WO2012105116A1

WO2012105116A1 - 真空ポンプの回転体と、これに対向設置する固定部材、及び、これらを備えた真空ポンプ

Info

Publication number: WO2012105116A1
Application number: PCT/JP2011/077301
Authority: WO
Inventors: 野中　学
Original assignee: Edwards Japan Ltd
Current assignee: Edwards Japan Ltd
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2013-08-04
Also published as: US20130309076A1; CN103299083A

Abstract

【課題】排気性能の向上と、連続的に排気可能なガス流量（＝最大流量）の向上と、を同時に実現する信頼性の高い真空ポンプを得るのに好適な真空ポンプの回転体と、これに対向する固定部材、及び、これらを備えた真空ポンプを提供する。【解決手段】真空ポンプＰの回転体（ロータ６）は、その一部（第１の筒体６１）が繊維強化プラスティックからなり、回転によりガスを排気するように構成されていて、その母材である繊維強化プラスティック部上には耐食処理層Ｌ１が設けられ、この耐食処理層Ｌ１上には該耐食処理層Ｌ１より輻射率の高い高輻射率層Ｌ３が設けられる。真空ポンプＰの回転体と対向する固定部材（ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂ）は、前記回転体の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）と対向する面（対向面）に、その固定部材の母材より輻射率の高い高輻射率層Ｌ４が設けられる。

Description

真空ポンプの回転体と、これに対向設置する固定部材、及び、これらを備えた真空ポンプ

　本発明は、例えば半導体製造装置、フラット・パネル・ディスプレイ製造装置、ソーラー・パネル製造装置におけるプロセスチャンバやその他の密閉チャンバ内のガスを真空排気する手段等として利用される真空ポンプの回転体と、これに対向設置する固定部材、及び、これらを備えた真空ポンプに関し、特に、排気性能の向上と、連続的に排気可能なガス流量（＝最大流量）の向上と、を同時に実現できるようにしたものである。

　従来この種の真空ポンプとしては、例えば、特許文献１に記載の複合型ターボ分子ポンプが知られている。この複合型ターボ分子ポンプは、同文献１の図１とその請求項１並びに段落００１２～００１３の記載から分かるように、回転翼（２ａ）と固定翼（２ｂ）の相互作用によりガスを排気する翼排気部としてターボ分子ポンプ部（２）、及び、ネジ溝（７ａ）によりガスを排気するネジ溝ポンプ部（３）を備えており、ターボ分子ポンプ部（２）のロータ（４ａ）はアルミニウム合金製とし、ネジ溝ポンプ部（３）のロータ（６）はＣＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastics，繊維強化プラスティック）製としたものである。

　ところで、先に説明した特許文献１のようなターボ分子ポンプ部（２）とネジ溝ポンプ部（３）からなる複合分子ポンプは、ネジ溝ポンプ部（３）のロータ（６）を軽量かつ強度の高い繊維強化プラスティック材料により形成しているので、当該部分をアルミ合金により形成したロータよりも、ロータ（６）の回転数を上げたり、ロータ（６）の直径を拡大したりすることにより、ロータ（６）の周速を向上させ、ネジ溝ポンプ部（３）の排気能力を高めることができる。

　しかしながら、前記のようにロータ（６）の周速を向上させた場合には、ネジ溝ポンプ部（３）においてロータ（６）の周速が排気するガスの音速に近い速度に達するので、ネジ溝ポンプ部（３）において排気するガスとロータ（６）との摩擦によって発生する熱（摩擦熱）でロータ（６）の温度が上昇し、ロータ（６）の構成材料であるＣＦＲＰがその許容温度を超過することで、ＣＦＲＰ材料強度が低下したり、ＣＦＲＰ材料の熱変性でロータ（６）が脆く壊れ易くなったりする等、耐熱性の問題が生じる。このことから、ロータ（６）の周速向上によって排気性能を向上したポンプでは、排気性能の向上と同時に、最大流量の向上を図ることの実現は困難である。

　前記ロータ（６）に蓄積された熱は、一般に、排気するガスを介した熱伝導（第１の放熱ルート）、ロータ（６）の軸受を介した熱伝導（第２の放熱ルート）、ロータ（６）の表面からの輻射（第３の放熱ルート）によって放熱されるが、ロータ（６）の軸受として磁気軸受等の非接触軸受を採用した場合は、前記第２の放熱ルートを介するロータ（６）の放熱は期待できない。また、前記第１の放熱ルートを介するロータ（６）の放熱も排気するガスの種類によっては殆ど期待できない。

　従って、前記のようにロータ（６）の軸受として非接触軸受を採用した場合における当該ロータ（６）の放熱は、専ら前記第３の放熱ルートを介するものとなる。しかし、ロータ（６）の構成材料であるＣＦＲＰは、ターボ分子ポンプ部（２）のロータ（４ａ）や回転翼（２ａ）の構成材料であるアルミニウム合金に比べて熱伝導率が低く、温度分布が発生し易い傾向にある。特に、前述のようにロータ（６）の回転数を上げる、又は、ロータ（６）の直径を拡大する構成を採用した場合は、ネジ溝ポンプ（３）において圧力が高くガスとの摩擦が大きい排気口（８）に近いロータ（６）下端部周辺が前述の摩擦熱で高温化することによって破壊し易くなる。

　なお、前記カッコ内の符号は特許文献１で使用されている符号である。

特許第３０９８１３９号公報

　本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、排気性能の向上と、最大流量の向上と、を同時に実現する信頼性の高い真空ポンプを得るのに好適な真空ポンプの回転体と、これに対向設置する固定部材、及び、これらを備えた真空ポンプを提供することである。

　前記目的を達成するために、本発明に係る真空ポンプの回転体は、一部又は全部が繊維強化プラスティックからなり、回転によりガスを排気する真空ポンプの回転体であって、前記回転体は、その母材である繊維強化プラスティック部上に耐食処理層が設けられ、この耐食処理層上に該耐食処理層より輻射率の高い高輻射率層が設けられていることを特徴とする。

　前記本発明に係る真空ポンプの回転体において、前記高輻射率層は、前記耐食処理層上に形成した金属被膜の表面を酸化させてなる酸化膜層、又は、前記耐食処理層上にＤＬＣコーティング処理を施して形成したＤＬＣ層からなるものとしてもよい。

　本発明に係る真空ポンプの回転体に対向設置する固定部材は、一部又は全部が繊維強化プラスティックからなる真空ポンプの回転体の内周面又は外周面と対向し、かつ、該回転体との間にガスを排気するための螺旋状のネジ溝排気流路を形成する真空ポンプの固定部材であって、前記回転体の繊維強化プラスティック部と対向する前記固定部材の対向面に、その固定部材の母材より輻射率の高い高輻射率層を設けたことを特徴とする。

　前記本発明に係る真空ポンプの回転体に対向設置する固定部材において、前記高輻射率層は、前記固定部材の母材であるアルミニウム合金の表面を酸化させてなる酸化膜層、又は、前記母材のアルミニウム合金より輻射率の高い材料で前記固定部材の表面を塗装して形成した塗装膜層からなるものとしてもよい。

　また、本発明の真空ポンプは、前記真空ポンプの回転体を備えたことを特徴とする、又は、前記真空ポンプの回転体と固定部材を備えたことを特徴とする。

　本発明にあっては、真空ポンプの回転体の具体的な構成として、該回転体は、その母材である繊維強化プラスティック部上に耐食処理層が設けられ、この耐食処理層上に該耐食処理層より輻射率の高い高輻射率層が設けられる構成を採用した。このため、例えば、排気能力を高める手段として、回転体の回転数を上げたり、回転体の繊維強化プラスティック部の直径を拡大したりする方式により、回転体の周速を向上させた場合でも、回転体の繊維強化プラスティック部と対向する固定部材の対向面に同様の高輻射率層を設けることで、回転体の繊維強化プラスティック部に発生する熱は、輻射によって固定部材側へスムーズにかつ効率よく放熱されるから、排気するガスと回転体との摩擦によって発生する熱（摩擦熱）で回転体の繊維強化プラスティック部の温度が上昇してその許容温度を超えてしまうような事態を効果的に防止でき、排気性能を向上と、最大流量の向上と、を同時に実現する信頼性の高い真空ポンプを得ることができる。

　また、本発明にあっては、真空ポンプの回転体に対向設置する固定部材の具体的な構成として、かかる固定部材は、前記回転体の繊維強化プラスティック部と対向する面（対向面）に、その固定部材の母材より輻射率の高い高輻射率層を設けた構成を採用した。このため、例えば、前述の方式により回転体の周速を向上させた場合でも、回転体の繊維強化プラスティック部で発生した熱は、輻射によって固定部材側へスムーズにかつ効率よく放熱されるから、排気するガスと回転体との摩擦によって発生する熱（摩擦熱）で回転体の繊維強化プラスティック部の温度が上昇してその許容温度を超えてしまうような事態を効果的に防止でき、排気性能を向上と、最大流量の向上とを、同時に実現する信頼性の高い真空ポンプを得ることができる。

本発明を適用した真空ポンプの断面図。図１の真空ポンプの回転体であるロータを構成する繊維強化プラスティック製の第１の筒体と、これに対向する同真空ポンプの固定部材であるネジ溝ポンプ部ステータの一部を拡大した断面図。図１の真空ポンプの回転体であるロータを構成する繊維強化プラスティック製の第１の筒体と、これに対向する同真空ポンプの固定部材であるネジ溝ポンプ部ステータの一部を拡大した断面図。

　以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

　図１は本発明を適用した真空ポンプの断面図である。同図の真空ポンプＰは、例えば半導体製造装置、フラット・パネル・ディスプレイ製造装置、ソーラー・パネル製造装置におけるプロセスチャンバやその他の密閉チャンバのガス排気手段等として利用される。この真空ポンプＰは、外装ケース１内に、回転翼１３と固定翼１４によりガスを排気する翼排気部Ｐｔと、ネジ溝１９Ａ、１９Ｂを利用してガスを排気するネジ溝ポンプ部Ｐｓと、これらの駆動系とを有している。

　外装ケース１は、筒状のポンプケース１Ａと有底筒状のポンプベース１Ｂとをその筒軸方向にボルトで一体に連結した有底円筒形になっている。ポンプケース１Ａの上端部側はガス吸気口２として開口しており、ポンプベース１Ｂの下端部側面にはガス排気口３を設けてある。

　ガス吸気口２は、ポンプケース１Ａ上縁のフランジ１Ｃに設けた図示しないボルトにより、例えば半導体製造装置のプロセスチャンバ等、高真空となる図示しない密閉チャンバに接続される。ガス排気口３は、図示しない補助ポンプに連通するように接続される。

　ポンプケース１Ａ内の中央部には各種電装品を内蔵する円筒状のステータコラム４が設けられており、ステータコラム４はその下端側がポンプベース１Ｂ上にネジ止め固定される形態で立設してある。

　ステータコラム４の内側にはロータ軸５が設けられており、ロータ軸５は、その上端部がガス吸気口２の方向を向き、その下端部がポンプベース１Ｂの方向を向くように配置してある。また、ロータ軸５の上端部はステータコラム４の円筒上端面から上方に突出するように設けてある。

　上記ロータ軸５は、ラジアル磁気軸受１０とアキシャル磁気軸受１１により径方向と軸方向が回転可能に支持され、この状態で駆動モータ１２により回転駆動される。

　駆動モータ１２は、固定子１２Ａと回転子１２Ｂとからなる構造であって、ロータ軸５の略中央付近に設けられている。かかる駆動モータ１２の固定子１２Ａはステータコラム４の内側に設置しており、同駆動モータ１２の回転子１２Ｂはロータ軸５の外周面側に一体に装着してある。

　ラジアル磁気軸受１０は、駆動モータ１２の上下に１組ずつ合計２組配置され、アキシャル磁気軸受１１はロータ軸５の下端部側に１組配置されている。

　２組のラジアル磁気軸受１０、１０は、それぞれ、ロータ軸５の外周面に取り付けたラジアル電磁石ターゲット１０Ａ、これに対向するステータコラム４内側面に設置した複数のラジアル電磁石１０Ｂ、およびラジアル方向変位センサ１０Ｃを備えて構成される。ラジアル電磁石ターゲット１０Ａは高透磁率材料の鋼板を積層した積層鋼板からなり、ラジアル電磁石１０Ｂはラジアル電磁石ターゲット１０Ａを通じてロータ軸５を径方向に磁力で吸引する。ラジアル方向変位センサ１０Ｃはロータ軸５の径方向変位を検出する。そして、ラジアル方向変位センサ１０Ｃでの検出値（ロータ軸５の径方向変位）に基づきラジアル電磁石１０Ｂの励磁電流を制御することによって、ロータ軸５は径方向所定位置に磁力で浮上支持される。

　アキシャル磁気軸受１１は、ロータ軸５の下端部外周に取り付けた円盤形状のアーマチュアディスク１１Ａと、アーマチュアディスク１１Ａを挟んで上下に対向するアキシャル電磁石１１Ｂと、ロータ軸５の下端面から少し離れた位置に設置したアキシャル方向変位センサ１１Ｃとを備えて構成される。アーマチュアディスク１１Ａは透磁率の高い材料からなり、上下のアキシャル電磁石１１Ｂはアーマチュアディスク１１Ａをその上下方向から磁力で吸引するようになっている。アキシャル方向変位センサ１１Ｃはロータ軸５の軸方向変位を検出する。そして、アキシャル方向変位センサ１１Ｃでの検出値（ロータ軸５の軸方向変位）に基づき上下のアキシャル電磁石１１Ｂの励磁電流を制御することによって、ロータ軸５は軸方向所定位置に磁力で浮上支持される。

　前記ステータコラム４の外側には真空ポンプＰの回転体としてロータ６が設けられている。ロータ６は、ステータコラム４の外周を囲む円筒形状であって、その略中間に位置する円環板状の支持部材６０を介して直径の異なる２つの筒体（第１の筒体６１と第２の筒体６２）をその軸方向に連結した構造になっている。この連結構造の一例として、図１の真空ポンプＰでは、第２の筒体６２の下端に前記支持部材６０を一体に設けるとともに、その支持部材６０の裏面外周部にリング状凸部６０Ａを一体に設けている。そして、かかるリング状凸部６０Ａの外周に第１の筒体６１が圧入で嵌め込み装着されることにより、第１の筒体６１と第２の筒体６２とがその軸方向に連結されるように構成してある。

　第２の筒体６２の上端には端部材６３が設けられており、この端部材６３を介してロータ６とロータ軸５は一体化されている。このような一体化構造の一例として、図１の真空ポンプＰでは、端部材６３の中心にボス孔７を設けるとともに、ロータ軸５の上端部外周に段状の肩部（以下「ロータ軸肩部９」という）を形成している。そして、ロータ軸肩部９より上のロータ軸５先端部を端部材６３のボス孔７に嵌め込み、かつ、端部材６３とロータ軸肩部９とをボルトで締め付け固定することにより、ロータ６とロータ軸５は一体化している。

　図１の真空ポンプＰでは、ポンプ全体の軽量化やロータ６の回転速度の高速化を図るため、第１の筒体６１は、ＡＦＰＲ（アラミド繊維強化プラスティック）、ＢＦＲＰ（ボロン繊維強化プラスティック）、ＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスティック）、ＤＦＲＰ（ポリエチレン繊維強化プラスティック）、又は、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスティック）等の繊維強化プラスティックで形成してある。第１の筒体６１以外のロータ構成部分、具体的には第２の筒体６２や支持部材６０、端部材６３は、いずれもアルミニウム又はその合金等の軽量な金属材料で形成している。

　以上の説明から分かるように、図１の真空ポンプＰは、一部が繊維強化プラスティックからなる回転体の一例として、繊維強化プラスティック製の第１の筒体６１を含む構成のロータ６を採用したものである。

　前記ロータ６は、ロータ軸５を介してラジアル磁気軸受１０、１０及びアキシャル磁気軸受１１で、その軸心（ロータ軸５）周りに回転可能に支持されている。従って、図１の真空ポンプＰでは、ロータ軸５、ラジアル磁気軸受１０、１０及びアキシャル磁気軸受１１が、ロータ６をその軸心周りに回転可能に支持する支持手段として機能する。また、前記ロータ６はロータ軸５と一体に回転するので、ロータ軸５を回転駆動する駆動モータ１２が、ロータ６を回転駆動する駆動手段として機能する。

《翼排気部Ｐｔの詳細構成》
　図１の真空ポンプＰにおいては、ロータ６の略中間より上流（ロータ６の略中間からロータ６のガス吸気口２側端部までの範囲）が翼排気部Ｐｔとして機能するように構成してある。以下この翼排気部Ｐｔを詳細に説明する。

　ロータ６の略中間より上流側のロータ６外周面（具体的には第２の筒体６２外周面）には回転翼１３が一体に複数設けられている。これら複数の回転翼１３は、ロータ６の回転軸心（ロータ軸５）若しくは外装ケース１の軸心（以下「ポンプ軸心」という）を中心として放射状に並んでいる。一方、ポンプケース１Ａの内周面側には固定翼１４が複数設けられており、これらの固定翼１４は、ポンプ軸心を中心として放射状に並んで配置されている。そして、上記回転翼１３と固定翼１４とがポンプ軸心に沿って交互に多段に配置されることによって翼排気部Ｐｔを形成している。

　いずれの回転翼１３も、ロータ６の外径加工部と一体的に切削加工で切り出し形成したブレード状の切削加工品であって、ガス分子の排気に最適な角度で傾斜している。いずれの固定翼１４もまた、ガス分子の排気に最適な角度で傾斜している。

《翼排気部Ｐｔによる排気動作説明》
　以上の構成からなる翼排気部Ｐｔでは、駆動モータ１２の起動により、ロータ軸５、ロータ６および複数の回転翼１３が一体に高速回転し、最上段の回転翼１３がガス吸気口２から入射したガス分子にガス吸気口２からガス排気口３側に向かう方向の運動量を付与する。この排気方向の運動量を有するガス分子が固定翼１４によって次段の回転翼１３側へ送り込まれる。以上のようなガス分子への運動量の付与と送り込み動作とが繰り返し多段に行われることにより、ガス吸気口２側のガス分子はロータ６の下流に向かって順次移行するように排気される。

《ネジ溝ポンプ部Ｐｓの詳細構成》
　図１の真空ポンプＰでは、ロータ６の略中間より下流（ロータ６の略中間からロータ６のガス排気口３側端部までの範囲）がネジ溝ポンプ部Ｐｓとして機能するように構成してある。以下このネジ溝ポンプ部Ｐｓを詳細に説明する。

　ロータ６の略中間より下流側のロータ６（具体的には第１の筒体６１の部分）は、ネジ溝ポンプ部Ｐｓの回転部材として回転する部分であって、ネジ溝ポンプ部Ｐｓの内外２重円筒形のネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂ間に所定のギャップを介して挿入・収容される構成になっている。

　内外２重円筒形のネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂのうち、外側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａは、ロータ６の外側に位置する真空ポンプＰの固定部材として、ロータ６の外周（ロータ６の略中間より下流の部分）を囲むように配置されることで、ロータ６の外周面と対向するように設けている。また、この外側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａの内周部には、深さが下方に向けて小径化したテーパコーン形状に変化するネジ溝１９Ａを形成してある。ネジ溝１９Ａは、ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａの上端から下端にかけて螺旋状に刻設してあり、このようなネジ溝１９Ａにより、ロータ６と外側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａとの間には、螺旋状のネジ溝ポンプ流路（以下「外側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１」という）が形成される。尚、外側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａはその下端部がポンプベース１Ｂで支持されている。

　内側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ｂは、ロータ６の内側に位置する真空ポンプＰの固定部材として、ロータ６の内周によって囲まれるように配置されることで、ロータ６の内周面と対向するように設けている。また、この内側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ｂの外周部にも同様にネジ溝１９Ｂを形成してある。このようなネジ溝１９Ｂにより、ロータ６と内側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ｂとの間にも、螺旋状のネジ溝ポンプ流路（以下「内側ネジ溝ポンプ流路Ｓ２」という）が形成される。なお、内側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ｂもまたその下端部がポンプベース１Ｂで支持されている。

　図示は省略するが、先に説明したネジ溝１９Ａ、１９Ｂをロータ６の外周面又は内周面に形成することで、前記のような外側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１や内側ネジ溝ポンプ流路Ｓ２が設けられるように構成してもよい。

　ネジ溝ポンプ部Ｐｓでは、ネジ溝１９Ａとロータ６の外周面でのドラッグ効果やネジ溝１９Ｂとロータ６の内周面でのドラック効果によりガスを圧縮しながら移送するため、ネジ溝１９Ａの深さは、外側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１の上流入口側（ガス吸気口２に近い方の通路開口端）で最も深く、その下流出口側（ガス排気口３に近い方の通路開口端）で最も浅くなるように設定してある。ネジ溝１９Ｂも同様である。

　外側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１の上流入口は、多段に配置されている回転翼１３と固定翼１４のうち最下段の翼（図１の例では、固定翼１４）と後述する連通開口部Ｈの上流端との間の隙間（以下「最終隙間Ｇ」という）に連通しており、同通路Ｓ１の下流出口は、ガス排気口３側に連通するように構成してある。内側ネジ溝ポンプ流路Ｓ２の上流入口は、ロータ６の略中間でロータ６の内周面に向って開口し、同通路Ｓ２の下流出口は、外側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１の下流出口と合流してガス排気口３に連通するように構成してある。

　ロータ６の略中間には連通開口部Ｈが開設されており、連通開口部Ｈは、支持部材６０の表裏面を貫通するように形成されることで、ロータ６の外周側に存在するガスの一部を内側ネジ溝ポンプ流路Ｓ２へ導くように機能する。

《ネジ溝ポンプ部Ｐｓにおける排気動作説明》
　先に説明した翼排気部Ｐｔの排気動作による移送で外側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１の上流入口や最終隙間Ｇに到達したガス分子は、外側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１や、連通開口部Ｈから内側ネジ溝ポンプ流路Ｓ２に移行する。移行したガス分子は、ロータ６の回転によって生じる効果、すなわち、ロータ６の外周面とネジ溝１９Ａでのドラッグ効果やロータ６の内周面とネジ溝１９Ｂでのドラッグ効果によって、遷移流から粘性流に圧縮されながらガス排気口３に向って移行し、最終的に図示しない補助ポンプを通じて外部へ排気される。

《ロータ６（真空ポンプＰの回転体）の輻射率を高める構成》
　図２に示したように、前記ロータ６は、その母材である繊維強化プラスティック部上（同図の例では第１の筒体６１の表面）に、耐食処理層Ｌ１を設け、更に、その耐食処理層Ｌ１上に、該耐食処理層Ｌ１より輻射率の高い高輻射率層Ｌ３を設けた構造になっている。

　図１の真空ポンプＰは、プラスティック成分を分解するような腐食性ガスを排気する環境で使用するため、ロータ６の繊維強化プラスティック部（同図の例では第１の筒体６１）を腐食性ガスから保護する手段として、前記の通り、第１の筒体６１の表面をニッケル合金等の耐食処理層Ｌ１で保護している。

　前記耐食処理層Ｌ１はその下層の繊維強化プラスティックに比べて輻射率が低いため、第１の筒体６１から輻射によって放出される熱量は大幅に減少する。ロータの一部である第１の筒体６１を形成している繊維強化プラスティックは、ロータ６の他の部分を形成しているアルミニウム又はその合金に比べて熱伝導率が低く、温度分布が発生し易い。特に、真空ポンプＰの排気性能を向上する手段として、第１の筒体６１の直径を拡大して第１の筒体６１の周速を向上させた場合には、外側及び内側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１、Ｓ２内では圧力の高い、ガス排気口３側端部において、排気するガスとの摩擦により発生する熱（摩擦熱）によって第１の筒体６１が比較的高温となる。

　しかしながら、図１の真空ポンプＰでは、先に説明した通り、第１の筒体６１（ロータ６の繊維強化プラスティック部）上に耐食処理層Ｌ１を設けるとともに、その耐食処理層Ｌ１上に更に高輻射率層Ｌ３を設けることによって、第１の筒体６１の輻射率を高めているので、第１の筒体６１に発生する熱は輻射によって放出し易くなっており、外側及び内側ネジ溝ポンプ流路Ｓ１、Ｓ２内では圧力の高い第１の筒体６１排気口側端部周辺が前述の摩擦熱で高温になって繊維強化プラスティックの許容温度を超えるような不具合は効果的に防止される。

　前記ロータ６内外周面の耐食処理層Ｌ１は、ニッケル合金等、耐食性に優れた第１の金属被膜からなり、第１の筒体６１の外周面を全体的に覆うように形成してある。また、その耐食処理層Ｌ１を覆っている高輻射率層Ｌ３は、耐食処理層Ｌ１上にアルミニウム合金又はニッケル合金等の第２の金属被膜Ｌ２を形成し、その第２の金属被膜Ｌ２の表面を酸化させてなる酸化膜層からなり、耐食処理層Ｌ１を全体的に覆うように形成してある。

　ところで、先に説明した高輻射率層Ｌ３の他の実施形態として、第１の金属被膜（耐食処理層Ｌ１）の表面を酸化させ、その酸化膜層を高輻射率層Ｌ３として採用する方法も考えられる。しかしながら、この方法によると、例えば耐食処理層Ｌ１を無電解Ｎｉ－Ｐメッキ処理で形成した場合にはその耐食処理層Ｌ１にピンホールが生じること、及び、ピンホールの有る耐食処理層Ｌ１の酸化によりピンホール付近で耐食処理層Ｌ１がダメージを受けて破壊し易いことから、耐食処理層Ｌ１による第１の筒体６１（繊維強化プラスティック製）の保護機能が損なわれてしまうという問題が生じる。

　以上のことから、プラスティック成分を分解するような腐食性ガスを排気する環境において本真空ポンプＰを使用する場合は、先に述べた方式、すなわち、耐食処理層（第１の金属被膜）Ｌ１上に第２の金属被膜Ｌ２を形成することにより第２の金属被膜Ｌ２で耐食処理層Ｌ１を保護した上で、その第２の金属被膜Ｌ２の表面を酸化させる方式により、高輻射率層Ｌ３を形成するのが好ましい。

　先に説明した耐食処理層Ｌ１（第１の金属被膜）や第２の金属皮膜Ｌ２については、例えば、電解メッキ処理法、無電解メッキ処理法、又は、スパッタ処理法などによって形成することができる。

　前記耐食処理層Ｌ１上に設けられる高輻射率層Ｌ３の他の実施形態としては、図示は省略するが、耐食処理層Ｌ１上にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）コーティング処理を施すことによって形成したＤＬＣ層を採用することもできる。

《ロータ６の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）と対向する固定部材（ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂ）の輻射率を高める構成》
　図１において、ロータ６の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）と対向する固定部材、具体的には外側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａと内側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ｂそれぞれの対向面には、これらの固定部材の母材（例えばアルミニウムやその合金）より輻射率の高い高輻射率層Ｌ４を設けている。

　前記外側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａと内側ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ｂそれぞれの対向面には、先に説明したネジ溝１９Ａ、１９Ｂが形成されているので、その対向面に設けられる前記高輻射率層Ｌ４は、ネジ溝１９Ａ、１９Ｂのネジ山部に形成するほか、ネジ溝１９Ａ、１９Ｂの内面および側面に形成してもよい。

　前記固定部材（ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂ）対向面の高輻射率層Ｌ４は、例えば、かかる固定部材がアルミニウム又はその合金で形成されるなら、かかる固定部材の母材（アルミニウム合金又はその合金）の表面を酸化させてなる酸化膜層を採用することができる。

　また、前記高輻射率層Ｌ４の他の実施形態としては、例えばフッ素樹脂やエポキシ系樹脂など、前記固定部材（ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂ）の母材であるアルミニウム又はその合金より輻射率の高い材料で前記固定部材の表面を塗装して形成した塗装膜層や、前記固定部材の表面にＤＬＣコーティング処理を施して形成したＤＬＣ層を採用することもできる。

　図１の真空ポンプＰでは、ポンプ内部の熱を外部へ導き逃がす手段としてネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂを利用している。このため、ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂは、アルミニウムやその合金等、熱伝導率の高い金属材料で形成しているので、その表面の輻射率が低く、ロータ６の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）の輻射によって受け取る能力が低いものである。しかしながら、図１の真空ポンプＰでは、その能力を高輻射率層Ｌ４により高めているので、ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂは、ロータ６の繊維強化プラスティック部の熱を輻射によって効率よく受け取ることができ、受け取った熱を外部へ導き逃がすことができる。従って、ロータ６の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）に蓄積される熱量は減り、排気するガスとロータ６との摩擦によって発生する熱（摩擦熱）でロータ６の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）の温度が上昇してその許容温度を超えてしまうような事態は効果的に防止される。

　先に説明した《ロータ６（真空ポンプＰの回転体）の輻射率を高める構成》、具体的には繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）上に耐食処理層Ｌ１を設け、その耐食処理層Ｌ１上に高輻射率層Ｌ３を設ける構成は、プラスティック成分を分解するような腐食性ガスを排気する環境で図１の真空ポンプＰを使用する場合に適用される例である。従って、腐食性の無いガスを排気する環境で図１の真空ポンプＰを使用する場合には、図３のように前記構成のうち、耐食処理層Ｌ１は省略してもよい。また、ロータ６の第１の筒体６１を形成している繊維強化プラスティックは、第１の筒体６１以外のロータ構成部分（第２の筒体６２、支持部材６０、端部材６３）を形成しているアルミニウム又はその合金等に比べて輻射率が高いので、図３のように、前記構成のうち、第２の金属被膜Ｌ２と一緒に高輻射率層Ｌ３も省略してよい。

　要するに、腐食性の無いガスを排気する環境において図１の真空ポンプＰを使用する場合は、先に説明した《ロータ６の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）と対向する固定部材（ネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂ）の輻射率を高める構成》、具体的にはロータ６の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）と対向するネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂ（同真空ポンプＰの固定部材）の対向面に、そのネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂの母材であるアルミニウム又はその合金より輻射率の高い高輻射率層Ｌ４を設けるだけでよい（図３参照）。このような構成によれば、前記ロータ６の繊維強化プラスティック部から輻射によって放出される熱をネジ溝ポンプ部ステータ１８Ａ、１８Ｂの高輻射率層で効率よく受け取ることができるので、ロータ６の繊維強化プラスティック部に蓄積される熱量は減り、排気するガスとロータ６との摩擦によって発生する熱（摩擦熱）でロータ６の繊維強化プラスティック部（第１の筒体６１）の温度が上昇してその許容温度を超えてしまうような事態は効果的に防止される。

　以上説明した実施形態は、真空ポンプＰの回転体であるロータ６の一部（具体的には第１の筒体６１の部分）が繊維強化プラスティックからなる構造に対して本発明を適用した例であるが、本発明は、この例に限定されることはなく、ロータ６（回転翼１３を含む）の全部が繊維強化プラスティックからなる構造にも適用することができる。

１　外装ケース
１Ａ　ポンプケース
１Ｂ　ポンプベース
１Ｃ　フランジ
２　ガス吸気口
３　ガス排気口
４　ステータコラム
５　ロータ軸
６　ロータ（真空ポンプの回転体）
６０　支持部材
６１　第１の筒体
６１Ａ　第１の筒体の外周面
６１Ｂ　第１の筒体の内周面
６２　第２の筒体
６３　端部材
７　ボス孔
９　ロータ軸肩部
１０　ラジアル磁気軸受
１０Ａ　ラジアル電磁石ターゲット
１０Ｂ　ラジアル電磁石
１０Ｃ　ラジアル方向変位センサ
１１　アキシャル磁気軸受
１１Ａ　アーマチュアディスク
１１Ｂ　アキシャル電磁石
１１Ｃ　アキシャル方向変位センサ
１２　駆動モータ
１２Ａ　固定子
１２Ｂ　回転子
１３　回転翼
１４　固定翼
１８Ａ　外側ネジ溝ポンプ部ステータ（真空ポンプの回転体と対向する固定部材）
１８Ｂ　内側ネジ溝ポンプ部ステータ（真空ポンプの回転体と対向する固定部材）
１９Ａ、１９Ｂ　ネジ溝
Ｈ　連通開口部
Ｌ１　耐食処理層（第１の金属被膜）
Ｌ２　第２の金属被膜
Ｌ３、Ｌ４　高輻射率層
Ｐ　真空ポンプ
Ｐｔ　翼排気部
Ｐｓ　ネジ溝ポンプ部
Ｓ１　外側ネジ溝ポンプ流路
Ｓ２　内側ネジ溝ポンプ流路

Claims

　一部又は全部が繊維強化プラスティックからなり、回転によりガスを排気する真空ポンプの回転体であって、
　前記回転体は、その母材である繊維強化プラスティック部上に耐食処理層が設けられ、この耐食処理層上に該耐食処理層より輻射率の高い高輻射率層が設けられていること
　を特徴とする真空ポンプの回転体。
　請求項１に記載の高輻射率層は、前記耐食処理層上に形成した金属被膜の表面を酸化させてなる酸化膜層、又は、前記耐食処理層上にＤＬＣコーティング処理を施して形成したＤＬＣ層からなること
　を特徴とする請求項１に記載の真空ポンプの回転体。
　一部又は全部が繊維強化プラスティックからなる真空ポンプの回転体の内周面又は外周面と対向し、かつ、該回転体との間にガスを排気するための螺旋状のネジ溝排気流路を形成する真空ポンプの固定部材であって、
　前記回転体の繊維強化プラスティック部と対向する前記固定部材の対向面に、その固定部材の母材より輻射率の高い高輻射率層を設けたこと
　を特徴とする真空ポンプの回転体に対向設置する固定部材。
　請求項３に記載の高輻射率層は、前記固定部材の母材であるアルミニウム合金の表面を酸化させてなる酸化膜層、又は、前記母材のアルミニウム合金より輻射率の高い材料で前記固定部材の表面を塗装して形成した塗装膜層からなること
　を特徴とする請求項１に記載の真空ポンプの回転体に対向設置する固定部材。
　請求項１に記載の回転体を備えたことを特徴とする真空ポンプ。
　請求項３に記載の回転体と固定部材を備えたことを特徴とする真空ポンプ。