ターボ分子ポンプおよびターボ分子ポンプ用の翼構造
【課題】翼排気部における排気性能を一層向上させる。
【解決手段】動翼部６５には、放射状のロータ翼６５ａを有する内周側の翼配列部６５Ａと、放射状のロータ翼６５ｂを有する外周側の翼配列部６５Ｂが半径方向に連続して形成されている。翼配列部６５Ａ、６５Ｂを複数にしたので、各翼配列部のロータ翼またはステータ翼は、翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つを他の翼配列部のものとの調整を図りながら最適なものとすることが可能となり、これにより、排気性能を向上することができる。
【解決手段】動翼部６５には、放射状のロータ翼６５ａを有する内周側の翼配列部６５Ａと、放射状のロータ翼６５ｂを有する外周側の翼配列部６５Ｂが半径方向に連続して形成されている。翼配列部６５Ａ、６５Ｂを複数にしたので、各翼配列部のロータ翼またはステータ翼は、翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つを他の翼配列部のものとの調整を図りながら最適なものとすることが可能となり、これにより、排気性能を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ターボ分子ポンプおよびターボ分子ポンプ用の翼構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高真空あるいは超高真空を得るターボ分子ポンプは、ケース部材内において、多数のロータ翼を有するロータを高速に回転し、ロータ翼とケース部材の内面に配列されたステータ翼とにより気体分子を吸気口側から排気ポート側に移送する。ロータは、モータにより回転駆動されるロータ軸に取り付けられ、例えば、数万ｒ．ｐ．ｍ.の高速で回転される。
【０００３】
ターボ分子ポンプの排気性能の指標として、排気速度や圧縮比がある。排気速度や圧縮比は、ロータ翼およびステータ翼（以下、両部材の総称として排気用翼という）の翼枚数、翼長、翼高さ、翼角度および翼厚さ等により変化する。排気速度や圧縮比等の排気性能を評価する１つのパラメータとして開口率が挙げられる。開口率とは、被排気（吸気口）側からの平面視において、排気用翼の外径を直径とする円の面積に対する排気用翼以外の面積の割合、換言すれば、排気用翼が重ならない領域の面積の割合をいう。
【０００４】
例えば、排気用翼の翼枚数を増加すると開口率は減少し、翼角度を大きくすると開口率は増大する。開口率が大きいほど排気速度は大きくなるが、圧縮比は小さくなるという特性がある。開口率が大きいほど排気速度は大きくなると記載したが、Ｈ２ガス等の分子量が小さい気体においては、ロータ翼の周速度に対して平均自由行程が大きく、被排気側に逆流する確率が大きくなり、開口率が大きすぎても排気速度が低下する。
【０００５】
圧縮性能を確保するため、一般には、排気口側である後段側の排気用翼の開口率を前段側に比して小さくする。開口率を小さくするには、上述した如く、翼枚数を多くしたり、翼角度を小さくしたりする。
翼枚数を多くして圧縮性能を高める結果、排気用翼は内周側において隣り合う翼同士が重なり合う、換言すれば、平面視で隣り合う翼同士の間に開口が無い構造となる（例えば、特許文献１の図６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１０５８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
排気用翼の隣り合う翼同士が重なり合う領域においては、排気速度は、翼角度や翼厚さ等によっても変化するが、平面視において隣り合う翼同士間に開口がある場合に比して低下する場合がある。翼角度や翼厚さ等の要素が同一であることにより、翼の内周側と外周側で翼同士間の開口をいずれも最適なものとすることができない。例えば、翼内周側で開口を設けると、外周側の開口は大きくなりすぎ、結果として排気性能が著しく低下する場合があった。このため、排気用翼の内周側において平面視で隣り合う翼同士間に開口を設けられない構造では、その分、排気速度等の性能が低いものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のターボ分子ポンプは、ロータに一体的に設けられたロータ軸の周囲に、放射状に形成された複数のロータ翼を有する動翼部と、外周側がスペーサに支持され、放射状に形成された複数のステータ翼を有する静翼部とがロータ軸の軸方向に多段に配列され、モータによりロータを回転して、動翼部と静翼部が多段に配列されて構成された翼排気部により、気体を吸気口から吸入し、排気口に移送するターボ分子ポンプにおいて、翼排気部の所定の段における動翼部または静翼部の少なくとも一方は、半径方向において複数列の翼配列部を同心状に有し、かつ、翼配列部に形成されたロータ翼またはステータ翼は、翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つが他の翼配列部に形成されたロータ翼またはステータ翼と異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、動翼部または静翼部の少なくとも一方には、放射状に形成された複数のロータ翼またはステータ翼を有する翼配列部が半径方向に複数列に配列されている。したがって、各翼配列部のロータ翼またはステータ翼は、翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つを他の翼配列部のものとの調整を図りながら最適なものとすることが可能となり、これにより、排気速度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係るターボ分子ポンプの一実施の形態を示す断面図。
【図２】図１に図示されたターボ分子ポンプの翼排気部の拡大断面図。
【図３】図１に図示されたロータを被排気側から観た平面図。
【図４】図３に図示された後段側の動翼部の一部を示す拡大平面図。
【図５】図２に図示されたターボ分子ポンプの静翼部の平面図。
【図６】本発明の実施形態２としての動翼部または静翼部の平面図。
【図７】本発明の実施形態３としての動翼部または静翼部の平面図。
【図８】本発明の実施形態４としての動翼部の平面図。
【図９】本発明の実施形態５としての動翼部の平面図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態６を示し、（ａ）は動翼部または静翼部の平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａ方向から観た動翼部または静翼部の一部を示す側面図。
【図１１】本発明の実施形態７を示し、動翼部または静翼部の一部を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、図を参照して本発明に係るターボ分子ポンプ１の一実施の形態について説明する。
図１には、磁気軸受式のターボ分子ポンプの断面図が示されている。ターボ分子ポンプ１は、上ケース１２とベース１３からなるケース部材１１を備えている。上ケース１２とベース１３はシール部材４２を介して密着して固定され、ケース部材１１の内部は外部から密封された構造とされている。
【００１２】
ケース部材１１の中心軸上には、ロータ軸５が配置されている。ロータ軸５上にはロータ軸５と同軸上に取り付けられたロータ６０が配置されている。ロータ軸５とロータ６０とは、ボルト等の締結部材４８により強固に固定されている。
ロータ軸５は、ラジアル方向の磁気軸受３１（２箇所）およびスラスト方向の磁気軸受３２（上下一対）によって非接触で支持される。ロータ軸５の浮上位置は、ラジアル変位センサ３３ａ、３３ｂおよびアキシャル変位センサ３３ｃによって検出される。磁気軸受３１、３２によって回転自在に磁気浮上されたロータ軸５は、モータ３５により高速回転駆動される。
【００１３】
ロータ軸５の下面には、メカニカルベアリング３４を介してロータディスク３８が取り付けられている。また、ロータ軸５の上部側にはメカニカルベアリング３６が設けられている。メカニカルベアリング３４、３６は非常用のメカニカルベアリングであり、磁気軸受が作動していない時にはメカニカルベアリング３４、３６によりロータ軸５が支持される。
【００１４】
ロータ６０は、上部側の動翼固定部６０ａと、下部側のロータ円筒部６０ｂとの二段構造を有する。動翼固定部６０ａには、後述する動翼部６１〜６７が固定されている。最終段、すなわち、最も排気口側の動翼部６７から下方は、ロータ円筒部６０ｂとされている。
動翼固定部６０ａの外周には、動翼部６１〜６７と静翼部７１〜７７が設けられている。上下一対の動翼部の間には、静翼部７１〜７７がリング状のスペーサ２１を間に挟んで設けられ、これにより動翼部６１〜６７および静翼部７１〜７７がポンプの軸方向に多段に積層されている。各段の静翼部７１〜７７は、後述する如く、平面視で半円形に分割されている。
【００１５】
動翼部６１〜６７と静翼部７１〜７７を、図１に図示される如く、多段に積層された構造に組立てる方法の一例を以下に示す。予め、ロータ６０の動翼固定部６０ａに、動翼部６１〜６７を固定しておく。各動翼部６１〜６７の間に、半円形の静翼部７１〜７７を、それぞれ、各動翼部６１〜６７の対向する外周側から挿入する。この組付け作業は、軸方向における下段側の動翼部６７側から、上段側の動翼部６１側に向けて順次行う。つまり、静翼部７７を挿入したら、静翼部７７の外周縁上にスペーサ２１を搭載し、次に静翼部７６を挿入して静翼部７６の外周縁上にスペーサ２１を搭載する、という作業を繰り返す。各スペーサ２１は各動翼部６７〜６１の外径より大きく、静翼部７７〜７１より小さい内径を有するリング形状を有しているので、この組付け作業は容易である。最上段の静翼部７１を動翼部６２と６１との間に挿入したら、ロータ６０と共に、静翼部７７〜７１およびスペーサ２１を軸方向における下方側に移動して上ケース１２内に収容する。そして、締結部材４８により、ロータ６０をロータ軸５に締結する。
【００１６】
ロータ６０のロータ円筒部６０ｂの外周側には、リング状のネジステータ８がボルト４１によりベース１３に固定されている。ネジステータ８は螺旋状突部８ａを有し、螺旋状突部８ａ間にはネジ溝部８ｂが形成されている。ロータ６０のロータ円筒部６０ｂの外周面とネジステータ８の内周面とは、ロータ６０が高速に回転したときに、気体分子を上方から下方に移送することができるような間隙が設けられている。
【００１７】
ベース１３には排気ポート４５が設けられ、この排気ポート４５にバックポンプが接続される。ロータ６０が取り付けられたロータ軸５を磁気浮上させ、この状態でモータ３５によりロータ軸５高速回転駆動することにより、吸気口１５側の気体分子が排気ポート４５側へと排気される。
【００１８】
ターボ分子ポンプ１は、上ケース１２の内部空間に翼排気部２を有し、ベース１３の内部空間にネジ溝排気部３を有するターボ分子ポンプである。翼排気部２は複数段の動翼部６１〜６７と複数段の静翼部７１〜７７とで構成されている。図１に図示の例では、翼排気部２は７段の動翼部６１〜６７と静翼部７１〜７７とにより構成され、被排気（吸気口）側の４段の動翼部６１〜６４および静翼部７１〜７４が前段側翼排気部２ａを構成し、排気口側の３段の動翼部６５〜６７および静翼部７５〜７７が後段側翼排気部２ｂを構成している。
ネジ溝排気部３はロータ円筒部６０ｂとネジステータ８とで構成されている。
【００１９】
フランジ１７は、締結部材（図示せず）により、図示しない真空チャンバの排気系の取付部に取りつけられる。モータ３５によりロータ６０を回転駆動すると真空チャンバ内の気体分子が吸気口１５から流入する。吸気口１５から流入した気体分子は翼排気部２において、下流側へと叩き飛ばされる。図示はしないが、動翼部６１〜６７のロータ翼と静翼部７１〜７７のステータ翼とは翼の傾斜方向が逆であり、且つ、傾斜角度は、高真空側である前段側から下流側である後段側に向けて、気体分子が逆行しにくい角度に変化して形成されている。気体分子は、翼排気部２において圧縮されて図示下方のネジ溝排気部３へ移送される。
【００２０】
ネジ溝排気部３においては、ネジステータ８に対してロータ円筒部６０ｂが高速回転すると粘性流による排気機能が発生し、翼排気部２からネジ溝排気部３へと移送された気体は圧縮されながら排気ポート４５へ移送され真空排気される。
【００２１】
図２は、翼排気部２の拡大断面図である。図２においては、軸芯から半分が図示されている。
ロータ６０は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム系合金により形成されている。ロータ６０の上部側の動翼固定部６０ａには、複数の動翼部６１〜６７が固定されている。各動翼部６１〜６７はアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成されており、例えば焼嵌めにより開口部９１が動翼固定部６０ａの外周に固定される。上述した如く、被排気側の４段の動翼部６１〜６４は前段側翼排気部２ａを構成し、排気口側の３段の動翼部６５〜６７は後段側翼排気部２ｂを構成している。また、被排気側の４段の静翼部７１〜７４は前段側翼排気部２ａを構成し、排気口側の３段の静翼部７５〜７７は後段側翼排気部２ｂを構成している。
【００２２】
各動翼部６１〜６７には、それぞれ、ロータ６０の軸心から放射状に延設されたロータ翼６１ａ〜６７ａが形成されている。各段の動翼部６１〜６７に形成されたすべてのロータ翼６１ａ〜６７ａは、それぞれ、翼長（根元部から先端部までの長さ）が同一である。また、各段の動翼部６１〜６７に形成されたロータ翼６１ａ〜６７ａは、それぞれ、軸心に対して、同一の傾斜角度で傾斜されており、翼の高さ（軸方向の長さ）は同一である。
【００２３】
動翼部６１〜６７のそれぞれに形成されるロータ翼６１ａ〜６７ａの水平方向（軸心に直交する方向）に対する傾斜角度（翼角度）は、下段側のものほど小さくなっている。換言すれば、下段側のロータ翼ほど、軸心に対して水平に近い角度に形成されている。
これにより、気体分子が下段側から上段側に逆行し難くなっている。
前段側の動翼部６１〜６４には、それぞれ、放射状に形成された複数のロータ翼６１ａ〜６４ａ（図１参照）が、半径方向において単列に形成されている。
【００２４】
図３は、図１に図示されたターボ分子ポンプ１の翼排気部２の後段側の動翼部６５を被排気側から観た平面図であり、図４は、図３に図示された動翼部６５の一部の拡大平面図である。
後段側の動翼部６５〜６７は、図３に図示されるように、内周側および外周側の翼配列部６５Ａ、６５Ｂを有する。後段側の動翼部６５〜６７は、いずれも同様な構造を有しているが、以下は代表して、後部側の動翼部６５〜６７の中、最上段の動翼部６５を例として説明する。
動翼部６５は、放射状に形成された複数のロータ翼６５ａを有する内周側の翼配列部６５Ａと、放射状に形成された複数のロータ翼６５ｂを有する外周側の翼配列部６５Ｂとを有する。つまり、ポンプ回転軸に対して同軸に設けられ、半径方向に連続して配列された内周側の翼配列部６５Ａと外周側の翼配列部６５Ｂの２つの翼配列部を有している。ロータ翼６５ａは、内周リング部９２と中間リング部９３の間に配列され、ロータ翼６５ｂは、中間リング部９３と外周リング部９４の間に配列され、全体が一体的に形成されている。
【００２５】
内周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａの翼枚数は、外周側の翼配列部６５Ｂに形成されたロータ翼６５ｂの翼枚数よりも少ない。
図３に図示された一実施の形態では、外周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａの翼枚数は４０枚であるに比し、内周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａの翼枚数は半数の２０枚として示されている。
そして、内周側の翼配列部６５Ａには、隣り合うロータ翼６５ａの間に、ロータ翼６５ａが重ならない領域、換言すれば、平面視で、隣り合うロータ翼６５ａの間に開口８１が形成されている。つまり、翼配列部６５Ａの隣り合うロータ翼６５ａ間には、軸方向に貫通する開口８１が形成されている。また、外周側の翼配列部６５Ｂにも、隣り合うロータ翼６５ｂの間に、ロータ翼６５ｂが重ならない領域である開口８２が形成されている。
【００２６】
このように、一実施の形態においては、動翼部６５の内周側と外周側に翼配列部６５Ａ、６５Ｂを形成した。これにより、内周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａの翼枚数を、外周側におけるロータ翼６５ｂより少なくして、内周側の翼配列部６５Ａに、隣り合うロータ翼６５ａが重ならない領域である開口８１を形成することが可能となる。
【００２７】
なお、図３に図示された実施形態では、内周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａは、翼長全体に亘り隣り合うロータ翼６５ａが重ならない領域である開口８１とされているが、隣り合うロータ翼６５ａは根元部で重なり合うように構成してもよい。
【００２８】
隣り合うロータ翼６５ａが平面視で重なっている場合でも、各ロータ翼６５ａは円周方向に離間して配列されているので、円周方向外側に間隙を有している。本実施形態のように、ロータ翼６５ａの翼枚数を、ロータ翼６５ｂの翼枚数よりも少なくして、平面視で重ならない領域をより大きくすることで、排気速度を向上することができる。すなわち、ロータ翼６５ａの排気速度は、翼角度、翼厚さ等のパラメータの影響を受けるが、外周側のロータ翼６５ｂと同じ枚数の単列のロータ翼を用いる従来例に比べて、排気速度を向上することができるのである。
動翼部６５の内周側の翼配列部６５Ａに開口８１を形成するにあたっては、所望の圧縮性能を維持するように開口率を設定しつつ排気速度を向上することができるため、翼角度等を適宜に設定して圧縮性能を向上することも可能になる。
【００２９】
動翼部６６、６７においても、動翼部６５と同様に、ポンプ回転軸に対して同軸に設けられ、半径方向に連続して内周側の翼配列部６６Ａ、６７Ａと外周側の翼配列部６６Ｂ、６７Ｂが形成されている（図２参照）。
動翼部６６は、動翼部６５と同一の寸法、構造を有し、翼枚数、翼長さ、翼角度、翼厚さおよび翼高さが同一である。
図示はしないが、動翼部６６、６７の内周側の翼配列部６６Ａ、６７Ａと外周側の翼配列部６６Ｂ、６７Ｂにも、それぞれ、隣り合うロータ翼が重ならない領域である開口８１、８２が形成されている。
従って、動翼部６６および６７においても、動翼部６５と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３０】
動翼部６５〜６７は、ダイカスト法または板金の成形または機械加工により形成することができる。
図４を参照して、板金の成形により動翼部６５を形成する方法について説明する。
打ち抜き加工により板材に内周リング部９２、中間リング部９３、外周リング部９４および内周側のロータ翼６５ａ、外周側のロータ翼６５ｂを形成する。打ち抜きは、内周側のロータ翼６５ａが一対の支持部８３により内周リング部９２および中間リング部９３に連結され、外周側のロータ翼６５ｂが一対の支持部８４により中間リング部９３および外周リング部９４に連結されるように行う。打ち抜きにより、開口８１、８２が形成される。
【００３１】
次に、曲げ成形により、支持部８３、８４を捩り軸芯としてロータ翼６５ａ、６５ｂを捩り、内周側および外周側のロータ翼６５ａ、６５ｂを所定の翼角度に傾斜させる。このようにして、放射状に形成されたロータ翼６５ａを有する内周側の翼配列部６５Ａと、放射状に形成されたロータ翼６５ｂを外周側の翼配列部６５Ｂとが一体に成形された動翼部６５が得られる。
【００３２】
図５は、図１に図示されたターボ分子ポンプ１の静翼部７５の平面図である。
各静翼部７１〜７７は、中心線上で２分割された一対の半円形の静翼部材により構成されている。そして、各静翼部７１〜７７は、動翼部６１〜６７と同様に、それぞれに形成されるステータ翼の翼角度は、下段側のものほど小さくなっている。但し、ステータ翼の傾斜方向は、ロータ翼の傾斜方向と逆方向である。
【００３３】
前段側の静翼部７１〜７４には、それぞれ、放射状に形成された複数のステータ翼が、半径方向において単列に形成されている。
一方、後段側の静翼部７５〜７７は、半径方向に配列された複数の翼配列部を有する。後段側の静翼部７５〜７７は、いずれも同様な構造を有しているが、以下は代表して、後部側の静翼部７５〜７７の中、最上段の静翼部７５を例として説明する。
上述した如く、静翼部７５は円形状部材を２分割して形成された、一対の半円形状の第１静翼部７５−１と第２静翼部７５−２により構成されている。第１静翼部７５−１と第２静翼部７５−２とは、同一の構造とされている。
【００３４】
静翼部７５は、上記した如く、２分割された第１、第２静翼部７５−１、７５−２により形成されている点を除けば、動翼部６５と同様な構造を有する。
すなわち、第１静翼部７５−１は、内周側の翼配列部７５Ａ１と外周側の翼配列部７５Ｂ１を有し、第２静翼部７５−２は、内周側の翼配列部７５Ａ２と外周側の翼配列部７５Ｂ２を有する。なお、第１静翼部７５−１の内周側の翼配列部７５Ａ１と第２静翼部７５−２の内周側の翼配列部７５Ａ２とにより内周側の翼配列部７５Ａが構成される。同様に、第１静翼部７５−１の外周側の翼配列部７５Ｂ１と第２静翼部７５−２の外周側の翼配列部７５Ｂ２とにより外周側の翼配列部７５Ｂが構成される。
【００３５】
第１静翼部７５−１において、内周側の翼配列部７５Ａ１に形成されたステータ翼７５ａ１の翼枚数は、外周側の翼配列部７５Ｂ１に形成されたステータ翼７５ｂ１の翼枚数よりも少ない。そして、翼配列部７５Ａ１および７５Ｂ１には、それぞれ、隣り合うステータ翼７５ａ１または７５ｂ１が重ならない領域である開口８１、８２が形成されている。
【００３６】
第２静翼部７５−２についても第１静翼部７５−１と同様であり、第２静翼部７５−２において、内周側の翼配列部７５Ａ２に形成されたステータ翼７５ａ２の翼枚数は、外周側の翼配列部７５Ｂ２に形成されたステータ翼７５ｂ２の翼枚数よりも少ない。そして、翼配列部７５Ａ２および７５Ｂ２の両部材には、隣り合うステータ翼７５ａ２または７５ｂ２が重ならない領域である開口８１、８２が形成されている。
【００３７】
上記の構造は、静翼部７６および７７においても同様である。
このように、一実施の形態においては、後段側の静翼部７５〜７７に、内周側の翼配列部と外周側の翼配列部との複数の翼配列部を設ける構造とした。
従って、動翼部６５〜６７の場合と同様に、内周側の翼配列部のロータ翼の翼枚数を、外周側の翼配列部の翼枚数とは異なる枚数とすることができ、隣り合うロータ翼が重ならない領域を自由に設定することができる。これにより、静翼部７５〜７７においても排気速度を向上することができる。
【００３８】
動翼部６５〜６７を、内周側と外周側に翼配列部を有する複数翼配列構造とし、静翼部７５〜７７を、内周側と外周側に翼配列部を有する複数翼配列構造とすることにより、排気速度の向上をより増大することができ、また、圧縮性能の向上を一層容易にすることが可能となる。
なお、上記一実施の形態において、後段側の動翼部６５〜６７と静翼部７５〜７７の一方のみに複数の翼配列部を設けるようにしてもよい。
【００３９】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２を示し、動翼部１１０の平面図である。実施形態２の動翼部は、静翼部７５〜７７に対しても同様に適用することが可能である。
図６は、動翼部１１０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
図６に図示された実施形態２の動翼部１１０が、実施形態１の動翼部６５と相違する点は、動翼部１１０に翼配列部が３列形成されている点である。
【００４０】
すなわち、動翼部１１０は、ロータ翼１１１ａが放射状に形成された内周側の翼配列部１１１、ロータ翼１１２ａが放射状に形成された中間の翼配列部１１２、ロータ翼１１３ａが放射状に形成された外周側の翼配列部１１３を有する。
中間の翼配列部１１２に形成されたロータ翼１１２ａの翼枚数は、外周側の翼配列部１１３に形成されたロータ翼１１３ａの翼枚数よりも少ない。また、内周側の翼配列部１１１に形成されたロータ翼１１１ａの翼枚数は、中間の翼配列部１１２に形成されたロータ翼１１２ａの翼枚数よりも少ない。
このようにして、各翼配列部１１１〜１１３のすべてに、隣り合うロータ翼１１１ａ〜１１３ａが重ならない領域である開口８１、８２、８５が形成されている。
【００４１】
実施形態２に示す動翼部１１０は、ダイカスト法または板金の成形または機械加工により形成することができる。
実施形態２においても、実施形態１と同様な効果を奏することができる。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
（実施形態３）
図７は、本発明の実施形態３を示し、動翼部１２０の平面図である。実施形態３の動翼部構造は、静翼部７５〜７７に対しても同様に適用することが可能である。
図７は、動翼部１２０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
図７に図示された実施形態３の動翼部１２０では、内周側の翼配列部１２１に形成されたロータ翼１２１ａおよび外周側の翼配列部１２２に形成されたロータ翼１２２ａが、それぞれ、内周側において隣り合う翼同士が重なる領域を有し、外周側において隣り合う翼同士が重ならない領域である開口８１、８２が形成されるように配列されている。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
実施形態３においても、実施形態１と同様な効果を奏する。
また、実施形態３の動翼部構造は、各翼配列部１２１および１２２の翼枚数が第１、第２の実施形態の場合よりも多く配列されており、圧縮比を大きくする必要があるＨ２等の軽ガスに対して適している。実施形態３に示す動翼部１２０は、機械加工により形成することができる。
【００４４】
（実施形態４）
図８は、本発明の実施形態４を示し、動翼部１３０の平面図である。図８は、動翼部１３０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
実施形態３の動翼部１３０は、図６に示す実施形態２の動翼部１１０と同様に、３列の翼配列部１３１〜１３３を有する。
ロータ翼１３１ａが形成された内周側の翼配列部１３１およびロータ翼１３２ａが形成された中間の翼配列部１３２は、実施形態１の翼配列部１１１および１１２と同様にダイカスト法または板金の成形により形成される。
外周側の翼配列部１３３は、ダイカスト法または板金の成形により形成することもできるが、機械加工により形成することもできる。
機械加工により形成する場合には、内側のリング部１３４と放射状のロータ翼１３３ａを機械加工により形成し、外側のリング部１３５を各ロータ翼１３３ａの外周側面に焼嵌めにより嵌合する。
【００４５】
機械加工により、リング部１３４と放射状のロータ翼１３３ａを作製する方法の一例を下記に示す。
（１）作製される動翼部１３０の外径よりも大きい外径を有する円柱状の素材を、旋盤等の工作機械に取り付け、切削により、ロータ翼１３３ａの外周側面を形成する。
（２）次に、各ロータ翼１３３ａ間を、切削により除去して、各ロータ翼１３３ａを所定の翼角度および所定の翼厚さに形成する。このとき、内側のリング部１３４の外周面１３４ａが形成される。
（３）次に、工作機械から、一旦、取り外して、各ロータ翼１３３ａの外周側面を工作機械により保持し、円柱状の素材の軸心側を切削し、内側のリング部１３４の内周面１３４ｂを形成する。
【００４６】
このようにしてロータ翼１３３ａが一体に形成されたリング部１３４を焼嵌めにより中間の翼配列部１３２の外周側のリング部１３２ｂに嵌合する。この後、外側のリング部１３５を各ロータ翼１３３ａの外周側面に焼嵌めにより嵌合することにより、図８に図示される動翼部１３０が作製される。外側のリング部１３５を省略した動翼部としてもよい。
【００４７】
実施形態４において、素材の材料の無駄を低減するため、予め、ダイカスト法等により、円柱状の素材の軸中心部分を中空とした円筒状の素材を形成しておくようにしてもよい。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
（実施形態５）
図９は、本発明の実施形態５を示し、動翼部１４０の平面図である。図９は、動翼部１４０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
実施形態５の動翼部１４０は、図７に示された実施形態３の動翼部１２０と同様な構造を有する。但し、実施形態５の動翼部１３０は機械加工により作製されるものである。
【００４９】
すなわち、内周側の翼配列部１４１は、機械加工によりロータ翼１４１ａとリング部１４１ｂが一体に形成されたものであり、外周側の翼配列部１４２は、機械加工によりロータ翼１４２ａとリング部１４２ｂが一体に形成されたものである。そして、焼嵌めにより、外周側の翼配列部１４２のリング部１４２ｂを内周側の翼配列部１４１のロータ翼１４１ａの外周側面に固定することにより図９に図示された動翼部１４０が作製される。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
図９に図示された動翼部１４０は、外周側の翼配列部１４２の各ロータ翼１４２ａの外周側面にリング部が取り付けられていないが、焼嵌め等により取り付けるようにしてもよい。
【００５１】
（実施形態６）
図１０（ａ）、図１０（ｂ）は本発明の実施形態６を示し、図１０（ａ）は、動翼部１５０の平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の矢印Ａ方向から観た動翼部１５０の一部を示す側面図である。実施形態６の動翼部構造は、静翼部７５〜７７に対しても同様に適用することが可能である。
図１０（ａ）は、動翼部１５０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
図１０（ａ）に示す動翼部１５０は、図７に図示された動翼部１２０と、平面視では、大略、同様であり、内周側の翼配列部１５１および外周側の翼配列部１５２は、それぞれ、隣り合うロータ翼１５１ａまたは１５２ａが重ならない領域である開口８１、８２を有する。
但し、図１０（ｂ）に図示されるように、動翼部１５０における内周側のロータ翼１５１ａと外周側のロータ翼１５２ａとは、翼角度が相違している。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
図面の明瞭化のため、図１０（ｂ）においては、内周側の翼配列部１５１に形成されたロータ翼１５１ａは点線により、外周側の翼配列部１５２に形成されたロータ翼１５２ａは実線により示されている。また、外周リング部９４および中間リング部９３は二点鎖線で示されている。
図１０（ｂ）図示されるように、内周側の翼配列部１５１に形成されたロータ翼１５１ａの翼角度（水平方向に対するに対する翼の傾斜角度）θ１は、外周側の翼配列部１５２に形成されたロータ翼１５２ａの翼角度θ２よりも大きい。換言すれば、内周側のロータ翼１５１ａは、外周側のロータ翼１５２ａよりも起立している。但し、内周側のロータ翼１５１ａおよび外周側のロータ翼１５２ａの翼高さ（軸方向の長さ）ｈは同一である。
【００５３】
このことは、内周側の隣り合うロータ翼１５１ａの間隔が外周側の隣り合うロータ翼１５２ａの間隔よりも広いことを意味する。すなわち、内周側のロータ翼１５１ａの翼角度が、外周側のロータ翼１５２ａの翼角度と同じ場合よりも、翼配列部１５１の排気速度は大きくなる。
従って、実施形態６においても実施形態１と同様な効果を奏する。また、内周側のロータ翼１５１ａおよび外周側のロータ翼の翼角度をそれぞれ独立して変更することにより、排気速度および圧縮比を任意に調整することが可能である。
【００５４】
なお、図１０（ｂ）に図示された実施形態では、内周側のロータ翼１５１ａおよび外周側のロータ翼１５２ａの翼高さ（軸方向の長さ）ｈは同一としている。しかし、内周側のロータ翼１５１ａと外周側のロータ翼１５２ａの翼高さは異なるようにしてもよい。また、実施形態６において、内周側の翼配列部１５１のロータ翼１５１ａと外周側の翼配列部１５２のロータ翼１５２ａの翼枚数を同一にして、翼角度のみが異なるようにしてもよい。
【００５５】
（実施形態７）
図１１は本発明の実施形態７としての動翼部１６０を示す。図１１は、図１０（ｂ）と同様に、動翼部１６０の側面から観た動翼部の一部を示す側面図である。実施形態７に示す構造は、静翼部７５〜７７に対しても同様に適用することが可能である。
図１１においても、図面の明瞭化のため、内周側のロータ翼１６１ａは点線により、外周側のロータ翼１５２ａは実線により示されている。また、外周リング部９４および中間リング部９３は二点鎖線で示されている。
【００５６】
図１１に図示されるように、内周側のロータ翼１６１ａの翼厚さｔ１は、外周側のロータ翼１５２ａの翼厚さｔ２よりも薄く形成されている。但し、内周側のロータ翼１６１ａおよび外周側のロータ翼１６２ａの翼枚数、翼角度θおよび翼高さ（軸方向の長さ）ｈは同一である。
このことは、内周側の隣り合うロータ翼１６１ａの間隔が外周側の隣り合うロータ翼１６２ａの間隔よりも広いことを意味する。すなわち、内周側のロータ翼１６１ａの翼厚さが外周側のロータ翼１６２ａの翼厚さと同じ場合よりも、翼配列部１６１の排気速度は大きくなる。
従って、実施形態７においても実施形態１と同様な効果を奏する。
なお、実施形態７において、内周側のロータ翼１６１ａと外周側のロータ翼１６２ａの翼枚数および/または翼角度を異なるようにしてもよい。
【００５７】
以上説明した通り、本発明によれば、放射状に形成されたロータ翼および/またはステータ翼が形成された翼配列部を、半径方向に複数列に設け、各翼配列部に、隣り合うロータ翼および/またはステータ翼が重ならない領域である開口８１、８２を設けたので、翼排気部２の排気速度を向上することができる。
【００５８】
なお、各実施形態において、後段側の複数の動翼部および静翼部に、複数の翼配列部を形成した構造で例示したが、複数の翼配列部は、動翼部または静翼部のいずれか一方にのみ、しかも、１段のみに形成するようにしてもよい。逆に、前段側の動翼部または静翼部の一部またはすべてに複数の翼配列部を形成してもよい。
また、各実施形態に示された構造を部分的に選択して組み合わせて翼排気部を構成するようにしてもよい。
【００５９】
その他、本発明は、発明の趣旨の範囲において種々変形して適用することが可能であり、要は、翼排気部を構成する動翼部または静翼部の少なくとも１つに、同心状に複数の翼配列部を設け、各翼配列部の翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つが異なるように形成すればよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ ターボ分子ポンプ
２ 翼排気部
２ａ 前段側翼排気部
２ｂ 後段側翼排気部
３ ネジ溝排気部
１２ 上ケース
１３ ベース
６０ ロータ
６０ａ 動翼固定部
６０ｂ ロータ円筒部
６１〜６７ 動翼部
６１ａ〜６７ａ ロータ翼
６５Ａ〜６７Ａ 内周側の翼配列部
６５Ｂ〜６７Ｂ 外周側の翼配列部
７１〜７７ 静翼部
７５−１ 第１静翼部
７５−２ 第２静翼部
７５Ａ１、７５Ａ２ 内周側の翼配列部
７５Ｂ１、７５Ｂ２ 外周側の翼配列部
８１、８２、８５ 開口
８３、８４ 支持部
１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０ 動翼部
１１１、１２１、１３１、１４１、１５１ 内周側の翼配列部
１１２、１３２ 中間の翼配列部
１１３、１２２、１３３、１４２、１５２ 外周側の翼配列部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ターボ分子ポンプおよびターボ分子ポンプ用の翼構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高真空あるいは超高真空を得るターボ分子ポンプは、ケース部材内において、多数のロータ翼を有するロータを高速に回転し、ロータ翼とケース部材の内面に配列されたステータ翼とにより気体分子を吸気口側から排気ポート側に移送する。ロータは、モータにより回転駆動されるロータ軸に取り付けられ、例えば、数万ｒ．ｐ．ｍ.の高速で回転される。
【０００３】
ターボ分子ポンプの排気性能の指標として、排気速度や圧縮比がある。排気速度や圧縮比は、ロータ翼およびステータ翼（以下、両部材の総称として排気用翼という）の翼枚数、翼長、翼高さ、翼角度および翼厚さ等により変化する。排気速度や圧縮比等の排気性能を評価する１つのパラメータとして開口率が挙げられる。開口率とは、被排気（吸気口）側からの平面視において、排気用翼の外径を直径とする円の面積に対する排気用翼以外の面積の割合、換言すれば、排気用翼が重ならない領域の面積の割合をいう。
【０００４】
例えば、排気用翼の翼枚数を増加すると開口率は減少し、翼角度を大きくすると開口率は増大する。開口率が大きいほど排気速度は大きくなるが、圧縮比は小さくなるという特性がある。開口率が大きいほど排気速度は大きくなると記載したが、Ｈ２ガス等の分子量が小さい気体においては、ロータ翼の周速度に対して平均自由行程が大きく、被排気側に逆流する確率が大きくなり、開口率が大きすぎても排気速度が低下する。
【０００５】
圧縮性能を確保するため、一般には、排気口側である後段側の排気用翼の開口率を前段側に比して小さくする。開口率を小さくするには、上述した如く、翼枚数を多くしたり、翼角度を小さくしたりする。
翼枚数を多くして圧縮性能を高める結果、排気用翼は内周側において隣り合う翼同士が重なり合う、換言すれば、平面視で隣り合う翼同士の間に開口が無い構造となる（例えば、特許文献１の図６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１０５８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
排気用翼の隣り合う翼同士が重なり合う領域においては、排気速度は、翼角度や翼厚さ等によっても変化するが、平面視において隣り合う翼同士間に開口がある場合に比して低下する場合がある。翼角度や翼厚さ等の要素が同一であることにより、翼の内周側と外周側で翼同士間の開口をいずれも最適なものとすることができない。例えば、翼内周側で開口を設けると、外周側の開口は大きくなりすぎ、結果として排気性能が著しく低下する場合があった。このため、排気用翼の内周側において平面視で隣り合う翼同士間に開口を設けられない構造では、その分、排気速度等の性能が低いものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のターボ分子ポンプは、ロータに一体的に設けられたロータ軸の周囲に、放射状に形成された複数のロータ翼を有する動翼部と、外周側がスペーサに支持され、放射状に形成された複数のステータ翼を有する静翼部とがロータ軸の軸方向に多段に配列され、モータによりロータを回転して、動翼部と静翼部が多段に配列されて構成された翼排気部により、気体を吸気口から吸入し、排気口に移送するターボ分子ポンプにおいて、翼排気部の所定の段における動翼部または静翼部の少なくとも一方は、半径方向において複数列の翼配列部を同心状に有し、かつ、翼配列部に形成されたロータ翼またはステータ翼は、翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つが他の翼配列部に形成されたロータ翼またはステータ翼と異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、動翼部または静翼部の少なくとも一方には、放射状に形成された複数のロータ翼またはステータ翼を有する翼配列部が半径方向に複数列に配列されている。したがって、各翼配列部のロータ翼またはステータ翼は、翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つを他の翼配列部のものとの調整を図りながら最適なものとすることが可能となり、これにより、排気速度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係るターボ分子ポンプの一実施の形態を示す断面図。
【図２】図１に図示されたターボ分子ポンプの翼排気部の拡大断面図。
【図３】図１に図示されたロータを被排気側から観た平面図。
【図４】図３に図示された後段側の動翼部の一部を示す拡大平面図。
【図５】図２に図示されたターボ分子ポンプの静翼部の平面図。
【図６】本発明の実施形態２としての動翼部または静翼部の平面図。
【図７】本発明の実施形態３としての動翼部または静翼部の平面図。
【図８】本発明の実施形態４としての動翼部の平面図。
【図９】本発明の実施形態５としての動翼部の平面図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態６を示し、（ａ）は動翼部または静翼部の平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａ方向から観た動翼部または静翼部の一部を示す側面図。
【図１１】本発明の実施形態７を示し、動翼部または静翼部の一部を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、図を参照して本発明に係るターボ分子ポンプ１の一実施の形態について説明する。
図１には、磁気軸受式のターボ分子ポンプの断面図が示されている。ターボ分子ポンプ１は、上ケース１２とベース１３からなるケース部材１１を備えている。上ケース１２とベース１３はシール部材４２を介して密着して固定され、ケース部材１１の内部は外部から密封された構造とされている。
【００１２】
ケース部材１１の中心軸上には、ロータ軸５が配置されている。ロータ軸５上にはロータ軸５と同軸上に取り付けられたロータ６０が配置されている。ロータ軸５とロータ６０とは、ボルト等の締結部材４８により強固に固定されている。
ロータ軸５は、ラジアル方向の磁気軸受３１（２箇所）およびスラスト方向の磁気軸受３２（上下一対）によって非接触で支持される。ロータ軸５の浮上位置は、ラジアル変位センサ３３ａ、３３ｂおよびアキシャル変位センサ３３ｃによって検出される。磁気軸受３１、３２によって回転自在に磁気浮上されたロータ軸５は、モータ３５により高速回転駆動される。
【００１３】
ロータ軸５の下面には、メカニカルベアリング３４を介してロータディスク３８が取り付けられている。また、ロータ軸５の上部側にはメカニカルベアリング３６が設けられている。メカニカルベアリング３４、３６は非常用のメカニカルベアリングであり、磁気軸受が作動していない時にはメカニカルベアリング３４、３６によりロータ軸５が支持される。
【００１４】
ロータ６０は、上部側の動翼固定部６０ａと、下部側のロータ円筒部６０ｂとの二段構造を有する。動翼固定部６０ａには、後述する動翼部６１〜６７が固定されている。最終段、すなわち、最も排気口側の動翼部６７から下方は、ロータ円筒部６０ｂとされている。
動翼固定部６０ａの外周には、動翼部６１〜６７と静翼部７１〜７７が設けられている。上下一対の動翼部の間には、静翼部７１〜７７がリング状のスペーサ２１を間に挟んで設けられ、これにより動翼部６１〜６７および静翼部７１〜７７がポンプの軸方向に多段に積層されている。各段の静翼部７１〜７７は、後述する如く、平面視で半円形に分割されている。
【００１５】
動翼部６１〜６７と静翼部７１〜７７を、図１に図示される如く、多段に積層された構造に組立てる方法の一例を以下に示す。予め、ロータ６０の動翼固定部６０ａに、動翼部６１〜６７を固定しておく。各動翼部６１〜６７の間に、半円形の静翼部７１〜７７を、それぞれ、各動翼部６１〜６７の対向する外周側から挿入する。この組付け作業は、軸方向における下段側の動翼部６７側から、上段側の動翼部６１側に向けて順次行う。つまり、静翼部７７を挿入したら、静翼部７７の外周縁上にスペーサ２１を搭載し、次に静翼部７６を挿入して静翼部７６の外周縁上にスペーサ２１を搭載する、という作業を繰り返す。各スペーサ２１は各動翼部６７〜６１の外径より大きく、静翼部７７〜７１より小さい内径を有するリング形状を有しているので、この組付け作業は容易である。最上段の静翼部７１を動翼部６２と６１との間に挿入したら、ロータ６０と共に、静翼部７７〜７１およびスペーサ２１を軸方向における下方側に移動して上ケース１２内に収容する。そして、締結部材４８により、ロータ６０をロータ軸５に締結する。
【００１６】
ロータ６０のロータ円筒部６０ｂの外周側には、リング状のネジステータ８がボルト４１によりベース１３に固定されている。ネジステータ８は螺旋状突部８ａを有し、螺旋状突部８ａ間にはネジ溝部８ｂが形成されている。ロータ６０のロータ円筒部６０ｂの外周面とネジステータ８の内周面とは、ロータ６０が高速に回転したときに、気体分子を上方から下方に移送することができるような間隙が設けられている。
【００１７】
ベース１３には排気ポート４５が設けられ、この排気ポート４５にバックポンプが接続される。ロータ６０が取り付けられたロータ軸５を磁気浮上させ、この状態でモータ３５によりロータ軸５高速回転駆動することにより、吸気口１５側の気体分子が排気ポート４５側へと排気される。
【００１８】
ターボ分子ポンプ１は、上ケース１２の内部空間に翼排気部２を有し、ベース１３の内部空間にネジ溝排気部３を有するターボ分子ポンプである。翼排気部２は複数段の動翼部６１〜６７と複数段の静翼部７１〜７７とで構成されている。図１に図示の例では、翼排気部２は７段の動翼部６１〜６７と静翼部７１〜７７とにより構成され、被排気（吸気口）側の４段の動翼部６１〜６４および静翼部７１〜７４が前段側翼排気部２ａを構成し、排気口側の３段の動翼部６５〜６７および静翼部７５〜７７が後段側翼排気部２ｂを構成している。
ネジ溝排気部３はロータ円筒部６０ｂとネジステータ８とで構成されている。
【００１９】
フランジ１７は、締結部材（図示せず）により、図示しない真空チャンバの排気系の取付部に取りつけられる。モータ３５によりロータ６０を回転駆動すると真空チャンバ内の気体分子が吸気口１５から流入する。吸気口１５から流入した気体分子は翼排気部２において、下流側へと叩き飛ばされる。図示はしないが、動翼部６１〜６７のロータ翼と静翼部７１〜７７のステータ翼とは翼の傾斜方向が逆であり、且つ、傾斜角度は、高真空側である前段側から下流側である後段側に向けて、気体分子が逆行しにくい角度に変化して形成されている。気体分子は、翼排気部２において圧縮されて図示下方のネジ溝排気部３へ移送される。
【００２０】
ネジ溝排気部３においては、ネジステータ８に対してロータ円筒部６０ｂが高速回転すると粘性流による排気機能が発生し、翼排気部２からネジ溝排気部３へと移送された気体は圧縮されながら排気ポート４５へ移送され真空排気される。
【００２１】
図２は、翼排気部２の拡大断面図である。図２においては、軸芯から半分が図示されている。
ロータ６０は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム系合金により形成されている。ロータ６０の上部側の動翼固定部６０ａには、複数の動翼部６１〜６７が固定されている。各動翼部６１〜６７はアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成されており、例えば焼嵌めにより開口部９１が動翼固定部６０ａの外周に固定される。上述した如く、被排気側の４段の動翼部６１〜６４は前段側翼排気部２ａを構成し、排気口側の３段の動翼部６５〜６７は後段側翼排気部２ｂを構成している。また、被排気側の４段の静翼部７１〜７４は前段側翼排気部２ａを構成し、排気口側の３段の静翼部７５〜７７は後段側翼排気部２ｂを構成している。
【００２２】
各動翼部６１〜６７には、それぞれ、ロータ６０の軸心から放射状に延設されたロータ翼６１ａ〜６７ａが形成されている。各段の動翼部６１〜６７に形成されたすべてのロータ翼６１ａ〜６７ａは、それぞれ、翼長（根元部から先端部までの長さ）が同一である。また、各段の動翼部６１〜６７に形成されたロータ翼６１ａ〜６７ａは、それぞれ、軸心に対して、同一の傾斜角度で傾斜されており、翼の高さ（軸方向の長さ）は同一である。
【００２３】
動翼部６１〜６７のそれぞれに形成されるロータ翼６１ａ〜６７ａの水平方向（軸心に直交する方向）に対する傾斜角度（翼角度）は、下段側のものほど小さくなっている。換言すれば、下段側のロータ翼ほど、軸心に対して水平に近い角度に形成されている。
これにより、気体分子が下段側から上段側に逆行し難くなっている。
前段側の動翼部６１〜６４には、それぞれ、放射状に形成された複数のロータ翼６１ａ〜６４ａ（図１参照）が、半径方向において単列に形成されている。
【００２４】
図３は、図１に図示されたターボ分子ポンプ１の翼排気部２の後段側の動翼部６５を被排気側から観た平面図であり、図４は、図３に図示された動翼部６５の一部の拡大平面図である。
後段側の動翼部６５〜６７は、図３に図示されるように、内周側および外周側の翼配列部６５Ａ、６５Ｂを有する。後段側の動翼部６５〜６７は、いずれも同様な構造を有しているが、以下は代表して、後部側の動翼部６５〜６７の中、最上段の動翼部６５を例として説明する。
動翼部６５は、放射状に形成された複数のロータ翼６５ａを有する内周側の翼配列部６５Ａと、放射状に形成された複数のロータ翼６５ｂを有する外周側の翼配列部６５Ｂとを有する。つまり、ポンプ回転軸に対して同軸に設けられ、半径方向に連続して配列された内周側の翼配列部６５Ａと外周側の翼配列部６５Ｂの２つの翼配列部を有している。ロータ翼６５ａは、内周リング部９２と中間リング部９３の間に配列され、ロータ翼６５ｂは、中間リング部９３と外周リング部９４の間に配列され、全体が一体的に形成されている。
【００２５】
内周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａの翼枚数は、外周側の翼配列部６５Ｂに形成されたロータ翼６５ｂの翼枚数よりも少ない。
図３に図示された一実施の形態では、外周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａの翼枚数は４０枚であるに比し、内周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａの翼枚数は半数の２０枚として示されている。
そして、内周側の翼配列部６５Ａには、隣り合うロータ翼６５ａの間に、ロータ翼６５ａが重ならない領域、換言すれば、平面視で、隣り合うロータ翼６５ａの間に開口８１が形成されている。つまり、翼配列部６５Ａの隣り合うロータ翼６５ａ間には、軸方向に貫通する開口８１が形成されている。また、外周側の翼配列部６５Ｂにも、隣り合うロータ翼６５ｂの間に、ロータ翼６５ｂが重ならない領域である開口８２が形成されている。
【００２６】
このように、一実施の形態においては、動翼部６５の内周側と外周側に翼配列部６５Ａ、６５Ｂを形成した。これにより、内周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａの翼枚数を、外周側におけるロータ翼６５ｂより少なくして、内周側の翼配列部６５Ａに、隣り合うロータ翼６５ａが重ならない領域である開口８１を形成することが可能となる。
【００２７】
なお、図３に図示された実施形態では、内周側の翼配列部６５Ａに形成されたロータ翼６５ａは、翼長全体に亘り隣り合うロータ翼６５ａが重ならない領域である開口８１とされているが、隣り合うロータ翼６５ａは根元部で重なり合うように構成してもよい。
【００２８】
隣り合うロータ翼６５ａが平面視で重なっている場合でも、各ロータ翼６５ａは円周方向に離間して配列されているので、円周方向外側に間隙を有している。本実施形態のように、ロータ翼６５ａの翼枚数を、ロータ翼６５ｂの翼枚数よりも少なくして、平面視で重ならない領域をより大きくすることで、排気速度を向上することができる。すなわち、ロータ翼６５ａの排気速度は、翼角度、翼厚さ等のパラメータの影響を受けるが、外周側のロータ翼６５ｂと同じ枚数の単列のロータ翼を用いる従来例に比べて、排気速度を向上することができるのである。
動翼部６５の内周側の翼配列部６５Ａに開口８１を形成するにあたっては、所望の圧縮性能を維持するように開口率を設定しつつ排気速度を向上することができるため、翼角度等を適宜に設定して圧縮性能を向上することも可能になる。
【００２９】
動翼部６６、６７においても、動翼部６５と同様に、ポンプ回転軸に対して同軸に設けられ、半径方向に連続して内周側の翼配列部６６Ａ、６７Ａと外周側の翼配列部６６Ｂ、６７Ｂが形成されている（図２参照）。
動翼部６６は、動翼部６５と同一の寸法、構造を有し、翼枚数、翼長さ、翼角度、翼厚さおよび翼高さが同一である。
図示はしないが、動翼部６６、６７の内周側の翼配列部６６Ａ、６７Ａと外周側の翼配列部６６Ｂ、６７Ｂにも、それぞれ、隣り合うロータ翼が重ならない領域である開口８１、８２が形成されている。
従って、動翼部６６および６７においても、動翼部６５と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３０】
動翼部６５〜６７は、ダイカスト法または板金の成形または機械加工により形成することができる。
図４を参照して、板金の成形により動翼部６５を形成する方法について説明する。
打ち抜き加工により板材に内周リング部９２、中間リング部９３、外周リング部９４および内周側のロータ翼６５ａ、外周側のロータ翼６５ｂを形成する。打ち抜きは、内周側のロータ翼６５ａが一対の支持部８３により内周リング部９２および中間リング部９３に連結され、外周側のロータ翼６５ｂが一対の支持部８４により中間リング部９３および外周リング部９４に連結されるように行う。打ち抜きにより、開口８１、８２が形成される。
【００３１】
次に、曲げ成形により、支持部８３、８４を捩り軸芯としてロータ翼６５ａ、６５ｂを捩り、内周側および外周側のロータ翼６５ａ、６５ｂを所定の翼角度に傾斜させる。このようにして、放射状に形成されたロータ翼６５ａを有する内周側の翼配列部６５Ａと、放射状に形成されたロータ翼６５ｂを外周側の翼配列部６５Ｂとが一体に成形された動翼部６５が得られる。
【００３２】
図５は、図１に図示されたターボ分子ポンプ１の静翼部７５の平面図である。
各静翼部７１〜７７は、中心線上で２分割された一対の半円形の静翼部材により構成されている。そして、各静翼部７１〜７７は、動翼部６１〜６７と同様に、それぞれに形成されるステータ翼の翼角度は、下段側のものほど小さくなっている。但し、ステータ翼の傾斜方向は、ロータ翼の傾斜方向と逆方向である。
【００３３】
前段側の静翼部７１〜７４には、それぞれ、放射状に形成された複数のステータ翼が、半径方向において単列に形成されている。
一方、後段側の静翼部７５〜７７は、半径方向に配列された複数の翼配列部を有する。後段側の静翼部７５〜７７は、いずれも同様な構造を有しているが、以下は代表して、後部側の静翼部７５〜７７の中、最上段の静翼部７５を例として説明する。
上述した如く、静翼部７５は円形状部材を２分割して形成された、一対の半円形状の第１静翼部７５−１と第２静翼部７５−２により構成されている。第１静翼部７５−１と第２静翼部７５−２とは、同一の構造とされている。
【００３４】
静翼部７５は、上記した如く、２分割された第１、第２静翼部７５−１、７５−２により形成されている点を除けば、動翼部６５と同様な構造を有する。
すなわち、第１静翼部７５−１は、内周側の翼配列部７５Ａ１と外周側の翼配列部７５Ｂ１を有し、第２静翼部７５−２は、内周側の翼配列部７５Ａ２と外周側の翼配列部７５Ｂ２を有する。なお、第１静翼部７５−１の内周側の翼配列部７５Ａ１と第２静翼部７５−２の内周側の翼配列部７５Ａ２とにより内周側の翼配列部７５Ａが構成される。同様に、第１静翼部７５−１の外周側の翼配列部７５Ｂ１と第２静翼部７５−２の外周側の翼配列部７５Ｂ２とにより外周側の翼配列部７５Ｂが構成される。
【００３５】
第１静翼部７５−１において、内周側の翼配列部７５Ａ１に形成されたステータ翼７５ａ１の翼枚数は、外周側の翼配列部７５Ｂ１に形成されたステータ翼７５ｂ１の翼枚数よりも少ない。そして、翼配列部７５Ａ１および７５Ｂ１には、それぞれ、隣り合うステータ翼７５ａ１または７５ｂ１が重ならない領域である開口８１、８２が形成されている。
【００３６】
第２静翼部７５−２についても第１静翼部７５−１と同様であり、第２静翼部７５−２において、内周側の翼配列部７５Ａ２に形成されたステータ翼７５ａ２の翼枚数は、外周側の翼配列部７５Ｂ２に形成されたステータ翼７５ｂ２の翼枚数よりも少ない。そして、翼配列部７５Ａ２および７５Ｂ２の両部材には、隣り合うステータ翼７５ａ２または７５ｂ２が重ならない領域である開口８１、８２が形成されている。
【００３７】
上記の構造は、静翼部７６および７７においても同様である。
このように、一実施の形態においては、後段側の静翼部７５〜７７に、内周側の翼配列部と外周側の翼配列部との複数の翼配列部を設ける構造とした。
従って、動翼部６５〜６７の場合と同様に、内周側の翼配列部のロータ翼の翼枚数を、外周側の翼配列部の翼枚数とは異なる枚数とすることができ、隣り合うロータ翼が重ならない領域を自由に設定することができる。これにより、静翼部７５〜７７においても排気速度を向上することができる。
【００３８】
動翼部６５〜６７を、内周側と外周側に翼配列部を有する複数翼配列構造とし、静翼部７５〜７７を、内周側と外周側に翼配列部を有する複数翼配列構造とすることにより、排気速度の向上をより増大することができ、また、圧縮性能の向上を一層容易にすることが可能となる。
なお、上記一実施の形態において、後段側の動翼部６５〜６７と静翼部７５〜７７の一方のみに複数の翼配列部を設けるようにしてもよい。
【００３９】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２を示し、動翼部１１０の平面図である。実施形態２の動翼部は、静翼部７５〜７７に対しても同様に適用することが可能である。
図６は、動翼部１１０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
図６に図示された実施形態２の動翼部１１０が、実施形態１の動翼部６５と相違する点は、動翼部１１０に翼配列部が３列形成されている点である。
【００４０】
すなわち、動翼部１１０は、ロータ翼１１１ａが放射状に形成された内周側の翼配列部１１１、ロータ翼１１２ａが放射状に形成された中間の翼配列部１１２、ロータ翼１１３ａが放射状に形成された外周側の翼配列部１１３を有する。
中間の翼配列部１１２に形成されたロータ翼１１２ａの翼枚数は、外周側の翼配列部１１３に形成されたロータ翼１１３ａの翼枚数よりも少ない。また、内周側の翼配列部１１１に形成されたロータ翼１１１ａの翼枚数は、中間の翼配列部１１２に形成されたロータ翼１１２ａの翼枚数よりも少ない。
このようにして、各翼配列部１１１〜１１３のすべてに、隣り合うロータ翼１１１ａ〜１１３ａが重ならない領域である開口８１、８２、８５が形成されている。
【００４１】
実施形態２に示す動翼部１１０は、ダイカスト法または板金の成形または機械加工により形成することができる。
実施形態２においても、実施形態１と同様な効果を奏することができる。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
（実施形態３）
図７は、本発明の実施形態３を示し、動翼部１２０の平面図である。実施形態３の動翼部構造は、静翼部７５〜７７に対しても同様に適用することが可能である。
図７は、動翼部１２０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
図７に図示された実施形態３の動翼部１２０では、内周側の翼配列部１２１に形成されたロータ翼１２１ａおよび外周側の翼配列部１２２に形成されたロータ翼１２２ａが、それぞれ、内周側において隣り合う翼同士が重なる領域を有し、外周側において隣り合う翼同士が重ならない領域である開口８１、８２が形成されるように配列されている。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
実施形態３においても、実施形態１と同様な効果を奏する。
また、実施形態３の動翼部構造は、各翼配列部１２１および１２２の翼枚数が第１、第２の実施形態の場合よりも多く配列されており、圧縮比を大きくする必要があるＨ２等の軽ガスに対して適している。実施形態３に示す動翼部１２０は、機械加工により形成することができる。
【００４４】
（実施形態４）
図８は、本発明の実施形態４を示し、動翼部１３０の平面図である。図８は、動翼部１３０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
実施形態３の動翼部１３０は、図６に示す実施形態２の動翼部１１０と同様に、３列の翼配列部１３１〜１３３を有する。
ロータ翼１３１ａが形成された内周側の翼配列部１３１およびロータ翼１３２ａが形成された中間の翼配列部１３２は、実施形態１の翼配列部１１１および１１２と同様にダイカスト法または板金の成形により形成される。
外周側の翼配列部１３３は、ダイカスト法または板金の成形により形成することもできるが、機械加工により形成することもできる。
機械加工により形成する場合には、内側のリング部１３４と放射状のロータ翼１３３ａを機械加工により形成し、外側のリング部１３５を各ロータ翼１３３ａの外周側面に焼嵌めにより嵌合する。
【００４５】
機械加工により、リング部１３４と放射状のロータ翼１３３ａを作製する方法の一例を下記に示す。
（１）作製される動翼部１３０の外径よりも大きい外径を有する円柱状の素材を、旋盤等の工作機械に取り付け、切削により、ロータ翼１３３ａの外周側面を形成する。
（２）次に、各ロータ翼１３３ａ間を、切削により除去して、各ロータ翼１３３ａを所定の翼角度および所定の翼厚さに形成する。このとき、内側のリング部１３４の外周面１３４ａが形成される。
（３）次に、工作機械から、一旦、取り外して、各ロータ翼１３３ａの外周側面を工作機械により保持し、円柱状の素材の軸心側を切削し、内側のリング部１３４の内周面１３４ｂを形成する。
【００４６】
このようにしてロータ翼１３３ａが一体に形成されたリング部１３４を焼嵌めにより中間の翼配列部１３２の外周側のリング部１３２ｂに嵌合する。この後、外側のリング部１３５を各ロータ翼１３３ａの外周側面に焼嵌めにより嵌合することにより、図８に図示される動翼部１３０が作製される。外側のリング部１３５を省略した動翼部としてもよい。
【００４７】
実施形態４において、素材の材料の無駄を低減するため、予め、ダイカスト法等により、円柱状の素材の軸中心部分を中空とした円筒状の素材を形成しておくようにしてもよい。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
（実施形態５）
図９は、本発明の実施形態５を示し、動翼部１４０の平面図である。図９は、動翼部１４０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
実施形態５の動翼部１４０は、図７に示された実施形態３の動翼部１２０と同様な構造を有する。但し、実施形態５の動翼部１３０は機械加工により作製されるものである。
【００４９】
すなわち、内周側の翼配列部１４１は、機械加工によりロータ翼１４１ａとリング部１４１ｂが一体に形成されたものであり、外周側の翼配列部１４２は、機械加工によりロータ翼１４２ａとリング部１４２ｂが一体に形成されたものである。そして、焼嵌めにより、外周側の翼配列部１４２のリング部１４２ｂを内周側の翼配列部１４１のロータ翼１４１ａの外周側面に固定することにより図９に図示された動翼部１４０が作製される。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
図９に図示された動翼部１４０は、外周側の翼配列部１４２の各ロータ翼１４２ａの外周側面にリング部が取り付けられていないが、焼嵌め等により取り付けるようにしてもよい。
【００５１】
（実施形態６）
図１０（ａ）、図１０（ｂ）は本発明の実施形態６を示し、図１０（ａ）は、動翼部１５０の平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の矢印Ａ方向から観た動翼部１５０の一部を示す側面図である。実施形態６の動翼部構造は、静翼部７５〜７７に対しても同様に適用することが可能である。
図１０（ａ）は、動翼部１５０の１/４周、すなわち、９０度の領域の平面図であるが、他の領域も同様な構造を有する。
図１０（ａ）に示す動翼部１５０は、図７に図示された動翼部１２０と、平面視では、大略、同様であり、内周側の翼配列部１５１および外周側の翼配列部１５２は、それぞれ、隣り合うロータ翼１５１ａまたは１５２ａが重ならない領域である開口８１、８２を有する。
但し、図１０（ｂ）に図示されるように、動翼部１５０における内周側のロータ翼１５１ａと外周側のロータ翼１５２ａとは、翼角度が相違している。
なお、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
図面の明瞭化のため、図１０（ｂ）においては、内周側の翼配列部１５１に形成されたロータ翼１５１ａは点線により、外周側の翼配列部１５２に形成されたロータ翼１５２ａは実線により示されている。また、外周リング部９４および中間リング部９３は二点鎖線で示されている。
図１０（ｂ）図示されるように、内周側の翼配列部１５１に形成されたロータ翼１５１ａの翼角度（水平方向に対するに対する翼の傾斜角度）θ１は、外周側の翼配列部１５２に形成されたロータ翼１５２ａの翼角度θ２よりも大きい。換言すれば、内周側のロータ翼１５１ａは、外周側のロータ翼１５２ａよりも起立している。但し、内周側のロータ翼１５１ａおよび外周側のロータ翼１５２ａの翼高さ（軸方向の長さ）ｈは同一である。
【００５３】
このことは、内周側の隣り合うロータ翼１５１ａの間隔が外周側の隣り合うロータ翼１５２ａの間隔よりも広いことを意味する。すなわち、内周側のロータ翼１５１ａの翼角度が、外周側のロータ翼１５２ａの翼角度と同じ場合よりも、翼配列部１５１の排気速度は大きくなる。
従って、実施形態６においても実施形態１と同様な効果を奏する。また、内周側のロータ翼１５１ａおよび外周側のロータ翼の翼角度をそれぞれ独立して変更することにより、排気速度および圧縮比を任意に調整することが可能である。
【００５４】
なお、図１０（ｂ）に図示された実施形態では、内周側のロータ翼１５１ａおよび外周側のロータ翼１５２ａの翼高さ（軸方向の長さ）ｈは同一としている。しかし、内周側のロータ翼１５１ａと外周側のロータ翼１５２ａの翼高さは異なるようにしてもよい。また、実施形態６において、内周側の翼配列部１５１のロータ翼１５１ａと外周側の翼配列部１５２のロータ翼１５２ａの翼枚数を同一にして、翼角度のみが異なるようにしてもよい。
【００５５】
（実施形態７）
図１１は本発明の実施形態７としての動翼部１６０を示す。図１１は、図１０（ｂ）と同様に、動翼部１６０の側面から観た動翼部の一部を示す側面図である。実施形態７に示す構造は、静翼部７５〜７７に対しても同様に適用することが可能である。
図１１においても、図面の明瞭化のため、内周側のロータ翼１６１ａは点線により、外周側のロータ翼１５２ａは実線により示されている。また、外周リング部９４および中間リング部９３は二点鎖線で示されている。
【００５６】
図１１に図示されるように、内周側のロータ翼１６１ａの翼厚さｔ１は、外周側のロータ翼１５２ａの翼厚さｔ２よりも薄く形成されている。但し、内周側のロータ翼１６１ａおよび外周側のロータ翼１６２ａの翼枚数、翼角度θおよび翼高さ（軸方向の長さ）ｈは同一である。
このことは、内周側の隣り合うロータ翼１６１ａの間隔が外周側の隣り合うロータ翼１６２ａの間隔よりも広いことを意味する。すなわち、内周側のロータ翼１６１ａの翼厚さが外周側のロータ翼１６２ａの翼厚さと同じ場合よりも、翼配列部１６１の排気速度は大きくなる。
従って、実施形態７においても実施形態１と同様な効果を奏する。
なお、実施形態７において、内周側のロータ翼１６１ａと外周側のロータ翼１６２ａの翼枚数および/または翼角度を異なるようにしてもよい。
【００５７】
以上説明した通り、本発明によれば、放射状に形成されたロータ翼および/またはステータ翼が形成された翼配列部を、半径方向に複数列に設け、各翼配列部に、隣り合うロータ翼および/またはステータ翼が重ならない領域である開口８１、８２を設けたので、翼排気部２の排気速度を向上することができる。
【００５８】
なお、各実施形態において、後段側の複数の動翼部および静翼部に、複数の翼配列部を形成した構造で例示したが、複数の翼配列部は、動翼部または静翼部のいずれか一方にのみ、しかも、１段のみに形成するようにしてもよい。逆に、前段側の動翼部または静翼部の一部またはすべてに複数の翼配列部を形成してもよい。
また、各実施形態に示された構造を部分的に選択して組み合わせて翼排気部を構成するようにしてもよい。
【００５９】
その他、本発明は、発明の趣旨の範囲において種々変形して適用することが可能であり、要は、翼排気部を構成する動翼部または静翼部の少なくとも１つに、同心状に複数の翼配列部を設け、各翼配列部の翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つが異なるように形成すればよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ ターボ分子ポンプ
２ 翼排気部
２ａ 前段側翼排気部
２ｂ 後段側翼排気部
３ ネジ溝排気部
１２ 上ケース
１３ ベース
６０ ロータ
６０ａ 動翼固定部
６０ｂ ロータ円筒部
６１〜６７ 動翼部
６１ａ〜６７ａ ロータ翼
６５Ａ〜６７Ａ 内周側の翼配列部
６５Ｂ〜６７Ｂ 外周側の翼配列部
７１〜７７ 静翼部
７５−１ 第１静翼部
７５−２ 第２静翼部
７５Ａ１、７５Ａ２ 内周側の翼配列部
７５Ｂ１、７５Ｂ２ 外周側の翼配列部
８１、８２、８５ 開口
８３、８４ 支持部
１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０ 動翼部
１１１、１２１、１３１、１４１、１５１ 内周側の翼配列部
１１２、１３２ 中間の翼配列部
１１３、１２２、１３３、１４２、１５２ 外周側の翼配列部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータに一体的に設けられたロータ軸の周囲に、放射状に形成された複数のロータ翼を有する動翼部と、外周側がスペーサに支持され、放射状に形成された複数のステータ翼を有する静翼部とが前記ロータ軸の軸方向に多段に配列され、モータにより前記ロータを回転して、前記動翼部と前記静翼部が多段に配列されて構成された翼排気部により、気体を吸気口から吸入し、排気口に移送するターボ分子ポンプにおいて、
前記翼排気部の所定の段における前記動翼部または前記静翼部の少なくとも一方は、半径方向において複数列の翼配列部を同心状に有し、かつ、前記各翼配列部に形成された前記ロータ翼または前記ステータ翼は、翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つが他の前記翼配列部に形成された前記ロータ翼または前記ステータ翼と異なることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、前記翼配列部は、各列において、前記ロータ翼または前記ステータ翼が平面視で重ならない領域を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のターボ分子ポンプにおいて、内周側の前記翼配列部の前記ロータ翼または前記ステータ翼は、少なくとも、外周側の前記翼配列部に比して、翼枚数が少ないか、翼角度が大きいかまたは翼厚さが薄いかのいずれかの構造を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のターボ分子ポンプにおいて、複数列の前記翼配列部を有する前記動翼部または前記静翼部には、前記排気口に最も近い最終段の前記動翼部または前記静翼部が含まれることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のターボ分子ポンプにおいて、前記最終段の動翼部または前記静翼部の両方が、複数列の前記翼配列部を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のターボ分子ポンプにおいて、内周側および外周側の前記翼配列部に形成された前記ロータ翼または前記ステータ翼の翼枚数、翼角度および翼厚さが、互いに同一である複数の前記動翼部または前記静翼部を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項７】
ロータ翼またはステータ翼が放射状に形成された翼配列部が、半径方向において複数列同心状に形成され、かつ、前記翼配列部は、各列において、前記ロータ翼または前記ステータ翼が、平面視で重ならない領域を有することを特徴とするターボ分子ポンプ用の翼構造。
【請求項１】
ロータに一体的に設けられたロータ軸の周囲に、放射状に形成された複数のロータ翼を有する動翼部と、外周側がスペーサに支持され、放射状に形成された複数のステータ翼を有する静翼部とが前記ロータ軸の軸方向に多段に配列され、モータにより前記ロータを回転して、前記動翼部と前記静翼部が多段に配列されて構成された翼排気部により、気体を吸気口から吸入し、排気口に移送するターボ分子ポンプにおいて、
前記翼排気部の所定の段における前記動翼部または前記静翼部の少なくとも一方は、半径方向において複数列の翼配列部を同心状に有し、かつ、前記各翼配列部に形成された前記ロータ翼または前記ステータ翼は、翼枚数、翼角度または翼厚さの少なくとも１つが他の前記翼配列部に形成された前記ロータ翼または前記ステータ翼と異なることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、前記翼配列部は、各列において、前記ロータ翼または前記ステータ翼が平面視で重ならない領域を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のターボ分子ポンプにおいて、内周側の前記翼配列部の前記ロータ翼または前記ステータ翼は、少なくとも、外周側の前記翼配列部に比して、翼枚数が少ないか、翼角度が大きいかまたは翼厚さが薄いかのいずれかの構造を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のターボ分子ポンプにおいて、複数列の前記翼配列部を有する前記動翼部または前記静翼部には、前記排気口に最も近い最終段の前記動翼部または前記静翼部が含まれることを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のターボ分子ポンプにおいて、前記最終段の動翼部または前記静翼部の両方が、複数列の前記翼配列部を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のターボ分子ポンプにおいて、内周側および外周側の前記翼配列部に形成された前記ロータ翼または前記ステータ翼の翼枚数、翼角度および翼厚さが、互いに同一である複数の前記動翼部または前記静翼部を有することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項７】
ロータ翼またはステータ翼が放射状に形成された翼配列部が、半径方向において複数列同心状に形成され、かつ、前記翼配列部は、各列において、前記ロータ翼または前記ステータ翼が、平面視で重ならない領域を有することを特徴とするターボ分子ポンプ用の翼構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−９２０６３（Ｐ２０１３−９２０６３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３０６０（Ｐ２０１１−２３３０６０）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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