JPH0765592B2 - タ−ボ分子ポンプ - Google Patents
タ−ボ分子ポンプInfo
- Publication number
- JPH0765592B2 JPH0765592B2 JP61037866A JP3786686A JPH0765592B2 JP H0765592 B2 JPH0765592 B2 JP H0765592B2 JP 61037866 A JP61037866 A JP 61037866A JP 3786686 A JP3786686 A JP 3786686A JP H0765592 B2 JPH0765592 B2 JP H0765592B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- rotary
- fixed
- angle
- molecular pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、気体分子に特定方向の運動量を与えて排気
を行うターボ分子ポンプに関する。
を行うターボ分子ポンプに関する。
第８図は、従来のターボ分子ポンプの一例を示し、第８
図においては、１は、回転翼車２の周面に設けられた回
転翼で、円筒状のケース３の内面に固定された固定翼４
に対応して設けられている。多数の回転翼１及び固定翼
４が交互に配列され、この両者の相対的な高速回転によ
ってターボ機能が形成され、気体分子に特定方向の運動
量を与える。そして、この配列の上方に吸気口５が設け
られると共に、その下方に排気口６が設けられる。
図においては、１は、回転翼車２の周面に設けられた回
転翼で、円筒状のケース３の内面に固定された固定翼４
に対応して設けられている。多数の回転翼１及び固定翼
４が交互に配列され、この両者の相対的な高速回転によ
ってターボ機能が形成され、気体分子に特定方向の運動
量を与える。そして、この配列の上方に吸気口５が設け
られると共に、その下方に排気口６が設けられる。
回転翼車２は、ケース３内底部から立設されたモータ７
の駆動軸８の一端に固着されている。モータ７は、一般
的には、駆動軸８にロータマグネットが固着されたアウ
ターロータ型の構成とされている。
の駆動軸８の一端に固着されている。モータ７は、一般
的には、駆動軸８にロータマグネットが固着されたアウ
ターロータ型の構成とされている。
第９図は、回転翼車２の周面に設けられた回転翼１とケ
ース３の内面に固定された固定翼４とを部分的に示して
いる。回転翼１及び固定翼４は、回転翼車２の周面及び
ケース３の内面に斜めに配設されており、吸気口５から
排気口６（第９図では、上方から下方）に向かう運動量
が気体分子に与えられる。回転軸８の軸心方向を とし、翼の面ベクトルを とすると、面ベクトル とがなす角αを吸気口５側で大きくし、排気口６側で小
さくして能率を高めていた。また、回転翼１及び固定翼
４の翼面の中心位置をｒとすると、面ベクトル に対してなす角φ（第10図参照）は、π/2であった。
ース３の内面に固定された固定翼４とを部分的に示して
いる。回転翼１及び固定翼４は、回転翼車２の周面及び
ケース３の内面に斜めに配設されており、吸気口５から
排気口６（第９図では、上方から下方）に向かう運動量
が気体分子に与えられる。回転軸８の軸心方向を とし、翼の面ベクトルを とすると、面ベクトル とがなす角αを吸気口５側で大きくし、排気口６側で小
さくして能率を高めていた。また、回転翼１及び固定翼
４の翼面の中心位置をｒとすると、面ベクトル に対してなす角φ（第10図参照）は、π/2であった。
従来のターボ分子ポンプでは、（φ＝π/2）であるた
め、翼面で反射した分子は、平均に於いて翼の回転円筒
面の接線方向にはじき飛ばされる。従って、次段の翼面
の中心より外側に分子が衝突し、翼が有効に使われてい
ない。また、（α＞20゜）では、回転数を上昇してもポ
ンプの効率が向上し難い問題があった。
め、翼面で反射した分子は、平均に於いて翼の回転円筒
面の接線方向にはじき飛ばされる。従って、次段の翼面
の中心より外側に分子が衝突し、翼が有効に使われてい
ない。また、（α＞20゜）では、回転数を上昇してもポ
ンプの効率が向上し難い問題があった。
従って、この発明の目的は、回転翼又は固定翼の翼面の
排気機能が向上されたターボ分子ポンプを提供すること
にある。
排気機能が向上されたターボ分子ポンプを提供すること
にある。
この発明では、固定翼に対し、回転翼を高速回転させて
分子に特定方向の運動量を与えるようにしたターボ分子
ポンプにおいて、 軸心方向において外径が略一定の回転翼車の周面に回転
翼が設けられ、 回転翼車の軸心方向をＺとし、回転翼の翼面及び固定翼
の翼面の中心位置をｒとする円柱座標で、回転翼及び固
定翼の少なくとも、一方の翼面の面ベクトルＡとＺのな
す角をαとし、ｒとＡとのなす角を（π−φ）とする時
に、（φ＜（π/2））なる角φをα及び翼のピッチLzに
応じて適応的に定めることによって、翼面で反射した分
子の方向が平均に於いて次段又は次々段の翼面の中心側
に向けられるようにされている。
分子に特定方向の運動量を与えるようにしたターボ分子
ポンプにおいて、 軸心方向において外径が略一定の回転翼車の周面に回転
翼が設けられ、 回転翼車の軸心方向をＺとし、回転翼の翼面及び固定翼
の翼面の中心位置をｒとする円柱座標で、回転翼及び固
定翼の少なくとも、一方の翼面の面ベクトルＡとＺのな
す角をαとし、ｒとＡとのなす角を（π−φ）とする時
に、（φ＜（π/2））なる角φをα及び翼のピッチLzに
応じて適応的に定めることによって、翼面で反射した分
子の方向が平均に於いて次段又は次々段の翼面の中心側
に向けられるようにされている。
翼面で反射した分子が次段又は次々段の翼面の外側でな
く、平均に於いては、中心に衝突するようになされてい
る。ターボ分子ポンプ内の分子の流れが翼面の中心部に
集まり、翼の外側と内側にあるギャップからすり抜けて
しまう分子が少なくなるので、翼の機能が向上する。
く、平均に於いては、中心に衝突するようになされてい
る。ターボ分子ポンプ内の分子の流れが翼面の中心部に
集まり、翼の外側と内側にあるギャップからすり抜けて
しまう分子が少なくなるので、翼の機能が向上する。
以下、この発明の一実施例について説明する。
この例は、翼面での分子の反射が余弦則に従う場合であ
る。
る。
この一実施例では、翼面で反射した分子が次段又は次々
段の翼の中心に平均に於いて衝突するような角度φを定
める。第１図に示すように、翼面の中心の位置ベクトル と翼面の面ベクトル のなす角は、（π−φ）であるが、この角度φを定める
前にφの から見た角度φ′を定める。
段の翼の中心に平均に於いて衝突するような角度φを定
める。第１図に示すように、翼面の中心の位置ベクトル と翼面の面ベクトル のなす角は、（π−φ）であるが、この角度φを定める
前にφの から見た角度φ′を定める。
第２図Ａにおいて、A1は、面ベクトル に直交する面への射影成分を示している。第２図Ａにお
ける２点鎖線11は、回転翼及び回転翼の中心が描く軌跡
を示し、回転翼は、接線方向の速度ｖを有する。また、
第２図ＢにおいてA2は、面ベクトル に直交する面への射影成分を示している。第２図Ｂは、 に多段に設けられた構成の回転翼及び回転翼の連続する
三段の部分を示している。第２図Ｂにおいて、一点鎖線
12,13,14は、各翼面の中心の軌跡を示している。各翼面
の面ベクトルは、 に対して等しくαの角度でもって傾斜して取り付けられ
ると共に、傾きが交互に逆とされ、第２図Ｂにおいて、
上から下に向かう方向の運動量が分子に与えられる。ま
た、Lzが翼のピッチ即ち、回転翼と固定翼の中心の の間隔である。
ける２点鎖線11は、回転翼及び回転翼の中心が描く軌跡
を示し、回転翼は、接線方向の速度ｖを有する。また、
第２図ＢにおいてA2は、面ベクトル に直交する面への射影成分を示している。第２図Ｂは、 に多段に設けられた構成の回転翼及び回転翼の連続する
三段の部分を示している。第２図Ｂにおいて、一点鎖線
12,13,14は、各翼面の中心の軌跡を示している。各翼面
の面ベクトルは、 に対して等しくαの角度でもって傾斜して取り付けられ
ると共に、傾きが交互に逆とされ、第２図Ｂにおいて、
上から下に向かう方向の運動量が分子に与えられる。ま
た、Lzが翼のピッチ即ち、回転翼と固定翼の中心の の間隔である。
第２図Ａ及び第２図Ｂの要部を夫々拡大して第３図Ａ及
び第３図Ｂに示す。第２図及び第３図において、Ｐ点で
反射した分子が次段翼面の中心の軌跡上の点Ｑを指向し
なければならない。それ故、 のなす角度を（π−φ′）とすれば、 の間には、次の関係がある。
び第３図Ｂに示す。第２図及び第３図において、Ｐ点で
反射した分子が次段翼面の中心の軌跡上の点Ｑを指向し
なければならない。それ故、 のなす角度を（π−φ′）とすれば、 の間には、次の関係がある。
2rcosφ′sinφ′＝Lztanα 即ち、sin2φ′＝（Lz/r）tanα また、φとφ′の関係は、第３図より tanφ＝tanφ′/sinα で与えられ、r,Lz,αを与えると、φが定まる。若し、
回転翼又は固定翼の一方のみに（π/2）より小さなφを
与えるときは、ピッチを２倍にして、2Lzとすれば良
い。
回転翼又は固定翼の一方のみに（π/2）より小さなφを
与えるときは、ピッチを２倍にして、2Lzとすれば良
い。
次に、回転翼及び又は固定翼に対して、上述のようにし
て求めたφなる角度を実際に持たせる方法の一例を第４
図及び第５図に示す。第４図Ａ及び第４図Ｂは、回転翼
の構造を示し、第５図Ａ及び第５図Ｂは、固定翼の構造
を示す。第４図Ａ及び第５図Ａは、 から見た翼の形状をハッチングして示し、第４図Ｂ及び
第５図Ｂは、 から見た翼の形状をハッチングして示す。なお、翼の厚
みを０とし、翼の径方向の長さをｄとし、翼の の幅をｂとした。また、第４図において、15は、回転翼
が取り付けられる回転翼車の外周面を示し、第５図にお
いて、16は、固定翼が取り付けられるケースの内周面を
示す。
て求めたφなる角度を実際に持たせる方法の一例を第４
図及び第５図に示す。第４図Ａ及び第４図Ｂは、回転翼
の構造を示し、第５図Ａ及び第５図Ｂは、固定翼の構造
を示す。第４図Ａ及び第５図Ａは、 から見た翼の形状をハッチングして示し、第４図Ｂ及び
第５図Ｂは、 から見た翼の形状をハッチングして示す。なお、翼の厚
みを０とし、翼の径方向の長さをｄとし、翼の の幅をｂとした。また、第４図において、15は、回転翼
が取り付けられる回転翼車の外周面を示し、第５図にお
いて、16は、固定翼が取り付けられるケースの内周面を
示す。
翼は、（φ＝π/2）の時の の辺の角度を傾けて、 に直交する面への射影が（π−φ′）になされる。これ
が回転翼であるとすると、固定翼は、回転翼と逆に傾け
ることになる。
が回転翼であるとすると、固定翼は、回転翼と逆に傾け
ることになる。
一例として、（ｒ＝25cm,Lz＝4cm,α＝15゜）とすれ
ば、（φ′＝88.77゜，φ＝89.68゜）と設定される。ま
た、固定翼のみに、φを与えると、（ｒ＝25cm,α＝35
゜）として、上記の例と同じピッチでも、Lzが２倍とな
るから、（Lz＝8cm）となり、（φ′＝83.53゜，φ＝8
6.28゜）となる。
ば、（φ′＝88.77゜，φ＝89.68゜）と設定される。ま
た、固定翼のみに、φを与えると、（ｒ＝25cm,α＝35
゜）として、上記の例と同じピッチでも、Lzが２倍とな
るから、（Lz＝8cm）となり、（φ′＝83.53゜，φ＝8
6.28゜）となる。
第６図及び第７図は、回転翼及び固定翼にφなる角度を
持たせる方法の他の例を示す。第６図Ａ及び第６図Ｂ
は、回転翼（ハッチングして示す）を から見た形状及び回転翼を から見た形状を夫々示している。また、第７図Ａ及び第
７図Ｂは、固定翼（ハッチングして示す）を から見た形状及び固定翼を から見た形状を夫々示している。これらの第６図及び第
７図から明らかなように、αなる角度で取り付けられた
翼の先端を斜め下方に押し下げることにより、翼面の面
ベクトル に直交する面への射影が（π−φ′）となされる。この
第６図及び第７図に示す取り付け方法は、翼の の幅がｂ′で示すように、第４図及び第５図における幅
ｂよりも大きくなる。
持たせる方法の他の例を示す。第６図Ａ及び第６図Ｂ
は、回転翼（ハッチングして示す）を から見た形状及び回転翼を から見た形状を夫々示している。また、第７図Ａ及び第
７図Ｂは、固定翼（ハッチングして示す）を から見た形状及び固定翼を から見た形状を夫々示している。これらの第６図及び第
７図から明らかなように、αなる角度で取り付けられた
翼の先端を斜め下方に押し下げることにより、翼面の面
ベクトル に直交する面への射影が（π−φ′）となされる。この
第６図及び第７図に示す取り付け方法は、翼の の幅がｂ′で示すように、第４図及び第５図における幅
ｂよりも大きくなる。
また、前述の説明では、翼面での分子の反射が余弦則に
従うものとしている。しかし、翼面への分子の入射角，
分子の種類によっては、余弦則からのずれのあることが
知られている。回転数が大きくなると、分子の入射角が
小さくなり鏡面反射に近づく傾向にある。従って、前出
の理論式によって、角度φを決めるのに限らず、実験的
に最適な角度φを決めるようにしても良い。
従うものとしている。しかし、翼面への分子の入射角，
分子の種類によっては、余弦則からのずれのあることが
知られている。回転数が大きくなると、分子の入射角が
小さくなり鏡面反射に近づく傾向にある。従って、前出
の理論式によって、角度φを決めるのに限らず、実験的
に最適な角度φを決めるようにしても良い。
この発明に依れば、ターボ分子ポンプ内の分子の流れが
翼の中心部に集まり、回転翼の先端とケースの内周面の
間に存在するギャップ或いは固定翼の先端と回転翼車の
外周面の間に存在するギャップからすり抜ける分子を減
少させることができ、翼の機能の向上を図ることができ
る。この結果は、αの大きな場合、真空度の高い場合に
著しく生じる。
翼の中心部に集まり、回転翼の先端とケースの内周面の
間に存在するギャップ或いは固定翼の先端と回転翼車の
外周面の間に存在するギャップからすり抜ける分子を減
少させることができ、翼の機能の向上を図ることができ
る。この結果は、αの大きな場合、真空度の高い場合に
著しく生じる。
第１図は翼面の面ベクトルが回転軸となす角度の説明に
用いる略線図、第２図及び第３図は面ベクトルと回転軸
のなす角度を定める時の説明に用いる略線図、第４図及
び第５図は回転翼及び固定翼の形状の一例の説明に用い
る略線図、第６図及び第７図は回転翼及び固定翼の形状
の他の例の説明に用いる略線図、第８図はこの発明を適
用することができる従来のターボ分子ポンプの一例の断
面図、第９図は従来のターボ分子ポンプの回転翼及び固
定翼の説明に用いる略線図、第10図は従来のターボ分子
ポンプにおける翼面の面ベクトルが回転軸となす角度の
説明に用いる略線図である。 図面における主要な符号の説明
用いる略線図、第２図及び第３図は面ベクトルと回転軸
のなす角度を定める時の説明に用いる略線図、第４図及
び第５図は回転翼及び固定翼の形状の一例の説明に用い
る略線図、第６図及び第７図は回転翼及び固定翼の形状
の他の例の説明に用いる略線図、第８図はこの発明を適
用することができる従来のターボ分子ポンプの一例の断
面図、第９図は従来のターボ分子ポンプの回転翼及び固
定翼の説明に用いる略線図、第10図は従来のターボ分子
ポンプにおける翼面の面ベクトルが回転軸となす角度の
説明に用いる略線図である。 図面における主要な符号の説明
Claims (1)
- 【請求項１】固定翼に対し、回転翼を高速回転させて分
子に特定方向の運動量を与えるようにしたターボ分子ポ
ンプにおいて、 軸心方向において外径が略一定の回転翼車の周面に上記
回転翼が設けられ、 上記回転翼車の軸心方向をＺとし、上記回転翼の翼面及
び上記固定翼の翼面の中心位置をｒとする円柱座標で、
上記回転翼及び上記固定翼の少なくとも、一方の翼面の
面ベクトルＡと上記Ｚのなす角をαとし、上記ｒと上記
Ａとのなす角を（π−φ）とする時に、（φ＜（π/
2））なる角φを上記α及び翼のピッチLzに応じて適応
的に定めることによって、上記翼面で反射した分子の方
向が平均に於いて次段又は次々段の上記翼面の中心側に
向けられるようにされたターボ分子ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61037866A JPH0765592B2 (ja) | 1986-02-22 | 1986-02-22 | タ−ボ分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61037866A JPH0765592B2 (ja) | 1986-02-22 | 1986-02-22 | タ−ボ分子ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62195491A JPS62195491A (ja) | 1987-08-28 |
| JPH0765592B2 true JPH0765592B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=12509460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61037866A Expired - Lifetime JPH0765592B2 (ja) | 1986-02-22 | 1986-02-22 | タ−ボ分子ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765592B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3891263T1 (de) * | 1988-02-26 | 1990-03-15 | Nikolaj Michailovic Novikov | Turbomolekular-vakuumpumpe |
| DE19632375A1 (de) * | 1996-08-10 | 1998-02-19 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Gasreibungspumpe |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61283794A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-13 | Nippon Soken Inc | タ−ボ分子ポンプ |
-
1986
- 1986-02-22 JP JP61037866A patent/JPH0765592B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62195491A (ja) | 1987-08-28 |
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