JP3919282B2 - 分子ポンプ - Google Patents
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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
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- F04D29/701—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は実験研究装置、分析計測装置、及び半導体製造工業等の工業用真空装置において、中真空から超高真空にわたる圧力範囲で使用されるターボ分子ポンプや複合分子ポンプ等の分子ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の複合分子ポンプの一例で、吸気口ａと排気口ｂとを有する筐体ｃ内に、吸気口ａ側からターボ分子ポンプ部ｄ及びねじ溝真空ポンプ部ｅを順次配設すると共に、これらターボ分子ポンプ部ｄのロータとねじ溝真空ポンプ部ｅのロータとを一体の共通ロータｆに形成した構造になっている。
【０００３】
該複合分子ポンプは共通ロータｆを高速度で回転させて排気を行なうが、排気している腐食性ガスとの接触により該ロータｆに応力腐食割れを起こすことがある。
【０００４】
この応力腐食割れは軸に平行に破断面を生ずる破壊であって、その破壊物は回転の接線方向に飛散しようとする。
【０００５】
この破壊物がステータ側に衝突すると、該ステータに衝撃を加えると共に大きな回転トルクを生じ、この衝撃によって分子ポンプの筐体が変形したり、回転トルクによって分子ポンプの固定部や分子ポンプを取付けた装置側が破損したりする恐れがあった。
【０００６】
一方、ねじ溝真空ポンプ又は複合分子ポンプにおいて、ねじ溝真空ポンプ部のステータをハウジング（筐体）内に円周方向に摺動自在に設け、異物の噛み込み等によって該ねじ溝真空ポンプ部のロータが該ステータに係止した場合に該ステータが該ロータと共に回転するようにしてその回転速度が徐々に低下するようにし、ステータ側に大トルクが発生するのを防止した例が知られている（実公平６−４０９５４号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、円周方向に摺動自在な構造のステータｇを用いた図３に示す複合分子ポンプにおいて、前記共通ロータｆが応力腐食割れ等で破壊した場合、ターボ分子ポンプ部ｄとねじ溝真空ポンプ部ｅの中間、例えば図３のXX線付近において該共通ロータｆが上下に２分割されるように破断する恐れがある。
【０００８】
これは軸方向に破面を生ずる破壊、即ち円周方向で複数個の分割（例えば３〜４分割）を生じた場合、その各々が接線方向にとぼうとするがロータのねじ溝部がステータと衝突すると破壊したロータのターボ分子ポンプ部とねじ溝部の間の位置で大きな曲げモーメントとせん断応力が作用するためである。
【０００９】
ロータが上下に２分割される破断が起こるとねじ溝部のロータのエネルギーは摺動自在のステータにより徐々に消散されるが、ターボ分子ポンプ部のロータのエネルギーは静翼・静翼固定リングに衝突するがエネルギー消費にはそれ程寄与せずケーシングの内面にそのエネルギーの大部分を保持したまま衝突し、ケーシングの変形に費される。又、このとき急停止するためケーシングに大きなトルクを与える。
【００１０】
従来の構造ではケーシングの破損あるいはこの大きなトルクによりポンプ本体の固定部が破損するような大事故につながるという問題があった。
【００１１】
本発明はこれらの問題点を解消し、たとえ応力腐食割れ等でロータの破壊が発生することがあっても、ターボ分子ポンプのロータからの動翼の飛散や筐体の破壊等の大事故に到らないようなターボ分子ポンプ又は複合分子ポンプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目標を達成するべく、ターボ分子ポンプのロータ端部の外周部に近接してサポートリングを設置し、該サポートリングはリング本体、取付けリング、及びこれら両者を同心状に結合する複数本の支柱からなり、該サポートリングは取付けリングを介してターボ分子ポンプ部の筐体側に固定されていると共に、該サポートリングの内周に強い回転トルクが作用した場合には前記リング本体は前記支柱との結合が外れて回転可能となるように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施の形態を図１及び図２により説明する。
【００１４】
図１は本実施の形態の複合分子ポンプ１の縦断面図であり、２は複合分子ポンプの筐体、３はターボ分子ポンプ部、４はねじ溝真空ポンプ部を示す。
【００１５】
ターボ分子ポンプ部３は、共通ロータ５に固定された動翼３ａと、ステータ側の静翼３ｂ等からなる。
【００１６】
又、ねじ溝真空ポンプ部４は、共通ロータ５に設けられたねじ溝４ａと円筒状のステータ４ｂ等からなる。該ステータ４ｂはその上端面及び下端面を各々支持体４ｃ及び４ｄによって枢支され、筐体２内で円周方向に摺動自在のフローティング構造に形成されている。
【００１７】
６はサポートリングで、リング本体６ａ、複数本の支柱６ｂ及び取付けリング６ｃよりなる。
【００１８】
該サポートリング６は取付けリング６ｃにおいて筐体２に固定されており、又、リング本体６ａは共通ロータ５の上端の外周部５ａに近接して設置されている。リング本体６ａと取付けリング６ｃは、図２に示す如く丸い支柱６ｂによって同心に結合されている。又、前記外周部５ａは、その外径を一段細く形成して、リング本体６ａが吸気抵抗とならないように配慮した。
【００１９】
尚、リング本体６ａ及び取付けリング６ｃは鋼等の材料で強靭に形成されているのに対し、支柱６ｂは、折損し易い構造例えば切り欠きノッチを有する形状又は比較的細い形状に形成した。
【００２０】
次に本実施の形態の作動及び効果について説明する。
【００２１】
複合分子ポンプ１は共通ロータ５を高速度で回転させて排気を行なう。即ち、図１において吸気は上方のＡから行なわれ、下方のＢへ排気される。
【００２２】
排気ガスの種類によっては、アルミ合金製の共通ロータ５が腐食して応力腐食割れを起こさせる場合がある。この応力腐食割れで共通ロータ５の軸に平行に破断面を生じ、その破壊物は回転の接線方向に飛散するが、下部のねじ溝真空ポンプ部４においては前記ステータ４ｂに拘束され、又、上部のターボ分子ポンプ部３においては前記サポートリング６によってばらばらにならないように拘束される。
【００２３】
然してこれら破壊物は、ステータ４ｂ及びサポートリング６に大きな回転トルクを与える。ステータ４ｂは筐体２内を円周方向に摺動自在のフローティング構造となっているため、この回転トルクによって直ちに回転が可能である。一方、サポートリング６にあっては、該回転トルクによって前記支柱６ｂが折れ、破壊物はリング本体６ａと前記ステータ４ｂに拘束されたまま回転可能となる。
【００２４】
かくて、破壊した共通ロータ５が徐々に停止するので、共通ロータ５の破壊によりポンプの筐体２に発生するトルクは従来の十分の一乃至百分の一程度となり、ポンプの固定部や装置の強度設計が大幅に楽になると共に、共通ロータ５がターボ分子ポンプ３とねじ溝真空ポンプ部４の中間で破壊したり、筐体２が破損したり、又は動翼３ａが飛散するなどの大事故に到る恐れがなくなる。
【００２５】
尚、本実施の形態において、サポートリング６は複数の丸い支柱６ｂでリング本体６ａと取付けリング６ｃとを結合しているとしたが、これは支柱の代りに静翼を配置し、リング本体６ａにロータ側より回転トルクが加えられた時、該リング本体６ａと静翼との結合が外れて、該リング本体６ａがロータと共に回転するようにしてもよい。
【００２６】
又、本実施の形態では複合分子ポンプの場合を示したが、これは複合分子ポンプではなく、ターボ分子ポンプ単独の場合に、前記サポートリングをロータ端部の外周部に近接して設置するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
このように本発明によれば、分子ポンプの固定部や分子ポンプを取付けた装置側の強度設計が大幅に楽になると共に、たとえターボ分子ポンプ部のロータに応力腐食割れが発生しても、それが直ちに動翼の飛散につながったり、又は複合分子ポンプの共通ロータの中間部で上下に破壊したりするような恐れがなくなる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合分子ポンプの１実施の形態の縦断面図である。
【図２】本発明のサポートリングの平面図である。
【図３】従来の複合分子ポンプの縦断面図の一例である。
【符号の説明】
１ 複合分子ポンプ
２ 筐体
３ ターボ分子ポンプ部
４ ねじ溝真空ポンプ部
4b ステータ
５ 共通ロータ
６ サポートリング
6a リング本体
6b 支柱
6c 取付リング
【発明の属する技術分野】
本発明は実験研究装置、分析計測装置、及び半導体製造工業等の工業用真空装置において、中真空から超高真空にわたる圧力範囲で使用されるターボ分子ポンプや複合分子ポンプ等の分子ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の複合分子ポンプの一例で、吸気口ａと排気口ｂとを有する筐体ｃ内に、吸気口ａ側からターボ分子ポンプ部ｄ及びねじ溝真空ポンプ部ｅを順次配設すると共に、これらターボ分子ポンプ部ｄのロータとねじ溝真空ポンプ部ｅのロータとを一体の共通ロータｆに形成した構造になっている。
【０００３】
該複合分子ポンプは共通ロータｆを高速度で回転させて排気を行なうが、排気している腐食性ガスとの接触により該ロータｆに応力腐食割れを起こすことがある。
【０００４】
この応力腐食割れは軸に平行に破断面を生ずる破壊であって、その破壊物は回転の接線方向に飛散しようとする。
【０００５】
この破壊物がステータ側に衝突すると、該ステータに衝撃を加えると共に大きな回転トルクを生じ、この衝撃によって分子ポンプの筐体が変形したり、回転トルクによって分子ポンプの固定部や分子ポンプを取付けた装置側が破損したりする恐れがあった。
【０００６】
一方、ねじ溝真空ポンプ又は複合分子ポンプにおいて、ねじ溝真空ポンプ部のステータをハウジング（筐体）内に円周方向に摺動自在に設け、異物の噛み込み等によって該ねじ溝真空ポンプ部のロータが該ステータに係止した場合に該ステータが該ロータと共に回転するようにしてその回転速度が徐々に低下するようにし、ステータ側に大トルクが発生するのを防止した例が知られている（実公平６−４０９５４号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、円周方向に摺動自在な構造のステータｇを用いた図３に示す複合分子ポンプにおいて、前記共通ロータｆが応力腐食割れ等で破壊した場合、ターボ分子ポンプ部ｄとねじ溝真空ポンプ部ｅの中間、例えば図３のXX線付近において該共通ロータｆが上下に２分割されるように破断する恐れがある。
【０００８】
これは軸方向に破面を生ずる破壊、即ち円周方向で複数個の分割（例えば３〜４分割）を生じた場合、その各々が接線方向にとぼうとするがロータのねじ溝部がステータと衝突すると破壊したロータのターボ分子ポンプ部とねじ溝部の間の位置で大きな曲げモーメントとせん断応力が作用するためである。
【０００９】
ロータが上下に２分割される破断が起こるとねじ溝部のロータのエネルギーは摺動自在のステータにより徐々に消散されるが、ターボ分子ポンプ部のロータのエネルギーは静翼・静翼固定リングに衝突するがエネルギー消費にはそれ程寄与せずケーシングの内面にそのエネルギーの大部分を保持したまま衝突し、ケーシングの変形に費される。又、このとき急停止するためケーシングに大きなトルクを与える。
【００１０】
従来の構造ではケーシングの破損あるいはこの大きなトルクによりポンプ本体の固定部が破損するような大事故につながるという問題があった。
【００１１】
本発明はこれらの問題点を解消し、たとえ応力腐食割れ等でロータの破壊が発生することがあっても、ターボ分子ポンプのロータからの動翼の飛散や筐体の破壊等の大事故に到らないようなターボ分子ポンプ又は複合分子ポンプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目標を達成するべく、ターボ分子ポンプのロータ端部の外周部に近接してサポートリングを設置し、該サポートリングはリング本体、取付けリング、及びこれら両者を同心状に結合する複数本の支柱からなり、該サポートリングは取付けリングを介してターボ分子ポンプ部の筐体側に固定されていると共に、該サポートリングの内周に強い回転トルクが作用した場合には前記リング本体は前記支柱との結合が外れて回転可能となるように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施の形態を図１及び図２により説明する。
【００１４】
図１は本実施の形態の複合分子ポンプ１の縦断面図であり、２は複合分子ポンプの筐体、３はターボ分子ポンプ部、４はねじ溝真空ポンプ部を示す。
【００１５】
ターボ分子ポンプ部３は、共通ロータ５に固定された動翼３ａと、ステータ側の静翼３ｂ等からなる。
【００１６】
又、ねじ溝真空ポンプ部４は、共通ロータ５に設けられたねじ溝４ａと円筒状のステータ４ｂ等からなる。該ステータ４ｂはその上端面及び下端面を各々支持体４ｃ及び４ｄによって枢支され、筐体２内で円周方向に摺動自在のフローティング構造に形成されている。
【００１７】
６はサポートリングで、リング本体６ａ、複数本の支柱６ｂ及び取付けリング６ｃよりなる。
【００１８】
該サポートリング６は取付けリング６ｃにおいて筐体２に固定されており、又、リング本体６ａは共通ロータ５の上端の外周部５ａに近接して設置されている。リング本体６ａと取付けリング６ｃは、図２に示す如く丸い支柱６ｂによって同心に結合されている。又、前記外周部５ａは、その外径を一段細く形成して、リング本体６ａが吸気抵抗とならないように配慮した。
【００１９】
尚、リング本体６ａ及び取付けリング６ｃは鋼等の材料で強靭に形成されているのに対し、支柱６ｂは、折損し易い構造例えば切り欠きノッチを有する形状又は比較的細い形状に形成した。
【００２０】
次に本実施の形態の作動及び効果について説明する。
【００２１】
複合分子ポンプ１は共通ロータ５を高速度で回転させて排気を行なう。即ち、図１において吸気は上方のＡから行なわれ、下方のＢへ排気される。
【００２２】
排気ガスの種類によっては、アルミ合金製の共通ロータ５が腐食して応力腐食割れを起こさせる場合がある。この応力腐食割れで共通ロータ５の軸に平行に破断面を生じ、その破壊物は回転の接線方向に飛散するが、下部のねじ溝真空ポンプ部４においては前記ステータ４ｂに拘束され、又、上部のターボ分子ポンプ部３においては前記サポートリング６によってばらばらにならないように拘束される。
【００２３】
然してこれら破壊物は、ステータ４ｂ及びサポートリング６に大きな回転トルクを与える。ステータ４ｂは筐体２内を円周方向に摺動自在のフローティング構造となっているため、この回転トルクによって直ちに回転が可能である。一方、サポートリング６にあっては、該回転トルクによって前記支柱６ｂが折れ、破壊物はリング本体６ａと前記ステータ４ｂに拘束されたまま回転可能となる。
【００２４】
かくて、破壊した共通ロータ５が徐々に停止するので、共通ロータ５の破壊によりポンプの筐体２に発生するトルクは従来の十分の一乃至百分の一程度となり、ポンプの固定部や装置の強度設計が大幅に楽になると共に、共通ロータ５がターボ分子ポンプ３とねじ溝真空ポンプ部４の中間で破壊したり、筐体２が破損したり、又は動翼３ａが飛散するなどの大事故に到る恐れがなくなる。
【００２５】
尚、本実施の形態において、サポートリング６は複数の丸い支柱６ｂでリング本体６ａと取付けリング６ｃとを結合しているとしたが、これは支柱の代りに静翼を配置し、リング本体６ａにロータ側より回転トルクが加えられた時、該リング本体６ａと静翼との結合が外れて、該リング本体６ａがロータと共に回転するようにしてもよい。
【００２６】
又、本実施の形態では複合分子ポンプの場合を示したが、これは複合分子ポンプではなく、ターボ分子ポンプ単独の場合に、前記サポートリングをロータ端部の外周部に近接して設置するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
このように本発明によれば、分子ポンプの固定部や分子ポンプを取付けた装置側の強度設計が大幅に楽になると共に、たとえターボ分子ポンプ部のロータに応力腐食割れが発生しても、それが直ちに動翼の飛散につながったり、又は複合分子ポンプの共通ロータの中間部で上下に破壊したりするような恐れがなくなる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合分子ポンプの１実施の形態の縦断面図である。
【図２】本発明のサポートリングの平面図である。
【図３】従来の複合分子ポンプの縦断面図の一例である。
【符号の説明】
１ 複合分子ポンプ
２ 筐体
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４ ねじ溝真空ポンプ部
4b ステータ
５ 共通ロータ
６ サポートリング
6a リング本体
6b 支柱
6c 取付リング
Claims (4)
- ターボ分子ポンプのロータ端部の外周部に近接してサポートリングを設置し、該サポートリングはリング本体、取付けリング、及びこれら両者を同心状に結合する複数本の支柱からなり、該サポートリングは取付けリングを介してターボ分子ポンプ部の筐体側に固定されていると共に、該サポートリングの内周に強い回転トルクが作用した場合には前記リング本体は前記支柱との結合が外れて回転可能となるように形成されていることを特徴とする分子ポンプ。
- ターボ分子ポンプ部とねじ溝真空ポンプ部からなる複合分子ポンプにおいて、ターボ分子ポンプ部のロータ上端の外周部に近接してサポートリングを設置すると共に、ねじ溝真空ポンプ部のステータを筐体内に円周方向に摺動自在に設け、前記サポートリングはリング本体、取付けリング、及びこれら両者を同心状に結合する複数本の支柱からなり、該サポートリングは取付けリングを介してターボ分子ポンプ部の筐体側に固定されていると共に、該サポートリングの内周に強い回転トルクが作用した場合には前記リング本体は前記支柱との結合が外れて回転可能となるように形成されていることを特徴とする分子ポンプ。
- 前記支柱は、前記サポートリングの内周に強い回転トルクが作用した場合に、これら支柱が折損する構造に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分子ポンプ。
- 前記ロータは、前記サポートリングを設置したロータ端部の外周部分を一段細く形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分子ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06741297A JP3919282B2 (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06741297A JP3919282B2 (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 分子ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10252684A JPH10252684A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3919282B2 true JP3919282B2 (ja) | 2007-05-23 |
Family
ID=13344181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06741297A Expired - Fee Related JP3919282B2 (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 分子ポンプ |
Country Status (1)
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| US6589009B1 (en) | 1997-06-27 | 2003-07-08 | Ebara Corporation | Turbo-molecular pump |
| JP4660967B2 (ja) * | 2001-05-22 | 2011-03-30 | 株式会社島津製作所 | ターボ分子ポンプ |
| JP6414401B2 (ja) * | 2014-07-08 | 2018-10-31 | 株式会社島津製作所 | ターボ分子ポンプ |
-
1997
- 1997-03-05 JP JP06741297A patent/JP3919282B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10252684A (ja) | 1998-09-22 |
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