JPH11148486A - Manufacture of vacuum pump and its device - Google Patents

Manufacture of vacuum pump and its device

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JPH11148486A
JPH11148486A JP31792497A JP31792497A JPH11148486A JP H11148486 A JPH11148486 A JP H11148486A JP 31792497 A JP31792497 A JP 31792497A JP 31792497 A JP31792497 A JP 31792497A JP H11148486 A JPH11148486 A JP H11148486A
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JP
Japan
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rotor
stator
vacuum pump
anode
aluminum nitride
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP31792497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Hiraishi
雅弘 平石
Toshihiko Yoshida
敏彦 吉田
Katsuhiko Kada
勝彦 加田
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
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Publication of JPH11148486A publication Critical patent/JPH11148486A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum pump excellent in corrosion resistance and heat radiation properties in the vacuum pump which is provided with a rotor and a stator, and performs a pumping action by means of impeller rotation. SOLUTION: At least either one of a rotor 1 and a stator 2, which are made out of aluminum as base material, is coated with a nitriding aluminum layer 4 excellent in corrosion resistance and heat radiation properties. By this constitution, the corrosion resistance of the rotor or the stator can be effectively made higher, and vacuum drawing of the corrosive gas for the rotor and the stator can be made usable, and concurrently, the rotor can be prevented from being overheated, and from being annealed because of overheating, and its performance can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、翼回転によりポン
プ作用を営むターボ分子ポンプ、スクロールポンプ、メ
カニカルブースタポンプ等の真空ポンプに関し、また、
このような真空ポンプの製造方法および製造装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum pump such as a turbo molecular pump, a scroll pump, a mechanical booster pump, etc., which performs a pumping operation by blade rotation.
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing such a vacuum pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の翼回転によりポンプ作用を営むタ
ーボ分子ポンプ等の真空ポンプにおいては、そのロータ
あるいはステータがアルミニウムで構成されているもの
が知られている。しかして、近年CVDなどに用いられ
るHF、HCl等の腐食性ガスの真空引きにこの種の真
空ポンプを用いる用途が増加している。
2. Description of the Related Art A conventional vacuum pump such as a turbo molecular pump which performs a pumping operation by blade rotation is known in which its rotor or stator is made of aluminum. Recently, the use of such a vacuum pump for evacuation of corrosive gases such as HF and HCl used for CVD and the like has been increasing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな真空ポンプを腐食性ガスの真空引きに用いた場合
に、ロータあるいはステータがこの腐食性ガスにより腐
食されるという問題点が発生している。また一方で、真
空ポンプが過大な流量のガスを排気した場合にロータが
過熱し、鈍化するという問題点もある。かかる問題点を
一挙に解決するために、本発明による真空ポンプは、ア
ルミニウムを基材とするロータもしくはステータの少な
くとも一方に、耐腐食性および放熱性に優れた材料を添
着したものであり、同時にこのような真空ポンプの製造
方法ならびにその製造装置を提案するものである。
However, when such a vacuum pump is used to evacuate a corrosive gas, there arises a problem that the rotor or the stator is corroded by the corrosive gas. On the other hand, there is also a problem that when the vacuum pump exhausts an excessively large amount of gas, the rotor is overheated and becomes dull. In order to solve such a problem at once, a vacuum pump according to the present invention is obtained by attaching a material excellent in corrosion resistance and heat radiation to at least one of an aluminum-based rotor and a stator. The present invention proposes a method and an apparatus for manufacturing such a vacuum pump.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ロ
ータおよびステータを備え、翼回転によりポンプ作用を
営む真空ポンプにおいて、前記ロータおよびステータの
少なくとも一方が、アルミニウム基材とその表面を被覆
してなる窒化アルミニウム層とから構成されていること
を特徴とするものである。
That is, the present invention relates to a vacuum pump having a rotor and a stator and performing a pumping operation by blade rotation, wherein at least one of the rotor and the stator covers an aluminum substrate and its surface. And an aluminum nitride layer comprising:

【0005】窒化アルミニウムは、耐食性の高いセラミ
ックス材料であり、CVD等に用いられるHF、HCl
等の腐食ガスには侵されないうえ、ロータの過熱による
鈍化を有効に防止するための表面熱伝導性に優れ、放熱
性が非常に高いという性質を有する。したがってこのよ
うなものによれば、ロータもしくはステータの耐腐食性
を有効に増大させることができ、腐食性ガスの真空引き
に使用可能になるとともに、ロータの過熱およびそれに
よる鈍化を防止でき、性能の向上を図ることも可能にな
る。
[0005] Aluminum nitride is a ceramic material having high corrosion resistance.
In addition, it is not corroded by corrosive gas such as the above, has excellent surface thermal conductivity for effectively preventing dulling due to overheating of the rotor, and has properties of extremely high heat dissipation. Therefore, according to such a configuration, the corrosion resistance of the rotor or the stator can be effectively increased, and the rotor or the stator can be used for evacuation of corrosive gas, and overheating of the rotor and the dulling thereof can be prevented, and Can also be improved.

【0006】具体的に窒化アルミニウム層によりアルミ
ニウム基材を被覆する方法としては、ガス窒化方法、プ
ラズマ窒化方法、イオン注入方法が挙げられる。しかし
てこのうち、プラズマ窒化方法は窒化温度を低く保った
状態で大面積を窒化できるという利点がある一方、複雑
形状のものを窒化しようとすると窒化される深さ、すな
わち窒化アルミニウムの膜厚が不均一になる欠点を有す
る。したがって、従来複数の翼や段部を有し複雑な形状
である真空ポンプのロータやステータにこのプラズマ窒
化方法を適用するのは難しかった。しかして、この欠点
を除去すべく、本発明は、このプラズマ窒化法を用いて
窒化アルミニウム層によりアルミニウム基材を被覆する
際に、窒化アルミニウム層の厚みを均一にする方法を提
案するものである。
As a method of coating an aluminum base material with an aluminum nitride layer, a gas nitriding method, a plasma nitriding method, and an ion implantation method are specifically mentioned. Of these, the plasma nitriding method has the advantage that a large area can be nitrided while the nitriding temperature is kept low. It has the disadvantage of becoming non-uniform. Therefore, it has been difficult to apply this plasma nitriding method to a rotor or a stator of a vacuum pump having a complicated shape having a plurality of blades or steps. Therefore, in order to eliminate this drawback, the present invention proposes a method for making the thickness of the aluminum nitride layer uniform when the aluminum base material is coated with the aluminum nitride layer using the plasma nitriding method. .

【0007】すなわち、本発明は、請求項1記載の真空
ポンプに適用され、窒化アルミニウム層をプラズマ窒化
により形成する工程を有してなる真空ポンプの製造方法
であって、窒素雰囲気中で、窒化される前記ロータまた
はステータの表面から±6mmの誤差範囲で等距離に配
設したアノードから前記ロータまたはステータに放電さ
せることにより窒化アルミニウム層を形成する工程を有
してなることを特徴とする真空ポンプの製造方法であ
る。
That is, the present invention is a method for manufacturing a vacuum pump, which is applied to the vacuum pump according to claim 1 and has a step of forming an aluminum nitride layer by plasma nitriding. A step of forming an aluminum nitride layer by discharging the rotor or the stator from an anode disposed at an equal distance from the surface of the rotor or the stator within an error range of ± 6 mm. This is a method for manufacturing a pump.

【0008】このようなものであれば、アノードがロー
タまたはステータの各部分に対し略均一な距離で臨むこ
とになり、窒化アルミニウム層の厚みを均一にすること
が可能になる。また、上述した製造方法を実現し得る具
体的な製造装置の実施態様としては、窒化される前記ロ
ータまたはステータを内蔵し得る筐体と、筐体内にあっ
て内蔵したロータまたはステータの表面から±6mmの
誤差範囲で等距離に配設したアノードと、このアノード
から前記ロータまたはステータに放電させるべく、アノ
ードとロータまたはステータとの間に電界を生じさせる
放電用回路とを具備してなるものが挙げられる。
In such a case, the anode faces each portion of the rotor or the stator at a substantially uniform distance, and the thickness of the aluminum nitride layer can be made uniform. Further, as an embodiment of a specific manufacturing apparatus capable of realizing the above-described manufacturing method, a housing capable of incorporating the rotor or the stator to be nitrided, and a structure in which the surface of the rotor or the stator incorporated in the housing is included. An anode comprising: an anode disposed at an equal distance within an error range of 6 mm; and a discharge circuit for generating an electric field between the anode and the rotor or the stator in order to discharge the anode or the rotor or the stator. No.

【0009】このような製造装置において、アノードを
配設する際に、その作業を容易化するには、アノードが
2以上に分割可能に構成されているものが好適である。
ロータもしくはステータを構成するアルミニウム基材の
表面に被覆させ耐腐食性および放熱性を向上させるに
は、窒化アルミニウム以外のものとして高融点金属層で
もよい。この場合の高融点金属層の材質としては、タン
グステンあるいはレニウムの単体、もしくはタングステ
ン、レニウムおよびモリブデンのうちいずれか2以上を
含む合金が挙げられる。また、特に耐食性に優れるが高
価であるレニウムの使用量を低減させ同等の効果を得る
には、上述した単体材料または合金を多層構造にするこ
とが好適である。しかして、これらの高融点金属層を形
成する方法としては、化学蒸着法を用いることが好まし
い。
In such a manufacturing apparatus, in order to facilitate the work of disposing the anode, it is preferable that the anode is configured to be dividable into two or more.
In order to improve the corrosion resistance and heat dissipation by coating the surface of the aluminum base material constituting the rotor or the stator, a refractory metal layer other than aluminum nitride may be used. In this case, examples of the material of the high melting point metal layer include a simple substance of tungsten or rhenium, or an alloy containing any two or more of tungsten, rhenium, and molybdenum. In addition, in order to reduce the amount of rhenium which is particularly excellent in corrosion resistance but is expensive, and to obtain the same effect, it is preferable to form the above-mentioned single material or alloy into a multilayer structure. As a method for forming these refractory metal layers, it is preferable to use a chemical vapor deposition method.

【0010】[0010]

【実施例】以下本発明の第1実施例を、ターボ分子ポン
プの場合に関して図1〜5を参照して説明する。図1
は、本実施例の真空ポンプであるターボ分子ポンプの内
部構造を示す概略断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an internal structure of a turbo molecular pump which is a vacuum pump of the present embodiment.

【0011】このターボ分子ポンプは、ステータ2と、
筒状のケーシング10と、このケーシング10を支持す
るベースフレーム11と、ケーシング10内あってベー
スフレーム11に固設されたモータハウジング12と、
このモータハウジング12とベースフレーム11とにそ
れぞれ配設された対をなすボールベアリング13と、こ
れらボールベアリング13により両軸端部近傍を支承さ
れたシャフト14と、このシャフト14に一体回転可能
に固着され内周にモータハウジング12を収容してなる
ロータ1とを具備してなる。なお、軸受に関してはボー
ルベアリング13に限られず、磁気浮上式軸受であって
も構わない。
This turbo molecular pump comprises a stator 2 and
A cylindrical casing 10, a base frame 11 for supporting the casing 10, a motor housing 12 inside the casing 10 and fixed to the base frame 11,
A pair of ball bearings 13 respectively provided on the motor housing 12 and the base frame 11, a shaft 14 supported near both shaft ends by the ball bearings 13, and fixed to the shaft 14 so as to be integrally rotatable. And a rotor 1 housing a motor housing 12 on the inner periphery. The bearing is not limited to the ball bearing 13, but may be a magnetic levitation type bearing.

【0012】ロータ1はその外周面から突設した複数の
ロータ翼15を具備してなりアルミニウムを基材3とす
るものである。また、ステータ2は複数の積層可能な円
環状の分割体21とその内周面から突設した複数のステ
ータ翼22とを具備してなり、ロータ1同様アルミニウ
ムを基材3とするものである。しかしてこのロータ翼1
5とステータ翼22とは交互に配置されており、吸気口
16から吸い込んだ気体をロータ翼15とステータ翼2
2との相互作用によって吹き飛ばし、ベースフレーム1
1に設けた排気口17から強制排気し得るように構成し
ている。
The rotor 1 has a plurality of rotor blades 15 protruding from the outer peripheral surface thereof and is made of aluminum as a base material 3. In addition, the stator 2 includes a plurality of stackable annular divided bodies 21 and a plurality of stator blades 22 protruding from the inner peripheral surface thereof. . This rotor wing 1
5 and the stator blades 22 are arranged alternately, and the gas sucked from the intake port 16 is supplied to the rotor blades 15 and the stator blades 2.
Blow off by interaction with the base frame 1
1 is configured to be capable of forcibly exhausting air from an exhaust port 17 provided in the apparatus.

【0013】かかる構成のターボ分子ポンプにおいて、
本実施例のロータ1およびステータ2は、図2に模式的
一部断面を示すように、その基材3をアルミニウムと
し、この表面に窒化アルミニウム層4を被覆させたもの
である。なお、図2ではロータ1の概略外形状を代表的
に図示している。窒化アルミニウムは、耐食性の高いセ
ラミックス材料であり、CVD等に用いられるHF、H
Cl等の腐食ガスには侵されないうえ、熱伝導性、熱放
射性に優れるという性質を有する。したがって本実施例
によれば、ロータ1およびステータ2の耐腐食性を増大
させるとともに、ロータ1の過熱を有効に防止すること
が可能になる。
[0013] In the turbo molecular pump having such a configuration,
The rotor 1 and the stator 2 of the present embodiment have a base material 3 made of aluminum and a surface coated with an aluminum nitride layer 4 as shown in a schematic partial cross section in FIG. FIG. 2 representatively shows a schematic outer shape of the rotor 1. Aluminum nitride is a ceramic material having high corrosion resistance, and HF, H
It is not eroded by corrosive gas such as Cl and has excellent heat conductivity and heat radiation. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to increase the corrosion resistance of the rotor 1 and the stator 2 and effectively prevent overheating of the rotor 1.

【0014】なお、ステータ2には放熱性を具備させる
必要性が低いため、ロータ1にのみ窒化アルミニウム層
4を被覆させ、ステータ2には耐食性にのみ優れる他の
材料でその表面を被覆しても構わない。次に上述したタ
ーボ分子ポンプの製造方法について、特に窒化アルミニ
ウム層4をロータ1の表面に被覆させる方法を中心に以
下に詳述する。
Since it is not necessary to provide the stator 2 with heat radiation, only the rotor 1 is coated with the aluminum nitride layer 4 and the stator 2 is coated with another material having only excellent corrosion resistance. No problem. Next, a method of manufacturing the above-described turbo-molecular pump will be described in detail below, particularly focusing on a method of coating the surface of the rotor 1 with the aluminum nitride layer 4.

【0015】本実施例では、窒化アルミニウム層4をロ
ータ1の表面に被覆させるにあたって、図3にその概略
構成を示す窒化用の製造装置5Aを用いている。この製
造装置5Aは、窒化されるロータ1を内蔵し得る筐体5
1Aと、内蔵したロータ1の表面から±6mmの誤差範
囲で等距離に配設し得るアノード6Aと、このアノード
6Aからロータ1に放電させるべく、アノード6Aとロ
ータ1との間に電界を生じさせる放電用回路8Aとを具
備してなる。
In the present embodiment, when the aluminum nitride layer 4 is coated on the surface of the rotor 1, a manufacturing apparatus 5A for nitriding whose schematic structure is shown in FIG. 3 is used. The manufacturing apparatus 5A includes a housing 5 capable of housing the rotor 1 to be nitrided.
1A, an anode 6A that can be arranged at an equal distance from the surface of the built-in rotor 1 within an error range of ± 6 mm, and an electric field is generated between the anode 6A and the rotor 1 to discharge the rotor 1 from the anode 6A. And a discharge circuit 8A.

【0016】筐体51Aは、円筒状の筐体本体52A
と、筐体本体52Aの両端面を閉止する天蓋53Aおよ
び底蓋54Aと、底蓋54Aの中央から突設されロータ
1を支持するホルダ55Aとを具備してなる。アノード
6Aは、図3、4に示すように筐体本体52Aの内周面
に密接し、底蓋54Aに支持される円筒状のものであ
り、縦に半割してなる対をなす半割体61Aと、その内
周面から突設され各ロータ1翼の間に位置し得る複数の
突部62Aとから構成している。
The housing 51A has a cylindrical housing body 52A.
, A top cover 53A and a bottom cover 54A for closing both end surfaces of the housing body 52A, and a holder 55A projecting from the center of the bottom cover 54A and supporting the rotor 1. The anode 6A is a cylindrical member that is in close contact with the inner peripheral surface of the housing main body 52A and is supported by the bottom cover 54A, as shown in FIGS. It comprises a body 61A and a plurality of protrusions 62A protruding from the inner peripheral surface thereof and capable of being located between the rotor blades.

【0017】しかして、この装置に、ロータ1を内蔵さ
せる場合次の手順で行う、まず、ホルダ55Aにロータ
1を支持させた後、ロータ1を外周から覆うべくアノー
ド6Aの半割体62Aをそれぞれ近接させ一体化した
後、このアノード6Aを底蓋54Aに固定する。この状
態で、各ロータ翼15の間に複数の突部62Aが位置
し、ロータ1の表面から±6mmの誤差範囲で等距離に
アノード6Aが配設されることになる。そして、筐体本
体52Aを上方からアノード6Aに外嵌し、底蓋54A
に取着した後、天蓋53Aを筐体本体52Aの上端面に
取着することにより、ロータ1を筐体51A内に密閉内
蔵させる。
When the rotor 1 is incorporated in the apparatus, the following procedure is performed. First, after the rotor 1 is supported by the holder 55A, the half body 62A of the anode 6A is removed so as to cover the rotor 1 from the outer periphery. After being brought close to each other and integrated, the anode 6A is fixed to the bottom cover 54A. In this state, the plurality of protrusions 62A are located between the rotor blades 15, and the anodes 6A are arranged at an equal distance from the surface of the rotor 1 within an error range of ± 6 mm. Then, the housing body 52A is externally fitted to the anode 6A from above, and the bottom cover 54A
Then, the rotor 1 is hermetically sealed in the housing 51A by attaching the canopy 53A to the upper end surface of the housing main body 52A.

【0018】しかる後、窒化を行うにあたって、筐体5
1A内を窒素雰囲気にするため、天蓋53Aに設けたガ
ス導入口56Aから窒素ガスもしくはアンモニアガスを
導入するとともに、底蓋54Aに設けたガス導出口57
Aからガスを導出する。このようにして常にガスが筐体
51A内に補給され循環するようにしている。この際、
筐体51Aの外面に覆うように配設したヒータ7により
窒化に適正な温度に設定しておく。その後、放電回路8
Aによりアノード6Aとロータ1と間に放電させ、プラ
ズマ窒化を行う。
Thereafter, when performing nitriding, the housing 5
In order to make the inside of 1A a nitrogen atmosphere, a nitrogen gas or an ammonia gas is introduced from a gas inlet 56A provided in a canopy 53A, and a gas outlet 57 provided in a bottom cover 54A.
A gas is derived from A. In this way, the gas is always supplied into the housing 51A and circulated. On this occasion,
The temperature suitable for nitriding is set in advance by the heater 7 disposed so as to cover the outer surface of the housing 51A. Then, the discharge circuit 8
A discharges between the anode 6A and the rotor 1 by A to perform plasma nitriding.

【0019】このようにすれば、アノード6Aがロータ
1の各部分に対し略均一な距離で臨むことになり、窒化
アルミニウム層4の厚みを均一にすることができる。ま
た、上述したようにアノード6Aが一対の半割体62A
により構成されているため、ロータ1を製造装置5A内
に組み入れたり、アノード6Aを設置する作業が容易に
できるようになる。
In this way, the anode 6A faces each part of the rotor 1 at a substantially uniform distance, and the thickness of the aluminum nitride layer 4 can be made uniform. Further, as described above, the anode 6A is made of a pair of half bodies 62A.
Therefore, the work of incorporating the rotor 1 into the manufacturing apparatus 5A and installing the anode 6A can be easily performed.

【0020】図5は、ステータ2を内蔵した状態のステ
ータ2の窒化用製造装置5Bを示す断面模式図である。
この製造装置5Bは、窒化されるステータ2を内蔵し得
る筐体51Bと、内蔵したステータ2の表面から±6m
mの誤差範囲で等距離に配設し得るアノード6Bと、こ
のアノード6Bからステータ2に放電させるべく、アノ
ード6Bとステータ2との間に電界を生じさせる放電用
回路8Bとを具備してなる。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a manufacturing apparatus 5B for nitriding the stator 2 in a state where the stator 2 is incorporated.
This manufacturing apparatus 5B has a housing 51B that can house the stator 2 to be nitrided, and ± 6 m from the surface of the built-in stator 2.
An anode 6B that can be disposed at an equal distance within an error range of m, and a discharge circuit 8B that generates an electric field between the anode 6B and the stator 2 so as to discharge the anode 6B to the stator 2. .

【0021】筐体51Bは、円筒状で底蓋54Bを一体
に有する筐体本体52Bと、筐体本体52Bの端面を閉
止する天蓋53Bとを具備してなる。アノード6Bは、
積層可能な円盤状の複数の分割体61Bと各分割体61
Bの外周から突設され各ステータ翼22の間に位置し得
る複数の突部62Bを具備してなる。なお、最下端に位
置する分割体61Bには、突部62Bは具備させていな
い。
The housing 51B includes a housing main body 52B having a cylindrical bottom cover 54B and a canopy 53B for closing an end surface of the housing main body 52B. The anode 6B is
Plural divided disk-shaped divided bodies 61B and each divided body 61
B includes a plurality of protrusions 62B protruding from the outer periphery and positioned between the stator blades 22. The lowermost divided body 61B is not provided with a projection 62B.

【0022】この装置に、ステータ2を内蔵させる場合
次の手順で行う。まず、底蓋54Bの中央に最下端に位
置させる分割体61Bを載置する。ステータ2はそもそ
も分割して積層可能に構成されているので、次にステー
タ2の分割体21を底蓋54B上に載置する。次にアノ
ード6Bの分割体61Bを先に配置したアノード6Bの
分割体61B上に載置する。そしてステータ2の分割体
21を先に配置したステータ2の分割体21上に載置す
る。このように、アノード6Bの分割体61Bとステー
タ2の分割体21とを交互の順番で積層して行き、ステ
ータ翼22の間にアノード6Bの突部62Bが入り込ん
だ状態を形成し、アノード6Bがステータ2の表面から
±6mmの誤差範囲で等距離に配設されるようにしてい
る。そして、筐体本体52Bに天蓋53Bを取着するこ
とにより、ステータ2を筐体51B内に密閉内蔵させ
る。
When the stator 2 is built in this apparatus, the following procedure is performed. First, the divided body 61B positioned at the lowermost end is placed at the center of the bottom cover 54B. Since the stator 2 is originally configured to be able to be divided and stacked, the divided body 21 of the stator 2 is placed on the bottom lid 54B. Next, the divided body 61B of the anode 6B is placed on the divided body 61B of the anode 6B which has been arranged first. Then, the divided body 21 of the stator 2 is placed on the divided body 21 of the stator 2 which is arranged first. In this manner, the divided body 61B of the anode 6B and the divided body 21 of the stator 2 are laminated in an alternate order, and a state is formed in which the protrusion 62B of the anode 6B enters between the stator blades 22. Are arranged equidistant from the surface of the stator 2 within an error range of ± 6 mm. Then, by attaching a canopy 53B to the housing body 52B, the stator 2 is hermetically sealed inside the housing 51B.

【0023】窒化作業はロータ1の場合と同様の手順で
ある。この製造装置5Bによっても、窒化アルミニウム
の膜厚を均一にすることができるうえ、上述したように
アノード6Bが複数の分割体61Bにより構成されてい
るため、ステータ2を製造装置5B内に組み入れたり、
アノード6Bを設置する作業を容易にできる。なお上述
した製造装置は、図示例に限られず、例えば組み込み作
業を簡単化する効果を奏する限りアノードの分割形状を
変えるなどしても構わない。
The nitriding operation is the same procedure as in the case of the rotor 1. The manufacturing apparatus 5B can also make the thickness of aluminum nitride uniform, and since the anode 6B is composed of the plurality of divided bodies 61B as described above, the stator 2 can be incorporated into the manufacturing apparatus 5B. ,
The work of installing the anode 6B can be facilitated. The above-described manufacturing apparatus is not limited to the illustrated example, and for example, the division shape of the anode may be changed as long as the effect of simplifying the assembling operation is obtained.

【0024】次に本発明の第2実施例について図6〜8
を参照して説明する。なお、第1実施例と同様の部材に
ついては同一の符号を付すこととする。本実施例は、第
1実施例と同様の構造を有するターボ分子ポンプである
が、図6に示すように、そのロータ101およびステー
タ102を構成するアルミニウム基材3の表面に高融点
金属層9を被覆させたものである。この場合の高融点金
属層9は、本実施例ではタングステン、レニウム、およ
びモリブデンの合金により構成している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. This embodiment is a turbo-molecular pump having a structure similar to that of the first embodiment. However, as shown in FIG. 6, a high melting point metal layer 9 is formed on the surface of an aluminum base material 3 constituting its rotor 101 and stator 102. Is coated. In this case, the refractory metal layer 9 in this case is made of an alloy of tungsten, rhenium, and molybdenum.

【0025】かかる高融点金属は、CVD等に用いられ
るHF、HCl等のガスには侵されない。特にレニウム
は貴金属であり、金と同等の耐食性を有する。また、前
記高融点金属はアルミニウムに比べ放熱性が高い。した
がって、本実施例によれば、ロータ101もしくはステ
ータ102の耐腐食性を有効に増大させることができ、
腐食性ガスの真空引きにも使用可能になるとともに、ロ
ータ101の過熱およびそれによる鈍化を防止でき、性
能の向上を図ることが可能になる。
Such a high melting point metal is not affected by gases such as HF and HCl used for CVD and the like. In particular, rhenium is a noble metal and has the same corrosion resistance as gold. In addition, the refractory metal has a higher heat radiation property than aluminum. Therefore, according to the present embodiment, the corrosion resistance of the rotor 101 or the stator 102 can be effectively increased,
In addition to being usable for evacuation of corrosive gas, overheating of the rotor 101 and its dulling due to the overheating can be prevented, and the performance can be improved.

【0026】このような、高融点金属層9を生成するに
は、本実施例では化学蒸着法を用いている。しかして、
端的にはその手法は例えばタングステンはWF6の水素
還元により行い、レニウムはReF6の水素還元により
行い、モリブデンはMoF6の水素還元により行う。具
体的に代表的な化学蒸着法の工程を図7のフローチャー
トにしたがって説明する。この工程は、ロータ101ま
たはステータ102を図示しない反応管に収容し行う。
まずロータ101またはステータ102を形成するアル
ミニウム基材3を反応管内の図示しないヒータ上に配置
し(ステップS1)、反応管内の不純物ガスを取り除く
ため真空排気する(ステップS2)。
In order to form such a high melting point metal layer 9, a chemical vapor deposition method is used in this embodiment. Then
Briefly, the method is, for example, tungsten is reduced by hydrogen reduction of WF 6 , rhenium is reduced by hydrogen reduction of ReF 6 , and molybdenum is reduced by hydrogen reduction of MoF 6 . The steps of a typical chemical vapor deposition method will be specifically described with reference to the flowchart of FIG. In this step, the rotor 101 or the stator 102 is housed in a reaction tube (not shown).
First, the aluminum base material 3 forming the rotor 101 or the stator 102 is placed on a heater (not shown) in the reaction tube (step S1), and is evacuated to remove impurity gas in the reaction tube (step S2).

【0027】次に反応管内にガスを導入する。そのガス
は、水素ガスまたはアルゴンなどの不活性ガスまたは窒
素ガスなどである(ステップS3)。もちろん真空排気
状態のままであってもよい。次に基材3の温度を上げる
(ステップS4)。温度は270℃〜450℃の任意の
温度である。その中でも、310℃〜360℃が最も望
ましい。
Next, a gas is introduced into the reaction tube. The gas is an inert gas such as hydrogen gas or argon, or a nitrogen gas (step S3). Of course, it may be kept in an evacuated state. Next, the temperature of the substrate 3 is increased (Step S4). The temperature is any temperature between 270C and 450C. Among them, 310 ° C. to 360 ° C. is most desirable.

【0028】所定の温度に達したら、反応管内を再び真
空排気する(ステップS5)。真空排気状態のままで昇
温した場合にはこの工程は必要ない。この時特に水素ガ
スが反応管内に残らないように注意する。次に排気口を
一旦閉止し、反応管内にWF6、ReF6、またはMoF
6を一定量封入する。そして、例えば略30分その状態
で保持する。そのガス量は反応管容量によって異なる
が、本実施例では2Torrとなるように封入してい
る。なおガス量は多いほどよい(ステップS6)。この
工程により基材3と高融点金属層9との密着性が向上す
る。
When the temperature reaches a predetermined temperature, the inside of the reaction tube is evacuated again (step S5). This step is not necessary when the temperature is raised in the state of evacuation. At this time, care should be taken so that hydrogen gas does not particularly remain in the reaction tube. Next, the exhaust port is closed once, and WF 6 , ReF 6 , or MoF
6 is sealed in a fixed amount. Then, for example, the state is held for about 30 minutes. The amount of gas varies depending on the capacity of the reaction tube, but in this embodiment, the gas is sealed so as to be 2 Torr. The larger the gas amount, the better (step S6). This step improves the adhesion between the base material 3 and the high melting point metal layer 9.

【0029】そして成膜工程を行う(ステップS7)。
この時の好ましい条件として、反応管内の圧力を0.1
Torr〜10Torrのうち任意の圧力とし、H2
スを流量30〜4000CCMのうち任意の流量、WF
6+ReF6+MoF6流量を10〜400CCMのうち
任意の流量とする。なお、さらに好ましい条件として
は、WF6、ReF6、MoF6、H2の全ガスまたはWF
6、ReF6、MoF6を断続的に流すと形成される層9
の均一性が向上する。ガスを流す時間と形成される層9
の厚みはほぼ比例するため、ガスを流す時間を制御して
所望の層9の厚み(本実施例では、約0.5μm〜50
0μmのうちの任意の厚み)に設定できる。
Then, a film forming process is performed (Step S7).
As a preferable condition at this time, the pressure in the reaction tube is set at 0.1.
Torr to any pressure of 10 Torr, H 2 gas flow rate of any flow of 30 to 4000 CCM, WF
The flow rate of 6 + ReF 6 + MoF 6 is an arbitrary flow rate from 10 to 400 CCM. As more preferable conditions, WF 6, ReF 6, the total gas or WF of MoF 6, H 2
6 , layer 9 formed by intermittently flowing ReF 6 and MoF 6
Is improved. Gas Flow Time and Layer 9 Formed
Is approximately proportional to the thickness of the layer 9 (in this embodiment, about 0.5 μm to 50 μm) by controlling the gas flow time.
(Any thickness of 0 μm).

【0030】その後反応管内のガスをN2、Arなどに
置換し、ヒータを停止し、室温まで冷却した後、形成さ
れたロータ101もしくはステータ102を取り出す
(ステップS8)。次に取り出したロータ101もしく
はステータ102に付着した不要な高融点金属層9を、
例えばウェットエッチングで除去する(ステップS
9)。エッチング液としては、例えば過酸化水素水など
が適当である。マスキング法としては、バインドゴム等
を用いる。
Thereafter, the gas in the reaction tube is replaced with N 2 , Ar or the like, the heater is stopped, and the temperature is cooled to room temperature, and then the formed rotor 101 or stator 102 is taken out (step S8). Next, the unnecessary high melting point metal layer 9 attached to the rotor 101 or the stator 102 taken out is removed.
For example, it is removed by wet etching (step S
9). As an etchant, for example, a hydrogen peroxide solution is suitable. As the masking method, bind rubber or the like is used.

【0031】このように化学蒸着法を用いて高融点金属
層9を形成すれば、蒸着条件を制御することにより高融
点金属層9を多結晶構造にでき放熱性をより高めること
も可能になる。なお、高融点金属層は、タングステンあ
るいはレニウムの単体、もしくはタングステン、レニウ
ムおよびモリブデンのうちいずれか2以上を含む合金で
あればよく、第2実施例のものに限られるものではな
い。また、このように生成した金属層の表面にさらに別
の材質の金属層を形成し、多層構造の高融点金属層10
9としてもよい(図8参照)。このようにすれば、耐食
性に優れるが高価であるレニウムの使用量を低減させる
ことができ、なおかつ同等の効果を得ることができる。
If the refractory metal layer 9 is formed by using the chemical vapor deposition method as described above, the refractory metal layer 9 can be made to have a polycrystalline structure by controlling the deposition conditions, so that the heat dissipation can be further improved. . The refractory metal layer may be made of tungsten or rhenium alone or an alloy containing any two or more of tungsten, rhenium and molybdenum, and is not limited to the second embodiment. Further, a metal layer of another material is further formed on the surface of the metal layer thus formed, so that a high melting point metal layer 10 having a multilayer structure is formed.
9 (see FIG. 8). In this way, the amount of rhenium that is excellent in corrosion resistance but expensive can be reduced, and the same effect can be obtained.

【0032】なお、本発明は以上示した実施例のみに限
定されるものではない。例えば、本発明は、翼回転によ
りポンプ作用を営む真空ポンプであればよく、ターボ分
子ポンプ以外の、スクロールポンプ、メカニカルブース
タポンプ等に適用して同様の効果を奏するものである。
その他にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形
が可能である。
The present invention is not limited only to the above-described embodiment. For example, the present invention only needs to be a vacuum pump that performs a pumping action by blade rotation, and has similar effects when applied to a scroll pump, a mechanical booster pump, and the like other than the turbo molecular pump.
In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上に説明したように本発明の真空ポン
プによれば、アルミニウムを基材とするロータもしくは
ステータの少なくとも一方に、耐腐食性および放熱性に
優れた材料である窒化アルミニウム層もしくは高融点金
属層を被覆させているので、ロータおよびステータの耐
腐食性を増大させるとともに、ロータの過熱を有効に防
止することが可能になり、腐食性ガスの真空引きにも使
用可能になるとともに、ロータの過熱およびそれによる
鈍化を防止でき、性能の向上を図ることが可能になる。
As described above, according to the vacuum pump of the present invention, at least one of the aluminum-based rotor and the stator is provided with an aluminum nitride layer or a material having excellent corrosion resistance and heat dissipation. Since the high melting point metal layer is coated, the corrosion resistance of the rotor and the stator can be increased, and the overheating of the rotor can be effectively prevented. In addition, overheating of the rotor and its dulling can be prevented, and the performance can be improved.

【0034】また、窒化アルミニウム層を被覆する場合
に、窒素雰囲気中で、窒化される前記ロータまたはステ
ータの表面から±6mmの誤差範囲で等距離に配設した
アノードから前記ロータまたはステータに放電させるこ
とにより窒化アルミニウム層を形成する工程を有してな
る真空ポンプの製造方法であれば、複数の翼や段部を有
し複雑な形状であるロータやステータに窒化アルミニウ
ム層を均一な厚さで被覆させることができる。
When the aluminum nitride layer is coated, the rotor or the stator is discharged in an atmosphere of nitrogen from an anode disposed equidistantly within ± 6 mm from the surface of the rotor or the stator to be nitrided. In a method of manufacturing a vacuum pump having a step of forming an aluminum nitride layer by forming the aluminum nitride layer with a uniform thickness on a rotor or stator having a complex shape having a plurality of blades or steps. Can be coated.

【0035】さらに、上述した製造方法を実現し得る製
造装置が、窒化される前記ロータまたはステータを内蔵
し得る筐体と、筐体内にあって内蔵したロータまたはス
テータの表面から±6mmの誤差範囲で等距離に配設し
たアノードと、このアノードから前記ロータまたはステ
ータに放電させるべく、アノードとロータまたはステー
タとの間に電界を生じさせる放電用回路とを具備してな
り、前記アノードが2以上に分割可能に構成されている
ものであれば、ロータまたはステータを内蔵させアノー
ドを配設する際の作業を容易化することができる。
Further, a manufacturing apparatus capable of realizing the above-described manufacturing method includes a housing capable of incorporating the rotor or the stator to be nitrided, and an error range of ± 6 mm from the surface of the incorporated rotor or stator within the housing. And an electric discharge circuit for generating an electric field between the anode and the rotor or the stator in order to discharge the anode or the rotor or the stator from the anode. If it is configured so as to be able to be divided into a plurality of parts, it is possible to facilitate the operation when the rotor or the stator is built in and the anode is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1、第2実施例を示すターボ分子ポ
ンプの概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a turbo-molecular pump showing first and second embodiments of the present invention.

【図2】同実施例のロータの模式的な断面を示す一部概
略断面図。
FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view showing a schematic cross section of the rotor of the embodiment.

【図3】同実施例のロータの窒化用製造装置を模式的に
示す縦断面図。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a rotor nitriding manufacturing apparatus of the embodiment.

【図4】図3におけるA−A線概略断面図。FIG. 4 is a schematic sectional view taken along line AA in FIG. 3;

【図5】同実施例のステータの窒化用製造装置を模式的
に示す縦断面図。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view schematically showing a stator nitriding manufacturing apparatus of the embodiment.

【図6】本発明の第2実施例におけるロータの模式的な
断面を示す一部概略断面図。
FIG. 6 is a partial schematic cross-sectional view showing a schematic cross section of a rotor according to a second embodiment of the present invention.

【図7】同実施例における化学蒸着法を説明するフロー
チャート。
FIG. 7 is a flowchart for explaining a chemical vapor deposition method in the embodiment.

【図8】同実施例の変形例におけるロータの模式的な断
面を示す一部概略断面図。
FIG. 8 is a partial schematic cross-sectional view showing a schematic cross section of a rotor according to a modification of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101・・・ロータ 2、102・・・ステータ 3・・・アルミニウム基材 4・・・窒化アルミニウム層 5A、5B・・・製造装置 6A、6B・・・アノード 51A、51B・・・筐体 8A、8B・・・放電用回路 9、109・・・高融点金属層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 101 ... Rotor 2, 102 ... Stator 3 ... Aluminum base material 4 ... Aluminum nitride layer 5A, 5B ... Manufacturing apparatus 6A, 6B ... Anode 51A, 51B ... Housing Body 8A, 8B ... discharge circuit 9, 109 ... high melting point metal layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ロータおよびステータを備え、翼回転によ
りポンプ作用を営む真空ポンプにおいて、前記ロータお
よびステータの少なくとも一方が、アルミニウム基材と
その表面を被覆してなる窒化アルミニウム層とから構成
されていることを特徴とする真空ポンプ。
1. A vacuum pump having a rotor and a stator and performing a pumping action by blade rotation, wherein at least one of the rotor and the stator comprises an aluminum substrate and an aluminum nitride layer covering the surface thereof. Vacuum pump.
【請求項2】請求項1記載の真空ポンプに適用され、窒
化アルミニウム層をプラズマ窒化により形成する工程を
有してなる真空ポンプの製造方法であって、窒素雰囲気
中で、窒化される前記ロータまたはステータの表面から
±6mmの誤差範囲で等距離に配設したアノードから前
記ロータまたはステータに放電させることにより窒化ア
ルミニウム層を形成する工程を有してなることを特徴と
する真空ポンプの製造方法。
2. A method for manufacturing a vacuum pump applied to the vacuum pump according to claim 1, comprising a step of forming an aluminum nitride layer by plasma nitriding, wherein the rotor is nitrided in a nitrogen atmosphere. Or a process for forming an aluminum nitride layer by discharging the rotor or the stator from an anode disposed equidistantly within an error range of ± 6 mm from the surface of the stator. .
【請求項3】請求項1記載の真空ポンプに適用され、窒
化アルミニウム層をプラズマ窒化により形成する際に用
いる真空ポンプの製造装置であって、窒化される前記ロ
ータまたはステータを内蔵し得る筐体と、筐体内にあっ
て内蔵したロータまたはステータの表面から±6mmの
誤差範囲で等距離に配設し得るアノードと、このアノー
ドから前記ロータまたはステータに放電させるべく、ア
ノードとロータまたはステータとの間に電界を生じさせ
る放電用回路とを具備してなることを特徴とする真空ポ
ンプの製造装置。
3. A vacuum pump manufacturing apparatus applied to the vacuum pump according to claim 1 and used for forming an aluminum nitride layer by plasma nitriding, wherein a housing capable of incorporating the rotor or stator to be nitrided. And an anode which is disposed in the housing and which can be arranged at an equal distance from the surface of the built-in rotor or stator within an error range of ± 6 mm, and an anode and the rotor or stator which are discharged from the anode to the rotor or stator. An apparatus for manufacturing a vacuum pump, comprising: a discharge circuit for generating an electric field therebetween.
【請求項4】アノードが2以上に分割可能に構成されて
なる請求項3記載の真空ポンプの製造装置。
4. The vacuum pump manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the anode is configured to be dividable into two or more.
【請求項5】ロータおよびステータを備え、翼回転によ
りポンプ作用を営む真空ポンプにおいて、前記ロータお
よびステータの両方もしくはいずれか一方が、アルミニ
ウム基材とその表面に被覆してなる高融点金属の層とか
ら構成されていることを特徴とする真空ポンプ。
5. A vacuum pump having a rotor and a stator and performing a pumping action by blade rotation, wherein at least one of the rotor and the stator has an aluminum substrate and a layer of a high melting point metal formed on the surface thereof. And a vacuum pump comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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