特許 7514609 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】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20240704BHJP

【ＦＩ】

F04D19/04 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019195540

(22)【出願日】2019-10-28

(65)【公開番号】P2021067253

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-09-02

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】508275939

【氏名又は名称】エドワーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三輪田 透

(72)【発明者】

【氏名】高井 慶行

【審査官】大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１８８７３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２８０６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９６３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１８０９８８（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】

吸気口を備えた外装体と、前記外装体の内部に立設したステータコラムと、前記ステータコラムの外周を囲む形状の回転体と、を備え、前記回転体の回転により前記吸気口からガスを吸気する真空ポンプにおいて、
前記外装体は、水冷管を内部に配設した水冷スペーサを含む複数の部品で構成され、
前記水冷スペーサは、機械的材料特性として５％以上の伸びを有するアルミニウム合金の鋳物材で構成され、
前記外装体の内部には、前記吸気口から吸気されたガスを加熱するためのヒータスペーサが配設され、
前記水冷スペーサは、前記外装体の軸方向における先端側に位置する第１フランジ部と、基端側に位置する第２フランジ部と、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部を繋ぐ胴体部と、を有し、
前記胴体部には、前記ヒータスペーサに取り付けられるヒータを挿入するための孔が設けられ、
前記第１フランジ部および前記第２フランジ部の外径が前記胴体部の外径より大きいことにより、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部の外周面と前記胴体部の外周面との間に段差が形成され、
前記胴体部は、前記孔に挿入された前記ヒータの電気配線を巻き付けて収納するための収納部として機能し、
前記段差の大きさは、前記ヒータの電気配線が、前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部の外周面より径方向の外側にはみ出さない大きさである
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
前記外装体は、その軸方向において基端側に位置するベースと、先端側に位置するケースと、前記ベースおよび前記ケースの間に位置する前記水冷スペーサと、を含んで構成される
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項3】

請求項２に記載の真空ポンプにおいて、
前記回転体には複数の動翼が多段に配設され、
前記ケース内には前記複数の動翼に対向するように複数の固定翼が多段に配設され、
前記水冷スペーサは、前記複数の固定翼の少なくとも１つと熱的に直接あるいは間接的に接触している
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載の真空ポンプにおいて、
前記ヒータスペーサは、前記回転体と前記水冷スペーサとの間に位置している
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項5】

請求項４に記載の真空ポンプにおいて、
前記ヒータスペーサの内周面には真空圧が作用し、前記ヒータスペーサの外周面および前記水冷スペーサの内周面には大気圧が作用し、前記水冷スペーサの外周面には大気圧が作用する構成である
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項6】

請求項４または５に記載の真空ポンプにおいて、
前記水冷スペーサは、前記外装体の軸方向における基端側で、前記外装体の径方向の位置決めがなされ、
前記水冷スペーサと前記ヒータスペーサとの少なくとも先端側には前記外装体の径方向において隙間が形成される
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項7】

請求項６に記載の真空ポンプにおいて、
前記第２フランジ部により前記外装体の径方向の位置決めがなされ、
前記第１フランジ部に前記水冷管が埋設されている
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項8】

請求項１～３の何れか１項に記載の真空ポンプにおいて、
前記水冷スペーサの内周面には真空圧が作用し、前記水冷スペーサの外周面には大気圧が作用する構成である
ことを特徴とする真空ポンプ。

【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】

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には、「吸気口を備えた外装体と、外装体の内部に立設したステータコラムと、ステータコラムの外周を囲む形状の回転体と、回転体を回転可能に支持する支持手段と、回転体を回転駆動する駆動手段と、を備え、回転体の回転により吸気口からガスを吸気する真空ポンプにおいて、ステータコラムは、機械的材料特性として５％以上の伸びを有するアルミニウム合金の鋳物材で構成される」ことが記載されている（要約参照）。

【0003】

この特許文献１によれば、ステータコラムを５％以上の伸びを有するアルミニウム合金の鋳物材で構成したので、万が一、回転体の破壊エネルギがステータコラムに作用した場合でも、ステータコラムの伸びによってそのような破壊エネルギを十分吸収することができ、破壊エネルギによるステータコラムの亀裂や、ステータコラムの破損による破片が吸気口から飛び出すなどの不具合を防止できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－９６３３６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、真空ポンプには、その外装体の一部品である水冷スペーサによって内装部品を冷却する構成を採用している場合がある。また、そのような水冷スペーサには水冷管が内部に埋設されており、水冷管を流れる水によって真空ポンプの内装部品が冷却される構成となっている。この構成の場合、回転体の破壊エネルギによって生じた真空ポンプの内装部品の破片などが外装体よりも外へ飛び出すことは、まずは避けなければならない。また、この破片が外装体の一部品である水冷スペーサにも作用して、水冷管が破損する可能性もある。例えば、水冷管に亀裂が生じた場合は、真空ポンプが使われる半導体製造装置等を浸水させ、故障させる虞がある。よって、真空ポンプの外装体の一部品として水冷スペーサを用いる場合、この水冷スペーサには、より高い信頼性が求められる。しかしながら、特許文献１では、内装部品の破壊に起因する水冷スペーサの破損を防止する技術については何ら言及されておらず、改良の余地が残されている。

【0006】

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、内装部品の破壊に起因する、外装体の一部品である水冷スペーサの破損を防止できる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】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、吸気口を備えた外装体と、前記外装体の内部に立設したステータコラムと、前記ステータコラムの外周を囲む形状の回転体と、を備え、前記回転体の回転により前記吸気口からガスを吸気する真空ポンプにおいて、前記外装体は、水冷管を内部に配設した水冷スペーサを含む複数の部品で構成され、前記水冷スペーサは、機械的材料特性として５％以上の伸びを有するアルミニウム合金の鋳物材で構成され、前記外装体の内部には、前記吸気口から吸気されたガスを加熱するためのヒータスペーサが配設され、前記水冷スペーサは、前記外装体の軸方向における先端側に位置する第１フランジ部と、基端側に位置する第２フランジ部と、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部を繋ぐ胴体部と、を有し、前記胴体部には、前記ヒータスペーサに取り付けられるヒータを挿入するための孔が設けられ、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部の外径が前記胴体部の外径より大きいことにより、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部の外周面と前記胴体部の外周面との間に段差が形成され、前記胴体部は、前記孔に挿入された前記ヒータの電気配線を巻き付けて収納するための収納部として機能し、前記段差の大きさは、前記ヒータの電気配線が、前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部の外周面より径方向の外側にはみ出さない大きさであることを特徴とする。

【0008】

また、上記構成において、前記外装体は、その軸方向において基端側に位置するベースと、先端側に位置するケースと、前記ベースおよび前記ケースの間に位置する前記水冷スペーサと、を含んで構成されても良い。

【0009】

また、上記構成において、前記回転体には複数の動翼が多段に配設され、前記ケース内には前記複数の動翼に対向するように複数の固定翼が多段に配設され、前記水冷スペーサは、前記複数の固定翼の少なくとも１つと熱的に直接あるいは間接的に接触している構成としても良い。

【0010】

また、上記構成において、前記ヒータスペーサは、前記回転体と前記水冷スペーサとの間に位置している構成としても良い。

【0011】

また、上記構成において、前記ヒータスペーサの内周面には真空圧が作用し、前記ヒータスペーサの外周面および前記水冷スペーサの内周面には大気圧が作用し、前記水冷スペーサの外周面には大気圧が作用する構成としても良い。

【0012】

また、上記構成において、前記水冷スペーサは、前記外装体の軸方向における基端側で、前記外装体の径方向の位置決めがなされ、前記水冷スペーサと前記ヒータスペーサとの少なくとも先端側には前記外装体の径方向において隙間が形成される構成としても良い。

【0013】

また、上記構成において、前記第２フランジ部により前記外装体の径方向の位置決めがなされ、前記第１フランジ部に前記水冷管が埋設されている構成としても良い。

【0014】

また、上記構成において、前記水冷スペーサの内周面には真空圧が作用し、前記水冷スペーサの外周面には大気圧が作用する構成としても良い。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、真空ポンプの内装部品の破壊に起因する水冷スペーサの破損を防止できる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係る真空ポンプの断面図である。

【図2】図１に示す水冷スペーサの平面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

【図4】図１の要部拡大図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る真空ポンプの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0019】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る真空ポンプの断面図である。図１に示すように、第１実施形態に係る真空ポンプＰ１は、ガス排気機構としてターボ分子ポンプ機構部Ｐｔとネジ溝ポンプ機構部Ｐｓを備えた複合ポンプであって、例えば、半導体製造装置、フラット・パネル・ディスプレイ製造装置、ソーラー・パネル製造装置におけるプロセスチャンバやその他の密閉チャンバのガス排気手段等として利用される。なお、特に断らない限り、上下方向は図１に示す通りであり、下側が基端側、上側が先端側である。

【0020】

外装体１は、真空ポンプＰ１の外殻を形成するものであって、複数の部品で構成されている。具体的には、外装体１は、上ケース（ケース）１０と、中間スペーサ３０と、水冷スペーサ２０と、断熱スペーサ３１と、ベース部３Ａと、を備える。外装体１は、ベース部３Ａを底部とする略円筒形状から成り、その内部空間に後述する各種内装部品が設置される。これら各部品は同軸上に配置され、ボルト等の締結部材で一体に連結されている。

【0021】

各部品が基端側（下側）から先端側（上側）に向かって軸方向に積み重なることにより、真空ポンプＰ１の高さ寸法が定められる。そのため、例えば水冷スペーサ２０は、真空ポンプＰ１の高さ方向の位置決め用の部品として機能する。なお、本実施形態において、ベース部３Ａはステータコラム３と一体化されているが、ベース部３Ａとステータコラム３とは別体でも良い。

【0022】

さらに、本実施形態では、中間スペーサ３０および水冷スペーサ２０の内側に、断熱スペーサ３５およびヒータスペーサ１５（後述）が設けられている。上ケース１０と中間スペーサ３０とはシールリング５０によりシールされ、中間スペーサ３０と断熱スペーサ３５とはシールリング５１によりシールされ、断熱スペーサ３５とヒータスペーサ１５とはシールリング５２によりシールされ、ヒータスペーサ１５と断熱スペーサ３１とはシールリング５３によりシールされ、断熱スペーサ３１とベース部３Ａとはシールリング５４によりシールされている。シールリング５０，５１，５２，５３，５４に関しては、一般的には、Ｏリングが用いられる。

【0023】

これにより、外装体１の内面、具体的には、上ケース１０、中間スペーサ３０、断熱スペーサ３５、ヒータスペーサ１５、断熱スペーサ３１、およびベース部３Ａのそれぞれの内周面には真空圧が作用し、ヒータスペーサ１５の外周面および外装体１の外面には大気圧が作用する。なお、水冷スペーサ２０はヒータスペーサ１５の外側に配置されており、シールリング５１，５２，５３によって真空圧が作用する空間と遮断されているため、水冷スペーサ２０の内周面および外周面に作用する圧力は大気圧である。

【0024】

上ケース１０の上端部側は吸気口１Ａとして開口しており、また、ベース部３Ａの上方には排気口２が設けられている。つまり、外装体１は吸気口１Ａと排気口２を備えた構成になっている。図示は省略するが、吸気口１Ａは例えば半導体製造装置のプロセスチャンバ等、高真空となる図示しない密閉チャンバに接続され、排気口２は図示しない補助ポンプに連通接続される。

【0025】

水冷スペーサ２０は、詳細は後述するが、円筒状に形成されており、その内部に水冷管２１が配設されている。水冷管２１は、円周方向に沿って略一周配設されている。水冷スペーサ２０は、機械的材料特性として５％以上の伸びを有するアルミニウム合金の鋳物材で構成されている。本実施形態では、アルミニウム合金鋳物の材料として、例えば、ＪＩＳ ＡＣ４ＣＨ－Ｔ６を用いているが、５％以上の伸びを有するアルミニウム合金鋳物であれば何れの材料であっても良い。

【0026】

ここで、「伸び」とは、金属材料（本実施形態では、アルミニウム合金）の試験片を引っ張り試験機で引っ張った場合において、破断時における試験片の長さとその試験片の元の長さとの比をいう。具体的には、試験片の元の長さをＬ、破断時における試験片の長さをＬ＋ΔＬとした場合に、前記「伸び」とはΔＬ／Ｌを％で表した数値である。

【0027】

また、水冷管２１は例えばステンレス製のチューブから成り、水冷スペーサ２０に埋設されている。この水冷管２１には真空ポンプＰ１の内装部品を冷却するために水が流れている。なお、水の代わりにクーラント等の各種冷却用の媒体が用いられて良い。即ち、水冷管２１を流れる流体は水に限定されない。この水冷スペーサ２０は、中間スペーサ３０を介して内装部品である複数の固定翼７のうち少なくとも１つと熱的に接触しており、水冷管２１を流れる水により、複数の固定翼７が冷却される。

【0028】

ここで、「熱的に接触」とは、熱交換可能に接続されていることと同義である。よって、固定翼７と水冷スペーサ２０とは中間スペーサ３０を介して熱交換可能に構成されているとも言える。勿論、中間スペーサ３０を介することなく、固定翼７と水冷スペーサ２０とが直接接触する構成としても良い。即ち、複数の固定翼７の少なくとも１つは、水冷スペーサ２０と熱的に接触し、両者間で直接または間接的に熱交換がなされ、その結果、複数の固定翼７の少なくとも１つが水冷スペーサ２０によって冷却される構成であれば良い。換言すれば、複数の固定翼７の少なくとも１つと水冷スペーサ２０との間に断熱部材が介在しない構成にすれば良い。なお、符号４９は水冷スペーサ２０の温度を検出するための温度センサである。

【0029】

外装体１の内部にはステータコラム３が立設されている。特に、図１の真空ポンプＰ１において、ステータコラム３は外装体１内の中央部に位置しており、上述したように、ステータコラム３の下部に一体的に形成されたフランジ状のベース部３Ａが外装体１の底部を構成している。

【0030】

ステータコラム３の外側には回転体４が設けられている。また、ステータコラム３の内側には、回転体４をその径方向および軸方向に支持する支持手段としての磁気軸受ＭＢや回転体４を回転駆動する駆動手段としての駆動モータＭＴなどの各種電装部品が内蔵されている。なお、磁気軸受ＭＢや駆動モータＭＴは公知であるため、その具体的な構成の詳細説明は省略する。

【0031】

回転体４は、ステータコラム３の外周を囲む形状になっている。回転体４は、直径の異なる２つの円筒体（ネジ溝ポンプ機構部Ｐｓを構成する第１の円筒体４Ａと、ターボ分子ポンプ機構部Ｐｔを構成する第２の円筒体４Ｂ）をその筒軸方向に連結部４Ｃで連結した構造、第２の円筒体４Ｂと後述する回転軸４１とを締結するための締結部４Ｄを備えた構造、および、第２の円筒体４Ｂの外周面に後述する複数の動翼６を多段に配置した構造を採用している。勿論、回転体４はこれらの構造に限定されない。

【0032】

回転体４の内側には回転軸４１が設けられており、回転軸４１はステータコラム３の内側に位置し、かつ、締結部４Ｄを介して回転体４に一体に締結されている。そして、かかる回転軸４１を磁気軸受ＭＢで支持することにより、回転体４はその軸方向および径方向所定位置で、回転可能に支持される構造になっており、また、回転軸４１を駆動モータＭＴで回転させることにより、回転体４はその回転中心（具体的には回転軸４１中心）回りに回転駆動される構造になっている。これとは別の構造で回転体４を支持および回転駆動してもよい。

【0033】

真空ポンプＰ１は、回転体４の回転により吸気口１Ａからガスを吸気し、吸気したガスを排気口２から外部へ排気する手段として、ガス流路Ｒ１、Ｒ２を備えている。ガス流路Ｒ１、Ｒ２全体のうち、前半の吸気側ガス流路Ｒ１（回転体４の連結部４Ｃより上流側）は、回転体４の外周面に設けた複数の動翼６と、上ケース１０および断熱スペーサ３５の内周面にスペーサ９を介して固定された複数の固定翼７とによって形成されている。また、後半の排気側ガス流路Ｒ２（回転体４の連結部４Ｃより下流側）は、回転体４の外周面（具体的には、第１の円筒体４Ａの外周面）とこれに対向するネジ溝ポンプステータ８とによりネジ溝状の流路として形成されている。

【0034】

吸気側ガス流路Ｒ１の構成を更に詳細に説明すると、動翼６は、ポンプ軸心（例えば、回転体４の回転中心等）を中心として放射状に並んで複数配置されている。一方、固定翼７は、スペーサ９を介してポンプ径方向及びポンプ軸方向に位置決めされる形式で上ケース１０および断熱スペーサ３５の内周側に配置固定されるとともに、ポンプ軸心を中心として放射状に並んで複数配置されている。そして、放射状に配置された動翼６と固定翼７とがポンプ軸心方向（上下方向）に交互に多段に配置されることにより、吸気側ガス流路Ｒ１が形成されている。

【0035】

吸気側ガス流路Ｒ１では、駆動モータＭＴの起動により回転体４および複数の動翼６が一体に高速回転することにより、吸気口１Ａから上ケース１０内に向けて入射したガス分子に対して、動翼６が下向き方向の運動量を付与する。そして、このような下向き方向の運動量を持ったガス分子が固定翼７によって次段の動翼６側へ送り込まれる。以上のようなガス分子に対する運動量の付与とカス分子の送り込み動作とが繰り返し多段に行われることにより、吸気口１Ａ側のガス分子は、吸気側ガス流路Ｒ１を通じて、排気側ガス流路Ｒ２の方向に順次移行するように排気される。

【0036】

次に、排気側ガス流路Ｒ２の構成を更に詳細に説明すると、ネジ溝ポンプステータ８は、回転体４の下流側外周面（具体的には、第１の円筒体４Ａの外周面。以下も同様）を囲む環状の固定部材であって、かつ、その内周面側が所定隙間を隔てて回転体４の下流側外周面と対向するように配置されている。

【0037】

さらに、ネジ溝ポンプステータ８の内周部にはネジ溝８Ａが形成されている。ネジ溝８Ａは、その深さが下方に向けて小径化したテーパコーン形状に変化し、ネジ溝ポンプステータ８の上端から下端にかけて螺旋状に形成されている。

【0038】

そして、図１の真空ポンプＰ１では、回転体４の下流側外周面とネジ溝ポンプステータ８の内周部とが対向することで、ネジ溝状のガス流路として排気側ガス流路Ｒ２を形成している。これとは別の実施形態として、例えば、ネジ溝８Ａを回転体４の下流側外周面に設けることにより、前記のような排気側ガス流路Ｒ２が形成される構成を採用することも可能である。

【0039】

排気側ガス流路Ｒ２では、駆動モータＭＴの起動により回転体４が回転すると、吸気側ガス流路Ｒ１からガスが流入し、ネジ溝８Ａと回転体４の下流側外周面でのドラッグ効果により、その流入したガスを遷移流から粘性流に圧縮しながら移送する形式で排気する。

【0040】

ヒータスペーサ１５は、軸方向において、断熱スペーサ３１と断熱スペーサ３５との間に位置しており、ネジ溝ポンプステータ８の外周面を覆うように設けられている。ヒータスペーサ１５は、略円筒状に形成されており、例えば高温時でも耐力の低下が少なく、熱による変形が起こり難いステンレス材料から成る。ヒータスペーサ１５には周方向に沿って複数の孔が設けられており、これらの孔に加熱源であるヒータ４５が挿入されている。ヒータ４５の熱により、ヒータスペーサ１５を介してネジ溝ポンプステータ８が加熱され、排気側ガス流路Ｒ２を流れるガスが加熱される。これにより、排気側ガス流路Ｒ２を流れるガスの液化や固化を防止でき、排気側ガス流路Ｒ２（特にネジ溝８Ａ）内にガス分子が堆積するのを防止できる。その結果、回転体４がガス分子により破損することも防止される。

【0041】

また、ヒータスペーサ１５には、サポートリング５が配設されている。サポートリング５は、加熱されたガスが排気側ガス流路Ｒ２の出口から排気口２までの流路において、後述するように冷却され低温となっているステータコラム３やベース部３Ａ（低温部）に触れ、ガスの温度が低下し液化や固化しない様に、ガスを低温部と隔離する役目を果たしている。

【0042】

また、図１に示すように、外装体１の下部には、ボトムプレート１３が取り付けられており、メンテナンスの際には、ボトムプレート１３を取り外すことにより、磁気軸受ＭＢや駆動モータＭＴを取り出すことができる。なお、符号４７，４８は水冷管であり、これら水冷管４７，４８に流れる水等の冷却媒体により、ステータコラム３が冷却される。

【0043】

次に、水冷スペーサ２０の形状について、図２および図３を用いて詳しく説明する。図２は水冷スペーサ２０の平面図、図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図、図４は図１の要部拡大図である。図２に示すように、水冷スペーサ２０の内部には、周方向に略一周するように水冷管２１が埋設されており、水冷管２１の両端部のうち一方に給水口６２、他方に排水口６３が設けられている。給水口６２には継手４２が、排水口６３に継手４３が設けられている。なお、水冷管２１を複数回周回させるよう構成しても良い。

【0044】

図３に示すように、水冷スペーサ２０は、上フランジ（第１フランジ部）２２、胴体部２４、および下フランジ（第２フランジ部）２３を有しており、上フランジ２２に水冷管２１が埋設されている。胴体部２４の外径は上フランジ２２および下フランジ２３の外径よりも小さい。そのため、上フランジ２２および下フランジ２３と、胴体部２４との外径差により段差が形成されている。即ち、水冷スペーサ２０は、胴体部２４がくびれた断面コ字状に形成されている。

【0045】

この胴体部２４には、ヒータ４５を挿入するための孔２６、排気口２を接続するための孔２７が設けられており、ヒータ４５の電気配線４６（図１参照）は胴体部２４に巻き付けられる。即ち、胴体部２４は、電気配線４６等を収納する収納部として機能する。胴体部２４に電気配線４６を巻き付けることで、電気配線４６が上フランジ２２および下フランジ２３の外周面より外側にはみ出すことはない。

【0046】

また、胴体部２４と上フランジ２２との接続部にはコーナＲ部２５が形成されている。これにより、胴体部２４と上フランジ２２との接続部に亀裂等が生じることが防止される。

【0047】

ここで、図４に示すように、水冷スペーサ２０の下フランジ２３は、断熱スペーサ３１の段差部３１Ａと当接しており、この段差部３１Ａにより水冷スペーサ２０の径方向の位置決めがなされている。これにより、水冷スペーサ２０とヒータスペーサ１５との間には、径方向において、例えば１ｍｍ程度の隙間ＣＬが形成されている。この隙間ＣＬは、低温である水冷スペーサ２０と高温であるヒータスペーサ１５間の熱の授受を抑制する為に設けられており、水冷スペーサ２０の高さ方向（軸方向）の全体に亘って一様に形成されているが、少なくとも水冷管２１が埋設された上フランジ２２側（先端側）に形成されていれば良い。

【0048】

このように構成された第１実施形態に係る真空ポンプＰ１の作用効果について説明する。

【0049】

水冷スペーサ２０を５％以上の伸びを有するアルミニウム合金の鋳物材で構成したので、万一、回転体４の破壊エネルギが水冷スペーサ２０に作用した場合でも、水冷スペーサ２０の伸びによってそのような破壊エネルギを十分吸収することができ、回転体４の破壊で生じた内装部品の破片（例えば、回転体４自身の断片、ステータコラム３の断片、または、駆動モータＭＴ等の電装部品とステータコラム３の断片とを含む塊など）が外部に飛び出すことを防止できる。また、水冷スペーサ２０をアルミニウム合金の鋳物材で製造しているため、水冷スペーサ２０の製造コストを抑えることができる。しかも、水冷スペーサ２０の内周面と外周面とに作用する圧力が大気圧であるため、水冷スペーサ２０を耐圧部材で構成する必要がない。そのため、水冷スペーサ２０のコストをより一層低減できる。

【0050】

さらに、ヒータスペーサ１５と水冷スペーサ２０との間に隙間ＣＬが形成されているため、内装部品の破損による衝撃がヒータスペーサ１５に伝達されても、その衝撃が当該隙間ＣＬにより吸収される。よって、水冷スペーサ２０に衝撃が伝達され難くなり、水冷管２１の亀裂や破損も防止できる。

【0051】

ここで、水冷スペーサ２０の下フランジ２３と断熱スペーサ３１の段差部３１Ａとが当接しているため、断熱スペーサ３１を介して、内装部品の破損による衝撃が下フランジ２３に伝達される可能性がある。この場合であっても、水冷管２１は上フランジ２２に埋設されており、衝撃が作用する下フランジ２３と離れていることから、水冷管２１への衝撃は緩和される。その結果、水冷管２１へのダメージを低減させることが可能となる。

【0052】

以上のように、第１実施形態によれば、信頼性の高い真空ポンプＰ１を得ることができる。

【0053】

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る真空ポンプの断面図である。第２実施形態に係る真空ポンプＰ２は、第１実施形態に係る真空ポンプＰ１と比べて、主にヒータ４５およびヒータスペーサ１５を備えていない点で相違する。そこで、以下、これらの相違点を中心に説明し、第１実施形態と同一の構成については同一符号を付して説明を省略する。

【0054】

図５に示すように、第２実施形態に係る真空ポンプＰ２の外装体１０１は、上ケース１０と、水冷スペーサ１２０と、ベース部１０２と、を備える。外装体１０１は、ベース部１０２を底部とする略円筒形状から成り、その内部空間に後述する各種内装部品が設置される。これら各部品は同軸上に配置され、ボルト等の締結部材で一体に連結されている。

【0055】

さらに、本実施形態では、上ケース１０と水冷スペーサ１２０とはシールリング５０によりシールされ、水冷スペーサ１２０とベース部１０２とはシールリング５４によりシールされている。

【0056】

これにより、外装体１０１の内面、具体的には、上ケース１０、水冷スペーサ１２０、およびベース部１０２のそれぞれの内周面には真空圧が作用し、外装体１の外面には大気圧が作用する。よって、第２実施形態では、水冷スペーサ１２０の内周面と外周面とでは作用する圧力の大きさが異なる。そのため、水冷スペーサ１２０は真空圧を考慮した設計が必要となり、水冷スペーサ１２０の材料は、５％以上の伸びを有するアルミニウム合金の鋳物材であって、この設計条件を満たす材料が用いられる。

【0057】

なお、第２実施形態において、ステータコラム１０３はベース部１０２と別体で構成されており、ステータコラム１０３はベース部１０２に載置されている。

【0058】

第２実施形態に係る真空ポンプＰ２によれば、水冷スペーサ１２０を５％以上の伸びを有するアルミニウム合金の鋳物材で製造しているので、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、第２実施形態に係る真空ポンプＰ２は、ヒータスペーサ１５が不要なため、第１実施形態に係る真空ポンプＰ２と比べて部品点数を低減でき、低コスト化を実現できる。よって、第２実施形態に係る真空ポンプＰ２は、排気側ガス流路Ｒ２を流れるガスの液化や固化の心配がない環境下に好適である。

【0059】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0060】

１，１０１ 外装体
１Ａ 吸気口
２ 排気口
３，１０３ ステータコラム
３Ａ，１０２ ベース部（ベース）
４ 回転体
６ 動翼
７ 固定翼
８ ネジ溝ポンプステータ
８Ａ ネジ溝
１０ 上ケース（ケース）
１５ ヒータスペーサ
２０，１２０ 水冷スペーサ
２１ 水冷管
２２ 上フランジ（第１フランジ部）
２３ 下フランジ（第２フランジ部）
２４ 胴体部
２５ コーナＲ部
３０ 中間スペーサ
３１ 断熱スペーサ
３１Ａ 段差部
３５ 断熱スペーサ
４２，４３ 継手
４５ ヒータ
４６ 電気配線
５０，５１，５２，５３，５４ シールリング
６２ 給水口
６３ 排水口
ＣＬ 隙間
ＭＢ 磁気軸受
ＭＴ 駆動モータ
Ｐ１，Ｐ２ 真空ポンプ
Ｐｔ ターボ分子ポンプ機構部
Ｐｓ ネジ溝ポンプ機構部
Ｒ１，Ｒ２ ガス流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】