下げることができた。さらに、加熱体９０とＯリング当接面７０ｅまでの距離Ｓ２を４ミリから１０ミリに拡げると同時に、環状の溝７２を設けた場合では、Ｏリング当接面７０ｅの温度を１３４℃まで下げることができることがわかった。 In the experiment, when the distance S2 between the heating body 90 and the O-ring abutment surface 70e was expanded from 4 mm to 10 mm, the temperature of the O-ring abutment surface 12f could be lowered to about 145 ° C. Furthermore, when the annular groove 72 is provided simultaneously with increasing the distance S2 from the heating element 90 to the O-ring abutment surface 70e from 4 mm to 10 mm, the temperature of the O-ring abutment surface 70e is lowered to 134 ° C. It turned out that I could do it.
また、上記実施例では、熱抵抗増大手段としての環状の溝７２を、高温ステータ７０の外周側から内周側に向かって外周面７０ｂを溝状に削り取るように形成して設けているが、これとは反対に、内周面７０ａ側から外周面７０ｂ側に向かって内周面７０ａを溝状に削り取るように形成して設ける、あるいは外周側と内周側の両方から削り取るように形成して内周面７０ａと外周面７０ｂの両方に略環状の溝７２を設けてもよいものである。なお、肉厚が小さくなった肉厚減少部７０ｆは、コの字型の溝形状に限定されず、階段形状やテーパ形状、曲線形状で構成されてもよい。 Further, in the above embodiment, the annular groove 72 as the thermal resistance increasing means is provided so that the outer peripheral surface 70b is cut away in a groove shape from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the high temperature stator 70. On the contrary, the inner peripheral surface 70a is formed to be cut away in a groove shape from the inner peripheral surface 70a to the outer peripheral surface 70b side, or is formed to be scraped from both the outer peripheral side and the inner peripheral side. A substantially annular groove 72 may be provided on both the inner peripheral surface 70a and the outer peripheral surface 70b. The reduced thickness portion 70 f is not limited to the U-shaped groove shape, and may be formed in a step shape, a tapered shape, or a curved shape.
また、上記実施例では、ネジ溝部７１を高温ステータ７０の内周面７０ａに設けた構造を開示したが、ロータ円筒部２８の内周面に設けた構造であってもよい。 Further, in the above embodiment, although the structure in which the thread groove portion 71 is provided on the inner peripheral surface 70a of the high temperature stator 70 is disclosed, the structure may be provided on the inner peripheral surface of the rotor cylindrical portion 28.
また、上記実施例では、高温ステータ７０の熱抵抗を高める熱抵抗増大手段である環状の溝７２を、加熱体収容部７０ｃと高温ステータ７０の上端（Ｏリング当接面７０ｅ）との間にだけ設けた構造を開示したが、例えば図５に示すように、加熱体収容部７０ｃと高温ステータ７０の上端（Ｏリング当接面７０ｅ）との間における位置Ｃ１と、加熱体収容部７０ｃと高温ステータ７０の下端（Ｏリング当接面７０ｉ）との間における位置Ｃ２の、両方の位置に設けた構造としてもよい。なお、図５において符号８３で示す矢印は、加熱体９０からＯリング当接面７０ｅに向かう熱経路と、加熱体９０からＯリング当接面７０ｉに向かう熱経路を示す。 Further, in the above embodiment, the annular groove 72, which is a thermal resistance increasing means for increasing the thermal resistance of the high temperature stator 70, is provided between the heating body accommodating portion 70c and the upper end (O ring contact surface 70e) of the high temperature stator 70. However, as shown in FIG. 5, for example, the position C1 between the heating body accommodating portion 70c and the upper end (O ring contact surface 70e) of the high temperature stator 70, and the heating body accommodating portion 70c It is good also as structure provided in both positions of position C 2 between the lower end (O ring contact side 70i) of high temperature stator 70. The arrows indicated by reference numeral 83 in FIG. 5 indicate the heat path from the heating body 90 to the O-ring abutment surface 70e and the heat path from the heating body 90 to the O-ring abutment surface 70i.
また、上下１対の位置に環状の溝７２を設けたことにより、環状の溝７２を設けて肉厚が小さくなっている部分での熱抵抗が大きくなり、Ｏリング当接面７０ｅとＯリング当接面７０ｉでの温度が上がるのを抑えることができ、加熱体９０からＯリング８１とＯリング８２に伝わる熱量を十分に抑えることができる。 Further, by providing the annular groove 72 at a pair of upper and lower positions, the thermal resistance is increased at the portion where the annular groove 72 is provided and the thickness is reduced, and the O ring contact surface 70e and the O ring An increase in temperature at the contact surface 70i can be suppressed, and the amount of heat transferred from the heating element 90 to the O-ring 81 and the O-ring 82 can be sufficiently suppressed.
また、上記実施例では、熱抵抗増大手段である環状の溝７２を、高温ステータ７０の外周面７０ｂ側から内周面７０ａ側に向かって削り取るようにして、その環状の溝７２が設けられている部分における高温ステータ７０の水平断面の肉厚ｔ１が他の部分の肉厚よりも薄く（小さく）なるように形成しているが、反対に、高温ステータ７０の内周面７０ａ側から外周面７０ｂ側に向かって削り取るようにして環状の溝７２を設けて肉厚を小さくし、その部分（位置Ｃ１と位置Ｃ２）での熱抵抗が大きくなるように設けてもよいものである。 Further, in the above embodiment, the annular groove 72 which is the thermal resistance increasing means is cut away from the outer peripheral surface 70b side of the high temperature stator 70 toward the inner peripheral surface 70a side. The thickness t1 of the horizontal section of the high temperature stator 70 in the portion where it is formed is smaller (smaller) than the thickness of the other portions, but on the contrary, the outer peripheral surface from the inner peripheral surface 70a side of the high temperature stator 70 The annular groove 72 may be provided so as to be scraped off toward the 70b side to reduce the thickness and to increase the thermal resistance at that portion (position C1 and position C2).
また、実施形態及び各変形例は、必要に応じて組み合わせる構成にしてもよい。 In addition, the embodiment and each modification may be combined as needed.
さらに、本発明は、上記以外の変形例に限ることなく本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を成すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 Furthermore, the present invention can make various modifications without departing from the spirit of the present invention without being limited to the other modifications, and it goes without saying that the present invention extends to those modified.
１ 真空ポンプ
１０ ケーシング
１１ ベース
１１ａ ガス排気口
１１Ａ ベース
１１Ｂ ベーススペーサ
１２ 円筒部
１２Ａ 円筒基部
１２Ｂ 水冷スペーサ
１２ａ ガス吸気口
１２ｂ フランジ部
１２ｃ Ｏリング取付溝
１２ｄ 水冷管配設溝
１２ｅ 環状凸部
１２ｆ Ｏリング当接面
１２ｈ 嵌め合い部
１３ Ｏリング
１４ 裏蓋
１５ 水冷管
１６ 排気筒体
１６ａ 一端挿入部
１６ｂ フランジ部
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
２４ ボス孔
２６ ロータフランジ
２７ シャフトフランジ
２８ ロータ円筒部
２８ａ 外周部
３０ 駆動モータ
４０ ステータコラム
６０ 固定翼
６１ スペーサ
７０ 高温ステータ
７０ａ 内周面
７０ｂ 外周面
７０ｃ 加熱体収容部
７０ｄ 筒体取付孔
７０ｅ Ｏリング当接面
７０ｆ 肉厚減少部
７０ｈ 上部連結部
７０ｉ リング当接面
７１ ネジ溝部
７２ 環状の溝（熱抵抗増大手段）
８０ Ｏリング
８１ Ｏリング
８２ Ｏリング
８３ 熱経路
９０ 加熱体（加熱手段）
Ｃ，Ｃ２ 環状の溝が設けられる位置
ＰＡ ターボ分子ポンプ機構
ＰＢ ネジ溝ポンプ機構
Ｈ 加熱構造
Ｓ１ 溝幅
ｔ１ 溝部の肉厚
ｄ 溝の深さ
Ｔ Ｏリング８１の垂直断面直径（垂直断面幅）
Ｓ２ 嵌め合い量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum pump 10 Casing 11 Base 11a Gas exhaust 11A Base 11B Base spacer 12 Cylindrical part 12A Cylindrical base 12B Water-cooled spacer 12a Gas inlet 12b Flange part 12c O-ring attachment groove 12d Water-cooled pipe arrangement groove 12e annular convex part 12f O-ring Abutment surface 12h Fitting portion 13 O-ring 14 Back cover 15 Water cooling pipe 16 Exhaust cylinder 16a One end insertion portion 16b Flange portion 20 Rotor 21 Rotor shaft 22 Rotor blade 23 Touchdown bearing 24 Boss hole 26 Rotor flange 27 Shaft flange 28 Rotor Cylindrical part 28a Outer peripheral part 30 Drive motor 40 Stator column 60 Fixed wing 61 Spacer 70 High temperature stator 70a Inner peripheral surface 70b Outer peripheral surface 70c Heating body accommodation part 70d Tubular body mounting hole 70e O ring contact surface 70f Thickness reduction part 70h Upper connection Part 70 i Ring contact surface 71 Thread groove 72 Annular groove (heat resistance increasing means)
80 O-ring 81 O-ring 82 O-ring 83 heat path 90 heating body (heating means)
C, C2 Position PA where annular groove is provided Turbo molecular pump mechanism PB Thread groove pump mechanism H Heating structure S1 Groove width t1 Groove thickness d Groove depth T O-ring diameter of vertical ring 81 (vertical sectional width)
S2 fitting amount
Claims (11)
前記ロータは、ロータ円筒部を有し、
前記ロータ円筒部の外周側に設けられた、前記ガス吸気口側から吸気ガスを前記ガス排気口側へ送出するネジ溝部と、
前記ネジ溝部の外周側に配設された高温ステータと、
前記高温ステータに配設されたＯリングと、
前記高温ステータを加熱するための加熱手段と、
を設けたことを特徴とする真空ポンプ。 What is claimed is: 1. A vacuum pump comprising: a gas exhaust port; a base; a casing having a gas intake port provided at an upper portion; and a rotor having a rotor shaft rotatably supported within the casing. ,
The rotor has a rotor cylindrical portion,
A threaded groove portion provided on the outer peripheral side of the rotor cylindrical portion, for delivering an intake gas from the gas inlet side to the gas outlet side;
A high temperature stator disposed on an outer peripheral side of the threaded groove portion;
An O-ring disposed on the high temperature stator;
Heating means for heating the high temperature stator;
The vacuum pump characterized by having provided.
前記高温ステータは、
前記ロータのロータ円筒部の外周側に設けられた、前記ガス吸気口側から吸気ガスを前記ガス排気口側へ送出するネジ溝部の外周側に配設され、
更に、Ｏリングと、
加熱されるための加熱手段と、を備えられ、
前記高温ステータの、前記加熱手段から前記Ｏリングに至る熱経路の途中に、前記高温ステータの熱抵抗を部分的に高める熱抵抗増大手段が設けられた、ことを特徴とする高温ステータ。 It is used for a vacuum pump comprising a gas exhaust port, a base, a casing having a gas intake port at the upper portion, and a rotor having a rotor shaft rotatably supported within the casing. High-temperature stator
The high temperature stator is
The rotor is provided on the outer peripheral side of a rotor cylindrical portion of the rotor, and is provided on the outer peripheral side of a thread groove portion for delivering an intake gas from the gas inlet side to the gas exhaust side.
Furthermore, O-rings,
And heating means for heating.
A high temperature stator characterized in that thermal resistance increasing means for partially increasing the thermal resistance of the high temperature stator is provided in the middle of the heat path from the heating means to the O ring of the high temperature stator.
前記ロータのロータ円筒部の外周側に設けられた、前記ガス吸気口側から吸気ガスを前記ガス排気口側へ送出するネジ溝部と、
前記ネジ溝部の外周側に配設された高温ステータと、
前記高温ステータに配設されたＯリングと、
前記高温ステータを加熱するための加熱手段と、を備えた真空ポンプに用いられるガス排気口であって、
前記ガス排気口は、
前記ガス排気口を構成する排気筒体の一部を前記高温ステータに接触させて取り付けられる、ことを特徴とするガス排気口。
A gas exhaust port, a base, a casing having a gas intake port provided at an upper portion, and a rotor having a rotor shaft accommodated in the casing and rotatably supported;
A threaded groove portion provided on an outer peripheral side of a rotor cylindrical portion of the rotor, for delivering an intake gas from the gas inlet side to the gas outlet side;
A high temperature stator disposed on an outer peripheral side of the threaded groove portion;
An O-ring disposed on the high temperature stator;
And a heating means for heating the high temperature stator.
The gas outlet is
A gas exhaust port characterized in that a part of an exhaust cylinder constituting the gas exhaust port is brought into contact with the high temperature stator.
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