KR102123137B1 - 고정 원판 및 진공 펌프 - Google Patents

Abstract

[과제] 시그반형 분자 펌프부를 구비하는 진공 펌프에 있어서, 배기 효율을 향상시키는 연통 구멍을 구비하는 고정 원판, 및 상기 고정 원판을 구비하는 진공 펌프를 제공한다.
[해결 수단] 본 발명의 실시 형태에 따른 진공 펌프는, 시그반형 분자 펌프부를 가지고, 배치되는 고정 원판에, 상기 고정 원판의 축선 방향에 있어서의 상측의 공간(흡기구측 영역, 상류측 영역)과 하측의 공간(배기구측 영역, 하류측 영역)을 연통시키는 연통 구멍을 구비한다.

Description

고정 원판 및 진공 펌프{CLAMPED CIRCULAR PLATE AND VACUUM PUMP}

본 발명은, 고정 원판 및 진공 펌프에 관한 것이다. 상세하게는 배기 효율을 향상시키는 연통 구멍을 구비하는 고정 원판, 및 상기 고정 원판을 구비하는 진공 펌프에 관한 것이다.

진공 펌프는, 흡기구 및 배기구를 구비한 외장체를 형성하는 케이싱을 구비하고, 이 케이싱의 내부에, 상기 진공 펌프에 배기 기능을 발휘시키는 구조물이 수납되어 있다. 이 배기 기능을 발휘시키는 구조물은, 크게 나누어, 회전이 자유롭게 축지된 회전부(로터부)와 케이싱에 대해 고정된 고정부(스테이터부)로 구성되어 있다.

또, 회전축을 고속 회전시키기 위한 모터가 설치되어 있으며, 이 모터의 작동에 의해 회전축이 고속 회전하면, 로터 날개(회전 원판)와 스테이터 날개(고정 원판)의 상호 작용에 의해 기체가 흡기구로부터 흡인되고, 배기구로부터 배출되도록 되어 있다.

진공 펌프 중, 시그반형의 구성을 가지는 시그반형 분자 펌프는, 회전 원판(회전 원반)과, 상기 회전 원판과 축방향에 간극(클리어런스)을 가지고 설치된 고정 원판을 구비하고, 상기 회전 원판 혹은 고정 원판의 적어도 어느 한쪽의 간극 대향 표면에 스파이럴 형상 홈(나선 홈 또는 소용돌이 형상 홈이라고도 한다) 유로가 새겨져 있다. 그리고, 나선 홈 유로 내에 확산하여 들어온 기체 분자에, 회전 원판에 의해 회전 원판 접선 방향(즉, 회전 원판의 회전 방향의 접선 방향)의 운동량을 부여함으로써, 스파이럴 형상 홈에 의해 흡기구로부터 배기구를 향해 우위인 방향성을 부여하고 배기를 행하는 진공 펌프이다.

이러한 시그반형 분자 펌프 혹은 시그반형 분자 펌프부를 가지는 진공 펌프를 공업적으로 이용하기 위해서는, 회전 원판과 고정 원판의 단이 하나의 단으로는 압축비가 부족하기 때문에, 다단화가 이루어져 있다.

여기서, 시그반형 분자 펌프는 반경류 펌프 요소이므로, 다단화하기 위해서는, 예를 들어, 외주부로부터 내주부로 배기한 후, 내주부로부터 외주부로 배기하고, 또 외주부로부터 내주부로 배기한다고, 하는 바와 같이, 흡기구로부터 배기구(즉, 진공 펌프의 축선 방향)를 향해, 회전 원판 및 고정 원판의 외주 단부 및 내주 단부에서 유로를 꺾어서 배기하는 구성이 필요하다.

특허 문헌 1에는, 진공 펌프에 있어서, 펌프 하우징 내에, 터보 분자 펌프부와, 나선 홈 펌프부와, 원심식 펌프부를 구비하는 기술이 기재되어 있다.

특허 문헌 2에는, 시그반형 분자 펌프에 있어서, 각 회전 원판 및 정지 원판의 대향면에 방향이 상이한 스파이럴 형상 홈을 설치하는 기술이 기재되어 있다.

상기 서술한 종래 기술의 구성에 있어서의 기체 분자(가스)의 흐름은 이하와 같이 된다.

상류 시그반형 분자 펌프부에서 내경부로 이송된 기체 분자는, 회전 원통과 고정 원판의 사이에 형성된 공간으로 배출된다. 다음에, 상기 공간에 개구된 하류 시그반형 분자 펌프부의 내경부에 의해 흡인되고, 그리고, 상기 하류 시그반형 분자 펌프부의 외경부로 이송된다. 다단화되어 있는 경우는, 이 흐름이 단마다 반복된다.

그러나, 상기 서술한 공간(즉, 회전 원통과 고정 원판의 사이에 형성된 공간)에는 배기 작용은 없기 때문에, 상류 시그반형 분자 펌프부에서 기체 분자에 부여한 배기 방향으로의 운동량은, 상기 공간에 도달했을 때에 잃어 버리고 말았다.

일본국 특허 공개 소60-204997호 일본국 실용 신안 등록 공보 제2501275호

도 12는, 종래의 시그반형 분자 펌프(1000)를 설명하기 위한 도이며, 종래의 시그반형 분자 펌프(1000)의 개략 구성예를 도시한 도이다. 화살표는, 기체 분자의 흐름을 나타내고 있다.

도 13은, 종래의 시그반형 분자 펌프(1000)에 배치되는 고정 원판(5000)을 설명하기 위한 도이며, 흡기구(4)측으로부터 본 경우의 고정 원판(5000)의 단면도이다. 고정 원판(5000) 내의 화살표는 기체 분자의 흐름을 나타내고, 고정 원판(5000) 외의 화살표는, 도시하고 있지 않은 회전 원판의 회전 방향을 나타내고 있다.

또한, 이하, 1개(1단)의 고정 원판(5000)의, 흡기구(4)측을 시그반형 분자 펌프 상류 영역, 배기구(6)측을 시그반형 분자 펌프 하류 영역으로 칭하여 설명한다.

상기 서술한 바와 같이, 시그반형 분자 펌프(1000)에 있어서, 기체 분자에 배기구(6)를 향해 우위인 운동량을 부여하더라도, 상기 기체 분자의 유로인 내측 꺾어짐 유로(a)(즉, 회전 원통(10)과 고정 원판(5000)의 사이에 형성된 공간)는 배기 작용이 없는 「연결」의 공간이기 때문에, 부여한 운동량을 잃어버리고 만다. 그로 인해, 상기 내측 꺾어짐 유로(a)에서 배기 작용이 중단되기 때문에, 압축한 기체 분자는 상기 내측 꺾어짐 유로(a)를 통과할 때마다 개방되어 버리고, 그 결과, 종래의 시그반형 분자 펌프(1000)에서는 양호한 배기 효율이 얻어지지 않는다고 하는 과제가 있었다.

치수를 줄이는 등 하여, 내측 꺾어짐 유로(a)의 유로 단면적을 작게 하면(즉, 회전 원통(10)의 외경과 고정 원판(5000)의 내경으로 형성되는 간극이 좁아지면), 내측 꺾어짐 유로(a)에 기체 분자가 체류하여, 시그반형 분자 펌프 상류 영역의 출구(상류 영역에서 하류 영역으로의 꺾어짐 지점)인 내측 꺾어짐 유로(a)의 유로 압력이 상승한다. 그 결과, 압력 손실이 발생해 진공 펌프(시그반형 분자 펌프(1000)) 전체의 배기 효율이 저하한다.

이러한 배기 효율의 저하를 방지하기 위해, 종래, 내측 꺾어짐 유로(a)의 유로 단면적 및 관로 폭은, 도 12에 도시하는 바와 같이, 시그반형 분자 펌프부에 있어서의 관로(회전 원통(10)과 고정 원판(5000)의 각 대향면으로 형성되는 간극이며, 기체 분자가 통과하는 관 형상의 유로)의 단면적 및 관로 폭보다, 충분히 크게 취할 필요가 있었다.

그러나, 내측 꺾어짐 유로(a)의 유로의 치수를 크게 설정하려고 하면, 내경측이 회전부를 지지하는 경방향 자기베어링 장치(30) 등의 치수에 제약되고, 한편, 외경측이 되는 고정 원판(5000)의 직경을 크게 하면, 시그반형 분자 펌프부의 반경 방향 치수가 감소하여 유로가 좁아져 버려, 1단당 압축 성능이 충분히 얻어지지 않게 된다고 하는 과제가 있었다.

이러한 종래 기술을 이용하여 소정의 압축비를 얻기 위해서는, 시그반형 분자 펌프부의 단수를 늘릴 필요가 있다. 그러나, 단수를 늘리면, 회전 원판(9)이나 고정 원판(5000)의 재료 비용·가공 비용이 증대해 버리고, 또한, 고속 회전하는 회전 원판(9)의 질량·관성 모멘트가 증대하기 때문에, 그것을 지지하는 자기베어링 장치의 용량이 그만큼 더 불필요해지는 등, 진공 펌프를 구성하는 구성품의 코스트가 증대해 버린다고 하는 과제가 있었다.

그래서, 본 발명은, 배기 효율을 향상시키는 연통 구멍을 구비하는 고정 원판, 및 상기 고정 원판을 구비하는 진공 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 본원 발명에서는, 흡기구측으로부터 배기구측으로 기체를 이송하는 제1 기체 이송 기구에 이용되고, 회전 원판과의 상호 작용에 의해 스파이럴 형상 홈 배기부를 형성하는 고정 원판으로서, 상기 고정 원판과 상기 회전 원판의 대향면의 적어도 일부에 곡부(谷部)와 산부를 가지는 스파이럴 형상 홈이 형성되어 있으며, 상기 고정 원판의 내주측의 부분에, 상기 흡기구측과 상기 배기구측을 관통하는 연통 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 고정 원판을 제공한다.

청구항 2에 기재된 본원 발명에서는, 상기 연통 구멍은, 상기 곡부 중, 상기 고정 원판의 상기 흡기구측의 면에 형성되는 상기 곡부와, 상기 배기구측의 면에 형성되는 상기 곡부를 연통하는 연통 구멍인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 고정 원판을 제공한다.

청구항 3에 기재된 본원 발명에서는, 상기 연통 구멍의 개구부는, 상기 곡부 중, 상기 고정 원판의 상기 흡기구측의 면 또는 상기 배기구측의 면 중 어느 한쪽의 상기 곡부에 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 고정 원판을 제공한다.

청구항 4에 기재된 본원 발명에서는, 상기 연통 구멍의 개구부는, 상기 곡부 중, 상기 고정 원판의 상기 흡기구측의 면에 있어서의 상기 배기구 측단의 복수의 상기 곡부에 걸쳐 형성되거나, 혹은, 상기 고정 원판의 상기 배기구측의 면에 있어서의 상기 흡기구 측단의 복수의 상기 곡부에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 고정 원판을 제공한다.

청구항 5에 기재된 본원 발명에서는, 상기 연통 구멍은, 상기 제1 기체 이송 기구에 이용되는 회전체 원통부와 상기 고정 원판의 내주부로 형성되는 간극에 개구하도록 형성된 연통 구멍인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 고정 원판을 제공한다.

청구항 6에 기재된 본원 발명에서는, 상기 연통 구멍은, 상기 고정 원판의 상기 흡기구측의 면에 있어서의 상기 배기구 측단의 상기 곡부에 있어서 상기 회전 원판의 회전 방향측의 영역과, 상기 고정 원판의 상기 배기구측의 면에 있어서의 상기 흡기구 측단의 상기 곡부에 있어서 상기 회전 원판의 회전 방향측과 반대측의 영역을 관통하는 연통 구멍인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 고정 원판을 제공한다.

청구항 7에 기재된 본원 발명에서는, 상기 스파이럴 형상 홈은, 접선 각도가 외경측에 비해 내경측이 큰 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 고정 원판을 제공한다.

청구항 8에 기재된 본원 발명에서는, 상기 스파이럴 형상 홈은, 상기 산부의 폭이 외경측에 비해 내경측이 작은 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 고정 원판을 제공한다.

청구항 9에 기재된 본원 발명에서는, 흡기구와 배기구가 형성된 외장체와, 상기 외장체에 내포되고, 회전이 자유롭게 지지된 회전축과, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 고정 원판과, 상기 회전축에 배치되는 다단의 상기 회전 원판과, 상기 회전 원판과 상기 고정 원판의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 시그반형 분자 펌프부인 상기 제1 기체 이송 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 제공한다.

청구항 10에 기재된 본원 발명에서는, 상기 진공 펌프는, 또한, 상기 회전축에 배치되는 회전체 원통부를 가지고, 상기 연통 구멍을 제외한, 상기 회전체 원통부와 상기 고정 원판으로 형성되는 간극의 폭은, 상기 흡기구측에 있어서의 상기 고정 원판과 상기 회전 원판으로 형성되는 배기 홈 유로의 깊이보다 작은 것을 특징으로 하는 청구항 9에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 11에 기재된 본원 발명에서는, 상기 진공 펌프는, 또한, 상기 회전축에 배치되는 회전체 원통부를 가지고, 상기 연통 구멍을 제외한, 상기 회전체 원통부와 상기 고정 원판으로 형성되는 간극의 단면적은, 상기 흡기구측에 있어서의 상기 고정 원판과 상기 회전 원판으로 형성되는 배기 홈 유로의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 청구항 9에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 12에 기재된 본원 발명에서는, 상기 진공 펌프는, 또한, 회전 날개와, 고정 날개와, 상기 회전 날개와 상기 고정 날개의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 터보 분자 펌프부인 제2 기체 이송 기구를 구비하는 복합형 터보 분자 펌프인 것을 특징으로 하는 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 13에 기재된 본원 발명에서는, 상기 진공 펌프는, 회전하는 부품과 고정된 부품의 대향면의 적어도 일부에 나사 홈을 가지고, 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 나사 홈식 펌프부인 제3 기체 이송 기구를 구비하는 복합형 터보 분자 펌프인 것을 특징으로 하는 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

본 발명에 의하면, 배기 효율을 향상시키는 연통 구멍을 구비하는 고정 원판, 및 상기 고정 원판을 구비하는 진공 펌프를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프의 개략 구성예를 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판의 연통 구멍을 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판의 연통 구멍을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판의 연통 구멍을 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프의 개략 구성예를 도시한 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판의 연통 구멍을 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판의 연통 구멍을 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판의 연통 구멍을 설명하기 위한 도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판의 연통 구멍을 설명하기 위한 도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 연통 구멍을 설명하기 위한 도이며, 흡기구측으로부터 본 경우의 고정 원판의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 연통 구멍을 설명하기 위한 도이며, 흡기구측으로부터 본 경우의 고정 원판의 단면도이다.
도 12는 종래 기술을 설명하기 위한 도이며, 시그반형 분자 펌프의 개략 구성예를 도시한 도이다.
도 13은 종래 기술을 설명하기 위한 도이며, 흡기구측으로부터 본 경우의 고정 원판의 단면도이다.

(i) 실시 형태의 개요

본 발명의 실시 형태의 진공 펌프는, 시그반형 분자 펌프부를 가지고, 배치되는 고정 원판에, 상기 고정 원판의 축선 방향에 있어서의 상측의 공간(흡기구측 영역, 상류측 영역)과 하측의 공간(배기구측 영역, 하류측 영역)을 연통시키는 연통 구멍을 구비한다.

(ii) 실시 형태의 상세

이하, 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에서는, 진공 펌프의 일례로서, 시그반형 분자 펌프를 이용하여 설명한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 회전 원판의 직경 방향과 수직인 방향을 축선 방향으로 한다.

또, 이하, 1개(1단)의 고정 원판의, 흡기구측을 시그반형 분자 펌프 상류 영역, 배기구측을 시그반형 분자 펌프 하류 영역으로 칭하여 설명한다.

우선, 시그반형 분자 펌프 상류 영역의 기체를 외경측으로부터 내경측로 배기하고, 그리고, 시그반형 분자 펌프 하류 영역의 기체를 내경측으로부터 외경측으로 배기한다고 하는, 꺾어서 배기하는 시그반형의 구성에 대해 설명한다.

(ii-1) 구성

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)의 개략 구성예를 도시한 도이다.

또한, 도 1은, 시그반형 분자 펌프(1)의 축선 방향의 단면도를 도시하고 있다.

시그반형 분자 펌프(1)의 외장체를 형성하는 케이싱(2)은, 대략 원통형의 형상을 하고 있으며, 케이싱(2)의 하부(배기구(6)측)에 설치된 베이스(3)와 더불어 시그반형 분자 펌프(1)의 하우징을 구성하고 있다. 그리고, 이 하우징의 내부에는, 시그반형 분자 펌프(1)에 배기 기능을 발휘시키는 구조물인 기체 이송 기구가 수납되어 있다.

이 기체 이송 기구는, 크게 나누어, 회전이 자유롭게 축지된 회전부와 하우징에 대해 고정된 고정부로 구성되어 있다.

케이싱(2)의 단부에는, 상기 시그반형 분자 펌프(1)로 기체를 도입하기 위한 흡기구(4)가 형성되어 있다. 또, 케이싱(2)의 흡기구(4)측의 단면에는, 외주측으로 뻗은 플랜지부(5)가 형성되어 있다.

또, 베이스(3)에는, 상기 시그반형 분자 펌프(1)로부터 기체를 배기하기 위한 배기구(6)가 형성되어 있다.

회전부(로터부)는, 회전축인 샤프트(7), 이 샤프트(7)에 배치된 로터(8), 로터(8)에 설치된 복수매의 회전 원판(9), 및 회전 원통(10) 등으로 구성되어 있다. 또한, 샤프트(7) 및 로터(8)에 의해 로터부가 구성되어 있다.

각 회전 원판(9)은, 샤프트(7)의 축선에 대해 수직으로 방사 형상으로 신장한 원판 형상을 한 원판 부재로 이루어진다.

또, 회전 원통(10)은, 로터(8)의 회전 축선과 동심의 원통 형상을 한 원통 부재로 이루어진다.

샤프트(7)의 축선 방향 중도에는, 샤프트(7)를 고속 회전시키기 위한 모터부(20)가 설치되어 있다.

또한, 샤프트(7)의 모터부(20)에 대해 흡기구(4)측, 및 배기구(6)측에는, 샤프트(7)를 래디얼 방향(경방향)에 비접촉으로 지지(축지)하기 위한 경방향 자기베어링 장치(30, 31), 샤프트(7)의 하단에는, 샤프트(7)를 축선 방향(액시얼 방향)에 비접촉으로 지지(축지)하기 위한 축방향 자기베어링 장치(40)가 설치되어 있다.

하우징의 내주측에는, 고정부(스테이터부)가 형성되어 있다. 이 고정부는, 흡기구(4)측에 설치된 복수매의 고정 원판(50) 등으로 구성되고, 상기 고정 원판(50)에는 고정 원판 곡부(51) 및 고정 원판 산부(52)로 구성되는 스파이럴 형상 홈이 새겨져 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 고정 원판(50)에 스파이럴 형상 홈을 새기는 구성으로 했는데, 이에 한정되는 일은 없으며, 상기 서술한 회전 원판(9) 혹은 상기 고정 원판(50)의 적어도 어느 한쪽의 간극 대향 표면에 스파이럴 형상 홈 유로가 새겨져 있으면 된다.

각 고정 원판(50)은, 샤프트(7)의 축선에 대해 수직으로 방사 형상으로 신장한 원판 형상을 한 원판 부재로 구성되어 있다.

각 단의 고정 원판(50)은, 원통 형상을 한 스페이서(60)(스테이터부)에 의해 서로 떨어져 고정되어 있다. 스페이서(60)의 축방향의 높이는, 시그반형 분자 펌프(1)의 축방향을 따라 낮아지도록 형성되고, 그것에 의해, 유로의 용적이 시그반형 분자 펌프(1)의 배기구(6)를 향해 서서히 감소하고, 기체 이송 기구 내를 통과하는 기체(가스)를 압축하게 된다. 도 1의 화살표는, 기체의 흐름을 나타내고 있다.

시그반형 분자 펌프(1)에서는, 회전 원판(9)과 고정 원판(50)이 서로 다르게 배치되고, 축선 방향에 복수단 형성되어 있는데, 진공 펌프에 요구되는 배출 성능을 만족시키기 위해, 필요에 따라 임의의 수의 로터 부품 및 스테이터 부품을 설치할 수 있다.

이와 같이 구성된 시그반형 분자 펌프(1)에 의해, 시그반형 분자 펌프(1)에 배치되는 진공실(도시하지 않음) 내의 진공 배기 처리를 행하게 되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 서술한 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)는, 배치되는 고정 원판(50)에, 연통 구멍(500)을 가진다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에 배치되는 고정 원판(50)에 설치되는 연통 구멍에 대해, 각 실시 형태로 나누어 그 바리에이션을 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)의 개략 구성예를 도시한 도이다.

(ii-2) 제1 실시 형태

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 고정 원판(50)은, 스파이럴 형상 홈이 형성된 고정 원판(50)의 내주부(즉, 회전 원통(10)에 대향하는 측)에, 시그반형 분자 펌프 상류 영역과 시그반형 분자 펌프 하류 영역을 관통하는 연통 구멍(500)을 설치하고, 이것을 꺾어짐 연통 유로로 한다.

즉, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 기체 이송 기구 영역을 흐르는 기체 분자(가스)는, 배기 작용·압축 작용을 가지지 않는 공간인 내측 꺾어짐 유로(a)(도 12·도 13)를 통과하는 것이 아니라, 스파이럴 형상 홈(고정 원판 곡부(51) 및 고정 원판 산부(52)에 의해 형성되는 스파이럴 형상의 홈)이 새겨진 고정 원판(50)과, 상기 고정 원판(50)과 간극(간격)을 통해 대향 배치되는 회전 원판(9)과의 상호 작용에 의해 초래되는 압축 작용을 가지는 공간들을 연결하는, 고정 원판(50)에 관통 형상으로 설치된 연통 구멍(500)을, 꺾어질 때의 연통로로서 통과한다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 고정 원판(50)의 내측(즉, 회전 원통(10)측)의 스파이럴 형상 홈이 있는 부분에 설치된 연통 구멍(500)이, 배기 작용이 있는 스파이럴 형상 홈 유로들(시그반형 분자 펌프 상류 영역으로부터 시그반형 분자 펌프 하류 영역으로)을 연결하고, 흐르는 기체 분자는 상기 연통 구멍(500)을 꺾어짐 유로로서 통과하므로, 기체 분자를 배기 작용이 없는 공간에 방출하는 일 없이, 배기의 연속성을 보다 유지할 수 있다.

(ii-3) 제2 실시 형태

도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 고정 원판(50)의 연통 구멍(501)을 설명하기 위한 도이다. 도 2는, 도 1에 있어서의 A-A' 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 고정 원판(50)의 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측으로부터 본 경우의 스파이럴 형상 홈이 파선으로 나타나 있다.

또한, 도 2에 있어서의 고정 원판(50) 외의 화살표는, 도시하고 있지 않은 회전 원판(9)의 회전 방향을 나타내고, 또, 고정 원판(50) 내의 화살표는, 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 고정 원판(50)은, 시그반형 분자 펌프 상류 영역 혹은 시그반형 분자 펌프 하류 영역의 어느 한쪽의 고정 원판 곡부(51)에 연통 구멍(501)이 설치되어 있다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 고정 원판(50)에 있어서의 상류측(시그반형 분자 펌프 상류 영역) 혹은 하류측(시그반형 분자 펌프 하류 영역)의 어느 한쪽의 고정 원판 곡부(51)에 설치된 연통 구멍(501)이, 배기 작용이 있는 스파이럴 형상 홈 유로들(시그반형 분자 펌프 상류 영역으로부터 시그반형 분자 펌프 하류 영역으로)을 연결하고, 흐르는 기체 분자는 상기 연통 구멍(501)을 꺾어짐 유로로서 통과한다. 그로 인해, 기체 분자를 배기 작용이 없는 공간에 방출하는 일 없이, 배기의 연속성을 보다 유지할 수 있다.

또, 본 제2 실시 형태에서는, 고정 원판(50)을 통한 유로에 있어서, 상기 고정 원판(50)의 스파이럴 형상 홈 중, 상류측이나 하류측 중 어느 한쪽의 고정 원판 곡부(51)로 유로를 연통시키고 있으므로, 가령, 고정 원판 산부(52)들을 연통시킨 경우보다, 유로들의 접속 치수를 작게 구성할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)는, 배기 저항을 보다 작게 한 꺾어짐이 가능하게 된다.

(ii-4) 제3 실시 형태

도 3은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 고정 원판(50)의 연통 구멍(502)을 설명하기 위한 도이다. 도 3은, 도 1에 있어서의 A-A' 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 고정 원판(50)의 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측으로부터 본 경우의 스파이럴 형상 홈이 파선으로 나타나 있다.

또한, 도 3에 있어서의 고정 원판(50) 외의 화살표는, 도시하고 있지 않은 회전 원판(9)의 회전 방향을 나타내고, 또, 고정 원판(50) 내의 화살표는, 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 고정 원판(50)은, 시그반형 분자 펌프 상류 영역의 고정 원판 곡부(51)와 시그반형 분자 펌프 하류 영역의 고정 원판 곡부(51)를 연통한 연통 구멍(502)이 설치되어 있다.

즉, 본 제3 실시 형태에서는, 고정 원판(50)에 형성되는 연통 구멍(502)은, 상기 고정 원판(50)의 상류측 및 하류측의 양면에 설치된 스파이럴 형상 홈의 곡부(고정 원판 곡부(51))들을 연통시킨 관통 구멍이다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 고정 원판(50)에 형성되는 연통 구멍(502)은, 고정 원판(50)에 있어서의 상류측(시그반형 분자 펌프 상류 영역)에 새겨진 고정 원판 곡부(51)와, 하류측(시그반형 분자 펌프 하류 영역)에 새겨진 고정 원판 곡부(51)를 꿰뚫는 관통 구멍이며, 상기 연통 구멍(502)이 배기 작용이 있는 스파이럴 형상 홈 유로들(시그반형 분자 펌프 상류 영역으로부터 시그반형 분자 펌프 하류 영역으로)을 연결함으로써, 흐르는 기체 분자가 상기 연통 구멍(502)을 꺾어짐 유로로서 통과한다. 그로 인해, 기체 분자를 배기 작용이 없는 공간에 방출하는 일 없이, 배기의 연속성을 보다 유지할 수 있다. 또한, 유로의 곡부들로 연통시키고 있으므로, 유로들의 접속 치수가 최소가 되어, 배기 저항을 보다 작게 한 꺾어짐이 가능하게 된다.

(ii-5) 제4 실시 형태

도 4는, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 고정 원판(50)의 연통 구멍(503)을 설명하기 위한 도이다. 도 4는, 도 1에 있어서의 A-A' 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 고정 원판(50)의 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측으로부터 본 경우의 스파이럴 형상 홈이 파선으로 나타나 있다.

또한, 도 4에 있어서의 고정 원판(50) 외의 화살표는, 도시하고 있지 않은 회전 원판(9)의 회전 방향을 나타내고, 또, 고정 원판(50) 내의 화살표는, 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 고정 원판(50)은, 시그반형 분자 펌프 상류 영역에 있어서의 배기구(6)단의 복수의 곡부나, 혹은 시그반형 분자 펌프 하류 영역에 있어서의 흡기구(4)단의 복수의 곡부에 형성된 연통 구멍(503)이 설치되어 있다.

즉, 본 제4 실시 형태에서는, 고정 원판(50)에 형성되는 연통 구멍(503)은, 1개의 곡부에 대해 1개의 연통 구멍이 대응하고 있을 필요는 없고, 복수 피치의 곡부에 걸쳐 설치되어 있다.

또한, 연통 구멍(503)의 1개당 연결되는 스파이럴 형상 홈의 수는, 스파이럴 형상 홈 내의 압력에 의해 바뀌므로, 설계적으로 임의로 선택하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 고정 원판(50)에 형성되는 연통 구멍(503)은, 고정 원판(50)에 있어서의 상류측(시그반형 분자 펌프 상류 영역)에 새겨진 고정 원판 곡부(51)와, 하류측(시그반형 분자 펌프 하류 영역)에 새겨진 고정 원판 곡부(51)를 꿰뚫는 관통 구멍이며, 상기 연통 구멍(503)이 배기 작용이 있는 스파이럴 형상 홈 유로들(시그반형 분자 펌프 상류 영역으로부터 시그반형 분자 펌프 하류 영역으로)을 복수 피치의 곡부에 걸쳐 연결함으로써, 흐르는 기체 분자가 상기 연통 구멍(503)을 꺾어짐 유로로서 통과한다. 그로 인해, 기체 분자를 배기 작용이 없는 공간에 방출하는 일 없이, 배기의 연속성을 보다 유지할 수 있다. 또한, 유로의 곡부들로 연통시키고 있으므로, 유로들의 접속 치수가 최소가 되어, 배기 저항을 보다 작게 한 꺾어짐이 가능하게 된다.

(ii-6-1) 제5 실시 형태

도 5는, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)의 개략 구성예를 도시한 도이다. 또한, 도 1과 같은 구성에 대해서는, 설명을 생략한다.

도 6은, 도 5에 있어서의 A-A' 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 고정 원판(50)의 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측으로부터 본 경우의 스파이럴 형상 홈이 파선으로 나타나 있다.

또한, 도 6에 있어서의 고정 원판(50) 외의 화살표는, 도시하고 있지 않은 회전 원판(9)의 회전 방향을 나타내고, 또, 고정 원판(50) 내의 화살표는, 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)는, 배치되는 고정 원판(50)에, 연통 구멍(504(505))을 가진다.

보다 상세하게는, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 고정 원판(50)에는, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 스파이럴 형상 홈이 형성된 고정 원판(50)의 내주부(즉, 회전 원통(10)에 대향하는 측)에, 시그반형 분자 펌프 상류 영역과 시그반형 분자 펌프 하류 영역을 연결하는 연통 구멍(504)이, 회전 원통(10)의 외경면과 고정 원판(50)의 내경면(즉, 스페이서(60)에서 고정되지 않은 측)에 형성되는 간극에 개구 하는 상태로 배치되고, 기체 분자는, 상류에서 하류로 꺾어질 때에, 상기 연통 구멍(504)을 꺾어짐 연통 유로로서 통과한다.

즉, 본 발명의 제5 실시 형태에서는, 기체 이송 기구를 통과하는 기체 분자는, 스파이럴 형상 홈(고정 원판 곡부(51) 및 고정 원판 산부(52)에 의해 형성되는 스파이럴 형상의 홈)이 새겨진 고정 원판(50)과, 상기 고정 원판(50)과 간극을 통해 대향 배치되는 회전 원판(9)의 상호 작용에 의해 초래되는 압축 작용을 가지는 공간들을 연결하고, 또한, 회전 원통(10)에 개구 형상으로 설치된 연통 구멍(504)을, 꺾어질 때의 연통로로서 통과한다.

(ii-6-2) 제5 실시 형태의 변형예

또, 상기 서술한 제5 실시 형태의 구성은, 상기 서술한 제1 실시 형태부터 제4 실시 형태에서 설명한 각 연통 구멍(500, 501, 502, 503)의 구성과 조합하여 제1 실시 형태부터 제4 실시 형태의 각 변형예로 할 수 있다.

도 6(b)는, 일례로서, 제3 실시 형태와 제5 실시 형태를 조합한 변형예를 설명하기 위한 도이다. 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 상기 서술한 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 연통 구멍(502)(도 3)을 제5 실시 형태에 따른 연통 구멍(504)과 조합하면, 기체 분자가 상류에서 하류로 꺾어지는 경우의 유로 면적을 크게 취할 수 있는 연통 구멍(505)을 형성할 수 있어, 효율적으로 배기 처리를 행할 수 있다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제5 실시 형태, 및, 상기 제 5 실시 형태와 제1 실시 형태부터 제4 실시 형태 중 어느 하나를 조합한 경우의 각 변형예에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 연통 구멍(504(505))의 공간 영역과, 회전 원통(10)의 외경면과 고정 원판(50)의 내경면으로 형성되는 간극 영역의, 양방의 영역을 한꺼번에 꺾어짐 유로로서 이용할 수 있으므로, 시그반형 분자 펌프(1)의 반경 방향의 치수를 최대로 할 수 있다. 그 결과, 장치의 대형화를 방지하고, 또한, 배기 효율이 높은 시그반형 분자 펌프(1)를 제공할 수 있다.

여기서, 시그반형 분자 펌프(1) 내에서 이송되는 기체 분자(가스)는, 항상, 회전 원판(9)의 접선 방향 진행측에 운동량이 부여된다. 그러면, 상류측에서는, 항상, 회전 원판(9)의 접선 방향 진행측(전위측)의 벽의 압력이 높아진다.

상기 서술한 바와 같이, 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 회전 원판(9)이 기체 분자에 접선 방향의 운동량을 부여하므로, 상기 시그반형 분자 펌프(1)에 배치되는 1개의 고정 원판(50)의 상류(흡기구(4))측과 하류(배기구(6))측의 압력 분포도에 의하면, 스파이럴 형상 홈 관로 중, 회전 원판(9)의 회전 방향에 위치하는 회전 원판 산부(52)(고정 원판(50)) 근방의 압력이 높아지는 경향이 있으며, 배기구(6) 측단에서 가장 압력이 높아지는 경향이 있다. 한편, 회전 원판(9)의 회전 방향과 역측의 회전 원판 산부(52)(고정 원판(50)) 근방의 압력은 낮아지는 경향이 있으며, 흡기구(4) 측단에서 가장 압력이 낮아진다.

그래서, 본 발명의 제6 실시 형태에서는, 고정 원판(50)의 상류면에서 압력이 높은 영역과, 고정 원판(50)의 하류면에서 압력이 낮은 영역을 연통한다. 즉, 압력차가 있는 곳을 연결하는 연통 구멍(506)을, 고정 원판(50)에 형성하는 구성으로 한다.

(ii-7) 제6 실시 형태

도 7은, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 고정 원판(50)의 연통 구멍(506)을 설명하기 위한 도이다. 또한, 도 1과 같은 구성에 대해서는, 설명을 생략한다.

도 7(a)는, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)의 개략 구성예를 도시하고 있다. 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 본 제6 실시 형태에서는, 고정 원판(50)의 상하 양면에 형성되는 스파이럴 형상 홈의 위상은, 상면과 하면에서 일치하지 않도록 어긋나게 구성된다.

도 7(b)는 도 7(a)에 있어서의 A-A' 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 고정 원판(50)의 단면도로서, 동 도면에는 배기구(6)측으로부터 본 경우의 스파이럴 형상 홈이 파선으로 나타나 있다.

또한, 도 7(b)에 있어서의 고정 원판(50) 외의 화살표는, 도시하고 있지 않은 회전 원판(9)의 회전 방향을 나타내고, 또, 고정 원판(50) 내의 화살표는, 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다.

도 7(a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)는, 배치되는 고정 원판(50)에, 연통 구멍(506)을 가진다.

보다 상세하게는, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 고정 원판(50)에는, 도 7(a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 스파이럴 형상 홈이 형성된 고정 원판(50)은, 내주부(즉, 회전 원통(10)에 대향하는 측)의 상류 영역(시그반형 분자 펌프 상류 영역)측에서는, 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)의 모든 영역이 아닌, 고정 원판 곡부(51)에 있어서의, 회전 원판(9)의 회전 진행 방향측의 일부의 개소에 연통 구멍(506)이 형성된다.

한편, 상기 서술한 상류 영역측의 연통 구멍(506)의 개구부에 대응하는, 상기 고정 원판(50)의 하류 영역(시그반형 분자 펌프 하류 영역)측에 있어서의 상기 연통 구멍(506)의 개구 끝은, 시그반형 분자 펌프 하류 영역의 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)의 모든 영역이 아닌, 회전 원판(9)의 회전 진행 방향측과 반대측의 일부의 개소에 연통하도록 형성된다.

즉, 본 발명의 제6 실시 형태에서는, 기체 이송 기구를 통과하는 기체 분자는, 스파이럴 형상 홈(고정 원판 곡부(51) 및 고정 원판 산부(52)에 의해 형성되는 스파이럴 형상의 홈)이 새겨진 고정 원판(50)의 상류면(시그반형 분자 펌프 상류 영역)에서 압력이 높은 영역과, 상기 고정 원판(50)의 하류면(시그반형 분자 펌프 하류 영역)에서 압력이 낮은 영역을 연통한다. 즉, 압력차가 있는 영역들을 연결하는 연통 구멍(506)을, 꺾어질 때의 연통로로서 통과한다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 고정 원판(50)의 상류면(시그반형 분자 펌프 상류 영역)에 새겨진 스파이럴 형상 홈에 있어서의 회전 방향 하류의 고정 원판 산부(52) 근방의 고정 원판 곡부(51)와, 하류면(시그반형 분자 펌프 하류 영역)에 새겨진 스파이럴 형상 홈에 있어서의 회전 방향 상류에서 회전 방향 반대측의 고정 원판 산부(52) 근방의 고정 원판 곡부(51)를 연통하는 연통 구멍(506)을, 기체 분자의 꺾어짐 유로로서 이용하므로, 고정 원판(50)의 상류면과 하류면을 접속(연통)하는 접속부의 압력차가 최대가 되어, 꺾어지는 기체 분자의 흐름이 받는 저항이 최소가 된다.

그 결과, 시그반형 분자 펌프(1)에 발생하는 압력 분포로부터 가장 효율적으로 기체 분자를 꺾어서 이송할 수 있으므로, 배기 효율이 높은 시그반형 분자 펌프(1)를 제공할 수 있다.

(ii-8-1) 제7 실시 형태

도 8 및 도 9는, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 고정 원판(50)의 연통 구멍(507)을 설명하기 위한 도이다.

도 8(a)는, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)의 개략 구성예를 도시하고, 도 1과 같은 구성에 대해서는, 설명을 생략한다.

도 8(a)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)는, 배치되는 고정 원판(50)에, 연통 구멍(507)을 가진다.

본 발명의 제7 실시 형태에서는, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 연통 구멍(507)을 제외한 회전 원통(10)과 고정 원판(50)의 간극(d2)은, 시그반형 분자 펌프 상류 영역의 배기 홈의 깊이(d1)보다 작아지도록 구성된다.

즉, 기체 분자가 꺾어질 때에 통과하는 간극(d2)은, 회전 원판(9)과 고정 원판(50)의 흡기구(4)측의 고정 원판 곡부(51)로 형성되는 폭(유로의 폭)(d1)보다 좁게 한다.

또한, 본 제7 실시 형태에서는, 고정 원판(50)의 흡기구(4)측의 표면으로부터 고정 원판 곡부(51)의 바닥면까지의 길이를, 「배기 홈의 깊이」라고 칭하고 있다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 연통 구멍(507)을 통한 기체 분자의 이송이, 회전 원통(10)의 외경면과 고정 원판(50)의 내경면으로 형성되는 간극(d2)의 이송보다 우위가 되므로, 효율적으로 기체 분자를 꺾어서 이송할 수 있다. 따라서, 배기 효율이 높은 시그반형 분자 펌프(1)를 제공할 수 있다.

(ii-8-2) 제7 실시 형태의 변형예

또, 상기 서술한 제7 실시 형태의 구성은, 상기 서술한 제1 실시 형태부터 제6 실시 형태에서 설명한 각 연통 구멍(500, 501, 502, 503, 및 504, 505, 506)의 구성과 조합하여 제1 실시 형태부터 제6 실시 형태의 각 변형예로 할 수 있다.

이하에, 조합의 예를 2개 들어 설명한다.

(1) 제3 실시 형태와 제7 실시 형태…해결 수단 7-1(507)

도 8(b)는, 일례로서, 제3 실시 형태와 제7 실시 형태를 조합한 변형예(연통 구멍(507))를 설명하기 위한 도이다.

도 8(b)는 도 8(a)에 있어서의 A-A' 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 고정 원판(50)의 단면도로서, 동 도면에는 배기구(6)측으로부터 본 경우의 스파이럴 형상 홈이 파선으로 나타나 있다.

또한, 도 8(b)에 있어서의 고정 원판(50) 외의 화살표는, 도시하고 있지 않은 회전 원판(9)의 회전 방향을 나타내고, 또, 고정 원판(50) 내의 화살표는, 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다.

도 8(b)에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 상기 서술한 본 발명의 제3 실시 형태에 따른, 스파이럴 형상 홈의 곡부(고정 원판 곡부(51))들을 연통시키는 연통 구멍(502)(도 3)을, 상기 서술한 제7 실시 형태에 따른 연통 구멍(507)과 조합하면, 기체 분자를 배기 작용이 없는 공간에 방출하지 않고 배기의 연속성을 유지할 수 있으며, 또한, 유로의 곡부들로 연통시키고 있으므로, 유로들의 접속 치수가 최소가 되어, 배기 저항을 보다 작게 한 꺾어짐이 가능하게 되는 연통 구멍(507)을 형성할 수 있다. 그로 인해, 시그반형 분자 펌프(1)는 효율적으로 배기 처리를 행할 수 있다.

(2) 제5 실시 형태와 제7 실시 형태…해결 수단 7-2(508)

또, 도 9는, 일례로서, 제5 실시 형태와 제7 실시 형태를 조합한 변형예(연통 구멍(508))를 설명하기 위한 도이다.

도 9(b)는 도 9(a)에 있어서의 A-A' 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 고정 원판(50)의 단면도로서, 동 도면에는 배기구(6)측으로부터 본 경우의 스파이럴 형상 홈이 파선으로 나타나 있다.

또한, 도 9(b)에 있어서의 고정 원판(50) 외의 화살표는, 도시하고 있지 않은 회전 원판(9)의 회전 방향을 나타내고, 또, 고정 원판(50) 내의 화살표는, 스파이럴 형상 홈의 고정 원판 곡부(51)를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 상기 서술한 본 발명의 제5 실시 형태에 따른, 회전 원통(10)의 외경면과 고정 원판(50)의 내경면으로 형성되는 간극에 개구하는 상태로 배치되는 연통 구멍(504)(도 6(a))을, 상기 서술한 제7 실시 형태에 따른 연통 구멍(507)과 조합하면, 도 9(b)에 도시한 연통 구멍(508)이 형성된다.

이 구성에 의해, 본 변형예에서는, 연통 구멍의 공간 영역과, 회전 원통(10)의 외경면과 고정 원판(50)의 내경면으로 형성되는 간극 영역의, 양방의 영역을 한꺼번에 꺾어짐 유로로서 이용할 수 있으므로, 시그반형 분자 펌프(1)의 반경 방향의 치수를, 장치를 대형화시키는 일 없이 최대로 할 수 있는 것에 추가하고, 또한, 기체 분자가 상류에서 하류로 꺾어지는 경우의 유로 면적을 크게 취할 수 있는 연통 구멍(508)을 형성할 수 있어, 효율적으로 배기 처리를 행할 수 있다.

(ii-9) 제8 실시 형태

본 발명의 제8 실시 형태는, 상기 서술한 제1 실시 형태부터 제7 실시 형태에서 설명한 각 연통 구멍(500~508)의 구성과 조합함으로써, 본 발명의 제1 실시 형태부터 제7 실시 형태의 각 변형예가 된다.

본 발명의 제8 실시 형태에 따른 연통 구멍은, 제1 실시 형태부터 제7 실시 형태에서 설명한 어느 한 구성에 있어서, 상기 연통 구멍을 제외한 회전 원통(10)과 고정 원판(50)의 간극(도 8이나 도 9의 d2)은, 그 단면적이, 상류측(시그반형 분자 펌프 상류 영역)의 배기 홈 유로의 단면적보다 작아지도록 형성된다.

여기서, 본 제8 실시 형태에 있어서의 「배기 홈 유로의 단면적」이란, 고정 원판(50)이 있는 반경에서의 원주 단면적을 나타낸다.

이 구성에 의해, 기체 분자가 고정 원판(50)을 사이에 두고 상류에서 하류로 꺾어질 때, 그 통과하는 양은, 회전 원판(9)과 고정 원판(50)으로 형성되는 간극을 통과하는 양보다, 연통 구멍을 통과하는 양을 많게 할 수 있기 때문에, 꺾어짐 유로로서 연통 구멍이 주체가 된다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 연통 구멍을 통한 기체 분자의 이송이, 회전 원통(10)의 외경면과 고정 원판(50)의 내경면으로 형성되는 간극(도 8이나 도 9의 d2)의 이송보다 우위가 된다. 그로 인해, 효율적으로 기체 분자를 꺾어서 이송할 수 있어, 높은 배기 효율을 실현할 수 있다.

(ii-10) 제9 실시 형태

도 10은, 본 발명에 따른 연통 구멍(509)을 설명하기 위한 도이며, 흡기구(4)측으로부터 본 경우의 고정 원판(50)의 단면도이다.

제9 실시 형태에 따른 고정 원판(50)은, 도 10에서 a1 및 a2로 나타내는 원주 홈의 접선 각도는, 고정 원판 외측의 접선 각도(a1)보다 고정 원판 내측의 접선 각도(a2)가 커지도록 구성된다.(a1＜a2)

즉, 본 제9 실시 형태에 따른 고정 원판(50)은, 연통 구멍(509)을 배치하는 측인 내측(즉, 회전 원통(10)과 대향하는 측)의 원주 홈의 접선 각도가 커지도록 구성되므로, 홈의 수가 동수였던 경우에, 내측의 폭이 넓어지는 구성이 된다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 고정 원판(50)에 형성되는 연통 구멍(509)의 크기를 가능한 한 확대할 수 있으므로, 배기 컨덕턴스를 크게 취할 수 있다. 그 결과, 보다 배기 효율이 뛰어난 시그반형 분자 펌프(1)를 제공할 수 있다.

또, 상기 서술한 제9 실시 형태의 구성은, 고정 원판(50)만이 아니라, 스파이럴 형상 홈이 형성된 고정 원판을 이용하는 경우여도 되고, 또한, 상기 서술한 제1 실시 형태부터 제8 실시 형태에서 설명한 각 연통 구멍(500~508)의 구성과 조합하여 제1 실시 형태부터 제8 실시 형태의 각 변형예로 해도 된다.

(ii-11) 제10 실시 형태

도 11은, 본 발명에 따른 연통 구멍(510)을 설명하기 위한 도이며, 흡기구(4)측으로부터 본 경우의 고정 원판(50)의 단면도이다.

제10 실시 형태에 따른 고정 원판(50)은, 도 11에서 t1 및 t2로 나타내는 원주 홈의 산폭(즉, 고정 원판 산부(52)의 산정의 폭)은, 고정 원판 외측의 산폭(t1)보다 고정 원판 내측의 산폭(t2)이 작아(가늘어)지도록 구성된다.(t1＞t2)

즉, 본 제10 실시 형태에 따른 고정 원판(50)은, 연통 구멍(510)을 배치하는 측인 내측(즉, 회전 원통(10)과 대향하는 측)의 원주 홈의 고정 원판 산부(52)의 산폭이 작아지도록 구성되므로, 홈의 수가 동수였던 경우에, 내측쪽의 고정 원판 곡부(51)의 스페이스를 넓게 확보할 수 있는 구성이 된다.

상기 서술한 구성에 의해, 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 고정 원판(50)에 형성되는 연통 구멍(510)의 크기를 가능한 한 확대할 수 있으므로, 배기 컨덕턴스를 크게 취할 수 있다. 그 결과, 보다 배기 효율이 뛰어난 시그반형 분자 펌프(1)를 제공할 수 있다.

또, 상기 서술한 제10 실시 형태의 구성은, 고정 원판(50)만이 아니라, 스파이럴 형상 홈이 형성된 고정 원판을 이용하는 경우여도 되고, 또한, 상기 서술한 제1 실시 형태부터 제9 실시 형태에서 설명한 각 연통 구멍(500~509)의 구성과 조합하여 제1 실시 형태부터 제9 실시 형태의 각 변형예로 해도 된다.

또한, 각각의 실시 형태 및 변형예는, 각각 조합해도 된다.

또, 각각의 실시 형태 및 변형예에서의 연통 구멍은, 축방향만큼 한정되지 않으며, 축방향에 대해 비스듬하게 해도 된다. 예를 들어, 연통구를 회전 방향 비스듬하게 여는 것으로써, 배기되는 기체의 흐름이 부드럽게 되어, 보다 배기 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 상기 서술한 본 발명의 각 실시 형태는, 시그반형 분자 펌프에 한정될 일은 없다. 시그반형 분자 펌프부와 터보 분자 펌프부를 구비하는 복합형 터보 분자 펌프나, 시그반형 분자 펌프부와 나사 홈식 펌프부를 구비한 복합형 터보 분자 펌프, 혹은, 시그반형 분자 펌프부와 터보 분자 펌프부와 나사 홈식 펌프부를 구비한 복합형 터보 분자 펌프(진공 펌프)에도 적용할 수도 있다.

터보 분자 펌프부를 구비하는 복합형 진공 펌프의 경우는, 도시하지 않으나, 회전축 및 이 회전축에 고정되어 있는 회전체로 이루어지는 회전부가 더 구비되고, 회전체에는, 방사 형상으로 설치된 로터 날개(움직임 날개)가 다단으로 배치되어 있다. 또, 로터 날개에 대해 서로 다르게 스테이터 날개(고정 날개)가 다단으로 배치되어 있는 고정부를 구비하고 있다.

나사 홈식 펌프부를 구비하는 복합형 진공 펌프의 경우는, 도시하지 않으나, 회전 원통(회전하는 부품)과의 대향면에 나선 홈이 형성되고, 소정의 클리어런스를 두고 회전 원통의 외주면에 대면하는 나사 홈 스페이서(고정된 부품)가 더 구비되며, 회전 원통이 고속 회전하면, 가스가 회전 원통의 회전에 수반하여 나사 홈(나선 홈)에 가이드되면서 배기구측으로 송출되는 기체 이송 기구를 구비하고 있다. 또한, 가스가 흡기구측으로 역류하는 힘을 저감시키기 위해, 이 클리어런스는 작으면 작을수록 좋다.

터보 분자 펌프부와 나사 홈식 펌프부를 구비한 복합형 터보 분자 펌프의 경우는, 도시하지 않으나, 상기 서술한 터보 분자 펌프부와 상기 서술한 나사 홈식 펌프부가 더 구비되고, 터보 분자 펌프부(제2 기체 이송 기구)에서 압축된 후, 나선 홈식 펌프부(제3 기체 이송 기구)에 더 압축되는 기체 이송 기구를 구비하는 구성이 된다.

이 구성에 의해, 본 발명의 각 실시 형태 및 각 변형예에 따른 시그반형 분자 펌프(1)는, 설치되는 연통 구멍에 의해, 이하의 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 회전 원통측의 꺾어짐 영역에서의 손실을 최소한으로 할 수 있으므로, 효율이 좋은 시그반형 분자 펌프를 구축할 수 있다.

(2) 종래는 배기 작용이 없는 유로(영역)인 회전 원통측의 꺾어짐 영역의 공간을, 배기 작용이 있는 고정 원판을 연장하여 배기 스페이스로서 이용할 수 있으므로, 스페이스 효율이 높고, 회전체 및 펌프의 소형화, 회전체를 지지하는 베어링의 소형화, 및, 효율이 향상하는 것에 의한 에너지 절약화를 실현할 수 있다.

(3) 배기 작용이 있는 관로(유로·영역)들을 접속(연통)하므로, 배기 작용이 중단되는 것을 방지하여, 배기 효율을 개선시킬 수 있다.

1 시그반형 분자 펌프
2 케이싱
3 베이스
4 흡기구
5 플랜지부
6 배기구
7 샤프트
8 로터
9 회전 원판
10 회전 원통
20 모터부
30 경방향 자기베어링 장치
31 경방향 자기베어링 장치
40 축방향 자기베어링 장치
50 고정 원판
51 고정 원판 곡부
52 고정 원판 산부
60 스페이서
500 연통 구멍
501 연통 구멍
502 연통 구멍
503 연통 구멍
504 연통 구멍
505 연통 구멍
506 연통 구멍
507 연통 구멍
508 연통 구멍
509 연통 구멍
510 연통 구멍
1000 시그반형 분자 펌프(종래)
5000 고정 원판(종래)

Claims (13)

1. 흡기구측으로부터 배기구측으로 기체를 이송하는 제1 기체 이송 기구에 이용되고, 회전 원판과의 상호 작용에 의해 스파이럴 형상 홈 배기부를 형성하는 고정 원판으로서,
   상기 고정 원판과 상기 회전 원판의 대향면의 적어도 일부에 곡부(谷部)와 산부를 가지는 스파이럴 형상 홈이 형성되어 있으며,
   상기 고정 원판의 내주측의 부분에, 상기 고정 원판의 내경측의 상기 곡부에만 개구하는 복수의 개구부, 또는, 상기 흡기구측과 상기 배기구측을 관통하고, 상기 고정 원판의 상기 곡부에만 형성된 복수의 관통 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 고정 원판.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 관통 구멍은, 상기 곡부 중, 상기 고정 원판의 상기 흡기구측의 면에 형성되는 상기 곡부와, 상기 배기구측의 면에 형성되는 상기 곡부를 연통하는 것을 특징으로 하는 고정 원판.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 개구부는, 상기 곡부 중, 상기 고정 원판의 상기 흡기구측의 면 또는 상기 배기구측의 면 중 어느 한쪽의 상기 곡부에 형성되는 것을 특징으로 하는 고정 원판.
4. 흡기구측으로부터 배기구측으로 기체를 이송하는 제1 기체 이송 기구에 이용되고, 회전 원판과의 상호 작용에 의해 스파이럴 형상 홈 배기부를 형성하는 고정 원판으로서,
   상기 고정 원판과 상기 회전 원판의 대향면의 적어도 일부에 곡부와 산부를 가지는 스파이럴 형상 홈이 형성되어 있으며,
   상기 고정 원판의 내주측의 부분에, 상기 흡기구측과 상기 배기구측을 관통하고, 상기 고정 원판의 상기 곡부에 형성된 복수의 관통 구멍을 가지고,
   상기 관통 구멍은, 상기 곡부 중, 상기 고정 원판의 상기 흡기구측의 면에 있어서의 상기 배기구 측단의 복수의 상기 곡부에 걸쳐 형성되거나, 혹은, 상기 고정 원판의 상기 배기구측의 면에 있어서의 상기 흡기구 측단의 복수의 상기 곡부에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 고정 원판.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 개구부는, 상기 제1 기체 이송 기구에 이용되는 회전체 원통부와 상기 고정 원판의 내주부로 형성되는 간극에 개구하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고정 원판.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 관통 구멍은, 상기 고정 원판의 상기 흡기구측의 면에 있어서의 상기 배기구 측단의 상기 곡부에 있어서 상기 회전 원판의 회전 방향측의 영역과, 상기 고정 원판의 상기 배기구측의 면에 있어서의 상기 흡기구 측단의 상기 곡부에 있어서 상기 회전 원판의 회전 방향측과 반대측의 영역을 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 고정 원판.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 스파이럴 형상 홈은 접선 각도가 외경측에 비해 내경측이 큰 것을 특징으로 하는 고정 원판.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 스파이럴 형상 홈은 상기 산부의 폭이 외경측에 비해 내경측이 작은 것을 특징으로 하는 고정 원판.
9. 흡기구와 배기구가 형성된 외장체와,
   상기 외장체에 내포되고, 회전이 자유롭게 지지된 회전축과,
   청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 고정 원판과,
   상기 회전축에 배치되는 다단의 상기 회전 원판과,
   상기 회전 원판과 상기 고정 원판의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 시그반형 분자 펌프부인 상기 제1 기체 이송 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 진공 펌프는, 또한, 상기 회전축에 배치되는 회전체 원통부를 가지고,
    상기 개구부 또는 상기 관통 구멍을 제외한, 상기 회전체 원통부와 상기 고정 원판으로 형성되는 간극의 폭은, 상기 흡기구측에 있어서의 상기 고정 원판과 상기 회전 원판으로 형성되는 배기 홈 유로의 깊이보다 작은 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 진공 펌프는, 또한, 상기 회전축에 배치되는 회전체 원통부를 가지고,
    상기 개구부 또는 상기 관통 구멍을 제외한, 상기 회전체 원통부와 상기 고정 원판으로 형성되는 간극의 단면적은, 상기 흡기구측에 있어서의 상기 고정 원판과 상기 회전 원판으로 형성되는 배기 홈 유로의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 진공 펌프는, 또한,
    회전 날개와,
    고정 날개와,
    상기 회전 날개와 상기 고정 날개의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 터보 분자 펌프부인 제2 기체 이송 기구를 구비하는 복합형 터보 분자 펌프인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
13. 청구항 9에 있어서,
    상기 진공 펌프는,
    회전하는 부품과 고정된 부품의 대향면의 적어도 일부에 나사 홈을 가지고, 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 나사 홈식 펌프부인 제3 기체 이송 기구를 구비하는 복합형 터보 분자 펌프인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.

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