特許 6390098 真空ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6390098

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20180910BHJP

【ＦＩ】

   F04D19/04 E

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-267643(P2013-267643)

(22)【出願日】2013年12月25日

(65)【公開番号】特開2015-124616(P2015-124616A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年10月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100084412

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 冬紀

(72)【発明者】

【氏名】坪川 徹也

【審査官】 新井 浩士

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１１９１９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５３１９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３２３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３７４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００７０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１４１２５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６０５１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空排気部により吸気口から吸気した気体をベースに設けた排気口から排気し、
前記真空排気部は、ステータと、前記ステータと協働して気体を排気するロータ円筒部が形成されたロータとを含むドラッグポンプ部を備え、
前記排気口の少なくとも一部は、前記ステータの外周面と対向して配置され、
前記排気口の吸気口側端部から吸気口側にむけて、前記ステータの外周面と前記ベースの内周面との間には隙間が形成されており、当該隙間は、前記ステータの全長に亘って均一である場合においては排気経路のコンダクタンスを満足しない寸法に設定されている、
真空ポンプにおいて、
前記吸気口側からロータ軸方向の中間位置までのステータ第１領域において、前記ステータの外径は均一であることで前記隙間の寸法が均一であり、
前記ロータ軸方向の中間位置から前記排気口側までのステータ第２領域において、前記ドラッグポンプ部によって排気された気体が前記排気口までに至る排気経路に面する前記ステータの外周面に、コンダクタンス増大機能部が形成されており、
前記コンダクタンス増大機能部は、前記排気口と対向する前記ステータの外周面と前記ベースの内周面との距離が、前記ステータ第１領域における前記隙間の寸法に比べて大きい形状であり、前記ロータ軸方向の中間位置から前記排気口側に向かって前記ステータの外径が連続的に小さくなるテーパー構造を有する、真空ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
前記ステータは、前記排気口と対向する前記ステータの外周面を含めて、前記ステータの先端部まで全周に形成されたテーパー構造を有する真空ポンプ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、
前記ステータは前記吸気口側に形成されたフランジ部を介して前記ベースに固定されている、真空ポンプ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記排気経路に面する前記ベースの底面であって、前記ステータの前記排気口側の先端部が対向する前記ベースの底面には、排気経路を拡張しコンダクタンスを増大させる環状溝が形成されている真空ポンプ。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記排気口の全体が前記ステータの外周面に対向している真空ポンプ。

【請求項6】

真空排気部により吸気口から吸気した気体をベースに設けた排気口から排気し、
前記真空排気部は、ステータと、前記ステータと協働して気体を排気するロータ円筒部が形成されたロータとを含むドラッグポンプ部を備え、
前記排気口の少なくとも一部は、前記ステータの外周面と対向して配置され、
前記排気口の吸気口側端部から吸気口側にむけて、前記ステータの外周面と前記ベースの内周面との間には隙間が形成されており、当該隙間は、前記ステータの全長に亘って均一である場合においては排気経路のコンダクタンスを満足しない寸法に設定されている、真空ポンプにおいて、
前記吸気口側からロータ軸方向の中間位置までのステータ第１領域において、前記ステータの外径は均一であることで前記隙間の寸法が均一であり、
前記ロータ軸方向の中間位置から前記排気口側までのステータ第２領域において、前記ドラッグポンプ部によって排気された気体が前記排気口までに至る排気経路に面する前記ステータの外周面に、コンダクタンス増大機能部が形成されており、
前記コンダクタンス増大機能部は、前記排気口と対向する前記ステータの外周面と前記ベースの内周面との距離が、前記ステータ第１領域における前記隙間の寸法に比べて大きい形状であり、
前記排気経路に面する前記ベースの底面であって、前記ステータの前記排気口側の先端部が対向する前記ベースの底面には、排気経路を拡張しコンダクタンスを増大させる環状溝が形成されている、真空ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

ターボ分子ポンプに代表される真空ポンプは、ドライエッチング装置やＣＶＤ装置などの真空チャンバに取り付けられる。ターボ分子ポンプは、ロータ翼とロータ円筒部とを有するロータと、ロータ翼と対向配置されるステータ翼と、ロータ円筒部と径方向に対向配置されるネジステータとを備えている。ロータは毎分数万回転で高速回転する。このロータの回転により、ロータ翼とステータ翼とが協働し、また、ロータ円筒部とネジステータが協働して、真空チャンバ内の気体が排気され、真空チャンバ内に高真空状態が作り出される。

【0003】

上述のドライエッチング装置やＣＶＤ装置では、大流量のプロセスガスを用いて各種処理を行うことが増えている。このような大流量のプロセスガスを用いる場合にも高真空状態を保つ必要があるため、真空ポンプはより一層の高い排気性能が望まれている。その結果、真空ポンプの段数は多くなる傾向にある。

【0004】

一方、上述のドライエッチング装置やＣＶＤ装置の高さは、これらの装置を用いて作業する作業者が作業しやすいように設計される。真空ポンプはこれらの装置の下に取り付けることが一般的であるため、真空ポンプの高さはこれらの装置の下面と設置面との間の距離に制約される。

【0005】

上述のような真空ポンプに対する要求に応えるべく、真空ポンプを設計しようとすると、特許文献１に示すように、排気口がネジステータと対向する位置に配置されることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４５９４６８９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

その場合、ロータ円筒部とネジステータが協働して排気する気体の排気口までの排気経路が狭くなり、排気経路のコンダクタンスが悪化する。その結果として、真空ポンプの排気性能が悪化する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）第１の態様による発明は、真空排気部により吸気口から吸気した気体をベースに設けた排気口から排気し、真空排気部は、ステータと、ステータと協働して気体を排気するロータ円筒部が形成されたロータとを含むドラッグポンプ部を備え、排気口の少なくとも一部は、ステータの外周面と対向して配置され、排気口の吸気口側端部から吸気口側にむけて、ステータの外周面とベースの内周面との間には隙間が形成されており、当該隙間は、ステータの全長に亘って均一である場合においては排気経路のコンダクタンスを満足しない寸法に設定されている、真空ポンプにおいて、吸気口側からロータ軸方向の中間位置までのステータ第１領域において、ステータの外径は均一であることで隙間の寸法が均一であり、ロータ軸方向の中間位置から排気口側までのステータ第２領域において、ドラッグポンプ部によって排気された気体が排気口までに至る排気経路に面するステータの外周面に、コンダクタンス増大機能部が形成されており、コンダクタンス増大機能部は、排気口と対向するステータの外周面とベースの内周面との距離が、ステータ第１領域における隙間の寸法に比べて大きい形状であり、ロータ軸方向の中間位置から排気口側に向かってステータの外径が連続的に小さくなるテーパー構造を有する。
（２）コンダクタンス増大機能部を有するステータは、排気口と対向するステータの外周面を含めて、ステータの先端部まで全周に形成されたテーパー構造を有するのが好ましい。このテーパー構造は、ステータの外周面の全域に設けてもよい。
（３）コンダクタンス増大機能部を有するステータは、吸気口側に形成されたフランジ部を介してベースに固定することができる。
（４）排気経路に面するベースの底面であって、ステータの排気口側の先端部が対向するベースの底面には、排気経路を拡張しコンダクタンスを増大させる環状溝を形成することができる。
（５）排気経路に面するベースの底面であって、ステータの排気口側の先端部が対向するベースの底面に、排気経路を拡張しコンダクタンスを増大させる環状溝を設けることができる。
（６）第２の態様による発明は、真空排気部により吸気口から吸気した気体をベースに設けた排気口から排気し、真空排気部は、ステータと、ステータと協働して気体を排気するロータ円筒部が形成されたロータとを含むドラッグポンプ部を備え、排気口の少なくとも一部は、ステータの外周面と対向して配置され、排気口の吸気口側端部から吸気口側にむけて、ステータの外周面とベースの内周面との間には隙間が形成されており、当該隙間は、ステータの全長に亘って均一である場合においては排気経路のコンダクタンスを満足しない寸法に設定されている、真空ポンプにおいて、吸気口側からロータ軸方向の中間位置までのステータ第１領域において、ステータの外径は均一であることで隙間の寸法が均一であり、ロータ軸方向の中間位置から排気口側までのステータ第２領域において、ドラッグポンプ部によって排気された気体が排気口までに至る排気経路に面するステータの外周面に、コンダクタンス増大機能部が形成されており、コンダクタンス増大機能部は、排気口と対向するステータの外周面とベースの内周面との距離が、ステータ第１領域における隙間の寸法に比べて大きい形状であり、排気経路に面するベースの底面であって、ステータの排気口側の先端部が対向するベースの底面には、排気経路を拡張しコンダクタンスを増大させる環状溝が形成されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、排気口とネジステータとが対向する真空ポンプであっても、ネジステータおよびベースの内周面の少なくとも一方にコンダクタンス増大機能部が形成されているので、排気経路のコンダクタンスを高めることができる。そのため、たとえばポンプを低背化する必要があっても、真空ポンプの排気性能の悪化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態のターボ分子ポンプを示した図。

【図2】比較例のターボ分子ポンプを示した図。

【図3】第１実施形態の変形例のターボ分子ポンプを示した図。

【図4】第２実施形態のターボ分子ポンプを示した図。

【図5】第３実施形態のターボ分子ポンプを示した図。

【図6】第４実施形態のターボ分子ポンプを示した図。

【図7】本発明におけるネジステータの部位と排気口との位置関係を示した図。

【図8】ネジステータのテーパー構造、ネジステータの段部、ベース内周面の溝、ベース底面の溝を形成する範囲について示した図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

真空ポンプには、高い排気性能が望まれる一方で、真空ポンプの高さに様々な制約がかかっている。すなわち、真空ポンプには、排気性能に対する小型化が要求されている。本発明は排気性能を落とすことなく小型化、特に低背化を行うようにした真空ポンプに関するものである。
本発明の真空ポンプを説明するにあたり、ターボポンプ部とドラッグポンプ部を真空排気部として有するターボ分子ポンプを例に説明する。なお、本発明は、ターボポンプ部を有さず、ドラッグポンプ部のみを真空排気部として有するモレキュラドラッグポンプなどの真空ポンプにも適用できる。

【0012】

―第１実施形態―
図１は、ターボ分子ポンプ１００の概略構成を示す断面図である。ターボ分子ポンプ１００は、真空排気部として、ターボポンプ部とドラッグポンプ部とを有する。このターボ分子ポンプ１００のケーシング５２内にはロータ組立体１０が回転自在に設けられている。ロータ組立体１０は、ロータ４と、シャフト５と、ロータディスク６から構成されている。ターボ分子ポンプ１００は磁気軸受式のポンプであり、ロータ組立体１０は、上部ラジアル電磁石６２、下部ラジアル電磁石６４、スラスト電磁石６６によって非接触支持される。

【0013】

ロータ４には、複数段のロータ翼２０とロータ円筒部８とが設けられている。複数段のロータ翼２０の各段の間には、それぞれステータ翼４４が設けられ、これらロータ翼２０とステータ翼４４とによりターボポンプ部が構成される。ロータ円筒部８の外周側にはネジステータ１１が設けられ、これらの部材によりドラッグポンプ部が構成される。ネジステータ１１はアルミ合金などで形成されている。ネジステータ１１は、フランジ部１１ａを介してベース５０にボルト１５で固定されている。

【0014】

各ステータ翼４４は、スペーサ５８を介してベース５０上に配設されている。ケーシング５２がベース５０に固定されると、積層されたスペーサ５８がベース５０とケーシング５２との間に挟持され、各ステータ翼４４が位置決めされる。

【0015】

ベース５０には排気口５６が設けられ、この排気口５６にバックポンプが接続される。ロータ組立体１０が上部ラジアル電磁石６２、下部ラジアル電磁石６４、スラスト電磁石６６によって磁気浮上されつつモータ４０により高速回転駆動される。これにより、吸気口３１から吸気した気体は、ターボポンプ部であるロータ翼２０とステータ翼４４とが協働する排気動作により、また、ドラッグポンプ部であるロータ円筒部８とネジステータ１１とが協働する排気動作により排気口５６から排気される。なお、本実施形態では、排気口５６の全体は、ネジステータ１１の外周面と対向して配置される。

【0016】

ネジステータ１１とロータ円筒部８が協働して排気された気体は、ネジステータ１１の外周面とベース５０の内周面とベース５０の底面５０ｂに囲まれた空間を主な排気経路として通り、排気口５６から排気される。本実施形態では、排気口５６の全体がネジステータ１１と対向している。ネジステータ１１の外周面のうち、少なくとも排気口５６と対向する領域から先端側の外周面には、テーパー構造Ｔ１が形成されている。すなわち、ネジステータ１１は、排気口５６と対向するネジステータ１１の外周面を含めて、ネジステータ１１の先端部１１ｃまで全周に形成されたテーパー構造Ｔ１を有する。

【0017】

詳細に説明すると以下の通りである。少なくとも、排気口５６の吸気口３１側の端部５６ａと対向する位置１１ｄよりネジステータ１１の先端部１１ｃまでの領域には、全周にテーパー構造Ｔ１が形成されている。ここで、先端部１１ｃとは、ターボ分子ポンプ１００の回転軸方向、すなわち、ロータ組立体１０の回転軸方向におけるネジステータ１１の先端のことであり、これは以降でも同様である。テーパー構造Ｔ１とは、下流側に行くほどネジステータの径が連続的に小さくなる（つまり、ネジステータ外周とベース内周との距離が連続的に大きくなる）形状である。テーパー構造は、図１のように直線状のテーパーに限定されず、曲線状（放物線、指数関数）のテーパーであってもよい。

【0018】

このテーパー構造Ｔ１により、ネジステータ１１の先端部１１ｃの外周面と排気口５６近傍のベース５０の内周面との距離ｓ２は、ネジステータ１１のフランジ部１１ａ近傍におけるネジステータ１１の外周面とベース５０の内周面との距離ｓ１よりも大きい。
なお、テーパー構造Ｔ１は、排気口５６の吸気口３１側の端部５６ａと対向する位置１１ｄより吸気口３１側のネジステータ１１の外周面上の位置１１ｂからネジステータ１１の先端部１１ｃまで形成されている。

【0019】

図７（ａ）を参照してさらに詳細に説明する。図７（ａ）において、排気口５６の吸気口側の端部５６ａをネジステータ１１に投影した軸方向位置を符号Ａで表し、排気口５６のベース５０の底面５０ｂ側の端部５６ｂをネジステータ１１に投影した軸方向位置を符号Ｂで表している。また、ベース５０のネジステータ１１を取り付ける面の軸方向位置を符号Ｃで表している。

【0020】

排気口５６と対向するネジステータ１１の外周面の領域Ｒ１は、ＡとＢで挟まれた領域である。排気口５６と対向するネジステータ１１の外周面の領域Ｒ１よりも吸気口側に位置するネジステータ１１の外周面の領域Ｒ２は、図７（ａ）のＡとＣで挟まれた領域である。軸方向位置Ａにおけるネジステータ１１とベース５０との間の距離ｓａは、ネジステータ１１の領域Ｒ１の外周面とベース５０の内周面との距離の最小値である。その距離ｓａは、ネジステータ１１の領域Ｒ２の外周面とベース５０の内周面との距離ｓ１に比べて大きい。
なお、第１実施形態のターボ分子ポンプ１００では、軸方向位置Ｂにおけるネジステータ１１とベース５０との間の距離ｓｂは上記軸方向位置Ａにおけるネジステータ１１とベース５０との間の距離ｓａよりも大きい。ネジステータ１１の先端部の外周面とベース内周面との上記距離ｓ２は次の大小関係である。
ｓ２＞ｓｂ＞ｓａ＞ｓ１

【0021】

以上のようなテーパー構造Ｔ１により、ネジステータ１１とロータ円筒部８によって排気される気体が排気口５６に至るまでの排気経路の気体のコンダクタンスを向上させることができる。したがって、排気口５６とネジステータ１１を対向させてポンプを低背化しても、ターボ分子ポンプ１００の排気性能が悪化することがない。

【0022】

以上のように構成した第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態のターボ分子ポンプ１００は、真空排気部によりケーシング５２の吸気口３１から吸気した気体をベース５０に設けた排気口５６から排気する真空ポンプである。第１実施形態のターボ分子ポンプ１００の真空排気部は、ターボポンプ部、すなわちタービン排気部と、ドラッグポンプ部、すなわちネジ排気部とを有する。吸気口３１から吸気された気体はターボポンプ部で真空引きされ、その気体はドラッグポンプ部によりさらに真空引きされて排気される。ドラッグポンプ部から排気される気体はネジステータ１１の外周面とベース５０の内周面との間の排気経路を通って排気口５６から外部へ排気される。ドラッグポンプ部は少なくとも、ベース５０に固定されるネジステータ１１と、ネジステータ１１と協働して気体を排気するロータ円筒部８が形成されたロータ４とを備える。

【0023】

ここで、コンダクタンス増大機能部という概念について説明する。ポンプ回転軸方向（図１の図示上下方向）において、排気口５６とネジステータ１１が対向する外周面から、排気経路に面するベース５０の底面５０ｂまでに位置するネジステータ１１の外周面、ベース５０の内周面は、排気経路に面しており、ネジステータ１１の外周面およびベース５０の内周面のうち、少なくともいずれか一方には、排気経路を拡張するためのコンダクタンス増大機能部が設けられている。第１実施形態におけるコンダクタンス増大機能部は、ネジステータ１１の外周面に設けたテーパー構造Ｔ１である。このコンダクタンス増大機能部は、第１〜４実施形態におけるターボ分子ポンプ１００の全てに設けられている。なお、排気経路に面するベース５０の底面５０ｂも、第１実施形態の変形例３で示すように、環状溝を設けて排気経路を拡張することができる。

【0024】

図２は、比較例のターボ分子ポンプ２００を示す図である。このターボ分子ポンプ２００（図２）と本実施形態のターボ分子ポンプ１００（図１）の構成の主たる相違はネジステータ１１の外周面の形状にある。図２に示すように、比較例のターボ分子ポンプ２００では、ネジステータ１１と排気口５６とが対向し、かつ、ネジステータ１１の外周面が同一径（直筒状）になっている。すなわち、図１で示す距離ｓ１と距離ｓ２が等しい。このような構成では、排気口５６とネジステータ１１の間の排気経路が狭くなり、排気経路のコンダクタンスが低減し、真空排気性能が低下するという問題があった。
しかし、本実施形態では、ネジステータ１１にはテーパー構造Ｔ１が形成されているため、上述のように、ネジステータ１１とロータ円筒部８によって排気された気体が排気口５６に至るまでの排気経路のコンダクタンスを向上させることができる。そのため、ターボ分子ポンプの排気性能を向上させることができる。

【0025】

（２）ネジステータ１１にテーパー構造Ｔ１を形成したことで、図２に示す比較例のターボ分子ポンプ２００のネジステータ１１よりもネジステータ１１の体積を小さくすることができる。ネジステータ１１がロータ円筒部８から受ける熱量が一定であるとすると、ネジステータ１１をテーパー構造Ｔ１にした分だけ、ネジステータ１１の単位体積当たりのロータ円筒部８から受ける熱量が増えるため、ネジステータ１１の温度が高くなる。
ターボ分子ポンプ１００が取り付けられる真空チャンバでは、各種処理によって発生してポンプ内に侵入した各種物質がネジステータ１１表面に付着する。第１実施形態のターボ分子ポンプ１００によれば、比較例のターボ分子ポンプ２００よりも、ネジステータ１１が高温状態になるため、すなわち、ネジステータ１１が好ましくは各種物質の昇華温度以上に加温されるため、あるいは、昇華温度近傍まで加温されるため、真空チャンバなどで発生した物質がネジステータ１１の表面に付着することを抑制できる。

【0026】

（３）ネジステータ１１にテーパー構造Ｔ１を形成したことで、図２に示す比較例のターボ分子ポンプ２００のネジステータ１１よりもネジステータ１１の体積を小さくすることができるので、材料費を安くできる。

【0027】

なお、本実施形態に示したように、テーパー構造Ｔ１は、排気口５６の吸気口３１側の端部５６ａと対向する位置１１ｄから先端部１１ｃまでの領域、すなわち、図７（ａ）に示す領域Ｒ１には少なくとも形成されているのが好ましい。しかしながら、例えば、図７（ｂ）や（ｄ）に示すように、領域Ｒ１の一部の範囲の全周にテーパー構造Ｔ１が設けられているだけでも、図２に示すターボ分子ポンプ２００のネジステータ１１のようなテーパー構造が設けられていないネジステータ１１に比べて、排気性能が向上する。また、ネジステータ１１の表面に物質が付着するのを抑制でき、さらには、材料費も安くすることができる。

【0028】

―第１実施形態の変形例１―
ケーシング５２には、吸気口フランジとケーシング５２の直筒部とを接続するくびれ部が形成されることがある。くびれ部は、真空チャンバの排気口の口径がターボ分子ポンプ１００のケーシング５２の直筒部の径より小さく、ターボ分子ポンプ１００の吸気口３１の口径を真空チャンバの排気口の口径に合わせる必要がある場合に設けられる。くびれ部内部には、排気機構を設けないのが一般的であり、排気性能を維持したまま、このくびれ部を形成しようとすると、ターボ分子ポンプ１００の全体の高さに更なる制約がかかる。このようなくびれ部を有するターボ分子ポンプ１００にも本発明は効果的である。

【0029】

―第１実施形態の変形例２―
近年は、ポンプ本体の真下に電源装置が設けられる一体型のターボ分子ポンプ１００も実用化されている。このような一体型のターボ分子ポンプ１００を設置するには、ポンプ本体の高さに、より一層の制約がかかる。このような電源装置一体型のターボ分子ポンプ１００にも本発明は効果的である。

【0030】

―第１実施形態の変形例３―
図３は、第１実施形態の変形例３におけるターボ分子ポンプ１００を示す図である。第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図３に示すように、排気経路に面したベース５０の底面５０ｂの全周に環状溝５０ａが形成されている点が、図１に示す第１実施形態におけるターボ分子ポンプ１００との主たる相違点である。

【0031】

ネジステータ１１とロータ円筒部８によって排気された気体が排気口５６に至るまでの排気経路は、ネジステータ１１の外周面とベース５０の内周面とベース５０の底面５０ｂに囲まれた空間である。ネジステータ１１の先端部１１ｃが対向するベース５０の底面５０ｂの全周に環状溝５０ａが形成されている。このような環状溝５０ａにより上述の排気経路が拡張され、気体のコンダクタンスを向上させることができる。したがって、第１実施形態と同様の作用効果に加えて、さらにターボ分子ポンプ１００の排気性能を向上させることができる。
なお、環状溝５０ａは、ネジステータ１１の先端部１１ｃと対峙する領域には少なくとも設けられる。

【0032】

―第１実施形態の変形例４―
第１実施形態では、ネジステータ１１の外周面の全周にテーパー構造Ｔ１を設けたが、全周に設けることなく、排気口５６の周辺に少なくとも設けてもよい。図８（ａ）は、吸気口３１側から見た図であって、テーパー構造Ｔ１をネジステータ１１の外周面の一部１１ｇには設けず、残りの部分１１ｆ（太線部分）には設けたターボ分子ポンプ１００を説明する図である。このようなターボ分子ポンプ１００であっても、排気性能の悪化を多少なりとも防ぐことができる。

【0033】

―第１実施形態の変形例５―
第１実施形態の変形例３では、ベース５０の底面５０ｂの全周に環状溝５０ａを設けた。環状溝５０ａは、ベース５０の底面５０ｂの全周に設けずに、排気口５６の周辺に少なくとも設けてもよい。図８（ｃ）は、吸気口３１側からベース底面５０ｂの環状溝５０ａを見た図である。環状溝５０ａは、ベース５０の底面５０ｂの全周には設けず、太線で示すように所定角度範囲にのみ設けている。このようなターボ分子ポンプ１００であっても、排気性能の悪化を多少なりとも防ぐことができる。

【0034】

―第２実施形態―
図４は、第２実施形態におけるターボ分子ポンプ１００を示す図である。第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。第２の実施形態のコンダクタンス増大機能部はネジステータ１１の外周面を大径部と小径部として構成したものである。

【0035】

第２実施形態におけるターボ分子ポンプ１００のネジステータ１１の外周面は、コンダクタンス増大機能部として、吸気口３１側の一端に形成された大径部１１Ａと、先端部１１ｃ側の他端に設けられた小径部１１Ｂとを有する。ネジステータ１１は、大径部１１Ａと小径部１１Ｂの境界として、段部ＳＴを有する。排気口５６は、小径部１１Ｂの周面と対向することで、ネジステータ１１の外周面と対向する。

【0036】

詳細に説明すると以下の通りである。ネジステータ１１の外周面には、少なくとも、排気口５６の吸気口３１側の端部５６ａと対向する位置１１ｄからネジステータ１１の先端部１１ｃまでに、小径部１１Ｂが形成されている。ネジステータ１１の外周面において、小径部１１Ｂの吸気口３１側には、大径部１１Ａが設けられている。大径部１１Ａの径は、小径部１１Ｂの径よりも大きい。ネジステータ１１の小径部１１Ｂの周面と排気口５６近傍のベース５０の内周面との距離ｓ３は、ネジステータ１１の大径部１１Ａの周面とベース５０の内周面との距離ｓ１よりも大きい。
なお言い換えると、大径部１１Ａと小径部１１Ｂが形成されたネジステータ１１の外周面には段部ＳＴが設けられ、この段部ＳＴにより排気経路のコンダクタンスの向上を図っている。

【0037】

図７（ｇ）を参照してさらに詳細に説明する。排気口５６と対向するネジステータ１１の外周面の領域Ｒ１は軸方向位置ＡとＢで挟まれた領域である。ネジステータ１１の外周面において、領域Ｒ１の吸気口側には、軸方向位置ＡとＣで挟まれた領域Ｒ２が設けられている。領域Ｒ１のネジステータ１１の外周面とベース５０の内周面との距離ｓ３は、領域Ｒ２の外周面とベース５０の内周面との距離Ｓ１に比べて大きい。

【0038】

これにより、ネジステータ１１とロータ円筒部８によって排気される気体が排気口５６に至るまでの排気経路のコンダクタンスを向上させることができる。したがって、排気口５６とネジステータ１１を対向させてポンプを低背化しても、ターボ分子ポンプ１００の排気性能が悪化することがない。

【0039】

以上のように構成された第２実施形態は、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0040】

なお、本実施形態（図４、図７（ｇ））に示したように、少なくとも、領域Ｒ１から先端部１１ｃに含まれるネジステータ１１の外周面を小径部１１Ｂとするのが好ましい。しかし、図７（ｈ）、（ｊ）に示すように、領域Ｒ１の一部の範囲のネジステータ１１の全周を小径部１１Ｂとしても良い。この場合も、図２に示すターボ分子ポンプ２００のネジステータ１１のような大径部および小径部が設けられていないネジステータ１１に比べて、排気性能が良くなる。また、ネジステータ１１の表面に物質が付着するのを抑制でき、さらに材料費も安くすることができる。

【0041】

―第２実施形態の変形例１―
第２実施形態では、ネジステータ１１の全周に小径部１１Ｂを設けたが、全周に設けることなく、排気口５６の周辺に少なくとも設けてもよい。図８（ａ）は、吸気口３１側から見た図であって、段部ＳＴをネジステータ１１の外周面の一部１１ｇには設けず、残りの部分１１ｆ（太線部分）には設けたターボ分子ポンプ１００を説明する図である。このようなターボ分子ポンプ１００であっても、排気性能の悪化を多少なりとも防ぐことができる。

【0042】

―第２実施形態の変形例２―
第１実施形態の変形例３で示した環状溝５０ａを第２実施形態のベース５０の底面に形成することも可能である。

【0043】

―第２実施形態の変形例３―
第２実施形態の変形例２では、ベース５０の底面５０ｂの全周に環状溝５０ａを設けた。環状溝５０ａは、ベース５０の底面５０ｂの全周に設けなくてもよく、排気口５６の周辺に少なくとも設けてもよい。図８（ｃ）は、吸気口３１側からベース底面５０ｂの環状溝５０ａを見た図である。環状溝５０ａは、ベース５０の底面５０ｂの全周には設けず、太線で示すように所定角度範囲にのみ設けている。このようなターボ分子ポンプ１００であっても、排気性能の悪化を多少なりとも防ぐことができる。

【0044】

―第３実施形態―
図５は、第３実施形態のターボ分子ポンプ１００を示す図である。ネジステータ１１は、図２に示すターボ分子ポンプ２００のネジステータ１１と同様である。ネジステータ１１と後述する点以外は、第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。第３の実施形態のコンダクタンス増大機能部はベース５０の内周面に設けた溝として構成したものである。

【0045】

本実施形態では、ベース５０の内周面において、全周に環状溝５０ｃが形成されており、排気口５６は、環状溝５０ｃに面して開口している。すなわち、ベース５０の内周面において排気口５６が開口する領域を包含する周方向の所定角度、第３実施形態では３６０度の範囲には、内周面から凹設した環状溝５０ｃが設けられている。本実施形態では、環状溝５０ｃがコンダクタンス増大機能部である。

【0046】

ターボ分子ポンプ１００の回転軸方向における環状溝５０ｃの幅は、排気口５６の直径より大きい。このような環状溝５０ｃが設けられることで、ネジステータ１１の外周面と排気口５６近傍のベース５０の内周面との距離ｓ４は、ネジステータ１１のフランジ部１１ａ近傍におけるネジステータ１１の外周面とベース５０の内周面との距離ｓ１よりも大きい。これによって、ネジステータ１１とロータ円筒部８によって排気された気体が排気口５６に至るまでの排気経路のコンダクタンスを向上させることができるため、ターボ分子ポンプ１００の排気性能を向上させることができる。

【0047】

−第３実施形態の変形例−
第３実施形態では、ベース５０の内周面の全周に環状溝５０ｃを設けた。環状溝５０ｃは、ベース５０の内周面の全周に設けなくてもよい。排気口５６の周辺、すなわち、開口する領域を包含する周方向の所定角度のみに設けてもよい。図８（ｂ）は、吸気口３１側から見た図である。太線で示す環状溝５０ｃは、ベース５０の内周面の全周には設けず、所定角度範囲にのみ形成している。このようなターボ分子ポンプ１００であっても、排気性能の悪化を多少なりとも防ぐことができる。

【0048】

―第４実施形態―
図６は、第４実施形態におけるターボ分子ポンプ１００を示す図である。第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

【0049】

図６に示すように、第４実施形態におけるネジステータ１１およびロータ円筒部８は、多重構造になっている。多重構造とは、ターボ分子ポンプ１００の径方向、すなわち、図示左右方向にロータ円筒部８又はネジステータ１１の円筒部分が複数設けられている構造を意味する。本実施形態では、ネジステータ１１およびロータ円筒部８の両者の対向面のうち、ネジステータ１１側の対向面にネジ溝が設けられている。このような多重構造にすることで、気体をより圧縮することができ、より高真空に到達させることができる。

【0050】

第４の実施形態では、ネジステータ１１の最外周面の所定範囲に、コンダクタンス増大機能部として、テーパー構造Ｔ２を設けている。テーパー構造Ｔ２が設けられたネジステータ１１の最外周面とベース５０の内周面との距離ｓ５は、テーパー構造Ｔ２が設けられていないネジステータ１１の外周面とベース５０の内周面との距離ｓ１よりも大きくなっている。なお、図６では、先端部１１ｃにおけるネジステータ１１の最外周面からベース５０の内周面までの距離を、距離ｓ５の一例として示している。

【0051】

テーパー構造Ｔ２が形成され、距離ｓ１より距離ｓ５が大きくなることによって、ネジステータ１１とロータ円筒部８から排気された気体が排気口５６に至るまでの排気経路のコンダクタンスを向上させることができる。その結果、ターボ分子ポンプ１００の排気性能を向上させることができる。

【0052】

本実施形態では、ネジステータ１１およびロータ円筒部８の両者の対向面のうち、ネジステータ１１側の対向面にねじ溝が設けられているとしたが、ネジステータ１１およびロータ円筒部８の両者の対向面のうち、少なくともいずれか一方の対向面にネジ溝が設けられていればよい。

【0053】

―第４実施形態の変形例１―
第４実施形態では、ネジステータ１１にテーパー構造Ｔ２を、全周に設けるとしたが、全周に設けることなく排気口５６の周辺には少なくとも設ければよい。図８（ａ）は、吸気口３１側から見た図であって、テーパー構造Ｔ２を、ネジステータ１１の外周面の一部１１ｇには設けず、残りの部分１１ｆ（太線部分）には設けたターボ分子ポンプ１００を示した図である。このようなターボ分子ポンプ１００であっても、排気性能の悪化を多少なりとも防ぐことができる。

【0054】

第１実施形態の変形例で示した環状溝５０ａを、第４実施形態のベース５０の底面に形成することも可能である。

【0055】

第１〜４実施形態では、排気口５６の全体がネジステータ１１の外周面と対向しているが、排気口５６の一部のみがネジステータ１１の外周面と対向しているターボ分子ポンプ１００、すなわち、ネジステータ１１の先端部１１ｃが排気口５６と対向しているターボ分子ポンプ１００においても本発明を適用することができる。

【0056】

なお、「排気口５６の全体がネジステータ１１の外周面と対向している」とは、排気口５６の断面形状をネジステータ１１の外周面に投影した場合に、その投影像の全てがネジステータ１１の外周面上に形成されることを意味する。また、「排気口５６の一部のみがネジステータ１１の外周面と対向している」とは、排気口５６の断面形状をネジステータ１１の外周面に投影した場合に、その投影像の一部がネジステータ１１の外周面上から外れていることを意味する。

【0057】

図７（ａ）〜（ｊ）に、ネジステータ１１の先端部１１ｃおよび位置１１ｂと、排気口５６との具体的な位置関係を示す。図７（ａ）は、上述したとおり、第１実施形態のネジステータ１１、および、そのネジステータ１１と排気口５６との位置関係を示している。図７（ｂ）〜（ｆ）は、第１実施形態を変形したものであって、外周面にテーパー構造Ｔ１を有するネジステータ１１、および、そのネジステータ１１と排気口５６との位置関係を示している。

【0058】

図７（ｇ）は、上述したとおり、第２実施形態のネジステータ１１、および、そのネジステータ１１と排気口５６との位置関係を示している。図７（ｈ）〜（ｊ）は、第２実施形態を変形したものであって、外周面に段部ＳＴを有するネジステータ１１、および、そのネジステータ１１と排気口５６との位置関係を示している。なお、第４実施形態で示したテーパー構造Ｔ２は、第１実施形態で示したテーパー構造Ｔ１と同様であるので、図７では、代表して、第１実施形態のテーパー構造Ｔ１の変形を示す。これらすべての実施形態、変形例のターボ分子ポンプは上述した作用効果を奏することができる。

【0059】

図７（ａ）は、第１実施形態であり、位置１１ｂが位置Ａよりも吸気口側に位置し、先端部１１ｃが位置Ｂよりもベース底面側に位置することが特徴である。なお、位置１１ｂがフランジ部１１ａの排気口５６側の端部１１ｅと等しいときは、図７（ｅ）に示すように、ネジステータ１１の外周面の全域に、テーパー構造Ｔ１が形成される。

【0060】

図７（ｂ）は、位置１１ｂが位置Ａよりもベース底面側に位置し、先端部１１ｃが位置Ｂよりもベース底面側に位置することが特徴である。図７（ｃ）は、位置１１ｂが位置Ａよりも吸気口側に位置し、先端部１１ｃが位置Ｂよりも吸気口側に位置することが特徴である。図７（ｄ）は、位置１１ｂが位置Ａよりもベース底面側に位置し、先端部１１ｃが位置Ｂよりも吸気口側に位置することが特徴である。なお、図７（ｃ）において、位置１１ｂがフランジ部１１ａの排気口５６側の端部１１ｅと等しいときは、図７（ｆ）に示すように、ネジステータ１１の外周面の全域に、テーパー構造Ｔ１が形成される。

【0061】

図７（ｇ）は、第２実施形態であり、位置１１ｂが位置Ａよりも吸気口側に位置し、先端部１１ｃが位置Ｂよりもベース底面側に位置することが特徴である。

【0062】

図７（ｈ）は、位置１１ｂが位置Ａよりもベース底面側に位置し、先端部１１ｃが位置Ｂよりもベース底面側に位置することが特徴である。図７（ｉ）は、位置１１ｂが位置Ａよりも吸気口側に位置し、先端部１１ｃが位置Ｂよりも吸気口側に位置することが特徴である。図７（ｊ）は、位置１１ｂが位置Ａよりもベース底面側に位置し、先端部１１ｃが位置Ｂよりも吸気口側に位置することが特徴である。

【0063】

以上、図７（ａ）〜（ｉ）で示したターボ分子ポンプ１００のいずれにおいても第１の実施形態で説明した作用効果を奏する。

【0064】

以上に示した実施形態および変形例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、組み合わせることが可能である。たとえば、コンダクタンス増大機能部をネジステータ１１とベース５０の内周面の双方に設けてもよい。

【0065】

以上の説明はあくまで一例であり、本発明は、以上の説明に何ら限定されるものではない。したがって、本発明は、ベースに固定されるネジステータと、ネジステータと協働して気体を排気するロータ円筒部が形成されたロータとを備え、排気口の少なくとも一部がネジステータの外周面と対向して配置され、真空排気部によりケーシングの吸気口から吸気した気体をベースに設けた排気口から排気する真空ポンプであって、排気口とネジステータとが対向する領域において、ネジステータおよびベースの内周面の少なくとも一方にコンダクタンス増大機能部が形成されている種々の形態の真空ポンプも含む。

【符号の説明】

【0066】

４：ロータ、 ５：シャフト、 ６：ロータディスク、 ８：ロータ円筒部、
１０：ロータ組立体、 １１：ネジステータ、 １１ａ：フランジ部、
１１ｃ：先端部、 １１ｅ：端部、 １５：ボルト、 ２０：ロータ翼、
３１：吸気口、 ４０：モータ、 ４４：ステータ翼、 ５０：ベース、
５０ａ、５０ｃ：環状溝、
５０ｂ：底面、 ５２：ケーシング、 ５６：排気口、 ５６ａ：端部、
５８：スペーサ、 ６２：上部ラジアル電磁石、 ６４：下部ラジアル電磁石、
６６：スラスト電磁石、 ＳＴ：段部、 Ｔ１、Ｔ２：テーパー構造、
ｓ１〜ｓ５：距離、 １００、２００：ターボ分子ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】