(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシング内にロータ側の回転筒状部の外周に設けられた複数の回転翼と複数のステータ側の固定翼が交互に配置された翼排気部と、該翼排気部の下流側の前記ステータ側又はロータ側の少なくとも一方にねじ溝を有するねじ溝排気部とが設けられた構造のターボ分子ポンプにおいて、
前記翼排気部の回転筒状部の最下端真下に外径が該翼排気部の回転筒状部の外径と同一又は小さく設定されている円筒状の応力低減部を設けたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項２】
ポンプケーシング内にロータ側の回転筒状部の外周に設けられた複数の回転翼と複数のステータ側の固定翼が交互に配置された翼排気部と、該翼排気部の下流側の前記ステータ側又はロータ側の少なくとも一方にねじ溝を有するねじ溝排気部とが設けられた構造のターボ分子ポンプにおいて、
前記翼排気部の回転筒状部の最下端部に、前記翼排気部の回転筒状部と前記ねじ溝排気部のねじ溝部に加わる応力を全体的に平均化し、該回転円筒状部の最下端部の応力を低減する円筒状の応力低減部を下方に突出させて設け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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転する回転翼により気体の排気を行うターボ分子ポンプに係り、特に大流量までの広い流量域で排気が可能な所謂広域型のターボ分子ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のこの種の広域型のターボ分子ポンプの構造例を示す断面図である。図示するように、ターボ分子ポンプはポンプケーシング１の内部にロータＲとステータＳにより構成される翼排気部Ｌ1及びねじ溝排気部Ｌ2からなる排気部を具備し、該ねじ溝排気部Ｌ2の排気側はポンプケーシング１の排気口２０に連通している。ロータＲは主軸４とこれと一体に回転する回転筒状部５を具備する。ステータＳは主軸４を取り囲む固定筒状部３及び基部２を具備するステータ本体から構成されている。
【０００３】
回転筒状部５の上部外周部には回転翼１２が一体に設けられて羽根車を構成する。一方、ポンプケーシング１の内面には回転翼１２と交互に固定翼スペーサ１４を介在させて固定翼１５が配置されている。これによって、高速回転する回転翼１２と静止している固定翼１５との相互作用によって排気を行う前記翼排気部Ｌ1が形成される。更に、回転筒状部５には下方に延出するねじ溝部１８が一体に設けられている。一方、ステータＳにはこのねじ溝部１８の外周を囲繞するねじ溝部スペーサ１９が配置されている。これによって高速回転するねじ溝部１８のドラッグ作用によって排気を行うねじ溝排気部Ｌ2が形成されている。
【０００４】
上記のように従来の広域型のターボ分子ポンプは、羽根車において、翼排気部Ｌ1の回転筒状部５の下端部はそのままねじ溝排気部Ｌ2のねじ溝部１８の上端部と繋がった形状（一体形状）となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように羽根車の形状は釣鐘型となっており、ねじ溝排気部Ｌ2のねじ溝部１８の径は翼排気部Ｌ1の回転筒状部５の径より大きく、質量も大きくなっている。その結果、羽根車を高速回転させた場合、翼排気部Ｌ1の回転筒状部５の最下端部の応力が大きくなり、回転速度に制限を加える必要がある。一方、羽根車は排気原理上回転速度が高い程ポンプの排気性能は良い。従って、ポンプ性能を向上させるためには、高速回転時のロータＲの翼排気部の回転筒状部の最下端部の応力を低減する必要があった。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、羽根車の回転速度を低減すること、即ちポンプ排気性能を低減させることなく、ロータＲの翼排気部の回転筒状部の最下端部の応力を低減できるターボ分子ポンプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、ポンプケーシング内にロータ側の回転筒状部の外周に設けられた複数の回転翼と複数のステータ側の固定翼が交互に配置された翼排気部と、該翼排気部の下流側の前記ステータ側又はロータ側の少なくとも一方にねじ溝を有するねじ溝排気部とが設けられた構造のターボ分子ポンプにおいて、翼排気部の回転筒状部の最下端部に翼排気部の回転筒状部と前記ねじ溝排気部のねじ溝部に加わる応力を全体的に平均化し、該回転円筒状部の最下端部の応力を低減する円筒状の応力低減部を下方に突出させて設けたことを特徴とする。また、応力低減部は翼排気部の回転筒状部の最下端真下に外径が該翼排気部の回転筒状部の外径と同一又は小さく設定されている円筒状部である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明のターボ分子ポンプの構造を示す断面図である。本ターボ分子ポンプはロータ（回転部）Ｒとステータ（固定部）Ｓにより構成されている。ステータ（固定部）Ｓはポンプケーシング１と基部２と固定筒状部３が一体となって主に構成され、ロータＲは主軸４と回転筒状部５とから主に構成される。ポンプケーシング１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及びねじ溝排気部Ｌ2が構成されている点は図３の従来構造と同一である。
【０００９】
本発明のターボ分子ポンプが従来のターボ分子ポンプと異なる点は、図１及び図２に示すように翼排気部Ｌ１の回転筒状部５の最下端の真下に外径が該回転筒状部５の外径と同一又は小さく設定された円筒状の応力低減部２１を設けている点である。図２は回転筒状部５とねじ溝部１８と応力低減部２１の関係を示す円筒モデルを示す図である。一般的に図２に示すような円筒体を回転させた場合、円筒部ｂは円筒部ａの下端部付近に対して遠心力を高くさせる付加質量として大きく作用する。
【００１０】
上記のようにターボ分子ポンプの翼排気部Ｌ1の回転筒状部５の最下端部に円筒状の応力低減部２１を設けた場合、図２のａ部分が翼排気部Ｌ1の回転筒状部５、ｂの部分がねじ溝部１８に相当することになる。一方、ａ部分のみでは応力は高くないので、図示するように、ａ部分の下端部に円筒状のｃ部分を設けることにより、回転体に加わる応力は全体的に平均化され、ｃ部分を設けない場合より、翼排気部Ｌ1の回転筒部５の最下端部の応力が低減されることになる。即ち、図２のａ部分の円周応力は外周部に回転翼１２やねじ溝部１８が付加質量として作用するので、明らかにｃ部分の円周応力より大きくなる。この円周応力の小さいｃ部分はａ部分と一体的に形成されているため、ａ部分及びｃ部分を全体としてみた場合応力は平均化され、ａ部分の応力はｃ部分により低減されることになる。従って、ロータＲ、即ち羽根車を高速回転することができ、ポンプの排気性能を向上させることが可能となる。
【００１１】
なお、本発明とは直接関係ないが、以下に本ターボ分子ポンプの構造及び動作について説明する。主軸４と固定筒状部３の間に駆動用モータ６と、その上下に上部ラジアル軸受（磁気軸受）７及び下部ラジアル軸受（磁気軸受）８が設けられ、そして主軸４の下部にはターゲットディスク９とステータＳ側に設けられた上下の電磁石１０ａ、１０ｂを有するアキシャル軸受１１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で回転するようになっている。
【００１２】
回転筒状部５の上部外周部には、回転翼１２が一体に設けられて羽根車を構成し、ポンプケーシング１の内面には、回転翼１２と交互に配置された固定翼１５が設けられている。該固定翼１５はその縁部を上下の固定翼スペーサ１４により上下から押さえられ、ねじ溝部スペーサ１９の上端とポンプケーシング１の上部内面の間に挟持し固定されている。
【００１３】
回転筒状部５と一体的に形成されているねじ溝部１８には、外周面にねじ溝１８ａが形成され、ステータＳにはこのねじ溝部１８の外周を囲むねじ部スペーサ１９が配置されている。ねじ溝排気部Ｌ2は上述のように、高速回転するねじ溝部１８のねじ溝１８ａのドラッグ作用によって排気を行なう。
【００１４】
翼排気部Ｌ1及びねじ溝排気部Ｌ2で排気されたガスは排気口２０を通ってターボ分子ポンプ外に排出される。
【００１５】
なお、上記実施の形態例のターボ分子ポンプでは、翼排気部Ｌ1の下流側のロータＲ側の外周にねじ溝１８ａが形成されたねじ溝部１８を設けているが、該ねじ溝１８ａはロータＲ側に設ける必要はなく、ロータＲ側はねじ溝の無い円筒体とし、該円筒体を囲繞するステータＳ側の円筒体にねじ溝を設けた構造の広域型のターボ分子ポンプでも本発明は適用できる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、翼排気部の回転筒状部の最下端部に円筒状の応力低減部を設けたので、ターボ分子ポンプの応力が高くなる部位（翼排気部の回転筒状部の最下端部）の応力が低減でき、ロータ即ち羽根車を高速回転させることが可能となり、排気性能の優れたターボ分子ポンプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のターボ分子ポンプの構造例を示す断面図である。
【図２】本発明のターボ分子ポンプの回転筒状部とねじ溝部と応力低減部の関係を示す円筒モデル図である。
【図３】従来のターボ分子ポンプの構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
１            ポンプケーシング
２            基部
３            固定筒状部
４            主軸
５            回転筒状部
６            駆動用モータ
７            上部ラジアル軸受
８            下部ラジアル軸受
９            ターゲットディスク
１０ａ，ｂ    電磁石
１１          アキシャル軸受
１２          回転翼
１４          固定翼スペーサ
１５          固定翼
１８          ねじ溝部
１９          ねじ溝部スペーサ
２０          排気口
２１          応力低減部
Ｒ            ロータ
Ｓ            ステータ
Ｌ1           翼排気部
Ｌ2           ねじ溝排気部
【図１】
0003734616.tif 000002
【図２】
0003734616.tif 000003
【図３】
0003734616.tif 000004