JP6174398B2 - 真空ポンプ - Google Patents

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Description

本発明は、真空ポンプに関するものであり、特に、中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、外筒ロータ及び内筒ロータを有するロータと、外筒ロータ及び内筒ロータ間に交互に位置決めされる外筒ステータ及び内筒ステータを有するステータと、ステータのロータに対向する壁面に刻設されたネジ溝とで構成されたネジ溝ポンプ機構を備え、ガスがネジ溝ポンプ機構内を上下方向にＳ字状に昇降して排気されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の真空ポンプとして、略円筒状のケーシングと、ケーシングの軸線部に配置された略円筒状のステータと、ステータの軸線部にロータ軸が回転駆動可能に支持されてケーシングとステータとの間に略円筒状の筒部を有するロータと、ケーシングの筒部に対向する内周面及びステータの筒部に対向する外周面に夫々設けられた突条部とネジ溝とで構成されたネジ溝ポンプ機構とを備え、ガスがネジ溝ポンプ機構内を上下方向の上方から下方に排気されるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許第３９６１２７３号公報。 実開平５−３８３８９号公報。
しかしながら、上述したような前者の真空ポンプでは、図７に示すように、内筒ステータ９０のネジ溝９１の排気側出口９１ａ付近のガスが、突条部９２の排気側端部９２ａを越えて内筒ロータ９３の回転方向Ｒの前方のネジ溝９１に流入し（流入するガスの流れを図７中の矢印Ａに示す）、ガスが流入したネジ溝９１の排気側出口９１ａ付近では、ガスの流れが乱れてガスの滞留が生じがちであった。
また、ネジ溝ポンプ機構の排気部、例えば、内筒ステータ９０の上端面９０ａ付近では、図８中の矢印Ｂで示すように、ガスが、内筒ステータ９０の内周側に送られることなく内筒ロータ９３の回転方向Ｒに沿って環状に旋回しながら滞留することがある。このような排気部で滞留するガスは、図８中の矢印Ｃで示すように、内筒ステータ９０の外周側に逆流し、ガスが逆流したネジ溝９１の排気側出口９１ａ付近では、ガスの流れが乱れてガスの滞留が生じがちであった。
また、上述したような前者及び後者の真空ポンプでは、ロータの筒部の下端面にて、圧縮されたガスがロータ回転方向に沿って環状に旋回しながら滞留することがある。旋回しながら滞留するガスは、ネジ溝ポンプ機構内を上方に逆流してネジ溝の排気側出口でのガスの流れを乱し、ガスがネジ溝の排気側出口で滞留することがある。
上述したようにガスがネジ溝の排気側出口で滞留すると、滞留したガスが高圧下で固化してガス生成物が堆積し、ネジ溝の排気側出口の流路が狭くなるため、圧縮比が低下して、ポンプ性能が低下する虞があった。
そこで、ネジ溝の排気側出口におけるガス生成物の発生を抑制してポンプ性能を長期に亘って維持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、所定の回転方向に回転可能なロータに設けられたロータ円筒部と、該ロータ円筒部に隙間を介して前記ロータ円筒部と同軸上に配置された略円筒状のステータと、該ステータの前記ロータ円筒部に対向する対向面又は前記ロータ円筒部の前記ステータに対向する対向面にガス排気方向に沿って延設された複数の突条部及び該複数の突条部の間に刻設されたネジ溝と、を有するネジ溝ポンプ機構を備え、前記ネジ溝内のガスを前記ガス排気方向の吸気側から排気側へ移送する真空ポンプであって、前記ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段を備え、前記ガス滞留抑制手段は、前記突条部の前記ガス排気方向の前記排気側を前記ガス排気方向の前記吸気側より拡幅して形成された流入抑制壁であり、前記流入抑制壁は、前記突条部が前記吸気側において略同幅に形成された等幅領域に連続して設けられ、前記突条部が前記排気側において拡幅に形成された拡幅領域である真空ポンプを提供する。
この構成によれば、ガス滞留抑制手段がネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するため、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。また、突条部の排気側に流入抑制壁を設けた分だけ突条部のシール長が長くなることにより、ネジ溝の排気側出口のガスが排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することが抑制されるため、ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留が抑制されて、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。さらに、突条部の拡幅領域内に亘って流入抑制壁が形成された分だけ突条部のシール長が長くなることにより、ネジ溝の排気側出口のガスが突条部の排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することが抑制されるため、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を更に抑制することができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記流入抑制壁は、前記ガス排気方向に沿って吸気側から排気側に向かって漸次拡幅するテーパ状に形成されている真空ポンプを提供する。
この構成によれば、流入抑制壁がテーパ状に形成されて突条部のシール長が長くなることにより、ネジ溝の排気側出口のガスが突条部の排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することが抑制され、また、流入抑制壁がガス排気方向に沿って滑らかなテーパ状に形成されていることにより、ネジ溝内のガスがスムーズに排気されるため、ネジ溝の出口圧力の増加を抑制しつつ、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を更に抑制することができる。
請求項３記載の発明は、所定の回転方向に回転可能なロータに設けられたロータ円筒部と、該ロータ円筒部に隙間を介して前記ロータ円筒部と同軸上に配置された略円筒状のステータと、該ステータの前記ロータ円筒部に対向する対向面又は前記ロータ円筒部の前記ステータに対向する対向面にガス排気方向に沿って延設された複数の突条部及び該複数の突条部の間に刻設されたネジ溝と、を有するネジ溝ポンプ機構を備え、前記ネジ溝内のガスを前記ガス排気方向の吸気側から排気側へ移送する真空ポンプであって、前記ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段を備え、前記ガス滞留抑制手段は、前記突条部の前記ガス排気方向の排気側の排気側端部から前記ロータの前記回転方向の前方に向かって延設して形成された流入抑制翼である真空ポンプを提供する。
この構成によれば、流入抑制翼が排気側端部からロータの回転方向前方に延設されて突条部のシール長が長くなることにより、ネジ溝の排気側出口のガスが突条部の排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することが抑制され、また、流入抑制翼がネジ溝の出口のみに局所的に設けられていることにより、流入抑制翼の設置に伴うネジ溝内を流れるガス流量の過度な低下を回避するため、ガスの流量を保ちつつ、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を更に抑制することができる。
請求項４記載の発明は、所定の回転方向に回転可能なロータに設けられたロータ円筒部と、該ロータ円筒部に隙間を介して前記ロータ円筒部と同軸上に配置された略円筒状のステータと、該ステータの前記ロータ円筒部に対向する対向面又は前記ロータ円筒部の前記ステータに対向する対向面にガス排気方向に沿って延設された複数の突条部及び該複数の突条部の間に刻設されたネジ溝と、を有するネジ溝ポンプ機構を備え、前記ネジ溝内のガスを前記ガス排気方向の吸気側から排気側へ移送する真空ポンプであって、前記ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段を備え、前記ガス滞留抑制手段は、前記ロータ円筒部又は前記ステータの排気側端面に立設された旋回滞留抑制壁である真空ポンプを提供する。
この構成によれば、ロータ円筒部又はステータの排気側端面付近でロータの回転方向に沿って旋回しながら滞留するガスが旋回滞留抑制壁に当たって、ガスの滞留が減衰されるため、ロータ円筒部又はステータの排気側端面付近からネジ溝内にガスが逆流することが抑制されるため、ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留が抑制されて、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成に加えて、前記旋回滞留抑制壁は、前記ロータ円筒部又は前記ステータの軸心に向かう法線方向に対し前記ロータの前記回転方向に沿って傾斜するガス誘導面を備えている真空ポンプを提供する。
この構成によれば、旋回滞留抑制壁のガス誘導面がロータ円筒部又はステータの排気側端面で滞留しがちなガスをロータ円筒部又はステータの軸心に向かって誘導することにより、ロータ円筒部又はステータの排気側端面付近で滞留したガスのネジ溝内への逆流が更に抑制されるため、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を更に抑制することができる。
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明の構成に加えて、前記旋回滞留抑制壁は、前記突条部と一体に形成されている真空ポンプを提供する。
この構成によれば、突条部がロータ円筒部又はステータの排気側端面より延伸されて旋回滞留抑制壁と一体に形成されていることにより、ガスが突条部のガス排気方向の排気側の排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することが抑制されるため、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を更に抑制することができる。
請求項１記載の発明は、ガス滞留抑制手段がネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するため、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。また、ネジ溝の排気側出口のガスが突条部の排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することを拡幅領域内に亘って形成された流入抑制壁が抑制するため、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積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記載の発明の効果に加えて、ガスが排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することを流入抑制壁が抑制し、また、ネジ溝内のガスが突条部のテーパ状に形成された流入抑制壁に沿って滑らかに排気されるため、ネジ溝の出口圧力の増加を抑制しつつ、ガスがネジ溝の排気側に滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。
請求項３記載の発明は、ガスが突条部の排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することを流入抑制壁が抑制し、また、流入抑制壁の設置に伴うネジ溝内を流れるガス流量の過度な低下を回避するため、ガスの流量を保ちつつ、ガスがネジ溝の排気側に滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。
請求項４記載の発明は、旋回滞留抑制壁がガスの滞留を減衰してガスがネジ溝に逆流することを抑制するため、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の効果に加えて、ガス誘導面がロータ円筒部又はステータの排気側端面で滞留しがちなガスを外周側から内周側へ誘導するため、ガスがロータ円筒部又はステータの排気側端面からネジ溝内に逆流してネジ溝の排気側出口で滞留することを抑制して、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明の効果に加えて、ガスが突条部の排気側端部を越えてロータの回転方向前方のネジ溝に流入することを抑制するため、ガスがネジ溝の排気側出口に滞留することに起因するガス生成物の堆積を更に抑制することができる。
本発明の第１実施例に係る真空ポンプを示す断面図。 図１に示す外周側ステータの縦方向断面図。 図１に示す内周側ステータの図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。 図３の内周側ステータの変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。 本発明の第２実施例に係る真空ポンプに適用される内周側ステータを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。 図４の内周側ステータの変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。 従来の真空ポンプに適用される内筒ステータを示す側面図。 図７に示す内筒ステータの平面図。
本発明は、ネジ溝の排気側出口におけるガス生成物の発生を抑制してポンプ性能を長期に亘って維持するという目的を達成するために、所定の回転方向に回転可能なロータに設けられたロータ円筒部と、ロータ円筒部に隙間を介してロータ円筒部と同軸上に配置された略円筒状のステータと、ステータのロータ円筒部に対向する対向面又はロータ円筒部のステータに対向する対向面にガス排気方向に沿って延設された複数の突条部及び複数の突条部の間に刻設されたネジ溝と、を有するネジ溝ポンプ機構を備え、ネジ溝内のガスをガス排気方向の吸気側から排気側へ移送する真空ポンプであって、ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段を備え、ガス滞留抑制手段は、突条部のガス排気方向の排気側をガス排気方向の吸気側より拡幅して形成された流入抑制壁であり、流入抑制壁は、突条部が吸気側において略同幅に形成された等幅領域に連続して設けられ、突条部が排気側において拡幅に形成された拡幅領域であ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。
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、略円筒状のケーシング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２０と、ロータシャフト２０を回転させる駆動モータ３０と、ロータシャフト２０の上部に固定されてロータシャフト２０の軸心に対して同心円状に並設された回転翼４１を備えるロータ４０と、ロータシャフト２０の一部及び駆動モータ３０を収容するステータコラム５０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。
ケーシング１０は、円筒部１２のフランジ１２ｂを介して図示しないチャンパ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。
ロータシャフト２０は、ラジアル電磁石２１及びアキシャル電磁石２２により非接触支持されている。ラジアル電磁石２１及びアキシャル電磁石２２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２１ａ及びアキシャル方向変位センサ２２ａの検出値に基づいて、ラジアル電磁石２１、アキシャル電磁石２２の励磁電流を制御することにより、ロータシャフト２０が所定の位置に浮上した状態で支持される。
ロータシャフト２０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２０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２０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。
駆動モータ３０は、ロータシャフト２０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シャフト２０及びロータ４０の回転が制御されている。
ロータ４０は、ボス孔４２にロータシャフト２０の上部を挿通した状態で、ボルト４３をロータフランジ４４に挿通すると共にシャフトフランジ２４に螺着することで、ロータシャフト２０に一体に取り付けられている。
ステータコラム５０は、ベース１１上に載置された状態で、下端部を図示しないボルトを介してベース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４０の回転翼４１と、回転翼４１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４１と固定翼６０とは、上下方向Ｈに沿って交互にかつ多段、本実施例では、回転翼４１が５段、固定翼６０が４段配列されている。
回転翼４１は、所定の角度で傾斜したブレードからなり、ロータ４０の上部外周面に一体に形成されている。また、回転翼４１は、ロータ４０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４１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１２ａに段積みで設置されているスペーサ６１により上下方向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４０の軸線回りに放射状に複数設置されている。
回転翼４１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４１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４１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４０の下端から上下方向Ｈの下方に延びたロータ円筒部４５と、ロータ円筒部４５の外周面４５ａ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４５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４５の外周面４５ａ及び内周面４５ｂは、平面な円筒面に形成されている。ロータ円筒部４５の外周面４５ａは、外周側ステータ７０のロータ円筒部４５の外周面４５ａ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おり、ロータ円筒部４５の内周面４５ｂは、内周側ステータ８０のロータ円筒部４５の内周面４５ｂ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、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の内周面７０ａには、ガス排気方向Ｄ１に沿って複数の突条部７１が延設されており、これら突条部７１、７１の間にネジ溝７２が刻設されている。外周側ステータ７０のネジ溝７２における内径は、ガスの排気側が吸気側よりも狭くなるように設定されている。
内周側ステータ８０は、図示しないボルトを介してベース１１に固定されている。内周側ステータ８０の外周面８０ａには、ガス排気方向Ｄ２に沿って複数の突条部８１が延設されており、これら突条部８１、８１の間にネジ溝８２が刻設されている。内周側ステータ８０のネジ溝８２における外径は、ガスの排気側が吸気側よりも狭くなるように設定されている。
ターボ分子ポンプ機構ＰＡによってガス吸気口１２ａから上下方向Ｈの下方に移送されたガスは、ネジ溝ポンプ機構ＰＢ内をＳ字状に折り返して排気口に移送される。すなわち、ロータ円筒部４５が外周側ステータ７０及び内周側ステータ８０に対して相対的に高速回転することにより、ガスは、外周側ステータ７０のネジ溝７２内を圧縮されながら下方に送られ、ロータ円筒部４５の排気側端面４５ｃで上方に折り返し、内周側ステータ８０のネジ溝８２内を更に圧縮されながら上方に送られ、内周側ステータ８０の排気側端面８０ｂで下方に折り返し、内周側ステータ８０の内周を通って排気口１１ａから外部に排気される。
次に、外周側ステータ７０の突条部７１及びネジ溝７２の具体的構成について、図２に基づいて説明する。
図２に示すように、外周側ステータ７０の上下方向Ｈの吸気側から所定深さに亘る等幅領域Ｄにおいて、突条部７１は、吸気側端部７１ａと略同一の幅寸法に形成されている。
また、等幅領域Ｄに連続して排気側に亘る拡幅領域Ｅにおいて、突条部７１は、排気側端部７１ｂをロータ回転方向Ｒの前方に向かって拡幅に形成されて、ネジ溝７２の排気側出口７２ａ付近でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段としての流入抑制壁７３を備えている。
吸気側端部７１ａのリード角Θ１は、２０°に設定されており、流入抑制壁７３のリード角Θ２は、１５°に設定されている。なお、リード角Θ２は、排気するガスの成分や流量等に応じて適宜調整して構わない。
また、流入抑制壁７３は、排気側端部７１ｂからロータ回転方向Ｒの後方に向かって拡幅に形成されるものであっても、排気側端部７１ｂからロータ回転方向Ｒの前方及び後方に夫々に向かって拡幅に形成されるものであっても構わない。
流入抑制壁７３は、拡幅領域Ｅ内でガス排気方向Ｄ１の吸気側から排気側に向かって漸次拡幅してテーパ状に形成されている。
これにより、流入抑制壁７３のシール長が吸気側端部７１ａのシール長よりも長く設定されている。また、ネジ溝７２内のガスがテーパ状の突条部７１に沿って滑らかに移送されるため、ネジ溝７２の出口圧力の増加が抑制される。
次に、内周側ステータ８０の突条部８１及びネジ溝８２の具体的構成について、図３に基づいて説明する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、内周側ステータ８０の上下方向Ｈの吸気側から所定深さに亘る等幅領域Fにおいて、突条部８１は、吸気側端部８１ａと略同一の幅寸法に形成されている。
また、等幅領域Fに連続して排気側に亘る拡幅領域Gにおいて、突条部８１は、排気側端部８１ｂをロータ回転方向Ｒの前方に向かって拡幅に形成されて、ネジ溝８２の排気側出口８２ａ付近でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段としての流入抑制壁８３を備えている。
等幅部分８１ａのリード角Θ３は、２０°に設定されており、流入抑制壁８３のリード角Θ４は、１５°に設定されている。なお、リード角Θ４は、排気するガスの成分や流量等に応じて適宜調整して構わない。
また、流入抑制壁８３は、排気側端部８１ｂからロータ回転方向Ｒの後方に向かって拡幅に形成するものであっても、排気側端部８１ｂからロータ回転方向Ｒの前方及び後方に夫々に向かって拡幅に形成されるものであっても構わない。
流入抑制壁８３は、拡幅領域Ｇ内でガス排気方向Ｄ２の吸気側から排気側に向かって漸次拡幅してテーパ状に形成されている。
これにより、流入抑制壁８３のシール長が吸気側端部８１ａのシール長よりも長く設定されている。また、ネジ溝８２内のガスがテーパ状の突条部８１に沿って滑らかに移送されるため、ネジ溝８２の出口圧力の増加が抑制される。
このようにして、上述した真空ポンプ１は、ガスが突条部７１の排気側端部７１ｂを越えてロータ回転方向Ｒの前方のネジ溝７２に流入することを流入抑制壁７３が抑制するため、ネジ溝７８２の排気側出口７２ａでガスの滞留が生じることが抑制されて、ネジ溝７２の排気側出口７２ａでのガス生成物の堆積を抑制することができる。また、ガスが突条部８１の排気側端部８１ｂを越えてロータ回転方向Ｒの前方のネジ溝８２に流入することを流入抑制壁８３が抑制するため、ネジ溝８２の排気側出口８２ａでガスの滞留が生じることが抑制されて、ネジ溝８２の排気側出口８２ａでのガス生成物の堆積を抑制することができる。
なお、内周側ステータ８０の流入抑制壁８３を、図４に示すように、突条部８１の排気側端部８１ｂからロータ回転方向Ｒの前方に向かって延設された流入抑制翼８４としても構わない。流入抑制翼８４のロータ回転方向Ｒに沿った長さＬは、突条部８１の排気側端部８３を超えて流入しようとするガスの流れを規制可能であればよく、ロータ回転速度等に応じて設定される。
これにより、流入抑制翼８４が排気側端部８１ｂからロータ回転方向Ｒの前方に延設された分だけ突条部８１の排気側端部８１ｂのシール長が長く確保されている。また、流入抑制翼８４が排気側端部８１ｂのみに設けられているため、ネジ溝８２内を流れるガスの流量の過度な低下を回避している。
このようにして、上述した内周側ステータ８０を適用する真空ポンプ１は、ネジ溝８２内を流れるガスの流量を確保しつつ、ネジ溝８２の排気側出口８２ａ付近のガスが突条部８１の排気側端部８１ｂを越えてロータ回転方向Ｒの前方のネジ溝８２に流入することを流入抑制翼８４が抑制して、ガスがネジ溝８２の排気側出口８２ａに滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。
なお、外周側ステータ７０も同様に、突条部７１の排気側端部７１ｂからロータ回転方向Ｒの前方に向かって流入抑制翼を延設しても構わない。
次に、本発明の第２実施例に係る真空ポンプに適用される内周側ステータ８０について、図５に基づいて説明する。ここで、上述した第１実施例に係る真空ポンプと本実施例に係る真空ポンプとは、外周側ステータ７０及び内周側ステータ８０の具体的構成が相違するのみであり、同一の部材については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、外周側ステータ７０と内周側ステータ８０とは、同様の構成であるので、以下、内周側ステータ８０の具体的構成について説明し、外周側ステータ７０に関する説明を省略する。
本実施例の内周側ステータ８０には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、排気側端面８０ｂから立設されて、ネジ溝８２の排気側出口８２ａでのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段としての旋回滞留抑制壁８５を備えている。
これにより、ガスの折り返し領域、すなわち、内周側ステータ８０の排気側端面８０ｂ付近で滞留しがちなガスが旋回滞留抑制壁８５に当たってガスの滞留が減衰されて、内周側ステータ８０の排気側端面８０ｂ付近で滞留したガスがネジ溝８２に逆流することを旋回滞留抑制壁８５が抑制する。
旋回滞留抑制壁８５は、幅広の旋回滞留抑制壁８５Ａと幅狭の旋回滞留抑制壁８５Ｂとから成り、幅広の旋回滞留抑制壁８５Ａと幅狭の旋回滞留抑制壁８５Ｂとは、ロータ回転方向Ｒに交互に配置されている。以下、幅広の旋回滞留抑制壁８５Ａと幅狭の旋回滞留抑制壁８５Ｂとを区別する場合には、数字の末尾にＡ、Ｂを付して参照符号とし、これらを総称する場合には、数字のみを参照符号とする。
旋回滞留抑制壁８５は、内周側ステータ８０の外周側から内周側に向けて傾斜するガス誘導面８５ａを備えている。
これにより、ガス誘導面８５ａが、内周側ステータ８０の排気側端面８０ｂで滞留しがちなガスを外周側から内周側へ誘導し、内周側ステータ８０の排気側端面８０ｂ付近で滞留したガスがネジ溝８２に逆流することを更に抑制する。
さらに、旋回滞留抑制壁８５Ａは、突条部８１と一体に形成されている。
これにより、突条部８１が内周側ステータ８０の排気側端面８０ｂよりも延伸されて、ガスが排気側端部８１ｂを越えてロータ回転方向Ｒの前方のネジ溝８２に流入することを抑制する。
また、旋回滞留抑制壁８５Ａは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ガス排気方向Ｄ２の吸気側から排気側に向かって拡幅領域Ｅ内で漸次拡幅してテーパ状に形成された流入抑制壁８３を備えた突条部８１と一体に形成されても構わない。
これにより、突条部８１のシール長が延長されて、ガスが突条部８１の排気側端部８１ｂを越えてロータ回転方向Ｄ２の前方のネジ溝８２に流入することが抑制される。
このようにして、上述した本実施例に係る真空ポンプは、内周側ステータ８０の排気側端面８０ｂ付近で滞留しがちなガスがネジ溝８２内に逆流してネジ溝８２の排気側出口８２ａで滞留することが抑制されるため、ガスがネジ溝８２の排気側出口８２ａに滞留することに起因するガス生成物の堆積を抑制することができる。
なお、本実施例では、内周側ステータ８０に設けられた旋回滞留抑制壁８５を例示しているが、旋回滞留抑制壁は、外周側ステータ７０の排気側端面７０ｂに設けても、ロータ円筒部４５の排気側端面４５ｃに設けても構わない。
上述した各実施例では、突条部及びネジ溝を外周側ステータの内周面及び内周側ステータの外周面に夫々設けているが、ロータ円筒部の内周面及び外周面に夫々設けても構わない。
また、上述した各実施例は、折り返し構造のネジ溝プンプ機構を例示しているが、ガスがネジ溝ポンプ機構内をポンプ上下方向の上方から下方に排気されるパラレル構造のネジ溝ポンプ機構や、ロータ円筒部の外周側にのみステータを配置して、ガスがロータ円筒部の外周側に排気されるネジ溝ポンプ機構に本発明を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
１１・・・ ベース
１１ａ・・・ガス排気口
１２・・・ 円筒部
１２ａ・・・ガス吸気口
１２ｂ・・・フランジ
１３・・・ ボルト
２０・・・ ロータシャフト
２１・・・ ラジアル電磁石
２２・・・ アキシャル電磁石
２３・・・ タッチダウン軸受
２４・・・ シャフトフランジ
３０・・・ 駆動モータ
３１・・・ 回転子
３２・・・ 固定子
４０・・・ ロータ
４１・・・ 回転翼
４２・・・ ボス孔
４３・・・ ボルト
４４・・・ ロータフランジ
４５・・・ ロータ円筒部
４５ａ・・・外周面
４５ｂ・・・内周面
４５ｃ・・・排気側端面
５０・・・ ステータコラム
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
７０ｂ・・・（外周側ステータの）排気側端面
７１・・・ （外周側ステータの）突条部
７１ａ・・・（外周側ステータの）吸気側端部
７１ｂ・・・（外周側ステータの）排気側端部
７２・・・ （外周側ステータの）ネジ溝
７２ａ・・・（外周側ステータの）排気側出口
７３・・・ （外周側ステータの）流入抑制壁
８０・・・ 内周側ステータ
８０ａ・・・（内周側ステータの）外周面
８０ｂ・・・（内周側ステータの）排気側端面
８１・・・ （内周側ステータの）突条部
８１ａ・・・（内周側ステータの）吸気側端部
８１ｂ・・・（内周側ステータの）排気側端部
８２・・・ （内周側ステータの）ネジ溝
８２ａ・・・（内周側ステータの）排気側出口
８３・・・ （内周側ステータの）流入抑制壁
８４・・・ 流入抑制翼
８５・・・ 旋回滞留抑制壁
Ｒ ・・・ ロータ回転方向
ＰＡ・・・ ターボ分子ポンプ機構
ＰＢ・・・ ネジ溝ポンプ機構

Claims (6)

  1. 所定の回転方向に回転可能なロータに設けられたロータ円筒部と、該ロータ円筒部に隙間を介して前記ロータ円筒部と同軸上に配置された略円筒状のステータと、該ステータの前記ロータ円筒部に対向する対向面又は前記ロータ円筒部の前記ステータに対向する対向面にガス排気方向に沿って延設された複数の突条部及び該複数の突条部の間に刻設されたネジ溝と、を有するネジ溝ポンプ機構を備え、前記ネジ溝内のガスを前記ガス排気方向の吸気側から排気側へ移送する真空ポンプであって、
    前記ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段を備え、
    前記ガス滞留抑制手段は、前記突条部の前記ガス排気方向の前記排気側を前記ガス排気方向の前記吸気側より拡幅して形成された流入抑制壁であり、
    前記流入抑制壁は、前記突条部が前記吸気側において略同幅に形成された等幅領域に連続して設けられ、前記突条部が前記排気側において拡幅に形成された拡幅領域であることを特徴とする真空ポンプ。
  2. 前記流入抑制壁は、前記ガス排気方向に沿って吸気側から排気側に向かって漸次拡幅するテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
  3. 所定の回転方向に回転可能なロータに設けられたロータ円筒部と、該ロータ円筒部に隙間を介して前記ロータ円筒部と同軸上に配置された略円筒状のステータと、該ステータの前記ロータ円筒部に対向する対向面又は前記ロータ円筒部の前記ステータに対向する対向面にガス排気方向に沿って延設された複数の突条部及び該複数の突条部の間に刻設されたネジ溝と、を有するネジ溝ポンプ機構を備え、前記ネジ溝内のガスを前記ガス排気方向の吸気側から排気側へ移送する真空ポンプであって、
    前記ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段を備え、
    前記ガス滞留抑制手段は、前記突条部の前記ガス排気方向の排気側の排気側端部から前記ロータの前記回転方向の前方に向かって延設して形成された流入抑制翼であることを特徴とする真空ポンプ。
  4. 所定の回転方向に回転可能なロータに設けられたロータ円筒部と、該ロータ円筒部に隙間を介して前記ロータ円筒部と同軸上に配置された略円筒状のステータと、該ステータの前記ロータ円筒部に対向する対向面又は前記ロータ円筒部の前記ステータに対向する対向面にガス排気方向に沿って延設された複数の突条部及び該複数の突条部の間に刻設されたネジ溝と、を有するネジ溝ポンプ機構を備え、前記ネジ溝内のガスを前記ガス排気方向の吸気側から排気側へ移送する真空ポンプであって、
    前記ネジ溝の排気側出口でのガスの滞留を抑制するガス滞留抑制手段を備え、
    前記ガス滞留抑制手段は、前記ロータ円筒部又は前記ステータの排気側端面に立設された旋回滞留抑制壁であることを特徴とする真空ポンプ。
  5. 前記旋回滞留抑制壁は、前記ロータ円筒部又は前記ステータの軸心に向かう法線方向に対し前記ロータの前記回転方向に沿って傾斜するガス誘導面を備えていることを特徴とする請求項４記載の真空ポンプ。
  6. 前記旋回滞留抑制壁は、前記突条部と一体に形成されていることを特徴とする請求項４又は５記載の真空ポンプ。
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