JPH11107979A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
ターボ分子ポンプInfo
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- JPH11107979A JPH11107979A JP9288025A JP28802597A JPH11107979A JP H11107979 A JPH11107979 A JP H11107979A JP 9288025 A JP9288025 A JP 9288025A JP 28802597 A JP28802597 A JP 28802597A JP H11107979 A JPH11107979 A JP H11107979A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 定常運転時に、従来よりも排気気体の流量が
増加しても、その増加を確保したまま真空度の低下を防
止できるターボ分子ポンプの提供。 【解決手段】 吸気口側に設けられたロータ翼１４１と
ステータ翼１８１の軸方向の間隔ａを、定常運転時の吸
気口の圧力が１０（ｍＴｏｒｒ）以上の領域で、気体が
分子流として扱える値に設定するようにした。気体が分
子流として扱えるかどうかは気体分子の平均自由行程に
より決まるので、上記の間隔ａは平均自由行程に基づい
て設定する。これにより、本発明では、定常運転時の圧
力が１０（ｍＴｏｒｒ）以上の領域で気体分子流として
扱うことができ、その排気性能を発揮できる。このた
め、定常運転時に真空室に供給する気体の流量が従来よ
りも増加しても、その流量の増加を確保したまま必要な
圧力（真空度）を確保できる。
増加しても、その増加を確保したまま真空度の低下を防
止できるターボ分子ポンプの提供。 【解決手段】 吸気口側に設けられたロータ翼１４１と
ステータ翼１８１の軸方向の間隔ａを、定常運転時の吸
気口の圧力が１０（ｍＴｏｒｒ）以上の領域で、気体が
分子流として扱える値に設定するようにした。気体が分
子流として扱えるかどうかは気体分子の平均自由行程に
より決まるので、上記の間隔ａは平均自由行程に基づい
て設定する。これにより、本発明では、定常運転時の圧
力が１０（ｍＴｏｒｒ）以上の領域で気体分子流として
扱うことができ、その排気性能を発揮できる。このた
め、定常運転時に真空室に供給する気体の流量が従来よ
りも増加しても、その流量の増加を確保したまま必要な
圧力（真空度）を確保できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置な
どの真空装置として使用されるターボ分子ポンプに関す
る。
どの真空装置として使用されるターボ分子ポンプに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ターボ分子ポンプは、高速回転するロー
タ軸に取り付けられたロータ翼と、外装体によって固定
されたステータ翼とが交互に配置され、ロータ翼とステ
ータ翼との対がロータ軸の軸方向に複数段にわたって設
けられたものである。ロータ翼は、所定の角度で傾斜す
る複数のブレード（羽根）からなる。ステータ翼は、ロ
ータ翼と同様に複数のブレードからなるが、ブレードの
傾斜方向はロータ翼のブレードの傾斜方向と逆になって
いる。ロータ翼とステータ翼との軸方向の間隔は、設計
上の都合などにより設定されている。例えば、吸気口の
近傍に配置されるロータ翼とステータ翼とでは、その軸
方向の間隔が５ｍｍ程度に設定されている。
タ軸に取り付けられたロータ翼と、外装体によって固定
されたステータ翼とが交互に配置され、ロータ翼とステ
ータ翼との対がロータ軸の軸方向に複数段にわたって設
けられたものである。ロータ翼は、所定の角度で傾斜す
る複数のブレード（羽根）からなる。ステータ翼は、ロ
ータ翼と同様に複数のブレードからなるが、ブレードの
傾斜方向はロータ翼のブレードの傾斜方向と逆になって
いる。ロータ翼とステータ翼との軸方向の間隔は、設計
上の都合などにより設定されている。例えば、吸気口の
近傍に配置されるロータ翼とステータ翼とでは、その軸
方向の間隔が５ｍｍ程度に設定されている。
【０００３】このような構成からなるターボ分子ポンプ
では、ロータ軸の回転によりロータ翼が回転し、ロータ
翼のブレードは、気体分子を回転方向に叩くことにより
軸方向に移動させ、これにより排気を行っている。ま
た、この種のターボ分子ポンプは、例えば、半導体製造
装置の真空室の排気に使用され、その真空室では、半導
体の加工処理のために真空室内に常に気体が供給され、
この供給された気体をターボ分子ポンプで排気する必要
がある。
では、ロータ軸の回転によりロータ翼が回転し、ロータ
翼のブレードは、気体分子を回転方向に叩くことにより
軸方向に移動させ、これにより排気を行っている。ま
た、この種のターボ分子ポンプは、例えば、半導体製造
装置の真空室の排気に使用され、その真空室では、半導
体の加工処理のために真空室内に常に気体が供給され、
この供給された気体をターボ分子ポンプで排気する必要
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、真空
室へ供給される気体の量が増加する傾向にあり、これに
伴って、ターボ分子ポンプが定常運転時に排気すべき気
体の量も増加の傾向にある。そこで、このように排気す
べき気体流量が増加した場合に、従来のターボ分子ポン
プで十分な真空度（排気性能）が得られるか否かを確認
するために、流量特性の試験を行い、図４の１点鎖線Ａ
で示すような結果を得た。ここで、排気される気体は窒
素（Ｎ2 ）であり、補助ポンプとして１３００（ｌ／ｍ
ｉｎ）のドライポンプを使用している。
室へ供給される気体の量が増加する傾向にあり、これに
伴って、ターボ分子ポンプが定常運転時に排気すべき気
体の量も増加の傾向にある。そこで、このように排気す
べき気体流量が増加した場合に、従来のターボ分子ポン
プで十分な真空度（排気性能）が得られるか否かを確認
するために、流量特性の試験を行い、図４の１点鎖線Ａ
で示すような結果を得た。ここで、排気される気体は窒
素（Ｎ2 ）であり、補助ポンプとして１３００（ｌ／ｍ
ｉｎ）のドライポンプを使用している。
【０００５】この試験結果から、排気すべき気体の流量
が少ない場合には、十分な真空度が得られるが（例え
ば、圧力が１０-2Ｔｏｒｒ以下、すなわち圧力が１０ｍ
Ｔｏｒｒ以下）、排気すべき気体の流量が多い場合に
は、十分な真空度が得られない（例えば、圧力が１０ｍ
Ｔｏｒｒ以上）、ということがわかった。この結果に基
づき、発明者は、気体流量の多い場合に十分な真空度が
得られない原因を追求するために、鋭意研究を続けた。
その結果、ターボ分子ポンプの吸気口側に設けられたロ
ータ翼とステータ翼の軸方向の隙間において、排気気体
が分子流を形成しないために、排気性能が低下するとい
う新知見を得た。すなわち、気体流量の増加に伴う真空
度の低下は、ロータ翼とステータ翼の軸方向の間隔と相
関があるという新知見を得た。
が少ない場合には、十分な真空度が得られるが（例え
ば、圧力が１０-2Ｔｏｒｒ以下、すなわち圧力が１０ｍ
Ｔｏｒｒ以下）、排気すべき気体の流量が多い場合に
は、十分な真空度が得られない（例えば、圧力が１０ｍ
Ｔｏｒｒ以上）、ということがわかった。この結果に基
づき、発明者は、気体流量の多い場合に十分な真空度が
得られない原因を追求するために、鋭意研究を続けた。
その結果、ターボ分子ポンプの吸気口側に設けられたロ
ータ翼とステータ翼の軸方向の隙間において、排気気体
が分子流を形成しないために、排気性能が低下するとい
う新知見を得た。すなわち、気体流量の増加に伴う真空
度の低下は、ロータ翼とステータ翼の軸方向の間隔と相
関があるという新知見を得た。
【０００６】そこで、本発明は、その新知見に基づきな
されたものであり、定常運転時の気体の排気流量が増加
しても、その気体流量の増加を確保したまま必要な真空
度を確保できるターボ分子ポンプを提供することを目的
とする。
されたものであり、定常運転時の気体の排気流量が増加
しても、その気体流量の増加を確保したまま必要な真空
度を確保できるターボ分子ポンプを提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ロータ軸と、このロータ軸を回転自在
に支持する軸受と、この軸受に支持されたロータ軸を回
転させるモータと、ロータ軸に取り付けられた複数段の
ロータ翼と、この複数段のロータ翼の間に配置された複
数段のステータ翼とを備え、ロータ翼とステータ翼の軸
方向の間隔を、定常運転時の圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上
の領域で気体が分子流として扱える値に設定するように
した。
めに、本発明は、ロータ軸と、このロータ軸を回転自在
に支持する軸受と、この軸受に支持されたロータ軸を回
転させるモータと、ロータ軸に取り付けられた複数段の
ロータ翼と、この複数段のロータ翼の間に配置された複
数段のステータ翼とを備え、ロータ翼とステータ翼の軸
方向の間隔を、定常運転時の圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上
の領域で気体が分子流として扱える値に設定するように
した。
【０００８】本発明は、次にように表現することも可能
である。すなわち、本発明は、ロータ軸と、このロータ
軸を回転自在に支持する軸受と、この軸受に支持された
ロータ軸を回転させるモータと、ロータ軸に取り付けら
れた複数段のロータ翼と、この複数段のロータ翼の間に
配置された複数段のステータ翼とを備え、ロータ翼とス
テータ翼の軸方向の間隔を、定常運転時の排気流量が１
０００ＳＣＣＭ以上の領域で気体が分子流として扱える
値に設定するようにした。
である。すなわち、本発明は、ロータ軸と、このロータ
軸を回転自在に支持する軸受と、この軸受に支持された
ロータ軸を回転させるモータと、ロータ軸に取り付けら
れた複数段のロータ翼と、この複数段のロータ翼の間に
配置された複数段のステータ翼とを備え、ロータ翼とス
テータ翼の軸方向の間隔を、定常運転時の排気流量が１
０００ＳＣＣＭ以上の領域で気体が分子流として扱える
値に設定するようにした。
【０００９】上記のロータ翼とステータ翼の軸方向の間
隔の設定は、少なくとも吸気口側に位置するロータ翼と
ステータ翼について行うようにした。また、上記のロー
タ翼とステータ翼の軸方向の間隔の具体的な設定は、気
体分子の平均自由行程に基づいて行う。
隔の設定は、少なくとも吸気口側に位置するロータ翼と
ステータ翼について行うようにした。また、上記のロー
タ翼とステータ翼の軸方向の間隔の具体的な設定は、気
体分子の平均自由行程に基づいて行う。
【００１０】このように、本発明では、ロータ翼とステ
ータ翼の軸方向の間隔を、定常運転時の吸気口の圧力が
１０ｍＴｏｒｒ以上の領域で、気体が分子流として扱え
る値に設定するようにした。このため、本発明では、定
常運転時に圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上の領域で気体を分
子流として扱うことができ、その排気性能を十分に発揮
できる。従って、本発明は、定常運転時に真空室に供給
される気体の流量が従来よりも増加しても、その流量の
増加を確保したまま必要な圧力（真空度）を確保でき
る。
ータ翼の軸方向の間隔を、定常運転時の吸気口の圧力が
１０ｍＴｏｒｒ以上の領域で、気体が分子流として扱え
る値に設定するようにした。このため、本発明では、定
常運転時に圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上の領域で気体を分
子流として扱うことができ、その排気性能を十分に発揮
できる。従って、本発明は、定常運転時に真空室に供給
される気体の流量が従来よりも増加しても、その流量の
増加を確保したまま必要な圧力（真空度）を確保でき
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先だ
って、まず本発明の基本的な考え方について、以下に説
明する。図１は、本発明の基本的な考え方を説明するた
めに、本発明の要部のみを取り出した断面図である。図
２は、そのロータ翼とステータ翼の関係を示す展開図で
ある。本発明は、上記の新知見に基づくものであり、図
１に示すように、少なくとも吸気口側に設けられたロー
タ翼１４１とステータ翼１８１の軸方向の間隔ａを、定
常運転時の吸気口の圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上の領域
で、気体が分子流として扱える値に設定するようにし
た。
って、まず本発明の基本的な考え方について、以下に説
明する。図１は、本発明の基本的な考え方を説明するた
めに、本発明の要部のみを取り出した断面図である。図
２は、そのロータ翼とステータ翼の関係を示す展開図で
ある。本発明は、上記の新知見に基づくものであり、図
１に示すように、少なくとも吸気口側に設けられたロー
タ翼１４１とステータ翼１８１の軸方向の間隔ａを、定
常運転時の吸気口の圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上の領域
で、気体が分子流として扱える値に設定するようにし
た。
【００１２】また、ターボ分子ポンプを、定常運転時に
真空室に供給される気体を排気して使用する場合には、
排気すべき気体の流量があらかじめ決まっている。この
ため、ターボ分子ポンプは、定常運転時にその排気流量
の条件を満たすと同時に、そのときに必要な真空度（例
えば、２０ｍＴｏｒｒ以下）が得られなければならな
い。そこで、本発明は、次のように表現することも可能
である。すなわち、本発明は、少なくとも吸気口側に設
けられたロータ翼１４１とステータ翼１８１の軸方向の
間隔ａを、定常運転時の排気流量が１０００ＳＣＣＭ以
上の領域で、気体が分子流として扱える値に設定するよ
うにしたものである。
真空室に供給される気体を排気して使用する場合には、
排気すべき気体の流量があらかじめ決まっている。この
ため、ターボ分子ポンプは、定常運転時にその排気流量
の条件を満たすと同時に、そのときに必要な真空度（例
えば、２０ｍＴｏｒｒ以下）が得られなければならな
い。そこで、本発明は、次のように表現することも可能
である。すなわち、本発明は、少なくとも吸気口側に設
けられたロータ翼１４１とステータ翼１８１の軸方向の
間隔ａを、定常運転時の排気流量が１０００ＳＣＣＭ以
上の領域で、気体が分子流として扱える値に設定するよ
うにしたものである。
【００１３】次に、このような考え方に基づき、例え
ば、ロータ翼１４１とステータ翼１８１の軸方向の間隔
ａを具体的に設定する方法について、以下に説明する。
上記のように、ロータ翼１４１とステータ翼１８１の軸
方向の隙間において、気体が分子流として扱えるかどう
かは、気体分子の平均自由行程により決まり、この平均
自由行程λは、概略次の（１）式により表される。 λ＝０．０５／圧力（ｍｍ）・・・（１） ここで、（１）式中の圧力の単位はＴｏｒｒである。こ
の平均自由行程λが、上記の間隔ａ以上であれば、気体
は分子流として扱える。
ば、ロータ翼１４１とステータ翼１８１の軸方向の間隔
ａを具体的に設定する方法について、以下に説明する。
上記のように、ロータ翼１４１とステータ翼１８１の軸
方向の隙間において、気体が分子流として扱えるかどう
かは、気体分子の平均自由行程により決まり、この平均
自由行程λは、概略次の（１）式により表される。 λ＝０．０５／圧力（ｍｍ）・・・（１） ここで、（１）式中の圧力の単位はＴｏｒｒである。こ
の平均自由行程λが、上記の間隔ａ以上であれば、気体
は分子流として扱える。
【００１４】そこで、定常運転時の圧力が２０ｍＴｏｒ
ｒ以下において、気体を分子流とする場合について説明
する。圧力が２０ｍＴｏｒｒにおける平均自由行程λ
は、（１）式からλ＝２．５ｍｍとなる。従って、ロー
タ翼１４１とステータ翼１８１の軸方向の間隔ａを２．
５ｍｍ以下に設定すれば、圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下の
領域において気体を分子流として扱うことができる。
ｒ以下において、気体を分子流とする場合について説明
する。圧力が２０ｍＴｏｒｒにおける平均自由行程λ
は、（１）式からλ＝２．５ｍｍとなる。従って、ロー
タ翼１４１とステータ翼１８１の軸方向の間隔ａを２．
５ｍｍ以下に設定すれば、圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下の
領域において気体を分子流として扱うことができる。
【００１５】なお、後述のロータ翼１４２とステータ翼
１８２の軸方向の間隔、ロータ翼１４３とステータ翼１
８３の軸方向の間隔、およびロータ翼１４４とステータ
翼１８４の軸方向の間隔についても、上記と同様に、気
体が分子流として扱えるように設定される。
１８２の軸方向の間隔、ロータ翼１４３とステータ翼１
８３の軸方向の間隔、およびロータ翼１４４とステータ
翼１８４の軸方向の間隔についても、上記と同様に、気
体が分子流として扱えるように設定される。
【００１６】次に、本発明の好適な実施の形態につい
て、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の
形態であるターボ分子ポンプの全体の構成を示す断面図
である。この実施の形態のターボ分子ポンプ１０は、図
３に示すように、略円柱形状のロータ軸１２と、このロ
ータ軸１２に取り付けられたロータ翼部１４と、略円筒
形状の外装体１６によって固定されたステータ翼部１８
と、ロータ軸１２を磁力により支持する磁気軸受２０
と、ロータ軸１２にトルクを発生させるモータ２１とを
備えている。
て、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の
形態であるターボ分子ポンプの全体の構成を示す断面図
である。この実施の形態のターボ分子ポンプ１０は、図
３に示すように、略円柱形状のロータ軸１２と、このロ
ータ軸１２に取り付けられたロータ翼部１４と、略円筒
形状の外装体１６によって固定されたステータ翼部１８
と、ロータ軸１２を磁力により支持する磁気軸受２０
と、ロータ軸１２にトルクを発生させるモータ２１とを
備えている。
【００１７】ロータ翼部１４は、ロータ軸１２に取り付
けられたほぼ筒状の筒体１４ａと、この筒体１４ａの外
周に取り付けられた４種類のロータ翼１４１、１４２、
１４３、１４４で構成されている。ステータ翼部１８
は、そのロータ翼１４１、１４２、１４３、１４４に対
応して外装体１６の内周に固定された、４種類のステー
タ翼１８１、１８２、１８３、１８４で構成されてい
る。
けられたほぼ筒状の筒体１４ａと、この筒体１４ａの外
周に取り付けられた４種類のロータ翼１４１、１４２、
１４３、１４４で構成されている。ステータ翼部１８
は、そのロータ翼１４１、１４２、１４３、１４４に対
応して外装体１６の内周に固定された、４種類のステー
タ翼１８１、１８２、１８３、１８４で構成されてい
る。
【００１８】ロータ翼１４１は、図２に示すように、ロ
ータ軸１２に対して所定角度で傾斜させ、かつ放射状に
筒体１４ａの外周面に取り付けた複数のブレード（羽
根）１４１ａから構成される。ロータ翼１４２、１４
３、１４４は、ロータ翼１４１と同様に、それぞれ筒体
１４ａの外周に一体に形成された複数のブレードから構
成されるが、そのブレードの大きさや傾斜角度は、ロー
タ翼１４２、１４３、１４４によって異なる。ステータ
翼１８１は、図２に示すように、複数のブレード１８１
ａから構成されるが、各ブレード１８１ａの傾斜方向が
ロータ翼１４１のブレード１４１ａの傾斜方向と逆にな
っている。ステータ翼１８２、１８３、１８４は、ステ
ータ翼１８１と同様に複数のブレードから構成される
が、そのブレードの大きさや傾斜角度は、ステータ翼１
８２、１８３、１８４によって異なる。
ータ軸１２に対して所定角度で傾斜させ、かつ放射状に
筒体１４ａの外周面に取り付けた複数のブレード（羽
根）１４１ａから構成される。ロータ翼１４２、１４
３、１４４は、ロータ翼１４１と同様に、それぞれ筒体
１４ａの外周に一体に形成された複数のブレードから構
成されるが、そのブレードの大きさや傾斜角度は、ロー
タ翼１４２、１４３、１４４によって異なる。ステータ
翼１８１は、図２に示すように、複数のブレード１８１
ａから構成されるが、各ブレード１８１ａの傾斜方向が
ロータ翼１４１のブレード１４１ａの傾斜方向と逆にな
っている。ステータ翼１８２、１８３、１８４は、ステ
ータ翼１８１と同様に複数のブレードから構成される
が、そのブレードの大きさや傾斜角度は、ステータ翼１
８２、１８３、１８４によって異なる。
【００１９】このような構成からなるロータ翼１４１〜
１４４と、対応するステータ翼１８１〜１８４とは、そ
の軸方向において、所定の間隔をおいて上下方向に交互
に配置されている。すなわち、ロータ翼１４１とステー
タ翼１８１の軸方向の間隔、ロータ翼１４２とステータ
翼１８２の軸方向の間隔、およびロータ翼１４３とステ
ータ翼１８３の軸方向の間隔とは、上記のように、圧力
が２０ｍＴｏｒｒ以下の領域で気体が分子流として扱え
るように、２．５ｍｍに設定されている。
１４４と、対応するステータ翼１８１〜１８４とは、そ
の軸方向において、所定の間隔をおいて上下方向に交互
に配置されている。すなわち、ロータ翼１４１とステー
タ翼１８１の軸方向の間隔、ロータ翼１４２とステータ
翼１８２の軸方向の間隔、およびロータ翼１４３とステ
ータ翼１８３の軸方向の間隔とは、上記のように、圧力
が２０ｍＴｏｒｒ以下の領域で気体が分子流として扱え
るように、２．５ｍｍに設定されている。
【００２０】このような配置により、ロータ翼１４１と
ステータ翼１８１とで排気段が形成され、ロータ翼１４
２、１４３とステータ翼１８２、１８３とで中間段が形
成され、ロータ翼１４４とステータ翼１８４とで圧縮段
が形成される。
ステータ翼１８１とで排気段が形成され、ロータ翼１４
２、１４３とステータ翼１８２、１８３とで中間段が形
成され、ロータ翼１４４とステータ翼１８４とで圧縮段
が形成される。
【００２１】また、上述の磁気軸受２０は、ロータ軸１
２に対して半径方向の磁力と軸方向の磁力をそれぞれ発
生させる半径方向電磁石２２、２４および軸方向電磁石
２６と、ロータ軸１２の半径方向の位置と軸方向の位置
とをそれぞれ検出する半径方向センサ３０、３２、およ
び軸方向センサ３４と、これら半径方向センサ３０、３
２、および軸方向センサ３４の検出信号を基に半径方向
電磁石２２、２４および軸方向電磁石２６などの励磁電
流をそれぞれフィードバック制御する制御系３６とを備
えている。
２に対して半径方向の磁力と軸方向の磁力をそれぞれ発
生させる半径方向電磁石２２、２４および軸方向電磁石
２６と、ロータ軸１２の半径方向の位置と軸方向の位置
とをそれぞれ検出する半径方向センサ３０、３２、およ
び軸方向センサ３４と、これら半径方向センサ３０、３
２、および軸方向センサ３４の検出信号を基に半径方向
電磁石２２、２４および軸方向電磁石２６などの励磁電
流をそれぞれフィードバック制御する制御系３６とを備
えている。
【００２２】次に、このような構成からなる実施の形態
の動作について、図面を参照して説明する。この実施の
形態のターボ分子ポンプ１０は駆動時において、磁気軸
受２０によってロータ軸１２が所定の浮上位置に非接触
の状態で保持され、この状態でモータ２１が駆動される
ことで、ロータ軸１２が回転する。そして、ステータ翼
１８１〜１８４の間で各ロータ翼１４１〜１４４が回転
することで、図３に示すように、気体が吸気口３８から
吸気され、圧縮されることで排気口３９から排出され
る。
の動作について、図面を参照して説明する。この実施の
形態のターボ分子ポンプ１０は駆動時において、磁気軸
受２０によってロータ軸１２が所定の浮上位置に非接触
の状態で保持され、この状態でモータ２１が駆動される
ことで、ロータ軸１２が回転する。そして、ステータ翼
１８１〜１８４の間で各ロータ翼１４１〜１４４が回転
することで、図３に示すように、気体が吸気口３８から
吸気され、圧縮されることで排気口３９から排出され
る。
【００２３】この実施の形態では、ロータ翼１４１とス
テータ翼１８１とで形成される排気段と、ロータ翼１４
２、１４３とステータ翼１８２、１８３とで形成される
中間段とでは、気体の流れは分子流として取り扱えるた
め、気体分子はロータ翼１４１、１４２、１４３のブレ
ードに叩かれて排気口３９側に向けて移動する。
テータ翼１８１とで形成される排気段と、ロータ翼１４
２、１４３とステータ翼１８２、１８３とで形成される
中間段とでは、気体の流れは分子流として取り扱えるた
め、気体分子はロータ翼１４１、１４２、１４３のブレ
ードに叩かれて排気口３９側に向けて移動する。
【００２４】次に、この実施の形態について、従来装置
と同様に流量特性の実験を行い、図４の実線Ｂで示すよ
うな実験結果を得た。ここで、この実施の形態の場合に
は、上述のロータ翼１４１とステータ翼１８１などの軸
方向の間隔は２．５ｍｍとし、従来装置の同間隔は５ｍ
ｍとする。この実験結果によれば、例えば、流量が１０
００ＳＣＣＭのときに、従来装置では圧力が３０ｍＴｏ
ｒｒになって必要な圧力である２０ｍＴｏｒｒを上回っ
てしまうが、この実施の形態では圧力が１０ｍＴｏｒｒ
となり必要な圧力を十分に確保できる。さらに、流量が
１５００ＳＣＣＭの場合には、従来装置では圧力が６０
ｍＴｏｒｒ以上になるが、この実施の形態では圧力が２
０ｍＴｏｒｒとなり必要な圧力を確保できる。
と同様に流量特性の実験を行い、図４の実線Ｂで示すよ
うな実験結果を得た。ここで、この実施の形態の場合に
は、上述のロータ翼１４１とステータ翼１８１などの軸
方向の間隔は２．５ｍｍとし、従来装置の同間隔は５ｍ
ｍとする。この実験結果によれば、例えば、流量が１０
００ＳＣＣＭのときに、従来装置では圧力が３０ｍＴｏ
ｒｒになって必要な圧力である２０ｍＴｏｒｒを上回っ
てしまうが、この実施の形態では圧力が１０ｍＴｏｒｒ
となり必要な圧力を十分に確保できる。さらに、流量が
１５００ＳＣＣＭの場合には、従来装置では圧力が６０
ｍＴｏｒｒ以上になるが、この実施の形態では圧力が２
０ｍＴｏｒｒとなり必要な圧力を確保できる。
【００２５】このように、この実施の形態では、従来よ
りも排気流量が増加しても、その流量の増加を確保した
まま必要な圧力（真空度）１０〜２０ｍＴｏｒｒを確保
できる。これは、この実施の形態が、ロータ翼１４１と
ステータ翼１８１などの軸方向の間隔を上記のように設
定し、ロータ翼１４１とステータ翼１８１などの軸方向
の隙間において、気体の流れが分子流となるからと考え
られるからである。
りも排気流量が増加しても、その流量の増加を確保した
まま必要な圧力（真空度）１０〜２０ｍＴｏｒｒを確保
できる。これは、この実施の形態が、ロータ翼１４１と
ステータ翼１８１などの軸方向の間隔を上記のように設
定し、ロータ翼１４１とステータ翼１８１などの軸方向
の隙間において、気体の流れが分子流となるからと考え
られるからである。
【００２６】なお、上記の実施の形態では、ロータ翼１
４１とステータ翼１８１の軸方向の間隔、ロータ翼１４
２とステータ翼１８２の軸方向の間隔、およびロータ翼
１４３とステータ翼１８３の軸方向の間隔とは、圧力が
２０ｍＴｏｒｒ以下の領域で気体が分子流として扱える
ように、２．５ｍｍに設定するようにした。
４１とステータ翼１８１の軸方向の間隔、ロータ翼１４
２とステータ翼１８２の軸方向の間隔、およびロータ翼
１４３とステータ翼１８３の軸方向の間隔とは、圧力が
２０ｍＴｏｒｒ以下の領域で気体が分子流として扱える
ように、２．５ｍｍに設定するようにした。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ロー
タ翼とステータ翼の軸方向の間隔を、定常運転時の吸気
口の圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上の領域で、気体が分子流
として扱える値に設定するようにした。このため、本発
明では、定常運転時に圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上の領域
で気体を分子流として扱うことができ、その排気性能を
十分に発揮できる。従って、本発明は、定常運転時に真
空室に供給される気体の流量が従来よりも増加しても、
その流量の増加を確保したまま必要な圧力（真空度）を
確保できる。
タ翼とステータ翼の軸方向の間隔を、定常運転時の吸気
口の圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上の領域で、気体が分子流
として扱える値に設定するようにした。このため、本発
明では、定常運転時に圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上の領域
で気体を分子流として扱うことができ、その排気性能を
十分に発揮できる。従って、本発明は、定常運転時に真
空室に供給される気体の流量が従来よりも増加しても、
その流量の増加を確保したまま必要な圧力（真空度）を
確保できる。
【図１】本発明の基本的な考え方を説明するターボ分子
ポンプの要部の断面図である。
ポンプの要部の断面図である。
【図２】同要部のロータ翼とステータ翼の展開図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施の形態によるターボ分子ポンプの
断面図である。
断面図である。
【図４】この実施の形態と従来装置との流量特性の試験
結果を示す図である。
結果を示す図である。
ａ 間隔 １０ ターボ分子ポンプ １２ ロータ軸 １４ ロータ翼部 １４ａ 筒体 １４１、１４２、１４３、１４４、１４５ ロータ翼 １４１ａ ブレード １８ ステータ翼部 １８１、１８２、１８３、１８４ ステータ翼 １８１ａ ブレード ２０ 磁気軸受
Claims (4)
- 【請求項１】 ロータ軸と、 このロータ軸を回転自在に支持する軸受と、 この軸受に支持された前記ロータ軸を回転させるモータ
と、 前記ロータ軸に取り付けられた複数段のロータ翼と、 この複数段のロータ翼の間に配置された複数段のステー
タ翼とを備え、 前記ロータ翼と前記ステータ翼の軸方向の間隔を、定常
運転時の圧力が１０ｍＴｏｒｒ以上で気体が分子流とし
て扱える値に設定することを特徴とするターボ分子ポン
プ。 - 【請求項２】 ロータ軸と、 このロータ軸を回転自在に支持する軸受と、 この軸受に支持された前記ロータ軸を回転させるモータ
と、 前記ロータ軸に取り付けられた複数段のロータ翼と、 この複数段のロータ翼の間に配置された複数段のステー
タ翼とを備え、 前記ロータ翼と前記ステータ翼の軸方向の間隔を、定常
運転時の排気流量が１０００ＳＣＣＭ以上の領域で気体
が分子流として扱える値に設定することを特徴とするタ
ーボ分子ポンプ。 - 【請求項３】 前記ロータ翼と前記ステータ翼の軸方向
の間隔の設定は、少なくとも吸気口側に位置する前記ロ
ータ翼と前記ステータ翼について行うことを特徴とする
請求項１または請求頁２記載のターボ分子ポンプ。 - 【請求項４】 前記ロータ翼と前記ステータ翼の軸方向
の間隔の設定は、気体分子の平均自由行程に基づいて行
うことを特徴とする請求項１記載、請求項２、または請
求項３記載のターボ分子ポンプ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09288025A JP3079367B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | ターボ分子ポンプ |
| US09/128,712 US6499973B2 (en) | 1997-10-03 | 1998-08-04 | Turbo molecular pump |
| KR1019980041677A KR19990036867A (ko) | 1997-10-03 | 1998-10-02 | 터보 분자 펌프 |
| TW087116510A TW479110B (en) | 1997-10-03 | 1998-10-03 | Turbo molecular pump |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09288025A JP3079367B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | ターボ分子ポンプ |
| US09/128,712 US6499973B2 (en) | 1997-10-03 | 1998-08-04 | Turbo molecular pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11107979A true JPH11107979A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3079367B2 JP3079367B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=26556988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09288025A Expired - Lifetime JP3079367B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | ターボ分子ポンプ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6499973B2 (ja) |
| JP (1) | JP3079367B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| GB0229352D0 (en) * | 2002-12-17 | 2003-01-22 | Boc Group Plc | Vacuum pumping arrangement and method of operating same |
| US7021888B2 (en) * | 2003-12-16 | 2006-04-04 | Universities Research Association, Inc. | Ultra-high speed vacuum pump system with first stage turbofan and second stage turbomolecular pump |
| JP2007309245A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Boc Edwards Kk | 真空ポンプ |
| JP4885000B2 (ja) * | 2007-02-13 | 2012-02-29 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長装置および気相成長方法 |
| US8673394B2 (en) * | 2008-05-20 | 2014-03-18 | Sundew Technologies Llc | Deposition method and apparatus |
| TWI424121B (zh) * | 2010-12-10 | 2014-01-21 | Prosol Corp | 渦輪分子泵浦之葉片結構改良 |
| GB2498816A (en) | 2012-01-27 | 2013-07-31 | Edwards Ltd | Vacuum pump |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE757354A (fr) * | 1969-10-27 | 1971-03-16 | Sargent Welch Scientific Co | Pompe turbomoleculaire a stators et rotors perfectionnes |
| DE3919529C2 (de) * | 1988-07-13 | 1994-09-29 | Osaka Vacuum Ltd | Vakuumpumpe |
| US5217346A (en) * | 1988-07-13 | 1993-06-08 | Osaka Vacuum, Ltd. | Vacuum pump |
| TW209253B (ja) * | 1990-09-21 | 1993-07-11 | Nidden Aneruba Kk | |
| JP2802035B2 (ja) | 1994-04-07 | 1998-09-21 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 真空排気装置 |
| DE19508566A1 (de) * | 1995-03-10 | 1996-09-12 | Balzers Pfeiffer Gmbh | Molekularvakuumpumpe mit Kühlgaseinrichtung und Verfahren zu deren Betrieb |
| IT1281025B1 (it) * | 1995-11-10 | 1998-02-11 | Varian Spa | Pompa turbomolecolare. |
| SE508445C2 (sv) * | 1997-01-28 | 1998-10-05 | Magnetal Ab | Vakuumpump av höghastighetstyp |
| JP3079367B2 (ja) * | 1997-10-03 | 2000-08-21 | セイコー精機株式会社 | ターボ分子ポンプ |
-
1997
- 1997-10-03 JP JP09288025A patent/JP3079367B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-08-04 US US09/128,712 patent/US6499973B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010022941A1 (en) | 2001-09-20 |
| JP3079367B2 (ja) | 2000-08-21 |
| US6499973B2 (en) | 2002-12-31 |
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