JPS63147991A - 複合真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば半導体製造過程において被処理物に金
属化合物を被覆させるいわゆるＣＶＤ法等に用いるのに
好適な摺合真空ポンプの改良に関する。

（従来の技術） 従来、このような複合真空ポンプとして、例えば特開昭
６０−２５２１９７号公報に開示されているように、真
空室側に開放される吸込口と大気側に開放される吐出口
とが設けられたケーシング内に、上記吸込口側から吐出
口側に向かって横形式ねじ溝形圧縮ポンプ、遠心形圧縮
ポンプおよび渦流形圧縮ポンプを順次に配置したものが
知られている。

そして、上記複合真空ポンプに用いた横形式ねじ溝形圧
縮ポンプは、駆動用モータの回転軸に回転一体に水平に
支持された円板状ロータを、ケーシング内周面に水平に
支持された上下２枚のステータでもって挟み、上記駆動
用モータを始動させてロータを回転させることにより、
まず、真空室内の気体を吸込口を介して上記上側のステ
ータに形成されたねじ溝内に導入して半径方向内側から
外側に向かって移送しつつ圧縮し、次いで、この圧縮し
た気体を上記下側のステータに形成されたねじ溝内に導
入して今度は半径方向外側から内側に向かって移送しつ
つさらに圧縮して次段の遠心形圧縮ポンプ側に吐出する
ようになされている。

一方、上記複合真空ポンプに用いた横形式ねじ）δ形圧
縮ポンプと同じ種類のポンプとして、立形式ねじ溝形圧
縮ポンプが知られている。この立形式ねじ溝形圧縮ポン
プは、駆動用モータの回転軸に回転一体に支持された円
筒状ロータを、上記駆動用モータを胎動させてロータを
回転させることにより、ロータ外周面に形成されたねじ
溝とケーシング内周面との間に構成された空間に真空室
内の気体を吸込口を介して導入し、この導入した気体を
吸込口側から吐出口側に向かって回転軸の軸心方向に旋
回移送しつつ圧縮して吐出するようになされている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記立形式ねじ溝形圧縮ポンプを上述の如く
遠心形圧縮ポンプや渦流形圧縮ポンプ等と併用する複合
真空ポンプとして用いる場合において、該複合真空ポン
プの高排気速度化を図る一手段として、立形式ねじ溝形
圧縮ポンプを上下方向に多段に構成することにより、そ
の圧縮効率を高めることが考えられる。

しかし、この場合においては、立形式ねじ溝形圧縮ポン
プの段数が多い分だけ装置全体が上下方向に長くなって
装置の大型化を招くという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものでおり、その目
的とするところは、吸込口と吐出口とが設けられたケー
シング内の上記吸込口側にねじ渦形圧縮ポンプを配置し
た複合真空ポンプにおいて、上記ねじ溝形圧縮ポンプの
構成を改良することにより、その配置スペースを可及的
に少なくし得るとともにその圧縮効率を高め得、これに
より高排気速度化と装置の小形化との両立を図らんとす
ることにあるっ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、吸込口（２）と吐出口（３）とが設け
られたケーシング（１）内の上記吸込口（２）側にねじ
溝形圧縮ポンプ（９）を配置した複合真空ポンプとし、
がっ上記ねじ溝形圧縮ポンプ（９）を、複数の内外円筒
部（７ａ）。

（７ｂ）を有するロータ（７）と、該ロータ（７）の上
記内外円筒部（７ａ）、（７ｂ）と相対的に嵌合する複
数の内外ステータ部（８ａ）、（８ｂ）を有するステー
タ（８）とで構成する。ざらに、上記ロータ（７）の内
外円筒部（７ａ）、（７ｂ）およびステータ（８）の内
外ステータ部（８ａ）。

（８ｂ〉のいずれか一方に、他方の内外周面に近接した
ねじ溝（１７ａ）〜（１７ｃ）を形成する構成とする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、ねじ溝形圧縮ポンプ（
９）が起動すると、気体が吸込口（２）を介して上記ね
じ渦形圧縮ポンプ（９）内に吸い込まれて圧縮される。

この場合、上記ねじ溝形圧縮ポンプ（９）内に吸い込ま
れた気体は、まず、ステータ（８）の外側ステータ部（
８ａ）のねじ溝（１７ａ）内に導入され、該ねじ溝（１
７ａ＞に沿って下方に向かって旋回移送されつつ圧縮さ
れる。次いで、この圧縮された気体は内側ステータ部（
８ｂ）の外側ねじ溝（１７ｂ）内に導入され、該外側ね
じ満（１７ｂ）に沿って上方に向かって旋回移送されつ
つさらに圧縮される。その後、このざらに圧縮された気
体は上記内側ステータ部（８ｂ）の内側ねじ溝（１７ｃ
）内に導入され、該内側ねじ溝（１７Ｇ＞に沿って下方
に向かって旋回移送されつつより一層圧縮される。

このように、上記吸込口（２）から吸い込まれた気体は
ねじ渦形圧縮ポンプ（９）により上下方向に交互に旋回
移送されつつ漸次圧縮されることから、該ねじ溝形圧縮
ポンプ（９）を上下方向に多段に構成する必要がなく、
よってその配置スペースを可及的に少なくし得るととも
にその圧、縮効率を高め得、これにより高排気速度化と
装置の小形化との両立が図られることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る複合真空ポンプを示し、
（１）は、例えば図示しない半導体製造装置の真空室側
に開放される吸込口（２）が上９面に、大気側に開放さ
れる吐出口（３）が下部側面にそれぞれ設けられた円筒
状のケーシング、（４）は該ケーシング（１）の底面側
に配置された。ロータ（４ａ）とステータ（４ｂ）とか
らなる駆動用モータ、（５）は上記ケーシング（１）内
の中心部上下方向に配置され、上記駆動用モータ（４）
の駆動により回転せしめられる回転軸であって、該回転
軸（５）はこれと回転一体に外嵌合された円筒状のボス
部材（６）を備えてなる。

上記回転軸（５）の上端には、本発明の特徴として、立
形式ねじ溝形圧縮ポンプ（９）が配置されている。該ね
じ溝形圧縮ポンプ（９）は、上記回転軸（５）上端に回
転一体に取り付けられ、かつディスク部（７Ｃ）下面外
周部に所定間隔をあけて一体形成された外側円筒部（７
ａ）と内側円筒部（７ｂ）とを有Ｔる円筒状ロータ（７
）を備えてなる。一方、上記ロータ（７）に対応するケ
ーシング（１）内周面には、上記ロータ（７）の外側お
よび内側円筒部（７ａ）、（７ｂ）と相対的に嵌合する
。外側ステータ部（８ａ）と内側ステータ部（８ｂ）と
を有するステータ（８）が配置されている。そして、上
記外側ステータ部（８ａ）は、ロータ（７）の外側円筒
部（７ａ）外周面に近接したねじ１（１７’ａ＞を有し
てあり、上記駆動用モータ（４）を始動させて上記ロー
タ（７）を回転させることにより、上記吸込口（２）を
介して吸い込まれた真空室内の気体を上記外側円筒部（
７ａ）のねじ溝（１７ａ）に導入して下方に旋回移送さ
せつつ圧縮するようになされている。

また、上記内側ステータ部（８ｂ）は上記外側円筒部（
７ａ）と内側円筒部（７ｂ）との間に嵌合せしめられて
、外側円筒部（７ａ）内周面と内側円筒部（７ｂ）外周
面とにそれぞれ近接して形成された外側および内側ねじ
溝（１７ｂ）、（１７Ｇ）を有しており、該一方の外側
ねじ満（１７ｂ）に上記外側ステータ部（８ａ）のねじ
溝（１７ａ＞で圧縮された気体を導入して上方に旋回移
送させつつざらに圧縮し、さらに、この圧縮された気体
を上記他方の内側ねじ溝（１７Ｇ＞に導入して下方に旋
回移送させつつより一層圧縮するようになされている。

このように、上記駆動用モータ（４）の始動により、上
記ロータ（７）を回転させ、この回転によって上記真空
室内の気体を吸込口（２）を介してケーシング（１）内
に吸い込んで上記ステータ（８）の各渦（１７ａ）〜（
１７Ｃ）内に順次に導入して圧縮し、しかる後、後；ホ
する次段の渦流形圧縮ポンプ（１５）側に吐出する３段
のポンプ段からなる立形式ねじ溝形圧縮ポンプ（９）が
構成されている。

一方、上記ボス部材（６）の上下方向中程には、上下一
対の羽根車（１０）、（１０）が所定間隔をあけて水平
に配置されている一方、上記ケーシング（１）内周面に
は上記両羽根車（’１０）。

（１０）に対応して上下一対の円環状ハウジング（１１
）、（１１）が水平に支持形成されている。

該各ハウジング（１１）は上記各羽根車（１０）設置位
置付近で上下に２分割に構成され、内部には、羽根車（
１０）の多数の羽根（１０ａ＞。

（１０ａ）、・・・が臨み、この各羽根（１０ａ）の回
転動作により上記ねじ溝形圧縮ポンプ（９）から導入さ
れた圧縮気体を流通せしめる主流路（１２）と、該主流
路（１２）を取り囲む水等の冷却流体を循環せしめる上
下２つの冷却流体循環用中空部（１３）、（１３）とが
それぞれ形成されている。そして、上記各ハウジング（
１１）には、第２図および第３図に示すにうに、ハウジ
ング（１１）に形成された吸込通路（１１ｂ＞および吐
出通路（１１Ｃ）間の主流路（１２）を分断するＪ：う
にストリッパ部（１１ａ）が形成されていて、上記吸込
通路（１１ｂ）から吸い込まれた気体と吐出通路（１１
ｃ）から吐出される気体とが合流しないようになされて
いる。

また、上記各ハウジング（１１）の主流路（１２）には
、上記駆動用モータ（４）の始動により回転する羽根車
（１０）の外周に近接して気体の流れをガイドする円環
状ガイド部材（１４）がその中心を上記羽根車（１０）
の回転軸心に対応せしめて配置されている。そして、上
記各ハウジング（１１）の吸込通路（１ｌ　ｂ＞から主
流路（１２）内に吸い込まれた気体を吐出通路（１１ｃ
）より吐出する間に上記カイト部材（１４）周りに適数
回螺旋運動せしめるとともに、その回数だけ上記羽根車
（１０）を横断せしめてその都度羽根車（１０）から運
動エネルギを受は取るようにした２段のポンプ段からな
る渦流形圧縮ポンプ（１５）が構成されている。なお、
上記ケーシング（１）両側壁の各ハウジング（１１）に
対応する部位には、該各ハウジング（１１）の上記中空
部（１３）、（１３）に各々連通する上下２本の冷却流
体供給用筒部材（１６ａ）、（１６ａ）が半径方向外側
に突設されている一方、該両筒部材（１６ａ）、（１６
ａ）の反対側には冷却流体環流用筒部材（１６ｂ）、（
１６ｂ）が突設されていて、各供給用筒部材（１６ａ）
からそれぞれ導入された冷却流体を上記各中空部（１３
）を循環せしめた後、各環流用筒部材（，１６ｂ）より
外部に排出して上記各供給用筒部材（１６ａ＞に環流す
るようになされている。

次に、このように構成された本実施例に係る複合真空ポ
ンプの作動について説明する。

まず、駆動用モータ（４）が胎動すると、ねじ溝形圧縮
ポンプ（９）および渦流形圧縮ポンプ（１５）が共に起
動し、真空室の気体が吸込口（２）からケーシング（１
）内に吸い込まれる。

この吸い込まれた気体は、まず、上記ねじ溝形圧縮ポン
プ（９）のロータ（７）の回転動作により外側ステータ
部（８ａ）のねじ溝（１７ａ）に導入され、該ねじ溝（
１７ａ）を下方に向かって螺旋運動し、その後、内側ス
テータ部（８ｂ）の外側ねじ溝（１７ｂ）に導入され、
該外側ねじ溝（１７ｂ）を今度は上方に向かって螺旋運
動し、しかる後、上記内側ステータ部（８ｂ）の内側の
ねじ溝（１７ｃ）に導入され、該内側ねじ＠（１７Ｃ）
を下方に向かって螺旋運動して渦流形圧縮ポンプ（１５
）の上側のハウジング（１１）の吸込通路（１１ｂ＞か
ら上部主流路（１２）内に導入される。

次に、該上部主流路（１２）内に導入された気体は、上
下の中空部（１３）、（１３）内を循環する冷却流体に
よって冷却されつつ上部主流路（１４）を循環し、吐出
通路（１１ｃ）より下側のハウジング（１１）の吸込通
路（１１ｂ）に排出され、上記と同様に下部主流路（１
２）を循環して吐出通路（１１Ｇ＞よりケーシング（１
）の下部に排出された後、該ケーシング（１）の吐出口
（３）より大気中に吐出される。

このときの到達真空度と排気量との関係を、円筒状ロー
タの外周面にねじ溝を形成した従来の立形式ねじ溝形圧
縮ポンプと本実施例と同様に構成された渦流形圧縮ポン
プとを併用した比較例と共に第４図に示す。このデータ
によると、実線にて示す本実施例の方が破線にて示す比
較例よりも同一排気量で真空度が高くなっていることが
判る。

このように本実施例では、吸込口（２）を介してねじ渦
形圧縮ポンプ（９）内に導入された真空室内の気体は、
外側ステータ部（８ａ）のねじ溝（１７ａ＞、内側ステ
ータ部（８ｂ）の外側および内側ねじ溝（１７ｂ）、（
１７ｃ）に移送方向を上下に換えながら順次に旋回移送
されつつ漸次圧縮されることから、上記ねじ溝形圧縮ポ
ンプ（９）を上下方向に多段に構成する必要がなく、よ
ってその配置スペースを可及的に少なくし得るとともに
モの圧縮効率を高め得、これにより高排気速度化と装置
の小形化との両立を図ることができる。

また、上記実施例では、渦流形圧縮ポンプ（１５）にお
ける各ハウジング（１１）の主流路（１２）にはガイド
部材（１４）が配置されていることから、上記各主流路
（１２）に導入された気体は、上記各ガイド部材（１４
）にガイドされｔその周りをスムーズに適数回螺旋運動
し、その回数だけ上記羽根車（１０）を効率良く横断し
てその都度羽根車（１０）から運動エネルギを受は取り
、これにより上記渦流形圧縮ポンプ（１５）内にお（プ
る気体の流れがスムーズになされてその圧縮比を一段と
高めることができる。

なあ、上記実施例では、ねじ溝形圧縮ポンプ（９）のロ
ータ（７）を外側および内側円筒部（７ａ）、（７ｂ）
の２段に、かツステータ（８）を外側および内側ステー
タ部（８ａ）、（８ｂ）の２段にそれぞれ構成したが、
これに限らず、例えば各々３段以上であってもかまわな
いことはいうまでもない。

また、上記実施例では、ステータ（８）の外側および内
側ステータ部（８ａ）、（８ｂ）にねじ溝（１７ａ）〜
（１７Ｃ）を形成したが、これに限らず、例えばロータ
（７）の外側および内側円筒部（７ａ）、（７ｂ）にね
じ溝を形成することも採用可能である。

ざらに、上記実施例では、ねじ溝形圧縮ポンプ（９）と
渦流形圧縮ポンプ（１５）とを組み合わせた場合につい
て示したが、これに限らず、例えば吸込口（２）側に配
置されたポンプがねじ溝形圧縮ポンプ（９）でおればそ
の他のポンプは例えば遠心形圧縮ポンプ等でおってもよ
い。また、上記実施例における両圧縮ポンプ（９）、（
１５）の間に例えば遠心形圧縮ポンプを配置することも
勿論採用可能でおる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明ににれば、ケーシング（１
）内の吸込口（２）側に配置されたねじ渦形圧縮ポンプ
（９）を、複数の内外円筒部（７ａ）、（７ｂ）を有す
るロータ（７）と、該ロータ（７）の上記内外円筒部（
７ａ）、（７ｂ）と相対的に嵌合する複数の内外ステー
タ部（８ａ）。

（８ｂ）を有するステータ（８）とで構成し、かつ上記
ロータ（７）の内外円筒部（７ａ）、（７ｂ）およびス
テータ（８）の内外ステータ部（８ａ）、（８ｂ）のい
ずれか一方に、他方の内外周面に近接したねじ溝（１７
ａ）〜（１７ｃ）を形成したので、上記吸込口（２）か
ら吸い込まれた気体をねじ溝形圧縮ポンプ（９）で上下
方向に交互に移送しつつ漸次圧縮し得て該ねじ溝形圧縮
ポンプ（９）を上下方向に多段に構成する必要がなく、
よってその配置スペースを可及的に少なくし得るととも
にその圧縮効率を高め得、これにより高排気速度化と装
置の小形化との両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る複合真空ポンプを示す縦石工百図
、第２図は第１図のＩ−ｎ線にあける断面図、第３図は
ハウジング部分を第１図とは別の角度から見て示す縦断
側面図、第４図は本実施例および比較例における到達真
空＋にと排気量との関係を示すデータである。 （１）・・・ケーシング、（２）・・・吸込口、（３）
・・・吐出口、（７）・・・ロータ、（７ａ）・・・外
側円筒部、（７ｂ）・・・内側円筒部、（８）・・・ス
テータ、（８ａ）・・・外側ステータ部、（８ｂ）・・
・内側ステータ部、（９）・・・ねじ溝形圧縮ポンプ、
（１７ａ）〜（１７Ｃ）・・・ねじ溝。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸込口（２）と吐出口（３）とが設けられたケー
   シング（１）内の上記吸込口（２）側にねじ溝形圧縮ポ
   ンプ（９）を配置した複合真空ポンプであつて、上記ね
   じ溝形圧縮ポンプ（９）は、複数の内外円筒部（７ａ）
   、（７ｂ）を有するロータ（７）と、該ロータ（７）の
   上記内外円筒部（７ａ）、（７ｂ）と相対的に嵌合する
   複数の内外ステータ部（８ａ）、（８ｂ）を有するステ
   ータ（８）とを備えてなり、かつ上記ロータ（７）の内
   外円筒部（７ａ）、（７ｂ）およびステータ（８）の内
   外ステータ部（８ａ）、（８ｂ）のいずれか一方には、
   他方の内外周面に近接したねじ溝（１７ａ）〜（１７ｃ
   ）が形成されていることを特徴とする複合真空ポンプ。