WO2023090232A1 - 真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材 - Google Patents

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vacuum pump
fixed
cavity
pump
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剛志 樺澤
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エドワーズ株式会社
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    • F05D2260/231—Preventing heat transfer

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum pump and a heat insulating member used in the vacuum pump, and more particularly to a vacuum pump that can be used in a pressure range from low vacuum to ultra-high vacuum and a heat insulating member used in the vacuum pump. be.
  • a vacuum pump such as turbomolecular is used to evacuate the chamber.
  • Such a vacuum pump is provided with a cylindrical casing, a cylindrical stator nested in the casing and provided with thread grooves, and a rotor supported in the stator so as to rotate at high speed. are known.
  • a vacuum pump depending on the gas sucked from the intake port of the casing, it may undergo a phase change from gas to solid during the process of compression inside the pump (inside the casing) and solidify inside the pump. As a result, the solidified matter accumulates inside the pump, which may cause a problem that the gas flow path is clogged.
  • An object of the present invention is to provide a vacuum pump having a heat insulating part which is arranged in a temperature control part and which has a hollow structure formed in a cavity along the axial direction or the radial direction.
  • the heat insulating portion which is a part of the component, has a hollow structure, the geometrical moment of inertia of the heat insulating portion increases, thereby improving the rigidity. Therefore, even if the cross-sectional area of the heat insulating portion is the same, both the rigidity and the heat insulating effect are improved, and the temperatures of the components inside the vacuum pump can be easily controlled as intended. That is, it is possible to selectively heat or cool only necessary components such as downstream flow paths.
  • the invention according to claim 2 provides the vacuum pump in the configuration according to claim 1, wherein the cavity is formed in a substantially triangular shape when viewed from the opening direction.
  • the hole shape of the cavity is substantially triangular when viewed from the opening direction, the rigidity of the heat insulating portion increases and the heat insulating portion can be easily formed. As a result, the cost can be suppressed and the heat insulating effect can be improved.
  • the invention according to claim 3 provides the vacuum pump in the configuration according to claim 1, wherein the cavity is formed in a substantially parallelogram shape when viewed from the opening direction.
  • the rigidity in the radial direction can be selectively reduced, and even if the inner parts thermally expand, the substantially parallelogram shape can be obtained.
  • the part can be deformed to relieve the load.
  • the invention according to claim 4 provides the vacuum pump having the configuration according to any one of claims 1 to 3, wherein the cavity is at least partially closed.
  • the rigidity is further improved compared to the case where the cavity is a through hole.
  • the invention according to claim 5 is the configuration according to any one of claims 1 to 4, wherein a rotating body having a plurality of rotor blades arranged in a multistage manner in the axial direction, and a rotor between the plurality of rotor blades and a turbomolecular pump mechanism comprising: a plurality of fixed blades disposed in the temperature-controlled part is at least one fixed blade among the plurality of fixed blades; , a vacuum pump disposed on the support of the fixed wing;
  • the turbo-molecular pump mechanism includes a rotating body having a plurality of rotor blades arranged axially in multiple stages, and a plurality of fixed blades arranged between the plurality of rotor blades.
  • the heat insulating portion which has a hollow structure, is provided as a spacer in the supporting portion of the fixed blade, the geometrical moment of inertia in the turbomolecular pump mechanism increases.
  • both the rigidity and heat insulating effect of the motor as a whole are improved, making it easier to control the temperatures of the components inside the vacuum pump as intended.
  • the vacuum pump further comprises a formed Holweck-type pump mechanism, wherein the part to be temperature controlled is the fixed cylinder, and the heat insulating part is arranged on a support part of the fixed cylinder.
  • the adiabatic portion having a hollow structure is provided in the vacuum pump provided with the Holweck pump mechanism in which the thread groove is formed on at least one of the inner peripheral surface of the rotating cylinder and the outer peripheral surface of the fixed cylinder, which face each other in the radial direction. is provided as a spacer on the supporting portion of the fixed cylinder, the geometrical moment of inertia in the Holweck pump mechanism increases. As a result, both the rigidity and the heat insulating effect of the entire pump are improved, and the temperature of the components inside the vacuum pump can be easily controlled as intended. As a result, it is possible to selectively heat or cool only the necessary parts, such as downstream flow paths.
  • a rotating disk and a fixed disk that are axially opposed to each other in the structure according to any one of the first to sixth aspects, and the rotating disk is opposed to the rotating disk.
  • a Sigburn-type pump mechanism is further provided in which a spiral groove having a spiral peak portion and a spiral valley portion is formed on at least one surface of the fixed disc, wherein the temperature-controlled component is the fixed disc, and the thermal insulation.
  • the part provides a vacuum pump arranged on the support of said stationary disc.
  • the rotating disc and the fixed disc are axially opposed to each other, and at least one surface of the fixed disc facing the rotating disc has a spiral peak portion and a spiral trough portion.
  • a vacuum pump having a grooved Sigburn type pump mechanism since a heat insulating portion having a hollow structure is provided as a spacer on a support portion of a fixed disk, the geometrical moment of inertia in the Sigburn type pump mechanism increases. As a result, both the rigidity and the heat insulating effect of the entire pump are improved, and the temperature of the components inside the vacuum pump can be easily controlled as intended. As a result, it is possible to selectively heat or cool only the necessary parts, such as downstream flow paths.
  • a heat insulating member used in a vacuum pump having at least one of a heating function and a cooling function.
  • a heat insulating member used in a vacuum pump having at least one of a heating function and a cooling function.
  • the heat insulating member exhibiting a hollow structure that is hollow along the axial direction or the radial direction in the vacuum pump by using the heat insulating member exhibiting a hollow structure that is hollow along the axial direction or the radial direction in the vacuum pump, the geometrical moment of inertia of the heat insulating portion is increased, and the rigidity is improved. .
  • both the rigidity and the heat insulating effect of the entire pump are improved, and the temperature of the components inside the vacuum pump can be easily controlled as intended.
  • the heat insulating portion which is a part of the component, has a hollow structure, the geometrical moment of inertia of the heat insulating portion increases, thereby improving the rigidity. Therefore, even if the cross-sectional area of the heat insulating portion is the same, both the rigidity and the heat insulating effect are improved, and the temperatures of the components inside the vacuum pump can be easily controlled as intended. As a result, it is possible to selectively heat or cool only the necessary components, such as downstream flow paths. As a result, when heating is required, it is possible to heat the portion (location) of the pump that is really required and prevent deposition of reaction products. Conversely, when cooling is required, the newly required portion of the pump can be cooled to prevent overheating of the pump.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a turbo-molecular pump shown as a first example of a vacuum pump according to an embodiment of the present invention
  • FIG. Fig. 2 is a diagram showing an example of an amplifier circuit in the turbo-molecular pump of the first embodiment
  • 4 is a time chart showing an example of control when a current command value detected by an amplifier circuit in the turbo-molecular pump of the first embodiment is greater than the detected value
  • 4 is a time chart showing an example of control when a current command value detected by an amplifier circuit in the turbo-molecular pump of the first embodiment is smaller than the detected value
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of a heat insulating material in the turbomolecular pump of the first embodiment;
  • (a) is a plan view,
  • (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of (a), and
  • (c) is (b). It is a cross-sectional view shown as a modification of.
  • FIG. 6 is a plan view showing another modification of the heat insulating material shown in FIG. 5; It is a figure explaining the difference between the rigidity in the case of a plate structure with a solid heat insulating material and the rigidity in the case of a hollow plate structure, (a) is a figure explaining the rigidity of a solid plate structure, (b). 6 is a diagram for explaining the rigidity of the hollow plate structure shown in FIG.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a turbo-molecular pump shown as a second example of the vacuum pump according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a partial enlarged view of a heat insulating material in the turbomolecular pump of the second embodiment of the same, where (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view taken along the line BB of (a), and (c) is (b). It is a cross-sectional view shown as a modification of.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a turbo-molecular pump shown as a third example of the vacuum pump according to the embodiment of the present invention;
  • a vacuum pump having at least one of a heating function and a cooling function for this purpose, which is arranged in a temperature-controlled part to be heated or cooled, and has a hollow structure formed into a cavity along the axial direction or the radial direction. It is realized by having a configuration that includes a heat insulating part that exhibits
  • drawings may exaggerate by enlarging and exaggerating characteristic parts in order to make the features easier to understand, and the dimensional ratios, etc. of the constituent elements may not necessarily be the same as the actual ones.
  • hatching of some components may be omitted in order to facilitate understanding of the cross-sectional structure of the components.
  • FIG. 1 A longitudinal sectional view of this turbo-molecular 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 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 near the upper radial electromagnets 104 and corresponding to the respective upper radial electromagnets 104 .
  • the upper radial 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 .
  • the upper radial direction sensor 107 is configured to detect the radial displacement of the rotor shaft 113, that is, the rotor 103 fixed thereto, and send it to a control device (not shown).
  • 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, and the amplifier shown in FIG. A circuit 150 (described later) controls the excitation of the upper radial electromagnet 104 based on this 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 send its axial position signal to the controller.
  • 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.
  • the amplifier circuit 150 controls the excitation of the axial electromagnet 106A and the axial electromagnet 106B based on these excitation control command signals, so that the axial electromagnet 106A attracts the metal disk 111 upward by magnetic force, The axial electromagnet 106B attracts the metal disk 111 downward, and the axial position of the rotor shaft 113 is adjusted.
  • the control device 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.
  • 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 a control device 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 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 123a, 123b, 123c... are arranged with a slight gap from the rotor blades 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 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 enters the intake port 101 from the chamber side and is transferred to the base portion 129 is sent to the exhaust port 133 .
  • a threaded spacer 131 is arranged 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, so a metal such as iron, aluminum, or copper that has rigidity and high thermal conductivity is used. is desirable.
  • 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 so as not to intrude into the electrical section composed of the directional electromagnets 106A and 106B, the axial direction sensor 109, etc., 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 (for example, 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 is transported from the inlet 101 to the outlet 133, if its pressure becomes higher than a predetermined value or its temperature becomes lower than a predetermined value, 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 wrapped around the outer circumference of the base portion 129 or the like, and a temperature sensor (eg, a thermistor) (not shown) is embedded in the base portion 129, for example.
  • a temperature sensor eg, a thermistor
  • TMS Temperature Control
  • 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 constituting the upper radial electromagnet 104 and the like has one end connected to a positive electrode 171a of a power source 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 current regeneration diode 166 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 composed of, for example, a digital signal processor section (hereinafter referred to as a DSP section) (not shown) of the control device. It has become.
  • 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 usually 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 as shown in FIG. 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 for the time corresponding to the pulse width time Tp2 only once in the control cycle Ts, 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.
  • the pressure of the exhaust gas is lowest at the intake port 101 and highest at the exhaust port 133.
  • the process gas is transported from the inlet 101 to the outlet 133, if its pressure becomes higher than a predetermined value or its temperature becomes lower than a predetermined value, the process gas becomes solid and turbo molecules are formed. It adheres and deposits inside the pump 100 .
  • a heater (not shown) is wound around the outer periphery of the base portion 129 or the like to provide a heating function.
  • At least one of the cooling functions is provided by winding an annular water-cooled pipe 149 (in this embodiment, the cooling function is provided), and a temperature sensor (eg, thermistor) not shown is embedded in the base portion 129, and this temperature sensor Heating of the heater and cooling control (TMS) by the water cooling pipe 149 are performed so as to keep the temperature of the base portion 129 at a constant high temperature (set temperature) based on the signal of .
  • TMS heater and cooling control
  • a turbomolecular pump mechanism comprising a rotating body 103 having a plurality of rotor blades 102 arranged in multiple stages in the axial direction, and a plurality of fixed blades 123 arranged between the plurality of rotor blades 102.
  • the temperature on the 201 side and the temperature on the thread groove pump mechanism 202 side should not affect the temperature control of the base portion 129, and conversely, the temperature on the base portion 129 side should not be affected.
  • a heat insulating material 203 is provided between the threaded spacer 131 and the base portion 129 as a heat insulating portion.
  • the thread groove pump mechanism portion 202 of the turbo-molecular pump 100 has a thread groove 131a formed in the inner peripheral surface of the threaded spacer 131, which is a fixed cylinder, facing the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102d, which is a rotating cylinder, in the radial direction.
  • the thread groove 131a may be provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102d, which is a rotating cylinder.
  • the heat insulating material 203 functions as a heat insulating portion for blocking heat transfer between the threaded spacer 131 and the base portion 129 .
  • the heat insulator 203 is made of stainless steel and exhibits a lower thermal conductivity than the aluminum threaded spacer 131 and the base portion 129 . Any specific material for the heat insulating material 203 may be used as long as it exhibits a thermal conductivity lower than that of either the threaded spacer 131 or the base portion 129.
  • screws made of aluminum are used. It preferably exhibits a thermal conductivity lower than that of the attached spacer 131 and the base portion 129 .
  • the heat insulating material 203 is an annular member, and as shown in FIG. While facing the peripheral surface 203A, the upper end surface 203B of the heat insulating material 203 is brought into contact with the lower end surface 131C of the threaded spacer 131, and the lower end surface 203C is brought into contact with the upper surface 129A of the base portion 129. It is sandwiched between the lower end surface 131C of the attached spacer 131 and the upper surface 129A of the base portion 129. As shown in FIG.
  • the heat insulating material 203 has a cavity 204A penetrating between an inner peripheral surface 203A and an outer peripheral surface 203D, that is, a thickness portion thereof from an upper end surface 203B to a lower end surface 203C. provided repeatedly.
  • the cavity 204A is formed in a substantially triangular hole shape when viewed from the end surface 203B side (opening direction). 203D side) are arranged alternately and regularly.
  • the cavity 204A of the heat insulating material 203 is formed as a cavity 204A penetrating from the upper end face 203B to the lower end face 203C.
  • a closing portion 203H closing the cavity 204A is formed in the cavity 204 so as to close the opening portion of the cavity 204A on one end side (end face 203C side)
  • the rigidity of the heat insulating material 203 can be further increased compared to a structure in which the cavity 204A is a through hole.
  • the blocking part 203H may block the middle part or both ends of the cavity 204A. Alternatively, it may be provided in some of the cavities 204A among the plurality of cavities 204A.
  • the heat insulating material 203 has a cavity 204B that penetrates between the inner peripheral surface 203A and the outer peripheral surface 203D, that is, the thickness portion from the upper end surface 203B to the lower end surface 203C. may be formed in a substantially parallelogram hole shape when viewed from the end face 203B side (opening direction).
  • Cavities 204B shown in FIG. 6 are generally parallelogram-shaped cavities 204B that are regularly arranged with two opposing sides facing inward (inner peripheral surface 203A side) and outward (outer peripheral surface 203D side). is provided.
  • the hole shape of the cavity 204B is formed into a substantially parallelogram hole shape when viewed from the opening direction (the direction of the end surface 203B), the rigidity of the heat insulating portion (the heat insulating material 203) is increased, and the heat insulating portion can be easily formed. . As a result, the cost can be suppressed and the heat insulating effect can be improved. Further, when the cavity 204B is formed in a substantially parallelogram shape, the rigidity in the radial direction is selectively lowered, and the internal temperature-controlled parts (for example, the threaded spacer 131, the base portion 129, etc.) thermally expand. Also, the approximately parallelogram portion can be deformed to relieve the load.
  • the rigidity of the heat insulating material 203 can be further increased compared to a structure in which the cavity 204B is a through hole.
  • FIG. 7 shows a case where a solid plate without cavities is used as the heat insulating material 203, and a case where a substantially triangular cavity 204A and a substantially parallelogram-shaped cavity 204B are used. (b) for a hollow plate with a triangular cavity 204A and (c) for a hollow plate with a substantially parallelogram-shaped cavity 204B.
  • the thickness T of the plate is 4 mm (mm), the length L in the circumferential direction (width) is 2.8 mm, and (b) and (c) ), the thickness T of each hollow plate is 5 mm, and the length L in the circumferential direction (lateral width) is 2.8 mm.
  • the thickness t of the beams 205 separating the cavities 204A in the hollow plates of (b) and (c) was 0.5 mm, and the aperture ratio was 66%.
  • FIG. 8 shows a second embodiment of the turbomolecular pump 100 according to the vacuum pump of the present invention.
  • the structure of the second embodiment is obtained by changing the structure of the heat insulating material 203, and the rest of the structure is the same as that of FIG.
  • the turbo-molecular pump 100 shown in the second embodiment is also configured as a Holweck pump mechanism as in the case of the first embodiment.
  • a screw groove 131a is provided on the inner peripheral surface of a threaded spacer 131, which is a fixed cylinder facing the outer peripheral surface of 102d.
  • the turbo-molecular pump 100 here may also have a configuration in which the thread groove 131a is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102d, which is a rotating cylinder.
  • the temperature of the turbo-molecular pump mechanism 201 side and the temperature of the screw groove pump mechanism portion 202 side are used to control the temperature of the base portion 129 as in the case of the first embodiment.
  • the screws are used.
  • a heat insulating material 203 is provided as a heat insulating portion between the attached spacer 131 and the base portion 129 .
  • FIG. 9 is a partially enlarged view of the heat insulating material 203 in the turbomolecular pump 100 of the second embodiment, (a) being a plan view thereof, and (b) being a cross-sectional view taken along line BB of (a). be.
  • the heat insulator 203 shown in FIG. 9 is also made of stainless steel, for example, and exhibits a lower thermal conductivity than the threaded spacer 131 and the base portion 129 made of aluminum.
  • the heat insulating material 203 is an annular member, and as shown in FIG.
  • the upper end surface 203B of the heat insulating material 203 is brought into contact with the lower end surface 131C of the threaded spacer 131, and the lower end surface 203C is brought into contact with the upper surface 129A of the base portion 129. It is sandwiched between the lower end surface 131C of the attached spacer 131 and the upper surface 129A of the base portion 129. As shown in FIG.
  • the heat insulating material 203 has a thickness between an inner peripheral surface 203A and an outer peripheral surface 203D, that is, a thickness of 3 layers of an inner peripheral layer 203E, an intermediate layer 203F, and an outer peripheral layer 203G in order from the inside. formed in layers.
  • the inner layer 203E is provided with a plurality of cavities 204C connected in the circumferential direction in an annular shape
  • the intermediate layer 203F is provided with a plurality of cavities 204D connected in the circumferential direction in an annular shape
  • the outer peripheral layer 203G a plurality of cavities 204E are provided in a ring in a row in the circumferential direction.
  • approximately triangular cavities 204C are formed with the apexes and bases alternately directed inward (toward the inner peripheral surface 203A) and outward (toward the outer peripheral surface 203D). , are regularly arranged along the circumferential direction, and in the intermediate layer 203F, similarly approximately triangular cavities 204C are arranged so that the vertexes and bases are arranged inside (on the inner peripheral surface 203A side) and outside (on the outer peripheral surface 203D side). ), and the bases of the substantially triangular cavities 204C of the inner layer 203E and the bases of the substantially triangular cavities 204D of the intermediate layer 203F are arranged regularly.
  • cavities 204E that are substantially parallelogram-shaped when viewed from the opening direction are regularly arranged along the circumferential direction with one side of the cavity 204E adjacent to the base of the substantially triangular cavity 204D of the intermediate layer 203F. are provided in an array.
  • Cavity 204C, cavity 204D, and cavity 204E each penetrate from upper end surface 203B of heat insulating material 203 to lower end surface 203C.
  • the cavity 204E provided in the outer peripheral layer 203G is formed in a parallelogram shape slightly inclined in the circumferential direction, but similar to the cavity 204B provided in FIG. can be formed into Further, the height of the outer peripheral layer 203G from the lower end surface 203C is slightly smaller than half the height of the inner peripheral layer 203E and the intermediate layer 203F.
  • the substantially triangular cavities 204C and 204D are provided in the inner peripheral layer 203E and the intermediate layer 203F, respectively, and the substantially parallelogram-shaped cavity 204E is provided in the outer peripheral layer 203G. It rises and becomes easier to form. Further, by forming the cavity 204E of the outer peripheral layer 203G into a substantially parallelogram shape, the rigidity in the radial direction is selectively reduced, and the internal parts to be temperature controlled (for example, the threaded spacer 131, the base portion 129, etc.) Even with thermal expansion, the substantially parallelogram portion deforms and the load can be alleviated.
  • the cavity 204C and the cavity 204D provided in the inner layer 203E and the intermediate layer 203F of the heat insulating material 203, and the cavity 204E provided in the outer layer 203G respectively penetrate from the upper end face 203B to the lower end face 203C. A case where they are formed as cavities 204C, 204D, and 204E is shown.
  • the heat insulating material 203 in the case of the turbomolecular pump 100 of the second embodiment also has at least some of the cavities 204C, 204D, 204E among the plurality of cavities 204C, 204D, 204E, 204E is provided with a closing portion 203H that closes one end side (end face 203C side) of the cavities 204C, 204D, and 204E, compared to a structure in which the cavities 204C, 204D, and 204E are through holes, the heat insulating material
  • the stiffness of 203 can be further increased.
  • the blocking portion may block the middle portion or both ends of the cavities 204C, 204D and 204E.
  • FIG. 10 shows a modification of the third embodiment of the turbomolecular pump 100 shown in FIG.
  • the structure of the thread groove pump mechanism 202 is configured as a Sigburn pump mechanism, and the rest of the structure is the same as that of the second embodiment. redundant description is omitted.
  • the thread groove pump mechanism portion 202 of the turbo-molecular pump 100 shown in FIG. 10 has a rotating disk 202A and a fixed disk 202B facing each other in the axial direction.
  • 202C has a structure in which a screw groove 202F as a spiral groove having a spiral peak portion 202D and a spiral valley portion 202E is formed.
  • the fixed disc 202B is fixed to the outer cylinder 127 with both sides of the outer peripheral portion sandwiched between the fixed wing spacer 126A and the fixed wing spacer 126B.
  • the rotary disc 202A is formed in a state of protruding in the shape of rotary blades substantially at right angles from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102d of the rotating body 103, and is formed in a state of being opposed to both upper and lower surfaces of the fixed disc 202B. .
  • the heat insulating material 203 is configured such that the outer peripheral surface 126D of the lower end axial support portion 126C of the fixed blade spacer 126B as a support portion for the fixed disk 202B faces the inner peripheral surface 203A of the heat insulating material 203, and the heat insulating material 203 end face 203B is brought into contact with the lower end face 126E of the stationary blade spacer 126B, and the lower end face 203C is brought into contact with the upper face 129A of the base portion 129, so that the lower end face 126E of the fixed blade spacer 126B and the upper face of the base portion 129 are brought into contact. 129A.
  • the turbo-molecular pump 100 of this modified example also has the heat insulating material 203 having the three-layer structure shown in FIGS.
  • the temperature of the turbo-molecular pump mechanism 201 and the thread groove pump mechanism 202 are prevented from affecting the temperature control of the base portion 129 side, and conversely, the controlled temperature of the base portion 129 side is controlled. can be prevented from affecting the turbo molecular pump mechanism 201 side and the thread groove pump mechanism portion 202 .
  • the heat insulating material 203 is provided with approximately triangular cavities 204C and 204D in the inner peripheral layer 203E and intermediate layer 203F, respectively, and by providing approximately parallelogram-shaped cavities 204E in the outer peripheral layer 203G.
  • Rigidity is increased, and formation is facilitated. Further, by forming the cavity 204E of the outer layer 203G into a substantially parallelogram shape, the rigidity in the radial direction is selectively lowered, and even if the inner parts thermally expand, the substantially parallelogram portion does not deform. can relieve the load.
  • the structure in which the cavity 204C, the cavity 204D, and the cavity 204E of the heat insulating portion (heat insulating material 203) are formed along the axial direction is disclosed in the above embodiment, the structure may be formed along the radial direction. is.
  • turbomolecular pump 101 intake port 102: rotor blade 102d: cylindrical portion (rotating cylinder) 103: rotating body 104: upper radial electromagnet 105: lower radial electromagnet 106A: axial electromagnet 106B: axial electromagnet 107: upper radial sensor 108: lower radial sensor 109: axial sensor 111: metal disk 113 : Rotor shaft 120 : Protective bearing 121 : Motor 122 : Stator column 123 : Fixed blade 123a : Fixed blade 123b : Fixed blade 123c : Fixed blade 125 : Fixed blade spacer 126A : Fixed blade spacer 126B : Fixed blade spacer 126C : Bottom end shaft

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Abstract

【課題】断熱部の剛性と断熱効果を向上させて、ポンプ内部の構成部品の温度をねらい通りに管理しやすくする真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材を提供する。 【解決手段】少なくとも冷却機能を備えているターボ分子ポンプ１００は、ネジ付１３１に配設され、軸方向に沿って空洞２０４Ａを有する中空構造を呈した断熱材２０３を備えている。

Description

真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材
　本発明は、真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材に関するものであり、特に、低真空から超高真空に亘る圧力範囲で利用可能な真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材に関するものである。
　メモリや集積回路灯の半導体装置を製造する際、空気中の塵等による影響を避けるために、高真空状態のチャンバ内で高純度の半導体基板（ウエハ）にドーピングやエッチングを行う必要があり、チャンバ内の排気には、例えば、ターボ分子等の真空ポンプが使用されている。
　このような真空ポンプとして、円筒状のケーシングと、ケーシング内に入れ子で固定されると共にネジ溝が配設された円筒状のステータと、ステータ内で高速回転可能に支持されたロータと、を備えているもの等が知られている。
　真空ポンプでは、ケーシングの吸気口から吸引したガスによっては、ポンプ内部（ケーシング内部）で圧縮する過程で気体から固体に相変化を起こし、ポンプ内部で固化する場合がある。その結果、ポンプ内部に固化物が堆積し、ガス流路が閉塞するという不具合が生じる場合がある。
　その不具合を解決する方法として、真空ポンプを加熱し、温度を上げると固化が防止できることが従来から知られている。しかしながら、内部の温度状態を把握せず、ポンプを加熱すると、加熱したくない箇所の温度が適温を超えた温度、すなわち過熱状態に陥る可能性がある。そこで、加熱したい部分と加熱したくない部分との間に断熱材を設置し、加熱したい部分のみを選択的に加熱する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２０１５－１５１９３２号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の発明は、断熱部の断熱効果を上げるためは、断熱部の肉厚を薄くして断面積を低減する必要がある。しかし、断面積を低減すると断熱部の剛性が低下する。そして、剛性が低くなることから、次のような問題点があった。
（１）座屈のリスクが増加する。
（２）固有振動数が低下し、共振が発生する。
（２）外部からの衝撃などで変形し、回転部と固定部が接触して故障の原因となる。（３）加工中に歪みが発生し易く、加工が難しいのでコストアップになる。
　したがって、それらの問題点を考慮すると、断熱部は、肉厚で長い部品となり、スペース上の制約も出て来る。そのため、必要十分な断熱効果を得るのが容易ではなかった。
　そこで、断熱部の剛性と断熱効果を向上させて、ポンプ内部の構成部品の温度をねらい通りに管理しやすくする真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
　本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、加熱機能又は冷却機能の少なくとも一方を備えている真空ポンプであって、加熱又は冷却される被温調部品に配設され、軸方向または半径方向に沿って空洞に形成された中空構造を呈する断熱部を備えている、真空ポンプを提供することにある。
　この構成によれば、部品の一部である断熱部が中空構造をなしているので、断熱部の断面二次モーメントが増加し、これにより剛性が向上する。このため、断熱部の断面積を同じにしても、剛性及び断熱効果が共に向上し、真空ポンプ内部の構成部品の温度を狙い通りに管理し易くなる。すなわち、下流側の流路など、必要な部品のみを選択的に加熱又は冷却をすることができる。
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記空洞は、開口方向から視て略三角形状に形成されている、真空ポンプを提供する。
　この構成によれば、空洞の穴形状を開口方向から視て略三角の穴形状にすると、断熱部の剛性が上がり、また断熱部も形成しやすくなる。これにより、コストを抑えて断熱効果を上げることができる。
　請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記空洞は、開口方向から視て略平行四辺形状に形成されている、真空ポンプを提供する。
　この構成によれば、空洞の穴形状を開口方向から視て略平行四辺形状に形成すると、半径方向の剛性を選択的に下げられ、内側の部品が熱膨張しても、略平行四辺形の部分が変形して負荷を緩和できる。
　請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の構成において、前記空洞は、少なくとも一部が塞がれている、真空ポンプを提供する。
　この構成によれば、空洞の少なくとも一部を塞ぐことにより、空洞が通し穴の場合に比べて、剛性が更に向上する。
　請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の構成において、軸方向に多段状に配列された複数の回転翼を有する回転体と、前記複数の回転翼間に配設された複数の固定翼と、を備えているターボ分子ポンプ機構をさらに備え、前記被温調部品は、前記複数の固定翼のうちの少なくとも１つの固定翼であり、前記断熱部は、前記固定翼の支持部に配設された、真空ポンプを提供する。
　この構成によれば、軸方向に多段状に配列された複数の回転翼を有する回転体と、前記複数の回転翼間に配設された複数の固定翼と、を備えているターボ分子ポンプ機構において、中空構造である断熱部を固定翼の支持部にスペーサとして設けているので、ターボ分子ポンプ機構における断面二次モーメントが増加する。これにより、モータ全体の剛性及び断熱効果が共に向上し、真空ポンプ内部の構成部品の温度を狙い通りに管理し易くなる。その結果、下流側の流路など、必要な部品のみを選択的に加熱又は冷却をすることができる。
　請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の構成において、半径方向で互いに対向する回転円筒の外周面と固定円筒の内周面の少なくとも一面にネジ溝が形成されたホルベック型ポンプ機構をさらに備え、前記被温調部品は、前記固定円筒であり、前記断熱部は、前記固定円筒の支持部に配設された、真空ポンプを提供する。
　この構成によれば、半径方向で互いに対向する回転円筒の内周面と固定円筒の外周面の少なくとも一面にネジ溝が形成されたホルベック型ポンプ機構を備える真空ポンプにおいて、中空構造である断熱部を固定円筒の支持部にスペーサとして設けているので、ホルベック型ポンプ機構における断面二次モーメントが増加する。これにより、ポンプ全体の剛性及び断熱効果が共に向上し、真空ポンプ内部の構成部品の温度を狙い通りに管理し易くなる。その結果、下流側の流路など、必要な部品のみを選択的に加熱又は冷却をすることができる。
　請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の構成において、軸方向で互いに対向する回転円板と固定円板とを有し、前記回転円板と対向する前記固定円板の少なくとも一面に渦巻き状山部と渦巻き状谷部を有する渦巻き状溝が形成されたシグバーン型ポンプ機構をさらに備え、前記被温調部品は、前記固定円板であり、前記断熱部は、前記固定円板の支持部に配設された真空ポンプを提供する。
　この構成によれば、軸方向で互いに対向する回転円板と固定円板とを有し、回転円板と対向する固定円板の少なくとも一面に渦巻き状山部と渦巻き状谷部を有する渦巻き状溝が形成されたシグバーン型ポンプ機構を備える真空ポンプにおいて、中空構造である断熱部を固定円板の支持部にスペーサとして設けているので、シグバーン型ポンプ機構における断面二次モーメントが増加する。これにより、ポンプ全体の剛性及び断熱効果が共に向上し、真空ポンプ内部の構成部品の温度を狙い通りに管理し易くなる。その結果、下流側の流路など、必要な部品のみを選択的に加熱又は冷却をすることができる。
　請求項８に記載の発明は、加熱機能又は冷却機能の少なくとも一方を備えている真空ポンプに用いられる断熱部材であって、加熱又は冷却される被温調部品に配設され、軸方向または半径方向に沿って空洞に形成された中空構造を呈している、断熱部材を提供する。
　この構成によれば、軸方向または半径方向に沿って空洞に形成された中空構造を呈している断熱部材を真空ポンプに用いることにより、断熱部の断面二次モーメントが増加し、剛性が向上する。これにより、ポンプ全体の剛性及び断熱効果が共に向上し、真空ポンプ内部の構成部品の温度を狙い通りに管理し易くなる。その結果、下流側の流路など、必要な部品のみを選択的に加熱又は冷却をすることができる。
　本発明によれば、部品の一部である断熱部が中空構造をなしているので、断熱部の断面二次モーメントが増加し、これにより剛性が向上する。このため、断熱部の断面積を同じにしても、剛性及び断熱効果が共に向上し、真空ポンプ内部の構成部品の温度を狙い通りに管理し易くなる。その結果、下流側の流路など、必要な部品のみを選択的に加熱又は冷却することができる。これにより、加熱を必要とする場合は、ポンプの真に必要な部分（箇所）を加熱し、反応生成物の堆積を防ぐことができる。反対に、冷却を必要とする場合は、ポンプの新に必要な部分（箇所）を冷却し、ポンプの加熱を防ぐことができる。
本発明の実施の形態に係る真空ポンプの第１実施例として示すターボ分子ポンプの縦断面図である。 同上第１実施例のターボ分子ポンプにおけるアンプ回路の一例を示す図である。 同上第１実施例のターボ分子ポンプにおけるアンプ回路で検出した電流指令値が検出値より大きい場合の一制御例を示すタイムチャートである。 同上第１実施例のターボ分子ポンプにおけるアンプ回路で検出した電流指令値が検出値より小さい場合の一制御例を示すタイムチャートである。 同上第１実施例のターボ分子ポンプにおける断熱材の部分拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）の変形例として示す断面図である。 図５に示した同上断熱材の他の変形例として示す平面図である。 断熱材が中実の板構造の場合における剛性と中空の板構造の場合における剛性との違いを説明する図であり、（ａ）は中実の板構造の剛性を説明する図、（ｂ）は図５に示す中空の板構造の剛性を説明する図、（ｃ）は図６に示す中空の板構造の剛性を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る真空ポンプの第２実施例として示すターボ分子ポンプの縦断面図である。 同上第２実施例のターボ分子ポンプにおける断熱材の部分拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）の変形例として示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る真空ポンプの第３実施例として示すターボ分子ポンプの縦断面図である。
　本発明は、断熱部の剛性と断熱効果を向上させて、ポンプ内部の構成部品の温度をねらい通りに管理しやすくする真空ポンプ及び該真空ポンプに用いられる断熱部材を提供するという目的を達成するために、加熱機能又は冷却機能の少なくとも一方を備えている真空ポンプであって、加熱又は冷却される被温調部品に配設され、軸方向または半径方向に沿って空洞に形成された中空構造を呈する断熱部を備えている、構成としたことにより実現した。
　以下、本発明の実施形態に係る一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。
　また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。
　また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。
　また、以下の説明において、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明の真空ポンプの各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。また、実施例の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。
　このターボ分子ポンプ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。
　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の近接に、かつ上側径方向電磁石１０４のそれぞれに対応されて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、図示せぬ制御装置に送るように構成されている。
　この制御装置においては、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に送られるように構成されている。
　そして、制御装置において、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。
　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。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の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の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、ヒータ等によるの加熱や水冷管１４９等による冷却の制御（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９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１０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。
　ところで、上述したように、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。この問題を解決するために、ベース部１２９等の外周に図示しない例えばヒータを巻着して加熱機能を持たせる。あるいは環状の水冷管１４９を巻着させて冷却機能の少なくとも一方を設ける（本実施例では冷却機能を設けている）とともに、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（ＴＭＳ）が行われている。
　そのため、軸方向に多段状に配列された複数の回転翼１０２を有する回転体１０３と、複数の回転翼１０２間に配設された複数の固定翼１２３と、を備えている、ターボ分子ポンプ機構２０１側の温度や、ネジ溝ポンプ機構部２０２側の温度がベース部１２９の温度制御に影響を与えないようにするのに、また逆に、ベース部１２９側に影響を与えないようにするのに、ネジ付スペーサ１３１とベース部１２９との間に断熱部としての断熱材２０３を設けている。
　なお、ターボ分子ポンプ１００のネジ溝ポンプ機構部２０２は、半径方向で、回転円筒である円筒部１０２ｄの外周面と対向する固定円筒であるネジ付スペーサ１３１の内周面にネジ溝１３１ａを設けているホルベック型ポンプ機構として構成しているが、ネジ溝１３１ａは回転円筒である円筒部１０２ｄの外周面に設けた構成にしてもよい。
　断熱材２０３は、ネジ付スペーサ１３１とベース部１２９の間の熱伝達を断つための断熱部として機能する。断熱材２０３は、ステンレス製であり、アルミニウム製のネジ付スペーサ１３１及びベース部１２９より低い熱伝導率を示す。なお、断熱材２０３の具体的な材質は、ネジ付スペーサ１３１又はベース部１２９の何れか一方より低い熱伝導率を示すものであれば、如何なるものであっても良く、望ましくはアルミニウム製のネジ付スペーサ１３１及びベース部１２９より低い熱伝導率を示すもの好ましい。
　そして、断熱材２０３は、環状部材であって、図１に示すように、固定円筒の支持部としてのネジ付スペーサ１３１の下端側軸方向支持部１３１Ａの外周面１３１Ｂに、断熱材２０３の内周面２０３Ａを対向させるともに、断熱材２０３の上側の端面２０３Ｂをネジ付スペーサ１３１の下端面１３１Ｃに当接させ、さらに下側の端面２０３Ｃをベース部１２９の上面１２９Ａに当接させて、ネジ付スペーサ１３１の下端面１３１Ｃとベース部１２９の上面１２９Ａとで挟まれて配設されている。
　また、断熱材２０３は、図５に示すように、内周面２０３Ａと外周面２０３Ｄとの間、すなわち厚み部分に、上側の端面２０３Ｂから下側の端面２０３Ｃまで貫通している空洞２０４Ａが、繰り返し設けられている。空洞２０４Ａは、端面２０３Ｂ側（開口方向）から視て略三角の穴形状に形成されており、略三角形状の空洞２０４Ａが、その頂点と底辺を内側（内周面２０３Ａ側）と外側（外周面２０３Ｄ側）に交互に向けて規則正しく配列されて設けられている。このように、空洞２０４Ａの穴形状を開口方向（端面２０３Ｂ方向）から視て略三角の穴形状にすると、断熱部（断熱材２０３）の剛性が上がり、また断熱部も形成しやすくなる。これにより、コストを抑えて断熱効果を上げることができる。なお、断熱材２０３の空洞２０４Ａは、上側の端面２０３Ｂから下側の端面２０３Ｃまで貫通している空洞２０４Ａとして形成している場合を示した。しかし、図５の（ｃ）に示すように、例えば空洞２０４Ａの一端側（端面２０３Ｃ側）の開口部分を塞ぐようにして、空洞２０４内に、空洞２０４Ａを塞いでいる閉塞部２０３Ｈを形成すると、空洞２０４Ａが通し穴となっている構造の場合と比べて、断熱材２０３の剛性を更に上げることができる。このように、閉塞部２０３Ｈを設けた空洞２０４Ａの構造であっても、少なくとも一方の面が空洞となり、接触面積を減少させているので、接触部の熱伝導を低下させ、断熱効果を持たせることが可能となる。また、閉塞部２０３Ｈは、空洞２０４Ａ内の中間の部分、又は両端の部分を塞ぐようにしてもよい。また、複数の空洞２０４Ａの中の一部の空洞２０４Ａに設けてもよい。
　また、断熱材２０３は、図６に示すように、内周面２０３Ａと外周面２０３Ｄとの間、すなわち厚み部分に、上側の端面２０３Ｂから下側の端面２０３Ｃまで貫通している設けられる空洞２０４Ｂを、端面２０３Ｂ側（開口方向）から視て略平行四辺形の穴形状に形成してもよい。図６に示す空洞２０４Ｂは、略平行四辺形をした空洞２０４Ｂが、その対向し合う２つの辺を内側（内周面２０３Ａ側）と外側（外周面２０３Ｄ側）とに向けて規則正しく配列されて設けられている。このように、空洞２０４Ｂの穴形状を開口方向（端面２０３Ｂ方向）から視て略平行四辺形の穴形状にすると、断熱部（断熱材２０３）の剛性が上がり、また断熱部も形成しやすくなる。これにより、コストを抑えて断熱効果を上げることができる。また、空洞２０４Ｂを略平行四辺形の形状に形成すると、半径方向の剛性が選択的に下げられ、内側の被温調部品（例えば、ネジ付スペーサ１３１、ベース部１２９等）が熱膨張しても、略平行四辺形の部分が変形をして負荷を緩和できる。なお、なお、図６に示す断熱材２０３の場合も、複数の空洞２０４Ｂの中、少なくとも一部の空洞２０４Ｂの一端の部分、又は中間の部分、あるいは両端の部分を各々塞ぐようにして形成すると、空洞２０４Ｂが通し穴となっている構造の場合に比べて、断熱材２０３の剛性を更に上げることができる。
　ここで、断熱材２０３が中空構造をなしている場合と、中空構造を成していない場合とでの剛性の違いを、図７を用いて検証する。図７は断熱材２０３として、空洞を有しない中実の板を使用した場合と、略三角形の空洞２０４Ａ及び略平行四辺形の空洞２０４Ｂを使用した場合との図で、（ａ）は中実の板の場合、（ｂ）は三角形の空洞２０４Ａを有する中空の板の場合、（ｃ）は略平行四辺形の空洞２０４Ｂを有する中空の板の場合である。ここでの検証は、（ａ）の中実の板の場合は、板の厚みＴが４ｍｍ（ミリ）、周方向（横幅）の長さＬが２．８ｍｍであり、（ｂ）及び（ｃ）の中空の板の厚みＴがそれぞれ５ｍｍ、周方向（横幅）の長さＬがそれぞれ２．８ｍｍとして行った。また、（ｂ）及び（ｃ）の中空の板における空洞２０４Ａと空洞２０４Ａとの間を仕切っている梁２０５の厚みｔは、０．５ｍｍで、開口率は６６パーセントとした。
　そして、図７の（ａ）の中実の板の場合では、図７中に線２０６で囲まれる斜線部分の断面二次モーメントＩは、図７中の式（１）で表され、断面積Ｓは、式（２）で表される。
　図７の（ｂ）の中空板の場合では、図７中の線２０６で囲まれる斜線部分の断面二次モーメントＩは、式（３）で表され、断面積Ｓは、式（４）で表される。
　図７の（ｃ）の中空板の場合は、図７の（ｂ）の中空板の場合とほぼ同じであり、図７中の線２０６で囲まれる斜線部分の断面二次モーメントＩは、近似的に式（３）で表され、断面積Ｓは、式（４）で表される。なお、厳密には、図７の（ｂ）の中空板の場合よりも、梁部分の断面積が増えているので、わずかだが二次モーメントが大きくなっているが、ここでは同等であるとして近似計算している。
　この試算から、図７中の（ｂ）及び（ｃ）の中空板の場合は（ａ）の中実の板の場合と断面二次モーメントＩがほぼ同程度でも、断面積Ｓを半分以下にできるため長さを半分以下にしても同様の断熱効果が得られ、同じ長さにすると２倍の断熱効果が得られて、また剛性も向上することが分かる。
　図８は、本発明の真空ポンプに係るターボ分子ポンプ１００の第２実施例を示すものである。第２実施例の構成は、断熱材２０３の構造を変更したものであって、他の構成は図１と同一であるから、同一の構成部分は同一符号を付して重複説明を省略する。
　第２実施例に示すターボ分子ポンプ１００も、第１実施例の場合と同様に、ホルベック型ポンプ機構として構成されており、ネジ溝ポンプ機構部２０２は、半径方向で、回転円筒である円筒部１０２ｄの外周面と対向する固定円筒であるネジ付スペーサ１３１の内周面に、ネジ溝１３１ａを設けている。ここでのターボ分子ポンプ１００も、ネジ溝１３１ａを回転円筒である円筒部１０２ｄの外周面に設けた構成にしてもよい。
　また、第２実施例に示すターボ分子ポンプ１００も、第１実施例の場合と同様に、ターボ分子ポンプ機構２０１側の温度やネジ溝ポンプ機構部２０２側の温度がベース部１２９の温度制御に影響を与えないようにするのに、また逆に、ベース部１２９側の制御された温度がターボ分子ポンプ機構２０１側やネジ溝ポンプ機構部２０２側に影響を与えないようにするのに、ネジ付スペーサ１３１とベース部１２９との間に断熱部としての断熱材２０３を設けている。
　図９は、同上第２実施例のターボ分子ポンプ１００における断熱材２０３の部分拡大図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線矢視断面図である。
　図９に示す断熱材２０３も、例えばステンレス製であり、アルミニウム製のネジ付スペーサ１３１及びベース部１２９より低い熱伝導率を示す。また、断熱材２０３は、環状部材であって、図８に示すように、固定円筒の支持部としてのネジ付スペーサ１３１の下端側軸方向支持部１３１Ａの外周面１３１Ｂに、断熱材２０３の内周面２０３Ａを対向させるともに、断熱材２０３の上側の端面２０３Ｂをネジ付スペーサ１３１の下端面１３１Ｃに当接させ、さらに下側の端面２０３Ｃをベース部１２９の上面１２９Ａに当接させて、ネジ付スペーサ１３１の下端面１３１Ｃとベース部１２９の上面１２９Ａとで挟まれて配設されている。
　また、断熱材２０３は、図９に示すように、内周面２０３Ａと外周面２０３Ｄとの間、すなわち厚み部分は、内側から順に、内周層２０３Ｅと中間層２０３Ｆと外周層２０３Ｇの、３層に形成されている。内周層２０３Ｅには、複数個の空洞２０４Ｃが円周方向に連なって環状に設けられ、中間層２０３Ｆには、複数個の空洞２０４Ｄが円周方向に連なって環状に設けられ、外周層２０３Ｇには、複数個の空洞２０４Ｅが円周方向に連なって環状に設けられている。
　図９に示す、断熱材２０３の内周層２０３Ｅには、略三角形状の空洞２０４Ｃが、その頂点と底辺を内側（内周面２０３Ａ側）と外側（外周面２０３Ｄ側）に交互に向けて、周方向に沿って規則正しく配列して設けられており、中間層２０３Ｆには、同じく略三角形状の空洞２０４Ｃが、その頂点と底辺を内側（内周面２０３Ａ側）と外側（外周面２０３Ｄ側）に交互に向け、かつ、内周層２０３Ｅの略三角形状の空洞２０４Ｃの底辺に中間層２０３Ｆの略三角形状の空洞２０４Ｄの底辺を隣り合わせた状態にして規則正しく配列して設けられている。一方、外周層２０３Ｇには、開口方向から視て略平行四辺形をした空洞２０４Ｅが、その一辺を中間層２０３Ｆの略三角形の空洞２０４Ｄの底辺に隣り合わせた状態にして、周方向に沿って規則正しく配列して設けられている。空洞２０４Ｃと空洞２０４Ｄと空洞２０４Ｅは、断熱材２０３の上側の端面２０３Ｂから下側の端面２０３Ｃまで各々貫通している。なお、外周層２０３Ｇに設けられている空洞２０４Ｅは、周方向に若干傾斜した平行四辺形状に形成しているが、図６に設けた空洞２０４Ｂと同様に、周方向に傾斜させない略平行四辺形状に形成してもよい。また、外周層２０３Ｇの下側の端面２０３Ｃからの高さは、内周層２０３Ｅ及び中間層２０３Ｆの高さの半分よりも若干小さく形成されている。
　このようにして、内周層２０３Ｅと中間層２０３Ｆにそれぞれ略三角形状の空洞２０４Ｃと空洞２０４Ｄを設けるとともに、外周層２０３Ｇに略平行四辺形状をした空洞２０４Ｅを設けることにより、断熱部の剛性が上がり、また形成もし易くなる。また、外周層２０３Ｇの空洞２０４Ｅを略平行四辺形状に形成することにより、半径方向の剛性が選択的に下げられ、内側の被温調部品（例えば、ネジ付スペーサ１３１、ベース部１２９等）が熱膨張しても、略平行四辺形の部分が変形をして負荷を緩和できる。
　なお、断熱材２０３の内周層２０３Ｅ及び中間層２０３Ｆに設けた空洞２０４Ｃ及び空洞２０４Ｄと、外周層２０３Ｇに設けた空洞２０４Ｅは、それぞれ上側の端面２０３Ｂから下側の端面２０３Ｃまで貫通している空洞２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅとして形成している場合を示した。しかし、第２の実施例のターボ分子ポンプ１００の場合の断熱材２０３も、図９の（ｃ）に示すように複数の空洞２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅの中、少なくとも一部の空洞２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅに、空洞２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅの一端側（端面２０３Ｃ側）を塞いでいる閉塞部２０３Ｈを設けると、空洞２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅが通し穴となっている構造の場合に比べて、断熱材２０３の剛性を更に上げることができる。また、塞ぐ部分は、空洞２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅ内の中間の部分、又は両端の部分を塞ぐようにしてもよい。
　図１０は、図８に示したターボ分子ポンプ１００の第３実施例の変形例を示すものである。この変形例の構成は、ネジ溝ポンプ機構部２０２の構成をシグバーン型ポンプ機構として構成されたものであり、他の構成は第２実施例と同一であるから、同一の構成部分は同一符号を付して重複説明を省略する。
　図１０に示すターボ分子ポンプ１００のネジ溝ポンプ機構部２０２は、軸方向で互いに対向する回転円板２０２Ａと固定円板２０２Ｂとを有し、回転円板２０２Ａと対向する固定円板２０２Ｂの両面２０２Ｃに渦巻き状山部２０２Ｄと渦巻き状谷部２０２Ｅを有する渦巻き状溝としてのネジ溝２０２Ｆが形成された構造になっている。
　固定円板２０２Ｂは、その外周部の両面が固定翼スペーサ１２６Ａと固定翼スペーサ１２６Ｂとにより挟まれて外筒１２７に固定されている。一方、回転円板２０２Ａは回転体１０３の円筒部１０２ｄの外周面から略直角に回転翼状に突出した状態にして形成されて、固定円板２０２Ｂの上下両面にそれぞれ対向した状態で形成されている。
　断熱材２０３は、固定円板２０２Ｂの支持部としての固定翼スペーサ１２６Ｂの下端側軸方向支持部１２６Ｃの外周面１２６Ｄと、断熱材２０３の内周面２０３Ａを対向させるともに、断熱材２０３の上側の端面２０３Ｂを固定翼スペーサ１２６Ｂの下端面１２６Ｅに当接させ、さらに下側の端面２０３Ｃをベース部１２９の上面１２９Ａに当接させて、固定翼スペーサ１２６Ｂの下端面１２６Ｅとベース部１２９の上面１２９Ａとで挟まれて配設されている。
　この変形例のターボ分子ポンプ１００も、固定翼スペーサ１２６Ｂとベース部１２９との間に、図８及び図９に示した３層構造をした断熱材２０３を設けているので、第２実施例の場合と同様に、ターボ分子ポンプ機構２０１側の温度やネジ溝ポンプ機構部２０２がベース部１２９側の温度制御に影響を与えないようにする、また逆に、ベース部１２９側の制御された温度がターボ分子ポンプ機構２０１側やネジ溝ポンプ機構部２０２に影響を与えないようにすることができる。また、断熱材２０３は、内周層２０３Ｅと中間層２０３Ｆにそれぞれ略三角形状の空洞２０４Ｃと空洞２０４Ｄを設けるとともに、外周層２０３Ｇに略平行四辺形をした空洞２０４Ｅを設けることにより、断熱部の剛性が上がり、また形成もし易くなる。また、外周層２０３Ｇの空洞２０４Ｅを略平行四辺形状に形成することにより、半径方向の剛性が選択的に下げられ、内側の部品が熱膨張しても、略平行四辺形の部分が変形をして負荷を緩和できる。
　なお、上記実施例での断熱部（断熱材２０３）の空洞２０４Ｃ、空洞２０４Ｄ、空洞２０４Ｅを軸方向に沿って形成した構造を開示したが、半径方向に沿って形成した構造にしてもよいものである。
　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成すことができ、そして、本発明が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
１０１　　　：吸気口
１０２　　　：回転翼
１０２ｄ　　：円筒部（回転円筒）
１０３　　　：回転体
１０４　　　：上側径方向電磁石
１０５　　　：下側径方向電磁石
１０６Ａ　　：軸方向電磁石
１０６Ｂ　　：軸方向電磁石
１０７　　　：上側径方向センサ
１０８　　　：下側径方向センサ
１０９　　　：軸方向センサ
１１１　　　：金属ディスク
１１３　　　：ロータ軸
１２０　　　：保護ベアリング
１２１　　　：モータ
１２２　　　：ステータコラム
１２３　　　：固定翼
１２３ａ　　：固定翼
１２３ｂ　　：固定翼
１２３ｃ　　：固定翼
１２５　　　：固定翼スペーサ
１２６Ａ　　：固定翼スペーサ
１２６Ｂ　　：固定翼スペーサ
１２６Ｃ　　：下端側軸方向支持部
１２６Ｄ　　：外周面
１２６Ｅ　　：下端面
１２７　　　：外筒
１２９　　　：ベース部
１２９Ａ　　：上面
１３１　　　：ネジ付スペーサ
１３１Ａ　　：下端側軸方向支持部
１３１Ｂ　　：外周面
１３１Ｃ　　：下端面
１３１ａ　　：ネジ溝
１３３　　　：排気口
１４１　　　：電子回路部
１４３　　　：基板
１４５　　　：底蓋
１４９　　　：水冷管
１５０　　　：アンプ回路
１５１　　　：電磁石巻線
１６１　　　：トランジスタ
１６１ａ　　：カソード端子
１６１ｂ　　：アノード端子
１６２　　　：トランジスタ
１６２ａ　　：カソード端子
１６２ｂ　　：アノード端子
１６５　　　：ダイオード
１６５ａ　　：カソード端子
１６５ｂ　　：アノード端子
１６６　　　：ダイオード
１６６ａ　　：カソード端子
１６６ｂ　　：アノード端子
１７１　　　：電源
１７１ａ　　：正極
１７１ｂ　　：負極
１８１　　　：電流検出回路
１９１　　　：アンプ制御回路
１９１ａ　　：ゲート駆動信号
１９１ｂ　　：ゲート駆動信号
１９１ｃ　　：電流検出信号
２０１　　　：ターボ分子ポンプ機構
２０２　　　：ネジ溝ポンプ機構部
２０２Ａ　　：回転円板
２０２Ｂ　　：固定円板
２０２Ｃ　　：両面
２０２Ｄ　　：渦巻き状山部
２０２Ｅ　　：渦巻き状谷部
２０２Ｆ　　：ネジ溝
２０３　　　：断熱材（断熱部）
２０３Ａ　　：内周面
２０３Ｂ　　：端面
２０３Ｃ　　：端面
２０３Ｄ　　：外周面
２０３Ｅ　　：内周層
２０３Ｆ　　：中間層
２０３Ｇ　　：外周層
２０３Ｈ　　：閉塞部
２０４Ａ　　：空洞
２０４Ｂ　　：空洞
２０４Ｃ　　：空洞
２０４Ｄ　　：空洞
２０４Ｅ　　：空洞
２０５　　　：梁
Ｉ　　　　　：断面二次モーメント
Ｓ　　　　　：断面積
Ｔ　　　　　：板の厚み
ｔ　　　　　：梁の厚み
Ｔｐ１　　　：パルス幅時間
Ｔｐ２　　　：パルス幅時間
Ｔｓ　　　　：制御サイクル
ｉＬ　　　　：電磁石電流
ｉＬｍａｘ　：電流値
ｉＬｍｉｎ　：電流値 

Claims (8)

  1. 　加熱機能又は冷却機能の少なくとも一方を備えている真空ポンプであって、
    　加熱又は冷却される被温調部品に配設され、軸方向または半径方向に沿って空洞に形成された中空構造を呈する断熱部を備えている、
    　ことを特徴とする真空ポンプ。
  2. 　前記空洞は、開口方向から視て略三角形状に形成されている、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
  3. 　前記空洞は、開口方向から視て略平行四辺形状に形成されている、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
  4. 　前記空洞は、少なくとも一部が塞がれている、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
  5. 　軸方向に多段状に配列された複数の回転翼を有する回転体と、前記複数の回転翼間に配設された複数の固定翼と、を備えているターボ分子ポンプ機構をさらに備え、
    　前記被温調部品は、前記複数の固定翼のうちの少なくとも１つの固定翼であり、
    　前記断熱部は、前記固定翼の支持部に配設された、
    　ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
  6. 　半径方向で互いに対向する回転円筒の外周面と固定円筒の内周面の少なくとも一面にネジ溝が形成されたホルベック型ポンプ機構をさらに備え、
    　前記被温調部品は、前記固定円筒であり、
    　前記断熱部は、前記固定円筒の支持部に配設された、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
  7. 　軸方向で互いに対向する回転円板と固定円板とを有し、前記回転円板と対向する前記固定円板の少なくとも一面に渦巻き状山部と渦巻き状谷部を有する渦巻き状溝が形成されたシグバーン型ポンプ機構をさらに備え、
    　前記被温調部品は、前記固定円板であり、
    　前記断熱部は、前記固定円板の支持部に配設された、
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の真空ポンプ。
  8. 　加熱機能又は冷却機能の少なくとも一方を備えている真空ポンプに用いられる断熱部材であって、
    　加熱又は冷却される被温調部品に配設され、軸方向または半径方向に沿って空洞に形成された中空構造を呈している、
    　ことを特徴とする断熱部材。
     
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