特許 6578838 真空ポンプおよび質量分析装置

(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】6578838

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】真空ポンプおよび質量分析装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20190912BHJP

   G01N 27/62 20060101ALI20190912BHJP

   H01J 49/24 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   F04D19/04 D

   F04D19/04 G

   G01N27/62 Z

   H01J49/24

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-181787(P2015-181787)

(22)【出願日】2015年9月15日

(65)【公開番号】特開2017-57753(P2017-57753A)

(43)【公開日】2017年3月23日

【審査請求日】2018年2月28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

(74)【代理人】

【識別番号】100202854

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 卓行

(72)【発明者】

【氏名】眞鍋 雅嗣

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００７−５０７６５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １９／０４

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

Ｈ０１Ｊ ４９／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ポンプステージと、
前記第１ポンプステージよりもポンプ下流側に設けられ、ネジ溝とネジ山とが内周面周方向に交互に複数形成された円筒状ステータ、および、前記円筒状ステータの内周側に設けられた円筒状ロータを有する第２ポンプステージと、
前記第１ポンプステージよりも上流側に設けられた第１吸気口と、
前記第１ポンプステージよりも下流側に設けられ、前記第２ポンプステージに連通する第２吸気口と、を備える真空ポンプであって、
前記円筒状ステータには、該円筒状ステータを貫通して内周面に形成された一以上の前記ネジ溝と連通する貫通孔が一以上形成され、
前記円筒状ステータに形成された前記一以上の貫通孔の各周方向寸法の合計は、前記円筒状ステータの外周面における前記第２吸気口が対向する領域の周方向寸法以上に設定され、
前記貫通孔が貫通し且つ前記第２吸気口が対向する領域から外れたネジ溝に、前記第２吸気口から流入したガスを導くガス通路を備える、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、
前記ガス通路は、前記円筒状ステータの外周面に形成された溝および前記円筒状ステータの外周側を覆うように設けられたポンプハウジングの内周面に形成された溝の少なくとも一方を含む、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、
前記ガス通路は、前記貫通孔の開口の全域に対向するように形成されている、真空ポンプ。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の真空ポンプと、
第１の分析ユニットと、
前記第１の分析ユニットよりも高い圧力領域で動作する第２の分析ユニットと、
前記第１の分析ユニットが収納され、前記真空ポンプの第１吸気口が接続される第１排気口を有する第１チャンバと、
前記第２の分析ユニットが収納され、前記真空ポンプの第２吸気口が接続される第２排気口を有する第２チャンバと、を備える質量分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空ポンプおよび質量分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ターボ分子ポンプ等の真空ポンプは、清浄な高真空環境を生成できるポンプとして種々の装置に用いられている。そのような装置の一例として質量分析器がある。質量分析器においては、四重極ロッドや検出器における真空度は、イオン源における真空度よりも５倍から１０倍程度高く設定される。そのため、そのような装置に対して一台の真空ポンプで対応できるように、複数の吸気口を備える真空ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の真空ポンプでは、第１および第２のターボ分子ステージとホルベック（Holweck）ステージとを備え、第１ターボ分子ステージに流入可能な第１吸気口と、第１ターボ分子ステージと第２ターボ分子ステージとの間に流入可能な第２吸気口と、ホルベックステージに流入可能な第３吸気口とを備えている。ホルベックステージのステータ側には、前記第３吸気口と連通する貫通孔が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１２９９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ホルベックステージのステータには複数の螺旋溝が形成されており、それら複数の螺旋溝の各々においてガス排気を行っている。しかしながら、特許文献１に記載の真空ポンプでは、前記貫通孔は複数の螺旋溝の内の一部の螺旋溝のみに貫通しているので、螺旋溝毎に気体の流量が異なることになる。その結果、ホルベックステージの吸気側圧力が高くなり、ポンプ全体の排気性能の悪化を招くことになる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の好ましい実施形態による真空ポンプは、第１ポンプステージと、前記第１ポンプステージよりもポンプ下流側に設けられ、ネジ溝とネジ山とが内周面周方向に交互に複数形成された円筒状ステータ、および、前記円筒状ステータの内周側に設けられた円筒状ロータを有する第２ポンプステージと、前記第１ポンプステージよりも上流側に設けられた第１吸気口と、前記第１ポンプステージよりも下流側に設けられ、前記第２ポンプステージに連通する第２吸気口と、を備える真空ポンプであって、前記円筒状ステータには、該円筒状ステータを貫通して内周面に形成された一以上の前記ネジ溝と連通する貫通孔が一以上形成され、前記円筒状ステータに形成された前記一以上の貫通孔の各周方向寸法の合計は、前記円筒状ステータの外周面における前記第２吸気口が対向する領域の周方向寸法以上に設定され、前記貫通孔が貫通し且つ前記第２吸気口が対向する領域から外れたネジ溝に、前記第２吸気口から流入したガスを導くガス通路を備える。
さらに好ましい実施形態では、前記ガス通路は、前記円筒状ステータの外周面に形成された溝および前記円筒状ステータの外周側を覆うように設けられたポンプハウジングの内周面に形成された溝の少なくとも一方を含む。
さらに好ましい実施形態では、前記ガス通路は、前記貫通孔の開口の全域に対向するように形成されている。
本発明の好ましい実施形態による質量分析装置は、上記の真空ポンプと、第１の分析ユニットと、前記第１の分析ユニットよりも高い圧力領域で動作する第２の分析ユニットと、前記第１の分析ユニットが収納され、前記真空ポンプの第１吸気口が接続される第１排気口を有する第１チャンバと、前記第２の分析ユニットが収納され、前記真空ポンプの第２吸気口が接続される第２排気口を有する第２チャンバと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、複数の吸気口を有する真空ポンプにおいて、排気性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明に係る真空ポンプの第１の実施の形態の一例を示す外観斜視図である。

【図2】図２は、真空ポンプを軸方向に沿って断面した断面図である。

【図3】図３は、図２のＡ１−Ａ１断面図である。

【図4】図４は、第１ネジステータの内周面側の形状を示す展開図である。

【図5】図５は、本実施形態のポンプ構成と、従来の真空ポンプの構成とを比較して示した図である。

【図6】図６は、上述した第１の実施の形態の第１変形例を示す図である。

【図7】図７は、上述した第１の実施の形態の第２変形例を示す図である。

【図8】図８は、第２の実施の形態の一例を示す図である。

【図9】図９は、図８（ａ）に示す第１ネジステータの外周面側を示す展開図である。

【図10】図１０は、図９のＤ１−Ｄ１断面およびＤ２−Ｄ２断面を示す図である。

【図11】図１１は、質量分析装置の一例を示す図である。

【図12】図１２は、ネジ山を貫通しない場合の第１ネジステータを示す展開図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明に係る真空ポンプの一実施の形態を示す外観斜視図である。真空ポンプ１は、第１ハウジング７０と第２ハウジング８０とを備えている。第１ハウジング７０には、第１吸気口７１、第２吸気口７２および第３吸気口７３が形成されたフランジ部７５が設けられている。第１吸気口７１、第２吸気口７２および第３吸気口７３には、それぞれシールリングが装着されるシールリング溝７１ａ，７２ａ，７３ａが形成されている。第２ハウジング８０には後述するようにモータが設けられ、第２ハウジング８０の表面（真空ポンプ１の底面）には放熱フィン８６が形成されている。

【0010】

図２は、真空ポンプ１を軸方向に沿って断面した断面図である。また、図３は、図２のＡ１−Ａ１断面図である。第１ハウジング７０の内部には、第１タービンロータ２０，第２タービンロータ３０およびモータロータ９０が固定されたシャフト１０が設けられている。シャフト１０は、永久磁石４３，４４を用いた磁気軸受とボールベアリング８４とによって支持されている。モータロータ９０の外周側に設けられたモータステータ９１は、第２ハウジング８０に保持されている。ボールベアリング８４は、第２ハウジング８０に固定されるベアリングホルダ８３に保持されている。

【0011】

永久磁石４４は、シャフト１０の図示右端部に形成された凹部内に固定されている。永久磁石４４の内側に配置された永久磁石４３は、磁石ホルダ４０に保持されている。磁石ホルダ４０はホルダ支持部４１に固定され、そのホルダ支持部４１は第１ハウジング７０に固定されている。磁石ホルダ４０には、ボールベアリング４２が設けられている。ボールベアリング４２は、永久磁石４４と永久磁石４３とが接触しないようにシャフト１０の
振れ回りを規制する規制部材として機能する。

【0012】

第１タービンロータ２０には、複数のタービン翼を備えた第１タービン翼段２１が軸方向に複数段形成されている。複数の第１タービン翼段２１に対して、複数のタービン翼を備えた第１固定翼段２２が軸方向に交互に配置されている。これらの第１タービン翼段２１と第１固定翼段２２とにより、第１ターボ分子ポンプステージＴＰ１が構成される。

【0013】

第２タービンロータ３０には、複数のタービン翼を備えた第２タービン翼段３１が軸方向に複数段形成されている。複数の第２タービン翼段３１に対して、複数のタービン翼を備えた第２固定翼段３２が軸方向に交互に配置されている。これらの第２タービン翼段３１と第２固定翼段３２とにより、第２ターボ分子ポンプステージＴＰ２が構成される。第１固定翼段２２および第２固定翼段３２の軸方向（図示左右方向）の位置決めは、スペーサ２３，３３，５０によって行われる。

【0014】

第２タービンロータ３０の第２タービン翼段３１よりもポンプ下流側（図示左側）には、円板部３４が形成されている。円板部３４には、第１円筒ロータ６２と第２円筒ロータ６３が固定されている。第２円筒ロータ６３は、第１円筒ロータ６２の内周側に配置される。第１円筒ロータ６２の外周側には第１ネジステータ６０が設けられ、第１円筒ロータ６２と第２円筒ロータ６３との間には第２ネジステータ６１が設けられている。第１ネジステータ６０には、第１ハウジング７０の第３吸気口７３と対向する位置に、貫通孔６０ａが形成されている。

【0015】

図３に示すように、第１ネジステータ６０の内周面、第２ネジステータ６１の外周面と内周面、および、第２円筒ロータ６３の内周面が対向する第２ハウジング８０の対向面には、ネジ溝およびネジ山がそれぞれ形成されている。第１円筒ロータ６２、第２円筒ロータ６３、第１ネジステータ６０、第２ネジステータ６１と、第２ハウジング８０の対向面に形成されたネジ溝およびネジ山とにより、ホルベック（Holweck）ポンプステージＨＰが構成される。

【0016】

図２の第１吸気口７１から流入した気体は、第１ターボ分子ポンプステージＴＰ１によって第１ターボ分子ポンプステージＴＰ１の下流側に排気される。また、第２吸気口７２から流入した気体、および、第１ターボ分子ポンプステージＴＰ１により排気された気体は、第２ターボ分子ポンプステージＴＰ２によって第２ターボ分子ポンプステージＴＰ２の下流側に排気される。第２ターボ分子ポンプステージＴＰ２により排気された気体、および、第３吸気口７３から流入した気体は、ホルベックポンプステージＨＰによって排気される。ホルベックポンプステージＨＰにより排気された気体は、第２ハウジング８０に形成された排気通路８１，８２を通過して、排気ポート８５から排出される。第１吸気口７１，第２吸気口７２，第３吸気口７３の圧力Ｐは、Ｐ（７１）＜Ｐ（７２）＜Ｐ（７３）のように下流側ほど高くなる。

【0017】

図４は、第１ネジステータ６０の内周面側の形状を示す展開図である。第１ネジステータ６０の内周面（すなわち、第１円筒ロータ６２に対向する面）には、ネジ溝とネジ山とが交互に形成されている。図４に示す例では、１０個のネジ溝ＧＬ１〜ＧＬ１０と、１０個のネジ山６０１とが形成されている。ネジ溝ＧＬ１〜ＧＬ１０およびネジ山６０１は、吸気側から排気側に向かってロータ回転方向に傾斜している。

【0018】

第１ネジステータ６０に形成された貫通孔６０ａは、ネジ溝ＧＬ３からネジ溝ＧＬ７に跨るように、第１ネジステータ６０の周方向に細長く形成されている。一方、破線ＤＬは第３吸気口７３と対向するステータ外周面領域の展開形状、すなわち、円弧状領域を展開して平面状領域とした場合の形状を示している。また、二点鎖線ＴＤＣＬは、第１ハウジング７０の内周面に形成されたガス通路７００の展開形状を示したものである。ガス通路７００は、第３吸気口７３から周方向に延びるように形成されている。

【0019】

貫通孔６０ａの周方向寸法（図示左右方向）はＬ２に設定され、軸方向寸法（図示上下方向寸法）はＷ２に設定されている。同様に、第３吸気口７３と対向するステータ外周面領域の周方向寸法はＬ１、軸方向寸法はＷ１に設定されている。また、ガス通路７００に対応する二点鎖線ＴＤＣＬで示す領域の周方向寸法はＬ３、軸方向寸法はＷ３に設定されている。図４に示す例では、これらの寸法は、Ｌ１≦Ｌ２≦ｌ３、および、Ｗ１＝Ｗ３≦Ｗ２のように設定されている。

【0020】

Ｌ１≦Ｌ２のように設定することで、第３吸気口７３から流入したガスを、効果的にネジ溝内に導入することができる。逆に、Ｌ１＞Ｌ２のように設定した場合、第３吸気口７３から第３吸気口７３が対向していない貫通孔領域までのコンダクタンスが小さくなり、第３吸気口７３から流入するガス量に対してネジ溝によって排気されるガス流量が低下する。その結果、第３吸気口７３の圧力が上昇するおそれがある。すなわち、第３吸気口７３の圧力をより低くするためには、Ｌ１≦Ｌ２のように設定するのが好ましい。

【0021】

さらに、ガス通路７００の周方向寸法Ｌ３についても、ガス通路７００が少なくとも貫通孔６０ａの開口の全域に対向するように形成されるようにＬ２≦ｌ３と設定するのが好ましい。それにより、貫通孔６０ａが連通している各ネジ溝ＧＬ３〜ＧＬ７に流入するガス量を、より均一にすることができる。もちろん、Ｌ２＞Ｌ３であってもガス流量均一効果は劣るが、ガス通路７００は、第３吸気口７３からのガスを各ネジ溝ＧＬ３〜ＧＬ７に導く機能を有する。

【0022】

図５は、図３，４に示す本実施形態のポンプ構成と、従来の真空ポンプ（例えば、上述した特許文献１に記載されている真空ポンプ）の構成とを比較して示した図である。いずれも、第３吸気口７３の箇所をポンプ軸に対して垂直に断面した図であり、第１円筒ロータ６２よりも内側の構成については図示を省略した。

【0023】

図５（ｂ）は従来のポンプの例を示したものであり、第１ネジステータ６０に形成された貫通孔６００ａは、第３吸気口７３と対向する領域のみに形成されている。そのため、第３吸気口７３から流入したガスは、貫通孔６００ａが貫通しているネジ溝ＧＬ４，ＧＬ５およびＧＬ６には流れ込むが、その他のネジ溝ＧＬ１〜ＧＬ３，ＧＬ７，ＧＬ１０には流れ込まない。その結果、ネジ溝ＧＬ４，ＧＬ５およびＧＬ６のガス流量は、他のネジ溝ＧＬ１〜ＧＬ３，ＧＬ７，ＧＬ１０のガス流量よりも大きくなる。

【0024】

一般的に第３吸気口７３の圧力は第２吸気口７２の圧力の１０倍以上である。そのため、ホルベックポンプステージＨＰの吸気側圧力は貫通孔６０ａが形成されているネジ溝の吸気側圧力によって支配される。図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較した場合、図５（ａ）の構成の方が、ガスが流れ込むネジ溝の数が多いので、ネジ溝の吸気側圧力をより低くすることができる。その結果、真空ポンプ１の排気性能の向上を図ることができる。

【0025】

図５（ａ）に示す本実施の形態の場合には、第３吸気口７３から流入したガスは、破線矢印Ｇで示すようにポンプ内に流入する。流入ガスは、第３吸気口７３に対向する領域に設けられたネジ溝ＧＬ４，ＧＬ５およびＧＬ６だけでなく、ガス通路７００を通ってネジ溝ＧＬ３およびＧＬ７にも流れ込む。また、貫通孔６０ａの周方向寸法Ｌ２を図５（ｂ）の場合よりも大きくし、かつ、ガス通路７００を形成しているので、ネジ溝ＧＬ４，ＧＬ６に関する、第３吸気口７３の出口からネジ溝までのコンダクタンスが図５（ｂ）の場合よりも大きくなる。その結果、ネジ溝ＧＬ４，ＧＬ６へのガス流入量が増加する。図５（ａ）に示す構成の場合には、複数形成されたネジ溝ＧＬ１〜ＧＬ１０のより多くに、第３吸気口７３からのガスを流入させることができ、従来の場合よりもネジ溝の流量均一化を図ることができる。

【0026】

このように、第３吸気口７３から流入したガスをより多くのネジ溝に導入するためには、図４に示すように貫通孔６０ａの周方向寸法Ｌ２を、第３吸気口７３が対向する領域（図４の破線ＤＬで示す領域）の周方向寸法Ｌ１以上とするのが好ましい。ただし、そのような構成とした場合、第３吸気口７３と対向していない領域のネジ溝（例えば、図５（ａ）のネジ溝ＧＬ３）は、第３吸気口７３と対向している領域のネジ溝に比べて、第３吸気口７３からネジ溝までのコンダクタンスが小さくなる。そこで、本実施の形態では、ガス通路７００を設けることにより、第３吸気口７３の対向領域から離れているネジ溝にも十分なガスが流入するようにした。

【0027】

なお、図５（ａ）の構成でガス通路７００が無い場合でも、第３吸気口７３と対向しない領域に形成されているネジ溝ＧＬ３，ＧＬ７にも貫通孔６０ａを介してガスは流入する。しかし、第３吸気口７３の直下に設けられたネジ溝ＧＬ５に比べて、ネジ溝ＧＬ３，ＧＬ７は、第３吸気口７３からネジ溝ＧＬ３，ＧＬ７までのコンダクタンスが小さい。そのため、本実施の形態では、ガス通路７００を設けることによりネジ溝ＧＬ３，ＧＬ７までのコンダクタンスの改善を図り、流量均一化の効果を高めている。

【0028】

図６は、上述した実施の形態の第１変形例を示す図である。図６に示す第１変形例では、ガス通路７０１は、第１ハウジング７０の内周面の周方向全周に亘って形成されている。その他の構成は図３に示した構成と同様である。この場合も、図３の構成の場合と同様の効果を奏することができる。

【0029】

図７は、上述した実施の形態の第２変形例を示す図である。図３に示す真空ポンプでは、第１ネジステータ６０に形成された貫通孔６０ａは、第３吸気口７３と対向する位置に一つだけ設けられている。第２変形例の第１ネジステータ６０では、第３吸気口７３と対向する位置に貫通孔６０ａを設けるとともに、貫通孔６０ａと位相が１８０度異なる位置に第２の貫通孔６０ｂを形成した。第１ハウジング７０の内周面には、図６に示す第１変形例の場合と同様のガス通路７０１が形成されている。この場合も、ガス通路７０１は、各貫通孔６０ａ，６０ｂの開口の全域に対向するように形成される。

【0030】

矢印Ｇで示すように第３吸気口７３から流入したガスの一部は、貫通孔６０ａを介してネジ溝ＧＬ４，ＧＬ５，ＧＬ６に流入すると共に、他の一部はガス通路７０１を介して貫通孔６０ｂからネジ溝ＧＬ１，ＧＬ９，ＧＬ１０に流入する。すわち、第３変形例では、第３吸気口７３から流入したガスは、ネジ溝ＧＬ１〜ＧＬ１０の内の６つのネジ溝ＧＬ１，ＧＬ４〜ＧＬ６，ＧＬ９，ＧＬ１０に流れ込むことになる。その結果、図５（ｂ）に示す従来の構成に比べて各溝間の圧力の均一化が図れ、ネジ溝の吸気側圧力をより低くすることができ、真空ポンプの性能向上を図ることができる。

【0031】

−第２の実施の形態−
図８は、本発明に係る真空ポンプの第２の実施の形態を示す図である。上述した第１の実施の形態ではガス通路７００，７０１を第１ハウジング７０の内周面に形成したが、第２の実施の形態では、ガス通路を第１ネジステータ６０の外周面に形成するようにした。図８（ａ）に示す例では、第１ネジステータ６０には第３吸気口７３と対向するように設けられた貫通孔６０ａと、それと位相が１８０度異なる貫通孔６０ｂとが形成されている。そして、第１ネジステータ６０の外周面には、第３吸気口７３と貫通孔６０ｂとを接続するガス通路６０Ｇ１，６０Ｇ２が形成されている。

【0032】

図９は、図８（ａ）に示す第１ネジステータ６０の外周面側を示す展開図である。貫通孔６０ａはネジ溝ＧＬ４，ＧＬ５，ＧＬ６に連通し、貫通孔６０ｂはネジ溝ＧＬ１，ＧＬ９，ＧＬ１０に連通している。このように、第１ネジステータ６０に２つの貫通孔６０ａ，６０ｂを形成する場合には、貫通孔６０ａ周方向寸法Ｌ２ａと貫通孔６０ｂの周方向寸法Ｌ２ｂとの合計Ｌ２（＝Ｌ２ａ＋Ｌ２ｂ）を、第３吸気口７３と対向するステータ外周面領域の周方向寸法Ｌ１に対してＬ１≦Ｌ２のように設定するのが好ましい。なお、図７に示すようにガス通路７０１を第１ハウジング７０に形成する場合も同様である。

【0033】

さらに、貫通孔を３以上形成する場合も同様で、第１ネジステータ６０に形成された一以上の貫通孔の各周方向寸法の合計を、第１ネジステータ６０の外周面における第３吸気口７３が対向する領域の周方向寸法以上に設定するのが好ましい。

【0034】

図１０（ａ）は図９のＤ１−Ｄ１断面を示す図であり、図１０（ｂ）はＤ２−Ｄ２断面を示す図である。第１ネジステータ６０の外周面には断面形状が矩形の溝が全周に亘って形成されており、ガス通路６０Ｇ１，６０Ｇ２はその矩形溝の一部を構成している。図１０（ｂ）のＤ２−Ｄ２断面においては、ガス通路６０Ｇ１は貫通孔６０ｂを介して、内周面側に形成されたネジ溝ＧＬ１０に連通している。

【0035】

図８（ｂ）は、貫通孔を３つ設けた場合を示す。第１ネジステータ６０には、第３吸気口７３に対向するように設けられた貫通孔６０ａと、位相の異なる２つの貫通孔６０ｂ，６０ｃとが形成されている。図示左側の貫通孔６０ｂは、ガス通路６０Ｇ１を介して第３吸気口７３に接続されている。図示右側の貫通孔６０ｃは、ガス通路６０Ｇ２を介して第３吸気口７３に接続されている。その結果、第３吸気口７３に流入したガスは、貫通孔６０ａ〜６０ｃからネジ溝ＧＬ１〜ＧＬ６，ＧＬ８，ＧＬ９に流れ込むことになる。

【0036】

なお、ガス通路を第１ハウジング７０の内周面に形成する第１の実施形態の場合にも、図８（ｂ）に示す場合と同様に貫通孔の数を３以上に設定することができる。

【0037】

（質量分析装置）
図１１は、３つの吸気口７１〜７３を備える真空ポンプ１が搭載される質量分析装置１００の一例を示す図である。図１１は、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ）を用いた液体クロマトグラフ質量分析装置の概略構成を示す模式図である。質量分析装置１００は、イオン化室１５０と質量分析部１１０とを備えている。質量分析部１１０には、イオン化室１５０に隣接する第１中間室１１３と、第１中間室に隣接する第２中間室１１４と、第２中間室１１４に隣接する分析室１１５とがそれぞれ隔壁を介して設けられている。

【0038】

真空ポンプ１の第１吸気口７１は、分析室１１５の排気口１３１に接続される。真空ポンプ１の第２吸気口７２は、第２中間室１１４の排気口１３２に接続される。真空ポンプ１の第３吸気口７３は、第１中間室１１３の排気口１３３に接続される。このように、圧力領域の異なる３つの空間（第１中間室１１３、第２中間室１１４および分析室１１５）を一つの真空ポンプ１で排気する。

【0039】

イオン化室１５０にはイオン化用スプレー１５１が設けられている。液体クロマトグラフ部ＬＣで成分分離された液体試料は、配管１５２によりイオン化用スプレー１５１に供給される。図示していないがイオン化用スプレー１５１にはネブライズガスが供給され、液体試料はイオン化用スプレー１５１により噴霧される。イオン化用スプレー１５１の先端には高電圧が印加されており、噴霧の際にイオン化される。第１中間室１１３とイオン化室１５０との間にはヒータブロック１１２が設けられており、ヒータブロック１１２にはイオン化室１５０と中間室１１３とを連通する脱溶媒管１２０が設けられている。脱溶媒管１２０は、イオン化室１５０で生成されたイオンや試料の液滴が通過する際に、脱溶媒化およびイオン化を促進する機能を有している。

【0040】

第１中間室１１３には、第１イオンレンズ１２１が設けられている。第２中間室１１４には、オクタポール１２３とフォーカスレンズ１２４とが設けられている。第２中間室１１４と分析室１１５との間の隔壁には、細孔を有する入口レンズ１２５が設けられている。分析室１１５には、第１四重極ロッド１２６と、第２四重極ロッド１２７と、検出器１２８とが設けられている。

【0041】

イオン化室１５０で生成されたイオンは、脱溶媒管１２０、第１中間室１１３の第１イオンレンズ１２１、スキマー１２２、第２中間室１１４のオクタポール１２３及びフォーカスレンズ１２４、入口レンズ１２５を順に経て分析室１１５に送られ、四重極ロッド１２６、１２７により不要イオンが排出され、検出器１２８に到達した特定イオンのみが検出されることになる。

【0042】

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）真空ポンプ１は、図２，４，５に示すように、複数の吸気口（第１吸気口７１，第２吸気口７２および第３吸気口７３）を備え、円筒状の第１ネジステータ６０には、第１ネジステータ６０を貫通して内周面に形成されたネジ溝ＧＬ３〜ＧＬ７と連通する貫通孔６０ａが形成されている。そして、貫通孔６０ａの周方向寸法Ｌ２は、第１ネジステータ６０の外周面における第３吸気口７３が対向する領域の周方向寸法Ｌ１以上に設定されている。さらに、貫通孔が貫通し且つ第３吸気口７３が対向しないネジ溝ＧＬ３，ＧＬ７に、第３吸気口７３から流入したガスを導くガス通路７００を備えるようにした。

【0043】

図４に示すように貫通孔６０ａの周方向寸法Ｌ２をＬ１以上としているので、より多くのネジ溝ＧＬ３〜ＧＬ７にガスを導くことができる。さらに、図５（ａ）のようにガス通路７００を設けることで、第３吸気口７３が対向しないネジ溝ＧＬ３，ＧＬ７までのコンダクタンスを大きくすることができ、ネジ溝ＧＬ３，ＧＬ７へのガス流入量を多くすることができる。その結果、ネジ溝の吸気側圧力をより低くすることができ、真空ポンプの性能向上を図ることができる。

【0044】

図９に示すように第１ネジステータ６０に２つの貫通孔６０ａ，６０ｂを形成する場合には、貫通孔６０ａ周方向寸法Ｌ２ａと貫通孔６０ｂの周方向寸法Ｌ２ｂとの合計Ｌ２（＝Ｌ２ａ＋Ｌ２ｂ）を、第３吸気口７３と対向するステータ外周面領域の周方向寸法Ｌ１に対してＬ１≦Ｌ２のように設定するのが好ましい。それにより、ネジ溝の吸気側圧力をより低くすることができる。

【0045】

（２）また、図８に示すように第１ネジステータ６０の外周面に溝を形成してガス通路６０Ｇ１，６０Ｇ２としても良いし、図３に示すように第１ネジステータ６０の外周側を覆うように設けられた第１ハウジング７０の内周面に溝を形成してガス通路７００としても良い。さらに、第１ネジステータ６０の外周面と第１ハウジング７０の内周面との両方にガス通路用溝を形成しても良く、それによりガス通路の断面積をより大きくすることができる。

【0046】

（３）さらにまた、図３，４に示すように、ガス通路７００は、貫通孔６０ａの開口の全域に対向するように形成されるのが好ましい。このような構成とすることで、貫通孔６０ａが連通している各ネジ溝ＧＬ３〜ＧＬ７に流入するガス量をより均一にすることができる。

【0047】

（４）本実施の形態の質量分析装置では、例えば、図１１に示すように、第１の分析ユニットであるオクタポール１２３およびフォーカスレンズ１２４が収納される第２中間室１１４の排気口１３２に、真空ポンプ１の第２吸気口７２が接続され、第１の分析ユニットよりも高い圧力領域で動作する第１イオンレンズ１２１が収納される第１中間室１１３の排気口１３３に、真空ポンプ１の第３吸気口が接続される。そのため、複数のチャンバを１台の真空ポンプ１で排気することができ、質量分析装置１００のコストダウンを図ることができる。

【0048】

なお、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。例えば、実施形態では３つの吸気口を有する真空ポンプを例に説明したが、本発明は、第２ターボ分子ポンプステージＴＰ２および第２吸気口７２が無く、２つの第１吸気口７１，第３吸気口７３を備える真空ポンプにも適用することができる。

【0049】

また、上述した実施形態では、各貫通孔６０ａ〜６０ｃはネジ山６０１も貫通するように形成されているが、図１２に示すように、ネジ山６０１の部分を残してネジ溝ＧＬ３〜ＧＬ７の部分だけ貫通させるようにしても良い。

【符号の説明】

【0050】

１…真空ポンプ、１０…シャフト、２０…第１タービンロータ、２１…第１タービン翼段、２２…第１固定翼段、６０ａ〜６０ｃ，６００ａ…貫通孔、３０…第２タービンロータ、３１…第２タービン翼段、３２…第２固定翼段、６０…第１ネジステータ、６０Ｇ１，６０Ｇ２，７００，７０１…ガス通路、６１…第２ネジステータ、６２…第１円筒ロータ、６３…第２円筒ロータ、７０…第１ハウジング、７１…第１吸気口、７２…第２吸気口、７３…第３吸気口、７５…フランジ部、８０…第２ハウジング、６０１…ネジ山、１００…質量分析装置、ＧＬ１〜ＧＬ１０…ネジ溝、ＨＰ…ホルベック（Holweck）ポンプステージ、ＴＰ１…第１ターボ分子ポンプステージ、ＴＰ２…第２ターボ分子ポンプステージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】