ダンパ及び真空ポンプ
【課題】本発明は、真空ポンプにより発生した振動のプロセスチャンバ等への伝播を防止するのに好適なダンパ及び真空ポンプを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明のダンパは、真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有している。この防振部は中空部を有するとともに、この中空部には流動体が充満されている。
【解決手段】本発明のダンパは、真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有している。この防振部は中空部を有するとともに、この中空部には流動体が充満されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプに用いられるダンパ及び真空ポンプに関し、特に、真空ポンプにおいて発生した振動のプロセスチャンバ、測定室等の真空装置への伝播を、流動体を用いて防止するダンパ及び真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程におけるドライエッチングやＣＶＤ等のプロセスのように、高真空のプロセスチャンバ内で処理を行なう工程において、プロセスチャンバ内のガスを排気して一定の高真空度を形成する手段として、あるいは、電子顕微鏡の鏡筒や測定室等に取付けられこの測定室等内のガスを排気する手段として、例えば、ターボ分子ポンプのような真空ポンプが用いられている。
【０００３】
この種のターボ分子ポンプには、円筒状の形状をしたポンプケース内部に高速回転するロータが設置されており、このロータには切り出し一体成形されたロータ翼が放射状に複数多段に配置されている。このロータ翼の各段の間には、ケーシングの内側に向けてステータ翼が、ロータの軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して多段交互に設置されている。ロータがモータ部により駆動されて回転すると、ロータ翼はロータと共に回転し、ロータ翼とステータ翼の相互作用により、プロセスチャンバ等内のガスが吸気口から吸引され、排気口から排気されるようになっている。
【０００４】
このターボ分子ポンプには、ロータが高速回転するとモータ部のコギングトルクによる振動が発生し、また、ロータは完全にはバランスが取れていないため、振れによる振動も発生する。そのため、例えば、電子顕微鏡の鏡筒や測定室等に何も介在させず、このターボ分子ポンプを直接連接させた場合においては、このようなターボ分子ポンプにおいて発生した振動がこの電子顕微鏡や測定室等にも伝播してしまうこととなる。このターボ分子ポンプにより真空引きを行う電子顕微鏡、測定室、あるいはプロセスチャンバ等内においては、精密な作業を行っているので、例えば、数Å程度の微細な構造の試料を、電子線を用いて観察する場合においては、この振動の影響を受け正しい観察像が得られない場合が生じてくる。
【０００５】
そこで、従来、このターボ分子ポンプにおいて発生した振動をプロセスチャンバ等に伝播するのを防止すべく、このターボ分子ポンプは、特許文献１に記載されたダンパを介してプロセスチャンバ等と連接されている。
【０００６】
このダンパは、特許文献１の図１に示すように、ガスを通過させるための穴を中央に開けた円盤状の形状をしたフランジ（符号２４、符号２５）と、ゴム（符号２、符号３）と、このゴム（符号２、符号３）間に設置された質量部（符号１）と、ベローズ（符号４）とから構成されている。このフランジ（符号２５）は、真空装置（符号５）の開口部（符号７）と、フランジ（符号２５）はターボ分子ポンプ（符号１８）のフランジ（符号２６）とそれぞれボルトやクランパなどにより結合されている。ベローズ（符号４）は、ステンレスなどによって形成された、ひだ状のなめらかな山形の連続断面を有した肉薄の管であり、山形に形成された側面が伸び縮みすることにより弾力性を発揮し、ターボ分子ポンプ（符号１８）で生じた振動を吸収して減衰させる。このベローズ（符号４）とフランジ（符号２５）及びベローズ（符号４）とフランジ（符号２４）は、例えば、ロウ付け又は溶接されており、ベローズ（符号４）とフランジ（符号２５）及びベローズ（符号４）とフランジ（符号２４）の接合部から外気が侵入しないようになっている。またこれらの接合部はターボ分子ポンプ（符号１８）の振動に対して十分な強度を保つようになっている。
【０００７】
ゴム（符号２、符号３）及び質量部（符号１）は、それぞれ円筒形の形状を有しており、質量部（符号１）の内径はベローズ（符号４）の外径より大きくなっている。質量部（符号１）は、例えば鉄やステンレスなどの剛性がありかつ密度がゴム（符号２、符号３）に比べて大きい物質によって構成されており、この質量部（符号１）の質量は大きいほどダンパ部（符号１９）の振動吸収能力は大きくなる。ゴム（符号２、符号３）は、質量部（符号１）を介して直列に連接され、振動吸収部（符号３０）を構成している。
【０００８】
振動吸収部（符号３０）は、ベローズ（符号４）の外側に同心状に配置され、その両端はそれぞれフランジ（符号２４、符号２５）に固定ないしは挟まれており、ゴム（符号２、符号３）、質量部（符号１）、フランジ（符号２４、符号２５）を接合した各接合部は、ターボ分子ポンプ（符号１８）の振動に対して十分な強度を持つようになっている。
【０００９】
特許文献１記載のダンパ部（符号１９）は、以上のような構成のものであり、ゴム（符号２、符号３）の弾性力により、ターボ分子ポンプに発生した振動を吸収し、減衰させ、チャンバ、測定室等の真空装置への振動の伝播を防止するものである。
【００１０】
しかしながら、ターボ分子ポンプによって、チャンバ等の真空装置内のガスを吸引し排気する、いわゆる真空引きが行われると、ダンパ部（符号１９）内部も高真空状態となる。ダンパ部（符号１９）の外部には大気圧が作用しているので、このダンパ部（符号１９）の内外の圧力差によりこのダンパ部（符号１９）は圧縮され収縮する。すると、このダンパ部（符号１９）を構成するゴム（符号２、符号３）も収縮し、この収縮によりゴム（符号２、符号３）が固化してしまい、その結果、このゴム（符号２、符号３）の弾性率が大きくなり、振動の吸収能力が低下してしまう。そのため、このダンパ部（符号１９）の振動吸収減衰能力が充分に発揮できない場合があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２９５５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、真空ポンプにより発生した振動のプロセスチャンバ、測定室等への伝播を防止するのに好適なダンパ及び真空ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有するダンパであって、上記防振部は中空部を有するとともに、この中空部には流動体を充満してなることを特徴とする。
【００１４】
また、上記防振部は、円環状に形成されていてもよい。
【００１５】
また、本発明においては、真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有するダンパであって、上記防振部は、中空部を有する複数の球状体から形成されるとともに、この中空部には流動体を充満していてもよい。
【００１６】
また、上記流動体は、空気、圧縮ガス又は粘性体のいずれか１つであってもよい。この粘性体は、例えば、リオルガノシロキサン、硬化剤、及び硬化促進剤等の混合物を加熱硬化して得られたシリコンゲル等から形成されている。
【００１７】
また、本発明においては、上面にガス吸気口が開口され、下方側面にガス排気口が開口されたポンプケース内に回転可能に支持されたロータ軸と、このロータ軸を回転させるための駆動モータと、このロータ軸に固定され、ロータ軸心に対して同心円状の異なる径の異なる複数の円筒部を有する多重円筒体からなるロータと、このロータの複数の円筒部と、この円筒部間に交互に位置決めされて上記ポンプケース内に固定される複数の円筒部を有する多重円筒体からなるステータと、このステータの上記ロータの円筒面に対向する壁面に刻設されたネジ溝とからなるネジ溝ポンプ機構部とからなる真空ポンプであって、上記ガス吸気口には、上記請求項１乃至４いずれか１項に記載のダンパが連接されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上記の如く、防振部は中空部を有するとともに、この中空部には流動体を充満してなるという構成を採用した。このため、真空引きによりダンパに圧縮力がかかった場合であっても、中空部内の流動体は、従来の上記ダンパの振動吸収部に用いられるゴムのように固化しないため、ターボ分子ポンプ等からプロセスチャンバ等への振動の伝播を効果的に防止できる。
【００１９】
また、中空部の体積やこの中空部内の流動体を変更することにより、防止できる振動の周波数を可変することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る真空ポンプを示す縦断面図であるが、ダンパは省略されており、本発明に係る真空ポンプの一実施形態としてターボ分子ポンプが記載されている。
【００２２】
このターボ分子ポンプＰは、中空円筒型のケーシング１にベース２を接合することにより密閉されるポンプケース３内部に、ターボ分子ポンプ機構部Ｐｔとネジ溝ポンプ機構部Ｐｓとが収容された複合タイプの真空ポンプである。
【００２３】
ケーシング１の上部壁面にはガス吸気口４が開口され、ベース２の下部側壁面にはガス排気口５が開口されている。ガス吸気口４にはプロセスチャンバ等の真空容器が後述する本発明のダンパを介して吸気口フランジ６に螺着され、ガス排気口５に排気パイプ７が装着されて、補助ポンプに連結されることにより、このターボ分子ポンプＰは、プロセスチャンバ内のガスを排気して一定の高真空度を形成するための手段として使用される。
【００２４】
ポンプケース３内部に立設するステータコラム８の上下端面間には、高周波モータ等の駆動モータ９により高速回転するロータ軸１０が貫通しており、このロータ軸１０は、半径方向電磁石１１−１と軸方向電磁石１１−２からなる磁気軸受け１１により、ロータ軸１０の半径方向および軸方向にそれぞれ軸支されている。また、ロータ軸１０の両端部には、ドライ潤滑剤が塗布された保護用ボールベアリング１２が設けられており、通常運転時にはロータ軸１０に非接触で、磁気軸受け１１の電源異常時にのみロータ軸１０に接触して軸支し、ロータ軸１０と磁気軸受け１１との接触を防ぐように調整されている。
【００２５】
ステータコラム８から突出したロータ軸１０の上端部には、ステータコラム８を包囲するように配置された中空円筒型のロータ１３が軸線Ｌ方向に螺着固定され、このロータ１３は駆動モータ９によりロータ軸１０と同期して高速回転する。ロータ軸１０に一体化されたロータ１３は半径方向センサ１４−１と軸方向センサ１４−２からなる位置検出センサ１４により位置制御されている。
【００２６】
ロータ１３外周の上方略半部分はターボ分子ポンプ機構部Ｐｔとして機能し、ロータ１３外壁面にはロータ軸１０の軸線Ｌ方向にかけて複数のブレード状のロータ翼１５，１５，…が一体成形されている。また、ケーシング１内壁面にはこのロータ翼１５，１５間に交互に位置決めされた複数のブレード状のステータ翼１６，１６，…がスペーサ１７，１７，…を交互に積層することで取り付け固定されている。一方、ロータ１３外周の下方略半部分はネジ溝ポンプ機構部Ｐｓとして機能し、ロータ１３外壁面は平坦な円筒面となっており、このロータ１３外壁面と狭い間隔で対向するケーシング１内壁面には螺旋状のネジ溝１８が刻設されている。
【００２７】
このターボ分子ポンプ機構部Ｐｔとネジ溝ポンプ機構部Ｐｓはガス吸気口４からガス排気口５へと流れるガス分子の主流路Ｒを形成している。すなわち、ターボ分子ポンプ機構部Ｐｔにおいては、駆動モータ９によりロータ軸１０が回転駆動すると、ロータ１３とロータ翼１５が同期して回転し、高速回転するロータ翼１５と固定のステータ翼１６との相互作用により、上段側のガス吸気口４から吸気された分子流から遷移流のガス分子を下段側のネジ溝ポンプ機構部Ｐｓに送り込む。一方、このネジ溝ポンプ機構部Ｐｓにおいては、駆動モータ９によりロータ軸１０が回転駆動すると、ロータ１３も同期して回転し、高速回転するロータ１３の円筒面と固定のネジ溝１８との相互作用により、上段のターボ分子ポンプ機構部Ｐｔから移送された遷移流のガス分子を粘性流に圧縮し、圧縮されたガス分子を下段側のガス排気口５へと排気する。
【００２８】
このように、ターボ分子ポンプＰが作動しロータ１３が回転しこれに連動してロータ翼１５が高速回転すると、駆動モータ９のコギングトルクによる振動が発生し、また、ロータ１３は完全にはバランスが取れていないため、振れによる振動も発生する。従って、このターボ分子ポンプＰを何も介さず直接プロセスチャンバ等に連接すると、このターボ分子ポンプＰの振動がプロセスチャンバ等に伝播してしまうこととなり、プロセスチャンバ等内における精密作業の妨げとなり好ましくない。
【００２９】
そこで、このターボ分子ポンプＰに発生した振動が、プロセスチャンバ等に伝播するのを防止すべく、このターボ分子ポンプＰは本発明に係るダンパを介してプロセスチャンバ等と連接されることとなる。
【００３０】
次に、このターボ分子ポンプＰと連接され、このターボ分子ポンプＰに発生した振動のプロセスチャンバ等への伝播を防止する本発明のダンパについて、図２（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【００３１】
＜第１実施例＞
図２（ａ）は、本発明に係るダンパの全体構成を示す斜視図であるが、本発明の特徴部である防振部１０４ａは縦断面図となっている。また、同図（ｂ）は本発明に係るダンパの全体構成を示す縦断面図である。同図（ａ）に示すダンパ１００ａは、図示しないプロセスチャンバ等と連接する第１連結部１０１と、ターボ分子ポンプＰと連接する第２連結部１０２と、この第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に挟まれるように固着されたベローズ１０３と、このベローズ１０３を取り囲むようにこの第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に挿入された円環状の防振部１０４ａとから構成される。
【００３２】
この第１連結部１０１は、円環状のフランジ部１０１−１と、円状の中央孔１０１−２とから構成されており、図示しないプロセスチャンバ等のガス排気口とこの中央孔１０１−２とが連通するようにして、プロセスチャンバ等にぶら下がるような状態で固着される。この固着の方法としては、例えば、フランジ部１０１−１にボルト穴を数箇所設け、ボルトとナットを用いて嵌合固着してもよいし、また、フランジ部１０１−１をプロセスチャンバ等に溶接することにより固着してもよい。
【００３３】
第２連結部１０２もこの第１連結部１０１と同様の構成であり、円環状のフランジ部１０２−１と、円状の中央孔１０２−２とから構成されている。この第２連結部１０２は、例えば、図１記載のターボ分子ポンプＰのガス吸気口４とこの中央孔１０２−２とが連通するようにして、このターボ分子ポンプＰをぶら下げるような状態で固着される。この固着の方法としては、上記と同様の方法が考えられる。
【００３４】
また、ベローズ１０３は、中空で側面が蛇腹状に形成された肉薄の管であり、例えば、ステンレス等から形成されている。このベローズ１０３の一端は、第１連結部１０１の中央孔１０１−２に覆い被さるようにして、この第１連結部１０１のフランジ部１０１−１の下側に固着され、他端は、第２連結部１０２の中央孔１０２−２に覆い被さるようにして、この第２連結部１０２のフランジ部１０２−１の上側に固着されている。この固着は、例えば、ロウ付けあるいは溶接によりなされている。このベローズ１０３内には、プロセスチャンバ等内から排気されたガスが通過するので、この固着された部分から外気が侵入しないようになっている。また、このベローズ１０３は、蛇腹状の側面が伸縮することにより弾力性を発揮し、ターボ分子ポンプＰで発生した振動を吸収し減衰させる。
【００３５】
防振部１０４ａは、このベローズ１０３を取り囲むような円環状の形状をした振動吸収部１０４ａ−１と、この振動吸収部１０４ａ−１の内部に形成された円環状の中空部１０４ａ−２とからなる。
【００３６】
この振動吸収部１０４ａ−１は、例えば、天然ゴムやクロロプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム等の合成ゴム等からなり、強度、耐熱性、耐油性、耐久性、耐候性、振動減衰性等から適宜好適なものを選べばよい。また、この振動吸収部１０４ａ−１の肉厚は、図２（ｂ）に示すように、長さ方向の肉厚よりも幅方向の肉厚を小さく形成している。
【００３７】
中空部１０４ａ−２は、ここでは、この円環状の振動吸収部１０４ａ−１と同心の円環状の形状からなる。
【００３８】
また、この中空部１０４ａ−２には、流動体が充満されており、この流動体は、空気、圧縮ガス又は粘性体等である。この粘性体は、例えば、ポリオルガノシロキサン、硬化剤、及び硬化促進剤等の混合物を加熱硬化して得られたシリコンゲル等の粘性体から形成されている。また、この中空部１０４ａ−２に圧縮ガスや粘性体を充満させる場合には、例えば、下記製造方法により製造された内部に中空部１０４ａ−２を有する密閉構造の振動吸収部１０４ａ−１において、封入口を設けることによりこの圧縮ガスや粘性体を封入するようにする。
【００３９】
この中空部１０４ａ−２内に空気を充満させる方法としては、例えば、内部に円環状の中空部１０４ａ−２を有する防振部１０４ａを製造する際に、円環状の振動吸収部１０４ａ−１が水平方向に半割された形状のものを型成形により製造し、この製造されたもの２つを用いて、円環状の振動吸収部１０４ａ−１が形成されるように突き合わせ、この突き合わせた部分を接着剤等により接着することにより形成される。なお、この中空部１０４ａ−２は、ターボ分子ポンプＰによる真空引き作用を受けて、特に第１連結部１０１と第２連結部１０２とにより挟まれる方向に圧縮されるので、この圧縮力に耐えられるように、この中空部１０４ａ−２内部には、圧力が掛かる必要があり、この掛けられた圧力を逃がさないような密閉構造となっている。
【００４０】
また、この中空部１０４ａ−２に充満された流動体の内容を変えると、振動吸収部１０４ａ−１を中空部１０４ａ−２内から膨張させる力が変化し、その結果、合成ゴム等から形成された振動吸収部１０４ａ−１の硬度も変化し、吸収できる振動の周波数も変えることができる。
【００４１】
このように構成されたダンパ１００ａの動作説明を次に説明する。
【００４２】
ターボ分子ポンプＰが作動すると、上記したようにロータ翼が高速回転し、このロータ翼を多段交互に配置されたステータ翼との相互作用により、プロセスチャンバ等内のガスがターボ分子ポンプＰのガス吸気口から侵入し、ガス排気口から排出される。この一連の動作の繰り返しにより、プロセスチャンバ内は真空状態となる。この真空状態の際、ターボ分子ポンプＰとプロセスチャンバとの間に接続された本発明に係るダンパ１００ａは、真空引き作用により、上記従来において説明したと同様に、ベローズ１０３がプロセスチャンバに押し付けられる方向に圧縮される。
【００４３】
すると、防振部１０４ａは、両フランジ部１０１−１、１０２−１に挟み込まれる方向に圧縮されると同時に、振動吸収部１０４ａ−１の内部の中空部１０４ａ−２も体積が収縮する方向に圧縮される。更に、この中空部１０４ａ−２内の空気も圧縮される。この中空部１０４ａ−２内の空気は圧縮されると、次第に振動吸収部１０４ａ−１を内部から膨張させる力へと変換される。この圧縮が進むにつれこの膨張させる力は次第に強くなっていき、この振動吸収部１０４ａ−１を内部より膨張させる力と真空引き作用による圧縮力が釣り合ったところで、この防振部１０４ａの収縮は止まり安定する。
【００４４】
この安定した状態においては、振動吸収部１０４ａ−１における硬化は抑えられているため、弾性力を発揮することができ、この弾性力と中空部１０４ａ−２内の流動体の弾性力により、ターボ分子ポンプＰに発生した振動を吸収することができる。
【００４５】
この振動吸収部１０４ａ−１の硬度の上昇を少なくすることにより、より低周波の振動の抑止が図れることとなる。
【００４６】
また、本実施形態におけるダンパ１００ａおいては、振動吸収部１０４ａ−１の材質、中空部１０４ａ−２の体積や中空部１０４ａ−２内に充満する流動体の種類の選び方次第で、ダンパ１００ａ全体の弾性力を決められるので、低周波を含めた幅広い周波数の振動の吸収が可能となる。
【００４７】
＜第２実施例＞
次に本発明に係るダンパの他の実施形態について図３（ａ）（ｂ）を用いて説明する。同図（ａ）は、本発明に係るダンパの全体を示す斜視図であり、防振部１０４ｂを保持する保持部１０６は省略されている。また、同図（ｂ）は、本発明に係るダンパの全体を示す縦断面図である。この実施形態におけるダンパ１００ｂにおいても、ターボ分子ポンプＰと連結する第１連結部１０１と、チャンバと連結する第２連結部１０２と、この第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に挟まれるように固着されたベローズ１０３とから構成されている点においては上記第１実施例と同様である。また、このダンパ１００ｂとチャンバとの連接方法も、このダンパ１００ｂとターボ分子ポンプＰとの連接方法も上記した第１実施例による方法と同様の方法を採ることができる。
【００４８】
一方、本実施形態におけるダンパ１００ｂにおいては、図３（ａ）に示すように、防振部１０４ｂが複数の球状の形状をした振動吸収部１０４ｂ−１とこの振動吸収部１０４ｂ−１の内部に形成された中空部１０４ｂ−２とからなる点、およびこの防振部１０４ｂは、保持部１０６によりこのダンパ１００ｂの第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に保持されている点が上記第１実施例におけるダンパ１００ａと異なる点である。これらの具体的な構成を同図（ｂ）を用いて以下に説明する。
【００４９】
この防振部１０４ｂは、図３（ｂ）に示すように球状の形状をした複数の振動吸収部１０４ｂ−１、１０４ｂ−１、・・・と、この各振動吸収部１０４ｂ−１内に形成された中空部１０４ｂ−２とから構成されている。この防振部１０４ｂは、第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に、挿入され配置される。その配置の方法としては、例えば、ベローズ１０３を取り囲むようにしてこのベローズ１０３の中心軸に対し放射状に個別に配置する方法や、このベローズ１０３を円環状に取り囲むようにして各防振部１０４ｂが並べられた状態において、隣接する各防振部１０４ｂを接着剤等により接着した複数の防振部１０４ｂが円環状に連なったものを配置する方法などがある。
【００５０】
なお、後者においては、第１連結部１０１あるいは第２連結部１０２のどちらか一方とベローズ１０３が固着される前に、まだ固着されていないベローズ１０３の端部上方からこの円環状の形状の中央の穴によって覆い被さるようにして、このベローズ１０３に嵌合固着し、その後このベローズ１０３の固着されていない端部と第１連結部１０１あるいは第２連結部１０２のどちらか一方と固着されることにより、この防振部１０４ｂが第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に配置されることとなる。
【００５１】
振動吸収部１０４ｂ−１は、球状の形状から構成されており、例えば、天然ゴムやクロロプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム等の合成ゴム等からなり、強度、耐熱性、耐油性、耐久性、耐候性、振動減衰性等から適宜好適なものを選べばよい。
【００５２】
この中空部１０４ｂ−２は、例えば、振動吸収部１０４ｂ−１と同心の球状の形状である。また、この中空部１０４ｂ−２は、例えば、内部が空洞に形成されたゴムボールを半割にした状態のものを球となるように２つ突き合わせ、この突き合わせ部分を接着剤等で接着することにより形成される。なお、防振部１０４ｂは、ターボ分子ポンプＰによる真空引き作用を受けて、特に第１連結部１０１と第２連結部１０２とにより挟まれる方向に圧縮されるので、この圧縮力に耐えられるように、この中空部１０４ｂ−２内部には、圧力が掛かる必要があり、この中空部１０４ｂ−２に掛けられた圧力を逃がさないような密閉構造となっている。
【００５３】
また、この中空部１０４ｂ−２内には、流動体が充満されており、この流動体は、例えば、空気、圧縮ガスあるいは粘性体のうちのいずれか１つである点においては、上記実施例１に記載したのと同様である。
【００５４】
保持部１０６は、各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・を第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に保持するために用いられるものであり、例えば、天然ゴムやクロロプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム等の合成ゴム等からなり、強度、耐熱性、耐油性、耐久性、耐候性、振動減衰性等から適宜好適なものを選べばよい。また、この保持部１０６は、真空引きの際に、第１連結部１０１のフランジ部の下面と接する第１保持部１０６−１と、第２連結部１０２のフランジ部の上面と接する第２保持部１０６−２とから構成されており、この第２保持部１０６−２の上部に各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・を載置し、この第２保持部１０６−２に載置された各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・を上部から覆い被さるようにして第１保持部１０６−１を配置した状態で、この両保持部１０６は、第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に配置され、この防振部１０４ｂを保持する。
【００５５】
この防振部１０４ｂを上面に載置する第２保持部１０６−２は、例えば、ベローズ１０３を取り囲むような円環状の形状をしており、その上面は、各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・が載置し易いように、Ｕ字溝が円環状に形成されていたり、各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・を単体で載置した場合においても、載置した場所から各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・が動かないよう、この上面には半球面状の形状をした窪み部が、ベローズ１０３の軸方向に対し放射状に複数形成されているような形状をしていてもよい。また、第１保持部１０６−１も、この第２保持部１０６−２と同様の形状で構成されている。
【００５６】
このように構成されたダンパ１００ｂの動作説明を次に説明する。
【００５７】
ダンパ１００ｂにおいても、真空引きにより、ベローズ１０３がプロセスチャンバに押し付けられる方向に圧縮され、各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・もまた、両フランジ部１０１−１、１０２−１に挟み込まれる方向に圧縮され、各振動吸収部１０４ｂ−１の内部の中空部１０４ｂ−２も体積が収縮する方向に圧縮される点においては、上記ダンパ１００ａにおいて説明したのと同様であるが、この圧縮の際に、防振部１０４ｂを上下から保持している保持部１０６も一緒に両フランジ部１０１−１、１０２−１に挟みこまれる方向に圧縮される。この際、中空部１０４ｂ−２内の空気も圧縮される。この中空部１０４ｂ−２内の空気は圧縮されると、次第に振動吸収部１０４ｂ−１を内部から膨張させる力へと変換される。この圧縮が進むにつれこの膨張させる力は次第に強くなっていき、この振動吸収部１０４ｂ−１を内部より膨張させる力と上下の保持部１０６の回復力との合力と、真空引き作用による圧縮力とが釣り合ったところで、この防振部１０４ｂの収縮は止まり安定する。
【００５８】
この安定した状態においては、振動吸収部１０４ｂ−１における硬化は抑えられているため、弾性力を発揮することができ、この弾性力と中空部１０４ｂ−２内の流動体の弾性力により、ターボ分子ポンプＰに発生した振動を吸収することができる。
【００５９】
この振動吸収部１０４ｂ−１の硬度の上昇を少なくすることにより、より低周波の振動の抑止が図れることとなる。
【００６０】
また、本実施形態におけるダンパ１００ｂにおいては、振動吸収部１０４ｂ−１の材質、中空部１０４ｂ−２の体積、球状の防振部１０４ｂの使用個数や中空部１０４ｂ−２内に充満する流動体の種類の選び方次第で、ダンパ１００ａ全体の弾性力を決められるので、低周波を含めた幅広い周波数の振動の吸収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ターボ分子ポンプの断面図。
【図２】（ａ）本発明に係るダンパの構造を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るダンパの構造を示す縦断面図。
【図３】（ａ）本発明に係るダンパの構造を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るダンパの構造を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００６２】
１ ケーシング
２ ベース
３ ポンプケース
４ ガス吸気口
５ ガス排気口
６ 吸気口フランジ
７ 排気パイプ
８ ステータコラム
９ 駆動モータ
１０ ロータ軸
１１ 磁気軸受け
１１−１ 半径方向電磁石
１１−２ 軸方向電磁石
１２ 保護用ボールベアリング
１３ ロータ
１４ 位置検出センサ
１４−１ 半径方向センサ
１４−２ 軸方向センサ
１５ ロータ翼
１６ ステータ翼
１７ スペーサ
１８ ネジ溝
１００ａ ダンパ
１００ｂ ダンパ
１０１ 第１連結部
１０２ 第２連結部
１０３ ベローズ
１０４ 防振部
１０４ａ 防振部
１０４ｂ 防振部
１０５ 中空部
１０６ 保持部
１０６−１ 第１保持部
１０６−２ 第２保持部
Ｐ ターボ分子ポンプ
Ｐｔ ターボ分子ポンプ機構部
Ｐｓ ネジ溝ポンプ機構部
Ｒ ガス分子の主流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプに用いられるダンパ及び真空ポンプに関し、特に、真空ポンプにおいて発生した振動のプロセスチャンバ、測定室等の真空装置への伝播を、流動体を用いて防止するダンパ及び真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程におけるドライエッチングやＣＶＤ等のプロセスのように、高真空のプロセスチャンバ内で処理を行なう工程において、プロセスチャンバ内のガスを排気して一定の高真空度を形成する手段として、あるいは、電子顕微鏡の鏡筒や測定室等に取付けられこの測定室等内のガスを排気する手段として、例えば、ターボ分子ポンプのような真空ポンプが用いられている。
【０００３】
この種のターボ分子ポンプには、円筒状の形状をしたポンプケース内部に高速回転するロータが設置されており、このロータには切り出し一体成形されたロータ翼が放射状に複数多段に配置されている。このロータ翼の各段の間には、ケーシングの内側に向けてステータ翼が、ロータの軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して多段交互に設置されている。ロータがモータ部により駆動されて回転すると、ロータ翼はロータと共に回転し、ロータ翼とステータ翼の相互作用により、プロセスチャンバ等内のガスが吸気口から吸引され、排気口から排気されるようになっている。
【０００４】
このターボ分子ポンプには、ロータが高速回転するとモータ部のコギングトルクによる振動が発生し、また、ロータは完全にはバランスが取れていないため、振れによる振動も発生する。そのため、例えば、電子顕微鏡の鏡筒や測定室等に何も介在させず、このターボ分子ポンプを直接連接させた場合においては、このようなターボ分子ポンプにおいて発生した振動がこの電子顕微鏡や測定室等にも伝播してしまうこととなる。このターボ分子ポンプにより真空引きを行う電子顕微鏡、測定室、あるいはプロセスチャンバ等内においては、精密な作業を行っているので、例えば、数Å程度の微細な構造の試料を、電子線を用いて観察する場合においては、この振動の影響を受け正しい観察像が得られない場合が生じてくる。
【０００５】
そこで、従来、このターボ分子ポンプにおいて発生した振動をプロセスチャンバ等に伝播するのを防止すべく、このターボ分子ポンプは、特許文献１に記載されたダンパを介してプロセスチャンバ等と連接されている。
【０００６】
このダンパは、特許文献１の図１に示すように、ガスを通過させるための穴を中央に開けた円盤状の形状をしたフランジ（符号２４、符号２５）と、ゴム（符号２、符号３）と、このゴム（符号２、符号３）間に設置された質量部（符号１）と、ベローズ（符号４）とから構成されている。このフランジ（符号２５）は、真空装置（符号５）の開口部（符号７）と、フランジ（符号２５）はターボ分子ポンプ（符号１８）のフランジ（符号２６）とそれぞれボルトやクランパなどにより結合されている。ベローズ（符号４）は、ステンレスなどによって形成された、ひだ状のなめらかな山形の連続断面を有した肉薄の管であり、山形に形成された側面が伸び縮みすることにより弾力性を発揮し、ターボ分子ポンプ（符号１８）で生じた振動を吸収して減衰させる。このベローズ（符号４）とフランジ（符号２５）及びベローズ（符号４）とフランジ（符号２４）は、例えば、ロウ付け又は溶接されており、ベローズ（符号４）とフランジ（符号２５）及びベローズ（符号４）とフランジ（符号２４）の接合部から外気が侵入しないようになっている。またこれらの接合部はターボ分子ポンプ（符号１８）の振動に対して十分な強度を保つようになっている。
【０００７】
ゴム（符号２、符号３）及び質量部（符号１）は、それぞれ円筒形の形状を有しており、質量部（符号１）の内径はベローズ（符号４）の外径より大きくなっている。質量部（符号１）は、例えば鉄やステンレスなどの剛性がありかつ密度がゴム（符号２、符号３）に比べて大きい物質によって構成されており、この質量部（符号１）の質量は大きいほどダンパ部（符号１９）の振動吸収能力は大きくなる。ゴム（符号２、符号３）は、質量部（符号１）を介して直列に連接され、振動吸収部（符号３０）を構成している。
【０００８】
振動吸収部（符号３０）は、ベローズ（符号４）の外側に同心状に配置され、その両端はそれぞれフランジ（符号２４、符号２５）に固定ないしは挟まれており、ゴム（符号２、符号３）、質量部（符号１）、フランジ（符号２４、符号２５）を接合した各接合部は、ターボ分子ポンプ（符号１８）の振動に対して十分な強度を持つようになっている。
【０００９】
特許文献１記載のダンパ部（符号１９）は、以上のような構成のものであり、ゴム（符号２、符号３）の弾性力により、ターボ分子ポンプに発生した振動を吸収し、減衰させ、チャンバ、測定室等の真空装置への振動の伝播を防止するものである。
【００１０】
しかしながら、ターボ分子ポンプによって、チャンバ等の真空装置内のガスを吸引し排気する、いわゆる真空引きが行われると、ダンパ部（符号１９）内部も高真空状態となる。ダンパ部（符号１９）の外部には大気圧が作用しているので、このダンパ部（符号１９）の内外の圧力差によりこのダンパ部（符号１９）は圧縮され収縮する。すると、このダンパ部（符号１９）を構成するゴム（符号２、符号３）も収縮し、この収縮によりゴム（符号２、符号３）が固化してしまい、その結果、このゴム（符号２、符号３）の弾性率が大きくなり、振動の吸収能力が低下してしまう。そのため、このダンパ部（符号１９）の振動吸収減衰能力が充分に発揮できない場合があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２９５５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、真空ポンプにより発生した振動のプロセスチャンバ、測定室等への伝播を防止するのに好適なダンパ及び真空ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有するダンパであって、上記防振部は中空部を有するとともに、この中空部には流動体を充満してなることを特徴とする。
【００１４】
また、上記防振部は、円環状に形成されていてもよい。
【００１５】
また、本発明においては、真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有するダンパであって、上記防振部は、中空部を有する複数の球状体から形成されるとともに、この中空部には流動体を充満していてもよい。
【００１６】
また、上記流動体は、空気、圧縮ガス又は粘性体のいずれか１つであってもよい。この粘性体は、例えば、リオルガノシロキサン、硬化剤、及び硬化促進剤等の混合物を加熱硬化して得られたシリコンゲル等から形成されている。
【００１７】
また、本発明においては、上面にガス吸気口が開口され、下方側面にガス排気口が開口されたポンプケース内に回転可能に支持されたロータ軸と、このロータ軸を回転させるための駆動モータと、このロータ軸に固定され、ロータ軸心に対して同心円状の異なる径の異なる複数の円筒部を有する多重円筒体からなるロータと、このロータの複数の円筒部と、この円筒部間に交互に位置決めされて上記ポンプケース内に固定される複数の円筒部を有する多重円筒体からなるステータと、このステータの上記ロータの円筒面に対向する壁面に刻設されたネジ溝とからなるネジ溝ポンプ機構部とからなる真空ポンプであって、上記ガス吸気口には、上記請求項１乃至４いずれか１項に記載のダンパが連接されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上記の如く、防振部は中空部を有するとともに、この中空部には流動体を充満してなるという構成を採用した。このため、真空引きによりダンパに圧縮力がかかった場合であっても、中空部内の流動体は、従来の上記ダンパの振動吸収部に用いられるゴムのように固化しないため、ターボ分子ポンプ等からプロセスチャンバ等への振動の伝播を効果的に防止できる。
【００１９】
また、中空部の体積やこの中空部内の流動体を変更することにより、防止できる振動の周波数を可変することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る真空ポンプを示す縦断面図であるが、ダンパは省略されており、本発明に係る真空ポンプの一実施形態としてターボ分子ポンプが記載されている。
【００２２】
このターボ分子ポンプＰは、中空円筒型のケーシング１にベース２を接合することにより密閉されるポンプケース３内部に、ターボ分子ポンプ機構部Ｐｔとネジ溝ポンプ機構部Ｐｓとが収容された複合タイプの真空ポンプである。
【００２３】
ケーシング１の上部壁面にはガス吸気口４が開口され、ベース２の下部側壁面にはガス排気口５が開口されている。ガス吸気口４にはプロセスチャンバ等の真空容器が後述する本発明のダンパを介して吸気口フランジ６に螺着され、ガス排気口５に排気パイプ７が装着されて、補助ポンプに連結されることにより、このターボ分子ポンプＰは、プロセスチャンバ内のガスを排気して一定の高真空度を形成するための手段として使用される。
【００２４】
ポンプケース３内部に立設するステータコラム８の上下端面間には、高周波モータ等の駆動モータ９により高速回転するロータ軸１０が貫通しており、このロータ軸１０は、半径方向電磁石１１−１と軸方向電磁石１１−２からなる磁気軸受け１１により、ロータ軸１０の半径方向および軸方向にそれぞれ軸支されている。また、ロータ軸１０の両端部には、ドライ潤滑剤が塗布された保護用ボールベアリング１２が設けられており、通常運転時にはロータ軸１０に非接触で、磁気軸受け１１の電源異常時にのみロータ軸１０に接触して軸支し、ロータ軸１０と磁気軸受け１１との接触を防ぐように調整されている。
【００２５】
ステータコラム８から突出したロータ軸１０の上端部には、ステータコラム８を包囲するように配置された中空円筒型のロータ１３が軸線Ｌ方向に螺着固定され、このロータ１３は駆動モータ９によりロータ軸１０と同期して高速回転する。ロータ軸１０に一体化されたロータ１３は半径方向センサ１４−１と軸方向センサ１４−２からなる位置検出センサ１４により位置制御されている。
【００２６】
ロータ１３外周の上方略半部分はターボ分子ポンプ機構部Ｐｔとして機能し、ロータ１３外壁面にはロータ軸１０の軸線Ｌ方向にかけて複数のブレード状のロータ翼１５，１５，…が一体成形されている。また、ケーシング１内壁面にはこのロータ翼１５，１５間に交互に位置決めされた複数のブレード状のステータ翼１６，１６，…がスペーサ１７，１７，…を交互に積層することで取り付け固定されている。一方、ロータ１３外周の下方略半部分はネジ溝ポンプ機構部Ｐｓとして機能し、ロータ１３外壁面は平坦な円筒面となっており、このロータ１３外壁面と狭い間隔で対向するケーシング１内壁面には螺旋状のネジ溝１８が刻設されている。
【００２７】
このターボ分子ポンプ機構部Ｐｔとネジ溝ポンプ機構部Ｐｓはガス吸気口４からガス排気口５へと流れるガス分子の主流路Ｒを形成している。すなわち、ターボ分子ポンプ機構部Ｐｔにおいては、駆動モータ９によりロータ軸１０が回転駆動すると、ロータ１３とロータ翼１５が同期して回転し、高速回転するロータ翼１５と固定のステータ翼１６との相互作用により、上段側のガス吸気口４から吸気された分子流から遷移流のガス分子を下段側のネジ溝ポンプ機構部Ｐｓに送り込む。一方、このネジ溝ポンプ機構部Ｐｓにおいては、駆動モータ９によりロータ軸１０が回転駆動すると、ロータ１３も同期して回転し、高速回転するロータ１３の円筒面と固定のネジ溝１８との相互作用により、上段のターボ分子ポンプ機構部Ｐｔから移送された遷移流のガス分子を粘性流に圧縮し、圧縮されたガス分子を下段側のガス排気口５へと排気する。
【００２８】
このように、ターボ分子ポンプＰが作動しロータ１３が回転しこれに連動してロータ翼１５が高速回転すると、駆動モータ９のコギングトルクによる振動が発生し、また、ロータ１３は完全にはバランスが取れていないため、振れによる振動も発生する。従って、このターボ分子ポンプＰを何も介さず直接プロセスチャンバ等に連接すると、このターボ分子ポンプＰの振動がプロセスチャンバ等に伝播してしまうこととなり、プロセスチャンバ等内における精密作業の妨げとなり好ましくない。
【００２９】
そこで、このターボ分子ポンプＰに発生した振動が、プロセスチャンバ等に伝播するのを防止すべく、このターボ分子ポンプＰは本発明に係るダンパを介してプロセスチャンバ等と連接されることとなる。
【００３０】
次に、このターボ分子ポンプＰと連接され、このターボ分子ポンプＰに発生した振動のプロセスチャンバ等への伝播を防止する本発明のダンパについて、図２（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【００３１】
＜第１実施例＞
図２（ａ）は、本発明に係るダンパの全体構成を示す斜視図であるが、本発明の特徴部である防振部１０４ａは縦断面図となっている。また、同図（ｂ）は本発明に係るダンパの全体構成を示す縦断面図である。同図（ａ）に示すダンパ１００ａは、図示しないプロセスチャンバ等と連接する第１連結部１０１と、ターボ分子ポンプＰと連接する第２連結部１０２と、この第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に挟まれるように固着されたベローズ１０３と、このベローズ１０３を取り囲むようにこの第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に挿入された円環状の防振部１０４ａとから構成される。
【００３２】
この第１連結部１０１は、円環状のフランジ部１０１−１と、円状の中央孔１０１−２とから構成されており、図示しないプロセスチャンバ等のガス排気口とこの中央孔１０１−２とが連通するようにして、プロセスチャンバ等にぶら下がるような状態で固着される。この固着の方法としては、例えば、フランジ部１０１−１にボルト穴を数箇所設け、ボルトとナットを用いて嵌合固着してもよいし、また、フランジ部１０１−１をプロセスチャンバ等に溶接することにより固着してもよい。
【００３３】
第２連結部１０２もこの第１連結部１０１と同様の構成であり、円環状のフランジ部１０２−１と、円状の中央孔１０２−２とから構成されている。この第２連結部１０２は、例えば、図１記載のターボ分子ポンプＰのガス吸気口４とこの中央孔１０２−２とが連通するようにして、このターボ分子ポンプＰをぶら下げるような状態で固着される。この固着の方法としては、上記と同様の方法が考えられる。
【００３４】
また、ベローズ１０３は、中空で側面が蛇腹状に形成された肉薄の管であり、例えば、ステンレス等から形成されている。このベローズ１０３の一端は、第１連結部１０１の中央孔１０１−２に覆い被さるようにして、この第１連結部１０１のフランジ部１０１−１の下側に固着され、他端は、第２連結部１０２の中央孔１０２−２に覆い被さるようにして、この第２連結部１０２のフランジ部１０２−１の上側に固着されている。この固着は、例えば、ロウ付けあるいは溶接によりなされている。このベローズ１０３内には、プロセスチャンバ等内から排気されたガスが通過するので、この固着された部分から外気が侵入しないようになっている。また、このベローズ１０３は、蛇腹状の側面が伸縮することにより弾力性を発揮し、ターボ分子ポンプＰで発生した振動を吸収し減衰させる。
【００３５】
防振部１０４ａは、このベローズ１０３を取り囲むような円環状の形状をした振動吸収部１０４ａ−１と、この振動吸収部１０４ａ−１の内部に形成された円環状の中空部１０４ａ−２とからなる。
【００３６】
この振動吸収部１０４ａ−１は、例えば、天然ゴムやクロロプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム等の合成ゴム等からなり、強度、耐熱性、耐油性、耐久性、耐候性、振動減衰性等から適宜好適なものを選べばよい。また、この振動吸収部１０４ａ−１の肉厚は、図２（ｂ）に示すように、長さ方向の肉厚よりも幅方向の肉厚を小さく形成している。
【００３７】
中空部１０４ａ−２は、ここでは、この円環状の振動吸収部１０４ａ−１と同心の円環状の形状からなる。
【００３８】
また、この中空部１０４ａ−２には、流動体が充満されており、この流動体は、空気、圧縮ガス又は粘性体等である。この粘性体は、例えば、ポリオルガノシロキサン、硬化剤、及び硬化促進剤等の混合物を加熱硬化して得られたシリコンゲル等の粘性体から形成されている。また、この中空部１０４ａ−２に圧縮ガスや粘性体を充満させる場合には、例えば、下記製造方法により製造された内部に中空部１０４ａ−２を有する密閉構造の振動吸収部１０４ａ−１において、封入口を設けることによりこの圧縮ガスや粘性体を封入するようにする。
【００３９】
この中空部１０４ａ−２内に空気を充満させる方法としては、例えば、内部に円環状の中空部１０４ａ−２を有する防振部１０４ａを製造する際に、円環状の振動吸収部１０４ａ−１が水平方向に半割された形状のものを型成形により製造し、この製造されたもの２つを用いて、円環状の振動吸収部１０４ａ−１が形成されるように突き合わせ、この突き合わせた部分を接着剤等により接着することにより形成される。なお、この中空部１０４ａ−２は、ターボ分子ポンプＰによる真空引き作用を受けて、特に第１連結部１０１と第２連結部１０２とにより挟まれる方向に圧縮されるので、この圧縮力に耐えられるように、この中空部１０４ａ−２内部には、圧力が掛かる必要があり、この掛けられた圧力を逃がさないような密閉構造となっている。
【００４０】
また、この中空部１０４ａ−２に充満された流動体の内容を変えると、振動吸収部１０４ａ−１を中空部１０４ａ−２内から膨張させる力が変化し、その結果、合成ゴム等から形成された振動吸収部１０４ａ−１の硬度も変化し、吸収できる振動の周波数も変えることができる。
【００４１】
このように構成されたダンパ１００ａの動作説明を次に説明する。
【００４２】
ターボ分子ポンプＰが作動すると、上記したようにロータ翼が高速回転し、このロータ翼を多段交互に配置されたステータ翼との相互作用により、プロセスチャンバ等内のガスがターボ分子ポンプＰのガス吸気口から侵入し、ガス排気口から排出される。この一連の動作の繰り返しにより、プロセスチャンバ内は真空状態となる。この真空状態の際、ターボ分子ポンプＰとプロセスチャンバとの間に接続された本発明に係るダンパ１００ａは、真空引き作用により、上記従来において説明したと同様に、ベローズ１０３がプロセスチャンバに押し付けられる方向に圧縮される。
【００４３】
すると、防振部１０４ａは、両フランジ部１０１−１、１０２−１に挟み込まれる方向に圧縮されると同時に、振動吸収部１０４ａ−１の内部の中空部１０４ａ−２も体積が収縮する方向に圧縮される。更に、この中空部１０４ａ−２内の空気も圧縮される。この中空部１０４ａ−２内の空気は圧縮されると、次第に振動吸収部１０４ａ−１を内部から膨張させる力へと変換される。この圧縮が進むにつれこの膨張させる力は次第に強くなっていき、この振動吸収部１０４ａ−１を内部より膨張させる力と真空引き作用による圧縮力が釣り合ったところで、この防振部１０４ａの収縮は止まり安定する。
【００４４】
この安定した状態においては、振動吸収部１０４ａ−１における硬化は抑えられているため、弾性力を発揮することができ、この弾性力と中空部１０４ａ−２内の流動体の弾性力により、ターボ分子ポンプＰに発生した振動を吸収することができる。
【００４５】
この振動吸収部１０４ａ−１の硬度の上昇を少なくすることにより、より低周波の振動の抑止が図れることとなる。
【００４６】
また、本実施形態におけるダンパ１００ａおいては、振動吸収部１０４ａ−１の材質、中空部１０４ａ−２の体積や中空部１０４ａ−２内に充満する流動体の種類の選び方次第で、ダンパ１００ａ全体の弾性力を決められるので、低周波を含めた幅広い周波数の振動の吸収が可能となる。
【００４７】
＜第２実施例＞
次に本発明に係るダンパの他の実施形態について図３（ａ）（ｂ）を用いて説明する。同図（ａ）は、本発明に係るダンパの全体を示す斜視図であり、防振部１０４ｂを保持する保持部１０６は省略されている。また、同図（ｂ）は、本発明に係るダンパの全体を示す縦断面図である。この実施形態におけるダンパ１００ｂにおいても、ターボ分子ポンプＰと連結する第１連結部１０１と、チャンバと連結する第２連結部１０２と、この第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に挟まれるように固着されたベローズ１０３とから構成されている点においては上記第１実施例と同様である。また、このダンパ１００ｂとチャンバとの連接方法も、このダンパ１００ｂとターボ分子ポンプＰとの連接方法も上記した第１実施例による方法と同様の方法を採ることができる。
【００４８】
一方、本実施形態におけるダンパ１００ｂにおいては、図３（ａ）に示すように、防振部１０４ｂが複数の球状の形状をした振動吸収部１０４ｂ−１とこの振動吸収部１０４ｂ−１の内部に形成された中空部１０４ｂ−２とからなる点、およびこの防振部１０４ｂは、保持部１０６によりこのダンパ１００ｂの第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に保持されている点が上記第１実施例におけるダンパ１００ａと異なる点である。これらの具体的な構成を同図（ｂ）を用いて以下に説明する。
【００４９】
この防振部１０４ｂは、図３（ｂ）に示すように球状の形状をした複数の振動吸収部１０４ｂ−１、１０４ｂ−１、・・・と、この各振動吸収部１０４ｂ−１内に形成された中空部１０４ｂ−２とから構成されている。この防振部１０４ｂは、第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に、挿入され配置される。その配置の方法としては、例えば、ベローズ１０３を取り囲むようにしてこのベローズ１０３の中心軸に対し放射状に個別に配置する方法や、このベローズ１０３を円環状に取り囲むようにして各防振部１０４ｂが並べられた状態において、隣接する各防振部１０４ｂを接着剤等により接着した複数の防振部１０４ｂが円環状に連なったものを配置する方法などがある。
【００５０】
なお、後者においては、第１連結部１０１あるいは第２連結部１０２のどちらか一方とベローズ１０３が固着される前に、まだ固着されていないベローズ１０３の端部上方からこの円環状の形状の中央の穴によって覆い被さるようにして、このベローズ１０３に嵌合固着し、その後このベローズ１０３の固着されていない端部と第１連結部１０１あるいは第２連結部１０２のどちらか一方と固着されることにより、この防振部１０４ｂが第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に配置されることとなる。
【００５１】
振動吸収部１０４ｂ−１は、球状の形状から構成されており、例えば、天然ゴムやクロロプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム等の合成ゴム等からなり、強度、耐熱性、耐油性、耐久性、耐候性、振動減衰性等から適宜好適なものを選べばよい。
【００５２】
この中空部１０４ｂ−２は、例えば、振動吸収部１０４ｂ−１と同心の球状の形状である。また、この中空部１０４ｂ−２は、例えば、内部が空洞に形成されたゴムボールを半割にした状態のものを球となるように２つ突き合わせ、この突き合わせ部分を接着剤等で接着することにより形成される。なお、防振部１０４ｂは、ターボ分子ポンプＰによる真空引き作用を受けて、特に第１連結部１０１と第２連結部１０２とにより挟まれる方向に圧縮されるので、この圧縮力に耐えられるように、この中空部１０４ｂ−２内部には、圧力が掛かる必要があり、この中空部１０４ｂ−２に掛けられた圧力を逃がさないような密閉構造となっている。
【００５３】
また、この中空部１０４ｂ−２内には、流動体が充満されており、この流動体は、例えば、空気、圧縮ガスあるいは粘性体のうちのいずれか１つである点においては、上記実施例１に記載したのと同様である。
【００５４】
保持部１０６は、各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・を第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に保持するために用いられるものであり、例えば、天然ゴムやクロロプロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム等の合成ゴム等からなり、強度、耐熱性、耐油性、耐久性、耐候性、振動減衰性等から適宜好適なものを選べばよい。また、この保持部１０６は、真空引きの際に、第１連結部１０１のフランジ部の下面と接する第１保持部１０６−１と、第２連結部１０２のフランジ部の上面と接する第２保持部１０６−２とから構成されており、この第２保持部１０６−２の上部に各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・を載置し、この第２保持部１０６−２に載置された各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・を上部から覆い被さるようにして第１保持部１０６−１を配置した状態で、この両保持部１０６は、第１連結部１０１と第２連結部１０２との間に配置され、この防振部１０４ｂを保持する。
【００５５】
この防振部１０４ｂを上面に載置する第２保持部１０６−２は、例えば、ベローズ１０３を取り囲むような円環状の形状をしており、その上面は、各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・が載置し易いように、Ｕ字溝が円環状に形成されていたり、各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・を単体で載置した場合においても、載置した場所から各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・が動かないよう、この上面には半球面状の形状をした窪み部が、ベローズ１０３の軸方向に対し放射状に複数形成されているような形状をしていてもよい。また、第１保持部１０６−１も、この第２保持部１０６−２と同様の形状で構成されている。
【００５６】
このように構成されたダンパ１００ｂの動作説明を次に説明する。
【００５７】
ダンパ１００ｂにおいても、真空引きにより、ベローズ１０３がプロセスチャンバに押し付けられる方向に圧縮され、各防振部１０４ｂ、１０４ｂ、・・・もまた、両フランジ部１０１−１、１０２−１に挟み込まれる方向に圧縮され、各振動吸収部１０４ｂ−１の内部の中空部１０４ｂ−２も体積が収縮する方向に圧縮される点においては、上記ダンパ１００ａにおいて説明したのと同様であるが、この圧縮の際に、防振部１０４ｂを上下から保持している保持部１０６も一緒に両フランジ部１０１−１、１０２−１に挟みこまれる方向に圧縮される。この際、中空部１０４ｂ−２内の空気も圧縮される。この中空部１０４ｂ−２内の空気は圧縮されると、次第に振動吸収部１０４ｂ−１を内部から膨張させる力へと変換される。この圧縮が進むにつれこの膨張させる力は次第に強くなっていき、この振動吸収部１０４ｂ−１を内部より膨張させる力と上下の保持部１０６の回復力との合力と、真空引き作用による圧縮力とが釣り合ったところで、この防振部１０４ｂの収縮は止まり安定する。
【００５８】
この安定した状態においては、振動吸収部１０４ｂ−１における硬化は抑えられているため、弾性力を発揮することができ、この弾性力と中空部１０４ｂ−２内の流動体の弾性力により、ターボ分子ポンプＰに発生した振動を吸収することができる。
【００５９】
この振動吸収部１０４ｂ−１の硬度の上昇を少なくすることにより、より低周波の振動の抑止が図れることとなる。
【００６０】
また、本実施形態におけるダンパ１００ｂにおいては、振動吸収部１０４ｂ−１の材質、中空部１０４ｂ−２の体積、球状の防振部１０４ｂの使用個数や中空部１０４ｂ−２内に充満する流動体の種類の選び方次第で、ダンパ１００ａ全体の弾性力を決められるので、低周波を含めた幅広い周波数の振動の吸収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ターボ分子ポンプの断面図。
【図２】（ａ）本発明に係るダンパの構造を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るダンパの構造を示す縦断面図。
【図３】（ａ）本発明に係るダンパの構造を示す斜視図。（ｂ）本発明に係るダンパの構造を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００６２】
１ ケーシング
２ ベース
３ ポンプケース
４ ガス吸気口
５ ガス排気口
６ 吸気口フランジ
７ 排気パイプ
８ ステータコラム
９ 駆動モータ
１０ ロータ軸
１１ 磁気軸受け
１１−１ 半径方向電磁石
１１−２ 軸方向電磁石
１２ 保護用ボールベアリング
１３ ロータ
１４ 位置検出センサ
１４−１ 半径方向センサ
１４−２ 軸方向センサ
１５ ロータ翼
１６ ステータ翼
１７ スペーサ
１８ ネジ溝
１００ａ ダンパ
１００ｂ ダンパ
１０１ 第１連結部
１０２ 第２連結部
１０３ ベローズ
１０４ 防振部
１０４ａ 防振部
１０４ｂ 防振部
１０５ 中空部
１０６ 保持部
１０６−１ 第１保持部
１０６−２ 第２保持部
Ｐ ターボ分子ポンプ
Ｐｔ ターボ分子ポンプ機構部
Ｐｓ ネジ溝ポンプ機構部
Ｒ ガス分子の主流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有するダンパであって、
上記防振部は中空部を有するとともに、この中空部には流動体を充満してなること
を特徴とするダンパ。
【請求項２】
上記防振部は、円環状に形成されること
を特徴とする請求項１記載のダンパ。
【請求項３】
真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有するダンパであって、
上記防振部は、中空部を有する複数の球状体から形成されるとともに、この中空部には流動体を充満してなること
を特徴とするダンパ。
【請求項４】
上記流動体は、空気、圧縮ガス又は粘性体のいずれか１つであること
を特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のダンパ。
【請求項５】
上面にガス吸気口が開口され、下方側面にガス排気口が開口されたポンプケース内に回転可能に支持されたロータ軸と、
このロータ軸を回転させるための駆動モータと、
このロータ軸に固定され、ロータ軸心に対して同心円状の異なる径の異なる複数の円筒部を有する多重円筒体からなるロータと、
このロータの複数の円筒部と、この円筒部間に交互に位置決めされて上記ポンプケース内に固定される複数の円筒部を有する多重円筒体からなるステータと、
このステータの上記ロータの円筒面に対向する壁面に刻設されたネジ溝とからなるネジ溝ポンプ機構部とからなる真空ポンプであって、
上記ガス吸気口には、上記請求項１乃至４いずれか１項に記載のダンパが連接されていること
を特徴とする真空ポンプ。
【請求項１】
真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有するダンパであって、
上記防振部は中空部を有するとともに、この中空部には流動体を充満してなること
を特徴とするダンパ。
【請求項２】
上記防振部は、円環状に形成されること
を特徴とする請求項１記載のダンパ。
【請求項３】
真空ポンプと連接する第１連結部と、この真空ポンプにより排気される装置と連接する第２連結部と、上記第１連結部と一端が固着され他端が上記第２連結部と固着されたベローズと、上記第１連結部と上記第２連結部との間に挿入された防振部とを有するダンパであって、
上記防振部は、中空部を有する複数の球状体から形成されるとともに、この中空部には流動体を充満してなること
を特徴とするダンパ。
【請求項４】
上記流動体は、空気、圧縮ガス又は粘性体のいずれか１つであること
を特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のダンパ。
【請求項５】
上面にガス吸気口が開口され、下方側面にガス排気口が開口されたポンプケース内に回転可能に支持されたロータ軸と、
このロータ軸を回転させるための駆動モータと、
このロータ軸に固定され、ロータ軸心に対して同心円状の異なる径の異なる複数の円筒部を有する多重円筒体からなるロータと、
このロータの複数の円筒部と、この円筒部間に交互に位置決めされて上記ポンプケース内に固定される複数の円筒部を有する多重円筒体からなるステータと、
このステータの上記ロータの円筒面に対向する壁面に刻設されたネジ溝とからなるネジ溝ポンプ機構部とからなる真空ポンプであって、
上記ガス吸気口には、上記請求項１乃至４いずれか１項に記載のダンパが連接されていること
を特徴とする真空ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−７７７１４（Ｐ２００６−７７７１４Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６４４３６（Ｐ２００４−２６４４３６）
【出願日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（５９８０２１５７９）ＢＯＣエドワーズ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（５９８０２１５７９）ＢＯＣエドワーズ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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