【手続補正書】
【提出日】平成16年10月14日(2004.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の容器に連設され該外部の容器内の気体を吸入する吸入口が一端部に形成された外筒部と、
前記外筒部内に回転可能に収納されるロータ部と、
前記外筒部内に配設され、前記ロータ部とともに前記吸入口から吸入された前記気体の移送部を形成するステータ部と、
前記ロータ部を浮上支持する磁気軸受と、
前記ロータ部を回転駆動させるモータ部と、
前記外筒部の他端側において前記外筒部及び前記ステータ部を支持するベースと、
前記外筒部及び前記ステータ部のうちの少なくとも一方と前記ベースとの間に介在配置されて、前記外筒部及び前記ステータ部のうちの前記少なくとも一方を前記ベースに対して変位可能に支持する振動吸収性部材と、を備えた真空ポンプであって、
前記振動吸収性部材は、定格回転数で回転している前記ロータ部の、コニカルモードにおける章動の固有振動数をｆ１とし、パラレルモードにおける固有振動数をｆ２とし、コニカルモードにおける歳差運動の固有振動数をｆ３とした場合に、Ｆ＝（ｆ１＋ｆ３）／２±（ｆ１−ｆ３）／４の関係を満たす固有振動数Ｆを有するものであることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記振動吸収性部材は、シリコンゲルであることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記ステータ部と前記ベースとの間に前記振動吸収性部材が介在配置されており、
前記ステータ部の前記ベースに対する変位可能な範囲を規制する変位規制手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記ステータ部は、前記ベースの表面に略平行に張り出す張出部を備え、
前記張出部にはその周回り方向に複数の規制孔が形成されており、
前記変位規制手段は、前記振動吸収性部材よりも高い剛性の材料で形成され、前記張出部の前記規制孔に遊挿され先端を前記ステータに固定される規制ボルトと、規制部材とを含み、
前記規制部材は、前記規制ボルトの前記軸の周囲に固定され前記張出部の前記規制孔の周面から離間する規制筒と、該規制筒の両端部それぞれから外方に延設され、前記張出部を間にして該張出部から離間して配置される２つの板状部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
外部の容器に連設され該外部の容器内の気体を吸入するための吸入口が形成されたフランジ部と、
前記フランジ部に一端側が連接又は一体成形された外筒部と、
前記外筒部の他端側に連接され、前記フランジ部及び前記外筒部とともに前記吸入口を介して前記外部の容器内と連続する中空部を形成するベースと、
前記ベースに支持され前記中空部内に収納されるステータ部と、
前記中空部内に収納されるロータ部と、
前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支承する軸受と、
前記軸受に支承される前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転させるモータと、を備えた真空ポンプであって、
前記フランジ部、前記外筒部、前記ベース、前記ステータ部、及びこれらの間を連接する連接部、のうちの少なくとも一つに、弾性及び／又は粘性により振動の伝播を低減する振動吸収性の材料を含む振動吸収手段が配設されている
ことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項６】
前記外筒部に、前記中空部内の気体を排出するための排出口が形成されており、
前記振動吸収手段は、前記フランジ部、前記外筒部、及び前記外筒部と前記フランジ部との連接部のうちの少なくとも１つに配設されている
ことを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記ベースに、前記中空部内の気体を排出するための排出口が形成されており、
前記振動吸収手段は、前記フランジ部、前記外筒部、前記ベース、及びこれらの間の連接部、のうちの少なくとも一つに配設されている
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記振動吸収手段は、ばね部材、ゴムにより形成されたゴム部材、ゲル材により形成されたゲル部材、及びベローズのうちの少なくとも１つを用いる
ことを特徴とする請求項５から請求項７のうちの一つの請求項に記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記フランジ部は、前記外筒部と別体として形成されており、
前記振動吸収手段は、前記フランジ部と前記外筒部との連接部に配設されている
ことを特徴とする請求項５から請求項８のうちの一つの請求項に記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記フランジ部の前記外筒部に対する位置を所定範囲内に規制する規制手段を具備する
ことを特徴とする請求項９に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
前記ステータ部及び前記ロータ部をそれらの径方向外方から包囲するシート状の磁気シールド部材を、前記外筒部の内周面に沿って配設する
ことを特徴とする請求項５から請求項１０のうちのいずれか一つの請求項に記載の真空ポンプ。
【請求項１２】
前記外筒部と前記フランジ部との連接部に、電気的高絶縁抵抗材料で形成された絶縁部を具備する
ことを特徴とする請求項５から請求項１１のうちのいずれか一つの請求項に記載の真空ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明では、振動吸収性部材として、磁気軸受の固有振動数ｆ１、ｆ２、ｆ３に対して上記の関係を満たす固有振動数Ｆを有するものを用いることによって、振動吸収性部材の固有振動数を、真空ポンプと磁気軸受の固有振動数に近接しないように設定できる。従って、地震等の外乱に対してロータ部の回転ぶれが大きくなりにくく、ロータ部をステータ部に対して安定した状態で支持することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
前記第３の構成において、前記ステータ部は、前記ベースの表面に略平行に張り出す張出部を備え、前記張出部にはその周回り方向に複数の規制孔が形成されており、前記変位規制手段は、前記振動吸収性部材よりも高い剛性の材料で形成され、前記張出部の前記規制孔に遊挿され先端を前記ステータに固定される規制ボルトと、規制部材とを含み、前記規制部材は、前記規制ボルトの前記軸の周囲に固定され前記張出部の前記規制孔の周面から離間する規制筒と、該規制筒の両端部それぞれから外方に延設され、前記張出部を間にして該張出部から離間して配置される２つの板状部とを備える真空ポンプ（第４の構成）とすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
第１ガイド部材５３は、図３（ｂ）に示すように、先端がベース１９の天面に固定される規制ボルト５３ａと、この規制ボルト５３ａの軸に固定される規制部材５３ｂとよりなっている。規制部材５３ｂは、規制ボルト５３ａの軸に装着される規制筒５３ｃとこの規制筒５３ｃの両端部それぞれから径方向に等距離分延設された２つのフランジ部（板状部）５３ｄとよりなっている。そして規制筒５３ｃが固定部１５ｂの第１ガイド孔１５ｃに遊挿され、固定部１５ｂの第１ガイド孔１５ｃの内周面と規制筒５３ｃの外周面とは微少な距離δｒをあけて配置されている。各フランジ部５３ｄは、固定部１５ｂの表面に対して、微少な距離δｚをあけて配置されている。
これによって、第１ガイド孔１５ｃが規制部材５３ｂと当接して規制部材５３ｂの変位を規制することによって、ステータ軸１５のベース１９に対する変位が規制され、ステータ軸１５は上下方向（軸線方向）にδｚずつ、半径方向の内外方にδｒずつのみ変位可能になっている。
第２ガイド部材５５は、図３（ｃ）に示すように、規制ボルト５３ａよりもねじ部外径の大きなボルトである。そして、この第２ガイド部材５５の軸が第２ガイド孔に遊挿され、第２ガイド孔の内周面と微少な距離δｒ’をあけた状態で、軸の先端がベース１９の天面に固定されている。このガイド部材５５の軸と第２ガイド孔の内周面との距離δｒ’は、第１ガイド孔の内周面と固定ボルト５３ａの軸との距離δｒよりも小さくなっている。このため、ステータ軸１５は、ベース１９に対して半径方向の内外方にはδｒ’ずつのみ変位可能になっている。このように、第２ガイド部材５５は、ロータ部がロックされた場合に回転トルクを受けるための補強部材としての機能と、変位規制部材として機能の両方を果たすようになっている。そして、ステータ軸１５は、第１のガイド部材５３と第２のガイド部材５５とによって、ベース１９に対する変位を規制され、上下方向（軸線方向）にδｚずつ、半径方向の内外方にδｒ’ずつのみ変位可能になっており、また、周回り方向にも正逆ほぼδｒ’ずつのみ変位が可能になっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図１に示すベース１９には、ロータ翼１４１とステータ翼１８１との間を移送されてきた気体を外部へ排出する排気口４９が配置されている。また、ベース１９には、図１に示すように、回路基板を収納する回路基板収納部４０が形成されている。この回路基板収納部４０には、ロータ軸１２の回転数を検出する回転数センサ４１等が配設されている。また、ベース１９には、コネクタ４２が配設されており、ケーブル４３を介して接続された制御系３６内に、回転数センサ４１からの信号が送出され、この信号に基づいて、制御系３６によってロータ軸１２の回転が制御されるようになっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図６は、フランジ部材７１を表す要部軸線方向断面図である。
この図６にも示すように、フランジ部材７１は、外筒体１６と同様の材料（ステンレス）で形成されており、円筒状の一方の周端部は半径方向外方へ延設されて取り付け部７１ａとなっている。この取り付け部７１ａは外部の容器の排気口の周縁部に固定される。また他方の周端部には被支持部７１ｂが形成されている。この被支持部７１ｂは、ロータ部や外筒体１６の軸線方向において取り付け部７１ａと外筒体１６の間に位置し、外筒体１６のフランジ部材支持部１６ｂの上方（外部の容器側）に配置されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
支持部材７３の延設部７３ｂの縁端部はフランジ部材７１の吸入口７１ｃ縁部の下方（ロータ部の軸線方向におけるベース側）に配設され、延設部７３ｂの縁端部に囲まれた通路孔が形成されている。この通路孔はフランジ部材７１の吸入口７１ｃとほぼ同じ大きさになっている。
支持部材７３の支持固定部７３ａは、円筒形状をしており、外筒体１６のフランジ部材支持部１６ｂの上方に絶縁部としての第１の絶縁シート５５を介して載置されている。支持固定部７３ａには、円周方向複数箇所に軸方向のねじ穴が形成され、第１の絶縁シート５５には、このねじ穴に対応する位置に貫通穴が形成されている。そして、短ねじ６１が、フランジ部材支持部１６ｂと接触することなく、第１の絶縁シート５５に形成された貫通穴を通じて、支持固定部７３ａに穿設されたねじ穴に螺合し固定されている。各短ねじ６１の頭部とフランジ部材支持部１６ｂとの間には第２の絶縁シート５６が介在されている。これにより、短ねじ６１は、外筒体１６と電気的に絶縁した状態で、支持部材７３に螺合し、外筒体１６のフランジ部材支持部１６ｂに支持部材７３の支持固定部７３ａを固定している。
支持固定部７３ａは、フランジ部材支持部１６ｂと逆側の一端面がフランジ部材７１の被支持部７１ｂと全周に亘って対向している。そして、支持固定部７３ａとフランジ部材７１の被支持部７１ｂの間には、リング状の弾性及び粘性部材５４が挟まれている。弾性及び粘性部材５４としては、シリコーンゴム等を使用することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
支持部材７３の延設部７３ｂの縁端部は、フランジ部材７１の吸入口７１ｃ縁部の下方（ロータ部の軸線方向におけるベース１９側）に配設され、延設部７３ｂの縁端部に囲まれた通路孔が形成されている。この通路孔はフランジ部材７１の吸入口７１ｃとほぼ同じ大きさになっている。
支持部材７３の延設部７３ｂの根元（支持固定部３７ａ側）に形成された連接部７３ｃと外筒体１６の周縁部との間にはＯ−リング６２が介在配置されている。そして、支持部材７３は、Ｏ−リング６２及び第１の絶縁シート５５を介してのみ、外筒体１６と連接し、これら以外の部分では外筒体１６からは離間している。このように、本実施形態では、Ｏ−リング６２、第１の絶縁シート５５、及び第２の絶縁シート５６によって、外筒体１６と支持部材７３とが電気的に絶縁され、これによって、外筒体１６と外部の容器との間が電気的に絶縁されるようになっている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
フランジ部材７１の吸入口７１ｃ周縁部と延設部７３ｂの通路孔の周縁部との間にはベローズ５７が配設されている。ロータ部の軸線方向におけるベローズ５７のばね定数は、ロータ部の軸線方向における弾性及び粘性部材５４のばね定数よりも小さくなっている。
そして、フランジ部材７１の吸入口７１ｃは、ベローズ５７、支持部材７３の延設部７３ｂ、及びＯ−リング６２によって、外筒体１６の中空部と連通されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
磁気軸受２０は、これら半径方向センサ３０および軸方向センサ３４の検出信号を基に、半径方向電磁石２２および軸方向電磁石２６の励磁電流をそれぞれフィードバック制御することでロータ軸１２を磁気浮上させる磁気軸受制御手段を、ベース１９に配設されているコネクタ４２とケーブル４３とによって接続された制御系３６内に備えている。
この磁気軸受を使用することによって、ロータ軸１２が所定の位置に支持されるため、磁気軸受の通電時にはロータ部（ロータ軸１２やロータ本体１４）がステータ軸１５やステータ本体１８に機械的に接触することが無く粉塵の発生が抑えられ、また、シール用のオイル等が不要であるためガス発生もなく、クリーンな環境でのロータ部の回転駆動を実現できる。このように、磁気軸受を用いたターボ分子ポンプは、半導体製造等の高いクリーン度が要求される場合に適している。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
また、本実施形態のターボ分子ポンプでは、ロータ軸１２の上部及び下部側に、保護用ベアリング３８、３９が配置されている。
通常、ロータ軸１２及びこれに取り付けられている各部からなるロータ本体１４は、回転している間磁気軸受２０により非接触状態で軸支される。保護用ベアリング３８、３９は、タッチダウンが発生した場合に磁気軸受２０に代わってロータ部を軸支することで装置全体を保護するためのベアリングである。
従って保護ベアリング３８、３９は、内輪がロータ軸１２には非接触状態になるように配置されている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
この様に、本実施形態では、外筒体１６と別体として形成されたフランジ部材７１が、弾性及び粘性部材５４とベローズ５７とを介して外筒体１６に支持されているので、ターボ分子ポンプの駆動時にポンプ内部のモータや磁気軸受に生じる振動、バックポンプや他部材から伝播された振動等の外因による振動等はいずれも弾性及び／又は粘性部材５４とベローズ５７によって減衰された後、フランジ部材７１に伝播される。その結果、外筒体１６の振動の外部の容器への伝播が低減され、外部の容器の振動が抑えられる。
本実施形態では、フランジ部材７１が外筒体１６とは別体として形成され、支持部材７３及び弾性及び／又は粘性部材５４を介して、外筒体１６に支持されている。このように、本実施形態においては、外筒体１６から外部の容器への振動を減衰するための部材（弾性及び／又は粘性部材５４）を配設し、外筒体１６に対して、ロータ部のラジアル方向の外方においてフランジ部材７１を支持する。従って、従来のように、外筒体１６に形成されたフランジと外部の容器との間にダンパ等の弾性及び／又は粘性部材を配置する場合に比して、軸線方向のサイズが増加しない。
本実施形態では、ターボ分子ポンプにおいて弾性及び／又は粘性部材５４によって外筒体１６からの振動の伝播が低減されるので、外部の容器への取り付け時に振動抑制のための部材を取り付ける必要がなく、外部の容器とターボ分子ポンプとの間に振動減衰のための部材を取り付けるための手間の増加やコストの増大、外部の容器とターボ分子ポンプとの間に振動減衰のための部材をとりつけることによる気体吸引機能の不安定化、耐久性の低下等がひきおこされるおそれがない。
また、外部の容器とターボ分子ポンプとの間の振動減衰のための部材を併用することにより、外部の容器へ伝播する振動を更に低減させることも可能である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
本実施形態では、フランジ部材７１の外筒体１６に対する変位が所定範囲内に規制されるので、ロータ部（本実施形態ではロータ翼１４１や周壁部１４ａやロータ軸１２）が回転中に破壊する等によって大きな荷重が作用しても、フランジ部材７１が支持部材７３からはずれ難く、本実施形態のターボ分子ポンプが外部の容器からはずれて単独で動き回る危険が少なく、高い安全性を確保することが可能となる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
本実施形態では、外筒体１６とスペーサ１８０との間にシート状の磁気シールド材６６が配設されているので、ステータ軸１５に配設されるモータ２１のコイル３２や磁気軸受２０の半径方向電磁石２２、半径方向センサ３０、ロータ軸１２に固定されるモータ２１のマグネット３３による磁界が外部へ漏洩するのが回避される。また、磁気シールド材６６は、ステータ部材及びロータ部の外側に配置され、磁気を発生する上述の各部材から所定距離を隔てているため、少ない厚みで効果的に磁気の漏洩を回避することができ、磁気シールド材６６のコストや配設のスペースを少なく抑えることができる。本実施形態においては、従来よりある、外筒体１６とスペーサ１８０との間の隙間を利用して、磁気シールド材を配設している。また、磁気シールド材６６が外筒体１６の内側に配置されるので、外筒体１６によってポンプの外部から保護され、損傷されにくい。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
請求項１０に記載の発明によると、外筒部の振動がフランジ部へ伝播されるのが抑制されフランジ部材の外筒体に対する変位が所定範囲内に規制されるので、ロータ部が回転中に破壊する等の大きな衝撃があっても、フランジ部材が支持部材からはずれ難く、ターボ分子ポンプが外部の容器からはずれて動き回る危険が少なく、高い安全性を確保することが可能となる。
請求項１１に記載の発明によると、大型化やコストの高騰を抑えながら、外部への磁束の漏洩を回避することが可能である。
請求項１２に記載の発明によると、外部の容器への電気ノイズの伝播を抑えることが可能である。