JPH1077990A - 気体摩擦ポンプ - Google Patents
気体摩擦ポンプInfo
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- JPH1077990A JPH1077990A JP9201487A JP20148797A JPH1077990A JP H1077990 A JPH1077990 A JP H1077990A JP 9201487 A JP9201487 A JP 9201487A JP 20148797 A JP20148797 A JP 20148797A JP H1077990 A JPH1077990 A JP H1077990A
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- gas
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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
- F04D19/044—Holweck-type pumps
-
- 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
- F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ホルベック形の気体摩擦ポンプを改良して、
その作動領域が分子流領域から外れないようにしつつ、
その吸入能力を向上させる。 【解決手段】 本発明はホルベック形の気体摩擦ポンプ
である。複数の円筒形部材５が互いに同軸的に配設され
てロータエレメントを構成している。これに対応してス
テータエレメントも、複数の互いに同心的に配設された
円筒形部材６で構成されている。それら円筒形部材６は
ロータエレメントの夫々の円筒形部材５を囲繞してい
る。ステータエレメントは互いに平行な複数本の輸送通
路７を備え、それら輸送通路７は、ロータエレメントの
円筒形部材５の平滑な内周面及び外周面に対向するよう
に形成されており、それによって、並列関係にある複数
の輸送空間９が画成されている。作動領域が分子流領域
から外れないようにしつつ吸入能力を向上させるという
本発明の利点は、特にターボ分子ポンプと組み合わせて
用いた場合に顕著である。
その作動領域が分子流領域から外れないようにしつつ、
その吸入能力を向上させる。 【解決手段】 本発明はホルベック形の気体摩擦ポンプ
である。複数の円筒形部材５が互いに同軸的に配設され
てロータエレメントを構成している。これに対応してス
テータエレメントも、複数の互いに同心的に配設された
円筒形部材６で構成されている。それら円筒形部材６は
ロータエレメントの夫々の円筒形部材５を囲繞してい
る。ステータエレメントは互いに平行な複数本の輸送通
路７を備え、それら輸送通路７は、ロータエレメントの
円筒形部材５の平滑な内周面及び外周面に対向するよう
に形成されており、それによって、並列関係にある複数
の輸送空間９が画成されている。作動領域が分子流領域
から外れないようにしつつ吸入能力を向上させるという
本発明の利点は、特にターボ分子ポンプと組み合わせて
用いた場合に顕著である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホルベック形の気
体摩擦ポンプに関し、より詳しくは、そのポンプ作用を
発生するためのポンプエレメントが、平滑表面を有する
ロータエレメントである円筒形部材と、該円筒形部材と
同心的で該円筒形部材を囲繞するステータエレメントで
ある第２の円筒形部材とで構成されており、該第２の円
筒形部材は互いに平行に延在する複数本の輸送通路を備
えており、それら複数本の輸送通路は、溝と溝との間が
突条部で区画された螺旋形の溝で形成されており、以上
の構成により前記ロータエレメントと前記ステータエレ
メントとの間に輸送空間が画成されており、該輸送空間
がポンプ作用によって気体を吸入口から排気口へ輸送す
るようにした気体摩擦ポンプに関する。
体摩擦ポンプに関し、より詳しくは、そのポンプ作用を
発生するためのポンプエレメントが、平滑表面を有する
ロータエレメントである円筒形部材と、該円筒形部材と
同心的で該円筒形部材を囲繞するステータエレメントで
ある第２の円筒形部材とで構成されており、該第２の円
筒形部材は互いに平行に延在する複数本の輸送通路を備
えており、それら複数本の輸送通路は、溝と溝との間が
突条部で区画された螺旋形の溝で形成されており、以上
の構成により前記ロータエレメントと前記ステータエレ
メントとの間に輸送空間が画成されており、該輸送空間
がポンプ作用によって気体を吸入口から排気口へ輸送す
るようにした気体摩擦ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】気体を輸送するための、様々な構成の気
体摩擦ポンプが公知となっている。それら気体摩擦ポン
プの動作方式は、運動する壁面から気体の粒子へ運動量
が移転されるということに基づいたものである。この運
動量の移転によって、所望の方向性を有する気体の流れ
を発生させている。気体摩擦ポンプのうち、気体分子の
自由行程がそのポンプの代表的寸法より大きい圧力領
域、即ち、分子流領域において作動するものは、分子ポ
ンプと呼ばれている。
体摩擦ポンプが公知となっている。それら気体摩擦ポン
プの動作方式は、運動する壁面から気体の粒子へ運動量
が移転されるということに基づいたものである。この運
動量の移転によって、所望の方向性を有する気体の流れ
を発生させている。気体摩擦ポンプのうち、気体分子の
自由行程がそのポンプの代表的寸法より大きい圧力領
域、即ち、分子流領域において作動するものは、分子ポ
ンプと呼ばれている。
【０００３】このような気体摩擦ポンプの最初のもの
は、ゲーデによって提案された（Ｗ．Ｇａｅｄｅ著、
「Ａｎｎ． Ｐｈｙｓ． ４１」（１９１３年）３３７
ｆｆ）。その基本原理を受け継いだ、いわばゲーデ形ポ
ンプの１つの変形構成というべきものに、ジークバーン
が開発したポンプがある（Ｍ．Ｓｉｅｇｂａｈｎ著、
「Ａｒｃｈ． Ｍａｔｈ． Ａｓｔｒ． Ｆｙｓ． ３
０ Ｂ」（１９４３年））。ジークバーン形ポンプにお
いて運動する壁面として用いられているのは、回転円板
である。
は、ゲーデによって提案された（Ｗ．Ｇａｅｄｅ著、
「Ａｎｎ． Ｐｈｙｓ． ４１」（１９１３年）３３７
ｆｆ）。その基本原理を受け継いだ、いわばゲーデ形ポ
ンプの１つの変形構成というべきものに、ジークバーン
が開発したポンプがある（Ｍ．Ｓｉｅｇｂａｈｎ著、
「Ａｒｃｈ． Ｍａｔｈ． Ａｓｔｒ． Ｆｙｓ． ３
０ Ｂ」（１９４３年））。ジークバーン形ポンプにお
いて運動する壁面として用いられているのは、回転円板
である。
【０００４】気体摩擦ポンプの更に別の変形構成とし
て、ホルベックが提案したものがある（Ｆ．Ｈｏｌｗｅ
ｃｋ著、「Ｃｏｍｐｔｅｓ ｒｅｎｄｕｓ Ａｃａｄ．
Ｓｉｅｎｃｅ １７７」（１９２３年）４３ｆｆ）。
ホルベック形ポンプでは、円筒体の表面が、運動する壁
面として用いられている。
て、ホルベックが提案したものがある（Ｆ．Ｈｏｌｗｅ
ｃｋ著、「Ｃｏｍｐｔｅｓ ｒｅｎｄｕｓ Ａｃａｄ．
Ｓｉｅｎｃｅ １７７」（１９２３年）４３ｆｆ）。
ホルベック形ポンプでは、円筒体の表面が、運動する壁
面として用いられている。
【０００５】気体摩擦ポンプのその後の発展における大
きな進歩は、ベッカーの構造であった（Ｗ．Ｂｅｃｋｅ
ｒ著、「Ｖａｃｋｕｕｍ Ｔｅｃｈｎｉｋ ９／１０
（１９６６年））。ベッカーの構造においては、運動す
る複数の壁面と静止した複数の壁面とが交互に配設され
ており、それら運動する複数の壁面も、また静止した複
数の壁面も、複数枚の羽根板を備えたタービン形の羽根
車で形成されている。そのためこの構造の名称として、
ターボ分子ポンプという名称が広く使用されるようにな
った。
きな進歩は、ベッカーの構造であった（Ｗ．Ｂｅｃｋｅ
ｒ著、「Ｖａｃｋｕｕｍ Ｔｅｃｈｎｉｋ ９／１０
（１９６６年））。ベッカーの構造においては、運動す
る複数の壁面と静止した複数の壁面とが交互に配設され
ており、それら運動する複数の壁面も、また静止した複
数の壁面も、複数枚の羽根板を備えたタービン形の羽根
車で形成されている。そのためこの構造の名称として、
ターボ分子ポンプという名称が広く使用されるようにな
った。
【０００６】最初にゲーデによって提案された気体摩擦
ポンプから派生した、それら発展形態は、真空技術の分
野において、また特に高真空技術並びに超高真空技術の
分野において、ますます重要な役割を担うようになって
きている。一方の、ベッカー形のターボ分子ポンプの作
動領域と、他方の、ゲーデ形、ジークバーン形、ないし
はホルベック形の気体摩擦ポンプの作動領域とは、異な
った作動領域となっている。ターボ分子ポンプは、多数
の段を直列に連結した構造とすることにより、高い圧力
比を発生させることを目指しており、そのため、高真空
領域及び超高真空領域での作動に特に適している。ただ
しターボ分子ポンプの作動領域は、高圧側に限界があ
り、その原因は、ターボ分子ポンプでは、ポンプ作用を
発揮する部材どうしの間の間隙が広いため、例えば１０
-3ミリバール程度の低圧力でなければ完全な動作をしな
いからである。
ポンプから派生した、それら発展形態は、真空技術の分
野において、また特に高真空技術並びに超高真空技術の
分野において、ますます重要な役割を担うようになって
きている。一方の、ベッカー形のターボ分子ポンプの作
動領域と、他方の、ゲーデ形、ジークバーン形、ないし
はホルベック形の気体摩擦ポンプの作動領域とは、異な
った作動領域となっている。ターボ分子ポンプは、多数
の段を直列に連結した構造とすることにより、高い圧力
比を発生させることを目指しており、そのため、高真空
領域及び超高真空領域での作動に特に適している。ただ
しターボ分子ポンプの作動領域は、高圧側に限界があ
り、その原因は、ターボ分子ポンプでは、ポンプ作用を
発揮する部材どうしの間の間隙が広いため、例えば１０
-3ミリバール程度の低圧力でなければ完全な動作をしな
いからである。
【０００７】ゲーデ形、ジークバーン形、及びホルベッ
ク形の気体摩擦ポンプは、ターボ分子ポンプの作動領域
より更に高圧側の圧力領域に含まれる作動領域において
良好に作動する。この種の気体摩擦ポンプは、単独で、
その圧力領域において使用されることもあるが、その他
に、ターボ分子ポンプと直列に接続して使用されること
もある。この後者の使用形態、即ち、ターボ分子ポンプ
と気体摩擦ポンプとを組み合わせて使用するという構成
形態は、ターボ分子ポンプの作動領域をより高い吐出圧
の領域へシフトするものであり、優れた構成形態である
といえる。
ク形の気体摩擦ポンプは、ターボ分子ポンプの作動領域
より更に高圧側の圧力領域に含まれる作動領域において
良好に作動する。この種の気体摩擦ポンプは、単独で、
その圧力領域において使用されることもあるが、その他
に、ターボ分子ポンプと直列に接続して使用されること
もある。この後者の使用形態、即ち、ターボ分子ポンプ
と気体摩擦ポンプとを組み合わせて使用するという構成
形態は、ターボ分子ポンプの作動領域をより高い吐出圧
の領域へシフトするものであり、優れた構成形態である
といえる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
種々のポンプには、実際にそれらを作動させる際に遭遇
する、これまでのところ満足に解決されていない一連の
問題が付随している。即ち、それらポンプの機能にとっ
て重要なこととして、回転側部材と静止側部材との間の
間隙を非常に小さくすることで、逆流損失ないし逆輸送
損失を低く抑えねばならないということがある。これは
特に、ゲーデ形、ジークバーン形、及びホルベック形の
気体摩擦ポンプについていえることである。更に加え
て、それら気体摩擦ポンプは（ターボ分子ポンプと同様
に）、現在では、比較的高い圧力領域で使用されるばか
りでなく、分子流領域でも使用されるようになってきて
おり、分子流領域で使用する場合には、回転側部材と静
止側部材との間の間隙が、ある条件を満たしていなけれ
ばならず、その条件とは、その間隙が、ポンプが取り扱
う気体の分子の平均自由行程より小さいという条件であ
る。この条件を満たしていなければ、上述の種々のポン
プは、そのポンプ本来の圧力比を分子流領域において完
全に発生させることができない。
種々のポンプには、実際にそれらを作動させる際に遭遇
する、これまでのところ満足に解決されていない一連の
問題が付随している。即ち、それらポンプの機能にとっ
て重要なこととして、回転側部材と静止側部材との間の
間隙を非常に小さくすることで、逆流損失ないし逆輸送
損失を低く抑えねばならないということがある。これは
特に、ゲーデ形、ジークバーン形、及びホルベック形の
気体摩擦ポンプについていえることである。更に加え
て、それら気体摩擦ポンプは（ターボ分子ポンプと同様
に）、現在では、比較的高い圧力領域で使用されるばか
りでなく、分子流領域でも使用されるようになってきて
おり、分子流領域で使用する場合には、回転側部材と静
止側部材との間の間隙が、ある条件を満たしていなけれ
ばならず、その条件とは、その間隙が、ポンプが取り扱
う気体の分子の平均自由行程より小さいという条件であ
る。この条件を満たしていなければ、上述の種々のポン
プは、そのポンプ本来の圧力比を分子流領域において完
全に発生させることができない。
【０００９】ところが、その間隙を小さくするというこ
とは、ポンプの機能に関する必要条件ではあるものの、
それと同時に、ポンプの内容積を小さし、そのため吸入
能力（吸入流量）を制限してしまうという結果をもたら
す。そのため、ターボ分子ポンプで圧縮した気体を、そ
の種のポンプで更に先へ輸送しようとしても、その輸送
流量に限界があり、従って高圧側における吸入能力に限
界があった。ターボ分子ポンプの作動領域を更に高圧側
へ広げるためには、より高い吸入能力を備えた気体摩擦
ポンプを組み合わせるようにすればよいが、ただしその
気体摩擦ポンプは、そのような高い吸入能力を備えると
同時に、そのポンプの各部寸法が分子流領域で作動可能
な寸法になっていなければならない。
とは、ポンプの機能に関する必要条件ではあるものの、
それと同時に、ポンプの内容積を小さし、そのため吸入
能力（吸入流量）を制限してしまうという結果をもたら
す。そのため、ターボ分子ポンプで圧縮した気体を、そ
の種のポンプで更に先へ輸送しようとしても、その輸送
流量に限界があり、従って高圧側における吸入能力に限
界があった。ターボ分子ポンプの作動領域を更に高圧側
へ広げるためには、より高い吸入能力を備えた気体摩擦
ポンプを組み合わせるようにすればよいが、ただしその
気体摩擦ポンプは、そのような高い吸入能力を備えると
同時に、そのポンプの各部寸法が分子流領域で作動可能
な寸法になっていなければならない。
【００１０】ゲーデ形及びジークバーン形の気体摩擦ポ
ンプでは、そのポンプの基本的な機能に問題を生じるこ
となしに、より高い吸入能力が得られるように改造する
ことは構造的に不可能である。また、それら気体摩擦ポ
ンプには固有の短所も付随しており、例えばジークバー
ン形の気体摩擦ポンプでは、気体がポンプ作用によって
移動される方向が遠心力の方向とは逆であり、実際に上
述の構成とした場合には、このことがポンプの性能低下
の原因になる。
ンプでは、そのポンプの基本的な機能に問題を生じるこ
となしに、より高い吸入能力が得られるように改造する
ことは構造的に不可能である。また、それら気体摩擦ポ
ンプには固有の短所も付随しており、例えばジークバー
ン形の気体摩擦ポンプでは、気体がポンプ作用によって
移動される方向が遠心力の方向とは逆であり、実際に上
述の構成とした場合には、このことがポンプの性能低下
の原因になる。
【００１１】従って本発明の目的は、分子流領域に適合
する気体摩擦ポンプであって、従来の構成と比べて格段
に向上した吸入能力を備えており、しかも分子流領域が
その作動領域から除外されないような気体摩擦ポンプを
提供することにある。このポンプは、その各部寸法が従
来の構成におけるものと同程度であって、しかもターボ
分子ポンプと組み合わせて作動可能なものでなければな
らない。
する気体摩擦ポンプであって、従来の構成と比べて格段
に向上した吸入能力を備えており、しかも分子流領域が
その作動領域から除外されないような気体摩擦ポンプを
提供することにある。このポンプは、その各部寸法が従
来の構成におけるものと同程度であって、しかもターボ
分子ポンプと組み合わせて作動可能なものでなければな
らない。
【００１２】
【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によって達成される。尚、請求
項２乃至１０は、本発明の実施の形態である構成例の、
具体的な構造を記載したものである。
特徴部分に記載した構成によって達成される。尚、請求
項２乃至１０は、本発明の実施の形態である構成例の、
具体的な構造を記載したものである。
【００１３】本発明は、複数の輸送空間を並列的に形成
した構成であるため、従来の構成と比べて、必要容積が
同等で、吸入能力を数倍に増強することができ、しかも
その作動領域は分子流領域を除外していない。作動領域
が分子流領域を含むということは、例えば高い圧力比を
発生させる等の、そのポンプの特徴的な特性を維持する
上で重要である。請求項３乃至６に記載したポンプの流
入部の特別な構成は、その流入部における流速を高める
ことができるようにした構成であり、またそれによっ
て、気体の流れを吸入口から互いに同心的な複数の輸送
空間内へ導入する際に、非常に抵抗の少ない状態で導入
することができるようにした構成である。請求項７に記
載したステータ部材の構成は、必要容積をできる限り小
さく抑えつつ、しかも組立作業を有利な方式で行えるよ
うにした構成である。
した構成であるため、従来の構成と比べて、必要容積が
同等で、吸入能力を数倍に増強することができ、しかも
その作動領域は分子流領域を除外していない。作動領域
が分子流領域を含むということは、例えば高い圧力比を
発生させる等の、そのポンプの特徴的な特性を維持する
上で重要である。請求項３乃至６に記載したポンプの流
入部の特別な構成は、その流入部における流速を高める
ことができるようにした構成であり、またそれによっ
て、気体の流れを吸入口から互いに同心的な複数の輸送
空間内へ導入する際に、非常に抵抗の少ない状態で導入
することができるようにした構成である。請求項７に記
載したステータ部材の構成は、必要容積をできる限り小
さく抑えつつ、しかも組立作業を有利な方式で行えるよ
うにした構成である。
【００１４】内周側の円筒形部材と外周側の円筒形部材
とでは周速が異なるため、発生する圧力比に差が生じる
が、この圧力比の差は、請求項８に記載したように、複
数のロータ部材及び複数のステータ部材を、内周側の部
材から外周側の部材へ行くにつれて次第にその軸心方向
長さが短くなるようにすることによって、小さく抑える
ことができる。ただし、この圧力比の差は、ロータ部材
とステータ部材との間の間隙を外周側から内周側へ向か
うにつれて次第に狭くなるようにすることによっても、
また、輸送通路の深さを外周側から内周側へ向かうにつ
れて次第に浅くなるようにすることによっても、小さく
抑えることができる。
とでは周速が異なるため、発生する圧力比に差が生じる
が、この圧力比の差は、請求項８に記載したように、複
数のロータ部材及び複数のステータ部材を、内周側の部
材から外周側の部材へ行くにつれて次第にその軸心方向
長さが短くなるようにすることによって、小さく抑える
ことができる。ただし、この圧力比の差は、ロータ部材
とステータ部材との間の間隙を外周側から内周側へ向か
うにつれて次第に狭くなるようにすることによっても、
また、輸送通路の深さを外周側から内周側へ向かうにつ
れて次第に浅くなるようにすることによっても、小さく
抑えることができる。
【００１５】本発明にかかる気体摩擦ポンプの利点は、
特にターボ分子ポンプと組み合わせたときに顕著なもの
となる。複数の輸送空間を並列的に形成した構成とし、
流入部の構成を適当なものとすることにより、非常に高
い吸入能力を容易に達成することができ、またそれによ
って、ターボ分子ポンプがその背圧側へ吐出する気体
を、何ら損失を発生させることなく全て受け取ることが
でき、そしてその受け取った気体を分子流の形のままで
更に排気口まで輸送すると共に、その輸送の間に圧縮を
加えることができる。これによってターボ分子ポンプの
作動領域を２倍の圧力にまで高圧側へ拡大することがで
きる。
特にターボ分子ポンプと組み合わせたときに顕著なもの
となる。複数の輸送空間を並列的に形成した構成とし、
流入部の構成を適当なものとすることにより、非常に高
い吸入能力を容易に達成することができ、またそれによ
って、ターボ分子ポンプがその背圧側へ吐出する気体
を、何ら損失を発生させることなく全て受け取ることが
でき、そしてその受け取った気体を分子流の形のままで
更に排気口まで輸送すると共に、その輸送の間に圧縮を
加えることができる。これによってターボ分子ポンプの
作動領域を２倍の圧力にまで高圧側へ拡大することがで
きる。
【００１６】作動領域を更に拡大することも可能であ
り、それには、本発明にかかる構成の気体摩擦ポンプの
背圧側に、更に１台ないし複数台の気体摩擦ポンプを連
結して直列運転するようにすればよい。
り、それには、本発明にかかる構成の気体摩擦ポンプの
背圧側に、更に１台ないし複数台の気体摩擦ポンプを連
結して直列運転するようにすればよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しつつ、本
発明をその実施の形態に即して更に詳細に説明して行
く。図１は、ハウジング１内の気体摩擦ポンプを示して
おり、ハウジング１は吸入口２と排気口３とを備える。
互いに同心的に配設された複数の円筒形部材５が、連結
部材１０を介して軸４に連結されている。これらの、軸
４、連結部材１０、及び複数の円筒形部材５によって、
ロータユニット（ロータエレメント）が構成されてい
る。このロータユニットの駆動装置及び支持装置は公知
構造のものとすればよく、それらは本発明の根本概念に
とって重要な意味を持つものではないため図１には示し
ていない。ステータエレメントは、互いに同心的に配設
された複数の円筒形部材６で構成されており、それら複
数の円筒形部材６の各々がロータエレメントの複数の円
筒形部材５の夫々を囲繞している。ステータエレメント
の円筒形部材６には、螺旋形の複数本の輸送通路７が形
成されており、隣り合った輸送通路７どうしは突条８に
よって区画されている。それら輸送通路７は、各々が、
複数の円筒形部材５の平滑な外周面ないし内周面に対向
するように形成されており、更に、それによって画成さ
れる互いに同心的な複数の輸送空間９が、互いに並列的
に動作する複数のポンプ空間を構成するように、それら
輸送通路７が形成されている。それら複数のポンプ空間
は、吸入口２から流入してくる気体をポンプ作用によっ
て排気口３へ輸送する。それによって発生する並列的な
気体の流れは、それら輸送空間（ポンプ空間）の終端部
において、例えばステータ部材に形成された適当な開口
１２を介して、再び合流し、排気口３へ導かれる。
発明をその実施の形態に即して更に詳細に説明して行
く。図１は、ハウジング１内の気体摩擦ポンプを示して
おり、ハウジング１は吸入口２と排気口３とを備える。
互いに同心的に配設された複数の円筒形部材５が、連結
部材１０を介して軸４に連結されている。これらの、軸
４、連結部材１０、及び複数の円筒形部材５によって、
ロータユニット（ロータエレメント）が構成されてい
る。このロータユニットの駆動装置及び支持装置は公知
構造のものとすればよく、それらは本発明の根本概念に
とって重要な意味を持つものではないため図１には示し
ていない。ステータエレメントは、互いに同心的に配設
された複数の円筒形部材６で構成されており、それら複
数の円筒形部材６の各々がロータエレメントの複数の円
筒形部材５の夫々を囲繞している。ステータエレメント
の円筒形部材６には、螺旋形の複数本の輸送通路７が形
成されており、隣り合った輸送通路７どうしは突条８に
よって区画されている。それら輸送通路７は、各々が、
複数の円筒形部材５の平滑な外周面ないし内周面に対向
するように形成されており、更に、それによって画成さ
れる互いに同心的な複数の輸送空間９が、互いに並列的
に動作する複数のポンプ空間を構成するように、それら
輸送通路７が形成されている。それら複数のポンプ空間
は、吸入口２から流入してくる気体をポンプ作用によっ
て排気口３へ輸送する。それによって発生する並列的な
気体の流れは、それら輸送空間（ポンプ空間）の終端部
において、例えばステータ部材に形成された適当な開口
１２を介して、再び合流し、排気口３へ導かれる。
【００１８】図２は、別の実施の形態を示した図であ
る。この実施の形態では、ロータエレメントの複数の円
筒形部材５の方に輸送通路７を形成してあり、ステータ
エレメントの複数の円筒形部材６は、平滑な表面を有す
る部材として形成されている。
る。この実施の形態では、ロータエレメントの複数の円
筒形部材５の方に輸送通路７を形成してあり、ステータ
エレメントの複数の円筒形部材６は、平滑な表面を有す
る部材として形成されている。
【００１９】複数の円筒形部材５を互いに連結している
連結部材１０は複数の開口１１を備えており、それら開
口１１によって、吸入口２と複数の輸送空間９とが連通
している。連結部材１０の夫々の担持部１３は、それら
担持部１３と複数の開口１１とで気体輸送構造が形成さ
れるような構成することができる。図３には、その具体
例として、気体輸送構造を、吸入口２に対して傾斜して
延在している複数枚の羽根板１４で構成し得ることを示
した。また、図４は、傾斜した複数の孔１５で構成され
た気体輸送構造を示した。
連結部材１０は複数の開口１１を備えており、それら開
口１１によって、吸入口２と複数の輸送空間９とが連通
している。連結部材１０の夫々の担持部１３は、それら
担持部１３と複数の開口１１とで気体輸送構造が形成さ
れるような構成することができる。図３には、その具体
例として、気体輸送構造を、吸入口２に対して傾斜して
延在している複数枚の羽根板１４で構成し得ることを示
した。また、図４は、傾斜した複数の孔１５で構成され
た気体輸送構造を示した。
【００２０】図５は、複数本の輸送通路を備えた円筒形
部材の１つの実施の形態を示した図である。この実施の
形態では、円筒形部材は、ジグザグ形状の構造を持つよ
うに形成されている。また、複数の円筒形部材の各々の
内周面及び外周面の各々に、輸送通路７と突条８とが交
互に形成される。この実施の形態によれば、スペースの
利用効率が最適となり、よりコンパクトな構造で同等の
吸入能力を達成することができる。
部材の１つの実施の形態を示した図である。この実施の
形態では、円筒形部材は、ジグザグ形状の構造を持つよ
うに形成されている。また、複数の円筒形部材の各々の
内周面及び外周面の各々に、輸送通路７と突条８とが交
互に形成される。この実施の形態によれば、スペースの
利用効率が最適となり、よりコンパクトな構造で同等の
吸入能力を達成することができる。
【００２１】図６に示した実施の形態は、本発明にかか
る気体摩擦ポンプをターボ分子ポンプ２０と組み合わせ
得るようにしたものである。
る気体摩擦ポンプをターボ分子ポンプ２０と組み合わせ
得るようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる構成の１つの実施の形態を示し
た断面図である。
た断面図である。
【図２】本発明にかかる構成の別の実施の形態を示した
断面図である。
断面図である。
【図３】ロータの複数の円筒形部材を互いに連結する連
結部材の１つの実施の形態を示した図である。
結部材の１つの実施の形態を示した図である。
【図４】ロータの複数の円筒形部材を互いに連結する連
結部材の別の実施の形態を示した図である。
結部材の別の実施の形態を示した図である。
【図５】輸送通路の１つの実施の形態を示した図であ
る。
る。
【図６】ターボ分子ポンプと組み合わせた本発明にかか
る構成を示した図である。
る構成を示した図である。
２ 吸入口 ３ 排気口 ５ ロータの円筒形部材 ６ ステータの円筒形部材 ７ 輸送通路 ８ 突条 ９ 輸送空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルシュテン・レーゼ ドイツ連邦共和国デー−35614 アスラー, ヴィルヘルムシュトラーセ 21
Claims (10)
- 【請求項１】 ホルベック形の気体摩擦ポンプであっ
て、そのポンプ作用を発生するためのポンプエレメント
が、平滑表面を有するロータエレメントである円筒形部
材と、該円筒形部材と同心的で該円筒形部材を囲繞する
ステータエレメントである第２の円筒形部材とで構成さ
れており、該第２の円筒形部材は互いに平行に延在する
複数本の輸送通路を備えており、それら複数本の輸送通
路は、溝と溝との間が突条部で区画された螺旋形の溝で
形成されており、以上の構成により前記ロータエレメン
トと前記ステータエレメントとの間に輸送空間が画成さ
れており、該輸送空間がポンプ作用によって気体を吸入
口から排気口へ輸送するようにした気体摩擦ポンプにお
いて、 互いに同心的に配設された複数の円筒形部材（５）によ
って前記ロータエレメントが構成されており、それに対
応して前記ステータエレメントも互いに同心的に配設さ
れた複数の円筒形部材（６）によって構成されており、
それら複数の円筒形部材（６）の各々が前記ロータエレ
メントの前記複数の円筒形部材（５）の夫々を囲繞して
おり、また、前記互いに平行に延在する複数本の輸送通
路（７）の各々が、前記ロータエレメントの前記複数の
円筒形部材（５）の前記平滑表面である外周面ないし内
周面に対向するように形成されており、更に、それによ
って画成される互いに同心的な複数の輸送空間（９）
が、互いに並列的に動作する複数のポンプエレメントを
構成するように、前記複数本の輸送通路（７）を形成し
てあり、それら複数のポンプエレメントが、前記吸入口
（２）から流入してくる気体をポンプ作用によって前記
排気口（３）へ輸送するようにしてあることを特徴とす
る気体摩擦ポンプ。 - 【請求項２】 前記ステータエレメントが、平滑表面を
有する複数の円筒形部材で構成されており、前記ロータ
エレメントが、輸送通路が形成された複数の円筒形部材
で形成されていることを特徴とする請求項１記載の気体
摩擦ポンプ。 - 【請求項３】 前記ロータエレメントの前記複数の円筒
形部材（５）が連結部材（１０）を介して前記吸入口
（２）の側で互いに連結されており、前記連結部材（１
０）は複数の開口（１１）を備えており、それら複数の
開口（１１）が、前記吸入口（２）を、前記互いに同心
的な複数の輸送空間（９）に連通させていることを特徴
とする請求項１または２記載の気体摩擦ポンプ。 - 【請求項４】 前記複数の円筒形部材（５）を互いに連
結している前記連結部材（１０）の構成は、担持部（１
３）と前記複数の開口（１１）とで気体輸送構造が形成
されるような構成であることを特徴とする請求項３記載
の気体摩擦ポンプ。 - 【請求項５】 前記複数の円筒形部材（５）を互いに連
結している前記連結部材（１０）の構成は、前記担持部
（１３）が、前記吸入口（２）の平面に対して傾斜して
延在している複数枚の羽根板（１４）で形成され、それ
ら羽根板（１４）が、前記吸入口（２）から流入する気
体の流れを前記互いに同心的な複数の輸送空間（９）内
へ導くような構成であることを特徴とする請求項４記載
の気体摩擦ポンプ。 - 【請求項６】 前記複数の円筒型部材（５）を互いに連
結している前記連結部材（１０）は、傾斜した複数の孔
（１５）を備えており、それら傾斜した複数の孔（１
５）の構成は、前記吸入口（２）から流入する気体の流
れが前記互いに同心的な複数の輸送空間（９）内へ導か
れるような構成であることを特徴とする請求項４記載の
気体摩擦ポンプ。 - 【請求項７】 前記複数の輸送通路を備えた前記複数の
円筒形部材は、その断面形状がジグザグ形状となるよう
に形成されており、それによってそれら複数の円筒形部
材の各々の内周面及び外周面の各々に、輸送通路（７）
と突条（８）とが交互に形成されていることを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれか１項記載の気体摩擦ポン
プ。 - 【請求項８】 前記ロータエレメントの前記互いに同心
的に配設された複数の円筒形部材（５）は軸心方向長さ
が互いに異なり、前記ステータエレメントの前記互いに
同心的に配設された複数の円筒形部材（６）は軸心方向
長さが互いに異なり、それらによって構成されたポンプ
エレメントは、その軸心方向寸法が内周側から外周側へ
向かうにつれて次第に小さくなっていることを特徴とす
る請求項１乃至７のいずれか１項記載の気体摩擦ポン
プ。 - 【請求項９】 該気体摩擦ポンプがターボ分子ポンプ
（２０）と組み合わされ、それら双方のポンプの夫々の
ロータエレメントが１本の軸上に取り付けられており、
該気体摩擦ポンプは該ターボ分子ポンプの背圧側に連結
されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
１項記載の気体摩擦ポンプ。 - 【請求項１０】 該気体摩擦ポンプの背圧側に少なくと
も１台の更に別の気体摩擦ポンプが連結されていること
を特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の気体
摩擦ポンプ。
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