JP7137923B2

JP7137923B2 - Vacuum pump

Info

Publication number: JP7137923B2
Application number: JP2017220870A
Authority: JP
Inventors: 菜穂子吉原; 祐幸坂口; 透三輪田
Original assignee: EDWARDSJAPAN LIMITED
Current assignee: EDWARDSJAPAN LIMITED
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2037-11-16
Also published as: JP2019090384A

Description

本発明は、真空ポンプに関する。
詳しくは、内部の適所を高温化し一定以上の温度に保つ真空ポンプに関する。 The present invention relates to vacuum pumps .
More specifically, it relates to a vacuum pump that raises the temperature of an appropriate portion of the interior and maintains the temperature above a certain level.

配設される真空室内の真空排気処理を行うための真空ポンプには、回転体とねじ溝排気要素（ねじ溝型排気機構／ねじ溝ポンプ部）を備えているものがある。当該ねじ溝排気要素を備えた真空ポンプは、回転体における回転翼が配設された下側に、回転翼のない回転円筒体（回転翼円筒部）を設け、回転翼外側のねじ溝排気要素内のガスを圧縮する構成になっている。こうした構成において、ねじ溝排気要素は、回転する回転翼円筒部から熱を受け取って一様な温度となり、一様に膨張する。
また、真空ポンプが半導体製造用に使用される場合などは、半導体の製造工程で様々なプロセスガスを半導体の基板に作用させる工程が数多くあり、真空ポンプはチャンバ（反応装置）内を真空にするのみならず、これらのプロセスガスをチャンバ内から排気するのにも使用される。これらのプロセスガスは、排気される際に圧力が高い場合だけではなく、冷却されてある温度になると固体になり、排気系に生成物を析出する場合がある。
この種のプロセスガスが真空ポンプ内で低温となって固体状になり、真空ポンプ内部に付着して堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、真空ポンプの性能を低下させる原因になる虞がある。
この状態を防ぐために、アルミニウム材で形成されたベース部に温度制御加熱装置（ヒータ）と温度センサを埋め込み、この温度センサの信号に基づいてベース部の温度を一定の高い温度（設定温度）に保つように、加熱手段であるヒータによる加熱制御（ＴＭＳ；ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）が行われている。
また、真空ポンプの排気口においては、排気されるガスが固化して形成されてしまう反応生成物対策として、ラバーヒータなどの配管専用ヒータを排気口部材（排気口円筒部／排気口の配管部）に巻きつけて高温化している。
なお、一般的に、ヒータは発熱体２個で構成され、当該ベース部に対称に配置される。 Some vacuum pumps for evacuating the vacuum chamber are provided with a rotating body and a threaded exhaust element (threaded exhaust mechanism/threaded pump section). A vacuum pump equipped with the thread groove exhaust element is provided with a rotating cylindrical body without rotor blades (rotor blade cylindrical portion) on the lower side of the rotating body where the rotor blades are arranged, and a thread groove exhaust element outside the rotor blades. It is configured to compress the gas inside. In such a configuration, the threaded exhaust element receives heat from the rotating rotor blades, reaches a uniform temperature, and expands uniformly.
In addition, when a vacuum pump is used for semiconductor manufacturing, there are many processes in which various process gases are applied to the semiconductor substrate in the semiconductor manufacturing process, and the vacuum pump evacuates the chamber (reactor). It is also used to exhaust these process gases from the chamber. These process gases may not only be under high pressure when exhausted, but also solidify upon cooling to a certain temperature and deposit products in the exhaust system.
If this type of process gas becomes low temperature in the vacuum pump and becomes solid, and adheres to the interior of the vacuum pump and deposits, the deposits may narrow the pump flow path and cause a decrease in the performance of the vacuum pump. There is
In order to prevent this situation, a temperature control heating device (heater) and a temperature sensor are embedded in the base part made of aluminum material, and the temperature of the base part is set to a constant high temperature (set temperature) based on the signal of this temperature sensor. Heating control (TMS: Temperature Management System) is performed by a heater, which is a heating means, so as to maintain the temperature.
In addition, at the exhaust port of the vacuum pump, as a countermeasure against reaction products that are formed by solidification of the exhausted gas, a heater dedicated to piping such as a rubber heater is used as an exhaust port member (cylindrical part of the exhaust port/piping part of the exhaust port). ) to increase the temperature.
In general, the heater is composed of two heating elements, which are arranged symmetrically on the base.

図１０は、従来の真空ポンプ１０００を説明するための図である。
図１０（ａ）に示したように、従来、アルミニウム材で形成されたベース部（ベーススペーサ６０）を一定温度に保温する目的で、２個の発熱体で構成されるヒータ１１００（ＴＭＳヒータ）をベース部に配設していた。なお、従来の構成においては、アルミニウム材であるベース部を保温する目的であれば、ヒータ１１００は２個で充分であった。
なお、従来の構成における制御温度は最大１００℃程度である。この場合、ねじ溝排気要素２０は、回転体（回転翼円筒部１０など）から熱を受け取るため、温度は一様に保たれていた。そのため、熱変形も一様を呈していた。 FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional vacuum pump 1000. FIG.
As shown in FIG. 10(a), conventionally, a heater 1100 (TMS heater) composed of two heating elements is used for the purpose of keeping a base portion (base spacer 60) made of an aluminum material at a constant temperature. was placed in the base. In the conventional structure, two heaters 1100 were sufficient for the purpose of keeping the base part made of aluminum warm.
Note that the maximum control temperature in the conventional configuration is about 100.degree. In this case, since the thread groove exhaust element 20 receives heat from the rotating body (such as the rotary blade cylindrical portion 10), the temperature was kept uniform. Therefore, thermal deformation was also uniform.

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＸ部（排気口６付近）の拡大図である。
図１０（ｂ）に示したように、従来、排気口６付近では、排気口６は低温となるステータベース３との接触はなく、断熱スペーサ１２００を介してベース部に締結していた。この場合、シールは、ベーススペーサ６０と断熱スペーサ１２００、および、断熱スペーサ１２００と排気口部材１６００のフランジ部分の２箇所において、それぞれＯリング１０７０、１０７５を用いて行われていた。 FIG. 10(b) is an enlarged view of the X portion (near the exhaust port 6) in FIG. 10(a).
As shown in FIG. 10(b), in the vicinity of the exhaust port 6, conventionally, the exhaust port 6 does not come into contact with the stator base 3, which is at a low temperature, and is fastened to the base portion via a heat insulating spacer 1200. As shown in FIG. In this case, sealing is performed using O-rings 1070 and 1075 at two locations, the base spacer 60 and the heat insulating spacer 1200, and the heat insulating spacer 1200 and the flange portion of the exhaust port member 1600, respectively.

図１０（ｃ）は、図１０（ａ）におけるＹ部（ヒータ１１００の取付部）を側面から見た拡大図である。
図１０（ｃ）に示したように、ヒータ１１００（内蔵されているため不図示）としてカートリッジヒータ（インサート型のヒータ）を用いた場合、設置部と固定部は同一部品であった。より詳しくは、従来のヒータ１１００の固定方法は、ベーススペーサ６０の外周面にヒータ１１００に対して挿込軸方向と直角となる平面を設け、かつ、ヒータ１１００には溶接結合したフランジ部（カートリッジヒータフランジ１１２０）を設けて、当該フランジ部を先述したベーススペーサ６０の平面に、締結ボルト１１３０で固定していた。そこからヒータリードピン部１１１０が出ていた。 FIG. 10(c) is an enlarged side view of the Y portion (mounting portion of the heater 1100) in FIG. 10(a).
As shown in FIG. 10C, when a cartridge heater (insert type heater) is used as the heater 1100 (not shown because it is built in), the installation portion and the fixed portion are the same part. More specifically, the conventional fixing method of the heater 1100 is to provide a plane perpendicular to the insertion axis direction of the heater 1100 on the outer peripheral surface of the base spacer 60, and to the heater 1100, a flange portion (cartridge) welded to the heater 1100. A heater flange 1120) is provided, and the flange portion is fixed to the plane of the base spacer 60 described above with fastening bolts 1130. FIG. A heater lead pin portion 1110 protrudes from there.

特開２０１７－８９５８２号JP 2017-89582 特開平９－７２２９３号JP-A-9-72293 ＷＯ２０１１／０２１４２８号WO2011/021428 特開２０１５－１５１９３２号JP 2015-151932 特開２０１５－１９４１１６号JP 2015-194116

特許文献１には、真空ポンプにおいて、正常に運転させながらガスの固化を抑制することを目的として、断熱手段としてのスペーサと、当該スペーサに収容される加熱手段としてのカートリッジヒータとを備える技術について記載されている。
なお、特許文献１では、カートリッジヒータの個数については限定されていない。
特許文献２には、ターボ分子ポンプにおいて、ねじ溝ポンプ段のガス流路をガスの昇華温度以上に加熱可能にすることを目的として、ねじ溝ポンプ段のガス流路に放熱板を設け、当該放熱板と加熱部（ターボ分子ポンプの外部）とを熱の良導体で連結する技術について記載されている。
特許文献３には、真空ポンプにおいて、配設される温度センサの数よりも少ない数の加熱装置もしくは冷却装置を用いて温度制御を可能にすること目的として、ベース部の外周に加熱装置を配設する技術について記載されている。
なお、特許文献２および特許文献３では、ベース部の外周に加熱装置を設置する構成であるため、外部に熱が逃げやすく、高温化が難しい。
特許文献４には、真空ポンプにおいて、ねじ溝部内でのガスの固化を抑制することを目的として、ステンレス製の断熱スペーサを配設する技術について記載されている。なお、断熱スペーサはベース部と部分的に接触している。
なお、特許文献４では、ベース部には加熱装置のみならず、電装部品を冷却するための水冷管も配設されている。したがって、加熱したいねじ部品や排気口だけのためにベース部の温度を高温化することは難しい。
特許文献５には、真空ポンプにおいて、排気口全体の温度を効率よく上げることを目的として、排気口部品の外周面に断熱スペーサを配設する技術について記載されている。
なお、特許文献５では、ベース部は水冷管によって一定温度に管理されているため、排気口内部の温度が下がってしまう虞がある。 Patent Document 1 describes a technique in which a vacuum pump is provided with a spacer as a heat insulating means and a cartridge heater as a heating means accommodated in the spacer for the purpose of suppressing gas solidification while operating normally. Have been described.
Note that in Patent Document 1, the number of cartridge heaters is not limited.
In Patent Document 2, in a turbomolecular pump, a radiator plate is provided in the gas flow path of the thread groove pump stage for the purpose of enabling the gas flow path of the thread groove pump stage to be heated to the sublimation temperature or higher of the gas. A technique for connecting a heat sink and a heating portion (outside the turbomolecular pump) with a good heat conductor is described.
In Patent Document 3, in a vacuum pump, a heating device is arranged on the outer periphery of the base part for the purpose of enabling temperature control using a smaller number of heating devices or cooling devices than the number of temperature sensors arranged. It describes the technology to install.
In Patent Documents 2 and 3, since the heating device is installed on the outer periphery of the base portion, heat is likely to escape to the outside, and it is difficult to raise the temperature.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200003 describes a technique of disposing a heat insulating spacer made of stainless steel for the purpose of suppressing solidification of gas in a thread groove in a vacuum pump. Note that the heat insulating spacer is partially in contact with the base portion.
In Patent Document 4, the base portion is provided not only with the heating device but also with water cooling pipes for cooling the electrical components. Therefore, it is difficult to raise the temperature of the base portion only for the screw parts and the exhaust port that are to be heated.
Patent Literature 5 describes a technique of arranging a heat-insulating spacer on the outer peripheral surface of an exhaust port component for the purpose of efficiently raising the temperature of the entire exhaust port in a vacuum pump.
Note that in Patent Document 5, the base portion is kept at a constant temperature by a water-cooled pipe, so there is a risk that the temperature inside the exhaust port may drop.

上記したように、ねじ溝排気要素（ねじ溝ステータ）をロータ部（回転部）の温度以上の温度に維持するためには、外気に放熱されて温度が下がりやすい傾向があるベース部と当該ねじ溝排気要素との間を断熱する必要があった（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
また、排気口に堆積する反応生成物対策として、排気口を高温化する目的で、排気口部品（排気口円筒部）に排気口専用ヒータを取り付けたり、断熱スペーサを配設することが一般的である（特許文献４、特許文献５）が、排気口専用ヒータや断熱スペーサを取り付けても、低温となるベース部に排気口を締結すると、熱はベース部へ逃げてしまうため、効率よく排気口を高温化することができなかった。
また、排気口専用ヒータは高額であるため、取り付けることで真空ポンプの製作コストが増大してしまっていた。 As described above, in order to maintain the thread groove exhaust element (thread groove stator) at a temperature higher than the temperature of the rotor portion (rotating portion), it is necessary to It was necessary to insulate between the groove exhaust element (Patent Literature 1, Patent Literature 2, Patent Literature 3).
In addition, as a countermeasure against reaction products that accumulate in the exhaust port, it is common to attach a dedicated exhaust heater to the exhaust port part (cylindrical part of the exhaust port) or arrange a heat insulating spacer in order to increase the temperature of the exhaust port. (Patent Literature 4, Patent Literature 5), even if a heater dedicated to the exhaust port or a heat insulating spacer is attached, if the exhaust port is fastened to the base portion, which is at a low temperature, the heat will escape to the base portion, so exhaust can be efficiently performed. Couldn't heat the mouth.
In addition, since the heater dedicated to the exhaust port is expensive, installing it increases the manufacturing cost of the vacuum pump.

そこで、本発明は、ねじ溝排気要素および排気口を従来よりも高温化し、且つ、一定温度以上に保つことが可能な真空ポンプを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vacuum pump capable of raising the temperature of a threaded exhaust element and an exhaust port to a higher temperature than before and maintaining the temperature above a certain level.

請求項１記載の本願発明では、吸気口が形成された外装体と、排気口と、ベース部と、前記外装体および前記ベース部に内包され、回転自在に支持された回転部と、前記ベース部と前記回転部との間に配置された略円筒状のねじ溝ステータと、前記回転部の外周面または前記ねじ溝ステータの内周面の少なくとも何れか一方に刻設されたねじ溝と、を備え、前記回転部を高速回転させることにより、前記吸気口側から吸気した気体を前記排気口側へ移送する真空ポンプであって、前記ねじ溝ステータの外周に配置され、ステンレス材で形成された円筒形状の昇温ステータと、前記昇温ステータの温度を測定する温度センサを更に備え、前記昇温ステータには、複数の加熱手段が当該昇温ステータの周方向に等間隔に配設され、前記温度センサは、前記複数の加熱手段のうちいずれか２つの加熱手段の中央に配置されていることを特徴とする真空ポンプを提供する。
請求項２記載の本願発明では、前記加熱手段はカートリッジヒータであることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプを提供する。
請求項３記載の本願発明では、前記カートリッジヒータは、前記ベース部の外周面に沿って９０度に曲げられた設置導線部を有し、前記設置導線部を固定用プレートで押さえ、当該固定用プレートと前記ベース部とをボルトで締結することで、前記ベース部に固定されることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプを提供する。
請求項４記載の本願発明では、前記ねじ溝ステータが、強度を上げる調質処理がなされていないアルミニウム材からなることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の真空ポンプを提供する。 In the present invention according to claim 1 , an exterior body having an intake port formed thereon, an exhaust port, a base portion, a rotating portion included in and rotatably supported by the exterior body and the base portion, and the base a substantially cylindrical thread groove stator disposed between the portion and the rotating portion; thread grooves formed on at least one of the outer peripheral surface of the rotating portion and the inner peripheral surface of the thread groove stator; and a vacuum pump that transfers the gas sucked from the intake port side to the exhaust port side by rotating the rotating part at high speed, the vacuum pump being arranged on the outer periphery of the thread groove stator and made of a stainless material. and a temperature sensor for measuring the temperature of the temperature rising stator. , wherein the temperature sensor is arranged at the center of any two of the plurality of heating means.
The present invention of claim 2 provides the vacuum pump of claim 1, wherein the heating means is a cartridge heater .
In the present invention according to claim 3 , the cartridge heater has an installation lead wire portion bent at 90 degrees along the outer peripheral surface of the base portion, and the installation lead wire portion is held by a fixing plate, and the fixing plate is held. 3. A vacuum pump according to claim 2, wherein the plate and the base are fixed to the base by bolting .
According to the present invention of claim 4 , the thread groove stator is made of an aluminum material that has not undergone a heat refining treatment to increase strength. I will provide a.

本発明によれば、昇温ステータを配設して当該昇温ステータに複数の発熱体を均等に（すなわち、等間隔で）配置する。
これにより、ねじ溝排気要素および排気口を従来よりも高温化し、且つ、一定温度以上に保つことができる。
その結果、反応生成物の対策が可能になる。また、ねじ溝排気要素の熱変形の位相差を最小限にすることができるので、ねじ溝排気要素とロータ部（回転部）との接触リスクを回避し、排気性能を安定させることができる。 According to the present invention, a heating stator is provided, and a plurality of heating elements are evenly (that is, equidistantly) arranged on the heating stator.
As a result, the temperature of the thread groove exhaust element and the exhaust port can be increased to a higher temperature than before, and the temperature can be maintained at a constant temperature or higher.
As a result, it becomes possible to take measures against reaction products. In addition, since the phase difference of thermal deformation of the threaded exhaust element can be minimized, the risk of contact between the threaded exhaust element and the rotor portion (rotating portion) can be avoided, and the exhaust performance can be stabilized.

本発明の実施形態に係る真空ポンプの概略構成例を示した図である。1 is a diagram showing a schematic configuration example of a vacuum pump according to an embodiment of the present invention; FIG. アルミ材の各温度における耐力の比較を示した図である。It is the figure which showed the comparison of the yield strength in each temperature of an aluminum material. 本発明の実施形態に係る昇温ステータを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the temperature rising stator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る昇温ステータに配設する発熱体について説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a heating element arranged in the temperature raising stator according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係る昇温ステータに配設する発熱体の個数の違いに関する設計検証（解析値）について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining design verification (analytical values) regarding a difference in the number of heating elements arranged in the temperature rising stator according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係る昇温ステータおよび排気口部材を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a temperature raising stator and an exhaust port member according to the embodiment of the invention; 本発明の実施形態に係る昇温ステータを配設した排気口付近の温度変化に関する設計検証（実機評価結果）を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining design verification (results of actual machine evaluation) regarding temperature changes in the vicinity of an exhaust port where a temperature-increasing stator is disposed according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るヒータの取付部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the attachment part of the heater which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るヒータコネクタの位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position of the heater connector which concerns on embodiment of this invention. 従来の真空ポンプを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional vacuum pump.

（ｉ）実施形態の概要
本発明の実施形態に係る真空ポンプでは、ねじ溝排気要素とステータベースとの間に、熱伝導率が低く、高温でも強度が落ちにくいステンレス材で形成された円筒形状（リング状）の昇温ステータが配設される。さらに、この昇温ステータに、複数の発熱体が昇温ステータの周方向に等間隔に配設される。
また、排気口部材を昇温ステータに接触させて配設する。
この構成により、ねじ溝排気要素および排気口を従来よりも高温化し、且つ、一定温度以上に保つことができる。 (i) Outline of Embodiment In a vacuum pump according to an embodiment of the present invention, a cylindrical shape is formed between a thread groove exhaust element and a stator base by a stainless steel material that has low thermal conductivity and does not easily lose strength even at high temperatures. A (ring-shaped) heating stator is provided. Further, a plurality of heating elements are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the temperature rising stator.
Also, the exhaust port member is disposed in contact with the temperature rising stator.
With this configuration, the temperature of the threaded exhaust element and the exhaust port can be increased more than before and can be maintained at a constant temperature or higher.

（ｉｉ）実施形態の詳細
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１から図９を参照して詳細に説明する。
（真空ポンプ１の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る真空ポンプ１の概略構成例を示した図であり、真空ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
なお、本発明の実施形態では、便宜上、回転翼の直径方向を「径（直径・半径）方向」、回転翼の直径方向と垂直な方向を「軸線方向（または軸方向）」として説明する。
真空ポンプ１の外装体を形成するケーシング（外筒／筐体）２は、略円筒状の形状をしており、ケーシング２の下部（排気口６側）に設けられたベース部（ベーススペーサ６０、ステータベース３など）と共に真空ポンプ１の筐体を構成している。そして、この筐体の内部には、真空ポンプ１に排気機能を発揮させる構造物である気体移送機構が収納されている。
本実施形態では、この気体移送機構は、回転自在に支持された回転体（回転翼９／回転翼円筒部１０など）と、筐体に対して固定された固定部（固定翼３０／ねじ溝排気要素２０など）から構成されている。
また、図示しないが、真空ポンプ１の外装体の外部には、真空ポンプ１の動作を制御する制御装置が専用線を介して接続されている。 (ii) Details of Embodiments Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.
(Configuration of vacuum pump 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a vacuum pump 1 according to a first embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view of the vacuum pump 1 in the axial direction.
In the embodiments of the present invention, for convenience, the diametrical direction of the rotor blades is referred to as the "diameter (diameter/radial) direction", and the direction perpendicular to the diametrical direction of the rotor blades is referred to as the "axial direction (or axial direction)."
A casing (outer cylinder/housing) 2 forming an exterior body of the vacuum pump 1 has a substantially cylindrical shape, and a base portion (base spacer 60 , stator base 3, etc.). A gas transfer mechanism, which is a structure that allows the vacuum pump 1 to perform an exhaust function, is housed inside the housing.
In this embodiment, the gas transfer mechanism includes a rotating body (rotary blade 9/rotary blade cylindrical portion 10, etc.) supported rotatably, and a fixed portion (fixed blade 30/screw groove exhaust element 20, etc.).
Although not shown, a control device for controlling the operation of the vacuum pump 1 is connected to the exterior of the vacuum pump 1 via a dedicated line.

ケーシング２の端部には、当該真空ポンプ１へ気体を導入するための吸気口４が形成されている。また、ケーシング２の吸気口４側の端面には、外周側へ張り出したフランジ部５が形成されている。
また、真空ポンプ１の下流側には、当該真空ポンプ１から気体を排気するための排気口６が形成されている。 An inlet 4 for introducing gas into the vacuum pump 1 is formed at the end of the casing 2 . A flange portion 5 projecting outward is formed on the end face of the casing 2 on the intake port 4 side.
Further, an exhaust port 6 for exhausting gas from the vacuum pump 1 is formed on the downstream side of the vacuum pump 1 .

回転体は、回転軸であるシャフト７、このシャフト７に配設されたロータ８、ロータ８に設けられた複数枚の回転翼９、排気口６側に設けられた回転翼円筒部（スカート部）１０を備える。
各回転翼９は、シャフト７の軸線に対して垂直に放射状に伸びた円板形状の円板部材により構成される。
また、回転翼円筒部１０は、ロータ８の回転軸線と同心の円筒形状をした円筒部材により構成される。 The rotating body includes a shaft 7 as a rotating shaft, a rotor 8 arranged on the shaft 7, a plurality of rotor blades 9 provided on the rotor 8, and a rotary blade cylindrical portion (skirt portion) provided on the exhaust port 6 side. ) 10.
Each rotor blade 9 is composed of a disk-shaped disk member radially extending perpendicularly to the axis of the shaft 7 .
The rotary blade cylindrical portion 10 is configured by a cylindrical member concentric with the rotational axis of the rotor 8 .

ステータコラム内には、詳細は図示しないが、シャフト７の軸線方向中程には、シャフト７を高速回転させるためのモータ部が設けられている。また、当該モータ部に対して吸気口４側と排気口６側には、シャフト７をラジアル方向（径方向）に非接触で支持するための径方向磁気軸受装置が設けられている。さらに、シャフト７の下端には、シャフト７を軸線方向（アキシャル方向）に非接触で支持するための軸方向磁気軸受装置が設けられている。 In the stator column, although not shown in detail, a motor section for rotating the shaft 7 at high speed is provided in the middle of the shaft 7 in the axial direction. Radial direction magnetic bearing devices for supporting the shaft 7 in the radial direction (radial direction) in a non-contact manner are provided on the side of the air inlet 4 and the side of the air outlet 6 with respect to the motor portion. Further, the lower end of the shaft 7 is provided with an axial magnetic bearing device for supporting the shaft 7 in the axial direction (axial direction) without contact.

筐体（ケーシング２）の内周側には、固定翼３０が形成されている。そして、固定翼３０は円筒形状をした固定翼スペーサ３５により互いに隔てられて固定されている。
なお、回転翼９と固定翼３０は互い違いに配置され、軸線方向に複数段形成されるが、真空ポンプ１に要求される排出性能を満たすために、必要に応じて任意の数のロータ部品およびステータ部品を設けることができる。
そして、本実施形態では、高速回転によって発熱する部材を冷却させるために、固定翼３０下部に水冷管４０、４５が配置された水冷スペーサ５０を設けてある。水冷スペーサ５０には温度センサ（不図示）を配設し、水冷水流路に設けた電磁バルブの開閉制御により水冷スペーサ５０を所定の温度に保つように構成されている。これにより、回転翼９は冷却されて排気性能を向上させることができる。 Fixed wings 30 are formed on the inner peripheral side of the housing (casing 2). The fixed blades 30 are separated from each other and fixed by a cylindrical fixed blade spacer 35 .
The rotor blades 9 and the fixed blades 30 are alternately arranged and formed in a plurality of stages in the axial direction. A stator component may be provided.
In this embodiment, a water-cooling spacer 50 having water-cooling pipes 40 and 45 arranged below the fixed blade 30 is provided in order to cool the members that generate heat due to high-speed rotation. A temperature sensor (not shown) is provided in the water-cooled spacer 50, and the water-cooled spacer 50 is maintained at a predetermined temperature by opening/closing control of an electromagnetic valve provided in the water-cooled water flow path. As a result, the rotor blades 9 are cooled and the exhaust performance can be improved.

本実施形態に係る真空ポンプ１では、排気口６側にねじ溝排気要素２０（ねじ溝型排気機構）が配設される。ねじ溝排気要素２０の回転翼円筒部１０との対向面には、ねじ溝（らせん溝）が形成されている。あるいは、回転翼円筒部１０のねじ溝排気要素２０との対向面にねじ溝が形成される構成であってもよい。
ねじ溝排気要素２０における回転翼円筒部１０との対向面側（すなわち、真空ポンプ１の軸線に平行な内周面）は、所定のクリアランスを隔てて回転翼円筒部１０の外周面と対面しており、回転翼円筒部１０が高速回転すると、真空ポンプ１で圧縮されたガスが回転翼円筒部１０の回転に伴ってねじ溝にガイドされながら排気口６側へ送出されるようになっている。すなわち、ねじ溝は、ガスを輸送する流路となっている。
このように、ねじ溝排気要素２０における回転翼円筒部１０との対向面と、回転翼円筒部１０とが、所定のクリアランスを隔てて対向することにより、ねじ溝排気要素２０の軸線方向側内周面に形成されたねじ溝でガスを移送する気体移送機構を構成している。
なお、ガスが吸気口４側へ逆流する力を低減させるために、このクリアランスは小さければ小さいほど好ましい。
また、ねじ溝排気要素２０に形成されたらせん溝の方向は、らせん溝内をロータ８の回転方向にガスが輸送された場合、排気口６に向かう方向である。
そして、らせん溝の深さは、排気口６に近づくにつれて次第に浅くなるようになっており、らせん溝を輸送されるガスは排気口６に近づくにつれて徐々に圧縮されるようになっている。
本実施形態では、このねじ溝排気要素２０とベーススペーサ６０の間に昇温ステータ８０、高温ステータ９０が設けられている。昇温ステータ８０の、吸気口４側は水冷スペーサ５０と上側Ｏリング７０でシールされ、排気口６側はベーススペーサ６０と下側Ｏリング７５でシールされる。さらに、本実施形態では、この昇温ステータ８０にヒータ１００が埋め込まれて配置される。なお、本実施形態では、ヒータ１００はカートリッジヒータを使用する。
なお、昇温ステータ８０については後述する。
また、図１に点線で記載したＺ部についても後述する。
上述した構成により、真空ポンプ１は、当該真空ポンプ１に配設される真空室（図示しない）内の真空排気処理を行うことができる。 In the vacuum pump 1 according to this embodiment, a screw groove exhaust element 20 (screw groove type exhaust mechanism) is arranged on the exhaust port 6 side. A thread groove (helical groove) is formed on the surface of the thread groove exhaust element 20 facing the rotary blade cylindrical portion 10 . Alternatively, a configuration in which a thread groove is formed on a surface of the rotary blade cylindrical portion 10 facing the thread groove exhaust element 20 may be employed.
The side of the thread groove exhaust element 20 facing the rotary blade cylindrical portion 10 (that is, the inner peripheral surface parallel to the axis of the vacuum pump 1) faces the outer peripheral surface of the rotary blade cylindrical portion 10 with a predetermined clearance. When the rotary blade cylindrical portion 10 rotates at a high speed, the gas compressed by the vacuum pump 1 is guided by the screw grooves as the rotary blade cylindrical portion 10 rotates and is delivered to the exhaust port 6 side. there is In other words, the thread groove serves as a channel for transporting gas.
In this manner, the surface of the thread groove exhaust element 20 facing the rotor blade cylindrical portion 10 and the rotor blade cylindrical portion 10 are opposed to each other with a predetermined clearance therebetween. The screw grooves formed on the peripheral surface constitute a gas transfer mechanism for transferring gas.
In order to reduce the force of the gas flowing back toward the inlet port 4, the smaller the clearance, the better.
Further, the direction of the spiral groove formed in the thread groove exhaust element 20 is the direction toward the exhaust port 6 when the gas is transported in the rotation direction of the rotor 8 in the spiral groove.
The depth of the spiral groove gradually becomes shallower as it approaches the exhaust port 6 , and the gas transported through the spiral groove is gradually compressed as it approaches the exhaust port 6 .
In this embodiment, a temperature raising stator 80 and a high temperature stator 90 are provided between the thread groove exhaust element 20 and the base spacer 60 . The heating stator 80 is sealed with a water cooling spacer 50 and an upper O-ring 70 on the intake port 4 side, and with a base spacer 60 and a lower O-ring 75 on the exhaust port 6 side. Furthermore, in this embodiment, the heater 100 is embedded in the temperature raising stator 80 . In addition, in this embodiment, the heater 100 uses a cartridge heater.
The heating stator 80 will be described later.
Also, the Z portion indicated by the dotted line in FIG. 1 will be described later.
With the configuration described above, the vacuum pump 1 can evacuate a vacuum chamber (not shown) provided in the vacuum pump 1 .

（昇温ステータ８０の構成）
上述した真空ポンプ１に備わる昇温ステータ８０について、図３を用いて詳細に説明する。
図３は、本実施形態の昇温ステータ８０を説明するための図である。
図３に示したように、本実施形態の真空ポンプ１は、ねじ溝排気要素２０とベーススペーサ６０との間に昇温ステータ８０が配設されている。なお、昇温ステータ８０は、熱伝導率が低い、高温でも強度が落ちにくいステンレス材で形成された円筒形状（リング状）のステータである。この昇温ステータ８０は、ねじ溝排気要素２０を取り囲む形で配設されている。さらに、本実施形態では、この昇温ステータ８０にヒータ１００が埋め込まれて配設されている。
つまり、本実施形態では、ねじ溝排気要素２０は、ステータベース３と接しているため低温になりやすいベーススペーサ６０ではなく、ヒータ１００が配設されて温度が高温に保たれる昇温ステータ８０に配設される構成となる。
この構成により、本実施形態では、水冷されて低温となっている水冷スペーサ５０やステータベース３からねじ溝排気要素２０を断熱することが可能になる。また、ヒータ１００により昇温ステータ８０の温度は高温で一定に保たれるので、ねじ溝排気要素２０も一定温度以上（約１５５℃）の高温に保つことができる。 (Configuration of temperature raising stator 80)
The heating stator 80 provided in the vacuum pump 1 described above will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the heating stator 80 of this embodiment.
As shown in FIG. 3 , the vacuum pump 1 of this embodiment has a heating stator 80 arranged between the thread groove exhaust element 20 and the base spacer 60 . The temperature-increasing stator 80 is a cylindrical (ring-shaped) stator made of stainless steel, which has a low thermal conductivity and does not easily lose its strength even at high temperatures. This temperature rising stator 80 is arranged in a manner surrounding the thread groove exhaust element 20 . Furthermore, in this embodiment, the heater 100 is embedded in the temperature raising stator 80 .
In other words, in the present embodiment, the thread groove exhaust element 20 is not the base spacer 60, which is likely to become low temperature because it is in contact with the stator base 3, but the temperature raising stator 80, which is provided with the heater 100 and is kept at a high temperature. It is configured to be arranged in
With this configuration, in the present embodiment, it is possible to insulate the screw groove exhaust element 20 from the water-cooled spacer 50 and the stator base 3 which are water-cooled to a low temperature. Moreover, since the heater 100 keeps the temperature of the temperature-increasing stator 80 constant at a high temperature, the thread groove exhaust element 20 can also be kept at a constant temperature or higher (approximately 155° C.).

本実施形態では、ねじ溝排気要素２０と高温ステータ９０を構成するアルミニウム材は、熱処理などの調質処理を施さずに使用する。
本実施形態では、発熱体をより高温で制御するため、発熱体の設置部となる昇温スペーサ８０には、ステンレス材を用いる必要がある。一方、ねじ溝排気要素２０は、加工性、熱伝導性が優れたアルミ材が望ましい。
しかしながら、熱処理、加工硬化により強度を上げたアルミ材は高温度下で強度低下、変形によるリスクが存在する。
そのため、強度を上げる調質処理がなされていないアルミ材を使用する。以下、その理由を説明する。
まず、アルミニウム合金の特徴について説明する。
アルミニウム合金を熱処理した場合、残留応力は、材料の収縮などで発生した応力が冷却後もそのまま残る。また、加工硬化による残留応力は、加工によって材料内部にひずみエネルギーとして蓄積される。
そして、残留応力は調質処理により大方が取り除かれた状態となるが、素材から加工して使用する際に、調質処理で均一化していた応力の釣り合いは部分的に崩れる。そこに熱が加わると、残った残留応力が開放され、部品が変形してしまう可能性がある。
そのため、硬化処理されたアルミ材は、高温化でその効果は徐々に失われ、強度が低下してしまう。さらに、アルミ材は温度が上昇するに従って、耐力が低下する。
図２は、アルミ材の各温度における耐力の比較を示した図である。
この図２に示されているように、熱処理・加工硬化により強度を上げたアルミ材（（ｂ）は、熱処理材、（ｄ）は、加工硬化処理材）の耐力は、強度をあげる調質処理はなされていないアルミ材（ａ）、（ｃ）に比べて、１５０℃以上で急激に低下する。
よって、部品変形や締結ボルトの緩みが懸念されるので、本実施形態では、強度を上げる調質処理がなされていないアルミ材を使用する。
この構成により、アルミニウム材を熱伝導率が高い方が良いねじ溝排気要素２０と高温ステータ９０に使うことができる。 In this embodiment, the aluminum material that constitutes the thread groove exhaust element 20 and the high-temperature stator 90 is used without undergoing refining treatment such as heat treatment.
In this embodiment, in order to control the heating element at a higher temperature, it is necessary to use a stainless steel material for the temperature raising spacer 80, which is the installation portion of the heating element. On the other hand, the thread groove exhaust element 20 is desirably made of an aluminum material having excellent workability and thermal conductivity.
However, aluminum materials whose strength has been increased by heat treatment and work hardening have the risk of strength reduction and deformation at high temperatures.
For this reason, we use aluminum that has not undergone heat treatment to increase its strength. The reason is explained below.
First, the characteristics of the aluminum alloy will be explained.
When an aluminum alloy is heat-treated, the residual stress generated by shrinkage of the material remains as it is even after cooling. Residual stress due to work hardening is accumulated as strain energy inside the material due to working.
Most of the residual stress is removed by the refining treatment, but when the raw material is processed and used, the balance of the stress that has been made uniform by the refining treatment partially collapses. When heat is applied there, the remaining residual stresses can be released and the part can deform.
Therefore, the hardening-treated aluminum material gradually loses its effect at high temperatures, resulting in a decrease in strength. Furthermore, the yield strength of the aluminum material decreases as the temperature rises.
FIG. 2 is a diagram showing a comparison of proof stress at each temperature of aluminum material.
As shown in FIG. 2, the proof stress of the aluminum material whose strength is increased by heat treatment and work hardening ((b) is a heat treated material, (d) is a work hardened material) Compared to the untreated aluminum materials (a) and (c), it sharply drops above 150°C.
Therefore, since there is concern about deformation of parts and loosening of fastening bolts, in this embodiment, an aluminum material that has not undergone a heat treatment to increase strength is used.
This configuration allows aluminum material to be used for the threaded exhaust element 20 and the high temperature stator 90, where higher thermal conductivity is preferred.

ここで、本実施形態では、ねじ溝排気要素２０は昇温スペーサ８０に配設されるため、ねじ溝排気要素２０は昇温スペーサ８０を介してヒータ１００の発熱体から熱を受け取る。そのため、ねじ溝排気要素２０の温度および熱変形量は、ヒータ１００に配設される発熱体の位相が基準となり、この位相による温度差を小さくする必要が生じる。 Here, in this embodiment, since the thread groove exhaust element 20 is disposed on the temperature rising spacer 80 , the thread groove exhaust element 20 receives heat from the heating element of the heater 100 via the temperature rising spacer 80 . Therefore, the temperature and the amount of thermal deformation of the thread groove exhaust element 20 are based on the phase of the heating element provided in the heater 100, and it is necessary to reduce the temperature difference due to this phase.

上述した昇温ステータ８０に配設する発熱体（ヒータ１００を構成する発熱体）の配置と、その配置方法によって異なる位相による温度差について、図４を用いて詳細に説明する。
図４は、図１に示した本実施形態に係る真空ポンプ１のＡ－Ａ’断面図（軸方向断面図）であり、昇温ステータ８０に配設する発熱体１０１～１０８および位相差による温度差を説明するための図である。
なお、発熱体１０１～１０８を特に区別しない場合は、単に発熱体（ヒータ１００）と称して説明する。
図４（ａ）には、昇温ステータ８０に８個の発熱体１０１～１０８が配設された状態が示されている。
図４（ａ）に示したように、本実施形態では、ヒータ１００を構成する発熱体の位相による温度変化を小さくするために、昇温ステータ８０に、当該昇温ステータ８０の周方向に対して等間隔に複数の発熱体を配設する構成にしている。なお、本実施形態では、一例として、８個の発熱体を配設している。好ましくは、２個より多い発熱体を昇温ステータ８０の周方向に均等配置させると良い。
さらに、温度センサ２００を、各発熱体（１０１～１０８）のうちいずれか２つの発熱体の中央の位相に配置させる。この温度センサ２００により、ヒータ１００の温度制御装置（不図示）が一定値になるように各発熱体を温度制御する。 The arrangement of the heat generating elements (heat generating elements constituting the heater 100) arranged in the temperature raising stator 80 and the temperature difference due to different phases depending on the arrangement method will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 4 is an AA' cross-sectional view (axial cross-sectional view) of the vacuum pump 1 according to the present embodiment shown in FIG. It is a figure for demonstrating a temperature difference.
Note that the heating elements 101 to 108 are simply referred to as a heating element (heater 100) when they are not distinguished from each other.
FIG. 4(a) shows a state in which eight heating elements 101 to 108 are arranged in the temperature raising stator 80. FIG.
As shown in FIG. 4A, in the present embodiment, in order to reduce the temperature change due to the phase of the heating element that constitutes the heater 100, the heating stator 80 is provided with A plurality of heating elements are arranged at regular intervals. In addition, in this embodiment, as an example, eight heating elements are arranged. Preferably, more than two heating elements are evenly arranged in the circumferential direction of the heating stator 80 .
Furthermore, the temperature sensor 200 is placed in the central phase of any two of the heating elements (101-108). The temperature sensor 200 controls the temperature of each heating element so that the temperature controller (not shown) of the heater 100 maintains a constant value.

このように、昇温ステータ８０に発熱体を周方向に等間隔に配置させることで、ねじ溝排気要素２０の温度をほぼ一定の高温（本実施形態では１５５℃以上）に保つことができる。すなわち、ねじ溝排気要素２０の温度ムラをなくすことができる。
そのため、ねじ溝排気要素２０は周方向に一様に膨張するので、ねじ溝排気要素２０と回転翼円筒部１０とのクリアランス（隙間）はほぼ均等に保たれる。
その結果、本実施形態では、ねじ溝排気要素２０に歪みが生じる可能性を少なくすることができ、ねじ溝排気要素２０と回転翼円筒部１０とが接触してしまうリスクを低減させることができるため、安定した性能を保つことができる。
また、ねじ溝排気要素２０を１５５℃以上の高温に保つので、流れてくるガスが固化しにくくなり、反応生成物を生じにくくすることができる。 By arranging the heating elements in the temperature raising stator 80 at equal intervals in the circumferential direction, the temperature of the thread groove exhaust element 20 can be kept at a substantially constant high temperature (155° C. or higher in this embodiment). That is, the temperature unevenness of the thread groove exhaust element 20 can be eliminated.
Therefore, since the thread groove exhaust element 20 expands uniformly in the circumferential direction, the clearance (gap) between the thread groove exhaust element 20 and the rotor blade cylindrical portion 10 is kept substantially uniform.
As a result, in this embodiment, it is possible to reduce the possibility of distortion occurring in the thread groove exhaust element 20, and reduce the risk of contact between the thread groove exhaust element 20 and the rotary blade cylindrical portion 10. Therefore, stable performance can be maintained.
In addition, since the thread groove exhaust element 20 is kept at a high temperature of 155° C. or higher, the flowing gas is less likely to solidify, and the reaction product is less likely to be generated.

次に、２個の発熱体（１０１、１０２）を昇温ステータ８０に対称配置させる場合について説明する。
図４（ｂ）には、昇温ステータ８０に２個の発熱体１０１、１０２が配設された状態が示されている。
図４（ｂ）に示したように、発熱体が２個の場合、発熱体の配設付近と温度センサ２００の配設付近において、温度差による熱膨張量の差が生じ、ねじ溝排気要素２０に歪みが生じやすくなる。
ねじ溝排気要素２０に歪みが生じると、回転翼円筒部１０とのクリアランスが減少する場所（各発熱体の配設場所から最も離れた場所付近；ａ点）が生じ、ねじ溝排気要素２０と回転翼円筒部１０とが接触してしまうリスクが高まる。
あるいは、ねじ溝排気要素２０と回転翼円筒部１０とのクリアランスが拡大する場所（発熱体の配設付近；ｂ点）が生じ、適正なクリアランス（ガスの流路）を保てなくなり、排気性能が低下してしまうリスクが高まる。 Next, a case where two heating elements (101, 102) are arranged symmetrically on the heating stator 80 will be described.
FIG. 4(b) shows a state in which two heating elements 101 and 102 are arranged on the temperature raising stator 80. As shown in FIG.
As shown in FIG. 4(b), when there are two heating elements, there is a difference in the amount of thermal expansion due to the temperature difference between the location of the heating element and the location of the temperature sensor 200. 20 is likely to be distorted.
When the thread groove exhaust element 20 is distorted, there occurs a place where the clearance with the rotary blade cylindrical portion 10 is reduced (near the place farthest from the installation place of each heating element; point a), and the thread groove exhaust element 20 and the The risk of contact with the rotary blade cylindrical portion 10 increases.
Alternatively, there is a place where the clearance between the screw groove exhaust element 20 and the rotary blade cylindrical portion 10 expands (near the arrangement of the heating element; point b), and an appropriate clearance (gas flow path) cannot be maintained, resulting in exhaust performance. increased risk of a decline in

なお、本実施形態では、昇温ステータ８０に配設する発熱体の数は８個としたが、この構成に限られることはない。
本実施形態に係る真空ポンプ１は直径２５０ｍｍ～３００ｍｍを想定しており、その場合、多くて８個ほどが好ましい。しかしながら、真空ポンプ１の直径やヒータ１００（カートリッジヒータ）にかかるコストを鑑み、適宜、配設する発熱体の個数は変更可能である。 In this embodiment, the number of heating elements arranged in the temperature raising stator 80 is eight, but the number is not limited to this.
It is assumed that the vacuum pump 1 according to this embodiment has a diameter of 250 mm to 300 mm, and in that case, it is preferable that there are eight at most. However, considering the diameter of the vacuum pump 1 and the cost of the heater 100 (cartridge heater), the number of heating elements to be provided can be changed as appropriate.

図５は、昇温ステータ８０に配設する発熱体の個数の違いに関する設計検証（解析値）について説明するための図である。
図５（ａ）には、昇温ステータ８０に８個の発熱体（１０１～１０８）を配設した場合と、比較のために２個の発熱体（１０１、１０２）を配設した場合の、ねじ溝排気要素２０の温度の平均値が示されている。
図５（ｂ）には、縦軸にねじ溝排気要素２０と回転翼円筒部１０とのクリアランス量（Ｌ）をとり、横軸にガスの流量をとって、クリアランスＬの変化を示した図である。
図５（ａ）に示したように、８個の発熱体を昇温ステータ８０に等間隔に配設した場合、発熱体が配置された場所（発熱体位相：ｄ点）の温度は、温度センサ２００が配置された場所（センサ位相：ｃ点）の温度に比べ、１℃（１５５℃→１５６℃）しか温度変化（温度上昇）がみられない結果となった。つまり、ほぼ均一の温度分布となっている。
一方、２個の発熱体を昇温ステータ８０に対称配設した場合、発熱体が配置された場所（発熱体位相：ｄ点）の温度は、温度センサ２００が配置された場所（センサ位相：ｃ点）の温度に比べ、２５℃（１５５℃→１８０℃）も温度変化がみられた結果となった。
つまり、温度センサ２００が配置された場所の温度を、所定の温度（本実施形態では１５５℃以上）とする為に、発熱体付近の温度が高くなっていることが分かる。 FIG. 5 is a diagram for explaining the design verification (analytical values) regarding the difference in the number of heating elements arranged in the temperature raising stator 80. As shown in FIG.
FIG. 5(a) shows a case in which eight heating elements (101 to 108) are arranged in the temperature raising stator 80 and a case in which two heating elements (101, 102) are arranged for comparison. , mean values of the temperature of the threaded exhaust element 20 are shown.
FIG. 5(b) is a diagram showing changes in the clearance L, with the vertical axis representing the clearance amount (L) between the screw groove exhaust element 20 and the rotary blade cylindrical portion 10, and the horizontal axis representing the gas flow rate. is.
As shown in FIG. 5(a), when eight heat generating elements are arranged on the temperature raising stator 80 at equal intervals, the temperature at the place where the heat generating elements are arranged (heat generating element phase: point d) is the temperature As a result, a temperature change (temperature rise) of only 1° C. (155° C.→156° C.) was observed compared to the temperature at the location where the sensor 200 was arranged (sensor phase: point c). That is, the temperature distribution is almost uniform.
On the other hand, when two heating elements are arranged symmetrically in the temperature raising stator 80, the temperature at the location where the heating elements are arranged (heating element phase: point d) is the location where the temperature sensor 200 is arranged (sensor phase: As compared with the temperature at point c), a temperature change of 25° C. (155° C.→180° C.) was observed.
In other words, it can be seen that the temperature in the vicinity of the heating element is high in order to set the temperature at the location where the temperature sensor 200 is arranged to a predetermined temperature (155° C. or higher in this embodiment).

このように、昇温ステータ８０を備え、かつ、当該昇温ステータ８０に複数の発熱体（１０１～１０８）を等間隔に配置させたヒータ１００を備えた真空ポンプ１は、ねじ溝排気要素２０を均一な温度分布で、一定温度以上に保つことができるので、ガス流路における反応生成物の対策が可能になる。
また、ねじ溝排気要素２０の熱変形の位相差を最小限にすることができるので、ねじ溝排気要素２０と回転翼円筒部１０との接触リスクを回避することが可能になる。
その結果、真空ポンプ１の排気性能を安定させることができる。
なお、複数の発熱体を周方向に等間隔に配置するとしたが、厳密な等間隔を意味するのではなく、温度分布がほぼ一定となる程度の間隔となっていれば良い。 In this way, the vacuum pump 1 equipped with the heater 100 having the heating stator 80 and a plurality of heating elements (101 to 108) arranged at equal intervals on the heating stator 80 has the thread groove exhaust element 20 can be maintained at a constant temperature or higher with a uniform temperature distribution, it is possible to take measures against reaction products in the gas flow path.
Moreover, since the phase difference of thermal deformation of the thread groove exhaust element 20 can be minimized, it is possible to avoid the risk of contact between the thread groove exhaust element 20 and the rotary blade cylindrical portion 10 .
As a result, the exhaust performance of the vacuum pump 1 can be stabilized.
Although the plurality of heat generating elements are arranged at regular intervals in the circumferential direction, this does not mean strictly regular intervals, and the intervals may be such that the temperature distribution is substantially constant.

図６は、本発明の実施形態に係る昇温ステータ８０および排気口部材６００を説明するための図である。
本実施形態では、図６に示したように、排気口部材６００は昇温ステータ８０に接触させて配設する。好ましくは、排気口部材６００は昇温ステータ８０にのみ熱的に接触させて配設する。かつ、排気口部材６００の取付部６１０は、ベーススペーサ６０よりも真空ポンプ１の内側に入り込むように配設する。
つまり、発熱体（ヒータ１００）が配設された昇温ステータ８０は、ベーススペーサ６０とは断熱され、高温が保たれている。その昇温ステータ８０に排気口部材６００の一部（すなわち、排気口６側ではない方の取付部６１０）を接触させ、排気口部材６００から排気口６にかけて熱が伝わる構成にする。
より具体的には、ベーススペーサ６０に排気口部材６００を挿入可能な貫通孔を開け、当該貫通孔に排気口部材６００を嵌入し、嵌入した先に配設されている昇温ステータ８０に排気口部材６００の取付部６１０を接触させて固定（締結）する。なお、この構成の場合、昇温ステータ８０は、軸方向の高さとして、排気口部材６００の締結面（すなわち、取付部６１０の断面）以上の高さが必要となる。
このように、本実施形態では、排気口部材６００の締結は、排気口部材６００のフランジ部分を含む取付部６１０を昇温ステータ８０と接触させて締結する。 FIG. 6 is a diagram for explaining the temperature raising stator 80 and the exhaust port member 600 according to the embodiment of the invention.
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the exhaust port member 600 is arranged in contact with the temperature raising stator 80 . Preferably, exhaust port member 600 is disposed in thermal contact only with temperature raising stator 80 . In addition, the mounting portion 610 of the exhaust port member 600 is arranged so as to enter the inside of the vacuum pump 1 rather than the base spacer 60 .
That is, the temperature raising stator 80 in which the heating element (heater 100) is arranged is insulated from the base spacer 60 and is kept at a high temperature. A part of the exhaust port member 600 (that is, the mounting portion 610 on the side other than the exhaust port 6 side) is brought into contact with the temperature raising stator 80 so that heat is transferred from the exhaust port member 600 to the exhaust port 6 .
More specifically, a through hole into which the exhaust port member 600 can be inserted is opened in the base spacer 60, the exhaust port member 600 is fitted into the through hole, and the exhaust gas is discharged to the temperature raising stator 80 disposed at the end of the fitting. The attachment portion 610 of the mouth member 600 is brought into contact with the mouth member 600 and fixed (fastened). In the case of this configuration, the height in the axial direction of the temperature raising stator 80 must be equal to or higher than the fastening surface of the exhaust port member 600 (that is, the cross section of the mounting portion 610).
As described above, in the present embodiment, the exhaust port member 600 is fastened by bringing the mounting portion 610 including the flange portion of the exhaust port member 600 into contact with the heating stator 80 .

図７は、本発明の実施形態に係る昇温ステータ８０を配設した排気口６付近の温度変化に関する設計検証（実機評価結果）を説明するための図である。
なお、比較のために、昇温ステータ８０が配置されていない構成（従来の構成）の結果も併記している（図７（ｂ））。
図７中のｅは、ベーススペーサ６０付近の温度を示している。
図７中のｆは、昇温ステータ８０付近の温度を示している。
図７中のｇ１は、排気口６（排気口部材６００取付部６１０）付近の、排気口ヒータ３００が配設されていない温度を示している。
図７中のｇ２は、排気口６（排気口部材６００取付部６１０）付近の、排気口ヒータ３００が配設されている場合の温度を示している。
図７の（ａ）に示したように、本実施形態では、ベーススペーサ６０の温度が７０℃と低温であるのに対し、排気口６の特に取付部６１０付近の温度は１３０℃と高い温度を保つという結果が得られた（ｇ１）。これは、昇温ステータ８０が配置されていない構成（（ｂ）従来）と比較すると、４５℃程度温度を高く保つことができることを示している。
さらに、排気口ヒータ３００を用いれば、排気口６の特に取付部６１０付近の温度は１４５℃と、さらに高い温度を保つという結果が得られた（ｇ２）。これは、昇温ステータ８０が配置されていない構成（（ｂ）従来）と比較すると、４０℃程度温度を高く保つことができることを示している。
また、昇温ステータ８０に接触させれば、排気口ヒータ３００が無くても、排気口６の温度を充分高温に保てることがわかる。
ちなみに、本実施形態では、排気口ヒータ３００は１５０℃に制御されているものとする。 FIG. 7 is a diagram for explaining design verification (results of actual machine evaluation) regarding temperature changes in the vicinity of the exhaust port 6 in which the heating stator 80 according to the embodiment of the present invention is arranged.
For comparison, the results of a configuration (conventional configuration) in which the heating stator 80 is not arranged are also shown (FIG. 7(b)).
e in FIG. 7 indicates the temperature near the base spacer 60 .
f in FIG. 7 indicates the temperature near the heating stator 80 .
g1 in FIG. 7 indicates the temperature near the exhaust port 6 (mounting portion 610 of the exhaust port member 600) where the exhaust port heater 300 is not provided.
g2 in FIG. 7 indicates the temperature near the exhaust port 6 (mounting portion 610 of the exhaust port member 600) when the exhaust port heater 300 is provided.
As shown in FIG. 7A, in the present embodiment, the temperature of the base spacer 60 is as low as 70° C., whereas the temperature of the exhaust port 6, particularly near the mounting portion 610, is as high as 130° C. (g1). This indicates that the temperature can be kept higher by about 45° C. as compared with the configuration ((b) conventional) in which the heating stator 80 is not arranged.
Furthermore, when the exhaust port heater 300 is used, the temperature of the exhaust port 6, particularly in the vicinity of the mounting portion 610, is maintained at 145°C, which is a higher temperature (g2). This indicates that the temperature can be kept higher by about 40° C. as compared with the configuration ((b) conventional) in which the heating stator 80 is not arranged.
Also, it can be seen that the temperature of the exhaust port 6 can be maintained at a sufficiently high temperature by contacting the temperature raising stator 80 without the exhaust port heater 300 .
Incidentally, in this embodiment, it is assumed that the outlet heater 300 is controlled at 150.degree.

この排気口部材６００の取付部６１０を昇温ステータ８０に接触させて配設する構成により、排気口部材６００は、低温となるステータベース３と断熱することができる。
その結果、排気口部材６００から逃げてしまう熱を少量化することができるので、例えば排気口ヒータ３００を取り付けなくても、効率よく排気口６を高温化することができる。
さらに、本実施形態では、昇温ステータ８０と接触させて高温化した高温ステータ９０をステータベース３との間に配設させるので（図７（ａ））、排気口６の低温下をより効率よく防止することができる。 By arranging the mounting portion 610 of the exhaust port member 600 in contact with the heating stator 80, the exhaust port member 600 can be insulated from the stator base 3, which is at a low temperature.
As a result, the amount of heat escaping from the exhaust port member 600 can be reduced, so that the temperature of the exhaust port 6 can be efficiently increased without attaching the exhaust port heater 300, for example.
Furthermore, in the present embodiment, the high-temperature stator 90 heated by contact with the temperature-increasing stator 80 is disposed between the stator base 3 (FIG. 7(a)), so that the low temperature of the exhaust port 6 can be efficiently cooled. can be well prevented.

図８は、本発明の実施形態に係るヒータ１００の取付部を説明するための図である。
なお、図８は、図１に示した真空ポンプ１におけるＺ部を側面から見た拡大図である。
図８に示したように、本実施形態では、カートリッジヒータであるヒータ１００の設置部（加熱手段設置部）と固定部は、異なる部品で構成される。つまり、ヒータ１００には締結ボルト１３０を通すためのフランジ部（図１０（ｃ）、カートリッジヒータフランジ１１２０）は設けられていない。
より詳しくは、本実施形態では、ベーススペーサ６０外周面に、ヒータ１００（内蔵されているため、不図示）が挿入される挿入軸方向と直角となる平面を設ける。
そして、ヒータ１００には、導線として、ベーススペーサ６０の外周面に沿って９０度に曲げられたリードピン部１１０（設置部）を設ける。なお、本実施形態では、リードピン部１１０として、耐久性に優れたニッケル合金を使用する。
そのリードピン部１１０を固定用のプレート（固定部）であるヒータ固定プレート１２０で押さえ、ベーススペーサ６０の平面に締結ボルト１３０で固定する。
このようにして、ヒータ１００は昇温ステータ８０を挟んでベーススペーサ６０に固定される。 FIG. 8 is a diagram for explaining the mounting portion of the heater 100 according to the embodiment of the present invention.
8 is an enlarged side view of the Z section of the vacuum pump 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the installation portion (heating means installation portion) and the fixing portion of the heater 100, which is a cartridge heater, are composed of different parts. That is, the heater 100 is not provided with a flange portion (FIG. 10(c), cartridge heater flange 1120) through which the fastening bolt 130 is passed.
More specifically, in this embodiment, the outer peripheral surface of the base spacer 60 is provided with a plane perpendicular to the insertion axis direction in which the heater 100 (not shown because it is built in) is inserted.
The heater 100 is provided with a lead pin portion 110 (installation portion) that is bent at 90 degrees along the outer peripheral surface of the base spacer 60 as a lead wire. In addition, in this embodiment, a nickel alloy having excellent durability is used as the lead pin portion 110 .
The lead pin portion 110 is held by a heater fixing plate 120 which is a fixing plate (fixing portion), and fixed to the flat surface of the base spacer 60 with a fastening bolt 130 .
Thus, the heater 100 is fixed to the base spacer 60 with the heating stator 80 interposed therebetween.

この構成により、リードピン部１１０の曲げには多少の柔軟性があるため、リードピン部１１０を固定することでヒータ１００自体に大きな軸力がかかるのを防止することができる。 With this configuration, since the lead pin portion 110 has some flexibility in bending, fixing the lead pin portion 110 can prevent a large axial force from being applied to the heater 100 itself.

図９は、本発明の実施形態に係る真空ポンプ１のヒータコネクタ１５０の位置を説明するための図である。
なお、図９（ａ）は、本発明の実施形態に係る真空ポンプ１の外周面を示した図であり、図９（ｂ）は、以下に説明する内部結線を説明するための図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）と比較するために示した従来の真空ポンプ１０００の外周面を示した図である。
従来は、図９（ｃ）に示したように、真空ポンプ１０００の外周部から出たヒータケーブル１１５０の先にコネクタ（プラグ１１４０）を設けていた。
本実施形態では、図９（ａ）に示したように、従来のヒータケーブル１１５０に相当する構成はなく、真空ポンプ１の外周部にヒータコネクタ１５０を設ける。
より詳しくは、図９（ｂ）に示したように、複数のヒータ１００（カートリッジヒータ）は最小限のリード線１６０で結線し、リード線端部に安価なコネクタ１５５を配設する。このコネクタ１５５は、たとえば、ファストン端子などが好ましい。
そして、真空ポンプ１の外周部にヒータコネクタ１５０（レセプタクルコネクタ）を配設する。ヒータコネクタ１５０には、端部にヒータ１００と接続するコネクタを設けたリード線（ヒータコネクタケーブル；不図示）を結線する。
さらに、ヒータ１００とヒータコネクタケーブルは真空ポンプ１の外周部に設けたヒータカバー１４０の内側で接続する構成にする。 FIG. 9 is a diagram for explaining the position of the heater connector 150 of the vacuum pump 1 according to the embodiment of the invention.
9(a) is a diagram showing the outer peripheral surface of the vacuum pump 1 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 9(b) is a diagram for explaining the internal wiring described below. 9(c) is a view showing the outer peripheral surface of a conventional vacuum pump 1000 shown for comparison with FIG. 9(a).
Conventionally, as shown in FIG. 9(c), a connector (plug 1140) was provided at the tip of the heater cable 1150 protruding from the outer peripheral portion of the vacuum pump 1000. As shown in FIG.
In this embodiment, as shown in FIG. 9A, there is no structure corresponding to the conventional heater cable 1150, and the heater connector 150 is provided on the outer peripheral portion of the vacuum pump 1. FIG.
More specifically, as shown in FIG. 9B, a plurality of heaters 100 (cartridge heaters) are connected with a minimum number of lead wires 160, and inexpensive connectors 155 are provided at the ends of the lead wires. This connector 155 is preferably, for example, a Faston terminal.
A heater connector 150 (receptacle connector) is arranged on the outer periphery of the vacuum pump 1 . To the heater connector 150, a lead wire (heater connector cable; not shown) having a connector connected to the heater 100 at its end is connected.
Further, the heater 100 and the heater connector cable are configured to be connected inside a heater cover 140 provided on the outer periphery of the vacuum pump 1 .

このヒータコネクタ１５０を、真空ポンプ１本体付けにする構成により、真空ポンプ１を真空装置に取り付ける際や、真空ポンプ１をメンテナンスする際に、ケーブルがないことで作業性をよくすることができる。
また、ヒータコネクタケーブルは電材専門のメーカで製作することで、コストダウンに繋げることができる。 By attaching the heater connector 150 to the main body of the vacuum pump 1, workability can be improved when attaching the vacuum pump 1 to a vacuum device or performing maintenance of the vacuum pump 1 without cables.
In addition, the cost can be reduced by having the heater connector cable manufactured by a manufacturer that specializes in electrical materials.

なお、本発明の実施形態および各変形例は、必要に応じて各々を組み合わせる構成にしてもよい。 Note that the embodiments and modifications of the present invention may be configured to be combined with each other as necessary.

また、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る。そして、本発明が当該改変されたものに及ぶことは当然である。 Also, the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention. And, of course, the invention extends to such modifications.

１真空ポンプ
２ケーシング（外筒）
３ステータベース
４吸気口
５フランジ部
６排気口
７シャフト
８ロータ
９回転翼
１０回転翼円筒部
２０ねじ溝排気要素（ねじ溝ステータ）
３０固定翼
３５固定翼スペーサ
４０水冷管
４５水冷管
５０水冷スペーサ
６０ベーススペーサ
７０上側Ｏリング
７５下側Ｏリング
８０昇温ステータ
９０高温ステータ
１００ヒータ
１０１発熱体
１０２発熱体
１０３発熱体
１０４発熱体
１０５発熱体
１０６発熱体
１０７発熱体
１０８発熱体
１１０リードピン部
１２０ヒータ固定プレート
１３０締結ボルト
１４０ヒータカバー
１５０ヒータコネクタ
１５５コネクタ（リード線端部）
１６０リード線
２００温度センサ
３００排気口ヒータ
６００排気口部材
６１０取付部
７００ステータコラム
１０００従来の真空ポンプ
１０７０従来のＯリング
１０７５従来のＯリング
１１００従来のヒータ
１１１０ヒータリードピン部（従来）
１１２０カートリッジヒータフランジ（従来）
１１３０締結ボルト（従来）
１１４０プラグ（従来）
１１５０ヒータケーブル（従来）
１２００断熱スペーサ（従来）
１６００排気口部材（従来） 1 vacuum pump 2 casing (outer cylinder)
3 stator base 4 intake port 5 flange portion 6 exhaust port 7 shaft 8 rotor 9 rotary blade 10 rotary blade cylindrical portion 20 thread groove exhaust element (thread groove stator)
30 fixed blade 35 fixed blade spacer 40 water cooling pipe 45 water cooling pipe 50 water cooling spacer 60 base spacer 70 upper O-ring 75 lower O-ring 80 heating stator 90 high temperature stator 100 heater 101 heating element 102 heating element 103 heating element 104 heating element 105 Heating element 106 Heating element 107 Heating element 108 Heating element 110 Lead pin portion 120 Heater fixing plate 130 Fastening bolt 140 Heater cover 150 Heater connector 155 Connector (end of lead wire)
160 lead wire 200 temperature sensor 300 exhaust port heater 600 exhaust port member 610 mounting portion 700 stator column 1000 conventional vacuum pump 1070 conventional O-ring 1075 conventional O-ring 1100 conventional heater 1110 heater lead pin portion (conventional)
1120 cartridge heater flange (conventional)
1130 Fastening bolt (conventional)
1140 plug (conventional)
1150 Heater cable (conventional)
1200 Thermal insulation spacer (conventional)
1600 exhaust port member (conventional)

Claims

an exterior body having an intake port;
an exhaust port;
a base;
a rotating part that is included in the exterior body and the base part and that is rotatably supported;
a substantially cylindrical threaded stator disposed between the base portion and the rotating portion;
a thread groove formed in at least one of an outer peripheral surface of the rotating portion and an inner peripheral surface of the thread groove stator;
with
A vacuum pump that transfers the gas sucked from the intake port side to the exhaust port side by rotating the rotating part at high speed,
a cylindrical heating stator made of stainless material and disposed on the outer periphery of the thread groove stator;
further comprising a temperature sensor for measuring the temperature of the heating stator,
A plurality of heating means are arranged in the temperature rising stator at equal intervals in the circumferential direction of the temperature rising stator,
The vacuum pump, wherein the temperature sensor is arranged at the center of any two of the plurality of heating means.

2. A vacuum pump according to claim 1, wherein said heating means is a cartridge heater.

The cartridge heater is
Having an installation conductor part bent at 90 degrees along the outer peripheral surface of the base part,
3. The vacuum pump according to claim 2, wherein the installation lead wire portion is held by a fixing plate, and the fixing plate and the base portion are fastened with bolts, thereby being fixed to the base portion.

4. A vacuum pump according to claim 1, 2 or 3, wherein said thread groove stator is made of an aluminum material that has not been heat treated to increase strength.