JP2000283086A5 - - Google Patents

Description

図６は従来の真空ポンプの構成について表したもので、（ａ）は上面から見た状態の一部を表す図、（ｂ）は吸気口がストレートタイプの断面の一部を表す図、（ｃ）は吸気口を絞ったタイプの断面の一部を表す図である。
この真空ポンプは、ケーシング１０内に固定されたステータ７０と、回転するロータ６０とを備えている。各ステータ７０とロータ６０とは、軸方向に多段に配置されてタービンを形成する。
このような真空ポンプでは、モータにより定常状態において数万ｒｐｍでロータ６０を高速回転させることで、真空（排気）処理を行うようになっている。

【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような、真空ポンプによる気体分子の排気は、ロータ６０の回転により吸気口１６から吸入した気体分子をロータ翼６２の回転方向に叩くことで排気口１７側に流れる分子の量と、吸気口１６と排気口１７の圧力差により排気口１７側から吸気口１６側に逆流する分子の量との差分が最終的な排気量、すなわち、ポンプの排気性能を決定することになる。
ところが、分子流領域における気体分子は、壁面への入射角度とは関係なく、衝突した壁面（衝突面）に垂直な方向に反射される。このため、ロータ翼６２の先端付近で加速された分子の多くはその接線方向（ロータ翼６２と垂直な方向）に進むことになる。一方、ケーシング１０の内壁は通常、円筒形に作られており、その曲率によって、分子の進行方向（接線方向）に対して張出した形状となる。そのため、ロータ翼６２の先端部に衝突した気体分子の多くはケーシング１０の内壁に衝突することになる。
すると、ケーシング１０における、ロータ翼６２が配置される部分の内径が軸方向に一定の場合には、ロータ翼６２の先端付近で加速した分子の多くがケーシング１０に衝突し、ケーシング１０の壁面と垂直方向に反射されるため、流れ方向の速度を失う。これにより、ロータ翼６２の先端付近には、流れ方向（軸方向）の速度を失った気体分子が滞留することで排気流量が減少することになり、部分的に圧力が上昇する。そのため、排気性能が低下していた。
この傾向は、ロータ翼６２による排気方向の運動量がまだ与えられていない最上段部や、運動量が少ない２段目のロータ翼６２の先端付近に生じやすかった。

また、図６（ｃ）に示すように、回転翼外径より小さい口径のフランジに取り付けるために、ロータ翼６２の上面より吸気口側（上流側）で所定の口径まで絞り、ケーシング内径を吸気口側で小さくしているターボ分子ポンプの場合、分子流領域における気体分子は直進性が高く、ほぼ吸気口１６の口径と同一の範囲でしか気体分子が入射しないため、最上段部のロータ翼６２では、周速が大きく排気効率の高い先端部（外周側）へ気体分子が回り込みにくいという問題があった。このため、最上段のロータ翼６２の先端部分は、吸気口１６からの気体分子に対しては死角となり、吸気口からの気体分子を排気する作用が小さく、逆流を防止する作用のみに使用される傾向にあり、排気作用に対する効率が低下していた。 このようなことを避けるために、ケーシング１０の絞り部分の内径の変化率を小さくすることで吸気口からの最上段のロータ翼６２の先端部分に回り込む気体分子の量を多くすることも考えられるが、吸気口１６から最上段ロータ翼６２までの距離が大きくなる結果、コンダクタンスが小さくなり、ポンプの吸気口１６での排気速度（実効排気速度）は向上できなかった。

また、本実施形態の真空ポンプ１では、ロータ軸１８の上部及び下部側には保護用ベアリング３８、３９が配置されている。
通常、ロータ軸１８及びこれに取り付けられている各部からなるロータ部は、モータ３０により回転している間、磁気軸受２０により非接触状態で軸支される。保護用ベアリング３８、３９は、タッチダウンが発生した場合に磁気軸受２０に代わってロータ部を軸支することで装置全体を保護するためのベアリングである。
従って保護用ベアリング３８、３９は、内輪がロータ軸１８には非接触状態になるように配置されている。

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