(57)【要約】【課題】分割固定翼をスペーサリングで保持した際の分割面付近における変形を抑制することができるターボ分子ポンプ。【解決手段】回転翼と、一対の分割固定翼９Ａ，９Ｂから成る固定翼９とを回転軸方向に交互に複数段設け、固定翼９の外周部分をスペーサリングにより保持するターボ分子ポンプに適用される。分割固定翼９Ａ，９Ｂは、リング状リブ９２と該リブ９２から外周方向に突出する複数のブレード９１とから成る円形状固定翼９を半円状に二分割したものである。そして、二分割の分割面（切り欠き面９３１，９３２）が分割固定翼９Ａ，９Ｂの翼傾きと同じ方向に傾いた面であるため、固定翼９の外周部分をスペーサリングで保持した際に、分割隙間部分が上下方向に変形すると切り欠き面９３１，９３２同士が当接し、変形が抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼と一対の分割固定翼から成る固定翼とを回転軸方向に交互に複数段設け、前記固定翼の外周部分をスペーサリングにより保持するターボ分子ポンプにおいて、
前記分割固定翼は、リング状リブと該リブから外周方向に突出する複数の翼とから成る円形状固定翼を半円状に二分割したものであって、前記二分割の分割面が前記分割固定翼の翼傾きと同じ方向に傾いた面であることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記分割面は、屈曲した面であることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記分割面は、前記円形状固定翼の隣り合う翼の間を分割して形成されたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記一対の分割固定翼の少なくとも一方の分割面上に、突起を固設したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ分子ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高真空排気に用いられるターボ分子ポンプは、複数段の回転翼と複数段の固定翼とを備えている。各回転翼は、ロータ外周を一周にわたって周面から突出するように形成された複数のタービン翼から成る。一方、各固定翼はロータを囲むように配設された複数のタービン翼を有し、各タービン翼の内周端は円弧状の帯状部材に連結されている。固定翼は一対の分割翼から成り、一般的に、円形状に形成された固定翼を二分割した分割固定翼を形成している。各分割固定翼は、翼外周部分をリング状のスペーサで上下方向から挟持することにより、回転翼間に保持されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６４９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、固定翼の各翼は斜めに傾いており、その傾いた翼をスペーサで挟持した際に翼を捻るような力が作用し、固定翼の分割部分が上下方向に変形することが分かった。この変形が大きいと、大気突入時において、旋回気流により発生する揚力によって固定翼が上方に撓んだときに、固定翼が回転翼と接触するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明によるターボ分子ポンプは、回転翼と一対の分割固定翼から成る固定翼とを回転軸方向に交互に複数段設けたターボ分子ポンプに適用され、分割固定翼は、リング状リブと該リブから外周方向に突出する複数の翼とから成る円形状固定翼を半円状に二分割したものであって、二分割の分割面が分割固定翼の翼傾きと同じ方向に傾いた面であることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、分割面が屈曲した面であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のターボ分子ポンプにおいて、分割面は、円形状固定翼の隣り合う翼の間を分割して形成されたものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、一対の分割固定翼の少なくとも一方の分割面上に、突起を固設したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、分割固定翼をスペーサリングで保持した際の分割面付近における変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明によるターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。図１に示したターボ分子ポンプ１は磁気軸受式のポンプであり、ロータ２はベース３に設けられた磁気軸受４ａ〜４ｃによって非接触支持されている。４ａ，４ｂはラジアル磁気軸受であり、４ｃはアキシャル磁気軸受である。
【０００８】
ベース３には、ロータ２を回転駆動するモータ６、タッチダウンベアリング７ａ，７ｂおよびロータ２の浮上位置を検出するためのギャップセンサ５ａ，５ｂ，５ｃがそれぞれ設けられている。タッチダウンベアリング７ａ，７ｂにはメカニカルベアリングが用いられ、磁気軸受４ａ〜４ｃによるロータ２の磁気浮上がオフされたときにロータ２を支持する。
【０００９】
ロータ２には、回転軸方向に複数段の回転翼８が形成されている。上下に並んだ回転翼８の間には固定翼９がそれぞれ配設されている。これらの回転翼８と固定翼９とにより、ターボ分子ポンプ１のタービン翼段が構成される。各固定翼９は、スペーサ１０によって上下に挟持されるように保持されている。スペーサ１０は、固定翼９の保持機能とともに、固定翼９間のギャップを所定間隔に維持する機能を有している。
【００１０】
さらに、固定翼９の後段（図示下方）にはドラッグポンプ段を構成するネジステータ１１が設けられており、ネジステータ１１の内周面はロータ２の円筒部１２と所定間隔で対向している。ロータ２およびスペーサ１０によって保持された固定翼９は、吸気口１３ａが形成されたケーシング１３内に納められている。
【００１１】
次に、固定翼９について説明する。図２は固定翼９を詳細に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。固定翼９は複数のブレード９１を有しており、組立の関係で半リング状の分割固定翼９Ａ，９Ｂに２分割されている。９３は分割隙間である。すなわち、リング状の円板に斜め溝を切削加工することにより、所定の翼角度を有する複数のブレード９１を形成し、その後、分割隙間９３の部分で２分割する。溝加工されていない内周部分９２はリブと呼ばれ、このリブ９２の部分で各ブレード９１は繋がっている。図２（ｂ）に示すように、分割隙間９３はブレード９１の翼角度とほぼ同じ傾きを有するように斜めに形成されている。
【００１２】
図３に示すように、固定翼９はスペーサ１０間に保持される。上下に重ねられたスペーサ１０の間には、寸法（Ｂ−Ｃ）の隙間が形成される。寸法Ｂは上側のスペーサ１０の内周部に形成された段差の軸方向寸法であり、寸法Ｃは下側のスペーサ１０の凸部高さ寸法である。この凸部は上側のスペーサ１０の段差部分に入り込んでいるので、隙間寸法はＢ−Ｃとなる。一方、固定翼９の高さ寸法Ｈは隙間寸法（Ｂ−Ｃ）よりも若干大きく設定されていて、ブレード９１を変形させることで、固定翼９とスペーサ１０との間にガタが発生しないようにしている。
【００１３】
図４は、固定翼９をスペーサ１０間に保持したときの変形を説明する図である。図４の（ａ）は本実施の形態の場合を示し、（ｂ）は従来の固定翼の場合を示す。図２に示すように固定翼９の外周部分は斜めに傾いたブレード９１のみとなっているので、保持状態においては、ブレード９１の先端部分には矢印Ｆで示すような力が作用し、各ブレード９１は矢印Ｇ１，Ｇ２で示すように捻られる。ブレード９１の根元はリブ９２で繋がっているので、ブレード根元部分においてはＧ１とＧ２とが打ち消し合うように作用する。
【００１４】
しかし、分割隙間９３の部分においては隣り合うブレード９１がないため、細線で示すようにリブ９２が上下に捻れることになる。本実施の形態では、分割隙間９３がブレード９１の傾きと同じように斜めに形成されているので、下側に捻れようとするリブ９２の切り欠き面９３１と、上側に捻れようとするリブ９２の切り欠き面９３２が互いに当接する。そのため、分割隙間９３部分における上下への変形が抑制される。
【００１５】
一方、従来のターボ分子ポンプでは、図５に示すように固定翼９の面に対して垂直に分割隙間９４が形成されている。この場合、取り付け時の形状は図４（ｂ）に示すような形状となり、分割隙間９４部分の切り欠き面が垂直であるため、切り欠き面同士が当接しないで分割隙間９４部分が上下に大きく捻れてしまう。
【００１６】
ところで、ターボ分子ポンプにおいては、ロータ２が高速回転しているポンプ稼働中に、誤動作等によりポンプ内部に大気が突入すると、短時間の内にポンプ内部の圧力が急上昇しロータ２の回転により旋回流気流が発生する。この旋回気流が発生すると、固定翼９に揚力が作用し、図３の破線で示すように固定翼９の内周部分が全体的に吸気口側に大きく撓む。排気性能の点では固定翼９と回転翼８との隙間は小さいほど良いが、大気突入時の撓みで接触しないような変形許容量を有する隙間寸法に設定されている。
【００１７】
しかし、図４（ｂ）に示す従来の固定翼のようにリブ９２の部分が上下に大きく変形すると、上述した固定翼９の変形許容量が小さくなり、大気突入時に固定翼９が回転翼８と接触するおそれがあった。これに対し、図４（ａ）に本実施の形態の固定翼９では、上述したように切り欠き面同士が当接して上下への変形が抑制されるため、接触を防止することができる。
【００１８】
図６は、分割隙間９３の形状に関する変形例を示したものである。図６（ａ）に示す分割隙間９３Ａでは、分割隙間９３のような直線的な形状ではなく、上方に折れ曲がった屈曲部９３０を分割隙間９３Ａの途中に設けた。また、図６（ｂ）に示す分割隙間９３Ｂでは、直線ではなく曲線となるように形成した。分割隙間９３をリブ９２に形成すると、その部分から気体分子の逆流が生じるので、分割隙間９３Ａ，９３Ｂのような形状とすることにより逆流経路が長くなり、逆流が抑制されるという効果もある。
【００１９】
図７は、上述した分割隙間９３に加えて、切り欠き面９３２に突起９３３を設けた。突起９３３の固定は、接着，溶接、ネジ止め等どのような方法でも良い。図４（ａ）からも分かるように、取り付け時の変形は、分割隙間９３の切断幅Ｗが小さいほど小さく抑えることができるが、その下限値には加工上限度がある。そこで、切り欠き面９３２に突起９３３を設けることで、見かけ上の隙間寸法を小さくし、分割隙間９３部分のリブ９２の変形をより小さく抑えるようにした。図７（ａ）に示す例では、突起厚みがＴなので、突起９３３と切り欠き面９３１との隙間は（Ｗ−Ｔ）となる。図７（ｂ）は取り付け時の形状を示す。
【００２０】
なお、突起９３３の厚み寸法Ｔは、組み付けの関係上Ｔ＜Ｗとするのが好ましい。しかし、切断幅の寸法Ｗは、固定翼の高さ寸法Ｈ、スペーサの寸法Ｂ，Ｃにより変化するので一概に規定することはできないが、Ｔ＝０．５〜０．７Ｗ程度が適当と考えられる。なお、突起９３３は、切り欠き面９３１，９３２のいずれの面に設けても良い。
【００２１】
図８は図７に示して例の変形例であり、切り欠き面９３２に座グリ９３４を形成し、その座グリ９３４内に突起９３３を設けるようにした。このようにすることで、突起９３３の固定が万一外れた場合でも、突起９３３がポンプ内に落下するのを防止することができる。座グリ９３４の深さＤは切り欠き面９３２の傾きにもよるが、１ｍｍ程度あれば良い。
【００２２】
なお、上述した実施の形態では、ブレード９１が分割されないように分割隙間９３，９３Ａ，９３Ｂをブレード９１間に形成し、排気性能への影響を抑えるようにしたが、分割隙間９３，９３Ａ，９３Ｂがブレード９１に跨って形成されても構わない。
【００２３】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、切り欠き面９３１，９３２は分割面を、ブレード９１は翼をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るターボ分子ポンプの一実施の形態を説明する断面図である。
【図２】固定翼９を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図３】大気突入時の固定翼９の変形を説明する図である。
【図４】固定翼９をスペーサ１０間に保持したときの変形を説明する図であり、（ａ）は本実施の形態の場合を示し、（ｂ）は従来の固定翼の場合を示す。
【図５】従来の固定翼９を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図６】分割隙間９３の変形例を示す図である。
【図７】切り欠き面９３２に突起９３３が設けられた固定翼９を示す図である。
【図８】切り欠き面９３２に座グリ９３４を設けた場合の固定翼９を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ターボ分子ポンプ
２  ロータ
８  回転翼
９  固定翼
９Ａ，９Ｂ  分割固定翼
１０  スペーサ
９２  リブ
９１  ブレード
９３，９３Ａ，９３Ｂ，８４  分割隙間
９３１，９３２  切り欠き面
９３３  突起
９３４  座グリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009162099.tif 000008
【図７】
2009162099.tif 000009
【図８】
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