KR20240035403A

KR20240035403A - 진공 펌프

Info

Publication number: KR20240035403A
Application number: KR1020237044477A
Authority: KR
Inventors: 요시유키 다카이; 도오루 미와타; 요시유키 사카구치
Original assignee: 에드워즈 가부시키가이샤
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2024-03-15
Also published as: WO2023008302A1; TW202305246A; CN117597518A; IL309298A; JP2023017160A; EP4379215A1

Abstract

(과제) 조립 작업의 서포트에 적합한 구조의 진공 펌프와, 그 조립 방법, 및, 그 조립에 이용되는 지그를 제공한다.
(해결 수단) 진공 펌프(1)는, 시일 부재(L)의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그(Q)와 맞닿는 접촉부(R)를 구비한다. 회전체(103)의 외주에 대향하여 펌프 고정 부품(J)을 배치하는 진공 펌프 조립 시에는, 펌프 고정 부품을 베이스(129) 상에 배치한 상태에서 접촉부에 의해 지그의 위치 결정을 행하고, 위치 결정된 지그의 압압부(Q1)로 펌프 고정 부품을 베이스 방향으로 압압함으로써, 시일 부재(L)의 축방향 높이를 조정한다. 이 조정에 의해, 펌프 고정 부품을 전체적으로 베이스 방향으로 하강시킴으로써, 펌프 고정 부품 상에 당해 펌프 고정 부품의 일부로서 적층되는 정익(123)과, 회전체의 외주로부터 펌프 고정 부품의 방향을 향해 돌출된 동익(102)의 간섭을 회피한다.

Description

진공 펌프

본 발명은, 반도체 제조 장치, 플랫·패널·디스플레이 제조 장치, 솔라·패널 제조 장치에 있어서의 프로세스 챔버 그 외의 챔버의 가스 배기 수단으로서 이용되는 진공 펌프와 그 조립 방법, 및 그 조립에 이용되는 지그에 관한 것이며, 특히, 진공 펌프 조립 작업의 서포트에 적합한 것이다.

종래, 이런 종류의 진공 펌프로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 진공 펌프가 알려져 있다. 동 문헌의 진공 펌프는, 정익(靜翼)(7)과 동익(動翼)(6)을 번갈아 배치한 구조의 터빈단을 구비하고 있다.

그러나, 특허문헌 1과 같은 터빈단을 구비하는 종래의 진공 펌프에 의하면, 그 구조상, 상하 방향에서 인접하는 동익(6) 사이에 정익(7)이 개재하기 때문에, 진공 펌프 조립 작업, 특히 동익(6) 사이에 정익(7)을 개재시키는 작업 시에, 정익(7)과 동익(6)이 간섭하여, 간섭에 의해 정익(7)이나 동익(6)에 상처를 입혀 버릴 우려가 있는 등, 진공 펌프 조립 작업은 힘들다.

일본국 특허공개 2014-51952호 공보

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 진공 펌프 조립 작업의 서포트에 적합한 구조의 진공 펌프와, 그 조립 방법, 및, 그 조립에 이용되는 지그를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 진공 펌프는, 베이스와, 상기 베이스 상에 배치된 회전체와, 상기 회전체를 그 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과, 상기 회전체의 외주에 대향하여 배치되는 펌프 고정 부품과, 상기 펌프 고정 부품의 적어도 일부를 그 상측에서 고정하는 케이싱과, 상기 펌프 고정 부품과 상기 베이스 사이에 형성되는 간극과, 상기 간극을 시일하는 시일 부재와, 상기 시일 부재의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그와 맞닿는 접촉부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 진공 펌프에 있어서, 상기 접촉부는, 상기 펌프 고정 부품에 장착하는 부속 부품과 같은 위상으로 배치됨으로써, 상기 부속 부품의 장착 시에, 그 접촉부에 의해 위치 결정된 상기 지그와 상기 부속 부품이 간섭하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

또, 본 발명에 따른 진공 펌프의 조립 방법은, 베이스와, 상기 베이스 상에 배치된 회전체와, 상기 회전체를 그 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과, 상기 회전체의 외주에 대향하여 배치되는 펌프 고정 부품과, 상기 펌프 고정 부품의 적어도 일부를 그 상측에서 고정하는 케이싱과, 상기 펌프 고정 부품과 상기 베이스 사이에 형성되는 간극과, 상기 간극을 시일하는 시일 부재와, 상기 시일 부재의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그와 맞닿는 접촉부를 구비한 진공 펌프의 조립 방법으로서, 상기 회전체의 외주에 대향하여 상기 펌프 고정 부품을 배치할 때의 공정은, 상기 펌프 고정 부품 상에 당해 펌프 고정 부품의 일부로서 적층되는 정익과, 상기 회전체의 외주로부터 상기 펌프 고정 부품의 방향을 향해 돌출된 동익의 간섭을 회피하는 수단으로서, 상기 펌프 고정 부품을 상기 베이스 상에 배치한 상태에서 상기 접촉부에 의해 상기 지그의 위치 결정을 행하고, 위치 결정된 당해 지그의 압압부(押壓部)로 상기 펌프 고정 부품을 상기 베이스 방향으로 압압함으로써, 상기 시일 부재의 축방향 높이가 제1 소정값이 되도록 조정하는 제1 공정과, 상기 제1 공정 후에, 상기 펌프 고정 부품 상에 상기 정익을 배치함으로써, 당해 정익과 상기 동익을 번갈아 배치한 구조의 터빈단을 형성하는 제2 공정과, 상기 제2 공정 후에, 상기 베이스에 대해 상기 펌프 고정 부품을 상기 케이싱으로 고정함으로써, 상기 시일 부재의 축방향 높이가 제2 소정값이 되도록 조정하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 진공 펌프의 조립 방법에 있어서, 상기 제1 소정값은, 상기 시일 부재의 설계 치수값보다 조금 높은 치수값이며, 상기 제2 소정값은, 상기 시일 부재의 설계 치수값인 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 따른 진공 펌프의 조립 방법에 있어서, 상기 제3 공정에서는, 상기 제1 공정에서 사용한 상기 지그의 상기 압압부와 상기 펌프 고정 부품 사이에 간극이 형성되는 것을 특징으로 해도 된다.

또한, 본 발명에 따른 지그는, 베이스와, 상기 베이스 상에 배치된 회전체와, 상기 회전체를 그 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과, 상기 회전체의 외주에 대향하여 배치되는 펌프 고정 부품과, 상기 펌프 고정 부품의 적어도 일부를 그 상측에서 고정하는 케이싱과, 상기 펌프 고정 부품과 상기 베이스 사이에 형성되는 간극과, 상기 간극을 시일하는 시일 부재와, 상기 시일 부재의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그와 맞닿는 접촉부를 구비한 진공 펌프의 조립에 이용되는 지그로서, 상기 지그는, 상기 펌프 고정 부품을 상기 베이스 상에 배치한 상태에서 상기 접촉부에 의해 위치 결정하는 것, 및 위치 결정한 상태에서 상기 펌프 고정 부품을 상기 베이스 방향으로 압압함으로써 상기 시일 부재의 축방향 높이를 조정하는 압압부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 지그에 있어서, 당해 지그는, 상기 시일 부재의 축방향의 높이를 조정한 후에도, 상기 펌프 고정 부품과의 사이에 간극을 형성한 상태로 펌프 내에 배치되는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 따른 지그에 있어서, 당해 지그는, 상기 펌프 고정 부품에 장착하는 부속 부품과 같은 위상으로 배치됨으로써, 상기 부속 부품의 장착 시에, 상기 부속 부품과 간섭하는 것을 특징으로 해도 된다.

본 발명에서는, 진공 펌프의 구체적인 구성으로서, 상술한 바와 같이, 시일 부재의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그와 맞닿는 접촉부를 구비하는 구성을 채용했다. 이 때문에, 진공 펌프 조립 시, 예를 들면, 회전체의 외주에 대향하여 펌프 고정 부품을 배치할 때, 펌프 고정 부품을 베이스 상에 배치한 상태에서 접촉부에 의해 지그의 위치 결정을 행하고, 위치 결정된 지그의 압압부로 펌프 고정 부품을 베이스 방향으로 압압함으로써, 시일 부재의 축방향 높이를 조정하는 것, 및, 이 조정에 의해, 펌프 고정 부품을 전체적으로 베이스 방향으로 하강시킴으로써, 부품끼리의 간섭, 구체적으로는, 펌프 고정 부품 상에 당해 펌프 고정 부품의 일부로서 적층되는 정익과, 회전체의 외주로부터 펌프 고정 부품의 방향을 향해 돌출된 동익의 간섭을 회피할 수 있다는 점에서, 진공 펌프 조립 작업의 서포트에 적합한 구조의 진공 펌프를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기와 같은 진공 펌프의 구체적인 조립 방법으로서, 상술한 바와 같이, 제1~제3 공정을 채용하고, 제1 공정에서는, 펌프 고정 부품 상에 당해 펌프 고정 부품의 일부로서 적층되는 정익과, 회전체의 외주로부터 펌프 고정 부품의 방향을 향해 돌출된 동익의 간섭을 회피하는 수단으로서, 펌프 고정 부품을 베이스 상에 배치한 상태에서 접촉부에 의해 지그의 위치 결정을 행하고, 위치 결정된 당해 지그의 압압부로 펌프 고정 부품을 베이스 방향으로 압압함으로써, 시일 부재의 축방향 높이가 제1 소정값이 되도록 조정하는 것으로 했다. 이 때문에, 제1 공정 후에, 펌프 고정 부품 상에 정익을 배치함으로써 정익과 동익을 번갈아 배치한 구조의 터빈단을 형성할 때에, 상기 간섭을 회피할 수 있다는 점에서, 진공 펌프 조립 작업의 서포트에 적합하다.

또, 본 발명에 의하면, 상기와 같은 진공 펌프의 조립에 이용되는 지그의 구체적인 구성으로서, 상기한 바와 같이, 이러한 지그는, 펌프 고정 부품을 베이스 상에 배치한 상태에서 접촉부에 의해 위치 결정되는 것이며, 또한, 그 위치 결정된 상태에서 펌프 고정 부품을 베이스 방향으로 압압함으로써 시일 부재의 축방향 높이를 조정하는 압압부를 구비하는 구성을 채용했다. 이 때문에, 시일 부재의 축방향 높이의 조정에 의해, 펌프 고정 부품을 전체적으로 베이스 방향으로 하강시킴으로써, 부품끼리의 간섭, 구체적으로는, 펌프 고정 부품 상에 당해 펌프 고정 부품의 일부로서 적층되는 정익과, 회전체의 외주로부터 펌프 고정 부품의 방향을 향해 돌출된 동익의 간섭을 회피할 수 있다는 점에서, 진공 펌프 조립 작업의 서포트에 적합하다.

도 1은, 터보 분자 펌프라고 칭하는 진공 펌프의 종단면도이다.
도 2는, 앰프 회로의 회로도이다.
도 3은, 전류 지령값이 검출값보다 큰 경우의 제어를 나타내는 타임차트이다.
도 4는, 전류 지령값이 검출값보다 작은 경우의 제어를 나타내는 타임차트이다.
도 5는, 본 발명을 적용한 진공 펌프의 단면도이다.
도 6은, 제1 공정의 설명도이다.
도 7은, 제2 및 제3 공정의 설명도이다.
도 8은, 도 7의 일부와 그 확대도이다.
도 9는, 본 발명을 적용한 지그의 진공 펌프에 대한 배치 모식도이다.
도 10은, 지그의 상면도이다.
도 11은, 지그의 정면도이다.

도 1은 터보 분자 펌프라고 칭하는 진공 펌프의 종단면도이고, 도 2는 앰프 회로의 회로도, 도 3은 전류 지령값이 검출값보다 큰 경우의 제어를 나타내는 타임 차트, 도 4는 전류 지령값이 검출값보다 작은 경우의 제어를 나타내는 타임 차트이다.

도 1을 참조하면, 동 도면의 진공 펌프(100)에 있어서, 원통 형상의 외통(127)의 상단에는 흡기구(101)가 형성되어 있다. 그리고, 외통(127)의 안쪽에는, 가스를 흡인 배기하기 위한 터빈 블레이드인 복수의 동익(102)(102a, 102b, 102c···)을 둘레부에 방사상 또한 다단으로 형성한 로터(103)(이하 「회전체(103)」라고 한다)가 구비되어 있다. 이 회전체(103)의 구체적인 구성예로서, 도 1의 진공 펌프(100)에서는, 이러한 회전체(103)는 제1 원통부(102e)의 외주부에 동익(102)을 형성한 형상으로 되어 있다.

회전체(103)의 중심에는 체결부(CN)를 통해 로터축(113)이 장착되어 있으며, 로터축(113)은, 예를 들면 5축 제어의 자기 베어링에 의해 공중에 부상 지지 또한 위치 제어되고 있다. 이 경우, 자기 베어링 및 로터축(113)이 회전체(103)를 그 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하는 지지 수단으로서 기능한다. 또, 이 회전체(103)는, 일반적으로, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속에 의해 구성되어 있다.

자기 베어링의 구체적인 구성예로서, 도 1의 진공 펌프(100)에서는, 상측 경방향(徑方向) 전자석(104)은, 4개의 전자석이 X축과 Y축에 쌍을 이루어 배치되어 있다. 이 상측 경방향 전자석(104)에 근접하며, 또한 상측 경방향 전자석(104) 각각에 대응하여, 4개의 상측 경방향 센서(107)가 구비되어 있다. 상측 경방향 센서(107)는, 예를 들면 전도 권선을 갖는 인덕턴스 센서나 와전류 센서 등이 이용되며, 로터축(113)의 위치에 따라 변화하는 이 전도 권선의 인덕턴스의 변화에 의거하여 로터축(113)의 위치를 검출한다. 이 상측 경방향 센서(107)는 로터축(113), 즉 그것에 고정된 회전체(103)의 경방향 변위를 검출하여, 제어 장치(200)로 보내도록 구성되어 있다.

제어 장치(200)에 있어서, 예를 들면 PID 조절 기능을 갖는 보상 회로가, 상측 경방향 센서(107)에 의해 검출된 위치 신호에 의거하여, 상측 경방향 전자석(104)의 여자 제어 지령 신호를 생성하고, 도 2에 나타내는 앰프 회로(150)(후술한다)가, 이 여자 제어 지령 신호에 의거하여, 상측 경방향 전자석(104)을 여자 제어함으로써, 로터축(113)의 상측의 경방향 위치가 조정된다.

로터축(113)은, 고투자율재(철, 스테인리스 등) 등에 의해 형성되며, 상측 경방향 전자석(104)의 자력에 의해 흡인되도록 되어 있다. 이러한 조정은, X축 방향과 Y축 방향으로 각각 독립적으로 행해진다. 또, 하측 경방향 전자석(105) 및 하측 경방향 센서(108)가, 상측 경방향 전자석(104) 및 상측 경방향 센서(107)와 동일하게 배치되고, 로터축(113)의 하측의 경방향 위치를 상측의 경방향 위치와 동일하게 조정하고 있다.

또한, 자기 베어링의 구체적인 구성예로서, 도 1의 진공 펌프(100)에서는, 축방향 전자석(106A, 106B)이, 로터축(113)의 하부에 구비한 원판 형상의 금속 디스크(111)를 상하로 끼워 배치되어 있다. 금속 디스크(111)는, 철 등의 고투자율재로 구성되어 있다. 로터축(113)의 축방향 변위를 검출하기 위해 축방향 센서(109)가 구비되며, 그 축방향 위치 신호가 제어 장치(200)로 보내지도록 구성되어 있다.

그리고, 제어 장치(200)에 있어서, 예를 들면 PID 조절 기능을 갖는 보상 회로가, 축방향 센서(109)에 의해 검출된 축방향 위치 신호에 의거하여, 축방향 전자석(106A)과 축방향 전자석(106B) 각각의 여자 제어 지령 신호를 생성하고, 앰프 회로(150)가, 이들 여자 제어 지령 신호에 의거하여, 축방향 전자석(106A)과 축방향 전자석(106B)을 각각 여자 제어함으로써, 축방향 전자석(106A)이 자력에 의해 금속 디스크(111)를 상방으로 흡인하고, 축방향 전자석(106B)이 금속 디스크(111)를 하방으로 흡인하여, 로터축(113)의 축방향 위치가 조정된다.

이상과 같이, 제어 장치(200)는, 축방향 전자석(106A, 106B)이 금속 디스크(111)에 미치는 자력을 적당하게 조절하고, 로터축(113)을 축방향으로 자기 부상시켜, 공간에 비접촉으로 유지하도록 되어 있다. 또한, 이들 상측 경방향 전자석(104), 하측 경방향 전자석(105) 및 축방향 전자석(106A, 106B)을 여자 제어하는 앰프 회로(150)에 대해서는, 후술한다.

도 1의 진공 펌프(100)에 있어서, 모터(121)는, 로터축(113)을 둘러싸도록 둘레 형상으로 배치된 복수의 자극을 구비하고 있다. 각 자극은, 로터축(113)과의 사이에 작용하는 전자력을 통해 로터축(113)을 회전 구동하도록, 제어 장치(200)에 의해 제어되고 있다. 또, 모터(121)에는 도시하지 않은 예를 들면 홀 소자, 리졸버, 인코더 등의 회전 속도 센서가 내장되어 있으며, 이 회전 속도 센서의 검출 신호에 의해 로터축(113)의 회전 속도가 검출되도록 되어 있다.

또한, 예를 들면 하측 경방향 센서(108) 근방에, 도시하지 않은 위상 센서가 장착되어 있으며, 로터축(113)의 회전의 위상을 검출하도록 되어 있다. 제어 장치(200)에서는, 이 위상 센서와 회전 속도 센서의 검출 신호를 모두 이용하여 자극의 위치를 검출하도록 되어 있다.

동익(102)(102a, 102b, 102c···)과 약간의 공극을 두고 복수 장의 정익(123)(123a, 123b, 123c···)이 배치되어 있다. 동익(102)(102a, 102b, 102c···)은, 각각 배기 가스의 분자를 충돌에 의해 하방향으로 이송하기 위해, 로터축(113)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 형성되어 있다. 정익(123)(123a, 123b, 123c···)은, 예를 들면 알루미늄, 철, 스테인리스, 구리 등의 금속, 또는 이들 금속을 성분으로서 포함하는 합금 등의 금속에 의해 구성되어 있다.

또, 정익(123)도, 마찬가지로 로터축(113)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 형성되며, 또한 외통(127)의 안쪽을 향해 동익(102)의 단과 엇갈리게 배치되어 있다. 그리고, 정익(123)의 외주단은, 복수의 적층된 정익 스페이서(125)(125a, 125b, 125c···) 사이에 끼워 넣어진 상태로 지지되고 있다.

정익 스페이서(125)는 링 형상의 부재이며, 예를 들면 알루미늄, 철, 스테인리스, 구리 등의 금속, 또는 이들 금속을 성분으로서 포함하는 합금 등의 금속에 의해 구성되어 있다. 정익 스페이서(125)의 외주에는, 약간의 공극을 두고 외통(127)이 고정되어 있다. 외통(127)의 저부에는 베이스(129)가 배치되어 있다. 베이스(129)에는 배기구(133)가 형성되며, 외부에 연통되고 있다. 챔버(진공 챔버) 측으로부터 흡기구(101)에 들어가 베이스(129)로 이송되어 온 배기 가스는, 배기구(133)로 보내진다.

또한, 진공 펌프(100)의 용도에 따라, 정익 스페이서(125)의 하부와 베이스(129) 사이에는, 나사 스페이서(131)가 배치된다. 나사 스페이서(131)는, 알루미늄, 구리, 스테인리스, 철, 또는 이들 금속을 성분으로 하는 합금 등의 금속에 의해 구성된 원통 형상의 부재이며, 그 내주면에 나선형의 나사 홈(131a)이 복수 줄 새겨져 있다. 나사 홈(131a)의 나선의 방향은, 회전체(103)의 회전 방향으로 배기 가스의 분자가 이동했을 때에, 이 분자가 배기구(133) 쪽으로 이송되는 방향이다. 회전체(103)의 동익(102)(102a, 102b, 102c···)에 이어지는 최하부에는 제2 원통부(102d)가 제1 원통부(102e)에 연결되어 수하(垂下)되어 있다. 제2 원통부(102d)의 외주면은, 원통 형상이며, 또한 나사 스페이서(131)의 내주면을 향해 돌출되어 있으며, 이 나사 스페이서(131)의 내주면과 소정의 간극을 두고 근접되어 있다. 동익(102) 및 정익(123)에 의해 나사 홈(131a)으로 이송되어 온 배기 가스는, 나사 홈(131a)으로 안내되면서 베이스(129)로 보내진다.

베이스(129)는, 진공 펌프(100)의 기저부를 구성하는 원반 형상의 부재이며, 일반적으로는 철, 알루미늄, 스테인리스 등의 금속에 의해 구성되어 있다. 베이스(129)는 진공 펌프(100)를 물리적으로 유지함과 더불어, 열의 전도로(傳導路)의 기능도 겸비하고 있으므로, 철, 알루미늄이나 구리 등의 강성이 있으며, 열전도율도 높은 금속이 사용되는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 있어서, 동익(102)이 로터축(113)과 함께 모터(121)에 의해 회전 구동되면, 동익(102)과 정익(123)의 작용에 의해, 흡기구(101)를 통해 챔버로부터 배기 가스가 흡기된다. 동익(102)의 회전 속도는 통상 20000rpm~90000rpm이며, 동익(102)의 선단에서의 주속도(周速度)는 200m/s~400m/s에 도달한다. 흡기구(101)로부터 흡기된 배기 가스는, 동익(102)과 정익(123) 사이를 지나, 베이스(129)로 이송된다. 이 때, 배기 가스가 동익(102)에 접촉할 때에 발생하는 마찰열이나, 모터(121)에서 발생한 열의 전도 등에 의해, 동익(102)의 온도는 상승하는데, 이 열은, 복사 또는 배기 가스의 기체 분자 등에 의한 전도에 의해 정익(123) 측에 전달된다.

정익 스페이서(125)는, 외주부에서 서로 접합되어 있으며, 정익(123)이 동익(102)으로부터 받은 열이나 배기 가스가 정익(123)에 접촉할 때에 발생하는 마찰열 등을 외부로 전달한다.

또한, 상기에서는, 나사 스페이서(131)는 회전체(103)의 원통부(102d)의 외주에 배치하고, 나사 스페이서(131)의 내주면에 나사 홈(131a)이 새겨져 있는 것으로 하여 설명했다. 그러나, 이와는 반대로 원통부(102d)의 외주면에 나사 홈이 새져지고, 그 주위에 원통 형상의 내주면을 갖는 스페이서가 배치되는 경우도 있다.

또, 진공 펌프(100)의 용도에 따라서는, 흡기구(101)로부터 흡인된 가스가 상측 경방향 전자석(104), 상측 경방향 센서(107), 모터(121), 하측 경방향 전자석(105), 하측 경방향 센서(108), 축방향 전자석(106A, 106B), 축방향 센서(109) 등으로 구성되는 전장부에 침입하는 일이 없도록, 전장부는 주위가 스테이터 칼럼(122)으로 덮이고, 이 스테이터 칼럼(122) 내는 퍼지 가스로 소정압으로 유지되는 경우도 있다.

이 경우에는, 베이스(129)에는 도시하지 않은 배관이 배치되고, 이 배관을 통해 퍼지 가스가 도입된다. 도입된 퍼지 가스는, 보호 베어링(120)과 로터축(113) 사이, 모터(121)의 로터와 스테이터 사이, 스테이터 칼럼(122)과 동익(102)의 내주측 원통부 사이의 간극을 통해 배기구(133)로 송출된다.

여기에, 진공 펌프(100)는, 기종의 특정과, 개별적으로 조정된 고유의 파라미터(예를 들면, 기종에 대응하는 제(諸) 특성)에 의거한 제어를 필요로 한다. 이 제어 파라미터를 저장하기 위해, 상기 진공 펌프(100)는, 그 본체 내에 전자 회로부(141)를 구비하고 있다. 전자 회로부(141)는, EEP-ROM 등의 반도체 메모리 및 그 액세스를 위한 반도체 소자 등의 전자 부품, 그들의 실장용 기판(143) 등으로 구성된다. 이 전자 회로부(141)는, 진공 펌프(100)의 하부를 구성하는 베이스(129)의 예를 들면 중앙 부근의 도시하지 않은 회전 속도 센서의 하부에 수용되며, 기밀성의 바닥 덮개(145)에 의해 닫혀 있다.

그런데, 반도체의 제조 공정에서는, 챔버에 도입되는 프로세스 가스 중에는, 그 압력이 소정값보다 높아지거나, 혹은, 그 온도가 소정값보다 낮아지면, 고체가 되는 성질을 갖는 것이 있다. 진공 펌프(100) 내부에서는, 배기 가스의 압력은, 흡기구(101)에서 가장 낮고 배기구(133)에서 가장 높다. 프로세스 가스가 흡기구(101)로부터 배기구(133)로 이송되는 도중에, 그 압력이 소정값보다 높아지거나, 그 온도가 소정값보다 낮아지면, 프로세스 가스는, 고체상이 되어, 진공 펌프(100) 내부에 부착되어 퇴적된다.

예를 들면, Al 에칭 장치에 프로세스 가스로서 SiCl₄가 사용된 경우, 저진공(760[torr]~10^-2[torr]) 또한, 저온(약 20[℃])일 때, 고체 생성물(예를 들면 AlCl₃)이 석출되어, 진공 펌프(100) 내부에 부착 퇴적되는 것을 증기압 곡선으로부터 알 수 있다. 이로 인해, 진공 펌프(100) 내부에 프로세스 가스의 석출물이 퇴적되면, 이 퇴적물이 진공 펌프의 가스 유로를 좁혀, 진공 펌프(100)의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 그리고, 상술한 생성물은, 배기구(133) 부근이나 나사 스페이서(131) 부근의 압력이 높은 부분에서 응고, 부착되기 쉬운 상황에 있었다.

그 때문에, 이 문제를 해결하기 위해, 종래는 베이스(129) 등의 외주에 도시하지 않은 히터나 환상의 수랭관(149)을 권착(卷着)시키며, 또한 예를 들면 베이스(129)에 도시하지 않은 온도 센서(예를 들면 서미스터)를 매입(埋入)하고, 이 온도 센서의 신호에 의거하여 베이스(129)의 온도를 일정한 높은 온도(설정 온도)로 유지하도록 히터의 가열이나 수랭관(149)에 의한 냉각의 제어(이하 TMS라고 한다. TMS；Temperature Management System)가 행해지고 있다.

다음에, 이와 같이 구성되는 진공 펌프(100)에 관하여, 그 상측 경방향 전자석(104), 하측 경방향 전자석(105) 및 축방향 전자석(106A, 106B)을 여자 제어하는 앰프 회로(150)에 대해서 설명한다. 이 앰프 회로(150)의 회로도를 도 2에 나타낸다.

도 2에 있어서, 상측 경방향 전자석(104) 등을 구성하는 전자석 권선(151)은, 그 일단이 트랜지스터(161)를 통해 전원(171)의 양극(171a)에 접속되어 있으며, 또, 그 타단이 전류 검출 회로(181) 및 트랜지스터(162)를 통해 전원(171)의 음극(171b)에 접속되어 있다. 그리고, 트랜지스터(161, 162)는, 이른바 파워 MOSFET으로 되어 있으며, 그 소스-드레인 간에 다이오드가 접속된 구조를 갖고 있다.

이 때, 트랜지스터(161)는, 그 다이오드의 캐소드 단자(161a)가 양극(171a)에 접속됨과 더불어, 애노드 단자(161b)가 전자석 권선(151)의 일단과 접속되도록 되어 있다. 또, 트랜지스터(162)는, 그 다이오드의 캐소드 단자(162a)가 전류 검출 회로(181)에 접속됨과 더불어, 애노드 단자(162b)가 음극(171b)과 접속되도록 되어 있다.

한편, 전류 회생용 다이오드(165)는, 그 캐소드 단자(165a)가 전자석 권선(151)의 일단에 접속됨과 더불어, 그 애노드 단자(165b)가 음극(171b)에 접속되도록 되어 있다. 또, 이와 마찬가지로, 전류 회생용 다이오드(166)는, 그 캐소드 단자(166a)가 양극(171a)에 접속됨과 더불어, 그 애노드 단자(166b)가 전류 검출 회로(181)를 통해 전자석 권선(151)의 타단에 접속되도록 되어 있다. 그리고, 전류 검출 회로(181)는, 예를 들면 홀 센서식 전류 센서나 전기 저항 소자로 구성되어 있다.

이상과 같이 구성되는 앰프 회로(150)는, 하나의 전자석에 대응되는 것이다. 그 때문에, 자기 베어링이 5축 제어이며, 전자석(104, 105, 106A, 106B)이 합계 10개 있는 경우에는, 전자석 각각에 대해서 동일한 앰프 회로(150)가 구성되고, 전원(171)에 대해 10개의 앰프 회로(150)가 병렬로 접속되도록 되어 있다.

또한, 앰프 제어 회로(191)는, 예를 들면, 제어 장치(200)의 도시하지 않은 디지털·시그널·프로세서부(이하, DSP부라고 한다)에 의해 구성되고, 이 앰프 제어 회로(191)는, 트랜지스터(161, 162)의 on/off를 전환하도록 되어 있다.

앰프 제어 회로(191)는, 전류 검출 회로(181)가 검출한 전류값(이 전류값을 반영한 신호를 전류 검출 신호(191c)라고 한다)과 소정의 전류 지령값을 비교하도록 되어 있다. 그리고, 이 비교 결과에 의거하여, PWM 제어에 의한 1주기인 제어 사이클(Ts) 내에 발생시키는 펄스폭의 크기(펄스폭 시간 Tp1, Tp2)를 결정하도록 되어 있다. 그 결과, 이 펄스폭을 갖는 게이트 구동 신호(191a, 191b)를, 앰프 제어 회로(191)로부터 트랜지스터(161, 162)의 게이트 단자에 출력하도록 되어 있다.

또한, 회전체(103)의 회전 속도의 가속 운전 중에 공진점을 통과할 때나 정속 운전 중에 외란이 발생했을 때 등에, 고속 또한 강한 힘으로의 회전체(103)의 위치 제어를 할 필요가 있다. 그 때문에, 전자석 권선(151)에 흐르는 전류의 급격한 증가(혹은 감소)가 가능하도록, 전원(171)으로서는, 예를 들면 50V 정도의 고전압이 사용되도록 되어 있다. 또, 전원(171)의 양극(171a)과 음극(171b) 사이에는, 전원(171)의 안정화를 위해, 통상 콘덴서가 접속되어 있다(도시 생략).

이러한 구성에 있어서, 트랜지스터(161, 162)를 둘 다 on으로 하면, 전자석 권선(151)에 흐르는 전류(이하, 전자석 전류(iL)라고 한다)가 증가하고, 둘 다 off로 하면, 전자석 전류(iL)가 감소한다.

또, 트랜지스터(161, 162) 중 한쪽을 on으로 하고 다른 쪽을 off로 하면, 이른바 플라이 휠 전류가 유지된다. 그리고, 이와 같이 앰프 회로(150)에 플라이 휠 전류를 흐르게 함으로써, 앰프 회로(150)에 있어서의 히스테리시스 손실을 감소시켜, 회로 전체로서의 소비 전력을 낮게 억제할 수 있다. 또, 이와 같이 트랜지스터(161, 162)를 제어함으로써, 터보 분자 펌프(100)에 발생하는 고조파 등의 고주파 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 이 플라이 휠 전류를 전류 검출 회로(181)에서 측정함으로써 전자석 권선(151)을 흐르는 전자석 전류(iL)가 검출 가능해진다.

즉, 검출한 전류값이 전류 지령값보다 작은 경우에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 제어 사이클(Ts)(예를 들면 100μs) 중에서 1회만, 펄스폭 시간 Tp1에 상당하는 시간만큼 트랜지스터(161, 162)를 둘 다 on으로 한다. 그 때문에, 이 기간 중의 전자석 전류(iL)는, 양극(171a)에서 음극(171b)으로, 트랜지스터(161, 162)를 통해 흐르게 할 수 있는 전류값 iLmax(도시하지 않음)을 향해 증가한다.

한편, 검출한 전류값이 전류 지령값보다 큰 경우에는, 도 4에 나타내는 바와 같이 제어 사이클(Ts) 중에서 1회만 펄스폭 시간 Tp2에 상당하는 시간만큼 트랜지스터(161, 162)를 둘 다 off로 한다. 그 때문에, 이 기간 중의 전자석 전류(iL)는, 음극(171b)에서 양극(171a)으로, 다이오드(165, 166)를 통해 회생할 수 있는 전류값 iLmin(도시하지 않음)을 향해 감소한다.

그리고, 어느 경우에도, 펄스폭 시간 Tp1, Tp2의 경과 후에는, 트랜지스터(161, 162) 중 어느 1개를 on으로 한다. 그 때문에, 이 기간 중에는, 앰프 회로(150)에 플라이 휠 전류가 유지된다.

도 5는 본 발명을 적용한 진공 펌프의 단면도이며, 도 6은 제1 공정의 설명도, 도 7은 제3 공정의 설명도, 도 8은 도 7의 일부 확대도이다. 또, 도 9는 본 발명을 적용한 지그의 진공 펌프에 대한 배치 모식도, 도 10은 지그의 상면도, 도 11은 지그의 정면도이다.

이 도 5의 진공 펌프(1)는, 베이스(129)와, 베이스(129) 상에 배치된 회전체(103)와, 회전체(103)를 그 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과, 회전체(103)의 외주에 대향하여 배치되는 펌프 고정 부품(J)과, 펌프 고정 부품(J)의 적어도 일부를 그 상측에서 고정하는 케이싱(K)과, 펌프 고정 부품(J)과 베이스(129) 사이에 형성되는 간극(G1)과, 간극(G1)을 시일하는 시일 부재(L)와, 시일 부재(L)의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그(Q)(도 6~도 11 참조)와 맞닿는 접촉부(R)를 구비하고 있다.

도 5의 진공 펌프(1)에 있어서, 베이스(129), 회전체(103), 및, 지지 수단의 구체적인 구성은, 앞서 설명한 도 1의 진공 펌프(100)의 것과 동일하므로, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여, 그 상세 설명은 생략한다.

도 5의 진공 펌프(1)에 있어서의 펌프 고정 부품(J)은, 상술한 바와 같이 회전체(103)의 외주에 대향하여 배치되는 부품이기 때문에, 동 도면의 진공 펌프(1)에 있어서는, 그렇게 배치되는 부품, 구체적으로는, 적어도 정익(123)(123a, 123b…), 정익 스페이서(125)(125a, 125b…), 나사 스페이서(131)가 펌프 고정 부품(J)에 상당한다.

도 5의 진공 펌프(1)에 있어서, 정익(123), 정익 스페이서(125), 나사 스페이서(131)의 구체적인 기능에 대해서는, 앞서 설명한 도 1의 진공 펌프(100)의 것과 동일하므로, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여, 그 상세 설명은 생략한다.

나사 스페이서(131)를 지지하는 구체적인 구성예로서, 도 5의 진공 펌프(1)에서는, 히터 스페이서(300)의 상부에 나사 스페이서(131)를 장착하는 구성을 채용하고 있다. 히터 스페이서(300)도 또한, 회전체(103)의 외주에 대향하여 배치되는 부품이기 때문에, 펌프 고정 부품(J)이다.

히터 스페이서(300)에는, 카트리지 히터(H)(도 9 참조)가 복수 장착되어 있다. 이들 카트리지 히터(H)는, 주로, 히터 스페이서(300)를 가열하여 발열시킴으로써 나사 스페이서(131)를 가열하는 수단으로서 기능한다. 히터 스페이서(300)에 카트리지 히터(H)를 장착하는 구조예로서, 도 5의 진공 펌프(1)에서는, 히터 스페이서(300)의 외주에 히터 장착용 오목부(300A)를 형성하고, 당해 오목부(300A)에 카트리지 히터(H)를 장착하는 구조를 채용했으나, 이 구조로 한정되지 않는다.

히터 스페이서(300)의 하부에는, 인슐레이터 월(301)이 장착되어 있다. 인슐레이터 월(301)은, 나사 홈(131a)의 하류 출구 부근으로부터 배기구(131)(도 1 참조)로 연결되는 펌프 내 유로를 형성하는 수단 등으로서 기능한다. 이 인슐레이터 월(301)도, 회전체(103)의 외주에 대향하여 배치되는 부품이기 때문에, 펌프 고정 부품(J)이다.

또, 히터 스페이서(300)의 상부에는, 통 형상의 이너 스페이서(302)가 장착되어 있다. 이너 스페이서(302)는, 나사 스페이서(131) 상에 적층된 정익(123)과 정익 스페이서(125)로 이루어지는 적층체(도 5의 예에서는, 밑에서부터 4단분의 정익(123)(123d~123h)와 정익 스페이서(125)(125c~125f))의 외주를 덮도록 배치된다. 이와 같이 배치된 이너 스페이서(302)도, 회전체(103)의 외주에 대향하여 배치되는 부품이기 때문에, 펌프 고정 부품(J)이다.

접촉부(R)의 구체적인 구조예로서, 도 1의 진공 펌프(1)에서는, 히터 스페이서(300)의 하부 외주에 오목부(R1)를 형성하고, 이 오목부(R1)에 지그(Q)의 압압부(Q1)가 결합하는 구조(도 6 참조)를 채용하고 있다.

접촉부(R)는, 상기와 같이, 시일 부재(L)의 축방향 높이 조정에 이용되는 것이기 때문에, 이 용도를 일탈하지 않는 범위 내에서 필요에 따라 적절히 그 구조 변경이 가능하다. 도시는 생략하지만, 예를 들면, 접촉부(R)를 볼록부로 형성하고, 이 볼록부에 지그(Q)의 오목부가 결합하는 구조를 채용하는 것도 가능하다.

케이싱(K)의 구체적인 구성예로서, 도 5의 진공 펌프(1)에서는, 이러한 케이싱(K)은, 도 1의 진공 펌프(100)에 있어서의 외통(127)을 상부 케이싱(K1)과 하부 케이싱(K2)으로 나누고, 이 중 하부 케이싱(K2)이 상술한 고정 기능을 갖는다. 즉, 하부 케이싱(K2)이 펌프 고정 부품(J)의 적어도 일부를 그 상측에서 고정하는 기능을 가지도록 구성되어 있다.

상부 케이싱(K1)은, 진공 펌프(1)의 외장으로서 기능한다. 한편, 하부 케이싱(K2)은, 수랭 스페이서(K21)와 아우터 월(K22)을 볼트(BT3)(도 7 참조)로 연결한 구조로 되어 있어, 진공 펌프(1)의 외장으로서 기능하는 것 이외에, 수랭 스페이서(K21) 내의 도시하지 않은 수랭관 중에 냉각 매체가 통함으로써, 진공 펌프(1)를 냉각하는 수단으로서도 기능한다.

하부 케이싱(K2)에 의해 펌프 고정 부품(J)의 일부를 고정하는 구체적인 구성예로서, 도 5의 진공 펌프(1)에서는, 하부 케이싱(K2)과 이너 스페이서(302)가 서로 상하로 겹치는 부분에 있어서, 하부 케이싱(127B) 측에 볼트 통과 구멍을 형성하는 한편, 이너 스페이서(302) 측에 나사 구멍을 형성하고, 또한, 그 볼트 통과 구멍에 볼트(BT1)(도 7 참조)를 통과시켜 상기 나사 구멍에 조임 고정하는 구성을 채용했으나, 이것으로 한정되지 않는다. 볼트(BT1) 이외의 다른 체결 수단에 의해 이너 스페이서(302)를 고정해도 된다.

이너 스페이서(302)를 히터 스페이서(300)에 장착 고정하는 구체적인 구성예로서, 도 5의 진공 펌프(1)에서는, 이너 스페이서(302)의 하부 플랜지부에 볼트 통과 구멍을 형성하는 한편, 히터 스페이서(300)의 상부 플랜지부에 나사 구멍을 형성하고, 또한, 그 볼트 통과 구멍에 볼트(BT2)(도 7 참조)를 통과시켜 상기 나사 구멍에 조임 고정하는 구성을 채용했으나, 이것으로 한정되지 않는다. 볼트(BT2) 이외의 다른 체결 수단에 의해 이너 스페이서(302)를 고정해도 된다.

간극(G1)은, 베이스(129)의 상면과 이것에 인접하여 대향하는 히터 스페이서(300)(펌프 고정 부품(J))의 하면 사이, 및, 베이스(129)의 상면과 이것에 인접하여 대향하는 이너 스페이서(302)의 하면 사이에 형성됨으로써, 베이스(129)와 히터 스페이서(300)나 이너 스페이서(302) 사이에서의 열이동을 방지하는 단열 수단으로서 기능한다.

도 1의 진공 펌프에서는, 이너 스페이서(302), 히터 스페이서(300), 나사 스페이서(131), 인슐레이터 월(301), 밑에서부터 4단분의 정익(123)(123e~123h)과 정익 스페이서(125)(125c~125f)가 전체적으로 하나로 뭉친 내부 유닛으로서 구성되어 있으며, 이 내부 유닛(M)은, 나사 홈(131a) 내 등에서의 퇴적물의 생성을 방지하기 위해, 히터 스페이서(300)의 발열에 의해 가열된다. 그 열이 내부 유닛으로부터 베이스(129) 측으로 빠져나가는 것을 방지하는 수단으로서, 상기 간극(G1)은 기능한다.

시일 부재(L)는, 상기 간극(G1), 즉, 베이스(129)와 내부 유닛(M) 사이(구체적으로는, 베이스(129)의 상면과 히터 스페이서(300)의 하면 사이)에 개재함으로써, 진공 펌프(1)의 내부를 대기측으로부터 차단하는 수단으로서 기능한다.

간극(G1)에 시일 부재(L)를 개재시키는 구체적인 구성으로서, 도 1의 진공 펌프(1)에서는, 베이스(129) 상에 인슐레이터(N)를 배치하고, 인슐레이터(N) 상에 시일 부재(L)가 배치되는 구성을 채용했으나, 이 구성으로 한정되지 않는다. 인슐레이터(N)는 생략하는 것도 가능하다.

인슐레이터(N)는, 일부가 기립한 형상으로 되어 있어, 그 기립부(N1)의 선단부가 접촉부로서 히터 스페이서(300)의 하부 내주에 맞닿고, 다른 일단이 베이스(129)의 단차부와 맞닿음으로써, 히터 스페이서(300)의 경방향 위치 결정 수단으로서 기능한다. 또, 이 인슐레이터(N)의 기립부(N1)에 상술한 시일 부재(L)를 맞닿아 배치함으로써, 인슐레이터(N)는 시일 부재(N)의 경방향 위치 결정 수단으로서도 기능한다.

도 6을 참조하면, 지그(Q)는, 펌프 고정 부품(J)(구체적으로는 히터 스페이서(300))를 베이스(129) 상에 배치한 상태에서, 상술한 접촉부(R)에 의해 위치 결정된다. 이 접촉부(R)에 의한 지그(Q)의 위치 결정은, 앞서 설명한 히터 스페이서(300)의 오목부(R1)에 대해 지그(Q)의 압압부(Q1)가 결합함에 따른 것이다.

지그(Q)의 압압부(Q1)는, 상기와 같이 위치 결정된 상태에서, 펌프 고정 부품(J)(구체적으로는 히터 스페이서(300))을 베이스(129) 방향으로 압압함으로써 시일 부재(L)의 축방향 높이를 조정하는 수단으로서 기능한다.

도 9를 참조하면, 도 5의 진공 펌프(1)에서는, 접촉부(R)의 구체적인 배치 구성으로서, 접촉부(R)는, 펌프 고정 부품(J)에 장착하는 부속 부품(도 5, 도 9의 예에서는 카트리지 히터(H))과 같은 위상으로 배치된다.

따라서, 접촉부(R)에 의해 위치 결정된 지그(Q)는, 부속 부품인 카트리지 히터(H)의 장착 시에, 카트리지 히터(H)와 간섭한다. 지그(Q)를 제거하지 않는 한, 카트리지 히터(H)의 장착은 할 수 없으므로, 지그(Q)의 제거를 잊는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

카트리지 히터(H)는 부속 부품의 일례이다. 카트리지 히터(H) 이외의 다른 부속 부품과 지그(Q)가 간섭하도록 구성해도 된다.

도 5의 진공 펌프(1)를 조립할 때에는, 베이스(129) 상에 회전체(103)를 배치하고, 그 후, 회전체(103)의 외주에 대향하여 펌프 고정 부품(J)을 배치한다. 여기서의 펌프 고정 부품(J)의 배치는, 이너 스페이서(302), 히터 스페이서(300) 및 나사 스페이서(131)를 도 6과 같이 베이스(129) 상에 배치하는 것이며, 그렇게 배치하는 작업의 공정은, 하기 제1~제3 공정과 같다.

《제1 공정》

도 6을 참조하면, 제1 공정에서는, 우선, 베이스(129)에 인슐레이터(N)를 장착하고, 장착한 인슐레이터(N) 상에 시일 부재(L)를 배치한다. 그리고, 인슐레이터 월(301), 히터 스페이서(300), 나사 스페이서(131)가 그 순서로 적층된 상태로 베이스(129) 상에 배치되도록 한다.

이로 인해, 인슐레이터 월(301), 히터 스페이서(300) 및 나사 스페이서(131)는, 회전체(103)의 외주에 대향하여 배치된다(도 6에서는, 설명의 편의상, 도 8에 나타낸 회전체(103)를 생략하고 있다).

상기와 같이 인슐레이터 월(301), 히터 스페이서(300) 및 나사 스페이서(131)가 회전체(103)의 외주에 대향하여 배치되고, 그 히터 스페이서(300)의 하면이 시일 부재(L)에 맞닿는다. 그리고, 시일 부재(L)의 두께에 의해, 베이스(129)와 인슐레이터 월(301) 사이, 및, 베이스(129)와 히터 스페이서(300) 사이에는, 소정의 간극(G1)이 형성된다. 또, 인슐레이터(N)의 기립부(N1)의 선단부에 히터 스페이서(300)의 하부 내주가 접촉함으로써, 히터 스페이서(300), 이너 스페이서(302) 및 나사 스페이서(131)는 경방향으로 위치 결정된다.

이 단계에서는, 히터 스페이서(300) 상에 정익(123)과 정익 스페이서(125)를 번갈아 겹쳐 쌓아 적층함으로써 펌프 고정 부품(J) 상에 정익(123)을 배치하는 작업은, 할 수 없다. 그 이유는 요컨데, 펌프 고정 부품(J) 상에 당해 펌프 고정 부품(J)의 일부로서 적층되는 정익(123)이, 회전체(103)의 외주로부터 펌프 고정 부품(J)의 방향을 향해 돌출된 동익(102)과 간섭하기 때문이다.

그래서, 제1 공정에서는, 상기와 같이 인슐레이터 월(301), 히터 스페이서(300) 및 나사 스페이서(131)를 베이스(129) 상에 배치한 상태에서, 그 히터 스페이서(300)의 외주에 지그(Q)를 배치하고, 히터 스페이서(300)의 접촉부(R)에 의해 지그(Q)의 높이 위치 결정을 행한다. 이 위치 결정은, 지그(Q)의 압압부(Q1)를 히터 스페이서(300)의 오목부(R1)에 끼워넣는 것이다.

그리고, 상기와 같이 위치 결정된 지그(Q)의 압압부(Q1)로 히터 스페이서(300)를 베이스(129) 방향으로 압압함으로써, 시일 부재(L)의 축방향 높이가 제1 소정값이 되도록 조정한다. 이 제1 소정값은, 시일 부재(L)의 설계 치수값보다 조금 높은 치수값이다. 상기 압압은 지그(Q)의 핸들(Q2)을 사용하여 행해도 된다.

상기 압압에 의해 이너 스페이서(302), 히터 스페이서(300), 및 나사 스페이서(131)는 전체적으로 베이스(129) 방향으로 하강하므로, 상술한 간섭을 회피할 수 있으며, 또한, 히터 스페이서(300) 상에 정익(123)과 정익 스페이서(125)를 번갈아 겹쳐 쌓아 적층함으로써, 펌프 고정 부품(J) 상에 정익(123)을 배치하는 것이 가능해진다.

《제2 공정》

제2 공정에서는, 상기 제1 공정 후에, 펌프 고정 부품(J) 상에 정익(123)(123d~123h)을 배치함으로써(도 7 참조), 정익(123)과 동익(102)을 번갈아 배치한 구조의 터빈단을 형성한다.

펌프 고정 부품(J) 상으로의 정익(123)의 배치는, 도 7에 있어서, 밑에서부터 4단분의 정익(123)(123d~123h)과 정익 스페이서(125)(125c~125f)를 번갈아 히터 스페이서(300) 상에 겹쳐 쌓아 적층한다는 것이다.

상기와 같이 정익(123)과 정익 스페이서(125)를 겹쳐 쌓아 적층한 후, 이 제2 공정에서는, 그 적층체의 외주를 덮도록 이너 스페이서(302)를 볼트(BT2)로 장착 고정함으로써(도 7 참조), 그 적층체(정익(123)과 정익 스페이서(125))를 축방향으로 고정한다.

《제3 공정》

도 7을 참조하면, 제3 공정에서는, 상기 제2 공정 후에, 베이스(129) 상에 케이싱(K)을 배치하고, 배치한 케이싱(K)으로 베이스(129)에 대해 펌프 고정 부품(J)을 고정하여, 그 고정력으로 시일 부재(L)를 베이스(129) 방향으로 더 압압함으로써, 시일 부재(L)의 축방향 높이가 제2 소정값이 되도록 조정한다. 제2 소정값은, 시일 부재(L)의 설계 치수값이다.

이 제3 공정에 있어서 「베이스(129) 상에 케이싱(K)을 배치」란, 구체적으로는 하부 케이싱(K2)을 베이스(129) 상에 도시하지 않은 볼트로 나사 고정한다는 것이다. 또, 「케이싱(K)으로 베이스(129)에 대해 펌프 고정 부품(J)을 고정」이란, 구체적으로는, 볼트(BT2)로 하부 케이싱(K2)과 이너 스페이서(302)를 연결 고정하는 것이다. 그리고, 이 볼트(BT2)의 조임에 의해, 시일 부재(L)는 압축되고, 그 축방향 높이가 설계 치수값(제2 소정값)이 되도록 조정된다.

또, 도 8을 참조하면, 이 제3 공정에서는, 제1 공정에서 사용한 지그(Q)의 압압부(Q1)와 펌프 고정 부품(J)(구체적으로는 히터 스페이서(300)의 접촉부(R)) 사이에 소정의 간극(G2)이 형성된다. 이로 인해 지그(Q)는 이후에 제거 가능해진다.

《최종 공정》

최종 공정에서는, 상기 제3 공정 후에, 상술한 터빈단을 완성시키는 작업, 즉 도 5에 있어서 위에서부터 3단분의 정익(123)과 2단분의 정익 스페이서(125)를 번갈아 적층하는 작업을 행한 후, 상부 케이싱(K1)을 터빈단의 외주에 배치하고, 배치한 상부 케이싱(K1)과 하부 케이싱(K2)을 도시하지 않은 볼트로 연결함으로써, 진공 펌프의 기본적인 조립 작업은 완료된다.

《다른 실시 형태》

도 5를 참조하면, 앞서 설명한 지그(Q)는 진공 펌프(1)로부터 제거되어 있는데, 이것과는 별개의 다른 실시 형태로서, 지그(Q)는, 시일 부재(L)의 축방향의 높이를 조정한 후에도, 펌프 고정 부품(J)과의 사이에 간극(G2)을 형성한 상태로 진공 펌프(1) 내에 남는 형식으로 배치되어 있어도 된다.

구체적으로는, 도면에서 나타낸 지그(Q)의 핸들(Q2)을 대신하여, 부속 부품인 카트리지 히터(H)의 장착 시에, 카트리지 히터(H)와 간섭하지 않는 길이의 볼트로 한다. 이로 인해, 지그(Q)를 제거하지 않고, 진공 펌프의 조립 작업을 완료할 수 있다.

상기와 같이 진공 펌프(1) 내에 지그(Q)를 남긴 경우는, 진공 펌프(1)의 오버홀 등일 때에, 그 지그(Q)를 재차 사용하여 진공 펌프의 재조립을 행할 수 있는 등, 조립 작업의 편리성이 향상된다는 이점이 있다.

이상 설명한 본 실시 형태의 진공 펌프(1)에 있어서는, 그 구체적인 구성으로서, 상술한 바와 같이, 시일 부재(L)의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그(Q)와 맞닿는 접촉부(R)를 구비하는 구성을 채용했다. 이 때문에, 진공 펌프 조립 시, 예를 들면, 회전체(103)의 외주에 대향하여 펌프 고정 부품(J)을 배치할 때에, 펌프 고정 부품(J)을 베이스(129) 상에 배치한 상태에서 접촉부(R)에 의해 지그(Q)의 위치 결정을 행하고, 위치 결정된 지그(Q)의 압압부(Q1)로 펌프 고정 부품(J)을 베이스(129) 방향으로 압압함으로써, 시일 부재(L)의 축방향 높이를 조정하는 것, 및, 이 조정에 의해, 펌프 고정 부품(J)을 전체적으로 베이스(129) 방향으로 하강시킴으로써, 부품끼리의 간섭, 구체적으로는, 펌프 고정 부품(J) 상에 당해 펌프 고정 부품(J)의 일부로서 적층되는 정익(123)과, 회전체(103)의 외주로부터 펌프 고정 부품(J)의 방향을 향해 돌출된 동익(102)의 간섭을 회피할 수 있다는 점에서, 진공 펌프 조립 작업의 서포트에 적합하다.

또, 본 실시 형태의 진공 펌프 조립 방법에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제1~제3 공정을 채용하고, 제1 공정에서는, 펌프 고정 부품(J) 상에 당해 펌프 고정 부품(J)의 일부로서 적층되는 정익(123)과, 회전체(103)의 외주로부터 펌프 고정 부품(J)의 방향을 향해 돌출된 동익(102)의 간섭을 회피하는 수단으로서, 펌프 고정 부품(J)을 베이스(129) 상에 배치한 상태에서 접촉부(R)에 의해 지그(Q)의 위치 결정을 행하고, 위치 결정된 당해 지그(Q)의 압압부(Q1)로 펌프 고정 부품(J)을 베이스(129) 방향으로 압압함으로써, 시일 부재(L)의 축방향 높이가 제1 소정값이 되도록 조정하는 것으로 했다. 이 때문에, 제1 공정 후에, 펌프 고정 부품(J) 상에 정익(123)을 배치함으로써 정익(123)과 동익(102)을 번갈아 배치한 구조의 터빈단을 형성할 때에, 상기 간섭을 회피할 수 있다는 점에서, 진공 펌프 조립 작업의 서포트에 적합하다.

본 실시 형태의 지그에 의하면, 그 구체적인 구성으로서, 상기한 바와 같이, 당해 지그(Q)는, 펌프 고정 부품(J)을 베이스(129) 상에 배치한 상태에서 접촉부(R)에 의해 위치 결정되는 것이며, 또한, 그 위치 결정된 상태에서 펌프 고정 부품(J)을 베이스(129) 방향으로 압압함으로써 시일 부재(L)의 축방향 높이를 조정하는 압압부(Q1)를 구비하는 구성을 채용했다. 이 때문에, 시일 부재(L)의 축방향 높이의 조정에 의해, 펌프 고정 부품(J)을 전체적으로 베이스(129) 방향으로 하강시킴으로써, 부품끼리의 간섭, 구체적으로는, 펌프 고정 부품(J) 상에 당해 펌프 고정 부품(J)의 일부로서 적층되는 정익(123)과, 회전체(103)의 외주로부터 펌프 고정 부품(J)의 방향을 향해 돌출된 동익(102)의 간섭을 회피할 수 있다는 점에서, 진공 펌프 조립 작업의 서포트에 적합하다.

또한, 본 발명의 각 실시 형태 및 각 변형예는, 필요에 따라 각각을 조합하는 구성으로 해도 된다.

본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내이면, 당업자의 통상의 창작 능력에 의해 많은 변형이 가능하다.

100: 진공 펌프 101: 흡기구
102: 동익 102d: 제2 원통부
102e: 제1 원통부 103: 회전체(로터)
104: 상측 경방향 전자석 105: 하측 경방향 전자석
106A, 106B: 축방향 전자석 107: 상측 경방향 센서
108: 하측 경방향 센서 109: 축방향 센서
111: 금속 디스크 113: 로터축
120: 보호 베어링 121: 모터
122: 스테이터 칼럼 123: 정익(펌프 고정 부품)
125: 정익스페이서(펌프 고정 부품) 127: 외통
129: 베이스 131: 나사 스페이서(펌프 고정 부품)
131a: 나사 홈 133: 배기구
141: 전자 회로부 149: 수랭관
143: 기판 145: 바닥 덮개
150: 앰프 회로 171: 전원
181: 전류 검출 회로 191: 앰프 제어 회로
200: 제어 장치 300: 히터 스페이서(펌프 고정 부품)
300A: 히터 장착용 오목부 301: 인슐레이터 월(펌프 고정 부품)
302: 이너 스페이서 CN: 체결부
H: 카트리지 히터(부속 부품) J: 펌프 고정 부품
K: 케이싱 K1: 상부 케이싱
K2: 하부 케이싱 K21: 수랭 스페이서
K22: 아우터 월 L: 시일 부재
M: 내부 유닛 N: 인슐레이터
Q: 지그 Q1: 압압부
Q2: 핸들 R: 접촉부
BT1, BT2, BT3: 볼트
G1: 펌프 고정 부품과 베이스 사이의 간극
G2: 지그의 압압부와 펌프 고정 부품 사이의 간극

Claims

베이스와,
상기 베이스 상에 배치된 회전체와,
상기 회전체를 그 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과,
상기 회전체의 외주에 대향하여 배치되는 펌프 고정 부품과,
상기 펌프 고정 부품의 적어도 일부를 그 상측에서 고정하는 케이싱과,
상기 펌프 고정 부품과 상기 베이스 사이에 형성되는 간극과,
상기 간극을 시일하는 시일 부재와,
상기 시일 부재의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그와 맞닿는 접촉부를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 접촉부는, 상기 펌프 고정 부품에 장착하는 부속 부품과 같은 위상으로 배치됨으로써, 상기 부속 부품의 장착 시에, 그 접촉부에 의해 위치 결정된 상기 지그와 상기 부속 부품이 간섭하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
베이스와,
상기 베이스 상에 배치된 회전체와,
상기 회전체를 그 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과,
상기 회전체의 외주에 대향하여 배치되는 펌프 고정 부품과,
상기 펌프 고정 부품의 적어도 일부를 그 상측에서 고정하는 케이싱과,
상기 펌프 고정 부품과 상기 베이스 사이에 형성되는 간극과,
상기 간극을 시일하는 시일 부재와,
상기 시일 부재의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그와 맞닿는 접촉부를 구비한 진공 펌프의 조립 방법으로서,
상기 회전체의 외주에 대향하여 상기 펌프 고정 부품을 배치할 때의 공정은,
상기 펌프 고정 부품 상에 당해 펌프 고정 부품의 일부로서 적층되는 정익(靜翼)과, 상기 회전체의 외주로부터 상기 펌프 고정 부품의 방향을 향해 돌출된 동익(動翼)의 간섭을 회피하는 수단으로서, 상기 펌프 고정 부품을 상기 베이스 상에 배치한 상태에서 상기 접촉부에 의해 상기 지그의 위치 결정을 행하고, 위치 결정된 당해 지그의 압압부(押壓部)로 상기 펌프 고정 부품을 상기 베이스 방향으로 압압함으로써, 상기 시일 부재의 축방향 높이가 제1 소정값이 되도록 조정하는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에, 상기 펌프 고정 부품 상에 상기 정익을 배치함으로써, 당해 정익과 상기 동익을 번갈아 배치한 구조의 터빈단을 형성하는 제2 공정과,
상기 제2 공정 후에, 상기 베이스에 대해 상기 펌프 고정 부품을 상기 케이싱으로 고정함으로써, 상기 시일 부재의 축방향 높이가 제2 소정값이 되도록 조정하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프의 조립 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 소정값은, 상기 시일 부재의 설계 치수값보다 조금 높은 치수값이며,
상기 제2 소정값은, 상기 시일 부재의 설계 치수값인 것을 특징으로 하는 진공 펌프의 조립 방법.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 제3 공정에서는, 상기 제1 공정에서 사용한 상기 지그의 상기 압압부와 상기 펌프 고정 부품 사이에 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프의 조립 방법.
베이스와,
상기 베이스 상에 배치된 회전체와,
상기 회전체를 그 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과,
상기 회전체의 외주에 대향하여 배치되는 펌프 고정 부품과,
상기 펌프 고정 부품의 적어도 일부를 그 상측에서 고정하는 케이싱과,
상기 펌프 고정 부품과 상기 베이스 사이에 형성되는 간극과,
상기 간극을 시일하는 시일 부재와,
상기 시일 부재의 축방향 높이 조정에 이용되는 지그와 맞닿는 접촉부
를 구비한 진공 펌프의 조립에 이용되는 지그로서,
상기 지그는, 상기 펌프 고정 부품을 상기 베이스 상에 배치한 상태에서 상기 접촉부에 의해 위치 결정하는 것, 및, 위치 결정한 상태에서 상기 펌프 고정 부품을 상기 베이스 방향으로 압압함으로써 상기 시일 부재의 축방향 높이를 조정하는 압압부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지그.
청구항 6에 있어서,
상기 지그는, 상기 시일 부재의 축방향의 높이를 조정한 후에도, 상기 펌프 고정 부품과의 사이에 간극을 형성한 상태로 펌프 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 지그.
청구항 6에 있어서,
상기 지그는, 상기 펌프 고정 부품에 장착하는 부속 부품과 같은 위상으로 배치됨으로써, 상기 부속 부품의 장착 시에, 상기 부속 부품과 간섭하는 것을 특징으로 하는 지그.