分子ポンプ
【課題】強い磁場内でも安全に運転することができて、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いような構造のシールド機能を有する分子ポンプを提供する。
【解決手段】ターボ分子ポンプ部Ｔのロータの動翼２Ａを囲むケーシング６Ａとねじ溝ポンプ部Ｓの外部を覆うケーシング６Ｂとを軟磁性材料からなる一体のケーシング６にて形成すると共に、該ケーシング６の下方部をポンプ本体Ｐの下端部より下方に延長した。
【解決手段】ターボ分子ポンプ部Ｔのロータの動翼２Ａを囲むケーシング６Ａとねじ溝ポンプ部Ｓの外部を覆うケーシング６Ｂとを軟磁性材料からなる一体のケーシング６にて形成すると共に、該ケーシング６の下方部をポンプ本体Ｐの下端部より下方に延長した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。）。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０１−１９０９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の分子ポンプの実施例１の縦断面図である。
【図２】本発明の分子ポンプの実施例２の縦断面図である。
【図３】従来の分子ポンプの一例の斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。
【実施例１】
【００１７】
本発明の分子ポンプの実施例１を図１により説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
尚、６Ｃは吸気口を示す。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【実施例２】
【００３５】
本発明の分子ポンプの実施例２を図２により説明する。
【００３６】
図２は本実施例の複合分子ポンプ１１の縦断面図である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
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。
【符号の説明】
【００４２】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。）。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０１−１９０９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の分子ポンプの実施例１の縦断面図である。
【図２】本発明の分子ポンプの実施例２の縦断面図である。
【図３】従来の分子ポンプの一例の斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。
【実施例１】
【００１７】
本発明の分子ポンプの実施例１を図１により説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
尚、６Ｃは吸気口を示す。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【実施例２】
【００３５】
本発明の分子ポンプの実施例２を図２により説明する。
【００３６】
図２は本実施例の複合分子ポンプ１１の縦断面図である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
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。
【符号の説明】
【００４２】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ことを特徴とする分子ポンプ。
【請求項２】
前記分子ポンプは前記ねじ溝ポンプ部のロータの外側に設けたステータと前記ケーシングの内壁部とを連結した構造の請求項１に記載の分子ポンプ。
【請求項３】
前記ケーシングの下端開口部を前記軟磁性材料で形成した底板により塞いだことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分子ポンプ。
【請求項４】
前記ステータの下部に当該分子ポンプのベース部を連設すると共に、当該ベース部に連通する配管は、前記ケーシングの側壁部に設けられている開口部を挿通するように形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の分子ポンプ。
【請求項５】
前記分子ポンプの吸気口部に、飽和磁束密度と透磁率の高い軟磁性材料からなる吸気管の短管を接続して有する請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の分子ポンプ。
【請求項１】
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ことを特徴とする分子ポンプ。
【請求項２】
前記分子ポンプは前記ねじ溝ポンプ部のロータの外側に設けたステータと前記ケーシングの内壁部とを連結した構造の請求項１に記載の分子ポンプ。
【請求項３】
前記ケーシングの下端開口部を前記軟磁性材料で形成した底板により塞いだことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分子ポンプ。
【請求項４】
前記ステータの下部に当該分子ポンプのベース部を連設すると共に、当該ベース部に連通する配管は、前記ケーシングの側壁部に設けられている開口部を挿通するように形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の分子ポンプ。
【請求項５】
前記分子ポンプの吸気口部に、飽和磁束密度と透磁率の高い軟磁性材料からなる吸気管の短管を接続して有する請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の分子ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−５２６２８（Ｐ２０１１−５２６２８Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３６８４（Ｐ２００９−２０３６８４）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００１４９１７０）株式会社大阪真空機器製作所 (38)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００１４９１７０）株式会社大阪真空機器製作所 (38)
【Ｆターム（参考）】
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