CN112524059A - 真空泵的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的真空泵的制造方法使隔热部件的加工性与加工精度提高。真空泵的制造方法包含：通过利用加工夹具(90)来夹持突部(52)的上表面与下表面，而将隔热部件(50)安装于加工夹具(90)的工序；在利用加工夹具(90)来夹持突部(52)的状态下，利用切削工具对上部接触面(54)或下部接触面(56)进行切削的工序；使上部接触面(54)接触定子(20)，通过金属接触而形成真空密封的工序；以及使下部接触面(56)接触泵框体，通过金属接触而形成真空密封的工序。

Description

真空泵的制造方法

本发明是2018年1月26日所提出的申请号为201810078329.8、发明名称为《真空泵》的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种真空泵的制造方法。

背景技术

对于利用涡轮分子泵使腔室内成为高真空而进行化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)成膜或蚀刻的装置来说，根据排出气体的种类，气体会在泵内部凝聚，生成物容易附着在泵内。已知有如下涡轮分子泵，所述涡轮分子泵为了抑制此种生成物附着于螺杆槽泵段等，隔着隔热部件将定子(stator)固定于壳体，由此来抑制定子温度的下降(例如参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2015-151932号公报。

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，所述专利文献并未涉及隔热部件的与壳体或定子接触的接触面的机械加工。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的一形态的真空泵包括：泵框体；马达，在泵框体内旋转；转子，由马达旋转驱动；定子，设置在转子与泵框体之间；以及隔热部件，设置在定子与泵框体之间，隔热部件包括圆筒形状的主体、及设置于主体的内周面及外周面中的至少一个面的加工用被夹持部。

(2)优选隔热部件在主体的内周面及外周面分别包括加工用被夹持部。

(3)更优选的形态的真空泵的主体包括沿着轴方向分割而成的至少第一圆筒部及第二圆筒部，第一圆筒部及第二圆筒部各自在所述内周面及外周面中的至少一个面分别包括加工用被夹持部。

(4)更优选的形态的真空泵在隔热部件的圆筒形状的主体的上下两端，未形成沿着外周方向延伸的凸缘。

[发明的效果]

根据本发明，能够提供如下隔热部件，即使将加工对象部位加工为薄壁，隔热部件的圆筒形状的主体也不会变形，且加工精度高。

附图说明

图1是表示真空泵的一例即涡轮分子泵的图。

图2是图1的点划线的圆所包围的部分的放大图。

图3是沿着圆筒的轴方向将隔热部件切断所得的示意性立体剖视图。

图4是示意性地表示利用加工夹具夹持着突部的状态的剖视图。

图5是表示变形例的图。

图6是表示变形例的图。

图7是表示变形例的图。

【主要元件符号说明】

1：泵单元 2：控制单元

3：基座 4：泵转子(转子)

5：轴 10：马达定子

11：马达转子 20：定子

21、301：段部 21a：下表面

21b、301b：侧面 30：泵壳

30a：卡止部 31：固定叶片

33：垫圈 34、35、36：磁轴承

37a、37b：机械轴承 38：排气管

41：旋转叶片 42、51、51B、51a～51c：圆筒部

45：加热器 50、50A、50B：隔热部件

52、52A：突部 53：上端面(上端部)

54：上部接触面(内周面) 55：下端面(下端部)

56：下部接触面(外周面) 90、90A：加工夹具

100：涡轮分子泵 301a：上表面

A：圆 a、b、c、d、e：点划线箭头

M：马达 RY：旋转体单元

具体实施方式

以下，参照图来对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的真空泵的一例即涡轮分子泵的图。涡轮分子泵100包括进行真空排气的泵单元(pump unit)1、与对泵单元1进行驱动控制的控制单元(controlunit)2。

泵单元1包括：涡轮泵段，包含旋转叶片41与固定叶片31；以及牵引泵段(螺杆槽泵段)，包含圆筒部42与定子20。在螺杆槽泵段中，在定子20或圆筒部42中形成有螺杆槽。旋转侧排气功能部即旋转叶片41及圆筒部42形成于泵转子(pump rotor)4。泵转子4紧固于轴5。由泵转子4与轴5构成旋转体单元RY。

多段的固定叶片31在轴方向上与旋转叶片41交替地配置。各固定叶片31隔着垫圈(spacer ring)33而载置在基座3上。将泵壳(pump casing)30螺固于基座3后，层叠的垫圈33夹在基座3与泵壳30的卡止部30a之间，固定叶片31被定位。定子20隔着隔热部件50而安装于基座3。隔热部件50将在后文中详述。基座3上设置有排气管38。

再者，泵壳30与基座3构成泵框体。

图1所示的涡轮分子泵100是磁悬浮式的涡轮分子泵，旋转体单元RY由设置于基座3的磁轴承34、磁轴承35、磁轴承36非接触地支撑。

旋转体单元RY由马达M旋转驱动。马达M包括马达定子(motor stator)10与马达转子(motor rotor)11。在磁轴承不工作时，旋转体单元RY由备用的机械轴承(mechanicalbearing)37a、机械轴承37b支撑。在基座3的外周，设置有用以对基座3的温度进行控制的加热器45及未图示的冷却水配管。所述加热器45是设置于基座3的温度调节装置，设置所述加热器45的目的在于将排气管38的温度调节至气体升华温度附近，使得气体生成物不会堆积于基座3附近例如排气管38。

图2是图1的点划线的圆A所包围的部分的放大图，图3是沿着圆筒的轴方向将隔热部件50切断所得的示意性立体剖视图。再者，图2中省略了加热器45的记载。

如图2所示，定子20隔着隔热部件50而载置在基座3上，且由未图示的螺栓固定。

如图3所示，隔热部件50是呈圆筒形状的部件，包括圆筒部51、与在圆筒部51的内周面向直径方向内侧突出的突部52。隔热部件50包含例如像不锈钢等那样的热传导率比铝合金制的定子20或基座3等更小的材料。在本实施方式中，遍及圆筒部51的整个圆周方向地设置有突部52。

如上所述，隔热部件50利用上部与定子20抵接，并利用下部与基座3抵接。即，遍及定子20的整个外周部地设置有与隔热部件50抵接的段部21。段部21包括下表面21a与侧面21b。下表面21a与隔热部件50的圆筒部51的上端面53抵接，侧面21b与上部接触面54接触，所述上部接触面54设置于隔热部件50的圆筒部51的内周面上部。

另外，在基座3的整个内周部地设置有与隔热部件50抵接的段部301。段部301包括上表面301a与侧面301b。上表面301a与隔热部件50的圆筒部51的下端面55抵接，侧面301b与下部接触面56接触，所述下部接触面56设置于隔热部件50的圆筒部51的外周面下部。

如下所述，上部接触面54及下部接触面56的加工精度会影响隔热部件50的定位精度。

近年来，在液晶领域或半导体领域中，微细化、高性能化的要求提高。另外，随着所使用的气体种类的多样化，堆积于泵内部的生成物的量增多。因此，要求将容易堆积生成物的泵结构部件的温度设定得更高。另一方面，还要求将转子内筒部与定子20之间的间隙设定为例如1mm以下来提高泵性能。

为了满足这些规格，近年来的真空泵有时采用如下构造，即，使隔热部件50介于定子20与基座3之间，并且将隔热部件50嵌合于定子20与基座3来进行定位。

若参照图2进行说明，则此种真空泵采用如下构造，即，隔热部件50的上部接触面54及下部接触面56分别嵌合于定子20的侧面21b及基座3的侧面301b。另外，定子20与隔热部件50之间的接触面、及隔热部件50与基座3之间的接触面需要通过金属接触进行真空密封。因此，需要对隔热部件50的内周面及外周面的至少一部分进行机械加工，在本例中，需要对上部接触面54及下部接触面56进行机械加工。也对定子20与基座3之间的接触面实施机械加工，通过金属接触形成真空密封构造。

以下，说明隔热部件对于热传递的抑制，然后，对隔热部件的机械加工用夹持部进行说明。

-热传递抑制-

定子20因来自圆筒部42的辐射热、或与排出气体之间的摩擦热而被加热，温度上升。如图2的点划线箭头a、b所示，定子20的热主要从定子20的段部21的下表面21a及侧面21b传递至隔热部件50的圆筒部51的上端面53及上部接触面54。接着，传递至隔热部件50的上部的热如点划线箭头c所示，沿着隔热部件50向下方传递，并如点划线箭头d、e所示，从隔热部件50的圆筒部51的下端面55及下部接触面56传递至基座3的段部301的上表面301a及侧面301b。

为了抑制从定子20朝向基座3的热移动(热传递)，将图2的箭头c所示的轴方向的热传递路径的热阻(thermal resistance)设定为大热阻。隔热部件50的轴长由定子20的螺纹形成部的轴长决定，因此，难以将隔热部件50的轴长决定为对于热阻而言的优选值。因此，使规定了轴长的隔热部件50的直径方向的厚度变薄而形成所期望的热阻的设计优选。即，通过使圆筒部51的直径方向的厚度变薄，抑制从定子20朝向基座3的热传递。结果是能够使定子20的温度保持在更高的温度，抑制生成物的附着。

-隔热部件的机械加工用夹持部-

但是，若使隔热部件50的圆筒部51的直径方向的厚度变薄，则例如在向直径方向内侧对隔热部件50的圆筒部51的外周面进行夹持的情况下，若夹持力强，则有可能会导致圆筒部51变形，若夹持力弱，则有可能无法充分地保持圆筒部51。即，在将上部接触面54及下部接触面56机械加工为规定的直径时，难以夹持隔热部件50。

因此，本实施方式的隔热部件50在圆筒部51的内周面设置了突部52，当对上部接触面54及下部接触面56进行机械加工时，使用加工夹具来夹持突部52。即，突部52是加工夹具所夹持的被夹持部。

图4是示意性地表示利用加工夹具90夹持着突部52的状态的剖视图。如图4所示，例如，将加工夹具90插入至圆筒部51的内侧，利用加工夹具90来夹持突部52的上表面与下表面，由此，将隔热部件50安装于加工夹具90。在对上部接触面54及下部接触面56进行机械加工时，利用加工机的加工夹具来夹持加工夹具90中的从隔热部件50的圆筒部51突出的未图示的部分。将加工机的切削工具配置在圆筒部51的内侧，对上部接触面54进行切削。将加工机的切削工具配置在圆筒部51的外侧，对下部接触面56进行切削。

由此，因为加工对象部位未受到夹持，所以能够对上部接触面54及下部接触面56的外周面、内周面进行机械加工，将所述部位的厚度加工为薄厚度。

根据所述实施方式，能够获得如下的作用效果。

(1)实施方式的真空泵包括：泵框体即基座3、在泵框体内旋转的马达M、由马达M旋转驱动的转子4、设置在转子4的结构要素即转子圆筒部42与基座3之间的定子20、及设置在定子20与基座3之间的隔热部件50。而且，隔热部件50包括圆筒形状的圆筒部51、及设置于圆筒部51的内周面的加工用被夹持部即突部52。

能够利用加工夹具90来夹持设置于隔热部件50的内周面的突部52，对上端部53的内周面(上部接触面)54、与下端部55的外周面(下部接触面)56进行机械加工。无需夹持加工对象部位即上端部53或下端部55来进行机械加工，即使将上端部53与下端部55加工为薄壁，圆筒部的形状也不会变形。

如下所述的变形也处于本发明的范围内，也能够将一个或多个变形例与所述实施方式加以组合。

(变形例1)

在所述说明中，在隔热部件50的圆筒部51的内周面设置了突部52。但是，如图5所示，也可以在隔热部件50A的圆筒部51的外周面设置突部52A。图5是沿着圆筒轴方向将本变形例的隔热部件50A切断所得的示意性立体剖视图。

图6是示意性地表示利用加工夹具90A夹持着突部52A的状态的剖视图。如图6所示，例如在圆筒部51的外侧安装加工夹具90A，利用加工夹具90A来夹持突部52A的上表面与下表面，由此，能够将隔热部件50A安装于加工夹具90A。将加工机的切削工具配置在圆筒部51的内侧，对上部接触面54进行切削。将加工机的切削工具配置在圆筒部51的外侧，对下部接触面56进行切削。

再者，也可以在隔热部件50的圆筒部51的内周面设置突部52，并且如图5所示，在圆筒部51的外周面设置突部52A。

通过设置两个突部，在仅利用一侧的突部难以对内周面与外周面进行机械加工的情况下，能够利用加工机来夹持内周侧的突部，对内周面进行机械加工，并利用加工机来夹持外周侧的突部，对外周面进行机械加工。

(变形例2)

在所述说明中，隔热部件50是呈圆筒形状的一体物。但是，如图7所示，隔热部件50也可以由沿着圆筒轴方向分割成两个以上的部分的多个圆筒部构成。

图7是沿着圆筒轴方向将本变形例的隔热部件50B切断所得的示意性立体剖视图。本变形例的隔热部件50B的圆筒部51B例如分割成三个部分，包括上段的圆筒部51a、中段的圆筒部51b及下段的圆筒部51c。在上段的圆筒部51a上设置有需要机械加工的上部接触面54，在下段的圆筒部51c上设置有需要机械加工的下部接触面56。因此，在上段的圆筒部51a及下段的圆筒部51c上分别设置有突部52。在中段的圆筒部51b上，不存在像上部接触面54及下部接触面56那样的需要机械加工的部位，因此，省略了突部52。

这样，在隔热部件50包括沿着圆筒轴方向分割成两个以上的部分的多个圆筒部的情况下，只要根据需要，在各个圆筒部设置突部52即可。

在定子长度长，且难以对一个隔热部件的上端侧的内周面与下端侧的外周面进行机械加工的情况下，能够采用变形例2的分割构造的隔热部件50B。即，利用加工夹具来夹持第一圆筒部51a的突部52而实施机械加工，并利用加工夹具来夹持第二圆筒部51c的突部52而实施机械加工。

(变形例3)

在所述说明中，遍及圆筒部51的整个圆周方向而设置有突部52。但是，只要能够由加工夹具90夹持，则也可以不遍及圆筒部51的整个圆周方向，而是沿着圆筒部51的圆周方向离散地设置突部52。

这样，沿着圆周方向离散地设置有多个突部52的变形例3的隔热部件比沿着圆周方向的全长设置有突部52的隔热部件更轻。

在所述内容中，对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内考虑到的其他形态也包含在本发明的范围内。

因此，也能够将本发明应用于未设置涡轮泵段而仅包括螺杆槽泵段的真空泵。

Claims (4)

1.一种真空泵的制造方法，所述真空泵包括：

泵框体；

马达，在所述泵框体内旋转；

转子，由所述马达旋转驱动；

定子，设置在所述转子与所述泵框体之间；以及

隔热部件，设置在所述定子与所述泵框体之间，

所述隔热部件包括圆筒形状的主体、及设置于所述主体的内周面及外周面中的至少一个面的加工用被夹持部，

所述圆筒形状的主体包含设置于所述圆筒形状的主体的上部的上部接触面、及设置于所述圆筒形状的主体的下部的下部接触面，

所述上部接触面经机械加工，且与所述定子接触，

所述下部接触面经机械加工，且与所述泵框体接触，且

所述加工用被夹持部包括突部，其中当对所述上部接触面或所述下部接触面进行机械加工时，使用加工夹具来夹持所述突部，且所述加工用被夹持部设置于轴方向上的所述上部接触面与所述下部接触面之间的位置；

所述真空泵的制造方法包含：

通过利用所述加工夹具来夹持所述突部的上表面与下表面，而将所述隔热部件安装于所述加工夹具的工序；

在利用所述加工夹具来夹持所述突部的状态下，利用切削工具对所述上部接触面或所述下部接触面进行切削的工序；

使所述上部接触面接触所述定子，通过金属接触而形成真空密封的工序；以及

使所述下部接触面接触所述泵框体，通过金属接触而形成真空密封的工序。

2.根据权利要求1所述的真空泵的制造方法，其中

所述隔热部件在所述主体的所述内周面及所述外周面分别包括所述加工用被夹持部。

3.根据权利要求1或2所述的真空泵的制造方法，其中

所述主体包括沿着轴方向分割而成的至少第一圆筒部及第二圆筒部，

所述第一圆筒部及所述第二圆筒部各自在所述内周面及所述外周面中的至少一个面分别包括所述加工用被夹持部。

4.根据权利要求1或2所述的真空泵的制造方法，其中

在所述隔热部件的圆筒形状的主体的上下两端，未形成沿着外周方向延伸的凸缘。

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