JP2002161889A - ターボ分子ポンプ用ディスク - Google Patents

ターボ分子ポンプ用ディスク

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の欠点を有していないターボ分子ポンプ
用ディスク、特に、ディスクが耐食材料からなり、およ
び労力がかからず且つコスト的に有利に製作可能であ
り、さらに光学的に密な構造が十分に保証され且つ遠心
力による荷重が所定の限界内に保持され、この所定の限
界内でポンプが最大回転速度で安全に運転可能なターボ
分子ポンプ用ディスクを提供する。 【解決手段】 本発明は、個々の部分ディスク（１１、
１２）からなるターボ分子ポンプ用ディスク（１）を提
供する。これらの部分ディスクは薄板本体として形成さ
れ、この場合、羽根（３１、３２）はディスク平面から
打抜きおよびそれに続く捩り成形により形成されてい
る。部分ディスクは、これらが羽根（３１、３２）およ
びスリット（４１、４２）により光学的に密なガス供給
構造を形成するように相互に結合される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１の上位概念
に記載のターボ分子ポンプ用ディスクに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ターボ分子ポンプはロータ・ディスクお
よびステータ・ディスクから構成され、ロータ・ディス
クおよびステータ・ディスクは交互に相前後して配置さ
れ且つ羽根リングを有している。ポンプ作用は、ロータ
・ディスクの羽根により、ポンプ排出すべきガスの分子
にポンプ排出方向に力積が伝達されることに基づいてい
る。２つの本質的なポンプ特性即ち排気速度および圧縮
比はロータ・ディスクの回転速度に著しく依存する。排
気速度は回転速度に比例して上昇するが、圧縮比は指数
関数的に上昇する。最適なポンプ作用を達成させるため
に、ロータの回転速度はできるだけ高くなければならな
い。これにより、ロータ・ディスクの羽根の形状、機械
的強度および安定性に関してロータ・ディスクの羽根に
高い要求が課せられる。
【０００３】最適なポンプ特性のための他の前提条件は
羽根の最小厚さである。ポンプ排出すべきガスのための
大きな通過断面積により排気速度は上昇されるが、この
大きな通過断面積の利点のほかに、ここでは強度の考慮
が重要である。高い回転速度を目指すために、羽根、羽
根基部およびロータ・ディスクの内径に作用する遠心力
は最小に制限されなければならない。
【０００４】最適なポンプ特性に対する他の基準は個々
のディスクの光学的に密な構造である。これにより、デ
ィスク束の内部における軸方向の逆流が防止される。従
来、ターボ分子ポンプに対して本質的に２つのタイプの
羽根が既知である。１つのタイプは中実なディスクから
製作され、中実なディスク内に、ディスク平面に対して
傾いて半径方向に伸長するスリットがフライス削りで加
工されている。他方のタイプは薄板から製作され、この
場合、ディスク平面からのディスク面の一部の打抜きお
よび曲げ成形により羽根が形成される。
【０００５】フライス削りで加工されるディスクはアル
ミニウムから製作される。その理由は、この材料はフラ
イス削りにきわめて適しているからである。ターボ分子
ポンプを使用する場合に、多くの適用例において腐食性
ガスを供給することが必要となる。アルミニウムは耐食
性がないので、このように製作されたディスクは、この
場合、対応する表面処理によりディスクに耐食性が与え
られたのちにのみ使用可能である。これにより、羽根の
製作は労力がかかり且つ高価となる。
【０００６】一方で、他の材料例えば高張力耐食鋼はフ
ライス削りに適していない。しかしながら、この材料は
薄板の形で打抜きおよび変形可能である。このように羽
根の打抜きおよび曲げ成形により製作されたディスク
は、それらが光学的に密ではないという重大な欠点を有
している。この結果、ポンプの内部で高い逆流損失が発
生することになる。支持リングの半径方向面積に対し
て、ディスクの羽根の全質量が相対的に大きいことが他
の欠点である。これにより、支持リングに高い遠心力が
与えられ、これが一方でポンプの回転速度を制限し、し
たがってその性能を制限することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の欠点を有してい
ないターボ分子ポンプ用ディスクを提供することが本発
明の課題である。特に、ディスクは耐食材料からなり、
および労力がかからず且つコスト的に有利に製作可能で
あるべきである。光学的に密な構造が十分に保証され且
つ遠心力による荷重が所定の限界内に保持され、この所
定の限界内でポンプが最大回転速度で安全に運転可能な
ようにすべきである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴項に記載の特徴により解決される。請求項２および３
は本発明の他の実施態様を示す。
【０００９】本発明のディスクにより、その製作のため
に耐食材料を使用することが可能となり、この耐食材料
から、ディスク平面からのスリットの打抜きおよび羽根
の捩り成形によりガス供給構造が製作される。複数の部
分ディスクの相互結合により全体ディスクの光学的に密
な構造が形成され、これにより１つのディスクの内部の
みならず全体ディスク束の内部においても逆流が防止さ
れる。さらに、この構造は、光学的に密な構造を得るた
めに、一体部品として、枚数の少ない羽根を有する個々
の部分ディスクを備えることを可能にする。
【００１０】これにより、ロータ・ディスクの場合、羽
根基部および支持リングにかかる遠心力による荷重が最
小に制限されるので、より高い回転速度により最適なポ
ンプ特性を達成することができる。フライス削りで形成
された羽根に比較して、打抜きにより形成された羽根は
明らかにより薄く、したがってより大きい通過断面積に
より、より良好なポンプ特性を有するという利点が得ら
れる。このこともまた、遠心力による荷重を小さくする
要因となっている。
【００１１】図１−３により、本発明を、ロータ軸に組
み立てられる、２つの部分ディスクからなるディスクの
例で詳細に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は２つの部分ディスク１１お
よび１２を示す。ここで支持リングが符号２１および２
２で示されている。ディスク平面に対して傾けて配置さ
れた羽根３１および３２は、それらがガス供給構造を形
成するように構成されている。羽根の間に、半径方向に
伸長するスリット４１および４２の形の開口が存在す
る。２つのディスクは、図３に示すように、１つのディ
スク１として相互に結合される。図２は中間段階を示
し、この中間段階においては２つの部分ディスク１１お
よび１２は既に相互に接近しているが、まだ相互に結合
されていない。図３においては、２つの部分ディスクが
継手部材５１および５２により相互に結合されている。
したがって、内部支持リング２と、およびディスク平面
に対して傾けて配置された羽根３とを有するディスクが
形成される。羽根３の間に、半径方向に伸長するスリッ
ト４の形の開口が存在する。羽根３は、部分ディスク１
１、１２の羽根３１、３２から、それらが軸方向に光学
的に密であるように組み立てられ且つ構成されている。
部分ディスク１１、１２は薄板本体から形成され、およ
び羽根３１、３２はディスク平面から打抜きおよびそれ
に続く捩り成形により形成される。
【００１３】この例においては、２つの部分ディスクか
らなるロータ・ディスクが示されている。同様に、３つ
以上の部分ディスクが１つの全体ディスクとして相互に
結合されてもよい。本発明の範囲内で、ステータ・ディ
スクもまた同様な方法で相互に結合されていてもよい。
このときは、一般に、羽根は半径方向に支持リングの内
部に存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】相互に結合される前の２つの部分ディスクの斜
視図である。
【図２】相互結合の中間段階における２つの部分ディス
クの斜視図である。
【図３】２つの部分ディスクが相互に結合された全体デ
ィスクの斜視図である。
【符号の説明】
１ ディスク ２、２１、２２ 支持リング ３、３１、３２ 羽根 ４、４１、４２ スリット １１、１２ 部分ディスク ５１、５２ 継手部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H031 DA02 EA00 FA01 FA02 FA03 FA34 3H033 AA01 AA02 AA12 BB01 BB08 BB11 BB16 BB17 CC01 DD02 DD03 DD06 EE19

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持リング（２）と、並びにリング状領
    域内でディスク平面に対して傾けて配置された羽根
    （３）とが設けられ、したがって羽根の間に半径方向に
    伸長するスリット（４）の形の開口を有する、ターボ分
    子ポンプ用ディスクにおいて、 ディスク（１）が軸方向に相互に結合された複数の部分
    ディスク（１１、１２）からなり、および部分ディスク
    （１１、１２）は、部分ディスク（１１、１２）の羽根
    （３１、３２）がそれぞれ次の部分ディスクのスリット
    （４１、４２）を完全にまたは部分的に被覆するように
    相互に結合されていることを特徴とするターボ分子ポン
    プ用ディスク。
  2. 【請求項２】 部分ディスク（１１、１２）は、それら
    が軸方向に光学的に密であるように相互に結合されてい
    ることを特徴とする請求項１のディスク。
  3. 【請求項３】 部分ディスク（１１、１２）が薄板本体
    として形成され、および羽根（３１、３２）がディスク
    平面から打抜きおよびそれに続く捩り成形により形成さ
    れていることを特徴とする請求項１または２のディス
    ク。
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