JPH02112697A - 渦流形真空ポンプ及び該ポンプにおけるロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主として半導体製造分野におけるウェハーチ
ャンバーの真空引きに使用する渦流形真空ポンプと、該
真空ポンプに用いるロータの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、この種渦流形真空ポンプは、例えば特開昭Ｅ１１
−２４７８９３号公報に記載され、かつ、第５図に示し
たごとく、ポンプハウジング（Ａ）の−側に吸気口（Ｂ
）を、他側に排気口（Ｃ）を設けて、これら吸気口（Ｂ
）と排気口（Ｃ）との間に気体流路（Ｄ）を形成すると
共に、この気体流路（Ｄ）内に、円板（Ｅ）の外周に複
数の羽根（Ｆ）、を設けて成るロータ（Ｇ）を配設し、
該ロータ（Ｇ）を前記ハウジング（Ａ）内に組込んだモ
ータ（Ｍ）で回転駆動させることにより、前記各羽根（
Ｆ）を前記気体流路（Ｄ）内で高速回転させて、前記吸
気口（Ｂ）から排気口（Ｃ）へと気体の排気を行うよう
にしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、以上のような渦流形の真空ポンプでは、前記
ロータ（Ｇ）に設ける各羽根（Ｆ）の仕上がり形状如何
によっては、真空ポンプの排気性能に大きな影響を与え
ることから、該各羽根（Ｆ）の成形精度が要求される。

そのため従来では、例えばチタン合金等の硬質板材を削
り出し加工して、前記各羽根（Ｆ）を形成するようにし
ているが、斯かる削り出しによる方法では、該各羽根（
Ｆ）の加工に長時間を必要として、製造コストが高くな
る問題があった。

また、公知事項として前記羽根（Ｆ）を、前記円板（Ｅ
）の軸方向に出入口を有する形状に形成すれば、更に好
ましい例としてはその出入口間を軸方向に沿わせて断面
概略三日月形状で連絡する形状とすること＼すれば、該
羽根（Ｆ）の軸方向の気体分子を通過させて該気体分子
を加速排気できること＼なるため、高い排気性能が得ら
れることが知られている。又、この場合、特に前記羽根
（Ｆ）の気体出入口端部を先鋭とすれば、−層高い排気
性能が得られることが知られている。しかしながら、斯
かる軸方向に出入口を有し、かつその出入口端部は先鋭
形状とする場合には、加工が極めて困難となって、高価
な上記削り出し加工でもエツジ部分が丸くなる等の難が
あり、ましてや、安価な加工手段を採用したものでは、
未だ実用化されるまでには至らなかったのである。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
第１の目的は、良好な排気性能をもつ渦流形真空ポンプ
を安価に提供することにあり、また、第２の目的は、同
真空ポンプに使用するロータの製造に好適な方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、円板（８０）
の外周部に複数の羽根（８１）をもつロータ（８）を備
え、該ロータ（８）における前記羽根（８１）を、吸気
口（２）と排気口（３）との間に設ける気体流路（７０
）内に配設した渦流形真空ポンプであって、前記羽根（
８１）は、前記円板（８０）の軸方向に入口（８ａ）及
び出口（８ｂ）を有し、かつ、該羽根（８１）は前記円
板（８０）と鋳造成形により一体成形されており、又、
前記円板（８０）の表面及び裏面は切削処理されていて
、前記羽根（８１）の出入口端部には、先鋭部（８２）
（８３）が形成されていることを特徴とするものである
。

また、円板（８０）と、該円板（８０）の外周部に設け
られ、気体流路（７０）内に配設される羽根（８１）を
もつ渦流形真空ポンプにおけるロータの製造方法であっ
て、前記円板（８０）と、該円板（８０）の軸方向に入
口（８ａ）及び出口（８ｂ）をもつ羽根（８１）とを前
記軸方向の仕上げ厚み（ｔ）よりも厚肉状で、かつ、鋳
造成形により一体成形した後に、前記円板（８０）の表
面及び裏面を切削して、前記仕上げ厚み（ｔ）に仕上げ
ることを特徴とするものである。

（作用） 以上の渦流形真空ポンプにおいては、前記ロータ（８）
の円板（８０）と羽根（８１）とが鋳造成形により一体
化され、かつ、前記円板（８０）の表裏両面がそれぞれ
切削処理されて、軸方向に入口（８ａ）及び出口（８ｂ
）をもつ前記羽根（８１）の各出入口端部にそれぞれ先
鋭部（８２）（８３）が形成されているために、これら
各先鋭部（８２）（８３）の存在で真空ポンプの排気性
能が高められるのである。

また、以上のロータ（８）を製造するにあたっては、前
記円板（８０）と羽根（８１）とを、予め仕上げ厚み（
ｔ）より厚肉に鋳造手段により成形し、この後前記円板
（８０）・の表裏両面を切削して、これら円板（８０）
と羽根（８１）とを前記仕上げ厚み（ｔ）に仕上げるの
であり、斯くすることによって、前記羽根（８１）の出
入口端部に先鋭部（８２）（８３）をもったロータ（８
）が良好な精度で簡単に製造され、しかも、前記円板（
８０）の表裏両面における切削深さを変えることにより
、前記先鋭部（８２）（８３）の角度を任意に変更して
、所望の排気性能が得られるのである。

（実施例） 第４図に示した渦流形真空ポンプは、ポンプハウジング
（ｔ）の上部側に、ウェハーチャンバーなどに接続され
る吸気口（２）を設け、また、前記ハウジング（ｔ）の
下部側に設けるベース部材（ｔ０）に、排気口（３）を
設けて、これら吸気口（２）と排気口（３）との間で前
記ハウジング（ｔ）の内方上部側に、螺旋溝（４ａ）を
もった回転円板（４）と、同じく螺旋溝（５ａ）をもっ
た固定円板（５）とを対向伏に２組備えた溝形ポンプ要
素（６）を配設すると共に、該ポンプ要素（６）の下部
側に、円環杖の気体流路（７０）を画成するステータ（
７）と、円板（８０）の外周部に多数枚の羽根（８１）
を形成したロータ（８）とを３組備え、該各ロータ（８
）を前記気体流路（７０）内に回転自由に設けて成る渦
流形ポンプ要素（９）を配設している。

また、前記ポンプハウジング（ｔ）の下部側には、モー
タ（ｔ１）を内蔵したモータ室（ｔ２）を配設して、前
記モータ（ｔ２）から延びる駆動軸（ｔ３）を、前記溝
形ポンプ要素（６）を構成する各回転円板（４）と、前
記渦流形ポンプ要素（９）を構成する各ロータ（８）と
にそれぞれ結合して、前記モータ（ｔ２）の回転駆動に
伴う前記各円板（４）と各ロータ（８）との高速回転に
より、前記吸気口（２）に接続されるウェハーチャンバ
ーなどの内部を、同図の矢印で示したような経路で、前
記排気口（３）側に向けて強制排気するようにしている
。

前記ステータ（７）は、前記各ロータ（８）の上下部位
をサンドウィッチ杖に挟在すべく配設するのであり、斯
かる各ステータ（７）の上下対向部位に、前記各ロータ
（８）の羽根（８１）を受入れる前記各気体流路（７０
）を形成すると共に、この各気体流路（７０）内に、前
記各羽根（８１）と近接される円環コア（２０）を配設
し、前記気体流路（７０）の入口側から出口側に向けて
流通される気体分子を、前記各羽根（８１）の回転に伴
い前記コア（２０）の周りに螺旋運動させながら排気す
るようにしている。

しかして以上のような真空ポンプに使用される前記ロー
タ（８）を、次のような構成としたのである。

即ち、第１図で明らかにしたごとく、前記ロータ（８）
の円板（８０）と、該円板（８０）の外周部に形成され
る各羽根（８１）とを鋳造手段で一体に成形すると共に
、前記円板（８０）の表裏両面を切削処理して、前記各
羽根（８１）の気体の入口（８ａ）及び出口（８ｂ）、
つまり排気時に気体が接栓される各羽根（８１）の内面
側で、その上下両端縁側に、それぞれ先鋭部（８２）（
８３）を形成したのである。

前記各羽根（８１）は、前記円板（８０）の軸方向に出
入口を有する断面概略三日月形状に形成しており、斯か
る形杖とすることにより、前記各羽根（８１）による高
い排気性能が得られ、特に前記各羽根（８１）の入口（
８ａ）及び出口（８ｂ）に前記先鋭部（８２）（８３）
を形成することにより、−層高い排気性能が得られるの
である。すなわち、前記各羽根（８１）を軸方向に入口
（８ａ）及び出口（８ｂ）を有する断面概略三日月形状
に形成することＮすれば、前記気体流路（７０）に排気
される気体分子は、該各羽根（８１）の三日月形に沿っ
て入口（８ａ）から出口（８ｂ）に向け、該各羽根（８
１）を軸方向に通過すること＼なり、この通過の際に、
気体分子は高速回転している前記各羽根（８１）から運
動エネルギーを受けとって加速され、吸気側から排気側
に向けて良好な排気が行い得るのである。そして、この
場合に、前記各羽根（８１）の入口（８ａ）及び出口（
８ｂ）に前記先鋭部（８２）（８３）があると、この分
子の通過を滑らかに行い得るのである。又、前記各羽根
（８１）の外周部対向側には、前記円環コア（２０）を
近接配置しているため、前記各羽根（８１）を通過した
気体分子は、前記円環コア（２０）の周りをスムーズに
螺旋運動されて再び前記羽根（８１）に入射されること
＼なるため、複数回にわたる加速作用を良好に行い得、
極めて高い排気性能を得ることができるのである。

次に、以上のようなロータ（８）の製造方法について説
明する。

先ず、前記ロータ（８）は、その全体を鋳造手段で一体
成形するのであるが、斯かる鋳造成形時に、第２図で示
したごとく、前記円板（８０）と、該円板（８０）とほ
ぼ同一高さとされた断面概略三日月形吠の各羽根（８１
）とを、予め仕上げ厚み（ｔ）より厚内に成形するので
あり、しかる後に前記円板（８０）の表裏両面側から仕
上げ厚み（ｔ）の深さまで、つまり同図の（イ）（ロ）
位置まで切削加工する。

そして、第３図に示したごとく、前記円板（８０）と各
羽根（８１）とを前記仕上げ厚み（ｔ）に仕上げるので
あり、斯くすることによって、前記鋳造時に形成される
各羽根（８１）の上下各先端部が切削加工で落とされて
、該各羽根（８１）の入口（８ａ）及び出口（８ｂ）に
、前記先鋭部（８２）（８３）がそ形成される。

また、以上の製造方法を採用するときには、前記円板（
８０）の表裏両面における切削深さを、つまり前述した
（イ）（ロ）の位置を任意に変えることにより、第１図
で明らかなごとく、前記各先鋭部（８２）（８３）の入
口角（α）と出口角（β）とを自由に変更でき、これら
人口角（α）と出口角（β）とを変更することで、前記
各羽根（８１）による所望の排気性能が得られるのであ
る。

同各図においては、前記ロータ（８）の鋳造成形時に、
前記円板（８０）の中央上下部位に、筒状の取付ボス（
８４）を一体に形成し、このボス（８４）を前記駆動軸
（ｔ３）に挿嵌固定するようにしている。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明にかかる渦流形真空ポンプ
では、ロータ（８）の円板（８０）と、軸方向に入口（
８ａ）及び出口（８ｂ）を有する羽根（８１）とが鋳造
手段で一体に形成され、また、前記円板（８０）の表裏
両面を切削処理することにより、前記羽根（８１）の気
体出入口端部に、それぞれ先鋭部（８２）（８３）が形
成されていることから、低置なコストでもって、排気性
能を高め得るに至ったのである。

また、本発明にかかるロータの製造方法では、前記円板
（８０）と羽根（８１）とを、予め仕上げ厚み（ｔ）よ
り厚肉に鋳造手段により成形し、この後前記円板（８０
）の表裏両面を切削して、これら円板（８０）と羽根（
８１）とを前記仕上げ厚み（ｔ）に仕上げるようにした
から、前記羽根（８１）の出入口端部に先鋭部（８２）
（８３）をもったロータ（８）を良好な精度で簡単に製
造でき、しかも、前記円板（８０）の表裏両面における
切削深さを変えることによって、前記先鋭部（８２）（
８３）の角度を任意に変更して、所望の排気性能を得る
ことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の渦流形真空ポンプに使用されるロータ
要部の断面図、第２図及び第３図は同ロータの製造方法
を示す図面、第４図は同真空ポンプの全体構造を示す縦
断面図、第５図は従来例を示す断面図である。 （２）・・・拳・吸気口 （３）・・・・・排気口 （７０）・・・・気体流路 （８）・・・・・ロータ （８０）・・・・円板 （８１）・・・・羽根 （８２）・・・・先鋭部 （８３）　＠拳・・先鋭部 （８ａ）・・拳・入口 （８ｂ）・・・・出口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）円板（８０）の外周部に複数の羽根（８１）をもつ
   ロータ（８）を備え、該ロータ（８）における前記羽根
   （８１）を、吸気口（２）と排気口（３）との間に設け
   る気体流路（７０）内に配設した渦流形真空ポンプであ
   って、前記羽根（８１）は、前記円板（８０）の軸方向
   に入口（８ａ）及び出口（８ｂ）を有し、かつ、該羽根
   （８１）は前記円板（８０）と鋳造成形により一体成形
   されており、又、前記円板（８０）の表面及び裏面は切
   削処理されていて、前記羽根（８１）の出入口端部には
   、先鋭部（８２）（８３）が形成されていることを特徴
   とする渦流形真空ポンプ。 ２）円板（８０）と、該円板（８０）の外周部に設けら
   れ、気体流路（７０）内に配設される羽根（８１）をも
   つ渦流形真空ポンプにおけるロータの製造方法であって
   、前記円板（８０）と、該円板（８０）の軸方向に入口
   （８ａ）及び出口（８ｂ）をもつ羽根（８１）とを前記
   軸方向の仕上げ厚み（ｔ）よりも厚肉状で、かつ、鋳造
   成形により一体成形した後に、前記円板（８０）の表面
   及び裏面を切削して、前記仕上げ厚み（ｔ）に仕上げる
   ことを特徴とする渦流形真空ポンプにおけるロータの製
   造方法。