JP2011052628A - Molecular pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、強い磁場内での真空排気に好適な分子ポンプに関する。 The present invention relates to a molecular pump suitable for evacuation in a strong magnetic field.
加速器や核融合装置等の強い磁場を発生する装置内で真空排気を行なう場合、排気を行なうターボ分子ポンプや複合分子ポンプは強い磁場に曝されることになる。 When evacuation is performed in a device that generates a strong magnetic field such as an accelerator or a fusion device, the turbo molecular pump or the complex molecular pump that performs evacuation is exposed to a strong magnetic field.
強い磁場内では、これら分子ポンプ内で高速回転するロータや回転軸に渦電流が発生して、回転に対するブレーキと発熱現象が生ずるため、運転が困難になるという問題があった。 In a strong magnetic field, eddy currents are generated in the rotor and rotating shaft that rotate at high speed in these molecular pumps, causing a brake and heat generation phenomenon against rotation, which makes operation difficult.
従来は、磁場中で分子ポンプを使う場合、分子ポンプの外側に鉄などの磁性材料の円筒を配置して磁気シールドとしていたが、該シールドが周辺機器と干渉したりして、その設置位置や分子ポンプ本体への固定手段に困難を生ずるなどの問題があった。 Conventionally, when a molecular pump is used in a magnetic field, a magnetic shield such as iron is placed outside the molecular pump to form a magnetic shield. There were problems such as difficulty in fixing means to the molecular pump body.
又、出願人は先に、筐体内に固定の固定部材内に回転部材を回転して気体を圧縮排気する式の真空ポンプにおいて、前記筐体及び固定部材の両方又はどちらか一方を磁性材により構成した真空ポンプの出願を行なった（特許文献１参照。）。 In addition, the applicant firstly, in the vacuum pump that compresses and exhausts the gas by rotating the rotating member in the fixed member fixed in the casing, the casing and / or the fixing member is made of a magnetic material. An application for a vacuum pump constructed was filed (see Patent Document 1).
図３に、従来の真空ポンプの一例の複合分子ポンプの斜視断面図を示した。 FIG. 3 is a perspective sectional view of a complex molecular pump as an example of a conventional vacuum pump.
複合分子ポンプは、上部のターボ分子ポンプ部と、その下に連設されたねじ溝ポンプ部とからなり、６ａが吸気口、７ａが排気口である。 The composite molecular pump is composed of an upper turbo molecular pump part and a thread groove pump part provided below the turbo molecular pump part. 6a is an intake port and 7a is an exhaust port.
又、２ｃがねじ溝ポンプ部のステータ、３ｃがターボ分子ポンプ部のスペーサであり、４ａはポンプの筐体を示す。
前記特許文献１の複合分子ポンプでは、これらステータ２ｃとスペーサ３ｃの固定部材、及び筐体４ａの両方、又はどちらか一方を鉄系透磁性材料により形成するとしている。
In the composite molecular pump of
しかし、前記特許文献１の磁気シールドの構造では、強い磁場における対応が不充分であるという問題点があった。
However, the structure of the magnetic shield disclosed in
本発明は周辺機器と干渉する心配がなく、分子ポンプ本体への固定にも問題がなく、しかも分子ポンプの全長に渡って磁気シールドが完全に施された構造の強い磁場内での真空排気に好適な分子ポンプを提供することを目的とする。 In the present invention, there is no risk of interference with peripheral devices, there is no problem in fixing to the molecular pump body, and the magnetic pump is completely evacuated in a strong magnetic field over the entire length of the molecular pump. An object is to provide a suitable molecular pump.
本発明は上記の目的を達成すべく、ターボ分子ポンプ部ロータの下にねじ溝ポンプ部ロータを連設して回転体を形成した複合分子ポンプにおいて、前記ねじ溝ポンプ部ロータの外側にねじ溝ポンプ部ステータ又はねじ溝ポンプ部ケーシングを設け、前記ターボ分子ポンプ部ロータの外側には、飽和磁束密度及び透磁率の高い軟磁性材料からなるケーシングを設けると共に該ケーシングは前記ねじ溝ポンプ部ステータ又は前記ねじ溝ポンプ部ケーシングを囲んで下方に伸びて、前記回転体の下端部よりも下方にまで延長した。 In order to achieve the above object, the present invention provides a compound molecular pump in which a rotating body is formed by connecting a thread groove pump section rotor under a turbo molecular pump section rotor, and a thread groove is formed outside the thread groove pump section rotor. A pump part stator or a thread groove pump part casing is provided, and a casing made of a soft magnetic material having a high saturation magnetic flux density and a high permeability is provided outside the turbo molecular pump part rotor, and the casing is the thread groove pump part stator or The screw groove pump part casing was surrounded and extended downward, and extended below the lower end part of the rotating body.
本発明によれば、強い磁場内で運転を行なう分子ポンプにおいて、周辺機器と干渉する心配がなく、分子ポンプ本体への固定にも問題がなく、分子ポンプの全長に渡って磁気シールドが完全に施された構造の分子ポンプを提供できる効果を有する。 According to the present invention, in a molecular pump that operates in a strong magnetic field, there is no risk of interference with peripheral devices, there is no problem in fixing to the molecular pump body, and the magnetic shield is completely covered over the entire length of the molecular pump. This has the effect of providing a molecular pump having the applied structure.
本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。 The example of the form for carrying out the present invention is shown below.
本発明の分子ポンプの実施例１を図１により説明する。 Example 1 of the molecular pump of the present invention will be described with reference to FIG.
図１はターボ分子ポンプ部Ｔの下方にねじ溝ポンプ部Ｓを連設してなる本発明の複合分子ポンプ１の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a composite
２はアルミ合金からなるロータで、該ロータ２の上部にはターボ分子ポンプ部の動翼２Ａが放射状に且つ多段に該ロータ２から外方へ突出して形成されている。
前記ロータ２の下部にはねじ溝ポンプ部ロータ２Ｂが円筒状に形成されている。
A thread groove
３は軸受筐体で、該軸受筐体３は前記ロータ２の軸中心に固定されている回転軸２１を回動自在に軸支する軸受構造を内蔵すると共に、該回転軸２１を回転駆動する電動モータを内蔵している。
前記ロータ２及び回転軸２１等が複合分子ポンプ１の回転体を形成している。
The
４は複合分子ポンプ１のベース部で、前記軸受筐体３を固定している。
前記ベース部４の側方部には、当該複合分子ポンプ１の排気口４Ａ及び電気配線や冷却水配管等の接続部を具備している。
The side portion of the
５はねじ溝ポンプ部Ｓのステータで、前記ねじ溝ポンプ部ロータ２Ｂの外周面に近接して配置され、内周部にねじ溝５Ａを有している。該ステータ５はアルミ合金等からなる。
６はケーシングで、けい素鋼又はパーマロイ等の鉄合金等の飽和磁性密度と透磁率の高い軟磁性材料に形成される。 A casing 6 is formed of a soft magnetic material having a high saturation magnetic density and high magnetic permeability, such as silicon steel or iron alloy such as permalloy.
前記ケーシング６は、内周部にリング状のスペーサＴ１を嵌着してターボ分子ポンプ部Ｔの殻部をなす上部ケーシング６Ａと、ねじ溝ポンプ部ステータ５を覆う下部ケーシング６Ｂとからなる。
The casing 6 includes an upper casing 6 </ b> A that fits a ring-shaped spacer T <b> 1 on an inner peripheral portion thereof to form a shell portion of the turbo molecular pump portion T, and a lower casing 6 </ b> B that covers the thread groove
尚、６Ｃは吸気口を示す。
本実施例では、下部ケーシング６Ｂを上部ケーシング６Ａよりも大径に形成すると共に、上部ケーシング６Ａから下部ケーシング６Ｂへ移行する段差部に前記ステータ５に設けたフランジ５Ｂを当接させて、ボルト６Ｄを用いて締結し、該ボルト６Ｄとフランジ５Ｂを介して、前記ステータ５と該ステータ５に固定の軸受筐体３と該軸受筐体３に回転自在に支持されている回転軸２１と該回転軸２１に固定のロータ２と前記ステータ５に固定のベース部４とからなるポンプ本体Ｐが前記ケーシング６に支持され、該ケーシング６の下部ケーシング６Ｂの下端部が前記ポンプ本体Ｐのベース部４より下方に延長形成されている。
In this embodiment, the
６Ｅは前記ケーシング６の下部ケーシング６Ｂの側壁部に設けられている開口部であり、該開口部６Ｅを前記排気口４Ａ、冷却水配管及び電気配線等が挿通するようにした。
6E is an opening provided in the side wall portion of the
次に本実施例の複合分子ポンプ１の使用法及びその効果について説明する。
Next, the usage and effects of the complex
複合分子ポンプ１は、加速器や核融合装置等の強い磁場を発生する装置内の真空排気を行なうのに用いられる。
The complex
複合分子ポンプ１の主要部分であるポンプ本体Ｐのロータ２や回転軸の回転体は、該ポンプ本体Ｐのベース部４より下方まで延長形成されている軟磁性材料からなるケーシング６で周囲を囲まれているので、強い磁場内にあっても回転に対するブレーキ作用や発熱等の心配がなく、安全に分子ポンプの排気作業を行なうことができる。
The
尚、この実施例では、ケーシング６の下端部をポンプ本体Ｐのベース部４より下方に延長形成されている例を示したが、該ケーシング６の下端部をポンプ本体Ｐのロータ２や回転軸の回転体より少なくとも下方に位置すれば前述の作用が達成できる。
In this embodiment, the lower end portion of the casing 6 is formed to extend downward from the
本発明の分子ポンプの実施例２を図２により説明する。
図２は本実施例の複合分子ポンプ１１の縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the complex
複合分子ポンプ１１は、前記実施例１の複合分子ポンプ１のケーシング６に、軟磁性材料の鉄合金からなる底板７を付設した点が前記複合分子ポンプ１とは異なる。
The composite
このように、ポンプ本体Ｐの下方部にも磁場に対するシールドを設置したことにより、強い磁場内での分子ポンプの対応能力が一層向上した。特に、磁場方向が分子ポンプの回転軸に対して直角でない場合、つまり回転軸方向の磁場成分のある場合にも対応能力が向上している。 As described above, by providing a shield against the magnetic field also in the lower part of the pump body P, the capability of the molecular pump in a strong magnetic field is further improved. In particular, when the magnetic field direction is not perpendicular to the rotation axis of the molecular pump, that is, when there is a magnetic field component in the rotation axis direction, the capability is improved.
尚、複合分子ポンプ１がより強い回転方向の磁場に曝される場合には、分子ポンプ１の吸気口６Ｃと被排気系との間に軟磁性材料からなる吸気管の短管（図示せず）を介在させてもよい。
When the composite
又、前記実施例は複合分子ポンプの場合を示したが、これはターボ分子ポンプのみからなるものであってもよい。 Moreover, although the said Example showed the case of the composite molecular pump, this may consist only of a turbo molecular pump.
本発明の分子ポンプは加速器や核融合装置等の強い磁場を発生する装置内の真空排気に用いられる。 The molecular pump of the present invention is used for evacuation in a device that generates a strong magnetic field such as an accelerator or a fusion device.
１、１１ 分子ポンプ（複合分子ポンプ）
２ ロータ
４ ベース部
５ ステータ（ねじ溝ポンプ部ステータ）
６ ケーシング
６Ｅ 開口部
７ 底板
Ｐ ポンプ本体
Ｓ ねじ溝ポンプ部
Ｔ ターボ分子ポンプ部
1,11 Molecular pump (complex molecular pump)
2
6
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