JPH01267390A - 渦流形真空ポンプ - 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、気体流路内に羽根を配設するロータを備えた
渦流形１°〔空ポンプに関する。

（従来の技術） 従来、特開昭６１−２４７８９３号公報に開示され、か
つ、第５図に示すように、吸気口（Ｌ）と排気口（Ｈ）
　七の間に、同図（ニ）に示す固定部材（Ｆ）側の円環
流路（Ｑ）内に複数の羽根（ｒ）を配設するロータ（Ｒ
）をもつ渦流形ポンプ要素（Ｙ）を配置し、モータ（Ｍ
）に直結する回転軸（Ｄ）により羽根（ｒ）を流路（Ｑ
）内で回転させ、吸気口（Ｌ）から排気口（Ｈ）に向け
てＪｕ［気を行うようにしている。この場合、流路（Ｑ
）内では吸気側から排気側にかけて順次気体の圧縮が行
われることになり、吸気口（Ｌ）側で高い真空度を得る
には、図（イ）の通り、ロータ（Ｒ）を回転軸（Ｄ）の
軸方向に複数段積屈伏に並べて多段構成とするのであっ
た。

尚、本例のものは、渦流形ポンプ要素（Ｙ）の上段に、
同図（ロ）に示すら旋突起（ａ）をもつ回転円板（Ａ）
と、同しく同図（）１）に示すら旋突起（ｂ）をもつ固
定円板（Ｂ）とを交互に近接配置し、各突起（ａ）（ｂ
）で仕切るら旋溝（Ｓ）に沿って気体を排気するように
した溝形ポンプ要素（Ｘ）を併設しており、吸気口（Ｌ
）側が大気圧に近い運転初期に、該溝形ポンプ質素（Ｘ
）での圧縮作用によりυト気量をかせぎ、真空到達時間
を短縮できるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記のものでは、高真空度を得るために、渦流
形ポンプ要素（Ｙ）を構成するロータ（Ｒ）を回転軸（
Ｄ）の軸上に多数積層しているため、軸方向に長くなり
、装置外観の大形化を招くと共に、装置重量の増大や、
又、部品数の増大等の弊害も招くのであった。

更に、渦流形ポンプ要素（Ｙ）が軸方向に長いと、回転
駆動源たるモータ（Ｍ）から遠い位置に大きな錘が付与
されてしまうことになるため、回転質量が増え、モータ
（Ｍ）の大形化を招く問題も生しるし、又、回転軸（Ｄ
）が軸振れ等を起こす虞も生じるのであった。

その上、軸方向に積層される各段のロータ（Ｒ）に対応
する流路（Ｑ）は、上下方向に相互に連絡されることに
なるが、各流路（Ｑ）はロータ（Ｒ）と同様に軸方向に
並べられるこ七になるため、連絡通路の総延長が長くな
り、損失も多い問題があった。

しかも、上記のものでは、単に羽根（ｒ）を流路（Ｑ）
内で回転させるだけであり、排気性能も劣る難点があっ
た。

本発明の目的は、ロータ本体を一つにして、装置及びモ
ータの小形軽量化を図る共に、回転質量の低減及び軸振
れ防止を図り、かつ、損失の低減化も図り得る渦流形真
空ポンプを提供するにあり、又、以上の利点が得られな
がら更に、羽根に近接させて環状コアを配設することに
より、良好なυト気も行い得る渦流形真空ポンプを提供
するにある。

（課題を解決する！＝めの手段） そこで、本発明では、吸気口（２）と排気口（３）との
間に、気体の流路内に羽根を配設するロータを備えた渦
流形ポンプ要素（９）を設けた渦流形真空ポンプであっ
て、回転軸く１１）に取付ける一つのロータ本体（８）
に、複数組の羽根（８ａ　＋　　８　ｂ　、８　ｃ　）
を一体に設けると共に、固定部材（７）に、これら各羽
根（８ａ、８ｂ、８Ｃ）に対応させて、該各羽根（８ａ
、８ｂ、８Ｃ）をそれぞれ内部に配設する流路（７ａ、
７ｂ、７ｃ）を形成し、これら各流路（７ａ、７１）、
７ｃ）を直列状に連結することとした。

又、排気性能向上には、前記各流路（７ａ。

７ｂ、７ｃ）内に、それぞれ羽根（８ａｌ　８　ｂ＋８
ｃ）に近接する環状コア（２ａ　、２　ｂ　、２　ｃ　
）を配設することとした。

（作用） ロータ本体（８）を一体のみとすることにより、回転軸
（１１）の上部に突出する渦流形ポンプ要素（９）の軸
方向長さが抑えられ、装置外観の小形化及び装置重量の
ＩＩ減化が図れる。又、回転軸（１１）に付与される回
転質量も抑えられ、モータ等の回転駆動源の小形化も図
り得る。更に、回転軸（１１）の突設長さが抑えられる
ので、該回転軸（１１）の軸振れ等も低減できる。

その上、一つのロータ本体（８）に、複数組の羽根（８
ａ　＋　８　ｂ　＋　８　ｃ　）が一体化されているた
め、該各羽根（８ａ＋　　８ｂ、８ｃ）に対応して設け
る各流路（７ａ　＋　７　ｂ　＋　７　ｃ　）の相互の
距離を短くすることができ、これらを直列に連結する連
絡通路の長さを短縮できて、損失低減も図り得る。

又、各流路（７ａ　＋　７　ｂ　＋　７　ｃ　）内に、
羽根（８ａ、８ｂ、８ｃ）に近接状に環状コア（２ａ　
＋　　２　ｂ　＋　　２　ｃ　）を配設することにより
、流路内に流通される気体分子を、これら各環状コア（
２ａ）・・・・周りに適数回ら旋運動させることができ
、羽根（８ａ）・・・・を横断するときに受は取る運動
エネルギーにより、スムースな排気が行える。しかも、
この場合、羽根（８ａ）・・・・と環状コア（２ａ）・
・・・とは近接されるが、ロータ本体（８）を一体のみ
としており、回転軸（１１）の突設長さが抑えられてい
るため、該回転軸（１１）の軸振れ等が少なく、羽根（
８ａ）・・・・の安定した回転が行え、羽根（８ａ）・
・・・とコア（２ａ）・・・・との接触も防止できる。

（実施例） 第１図において、ポンプハウジング（１）の上部に設け
る吸気口（２）とベース部材（１０）の側部に設ける排
気口（３）との間には、一つのロータ本体（８）をもつ
渦流形ポンプ要素（９）を配設し、モータ（１２）の回
転軸（１１）に、本体（８）のボス部（８１）を套嵌固
定し、モータ（１２）を高速回転（例えば２０００Ｏｒ
ｐｍ）させて、吸気口フランジ（１３）に取付ける半導
体ウェハ等のチャンバー内を図中矢印で示すように排気
口（３）側に向けてυ［気するようにしている。

尚、渦流形ポンプ要素（９）の上段には、既述した第５
図（ロ）（ハ）と同様、気体流路に沿ってら旋溝（４ａ
）　　（５ａ）を有する回転円板（４）と固定円板（５
）とを備える溝形ポンプ要素（６）を併設しているが、
渦流形ポンプ要素（９）の単独構成でもよい。

そして、ロータ本体（８）における円板杖フランジ部（
８２）の上下面及び外周側面に、第２図に明示するよう
に３組の第１〜第３羽根（８ａｌ　８　ｂ＋　　８　ｃ
　）を一体に設ける。」二面に設ける第１羽根（８ａ　
）　、側面に設ける第２羽根（８ｂ）及び下面に設ける
第３羽根（８ｃ）は、各々、回転方向（図中白抜き矢印
）の後方側にふくらみを持つスプーン状の羽根体（８０
）を円周上に多数備えて成る。

又、ハウジング（１）に固定する固定部材（７）に、第
１−第３羽根（８ａ　＋　８　ｂ　＋　８　ｃ　）に対
応させて、該各羽根（８ａ　＋　８　ｂ　＋　８　ｃ　
）を各々内部に配設する円環状の第１〜第３流路（７ａ
　＋　７　ｂ　＋　　７　ｃ　）を形成し、これら各流
路（７ａ　＋　　７　ｂ　＋　　７　ｃ　）を第３図に
極式的に示すように、連絡通路（２１，２２，２３，２
４）を介して吸気口（２）側から排気口（３）側にかけ
て直列状に連結する。即ち、■溝形ポンプ要素（６）の
流出口（６２）と、第１流路（７ａ）の流入口（ａｌ）
とを第１連絡通路（２１）で、■第１流路（７ａ）の流
出口（Ｃ２）と、第２流路（７ｂ）の流入口（ｂｌ）と
を第２連絡通路（２２）で、■第２流路（７ｂ）の流出
口（ｂ２）と、第゛　　３流路（７ｃ）の流入口（ｃｌ
）とを第３連絡通路（２３）で、■第３流路（７ｃ）の
流出口（Ｃ２）と、排気口（３）とを第４連絡通路（２
４）で連結する。

更に、各流路（７ａ、７ｂ、７ｃ）は、それぞれ流入口
（ａ　１．　　ｂ　１＋　　ｃ　１）から流出口（Ｃ２
、ｂ２＋　　Ｃ２）に向けて暫時その断面積を小さくし
ており、又、該名流路内に、同じく流入口側から流出口
側にかけて暫時断面積を小さくする環状コア（２ａｌ　
２　ｂ、２　ｃ）を介装して、該各コア（２ａ）・・・
・と各羽根（８ａ）・・・・とを近接配置し、流入口（
ａｌ）・・・・から流出口（Ｃ２）・・・にかけて流通
させる気体分子を、この環状コア（２ａ）・・・・周り
に適数回ら旋運動させて、その回数だけ羽根（８ａ）・
・・・に気体分子を横断させ、その都度気体分子が羽根
（８ａ）側から運動エネルギーを受は取れるようにし、
スムーズなｔＪ１気が行えるようにしている。これら環
状コア（２ａ）・・・・は、各流路（７ａ）・・・・に
おける流入側と流出側とを仕切る仕切り段部（７５）に
ピン（２２）を介して固定すると共に、中間部を支持ロ
ッド（２３）介して各通路（７ａ）・・・・内に中空杖
に支持している。

尚、第３図では、第１流路（７ａ）と第３流路（７ｃ）
とは径が異なるように表しているが、作図上の都合によ
るもので、実際には同径の大きさに形成している。又、
各ロータ本体におけるフランツ部（８２）の内周側上下
面には、第１図に示すように、同心状の複数の突起（８
３）を突設していると共に、固定部材（７）には、該突
起（８３）を受は入れる同心状の溝（７３）を形成して
おり、これら溝（７３）と突起（８３）とでラビリンス
シール（３３）を構成している。

以上の構成でモータ（１２）を駆動すれば、吸気口（２
）から排気口（３）にかけて気体の排気が進行し、吸気
口（２）側は順次真空に引かれていく。この場合、渦流
形ポンプ要素（９）を構成するロータ本体（８）は一体
のみで、回転軸（１１）の上部に突出する軸方向長さが
抑えられ、装置外観の小形化及び装置重量の軽減化が図
れている。又、回転質量も抑えられ、モータ（１２）の
駆動トルクを低くでき、該モータ（１２）を大形化する
必要性も無りシ得るし、回転軸（１１）の突設長さが抑
えられているので、該回転軸（１１）の軸振れ等の問題
も低減されている。更に、一つのロータ本体（８）に、
３組の羽根（８ａｌ　ｓｂ、８ｃ）が一体化されている
ため、該各羽根（８ａ　＋　８　ｂ　＋　８　ｃ　）に
対応する各流路（７ａ　＋　７ｂ　＋　７ｃ　）の相互
の距離を短くすることができ、各連絡通路（２１，２２
，２３，２４）の長さを短縮できて、損失低減も図り得
る。

又、各流路（７ａ　＋　７　ｂ　＋　７　ｃ　）内に、
羽根（８ａ　＋　８　ｂ　＋　８　ｃ　）に近接状に環
状コア（２ａ　＋　２　ｂ　＋　２　ｃ　）を配設した
から、各流路内に流通される気体分子を、これら各環状
コア（２ａ）・・・・周りに適数回ら旋運動させること
ができ、羽根（８ａ）・・・・を横断するときに受は取
る運動エネルギーにより、スムースな排気が行え、排気
性能も向上できる。この場合、羽根（８ａ）・・・・と
環状コア（２ａ）・・・・とは近接されるが、上述した
ようにロータ本体（８）を一体のみとしており、回転軸
（１１）の突設長さが抑えられているため、該回転軸（
１１）の軸振れ等が少なく、羽根（８ａ）・・・・の安
定した回転が期待でき、羽根（８ａ）・・・・とコア（
２ａ）・・・・との接触事故も未然に防止できる。

尚、上記実施例では、３組の第１〜第３羽根（８ａ、８
ｂ、８ｃ）をフランジｍ（８２）の上下面及び外周側面
に配置したが、第４図に示すように、外周側面に第１羽
根（８ａ）を、下面に第２羽根（８ｂ）と第３羽根（８
Ｃ）とを２組まとめて設けるようにしてもよい。この場
合、各羽根に対応して設ける第１〜第３流路（７ａ＋　
７ｂ＋７ｃ）を、外周側から内周側にかけて連絡通路（
２１，２２，２３，２４）で直列に連結し、排気ＣＩ（
３）に接続する。この構造によれば、各流路（７ａ　、
７　ｂ　＋　７　ｃ　）の平面高さを揃えることができ
、渦流形ポンプｄ素（９）の軸方向長さを一層低く抑え
ることができる利点がある。

尚、第１図及び第４図中、（１４）はモータ（１２）を
内装するモータハウジングであり、底冷くに設ける油溜
め（１５）からオイルピックアップ（１６）を介して回
転軸（１１）内の給油通路（１７）に油を汲上げ、上下
の軸受（１８）（１９）に給油を行うようにしている。

又、（４１）はパージガスの導入通路、（４２）はその
排気通路である。

（発明の効果） 本発明では、回転軸（１１）に取付けるロータ本体（８
）を一体のみとし、この一つのロータ本体（８）に、複
数組の羽根（８ａ、８ｂ、８Ｃ）を一体化し、各羽根（
８ａ、８ｂ、８ｃ）に対応させて、該各羽根（８ａ＋　
８ｂ＋　　８ｃ）をそれぞれ内部に配設する流路（７ａ
　＋　７　ｂ　Ｔ　７　ｃ　）を形成し、これら各流路
（７ａ、７ｂ、７ｃ）を直列杖に連結したから、回転軸
（１１）の上部に突出する渦流形ポンプ要素（９）の軸
方向長さが抑えられ、装置並びに、モータ等の駆動源の
小形軽減化が図れると共に、ロータ本体（８）の回転質
量を低減でき、回転軸（１１）の軸振れ等も低減できる
。その上、一つのロータ本体（８）に、３組の羽根（８
ａｌ　８　ｂ＋　８　ｃ）が一体化されているため、該
各羽根（８ａｌ　　８　ｂ＋　８　ｃ）に対応して設け
る各流路（７ａ　＋　７　ｂ　＋　７　ｃ　）の相互の
距離を短くでき、これらを直列に連結する連絡通路の長
さを短縮できて、損失低絨も図り得る。

又、各流路（７ａ、７ｂ、７ｃ）内に、羽根（８ａ　＋
　　８　ｂ　＋　　８　ｃ　）に近接状に環状コ゛ア（
２ａ、２ｂ＋　　２ｃ）を配設すれば、気体分子のスム
ーズな排気が行え、排気性能の向上が図れるのであり、
しかもこの場合、羽根（８ａ）・・・・と環状コア（２
ａ）・・・・とは近接されるが、ロータ本体（８）を一
体のみとしており、回転軸（１１）の突設長さが抑えら
れているため、該回転軸（１１）の軸振れ等が少なく、
羽根（８ａ）・・・・の安定した回転が行え、羽根（８
ａ）・・・・とコア（２ａ）・・・・との接触事故も未
然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明真空ポンプの一実施例を示す縦断面図、
第２図はロータ本体の要部斜視図、第３図は流路の平面
構成を示す模式図、第４図は他の実施例を示す縦断面図
、第５図は従来ポンプの説明図であって（イ）は縦断面
図（ロ）（ハ）は溝形ポンプ要素の要部平面図（ニ）は
渦流形ポンプ要素の要部断面図である。 （２）・・・・吸気口 （３）・・・・排気口 （８）・・・・ロータ本体 （９）・・・・渦流形ポンプ要素 （１１）・・・・回転軸 （２ａ、２ｂ＋　　２ｃ）　・・−環状コア（７ａ、７
ｂ、７ｃ）−−−・流路 （８ａ、８ｂ＋　　８ｃ）−羽根

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吸気口（２）と排気口（３）との間に、気体の流路
   内に羽根を配設するロータを備えた渦流形ポンプ要素（
   ９）を設けた渦流形真空ポンプであって、回転軸（１１
   ）に取付ける一つのロータ本体（８）に、複数組の羽根
   （８ａ、８ｂ、８ｃ）を一体に設けると共に、固定部材
   （７）に、これら各羽根（８ａ、８ｂ、８ｃ）に対応さ
   せて、該各羽根（８ａ、８ｂ、８ｃ）をそれぞれ内部に
   配設する流路（７ａ、７ｂ、７ｃ）を形成し、これら各
   流路（７ａ、７ｂ、７ｃ）を直列状に連結したことを特
   徴とする渦流形真空ポンプ。 ２）各流路（７ａ、７ｂ、７ｃ）内に、それぞれ羽根（
   ８ａ、８ｂ、８ｃ）に近接する環状コア（２ａ、２ｂ、
   ２ｃ）を配設している請求項１記載の渦流形真空ポンプ
   。