JP7196763B2

JP7196763B2 - turbomolecular pump and mass spectrometer

Info

Publication number: JP7196763B2
Application number: JP2019094807A
Authority: JP
Inventors: 雅嗣眞鍋
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2039-05-20
Also published as: JP2020070803A

Description

本発明は、ターボ分子ポンプおよび質量分析装置に関する。 The present invention relates to turbomolecular pumps and mass spectrometers.

ガスクロマトグラフ質量分析装置や誘導結合プラズマ質量分析装置などの質量分析装置では、イオン化された試料のイオンをイオン送出部から四重極型質量分析計とイオン検出器とが設けられた質量分析部に導入して分析を行っている（例えば、特許文献１参照）。質量分析部が設けられた第１チャンバとイオン送出部が設けられた第２チャンバとはイオン通過用の孔を介して連通している。二つのチャンバを有する分析装置において、第１チャンバおよび第２チャンバの真空排気は次の二つの形式が知られている。第１の例の分析装置では第１および第２のチャンバを個別の真空ポンプにより排気する。第２の例は、特許文献１に記載されているような分析装置であり、二つの吸気口を備える一つの真空ポンプの第１吸気口で第１チャンバを排気し、第２の吸気口によって第２チャンバを排気する。 In a mass spectrometer such as a gas chromatograph mass spectrometer or an inductively coupled plasma mass spectrometer, ionized ions of a sample are sent from an ion sending unit to a mass spectrometer provided with a quadrupole mass spectrometer and an ion detector. It is introduced and analyzed (see Patent Document 1, for example). The first chamber provided with the mass analysis section and the second chamber provided with the ion delivery section communicate with each other through an ion passage hole. In an analyzer having two chambers, the following two types of evacuation of the first and second chambers are known. In the first example analyzer, the first and second chambers are evacuated by separate vacuum pumps. A second example is an analyzer such as that described in US Pat. Evacuate the second chamber.

特開２００８－９５５０４号公報JP 2008-95504 A

特許文献１に記載のターボ分子ポンプは上記第２の例であり、第１チャンバに接続された第１吸気口と、第２チャンバに接続された第２吸気口を有する。このターボ分子ポンプは、第１吸気口と同軸に配置されている同一ロータ軸に２つのタービン段を備え、上流側の第１タービン段の直上に第１吸気口が設けられた縦型のターボ分子ポンプである。第２チャンバに接続される第２吸気口は第１吸気口と並列配置され、第１タービン段と第２タービン段との間のポンプハウジング側面に形成された開口と、配管部によって連通している。そのため、配管部のコンダクタンスの影響を受けて第２吸気口における排気速度が抑えられてしまうという課題があった。 The turbomolecular pump described in Patent Document 1 is the second example, and has a first intake port connected to the first chamber and a second intake port connected to the second chamber. This turbo-molecular pump is a vertical turbo with two turbine stages on the same rotor shaft arranged coaxially with the first inlet, and the first inlet is provided directly above the upstream first turbine stage. It is a molecular pump. A second inlet connected to the second chamber is arranged in parallel with the first inlet and communicates with an opening formed in the side of the pump housing between the first and second turbine stages by a pipe section. there is Therefore, there is a problem that the exhaust speed at the second intake port is suppressed due to the influence of the conductance of the piping portion.

本発明の好ましい態様によるターボ分子ポンプは、フランジ部、第１ケーシング部および第２ケーシング部を有するポンプケーシングと、前記フランジ部に並設された第１吸気口および第２吸気口と、前記第１ケーシング部に設けられた第１収容空間であって、前記第１吸気口に対応する第１領域、および前記第２吸気口に対応する第２領域を含む第１収容空間と、前記第２ケーシング部に設けられた第２収容空間と、前記第１収容空間の前記第１領域において、前記第１吸気口に対向して設けられた第１ポンプステージと、前記第２収容空間において、前記第１ポンプステージと同軸に、かつ、前記第１ポンプステージと所定の間隔を持って設けられた第２ポンプステージと、前記第１収容空間において前記第１ポンプステージと前記第２ポンプステージとの間に形成され、前記第１ポンプステージで排気された前記第１吸気口からの気体と前記第２領域を通過する前記第２吸気口からの気体とが合流する排気合流部とを備え、前記フランジ部には前記第１吸気口と前記第２吸気口とを隔てる隔壁が形成され、前記第１ケーシング部には前記隔壁が形成されておらず、前記第１ポンプステージの前記第２領域に対向する領域は前記第２領域に露出している。
さらに好ましい態様では、前記第１ポンプステージは、複数のロータ翼段から成るポンプロータ部と、複数のステータ翼段と複数のスペーサとを交互に積層して成るポンプステータ部とを備え、前記スペーサは、隣り合うスペーサと共に前記ステータ翼段を挟み込むように把持する把持部と、前記把持部の径方向外周から延設されて、前記ステータ翼段の径方向外周を覆う嵌合部とを有し、前記スペーサの径方向外周面が前記第２領域に露出している。
さらに好ましい態様では、前記嵌合部の径方向の厚みは、前記把持部の径方向の厚みよりも薄く形成されており、前記嵌合部の外径は、前記隔壁の外径よりも小さく設定されている。
さらに好ましい態様では、前記ステータ翼段は、半割れの２つのステータ翼が結合されて構成されており、前記半割れの２つのステータ翼の結合部以外の外周面が前記第２領域に面しており、前記半割れの２つのステータ翼の結合部は前記第２領域に面していない。
さらに好ましい態様では、前記第１ポンプステージは、複数のロータ翼段から成るポンプロータ部と、複数のステータ翼段と複数のスペーサとを交互に積層して成るポンプステータ部と、前記スペーサの径方向外周側に配置され、前記ステータ翼段の径方向外周側と前記スペーサの径方向外周側とを覆う遮蔽部材とを備え、前記遮蔽部材の外径は、前記隔壁の外径よりも小さく設定されている。
さらに好ましい態様では、前記スペーサで把持された前記ステータ翼段の外周側から前記第１ポンプステージ内への気体の逆流に関するコンダクタンスをＣ、前記第１吸気口における排気速度をＳ、第１ポンプステージの圧縮比をＫｔとした場合、前記第１ポンプステージの各ステータ翼段においてＣ＜（１／Ｋｔ）Ｓが満足されている。
さらに好ましい態様では、前記スペーサは、引張強度がアルミ系材料よりも大きな材料により形成されている。
さらに好ましい態様では、前記遮蔽部材は、引張強度がアルミ系材料よりも大きな材料により形成されている。
本発明の好ましい態様による質量分析装置は、質量分析部が収容される第１差動排気室と、イオン化された試料を前記質量分析部へ送出するイオン送出部が収容される第２差動排気室と、前記ターボ分子ポンプと、を備え、前記ターボ分子ポンプの前記第１吸気口は前記第１差動排気室に接続され、前記第２吸気口は前記第２差動排気室に接続される。 A turbomolecular pump according to a preferred aspect of the present invention comprises a pump casing having a flange portion, a first casing portion and a second casing portion, a first intake port and a second intake port provided side by side on the flange portion, and the a first accommodation space provided in one casing portion, the first accommodation space including a first region corresponding to the first air inlet and a second region corresponding to the second air inlet; a second housing space provided in a casing portion; a first pump stage provided facing the first intake port in the first region of the first housing space; a second pump stage provided coaxially with the first pump stage and spaced apart from the first pump stage by a predetermined distance; an exhaust junction formed between the first pump stage and the gas from the first intake port and the gas from the second intake port passing through the second region, wherein the A partition wall is formed in the flange portion to separate the first intake port and the second intake port, and the partition wall is not formed in the first casing portion. The opposing area is exposed to the second area.
In a further preferred aspect, the first pump stage includes a pump rotor section comprising a plurality of rotor blade stages, a pump stator section comprising a plurality of stator blade stages and a plurality of spacers alternately laminated, and the spacer has a grip portion that grips the stator blade stage together with the adjacent spacer so as to sandwich the stator blade stage, and a fitting portion that extends from the radial outer periphery of the grip portion and covers the radial outer periphery of the stator blade stage. , the radial outer peripheral surface of the spacer is exposed to the second region.
In a further preferred embodiment, the fitting portion has a radial thickness smaller than that of the gripping portion, and the fitting portion has an outer diameter smaller than that of the partition wall. It is
In a further preferred aspect, the stator blade stage is configured by joining two halved stator blades, and the outer peripheral surface of the two halved stator blades other than the joining portion faces the second region. and the joint of the two stator blade halves does not face the second region.
In a further preferred aspect, the first pump stage includes: a pump rotor section comprising a plurality of rotor blade stages; a pump stator section comprising a plurality of stator blade stages and a plurality of spacers alternately laminated; and a shielding member disposed on the radially outer peripheral side and covering the radially outer peripheral side of the stator blade stage and the radially outer peripheral side of the spacer, wherein the outer diameter of the shielding member is set smaller than the outer diameter of the partition wall. It is
In a further preferred embodiment, C is the conductance related to the reverse flow of gas from the outer peripheral side of the stator blade stage gripped by the spacer into the first pump stage, S is the exhaust speed at the first intake port, and S is the first pump stage. is Kt, C<(1/Kt)S is satisfied at each stator blade stage of the first pump stage.
In a further preferred aspect, the spacer is made of a material having a higher tensile strength than an aluminum-based material.
In a further preferred aspect, the shielding member is made of a material having a higher tensile strength than an aluminum-based material.
A mass spectrometer according to a preferred embodiment of the present invention includes a first differential pumping chamber containing a mass spectrometer and a second differential pumping chamber containing an ion sending unit for sending an ionized sample to the mass spectrometer. and the turbomolecular pump, wherein the first intake of the turbomolecular pump is connected to the first differential pumping chamber, and the second intake of the turbomolecular pump is connected to the second differential pumping chamber. be.

本発明によれば、二つの吸気口を有する縦型のターボ分子ポンプにおいて、第２吸気口の排気速度の向上を図ることができる。 According to the present invention, in a vertical turbo-molecular pump having two inlets, it is possible to improve the pumping speed of the second inlet.

図１は、本発明に係るターボ分子ポンプの一実施の形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a turbomolecular pump according to the present invention. 図２は、ポンプケーシングの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the pump casing. 図３（ａ）は図２のＡ矢視図、図３（ｂ）は図２のＢ－Ｂ断面図を示す図である。3(a) is a view taken along the line A in FIG. 2, and FIG. 3(b) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 図４は、図２のＣ－Ｃ断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 2. FIG. 図５は、比較例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a comparative example. 図６は、第１ステータ部の構成とポンプケーシング内での配置とを説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the first stator section and its arrangement within the pump casing. 図７は、第１ポンプステージにおける逆流の影響を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the effect of reverse flow in the first pump stage. 図８は、ステータ翼とスペーサとの関係を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between stator blades and spacers. 図９は、変形例１を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing Modification 1. FIG. 図１０は、変形例２を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing Modification 2. As shown in FIG. 図１１は、ガスクロマトグラフ質量分析装置の基本構成を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing the basic configuration of a gas chromatograph mass spectrometer. 図１２は、誘導結合プラズマ質量分析装置の基本構成を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing the basic configuration of an inductively coupled plasma mass spectrometer.

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明に係るターボ分子ポンプ１の一実施の形態を示す図である。ターボ分子ポンプ１は、第１チャンバを真空排気するための第１吸気口１０１と、第１チャンバとは異なる第２チャンバを真空排気するための第２吸気口１０２とを備える。第１吸気口１０１および第２吸気口１０２が形成されたポンプケーシング１０の内部には、ポンプロータＰＲが設けられている。ポンプロータＰＲは、回転軸２０と、回転軸２０に固定された第１ポンプロータ部２１、第２ポンプロータ部２２および第３ポンプロータ部２３を有する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a turbomolecular pump 1 according to the present invention. The turbomolecular pump 1 includes a first intake port 101 for evacuating the first chamber and a second intake port 102 for evacuating the second chamber different from the first chamber. A pump rotor PR is provided inside the pump casing 10 in which the first intake port 101 and the second intake port 102 are formed. The pump rotor PR has a rotating shaft 20 and a first pump rotor portion 21 , a second pump rotor portion 22 and a third pump rotor portion 23 fixed to the rotating shaft 20 .

また、ポンプケーシング１０の内部には、第１ポンプロータ部２１と共に第１ポンプステージＰＳ１を構成する第１ステータ部３１と、第２ポンプロータ部２２と共に第２ポンプステージＰＳ２を構成する第２ステータ部３２と、第３ポンプロータ部２３と共に第３ポンプステージＰＳ３を構成する第３ステータ部３３とが設けられている。 Further, inside the pump casing 10, there are a first stator portion 31 that forms a first pump stage PS1 together with the first pump rotor portion 21, and a second stator portion 31 that forms a second pump stage PS2 together with the second pump rotor portion 22. A portion 32 and a third stator portion 33 which together with the third pump rotor portion 23 constitute a third pump stage PS3 are provided.

第１ステータ部３１と第２ステータ部３２は、スペーサ３１２ｃによって回転軸２０の延在方向に所定の間隔をあけて配設されている。換言すると、第１ポンプロータ部２１と第２ポンプロータ部２２との間にはスペーサ３１２ｃが設けられている。このスペーサ３１２ｃの内側に形成される円柱形状の空間を排気通路部（排気合流部）３４と呼ぶ。排気通路部３４は、後で説明する第１収容空間１０１ｓの第１領域１０４Ｓ１である。 The first stator portion 31 and the second stator portion 32 are arranged with a predetermined gap in the extending direction of the rotating shaft 20 by a spacer 312c. In other words, a spacer 312 c is provided between the first pump rotor portion 21 and the second pump rotor portion 22 . A cylindrical space formed inside the spacer 312c is called an exhaust passage portion (exhaust junction portion) 34. As shown in FIG. The exhaust passage portion 34 is a first area 104S1 of the first accommodation space 101s, which will be described later.

第１吸気口１０１に接続される第１チャンバは、第１～第３ポンプステージＰＳ１～ＰＳ３により排気される。第２吸気口１０２に接続される第２チャンバは、第２および第３ポンプステージＰＳ２，ＰＳ３により排気される。第２チャンバから排気されて第２吸気口１０２に流入した気体は、排気通路部３４において、第１ポンプロータ部２１から排気される第１吸気口１０１からの気流と合流するように構成されている。この点については後で詳細に説明する。 A first chamber connected to the first inlet 101 is evacuated by first through third pump stages PS1-PS3. A second chamber connected to the second inlet 102 is evacuated by second and third pump stages PS2, PS3. The gas exhausted from the second chamber and flowing into the second intake port 102 is configured to join with the airflow from the first intake port 101 exhausted from the first pump rotor portion 21 in the exhaust passage portion 34 . there is This point will be explained in detail later.

第１ポンプロータ部２１には、タービン翼が形成されたロータ翼段２１１が軸方向に複数段設けられている。第１ステータ部３１は、タービン翼が形成された複数のステータ翼段３１１とスペーサ３１２ａ，３１２ｂとを交互に積層したものであり、各ステータ翼段３１１はスペーサ３１２ａ，３１２ｂおよび３１２ｃによって把持されている。複数段のステータ翼段３１１は、ロータ翼段２１１に対して軸方向に交互に配置されている。 The first pump rotor portion 21 is provided with a plurality of rotor blade stages 211 in which turbine blades are formed in the axial direction. The first stator section 31 is formed by alternately stacking a plurality of stator blade stages 311 each having turbine blades and spacers 312a and 312b. there is The multiple stages of stator blade stages 311 are arranged alternately in the axial direction with respect to the rotor blade stages 211 .

第２ポンプロータ部２２には、タービン翼が形成されたロータ翼段２２１が軸方向に複数段設けられている。第２ステータ部３２は、タービン翼が形成された複数のステータ翼段３２１とスペーサ３１２ｄとを交互に積層したものであり、各ステータ翼段３２１は、スペーサ３１２ｃ，３１２ｄおよびステータ３３１によって把持されている。 The second pump rotor portion 22 is provided with a plurality of rotor blade stages 221 in which turbine blades are formed in the axial direction. The second stator section 32 is formed by alternately stacking a plurality of stator blade stages 321 having turbine blades and spacers 312d. there is

第３ポンプロータ部２３には、同心円状に配置された２つの円筒部２３１，２３２が設けられている。第３ステータ部３３には、同心円状に配置された２つのステータ３３１，３３２が設けられている。ステータ３３１は円筒部２３１の外周側に配置され、ステータ３３２は円筒部２３１と円筒部２３２との間に配置されている。例えば、第３ポンプロータ部２３はネジ溝ポンプを構成し、ステータ３３１，３３２または円筒部２３１，２３２の対向面にネジ溝が形成されている。 The third pump rotor portion 23 is provided with two cylindrical portions 231 and 232 arranged concentrically. The third stator portion 33 is provided with two stators 331 and 332 arranged concentrically. Stator 331 is arranged on the outer peripheral side of cylindrical portion 231 , and stator 332 is arranged between cylindrical portion 231 and cylindrical portion 232 . For example, the third pump rotor portion 23 constitutes a thread groove pump, and thread grooves are formed in the facing surfaces of the stators 331 and 332 or the cylindrical portions 231 and 232 .

ポンプロータＰＲの回転軸２０は、その上端側は永久磁石４１，４２を用いた磁気軸受４０によって、下端側はボールベアリング５０によって支持されている。永久磁石４１は回転軸２０に固定され、永久磁石４２はホルダ１２に固定されている。ホルダ１２は支持部材１３を介してポンプケーシング１０に固定されている。ホルダ１２には、回転軸２０の上端部分の振れ回りを制限するボールベアリング５１が設けられている。回転軸２０はモータ６０によって回転駆動される。モータ６０のモータロータ６１は回転軸２０に設けられ、モータ６０のモータステータ６２はベース１１に設けられている。回転軸２０を支持するボールベアリング５０は、ベース１１に固定されるホルダ１４によって保持されている。 The rotary shaft 20 of the pump rotor PR is supported at its upper end by a magnetic bearing 40 using permanent magnets 41 and 42 and by a ball bearing 50 at its lower end. A permanent magnet 41 is fixed to the rotating shaft 20 and a permanent magnet 42 is fixed to the holder 12 . The holder 12 is fixed to the pump casing 10 via a support member 13 . The holder 12 is provided with a ball bearing 51 that limits whirling of the upper end portion of the rotating shaft 20 . The rotating shaft 20 is rotationally driven by a motor 60 . A motor rotor 61 of the motor 60 is provided on the rotating shaft 20 , and a motor stator 62 of the motor 60 is provided on the base 11 . A ball bearing 50 supporting the rotating shaft 20 is held by a holder 14 fixed to the base 11 .

第１吸気口１０１から流入した気体は、第１ポンプステージＰＳ１、第２ポンプステージＰＳ２および第３ポンプステージＰＳ３により順に排気され、排気ポート１５から排出される。また、第２吸気口１０２から流入した気体は、排気通路部３４の開口３１２０、すなわち、スペーサ３１２ｃに形成された開口３１２０を通って排気通路部３４に流入し、第２ポンプステージＰＳ２および第３ポンプステージＰＳ３により順に排気され、排気ポート１５から排出される。 The gas that has flowed in from the first intake port 101 is sequentially exhausted by the first pump stage PS1, the second pump stage PS2 and the third pump stage PS3, and is discharged from the exhaust port 15. FIG. Also, the gas that has flowed in from the second intake port 102 flows into the exhaust passage portion 34 through the opening 3120 of the exhaust passage portion 34, that is, the opening 3120 formed in the spacer 312c, and flows into the second pump stage PS2 and the third pump stage PS2. It is sequentially evacuated by pump stage PS3 and discharged from exhaust port 15 .

図２～４はポンプケーシング１０の形状を説明する図である。図２はポンプケーシング１０の断面図である。図３は図２のＡ矢視図およびＢ－Ｂ断面図を示す。図４は、図２のＣ－Ｃ断面図である。 2 to 4 are diagrams for explaining the shape of the pump casing 10. FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the pump casing 10. As shown in FIG. FIG. 3 shows an A arrow view and a BB sectional view of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 2. FIG.

図２に示すように、ポンプケーシング１０は、一体構造物であるが、便宜上、フランジ部１０３、第１ケーシング部１０４および第２ケーシング部１０５の３つの部分を有するものとして説明する。フランジ部１０３には、第１吸気口１０１および第２吸気口１０２が並設されている。第１吸気口１０１と第２吸気口１０２との間の領域ＦＰは、図２に示すように、ポンプケーシング１０の内部の所定位置まで延在して第１吸気口１０１と第２吸気口１０２とを隔てる隔壁１０３Ｋを形成している。フランジ部１０３は、第１および第２吸気口１０１，１０２が形成されている軸方向に所定の厚さを有する領域であり、隔壁１０３Ｋもその厚さを有する。 As shown in FIG. 2, the pump casing 10 is a one-piece structure, but for the sake of convenience, it will be described as having three parts: a flange portion 103, a first casing portion 104 and a second casing portion 105. As shown in FIG. A first intake port 101 and a second intake port 102 are arranged side by side in the flange portion 103 . As shown in FIG. 2, a region FP between the first intake port 101 and the second intake port 102 extends to a predetermined position inside the pump casing 10 to separate the first intake port 101 and the second intake port 102 from each other. A partition wall 103K is formed to separate the . The flange portion 103 is a region having a predetermined thickness in the axial direction where the first and second intake ports 101 and 102 are formed, and the partition wall 103K also has that thickness.

フランジ部１０３には、第１吸気口１０１に対するシール溝１０６と、第２吸気口１０２に対するシール溝１０７とが形成されている。フランジ部１０３の周辺部には、図３（ａ）のＡ矢視図に示すように、フランジ部１０３を排気対象のチャンバにボルト固定するための孔１０８が形成されている。 A seal groove 106 for the first intake port 101 and a seal groove 107 for the second intake port 102 are formed in the flange portion 103 . Holes 108 for bolting the flange portion 103 to the chamber to be evacuated are formed in the peripheral portion of the flange portion 103, as shown in the A view of FIG. 3(a).

第１ケーシング部１０４の内部には、第１吸気口１０１および第２吸気口１０２に連通する第１収容空間１０４Ｓが形成されている。第１収容空間１０４Ｓは、ポンプケーシング１０の内部において第１吸気口１０１と第２吸気口１０２の下方に広がる空間であり、図３（ｂ）に示すような横断面形状である。第１収容空間１０４Ｓは、第１吸気口１０１に接する領域１０４Ｓ１と、第２吸気口１０２に接する領域１０４Ｓ２とから成る。図３（ｂ）に示すように、領域１０４Ｓ１と領域１０４Ｓ２との間には、フランジ部１０３に設けられている隔壁１０３Ｋが存在していない。領域１０４Ｓ１には、第１ポンプステージＰＳ１と排気通路部３４とが第１吸気口１０１と同軸に配設される（図１参照）。 A first housing space 104</b>S communicating with the first intake port 101 and the second intake port 102 is formed inside the first casing portion 104 . The first housing space 104S is a space extending below the first intake port 101 and the second intake port 102 inside the pump casing 10, and has a cross-sectional shape as shown in FIG. 3(b). The first accommodation space 104S is composed of a region 104S1 in contact with the first intake port 101 and a region 104S2 in contact with the second intake port 102. As shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the partition 103K provided in the flange portion 103 does not exist between the region 104S1 and the region 104S2. In region 104S1, first pump stage PS1 and exhaust passage portion 34 are arranged coaxially with first intake port 101 (see FIG. 1).

図２に示すように、第１収容空間１０４Ｓを構成する第１領域１０４Ｓ１の下方には第２収容空間１０５Ｓが設けられている。第２収容空間１０５Ｓは、図４のＣ－Ｃ断面図に示すように、第２ケーシング部１０５の内部に形成された円柱状の空間である。第２収容空間１０５Ｓには、図１に示すように、第２ポンプステージＰＳ２の全てと第３ポンプステージＰＳ３の一部分が配設される。 As shown in FIG. 2, a second housing space 105S is provided below the first area 104S1 that forms the first housing space 104S. The second housing space 105S is a cylindrical space formed inside the second casing portion 105, as shown in the CC cross-sectional view of FIG. As shown in FIG. 1, all of the second pump stage PS2 and part of the third pump stage PS3 are disposed in the second accommodation space 105S.

（第２吸気口における排気速度の向上）
本実施の形態のターボ分子ポンプ１の特徴点について説明する。上述したように、第１収容空間１０４Ｓにおいて、第１吸気口１０１が対向する第１領域１０４Ｓ１と第２吸気口１０２が対向する第２領域１０４Ｓ２との間には、フランジ部１０３において第１吸気口１０１と第２吸気口１０２との間に形成されている隔壁１０３Ｋ壁部が形成されていない。上述したように、第２吸気口１０２に接続される第２チャンバ内の気体は第２ポンプステージＰＳ２と第３ポンプステータＰＳ３によって真空排気される。このとき、気体は、第２吸気口１０２から第２領域１０４Ｓ２、さらにスペーサ３１２ｃの側壁に設けられた開口３１２０を通過して排気通路部３４に流入する。上述したように、第１領域１０４Ｓ１と第２領域１０４Ｓ２との間には隔壁１０３Ｋが存在しない。したがって、第２吸気口１０２から排気通路部３４までのコンダクタンスが、可能な限り大きくなるように構成されている。その結果、第２吸気口１０２における排気速度の向上を図ることができる。 (Improved exhaust speed at the second intake port)
Characteristic points of the turbo-molecular pump 1 of the present embodiment will be described. As described above, in the first housing space 104S, the first air intake port 104S2 is located at the flange portion 103 between the first region 104S1 facing the first air inlet 101 and the second region 104S2 facing the second air inlet 102. A partition wall 103K formed between the port 101 and the second intake port 102 is not formed. As described above, the gas in the second chamber connected to the second inlet 102 is evacuated by the second pump stage PS2 and the third pump stator PS3. At this time, the gas flows from the second intake port 102 into the exhaust passage section 34 through the second region 104S2 and the opening 3120 provided in the side wall of the spacer 312c. As described above, the partition 103K does not exist between the first area 104S1 and the second area 104S2. Therefore, the conductance from the second intake port 102 to the exhaust passage portion 34 is configured to be as large as possible. As a result, the exhaust speed at the second intake port 102 can be improved.

特許文献１に記載のターボ分子ポンプでは、第１吸気口と第２吸気口との間に壁部が設けられており、図５はそのような壁部を設けた場合の例（比較例）を示す図である。図５（ａ）は、比較例の場合のフランジ部１０３と第１ケーシング部１１４の部分の断面の一部を示したものであり、第１ポンプステージＰＳ１を構成する要素の内、ステータ翼段３１１とスペーサ３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃとの積層体のみを図示した。図５（ｂ）はＤ－Ｄ断面図であるが、ポンプケーシング１０およびスペーサ３１３ｃのみを示した。 In the turbo-molecular pump described in Patent Document 1, a wall is provided between the first intake port and the second intake port, and FIG. 5 shows an example (comparative example) in which such a wall portion is provided. It is a figure which shows. FIG. 5(a) shows a part of the cross section of the flange portion 103 and the first casing portion 114 in the case of the comparative example. Only the laminate of 311 and spacers 313a, 313b and 313c is shown. FIG. 5(b) is a cross-sectional view taken along line DD, showing only the pump casing 10 and the spacer 313c.

図５の比較例における第１ケーシング部１１４は本実施の形態の第１ケーシング部１０４と構成が異なる。フランジ部１０３から図示下方に壁部１１６が突出し、その先端はスペーサ３１３ｃの開口３１３０の上端まで達している。換言すると、第１ポンプステージＰＳ１を構成する複数のステータ翼段３１１は複数のスペーサ３１３ａ、３１３ｂ、３１３で挟持されているが、壁部１１６は、ポンプケーシング１０の内部において、フランジ部１０３から最下段のスペーサ３１３ｃの位置までに延在している。 First casing portion 114 in the comparative example of FIG. 5 is different in configuration from first casing portion 104 of the present embodiment. A wall portion 116 protrudes downward in the drawing from the flange portion 103, and its tip reaches the upper end of the opening 3130 of the spacer 313c. In other words, the plurality of stator blade stages 311 constituting the first pump stage PS1 are sandwiched between the plurality of spacers 313a, 313b, and 313, but the wall portion 116 extends from the flange portion 103 to the maximum inside the pump casing 10. It extends to the position of the lower spacer 313c.

図５の比較例では、第２吸気口１０２から開口３１３０までの排気通路は、領域１１４Ｓ１と、壁部１１６を貫通して形成された領域１１４Ｓ２とで構成される。領域１１４Ｓ２は壁部１１６に形成された貫通孔である。フランジ部１０３の第２吸気口１０２から排気通路部３４までのコンダクタンスは、直径Ｄ１、高さＬｚの柱状の領域１１４Ｓ１のコンダクタンスＣ１と、領域１１４Ｓ１とスペーサ３１３ｃの開口３１３０とを繋ぐ領域１１４Ｓ２のコンダクタンスＣ２と、開口３１３０のコンダクタンスＣ３とを合成したコンダクタンスとなる。 In the comparative example of FIG. 5, the exhaust passage from the second intake port 102 to the opening 3130 is composed of a region 114S1 and a region 114S2 formed through the wall portion . A region 114 S 2 is a through hole formed in the wall portion 116 . The conductance from the second intake port 102 of the flange portion 103 to the exhaust passage portion 34 is the conductance C1 of the columnar region 114S1 having the diameter D1 and the height Lz, and the conductance of the region 114S2 connecting the region 114S1 and the opening 3130 of the spacer 313c. C2 and the conductance C3 of the aperture 3130 are combined to form a conductance.

一方、本実施の形態では、図３（ｂ）のＢ－Ｂ断面図に示すように第１ケーシング部１０４には比較例のような壁部１１６が設けられていない。図６（ａ）は、本実施の形態における第２吸気口１０２から開口３１２０までの排気通路を説明する図である。図５（ａ）の場合と同様に第１ポンプステージＰＳ１の構成要素の内、ステータ側のステータ翼段３１１とスペーサ３１２ａ～３１２ｃのみを図示した。また、図６（ｂ）はスペーサ３１２ｂとステータ翼段３１１の積層部分の拡大図である。本実施の形態では、スペーサ３１２ｂを、ステータ翼段３１１を隣接するスペーサと共に挟み込むように把持する把持部３１２２と、隣接するスペーサ３１２ｂの把持部３１２２の外周側に嵌め合う嵌合部３１２１とで構成するようにした。 On the other hand, in the present embodiment, as shown in the BB cross-sectional view of FIG. 3(b), the first casing portion 104 is not provided with the wall portion 116 unlike the comparative example. FIG. 6(a) is a diagram illustrating an exhaust passage from the second intake port 102 to the opening 3120 in this embodiment. Of the constituent elements of the first pump stage PS1, only the stator blade stage 311 and spacers 312a to 312c on the stator side are shown, as in the case of FIG. 5(a). FIG. 6(b) is an enlarged view of the laminated portion of the spacer 312b and the stator blade stage 311. As shown in FIG. In this embodiment, the spacer 312b is composed of a gripping portion 3122 that grips the stator blade stage 311 together with the adjacent spacer, and a fitting portion 3121 that fits the outer peripheral side of the gripping portion 3122 of the adjacent spacer 312b. I made it

把持部３１２２は、下側に配されているステータ翼の上面と、上側に配されているステータ翼の下面とに接触する円環形状を有している。嵌合部３１２１は、把持部３１２２の外周側の下端より回転軸方向下側に延設された円環形状を有しており、その内周面によってステータ翼段３１１の径方向外周側面および隣接するスペーサの把持部３１２２の径方向外周面を覆うように構成されている。嵌合部３１２１の径方向の厚みは、把持部３１２２の径方向の厚みよりも薄く形成されている。図６（ａ）に示すように、嵌合部３１２１の外周面は、隔壁１０３Ｋの内周面（図示右側の側面）から隔壁１０３Ｋの外周面（図示左側の側面）側に僅かしか突出していないので、すなわち、嵌合部３１２１の外径は、隔壁１０３Ｋの外径よりも小さく設定されているので、嵌合部３１２１の存在によるコンダクタンス低下はほとんどない。 The gripping portion 3122 has an annular shape that contacts the upper surface of the lower stator blade and the lower surface of the upper stator blade. The fitting portion 3121 has an annular shape extending downward in the rotation axis direction from the lower end of the outer peripheral side of the grip portion 3122 . It is configured to cover the radial outer peripheral surface of the grip portion 3122 of the spacer. The radial thickness of the fitting portion 3121 is formed to be thinner than the radial thickness of the grip portion 3122 . As shown in FIG. 6A, the outer peripheral surface of the fitting portion 3121 slightly protrudes from the inner peripheral surface (right side surface in the drawing) of the partition wall 103K toward the outer peripheral surface (left side surface in the drawing) of the partition wall 103K. That is, since the outer diameter of the fitting portion 3121 is set smaller than the outer diameter of the partition wall 103K, the presence of the fitting portion 3121 hardly lowers the conductance.

図６（ａ）の第２吸気口１０２から開口３１２０までの排気通路は第２吸気口１０２に接する領域１０４Ｓ２（図２参照）と一致している。図３のＢ－Ｂ断面図に一点鎖線で示す直径Ｄ１の円Ｃｒは、図５に示した領域１１４Ｓ１のｘｙ断面の形状を示しており、明らかに領域１０４Ｓ２のｘｙ断面積は図５の領域１１４Ｓ１のｘｙ断面積よりも大きい。また、ｚ方向の寸法は、図５に示した領域１１４Ｓ１と同じＬｚである。よって、領域１０４Ｓ２のコンダクタンスＣ４は領域１１４Ｓ１のコンダクタンスＣ１よりも大きい。 The exhaust passage from the second intake port 102 to the opening 3120 in FIG. 6A coincides with the region 104S2 (see FIG. 2) in contact with the second intake port 102. As shown in FIG. A circle Cr with a diameter D1 indicated by a dashed line in the BB cross section of FIG. 3 indicates the shape of the xy cross section of the region 114S1 shown in FIG. It is larger than the xy cross-sectional area of 114S1. Also, the dimension in the z direction is Lz, which is the same as the region 114S1 shown in FIG. Thus, conductance C4 of region 104S2 is greater than conductance C1 of region 114S1.

さらに、排気通路である領域１０４Ｓ２には、フランジ部１０３の隔壁１１３Ｋは突出していない。そのため、領域１０４Ｓ２は、図５に示す領域１１４Ｓ２のような壁部１１６に穿かれた連通路１１４Ｓ２を介すことなくスペーサ３１２ｃの開口３１２０に接するとともに、第１ポンプステージＰＳ１の外周面にも接している。したがって、フランジ部１０３の第２吸気口１０２から排気通路部３４までのコンダクタンスは、領域１０４Ｓ２のコンダクタンスＣ４とスペーサ３１２ｃの開口３１２０のコンダクタンスＣ３とを合成したコンダクタンスとなり、図５に示す比較例の場合よりも大きいことが分かる。 Furthermore, the partition wall 113K of the flange portion 103 does not protrude into the region 104S2, which is the exhaust passage. Therefore, the region 104S2 is in contact with the opening 3120 of the spacer 312c and also in contact with the outer peripheral surface of the first pump stage PS1 without passing through the communication path 114S2 bored in the wall portion 116 like the region 114S2 shown in FIG. ing. Therefore, the conductance from the second intake port 102 of the flange portion 103 to the exhaust passage portion 34 is a conductance obtained by combining the conductance C4 of the region 104S2 and the conductance C3 of the opening 3120 of the spacer 312c, and in the case of the comparative example shown in FIG. found to be larger than

すなわち、本実施の形態では比較例(図５)に示すような壁部１１６を第１ケーシング部１０４の第１収容空間１０４Ｓに設けていないので、第２吸気口１０２から排気通路部３４までのコンダクタンスをより大きくすることができ、第２吸気口１０２における排気速度の向上を図ることができる。 That is, in the present embodiment, the wall portion 116 as shown in the comparative example (FIG. 5) is not provided in the first housing space 104S of the first casing portion 104. The conductance can be made larger, and the exhaust speed at the second intake port 102 can be improved.

（第１吸気口の排気速度低下の防止）
ところで、図５（ａ）に示すように壁部１１６を設けた場合には、ステータ翼段３１１とスペーサ３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｃとの積層体の外周面が領域１１４Ｓ１に晒されることがない。一方で、本実施の形態の図２，６のように第１収容空間１０４Ｓに壁部（内壁）がない場合には、ステータ翼段３１１とスペーサ３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃとの積層体の外周面が第２吸気口１０２側の領域１０４Ｓ２に晒されることになる。 (Prevention of Decrease in Exhaust Speed of First Air Inlet)
By the way, when the wall portion 116 is provided as shown in FIG. 5A, the outer peripheral surface of the laminate of the stator blade stage 311 and the spacers 313a, 313b, and 313c is not exposed to the region 114S1. On the other hand, when there is no wall portion (inner wall) in the first accommodation space 104S as shown in FIGS. is exposed to the region 104S2 on the second inlet 102 side.

領域１０４Ｓ２は開口３１２０を通して排気通路部３４と連通しているので、領域１０４Ｓ２の圧力は排気通路部３４の圧力と同レベルであり、第１ポンプステージＰＳ１の圧力（すなわち、スペーサ３１２ｂの内側空間の圧力）よりも高い。そのため、第１ポンプステージＰＳ１の外周から内周側に通じる隙間があると、領域１０４Ｓ２から第１ポンプステージＰＳ１の内部へ気体の逆流が発生して第１吸気口１０１における排気速度が低下するという問題が生じる。 Since region 104S2 communicates with exhaust passage 34 through opening 3120, the pressure in region 104S2 is at the same level as the pressure in exhaust passage 34, and the pressure in first pump stage PS1 (i.e., the pressure in the inner space of spacer 312b). pressure). Therefore, if there is a gap leading from the outer circumference to the inner circumference of the first pump stage PS1, a backflow of gas from the region 104S2 to the inside of the first pump stage PS1 occurs, and the exhaust speed at the first intake port 101 decreases. A problem arises.

図７は、本実施の形態において第１ポンプステージＰＳ１のスペーサの構成を図５（ａ）に示したスペーサ３１３ｂ、スペーサ３１３ｃと同様の構成とした場合の、領域１０４Ｓ２から第１ポンプステージＰＳ１への逆流の影響を説明する図である。第１吸気口１０１における排気速度をＳとし、第１吸気口１０１側の圧力をＰ１、第１ポンプステージＰＳ１の下流側の圧力をＰn+1とする。この場合、第１ポンプステージＰＳ１全体の圧縮比Ｋｔは「Ｋｔ＝Ｐn+1／Ｐ１」のように定義される。また、第１ポンプステージＰＳ１の排気流量Ｑは、Ｑ＝Ｐ１×Ｓである。 FIG. 7 shows the transition from the region 104S2 to the first pump stage PS1 in the case where the structure of the spacers of the first pump stage PS1 is the same as the spacers 313b and 313c shown in FIG. 5(a) in this embodiment. is a diagram for explaining the influence of backflow of . Assume that the exhaust speed at the first inlet 101 is S, the pressure on the side of the first inlet 101 is P1, and the pressure on the downstream side of the first pump stage PS1 is Pn+1. In this case, the compression ratio Kt of the entire first pump stage PS1 is defined as "Kt=Pn+1/P1". Also, the exhaust flow rate Q of the first pump stage PS1 is Q=P1×S.

また、ロータ翼段２１１とステータ翼段３１１との対（以下ではタービン翼段対と呼ぶ）が、第１ポンプステージＰＳ１にｎ組設けられていると仮定する。図７のように第ｍ組のタービン翼段対による圧縮比をＫｍのように表すと（ただし、ｍ＝１、２、・・・、ｎ）、第１ポンプステージＰＳ１全体の圧縮比Ｋｔ（＝Ｐn+1／Ｐ１）は次式（１）のように表される。圧縮比Ｋｍは、各タービン翼段対における圧力をＰ１～ＰｎとするとＫｍ＝Ｐm+1／Ｐｍのように定義される。
Ｋｔ＝Ｋｎ×Ｋn-1×・・・×Ｋ２×Ｋ１ …（１） It is also assumed that n pairs of rotor blade stages 211 and stator blade stages 311 (hereinafter referred to as turbine blade stage pairs) are provided in the first pump stage PS1. As shown in FIG. 7, when the compression ratio of the m-th set of turbine blade stage pairs is represented by Km (where m=1, 2, . . . , n), the compression ratio of the entire first pump stage PS1 Kt ( =Pn+1/P1) is represented by the following equation (1). The compression ratio Km is defined as Km=Pm+1/Pm, where P1 to Pn are the pressures in the respective turbine blade stage pairs.
Kt = Kn x Kn-1 x ... x K2 x K1 (1)

図５のような壁部１１６が無い本実施の形態の第１ケーシング部１０４の場合には、ステータ翼段とスペーサとの積層体の外周面は圧力Ｐn+1の環境に晒され、積層部分の隙間を通した外周側から内周側（ロータ側）への気体の逆流が問題となる。図７において、ｑ２およびｑｎは第２組目および第ｎ組目のタービン翼段対における逆流の流量を表している。各タービン翼段対における積層部分の隙間のコンダクタンスをＣ(m)（ただし、ｍ＝１、２、・・・ｎ）とすると、第ｍ組目のタービン翼段対における逆流の流量ｑｍは次式（２）で表される。このように、逆流量ｑｍは差圧＝Ｐn+1－Ｐｍに依存するが、以下では説明が簡単になるように、式（３）のようにより大きく見積った逆流量ｑｍを用いて説明する。
ｑｍ＝（Ｐn+1－Ｐｍ）×Ｃ(m) …（２）
ｑｍ＝Ｐn+1×Ｃ(m) …（３） In the case of the first casing portion 104 of the present embodiment without the wall portion 116 as shown in FIG. Backflow of gas from the outer peripheral side to the inner peripheral side (rotor side) through the gap between the rotors becomes a problem. In FIG. 7, q2 and qn represent flow rates of backflow in the second and n-th turbine blade stage pairs. Letting C(m) be the conductance of the gap between the laminated parts in each turbine blade stage pair (where m=1, 2, . It is represented by Formula (2). In this way, the backflow qm depends on the pressure difference = Pn+1 - Pm, but for the sake of simplicity, the backflow qm will be described using a larger estimated backflow qm as in equation (3).
qm=(Pn+1-Pm)×C(m) (2)
qm=Pn+1×C(m) (3)

各タービン翼段対における排気流量Ｑｍ（ｍ＝１、２、・・・ｎ）は、各タービン翼段対における排気速度Ｓｍを用いてＱｍ＝Ｐｍ×Ｓｍのように表される。しかし、各タービン翼段対における排気流量Ｑｍは第１ポンプステージＰＳ１の排気流量Ｑと同一なので、Ｑｍ＝Ｐｍ×Ｓｍ＝Ｑである。また、第１組目（最上段）のタービン翼段対の排気速度Ｓ１は、第１ポンプステージＰＳ１の排気速度Ｓと同一値である。第ｍ組目のタービン翼段対における排気流量Ｑｍと逆流量ｑｍとのバランスを考えたとき、タービン翼段対が排気能力を有するためには、少なくともｑｍ＜Ｑｍが満足される必要がある。言い換えると、コンダクタンスＣ(m)は、次式（４）を満足する必要がある。
Ｃ(m)＜（Ｐｍ／Ｐn+1）×Ｓｍ …（４） The exhaust flow rate Qm (m=1, 2, . . . n) at each turbine blade stage pair is expressed as Qm=Pm×Sm using the exhaust velocity Sm at each turbine blade stage pair. However, since the exhaust flow rate Qm in each turbine blade stage pair is the same as the exhaust flow rate Q of the first pump stage PS1, Qm=Pm×Sm=Q. Further, the exhaust speed S1 of the first (uppermost) turbine blade stage pair is the same value as the exhaust speed S of the first pump stage PS1. Considering the balance between the exhaust flow rate Qm and the backflow qm in the m-th turbine blade stage pair, at least qm<Qm must be satisfied in order for the turbine blade stage pair to have the exhaust capacity. In other words, conductance C(m) must satisfy the following equation (4).
C(m)<(Pm/Pn+1)×Sm (4)

ところで、上述したように各タービン翼段対における排気流量Ｑｍ（＝Ｓｍ×Ｐｍ）は全てＱ（＝Ｓ×Ｐ１）に等しいので、排気速度ＳｍはＳｍ＝（Ｐ１／Ｐｍ）×Ｓと表される。これを式（４）の右辺に適用すると、右辺＝（Ｐ１／Ｐn+1）×Ｓ＝（１／Ｋｔ）×Ｓと変形でき、式（４）は次式（５）のように書き換えることができる。すなわち、第１ポンプステージＰＳ１のいずれのスペーサについても、隙間のコンダクタンスＣ(m)が式（５）を満たすような構造とするのが好ましい。
Ｃ(m)＜（１／Ｋｔ）Ｓ …（５） By the way, as described above, since the exhaust flow rate Qm (=Sm×Pm) in each turbine blade stage pair is equal to Q (=S×P1), the exhaust speed Sm is expressed as Sm=(P1/Pm)×S. be. If this is applied to the right side of equation (4), the right side can be transformed to = (P1/Pn+1) x S = (1/Kt) x S, and equation (4) can be rewritten as the following equation (5). can be done. That is, it is preferable that any spacer of the first pump stage PS1 has a structure in which the gap conductance C(m) satisfies the expression (5).
C(m)<(1/Kt)S...(5)

図８はステータ翼段３１１とスペーサ３１２ｂとの関係を説明する図であり、（ａ）はステータ翼段３１１の平面図、（ｂ）はステータ翼段３１１をスペーサ３１２ｂで把持した状態を外周側からみた図であり、（ｃ）がＥ－Ｅ断面図である。一般的に、一つのステータ翼段３１１は、図８（ａ）に示すように半割れの２つのステータ翼３１１ａ，３１１ｂで構成される。ステータ翼３１１ａ，３１１ｂのそれぞれは、内周リング部３１１０と外周リング部３１１１とを備え、内周リング部３１１０と外周リング部３１１１との間に複数のタービン翼３１１２が設けられている。 8A and 8B are diagrams for explaining the relationship between the stator blade stage 311 and the spacer 312b. FIG. 8A is a plan view of the stator blade stage 311, and FIG. 1 is a view seen from above, and (c) is a cross-sectional view taken along the line EE. Generally, one stator blade stage 311 is composed of two halved stator blades 311a and 311b as shown in FIG. 8(a). Each of the stator blades 311a and 311b has an inner ring portion 3110 and an outer ring portion 3111, and a plurality of turbine blades 3112 are provided between the inner ring portion 3110 and the outer ring portion 3111.

図８（ｂ）に示すように、ステータ翼段３１１を構成する一対のステータ翼３１１ａ，３１１ｂは、軸方向上下（図示上下）に配置された一対のスペーサ３１２ｂによって把持されている。図８（ｃ）に示すように、スペーサ３１２ｂによって把持されるステータ翼３１１ａの外周リング部３１１１は、上側のスペーサ３１２ｂの把持部３１２２の下面と下側のスペーサ３１２ｂの把持部３１２２の上面とに密着している。しかしながら、ステータ翼３１１ａ，３１１ｂ同士の合わせ目Ｆは対向面同士を密着させるのが難しく、上述した逆流の経路となりやすい。 As shown in FIG. 8B, a pair of stator blades 311a and 311b forming a stator blade stage 311 are held by a pair of spacers 312b arranged vertically (up and down in the figure) in the axial direction. As shown in FIG. 8(c), the outer ring portion 3111 of the stator blade 311a gripped by the spacer 312b is attached to the lower surface of the gripped portion 3122 of the upper spacer 312b and the upper surface of the gripped portion 3122 of the lower spacer 312b. It's in close contact. However, the seam F between the stator blades 311a and 311b is difficult to bring the facing surfaces into close contact with each other, and tends to become the path of the above-described reverse flow.

本実施の形態では、図６（ｂ）に示したように、スペーサ３１２ｂを、ステータ翼段３１１を把持する把持部３１２２と、排気下流側に隣接するスペーサ３１２ｂの把持部３１２２の外周側に嵌め合う嵌合部３１２１とで構成するようにした。嵌合部３１２１によって外周リング部３１１１の外周面が覆われるので、図８（ｂ）に示すステータ翼３１１ａ，３１１ｂの合わせ目Ｆの外周側も嵌合部３１２１によって覆われ、逆流に関係するコンダクタンスＣ(m)を小さくすることができる。すなわち、コンダクタンスＣ(m)を式（５）が満足される小さな値に抑えることで、第１吸気口１０１における排気特性の低下を防止することができる。なお、スペーサ３１２ａおよび３１２ｃに関しても、スペーサ３１２ｂと同様の把持部および嵌合部を備えている。 In this embodiment, as shown in FIG. 6(b), the spacer 312b is fitted to the gripping portion 3122 that grips the stator blade stage 311 and the outer peripheral side of the gripping portion 3122 of the spacer 312b that is adjacent to the downstream side of the exhaust gas. It is configured with a fitting portion 3121 that fits. Since the outer peripheral surface of the outer ring portion 3111 is covered with the fitting portion 3121, the outer peripheral side of the seam F between the stator blades 311a and 311b shown in FIG. C(m) can be made small. That is, by suppressing the conductance C(m) to a small value that satisfies the equation (5), it is possible to prevent deterioration of exhaust characteristics at the first intake port 101 . Note that the spacers 312a and 312c also have grip portions and fitting portions similar to those of the spacer 312b.

また、上述したように、図８（ｂ）に示したステータ翼３１１ａ，３１１ｂ同士の合わせ目Ｆは対向面同士を密着させるのが難しく、上述した逆流の経路となりやすい。そこで、合わせ目Ｆの部分が図６（ｂ）の領域１０４Ｓ２の側に位置しないように、例えば、図８（ａ），（ｂ）のように図示左側が領域１０４Ｓ２となるように、ステータ翼３１１ａ，３１１ｂを配置することで、領域１０４Ｓ２からの気体の逆流を抑えることができる。 Moreover, as described above, it is difficult to bring the facing surfaces into close contact with each other at the seam F between the stator blades 311a and 311b shown in FIG. Therefore, the stator blades are arranged so that the seam F is not located on the side of the region 104S2 in FIG. By arranging 311a and 311b, backflow of gas from the region 104S2 can be suppressed.

（変形例１）
図９は上述した実施の形態の変形例１を示す図であり、スペーサ３１２ｂの断面図である。一般に、ターボ分子ポンプでは、高速回転するロータ翼段が破壊した場合、ステータ翼段、スペーサおよびポンプケーシングにより破壊エネルギを分散吸収することで、ポンプケーシングの破断を抑制するようにしている。しかし、図１～３に示す構成では、第１ポンプステージＰＳ１は、領域１０４Ｓ２に接する領域では外周側にポンプケーシングが存在しないので、その領域においては破壊エネルギをポンプケーシングで分散吸収することができない。そのため、外周側にポンプケーシングが存在しない領域では破壊エネルギを吸収する能力が小さくなり、他の領域に比べてステータ部３１が破壊しやすい。 (Modification 1)
FIG. 9 is a view showing Modification 1 of the above-described embodiment, and is a cross-sectional view of spacer 312b. Generally, in a turbo-molecular pump, when a rotor blade stage that rotates at high speed is broken, the stator blade stage, the spacer, and the pump casing dispersively absorb the breaking energy, thereby suppressing the breakage of the pump casing. However, in the configuration shown in FIGS. 1 to 3, the first pump stage PS1 does not have a pump casing on the outer peripheral side in the region in contact with the region 104S2, so the pump casing cannot disperse and absorb the breaking energy in that region. . Therefore, in the region where the pump casing does not exist on the outer peripheral side, the ability to absorb the breaking energy is reduced, and the stator portion 31 is more likely to break than in the other regions.

変形例１では、壁部を省略したことによる破壊エネルギに対する強度低下を補う目的で、スペーサ３１２ａ，３１２ｂの材料として従来のアルミ系材料よりも引張強度に優れた材料を用いることとした。具体的には、ステンレス鋼や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられる。図９に示すスペーサ３１２ｂでは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられている。スペーサ３１２ａも同様にＣＦＲＰで形成される。 In Modified Example 1, in order to compensate for the decrease in strength against breaking energy due to the omission of the wall portion, a material superior in tensile strength to the conventional aluminum-based material is used as the material of the spacers 312a and 312b. Specifically, stainless steel and carbon fiber reinforced plastic (CFRP) are used. The spacer 312b shown in FIG. 9 uses carbon fiber reinforced plastic (CFRP). The spacer 312a is also made of CFRP.

ＣＦＲＰは炭素繊維の束にプラスチック（エポキシ樹脂等）を含浸させた複合材料であり、炭素繊維の方向の引張強度が大きい。スペーサ３１２ｂでは、炭素繊維３１２３の延在方向は円周方向であってリング状に巻かれている。このように、ＣＦＲＰの炭素繊維３１２３の延在方向を周方向とすることで、スペーサ３１２ａ，３１２ｂの円周方向の引張り強さを大きくしている。 CFRP is a composite material in which a bundle of carbon fibers is impregnated with plastic (such as epoxy resin), and has a high tensile strength in the direction of the carbon fibers. In the spacer 312b, the carbon fiber 3123 extends in the circumferential direction and is wound in a ring shape. In this way, by making the extending direction of the CFRP carbon fibers 3123 the circumferential direction, the tensile strength of the spacers 312a and 312b in the circumferential direction is increased.

ＣＦＲＰは炭素繊維の方向の引張りに強く、引張り強さは数千ＭＰａに達する。これは、スペーサの材料として一般的に用いられるアルミ系材料に比べてはるかに大きく、ステンレス鋼と比べても大きい。例えば、ＳＵＳ３０４の場合には引張り強さは５２０ＭＰａ程度である。このように、スペーサ３１２ａ，３１２ｂに従来のアルミ系材料よりも引張強度の高い材料を使用することにより、スペーサ３１２ａ，３１２ｂが変形もしくは破断した際の破壊エネルギの吸収量を増大させることができ、壁部を省略したことによる安全性の低下を防止することができる。 CFRP is strong against tension in the direction of carbon fibers, and its tensile strength reaches several thousand MPa. This is much larger than aluminum-based materials generally used as spacer materials, and even larger than stainless steel. For example, SUS304 has a tensile strength of about 520 MPa. In this way, by using a material having a higher tensile strength than the conventional aluminum-based material for the spacers 312a and 312b, it is possible to increase the amount of breaking energy absorbed when the spacers 312a and 312b are deformed or broken. It is possible to prevent a decrease in safety due to the omission of the wall portion.

（変形例２）
図１０は、上述した実施の形態の変形例２を示す図である。上述した実施の形態では、図６（ｂ）に示したように、スペーサ３１２ｂに設けられた嵌合部３１２１が隣接するスペーサ３１２ｂの把持部３１２２の外周側に嵌め合うことで、領域１０４Ｓ２から第１ポンプステージＰＳ１内への逆流を防止するようにした。一方、変形例２では、第１ポンプステージＰＳ１のステータ翼段３１１とスペーサとの積層体の外周側に円筒状の遮蔽部材３１５を配置することで、積層体の外周面が領域１０４Ｓ２の雰囲気に晒されないような構造とし、図７で説明した逆流を防止するようにした。 (Modification 2)
FIG. 10 is a diagram showing Modification 2 of the above-described embodiment. In the embodiment described above, as shown in FIG. 6B, the fitting portion 3121 provided on the spacer 312b is fitted to the outer peripheral side of the gripping portion 3122 of the adjacent spacer 312b, whereby the first portion from the region 104S2 is moved. A reverse flow into the 1-pump stage PS1 is prevented. On the other hand, in Modified Example 2, a cylindrical shielding member 315 is arranged on the outer peripheral side of the stack of the stator blade stage 311 of the first pump stage PS1 and the spacer, so that the outer peripheral surface of the stack is exposed to the atmosphere of the region 104S2. The structure is such that it is not exposed, and the backflow described in FIG. 7 is prevented.

スペーサ３１４ａ，３１４ｂは、図５（ａ）に示したスペーサ３１３ａのようにリング状をしているが、それらの内径および外径は図６（ｂ）に示したスペーサ３１２ｂの把持部３１２２の内径および外径と同一に設定されている。スペーサ３１４ｃは、図６に示したスペーサ３１２ｃと同一形状のスペーサであり、同一形状の開口３１２０が形成されている。遮蔽部材３１５の内径および外径は、図６（ｂ）に示したスペーサ３１２ｂの嵌合部３１２１の内径および外径と同一に設定されている。図６に記載の嵌合部３１２１の場合と同様に、遮蔽部材３１５の外径は、隔壁１０３Ｋの外径よりも小さく設定されており、すなわち、遮蔽部材３１５の厚みは、隔壁１０３Ｋの厚みよりもはるかに薄く設定されており、遮蔽部材３１５の存在によってコンダクタンスが低下することはほとんどない。 Spacers 314a and 314b are ring-shaped like spacer 313a shown in FIG. and the same as the outer diameter. The spacer 314c is a spacer having the same shape as the spacer 312c shown in FIG. 6, and has an opening 3120 having the same shape. The inner and outer diameters of the shielding member 315 are set to be the same as the inner and outer diameters of the fitting portion 3121 of the spacer 312b shown in FIG. 6(b). As in the case of the fitting portion 3121 shown in FIG. 6, the outer diameter of the shielding member 315 is set smaller than the outer diameter of the partition wall 103K. is set to be much thinner, and the presence of the shielding member 315 hardly lowers the conductance.

遮蔽部材３１５やスペーサ３１４ａ～３１４ｃには、従来のスペーサと同様のアルミ系材料を用いてもよいし、変形例１に記載したＣＦＲＰやステンレス鋼を用いてもよい。ＣＦＲＰやステンレス鋼を用いることで、変形例１の場合と同様に破壊エネルギに対する強度向上を図ることができる。また、スペーサ３１４ａ～３１４ｃに図６に示すスペーサ３１２ａ～３１２ｃのような嵌め合い構造を持たせて逆流を防止し、外周側の遮蔽部材３１５を強度向上専用の部材としてもよい。 The shielding member 315 and the spacers 314a to 314c may be made of an aluminum-based material similar to that of conventional spacers, or may be made of CFRP or stainless steel described in the first modification. By using CFRP or stainless steel, it is possible to improve the strength against breaking energy as in the first modification. Further, the spacers 314a to 314c may be provided with a fitting structure like the spacers 312a to 312c shown in FIG. 6 to prevent backflow, and the shielding member 315 on the outer peripheral side may be a member dedicated to improving strength.

（ＧＣ質量分析装置）
図１１は、本実施の形態のターボ分子ポンプ１が使用される質量分析装置の一例を示す図であり、ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ質量分析装置）７０の基本構成を示す模式図である。ガスクロマトグラフ質量分析装置７０は、ガスクロマトグラフ部７１と、イオン送出部７２と、質量分析部７３と、ターボ分子ポンプ１とを備えている。 (GC mass spectrometer)
FIG. 11 is a diagram showing an example of a mass spectrometer using the turbomolecular pump 1 of the present embodiment, and is a schematic diagram showing the basic configuration of a gas chromatograph mass spectrometer (GC mass spectrometer) 70. A gas chromatograph-mass spectrometer 70 includes a gas chromatograph section 71 , an ion sending section 72 , a mass analysis section 73 , and a turbomolecular pump 1 .

ガスクロマトグラフ部７１には、カラムオーブン７１１、カラム（キャピラリカラム）７１２およびインジェクタ７１３が設けられている。図示していないが、インジェクタ７１３は液体試料を加熱して気化するための試料気化室を有し、試料気化室には所定流量のキャリアガス（Ｈｅガス）が供給される。マイクロシリンジ等により試料気化室に注入された液体試料は試料気化室で気化し、キャリアガス流に乗ってカラム７１２内に送られる。カラム７１２はカラムオーブン７１１により適度の温度に加熱されている。 The gas chromatograph section 71 is provided with a column oven 711 , a column (capillary column) 712 and an injector 713 . Although not shown, the injector 713 has a sample vaporization chamber for heating and vaporizing the liquid sample, and the sample vaporization chamber is supplied with a carrier gas (He gas) at a predetermined flow rate. A liquid sample injected into the sample vaporization chamber by a microsyringe or the like is vaporized in the sample vaporization chamber and sent into the column 712 along with the carrier gas flow. Column 712 is heated to moderate temperature by column oven 711 .

気化した試料（すなわち試料ガス）はキャリアガスとともにカラム７１２内を移動する。試料ガスには複数の成分が含まれるが、カラム７１２内を進む速度は成分ごとに異なるので、カラム７１２の出口にそれぞれの成分が到着する時間に差が生じる。その結果、各成分が時間的に分離されてカラム７１２の出口に到着し、試料導入管７１４からイオン送出部７２に導かれる。 The vaporized sample (ie sample gas) moves through the column 712 with the carrier gas. Although the sample gas contains a plurality of components, the speed at which each component travels through the column 712 is different. As a result, each component is temporally separated, reaches the outlet of the column 712 , and is guided from the sample introduction tube 714 to the ion delivery section 72 .

イオン送出部７２は試料ガスをイオン化してそれを質量分析部７３へ送出するものであり、イオン化室７２１およびイオン輸送光学系７２２を備えている。試料導入管７１４からイオン送出部７２に導かれガス成分の分子は、イオン化室７２１に導入される。イオン化室７２１に導入されたガス成分の分子は、イオン化室７２１に設けられたフィラメント７２５から放出される熱電子によってイオン化される。生成されたイオンは、正の電圧が印加された押し出し電極７２６によりイオン化室７２１から出射される。 The ion sending section 72 ionizes the sample gas and sends it to the mass spectrometry section 73 , and includes an ionization chamber 721 and an ion transport optical system 722 . Molecules of the gas component guided from the sample introduction pipe 714 to the ion delivery section 72 are introduced into the ionization chamber 721 . Molecules of the gas component introduced into the ionization chamber 721 are ionized by thermal electrons emitted from a filament 725 provided in the ionization chamber 721 . The generated ions are ejected from the ionization chamber 721 by the ejection electrode 726 to which a positive voltage is applied.

イオン化室７２１から出射されたイオンは、直線状光軸を有するイオン輸送光学系７２２により収束されて質量分析部７３へ導かれる。質量分析部７３は、四重極型質量分析計７３１、イオンレンズ７３２および検出器７３３を備えている。イオン輸送光学系７２２により収束されたイオンは四重極型質量分析計７３１に導かれる。四重極型質量分析計７３１には直流電圧と高周波電圧（ＲＦ電圧）とを重畳した電圧が印加され、その印加電圧に応じた質量を有するイオンのみが四重極型質量分析計７３１を通過する。四重極型質量分析計７３１を通過したイオンはイオンレンズ７３２で収束され、検出器７３３により検出される。 Ions emitted from the ionization chamber 721 are converged by an ion transport optical system 722 having a linear optical axis and guided to a mass spectrometer 73 . The mass spectrometer 73 has a quadrupole mass spectrometer 731 , an ion lens 732 and a detector 733 . Ions converged by the ion transport optical system 722 are guided to a quadrupole mass spectrometer 731 . A voltage obtained by superimposing a DC voltage and a radio frequency voltage (RF voltage) is applied to the quadrupole mass spectrometer 731, and only ions having a mass corresponding to the applied voltage pass through the quadrupole mass spectrometer 731. do. Ions passing through a quadrupole mass spectrometer 731 are converged by an ion lens 732 and detected by a detector 733 .

四重極型質量分析計７３１、イオンレンズ７３２および検出器７３３が設けられている差動排気室７４１と、イオン化室７２１およびイオン輸送光学系７２２が設けられている差動排気室７４２とは、イオン通過用の孔７４０ａが形成された壁部７４０によって仕切られている。ターボ分子ポンプ１の高真空側の第１吸気口１０１は差動排気室７４１に接続され、第２吸気口は差動排気室７４２に接続される。 A differentially pumped chamber 741 in which a quadrupole mass spectrometer 731, an ion lens 732 and a detector 733 are provided, and a differentially pumped chamber 742 in which an ionization chamber 721 and an ion transport optical system 722 are provided, It is partitioned by a wall portion 740 in which holes 740a for passing ions are formed. A first intake port 101 on the high-vacuum side of the turbo-molecular pump 1 is connected to a differential exhaust chamber 741 , and a second intake port is connected to a differential exhaust chamber 742 .

四重極型質量分析計７３１や検出器７３３の検出精度を上げるためには、差動排気室７４１は高真空とするのが好ましい。そのため、差動排気室７４１と差動排気室７４２との間に孔７４０ａが形成された壁部７４０を設け、差動排気室７４１と差動排気室７４２とをターボ分子ポンプ１の第１吸気口１０１および第２吸気口１０２により個別に排気する差動排気系としている。壁部７４０を設けたことにより差動排気室７４２から差動排気室７４１へのガスの流入が抑えられ、差動排気室７４１をより高真空とすることができる。 In order to improve the detection accuracy of the quadrupole mass spectrometer 731 and the detector 733, the differential evacuation chamber 741 is preferably highly vacuumed. Therefore, a wall portion 740 having a hole 740a is provided between the differential pumping chamber 741 and the differential pumping chamber 742, and the differential pumping chamber 741 and the differential pumping chamber 742 are separated from each other by the first intake air of the turbo-molecular pump 1. A differential exhaust system is employed in which air is exhausted individually by the port 101 and the second intake port 102 . By providing the wall portion 740, the inflow of gas from the differential evacuation chamber 742 to the differential evacuation chamber 741 is suppressed, and the differential evacuation chamber 741 can be made into a higher vacuum.

その場合、差動排気室７４２の圧力を低くするほど差動排気室７４２から差動排気室７４１へのガスの流入が減って、差動排気室７４１側をより高真空とすることができる。そのため、ターボ分子ポンプ１には、第１吸気口１０１の排気性能を維持しつつ、第２吸気口１０２の排気速度をより大きくすることが望まれる。本実施の形態のターボ分子ポンプ１は、上述したようにポンプケーシング１０内に従来のような壁部を設けないことによって、第２吸気口１０２の排気速度の向上を図っているので、ガスクロマトグラフ質量分析装置の真空ポンプとして適している。 In this case, the lower the pressure in the differential evacuation chamber 742, the less gas flows from the differential evacuation chamber 742 to the differential evacuation chamber 741, and the higher the vacuum in the differential evacuation chamber 741 can be. Therefore, it is desirable for the turbo-molecular pump 1 to increase the exhaust speed of the second intake port 102 while maintaining the exhaust performance of the first intake port 101 . In the turbo-molecular pump 1 of the present embodiment, as described above, by not providing a conventional wall in the pump casing 10, the exhaust speed of the second intake port 102 is improved. Suitable as a vacuum pump for mass spectrometers.

また、第２吸気口１０２に流入したガスが第１ポンプステージＰＳ１に逆流すると、第１吸気口１０１側の排気性能が悪化して四重極型質量分析計７３１および検出器７３３の性能に悪影響を及ぼす。本実施の形態では、スペーサ３１２ｂ，３１２ｂを図６，８に示すような構成とすることで上記逆流を防止しているので、四重極型質量分析計７３１の分離制度および検出器７３３の検出精度の向上を図ることができる。 Further, when the gas that has flowed into the second inlet 102 flows back into the first pump stage PS1, the exhaust performance on the first inlet 101 side deteriorates, adversely affecting the performance of the quadrupole mass spectrometer 731 and the detector 733. effect. In the present embodiment, the spacers 312b and 312b are configured as shown in FIGS. 6 and 8 to prevent the above backflow. It is possible to improve accuracy.

（ＩＣＰ質量分析装置）
図１２は、本実施の形態のターボ分子ポンプ１が使用される質量分析装置の他の例を示す図であり、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ質量分析装置）８０の基本構成を示す模式図である。本実施の形態のターボ分子ポンプ１は、上述したＧＣ質量分析装置７０に限らずＩＣＰ質量分析装置８０の真空排気系にも使用することができる。 (ICP mass spectrometer)
FIG. 12 is a diagram showing another example of a mass spectrometer using the turbomolecular pump 1 of the present embodiment, and is a schematic diagram showing the basic configuration of an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP mass spectrometer) 80. is. The turbo-molecular pump 1 of the present embodiment can be used not only for the GC mass spectrometer 70 described above, but also for the evacuation system of the ICP mass spectrometer 80 .

ＩＣＰ質量分析装置８０は、プラズマトーチ８１で発生したイオンをインタフェース部８２およびイオン収束部８３を通すことで、特定のイオンを質量分析部８４に導いて検出する装置である。インタフェース部８２は、イオン通過軸の方向に沿って前後に配置されたサンプリングコーン８２１とスキマーコーン８２２とを備えている。サンプリングコーン８２１とスキマーコーン８２２との間の差動排気室８２３は、不図示の粗引きポンプによって真空排気される。 The ICP mass spectrometer 80 is a device that passes ions generated by a plasma torch 81 through an interface section 82 and an ion converging section 83 to guide specific ions to a mass spectrometry section 84 for detection. The interface section 82 includes a sampling cone 821 and a skimmer cone 822 arranged back and forth along the direction of the ion passage axis. A differential evacuation chamber 823 between the sampling cone 821 and the skimmer cone 822 is evacuated by a roughing pump (not shown).

サンプリングコーン８２１の先端にはオリフィス８２１ａが形成されており、プラズマトーチ８１で発生したプラズマＰの一部がそのオリフィス８２１ａを通して差動排気室８２３に入り込む。差動排気室８２３に入り込んだプラズマの一部は、スキマーコーン８２２の先端に形成されたオリフィス８２２ａを通過してイオンビームの形でさらに後段へと導かれる。オリフィス８２２ａを通過したイオンビームはイオン収束部８３のイオンレンズ８３１によって収束され、差動排気室８３２と差動排気室８４３との間に設けられた壁部８５０の孔８５０ａを通して質量分析部８４の四重極型質量分析計８４１に導かれる。四重極型質量分析計８４１はイオンビームから特定のイオンを質量分離し、その分離されたイオンはイオン検出器８４２によって検出する。 An orifice 821a is formed at the tip of the sampling cone 821, and part of the plasma P generated by the plasma torch 81 enters the differential exhaust chamber 823 through the orifice 821a. A part of the plasma that has entered the differential pumping chamber 823 passes through an orifice 822a formed at the tip of the skimmer cone 822, and is guided to a subsequent stage in the form of an ion beam. The ion beam that has passed through the orifice 822 a is converged by the ion lens 831 of the ion converging section 83 and passes through the hole 850 a of the wall section 850 provided between the differential pumping chamber 832 and the differential pumping chamber 843 to the mass spectrometer 84 . It is led to a quadrupole mass spectrometer 841 . A quadrupole mass spectrometer 841 mass separates specific ions from the ion beam, and the separated ions are detected by an ion detector 842 .

上述したように、インタフェース部８２の差動排気室８２３は粗引きポンプによって真空排気されるが、イオン収束部８３の差動排気室８３２はターボ分子ポンプ１の第２吸気口１０２によって真空排気され、質量分析部８４の差動排気室８４３はターボ分子ポンプ１の第１吸気口１０１によって真空排気される。ＩＣＰ質量分析装置８０の場合も、質量分析部８４の検出精度向上を図るためには差動排気室８４３に隣接する差動排気室８３２をより低圧とするのが好ましい。 As described above, the differential evacuation chamber 823 of the interface section 82 is evacuated by the roughing pump, while the differential evacuation chamber 832 of the ion converging section 83 is evacuated by the second intake port 102 of the turbomolecular pump 1 . , the differential evacuation chamber 843 of the mass analysis unit 84 is evacuated by the first intake port 101 of the turbomolecular pump 1 . In the case of the ICP mass spectrometer 80 as well, in order to improve the detection accuracy of the mass spectrometer 84, it is preferable to lower the pressure in the differential pumping chamber 832 adjacent to the differential pumping chamber 843. FIG.

以上説明した実施の形態、実施例のターボ分子ポンプ１の作用効果をまとめると次の通りである。
（１）ターボ分子ポンプ１は、図６（ａ）に示すように、図５の比較例のような壁部１１６が第１ポンプステージＰＳ１の外周側に設けられておらず、第２吸気口１０２から開口３１２０までの排気通路を形成する第２領域１０４Ｓ２は、第１ポンプステージＰＳ１の外周面、第２吸気口１０２および排気通路部３４の開口３１２０に接している。そのため、第２吸気口１０２から排気通路部３４の開口３１２０までの排気通路として機能する領域１０４Ｓ２の断面積を大きくすることができ、第２吸気口１０２から排気通路部３４までのコンダクタンスが向上する。その結果、第２吸気口１０２における排気速度の向上を図ることができる。 The effects of the turbo-molecular pump 1 of the embodiment and the example described above are summarized as follows.
(1) As shown in FIG. 6(a), the turbo-molecular pump 1 does not have the wall portion 116 like the comparative example in FIG. A second region 104S2 forming an exhaust passage from 102 to opening 3120 is in contact with the outer peripheral surface of first pump stage PS1, second intake port 102, and opening 3120 of exhaust passage portion . Therefore, the cross-sectional area of the region 104S2 functioning as an exhaust passage from the second intake port 102 to the opening 3120 of the exhaust passage portion 34 can be increased, and the conductance from the second intake port 102 to the exhaust passage portion 34 is improved. . As a result, the exhaust speed at the second intake port 102 can be improved.

（２）第１ポンプステージＰＳ１は、複数のロータ翼段２１１から成る第１ポンプロータ部２１と、複数のステータ翼段３１１と複数のスペーサとを交互に積層して成る第１ステータ部３１と、スペーサで把持されたステータ翼段３１１の外周側に覆いかぶさるように配置される遮蔽部材とを備える。例えば、図６（ｂ）に示す例では、スペーサは把持部３１２２であって遮蔽部材は嵌合部３１２１である。また、図１０に示す例では、スペーサはスペーサ３１４ａ，３１４ｂ，３１４ｃであり、それらの外周側に円筒状の遮蔽部材３１５が配置される。 (2) The first pump stage PS1 includes a first pump rotor portion 21 composed of a plurality of rotor blade stages 211 and a first stator portion 31 composed of alternately laminated stator blade stages 311 and a plurality of spacers. , and a shielding member arranged to cover the outer peripheral side of the stator blade stage 311 held by the spacer. For example, in the example shown in FIG. 6B, the spacer is the gripping portion 3122 and the shielding member is the fitting portion 3121 . In the example shown in FIG. 10, the spacers are spacers 314a, 314b, and 314c, and a cylindrical shielding member 315 is arranged on the outer peripheral side thereof.

嵌合部３１２１や遮蔽部材３１５を設けたことにより、領域１０４Ｓ２から第１ポンプステージＰＳ１内への気体の逆流を抑えることができ、逆流に起因する第１吸気口１０１における排気速度の低下を防止することができる。その場合、第１ポンプステージＰＳ１の各ステータ翼段３１１において、Ｃ＜（１／Ｋｔ）Ｓのように設定される。ただし、Ｃはスペーサで把持されたステータ翼段３１１の遮蔽部材の外周側から第１ポンプステージＰＳ１内への気体の逆流に関するコンダクタンスで、Ｓは第１吸気口１０１における排気速度で、Ｋｔは第１ポンプステージＰＳ１の圧縮比である。 By providing the fitting portion 3121 and the shielding member 315, it is possible to suppress the backflow of gas from the region 104S2 into the first pump stage PS1, thereby preventing the decrease in exhaust speed at the first intake port 101 caused by the backflow. can do. In that case, C<(1/Kt)S is set for each stator blade stage 311 of the first pump stage PS1. However, C is the conductance related to the backflow of gas from the outer peripheral side of the shielding member of the stator blade stage 311 held by the spacer into the first pump stage PS1, S is the exhaust speed at the first intake port 101, and Kt is the first pump stage PS1. It is the compression ratio of one pump stage PS1.

（３）また、図１０の遮蔽部材３１５およびスペーサ３１４ａ～３１４ｃや、図６（ｂ）のように遮蔽部材である嵌合部３１２１が一体に形成されたスペーサ３１２ｂを、引張強度がアルミ系材料よりも大きな材料（例えば、ＣＦＲＰ）で形成することにより、ロータ破壊時における破壊エネルギのスペーサ３１２ｂによる吸収量を増大させることができ、ポンプケーシング１０の破断を抑制して安全性の向上を図ることができる。 (3) In addition, shielding member 315 and spacers 314a to 314c in FIG. 10, and spacer 312b integrally formed with fitting portion 3121 as a shielding member as shown in FIG. By using a material (e.g., CFRP) larger than the spacer 312b, it is possible to increase the amount of absorption of the fracture energy by the spacer 312b when the rotor is fractured, thereby suppressing fracture of the pump casing 10 and improving safety. can be done.

（４）ＧＣ質量分析装置７０やＩＣＰ質量分析装置８０では、質量分析部が収容される第１差動排気室（図１１の差動排気室７４１や図１２の差動排気室８４３）と、イオン化された試料を質量分析部へ送出するイオン送出部が収容される第２差動排気室（図１１の差動排気室７４２や図１２の差動排気室８３２）とを備えているが、第１差動排気室にターボ分子ポンプ１の第１吸気口１０１を接続して排気し、第２差動排気室に第２吸気口１０２を接続して排気する。第１差動排気室は第２差動排気室よりも高真空に保たれるが、ターボ分子ポンプ１の第２吸気口１０２における排気速度の向上を図ることで第２差動排気室の圧力をより低くできる。その結果、第２差動排気室からの気体やイオンの流入が抑えられ、第１差動排気室をより高真空とすることができ、質量分析部の分析精度の向上を図ることができる。 (4) In the GC mass spectrometer 70 and the ICP mass spectrometer 80, the first differential evacuation chamber (the differential evacuation chamber 741 in FIG. 11 and the differential evacuation chamber 843 in FIG. 12) in which the mass analysis unit is accommodated, A second differentially pumped chamber (differentially pumped chamber 742 in FIG. 11 and differentially pumped chamber 832 in FIG. 12) that accommodates an ion sending unit that sends an ionized sample to the mass spectrometry unit is provided. The first intake port 101 of the turbo-molecular pump 1 is connected to the first differential exhaust chamber for exhaust, and the second differential exhaust chamber is connected to the second intake port 102 for exhaust. The first differential pumping chamber is kept at a higher vacuum than the second differential pumping chamber. can be made lower. As a result, the inflow of gas and ions from the second differential pumping chamber is suppressed, the first differential pumping chamber can be brought to a higher vacuum, and the analysis accuracy of the mass spectrometer can be improved.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。例えば、タービン翼段によるポンプステージが３段であって、３段目のポンプステージに流入する第３の吸気口を有する、すなわち、３つの吸気口を有するターボ分子ポンプにも本発明は適用することができる。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. For example, the present invention can also be applied to a turbo-molecular pump having three pump stages with turbine blade stages and having a third intake port flowing into the third pump stage, that is, having three intake ports. be able to. Other aspects conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.

１…ターボ分子ポンプ、１０…ポンプケーシング、２１…第１ポンプロータ部、３１…第１ステータ部、３４…排気通路部、７０…ガスクロマトグラフ質量分析装置、７２…イオン送出部、７３，８４…質量分析部、８０…誘導結合プラズマ質量分析装置、１０１…第１吸気口、１０２…第２吸気口、１０３…フランジ部、１０３Ｋ…隔壁、１０４…第１ケーシング部、１０４Ｓ…第１収容空間、１０４Ｓ１，１０４Ｓ２，１１４Ｓ１，１１４Ｓ２…領域、１０５…第２ケーシング部、１０５Ｓ…第２収容空間、２１１…ロータ翼段、３１１…ステータ翼段、３１２ａ～３１２ｄ，３１３ａ～３１３ｃ，３１４ａ～３１４ｃ…スペーサ、３１５…遮蔽部材、７４１，７４２，８２３，８３２，８４３…差動排気室、３１２１…嵌合部、３１２２…把持部、ＰＳ１…第１ポンプステージ、ＰＳ２…第２ポンプステージ REFERENCE SIGNS LIST 1 turbomolecular pump 10 pump casing 21 first pump rotor section 31 first stator section 34 exhaust passage section 70 gas chromatograph mass spectrometer 72 ion sending section 73, 84 Mass spectrometry unit 80 Inductively coupled plasma mass spectrometer 101 First intake port 102 Second intake port 103 Flange portion 103K Partition wall 104 First casing portion 104S First housing space 104S1, 104S2, 114S1, 114S2... area, 105... second casing part, 105S... second accommodation space, 211... rotor blade stage, 311... stator blade stage, 312a to 312d, 313a to 313c, 314a to 314c... spacer, 315... Shielding member 741, 742, 823, 832, 843... Differential pumping chamber 3121... Fitting part 3122... Gripping part PS1... First pump stage PS2... Second pump stage

Claims

a pump casing having a flange portion, a first casing portion and a second casing portion;
a first intake port and a second intake port arranged side by side on the flange;
a first accommodation space provided in the first casing portion, the first accommodation space including a first region corresponding to the first air inlet and a second region corresponding to the second air inlet;
a second housing space provided in the second casing;
a first pump stage provided facing the first inlet in the first area of the first housing space;
a second pump stage provided in the second housing space coaxially with the first pump stage and spaced from the first pump stage by a predetermined distance;
The gas is formed between the first pump stage and the second pump stage in the first housing space and is exhausted by the first pump stage from the first intake port and the gas passing through the second region. an exhaust confluence portion where the gas from the second intake port merges,
The first pump stage comprises:
a pump rotor section comprising a plurality of rotor blade stages;
A pump stator section formed by alternately stacking a plurality of stator blade stages and a plurality of spacers,
A partition wall separating the first intake port and the second intake port is formed in the flange portion,
The partition wall is not formed in the first casing portion, and the region of the outer periphery of all the rotor blade stages and all the stator blade stages of the first pump stage and facing the second region is A turbomolecular pump exposed in the second region.

In the turbomolecular pump according to claim 1,
The first pump stage comprises:
a pump rotor section comprising a plurality of rotor blade stages;
A pump stator section formed by alternately stacking a plurality of stator blade stages and a plurality of spacers,
The spacer includes a grip portion that grips the stator blade stage together with the adjacent spacer so as to sandwich the stator blade stage, and a fitting portion that extends from the radial outer periphery of the grip portion and covers the radial outer periphery of the stator blade stage. have
The turbo-molecular pump, wherein the radial outer peripheral surface of the spacer is exposed to the second region.

In the turbomolecular pump according to claim 1 ,
The first pump stage comprises:
a pump rotor section comprising a plurality of rotor blade stages;
A pump stator section formed by alternately stacking a plurality of stator blade stages and a plurality of spacers,
The spacer includes a grip portion that grips the stator blade stage together with the adjacent spacer so as to sandwich the stator blade stage, and a fitting portion that extends from the radial outer periphery of the grip portion and covers the radial outer periphery of the stator blade stage. have
a radial outer peripheral surface of the spacer is exposed to the second region;
A radial thickness of the fitting portion is formed to be thinner than a radial thickness of the gripping portion, and an outer diameter of the fitting portion is set smaller than an outer diameter of the partition wall. molecular pump.

a pump casing having a flange portion, a first casing portion and a second casing portion;
a first intake port and a second intake port arranged side by side on the flange;
a first accommodation space provided in the first casing portion, the first accommodation space including a first region corresponding to the first air inlet and a second region corresponding to the second air inlet;
a second housing space provided in the second casing;
a first pump stage provided facing the first inlet in the first region of the first housing space;
a second pump stage provided in the second housing space coaxially with the first pump stage and spaced from the first pump stage by a predetermined distance;
The gas is formed between the first pump stage and the second pump stage in the first housing space and is exhausted by the first pump stage from the first intake port and the gas passing through the second region. an exhaust confluence portion where the gas from the second intake port merges,
A partition wall separating the first intake port and the second intake port is formed in the flange portion,
The partition wall is not formed in the first casing part, and a region of the first pump stage facing the second region is exposed to the second region,
The first pump stage comprises:
a pump rotor section comprising a plurality of rotor blade stages;
A pump stator section formed by alternately stacking a plurality of stator blade stages and a plurality of spacers,
The spacer includes a grip portion that grips the stator blade stage together with the adjacent spacer so as to sandwich the stator blade stage, and a fitting portion that extends from the radial outer periphery of the grip portion and covers the radial outer periphery of the stator blade stage. have
a radial outer peripheral surface of the spacer is exposed to the second region ;
The stator blade stage is configured by joining two half-split stator blades,
An outer peripheral surface other than the connecting portion of the two halves of the stator blades faces the second region, and the connecting portion of the two halves of the stator blades does not face the second region. pump.

In the turbomolecular pump according to claim 1,
The first pump stage comprises:
a pump rotor section comprising a plurality of rotor blade stages;
a pump stator section formed by alternately stacking a plurality of stator blade stages and a plurality of spacers;
a shielding member disposed on the radially outer peripheral side of the spacer and covering the radially outer peripheral side of the stator blade stage and the radially outer peripheral side of the spacer;
The turbo-molecular pump, wherein the outer diameter of the shielding member is set smaller than the outer diameter of the partition wall.

In the turbomolecular pump according to any one of claims 2 to 4,
C is the conductance related to the reverse flow of gas from the outer peripheral side of the stator blade stage gripped by the spacer into the first pump stage, S is the exhaust speed at the first intake port, and Kt is the compression ratio of the first pump stage. , wherein C<(1/Kt)S is satisfied at each stator blade stage of said first pump stage.

In the turbomolecular pump according to any one of claims 2 to 4,
The turbo-molecular pump, wherein the spacer is made of a material having a higher tensile strength than an aluminum-based material.

In the turbomolecular pump according to claim 5,
The turbo-molecular pump, wherein the shielding member is made of a material having a higher tensile strength than an aluminum-based material.

a first differential evacuation chamber in which the mass spectrometer is accommodated;
a second differentially pumped chamber containing an ion delivery unit that delivers the ionized sample to the mass analysis unit;
a turbomolecular pump according to any one of claims 1 to 8,
A mass spectrometer, wherein the first intake port of the turbo-molecular pump is connected to the first differential pumping chamber, and the second intake port is connected to the second differential pumping chamber.