JP2597671Y2 - ターボ分子ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、ロータの回転により
ステータ翼とロータ翼で分子に運動エネルギを与えて分
子を排気するターボ分子ポンプに関し、特にポンプ運転
中にガス放出の低減を目的とするロータの除熱（冷却）
や、ガス放出の原因となる吸着分子の除去を目的とする
ベーキング作業を効果的に行うこと、及び反応性生成物
の堆積を防止することを目的としたロータの温度制御に
おける応答速度や精度を向上させることを可能としたも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のターボ分子ポンプは図２
に示す如くケーシング１の内部に回転可能に配設された
筒状のロータ２を有し、ロータ２の外周面とケーシング
１の内壁面との間にはロータ２の軸線に沿ってステータ
翼３とロータ翼４とが交互に設けられており、ステータ
翼３はスペーサリング５を介してケーシング１の内壁面
に固定され、ロータ翼４はロータ２の外周面に配設され
ている。

【０００３】ロータ２の内周面側にはロータシャフト６
及びステータコラム７が設けられており、ロータシャフ
ト６はロータ２と同軸状に配設された状態で先端がロー
タ２に一体に取り付けられ、またステータコラム７はロ
ータ２とロータシャフト６との間に設置されている。

【０００４】ステータコラム７にはロータシャフト６と
対向する表面側にモータ８、ラジアル方向用磁気軸受
９，９及びアキシャル方向用磁気軸受１０等の電装部品
１１が配設されており、モータ８はロータ２をその軸心
回りに回転させるように構成され、ラジアル方向用磁気
軸受９及びアキシャル方向用磁気軸受１０は磁力でロー
タ２を定位置に支持するように構成されている。

【０００５】なお、ラジアル方向用磁気軸受９は径方向
センサ９ａ及び径方向電磁石９ｂから形成されており、
径方向センサ９ａはロータシャフト６の径方向変位量を
検出するように、また径方向電磁石９ｂは径方向センサ
９ａでの検出結果に基づき励磁され、この励磁による磁
力でロータシャフト６と一体にロータ２を径方向定位置
に支持するように構成されている。

【０００６】アキシャル方向用磁気軸受１０はロータシ
ャフト６の外周面に一体に固定されたスラストディスク
１０ａ、軸方向センサ１０ｂ、及びスラストディスク１
０ａを介して互いに向かい合う一対の軸方向電磁石１０
ｃ，１０ｃから形成されており、軸方向センサ１０ｂは
ロータシャフト６の軸方向変位量を検出するように、ま
た一対の軸方向電磁石１０ｃ，１０ｃは軸方向センサ１
０ｂでの検出結果に基づき励磁され、この励磁による磁
力でロータシャフト６と一体にロータ２を軸方向定位置
に支持するように構成されている。

【０００７】このようなターボ分子ポンプは、ケーシン
グ１、ロータ２及びステータコラム７がアルミ又はステ
ンレス等の金属から形成されており、またロータ２の回
転によりステータ翼３とロータ翼４で分子に運動エネル
ギを与えて、分子を吸入口１ａから排気口１ｂ側へ排気
する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のターボ分子ポンプにあっては、ケーシング
１、ロータ２及びステータコラム７は単にアルミ又はス
テンレス等から形成されているのみであるため、ケーシ
ング１とロータ２間、並びにロータ２とステータコラム
７間では放射による熱の伝わりが悪く、ケーシング１か
らロータ２側を効率よく十分に冷却することができず、
またケーシング１からロータ２側を加熱する場合にも時
間がかかる。

【０００９】このため、ポンプ運転中にガス放出の低減
を目的とするロータの除熱（冷却）や、ポンプエージン
グ中の吸着分子の除去を目的としたロータの加熱（ベー
キング作業）が効果的に行えないという問題がある。

【００１０】また、前述のように、ケーシング１の温度
を制御してロータ２の温度制御を行う場合には、ステー
タコラム７の温度が高くなると、このようなステータコ
ラム７の熱によりロータ２の温度が上昇するので、高精
度なロータの温度制御ができないという問題点もある。

【００１１】この考案は上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところはロータの除熱（冷却）や
ベーキング作業を効果的に行うこと、及びロータの温度
制御における応答速度や精度を向上させることが可能な
ターボ分子ポンプを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案は、ケーシングの内部に回転可能に配設さ
れた筒状ロータと、このロータの軸線に沿って交互に設
けられると共に上記ケーシングの内壁面に固定されたス
テータ翼及び上記ロータの外周面に配設されたロータ翼
と、上記ロータの内周面側に設置されると共にロータを
磁力で定位置に支持する磁気軸受またはロータを軸心回
りに回転させるモータ等の電装部品を具備するステータ
コラムとを備え、ロータの回転によりステータ翼とロー
タ翼で分子に運動エネルギを与えて、分子を排気するタ
ーボ分子ポンプにおいて、上記ロータの内周面とこれに
対向するステータコラムの表面に熱放射率の低い断熱部
を設ける一方、上記ロータの外周面とこれに対向するケ
ーシングの内壁面側に熱放射率の高い伝熱部を設けたこ
とを特徴とする。

【００１３】

【作用】この考案によれば、断熱部がロータとステータ
コラム間での放射による熱の伝達を遮断する一方、伝熱
部がロータとケーシング間での放射による熱の伝達を促
進させる。

【００１４】

【実施例】以下、この考案に係るターボ分子ポンプの一
実施例について図１を基に説明する。

【００１５】なお、同図に示すターボ分子ポンプの基本
的な構成、例えばケーシング１の内部には筒状のロータ
２が回転可能に配設されていること、ロータ２の外周面
とケーシング１の内壁面との間にはロータ２の軸線に沿
ってステータ翼３とロータ翼４とが交互に設けられてお
り、ステータ翼３はスペーサリング５を介してケーシン
グ１の内壁面に固定され、ロータ翼４はロータ２の外周
面に配設されていること、及び、ロータ２の内周面側に
はステータコラム７を有し、ステータコラム７はロータ
２とロータシャフト６との間に設置されており、かつモ
ータ８、ラジアル方向用磁気軸受９，９及びアキシャル
方向用磁気軸受１０等の電装部品１１を具備すること等
は、従来と同様なため、同一部材には同一符号を付し、
その詳細説明は省略する。

【００１６】このターボ分子ポンプにあっては、ロータ
２の内周面とこれに対向するステータコラム７の表面に
は断熱部１２が設けられており、断熱部１２は銀又はア
ルミの鏡面仕上げ層から形成され、熱放射率が低くなる
ように設定されている。

【００１７】ロータ２の外周面とこれに対向するケーシ
ング１の内壁面側、特にスペーサリング５の表面には伝
熱部１３が設けられており、伝熱部１３はセラミック
層、あるいはカーボン等の黒色体層から形成され、熱放
射率が高くなるように設定されている。

【００１８】なお、断熱部１２を形成する銀又はアルミ
の鏡面仕上げ層については銀又はアルミの鏡面メッキに
より作成することもでき、また伝熱部１３を形成するセ
ラミック層についてはセラミックメッキにより作成する
こともできる。

【００１９】次に、上記の如く構成されたターボ分子ポ
ンプの動作について図１を基に説明する。

【００２０】なお、ターボ分子ポンプの基本動作、即ち
ロータ２の回転によりステータ翼３とロータ翼４で分子
に運動エネルギを与え、分子を吸入口１ａから排気口１
ｂ側へ排気することは従来と同様なため、その詳細説明
は省略する。

【００２１】このターボ分子ポンプによれば、ステータ
コラム７の温度が高くなったときには、ステータコラム
７とロータ２間では放射による熱の伝達が断熱部１２に
より遮断され、ステータコラム７側からロータ２に伝わ
る熱が可及的に減少し、またケーシング１とロータ２間
では放射による熱の伝達が伝熱部１３により促進され
る。このためケーシング１側からロータ２を冷却する際
の効率がよい。

【００２２】ケーシング１を加熱して、いわゆるベーキ
ング作業を行う場合には、ケーシング１とロータ２間で
の放射による熱の伝達が伝熱部１３により促進され、ケ
ーシング１からロータ２に効率よく熱がよく伝わる。こ
のためベーキング作業に必要なロータ２の温度が短時間
で得られる。

【００２３】ケーシング１の温度を制御してロータ２の
温度制御を行う場合にも、伝熱部１３によりケーシング
１とロータ２間での放射による熱の伝達が促進され、ケ
ーシング１からロータ２に効率よく熱が伝わる。このた
め温度制御の応答速度が速なりかつその精度も高くな
る。

【００２４】したがって、上記実施例のターボ分子ポン
プによれば、ロータとステータコラム間では放射による
熱の伝達が断熱部により遮断され、ロータとケーシング
間では放射による熱の伝達が伝熱部により促進されるの
で、ステータコラム側からロータに伝わる熱が可及的に
減少し、かつケーシング側からロータを効率よく冷却
し、及び加熱することが可能となり、ロータの除熱や、
いわゆるベーキング作業を効果的に行える。

【００２５】また、ケーシングの温度を制御してロータ
の温度制御を行う場合にも、上記の通りケーシングとロ
ータ間では放射による熱の伝達が伝熱部により促進さ
れ、ケーシングからロータに効率よく熱が伝わることか
ら、応答速度が速くかつ精度の高いロータの温度制御を
行うことができる。

【００２６】なお、本実施例ではロータの軸受として磁
気軸受を使用したターボ分子ポンプについて記述した
が、軸受としてボールベアリング、その他の軸受を使用
したターボ分子ポンプについても同様な効果が得られ
る。

【００２７】

【考案の効果】この考案に係るターボ分子ポンプにあっ
ては、上記の如くロータの内周面とこれに対向するステ
ータコラムの表面に熱放射率の低い断熱部を設ける一
方、ロータの外周面とこれに対向するケーシングの内壁
面側に熱放射率の高い伝熱部を設けたため、ロータとス
テータコラム間では放射による熱の伝達が断熱部により
遮断され、ロータとケーシング間では放射による熱の伝
達が伝熱部により促進されるので、ステータコラム側か
らロータに伝わる熱が可及的に減少し、かつケーシング
側からロータを効率よく冷却し、及び加熱することが可
能となり、ロータの除熱や、いわゆるベーキング作業を
効果的に行える。

【００２８】また、この考案によれば、ケーシングの温
度を制御してロータの温度制御を行う場合にも、上記の
通りケーシングとロータ間では放射による熱の伝達が伝
熱部により促進され、ケーシングからロータに効率よく
熱が伝わることから、応答速度が速くかつ精度の高いロ
ータの温度制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るターボ分子ポンプの一実施例を
示す断面図。

【図２】従来のターボ分子ポンプの断面図。

【符号の説明】

２ ロータ ３ ステータ翼 ４ ロータ翼 ７ ステータコラム １１ 電装部品 １２ 断熱部 １３ 伝熱部

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングの内部に回転可能に配設され
   た筒状ロータと、このロータの軸線に沿って交互に設け
   られると共に上記ケーシングの内壁面に固定されたステ
   ータ翼及び上記ロータの外周面に配設されたロータ翼
   と、上記ロータの内周面側に設置されると共にロータを
   磁力で定位置に支持する磁気軸受またはロータを軸心回
   りに回転させるモータ等の電装部品を具備するステータ
   コラムとを備え、ロータの回転によりステータ翼とロー
   タ翼で分子に運動エネルギを与えて分子を排気するター
   ボ分子ポンプにおいて、 上記ロータの内周面とこれに対向するステータコラムの
   表面に熱放射率の低い断熱部を設ける一方、上記ロータ
   の外周面とこれに対向するケーシングの内壁面側に熱放
   射率の高い伝熱部を設けたことを特徴とするターボ分子
   ポンプ。