JPH11280689A

JPH11280689A - ターボ分子ポンプ

Info

Publication number: JPH11280689A
Application number: JP19653898A
Authority: JP
Inventors: Tetsumasa Ikegami; 徹真池上; Matsutaro Miyamoto; 松太郎宮本; Hiroyuki Kawasaki; 裕之川崎
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 1999-10-15
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: JP3359866B2

Abstract

(57)【要約】【課題】万一ロータ側に異常が発生した場合でも、ス
テータやケーシングの破損とこれに伴う真空系の破壊に
繋がらないような安全性の高いターボ分子ポンプを提供
する。【解決手段】ポンプケーシング１４内部に、ロータＲ
とステータＳにより翼排気部Ｌ₁及び／又は溝排気部Ｌ₂
が構成されたターボ分子ポンプにおいて、ステータの少
なくとも一部に、ステータ側に異常トルクが作用したと
きに周方向あるいは径方向のポンプケーシングに対する
拘束を解除する構造が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転するロー
タにより気体の排気を行うようにしたターボ分子ポンプ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のターボ分子ポンプの一例を図１３
に示す。このターボ分子ポンプは、筒状のポンプケーシ
ング１４の内部に、ロータ（回転部）Ｒとステータ（固
定部）Ｓにより翼排気部Ｌ₁及び溝排気部Ｌ₂が構成され
ている。ポンプケーシング１４の下部は基部１５によっ
て覆われ、これには排気ポート１５ａが設けられてい
る。ポンプケーシング１４の上部には排気すべき装置や
配管に接続するためのフランジ１４ａが設けられてい
る。ステータＳは、基部１５の中央に立設された固定筒
状部１６と、翼排気部Ｌ₁及び溝排気部Ｌ₂の固定側部分
とから主に構成されている。

【０００３】ロータＲは、固定筒状部１６の内部に挿入
された主軸１０と、それに取り付けられた回転筒状部１
２から構成されている。主軸１０と固定筒状部１６の間
には駆動用モータ１８と、その上下に上部ラジアル軸受
２０及び下部ラジアル軸受２２が設けられている。そし
て、主軸１０の下部には、主軸１０の下端のターゲット
ディスク２４ａと、ステータＳ側の上下の電磁石２４ｂ
を有するアキシャル軸受２４が配置されている。このよ
うな構成によって、ロータＲが５軸の能動制御を受けな
がら高速回転するようになっている。

【０００４】回転筒状部１２の上部外周には、回転翼３
０が一体に設けられて羽根車を構成し、ケーシング１４
の内面には、回転翼３０と交互に配置される固定翼３２
が設けられ、これらが、高速回転する回転翼３０と静止
している固定翼３２との相互作用によって排気を行う翼
排気部Ｌ₁を構成している。

【０００５】さらに、翼排気部Ｌ₁の下方にはねじ溝排
気部Ｌ₂が設けられている。すなわち、回転筒状部１２
には、外周面にねじ溝３４ａが形成されたねじ溝部３４
が固定筒状部１６を囲むように設けられ、一方、ステー
タＳには、このねじ溝部３４の外周を囲むねじ溝部スペ
ーサ３６が配置されている。ねじ溝排気部Ｌ₂は、高速
回転するねじ溝部３４のねじ溝３４ａのドラッグ作用に
よって排気を行う。

【０００６】このように翼排気部Ｌ₁の下流側にねじ溝
排気部Ｌ₂を有することで、広い流量範囲に対応可能な
広域型ターボ分子ポンプが構成されている。この例で
は、ねじ溝排気部Ｌ₂のねじ溝をロータＲ側に形成した
例を示しているが、ねじ溝をステータＳ側に形成するこ
とも行われている。

【０００７】上記のようなターボ分子ポンプは、以下の
ように組み立てられる。まず、基部１５に形成された環
状凸部１５ｂにねじ溝部スペーサ３６の下面の段差面３
６ａを嵌合させて取り付ける。次に、ロータＲを所定の
位置に据え、その回転翼３０の間に通常半割の固定翼３
２を両側から組み込み、その上に上下に段差面を有する
リング状の固定翼スペーサ３８を乗せる。以下、この工
程を順次繰り返してロータＲを取り囲む固定翼３２の積
層構造を形成する。

【０００８】最後に、上からケーシング１４を上記の積
層構造の周囲に装着し、その下部のフランジ１４ｂをス
テータＳの基部１５にボルト等で固定し、ケーシング１
４の内周面上部の段差面１４ｃで最上段の固定翼スペー
サ３８を押さえて積層構造及びねじ溝部スペーサ３６を
固定する。このような構成から分かるように、各固定翼
３２はその縁部を上下の固定翼スペーサ３８により上下
から押さえられ、同様にねじ溝部スペーサ３６も最下段
の固定翼３２と固定翼スペーサ３８及び基部１５の凸部
１５ｂに押さえられて周方向に共回りしないように拘束
されている。

【０００９】なお、図示しないが、ねじ溝部スペーサ３
６のステータＳの固定筒状部１６に対する固定を確実に
するため、ねじ溝部スペーサ３６をステータＳの固定筒
状部１６に強固にボルト締結することも行われている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このようなターボ分子
ポンプにおいて、ロータＲの偏心等による回転異常やそ
れに伴う回転翼３０の破壊等が生じる場合がある。この
場合、ロータＲやその破片が固定翼スペーサ３８やねじ
溝部スペーサ３６と衝突してステータＳ側にも径方向や
円周方向に多大な力が加わることがある。

【００１１】このような異常な力により、固定翼３２や
スペーサ３６，３８の変形のみならず、ケーシング１４
や固定筒状部１６の破損あるいはこれらの接合部の破
断、あるいはこれらと外部との接続配管部の破断等を生
じる可能性がある。このようなステータＳ側の破損や破
断は、ターボ分子ポンプが用いられている処理装置の全
体の真空を破壊し、処理装置自体や処理途中の製品への
損害をもたらす他、処理ガスの外部放出を招く事故に繋
がりかねない。

【００１２】本発明は上記に鑑み、万一ロータ側に異常
が発生した場合でも、ステータやケーシングの破損とこ
れに伴う真空系の破壊に繋がらないような安全性の高い
ターボ分子ポンプを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ポンプケーシング内部に、ロータとステータにより
翼排気部及び／又は溝排気部が構成されたターボ分子ポ
ンプにおいて、前記ステータの少なくとも一部に、前記
ステータ側に異常トルクが作用したときに周方向あるい
は径方向の前記ポンプケーシングに対する拘束を解除す
る構造が設けられていることを特徴とするターボ分子ポ
ンプである。

【００１４】これにより、ロータの異常等によりステー
タ側に異常トルクが伝達した時に、ステータ構造の拘束
が解除され、ロータの回転エネルギーを吸収するととも
に、ポンプケーシングへのトルク伝達を妨げてポンプケ
ーシングやそれと外部の接続の破壊を防止する。拘束を
解除する部位は、通常、翼排気部及び／又は溝排気部の
ステータ側部分、つまり、固定翼やねじ溝部スペーサを
ケーシングに固定する構造の一部が選択される。

【００１５】請求項２に記載の発明は、前記拘束解除構
造は、ステータ側に形成された脆弱部を有することを特
徴とする請求項１に記載のターボ分子ポンプである。こ
れにより、ロータの回転エネルギーをステータ側の脆弱
部の破壊エネルギーに変換させ、結果的に異常トルクを
低減することができる。前記拘束解除機構は、前記ステ
ータを構成する構成要素に設けられた脆弱部を有するよ
うにしてもよい。

【００１６】前記拘束解除機構は、前記ステータを前記
ケーシングに固定する固定構造に設けるようにしてもよ
い。前記ステータを複数の構成要素から構成し、前記拘
束解除機構を前記複数の構成要素どうしを固定する固定
構造に設けるようにしてもよい。前記翼排気部は積層さ
れた固定翼を有し、前記拘束解除機構が前記積層された
固定翼の拘束を解除するようにしてもよい。前記積層さ
れた固定翼を固定する積層された固定翼スペーサを有
し、前記拘束解除機構が前記積層された固定翼スペーサ
の拘束を解除するようにしてもよい。

【００１７】少なくとも１枚の前記固定翼スペーサの外
方に該固定翼スペーサの径方向外方への待避を許容する
空間を設けるようにしてもよい。前記積層された固定翼
又は積層された固定翼スペーサを、周方向又は径方向の
力によって転倒するピンを介して固定するようにしても
よい。前記固定翼スペーサを強度を調整した締結具で固
定するようにしてもよい。前記溝排気部は前記ステータ
に固定された溝排気部スペーサを有し、前記機構が該溝
排気部スペーサの拘束を解除するようにしてもよい。前
記溝排気部スペーサを強度を調整した締結具で固定する
ようにしてもよい。前記溝排気部スペーサを一端側での
み前記ステータに固定するようにしてもよい。

【００１８】請求項３に記載の発明は、前記溝排気部を
構成する筒状のステータには前記ポンプケーシングに固
定するためのフランジ部が設けられ、前記脆弱部は前記
フランジ部に周方向に延びて形成されていることを特徴
とする請求項２に記載のターボ分子ポンプである。これ
により、外方に変形しやすい溝排気部を構成するステー
タを脆弱部に沿ってせん断分離させて、異常トルクがケ
ーシングに作用することを防止することができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、ポンプケーシン
グ内部に、ロータとステータにより翼排気部及び／又は
溝排気部が構成されたターボ分子ポンプにおいて、前記
ステータと前記ポンプケーシングの間の少なくとも一部
に摩擦低減構造が設けられていることを特徴とするター
ボ分子ポンプである。これにより、ステータとケーシン
グの間の摩擦が低減されているので、ステータの回転ト
ルクはケーシングに伝達しにくく、従って、異常トルク
がケーシングに作用することを防止することができる。
例えば、４フッ化エチレン樹脂のような素材自体が低摩
擦であるような部材の他、ボールベアリングやころベア
リング等の低摩擦構造を用いることもできる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、ポンプケーシン
グ内部に、ロータとステータにより翼排気部及び／又は
溝排気部が構成されたターボ分子ポンプにおいて、前記
ステータと前記ポンプケーシングの間の少なくとも一部
に衝撃緩衝構造が設けられていることを特徴とするター
ボ分子ポンプである。ロータからステータに伝達された
衝撃がこの衝撃緩衝構造によって吸収されるので、異常
トルクがケーシングに作用することを防止することがで
きる。衝撃緩衝構造としては、比較的柔軟な金属材料、
高分子素材、あるいはこれらの複合素材が用いられる。
さらには、これらと比較的剛性の高い素材との複合素材
として、衝撃吸収機能と形状維持機能を併せ持つように
してもよい。

【００２１】請求項６に記載の発明は、前記溝排気部を
構成する筒状のステータは、溝排気部の前記翼排気部に
連絡する端部においてのみ前記ポンプケーシングに固定
され、他端側ではポンプケーシングに対して隙間をもっ
て配置されていることを特徴とする請求項１ないし５の
いずれかに記載のターボ分子ポンプである。これによ
り、外方に変形しやすい溝排気部を構成するステータの
下端をケーシングから引き離しておき、異常トルクがケ
ーシングに作用することを防止することができる。

【００２２】請求項７に記載の発明は、前記摩擦低減構
造は、内輪の肉厚を外輪の肉厚より厚くしたメカニカル
ベアリングで構成されていることを特徴とする請求項４
に記載のターボ分子ポンプである。これにより、ベアリ
ングの内輪の剛性を高くして、ベアリングが回転機能を
失うことなく、摩擦低減構造として確実に動作するよう
にすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の第１の
実施の形態のターボ分子ポンプを示すもので、回転翼３
０と固定翼３２とを交互に配置することによって形成さ
れた翼排気部Ｌ₁と、ねじ溝部３４とねじ溝部スペーサ
３６を有するねじ溝排気部Ｌ₂とを有する全体の構成、
及び固定翼３２と固定翼スペーサ３８及びねじ溝部スペ
ーサ３６をケーシング１４で押さえている構造は図１３
と同じであるので図示を略する。

【００２４】この実施の形態では、ロータＲ側の異常に
より固定翼３２に異常トルクがかかった時に、固定翼ス
ペーサ３８の一部が径方向外方に逃げるようになってい
る。すなわち、この実施の形態では、最上段及び最下段
の固定翼スペーサ３８ａ，３８ｂが２つの半割状のスペ
ーサ片４０から構成されている。そして、ケーシング１
４の内周面には、最上段及び最下段の固定翼スペーサ３
８ａ，３８ｂの背面に対向する位置に、これらの固定翼
スペーサ３８ａ，３８ｂの厚さよりやや大きい幅を有す
る周方向に延びる溝４２，４４が全周に亘って設けられ
ている。

【００２５】このように構成したターボ分子ポンプにお
いて、正常運転時には、固定翼３２又は固定翼スペーサ
３８に周方向あるいは径方向に大きなトルクが作用する
ことはなく、固定翼３２及び固定翼スペーサ３８の積層
体も互いの摩擦により拘束されてその位置を維持する。
また、最上段及び最下段の固定翼スペーサ３８ａ，３８
ｂはリング形状を保ち、他の固定翼スペーサ３８と共に
各固定翼３２を保持する。

【００２６】何らかの理由でロータＲの回転に異常が起
き、あるいはロータＲが破損し、固定翼スペーサ３８
ａ，３８ｂの双方又はいずれかに周方向及び径方向に大
きな力が加わると、固定翼スペーサ３８ａ，３８ｂが外
方に押され、半割状のスペーサ片４０がそれぞれ分離し
て周方向溝４２，４４の中に入り込み、他の固定翼スペ
ーサ３８もステータＳに対する軸方向の拘束が解かれて
回転自在となる。これにより、固定翼３２や固定翼スペ
ーサ３８がロータＲと共回りするので、ロータＲの回転
エネルギーを徐々に吸収し、やがてロータＲは停止す
る。固定翼３２や固定翼スペーサ３８がケーシング１４
に対する拘束を解かれるので、ロータＲのトルクがケー
シング１４側に伝達されることがなくなり、ケーシング
１４の破損や外部との接続の破断が起きることがない。

【００２７】なお、上述した実施の形態においては、最
上段及び最下段の固定翼スペーサ３８ａ，３８ｂを分割
した例を示しているが、いずれか一方のみでも良く、中
間に位置する固定翼スペーサ３８を分割するようにして
も良い。また、分割の数は、２あるいはそれ以上でも良
い。

【００２８】図３及び図４は、第２の実施の形態のター
ボ分子ポンプを示すものである。この実施の形態も、異
常発生時に早期に固定翼３２の拘束を解くように構成し
ている。この実施の形態では、図４に示すように、軸方
向の最上段の固定翼３２ａの羽根３２ｃの間に支えピン
４６が、同様に、最下段の固定翼３２ｂの羽根の間に支
えピン４８が、それぞれ周方向に複数が均等な間隔で設
けられている。

【００２９】すなわち、この支えピン４６は、段差面１
４ｃと最上段の固定翼スペーサ３８ｃの間に「つっかい
棒」のように掛け渡されており、その長さは最上段の固
定翼３２ａの厚さよりやや大きく設定されている。同様
に、支えピン４８は、ねじ溝部スペーサ３６と最下段の
固定翼スペーサ３８ｄの間に掛け渡され、その長さは最
下段の固定翼３２ｂの厚さよりやや大きく設定されてい
る。従って、最上段の固定翼３２ａとケーシング１４の
段差面１４ｃ及び最下段の固定翼スペーサ３８ｄと最下
段の固定翼３２ｂとの間に隙間Ｔ₁，Ｔ₂が形成される。

【００３０】これらの支えピン４６，４８は、正常運転
時には固定翼スペーサ３８を支持するのに充分で、異常
時にステータＳとロータＲの間に捻れやトルクが生じた
場合には容易に破断するような強度と数に設定されてい
る。また、隙間Ｔ₁，Ｔ₂の幅は、通常運転時に固定翼３
２ａが「がたつく」ことがない程度の、例えば、５０〜
１００μｍに設定されている。

【００３１】このように構成したターボ分子ポンプにお
いては、正常運転時においては図３に示す状態を保持す
るが、ロータＲが破壊または異常回転して、ステータＳ
とロータＲの間に捻れやトルクが生じた場合には、支え
ピン４６，４８が倒れるかあるいは破断する。これによ
り上下の隙間Ｔ₁，Ｔ₂が中段の積層構造に分散させら
れ、各固定翼３２及び固定翼スペーサ３８の軸方向の拘
束が解除させられる。この結果、各固定翼スペーサ３８
は、ケーシング１４に対して回転自在となり、ケーシン
グ１４側へ伝達されるトルクを軽減し、破損を防止する
ことができる。なお、この例では、支えピン４６，４８
が上下に設けられているが、いずれか一方であっても良
い。

【００３２】図５乃至図７は、第３の実施の形態のター
ボ分子ポンプを示すもので、翼排気部Ｌ₁の最上段以外
の固定翼スペーサ５０には、図６及び図７に示すよう
に、その周縁部に、雌ねじ５０ａとねじ挿通穴５０ｂと
が円周方向に沿って交互に設けられ、上方の固定翼スペ
ーサ５０のねじ挿通穴５０ｂ内に締結部材であるボルト
５２を挿通して下方の固定翼スペーサ５０の雌ねじ５０
ａに螺合させることによって、各固定翼スペーサ５０が
順次締結されている。最下段の固定翼スペーサ５０は、
ねじ溝部スペーサ５４の上部に螺着されている。

【００３３】これらのボルト５２は、ロータＲが破壊ま
たは異常回転して該スペーサ５０に異常トルクが伝達さ
れた場合に破断するような強度に設定されている。この
ようなボルト５２の強度の設定は、その太さや素材を選
択する、あるいは所定箇所にノッチのような破断誘因部
を形成することにより行われる。

【００３４】ねじ溝排気部Ｌ₂のねじ溝部スペーサ５４
も、その下側のスリット状ねじ取付穴５５にボルト５６
を装着してこれをステータＳの基部１５に螺合させるこ
とにより固定されている。このボルト５６の強度は、ス
ペーサ５４に所定のトルクが伝達された場合に破断する
程度に設定されている。

【００３５】また、この例では、ねじ溝部スペーサ５４
の下端部を支持する凸部１７ａの内側は角が切り欠かれ
ており、ねじ溝部スペーサ５４の下端部と接触する接触
面１７ｂの高さＨが図１２の場合より小さくなってい
る。さらに、この実施の形態では、各スペーサ５０，５
４とステータＳのケーシング１４との間に、摩擦係数の
小さい素材から形成され、摩擦低減構造を構成する円筒
状の低摩擦部材５８が介装されている。

【００３６】このように構成されたターボ分子ポンプで
は、異常トルクが各固定翼スペーサ５０やねじ溝部スペ
ーサ５４に作用すると、固定翼スペーサ５０やねじ溝部
スペーサ５４をステータＳに締結するボルト５２，５６
が破断し、これらの拘束を解いてステータＳに対して回
転自在とする。これにより、ロータＲの持つ回転エネル
ギーが吸収されるとともに、ロータＲからステータＳに
伝達されるトルクが減少させられ、ステータＳの破損等
を防止する。

【００３７】また、固定翼スペーサ５０及びねじ溝部ス
ペーサ５４とケーシング１４の間に低摩擦部材５８が設
けられているので、ボルト５２，５６が破断した後に、
固定翼スペーサ５０及びねじ溝部スペーサ５４とケーシ
ング１４の間に作用する摩擦力も低減させられ、また、
ねじ溝部スペーサ５４と基部１５の接触面も小さく設定
されているので、これらによってもステータＳ側に伝達
される力が軽減させられる。なお、最上段の固定翼スペ
ーサ３８の背部に周方向溝４２が形成されているのは、
第１の実施の形態と同様の意味である。

【００３８】図８は、この発明の第４の実施の形態を示
すもので、この実施の形態では、ケーシング１４が吸気
側ケーシング１４Ａと排気側ケーシング１４Ｂとに分割
され、これを連結して構成されている。翼排気部Ｌ₁の
固定翼スペーサ５０をボルト５２を順次締結して固定し
ている構造は、先の実施の形態と同様である。

【００３９】一方、排気側ケーシング１４Ｂの上端には
段差面６０が設けられ、ねじ溝部スペーサ５４にはこの
段差面と係合するフランジ部５４ａが形成され、これら
がボルト５６により締結されて、ねじ溝部スペーサ５４
が排気側ケーシング１４Ｂに固定されている。これらの
ボルト５６の強度も、所定のトルクで破断する程度に設
定されている。この実施の形態においても、固定翼スペ
ーサ５０と吸気側ケーシング１４Ａとの間、及び、ねじ
溝部スペーサ５４と排気側ケーシング１４Ｂとの間にそ
れぞれ円筒状の低摩擦部材（摩擦低減構造）５８ａ，５
８ｂが介装されている。この実施の形態のターボ分子ポ
ンプも、先の実施の形態と同様の作用効果を奏すること
ができる。

【００４０】図９は、図８の第４の実施の形態の変形例
を示すものである。この例のねじ溝排気部のステータで
あるねじ溝部スペーサ５４は、先の実施の形態と同様に
その上端のフランジ部５４ａを排気側ケーシング１４Ｂ
の上端の段差面６０にボルト固定することにより、取り
付けられている。また、ねじ溝部スペーサ５４と排気側
ケーシング１４Ｂとの間には、低摩擦部材（摩擦低減構
造）５８ａ，５８ｂが介装されている。先の実施の形態
では、ねじ溝部スペーサ５４の下端はステータの基部１
５の内面と接触しており、ここで拘束を受けていたが、
この実施の形態では、スペーサ５４の下端はステータの
基部１５の間に隙間Ｔ₃が形成されており、ケーシング
によって拘束されていない。これは、以下のような理由
による。

【００４１】翼排気部Ｌ₁及びねじ溝排気部Ｌ₂が一体と
なっている形式のターボ分子ポンプにおいては、ロータ
Ｒの破壊はねじ溝部の下端から起きやすい。これは、第
１に、ねじ溝部３４の上端が翼排気に拘束されているの
に対して下端側は拘束を受けておらず、従って、高速回
転による自らの質量による遠心力の作用で下方に行くに
従って弾性変形量が大きくなるからである。そして、第
２に、ねじ溝部の下端側は、半導体製造等に使用するプ
ロセスガスの絶対圧力が高くなるために、腐食を受け易
く、その結果として弾性変形時の応力による割れを生じ
やすいからである。

【００４２】図８に示すように、ねじ溝部スペーサ５４
の下端がケーシング１４Ｂに固定又は接触していると、
ねじ溝部スペーサ５４が外周側に変形する際、前記固定
又は接触部によってこの変形が拘束され、周方向に加わ
る力がケーシングに直接伝達されてしまう。一方、この
変形例では、ねじ溝部スペーサ５４の下端とケーシング
１４Ｂの間に隙間Ｔ₃があるので、多少外方に変形して
もケーシングに拘束されず、低摩擦部材５８ｂによって
内部を滑りながら回転してその回転エネルギーを消失さ
せることができる。

【００４３】図１０は、図８に示す前記第４の実施の形
態に更に改良を加えた他の変形例を示すもので、この変
形例は、ねじ溝部スペーサ５４の本体とフランジ部５４
ａとの境界部分に、ノッチ状の破壊用溝部７０を周方向
の全長に亘って延びるように設け、それによって脆弱部
７２を形成している。この変形例によれば、あるしきい
値以上の異常トルクがねじ溝部スペーサ５４に作用する
と、破壊用溝部７０に沿って脆弱部７２がせん断破壊
し、ねじ溝部スペーサ５４の本体がフランジ部５４ａか
ら分離する。従って、ねじ溝部スペーサ５４は、低摩擦
部材５８ｂを介してロータＲと共回りし、徐々にその回
転エネルギーを消費する。

【００４４】図１１は、第５の実施の形態を示すもの
で、この実施の形態では、ケーシング１４が吸気側ケー
シング１４Ａと排気側ケーシング１４Ｂとに分割され、
固定翼スペーサ５０と吸気側ケーシング１４Ａとの間、
及び、ねじ溝部スペーサ５４と排気側ケーシング１４Ｂ
との間にボールベアリング装置（摩擦低減構造）８０
ａ，８０ｂが設けられている。これらのボールベアリン
グ装置８０ａ，８０ｂはそれぞれ内輪８２ａ，８２ｂと
外輪８４ａ，８４ｂの間にボールが配置されて構成され
ており、この実施の形態では内輪８２ａ，８２ｂの肉厚
の方が外輪８４ａ，８４ｂの肉厚よりも厚く、従って、
剛性が高く設定されている。

【００４５】この実施の形態では、ボールベアリング装
置８０ａ，８０ｂの内輪８２ａ，８２ｂの機械的強度が
大きいので、ロータＲ側に異常が発生して、ロータＲや
その破片がステータＳに衝突し、ステータＳに局所的に
多大な力が加わっても、内輪８２ａ，８２ｂの軌道面の
変形を防止して、ボールベアリング装置８０ａ，８０ｂ
が常に安定して回転する。なお、外輪８４ａ，８４ｂは
ケーシング１４Ａ，１４Ｂで支えられており、薄くして
もその軌道面に変形を及ぼす影響が少ない。

【００４６】また、摩擦低減構造として、ボールベアリ
ングの代わりにころベアリングを使用することもでき、
この場合も内輪を外輪よりも厚くすることにより、上記
と同様な作用効果を奏することができる。

【００４７】図１２（ａ）は、図１１の実施の形態を改
良した第６の実施の形態を示すもので、この実施の形態
では、ねじ溝排気部Ｌ₂において、ねじ溝部スペーサ５
４とボールベアリング装置８０ｂの間に衝撃吸収部材
（衝撃吸収構造）８６が設けられている。この衝撃吸収
部材８６としては、比較的柔軟な金属材料、高分子素
材、あるいはこれらの複合素材が用いられる。このよう
に、ステータＳとポンプケーシング１４の間に衝撃吸収
構造を設けることにより、ロータＲからステータＳに伝
達された衝撃トルクがケーシング１４に伝達されるのを
防止し、ケーシング１４や真空の破壊を防止することが
できる。また、ボールベアリング装置８０ｂのような摩
擦低減構造と衝撃吸収構造とを併用することにより、上
記効果を一層高めることができる。

【００４８】図１２（ｂ）に示すのは、衝撃吸収部材８
６を比較的剛性の高いステンレス板８８と比較的柔らか
く衝撃吸収機能の高い鉛板９０とを重ねた複合素材とし
て構成したもので、これにより、衝撃吸収機能と形状維
持機能を併せ持つようにしている。

【００４９】上記では、本発明の種々の構成を翼排気部
Ｌ₁とねじ溝排気部Ｌ₂を有する広域型ターボ分子ポンプ
に適用したが、それぞれの趣旨に従い、本発明の構成を
翼排気部Ｌ₁のみあるいはねじ溝排気部Ｌ₂のみを有する
ポンプに採用してもよく、翼排気部Ｌ₁とねじ溝排気部
Ｌ₂の双方を有する広域型ターボ分子ポンプにおいて一
方の排気部のみに本発明の構成を採用しても良いことは
勿論である。また、上述したいくつかの実施の形態の構
成を適宜組み合わせて用いても良いことは言うまでもな
い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロータの異常等によりステータ側に異常トルクが伝達し
た時に、ステータの構造の拘束を迅速に解除したり、ス
テータとケーシングの間に摩擦低減構造や衝撃吸収構造
を構成することで、ロータの回転エネルギーを吸収する
とともに、ポンプケーシングへのトルク伝達を妨げてポ
ンプケーシングやそれと外部の接続の破壊を防止する。
従って、万一ロータ側に異常が発生した場合でも、ステ
ータ側の破損や真空系の破壊に繋がらないような安全性
の高いターボ分子ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のターボ分子ポンプ
の要部を示す断面図である。

【図２】図１の最上段及び最下段にの回転翼スペーサの
平面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態のターボ分子ポンプ
の要部を示す断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態のターボ分子ポンプ
の断面図である。

【図６】図５の回転翼スペーサを示す平面図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態のターボ分子ポンプ
の断面図である。

【図９】図８に示す第４の実施の形態の変形例のターボ
分子ポンプの断面図である。

【図１０】図８に示す第４の実施の形態の他の変形例の
ターボ分子ポンプの断面図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態のターボ分子ポン
プの断面図である。

【図１２】（ａ）本発明の第６の実施の形態のターボ分
子ポンプの断面図、（ｂ）衝撃吸収構造の他の実施の形
態を示す断面図である。

【図１３】従来のターボ分子ポンプを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０主軸１２回転筒状部１４ケーシング１５基部１６固定筒状部１８駆動用モータ３０回転翼３２固定翼３４ねじ溝部３６，５４ねじ溝部スペーサ３８，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，５０固定翼スペーサ４２，４４周溝４６，４８支えピン５２，５６ボルト（締結部材）５８，５８ａ，５８ｂ低摩擦部材（摩擦低減構造）７２脆弱部８０ａ，８０ｂボールベアリング装置（摩擦低減構
造）８６衝撃吸収部材ＲロータＳステータＬ₁ 翼排気部Ｌ₂ ねじ溝排気部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプケーシング内部に、ロータとステ
ータにより翼排気部及び／又は溝排気部が構成されたタ
ーボ分子ポンプにおいて、前記ステータの少なくとも一部に、前記ステータ側に異
常トルクが作用したときに周方向あるいは径方向の前記
ポンプケーシングに対する拘束を解除する構造が設けら
れていることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項２】前記拘束解除構造は、ステータ側に形成
された脆弱部を有することを特徴とする請求項１に記載
のターボ分子ポンプ。
【請求項３】前記溝排気部を構成する筒状のステータ
には前記ポンプケーシングに固定するためのフランジ部
が設けられ、前記脆弱部は前記フランジ部に周方向に延
びて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の
ターボ分子ポンプ。
【請求項４】ポンプケーシング内部に、ロータとステ
ータにより翼排気部及び／又は溝排気部が構成されたタ
ーボ分子ポンプにおいて、前記ステータと前記ポンプケ
ーシングの間の少なくとも一部に摩擦低減構造が設けら
れていることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項５】ポンプケーシング内部に、ロータとステ
ータにより翼排気部及び／又は溝排気部が構成されたタ
ーボ分子ポンプにおいて、前記ステータと前記ポンプケ
ーシングの間の少なくとも一部に衝撃緩衝構造が設けら
れていることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項６】前記溝排気部を構成する筒状のステータ
は、溝排気部の前記翼排気部に連絡する端部においての
み前記ポンプケーシングに固定され、他端側ではポンプ
ケーシングに対して隙間をもって配置されていることを
特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のターボ
分子ポンプ。
【請求項７】前記摩擦低減構造は、内輪の肉厚を外輪
の肉厚より厚くしたメカニカルベアリングで構成されて
いることを特徴とする請求項４に記載のターボ分子ポン
プ。