JP2000110771A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
ターボ分子ポンプInfo
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- JP2000110771A JP2000110771A JP28036398A JP28036398A JP2000110771A JP 2000110771 A JP2000110771 A JP 2000110771A JP 28036398 A JP28036398 A JP 28036398A JP 28036398 A JP28036398 A JP 28036398A JP 2000110771 A JP2000110771 A JP 2000110771A
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- rotor
- blades
- pump
- dynamic
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/324—Blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/542—Bladed diffusers
- F04D29/544—Blade shapes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターボ分子ポンプ用動翼あるいは静翼におい
て、翼の全長に亘って翼面を排気に有効に利用可能と
し、高効率の排気性能を得るとともに、翼振動を低減す
る。 【解決手段】 回転軸に連結され外周の軸方向に沿って
動翼及びねじ溝ポンプ段が設けられたロータと、ケーシ
ングの内側に固定されて前記動翼とともに翼段を構成す
る静翼とを備えたターボ分子ポンプにおいて、前記動翼
または静翼の何れか一方または双方の翼を、円周方向線
に対する翼角が内径部において最大で外径部になるに従
がい連続的に、若しくは、断続的に小さくなるように形
成し、さらに、前記翼角を翼長方向各部において排気速
度が最大になるような翼角に設定する。
て、翼の全長に亘って翼面を排気に有効に利用可能と
し、高効率の排気性能を得るとともに、翼振動を低減す
る。 【解決手段】 回転軸に連結され外周の軸方向に沿って
動翼及びねじ溝ポンプ段が設けられたロータと、ケーシ
ングの内側に固定されて前記動翼とともに翼段を構成す
る静翼とを備えたターボ分子ポンプにおいて、前記動翼
または静翼の何れか一方または双方の翼を、円周方向線
に対する翼角が内径部において最大で外径部になるに従
がい連続的に、若しくは、断続的に小さくなるように形
成し、さらに、前記翼角を翼長方向各部において排気速
度が最大になるような翼角に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
に装備され、上部ケーシング内に設けられた静翼とロー
タに設けられた動翼とで構成された動静翼段を備え、吸
気口からのガスを排気口へ真空排気するターボ分子ポン
プにおける動翼あるいは静翼の形状に関する。
に装備され、上部ケーシング内に設けられた静翼とロー
タに設けられた動翼とで構成された動静翼段を備え、吸
気口からのガスを排気口へ真空排気するターボ分子ポン
プにおける動翼あるいは静翼の形状に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】図４はターボ分子ポン
プの一例を示す。図４において、１及び１６は、複数の
ボルト２１によりＯリング１５を介して一体的に組付け
られている上部ケーシング及び下部ケーシングであり、
該ケーシング１、１６内は完全な密閉空間となってい
る。該上部ケーシング１の上部開口はガス吸気口２をな
すとともに、その内側には複数のスペーサ１３が軸方向
に連設されている。
プの一例を示す。図４において、１及び１６は、複数の
ボルト２１によりＯリング１５を介して一体的に組付け
られている上部ケーシング及び下部ケーシングであり、
該ケーシング１、１６内は完全な密閉空間となってい
る。該上部ケーシング１の上部開口はガス吸気口２をな
すとともに、その内側には複数のスペーサ１３が軸方向
に連設されている。
【０００３】該スペーサ１３は上端を前記上部ケーシン
グ１の内端面に当接され、下端を前記下部ケーシング１
６の上端部にインロー嵌合されており、各スペーサ１３
の間には静翼４が外周部を挟持、多段状に設けられて固
定されている。
グ１の内端面に当接され、下端を前記下部ケーシング１
６の上端部にインロー嵌合されており、各スペーサ１３
の間には静翼４が外周部を挟持、多段状に設けられて固
定されている。
【０００４】前記下部ケーシング１６の下方側部には排
気口３が開口され、後述するねじ溝ポンプ段８を通って
きた流体が該排気口３から外部に送出されるようになっ
ている。
気口３が開口され、後述するねじ溝ポンプ段８を通って
きた流体が該排気口３から外部に送出されるようになっ
ている。
【０００５】６はロータで、該ロータ６の上部には動翼
５が多段状に設けられ、各動翼５と静翼４とが交互に設
けられて複数の翼段を構成している。８は該ロータ６の
下部外周に設けられた螺旋状溝からなるねじ溝ポンプ段
である。
５が多段状に設けられ、各動翼５と静翼４とが交互に設
けられて複数の翼段を構成している。８は該ロータ６の
下部外周に設けられた螺旋状溝からなるねじ溝ポンプ段
である。
【０００６】１４は複数のボルト１８により前記下部ケ
ーシング１６の上面に固定されたテーパ状のシールリン
グで、前記ねじ溝ポンプ段８の外周と微小間隙を介して
対向配置され、圧縮効果を上げている。
ーシング１６の上面に固定されたテーパ状のシールリン
グで、前記ねじ溝ポンプ段８の外周と微小間隙を介して
対向配置され、圧縮効果を上げている。
【０００７】１７は前記下部ケーシング１６の支持筒で
あり、該支持筒１７の内周には、上部から順に、ラジア
ル玉軸受からなる上部保護軸受１９、ラジアル軸受から
なる上部磁気軸受９、モータ１２のステータ部１２ａ、
ラジアル軸受である下部磁気軸受１０、ラジアル玉軸受
からなる下部保護軸受２０、並びに後述する回転軸７の
下端のスラストディスク７ａを挟んで設けられたスラス
ト磁気軸受１１が配設されている。
あり、該支持筒１７の内周には、上部から順に、ラジア
ル玉軸受からなる上部保護軸受１９、ラジアル軸受から
なる上部磁気軸受９、モータ１２のステータ部１２ａ、
ラジアル軸受である下部磁気軸受１０、ラジアル玉軸受
からなる下部保護軸受２０、並びに後述する回転軸７の
下端のスラストディスク７ａを挟んで設けられたスラス
ト磁気軸受１１が配設されている。
【０００８】７は回転軸で、上部から順に、上部磁気軸
受９及び下部磁気軸受１０に、半径方向荷重を夫々支承
されている。また、該回転軸７は、その下端に設けられ
た円盤状の磁性板からなるスラストディスク７ａが前記
スラスト磁気軸受１１に挟まれて、スラスト方向（軸心
方向）の位置制御がなされている。
受９及び下部磁気軸受１０に、半径方向荷重を夫々支承
されている。また、該回転軸７は、その下端に設けられ
た円盤状の磁性板からなるスラストディスク７ａが前記
スラスト磁気軸受１１に挟まれて、スラスト方向（軸心
方向）の位置制御がなされている。
【０００９】前記上部磁気軸受９及び下部磁気軸受１０
は、後述する回転軸７の軸心（Ｚ軸）と直交する面内に
おいて、左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向に夫々一対
づつ配設され、前記回転軸７が倒れを生じることなく中
心軸線上に維持可能に構成されている。
は、後述する回転軸７の軸心（Ｚ軸）と直交する面内に
おいて、左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向に夫々一対
づつ配設され、前記回転軸７が倒れを生じることなく中
心軸線上に維持可能に構成されている。
【００１０】従って、該回転軸７は、該上部磁気軸受９
及び下部磁気軸受１０により左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ
軸）方向を、前記スラスト磁気軸受１１により、軸心
（Ｚ軸）方向を、つまり５軸方向を支持、かつ制御され
て回転することとなる。
及び下部磁気軸受１０により左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ
軸）方向を、前記スラスト磁気軸受１１により、軸心
（Ｚ軸）方向を、つまり５軸方向を支持、かつ制御され
て回転することとなる。
【００１１】前記ロータ６及び回転軸７は、前記上部磁
気軸受９と下部磁気軸受１０との間に設けられた前記モ
ータ１２のステータ１２ａに対向して回転子１２ｂが固
着されている。
気軸受９と下部磁気軸受１０との間に設けられた前記モ
ータ１２のステータ１２ａに対向して回転子１２ｂが固
着されている。
【００１２】また、該回転軸７の前記上部磁気軸受９の
上側は前記上部保護軸受１９が設けられて該回転軸７と
上部保護軸受１９とのラジアル方向の間隔を所要の値に
設定している。さらに該回転軸７の前記下部磁気軸受１
０の下側は前記下部保護軸受２０が設けられて、該回転
軸７と下部保護軸受２０とのラジアル方向、及びスラス
ト方向の間隔を所要値に設定している。
上側は前記上部保護軸受１９が設けられて該回転軸７と
上部保護軸受１９とのラジアル方向の間隔を所要の値に
設定している。さらに該回転軸７の前記下部磁気軸受１
０の下側は前記下部保護軸受２０が設けられて、該回転
軸７と下部保護軸受２０とのラジアル方向、及びスラス
ト方向の間隔を所要値に設定している。
【００１３】そして、前記上・下部磁気軸受９、１０、
及びスラスト磁気軸受１１の磁気制御に異常をきたし、
前記回転軸７が片側に偏心した際には、前記上部保護軸
受１９もしくは下部保護軸受２０に該回転軸７の外周が
当接することにより、該回転軸７及びロータ６を保護す
る。図７〜図８はかかるターボ分子ポンプの動翼の従来
技術の１例を示し、図７は該動翼の要部外観斜視図、図
８は翼角変化を示す説明図である。図７〜図８に示され
るように、従来技術に係る動翼５１は平板状であり、そ
の円周方向線５３に対する翼角αが内径部５１i（α1）
と外径部５１o（α0）とが同一（α1＝α0）の直線平板
状翼に構成されている。
及びスラスト磁気軸受１１の磁気制御に異常をきたし、
前記回転軸７が片側に偏心した際には、前記上部保護軸
受１９もしくは下部保護軸受２０に該回転軸７の外周が
当接することにより、該回転軸７及びロータ６を保護す
る。図７〜図８はかかるターボ分子ポンプの動翼の従来
技術の１例を示し、図７は該動翼の要部外観斜視図、図
８は翼角変化を示す説明図である。図７〜図８に示され
るように、従来技術に係る動翼５１は平板状であり、そ
の円周方向線５３に対する翼角αが内径部５１i（α1）
と外径部５１o（α0）とが同一（α1＝α0）の直線平板
状翼に構成されている。
【００１４】しかしながら、前記のような従来技術に係
る動翼５１は内径部５１i から外径部５１o まで翼角α
が一定直線状翼であるため、翼の半径方向（翼長方向）
において周速の変化に対応しきれず、特に翼長の長い大
型のターボ分子ポンプにあっては翼長方向において、翼
面を排気に有効利用できず、効率的な排気ができないと
いう問題点を有している。
る動翼５１は内径部５１i から外径部５１o まで翼角α
が一定直線状翼であるため、翼の半径方向（翼長方向）
において周速の変化に対応しきれず、特に翼長の長い大
型のターボ分子ポンプにあっては翼長方向において、翼
面を排気に有効利用できず、効率的な排気ができないと
いう問題点を有している。
【００１５】また、かかる従来技術にあっては、動翼５
１が上記のように直線平板状翼であるため、翼振動の発
生増大が起こりやすく、殊に翼長の長い大型のターボ分
子ポンプにおいては翼振動の増大が避けられないという
問題点も有している。
１が上記のように直線平板状翼であるため、翼振動の発
生増大が起こりやすく、殊に翼長の長い大型のターボ分
子ポンプにおいては翼振動の増大が避けられないという
問題点も有している。
【００１６】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、タ
ーボ分子ポンプ用動翼あるいは静翼において、翼の全長
に亘って翼面を排気に有効に利用可能とし、高効率の排
気性能を得るとともに、翼振動を低減することを目的と
する。
ーボ分子ポンプ用動翼あるいは静翼において、翼の全長
に亘って翼面を排気に有効に利用可能とし、高効率の排
気性能を得るとともに、翼振動を低減することを目的と
する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、その第１発明として、モータにより回転駆
動される回転軸と、該回転軸に連結され外周の軸方向に
沿って動翼及びねじ溝ポンプ段が設けられたロータと、
ケーシングの内側に固定されて前記動翼とともに翼段を
構成する静翼とを備えたターボ分子ポンプであって、前
記動翼または静翼の何れか一方または双方の翼を、円周
方向線に対する翼角が、内径部において最大で外径部に
なるに従がい連続的に若しくは断続的に小さくなるよう
に形成したことを特徴とするターボ分子ポンプを提案す
る。
決するため、その第１発明として、モータにより回転駆
動される回転軸と、該回転軸に連結され外周の軸方向に
沿って動翼及びねじ溝ポンプ段が設けられたロータと、
ケーシングの内側に固定されて前記動翼とともに翼段を
構成する静翼とを備えたターボ分子ポンプであって、前
記動翼または静翼の何れか一方または双方の翼を、円周
方向線に対する翼角が、内径部において最大で外径部に
なるに従がい連続的に若しくは断続的に小さくなるよう
に形成したことを特徴とするターボ分子ポンプを提案す
る。
【００１８】また第２発明は、上記第１発明において、
前記翼角は翼長方向各部において排気速度が最大になる
ような翼角に設定されてなる。
前記翼角は翼長方向各部において排気速度が最大になる
ような翼角に設定されてなる。
【００１９】かかる発明によれば、動翼あるいは静翼の
円周方向線に対する翼角が、内径部において最大で外径
部になるに従がい連続的に（若しくは断続的に）小さく
なるように、特に翼長方向各部における排気速度が最大
になるように形成されているので、動翼の翼長方向（半
径方向）各部における排気速度を最大に維持できて翼面
を有効に排気に利用することができる。これにより、ロ
ータの外径（翼内外径差）が大きいターボ分子ポンプで
あっても高効率の排気性能を実現できる。
円周方向線に対する翼角が、内径部において最大で外径
部になるに従がい連続的に（若しくは断続的に）小さく
なるように、特に翼長方向各部における排気速度が最大
になるように形成されているので、動翼の翼長方向（半
径方向）各部における排気速度を最大に維持できて翼面
を有効に排気に利用することができる。これにより、ロ
ータの外径（翼内外径差）が大きいターボ分子ポンプで
あっても高効率の排気性能を実現できる。
【００２０】また、翼の形状が従来技術のような翼角が
一定の単純な直線平板状翼でなく、ねじれ翼で構成され
るため、ポンプ運転中に発生する翼振動を抑制可能な翼
形状を設定でき、翼振動の増大が回避され、安定した運
転ができる。
一定の単純な直線平板状翼でなく、ねじれ翼で構成され
るため、ポンプ運転中に発生する翼振動を抑制可能な翼
形状を設定でき、翼振動の増大が回避され、安定した運
転ができる。
【００２１】また上記ねじれ翼はＮＣ工作機械等によっ
て、きわめて容易に加工成形できる。
て、きわめて容易に加工成形できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
【００２３】図４は本発明に係る動翼及び静翼が組み込
まれるターボ分子ポンプの縦断面図で、図５は該ターボ
分子ポンプ用ロータの１例を示す要部縦断面図、図６は
図５のＺ矢視図である。図４において、１及び１６は、
複数のボルト２１によりＯリング１５を介して一体的に
組付けられている上部ケーシング及び下部ケーシングで
あり、該ケーシング１、１６内は完全な密閉空間となっ
ている。該上部ケーシング１の上部開口はガス吸気口２
となすとともに、その内側には複数のスペーサ１３が軸
方向に連設されている。
まれるターボ分子ポンプの縦断面図で、図５は該ターボ
分子ポンプ用ロータの１例を示す要部縦断面図、図６は
図５のＺ矢視図である。図４において、１及び１６は、
複数のボルト２１によりＯリング１５を介して一体的に
組付けられている上部ケーシング及び下部ケーシングで
あり、該ケーシング１、１６内は完全な密閉空間となっ
ている。該上部ケーシング１の上部開口はガス吸気口２
となすとともに、その内側には複数のスペーサ１３が軸
方向に連設されている。
【００２４】該スペーサ１３は上端を前記上部ケーシン
グ１の内端面に当接され、下端を前記下部ケーシング１
６の上端部にインロー嵌合されており、各スペーサ１３
の間には静翼４が外周部を挟持固定されて、多段状に設
けられている。前記下部ケーシング１６の下方側部には
排気口３が開口され、後述するねじ溝ポンプ段８を通っ
てきた流体が該排気口３から外部に送出されるようにな
っている。
グ１の内端面に当接され、下端を前記下部ケーシング１
６の上端部にインロー嵌合されており、各スペーサ１３
の間には静翼４が外周部を挟持固定されて、多段状に設
けられている。前記下部ケーシング１６の下方側部には
排気口３が開口され、後述するねじ溝ポンプ段８を通っ
てきた流体が該排気口３から外部に送出されるようにな
っている。
【００２５】６はロータで、図５〜図６に示すように、
該ロータ６の上部には動翼５が多段状に設けられ、各動
翼５と静翼４とが交互に設けられて複数の翼段を構成し
ている。５２は回転中心である。８は前記ロータの下部
外周に設けられた螺旋状溝からなるねじ溝ポンプ段であ
る。
該ロータ６の上部には動翼５が多段状に設けられ、各動
翼５と静翼４とが交互に設けられて複数の翼段を構成し
ている。５２は回転中心である。８は前記ロータの下部
外周に設けられた螺旋状溝からなるねじ溝ポンプ段であ
る。
【００２６】１４は複数のボルト１８により前記下部ケ
ーシング１６の上面に固定されたテーパ状のシールリン
グで、前記ねじ溝ポンプ段８の外周と微小間隙を介して
対向配置され、圧縮効果を上げている。
ーシング１６の上面に固定されたテーパ状のシールリン
グで、前記ねじ溝ポンプ段８の外周と微小間隙を介して
対向配置され、圧縮効果を上げている。
【００２７】１７は前記下部ケーシング１６の支持筒で
あり、該支持筒１７の内周には上部から順に、ラジアル
玉軸受からなる上部保護軸受１９、ラジアル軸受からな
る上部磁気軸受９、モータ１２のステータ１２ａ、ラジ
アル軸受である下部磁気軸受け１０、ラジアル玉軸受か
らなる下部保護軸受２０、並びに後述する回転軸７の下
端のスラストディスク７ａを挟んで設けられたスラスト
磁気軸受１１が配設されている。
あり、該支持筒１７の内周には上部から順に、ラジアル
玉軸受からなる上部保護軸受１９、ラジアル軸受からな
る上部磁気軸受９、モータ１２のステータ１２ａ、ラジ
アル軸受である下部磁気軸受け１０、ラジアル玉軸受か
らなる下部保護軸受２０、並びに後述する回転軸７の下
端のスラストディスク７ａを挟んで設けられたスラスト
磁気軸受１１が配設されている。
【００２８】７は回転軸で、上部から順に、上部磁気軸
受９及び下部磁気軸受１０に半径方向荷重を夫々支承さ
れている。また、該回転軸７はその下端に設けられた円
盤状の磁性板からなるスラストディスク７ａが前記スラ
スト磁気軸受１１に挟まれて、スラスト方向（軸心方
向）の位置制御がなされている。
受９及び下部磁気軸受１０に半径方向荷重を夫々支承さ
れている。また、該回転軸７はその下端に設けられた円
盤状の磁性板からなるスラストディスク７ａが前記スラ
スト磁気軸受１１に挟まれて、スラスト方向（軸心方
向）の位置制御がなされている。
【００２９】前記上部磁気軸受９及び下部磁気軸受１０
は、前記回転軸７の軸心（Ｚ軸）と直交する面内におい
て、左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向に夫々に一対づ
つ配設され、前記回転軸７が倒れを生じることなく回転
中心軸線５２上に維持可能に構成されている。
は、前記回転軸７の軸心（Ｚ軸）と直交する面内におい
て、左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向に夫々に一対づ
つ配設され、前記回転軸７が倒れを生じることなく回転
中心軸線５２上に維持可能に構成されている。
【００３０】従って、該回転軸７は、該上部磁気軸受９
及び下部磁気軸受１０により左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ
軸）方向を、前記スラスト磁気軸受１１により軸心（Ｚ
軸）方向を、つまり５軸方向を支持、かつ制御されて回
転することとなる。
及び下部磁気軸受１０により左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ
軸）方向を、前記スラスト磁気軸受１１により軸心（Ｚ
軸）方向を、つまり５軸方向を支持、かつ制御されて回
転することとなる。
【００３１】前記ロータ６及び回転軸７は、前記上部磁
気軸受９と下部磁気軸受１０との間に設けられた前記モ
ータ１２のステータ１２ａに対向して回転子１２ｂが固
着されている。
気軸受９と下部磁気軸受１０との間に設けられた前記モ
ータ１２のステータ１２ａに対向して回転子１２ｂが固
着されている。
【００３２】また、該回転軸７の、前記上部磁気軸受９
の上側は前記上部保護軸受１９が設けられて該回転軸７
と上部保護軸受１９とのラジアル方向の間隔を所要の値
に設定している。さらに該回転軸７の前記下部磁気軸受
１０の下側は前記下部保護軸受２０が設けられて、該回
転軸７と下部保護軸受２０とのラジアル方向及びスラス
ト方向の間隔を所要値に設定している。
の上側は前記上部保護軸受１９が設けられて該回転軸７
と上部保護軸受１９とのラジアル方向の間隔を所要の値
に設定している。さらに該回転軸７の前記下部磁気軸受
１０の下側は前記下部保護軸受２０が設けられて、該回
転軸７と下部保護軸受２０とのラジアル方向及びスラス
ト方向の間隔を所要値に設定している。
【００３３】そして、前記上・下部磁気軸受９、１０及
びスラスト磁気軸受１１の磁気制御に異常をきたし、前
記回転軸７が片側に偏心した際には、前記上部保護軸受
１９もしくは下部保護軸受２０に該回転軸７の外周が当
接することにより、該回転軸７及びロータ６を保護す
る。
びスラスト磁気軸受１１の磁気制御に異常をきたし、前
記回転軸７が片側に偏心した際には、前記上部保護軸受
１９もしくは下部保護軸受２０に該回転軸７の外周が当
接することにより、該回転軸７及びロータ６を保護す
る。
【００３４】以上に示したターボ分子ポンプの基本構成
は従来技術と同様である。
は従来技術と同様である。
【００３５】本発明においてはかかるターボ分子ポンプ
の動翼及び静翼を改良している。即ち図１〜図３は本発
明の実施形態にかかる動翼の詳細を示し、図１は動翼の
外観斜視図、図２は該動翼の翼角の変化状況を示す構成
図、図３は該動翼の形状の形成過程を示す説明図であ
る。
の動翼及び静翼を改良している。即ち図１〜図３は本発
明の実施形態にかかる動翼の詳細を示し、図１は動翼の
外観斜視図、図２は該動翼の翼角の変化状況を示す構成
図、図３は該動翼の形状の形成過程を示す説明図であ
る。
【００３６】図１〜図３において、５は動翼であり、図
４〜図６に示すように、ロータ６の外周に、円周方向に
複数板、かつ軸方向には複数段連設され、静翼４と組合
されて翼段を構成している。
４〜図６に示すように、ロータ６の外周に、円周方向に
複数板、かつ軸方向には複数段連設され、静翼４と組合
されて翼段を構成している。
【００３７】前記動翼５は板状に形成され、その翼角、
即ち動翼５の翼面と円周方向線（ロータ６の回転中心５
２と直角なロータ周速度方向の線）５３とのなす角α
が、翼の内径部５i（半径Ｒi）にて最も大きい翼角
α1、翼の外径部５o（半径Ｒo）にて最も小さい翼角α0
とし、その中間部の翼角を連続的に変化するように、捩
れ翼に形成されている。
即ち動翼５の翼面と円周方向線（ロータ６の回転中心５
２と直角なロータ周速度方向の線）５３とのなす角α
が、翼の内径部５i（半径Ｒi）にて最も大きい翼角
α1、翼の外径部５o（半径Ｒo）にて最も小さい翼角α0
とし、その中間部の翼角を連続的に変化するように、捩
れ翼に形成されている。
【００３８】次にかかる動翼５の翼形は次のようにして
形成される。即ち図３（Ａ）に示すように、動翼５（翼
全長Ｌ）を半径方向（翼長の方向）に複数に分割し、そ
れぞれの分割点の半径をＲ2、Ｒ3、Ｒ4、…、Ｒnとす
る。ここでＲiは前記のように動翼の内径部５iの半径、
Ｒoは外径部５oの半径である。
形成される。即ち図３（Ａ）に示すように、動翼５（翼
全長Ｌ）を半径方向（翼長の方向）に複数に分割し、そ
れぞれの分割点の半径をＲ2、Ｒ3、Ｒ4、…、Ｒnとす
る。ここでＲiは前記のように動翼の内径部５iの半径、
Ｒoは外径部５oの半径である。
【００３９】次に排気性能計算によって、図３（Ｃ）に
示すように、翼角αをパラメータとし、上記各分割点に
おいて、ポンプの排気速度Ｓが最大となる翼角α1、
α2、…、αnを求める。前記各分割点（半径Ｒi、Ｒ1、
Ｒ2、…、Ｒn、…、Ｒo）における翼角の算出結果を、
図３（Ｂ）のようにプロットし、中間点を滑らかに結ん
で、動翼５の翼長方向における翼角αを決定する。
示すように、翼角αをパラメータとし、上記各分割点に
おいて、ポンプの排気速度Ｓが最大となる翼角α1、
α2、…、αnを求める。前記各分割点（半径Ｒi、Ｒ1、
Ｒ2、…、Ｒn、…、Ｒo）における翼角の算出結果を、
図３（Ｂ）のようにプロットし、中間点を滑らかに結ん
で、動翼５の翼長方向における翼角αを決定する。
【００４０】上記のように設定した動翼５の翼形は、Ｎ
Ｃ工作機械により、カッタに捩りを与えながら容易に加
工成形することができる。
Ｃ工作機械により、カッタに捩りを与えながら容易に加
工成形することができる。
【００４１】上記により翼形が成形された動翼５は、図
１に示すように、そのコード長さ（翼弦長）が内径部Ｃ
iにおいて最も小さく、外径部Ｃoにおいて最も大きくそ
の中間部では比例的に変化するように形成される。
１に示すように、そのコード長さ（翼弦長）が内径部Ｃ
iにおいて最も小さく、外径部Ｃoにおいて最も大きくそ
の中間部では比例的に変化するように形成される。
【００４２】かかる構成からなるターボ分子ポンプの運
転持において、前記各磁気軸受９、１０、１１に通電
し、回転軸７、動翼５を有するロータ６等のポンプ回転
部を浮上した状態でモータ１２を駆動し、前記ポンプ回
転部を例えば、10,000〜100,000r.p.mで高速回転させ
る。該ポンプ回転部の高速回転により動翼５が静翼４の
間を回転し、かつねじ溝ポンプ段８がテーパ状のシール
リング１４の内周面と対面しながら回転することによっ
て真空排気されるガスが上方のガス吸気口２から動翼５
と静翼４との間で第１段の圧縮がなされた後、ねじ溝ポ
ンプ段８の螺旋状溝通路で第２段圧縮がなされ、ポンプ
内ガス通路を経て排気口３の方向に流れることによっ
て、ガス吸気口２側が高真空に保持される。
転持において、前記各磁気軸受９、１０、１１に通電
し、回転軸７、動翼５を有するロータ６等のポンプ回転
部を浮上した状態でモータ１２を駆動し、前記ポンプ回
転部を例えば、10,000〜100,000r.p.mで高速回転させ
る。該ポンプ回転部の高速回転により動翼５が静翼４の
間を回転し、かつねじ溝ポンプ段８がテーパ状のシール
リング１４の内周面と対面しながら回転することによっ
て真空排気されるガスが上方のガス吸気口２から動翼５
と静翼４との間で第１段の圧縮がなされた後、ねじ溝ポ
ンプ段８の螺旋状溝通路で第２段圧縮がなされ、ポンプ
内ガス通路を経て排気口３の方向に流れることによっ
て、ガス吸気口２側が高真空に保持される。
【００４３】上記運転時において、本発明の実施形態に
係る動翼５は、前記のように、翼長方向における翼角α
が、翼長方向各部において排気速度Ｓが最大となるよう
な翼角に設定されているので、動翼５の翼長方向各部に
おける排気速度を最大値に維持できて翼面を有効に排気
に利用でき、ロータ６の外径が大きい大型機であって
も、高効率の排気性能が実現できる。
係る動翼５は、前記のように、翼長方向における翼角α
が、翼長方向各部において排気速度Ｓが最大となるよう
な翼角に設定されているので、動翼５の翼長方向各部に
おける排気速度を最大値に維持できて翼面を有効に排気
に利用でき、ロータ６の外径が大きい大型機であって
も、高効率の排気性能が実現できる。
【００４４】また、従来技術のような翼角αが一定の単
純な直線平板状翼でなく、ねじれ翼で構成されるため、
翼振動を抑制可能な翼形状を容易に設定でき、ターボ分
子ポンプ運転中の翼振動の増大を抑制できる。
純な直線平板状翼でなく、ねじれ翼で構成されるため、
翼振動を抑制可能な翼形状を容易に設定でき、ターボ分
子ポンプ運転中の翼振動の増大を抑制できる。
【００４５】また、ねじれ翼からなる上記動翼５は、Ｎ
Ｃ工作機械等によりきわめて容易に加工でき、加工性に
ついても問題点は無い。
Ｃ工作機械等によりきわめて容易に加工でき、加工性に
ついても問題点は無い。
【００４６】尚、この実施形態においては動翼５に本発
明を適用したが、静翼４に本発明を適用してねじれ翼と
してもよく、また動翼５、静翼４の双方を上記のような
ねじれ翼としてもよい。
明を適用したが、静翼４に本発明を適用してねじれ翼と
してもよく、また動翼５、静翼４の双方を上記のような
ねじれ翼としてもよい。
【００４７】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、動翼
あるいは静翼の円周方向線に対する翼角を内径部におい
て最も大きく、外径部になるに従がい連続的若しくは断
続的に小さくなるように構成しているので、翼の翼長方
向（半径方向）各部における排気速度を最大に維持でき
て翼面を有効に排気に利用することができ、これによっ
てロータの外径（翼内外径差）が大きいターボ分子ポン
プであっても高効率の排気性能を得ることができる。
あるいは静翼の円周方向線に対する翼角を内径部におい
て最も大きく、外径部になるに従がい連続的若しくは断
続的に小さくなるように構成しているので、翼の翼長方
向（半径方向）各部における排気速度を最大に維持でき
て翼面を有効に排気に利用することができ、これによっ
てロータの外径（翼内外径差）が大きいターボ分子ポン
プであっても高効率の排気性能を得ることができる。
【００４８】また、翼の形状をねじれ翼としたことによ
り、ポンプ運転中に発生する翼振動の抑制が可能な翼形
状を容易に設定でき、これによって翼振動の増大が回避
され、安定した運転が可能となる。
り、ポンプ運転中に発生する翼振動の抑制が可能な翼形
状を容易に設定でき、これによって翼振動の増大が回避
され、安定した運転が可能となる。
【図１】 本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプ用
動翼の要部外観斜視図である。
動翼の要部外観斜視図である。
【図２】 上記実施形態における動翼の翼角変化を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】 上記実施形態における翼角設定の説明図であ
る。
る。
【図４】 本発明が適用されるターボ分子ポンプの縦断
面図である。
面図である。
【図５】 図４のロータの一例を示す要部縦断面図であ
る。
る。
【図６】 図５のＺ矢視図である
【図７】 従来技術に係る動翼を示す図１対応図であ
る。
る。
【図８】 上記従来技術を示す図２対応図である。
１ 上部ケーシング ４ 静翼 ５ 動翼 ５i 内径部 ５o 外径部 ６ ロータ ８ ねじ溝ポンプ段 １３ スペーサ １４ シールリング １６ 下部ケーシング １７ 支持筒 ５２ 回転中心 ５３ 円周方向線
Claims (2)
- 【請求項１】 モータにより回転駆動される回転軸と、
該回転軸に連結され外周の軸方向に沿って動翼及びねじ
溝ポンプ段が設けられたロータと、 ケーシングの内側に固定されて前記動翼とともに翼段を
構成する静翼とを備えたターボ分子ポンプにおいて、 前記動翼または静翼の何れか一方または双方の翼を、円
周方向線に対する翼角が、内径部において最大で外径部
になるに従がい連続的若しくは断続的に小さくなるよう
に形成したことを特徴とするターボ分子ポンプ。 - 【請求項２】 前記翼角を、翼長方向各部において排気
速度が最大になるような翼角に設定してなる請求項１記
載のターボ分子ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28036398A JP2000110771A (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | ターボ分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28036398A JP2000110771A (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | ターボ分子ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000110771A true JP2000110771A (ja) | 2000-04-18 |
Family
ID=17623975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28036398A Pending JP2000110771A (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | ターボ分子ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000110771A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009002233A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Shimadzu Corp | 固定翼の製造方法、およびその固定翼を備えたターボ分子ポンプ |
| WO2009101699A1 (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Shimadzu Corporation | ターボ分子ポンプ |
| JP2016211535A (ja) * | 2015-05-04 | 2016-12-15 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | ローターディスク |
| CN109798259A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 稻津电机(珠海)有限公司 | 一种高速风机马达 |
| US11293447B2 (en) | 2019-01-30 | 2022-04-05 | Shimadzu Corporation | Turbo-molecular pump blade design |
-
1998
- 1998-10-01 JP JP28036398A patent/JP2000110771A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009002233A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Shimadzu Corp | 固定翼の製造方法、およびその固定翼を備えたターボ分子ポンプ |
| WO2009101699A1 (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Shimadzu Corporation | ターボ分子ポンプ |
| CN102007298A (zh) * | 2008-02-15 | 2011-04-06 | 株式会社岛津制作所 | 涡轮分子泵 |
| US8668436B2 (en) | 2008-02-15 | 2014-03-11 | Shimadzu Corporation | Turbomolecular pump |
| JP5445143B2 (ja) * | 2008-02-15 | 2014-03-19 | 株式会社島津製作所 | ターボ分子ポンプ |
| JP2016211535A (ja) * | 2015-05-04 | 2016-12-15 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | ローターディスク |
| US11293447B2 (en) | 2019-01-30 | 2022-04-05 | Shimadzu Corporation | Turbo-molecular pump blade design |
| CN109798259A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 稻津电机(珠海)有限公司 | 一种高速风机马达 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20080220 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080220 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Effective date: 20080328 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080410 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081111 |