JP3098140B2 - 複合分子ポンプ - Google Patents
複合分子ポンプInfo
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- JP3098140B2 JP3098140B2 JP05171027A JP17102793A JP3098140B2 JP 3098140 B2 JP3098140 B2 JP 3098140B2 JP 05171027 A JP05171027 A JP 05171027A JP 17102793 A JP17102793 A JP 17102793A JP 3098140 B2 JP3098140 B2 JP 3098140B2
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- rotor
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は実験研究装置、分析計測
装置、及び半導体製造工業における成膜分野等における
工業用真空装置において、中真空から超高真空にわたる
圧力範囲で使用される複合分子ポンプに関する。
装置、及び半導体製造工業における成膜分野等における
工業用真空装置において、中真空から超高真空にわたる
圧力範囲で使用される複合分子ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来エッチング装置、ＣＶＤ装置等の成
膜装置の排気用として使用する複合分子ポンプにおいて
は図５の如く構成されている。
膜装置の排気用として使用する複合分子ポンプにおいて
は図５の如く構成されている。
【０００３】１は筐体を示し、該筐体１は筐体円筒部１
ｃ及び底蓋を有する筐体基部１ｄによりなり、該筐体１
の上部には吸気口１ａが、下部に排気口１ｂが形成され
ると共に、該吸気口１ａ側からターボ分子ポンプ部２、
及びねじ溝ポンプ部即ちＳＧＰ部３とが順次配設されて
いる。
ｃ及び底蓋を有する筐体基部１ｄによりなり、該筐体１
の上部には吸気口１ａが、下部に排気口１ｂが形成され
ると共に、該吸気口１ａ側からターボ分子ポンプ部２、
及びねじ溝ポンプ部即ちＳＧＰ部３とが順次配設されて
いる。
【０００４】４は回転軸を示し、該回転軸４は磁気軸受
５ａ、５ｂにより回転自在に軸支されている。又玉軸受
５ｃ、５ｄは非常用軸受であり、１０はモータを示す。
５ａ、５ｂにより回転自在に軸支されている。又玉軸受
５ｃ、５ｄは非常用軸受であり、１０はモータを示す。
【０００５】６は複合分子ポンプのロータを示し、該ロ
ータ６は前記回転軸４の上部に固定されており、ターボ
分子ポンプ部２の動翼２ａと、ＳＧＰ部３の円筒状ロー
タ３ａとを有する。
ータ６は前記回転軸４の上部に固定されており、ターボ
分子ポンプ部２の動翼２ａと、ＳＧＰ部３の円筒状ロー
タ３ａとを有する。
【０００６】７ａはＳＧＰ部３の外側ステータ、７ｂは
内側ステータを示し、それらステータ７ａ、７ｂにはね
じ溝８ａ、８ｂが形成されている。
内側ステータを示し、それらステータ７ａ、７ｂにはね
じ溝８ａ、８ｂが形成されている。
【０００７】又、該外側ステータ７ａは前記筐体円筒部
１ｃの内側に静翼固定リングを介して前記筐体基部１ｄ
上に固定され、更に前記内側ステータ７ｂも該筐体基部
１ｄ上に固定されている。
１ｃの内側に静翼固定リングを介して前記筐体基部１ｄ
上に固定され、更に前記内側ステータ７ｂも該筐体基部
１ｄ上に固定されている。
【０００８】 ここでこれら部品は前記筐体円筒部１ｃ
を除いて全てアルミニウム合金製である。
を除いて全てアルミニウム合金製である。
【０００９】かくて、この従来例の複合分子ポンプが作
動する時には、ロータ６が回転して吸気口１ａから気体
が吸引吸気口され、ターボ分子ポンプ部２により圧縮排
気され、さらにＳＧＰ部３において昇圧されて、排気口
１ｂから排出される。
動する時には、ロータ６が回転して吸気口１ａから気体
が吸引吸気口され、ターボ分子ポンプ部２により圧縮排
気され、さらにＳＧＰ部３において昇圧されて、排気口
１ｂから排出される。
【００１０】このときロータ３ａは流下する気体との摩
擦熱で昇温し、この熱は対向する７ａ、７ｂに伝達され
る。
擦熱で昇温し、この熱は対向する７ａ、７ｂに伝達され
る。
【００１１】しかしステータ７ａ、７ｂの熱は筐体１に
伝わり易く、結局ステータ７ａ、７ｂの温度は余り上が
らない。
伝わり易く、結局ステータ７ａ、７ｂの温度は余り上が
らない。
【００１２】したがってステータ７ａ、７ｂのロータ対
向面には反応生成物が凝結付着し、これが蓄積して、ロ
ータの回転を阻害し、故障の原因となる問題があった。
向面には反応生成物が凝結付着し、これが蓄積して、ロ
ータの回転を阻害し、故障の原因となる問題があった。
【００１３】そのため該ＳＧＰ部のステータをヒータに
より加熱昇温させて間隙への凝着を防止していた。
より加熱昇温させて間隙への凝着を防止していた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の複合分子ポ
ンプはヒータにより加熱昇温させているため、高速回転
する軸受（特に磁気軸受）や、モータ等の精密機構部分
が温度上昇し、該部分の信頼性、耐久性を劣化させると
共に、ロータがアルミ合金製であり熱膨張や高温での強
度劣化を招く問題点を有し、又ポンプ内部にあるＳＧＰ
ステータを加熱する場合には大きなヒータ容量を必要と
し、前記精密機構部の温度上昇を最小限に抑制し、且つ
ＳＧＰステータをより高く昇温させるために煩雑な温度
検出及び制御を必要とする等の問題点を有していた。
ンプはヒータにより加熱昇温させているため、高速回転
する軸受（特に磁気軸受）や、モータ等の精密機構部分
が温度上昇し、該部分の信頼性、耐久性を劣化させると
共に、ロータがアルミ合金製であり熱膨張や高温での強
度劣化を招く問題点を有し、又ポンプ内部にあるＳＧＰ
ステータを加熱する場合には大きなヒータ容量を必要と
し、前記精密機構部の温度上昇を最小限に抑制し、且つ
ＳＧＰステータをより高く昇温させるために煩雑な温度
検出及び制御を必要とする等の問題点を有していた。
【００１５】本発明は、上記の問題点を解決し、軸受等
の精密機構部の昇温を抑制すると共に、ＳＧＰロータと
ＳＧＰステータとを昇温して反応生成物の凝縮付着を防
止することにより、耐久性、信頼性を向上した複合分子
ポンプを提供することを目的とする。
の精密機構部の昇温を抑制すると共に、ＳＧＰロータと
ＳＧＰステータとを昇温して反応生成物の凝縮付着を防
止することにより、耐久性、信頼性を向上した複合分子
ポンプを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、吸気口と排気口を有する筐体内に、吸気
側からターボ分子ポンプ部及びねじ溝ポンプ部を順次配
設した複合分子ポンプにおいて、該ねじ溝ポンプ部のス
テータを断熱材からなる支持体により固定したことを特
徴とする。
め、本発明は、吸気口と排気口を有する筐体内に、吸気
側からターボ分子ポンプ部及びねじ溝ポンプ部を順次配
設した複合分子ポンプにおいて、該ねじ溝ポンプ部のス
テータを断熱材からなる支持体により固定したことを特
徴とする。
【００１７】
【作用】高速回転するロータはモータ、軸受からの発熱
及び吸引する気体との摩擦により発生する摩擦熱により
温度が上昇し、対向するＳＧＰステータを昇温させると
共に、昇温したＳＧＰステータの熱は断熱材からなる支
持体により熱伝導が抑止され、該ＳＧＰステータは高温
に保持される。
及び吸引する気体との摩擦により発生する摩擦熱により
温度が上昇し、対向するＳＧＰステータを昇温させると
共に、昇温したＳＧＰステータの熱は断熱材からなる支
持体により熱伝導が抑止され、該ＳＧＰステータは高温
に保持される。
【００１８】従って該ＳＧＰステータに対する反応生成
物の凝縮付着が防止されると共にＳＧＰステータの熱が
軸受、モータ側に伝わらないから軸受等の精密機構部の
昇温による障害が回避される。
物の凝縮付着が防止されると共にＳＧＰステータの熱が
軸受、モータ側に伝わらないから軸受等の精密機構部の
昇温による障害が回避される。
【００１９】又ポンプ外面が高温にならないから、作業
者の火傷を防ぎ安全性が向上する。
者の火傷を防ぎ安全性が向上する。
【００２０】
【実施例】本発明の実施例を図１及び図２により説明す
る。
る。
【００２１】ここでポンプの全体的構成は従来のポンプ
と略同様であるので、以下において相違する構成を説明
する。
と略同様であるので、以下において相違する構成を説明
する。
【００２２】９ａ、９ｂは前記外側ステータ７ａを固定
する支持体、９ｃは前記内側ステーた７ｂを固定する支
持体を示し、それら支持体９ａ、９ｂ、９ｃは熱伝導率
の小さいセラミックス例えばイビデン製セラミック複合
体商品名「セラコム」からなり、一方の端面が外側ステ
ータ７ａ及び内側ステータ７ｂに、他方の端面がそれぞ
れ筐体１等に固定されている。
する支持体、９ｃは前記内側ステーた７ｂを固定する支
持体を示し、それら支持体９ａ、９ｂ、９ｃは熱伝導率
の小さいセラミックス例えばイビデン製セラミック複合
体商品名「セラコム」からなり、一方の端面が外側ステ
ータ７ａ及び内側ステータ７ｂに、他方の端面がそれぞ
れ筐体１等に固定されている。
【００２３】次に本実施例の作動を説明する。
【００２４】モータ１０に入力するとロータ６が回転し
て吸気口１ａから気体が吸引され、ターボ分子ポンプ部
２により圧縮排気され、さらにＳＧＰ部３において昇圧
されて排気口１ｂから排出される。
て吸気口１ａから気体が吸引され、ターボ分子ポンプ部
２により圧縮排気され、さらにＳＧＰ部３において昇圧
されて排気口１ｂから排出される。
【００２５】このとき該ＳＧＰ部３の円筒状ロータ３ａ
は流下する気体との摩擦により発生する摩擦熱で昇温
し、高温（１００℃前後）になり対向するステータ７
ａ、７ｂの熱は断熱材からなる支持体９ａ、９ｂ、９ｃ
により伝導が遮断されて、高温に保持されると共に離隔
された軸受５ａ、５ｂ、５ｄ等への熱伝導が阻止され
る。
は流下する気体との摩擦により発生する摩擦熱で昇温
し、高温（１００℃前後）になり対向するステータ７
ａ、７ｂの熱は断熱材からなる支持体９ａ、９ｂ、９ｃ
により伝導が遮断されて、高温に保持されると共に離隔
された軸受５ａ、５ｂ、５ｄ等への熱伝導が阻止され
る。
【００２６】ここでＳＧＰ部３のステータ７ａ、７ｂは
該ＳＧＰ部３に流れる気体の摩擦による発熱とロータ３
ａからの放射熱により加熱され、筐体９等への熱放射と
接触部材への熱伝導で放熱され、この熱収支の関係式よ
り、気体流量を５００ＳＣＣＭとした場合に、支持体９
ａ、９ｂ、９ｃの熱伝導率λに対してステータ７ａの温
度Ｔａとステータ７ｂの温度Ｔｂの関係は図３のグラフ
の如くなる。
該ＳＧＰ部３に流れる気体の摩擦による発熱とロータ３
ａからの放射熱により加熱され、筐体９等への熱放射と
接触部材への熱伝導で放熱され、この熱収支の関係式よ
り、気体流量を５００ＳＣＣＭとした場合に、支持体９
ａ、９ｂ、９ｃの熱伝導率λに対してステータ７ａの温
度Ｔａとステータ７ｂの温度Ｔｂの関係は図３のグラフ
の如くなる。
【００２７】尚、ロータ３ａの温度は気体負荷時の通常
の温度として１００℃とした。
の温度として１００℃とした。
【００２８】ポンプに吸引された凝縮性気体が前記ステ
ータ７ａ、７ｂに凝着するのを防ぐにはこれらステータ
７ａ、７ｂの温度を８０℃以上にする必要があるので、
図３のグラフよりλが０．２５（Ｗ／ｍＫ）以下にする
必要がある。
ータ７ａ、７ｂに凝着するのを防ぐにはこれらステータ
７ａ、７ｂの温度を８０℃以上にする必要があるので、
図３のグラフよりλが０．２５（Ｗ／ｍＫ）以下にする
必要がある。
【００２９】ところがλが０．２５（Ｗ／ｍＫ）以下の
材質は現実に入手不可能である。
材質は現実に入手不可能である。
【００３０】そこで支持部材９ａ、９ｂ、９ｃのそれぞ
れの形状係数Ａａ／ｔａ、Ａｂ／ｔｂ及びＡｃ／ｔｃを
考慮し、熱伝導率λにこの形状係数を乗算して得られた
換算熱伝導率λ（Ａａ／ｔａ）、λ（Ａｂ／ｔｂ）、λ
（Ａｃ／ｔｃ）が０．２５（Ｗ／ｍＫ）以下であれば目
的を達成することが判明した。
れの形状係数Ａａ／ｔａ、Ａｂ／ｔｂ及びＡｃ／ｔｃを
考慮し、熱伝導率λにこの形状係数を乗算して得られた
換算熱伝導率λ（Ａａ／ｔａ）、λ（Ａｂ／ｔｂ）、λ
（Ａｃ／ｔｃ）が０．２５（Ｗ／ｍＫ）以下であれば目
的を達成することが判明した。
【００３１】尚、Ａａ、Ｂｂ、Ｃｃは各支持部材９ａ、
９ｂ、９ｃの断面積、ｔａ、ｔｂ、ｔｃは各支持部材９
ａ、９ｂ、９ｃの熱伝導方向の長さである。
９ｂ、９ｃの断面積、ｔａ、ｔｂ、ｔｃは各支持部材９
ａ、９ｂ、９ｃの熱伝導方向の長さである。
【００３２】そこで発明者はこれら支持部材９ａ、９
ｂ、９ｃの材料をλ＝０．９６（Ｗ／ｍＫ）の低熱伝導
率セラミックスを採用し、図１及び図２の形状にするこ
とにより各支持部材において前記換算熱伝導率が０．２
５（Ｗ／ｍＫ）以下になる見込みを得た。
ｂ、９ｃの材料をλ＝０．９６（Ｗ／ｍＫ）の低熱伝導
率セラミックスを採用し、図１及び図２の形状にするこ
とにより各支持部材において前記換算熱伝導率が０．２
５（Ｗ／ｍＫ）以下になる見込みを得た。
【００３３】ここで運転中の気体流量と、外側ステータ
７ａの温度Ｔａ及び内側ステータ７ｂの温度Ｔｂとの関
係を示したのが図４である。
７ａの温度Ｔａ及び内側ステータ７ｂの温度Ｔｂとの関
係を示したのが図４である。
【００３４】図４において横軸はステータ７ａ及び７ｂ
の気体の摩擦による動力Ｌａ及びＬｂである。
の気体の摩擦による動力Ｌａ及びＬｂである。
【００３５】縦軸はＴａ及びＴｂであり、流量を変化さ
せた時のＴａ、Ｔｂの曲線を示す。
せた時のＴａ、Ｔｂの曲線を示す。
【００３６】気体がＮ2 で流量５００ＳＣＣＭの時のＬ
ａは１７Ｗ、Ｌｂは５６．５Ｗであり、その時にＴａは
９２℃、Ｔｂは１２４℃に保たれる。
ａは１７Ｗ、Ｌｂは５６．５Ｗであり、その時にＴａは
９２℃、Ｔｂは１２４℃に保たれる。
【００３７】図４により気体流量が変化しても、特に気
体流量が減少し零になってもステータ７ａ、７ｂの温度
７ａ、７ｂは８０℃以上であり、これらステータ７ａ、
７ｂ、ロータ３ａへの反応生成物の凝縮付着が生じない
ことが確認された。
体流量が減少し零になってもステータ７ａ、７ｂの温度
７ａ、７ｂは８０℃以上であり、これらステータ７ａ、
７ｂ、ロータ３ａへの反応生成物の凝縮付着が生じない
ことが確認された。
【００３８】かくて昇温したステータ７ａ、７ｂにより
排気中の反応生成物の凝縮付着が防止されると共にステ
ータ加熱のためのヒータを用いないから軸受が高温とな
ることがなく、温度制御のための付属装置の必要もな
い。
排気中の反応生成物の凝縮付着が防止されると共にステ
ータ加熱のためのヒータを用いないから軸受が高温とな
ることがなく、温度制御のための付属装置の必要もな
い。
【００３９】尚前記ロータ３ａ、及びステータ７ａ、７
ｂとの熱の授受を良好にするため、該ロータ３ａをアル
ミニウム合金等とし、ステータ７ａ、７ｂを炭素鋼又は
ステンレス鋼等を用いるか、適宜の表面処理を施して対
向面の放射率を上げることができる。
ｂとの熱の授受を良好にするため、該ロータ３ａをアル
ミニウム合金等とし、ステータ７ａ、７ｂを炭素鋼又は
ステンレス鋼等を用いるか、適宜の表面処理を施して対
向面の放射率を上げることができる。
【００４０】本実施例では磁気軸受型複合分子ポンプに
適用しているが玉軸受型複合分子ポンプにも適用でき
る。
適用しているが玉軸受型複合分子ポンプにも適用でき
る。
【００４１】又、ねじ溝ポンプの代わりに円板形ロータ
を用いたスパイラル溝ポンプとした複合分子ポンプにお
いても、円板形ロータに対向するステータの支持構造に
本発明による断熱材支持法を適用できる。
を用いたスパイラル溝ポンプとした複合分子ポンプにお
いても、円板形ロータに対向するステータの支持構造に
本発明による断熱材支持法を適用できる。
【００４２】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば吸気口と
排気口を有する筐体内に、吸気側からターボ分子ポンプ
部、及びねじ溝ポンプ部を順次配設した複合分子ポンプ
において、該ねじ溝ポンプ部のステータを断熱材からな
る支持体により固定したので、ステータ加熱のためのヒ
ータを用いず軸受等の精密機構部の昇温を抑制すると共
に、温度制御のための付属装置の必要もなく簡単な構造
によってＳＧＰロータ及びＳＧＰステータへの反応生成
物の凝縮付着を防止して耐久性、信頼性を向上すること
ができる効果を有する。
排気口を有する筐体内に、吸気側からターボ分子ポンプ
部、及びねじ溝ポンプ部を順次配設した複合分子ポンプ
において、該ねじ溝ポンプ部のステータを断熱材からな
る支持体により固定したので、ステータ加熱のためのヒ
ータを用いず軸受等の精密機構部の昇温を抑制すると共
に、温度制御のための付属装置の必要もなく簡単な構造
によってＳＧＰロータ及びＳＧＰステータへの反応生成
物の凝縮付着を防止して耐久性、信頼性を向上すること
ができる効果を有する。
【図１】本発明の第１実施例の全体の半截断正面図であ
る。
る。
【図２】その要部の拡大断面図である。
【図３】支持体の熱伝導率入と内外のステータの温度Ｔ
ａ、Ｔｂとの関係を示すグラフである。
ａ、Ｔｂとの関係を示すグラフである。
【図４】内外のステータの気体の摩擦による動力Ｌａ、
Ｌｂと温度Ｔａ、Ｔｂとの関係を示すグラフである。
Ｌｂと温度Ｔａ、Ｔｂとの関係を示すグラフである。
【図５】従来の複合分子ポンプの断面図である。
１ 筐体 1a 吸気口 1b 排気口 ２ ターボ分子ポンプ部 ３ ねじ溝ポンプ部 7a、7b ステータ 9a、9b、9c 支持体
フロントページの続き (72)発明者 飯塚 元昭 大阪府大阪市中央区北浜３丁目２番25号 株式会社大阪真空機器製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04D 19/04
Claims (2)
- 【請求項１】 吸気口と排気口を有する筐体内に、吸気
側からターボ分子ポンプ部及びねじ溝ポンプ部を順次配
設した複合分子ポンプにおいて、該ねじ溝ポンプ部のス
テータを断熱材からなる支持体により固定したことを特
徴とする複合分子ポンプ。 - 【請求項２】 前記断熱材がセラミックスからなること
を特徴とする請求項１に記載の複合分子ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05171027A JP3098140B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 複合分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05171027A JP3098140B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 複合分子ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074384A JPH074384A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3098140B2 true JP3098140B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=15915732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05171027A Expired - Lifetime JP3098140B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 複合分子ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098140B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014029130A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Edwards Kk | 真空ポンプ |
| WO2015015902A1 (ja) | 2013-07-31 | 2015-02-05 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3795979B2 (ja) * | 1996-03-21 | 2006-07-12 | 株式会社大阪真空機器製作所 | 分子ポンプ |
| JP2014029129A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Edwards Kk | 真空ポンプ |
| JP6077804B2 (ja) * | 2012-09-06 | 2017-02-08 | エドワーズ株式会社 | 固定側部材及び真空ポンプ |
| JP6289148B2 (ja) * | 2014-02-14 | 2018-03-07 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ |
| JP6916412B2 (ja) * | 2017-03-29 | 2021-08-11 | 株式会社島津製作所 | 真空ポンプ |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP05171027A patent/JP3098140B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014029130A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Edwards Kk | 真空ポンプ |
| WO2015015902A1 (ja) | 2013-07-31 | 2015-02-05 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
| US10954962B2 (en) | 2013-07-31 | 2021-03-23 | Edwards Japan Limited | Vacuum pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH074384A (ja) | 1995-01-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000712 |
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