JP2546174Y2 - 複合真空ポンプ - Google Patents
複合真空ポンプInfo
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- JP2546174Y2 JP2546174Y2 JP1988037680U JP3768088U JP2546174Y2 JP 2546174 Y2 JP2546174 Y2 JP 2546174Y2 JP 1988037680 U JP1988037680 U JP 1988037680U JP 3768088 U JP3768088 U JP 3768088U JP 2546174 Y2 JP2546174 Y2 JP 2546174Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は，低真空域から大気圧近傍まで排気可能な複
合真空ポンプに関するものである。
合真空ポンプに関するものである。
（従来の技術） 従来の複合真空ポンプを第８図により説明すると，
（１）が回転軸，(1a1)が同回転軸（１）に取付けた遠
心圧縮ポンプ段の羽根車，(1b1)が同回転軸（１）に取
付けたジーグバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク，
（２）が半径方向に２分割可能な静止側円筒体，(2a1)
が同静止側円筒体（２）に取付けた遠心圧縮ポンプ段の
固定円板（または静翼），(2b1)が同静止側円筒体
（２）に取付けたジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デ
イスク，（３）が仕切壁，（4a）（4b）が上部ラジアル
気体軸受，（5a）（5b）が下部ラジアル気体軸受，（6
a）がスラスト気体軸受の静止側上部スラストデイス
ク，（6b）がスラスト気体軸受の静止側中間スラストデ
イスク，（6c）がスラスト気体軸受の静止側下部スラス
トデイスク，（７）が上記回転軸（１）の下端部に取付
けたスラスト気体軸受の回転側スラストデイスク，（10
a）（10b）が上部ハウジング，（11）が下部ハウジン
グ，（8a）が上記回転軸（１）に取付けたモータロー
タ，（8b）が上記下部ハウジング（11）の内壁面に取付
けモータステータ，（9a）が上記静止側円筒体（２）の
外側の上記上部ハウジング（10a）（10b）内に設けた冷
却水路壁，（9b）が冷却水路，（12）が上記上部ハウジ
ング（10a）（10b）に設けた吸気口，（13）が上記下部
ハウジング（11）の上部に設けた排気口，（14a）が気
体(B1)を上記上部ラジアル気体軸受（4a）（4b）へ供給
する給気口，（14b）が気体(B2)を上記下部ラジアル気
体軸受（5a）（5b）へ供給する給気口，（14c）が気体
(B3)を上記スラスト気体軸受（6a）（6b）（6c）へ供給
する給気口で，上部ラジアル気体軸受（4a）（4b）と下
部ラジアル気体軸受（5a）（5b）とスラスト気体軸受
（6a）（6b）（6c）（７）とにより回転軸（１）を非接
触で回転可能に支持しているときに，モータロータ（8
a）とモータステータ（8b）とにより回転軸（１）と遠
心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバーン圧縮ポン
プ段の回転デイスク(1b1)とを高速回転させ，吸気口（1
2）から流入した気体(A1)を大気圧近傍まで圧縮して，
排気口（13）からハウジング（11）外へ排気するように
なっている（(A2)参照）。
（１）が回転軸，(1a1)が同回転軸（１）に取付けた遠
心圧縮ポンプ段の羽根車，(1b1)が同回転軸（１）に取
付けたジーグバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク，
（２）が半径方向に２分割可能な静止側円筒体，(2a1)
が同静止側円筒体（２）に取付けた遠心圧縮ポンプ段の
固定円板（または静翼），(2b1)が同静止側円筒体
（２）に取付けたジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デ
イスク，（３）が仕切壁，（4a）（4b）が上部ラジアル
気体軸受，（5a）（5b）が下部ラジアル気体軸受，（6
a）がスラスト気体軸受の静止側上部スラストデイス
ク，（6b）がスラスト気体軸受の静止側中間スラストデ
イスク，（6c）がスラスト気体軸受の静止側下部スラス
トデイスク，（７）が上記回転軸（１）の下端部に取付
けたスラスト気体軸受の回転側スラストデイスク，（10
a）（10b）が上部ハウジング，（11）が下部ハウジン
グ，（8a）が上記回転軸（１）に取付けたモータロー
タ，（8b）が上記下部ハウジング（11）の内壁面に取付
けモータステータ，（9a）が上記静止側円筒体（２）の
外側の上記上部ハウジング（10a）（10b）内に設けた冷
却水路壁，（9b）が冷却水路，（12）が上記上部ハウジ
ング（10a）（10b）に設けた吸気口，（13）が上記下部
ハウジング（11）の上部に設けた排気口，（14a）が気
体(B1)を上記上部ラジアル気体軸受（4a）（4b）へ供給
する給気口，（14b）が気体(B2)を上記下部ラジアル気
体軸受（5a）（5b）へ供給する給気口，（14c）が気体
(B3)を上記スラスト気体軸受（6a）（6b）（6c）へ供給
する給気口で，上部ラジアル気体軸受（4a）（4b）と下
部ラジアル気体軸受（5a）（5b）とスラスト気体軸受
（6a）（6b）（6c）（７）とにより回転軸（１）を非接
触で回転可能に支持しているときに，モータロータ（8
a）とモータステータ（8b）とにより回転軸（１）と遠
心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバーン圧縮ポン
プ段の回転デイスク(1b1)とを高速回転させ，吸気口（1
2）から流入した気体(A1)を大気圧近傍まで圧縮して，
排気口（13）からハウジング（11）外へ排気するように
なっている（(A2)参照）。
（考案が解決しようとする課題） 前記第８図に示す従来の複合真空ポンプでは，回転軸
（１）と遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバー
ン圧縮ポンプ段の回転デイスク(1b1)とが低真空（数Tor
r）から大気圧近傍までの圧力下で高速回転するので，
風損により回転軸（１）及び静止側円筒体（２）が発熱
して，軸方向に熱膨張する。また遠心力により回転軸
（１）が軸方向に縮むが，回転軸（１）は，その下端部
がスラスト気体軸受（6a）（6b）（6c）及びスラストデ
イスク（７）により回転可能に支持されているので，回
転軸（１）と羽根車(1a1)と回転デイスク(1b1)とが回転
軸（１）下端のスラスト気体軸受（6a）（6b）（6c）
（７）を基準に軸方向に熱変形したり，軸方向に遠心力
変形する。それに対して静止側円筒体（２）及び上部ハ
ウジング（10a）（10b）は，下部ハウジング（11）の上
面に設置されているので，静止側円筒体（２）と固定円
板(2a1)と静止側デイスク(2b1)とが下部ハウジング（1
1）の上面を基準に軸方向に熱変形したり，軸方向に遠
心力変形する。つまり複合真空ポンプの据付け面（下部
ハウジング（11）の下面）を絶対変形基準面とすると，
回転軸（１）と羽根車(1a1)と回転デイスク(1b1)との相
対変形基準面が絶対変形基準面に近いスラスト気体軸受
（6a）（6b）（6c）（７）部になり，静止側円筒体
（２）と固定円板(2a1)と静止側デイスク(2b1)との相対
変形基準面が絶対変形基準面から離れた排気口（13）側
になる。そのため，回転軸（１）の羽根車(1a1)及び回
転デイスク(1b1)と，静止側円板体（２）の固定円板(2a
1)及び静止側デイスク(2b1)との間に大きな軸方向の相
対変位差が生じる。一方，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1
a1)と固定円板(2a1)との間の軸方向ギヤツプ，及びジー
グバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク(1b1)と静止側デ
イスク(2b1)との間の軸方向ギヤツプは，数拾μｍ程度
と小さいので，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)と固定
円板(2a1)，及びジーグバーン圧縮ポンプ段の回転デイ
スク(1b1)と静止側デイスク(2b1)とが接触して，複合真
空ポンプの性能が低下する。
（１）と遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバー
ン圧縮ポンプ段の回転デイスク(1b1)とが低真空（数Tor
r）から大気圧近傍までの圧力下で高速回転するので，
風損により回転軸（１）及び静止側円筒体（２）が発熱
して，軸方向に熱膨張する。また遠心力により回転軸
（１）が軸方向に縮むが，回転軸（１）は，その下端部
がスラスト気体軸受（6a）（6b）（6c）及びスラストデ
イスク（７）により回転可能に支持されているので，回
転軸（１）と羽根車(1a1)と回転デイスク(1b1)とが回転
軸（１）下端のスラスト気体軸受（6a）（6b）（6c）
（７）を基準に軸方向に熱変形したり，軸方向に遠心力
変形する。それに対して静止側円筒体（２）及び上部ハ
ウジング（10a）（10b）は，下部ハウジング（11）の上
面に設置されているので，静止側円筒体（２）と固定円
板(2a1)と静止側デイスク(2b1)とが下部ハウジング（1
1）の上面を基準に軸方向に熱変形したり，軸方向に遠
心力変形する。つまり複合真空ポンプの据付け面（下部
ハウジング（11）の下面）を絶対変形基準面とすると，
回転軸（１）と羽根車(1a1)と回転デイスク(1b1)との相
対変形基準面が絶対変形基準面に近いスラスト気体軸受
（6a）（6b）（6c）（７）部になり，静止側円筒体
（２）と固定円板(2a1)と静止側デイスク(2b1)との相対
変形基準面が絶対変形基準面から離れた排気口（13）側
になる。そのため，回転軸（１）の羽根車(1a1)及び回
転デイスク(1b1)と，静止側円板体（２）の固定円板(2a
1)及び静止側デイスク(2b1)との間に大きな軸方向の相
対変位差が生じる。一方，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1
a1)と固定円板(2a1)との間の軸方向ギヤツプ，及びジー
グバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク(1b1)と静止側デ
イスク(2b1)との間の軸方向ギヤツプは，数拾μｍ程度
と小さいので，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)と固定
円板(2a1)，及びジーグバーン圧縮ポンプ段の回転デイ
スク(1b1)と静止側デイスク(2b1)とが接触して，複合真
空ポンプの性能が低下する。
またジーグバーン圧縮ポンプ段の排気性能が低下す
る。即ち，第９図に示すように風損により羽根車(1a1)
及び回転デイスク(1b1)に発生する熱Ｑが固定円板(2a1)
→静止側デイスク(2b1)及び静止側円筒体（２）→冷却
水路壁（9a）を経て冷却水通路（9b）の冷却水に伝わ
る。その際，固定円板(2a1)と静止側デイスク(2b1)と静
止側円筒体（２）とに熱伝導率λ0及び線膨張係数α0の
大きい材料を使用して，互いを一体に構成しているの
で，風損により羽根車(1a1)及び回転デイスク(1b1)に発
生する熱Ｑの熱伝導コンダクタンス（熱の流れ易さ）が
大きくて，静止側円筒体（２）と固定円板(2a1)と静止
側デイスク(2b1)との温度がT0(x)に低下するが，静止側
円筒体（２）と冷却通路壁（9a）との間の熱伝導コンダ
クタンスが小さい。しかも固定円板(2a1)及び静止側デ
イスク(2b1)の厚さを(l1)，固定円板(2a1)及び静止側デ
イスク(2b1)の基部の軸方向長さを(l2)とすると，l2＞l
1になっているので，静止側円筒体（２）の温度がそれ
程低下せず，静止円筒体（２）の熱変形δ0がδ0＝α0T
0(x)・(l1＋l2)になって，固定円板(2a1)及び静止側デ
イスク(2b1)の熱変形α0T0(x)l1が大きいままで気体温
度が上昇し，気体粘性が小さくなって，ジーグバーン圧
縮ポンプ段の排気性能が低下するという問題があった。
る。即ち，第９図に示すように風損により羽根車(1a1)
及び回転デイスク(1b1)に発生する熱Ｑが固定円板(2a1)
→静止側デイスク(2b1)及び静止側円筒体（２）→冷却
水路壁（9a）を経て冷却水通路（9b）の冷却水に伝わ
る。その際，固定円板(2a1)と静止側デイスク(2b1)と静
止側円筒体（２）とに熱伝導率λ0及び線膨張係数α0の
大きい材料を使用して，互いを一体に構成しているの
で，風損により羽根車(1a1)及び回転デイスク(1b1)に発
生する熱Ｑの熱伝導コンダクタンス（熱の流れ易さ）が
大きくて，静止側円筒体（２）と固定円板(2a1)と静止
側デイスク(2b1)との温度がT0(x)に低下するが，静止側
円筒体（２）と冷却通路壁（9a）との間の熱伝導コンダ
クタンスが小さい。しかも固定円板(2a1)及び静止側デ
イスク(2b1)の厚さを(l1)，固定円板(2a1)及び静止側デ
イスク(2b1)の基部の軸方向長さを(l2)とすると，l2＞l
1になっているので，静止側円筒体（２）の温度がそれ
程低下せず，静止円筒体（２）の熱変形δ0がδ0＝α0T
0(x)・(l1＋l2)になって，固定円板(2a1)及び静止側デ
イスク(2b1)の熱変形α0T0(x)l1が大きいままで気体温
度が上昇し，気体粘性が小さくなって，ジーグバーン圧
縮ポンプ段の排気性能が低下するという問題があった。
なお熱変形δ0は，静止円筒体（２）の熱変形と固定
円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)の熱変形との和にな
る。
円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)の熱変形との和にな
る。
静止円筒体（２）の熱変形＝α0T0(x)l2 固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)の熱変形＝α
0T0(x)l1 よって静止円筒体（２）の熱変形の合計δ0＝α0T0(x)
(l1＋l2)になる。
0T0(x)l1 よって静止円筒体（２）の熱変形の合計δ0＝α0T0(x)
(l1＋l2)になる。
本考案は前記の問題点に鑑み提案するものであり，そ
の目的とする処は，回転軸の羽根車及び回転デイスクと
ハウジング側の固定円板（または静翼）及び静止側デイ
スクとの接触に基づいて生じていたポンプの低能低下を
防止できる。またジーグバーン圧縮ポンプ段の排気性能
を向上できる複合真空ポンプを提供しようとする点にあ
る。
の目的とする処は，回転軸の羽根車及び回転デイスクと
ハウジング側の固定円板（または静翼）及び静止側デイ
スクとの接触に基づいて生じていたポンプの低能低下を
防止できる。またジーグバーン圧縮ポンプ段の排気性能
を向上できる複合真空ポンプを提供しようとする点にあ
る。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために，本考案は，吸気口を上部
に設けるとともに上下中間部に排気口を設けたハウジン
グと、同ハウジング内に配設したスラスト気体軸受及び
ラジアル気体軸受と、これらスラスト気体軸受及びラジ
アル軸受により回転可能に支持された回転軸と、同回転
軸に取付けた羽根車と上記ハウジングの内壁面に固定し
た固定円板または静翼とを有する多段の遠心圧縮ポンプ
段と、上記回転軸に取付けた回転デイスクと上記ハウジ
ングの内壁面に固定した静止側デイスクとを有し同回転
デイスク及び同静止側デイスクの少なくとも一方にスパ
イラル状溝を設けた多段のジーグバーン圧縮ポンプ段と
を具え、上記遠心圧縮ポンプ段と上記ジーグバーン圧縮
ポンプ段とを上記吸気口と上記排気口との間の上記ハウ
ジング内にその順に配設した複合真空ポンプにおいて、
前記スラスト気体軸受を、前記回転軸に一体の回転側ス
ラストデイスクと、同回転側スラストデイスクの直上に
配設した静止側上部スラストデイスクと、同回転側スラ
ストデイスクの直下に配設した静止側下部スラストデイ
スクとにより構成して、同スラスト気体軸受を前記回転
デイスクの直下に配置している。
に設けるとともに上下中間部に排気口を設けたハウジン
グと、同ハウジング内に配設したスラスト気体軸受及び
ラジアル気体軸受と、これらスラスト気体軸受及びラジ
アル軸受により回転可能に支持された回転軸と、同回転
軸に取付けた羽根車と上記ハウジングの内壁面に固定し
た固定円板または静翼とを有する多段の遠心圧縮ポンプ
段と、上記回転軸に取付けた回転デイスクと上記ハウジ
ングの内壁面に固定した静止側デイスクとを有し同回転
デイスク及び同静止側デイスクの少なくとも一方にスパ
イラル状溝を設けた多段のジーグバーン圧縮ポンプ段と
を具え、上記遠心圧縮ポンプ段と上記ジーグバーン圧縮
ポンプ段とを上記吸気口と上記排気口との間の上記ハウ
ジング内にその順に配設した複合真空ポンプにおいて、
前記スラスト気体軸受を、前記回転軸に一体の回転側ス
ラストデイスクと、同回転側スラストデイスクの直上に
配設した静止側上部スラストデイスクと、同回転側スラ
ストデイスクの直下に配設した静止側下部スラストデイ
スクとにより構成して、同スラスト気体軸受を前記回転
デイスクの直下に配置している。
そして前記スラスト気体軸受の静止側上部スラストデ
イスクと前記遠心圧縮ポンプ段の固定円板または静翼と
前記ジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスクとを複
数に分割可能にし，同遠心圧縮ポンプ段の固定円板また
は静翼と同ジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスク
とを円筒リングを介して前記ハウジング内に多段に組込
み，同組込体に隣接して前記ハウジング内に冷却水路を
設けている。
イスクと前記遠心圧縮ポンプ段の固定円板または静翼と
前記ジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスクとを複
数に分割可能にし，同遠心圧縮ポンプ段の固定円板また
は静翼と同ジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスク
とを円筒リングを介して前記ハウジング内に多段に組込
み，同組込体に隣接して前記ハウジング内に冷却水路を
設けている。
（作用） 本考案の複合真空ポンプは前記のようにスラスト気体
軸受を、回転軸に一体の回転側スラストデイスクと、同
回転側スラストデイスクの直上に配設した静止側上部ス
ラストデイスクと、同回転側スラストデイスクの直下に
配設した静止側下部スラストデイスクとにより構成し
て、同スラスト気体軸受を回転デイスクの直下に配置し
ており、複合真空ポンプの性能低下が防止される。即
ち，回転軸と遠心圧縮ポンプ段の羽根車とジーグバーン
圧縮ポンプ段の回転デイスクとが低真空（数Torr）から
大気圧近傍までの圧力下で高速回転するので，風損によ
り回転軸及び円筒リングが発熱して，軸方向に熱膨張す
る。また遠心力により回転軸が軸方向に縮むが，回転軸
は，その中間部（排気口側）がスラスト気体軸受により
支持されているので，回転軸の相対変形基準面が排気口
側になる。一方，円筒リングの相対変形基準面は，既に
述べたように排気口側にあるので，回転軸の羽根車及び
回転デイスクと，円筒リングの固定円板（または静翼）
及び静止側デイスクとの間に生じる軸方向の相対変位差
が小さくなり，遠心圧縮ポンプ段の羽根車と固定円板
（または静翼）との軸方向ギヤツプ，及びジーグバーン
圧縮ポンプ段の回転デイスクと静止側デイスクとの軸方
向ギヤツプが数拾μｍ程度と小さくても，互いが接触し
なくて，複合真空ポンプの性能低下が防止される。
軸受を、回転軸に一体の回転側スラストデイスクと、同
回転側スラストデイスクの直上に配設した静止側上部ス
ラストデイスクと、同回転側スラストデイスクの直下に
配設した静止側下部スラストデイスクとにより構成し
て、同スラスト気体軸受を回転デイスクの直下に配置し
ており、複合真空ポンプの性能低下が防止される。即
ち，回転軸と遠心圧縮ポンプ段の羽根車とジーグバーン
圧縮ポンプ段の回転デイスクとが低真空（数Torr）から
大気圧近傍までの圧力下で高速回転するので，風損によ
り回転軸及び円筒リングが発熱して，軸方向に熱膨張す
る。また遠心力により回転軸が軸方向に縮むが，回転軸
は，その中間部（排気口側）がスラスト気体軸受により
支持されているので，回転軸の相対変形基準面が排気口
側になる。一方，円筒リングの相対変形基準面は，既に
述べたように排気口側にあるので，回転軸の羽根車及び
回転デイスクと，円筒リングの固定円板（または静翼）
及び静止側デイスクとの間に生じる軸方向の相対変位差
が小さくなり，遠心圧縮ポンプ段の羽根車と固定円板
（または静翼）との軸方向ギヤツプ，及びジーグバーン
圧縮ポンプ段の回転デイスクと静止側デイスクとの軸方
向ギヤツプが数拾μｍ程度と小さくても，互いが接触し
なくて，複合真空ポンプの性能低下が防止される。
また本考案の複合真空ポンプは前記のようにスラスト
気体軸受の静止側上部スラストデイスクと遠心圧縮ポン
プ段の固定円板または静翼とジーグバーン圧縮ポンプ段
の静止側デイスクとを周方向に複数に分割可能にし，同
遠心圧縮ポンプ段の固定円板または静翼と同ジーグバー
ン圧縮ポンプ段の静止側デイスクとを円筒リングを介し
てハウジング内に多段に組込み，同組込体に隣接してハ
ウジング内に冷却水路を設けており，ジーグバーン圧縮
ポンプ段の排気性能が向上する。即ち，風損により回転
軸の羽根車及び回転デイスクに発生する熱が固定円板及
び静止側デイスク→円筒リング→薄膜→冷却水路壁を経
て冷却水通路の冷却水に伝わるが，固定円板及び静止側
デイスクに熱伝導率の小さい材料を使用しているので，
風損により発生した熱が固定円板及び静止側デイスクに
籠もって，固定円板及び静止側デイスクの表面温度が上
昇するが，固定円板及び静止側デイスクの線膨脹係数が
小さいので，固定円板及び静止側デイスクの熱変形が小
さいままで気体温度が上昇し，気体粘性が大きくなっ
て，ジーグバーン圧縮ポンプ段の排気性能が向上する。
気体軸受の静止側上部スラストデイスクと遠心圧縮ポン
プ段の固定円板または静翼とジーグバーン圧縮ポンプ段
の静止側デイスクとを周方向に複数に分割可能にし，同
遠心圧縮ポンプ段の固定円板または静翼と同ジーグバー
ン圧縮ポンプ段の静止側デイスクとを円筒リングを介し
てハウジング内に多段に組込み，同組込体に隣接してハ
ウジング内に冷却水路を設けており，ジーグバーン圧縮
ポンプ段の排気性能が向上する。即ち，風損により回転
軸の羽根車及び回転デイスクに発生する熱が固定円板及
び静止側デイスク→円筒リング→薄膜→冷却水路壁を経
て冷却水通路の冷却水に伝わるが，固定円板及び静止側
デイスクに熱伝導率の小さい材料を使用しているので，
風損により発生した熱が固定円板及び静止側デイスクに
籠もって，固定円板及び静止側デイスクの表面温度が上
昇するが，固定円板及び静止側デイスクの線膨脹係数が
小さいので，固定円板及び静止側デイスクの熱変形が小
さいままで気体温度が上昇し，気体粘性が大きくなっ
て，ジーグバーン圧縮ポンプ段の排気性能が向上する。
（実施例） 次に本考案の複合真空ポンプを第１図に示す一実施例
により説明すると，（１）が回転軸，(1a1)が同回転軸
（１）に取付けた遠心圧縮ポンプ段の羽根車，(1b1)が
同回転軸（１）に取付けたジーグバーン圧縮ポンプ段の
回転デイスク，（２）が静止側円筒体，(2a1)が同静止
側円筒体（２）に取付けた遠心圧縮ポンプ段の固定円板
（または静翼），(2b1)が同静止側円筒体（２）に取付
けたジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスク，（4
a）（4b）が上部ラジアル気体軸受，（5a）（5b）が下
部ラジアル気体軸受，（6a）がスラスト気体軸受の静止
側上部スラストデイスク，（6b）がスラスト気体軸受の
静止側中間部，（6c）がスラスト気体軸受の静止側下部
スラストデイスク，（７）が同スラスト気体軸受の回転
側スラストデイスクで，同回転側スラストデイスク
（７）が排気口（13）の近傍の回転軸（１）に一体に形
成され，静止側上部スラストデイスク（6a）が周方向に
２分割（半円状に２分割）可能なスラストデイスク(6
a1)(6a2)及び(6a3)(6a4)により構成され，同静止側上部
スラストデイスク（6a）が回転側スラストデイスク
（７）の直上に配設され，静止側中間部（6b）が回転側
スラストデイスク（７）の周りに配設され，静止側下部
スラストデイスク（6c）が回転側スラストデイスク
（７）の直下に配設されて，回転軸（１）の中間部（排
出口近傍の中間部）を回転可能に支持するスラスト気体
軸受が構成されている。また（10a）（10b）が上部ハウ
ジング，（11）が下部ハウジング，（8a）が上記回転軸
（１）に取付けたモータロータ，（8b）が上記下部ハウ
ジング（11）の内壁面に取付けモータステータ，（9a）
が上記静止側円筒体（２）の外側の上記上部ハウジング
（10a）（10b）内に設けた冷却水路壁，（9b）が冷却水
路，（12）が上記上部ハウジング（10a）（10b）に設け
た吸気口，（13）が上記下部ハウジング（11）の上部に
設けた排気口，（14a）が気体(B1)を上記上部ラジアル
気体軸受（4a）（4b）へ供給する給気口，（14b）が気
体(B2)を上記下部ラジアル気体軸受（5a）（5b）へ供給
する給気口，（14c）が気体(B3)を上記スラスト気体軸
受（6a）（6b）（6c）へ供給する給気口である。なお静
止側上部スラストデイスク（6a）の分割数は，上記例に
限定されないる。
により説明すると，（１）が回転軸，(1a1)が同回転軸
（１）に取付けた遠心圧縮ポンプ段の羽根車，(1b1)が
同回転軸（１）に取付けたジーグバーン圧縮ポンプ段の
回転デイスク，（２）が静止側円筒体，(2a1)が同静止
側円筒体（２）に取付けた遠心圧縮ポンプ段の固定円板
（または静翼），(2b1)が同静止側円筒体（２）に取付
けたジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスク，（4
a）（4b）が上部ラジアル気体軸受，（5a）（5b）が下
部ラジアル気体軸受，（6a）がスラスト気体軸受の静止
側上部スラストデイスク，（6b）がスラスト気体軸受の
静止側中間部，（6c）がスラスト気体軸受の静止側下部
スラストデイスク，（７）が同スラスト気体軸受の回転
側スラストデイスクで，同回転側スラストデイスク
（７）が排気口（13）の近傍の回転軸（１）に一体に形
成され，静止側上部スラストデイスク（6a）が周方向に
２分割（半円状に２分割）可能なスラストデイスク(6
a1)(6a2)及び(6a3)(6a4)により構成され，同静止側上部
スラストデイスク（6a）が回転側スラストデイスク
（７）の直上に配設され，静止側中間部（6b）が回転側
スラストデイスク（７）の周りに配設され，静止側下部
スラストデイスク（6c）が回転側スラストデイスク
（７）の直下に配設されて，回転軸（１）の中間部（排
出口近傍の中間部）を回転可能に支持するスラスト気体
軸受が構成されている。また（10a）（10b）が上部ハウ
ジング，（11）が下部ハウジング，（8a）が上記回転軸
（１）に取付けたモータロータ，（8b）が上記下部ハウ
ジング（11）の内壁面に取付けモータステータ，（9a）
が上記静止側円筒体（２）の外側の上記上部ハウジング
（10a）（10b）内に設けた冷却水路壁，（9b）が冷却水
路，（12）が上記上部ハウジング（10a）（10b）に設け
た吸気口，（13）が上記下部ハウジング（11）の上部に
設けた排気口，（14a）が気体(B1)を上記上部ラジアル
気体軸受（4a）（4b）へ供給する給気口，（14b）が気
体(B2)を上記下部ラジアル気体軸受（5a）（5b）へ供給
する給気口，（14c）が気体(B3)を上記スラスト気体軸
受（6a）（6b）（6c）へ供給する給気口である。なお静
止側上部スラストデイスク（6a）の分割数は，上記例に
限定されないる。
次に前記第１図に示す複合真空ポンプの作用を具体的
に説明する。上部ラジアル気体軸受（4a）（4b）と下部
ラジアル気体軸受（5a）（5b）とスラスト気体軸受（6
a）（6b）（6c）（７）とにより回転軸（１）を非接触
で回転可能に支持しているときに，モータロータ（8a）
とモータステータ（8b）とにより回転軸（１）と遠心圧
縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバーン圧縮ポンプ段
の回転デイスク(1b1)とを高速回転させ，吸気口（12）
から流入した気体(A1)を大気圧近傍まで圧縮して，排気
口（13）からハウジング（11）外へ排気する（(A2)参
照）。このとき，回転軸（１）と遠心圧縮ポンプ段の羽
根車(1a1)とジーグバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク
(1b1)とが低真空（数Torr）から大気圧近傍までの圧力
下で高速回転するので，風損により回転軸（１）及び静
止円筒体（２）が発熱して，軸方向に熱膨張する。また
遠心力により回転軸（１）が軸方向に縮むが，回転軸
（１）は，その中間部（排気口（13）側）がスラスト気
体軸受（6a）（6b）（6c）及びスラストデイスク（７）
により支持されているので，回転軸（１）の相対変形基
準面が排気口（13）側になる。一方，静止円筒体（２）
の相対変形基準面は，既に述べたように排気口（13）側
にあるので，回転軸（１）の羽根車(1a1)及び回転デイ
スク(1b1)と，静止円筒体（２）の固定円板(2a1)及び静
止側デイスク(2b1)との間に生じる軸方向の相対変位差
が小さくなり，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)と固定
円板(2a1)との軸方向ギヤツプ，及びジーグバーン圧縮
ポンプ段の回転デイスク(1b1)と静止側デイスク(2b1)と
の軸方向ギヤツプが数拾μｍ程度と小さくても，互いが
接触しなくて，複合真空ポンプの性能低下が防止され
る。
に説明する。上部ラジアル気体軸受（4a）（4b）と下部
ラジアル気体軸受（5a）（5b）とスラスト気体軸受（6
a）（6b）（6c）（７）とにより回転軸（１）を非接触
で回転可能に支持しているときに，モータロータ（8a）
とモータステータ（8b）とにより回転軸（１）と遠心圧
縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバーン圧縮ポンプ段
の回転デイスク(1b1)とを高速回転させ，吸気口（12）
から流入した気体(A1)を大気圧近傍まで圧縮して，排気
口（13）からハウジング（11）外へ排気する（(A2)参
照）。このとき，回転軸（１）と遠心圧縮ポンプ段の羽
根車(1a1)とジーグバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク
(1b1)とが低真空（数Torr）から大気圧近傍までの圧力
下で高速回転するので，風損により回転軸（１）及び静
止円筒体（２）が発熱して，軸方向に熱膨張する。また
遠心力により回転軸（１）が軸方向に縮むが，回転軸
（１）は，その中間部（排気口（13）側）がスラスト気
体軸受（6a）（6b）（6c）及びスラストデイスク（７）
により支持されているので，回転軸（１）の相対変形基
準面が排気口（13）側になる。一方，静止円筒体（２）
の相対変形基準面は，既に述べたように排気口（13）側
にあるので，回転軸（１）の羽根車(1a1)及び回転デイ
スク(1b1)と，静止円筒体（２）の固定円板(2a1)及び静
止側デイスク(2b1)との間に生じる軸方向の相対変位差
が小さくなり，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)と固定
円板(2a1)との軸方向ギヤツプ，及びジーグバーン圧縮
ポンプ段の回転デイスク(1b1)と静止側デイスク(2b1)と
の軸方向ギヤツプが数拾μｍ程度と小さくても，互いが
接触しなくて，複合真空ポンプの性能低下が防止され
る。
次に本考案の複合真空ポンプを第２図乃至第７図に示
す他の実施例により説明すると，第2,3図の（１）が回
転軸，(1a1)が同回転軸（１）に取付けた遠心圧縮ポン
プ段の羽根車，(1b1)が同回転軸（１）に取付けたジー
グバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク，(2a1)が同静止
側円筒体（２）に取付けた遠心圧縮ポンプ段の固定円板
（または静翼），(2b1)が同静止側円筒体（２）に取付
けたジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスクで，同
遠心圧縮ポンプ段の固定円板（または静翼）(2a1)と同
ジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスク(2b1)とが
周方向に２分割（半円状に２分割）可能になっている。
なおこの分割数は，それ以上であって差し支えない。ま
た(2a2)が遠心圧縮ポンプ段の円筒リング，(2b2)がジー
グバーン圧縮ポンプ段の円筒リングで，遠心圧縮ポンプ
段の固定円板（または静翼）(2a1)とジーグバーン圧縮
ポンプ段の静止側デイスク(2b1)とを円筒リング(2a2)(2
b2)を介して上部ハウジング（10a）（10b）内に多段に
組込んでいる。また（4a）（4b）が上部ラジアル気体軸
受，（5a）（5b）が下部ラジアル気体軸受，（6a）がス
ラスト気体軸受の静止側上部スラストデイスク，（6b）
がスラスト気体軸受の静止側中間部，（6c）がスラスト
気体軸受の静止側下部スラストデイスク，（７）が同ス
ラスト気体軸受の回転側スラストデイスクで，同回転側
スラストデイスク（７）が排気口（13）の近傍の回転軸
（１）に一体に形成され，静止側上部スラストデイスク
（6a）が周方向に２分割（半円状に２分割）可能なスラ
ストデイスク(6a1)(6a2)及び(6a3)(6a4)により構成さ
れ，同静止側上部スラストデイスク（6a）が回転側スラ
ストデイスク（７）の直上に配設され，静止側中間部
（6b）が回転側スラストデイスク（７）の周りに配設さ
れ，静止側下部スラストデイスク（6c）が回転側スラス
トデイスク（７）の直下に配設され，回転軸（１）の中
間部（排出口近傍の中間部）を回転可能に支持するスラ
スト気体軸受が構成されて，第４図に示すように回転軸
（１）の相対変形基準面が排気口側になる。また第２図
の（10a）（10b）が上部ハウジング，（11）が下部ハウ
ジング，（8a）が上記回転軸（１）に取付けたモータロ
ータ，（8b）が上記下部ハウジング（11）の内壁面に取
付けモータステータ，（9a）が上記組込体(2a1)(2a2)(2
b1)(2b2)に隣接して上記上部ハウジング（10a）（10b）
内に設けた冷却水路壁，（9b）が冷却水路，（12）が上
記上部ハウジング（10a）（10b）に設けた吸気口，（1
3）が上記下部ハウジング（11）の上部に設けた排気
口，（14a）が気体(B1)を上記上部ラジアル気体軸受（4
a）（4b）へ供給する給気口，（14b）が気体(B2)を上記
下部ラジアル気体軸受（5a）（5b）へ供給する給気口，
（14c）が気体(B3)を上記スラスト気体軸受（6a）（6
b）（6c）へ供給する給気口，第３図の（15）が上記組
込体(2a1)(2a2)(2b1)(2b2)と上記冷却通路壁（9a）との
間に介装した熱伝導率の大きい薄膜で，上記固定円板
（または静翼）(2a1)と上記静止側デイスク(2b1)とが例
えばセラミツクス(Si3N4,SiC,Al2O3，ZrO2)，ステンレ
ス鋼，カーボン，タングステン等で構成され，上記円筒
リング(2a2)(2b2)及び薄膜（15）が例えば金，銀，銅，
アルミニウム，ベリリウム，タングステン，グラフアイ
ト，モリブデン，マグネシウム等で構成されている。な
お上記薄膜（15）は，熱伝導コンダクタンス（熱の流れ
易さ）Ｃ＝k/t（k:熱伝導率,t:厚さ）を極力大きくする
ため,kを大に,tを小にしている。一般金属を使用する場
合には,t＝10〜100μｍ程度が適当である。またこの薄
膜（15）には，変形し易い材料を使用し，円筒リング(2
a2)(2b2)と冷却水路壁（9a）とに密着させて，受熱面を
大きくしている。この薄膜（15）を上記組込体(2a1)(2a
2)(2b1)(2b2)と上記冷却通路壁（9a）との間に介装し，
同組込体(2a1)(2a2)(2b1)(2b2)を冷却通路（9b）内を流
れる冷却水により冷却して，同組込体(2a1)(2a2)(2b1)
(2b2)の熱変形を小さくしている。なお上記のように遠
心圧縮ポンプ段の固定円板（または静翼）(2a1)と同ジ
ーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスク(2b1)と静止
側上部スラスト気体軸受（6a）のスラストデイスク(6
a1)(6a2)及び(6a3)(6a4)とを周方向に２分割（半円状に
２分割）したのは，スラスト気体軸受（6a）（6b）（6
c）（７）を回転軸（１）の中間部（排気口側中間部）
に組み込むためである。その組立手順を，第5,6図に示
した。まず静止側下部スラストデイスク（6c）を下部ハ
ウジング（11）内の段差部上に載せ，次いで回転軸
（１）の下部を下部ハウジング（11）内に挿入して，回
転軸（１）に一体に形成した回転側スラスクデイスク
（７）を上記静止側下部スラスクデイスク（6c）の上に
載せ，次いで静止側中間部（6b）を上記静止側下部スラ
スクデイスク（6c）の上に載せ，次いで片側の静止側上
部スラストデイスク(6a1)(6a3)を上記静止側中間部（6
b）の上に載せ，次いで残る片側の静止側上部スラスト
デイスク(6a2)(6a4)を上記静止側中間部（6b）の上に載
せ，上記静止側下部スラスクデイスク（6c）と上記静止
側中間部（6b）と上記静止側上部スラストデイスク(6
a1)(6a3)及び(6a2)(6a4)とを締付けボルト（16）により
下部ハウジング（11）に固定して，スラスト気体軸受
（6a）（6b）（6c）（７）の回転軸（１）中間部（排気
口側中間部）への組み込みを完了する。また上記組込体
(2a1)(2a2)(2b1)(2b2)の組立手順を第７図に示した。ま
ず最下段円筒リング(2b2)を下部ハウジング（11）の上
面に固定し，次いで片側の最下段静止側デイスク(2b1)
を上記最下段円筒リング(2b2)の上に載せ，次いで残る
片側の最下段静止側デイスク(2b1)を上記最下段円筒リ
ング(2b2)の上に載せ，次いで下から２番目の円筒リン
グ(2b2)を上記最下段静止側デイスク(2b1)の上に載せ，
それからも同じ要領でジーグバーン圧縮ポンプ段の各円
筒リング(2b2)及び各静止側デイスク(2b1)を多段に積み
上げ，それが終わると，遠心圧縮ポンプ段の各円筒リン
グ(2a2)及び各固定円板（または静翼）(2a1)を多段に積
み上げ，それが終わると，冷却水路壁（9a）を薄膜（1
5）を介して上記組込体(2a1)(2a2)(2b1)(2b2)に隣接さ
せ，次いで上部ハウジング（10a）（10b）を下部ハウジ
ング（11）に固定して，上記組込体(2a1)(2a2)(2b1)(2b
2)の組み込みを完了する。
す他の実施例により説明すると，第2,3図の（１）が回
転軸，(1a1)が同回転軸（１）に取付けた遠心圧縮ポン
プ段の羽根車，(1b1)が同回転軸（１）に取付けたジー
グバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク，(2a1)が同静止
側円筒体（２）に取付けた遠心圧縮ポンプ段の固定円板
（または静翼），(2b1)が同静止側円筒体（２）に取付
けたジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスクで，同
遠心圧縮ポンプ段の固定円板（または静翼）(2a1)と同
ジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスク(2b1)とが
周方向に２分割（半円状に２分割）可能になっている。
なおこの分割数は，それ以上であって差し支えない。ま
た(2a2)が遠心圧縮ポンプ段の円筒リング，(2b2)がジー
グバーン圧縮ポンプ段の円筒リングで，遠心圧縮ポンプ
段の固定円板（または静翼）(2a1)とジーグバーン圧縮
ポンプ段の静止側デイスク(2b1)とを円筒リング(2a2)(2
b2)を介して上部ハウジング（10a）（10b）内に多段に
組込んでいる。また（4a）（4b）が上部ラジアル気体軸
受，（5a）（5b）が下部ラジアル気体軸受，（6a）がス
ラスト気体軸受の静止側上部スラストデイスク，（6b）
がスラスト気体軸受の静止側中間部，（6c）がスラスト
気体軸受の静止側下部スラストデイスク，（７）が同ス
ラスト気体軸受の回転側スラストデイスクで，同回転側
スラストデイスク（７）が排気口（13）の近傍の回転軸
（１）に一体に形成され，静止側上部スラストデイスク
（6a）が周方向に２分割（半円状に２分割）可能なスラ
ストデイスク(6a1)(6a2)及び(6a3)(6a4)により構成さ
れ，同静止側上部スラストデイスク（6a）が回転側スラ
ストデイスク（７）の直上に配設され，静止側中間部
（6b）が回転側スラストデイスク（７）の周りに配設さ
れ，静止側下部スラストデイスク（6c）が回転側スラス
トデイスク（７）の直下に配設され，回転軸（１）の中
間部（排出口近傍の中間部）を回転可能に支持するスラ
スト気体軸受が構成されて，第４図に示すように回転軸
（１）の相対変形基準面が排気口側になる。また第２図
の（10a）（10b）が上部ハウジング，（11）が下部ハウ
ジング，（8a）が上記回転軸（１）に取付けたモータロ
ータ，（8b）が上記下部ハウジング（11）の内壁面に取
付けモータステータ，（9a）が上記組込体(2a1)(2a2)(2
b1)(2b2)に隣接して上記上部ハウジング（10a）（10b）
内に設けた冷却水路壁，（9b）が冷却水路，（12）が上
記上部ハウジング（10a）（10b）に設けた吸気口，（1
3）が上記下部ハウジング（11）の上部に設けた排気
口，（14a）が気体(B1)を上記上部ラジアル気体軸受（4
a）（4b）へ供給する給気口，（14b）が気体(B2)を上記
下部ラジアル気体軸受（5a）（5b）へ供給する給気口，
（14c）が気体(B3)を上記スラスト気体軸受（6a）（6
b）（6c）へ供給する給気口，第３図の（15）が上記組
込体(2a1)(2a2)(2b1)(2b2)と上記冷却通路壁（9a）との
間に介装した熱伝導率の大きい薄膜で，上記固定円板
（または静翼）(2a1)と上記静止側デイスク(2b1)とが例
えばセラミツクス(Si3N4,SiC,Al2O3，ZrO2)，ステンレ
ス鋼，カーボン，タングステン等で構成され，上記円筒
リング(2a2)(2b2)及び薄膜（15）が例えば金，銀，銅，
アルミニウム，ベリリウム，タングステン，グラフアイ
ト，モリブデン，マグネシウム等で構成されている。な
お上記薄膜（15）は，熱伝導コンダクタンス（熱の流れ
易さ）Ｃ＝k/t（k:熱伝導率,t:厚さ）を極力大きくする
ため,kを大に,tを小にしている。一般金属を使用する場
合には,t＝10〜100μｍ程度が適当である。またこの薄
膜（15）には，変形し易い材料を使用し，円筒リング(2
a2)(2b2)と冷却水路壁（9a）とに密着させて，受熱面を
大きくしている。この薄膜（15）を上記組込体(2a1)(2a
2)(2b1)(2b2)と上記冷却通路壁（9a）との間に介装し，
同組込体(2a1)(2a2)(2b1)(2b2)を冷却通路（9b）内を流
れる冷却水により冷却して，同組込体(2a1)(2a2)(2b1)
(2b2)の熱変形を小さくしている。なお上記のように遠
心圧縮ポンプ段の固定円板（または静翼）(2a1)と同ジ
ーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスク(2b1)と静止
側上部スラスト気体軸受（6a）のスラストデイスク(6
a1)(6a2)及び(6a3)(6a4)とを周方向に２分割（半円状に
２分割）したのは，スラスト気体軸受（6a）（6b）（6
c）（７）を回転軸（１）の中間部（排気口側中間部）
に組み込むためである。その組立手順を，第5,6図に示
した。まず静止側下部スラストデイスク（6c）を下部ハ
ウジング（11）内の段差部上に載せ，次いで回転軸
（１）の下部を下部ハウジング（11）内に挿入して，回
転軸（１）に一体に形成した回転側スラスクデイスク
（７）を上記静止側下部スラスクデイスク（6c）の上に
載せ，次いで静止側中間部（6b）を上記静止側下部スラ
スクデイスク（6c）の上に載せ，次いで片側の静止側上
部スラストデイスク(6a1)(6a3)を上記静止側中間部（6
b）の上に載せ，次いで残る片側の静止側上部スラスト
デイスク(6a2)(6a4)を上記静止側中間部（6b）の上に載
せ，上記静止側下部スラスクデイスク（6c）と上記静止
側中間部（6b）と上記静止側上部スラストデイスク(6
a1)(6a3)及び(6a2)(6a4)とを締付けボルト（16）により
下部ハウジング（11）に固定して，スラスト気体軸受
（6a）（6b）（6c）（７）の回転軸（１）中間部（排気
口側中間部）への組み込みを完了する。また上記組込体
(2a1)(2a2)(2b1)(2b2)の組立手順を第７図に示した。ま
ず最下段円筒リング(2b2)を下部ハウジング（11）の上
面に固定し，次いで片側の最下段静止側デイスク(2b1)
を上記最下段円筒リング(2b2)の上に載せ，次いで残る
片側の最下段静止側デイスク(2b1)を上記最下段円筒リ
ング(2b2)の上に載せ，次いで下から２番目の円筒リン
グ(2b2)を上記最下段静止側デイスク(2b1)の上に載せ，
それからも同じ要領でジーグバーン圧縮ポンプ段の各円
筒リング(2b2)及び各静止側デイスク(2b1)を多段に積み
上げ，それが終わると，遠心圧縮ポンプ段の各円筒リン
グ(2a2)及び各固定円板（または静翼）(2a1)を多段に積
み上げ，それが終わると，冷却水路壁（9a）を薄膜（1
5）を介して上記組込体(2a1)(2a2)(2b1)(2b2)に隣接さ
せ，次いで上部ハウジング（10a）（10b）を下部ハウジ
ング（11）に固定して，上記組込体(2a1)(2a2)(2b1)(2b
2)の組み込みを完了する。
次に前記第２図乃至第７図に示す複合真空ポンプの作
用を具体的に説明する。上部ラジアル気体軸受（4a）
（4b）と下部ラジアル気体軸受（5a）（5b）とスラスト
気体軸受（6a）（6b）（6c）（７）とにより回転軸
（１）を非接触で回転可能に支持しているときに，モー
タロータ（8a）とモータステータ（8b）とにより回転軸
（１）と遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバー
ン圧縮ポンプ段の回転デイスク(1b1)とを高速回転さ
せ，吸気口（12）から流入した気体(A1)を大気圧近傍ま
で圧縮して，排気口（13）からハウジング（11）外へ排
気する（(A2)参照）。このとき，回転軸（１）と遠心圧
縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバーン圧縮ポンプ段
の回転デイスク(1b1)とが低真空（数Torr）から大気圧
近傍までの圧力下で高速回転するので，風損により回転
軸（１）と円筒リング(2a2)(2b2)とが発熱して，軸方向
に熱膨張する。また遠心力により回転軸（１）が軸方向
に縮むが，回転軸（１）は，その中間部（排気口（13）
側）がスラスト気体軸受（6a）（6b）（6c）（７）によ
り支持されているので，回転軸（１）の相対変形基準面
が排気口（13）側になる。一方，円筒リング(2a2)(2b2)
の相対変形基準面は，既に述べたように排気口（13）側
にあるので，回転軸（１）の羽根車(1a1)及び回転デイ
スク(1b1)と，円筒リング(2a2)(2b2)の固定円板(2a1)及
び静止側デイスク(2b1)との間に生じる軸方向の相対変
位差が小さくなり，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)と
固定円板(2a1)との軸方向ギヤツプ，及びジーグバーン
圧縮ポンプ段の回転デイスク(1b1)と静止側デイスク(2b
1)との軸方向ギヤツプが数拾μｍ程度と小さくても，互
いが接触しなくて，複合真空ポンプの性能低下が防止さ
れる。即ち，固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)と
円筒リング(2a2)(2b2)とが別部材なので，固定円板(2
a1)及び静止側デイスク(2b1)から円筒リング(2a2)(2b2)
への入熱が減少する。しかも円筒リング(2a2)(2b2)に熱
伝導率の大きい材料を使用している上に，円筒リング(2
a2)(2b2)と冷却水路壁（9a）との間に熱伝達率の大きい
薄膜（15）を介装しているので，円筒リング(2a2)(2b2)
が効果的に除熱され，円筒リング(2a2)(2b2)の温度がT2
(x)に低下して，円筒リング(2a2)(2b2)の軸方向の熱変
形α0T2(x)が小さくなり，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1
a1)と固定円板（または静翼）(2a1)との軸方向ギヤツ
プ，及びジーグバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク(1
b1)と静止側デイスク(2b1)との軸方向ギヤツプが数拾μ
ｍ程度と小さくても，互いが接触しなくて，複合真空ポ
ンプの性能低下が防止される。
用を具体的に説明する。上部ラジアル気体軸受（4a）
（4b）と下部ラジアル気体軸受（5a）（5b）とスラスト
気体軸受（6a）（6b）（6c）（７）とにより回転軸
（１）を非接触で回転可能に支持しているときに，モー
タロータ（8a）とモータステータ（8b）とにより回転軸
（１）と遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバー
ン圧縮ポンプ段の回転デイスク(1b1)とを高速回転さ
せ，吸気口（12）から流入した気体(A1)を大気圧近傍ま
で圧縮して，排気口（13）からハウジング（11）外へ排
気する（(A2)参照）。このとき，回転軸（１）と遠心圧
縮ポンプ段の羽根車(1a1)とジーグバーン圧縮ポンプ段
の回転デイスク(1b1)とが低真空（数Torr）から大気圧
近傍までの圧力下で高速回転するので，風損により回転
軸（１）と円筒リング(2a2)(2b2)とが発熱して，軸方向
に熱膨張する。また遠心力により回転軸（１）が軸方向
に縮むが，回転軸（１）は，その中間部（排気口（13）
側）がスラスト気体軸受（6a）（6b）（6c）（７）によ
り支持されているので，回転軸（１）の相対変形基準面
が排気口（13）側になる。一方，円筒リング(2a2)(2b2)
の相対変形基準面は，既に述べたように排気口（13）側
にあるので，回転軸（１）の羽根車(1a1)及び回転デイ
スク(1b1)と，円筒リング(2a2)(2b2)の固定円板(2a1)及
び静止側デイスク(2b1)との間に生じる軸方向の相対変
位差が小さくなり，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1a1)と
固定円板(2a1)との軸方向ギヤツプ，及びジーグバーン
圧縮ポンプ段の回転デイスク(1b1)と静止側デイスク(2b
1)との軸方向ギヤツプが数拾μｍ程度と小さくても，互
いが接触しなくて，複合真空ポンプの性能低下が防止さ
れる。即ち，固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)と
円筒リング(2a2)(2b2)とが別部材なので，固定円板(2
a1)及び静止側デイスク(2b1)から円筒リング(2a2)(2b2)
への入熱が減少する。しかも円筒リング(2a2)(2b2)に熱
伝導率の大きい材料を使用している上に，円筒リング(2
a2)(2b2)と冷却水路壁（9a）との間に熱伝達率の大きい
薄膜（15）を介装しているので，円筒リング(2a2)(2b2)
が効果的に除熱され，円筒リング(2a2)(2b2)の温度がT2
(x)に低下して，円筒リング(2a2)(2b2)の軸方向の熱変
形α0T2(x)が小さくなり，遠心圧縮ポンプ段の羽根車(1
a1)と固定円板（または静翼）(2a1)との軸方向ギヤツ
プ，及びジーグバーン圧縮ポンプ段の回転デイスク(1
b1)と静止側デイスク(2b1)との軸方向ギヤツプが数拾μ
ｍ程度と小さくても，互いが接触しなくて，複合真空ポ
ンプの性能低下が防止される。
またジーグバーン圧縮ポンプ段の排気性能が向上す
る。即ち，第３図に示すように風損により回転軸（１）
の羽根車(1a1)及び回転デイスク(1b1)に発生する熱Ｑが
固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)→円筒リング(2
a2)(2b2)→薄膜（15）→冷却水路壁（9a）を経て冷却水
通路（9b）の冷却水に伝わる。その際，固定円板(2a1)
及び静止側デイスク(2b1)に熱伝導率λ1の小さい材料を
使用しているので，風損により発生した熱Ｑが固定円板
(2a1)及び静止側デイスク(2b1)に籠もって，固定円板(2
a1)及び静止側デイスク(2b1)の表面温度がT1(x)に上昇
するが，固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)の線膨
脹係数α1が小さい上に，固定円板(2a1)及び静止側デイ
スク(2b1)の厚さを(l1)，円筒リング(2a2)(2b2)の軸方
向長さを(l2)とすると，l2＞l1になっているので，円筒
リング(2a2)(2b2)の熱変形δ1がδ1＝α1T1(x)l1＋α0T
2(x)l2になって，固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b
1)の熱変形α1T1(x)l1が小さいままで気体温度が上昇
し，気体粘性が大きくなって，ジーグバーン圧縮ポンプ
段の排気性能が向上する。
る。即ち，第３図に示すように風損により回転軸（１）
の羽根車(1a1)及び回転デイスク(1b1)に発生する熱Ｑが
固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)→円筒リング(2
a2)(2b2)→薄膜（15）→冷却水路壁（9a）を経て冷却水
通路（9b）の冷却水に伝わる。その際，固定円板(2a1)
及び静止側デイスク(2b1)に熱伝導率λ1の小さい材料を
使用しているので，風損により発生した熱Ｑが固定円板
(2a1)及び静止側デイスク(2b1)に籠もって，固定円板(2
a1)及び静止側デイスク(2b1)の表面温度がT1(x)に上昇
するが，固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)の線膨
脹係数α1が小さい上に，固定円板(2a1)及び静止側デイ
スク(2b1)の厚さを(l1)，円筒リング(2a2)(2b2)の軸方
向長さを(l2)とすると，l2＞l1になっているので，円筒
リング(2a2)(2b2)の熱変形δ1がδ1＝α1T1(x)l1＋α0T
2(x)l2になって，固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b
1)の熱変形α1T1(x)l1が小さいままで気体温度が上昇
し，気体粘性が大きくなって，ジーグバーン圧縮ポンプ
段の排気性能が向上する。
なお熱変形δ1は，円筒リング(2a2)(2b2)の熱変形と
固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)の熱変形との和
になる。
固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)の熱変形との和
になる。
円筒リング(2a2)(2b2)の熱変形＝α0T2(x)l2 固定円板(2a1)及び静止側デイスク(2b1)の熱変形＝α
1T1(x)l1 よって円筒リング(2a2)(2b2)の熱変形の合計δ1＝α1T1
(x)l1＋α0T2(x)l2になる。
1T1(x)l1 よって円筒リング(2a2)(2b2)の熱変形の合計δ1＝α1T1
(x)l1＋α0T2(x)l2になる。
（考案の効果） 本考案の複合真空ポンプは前記のようにスラスト気体
軸受を、回転軸に一体の回転側スラストデイスクと、同
回転側スラストデイスクの直上に配設した静止側上部ス
ラストデイスクと、同回転側スラストデイスクの直下に
配設した静止側下部スラストデイスクとにより構成し
て、同スラスト気体軸受を回転デイスクの直下に配置し
ており、複合真空ポンプの性能低下を防止できる。即
ち，回転軸と遠心圧縮ポンプ段の羽根車とジーグバーン
圧縮ポンプ段の回転デイスクとが低真空（数Torr）から
大気圧近傍までの圧力下で高速回転するので，風損によ
り回転軸及び円筒リングが発熱して，軸方向に熱膨張す
る。また遠心力により回転軸が軸方向に縮むが，回転軸
は，その中間部（排気口側）がスラスト気体軸受により
支持されているので，回転軸の相対変形基準面が排気口
側になる。一方，円筒リングの相対変形基準面は，排気
口側にあるので，回転軸の羽根車及び回転デイスクと，
円筒リングの固定円板（または静翼）及び静止側デイス
クとの間に生じる軸方向の相対変位差が小さくなり，遠
心圧縮ポンプ段の羽根車と固定円板（または静翼）との
軸方向ギヤツプ，及びジーグバーン圧縮ポンプ段の回転
デイスクと静止側デイスクとの軸方向ギヤツプが数拾μ
ｍ程度と小さくても，互いが接触しなくて，複合真空ポ
ンプの性能低下を防止できる。
軸受を、回転軸に一体の回転側スラストデイスクと、同
回転側スラストデイスクの直上に配設した静止側上部ス
ラストデイスクと、同回転側スラストデイスクの直下に
配設した静止側下部スラストデイスクとにより構成し
て、同スラスト気体軸受を回転デイスクの直下に配置し
ており、複合真空ポンプの性能低下を防止できる。即
ち，回転軸と遠心圧縮ポンプ段の羽根車とジーグバーン
圧縮ポンプ段の回転デイスクとが低真空（数Torr）から
大気圧近傍までの圧力下で高速回転するので，風損によ
り回転軸及び円筒リングが発熱して，軸方向に熱膨張す
る。また遠心力により回転軸が軸方向に縮むが，回転軸
は，その中間部（排気口側）がスラスト気体軸受により
支持されているので，回転軸の相対変形基準面が排気口
側になる。一方，円筒リングの相対変形基準面は，排気
口側にあるので，回転軸の羽根車及び回転デイスクと，
円筒リングの固定円板（または静翼）及び静止側デイス
クとの間に生じる軸方向の相対変位差が小さくなり，遠
心圧縮ポンプ段の羽根車と固定円板（または静翼）との
軸方向ギヤツプ，及びジーグバーン圧縮ポンプ段の回転
デイスクと静止側デイスクとの軸方向ギヤツプが数拾μ
ｍ程度と小さくても，互いが接触しなくて，複合真空ポ
ンプの性能低下を防止できる。
また本考案の複合真空ポンプは前記のようにスラスト
気体軸受の静止側上部スラストデイスクと遠心圧縮ポン
プ段の固定円板または静翼とジーグバーン圧縮ポンプ段
の静止側デイスクとを周方向に複数に分割可能にし，同
遠心圧縮ポンプ段の固定円板または静翼と同ジーグバー
ン圧縮ポンプ段の静止側デイスクとを円筒リングを介し
てハウジング内に多段に組込み，同組込体に隣接してハ
ウジング内に冷却水路を設けており，ジーグバーン圧縮
ポンプ段の排気性能を向上できる。即ち，風損により回
転軸の羽根車及び回転デイスクに発生する熱が固定円板
及び静止側デイスク→円筒リング→薄膜→冷却水路壁を
経て冷却水通路の冷却水に伝わるが，固定円板及び静止
側デイスクに熱伝導率の小さい材料を使用しているの
で，風損により発生した熱が固定円板及び静止側デイス
クに籠もって，固定円板及び静止側デイスクの表面温度
が上昇するが，固定円板及び静止側デイスクの線膨脹係
数が小さいので，固定円板及び静止側デイスクの熱変形
が小さいままで気体温度が上昇し，気体粘性が大きくな
って，ジーグバーン圧縮ポンプ段の排気性能を向上でき
る効果がある。
気体軸受の静止側上部スラストデイスクと遠心圧縮ポン
プ段の固定円板または静翼とジーグバーン圧縮ポンプ段
の静止側デイスクとを周方向に複数に分割可能にし，同
遠心圧縮ポンプ段の固定円板または静翼と同ジーグバー
ン圧縮ポンプ段の静止側デイスクとを円筒リングを介し
てハウジング内に多段に組込み，同組込体に隣接してハ
ウジング内に冷却水路を設けており，ジーグバーン圧縮
ポンプ段の排気性能を向上できる。即ち，風損により回
転軸の羽根車及び回転デイスクに発生する熱が固定円板
及び静止側デイスク→円筒リング→薄膜→冷却水路壁を
経て冷却水通路の冷却水に伝わるが，固定円板及び静止
側デイスクに熱伝導率の小さい材料を使用しているの
で，風損により発生した熱が固定円板及び静止側デイス
クに籠もって，固定円板及び静止側デイスクの表面温度
が上昇するが，固定円板及び静止側デイスクの線膨脹係
数が小さいので，固定円板及び静止側デイスクの熱変形
が小さいままで気体温度が上昇し，気体粘性が大きくな
って，ジーグバーン圧縮ポンプ段の排気性能を向上でき
る効果がある。
第１図は本考案に係わる複合真空ポンプの一実施例を示
す縦断側面図，第２図は他の実施例を示す縦断側面図，
第３図はその作用説明図，第４図は絶対変形基準面及び
相対変形基準面を示す説明図，第５図はスラスト気体軸
受の組立て要領を示す説明図，第６図はスラスト気体軸
受の一部を示す平面図，第７図は円筒リングと固定円板
及び静止側デイスクとの組立て要領を示す説明図，第８
図は従来の複合真空ポンプを示す縦断側面図，第９図は
その作用説明図である。 （１）……回転体，(1a1)……羽根車，(1b1)……回転デ
イスク，（２）……静止円筒体，(2a1)……固定円板，
(2b1)……静止側デイスク，(2a2)(2b2)……円筒リン
グ，（4a）（4b）……上部ラジアル気体軸受、（5a）
（5b）……下部ラジアル気体軸受、（6a）〜（6c）及び
（７）……スラスト気体軸受、（6a）……スラスト気体
軸受の静止側上部スラストデイスク、（6b）……スラス
ト気体軸受の静止側中間部、（6c）……スラスト気体軸
受の静止側下部スラストデイスク、（７）……スラスト
気体軸受の回転側スラストデイスク、（9a）……冷却水
路壁，（9b）……冷却水路，（10a）（10b）（11）……
ハウジング，（12）……吸気口，（13）……排気口。
す縦断側面図，第２図は他の実施例を示す縦断側面図，
第３図はその作用説明図，第４図は絶対変形基準面及び
相対変形基準面を示す説明図，第５図はスラスト気体軸
受の組立て要領を示す説明図，第６図はスラスト気体軸
受の一部を示す平面図，第７図は円筒リングと固定円板
及び静止側デイスクとの組立て要領を示す説明図，第８
図は従来の複合真空ポンプを示す縦断側面図，第９図は
その作用説明図である。 （１）……回転体，(1a1)……羽根車，(1b1)……回転デ
イスク，（２）……静止円筒体，(2a1)……固定円板，
(2b1)……静止側デイスク，(2a2)(2b2)……円筒リン
グ，（4a）（4b）……上部ラジアル気体軸受、（5a）
（5b）……下部ラジアル気体軸受、（6a）〜（6c）及び
（７）……スラスト気体軸受、（6a）……スラスト気体
軸受の静止側上部スラストデイスク、（6b）……スラス
ト気体軸受の静止側中間部、（6c）……スラスト気体軸
受の静止側下部スラストデイスク、（７）……スラスト
気体軸受の回転側スラストデイスク、（9a）……冷却水
路壁，（9b）……冷却水路，（10a）（10b）（11）……
ハウジング，（12）……吸気口，（13）……排気口。
Claims (2)
- 【請求項１】吸気口を上部に設けるとともに上下中間部
に排気口を設けたハウジングと、同ハウジング内に配設
したスラスト気体軸受及びラジアル気体軸受と、これら
スラスト気体軸受及びラジアル軸受により回転可能に支
持された回転軸と、同回転軸に取付けた羽根車と上記ハ
ウジングの内壁面に固定した固定円板または静翼とを有
する多段の遠心圧縮ポンプ段と、上記回転軸に取付けた
回転デイスクと上記ハウジングの内壁面に固定した静止
側デイスクとを有し同回転デイスク及び同静止側デイス
クの少なくとも一方にスパイラル状溝を設けた多段のジ
ーグバーン圧縮ポンプ段とを具え、上記遠心圧縮ポンプ
段と上記ジーグバーン圧縮ポンプ段とを上記吸気口と上
記排気口との間の上記ハウジング内にその順に配設した
複合真空ポンプにおいて、前記スラスト気体軸受を、前
記回転軸に一体の回転側スラストデイスクと、同回転側
スラストデイスクの直上に配設した静止側上部スラスト
デイスクと、同回転側スラストデイスクの直下に配設し
た静止側下部スラストデイスクとにより構成して、同ス
ラスト気体軸受を前記回転デイスクの直下に配置したこ
とを特徴とする複合真空ポンプ。 - 【請求項２】前記スラスト気体軸受の静止側上部スラス
トデイスクと前記遠心圧縮ポンプ段の固定円板または静
翼と前記ジーグバーン圧縮ポンプ段の静止側デイスクと
を周方向に複数に分割可能にし、同遠心圧縮ポンプ段の
固定円板または静翼と同ジーグバーン圧縮ポンプ段の静
止側デイスクとを円筒リングを介して前記ハウジング内
に多段に組込み、同組込体に隣接して前記ハウジング内
に冷却水路を設けた請求項１記載の複合真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988037680U JP2546174Y2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 複合真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988037680U JP2546174Y2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 複合真空ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01142594U JPH01142594U (ja) | 1989-09-29 |
| JP2546174Y2 true JP2546174Y2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=31264257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988037680U Expired - Lifetime JP2546174Y2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 複合真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546174Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5344849B2 (ja) * | 2008-04-17 | 2013-11-20 | 株式会社荏原製作所 | ターボ型真空ポンプ |
| EP2108844A3 (en) | 2008-03-26 | 2013-09-18 | Ebara Corporation | Turbo vacuum pump |
| JP2009235923A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Ebara Corp | ターボ型真空ポンプ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4376070A (en) * | 1980-06-25 | 1983-03-08 | Westinghouse Electric Corp. | Containment of nuclear waste |
| JPS60204997A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-16 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk | 複合真空ポンプ |
| JPS61185696A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | Hitachi Ltd | 分子ポンプ |
| JPS6229796A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Hitachi Ltd | 真空ポンプ |
| JPH01167495A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Hitachi Ltd | 真空ポンプ |
| JPH0786357B2 (ja) * | 1988-07-08 | 1995-09-20 | 株式会社荏原製作所 | オイルフリー型真空ポンプ |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP1988037680U patent/JP2546174Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01142594U (ja) | 1989-09-29 |
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