JPH10141277A - 複流形気体摩擦ポンプ - Google Patents

複流形気体摩擦ポンプ

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JPH10141277A
JPH10141277A JP9224793A JP22479397A JPH10141277A JP H10141277 A JPH10141277 A JP H10141277A JP 9224793 A JP9224793 A JP 9224793A JP 22479397 A JP22479397 A JP 22479397A JP H10141277 A JPH10141277 A JP H10141277A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複流気体摩擦ポンプの排気速度を向上させ
る。 【解決手段】 本発明にかかる複流形気体摩擦ポンプ
は、吸入口２と排気口３とを有するハウジング１を備え
る。ハウジング１内には、吸入口２に対して対称形とな
るように、複数のロータ・エレメント８と複数のステー
タ・エレメント４とが配設されている。吸入口２の近傍
に、気体輸送構造を有する装置１５が配設されており、
この装置１５はロータ・エレメント８と一体に回転す
る。装置１５は軸心方向両側へ大きく張り出しており、
気体摩擦ポンプのロータ・エレメント８及びステータ・
エレメント４の一部を同軸的に囲繞している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複流気体摩擦ポン
プに関し、より詳しくは、吸入口と排気口とを有するハ
ウジングを備え、前記ハウジング内には、気体の輸送並
びに圧力比の発生及び保持のためのロータ・エレメント
及びステータ・エレメントが配設されており、前記ロー
タ・エレメントはロータ軸に取り付けられており、該ロ
ータ軸は前記吸入口の軸心に対して直交する方向に延在
して軸支されている複流形気体摩擦ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】最初の気体摩擦ポンプであるゲーデ形の
ポンプは、１箇所で遮断した環状の溝を形成したハウジ
ングの中で、円筒形の回転部材を回転させるようにした
ものであった。この構造を利用して更に圧力比を高める
には、複数の段を直列に連結した構成とすればよい。こ
れを更に発展させたものがホルベック形の構造であり、
ホルベック形のポンプでは、そのような構造の複数の段
を連結して用いる代わりに、螺旋形の溝を使用してい
る。また、ジークバーン形の構造は、円板形の回転部材
の両面に渦巻形の溝を形成したものである。これらポン
プはいずれも高い圧力比が得られるという点において優
れたものであり、そのためこれらポンプは、また特に後
の２種類のポンプは、背圧の高い用途にも好適に使用す
ることができる。しかしながら、流路が狭いため、それ
らポンプの排気速度はかなり小さい。それと比べれば、
ターボ分子ポンプでは、はるかに高い排気速度が得られ
るが、それは、タービンとしての構造を有するため、そ
の羽根板が作用する空間の容積が大きいからである。
【０００３】分子ポンプ及びターボ分子ポンプには、単
流形と複流形とがある。単流形ポンプの利点は、ポンプ
のロータの高真空側の部分に非常に近接した位置に接続
用フランジを設けることができ、従って排気すべき真空
容器をロータのその部分に非常に近接させて接続できる
ことである。従って、ポンプで排気すべき気体が、その
ポンプのポンプ作用を発生している部分へ直接的に流入
して輸送されるため、大きな流動抵抗が作用するという
ことがない。
【０００４】これに対して複流形ポンプには次のような
短所があり、それは、ポンプ作用を発生している部分へ
到達するためには、吸入口のフランジ部分から流れ込ん
できた気体の流れが大きく方向を変えねばならないとい
うことである。これによって大きな流動抵抗が発生する
ため、排気速度が著しく損なわれる。しかしながら複流
形ポンプには、単流形の構造と比較した場合に本質的な
利点があり、それは、ボールベアリングを用いた通常の
軸受構造を採用する場合でも、また様々な形態の磁気軸
受構造を採用した場合でも、複流形ポンプであれば、安
定条件を容易に満足することができるということであ
る。更に、複流形ポンプでは、軸受及び駆動機構は常に
背圧側に設けられるため、それらが高真空の影響を受け
るおそれがない。
【０００５】軸受構造や駆動構造の負担が同程度の複流
形ポンプと単流形ポンプとを比較した場合、複流形ポン
プの吸入領域にあってポンプ作用を発生している表面の
面積は、単流形ポンプの場合の略々倍になっている。し
かしながら、この利点はこれまで充分に活かされていな
かった。その理由は、上で述べたように、気体の流れの
方向が急に変わるために大きな流動損失が発生すること
にあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複流
形気体摩擦ポンプの利点を、即ち、その吸入領域におけ
るポンプ作用発生面の面積を容易に単流形ポンプの倍に
し得るということを、より有効に活用することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
特徴部分に記載した構成要件によって達成される。ま
た、請求項２乃至５は、本発明の実施の形態として可能
な構成を記載したものである。
【０００８】気体輸送構造を有する付加装置の働きによ
り、気体摩擦ポンプの、吸入口近傍の部分における真空
技術的性能が改善され、また特に、その排気速度が大幅
に改善される。流入領域において気体の流れの方向が変
えられるために発生していた流れ損失が明白に減少す
る。吸入口から流れ込んでくる気体は、回転運動をして
いる羽根板によって直接的にポンプ作用領域へ導かれ
る。また、円筒形の羽根車が軸心方向両側へ大きく張り
出してステータ・エレメント及びロータ・エレメントを
同軸的に囲繞する構成とすれば、流れ損失を更に低減す
ることができる。この装置は、どのような構造の気体摩
擦ポンプにも適用し得るものである。尚、以下の説明で
は、本発明の装置をターボ分子ポンプ形の気体摩擦ポン
プに用いた場合と、ホルベック形の分子ポンプとして構
成した気体摩擦ポンプに用いた場合とについて説明す
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に図１〜図３を参照しつつ、
本発明を更に詳細に説明して行く。図１に、複流形ター
ボ分子ポンプの形態の気体分子ポンプを示した。図示の
ごとく、吸入口２及び排気口３を有するハウジング１の
中にロータ軸１０が配設されており、ロータ軸１０は軸
受１３に支持されている。参照番号１２はロータ軸１０
を駆動する駆動装置である。ロータ軸１０に、複数の羽
根車８が取り付けられており、それら羽根車８は、夫々
が複数の羽根板で構成されている。それら羽根車８に対
して対向するように複数のステータ・プレート４が設け
られており、それらステータ・プレート４も同様の羽根
板で構成されている。羽根車８とステータ・プレート４
とが協働することによって、ポンプ作用が発生する。複
流形ターボ分子ポンプでは、図示したように、ロータ・
エレメント（羽根車）８とステータ・エレメント（ステ
ータ・プレート）４とは、いずれも吸入口２の平面に対
して垂直に配設されている。そのため、吸入口２から流
入してくる気体の流れをロータ・エレメント及びステー
タ・エレメントの方へより良好に導けるように、本発明
では更に、気体輸送構造を有し装置１５を装備してい
る。この装置１５は気体輸送構造を備えており、ロータ
・エレメントと一体に回転する。
【００１０】装置１５の具体的な１つの実施の態様を図
３に示した。ここで重要なことは、それが羽根車として
構成されているということであり、この羽根車は、１つ
のインナー・リング１７と、２つのアウター・リング１
８とを備え、インナー・リングとアウター・リングとの
いずれか一方に複数の羽根板１６を取り付けるようにし
ている。この装置１５をポンプの回転部材に取り付ける
には、インナー・リングをディスク１９として形成し、
そのディスク１９をロータ軸１０に固定連結するように
してもよい。また別法として、２つのアウター・リング
１８の各々を、内側に位置する夫々の羽根車８に固定連
結するようにしてもよい。
【００１１】図２に示したのは、ホルベック形の構造と
した複流形分子ポンプの形態の気体摩擦ポンプである。
ステータ・エレメントである螺旋溝５に対向させて、ロ
ータ・エレメントである、表面が平滑な円筒部材９を配
設してある。それら螺旋溝５と円筒部材９とが協働する
ことで、ポンプ作用が発生する。更に、吸入口２から流
入してくる気体の流れをロータ・エレメント及びステー
タ・エレメントの方へ良好に導けるようにするために、
本発明に従って、図１の実施の形態と同様に、装置１５
を付加して装備している。この装置１５は気体輸送構造
を備えており、ロータ・エレメントと一体に回転する。
この装置１５を回転部材に取り付けるには、前述の実施
の形態と同様に、インナー・ディスク１９を介して直接
ロータ軸１０に固定するようにしてもよく、また、２つ
のアウター・リング１８を介して回転する円筒部材９に
固定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボ分子ポンプに適用した本発明の構造を示
した図である。
【図２】ホルベックポンプ形の分子ポンプに適用した本
発明の構造を示した図である。
【図３】気体輸送構造を有する装置の一例を示した図で
ある。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ 吸入口 ３ 排気口 ４、５ ステータ・エレメント ８、９ ロータ・エレメント １０ ロータ軸 １５ 装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸入口（２）と排気口（３）とを有する
    ハウジング（１）を備え、前記ハウジング内には、気体
    の輸送並びに圧力比の発生及び保持のためのロータ・エ
    レメント（８、９）及びステータ・エレメント（４、
    ５）が配設されており、前記ロータ・エレメントはロー
    タ軸（１０）に取り付けられており、該ロータ軸は前記
    吸入口（２）の軸心に対して直交する方向に延在して軸
    支されている複流形気体摩擦ポンプにおいて、 前記吸入口（２）の近傍に、気体輸送構造を有し前記ロ
    ータ軸（１０）に結合された装置（１５）が装備されて
    おり、該気体輸送構造は、前記吸入口（２）から流入し
    てくる輸送すべき気体を前記ステータ・エレメント及び
    前記ロータ・エレメントへ直接に導く構造であることを
    特徴とする複流形気体摩擦ポンプ。
  2. 【請求項２】 前記装置（１５）は、その主要部が円筒
    形の羽根車で構成されており、該羽根車の気体輸送構造
    は、複数の羽根板を用いた構造体で画成されていること
    を特徴とする請求項１記載の複流形気体摩擦ポンプ。
  3. 【請求項３】 前記装置（１５）は、軸心方向両側へ大
    きく張り出して前記ステータ・エレメント（４、５）及
    び前記ロータ・エレメント（８、９）を同軸的に且つ部
    分的に囲繞していることを特徴とする請求項１または２
    記載の複流形気体摩擦ポンプ。
  4. 【請求項４】 ターボ分子ポンプ形の分子ポンプとして
    構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れ
    か１項記載の複流形気体摩擦ポンプ。
  5. 【請求項５】 ホルベックポンプ形の分子ポンプとして
    構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れ
    か１項記載の複流形気体摩擦ポンプ。
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