特許 7201275 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】

(24)【登録日】2022-12-26

(45)【発行日】2023-01-10

(54)【発明の名称】真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 25/02 20060101AFI20221227BHJP

   F04C 18/18 20060101ALI20221227BHJP

【ＦＩ】

F04C25/02 K

F04C18/18 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021520514

(86)(22)【出願日】2019-05-17

(86)【国際出願番号】 JP2019019799

(87)【国際公開番号】W WO2020234947

(87)【国際公開日】2020-11-26

【審査請求日】2021-10-08

(73)【特許権者】

【識別番号】591255689

【氏名又は名称】樫山工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(72)【発明者】

【氏名】乙田 朝史

(72)【発明者】

【氏名】茂木 幸太郎

(72)【発明者】

【氏名】油井 将希

(72)【発明者】

【氏名】岩下 航己

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１９４１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２１４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１２６１３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０１０３３７４７（ＣＮ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１９３８６９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２５／０２

Ｆ０４Ｃ １８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプ室と、
前記ポンプ室内に、平行な回転中心線周りに回転可能に配置した一対のポンプロータと、
各ポンプロータにおける前記回転中心線の方向の両側のロータ端面と、
前記ポンプ室における前記回転中心線の方向の両側に位置し、前記ロータ端面のそれぞれに対峙しているポンプ室内側端面と
を備えており、
前記ロータ端面のそれぞれには、ロータ端面凸部およびロータ端面凹部が形成されており、
前記ロータ端面凸部として、前記ロータ端面の外周縁に沿って当該外周縁の全周に亘って、外周縁側凸部が形成されており、
前記ロータ端面凹部は、前記ロータ端面における前記外周縁側凸部に囲まれた部分に形成されており、
相互に対峙する前記ロータ端面と前記ポンプ室内側端面との間において、前記ロータ端面凸部は、第１隙間で、前記ポンプ室内側端面に対峙し、前記ロータ端面凹部は、前記第１隙間よりも広い第２隙間で前記ポンプ室内側端面に対峙しており、
前記ポンプロータの各ロータ端面および前記ポンプ室内側端面には、ロータ軸が貫通して延びる軸穴がそれぞれ開口しており、
前記ポンプ室は、前記ポンプロータの前記回転中心線に直交する方向の一方の側において吸気側に連通し、他方の側において排気側に連通しており、
前記ポンプ室内側端面には、凹部が形成されており、
前記凹部は、前記ポンプ室内側端面において、前記ポンプロータの前記回転中心線に対して前記排気側であって、前記軸穴から離れた位置に形成されており、
前記凹部は、前記第１隙間よりも広い第３隙間で、前記ロータ端面凸部に対峙する真空ポンプ。

【請求項2】

請求項１において、
前記ロータ端面凸部として、前記ロータ端面に開口している前記軸穴の全周を取り囲む状態に、内周縁側凸部が形成されており、
前記ロータ端面凹部は、前記外周縁側凸部と前記内周縁側凸部との間に形成されている真空ポンプ。

【請求項3】

請求項１において、
前記ロータ端面凸部として、前記ロータ端面の長径位置において、当該ロータ端面の一方の外周縁端から他方の外周縁まで直線状に延びる直線状凸部が形成されており、
前記直線状凸部は、前記外周縁側凸部よりも前記ポンプ室内側端面の側に突出した端面部分である真空ポンプ。

【請求項4】

ポンプ室と、
前記ポンプ室内に、平行な回転中心線周りに回転可能に配置した一対のポンプロータと、
各ポンプロータにおける前記回転中心線の方向の両側のロータ端面と、
前記ポンプ室における前記回転中心線の方向の両側に位置し、前記ロータ端面のそれぞれに対峙しているポンプ室内側端面と
を備えており、
前記ロータ端面のそれぞれには、ロータ端面凸部およびロータ端面凹部が形成されており、
前記ロータ端面凸部として、前記ロータ端面の外周縁に沿って当該外周縁の全周に亘って、外周縁側凸部が形成されており、
前記ロータ端面凹部は、前記ロータ端面における前記外周縁側凸部に囲まれた部分に形成されており、
相互に対峙する前記ロータ端面と前記ポンプ室内側端面との間において、前記ロータ端面凸部は、第１隙間で、前記ポンプ室内側端面に対峙し、前記ロータ端面凹部は、前記第１隙間よりも広い第２隙間で前記ポンプ室内側端面に対峙しており、
前記ロータ端面凸部として、前記ロータ端面の長径位置において、当該ロータ端面の一方の外周縁端から他方の外周縁まで直線状に延びる直線状凸部が形成されており、
前記直線状凸部は、前記外周縁側凸部よりも前記ポンプ室内側端面の側に突出した端面部分である真空ポンプ。

【請求項5】

請求項１ないし４のうちのいずれか一つの項において、
筒状のケーシング本体と、前記ケーシング本体の両端に取り付けたサイドプレートとを備えており、
前記ケーシング本体の内周面と、前記サイドプレートのそれぞれのプレート内側端面との間に、前記ポンプ室が形成されており、
前記サイドプレートのそれぞれの前記プレート内側端面によって、前記ポンプ室内側端面が規定されている真空ポンプ。

【請求項6】

請求項１ないし４のうちのいずれか一つの項において、
前記ポンプ室として、少なくとも、吸気側の第１ポンプ室と排気側の第２ポンプ室を備えており、
前記第１ポンプ室および前記第２ポンプ室のそれぞれに、相互に対峙する前記ロータ端面および前記ポンプ室内側端面が備わっており、前記ロータ端面のそれぞれに、前記ロータ端面凸部および前記ロータ端面凹部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、一対のポンプロータがポンプ室内周壁に沿って微小なクリアランスを保ちながら反対方向に回転して流体の排出動作を行う真空ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

メカニカルブースタポンプ等の真空ポンプは、ポンプ作用部に封液を使用せず、一対のポンプロータが、ポンプ室内周壁に沿って微小な隙間を保ちながら、反対方向に無接触で回転して、一定量の気体を吸気側から排気側へ輸送して真空を得る構造となっている。この形式の真空ポンプは油蒸気による汚染の少ない真空排気が可能であり、エッチング、ＣＶＤ等の半導体製造プロセスにおいて清浄な真空空間を作る目的で使用される。

【0003】

真空ポンプを使用して、半導体製造プロセス等において発生したガスを吸引排出する場合、真空ポンプ内に吸引したガスによって、微小隙間で対峙しているポンプ室内周壁表面およびロータ表面に、生成物の蓄積、固着が起きる。これらの表面に蓄積・固着した生成物が微小隙間に詰まることに起因して、ポンプロータの回転が止まる、ポンプロータの回転駆動力が上昇してポンプロータを回転駆動するモータが過大電流の状態となり、ポンプが停止する、等の弊害が引き起こされる。また、ポンプ停止後の再運転時に、蓄積・固着した生成物をロータが噛みこむ、又は摺動する事により、ポンプが再起動できないこともある。

【0004】

特許文献１には、生成物がポンプ室内部に堆積してもモータに過負荷を与えることなく、運転を継続できるようにした真空ポンプが提案されている。この真空ポンプでは、排気側のポンプロータの端部を円錐台形状として、ポンプロータの外周縁部分とポンプケーシングとの間の隙間を大きくしている。あるいは、ポンプケーシングにおける排気側の部分に、ポンプロータとの間の隙間を広げるための凹部を形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平６－１１７３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の真空ポンプにおいては、生成物の蓄積・固着に起因する弊害を回避するために、ポンプ室の排気側における僅かな面積の部分に、広い隙間の部分を形成している。ポンプ室内部における生成物の蓄積・固着に起因する弊害を確実に回避するためには、ポンプ室内周壁表面とロータ表面との間の隙間を、一部ではなく、広い範囲に亘って広げる必要がある。しかし、広い範囲で隙間を増加すると、真空ポンプの排気性能が低下してしまう。したがって、必要とされる排気性能（気体シール性）を確保しつつ、生成物の蓄積・固着に起因する弊害を回避できることが望まれる。

【0007】

本発明の目的は、この点に鑑みて、排気性能に影響を及ぼすことなく、生成物の蓄積・固着に起因する弊害をより確実に防止できるようにした真空ポンプを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の真空ポンプは、
ポンプ室と、
前記ポンプ室内に、平行な回転中心線周りに回転可能に配置した一対のポンプロータと、
各ポンプロータにおける前記回転中心線の方向の両側のロータ端面と、
前記ポンプ室における前記回転中心線の方向の両側に位置し、前記ロータ端面のそれぞれに対峙しているポンプ室内側端面と
を備えており、
前記ロータ端面のそれぞれには、ロータ端面凸部およびロータ端面凹部が形成されており、
前記ロータ端面凸部として、前記ロータ端面の外周縁に沿って当該外周縁の全周に亘って、外周縁側凸部が形成されており、
前記ロータ端面凹部は、前記ロータ端面における前記外周縁側凸部に囲まれた部分に形成されており、
対峙する前記ロータ端面と前記ポンプ室内側端面との間において、前記ロータ端面凸部は、第１隙間で、前記ポンプ室内側端面に対峙し、前記ロータ端面凹部は、前記第１隙間よりも広い第２隙間で前記ポンプ室内側端面に対峙している。

【0009】

本発明の真空ポンプにおいて、ポンプロータのロータ端面に形成した外周縁側凸部は、狭い第１隙間でポンプ室内側端面に対峙している。回転するポンプロータの外周縁の全周に亘って、狭い第１隙間の気体シール部が形成される。これにより、ポンプ排気性能が確保される。ポンプロータのロータ端面において、その外周縁側凸部によって取り囲まれているロータ端面凹部は、第１隙間よりも広い第２隙間で、ポンプ室内側端面に対峙する。第２隙間を十分に広くしておけば、このロータ端面凹部に溜まった生成物がポンプ室内周端面とポンプロータのロータ端面との間に挟み込まれ、ポンプロータの回転に支障を来すことがない。ポンプロータのロータ端面において、気体シール部として機能する外周縁側凸部は狭い幅で形成しておけばよく、その内側の広い面積のロータ端面部分を、広い第２隙間で、ポンプ室内側端面に対峙させることができる。

【0010】

本発明によれば、気体シール性を確保するために狭い第１隙間でポンプ室内側端面に対峙させる部分の面積を小さくでき、生成物の蓄積・堆積に起因する弊害を回避するために広い第２隙間でポンプ室内側端面に対峙させる部分の面積を大きくできる。よって、排気性能を維持しつつ、生成物の蓄積・固着に起因する弊害を確実に解消可能な真空ポンプが得られる。また、ポンプ室内側端面に対して狭い第１隙間を保った状態で回転するポンプロータのロータ端面の外周縁側凸部は、ポンプ室内側端面に蓄積・固着した生成物を掻き取る掻き取り部としても機能するので、ポンプ室内側端面に対する生成物の堆積を抑制あるいは防止できる。

【0011】

本発明において、生成物が多く堆積しやすい排気口側の部分に、より広い隙間の部分を形成することが望ましい。このために、本発明では、ポンプ室内側端面に凹部を形成する。凹部は、ポンプ室内側端面において、ポンプロータの回転中心線に対して排気側の位置に形成される。この凹部は、第１隙間よりも広い第３隙間で、ロータ端面凸部に対峙する。

【0012】

ポンプロータが回転すると、ロータ端面は、ポンプ室内側端面に沿って、そこに形成した凹部に対峙する状態を経由して移動する。ロータ端面の側のロータ端面凹部が、ポンプ室内側端面の凹部に対峙した状態では、ロータ端面と凹部との間に、第２隙間よりも広い隙間が形成される。このように排気側に大きな隙間の部分が形成されるので、生成物の堆積量が多い排気口側において、生成物がポンプ室内側端面とポンプロータのロータ端面との間に詰まることに起因する弊害を確実に回避できる。

【0013】

次に、本発明では、ロータ端面凸部として、ロータ端面の長径位置において、当該ロータ端面の一方の外周縁端から他方の外周縁まで直線状に延びる直線状凸部を形成する。直線状凸部は、外周縁側凸部よりもポンプ室内側端面の側に突出した端面部分である。

【0014】

ポンプロータが回転すると、ロータ端面の直線状凸部は、第１隙間よりも狭い隙間で、ポンプ室内側端面に対峙した状態で、当該ポンプ室内側端面に沿って移動する。ポンプ室内側端面に付着あるいは堆積する生成物を、回転するポンプロータの直線状凸部によって効率良く掻き取ることができる。これにより、ポンプ室内側端面に、第１隙間に対応する厚さの生成物が堆積することがない。この結果、第１隙間で対峙する第１ロータ端面部分とポンプ内側端面との間に生成物が詰まり、ポンプロータの回転が阻害されるなどの弊害を確実に除去できる。

【0015】

ポンプ室は、筒状のケーシング本体と、ケーシング本体の両端に取り付けたサイドプレートとによって構成することができる。この場合、ケース本体の内周面と、サイドプレートのそれぞれのプレート内側端面との間に、ポンプ室が形成される。サイドプレートのそれぞれのプレート内側端面によってポンプ室内側端面が規定される。

【0016】

本発明を多段真空ポンプに適用する場合には、ケーシング本体と各段のサイドプレートによって区切られるポンプ室内において生成物の蓄積・固着が生じる。したがって、各段のポンプロータのロータ端面に、ロータ端面凸部およびロータ端面凹部を形成すればよい。また、各段のポンプ室のポンプ室内側端面に内側端面凹部を形成すればよい。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】（ａ）は本発明を適用した２段真空ポンプをＡ－Ａ線で切断した場合の概略断面図であり、（ｂ）は２段真空ポンプをＢ－Ｂ線で切断した場合の概略断面図であり、（ｃ）は２段真空ポンプのモータ側の概略端面図である。

【図2】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図１の２段真空ポンプの後段のポンプロータを示す端面図、断面図および反対側の端面図であり、（ｄ）および（ｅ）は、図１の２段真空ポンプのモータ側サイドプレートを示す端面図および断面図である。

【図3】（ａ）は図１の２段真空ポンプの後段のポンプ室を示す概略部分断面図であり、（ｂ）は後段のポンプ室を示す説明図である。

【図4】（ａ）はポンプロータの別の例を示す端面図、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ線で切断した場合の断面図、（ｃ）は（ａ）とは反対側の端面図、（ｄ）は（ｃ）のｄ－ｄ線で切断した場合の断面図、（ｅ）はポンプロータの外周面を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る真空ポンプを説明する。以下に述べる真空ポンプは２段真空ポンプであるが、本発明は単段の真空ポンプ、３段以上の多段真空ポンプにも同様に適用可能である。また、以下の例は、ポンプロータとして、マユ型ロータを用いた場合である。ポンプロータの形状は、マユ型に限定されるものではないことは勿論である。

【0019】

（全体構成）
図１は本実施の形態に係る２段真空ポンプを示し、（ａ）はポンプ中心軸線を含む水平面（図１（ｃ）のＡ－Ａ線の位置）で切断した場合の概略断面図であり、図１（ｂ）は、ポンプ中心軸線を含む水平面（図１（ｃ）のＢ－Ｂ線の位置）で切断した場合の概略断面図であり、図１（ｃ）はモータ側の端面図である。

【0020】

２段真空ポンプ１（以下、単に、真空ポンプ１と呼ぶ。）は、前段のポンプ室２ａおよび後段のポンプ室２ｂ、モータ３、並びにギヤ室４を備えている。ポンプ室２ａ、２ｂを挟み、後段のポンプ室２ｂの側にモータ３が配置され、前段のポンプ室２ａの側にギヤ室４が配置されている。ポンプ室２ａ、２ｂは、筒状のケーシング本体６と、その一方の端を封鎖しているモータ側サイドプレート７と、ケーシング本体６の他方の端を封鎖しているギヤ室側サイドプレート８から構成されている。

【0021】

ケーシング本体６の内部は、仕切りプレート９によって、ポンプ中心軸線１ａの方向に仕切られている。ケーシング本体６の内周面部分６ａと、ギヤ室側サイドプレート８の端面であるポンプ室内側端面８ａと、仕切りプレート９の一方の端面であるポンプ室内側端面９ａとの間に、容積の大きな前段の真空側のポンプ室２ａが形成されている。また、ケーシング本体６の内周面部分６ｂと、仕切りプレート９の他方の端面であるポンプ室内側端面９０と、モータ側サイドプレート７の端面であるポンプ室内側端面７０との間に、容積の小さな後段の大気側のポンプ室２ｂ（最終段のポンプ室）が形成されている。

【0022】

ポンプ室２ａは、ケーシング本体６に形成した吸気口１０に連通しており、ポンプ室２ｂは、ケーシング本体６に形成した排気口１１に連通している。ポンプ室２ａの排気側は、ケーシング本体６内に形成した連通路１２を介して、ポンプ室２ｂの吸気側に連通している。モータ側サイドプレート７にはモータ３が取り付けられている。反対側のギヤ室４は、ギヤ室側サイドプレート８と、ここに取り付けたギヤカバー１３とによって封鎖されている。

【0023】

ポンプ室２ａ、２ｂには、仕切りプレート９を貫通して、駆動側のロータ軸１４および従動側のロータ軸１５が配置されている。ロータ軸１４、１５は、一定の間隔を開けて平行に延びている。駆動側のロータ軸１４の回転中心線がポンプ中心軸線１ａである。ロータ軸１４、１５には、それぞれ、ポンプロータ１６ａ、１６ｂ、ポンプロータ３０ａ、３０ｂが取り付けられている。一対のポンプロータ１６ａ、１６ｂは前段のポンプ室２ａ内に位置し、一対のポンプロータ３０ａ、３０ｂは後段のポンプ室２ｂ内に位置している。ポンプロータ３０ａ、３０ｂは同一形状をしているので、以下の説明においては、これらを纏めて、ポンプロータ３０として説明する場合もある。

【0024】

駆動側のロータ軸１４のモータ側の軸端部１４ａは、モータ側サイドプレート７に取り付けた軸受２１によって支持されていると共に、モータ３の側に延びて、モータ軸２２に連結されている。ロータ軸１４のギヤ室側の軸端部１４ｂは、ギヤ室側サイドプレート８に取り付けた軸受２３によって支持されていると共に、ギヤ室４の内部まで延びている。従動側のロータ軸１５のモータ側の軸端部１５ａはモータ側サイドプレート７に取り付けた軸受２４によって支持されており、そのギヤ室側の軸端部１５ｂはギヤ室側サイドプレート８に取り付けた軸受２５によって支持されていると共に、ギヤ室４の内部まで延びている。双方のロータ軸１４、１５のギヤ室側の軸端部１４ｂ、１５ｂは歯車列２６を介して連結され、ロータ軸１４が回転すると、ロータ軸１５は逆方向に同期して回転するようになっている。

【0025】

（ポンプロータ、モータ側サイドプレート）
図２（ａ）は真空ポンプ１の後段のポンプロータ３０を示す端面図であり、図２（ｂ）はその断面図であり、図２（ｃ）はその反対側の端面図である。図２（ｄ）および（ｅ）は、モータ側サイドプレート７を示す端面図および断面図である。また、図３（ａ）は後段のポンプ室２ｂを示す概略部分断面図であり、図３（ｂ）は後段のポンプ室２ｂを示す説明図である。

【0026】

これらの図を参照して説明すると、ポンプロータ３０は、全体として、マユ型の輪郭形状をしている。ポンプロータ３０は、一定幅のロータ外周面３１と、両側のロータ端面３２、３３とを備えている。ポンプロータ３０の中心には、その厚さ方向に、円形断面の軸穴３４が貫通している。軸穴３４の両端が、ロータ端面３２、３３に開口している。ロータ外周面３１は、微小隙間で、ポンプ室２ｂの内周面であるケーシング本体６の内周面部分６ｂに対峙している。一方のロータ端面３２は、ポンプ中心軸線１ａの方向から、微小隙間で、ポンプ室２ｂの一方のポンプ室内側端面９０である仕切りプレート９の内側端面に対峙している。他方のロータ端面３３は、ポンプ中心軸線１ａの方向から、微小隙間で、ポンプ室２ｂの他方のポンプ室内側端面７０であるモータ側サイドプレート７の内側端面に対峙している。

【0027】

ポンプロータ３０が回転すると、そのロータ外周面３１は、一定の微小隙間を保った状態で、ポンプ室２ｂの内周面部分６ｂに沿って移動する。これに対して、ポンプロータ３０の両側のロータ端面３２、３３は、一部は微小な第１隙間Δ１を保った状態でポンプ室内側端面７０、９０に沿って移動し、残りの部分は広い第２隙間Δ２を保った状態で、ポンプ室内側端面７０、９０に沿って移動する。

【0028】

ポンプロータ３０のロータ端面３２、３３の形状を説明する。まず、仕切りプレート９の内側端面であるポンプ室内側端面９０に対峙するロータ端面３２について説明する。ロータ端面３２には、ロータ端面凸部３２ａおよびロータ端面凹部３２ｂが形成されている。ロータ端面凸部３２ａに対して、ロータ端面凹部３２ｂは所定寸法だけ後退した端面部分である。本例では、ロータ端面凸部３２ａの凸面は、ポンプ中心軸線１ａに直交する平面によって規定されており、ロータ端面凹部３２ｂの凹面も、ポンプ中心軸線１ａに直交する平面によって規定されている。凸面を凸曲面によって規定し、凹面を凹曲面によって規定することも可能である。

【0029】

本例では、ロータ端面凸部３２ａとして、ロータ端面３２の外周縁に沿って当該外周縁の全周に亘って、外周縁側凸部３２ｃが形成されている。また、ロータ端面凸部３２ａとして、ロータ端面３２における軸穴３４の全周を取り囲む状態に、内周縁側凸部３２ｄが形成されている。外周縁側凸部３２ｃと内周縁側凸部３２ｄは、所定幅、同一高さの凸部であり、軸穴３４の外周側の部分で相互に繋がっている。本例では、ロータ端面３２の中心回りに、外周縁側凸部３２ｃと内周縁側凸部３２ｄは、それぞれ、回転対称の形状をしている。ロータ端面凹部３２ｂは、ロータ端面３２における外周縁側凸部３２ｃと内周縁側凸部３２ｄによって囲まれた部分に形成されている。本例では、ロータ端面凹部３２ｂは円形の一定深さの凹部であり、ロータ端面３２の中心回りに、回転対称の位置に形成されている。

【0030】

ロータ端面３２に対峙するポンプ室内側端面９０である仕切りプレート９の内側端面は、ポンプ中心軸線１ａに直交する平面である。したがって、対峙するロータ端面３２とポンプ室内側端面９０との間において、ロータ端面凸部３２ａ、すなわち、外周縁側凸部３２ｃおよび内周縁側凸部３２ｄは、微小な第１隙間Δ１で、内側端面９０に対峙する。これに対して、ロータ端面凹部３２ｂは、第１隙間Δ１よりも広い第２隙間Δ２で、内側端面９０に対峙する。

【0031】

次に、モータ側サイドプレート７の内側端面であるポンプ室内側端面７０に対峙しているポンプロータ３０のロータ端面３３の形状を説明する。ロータ端面３３の形状は基本的にロータ端面３２と同様であり、ロータ端面凸部３３ａおよびロータ端面凹部３３ｂが形成されている。ロータ端面凸部３３ａに対して、ロータ端面凹部３３ｂは後退した端面部分である。ロータ端面凸部３３ａの凸面は、ポンプ中心軸線１ａに直交する平面によって規定されており、ロータ端面凹部３３ｂの凹面も、ポンプ中心軸線１ａに直交する平面によって規定されている。凸面を凸曲面によって規定し、凹面を凹曲面によって規定することも可能である。

【0032】

本例では、ロータ端面凸部３３ａとして、ロータ端面３３の外周縁に沿って当該外周縁の全周に亘って、外周縁側凸部３３ｃが形成されている。また、ロータ端面凸部３３ａとして、ロータ端面３３における軸穴３４の全周を取り囲む状態に、内周縁側凸部３３ｄが形成されている。外周縁側凸部３３ｃと内周縁側凸部３３ｄは、所定幅で同一高さの凸部であり、軸穴３４の外周側の部分で相互に繋がっている。

【0033】

ロータ端面３３の中心回りに、外周縁側凸部３３ｃと内周縁側凸部３３ｄは、それぞれ、回転対称の形状をしている。ロータ端面凹部３３ｂは、ロータ端面３３における外周縁側凸部３３ｃと内周縁側凸部３３ｄによって囲まれた部分に形成されている。本例では、ロータ端面凹部３３ｂは円形の一定深さの凹部であり、ロータ端面３３の中心回りに、回転対称の位置に形成されている。

【0034】

次に、図２（ｄ）、（ｅ）を参照して、ロータ端面３３に対峙するポンプ室内側端面７０であるモータ側サイドプレート７の内側端面の形状を説明する。ポンプ室内側端面７０は、ポンプ中心軸線１ａに直交する平面によって規定されている。ポンプ室内側端面７０には、ロータ軸１４、１５の軸端部１４ａ、１５ａが貫通して延びる一対の円形断面の軸穴７１、７２が左右対称の位置に開口している。軸穴７１、７２と、排気通路用凹部７３との間には、一定深さの凹部７４が形成されている。排気通路用凹部７３および凹部７４は、相互に繋がっており、ポンプ室内側端面７０から、析出する生成物厚に対し十分な深さを持つ平坦な凹部である。内側端面凹部７４と軸穴７１、７２との間には、所定幅のポンプ室内側端面７０の部分７０ａが介在している。

【0035】

対峙するロータ端面３３とポンプ室内側端面７０との間において、ロータ端面凸部３３ａ、すなわち、外周縁側凸部３３ｃおよび内周縁側凸部３３ｄは、微小な第１隙間Δ１で、ポンプ室内側端面７０に対峙する。これに対して、ロータ端面凹部３３ｂは、第１隙間Δ１よりも広い第２隙間Δ２で、ポンプ室内側端面７０に対峙する。また、ロータ端面３３のロータ端面凹部３３ｂが、ポンプ室内側端面７０に形成した凹部７４に対峙する状態では、これらの間には、第２隙間Δ２よりも広い第３隙間Δ３が形成される。

【0036】

本例の真空ポンプ１においては、最終段のポンプ室２ｂにおいて、ポンプロータ３０の両側のロータ端面３２、３３の外周縁および内周縁に沿って、ロータ端面凸部３２ａ（外周縁側凸部３２ｃ、３２ｄ）および３３ａ（外周縁側凸部３３ｃ、内周縁側凸部３３ｄ）を形成し、これらの間に、ロータ端面凹部３２ｂ、３３ｂを形成してある。気体シール部として機能するロータ端面凸部３２ａ、３３ａを除いたロータ端面凹部３２ｂ、３３ｂ（段差部）は、対峙するポンプ室内側端面７０、９０に対して、大きな第２隙間Δ２が確保される。したがって、ロータ端面３２、３３と、ポンプ室内側端面７０、９０との間における生成物の蓄積・固着のリスクを大幅に軽減できる。

【0037】

また、ロータ端面３２、３３における狭い第１隙間Δ１でポンプ室内側端面７０、９０に対峙しているロータ端面凸部３２ａ、３３ａ（気体のシール部として機能する部分）の面積を小さくできる。よって、生成物に起因したポンプロータ３０の回転抵抗の増加を抑制でき、ポンプロータ３０の回転停止のリスクを小さくできる。また、ポンプ停止後の生成物が介在した状態での再起動時においても、ロータ端面３２、３３の気体のシール部として機能するロータ端面凸部３２ａ、３３ａの面積を小さくすることができる。これにより、生成物との接触面積も小さくなるので、回転に必要なトルクが小さくなり、再起動性の向上が期待できる。

【0038】

さらに、排気口１１に連通しているポンプ室内側端面７０の部分には、凹部７４が形成されている。凹部７４とポンプロータ３０のロータ端面３３との間には最も広い第３隙間Δ３が形成される。生成物が他の部分に比べて多く生成される排気口側の部分に広い隙間の部分を形成してあるので、生成物の蓄積、固着に起因する弊害を確実に解消できる。

【0039】

また、図３（ｂ）に示すように、ポンプ室２ｂにおいて、最も広い第３隙間が形成される排気側の凹部７４の形成領域部分は、第１隙間Δ１の気体シール部分によって、吸気側と分離された状態が維持される。すなわち、ポンプロータ３０のロータ端面３３に形成されているロータ端面凸部３３ａによって規定される狭い第１隙間Δ１の部分によって、ポンプ室２ｂにおいて吸気側と排気側とが分離されるように、凹部７４が形成されている。広い隙間Δ２、Δ３の部分を介して、吸気側と排気側とが連通する状態が形成されることがない。よって、真空ポンプ１の排気性能の低下を回避しつつ、生成物の蓄積、固着に起因する弊害を解消できる。

【0040】

さらには、ロータ端面３２、３３の外周縁に沿って外周縁側凸部３２ｃ、３３ｃが形成されている。ロータ回転中に析出してポンプ室内側端面７０、９０に堆積した生成物を、当該ポンプ室内側端面７０、９０に沿って移動する外周縁側凸部３２ｃ、３３ｃによって掻き落とす効果も期待できる。

【0041】

図４には、ポンプロータ３０の代わりに用いることのできるポンプロータを示してある。このポンプロータ３０Ａは、ロータ端面３２、３３による生成物の掻き落とし効果を高める構造を備えている。図４（ａ）はポンプロータ３０Ａを示す端面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ－ｂ線で切断した場合の断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）とは反対側の端面図であり、（ｄ）は（ｃ）のｄ－ｄ線で切断した場合の断面図である。また、図４（ｅ）はポンプロータ３０Ａの外周面を示す説明図であり、その一部を取り出して拡大して示してある。

【0042】

本例のポンプロータ３０Ａの基本構成はポンプロータ３０と同一であるので、図４においてポンプロータ３０の各部位と対応する部位には同一符号を付し、それらの説明は省略する。本例のポンプロータ３０Ａでは、そのロータ端面３３に、直線状凸部３５が形成されている。

【0043】

図４（ｃ）において、一点鎖線Ｌは、ロータ端面３３の長径位置を示す。直線状凸部３５は一定幅の線状凸部であり、長軸位置Ｌにおいて、当該ロータ端面３３の一方の外周縁端３３ｅから他方の外周縁端３３ｆまで延びている。また、直線状凸部３５は、ロータ端面凸部３３ａ（外周縁側凸部３３ｃ、内周縁側凸部３３ｄ）よりもポンプ室内側端面７０の側に突出している。

【0044】

ポンプロータ３０Ａが回転すると、直線状凸部３５は、第１隙間Δ１よりも狭い第４隙間で、ポンプ室内側端面７０に沿って移動する。第４隙間は、直線状凸部３５がポンプ室内側端面７０に接触しない範囲で、なるべく狭くする。これにより、ポンプ室内側端面７０に付着、堆積した生成物が効果的に直線状凸部３５によって掻き取られる。ロータ端面３３とポンプ室内側端面７０との間に生成物が詰まり、ロータ回転に支障を来すなどの弊害を確実に解消できる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】