(57)【要約】  ターボ分子ポンプは、複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、ステータが固定されるベース上に積層され、複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、ベースに設けられたヒータと、ステータの温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づいてヒータをオンオフ制御し、ステータの温度が反応生成物堆積防止温度となるように調整する温度調整部と、を備え、複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却され、ベースと該ベース上に配置されたスペーサとの間に設けられる断熱部材をさらに備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、
前記複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、
前記円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、
前記ステータが固定されるベース上に積層され、前記複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、
前記ベースに設けられたヒータと、
前記ステータの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて前記ヒータをオンオフ制御し、前記ステータの温度が反応生成物堆積防止温度となるように調整する温度調整部と、を備え、
前記複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却され、
前記ベースと該ベース上に配置された前記スペーサとの間に設けられる断熱部材をさらに備える、ターボ分子ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記冷却媒体により冷却されるスペーサは、他のスペーサとともに積層されるスペーサ部と、冷却媒体が流れる第１冷媒流路が形成された冷却部とを有し、
前記冷却部は、前記第１冷媒流路の冷媒供給部および冷媒排出部がポンプ大気側に配置されている、ターボ分子ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のターボ分子ポンプにおいて、
冷却媒体が流れる第２冷媒流路が形成され、前記ベースを冷却するベース冷却部をさらに備え、
前記温度調整部は、前記温度センサの検出温度に基づいて前記ヒータのオンオフと前記ベース冷却部への冷却媒体供給量とをそれぞれ制御することにより、前記ステータの温度を調整する、ターボ分子ポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記第１冷媒流路の冷媒排出部、前記第２冷媒流路の冷媒供給側、および前記第２冷媒流路をバイパスする冷媒配管がそれぞれ接続され、前記第１冷媒流路の冷媒排出部から排出された冷却媒体の流入先を、前記第２冷媒流路の冷媒供給側または前記第２冷媒流路をバイパスする冷媒配管に切り替える三方弁をさらに備え、
前記温度調整部は、
前記温度センサの検出温度が前記反応生成物堆積防止温度未満の場合には、前記三方弁を前記冷媒配管に切り替えるとともに前記ヒータをオンし、
前記温度センサの検出温度が前記反応生成物堆積防止温度以上の場合には、前記三方弁を前記第２冷媒流路の冷媒供給側に切り替えるとともに前記ヒータをオフする、ターボ分子ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記ベース上に積層された複数のスペーサの内、最もベース側に配置されるスペーサを冷却媒体により冷却する、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、
前記ベース上に積層された前記複数のスペーサを前記ベースとの間に挟持し、前記ベースにボルト固定されるポンプケーシングをさらに備え、
前記断熱部材は、前記ボルト固定用のボルトに装着され、前記冷却媒体により冷却されるスペーサと前記ベースとの間に配置される断熱性座金である、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、タービン翼部とネジ溝ポンプ部とを備え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。一般に、ドライエッチングやＣＶＤ等のプロセスにおけるプロセスチャンバの真空排気には、タービン翼部とネジ溝ポンプ部とを備えたターボ分子ポンプが用いられる。ターボ分子ポンプで大量のガスを排気した際、動翼（回転翼）で発生する摩擦熱は、動翼、静翼（固定翼）、スペーサ、ベースの順に伝達され、ベースに設けられた冷却パイプの冷却水へと放熱される。【０００３】
しかしながら、大量のガスを排気する場合には、動翼を含むロータの温度が許容温度を超えてしまうおそれがある。ロータ温度が許容温度を超えると、クリープによる膨張の速度が大きくなり、設計寿命よりも短い期間でロータがステータと接触するおそれがある。【０００４】
また、この種の半導体製造装置ではエッチングやＣＶＤにおいて反応生成物が発生し、ネジ溝ポンプ部のネジステータに反応生成物が堆積しやすい。ネジステータとロータとの隙間は非常に小さいので、ネジステータに反応生成物が堆積するとネジステータとロータとが固着して、ロータを回転始動できない場合が生じる。【０００５】
そのため、特許文献１に記載の発明では、ターボ分子ポンプは、回転翼部分を冷却する第１の冷却水路と、ネジステータの温度を調整するための装置（ヒータ及び第２の冷却水路）とを備えている。第１の冷却水路はポンプケーシングの外周面に設けられ、ポンプケーシングを冷却することで、ポンプケーシング内に収納された固定翼を冷却するようにしている。このように、第１の冷却水路と温調装置とを備えることで、ロータ温度の低減、および、ネジステータへの反応生成物堆積の抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特許第３９３０２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、処理するウェハの大型化に伴って、ターボ分子ポンプで排気すべきガスの流量も増大し、ガス排気に伴う発熱も増大する。そのため、特許文献１に記載のように、ポンプケーシングを冷却する方法では、固定翼に対する冷却能力が十分ではない。また、ポンプケーシングが固定されているベースは温調により高温となるので、ベースからポンプケーシングに流入する熱が固定翼冷却の阻害要因となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によると、ターボ分子ポンプは、複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、ステータが固定されるベース上に積層され、複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、ベースに設けられたヒータと、ステータの温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づいてヒータをオンオフ制御し、ステータの温度が反応生成物堆積防止温度となるように調整する温度調整部と、を備え、複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却され、ベースと該ベース上に配置されたスペーサとの間に設けられる断熱部材をさらに備える。
本発明の第２の態様によると、第１の態様のターボ分子ポンプにおいて、冷却媒体により冷却されるスペーサは、他のスペーサとともに積層されるスペーサ部と、冷却媒体が流れる第１冷媒流路が形成された冷却部とを有し、冷却部は、第１冷媒流路の冷媒供給部および冷媒排出部がポンプ大気側に配置されるのが好ましい。
本発明の第３の態様によると、第１または２の態様のターボ分子ポンプにおいて、冷却媒体が流れる第２冷媒流路が形成され、ベースを冷却するベース冷却部をさらに備え、温度調整部は、温度センサの検出温度に基づいてヒータのオンオフとベース冷却部への冷却媒体供給量とをそれぞれ制御することにより、ステータの温度を調整するのが好ましい。
本発明の第４の態様によると、第３の態様のターボ分子ポンプにおいて、第１冷媒流路の冷媒排出部、第２冷媒流路の冷媒供給側、および第２冷媒流路をバイパスする冷媒配管がそれぞれ接続され、第１冷媒流路の冷媒排出部から排出された冷却媒体の流入先を、第２冷媒流路の冷媒供給側または第２冷媒流路をバイパスする冷媒配管に切り替える三方弁をさらに備え、温度調整部は、温度センサの検出温度が反応生成物堆積防止温度未満の場合には、三方弁を冷媒配管に切り替えるとともにヒータをオンし、温度センサの検出温度が反応生成物堆積防止温度以上の場合には、三方弁を第２冷媒流路の冷媒供給側に切り替えるとともにヒータをオフするのが好ましい。
本発明の第５の態様によると、第１乃至４の態様のいずれかのターボ分子ポンプにおいて、ベース上に積層された複数のスペーサの内、最もベース側に配置されるスペーサを冷却媒体により冷却するのが好ましい。
本発明の第６の態様によると、第５の態様のターボ分子ポンプにおいて、ベース上に積層された複数のスペーサをベースとの間に挟持し、ベースにボルト固定されるポンプケーシングをさらに備え、断熱部材は、ボルト固定用のボルトに装着され、冷却媒体により冷却されるスペーサとベースとの間に配置される断熱性座金であるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、排気流量の向上、および、反応生成物の堆積を防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、ポンプ本体１の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の冷却スペーサ２３ｂの部分の拡大図である。
【図３】図３は、冷却スペーサ２３ｂを図２のＡ方向から見た図である。
【図４】図４は、温調動作を説明する図である。
【図５】図５は、冷却スペーサの第１の変形例を示す図である。
【図６】図６は、冷却スペーサの第２の変形例を示す図である。
【図７】図７は、リング状座金の平面図である。
【図８】図８は、冷却配管系に開閉弁５４を用いる場合を示す図である。
【図９】図９は、ベース冷却パイプ４６を省略した温調装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。図１は、本発明によるターボ分子ポンプの概略構成を示す図である。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を駆動制御するコントロールユニット（不図示）とで構成される。コントロールユニットには、ポンプ本体全体の制御を行う主制御部と、後述するモータ３６を駆動するモータ制御部と、ポンプ本体１に設けられた磁気軸受を制御する軸受制御部と、後述する温調制御部５１１と等が設けられている。
【００１２】
なお、以下では能動型磁気軸受式ターボ分子ポンプを例に説明するが、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。
【００１３】
ロータ３０には、複数段の回転翼３０ａと、回転翼３０ａよりも排気下流側に設けられた円筒部３０ｂとが形成されている。ロータ３０は、回転軸であるシャフト３１に締結されている。ロータ３０とシャフト３１とによってポンプ回転体が構成される。シャフト３１は、ベース２０に設けられた磁気軸受３７，３８，３９によって非接触支持される。なお、軸方向の磁気軸受３９を構成する電磁石は、シャフト３１の下端に設けられたロータディスク３５を軸方向に挟むように配置されている。
【００１４】
磁気軸受３７〜３９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３０およびシャフト３１）は、モータ３６により高速回転駆動される。モータ３６には、例えば３相ブラシレスモータが用いられる。モータ３６のモータステータ３６ａはベース２０に設けられ、永久磁石を備えるモータロータ３６ｂはシャフト３１側に設けられている。磁気軸受が作動していない時には、非常用のメカニカルベアリング２６ａ，２６ｂによってシャフト３１は支持される。
【００１５】
上下に隣接する回転翼３０ａの間には、固定翼２２がそれぞれ配置されている。複数段の固定翼２２は、複数のスペーサ２３ａおよび冷却スペーサ２３ｂによってベース２０上に位置決めされている。複数段の固定翼２２のそれぞれは、スペーサ２３ａによって挟持されている。複数段の固定翼２２と複数のスペーサ２３ａとから成る積層体の最下段には、冷却スペーサ２３ｂが設けられている。なお、冷却スペーサ２３ｂが配置されている部分の詳細構成は後述する。ボルト４０によりケーシング２１をベース２０に固定すると、固定翼２２、スペーサ２３ａおよび冷却スペーサ２３ｂの積層体は、ケーシング２１の上端係止部２１ｂとベース２０との間に挟持されるように、ベース２０に固定される。その結果、複数段の固定翼２２の軸方向（図示上下方向）の位置決めが行われる。
【００１６】
図１に示すターボ分子ポンプは、回転翼３０ａと固定翼２２とで構成されるタービン翼部ＴＰと、円筒部３０ｂとネジステータ２４とで構成されるネジ溝ポンプ部ＳＰとを備えている。なお、ここではネジステータ２４側にネジ溝が形成されているが、円筒部３０ｂ側にネジ溝を形成しても構わない。ベース２０の排気口２０ａには排気ポート２５が設けられ、この排気ポート２５にバックポンプが接続される。ロータ３０を磁気浮上させつつモータ３６により高速回転させることで、吸気口２１ａ側の気体分子は排気ポート２５側へと排気される。
【００１７】
ベース２０には、ネジステータ２４の温度を制御するためのベース冷却パイプ４６、ヒータ４２および温度センサ４３が設けられている。ネジステータ２４の温調については後述する。図１に示す例では、バンドヒータで構成されるヒータ４２がベース２０の側面に巻きつけられるように装着されているが、シースヒータをベース２０内に埋め込む構成でも良い。温度センサ４３には、例えば、サーミスタ、熱電対や白金温度センサが用いられる。
【００１８】
図２は、図１の冷却スペーサ２３ｂが設けられた部分の拡大図である。上述したように、複数段の固定翼２２と複数のスペーサ２３ａとを交互に積層した積層体は、冷却スペーサ２３ｂ上に載置されている。冷却スペーサ２３ｂは、スペーサ冷却パイプ４５が設けられているフランジ部２３２と、他のスペーサ２３ａとともに積層されるスペーサ部２３１とを備えている。
【００１９】
図３は、図２の冷却スペーサ２３ｂをＡ方向から見た平面図である。冷却スペーサ２３ｂは、スペーサ２３ａと同様のリング状の部材である。フランジ部２３２には、スペーサ冷却パイプ４５を収納する円形の溝２３４が形成されている。溝２３４の外周側には、ボルト締結用の貫通孔２３０が複数形成されている。スペーサ冷却パイプ４５と溝２３４との隙間には、熱伝導性グリース、良熱伝導性の樹脂、半田等が充填される。
【００２０】
スペーサ冷却パイプ４５はほぼ円形状に曲げ加工され、スペーサ冷却パイプ４５の冷媒供給部４５ａおよび冷媒排出部４５ｂが、冷却スペーサ２３ｂの側方に引き出されている。その冷媒供給部４５ａおよび冷媒排出部４５ｂには、配管用継手５０が装着されている。冷媒供給部４５ａからスペーサ冷却パイプ４５内に流入した冷却媒体（例えば、冷却水）は、スペーサ冷却パイプ４５に沿って円形状に流れ、冷媒排出部４５ｂから排出される。
【００２１】
図２に戻って、ケーシング２１は、フランジ２１ｃが冷却スペーサ２３ｂのフランジ部２３２に対向するように装着され、ボルト４０によってベース２０に固定される。なお、各ボルト４０には断熱部材として機能する断熱用座金４４が各々設けられている。断熱用座金４４は、ベース２０と冷却スペーサ２３ｂとの間に配置され、ベース２０と冷却スペーサ２３ｂとを断熱している。断熱用座金４４に用いられる材料としては、スペーサ２３ａや冷却スペーサ２３ｂ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、非金属の場合は耐熱温度１２０℃以上の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）が望ましい。
【００２２】
冷却スペーサ２３ｂのフランジ部２３２とベース２０との間には真空用シール４８が設けられ、フランジ部２３２とフランジ２１ｃとの間にも真空用シール４７が設けられている。ネジステータ２４は、ボルト４９によってベース２０に固定されている。ベース２０はヒータ４２によって加熱されるとともに、冷却媒体が流れるベース冷却パイプ４６によって冷却される。温度センサ４３は、ベース２０の、ネジステータ２４が固定されている部分の近辺に配置されている。
【００２３】
冷却スペーサ２３ｂは、スペーサ冷却パイプ４５内を流れる冷却媒体によって冷却される。そのため、固定翼２２の熱は、破線矢印で示すようにスペーサ２３ａ、冷却スペーサ２３ｂの順に伝達され、スペーサ冷却パイプ４５内の冷却媒体に放熱される。一方、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４２による加熱およびベース冷却パイプ４６による冷却を制御して、ネジステータ２４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。
【００２４】
そのため、高温状態のベース２０から固定翼２２側に熱が流入しないように、冷却スペーサ２３ｂとベース２０との間に断熱用座金４４が配置されている。また、図２からも分かるように、冷却スペーサ２３ｂとフランジ２１ｃとの間には真空用シール４７を介することによって隙間が形成されているので、ケーシング２１側から冷却スペーサ２３ｂに熱が流入することはない。
【００２５】
図４は、冷却配管系と温調動作を説明する図である。三方弁５２には、スペーサ冷却パイプ４５の冷媒排出部４５ｂ、ベース冷却パイプ４６の冷媒供給部４６ａおよびバイパス配管５３が接続されている。バイパス配管５３の他端は、ベース冷却パイプ４６の冷媒排出部４６ｂに接続されている。三方弁５２の切り替えは、ポンプ本体１を駆動制御するコントロールユニット５１の温調制御部５１１によって制御される。温調制御部５１１は、温度センサ４３の検出温度に基づいて、三方弁５２の切り替えおよびヒータ４２のオンオフを制御する。
【００２６】
温度センサ４３の検出温度が所定温度未満の場合には、温調制御部５１１は、三方弁５２の流出側をバイパス配管５３に切り替えて、冷却媒体を三方弁５２から冷媒排出部４６ｂにバイパスさせる。また、ヒータ４２はオンとされる。その結果、ベース２０がヒータ４２により加熱されて、ベース２０およびネジステータ２４の温度が上昇する。
【００２７】
なお、所定温度とは、上述した反応生成物の昇華温度以上の温度であって、温調制御部５１１の記憶部（不図示）に予め記憶されている。図２に示す例では、温度センサ４３はベース２０に設けられているので、温度センサ４３が設けられている部分とネジステータ２４との温度差を考慮して、所定温度が設定される。
【００２８】
温度センサ４３の検出温度が所定温度以上の場合には、温調制御部５１１は、ヒータ４２をオフするとともに、三方弁５２の流出側をベース冷却パイプ４６の冷媒供給部４６ａに切り替えて、冷却媒体をベース冷却パイプ４６に供給する。温調制御部５１１によるこのような温調制御を行うことにより、ネジステータ２４の温度が反応生成物の昇華温度以上に維持され、反応生成物の堆積を防止することができる。
【００２９】
一方、スペーサ冷却パイプ４５には冷却媒体が常時供給されているので、冷却スペーサ２３ｂにより固定翼２２が低温に保たれる。その結果、輻射による回転翼３０ａから固定翼２２への放熱が促進されて、ロータ３０の温度を従来よりも低温に維持することが可能となり、排気流量の増大を図ることが可能となる。なお、スペーサ冷却パイプ４５における温度レベルはベース冷却パイプ４６における温度レベルよりも低いので、冷却媒体はスペーサ冷却パイプ４５、ベース冷却パイプ４６の順に流すのが好ましい。
【００３０】
図５は、図２に示した冷却スペーサ２３ｂの第１の変形例を示す図である。図５に示す冷却スペーサ２３ｃは、図２に示した冷却スペーサ２３ｂと、その上段に配置されるスペーサ２３ａとを一体としたものである。その他の構成は、図２に示した構成と同様である。これにより、部品点数を減らすことができる。
【００３１】
図６は、冷却スペーサ２３ｂの第２の変形例を示す図である。第２の変形例では、冷却スペーサ２３ｄはベース側から数えて２番目のスペーサを構成している。冷却スペーサ２３ｄは、スペーサとして機能するスペーサ部２３１と、スペーサ冷却パイプ４５が設けられるフランジ部２３２と、スペーサ部２３１とフランジ部２３２とを連結する円筒状の連結部２３３とで構成されている。
【００３２】
複数段の固定翼２２は、複数のスペーサ２３ａおよびスペーサ部２３１によって位置決めされている。そのため、ベース側１番目のスペーサ２３ａとベース２０との間に、リング形状の断熱部材４４ｃが配置されている。そして、フランジ部２３２とベース２０との間には断熱部材は設けられず、隙間が形成されている。固定翼２２およびスペーサ２３ａの熱は、破線矢印で示すように冷却スペーサ２３ｄのスペーサ部２３１に伝達され、連結部２３３およびフランジ部２３２を介してスペーサ冷却パイプ４５の冷却媒体へと放熱される。
【００３３】
図２に示す例では、冷却スペーサ２３ｂとベース２０との間に配置される断熱部材を断熱用座金４４とし、各ボルト４０に断熱用座金４４を装着したが、複数の断熱用座金４４に代えて、図７に示すようなリング状の断熱用座金４４ｂを用いても良い。また、断熱用座金４４、４４ｂを配置する代わりに、ベース２０の冷却スペーサ２３ｂと対向する面、または、冷却スペーサ２３ｂのベース２０と対向する面に、樹脂等による断熱層を形成するようにしても良い。
【００３４】
図４に示す構成では、冷却配管系に三方弁５２を用いたが、図８に示すような構成としても良い。スペーサ冷却パイプ４５の冷媒供給部４５ａとベース冷却パイプ４６の冷媒供給部４６ａとは、開閉弁５４を介して接続されている。温調制御部５１１は、温度センサ４３の検出温度に基づいて、開閉弁５４の開閉を制御する。すなわち、スペーサ冷却パイプ４５による冷却のみを行う場合には開閉弁５４を閉じ、温調およびスペーサ冷却パイプ４５による冷却を行う場合には開閉弁５４を開く。その他の制御は、図４の構成の場合と同様である。
【００３５】
なお、排気するガスの流量がそれほど大きくない場合には、図９に示すように、ベース冷却パイプ４６を省略した温調装置でも、ネジステータ２４の温調を行うことが可能である。固定翼２２を冷却する機構は、図２に示したものと同様である。
【００３６】
図２に示す例では、温度センサ４３をベース２０に配置したが、ネジステータ２４に温度センサ４３を配置するようにしても構わない。そのような構成とすることで、ネジステータ２４の温度をより正確に検出することができる。
【００３７】
図３に示す冷却スペーサ２３ｂでは、溝２３４内にスペーサ冷却パイプ４５を配置する構成とした。しかし、冷却スペーサ２３ｂに冷却媒体の流路を形成する方法はこれに限らず、例えば、冷却スペーサ２３ｂをアルミ鋳造で形成し、その鋳造の際にスペーサ冷却パイプ４５を埋め込むようにしても良い。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態のターボ分子ポンプでは、固定翼２２を位置決めするスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの一つ、すなわち冷却スペーサ２３ｂには、スペーサ冷却パイプ４５が設けられ、スペーサ冷却パイプ４５内を流れる冷却媒体によって冷却される。そして、ベース２０上に配置される冷却スペーサ２３ｂとベース２０との間に断熱用座金４４を配置することで、温調により高温状態となっているベース２０から冷却スペーサ２３ｂに熱が流入するのを防止している。その結果、固定翼２２の冷却と、温調によるネジステータ２４の加熱とを効果的に行うことができ、排気流量アップが図れるとともに、ネジステータ２４への反応生成物の堆積を防止することができる。
【００３９】
ここで、ベース側に配置されるスペーサとは、次のような意味である。例えば、図１に示す例では、スペーサ２３ａと冷却スペーサ２３ｂとを合わせて合計１０段のスペーサが設けられているが、この内の下側の５段がベース側のスペーサである。また、合計９段の場合には、下側４段がベース側のステータになる。
【００４０】
なお、冷却スペーサ２３ｂの目的は固定翼２２を冷却することにあり、ベース２０側から固定翼２２側への熱流入を極力低減するためには、冷却スペーサ２３ｂの位置はスペーサ２３ａ，２３ｂの最下段、すなわち、最もベース側に設けるのが好ましい。もちろん、図８のようにスペーサ２３ａとベース２０との間に断熱部材４４ｃを設けることで、最下段以外に配置しても良い。さらには、冷却スペーサ２３ｂを２以上設けても構わない。
【００４１】
また、図２、３に示すように、スペーサ冷却パイプ４５が設けられたフランジ部２３２の外側は真空用シール４７、４８の大気側に配置され、その大気側の部分にスペーサ冷却パイプ４５の冷媒供給部４５ａおよび冷媒排出部４５ｂが配置されている。そのため、冷媒用配管の接続を容易に行うことができる。
【００４２】
さらに、ベース２０にベース冷却パイプ４６を設け、温度センサ４３の検出温度に基づいてヒータ４２をオンオフするとともに、ベース冷却パイプ４６への冷却媒体の流入をオンオフする三方弁５２の切り替えを制御することで、ネジステータ２４の温度を反応生成物堆積を防止できる温度に調整することが可能となる。その結果、ネジステータ２４への反応生成物の堆積を防止することができる。
【００４３】
また、冷却スペーサ２３ｂの冷媒排出部４５ｂ、ベース冷却パイプ４６の冷媒供給側４６ａ、およびベース冷却パイプ４６をバイパスするバイパス配管５３がそれぞれ接続され、冷却スペーサ２３ｂから排出された冷却媒体の流入先を、ベース冷却パイプ４６の冷媒供給側４６ａまたはバイパス配管５３に切り替える三方弁５２をさらに備えることで、ターボ分子ポンプへの冷却媒体供給ラインを一つにまとめることができる。
【００４４】
図２のように、ベース２０と冷却スペーサ２３ｂとを断熱する部材として断熱用座金４４を用いることで、組立性に優れた構成となる。例えば、ケーシング２１の径が異なる場合にはボルト４０の数も異なるが、そのような場合であっても、断熱用座金４４の数を変更するだけで容易に対応できる。なお、ボルト４０と冷却スペーサ２３ｂとが接触するのを確実に防止するために、ボルト４０と冷却スペーサ２３ｂとの隙間に断熱部材を配置するようにしても良いし、断熱用座金４４を、その一部が冷却スペーサ２３ｂのボルト孔内に挿入されるような形状としても良い。
【００４５】
なお、以上の説明はあくまでも一例であり、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。
【図１】
2014045438.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014045438.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月30日(2015.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、
前記複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、
前記円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、
前記ステータが固定されるベース上に積層され、前記複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、
前記ベースに設けられたヒータと、
前記ステータの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて前記ヒータをオンオフ制御し、前記ステータの温度が反応生成物堆積防止温度となるように調整する温度調整部と、を備え、
前記複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却され、
前記ベースと該ベース上に配置された前記スペーサとの間に設けられる断熱部材と、
冷却媒体が流れる第１冷媒流路が形成され、前記ベースを冷却するベース冷却部をさらに備え、
前記温度調整部は、前記温度センサの検出温度に基づいて前記ヒータのオンオフと前記ベース冷却部への冷却媒体供給量とをそれぞれ制御することにより、前記ステータの温度を調整する、ターボ分子ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記冷却媒体により冷却されるスペーサは、他のスペーサとともに積層されるスペーサ部と、冷却媒体が流れる第２冷媒流路が形成された冷却部とを有し、
前記第２冷媒流路の冷媒排出部、前記第１冷媒流路の冷媒供給側、および前記第１冷媒流路をバイパスする冷媒配管がそれぞれ接続され、前記第２冷媒流路の冷媒排出部から排出された冷却媒体の流入先を、前記第１冷媒流路の冷媒供給側または前記第１冷媒流路をバイパスする冷媒配管に切り替える三方弁をさらに備え、
前記温度調整部は、
前記温度センサの検出温度が前記反応生成物堆積防止温度未満の場合には、前記三方弁を前記冷媒配管に切り替えるとともに前記ヒータをオンし、
前記温度センサの検出温度が前記反応生成物堆積防止温度以上の場合には、前記三方弁を前記第１冷媒流路の冷媒供給側に切り替えるとともに前記ヒータをオフする、ターボ分子ポンプ。
【請求項３】
複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、
前記複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、
前記円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、
前記ステータが固定されるベース上に積層され、前記複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、
前記ステータを加熱するヒータと、を備え、
前記複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却され、
前記ベースと該ベース上に配置された前記スペーサとの間に設けられる断熱部材と、
前記ベース上に積層された前記複数のスペーサを前記ベースとの間に挟持し、前記ベースにボルト固定されるポンプケーシングとをさらに備え、
前記断熱部材は、前記ボルト固定用のボルトに装着され、前記冷却媒体により冷却されるスペーサと前記ベースとの間に配置される断熱性座金である、ターボ分子ポンプ。
【請求項４】
複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、
前記複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、
前記円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、
前記ステータが固定されるベース上に積層され、前記複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、を備え、
前記複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却される冷却スペーサであって、
前記冷却スペーサは、他のスペーサとともに積層されるスペーサ部と、冷却媒体が流れる冷却パイプが収納される環状の収納部が形成された冷却部とを有し、
環状に形成されて前記収納部に収納される被収納部と、前記冷却スペーサの側方である大気側に配置された冷媒供給部および冷媒排出部とを有する前記冷却パイプをさらに備える、ターボ分子ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記ベース上に積層された複数のスペーサの内、最もベース側に配置されるスペーサを冷却媒体により冷却する、ターボ分子ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第１の態様によると、ターボ分子ポンプは、複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、前記複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、前記円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、前記ステータが固定されるベース上に積層され、前記複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、前記ベースに設けられたヒータと、前記ステータの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づいて前記ヒータをオンオフ制御し、前記ステータの温度が反応生成物堆積防止温度となるように調整する温度調整部と、を備え、前記複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却され、前記ベースと該ベース上に配置された前記スペーサとの間に設けられる断熱部材と、冷却媒体が流れる第１冷媒流路が形成され、前記ベースを冷却するベース冷却部をさらに備え、前記温度調整部は、前記温度センサの検出温度に基づいて前記ヒータのオンオフと前記ベース冷却部への冷却媒体供給量とをそれぞれ制御することにより、前記ステータの温度を調整する。
本発明の第２の態様によると、第１の態様のターボ分子ポンプにおいて、前記冷却媒体により冷却されるスペーサは、他のスペーサとともに積層されるスペーサ部と、冷却媒体が流れる第２冷媒流路が形成された冷却部とを有し、前記第２冷媒流路の冷媒排出部、前記第１冷媒流路の冷媒供給側、および前記第１冷媒流路をバイパスする冷媒配管がそれぞれ接続され、前記第２冷媒流路の冷媒排出部から排出された冷却媒体の流入先を、前記第１冷媒流路の冷媒供給側または前記第１冷媒流路をバイパスする冷媒配管に切り替える三方弁をさらに備え、前記温度調整部は、前記温度センサの検出温度が前記反応生成物堆積防止温度未満の場合には、前記三方弁を前記冷媒配管に切り替えるとともに前記ヒータをオンし、前記温度センサの検出温度が前記反応生成物堆積防止温度以上の場合には、前記三方弁を前記第１冷媒流路の冷媒供給側に切り替えるとともに前記ヒータをオフする。
本発明の第３の態様によると、ターボ分子ポンプは、複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、前記複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、前記円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、前記ステータが固定されるベース上に積層され、前記複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、前記ステータを加熱するヒータと、を備え、前記複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却され、前記ベースと該ベース上に配置された前記スペーサとの間に設けられる断熱部材と、前記ベース上に積層された前記複数のスペーサを前記ベースとの間に挟持し、前記ベースにボルト固定されるポンプケーシングとをさらに備え、前記断熱部材は、前記ボルト固定用のボルトに装着され、前記冷却媒体により冷却されるスペーサと前記ベースとの間に配置される断熱性座金である。
本発明の第４の態様によると、ターボ分子ポンプは、複数段の回転翼と円筒部とが形成されたロータと、前記複数段の回転翼に対して交互に配置される複数段の固定翼と、前記円筒部に対して隙間を介して配置されるステータと、前記ステータが固定されるベース上に積層され、前記複数段の固定翼を位置決めする複数のスペーサと、を備え、前記複数のスペーサの内のベース側に配置されるスペーサの少なくとも一つは、冷却媒体によって冷却される冷却スペーサであって、前記冷却スペーサは、他のスペーサとともに積層されるスペーサ部と、冷却媒体が流れる冷却パイプが収納される環状の収納部が形成された冷却部とを有し、環状に形成されて前記収納部に収納される被収納部と、前記冷却スペーサの側方である大気側に配置された冷媒供給部および冷媒排出部とを有する前記冷却パイプをさらに備える。
本発明の第５の態様によると、第１乃至４の態様のいずれかのターボ分子ポンプにおいて、前記ベース上に積層された複数のスペーサの内、最もベース側に配置されるスペーサを冷却媒体により冷却する。
【国際調査報告】
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