JP5877934B1 - 油拡散ポンプ - Google Patents

Abstract

オーバーホール時の作業安全を考慮した油拡散ポンプを提供する。油拡散ポンプ５０はポンプ本体としてのケーシング５１を有する。ケーシング５１は、底部が開放された筒状のケーシング本体５１ａと、該本体５１ａの底部側を真空シールするシール材（図示省略）を介して大気側下方から支持して閉塞させる下蓋９０とを有する。下蓋９０は締結手段９２によりケーシング本体５１ａの下部に着脱自在に取り付けられている。このように本発明では、ケーシング５１の底部を筒状の側壁部に対して分離可能に構成したことを特徴とする。

Description

本発明は、各種真空成膜装置（蒸着装置やスパッタ装置など）や真空を使った分析装置などの真空装置の装置本体（真空容器）に接続され、該容器内を真空排気する用途への利用に適した真空ポンプとしての油拡散ポンプに関する。

各種真空成膜装置や真空を使った分析装置では、該装置を構成する真空容器の高真空排気ポンプとして油拡散ポンプが広く利用されている。油拡散ポンプとして、真空容器につながる排気口フランジ、筒状の側壁部および底部を一体化したケーシング、作動油加熱源、並びに加熱された作動油を油蒸気としてノズルからケーシング内へ噴射させるジェットなどの内部機構が組み込まれたものが知られている（特許文献１）。

特開２００７−２３７７８号公報

油拡散ポンプは、可動部がないため故障が少ないものの、その継続的な使用により作動油の消耗以外にジェットや作動油加熱源などの汚れから、排気性能の低下を招いてしまう。このため定期的にオーバーホールを行う必要がある。

油拡散ポンプのオーバーホールは、手作業で行われることが多い。オーバーホール作業は、真空容器から油拡散ポンプを取り外し、ケーシングから内部機構を抜き出し、主にケーシング内と内部機構を洗浄する。分解可能な内部機構は、作業環境が確保された十分な換気ができる場所で安全に洗浄することができる。
これに対し、従来の油拡散ポンプに用いられていたケーシングは、筒状の側壁部と底部の一体物で構成されていたため、これを分解して洗浄することができなかった。その結果、ケーシング内の洗浄は、密閉された不十分な換気の中で行わなければならず、作業安全上の課題があった。特に大型の油拡散ポンプではケーシング上部から手の届く範囲が限られ、ケーシング内の底部の洗浄を行うために作業者は身体をケーシング内に深く入れ作業をすることを余儀なくされていた。密閉された不十分な換気の中でケーシング内部の洗浄を行うにあたり、防毒マスクやメガネの使用などの配慮をしても作業安全上、大きな課題であった。

本発明の一側面によれば、オーバーホール時の作業安全を考慮した油拡散ポンプを提供する。

本発明の油拡散ポンプは、ケーシングの底部を筒状の側壁部に対して分離可能に構成したことを特徴とする。

油拡散ポンプの内部機構を取り外した後のケーシング内の洗浄は、一般に、ケーシング内から作動油を抜き取り、その後、ケーシング内に溶剤を入れ、ケーシング上部より内壁面の全面に対して手作業により磨き洗浄が行われる。特にケーシング底部に配置される作動油加熱源の近傍など汚れのこびり付きが激しい場所は念入りな洗浄が必要となる。

本発明によると、油拡散ポンプのケーシング内の底部が筒状の側壁部に対して分離可能に構成されているため、油拡散ポンプのオーバーホール時にケーシング内の底部を筒状の側壁部から分離することにより、ケーシング内の通気性が確保され、ケーシング内の底部は内部機構と同様に分解し、個々に洗浄できる。その結果、ケーシング内の内壁部の洗浄はもとより、これまで作業の安全性が懸念されていたケーシング内の底部にこびり付いた汚れを作業環境が確保された十分な換気ができる場所で安全に洗浄することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る油拡散ポンプを示す概略構成断面図である。 図２は図１の油拡散ポンプを用いた一例としての真空成膜装置を示す概略構成図である。 図３は図１の油拡散ポンプの下部分を示す概略構成断面図である。 図４は図３をＩＶ方向から視認した概略平面図である。 図５は図３に対応する他の形態を示す概略構成断面図である。

１…真空成膜装置、１０…真空容器、２１，２３，２５〜２９…管路、３１…本引き弁、３３…リーク弁、３５…あら引き弁、３７…補助弁、３９…リーク弁、
５０…油拡散ポンプ、５１…ケーシング、５１ａ…ケーシング本体、５３…ジェット、５３ａ…ジェットノズル、５５…吸気部、５７…排気部、５８…水冷パイプ、５９…油溜め、
６０…あら引きポンプ、
７０…油蒸気発生器、
８…作動油、
９０…下蓋（フランジ）、９２…締結手段。

以下、本発明の一例を図面に基づいて説明する。
図１に示す本例の油拡散ポンプ５０は、各種真空成膜装置に組み込まれて利用される。詳細は後述する。

図２に示すように、図１の油拡散ポンプ５０を用いた一例としての真空成膜装置１は真空容器１０を有する。真空容器１０の内部には蒸発源やスパッタ源などの成膜源（図示省略）や、処理対象としての基板を保持する基板ホルダなど、およそ薄膜の形成（成膜）に必要な各種装備が配置してある。真空容器１０には管路２１の下流側が接続されている。真空容器１０には真空計（図示省略）が接続されており、真空容器１０内の気圧（真空度）を検出する。

管路２１の上流側には本引き弁３１を介して吸引管路２３の下流側が接続されている。吸引管路２３の上流側は本例の油拡散ポンプ５０の吸気部５５に接続されている。管路２１の途中には分岐管路２５の下流側が接続されている。分岐管路２５の途中には管路２６の下流側が接続してあり、管路２６の上流側にはリーク弁３３が設けられる。

分岐管路２５の上流側にはあら引き弁３５を介して管路２７の下流側が接続されている。管路２７の上流側はあら引きポンプ６０に接続されている。管路２７の途中には管路２８の下流側が接続されている。管路２８の上流側は補助弁３７を介して本例の油拡散ポンプ５０の排気部５７に接続されている。管路２７の管路２８接続部には管路２９の下流側が接続してあり、管路２９の上流側にはリーク弁３９が設けられる。管路２８内には真空計（図示省略）が接続されており、本例の油拡散ポンプ５０内の圧力を検出する。

真空成膜装置１は上述した構成の他に、装置１の動作を制御する制御装置（図示省略）を備えている。本例で備える制御装置は、各種処理回路を含むメイン制御回路（図示省略）と、管路２１内に接続された真空計と接続する真空計駆動回路（図示省略）と、あら引きポンプ６０を運転制御するあら引きポンプ制御回路（図示省略）と、本例の油拡散ポンプ５０を運転制御する油拡散ポンプ制御回路（図示省略）とを含んで構成される。

メイン制御回路には各弁（本引き弁３１、リーク弁３３，３９、あら引き弁３５、補助弁３７）が接続されており、これらの弁はメイン制御回路の所定のシーケンスに従って開閉される。本例の油拡散ポンプ５０にはあら引きポンプ６０が接続されており、油拡散ポンプ５０が補助弁３７を通じて排気した気体は、あら引きポンプ６０が吸引し、図示しない経路から排出される。

図１に戻る。本例の油拡散ポンプ５０は、ポンプ本体としてのケーシング５１を有する。ケーシング５１内の底部には、作動油８を加熱して蒸気化させる油蒸気発生器７０が組み込まれている。ケーシング５１内にはジェット５３が配置してあり、ここで油蒸気発生器７０にて加熱された作動油８が蒸気化して上昇した油蒸気を取り込み、ノズル５３ａを通じてあら引き方向へ噴射させる。ケーシング５１の上端には吸気部５５が設けてあり、ケーシング５１の側面には排気部５７が設けられている。

本例では油蒸気発生器７０として、図３及び図４に示すように、被加熱材料（軟鋼材料やＳＳ４００など）で構成される筒状のケース７１の外周回りに絶縁材料７３を介して誘導コイル７５を巻回したものを用い、誘導コイル７５に低周波交流を印加することでケース７１を加熱させ、この熱により作動油８を蒸気化させるようにした、誘導加熱型の油蒸気発生器を用いる場合を例示したが、本発明において油蒸気発生器の構成は特に限定されない。ヒーター線を含む電熱ヒーターを利用した従来タイプのもの（例えば特許文献１）を用いてもよい。

次に、本例の油拡散ポンプ５０の動作を説明する。図１及び図２に示すように、本引き弁３１を開放した上で油蒸気発生器７０を作動させると、油蒸気発生器７０により作動油８が沸点付近まで加熱されて油蒸気化されてジェット５３内を満たし、ノズル５３ａからケーシング５１の側壁内面に噴射される。この噴射により吸気部５５から吸入される吸入気体（真空容器１０内の空気）が噴流の進行方向へはね飛ばされ、排気部５７より排気される。これにより真空容器１０内の真空引きが行われる。図１中の「マル（○）」は油が蒸気化された油蒸気の状態を模式的に示したものである。なお、作動油８が真空容器１０内に入り込まないように、ジェットノズル５３ａから油蒸気が噴出した後、吸入部５５を開放するようにする。

また、ケーシング５１は水冷パイプ５８により冷却されているのでケーシング５１の内壁に付着した作動油８の油蒸気は冷却されて凝縮し、ケーシング５１の下方の油溜め５９へ戻り、油蒸気発生器７０によって再加熱され再度蒸気化されて循環する仕組みとなっている。

図３に示すように、油拡散ポンプ５０を構成する本例のケーシング５１は、底部の一部が開放された筒状のケーシング本体５１ａと、該本体５１ａの底部側を真空シールするシール材（図示省略）を介して大気側下方から支持して閉塞させる下蓋（フランジ）９０とを有する。下蓋９０はボルトなどの締結手段９２によりケーシング本体５１ａの下部に着脱自在に取り付けられている。下蓋９０は、ポンプ５０をメインテナンス（定期的なオーバーホールを含む）する際にケーシング本体５１ａから容易に取り外すことができるようになっている。

本例では、油拡散ポンプ５０を構成するケーシング５１を、底部の一部が開放された筒状のケーシング本体５１ａと、該本体５１ａの底部側を真空シールするシール材（図示省略）を介して大気側下方からボルトなどの締結手段９２により着脱自在に支持し閉塞させる下蓋（フランジ）９０とで構成したので、ポンプ５０をメインテナンス（定期的なオーバーホールを含む）する際、下蓋９０をケーシング本体５１ａから取り外すことにより、ケーシング５１の深部あるいは底部にこびり付いた汚れを安全に洗浄することができる。またケーシング５１の底部に（本例では図３に示すケーシング本体５１ａの下部に、板状の架台７０ａ及び所定高さの足部７０ｂを介して）配置されている油蒸気発生器７０をケーシング５１の下方から取り外すこともでき、ジェット５３と同様、十分な換気ができる場所でのオーバーホールまたはメインテナンスの実現が容易となる。

また下蓋９０を取り外すことにより、ケーシング５１の底部に配置した油蒸気発生器７０が故障した場合でも、ポンプ５０を真空容器１０から取り外すことなく、これを事前に用意した別の油蒸気発生器にいち早く交換でき、ポンプ５０の素早い復帰が可能となり、ダウンタイムの短縮が一層向上することが期待される。

なお、上述した例は本発明の理解を容易にするために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。従って、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
例えば図３の態様に代え、図５に示すように下蓋（フランジ）９０自体を桶状に形成し、その中に、油蒸気発生器７０と作動油８を入れる構成とすることもできる。このように構成することで、上記作用に加え、作動油８の抜き作業が簡便化され、ポンプ５０のオーバーホールまたはメインテナンス作業のさらなる効率化が期待できる。
上述した例では油拡散ポンプを真空成膜装置に適用した場合を挙げたが、本発明では油拡散ポンプの適用装置に限定はなく、真空を用いた分析装置など他の装置に適用することもできる。

Claims (2)

1. 筒状側壁部と、その下方を閉塞する底部とが一体化してあるケーシングを有する油拡散ポンプにおいて、前記底部の一部が開放してあり、該開放部分に平坦な下蓋を大気側下方から着脱自在に配置し、自立を妨げる大気側下方への突き出しがないように構成したことを特徴とする油拡散ポンプ。
2. 真空容器内を真空引きするための排気装置を備えた真空装置において、前記排気装置として、請求項１記載の油拡散ポンプを用いたことを特徴とする真空装置。
   

Images