特許 7147401 ターボ分子ポンプ

(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】

(24)【登録日】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】ターボ分子ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

F04D19/04 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018170565

(22)【出願日】2018-09-12

(65)【公開番号】P2020041503

(43)【公開日】2020-03-19

【審査請求日】2021-01-14

(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】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】坪川 徹也

【審査官】落合 弘之

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２０１４／０４５４３８（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１４８１６２（ＪＰ，Ａ）

(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】

複数段の回転翼が形成されたロータを回動自在に保持するベースと、
複数段の固定翼と複数段のスペーサを含む積層体と、
前記積層体の下面に接して配置され、冷却液が流れる流路を有する冷却スペーサと、
前記ベースと前記冷却スペーサの間に配置される断熱スペーサと、
前記ベースと前記冷却スペーサの間に配置されるシール部材とを備え、
前記冷却スペーサの上面が前記積層体の下面と接する第１領域と、
前記冷却スペーサの下面が前記断熱スペーサの上面と接する第２領域とは、上面視において少なくとも一部が重複するとともに、
前記シール部材は、上面視において前記第１領域と重複する位置に配置されるか、または前記冷却スペーサの前記ロータの回転軸と平行であり、かつ、前記第１領域よりも前記ロータ側にある内周面上であって上下方向において前記第１領域と前記第２領域の間に当接しているターボ分子ポンプ。

【請求項2】

複数段の回転翼が形成されたロータを回動自在に保持するベースと、
複数段の固定翼と複数段のスペーサを含む積層体と、
前記積層体の下面に接して配置され、冷却液が流れる流路を有する冷却スペーサと、
前記ベースと前記冷却スペーサの間に配置される断熱スペーサと、
前記ベースと前記冷却スペーサの間に配置されるシール部材とを備え、
前記冷却スペーサの上面が前記積層体の下面と接する第１領域と、
前記冷却スペーサの下面が前記断熱スペーサの上面と接する第２領域とは、上面視において少なくとも一部が重複するとともに、
前記シール部材は、上面視において前記第１領域と重複する位置、または前記冷却スペーサの前記ロータの回転軸と平行な面上であって上下方向において前記第１領域と前記第２領域の間に配置されており、
前記ベースと前記冷却スペーサの間であって上面視において前記第１領域と重複しない位置には、前記冷却スペーサに上下方向の押圧力を生じさせるシール部材が配置されていないターボ分子ポンプ。

【請求項3】

複数段の回転翼が形成されたロータを回動自在に保持するベースと、
複数段の固定翼と複数段のスペーサを含む積層体と、
前記積層体の下面に接して配置され、冷却液が流れる流路を有する冷却スペーサと、
前記ベースと前記冷却スペーサの間に配置される断熱スペーサと、
前記ベースと前記冷却スペーサの間に配置されるシール部材とを備え、
前記冷却スペーサの上面が前記積層体の下面と接する第１領域と、
前記冷却スペーサの下面が前記断熱スペーサの上面と接する第２領域とは、上面視において少なくとも一部が重複するとともに、
前記シール部材は、上面視において前記第１領域と重複する位置、または前記冷却スペーサの前記ロータの回転軸と平行な面上であって上下方向において前記第１領域と前記第２領域の間に配置されており、
前記シール部材は前記断熱スペーサよりも前記ロータ側にあるターボ分子ポンプ。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記断熱スペーサは離散的に配置されているターボ分子ポンプ。

【請求項5】

請求項４に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記積層体、前記冷却スペーサおよび前記断熱スペーサは、前記ロータを覆うケーシングと前記ベースにより挟持されているとともに、
前記ケーシングと前記ベースを結合するボルトは、前記断熱スペーサの近傍に配置されているターボ分子ポンプ。

【請求項6】

請求項５に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記ボルトは、離散的に配置されている前記断熱スペーサの間隔Ｌに対して、前記断熱スペーサの１つから（Ｌ／３）以下の距離に配置されているターボ分子ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置や分析装置などの真空装置において使用されるターボ分子ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造工程におけるドライエッチングやＣＶＤ等のプロセスでは、プロセスを高速で行うために大量のガスを供給しながら処理が行われる。これらのプロセスを行う半導体製造装置においては、プロセスチャンバを真空排気する真空ポンプとして、一般的にターボポンプ部とネジ溝ポンプ部とを備えたターボ分子ポンプが使用される。

【0003】

これらのプロセスにターボ分子ポンプを使用した場合に、プロセスガスの種類によってはポンプ内に反応生成物が堆積することがある。特に、反応生成物における圧力と昇華温度との関係から、後段のネジ溝ポンプ部において反応生成物の堆積が生じやすい。そのため、ネジ溝ポンプ部の温度を一定温度以上に保つことで、ネジ溝ポンプ部への反応生成物の堆積を防止することが望ましい。

【0004】

また、ターボ分子ポンプで大量のガスを排気すると、ガス排気に伴って熱が発生して回転翼の温度が上昇する。回転翼は、アルミニウム合金で形成されるのが一般的であり、許容できないクリープ変形を回避するため回転翼を適切に冷却する必要がある。ただし、真空中で高速回転する回転翼を直接冷却することは困難なため、回転翼から固定翼への熱輻射やガスを介した熱伝達による冷却を行うこととなる。

【0005】

そのため、特許文献１に記載のターボ分子ポンプでは、ケーシングとベースとの間に固定翼を積極的に冷却するための冷却スペーサを設けて回転翼の冷却を図るととともに、ネジ溝ポンプ部のステータの近傍のベースに温度制御部を設けてネジ溝ポンプ部を所定温度に維持するようにしている。さらに、ベースと冷却スペーサの間に断熱部材として機能する断熱用座金を設け、反応生成物の堆積防止のために比較的高温に維持される温度制御部の熱が冷却スペーサに伝導しないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１５-１４８１６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ターボポンプ部においては一般的に、固定翼は各固定翼の間隔および位置を決定するスペーサと共に多段に積層され、ターボポンプ部を覆うケーシングとベースとにより挟持されて固定される。
固定翼を冷却するための冷却スペーサも、固定翼の固定については通常のスペーサと同様に機能するため、その上面および下面は、他のスペーサ、固定翼あるいは断熱部材と直接接し、かつ固定のための押圧力を受ける。

【0008】

従って、冷却スペーサの保持方法が適切でないと冷却スペーサが外力により変形してしまい、固定翼やスペーサを十分に冷却できなくなるという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様によると、ターボ分子ポンプは、複数段の回転翼が形成されたロータを回動自在に保持するベースと、複数段の固定翼と複数段のスペーサを含む積層体と、前記積層体の下面に接して配置され、冷却液が流れる流路を有する冷却スペーサと、前記ベースと前記冷却スペーサの間に配置される断熱スペーサと、前記ベースと前記冷却スペーサの間に配置されるシール部材とを備え、前記冷却スペーサの上面が前記積層体の下面と接する第１領域と、前記冷却スペーサの下面が前記断熱スペーサの上面と接する第２領域とは、上面視において少なくとも一部が重複するとともに、前記シール部材は、上面視において前記第１領域と重複する位置、または前記冷却スペーサの前記ロータの回転軸と平行な面上であって上下方向において前記第１領域と前記第２領域の間に配置される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によるターボ分子ポンプによれば、固定翼やスペーサおよび断熱部材からの押圧力による冷却スペーサの変形を防止し、冷却スペーサと固定翼またはスペーサとの接触面積を保ち、固定翼やスペーサを十分に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は本発明に係るターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図。

【図2】図２は、図１の冷却スペーサ１１が設けられた部分の拡大図。

【図3】図３は、図１に示すベース２のＢＢ断面図。

【図4】図４は、シール部材１４の配置の変形例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１実施形態）
以下、図１を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明のターボ分子ポンプの第１実施形態を示す断面図である。
ターボ分子ポンプは、図１に示すポンプ本体１と、ポンプ本体１を駆動制御するためのコントロール部（不図示）と、温調用コントローラ（不図示）とを備えている。
実施の形態のターボ分子ポンプでは、ポンプ本体１は、ベース２と、ケーシング１３と、ベース２とケーシング１３との間に配置された冷却スペーサ１１とを有し、これらは、ロータ３、固定翼６、スペーサ９などを収容する外筒（外胴）を構成する。

【0013】

ロータ３には、複数段の回転翼５と、回転翼５よりも排気下流側に設けられた円筒部８とが形成されている。ロータ３は、シャフト４に締結されている。ロータ３とシャフト４とによってポンプ回転体が構成される。シャフト４は、ベース２に設けられた磁気軸受２２，２３，２４によって非接触支持される。なお、軸方向の磁気軸受２４を構成する電磁石は、シャフト４の下端に設けられたロータディスク２５を軸方向に挟むように配置されている。

【0014】

磁気軸受２２～２４によって回転自在に磁気浮上されたポンプ回転体（ロータ３およびシャフト４）は、モータ２７により高速回転駆動される。モータ２７には、例えば３相ブラシレスモータが用いられる。モータ２７のモータステータ２７ａはベース２に設けられ、永久磁石を備えるモータロータ２７ｂはシャフト４に設けられている。
このように、ポンプ回転体は回転軸ＡＸを中心にモータ２７により回転し、磁気軸受２２，２３，２４によって回転自在に保持されている。磁気軸受が作動していない時には、シャフト４は非常用のメカニカルベアリング２６ａ，２６ｂによって支持される。

【0015】

本明細書では、回転軸ＡＸの方向に平行な方向を上下方向（Ｚ方向）とし、それと垂直な面内の方向を水平方向とする。そして、任意の構造物の上下方向に沿って図１中の上方側（＋Ｚ側）の面を上面、下方側（－Ｚ側）の面を下面とする。また、上面視とは、ポンプ本体１を図１中の上方の遠方から見た状態を言うものとする。

【0016】

上下に隣接する回転翼５の間には、固定翼６がそれぞれ配置されている。ロータ３の周囲を取り巻くように配置される複数段の固定翼６および複数段のスペーサ９は、交互に積層されて積層体１０を構成している。積層体１０の下方には、ロータ３を取り巻くように、積層体１０の下面に接して環状の冷却スペーサ１１が配置されている。ベース２の冷却スペーサ１１と対向する部分には断熱スペーサ１２が配置され、冷却スペーサ１１および積層体１０は、断熱スペーサ１２を介してベース２に支持されている。

【0017】

積層体１０の最上部に位置するスペーサ９の上面は、ケーシング１３の上端係止部１８により係止され、ケーシング１３はボルト１７によってベース２に固定される。これにより、積層体１０は、冷却スペーサ１１および断熱スペーサ１２とともに、ベース２とケーシング１３によって挟持され、位置決めされている。

【0018】

冷却スペーサ１１とベース２の間には、ポンプ内部すなわちロータ３の近傍をポンプ外部から気密化するための、Ｏリング等のシール部材１４が設けられている。ベース２の上部にはフランジ２ｆが形成され、フランジ２ｆの上面に環状の冷却スペーサ嵌合部２ａが突設されている。この冷却スペーサ嵌合部２ａの外周面にシール部材１４が装着されている。冷却スペーサ１１は冷却スペーサ嵌合部２ａに隙間を開けて嵌合され、シール部材１４でケーシング内部が気密されている。

【0019】

また、冷却スペーサ１１とケーシング１３の間にも、ポンプ内部をポンプ外部から気密化するためのＯリング等のシール部材１５が設けられている。
なお、冷却スペーサ１１およびその近傍部分の詳細構成は後述する。

【0020】

図１に示すターボ分子ポンプは、回転翼５と固定翼６とで構成されるタービン翼部と、円筒部８とネジステータ７とで構成されるネジ溝ポンプ部とを備えている。なお、ここではネジステータ７側にネジ溝が形成されているが、円筒部８側にネジ溝を形成しても構わない。ベース２の排気口２０には排気ポート２１が設けられ、この排気ポート２１にバックポンプが接続される。ロータ３を磁気浮上させつつモータ２７により高速回転させることで、吸気口１９側の気体分子は排気ポート２１側へと排気される。

【0021】

ベース２には、ネジステータ７の温度を制御するためのベース冷却パイプ２９、ヒータ２８および温度センサ３０が設けられている。温度センサ３０は、ネジステータ７の温度を計測するために設けられたものである。反応生成物が堆積しやすいガスを排気する場合には、ヒータ２８による加熱およびベース冷却パイプ２９による冷却を制御して、ネジステータ７の温度を反応生成物が堆積しない温度以上とする。ここで、反応生成物が堆積しない温度としては、反応生成物の昇華温度以上の温度が採用される。

【0022】

図２は、図１の冷却スペーサ１１が設けられた部分の拡大図である。ただし、回転翼５等のロータ３側の構成、およびネジステータ７は、図示を省略している。図２中のＺ方向は、図１中のＺ方向と同一である。

【0023】

上述したように、複数段の固定翼６と複数のスペーサ９とを交互に積層した積層体１０は、冷却スペーサ１１上に載置される。冷却スペーサ１１は下端側にフランジ１１ｆを有し、フランジ１１ｆの内側には上部に延びる環状部本体１１ｈが設けられている。一方、ケーシング１３の下端面の内周縁には環状の凹部１３ｒが形成されている。ケーシング１３の下端部が冷却スペーサ１１の環状部本体１１ｈの内周側に隙間を持って嵌合されている。ケーシング１３の下端面の凹部１３ｒは冷却スペーサ１１のフランジ上面１１ｇにシール部材１５を介して配置されている。

【0024】

冷却スペーサ１１には、内部に冷却用液体を流すための流路３１が設けられている。上述したように、冷却スペーサ１１はロータ３を取り囲むように形成される環状の部材であり、冷却スペーサ１１の下端側にフランジ１１ｆを有している。冷却スペーサ１１の内周側の環状部本体１１ｈの内部には環状の流路３１が形成されており、冷却スペーサ１１は、流路３１内を流れる冷却液によって冷却される。そのため、回転翼５の熱は、始めに放射等により固定翼６に伝達され、スペーサ９、最下段の固定翼６ａを経て冷却スペーサ１１に伝達され、流路３１内の冷却液に放熱される。

【0025】

図２に示すように、冷却スペーサ１１の環状部本体１１ｈの上面には、外周側にスペーサ受け面が形成され、内周側には固定翼受け面が形成されている。これらスペーサ受け面と固定翼受け面とは段差形状とされている。本例においては、積層体１０の最下段は最下段の固定翼６ａとなっており、最下段の固定翼６ａの下面は冷却スペーサ１１の上面に設けられた固定翼受け面と接している。以下では、最下段の固定翼６ａの下面と冷却スペーサ１１が接する部分を第１領域Ａ１と呼ぶことにする。

【0026】

なお、冷却スペーサ１１の上面にスペーサ受け面と固定翼受け面とを設けてなる段差は、最下段の固定翼６ａを含む積層体１０を上下方向と水平方向に位置決めする。そのため、冷却スペーサ１１は図２に示した如く、最下段の固定翼６ａの外周部とも接触する構成となっている。

【0027】

冷却スペーサ１１の下面は、ベース２の端面に形成された凹部２ｂ内に配置された断熱スペーサ１２の上面と接している。以下では、冷却スペーサ１１の下面と断熱スペーサ１２の上面とが接する部分を第２領域Ａ２と呼ぶことにする。
断熱スペーサ１２により、反応生成物の堆積を防止するために比較的高温に維持されるベース２からの熱が、冷却スペーサ１１および固定翼６に伝達されることが防止される。逆の見方をすれば、断熱スペーサ１２により、冷却スペーサ１１によるベース２に設けられているネジステータ７の過度な冷却が防止される。

【0028】

積層体１０、冷却スペーサ１１および断熱スペーサ１２は、上述のとおりベース２とケーシング１３によって挟持されている。従って、冷却スペーサ１１には、上方から積層体１０を介して第１領域Ａ１に下方向の押圧力が加わり、下方から断熱スペーサ１２を介して第２領域Ａ２に上方向の押圧力が加わる。
従って、両押圧力が加わる第１領域Ａ１と第２領域Ａ２が水平方向（径方向に）にずれていると、冷却スペーサ１１には回転モーメントが加わるため、冷却スペーサ１１が変形する恐れがある。そして、冷却スペーサ１１が変形すると変形により最下段の固定翼６ａとの接触面積が減少し、積層体１０を十分に冷却できなくなる恐れがある。

【0029】

そこで、本例では、両押圧力が加わる第１領域Ａ１と第２領域Ａ２は、水平方向(径方向)において少なくとも一部が重複するように配置されている。これは換言すれば、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とは上面視において少なくとも一部が重複するように配置されていることを意味する。

【0030】

次に、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の位置関係、および断熱スペーサ１２の配置について、図３を用いて説明する。
図３は、図１のポンプ本体１のうちのベース２のＢＢ断面図であり、ＢＢ断面においてベース２を上面視した、すなわち図１中の上方遠方から見た図である。

【0031】

ベース２は、ロータの回転軸ＡＸを中心として概ね回転対象に構成されている。上述したとおり、冷却スペーサ嵌合部２ａは、冷却スペーサ１１との間を気密化するためにベース２上にロータの回転軸ＡＸを中心として円環状に形成される。その外側には断熱スペーサ１２が離散的に本例では一例として８個配置される。断熱スペーサ１２の個数は８個に限られるものではなく、より多くても少なくても良く、配置の間隔も等間隔でなくても良い。またその形状（上面視した形状）も、図示した円形に限るわけではなく、多角形等の任意の形状で良い。そして、ベース２と冷却スペーサ１１との断熱の観点からは、断熱スペーサ１２は、各断面積が小さく、個数が少ないことが望ましい。

【0032】

断熱スペーサ１２の材料としては、スペーサ９や冷却スペーサ１１に用いられる材料（例えば、アルミ）よりも熱伝導率の低い材料が用いられる。例えば、金属の場合はステンレスなどが望ましく、非金属の場合は例えば耐熱温度１２０℃以上の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）が望ましい。また、断熱性を確保するために、上下方向に例えば１ｃｍ程度以上のある程度の厚みを有することが望ましい。

【0033】

図２に示したとおり、本例では、断熱スペーサ１２の上面の全てが冷却スペーサ１１の下面に接触するので、本例においては断熱スペーサ１２の上面が第２領域Ａ２となる。
一方、冷却スペーサ１１と最下段の固定翼６ａが接する第１領域Ａ１は、図３においては、上面視において破線で示した外境界ＲＯと内境界ＲＩで挟まれる領域である。
図３に示したとおり、第１領域Ａ１（外境界ＲＯと内境界ＲＩで挟まれる領域）と第２領域Ａ２は、上面視において少なくとも一部が重複して配置されている。

【0034】

第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の、水平方向(径方向)における関係を上記のように設定することにより、冷却スペーサ１１の変形およびそれに伴う冷却スペーサ１１と最下段の固定翼６ａとの接触面積の減少を防止し、積層体１０を十分に冷却することができる。
なお、断熱スペーサ１２は、上述のように離散的に配置にされたものに限るわけではなく、ロータ３の回転軸ＡＸを中心とする円環状に連続して配置されていても良い。この場合にも、断熱スペーサ１２の上面と冷却スペーサ１１の接触面である第２領域と、冷却スペーサ１１の積層体１０との接触面である第１領域Ａ１は、上面視において少なくとも一部が重なるように配置されることで、冷却スペーサ１１の変形が防止される。

【0035】

ボルト孔３２は、ボルト１７を通すための孔である。ボルト１７は、ケーシング１３に設けられているネジ穴に螺合されることで、ベース２とケーシング１３を固定する。従って、ベース２は、ボルト孔３２の周辺部と断熱スペーサ１２の部分とで上下に逆向きの力を受け、変形する恐れがある。
そこで、ボルト孔３２すなわちボルト１７を断熱スペーサ１２の近傍に配置することで、ベース２の変形を防止することが望ましい。

【0036】

ボルト孔３２と断熱スペーサ１２の間隔の一例としては、１つのボルト孔３２ａと最近接の断熱スペーサ１２ａとの中心間隔Ｍは、その断熱スペーサ１２ａとそれに隣接する断熱スペーサ１２ｂとの中心間隔Ｌに対して、Ｍ＜（Ｌ／３）以下であることが好ましい。
なお、ボルト孔３２の個数も、図３に示した１６個に限るものではなく、それより多くても少なくても良い。また、ボルト孔３２の個数と断熱スペーサ１２の個数の関係も任意でよい。

【0037】

当然ながら、上記のボルト孔３２と断熱スペーサ１２の位置関係は、ボルト孔３２に配備されるボルト１７と断熱スペーサ１２の位置関係と同じである。
なお、冷却スペーサ１１のフランジ１１ｆには、ボルト１７の径より大きな通し孔が形成され、ボルト１７はこの通し孔を貫通している。従って、ボルト１７の締め付け力が冷却スペーサ１１に直接伝達されることはない。

【0038】

冷却スペーサ１１には外部から流路３１に冷却用液体を供給するため、その外周面はポンプ本体１の外面に露出している。そのため、冷却スペーサ１１と、その上下の構造物であるケーシング１３およびベース２の間は、気密構造であることが好ましい。
本例においては、冷却スペーサ１１とケーシング１３の間は、ケーシング１３の内周面側（ロータ３に近い側）にＯリング等のシール部材１５を設けてシールしている。また、冷却スペーサ１１とベース２の間にも、Ｏリング等のシール部材１４を設けてシールしている。

【0039】

冷却スペーサ１１は、シール部材１４からも押圧力を受ける。その押圧力は、積層体１０および断熱スペーサ１２から受ける押圧力に比べれば小さいが、それでも冷却スペーサ１１を変形させる恐れがある。
そこで、本例においては、シール部材１４を、冷却スペーサ１１の内周面であり上記ロータの回転軸と平行な面上に配置している。具体的には、図２に示すごとく、冷却スペーサ１１の内周面に対向する部分のベース２の上部に円環状の冷却スペーサ嵌合部２ａを設け、冷却スペーサ嵌合部２ａと冷却スペーサ１１の内周面との間に、Ｏリング等のシール部材１４を設けている。

【0040】

この構成においては、シール部材１４からの押圧力は、冷却スペーサ１１の内周面に垂直な方向すなわち水平面内方向に働く。さらに、力の作用点が上下方向において第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の間に配置されているので、冷却スペーサ１１に加わる力のモーメントが小さく抑えられる。よって、冷却スペーサ１１の変形をさらに抑えることができる。

【0041】

（変形例）
ただし、シール部材１４が配置される位置はこれに限られるわけではない。また、積層体１０のうちの最下段は固定翼に限られるわけではなく、最下段にスペーサが配置されても良い。
そのような変形例を、図４を用いて説明する。
図４は、図２と同様に冷却スペーサ１１ａが設けられた部分の拡大図である。以下、図２との相違点を説明する。

【0042】

本変形例においても、冷却スペーサ１１ａは下端側にフランジ１１ａｆを有し、フランジ１１ａｆの内側には環状部本体１１ａｈが設けられている。
本変形例では、積層体１０のうちの最下段は最下段のスペーサ９ｂとなっている。
すなわち、回転翼５の熱は、始めに放射等により固定翼６に伝達され、スペーサ９、最下段のスペーサ９ｂを経て冷却スペーサ１１ａに伝達され、流路３１内の冷却液に放熱されることとなる。最下段のスペーサ９ｂの下面は、冷却スペーサ１１ａと第１領域Ａ１１で接触している。

【0043】

冷却スペーサ１１ａの下面は、図２の例と同様に、ベース２の端面に形成された凹部２ｂ内に配置された断熱スペーサ１２の上面と第２領域Ａ２２で接している。
図２の例と同様に、第１領域Ａ１１と第２領域Ａ２２は、水平方向において少なくとも一部が重複するように、すなわち上面視において少なくとも一部が重複するように配置されている。このため、冷却スペーサ１１ａは、冷却スペーサ１１ａを変形させるような押圧力を受けない。

【0044】

一方、本変形例では、シール部材１４ａは、ベース２と対向する冷却スペーサ１１ａの下面に配置される。ただし、その水平面内の位置は、水平面内位置として第１領域Ａ１１と重複する位置、すなわち上面視において第１領域Ａ１１と重複する位置に配置されている。冷却スペーサ１１ａは、シール部材１４ａから冷却スペーサ１１ａの下面に垂直な押圧力、すなわち上方への押圧力を受ける。

【0045】

しかし、その力の作用線上には第１領域Ａ１１があり、すなわち、その力の作用線上において冷却スペーサ１１ａは最終段のスペーサ９ｂと接し、最終段のスペーサ９ｂに支えられている。よって、シール部材１４ａからの押圧力により冷却スペーサ１１ａが変形することはない。
すなわち、本変形例のように、シール部材１４ａを上面視において上記第１領域と重複する位置に配置することによっても、冷却スペーサ１１ａの変形を防止して最下段のスペーサ９ｂとの接触面積の低下を防止し、固定翼６の冷却効果を維持することができる。

【0046】

なお、冷却スペーサ１１とベース２の間には、シール部材１４を径方向に異なる領域に複数個設けることもできる。ただし、特に冷却スペーサ１１に対して上下方向の押圧力を加えるシール部材は、冷却スペーサ１１を変形させる恐れがあるので、上面視において第１領域Ａ１と重複しない位置には、設けないことが好ましい。

【0047】

上述の実施形態および変形例のいずれにおいても、シール部材１４を断熱スペーサ１２よりもロータ３側、すなわち真空領域側に設けており、断熱スペーサ１２を真空領域に配置する必要が無くなる。このため、断熱スペーサ１２の材質として、アウトガスを考慮せずに断熱性の高い材質（樹脂等）を使用して、より高い断熱性を確保することができる。
ただし、吸気するガスの種類によっては、ベース２をそれほど高温化する必要が無く、従って、高い断熱性が要求されない場合もある。その場合には、断熱スペーサ１２は樹脂に比べて断熱性には劣るが、アウトガス抑制に優れるステンレス等の材料を使用し、シール部材１４よりもロータ３に近い側（真空領域）に配置することもできる。

【0048】

なお、本変形例では、上述の実施形態に対して、シール部材１４ａの配置位置の変更、および最下段の固定翼６ａと最下段のスペーサ９ｂの配置の変更の双方を行ったが、変更はどちらか一方であっても良いことは言うまでもない。

【0049】

また、上述の実施形態および変形例のいずれにおいても、積層体１０の最上部は、ケーシング１３の上端係止部１８により係止され、積層体１０と冷却スペーサ１１および断熱スペーサ１２は、ベース２とケーシング１３によって挟持されるとしたが、積層体１０の保持方法は、これに限定されるものではない。

【0050】

なお、以上では能動型磁気軸受式ターボ分子ポンプを例に説明したが、本発明は、永久磁石を使った受動型磁気軸受によるターボ分子ポンプや、メカニカルベアリングを用いたターボ分子ポンプ等にも適用することができる。

【0051】

（本実施形態および変形例の効果）
（１）上述したように、本実施形態および変形例のターボ分子ポンプは、複数段の固定翼６と複数段のスペーサ９を含む積層体１０と、積層体１０の下面に接して配置され冷却液が流れる流路３１を有する冷却スペーサ１１と、ベース２と冷却スペーサ１１の間に配置される断熱スペーサ１２と、ベース２と冷却スペーサ１１の間に配置されるシール部材１４とを備えている。そして、冷却スペーサ１１の上面が積層体１０の下面と接する第１領域Ａ１と、冷却スペーサ１１の下面が断熱スペーサ１２の上面と接する第２領域Ａ２とは、上面視において少なくとも一部が重複するものである。さらに、シール部材１４は、上面視において第１領域Ａ１と重複する位置、または冷却スペーサ１１のロータ３の回転軸ＡＸと平行な面上であって上下方向において第１領域と第２領域の間に配置されている。
このような構成としたので、積層体１０および断熱スペーサ１２からの押圧力による冷却スペーサ１１の変形を防止し、冷却スペーサ１１と固定翼６またはスペーサ９との接触面積を保ち、固定翼６やスペーサ９を十分に冷却することができるという効果がある。
（２）さらに好ましい形態のターボ分子ポンプでは、ベース２と冷却スペーサ１１の間であって上面視において第１領域と重複しない位置には、冷却スペーサ１１に上下方向の押圧力を生じさせるシール部材が配置されない。
このような構成としたので、積層体１０および断熱スペーサ１２からの押圧力による冷却スペーサ１１の変形をさらに防止できるという効果がある。
（３）さらに好ましい形態のターボ分子ポンプでは、シール部材１４は断熱スペーサ１２よりもロータ３側にある。
このような構成としたので、断熱スペーサ１２を真空領域に配置する必要が無く、断熱スペーサ１２の材質として、アウトガスを考慮せずに断熱性の高い材質（樹脂等）を使用して、より高い断熱性を確保することができるという効果がある。
（４）さらに好ましい形態のターボ分子ポンプでは、断熱スペーサ１２は離散的に配置されている。
このような構成としたので、断熱スペーサ１２と冷却スペーサ１１との接触面積を低減することができ、断熱スペーサ１２と冷却スペーサ１１との断熱性を一層高めることができる。

【0052】

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0053】

１：ターボ分子ポンプ本体、２：ベース、３：ロータ、５：回転翼、６：固定翼、９：スペーサ、１０：積層体、１１：冷却スペーサ、１２：断熱スペーサ、１３：ケーシング、１４：シール部材、１７：ボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】