(57)【要約】  【課題】  単純な構成によってコンダクタンス可変機構を気体移送部の中間部に配置することができ、かつ十分な気密性を確保することができる真空ポンプを提供すること。  【解決手段】  ロータ部２４を軸線方向に２分割し、第１ロータ部２４ａおよび第２ロータ部２４ｂの２部構成とする。そして、全周に渡って連続した円環状の第１固定プレート３１、回転プレート３２、第２固定プレート３３を備えたコンダクタンス可変機構３０を、第１ロータ部２４ａと第２ロータ部２４ｂとの間に挟装させるようにして分子ポンプ１に組み込む。詳しくは、第１ロータ部２４ａに設けられているロータ翼２１ａと、第２ロータ部２４ｂに設けられているロータ翼２１ｂとの間に配置されるように組み込む。このように、ロータ部２４を分割することにより、コンダクタンス可変機構３０を半径方向に分割することなく配置することができる。  【選択図】  図１
2005106026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と排気口を備えたケーシングと、
前記ケーシング内に回転自在に軸支されたロータ軸と、
前記ロータ軸に固定され、第１気体移送機構が配設された第１回転部材と、
前記第１回転部材に対して相対的に固定され、第２気体移送機構が配設された第２回転部材と、
前記第１気体移送機構と前記第２気体移送機構との間に配設され、気体の移送路の断面積を増減させる、全周に渡って連続した円環状の移送路面積調節機構と、
を具備することを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記移送路面積調節機構は、
気体の移送路を形成する開口部を有する円環状の複数のプレートと、
前記複数のプレートの少なくとも１つを他のプレートと相対的に移動させることで、前記複数のプレートの開口部の重なりの面積を変更するプレート駆動機構と、
を具備す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】
前記複数のプレートの開口部は、前記プレート駆動機構によりプレートが重複した開口面積の小さくなる方向に移動される場合に、前記プレートの一定の移動量に対する前記重複開口面積の減少率が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記第１気体移送機構は、放射状に設けられた第１ロータ翼を具備し、
前記第２気体移送機構は、放射状に設けられ、その外径が前記第１ロータ翼の外径より小さい第２ロータ翼を具備し、
前記第２ロータ翼と前記ケーシングとの間に前記プレート駆動機構を配設したことを特徴とする請求項２または請求項３記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記第１回転部材および前記第２回転部材の少なくとも一方と前記移送路面積調節機構との間に、隙間を保持した状態で密封を行う非接触式シールを具備したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記移送路面積調節機構および前記第１気体移送機構の少なくとも一方を加熱する加熱手段を具備したことを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの何れかの１の請求項に記載の真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器の排気に用いられる真空ポンプに関し、特に、移送される気体のコンダクタンスを調整する機構を備えた真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造装置や電子顕微鏡装置などで使用されている高真空が要求される真空容器の排気処理には、高い排気性能を有する真空ポンプが利用されている。このような真空ポンプには、例えば、ターボ分子ポンプやねじ溝式ポンプ、またこれらの機構を兼ね備えた複合型の真空ポンプがある。
【０００３】
このような真空ポンプを用いて真空容器の排気を行う場合、真空ポンプにおける気体の吸引能力を調節するために、排気する気体の流れやすさを調節するコンダクタンスバルブが真空容器の排気口と真空ポンプの吸気口との間に設けられていた。
コンダクタンスバルブは、気体の流路の断面積を調節する可変バルブによって構成されている。
【０００４】
コンダクタンスバルブを用いる場合には、真空容器と真空ポンプとの間にコンダクタンスバルブを設置するためのスペースを設ける必要があり、そのため、真空装置の小型化や製造コストの削減が困難となるなどの不具合が生じていた。
このような不具合を解消することが可能な技術が下記の特許文献に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−７３９８５公報
【０００５】
特許文献１には、コンダクタンスバルブを設けることなく、気体の吸引能力を調節することが可能な真空ポンプが開示されている。詳しくは、真空ポンプ内の気体移送部に気体の流路の断面積を増減させるための、コンダクタンス可変機構を設ける技術が開示されている。ここでは、コンダクタンス可変機構として、例えばスライドプレート、回転プレート、バタフライバルブなどのが用いられている。
このようなコンダクタンス可変機構では、動作時に可動部において粉塵が生じ、これらの粉塵が真空容器側へ逆流してしまうおそれがある。
そのため、コンダクタンス可変機構は、気体移送部の真空ポンプの吸気口側の端部よりも、気体移送部の中間部に設けることが望ましい。
【０００６】
例えば、ターボ分子ポンプは、複数段の回転翼が設けられている回転体が一体形成され、互い違いになるように回転翼の段間に固定翼が配置されている。
このようなターボ分子ポンプの気体移送部の中間部、つまり回転翼と固定翼が配置されている領域の内部へのコンダクタンス可変機構の配置は、円形状のコンダクタンス可変機構を２分割した半円状の部材を、それぞれ半径方向から気体移送部に挿入し組み合わせるようにして行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したように分割されたコンダクタンス可変機構を真空ポンプ内に組み込む場合には、分割面からの気体のリークが生じてしまい、コンダクタンス可変機構のバルブの全閉時における気密性を十分に確保することが困難であった。
また、分割されたそれぞれのコンダクタンス可変機構に対して、位置決め機構やバルブを動作させるための駆動機構を設ける必要があるため、構造が複雑になり真空ポンプの小型化、製造コストの低減が困難であった。
そこで本発明は、単純な構成によってコンダクタンス可変機構を気体移送部の中間部に配置することができ、かつ十分な気密性を確保することができる真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明では、吸気口と排気口を備えたケーシングと、前記ケーシング内に回転自在に軸支されたロータ軸と、前記ロータ軸に固定され、第１気体移送機構が配設された第１回転部材と、前記第１回転部材に対して相対的に固定され、第２気体移送機構が配設された第２回転部材と、前記第１気体移送機構と前記第２気体移送機構との間に配設され、気体の移送路の断面積を増減させる、全周に渡って連続した円環状の移送路面積調節機構と、を具備させることにより前記目的を達成する。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記移送路面積調節機構に、気体の移送路を形成する開口部を有する円環状の複数のプレートと、前記複数のプレートの少なくとも１つを他のプレートと相対的に移動させることで、前記複数のプレートの開口部の重なりの面積を変更するプレート駆動機構と、を具備させる。
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記複数のプレートの開口部を、前記プレート駆動機構によりプレートが重複した開口面積の小さくなる方向に移動される場合に、前記プレートの一定の移動量に対する前記重複開口面積の減少率が小さくなるように形成する。
請求項４記載の発明では、請求項２または請求項３記載の発明において、前記第１気体移送機構に、放射状に設けられた第１ロータ翼を具備し、前記第２気体移送機構に、放射状に設けられ、その外径が前記第１ロータ翼の外径より小さい第２ロータ翼を具備させ、前記第２ロータ翼と前記ケーシングとの間に前記プレート駆動機構を配設する。
請求項５記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の発明において、前記第１回転部材および前記第２回転部材の少なくとも一方と前記移送路面積調節機構との間に、隙間を保持した状態で密封を行う非接触式シールを具備させる。
請求項６記載の発明では、請求項１から請求項５までのうちの何れかの１の請求項に記載の発明において、前記移送路面積調節機構および前記第１気体移送機構の少なくとも一方を加熱する加熱手段を具備させる。
なお、前記加熱手段を、例えば、ケーシングに配設する場合には、ケーシングの外周に配設するようにする。前記加熱手段は、例えば、ヒータ等の加熱装置によって構成することが好ましい。また、前記加熱手段によって、第１気体移送機構を加熱する場合には、例えば、前記ケーシングに固設されたステータ翼またはステータ翼との間に配置されたスペーサの部分をケーシングの外周側から加熱するようにする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、気体移送機構を複数の回転部材から構成することにより、気体の移送路の断面積を増減させる移送路面積調節機構を半径方向に分割することなく、全周に渡って連続した状態で気体の移送路の途中に配置することができ、移送路面積調節機構における気体のリークを抑制することができる。
また、加熱手段を用いることにより、移送路面積調節機構およびその上流に反応生成物が固着してしまうことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の真空ポンプにおける好適な実施の形態について、図１から図５を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示した図である。
本実施の形態では、分子ポンプの一例としてターボ分子ポンプ部とねじ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合翼タイプの分子ポンプを例にとり説明する。
また、分子ポンプ１には、高速回転するロータ部と、固定したステータ部との排気作用により、排気機能を発揮する真空ポンプであって、ターボ分子ポンプ、ねじ溝式ポンプ、あるいはこれら両方の構造を合わせ持ったポンプなどがある。
【００１１】
分子ポンプ１の外装体を形成するケーシング１６は、円筒状の形状をしており、ケーシング１６の底部に設けられた円盤状のベース２７と共に分子ポンプ１の筐体を構成している。そして、ケーシング１６の内部には、分子ポンプ１に排気機能を発揮させる構造物が収納されている。
これら排気機能を発揮する構造物は、大きく分けて回転自在に軸支されたロータ部２４とケーシング１６に対して固定されたステータ部から構成されている。
また、ポンプの種類から見た場合、吸気口６側がターボ分子ポンプ部により構成され、排気口１９側がねじ溝式ポンプ部から構成されている。
ロータ部２４は、シャフト１１に固定された回転部材であり、軸方向に２分割され、吸気口６側の第１ロータ部２４ａと排気口１９側の第２ロータ部２４ｂから構成されている。
【００１２】
第１ロータ部２４ａには、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト１１から放射状に伸びたブレードからなるロータ翼２１ａが設けられている。なお、第１ロータ部２４ａは、第１回転部材として機能し、ロータ翼２１ａは第１気体移送機構として機能する。
第２ロータ部２４ｂには、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト１１から放射状に伸びたブレードからなるロータ翼２１ｂが吸気口６側（ターボ分子ポンプ部）に設けられている。
さらに、第２ロータ部２４ｂには、外周面が円筒形状をした部材からなる円筒部材２９が排気口１９側（ねじ溝式ポンプ部）に設けられている。なお、第２ロータ部２４ｂは、第２回転部材として機能し、ロータ翼２１ａは第２気体移送機構として機能する。
また、ターボ分子ポンプ１には、ロータ翼２１ａ、ロータ翼２１ｂが軸線方向に複数段形成されている。
【００１３】
また、最も排気口１９側にあるロータ翼２１ａと、最も吸気口６側にあるロータ翼２１ｂと、の間には空隙にはが設けられている。この空隙には、第１固定プレート３１、回転プレート３２、第２固定プレート３３および回転プレート３２の駆動機構を構成するモータ４０を有するコンダクタンス可変機構３０が設けられている。
このコンダクタンス可変機構３０（バルブ）は、回転プレート３２を第１固定プレート３１および第２固定プレート３３に対して相対的に回転移動して、気体の移送方向に対する気体流路（移送路）の断面積を増減させることによって気体の流量を変化させるための移送路面積調節機構として機能するようになっている。これにより、コンダクタンス可変機構３０の上流側と下流側とに圧力差が生じるようになっている。なお、コンダクタンス可変機構３０の詳細については後述する。
【００１４】
シャフト１１は、円柱部材の回転軸（ロータ軸）である。シャフト１１の上端部には、外周部にねじ溝が形成された取付部１１１が設けられている。この取付部１１１の下方には、シャフト１１の径が大きくなる方向に変化する肩部１１２が設けられている。
ロータ部２４ｂが肩部１１２に配置され、さらにロータ部２４ｂにロータ２４ａが重ねられている。そして、ロータ部２４ａおよびロータ部２４ｂは、座金を介して取付部１１１に設けられたナット２５によって、肩部１１２に締め付け固定されている。
【００１５】
本実施形態では、ロータ部２４ａおよびロータ部２４ｂの両方を一度にナット２５を用いてシャフト１１に固定するようにしている。しかし、ロータ部２４のシャフト１１への固定方法はこれに限られるものではなく、取付部１１１を設ける代わりにシャフト１１の上端部にボルト穴を設け、このボルト穴に座金を介してボルトをねじ留めすることによって同様にロータ部２４ａおよびロータ部２４ｂを固定するようにしてもよい。
また、はじめにロータ部２４ａまたはロータ部２４ｂのどちらか一方をシャフト１１に固定し、他方のロータ部を、シャフト１１に固定したロータ部に固定するようにしてもよい。つまり、ロータ部２４ａおよびロータ部２４ｂは、互いに相対的に固定されていればよい。なお、この場合の各部材の固定方法においては、ボルトを用いる固定方法を用いてもナットを用いる固定方法を用いてもよい。
【００１６】
シャフト１１の軸線方向中程には、シャフト１１を回転させるモータ部１０が配設されている。
また、モータ部１０の吸気口６側および排気口１９側には、シャフト１１をラジアル方向に軸支するための磁気軸受部８および磁気軸受部１２が設けられている。
さらに、シャフト１１の下端には、シャフト１１を軸線方向（スラスト方向）に軸支するための磁気軸受部２０が設けられている。
なお、シャフト１１は、磁気軸受部８、１２、２０から構成される５軸制御型の磁気軸受によって非接触で支持されている。
【００１７】
また、磁気軸受部８、１２の近傍には、それぞれ変位センサ９、１３のロータ側の部分が形成されており、シャフト１１のラジアル方向の変位が検出できるようになっている。さらに、シャフト１１の下端には変位センサ１７のロータ側の部分が形成されており、シャフト１１の軸線方向の変位が検出できるようになっている。
これら、磁気軸受部８、１２および変位センサ９、１３のロータ側の部分は、ロータ部２４の回転軸線方向に鋼板を積層した積層鋼板により構成されている。これは、磁気軸受部８、１２、変位センサ９、１３のステータ側の部分を構成するコイルが発生する磁界によって、シャフト１１に渦電流が発生するのを防ぐためである。
以上に説明したロータ部２４はステンレスやアルミニウム合金などの金属を用いて構成されている。
【００１８】
ケーシング１６の内周側には、ステータ部が形成されている。このステータ部は、吸気口６側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたステータ翼２２と、排気口１９側（ねじ溝式ポンプ）に設けられたねじ溝スペーサ５などから構成されている。
ステータ翼２２は、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してケーシング１６の内周面からシャフト１１に向かって伸びたブレードから構成されており、ターボ分子ポンプ部では、これらステータ翼２２が軸線方向に、ロータ翼２１ａ、２１ｂと互い違いに複数段形成されている。各段のステータ翼２２は、円筒形状をしたスペーサ２３により互いに隔てられている。
スペーサ２３は、コンダクタンス可変機構３０に対して上流側（吸気口２側）に設けられたスペーサ２３ａおよび下流側（排気口１９側）に設けられたスペーサ２３ｂによって構成されている。
【００１９】
ねじ溝スペーサ５は、内周面にらせん溝７が形成された円柱部材である。ねじ溝スペーサの内周面は、所定のクリアランス（間隙）を隔てて円筒部材２９の外周面に対面するようになっている。ねじ溝スペーサ５に形成されたらせん溝７の方向は、らせん溝７内をロータ部２４の回転方向にガスが輸送された場合、排気口１９に向かう方向である。らせん溝７の深さは排気口１９に近づくにつれ浅くなるようになっており、らせん溝７を輸送されるガスは排気口１９に近づくにつれて圧縮されるようになっている。
これらステータ部はステンレスやアルミニウム合金などの金属を用いて構成されている。
ベース２７は、円盤形状を有した部材であって、ラジアル方向中央には、ロータの回転軸線と同心に円筒形状を有するステータコラム１８が、吸気口６方向に取り付けられている。
【００２０】
図２は、コンダクタンス可変機構３０の概略構成を示した図である。
また、図３は、コンダクタンス可変機構３０を構成する円板形のプレートの構成を示した斜視図である。
本実施の形態の分子ポンプ１では、回転プレート形のコンダクタンス可変機構３０を用いている。
コンダクタンス可変機構３０は、円板形の第１固定プレート３１、回転プレート３２、第２固定プレート３３を備えている。各円板形のプレートの中心に同心的な円孔が形成されている。この円孔の内部には、シャフト１１が貫通している。
図３に示すように、第２固定プレート３３には、その外縁部に円筒状の固定部３３７が設けられており、この固定部３３７をスペーサ２３（図１に示す）と同様に配置することによって筐体側に固定されている。
また、第２固定プレート３３には、その内縁部にラビリンスシール６０が設けられている。なお、ラビリンスシール６０の詳細については後述する。
【００２１】
図３に示すように、第１固定プレート３１には、放射状に広がる平面視扇形の開口部３１１が、第２固定プレート３３には、同形状の開口部３２１が複数形成されている。また、回転プレート３２には、放射状に広がる平面視扇形の開口部３２１が複数形成されている。なお、各プレートに形成されている開口部は、扇形に限られるものではなく、円形、楕円形、多角形（例えば、三角形や四角形等）であってもよい。
第１固定プレート３１および第２固定プレート３３の開口部３１１および開口部３３１は、同一の位置に配置されるように、つまり、重なり合うように配置されいる。
また、、第１固定プレート３１および第２固定プレート３３の開口部３１１および開口部３３１には、後述する絞り部３１２および絞り部３３２が設けられている。
【００２２】
コンダクタンス可変機構３０は、第１固定プレート３１および第２固定プレート３３に設けられている開口部３１１および開口部３３１と、回転プレート３２に設けられている開口部３２１とが重なり合う面積（以下重複開口面積と示す）を変位させることによって、つまりコンダクタンス可変機構３０を通過する際の気体の流路の断面積を変化させることによって、気体の流れやすさつまり気体の排気能力を調整する。コンダクタンス可変機構３０は、開口部３１１および開口部３３１と、開口部３２１との位相差を変化させることによって気体の流れやすさつまり気体の排気能力を調整する。
【００２３】
図２の説明に戻り、第２固定プレート３３には、環状の収容溝３４および収容溝３５によって二段構成された溝が設けられている。
収容溝３４は、回転プレート３２の幅に所定のクリアランスを加算した幅を有している。また、収容溝３５は、収容溝３４の幅より大きい幅を有し、具体的には、第１固定プレート３１の幅に所定のクリアランスを加算した幅を有している。
収容溝３４に回転プレート３２を嵌め込み、さらにその上方向から、収容溝に３５に第１固定プレート３１が嵌め込まれるように配置されている。
第１固定プレート３１は、ちょうど、第２固定プレート３３に設けられた収容溝３４に蓋をするように配置されている。
【００２４】
図３に示すように、第１固定プレート３１と第２固定プレート３３との結合（固定）は、ボルト５５およびボルト５６を用いて行われている。詳しくは、ボルト５５を第１プレート３１に設けられたスルーホール状のボルト穴３１３に貫入し、その状態でボルト５５の終端部を第２固定プレート３３に設けられた内周面にねじ溝が設けられたボルト穴３３５にねじ止め固定させている。
同様に外周側端も、ボルト５６を第１プレート３１に設けられたスルーホール状のボルト穴３１４に貫入し、その状態でボルト５６の終端部を第２固定プレート３３に設けられた内周面にねじ溝が設けられたボルト穴３３６にねじ止め固定させる。
なお、第１固定プレート３１と第２固定プレート３３との結合方法は、ボルトを用いた方法に限られるものではなく、かしめ固定や溶接による固定方法を用いるようにしてもよい。
【００２５】
また、第１固定プレート３１と回転プレート３２との接合面の内周側端部と外周側端部には、それぞれ回転プレート３２の回転を潤滑に行うための鋼球部材からなる転がり玉５３および転がり玉５４が設けられている。
同様に、第２固定プレート３３と回転プレート３２との接合面の内周側端部と外周側端部に転がり玉５１と転がり玉５２が設けられている。
転がり玉５１〜５４を設けることにより、回転プレート３２は、第１固定プレート３１および第２固定プレート３３に対して回転自在となる。
【００２６】
転がり玉５１〜５４は、数珠状に連なったの複数の球状部材によって構成されている。
図３に示すように、第２固定プレート３３には、収容溝３４の底面部の内周側端に形成された断面円弧状の環状溝３３３と環状溝３３４とが設けられている。第１固定プレート３１には、内周側端に形成された断面円弧状の環状溝３１５と環状溝３１６とが設けられている。
また、回転プレート３２において、環状溝３１５、３１６、３３３、３３４と対向する箇所には、環状溝３２２〜３２５が設けられている。
そして、環状溝３１５、３１６、３３３、３３４と環状溝３２２〜３２５との間に、断面円形状の空隙が構成され、この空隙に転がり玉５１〜５４が配置されている。
【００２７】
その他、図２に示すモータ４０のシャフト４１とケーシング１６との接合部には、分子ポンプ１の機密性を保持させるためにＯリング等のシールドリング４５、つまり気体のリークを抑制するシール機構が設けられている。
さらに、ケーシング１６の内周部には、モータ４０のシャフト４１の回転を補助するためのベアリング４６、つまり軸受機構が設けられている。
【００２８】
コンダクタンス可変機構３０には、回転プレート３２を回転駆動させるための駆動機構が設けられている。
回転プレート３２の第１固定プレート３１側の面の周縁に放射方向（半径方向）に延びるラックが周方向に等間隔に複数設けられているラック部４４が形成されており、このラック部４４の上方には、ケーシング１６の外側に配設されたモータ４０のシャフト４１の先端が、ケーシング１６に設けられた貫通穴４３を貫通して配置されている。
【００２９】
シャフト４１の先端部には、ピニオン４２が同軸的に固定されており、このピニオン４２がラック部４４と噛み合わされている。
そして、モータ４０が図示しない制御系からの信号により制御され駆動すると、その駆動力がピニオン４２とラック部４４を介して回転プレート３２に伝わる。すると、回転プレート３２は、第１固定プレート３１と第２固定プレート３３との間でシャフト１１（図１に示す）を中心に回転し、重複開口面積が変化して気体の流路の断面積が変わるようになっている。
【００３０】
さらに、コンダクタンス可変機構３０とロータ部２４との間には、気体の流路の全閉時におけるコンダクタンス可変機構３０の上流の領域と下流の領域との機密性を保持させるためのシール機構が設けられている。ここでは、回転部材であるロータ部２４と固定部材であるコンダクタンス可変機構３０との間のシールを行うため非接触式シール機構を用いている。
分子ポンプ１では、非接触式シール機構として、隙間の部分を複雑な流路によって構成するラビリンスシール６０（図２の波線円部）を用いている。なお、この流路のクリアランス（空隙幅）は概ね０．５ｍｍ程度である。
【００３１】
ラビリンスシール６０は、第２固定プレート３３の内周縁からシャフト１１方向に張り出したフランジ部６１、フランジ部の下面（排気口１９側面）に設けられ、断面が軸線方向に排気口１９方向に延びる円筒状の突出部６２、突出部６２が配置される領域に突出部６２との接触を避けるようにロータ部２４ｂに設けられた環状溝６４、ロータ部２４ｂに設けられた断面が軸線方向に吸気口６方向に延びる円筒状の突出部６３、突出部６３が配置される領域に突出部６３との接触を避けるように第２固定プレート３３の本体部分と突出部６２の間に形成された隙間によって構成される環状溝６５によって構成されている。
【００３２】
つまり、固定部材である第２固定プレート３３に設けられた突出部６２と、回転部材であるロータ部２４ｂに設けられた突出部６３とが互いに噛み合うように配置されている。
そして、ラビリンスシール６０の流路は、フランジ部６１とロータ部２４との間の空隙、突出部６２と環状溝６４との間の空隙、突出部６３と環状溝６５との間の空隙によって複雑になるように構成されている。さらに、機密性を高める必要性がある場合には、突出部の対を追加しラビリンスシール６０内の流路を長く複雑にするようにする。
なお、ラビリンスシール６０は、コンダクタンス可変機構３０とロータ部２４ｂとの間に設けるようにしているが、これに限られるものではなく、コンダクタンス可変機構３０とロータ部２４ｂとの間に設けるようにしてもよく、また、ロータ部２４ａおよびロータ部２４ｂとコンダクタンス可変機構３０との間に設けるようにしてもよい。
【００３３】
なお、ラビリンスシール６０は、運動面と静止面との間に有限の隙間を保持したままで密封を行うことが可能であればよく、ロータ部２４の回転時に非接触状態を保つことが可能な範囲において任意に設計することができる。
このようなラビリンスシール６０を設けることにより、コンダクタンス可変機構３０とロータ部２４との間からの気体のリークを適切に抑制することができるため、気体の流路（バルブ）の全閉時におけるコンダクタンス可変機構３０の上流の領域と下流の領域との機密性を十分に保持させることができる。
【００３４】
また、図３に示すように、第１固定プレート３１に設けられている開口部３１１には、
開口部３１１は連なるように形成された絞り部３１２が設けられている。
絞り部３１２は、三角形（くさび形）の開口部であり、詳しくは、一辺が扇形の開口部３１１における径方向の辺と重なり、他の一辺が内周側の弧の延長上に設けられている。残りの一辺は、半径方向に対して所定の角度傾けられた形状となっている。
なお、絞り部３１２は、扇形の開口部３１１の周方向の片側にのみ設けるようにしているが、これに限られるものではなく、開口部３１１の周方向の両側に設けるようにしてもよい。
また、第２固定プレート３３にも、絞り部３１２と同形状の開口部３３２が設けられている。
【００３５】
なお、絞り部３１２の形状は、これに限られるものではなく、開口部３２１とが重なり合う部分において、回転プレート３２の全閉方向に回転する際の重複開口面積の減少率を小さくすることができるような形状であれば、例えば、テーパ（勾配）を有する四角形であってもよい。また、開口部３１１および開口部３３１と、開口部３２１とが重なり合う部分において、回転プレート３２の全閉方向に回転する際の重複開口面積の減少率を小さくすることができるような絞り部を、回転プレート３２に設けるようにしてもよい。
【００３６】
絞り部３１２および絞り部３３２と、開口部３２１とが重なり合う部分において、回転プレート３２の全閉方向に回転する際の重複開口面積の減少率を小さくすることができるため、全閉間際における重複開口面積の微調整が容易になる。従って、コンダクタンス可変機構３０における気体の圧力の調整精度を向上させることができる。
なお、重複開口面積の減少率とは、回転プレート３２の回転量に対する重複開口面積の減少量の変化量の比率である。
分子ポンプ１は、気体の圧力変化量ΔＰと気体のコンダクタンスＣとの関係において、後述するような特性を有しているため、このような重複開口面積の微調整を可能とする機構が必要となる。
【００３７】
図４（ａ）は、分子ポンプ１におけるコンダクタンスＣと気体の圧力変化量ΔＰとの関係を示したグラフである。また、図４（ｂ）は、分子ポンプ１の上流側の圧力Ｐｉｎと下流側の圧力Ｐｏｕｔとの関係を示したグラフである。
図４（ａ）に示すグラフは、ｘ軸（横軸）方向に、気体の流れやすさの度合いを示すコンダクタンスＣを、ｙ軸（縦軸）方向に分子ポンプ１内の気体の圧力変化量ΔＰを示している。
なお、コンダクタンスＣは、気体の流れやすさを示している。
ここでは、本実施の形態におけるコンダクタンス可変機構３０を通過する際の気体の流路の断面積は、コンダクタンスＣと比例関係にあるため、コンダクタンスＣは、コンダクタンス可変機構３０におけるプレートの開口度に相当するものとする。
気体の圧力変化量ΔＰとコンダクタンスＣとの関係は次式のようになっている。
ΔＰ＝Ｑ／Ｃ
ただし、ΔＰ：気体の圧力変化量、Ｑ：通過する気体の流量、Ｃ：コンダクタンスを示す。
【００３８】
このように、分子ポンプ１における気体の圧力変化量ΔＰは、コンダクタンスＣ、つまりコンダクタンス可変機構３０における開口部３１１および開口部３３１と、回転プレート３２に設けられている開口部３２１とが重なり合う面積（以下、プレートの開口度とする）に反比例するようになっている。
【００３９】
従って、開口度が大きい場合には、気体の圧力変化量ΔＰは、比較的小さい値となっている。しかし、開口度が小さい場合には、具体的には、コンダクタンスＣの範囲が図４（ａ）のα部に示す領域にある場合には、コンダクタンスＣの変化量に対する気体の圧力の変化量ΔＰの値が急激に変化する傾向にある。
さらに、図４（ｂ）に示すように、分子ポンプ１の上流側の圧力Ｐｉｎは、下流側の圧力Ｐｏｕｔが上昇した場合に急激に上昇する特性がある。即ち、コンダクタンスＣの変化量に対してポンプの排気性能が急激に変化する変化する傾向にある。
そのため、第１固定プレート３１の開口部３１１および第２固定プレート３２の開口部３３１に設けられた絞り部３１２、３３２などの重複開口面積の微調整を可能とする機構が必要となる。
【００４０】
図５は、バルブの全閉間際におけるコンダクタンス可変機構３０の正面図を示した図である。
重複開口面積７０は、図５のｂ部の領域に示す、絞り部３１２および絞り部３３２と、開口部３２１とが重なり合う部分において、つまり扇形の開口部３２１における径方向の辺うち回転プレート３２の全閉方向と逆側の辺が、絞り部３１２および絞り部３３２と重なり合う領域において、重複開口面積７０の減少率を小さくすることができる。
従って、従来技術では困難であった、図４（ａ）のα部に示したようなコンダクタンスＣの変化量に対する気体の圧力の変化量ΔＰの値が急激に変化する領域における気体の圧力の調整を、図５のｂ部に示す領域において重複開口面積７０の調整することによって容易に実現させることができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、図２に示すように分割されたロータ部２４の排気口１９側に設けられたロータ部２４ｂに設けられたロータ翼２１ｂの外径は、吸気口６側に設けられたロータ部２４ａに形成されているロータ翼２１ａの外径よりも小さくなるように構成されている。詳しくは、ロータ翼２１ｂの外径は、ロータ翼２１ａの外径より図２に示す長さａ分小さく構成されている。
排気口１９側に配置されているロータ翼２１ｂは、吸気口６側に配置されているロータ翼２１ａよりも遠心力の影響を受けやすい。
従って、このようにロータ翼２１ｂを構成することにより、遠心力によりロータ翼２１ｂに発生する応力、つまりロータ翼２１ｂに働く負荷力を低減させることができるため、ロータ翼２１ｂ、ロータ部２４ｂをはじめとする回転部材の金属疲労を緩和することができる。これにより、分子ポンプ１の寿命を延ばすことができるようになる。
【００４２】
また、ロータ翼２１ｂに働く負荷力を低減させることができるため、従来よりもロータ部２４の回転速度を高めることができ、分子ポンプ１の排気能力を向上させることが可能になる。
さらに、ロータ翼２１ａの外径より小さくした分（長さａ分）ケーシング１６とロータ翼２１ｂとの間に空間が形成されるため、この空間領域を利用して回転プレート３２を回転駆動させるための駆動機構の一部を配置することが可能となる。
【００４３】
上述した実施の形態のコンダクタンス可変機構３０は、分子ポンプ１内の気体移送部のうちの吸気口６側に設けられたターボ分子部の領域に設けるようにしているが、これに限られるものではなく、例えば、ねじ溝部の領域、またターボ分子部のとねじ溝部の境界部の領域に設けるようにしてもよい。
【００４４】
上述した実施の形態のコンダクタンス可変機構３０においては、プレートが３枚用いられているが、これに限られるものではなく、回転プレートと固定プレートとをそれぞれ１枚ずつ用いるようにしてもよい。プレートを２枚用いる場合にも、回転プレートを固定プレートに対して回転可能な状態に支持されるように配置する必要がある。具体的には、固定プレートに対して回転プレートを回転可能な状態に支持するためのストッパー機構を設ける必要がある。
【００４５】
また、コンダクタンス可変機構３０を２枚以上の回転プレートを用いて構成するようにしてもよい。この場合、各プレートの開口部を大きく設けることができるため、最大開放時の気体の流路の断面積をさらに大きく設けることが可能となり、分子ポンプ１における圧力の調整範囲を拡大させることができる。
詳しくは、ｎ枚のプレートからなるコンダクタンス可変機構３０における全閉時の遮蔽部の面積をＳとした場合、各プレートに最低限必要な遮蔽部（以下、遮蔽部面積とする）つまり開口部を除く部分の面積は、Ｓ／ｎとなる（ただし、ここでは互いに同じ動きをするプレートはないものとする）。遮蔽部面積は、プレートの枚数ｎに反比例するため、組み合わせるプレートの枚数が増える程、遮蔽部面積は小さくなる。
遮蔽部面積が減少すると、必然的に開口部の面積が大きくなるため、コンダクタンス可変機構３０における最大開放時の気体の流路の断面積をさらに大きく設けることができる。
【００４６】
また、コンダクタンス可変機構３０を構成する第１固定プレート３１、回転プレート３２、第２固定プレート３３には、分子ポンプ１によって排気される気体の反応生成物が堆積するような場合には、回転プレート３２の回転制御に支障を来すおそれがある。特に、コンダクタンス可変機構３０では、気密性を確保するために、各プレート間のクリアランスが極めて小さくなるように設定されている。そして、回転プレート３２は、第１固定プレート３１および第２固定プレート３３に対して摺動しながら回転するため、クリアランスに反応生成物が堆積してしまうと、回転時に大きな負荷力が働いてしまう。
そのため、気体の反応生成物の堆積を抑制するために、第１固定プレート３１、回転プレート３２、第２固定プレート３３をヒータ等の加熱装置つまり加熱手段を用いて所定の温度（例えば、６０℃）に保温（加熱）するようにしてもよい。この場合、加熱対象物と隣接する部材、例えばスペーサ２３ａ、スペーサ２３ｂは、断熱部材を加熱対象物との間に介在させて配置したり、部材自体を断熱性を有する熱伝達係数の低い部材によって構成したりなど、加熱対象部材以外への加熱の影響を抑制する断熱機構を設けるようにする。
【００４７】
また、コンダクタンス可変機構３０を閉じた場合や、コンダクタンス可変機構３０におけるプレートの開口度が小さくなるような場合には、これによりコンダクタンス可変機構３０の上流側の圧力が上昇する。反応生成物が発生する温度、つまり気体から固体に変化する温度は圧力に依存しているため、コンダクタンス可変機構３０の上流側全ての領域において、反応生成物が堆積しやすい状態となってしまう。
そこで、コンダクタンス可変機構３０やコンダクタンス可変機構３０の上流の領域に気体の反応生成物が堆積してしまうことを抑制するために、コンダクタンス可変機構３０の上流側つまり吸気口６側の領域をヒータ等の加熱装置つまり加熱手段を用いて所定の温度（例えば、６０℃）に保温（加熱）するようにしてもよい。コンダクタンス可変機構３０の上流側の領域とは、具体的には、ロータ翼２１ａと隣接するステータ翼２２やスペーサ２３ａが配設された領域を示す。コンダクタンス可変機構３０の上流側を加熱することにより、コンダクタンス可変機構３０およびその上流の領域に気体の反応生成物が堆積してしまうことを抑制することができる。
なお、ヒータ等の加熱装置つまり加熱手段を用いて、コンダクタンス可変機構３０およびコンダクタンス可変機構３０の上流側の領域の双方を加熱するようにしてもよい。
【００４８】
本実施の形態によれば、ロータ部２４を２分割し、このロータ部２４をロータ部２４ｂ、コンダクタンス可変機構３０、ロータ部２４ａの順に配置して組み立てるようにしているため、コンダクタンス可変機構３０を半径方向に分割することなく、全周に渡って連続した状態で配置することができる。そのため、コンダクタンス可変機構３０を半径方向に分割した場合に生じてしまう分割部からの気体のリークを解消することができる。
また、ロータ翼２１ａとロータ翼２１ｂとの間、つまりターボ分子ポンプ１の気体移送部の中間部に、コンダクタンス可変機構３０を分割することなく設けることができるため、コンダクタンス可変機構３０の構成が複雑化することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施の形態の分子ポンプの軸線方向の断面図を示した図である。
【図２】コンダクタンス可変機構の概略構成を示した図である。
【図３】コンダクタンス可変機構を構成する円板形のプレートの構成を示した斜視図である。
【図４】（ａ）は、分子ポンプにおけるコンダクタンスＣと気体の圧力変化量ΔＰとの関係を示し、（ｂ）は、分子ポンプの上流側の圧力Ｐｉｎと下流側の圧力Ｐｏｕｔとの関係を示したグラフである。
【図５】バルブの全閉間際におけるコンダクタンス可変機構の正面図を示した図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    分子ポンプ
１６  ケーシング
２４ａ  第１ロータ部
２４ｂ  第２ロータ部
３１    第１固定プレート
３２    回転プレート
３３    第２固定プレート
３４    収容溝
４０    モータ
４１    シャフト
４２    ピニオン
４３    貫通穴
４４    ラック部
４５    シールドリング
４６    ベアリング
５１〜５４  転がり玉
６０    ラビリンスシール
【図１】
2005106026.tif 000003
【図２】
2005106026.tif 000004
【図３】
2005106026.tif 000005
【図４】
2005106026.tif 000006
【図５】
2005106026.tif 000007