JPS6238897A - ねじ溝式真空ポンプ - Google Patents
ねじ溝式真空ポンプInfo
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- JPS6238897A JPS6238897A JP60179039A JP17903985A JPS6238897A JP S6238897 A JPS6238897 A JP S6238897A JP 60179039 A JP60179039 A JP 60179039A JP 17903985 A JP17903985 A JP 17903985A JP S6238897 A JPS6238897 A JP S6238897A
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- JP
- Japan
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- stator
- rotor
- groove
- vacuum pump
- gap
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- Pending
Links
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
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- 101710138028 Integrin-linked protein kinase Proteins 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- F04D19/044—Holweck-type pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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。
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ＩＣ及び半導体の製造等における薄膜形成の使
用に好適なねじ溝式真空ポンプに関する。
用に好適なねじ溝式真空ポンプに関する。
（２）従来の技術
従来のねじ構成ポンプは、元来モレキュラードラッグポ
ンプと呼ばれ、主として自由分子流領域において使用す
ることを目的として開発されたもので、第３図示の如く
固定子（１）内に微小な間隙（３）を存して回転するよ
うに設けた回転子（２）の外周面に形成したねじ溝（４
）間の山部（５）の幅を大にして前記間隙（３）を通る
漏れ流量を減らすことにより高い圧縮比を得るようにし
ていた。
ンプと呼ばれ、主として自由分子流領域において使用す
ることを目的として開発されたもので、第３図示の如く
固定子（１）内に微小な間隙（３）を存して回転するよ
うに設けた回転子（２）の外周面に形成したねじ溝（４
）間の山部（５）の幅を大にして前記間隙（３）を通る
漏れ流量を減らすことにより高い圧縮比を得るようにし
ていた。
（３）発明が解決しよう−とする問題点近年ＩＣ及び半
導体の製造をはじめとする薄膜応用工業の発展にともな
い、１−１０００ Ｐｉ程度の圧力範囲で使用可能な、
清浄で排気速度の大きい真空ポンプの開発が望まれるよ
うになった。
導体の製造をはじめとする薄膜応用工業の発展にともな
い、１−１０００ Ｐｉ程度の圧力範囲で使用可能な、
清浄で排気速度の大きい真空ポンプの開発が望まれるよ
うになった。
ところが従来のねじ構成ポンプによれば前記山部（５）
の幅が大であるため前記ねじ溝（４）の幅が小となり、
かくて排気速度は非常に小さく、前記広範囲の圧力（ｉ
−ｔｏｏ。
の幅が大であるため前記ねじ溝（４）の幅が小となり、
かくて排気速度は非常に小さく、前記広範囲の圧力（ｉ
−ｔｏｏ。
Ｐａ）において多量のガスを排気する真空ポンプとして
は使用できない問題点があった。
は使用できない問題点があった。
本発明はねじ溝内の流れと山部分の流れを連立させて取
り扱うことにより、すきまを通る漏れ流量をも考慮に入
れた回転子と固定子間の流路におけるガスの流れを正確
に把握した結果、従来よりねじ溝の幅を大きく山部の幅
を小さくしてねじ溝の断面積を大きくすることにより、
軸方向流量すなわち排気速度を飛躍的に増大させること
が可能になることが判明し、このことを利用して前記問
題点を解消したねじ溝式真空ポンプを提供することを目
的とする。
り扱うことにより、すきまを通る漏れ流量をも考慮に入
れた回転子と固定子間の流路におけるガスの流れを正確
に把握した結果、従来よりねじ溝の幅を大きく山部の幅
を小さくしてねじ溝の断面積を大きくすることにより、
軸方向流量すなわち排気速度を飛躍的に増大させること
が可能になることが判明し、このことを利用して前記問
題点を解消したねじ溝式真空ポンプを提供することを目
的とする。
（４）問題点を解決するための手段
この目的を達成すべく本発明は、円筒状の固定子の内周
面又は該固定子内にこれと間隙を存して設けた円柱状の
回転子の外周面に形成した吸入側のねじ状溝の深さと前
記間隙の和と数構の幅との比をｌ：３〜６としたことを
特徴とする。
面又は該固定子内にこれと間隙を存して設けた円柱状の
回転子の外周面に形成した吸入側のねじ状溝の深さと前
記間隙の和と数構の幅との比をｌ：３〜６としたことを
特徴とする。
（５）作用
多量のガスを排気でき、しかも広範囲（１〜１０００Ｐ
ρの真空が得られる。
ρの真空が得られる。
（６）実施例
本発明の実施例を第１図に従って説明する。
（１）はねし溝式真空ポンプの円筒状の固定子、（２）
は該固定子（１）内に間隙（３）を存して設けた回転子
を示し、該回転子（２）の外周面にねじ状溝（４）が形
成されている。
は該固定子（１）内に間隙（３）を存して設けた回転子
を示し、該回転子（２）の外周面にねじ状溝（４）が形
成されている。
そこで、前記回転子（２）を回転させた場合の溝（４）
内の流れと数構（４）間の山部（５）の漏れ流れとを連
立させて解析すると、回転子（２）の軸方向（第１図の
Ｌ座標）の無次元圧力勾配（以下、単に圧力勾配と記述
）と該軸方向流量の関係は、 で与えられる。
内の流れと数構（４）間の山部（５）の漏れ流れとを連
立させて解析すると、回転子（２）の軸方向（第１図の
Ｌ座標）の無次元圧力勾配（以下、単に圧力勾配と記述
）と該軸方向流量の関係は、 で与えられる。
ここで、
Ｋ−ｖ：気体の平均自由行程λと間隙δとから算出る値
Ｋｖ＝δ／入で圧力に比例する量であり以下では無次元
圧力と呼ぶ。
Ｋｖ＝δ／入で圧力に比例する量であり以下では無次元
圧力と呼ぶ。
ｔ：無次元軸方向長さ、 立−ｆＬ／δ。尚ｌは軸方向
長さ。
長さ。
０：無次元回転子周速。Ｕ ＝ Ｕ ／ｆｉ−１７７Ｍ
。
。
尚、Ｕは回転子の周速、Ｒは一般ガス定数、Ｔは給体温
度、Ｍは分子量。
度、Ｍは分子量。
Ｗ：無次元流量。Ｗ ＝ Ｑ ／Ｅ ＩＬＫ−１，。尚
、Ｑは流量、トは気体の粘度。
、Ｑは流量、トは気体の粘度。
α：ねじ溝傾斜角。
β：すきま係数。β：（δ＋ｈ）／δ＝ｂ／δ０ε：溝
幅係数。ε＝ａ／（ａ＋ｄ）。尚、ａは溝幅、ｄは山部
幅。
幅係数。ε＝ａ／（ａ＋ｄ）。尚、ａは溝幅、ｄは山部
幅。
ξ：溝断面係数。ξ；ａ／（δ＋ｈ）＝ａ／ｂＦ”
（Ｉ Ｇ） （ｌｐｃ’ｊ＞＋Ｇ ｒｐ）／−ｇ
。
（Ｉ Ｇ） （ｌｐｃ’ｊ＞＋Ｇ ｒｐ）／−ｇ
。
Ｇ １ｉ ％ ＋ ｒｒ
Ｈ＝ （１−ε）（９λＣ’ｉｐ＋（ｐ）ついては理化
学研究所発行の科学論文ｒＳＣＩＥＮ−ＴＴＦＩＣＰＡ
ＰＥＲ９ＯＦ ＴＨＥ ｌＮ５ＵＴＩＴＵＴＥ ＯＦ
ＰＨＹＳＩＣＡＬＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＲＥ
ＳＥＡＲＣＨ，ロｅｃｅｍｂｅｒ、 １９７Ｂ、Ｖｏ
ｌ。
学研究所発行の科学論文ｒＳＣＩＥＮ−ＴＴＦＩＣＰＡ
ＰＥＲ９ＯＦ ＴＨＥ ｌＮ５ＵＴＩＴＵＴＥ ＯＦ
ＰＨＹＳＩＣＡＬＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＲＥ
ＳＥＡＲＣＨ，ロｅｃｅｍｂｅｒ、 １９７Ｂ、Ｖｏ
ｌ。
７０、 Ｎｏ、４４の論文ｒＲａｒｅｆｉｅｄ Ｇａｓ
Ｆｌｏｗ ｉｎａ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ［１ｒ
ｏｏｖｅ Ｆａｃｉｎｇ ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｗａｌｌ
」に示されている。
Ｆｌｏｗ ｉｎａ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ［１ｒ
ｏｏｖｅ Ｆａｃｉｎｇ ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｗａｌｌ
」に示されている。
次に、式（＋）をねじ溝の傾斜角αで微分により圧力勾
配ｄＫい／ｄ″ｉを最大にするねじ溝傾斜角αｏｐを求
めると、 となる。
配ｄＫい／ｄ″ｉを最大にするねじ溝傾斜角αｏｐを求
めると、 となる。
ある無次元圧力Ｋｖの時、種々の幾何学パラメータξ、
ε、βの値に対して式（ｉ ｉ）より圧力勾配最大の最
適なα叩を求め、そのαＯｒに対する圧力勾配を式（ｉ
）により求めることができる。
ε、βの値に対して式（ｉ ｉ）より圧力勾配最大の最
適なα叩を求め、そのαＯｒに対する圧力勾配を式（ｉ
）により求めることができる。
第２図では２つの幾何学パラメータε、β及び無次元圧
力に、を固定し、残りの１つの幾何学パラメータξを変
化させた場合の圧力勾配の変化を種々の流量について示
している。第２図より圧力勾配はξが大きい程大きくな
っている。
力に、を固定し、残りの１つの幾何学パラメータξを変
化させた場合の圧力勾配の変化を種々の流量について示
している。第２図より圧力勾配はξが大きい程大きくな
っている。
この傾向はβ＝１０．ε＝０．９．にい＝５なる組合せ
以外の場合でも同様である。
以外の場合でも同様である。
そしてξの増大に応じて圧力勾配は増加するが、ξがあ
る程度以上になると圧力勾配の増加は顕著ではなくなり
、又その様子も流量によって異なる。
る程度以上になると圧力勾配の増加は顕著ではなくなり
、又その様子も流量によって異なる。
このことより山部（５）の幅を大きく確保し、溝（４）
の幅ａを小にして数構（４）の深さｈを大にすることに
より、吸込断面積を大きくしようとするとξが小さくな
り圧力勾配が減少してしまうので好ましくなく、数構（
４）の幅ａを大にすることが好ましい。
の幅ａを小にして数構（４）の深さｈを大にすることに
より、吸込断面積を大きくしようとするとξが小さくな
り圧力勾配が減少してしまうので好ましくなく、数構（
４）の幅ａを大にすることが好ましい。
ここで、前述の薄膜応用工業分野にて要求されるねじ溝
式真空ポンプの排気性能は、回転子直径２００ｍｍ、回
転数２４００Ｏｒ ｐｍの場合、排気速度５０〜３００
、ａ１５；である。この場合、吸入口のＷ／Ｕは０．
２〜１．２となる。
式真空ポンプの排気性能は、回転子直径２００ｍｍ、回
転数２４００Ｏｒ ｐｍの場合、排気速度５０〜３００
、ａ１５；である。この場合、吸入口のＷ／Ｕは０．
２〜１．２となる。
であると実際の使用において排気性能が低すぎて所望の
真空度が得られない。そこで第２図でこの圧力勾配の１
．４ＸｌＯと流量のＷ／Ｕ＝１．２の曲線との交点のξ
の値の３以上が必要となる。又、ξを大きくするとこれ
に応じて山部（５）の幅を狭くする必要があり、ξが６
より犬となると該山部（５）の幅が狭くなり過ぎ、強度
的に弱くなり過ぎて実際の使用において該山部（５）が
破壊されるおそれがあり設計上好ましくない。従ってξ
の値は３〜６に設定することが好ましい。
真空度が得られない。そこで第２図でこの圧力勾配の１
．４ＸｌＯと流量のＷ／Ｕ＝１．２の曲線との交点のξ
の値の３以上が必要となる。又、ξを大きくするとこれ
に応じて山部（５）の幅を狭くする必要があり、ξが６
より犬となると該山部（５）の幅が狭くなり過ぎ、強度
的に弱くなり過ぎて実際の使用において該山部（５）が
破壊されるおそれがあり設計上好ましくない。従ってξ
の値は３〜６に設定することが好ましい。
（７）発明の効果
このように本発明ねじ溝式真空ポンプによると吸入側の
ねじ状溝の深さと間隙の和と数構の幅との比をｌ：３〜
６としたことにより、広範囲の圧力（１〜１０００ Ｆ
、）において多量のガスの排気ができ、薄膜応用工業分
野における好適な真空ポンプになる効果を有する。
ねじ状溝の深さと間隙の和と数構の幅との比をｌ：３〜
６としたことにより、広範囲の圧力（１〜１０００ Ｆ
、）において多量のガスの排気ができ、薄膜応用工業分
野における好適な真空ポンプになる効果を有する。
第１図は本発明のポンプの要部の断面図、第２図は種々
の流量における幾何学パラメータ（ξ）と圧力勾配との
関係のグラフ、第３図は従来のポンプの要部の断面図で
ある （１）・・・固定子 （２）・・・回転子（３）・
・・間隙 （４）・・・ねじ状溝（５）・・・山
部 手続補正歯 （自発） 昭和６１年 ４月２４日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年特許１ｉ１ｉｉ￥第１７９０３９号２・発明
の名称 ねじ溝式真空ポンプ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪府大阪市東区北浜３丁目６番地名称 株式
会社大阪真空機器製作所 代表者 笠 岡 亥 −部 ４、代理人 〒１０３ 住所 東京都中央区日木槌小伝馬町 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面の簡単な説明の
柵 ６、補正の内容 （１）明細書第５頁第２行目のｒ、ｉ’ ＝ ’／ｓ
Ｊをｒｌ＝’／ｂ」に補正する。 （２）同書第８頁第１５行目と第１６行目との間に下記
事項を挿入する。 記 「尚、本発明は、前述したねじ構分子ポンプ部のみから
なるねじ構成真空ポンプばかりでなく、ターボ分子ポン
プ部とねじ構分子ポンプ部とを一体化した複合分子ポン
プの該ねじ構分子ポンプ部にも適用可能である。」 （３）同書第９頁第６行目のｒ （り Ｊを「ム」に補
正する。
の流量における幾何学パラメータ（ξ）と圧力勾配との
関係のグラフ、第３図は従来のポンプの要部の断面図で
ある （１）・・・固定子 （２）・・・回転子（３）・
・・間隙 （４）・・・ねじ状溝（５）・・・山
部 手続補正歯 （自発） 昭和６１年 ４月２４日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年特許１ｉ１ｉｉ￥第１７９０３９号２・発明
の名称 ねじ溝式真空ポンプ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪府大阪市東区北浜３丁目６番地名称 株式
会社大阪真空機器製作所 代表者 笠 岡 亥 −部 ４、代理人 〒１０３ 住所 東京都中央区日木槌小伝馬町 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面の簡単な説明の
柵 ６、補正の内容 （１）明細書第５頁第２行目のｒ、ｉ’ ＝ ’／ｓ
Ｊをｒｌ＝’／ｂ」に補正する。 （２）同書第８頁第１５行目と第１６行目との間に下記
事項を挿入する。 記 「尚、本発明は、前述したねじ構分子ポンプ部のみから
なるねじ構成真空ポンプばかりでなく、ターボ分子ポン
プ部とねじ構分子ポンプ部とを一体化した複合分子ポン
プの該ねじ構分子ポンプ部にも適用可能である。」 （３）同書第９頁第６行目のｒ （り Ｊを「ム」に補
正する。
Claims (1)
- 円筒状の固定子と該固定子内にこれと間隙を存して設け
た円柱状の回転子とからなり、該固定子の内周面又は回
転子の外周面にねじ状溝が形成されており、該回転子を
回転させることにより排気を行うねじ溝式真空ポンプに
おいて、吸入側の前記ねじ状溝の深さと前記間隙の和と
該溝の幅との比を１：３〜６としたことを特徴とするね
じ溝式真空ポンプ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179039A JPS6238897A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | ねじ溝式真空ポンプ |
| US06/896,470 US4708586A (en) | 1985-08-14 | 1986-08-14 | Thread groove type vacuum pump |
| DE3627642A DE3627642C3 (de) | 1985-08-14 | 1986-08-14 | Vakuumpumpe mit Gewindekanal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179039A JPS6238897A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | ねじ溝式真空ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238897A true JPS6238897A (ja) | 1987-02-19 |
Family
ID=16059045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60179039A Pending JPS6238897A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | ねじ溝式真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6238897A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4938660A (en) * | 1988-06-16 | 1990-07-03 | Andreas Stihl | Pump for viscous fluids |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5358810A (en) * | 1976-11-08 | 1978-05-27 | Aisin Seiki Co Ltd | High vacuum pump |
| JPS58155297A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-09-14 | ユルトラ・ツエントリフユ−ゲ・ネ−デルランド・ナ−ムロ−ゼ・ヴエノ−トチヤツプ | 高真空分子ポンプ |
-
1985
- 1985-08-14 JP JP60179039A patent/JPS6238897A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5358810A (en) * | 1976-11-08 | 1978-05-27 | Aisin Seiki Co Ltd | High vacuum pump |
| JPS58155297A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-09-14 | ユルトラ・ツエントリフユ−ゲ・ネ−デルランド・ナ−ムロ−ゼ・ヴエノ−トチヤツプ | 高真空分子ポンプ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4938660A (en) * | 1988-06-16 | 1990-07-03 | Andreas Stihl | Pump for viscous fluids |
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