JP2022073913A - ターボ分子ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】タービンポンプ部の下流側のステータ翼の温度制御性を向上させたターボ分子ポンプを提供する。
【解決手段】ターボ分子ポンプは、軸方向に複数段に配列されたロータ翼３０およびステータ翼３３を有するタービンポンプ部と、タービンポンプ部の下流側に設けられたドラッグポンプ部と、タービンポンプ部を収容するケーシング１１と、ドラッグポンプ部を収容するベース２１と、ケーシング１１とベース２１との間に設けられた温調ユニット５５とを備え、温調ユニット５５は、ケーシング１１とベース２１とともにポンプ筐体を構成する温調スペーサ２４と、温調スペーサ２４に設けられた冷却水配管４５、ヒータ４２および温度検出部４３を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、ターボ分子ポンプに関する。

ターボ分子ポンプは、タービンポンプ部を収容するケーシングと、ドラッグポンプ部を収容するベースとを備えている。ドラッグポンプ部は、タービンポンプ部より低真空であるため、反応生成物が堆積し易い。このため、ベースには、反応生成物の堆積を抑制するためのヒータが設けられ、ドラッグポンプ部の温度をガスの昇華温度以上に加熱している。

一方、ポンプ負荷が大きくなると、タービンポンプ部のロータ翼の温度が上昇する。ロータ翼の熱の大部分はステータ翼に伝熱され、ステータ翼の熱はケーシングに伝熱される。ロータ翼の所定値以上の温度上昇を防止するため、ベースとケーシングの締結部近傍に冷却水配管路を設けたターボ分子ポンプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７－２７８１９２号公報

上述した従来のターボ分子ポンプでは、ケーシングとベースとの境界部分に設けられた冷却水配管を流れる冷却水によりステータ翼を冷却してロータ翼の温度上昇を防止することができる。しかし、冷却水でステータ翼を冷やしすぎるとステータ翼に反応生成物が堆積してしまうので、ステータ翼の温度制御を適切に行うことが必要である。
しかしながら、ケーシングとベースとの境界部分に冷却水配管を配置する従来のターボ分子ポンプでは、ステータ翼の温度を精度よく調節することが難しかった。

本発明の一態様によるターボ分子ポンプは、軸方向に複数段に配列されたロータ翼およびステータ翼を有するタービンポンプ部と、前記タービンポンプ部の下流側に設けられたドラッグポンプ部と、前記タービンポンプ部を収容するケーシングと、前記ドラッグポンプ部を収容するベースと、前記ケーシングと前記ベースとの間に設けられ、前記ケーシングと前記ベースとともにポンプ筐体を形成する温調スペーサとを備え、前記温調スペーサには冷却部、加熱部および温度検出部が設けられている。

本発明のターボ分子ポンプによれば、タービンポンプ部の下流側のステータ翼の温度制御性が向上する。

図１は、本発明に係るターボ分子ポンプの一実施形態を示す断面図である。 図２は、図１に図示されたターボ分子ポンプの領域ＩＩの拡大図である。 図３は、本発明に係るターボ分子ポンプの領域ＩＩの第１変形例を示す図である。 図４は、本発明に係るターボ分子ポンプの領域ＩＩの第２変形例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明のターボ分子ポンプの実施形態について説明する。
図１は、本発明に係るターボ分子ポンプの一実施形態を示す断面図である。
（ターボ分子ポンプ全体構成）
ターボ分子ポンプ１００は、筐体１０内に設けたドラッグポンプ部Ｐ２とタービンポンプ部Ｐ１により、真空処理室（チャンバ）内の気体を排気する。筐体１０は、ケーシング１１と、ベース２１と、両者の間に配設された温調ユニット５５とで密閉ケースとして構成される。ケーシング１１にはタービンポンプ部Ｐ１が収容され、ベース２１にはドラッグポンプ部Ｐ２が収容されている。
ターボ分子ポンプ１００は、ケーシング１１の吸気口２７を介して不図示の真空処理室に取り付けられ、真空処理室の気体を吸気口２７から吸気し、ベース部２２に設けた排気ポート２５の排気口から排出することにより、真空処理室内の圧力を制御する。

（ベース全体構成）
ベース２１は、ベース部２２（第１部材）とハウジング２３（第２部材）とを備える。ベース部２２の中央部のスピンドル部にはモータ５４、軸受装置等が設けられ、外周側のフランジ部には断熱材６５を介して円筒状のハウジング２３が固定されている。ハウジング２３の上部の外周部にはフランジ２３ａが設けられ、フランジ２３ａの上面に温調ユニット５５が配設され、温調ユニット５５の上面にケーシング１１が設けられている。このように、本実施形態では、ベース２１とケーシング１１との間には、換言すると、ドラッグポンプ部Ｐ２とタービンポンプ部Ｐ１との接続部近傍の周囲を取り囲むように温調ユニット５５が設けられている。温調ユニット５５は、とくに、タービンポンプ部Ｐ１の下段側に設けられたロータ翼３０とステータ翼３３ａなどの温度を適切に制御する。後で詳細に説明するが、温調ユニット５５は、従来のターボ分子ポンプとは異なり、ヒータ４２（加熱部）と冷却水配管４５（冷却部）と温度検出部４３とを備えている。

（タービンポンプ部Ｐ１）
タービンポンプ部Ｐ１は、ロータ３に形成された複数段のロータ翼３０と、ケーシング１１側に設けられた複数段のステータ翼３３とで構成される。ロータ翼３０とステータ翼３３とは、軸方向に交互に配列されている。各ステータ翼３３は、外周側の周縁がスペーサ３２で挟持されることにより積層されて固定されている。
なお、図１に示すように、タービンポンプ部Ｐ１を構成するステータ翼３３のうち最下段のステータ翼３３ａは、ケーシング１１の下面より下方（下流側）に、具体的には温調ユニット５５の内部に位置している。最下段のステータ翼３３ａを含むタービンポンプ部Ｐ１の全体がケーシング１１内に収容される構造としてもよい。すなわち、タービンポンプ部Ｐ１のほぼ全体が、ケーシング１１内に収容される構造であればよい。
なお、最下段のステータ翼３３ａの上面側に最下段のロータ翼３０ａが設けられている。

（ドラッグポンプ部Ｐ２）
ドラッグポンプ部Ｐ２は、タービンポンプ部Ｐ１の下流側に設けられている。ドラッグポンプ部Ｐ２は、ロータ３に一体的に形成されたロータ円筒部３１と、ハウジング２３に一体的に形成されたねじステータ部２６とにより構成される。ねじステータ部２６のロータ円筒部３１との対向面にはねじ溝２６ａが設けられている。ねじ溝２６ａは、ロータ円筒部３１の外周面に設けてもよい。ねじステータ部２６とロータ円筒部３１とが互いに対向する面の双方にねじ溝を設けてもよい。

（ロータ３）
ロータ３は、回転軸であるシャフト３５にボルト等の締結部材（図示せず）により締結され、シャフト３５と一体化されている。ロータ３とシャフト３５は、回転体Ｒを構成する。シャフト３５は、ベース部２２のスピンドル部に設けたモータ５４により回転駆動される。シャフト３５は、ラジアル方向の磁気軸受５１（２箇所）およびスラスト方向の磁気軸受５２（上下一対）によって非接触で支持される。シャフト３５の浮上位置は、ラジアル変位センサ５３ａ、５３ｂおよびアキシャル変位センサ５３ｃによって検出される。
磁気軸受５１、５２によって回転自在に磁気浮上されたシャフト３５、換言すれば、回転体Ｒは、モータ５４により高速に回転駆動される。

磁気軸受５１、５２が作動していない時には、メカニカルベアリング５６、５７によりシャフト３５、すなわち、回転体Ｒが支持される。メカニカルベアリング５６、５７は非常用のメカニカルベアリングである。

（ベース２１の温度制御構造）
ドラッグポンプ部Ｐ２は、ハウジング２３の外周に巻きつけられたヒータ６１により、反応生成物が堆積しないよう、排気するガスの昇華温度以上に温度調整される。上述したように、ハウジング２３とベース部２２との間には、ハウジング２３の熱がベース部２２に伝熱しないように断熱材６５が介在されている。断熱材６５は、ベース部２２およびハウジング２３のいずれよりも熱伝導率が低い材料により形成される。断熱材６５は、真空ポンプ内部のガス流路を外部から密封する機能と、ベース部２２とハウジング２３とを断熱する機能を有する。断熱材６５に断熱機能のみを持たせ、密閉機能は別部材のＯリングで代替する構造を採用してもよい。
ベース部２２の底部側には、冷却水配管６６が設けられている。ベース部２２およびモータ５４などは、冷却水配管６６を流れる冷却水により冷却される。また、後述するが、ロータ翼３０、すなわちロータ３の上部領域の内周面はベース部２２の中央のスピンドル部に近接しており、ロータ３の熱はベース部２２のスピンドル部に放射伝熱されるので、ロータ３は、冷却水配管６６を流れる冷却水により冷却される。

ハウジング２３とベース部２２とを断熱材６５により熱的に分離することにより、換言すると、ハウジング２３とベース部２２との間の熱の移動を遮断または抑制することにより、ベース部２２をハウジング２３の温度よりも低い温度に冷却することができる。
たとえば、ベース部２２を常温（１５～２５℃程度）の冷却水で冷却して４０～６０℃程度に温度調整し、ハウジング２３をヒータ６１により１４０～１６０℃程度に温度調節することができる。

本実施形態で採用する断熱材６５を使用せず、ベース部２２とハウジング２３とを接触する構造とすると、ドラッグポンプ部Ｐ２の温度、すなわち、ハウジング２３の目標温度を高くした場合、ハウジング２３の熱がベース部２２に伝熱され、その結果、モータ５４の温度も上昇するので、モータ５４の性能を抑制する必要があった。
そこで本実施形態では、ハウジング２３の温度がベース部２２に伝熱されないように両者の間に断熱材６５を配設している。つまり、ベース部２２に固定されたモータ５４の温度上昇を抑制してモータ５４の能力を抑制する必要がないようにしている。
このように、排気流量の増大化に伴ってドラッグポンプ部Ｐ２の目標温度を高い温度に設定して反応生成物の堆積を防止しつつ、ベース部２２に固定されているモータ５４の性能を十分に活用することが可能となる。

（温調ユニット５５）
温調ユニット５５は、第１断熱材４１ａと、第２断熱材４１ｂと、温調スペーサ２４と、冷却スペーサ４６に設けられた冷却水配管４５と、ヒータ４２と、温度検出部４３とを備えて構成されている。
（第１断熱材４１ａ）
図２に図示されるように、第１断熱材４１ａ（断熱材の一例）は、薄肉の庇部４１ａ１と垂直壁部４１ａ２とを有する断面逆Ｌ字形の環状リング部材である。第１断熱材４１ａは、ボルト９９によりハウジング２３のフランジ２３ａに固定されている。垂直壁部４１ａ２の下面はＯリング８０を介してハウジング２３のフランジ２３ａに接して設けられ、上端面はＯリング８１を介して温調スペーサ２４に接している。ボルト９９による締結によりＯリング８０が圧縮されてハウジング２３と第１断熱材４１ａとの間が封止される。

（第２断熱材４１ｂ）
第２断熱材４１ｂ（断熱材の一例）は、断面矩形のリング形状を有し、第１断熱材４１ａの庇部４１ａ１の上面に形成された凹部に接して載置され、上端面には温調スペーサ２４が接して載置されている。第２断熱材４１ｂは、第１断熱材４１ａの垂直壁部４１ａ２とは径方向に離間した位置に配置され、両者間に空間４１ｃが形成されている。
第１断熱材４１ａ及び第２断熱材４１ｂは、たとえば、セラミック、樹脂等の低熱伝導率により形成される。但し、このような材料に限定されるものではなく、ハウジング２３および温調スペーサ２４より低熱伝導率（熱抵抗が高い）の材料であれば、他の材料でもよい。

実施形態では、ハウジング２３のフランジ２３ａより上方（上流側）の外周面のほぼ全域が断面逆Ｌ字形状の第１断熱材４１ａにより覆われている。加えて、第１断熱材４１ａの外側では、第１断熱材４１ａの上にさらに第２断熱材４１ｂを介在させて温調スペーサ２４が設けられている。このため、ハウジング２３と温調スペーサ２４との断熱(熱の移動を抑制)をより確実にすることができる。

（温調スペーサ２４）
温調スペーサ２４は、図示する断面形状を有する環状部材であり、第１断熱材４１ａと接する下面内側接触部２４ａと、第２断熱材４１ｂと接する下面外側接触部２４ｂと、ケーシング１１のフランジ部１１ａと接する上面接触部２４ｃとを備えている。上面接触部２４ｃ上にＯリング８２を介してケーシング１１が載置されている。ケーシング１１、温調スペーサ２４、第１断熱材４１ａ、第２断熱材４１ｂは、それらを貫通するボルト９８により締結されている。このボルト９８による締結により、Ｏリング８２が圧縮されてケーシング１１と温調スペーサ２４との間が封止され、Ｏリング８１が圧縮されて温調スペーサ２４と第１断熱材４１ａとの間が封止される。３つのＯリング８０、８１、８２により、温調ユニット５５は、ケーシング１１とベース２１とともに筐体１０を形成するようにベース２１とケーシング１１との間に介在されている。
なお、ボルト９８の軸力でケーシング１１と温調スペーサ２４とベース２１が一体化されるので、複数段のステータ翼３３とスペーサ３２はケーシング１１と温調スペーサ２４との間で押圧されて挟持される。複数段のステータ翼３３の熱はスペーサ３２を経由して温調スペーサ２４に移動する。また、下から２段目のステータ翼３３ｂより上流側では、ケーシング１１にもステータ翼からの熱の伝達経路が形成されている。したがって、ケーシング１１のフランジ部１１ａから温調スペーサ２４の上面接触部２４ｃにも熱が移動する。

温調スペーサ２４は、下面内側接触部２４ａと上面接触部２４ｃとの接続領域にステータ翼載置部２４ｄが設けられている。ステータ翼載置部２４ｄには最下段のステータ翼３３ａが載置され、その外周縁の上面にスペーサ３２を介して最下段から２段目のステータ翼３３ｂが設けられ、さらにその外周縁の上面にスペーサ３２を介して最下段から３段目のステータ翼３３ｃが設けられている。

（ヒータ４２）
温調スペーサ２４にはまた、下面内側接触部２４ａと下面外側接触部２４ｂとの間で下面内側接触部２４ａに近接した位置で、かつ、空間４１ｃに面してヒータ設置用凹部２４ｅが設けられ、凹部２４ｅにヒータ４２が設けられている。ヒータ４２は、第１断熱材４１ａの垂直壁部４１ａ２の外周を囲むリング状に形成されている。なお、ヒータ４２の熱が温調スペーサ２４に効率よく入力されるように、ヒータ４２の空間４１ｃ側に断熱材４１ｄが設けられている。図２では、ヒータ設置用凹部２４ｅはステータ翼載置部２４ｄと相対向する領域に設けられており、ヒータ４２の熱は、とくに直上のステータ翼載置部２４ｄに伝熱され、最下段のステータ翼３３ａが効率よく加熱される。ヒータ４２の設置位置は、図２に示す位置に限定されず、温調スペーサ２４を加熱して最下段のステータ翼３３ａを含むタービンポンプ部Ｐ１の下流側のステータ翼３３を加熱できればよい。

（冷却水配管４５）
第２断熱材４１ｂには、冷却水配管４５が設けられた冷却スペーサ４６が、たとえば、不図示の締結部材により、取り付けられている。冷却スペーサ４６には、冷却水配管４５が収容される収容部４６ａと第２断熱材４１ｂが挿通される開口４６ｂが設けられている。冷却スペーサ４６および冷却水配管４５は、第１断熱材４１ａの垂直壁部４１ａ２のほぼ全周を囲むリング状に形成されている。第２断熱材４１ｂは、ハウジング２３の熱が温調スペーサ２４に伝熱することを抑制する。
冷却水配管４５で冷却される冷却スペーサ４６は温調スペーサ２４と接触するように設けられている。その結果、温調スペーサ２４が冷却される。
なお、ハウジング２３と冷却水配管４５との間に第１および第２断熱材４１ａ，４１ｂが設けられているので、ハウジング２３が突発的に高温となっても、冷却水配管４５内を流動する水等の冷却液の蒸発を防止することができる。

（温度検出部４３）
温調スペーサ２４の下面外側接触部２４ｂには、第２断熱材４１ｂが接する面の近傍に温度検出部４３が設けられている。温調スペーサ２４の温度は、タービンポンプ部Ｐ１の熱の影響、ハウジング２３の熱の影響、およびヒータ４２による熱の影響で上昇するとともに、冷却水配管４５を流れる冷却水により降下し、温度検出部４３は、このような温調スペーサ２４の下面外側接触部２４ｂの温度変動を検出する。

（温調ユニット５５の温度制御）
（下限閾値温度と上限閾値温度による加熱制御と冷却制御）
温度検出部４３で検出した温度に応じて、ヒータ４２がオンオフされるとともに、冷却水配管４５を流れる冷却水の流量が調節される。
ステータ翼３３の温度は、下限閾値温度と上限閾値温度との間の温度で調節される。本実施形態によるターボ分子ポンプ１００では、ハウジング２３の温度を１４０～１６０℃程度に維持するとともに、ステータ翼３３の温度を１００～１２０℃程度以下に維持する。したがって、下限閾値温度はたとえば９０℃であり、上限閾値温度はたとえば１２０℃である。
温度検出部４３により温調スペーサ２４の温度が下限閾値温度であることが検出されると、不図示の制御回路からの信号によりヒータ４２がオン、すなわちヒータ４２に通電される。これにより、ヒータ４２が温調スペーサ２４を加熱し、最下段のステータ翼３３ａが加熱される。下限閾値温度は、タービンポンプ部Ｐ１の下流側のガス圧力におけるガスの昇華温度に等しい温度である。

一方、ヒータ４２がオンされた後、温度検出部４３により、温調スペーサ２４の温度が下限閾値温度より所定値高いヒータオフ閾値温度であることが検出されると、不図示の制御回路からの信号により、ヒータ４２がオフされる。
また、温度検出部４３により温調スペーサ２４の温度が上限閾値温度であることが検出されると、冷却水流量が増加するように流体回路が制御される。たとえば、冷却水配管４５に冷却水を供給する流路に開閉バルブを設け、流路の開閉制御により冷却水流量を調節することができる。あるいは、開閉バルブに代えて流量調節バルブで流量調節してもよいし、冷却水ポンプからの吐出量を制御する方式でもよい。上限閾値温度は、ロータ翼３０のクリープ現象を抑制するために設定された温度である。
冷却水による冷却が開始された後、温度検出部４３により、温調スペーサ２４の温度が上限閾値温度より所定値低い冷却停止閾値温度が検出されると、不図示の制御回路からの信号により、冷却水流量の増加制御が終了される。

（冷却水による温調応答性とヒータによる温調応答性を考慮した機器配置）
ヒータ４２、温度検出部４３および冷却水配管４５は、最下段のステータ翼３３ａから排気ガスの下流側に向けてこの順に配置されている。最下段のステータ翼３３ａの位置を基準として、近い位置にヒータ４２が配置され、遠い位置に冷却水配管４５が配置されている。上述したように、温度検出部４３は、温調スペーサ２４の下面外側接触部２４ｂの近傍に配設されている。換言すると、温度検出部４３は、ヒータ４２と冷却水配管４５との間に配置されている。温度検出部４３は、ヒータ４２および冷却水配管４５から等距離の位置ではなく、ヒータ４２よりも冷却水配管４５に近い位置に配置されている。

ターボ分子ポンプ１００では、通常、冷却水配管を流れる冷却水による冷却能力の方が、ヒータによる加熱能力よりも大きい。換言すれば、冷却水によるステータ翼３３の温度低下速度よりも、ヒータによるステータ翼３３の温度上昇速度の方が小さい。本実施形態では、温度検出部４３がヒータ４２よりも冷却水配管４５に近い位置に配置されているので、冷却水配管４５を流れる冷却水により温調スペーサ２４の温度が低下すると、この温度変動は迅速に温度検出部４３により検出される。このため、上述した冷却停止閾値温度が検出されると、冷却水を増量する制御が終了するので、冷やし過ぎることが防止されやすい。その結果、反応生成物の堆積を抑制する機能がより向上し、高精度の温度調節を行うことができる。
温度検出部４３がヒータ４２に近接していると、上限閾値温度（たとえば１４０℃）を超えると冷却が開始された後、実際はステータ翼の温度が冷却停止閾値温度に達していても温度検出部４３で直ちに検出できない。そのため、ステータ翼が冷却停止閾値温度よりも低い温度となってから冷却が停止され、反応生成物の堆積が増えることがある。

（ヒータ４２の温度応答性の向上）
タービンポンプ部Ｐ１への反応生成物の堆積を防止するためにヒータでケーシングを加熱するターボ分子ポンプでは、ケーシングなどの筐体の熱容量を考慮してヒータのサイズを決定する。この場合、ケーシングがベースに接触して載置される筐体であれば、ベースの熱容量も考慮することとなり、ヒータのサイズが大きくなる。
実施形態のターボ分子ポンプでは、ケーシング１１とベース２１のハウジング２３とは、第１断熱材４１ａ及び第２断熱材４１ｂにより断熱されているため、ケーシング１１の熱容量は、ケーシング１１とベース２１とが断熱されていない筐体構造の熱容量より小さい。このため、小型のヒータ４２により、タービンポンプ部Ｐ１の温度上昇を迅速に行うことができる。すなわち、ヒータ４２の温度応答性が向上する。

なお、上記では、冷却部による冷却能力が、加熱部による加熱能力より大きい場合として例示したが、逆に、加熱部による加熱能力が、冷却部による冷却能力より大きい構造とすることもできる。その場合には、温度検出部４３は、冷却部よりも加熱部に近い位置に配置することが好ましい。

（温調プレートの温調制御とベースの温調制御）
上述したように、温調スペーサ２４の温調制御は温度検出部４３の検出結果で行われる。一方、ハウジング２３に設置したヒータ６１の温調制御は、温度検出部４３とは別の温度検出部の検出信号で行われる。したがって、タービンポンプ部Ｐ１の温調と、ドラッグポンプ部Ｐ２の温調は独立して行われる。

以上説明した実施形態によるターボ分子ポンプの作用効果は以下の通りである。
（１）実施形態のターボ分子ポンプは、タービンポンプ部Ｐ１を収容するケーシング１１およびドラッグポンプ部Ｐ２を収容するベース２１とともにポンプ筐体１０を構成する温調スペーサ２４を備え、温調スペーサ２４には、冷却水配管４５（冷却部）、ヒータ４２（加熱部）および温度検出部４３が設けられている。
このような構成により、タービンポンプ部Ｐ１の最下段のステータ翼３３ａを含む下流側のステータ翼３３の温度を精度良く制御することができる。
（２）（１）のターボ分子ポンプは、ガスの流れ方向に沿って順番に配置されたヒータ４２、温度検出部４３、冷却水配管４５を備える。
このような構成により、タービンポンプ部Ｐ１の最下段のステータ翼３３ａを含む下流側のステータ翼３３の温度を精度良く制御することができる。
（３）（１）のターボ分子ポンプでは、ヒータ４２よりも冷却水配管４５に近い位置に温度検出部４３が配置されている。
このような構成により、タービンポンプ部Ｐ１の下流側のステータ翼３３が冷却されすぎることがなく、反応生成物が堆積することが防止される。

（４）（１）から（３）のいずれかのターボ分子ポンプでは、温調ユニット５５の冷却水配管４５は第２断熱材４１ｂによりベース２１から断熱されている。そのため、冷却水配管４５は、ベース２１を冷却することなく温調スペーサ２４のみを冷却することができ、冷却水配管４５を小型化できる。
（５）（４）のターボ分子ポンプでは、ドラッグポンプ部Ｐ２を加熱するヒータ６１が温調ユニット５５のヒータ４２とは別に設けられている。
このような構成により、ドラッグポンプ部Ｐ２のヒータ６１はドラッグポンプ部Ｐ２の反応生成物の堆積を防止する。温調ユニット５５のヒータ４２はタービンポンプ部Ｐ１の下流側のステータ翼３３ａなどへの反応生成物の堆積を防止する。このため、タービンポンプ部とドラッグポンプ部の双方での反応生成物の堆積防止を効果的に行うことができる。

（６）（５）のターボ分子ポンプでは、ベース２１は、ロータ翼３０を回転駆動するモータ５４を支持するベース部２２と、ベース部２２とは熱的に分離され、ドラッグポンプ部Ｐ２を加熱するヒータ６１が設置されるハウジング２３とを含む。ハウジング２３がドラッグポンプ部Ｐ２での反応生成物の堆積防止の観点で加熱されても、ベース部２２は加熱されないので、ベース２１に設けられたモータ５４の性能を抑制する必要がない。
（７）（６）のターボ分子ポンプでは、温調ユニット５５に設けたヒータ４２は、ベース２１に設けたヒータ６１によりドラッグポンプ部Ｐ２を加熱する温度よりも低い温度まででステータ翼３３を加熱する。
このため、タービンポンプ部Ｐ１の下流側のステータ翼３３が必要以上に加熱される怖れがなく、ロータ翼のクリープ劣化を抑制できる。

（８）（１）から（７）のいずれかのターボ分子ポンプでは、温調ユニット５５に設けた温度検出部４３の検出結果に基づき、温調ユニット５５のヒータ４２と冷却水配管４５の駆動が制御される（９）（８）のターボ分子ポンプでは、ハウジング２３に設けたヒータ６１は温調ユニット５５の温度検出部４３とは別の温度検出部に基づき制御するようにした。換言すると、温調ユニット５５のヒータ４２はドラッグポンプ部Ｐ２の加熱制御とは独立して制御される。そのため、タービンポンプ部Ｐ１のステータ翼３３の温度精度が向上する。

－変形例１－
図３は、本発明に係るターボ分子ポンプの領域ＩＩの変形例を示す図である。
図３に図示される変形例は、温調スペーサ２４のガス流路に晒される面をカバー７１で覆うようにしている。
排気量を増大させたりして、タービンポンプ部Ｐ１のガス流路に大きな負荷がかかると、ロータ翼３０の温度が上昇してステータ翼３３にも多くの熱が伝熱される。このため、ステータ翼３３，特に，最下段のステータ翼３３ａの温度が上昇し、温度検出部４３が検出する温度が上限閾値温度に達する頻度が多くなる。その結果、冷却水配管４５内における冷却水の流通頻度が増加する。温調スペーサ２４のステータ翼載置部２４ｄから温調スペーサ２４の下面内側接触部２４ａに至るガス流路に面する領域ＲＬの温度が、ターボ分子ポンプ１００内のガス流路の中で最も低くなる。たとえば、領域ＲＬの温度＜カバー７１の温度≦第１断熱材４１ａの温度となる。そのため、これらの領域ＲＬに反応性ガスの堆積物が発生することがある。
変形例１では、温調スペーサ２４の内周面がガス流路に面する領域ＲＬに堆積物が堆積しないように、ガス流路の最下流側では温調スペーサ２４のガス流路に晒される面をカバー７１で覆うようにしている。カバー７１は、中央に円形の開口を有する皿形状に形成されている。カバー７１は薄い金属板などで製作することができる。カバー７１の開口縁に沿って周方向に複数の締結孔が設けられている。第１断熱材４１ａには、その内周縁部に、環状の立ち上がり壁４１ａ３が設けられている。立ち上がり壁４１ａ３の上端面にはねじ孔が形成されている。
ボルト７２をカバー７１の締結孔に挿通し、カバー７１は第１断熱材４１ａの立ち上がり壁４１ａ３の上端面にボルト７２で取り付けられる。

変形例１のターボ分子ポンプ１００では、カバー７１に反応生成物が所定量以上堆積した場合、温調ユニット５５から筐体１０を取り外し、回転体Ｒ、ステータ翼３３を分解すれば、カバー７１を第１断熱材４１ａから取り外すことが可能である。
図１、図２に示したカバー７１を持たない実施形態のターボ分子ポンプでは、温調スペーサ２４のガス流路に晒される面の領域ＲＬに生成反応物が堆積するので、この堆積物を除去するには、温調スペーサ２４をベース２１から取り外す必要があり、保守点検作業が煩雑であった。
変形例の他の構成は、実施形態と同様である。

－変形例２－
図４は、本発明に係るターボ分子ポンプの領域ＩＩの変形例を示す図である。変形例２の基本構成は変形例１の基本構成と同じである。

温調スペーサ２４は、第３断熱材７３を有している。
第３断熱材７３（第２断熱部材の一例）は、冷却水配管４５の近傍周囲に配置されている。具体的には、第３断熱材７３は、リング状に形成されており、冷却水配管４５及び冷却スペーサ４６の周囲に配置されて、各部材を覆うようにかつ密着して配置されている。第３断熱材７３は、例えば接着によって冷却スペーサ４６に固定されている。さらに具体的には、第３断熱材７３は、冷却スペーサ４６の収容部４６ａの上部を覆う第１部分と、収容部４６ａの中心側の側部を覆う第２部分と、収容部４６ａの下部を覆うと共に冷却水配管４５の下部に当接する第３部分とを有している。

第３断熱材７３は、ヒータ４２及びヒータ６１の熱が冷却水配管４５に伝熱することを抑制する。
第３断熱材７３は、シリコンスポンジを有している。シリコンスポンジは、断熱耐熱性、断熱性に優れている。

第３断熱材７３は、シリコンスポンジの表面に設けられたアルミ箔をさらに有している。つまり、第３断熱材７３は、アルミ箔付きシリコンスポンジからなる。アルミ箔は、シリコンスポンジの表面に設けられていてもよいし、裏面に設けられていても良いし、両面に設けられていてもよい。アルミ箔は遮熱性が良いので、断熱性を維持してシリコンスポンジの厚みを薄くすることが可能であり、それにより省スペースを実現できる。

以上より、冷却水配管４５が高温になることが防止される。つまり、冷却水の沸騰による配管損傷が生じにくい。
なお、第３断熱材の具体的な構造、形状、位置及び他の部材との関係は特に限定されない。

なお、上記各実施形態では、磁気軸受型のターボ分子ポンプ１００として例示した。しかし、本発明は、メカニカル軸受型のターボ分子ポンプに適用することができる。

上記各実施形態では、ねじステータ部２６は、ハウジング２３に一体化された構造を有するターボ分子ポンプ１００として例示した。しかし、本発明は、ねじステータ部２６がハウジング２３とは別部材として形成され、ねじステータ部２６がハウジング２３にボルト等の締結部材により取り付けられる構造を有するターボ分子ポンプに適用することができる。

温調ユニット５５を構成する温調スペーサ２４の形状は実施形態に限定されることはない。また、実施形態では、第１および第２断熱材４１ａ、４１ｂを設けたが、２つの断熱材のうち、いずれか一方を省略しても良い。
さらに、冷却水配管４５による冷却水によりベース２１が冷却されない構造であれば、冷却水配管４５の取り付け構造も実施形態に限定されない。

［態様］
上述した実施形態および変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係るターボ分子ポンプは、軸方向に複数段に配列されたロータ翼およびステータ翼を有するタービンポンプ部と、前記タービンポンプ部の下流側に設けられたドラッグポンプ部と、前記タービンポンプ部を収容するケーシングと、前記ドラッグポンプ部を収容するベースと、前記ケーシングと前記ベースとの間に設けられた温調ユニットとを備え、前記温調ユニットは、前記ケーシングと前記ベースとともにポンプ筐体を構成する温調スペーサと、前記温調スペーサに設けられた冷却部、加熱部および温度検出部を含む。
このため、タービンポンプ部の下流側の複数段のステータ翼の温度を精度良く制御できる。

（第２項）第１の態様のターボ分子ポンプにおいて、前記タービンポンプ部の最下段のステータ翼から下流側に向かって、前記加熱部、前記温度検出部、前記冷却部がこの順番で配置されている。
ガスの流れ方向に沿って加熱部、温度検出部、冷却部を配置したので、冷却部により最下段のステータ翼が冷却され過ぎることが防止され、加熱部によるステータ翼の加熱が効果的である。その結果、ステータ翼の反応生成物の堆積を効果的に抑制できる。

（第３項）第１または第２の態様のターボ分子ポンプにおいて、前記温度検出部は、前記加熱部よりも前記冷却部に近い位置に配置されている。
温度検出部は冷却部による温調スペーサの温度低下を迅速に検出することができ、温度検出部が所定閾値温度を検出するとすぐに冷却部による冷却能力を落とすことができ、ステータ翼で反応生成物が堆積しないように高精度の温度調節を行うことができる。

（第４項）第１から第３の態様のいずれかのターボ分子ポンプにおいて、前記温調ユニットは、前記温調スペーサを前記ベースから断熱する断熱材をさらに有し、前記冷却部は前記断熱材と前記温調スペーサとの間に設けられている。
断熱材により冷却部がベースを冷却せず、温調スペーサを十分に冷却することができる。このため、冷却部を小型化しても、温調スペーサを介してステータ翼を適温に冷却することができる。また、断熱材により冷却部がドラッグポンプ部を冷却することがなく、ドラッグポンプ部での反応生成物の堆積に悪影響を及ぼすこともない。

（第５項）第４の態様のターボ分子ポンプにおいて、前記ベースには、前記ドラッグポンプ部を加熱する加熱部が前記加熱部とは別に設けられている。
このため、タービンポンプ部とドラッグポンプ部の双方での反応生成物の堆積防止を効果的に行うことができる。

（第６項）第５の態様のターボ分子ポンプにおいて、前記ベースは、前記ロータ翼を回転駆動するモータを支持する第１部材と、前記第１部材とは熱的に分離され、前記ドラッグポンプ部を加熱する加熱部が設置される第２部材とを含む。
加熱部で第２部材を加熱しても、第１部材は加熱されないので、モータ性能を抑制する必要がない。
（第７項）第６の態様のターボ分子ポンプにおいて、前記温調ユニットに設けた加熱部は、前記ベースに設けた加熱部により前記ドラッグポンプ部を加熱する温度よりも低い温度まで前記ステータ翼を加熱する。
ベースが加熱部により所定温度に加熱され、ドラッグポンプ部における反応生成物の堆積が抑制される。また、温調ユニットの加熱部は、ベース加熱温度よりも低い適温に調節され、ロータ翼のクリープ劣化への影響を排除しつつ、ステータ翼への反応生成物の堆積を確実に防止することができる。

（第８項）第１から第７の態様のいずれかのターボ分子ポンプにおいて、前記温調ユニットに設けた前記温度検出部の検出結果に基づき、前記温調ユニットの前記加熱部と前記冷却部の駆動が制御されるとともに、前記ベースに設けた前記加熱部は、前記温度検出部とは別に設けた温度検出部の検出結果に基づき制御される。
このため、タービンポンプ部とドラッグポンプ部の双方での反応生成物の堆積防止を精度よく行うことができる。

本発明は、上記実施形態および種々の変形例の内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１１ ケーシング
２１ ベース
２２ ベース部
２３ ハウジング
２３ａ フランジ部
２４ 温調スペーサ
２４ａ 下面内側接触部
２４ｂ 下面外側接触部
２４ｃ 上面接触部
２４ｄ ステータ翼載置部
３０ ロータ翼
３０ａ 最下段のロータ翼
３３ ステータ翼
３３ａ 最下段のステータ翼
４１ａ 第１断熱材（断熱材）
４１ｂ 第２断熱材（断熱材）
４２ ヒータ（加熱部）
４３ 温度検出部
４５ 冷却水配管（冷却部）
５５ 温調ユニット
６１ ヒータ（別の加熱部）
６５ 断熱材
７１ カバー
７３ 第３断熱材（断熱部材）
１００ ターボ分子ポンプ
Ｐ１ タービンポンプ部
Ｐ２ ドラッグポンプ部

Claims (13)

1. 軸方向に複数段に配列されたロータ翼およびステータ翼を有するタービンポンプ部と、
   前記タービンポンプ部の下流側に設けられたドラッグポンプ部と、
   前記タービンポンプ部を収容するケーシングと、
   前記ドラッグポンプ部を収容するベースと、
   前記ケーシングと前記ベースとの間に設けられた温調ユニットとを備え、
   前記温調ユニットは、前記ケーシングと前記ベースとともにポンプ筐体を構成する温調スペーサと、前記温調スペーサに設けられた冷却部、加熱部および温度検出部を含むターボ分子ポンプ。
2. 請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記タービンポンプ部の最下段のステータ翼から下流側に向かって、前記加熱部、前記温度検出部、前記冷却部がこの順番で配置されているターボ分子ポンプ。
3. 請求項１または２に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記温度検出部は、前記加熱部よりも前記冷却部に近い位置に配置されているターボ分子ポンプ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記温調ユニットは、前記温調スペーサを前記ベースから断熱する断熱材をさらに有し、前記冷却部は前記断熱材と前記温調スペーサとの間に設けられているターボ分子ポンプ。
5. 請求項４に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記ベースには、前記ドラッグポンプ部を加熱する加熱部が前記加熱部とは別に設けられているターボ分子ポンプ。
6. 請求項５に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記ベースは、前記ロータ翼を回転駆動するモータを支持する第１部材と、前記第１部材とは熱的に分離され、前記ドラッグポンプ部を加熱する前記加熱部が設置される第２部材とを含むターボ分子ポンプ。
7. 請求項６に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記温調ユニットに設けた加熱部は、前記ベースに設けた加熱部により前記ドラッグポンプ部を加熱する温度よりも低い温度に前記ステータ翼を加熱するターボ分子ポンプ。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記温調ユニットに設けた前記温度検出部の検出結果に基づき、前記温調ユニットの前記加熱部と前記冷却部の駆動が制御されるターボ分子ポンプ。
9. 請求項８に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記ベースに設けた前記加熱部は、前記温度検出部とは別に設けた温度検出部の検出結果に基づき制御されるターボ分子ポンプ。
10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
    前記温調スペーサがガス流路に露出する箇所には着脱機構を有するカバーが設けられるターボ分子ポンプ。
11. 請求項１から１０までのいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
    前記冷却部の近傍周囲に配置された断熱部材をさらに備えているターボ分子ポンプ。
12. 請求項１１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
    前記断熱部材はシリコンスポンジを有しているターボ分子ポンプ。
13. 請求項１２に記載のターボ分子ポンプにおいて、
    前記断熱部材は前記シリコンスポンジの表面に設けられたアルミ箔をさらに有しているターボ分子ポンプ。
    
    

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