JP7463332B2 - 真空ポンプ、真空ポンプの軸受保護構造、及び真空ポンプの回転体 - Google Patents
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Description
第1実施形態では、真空ポンプとしてターボ分子ポンプ100を例に挙げて説明する。このターボ分子ポンプ100の縦断面図を図1に示す。図1において、ターボ分子ポンプ100は、円筒状の外筒127の上端に吸気口101が形成されている。そして、外筒127の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードである複数の回転翼102(102a、102b、102c・・・)を周部に放射状かつ多段に形成した回転体103が備えられている。この回転体103の中心にはロータ軸113が取り付けられており、このロータ軸113は、例えば5軸制御の磁気軸受114により空中に浮上支持かつ位置制御されている。回転体103は、一般的に、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属によって構成されている。
図10は変形例1-1に係るターボ分子ポンプの突出部160-1を示す拡大図である。図10に示すように、突出部160-1は、回転体103の円筒部102dに形成されている点で上記第1実施形態と異なる。具体的には、突出部160-1は、円筒部102dの内周面の下端部に形成されている。このように構成しても、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
図11は変形例1-2に係るターボ分子ポンプ100の突出部160-2を示す拡大図である。図11に示すように、突出部160-2は、回転体103の円筒部102dの外側に位置するネジ付スペーサ131に形成されている点で上記第1実施形態と異なる。具体的には、突出部160-2は、ネジ付スペーサ131の内周面の下端部に形成されている。このように構成しても、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
図12は変形例1-3に係るターボ分子ポンプの突出部160-3を示す拡大図である。図12に示すように、突出部160-3は、上記第1実施形態と形状が異なっている。具体的には、突出部160-3は、先端がR形状に形成されており、上記第1実施形態に比べて低摩擦特性を有する。
図13は変形例1-4に係るターボ分子ポンプの突出部160-4を示す拡大図である。図13に示すように、突出部160-4は、ラビリンス形状(ヒダ状)に形成されている。この場合も、突出部160-4は、上記第1実施形態に比べて低摩擦特性を有する。
図14は変形例1-5に係るターボ分子ポンプの突出部160-5を示す拡大図である。図14に示すように、突出部160-5は、その表面を例えば耐熱性のPTFE等の樹脂材料から成るコーティング部160aによって覆われている。コーティング部160aは、回転体103及びステータコラム122に比べて低摩擦特性を有する。
図15は変形例1-6に係るターボ分子ポンプを示す拡大図である。図15に示すように、このターボ分子ポンプでは、回転体103の円筒部102dの外周面に複数の突出部160が形成されており、これら突出部160よりも排気ガスの流れの下流側の位置に、コンタミを貯留する断面視L字形状の貯留部175が設けられている。
次に、第2実施形態に係る真空ポンプについて説明する。第2実施形態では、真空ポンプとして遠心ポンプ110を例に挙げて説明する。なお、第1実施形態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
図18は変形例2-1に係る遠心ポンプの貯留部176を示す拡大図である。図18に示すように、コンタミを貯留する貯留部176は、バックプレート170の内周側であって複数の突出部160よりも下流側に形成されている。この貯留部176は、バックプレート170の内周側の端部においてコの字状に形成されており、突出部160から下流側に移動してきたコンタミをせき止める。
図19は変形例2-2に係る遠心式ポンプの貯留部を示す拡大図である。図19に示すように、貯留部177は、バックプレート170の内周側であって複数の突出部160よりも下流側に形成された凹部である。複数の突出部160から下流側に移動してきたコンタミは、この貯留部177に落下して堆積するため、この構成によっても、上記変形例1と同様の効果を奏することができる。
102 回転翼
102d 円筒部
103 回転体
103A,103B 羽根車(回転体)
113 ロータ軸
114 磁気軸受
122 ステータコラム(回転体の周囲の部品)
130 パージガス流路
155 下側タッチダウン軸受(タッチダウン軸受)
156 上側タッチダウン軸受(タッチダウン軸受)
160 突出部
170 バックプレート(回転体の周囲の部品)
175~177 貯留部
200 遠心ポンプ(真空ポンプ)
Claims (9)
- 回転翼が設けられた回転体と、
前記回転体の中心に設けられたロータ軸と、
前記ロータ軸を浮上支持する磁気軸受と、
前記ロータ軸と隙間を存して設けられ、前記磁気軸受の制御不能時に前記ロータ軸を支持するタッチダウン軸受と、を備えた真空ポンプであって、
前記タッチダウン軸受を保護する軸受保護構造を有し、
前記軸受保護構造は、
前記回転体と前記回転体の周囲の部品との少なくとも一方に設けられた突出部で構成され、前記ロータ軸の前記タッチダウン軸受へのタッチダウン時に、前記回転体と前記回転体の周囲の部品とが前記突出部を介して接触することにより、前記タッチダウン軸受に作用する前記回転体の運動エネルギを低減し、
前記回転体の背面側には、前記回転体の周囲の部品又はその部品の一部として、排気ガスの乱れを防ぐバックプレートが配置され、
前記突出部は、前記回転体の背面及び前記バックプレートのうち少なくとも一方に設けられていることを特徴とする真空ポンプ。 - 回転翼が設けられた回転体と、
前記回転体の中心に設けられたロータ軸と、
前記ロータ軸を浮上支持する磁気軸受と、
前記ロータ軸と隙間を存して設けられ、前記磁気軸受の制御不能時に前記ロータ軸を支持するタッチダウン軸受と、を備えた真空ポンプであって、
前記タッチダウン軸受を保護する軸受保護構造を有し、
前記軸受保護構造は、
前記回転体と前記回転体の周囲の部品との少なくとも一方に設けられた突出部で構成され、前記ロータ軸の前記タッチダウン軸受へのタッチダウン時に、前記回転体と前記回転体の周囲の部品とが前記突出部を介して接触することにより、前記タッチダウン軸受に作用する前記回転体の運動エネルギを低減し、
前記突出部よりも下流側の位置に、前記回転体と前記回転体の周囲の部品との接触時に発生するコンタミを貯留する貯留部が設けられていることを特徴とする真空ポンプ。 - 回転翼が設けられた回転体と、
前記回転体の中心に設けられたロータ軸と、
前記ロータ軸を浮上支持する磁気軸受と、
前記ロータ軸と隙間を存して設けられ、前記磁気軸受の制御不能時に前記ロータ軸を支持するタッチダウン軸受と、を備えた真空ポンプであって、
前記タッチダウン軸受を保護する軸受保護構造を有し、
前記軸受保護構造は、
前記回転体と前記回転体の周囲の部品との少なくとも一方に設けられた突出部で構成され、前記ロータ軸の前記タッチダウン軸受へのタッチダウン時に、前記回転体と前記回転体の周囲の部品とが前記突出部を介して接触することにより、前記タッチダウン軸受に作用する前記回転体の運動エネルギを低減し、
前記突出部は複数設けられ、
前記複数の突出部は、円周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする真空ポンプ。 - 回転翼が設けられた回転体と、
前記回転体の中心に設けられたロータ軸と、
前記ロータ軸を浮上支持する磁気軸受と、
前記ロータ軸と隙間を存して設けられ、前記磁気軸受の制御不能時に前記ロータ軸を支持するタッチダウン軸受と、を備えた真空ポンプであって、
前記タッチダウン軸受を保護する軸受保護構造を有し、
前記軸受保護構造は、
前記回転体と前記回転体の周囲の部品との少なくとも一方に設けられた突出部で構成され、前記ロータ軸の前記タッチダウン軸受へのタッチダウン時に、前記回転体と前記回転体の周囲の部品とが前記突出部を介して接触することにより、前記タッチダウン軸受に作用する前記回転体の運動エネルギを低減し、
前記突出部の表面は、前記回転体及び前記回転体の周囲の部品より低摩擦特性を有することを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項2~4の何れか1項に記載の真空ポンプにおいて、
前記回転体の内周側かつ前記ロータ軸の外周側に配置される、前記回転体の周囲の部品としてのステータコラムを備え、
前記突出部は、前記回転体の内周面及び前記ステータコラムの外周面のうち少なくとも一方に設けられていることを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項5に記載の真空ポンプにおいて、
前記回転体の内周面と前記ステータコラムの外周面との間にパージガスが流れるパージガス流路が形成され、
前記突出部は、前記パージガス流路内に設けられていることを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項1~6の何れか1項に記載の真空ポンプにおいて、
前記突出部は、前記回転体の下流側の端部の近傍に配置されていることを特徴とする真空ポンプ。 - 回転翼が設けられた回転体と、
前記回転体の中心に設けられたロータ軸と、
前記ロータ軸を浮上支持する磁気軸受と、
前記ロータ軸と隙間を存して設けられ、前記磁気軸受の制御不能時に前記ロータ軸を支持するタッチダウン軸受と、を備えた真空ポンプに適用され、前記タッチダウン軸受を保護する真空ポンプの軸受保護構造であって、
前記軸受保護構造は、
前記回転体と前記回転体の周囲の部品との少なくとも一方に設けられた突出部で構成され、前記ロータ軸の前記タッチダウン軸受へのタッチダウン時に、前記回転体と前記回転体の周囲の部品とが前記突出部を介して接触することにより、前記タッチダウン軸受に作用する前記回転体の運動エネルギを低減し、
前記突出部の表面は、前記回転体及び前記回転体の周囲の部品より低摩擦特性を有することを特徴とする真空ポンプの軸受保護構造。 - 真空ポンプに設けられた磁気軸受によって浮上支持され、回転翼と、前記回転翼の中心に設けられたロータ軸とを備えた真空ポンプの回転体であって、
前記真空ポンプは、前記ロータ軸と隙間を存して設けられ、前記磁気軸受の制御不能時に前記ロータ軸を支持するタッチダウン軸受を有し、
前記回転体は、前記タッチダウン軸受を保護する軸受保護構造を有し、
前記軸受保護構造は、
前記ロータ軸の前記タッチダウン軸受へのタッチダウン時に、前記回転体の周囲の部品と接触することにより、前記タッチダウン軸受に作用する前記回転体の運動エネルギを低減する突出部で構成され、
前記突出部の表面は、前記回転体及び前記回転体の周囲の部品より低摩擦特性を有することを特徴とする真空ポンプの回転体。
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