WO2022158336A1 - 真空ポンプ、回転体、カバー部および回転体の製造方法 - Google Patents

真空ポンプ、回転体、カバー部および回転体の製造方法 Download PDF

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WO2022158336A1
WO2022158336A1 PCT/JP2022/000595 JP2022000595W WO2022158336A1 WO 2022158336 A1 WO2022158336 A1 WO 2022158336A1 JP 2022000595 W JP2022000595 W JP 2022000595W WO 2022158336 A1 WO2022158336 A1 WO 2022158336A1
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rotating body
cover
fixed
hole
shaft
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PCT/JP2022/000595
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透 三輪田
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エドワーズ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/662—Balancing of rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/95—Preventing corrosion

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum pump, a rotating body, a cover part, and a manufacturing method of the rotating body. Specifically, a vacuum pump having corrosion resistance against exhaust gas while correcting the balance of the rotating body by covering the top of the shaft of the rotating body with a cover part fixed to the rotating body, the rotating body, the cover part, and the rotating body It relates to the manufacturing method of the body.
  • Vacuum pumps are equipped with rotor blades and fixed blades fixed to a rotating shaft (shaft).
  • the rotating shaft is rotated at high speed, and high vacuum is required due to the interaction between the rotating blades and fixed blades rotating at high speed.
  • the air in the process chamber is evacuated.
  • Exhausted gases include, for example, chlorine and fluorine sulfide corrosive gases, and if the shaft comes into contact with these corrosive gases, for example, dust may be generated from the shaft surface.
  • a corrosion-preventing film is formed by electroless plating on the inner and outer peripheral surfaces of the rotor 8 (rotary blade), or a corrosion-resistant adhesive or paint is applied. This prevented corrosion.
  • Patent Literature 1 discloses a vacuum pump capable of balancing the rotor over a long period of time while protecting the rotor of a turbomolecular pump from corrosive gases by applying anti-corrosion treatment to the rotor. .
  • the top of the shaft is the part that first comes into contact with the corrosive gas taken in from the intake port, and is most likely to be affected by the corrosive gas, requiring some kind of countermeasure.
  • the top of the shaft comes into contact with the corrosive gas and dust is generated, it may flow back from the intake port to the process chamber, adversely affecting the quality of the product (wafer).
  • the top portion of the rotating shaft is subjected to anti-corrosion treatment, it inevitably affects the balance of the rotating body composed of the shaft and the rotor blades fixed to the shaft.
  • the present invention provides a vacuum pump, a rotating body, a cover, and a rotating body that prevents dust generation from the shaft by avoiding contact between the top of the shaft and corrosive gas, and has a function of correcting the balance of the rotating body.
  • the object is to provide a manufacturing method.
  • a rotating shaft that is rotatably supported; and a cover portion fixed to the rotating body so as to cover the top portion of the rotating shaft and the through hole, wherein the cover portion is an anchor of the rotating body.
  • a vacuum pump characterized by having a balance correction function for correcting the balance and having corrosion resistance to exhaust gas.
  • the vacuum pump according to the first aspect wherein the corrosion resistance of the cover portion to the exhaust gas is achieved by performing a corrosion-resistant surface treatment. do.
  • the vacuum pump according to claim 1 or 2 is characterized in that the cover portion has a portion that is fitted with a tool for fixing or supporting the rotating body. offer.
  • the balance correcting function is performed by a balance correcting weight arranged in a concave portion provided in the cover portion, and the balance correcting weight has corrosion resistance against exhaust gas.
  • a vacuum pump according to claim 1, claim 2 or claim 3 is provided.
  • the present invention according to claim 5 provides the vacuum pump according to claim 4, characterized in that the balance correction weight is subjected to a surface treatment that is resistant to corrosion against exhaust gas.
  • a rotary shaft that is rotatably supported; , further comprising a cover fixed to the rotating body so as to cover the top of the rotating shaft and the through hole, wherein the cover corrects imbalance of the rotating body
  • a rotating body characterized by having a balance correcting function for and having corrosion resistance against exhaust gas.
  • a rotary shaft that is rotatably supported; A cover portion fixed to the rotating body so as to cover the top portion of the rotating shaft and the through hole provided with a balance correction function for correcting the imbalance of the rotating body, Further, the cover part is characterized by having corrosion resistance against exhaust gas.
  • a rotating shaft that is rotatably supported; wherein a cover portion having corrosion resistance to exhaust gas is fixed to the rotating body so as to cover the top portion of the rotating shaft and the through hole, and the cover portion is fixed
  • a method for manufacturing a rotating body characterized by correcting the imbalance of the rotating body under certain conditions.
  • the corrosive gas is prevented from coming into contact with the shaft, particularly the top portion of the shaft, and , the balance of the rotating body can be corrected by the balance correction function provided in the cover.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a turbo-molecular pump according to an embodiment of the present invention
  • FIG. It is the figure which showed the circuit diagram of the amplifier circuit used by embodiment of this invention.
  • 4 is a time chart showing control when the current command value is smaller than the detected value in the embodiment of the present invention
  • 4 is a time chart showing control when a current command value is greater than a detected value in the embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a perspective view of the cover shown in FIG. 7; It is a figure for demonstrating the rotor assembly process (before fixing an armature disk) in this embodiment. It is a figure for demonstrating the rotor assembly process (after fixing an armature disk) in this embodiment. It is a figure for demonstrating the rotor assembly process (shaft fastening) in this embodiment.
  • a vacuum pump according to an embodiment of the present invention has a rotating shaft and a through hole passing through the top of the rotating shaft. and a cover portion fixed to the rotating body so as to cover the top portion of the rotating shaft and the through hole, the cover portion being a balance for correcting imbalance of the rotating body. It has a corrective function and is corrosion resistant to exhaust gases.
  • the cover portion by providing the cover portion, contact between the top portion of the shaft (top portion of the rotor shaft) and corrosive gas can be avoided, and dust generation from the shaft can be prevented. Further, since the cover has a function of correcting the balance of the rotating body, the imbalance of the rotating body can be corrected even if the cover is provided on the top of the shaft.
  • FIG. 1 Details of Embodiments Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11.
  • FIG. 5 Details of Embodiments Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11.
  • FIG. 1 A longitudinal sectional view of this turbomolecular pump (vacuum pump) 100 is shown in FIG.
  • a turbo-molecular pump 100 has an intake port 101 formed at the upper end of a cylindrical outer cylinder 127 .
  • a rotating body 103 having a plurality of rotating blades 102 (102a, 102b, 102c, . is provided inside the outer cylinder 127.
  • a rotor shaft 113 is attached to the center of the rotor 103, and the rotor shaft 113 is levitated in the air and position-controlled by, for example, a 5-axis control magnetic bearing.
  • the rotor 103 is generally made of metal such as aluminum or aluminum alloy.
  • the upper radial electromagnet 104 has four electromagnets arranged in pairs on the X-axis and the Y-axis.
  • Four upper radial sensors 107 are provided adjacent to the upper radial electromagnets 104 and corresponding to the upper radial electromagnets 104, respectively.
  • the upper radial direction sensor 107 is, for example, an inductance sensor or an eddy current sensor having a conductive winding, and detects the position of the rotor shaft 113 based on the change in the inductance of this conductive winding, which changes according to the position of the rotor shaft 113 .
  • This upper radial sensor 107 is configured to detect the radial displacement of the rotor shaft 113 , ie the rotor 103 fixed thereto, and send it to the controller 200 .
  • a compensation circuit having a PID adjustment function generates an excitation control command signal for the upper radial electromagnet 104 based on the position signal detected by the upper radial sensor 107, as shown in FIG.
  • An amplifier circuit 150 controls the excitation of the upper radial electromagnet 104 based on the excitation control command signal, thereby adjusting the upper radial position of the rotor shaft 113 .
  • the rotor shaft 113 is made of a high magnetic permeability material (iron, stainless steel, etc.) or the like, and is attracted by the magnetic force of the upper radial electromagnet 104 . Such adjustments are made independently in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the lower radial electromagnet 105 and the lower radial sensor 108 are arranged in the same manner as the upper radial electromagnet 104 and the upper radial sensor 107 so that the lower radial position of the rotor shaft 113 is set to the upper radial position. adjusted in the same way.
  • the axial electromagnets 106A and 106B are arranged so as to vertically sandwich a disk-shaped metal disk 111 provided below the rotor shaft 113 .
  • the metal disk 111 is made of a high magnetic permeability material such as iron.
  • An axial sensor 109 is provided to detect axial displacement of the rotor shaft 113 and is configured to transmit its axial position signal to the controller 200 .
  • a compensation circuit having, for example, a PID adjustment function generates excitation control command signals for the axial electromagnets 106A and 106B based on the axial position signal detected by the axial sensor 109. Based on these excitation control command signals, the amplifier circuit 150 controls the excitation of the axial electromagnets 106A and 106B, respectively. , the axial electromagnet 106B attracts the metal disk 111 downward, and the axial position of the rotor shaft 113 is adjusted.
  • control device 200 appropriately adjusts the magnetic force exerted on the metal disk 111 by the axial electromagnets 106A and 106B, magnetically levitates the rotor shaft 113 in the axial direction, and holds the rotor shaft 113 in the space without contact. ing.
  • the amplifier circuit 150 that controls the excitation of the upper radial electromagnet 104, the lower radial electromagnet 105, and the axial electromagnets 106A and 106B will be described later.
  • the motor 121 has a plurality of magnetic poles circumferentially arranged to surround the rotor shaft 113 .
  • Each magnetic pole is controlled by the control device 200 so as to rotationally drive the rotor shaft 113 via an electromagnetic force acting between the magnetic poles and the rotor shaft 113 .
  • the motor 121 incorporates a rotation speed sensor (not shown) such as a Hall element, resolver, encoder, etc., and the rotation speed of the rotor shaft 113 is detected by the detection signal of this rotation speed sensor.
  • phase sensor (not shown) is attached, for example, near the lower radial direction sensor 108 to detect the phase of rotation of the rotor shaft 113 .
  • the control device 200 detects the position of the magnetic pole using both the detection signals from the phase sensor and the rotational speed sensor.
  • a plurality of fixed wings 123 (123a, 123b, 123c%) are arranged with a slight gap from the rotary wings 102 (102a, 102b, 102c).
  • the rotor blades 102 (102a, 102b, 102c, . . . ) are inclined at a predetermined angle from a plane perpendicular to the axis of the rotor shaft 113 in order to move molecules of the exhaust gas downward by collision.
  • the fixed wings 123 (123a, 123b, 123c, . . . ) are made of metal such as aluminum, iron, stainless steel, or copper, or metal such as an alloy containing these metals as components.
  • the fixed blades 123 are also inclined at a predetermined angle from a plane perpendicular to the axis of the rotor shaft 113, and are arranged inwardly of the outer cylinder 127 in a staggered manner with the stages of the rotary blades 102. ing.
  • the outer peripheral end of the fixed wing 123 is supported by being inserted between a plurality of stacked fixed wing spacers 125 (125a, 125b, 125c, . . . ).
  • the fixed wing spacer 125 is a ring-shaped member, and is made of metal such as aluminum, iron, stainless steel, copper, or an alloy containing these metals as components.
  • An outer cylinder 127 is fixed to the outer circumference of the stationary blade spacer 125 with a small gap therebetween.
  • a base portion 129 is provided at the bottom of the outer cylinder 127 .
  • An exhaust port 133 is formed in the base portion 129 and communicates with the outside. Exhaust gas that has entered the intake port 101 from the chamber (vacuum chamber) side and has been transferred to the base portion 129 is sent to the exhaust port 133 .
  • a threaded spacer 131 is provided between the lower portion of the stationary blade spacer 125 and the base portion 129 depending on the application of the turbomolecular pump 100 .
  • the threaded spacer 131 is a cylindrical member made of a metal such as aluminum, copper, stainless steel, iron, or an alloy containing these metals, and has a plurality of helical thread grooves 131a on its inner peripheral surface. It is stipulated.
  • the spiral direction of the thread groove 131 a is the direction in which the molecules of the exhaust gas move toward the exhaust port 133 when they move in the rotation direction of the rotor 103 .
  • a cylindrical portion 102d is suspended from the lowermost portion of the rotor 103 following the rotor blades 102 (102a, 102b, 102c, . . . ).
  • the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102d is cylindrical and protrudes toward the inner peripheral surface of the threaded spacer 131, and is adjacent to the inner peripheral surface of the threaded spacer 131 with a predetermined gap therebetween.
  • the exhaust gas transferred to the screw groove 131a by the rotary blade 102 and the fixed blade 123 is sent to the base portion 129 while being guided by the screw groove 131a.
  • the base portion 129 is a disk-shaped member that constitutes the base portion of the turbomolecular pump 100, and is generally made of metal such as iron, aluminum, or stainless steel.
  • the base portion 129 physically holds the turbo-molecular pump 100 and also functions as a heat conduction path. Therefore, a metal having high rigidity and high thermal conductivity such as iron, aluminum, or copper is used. is desirable.
  • the temperature of the rotor blades 102 rises due to frictional heat generated when the exhaust gas contacts the rotor blades 102, conduction of heat generated by the motor 121, and the like. It is transmitted to the stationary blade 123 side by conduction by molecules or the like.
  • the fixed blade spacers 125 are joined to each other at their outer peripheral portions, and transmit the heat received by the fixed blades 123 from the rotary blades 102 and the frictional heat generated when the exhaust gas contacts the fixed blades 123 to the outside.
  • the threaded spacer 131 is arranged on the outer circumference of the cylindrical portion 102d of the rotating body 103, and the inner peripheral surface of the threaded spacer 131 is provided with the thread groove 131a.
  • a thread groove is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102d, and a spacer having a cylindrical inner peripheral surface is arranged around it.
  • the gas sucked from the intake port 101 may move the upper radial electromagnet 104, the upper radial sensor 107, the motor 121, the lower radial electromagnet 105, the lower radial sensor 108, the shaft
  • the electrical section is surrounded by a stator column 122, and the interior of the stator column 122 is maintained at a predetermined pressure with purge gas. It may drip.
  • a pipe (not shown) is arranged in the base portion 129, and the purge gas is introduced through this pipe.
  • the introduced purge gas is delivered to the exhaust port 133 through gaps between the protective bearing 120 and the rotor shaft 113 , between the rotor and stator of the motor 121 , and between the stator column 122 and the inner cylindrical portion of the rotor blade 102 .
  • the turbo-molecular pump 100 requires model identification and control based on individually adjusted unique parameters (eg, various characteristics corresponding to the model).
  • the turbomolecular pump 100 has an electronic circuit section 141 in its body.
  • the electronic circuit section 141 includes a semiconductor memory such as an EEP-ROM, electronic components such as semiconductor elements for accessing the same, a board 143 for mounting them, and the like.
  • the electronic circuit section 141 is accommodated, for example, below a rotational speed sensor (not shown) near the center of a base section 129 that constitutes the lower portion of the turbo-molecular pump 100 and is closed by an airtight bottom cover 145 .
  • some of the process gases introduced into the chamber have the property of becoming solid when their pressure exceeds a predetermined value or their temperature falls below a predetermined value. be.
  • the pressure of the exhaust gas is lowest at the inlet 101 and highest at the outlet 133 .
  • the process gas becomes solid and turbo molecules are formed. It adheres and deposits inside the pump 100 .
  • a heater (not shown) or an annular water cooling pipe 149 is wound around the outer periphery of the base portion 129 or the like, and a temperature sensor (for example, a thermistor) (not shown) is embedded in the base portion 129. Based on the signal from the temperature sensor, the heating of the heater and the cooling control by the water cooling pipe 149 are controlled (hereinafter referred to as TMS: Temperature Management System) so as to keep the temperature of the base portion 129 at a constant high temperature (set temperature). It is
  • the amplifier circuit 150 that controls the excitation of the upper radial electromagnet 104, the lower radial electromagnet 105, and the axial electromagnets 106A and 106B will be described.
  • a circuit diagram of this amplifier circuit 150 is shown in FIG.
  • an electromagnet winding 151 that constitutes the upper radial electromagnet 104 and the like has one end connected to a positive electrode 171a of a power supply 171 via a transistor 161, and the other end connected to a current detection circuit 181 and a transistor 162. is connected to the negative electrode 171b of the power source 171 via the .
  • the transistors 161 and 162 are so-called power MOSFETs and have a structure in which a diode is connected between their source and drain.
  • the transistor 161 has its diode cathode terminal 161 a connected to the positive electrode 171 a and anode terminal 161 b connected to one end of the electromagnet winding 151 .
  • the transistor 162 has a diode cathode terminal 162a connected to the current detection circuit 181 and an anode terminal 162b connected to the negative electrode 171b.
  • the diode 165 for current regeneration has a cathode terminal 165a connected to one end of the electromagnet winding 151 and an anode terminal 165b connected to the negative electrode 171b.
  • the diode 166 for current regeneration has its cathode terminal 166a connected to the positive electrode 171a and its anode terminal 166b connected to the other end of the electromagnet winding 151 via the current detection circuit 181. It has become so.
  • the current detection circuit 181 is composed of, for example, a Hall sensor type current sensor or an electric resistance element.
  • the amplifier circuit 150 configured as described above corresponds to one electromagnet. Therefore, if the magnetic bearing is controlled by five axes and there are a total of ten electromagnets 104, 105, 106A, and 106B, a similar amplifier circuit 150 is configured for each of the electromagnets, and ten amplifier circuits are provided for the power supply 171. 150 are connected in parallel.
  • the amplifier control circuit 191 is configured by, for example, a digital signal processor section (hereinafter referred to as a DSP section) not shown in the control device 200, and this amplifier control circuit 191 switches the transistors 161 and 162 on/off. It's like
  • the amplifier control circuit 191 compares the current value detected by the current detection circuit 181 (a signal reflecting this current value is called a current detection signal 191c) and a predetermined current command value. Then, based on this comparison result, the magnitude of the pulse width (pulse width times Tp1, Tp2) to be generated within the control cycle Ts, which is one cycle of PWM control, is determined. As a result, the gate drive signals 191 a and 191 b having this pulse width are output from the amplifier control circuit 191 to the gate terminals of the transistors 161 and 162 .
  • a high voltage of about 50 V is used as the power source 171 so that the current flowing through the electromagnet winding 151 can be rapidly increased (or decreased).
  • a capacitor is normally connected between the positive electrode 171a and the negative electrode 171b of the power source 171 for stabilizing the power source 171 (not shown).
  • electromagnet current iL the current flowing through the electromagnet winding 151
  • electromagnet current iL the current flowing through the electromagnet winding 151
  • flywheel current is held.
  • the hysteresis loss in the amplifier circuit 150 can be reduced, and the power consumption of the entire circuit can be suppressed.
  • high-frequency noise such as harmonics generated in the turbo-molecular pump 100 can be reduced.
  • the electromagnet current iL flowing through the electromagnet winding 151 can be detected.
  • the transistors 161 and 162 are turned off only once during the control cycle Ts (for example, 100 ⁇ s) for the time corresponding to the pulse width time Tp1. turn on both. Therefore, the electromagnet current iL during this period increases from the positive electrode 171a to the negative electrode 171b toward a current value iLmax (not shown) that can flow through the transistors 161,162.
  • both the transistors 161 and 162 are turned off only once in the control cycle Ts for the time corresponding to the pulse width time Tp2 as shown in FIG. . Therefore, the electromagnet current iL during this period decreases from the negative electrode 171b to the positive electrode 171a toward a current value iLmin (not shown) that can be regenerated via the diodes 165,166.
  • either one of the transistors 161 and 162 is turned on after the pulse width times Tp1 and Tp2 have elapsed. Therefore, the flywheel current is held in the amplifier circuit 150 during this period.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration example including a cover portion 500 of a vacuum pump (turbo-molecular pump) according to this embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration example of a rotating body according to the present embodiment.
  • the cover portion 500 is installed so as to cover the rotor shaft top portion 210 of the rotor shaft 113 .
  • the cover portion 500 By installing the cover portion 500, the rotor shaft top portion 210 and the through holes 220 formed in the rotor blades 102 (102a, 102b, 102c, . . . ) for passing the rotor shaft top portion 210 are completely covered. can be done.
  • the cover portion 500 is fixed to the rotor blade 102 with fastening bolts 560 . Since the cover part 500 comes into contact with the process gas, it is preferable that the cover part 500 be subjected to corrosion-resistant surface treatment.
  • the cover portion 500 can prevent contact between the process gas introduced from the intake port 101 and the rotor shaft top portion 210 , and further prevent the process gas from entering the inside through the through hole 220 .
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration example of the cover portion 500 according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a perspective view of the cover portion 500 shown in FIG.
  • the cover portion 500 is shaped like a silk hat to cover the rotor shaft top portion 210 and the through hole 220 and is formed of a cap portion 510 and a washer portion 520 . Since this cover part 500 also has a function of balancing, it is desirable that it be concentric with the rotor shaft 113 and be a perfect circle as much as possible.
  • Cap portion 510 is shaped to engage the shape of rotor top 210 to cover rotor top 210 .
  • the washer portion 520 not only fixes the cover portion 500 and the rotor blade 102, but also functions to fasten the rotor shaft 102 and the rotor shaft 113, and has a plurality of (eight in this embodiment) through-holes for bolts. 530 is provided. Note that the number of bolt through holes 530 is not limited to eight, and may be other numbers such as two, four, and six. The bolt through-hole 530 penetrates the washer portion 520, and when the cover portion 500 is installed, the cover portion, the rotor blade 102 and the rotor shaft 113 are fixed (fastened) through the fastening bolt 560 (rotor shaft 113 screws on the side).
  • the rotor blade 102 side may be threaded. Since the fastening bolts 560 come into contact with the process gas, it is desirable that the fastening bolts 560 be subjected to corrosion-resistant surface treatment or made of a corrosion-resistant material.
  • the washer portion 520 is further provided with a balance weight screw hole 540 .
  • 24 balance weight screw holes 540 are provided, but this number can be set as appropriate.
  • the balance weight screw hole 540 is internally threaded for attaching the balance weight screw 570 .
  • FIG. 7 shows the balance weight screw 570 attached to the balance weight screw hole 540 .
  • the balance weight screw 570 is preferably corrosion resistant since it contacts the process gas. For example, it may be subjected to a corrosion-resistant surface treatment.
  • the cover portion 500 has the function of avoiding contact between the rotor shaft top portion 210 and the process gas, and of correcting the balance of the rotating body when the cover portion is attached.
  • a fitting portion 550 is provided at the top of the cover portion 500 .
  • the fitting portion 550 is shaped to be fitted with a predetermined tool in the process of assembling the rotor blade 102 , and by fitting with the tool, the rotor blade 102 is supported and fixed via the cover portion 500 . It can play a role in the assembling process of the rotating body, which will be described later.
  • the material of the cover portion 500 is preferably a material that is more corrosion resistant than the rotor shaft 113 (rotor shaft top portion 210).
  • SUS316 which is highly resistant to corrosion among stainless steels, can be used as the material of the cover portion 500 .
  • FIG. 9 is a rotor assembly process (before armature disk is fixed) in this embodiment
  • FIG. 10 is a rotor assembly process (after armature disk is fixed) in this embodiment
  • FIG. 11 is a rotor in this embodiment. It is a figure for demonstrating an assembly
  • the washer 300, the armature disk 310 and the nut 320 are sequentially assembled before the armature disk 310 is fixed.
  • the washer 300 is for alignment and also for the purpose of preventing the wraparound of magnetic flux from the armature disk 310 .
  • the armature disk 310 is a disk made of a magnetic material and for exerting an attractive force with an electromagnet.
  • a nut 320 tightens and secures the armature disc 310 .
  • the nut 320 is tightened with the tool 700 to fix the washer 300 and the armature disc 310 .
  • the cover portion 500 is fixed by the tool 600 in order to prevent the rotor shaft 113 from rotating and making it impossible to tighten.
  • This tool 600 has a shape that fits into a fitting portion 550 provided on the top of the cover portion 500 . Since the cover portion 500 is fixed (fastened) to the rotor blades 102 and the rotor shaft 113, by fixing the fitting portion 550 provided at the top of the cover portion 500 with the tool 600, the rotor blades Nut 320 can be easily tightened without rotating 102 and rotor shaft 113 .
  • fastening bolt 560 is fastened using tool 800 .
  • the cover portion 500 is fixed by the tool 600 in order to prevent the rotor shaft 113 from rotating and making it impossible to tighten.
  • the cover portion 500, the rotor blades 102 and the rotor shaft 113 can be fastened easily and reliably.
  • turbomolecular pump vacuum pump
  • Intake port 102
  • Rotor blade 102d
  • Cylindrical portion 103
  • Rotor 113 Rotor shaft 123
  • Fixed blade 125
  • Fixed blade spacer 127
  • Outer cylinder 129
  • Threaded spacer 131a Screw groove 133
  • Control device 210

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Abstract

本実施形態に係る真空ポンプ（100）では、回転軸（113）と、この回転軸（113）の頂部を貫通させる貫通孔（220）を有し、該貫通孔（220）を頂部に貫通させて固定される回転翼（102）とを備えた回転体（103）と、回転軸（113）の頂部と貫通孔（220）を覆うように、回転体（103）に固定されるカバー部（500）とを備えており、カバー部（500）は、回転体（103）のバランス修正機能を備え、かつ、排気ガスに対する耐腐食性を有している。カバー部（500）を設けることで、シャフトの頂部と腐食性ガスの接触を回避でき、シャフトからの発塵を防止することができ、カバー部（500）が回転体のバランス修正機能を備えているため、回転体（103）のアンバランスを修正することができる。

Description

真空ポンプ、回転体、カバー部および回転体の製造方法
　本発明は、真空ポンプ、回転体、カバー部および回転体の製造方法に関する。
　詳しくは、回転体のシャフトの頂部を回転体に固定されるカバー部により覆うことにより、回転体のバランス修正を行いつつ、排気ガスに対する耐腐食性を有する真空ポンプ、回転体、カバー部および回転体の製造方法に関する。
　真空ポンプは、回転軸（シャフト）に固定された回転翼と固定翼とを備え、回転軸を高速回転させ、高速回転している回転翼と固定翼との相互作用により、高真空が要求されるプロセスチャンバ内の空気の真空排気を行う。排気されるガスには、例えば塩素や硫化フッ素系の腐食性のガスも存在し、これら腐食性ガスと、例えばシャフトが接触するとシャフト表面から発塵が生じる恐れがあった。
　例えば、回転翼と回転軸（シャフト）の締結構造として、シャフト（ロータ軸）の頂部が回転翼ならびにバランスを取るための座金から突出するような構造がある。
　これに対して、特許文献１に記載されているように、ロータ８（回転翼）の内外周面に無電解メッキにより腐食防止皮膜を形成したり、耐腐食性の接着剤または塗料を塗布することにより、腐食を防止していた。
特開２００３－１４８３８９号
　特許文献１には、ターボ分子ポンプの回転体に、耐腐食処理を行うことで腐食性のガスから守りつつ、長期間に亘り回転体のバランス取りを行うことができる真空ポンプが開示されている。
　ところで、真空ポンプにおいて、シャフトの頂部は、吸気口から取り入れた腐食性ガスと最初に接触する箇所であり、最も腐食性ガスの影響を受け易く、何らかの対策が必要であった。特に、このシャフトの頂部が腐食性ガスに接触することで発塵すると、吸気口からプロセスチャンバへ逆流して製品（ウエハ）の品質に悪影響を与える恐れがあった。
　一方、回転軸の頂部に耐腐食処理を施すと、シャフトとシャフトに固定された回転翼とからなる回転体のバランスに不可避的に影響を与えてしまうことになる。
　本発明は、シャフトの頂部と腐食性ガスの接触を回避することで、シャフトからの発塵を防止し、かつ回転体のバランス修正機能を備えた真空ポンプ、回転体、カバー部および回転体の製造方法を提供することを目的とする。
　請求項１記載の本願発明では、回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を前記頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体と、前記回転軸の頂部と前記貫通孔を覆うように、前記回転体に固定されるカバー部とを備えた真空ポンプであって、前記カバー部は、前記回転体のアンバランスを修正するためのバランス修正機能を備え、かつ、排気ガスに対する耐腐食性を有することを特徴とする真空ポンプを提供する。
　請求項２記載の本願発明では、前記カバー部の排気ガスに対する耐腐食性は、耐腐食性の表面処理を施してあることにより達成することを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプを提供する。
　請求項３記載の本願発明では、前記カバー部は、前記回転体を固定または支持するための工具と嵌合する部分を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空ポンプを提供する。
　請求項４記載の本願発明では、前記バランス修正機能は、前記カバー部に設けられた凹部に配置されたバランス修正錘により行われ、該バランス修正錘は排気ガスに対する耐腐食性を有することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の真空ポンプを提供する。
　請求項５記載の本願発明では、前記バランス修正錘は、排気ガスに対する耐腐食性の表面処理を施してあることを特徴とする請求項４に記載の真空ポンプを提供する。
　請求項６記載の本願発明では、回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を前記頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体であって、前記回転軸の頂部と前記貫通孔を覆うように、前記回転体に固定されるカバー部をさらに備え、前記カバー部は、前記回転体のアンバランスを修正するためのバランス修正機能を備え、かつ、排気ガスに対する耐腐食性を有することを特徴とする回転体を提供する。
　請求項７記載の本願発明では、回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を前記頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体の前記回転軸の頂部と前記貫通孔を覆うように、前記回転体に固定されるカバー部であって、前記回転体のアンバランスを修正するためのバランス修正機能を備え、かつ、排気ガスに対する耐腐食性を有することを特徴とするカバー部を提供する。
　請求項８記載の本願発明では、回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を前記頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体の製造方法であって、排気ガスに対する耐腐食性を有するカバー部を前記回転軸の頂部と前記貫通孔を覆うように、前記回転体に固定し、前記カバー部を固定した状態で前記回転体のアンバランスを修正することを特徴とする回転体の製造方法を提供する。
　本発明によれば、カバー部でシャフトの頂部と、回転翼に設けられた該シャフトを貫通させる貫通孔を覆うことで、腐食性ガスとシャフト、特にシャフトの頂部との接触を防止し、かつ、カバー部に備えたバランス修正機能により、回転体のバランスを修正することができる。
本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプの概略構成例を示した図である。 本発明の実施形態で用いるアンプ回路の回路図を示した図である。 本発明の実施形態における電流指令値が検出値より小さい場合の制御を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態における電流指令値が検出値より大きい場合の制御を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態に係る真空ポンプのカバー部を含む概略構成例を示した図である。 本発明の実施形態に係る回転体の概略構成例を示した図である。 本発明の実施形態に係るカバー部の概略構成例を示した図である。 図７に示したカバー部の斜視図である。 本実施形態における回転体組付工程（アーマチャディスク固定前）を説明するための図である。 本実施形態における回転体組付工程（アーマチャディスク固定後）を説明するための図である。 本実施形態における回転体組付工程（シャフト締結）を説明するための図である。
（ｉ）実施形態の概要
　本発明の実施形態に係る真空ポンプでは、回転軸と、この回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体と、回転軸の頂部と貫通孔を覆うように、回転体に固定されるカバー部とを備えており、カバー部は、回転体のアンバランスを修正するためのバランス修正機能を備え、かつ、排気ガスに対する耐腐食性を有している。
　本実施形態では、カバー部を設けることで、シャフトの頂部（ロータ軸頂部）と腐食性ガスの接触を回避でき、シャフトからの発塵を防止することができる。また、カバー部が回転体のバランス修正機能を備えているため、カバー部をシャフトの頂部に設けても回転体のアンバランスを修正することができる。
（ｉｉ）実施形態の詳細
　以下、本発明の好適な実施形態について、図１から図１１を参照して詳細に説明する。
　なお、本実施形態の特徴部分であるカバー部５００については、図５から図８で詳細に説明する。
　このターボ分子ポンプ（真空ポンプ）１００の縦断面図を図１に示す。図１において、ターボ分子ポンプ１００は、円筒状の外筒１２７の上端に吸気口１０１が形成されている。そして、外筒１２７の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードである複数の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）を周部に放射状かつ多段に形成した回転体１０３が備えられている。この回転体１０３の中心にはロータ軸１１３が取り付けられており、このロータ軸１１３は、例えば５軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。回転体１０３は、一般的に、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属によって構成されている。
　上側径方向電磁石１０４は、４個の電磁石がＸ軸とＹ軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石１０４に近接して、かつ上側径方向電磁石１０４のそれぞれに対応して４個の上側径方向センサ１０７が備えられている。上側径方向センサ１０７は、例えば伝導巻線を有するインダクタンスセンサや渦電流センサなどが用いられ、ロータ軸１１３の位置に応じて変化するこの伝導巻線のインダクタンスの変化に基づいてロータ軸１１３の位置を検出する。この上側径方向センサ１０７はロータ軸１１３、すなわちそれに固定された回転体１０３の径方向変位を検出し、制御装置２００に送るように構成されている。
　この制御装置２００においては、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、上側径方向センサ１０７によって検出された位置信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４の励磁制御指令信号を生成し、図２に示すアンプ回路１５０（後述する）が、この励磁制御指令信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４を励磁制御することで、ロータ軸１１３の上側の径方向位置が調整される。
　そして、このロータ軸１１３は、高透磁率材（鉄、ステンレスなど）などにより形成され、上側径方向電磁石１０４の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ独立して行われる。また、下側径方向電磁石１０５及び下側径方向センサ１０８が、上側径方向電磁石１０４及び上側径方向センサ１０７と同様に配置され、ロータ軸１１３の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。
　さらに、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが、ロータ軸１１３の下部に備えた円板状の金属ディスク１１１を上下に挟んで配置されている。金属ディスク１１１は、鉄などの高透磁率材で構成されている。ロータ軸１１３の軸方向変位を検出するために軸方向センサ１０９が備えられ、その軸方向位置信号が制御装置２００に送られるように構成されている。
　そして、制御装置２００において、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、軸方向センサ１０９によって検出された軸方向位置信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂのそれぞれの励磁制御指令信号を生成し、アンプ回路１５０が、これらの励磁制御指令信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂをそれぞれ励磁制御することで、軸方向電磁石１０６Ａが磁力により金属ディスク１１１を上方に吸引し、軸方向電磁石１０６Ｂが金属ディスク１１１を下方に吸引し、ロータ軸１１３の軸方向位置が調整される。
　このように、制御装置２００は、この軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが金属ディスク１１１に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸１１３を軸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。なお、これら上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５及び軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂを励磁制御するアンプ回路１５０については、後述する。
　一方、モータ１２１は、ロータ軸１１３を取り囲むように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁極は、ロータ軸１１３との間に作用する電磁力を介してロータ軸１１３を回転駆動するように、制御装置２００によって制御されている。また、モータ１２１には図示しない例えばホール素子、レゾルバ、エンコーダなどの回転速度センサが組み込まれており、この回転速度センサの検出信号によりロータ軸１１３の回転速度が検出されるようになっている。
　さらに、例えば下側径方向センサ１０８近傍に、図示しない位相センサが取り付けてあり、ロータ軸１１３の回転の位相を検出するようになっている。制御装置２００では、この位相センサと回転速度センサの検出信号を共に用いて磁極の位置を検出するようになっている。
　回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）とわずかの空隙を隔てて複数枚の固定翼１２３（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・）が配設されている。回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。固定翼１２３（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・）は、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。
　また、固定翼１２３も、同様にロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒１２７の内方に向けて回転翼１０２の段と互い違いに配設されている。そして、固定翼１２３の外周端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ１２５（１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ・・・）の間に嵌挿された状態で支持されている。
　固定翼スペーサ１２５はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。固定翼スペーサ１２５の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒１２７が固定されている。外筒１２７の底部にはベース部１２９が配設されている。ベース部１２９には排気口１３３が形成され、外部に連通されている。チャンバ（真空チャンバ）側から吸気口１０１に入ってベース部１２９に移送されてきた排気ガスは、排気口１３３へと送られる。
　さらに、ターボ分子ポンプ１００の用途によって、固定翼スペーサ１２５の下部とベース部１２９の間には、ネジ付スペーサ１３１が配設される。ネジ付スペーサ１３１は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝１３１ａが複数条刻設されている。ネジ溝１３１ａの螺旋の方向は、回転体１０３の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口１３３の方へ移送される方向である。回転体１０３の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）に続く最下部には円筒部１０２ｄが垂下されている。この円筒部１０２ｄの外周面は、円筒状で、かつネジ付スペーサ１３１の内周面に向かって張り出されており、このネジ付スペーサ１３１の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。回転翼１０２および固定翼１２３によってネジ溝１３１ａに移送されてきた排気ガスは、ネジ溝１３１ａに案内されつつベース部１２９へと送られる。
　ベース部１２９は、ターボ分子ポンプ１００の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。ベース部１２９はターボ分子ポンプ１００を物理的に保持すると共に、熱の伝導路の機能も兼ね備えているので、鉄、アルミニウムや銅などの剛性があり、熱伝導率も高い金属が使用されるのが望ましい。
　かかる構成において、回転翼１０２がロータ軸１１３と共にモータ１２１により回転駆動されると、回転翼１０２と固定翼１２３の作用により、吸気口１０１を通じてチャンバから排気ガスが吸気される。回転翼１０２の回転速度は通常２００００ｒｐｍ～９００００ｒｐｍであり、回転翼１０２の先端での周速度は２００ｍ／ｓ～４００ｍ／ｓに達する。吸気口１０１から吸気された排気ガスは、回転翼１０２と固定翼１２３の間を通り、ベース部１２９へ移送される。このとき、排気ガスが回転翼１０２に接触する際に生ずる摩擦熱や、モータ１２１で発生した熱の伝導などにより、回転翼１０２の温度は上昇するが、この熱は、輻射又は排気ガスの気体分子などによる伝導により固定翼１２３側に伝達される。
　固定翼スペーサ１２５は、外周部で互いに接合しており、固定翼１２３が回転翼１０２から受け取った熱や排気ガスが固定翼１２３に接触する際に生ずる摩擦熱などを外部へと伝達する。
　なお、上記では、ネジ付スペーサ１３１は回転体１０３の円筒部１０２ｄの外周に配設し、ネジ付スペーサ１３１の内周面にネジ溝１３１ａが刻設されているとして説明した。しかしながら、これとは逆に円筒部１０２ｄの外周面にネジ溝が刻設され、その周囲に円筒状の内周面を有するスペーサが配置される場合もある。
　また、ターボ分子ポンプ１００の用途によっては、吸気口１０１から吸引されたガスが上側径方向電磁石１０４、上側径方向センサ１０７、モータ１２１、下側径方向電磁石１０５、下側径方向センサ１０８、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂ、軸方向センサ１０９などで構成される電装部に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム１２２で覆われ、このステータコラム１２２内はパージガスにて所定圧に保たれる場合もある。
　この場合には、ベース部１２９には図示しない配管が配設され、この配管を通じてパージガスが導入される。導入されたパージガスは、保護ベアリング１２０とロータ軸１１３間、モータ１２１のロータとステータ間、ステータコラム１２２と回転翼１０２の内周側円筒部の間の隙間を通じて排気口１３３へ送出される。
　ここに、ターボ分子ポンプ１００は、機種の特定と、個々に調整された固有のパラメータ（例えば、機種に対応する諸特性）に基づいた制御を要する。この制御パラメータを格納するために、上記ターボ分子ポンプ１００は、その本体内に電子回路部１４１を備えている。電子回路部１４１は、ＥＥＰ－ＲＯＭ等の半導体メモリ及びそのアクセスのための半導体素子等の電子部品、それらの実装用の基板１４３等から構成される。この電子回路部１４１は、ターボ分子ポンプ１００の下部を構成するベース部１２９の例えば中央付近の図示しない回転速度センサの下部に収容され、気密性の底蓋１４５によって閉じられている。
　ところで、半導体の製造工程では、チャンバに導入されるプロセスガスの中には、その圧力が所定値よりも高くなり、或いは、その温度が所定値よりも低くなると、固体となる性質を有するものがある。ターボ分子ポンプ１００内部では、排気ガスの圧力は、吸気口１０１で最も低く排気口１３３で最も高い。プロセスガスが吸気口１０１から排気口１３３へ移送される途中で、その圧力が所定値よりも高くなったり、その温度が所定値よりも低くなったりすると、プロセスガスは、固体状となり、ターボ分子ポンプ１００内部に付着して堆積する。
　例えば、Ａｌエッチング装置にプロセスガスとしてＳｉＣｌ4が使用された場合、低真空（７６０［ｔｏｒｒ］～１０-2［ｔｏｒｒ］）かつ、低温（約２０［℃］）のとき、固体生成物（例えばＡｌＣｌ3）が析出し、ターボ分子ポンプ１００内部に付着堆積することが蒸気圧曲線からわかる。これにより、ターボ分子ポンプ１００内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、ターボ分子ポンプ１００の性能を低下させる原因となる。そして、前述した生成物は、排気口１３３付近やネジ付スペーサ１３１付近の圧力が高い部分で凝固、付着し易い状況にあった。
　そのため、この問題を解決するために、従来はベース部１２９等の外周に図示しないヒータや環状の水冷管１４９を巻着させ、かつ例えばベース部１２９に図示しない温度センサ（例えばサーミスタ）を埋め込み、この温度センサの信号に基づいてベース部１２９の温度を一定の高い温度（設定温度）に保つようにヒータの加熱や水冷管１４９による冷却の制御（以下ＴＭＳという。ＴＭＳ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）が行われている。
　次に、このように構成されるターボ分子ポンプ１００に関して、その上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５及び軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂを励磁制御するアンプ回路１５０について説明する。このアンプ回路１５０の回路図を図２に示す。
　図２において、上側径方向電磁石１０４等を構成する電磁石巻線１５１は、その一端がトランジスタ１６１を介して電源１７１の正極１７１ａに接続されており、また、その他端が電流検出回路１８１及びトランジスタ１６２を介して電源１７１の負極１７１ｂに接続されている。そして、トランジスタ１６１、１６２は、いわゆるパワーＭＯＳＦＥＴとなっており、そのソース－ドレイン間にダイオードが接続された構造を有している。
　このとき、トランジスタ１６１は、そのダイオードのカソード端子１６１ａが正極１７１ａに接続されるとともに、アノード端子１６１ｂが電磁石巻線１５１の一端と接続されるようになっている。また、トランジスタ１６２は、そのダイオードのカソード端子１６２ａが電流検出回路１８１に接続されるとともに、アノード端子１６２ｂが負極１７１ｂと接続されるようになっている。
　一方、電流回生用のダイオード１６５は、そのカソード端子１６５ａが電磁石巻線１５１の一端に接続されるとともに、そのアノード端子１６５ｂが負極１７１ｂに接続されるようになっている。また、これと同様に、電流回生用のダイオード１６６は、そのカソード端子１６６ａが正極１７１ａに接続されるとともに、そのアノード端子１６６ｂが電流検出回路１８１を介して電磁石巻線１５１の他端に接続されるようになっている。そして、電流検出回路１８１は、例えばホールセンサ式電流センサや電気抵抗素子で構成されている。
　以上のように構成されるアンプ回路１５０は、一つの電磁石に対応されるものである。そのため、磁気軸受が５軸制御で、電磁石１０４、１０５、１０６Ａ、１０６Ｂが合計１０個ある場合には、電磁石のそれぞれについて同様のアンプ回路１５０が構成され、電源１７１に対して１０個のアンプ回路１５０が並列に接続されるようになっている。
　さらに、アンプ制御回路１９１は、例えば、制御装置２００の図示しないディジタル・シグナル・プロセッサ部（以下、ＤＳＰ部という）によって構成され、このアンプ制御回路１９１は、トランジスタ１６１、１６２のｏｎ／ｏｆｆを切り替えるようになっている。
　アンプ制御回路１９１は、電流検出回路１８１が検出した電流値（この電流値を反映した信号を電流検出信号１９１ｃという）と所定の電流指令値とを比較するようになっている。そして、この比較結果に基づき、ＰＷＭ制御による１周期である制御サイクルＴｓ内に発生させるパルス幅の大きさ（パルス幅時間Ｔｐ１、Ｔｐ２）を決めるようになっている。その結果、このパルス幅を有するゲート駆動信号１９１ａ、１９１ｂを、アンプ制御回路１９１からトランジスタ１６１、１６２のゲート端子に出力するようになっている。
　なお、回転体１０３の回転速度の加速運転中に共振点を通過する際や定速運転中に外乱が発生した際等に、高速かつ強い力での回転体１０３の位置制御をする必要がある。そのため、電磁石巻線１５１に流れる電流の急激な増加（あるいは減少）ができるように、電源１７１としては、例えば５０Ｖ程度の高電圧が使用されるようになっている。また、電源１７１の正極１７１ａと負極１７１ｂとの間には、電源１７１の安定化のために、通常コンデンサが接続されている（図示略）。
　かかる構成において、トランジスタ１６１、１６２の両方をｏｎにすると、電磁石巻線１５１に流れる電流（以下、電磁石電流ｉＬという）が増加し、両方をｏｆｆにすると、電磁石電流ｉＬが減少する。
　また、トランジスタ１６１、１６２の一方をｏｎにし他方をｏｆｆにすると、いわゆるフライホイール電流が保持される。そして、このようにアンプ回路１５０にフライホイール電流を流すことで、アンプ回路１５０におけるヒステリシス損を減少させ、回路全体としての消費電力を低く抑えることができる。また、このようにトランジスタ１６１、１６２を制御することにより、ターボ分子ポンプ１００に生じる高調波等の高周波ノイズを低減することができる。さらに、このフライホイール電流を電流検出回路１８１で測定することで電磁石巻線１５１を流れる電磁石電流ｉＬが検出可能となる。
　すなわち、検出した電流値が電流指令値より小さい場合には、図３に示すように制御サイクルＴｓ（例えば１００μｓ）中で１回だけ、パルス幅時間Ｔｐ１に相当する時間分だけトランジスタ１６１、１６２の両方をｏｎにする。そのため、この期間中の電磁石電流ｉＬは、正極１７１ａから負極１７１ｂへ、トランジスタ１６１、１６２を介して流し得る電流値ｉＬｍａｘ（図示せず）に向かって増加する。
　一方、検出した電流値が電流指令値より大きい場合には、図４に示すように制御サイクルＴｓ中で１回だけパルス幅時間Ｔｐ２に相当する時間分だけトランジスタ１６１、１６２の両方をｏｆｆにする。そのため、この期間中の電磁石電流ｉＬは、負極１７１ｂから正極１７１ａへ、ダイオード１６５、１６６を介して回生し得る電流値ｉＬｍｉｎ（図示せず）に向かって減少する。
　そして、いずれの場合にも、パルス幅時間Ｔｐ１、Ｔｐ２の経過後は、トランジスタ１６１、１６２のどちらか１個をｏｎにする。そのため、この期間中は、アンプ回路１５０にフライホイール電流が保持される。
　図５は、本実施形態に係る真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）のカバー部５００を含む概略構成例を示した図である。また、図６は、本実施形態に係る回転体の概略構成例を示した図である。
　図５に示すように、カバー部５００は、ロータ軸１１３のロータ軸頂部２１０に被せるように設置される。このカバー部５００を設置することで、ロータ軸頂部２１０及びこのロータ軸頂部２１０を貫通させるために回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）に開けられた貫通孔２２０を完全に覆うことができる。このカバー部５００は、締結用ボルト５６０により回転翼１０２に固定される。
　このカバー部５００は、プロセスガスと接触するため、耐腐食性の表面処理を施すことが好ましい。
　このカバー部５００により、吸気口１０１から取り入れたプロセスガスとロータ軸頂部２１０との接触を回避でき、また貫通孔２２０を通って更に内部にプロセスガスが入り込むことを防止することができる。
　図７は、本発明の実施形態に係るカバー部５００の概略構成例を示した図であり、図８は、図７に示したカバー部５００の斜視図である。
　カバー部５００は、ロータ軸頂部２１０及び貫通孔２２０覆うためにシルクハットのような形状をしており、キャップ部５１０と座金部５２０とから形成されている。このカバー部５００は、バランスを取る機能もあるため、可能な限りロータ軸１１３と同心であり、かつ真円であることが望ましい。
　キャップ部５１０は、ロータ頂部２１０を覆うために、ロータ頂部２１０の形状と係合する形状になっている。
　更に、座金部５２０は、カバー部５００と回転翼１０２とを固定するのみならず、回転翼１０２とロータ軸１１３を締結する働きをし、複数（本実施例では８箇所）のボルト用貫通孔５３０が設けられている。なお、このボルト用貫通孔５３０は８箇所に限定されるものでなく、例えば、２箇所、４箇所、６箇所など他の個数であってもよい。
　このボルト用貫通孔５３０は、座金部５２０を貫通しており、カバー部５００の設置時に、締結用ボルト５６０を通してカバー部と回転翼１０２およびロータ軸１１３とを固定（締結）する（ロータ軸１１３側にネジが切ってある）。
　なお、カバー部５００と回転翼１０２の固定方法として、回転翼１０２側にネジを切ってあっても良い。
　なお、この締結用ボルト５６０は、プロセスガスと接触するため、耐腐食の表面処理を行うか、耐腐食性のある素材とすることが望ましい。
　座金部５２０には、更にバランス錘用ネジ穴５４０が設けられている。図に示す実施形態では、このバランス錘用ネジ穴５４０は、２４箇所設けられているが、この個数は適宜設定することができる。
　このバランス錘用ネジ穴５４０には、バランス錘用ネジ５７０を取り付けるため、内部にネジが切ってある。図７には、バランス錘用ネジ穴５４０に、バランス錘用ネジ５７０を取り付けたところを示している。
　このバランス錘用ネジ穴５４０に、バランスを調整しながら、バランス錘用ネジ５７０を取り付けることで、高速回転する回転体（回転翼１０２及びロータ軸１１３）のバランスを修正することができる。
　なお、本実施形態では、カバー部５００を固定した状態でアンバランスを修正することができる。
　このバランス錘用ネジ５７０は、プロセスガスと接触するため、耐腐食性があることが好ましい。例えば、耐腐食の表面処理を施してあることがあげられる。
　このように、カバー部５００は、ロータ軸頂部２１０とプロセスガスの接触を回避し、かつカバー部を取り付けた際の回転体のバランスを修正する機能を備えている。
　カバー部５００の頂部には、嵌合部５５０が設けられている。この嵌合部５５０は、この回転翼１０２を組み付ける工程で、所定の工具と嵌合する形状になっており、工具によって嵌合することで、カバー部５００を介して回転翼１０２の支持や固定する役目を果たすことが出来、後述するような回転体組付工程時に一役を発揮する。
　カバー部５００の材質は、ロータ軸１１３（ロータ軸頂部２１０）よりも耐腐食性のある素材であることが望ましい。例えば、カバー部５００の材質として、ステンレスの中でも耐腐食性が高い、ＳＵＳ３１６を用いることができる。
　次に、本実施形態における回転体組付工程を説明する。
　図９は、本実施形態における回転体組付工程（アーマチャディスク固定前）、図１０は、本実施形態における回転体組付工程（アーマチャディスク固定後）、図１１は、本実施形態における回転体組付工程（シャフト締結）を説明するための図である。
　図９に示すように、アーマチャディスク３１０の固定前に、ワッシャ３００、アーマチャディスク３１０及びナット３２０を順次組み付ける。
　ワッシャ３００は、位置合わせを行うためのものであり、アーマチャディスク３１０からの磁束の回り込みを防ぐ目的もある。
　アーマチャディスク３１０は、磁性材よりなり、電磁石によって吸引力を働かせるためのディスクである。
　ナット３２０は、アーマチャディスク３１０を締め付けて固定する。
　続いて、図１０に示すように、ナット３２０を工具７００で締め付けてワッシャ３００及びアーマチャディスク３１０を固定する。このとき、ロータ軸１１３が回転して締め付けができなくなることを防止するため、カバー部５００を工具６００で固定する。この工具６００は、カバー部５００の頂部に設けた嵌合部５５０と嵌合する形状になっている。
　カバー部５００は、回転翼１０２およびロータ軸１１３と固定（締結）された状態になっているため、カバー部５００の頂部に設けた嵌合部５５０が工具６００で固定されることによって、回転翼１０２およびロータ軸１１３が回転することなくナット３２０を容易に締め付けることができる。
　続いて、工程の順番は前後するが、回転体組付時（シャフト締結時）について説明する。
　図１１に示すように、締結用ボルト５６０を工具８００を用いて締結する。このときも、ロータ軸１１３が回転して締め付けができなくなることを防止するため、カバー部５００を工具６００で固定する。
　こうして、カバー部５００と回転翼１０２およびロータ軸１１３とを容易にかつ確実に締結することができる。
　なお、本発明の実施形態および各変形例は、必要に応じて各々を組み合わせる構成にしてもよい。
　また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができる。そして、本発明が当該改変されたものに及ぶことは当然である。
１００　ターボ分子ポンプ（真空ポンプ）
１０１　吸気口
１０２　回転翼
１０２ｄ　円筒部
１０３　回転体
１１３　ロータ軸
１２３　固定翼
１２５　固定翼スペーサ
１２７　外筒
１２９　ベース部
１３１　ネジ付スペーサ
１３１ａ　ネジ溝
１３３　排気口
２００　制御装置
２１０　ロータ軸頂部
２２０　貫通孔
３００　ワッシャ
３１０　アーマチャディスク
３２０　ナット
５００　カバー部
５１０　キャップ部
５２０　座金部
５３０　ボルト用貫通孔
５４０　バランス錘用ネジ穴
５５０　嵌合部
５６０　締結用ボルト
５７０　バランス錘用ネジ
６００、７００、８００　工具

Claims (8)

  1. 　回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を前記頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体と、
    　前記回転軸の頂部と前記貫通孔を覆うように、前記回転体に固定されるカバー部とを備えた真空ポンプであって、
    　前記カバー部は、前記回転体のアンバランスを修正するためのバランス修正機能を備え、かつ、排気ガスに対する耐腐食性を有することを特徴とする真空ポンプ。
  2. 　前記カバー部の排気ガスに対する耐腐食性は、耐腐食性の表面処理を施してあることにより達成することを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
  3. 　前記カバー部は、前記回転体を固定または支持するための工具と嵌合する部分を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空ポンプ。
  4. 　前記バランス修正機能は、前記カバー部に設けられた凹部に配置されたバランス修正錘により行われ、該バランス修正錘は排気ガスに対する耐腐食性を有することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の真空ポンプ。
  5. 　前記バランス修正錘は、排気ガスに対する耐腐食性の表面処理を施してあることを特徴とする請求項４に記載の真空ポンプ。
  6. 　回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を前記頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体であって、
    　前記回転軸の頂部と前記貫通孔を覆うように、前記回転体に固定されるカバー部をさらに備え、
    　前記カバー部は、前記回転体のアンバランスを修正するためのバランス修正機能を備え、かつ、排気ガスに対する耐腐食性を有することを特徴とする回転体。
  7. 　回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を前記頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体の前記回転軸の頂部と前記貫通孔を覆うように、前記回転体に固定されるカバー部であって、
    　前記回転体のアンバランスを修正するためのバランス修正機能を備え、かつ、排気ガスに対する耐腐食性を有することを特徴とするカバー部。
  8. 　回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の頂部を貫通させる貫通孔を有し、該貫通孔を前記頂部に貫通させて固定される回転翼と、を備えた回転体の製造方法であって、
    　排気ガスに対する耐腐食性を有するカバー部を前記回転軸の頂部と前記貫通孔を覆うように、前記回転体に固定し、前記カバー部を固定した状態で前記回転体のアンバランスを修正することを特徴とする回転体の製造方法。
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