KR102214000B1

KR102214000B1 - 진공 펌프용 부품, 시그반형 배기 기구, 및 복합형 진공 펌프

Info

Publication number: KR102214000B1
Application number: KR1020167012261A
Authority: KR
Inventors: 마나부 노나카; 다카시 가바사와
Original assignee: 에드워즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2021-02-08
Also published as: EP3076021A1; KR20160090289A; EP3076021A4; WO2015079801A1; EP3076021B1; US20160298645A1; JP2015102076A; CN105765232A; US10280937B2; CN105765232B; JP6616560B2

Abstract

[과제] 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 진공 펌프용 부품 및 시그반형 배기 기구, 및, 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 복합형 진공 펌프를 제공한다.
[해결 수단] 본 발명의 실시 형태의 진공 펌프는, 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 진공 펌프용 부품 및 시그반형 배기 기구를 구비하는 복합형 진공 펌프이다. 고정 원판은, 산부와 곡부를 가지는 스파이럴 형상 홈(나선홈)이 형성되고, 회전 원통(회전체 원통부)에 대향하는 측인 내경부나, 외주측에 설치되는 고정 원통의 내경측의 양방 또는 어느 한쪽에, 돌기(돌출)부를 가진다. 또, 회전 원판은, 산부와 곡부를 가지는 스파이럴 형상 홈이 형성되고, 내주측에 설치되는 회전 원통의 외경부나, 상기 회전 원판이 스페이서에 대향하는 측인 외경부의 양방 또는 어느 한쪽에, 돌기(돌출)부를 가진다.

Description

진공 펌프용 부품, 시그반형 배기 기구, 및 복합형 진공 펌프{COMPONENT FOR VACUUM PUMP, SIEGBAHN TYPE EXHAUST MECHANISM, AND COMPOUND VACUUM PUMP}

본 발명은, 진공 펌프용 부품, 시그반형 배기 기구, 및 복합형 진공 펌프에 관한 것이다. 상세하게는, 설치되는 진공 펌프에 있어서 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 진공 펌프용 부품 및 시그반형 배기 기구, 및, 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 복합형 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, 회전 자유롭게 축지된 회전부(로터부)와 케이싱에 대해 고정된 고정부(스테이터부)로 구성되어 있다.

또, 회전축을 고속 회전시키기 위한 모터가 설치되어 있고, 이 모터의 기능에 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 축방향으로 간극(클리어런스)을 가지고 설치된 고정 원판을 구비하고, 상기 회전 원판 혹은 고정 원판의 적어도 어느 한쪽의 간극 대향 표면에 스파이럴 형상 홈(나선홈 또는 소용돌이 형상 홈이라고도 한다) 유로가 새겨져 있다. 그리고, 스파이럴 형상 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 부여하여 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, 스파이럴 형상 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 형성하는 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 원판 사이에 형성된 공간)에는 배기 작용은 없기 때문에, 상류 시그반형 분자 펌프부에서 기체 분자에 부여한 배기 방향으로의 운동량은, 상기 공간에 도달했을 때에 잃어버리고 말았다.

일본국 특허 공개 소60-204997호 일본국 실용신안 등록 공보 제2501275호

도 30은, 종래의 시그반형 분자 펌프(4000)를 설명하기 위해, 종래의 시그반형 분자 펌프(4000)의 개략 구성예를 도시한 도이다. 화살표는, 기체 분자의 흐름을 나타내고 있다.

도 31은, 종래의 시그반형 분자 펌프(4000)에 설치되는 고정 원판(5000)을 설명하기 위한 도이고, 종래의 시그반형 분자 펌프(4000)의 흡기구(4)(도 30)측으로부터 본 경우의 고정 원판(5000)의 단면도이다. 고정 원판(5000) 내의 화살표는 기체 분자의 흐름을 나타내고, 고정 원판(5000) 외의 화살표는, 회전 원판(9)(도 30)의 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(4000)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) 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 버려, 그 결과, 종래의 시그반형 분자 펌프(4000)에서는 양호한 배기 효율이 얻어지지 않는다고 하는 과제가 있었다.

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 영역으로부터 하류 영역으로의 꺾어짐 지점)인 내측 꺾어짐 유로(a)의 유로 압력이 상승한다. 그 결과, 압력 손실이 발생하여 진공 펌프(시그반형 분자 펌프(4000)) 전체의 배기 효율이 저하한다.

이러한 배기 효율의 저하를 방지하기 위해, 종래, 내측 꺾어짐 유로(a)의 유로 단면적 및 관로 폭은, 도 30에 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 필요해지는 등, 진공 펌프를 구성하는 구성품의 코스트가 증대해 버린다고 하는 과제가 있었다.

그래서, 본 발명은, 설치되는 진공 펌프에 있어서 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 진공 펌프용 부품 및 시그반형 배기 기구, 및, 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 복합형 진공 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 본원 발명에서는, 적어도 일부에 스파이럴 홈이 형성된 원판 형상부를 가지고, 상기 원판 형상부에 있어서 상기 스파이럴 홈이 형성되어 있지 않은 내주측면 또는 외주측면, 혹은, 상기 원판 형상부의 내주측에 설치되며 상기 원판 형상부와 동심인 원통 형상부의 외주측면, 또는 상기 원판 형상부의 외주측에 설치되고 상기 원판 형상부와 동심인 원통 형상부의 내주측면 중, 적어도 어느 1면의 적어도 일부에 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 2에 기재된 본원 발명에서는, 적어도 일부에 스파이럴 홈이 형성된 원판 형상부가 동심으로 설치되는, 원통 형상부를 가지는 진공 펌프용 부품으로서, 상기 원판 형상부가 상기 원통 형상부의 외주측에 설치되는 경우는 상기 원통 형상부의 외주측면, 또는, 상기 원판 형상부가 상기 원통 형상부의 내주측에 설치되는 경우는 상기 원통 형상부의 내주측면 중, 적어도 어느 1면의 적어도 일부에 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 3에 기재된 본원 발명에서는, 상기 돌기의 형성수는, 상기 스파이럴 홈의 형성수의 정수배인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 4에 기재된 본원 발명에서는, 상기 스파이럴 홈의 형성수는, 상기 돌기의 형성수의 정수배인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 5에 기재된 본원 발명에서는, 상기 돌기가 형성되어 있는 면에 있어서, 상기 돌기의 위치와, 상기 스파이럴 홈의 산부(山部)의 상기 면측의 단부의 위치가 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 6에 기재된 본원 발명에서는, 상기 돌기가 형성되어 있는 면에 있어서, 상기 돌기와, 상기 스파이럴 홈의 산부의 상기 면측의 단부는, 연속하는 형상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 7에 기재된 본원 발명에서는, 상기 돌기는, 상기 원판 형상부의 중심축에 대해 소정의 각도를 가지고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 8에 기재된 본원 발명에서는, 상기 돌기는, 돌출량이, 상기 돌기와 상기 스파이럴 홈이 근접하는 부분에 있어서의 상기 스파이럴 홈의 깊이의 70% 이상이 되는 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 9에 기재된 본원 발명에서는, 상기 원판 형상부는, 1 또는 복수의 부품에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프용 부품을 제공한다.

청구항 10에 기재된 본원 발명에서는, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프용 부품과, 상기 스파이럴 홈에 대향하는 면을 가지는 제2 부품으로 구성되고, 상기 진공 펌프용 부품과 상기 제2 부품의 상호 작용에 의해 기체를 이송하는 것을 특징으로 하는 시그반형 배기 기구를 제공한다.

청구항 11에 기재된 본원 발명에서는, 상기 제2 부품 및 상기 돌기는, 상기 제2 부품과 상기 돌기가 대향하는 면에 있어서의 상기 제2 부품과 상기 돌기의 거리가 2mm 이내가 되는 치수로 설치되는 것을 특징으로 하는 청구항 10에 기재된 시그반형 배기 기구를 제공한다.

청구항 12에 기재된 본원 발명에서는, 상기 돌기는, 상기 진공 펌프용 부품이 구비되는 진공 펌프에 있어서의 배기 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 10 또는 청구항 11에 기재된 시그반형 배기 기구를 제공한다.

청구항 13에 기재된 본원 발명에서는, 청구항 10, 청구항 11 또는 청구항 12에 기재된 시그반형 배기 기구와, 나사홈형 분자 펌프 기구를 복합하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합형 진공 펌프를 제공한다.

청구항 14에 기재된 본원 발명에서는, 청구항 10, 청구항 11 또는 청구항 12에 기재된 시그반형 배기 기구와, 터보 분자 펌프 기구를 복합하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합형 진공 펌프를 제공한다.

청구항 15에 기재된 본원 발명에서는, 청구항 10, 청구항 11 또는 청구항 12에 기재된 시그반형 배기 기구와, 나사홈형 분자 펌프 기구와, 터보 분자 펌프 기구를 복합하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합형 진공 펌프를 제공한다.

본 발명에 의하면, 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 진공 펌프용 부품 및 시그반형 배기 기구, 및, 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 복합형 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 원판을 설명하기 위한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 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 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 확대도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프의 개략 구성예를 도시한 도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판을 설명하기 위한 확대도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프의 개략 구성예를 도시한 도이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판을 설명하기 위한 확대도이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 19는 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 20은 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판을 설명하기 위한 확대도이다.
도 21은 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프의 개략 구성예를 도시한 도이다.
도 22는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 확대도이다.
도 23은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 24는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 25는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 확대도이다.
도 26은 본 발명의 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프의 개략 구성예를 도시한 도이다.
도 27은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 28은 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 29는 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판을 설명하기 위한 도이다.
도 30은 종래 기술을 설명하기 위한 도이며, 시그반형 분자 펌프의 개략 구성예를 도시한 도이다.
도 31은 종래 기술을 설명하기 위한 도이며, 흡기구측으로부터 본 경우의 고정 원판의 단면도이다.

(i) 실시 형태의 개요

본 발명의 실시 형태의 진공 펌프는, 배기 작용이 있는 관로와 관로를 효과적으로 연결하는 진공 펌프용 부품 및 시그반형 배기 기구를 구비하는 복합형 진공 펌프이다.

보다 상세하게는, 본 발명의 실시 형태에 따른 고정 원판은, 산부와 곡부(谷部)를 가지는 스파이럴 형상 홈이 형성되고, 회전 원통(회전체 원통부)에 대향하는 측인 내경부나, 외주측에 설치되는 고정 원통의 내경측 중 양방 또는 어느 한쪽에, 돌기(돌출)부를 가진다.

또, 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원판은, 산부와 곡부를 가지는 스파이럴 형상 홈이 형성되고, 내주측에 설치되는 회전 원통의 외경부나, 상기 회전 원판이 스페이서에 대향하는 측인 외경부 중 양방 또는 어느 한쪽에, 돌기(돌출)부를 가진다.

이 돌기 형상으로 구성된 돌출부(돌기부)는, 상기 고정 원판의 상류 영역(흡기구측의 면)과 하류 영역(배기구측의 면)의 스파이럴 형상 홈의 양방의 산부(고정 원판 산부)를 연장하여 포락시켜 형성하거나, 스파이럴 형상 홈이 형성되어 있지 않은 면에 돌기 부분을 형성하거나, 혹은, 내경부나 외경부 중 어느 한쪽 또는 양방에 사판을 배치시켜 형성하는 등 하여 구성한다.

본 발명의 실시 형태에서는, 이 돌출부가 형성된 영역(기체의 유로)에 의해, 배기 작용을 가지는 시그반형 분자 펌프 상류 영역과 시그반형 분자 펌프 하류 영역에, 배기의 연속성을 유지할 수 있다.

(ii) 실시 형태의 상세

이하, 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 31을 참조하여 상세하게 설명한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 진공 펌프의 일 예로서, 시그반형 분자 펌프를 이용하여 설명하고, 회전 원판의 직경 방향과 수직인 방향을 축선 방향(중심축)으로 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 내경측으로 배기하고, 그리고, 시그반형 분자 펌프 하류 영역의 기체를 내경측으로부터 외경측으로 배기한다고 하는 흐름(기체의 진로가 꺾이는 구성)으로 배기하는, 시그반형 배기 기구 및 상기 시그반형 배기 기구를 가지는 진공 펌프의 구성예에 대해 이하에 설명한다.

또한, 본 발명의 각 실시 형태에 있어서, 시그반형 배기 기구란, 스파이럴 형상 홈이 형성된 제1 부품과, 이 제1 부품에 대향하는 면을 가지는 제2 부품의 상호 작용에 의해 기체를 이송하는 기구(구성)를 나타낸다.

(ii-1) 구성

도 1은, 본 발명의 제1 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, 회전 자유롭게 지지(축지)된 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, 외주측으로부터 뻗은 플랜지부(5)가 형성되어 있다.

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

회전부는, 회전축인 샤프트(7), 이 샤프트(7)에 설치된 로터(8), 로터(8)에 설치된 복수장의 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 중간 정도에는, 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 복수장의 고정 원판(50) 등으로 구성되고, 상기 고정 원판(50)에는 고정 원판 곡부(51) 및 고정 원판 산부(52)로 구성되는 스파이럴 형상의 홈인 스파이럴 홈부(53)가 새겨져 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 고정 원판(50)에 스파이럴 형상의 홈(스파이럴 홈부(53))이 새겨지는 구성과, 회전 원판(9)에 스파이럴 형상의 홈(후술하는 스파이럴 홈부(93))이 새겨지는 구성의 각 구성에 대해 각 실시 형태에서 설명한다. 스파이럴 형상의 홈에 의한 스파이럴 형상 홈 유로는, 회전 원판(9) 혹은 고정 원판(50)의 적어도 어느 한쪽의 간극 대향 표면에 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)에 의해 서로 떨어져 고정되어 있다. 도 1의 화살표는 기체의 흐름을 나타내고 있다. 또한, 본 실시 형태의 각 도면에서는, 설명을 위해 기체의 흐름을 나타내는 화살표는 도면의 일부에 표시되어 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 설치되는 진공실(도시하지 않음) 내의 진공 배기 처리를 행하도록 되어 있다.

(ii-2) 제1 실시 형태

우선, 고정 원판(50)에 고정 원판 곡부(51)와 고정 원판 산부(52)로 이루어지는 스파이럴 홈부(53)가 형성되고, 또한, 고정 원판(50)에 있어서의 스파이럴 홈부가 형성되어 있지 않은 내주측에 돌출부(600)가 형성되는 형태인 제1 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(1)는, 설치되는 고정 원판(50)의 내주에, 돌출부(600)를 가진다.

보다 상세하게는, 시그반형 분자 펌프(1)에 설치되는 고정 원판(50)은, 회전 원통(10)에 대향하는 측인 내경측에 있어서, 상류 영역(흡기구(4)측의 면)에 형성된 스파이럴 형상 홈의 산부(고정 원판 산부(52))와 하류 영역(배기구(6)측의 면)에 형성된 스파이럴 형상 홈의 산부(고정 원판 산부(52))의 양방을 연장하여 포락시킴으로써 형성된 돌출부(600)를 가진다.

도 2는, 제1 실시 형태에 따른 고정 원판(50)을 설명하기 위한 도이고, 도 1에 있어서의 B-B＇단면도(샤프트(7)측으로부터 케이싱(2)측을 본 경우의 단면도)이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)에는, 회전 원판(9)의 운동 방향과 대략 수직인 각도를 가지고 형성된 돌출부(600)가, 고정 원판(50)으로부터 내주 방향으로(도 1을 참조하면, 고정 원판(50)의 내주측면으로부터 모터부(20) 방향을 향해) 돌출하여 형성되어 있다.

제1 실시 형태에서는, 이 돌출부(600)에 의해 고정 원판(50)의 상류와 하류는 유로가 결합된다. 즉, 이 돌출부(600)가 형성됨으로써, 배기 작용을 가지는(즉, 스파이럴 형상 홈 구조를 가지는) 시그반형 분자 펌프 상류 영역과 시그반형 분자 펌프 하류 영역을, 배기 작용을 중단시키지 않는 양태로 연속시키고 있다.

이와 같이, 제1 실시 형태에서는, 시그반형 배기 기구(시그반형 분자 펌프부)의 영역을 흐르는 기체 분자(가스)가 통과하는 유로는, 종래의 내측 꺾어짐 유로(a)(도 30·도 31)와 같은 배기 작용·압축 작용을 가지지 않는 공간이 아닌, 회전 원통(10)과 고정 원판(50)의 내경부 측면의 공간(간극)에 있어서, 고정 원판(50)에 형성된 돌출부(600)가 존재하는 공간을 내측 꺾어짐 유로로서 통과한다.

도 3은, 제1 실시 형태에 따른 고정 원판(50)을 흡기구(4)측으로부터 본 사시 투영도이다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 고정 원판 곡부(51)와 고정 원판 산부(52)로 이루어지는 스파이럴 홈부(53)가 면의 상하에 형성된 고정 원판(50)에는, 회전 원통(10)(도 1)에 대향하는 측인 내경측면에, 돌출부(600)가 형성된다.

제1 실시 형태에서는, 고정 원판(50)의 상하면에 형성되는 고정 원판 산부(52)의 위상이 상하에 일치하고 있고, 또한, 돌출부(600)와 고정 원판 산부(52)가 연속하여 일체형으로 형성되어 구성되어 있다.

도 4(a)는 도 3과 대응하고 있고, 제1 실시 형태에 따른 고정 원판(50)을 설명하기 위한 도이며, 도 3에 도시된 고정 원판(50)이 설치된 시그반형 분자 펌프(1)를 도 1에 있어서의 A-A＇방향(흡기구(4)측)으로부터 본 단면도이다. 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 스파이럴 홈부가 파선으로 도시되어 있다.

또한, 도 4에 있어서, 고정 원판(50)의 내부에 도시된 실선 화살표는, 고정 원판(50)의 상류면에 형성된 스파이럴 홈부(53)(고정 원판 곡부(51))를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다. 한편, 동 도면에 있어서, 고정 원판(50)의 내부에 도시된 파선 화살표는, 고정 원판(50)의 하류면에 형성된 스파이럴 홈부(53)(고정 원판 곡부(51))를 통과하는 기체 분자의 흐름의 일부를 나타내고 있다.

도 3 및 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에서는, 고정 원판(50)의 상류면(흡기구(4)측의 면)에 형성된 고정 원판 산부(52), 돌출부(600), 그리고 고정 원판(50)의 하류면(배기구(6)측의 면)에 형성된 고정 원판 산부(52)는, 끊어짐 없이 연결된 상태로, 연속하여 형성되고, 일체형으로 구성된다.

상기 서술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 고정 원판(50)을 가지는 시그반형 분자 펌프(1)에서는, 고정 원판(50)의 스파이럴 홈부(53)의 산(고정 원판 산부(52))과 돌출부(600)가 끊어짐 없이 연속하여 연결되어 구성되어 있다.

이 구성에 의해, 돌출부(600)의 사이에 형성되는 유로와, 고정 원판 산부(52)의 사이에 형성되는 유로가 연속적으로 연결된다. 그로 인해, 상류(보다 흡기구(4)측)의 스파이럴 홈부(53)에서 가스(기체 분자)에 부여한 「배기 방향에 우위인 운동량」을 잃어버리기 어려워진다, 즉, 회전 원통(10)과 관로(시그반형 분자 펌프(1)의 반경 방향의 배기 유로)에 의해 형성된 공간이 끊어짐으로써 흩어 없어져 버리는 것을 방지한다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 「배기 방향에 우위인 운동량」이란, 시그반형 분자 펌프(1)(시그반형 배기 기구)의 축선 방향·내경측의 유로에 있어서, 기체 분자에, 상기 기체 분자의 배기 방향에 우위가 되도록 부여한 운동량이다.

또, 고정 원판(50)의 상하면에 형성된 고정 원판 산부(52)의 위상이 같고, 그 상하의 고정 원판 산부(52)의 단면들을 연결하도록 돌출부(600)가 형성된다.

이 구성에 의해, 돌출부(600)의 사이에 형성되는 유로와, 스파이럴 홈부(53)의 산(고정 원판 산부(52))의 사이에 형성되는 유로가 연속적으로 연결된다. 그로 인해, 상류의 스파이럴 홈부(53)에서 가스에 부여한 「배기 방향에 우위인 운동량」을 잃어버리기 어려워진다, 즉, 회전 원통(10)과 관로(시그반형 분자 펌프(1)의 반경 방향의 배기 유로)에 의해 형성된 공간이 끊어짐으로써 흩어 없어져 버리는 것을 방지한다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 제1 실시 형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, 고정 원판(50)의 상하면에 형성된 고정 원판 산부(52)의 위상이 일치하고 있고, 또한, 돌출부(600)와 상하면의 고정 원판 산부(52)의 단면(내경측의 단면)이 연속하여 일체형으로 형성되는 구성으로 했는데, 이것에 한정되는 것은 아니다.

도 4(b)에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)에 돌출부(600)가 형성되는 위치와, 고정 원판 산부(52)의 내경 방향 단면이 일치하고 있지 않은, 즉, 돌출부(600)와 고정 원판 산부(52)가 비연속인 상태로 형성되는 구성으로 해도 된다.

혹은, 도 4(c)에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)의 상하면에 형성된 스파이럴 홈부(53)의, 고정 원판 산부(52)의 위상이 상면(실선으로 도시)과 하면(파선으로 도시)에서 일치하고 있지 않은 구성이어도 된다. 이, 상하의 위상을 일치시키지 않은 구성의 경우는, 도 4(c)에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)의 상류에 형성된 고정 원판 산부(52)(실선)와 돌출부(600)의 상류 단부, 및 고정 원판(50)의 하류에 형성된 고정 원판 산부(52)(파선)와 돌출부(600)의 하류 단부가, 연속하여 형성되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 구성의 경우는, 돌출부(600)는, 시그반형 분자 펌프(1)의 축선 방향과 소정의 각도가 형성되는 구성이 된다. 또한, 돌출부(600)가 시그반형 분자 펌프(1)의 축선 방향과 소정의 각도를 가지는 경우의 구성에 대해서는, 상세를 후술한다(변형예 3).

혹은, 도시하지 않으나, 고정 원판(50)의 상하면에 형성된 스파이럴 홈부(53)의, 고정 원판 산부(52)의 위상이 상면(실선)과 하면(파선)에서 일치하고 있지 않은 구성이며, 돌출부(600)가 시그반형 분자 펌프(1)의 축선 방향과 평행하게 형성되어 있어도 된다. 이 구성의 경우는, 고정 원판(50)의 상류에 형성된 고정 원판 산부(52)(실선)와 돌출부(600)의 상류 단부가 연속하고 있는 상태이거나, 고정 원판(50)의 하류에 형성된 고정 원판 산부(52)(파선)와 돌출부(600)의 하류 단부가 연속하고 있는 상태이거나, 혹은 돌출부(600)의 상류 단부와 하류 단부 중 어느 쪽도 고정 원판 산부(52)와는 비연속의 상태, 중 어느 한쪽의 구성으로, 고정 원판(50)의 내주면에 형성된다.

(ii-3) 제2 실시 형태

도 5는, 제2 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(100)의 개략 구성예를 도시한 도이다. 도 1과 같은 구성에 대해서는, 부호와 설명을 생략한다.

도 6은, 제2 실시 형태에 따른 고정 원판(50)을 흡기구(4)측으로부터 본 사시도이다.

제2 실시 형태에서는, 고정 원판(50)에 형성되는 돌출부(돌기부)(601)가, 고정 원판(50)의 내경측면의 축방향 폭과 같은 폭(축방향의 폭)으로 형성되는 점이, 제1 실시 형태와 상이하다.

즉, 제2 실시 형태에서는, 돌출부(601)는, 고정 원판(50)의 내경측단에 있어서 스파이럴 홈부(53)의 산(고정 원판 산부(52))과 연속하지 않은 상태로, 고정 원판(50)에 형성된다.

또한, 상기 서술한 축방향과 직교하는 방향의 폭은, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이 고정 원판 산부(52)의 축선 방향 단면에 있어서의 축선 방향과 직교하는 폭과 대략 값은 값이어도 되고, 상기 폭보다 크거나 작아도 된다.

또, 상기 서술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 고정 원판(50)에 형성되는 돌출부(600(601))의 수와, 고정 원판(50)에 새겨지는 스파이럴 홈부(53)의 산(고정 원판 산부(52))의 수가 동수가 되는 구성으로 했는데 이것에 한정되는 것은 아니다.

바람직하게는, 돌출부(600(601))의 형성수가, 고정 원판 산부(52)의 형성수의 정수배이면 된다.

(ii-4-1) 제1 실시 형태·제2 실시 형태의 변형예 1

도 7은, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 변형예 1에 따른 고정 원판(50)을 설명하기 위한 도이고, 도 1 혹은 도 5에 있어서의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 스파이럴 홈부가 파선으로 도시되어 있다.

제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)에 형성되는 돌출부(600(601))의 수와, 고정 원판(50)에 새겨지는 스파이럴 홈부(53)의 산(고정 원판 산부(52))의 수는, 동수(1배)의 8개로 구성되어 있었다.

이에 비해, 본 변형예 1에서는, 예를 들어, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)에 새겨지는 고정 원판 산부(52)의 수를 8개, 돌출부(600(601))의 수는 8의 2배인 16개 형성하도록 구성해도 된다.

또는, 예를 들어, 도 7(c)에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)에 새겨지는 고정 원판 산부(52)의 수를 8개, 돌출부(600(601))의 수를, 8의 3배인 24개 형성하도록 구성해도 된다.

또, 도 7(d)에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)에 새겨지는 고정 원판 산부(52)의 수를 6개, 돌출부(600(601))의 수를 6의 4배인 24개 형성하도록 구성해도 된다.

즉, 도 7의 각 도면에서는, 돌출부(600(601))의 형성수가, 고정 원판 산부(52)의 형성수의 정수배(n=1, 2, 3, , , )가 되는 구성으로 되어 있다.

(ii-4-2) 제1 실시 형태·제2 실시 형태의 변형예 2

변형예 1과 마찬가지로, 반대로, 고정 원판 산부(52)의 형성수가, 돌출부(600(601))의 형성수의 정수배여도 된다. 이 변형예 2의 구성에 대해 도 8을 이용하여 설명한다.

도 8은, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 변형예 2에 따른 고정 원판(50)을 설명하기 위한 도이고, 도 1 혹은 도 5에 있어서의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 스파이럴 홈부가 파선으로 도시되어 있다.

제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)에 형성되는 돌출부(600(601))의 수와, 고정 원판(50)에 새겨지는 스파이럴 홈부(53)의 산(고정 원판 산부(52))의 수는, 동수(1배)의 8개로 구성되어 있었다.

이에 비해, 본 변형예 2에서는, 예를 들어, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 돌출부(600(601))의 수를 4개, 고정 원판(50)에 새겨지는 고정 원판 산부(52)의 수를 4의 2배인 8개 형성하도록 구성해도 된다.

또는, 예를 들어, 도 8(c)에 도시한 바와 같이, 돌출부(600(601))의 수를 4, 고정 원판(50)에 새겨지는 고정 원판 산부(52)의 수를 4의 3배인 12개 형성하도록 구성해도 된다.

또, 도 8(d)에 도시한 바와 같이, 돌출부(600(601))의 수를 3개, 고정 원판(50)에 새겨지는 고정 원판 산부(52)의 수를 3의 4배인 12개 형성하도록 구성해도 된다.

즉, 도 8의 각 도면에서는, 고정 원판 산부(52)의 형성수가, 돌출부(600(601))의 형성수의 정수배(n=1, 2, 3, , , )가 되는 구성으로 되어 있다.

돌출부(600(601))의 형성에 대해서는, 상기 서술한 제1 실시 형태·제2 실시 형태의 변형예 1 및 변형예 2와 같이, 스파이럴 홈부(53)의 피치(산부와 산부 사이의 치수)와 같은 필요는 없다. 즉, 고정 원판 산부(52)의 피치와는 상이한 피치로 돌출부(600(601))를 형성해도 된다.

특히, 시그반형 분자 펌프(1(100))의 배기구(6)의 압력이 높고, 기체 분자의 역류 성분이 많은 경우에는, 역류 방지 효과를 향상시키기 위해, 돌출부(600(601))의 피치를 늘리는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

(ii-4-3) 제1 실시 형태·제2 실시 형태의 변형예 3

다음에, 시그반형 분자 펌프에 설치되는 고정 원판의 돌출부가, 시그반형 분자 펌프의 축선 방향과 소정의 각도를 가진 상태로(즉, 기울어진 상태로) 고정 원판에 형성되는 형태를 설명한다.

도 9는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 변형예 3에 따른 고정 원판(50)을 설명하기 위한 도이고, 도 1 혹은 도 5에 있어서의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 스파이럴 홈부가 파선으로 도시되어 있다.

도 10은, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 변형예 3에 따른 고정 원판(50)을 설명하기 위한 확대도이고, 도 1 혹은 도 5에 있어서의 B-B＇ 단면도(샤프트(7)측으로부터 케이싱(2)측을 본 경우의 단면도)이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)에는, 회전 원판(9)의 운동 방향(접선 방향)과 대략 수직인 각도를 가지고 형성된 돌출부(610)가, 고정 원판(50)으로부터 내주 방향으로(도 5를 참조하면, 고정 원판(50)의 내주측면으로부터 모터부(20) 방향을 향해) 돌출하여 형성되어 있다.

제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 변형예 3에서는, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)의 상하면에 형성된 스파이럴 홈부(53)의 고정 원판 산부(52)의 위상은, 고정 원판(50)과 회전 원통(10)에 의해 형성되는 내경측의 꺾어짐 유로측에 있어서, 상하면에서 일치하고 있지 않다(어긋나 있다).

즉, 고정 원판 산부(52)가 상면(도 9, 실선으로 도시)과 하면(도 9, 파선으로 도시)에서 상이한 위치(즉, 단면도로 본 경우에, 고정 원판(50)을 사이에 두고 상하에서 상이한 위치)에 형성된다.

이, 스파이럴 홈부(53)의 상하면에 있어서의 위상을 일치시키지 않는 변형예 3에서는, 돌출부(610)를 다음과 같이 고정 원판(50)에 형성한다. 고정 원판(50)의 상류에 형성된 고정 원판 산부(52)(도 9, 실선)와 돌출부(610)의 상류 단부인 연장부(611a), 및, 고정 원판(50)의 하류에 형성된 고정 원판 산부(52)(도 9, 파선)와 돌출부(610)의 하류 단부인 연장부(611b)가, 경사부(612)를 개재하여 연속하여 형성되는 구성으로 한다.

이 구성에 의해, 연장부(611a)-경사부(612)-연장부(611b)로 구성된 돌출부(610)는, 경사부(612)에 있어서 시그반형 분자 펌프(1)의 축선 방향과 소정의 각도가 형성된 구성이 된다.

보다 상세하게는, 회전 원통(10)과 공간을 개재하여 대향하는, 고정 원판(50)의 내경측의 축선 방향 측면(스파이럴 홈부(53)가 형성되어 있지 않은 면)에, 상기 공간으로 돌출하고, 또한, 회전 원통(10)과 간극을 개재하여, 또한, 회전 원판(9)이 회전하는 방향(이후, 회전 방향이라고 칭한다)을 향해 하류 방향으로 경사진 사면이 형성되도록, 돌출부(610)가 고정 형성된다. 즉, 돌출부(610)의 경사부(612)는, 고정 원판(50)을 수평 기준으로 하여 하향으로 각도(부각 또는 복각. 이후, 부각으로 통일하여 기재한다)를 가진다.

즉, 제1 실시 형태·제2 실시 형태의 변형예 3에서는, 돌출부(610)의 경사부(612)는 시그반형 분자 펌프(1(100))의 배기 방향으로 경사진 구성이 된다.

이 경사부(612)의 형성에 대해 구체적으로 설명한다.

우선, 고정 원판(50)의 내경측면에, 상류 영역(흡기구(4)측의 면)에 형성된 고정 원판 산부(52)의, 고정 원판(50) 내경측 단부를 연장하여 형성한 연장부(611a)와, 하류 영역(배기구(6)측의 면)에 형성된 고정 원판 산부(52)의, 고정 원판(50) 내경측 단부를 연장하여 형성한 연장부(611b)가 형성된다.

그리고, 연장부(611a)로부터 연장부(611b)를 향해 소정의 각도(부각)를 가지도록, 혹은, 연장부(611b)로부터 연장부(611a)를 향해 소정의 각도(앙각)를 가지도록 연장부(611a)와 연장부(611b)를 포락시켜 돌출부(610)를 형성한다. 이 돌출부(610) 중, 포락 부분이 경사부(612)가 된다.

즉, 도 10에 도시한 바와 같이, 회전 원판(9)의 운동 방향을 진행 방향 전방으로 한 경우, 고정 원판(50)의 상류면에 형성되는 연장부(611a)보다, 고정 원판(50)의 하류면에 형성되는 연장부(611b)가 전방에 위치하도록 설치된다.

그리고, 연장부(611a)가 고정 원판(50)에 접촉하는 면(수평 기준)으로부터, 연장부(611b)가 고정 원판(50)에 접촉하는 면을 향해 하향의 각도(부각)가 형성되도록 경사부(612)가 설치된다. 이 연장부(611a)-경사부(612)-연장부(611b)에 의해 돌출부(610)가 구성된다.

이와 같이, 제1 실시 형태·제2 실시 형태의 변형예 3에서는, 돌출부(610)의 경사부(612)는 시그반형 분자 펌프(1)(100)의 배기 방향(G)으로 경사진 구성이 된다.

상기 서술한, 시그반형 분자 펌프(1(100))의 축선 방향 유로(꺾어짐 유로)인 고정 원판(50)의 내경측에, 고정 원판(50)의 내경측면으로부터 돌출하고, 또한, 경사부(612)를 가지는 돌출부(610)를 고정 원판(50)이 구비하는 구성에 의해, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 변형예 3에서는, 기체 분자는 돌출부(610)의 경사부(612)의 상면(흡기구(4)를 향하고 있는 면)측보다 하면(배기구(6)를 향하고 있는 면)측에 우위에 입사한다.

그리고, 경사부(612)는, 회전 원판(9)의 회전 방향을 향해, 고정 원판(50)을 수평 기준으로 하여 하향의 각도(부각)를 가지고 경사져 있으므로, 기체 분자는 하류에 우위에 반사된다. 이렇게 하여, 하류로의 확산 확률이 그 역확산 확률보다 우위가 됨으로써, 내경측의 꺾어짐 유로에 배기 작용이 발생한다.

이와 같이, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 변형예 3에서는, 내경측의 꺾어짐 유로에 있어서, 시그반형 분자 펌프(1(100))의 시그반형 배기 기구에서 기체 분자에 배기 방향에 우위가 되도록 부여한 운동량이 흩어 없어져 버리는 것을 방지하고, 또한, 꺾임부에 드래그 효과를 발생시킬 수 있으므로, 내경측의 꺾어짐 유로에서의 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.

(ii-5) 제3 실시 형태

다음에, 회전 원판에 스파이럴 홈부가 형성되고, 또한, 회전 원판에 있어서의 스파이럴 홈부가 형성되어 있지 않은 외주측에 돌출부가 형성되는 형태인 제3 실시 형태에 대해 설명한다.

도 11은, 제3 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(120)의 개략 구성예를 도시한 도이다. 또한, 도 1과 중복하는 구성에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 12는, 도 11에 있어서의 B-B＇ 단면도(케이싱(2)측으로부터 샤프트(7)측을 본 경우의 단면도)이다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 일 예로서, 스파이럴 홈부는 형성되어 있지 않은 고정 원판(홈 없음)(500)이 시그반형 분자 펌프(120)에 설치되는 예를 설명한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(120)는, 회전 원판 곡부(91)와 회전 원판 산부(92)로 구성되는 스파이럴 홈부(93)가 형성된 홈 부착 회전 원판(90)이 설치된다. 그리고, 홈 부착 회전 원판(90)에 있어서의 스파이럴 홈부(93)가 형성되어 있지 않은 외주측에 돌출부(800)가 형성된다.

돌출부(800)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 홈 부착 회전 원판(90)의 운동 방향과 대략 수직인 상태로, 홈 부착 회전 원판(90)으로부터 외주 방향으로(도 11을 참조하면, 홈 부착 회전 원판(90)으로부터 케이싱(2)의 방향을 향해) 돌출하여 형성되어 있다.

도 13은, 제3 실시 형태에 따른 홈 부착 회전 원판(90)을 설명하기 위한 도이고, 도 11에 있어서의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 스파이럴 홈부가 파선으로 도시되어 있다.

동 도면에 있어서, 홈 부착 회전 원판(90)의 내부에 도시된 실선 화살표는, 홈 부착 회전 원판(90)의 상류면(흡기구(4)측)에 형성된 스파이럴 홈부(93)에 있어서의 기체의 흐름의 일부를 나타낸다. 마찬가지로, 홈 부착 회전 원판(90)의 내부에 도시된 파선 화살표는, 홈 부착 회전 원판(90)의 하류면(배기구(6)측)에 형성된 스파이럴 홈부(93)에 있어서의 기체의 흐름의 일부를 나타낸다.

제3 실시 형태에서는, 홈 부착 회전 원판(90)의 상하면에 형성되는 회전 원판 산부(92)의 위상이 상하에서 일치하고 있고, 또한, 돌출부(800)와 회전 원판 산부(92)가 연속하여 일체형으로 형성되어 구성되어 있다.

보다 상세하게는, 홈 부착 회전 원판(90)의 상류면(흡기구(4)측의 면)에 형성된 회전 원판 산부(92)(도 13, 실선), 돌출부(800), 그리고 홈 부착 회전 원판(90)의 하류면(배기구(6)측의 면)에 형성된 회전 원판 산부(92)(도 13, 파선)의 3개소가, 끊어짐 없이 연결된 상태로 구성되어 있다. 즉, 홈 부착 회전 원판(90)의 상면에 형성된 스파이럴 홈부(93)와 하면에 형성된 스파이럴 홈부(93)는 위상이 같고, 홈 부착 회전 원판(90)의 외경단에 있어서, 상하면의 회전 원판 산부(92)들이, 홈 부착 회전 원판(90)을 사이에 두고 같은 위치에 형성되도록 구성된다. 그리고, 홈 부착 회전 원판(90)의 외경단에 있어서, 상하의 회전 원판 산부(92)의 외경 단부들을, 홈 부착 회전 원판(90)을 개재하여 연결하도록 돌출부(800)가, 외경 방향으로 돌출하여 형성된다.

이 구성에 의해, 제3 실시 형태에 따른 홈 부착 회전 원판(90)을 가지는 시그반형 분자 펌프(120)에서는, 돌출부(800)의 사이에 형성되는 유로와, 회전 원판 산부(92)의 사이에 형성되는 유로가 연속적으로 연결된다. 그로 인해, 상류(보다 흡기구(4)측)의 스파이럴 홈부(93)에서 가스에 부여한 「배기 방향에 우위인 운동량」을 잃어버리기 어려워져, 흩어 없어져 버리는 것을 방지할 수 있다.

(ii-5-1) 제3 실시 형태의 변형예

상기 서술한 제3 실시 형태에서는, 홈 부착 회전 원판(90)의 상하면에 형성된 스파이럴 홈부(93)(회전 원판 산부(92))의 위상이 일치하고 있고, 또한, 돌출부(800)와 상하면의 회전 원판 산부(92)의 단면(외경측의 단면)이 연속하여 일체형으로 형성되는 구성으로 했는데, 이것에 한정되는 것은 아니다.

도 14는, 제3 실시 형태의 변형예에 따른 홈 부착 회전 원판(90)을 설명하기 위한 도이고, 도 11에 있어서의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 회전 원판 산부(92)(스파이럴 홈부(93))가 파선으로 도시되어 있다.

도 15는, 제3 실시 형태의 변형예에 따른 홈 부착 회전 원판(90)을 설명하기 위한 도이고, 도 11에 있어서의 B-B＇ 단면도(샤프트(7)측으로부터 케이싱(2)측을 본 경우의 단면도)이다. 홈 부착 회전 원판(90)에는, 홈 부착 회전 원판(90)의 운동 방향과 대략 수직인 각도를 가지고 형성된 돌출부(810)가, 홈 부착 회전 원판(90)으로부터 외주 방향으로(도 11을 참조하면, 홈 부착 회전 원판(90)의 외주측면으로부터 케이싱(2)의 방향을 향해) 돌출하여 형성되어 있다.

도 14에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태의 변형예에서는, 홈 부착 회전 원판(90)에 새겨지는 스파이럴 홈부(93)는, 상면(실선으로 도시)과 하면(파선으로 도시)에서 위상은 일치하고 있지 않고, 홈 부착 회전 원판(90)의 외경 단면에 있어서의 상하의 각 회전 원판 산부(92)의 위치는 일치하지 않는(어긋나 있는) 구성으로 되어 있다.

이 구성의 경우는, 홈 부착 회전 원판(90)의 상류면에 형성된 회전 원판 산부(92)(실선)와 돌출부(810)의 상류 단부, 및 홈 부착 회전 원판(90)의 하류면에 형성된 회전 원판 산부(92)(파선)와 돌출부(810)의 하류 단부가 연속하여 형성되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 돌출부(810)는, 적어도 일부가, 시그반형 분자 펌프(120)의 축선 방향과 소정의 각도가 형성되는 구성이 된다.

다음에, 도 14 및 도 15를 참조하여, 소정의 각도에 대해 설명한다.

제3 실시 형태의 변형예에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 홈 부착 회전 원판(90)의 상하면에 형성된 스파이럴 홈부(93)의 회전 원판 산부(92)가 상면(실선으로 도시)과 하면(파선으로 도시)에서 상이한 위치(즉, 단면도로 본 경우에, 홈 부착 회전 원판(90)을 사이에 두고 상하에서 상이한 위치)에 형성된다.

이 제3 실시 형태의 변형예에서는, 다음과 같이 형성된 돌출부(810)가 홈 부착 회전 원판(90)에 형성된다.

홈 부착 회전 원판(90)의 상류면에 형성된 회전 원판 산부(92)(실선)와 돌출부(810)의 상류 단부를 연장(혹은, 회전 원판 산부(92)의 상류 외경측 단부를 연장)한 연장부(801a), 및, 홈 부착 회전 원판(90)의 하류면에 형성된 회전 원판 산부(92)(파선)와 돌출부(810)의 하류 단부를 연장(혹은, 회전 원판 산부(92)의 하류 외경측 단부를 연장)한 연장부(801b)가, 경사부(802)를 개재하여 연속하여 형성된다.

이 구성에 의해, 연장부(801a)-경사부(802)-연장부(801b)로 구성된 돌출부(810)에는, 경사부(802)에 있어서 시그반형 분자 펌프(120)의 축선 방향과 소정의 각도가 형성된다.

보다 상세하게는, 스페이서(60)와 공간을 개재하여 대향하는, 홈 부착 회전 원판(90)의 외경측의 축선 방향 측면(스파이럴 홈부(93)가 형성되어 있지 않은 면)에, 상기 공간으로 돌출하고, 또한, 홈 부착 회전 원판(90)과 간극을 개재하며, 또한, 홈 부착 회전 원판(90)의 회전 방향을 향해 하류 방향으로 경사진 사면(경사부(802))이 형성되도록, 돌출부(810)가 고정 형성된다.

이 경사부(802)의 형성에 대해 구체적으로 설명한다.

우선, 홈 부착 회전 원판(90)의 외경측면에, 상류 영역(흡기구(4)측의 면)에 형성된 회전 원판 산부(92)의, 홈 부착 회전 원판(90) 외경측 단부를 연장하여 형성한 연장부(801a)와, 하류 영역(배기구(6)측의 면)에 형성된 회전 원판 산부(92)의, 홈 부착 회전 원판(90) 외경측 단부를 연장하여 형성한 연장부(801b)가 형성된다. 제3 실시 형태의 변형예에서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 홈 부착 회전 원판(90)의 운동 방향을 진행 방향 전방으로 한 경우, 홈 부착 회전 원판(90)의 상류면에 형성되는 연장부(801a)보다, 홈 부착 회전 원판(90)의 하류면에 형성되는 연장부(801b)가 후방에 위치하도록 설치된다.

그리고, 연장부(801a)가 홈 부착 회전 원판(90)에 접촉하는 면(수평 기준)으로부터, 연장부(801b)가 홈 부착 회전 원판(90)에 접촉하는 면을 향해 하향의 각도(부각)가 형성되도록 경사부(802)가 설치된다.

혹은, 연장부(801b)로부터 연장부(801a)를 향해 상향의 소정의 각도(앙각)를 가지도록, 연장부(801a)와 연장부(801b)를 포락시켜 돌출부(810)를 형성한다. 이 돌출부(810) 중, 포락 부분이 경사부(802)가 된다.

이와 같이 하여, 연장부(801a)-경사부(802)-연장부(801b)로 구성되는 돌출부(810)가 홈 부착 회전 원판(90)의 외주측면에 형성된다.

상기 서술한 제3 실시 형태의 변형예에서는, 돌출부(810)의 경사부(802)는 시그반형 분자 펌프(120)의 배기 방향으로 경사진 구성이 된다.

상기 서술한, 시그반형 분자 펌프(120)의 축선 방향 유로(외경측의 꺾어짐 유로)인 홈 부착 회전 원판(90)의 외경측에, 홈 부착 회전 원판(90)의 외경측면으로부터 돌출하고, 또한, 경사부(802)를 가지는 돌출부(810)를 홈 부착 회전 원판(90)이 구비하는 구성에 의해, 제3 실시 형태의 변형예에서는, 기체 분자는 돌출부(810)의 경사부(802)의 상류면(흡기구(4)를 향하고 있는 면)측보다 하류면(배기구(6)를 향하고 있는 면)측에 우위에 입사한다.

그리고, 경사부(802)는, 홈 부착 회전 원판(90)을 수평 기준으로 하여 하향의 각도(부각)를 가지고 경사져 있으므로, 기체 분자는 하류에 우위에 반사된다. 이렇게 하여, 하류로의 확산 확률이 그 역확산 확률보다 우위가 됨으로써, 시그반형 분자 펌프(120)의 외경측의 꺾어짐 유로에 배기 작용이 발생한다.

이와 같이, 제3 실시 형태의 변형예에서는, 외경측의 꺾어짐 유로에 있어서, 시그반형 분자 펌프(120)의 시그반형 배기 기구에서 기체 분자에 배기 방향에 우위가 되도록 부여한 운동량이 흩어 없어져 버리는 것을 방지하고, 또한, 꺾임부에 드래그 효과를 발생시킬 수 있으므로, 내경측의 꺾어짐 유로에서의 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.

혹은, 도시하지 않으나, 홈 부착 회전 원판(90)의 상하면에 형성된 스파이럴 홈부(93)의, 회전 원판 산부(92)의 위상이 상면(실선)과 하면(파선)에서 일치하고 있지 않은 구성이며, 돌출부(800)가 시그반형 분자 펌프(120)의 축선 방향과 평행하게 형성되어 있어도 된다. 즉, 이 구성에서는 경사부는 형성되지 않는다.

이 구성의 경우는, 홈 부착 회전 원판(90)의 상류면에 형성된 회전 원판 산부(92)(실선)와 돌출부(800)의 상류 외경측 단부가 연속하고 있는 상태이거나, 홈 부착 회전 원판(90)의 하류면에 형성된 회전 원판 산부(92)(파선)와 돌출부(800)의 하류 외경측 단부가 연속하고 있는 상태이거나, 혹은 돌출부(800)의 상류 외경측 단부와 하류 외경측 단부 모두가 회전 원판 산부(92)와는 비연속의 상태, 중 어느 한 구성으로, 돌기부(800)가 홈 부착 회전 원판(90)의 외주면에 돌출하여 형성된다.

(ii-6) 제4 실시 형태

다음에, 홈 부착 회전 원판(90)에 회전 원통(10)이 형성되고, 그 회전 원통(10)에 돌출부(900) 및 접합부(901)가 형성되는 시그반형 분자 펌프(130)에 대해 설명한다.

보다 상세하게는, 스파이럴 홈부(93)를 가지는 홈 부착 회전 원판(90)의 내주측에, 이 홈 부착 회전 원판(90)과 동심으로 회전 원통(10)이 설치되고, 그 회전 원통(10)의 외주측면에 돌출부(900) 및 접합부(901)가 형성된다.

또한, 본 제4 실시 형태에서는, 일 예로서, 시그반형 분자 펌프(130)에 설치되는 고정 원판은, 스파이럴 홈이 형성되어 있지 않은 고정 원판(500)으로서 설명한다.

도 16은, 제4 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(130)의 개략 구성예를 도시한 도이다. 또한, 도 1과 중복하는 구성에 대해서는 부호 및 설명을 생략한다.

도 17은, 도 16에 있어서의 B-B＇ 단면도(케이싱(2)측으로부터 샤프트(7)측을 본 경우의 단면도)이다.

도 18은, 제4 실시 형태에 따른 홈 부착 회전 원판(90)과 회전 원통(10)을 설명하기 위한 도이고, 도 16에 있어서의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 회전 원판 산부(92)(스파이럴 홈부(93))가 파선으로 도시되어 있다.

도 16에 도시한 바와 같이, 제4 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(130)는, 설치되는 회전 원통(10)의 외주면에 돌출부(900)를, 또한, 회전 원통(10) 및 홈 부착 회전 원판(90)을 접합하는 접합부(901)를 가진다.

보다 상세하게는, 회전 원통(10)에는, 고정 원판(500)에 대향하는 면인 외경측면에, 접합부(901)와 돌출부(900)가 고정 원판(500)측으로 돌출하여 형성된다.

접합부(901)는, 도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 접합부(901a)와 접합부(901b)로 이루어진다.

접합부(901a)는, 회전 원판 산부(92)의 측면이며, 보다 상류(흡기구(4))측에 설치된 홈 부착 회전 원판(90)에 형성된 스파이럴 홈부(93) 중, 배기구(6)측(즉, 홈 부착 회전 원판(90) 내주 단부)을 내경측에 연장하여 구성된다. 그리고, 회전 원통(10) 외에, 시그반형 분자 펌프(130)(시그반형 배기 기구)에 간극 및 고정 원판(500)을 개재하여 대향하여 설치된 복수의 홈 부착 회전 원판(90) 중, 하류측에 설치되는 홈 부착 회전 원판(90)의, 배기구(6)측에 형성된 회전 원판 곡부(91)에 접하고(고정되어) 있다.

접합부(901b)는, 회전 원판 산부(92)의 측면이며, 보다 하류(배기구(6))측에 설치된 홈 부착 회전 원판(90)에 형성된 스파이럴 홈부(93) 중, 흡기구(4)측(즉, 홈 부착 회전 원판(90) 내주 단부)을 내경측에 연장하여 구성된다. 그리고, 회전 원통(10) 외에, 마찬가지로 형성된 복수의 홈 부착 회전 원판(90) 중, 상류측에 설치되는 홈 부착 회전 원판(90)의, 흡기구(4)측에 형성된 회전 원판 곡부(91)에 접하고(고정되어) 있다.

돌출부(900)는, 회전 원통(10)의 외경측면에 있어서, 회전 원통(10)과 고정 원판(500)이 대향하는 위치에 형성되고, 상기 서술한 접합부(901a) 및 접합부(901b)에 각각 접합되어 있다.

또, 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 홈 부착 회전 원판(90)의 운동 방향과 대략 수직인 각도를 가지고 형성된 돌출부(900) 및 접합부(901)가, 회전 원통(10)으로부터 외주 방향으로(도 16을 참조하면, 회전 원통(10)의 외주측면으로부터 케이싱(2) 방향을 향해) 돌출하여 형성되어 있다.

이와 같이, 제4 실시 형태에서는, 이 돌출부(900) 및 접합부(901)에 의해 고정 원판(500)의 상류와 하류는 유로가 결합된다. 즉, 이 돌출부(900) 및 접합부(901)가 회전 원통(10)에 형성됨으로써, 배기 작용을 가지는(즉, 스파이럴 형상 홈 구조를 가지는) 시그반형 분자 펌프 상류 영역과 시그반형 분자 펌프 하류 영역을, 배기 작용을 중단시키지 않는 양태로 연속시키는 구조가 된다.

이로 인해, 시그반형 분자 펌프(130)의 시그반형 배기 기구의 영역을 흐르는 기체 분자는, 회전 원통(10)의 외주측면의 영역, 특히, 회전 원통(10)의 외주측면과 고정 원판(500)의 내경부 측면이 대향함으로써 형성되는 공간 영역(간극)에 있어서, 회전 원통(10)에 형성된 돌출부(900) 및 접합부(901)가 존재하는 공간을 내측 꺾어짐 유로로서 통과한다.

이 구성에 의해, 제4 실시 형태에서는, 상류(보다 흡기구(4)측)의 시그반형 배기 기구의 반경 방향의 배기 유로(스파이럴 홈부(93))에서 가스에 부여한 「배기 방향에 우위인 운동량」을 잃어버리기 어려워져, 흩어 없어져 버리는 것을 방지한다.

또, 상기 서술한 제4 실시 형태에서는, 도 18에 도시한 바와 같이, 회전 원통(10)에 형성되는 돌출부(900) 및 접합부(901)의 수와, 홈 부착 회전 원판(90)에 새겨지는 스파이럴 홈부(93)의 산(회전 원판 산부(92))의 수가 동수가 되는 구성으로 했는데 이것에 한정되는 것은 아니다.

제1 실시 형태·제2 실시 형태의 변형예 1에서 설명한 바와 같이, 돌출부(900) 및 접합부(901)의 형성수가, 회전 원판 산부(92)의 형성수의 정수배이면 된다.

혹은, 제1 실시 형태·제2 실시 형태의 변형예 2에서 설명한 바와 같이, 회전 원판 산부(92)의 형성수가, 돌출부(900) 및 접합부(901)의 형성수의 정수배여도 된다.

(ii-6-1) 제4 실시 형태의 변형예

다음에, 제4 실시 형태의 변형예로서, 대향하는 홈 부착 회전 원판(90)의 각각의 대향 측면에 형성된 돌출부(901)(901a와 901b)의 위상이 일치하고 있지 않고, 시그반형 분자 펌프(130)에 설치되는 회전 원통(10)에, 시그반형 분자 펌프(130)의 축선 방향과 소정의 각도를 이루어(즉, 기울어진 상태로) 형성되는 경사 돌출부(910)가 형성되는 형태에 대해 설명한다.

도 19는, 제4 실시 형태의 변형예에 따른 홈 부착 회전 원판(90)과 회전 원통(10)을 설명하기 위한 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 스파이럴 홈부(회전 원판 산부(92))가 파선으로 도시되어 있다.

도 20은, 도 17과 같은 위치에 있어서의 단면도이며, 제4 실시 형태의 변형예에 따른 홈 부착 회전 원판(90)과 회전 원통(10)을 설명하기 위한 도이다.

제4 실시 형태의 변형예에서는, 도 19에 도시한 바와 같이, 대향하는 홈 부착 회전 원판(90)의 각각의 대향 측면에 형성된 회전 원판 산부(92)에 형성된 스파이럴 홈부(93)의 회전 원판 산부(92)의 위상은, 내경측의 꺾어짐 유로측에 있어서, 상하면에서 일치하고 있지 않다(어긋나 있다). 즉, 회전 원판 산부(92)의 상류면(실선으로 도시)과 하류면(파선으로 도시)에서, 상이한 위치(즉, 단면도로 본 경우에, 홈 부착 회전 원판(90)을 사이에 두고 상하에서 상이한 위치)에 형성된다.

제4 실시 형태의 변형예에서는, 도 20에 도시한 바와 같이, 복수의 홈 부착 회전 원판(90) 중, 보다 흡기구(4)측에 형성된 홈 부착 회전 원판(90)의 하류면(배기구(6)측)에 새겨진 스파이럴 홈부(93)의 회전 원판 곡부(91)에 형성되는 접합부(901a)는, 회전 원판 산부(92)에 있어서의 홈 부착 회전 원판(90)의 운동 방향 후방측에 형성된다.

한편, 상기 접합부(901a)가 형성된 홈 부착 회전 원판(90)과 간극을 개재하여 대향하는, 보다 배기구(6)측의 홈 부착 회전 원판(90)의 상류면(흡기구(4)측)에 새겨진 스파이럴 홈부(93)의 회전 원판 곡부(91)에 형성되는 접합부(901b)는, 회전 원판 산부(92)에 있어서의 홈 부착 회전 원판(90)의 운동 방향 전방측에 형성된다.

그리고, 접합부(901a)로부터 접합부(901b)를 향하도록, 회전 원통(10)에 경사 돌출부(910)가 형성된다. 이 구성에 의해, 회전 원통(10)으로부터 돌출하여 형성되는 경사 돌출부(910)는 시그반형 분자 펌프(130)의 축선 방향과 소정의 각도가 형성된 구성이 된다.

보다 상세하게는, 경사 돌출부(910)는, 고정 원판(500)을 수평 기준으로 하여, 접합부(901a)로부터 접합부(901b)로 하향의 각도(부각)를 가진다.

즉, 경사 돌출부(910)는 시그반형 분자 펌프(130)의 배기 방향으로 경사진 구성이 된다.

이 구성에 의해, 제4 실시 형태의 변형예에서는, 시그반형 분자 펌프(130)의 축선 방향 유로(꺾어짐 유로)인 회전 원통(10)의 외경측에, 기체 분자는 경사 돌출부(910)의 상면(흡기구(4)를 향하고 있는 면)측보다 하면(배기구(6)를 향하고 있는 면)측에 우위에 입사한다. 이렇게 하여, 하류로의 확산 확률이 그 역확산 확률보다 우위가 됨으로써, 회전 원통(10)의 외경측에 배기 작용이 발생한다. 따라서, 시그반형 분자 펌프(130)에서는, 시그반형 배기 기구에서 기체 분자에 배기 방향에 우위가 되도록 부여한 운동량이 흩어 없어져 버리는 것을 방지하고, 또한, 꺾어짐 부에 드래그 효과를 발생시킬 수 있으므로, 내경측의 꺾어짐 유로에서의 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.

(ii-7) 제5 실시 형태

다음에, 고정 원판의 외주측에, 상기 고정 원판과 동심으로 설치되는 고정 원통부의 내주측면에 돌출부가 형성되는 형태에 대해 설명한다.

도 21은, 제5 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(140)의 개략 구성예를 도시한 도이다. 또한, 도 1과 중복하는 구성에 대해서는 부호 및 설명을 생략한다.

도 22는, 도 21에 있어서의 B-B＇ 단면도(샤프트(7)측으로부터 케이싱(2)측을 본 경우의 단면도)이다.

도 23은, 제5 실시 형태에 따른 고정 원판(50)을 설명하기 위한 도이고, 도 21에 있어서의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 고정 원판 산부(52)(스파이럴 홈부(53))가 파선으로 도시되어 있다.

제5 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(140)는, 도 21에 도시하는 바와 같이, 고정 원판(50)에, 고정 원통부(501), 연장부(502)(연장부(502a), 연장부(502b)), 및 돌출부(1001)(돌출부(1001a), 돌출부(1001b))가 형성된다.

고정 원통부(501)는, 고정 원판(50)의 외주측에, 고정 원판(50)과 동심원 형상으로 고정 설치되는 원통형의 부품이다.

연장부(502)는, 고정 원통부(501)의 내주측면에, 시그반형 분자 펌프(140)의 중심축 방향으로 돌출하여 고정 설치되는 부품이며, 보다 흡기구(4)측에 위치하는 고정 원판(50)의, 스파이럴 홈부(53)가 형성되어 있지 않은 외경부(54)의 하류측에 설치되는 연장부(502a)와, 보다 배기구(6)측에 위치하는 고정 원판(50)의, 스파이럴 홈부(53)가 형성되어 있지 않은 외경부(54)의 상류측에 설치되는 연장부(502b)로 구성된다.

연장부(502a)는, 시그반형 분자 펌프(140)에 설치된 경우의 상류측이 외경부(54)에, 케이싱(2)측이 고정 원통부(501)에, 중심축측이 고정 원판 산부(52)에, 그리고, 하류측이 돌출부(1001a)에, 각각 접합되어 있다.

연장부(502b)는, 시그반형 분자 펌프(140)에 설치된 경우의 상류측이 돌출부(1001b)와, 케이싱(2)측이 고정 원통부(501)와, 중심축측이 고정 원판 산부(52)와, 그리고, 하류측이 외경부(54)와, 각각 접합되어 있다.

돌출부(1001)는, 고정 원통부(501)의 내주측면에, 시그반형 분자 펌프(140)의 중심축 방향으로 돌출하여 고정 형성되는 부품이다. 돌출부(1001a)는, 연장부(502a)에 있어서의, 연장부(502a)가 외경부(54)에 고정되어 있는 측과 반대측의 면에, 시그반형 분자 펌프(140)에 설치된 경우에 대향하는 회전 원판(9)과의 사이에 간극을 가지는 치수로 형성된다. 돌출부(1001b)는, 연장부(502b)에 있어서의, 연장부(502b)가 외경부(54)에 고정되어 있는 측과 반대측의 면에, 시그반형 분자 펌프(140)에 설치된 경우에 대향하는 회전 원판(9)과의 사이에 간극을 가지는 치수로 형성된다.

또한, 제5 실시 형태에서는, 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이, 돌출부(1001a)와 돌출부(1001b)는, 접합부(접합면)(F)에서 간극이 없이 밀착하여 연결되어 1장의 판과 같이 형성했다. 그러나, 이 구성에 한정하는 일 없이, 돌출부(1001a)와 돌출부(1001b)의 대향면의 사이에 간극이 있도록 구성해도 된다.

이 구성에 의해, 제5 실시 형태에서는, 시그반형 분자 펌프(140)의 외측의 꺾어짐 유로(시그반형 분자 펌프(140)의 축선 방향의 유로)에 있어서, 시그반형 배기 기구에서 기체 분자에 배기 방향에 우위가 되도록 부여한 운동량이 흩어 없어져 버리는 것을 방지하고, 회전의 드래그 효과를 발생시킬 수 있으므로, 상기 외측 꺾어짐 유로에 있어서도 배기의 연속성을 유지할 수 있다.

(ii-7-1) 제5 실시 형태의 변형예

도 24는, 제5 실시 형태의 변형예에 따른 고정 원판(50)을 설명하기 위한 도이고, 도 21에 있어서의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이며, 동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 고정 원판 산부(52)(스파이럴 홈부(53))가 파선으로 도시되어 있다.

도 25는, 도 21에 있어서의 B-B＇ 단면도(샤프트(7)측으로부터 케이싱(2)측을 본 경우의 단면도)이다.

도 25에 도시한 바와 같이, 제5 실시 형태의 변형예에서는, 고정 원판(50)에 새겨지는 스파이럴 홈부(53)는, 상면(실선으로 도시)과 하면(파선으로 도시)에서 위상은 일치하고 있지 않고, 고정 원판(50)의 외경 단면에 있어서의 상하의 각 고정 원판 산부(52)의 위치는 일치하지 않는(어긋나 있는) 구성으로 되어 있다.

이 구성의 경우는, 상류측의 고정 원판(50)의 외경부(54)에 형성된 연장부(502a), 경사부(1002), 및, 하류측의 고정 원판(50)의 외경부(54)에 형성된 연장부(502b)가 연속하여 형성되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 경사부(1002)는 시그반형 분자 펌프(140)의 축선 방향과 소정의 각도가 형성되는 구성이 된다.

다음에, 도 25를 참조하여, 소정의 각도에 대해 설명한다.

제5 실시 형태의 변형예에서는, 도 25에 도시한 바와 같이, 회전 원판(9)의 운동 방향을 진행 방향 전방으로 한 경우, 고정 원판(50)의 하류면에 형성되는 고정 원판 산부(52)(연장부(502a))보다, 고정 원판(50)의 상류면에 형성되는 고정 원판 산부(52)(연장부(502b))가 전방에 위치하도록 형성된다.

그리고, 연장부(502a)가 돌출부(1002)에 접촉하는 면(수평 기준)으로부터, 연장부(502b)가 돌출부(1002)에 접촉하는 면을 향해 하향의 소정의 각도(부각)가 형성되도록 돌출부(1002)가 형성된다.

혹은, 연장부(502b)가 돌출부(1002)에 접촉하는 면(수평 기준)으로부터, 연장부(502a)가 돌출부(1002)에 접촉하는 면을 향해 상향의 소정의 각도(앙각)가 형성되도록 돌출부(1002)가 형성된다.

이와 같이 구성한 제5 실시 형태의 변형예에서는, 경사부(1002)는 시그반형 분자 펌프(140)의 배기 방향으로 경사진 구성이 된다.

상기 서술한 제5 실시 형태의 변형예의 구성에 의해, 기체 분자는 경사부(1002)의 상류면(흡기구(4)를 향하고 있는 면)측보다 하류면(배기구(6)를 향하고 있는 면)측에 우위에 입사한다.

그리고, 경사부(1002)는, 연장부(502a)가 돌출부(1002)에 접촉하는 면을 수평 기준으로 하여 하향의 각도(부각)를 가지고 경사져 있으므로, 기체 분자는 하류에 우위에 반사된다. 이렇게 하여, 하류로의 확산 확률이 그 역확산 확률보다 우위가 됨으로써, 시그반형 분자 펌프(140)의 외경측의 꺾어짐 유로에 배기 작용이 발생한다.

이와 같이, 제5 실시 형태의 변형예에서는, 외경측의 꺾어짐 유로에 있어서, 시그반형 분자 펌프(140))의 시그반형 배기 기구에서 기체 분자에 배기 방향에 우위가 되도록 부여한 운동량이 흩어 없어져 버리는 것을 방지하고, 또한, 꺾임부에 드래그 효과를 발생시킬 수 있으므로, 내경측의 꺾어짐 유로에서의 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.

(ii-8) 제6 실시 형태

도 26은, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 시그반형 분자 펌프(200)를 설명하기 위한 도이고, 도 26(a)은 축선 방향의 단면도이다. 또한, 도 1과 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 도 26(b)는 도 26(a)에 있어서의 C-C＇ 단면도(샤프트(7)측으로부터 케이싱(2)측을 본 경우의 단면도)이다.

본 발명의 제6 실시 형태에서는, 시그반형 분자 펌프(200)에 형성되는 스파이럴 홈부를 가지는 진공 펌프용 부품(도 26에서는 고정 원판(50))에 형성되는 돌출부(도 26에서는 돌출부(2000))를, 고정 원판(50)과는 별도의 부재인 판 형상의 부재로 구성했다.

또한, 도 1을 참조하여, 각 실시 형태 및 각 변형예에 있어서의, 각 돌출부(돌기부)의 돌출량(P)에 대해 설명한다.

상기 서술한 각 실시 형태 및 각 변형예에서는, 일 예로서, 각 돌출부(돌기부)의 돌출량(P)은, 각 돌출부(돌기부)와 스파이럴 형상 홈(도 1에서는 스파이럴 홈부(53))이 근접하는 부분에 있어서의 스파이럴 형상 홈의 깊이(S)의 70% 이상이 되는 치수로 형성되도록 구성했다.

또, 마찬가지로 도 1을 참조하여, 각 실시 형태 및 각 변형예에 있어서의, 각 돌출부(돌기부)를 가지는 제1 부품(스파이럴 홈부를 가지는 진공 펌프용 부품)과, 제1 부품과 시그반형 배기 기구를 구성하는 제2 부품의 거리(W)에 대해 설명한다.

상기 서술한 각 실시 형태 및 각 변형예에서는, 일 예로서, 제1 부품과 제2 부품의 거리(W)는, 2mm 이내가 되는 치수로 형성되도록 구성했다.

(ii-9) 각 실시 형태의 변형예

도 27은, 상기 서술한 각 실시 형태의 변형예를 설명하기 위한 도이고, 개략 구성예를 나타낸 각 도면의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이다.

또한, 도 27에서는 일 예로서 고정 원판(50)을 이용하여 설명한다.

동 도면에는, 배기구(6)측(하류측)의 고정 원판 산부(52)가 파선으로 도시되어 있다.

본 발명의 각 실시 형태의 변형예에서는, 상기 서술한 각 실시 형태와 돌출부(돌기부)의 형상이 상이하다.

도 27에 도시한 바와 같이, 본 발명의 각 실시 형태에 따른 돌출부(돌기부)는, 고정 원판 산부(52)가 내경측의 연장 방향으로 신장한 단부가 형성된 돌출부(630)로 구성되어도 된다.

돌출부(630)는, 고정 원판(50)에 새겨진 고정 원판 산부(52)와의 경계선에 굴곡부를 가지지 않고, 고정 원판 산부(52)를 형성하는 곡선을 연장한 곡선으로 형성된 형상을 가지는 점이, 상기 서술한 각 실시 형태와는 상이하다.

여기서, 고정 원판 산부(52)는, 회전 원판(9)과 고정 원판(50)에 의한 드래그 효과를 발휘시키는 부분까지를 가리키고, 본 발명의 각 실시 형태에 따른 돌출부(돌기부)는, 상기 드래그 효과를 발휘시키는 부분이 아닌 연장 부분을 가리킨다.

도 28은, 상기 서술한 각 실시 형태의 변형예를 설명하기 위한 도이고, 개략 구성예를 나타낸 각 도면의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이다.

도 28에 도시한 바와 같이, 본 발명의 각 실시 형태에 따른 돌출부(돌기부)는, 고정 원판 산부(52)가 외경측의 연장 방향으로 신장한 단부가 형성된 돌출부(640)로 구성되어도 된다.

돌출부(640)는, 고정 원판(50)에 새겨진 고정 원판 산부(52)와의 경계에 굴곡부를 가지지 않고, 고정 원판 산부(52)를 형성하는 곡선을 연장한 곡선으로 형성된 형상을 가지는 점이, 상기 서술한 각 실시 형태와는 상이하다.

(ii-10) 각 실시 형태의 변형예

도 29는, 본 발명의 각 실시 형태에 따른 고정 원판의 변형예를 설명하기 위한 도이고, 개략 구성예를 도시한 각 도면의 A-A＇ 방향을 흡기구(4)측으로부터 본 단면도이다.

도 29에 도시한 바와 같이, 고정 원판(50)은 복수의 부품으로 형성되는 구성으로 해도 된다.

도 29에서는, 일 예로서, 고정 원판(50)은 분할면(C)에서 분할 가능한 반원 형상으로 이루어지는 2개의 부품으로 구성되도록 했다.

각 실시 형태 및 각 변형예에서 설명한 소정의 각도(부각)는, 5도 내지 85도의 각도로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 각각의 실시 형태는, 각각 조합해도 된다.

또, 상기 서술한 본 발명의 각 실시 형태는, 시그반형 분자 펌프에 한정되는 것은 아니다. 시그반형 분자 펌프부와 터보 분자 펌프부를 구비하는 복합형 펌프나, 시그반형 분자 펌프부와 나사홈식 펌프부를 구비한 복합형 펌프, 혹은, 시그반형 분자 펌프부와 터보 분자 펌프부와 나사홈식 펌프부를 구비한 복합형 펌프에도 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(움직이는 날개)가 다단으로 설치되어 있다. 또, 로터 날개에 대해 서로 다르게 스테이터 날개(고정된 날개)가 다단으로 설치되어 있는 고정부를 구비하고 있다.

나사홈식 펌프부를 구비하는 복합형 진공 펌프의 경우는, 도시하지 않으나, 회전 원통과의 대향면에 나선홈(스파이럴 형상 홈)이 형성되고, 소정의 클리어런스를 두고 회전 원통의 외주면에 대면하는 나사홈 스페이서가 더 구비되고, 회전 원통이 고속 회전하면, 기체 분자가 회전 원통의 회전에 수반하여 나사홈에 가이드되면서 배기구측으로 송출되는 기체 이송 기구를 구비하고 있다.

터보 분자 펌프부와 나사홈식 펌프부를 구비한 복합형 터보 분자 펌프의 경우는, 도시하지 않으나, 상기 서술한 터보 분자 펌프부와 상기 서술한 나사홈식 펌프부가 더 구비되고, 터보 분자 펌프부(제1 기체 이송 기구)에서 압축된 후, 나사홈식 펌프부(제2 기체 이송 기구)에서 더 압축되는 기체 이송 기구를 구비하는 구성이 된다.

이 구성에 의해, 본 발명의 각 실시 형태에 따른 각 시그반형 분자 펌프는, 이하의 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 회전 원통측의 꺾어짐 영역, 및 스페이서측의 꺾어짐 영역에서의 손실을 최소한으로 할 수 있으므로, 꺾어짐 유로에서의 손실을 최소한으로 억제한 시그반형 분자 펌프를 구축할 수 있다.

(2) 종래는 배기 작용이 없는 유로인, 회전 원통과 고정 원판으로 형성되는 영역, 스페이서와 고정 원판으로 형성되는 영역 중 양방 또는 편방을 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.

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
53 스파이럴 홈부
54 외경부
60 스페이서
90 홈 부착 회전 원판
91 회전 원판 곡부
92 회전 원판 산부
93 스파이럴 홈부
100 시그반형 분자 펌프
120 시그반형 분자 펌프
130 시그반형 분자 펌프
140 시그반형 분자 펌프
200 시그반형 분자 펌프
500 고정 원판(홈 없음)
501 고정 원통부(고정 원판에 설치)
502 연장부
502a 연장부
502b 연장부
600 돌출부
601 돌출부
610 돌출부
611a 연장부(상류)
611b 연장부(하류)
612 경사부
630 돌출부
640 돌출부
800 돌출부
801a 연장부(상류)
801b 연장부(하류)
802 경사부
810 돌출부
900 돌출부
901a 접합부
901b 접합부
910 경사 돌출부
1001a 돌출부
1001b 돌출부
1002 경사부
2000 사판(돌출부)
4000 시그반형 분자 펌프(종래)
5000 고정 원판(종래)

Claims

적어도 일부에 스파이럴 홈이 형성된 원판 형상부를 가지고, 상기 원판 형상부에 있어서 상기 스파이럴 홈이 형성되어 있지 않은 내주측면 또는 외주측면, 혹은, 상기 원판 형상부의 내주측에 설치되며 상기 원판 형상부와 동심인 원통 형상부의 외주측면, 또는 상기 원판 형상부의 외주측에 설치되고 상기 원판 형상부와 동심인 원통 형상부의 내주측면 중, 적어도 어느 1면의 적어도 일부에 돌기가 형성되고, 상기 스파이럴 홈의 상류측의 내주단은, 상기 스파이럴 홈의 하류측의 내주단과 축방향으로 연속하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
적어도 일부에 스파이럴 홈이 형성된 원판 형상부가 동심으로 설치되는, 원통 형상부를 가지는 진공 펌프용 부품으로서,
상기 원판 형상부가 상기 원통 형상부의 외주측에 설치되는 경우는 상기 원통 형상부의 외주측면, 또는, 상기 원판 형상부가 상기 원통 형상부의 내주측에 설치되는 경우는 상기 원통 형상부의 내주측면 중, 적어도 어느 1면의 적어도 일부에 돌기가 형성되고, 상기 스파이럴 홈의 상류측의 내주단은, 상기 스파이럴 홈의 하류측의 내주단과 축방향으로 연속하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
청구항 1에 있어서,
상기 돌기의 형성수는 상기 스파이럴 홈의 형성수의 정수배인 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
청구항 1에 있어서,
상기 스파이럴 홈의 형성수는 상기 돌기의 형성수의 정수배인 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
청구항 1에 있어서,
상기 돌기가 형성되어 있는 면에 있어서, 상기 돌기의 위치와, 상기 스파이럴 홈의 산부(山部)의 상기 면측의 단부의 위치가 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
청구항 1에 있어서,
상기 돌기가 형성되어 있는 면에 있어서, 상기 돌기와, 상기 스파이럴 홈의 산부의 상기 면측의 단부는, 연속하는 형상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
청구항 1에 있어서,
상기 돌기는 상기 원판 형상부의 중심축에 대해 소정의 각도를 가지고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
청구항 1에 있어서,
상기 돌기는, 돌출량이, 상기 돌기와 상기 스파이럴 홈이 근접하는 부분에 있어서의 상기 스파이럴 홈의 깊이의 70% 이상이 되는 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
청구항 1에 있어서,
상기 원판 형상부는 1 또는 복수의 부품에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프용 부품.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프용 부품과, 상기 스파이럴 홈에 대향하는 면을 가지는 제2 부품으로 구성되고, 상기 진공 펌프용 부품과 상기 제2 부품의 상호 작용에 의해 기체를 이송하는 것을 특징으로 하는 시그반형 배기 기구.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 부품 및 상기 돌기는, 상기 제2 부품과 상기 돌기가 대향하는 면에 있어서의 상기 제2 부품과 상기 돌기의 거리가 2mm 이내가 되는 치수로 설치되는 것을 특징으로 하는 시그반형 배기 기구.
청구항 10에 있어서,
상기 돌기는 상기 진공 펌프용 부품이 구비되는 진공 펌프에 있어서의 배기 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 시그반형 배기 기구.
청구항 10에 기재된 시그반형 배기 기구와, 나사홈형 분자 펌프 기구를 복합하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합형 진공 펌프.
청구항 10에 기재된 시그반형 배기 기구와, 터보 분자 펌프 기구를 복합하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합형 진공 펌프.
청구항 10에 기재된 시그반형 배기 기구와, 나사홈형 분자 펌프 기구와, 터보 분자 펌프 기구를 복합하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합형 진공 펌프.