JP6079041B2 - ターボ分子ポンプ、及び、ターボ分子ポンプ用の補強部材 - Google Patents
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Description
ターボ分子ポンプは、ポンプ容器の吸気口の周辺にフランジが設けられており、このフランジに設けた貫通孔にボルト等の締結部材を挿通して、半導体製造装置等のプロセスチャンバに取り付けられる。
ポンプ容器の変形によりフランジが変形すると、締結部材に剪断力が作用し、締結部材が破損する可能性がある。
この対応として、ポンプ容器内に、ポンプ容器の内面とは空間を隔てて内側ケースを設けた二重ケース構造としたターボ分子ポンプが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、この発明のターボ分子ポンプの補強部材は、吸気口および排気口を有し、ロータ翼とステータ翼とから構成される排気機能部が収容され、前記吸気口の周辺に設けられたフランジに、外部装置に取り付けるため取付用締結部材が挿通される開口部が形成されたポンプ容器を備えたターボ分子ポンプに用いられるターボ分子ポンプ用の補強部材であって、両端に連結部を有する複数の分割リングにより構成され、加圧用締結部材により前記分割リングが前記連結部で連結されることにより、前記ポンプ容器の外周面を加圧するリング状部材に組立てられる。
以下、図1〜図3を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図1は、本発明のターボ分子ポンプの一実施形態の外観側面図である。
ターボ分子ポンプ1は、ケーシング部材12と、ケーシング部材12に固定されたベース13とにより形成されたポンプ容器11を備えている。ケーシング部材12は、例えば、SUSにより形成され、上端部に上部フランジ21が形成されたほぼ円筒形状を有する。ベース13には、排気ポート16と、冷却水入口81および冷却水出口82を有する冷却ジャケット80とが設けられている。
ケーシング部材12の下部フランジ23とベース13の上部フランジ13aとには、円周方向に沿って、ほぼ等間隔に配列された雌ねじ部が形成されている。下部フランジ23と上部フランジ13aとをシール部材42(図2参照)を介在させて、ボルト等の締結部材93により締結されることによりポンプ容器11が構成されている。
ポンプ容器11内には、ロータ4およびロータ4に同軸で取り付けられたロータ軸5が収容されている。ロータ4はアルミニウム合金により形成されている。ロータ4とロータ軸5とは、高速回転時の遠心力により軸心にずれが生じないようにボルト91により強固に固定されている。ロータ軸5は、ラジアル方向の磁気軸受31(2箇所)およびスラスト方向の磁気軸受32(上下一対)によって非接触に支持される。ロータ軸5の回転時の位置は、ラジアル変位センサ33a、33bおよびアキシャル変位センサ33cによって検出た径方向の位置と軸方向の位置に基づいて制御される。磁気軸受31、32によって回転自在に磁気浮上されたロータ軸5は、モータ35により高速回転駆動される。
なお、図2においては、ねじ溝部9aがねじステータ9に形成された構造として例示されているが、ねじ溝部9aをロータ円筒部4bの外周に形成してもよい。
図3(a)は補強部材50の平面図であり、図3(b)は、図3(a)における連結部付近の拡大図である。
補強部材50は、一対の分割リング(分割体)51により形成されたリング状部材である。各分割リング51は、リングを2分割した半円形分の円弧部分を有し、両端に、半径方向の外側に延出された連結部52を有している。各連結部52には、厚さ方向に貫通する貫通孔(開口部)53が形成されている。一対の分割リング51の連結部52同士が重ね合わされ、ワッシャ54を介して、一方の連結部52の貫通孔53と他方の連結部52の貫通孔53とにボルト等の締結部材55が貫通されている。締結部材55の頭部と反対側からナット56を螺合して締め付けることにより重ね合わされた連結部52が固定される。
例えば、図3(b)に示すように、分割リング51の内周面の半径とフランジ21の外周面の半径とを等しくし、連結部52の間に締め付け代Gを設ける。締結部材55とナット56との締め付けにより、締め付け代Gを小さくして一対の分割リング51により上部フランジ21の外周面を径方向に加圧し、上部フランジ21の径方向の変形を抑制することができる。
ケーシング部材12に補強部材50が取り付けられていない場合、衝撃トルクにより上部フランジ21は径方向外側に変形しようとする力が加わる。この変形力により、フランジ21を外部装置に固定する締結部材92に剪断力が作用し、締結部材92が破損するおそれがある。
これに対して、本発明における一実施の形態のターボ分子ポンプでは、補強部材50によりフランジ21が補強されており、フランジ21の径方向外側への変形が抑制される。このため、締結部材92に作用する径方向の剪断力が低減され、締結部材92の破損を防止できる。
国際標準コンフラットフランジ(ICF:International Conflat Flange)の適合品とする場合には、貫通孔92を長孔とすることはできないが、国際規格品であっても、一実施の形態に示すような補強部材50を設ける構造とすることにより、締結部材92の破損を防止することが可能となる。
上記一実施の形態によれば、ポンプ容器11内に、ポンプ容器11の内面から空間を隔ててロータ4の破片の衝撃を受け止める内側ケースを設ける必要が無い。このため、ポンプ容器11の半径を、空間と内側ケースの厚さとの合計分、小さくすることができ、ポンプの小型化と材料費の低減とに寄与することができる。
本発明のターボ分子ポンプの実施形態2を、図4および図5を参照して説明する。
図4は、本発明に係るターボ分子ポンプの実施形態2の外観側面図であり、図5は、図4のV−V線に沿う切断断面図である。
本発明の実施形態2が、実施形態1と相違する点は、補強部材50Aを、上部フランジ21の外周にではなく、ケーシング部材12のロータ4に対応する領域の外周に設けた構造としたことにある。
以下、実施形態2について、実施形態1と相違する点を主体に説明することとし、実施形態1と同様な点は、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
図4および図5に図示されているように、補強部材50Aは、ケーシング部材12における上部側の複数段(図5では3段として例示)のロータ翼6に跨る領域に対応して設けられている。
補強部材50Aは、実施形態1と同様に、一対の分割リング51aを締結部材55により連結して、ケーシング部材12の外周面に圧接されている。締結部材55は、各連結部52おいて、複数個(図4、5では2個で例示)用いている。
従って、実施形態2においても、実施形態1と同様な効果を奏する。
4 ロータ
4a ロータ動翼部
4b ロータ円筒部
5 ロータ軸
6 ロータ翼
7 ステータ翼
8 スペーサ
9 ねじステータ
11 ポンプ容器
12 ケーシング部材
13 ベース
15 吸気口
16 排気ポート
16a 排気口
21 フランジ
22 貫通孔
50、50A 補強部材
51、51a 分割リング(分割体)
52 連結部
53 貫通孔(開口部)
55 締結部材
Claims (4)
- 吸気口および排気口を有し、ロータ翼とステータ翼とから構成される排気機能部が収容され、前記吸気口の周辺に設けられたフランジに、外部装置に取り付けるため取付用締結部材が挿通される開口部が形成されたポンプ容器を備えたターボ分子ポンプにおいて、
前記ポンプ容器の外周に、前記フランジの半径方向への変形を防止するための補強部材が取り付けられ、
前記補強部材は、連結部を有する複数の分割リングにより構成され、加圧用締結部材により前記分割リングが前記連結部で連結されて前記ポンプ容器の外周面を加圧する、ターボ分子ポンプ。 - 請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、前記補強部材は、前記フランジの外周に取り付けられている、ターボ分子ポンプ。
- 請求項1または2に記載のターボ分子ポンプにおいて、前記補強部材は、少なくとも一部が、前記ロータ翼に対応する領域の前記ポンプ容器の外周に取り付けられている、ターボ分子ポンプ。
- 吸気口および排気口を有し、ロータ翼とステータ翼とから構成される排気機能部が収容され、前記吸気口の周辺に設けられたフランジに、外部装置に取り付けるため取付用締結部材が挿通される開口部が形成されたポンプ容器を備えたターボ分子ポンプに用いられるターボ分子ポンプ用の補強部材であって、両端に連結部を有する複数の分割リングにより構成され、加圧用締結部材により前記分割リングが前記連結部で連結されることにより、前記ポンプ容器の外周面を加圧するリング状部材に組立てられる、ターボ分子ポンプ用の補強部材。
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