KR101784016B1

KR101784016B1 - 진공 펌프 및 진공 펌프에 사용되는 부재

Info

Publication number: KR101784016B1
Application number: KR1020117027310A
Authority: KR
Inventors: 요시노부 오타치; 야스시 마에지마; 츠토무 다카아다; 도오루 미와타
Original assignee: 에드워즈 가부시키가이샤
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2017-10-10
Also published as: JPWO2011024528A1; JP5689546B2; US20120141254A1; EP2472120B1; JP2014080981A; KR20120061770A; WO2011024528A1; EP2472120A1; CN102483069A; CN102483069B; JP5785494B2; EP2472120A4

Abstract

진공 펌프의 높이 치수를 작게 하는 등의 목적으로, 회전부가 배기구의 내측 개구부를 막는 경우에, 배기 성능의 저하나, 회전체 파괴 시의 가스 누출의 가능성을 저감하며, 또한 커넥터의 리드선의 배선을 용이하게 한 진공 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
회전체의 하류 공간과 배기구를 연통하는 가스 배출 통로의 내측 개구 가장자리부를, 이 개구 가장자리부에 가스 배출 통로 형성 부재를 상방측 및 비스듬히 상방측, 또는 하방측 및 비스듬히 하방측에서 보았을 때의 불가시부가 없는 형상으로 한다. 또한, 이 개구 가장자리부의 모서리부를 R 형상으로 하여, 응력 집중을 저감한다. 또, 베이스에 리드선 배선 구멍과 중앙부의 구멍을 연통하는 홈을 형성하고, 또한, 이들 모서리를 R 형상으로 한다.

Description

진공 펌프 및 진공 펌프에 사용되는 부재{VACUUM PUMP AND MEMBER USED FOR VACUUM PUMP}

본 발명은, 반도체 제조 장치에서 이용하는 프로세스 챔버 등의 진공 용기의 배기 처리를 행하는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프에 관한 것으로, 상세하게는 배기구나 커넥터의 설치 위치에 의해 저하하는 배기 성능을 개선하거나, 혹은 진공 펌프를 소형화하는 기술에 관한 것이다.

터보 분자 펌프의 대유량형 펌프로서, 회전 날개부와 원통 나사부를 조합한 복합 날개형 펌프가 널리 보급되어 있다.

도 9에는, 이러한 복합 날개형 펌프의 일례를 나타내고 있다. 이 복합 날개형 펌프(200)는, 도시 생략하는 챔버로부터 가스를 흡인하는 흡기구(10)가 상부에 형성된 통형상의 케이싱(20)과, 이 케이싱(20)의 내부에, 회전체(30)에 복수장 설치된 회전 날개(32)와, 이들 회전 날개(32)와 교호로 설치된 고정 날개(40)와, 드래그 작용에 의해 배기를 행하는 나사 홈부(80)를 구성하는 나사가 달린 스페이서(45)와 회전 날개 원통부(50), 케이싱(20)의 하부를 덮는 원반형상의 베이스(70)와, 흡기구가 있는 상류측으로부터 배기된 가스를 하류측의 외부에 배기를 행하는 배기구(90)와, 외부에 존재하며 이 펌프를 제어하기 위한 컨트롤러와 전기적으로 접속하는 커넥터(100)와, 바닥부를 덮는 안쪽 덮개(110)로 구성되어 있다.

회전체(30)는, 레이디얼 베어링(34, 36) 및 스러스트 베어링(38)에 의해, 자기 부상함으로써, 비접촉으로 지지되고, 또한 위치 제어되도록 되어 있다. 이 회전체(30)는, 구동용 모터(60)에 의해, 고속으로 회전 구동되도록 되어 있다. 이 회전체(30)가 고속 회전함으로써, 이 회전체(30)에 설치된 회전 날개(32)를 동시에 고속 회전하여, 교호로 배치된 고정 날개(40)와의 상호 작용에 의해, 배기를 행하도록 되어 있다.

일반적으로, 터보 분자 펌프에서는, 배압측(배기구측)의 압력에 의해, 펌프의 성능이 영향을 받는 배압 의존성이 있다. 그래서, 복합 날개형 펌프에서는, 나사 홈부(80)의 직경을 확대하거나, 나사 홈부(80)의 축 방향의 길이를 길게 취함으로써, 흡기구측의 압력을 저압으로 유지한 후에 배압을 높게 하여, 결과적으로 펌프의 성능을 향상시키는 것이 행해져 왔었다.

그러나, 복합 날개형 펌프는, 설치에 관한 제약 조건 내에서 설계할 필요가 있으며, 특히 나사 홈부(80)의 길이를 길게 해 버리면 펌프 자체의 축방향 길이가 길어져 버려, 설치상 문제가 생기는 경우가 있었다.

특허 문헌 1에는, 나사 홈부를 길게 함으로써 배기구의 펌프 내측의 개구 면적이 축소하여, 배기 성능이 저하하는 것을 방지하기 위한 기술이 개시되어 있다. 즉, 펌프의 회전부가, 배기구의 펌프 내측의 개구부의 일부를 내측으로부터 막으면, 배기 성능이 저하한다. 그것은, 개구부가 감소하면, 컨덕턴스가 저하하여, 배기구로의 흐름을 방해하기 때문이다.

그래서, 이 기술에서는, 나사 홈부로부터 베이스 또는 나사가 달린 스페이서에 설치된 배기구에 연결되는 원통 구멍에 대해, 내측으로부터 반경 방향을 깊이 방향으로 하는 コ자형의 홈을 형성함으로써, 배기구의 개구 면적의 축소를 방지하여, 결과적으로 펌프의 배기 성능을 향상시키고 있다.

그런데, 특허 문헌 1에 기재된 기술인 배기구로의 원통 구멍에 대해, 내측으로부터 コ자 홈을 형성하는 것은, 선반 가공할 때에 특수한 절삭 공구나 세팅이 필요해져, 가공이 곤란하다. 또, 가공을 할 수 있었다고 해도 작업에 수고와 시간이 걸려, 제조 비용이 상승되어 버리는 것은 부정할 수 없다.

또한, 하우징을 주조하려고 하면, 내측에 오목홈이 있으므로, 형(型)으로부터의 취출이 곤란해지며, 형의 구조가 복잡화되어 주조의 비용이 앙등하는 등의 문제가 있었다.

또한, 나사 로터부가 회전 중에 파괴되면, 그 파편이 나사 스테이터부에 충돌하며, 이 나사 스테이터부나 이것을 통해 하우징에 힘이 작용하면, 형성된 홈부의 모서리에서 응력 집중이 발생하고, 그곳이, 펌프의 강도상의 위크 포인트가 되어, 펌프 자체의 강도를 저하시켜 버릴 우려가 있었다.

또, 반도체 제조 장치 중에서도 드라이 에칭 장치에 있어서는, 챔버 내에서 반응한 프로세스 가스는, 압력이 상승하면, 상온보다 높은 온도가 아니면, 기체로부터 고체로 상태 변화한다. 이 성질에 의해, 복합 날개형 펌프를 드라이 에칭 장치의 배기에 사용하는 경우에는, 가스의 압력이 높아지는 나사 홈부에, 이 프로세스 가스가 고화한 반응 생성물이 퇴적되어, 펌프의 배기 성능이 저하해 버린다. 이 때문에, 펌프 내부에 퇴적된 반응 생성물을 정기적으로 제거할 필요가 있지만, コ자 홈의 내부는, 세정제나 제거용의 도구가 들어가기 어려우므로, 제거 작업이 번잡해진다는 문제도 있었다.

또한, 반응 생성물을 제거할 때에는, 모두 제거한 것을 육안으로 확인할 필요가 있다. 그리고, 제거 후는, 일반적으로 드라이 에칭 장치의 프로세스 가스는 부식성이 강하므로, 나사 스테이터부나 하우징의 가스 유로면의 부식의 유무와, 부식 대책을 위해 실시되고 있는 도금 등의 표면 피막의 박리의 유무 등을 육안으로 확인하여, 이들이 있는 경우에는 보수를 할 필요가 있다. 가스 유로면에 육안으로 볼 수 없는 부분이 있으면, 이 부분의 반응 생성물의 잔류나 부식을 못보고 지나쳐, 미보수의 상태로 진공 펌프의 사용이 재개되게 된다. 그리고, 부식이 진행되어, 나사 스테이터나 하우징의 강도가 열화하여, 상기와 같은 로터 파괴가 발생한 경우에는, 이들이 단열(斷裂)되어 가스 누출이 발생할 우려가 있었다. 종래 기술과 같은 コ자 홈이어도, 홈의 깊이를 얕게 함으로써, 육안으로 볼 수 없는 부분을 저감할 수 있지만, 이 경우에는, 홈을 얕게 하기 위해 충분한 개구 면적을 확보할 수 없다는 문제가 생기고 있었다.

한편, 다른 문제로서, 커넥터에 관한 문제가 있다. 터보 분자 펌프에는, 모터나 자기 베어링으로의 전력 공급이나 신호의 입출력을 위해, 컨트롤러와 접속하는 기능을 하는 커넥터가 설치되어 있다. 이 커넥터의 배선을 통과하는 구멍은, 배기 유로와 완전한 격리 구조로 되어 있다. 이것은 배기 유로와 구멍으로 연결되어, 커넥터측에 가스가 흘러 버리면, 배기 성능의 열화나 커넥터부의 부식을 발생시키고, 경우에 따라서는 고장의 원인이 되어, 펌프에 중대한 문제를 일으킬 가능성이 있기 때문이다.

또, 나사 홈부의 하단의 높이 위치가, 커넥터 배선용의 통과 구멍의 높이 위치보다 낮아져 버린 경우, 커넥터 배선용의 통과 구멍의 개구 면적을 감소시키지 않으면 안 되어, 모터나 자기 베어링으로부터 커넥터에 연결되는 배선의 통과 작업이 어려워진다. 따라서, 나사 홈부를 길게 하는 것은, 커넥터부에서도, 배기구와 동일하게, 진공 펌프의 높이 치수를 크게 하지 않으면 안 된다는 문제가 있었다.

상기 종래의 기술에서는, 이러한 커넥터에 관한 문제는 고려되어 있지 않았다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 2008-163857호 공보

본 발명의 제1 목적은, 진공 펌프의 높이 치수를 작게 하는 등의 목적으로, 나사 홈부를 펌프 내의 보다 하방으로 길게 혹은 배치하였을 때에, 그에 따라 발생하는 배기 성능의 저하를 저감할 수 있는 진공 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은, 진공 펌프의 높이 치수를 작게 하는 등의 목적으로, 나사 홈부를 펌프 내의 보다 하방으로 길게 혹은 배치하였을 때에, 그에 따라 저하하는 커넥터의 배선의 작업 용이성을 개선한 진공 펌프를 제공하는 것이다.

청구항 1에 기재된 발명에서는, 흡기구와, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체와, 상기 회전체에 대치하여 배치된 스테이터와, 상기 흡기구를 통해 흡인한 가스를 배출하기 위한 배기구를 구비하며, 상기 가스의 유로에 있어서, 상기 회전체의 하류의 공간과 상기 배기구를 연통하는 가스 배출 통로를 형성하고, 상기 회전체가 상기 가스 배출 통로의 상기 회전체의 반경 방향 내주측에 연장되는 진공 펌프로서, 상기 가스 배출 통로를 형성하는 가스 배출 통로 형성 부재를 상방측과 비스듬히 상방측 중 적어도 한쪽, 또는, 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부(不可視部)가, 상기 가스 배출 통로의 상기 하류의 공간측의 개구 가장자리부에 없는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 가스 배출 통로 형성 부재가, 상기 스테이터인 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 회전체 및/또는 상기 스테이터의 외주측을 덮는 케이싱을 구비하며, 상기 가스 배출 통로 형성 부재가, 상기 케이싱인 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 스테이터를 지지하는 하우징 또는 베이스 부재를 구비하며, 상기 가스 배출 통로 형성 부재가, 상기 하우징 또는 상기 베이스 부재인 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 배기구를 형성하고, 상기 진공 펌프 내부에 연장되는 배기구 부재를 구비하며, 상기 가스 배출 통로 형성 부재가, 상기 배기구 부재인 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재된 발명에서는, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 개구 가장자리부의 모서리부가, 응력 집중을 저감하는 모서리 R 형상인 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재된 발명에서는, 흡기구와, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체와, 상기 회전체에 대치하여 배치된 스테이터와, 상기 흡기구를 통해 흡인한 가스를 배출하기 위한 배기구를 구비하며, 상기 가스의 유로에 있어서, 상기 회전체의 하류의 공간과 상기 배기구를 연통하는 가스 배출 통로를 형성하고, 상기 회전체가 상기 가스 배출 통로의 상기 회전체의 반경 방향 내주측에 연장되는 진공 펌프로서, 상기 가스 배출 통로의 상기 하류의 공간측의 개구 가장자리부의 모서리부가, 응력 집중을 저감하는 모서리 R 형상인 것을 특징으로 한다.

모서리 R 형상의 R 치수는, 0.1mm로 하는 것만으로도, 응력 집중의 저감 효과를 얻을 수 있다. 이 R 치수를 더욱 크게 하면, 보다 큰 저감 효과를 얻을 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명에서는, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 회전체의 회전을 제어하는 컨트롤러가 접속되는 커넥터를 구비하며, 상기 하우징 또는 상기 베이스 부재에, 상기 회전체의 회전 중심 축선과 대략 동축형상이 되는 대략 동축형상 구멍과, 상기 커넥터와 상기 모터를 연결하는 도전선이 삽입 통과되는 도전선 삽입 통과 구멍과, 상기 대략 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍을 연통하는 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

컨트롤러는, 커넥터에 직접 접속되어도 되고, 케이블을 통해 접속되어도 된다.

청구항 9에 기재된 발명에서는, 흡기구와, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체와, 상기 회전체에 대치하여 배치된 스테이터와, 상기 스테이터를 지지하는 하우징 또는 베이스 부재와, 상기 회전체의 회전을 제어하는 컨트롤러가 접속되는 커넥터를 구비한 진공 펌프로서, 상기 하우징 또는 상기 베이스 부재에, 상기 회전체의 회전 중심 축선과 대략 동축형상이 되는 대략 동축형상 구멍과, 상기 커넥터와 상기 모터를 연결하는 도전선이 삽입 통과되는 도전선 삽입 통과 구멍과, 상기 대략 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍을 연통하는 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

청구항 10에 기재된 발명에서는, 청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 발명에 있어서, 상기 대략 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍과 상기 홈의 가장자리의 적어도 1개를 모서리 R 형상으로 하여, 상기 도전선이 상기 가장자리와의 접촉에 의해 받는 손상을 저감한 것을 특징으로 한다.

청구항 11에 기재된 발명에서는, 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 12에 기재된 발명에서는, 흡기구와, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체와, 상기 회전체에 대치하여 배치된 스테이터와, 상기 흡기구를 통해 흡인한 가스를 배출하기 위한 배기구를 구비한 진공 펌프에 사용되는 부재로서, 상기 가스의 유로에 있어서, 상기 회전체의 하류의 공간과 상기 배기구를 연통하는 가스 배출 통로를 형성하고, 상기 가스 배출 통로의 상기 하류의 공간측의 개구 가장자리부에, 상기 부재의 상방측과 비스듬히 상방측 중 적어도 한쪽, 또는, 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부가 없는 것을 특징으로 한다.

상기 부재의 예로서는, 진공 펌프를 구성하는 스테이터, 케이싱, 하우징, 베이스 부재, 진공 펌프 내부에 연장되는 배기구 부재 등을 들 수 있다.

본 발명에서는, 진공 펌프의 나사 홈부를 펌프 내의 보다 하방으로 길게 혹은 배치하였을 때에, 그에 따라 발생하는 펌프의 배기 성능의 저하를 저감할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 나사 홈부를 펌프 내의 보다 하방으로 길게 혹은 배치하였을 때에, 그에 따라 발생하는 배선 작업성의 악화를 저감할 수 있다.

도 1은, 제1 실시예에 따른 나사가 달린 스페이서에 배기구가 설치되어 있는 복합 날개형 펌프의 종단면도이다.
도 2는, 제1 실시예에 따른 베이스에 배기구가 설치되어 있는 복합 날개형 펌프의 종단면도이다.
도 3은, 나사가 달린 스페이서에 배기구가 설치되어 있는 경우의 제1 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4는, 베이스에 배기구가 설치되어 있는 경우의 제1 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5는, 나사가 달린 스페이서에 가스 배출 통로로서 원통 구멍이 형성된 경우를 예로, 불가시부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 나사가 달린 스페이서의 하방측과 비스듬히 하방측을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 베이스의 상방측과 비스듬히 상방측을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 제2 실시예를 설명하는 도면이다.
도 9는, 종래의 복합 날개형 펌프의 일례를 도시한 종단면도이다.

이하, 본 발명의 진공 펌프에 있어서의 적합한 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명이 적용되는 복합 날개형 펌프의 구성을 도시한 종단면도이다.

도 1은, 스테이터로서의 나사가 달린 스페이서(45)에 배기구가 설치되어 있는 예를 나타내고 있으며, 도 2는, 베이스 부재로서의 베이스(70)에 배기구가 설치되어 있는 예를 나타내고 있다. 또한, 도 1 내지 도 8의 설명에서는, 종래예를 설명한 도 9와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 설명한다.

제1 실시예는, 회전체로서의 회전 날개 원통부(50) 또는 나사가 달린 스페이서(45)가, 회전 날개 원통부(50)의 하류의 공간(S)과 배기구(90)에 연통되는 가스 배출 통로로서의 원통 구멍(45a 또는 70a)의 공간(S)측의 개구부를 막음으로써 저하된 진공 펌프의 배기 성능을 개선하는 기술에 관한 것이다.

이 실시예는, 도 3(b) 및 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 가스 배출 통로 형성 부재로서, 도 1에서는 나사가 달린 스페이서(45)가, 도 2에서는 베이스(70)가, 원통 구멍(45a 또는 70a)을 형성하고 있다. 나사가 달린 스페이서(45)는, 원통 구멍(45a)의 공간(S)측의 개구 가장자리부(130)를, 이 개구 가장자리부(130)에, 나사가 달린 스페이서(45)를 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부가 없도록 형성한다.

또, 베이스(70)는, 원통 구멍(70a)의 공간(S)측의 개구 가장자리부(130)를, 이 개구 가장자리부(130)에, 베이스(70)를 상방측과 비스듬히 상방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부가 없도록 형성한다.

도 5는, 나사가 달린 스페이서(45)에 가스 배출 통로로서 원통 구멍(45a)이 형성된 경우를 예로, 불가시부를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에는 크로스 해칭을 행한 부분이 존재하므로, 개구 가장자리부(130)에, 나사가 달린 스페이서(45)를 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부가 존재한다. 이에 반해, 이 실시예에서는, 나사가 달린 스페이서(45)가 형성하는 원통 구멍(45a)에서는, 개구 가장자리부(130)를, 이 개구 가장자리부(130)에, 나사가 달린 스페이서(45)를 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부가 존재하지 않도록 형성한다. 나사가 달린 스페이서(45)를 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때, 도 5의 크로스 해칭부와 같은 시야를 차단하는 것이 없으므로, 개구 가장자리부(130)의 모든 부분을 볼 수 있다. 이러한 상태를, 본 발명에서는, 불가시부가 없다고 하고 있다.

한편, 베이스(70)가 형성하는 원통 구멍(70a)에서는, 개구 가장자리부(130)를, 이 개구 가장자리부(130)에, 베이스(70)를 상방측과 비스듬히 상방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부가 존재하지 않도록 형성한다. 이 경우에도, 상방측과 비스듬히 상방측 중 적어도 한쪽에서 베이스(70)를 보았을 때, 도 5의 크로스 해칭부와 같은 시야를 차단하는 것이 없으므로, 개구 가장자리부(130)의 모든 부분을 볼 수 있다.

다음에, 상방측과 비스듬히 상방측, 하방측과 비스듬히 하방측의 정의에 대해 설명한다. 도 6은 나사가 달린 스페이서(45)를, 도 7은 베이스(70)를 각각 나타내고 있다. 도 6과 도 7에 나타낸 바와 같이, 이들이 복합 날개형 펌프에 장착되었을 때의 흡기구측을 상방측, 펌프의 바닥부측을 하방측으로 한다. 즉, 중심선 C-C'의 C측을 상방측으로 하고 C'측을 하방측으로 한다. 또한, 이 중심선 C-C'와 90도 미만의 각도(α)를 이루는 직선의 C측을 비스듬히 상방측으로 하고 C'측을 비스듬히 하방측으로 한다.

또한, 개구 가장자리부(130)에, 나사가 달린 스페이서(45)를 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부가 없다는 것은, 개구 가장자리부(130)의 임의의 부분이, 하방측에서 보았을 때의 개구 가장자리부(130)의 가시부와, 비스듬히 하방측에서 보았을 때의 개구 가장자리부(130)의 가시부 중 적어도 한쪽에 포함되는 것을 의미하며, 개구 가장자리부(130)에, 상방측과 비스듬히 상방측 중 적어도 한쪽에서 베이스(70)를 보았을 때의 불가시부가 없다는 것은, 개구 가장자리부(130)의 임의의 부분이, 상방측에서 보았을 때의 개구 가장자리부(130)의 가시부와, 비스듬히 상방측에서 보았을 때의 개구 가장자리부(130)의 가시부 중 적어도 한쪽에 포함되는 것을 의미한다.

그리고, 배기구(90)의 외측은, 통상 흡인력이 있는 보조 펌프와 배관을 통해 접속되어 있다.

상기한 종래 기술에서는, 회전 날개 원통부(50)의 하류의 공간(S)과 배기구(90)를 연통하는 원통 구멍의 공간(S)측의 개구 가장자리부(130)에, コ자 홈을 형성하고 있었다. 도 3(a), 도 4(a)는, 이 종래의 コ자 홈을 형성한 예를 나타내고 있다. 단, 종래 기술에서는, 개구 가장자리부(130)의 모서리부를 이들 도면에 나타낸 바와 같은 모서리 R 형상으로는 하고 있지 않다.

원통 형상이나 그 중공부의 가공은, 통상, 선반 가공에 의해 행해지지만, 중공부의 내벽에 원통의 중심 축선에 대해 수직인 방향으로 홈을 파는 경우에는, 절삭 공구(바이트)의 가공 가능 범위 등의 제약으로부터, 필요로 하는 깊이까지 절삭할 수 없거나, 절삭 공정이 복잡화되어 제조 비용이 상승하거나 한다. 그러나, 이 실시예에 따른 개구 가장자리부(130)의 형상에서는, 원통의 중심 축선 방향으로, 원통 외주면과 동축형상이 되는 구멍을 파도록 절삭하면 되므로, 선반에서의 가공도 용이해진다.

또한, 나사가 달린 스페이서(45)나 베이스(70)를 주조하는 경우에는, 중공부 내벽에 오목홈이 없으므로, 형의 구조가 복잡화하지 않을 뿐만 아니라, 주물의 형으로부터의 취출이 용이해져, 결과적으로 주조의 비용을 저감할 수도 있다.

또, 이 실시예에 의하면, 퇴적된 반응 생성물의 제거나, 나사가 달린 스페이서(45) 혹은 베이스(70)의 부식 유무의 확인, 부식의 보수와 같은 작업이 번잡해진다는 문제도 발생하지 않는다. 이 때문에, 반응 생성물의 잔류나, 부식의 보수 누락을 저감할 수 있다.

또, 도 3(a), 도 4(a)의 크로스 해칭을 행한 부분이 존재하지 않으므로, 회전 날개 원통부(50)를 더 하방으로 이동하거나, 혹은 진공 펌프의 높이를 보다 작게 하거나 하는 것이 가능해진다.

다음에, 제1 실시예의 변형예로서, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 원통 구멍(45a)의 공간(S)측의 개구 가장자리부(130)의 모서리부를 R 형상으로 하여, 응력 집중을 저감한 구조로 한다. 진공 펌프, 특히 터보 분자 펌프에서는, 운전 중, 회전 날개(32)와 회전 날개 원통부(50)는 고속 회전하여, 스스로에 큰 원심력이 작용하고 있으며, 가스와의 마찰 등에 의한 온도 상승이나 부식에 의해 재료 강도가 저하하면, 그 원심력에 견딜 수 없게 되어 파괴된다. 회전 날개 원통부(50)는, 고속 회전 중에 파괴되면, 3~4개로 분할되어 깨지는 경우가 많으며, 분할된 원통부가, 나사가 달린 스페이서(45)에 충돌하여, 나사가 달린 스페이서(45)나, 이 나사가 달린 스페이서(45)를 통해 베이스(70)에 힘이 작용한다. 회전 날개(32)와 회전 날개 원통부(50)는, 통상 1만 rpm 이상의 회전 속도로 회전하고 있으며, 파괴되면 그 회전 에너지가 방출되므로, 나사가 달린 스페이서(45)나 베이스(70)에 작용하는 힘은 매우 큰 것이 된다. 그리고, 이 힘을 받아, 나사가 달린 스페이서(45)나 베이스(70)에는 큰 응력이 발생한다. 종래 기술의 コ자 홈의 경우에는, 홈의 모서리부에 응력 집중이 발생하며, 그곳을 기점으로 하여 균열이 생길 우려가 있었다. 이 균열은, 나사가 달린 스페이서(45)나 베이스(70)의 분단 파괴를 일으켜, 가스가 펌프 외부에 누출될 우려가 있었다. 이 가스 누출은, 주위의 환경에 영향을 미치게 된다. 이 실시예와 같이, 원통 구멍(45a 혹은 70a)의 공간(S)측의 개구 가장자리부(130)의 모서리부를 R 형상으로 가공함으로써, 응력 집중을 저감할 수 있으며, 결과적으로 펌프 자체의 강도를 증가시켜, 가스 누출이 발생할 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 이 실시예에서는, 종래 기술의 コ자 홈에는 모서리부가 2개 있는 것에 반해, 모서리부가 1개 밖에 없어, 응력 집중 개소가 적으므로, 보다 가스 누출이 발생할 가능성을 저감할 수 있다.

또한, 도 3(a), 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 종래 기술의 コ자 홈의 모서리부를 R 형상으로 해도 된다.

이어서, 커넥터측의 과제를 해결하는 제2 실시예를 설명한다.

도 8은, 베이스(70)를 안쪽 덮개(110)측에서 본 도면이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 베이스(70)에 도전선 삽입 통과 구멍으로서의 커넥터 배선용 구멍(120)을 외주측으로부터 구멍 가공할 때에, 회전 날개 원통부(50)의 반경 방향 외주측까지의 막힘 구멍 가공으로 하고, 베이스(70)에, 커넥터 배선용 구멍(120)과, 회전 날개 원통부(50)의 회전 중심 축선과 대략 동축형상이 되는 구멍(101)을 연통하도록, 바닥면으로부터 홈(102)을 형성한 구조로 한다.

이 실시예에서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 커넥터 배선용 구멍(120)을, 구멍(101)까지의 직선형상의 통과 구멍 가공이 아니라, 회전 날개 원통부(50)의 외주측까지의 막힘 구멍 가공으로 한 것은, 커넥터 배선용 구멍(120)과 회전 날개 원통부(50) 또는 그 하방의 가스 유로용의 공간(S)의 간섭을 피하기 위해서이다. 커넥터 배선용 구멍(120)이 가스 유로용의 공간(S)과 간섭하여 연통되면, 커넥터 배선용 구멍(120)에 가스가 유입되어 커넥터를 부식시켜 버린다.

또, 도 8에 나타낸 바와 같이, 커넥터 배선용 구멍(120)과 홈(102)에 형성되는 모서리는, 모서리 R 형상으로 함으로써, 커넥터(100)와 모터나 자기 베어링을 연결하는 도전선에 손상을 주기 어려운 구조로 할 수 있다.

또, 홈(102)의 펌프 외주측단 o는, 커넥터 배선용 구멍(120)의 펌프 내주측단 i보다 외측으로 한다. 이 2개의 단 o와 i 사이의 거리 L을 보다 늘림으로써, 홈(102)으로부터 커넥터(100)까지의 관통 면적을 보다 크게 확보할 수 있기 때문이다.

이 실시예에 의해, 도전선의 배선에 필요한 최소 관통 면적을 확보할 수 있는 범위에서 홈(102)의 깊이를 얕게 하면, 회전 날개 원통부(50) 및 그 하방의 가스 유로용의 공간(S)을 보다 하측에 배치하는 것이 가능해진다. 도전선의 커넥터(100)로의 배선도, 커넥터 배선용 구멍(120)의 내주측 부분의 하측의 벽이 삭제된 형태의 홈이 되므로, 배선이 용이해지며, 결과적으로, 펌프의 제조 시간 단축에 기여할 수 있다.

이에 의해, 회전 날개 원통부(50) 및 그 하방의 가스 유로용의 공간(S)은, 커넥터 배선용 구멍(120)과 간섭하지 않고, 보다 하방으로 길이를 늘리거나, 혹은 배치하거나 하는 것이 가능해진다. 또, 커넥터(100)의 높이 위치를 종래의 펌프보다 높은 위치에 설치하는 것도 가능해진다. 이들 결과로서, 진공 펌프의 높이 치수를 보다 작게 할 수 있다.

또, 이 실시예에 의하면, 종래의 펌프로부터 크게 구조를 변화시키지 않고, 베이스(70)의 가공 형상이 단순화되어, 제조 비용의 저감을 도모할 수도 있다.

10 : 흡기구
20 : 케이싱
30 : 회전체
32 : 회전 날개
34, 36 : 레이디얼 베어링
38 : 스러스트 베어링
40 : 고정 날개
45 : 나사가 달린 스페이서
45a : 원통 구멍
50 : 회전 날개 원통부
60 : 모터
70 : 베이스
70a : 원통 구멍
80 : 나사 홈부
90 : 배기구
100 : 커넥터
110 : 안쪽 덮개
120 : 커넥터 배선용 드릴 구멍
130 : 개구 가장자리부

Claims

흡기구와, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체와, 상기 회전체에 대치하여 배치된 스테이터와, 상기 흡기구를 통해 흡인한 가스를 배출하기 위한 배기구를 구비하며, 상기 가스의 유로에 있어서, 상기 회전체의 하류의 공간과 상기 배기구를 연통하는 가스 배출 통로를 형성하고, 상기 회전체가 상기 가스 배출 통로의 상기 회전체의 반경 방향 내주측에 연장되는 진공 펌프로서,
상기 가스 배출 통로를 형성하는 가스 배출 통로 형성 부재를 상방측과 비스듬히 상방측 중 적어도 한쪽, 또는, 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부(不可視部)가, 상기 가스 배출 통로의 상기 하류의 공간측의 개구 가장자리부에 없는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 가스 배출 통로 형성 부재가, 상기 스테이터인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 회전체 또는 상기 스테이터의 외주측을 덮는 케이싱을 구비하며,
상기 가스 배출 통로 형성 부재가, 상기 케이싱인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 스테이터를 지지하는 하우징 또는 베이스 부재를 구비하며,
상기 가스 배출 통로 형성 부재가, 상기 하우징 또는 상기 베이스 부재인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 배기구를 형성하고, 상기 진공 펌프 내부에 연장되는 배기구 부재를 구비하며,
상기 가스 배출 통로 형성 부재가, 상기 배기구 부재인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 1 내지 청구항 3, 및 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개구 가장자리부의 모서리부가, 응력 집중을 저감하는 모서리 R 형상인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 4에 있어서,
상기 개구 가장자리부의 모서리부가, 응력 집중을 저감하는 모서리 R 형상인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
흡기구와, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되고, 날개부와 원통부로 이루어지는 회전체와, 상기 회전체를 회전가능하게 지지하는 자기 베어링과, 상기 원통부에 대치하여 배치되고, 나사 홈이 형성된 나사 홈 스테이터와, 상기 흡기구를 통해 흡인한 가스를 배출하기 위한 배기구를 구비하며, 상기 가스의 유로에 있어서, 상기 원통부의 하류의 공간과 상기 배기구를 연통하는 가스 배출 통로를 형성하고, 상기 원통부가 상기 가스 배출 통로의 상기 원통부의 반경 방향 내주측에 연장되는 진공 펌프로서,
상기 가스 배출 통로의 상기 하류의 공간측의 개구 가장자리부의 모서리부가, 응력 집중을 저감하는 모서리 R 형상인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 5 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체의 회전을 제어하는 컨트롤러가 접속되는 커넥터를 구비하며,
상기 스테이터를 지지하는 하우징 또는 베이스 부재를 구비하고,
상기 하우징 또는 상기 베이스 부재에, 상기 회전체의 회전 중심 축선과 동축형상이 되는 동축형상 구멍과, 상기 커넥터와 상기 모터를 연결하는 도전선이 삽입 통과되는 도전선 삽입 통과 구멍과, 상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍을 연통하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 4에 있어서,
상기 회전체의 회전을 제어하는 컨트롤러가 접속되는 커넥터를 구비하며,
상기 하우징 또는 상기 베이스 부재에, 상기 회전체의 회전 중심 축선과 동축형상이 되는 동축형상 구멍과, 상기 커넥터와 상기 모터를 연결하는 도전선이 삽입 통과되는 도전선 삽입 통과 구멍과, 상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍을 연통하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 6에 있어서,
상기 회전체의 회전을 제어하는 컨트롤러가 접속되는 커넥터를 구비하며,
상기 스테이터를 지지하는 하우징 또는 베이스 부재를 구비하고,
상기 하우징 또는 상기 베이스 부재에, 상기 회전체의 회전 중심 축선과 동축형상이 되는 동축형상 구멍과, 상기 커넥터와 상기 모터를 연결하는 도전선이 삽입 통과되는 도전선 삽입 통과 구멍과, 상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍을 연통하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 7에 있어서,
상기 회전체의 회전을 제어하는 컨트롤러가 접속되는 커넥터를 구비하며,
상기 하우징 또는 상기 베이스 부재에, 상기 회전체의 회전 중심 축선과 동축형상이 되는 동축형상 구멍과, 상기 커넥터와 상기 모터를 연결하는 도전선이 삽입 통과되는 도전선 삽입 통과 구멍과, 상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍을 연통하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
흡기구와, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체와, 상기 회전체에 대치하여 배치된 스테이터와, 상기 스테이터를 지지하는 하우징 또는 베이스 부재와, 상기 회전체의 회전을 제어하는 컨트롤러가 접속되는 커넥터를 구비한 진공 펌프로서,
상기 하우징 또는 상기 베이스 부재에, 상기 회전체의 회전 중심 축선과 동축형상이 되는 동축형상 구멍과, 상기 커넥터와 상기 모터를 연결하는 도전선이 삽입 통과되는 도전선 삽입 통과 구멍과, 상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍을 연통하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 9에 있어서,
상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍과 상기 홈의 가장자리의 적어도 1개를 모서리 R 형상으로 하여, 상기 도전선이 상기 가장자리와의 접촉에 의해 받는 손상을 저감한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 10에 있어서,
상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍과 상기 홈의 가장자리의 적어도 1개를 모서리 R 형상으로 하여, 상기 도전선이 상기 가장자리와의 접촉에 의해 받는 손상을 저감한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 11에 있어서,
상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍과 상기 홈의 가장자리의 적어도 1개를 모서리 R 형상으로 하여, 상기 도전선이 상기 가장자리와의 접촉에 의해 받는 손상을 저감한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 12에 있어서,
상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍과 상기 홈의 가장자리의 적어도 1개를 모서리 R 형상으로 하여, 상기 도전선이 상기 가장자리와의 접촉에 의해 받는 손상을 저감한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 13에 있어서,
상기 동축형상 구멍과 상기 도전선 삽입 통과 구멍과 상기 홈의 가장자리의 적어도 1개를 모서리 R 형상으로 하여, 상기 도전선이 상기 가장자리와의 접촉에 의해 받는 손상을 저감한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 9에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 10에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 11에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 12에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 13에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 14에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 15에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 16에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 17에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 18에 있어서,
상기 회전체의 반경 방향에 있어서, 상기 홈의 외주측단이, 상기 도전선 삽입 통과 구멍의 내주측단보다 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
흡기구와, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체와, 상기 회전체에 대치하여 배치된 스테이터와, 상기 흡기구를 통해 흡인한 가스를 배출하기 위한 배기구를 구비한 진공 펌프에 사용되는 부재로서,
상기 가스의 유로에 있어서, 상기 회전체의 하류의 공간과 상기 배기구를 연통하는 가스 배출 통로를 형성하고, 상기 부재의 상방측과 비스듬히 상방측 중 적어도 한쪽, 또는, 하방측과 비스듬히 하방측 중 적어도 한쪽에서 보았을 때의 불가시부가, 상기 가스 배출 통로의 상기 하류의 공간측의 개구 가장자리부에 없는 것을 특징으로 하는 진공 펌프에 사용되는 부재.