CN104747466B - 真空泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种真空泵,防止螺纹槽排气部与转子固着,并且螺纹槽排气部不会使排气性能变差,所述螺纹槽排气部用于防止气体流向转子的内周侧。在与泵转子(4)稳定旋转时的转子圆筒部(8)相向的基座(50)的内部底面(50a)的位置上,利用螺钉固定有螺纹槽排气部(70)。螺纹槽排气部(70)的外径优选的是设定成等于泵转子(4)稳定旋转时的转子圆筒部(8)的外径。根据本发明,可提供一种真空泵,防止螺纹槽排气部与转子固着,并且螺纹槽排气部不会使排气性能变差。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空泵。
背景技术
以涡轮分子泵为代表的真空泵是安装于干式蚀刻装置或化学气相沉积(chemicalvapor deposition,CVD)装置等的真空室内。涡轮分子泵包括:转子,包含转子叶片及转子圆筒部;定子叶片,与转子叶片相向配置;以及螺纹定子,与转子圆筒部在径向上相向配置。转子以每分钟数万次旋转的速度而高速旋转。借由所述转子的旋转,转子叶片与定子叶片协作动作,并且转子圆筒部与螺纹定子协作动作,排出真空室内的气体,从而在真空室内形成高真空状态。
借由转子圆筒部及螺纹定子而排出的气体主要是流向排气口,但一部分气体存在流向转子的内周侧的情况。在所排出的气体中含有来自真空室的腐蚀性的工艺气体,从而存在所述工艺气体进入至设置于转子内周侧的外壳(以下称为马达外壳)内,而使磁轴承装置或马达等的电气***腐蚀的问题。为了防止所述问题,有时在马达外壳的外周面上设置螺纹槽排气部。
但是,在借由转子圆筒部及螺纹定子而排出的气体中含有各种反应生成物,所述各种反应生成物存在堆积于在所述马达外壳的外周面上设置的螺纹槽排气部的情况。在泵运行过程中,转子借由离心力而膨胀,因此转子圆筒部与马达外壳之间的空隙(clearance)在运行过程中比停止时增大。因此,在运行过程中反应生成物会堆积,然后,当泵停止而转子膨胀复原时,转子圆筒部的内周面与马达外壳的外周面有可能借由反应生成物而固着。
在专利文献1中揭示了如下方案:借由在基座底面的与转子圆筒部相向的位置上,与基座底面一体地形成螺纹槽,来防止借由转子圆筒部及螺纹定子而排出的气体流向转子的内周侧。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利实开平5-6195号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,在专利文献1所述的方案中,在排气路径中设置有螺纹槽排气部,从而有可能使排气性能变差。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的优选实施方式的真空泵的特征在于包括:泵转子,受到旋转驱动;泵定子,与泵转子协作动作而排出气体;基座,形成有借由泵转子及泵定子而排出的气体所流入的排气侧空间以及与排气侧空间连通的排气口;以及槽排气部,在泵转子的下游侧端面,或者在与下游侧端面相向的基座的内部底面,设置成以泵转子的旋转轴为中心的环形,用于从泵转子的内周侧向排气侧空间排出气体;槽排气部沿周方向交替地配置有作为凹部的槽及凸部,槽排气部位于气体流入至排气侧空间并向排气口排出为止的排气路径之外。
(2)在更选优的实施方式中,其特征在于:泵转子包括:转子叶片,设置成多段;以及转子圆筒部,设置于较转子叶片更靠下游侧的位置;泵定子包括:多段定子叶片,与多段转子叶片交替地配置;以及定子,以经由规定间隙而包围的方式而设置于转子圆筒部的外周侧;并且槽排气部设置于转子圆筒部的下游侧端面,或者设置于基座的内部底面当中的转子圆筒部的下游侧端面所相向的相向区域。
(3)在更优选的实施方式中,其特征在于:将形成有槽排气部的环状构件作为不同的构件而设置,并且固定于转子圆筒部的下游侧端面或者相向区域。
(4)在更优选的实施方式中,其特征在于:槽排气部设置于与下游侧端面相向的基座的内部底面,槽排气部的外径大致等于泵转子稳定旋转时的外径,并且槽排气部的内径大致等于或小于泵转子稳定旋转时的内径。
(5)在更优选的实施方式中,其特征在于:在基座的内部底面内较相向区域更靠外周侧的位置,设置有环状槽。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种真空泵,防止螺纹槽排气部与转子固着,并且螺纹槽排气部不会使排气性能变差。
附图说明
图1是涡轮分子泵的截面图。
图2(a)及图2(b)是表示螺纹槽排气部的图。
图3是表示基座的内部底面的变形例的图。
图4是表示排气口的位置的变形例的图。
图5(a)、图5(b)及图5(c)是表示螺纹槽排气部的变形例的图。
图6(a)、图6(b)是表示专利文献1所记载的发明的图。
图7是表示全叶片型的涡轮分子泵的图。
[符号的说明]
4:泵转子 4a:泵转子的旋转轴方向真空排气下游侧端面
5:轴 6:转子轮盘
8:转子圆筒部 8a:下游侧端面
8R:旋转方向 10:转子组合体
11:螺纹定子 11a:凸缘部
15:螺栓 20:转子叶片
31:吸气口 40:马达
44:定子叶片 48:马达外壳
50:基座 50a:内部底面
50b:环状槽 52:外罩
56:排气口 56a:开口部
58:间隔件 62:上部径向电磁铁
64:下部径向电磁铁 66:推力电磁铁
70:螺纹槽排气部 71:螺纹槽
71a:螺纹槽 71a1:外周侧端部
71a2:内周侧端部 72:凸部
78:半直线 80:涡轮泵部
81:牵引泵部 100:涡轮分子泵
100a:泵下表面 208:转子
211:定子 216:贯通孔
256:排气口 270:螺纹槽排气部
271:螺纹槽 D8a:外径
D8b:内径 D70a:外径
D70b:内径 P1、P2:排气路径
P_ref:气体的排出路径
具体实施方式
对本发明的真空泵进行说明时,以包含涡轮泵部及牵引泵(drag pump)部作为真空排气部的涡轮分子泵为例进行说明。
-实施方式-
图1是表示涡轮分子泵100的概略构成的截面图。涡轮分子泵100包括涡轮泵部80及牵引泵部81作为真空排气部,所述牵引泵部81位于较涡轮泵部80更靠真空排气下游侧的位置。在涡轮分子泵100的外罩52内旋转自如地设置有转子组合体10。转子组合体10包括泵转子4、轴(shaft)5及转子轮盘6。涡轮分子泵100是磁轴承式的泵,转子组合体10是借由上部径向电磁铁62、下部径向电磁铁64及推力电磁铁66而受到非接触支撑。
马达外壳48竖立设置于基座50上。在马达外壳48内,设置有轴5、上部径向电磁铁62、下部径向电磁铁64及下述马达40等。
泵转子4呈吊钟状,以内置马达外壳48的方式而配置。在泵转子4上,设置有多段转子叶片20及转子圆筒部8。在多段转子叶片20的各段之间,分别设置有定子叶片44,利用这些转子叶片20及定子叶片44构成涡轮泵部80。在转子圆筒部8的外周侧设置有螺纹定子11,利用这些构件构成牵引泵部81。螺纹定子11由铝合金等所形成。螺纹定子11在凸缘部11a上,利用螺栓(bolt)15固定于基座50上。在螺纹定子11的内周面上设置有螺纹槽。另一方面,在转子圆筒部8的外周面上未设置螺纹槽。
各定子叶片44经由间隔件58配设于基座50上。当将外罩52固定于基座50上时,经层叠的间隔件58夹于基座50与外罩52之间,对各定子叶片44进行定位。
在基座50上设置有排气口56。本实施方式的排气口56及其开口部56a设置于基座50的较内部底面50a更靠吸气口31侧的位置。而且,朝向真空排气部开口的开口部56a,即,面向泵内部的排气口56的开口部56a位于较转子圆筒部8更靠外周侧的位置。在所述排气口56上连接着回流泵(未图示)。转子组合体10一边借由上部径向电磁铁62、下部径向电磁铁64及推力电磁铁66而磁悬浮,一边借由马达40而高速旋转驱动。由此,从吸气口31吸入的气体借由作为涡轮泵部80的转子叶片20与定子叶片44协作动作的排气动作,并且,借由作为牵引泵部81的转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作的排气动作,而被移送至泵排气侧空间。被移送至泵排气侧空间的气体借由与排气口56连接的回流泵(未图示)而排出,所述排气口56与泵排气侧空间连通。再者,利用图5(a),对泵排气侧空间加以进一步说明。
在基座50的内部底面50a上,以使螺纹槽排气部70的中心与泵转子4的旋转轴的中心相一致的方式,利用螺钉(未图示)将环形的螺纹槽排气部70(参照图2(a)及图2(b))固定于与稳定旋转时的转子圆筒部8的旋转轴方向真空排气下游侧端面,以下简称为下游侧端面8a相向的位置。在这里,利用图2(a)及图2(b),对螺纹槽排气部70的构造及作用进行描述。图2(a)是从吸气口31侧观察螺纹槽排气部70的图。在图2(a)上,利用两点链线也表示了转子圆筒部8。此外,以符号8R表示的箭头表示转子圆筒部8的旋转方向。再者,转子圆筒部8的外周侧轮廓与螺纹槽排气部的外周侧轮廓相向,转子圆筒部8的内周侧轮廓与螺纹槽排气部的内周侧轮廓相向,但是为了便于观看,在图中,将它们错开来表示。在螺纹槽排气部70上,设置有多个螺纹槽71。伴随着设置有螺纹槽71,还设置有凸部72。图2(b)是图2(a)中的A-A截面图。如图2(b)所示,沿周方向交替地设置有作为凹部的螺纹槽71及凸部72。以从螺纹槽排气部的中心延伸的半直线(half line)78为基准,对多个螺纹槽71中的一个即螺纹槽71a的倾斜进行说明。其它螺纹槽71的倾斜也与螺纹槽71a相同。螺纹槽71a的外周侧端部71a1位于较半直线78更靠转子圆筒部8的旋转方向8R侧的位置。另一方面,螺纹槽71a的内周侧端部71a2位于较半直线78更靠与转子圆筒部8的旋转方向8R为相反方向上的位置。螺纹槽71a是将外周侧端部71a1与内周侧端部71a2加以连接的凹部。在图中,是呈直线状连接,但是也可呈曲线状连接。借由转子圆筒部8的下游侧端面8a在螺纹槽71上从吸气口侧观察时沿顺时针方向,即,沿旋转方向8R进行旋转,而将气体排出至泵转子4的外周侧。其结果为,可防止气体流向泵转子4的内周侧。再者,这种排气机构被称为西格巴恩(Siegbahn)泵机构。
返回至图1。螺纹槽排气部70设置于基座50的内部底面50a上。当转子圆筒部8进行旋转时,转子圆筒部8借由离心力而主要沿径向膨胀。但是,所述膨胀在旋转轴方向上几乎没有影响。即,转子圆筒部8的旋转轴方向上的尺寸在转子圆筒部8的旋转时及静止时几乎没有变化。因此,转子圆筒部8的下游侧端面8a与螺纹槽排气部70之间的空隙在转子圆筒部8的旋转时及静止时几乎没有变化。因此,即使在螺纹槽排气部70上堆积有反应生成物,也不会产生静止时的泵转子4(转子圆筒部8)与螺纹槽排气部70的固着。
利用图5(a)加以进一步说明。图5(a)表示本实施方式的螺纹槽排气部70相对于泵转子4稳定旋转时的转子圆筒部8的位置。再者,在图5(a)、图5(b)及图5(c)中,图示左侧表示外周侧。如图5(a)所示,螺纹槽排气部70的外径D70a设定成大致等于稳定旋转时的转子圆筒部8的外径D8a。
当如上所述而设置螺纹槽排气部70时,螺纹槽排气部70不位于稳定旋转时的转子圆筒部8的外周侧。并且,如上所述,面向泵内部的排气口56的开口部56a设置于较转子圆筒部8更靠外周侧的位置。
由此,螺纹槽排气部70不会位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体抵达至排气口56为止所通过的空间即泵排气侧空间内。因此,螺纹槽排气部70不会位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体流入至泵排气侧空间并向排气口56排出为止的排气路径P1内。其结果为,螺纹槽排气部70不会使涡轮分子泵100的排气性能变差。
此外,螺纹槽排气部70的内径D70b等于稳定旋转时的转子圆筒部8的内径D8b。即,稳定旋转时的转子圆筒部8的下游侧端面8a与螺纹槽排气部70正对着。由此,可使由螺纹槽排气部70及转子圆筒部8的下游侧端面8a所构成的西格巴恩泵机构的排气性能最大地发挥出来。
根据所述实施方式,可获得如下的作用效果。
(1)本发明的涡轮分子泵100包括:基座50,竖立设置有包含马达40的马达外壳48;吊钟形状的泵转子4,借由马达40而旋转驱动,并以内置马达外壳48的方式而配置;以及定子叶片44及螺纹定子11,其是与泵转子4合作而排出气体的泵定子。基座50包括:泵排气侧空间,借由泵转子4及泵定子(定子叶片44及螺纹定子11)而排出的气体流入;以及排气口56,与泵排气侧空间连通。涡轮分子泵100更包括螺纹槽排气部70,所述螺纹槽排气部70,在与吊钟形状的泵转子4的旋转轴方向真空排气下游侧端面即转子圆筒部8的下游侧端面8a相向的基座的内部底面50a上,设置成以旋转轴为中心的环形,并且包含从设置有马达外壳48的区域向泵排气侧空间排出气体的螺纹槽71。螺纹槽排气部70位于借由转子圆筒部8及螺纹定子11而排出的气体流入至泵排气侧空间并向排气口56排出为止的排气路径P1之外。
由此,螺纹槽排气部70不会成为妨碍排气的主要因素,不会使涡轮分子泵100的排气性能变差。
(2)螺纹槽排气部70设置于基座50的内部底面50a上的与稳定旋转时的转子圆筒部8的下游侧端面8a相向的位置。借由转子圆筒部8在螺纹槽排气部70的螺纹槽71的上表面上旋转,而使将马达外壳48侧的气体排出至外周侧的排气机构发挥作用。
由此,可不使借由转子圆筒部8及螺纹定子11而排出的包含腐蚀性的工艺气体的气体流向泵转子4(转子圆筒部8)的内周侧。其结果为,可防止设置于泵转子4的内周侧的马达外壳48内的马达40或磁轴承等的腐蚀。
(3)螺纹槽排气部70设置于基座50的内部底面50a上。在转子圆筒部8进行旋转时,转子圆筒部8借由离心力而主要沿径向膨胀。但是,所述膨胀在旋转轴方向上几乎没有影响。即,转子圆筒部8的旋转轴方向上的尺寸在转子圆筒部8的旋转时及静止时几乎没有变化。因此,转子圆筒部8的下游侧端面8a与螺纹槽排气部70之间的空隙在转子圆筒部8的旋转时及静止时几乎没有变化。
因此,即使在螺纹槽排气部70上堆积有反应生成物,也不会产生静止时的泵转子4(转子圆筒部8)与螺纹槽排气部70的固着。
由此,可避免当涡轮分子泵100重启时,泵转子4无法旋转的事态。
(4)朝向真空排气部开口的排气口56的开口部56a设置于较转子圆筒部8更靠外周侧的位置。此外,在泵转子4进行稳定旋转时,优选的是螺纹槽排气部70的外径D70a等于转子圆筒部8的外径D8a。即,螺纹槽排气部70不位于稳定旋转时的转子圆筒部8的外周侧。
由此,螺纹槽排气部70位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体抵达至排气口56为止的排气路径之外,从而螺纹槽排气部70不会使涡轮分子泵100的排气性能变差。
对本发明与图6(a)、图6(b)所示的专利文献1所记载的发明进行对比。图6(a)相当于专利文献1的图2,图6(b)相当于专利文献1的图3。以符号P_ref表示的路径表示气体的排出路径。
在专利文献1所记载的发明中,在螺纹槽排气部270(相当于专利文献1所述的補助螺纹槽18)上形成有贯通孔216(相当于专利文献1所述的排气通路16)。由此,形成螺纹槽271的区域变窄,因此螺纹槽排气部270的排气性能有可能变差。
另一方面,在设置于本发明的涡轮分子泵100上的螺纹槽排气部70中,不具备如贯通孔216之类的妨碍螺纹槽71的形成的构成。即,在本发明中,螺纹槽排气部70遍及圆周方向的整个圆周而连续地交替配置有螺纹槽71及凸部72。
而且,在专利文献1所记载的发明中,为使借由定子211及转子208而排出的气体抵达至排气口256,需要使所述气体通过设置于螺纹槽排气部270上的贯通孔216。在贯通孔216的附近,转子208(相当于专利文献1所记载的转子4)进行旋转与螺纹槽排气部270合作而向外周侧排出气体。即,在贯通孔216的附近,向外周侧排出气体的排气机构正在发挥作用,因此有可能妨碍气体通过贯通孔216。虽然在贯通孔216的外周侧未形成螺纹槽271,但显然是形成于内周侧的螺纹槽271进行朝向外周侧的排气,这有可能妨碍气体通过贯通孔216。而且,为使排气机构发挥作用,螺纹槽271与转子208需要相接近。因此,也可认为贯通孔216周边的流导(conductance)会下降。
另一方面,设置于本发明的涡轮分子泵100上的螺纹槽排气部70位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体流入至泵排气侧空间并向排气口56排出为止的排气路径之外。其结果为,向外周侧排气的排气机构不会成为妨碍排气的主要因素,并且转子圆筒部8与螺纹槽排气部70相接近的情况也不会导致排气路径的流导下降。
(5)在泵转子4进行稳定旋转时,螺纹槽排气部70的外径D70a优选的是等于转子圆筒部8的外径D8a,螺纹槽排气部70的内径D70b优选的是等于稳定旋转时的转子圆筒部8的内径D8b。即,优选的是稳定旋转时的转子圆筒部8的下游侧端面8a与螺纹槽排气部70正对着。
由此,可使由螺纹槽排气部70及转子圆筒部8所构成的西格巴恩泵机构的排气性能最大地发挥出来。
(6)环形的螺纹槽排气部70是利用螺钉固定于基座50的内部底面50a上。即,螺纹槽排气部70是与基座50不同的构件。
由此,如下所示,螺纹槽的加工变得容易。
基座50的内部底面50a位于基座50的内部区域,因此难以在基座50的内部底面50a上一体地形成螺纹槽。
在本实施方式中,是在与基座50不同的构件即螺纹槽排气部70上形成螺纹槽71,因此与在基座50上一体地形成螺纹槽相比,螺纹槽的加工变得容易。
如上所述的变形也属于本发明的范围内,也可将一个变形例或多个变形例与所述实施方式加以组合。再者,关于与以上所示的实施方式相同的部位,省略说明。
-变形例1-
利用图3,对基座50的内部底面50a的变形例进行说明。在本变形例中,在位于转子圆筒部8的外周侧的基座50的内部底面50a上形成有环状槽50b。即,在基座50的内部底面50a内较转子圆筒部8与基座50的内部底面50a的相向区域更靠外周侧的位置,形成有环状槽50b。借由设置环状槽50b,而将转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体抵达至排气口56为止的排气路径加以扩展,因此流导提高,从而可提高涡轮分子泵100的排气性能。
-变形例2-
利用图4,对排气口56的位置的变形例进行说明。在以上的实施方式中,排气口56是设置于较基座50的内部底面50a更靠吸气口31侧的位置,然而在本变形例中,排气口56设置于较基座50的内部底面50a更靠泵下表面100a侧(图示下方侧)的位置。但是,与以上的实施方式同样,面向泵内部的排气口56的开口部56a设置于较转子圆筒部8更靠外周侧的位置。并且,与实施方式同样,螺纹槽排气部70不位于稳定旋转时的转子圆筒部8的外周侧。
因此,螺纹槽排气部70不会位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体抵达至排气口56为止的排气路径P2,从而螺纹槽排气部70不会使排气性能变差。
因此,在本变形例中,也获得与以上的实施方式同样的作用效果。
以下所示的变形例3及变形例4是螺纹槽排气部70的变形例。利用图5(a)、图5(b)及图5(c),一边与以上所示的实施方式的螺纹槽排气部70进行对比,一边对变形例3及变形例4中的螺纹槽排气部70进行说明。再者,在图5(a)、图5(b)及图5(c)中,图示左侧表示外周侧。而且,图5(a)、图5(b)及图5(c)表示泵转子4(转子圆筒部8)进行稳定旋转时的样子。
-变形例3-
图5(b)所示的本变形例的螺纹槽排气部70的外径D70a等于图5(a)所示的螺纹槽排气部70的外径D70a。这即意味着螺纹槽排气部的外周侧端部不位于转子圆筒部8的外周侧。因此,螺纹槽排气部70不会位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体抵达至排气口56为止的排气路径P1内,从而螺纹槽排气部70不会使涡轮分子泵100的排气性能变差。
此外,图5(b)所示的本变形例的螺纹槽排气部70的内径D70b小于图5(a)所示的螺纹槽排气部70的内径D70b。因此,在泵转子4进行稳定旋转时,螺纹槽排气部70的内周侧端部位于较转子圆筒部8的下游侧端面8a的内周侧端部更靠内周侧的位置。
转子圆筒部8与螺纹槽排气部70不相向的区域不具有排气的作用,因此图5(b)所示的螺纹槽排气部70与转子圆筒部8的排气性能与图5(a)所示的螺纹槽排气部70及转子圆筒部8的排气性能相等。
-变形例4-
图5(c)所示的本变形例的螺纹槽排气部70的外径D70a小于图5(a)所示的螺纹槽排气部70的外径D70a。因此,在泵转子4进行稳定旋转时,螺纹槽排气部70的外周侧端部位于较转子圆筒部8的下游侧端面8a的外周侧端部更靠内周侧的位置。这即意味着螺纹槽排气部70的外周侧端部不位于转子圆筒部8的外周侧。因此,螺纹槽排气部70不会位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体抵达至排气口56为止的排气路径P1,从而螺纹槽排气部70不会使涡轮分子泵100的排气性能变差。
此外,图5(c)所示的本变形例的螺纹槽排气部70的内径D70b大于图5(a)所示的螺纹槽排气部70的内径D70b。因此,在泵转子4进行稳定旋转时,螺纹槽排气部70的内周侧端部位于较转子圆筒部8的下游侧端面8a的内周侧端部更靠外周侧的位置。
根据以上所述,图5(c)所示的螺纹槽排气部70与转子圆筒部8相向的面积小于图5(a)所示的相向的面积,因此图5(c)所示的螺纹槽排气部70及转子圆筒部8的排气性能低于图5(a)所示的以上的实施方式所揭示的螺纹槽排气部70及转子圆筒部8的排气性能。但是,只要可防止气体流向泵转子4的内周侧,则即使是如图5(c)所示的螺纹槽排气部70也不成问题。
由以上的实施方式及变形例3、变形例4可知,对于螺纹槽排气部70的外径D70a,强加了如以下所述的条件(I)、条件(II)。
(I)为了利用用于防止气体流向泵转子4的内周侧的螺纹槽排气部70及转子圆筒部8来构成排气机构,需要螺纹槽排气部70与转子圆筒部8相向的区域。为了在泵转子4进行稳定旋转时螺纹槽排气部70与转子圆筒部8相向,优选的是螺纹槽排气部70的外径D70a大于泵转子4稳定旋转时的转子圆筒部8的内径D8b。
(II)排气口56的开口部56a朝向转子圆筒部8的外周侧开口。因此,为了在泵转子4稳定旋转时,螺纹槽排气部70位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体抵达至排气口56为止的排气路径之外,优选的是,螺纹槽排气部70的外径D70a为泵转子4稳定旋转时的转子圆筒部8的外径D8a以下。
螺纹槽排气部70是设为设置于基座50的内部底面50a,但是也可设为设置于转子圆筒部8的下游侧端面8a。这时,螺纹槽排气部70既可与转子圆筒部8设置成一体,也可利用与转子圆筒部8不同的构件而设置。当在转子圆筒部8的旋转轴方向真空排气下游侧端面上设置螺纹槽排气部70时,可知强加了以下的条件(III)、条件(IV)。再者,这些条件(III)、条件(IV)是假设泵转子4进行稳定旋转时。在设置于转子圆筒部8的下游侧端面8a的情况下,假设泵转子4进行稳定旋转时是因为考虑到螺纹槽排气部70与转子圆筒部8的膨胀率不同。
(III)为了在转子圆筒部8的旋转轴方向真空排气下游侧端面上设置螺纹槽排气部70,优选的是螺纹槽排气部70的外径D70a大于转子圆筒部8的内径D8b且为外径D8a以下。
(IV)为了位于转子圆筒部8与螺纹定子11协作动作而排出的气体抵达至排气口56为止的排气路径之外,需要使螺纹槽排气部70不从转子圆筒部8的下游侧端面8a的外周侧端部突出。即,与所述(II)中的结论同样,优选的是螺纹槽排气部70的外径D70a为泵转子4稳定旋转时的转子圆筒部8的外径D8a以下。
如以上所示,无论是在将螺纹槽排气部70设置于基座50的内部底面50a上的情况下,还是在将螺纹槽排气部70设置于转子圆筒部8的下游侧端面8a上的情况下,均对如下螺纹槽排气部70强加如下条件:优选的是使螺纹槽排气部70的外径D70a大于泵转子4稳定旋转时的转子圆筒部8的内径D8b,并且为外径D8a以下。
也可设为将螺纹槽排气部70设置于基座50的内部底面50a及转子圆筒部8的下游侧端面8a两者上。
在本实施方式中,螺纹槽排气部70是设为利用螺钉固定于基座50的内部底面50a上,但是也可设为利用粘合剂加以固定。
在本实施方式中,螺纹槽排气部70是设为与基座50不同的构件,但是也可与基座50一体地设置。
以上,是将本发明应用于包含涡轮泵部及牵引泵部的真空泵,但本发明也可应用于如下所述的真空泵。
·真空泵,即,分子牵引泵,不含涡轮泵部,而只包含牵引泵部作为真空排气部。
在分子牵引泵中,可与图1所示的涡轮分子泵100同样地设置螺纹槽排气部。即,只要在基座的内部底面内与转子圆筒部的旋转轴方向真空排气下游侧端面相向的区域内设置螺纹槽排气部即可。
·真空泵,即,全叶片型的涡轮分子泵,不含牵引泵部,而只包含涡轮泵部作为真空排气部。
图7表示全叶片型的涡轮分子泵100的一部分。全叶片型的涡轮分子泵100包含泵转子4及定子叶片44作为真空排气部,所述泵转子4形成有多段转子叶片20,所述定子叶片44配设于转子叶片20之间。在全叶片型的涡轮分子泵100中,只要在基座50的内部底面50a内与泵转子4的旋转轴方向真空排气下游侧端面4a相向的区域内设置螺纹槽排气部70即可。
以上,是将本发明应用于包含磁轴承作为用于支撑转子组合体的轴承的真空泵,但是本发明还可应用于包含磁轴承以外的轴承的真空泵,例如,应用于包含滚动轴承(rolling bearing)的真空泵。
在本发明的真空泵中,只要在定子的内周面及转子圆筒部的外周面中的任一者上设置螺纹槽即可。因此,虽然在以上所述中,是使用在内周面上设置有螺纹槽的定子即螺纹定子,但是也可不在定子的内周面上设置螺纹槽,而在转子圆筒部的外周面上设置螺纹槽。
以上,已对各种实施方式及变形例进行说明,但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内所想到的其它实施方式也包含于本发明的范围内。
Claims (5)
1.一种真空泵,其特征在于包括:
泵转子,受到旋转驱动;
泵定子,与所述泵转子协作动作而排出气体;
基座,形成有借由所述泵转子及所述泵定子而排出的气体所流入的排气侧空间、以及与所述排气侧空间连通的排气口;
槽排气部,在所述泵转子的下游侧端面,或者在与所述下游侧端面相向的所述基座的内部底面,设置成以所述泵转子的旋转轴为中心的环形,用于从所述泵转子的内周侧向所述排气侧空间排出气体;并且
所述槽排气部沿周方向交替地配置有作为凹部的槽及凸部,
所述槽排气部位于气体流入至所述排气侧空间并向所述排气口排出为止的排气路径之外。
2.根据权利要求1所述的真空泵,其特征在于:
所述泵转子包括:转子叶片,设置成多段;以及转子圆筒部,设置于较所述转子叶片更靠下游侧的位置;
所述泵定子包括:多段定子叶片,与多段所述转子叶片交替地配置;以及定子,以经由规定间隙而包围的方式而设置于所述转子圆筒部的外周侧;并且
所述槽排气部设置于所述转子圆筒部的下游侧端面,或者设置于所述基座的内部底面当中的所述转子圆筒部的所述下游侧端面所相向的相向区域。
3.根据权利要求2所述的真空泵,其特征在于:
将形成有所述槽排气部的环状构件作为不同的构件而设置,并且固定于所述转子圆筒部的所述下游侧端面或者所述相向区域。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的真空泵,其特征在于:
所述槽排气部设置于与所述下游侧端面相向的所述基座的内部底面,
所述槽排气部的外径等于所述泵转子稳定旋转时的外径,
所述槽排气部的内径等于或小于所述泵转子稳定旋转时的内径。
5.根据权利要求2或3所述的真空泵,其特征在于:
在所述基座的内部底面内较所述相向区域更靠外周侧的位置,设置有环状槽。
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