CN113518864A - 真空泵及用于真空泵的密封部件 - Google Patents

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CN113518864A CN202080020392.1A CN202080020392A CN113518864A CN 113518864 A CN113518864 A CN 113518864A CN 202080020392 A CN202080020392 A CN 202080020392A CN 113518864 A CN113518864 A CN 113518864A
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Abstract

本发明提供零件个数少而密封性优异的真空泵。前述真空泵具备朝向吸气侧壳（14a）的中心设置的多个定子翼（19）、被内包于吸气侧壳（14a）而被旋转自如地支承的转子轴（21）、放射状地设置于转子轴（21）的周围的多个转子翼（20）、使转子轴（21）旋转的马达（16）、环状的密封部件（41），前述密封部件（41）承受由吸气侧壳（14a）和排气侧壳（14b）沿厚度方向夹紧的力而弹性变形，保持吸气侧壳（14a）和排气侧壳（14b）之间的气密性。密封部件在其截面具有在外周部被凹陷状地形成的变形促进部和将力在接近变形促进部的偏心位置承受的密封部。

Description

真空泵及用于真空泵的密封部件
技术领域
本发明例如涉及涡轮分子泵等真空泵、用于真空泵的密封部件。
背景技术
一般地，作为真空泵的一种，已知涡轮分子泵。该涡轮分子泵中，通过向泵主体内的马达的通电使转子翼旋转，通过将吸入泵主体的气体的气体分子弹飞来排出气体。此外，这样的涡轮分子泵采用利用作为弹性体的密封部件(O型圈)的密封构造。并且，在涡轮分子泵中，通过将密封部件夹入零件间以某种程度压溃，保持零件间的气密性。
如上所述的密封构造中有将密封部件从侧面(外径方向)夹入的类型的构造、从上下表面(轴向)夹入的类型的构造。并且，涡轮分子泵的装配时，密封部件为了不由于扭转而变形(扭转变形)、不由于与接触的零件的卡挂而破损，一般对密封部件进行真空润滑脂的涂覆。
此外，涡轮分子泵的装配时，多个结构零件的尺寸公差累积，作为公差的合计的累积公差通常并非一样。因此，相邻的零件(相邻零件)将密封部件压溃的量(密封部件的压溃余量)上有针对每个涡轮分子泵发生不均(压溃余量幅度的变动)的情况，密封部件的被压溃的量(应变)不一定恒定。并且，即使使用相同材质、大小的密封部件，由于密封部件的压溃余量的不同，也有密封性能上发生不同的情况。
进而，也有如下涡轮分子泵：重复使用多个密封部件、间隔件，消除相对于每一个密封部件的累积公差引起的密封部件的压溃余量不均，整体上增加密封部件的能够对应的压溃余量幅度的变动量(专利文献1)。根据这样的涡轮分子泵，能够灵活地对应压溃余量的不同，在密封部件上难以发生扭转变形、卡挂等，所以无需使用真空润滑脂。此外，周边零件的尺寸公差比较大、密封部件的压溃余量的不均较大的情况下，也能够发挥适当的密封性能。
专利文献1：日本特许第6113071号公报。
但是，如上所述的各种的真空泵中、对密封部件涂覆真空润滑脂的真空泵中，有真空润滑脂由于蒸发等要因混入真空系统的排气路径而成为真空环境中的污染(真空污染)的原因的情况。此外，专利文献1所公开的类型的真空泵中，由于使用多个密封部件，在密封部件之间配置间隔件等，零件个数变多。因此，专利文献1中所公开的类型的真空泵中，有成本增加或装配性(装配的容易性)恶化的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供零件个数少而密封性优异的真空泵、及能够以较少的零件个数发挥高密封性的密封部件。
(1)用于实现上述目的的本发明是一种真空泵，其特征在于，具备吸气侧零件、排气侧零件、旋转轴、马达、密封部件，前述吸气侧零件具有气体的吸气部，前述排气侧零件被与前述吸气侧零件组合，前述旋转轴被内包于前述吸气侧零件，被旋转自如地支承，前述马达使前述旋转轴旋转，前述密封部件为环状，承受由前述吸气侧零件和前述排气侧零件沿厚度方向夹紧的力而弹性变形，保持前述吸气侧零件和前述排气侧零件之间的气密性，前述密封部件具有变形促进部和密封部，前述变形促进部在外周部被凹陷状地形成，前述密封部将前述力在接近前述变形促进部的偏心位置承受。
(2)此外，为了实现上述目的，其他本发明是上述(1)所述的真空泵，其特征在于，具有装配部，前述装配部在内周部形成为平面状，与前述吸气侧零件及前述排气侧零件的某一方面接触。
(3)此外，为了实现上述目的，其他本发明是一种密封部件，前述密封部件为环状，承受由真空泵的吸气侧零件和排气侧零件沿厚度方向夹紧的力而弹性变形，其特征在于，具有变形促进部和密封部，前述变形促进部在外周部被凹陷状地形成，前述密封部将前述力在接近前述变形促进部的偏心位置承受。
(4)此外，为了实现上述目的，其他本发明是上述(3)所述的密封部件，其特征在于，在内周部形成为平面状，与前述吸气侧零件及前述排气侧零件的某一方面接触。
发明效果
根据上述发明，能够提供零件个数少而密封性优异的真空泵。此外，能够提供能够以较少的零件个数发挥较高的密封性的密封部件。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的涡轮分子泵的纵剖视图。
图2的(a)是将第1实施方式的涡轮分子泵的一部分放大表示的剖视图，(b)是将第1实施方式的密封部件的一部分放大表示的剖视图。
图3的(a)是表示第1实施方式的涡轮分子泵的密封部件的功能的说明图，(b)是将本发明的第2实施方式的涡轮分子泵的密封部件的一部分放大表示的剖视图，(c)是将本发明的第3实施方式的涡轮分子泵的密封部件的一部分放大表示剖视图。
图4的(a)~(c)是表示关于第1实施方式的密封部件使槽深度变化的情况的特性仿真的结果的示意图，(d)是表示关于截面为大致圆形的一般的密封部件的特性仿真的结果的示意图。
图5的(a)~(c)是表示关于本发明的第2实施方式的密封部件使槽深度变化的情况的特性仿真的结果的示意图。
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的各实施方式的真空泵。这里，首先关于真空泵的基本构成进行说明，之后关于外装体的密封构造进行说明。图1将作为本发明的第1实施方式的真空泵的涡轮分子泵10纵剖来概略地表示。该涡轮分子泵10例如与半导体制造装置、电子显微镜、质量分析装置等对象设备的真空腔(图示略)连接。
涡轮分子泵10一体地具备圆筒状的泵主体11、箱状的电装盒(图示略)。它们中的泵主体11为，图1中的上侧是与对象设备的侧相连的吸气部12，下侧是与辅助泵等相连的排气部13。并且，涡轮分子泵10除了图1中所示那样的铅垂方向的垂直姿势，在倒立姿势、水平姿势、倾斜姿势下也能够使用。
用于对泵主体11进行电力供给的电源回路部、用于控制泵主体11的控制回路部被容纳于电装盒(图示略)，但这里省略关于它们的详细的说明。
泵主体11具备大致圆筒状的主体壳14。主体壳14将位于图1中的上部的作为吸气侧零件的吸气侧壳14a、位于图1中的下侧的作为排气侧零件的排气侧壳14b沿轴向串联地相连来构成。这里，例如也能够将吸气侧壳14a称作壳等，例如也能够将排气侧壳14b称作基座等。
吸气侧壳14a和排气侧壳14b在轴向(图1中的上下方向)上重叠。进而，吸气侧壳14a使形成于轴向一端部(图1中的下端部)的凸缘部29a的内周面与排气侧壳14b的上端部29b的外周面相向。并且，吸气侧壳14a隔着密封部件41借助多个六角带孔螺栓42与排气侧壳14b气密地结合。另外，关于使用密封部件41的密封构造的详细情况在后说明。
此外，图1中，关于排气侧壳14b的上端部29b的周边部分，将图中左侧的部位用双点划线描绘。这是假想地表示，排气侧壳14b的该部分严格来说在纵剖来表示的位置上不存在，但存在于纵剖位置的后方。
在主体壳14内设置有排气机构部15和旋转驱动部(以下称作“马达”)16。它们之中，排气机构部15是由涡轮分子泵机构部17、螺纹槽泵机构部18构成的复合型的部件。
涡轮分子泵机构部17和螺纹槽泵机构部18被配置成沿泵主体11的轴向连续，在图1中，在图中的上侧配置有涡轮分子泵机构部17，在图1中的下侧配置有螺纹槽泵机构部18。
配置于图1中的上侧的涡轮分子泵机构部17借助多个涡轮片进行气体的移送，具备具有既定的倾斜、曲面而放射状地形成的固定翼(以下称作“定子翼”)19和旋转翼(以下称作“转子翼”)20。并且，在涡轮分子泵机构部17中，定子翼19和转子翼20被配置成遍及十层左右地交替地排列。
定子翼19被装配于固定翼间隔件20a。固定翼间隔件20a被沿吸气侧壳14a的轴向堆叠地安装于吸气侧壳14a的内侧侧面(内周面)。并且，定子翼19的互相的间隔借助固定翼间隔件20a被保持为既定的值。
进而，转子翼20进入上下的定子翼19之间。转子翼20与筒状的转子28一体化，转子28以覆盖转子轴21的外侧的方式同心地固定于转子轴21。并且，转子28随着转子轴21的旋转沿与转子轴21及转子28相同的方向旋转。
这里，泵主体11采用铝合金作为主要的零件的材质，排气侧壳14b、定子翼19、转子28等的材质也为铝合金。此外，图1中，为了避免附图变得复杂，除了一部分，省略表示泵主体11的零件的截面的剖面线的记载。
转子轴21被加工成带台阶的圆柱状，从涡轮分子泵机构部17到达下侧的螺纹槽泵机构部18。进而，马达16配置于转子轴21的轴向的中央部。关于该马达16在后说明。
螺纹槽泵机构部18具备转子圆筒部23和螺纹定子24。关于转子圆筒部23、螺纹定子24的详细情况在后说明。在螺纹槽泵机构部18的后段配置有用于与排气管连接的排气口25，排气口25的内部和螺纹槽泵机构部18在空间上相连。
前述的马达16具有固定于转子轴21的外周的旋转件(附图标记省略)、配置成包围旋转件的固定件(附图标记省略)。用于使马达16工作的电力的供给通过容纳于前述的电装盒(图示略)的电源回路部、控制回路部进行。
转子轴21的支承上使用作为基于磁悬浮的非接触式的轴承的磁轴承。作为磁轴承，使用配置于马达16的上下的两组径向磁轴承(径向磁轴承)30、配置于转子轴21的下部的一组轴向磁轴承(轴向磁轴承)31。
其中各径向磁轴承30由形成于转子轴21的径向电磁铁目标30A、与其相向的多个(例如两个)径向电磁铁30B、及径向方向位移传感器30C等构成。径向方向位移传感器30C检测转子轴21的径向位移。并且，基于径向方向位移传感器30C的输出，径向电磁铁30B的励磁电流被控制，转子轴21被悬浮支承，使得能够在径向的既定位置绕轴心旋转。
轴向磁轴承31由安装于转子轴21的下端侧的部位的圆盘形状的电枢盘31A、隔着电枢盘31A上下相向的轴向电磁铁31B、设置于从转子轴21的下端面稍微离开的位置的轴向方向位移传感器31C等构成。轴向方向位移传感器31C检测转子轴21的轴向位移。并且，基于轴向方向位移传感器31C的输出，上下的轴向电磁铁31B的励磁电流被控制，转子轴21被悬浮支承，使得能够在轴向的既定位置绕轴心旋转。
并且，通过使用这些径向磁轴承30、轴向磁轴承31，转子轴21(及转子翼20)进行高速旋转时无磨损、寿命长、且能够实现无需润滑油的环境。此外，本实施方式中，通过使用径向方向位移传感器30C、轴向方向位移传感器31C，关于转子轴21，仅绕轴向(Z方向)的旋转的方向(θz)自由，进行关于该其他5轴向即X、Y、Z、θx、θy的方向的位置控制。
进而，在转子轴21的上部及下部的周围，隔开既定间隔地配置有半径方向的保护轴承(也称作“保护轴承”、“触底(T/D)轴承”、“支承轴承”等)32、33。借助这些保护轴承32、33，例如万一发生电气系统的问题、大气冲入等问题的情况下，也不使转子轴21的位置、姿势较大变化，转子翼20、其周边部不会损伤。
这样的构造的涡轮分子泵10的运转时，前述的马达16被驱动，转子翼20旋转。并且，随着转子翼20的旋转，气体被从图1中的上侧表示的吸气部12抽吸，使气体分子与定子翼19和转子翼20碰撞，同时进行气体朝向螺纹槽泵机构部18侧的移送。进而，在螺纹槽泵机构部18处气体被压缩，被压缩的气体从排气部13向排气口25进入，经由排气口25被从泵主体11排出。
另外，能够将转子轴21、与转子轴21一体旋转的转子翼20、转子圆筒部23、及马达16的旋转件(附图标记省略)等例如统称为“转子部”或“旋转部”等。
接着，对前述吸气侧壳14a和排气侧壳14b之间的密封构造进行说明。图2(a)表示本实施方式的密封构造的要部。吸气侧壳14a和排气侧壳14b呈，排气侧壳14b的上端部29b向在吸气侧壳14a的下端部形成的凸缘部29a的内侧以既定的嵌合稍微进入的状态。
进而，在吸气侧壳14a的凸缘部29a和排气侧壳14b的上端部29b之间夹入前述的密封部件41，在轴向(图1中的上下方向)上重叠。即，在本实施方式中，采用将吸气侧壳14a、密封部件41及排气侧壳14b沿轴向排列的密封构造。
密封部件41形成为O型圈状，具有与排气侧壳14b的上端部29b的外形相同程度的内径(优选为350~400mm左右)。作为该密封部件41的材质，例如能够采用像腈橡胶(NBR)等那样通常作为O型圈的材质的各种材质。
密封部件41具有与正圆、椭圆等的简单形状不同的异形的截面形状。如图2(b)所示，在作为密封部件41的外周部的外周面41a，形成凹陷形状(凹陷状)的空间的变形促进部43被遍及整周地设置。该变形促进部43例如与标准的字母的“V”字相比成型为广角且深度较浅的V字形。进而，变形促进部43使遍及密封部件41的整周的线状的槽底部44朝向密封部件41的径向的外侧(外径方向)。
在变形促进部43的上下(轴向的上下)形成有遍及整周的角部43a、43b。在本实施方式中，该角部43a、43b在图中所示的截面中被以成为钝角的角度设置。
密封部件41的内周部41b处形成有大致平坦且与变形促进部43方向相反的装配部45。进而，密封部件41的、图2(a)的上下的部位处，突出成山形的密封部46、47被一体地设置。该密封部46、47的表面为将变形促进部43和装配部45之间连结的密封面46a、47a。
进而，从作为密封面46a、47a的突端的顶部46b、47b至变形促进部43的水平距离L1被确定成比至装配部45的水平距离L2短。此外，顶部46b、47b成型为既定的曲率的圆滑的圆弧状。该顶部46b、47b的曲率(曲率半径)越大，顶部46b、47b的曲线越圆滑。在本实施方式中，顶部46b、47b的形状采用足够大的曲率(曲率半径)，使得相对圆滑。
这样的密封部件41如图2(a)所示，被向径向稍微推开的同时装配于在排气侧壳14b的外周形成的台阶部51。台阶部51由排气侧壳14b的上端部29b、从上端部29b的基端侧向外侧扩展的承接面29c构成。密封部件41被装配于台阶部51时，密封部件41的平坦装配部45与排气侧壳14b的上端部29b的外周面面接触。
进而，六角带孔螺栓42穿过吸气侧壳14a的凸缘部29a被拧入排气侧壳14b来紧固，由此，密封部件41从吸气侧壳14a承接轴向的既定的力(压力)而被压缩。并且，密封部件41在被夹入吸气侧壳14a的凸缘部29a和排气侧壳14b的上端部29b之间的状态下，主要使密封部46、47弹性变形，同时被压溃既定量。进而，密封部件41的压缩被遍及整周地进行。这里，在图2(b)、后述的图3(a)中，为了避免附图变得复杂，省略密封部件41的截面的剖面线的图示。
图3(a)表示使用密封部件41的密封构造的功能。密封部件41从吸气侧壳14a所处的一侧(图中的上方侧)承接载荷F。在密封部件41处，密封部46如前所述地突出成山形，所以吸气侧壳14a最先与密封部46的顶部46b接触。并且，与顶部46b接触的吸气侧壳14a进一步下降时，来自吸气侧壳14a的载荷F如箭头所示，作用于密封部46的顶部46b。
此时，密封部46的顶部46b为载荷F的作用点。并且，如图2(b)所示，从顶部46b至变形促进部43的水平距离L1同样比从顶部46b至装配部45的水平距离L2短，所以载荷F的作用点的位置与装配部45相比为以接近变形促进部43侧的方式偏向的位置。
并且，载荷F以比装配部45侧多的比例传向向变形促进部43侧。进而，变形促进部43除了载荷F还承受来自排气侧壳14b的上端部29b的反作用力。并且，密封部件41以变形促进部43的槽底部44为折线，以V字的开口宽度相对变小的方式向内侧变形。
关于被压溃前的密封部件41的截面，如图3(a)中所示，例如，以重心位置为点O1。进而，假定在该点O1正交的两轴(X1轴和Y1轴)。
接着，设想通过顶部46b、47b的纵轴(Y2轴)，将该Y2轴和上述的X1轴的交点设为O2。该点O2相对于点O1偏向径向的外侧(移向偏心位置)，与点O1相比位于变形促进部43的附近。此外，来自吸气侧壳14a的载荷F在顶部46b处作用于轴向下部(正下方)。
因此，由于载荷F，产生以交点O1为中心的力矩，该力矩作用于变形促进部43。并且，由于载荷F产生的力矩在接近变形促进部43的位置传向变形促进部43，密封部件41变形。进而，密封部件41的变形与从交点O1的正上方向正下方作用载荷F的情况相比被高效率地进行。
另外，点O1如前所述不限于截面的重心位置。例如，也能够将X1轴和Y1轴假定成简单地在图形上的中央(几何学的中心)相交。即，将X1轴和Y1轴设定成，通过密封部件41的截面的水平方向的最大的宽度尺寸(最大宽度)、垂直方向的最大的高度尺寸(最大高度、或最大厚度)的二分之一的点而互相正交，也能够将这些X1轴和Y1轴的交点设为点O1。
图4(a)~(c)关于本实施方式的密封部件41表示进行变形特性的仿真时的结果(仿真结果)。作为该仿真的运算条件，对于密封部件41的截面模型赋予密封部件41的材质的物性值，使装配部45接触假想刚体M1，在假想刚体M2和密封部件41之间留有空隙。进而，使上方的假想刚体M3与下方的假想刚体M4的间隔(假想槽深度)以(a)~(c)的顺序逐渐变小的方式变窄来变化，将各条件下的变形状态和应力分布的运算结果在截面模型上表示。
上述的假想刚体M1、M4相当于本实施方式(图2(a))的排气侧壳14b的台阶部51的上端部29b和承接面29c。此外，假想刚体M3相当于本实施方式的吸气侧壳14a的凸缘部29a。这里，该仿真中，将假想刚体M2配置于密封部件41的变形促进部43侧，但在图1、图2(a)等中表示的本实施方式中，不设置相当于假想刚体M2的部分而成为空隙。
图4(a)表示将槽深度设为H1的情况的仿真结果。槽深度相当于将密封部件41以某种程度压溃(使其发生应变)的状态下的假想刚体M3和假想刚体M4之间的距离。进而，槽深度H1为将被压缩前的密封部件41从上下方向(轴向)的两侧每次0.5mm左右(上下的合计为1mm左右)压溃的情况的值。
即，槽深度H1表示吸气侧壳14a的凸缘部29a和排气侧壳14b的上端部29b的距离为H1，密封部件41承接载荷而被压溃1mm的情况值。并且，将槽深度设为H1的情况下，在密封部件41处产生的局部斥力为N1，接触面积(这里是接触长度)为S1。
这里，局部斥力表示既定的区域的局部的斥力(应力)。此外，接触面积(接触长度)是将面积的大小关系根据长度的大小关系表示的指标。并且，接触面积(接触长度)为，能够借助图4(a)中被压溃的密封部46(或47)的与假想刚体M3(或M4)接触的部分的长度代替来表示的指标。
此外，图中附图标记R1所表示的区域为比不标注附图标记的区域斥力大的区域。并且，能够说明关于区域R1内被计算的局部的斥力为上述的局部斥力N1。
接着，图4(b)是将槽深度设为比图4(a)的情况小的H2的情况的仿真结果。该情况的局部斥力为N2，接触面积(接触长度)为S2。并且，局部斥力N2及接触面积(接触长度)S2均比图4(a)中的槽深度H1的情况的局部斥力N1及接触面积(接触长度)S1大。
进而，关于斥力的分布，除了区域R1还出现区域R2。能够说明关于区域R2内计算的局部的斥力为上述的局部斥力N2。并且，区域R1、R2表示的斥力的大小关系为R2比R1大，N1＜N2。
接着，图4(c)是将槽深度设为比图4(b)的情况小的H3的情况的仿真结果。该情况的局部斥力为N3，接触面积(接触长度)为S3。并且，局部斥力N3及接触面积(接触长度)S3均比图4(b)的槽深度H2的情况的局部斥力N2及接触面积(接触长度)S2大。
进而，关于斥力的分布，除了区域R1、R2还出现区域R3。能够说明关于区域R3内计算的局部的斥力为上述的局部斥力N3。并且，区域R1~R3表示的斥力的大小关系为N1＜N2＜N3。
另外，若总结图4(a)~(c)中表示的仿真结果的关系，则关于槽深度H1~H3为H1＞H2＞H3，关于局部斥力N1~N3为N1＜N2＜N3。进而，关于接触面积(接触长度)S1~S3为S1＜S2＜S3。
此外，图4(d)中表示相对于以往的密封部件的变形特性的仿真结果。作为图4(d)的仿真中的运算条件，将密封部件的截面形状设为大致圆形形状，材质的物性值与图4(a)~(c)所示的例子相同。此外，关于假想刚体M1~M4也与图4(a)~(c)中表示的例子相同，但图4(d)的例子中，将假想刚体M1~M4表示为连续的矩形框状的模型。
并且，图4(d)的例子中槽深度为H4，该槽深度H4为比前述的图4(c)的例的槽深度H3(＜H2＜H1)小的值。此外，局部斥力为N4，该局部斥力N4为属于前述的图4(a)中表示的槽深度H1的情况的局部斥力N1和图4(b)中表示的槽深度H2的局部斥力N2之间的范围的值。进而，接触面积(接触长度)为S4，该接触面积(接触长度)S4与图4(c)所示的槽深度H3的接触面积(接触长度)S3为相同程度。
另外，若总结以往的密封部件的仿真结果和本实施方式的密封部件41的仿真结果的关系，则关于槽深度为H4＜H3(＜H2＜H1)，关于局部斥力N4为N1＜N4＜N2。进而，关于接触面积(接触长度)为S4≒S3。
并且，根据这些仿真结果，关于本实施方式的密封部件41，与以往相比槽深度较大的情况下(H4＜H3)，也可以说得到高的局部斥力(N4＜N3)、与以往相同程度的接触面积(S4≒S3)。
根据以上说明的那样的第1实施方式的涡轮分子泵10(图1)，在密封部件41的外周面41a设有凹陷形状的变形促进部43。并且，由于存在变形促进部43，在密封部件41的外周形成空间，密封部件41被沿厚度方向(轴向)压溃时的变形的阻力(变形阻力)减少。结果，与截面为简单的正圆形、椭圆形的以往的部件相比，密封部件41容易变形。
进而，涡轮分子泵10的装配时，能够防止由于密封部件41的变形阻力而密封部件41处产生扭转、卡挂，能够进一步减少密封部件41的损伤的可能性。此外，能够省略向密封部件41的真空润滑脂的涂覆，能够防止例如以真空润滑脂的蒸发等为要因的真空度的下降(真空环境的污染)。
进而，密封部件41具有向承受外力(压力)的一侧突出的密封部46、47。并且，密封部46、47为，若槽深度H变小而外力(F)增加，则相应地弹性较大地应变。并且，密封部46、47仿照周边零件(这里为吸气侧壳14a的凸缘部29a、排气侧壳14b的承接面29c)的形状变形，与这些周边零件密接。
因此，由于密封部46、47的弹性变形，容易确保与作为加压体的吸气侧壳14a的凸缘部29a、排气侧壳14b的承接面29c的接触面积(或接触长度)S。并且，密封部件41和周边零件之间的密封性提高。
此外，涡轮分子泵10的装配时，即使由于多个零件的尺寸公差的累积引起的合计的公差(累积公差)的不均，压溃余量幅度的变动(不均)较大，由于密封部件41的弹性变形，也能够吸收压溃余量幅度的变动。并且，能够灵活地对应压溃余量幅度的变动，密封部件的选定变得容易。
进而，根据本实施方式的密封部件41，提高一个密封部件41的密封性，所以即使不像以往的涡轮分子泵(先行文献1)那样设置多层密封部件也能够发挥良好的密封性。因此，能够以较少的零件个数使密封构造简单化且发挥良好的密封性。此外，无需增加密封部件的数量、该周边的零件个数，所以密封构造简单。因此，涡轮分子泵10的装配容易。
这里，一般关于O型圈等的密封部件，被较大地潰则应变变大，由此，填充率提高，密封部件容易劣化。但是，根据本实施方式的密封部件41，借助凹陷形状的变形促进部43促进变形，所以变形阻力少，即使压溃量大也难以劣化。
进而，将密封部46、47的顶部46b、47b接近变形促进部43地配置，所以由于从重心位置的偏离，能够对变形促进部43高效率地作用力矩。并且，由此也能够使密封部件41高效率地弹性变形。
此外，根据本实施方式的密封部件41，在内周部41b设置有平坦的装配部45，所以能够使密封部件41、装配密封部件41的零件(这里是排气侧壳14b)容易面接触。因此，在密封部件41难以产生倾斜(所谓的“倾倒”)，能够容易使密封部件41的姿势稳定。并且，将密封部件41装配于涡轮分子泵10时，密封部件41的定位变得容易，难以在密封部件41发生扭转。
进而，根据本实施方式的密封部件41，变形促进部43为向外的凹陷状，所以即使密封部件41被沿厚度方向(轴向)压溃，向外径方向的膨胀量也被变形促进部43内的空间吸收。因此，能够防止密封部件41向径向的突出，能够抑制密封部件41向外侧的扩大。特别地，在本实施方式中，在密封部件41的外侧配置有六角带孔螺栓42，所以能够防止密封部件41被压溃而扩大从而与六角带孔螺栓42干涉。
此外，像本实施方式这样，通过将变形促进部43向外地形成，能够使密封部件41的截面为纵横比沿轴向较长的部件，由此，也容易防止密封部件41向外径方向的扩大。进而，在涡轮分子泵10处，由于工作中产生的主体壳14的内外的压力差产生将密封部件41向主体壳14的轴心侧(径向的中心侧)抽吸的力(负压)。即使向该轴心侧抽吸的力作用于密封部件41，在顶部46b、47b也产生楔作用，难以被吸入涡轮分子泵10内，同时也有不使密封性下降的效果。
进而，本实施方式中，为密封部件41在径向的外侧不与周边零件接触的构造。因此，在密封部件41的外周部能够确保作为“退回部”的空隙。并且，即使密封部件41被较大地压溃或向左右径向的外侧放大，也能够防止密封部件41接触周边零件。
此外，根据本实施方式的密封部件41，难以向外径方向突出，所以能够使主体壳14的外径尺寸变为极小。并且，通过使主体壳14的外径变小，难以产生与周围的设备的干涉，涡轮分子泵10的设置的自由度提高。
另外，本发明不限于上述的实施方式。以下，对本发明的其他实施方式的真空泵的密封部件进行说明。并且，对于与第1实施方式相同的部分标注同一附图标记，将其说明适当省略。
图3(b)表示本发明的第2实施方式的密封部件71。该密封部件71中，关于截面形状，与图2(b)、图3(a)中表示的第1实施方式相比，变形促进部43的上下的角部43a、43b、密封部46、47的顶部46b、47b被锐角化。并且，关于角部43a、43b，该角度为锐角。通过进行这样的锐角化，能够提高局部斥力，能够实现吸气侧壳14a、排气侧壳14b之间的高接触压带来的密封效果的提高。
图5(a)~(c)中表示第2实施方式的密封部件71的、变形特性的仿真结果。图5(a)~(c)的例子中，密封部件71的内径尺寸、外径尺寸、高度(厚度)尺寸、物性值等各条件被与图4(a)~(c)中表示的第1实施方式的仿真结果相同地设定。进而，关于槽深度的条件也与第1实施方式的仿真结果相同，按照图5(a)~(c)的顺序为H1~H3(H1＞H2＞H3)。
图5(a)的仿真结果(槽深度H1)中出现区域R6和区域R7。该区域R6、R7的斥力的大小关系为R6＜R7。进而，能够说明作为该仿真结果的局部斥力算出的N5为关于区域R7内计算的既定的局部的斥力。并且，作为该局部斥力的N5比第1实施方式的图4(a)的仿真结果(槽深度H1)的作为局部斥力的N1大(N5＞N1)。
图5(b)的仿真结果(槽深度H2)中，除了区域R6、R7还出现区域R8。该区域R6~R8的斥力的大小关系为R6＜R7＜R8。此外，作为局部斥力算出的N6为关于区域R8内计算的既定的局部的斥力。并且，作为该局部斥力的N6比第1实施方式的图4(b)的仿真结果(槽深度H2)的作为局部斥力的N2大(N6＞N2)。
图5(c)的仿真结果(槽深度H3)中，除了区域R6~R8还出现区域R9和区域10。该区域R6~R10的斥力的大小关系为R6＜R7＜R8＜R9＜R10。此外，作为局部斥力算出的N7为关于区域R9内计算的既定的局部的斥力。并且，作为该局部斥力的N7比第1实施方式的图4(c)的仿真结果(槽深度H3)的作为局部斥力的N3大(N7＞N3)。
如这些仿真结果所示，使用第2实施方式的密封部件71的情况下，由于角部(图2(b)的43a、43b)的锐角化，能够提高局部斥力，能够实现高接触压带来的部分的密封效果的提高。但是，虽省略具体的说明，但接触面积(接触长度)的仿真结果像第2实施方式这样，通过进行角部(图3(b)的43a、43b)的锐角化而减少。
因此，能够像以下这样地分开使用：欲使接触面积(接触长度)比局部斥力优先的情况下，采用第1实施方式的密封部件41，欲使局部斥力优先的情况下，采用第2实施方式的密封部件71。
此外，不限于第1实施方式、第2实施方式，例如，也能够采用图3(c)所示那样的第3实施方式的密封部件81。图3(c)中表示的密封部件81具有两个变形促进部82、82，两变形促进部82、82被具有圆弧状的突面83a的中间部83间隔。并且，中间部83的突出量被设定成与角部43a、43b相比不向密封部件81的外侧伸出的程度。此外，角部42a、42b、顶部46b、47b的角度与第2实施方式的密封部件71相同。
此外，不限于第1实施方式、第2实施方式，也能够将变形促进部43向内地形成。
通过采用这样的密封部件81的截面构造，借助上下两部位的变形促进部82、82，能够促进来自周边零件(这里是吸气侧壳14a和排气侧壳14b)的压力引起的变形。这里，图3(c)中与第2实施方式的密封部件71相同地使角部42a、42b、顶部46b、47b的角度锐角化，但不限于此，例如，也可以以与第1实施方式为相同程度的方式进行钝角化。
另外，本发明不限于上述的实施方式、各变形例，能够在不脱离宗旨的范围内进行各种变形。
附图标记说明
10涡轮分子泵(真空泵)
12吸气部
14壳主体
14a吸气侧壳(吸气侧零件)
14b排气侧壳(排气侧零件)
17涡轮分子泵机构部
18螺纹槽泵机构部
19定子翼(固定翼)
20转子翼(旋转翼)
21转子轴(旋转轴)
16马达
41、71、81密封部件
41a外周部
41b内周部
43变形促进部
46、47密封部
46b、47b顶部
45装配部。

Claims (4)

1.一种真空泵，其特征在于，
具备吸气侧零件、排气侧零件、旋转轴、马达、密封部件，
前述吸气侧零件具有气体的吸气部，
前述排气侧零件被与前述吸气侧零件组合，
前述旋转轴被内包于前述吸气侧零件，被旋转自如地支承，
前述马达使前述旋转轴旋转，
前述密封部件为环状，承受由前述吸气侧零件和前述排气侧零件沿厚度方向夹紧的力而弹性变形，保持前述吸气侧零件和前述排气侧零件之间的气密性，
前述密封部件具有变形促进部和密封部，
前述变形促进部在外周部被凹陷状地形成，
前述密封部在接近前述变形促进部的偏心位置承受前述力。
2.如权利要求1所述的真空泵，其特征在于，
前述密封部件具有装配部，前述装配部在内周部形成为平面状，与前述吸气侧零件及前述排气侧零件的某一方进行面接触。
3.一种密封部件，前述密封部件为环状，承受由真空泵的吸气侧零件和排气侧零件沿厚度方向夹紧的力而弹性变形，其特征在于，
具有变形促进部和密封部，
前述变形促进部在外周部被凹陷状地形成，
前述密封部在接近前述变形促进部的偏心位置承受前述力。
4.如权利要求3所述的密封部件，其特征在于，
在内周部形成为平面状，与前述吸气侧零件及前述排气侧零件的某一方进行面接触。
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