JPS5941699A - 改良されたタ−ボ式真空ポンプ - 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】 この発明は、ターボ式真空ポンプに関する。さらに詳し
くは、耐久性に富み、高い真空度が得られる改良された
ターボ式真空ポンプに関する。

従来から、高真空あるいは超高真空を得る装置として、
ターボ式真空ポンプが知られている。ターボ式真空ポン
プは別名ターボ分子ポンプと称されているものであり、
基本的にタービン、タービ１　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　／Ｉ７ン駆動用モーター
、吸気口及び排気口から構成されており、潤滑油が逆流
しにくいタービン排気原理を用いているため他の真空ポ
ンプに比して清浄な高真空あるいは超高真空（通常、ｌ
Ｏ〜１０Ｔｏｒｒオーダーの真空度）が得られるもので
ある。

しかしながら、かようなターボ式真空ポンプを、プラズ
マエツチング装置、スパッタリング装置等の真空ポンプ
として使用した場合には、上記装置からの活性化された
ガス（例えば、Ｎ２、アルゴン等」が高速回転（約９万
回転／分）しているタービンのタービン翼（例えばロー
タ翼やステータ翼；通常、耐食性アルミニウムからなる
）に高速で衝突するため、これらの翼が腐食され易く、
長期間使用するとタービン翼（ことに、ロータＨ）が腐
食に耐え切れず破壊、飛散する惧れがあり、耐久性に問
題があった。このため、第２図に示すよう１こ上記ター
ビン翼（ＩＩの表面を粗面化したのち蒸着等により酸化
アルミ層（通常、３０μｍ程度）ａりを形成させさらに
その表面を粗面化しその上にテフロンコーティング（通
常、２０ｐｍ程度）　Ｑ３を湿式で行なったタービン翼
を用いて腐食を防止する提案もなされている。しかし、
かようなテフロン処理を施１７たタービン翼を用いたタ
ーボ式真空ポンプによって得られる真空度は１０−７〜
１０＝　’Ｊ’ｏｒｒオーダーであり、テフロン処理を
行なわない場合（１０〜１０　　　Ｔｏｒｒオーダーツ
に比して約１桁低下するという問題があった。その原因
は、酸化アルミ層の形成やテフロンコーティング処理の
工程において下４Ａｌｌ基盤（１ｌｌｉ’１食性アルミ
ニウムノとこれらとの層間あるいは各層間にガスが封じ
込まれ、これが真空下において除々に逸散し真空度を低
下させるためと考えられる（ことに、テフロンは酸素、
炭酸ガス等の透過性が良好なため内部ζこ持ち込まれた
ガス成分は真空下において逸散し易い）。

この発明は、かような従来の問題点を解消すべくなされ
たものである。

カ＜シて、この発明によれば、タービン、タービン駆動
用モーター、吸気口及び排気口を備えてなるターボ式真
空ポンプにおいて、タービン翼表面にプラズマ重合法に
よって高分子薄膜を密着形成したことを特徴とする改良
されたターボ式真空ポンプが提供される。

以下、この発明のターボ式真空ポンプの具体例について
説明する。第１図はこの発明の真空ポンプを例示する空
冷式ターボ分子ポンプ（１）の部分断面図を示す。図に
おいて、タービン駆動用モーター（２）により駆動軸（
３）は規定回転数に駆動される。

駆動軸には、ロータ翼（４ａ）を備えたロータ部（４）
が取りつけてあり、ロータ翼間にはステータ部（５）に
付設するステータＰｉ（５ａ）が配置されその間１こは
位１ｉ′２決めのためＩこスペー→ｊ−−（５ｂＪが挿
入されている。なお、（６）は潤滑面フィルターを備え
た油タンク、（７）は吸気口、（８）は排気口、（９）
はポンプ内にゴミが入るのを防ぐための保護ネットをそ
れぞれ示す。上記ロータ翼（４）及びステータ翼（５）
は耐食性アルミニウムからなりその各翼の表面ζこは第
３図イこ示すように厚さ約１μｍのプラズマ重合ポリメ
タクロレイン膜（１１）が密着形成されてなる。

上記、空冷式ターボ分子ポンプ（月の吸気口（７）を、
対象とする装置に接続し、モーター（２）を駆動させる
ことにより装置内の気体はポンプ（１）を通じて脱気さ
れ、高１ｆ空や超高真空の状態を得ることができる。そ
してロータ翼やステータ翼のようなタービン翼表面は、
ピンホールがなく架橋度の高いプラズマ重合ポリメタク
ロレイン膜（１１）によって被覆保護されているため耐
薬品性に優れており、プラズマエツチング装置、スパッ
タリング装置等からの活性化されたガスによって腐食さ
れることはない。さらにかような膜（１１）はプラズマ
重合法ｌこよって貰空雰囲気下においてその場で対応す
るモノマーから密着形成されているため、膜（１］）と
翼ｆｌｌとの間にガスを持ち込む可能性はほとんどない
。従って、得られる真空度も１０−８〜１０−”　Ｔｏ
ｒｒオーダーであり、表面処理を行なっていないタービ
ンＮと同程度の高真空、超高真空を得ることができ、前
述したテフロンコーティングのような真空度の低下は認
められない。さらに従来のテフロンコーテイング膜（例
えば、４０〜５０μｍ）よりも極めて薄い膜（例えば、
１μｍ）で優れた耐食性を示すため、タービン翼ことに
ロータ翼の重量をほと４− んど増加させることがないためタービンの回転トルクＩ
こ悪影響を与えない。

かような、この発明のターボ式真空ポンプは、対応する
タービン翼にプラズマ重合法によって高分子薄膜を形成
させることにより得られたものである。このプラズマ重
合法とは、高真空下のモノマー雰囲気下でグロー放電に
よってモノマーを重合させる所謂低温プラズマ重合法を
意味するものであり、得られる高分子の構造、組成及び
膜の均一性の点から低周波放電によるプラズマ重合法を
用いることが好ましい。この際の低周波とは１〜１００
　）Ｇ（ｚを意味する。ことにできるだけ高真空下（１
０Ｔｏｒｒ以上〕で行なえばガスの持ち込みがより減少
される点好ましい。さらに、モノマ“−を入れる前に、
タービン翼を高真空下をこ保持させて充分に基材の脱ガ
スを行なう前処理も好ましい態様の一つである。この際
、用いるモノマーとしては通常、重合性官能基を有する
化合物ことにエチレン、スチレン、メタクロレイン、テ
トラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロペン等の工
チレン性不飽和結合を有する有機化合物が適当であり、
これ以外にポリアミド等の合成樹脂作製用の千ツマ−な
どが適用でき、さらに通常の組合法では重合しないパラ
フィン、ベンゼン、アセトン等もプラズマ重合法（こよ
って重合できるので使用可能である。これらのうち、適
当な条件下でメタクロレインを使用すると、有機溶媒の
超音波洗浄奢こおいても全（変化せず、アツチの炎に対
しても全く変化しない程、山薬品性、耐熱性に優れた保
挿膜が得られるため好ましい態様の一つである。

なお、これらのモノマー上方は通常、０．１〜３’ｒｏ
ｒｒが適当であり、約Ｉ　Ｔｏｒｒがより好ましい。

この発明において、タービン翼表面に上記プラズマ重合
膜を被覆する具体的な方法としては、タービンを前記プ
ラズマ重合条件下ζこセットし放電を行なってその表面
にプラズマ重合膜を形成させるのが簡便であるが、少な
くともタービン翼ことに高速回転するロータ翼表面に保
穫膜を形成させればよ（、部分的にプラズマ重合条件に
付してもよい。より実用的な方法としてはタービン翼の
構成正位であるｆｆ１４図ｉこ示ずロータＭＩＪング圓
をぞれぞれ第５ＦＡに示すように、真空容器（１５）内
の支柱（１９）に固定し、該容器０９内を真空配管０η
て少なくとも１０−”ｆ’ｏｒｒ以下の高衰空としかつ
モノマーａωを揮発させてモノマー雰囲気とＩ７、ＲＦ
電源ｃ′！Ω目こより、放ｔｉｔ　？［ｆ、極（１８）
と放電対極となるロータ買リング０４）との間（こ放電
を行なうこと番こよりロータ漂（４ａＪ（こ高分子薄膜
を密着形成させる方法が挙げられる。

このようＥこして得られた高分子薄膜被覆ロータ翼リン
グを組合せてロータ部を構成し、これを用いることによ
り、この発明のターボ式真空ポンプか得られる。また、
ステータ翼の高分子薄膜の被覆も同様にプラズマ重合法
（こよって行なうことができる。なお、図中、Ｉ２１）
は密閉用のＯ−リングである。この際の各種条件は前述
の通りであり、放電電極σ（至）とロータ蔚リング（Ｉ
４１間の適当な間隔は例えば約２５ｍｍであり、放電時
間は意図する膜厚番こよっても異なるが、通常、充分な
耐食性の膜を得る番こは約３０〜１．８０秒が適当であ
る。

以上述べたように、この発明のターボ式真空ボ　７− ンブは、そのタービン翼表面にプラズマ重合法によるピ
ンホールフリーで密着性の優れた高分子薄膜が被覆形成
されているため、真空度を低下させることなく優れた耐
久性を示すものである。才た、従来のコーティングに比
して、タービン翼表面の粗面化を行なうことなく乾式１
程で短時間で簡便にコートできるため処理工程が簡便で
工業上有利である。さらに従来に比して極めて薄い膜に
よりり〜ビン翼の充分な耐食性が得られるため、タービ
ン翼の重量増加は実質的に無視でき、回転トルク等への
影響もない。

なお、プラズマ重合薄膜を形成後、その表面を、窒素ガ
ス、酸素ガス、弗化メタン等のガスの雰囲気下、プラズ
マ処理して膜中にＮ、０．Ｆなどの成分を導入し、膜の
耐薬品性、耐食性、耐熱性等をさらに向上させることも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のターボ式真空ポンプを例示する部
分断面図、第２図は、従来のターボ式真＝　８− 空ポンプのタービン飽表面構造を例示する模式的部分断
面図、第３図は、この発明のターボ式真空ポンプを例示
する第２図相当図、第４図は、ターボ式真空ポンプのロ
ータ翼リングを例示する斜視図、第５図は、この発明の
ターボ式真空ポンプの製造工程を例示する構成説明図で
ある。 （１）・・ターボ分子ポンプ、 （２）・・・タービン駆動用モーター、（３）・・駆動
軸、　　　　（４）・・ロータ部、（４ａ）・・・ロー
タ翼、　　（５）・・・ステータ部、（５ａ）・・ステ
ータ翼、（５ｂ）・・・スペーサー、（６）・・油タン
ク、　　　　（７）・・・吸気口、（８）・・排気口、
　　　　（９）・・・保護ネット、ａＯ＋・・・タービ
ン翼、 ［１１・・プラズマ重合メタクロレイン膜、（１２）・
・・酸化アルミ層、 ！＋３１・・・テフロンコーティング、（１１７・・ロ
ータ翼リング、但）・・・真空容器、（１０・・・モノ
マー、　　　（１７１・・・真空配管、（１８１・・・
放電電極、　　　弱・・支柱、００１−　ＲＦ　［源、
　　　　（２１１−０−Ｕ　ング。 −１１− 第１図 口 寸 鍜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　タービン、タービン駆動用モーター、吸気口
   及び排気口を備えてなるターボ式真空ポンプにおいて、
   タービン翼表面にプラズマ重合法によって高分子薄膜を
   密着形成したことを特徴とする改良されたターボ式真空
   ポンプ。