本发明涉及真空泵，特别涉及能够在从低真空到超高真空的压力范围中利用的真空泵。
背景技术：
在制造存储器或集成电路等半导体装置时，为了避免由空气中的灰尘等带来的影响，需要在高真空状态的腔室内对高纯度的半导体基板（晶片）进行掺杂或蚀刻，对于腔室内的排气，例如使用将涡轮分子泵与螺纹槽泵组合的复合泵等真空泵。
作为这样的真空泵，例如已知有以下这样的结构：其具备圆筒状的壳体、被套筒固定在壳体内并且配设有螺纹槽部的圆筒状的定子、和在定子内能够高速旋转地被支承的转子，气体在由转子和定子构成的螺纹槽泵内一边被压缩一边被移送。
但是，如果定子的温度低于气体的升华点，则有在螺纹槽泵内被移送的被高压压缩的气体固化，堆积的生成物使气体的流路变窄，真空泵的压缩性能、排气性能下降的可能。
所以，作为抑制生成物的发生的真空泵，已知有以下这样的结构：其具备设置在定子的周围的隔热空间、支承定子的隔热间隔件和埋设在定子内的加热器（例如，参照专利文献1）。这样的真空泵通过加热器将定子加热，气体流路内的气体在不会固化的情况下被移送。
专利文献1：国际公开第2015/015902号。
技术实现要素：
但是，在上述那样的真空泵中，定子的温度越高，越容易将气体流路内的气体以气体的原状压缩，另一方面，从隔热间隔件向定子的周围热散逸的可能性增加。对于设置在真空泵内的电子部件或使转子旋转的马达，如果温度变高，则有可能不发挥希望的功能，对于旋转翼或固定翼，如果温度变高，则强度下降而有可能在运转中断裂。因此，如果想要将定子加热到高温，则反而从定子的热散逸增加，有可能给真空泵的运转带来不良影响。
所以，为了在使泵正常运转的同时抑制气体的固化，产生了要解决的技术问题，本发明以解决该问题为目的。
本发明是为了达到上述目的而提出的，技术方案1记载的发明提供一种真空泵，其具备：基座；转子，其具有收容在该基座内的转子圆筒部，能够旋转地支承在前述基座上；大致圆筒状的定子，其配置在前述基座与前述转子圆筒部之间；和螺纹槽部，其被刻设在前述转子圆筒部的外周面或前述定子的内周面的某一方上，该真空泵具备：隔热机构，其从除了前述定子以外的固定零件将前述定子隔热；加热机构，其将前述定子加热；前述转子圆筒部与前述定子的吸气口侧的离开距离被设定为和前述转子圆筒部与前述定子的排气口侧的离开距离相同或比其更大。
根据该方案，将定子在从其他固定零件隔热的状态下加热，由此，起因于热从定子散逸的电子部件、马达的动作不良及旋转翼、固定翼的强度下降被抑制，所以能够在抑制气体的固化的同时实现泵的正常运转。
此外，转子与定子的吸气口侧的离开距离被设定为和转子与定子的排气口侧的离开距离相同或比其更大，由此，即使是在真空泵的运转时转子受到离心力而变形、或转子受到来自定子的辐射热而热膨胀的情况，由于转子与定子的离开距离从吸气侧到排气侧被保持为大致相等，所以也能够抑制气体的流路过度地变窄。
技术方案2记载的发明提供一种真空泵，除了技术方案1记载的真空泵的方案以外，前述隔热机构具有在转子轴向上与前述定子接触并配设在前述基座上的凸缘部、和在转子轴向上与前述基座接触并设置在前述凸缘部的内周缘上的间隔件圆筒部，是将前述加热机构收容于前述凸缘部的间隔件。
根据该方案，间隔件被夹装在定子与基座之间，将定子在转子轴向上支承，由此，间隔件将定子从其他的固定零件隔热，所以能够在抑制气体的固化的同时实现泵的正常运转。
技术方案3记载的发明提供一种真空泵，除了技术方案2记载的真空泵的方案以外，前述定子在热膨胀时至少一部分的向转子径向的变形被前述间隔件约束。
根据该方案，在真空泵中发生异常而转子圆筒部接触在定子上的情况下，由于间隔件抑制定子受到转子的动能而变形的情况，所以也能够减少动能向泵外部的传递。
技术方案4记载的发明提供一种真空泵，除了技术方案2或3记载的真空泵的方案以外，前述间隔件是线膨胀系数比前述定子低的部件。
根据该方案，间隔件的由热膨胀带来的变形量比定子的由热膨胀带来的变形量小，由此，配置在定子的转子径向的外周侧的间隔件能够限制定子的变形。
技术方案5记载的发明提供一种真空泵，除了技术方案2至4中任一项记载的真空泵的方案以外，从前述加热机构到前述定子与前述凸缘部的接触部分的离开距离比从前述加热机构到前述基座与前述间隔件圆筒部的接触部分的离开距离短。
根据该方案，从加热机构到基座的传热路径比从加热机构到定子的传热路径长，由此，从间隔件向基座的热散逸被抑制，所以能够在抑制气体的固化的同时实现泵的正常运转。
技术方案6记载的发明提供一种真空泵，除了技术方案2至5中任一项记载的真空泵的方案以外，前述间隔件圆筒部能够进行转子轴向的定位，并且形成得较薄以便能够在转子径向上弹性变形。
根据该方案，即使在定子热膨胀的情况下，通过对应于定子的变形而间隔件圆筒部弹性变形，防止因定子与间隔件过度接触而定子与间隔件之间的接触热阻显著地下降，抑制从间隔件向基座的热散逸，所以能够在抑制气体的固化的同时实现泵的正常运转。
技术方案7记载的发明提供一种真空泵，除了技术方案2至6中任一项记载的真空泵的方案以外，前述间隔件在转子径向上以承插接合构造与前述定子安装。
根据该方案，在转子径向上在定子与间隔件之间确保了间隙，由此，即使在定子热膨胀的情况下，也防止起因于定子将间隔件在转子径向上推压而基座与间隔件过度地接触的接触面积的过度的增大、和因这样的接触面积的增大而基座与间隔件之间的接触热阻显著地下降，从间隔件向基座的热散逸被抑制，所以能够在抑制气体的固化的同时实现泵的正常运转。
技术方案8记载的发明提供一种真空泵，除了技术方案2至7中任一项记载的真空泵的方案以外，前述间隔件在转子径向上以承插接合构造与前述基座安装。
根据该方案，在转子径向上在基座与间隔件之间确保间隙，即使在间隔件热膨胀的情况下，也防止因基座与间隔件过度接触而基座与间隔件之间的接触热阻显著地下降，从间隔件向基座的热散逸被抑制，所以也能够在抑制气体的固化的同时实现泵的正常运转。
有关本发明的真空泵抑制了热从定子散逸，所以能够在抑制气体的固化的同时实现泵的正常运转。
此外，通过将转子与定子的吸气口侧的离开距离设定为和转子与定子的排气口侧的离开距离相同或比其更大，即使在真空泵的运转时转子受到离心力而变形、或转子受到来自定子的辐射热而热膨胀的情况下，转子与定子的离开距离也从吸气侧到排气侧被保持为既定的离开距离或大致相等的变化程度，所以能够抑制气体的流路过度地变窄等不良状况。
附图说明
图1是表示有关本发明的一实施例的真空泵的剖视图。
图2是图1的主要部分放大图。
图3是表示转子圆筒部和定子的剖视图。
图4是说明间隔件的作用的示意图，图4（a）是表示定子热膨胀前的状态的图，图4（b）是表示定子热膨胀后的状态的图。
具体实施方式
本发明为了达到在使泵正常运转的同时抑制气体的固化的目的，通过以下的技术方案实现：一种真空泵，具备基座、具有收容在基座内的转子圆筒部且能够旋转地支承在基座上的转子、配置在基座与转子圆筒部之间的大致圆筒状的定子、和被刻设在转子圆筒部的外周面或定子的内周面的某一方上的螺纹槽部，该真空泵具备：隔热机构，其从除了定子以外的固定零件将定子隔热；加热机构，其将定子加热；转子圆筒部与定子的吸气口侧的离开距离被设定为和转子圆筒部与定子的排气口侧的离开距离相同或比其更大。
［实施例］
以下，基于附图对有关本发明的一实施例的真空泵1进行说明。另外，以下“上”、“下”的用语，是转子轴向上的吸气口侧、排气口侧分别对应于上方、下方的状态。
图1是表示真空泵1的纵剖视图。真空泵1是由被收容在大致圆筒状的壳体10内的涡轮分子泵机构pa和螺纹槽泵机构pb构成的复合泵。
真空泵1具备：壳体10；转子20，其具有能够旋转地支承在壳体10的转子轴杆21；驱动马达30，其使转子轴杆21旋转；定子柱40，其收容转子轴杆21的一部分及驱动马达30。
壳体10被形成为有底圆筒状。壳体10由在下部侧方形成有气体排气口11a的基座11、和在上部形成气体吸气口12a并以载置在基座11上的状态经由螺栓13被固定的圆筒部12构成。另外，图1中的附图标记14是里盖。
基座11具备基部11a和基座间隔件11b。基部11a和基座间隔件11b经由未图示的螺栓被固定。在基座间隔件11b中，埋设有水冷管11b。通过向水冷管11b内通冷却水，将基座间隔件11b维持为既定的温度（例如80℃）。
圆筒部12经由凸缘12b被安装在未图示的腔室等的真空容器上。气体吸气口12a以连通的方式连接到真空容器，气体排气口11a以连通的方式连接到未图示的辅助泵。
转子20具备转子轴杆21、和被固定在转子轴杆21的上部且相对于转子轴杆21的轴心以同心圆状并列设置的旋转翼22。
转子轴杆21被磁力轴承50非接触支承。磁力轴承50具备径向电磁铁51和轴向电磁铁52。径向电磁铁51及轴向电磁铁52被连接在未图示的控制单元上。
控制单元基于径向方向位移传感器51a及轴向方向位移传感器52a的检测值控制径向电磁铁51、轴向电磁铁52的励磁电流，由此将转子轴杆21以浮起在既定的位置的状态支承。
转子轴杆21的上部及下部被插通在着陆轴承23内。在转子轴杆21成为不能控制的情况下，高速旋转的转子轴杆21接触在着陆轴承23上而防止真空泵1的损伤。
通过在将转子轴杆21的上部插通在凸台孔24中的状态下，将螺栓25插通到转子凸缘26中并螺装到轴杆凸缘27上，而将旋转翼22一体地安装在转子轴杆21上。以下，将转子轴杆21的轴线方向称作“转子轴向a”，将转子轴杆21的径向称作“转子径向r”。
驱动马达30由被安装在转子轴杆21的外周上的旋转件31、和以包围旋转件31的方式配置的固定件32构成。固定件31被连接在上述未图示的控制单元上，由控制单元控制转子轴杆21的旋转。
在将定子柱40载置在基座11上的状态下，将下端部经由未图示的螺栓固定在基座11上。
接着，对配置在真空泵1的大致上半部的涡轮分子泵机构pa进行说明。
涡轮分子泵机构pa由转子20的旋转翼22、和隔开间隔配置在旋转翼22之间的固定翼60构成。旋转翼22和固定翼60沿着转子轴向a交替且多级地排列，在本实施例中，各排列有11级旋转翼22、10级固定翼60。
旋转翼22由以既定的角度倾斜的叶片构成，一体地形成在转子20的上部外周面上。此外，旋转翼22绕转子20的轴线以放射状设置有多个。
固定翼60由向与旋转翼22相反的方向倾斜的叶片构成，被堆积设置在圆筒部12的内壁面上的间隔件61在转子轴向a上夹持而定位。此外，固定翼60也绕转子20的轴线以放射状设置有多个。
旋转翼22与固定翼60之间的间隙设定为，从转子轴向a的上方朝向下方逐渐变窄。此外，旋转翼22及固定翼60的长度设定为，从转子轴向a的上方朝向下方逐渐变短。
上述那样的涡轮分子泵机构pa借助旋转翼22的旋转，将从气体吸气口12a吸入的气体从转子轴向a的上方向下方移送。
接着，对配置在真空泵1的大致下半部的螺纹槽泵机构pb进行说明。
螺纹槽泵机构pb具备设置在转子20的下部并沿着转子轴向a延伸的转子圆筒部28、和将转子圆筒部28的外周面28a包围地配置的大致圆筒状的定子70。
定子70经由后述的间隔件80被载置在基座11上。定子70具备刻设在内周面70a上的螺纹槽部71。
上述那样的螺纹槽泵机构pb将被从气体吸气口12a移送到转子轴向a的下方的气体借助由转子圆筒部28的高速旋转带来的牵引效应而压缩，朝向气体排气口11a移送。具体而言，气体在被移送到转子圆筒部28与定子70的间隙中之后，在螺纹槽部71内被压缩而被移送到气体排气口11a。通常，螺纹槽泵机构pb中的牵引效应受转子圆筒部28与定子70的间隙（离开距离）影响，所以为了螺纹槽泵机构pb发挥充分的排气性能，需要将该间隙设定为既定的尺寸。
接着，基于图1、图2对将定子70加热的加热构造h进行说明。图2是图1的主要部分放大剖视图。
加热构造h具备作为隔热机构的间隔件80和作为加热机构的盒式加热器90。
间隔件80以截面l字状形成为圆筒状。间隔件80具备凸缘部81和间隔件圆筒部82。间隔件80被夹装在基座11与定子70之间。具体而言，凸缘部81在转子轴向a上支承着定子70。此外，间隔件圆筒部82在转子轴向a上接触在基座11上。另外，间隔件80优选的是，在转子径向r上，以承插接合（インロー）构造与基座11安装。此外，间隔件80优选的是，在转子径向r上，在承插接合构造那样用来决定中心位置的所需最低限度的接触点以外，以非接触状态与定子70安装。由此，间隔件80内的热容易传递给定子70，如后述那样抑制向定子70以外的固定零件的传热。
凸缘部81具备向转子径向r的内侧稍稍突出设置的定子承接部81a，在泵停止中，定子70和定子承接部81a隔开稍稍的间隙而对置。
凸缘部81经由o形圈83被配设于基座11。由此，凸缘部81在不与基座11直接接触的情况下被定位在既定的位置。此外，即使在定子70被加热到既定温度（例如150℃）的情况下，通过在基座11与凸缘部80之间夹装o形圈，也能够抑制从定子70向基座11热散逸。凸缘部81经由螺栓84而与定子70一体地连结。螺栓84及在真空泵中使用的螺栓，通常，从对于腐蚀性气体的耐腐蚀性和构造上的强度的观点来看，优选的是不锈钢制。
间隔件圆筒部82从凸缘部81的内周缘朝向转子轴向a的下方延伸。间隔件圆筒部82为了在确保进行定子70的转子轴向a的定位所需要的强度的同时、抑制后述的接触热阻的增加，被形成为比凸缘部81壁厚更薄。间隔件圆筒部82例如由1～5mm左右的厚度形成。
盒式加热器90被收容在凸缘部81的加热器收容部81b内。盒式加热器90被连接在未图示的加热器控制装置上，加热器控制装置控制盒式加热器90的温度。盒式加热器90适当调整定子70的温度，以将其维持在既定值。
从盒式加热器90到定子70与凸缘部81的接触部分的离开距离l1被设定为比从盒式加热器90到基座11与间隔件圆筒部82的接触部分的离开距离l2短。由此，从盒式加热器90到定子70的传热路径变得比从盒式加热器90到基座11的传热路径短，能够抑制从间隔件80向基座11的热散逸。此外，由于基座11与间隔件圆筒部82的接触面积比定子70与凸缘部81的接触面积小，所以能够抑制从间隔件80向基座11的热散逸。
接着，基于图2、图3对转子圆筒部28与定子70的离开距离进行说明。图3是表示转子圆筒部28和定子70的剖视图。另外，在图3中，为了说明的方便而省略了阴影。
转子圆筒部28的外周面28a与定子70的内周面70a对置。将转子圆筒部28与定子70的上方（吸气口侧）的离开距离l3设定为和转子圆筒部28与定子70的下方（排气口侧）的离开距离l4相同或比其更大。
具体而言，转子圆筒部28在泵运转中，在离心力作用下朝向转子径向r的外侧变形。这样的起因于离心力的变形由于构造上的特性，从转子圆筒部28的上方朝向下方变大。此外，转子圆筒部28受到来自定子70的辐射热，从上方到下方大致均匀地向转子径向r的外侧热膨胀。因而，考虑到泵运转中的离心力及热膨胀的转子圆筒部28的变形量从上方朝向下方变大。在表1中表示转子圆筒部28的由离心力带来的变形量的一例，在表2中表示将泵运转中的加热对象部分的温度设定为100℃或150℃的情况下的转子圆筒部28的由热膨胀带来的变形量的一例。
［表1］
［表2］
如表1、表2所示，在泵运转中达到150℃的转子圆筒部28的由离心力及热膨胀带来的总变形量，在上方是0.35～0.50mm左右，下方为0.40～0.55mm左右。
另一方面，定子70由于上部被与定子70相比线膨胀系数较低且弹性系数较高的螺栓84及间隔件80约束转子径向r的位移，所以定子70的热膨胀的变形量下方比上方大。即，由于在配设于转子径向r的内外的部件间的弹性系数与线膨胀系数之间有差异，所以由泵运转中的热膨胀带来的定子70的变形量从上方朝向下方变大。没有间隔件80的约束的情况下的定子70的由热膨胀带来的变形量与转子圆筒部28的情况同样，从上方到下方是大致一样的，而在本发明中，采用了以下这样的构造：借助具有比定子70低的线膨胀系数和比定子70高的弹性系数的部件，将定子70的上方的变形约束，由此定子70的转子径向r的变形量在上方和下方不同。
由此，在真空泵1中发生异常而转子圆筒部28接触在定子70上的情况下，通过采用如本发明那样使定子70的变形量从上方朝向下方变大的构造（特别是将容易传递动能的部分约束的构造），能够抑制定子70的变形，减少动能向泵外部的传递。
这样，考虑在真空泵1的运转中转子圆筒部28及定子70从上方朝向下方而变形量变大、以及定子70的上部被螺栓84限制变形的情况，将转子圆筒部28与定子70的吸气口侧的离开距离l3设定为和转子圆筒部28与定子70的排气口侧的离开距离l4相同或比其更大。
接着，基于图4（a）、图4（b）对加热构造h的作用进行说明。另外，图4（a）是表示定子70热膨胀前的状态的图，图4（b）是表示定子70热膨胀后的状态的图。
如图4（a）所示，在进行借助盒式加热器90的加热之前，定子70主要被凸缘部81的上端面81c和侧面81d支承。如果盒式加热器90起动，则盒式加热器90的热经由间隔件80向定子70传热。
如果定子70及间隔件80升温，则由于铝合金制的定子70具有比不锈钢制的间隔件80大的线膨胀系数，所以如图4（b）中的细箭头所示，定子70将定子承接部81a或侧面81d朝向转子径向r的外侧推压。
如果凸缘部81被向转子径向r的外侧推压，则间隔件圆筒部82追随于定子70的热膨胀而移动，如图4（b）中的粗箭头所示那样弹性变形。由此，定子70与凸缘部81的过度的接触被抑制。即，即使在定子70相对于间隔件80相对较大地热膨胀的情况下，也能够抑制定子70与间隔件80的接触热阻及间隔件80与基座11的接触热阻过度变小，抑制从定子70向基座11热散逸。
这样，有关本实施例的真空泵1通过在定子70被从其他固定零件隔热的状态下被加热，抑制了起因于热从定子70散逸的电子部件等的动作不良及旋转翼22、固定翼60的强度下降。能够在抑制气体的固化的同时实现真空泵1的正常运转。
此外，通过将转子圆筒部28与定子70的吸气口侧的离开距离l3设定为和转子圆筒部28与定子70的排气口侧的离开距离l4相同或比其更大，即使是在真空泵1的运转时转子20受到离心力而变形、或转子20受到来自定子70的辐射热而热膨胀的情况，由于转子圆筒部28与定子70的离开距离从吸气侧到排气侧被保持为既定的离开距离或大致相等的变化程度，所以也能够抑制气体的流路过度变窄等不良状况。
此外，本发明只要是具备螺纹槽泵机构的结构就能够应用，除了复合泵以外，也可以应用到螺纹槽式泵中。此外，加热机构并不限定于盒式加热器90，只要能够将定子70加热，是怎样的结构都可以。
另外，本发明能够只要不脱离本发明的主旨，就能够做出各种各样的改变，并且，本发明当然也包含该改变后的形态。
附图标记说明
1真空泵；10壳体；11基座；11a基部；11b基座间隔件；11a气体排气口；11b水冷管；12圆筒部；12a气体吸气口；12b凸缘；13螺栓；20转子；21转子轴杆；22旋转翼；23着陆轴承；28转子圆筒部；28a外周面；30驱动马达；31旋转件；32固定件；40定子柱；50磁力轴承；51径向电磁铁；52轴向电磁铁；60固定翼；61间隔件；70定子；70a（定子的）内周面；71螺纹槽部；80间隔件；81凸缘部；81a定子承接部；81b加热器收容部；81c上端面；81d侧面；82间隔件圆筒部；83o形圈；84螺栓；90盒式加热器；h加热构造；a转子轴向；r转子径向；pa涡轮分子泵机构；pb螺纹槽泵机构。