(57)【要約】【課題】ひとつのポンプで重いガスでも軽いガスでも効率よく吸引排気できる分子ポンプを提供する。【解決手段】ドラッグステージの中間に軽いガス用の副排気口（軽ガス排気用排気口）５を設けて、軽いガスを吸引排気するときは、ドラッグステージ末端の主排気口４を閉じて、副排気口（軽ガス排気用排気口）５から排気し、重いガスを吸引排気するときは、副排気口（軽ガス排気用排気口）５を閉じて、主排気口４から排気する。【選択図】図１
2005194921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速回転するロータの表面に衝突した気体分子に運動量を与え、これにより、主排気口から吸気口へ向けて真空度が順次上がる状態で、吸気口から主排気口への排気経路に沿って気体輸送を行う分子ポンプであって、
上記主排気口は、開閉自在となっていて、他の全ての排気口を閉止した状態で開口される重いガス排気用の重ガス排気用排気口となっており、
上記排気経路の中間には、他の全ての排気口を閉止した状態で開口される、上記重いガスよりも軽いガス排気用の軽ガス排気用排気口を少なくともひとつ設けた
ことを特徴とする分子ポンプ。
【請求項２】
高速回転するロータの表面に衝突した気体分子に運動量を与え、これにより、主排気口から吸気口へ向けて真空度が順次上がる状態で、吸気口から主排気口への排気経路に沿って気体輸送を行う分子ポンプであって、
上記主排気口は、開閉自在となっていて、他の排気口のうち少なくともひとつを絞った状態で開口される重いガス排気用の重ガス排気用排気口となっており、
上記排気経路の中間には、他の排気口のうち少なくともひとつを絞った状態で開口される、上記重いガスよりも軽いガス排気用の軽ガス排気用排気口を少なくともひとつ設けた
ことを特徴とする分子ポンプ。
【請求項３】
上記排気経路中にねじ溝ポンプが形成され、このねじ溝ポンプの中間に軽ガス排気用排気口が設けられた請求項１または２に記載の分子ポンプ。
【請求項４】
上記排気経路中に折り返し部があって、この折り返し部に軽ガス排気用排気口を設けた請求項１、２または３に記載の分子ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高速回転するロータによってその表面に衝突した気体分子に運動量を与え、気体輸送を行う分子ポンプに関し、特に、窒素、アルゴン等の重いガスも、ヘリウム、水素等の軽いガスも、効率よく吸引排気することのできる分子ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
分子ポンプは、半導体製造装置、電子顕微鏡、表面分析装置、質量分析装置、粒子加速器、核融合実験装置等の真空環境醸成や反応ガス等のガスの入れ換え時の過渡的な真空化等に広く用いられている。
【０００３】
それ故、分子ポンプは、用途に応じて、種々のガスの吸引排気を行うことが要求される。そこで、従来は、対象の設備の用途に応じて、それぞれ別仕様の分子ポンプを準備しなければならなかった。すなわち、分子ポンプには、吸引排気するガスの種類によってポンプの排気速度が異なる、いわゆる、ガス選択性があり、全ての種類のガスを効率よく吸引排気することは、従来は困難であった。
【０００４】
分子ポンプは、一般に、非常に真空度の高いガスを吸引するターボ分子ポンプ部や開口の大きいねじ溝ポンプ部（以下、ターボ分子ポンプ部という）を上段に、やや真空度の低いガスを吸引する開口の小さいねじ溝ポンプ（ドラッグポンプ）部を下段に直列配置し、この上段のターボ分子ポンプ部と下段のドラッグポンプ部の両ロータを高速回転して、両ロータの表面に衝突した気体分子に運動量を与え、吸気口から上段のターボ分子ポンプ部、下段のドラッグポンプ部へと順次気体を輸送して排気口から排気するようになっている。また、分子ポンプは、単独では大気圧までの排気は困難なので、分子ポンプの排気側に低真空域から大気圧まで排気する補助ポンプが一般に使用される。
【０００５】
近年、たとえば、半導体製造装置分野では、３００ｍｍシリコンウエハのような大径化が進み、大流量排気を高性能で行える真空ポンプが要求されるようになっている。また、これに伴い、補助ポンプの小型化、排気系全体の省エネルギー化が要求されている。しかし、小型の補助ポンプは排気速度が小さく、補助ポンプの圧縮比も大きくはない。そこで、分子ポンプの圧縮比を大きくして背圧を大きくし、補助ポンプの負担を軽減することが必要になる。
【０００６】
真空ポンプの圧縮比を大きくするために、特許文献１に示されるような、ネジ溝ポンプ部の排気流路を折り返し構造としてドラッグポンプ部の排気経路を長くした真空ポンプが知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７２２９１号公報（段落番号０００２〜０００４）
【０００８】
この排気経路を長くした真空ポンプは、Ｈ2 Ｏ、Ｎ2 、Ａｒ、Ｏ2 、Ｃ4 Ｆ6 等の重いガスの排気に適合するようにネジ溝が設計されていて、これらの重いガスの排気の場合、図７にＨ（Ｎ2 ）やＨ１（Ａｒ）で示したように、ドラッグポンプ部での圧縮比を大きくし、ドラッグポンプ部吸気口の圧力を充分低くして、背圧を高めることができる。背圧を高くできれば、小型の補助ポンプの使用が実現できる。
【０００９】
重いガス排気専用ならば、特許文献１の真空ポンプは効率がよい真空ポンプである。しかし、Ｈ2 、Ｈｅ等の軽いガスの排気にも兼用しようとすると、重いガス用に設計されたドラッグポンプ部のねじ溝深さのテーパ率が大き過ぎて、ねじ溝内の排気抵抗が大きくなり、Ｌ（Ｈ2 ）のように、圧縮比が大きくならず、背圧をＨやＨ１と同レベルにしようとすると、吸気口の圧力（ターボ分子ポンプ部の背圧）が下がらない。これでは上段のターボ分子ポンプ部の排気作用が失われてしまう。
【００１０】
一般に、ドラッグポンプ部のねじ溝は、吸気口から排気口へ向けて浅くしたテーパを持たせる。このテーパの大きさがテーパ率といわれるのであるが、このテーパ率は、図８に示すように、重いガス用には大きく（溝底ＧＨ）、軽いガス用には小さく（溝底ＧＬ）する。その理由を次に概略説明する。
【００１１】
先ず、ドラッグポンプ部での吸気口から排気口への排気作用は、ドラッグポンプ部のロータ側が高速回転することで、ロータの運動が気体分子に吸気口から排気口への運動速度成分を与えることで起こる。そして、ロータから与えられるこの運動速度成分は気体の乱雑な熱運動速度より優位でなければならない。もし優位でないと、熱運動速度が相対的に強まり、排気口から吸気口への熱運動速度成分に負けて排気作用は弱まる。
【００１２】
熱運動による気体分子の平均自由行程は、圧力が高いほど短くなる。ドラッグポンプ部では、排気口側が圧力が高く、吸気口側が圧力が低くなる。それ故、排気口側では気体分子の平均自由行程が短く、吸気口側へ向けて次第に長くなる。
【００１３】
気体分子は、ロータ側の回転部とステータ側の静止部との間で衝突を繰り返しながら、ロータから運動速度成分を与えられるのであるから、この衝突の繰り返しが適正に維持できて気体分子に排気口への運動速度を与え続けられるように、回転部と静止部との間隔、つまり、ねじ溝深さを吸気口から排気口へ次第に浅くしていく必要がある。これがねじ溝深さテーパ率である。
【００１４】
また、気体分子の平均自由行程は、同じ圧力、温度下では、重いガスでは短く、軽いガスでは短い傾向がある。それ故、最適のテーパ率は、排気するガスの重さ、圧縮率により異なったものになる。テーパ率が大き過ぎても小さ過ぎても排気作用は低下する。重いガスを高い圧縮率で排気するには、図８のＧＨのようにテーパ率を大きくする必要があるが、軽いガスを排気するには、ＧＬのようにテーパ率を小さくする。この場合、圧縮率を高めるには、ねじ溝長さ（排気経路）を長くする必要がある。
【００１５】
重いガス用にねじ溝深さのテーパ率が設計されたこの排気経路の長いドラッグポンプ部を、軽いガスの吸引排気に用いると、軽いガスは充分圧縮されないうちにねじ溝が浅くなってしまい、排気抵抗が大きくなって、図７のように、排気抵抗＞排気作用となって、逆流が起こり、この領域では、吸気側圧力＞排気側圧力という逆圧が発生することもある。ドラッグポンプ部吸気口の圧力は下がらず、上段のターボ分子ポンプ部は機能しなくなる。
【００１６】
ところで、特許文献２（リークデテクタ）には、ターボ分子ポンプが示されている（図１）。このターボ分子ポンプでは、吸気口２０から吸気するターボ分子ポンプ部（ロータ５、ステータ４）と、その先のねじ溝ポンプ部（ねじ溝２１）と、更にその先に導通孔２２があり、導通孔２２を通して、ターボ分子ポンプ部、ねじ溝ポンプ部と導かれた気体分子の一部を第１排気口２３から排気し、残りを第２排気口２４から排気する。
【００１７】
【特許文献２】特開平７−１２８１８０号公報（段落番号００１４〜００１６、００２０、００２１、００２３）
【００１８】
ターボ分子ポンプ１０３の第１排気口２３が導通孔２２のどの部分で連通しているのかは、図面からも明細書からも明らかではないが、図面から察すると円筒状の導通孔２２のほぼ終端部、すなわち、第２排気口２４に近い部分で連通しているように見える。導通孔２２は、ポンプ作用はない部分なので、第１排気口２３と第２排気口２４とから同時に排気しても、それらの排気口の片方を絞った場合にも、第１排気口２３の背圧と、第２排気口２４の背圧とはあまり変わらないことになる。
【００１９】
特許文献２のターボ分子ポンプ１０３は、以下のように、ワークのリークを検出するためのワークデテクタ用である。この発明の課題としている、ひとつのポンプで重いガスでも軽いガスでも効率よく吸引排気しようとするものではない。したがって、また、排気口が複数ある点では、後に説明するこの発明と共通点があるが、リークデテクタの構成要素として、複数の排気口から同時に排気する、複数の排気口は、排気経路上できわめて接近した位置に配置され、排気口間の圧力差が少ないという点で、この発明と大きな差異がある。
【００２０】
すなわち、第１排気口２３は、試験下のワークに接続して補助排気ラインにつなぐ。分析管１０７側をターボ分子ポンプの吸気口に接続して高真空側につなぎ、プローブガスとしてヘリウムを用いる。ワーク内にリークが生じた場合には、ターボ分子ポンプ１０３は、テストポート１０１に接続されているワーク内のリークによって主として存在するＨ2 Ｏ、Ｎ2 、Ｏ2 等の重い気体と軽いヘリウムとを圧縮比によって差別して、他の気体より多くのヘリウムを高真空側の分析管１０７側に逆拡散し、分析管１０７側のヘリウムの濃度を第１排気口側よりも高くする。このようにして、この分析管１０７の分析結果によりリーク検出を行う。
【００２１】
ヘリウムはターボ分子ポンプ１０３の第１排気口２３に流入し、一方はターボ分子ポンプ１０３の吸気口２０から分析管１０７に逆拡散し、他方はターボ分子ポンプ１０３の第２排気口２４から油回転真空ポンプ１０４側に排気される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
この発明は、上述の問題点、すなわち、重いガス用と軽いガス用とでは、異なる仕様の分子ポンプを用いなければならないという問題点を解決し、ひとつのポンプで重いガスでも軽いガスでも効率よく吸引排気できる分子ポンプを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述の課題を解決するために、この発明の分子ポンプは、高速回転するロータの表面に衝突した気体分子に運動量を与え、これにより、主排気口から吸気口へ向けて真空度が順次上がる状態で、吸気口から主排気口への排気経路に沿って気体輸送を行う分子ポンプであって、上記主排気口は、開閉自在となっていて、他の全ての排気口を閉止した状態で開口される重いガス排気用の重ガス排気用排気口となっており、上記排気経路の中間には、他の全ての排気口を閉止した状態で開口される、上記重いガスよりも軽いガス排気用の軽ガス排気用排気口を少なくともひとつ設けたことを特徴とする。
【００２４】
上記発明では、重いガスの吸引排気の際は、主排気口（重ガス排気用排気口）のみを開き、他の全ての（軽ガス排気用）排気口を閉止して、吸気口から主排気口へ気体輸送を行い、ドラッグポンプ部の圧縮比を大きくして、小さい補助ポンプを主排気口に接続して使用することができる。これにより、背圧の高い真空ポンプと小さい補助ポンプの組み合わせとなって、ポンプ系全体の小型化、高効率化が実現できる。
【００２５】
軽いガスの吸引排気の際は、軽ガス排気用排気口（複数ある場合は、ガスの種類に応じて最適の排気口）のみを選択して開き、他の全ての排気口を閉止して、吸気口から選択した排気口へ気体輸送を行い、ドラッグポンプ部での軽いガスへの排気抵抗増加を避けて、強力な補助ポンプを選択した排気口に接続して使用することができる。これにより、排気速度が増加して、ポンプ系全体の高効率化ができる。
【００２６】
また、この発明の分子ポンプは、高速回転するロータの表面に衝突した気体分子に運動量を与え、これにより、主排気口から吸気口へ向けて真空度が順次上がる状態で、吸気口から主排気口への排気経路に沿って気体輸送を行う分子ポンプであって、上記主排気口は、開閉自在となっていて、他の排気口のうち少なくともひとつを絞った状態で開口される重いガス排気用の重ガス排気用排気口となっており、上記排気経路の中間には、他の排気口のうち少なくともひとつを絞った状態で開口される、上記重いガスよりも軽いガス排気用の軽ガス排気用排気口を少なくともひとつ設けたことを特徴とする。
【００２７】
この場合は、全開した排気口からの排気の他に、絞った排気口からも少量の排気も加わる。言い換えると、圧縮比の異なる状態の排気が混合され、排気口のある位置とは異なる位置からの排気に相当する、中間的な排気抵抗での吸引排気が行われる。排気口の設置位置は設計上制限されるけれども、このように構成すれば、任意のコンダクタンスでの吸引排気を行うことができる。
【００２８】
上記分子ポンプにおいて、上記排気経路中にねじ溝ポンプが形成され、このねじ溝ポンプの中間に軽ガス排気用排気口が設けるようにし、更にまた、上記排気経路中に折り返し部があって、この折り返し部に軽ガス排気用排気口を設けるようにしてもよい。
【００２９】
軽ガス排気用排気口を、排気経路中の折り返し部に設ければ、排気口が分子ポンプの下部にまとめて配設することができ、排気口と補助ポンプとの配管接続作業が容易になる。
【００３０】
この発明によれば、吸気口と真空室側との接続配管は、ガスの種類が変わるときに付け替える必要がないから、ひとつの真空室で種々のガスを順次用いる場合等に、切り替え作業の省力化ができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明の分子ポンプは、重いガスにも軽いガスにも共用できて、ガスの種類毎に別々の分子ポンプを準備する必要がなくなり、設備コスト低減、設備切り替え工数削減、保管スペース節減に大きな効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
この発明の実施の形態を、以下、図１〜図６を参照して説明する。
【００３３】
図１は、この発明の一実施形態を示すターボ分子ポンプ部とドラッグポンプ部とを備えた分子ポンプの縦断面図である。
【００３４】
図１において、１はターボ分子ポンプ部、２はドラッグポンプ部、３は吸気口、４は主排気口、５は副排気口である。吸気口３は、図示省略のプロセス処理用の真空室に接続され、主排気口４と副排気口５とは、後に詳述するように、選択的に図示省略の補助ポンプに接続される。
【００３５】
６は、ターボ分子ポンプ部１およびドラッグポンプ部２の高速回転部分を装備したロータ、７は、ターボ分子ポンプ部１の外周を囲い、上部フランジ部に上記吸気口３が設けられた円筒状のポンプケース、８は、ポンプケース７の下部を支持し、ドラッグポンプ部２の外周を囲い、ロータ６の軸受装置９と駆動モータ１０を装備したベースである。このベース８には、また、上記主排気口４と副排気口５とが備えられている。
【００３６】
なお、ベース８と、ポンプケース７との接続部、下部カバー８ａとの接続部はそれぞれ密封されている。
【００３７】
上記ターボ分子ポンプ部１は、上面が吸気口３に面し、下面がドラッグポンプ部２に面していて、ドラッグポンプ部２は、ターボ分子ポンプ部１に直列に連結されている。
【００３８】
ターボ分子ポンプ部１は周知のものであるが、概略説明すると、動翼１ａ、１ａ、‥‥がロータ６の上半部外周に積層形成され、静翼１ｂ、１ｂ、‥‥が動翼１ａ、１ａ、‥‥の各間に隙間を保って挿入されてポンプケース７の内周面に固定されている。ロータ６とともに動翼１ａが高速回転することで、吸気口３から真空度の高いガスをドラッグポンプ部２側に輸送する。
【００３９】
ドラッグポンプ部２は、特許文献１と同様のねじ溝ポンプとなっている。すなわち、ドラッグポンプ部２には、ロータ６下部に形成されロータ軸と同芯の回転円筒部２ａ、２ｂと、ベース８に取り付け固定され上記回転円筒部２ａ、２ｂと互いに同芯状に重なる固定円筒部２ｃ、２ｄとが備えられている。内側の固定円筒部２ｃの内外周面および外側の固定円筒部２ｄの内周面には、それぞれねじ溝が形成されている。
【００４０】
そして、外側の回転円筒部２ｂ外周面と外側の固定円筒部２ｄの内周面（ねじ溝面）との間には、狭い円筒空間が形成されて、第１のガス排気流路Ｒ１となっている。この第１のガス排気流路Ｒ１の上部は、上記ターボ分子ポンプ部１の下面と連通し、下部は、ベース８と外側の回転円筒部２ｂおよび外側の固定円筒部２ｄとの間の円環状空間２ｅと連通している。
【００４１】
また、外側の回転円筒部２ｂ内周面と内側の固定円筒部２ｃの外周面（ねじ溝面）との間には、狭い円筒空間が形成されて、第２のガス排気流路Ｒ２となっている。この第２のガス排気流路Ｒ２の下部は、上記円環状空間２ｅと連通し、上部は、ロータ６と内側の固定円筒部２ｃとの間の円環状空間２ｆと連通している。
【００４２】
更にまた、内側の回転円筒部２ａ外周面と内側の固定円筒部２ｃの内周面（ねじ溝面）との間には、狭い円筒空間が形成されて、第３のガス排気流路Ｒ３となっている。この第３のガス排気流路Ｒ３の下部は、ベース８と内側の回転円筒部２ａとの間の円環状空間２ｇと連通している。
【００４３】
上記ガス排気流路Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のねじ溝面に設けられたねじ溝には、ターボ分子ポンプ部１の下面側から円環状空間２ｇ側へ向けて、重いガス用のねじ溝深さテーパ率のテーパが、図３に示すように、ガス排気流路Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３と連続させて形成されている。
【００４４】
こうして、ドラッグポンプ部２では、狭い円筒空間の円筒面にねじ溝面が備えられた第１のガス排気流路Ｒ１、第２のガス排気流路Ｒ２および第３のガス排気流路Ｒ３がドラッグポンプの機能部となっている。
【００４５】
上記円環状空間２ｅは上記副排気口５と連通し，円環状空間２ｇは上記主排気口４と連通している。
【００４６】
上記に説明した分子ポンプでは、吸気口３からターボ分子ポンプ部１の動翼１ａと静翼１ｂとの間の空間、第１のガス排気流路Ｒ１、円環状空間２ｅ、第２のガス排気流路Ｒ２、円環状空間２ｆ、第３のガス排気流路Ｒ３、円環状空間２ｇを経て、主排気口４への排気経路が形成されている。
【００４７】
図１において、真空室からＮ2 等の重いガスを吸引排気する場合には、副排気口蓋５ａを閉じて副排気口（軽ガス排気用排気口）５を密閉し、主排気口（重ガス排気用排気口）４の主排気口蓋４ａを開いて、主排気口４を補助ポンプに接続する。
【００４８】
この接続状態で分子ポンプと補助ポンプとを運転すると、分子ポンプのターボ分子ポンプ部１では、高速回転するロータの動翼１ａや静翼１ｂ表面に衝突して分子流状態の気体の気体分子に運動量を与えられ、吸気口３からドラッグポンプ部２へ送られる。ドラッグポンプ部２では、気体分子が高速回転するロータの回転円筒部２ａ、２ｂや固定円筒部２ｃ、２ｄの円筒面、ねじ溝面表面に衝突して、気体分子に運動量を与えられ、ドラッグポンプ部入口から主排気口４へ送られる。すなわち、主排気口から吸気口へ向けて真空度が順次上がっており、重い気体の排気は、上記排気経路に沿って行われる。
【００４９】
重いガスの場合は、ガス流はドラッグポンプ部２、特にその後半部では粘性流状態となっていて、図２のＨで示すように、圧縮比が高くなり、排気口４、すなわち、補助ポンプの吸気口の圧力が比較的高くても、ドラッグポンプ部２の吸気口、すなわち、ターボ分子ポンプ部１の排気口の圧力は充分低くなり、ターボ分子ポンプ部内のガス流は分子流状態となって、効率よく作動する。
【００５０】
図１の分子ポンプでは、ドラッグポンプ部２の機能部が、ガス排気流路Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のように折り返し構造として、ひとつのガス排気流路のおよそ３倍の長さにしてあるから、圧縮比が非常に高くでき、その分、補助ポンプの能力は小さくて済み、小型の補助ポンプを用いることができる。
【００５１】
真空室からＨｅ等の軽いガスを吸引排気する場合には、副排気口蓋５ａを開いて、副排気口（軽ガス排気用排気口）５を補助ポンプに接続し、主排気口蓋（重ガス排気用排気口）４ａを閉じて主排気口４を密封する。
【００５２】
この接続状態で分子ポンプと補助ポンプとを運転すると、分子ポンプのターボ分子ポンプ部１では、上記の重いガスの場合と同様にして、気体分子は吸気口３からドラッグポンプ部２へ送られる。
【００５３】
もし、軽いガスを主排気口４から排気すると、既に説明したように、重いガス用に設計されていてねじ溝テーパが大きいねじ溝の故に、軽いガスは充分圧縮されないうちにねじ溝が浅くなってしまい、排気抵抗が大きくなる（図２のＬ' ）。特に、ドラッグポンプ部排気経路後半部では、排気抵抗＞排気作用となって、逆流が起こり、ドラッグポンプ部吸気口の圧力は下がらず、上段のターボ分子ポンプ部は機能しなくなる。
【００５４】
しかし、この発明では、軽いガスを吸引排気する場合には、上述のように、副排気口蓋５ａを開いて、副排気口（軽ガス排気用排気口）５を補助ポンプに接続し、主排気口蓋（重ガス排気用排気口）４ａを閉じて主排気口４を密封する。これにより、図２のＬ' 中の後半部の「排気抵抗＞排気作用」となる領域を避けることができ、その結果、ドラッグポンプ部内の圧力は、補助ポンプの強力な吸引排気によって、図２のＬのように降下して、ドラッグポンプ部の吸気口の圧力は上段のターボ分子ポンプ部が正常に作動可能な圧力まで下げることができる。
【００５５】
図４は、主排気口と副排気口の別の配置例を示す。主排気口４と副排気口５とは、図１ではベース８の同一円周角度上に上下に配置してあるが、排気口同士が接近して配管接続作業がやりにくい場合は、図４のように円周角度をずらして配置するとよい。
【００５６】
この発明では、上記の蓋４ａ、５ａは、開閉式である必要は必ずしもなく、取り外し式でもよい。
【００５７】
図５は、この発明の他の実施の形態を示す。図５において図１と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
図５おいて、１１は、スライダ１１ａを備えた切換弁である。上記スライダ１１ａは、上下にスライドして主排気口４と副排気口５とを交互に開閉するようになっている。１２は、主排気口４および副排気口５を密閉して囲う排気口カバーで、この排気口カバー１２には補助ポンプと接続する共通排気口１３が設けられている。
【００５９】
図５のように、蓋４ａ、５ａを一体化して交互に開閉制御するようにし、主排気口４と副排気口５との出口をひとつにまとめて補助ポンプに接続するようにすれば、補助ポンプとの間の配管を共用化することができる。
【００６０】
また、図１における蓋４ａ、５ａをなくして、補助ポンプとの間の配管路に開閉弁等を備えるようにしてもよい。
【００６１】
ところで、ドラッグポンプ部内排気経路での副排気口の位置が変わると、図２のＬ２やＬ３のように、副排気口での背圧が若干変化する。そして、補助ポンプを小型化するために、ドラッグポンプ部の背圧は小さい程好ましく、最小の背圧になる位置に副排気口を設けることが望ましい。しかも、この最小の背圧になる位置は、ガスの種類により若干異なってくる。
【００６２】
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ高効率吸引排気に対応するのに好適な他の実施の形態を示す。
【００６３】
図６（ａ）においては、分子ポンプ１００の主排気口４および副排気口５には蓋がなく、主排気口４は補助ポンプ２００に直接配管接続され、副排気口５は調節弁２１を介して補助ポンプ２００に配管接続されている。調節弁２１は、吸引するガスの種類に応じて、閉止したり適度に絞ったりする。
【００６４】
図６（ｂ）においては、分子ポンプ１００の主排気口４および副排気口５には蓋がなく、主排気口４は調節弁２２を介して補助ポンプ２００に配管接続され、副排気口５は補助ポンプ２００に直接配管接続されている。調節弁２２は、吸引するガスの種類に応じて、閉止したり適度に絞ったりする。
【００６５】
調節弁２１（２２）を適宜絞ることで、図２において、ドラッグポンプ部内での実効排気口位置Ｏ３が副排気口５の位置Ｏと主排気口４の位置ＯＨとの間でシフトして、その圧力曲線Ｌ３および背圧（Ｏ３位置の圧力）が変化する。つまり、副排気口５と主排気口４の任意の中間位置に副排気口を設けたことと同等になる。それ故、異なる種類のガスを吸引排気する場合には、図６のように、調節弁を用いて、その絞り加減していくと、最適の実効排気口位置Ｏ３に相当する絞り状態を見出すことができる。背圧が最小値となるところが最適状態である。
【００６６】
分子ポンプは、そのレイアウト上の制約から、排気対象のガス毎に最小、最適の背圧となる位置に副排気口を設けることは必ずしもできないものであるが、このようにすれば、設計上設置しやすい位置に副排気口を設け、調節弁の絞りを調節することで対象のガスに最適な分子ポンプとして運転することが可能になる。
【００６７】
図６（ａ）においては、分子ポンプ１００の主排気口４および副排気口５には蓋がなく、主排気口４は補助ポンプ２００に直接配管接続され、副排気口５は調節弁２１を介して補助ポンプ２００に配管接続されている。調節弁２１は、吸引するガスの種類に応じて、閉止したり適度に絞ったりする。
【００６８】
図６（ｂ）においては、分子ポンプ１００の主排気口４および副排気口５には蓋がなく、主排気口４は調節弁２２を介して補助ポンプ２００に配管接続され、副排気口５は補助ポンプ２００に直接配管接続されている。調節弁２２は、吸引するガスの種類に応じて、閉止したり適度に絞ったりする。
【００６９】
図６では、調節弁２１、２２は真空ポンプ１００に外付けとしたが、調節弁を真空ポンプに内蔵することも勿論できる。
【００７０】
副排気口（軽ガス排気用排気口）５の設置位置は、図２においてＯ（ガス排気流路Ｒ１、Ｒ２の間）に限られるものではなく、設計により、他の位置にずらして配置したり、複数の副排気口を設けてもよい。たとえば、ドラッグポンプ部の吸気口位置にもうひとつの副排気口を設け、ふたつの副排気口空の排気量を調節弁で加減すれば、図２におけるＯ２の位置を実効排気口位置とすることができ、絞り加減によりこの実効排気口位置は、吸気口位置から副排気口５の位置の間でシフトする。分子ポンプが扱える軽いガスの種類を更に増やすことができる。
【００７１】
以上の説明から容易に理解できるように、この発明では、ドラッグポンプ部２の排気経路のいずれの位置に副排気口５を配置するか、また、折り返し部を設けてポンプの高さを低くするか否かは、ポンプの仕様、対象とするガスの種類に応じて適宜選択することができる。多くの種類のガスの高効率吸引排気に対応するために、副排気口を複数設けて、これらの排気量を調節弁で調節して混合したり、主排気口と副排気口の排気量を調節弁で調節して混合して使用するようにしてもよい。
【００７２】
また、複数の副排気口と主排気口のうちのひとつを選択的に開いて補助ポンプに接続するようにしてもよく、更に、選択的に閉じられた残りの複数の排気口のうちの、たとえば、ひとつから調節弁経由で少量の排気を全開した排気口からの排気に混合して補助ポンプへ送るようにすることもできる。
【００７３】
上述の実施の形態では、ターボ分子ポンプ部とねじ溝ポンプ部とを連結した高真空用の複合型分子ポンプについて説明したが、この発明は、他の分子ポンプ、たとえば、低圧、高真空で作動する開口の大きいねじ溝ポンプ部と背圧が大きくなるように長い排気経路を設けたねじ溝ポンプ部とを連結した複合型分子ポンプ、背圧が大きくなるように長い排気経路を設けたねじ溝ポンプ部単独の分子ポンプ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】この発明のドラッグポンプ部排気経路の圧力を説明する説明図。
【図３】この発明のドラッグポンプ部ねじ溝深さを説明する説明図。
【図４】この発明の他の実施形態を示す上面図。
【図５】この発明の他の実施形態を示す縦断面図。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれこの発明の他の実施形態を示す説明図。
【図７】一般のドラッグポンプ部排気経路の圧力を説明する説明図。
【図８】一般のドラッグポンプ部ねじ溝深さを説明する説明図。
【符号の説明】
【００７５】
１  ターボ分子ポンプ部
１ａ  動翼
１ｂ  静翼
２  ドラッグポンプ部
２ａ、２ｂ  回転円筒部
２ｃ、２ｄ  固定円筒部
２ｅ、２ｆ、２ｇ  円環状空間
３  吸気口
４  主排気口（重ガス排気用排気口）
４ａ  主排気口蓋
５  副排気口（軽ガス排気用排気口）
５ａ  副排気口蓋
６  ロータ
７  ポンプケース
８  ベース
９  軸受装置
１０  駆動モータ
１１  切換弁
１１ａ  スライダ
１２  排気口カバー
１３  共通排気口
１００  分子ポンプ
２００  補助ポンプ
Ｒ１  第１のガス排気流路
Ｒ２  第２のガス排気流路
Ｒ３  第３のガス排気流路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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