(57)【要約】【課題】  従来のターボ分子ポンプの静翼、動翼及びスペーサはそれぞれ一体切削により製作されていたので製作コストが高く、また、穴の縁部分に翼を形成せしめた静翼などは作成困難であった。またターボ分子ポンプの組立て、分解に手間がかかるという欠点があった。【解決手段】  本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニットは、互いに積層された複数の静翼と、前記各静翼間にそれぞれ介挿された複数のスペーサ要素薄板とよりなる。また、ターボ分子ポンプのロータは互いに積層された複数の動翼と、前記各動翼間にそれぞれ介挿された複数のスペーサ要素薄板とよりなる。また、前記静翼または動翼は複数の要素薄板よりなり、この複数の要素薄板が互いに所望の角度でずれて積層されている。【選択図】      図７
2005273590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに積層された複数の静翼と、前記各静翼間にそれぞれ介挿された複数のスペーサ要素薄板とよりなることを特徴とするターボ分子ポンプの静翼ユニット。
【請求項２】
前記静翼が、複数の静翼要素薄板よりなり、この複数の静翼要素薄板が互いに所望の角度でずれて積層されていることを特徴とする請求項１記載のターボ分子ポンプの静翼ユニット。
【請求項３】
前記静翼及びスペーサ要素薄板がそれぞれ複数に分割されていることを特徴とする請求項１または２記載のターボ分子ポンプの静翼ユニット。
【請求項４】
互いに積層された複数の動翼と、前記各動翼間にそれぞれ介挿された複数のスペーサ要素薄板とよりなることを特徴とするターボ分子ポンプのロータ。
【請求項５】
前記動翼が、複数の動翼要素薄板よりなり、この複数の動翼要素薄板が互いに所望の角度でずれて積層されていることを特徴とする請求項４記載のターボ分子ポンプのロータ。
【請求項６】
前記動翼要素薄板の少なくとも１面に絶縁被膜を施したことを特徴とする請求項５記載のターボ分子ポンプのロータ。
【請求項７】
プレス加工により複数の静翼と複数のスペーサ要素薄板を形成する工程と、
前記スペーサ要素薄板を所望の枚数積層してスペーサを形成する工程と、
前記各静翼を前記スペーサを介挿して積層する工程と
よりなることを特徴とするターボ分子ポンプの静翼ユニットの製造方法。
【請求項８】
プレス加工により複数の静翼要素薄板と複数のスペーサ要素薄板を形成する工程と、
前記静翼要素薄板を所望の枚数所望の角度でずらしながら積層して静翼を形成し、前記スペーサ要素薄板を所望の枚数積層してスペーサを形成する工程と、
前記各静翼を前記スペーサを介挿して積層する工程と
よりなることを特徴とするターボ分子ポンプの静翼ユニットの製造方法。
【請求項９】
プレス加工により複数の動翼と複数のスペーサ要素薄板を形成する工程と、
前記スペーサ要素薄板を所望の枚数積層してスペーサを形成する工程と、
前記各動翼を前記スペーサを介挿して積層する工程と
よりなることを特徴とするターボ分子ポンプのロータの製造方法。
【請求項１０】
プレス加工により複数の動翼要素薄板と複数のスペーサ要素薄板を形成する工程と、
前記動翼要素薄板を所望の枚数積層して動翼を形成し、前記スペーサ要素薄板を所望の枚数所望の角度でずらしながら積層してスペーサを形成する工程と、
前記各動翼を前記スペーサを介挿して積層する工程と
よりなることを特徴とするターボ分子ポンプのロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はターボ分子ポンプの静翼ユニット及びロータ並びにその製造方法、特に、高速自動加工が可能となるターボ分子ポンプの静翼ユニット及びロータ並びにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のターボ分子ポンプは静翼ユニットとロータにより構成され、前記静翼ユニットは複数の静翼と前記各静翼をそれぞれ離間せしめるリング状のスペーサとよりなり、前記ロータは複数の動翼と前記各動翼をそれぞれ離間せしめるリング状のスペーサとよりなり、前記静翼と前記動翼とがそれぞれ交互に僅少の隙間を有して配置されている（非特許文献１）。
【非特許文献１】日本機械学会編  機械工学便覧Ｂ５編流体機械（図３７６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来のターボ分子ポンプの静翼、動翼及びスペーサはそれぞれ一体切削により製作されていたため製作コストが高いという欠点があった。
【０００４】
また、穴の縁部分に翼を形成せしめた静翼などは一体切削では作成困難であった。
【０００５】
また、ターボ分子ポンプを組み立てる場合は、静翼、スペーサリング、動翼を交互に積層していく必要があり、手間がかかり、ターボ分子ポンプを分解するにも手間がかかっていた。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解消したターボ分子ポンプの静翼ユニット及びロータ並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニットは互いに積層された複数の静翼と、前記各静翼間にそれぞれ介挿された複数のスペーサ要素薄板とよりなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記静翼は、複数の静翼要素薄板よりなり、この複数の静翼要素薄板が互いに所望の角度でずれて回転積層されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記静翼及びスペーサ要素薄板はそれぞれ複数に分割されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のターボ分子ポンプのロータは互いに積層された複数の動翼と、前記各動翼間にそれぞれ介挿された複数のスペーサ要素薄板とよりなることを特徴とする。
【００１１】
また、前記動翼は、複数の動翼要素薄板よりなり、この複数の動翼要素薄板が互いに所望の角度でずれて積層されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記動翼要素薄板の少なくとも１面に絶縁被膜を施したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニットの製造方法はプレス加工により複数の静翼と複数のスペーサ要素薄板を形成する工程と、前記スペーサ要素薄板を所望の枚数積層してスペーサを形成する工程と、前記各静翼を前記スペーサを介挿して積層する工程とよりなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニットの製造方法はプレス加工により複数の静翼要素薄板と複数のスペーサ要素薄板を形成する工程と、前記静翼要素薄板を所望の枚数所望の角度でずらしながら積層して静翼を形成し、前記スペーサ要素薄板を所望の枚数積層してスペーサを形成する工程と、前記各静翼を前記スペーサを介挿して積層する工程とよりなることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のターボ分子ポンプのロータの製造方法はプレス加工により複数の動翼と複数のスペーサ要素薄板を形成する工程と、前記スペーサ要素薄板を所望の枚数積層してスペーサを形成する工程と、前記各動翼を前記スペーサを介挿して積層する工程とよりなることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のターボ分子ポンプのロータの製造方法はプレス加工により複数の動翼要素薄板と複数のスペーサ要素薄板を形成する工程と、前記動翼要素薄板を所望の枚数所望の角度でずらしながら積層して動翼を形成し、前記スペーサ要素薄板を所望の枚数積層してスペーサを形成する工程と、前記各動翼を前記スペーサを介挿して積層する工程とよりなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニット及びロータ並びにその製造方法によれば、静翼ユニット、ロータをプレス加工で作成することができるので、高速自動加工が可能で製造コストを安くすることができるという大きな利益がある。
【００１８】
また、静翼要素薄板や動翼要素薄板を積層する回転角度を調整することにより従来一体切削では実現不可能な静翼、動翼形状、翼角度、翼断面形状を実現することができるのでターボ分子ポンプの性能を向上せしめることができる。
【００１９】
また、単一形状のスペーサ要素薄板、静翼要素薄板、動翼要素薄板を用意し、これらの重ねる枚数を変更するだけで所望のスペーサ高さ、静翼高さ、動翼高さとすることができるので、製造コストを安くすることができる。
【００２０】
また、動翼要素薄板の絶縁被覆により、磁場中で高速で回転しても渦電流の発生がほとんどないので動翼の過熱を抑えることができ、回転抵抗を減少せしめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明の第１の実施例においては、薄板をプレスにより穴あけ加工をして、円周方向に一定の間隔離間した複数の穴１を有する図１及び図２に示すリング状の静翼要素薄板２を複数作成し、前記静翼要素薄板２を所望の枚数同軸状に所望の角度でそれぞれ回転せしめながら積層して図３及び図４に示す積層静翼３を作成する。
【００２３】
また、薄板をプレス加工した図５及び図６に示すリング状のスペーサリング要素薄板４を複数作成し、前記スペーサリング要素薄板４を所望の枚数同軸状に積層してスペーサリング５を作成せしめ、図７に示すように、前記積層静翼３に前記スペーサリング５を溶接等により接合せしめてスペーサリング付き静翼６を形成せしめ、このスペーサリング付き静翼６を例えば２分割して複数段重ねて接合し、静翼ユニット（図示せず）を形成せしめる。
【００２４】
また、薄板をプレス加工をして、その縁部に円周方向に一定の間隔離間して半径方向に延びる複数の翼部７を有する図８及び図９に示す円板状の動翼要素薄板８を複数作成し、前記動翼要素薄板８を所望の枚数同軸状に所望の角度でそれぞれ回転せしめながら積層して図１０及び図１１に示す積層動翼９を作成する。
【００２５】
また、薄板をプレス加工した図１２及び図１３に示すリング状のスペーサリング要素薄板１０を複数作成し、前記スペーサリング要素薄板１０を所望の枚数同軸で積層してスペーサリング１１を作成せしめ、前記積層動翼９の中央部に前記スペーサリング１１を溶接等により接合せしめスペーサリング付き動翼１２を形成せしめ、図１４に示すように、前記スペーサリング付き動翼１２を複数段重ねて接合し、ロータ１３を形成せしめる。
【００２６】
なお、前記積層静翼３と前記スペーサーリング５との接合、前記積層動翼９と前記スペーサリング１１との接合、各薄板２、４、８、１０間のそれぞれの積層は溶接のほか、ロウ付け、カシメ、リベット止め、接着あるいは板の一面に凹部を設け、他の板の前記板の一面に対向する面に凸部を設け、凹部と凸部の嵌め合い圧入等で接合せしめてもよい。
【００２７】
本発明の静翼ユニット及びロータは前記のような構成であるから、静翼、動翼、スペーサリングを全てプレス加工により作成することができるので、従来のような一体切削のものに比べて製造コストを安くすることができる。
【００２８】
また、静翼要素薄板２や動翼要素薄板８を積層する回転角度を調整することにより従来一体切削では実現不可能な静翼、動翼形状、翼角度、翼断面形状を実現することができる。
【００２９】
また、単一形状のスペーサリング要素薄板４、１０、静翼要素薄板２、動翼要素薄板８を用意し、これらをそれぞれ重ねる枚数を変更するたけで所望のスペーサリング高さ、積層静翼高さ、積層動翼高さを得ることができるので、製造コストを安くすることができる。
【００３０】
また、動翼は複数の動翼要素薄板の積層により構成されているので、各動翼要素薄板間の摩擦が回転振動を減衰せしめる効果があり、ロータの固有振動を低減せしめることができる。
【００３１】
なお、穴１の形状の異なる静翼要素薄板２を複数作成し、これを積層して積層静翼を作成してもよく、これにより任意の翼断面形状を実現することができる。
【００３２】
また、翼部７の数や翼角度が異なる動翼要素薄板８を複数作成し、これを積層して積層動翼を作成してもよく、これにより任意の翼断面形状を実現することができる。
【００３３】
また、動翼要素薄板８及びスペーサリング要素薄板１０の少なくとも一面に電気絶縁性被膜を施してもよく、この場合には各動翼要素薄板間、スペーサリング要素薄板間が絶縁されているため、磁場中で高速で回転しても渦電流の発生がほとんどないので動翼の過熱を押えることができ、回転抵抗を減少せしめることができる。
【００３４】
また、前記スペーサリング付き積層静翼４又は静翼ユニットを２分割できるようにすれば、組立て、分解が容易になる。
【実施例２】
【００３５】
本発明の第２の実施例においては、薄板をプレスにより穴あけ加工をして、円周方向に一定の間隔離間した複数の穴１を有する図１５に示す半リング状の静翼要素薄板１４を複数作成し、図１６及び図１７に示すように、前記静翼要素薄板１４を所望の枚数同軸状に所望の角度でそれぞれ回転せしめながら積層して一対の積層静翼分割体１５を複数作成する。
【００３６】
また、薄板をプレス加工した図１８に示す半リング状のスペーサリング要素薄板１６を複数作成し、前記スペーサリング要素薄板１６を所望の枚数同軸状に積層して一対のスペーサリング分割体１７を複数作成せしめ、前記各積層静翼分割体１５に前記スペーサリング分割体１７をそれぞれ溶接等により接合して図１９に示すスペーサリング付き静翼分割体１８を形成せしめ、このスペーサリング付き静翼分割体１８を複数段重ねて接合し、一対の静翼ユニット分割体（図示せず）を形成せしめ、前記１対の静翼ユニット分割体をそれぞれの両端部で結合して、静翼ユニット（図示せず）を形成せしめる。
【００３７】
この第２の実施例においては、ターボ分子ポンプを組み立てる時は、１対の静翼ユニット分割体とロータを先に作成し、ロータを挟んだ状態で静翼ユニット分割体を結合せしめればいいので、従来のように静翼、スペーサリング、動翼を交互に積層していく必要がなく、組立てが容易になる。
【００３８】
また、分解の際も、静翼ユニットを静翼ユニット分割体に分割するだけで、ロータを取り外すことができるので、保守、点検が容易になる。
【００３９】
なお、前記１対の静翼ユニット分割体を接合する場合において、スペーサリング分割体１７同士の部分のみで結合した場合には、図１６及び図１７に示すように、積層静翼分割体１５同士の当接部分には隙間を有するが、この隙間部分は積層静翼３の翼角度と同じ傾斜角の間隙を有しているので排気作用を有し、単に当接部分を垂直とした場合に比べて逆流による圧縮低下を防止することができる。
【００４０】
尚、図１７においては、複数の静翼要素薄体１４を同軸状に所望の角度でずらして積層して一方向の傾斜面を形成した例を示したが、これに限ることなく、例えばく字形の中間部が突出した状態の傾斜面や円弧状の湾曲面等の種々の静翼形状になるように静翼要素薄体１４の積層してもよい。
【実施例３】
【００４１】
本発明の第３の実施例においては、薄板をプレスにより切り起こして、円周方向に一定の間隔を離間した半径方向に延びる複数の切り起こし翼部１９を有する図２０及び図２１に示すリング状の静翼２０を作成し、前記静翼２０の上面及び裏面に、第１の実施例におけるスペーサリング５を溶接等により接合せしめてスペーサリング付き静翼２１を形成せしめ、このスペーサリング付き静翼２１を複数段重ねて接合し、静翼ユニット（図示せず）を形成せしめる。
【００４２】
この実施例においても、静翼、スペーサリングを全てプレス加工により作成することができるので、従来のような一体切削のものに比べて製造コストを安くすることができる。
【００４３】
なお、静翼２０の片面のみに前記スペーサリング５を接合し、これを数段重ね合わせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニットにおける静翼要素薄板の平面図である。
【図２】図１に示す静翼ユニットにおける静翼要素薄板の縦断側面図である。
【図３】本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニットにおける積層静翼の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図５】本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニットにおけるスペーサリング要素薄板の平面図である。
【図６】図５に示す静翼ユニットにおけるスペーサリング要素薄板の縦断側面図である。
【図７】本発明のターボ分子ポンプの静翼ユニットにおけるスペーサリング付き積層静翼の縦断側面図である。
【図８】本発明のターボ分子ポンプのロータにおける動翼要素薄板の平面図である。
【図９】図８に示すロータにおける動翼要素薄板の縦断側面図である。
【図１０】本発明のターボ分子ポンプのロータにおける積層動翼の平面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図１２】本発明のターボ分子ポンプのロータにおけるスペーサリング要素薄板の平面図である。
【図１３】図１２に示すロータにおけるスペーサリング要素薄板の縦断側面図である。
【図１４】本発明のターボ分子ポンプのロータの縦断側面図である。
【図１５】本発明のターボ分子ポンプの他の実施例における静翼ユニットの静翼要素薄板の平面図である。
【図１６】本発明のターボ分子ポンプの他の実施例における静翼ユニットの積層静翼の平面図である。
【図１７】図１６のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図１８】本発明のターボ分子ポンプの他の実施例における静翼ユニットのスペーサリング要素薄板の平面図である。
【図１９】本発明のターボ分子ポンプの他の実施例における静翼ユニットのスペーサリング付き積層静翼の縦断側面図である。
【図２０】本発明のターボ分子ポンプの更に他の実施例における静翼の平面図である。
【図２１】図２０に示す静翼の側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    穴
２    静翼要素薄板
３    積層静翼
４    スペーサリング要素薄板
５    スペーサリング
６    スペーサリング付き静翼
７    翼部
８    動翼要素薄板
９    積層動翼
１０  スペーサリング要素薄板
１１  スペーサリング
１２  スペーサリング付き動翼
１３  ロータ
１４  静翼要素薄板
１５  積層静翼分割体
１６  スペーサリング要素薄板
１７  スペーサリング分割体
１８  スペーサリング付き静翼分割体
１９  翼部
２０  静翼
２１  スペーサリング付き静翼
【図１】
2005273590.tif 000003
【図２】
2005273590.tif 000004
【図３】
2005273590.tif 000005
【図４】
2005273590.tif 000006
【図５】
2005273590.tif 000007
【図６】
2005273590.tif 000008
【図７】
2005273590.tif 000009
【図８】
2005273590.tif 000010
【図９】
2005273590.tif 000011
【図１０】
2005273590.tif 000012
【図１１】
2005273590.tif 000013
【図１２】
2005273590.tif 000014
【図１３】
2005273590.tif 000015
【図１４】
2005273590.tif 000016
【図１５】
2005273590.tif 000017
【図１６】
2005273590.tif 000018
【図１７】
2005273590.tif 000019
【図１８】
2005273590.tif 000020
【図１９】
2005273590.tif 000021
【図２０】
2005273590.tif 000022
【図２１】
2005273590.tif 000023