JP2002349472A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
ターボ分子ポンプInfo
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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
- 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
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転体が破壊したとき、その衝撃力を減少で
きるターボ分子ポンプを提供する。 【解決手段】 ターボ機構によって分子を排気するター
ボポンプ機構と、この回転体２と固定円筒にて構成され
るねじ溝ポンプ機構からなるターボ分子ポンプにおい
て、この固定円筒部を２重の円筒部材１ＤＮと１ＤＳで
構成するとともに、内側の円筒部材１ＤＮの肉厚をねじ
溝１Ｎの深さに対応して一様にしたものである。したが
って、回転体２が破壊したときの衝撃力を受けても円筒
部材１ＤＮは局所的な変形を生じることはない。
きるターボ分子ポンプを提供する。 【解決手段】 ターボ機構によって分子を排気するター
ボポンプ機構と、この回転体２と固定円筒にて構成され
るねじ溝ポンプ機構からなるターボ分子ポンプにおい
て、この固定円筒部を２重の円筒部材１ＤＮと１ＤＳで
構成するとともに、内側の円筒部材１ＤＮの肉厚をねじ
溝１Ｎの深さに対応して一様にしたものである。したが
って、回転体２が破壊したときの衝撃力を受けても円筒
部材１ＤＮは局所的な変形を生じることはない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータにて回転軸
と一体の回転体に付設され回転駆動される回転翼と、こ
の回転翼に対向してケーシングに固定設置された固定翼
との組み合わせからなるターボ機構を複数段備え、この
ターボ機構の作動によって前記ケーシングの吸気口側よ
り排気口側へ排気を行うターボ分子ポンプに関する。
と一体の回転体に付設され回転駆動される回転翼と、こ
の回転翼に対向してケーシングに固定設置された固定翼
との組み合わせからなるターボ機構を複数段備え、この
ターボ機構の作動によって前記ケーシングの吸気口側よ
り排気口側へ排気を行うターボ分子ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】ターボ分子ポンプは、回転翼と固定翼と
の組み合わせからなるターボ機構の作動により排気を行
うもので、その構成は図３に示すとおりである。このタ
ーボ分子ポンプは、たとえばアルミニウム合金製の固定
部１Ｆとケーシング１を主体として構成される固定側
と、この固定部１Ｆの中央上方の保持枠１Ｍに軸受ＳＢ
を介して回転自在に支持され、モータＭにて回転駆動さ
れる回転軸５とこの回転軸５に一体的に結合された回転
体２を主体として構成される回転側よりなっている。そ
して、この回転体２の外周には回転翼２Ｂが突出した形
で付設されている。他方、ケーシング１の内周には、積
層形にリング状のスペーサ１Ｓが設置され、この各スペ
ーサ１Ｓ間に基端が保持され、かつ内方に突設された固
定翼１Ｂが設けられている。この回転翼２Ｂと固定翼１
Ｂとの組み合わせにより、ターボ機構Ｔが構成される。
そして、このターボ機構Ｔの作動、すなわち回転翼２Ｂ
側の高速回転によって、吸気口３から吸入したガス分子
をこのターボ機構Ｔによって叩き飛ばし、排気口４に向
かって圧縮排気するのである。
の組み合わせからなるターボ機構の作動により排気を行
うもので、その構成は図３に示すとおりである。このタ
ーボ分子ポンプは、たとえばアルミニウム合金製の固定
部１Ｆとケーシング１を主体として構成される固定側
と、この固定部１Ｆの中央上方の保持枠１Ｍに軸受ＳＢ
を介して回転自在に支持され、モータＭにて回転駆動さ
れる回転軸５とこの回転軸５に一体的に結合された回転
体２を主体として構成される回転側よりなっている。そ
して、この回転体２の外周には回転翼２Ｂが突出した形
で付設されている。他方、ケーシング１の内周には、積
層形にリング状のスペーサ１Ｓが設置され、この各スペ
ーサ１Ｓ間に基端が保持され、かつ内方に突設された固
定翼１Ｂが設けられている。この回転翼２Ｂと固定翼１
Ｂとの組み合わせにより、ターボ機構Ｔが構成される。
そして、このターボ機構Ｔの作動、すなわち回転翼２Ｂ
側の高速回転によって、吸気口３から吸入したガス分子
をこのターボ機構Ｔによって叩き飛ばし、排気口４に向
かって圧縮排気するのである。
【０００３】さらに、この回転体２の排気口４側の端部
には、回転円筒部２Ｄが延設されていて、この回転円筒
部２Ｄがケーシング１に固設された固定円筒部１Ｄの内
周面に近接対応している。さらに、この固定円筒部１Ｄ
には、２点鎖線で示すように、内周面にねじ溝１Ｎが刻
設されている。そして、このねじ溝１Ｎと回転円筒部２
Ｄとの協働により、粘性流による排気機能が行われるモ
レキュラードラッグポンプすなわちねじ溝ポンプが構成
されている。このように、ターボ機構によるポンプとモ
レキュラードラッグポンプとを結合させたターボ分子ポ
ンプをハイブリッド形ターボ分子ポンプと称している。
Ｂは排気口４を排気管（図示していない）に接続するた
めのベントである。
には、回転円筒部２Ｄが延設されていて、この回転円筒
部２Ｄがケーシング１に固設された固定円筒部１Ｄの内
周面に近接対応している。さらに、この固定円筒部１Ｄ
には、２点鎖線で示すように、内周面にねじ溝１Ｎが刻
設されている。そして、このねじ溝１Ｎと回転円筒部２
Ｄとの協働により、粘性流による排気機能が行われるモ
レキュラードラッグポンプすなわちねじ溝ポンプが構成
されている。このように、ターボ機構によるポンプとモ
レキュラードラッグポンプとを結合させたターボ分子ポ
ンプをハイブリッド形ターボ分子ポンプと称している。
Ｂは排気口４を排気管（図示していない）に接続するた
めのベントである。
【０００４】なお、回転体２も高速回転に耐えるため
に、アルミニウム合金などの金属材料で製作されてい
る。また、図示例の場合、回転体２と一体の回転軸５
は、上下一対配設されたラジアル用およびスラスト用の
軸受ＳＢによって、保持枠１Ｍに対して支持される。
に、アルミニウム合金などの金属材料で製作されてい
る。また、図示例の場合、回転体２と一体の回転軸５
は、上下一対配設されたラジアル用およびスラスト用の
軸受ＳＢによって、保持枠１Ｍに対して支持される。
【０００５】ところで、モータＭは回転軸５と保持枠１
Ｍとの間で構成された高周波形のモータで、具体的には
図３に示すように、回転軸５には回転子巻線が付設さ
れ、他方保持枠１Ｍの側の内周面には電機子巻線が設置
され、この両者の組み合わせによって構成されている。
この高周波形のモータＭによって、回転体２は毎分２０
０００〜１０００００回転で回転駆動される。
Ｍとの間で構成された高周波形のモータで、具体的には
図３に示すように、回転軸５には回転子巻線が付設さ
れ、他方保持枠１Ｍの側の内周面には電機子巻線が設置
され、この両者の組み合わせによって構成されている。
この高周波形のモータＭによって、回転体２は毎分２０
０００〜１０００００回転で回転駆動される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなターボ分子
ポンプにおいては、回転体２を構成する材料に欠陥があ
ったり、あるいは腐蝕性ガスの排気等で回転体２の材料
が徐々に腐蝕を受け使用を重ねるうちに強度が低下して
高速回転による遠心力にて回転体２が破壊する場合があ
る。高速回転する回転体２が遠心破壊を起したときは、
回転体２は分裂し半径方向に飛散し、固定円筒部１Ｄな
どの固定側に衝突し衝撃力となる。このとき固定円筒部
１Ｄが薄く強度が不足していると大きく変形し、ケーシ
ング１に衝突してしまう。結果としてポンプ外部に衝撃
を与えることになる。一方、固定円筒部１Ｄが厚くて回
転体２が破壊しても変形しない場合には、衝撃が吸収さ
れずポンプ外部に衝撃力を直接的に伝達してしまうこと
になる。この衝撃力は複合ポンプから外部の装置へと伝
達される。この外部への伝達は各種装置、機器の損傷を
招き耐久性を低下させることになる。本発明はこのよう
な課題を解決するターボ分子ポンプを提供せんとするも
のである。
ポンプにおいては、回転体２を構成する材料に欠陥があ
ったり、あるいは腐蝕性ガスの排気等で回転体２の材料
が徐々に腐蝕を受け使用を重ねるうちに強度が低下して
高速回転による遠心力にて回転体２が破壊する場合があ
る。高速回転する回転体２が遠心破壊を起したときは、
回転体２は分裂し半径方向に飛散し、固定円筒部１Ｄな
どの固定側に衝突し衝撃力となる。このとき固定円筒部
１Ｄが薄く強度が不足していると大きく変形し、ケーシ
ング１に衝突してしまう。結果としてポンプ外部に衝撃
を与えることになる。一方、固定円筒部１Ｄが厚くて回
転体２が破壊しても変形しない場合には、衝撃が吸収さ
れずポンプ外部に衝撃力を直接的に伝達してしまうこと
になる。この衝撃力は複合ポンプから外部の装置へと伝
達される。この外部への伝達は各種装置、機器の損傷を
招き耐久性を低下させることになる。本発明はこのよう
な課題を解決するターボ分子ポンプを提供せんとするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明が提供するターボ
分子ポンプは、上記課題を解決するために、複数段のタ
ーボ機構を有するターボ分子ポンプにおいて、回転体を
包囲する固定側の固定円筒部を２重の円筒部材からなる
分割体として構成するとともに、内側の円筒部材の肉厚
を前記ねじ溝ポンプのねじの深さに対応して一様な厚さ
としたものである。さらに本発明は２重の円筒部材にお
ける内側部材の肉厚を固定円筒部が２重の円筒部材で構
成するとともに、内側の円筒部材の肉厚を、前記回転体
が破壊したときに生起する衝撃力にて内側の円筒部材の
内側表面全体が受ける内圧がトレス力の降伏条件式にて
導出される内側の円筒部材の降伏する内圧より小さくな
るよう設定するものである。したがって、固定円筒部が
受ける衝撃が緩わらげられる。
分子ポンプは、上記課題を解決するために、複数段のタ
ーボ機構を有するターボ分子ポンプにおいて、回転体を
包囲する固定側の固定円筒部を２重の円筒部材からなる
分割体として構成するとともに、内側の円筒部材の肉厚
を前記ねじ溝ポンプのねじの深さに対応して一様な厚さ
としたものである。さらに本発明は２重の円筒部材にお
ける内側部材の肉厚を固定円筒部が２重の円筒部材で構
成するとともに、内側の円筒部材の肉厚を、前記回転体
が破壊したときに生起する衝撃力にて内側の円筒部材の
内側表面全体が受ける内圧がトレス力の降伏条件式にて
導出される内側の円筒部材の降伏する内圧より小さくな
るよう設定するものである。したがって、固定円筒部が
受ける衝撃が緩わらげられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施例
にしたがって説明する。本発明が第１に提供するターボ
分子ポンプの構成は図１に示される。図１は本発明のタ
ーボ分子ポンプにおける要部を拡大して示す断面図で、
図３と同一の符号で示される構成、部品は図３と同様で
あり、詳細な説明は省略する。本発明は、固定円筒部を
内側の円筒部材１ＤＮと外側の円筒部材１ＤＳによる２
重の部材で構成し、これらを有機的に組み合わせた点に
特徴を有する。すなわち、内側の円筒部材１ＤＮには上
端部（吸気口側端部）に、フランジ部１ＤＦが形成され
ていて、このフランジ部１ＤＦが外側の円筒部材１ＤＳ
の上端部に形成された環状の凹部１ＤＫに嵌合され、両
者が互いに固着されている。この嵌合固着によって内側
の円筒部材１ＤＮは外側の円筒部材１ＤＳに対して位置
決めされ固定保持される。
にしたがって説明する。本発明が第１に提供するターボ
分子ポンプの構成は図１に示される。図１は本発明のタ
ーボ分子ポンプにおける要部を拡大して示す断面図で、
図３と同一の符号で示される構成、部品は図３と同様で
あり、詳細な説明は省略する。本発明は、固定円筒部を
内側の円筒部材１ＤＮと外側の円筒部材１ＤＳによる２
重の部材で構成し、これらを有機的に組み合わせた点に
特徴を有する。すなわち、内側の円筒部材１ＤＮには上
端部（吸気口側端部）に、フランジ部１ＤＦが形成され
ていて、このフランジ部１ＤＦが外側の円筒部材１ＤＳ
の上端部に形成された環状の凹部１ＤＫに嵌合され、両
者が互いに固着されている。この嵌合固着によって内側
の円筒部材１ＤＮは外側の円筒部材１ＤＳに対して位置
決めされ固定保持される。
【０００９】この内側の円筒部材１ＤＮと外側の円筒部
材１ＤＳは、このフランジ部１ＤＦの環状の凹部１ＤＫ
への嵌合により簡略にてかつ正確に嵌合される。しかも
この保持の仕方はいわゆる一端側で保持する片持式であ
って、保持が簡略であるとともに他方端が自由端とな
り、回転体２の破壊時における衝撃力を吸収するに有益
である。さらにこのフランジ部１ＤＦはその降伏する力
を充分小さく設定されている。具体的には、このフラン
ジ部１ＤＦは充分に肉厚が薄く形成されている。したが
って、内側の円筒部材１ＤＮの膨張を許容するようにな
っている。
材１ＤＳは、このフランジ部１ＤＦの環状の凹部１ＤＫ
への嵌合により簡略にてかつ正確に嵌合される。しかも
この保持の仕方はいわゆる一端側で保持する片持式であ
って、保持が簡略であるとともに他方端が自由端とな
り、回転体２の破壊時における衝撃力を吸収するに有益
である。さらにこのフランジ部１ＤＦはその降伏する力
を充分小さく設定されている。具体的には、このフラン
ジ部１ＤＦは充分に肉厚が薄く形成されている。したが
って、内側の円筒部材１ＤＮの膨張を許容するようにな
っている。
【００１０】本発明が第２に提供するターボ分子ポンプ
は、２重に分割された内側の円筒部材１ＤＮと外側の円
筒部材１ＤＳのうち、内側の円筒部材１ＤＮの肉厚をね
じ溝１Ｎの深さに対応して一様の厚さにした点を特徴と
している。すなわち、具体的にはねじ溝１Ｎの溝底の傾
斜面と並行な斜面を有する形状になるような形とする。
図１に示す実施例においては、円筒部材１ＤＮの外周を
長手方向に３段階に分け、各段階においては同径として
下方になるに従ってねじ溝１Ｎに対応し小径にして、全
体的にはねじ溝１Ｎの深さに対応する一様な厚さとなっ
ている。
は、２重に分割された内側の円筒部材１ＤＮと外側の円
筒部材１ＤＳのうち、内側の円筒部材１ＤＮの肉厚をね
じ溝１Ｎの深さに対応して一様の厚さにした点を特徴と
している。すなわち、具体的にはねじ溝１Ｎの溝底の傾
斜面と並行な斜面を有する形状になるような形とする。
図１に示す実施例においては、円筒部材１ＤＮの外周を
長手方向に３段階に分け、各段階においては同径として
下方になるに従ってねじ溝１Ｎに対応し小径にして、全
体的にはねじ溝１Ｎの深さに対応する一様な厚さとなっ
ている。
【００１１】このような形状は円筒部材１ＤＮの加工を
容易にするためであるが、最も基本的にはテーパ状の円
筒部材とするのが望ましい。ただ、この形状では加工が
図示例に比して困難で熟練を要する。図示例以外の変形
例としては、階段を３段以上の多段、たとえば４段、あ
るいは６段などにして各段同径とする形とすることもで
きる。このような形状にすることによって、内側の円筒
部材１ＤＮは回転体２の破壊の衝撃力によって変形する
ものの、一様な厚さのため局所的な変形を防止できる。
容易にするためであるが、最も基本的にはテーパ状の円
筒部材とするのが望ましい。ただ、この形状では加工が
図示例に比して困難で熟練を要する。図示例以外の変形
例としては、階段を３段以上の多段、たとえば４段、あ
るいは６段などにして各段同径とする形とすることもで
きる。このような形状にすることによって、内側の円筒
部材１ＤＮは回転体２の破壊の衝撃力によって変形する
ものの、一様な厚さのため局所的な変形を防止できる。
【００１２】さらに本発明は、上記内側の円筒部材１Ｄ
Ｎを一様な厚さとすることに加えて、この円筒部材１Ｄ
Ｎの肉厚を降伏条件式から導出される厚さとした点に特
徴を有するものである。すなわち、回転体２が破壊した
ときに生起する衝撃力にて、円筒部材１ＤＮの内側表面
全体が受ける内圧を実内圧とするとき、この実内圧をト
レス力の降伏条件式にて導出される円筒部材１ＤＮの降
伏する内圧（理論内圧）より小さくなるように円筒部材
１ＤＮの肉厚を設定することである。ここで衝撃力につ
いて図２に示される原理図に従い明らかにするとつぎの
とおりである。
Ｎを一様な厚さとすることに加えて、この円筒部材１Ｄ
Ｎの肉厚を降伏条件式から導出される厚さとした点に特
徴を有するものである。すなわち、回転体２が破壊した
ときに生起する衝撃力にて、円筒部材１ＤＮの内側表面
全体が受ける内圧を実内圧とするとき、この実内圧をト
レス力の降伏条件式にて導出される円筒部材１ＤＮの降
伏する内圧（理論内圧）より小さくなるように円筒部材
１ＤＮの肉厚を設定することである。ここで衝撃力につ
いて図２に示される原理図に従い明らかにするとつぎの
とおりである。
【００１３】図２において、各符号はつぎの内容であ
る。 Ｍ＝回転体２が破壊したときの破片の質量 Ｒ＝回転体２の破片が破壊前に回転したときの半径 ＲＧ＝内側の円筒部材１ＤＮの内径 ＲＩ＝回転体２の内径 Ｒ０＝回転体２の外径 θ＝角度 ω＝回転体２の回転における角速度 ＲＨ＝回転体２の軸方向長さ 今、破壊が生起し、回転体２の破片が円筒部材１ＤＮに
衝突したとすると、その衝突時間、厳密には衝突開始か
ら衝突終了までの時間をｔとすると、回転体２が内側の
円筒部材１ＤＮに与える衝撃力はつぎの式にて求められ
る。
る。 Ｍ＝回転体２が破壊したときの破片の質量 Ｒ＝回転体２の破片が破壊前に回転したときの半径 ＲＧ＝内側の円筒部材１ＤＮの内径 ＲＩ＝回転体２の内径 Ｒ０＝回転体２の外径 θ＝角度 ω＝回転体２の回転における角速度 ＲＨ＝回転体２の軸方向長さ 今、破壊が生起し、回転体２の破片が円筒部材１ＤＮに
衝突したとすると、その衝突時間、厳密には衝突開始か
ら衝突終了までの時間をｔとすると、回転体２が内側の
円筒部材１ＤＮに与える衝撃力はつぎの式にて求められ
る。
【００１４】すなわち上式（１）に示すように、回転体
２の破片が円筒部材１ＤＮに与える力Ｆ０は運動量保存
の法則より（１）式で示される形となる。したがって、
円筒部材１ＤＮにおける角度θの半径方向の力ＦＲ０は
（２）式で求められる。この（２）式に（１）式を代入
すると（３）式が求められる。この（３）式は回転体２
の破片１個のみについてであり、これを回転体２全体に
おいて衝突が起こるとすると、上記（３）式を半径Ｒの
円周長さ２πＲ分だけ拡張すると（４）式のとおりとな
る。つぎにこの（４）式を半径Ｒ方向にＲＩからＲ０ま
で加算すると（５）式が得られる。このときθは半径Ｒ
の関数となるので（６）式が得られる。
２の破片が円筒部材１ＤＮに与える力Ｆ０は運動量保存
の法則より（１）式で示される形となる。したがって、
円筒部材１ＤＮにおける角度θの半径方向の力ＦＲ０は
（２）式で求められる。この（２）式に（１）式を代入
すると（３）式が求められる。この（３）式は回転体２
の破片１個のみについてであり、これを回転体２全体に
おいて衝突が起こるとすると、上記（３）式を半径Ｒの
円周長さ２πＲ分だけ拡張すると（４）式のとおりとな
る。つぎにこの（４）式を半径Ｒ方向にＲＩからＲ０ま
で加算すると（５）式が得られる。このときθは半径Ｒ
の関数となるので（６）式が得られる。
【００１５】つぎに（５）式に上記（４）式、（６）式
を代入すると（７）式が得られる。そして更にこの
（７）式を回転体２の軸方向の長さＲＨ分だけ拡張する
と最終的には（８）式が得られる。この（８）式におけ
るＦＲ３がすなわち回転体２が内側の円筒部材１ＤＮに
与える衝撃力なのである。この衝撃力は下記の式で示す
形の式として表現できる。この式におけるＦがすなわち
全体の衝撃力である。 この式からも明らかなように、この衝撃力Ｆは回転体２
の半径Ｒが大きくなるほど大きく、円筒部材１ＤＮの内
径ＲＧが大きくなるほど小さくなる。
を代入すると（７）式が得られる。そして更にこの
（７）式を回転体２の軸方向の長さＲＨ分だけ拡張する
と最終的には（８）式が得られる。この（８）式におけ
るＦＲ３がすなわち回転体２が内側の円筒部材１ＤＮに
与える衝撃力なのである。この衝撃力は下記の式で示す
形の式として表現できる。この式におけるＦがすなわち
全体の衝撃力である。 この式からも明らかなように、この衝撃力Ｆは回転体２
の半径Ｒが大きくなるほど大きく、円筒部材１ＤＮの内
径ＲＧが大きくなるほど小さくなる。
【００１６】さて、このような衝撃力Ｆが作用すること
から、この円筒部材１ＤＮの厚さを所定の大きさに設定
しなければならない。すなわち、この衝撃力Ｆが円筒部
材１ＤＮの内周面全域に作用するわけであるから、この
作用による圧力は衝撃力Ｆを円周面面積で除算した圧力
（実圧力）となる。この実圧力により大きな内圧力に耐
えうる円筒部材１ＤＮであれば、回転体２の破壊によっ
ても破壊するおそれはないということになる。
から、この円筒部材１ＤＮの厚さを所定の大きさに設定
しなければならない。すなわち、この衝撃力Ｆが円筒部
材１ＤＮの内周面全域に作用するわけであるから、この
作用による圧力は衝撃力Ｆを円周面面積で除算した圧力
（実圧力）となる。この実圧力により大きな内圧力に耐
えうる円筒部材１ＤＮであれば、回転体２の破壊によっ
ても破壊するおそれはないということになる。
【００１７】ところで、円筒部材１ＤＮが降伏する内圧
力は理論上「トレス力の降伏条件」式にて求めることが
できる。この「トレス力の降伏条件」はつぎの式に示す
とおりである。 すなわち、上式において ＰＥ＝円筒部材１ＤＮの降伏する内圧 δｓ＝円筒部材１ＤＮの降伏応力 ＲＮＡ＝円筒部材１ＤＮの内径 ＲＯＴ＝円筒部材１ＤＮの外径 を示している。Ｋは円筒部材１ＤＮの内外径比をあらわ
している。ここでδｓは円筒部材１ＤＮの材質によって
定まる値であり、したがって円筒部材１ＤＮの内径ＲＮ
Ａ、外径ＲＯＴを設定する場合、その設定による結果の
内圧ＰＥが上記した実圧力Ｆより大きくなるように内径
ＲＮＡ、外径ＲＯＴを設定すればよいということにな
る。
力は理論上「トレス力の降伏条件」式にて求めることが
できる。この「トレス力の降伏条件」はつぎの式に示す
とおりである。 すなわち、上式において ＰＥ＝円筒部材１ＤＮの降伏する内圧 δｓ＝円筒部材１ＤＮの降伏応力 ＲＮＡ＝円筒部材１ＤＮの内径 ＲＯＴ＝円筒部材１ＤＮの外径 を示している。Ｋは円筒部材１ＤＮの内外径比をあらわ
している。ここでδｓは円筒部材１ＤＮの材質によって
定まる値であり、したがって円筒部材１ＤＮの内径ＲＮ
Ａ、外径ＲＯＴを設定する場合、その設定による結果の
内圧ＰＥが上記した実圧力Ｆより大きくなるように内径
ＲＮＡ、外径ＲＯＴを設定すればよいということにな
る。
【００１８】本発明はこのような形で理論上求められる
肉厚を有する内側の円筒部材１ＤＮを有することを特徴
としている。したがって、回転体２の破壊による衝撃力
や塑性変形する肉厚を計算によって求めることができ、
また吸収したい衝撃力をも求めることができる。このこ
とからポンプ外部の機器、装置への衝撃を適性に減少さ
せることが可能となる。
肉厚を有する内側の円筒部材１ＤＮを有することを特徴
としている。したがって、回転体２の破壊による衝撃力
や塑性変形する肉厚を計算によって求めることができ、
また吸収したい衝撃力をも求めることができる。このこ
とからポンプ外部の機器、装置への衝撃を適性に減少さ
せることが可能となる。
【００１９】本発明が提供するターボ分子ポンプは以上
詳述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定さ
れるものではなく、種々の変形実施例を包含するもので
ある。まず、内側の円筒部材１ＤＮを外側の円筒部材１
ＤＳに対して固定保持する方法であるが、円筒部材１Ｄ
Ｎの下方端、すなわち排気口側の端部を外側の円筒部材
１ＤＳに対して片持ち形で保持させることも可能であ
る。図示例では回転円筒部２Ｄが回転軸の上端より傘の
ように吊設された構成のターボ分子ポンプが示されてい
るが、この回転円筒部を上方向けに架設する形とするこ
ともできる。この場合、回転円筒部としての２重の円筒
部材はターボ分子ポンプの上方に設置することになる。
さらには上下両方向に架設し断面がＨ形となる回転体と
することもできる。回転体２を磁気軸受にて支持するタ
ーボ分子ポンプにも本発明は適用可能である。本発明
は、これらすべての変形実施例を包含する
詳述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定さ
れるものではなく、種々の変形実施例を包含するもので
ある。まず、内側の円筒部材１ＤＮを外側の円筒部材１
ＤＳに対して固定保持する方法であるが、円筒部材１Ｄ
Ｎの下方端、すなわち排気口側の端部を外側の円筒部材
１ＤＳに対して片持ち形で保持させることも可能であ
る。図示例では回転円筒部２Ｄが回転軸の上端より傘の
ように吊設された構成のターボ分子ポンプが示されてい
るが、この回転円筒部を上方向けに架設する形とするこ
ともできる。この場合、回転円筒部としての２重の円筒
部材はターボ分子ポンプの上方に設置することになる。
さらには上下両方向に架設し断面がＨ形となる回転体と
することもできる。回転体２を磁気軸受にて支持するタ
ーボ分子ポンプにも本発明は適用可能である。本発明
は、これらすべての変形実施例を包含する
【００２０】
【発明の効果】本発明が提供するターボ分子ポンプは以
上詳述したとおりであるから、ポンプ全体を大形化する
ことなく、そして回転体が破壊した場合、その衝撃力を
減少することができる。したがって、ポンプ破壊時にお
ける衝撃に対して大形の対策をとる必要もなく、小型化
にしてかつ経済的なポンプを提供できる。
上詳述したとおりであるから、ポンプ全体を大形化する
ことなく、そして回転体が破壊した場合、その衝撃力を
減少することができる。したがって、ポンプ破壊時にお
ける衝撃に対して大形の対策をとる必要もなく、小型化
にしてかつ経済的なポンプを提供できる。
【図１】本発明によるターボ分子ポンプの構成の要部を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図２】本発明によるターボ分子ポンプにおける原理を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】従来におけるターボ分子ポンプの構成を示す図
である。
である。
１…ケーシング １Ｂ…固定翼 １Ｄ…固定円筒部 １ＤＮ…内側の円筒部材 １ＤＳ…外側の円筒部材 １ＤＦ…フランジ部 １ＤＫ…環状の凹部 １Ｓ…スペーサ ２…回転体 ２Ｂ…回転翼 ２Ｄ…回転円筒部 ３…吸気口 ４…排気口 ５…回転軸 Ｔ…ターボ機構
Claims (4)
- 【請求項１】 ケーシングの内周に設置された固定翼と
回転翼との組み合わせからなるターボ機構を複数段有す
るとともに、前記回転翼が付設された回転体と一体の回
転軸が前記ケーシングと一体の固定部に対し軸受を介し
て回転自在に支持され、前記回転軸がモータによって回
転駆動されることにより、ケーシングの吸気口からの分
子を排気口に排気するポンプであって、前記ターボ機構
の吸気口側または排気口側に固定円筒部を配設し、この
固定円筒部の内周面と前記回転体の外周面との間にねじ
溝ポンプ機構を併設したターボ分子ポンプにおいて、前
記固定円筒部を２重の円筒部材からなる分割体として構
成するとともに、内側の円筒部材の肉厚を前記ねじ溝ポ
ンプのねじの深さに対応して一様な厚さとしたことを特
徴とするターボ分子ポンプ。 - 【請求項２】 ケーシングの内周に設置された固定翼と
回転翼との組み合わせからなるターボ機構を複数段有す
るとともに、前記回転翼が付設された回転体と一体の回
転軸が前記ケーシングと一体の固定部に対し軸受を介し
て回転自在に支持され、前記回転軸がモータによって回
転駆動されることにより、ケーシングの吸気口からの分
子を排気口に排気するポンプであって、前記ターボ機構
の吸気口側または排気口側に固定円筒部を配設し、この
固定円筒部の内周面と前記回転体の外周面との間にねじ
溝ポンプ機構を併設したターボ分子ポンプにおいて、前
記固定円筒部を２重の円筒部材からなる分割体として構
成するとともに、内側の円筒部材を前記ケーシングに対
して円筒部材の吸気口側端部または排気口側端部のみに
て固定保持させるようにしたことを特徴とする請求項１
記載のターボ分子ポンプ。 - 【請求項３】 ケーシングの内周に設置された固定翼と
回転翼との組み合わせからなるターボ機構を複数段有す
るとともに、前記回転翼が付設された回転体と一体の回
転軸が前記ケーシングと一体の固定部に対し軸受を介し
て回転自在に支持され、前記回転軸がモータによって回
転駆動されることにより、ケーシングの吸気口からの分
子を排気口に排気するポンプであって、前記ターボ機構
の吸気口側または排気口側に固定円筒部を配設し、この
固定円筒部の内周面と前記回転体の外周面との間にねじ
溝ポンプ機構を併設したターボ分子ポンプにおいて、前
記固定円筒部を２重の円筒部材からなる分割体として構
成するとともに、内側の円筒部材の吸気口側端又は排気
口側端に薄肉のフランジ部を形成し、このフランジ部を
介して前記それぞれの円筒部材を互いに結合したことを
特徴とする請求項１記載のターボ分子ポンプ。 - 【請求項４】 ケーシングの内周に設置された固定翼と
回転翼との組み合わせからなるターボ機構を複数段有す
るとともに、前記回転翼が付設された回転体と一体の回
転軸が前記ケーシングと一体の固定部に対し軸受を介し
て回転自在に支持され、前記回転軸がモータによって回
転駆動されることにより、ケーシングの吸気口からの分
子を排気口に排気するポンプであって、前記ターボ機構
の吸気口側または排気口側に固定円筒部を配設し、この
固定円筒部の内周面と前記回転体の外周面との間にねじ
溝ポンプ機構を併設したターボ分子ポンプにおいて、前
記固定円筒部を２重の円筒部材で構成するとともに、内
側の円筒部材の肉厚を、前記回転体が破壊したときに生
起する衝撃力にて内側の円筒部材の内側表面全体が受け
る内圧がトレス力の降伏条件式にて導出される内側の円
筒部材の降伏する内圧より小さくなるよう設定されてい
ることを特徴とするターボ分子ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001152365A JP4660967B2 (ja) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | ターボ分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001152365A JP4660967B2 (ja) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | ターボ分子ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002349472A true JP2002349472A (ja) | 2002-12-04 |
| JP4660967B2 JP4660967B2 (ja) | 2011-03-30 |
Family
ID=18997054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001152365A Expired - Fee Related JP4660967B2 (ja) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | ターボ分子ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4660967B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015040898A1 (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプの固定部品 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10252684A (ja) * | 1997-03-05 | 1998-09-22 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk | 分子ポンプ |
| JPH11280689A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-10-15 | Ebara Corp | ターボ分子ポンプ |
| JP2000220596A (ja) * | 1999-02-03 | 2000-08-08 | Osaka Vacuum Ltd | 分子ポンプ |
| JP2001082379A (ja) * | 1999-02-19 | 2001-03-27 | Ebara Corp | ターボ分子ポンプ |
-
2001
- 2001-05-22 JP JP2001152365A patent/JP4660967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10252684A (ja) * | 1997-03-05 | 1998-09-22 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk | 分子ポンプ |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 社団法人日本機械学会: "機械工学便覧 基礎編", 機械工学便覧, JPN7010002852, 15 April 1996 (1996-04-15), JP, pages 4 - 70, ISSN: 0001724141 * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015040898A1 (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-26 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプの固定部品 |
| JP2015059426A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプの固定部品 |
| KR20160055119A (ko) * | 2013-09-17 | 2016-05-17 | 에드워즈 가부시키가이샤 | 진공 펌프의 고정 부품 |
| US10260515B2 (en) | 2013-09-17 | 2019-04-16 | Edwards Japan Limited | Stator component of vacuum pump |
| US10508657B2 (en) | 2013-09-17 | 2019-12-17 | Edwards Japan Limited | Stator component of vacuum pump |
| KR102167209B1 (ko) * | 2013-09-17 | 2020-10-19 | 에드워즈 가부시키가이샤 | 진공 펌프의 고정 부품 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4660967B2 (ja) | 2011-03-30 |
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