JP2008280977A - Turbo molecular pump - Google Patents

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Kota Oishi
耕太 大石
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbo molecular pump capable of reducing a backflow of gas molecules and improving a discharge function. <P>SOLUTION: A plurality of stages of stationary blades 11 are arranged to surround an outer peripheral face of a rotor 20 having a plurality of stages of rotary blades 21 formed thereon. Each of the stationary blades 11 is held at a predetermined interval by a spacer 13 and is alternately disposed with respect to the rotary blades 21 in the direction of a rotational axis. By providing a means having a labyrinth effect between an outer peripheral side end face of the rotary blades 21 and an inner peripheral face of the spacer 13 opposing thereto, the backflow of the gas molecules is reduced, and the discharge function is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ターボ分子ポンプに関する。   The present invention relates to a turbo molecular pump.

ターボ分子ポンプは、固定翼に対して回転翼を高速回転させて真空排気を行うものである(例えば、特許文献1参照)。回転体は磁気軸受によって非接触支持されているため、回転体とその周辺部品との間にはギャップを設ける必要がある。そのため、固定翼先端とそれに対向するロータ側面との間、および、回転翼先端とそれに対向するスペーサ側面との間にもギャップが形成されている。回転側と静止側との接触が確実に防止されるように、このギャップは回転体の遠心力膨張、熱膨張、部品公差などを考慮して設定される。   The turbo-molecular pump performs evacuation by rotating a rotating blade at a high speed with respect to a fixed blade (see, for example, Patent Document 1). Since the rotating body is supported in a non-contact manner by a magnetic bearing, it is necessary to provide a gap between the rotating body and its peripheral components. Therefore, gaps are also formed between the fixed blade tip and the rotor side surface facing it, and between the rotor blade tip and the spacer side surface facing it. This gap is set in consideration of centrifugal force expansion, thermal expansion, component tolerance, and the like of the rotating body so as to reliably prevent contact between the rotating side and the stationary side.

特開2005−105846号公報JP 2005-105846 A

しかしながら、そのギャップから気体分子が排気方向とは逆方向に逆流するため、その分だけ排気性能が低下してしまうという問題があった。   However, since gas molecules flow backward in the direction opposite to the exhaust direction from the gap, there is a problem that the exhaust performance is reduced by that amount.

請求項1の発明によるターボ分子ポンプは、ロータの外周面に形成された複数段の回転翼と、ロータ外周面を囲むように配置され、複数段の回転翼に対して回転軸方向に交互に配設された複数段の固定翼と、複数段の固定翼の各々の軸方向間隔を所定間隔に保つスペーサリングと、回転翼の外周側端面とその外周側端面と対向するスペーサリングの内周面との間にラビリンス効果を有する手段を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明によるターボ分子ポンプは、ロータの外周面に形成された複数段の回転翼と、ロータ外周面を囲むように配置され、前記複数段の回転翼に対して回転軸方向に交互に配設された複数段の固定翼と、複数段の固定翼の各々の軸方向間隔を所定間隔に保つスペーサリングと、固定翼の内周側端面とその内周側端面と対向するロータ外周面との間にラビリンス効果を有する手段を備えたことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のターボ分子ポンプにおいて、ラビリンス効果を有する手段は、固定翼の内周側端面およびその内周側端面と対向するロータ外周面のいずれか一方に形成された凹部と他方に形成された凸部とで構成され、ロータの回転時には、少なくとも凹部内に凸部の一部が入り込んでいることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項2に記載のターボ分子ポンプにおいて、ラビリンス効果を有する手段は、固定翼の内周側端面または該内周側端面に対向するロータ外周面に形成されたネジ溝を備えることを特徴とする。
The turbo molecular pump according to the first aspect of the present invention is arranged so as to surround the rotor outer peripheral surface and the plurality of stages of rotor blades formed on the outer peripheral surface of the rotor, and alternately in the rotation axis direction with respect to the plurality of rotor blades. A plurality of stages of fixed blades, a spacer ring that maintains a predetermined axial interval between the plurality of stages of fixed blades, an outer peripheral end face of the rotor blade, and an inner periphery of the spacer ring that faces the outer peripheral end face A means having a labyrinth effect is provided between the surface and the surface.
A turbo molecular pump according to a second aspect of the present invention is arranged so as to surround a plurality of stages of rotor blades formed on the outer peripheral surface of the rotor and the rotor outer peripheral surface, and alternately in the rotation axis direction with respect to the plurality of rotor blades. A plurality of stages of fixed blades, a spacer ring that maintains the axial spacing of each of the plurality of stages of fixed blades at a predetermined interval, an inner peripheral end surface of the fixed blade, and an outer periphery of the rotor facing the inner peripheral end surface A means having a labyrinth effect is provided between the surface and the surface.
According to a third aspect of the present invention, in the turbo molecular pump according to the first or second aspect, the means having the labyrinth effect is any one of the inner peripheral side end surface of the fixed blade and the rotor outer peripheral surface facing the inner peripheral side end surface. And a convex portion formed on the other side, and at the time of rotation of the rotor, at least a part of the convex portion enters the concave portion.
According to a fourth aspect of the present invention, in the turbo molecular pump according to the second aspect, the means having the labyrinth effect is a thread groove formed on the inner peripheral side end surface of the fixed blade or the rotor outer peripheral surface facing the inner peripheral side end surface. It is characterized by providing.

本発明によれば、気体分子の逆流を低減することで、排気性能の向上を図ることができる。   According to the present invention, exhaust performance can be improved by reducing the backflow of gas molecules.

以下、図を参照して本発明を実施するための最良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の一実施の形態を示す図であり、ポンプ本体1の断面図である。ターボ分子ポンプは、図1に示すポンプ本体1と、ポンプ本体1に電源を供給し回転駆動を制御するコントローラ(不図示)とから成る。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an embodiment of a turbo molecular pump according to the present invention, and is a cross-sectional view of a pump body 1. The turbo molecular pump includes a pump main body 1 shown in FIG. 1 and a controller (not shown) that supplies power to the pump main body 1 to control rotational driving.

ポンプ本体1のケーシング3の内部には、互いにボルト締結されたロータ20とシャフト7とから成る回転体が設けられている。ロータ20が固定されたシャフト7は、ベース10のステータコラム10aに設けられた上下一対のラジアル磁気軸受31,32およびスラスト磁気軸受33によって非接触式に支持され、モータ6により回転駆動される。ポンプ停止時(磁気浮上停止時)や停電時には、シャフト7は保護用のタッチダウンベアリング26,27によって支持される。   Inside the casing 3 of the pump body 1, a rotating body composed of a rotor 20 and a shaft 7 that are bolted to each other is provided. The shaft 7 to which the rotor 20 is fixed is supported in a non-contact manner by a pair of upper and lower radial magnetic bearings 31 and 32 and a thrust magnetic bearing 33 provided on the stator column 10 a of the base 10, and is driven to rotate by the motor 6. When the pump is stopped (when magnetic levitation is stopped) or when a power failure occurs, the shaft 7 is supported by protective touch-down bearings 26 and 27.

ロータ20には、複数段の回転翼21および回転円筒部22が形成されている。一方、ベース10側には、ケーシング3の内周面に沿ってリング状のスペーサ13が複数積層され、そのスペーサ13によって上下に挟まれるように複数段の固定翼11が設けられている。さらに、複数段の固定翼11の下部には、内周面に螺旋溝が形成された固定円筒部12が設けられている。なお、図1に示すターボ分子ポンプでは、1〜4段目までの固定翼11と、5〜8段目の固定翼11とでは製造方法が異なっており、後述するように形状も異なっている。   The rotor 20 is formed with a plurality of stages of rotating blades 21 and a rotating cylindrical portion 22. On the other hand, on the base 10 side, a plurality of ring-shaped spacers 13 are stacked along the inner peripheral surface of the casing 3, and a plurality of stages of fixed blades 11 are provided so as to be sandwiched between the spacers 13. Furthermore, a fixed cylindrical portion 12 having a spiral groove formed on the inner peripheral surface is provided at the lower portion of the plurality of fixed wings 11. In the turbo molecular pump shown in FIG. 1, the manufacturing method is different between the first to fourth stage stationary blades 11 and the fifth to eighth stage stationary blades 11, and the shapes are also different as described later. .

本実施の形態のターボ分子ポンプでは、軸方向に交互に配置された複数段の回転翼21と複数段の固定翼11とによりタービン翼部が構成され、回転円筒部22と固定円筒部12とによりモレキュラードラッグポンプ部が構成される。回転円筒部22は固定円筒部12の内周面に近接して設けられており、固定円筒部12の内周面には螺旋溝が形成されている。モレキュラードラッグポンプ部では、固定円筒部12の螺旋溝と高速回転する回転円筒部22とにより、粘性流による排気機能が行われる。   In the turbo molecular pump of the present embodiment, a turbine blade portion is configured by a plurality of stages of rotating blades 21 and a plurality of stages of fixed blades 11 arranged alternately in the axial direction. The molecular drag pump unit is configured by the above. The rotating cylindrical portion 22 is provided close to the inner peripheral surface of the fixed cylindrical portion 12, and a spiral groove is formed on the inner peripheral surface of the fixed cylindrical portion 12. In the molecular drag pump unit, the exhaust function by the viscous flow is performed by the spiral groove of the fixed cylindrical unit 12 and the rotating cylindrical unit 22 rotating at high speed.

図1に示すタービン翼部とモレキュラードラッグポンプ部とを結合させたターボ分子ポンプは、広域型ターボ分子ポンプと称されている。吸気口14から流入したガス分子はタービン翼部によって図示下方へと叩き飛ばされ、下流側に向かって圧縮排気される。その圧縮されたガス分子は、さらにモレキュラードラッグポンプ部によってさらに圧縮され、排気ポート15から排出される。   The turbo molecular pump in which the turbine blade part and the molecular drag pump part shown in FIG. 1 are combined is called a wide area turbo molecular pump. The gas molecules flowing in from the intake port 14 are knocked down by the turbine blades and are compressed and exhausted toward the downstream side. The compressed gas molecules are further compressed by the molecular drag pump unit and discharged from the exhaust port 15.

図2は、図1に示した回転翼21および固定翼11の先端部分の詳細構造を示す図である。図2(a)は上から一段目の回転翼21および固定翼11を示したものであり、2〜4段目もそれぞれ同様の形状になっている。一方、図2(b)は上から7段目の回転翼21および固定翼11を示したものであり、5,6および8段目も同様の形状になっている。   FIG. 2 is a view showing a detailed structure of the tip portions of the rotary blade 21 and the fixed blade 11 shown in FIG. FIG. 2A shows the first-stage rotary blade 21 and the fixed blade 11 from the top, and the second to fourth stages have the same shape. On the other hand, FIG. 2B shows the seventh-stage rotary blade 21 and the fixed blade 11 from the top, and the fifth, sixth, and eighth stages have the same shape.

図2(a),(b)に示すように、ロータ20に形成された各回転翼21の先端には凹部21bが形成されている。回転翼21の先端の外周側に配置されたスペーサ13の内周面には、凹部21bと対向するように凸部13aが形成されている。一方、固定翼11の場合には、内周側の先端に凹部11bが形成されている。そして、ロータ20の凹部11bが対向する面には、凸部20aが一周にわたって形成されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, a concave portion 21 b is formed at the tip of each rotary blade 21 formed in the rotor 20. A convex portion 13a is formed on the inner peripheral surface of the spacer 13 disposed on the outer peripheral side of the tip of the rotary blade 21 so as to face the concave portion 21b. On the other hand, in the case of the fixed wing 11, a recess 11b is formed at the tip on the inner peripheral side. And the convex part 20a is formed in the surface which the recessed part 11b of the rotor 20 opposes over a round.

図3(a)は、回転翼21の先端を、図2(a)の矢印Bで示すようにスペーサ13側から見た場合の図を示したものである。回転翼21は所定の翼角度を有するブレードであって、周方向に所定間隔で複数配設されている。スペーサ13の内周面に形成された凸部13aはリング状の凸部であって、二点鎖線で示すように各回転翼21の凹部21bに対向する位置に形成されている。   FIG. 3A shows a view when the tip of the rotary blade 21 is viewed from the side of the spacer 13 as indicated by an arrow B in FIG. The rotor blades 21 are blades having a predetermined blade angle, and a plurality of rotor blades 21 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. The convex portion 13a formed on the inner peripheral surface of the spacer 13 is a ring-shaped convex portion, and is formed at a position facing the concave portion 21b of each rotary blade 21 as indicated by a two-dot chain line.

図3(b)は、1〜4段目に設けられた固定翼11の一部を示す斜視図である。固定翼11は半リング状の板状部材であって、この半リング状の固定翼11を一対用いることで、一段分のリング状の固定翼11が構成される。固定翼11の形成方法としては、一般的に、薄板材を曲げ加工して形成する方法と、厚い板材を切削加工して形成する方法とがある。   FIG. 3B is a perspective view showing a part of the fixed wing 11 provided in the first to fourth stages. The fixed wing 11 is a semi-ring shaped plate-like member, and by using a pair of the half ring-shaped fixed wings 11, the ring-shaped fixed wing 11 for one stage is configured. As a method of forming the fixed wing 11, there are generally a method of forming a thin plate material by bending and a method of forming a thick plate material by cutting.

図3(b)に示す固定翼11の場合には切削加工により形成される。すなわち、半リング状の板材に、斜め方向の貫通穴113を切削加工で複数形成することで、内周リブ部114と、外周リブ部116と、それらを連結する翼部110aとが形成される。貫通穴113と隣接する貫通穴113の間に残った部分が、翼部110aを形成している。内周リブ部114の内周面には、上述した凹部11bが周方向に半リング状に形成される。   In the case of the fixed blade 11 shown in FIG. 3B, it is formed by cutting. That is, by forming a plurality of oblique through holes 113 by cutting in a semi-ring-shaped plate material, an inner peripheral rib portion 114, an outer peripheral rib portion 116, and a wing portion 110a connecting them are formed. . A portion remaining between the through hole 113 and the adjacent through hole 113 forms a wing part 110a. On the inner peripheral surface of the inner peripheral rib portion 114, the above-described recess 11b is formed in a semi-ring shape in the circumferential direction.

図2(a)に示すように、外周リブ部116をスペーサ13により挟持することにより、固定翼11が所定位置に位置決めされる。このとき、内周リブ部114の内周面に形成された凹部11bは、ロータ外周の凸部20aに対向する。   As shown in FIG. 2A, the fixed wing 11 is positioned at a predetermined position by sandwiching the outer peripheral rib portion 116 with the spacer 13. At this time, the concave portion 11b formed on the inner peripheral surface of the inner peripheral rib portion 114 faces the convex portion 20a on the outer periphery of the rotor.

一方、5段目よりも下側に配設された固定翼11には、曲げ加工による固定翼が採用されている。図4は、曲げ加工による固定翼11を示す斜視図であり、半リング状の固定翼11を2つ用いることでリング状の固定翼11の1段分が構成される。固定翼11には内周リブ部111と外周リブ部112とが設けられており、それらの間には複数のブレード110bが形成されている。   On the other hand, a fixed wing by bending is adopted as the fixed wing 11 arranged below the fifth stage. FIG. 4 is a perspective view showing the fixed wing 11 by bending, and one half of the ring-shaped fixed wing 11 is constituted by using two semi-ring-shaped fixed wings 11. The fixed wing 11 is provided with an inner peripheral rib portion 111 and an outer peripheral rib portion 112, and a plurality of blades 110b are formed between them.

図2には図示していないが、各ブレード110bは幅の狭い支持部を介して外周リブ部112および内周リブ部111に支持されている。この支持部を捻るようにブレード110bを曲げ加工することで、ブレード110bに所定の翼角度が形成される。図2(b)に示すように、外周リブ部112をスペーサ13により挟持すると、内周リブ部111の一部がロータ20の外周に形成された凹部20b内に入り込む。なお、停止時においては、内周リブ部111が凹部20b内に入り込んでいなくても構わない。   Although not shown in FIG. 2, each blade 110 b is supported by the outer peripheral rib portion 112 and the inner peripheral rib portion 111 through a narrow support portion. A predetermined blade angle is formed on the blade 110b by bending the blade 110b so as to twist the support portion. As shown in FIG. 2B, when the outer peripheral rib portion 112 is sandwiched between the spacers 13, a part of the inner peripheral rib portion 111 enters the recess 20 b formed on the outer periphery of the rotor 20. In addition, at the time of a stop, the inner peripheral rib part 111 does not need to enter into the recessed part 20b.

なお、図2は、ロータ20が回転停止している状態に関して記載したものであり、図2(a)においては、回転翼先端と凸部13aとの間、および、固定翼先端と凸部20aとの間には隙間ができている。図2(b)の固定翼先端と凸部13aとの間にも隙間ができている。   Note that FIG. 2 describes the state in which the rotor 20 is stopped from rotating. In FIG. 2A, between the rotor blade tip and the convex portion 13a and between the fixed blade tip and the convex portion 20a. There is a gap between them. A gap is also formed between the tip of the fixed blade of FIG. 2B and the convex portion 13a.

図5の(a)は従来のターボ分子ポンプの回転翼50を示し、(b)は本実施の形態による回転翼21を示す。実際にポンプを使用している場合には、ロータ20には回転による遠心力膨張が生じる。図5では、実線は回転時の状況を示し、破線は停止時の状況を示している。   FIG. 5A shows a rotor blade 50 of a conventional turbomolecular pump, and FIG. 5B shows a rotor blade 21 according to the present embodiment. When the pump is actually used, the rotor 20 undergoes centrifugal expansion due to rotation. In FIG. 5, the solid line shows the situation at the time of rotation, and the broken line shows the situation at the time of stop.

図5(a)において、ロータ回転時には、回転翼50とスペーサ13との隙間はΔG1となり、固定翼51とロータ20との隙間はΔG4となる。回転翼50および固定翼51の寸法は、これらの隙間ΔG1,ΔG4が少なくとも磁気軸受部の隙間よりも大きくなるように設定されている。   In FIG. 5A, when the rotor rotates, the gap between the rotary blade 50 and the spacer 13 is ΔG1, and the gap between the fixed blade 51 and the rotor 20 is ΔG4. The dimensions of the rotary blade 50 and the fixed blade 51 are set so that these gaps ΔG1 and ΔG4 are at least larger than the gap of the magnetic bearing portion.

ところで、隙間が大きいと気体分子の逆流量が多くなり、排気性能の低下を招く。分子が吸気口側から排気口側に通過する確率をM12、逆に分子が排気口側から吸気口側に通過する確率をM21とすると、吸気口側圧力P1と排気口側圧力P2との間には次式(1)のような関係がある。そのため、排気性能の点では、隙間はできる限り小さくするのが好ましい。
P2/Pl=M12/M21 …(1)
By the way, if the gap is large, the back flow rate of the gas molecules increases and the exhaust performance is reduced. If the probability that a numerator will pass from the inlet side to the exhaust side is M12, and conversely, the probability that the numerator will pass from the exhaust side to the inlet side is M21, it will be between the inlet side pressure P1 and the outlet side pressure P2. Has a relationship as shown in the following equation (1). Therefore, in terms of exhaust performance, it is preferable to make the gap as small as possible.
P2 / Pl = M12 / M21 (1)

しかしながら、上述した隙間ΔG1,ΔG4は、少なくとも磁気軸受部の隙間よりも大きくなるように設定され、ゼロとすることはできない。そこで、本実施の形態では、図5(b)に示すように、回転翼21とスペーサ13との隙間、および、固定翼11とロータ20との隙間をラビリンス構造とすることで、隙間の影響を抑制して排気性能の向上を図るようにした。   However, the above-described gaps ΔG1 and ΔG4 are set to be at least larger than the gap of the magnetic bearing portion, and cannot be zero. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the gap between the rotary blade 21 and the spacer 13 and the gap between the fixed blade 11 and the rotor 20 have a labyrinth structure, thereby affecting the influence of the gap. To improve the exhaust performance.

回転翼先端の隙間ΔG1,ΔG2の部分において、吸気口側から排気口側が見通せないような構造とするには、回転時において、図2に示す寸法ΔG2,Aoutの間に次のような関係が成り立っていれば良い。
ΔG2≦Aout …(2)
In order to make the structure in which the exhaust port side cannot be seen from the intake port side in the gaps ΔG1 and ΔG2 at the tip of the rotor blade, the following relationship exists between the dimensions ΔG2 and Aout shown in FIG. It only has to be established.
ΔG2 ≦ Aout (2)

隙間ΔG1,ΔG2は磁気軸受部の隙間よりも大きく設定する必要があり、ここでは、その値をΔG(=ΔG1=ΔG2)とする。そうすると、「Aout=h1(凸部13aの高さ)」となるので、式(2)は次式(3)となる。
h1=Aout≧ΔG …(3)
The gaps ΔG1 and ΔG2 need to be set larger than the gap of the magnetic bearing portion, and here, the value is ΔG (= ΔG1 = ΔG2). Then, since “Aout = h1 (height of the convex portion 13a)”, Expression (2) becomes Expression (3) below.
h1 = Aout ≧ ΔG (3)

ここで、スペーサ13の内周の半径をRout、停止時の回転翼21の半径をrout、回転時の半径の膨張をΔrとすると、次式(4)が満足されるようにRout,routを設定すれば良い。
ΔG+Δr=Rout−rout …(4)
Here, assuming that the radius of the inner periphery of the spacer 13 is Rout, the radius of the rotating blade 21 at the time of stop is rout, and the expansion of the radius at the time of rotation is Δr, Rout and rout are set so that the following expression (4) is satisfied. Set it.
ΔG + Δr = Rout−rout (4)

一方、固定翼11の先端部分に関しても、同様に設定すれば良い。すなわち、隙間ΔG4に対して、次式(5)が成り立つようにすれば良い。ここでもΔG3=ΔG4=ΔGのように設定すると、「Ain=h2」となるので、式(5)は式(6)のようになる。停止時の隙間ΔG3はΔG+Δrのように設定される。なお、図2(a)の回転翼21,固定翼11に関する考え方は、図2(b)に示した回転翼21,固定翼11にも同様に適用できる。
ΔG4≦Ain …(5)
h2=Ain≧ΔG …(6)
On the other hand, the tip of the fixed wing 11 may be set in the same manner. That is, the following equation (5) may be established for the gap ΔG4. In this case as well, if ΔG3 = ΔG4 = ΔG is set, “Ain = h2” is obtained, and therefore Equation (5) becomes Equation (6). The gap ΔG3 at the time of stop is set as ΔG + Δr. 2A can be similarly applied to the rotary blade 21 and the fixed blade 11 shown in FIG. 2B.
ΔG4 ≦ Ain (5)
h2 = Ain ≧ ΔG (6)

図6は、変形例を示す図であり、(a)は図2の(a)と同様に、上から一段目の回転翼21および固定翼11を示したものであり、(b)はC矢視図である。変形例においては、固定翼11の内周側先端のラビリンス構造に、ネジ溝117を採用した。すなわち、固定翼11のロータ20に対向する内周面にネジ溝部117が形成されている。図6(b)に示すように、ネジ溝部117には斜め方向に傾いた溝117aが複数形成され、溝117aと凸部117bとが交互に配置されている。   FIG. 6 is a view showing a modified example, and (a) shows the first-stage rotary blade 21 and fixed blade 11 from the top, as in (a) of FIG. 2, and (b) shows C It is an arrow view. In the modified example, the thread groove 117 is employed in the labyrinth structure at the tip on the inner peripheral side of the fixed wing 11. That is, the thread groove 117 is formed on the inner peripheral surface of the fixed blade 11 that faces the rotor 20. As shown in FIG. 6B, a plurality of grooves 117a inclined in the oblique direction are formed in the thread groove 117, and the grooves 117a and the protrusions 117b are alternately arranged.

このネジ溝部117に対してロータ20がR方向に回転すると、図1に示したモレキュラードラッグポンプ部と同様の排気作用が生じる。そのため、逆流防止するラビリンス効果に加えて、積極的に気体を下流側へと排気する効果も有しているので、図2に示すラビリンス構造よりも逆流防止作用は優れている。このネジ溝部117の排気作用は、排気口側に近いものほど効果的に作用する。また、変形例の場合、ネジ溝部117は固定翼11側にだけ形成すれば良く、ロータ20側に凸部を形成する必要がないので加工が簡単になる。なお、ネジ溝117をロータ20側に形成しても、同様の効果を奏することができる。   When the rotor 20 rotates in the R direction with respect to the thread groove 117, an exhaust action similar to that of the molecular drag pump shown in FIG. 1 occurs. Therefore, in addition to the labyrinth effect for preventing backflow, it also has the effect of positively exhausting the gas downstream, so the backflow prevention action is superior to the labyrinth structure shown in FIG. The exhaust action of the thread groove 117 is more effective as it is closer to the exhaust port side. In the case of the modification, the thread groove 117 need only be formed on the fixed blade 11 side, and it is not necessary to form a convex portion on the rotor 20 side. Even if the thread groove 117 is formed on the rotor 20 side, the same effect can be obtained.

上述したように、本実施の形態のターボ分子ポンプでは、回転翼21および固定翼11の先端部分をラビリンス構造とすることで気体の直線的な逆流を防止し、排気性能の向上を図ることができる。また、従来よりも隙間ΔGを大きく設定することができるので、外乱が加わった際の回転体の接触を防止することができる。さらに変形例のようにラビリンス構造をネジ溝部117とすることで、排気性能向上をより高めることができる。   As described above, in the turbo molecular pump of the present embodiment, the tip portions of the rotary blade 21 and the fixed blade 11 have a labyrinth structure, thereby preventing a straight backflow of gas and improving exhaust performance. it can. In addition, since the gap ΔG can be set larger than in the prior art, it is possible to prevent the rotating body from contacting when a disturbance is applied. Further, the exhaust performance can be further improved by using the labyrinth structure as the thread groove 117 as in the modification.

なお、図2(a)に示した構成では、回転翼21および固定翼11の先端に凹部を形成し、それらと対向するスペーサ13およびロータ20に凸部を形成したが、逆に、回転翼21および固定翼11の先端に凸部を形成し、スペーサ13およびロータ20に凹部を形成するようにしても構わない。また、停止時に、凹部11b,21b内に凸部20a,13aの一部が挿入されるような構成であっても構わない。   In the configuration shown in FIG. 2 (a), a concave portion is formed at the tip of the rotary blade 21 and the fixed blade 11, and a convex portion is formed on the spacer 13 and the rotor 20 opposite to them. 21 and the tip of the fixed wing 11 may be formed with a convex portion, and the spacer 13 and the rotor 20 may be formed with a concave portion. Moreover, you may be the structure by which a part of convex part 20a, 13a is inserted in recessed part 11b, 21b at the time of a stop.

なお、上述した実施の形態では、ハイブリッド型ターボ分子ポンプを例に説明したが、全翼タイプのターボ分子ポンプにも同様に適用することができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the hybrid turbo molecular pump has been described as an example, but the present invention can be similarly applied to an all-blade type turbo molecular pump. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired.

本発明に係るターボ分子ポンプの一実施の形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a turbo molecular pump according to the present invention. 回転翼21および固定翼11のラビリンス構造を示す図であり、(a)は上から一段目の回転翼21および固定翼11を示したものであり、(b)は下から2段目の回転翼21および固定翼11を示したものである。It is a figure which shows the labyrinth structure of the rotary blade 21 and the fixed wing | blade 11, (a) shows the 1st stage | paragraph rotary blade 21 and the fixed wing | blade 11 from the top, (b) is the 2nd stage rotation from the bottom. The wing | blade 21 and the fixed wing | blade 11 are shown. (a)は、回転翼21の外周部の構造を示す図であり、(b)は固定翼11の内周側の構造を示す図である。(A) is a figure which shows the structure of the outer peripheral part of the rotary blade 21, (b) is a figure which shows the structure of the inner peripheral side of the fixed blade 11. FIG. 曲げ加工による固定翼11を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fixed wing | blade 11 by a bending process. ロータ回転時と停止時とを対比して示す図であり、(a)は従来のターボ分子ポンプの回転翼50を示し、(b)は本実施の形態による回転翼21を示す。It is a figure which compares and shows the time of a rotor rotation, and the time of a stop, (a) shows the rotary blade 50 of the conventional turbomolecular pump, (b) shows the rotary blade 21 by this Embodiment. 変形例を示す図である。It is a figure which shows a modification.

符号の説明Explanation of symbols

1:ポンプ本体、11,51:固定翼、13:スペーサ、13a,20a,117b:凸部、20:ロータ、21,50:回転翼、21b:凹部、22:回転円筒部、10:ベース、11:固定翼、12固定円筒部、110a:翼部、110b:ブレード、113:貫通孔、111,114:内周側リブ部、112,116:外周側リブ部、117:ネジ溝部、117a:溝   1: pump body, 11, 51: fixed blade, 13: spacer, 13a, 20a, 117b: convex portion, 20: rotor, 21, 50: rotary blade, 21b: concave portion, 22: rotating cylindrical portion, 10: base, 11: fixed wing, 12 fixed cylindrical part, 110a: wing part, 110b: blade, 113: through hole, 111, 114: inner peripheral side rib part, 112, 116: outer peripheral side rib part, 117: screw groove part, 117a: groove

Claims (4)

ロータの外周面に形成された複数段の回転翼と、
前記ロータ外周面を囲むように配置され、前記複数段の回転翼に対して回転軸方向に交互に配設された複数段の固定翼と、
前記複数段の固定翼の各々の軸方向間隔を所定間隔に保つスペーサリングと、
前記回転翼の外周側端面とその外周側端面と対向する前記スペーサリングの内周面との間にラビリンス効果を有する手段を備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
A plurality of rotor blades formed on the outer peripheral surface of the rotor;
A plurality of fixed blades disposed so as to surround the rotor outer peripheral surface, and alternately disposed in a rotation axis direction with respect to the plurality of rotor blades;
A spacer ring that keeps the axial interval of each of the plurality of fixed blades at a predetermined interval;
A turbo-molecular pump comprising means having a labyrinth effect between an outer peripheral end face of the rotor blade and an inner peripheral face of the spacer ring facing the outer peripheral end face.
ロータの外周面に形成された複数段の回転翼と、
前記ロータ外周面を囲むように配置され、前記複数段の回転翼に対して回転軸方向に交互に配設された複数段の固定翼と、
前記複数段の固定翼の各々の軸方向間隔を所定間隔に保つスペーサリングと、
前記固定翼の内周側端面とその内周側端面と対向する前記ロータ外周面との間にラビリンス効果を有する手段を備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
A plurality of rotor blades formed on the outer peripheral surface of the rotor;
A plurality of fixed blades disposed so as to surround the rotor outer peripheral surface, and alternately disposed in a rotation axis direction with respect to the plurality of rotor blades;
A spacer ring that keeps the axial interval of each of the plurality of fixed blades at a predetermined interval;
A turbo-molecular pump comprising means having a labyrinth effect between an inner peripheral side end surface of the fixed blade and the rotor outer peripheral surface facing the inner peripheral side end surface.
請求項1または2に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記ラビリンス効果を有する手段は、前記固定翼の内周側端面およびその内周側端面と対向する前記ロータ外周面のいずれか一方に形成された凹部と他方に形成された凸部とで構成され、
前記ロータの回転時には、少なくとも前記凹部内に前記凸部の一部が入り込んでいることを特徴とするターボ分子ポンプ。
The turbo molecular pump according to claim 1 or 2,
The means having the labyrinth effect includes a concave portion formed on one of the inner peripheral side end surface of the fixed wing and the outer peripheral surface of the rotor facing the inner peripheral side end surface, and a convex portion formed on the other side. ,
A turbo-molecular pump characterized in that at least a part of the convex portion enters the concave portion when the rotor rotates.
請求項2に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記ラビリンス効果を有する手段は、前記固定翼の内周側端面または該内周側端面に対向する前記ロータ外周面に形成されたネジ溝を備えることを特徴とするターボ分子ポンプ。
The turbo-molecular pump according to claim 2,
The turbo molecular pump according to claim 1, wherein the unit having the labyrinth effect includes a thread groove formed on an inner peripheral side end surface of the fixed blade or an outer peripheral surface of the rotor facing the inner peripheral side end surface.
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