JP2005194994A - Turbo vacuum pump - Google Patents

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裕之 川▲崎▼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbo vacuum pump using a circumferential flow blade element, in which a large amount of flow rate exhaust can be implemented in the vacuum range from several Pa to tens of thousands of Pa. <P>SOLUTION: The turbo vacuum pump is provided with the circumferential flow blade element 36 having a plurality of impeller blades 37 extending radially, a fixed blade 38 having a circumferential groove 4 extending circumferentially, and a casing 10 storing the circumferential flow blade element 36 and the fixed blade 38. The fixed blade 38 has an opening 42 to introduce gas. A suction passage 41 to transfer and introduce the gas introduced from the opening 42 radially outward into the circumferential groove 4 is formed at least at one side of the circumferential flow blade 36 and the fixed blade 38. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体製造工程等においてチャンバを排気するために用いられるターボ型真空ポンプに関し、特に、比較的大流量の気体を排気する用途に適するターボ型真空ポンプに関するものである。   The present invention relates to a turbo vacuum pump used for exhausting a chamber in a semiconductor manufacturing process or the like, and more particularly to a turbo vacuum pump suitable for use in exhausting a relatively large flow rate of gas.

半導体製造工程においては、高真空、又は超高真空状態を得るために、ターボ分子ポンプが用いられる。このターボ分子ポンプは、筒状のケーシングの中に回転自在に配置された回転翼と、ケーシングの内面に固定された固定翼とを備えている。回転翼と固定翼とは回転軸の軸方向に沿って交互に配置され、回転軸を介して回転翼を高速で回転させることで気体が吸入口から排出口に圧送される。   In the semiconductor manufacturing process, a turbo molecular pump is used to obtain a high vacuum or ultrahigh vacuum state. The turbo molecular pump includes a rotary blade that is rotatably disposed in a cylindrical casing, and a fixed blade that is fixed to the inner surface of the casing. The rotary blades and the fixed blades are alternately arranged along the axial direction of the rotary shaft, and gas is pumped from the suction port to the discharge port by rotating the rotary blade at a high speed via the rotary shaft.

高圧力領域（粘性流領域）から大気圧領域まで高い圧縮能力を有するポンプとして、ターボ分子ポンプ要素を含む種々のポンプ要素を組み合わせたターボ型真空ポンプが知られている（特許文献１乃至８参照）。このようなターボ型真空ポンプに用いられるポンプ要素として、円周流翼を備えたポンプ要素（以下、円周流翼要素という）がある。この円周流翼要素は、図１乃至図３に示すように、放射状に延びる複数の羽根２が外周部に形成された円周流翼（回転翼）１と、羽根２と対向する位置に形成された円周溝４を有する固定翼３とを備えている。円周溝４の始端部には気体導入口（孔）５が形成され、円周溝４の終端部には気体導出口（孔）６がそれぞれ形成されている。   As a pump having a high compression capacity from a high pressure region (viscous flow region) to an atmospheric pressure region, a turbo vacuum pump in which various pump elements including a turbo molecular pump element are combined is known (see Patent Documents 1 to 8). ). As a pump element used for such a turbo type vacuum pump, there is a pump element having a circumferential flow blade (hereinafter referred to as a circumferential flow blade element). As shown in FIGS. 1 to 3, the circumferential flow blade element includes a circumferential flow blade (rotary blade) 1 in which a plurality of radially extending blades 2 are formed on the outer peripheral portion, and a circle formed at a position facing the blade 2. And a fixed wing 3 having a circumferential groove 4. A gas introduction port (hole) 5 is formed at the start end of the circumferential groove 4, and a gas outlet port (hole) 6 is formed at the end of the circumferential groove 4.

図３に示すように、円周流翼１は回転軸７に固定されており、円周流翼１の上流側及び下流側に固定翼３が配置されている。このような構成において、回転軸７を介して円周流翼１を回転させると、気体は固定翼３の気体導入口５から吸入され、円周溝４に沿って移送される。気体は円周溝４に沿って移送されながら圧縮され、気体導出口６から排気される。   As shown in FIG. 3, the circumferential flow blade 1 is fixed to the rotating shaft 7, and the fixed blade 3 is disposed on the upstream side and the downstream side of the circumferential flow blade 1. In such a configuration, when the circumferential flow blade 1 is rotated via the rotating shaft 7, the gas is sucked from the gas inlet 5 of the fixed blade 3 and transferred along the circumferential groove 4. The gas is compressed while being transferred along the circumferential groove 4, and is exhausted from the gas outlet 6.

特開平７−１５１０９２号公報JP-A-7-155102 特開平９−１７０５８９号公報JP-A-9-170589 特表平８−５１１０７１号公報Japanese National Patent Publication No. 8-511071 特開昭５１−３８１１３号公報JP-A-51-38113 特開昭６３−２６６１８８号公報JP 63-266188 A 特開平２−３７１９７号公報JP-A-2-37197 特開平２−１３６５９５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-136595 特公平６−７６７９９号公報Japanese Patent Publication No. 6-76799

しかしながら、この円周流翼要素を数Ｐａから数万Ｐａまでの真空領域で使用した場合、真空領域で汎用的に使用されているネジ溝翼や遠心翼に比べ、高い圧縮比は得られるものの、排気速度が小さいため、大流量を排気することが出来ないという問題があった。これは、従来の円周流翼要素では、前述したように孔としての気体導入口から気体を吸入するという構造によるものである。   However, when this circumferential flow blade element is used in a vacuum range of several Pa to several tens of thousands Pa, a high compression ratio can be obtained as compared with a thread groove blade and a centrifugal blade generally used in the vacuum region. There was a problem that a large flow rate could not be exhausted because the speed was small. This is due to the structure in which the conventional circumferential flow blade element sucks gas from the gas inlet as a hole as described above.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、数Ｐａから数万Ｐａまでの真空領域において大流量排気を実現できる円周流翼要素を用いたターボ型真空ポンプを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a turbo vacuum pump using a circumferential flow blade element capable of realizing a large flow rate exhaust in a vacuum region of several Pa to several tens of thousands Pa.

上述した目的を達成するために、本発明は、放射状に延びる複数の羽根を有する円周流翼と、周方向に延びる円周溝を有する固定翼と、前記円周流翼及び前記固定翼を収容するケーシングとを備え、前記固定翼は気体を導入する開口部を有し、前記円周流翼及び前記固定翼の少なくとも一方に、前記開口部から導入された気体を径方向外側に移送して前記円周溝に導く吸入流路を形成したことを特徴とするターボ型真空ポンプである。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a circumferential flow blade having a plurality of radially extending blades, a fixed blade having a circumferential groove extending in the circumferential direction, and a casing for housing the circumferential flow blade and the fixed blade. The fixed blade has an opening for introducing gas, and the gas introduced from the opening is transferred radially outward to at least one of the circumferential flow blade and the fixed blade to the circumferential groove. A turbo type vacuum pump characterized in that a suction passage for guiding is formed.

本発明の他の態様は、放射状に延びる複数の羽根を有する円周流翼と、周方向に延びる円周溝を有する固定翼と、前記円周流翼及び前記固定翼を収容するケーシングとを備え、前記固定翼は気体を導入する開口部を有し、前記円周流翼及び前記固定翼の少なくとも一方に、前記開口部から導入された気体を軸方向から径方向に流れ方向が変わるように回転軸に対して斜め方向に移送して前記円周溝に導く吸入流路を形成したことを特徴とするターボ型真空ポンプである。   Another aspect of the present invention includes a circumferential flow vane having a plurality of radially extending blades, a fixed wing having a circumferential groove extending in a circumferential direction, and a casing that houses the circumferential flow wing and the fixed wing. The blade has an opening for introducing gas, and at least one of the circumferential flow blade and the fixed blade has the gas introduced from the opening with respect to the rotation axis so that the flow direction changes from the axial direction to the radial direction. A turbo vacuum pump characterized in that a suction flow path is formed which is transferred in an oblique direction and led to the circumferential groove.

本発明の好ましい態様は、多段の前記円周流翼及び前記固定翼を回転軸の軸方向に沿って交互に配置し、少なくとも１段目の前記円周流翼及び前記固定翼の少なくとも一方に前記吸入流路を形成したことを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the circumferential flow blades and the fixed blades of multiple stages are alternately arranged along the axial direction of the rotating shaft, and the suction flow path is provided in at least one of the circumferential flow blades and the fixed blades of at least the first stage Is formed.

本発明によれば、従来の円周流翼要素に比べ、気体を円周溝へ導くための気体導入口、即ち吸入流路の断面積が大きくなり、その結果、排気速度を向上させることができる。従って、大流量の気体を高い排気圧力まで圧縮することができるターボ型真空ポンプを実現することができる。   According to the present invention, the cross-sectional area of the gas inlet for introducing gas into the circumferential groove, that is, the suction flow path is larger than that of the conventional circumferential flow blade element, and as a result, the exhaust speed can be improved. Therefore, it is possible to realize a turbo vacuum pump capable of compressing a large flow rate gas to a high exhaust pressure.

以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図４は本発明の第１の実施形態に係るターボ型真空ポンプを示す断面図である。
図４に示すように、ターボ型真空ポンプは、円筒状のケーシング１０と、このケーシング１０の下端に固定された基部１４と、ケーシング１０及び基部１４の内部に回転自在に配置された回転軸１８と、回転軸１８に固定されたポンプロータ本体２０とを備えている。ケーシング１０の上端には吸入口１２が形成され、基部１４には排出口１７が形成されている。基部１４の内部には回転軸１８を囲むように円筒状のスリーブ部１６が形成され、このスリーブ部１６は基部１４と一体に形成されている。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a turbo type vacuum pump according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the turbo vacuum pump includes a cylindrical casing 10, a base portion 14 fixed to the lower end of the casing 10, and a rotating shaft 18 that is rotatably disposed inside the casing 10 and the base portion 14. And a pump rotor body 20 fixed to the rotary shaft 18. A suction port 12 is formed at the upper end of the casing 10, and a discharge port 17 is formed at the base portion 14. A cylindrical sleeve portion 16 is formed inside the base portion 14 so as to surround the rotating shaft 18, and the sleeve portion 16 is formed integrally with the base portion 14.

スリーブ部１６の内周面にはモータステータ２２が設けられており、回転軸１８にはモータステータ２２に対応した位置においてモータロータ（図示せず）が設けられている。これらのモータロータ及びモータステータ２２は、軸方向において回転軸１８の略中央部に位置している。モータステータ２２の上方及び下方には、回転軸１８を非接触に支持するラジアル磁気軸受２４，２６が設けられ、これらのラジアル磁気軸受２４，２６はスリーブ部１６の内周面に固定されている。回転軸１８の下端には、回転軸１８と垂直なターゲットディスク２７が取り付けられており、このターゲットディスク２７の上面及び下面に近接した位置にはアキシャル磁気軸受２８ａ，２８ｂがそれぞれ配置されている。   A motor stator 22 is provided on the inner peripheral surface of the sleeve portion 16, and a motor rotor (not shown) is provided on the rotary shaft 18 at a position corresponding to the motor stator 22. These motor rotor and motor stator 22 are located in the approximate center of the rotating shaft 18 in the axial direction. Above and below the motor stator 22, radial magnetic bearings 24 and 26 that support the rotating shaft 18 in a non-contact manner are provided, and these radial magnetic bearings 24 and 26 are fixed to the inner peripheral surface of the sleeve portion 16. . A target disk 27 perpendicular to the rotary shaft 18 is attached to the lower end of the rotary shaft 18, and axial magnetic bearings 28 a and 28 b are arranged at positions close to the upper and lower surfaces of the target disk 27.

ラジアル磁気軸受２４，２６は、回転軸１８のラジアル方向の変位に基づいて制御部（図示せず）により能動制御され、これによりラジアル磁気軸受２４，２６から発生する磁気吸引力により磁性体である回転軸１８が非接触に支持される。同様に、アキシャル磁気軸受２８ａ，２８ｂは、回転軸１８のアキシャル方向の変位に基づいて制御部（図示せず）により能動制御され、これによりアキシャル磁気軸受２８ａ，２８ｂから発生する磁気吸引力により磁性体であるターゲットディスク２７を介して回転軸１８が非接触に支持される。このように、回転軸１８が非接触に支持されているので、回転軸１８は高速で回転することができる。   The radial magnetic bearings 24 and 26 are actively controlled by a control unit (not shown) based on the radial displacement of the rotary shaft 18, and thereby are magnetic bodies due to the magnetic attractive force generated from the radial magnetic bearings 24 and 26. The rotating shaft 18 is supported in a non-contact manner. Similarly, the axial magnetic bearings 28a and 28b are actively controlled by a control unit (not shown) based on the displacement in the axial direction of the rotary shaft 18, and thereby magnetic force is generated by the magnetic attractive force generated from the axial magnetic bearings 28a and 28b. The rotating shaft 18 is supported in a non-contact manner via a target disk 27 which is a body. Thus, since the rotating shaft 18 is supported in a non-contact manner, the rotating shaft 18 can rotate at a high speed.

ラジアル磁気軸受２４の上方には上タッチダウン軸受２９ａが設けられ、ラジアル磁気軸受２６の下方には下タッチダウン軸受２９ｂが設けられている。このような構成により、突発的な外的要因によりラジアル磁気軸受２４，２６が正常に機能しなくなった場合には、回転軸１８は上タッチダウン軸受２９ａ及び下タッチダウン軸受２９ｂによって支持される。   An upper touchdown bearing 29 a is provided above the radial magnetic bearing 24, and a lower touchdown bearing 29 b is provided below the radial magnetic bearing 26. With such a configuration, when the radial magnetic bearings 24 and 26 do not function normally due to sudden external factors, the rotary shaft 18 is supported by the upper touchdown bearing 29a and the lower touchdown bearing 29b.

ポンプロータ本体２０の外周部には、多段のタービン翼３０と多段の円周流翼（回転翼）３６とが設けられており、これらのタービン翼３０及び円周流翼３６はポンプロータ本体２０と一体に形成されている。ケーシング１０の内周面には多段の第１固定翼３２及び多段の第２固定翼３８が設けられており、タービン翼３０と第１固定翼３２とは回転軸１８の軸方向に沿って交互に配置されており、同様に、円周流翼３６と第２固定翼３８とは回転軸１８の軸方向に沿って交互に配置されている。各第１固定翼３２の間、及び各第２固定翼３８の間にはスペーサ３９がそれぞれ配置されており、これらのスペーサ３９によって第１固定翼３２及び第２固定翼３８の位置が固定されている。タービン翼３０と第１固定翼３２との間、及び円周流翼３６及び第２固定翼３８との間には微小な隙間が軸方向に形成されている。   A multistage turbine blade 30 and multistage circumferential flow blades (rotary blades) 36 are provided on the outer periphery of the pump rotor body 20, and these turbine blades 30 and circumferential flow blades 36 are formed integrally with the pump rotor body 20. Has been. A multistage first stationary blade 32 and a multistage second stationary blade 38 are provided on the inner peripheral surface of the casing 10, and the turbine blade 30 and the first stationary blade 32 alternate along the axial direction of the rotary shaft 18. Similarly, the circumferential flow blades 36 and the second fixed blades 38 are alternately arranged along the axial direction of the rotary shaft 18. Spacers 39 are respectively arranged between the first fixed blades 32 and between the second fixed blades 38, and the positions of the first fixed blade 32 and the second fixed blade 38 are fixed by these spacers 39. ing. A minute gap is formed in the axial direction between the turbine blade 30 and the first fixed blade 32 and between the circumferential flow blade 36 and the second fixed blade 38.

タービン翼３０と第１固定翼３２は、円周方向に沿って複数のフィン（図示せず）が配置された軸流翼であり、タービン翼３０と第１固定翼３２のフィンは互いに概ね逆方向に傾斜している。なお、タービン翼３０及び第１固定翼３２によってターボ分子ポンプ部（ターボ分子ポンプ要素）Ｌ１が構成される。一方、上述した円周流翼３６と第２固定翼３８とにより円周流翼部（円周流翼要素）Ｌ２が構成され、この円周流翼部Ｌ２はターボ分子ポンプ部Ｌ１よりも下流側に位置している。図５は本実施形態における円周流翼部の一部を示す断面図であり、図６は図５に示すＡ−Ａ線断面図である。ただし、図６において円周流翼は図示していない。なお、本実施形態に使用される円周流翼３６は、図１に示す円周流翼１と同様であるので、その重複する説明を省略する。   The turbine blade 30 and the first fixed blade 32 are axial flow blades in which a plurality of fins (not shown) are arranged along the circumferential direction, and the fins of the turbine blade 30 and the first fixed blade 32 are substantially opposite to each other. Inclined in the direction. The turbine blade 30 and the first fixed blade 32 constitute a turbo molecular pump unit (turbo molecular pump element) L1. On the other hand, the circumferential flow blade 36 (circumferential flow blade element) L2 is configured by the circumferential flow blade 36 and the second fixed blade 38 described above, and the circumferential flow blade portion L2 is located on the downstream side of the turbo molecular pump portion L1. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the circumferential flow blade portion in the present embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. However, the circumferential flow blade is not shown in FIG. Note that the circumferential flow blade 36 used in the present embodiment is the same as the circumferential flow blade 1 shown in FIG.

図５及び図６に示すように、各第２固定翼３８の外周部近傍には周方向に延びる円周溝４が形成されている。吸入口側に位置する第２固定翼３８には、螺旋状に延びる複数の凸部４０が形成されており、これらの凸部４０の間には螺旋状に延びる吸入流路４１が形成されている。これらの吸入流路４１は円周溝４の径方向内側に位置しており、それぞれ円周溝４に連通している。排出口側に位置する第２固定翼３８には、円周溝４の一部で開口する気体導出口６が形成され、これにより、気体導出口６は円周溝４に連通している。   As shown in FIGS. 5 and 6, a circumferential groove 4 extending in the circumferential direction is formed in the vicinity of the outer peripheral portion of each second fixed blade 38. The second fixed wing 38 located on the suction port side is formed with a plurality of convex portions 40 extending in a spiral shape, and a suction flow path 41 extending in a spiral shape is formed between the convex portions 40. Yes. These suction passages 41 are located radially inside the circumferential groove 4 and communicate with the circumferential groove 4. The second fixed vane 38 located on the discharge port side is formed with a gas outlet 6 that opens at a part of the circumferential groove 4, whereby the gas outlet 6 communicates with the circumferential groove 4.

第２固定翼３８の中央には開口部４２が形成されており、この開口部４２から気体が吸入流路４１に導入される。気体が開口部４２から吸入流路４１に吸入される範囲（以下、吸入範囲という）は、開口部４２の全周に及んでいる。このような構成において、円周流翼３６を図６の矢印Ｑの方向に回転させると、気体は開口部４２から吸入流路４１に導かれ、吸入流路４１内を径方向外側に移送されて円周溝４に流入する。そして、円周流翼３６の回転に伴い、気体は円周溝４に沿って移送されつつ圧縮され、気体導出口６から排出される。   An opening 42 is formed at the center of the second fixed wing 38, and gas is introduced into the suction flow path 41 from the opening 42. The range in which gas is sucked into the suction flow channel 41 from the opening 42 (hereinafter referred to as the suction range) extends over the entire circumference of the opening 42. In such a configuration, when the circumferential flow vane 36 is rotated in the direction of the arrow Q in FIG. 6, the gas is guided from the opening 42 to the suction flow channel 41 and is transferred radially outward through the suction flow channel 41. It flows into the circumferential groove 4. With the rotation of the circumferential flow vane 36, the gas is compressed while being transferred along the circumferential groove 4, and discharged from the gas outlet 6.

このような吸入流路４１は、円周流翼部Ｌ２のいずれの段の第２固定翼３８に形成してもよい。ただし、本発明は、従来の円周流翼要素に比べて排気速度を向上させることを目的とすることから、上記吸入流路４１を有する第２固定翼３８を、図４に示すように、最も上流側に位置する、円周流翼部Ｌ２の１段目に配置することが好ましい。このような配置によれば、比較的排気速度の大きいターボ分子ポンプ部Ｌ１と排気速度の小さい円周流翼部Ｌ２との排気速度差を小さくすることができ、その結果損失の少ないターボ型真空ポンプを実現することができる。   Such a suction channel 41 may be formed in the second stationary blade 38 at any stage of the circumferential flow blade portion L2. However, since the present invention aims to improve the exhaust speed as compared with the conventional circumferential flow blade element, the second fixed blade 38 having the suction flow passage 41 is arranged at the most upstream as shown in FIG. It is preferable to arrange in the first stage of the circumferential flow wing L2 located on the side. According to such an arrangement, the difference in pumping speed between the turbo molecular pump part L1 having a relatively high pumping speed and the circumferential flow blade part L2 having a low pumping speed can be reduced. Can be realized.

排気速度を増大させるためには、吸入流路４１の総断面積は、円周溝４の断面積よりも大きいことが好ましい。なお、本実施形態では、吸入流路４１は螺旋状に延びているが、放射状に延びるように形成してもよい。すなわち、気体を径方向外側に移送させることができる形状であれば、吸入流路４１の形状は特に限定されない。また、本実施形態では、複数の吸入流路４１は第２固定翼３８の円周方向において均等に配置されているが、吸入流路４１を不均等に配置してもよい。このような構成例について図７を参照して説明する。   In order to increase the exhaust speed, the total cross-sectional area of the suction channel 41 is preferably larger than the cross-sectional area of the circumferential groove 4. In the present embodiment, the suction flow path 41 extends in a spiral shape, but may be formed so as to extend radially. That is, the shape of the suction flow path 41 is not particularly limited as long as the gas can be transferred radially outward. In the present embodiment, the plurality of suction channels 41 are arranged uniformly in the circumferential direction of the second fixed blade 38, but the suction channels 41 may be arranged unevenly. Such a configuration example will be described with reference to FIG.

図７は第２固定翼３８の他の構成例を示す平面図である。なお、特に説明しない構成は、図６に示す第２固定翼３８の構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
図７に示すように、吸入流路４１は第２固定翼３８の周方向において偏在するように円周溝４の径方向内側に形成されている。図７に示す例では、吸入範囲は、図７の太線で示すように、開口部４２の全周長さの半分に及んでいる。このように、気体の吸入範囲を狭くすれば、排気速度は小さくなるが、圧縮比を向上させることができる。一方、図６に示すように、気体の吸入範囲を広く設定すれば、排気速度が向上する。従って、吸入流路４１の配置（もしくは吸入範囲）の設定により、所望の排気速度と圧縮比を得ることができる。 FIG. 7 is a plan view showing another configuration example of the second fixed blade 38. In addition, since the structure which is not demonstrated in particular is the same as that of the 2nd fixed wing | blade 38 shown in FIG. 6, the overlapping description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 7, the suction channel 41 is formed on the radially inner side of the circumferential groove 4 so as to be unevenly distributed in the circumferential direction of the second fixed blade 38. In the example shown in FIG. 7, the inhalation range reaches half of the entire circumference of the opening 42 as shown by the thick line in FIG. 7. Thus, if the gas suction range is narrowed, the exhaust speed is reduced, but the compression ratio can be improved. On the other hand, as shown in FIG. 6, if the gas suction range is set wide, the exhaust speed is improved. Therefore, a desired exhaust speed and compression ratio can be obtained by setting the arrangement (or suction range) of the suction flow channel 41.

なお、本実施形態では、吸入流路４１は第２固定翼３８に形成されているが、円周流翼３６に形成してもよい。この場合、吸入流路は、円周流翼３６の外周部に形成された羽根３７の径方向内側に形成される。また、この場合においても、吸入流路は１段目の円周流翼３６に形成されることが好ましい。さらに、吸入流路を第２固定翼３８及び円周流翼３６のいずれにも設けてもよい。ただし、図７に示すように吸入流路４１を偏在させた状態で円周流翼３６に形成すると、回転する円周流翼３６のバランスを調整することが難しくなる。従って、吸入流路４１を偏在させる場合は、吸入流路４１を第２固定翼３８に設けることが好ましい。   In the present embodiment, the suction channel 41 is formed in the second fixed blade 38, but may be formed in the circumferential flow blade 36. In this case, the suction passage is formed on the radially inner side of the blade 37 formed on the outer peripheral portion of the circumferential flow blade 36. Also in this case, it is preferable that the suction channel is formed in the first circumferential flow blade 36. Further, the suction channel may be provided in any of the second fixed blade 38 and the circumferential flow blade 36. However, if the circumferential flow blades 36 are formed in a state where the suction flow passages 41 are unevenly distributed as shown in FIG. 7, it becomes difficult to adjust the balance of the rotating circumferential flow blades 36. Therefore, when the suction flow channel 41 is unevenly distributed, the suction flow channel 41 is preferably provided in the second fixed blade 38.

次に、本発明の第２の実施形態に係るターボ型真空ポンプについて図８及び図９を参照して説明する。図８は本発明の第２の実施形態に係るターボ型真空ポンプに組み込まれる円周流翼部の一部を示す断面図であり、図９は図８に示すＢ−Ｂ線断面図である。ただし、図９において第２固定翼は図示していない。なお、特に説明しない本実施形態の構成は上述した第１の実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。   Next, a turbo vacuum pump according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of a circumferential flow blade portion incorporated in a turbo vacuum pump according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. However, the second fixed wing is not shown in FIG. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as that of the first embodiment described above, and thus redundant description thereof is omitted.

本実施形態では、吸入流路４１は固定翼３８には形成されておらず、円周流翼３６に形成されている。すなわち、図８及び図９に示すように、円周流翼３６の上面（上流側の面）には螺旋状に延びる複数の凸部４０が形成されており、これらの凸部４０の間に螺旋状に延びる吸入流路４１が形成されている。これらの吸入流路４１は放射状に延びる羽根３７の径方向内側に位置しており、それぞれ円周溝４に連通している。   In the present embodiment, the suction channel 41 is not formed in the fixed blade 38 but is formed in the circumferential flow blade 36. That is, as shown in FIGS. 8 and 9, a plurality of convex portions 40 extending spirally are formed on the upper surface (upstream surface) of the circumferential flow vane 36, and a spiral shape is formed between these convex portions 40. A suction channel 41 extending in the direction is formed. These suction passages 41 are located on the radially inner side of the radially extending blades 37 and communicate with the circumferential groove 4.

円周流翼３６を矢印Ｑの方向に回転させると、気体は開口部４２から吸入流路４１に導かれ、吸入流路４１内を径方向外側に移送されて円周溝４に流入する。そして、円周流翼３６の回転に伴い、気体は円周溝４に沿って移送されつつ圧縮され、気体導出口から排出される。この場合においても、第１の実施形態と同様に、吸入流路４１は１段目の円周流翼３６に形成されることが好ましい。本実施形態のように、吸入流路４１を円周流翼３６に形成してもよく、さらには、吸入流路４１を第２固定翼３８及び円周流翼３６のいずれにも設けてもよい。   When the circumferential flow vane 36 is rotated in the direction of the arrow Q, the gas is guided from the opening 42 to the suction channel 41, is transported radially outside in the suction channel 41, and flows into the circumferential groove 4. As the circumferential flow vane 36 rotates, the gas is compressed while being transferred along the circumferential groove 4 and is discharged from the gas outlet. Also in this case, it is preferable that the suction flow path 41 is formed in the first circumferential flow blade 36 as in the first embodiment. As in the present embodiment, the suction flow path 41 may be formed in the circumferential flow blade 36, and the suction flow path 41 may be provided in any of the second fixed blade 38 and the circumferential flow blade 36.

次に、本発明の第３の実施形態に係るターボ型真空ポンプについて図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０乃至図１２は本発明の第３の実施形態に係るターボ型真空ポンプに組み込まれる円周流翼部の構成例を示す断面図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は上述した第１及び第２の実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。   Next, a turbo vacuum pump according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 12 are cross-sectional views showing a configuration example of a circumferential flow blade portion incorporated in a turbo vacuum pump according to a third embodiment of the present invention. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as that of the first and second embodiments described above, and thus redundant description thereof is omitted.

図１０に示すように、円周流翼３６の上面には螺旋状に延びる複数の吸入流路４１が形成されており、これらの吸入流路４１は回転軸１８の軸方向に対して傾斜している。すなわち、吸入流路４１は開口部４２から円周溝４に向かって円弧状に延びており、吸入流路４１に沿って流れる気体は、軸方向から径方向に徐々にその流れ方向が変えられつつ径方向外側に移送されるようになっている。   As shown in FIG. 10, a plurality of suction flow paths 41 extending in a spiral shape are formed on the upper surface of the circumferential flow vane 36, and these suction flow paths 41 are inclined with respect to the axial direction of the rotary shaft 18. . That is, the suction channel 41 extends in an arc shape from the opening 42 toward the circumferential groove 4, and the flow direction of the gas flowing along the suction channel 41 is gradually changed from the axial direction to the radial direction. However, it is transported radially outward.

図１１に示す吸入流路４１は、開口部４２から円周溝４に向かって直線的に延び、回転軸１８の軸方向に対して傾斜している。円周流翼３６を回転させると、気体は開口部４２から吸入流路４１に軸方向に流れ込み、吸入流路４１に沿って移送された後、径方向外側に向かって吐出される。この場合も、開口部４２から導入された気体の流れ方向は、吸入流路４１によって軸方向から径方向に変えられる。   A suction channel 41 shown in FIG. 11 extends linearly from the opening 42 toward the circumferential groove 4 and is inclined with respect to the axial direction of the rotary shaft 18. When the circumferential flow vane 36 is rotated, the gas flows axially from the opening 42 into the suction flow path 41, is transported along the suction flow path 41, and is then discharged radially outward. Also in this case, the flow direction of the gas introduced from the opening 42 is changed from the axial direction to the radial direction by the suction channel 41.

図１２に示す円周流翼３６の基本的構成は図１１に示す円周流翼３６と同様である。すなわち、図１２に示すように、吸入流路４１は円周溝４に向かって直線的に延び、回転軸１８の軸方向に対して傾斜している。図１２に示す構成例では、凸部４０は回転軸１８に対して平行に延びており、図１２に示す開口部４２の断面積は、図１０及び図１１に示す開口部４２の断面積よりも大きくなっている。   The basic configuration of the circumferential flow blade 36 shown in FIG. 12 is the same as that of the circumferential flow blade 36 shown in FIG. That is, as shown in FIG. 12, the suction flow path 41 extends linearly toward the circumferential groove 4 and is inclined with respect to the axial direction of the rotary shaft 18. In the configuration example shown in FIG. 12, the convex portion 40 extends in parallel to the rotation shaft 18, and the sectional area of the opening 42 shown in FIG. 12 is larger than the sectional area of the opening 42 shown in FIGS. 10 and 11. Is also getting bigger.

図１０乃至図１２において、気体を軸方向から径方向に流れ方向が変わるように回転軸に対して斜め方向に移送する吸入流路の形状として、「円弧状に延びるもの」、「直線的に延びるもの」の一例を示したが、上述の通りの気体移送を実現できる形状であれば、図１０乃至図１２に示した形状に限定されるものではない。例えば円弧形状と直線形状の組合せなども本発明の技術的思想の範囲に含まれるものである。   10 to 12, as the shape of the suction flow path for transferring the gas in an oblique direction with respect to the rotation axis so that the flow direction changes from the axial direction to the radial direction, “the one extending in an arc”, “linearly” Although an example of “extending” is shown, the shape is not limited to the shape shown in FIGS. 10 to 12 as long as the gas transfer can be realized as described above. For example, a combination of an arc shape and a linear shape is also included in the scope of the technical idea of the present invention.

また、図１０乃至図１２においては、吸入流路を円周流翼に設けたが、吸入流路を第２固定翼に設けてももちろん構わない。図１３及び図１４は吸入流路を第２固定翼に設けた構成例を示す断面図である。図１３及び図１４において、図１０乃至図１２に示される符号と同一の符号は同一の構成部材を示し、その重複する説明を省略する。図１３及び図１４に示すように、吸入流路４１は第２固定翼３８に形成され、円錐状の円周流翼３６の外周面に対向して配置されている。この場合においても、気体を軸方向から径方向に流れ方向が変わるように回転軸１８に対して斜め方向に移送することができる。また、吸入流路４１の形状は、「円弧状に延びるもの」、「直線的に延びるもの」に限定されることはなく、上述のような気体移送を実現できる形状であればよい。   10 to 12, the suction flow path is provided in the circumferential flow blade. However, the suction flow path may be provided in the second fixed blade. 13 and 14 are cross-sectional views showing a configuration example in which the suction channel is provided in the second fixed wing. 13 and 14, the same reference numerals as those shown in FIGS. 10 to 12 indicate the same constituent members, and redundant description thereof is omitted. As shown in FIGS. 13 and 14, the suction flow path 41 is formed in the second fixed blade 38 and is disposed to face the outer peripheral surface of the conical circumferential flow blade 36. Also in this case, the gas can be transferred in an oblique direction with respect to the rotation shaft 18 so that the flow direction changes from the axial direction to the radial direction. Further, the shape of the suction channel 41 is not limited to “circular arc-shaped” or “linearly-extending”, and may be any shape that can realize the above-described gas transfer.

図１０乃至図１４に示す本実施形態によれば、吸入流路４１の断面積が大きくなり、排気速度を更に大きくすることができる。ただし、上流側の第２固定翼３８の軸方向の寸法が第１及び第２の実施形態における第２固定翼３８よりも大きくなるため、必要とされる排気速度に応じて吸入流路４１の形状を選択することが好ましい。   According to the present embodiment shown in FIGS. 10 to 14, the cross-sectional area of the suction flow path 41 is increased, and the exhaust speed can be further increased. However, since the dimension in the axial direction of the second fixed blade 38 on the upstream side is larger than that of the second fixed blade 38 in the first and second embodiments, the suction flow path 41 can be changed according to the required exhaust speed. It is preferable to select a shape.

上述したように、本実施形態におけるターボ型真空ポンプは、吸入口側にターボ分子ポンプ部Ｌ１が配置され、その下流側に円周流翼部Ｌ２が配置された構造を有している。しかしながら、本発明はこの実施形態に制限されることはない。即ち、本発明の円周流翼部を備えていれば、どのような種類のポンプ要素との組み合わせでも、本発明の適用範囲であることは言うまでもない。例えば、タービン翼に代えて、円筒ネジ溝翼、もしくは遠心翼、もしくはそれらの組み合わせを用いてもよい。さらには、円周流翼部のみを備えてもよい。また、上述した実施形態では、回転軸の保持に磁気軸受を採用した例を示したが、磁気軸受に代えてボールベアリング式の軸受を採用してもよい。   As described above, the turbo vacuum pump in the present embodiment has a structure in which the turbo molecular pump portion L1 is disposed on the suction port side and the circumferential flow blade portion L2 is disposed on the downstream side thereof. However, the present invention is not limited to this embodiment. That is, it goes without saying that the present invention is applicable to any combination of pump elements as long as the circumferential flow blade portion of the present invention is provided. For example, instead of the turbine blade, a cylindrical thread blade, a centrifugal blade, or a combination thereof may be used. Furthermore, you may provide only a circumferential flow blade | wing part. Moreover, although the example which employ | adopted the magnetic bearing for holding | maintaining a rotating shaft was shown in embodiment mentioned above, it may replace with a magnetic bearing and may employ | adopt a ball bearing type bearing.

従来の回転翼を示す平面図である。It is a top view which shows the conventional rotary blade. 従来の固定翼を示す平面図である。It is a top view which shows the conventional fixed wing | blade. 従来の円周流翼要素の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of conventional circumferential flow blade | wing element. 本発明の第１の実施形態に係るターボ型真空ポンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the turbo type vacuum pump which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 円周流翼部の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of circumferential flow blade | wing part. 図５に示すＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line shown in FIG. 第２固定翼の他の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of a 2nd fixed wing | blade. 本発明の第２の実施形態に係るターボ型真空ポンプに組み込まれる円周流翼部の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of circumferential flow blade | wing part integrated in the turbo type vacuum pump which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図８に示すＢ−Ｂ線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line shown in FIG. 本発明の第３の実施形態に係るターボ型真空ポンプに組み込まれる円周流翼部の第１例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st example of the circumferential flow blade | wing part integrated in the turbo type vacuum pump which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係るターボ型真空ポンプに組み込まれる円周流翼部の第２例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd example of the circumferential flow blade | wing part integrated in the turbo type vacuum pump which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係るターボ型真空ポンプに組み込まれる円周流翼部の第３例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd example of the circumferential flow blade | wing part integrated in the turbo type vacuum pump which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 吸入流路を第２固定翼に設けた例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example which provided the suction flow path in the 2nd fixed wing | blade. 吸入流路を第２固定翼に設けた他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example which provided the suction flow path in the 2nd fixed wing | blade.

符号の説明Explanation of symbols

１ 円周流翼
２ 羽根
３ 固定翼
４ 円周溝
５ 気体導入口
６ 気体導出口
７ 回転軸
１０ ケーシング
１２ 吸入口
１４ 基部
１６ スリーブ部
１７ 排出口
１８ 回転軸
２０ ポンプロータ本体
２２ モータステータ
２４，２６ ラジアル磁気軸受
２７ ターゲットディスク
２８ａ，２８ｂ アキシャル磁気軸受
２９ａ 上タッチダウン軸受
２９ｂ 下タッチダウン軸受
３０ タービン翼
３２ 第１固定翼
３６ 円周流翼（回転翼）
３７ 羽根
３８ 第２固定翼
３９ スペーサ
４０ 凸部
４１ 吸入流路
４２ 開口部
Ｌ１ ターボ分子ポンプ部
Ｌ２ 円周流翼部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circumferential flow blade 2 Blade 3 Fixed blade 4 Circumferential groove 5 Gas inlet 6 Gas outlet 7 Rotating shaft 10 Casing 12 Suction port 14 Base 16 Sleeve portion 17 Discharge port 18 Rotating shaft 20 Pump rotor main body 22 Motor stator 24, 26 Radial Magnetic bearing 27 Target disks 28a, 28b Axial magnetic bearing 29a Upper touchdown bearing 29b Lower touchdown bearing 30 Turbine blade 32 First fixed blade 36 Circumferential flow blade (rotary blade)
37 Blade 38 Second fixed blade 39 Spacer 40 Convex portion 41 Suction channel 42 Opening portion L1 Turbo molecular pump portion L2 Circumferential flow blade portion

Claims (3)

放射状に延びる複数の羽根を有する円周流翼と、
周方向に延びる円周溝を有する固定翼と、
前記円周流翼及び前記固定翼を収容するケーシングとを備え、
前記固定翼は気体を導入する開口部を有し、前記円周流翼及び前記固定翼の少なくとも一方に、前記開口部から導入された気体を径方向外側に移送して前記円周溝に導く吸入流路を形成したことを特徴とするターボ型真空ポンプ。 A circumferential flow vane having a plurality of radially extending blades;
A fixed wing having a circumferential groove extending in the circumferential direction;
A casing for accommodating the circumferential flow blade and the fixed blade,
The fixed wing has an opening for introducing gas, and the suction flow for transferring the gas introduced from the opening to the outside in the radial direction and guiding it to the circumferential groove to at least one of the circumferential flow wing and the fixed wing A turbo-type vacuum pump characterized by forming a passage. 放射状に延びる複数の羽根を有する円周流翼と、
周方向に延びる円周溝を有する固定翼と、
前記円周流翼及び前記固定翼を収容するケーシングとを備え、
前記固定翼は気体を導入する開口部を有し、前記円周流翼及び前記固定翼の少なくとも一方に、前記開口部から導入された気体を軸方向から径方向に流れ方向が変わるように回転軸に対して斜め方向に移送して前記円周溝に導く吸入流路を形成したことを特徴とするターボ型真空ポンプ。 A circumferential flow vane having a plurality of radially extending blades;
A fixed wing having a circumferential groove extending in the circumferential direction;
A casing for accommodating the circumferential flow blade and the fixed blade,
The fixed wing has an opening for introducing gas, and the gas introduced from the opening is provided on at least one of the circumferential flow wing and the fixed wing so that the flow direction changes from an axial direction to a radial direction. On the other hand, a turbo vacuum pump characterized in that a suction flow path is formed which is transferred in an oblique direction and led to the circumferential groove. 多段の前記円周流翼及び前記固定翼を回転軸の軸方向に沿って交互に配置し、少なくとも１段目の前記円周流翼及び前記固定翼の少なくとも一方に前記吸入流路を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のターボ型真空ポンプ。   The circumferential flow blades and the fixed blades of multiple stages are alternately arranged along the axial direction of the rotation axis, and the suction flow path is formed in at least one of the circumferential flow blades and the fixed blades of at least the first stage. The turbo type vacuum pump according to claim 1 or 2.
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