(57)【要約】【課題】モールド材の膨張収縮に起因するスピンドルハウジングの歪みを防止することができる回転真空ポンプ。【解決手段】スピンドルハウジング２４内には、モータステータ１２、磁気軸受用電磁石９，１０および磁気軸受用センサ１３，１４が収納され、モールド樹脂２６が充填される。さらに、モータステータ１２の軸方向端面には、緩衝部材２５が設けられる。緩衝部材２５はモールド樹脂２６の硬化収縮や熱膨張に応じて変形し、モールド樹脂２６の歪を吸収する。その結果、モールド樹脂２６の硬化収縮や熱膨張によってスピンドルハウジング２４が歪むのを防止することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより回転駆動されるロータと、前記ロータを非接触支持する磁気軸受とを備えた回転真空ポンプにおいて、
モータステータ、磁気軸受用電磁石および磁気軸受用センサが収納されるスピンドルハウジングと、
前記スピンドルハウジング内に充填され、前記モータステータ，磁気軸受用電磁石および磁気軸受用センサを被覆するモールド材と、
前記スピンドルハウジングの軸に対してほぼ垂直に前記モールド材内に配設され、前記モールド材よりもヤング率の小さな弾性板材とを備えたことを特徴とする回転真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転真空ポンプにおいて、
前記弾性板材を前記モータステータの軸方向端面の近傍に配設したことを特徴とする回転真空ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の回転真空ポンプにおいて、
前記弾性板材を前記モータステータの軸方向端面に固着させたことを特徴とする回転真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気軸受式の回転真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造に用いられるドライエッチング装置やＣＶＤ装置等のように、高真空のプロセスチャンバ内で処理を行う装置では、プロセスチャンバ内のガスを排気して一定の高真空を形成する手段としてターボ分子ポンプが用いられている。ドライエッチングやＣＶＤ等のように塩素系やフッ素系の腐食性ガスが使用される装置に用いられるターボ分子ポンプでは、磁気軸受を構成するラジアル電磁石やラジアルセンサ等のコイルやハンダ付け部が腐食されるのを防止するため、従来は、スピンドルハウジング内に収納されたそれらの部品をエポキシ樹脂等でモールドするようにしている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のターボ分子ポンプでは、スピンドルハウジング内にモータステータ、ラジアル電磁石およびラジアルセンサを挿入した後に一括して樹脂モールドしているため、硬化時の樹脂の収縮によりスピンドルハウジングが歪んでしまうという問題があった。また、ポンプ運転時のモータステータの発熱の影響により樹脂が熱膨張した場合にも、同様にスピンドルハウジングが歪んでしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、モータにより回転駆動されるロータと、ロータを非接触支持する磁気軸受とを備えた回転真空ポンプに適用され、モータステータ、磁気軸受用電磁石および磁気軸受用センサが収納されるスピンドルハウジングと、スピンドルハウジング内に充填され、モータステータ，磁気軸受用電磁石および磁気軸受用センサを被覆するモールド材と、スピンドルハウジングの軸に対してほぼ垂直にモールド材内に配設され、モールド材よりもヤング率の小さな弾性板材とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の回転真空ポンプにおいて、弾性板材をモータステータの軸方向端面の近傍に配設したものである。
請求項３の発明は、請求項２に記載の回転真空ポンプにおいて、弾性板材をモータステータの軸方向端面に固着させたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、モールド材よりもヤング率の小さな弾性板材をスピンドルハウジングの軸に対してほぼ垂直に配設したので、モールド材の膨張または収縮に応じて弾性板材が変形することでモールド材の歪が吸収され、スピンドルハウジングの歪みを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明による回転真空ポンプの一実施の形態を示す図であり、磁気軸受式ターボ分子ポンプ１の断面図である。図１に示すターボ分子ポンプは、ターボ分子ポンプ部２とネジ溝ポンプ部３とを有する高ガス負荷対応型のターボ分子ポンプである。ターボ分子ポンプ部２は複数段の動翼１９と複数段の静翼２１とで構成され、ネジ溝ポンプ部３はネジロータ２０とネジステータ２３とで構成されている。
【０００８】
複数段の動翼１９およびネジロータ２０はロータ４に形成されており、そのロータ４はスピンドルハウジング２４内に回転自在に設けられた回転軸８に固定されている。スピンドルハウジング２４内には、図示上側から順に、上部ラジアルセンサ１３，上部ラジアル電磁石９，モータステータ１２，下部ラジアル電磁石１０，下部ラジアルセンサ１４およびスラスト電磁石１１が設けられている。モータステータ１２の上下には、緩衝部材２５が設けられている。スピンドルハウジング２４内に収められたこれらの部品は、真空排気される腐食性ガスから保護されるように、モールド樹脂２６によって一体にモールドされている。
【０００９】
回転軸８はラジアル電磁石９，１０およびスラスト電磁石１１によって非接触支持され、モータステータ１２と回転軸側のモータロータとで構成されるＤＣモータにより回転駆動される。回転軸８の浮上位置は、各ラジアル電磁石９，１０およびスラスト電磁石１１に対応して設けられたラジアルセンサ１３，１４およびスラストセンサ１５によって検出される。回転軸８の上下に設けられた保護ベアリング１６，１７は機械式のベアリングであり、磁気軸受が作動していない場合に回転軸８を支持するとともに、回転軸８の浮上位置を制限するものとして機能する。
【００１０】
一方、ケーシング７内のベース６上には、複数の静翼２１およびネジステータ２３が設けられている。各静翼２１は上下をリング状のスペーサ２２によって挟持されるようにベース６上に保持されており、ケーシング７をベース６にボルト締結することにより、静翼２１およびスペーサ２２がケーシング７の上端とベース６との間に固定される。その結果、各静翼２１は動翼１９間の所定位置に位置決めされる。ネジステータ２３は、ベース６上にボルト締結されている。
【００１１】
吸気口７ａから流入したガス分子はターボ分子ポンプ部２によって図示下方へと叩き飛ばされ、下流側に向かって圧縮排気される。ネジロータ２０はネジステータ２３の内周面に近接して設けられており、ネジステータ２３内周面には螺旋溝が形成されている。ネジ溝ポンプ部３では、ネジステータ２３の螺旋溝と高速回転するネジロータ２０とにより、粘性流による排気能が行われる。ターボ分子ポンプ部２で圧縮されたガス分子は、さらにネジ溝ポンプ部３によって圧縮され、排気口６ａから排出される。
【００１２】
次に、スピンドル部分の組立手順について説明する。まず、図２に示すように、モータステータ１２の軸方向端面、すなわちコイル１２Ａおよびステータコア１２Ｂの上下端面に、緩衝部材２５Ａ，２５Ｂを接着剤等により固着させる。このようにすることで、緩衝部材２５Ａ，２５Ｂとモータステータ１２とを別々にスピンドルハウジング２４内に装填する場合よりも、組立性が向上する。
【００１３】
緩衝部材２５Ａ，２５Ｂはリング状の板材であって、モールド樹脂２６の硬化後のヤング率よりも小さなヤング率を有する材料が用いられる。例えば、シリコーンゴムなどのゴム系の弾性部材が用いられる。緩衝部材２５Ａ，２５Ｂの大きさはコイル１２Ａおよびステータコア１２Ｂの端面が覆われる大きさに設定すれば良い。例えば、緩衝部材２５Ａの場合であれば、外径をコイル外径以上とし、内径をコイル内径以下とすれば良い。
【００１４】
次に、図３に示すように、スピンドルハウジング２４内に、上側ラジアルセンサ１３，上側ラジアル電磁石９、緩衝部材２５が貼付されたモータステータ１２の順に組み込む。図３に示す例では、下側ラジアル電磁石１０および下側ラジアルセンサ１４の外径はモータステータ１２の外径より小さいので、それらをモータステータ１２よりも外径の大きなホルダ２７に組み込み、そのホルダ２７をスピンドルハウジング２４内に組み込む。
【００１５】
各部品をスピンドルハウジング２４内に装着したならば、回転軸８が収まる部分にモールド用中子を取り付け、部品が装着されたスピンドルハウジング２４と中子２７との間にモールド樹脂２６を真空状態で充填する。真空状態とすることで、コアやコイル等の小さな隙間にも樹脂を侵入させることができ、モールド樹脂２６内に気泡が残留するのを防止することができる。その後、大気圧下でモールド樹脂２６を硬化させる。モールド樹脂２６には、例えば、エポキシ樹脂などが用いられる。モールド樹脂２６が硬化したならば、中子を取り外してスピンドル組立が終了する。
【００１６】
図４は、モールド樹脂硬化時における緩衝部材２の効果を説明する模式図であり、（ａ）は硬化前の状態を示す、（ｂ）は硬化収縮後を示す。一方、図５は緩衝部材２５を用いない場合のスピンドルハウジング２４の変形を説明する図である。硬化収縮によりモールド樹脂２６は軸方向（図示上下方向）に収縮する。収縮の割合はスピンドルハウジング２４に接している部分よりも内周側の方が大きいので、図５に示すように内周側（図示右側）に変形する。実際には、この変形は軸対称とならないので、スピンドルハウジング１４全体が傾くことになる。なお、図５では、図示を簡単にするためにステータコア１２の下側のモールド樹脂２６が収縮した場合について示した。
【００１７】
一方、本実施の形態では、図４（ｂ）に示すように、モールド樹脂２６の収縮に応じて緩衝部材２５Ａ，２５Ｂが軸方向に変形する。ここでは、内周側の方がモールド樹脂２６の収縮が大きいので、緩衝部材２５Ａ，２５Ｂの断面が楔形状となるように内周側の伸び変形が大きくなっている。
【００１８】
このように、本実施の形態では、緩衝部材２５Ａ，２５Ｂがモールド樹脂２６を水平に分断するように設けられ、かつ、緩衝部材２５Ａ，２５Ｂのヤング率がモールド樹脂２６の硬化時のヤング率よりも小さいので、モールド樹脂２６の収縮に応じて緩衝部材２５Ａ，２５Ｂが上下方向に変形する。そのため、モールド樹脂２６の収縮歪みは緩衝部材２５Ａ，２５Ｂの変形により吸収され、スピンドルハウジング２４へのモールド樹脂２６の硬化歪みの影響を低減することができる。
【００１９】
なお、上述した例では組立性向上を図るために緩衝部材２５Ａ，２５Ｂをモータステータ１２に貼り付けたが、モータステータ１２と分離していてもモールド樹脂２６の収縮に応じて変形することには変わりがなく、同様の効果を得ることができる。実際には、コイル１２Ａやステータコア１２Ｂの隙間にもモールド樹脂２６は侵入しているので、スピンドルハウジング２４内のモールド樹脂２６は実質的に軸方向に３分割されていることになる。
【００２０】
また、軸方向に沿った緩衝部材２５の配設数を増やして、モールド樹脂２６を３分割よりも多数に分割するようにしても良い。ここでは、径方向の収縮の影響は小さいとみなして径方向に分断するような緩衝部材を設けなかったが、径方向の歪みが無視できないような場合には径方向に分断する緩衝部材を設けても良い。なお、図１や図４に示すように、緩衝部材２５Ａの内側の部分においては、モールド樹脂２６は厳密には分断されていないが、全体の断面積に対するこの部分の断面積は非常に小さいので、歪みの点では分断されているとみなして良い。
【００２１】
図４の説明では硬化収縮時の歪みを考えたが、ポンプ運転時にはモータステータ１２の発熱により、モールド樹脂２６が上昇して膨張する。しかしながら、モールド樹脂２６が膨張した場合には緩衝部材２５が圧縮されるように変形するので、モールド樹脂２６の膨張は緩衝部材２５の変形により吸収され、スピンドルハウジング２４が歪むのを防止することができる。そのため、硬化収縮だけでなく温度上昇によるモールド樹脂２６の膨張も考慮すると、緩衝部材２５はモータステータ１２の近くに配設するのが好ましい。
【００２２】
なお、上述した実施の形態では、ハイブリッド型ターボ分子ポンプを例に説明したが、全翼タイプのターボ分子ポンプや翼の無いモレキュラードラッグポンプなどの、ロータを高速回転して排気を行う回転真空ポンプにも同様に適用することができる。
【００２３】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、ラジアル電磁石９，１０は磁気軸受用電磁石を、ラジアルセンサ１３，１４は磁気軸受用センサを、モールド樹脂２６はモールド材を、緩衝部材２５，２５Ａ，２５Ｂは弾性板材をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による回転真空ポンプの一実施の形態を示す図であり、磁気軸受式ターボ分子ポンプ１の断面図である。
【図２】モータステータ１２と緩衝部材２５Ａ，２５Ｂとを示す断面図である。
【図３】スピンドルハウジング２４への部品の組み付けを説明する図である。
【図４】モールド樹脂硬化時における緩衝部材２の効果を説明する模式図であり、（ａ）は硬化前の状態を示す、（ｂ）は硬化収縮後を示す。
【図５】従来の場合における、スピンドルハウジング２４の傾きを説明する図である。
【符号の説明】
【００２５】
１：ターボ分子ポンプ、２：ターボ分子ポンプ部、３：ネジ溝ポンプ部、４：ロータ、８：回転軸、９，１０：ラジアル電磁石、１１：スラスト電磁石、１２：モータステータ、１２Ａ：コイル、１２Ｂ：ステータコア、１３，１４：ラジアルセンサ、１５：スラストセンサ、１９：動翼、２０：ネジロータ、２１：静翼、２３：ネジステータ、２４：スピンドルハウジング、２５，２５Ａ，２５Ｂ：緩衝部材、２６：モールド樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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