真空泵及真空泵结构零件的制作方法

1.本发明涉及例如涡轮分子泵等真空泵、其结构零件。


背景技术：

2.一般地，作为真空泵的一种已知有涡轮分子泵。该涡轮分子泵中，通过向泵主体内的马达的通电使转子翼旋转，通过将向泵主体吸入的气体(工艺气体)的气体分子弹飞来将气体排出。
3.此外，这样的涡轮分子泵中有西格巴恩(也称作“西格班恩”)型的涡轮分子泵(专利文献1~3)。该西格巴恩型分子泵中，在旋转圆板和固定圆板之间的间隙处形成有多个被山部间隔的漩涡状槽流路。并且，西格巴恩型分子泵相对于扩散至漩涡状槽流路内的气体分子借助旋转圆板施加切线方向的动量，借助漩涡状槽流路向排气方向施加优势地位的方向性来进行排气。
4.专利文献1：日本专利第6228839号公报。
5.专利文献2：日本专利第6353195号公报。
6.专利文献3：日本专利第6616560号公报。
7.但是，在上述的西格巴恩型分子泵那样的真空泵中，将旋转圆板和固定圆板的组设为单层的话压缩比容易不足，有工业上不能利用的情况。因此，使旋转圆板和固定圆板的组多层化，实现压缩比的提高。但是，未将前层的漩涡状槽流路内的流动与下层(后层)的漩涡状槽流路内的流动适当地相连的情况下，气体分子的动量损失，无法进行良好的压缩。
8.因此，以往如专利文献1~3中公开的那样，在前层的漩涡状槽流路和后层的漩涡状槽流路之间设置突出部(专利文献1的附图标记600等)、连通孔(专利文献2的附图标记501等)，由此，将前层的流动和后层的流动相连，防止气体分子的动量的损失。因此，旋转圆板、固定圆板的形状复杂化，突出部、连通孔的加工成本是必要的。本发明的目的在于，提供能够以低成本提高压缩性的真空泵、真空泵结构零件。


技术实现要素：

9.(1)为了实现上述目的，本发明是一种真空泵，前述真空泵具备多个西格巴恩排气机构，前述西格巴恩排气机构在旋转圆板和固定圆板的至少某一方设置有漩涡状槽，前述西格巴恩排气机构的至少一部分设置于前述旋转圆板或前述固定圆板的上游侧和下游侧的两面，前述真空泵的特征在于，在前述上游侧设置的漩涡状槽的终端部及在前述下游侧设置漩涡状槽的开始部位于至少在一部分在周向上重叠的位置，且前述上游侧与前述下游侧的折回部的流路的宽度相对于前述西格巴恩排气机构的流路的深度为相等以下。
10.(2)此外，为了实现上述目的，其他本发明的特征在于，上述(1)所述的真空泵中，前述终端部的前述漩涡状槽的侧部和前述开始部的前述漩涡状槽的侧部至少在一部分位于同一直线上。
11.(3)此外，为了实现上述目的，其他本发明的特征在于，上述(1)或(2)所述的真空
泵中，前述折回部形成于前述旋转圆板的外周侧及前述固定圆板的内周侧的至少一方。
12.(4)此外，为了实现上述目的，其他本发明为一种真空泵结构零件，前述真空泵结构零件被用于真空泵，前述真空泵具备多个西格巴恩排气机构，前述西格巴恩排气机构在旋转圆板和固定圆板的至少某一方设置有漩涡状槽，前述西格巴恩排气机构的至少一部分设置于前述旋转圆板或前述固定圆板的上游侧和下游侧的两面，前述真空泵结构零件的特征在于，在前述上游侧设置的漩涡状槽的终端部及在前述下游侧设置漩涡状槽的开始部位于至少在一部分在周向上重叠的位置，且前述上游侧与前述下游侧的折回部的流路的宽度相对于前述西格巴恩排气机构的流路的深度为相等以下。
13.(5)此外，为了实现上述目的，其他本发明的特征在于，上述(4)所述的真空泵结构零件中，前述终端部的前述漩涡状槽的侧部和前述开始部的前述漩涡状槽的侧部至少在一部分位于同一直线上。
14.(6)此外，为了实现上述目的，其他本发明的特征在于，上述(4)或(5)所述的真空泵结构零件中，前述折回部形成于前述旋转圆板及前述固定圆板的至少一方的内周侧及外周侧的至少一方。
15.发明效果根据上述发明，能够提供能够以低成本提高压缩性的真空泵、真空泵结构零件。
附图说明
16.图1是本发明的实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
17.图2的(a)是表示图1中的一部分的放大图，(b)是表示(a)中的又一部分的放大图。
18.图3的(a)是概略地表示图1中的a-a线的部分的固定圆板的上游侧的说明图，(b)是概略地表示倾斜地观察(a)的固定圆板的下游侧的状态的说明图。
19.图4是将固定圆板的内周部局部放大地表示的立体图。
20.图5的(a)是表示本发明的实施方式的山部的位置关系的说明图，(b)是表示山部的位置关系的变形例的说明图，(c)是表示山部的位置关系的其他变形例的说明图，(d)是表示山部的位置关系的另外的其他变形例的说明图。
21.图6的(a)是示意地表示本发明的实施方式的固定圆板的压缩作用的仿真结果的一部分的说明图，(b)是示意地表示以往构造的固定圆板的压缩作用的仿真结果的一部分的说明图。
具体实施方式
22.以下，基于附图，对本发明的一实施方式的真空泵进行说明。图1将作为本发明的实施方式的真空泵的西格巴恩型涡轮分子泵(以下称作“涡轮分子泵”)10纵剖来概略地表示。该涡轮分子泵10例如与半导体制造装置等那样的对象设备的真空腔(图示略)连接。
23.涡轮分子泵10一体地具备圆筒状的泵主体11、箱状的电装壳(图示略)。它们中的泵主体11的图1中的上侧为与对象设备侧相连的吸气部12，下侧为与辅助泵(后泵(
バックポンプ
))等相连的排气部13。并且，涡轮分子泵10除了图1所示那样的铅垂方向的垂直姿势以外，也能够在倒立姿势、水平姿势、倾斜姿势中使用。
24.电装壳(图示略)处，虽省略图示，但容纳有用于对泵主体11进行电力供给的电源
回路部、用于控制泵主体11的控制回路部。并且，控制回路部进行后述的马达16、磁轴承(附图标记省略)及加热器48等各种设备的控制。
25.泵主体11具备作为大致圆筒状的框体的主体罩14。主体罩14构成为，将位于图1中的上部的作为吸气侧零件的吸气侧罩14a和位于图1中的下侧的作为排气侧零件的排气侧罩14b在轴向上串联地相连。这里，将吸气侧罩14a例如称作罩等，也能够将排气侧罩14b例如称作基部等。
26.吸气侧罩14a和排气侧罩14b在径向(图1中的左右方向)上重叠。进而，吸气侧罩14a使轴向一端部(图1中的下端部)的内周面与排气侧罩14b的上端部29a的外周面相向。并且，吸气侧罩14a和排气侧罩14b隔着容纳于槽部的o型圈(密封部件41)借助多个带六角孔的螺栓(图示略)被彼此气密地结合。
27.这里，也能够将排气侧罩14b设为大致为筒状的基部间隔件、堵塞该基部间隔件的轴向一端部(图1中的下端部)的基部体的二分的构造。基部间隔件和基部体也能够分别称作上基部、下基部等。此外，也能够在排气侧罩14b处设置用于温度管理系统(tms，temperature management system)的加热器、水冷管。
28.在主体罩14内设置有排气机构部15和旋转驱动部(以下称作“马达”)16。它们中，排气机构部15具备作为泵机构的涡轮分子泵机构部17。以下，关于涡轮分子泵机构部17的基本构造概略地说明。
29.在图1中的上侧配置的涡轮分子泵机构部17借助多个涡轮叶片进行作为流体的气体(工艺气体)的移送，具备具有既定的倾斜、曲面而形成为放射状的固定圆板(也称作“固定翼”、“定子翼”等)19a~19e和旋转圆板(也称作“旋转翼”、“转子翼”等)20a~20e。在涡轮分子泵机构部17，固定圆板19a~19e和旋转圆板20a~20e被配置成遍及多组(这里是5组)的程度交替地排列。
30.在本实施方式中，采用西格巴恩型的排气机构(西格巴恩型排气机构)，在固定圆板19a~19e和旋转圆板20a~20e之间，如图2(a)中将一部分放大表示，借助截面形状为矩形形状的多个山部61a~61e形成漩涡状槽部(漩涡状槽)62a~62e，关于这些山部61a~61e、漩涡状槽部62a~62e的详细情况在后说明。此外，“漩涡状槽部”也能够称作例如“漩涡状槽”、“漩涡状槽流路”等，但以下将“漩涡状槽部”称作“槽部”。
31.固定圆板19a~19e被一体地组装于主体罩14，一层旋转圆板(20a~20e)进入上下两层固定圆板(19a~19e)之间。旋转圆板20a~20e一体地形成于筒状的转子28，转子28以覆盖转子轴21的外侧的方式同心地固定于转子轴21。并且，旋转圆板20a~20e随着转子轴21的旋转与转子轴21及转子28向相同的方向旋转。
32.这里，泵主体11采用铝合金作为主要的零件的材质，排气侧罩14b、固定圆板19a~19e、转子28等的材质也是铝合金。进而，转子轴21、各种的螺栓(图示略)等的材质为不锈钢。此外，图1、图2的(a)、(b)中，为了避免附图变得繁杂，省略泵主体11的表示零件的截面的剖面线的记载。
33.转子轴21被加工成带台阶的圆柱状，从涡轮分子泵机构部17到达下侧的螺纹槽泵机构部18。进而，在转子轴21的轴向的中央部配置有马达16。关于该马达16在后说明。
34.此外，在涡轮分子泵10处，冲洗气体(保护气体)被向主体罩14内供给。该冲洗气体为了保护后述的轴承部分、前述的旋转圆板20a~20e等而被使用，进行工艺气体导致的腐蚀
的防止、旋转圆板20a~20e的冷却等。该冲洗气体的供给能够通过一般的手法进行。
35.例如，虽省略图示，但在排气侧罩14b的既定的部位(相对于排气口25大致偏离180度的位置等)设置径向上直线状地延伸的冲洗气体流路。并且，相对于该冲洗气体流路(更具体地为作为气体的入口的冲洗端口)，从排气侧罩14b的外侧经由冲洗气体瓶(n2气体瓶等)、流量调节器(阀装置)等供给冲洗气体。并且，在轴承部分等流动的冲洗气体被穿过排气口25向主体罩14外排出。
36.前述的马达16具有被在转子轴21的外周固定的旋转件(附图标记省略)、以包围旋转件的方式配置的固定件(附图标记省略)。用于使马达16工作的电力的供给借助容纳于前述的电装壳(图示略)的电源回路部、控制回路部进行。
37.关于转子轴21的支承，使用基于磁悬浮的非接触式的轴承即磁轴承。作为磁轴承，使用在马达16的上下配置的两组径向磁轴承(径向磁轴承)30、在转子轴21的下部配置的一组轴向磁轴承(轴向磁轴承)31。
38.它们中各径向磁轴承30由在转子轴21处形成的径向电磁铁靶30a、与其相向的多个(例如2个)径向电磁铁30b及径向方向位移传感器30c等构成。径向方向位移传感器30c检测转子轴21的径向位移。并且，基于径向方向位移传感器30c的输出，径向电磁铁30b的励磁电流被控制，转子轴21被以能够在径向的既定位置绕轴心旋转的方式悬浮支承。
39.轴向磁轴承31由被在转子轴21的下端侧的部位安装的圆盘形状的电枢盘31a、隔着电枢盘31a上下相向的轴向电磁铁31b、在从转子轴21的下端面稍微离开的位置设置的轴向方向位移传感器31c等构成。轴向方向位移传感器31c检测转子轴21的轴向位移。并且，基于轴向方向位移传感器31c的输出，上下的轴向电磁铁31b的励磁电流被控制，转子轴21被以能够在轴向的既定位置绕轴心旋转的方式悬浮支承。
40.并且，通过使用这些径向磁轴承30、轴向磁轴承31，转子轴21(及转子翼20)进行高速旋转时不会磨损，寿命长，且实现无需润滑油的环境。此外，本实施方式中，通过使用径向方向位移传感器30c、轴向方向位移传感器31c，关于转子轴21，仅绕轴向(z方向)的旋转的方向(θz)自由，进行关于其他5轴向即x、y、z、θx、θy的方向的位置控制。
41.进而，在转子轴21的上部及下部的周围，隔开既定间隔地配置有半径方向的保护轴承(也称作“保护轴承”、“触底(t/d)轴承”、“支承轴承”等)32、33。借助这些保护轴承32、33，即使是例如万一电气系统的故障、大气侵入等故障发生的情况，也使转子轴21的位置、姿势不会大幅变化，旋转圆板20a~20e、其周边部不会损伤。
42.另外，能够将转子轴21、与转子轴21一体地旋转的转子翼20、转子圆筒部23及马达16的旋转件(附图标记省略)等例如总称作“转子部”或“旋转部”等。
43.接着，对前述固定圆板19a~19e、固定圆板19a~19e处设置的山部61a~61e及槽部62a~62e等进行说明。首先，在本实施方式中，如前所述，具备五组固定圆板19a~19e和旋转圆板20a~20e。
44.进而，在本实施方式中，固定圆板19a~19e和旋转圆板20a~20e从吸气部12侧向排气部13侧(从图1中的上侧向下侧)按照旋转圆板20a、固定圆板19a、旋转圆板20b、固定圆板19b、
・・・
、旋转圆板20e、固定圆板19e的顺序被交替地配置。
45.图2的(a)将图1中的固定圆板19a~19e和旋转圆板20a~20e的一部分放大表示。进而，图2的(a)将图1中的涡轮分子泵机构部17的右侧的部位放大表示。另外，固定圆板19a~
19e和旋转圆板20a~20e具有以主体罩14、转子轴21等的轴心为中心线对称(图1中为左右对称)的构造，所以这里仅图示图1中的右侧的部位，关于左侧的部位省略图示。
46.如图2的(a)所示，各固定圆板19a~19e的山部61a~61e与固定圆板19a~19e一体地形成。进而，在从图中的上方表示的吸气部12侧(以下称作“吸气侧”、“上游侧”等)起第1张~第4张固定圆板19a~19d处，山部61a~61d形成于吸气侧(上游侧)的板面66、排气部13侧(以下称作“排气侧”、“下游侧”等)的板面67的两方。
47.此外，在从吸气侧(上游侧)起第5张(从排气侧(下游侧)起第1张)固定圆板19e处，仅在吸气侧(上游侧)的板面66形成有山部61e，在排气侧(下游侧)的板面67不形成山部61e。
48.这里，以下，关于各固定圆板19a~19e，板面66、67的附图标记是共通的，相对于不同的固定圆板19a~19e，标注共通的附图标记(这里是附图标记66、67)进行说明。此外，图2的(a)中为了避免附图变得繁杂，仅关于位于最靠吸气侧(上游侧)的位置的固定圆板19a和位于最靠排气侧(下游侧)的位置的固定圆板19e标注板面66、67的附图标记，关于其他固定圆板19b~19d省略板面66、67的附图标记的记载。
49.此外，在各固定圆板19a~19e的各个板面66、67(第5张固定圆板19e处仅在一方的板面66)处如图3的(a)、(b)中第3张固定圆板19c所例示设置有多个(这里是8个)山部(这里是附图标记61c)。
50.这里，图3的(a)概略地(模式地)表示将固定圆板19c从上游侧的板面66侧在轴向上观察的状态。此外，图3的(b)概略地表示将固定圆板19c从下游侧的板面67侧倾斜地观察的状态。
51.进而，在本实施方式中，关于各个固定圆板19a~19e，与板面66、67的不同无关，对于所有的山部标注共通的附图标记(附图标记61a~61e)。此外，关于槽部62a~62e也同样地，与板面66、67的不同无关，对于所有的槽部标注共通的附图标记(附图标记62a~62e)。
52.在各固定圆板19a~19e处，山部61a~61d从圆板状的主体部(圆板状部)68的两面即板面66、67分别以确定的既定的角度突出。此外，虽省略详细的说明，但在本实施方式中，关于从上游侧起第1张固定圆板19a，主体部68的厚度从基端侧即外周侧向末端侧即内周侧逐渐变薄。
53.这里，“外周侧”意味着固定圆板19a~19c的主体部68的法线方向(径向)的外侧，“内周侧”相同地意味着各主体部68的法线方向(径向)的内侧。进而，固定圆板19a~19e与旋转圆板20a~20e的相对的旋转方向也能够在直线上称作“切线方向”，在曲线上称作“周向”等。
54.此外，关于第2张~第5张固定圆板19b~19e，主体部68的厚度大致恒定。此外，关于5张固定圆板19a~19e，山部61a~61e从主体部68突出的突出量并非一致而是分别不同。
55.关于各固定圆板19a~19e、旋转圆板20a~20e，若更具体地说明，则各固定圆板19a~19e的主体部68并非都被加工成具有相同的厚度、均匀的厚度，而是形成为分别具有固有的厚度、倾斜。
56.进而，各固定圆板19a~19d的主体部68若以例如主体罩14的内周面81为基准来说明，则并非都从内周面81直角地伸出。并且，在各主体部68的上游侧的板面66、下游侧的板面67有相对于内周面81以小于直角的角度倾斜的、以超过直角的角度倾斜的。
57.进而，在本实施方式中，关于从上游侧起第1张、第2张固定圆板19a、19b，山部61a、61b的突出量与第3张~第5张固定圆板19c~19e的山部61c~61e的突出量相比总体变大。此外，关于第3张~第5张固定圆板19c~19e的山部61c~61e，突出量彼此不同，越往第3张~第5张，突出量总体越变少。
58.进而，这样，固定圆板19a~19e的山部61a~61e的突出量不同，所以将固定圆板19a~19e收入其间的旋转圆板20a~20e的轴向的间隔也与固定圆板19a~19e的尺寸对应地彼此不同。并且，旋转圆板20a~20e的间隔越从上游侧向下游侧越变小。
59.这里，上述的“固定圆板19a~19e的尺寸”例如能够定义成“从一方的板面66的山部61a~61e的末端至另一方的板面67的山部61a~61e的末端的距离(轴向的距离)”、或者“固定圆板19a~19e的主体部68的厚度和两方的板面66、67(第5张固定圆板19e中为一方的板面66)的山部61a~61e的突出量的合计”等。
60.并且，在本实施方式中，该“固定圆板19a~19e的尺寸”针对各固定圆板19a~19e的每个，在从接近转子28的中央侧至外周侧的范围大致相同(均匀)。
61.进而，关于旋转圆板20a~20e，各个旋转圆板20a~20e的厚度在从接近转子28的中央侧至外周侧的范围大致均匀。此外，旋转圆板20a~20e的彼此的厚度的关系大致相同(共通)。进而，旋转圆板20a~20e的从转子28突出的突出量也彼此大致相同(共通)，旋转圆板20a~20e呈外周的端面遍及整周地在轴向上对齐的状态。
62.接着，关于山部61a~61e、槽部62a~62e，更具体地进行说明。另外，固定圆板19a~19e如前所述细节部分的形状、尺寸等不同，但在气体(工艺气体)的压缩原理上发挥同样的功能。因此，这里仅对图3的(a)、(b)所示的一个固定圆板(从上游侧起第3张固定圆板19c)和周围的旋转圆板20c、20d等的关系进行说明，关于其他固定圆板19a、19b、19d、19e，适当省略说明。
63.图3的(a)、(b)所示的固定圆板19c如前所述，具有圆板状的主体部68、多个(这里每单面有8个)山部61c及槽部62c。并且，在固定圆板19c，借助山部61c、槽部62形成有西格巴恩型排气机构60。
64.这里，本实施方式中“西格巴恩型排气机构”的术语能够将一方的板面66的一个槽部62c作为单位使用，能够将多个槽部62c作为单位使用。
65.此外，“西格巴恩型排气机构”的术语也能够关于由跨一个固定圆板19c的上游侧及下游侧的两板面66、67的流路构成的排气机构使用。进而，“西格巴恩型排气机构”的术语也能够关于由固定圆板19c和旋转圆板20b(或旋转圆板20d)之间的流路构成的排气机构、由多组固定圆板和旋转圆板构成的排气机构使用。
66.进而，如图3的(b)所示，在主体部68的外周缘部，用于向主体罩14的固定的立壁部(间隔件)69被相对于主体部68大致直角地以均匀的高度形成。
67.图3的(b)中，将固定圆板19c表示为立壁部69从主体部68向上延伸，但图1、图2的(a)、(b)中，表示立壁部69从主体部68向下延伸。即，图3的(b)中，主体部68的上游侧的板面66朝向下方，下游侧的板面67朝向上方，但图1、图2的(a)、(b)中，主体部68的上游侧的板面66朝向上方，下游侧的板面67朝向下方。
68.如图3的(a)、(b)所示，在主体部68的中央部，用于转子28等穿过的贯通孔70形成为正圆状。进而，山部61c在主体部68的板面66、67处形成为以主体部68的中央为中心漩涡
状。并且，山部61c从贯通孔70的周缘部至立壁部69的跟前(手前)的部位描绘顺畅的曲线的同时延伸。
69.这里，图3的(a)示意地表示将固定圆板19c的上游侧从正面观察的状态。与此相对，图3的(b)示意地表示将固定圆板19c从下游侧倾斜地观察的状态。并且，表示将固定圆板19c从上游侧观察的状态的图3的(a)中，在上游侧的板面66形成的山部61c由实线表示，在下游侧的板面67形成的山部61c由虚线表示。此外，图3的(a)中，省略立壁部69的图示。
70.立壁部69安装于主体罩14，构成主体罩14的一部分。进而，立壁部69的内周面构成前述主体罩14的内周面81的一部分。并且，立壁部69也形成于其他固定圆板19a、19b、19d、19e，被装入主体罩14，由此，也能够作为规定固定圆板19a~19e的轴向上的彼此的间隔的间隔件发挥功能。
71.在固定圆板19c的上游侧的板面66，如由实线的箭头q表示气体(工艺气体)的移送方向，主体部68的外周侧为开始部62c2侧(流体导入侧)，主体部68的内周侧为终端部62c1侧(流体导出侧)。此外，在下游侧的板面67，如由虚线的箭头q表示气体的移送方向，主体部68的内周侧为开始部62c2侧(流体导入侧)，主体部68的内周侧为终端部62c1侧(流体导出侧)。
72.这里，图3的(a)、(b)的箭头r表示相对地旋转位移的旋转圆板20d等旋转方向。此外，图3的(a)中，为了图示不变得繁杂，仅对于包围转子轴21的外周的转子28的筒状部分(转子圆筒部)标注剖面线。
73.进而，在主体部68的外周侧和内周侧，如图2(b)所示，形成有具有气体的流路的空间上的折回构造的折回部86~88。首先，关于主体部68的上游侧的板面66，外周侧的折回部86形成为跨第2张固定圆板19b的下游侧的板面67的槽部62b、面向上游侧的旋转圆板(这里是旋转圆板20c)、第3张固定圆板19c的上游侧的板面66的槽部62c。
74.此外，关于第3张固定圆板19c的内周侧，内周侧的折回部87形成为，隔着固定圆板19c的主体部68将两板面66、67的槽部62c在空间上相连。
75.进而，关于主体部68的下游侧的板面67，外周侧的折回部88形成为跨下游侧的板面67的槽部62c、面向下游侧的旋转圆板(这里是旋转圆板20d)、第4张固定圆板19d的上游侧的板面66的槽部62d。
76.在上述第3张固定圆板19c的外周侧的折回部86(及87)，两板面66、67的各自的山部61c的端面(以下称作“外侧端面”)71(图3的(a)、(b))向板面66、67上突出而露出。进而，在固定圆板19c，山部61c、槽部62c以各自的始点(开始部)为起点，在上游侧的板面66和下游侧的板面67彼此以相同的相位形成。
77.因此，在主体部68的两板面66、67，山部61c的外侧端面71关于主体部68的厚度方向彼此向相反的方向突出，关于主体部68的周向形成有相同的位置。并且，被山部61c间隔的槽部62c也形成为，在上游侧的板面66设置的槽部62c的终端部62c1及在下游侧的板面67设置的槽部62c的开始部62c2作为整体位于在周向上重叠(在主体部68的厚度方向上排列)的位置，彼此在空间上连续。
78.进而，该山部61c的外侧端面71与主体罩14的内周面81相向。并且，各山部61c的外侧端面71和主体罩14的内周面81的间隔cc(图2的(b)、图3的(a))被与固定圆板19c的主体部68和与其相向的旋转圆板(这里是旋转圆板20c)的表面(这里是下游侧的板面78)的距离
(间隔)hc具有关联性地确定。
79.即，各山部61c的外侧端面71和主体罩14的内周面81的间隔cc可以说是折回部87的流路的宽度。此外，固定圆板19c的主体部68和旋转圆板20c的距离hc可以说是西格巴恩排气机构的流路的深度。以下，将上述间隔cc称作“折回部的流路的宽度cc”，将山部的高度hc称作“西格巴恩排气机构的流路的深度hc”。另外，西格巴恩排气机构的流路的深度(固定圆板19c的主体部68和旋转圆板20c的距离)hc也能够根据山部61c的高度近似地说明。
80.遍及固定圆板19c的整周，折回部的流路的宽度cc形成为与西格巴恩排气机构的流路的深度hc相同的程度。作为这里所说的西格巴恩排气机构的流路的深度hc，采用山部61c的外侧端面71的高度(从上游侧的板面66突出的突出量)。
81.并且，该西格巴恩排气机构的流路的深度hc为2~3mm左右的范围内的值(例如2mm)，折回部的流路的宽度cc为与西格巴恩排气机构的流路的深度hc相同(等同)的值(例如2mm)。这里，本发明并非一定限定为相同，只要得到如后所述的有效的压缩作用，例如，也能够将hc设为3mm，将cc设为2mm等。
82.通过实现这样的构造，与例如在前述的专利文献3中记载的那样的折返部处设置突起的情况比较，能够抑制局部的压力上升，所以也能够期待产物的减少的效果。
83.进而，本发明不限于西格巴恩排气机构的流路的深度hc在宽度方向(周向或切线方向)上恒定、该深度hc与折回部的流路的宽度cc相同(等同)。例如，只要能够得到同样的压缩作用，也能够设为西格巴恩排气机构的流路的深度hc在宽度方向(周向或切线方向)上变化，仅与一部分的深度(hc)一致。
84.此外，本实施方式中，从主体部68的两板面66、67突出的山部61c使其末端面76遍及全长与上游侧的旋转圆板20c、上游侧的旋转圆板20d分别相向。并且，山部61c的末端面76和上游侧的旋转圆板20c的间隔(附图标记省略)为1mm左右。
85.另外，涡轮分子泵10的运转时，由于热膨胀，折回部的流路的宽度cc、山部61c的末端面76与上游侧的旋转圆板20c的间隔(附图标记省略)变动。此外，西格巴恩排气机构的流路的深度hc也由于热膨胀而变动。
86.接着，关于主体部68的内周侧(法线方向的内侧)进行说明。图4中将一部分放大地示意地表示，两板面66、67的各个山部61c的主体部68的中央侧的端面(以下称作“内侧端面”)72与贯通孔70的内周面(也称作“主体部68的内周面”)73无台阶地顺畅地相连。并且，两个山部61c的内侧端面72和环状的主体部68的内周面73形成顺畅地连续的十字形的曲面即连续面74。
87.另外，图4中仅表示一处，但在其他山部61c的内侧端面72所处的部位也同样地形成有连续面74。并且，在本实施方式的固定圆板19c处，连续面74的数量为8个。
88.此外，在各个连续面74，上游侧的板面66的山部61c(第1山部)的内侧端面72和下游侧的板面67的山部61c(第2山部)的内侧端面72配置成，关于主体部68的厚度方向至少在一部分位于同一直线上。
89.关于这里所说的“至少在一部分位于同一直线上的”的术语能够考虑后述那样的各种方式。例如，图5的(a)中，作为例示，将主体部68的内周部(面向贯通孔70的部分)的一部分从内周侧观察外周侧(从法线方向的内侧向外侧)的状态放大地示意地表示，能够例示两个山部61c的侧面(漩涡状槽的侧部)75在主体部68的厚度方向位于同一直线上(直线s
上)的方式。在图1~图3等所示的本实施方式中，采用该方式。
90.但是，关于上述的“至少在一部分位于同一直线上”，不限于此，例如如图5的(b)所示，能够例示两方的山部61c的侧面75在主体部68的厚度方向上不位于同一直线上(直线s上)但彼此局部地位于共通的直线上(直线t上)的方式。
91.此外，例如如图5(c)所示，能够例如如下方式：使两方的山部61c的位置在周向上左右移动(也称作“偏移”、“偏倚”等)厚度的量，既定的山部61c的一方的侧面(漩涡状槽的侧部)75b和向相反侧突出的山部61c的另一方的侧面(漩涡状槽的侧部)75a位于共通的直线上(直线u上)。这样的方式例如能够表现成逆向的山部61c的对角位置的侧面(或棱线)位于固定圆板19c的周向的同相位的方式等。
92.进而，如图5(d)所示，也能够考虑使两方的山部61c的厚度不同。并且，这样的情况下，例如，能够考虑一方的侧面75a位于同一直线上(直线s上)但另一方的侧面75b不位于同一直线上(直线s上)的方式。
93.此外，虽省略图示，但在第3张固定圆板19c的下游侧的板面67的外周侧和第4张固定圆板19d的上游侧的板面66的外周侧之间，第3张固定圆板19c的山部61c(第1山部)的外侧端面71和第4张固定圆板19d的山部61d(第2山部)的外侧端面71也同样配置成“至少在一部分位于同一直线上”。
94.作为彼此的外侧端面71、71的位置关系，采用与前述图5的(a)的山部61c同样的方式。并且，不限于此，能够采用与前述图5的(b)~(d)的山部61c的方式同样的方式。
95.若更详细地说明被这样的山部61c间隔的槽部62c，则如图3的(a)、(b)所示，在各板面66、67，外周侧相对地变为较大宽度(较大的开口宽度)。进而，槽部62c的内周侧相对地变为较小宽度(较小的开口宽度)。并且，槽部62c在任何板面66、67均被两个山部61c间隔，形成为以主体部68的中央为中心的漩涡状。
96.如前所述，槽部62c形成为在主体部68的两板面66、67处彼此以同相位在空间上连续。此外，第2张固定圆板19b与第3张固定圆板19c之间同样经由前述折回部86连续。进而，第3张固定圆板19c的上游侧的板面66的槽部62c和在下游侧的板面67形成的槽部62c之间经由折回部87连续。此外，第3张固定圆板19c和第4张固定圆板19d之间经由折回部88连续。
97.这样的构造的涡轮分子泵10的运转时，前述的马达16被驱动，旋转圆板20a~20e旋转。并且，进行各固定圆板19a~19e与各旋转圆板20a~20e之间的相对的旋转位移。进而，图1、图2的(a)中如多个箭头q(仅对于一部分标注附图标记)所示，从吸气部12抽吸气体(工艺气体)，将各固定圆板19a~19e的上游侧的板面66设为上游区域，将下游侧的板面66设为上游区域，在相向的旋转圆板20a~20e之间移送气体。
98.这样的气体的移送在使气体分子与固定圆板19a~19e和旋转圆板20a~20e碰撞的同时被进行。并且，被移送的同时被压缩的气体从排气部13进入排气口25，被经由排气口25从泵主体11排出。
99.具体地，被从吸气部12抽吸的气体穿过第1张旋转圆板20a和第1张固定圆板19a之间、第1张固定圆板19a和第2张旋转圆板20b之间、第2张旋转圆板20b和第2张固定圆板19b之间、第2张固定圆板19b和第3张旋转圆板20c之间，到达第3张固定圆板19c。进而，到达第3张固定圆板19c的气体穿过第3张固定圆板19c和第4张旋转圆板20d之间、第4张旋转圆板20d和第5张固定圆板19e之间，被向排气部13导出。
100.此外，若举第3层固定圆板19c为例来说明，则被移送的气体在固定圆板19c的上游侧的板面66处被从外周侧导入槽部62c。进而，被导入槽部62c的气体被从主体部68的外周侧向内周侧移送。
101.槽部62c如前所述，外周侧相对地为较大宽度，内周侧相对地为较窄宽度。并且，在上游侧的板面66，槽部62c被山部61c划分成，从流体导入侧(开始部62c2即外周侧)向流体导出侧(终端部62c1即内周侧)逐渐变窄。进而，槽部62c也借助接近山部61c的第3张旋转圆板20c在隔着些许间隙(前述的1mm左右的间隔)的同时被划分。
102.此外，在上游侧的板面67，槽部62c被山部61c划分成，从流体导入侧(开始部62c2即内周侧)向流体导出侧(终端部62c1即外周侧)逐渐变窄。进而，槽部62c也借助接近山部61c的第4张旋转圆板20d在隔着些许间隙(前述的1mm左右的间隔)的同时被划分。
103.如图2的(b)、图3的(a)所示，在第3张固定圆板19c的下游侧的板面67，在槽部62c的终端部62c1，山部61c的外侧端面71留有折回部(88)的流路的宽度cc地与主体罩14的内周面81相向。并且，槽部62c经由该折回部(88)的流路的宽度cc的量的空间与和第4张固定圆板19d相连的折回部88在空间上相连，使得排气作用不中断。
104.因此，随着固定圆板19c和旋转圆板20c之间的相对的旋转位移，气体被导入槽部62c，在槽部62c的内部，相对于扩散的气体分子，借助旋转圆板20c施加切线方向的动量。进而，借助槽部62c，相对于气体分子向排气方向施加优势地位(優位)的方向性，进行排气。
105.并且，在下游侧的板面67的外周侧，利用主体罩14的内周面81，气体的移送方向被折回，气体被向下层的固定圆板(这里是固定圆板19d)的上游侧的板面66的槽部62d移送。
106.借助这样的构造的涡轮分子泵10，得到图6(a)所示那样的压力分布的仿真结果。图6的(a)将固定圆板19c的下游侧的板面67的一部分的压力分布放大来示意地表示。进而，图6的(a)的仿真结果将通过计算机运算所得到的彩色图像映描来得到，将原彩色图像中用颜色区分的各压力区域的边界部分通过实线表示。
107.压力分布为下游侧的板面67的外周侧相对较高，内周侧相对较低。图6的(a)中，关于一个槽部62c，将压力区域的边界用黑白的线示意地描绘，对各压力区域标注附图标记pc1~pc13。因此，pc1所示的区域的压力最低，按照pc1、pc2、
・・・
、pc12、pc13的顺序压力逐渐(阶段性地)变高。并且，在两端部的压力区域pc1、pc13之间，大致可以说是平行四边形形状、梯形形状的形状的压力区域(pc2~pc12)被以大致相等的宽度表示。
108.位于最靠外周侧的位置的压力区域pc13的形状(投影形状)能够表现成向外周侧末端尖锐的楔型。该楔型的压力区域pc13如上所述，为固定圆板19c的下游侧的板面67的最大压力的区域(最大压力区域)，所有的槽部62c都被同样地表示。并且，该最大压力区域pc13达到(到达)至主体罩14的内周面81及与作为下层的第4张固定圆板19d之间所形成的折回部88的位置。
109.因此，由于该楔型的最大压力区域pc13的存在，本实施方式的涡轮分子泵10中，槽部62c内的气体不会发生由于折回部88处的开放引起的压力下降，被向下层的固定圆板19d的上游侧的板面66的槽部62d供给。另外，图6的(a)中，为了防止图变得繁杂，仅关于一个槽部62c表示压力分布，但在仿真结果中，关于其他所有的槽部62c也得到同样的压力分布。
110.与此相对，图6的(b)表示以往的构造的仿真结果。此外，图6的(b)中，将主体罩114的内径作为与图6的(a)的主体罩14的内径大致相同的尺寸表示。
111.在该图6的(b)中表示的以往构造中，气体也被从内周侧向外周侧逐渐压缩。但是，固定圆板119c的山部161c的外侧端面171和主体罩114的内周面181的间隔(相当于折回部的流路的宽度)cc0相对于前述的实施方式的宽度cc(例如2mm)为约5倍的10mm左右。
112.并且，以往构造的压力分布中，在与山部161c的外侧端面171相比很靠跟前的部位(靠内周的部位)表示最大压力区域pc100。该最大压力区域pc100与图6的(a)所示的本实施方式的楔型的最大压力区域pc13相比形状不同。进而，在最大压力区域pc100的外侧，产生面向主体罩114的内周面181而与最大压力区域pc100相比压力下降的区域(压力下降区域)pc101。
113.因此，以往构造中，在槽部162c的下游侧端部(相当于终端部)，气体分子散开，排气作用、压缩作用下降。并且，在槽部162c处对气体施加的“排气方向上优势地位的动量”与本实施方式相比在槽部162c的终端部容易损失。这里，“排气方向上优势地位的动量”是指，在槽部162c处对气体分子施加而使得在排气方向(终端部方向)上为优势地位的动量。
114.若根据以上说明那样的本实施方式的涡轮分子泵10，则例如在固定圆板19c的下游侧的板面67处，在槽部62c的终端部62c1(流体导出侧的端部)形成楔型的最大压力区域pc13。因此，能够在使气体流入下层的槽部(这里是第4张固定圆板19c的上游侧的板面66的槽部62d)前防止气体的压力下降。并且，能够将气体的压缩在防止发生压力损失的同时有效地进行，能够维持高的压缩率。
115.进而，与设置前述的在先专利文献1~3中公开的那样的突出部(专利文献1的附图标记600等)、连通孔(专利文献2的附图标记501等)来提高压缩率的类型的真空泵相比，无需加工突出部、连通孔，相应地能够以低成本实现高压缩性。
116.进而，根据本实施方式的涡轮分子泵10，运转时由于热膨胀，山部61c和主体罩14的间隔cc根据状况进一步变小，该情况下压缩性能提高。
117.此外，根据以西格巴恩排气机构的流路的深度hc为基准来确定折回部的流路的宽度(山部61c与主体罩14的间隔)cc的技术思想，能够对于宽度cc的确定给予明确的方针。并且，涡轮分子泵10的开发、设计中无需重复试行错误，能够缩短开发期间、设计期间。
118.这里，关于形成前述那样的楔型的最大压力区域pc13，也能够如下所述地说明。例如，假如将折回部的流路的宽度cc像图6(b)所示的以往构造那样设为10mm左右的情况下，该宽度cc与山部61c的末端面76和下游侧的旋转圆板20d的间隔(例如1mm以下)相比变得过大。并且，在槽部62c的外周侧，容易发生气体分子的扩散，折回部88处的压力下降的程度变大。
119.但是，如本实施方式所示，以西格巴恩排气机构的流路的深度hc为基准确定折回部的流路的宽度cc，使宽度cc和深度hc为相同程度，由此，关于折回部的流路的宽度cc也能够确保接近槽部62c和面向下游侧的旋转圆板20d之间的气密性的气密性。结果，在槽部62c的流体导出侧端部(终端部62c1)形成楔型的压力区域，能够实现良好的压缩性。
120.此外，在本实施方式中，借助保护轴承32、33维持转子轴21的姿势，所以即使山部61c和主体罩14的间隔cc变窄也能够容易地确保间隔cc。
121.此外，根据本实施方式的涡轮分子泵10，如图5的(a)所示，山部61c分别在固定圆板19c的上游侧的板面66和下游侧的板面67突出地形成。进而，在槽部62c的流体导出侧的端部(这里是外周侧的端部)，上游侧的板面66的山部61c(第1山部)和下游侧的板面67的山
部61c(第2山部)配置成在主体部68的厚度方向上位于同一直线上(直线s上)。
122.因此，在第3张固定圆板19c的内周侧的折回部87，能够将被上游侧的板面67压缩的气体向下游侧的板面67的传递在防止产生压力损失的同时良好地进行。
123.另外，本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离宗旨的范围内各种各样地变形。例如，这里以第3张固定圆板19c为中心进行了说明。并且，能够仅关于第3张固定圆板19c采用目前为止说明的各种的构造。
124.但是，不限于此，关于其他固定圆板(这里是第1张、第2张、第4张固定圆板19a、19b、19d)的某一部分或全部也能够采用同样的结构。并且，能够将折回部的流路的宽度(ca、cb、cd(图示略))与对应的西格巴恩排气机构的流路的深度(ha、hb、hd(图示略))建立关系，将该关系设为与前述的宽度cc、深度hc相同(至少部分相同)。
125.此外，也能够仅关于一个固定圆板的一个板面(例如，第3张固定圆板19c的下游侧的板面67等)采用本技术的发明的构造。
126.此外，也能够将如前所述的折回部的流路的宽度cc和西格巴恩排气机构的流路的深度hc的关系应用于固定圆板19c的内周侧。即，折回部能够在旋转圆板的外周侧及固定圆板的内周侧的至少一方形成。并且，将宽度cc和深度hc的关系对于固定圆板19c的内周侧应用的情况下，能够将前述的连续面74和转子28的外周面(附图标记省略)的间隔与山部61c的内侧端面72的高度建立关系，以成为相同程度(至少部分相同)的方式设为2~3mm左右。
127.进而，能够仅在外周侧(或仅在内周侧)进行这样的折回部的流路的宽度的狭小化，或在外周侧和内周侧组合使用等。
128.此外，形成山部61c、槽部62c的对象不限于固定圆板(这里是固定圆板19c)，也能够是旋转圆板。进而，也能够使形成有山部61c、槽部62c的固定圆板和旋转圆板混在一起。例如，也能够在旋转圆板的单方的板面和固定圆板的单方的板面分别形成山部61c、槽部62c。进而，也能够仅在隔着旋转圆板的上下(上游侧及下游侧)的固定圆板的、朝向旋转圆板的单面设置山部61c、槽部62c等。
129.此外，能够将排气机构部15设为由作为泵机构的涡轮分子泵机构部17和作为螺纹槽排气机构的螺纹槽泵机构部(图示略)构成的复合型的部件。该情况下，作为螺纹槽泵机构部(图示略)能够采用一般的各种部件。
130.例如，螺纹槽泵机构部(图示略)能够具备转子圆筒部(图示略)和螺纹定子(图示略)。并且，随着旋转圆板20a~20e的旋转，向螺纹槽泵机构部(图示略)侧进行气体的移送，在螺纹槽泵机构部(图示略)，气体被压缩，被压缩的气体从排气部13进入排气口25，能够经由排气口25被从泵主体11排出。
131.附图标记说明10涡轮分子泵(真空泵)14主体罩19c第3张固定圆板20d第4张旋转圆板28转子60西格巴恩排气机构61c山部
62c漩涡状槽部(漩涡状槽)62c1漩涡状槽部的终端部62c2漩涡状槽部的开始部66主体部的上游侧的板面(上游侧的面)67主体部的下游侧的板面(下游侧的面)68主体部71山部的外侧端面(山部的端面)72山部的内侧端面(山部的端面)75、75a、75b山部的侧面(漩涡状槽的侧部)81主体罩的内周面(相向零件的周面)87折回部cc折回部的流路的宽度hc西格巴恩排气机构的流路的深度。