JPH02201100A - ターボ分子ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多数の翼を配設されたロータの翼表面を放
電加工する際に、高真空側と低真空側の翼ピツチを高効
率に放電加工するのに適したピッチ比を有するターボ分
子ポンプに関する。

〔従来の技術〕

窒素、水素、ヘリウム等の気体を吸引して高真空度を得
るポンプとしてターボ分子ポンプが一般に用いられる。

このターボ分子ポンプでは一般に１０−”〜１０−”Ｔ
ｏｒｒ程度の超真空が得られる。

このようなターボ分子ポンプは、軸流タービンと似た構
造の翼に一定の傾きを持つロータと、このロータとは逆
の傾きを持つステータとを交互に多段に重ねて回転翼を
高速回転させることにより排気作用を得て超真空を作る
。

ターボ分子ポンプのロータには多数の翼が多段に取付け
られており、各段毎の翼の形状はポンプの排気性能に影
響を与えるので、要求される性能が発揮できるよう種々
の形状に設計される。

−１）９にはこの翼の設計は、分子流の領域での解析結
果（機会学会論文集Ｖｏ１．３４　ｋ２６０参照）を基
本として高真空側はど翼の角度を大きくし、低真空側で
はその角度を小さくしている。この場合、分子の平均自
由行程は翼の寸法よりも十分大きいと仮定されており、
このことは１０−’Ｔｏｒｒ以下の真空度では急激にそ
の性能が低下することからこの仮定が正しく、ポンプの
排気特性に影響を与えることからも十分理解される。

このため、一般には低真空部分の翼はピンチを小さく翼
１枚の寸法を小さくするよう設計されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のような従来の構成の翼の製作には、ロ
ータの各翼列段を別々に作り溶接等により多段のロータ
に完成させる方法と、ロータを予め一体に形成しておき
、放電加工により各翼列の表面加工の仕上をする方法と
がある。後者の放電加工による方法の場合は、１段当り
の翼の数（ピッチ）を高真空側と低真空側を同じにして
おく形状（たりし翼の傾斜角度は異なる）のものが採用
される。放電加工工数を減らずことができるからである
。

しかしながら、このようにすることは排気性能側から見
た翼の最適設計を行なうという本来の目的と矛盾するこ
とになる。若干の性能低下は犠牲にしてもコスト面を重
視して翼を設計しているからである。

この発明は、上記のような従来のターボ分子ポンプの翼
の設計に伴う欠点を解消し、高真空側と低真空側の翼の
ピッチ比を、放電加工を高効率に実現しつ＼排気性能の
向上を図るに通したものとした翼形状のターボ分子ポン
プ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〕

そこでこの発明では上記課題を解決するための手段とし
て、回転力を与える駆動部と、この駆動部に主軸により
連結され各段で又は各段グループでそれぞれ異なる一定
の傾斜の翼を存するロータ部、このロータ部とは逆の傾
斜の翼を有するステータ部をそれぞれ交互に多段に重ね
て形成されるロータ及びステータと、これらを収納する
ハウジングとを備え、 前記ロータ部は低真空側の少なくとも１段の翼のピッチ
を他の段の翼のピッチの整数分の１とし、かつ翼の周方
向の位置を揃った関係に設けて成るターボ分子ポンプの
構成を採用したのである。

前記少なくとも１段の翼のピッチを他の段の翼のピッチ
の整数分の１の比は任意であるが、これを２とすると放
電加工時の放電電極の形成の関係上張も効率のよい形状
となる。

〔作用〕

上記のように構成したこの発明では、低真空側の翼のピ
ッチを他の段の翼のピッチの整数分の１、特に％という
ように上下で翼のピッチを変えることによって、高圧縮
比を要するロータ部による排気特性が向上することにな
る。

一方、このような上下段の翼のピッチ比を異ならせても
、これが整数比骨の１となるようにしておけば、翼表面
を放電加工により精密に仕上げをする上で電極の配置が
容易となる。従って、放電加工によって仕上げする精度
を保持したま−で、ロータの加工工数を減じることがで
き、コストの面でも有利である。

〔実施例〕

以下この発明の好ましい実施例について添付図を参照し
て説明する。

第１図はこの発明によるターボ分子ポンプのロータ１及
び放電加工装置１０の概略を斜視図として表わした図で
ある。なお、簡略化のためターボ分子ポンプの駆動部、
軸受、ステータ、ハウジング等については図示省略され
ているが、−１）Ｑのターボ分子ポンプと同様設けられ
ていることは勿論である。

前記ロータ１は、ロータ部分２と３から成り、これらは
多数の翼４．５を全周に設けて形成されている（図には
一部のみを示している）、買４は３段のロータ部分２に
ついて一定の傾斜を有し、図示省略されているがこれら
に対応してロータ部分とは逆の傾斜の翼を有するステー
タ部分が各段のロータ部分２０間に配設されている。

翼５はこれを設けているロータ部分３の厚みが薄く、上
記ロータ部分２と同じく３段のロータ部分３に設けられ
、Ｎ５の傾斜も翼４と異なる傾斜角に設けられ、その各
翼５の取付ピッチは翼４に対して１度％となるように設
けである。このステータ部分についても同様に図示省略
している。なお、翼４と５の取付ピッチの比は必らずし
も２でなくとも他の整数比であってもよい。

第２図は上記ロータ１の側面図であり、ロータ部分２．
３の詳細が明示されている。第１図、第２図には同時に
上記ロータ部分２．３の翼４．５の表面を放電加工する
ための放電加工装置１０の概略が図示されている。

この放電加工装置１０は、被加工物であるロータ部分２
．３の舅４．５に対して、例えばこの実施例では翼４の
１枚につき２つの電極１）、翼５の２枚につき３つの電
極１２を組合せて翼と翼の間に挿入設置した状態で通電
加工するように形成されている。即ち、翼４の取付ピン
チに対して翼５のそれは２のピッチとなるように組合せ
である。

１枚の翼４と２枚の翼５の放電加工が終了すると、電極
取付台１３に連結されたロッド１４を移動させてロータ
部分２．３から一旦引き離し、次の翼４．５の同じ組合
せを回転させこれに対して再び放電加工装置１０を挿入
接近させ、同じように放電加工する。勿論、この放電加
工装置１０の各電極１）．１２のそれぞれは翼４．５の
傾斜にそれぞれ一致するように設けられている。

上記各電極１）．１２の各材料は一般に行なわれる放電
加工と同様に、例えば銅、黄銅、銀・タングステン、銅
・タングステン、グラファイトその他いずれのものでも
よいが、−ｉに被加工物の良好な面相さ、加工再現性の
よいこと、電極消耗が少なく寸法精度を保持し易いなど
の利点から銅・タングステン系又は銀・タングステン系
のものがよいとされている。

第５図はこの発明によるターボ分子ポンプのロータ１′
のもう１つの実施例を示す図である。ロータ１′の基本
的な形状は同じであるが、上から３．４枚目のロータ部
分２′の翼４′の傾斜が翼４と若干異なること、厚さが
少し薄い点でや一興なるが、径、ピンチについてはロー
タ部分２と同じである。

この実施例では、加工に用いられる放電加工装置１０も
電極１）．１２の形状を上記翼４′の形状に合致するよ
うに異なる形状となることは勿論である。

〔効果］ 以上詳細に説明したように、この発明では、高真空側の
ロータ部分２の翼４と低真空側のロータ部分３の翼５（
あるいは４．４′と５）の取付ピッチの比を％あるいは
他の整数分の１になるようにロータ１．１′を形成し、
これに対応して電極１）．１２も同しピッチ比に形成し
て第３図、第４図に示すようにそれぞれのロータ部分の
翼４．４′、５を加工するようにしたから、それぞれの
翼４．４′、５の表面加工を橿めて精度良く仕上げしつ
つ、翼の設計上排気性能を向上させて工程上の合理化を
図るという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるターボ分子ポンプのロータ及び
放電加工装置の概略斜視図、第２図は上記ロータの側面
図、第３図、第４図は第２図の線■−■、ＩＶ−■から
見た断面図、第５図はロータのもう１つの実施例の側面
図である。 １・・・・・・ロータ、 ２．２′、３・・・・・・ロータ部分、４．４′、５・
・・・・・翼、　　１０・・・・・・放電加工装置、１
）．１２・・・・・・電極、　　１３・・・・・・を極
取付台、１４・・・・・・ロッド。 特許出願人　　　エヌ・チー・エヌ 東洋ベアリング株式会社 同　代理人 鎌 田 文 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転力を与える駆動部と、この駆動部に主軸によ
   り連結され各段で又は各段グループでそれぞれ異なる一
   定の傾斜の翼を有するロータ部、このロータ部とは逆の
   傾斜の翼を有するステータ部をそれぞれ交互に多段に重
   ねて形成されるロータ及びステータと、これらを収納す
   るハウジングとを、備え、 前記ロータ部は低真空側の少なくとも１段の翼のピッチ
   を他の段の翼のピッチの整数分の１とし、かつ翼の周方
   向の位置を揃った関係に設けて成るターボ分子ポンプ。
2. （２）前記少なくとも１段の翼のピッチを他の翼のピッ
   チの１／２としたことを特徴とする請求項１に記載のタ
   ーボ分子ポンプ。