WO2007004542A1

WO2007004542A1 - ターボ分子ポンプ

Info

Publication number: WO2007004542A1
Application number: PCT/JP2006/313070
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Sakaguchi; Tsutomu Takaada
Original assignee: Boc Edwards Japan Limited
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-01-11
Also published as: JP5276321B2; JPWO2007004542A1

Abstract

　排気性能を低下させることなく、固定翼のスリットからの気体の逆流を適切に抑制することを目的とする。　固定翼３０をスペーサリング３１で挟持した際に、スペーサリング３１の当接部と外側スリット５４ａとが重なり合わないように構成する。これにより、固定翼ブレード５３を支持する外側支持部などの脆弱な部位に過剰な負荷が掛けられることを抑制することができ、適切に固定翼３０の強度を向上させることができる。さらに、固定翼３０をスペーサリング３１で挟持した際に、スペーサリング３１の座面と外側スリット５４ａとが重なり合うように構成する。このように、フランジ部３１ｂを外側スリット５４ａよりも十分に内側へ張り出すように形成することにより、外側スリット５４ａを下方から塞ぐことができ、外側スリット５４ａを介して気体が逆流してしまうことを適切に抑制することができる。

Description

明細書

ターボ分子ポンプ

技術分野

[0001] 本発明は、高速回転する回転翼および回転翼の上流や下流に組み合わせて用いられる固定翼の作用により気体の排気を行うターボ分子ポンプに関する。

背景技術

[0002] 真空ポンプを用いて排気処理を行い、内部が真空に保たれるような真空装置を用いる装置には、例えば、半導体製造装置、液晶製造装置、電子顕微鏡、表面分析装置、微細加工装置等がある。

また、各種ある真空ポンプのうち高度の真空状態を実現する際に多用されるものにターボ分子ポンプがある。

ターボ分子ポンプは、ケーシングに対して固定された固定部とモータの働きにより回転する回転部を備えている。そして、固定部および回転部にそれぞれ固定翼および回転翼が多段に配置され、回転部が高速回転するとこれらの翼の作用により吸気口から導入された気体が排気口力排気されるように構成されてレ、る。

[0003] 従来、ターボ分子ポンプに設けられている固定翼は、下記の特許文献において提案されているように、薄板円板にプレスの切り起こし力卩ェを行って形成されている。特許文献 1：特公平 1一 19080号公報

[0004] 詳しくは、特許文献 1には、アルミニウム製薄板円環の内周から半径方向外方へ I 字状の切断スリットを複数等間隔に設け、スリット間に残された部分を捩り曲げることにより形成された固定翼が開示されている。

また、特許文献 1には、固定翼の周方向に形成された外側のスリットからの気体の逆流を防止するために、円環状の邪魔板を固定翼の半径方向外側の部分を覆うようにスぺーサに挟持させて配設する技術が提案されている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] ところで、上述したような外側スリットからの気体の逆流を抑制する手法としては、外側スリットの幅を小さくすることも考えられる。しかし、外側スリットの幅を狭めてしまうと、固定翼の加工性が低下するおそれがあった。

また、特許文献 1で提案されているような邪魔板を設けた場合には、気体の逆流を抑制すると同時に、吸気口側での反射によって気体の通過を妨げるおそれがあったそこで本発明は、排気性能を低下させることなぐ固定翼ブレードの形成領域の外周部からの気体の逆流を適切に抑制することができるターボ分子ポンプを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 請求項 1記載の発明では、吸気口と排気口を有する筐体と、前記筐体に内包され、複数段の回転翼を有する回転体と、前記回転体を軸支する回転軸と、前記回転軸を回転させるモータと、内周側円環部と、外周側円環部と、前記内周側円環部と前記外周側円環部との間に形成され、傾斜角を有する固定翼ブレードと、を有し、前記筐体に対して固定され、前記回転翼間に配置された固定翼と、前記固定翼間に配置され、前記固定翼を所定間隔に保持するスぺーサリングと、を有し、前記固定翼ブレードの外径が前記スぺーサリングの内径より大きく形成することにより前記目的を達成する。

なお、請求項 1記載の発明における固定翼ブレードは、例えば、前記内周側円環部と前記外周側円環部との間に形成され、その円周等分複数個所に形成される半径方向に延びるスリットと、隣接する前記スリット間の部位からなり傾斜角を有することが好ましい。

また、請求項 1記載の発明におけるスぺーサリングは、例えば、円筒状の本体部と、前記本体部の内周壁の吸気口側端部から半径方向内側へ張り出し、かつ、内周壁が前記回転翼の外周壁と対向し、前記固定翼ブレードの外径より小さい内径を有するフランジ部と、を有し、前記固定翼間に配置され、前記固定翼を所定間隔に保持することが好ましい。

[0007] 請求項 2記載の発明では、請求項 1記載の発明において、前記固定翼の外周側円環部のみが前記スぺーサリングにより挟持される。なお、請求項 2記載の発明における前記固定翼は、例えば、スぺーサリングの本体部における排気口側端面と前記固定翼における前記外周側円環部の範囲内で接触することが好ましい。

請求項 3記載の発明では、請求項 1または請求項 2記載の発明において、前記固定翼および前記スぺーサリングは、下流側の高圧縮領域に設けられている。

請求項 4記載の発明では、請求項 1、請求項 2または請求項 3記載の発明において、前記固定翼ブレードは、前記固定翼の前記吸気口側の領域にのみ形成されている発明の効果

[0008] 請求項 1記載の発明によれば、スぺーサリングの内径を固定翼ブレードの外径より小さくすることにより、固定翼ブレードの形成領域の外周部をスぺーサリングにより塞ぐことができるため、気体の逆流を防止することができる。

請求項 2記載の発明によれば、固定翼の外周側円環部のみをスぺーサリングにより挟持することにより、脆弱な部位に過乗 IJな負荷を掛けることなく固定翼を固定することができる。

[0009] 請求項 3記載の発明によれば、気体の逆流を防止する機能を有する固定翼およびスぺーサリングを下流側の高圧縮領域に設けることにより、より高い気体の逆流防止 ίカ果を得ること力 Sできる。

請求項 4記載の発明によれば、固定翼ブレードを固定翼の吸気口側の領域にのみ形成することにより、固定翼の排気口側の面が平らに形成されるため、スぺーサリングと固定翼との接触面の安定性 (座り）を向上させることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下、本発明の好適な実施の形態について、図 1〜図 4を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、ターボ分子ポンプの一例としてターボ分子ポンプ部 Τとねじ溝ポンプ部 sを有する複合型ターボ分子ポンプを用いて説明する。

図 1は、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1の概略構成を示した図である。なお、図 1は、ターボ分子ポンプ 1における軸線方向の断面を示している。このターボ分子ポンプは、例えば半導体製造装置内に設置され、真空チャンバからプロセスガスの排出を行う際に用いられる。

ターボ分子ポンプ 1の外装体を構成するケーシング 2は略円筒状の形状をしており、ケーシング 2の下部（排気口 6側）に設けられたねじ溝スぺーサ 3、ベース 24と共にターボ分子ポンプ 1の筐体を構成している。そして、この筐体の内部には、ターボ分子ポンプ 1に排気機能を発揮させる構造物、即ち気体移送機構が配設されてレ、る。

[0011] この気体移送機構は、大きく分けて回転自在に軸支された回転部と、筐体に対して固定された固定部から構成されてレ、る。

ケーシング 2の端部には、ターボ分子ポンプ 1へ気体を導入するための吸気口 4が形成されている。また、ケーシング 2の吸気口 4側の端面には、外周側へ張り出したフランジ部 5が形成されている。

また、ねじ溝スぺーサ 3の端部には、ターボ分子ポンプ 1から気体を排気するための、即ち半導体製造装置からのプロセスガス等を排出する排気口 6が形成されている。

[0012] 回転部は、回転軸であるシャフト 7、このシャフト 7に配設された断面略逆 U字状の口ータ本体 8、ロータ本体 8に設けられた回転翼 9、排気口 6側（ねじ溝ポンプ部 S)に設けられた円筒部材 10などから構成されている。ロータ本体 8は、シャフト 7の上部にボノレト 23で固定されている。また、円筒部材 10は、ロータ本体 8の延長上に形成され、ロータ本体 8の回転軸線と同心の円筒形状をした部材からなる。

ロータ本体 8の外周には、回転翼 9が配設され、この回転翼 9は、シャフト 7の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト 7から放射状に伸びたブレード（羽根）からなる。

[0013] シャフト 7の軸線方向中程には、シャフト 7を高速回転させるためのモータ部 11が設けられている。ここでは、モータ部 11は以下のように構成された DCブラシレスモータであるとする。

モータ部 11は、シャフト 7の周囲に固着された永久磁石を備えている。この永久磁石は、例えば、シャフト 7の周りに N極と S極が 180° ごとに配置されるように固定されている。また、モータ部 11は、この永久磁石の周囲にシャフト 7から所定のクリアランスを経て配設された電磁石を備えている。ここでは、 6個の電磁石が 60° ごとにシャフト 7の軸線に対して対称的に対向するように配置されている。

[0014] ターボ分子ポンプは、コネクタおよびケーブルを介して図示しない制御装置に接続されている。そして、この制御装置によってシャフト 7の回転が持続するように電磁石の電流を次々に切り替える。即ち、制御装置は、 6個の電磁石の励磁電流を切り替えることによりシャフト 7に固定された永久磁石の周りに回転磁界を生成し、永久磁石をこの回転磁界に追従させることによりシャフト 7を回転させる。

[0015] シャフト 7のモータ部 11に対して吸気口 4側、および排気口 6側には、シャフト 7をラジアル方向（径方向）に軸支するための磁気軸受部 12、 13が設けられている。また、シャフト 7の下端 (排気口側端）には、シャフト 7をスラスト方向（軸線方向）に軸支するための磁気軸受部 14が設けられている。

これらの磁気軸受部 12〜： 14は、いわゆる 5軸制御型の磁気軸受を構成している。シャフト 7は、磁気軸受部 12、 13によってラジアル方向（シャフト 7の径方向）に非接触で支持され、磁気軸受部 14によってスラスト方向（シャフト 7の軸方向）に非接触で支持されている。

また、磁気軸受部 12〜： 14の近傍には、それぞれシャフト 7の変位を検出する変位センサ 15〜： 17が設けられている。

[0016] 磁気軸受部 12には、 4個の電磁石がシャフト 7の周囲に 90° ごとに対向するように配置されている。シャフト 7は、高透磁率材 (鉄など）により形成され、これらの電磁石の磁力により吸引されるようになってレ、る。

変位センサ 15は、シャフト 7のラジアル方向の変位を所定の時間間隔でサンプリングして検出する。

[0017] そして図示しない制御装置は、変位センサ 15からの変位信号によってシャフト 7がラジアル方向に所定の位置から変位したことを検出すると、各電磁石の磁力を調節してシャフト 7を所定の位置に戻すように動作する。この電磁石の磁力の調節は、各電磁石の励磁電流をフィードバック制御することにより行われる。

制御装置は、変位センサ 15の信号に基づいて磁気軸受部 12をフィードバック制御し、これによつてシャフト 7は、磁気軸受部 12において電磁石から所定のクリアランスを隔ててラジアル方向に磁気浮上し、空間中に非接触で保持される。 [0018] 磁気軸受部 13の構成と作用は、磁気軸受部 12と同様である。制御装置は、変位センサ 16の信号に基づいて磁気軸受部 13をフィードバック制御し、これによつてシャフト 7は、磁気軸受部 13でラジアル方向に磁気浮上し、空間中に非接触で保持される。

このように、シャフト 7は、磁気軸受部 12、 13の作用により、ラジアル方向に所定の位置で保持される。

[0019] また、磁気軸受部 14は、円板状の金属ディスク 18、電磁石 19、 20を備え、シャフト 7をスラスト方向に保持する。

金属ディスク 18は、鉄などの高透磁率材で構成されており、その中心においてシャフト 7に垂直に固定されている。この金属ディスク 18を挟み、かつ対向するように電磁石 19、 20が配置されている。電磁石 19は、磁力により金属ディスク 18を上方に吸引し、電磁石 20は、金属ディスク 18を下方に吸引する。

制御装置は、この電磁石 19、 20が金属ディスク 18に及ぼす磁力を適当に調節し、シャフト 7をスラスト方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている

[0020] さらにシャフト 7の下端部に対向して変位センサ 17が配設されている。この変位センサ 17は、シャフト 7のスラスト方向の変位をサンプリングして検出し、これを制御装置に送信する。制御装置は、変位センサ 17から受信した変位検出信号によりシャフト 7 のスラスト方向の変位を検出する。

シャフト 7がスラスト方向のどちらかに移動して所定の位置から変位した場合、制御装置は、この変位を修正するように電磁石 19、 20の励磁電流をフィードバック制御して磁力を調節し、シャフト 7を所定の位置に戻すように動作する。制御装置は、このフイードバック制御を連続的に行う。これにより、シャフト 7はスラスト方向に所定の位置で磁気浮上し、保持される。

以上に説明したように、シャフト 7は、磁気軸受部 12、 13によりラジアル方向に保持され、磁気軸受部 14によりスラスト方向に保持されるため、シャフト 7の軸線周りに回転するようになっている。

[0021] また、シャフト 7の上部および下部側には、保護用ベアリング 21、 22が配置されている。通常、シャフト 7およびこれに取り付けられている回転部は、モータ部 11により回転している間、磁気軸受部 12、 13により非接触状態で軸支される。保護用べァリング 21、 22は、タツチダウンが発生した場合に磁気軸受部 12、 13に代わって回転部を軸支することで装置全体を保護するためのベアリングである。従って、保護用べァリング 21、 22は、内輪がシャフト 7に対して非接触状態となるように配置されている筐体の内周側には、固定部が形成されている。この固定部は、吸気口 4側（ターボ分子ポンプ部 T)に設けられた固定翼 30、また、ねじ溝スぺーサ 3などから構成されている。ねじ溝スぺーサ 3の内壁面には、ねじ溝部 40が形成されている。

[0022] 固定翼 30は、シャフト 7の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して筐体の内周面力シャフト 7に向かって伸びたブレードを有している。

ターボ分子ポンプ部 Tでは、固定翼 30が軸線方向に、回転翼 9と互い違いに複数段形成されている。

各段の固定翼 30は、円筒形状をしたスぺーサリング 31により互いに隔てられ、所定の位置に保持されてレ、る。

スぺーサリング 31は段部を有するリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄またはステンレスなどの金属によって構成されている。

なお、スぺーサリング 31の内側に位置する段部の軸方向の長さは回転翼 9における各段の間隔に応じた長さとなっている。

[0023] ここで、固定翼 30について詳細に説明する。

図 2 (a)は、プレス加工前における固定翼 30を示した平面図であり、図 2 (b)は、プレス加工後における、図 2 (a)の破線領域 (A部分）の状態を示した図であり、図 2 (c) は、固定翼 30の一部を側面から示した図である。

固定翼 30は、外周側の一部がスぺーサリング 31によって周方向に挟持される外側円環部 51と、内側円環部 52と、外側円環部 51と内側円環部 52とにより両端が放射状に所定角度で支持された複数の固定翼ブレード 53とから構成されている。

固定翼ブレード 53は、まず、図 2 (a)に示すように、例えばステンレス鋼製またはァルミニゥム製の薄肉の板から、エッチング法や型抜き法、またレーザやプラズマなどの切断法を用いて切り出す。

[0024] 詳しくは、図 2 (a)に示すように、放射状に形成された I字状のスリット 54を等間隔に複数形成することによって固定翼ブレード 53を切り出す。

スリット 54は、外側スリット 54a、中央スリット 54b、内側スリット 54cから構成される。外側スリット 54aは、外側円環部 51の内側に沿って等間隔に設けられた、周方向に延びる切り込みであり、隣接する外側スリット 54aとの間に外側支持部 55aが形成される。

一方、内側スリット 54cは、内側円環部 52の外側に沿って等間隔に設けられた、周方向に延びる切り込みであり、 P 接する内側スリット 54cとの間に内側支持部 55bが形成される。

[0025] 中央スリット 54bは、外側スリット 54aの中心と内側スリット 54cの中心とを結び、放射方向に延びる切り込みであり、 P 接する中央スリット 54bとの間に固定翼ブレード 53 が形成される。

固定翼ブレード 53は、外側支持部 55aおよび内側支持部 55bによって、それぞれ外側円環部 51、内側円環部 52に支持されている。

スリット 54により切り出された固定翼ブレード 53を、プレス加工により所定角度に曲げることにより、図 2 (b)に示すような形状の固定翼 30が形成される。

なお、プレス加工時における固定翼ブレード 53の捩り曲げの中心位置は、任意に設定することが可能である。例えば、固定翼ブレード 53の捩り曲げの中心位置を、固定翼ブレード 53の中心に設定するようにしてもよぐまた、固定翼ブレード 53の中心位置からずらした位置に設定するようにしてもよい。

また、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1では、 I字状のスリット 54を等間隔に複数形成することによって固定翼ブレード 53を切り出すように構成されているが、固定翼ブレード 53の切り出し方法は、これに限定されるものではなレ、。例えば、コの字状のスリットを形成することによって固定翼ブレード 53を切り出すようにしてもよい。

[0026] さらに、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1では、固定翼 30を挟持するスぺーサリング 31と、固定翼ブレード 53との干渉を抑制するために、プレス加工後の固定翼ブレード 53にカッティング加工を施す。詳しくは、図 2 (c)の斜線で示す領域 αおよび領域、即ち、固定翼ブレード 53における内側円環部 52 (または外側円環部 51 )の形成面から下方 (排気口 6方向）にはみ出した部分 (領域 α )と、固定翼ブレード 53における上方（吸気口 4方向）の先端部分 (領域 β )とをカットする。

領域ひのカット部は、力ット面と内側円環部 52 (および外側円環部 51 )の下面 (排気口 6側の面）とが一致するようにカット処理を施す。

一方、領域 j3のカット部は、カット面と内側円環部 52 (および外側円環部 51)の形成面とが平行になるように固定翼ブレード 53の縁部にカット処理を施す。

[0027] 図 1の説明に戻り、各段の固定翼 30の内径は、それと対向する部位におけるロータ本体 8の外径よりも大きく形成され、固定翼 30の内周面とロータ本体 8の外周面とが接触しなレ、ように構成されてレ、る。

また、各段の固定翼 30は、各段の回転翼 9間に配置するために、円周方向に 2分割されている。

このように形成された固定翼 30は、各段の回転翼 9間に外側から挿入して組み立てる。固定翼 30は、外周側の一部がスぺーサリング 31によって周方向に挟持された状態で回転翼 9間に保持（固定)される。

[0028] ねじ溝部 40は、円筒部材 10との対向面に沿って形成されたらせん溝により構成されている。ねじ溝部 40は、所定のクリアランス（隙間）を隔てて円筒部材 10の外周面と対面するように設けられている。ねじ溝部 40に形成されたらせん溝の方向は、らせん溝内をシャフト 7の回転方向にガス (気体）が輸送された場合、排気口 6の方向である。

また、らせん溝の深さは、排気口 6に近づくにつれ浅くなるようになつており、らせん溝を輸送されるガスは、排気口 6に近づくにつれて圧縮されるように構成されてレ、る。

[0029] また、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1では、固定翼 30における固定翼ブレード 53を形成する際に設けられるスリット 54のうちの外側スリット 54aからの気体の逆流を防止する機構 (以下、逆流防止機構とする）が設けられている。

なお、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1では、この逆流防止機構は、ターボ分子ポンプ部 Tの下流領域に設けるように構成されている。し力、しながら、逆流防止機構の配設位置はこれに限定されるものではなぐ例えば、ターボ分子ポンプ部丁の全領域に渡って設けるようにしてもょレ、。

[0030] 本実施の形態に係る逆流防止機構について、図 3を参照しながら説明する。

図 3は、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1におけるターボ分子ポンプ部丁の下流領域の構造を示した図である。

図 3に示すように、スぺーサリング 31により上下方向から挟持される状態で支持された固定翼 30は、複数段に渡って設けられた回転翼 9の間に配設されている。

ここで、ターボ分子ポンプ部 Tの下流領域に配設されるスぺーサリング 31の構造について説明する。

図 3に示すように、ターボ分子ポンプ部 Tの下流領域に配設されるスぺーサリング 3 1は、本体部 31aとフランジ部 31bから構成されている。

[0031] 本体部 31aは、 P 接するスぺーサリング 31の本体部 31aと係合することによって、スぺーサリング 31および固定翼 30をケーシング 2に対して固定する突起部と段差部を有している。この突起部と段差部は、ターボ分子ポンプ部 Tの上流領域に配設されるスぺーサリング 31にも設けられている。

フランジ部 31bは、本体部 31aの内周壁面から中心軸（シャフト 7)方向へ張り出す（突出する）ように形成された部位である。

本体部 31aの上面（吸気口 4側の面）およびフランジ部 31bの上面（吸気口 4側の面 )、即ち、固定翼 30と接触する座面（以下、スぺーサリング 31の座面とする）は、同一面上に形成されるように段差なく平らに形成されている。

[0032] スぺーサリング 31は、本体部 31aの下面（排気口 6側の面）とフランジ部 31bの下面

(排気口 6側の面）の境界部に、ちょうど段差が設けられるように形成されている。この段差を設けることにより、固定翼 30をスぺーサリング 31で挟持した際に、固定翼 30とフランジ部 31bとの間に空間 31cが形成されるように構成されている。そして、この空間 31cの領域に外側支持部 55aと固定翼ブレード 53の一部が配設されるようになつている。

なお、図 3の斜線で示す、スぺーサリング 31の座面上に配設された固定翼 30を上方（吸気口 4側）から押し付けて固定する面、即ち、本体部 31aの下面 (排気口 6側の面）と固定翼 30との接触面を、スぺーサリング 31の当接部とする。

[0033] 本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1では、固定翼 30をスぺーサリング 31で挟持した際に、スぺーサリング 31の当接部と外側スリット 54aとが重なり合わない（重複しなレ、）ように構成されている。即ち、スぺーサリング 31の当接部は、固定翼 30の外側円環部 51上で接触するように構成されてレ、る。

このように、外側スリット 54aを避けた位置において固定翼 30を固定することにより、図 2 (a)に示す外側支持部 55aなどの脆弱な部位に過剰な負荷が掛けられることを抑制することができるため、適切に固定翼 30の強度を向上させることができる。

[0034] さらに、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1では、固定翼 30をスぺーサリング 3 1で挟持した際に、スぺーサリング 31の座面と外側スリット 54aとが重なり合う（重複する）ように構成されてレ、る。即ち、固定翼 30の外側スリット 54aをスぺーサリング 31の座面で下方 (排気口 6方向）力、ら覆レ、被せて塞ぐように構成されてレ、る。

このように、スぺーサリング 31のフランジ部 31bを外側スリット 54aの形成されている部位よりも十分に内側へ張り出す (突出する）ように形成することにより、外側スリット 5 4aを下方 (排気口 6方向）から塞ぐことができる。従って、外側スリット 54aの幅を広く設けた場合であっても、外側スリット 54aを介して気体が逆流してしまうことを適切に抑制することができる。

[0035] また、ターボ分子ポンプ部 Tの下流領域において回転翼 9の外径は、固定翼 30の固定翼ブレード 53の外径よりも小さくなるように形成されている。そして、回転翼 9の外周は、スぺーサリング 31のフランジ部 31bの内周壁面と、僅かな隙間を介して対向するように構成されてレ、る。

そのため、回転翼 9の回転作用により気体分子は、いずれの部材にも邪魔されず速やかに、排気口 6方向に送り出される。

本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1には、従来技術で示したターボ分子ボンプのように、回転翼 9により送られる気体の通過を妨げる要因が存在しない。

従って、本実施の形態によれば、排気性能を低下させることなぐ気体の逆流を抑制させることができる。即ち、排気性能を低下させることなぐターボ分子ポンプ 1の圧縮性能を向上させることができる。 [0036] 本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1によれば、図 2 (c)に示すように、固定翼ブレード 53における領域 αをカットすることにより、スぺーサリング 31の座面と固定翼ブレード 53との干渉をなくすことができる。

また、図 2 (c)に示すように、固定翼ブレード 53における領域、即ち、気体の排気性能に影響を与えない部位をカットすることにより、固定翼 30 (固定翼ブレード 53)の厚みを縮小することができる。これにより、固定翼ブレード 53の一部を配設可能に形成される、固定翼 30とフランジ部 31bとの間の空間 31cにおける軸方向（高さ方向）の長さ（設定値）を縮小することができるため、この空間 31cに回り込む気体分子を低減させることができる。

[0037] また、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ 1では、スぺーサリング 31の座面と当接部により固定翼 30を挟持するとともに、スぺーサリング 31におけるフランジ部 31b により固定翼ブレード 53の捩り曲げ部分、即ち外側支持部 55aを挟み込む構造を有している。

このようなフランジ部 31bを設けることにより、図 4に示す固定翼 30に対して、吸気口 4方向（上矢印方向）に反る (橈む）変形が生じた場合、固定翼ブレード 53とスぺーサリング 31とは、スぺーサリング 31のフランジ部 31bの頂点 Pbにおいて干渉する。即ち、このフランジ部 31bの頂点 Pbが支点となり、固定翼 30の内側円環部 52に働く力力固定されている外側円環部 51に作用する。

[0038] 同様に、図 4に示す固定翼 30に対して、排気口 6方向（下矢印方向）に反る（橈む）変形が生じた場合、固定翼 30とスぺーサリング 31とは、スぺーサリング 31の座面上のフランジ部 31bの頂点 Pcにおいて干渉する。即ち、このフランジ部 31bの頂点 Pc が支点となり、固定翼 30の内側円環部 52に働く力が、固定されている外側円環部 5 1に作用する。

[0039] ここで、スぺーサリング 31にフランジ部 31bが設けられていない場合、即ち、スぺーサリング 31が本体部 31aのみによって構成される場合について考える。

このような場合において、図 4に示す固定翼 30に対して、吸気口 4方向（上矢印方向）に反る（橈む）変形が生じた際には、フランジ部 31bが設けられていないため、本体部 31aの頂点 Paが支点となり、固定翼 30の内側円環部 52に働く力力固定されている外側円環部 51に作用する。

[0040] ここで、図 5を参照して、固定翼 30の橈みと回転翼 9の接触関係を説明する。

まず、スぺーサリング 31のフランジ部 31bの本体部 31aの内周壁面（支点 Pa)から中心軸方向へ張り出す長さに対応した位置 Pcまでの距離を L、支点 Paから固定翼

1

30のブレード 53の端部（Pd)までの距離を L、とし、 Pc、 Pdそれぞれの位置での固

2

定翼 30の橈み量をそれぞれ W、 Wとする。

1 2

そして、 Pcにおける固定翼 30とスぺーサリング 31のフランジ部 31bの隙間を H、 P

1 dにおける回転翼 9と固定翼 30のブレード 53の隙間を Hとすると、 Pdの位置におけ

2

る固定翼 30のブレード 53と回転翼 9が接触しない条件は、

W /L =W /L (固定翼の変形量の関係式）…（式 1)

2 2 1 1

Wく H かつ W≥H (非接触条件）…（式 2)となり、

2 2 1 1

そして、（式 1)、（式 2)より

W =W X L /L < H

2 1 2 1 2

かつ、 W≥Hとなる。

1 1

よって、

H X L /L < Hを満たせば、固定翼 30 (ブレード 53)が回転翼 9に接触することを

1 2 1 2

回避できる。

[0041] 本実施の形態によれば、スぺーサリング 31にフランジ部 31bを設けることにより、固定翼 30の内側円環部 52に力が働いた場合における支点の位置 (頂点 Pb、 Pc)を頂点 Paよりも内佃 Jへずらすことができる。

このように、支点の位置を中心方向へずらすことにより、固定翼 30の内周端から支点までの距離の短縮化を図ることができる。これにより、固定翼 30の外側円環部 51 に作用する負荷力を低減させることができるため、固定翼 30の強度を向上させることができる。

[0042] 上述したように、本実施の形態によれば、ターボ分子ポンプ 1の従来構造を大きく変えることなく固定翼 30における外側スリット 54aの幅に依存する加工性を向上させ、また、圧縮性能を低下させることなく外側スリット 54aからの気体の逆流を防止し、さらに固定翼 30の強度を向上させることができる。なお、上述した逆流防止機構は、水素分子のような分子量の小さな気体分子の排気処理をする場合にぉレ、てより高レ、効果を得ることができる。

また、逆流防止機構は、ターボ分子ポンプ 1の下流における高圧縮側に設けるほどより高い効果を得ることができる。

図面の簡単な説明

園 1]本実施の形態に係るターボ分子ポンプの概略構成を示した図である。

[図 2] (a)は、プレス加工前における固定翼を示した平面図であり、 (b)は、プレス加ェ後における、（a)の破線領域 (A部分）の状態を示した図であり、（c)は、固定翼の一部を側面から示した図である。

[図 3]逆流防止機構の説明図である。

園 4]固定翼における内側円環部に力が作用した場合における支点の位置を示した図である。

園 5]固定翼の撓みと回転翼の接触関係を説明する図である。

符号の説明

1 ターボ分子ポンプ

2 ケーシング

3 ねじ溝スぺーサ

4 吸気口

5 フランジ部

6 排気口

7 シャフト

8 ロータ本体

9 回転翼

10 円筒部材

11 モータ部

12 磁気軸受部

13 磁気軸受部

14 磁気軸受部変位センサ変位センサ変位センサ金属ディスク電磁石電磁石保護用ベアリング保護用ベアリングボノレトベース固定翼スぺーサリングa 本体部b フランジ咅 Gc 空間

ねじ溝部外側円環部内側円環部固定翼ブレードスリットa 外側スリットb 中央スリットc 内側スリットa 外側支持部b 内側支持部

Claims

請求の範囲

[1] 吸気口と排気口を有する筐体と、

前記筐体に内包され、複数段の回転翼を有する回転体と、

前記回転体を軸支する回転軸と、

前記回転軸を回転させるモータと、

内周側円環部と、外周側円環部と、前記内周側円環部と前記外周側円環部との間に形成され、傾斜角を有する固定翼ブレードと、を有し、前記筐体に対して固定され、前記回転翼間に配置された固定翼と、

前記固定翼間に配置され、前記固定翼を所定間隔に保持するスぺーサリングと、を有し、

前記固定翼ブレードの外径が前記スぺーサリングの内径より大きいことを特徴とするターボ分子ポンプ。

[2] 前記固定翼の外周側円環部のみが前記スぺーサリングにより挟持されることを特徴とする請求項 1記載のターボ分子ポンプ。

[3] 前記固定翼および前記スぺーサリングは、下流側の高圧縮領域に設けられていることを特徴とする請求項 1または請求項 2記載のターボ分子ポンプ。

[4] 前記固定翼ブレードは、前記固定翼の前記吸気口側の領域にのみ形成されていることを特徴とする請求項 1、請求項 2または請求項 3記載のターボ分子ポンプ。