JPH0216394A - ターボ分子ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ダブルフロー構造を採用したターボ分子ポン
プに関するものである。

［従来の技術］ ターボ分子ポンプ（以下、ＴＭＰと略称する）の構造と
しては、吊鐘形ロータをシャフトに一体回転可能に固着
し、該ロータの外周においてステータとの間に形成した
タービン翼のポンプ作用によって、吸気したガスを圧縮
排気するようにしたものが一般的である。

ところが、このような吊鐘形ロータのＴＭＰでは、シャ
フトに作用する荷重がロータ固着位置であるシャフト上
端に集中するため、回転中心がぶれ易い欠点がある。

そこで、ロータを対をなして一体回転可能に設け、各々
のロータと対応する各ステータとの間にそれぞれ互いに
独立した排気を行なうタービン翼を構成した、所謂ダブ
ルフロー型のものが開発されている。このような構成に
よれば、重心が両ロータ間に位置することになるため、
シャフト両端に軸受を配設すれば、これらの軸受によっ
て該シャフトを等分に軸受支持することができ、回転の
安定化が図れるものとなる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような構成を採用する場合は、シャ
フトが大径化して重量が増大する不都合を伴なう。すな
わち、シャフトには独立したタービン翼を構成するため
にその両端三箇所においてロータを固着しなければなら
いが、これによってその負荷重量が増大するとともに、
作用するねじり応力も大きくなる。このため、シャフト
には、これらに耐え得るだけの剛性を確保しておく必要
が生じるからである。

本発明は、このようなダブルフロー型のものにおいて、
強度を低下させることなくロータ連結構造の軽量化を図
るとともに、これに伴なって生じる吸気側空間への悪影
響の問題を同時に解決することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような構
成を採用したものである。

すなわち、本発明のＴＭＰは、一対のロータを中空円筒
状の連結部材の両端に固着し、両ロータと対応する各ス
テータとの間にそれぞれ互いに独立した排気を行なうタ
ービン翼を構成するとともに、前記連結部材内部を、ポ
ンプ本体の吸気側空間または排気側空間に連通させてな
ることを特徴としている。

［作用］ このように連結部祠をロータに対して別体に設けると、
これを中空円筒状にすることが可能となるので、目的と
する連結構造の軽量化と剛性の確保とが容易に実現でき
る。

この際、単に連結部材の両端にロータを固着するだけで
は、連結部材内部が中途半端に閉止されるため、真空排
気が進むにつれて、内部に閉塞されている気体が連結隙
間を通って次第に連結部材外部の吸気側空間にリークし
、真空状態に悪影響を及ぼす恐れがある。

これに対し、このものは連結部材内部をポンプ本体の吸
気側空間または排気側空間に積極的に連通させているの
で、このようなリーク問題は好適に解消される。すなわ
ち、連結部材内部をポンプ本体の吸気側空間に連通させ
たものでは、内部が該吸気側空間とともに高真空に排気
されるので、リークは有り得ず、また、連結部材内部を
ポンプ本体の排気側空間に連通させたものでは、内部が
低真空に排気されるので、吸気側空間との差圧が小さく
なってリークが起こり難くなるからである。

しかして、このものは支障なく中空円筒状の連結部材を
採用することができるので、上記目的が好適に達成され
るものとなる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

この実施例のＴＭＰは、第１図に示すように、ポンプ本
体１内に形成した左右のポンプ室１１．１１に対をなす
ロータ２．２を配設しており、両ロータ２．２と対応す
る各ハウジング内周１ａのステータとの間に、それぞれ
互いに独立した排気を行なうタービン翼３．３を構成し
ている。そして、中央に設けた共通の吸気口１２から吸
入したガスを、これらのタービン翼３．３で各別に排気
した後、排気配管１３を介して再び共通の排気口（図示
省略）からバックポンプ等に排出されるようにしている
。

これらのロータ２は、同図に明らかなように縦断面がコ
字形をなす有底筒状のもので、第２図に拡大図示するよ
うな別体の連結部材２１によって、一体回転可能に連結
されている。この連結部材２１は中空ロッド状のもので
、極めて剛性の高い金属素材等で作られている。そして
、その両端に拡開して設けたフランジ部２１ａを、各々
のロータ底部２ａの外表面に剛着している。この際、両
者の連結部分（図中Ｘに対応する部位）を互いに位置決
め状態下に嵌合し合う印部構造にして、軸心ｍの一致を
容易ならしめている。

この状態において、連結部材２１は、両端に固着したロ
ータ底部２ａによってその内部Ｓ１を閉止されることに
なるが、このものは、一方のロータ底部２ａに連通孔２
ｂを穿設し、連結部材内部Ｓ１を該ロータ２の機械室内
部Ｓ２と連通させている。機械室内部Ｓ２は、タービン
翼３の下流に位置しているため排気側空間に属する。し
たがって、この機械室内部Ｓ２に連結部材内部Ｓ１を連
通させておけば、該連結部材内部Ｓ１は機械室内部Ｓ２
とともに低真空に排気されることになる。

また、このものは、連結部材内部Ｓ１と吸気側空間Ｓ３
とのシール性を高めるために、該連結部材２１のフラン
ジ部２１ａにＯリング２１ｂを埋設し、ロータ底部２ａ
との連結状態をより気密なものにしている。

このようにして、両ロータ２は連結部材２１によって一
体回転し得るものとなるが、本実施例ではこれらを、両
ロータ２の内側軸心位置に配設した固定軸支部４によっ
て支持するようにしている。

この固定軸支部４は、第１図に示すように、ハウジング
端面の横カバー１４に取着した取付板４１と、この取付
板４１に支持させた状態でその先端部を前記ロータ２の
内側軸心位置に挿入したパイプ状の軸心部材４２とから
なっている。そして、この軸心部材４２と前記ロータ２
との間に、各ロタ２を回転可能に支持する軸受を設ける
ようにしている。この実施例では、非接触軸受であるラ
ジアル磁気軸受５１とスラスト磁気軸受５２とを構成し
て、両ロータ２を全体として５軸方向から位置制御可能
に支持できるようにしている。

また、一方のロータ２には、このＴＭＰを回転駆動する
ための高周波モータ７が構成されている。

９は停電時等にのみロータ２の内周に添接して該ロータ
２を直接支持するタッチダウンベアリングである。

しかして、以上のように両ロータ２を連結部材２１で連
結するようにすると、該連結部材２１は両ロータ底部２
ａの離間距離ｄに対応した長さ寸法だけ設ければよいこ
とになる。したがって、従来のシャフトと比較すると、
この連結部材２１は遥かに短寸なもので済む。しかも、
このように連結部材２１が別体であるから、この部月の
みを中空円筒状にすることができ、軽量であってしかも
変形し難い特有の効果を得ることができる。

そして、連結部材内部Ｓ１を連通孔２ｂを通じて機械室
内部Ｓ２と積極的に連通させているので、連結部材２１
を包囲する吸気側空間Ｓ３が高真空（例えば１Ｏ−８Ｔ
ｏｒｒ）に排気されたとき、連結部材内部Ｓ１は機械室
内部Ｓ２とともに低真空（例えば１Ｏ−２Ｔｏｒｒ）に
排気されることになる。すなわち、何の手段も講じずに
連結部材内部Ｓ１が単に閉止された場合（このときは略
ＩＴ。

ｒｒに保持される）と比較すると、このものは吸気側空
間Ｓ３との差圧を２桁程度も小さくできることになる。

しかも、フランジ部２１ａとロータ底部２ａとの隙間に
Ｏリングシール２１ａを介設している。したがって、こ
のＴＭＰは連結部材内部Ｓ１の気体がフランジ部２１ａ
とロータ底部２ａとの隙間を通って吸気側空間Ｓ、にリ
ークする可能性を好適に低減することができ、中空円筒
状の連結部材２１を不都合なく取入れることを可能成ら
しめているものである。また、この構成は、連結部材２
１を変形せずに完全な円筒状で用いることができるので
、剛性低下を招くことはない。

なお、連結部材内部Ｓ１は第３図に示すように、ポンプ
本体１の吸気側空間Ｓ３に連通させてもよい。同図に示
すものは、連結部材２１の円筒肉厚部に吸気側空間Ｓ３
との連通孔２１ｃを穿設したものである。このような構
成は、連結部材２１の剛性を失しない限り、構造が簡単
であるため有効であり、しかも、連結部材内部Ｓ１が吸
気側空間Ｓ３とともに高真空に排気されるので、両者間
に差圧は存在せず、リーク問題は完全に解消されること
になる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
図示実施例のものに限定されるものではなく、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲で捗々変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成により、強度を低下させる
ことなくロータ連結構造の軽量化を図るとともに、この
際に生じる吸気側空間へのリーク問題を併せて解決した
ＴＭＰを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は縦断面図、第
２図は第１図の部分拡大図である。また、第３図は本発
明の他の実施例を示す第２図相当の部分拡大図である。 １・・・ポンプ本体　　　　２・・・ロータ３・・・タ
ービン翼　　　２１・・・連結部材Ｓ１・・・連結部材
内部 Ｓ３ ・・・排気側空間 ・・・吸気側空間 （機械室内部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対のロータを中空円筒状の連結部材の両端に固着し、
   両ロータと対応する各ステータとの間にそれぞれ互いに
   独立した排気を行なうタービン翼を構成するとともに、
   前記連結部材内部を、ポンプ本体の吸気側空間または排
   気側空間に連通させてなることを特徴とするターボ分子
   ポンプ。