JPH0968191A - Turbo molecular pump - Google Patents
Turbo molecular pumpInfo
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- JPH0968191A JPH0968191A JP22345895A JP22345895A JPH0968191A JP H0968191 A JPH0968191 A JP H0968191A JP 22345895 A JP22345895 A JP 22345895A JP 22345895 A JP22345895 A JP 22345895A JP H0968191 A JPH0968191 A JP H0968191A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超高真空排気に使
用されるターボ分子ポンプに関し、特に、大気突入に対
する信頼性を向上したターボ分子ポンプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbo molecular pump used for ultra-high vacuum exhaust, and more particularly to a turbo molecular pump having improved reliability against entry into the atmosphere.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ターボ分子ポンプをはじめとする真空ポ
ンプ等の高速回転機器においては、良好な真空を得るた
めにオイルフリーであることが要求され、また、工作機
械用高速スピンドル等の高速回転体を非接触で支持する
ことが要求されている。そこで、従来形の油潤滑を利用
した軸受に代えて磁気軸受を用いるターボ分子ポンプが
知られている。この磁気軸受は、回転軸を非接触で浮上
させて回転させることにより、発生する振動を減少させ
ることができる。2. Description of the Related Art In a high speed rotating machine such as a vacuum pump such as a turbo molecular pump, it is required to be oil-free in order to obtain a good vacuum, and a high speed rotating body such as a high speed spindle for machine tools. Is required to be contactlessly supported. Therefore, a turbo molecular pump that uses a magnetic bearing instead of the conventional oil-lubricated bearing is known. This magnetic bearing can reduce the generated vibration by floating and rotating the rotating shaft in a non-contact manner.
【０００３】図６は従来のターボ分子ポンプの略断面図
である。図６において、ターボ分子ポンプは、ケースの
内側にスペーサ４を介して取り付けられた固定翼体３
と、駆動軸５に取り付けられるとともに固定翼体３に対
向して設置された排気用翼体１とによってタービン翼を
形成し、固定翼体３に対して排気用翼体１を高速回転さ
せることによって気体分子を一方向へ移送させる構成で
ある。FIG. 6 is a schematic sectional view of a conventional turbo molecular pump. In FIG. 6, the turbo molecular pump is a fixed wing body 3 mounted inside a case via a spacer 4.
To form a turbine blade with the exhaust blade body 1 attached to the drive shaft 5 and facing the fixed blade body 3, and rotating the exhaust blade body 1 at high speed with respect to the fixed blade body 3. The gas molecules are transferred in one direction by means of.
【０００４】このターボ分子ポンプにおいて、排気用翼
体１および駆動軸５の回転体を非接触で支持する磁気軸
受装置は、回転体の半径方向に電磁石を設けたラジアル
磁気軸受２１，２２と、軸方向に電磁石を設けたスラス
ト軸受２３とを備え、この電磁石とほぼ同位置に回転体
の状態を検出するラジアルセンサ１３，１４，スラスト
センサ１５等の変位センサを設置してフィードバック制
御系を構成し、各電磁石に流れる電流を調節して電磁石
の吸引力を調節し、回転体を中心位置に支持している。In this turbo molecular pump, the magnetic bearing device for supporting the rotor body of the exhaust vane body 1 and the drive shaft 5 in a non-contact manner includes radial magnetic bearings 21 and 22 provided with electromagnets in the radial direction of the rotor body. A thrust bearing 23 provided with an electromagnet in the axial direction is provided, and displacement sensors such as the radial sensors 13 and 14 and the thrust sensor 15 for detecting the state of the rotating body are installed at substantially the same position as the electromagnet to form a feedback control system. Then, the electric current flowing through each electromagnet is adjusted to adjust the attraction force of the electromagnet, and the rotating body is supported at the center position.
【０００５】電磁石は、回転軸を挟んで対向して配置さ
れており、各電磁石にＰＩＤ制御等により定められる励
磁電流を励磁アンプを介して流すことによって、対向す
る電磁石どうしで回転軸を吸引しあい、回転軸を適当な
位置に制御している。これによって、磁気浮上制御を行
っている。The electromagnets are arranged so as to face each other with the rotating shaft interposed therebetween. By passing an exciting current determined by PID control or the like through each exciting magnet through the exciting amplifier, the opposing electromagnets attract the rotating shaft. , The rotation axis is controlled to an appropriate position. With this, magnetic levitation control is performed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気軸受型ター
ボ分子ポンプにおいて、排気運転時にバルブ誤動作等に
よって吸気口あるいは排気口から急激に大気が流入する
と、排気用翼体はこの大気突入によって過大な揚力を発
生する。この揚力は過大であるため、磁気軸受によって
は磁気浮上制御が困難となり、排気用翼体を有するロー
タがステータ側に接触し破損事故の発生を起こす虞があ
る。そこで、従来このような事態の発生に対処するため
に、スラスト用，およびラジアル用の保護軸受３１を設
置している。In the conventional magnetic bearing type turbo-molecular pump, when atmospheric air suddenly flows in from the intake port or the exhaust port due to valve malfunction or the like during exhaust operation, the exhaust blade body becomes excessive due to this atmospheric rush. Generate lift. Since this lift is too large, it is difficult to control the magnetic levitation depending on the magnetic bearing, and the rotor having the exhaust blade body may come into contact with the stator side to cause a damage accident. Therefore, conventionally, protective bearings 31 for thrust and radial are installed in order to cope with the occurrence of such a situation.
【０００７】図７は大気突入時のターボ分子ポンプに加
わる荷重状態を示す図である。図７において、排気用翼
体１により発生する揚力のために、回転体および駆動軸
５は吸気口６側（図中の矢印Ｆの方向）の力を受ける。
大気突入時に排気用翼体によって生じる揚力は過大であ
り、磁気軸受による制御は困難となるため、スラスト方
向の保護軸受の耐荷重を充分大きくとる必要があり、そ
のため大型の保護軸受を要する。図８は、大気突入時の
保護軸受の荷重位置を示す図である。図８において、大
気突入時には一般に図中の矢印Ｆの方向に作用力を受け
る。そのため、保護軸受３１と駆動軸５との接触位置Ｈ
に過大な荷重が印加されることになる。FIG. 7 is a diagram showing a load state applied to the turbo molecular pump at the time of entering the atmosphere. In FIG. 7, due to the lift generated by the exhaust blade body 1, the rotating body and the drive shaft 5 receive a force on the intake port 6 side (the direction of arrow F in the figure).
Since the lift force generated by the exhaust blade body when entering the atmosphere is excessive and control by the magnetic bearing becomes difficult, it is necessary to make the load bearing capacity of the protective bearing in the thrust direction sufficiently large, which requires a large protective bearing. FIG. 8 is a diagram showing a load position of the protective bearing when entering the atmosphere. In FIG. 8, generally, when entering the atmosphere, a force is applied in the direction of arrow F in the figure. Therefore, the contact position H between the protective bearing 31 and the drive shaft 5
An excessive load will be applied to.
【０００８】しかしながら、従来設置されている保護軸
受は、設置スペース等の種々の条件のために大型の耐荷
重の大きな保護軸受を設置することができず、数回程度
の大気突入に耐える程度の小型の保護軸受を設置してい
る。そのため、従来のターボ分子ポンプは必ずしも大気
突入に対して充分に信頼性が高いとは言いがたいという
問題点がある。[0008] However, the conventional protective bearing cannot be installed with a large-sized protective bearing having a large withstand load due to various conditions such as an installation space, so that it cannot withstand several atmospheric rushes. A small protective bearing is installed. Therefore, there is a problem that it is difficult to say that the conventional turbo-molecular pump is sufficiently reliable against entry into the atmosphere.
【０００９】そこで、本発明は前記した従来のターボ分
子ポンプの問題点を解決し、保護軸受のスラスト方向の
荷重を軽減することによって、ターボ分子ポンプの大気
突入に対する信頼性を向上させることを課題とする。Therefore, the present invention aims to solve the above-mentioned problems of the conventional turbo molecular pump and reduce the load in the thrust direction of the protective bearing to improve the reliability of the turbo molecular pump with respect to atmospheric entry. And
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明のターボ分子ポン
プは、駆動軸と、駆動軸の一端に同軸状に固定され、外
周部に排気用翼体を有する外筒状の回転体と、回転体を
回転体するためのモータと、回転体を浮上支持するため
の磁気軸受と、回転体を支持するための保護軸受とを有
するターボ分子ポンプにおいて、駆動軸に対して排気用
翼体が発生する揚力と逆方向の揚力を発生する補償用翼
体を備えることによって、保護軸受のスラスト方向の荷
重を軽減して、ターボ分子ポンプの大気突入に対する信
頼性を向上させるものである。A turbo molecular pump according to the present invention includes a drive shaft, an outer cylindrical rotary member which is coaxially fixed to one end of the drive shaft, and has an exhaust blade body on an outer peripheral portion thereof. In a turbo molecular pump having a motor for rotating a body, a magnetic bearing for supporting the rotor in a floating manner, and a protective bearing for supporting the rotor, an exhaust blade body is generated with respect to a drive shaft. By providing a compensating blade body that generates a lift force in the direction opposite to the lift force of the turbo bearing, the load in the thrust direction of the protective bearing is reduced, and the reliability of the turbo molecular pump against atmospheric inrush is improved.
【００１１】本発明の補償用翼体は、排気用翼体が発生
する揚力と逆方向の揚力を発生する翼体であり、この翼
体による揚力発生は、大気突入による大気を該翼体に導
入することによって行うものである。The compensating wing body of the present invention is a wing body that generates a lift force in a direction opposite to the lift force generated by the exhaust wing body. The lift force generated by this wing body causes the atmospheric air due to the atmospheric rush to the wing body. It is done by introducing.
【００１２】また、本発明における大気突入は、吸気口
からの大気の流入および排気口からの大気の流入を含む
ものである。Further, the atmospheric rush in the present invention includes the inflow of air from the intake port and the inflow of air from the exhaust port.
【００１３】本発明の第１の実施態様は、補償用翼体の
翼体の取付け方向を排気用翼体と逆方向とするものであ
り、これによって、排気用翼体が発生する揚力と逆方向
の揚力を発生することができる。According to the first embodiment of the present invention, the mounting direction of the compensating blade body is opposite to that of the exhaust blade body, whereby the lift force generated by the exhaust blade body is opposite to that of the exhaust blade body. Directional lift can be generated.
【００１４】本発明の第２の実施態様は、排気用翼体が
固定される側と反対側の駆動軸の端部に補償用翼体を設
置するものであり、これによって、大気突入時にのみ補
償用翼体によって揚力を発生することができる。In the second embodiment of the present invention, the compensating blade is installed at the end of the drive shaft on the side opposite to the side where the exhaust blade is fixed, so that only when entering the atmosphere. Lift can be generated by the compensating wing.
【００１５】本発明のターボ分子ポンプにおいて、通常
の排気運転時においては、吸気口か排気口に向けて気体
分子の移動が行われ、駆動軸は磁気軸受によって磁気浮
上制御を受けている。このとき、排気用翼体および補償
用翼体が設けられている部分は気圧がきわめて低い状態
であるので、揚力はきわめて小さく、磁気浮上制御への
影響は無視できる。In the turbo molecular pump of the present invention, during normal exhaust operation, gas molecules are moved toward the intake port or the exhaust port, and the drive shaft is subjected to magnetic levitation control by the magnetic bearing. At this time, since the atmospheric pressure is extremely low in the portion where the exhaust blade and the compensating blade are provided, the lift is extremely small and the influence on the magnetic levitation control can be ignored.
【００１６】排気運転時に吸気口あるいは排気口から大
気が流入して大気突入に発生すると、排気用翼体は流入
した大気によって、吸気口方向に過大な揚力を発生す
る。この大気突入による過大な揚力によって、駆動軸の
磁気浮上制御は不能となる。また、ターボ分子ポンプ内
に流入した大気は、排気運転時には真空状態にあった部
分に流入する。補償用翼体はこの流入した大気によって
逆方向の揚力を発生する。この補償用翼体による揚力は
排気用翼体による揚力と逆方向であるため、駆動軸をに
作用するスラスト方向の合成揚力は低減されて、保護軸
受に加わる荷重は軽減される。When the atmosphere enters the atmosphere from the intake port or the exhaust port during the exhaust operation and enters the atmosphere, the exhaust vanes generate an excessive lift force toward the intake port due to the inflowing atmosphere. The magnetic levitation control of the drive shaft becomes impossible due to the excessive lift due to the entry into the atmosphere. Further, the atmosphere flowing into the turbo molecular pump flows into a portion that was in a vacuum state during the exhaust operation. The compensating wing body generates a lift in the opposite direction by the inflowing atmosphere. Since the lift force by the compensating blade body is in the opposite direction to the lift force by the exhaust blade body, the combined lift force acting on the drive shaft in the thrust direction is reduced and the load applied to the protective bearing is also reduced.
【００１７】保護軸受に大気突入時に加わる荷重を軽減
することによって、保護軸受の安全率を高め、ターボ分
子ポンプの信頼性を向上させることができ、また保護軸
受を小型とすることができる。By reducing the load applied to the protective bearing at the time of entry into the atmosphere, the safety factor of the protective bearing can be increased, the reliability of the turbo molecular pump can be improved, and the protective bearing can be made compact.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。 （本発明の実施の形態の構成）図１は本発明のターボ分
子ポンプの一実施の形態の略断面図である。図１におい
て、ターボ分子ポンプのタービン翼は、ケースの内側に
スペーサ４を介して取り付けられた固定翼体３と、駆動
軸５に取り付けられるとともに固定翼体３に対向して設
置された排気用翼体１とによって構成され、排気用翼体
１の固定翼体３に対する高速回転によって、気体分子を
吸気口６から排気口７側に移送することによって、排気
作用を行う。なお、吸気口６には保護ネット８が設置さ
れている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Structure of Embodiment of the Present Invention) FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a turbo molecular pump of the present invention. In FIG. 1, a turbine blade of a turbo-molecular pump has a fixed blade body 3 attached to the inside of a case via a spacer 4, and an exhaust gas attached to a drive shaft 5 and facing the fixed blade body 3. The blade body 1 and the fixed blade body 3 for exhausting the exhaust blade body 1 transfer gas molecules from the intake port 6 to the exhaust port 7 side to perform an exhaust action. A protective net 8 is installed at the intake port 6.
【００１９】このターボ分子ポンプにおいて、駆動軸５
は高周波モータ１１によって駆動され、また、排気用翼
体１および駆動軸５の回転体を非接触で支持する磁気軸
受装置は、回転体の半径方向に電磁石を設けたラジアル
磁気軸受２１，２２と、軸方向に電磁石を設けたスラス
ト軸受２３とを備え、この電磁石とほぼ同位置に回転体
の状態を検出するラジアルセンサ１３，１４，スラスト
センサ１５等の変位センサを設置してフィードバック制
御系を構成し、各電磁石に流れる電流を調節して電磁石
の吸引力を調節し、回転体を中心位置に支持している。
なお、高周波モータ、磁気軸受、センサ等は、電源導入
端子１２から導入される電力によって駆動される。In this turbo molecular pump, the drive shaft 5
Is driven by a high-frequency motor 11, and the magnetic bearing device for supporting the rotor of the exhaust vane body 1 and the drive shaft 5 in a non-contact manner includes radial magnetic bearings 21 and 22 provided with electromagnets in the radial direction of the rotor. , A thrust bearing 23 provided with an electromagnet in the axial direction, and displacement sensors such as the radial sensors 13 and 14 and the thrust sensor 15 for detecting the state of the rotating body are installed at substantially the same position as the electromagnet to form a feedback control system. In this configuration, the electric current flowing through each electromagnet is adjusted to adjust the attraction force of the electromagnet to support the rotating body at the center position.
The high frequency motor, the magnetic bearing, the sensor, and the like are driven by the electric power introduced from the power source introduction terminal 12.
【００２０】本発明のターボ分子ポンプは、駆動軸５に
補償用翼体２が設置されている。この補償用翼体２は、
例えば、駆動軸５において排気用翼体１と反対側の端部
に設置することができ、ターボ分子ポンプ内の室９内に
配置される。室９は、ターボ分子ポンプ内にあり、排気
用動作時においては真空状態となる。In the turbo-molecular pump of the present invention, the compensation blade body 2 is installed on the drive shaft 5. This compensating wing body 2
For example, it can be installed at the end of the drive shaft 5 on the side opposite to the exhaust blade body 1, and is arranged in the chamber 9 in the turbo molecular pump. The chamber 9 is inside the turbo-molecular pump, and is in a vacuum state during the exhaust operation.
【００２１】補償用翼体２は、排気用翼体１と逆方向の
揚力を発生する翼体であり、例えば、翼体の取付け方向
を排気用翼体１と逆向きとすることにより形成すること
ができる。The compensating wing body 2 is a wing body that generates a lift in a direction opposite to that of the exhaust wing body 1, and is formed, for example, by making the mounting direction of the wing body opposite to the exhaust wing body 1. be able to.
【００２２】（本発明の実施の形態の作用）次に、本発
明の実施の形態の作用について説明する。ターボ分子ポ
ンプが通常の排気運転を行っている場合には、排気用翼
体１は吸気口から排気口に向かって気体分子を移動さ
せ、これによって、排気作用をおこなっている。このと
き、排気用翼体１および補償用翼体２が設けられている
部分はほぼ真空近くまで減圧されているため、揚力はき
わめて小さく磁気浮上制御への影響は無視できる。(Operation of the Embodiment of the Present Invention) Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. When the turbo molecular pump is performing a normal exhaust operation, the exhaust blade body 1 moves gas molecules from the intake port toward the exhaust port, thereby performing the exhaust action. At this time, since the portions where the exhaust vanes 1 and the compensating vanes 2 are provided are decompressed to near vacuum, the lift is extremely small and the influence on the magnetic levitation control can be ignored.
【００２３】次に、大気突入が発生した場合について説
明する。ターボ分子ポンプにおける大気突入は、吸気口
や排気口に接続されているバルブの誤動作等によって発
生する場合がある。以下、吸気口からの大気突入と排気
口からの大気突入について、説明する。Next, a case where an atmospheric rush occurs will be described. The atmospheric rush in the turbo molecular pump may occur due to a malfunction of a valve connected to an intake port or an exhaust port. Hereinafter, the atmospheric rush from the intake port and the atmospheric rush from the exhaust port will be described.
【００２４】図２は吸気口から大気が突入した場合の状
態を説明する図である。図２において、吸気口６から大
気が突入すると、大気は排気用翼体１および固定翼３の
間を通って排気口７に流れるとともに、ターボ分子ポン
プ内の隙間を通って室９内に大気が流入する（図中の破
線の矢印）。FIG. 2 is a view for explaining the state when the atmosphere rushes in through the intake port. In FIG. 2, when atmospheric air rushes from the intake port 6, the atmospheric air flows between the exhaust vane body 1 and the fixed vanes 3 to the exhaust port 7, and at the same time, through the gap in the turbo molecular pump, the atmospheric air enters the chamber 9. Flows in (dashed arrow in the figure).
【００２５】図４は大気突入時の揚力変化および変位を
示す図である。図４（ａ）は吸気口から大気が突入した
場合のスラスト方向の圧力変化である。回転体および駆
動軸は、突入した大気によって極短時間の間（図中の
Ａ）大気の突入方向に押され、その後排気用翼体１が発
生する揚力によって吸気口６方向にスラスト方向の圧力
を受ける（図中のＢ）。FIG. 4 is a diagram showing changes in lift and displacement when entering the atmosphere. FIG. 4A shows a pressure change in the thrust direction when the atmosphere rushes from the intake port. The rotating body and the drive shaft are pushed in the inrush direction of the atmosphere for a very short time (A in the figure) by the intruding atmosphere, and then the lift force generated by the exhaust blade body 1 causes the thrust direction pressure in the intake port 6 direction. Receive (B in the figure).
【００２６】このとき、補償用翼体２は、室９に流入し
た大気によって揚力を発生する。補償用翼体２が発生す
る揚力は図５中の矢印Ｇの方向であり、排気用翼体１が
発生する揚力の方向（図５中の矢印Ｆの方向）と逆方向
となる。この補償用翼体２による揚力は、図４（ａ）に
おいて二点鎖線で示している。これによって、回転体お
よび駆動軸には、排気用翼体による揚力と補償用翼体に
よる揚力の合成揚力（図４（ａ）中の実線）が加わるこ
とになる。通常、排気用翼体による揚力は補償用翼体に
よる揚力より大きい。そのため、この合成揚力は図５中
の矢印Ｆの方向となる。この合成揚力は、排気用翼体に
よる揚力が過大であるため、磁気軸受による磁気浮上制
御が可能な範囲（図４（ａ）中の一点鎖線）を超える場
合がある。この場合には、駆動軸５は、この合成揚力に
よって図５中の矢印Ｆの方向のスラスト力を受けて図５
中のＨにおいて保護軸受３１と接触し（図４（ｃ）中の
Ｐ）、保護軸受３１は合成揚力による荷重を支持する。
これによって、回転体等がターボ分子ポンプの固定部分
に接触することを防止している。At this time, the compensating wing body 2 generates lift due to the atmosphere flowing into the chamber 9. The lift force generated by the compensating blade body 2 is in the direction of arrow G in FIG. 5, which is opposite to the direction of the lift force generated by the exhaust blade body 1 (direction of arrow F in FIG. 5). The lift force of the compensating wing body 2 is shown by a chain double-dashed line in FIG. As a result, a combined lift force (a solid line in FIG. 4A) of the lift force of the exhaust blade body and the lift force of the compensating blade body is applied to the rotating body and the drive shaft. Usually, the lift force of the exhaust blade is greater than the lift force of the compensating blade. Therefore, this combined lift is in the direction of arrow F in FIG. This combined lift force may exceed the range (one-dot chain line in FIG. 4A) in which magnetic levitation control by the magnetic bearing is possible because the lift force of the exhaust blade body is excessive. In this case, the drive shaft 5 receives the thrust force in the direction of arrow F in FIG.
At H inside, it comes into contact with the protective bearing 31 (P in FIG. 4C), and the protective bearing 31 supports the load due to the synthetic lift.
This prevents the rotating body and the like from coming into contact with the fixed portion of the turbo molecular pump.
【００２７】この合成揚力は、排気用翼体による揚力よ
りも補償用翼体が発生する揚力の分だけ軽減されている
ため、保護軸受に加わる荷重は排気用翼体のみの場合よ
りも減少することになる。そのため、保護軸受が受ける
荷重は、補償用翼体がない場合と比較して軽減されるこ
とになる。Since the synthetic lift is reduced by the amount of lift generated by the compensating vane rather than the lift by the exhaust vane, the load applied to the protective bearing is reduced as compared with the case where only the exhaust vane is used. It will be. Therefore, the load received by the protective bearing is reduced as compared with the case without the compensating blade body.
【００２８】その後、排気用翼体および補償用翼体によ
る揚力が減少して、その合成揚力が磁気浮上制御範囲内
となると（図中のＣ）駆動軸は保護軸受から離れ（図４
（ｃ）中のＱ）、磁気軸受による磁気浮上制御が可能と
なる。磁気浮上制御の再開時には、保護軸受との接触時
に発生していた矢印Ｇ方向の大きな磁気力によって、回
転体および駆動軸は逆方向に振れた後（図４（ｃ）中の
Ｒ）、徐々に制御位置に向かって位置制御が行われる。After that, when the lift force by the exhaust vane body and the compensating vane body decreases and the combined lift force falls within the magnetic levitation control range (C in the figure), the drive shaft separates from the protective bearing (FIG. 4).
(Q) in (c), magnetic levitation control by a magnetic bearing becomes possible. When the magnetic levitation control is restarted, the rotating body and the drive shaft are shaken in the opposite directions (R in FIG. 4 (c)) due to the large magnetic force in the direction of the arrow G generated at the time of contact with the protective bearing, and then gradually. The position control is performed toward the control position.
【００２９】また、図３は排気口から大気が突入した場
合の状態を説明する図である。排気口から大気が突入し
た場合の揚力変化は、図２中のＡの揚力変化を除いて前
記した吸気口から大気が突入した場合の揚力変化とほぼ
同様の特性を示す。Further, FIG. 3 is a view for explaining a state when the atmosphere rushes from the exhaust port. The change in lift when the atmosphere rushes in through the exhaust port shows almost the same characteristics as the change in lift when the atmosphere rushes in through the intake port, except for the lift change in A in FIG.
【００３０】図３において、排気口７から大気が突入す
ると、大気は排気用翼体１および固定翼３の間を通って
吸気口６に流れるとともに、ターボ分子ポンプ内の隙間
を通って室９内に大気が流入する（図中の破線の矢
印）。In FIG. 3, when atmospheric air rushes from the exhaust port 7, the atmospheric air flows between the exhaust vane 1 and the fixed vanes 3 to the intake port 6, and at the same time, passes through the gap in the turbo molecular pump to the chamber 9. Atmosphere flows in (indicated by the dashed arrow in the figure).
【００３１】この排気口から流入した大気は、図２に示
したＡの揚力変化を除いて、吸気口からの大気突入とほ
ぼ同様の揚力変化を生じさせ、図４（ｂ）のＤにおいて
排気用翼体１の吸気口６方向の揚力を受け、駆動軸５は
保護軸受３１に接触する。このとき、前記と同様に、補
償用翼体による揚力によって、保護軸受３１に加わる荷
重を排気用翼体のみの場合よりも減少させることができ
る。The atmosphere flowing in from the exhaust port causes almost the same lift change as that of the atmospheric rush from the intake port, except for the lift change of A shown in FIG. 2, and the exhaust gas is exhausted at D in FIG. 4 (b). The drive shaft 5 comes into contact with the protective bearing 31 under the lift of the airfoil 1 in the direction of the intake port 6. At this time, similarly to the above, the load applied to the protective bearing 31 can be reduced by the lift force of the compensating blade as compared with the case of only the exhaust blade.
【００３２】その後、揚力が減少して合成揚力が磁気浮
上制御の範囲内となると（図中のＥ）、前記と同様に駆
動軸は保護軸受から離れ、磁気軸受による磁気浮上制御
が可能となる。After that, when the lift is reduced and the combined lift falls within the range of magnetic levitation control (E in the figure), the drive shaft is separated from the protective bearing and the magnetic levitation control by the magnetic bearing becomes possible as described above. .
【００３３】上記したように、吸気口および排気口のい
ずれから大気突入が生じた場合であっても、ターボ分子
ポンプ内の隙間を通って室内に流入した大気によって、
補償用翼体は排気用翼体が発生する揚力を減じる方向の
揚力を発生し、これによって、保護軸受に加わる過重を
減少させることができる。As described above, no matter whether the atmospheric air rush occurs from the intake port or the exhaust port, the atmospheric air flowing into the room through the gap in the turbo molecular pump causes
The compensating vanes generate lift in a direction that reduces the lift produced by the exhaust vanes, thereby reducing the overload on the protective bearing.
【００３４】大気突入における保護軸受に加わる荷重を
軽減することによって、保護軸受が受ける損傷を低減さ
せることができ、これによって、ターボ分子ポンプの大
気突入に対する信頼性を向上させることができる。ま
た、保護軸受に加わる荷重が小さいため、小型の保護軸
受とすることもできる。By reducing the load applied to the protective bearing during the atmospheric rush, damage to the protective bearing can be reduced, and thereby the reliability of the turbo molecular pump against the atmospheric rush can be improved. Further, since the load applied to the protective bearing is small, the protective bearing can be made small.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
保護軸受のスラスト方向の荷重を軽減することによっ
て、ターボ分子ポンプの大気突入に対する信頼性を向上
させることができる。As described above, according to the present invention,
By reducing the load of the protective bearing in the thrust direction, it is possible to improve the reliability of the turbo molecular pump against atmospheric inrush.
【図１】本発明のターボ分子ポンプの一実施の形態の略
断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a turbo molecular pump of the present invention.
【図２】吸気口から大気が突入した場合の状態を説明す
る図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which atmospheric air rushes from an intake port.
【図３】排気口から大気が突入した場合の状態を説明す
る図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the atmosphere rushes from an exhaust port.
【図４】大気突入時の揚力変化および変位を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing changes in lift and displacement at the time of entry into the atmosphere.
【図５】駆動軸に加わるスラスト方向の揚力を説明する
図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a thrust force applied to a drive shaft in a thrust direction.
【図６】従来のターボ分子ポンプの略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a conventional turbo molecular pump.
【図７】大気突入時のターボ分子ポンプに加わる荷重状
態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a load state applied to the turbo molecular pump when entering the atmosphere.
【図８】大気突入時の保護軸受の荷重位置を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing a load position of a protective bearing when entering the atmosphere.
１…排気用翼体、２…補償用翼体、３…固定翼、４…ス
ペーサ、５…駆動軸、６…吸気口、７…排気口、８…保
護ネット、９…室、１１…高周波モータ、１３，１４，
１５…センサ、２１，２２…ラジアル磁気軸受、２３…
スラスト磁気軸受、３１，３２…保護軸受。1 ... Exhaust wing body, 2 ... Compensation wing body, 3 ... Fixed wing, 4 ... Spacer, 5 ... Drive shaft, 6 ... Intake port, 7 ... Exhaust port, 8 ... Protective net, 9 ... Chamber, 11 ... High frequency Motor, 13, 14,
15 ... Sensor, 21, 22 ... Radial magnetic bearing, 23 ...
Thrust magnetic bearings 31, 32 ... Protective bearings.
Claims (1)
され、外周部に排気用翼体を有する外筒状の回転体と、
回転体を回転するためのモータと、回転体を浮上支持す
るための磁気軸受と、回転体を支持するための保護軸受
とを有するターボ分子ポンプにおいて、駆動軸に対して
排気用翼体が発生する揚力と逆方向の揚力を発生する補
償用翼体を備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。1. A drive shaft, and an outer cylindrical rotating body that is coaxially fixed to one end of the drive shaft and has an exhaust blade body on an outer peripheral portion thereof.
In a turbo molecular pump having a motor for rotating a rotating body, a magnetic bearing for supporting the rotating body in a floating manner, and a protective bearing for supporting the rotating body, an exhaust blade body is generated with respect to a drive shaft. A turbo molecular pump having a compensating wing body that generates a lift force in a direction opposite to the lift force.
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|---|---|---|---|
| JP22345895A JP3446917B2 (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Turbo molecular pump |
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| JP (1) | JP3446917B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111043055A (en) * | 2018-10-15 | 2020-04-21 | 株式会社岛津制作所 | Vacuum pump |
| CN116181675A (en) * | 2022-12-28 | 2023-05-30 | 北京中科科仪股份有限公司 | Method, device and equipment for controlling magnetic suspension molecular pump resistant to atmospheric impact |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP22345895A patent/JP3446917B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| CN116181675A (en) * | 2022-12-28 | 2023-05-30 | 北京中科科仪股份有限公司 | Method, device and equipment for controlling magnetic suspension molecular pump resistant to atmospheric impact |
| CN116181675B (en) * | 2022-12-28 | 2023-11-03 | 北京中科科仪股份有限公司 | Method, device and equipment for controlling magnetic suspension molecular pump resistant to atmospheric impact |
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