JPH02215977A - ターボ分子ポンプ - 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】 （１）産業上の利用分野 本発明は加速器、半導体の製造等の超高真空機器の排気
用として使用されるターボ分子ポンプに関する。

（２）従来の技術 ターボ分子ポンプとしては、吸気口と排気口を有する筐
体内に、ロータの外周面に突設した多数の動翼と、該筐
体の内周面に突設した多数の静翼とを互いに近接して配
設したものが一般に知られている。

しかし気体の粘性を利用して排気を行う前記ターボ分子
ポンプにおいては、他のガスに比べて圧縮比（排気口圧
力／吸気口圧力）が小さい水素（Ｈ２）ガスはターボ分
子ポンプのみで排気した場合、被排気容器内に残留ガス
として残る。

従ってより超高真空を得るためにはターボ分子ポンプと
は別に、磁場の中に冷陰極放電を発生させるスパッタ形
ゲッタイオンポンプ等を並設したものがある。

（３）発明が解決しようとする問題点 しかしターボ分子ポンプとは別にゲッタイオンポンプを
設置するため設置用のスペースを要し、且つ設備費用が
増大すると共に、装置設計が煩雑になる等の欠点を有す
る。

本発明は上記の欠点を解消し装置を簡易とすると共に、
設備費用を軽減し効率的に水素（Ｈりガスを排気して超
高真空性能の一段と優れたターボ分子ポンプを提供する
ことを目的とする。

（４）間瑚点を解決するための手段 大発明は上記の目的を達成するために、吸気口と排気口
を有する筐体内に、ロータの外周面に突設した多数の動
翼と、該筐体の内周面に突設した多数の静翼とを互いに
近接して配設したターボ分子ポンプにおいて、前記吸気
口の内部に気体収着金属部とこれを加熱するヒータ部か
らなるゲッタポンプを具備したことを特徴とする。

（５）作用 ターボ分子ポンプの吸気口の内部に気体収着金属部と該
金属部を加熱するヒータ部とからなるゲッタポンプを具
備したので、水素（比）以外の気体に対してはターボ分
子ポンプにより排気され、残余の水素（Ｈ２）ガスに対
しては前記ゲッタポンプにより排気されるので超高真空
を容易に達成することができる。

（６）実施例 本発明の１実施例を第１図乃至第３図に従って説明する
。

（１）はターボ分子ポンプを示し、該ターボ分子ポンプ
（１）は筐体（１ａ）内に設けられた回転軸（１ｂ）に
固定されたロータ（１ｃ）の外周面に多数の動翼（ｌｄ
）・・・（１ｄ）を突設すると共に、これら動翼（ｌｄ
）・・・（１ｄ）間に近接して多数の静ｊｒ（ｌｅ）・
・・（ｌｅ）を前記筐体（ｌａ）の内周面に突設して構
成した。（２）は前記ターボ分子ポンプ（１）の筐体（
１ａ）の下端に嵌合螺出された内部ハウジングを示し、
該内部ハウジングの内側にあるラジアル磁気軸受（３）
（３）及びスラスト磁気軸受（４）を介して前記回転軸
（１ｂ）を軸支すると共に、該回転軸（ｔｂ）の中間部
にモータ（１４）のロータ（１４ａ）を固定し、該モー
タ（１４）の駆動により荊記勤１ｆ（ｌｄ）・・・（１
ｄ）を回転するようにした。そして前記内部ハウジング
（２）の頂部及び底部には磁気軸受制御異常時に前記回
転軸（１ｂ）を軸支する非常用玉軸受（２ａ）、（２ｂ
）を設けた。

（５）は前記筐体（ｌａ）の上端に設けた吸気口、（６
）は前記内部ハウジング（２）の下部に設けた排気口で
あり、該吸気口（５）内にゲッタポンプ（７）を設けた
。該ゲッタポンプ（７）は気体収着金属部（７ａ）とこ
れを加熱するヒータ部（７ｂ）とからなり、該気体収着
金属部（７ａ）は例えばジルコニウム（Ｚ　ｒ）とアル
ミニウム（ＡＪＬ）の合金で第２図及び１８３図に示す
ようにコ字状に曲折されたヒータ板からなるヒータ部（
７ｂ）の表面にコーティングされて層状に形成されてい
る。そして該ヒータ板（７ｂ）の両端は端子（８）を介
して入力リード線（９）（９）に接続しである。

（１０）は支持体を示しセラミック等の絶縁環（１０ａ
）と支持軸（１０ｂ）により構成されＬ字状の保持金具
（１１）と補助板（ｌｌａ）により前記吸入口（５）に
突設した突起（５ａ）　　（５ａ）に絶縁材を介して螺
出した。

尚（１２）は通電用コネクター、（１３）・・・（１３
）は磁気軸受用変位検出センサを示す。

次に上記実施例の作動を説明する。ターボ分子ポンプ（
１）のモータ（１４）に通電するとロータ（１ｃ）が高
速に回転し、該ロータ（１ｃ）に突設した多数の勤ｊ！
（ｌｄ）・・・（ｌｄ）と筐体（１ａ）から突設した多
数の静１ｆ（ｌｅ）・・・（１ｅ）との間に気体の流れ
が生じ吸気口（５）から排気口（６）に向って排気作用
を起す。

しかし気体に含まれるガスの中でターボ分子ポンプ（１
）に対する圧縮比（排気口圧力／吸気口圧力）は、水素
（Ｈ２）に対して１ｏ２．ヘリウム（Ｈｅ）に対して１
ｏ１．窒素（Ｎ）に対して１０”程度となっている。従
ってターボ分子ポンプ（１）のみで排気した場合、残留
ガスの主成分は水素（Ｈｌ）となり、この水素（比）を
排気しないと低い圧力は得られない。

そこで残留ガスをターボ分子ポンプ（１）の吸気口（５
）に設けられたゲッタポンプ（７）の気体収着金属部（
７ａ）の表面間を通過させる。この気体収着金属部（７
ａ）の金属は気体分子を取り込む排気作用を有するので
、前記水素（國）の気体分子を有効に取り込み排気する
。

しかし該気体収着金属は一定期間使用した後や、長時間
大気にさらされた後は気体の収着が行われ難くなる。従
って取り込んだ気体のうち、Ｈ８以外のｃｏ、ｃｏ、、
０よ、その他は内部に拡散させ、Ｈ８は放出させる必要
がありこれを再生と称する０本実施例においては、前記
ターボ分子ポンプ（１）の吸気口（５）に連接した被排
気容器との間に設けた吸気弁（図示せず）を閉止し、該
ターボ分子ポンプ（１）内を高真空状態のまま入力リー
ド線（９）（９）から前記ヒータ板（７ｂ）に通電する
。この通電によりヒータ板（７ｂ）は４５０℃程度に加
熱され気体収着金属に取り込まれた水素（Ｈ８）ガスは
放出され排気口（６）から排出される。この再生に関し
て発明者の実験によれば、例えば気体収着金属部が第２
図、３図のような構造で直径（Ｄ）が８０ｍｍ、厚さ（
１）が３０ｍｍで、圧縮比ｌＸｌ０を有する吸気口径１
００ｍｍのターボ分子ポンプ（１）の場合、排気側の水
素（Ｈ，）の分圧がＩ×１０ヶの時吸気口側の水素（Ｈ
３）分圧がｌ　Ｘ　Ｉ　Ｏ，’、以下になるとターボ分
子ポンプ（１）の水素（比）に対する排気速度は０とな
る。そして吸気口（５）に設けた気体収着金属はこのよ
うな超高真空領域で水素（Ｈ２）に対して２００見／Ｓ
の排気速度を持ち、その排気作用は水素（Ｈ２）分圧が
１×Ｉ０ １０Ｔ、、、以下でも維持される。又吸気口側の水素（
比）分圧がＩ　Ｘ　１０ｆ６．、の場合、気体収着金属
の水素（Ｈ３）に対する排気速度が半減する迄の時間は
１２，５００時間となり、４５０℃に加熱したときの再
生に要する時間は２．３時間となる。

尚ターボ分子ポンプの水素（Ｈ８）に対する圧縮比が１
×ｌＯ＋の場合、ターボ分子ポンプの排気側の水素（Ｈ
ｌ）分圧はｌ　Ｘ　１０ｆｌ２．、となるため、仮にタ
ーボ分子ポンプの排気側に気体収着金属を装着した場合
、その水素（Ｈ８）に対する排気速度が半減する時間が
１．２５時間となって極端に短かくなり現実的でない。

尚、上記再生時に高温の気体収着金属及びヒータ板（７
ｂ）からの輻射熱により、ターボ分子ポンプ（１）の吸
気口内壁及び動翼（１ｄ）　・（１ｄ）と静翼（ｌ　ｅ
）　−（１ｅ）の面も加熱し脱ガスされるため、通常超
高真空の排気を行うターボ分子ポンプ（１）に必要な加
熱脱ガス工程を省略することができる。

又、気体収着金属をコーティングしたヒータ板の形状配
置については１本発明がその趣旨を逸脱しない範囲にお
いて１種々なる変更。

修正、改良等を施した態様で実施し得ることは言うまで
もない、又、第１図ではターボ分子ポンプ（１）を磁気
軸受式としたが、その軸受形式が玉軸受等の機械式軸受
でも全く同様に適用できる。

（７）発明の効果 このように本発明によれば、水素（Ｈ７）以外の気体に
対して優れた超高真空性能を有するターボ分子ポンプの
吸気口内に気体収着金属部とヒータ部とからなるゲッタ
ポンプを設けたので、水素（Ｈ２）に対する排気が十分
なされると共に、随時収着ガスを放出することができる
ので、超高真空性能の極めて優れたターボ分子ポンプを
小型で取扱が容易に且つ費用を軽減して提供することが
できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の断面図、第２図は第１図の
上部の平面図、第３図は第２図の詳細拡大断面図である
。 （１）・・・ターボ分子ポンプ （ｌａ）・・・筐体 （ｌｃ）・・・ロータ （１ｄ）・・・動翼 （１ｅ）・・・静翼 （５）・・・吸気口 （６）・・・排気口 （７）・・・ゲッタポンプ （７ａ）・・・気体収着金属部 （７ｂ）・・・ヒータ部 願 人 株式会社大阪真空機器製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気口と排気口を有する筐体内に、ロータの外周面に突
   設した多数の動翼と、該筐体の内周面に突設した多数の
   静翼とを互いに近接して配設したターボ分子ポンプにお
   いて、前記吸気口の内部に気体収着金属部とこれを加熱
   するヒータ部からなるゲッタポンプを具備したことを特
   徴とするターボ分子ポンプ。