(57)【要約】【課題】効率的に真空ポンプを加熱できる真空ポンプを提供する。【解決手段】吸気口を有するケーシングと、回転体に設けられた円筒状ロータ部と、円筒状ロータ部の外周側に隙間を介して配置された円筒状のステータとを含むドラッグポンプ部と、排気口を有するベースと、ベースに埋設した、ステータを加熱する抵抗加熱ヒータとを備える。【選択図】図１
2012017672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口を有するケーシングと、
回転体に設けられた円筒状ロータ部と、前記円筒状ロータ部の外周側に隙間を介して配置された円筒状のステータとを含むドラッグポンプ部と、
排気口を有するベースと、
前記ベースに埋設した、前記ステータを加熱する抵抗加熱ヒータとを備えることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
吸気口を有するケーシングと、
回転体に設けられた円筒状ロータ部と、前記円筒状ロータ部の外周側に隙間を介して配置された円筒状のステータとを含むドラッグポンプ部と、
排気口を有するベースと、
前記ステータの排気側の端部に設置した、前記ステータを加熱する抵抗加熱ヒータとを備えることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
前記ベースには、上端面に前記抵抗加熱ヒータを埋設するための溝部が設けられ、
前記溝部には、前記抵抗加熱ヒータが充填材で充填されて埋設されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
前記ベースは、鋳造された部材であり、
前記抵抗加熱ヒータは、前記ベースに鋳込まれていることを特徴とする真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータを備えた真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプやモレキュラードラッグポンプのような真空ポンプでは、タービン翼などの排気作用部が形成されたロータを数万ｒｐｍという高速回転することによって、真空チャンバ内のガスを排気している。
【０００３】
また、半導体プロセス等に搭載される真空ポンプにおいて、腐食性ガスを排気する場合、そのガスがポンプ内で凝固してロータやステータに付着するという現象が発生する。その凝固物の量が多くなると、ステータとロータとが接触し、ポンプにダメージを与えるおそれがあった。そのため、そのような用途に用いられるターボ分子ポンプにおいては、ポンプの外周にヒータを巻き付けてポンプ温度を上昇させ、腐食性ガスの凝固を防止するようにしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０２４５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したようにポンプ外周にヒータを設けた場合、たとえば、ポンプ外周に対してヒータが密着していない場合、効率的に加熱できないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  請求項１の発明による真空ポンプは、吸気口を有するケーシングと、回転体に設けられた円筒状ロータ部と、円筒状ロータ部の外周側に隙間を介して配置された円筒状のステータとを含むドラッグポンプ部と、排気口を有するベースと、ベースに埋設した、ステータを加熱する抵抗加熱ヒータとを備えることを特徴とする。
（２）  請求項２の発明による真空ポンプは、吸気口を有するケーシングと、回転体に設けられた円筒状ロータ部と、円筒状ロータ部の外周側に隙間を介して配置された円筒状のステータとを含むドラッグポンプ部と、排気口を有するベースと、ステータの排気側の端部に設置した、ステータを加熱する抵抗加熱ヒータとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、効率的に真空ポンプを加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によるターボ分子ポンプの一実施の形態を示す断面図である。
【図２】ヒータ５１の設置状況を説明する図である。
【図３】変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための一実施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一実施の形態を示す断面図である。図１に図示されたターボ分子ポンプ１は、磁気軸受式ターボ分子ポンプである。ターボ分子ポンプ１は、シール部材４２により外部から密封されたケーシング（上ケース）１２とベース１３からなるケース部材１１を備えている。ケース部材１１の内部中心には、回転軸４ｃの周囲に、この回転軸の軸方向（図示上下方向）に複数段に配列されたロータ翼４ａを有するロータ４が回転可能に配置されている。
【００１０】
このターボ分子ポンプ１は、上ケース１２の内部空間に翼排気部２を有し、上ケース１２からベース１３にかけてケース部材１１の内部空間に設けられたドラッグポンプ部（ネジ溝排気部）３を有する複合タイプのターボ分子ポンプである。翼排気部２は複数段のロータ翼４ａと複数段のステータ翼６とで構成され、ネジ溝排気部３はロータ円筒部４ｂとネジステータ８とで構成されている。
【００１１】
ロータ翼４ａとステータ翼６とは、ポンプの軸方向に交互に配設されている。上ケース１２の内面にはリング状のスペーサ５が複数積層されており、各ステータ翼６の外周部は上下のスペーサ５によって挟持されて保持されている。ロータ４には、ベース１３内に配置されたロータ円筒部４ｂが一体に形成されている。ロータ円筒部４ｂの外周には円筒形状のネジステータ８が配置されている。ネジステータ８は、複数積層されたスペーサ５と、ベース１３の上端面１３ａとの間で挟持されており、内周面にネジ溝８ａが形成されている。
【００１２】
複数段のロータ翼４ａおよびロータ円筒部４ｂが形成されたロータ４は、その回転軸４ｃがベース１３に設けられたラジアル磁気軸受３１およびスラスト磁気軸受３２により非接触状態で支持される。ロータ４は、回転軸４ｃが磁気軸受３１、３２により非接触で支持されて、モータ３５により回転駆動される。ロータ４の回転軸４ｃの磁気浮上位置は、ギャップセンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃにより検出される。３４は、ロータ４の回転軸４ｃが磁気軸受３１、３２による磁気作用で浮上されていない状態において、ロータ４の回転軸４ｃを支持する機械式の保護ベアリングである。また、３６は冷却水パイプである。
【００１３】
フランジ１７は、締結部材（図示せず）により、図示しない真空チャンバの排気系のフランジに取り付けられる。モータ３５によりロータ４を回転駆動すると真空チャンバ内の気体分子が吸気口１５から流入する。吸気口１５から流入した気体分子は翼排気部２において、下流側へと叩き飛ばされる。図示はしないが、ロータ翼４ａとステータ翼６とは翼の傾斜の向きが逆であり、且つ、傾斜角度は、高真空側である前段側から下流側である後段側に向けて、気体分子が逆行しにくい角度に変化して形成されている。気体分子は、翼排気部２において圧縮されて図示下方のネジ溝排気部３へ移送される。
【００１４】
ネジ溝排気部３においては、ネジステータ８に対してロータ円筒部４ｂが高速回転すると粘性流による排気機能が発生し、翼排気部２からネジ溝排気部３へと移送された気体は圧縮されながら排気口４５方向へ移送され真空排気される。なお、本実施の形態では、ネジ溝構成を有するネジ溝排気部３としているが、ネジ溝構成以外の構成も含め、粘性流による排気機能を発揮する部分はドラッグポンプ部と呼ばれる場合もある。
【００１５】
本実施の形態では、ネジステータ８を下方から押圧して挟持しているベース１３の上端面１３ａの直下にヒータ５１が埋設されている。ヒータ５１の設置形態としては、たとえば、ベース１３の上端面１３ａにほぼ一周するような溝を形成し、その溝内にシーズヒータやマイクロヒータ等の抵抗加熱式のヒータ５１を配設し、その後、充填剤（たとえばシリコンゴム系のシール材や、樹脂の充填剤）などを充填して溝を埋め、ヒータ５１を埋設するようにしても良い。また、ベース１３を鋳造で形成し、最後に仕上げ加工するような場合には、ヒータ５１を予め鋳込んで埋設してしまうようにしても良い。
【００１６】
図２（ａ）は、ベース１３のヒータ５１が設けられている部分を示す水平断面図である。図２（ａ）に示す例では、ヒータ５１は円形状に曲げられて、ベース１３内に鋳込まれている。ヒータ５１の配線引出し部はベース１３から外部に露出している。図２（ｂ）は、ヒータ５１の斜視図である。
【００１７】
なお、ヒータ５１で加熱をする際には、ネジステータ８の温度を不図示の温度センサで検出して最適温度となるように制御する。また、ロータ４の温度を不図示の温度センサでモニタし、ロータ４の温度が許容温度を越えないように監視するようにしても良い。
【００１８】
半導体プロセス等に搭載される真空ポンプでは、腐食性ガスを排気する場合、そのガスがポンプ内で凝固してロータやステータに付着するという現象が発生する。特に、ターボ分子ポンプの下流側ほど圧力が高くなるため、腐食性ガスが凝固しやすくなる。図１のような構成のターボ分子ポンプの場合、ネジステータ８およびロータ円筒部４ｂに凝固しやすく、特に、排気口側に近い部分ほど顕著となる。そのため、従来のターボ分子ポンプではケーシング１２の周囲やベース１３の周囲にラバーヒータ等を巻き付けるように設けて、ケーシング１２やベース１３を介してネジステータ８を間接的に加熱するようにしていた。
【００１９】
しかし、ケーシング１２の周囲やベース１３の周囲にラバーヒータ等を巻き付けるように設けた場合、ケーシング１２の周囲やベース１３の周囲にラバーヒータが密着していないと、ケーシング１２やベース１３に効率的に熱を伝えられないだけでなく、ラバーヒータの温度が上がりすぎて断線するおそれがある。また、ラバーヒータがケーシング１２の周囲やベース１３の周囲に巻かれていると外部への放熱が大きく、ネジステータ８を効率的に加熱できない。ケーシング１２の周囲やベース１３の周囲に巻かれているラバーヒータを保温するようにしてしまうと、加熱を嫌う部分まで温度が上昇してしまうおそれがある。
【００２０】
これに対して、本実施の形態では、ベース１３の上端面１３ａの直下にヒータ５１を埋設したことにより、ネジステータ８を効率よく加熱することができるとともに、外気等に逃げる熱を抑えることができるので、ネジステータ８の温度の制御性が高まる。そして、ケーシング１２の周囲やベース１３の周囲にラバーヒータ等を巻き付けた場合のように、ケーシング１２の周囲やベース１３の周囲にラバーヒータが密着していないためにラバーヒータの温度が上がりすぎて断線するというおそれがない。また、ネジステータ８を効率よく加熱することができるので、加熱を嫌う部分の温度上昇を抑制できる。
【００２１】
−−−変形例−−−
（１）  上述の説明では、ベース１３の上端面１３ａの直下にヒータ５１を埋設しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図３に示すように、ヒータ５１を埋設したリング状の部材５５をネジステータ８に、たとえばボルトによって固定するなどして設置してもよい。この場合であっても、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。
【００２２】
（２）  上述の説明では、真空ポンプの一例としてターボ分子ポンプについて説明したが、本発明はターボ分子ポンプに限定されず、ネジ溝ポンプ段を有するポンプ、たとえばドラッグポンプなどについても適用できる。
（３）  上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００２３】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、吸気口を有するケーシングと、回転体に設けられた円筒状ロータ部と、円筒状ロータ部の外周側に隙間を介して配置された円筒状のステータとを含むドラッグポンプ部と、排気口を有するベースと、ベースに埋設した、ステータを加熱する抵抗加熱ヒータとを備えることを特徴とする各種構造の真空ポンプを含むものである。
また、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、吸気口を有するケーシングと、回転体に設けられた円筒状ロータ部と、円筒状ロータ部の外周側に隙間を介して配置された円筒状のステータとを含むドラッグポンプ部と、排気口を有するベースと、ステータの排気側の端部に設置した、ステータを加熱する抵抗加熱ヒータとを備えることを特徴とする各種構造の真空ポンプを含むものである。
【符号の説明】
【００２４】
１  ターボ分子ポンプ                ２  翼排気部
３  ネジ溝排気部                    ４  ロータ
４ａ  ロータ翼                      ４ｂ  ロータ円筒部
４ｃ  回転軸                        ５  スペーサ
６  ステータ翼                      ８  ネジステータ
１１  ケース部材                    １２  ケーシング（上ケース）
１３  ベース                        ５１  ヒータ
【図１】
2012017672.tif 000003
【図２】
2012017672.tif 000004
【図３】
2012017672.tif 000005