JP2000297782A - 高速回転体のロータの主軸接合構造 - Google Patents

高速回転体のロータの主軸接合構造

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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分子ポンプの如き高速回転体のロータにおい
て、該ロータの円盤部に過大な応力の発生箇所がなく、
前記円盤部と主軸とを締結するボルトに緩みを生ずる心
配がなく、又、ロータの再組立て時にもロータバランス
の再現性に優れているようなロータの主軸接合構造を提
供する。 【解決手段】 ロータ１の円盤部２の片面に軸中心と同
心の皿状の凹面２ａを設け、該凹面２ａの中心部から截
頭円錐台状の突出部２ｃを突出させると共に該突出部２
ｃが主軸３の前端面の中心部のテーパ穴３ａに締め代を
有して嵌入するようにし、ボルト４を用いてこれら円盤
部２と主軸３とを締結したときに、これら両者の環状の
当接面２ｂの内周側に狭い空間部２ａを生ずるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高速回転体のロー
タ、特にターボ分子ポンプや複合分子ポンプにおけるロ
ータの円盤部と主軸とを接合するのに最適な接合構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の分子ポンプのロータでは、
主としてアルミ合金製のロータの円盤部と鋼製の主軸部
とをボルト等を用いて締結し、一体に形成している。
【０００３】第１の従来例として複合分子ポンプの縦断
面図の一例を図４に示した。
【０００４】即ち同図４において、ロータａの円盤部ｂ
の中心にテーパ穴ｃを貫通して設けると共に主軸Ｓの先
を円錐状のテーパ部ｄに形成し、該テーパ部ｄをテーパ
穴ｃに嵌入して押え金ｅを介してボルトｆを締め付ける
ことにより、これら円盤部ｂと主軸Ｓとを接合して一体
のロータに形成している。
【０００５】又、図５に示す第２の従来例では、主軸Ｓ
１の前部にフランジｇを形成し、円盤部ｂ１と主軸Ｓ１
とを複数のボルトｈ１で締結すると共にノックピンｋを
用いて両者の位置決めを行なうようにしている。
【０００６】更に又、図６に示す第３の従来例では、円
盤部ｂ２の中心部に設けた貫通孔ｍに主軸Ｓ２の前端の
円柱状の突出部ｎを締め代を有して嵌入させ、ボルトｈ
２を用いて両者を締結して一体に形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示す第
１の従来例の主軸接合方法では、ロータａの高速回転時
にテーパ穴ｃ部に大きな応力が発生するという問題があ
った。更に同接合方法によれば、高速回転時の遠心力に
よって該テーパ穴ｃに変形を生じ、このため、該テーパ
穴ｃと前記主軸Ｓのテーパ部ｄとの嵌合部の剛性が低下
するという問題があった。
【０００８】次に、図５に示す第２の従来例の主軸接合
方法においては、円盤部ｂ１と主軸Ｓ１との再組立て時
に、ロータａ１のバランスの再現性が悪いという問題が
あった。更に同接合方法によれば、ボルトｈ１に働く廻
り止め力は該ボルトｈ１の締め付け時の引張り力による
ねじ部の摩擦力だけなので、該ボルトｈ１の締め付け部
に緩みを生ずる危険性があった。
【０００９】次の図６に示す第３の従来例の主軸接合方
法においては、前記第１の従来例におけると同様に、高
速回転時に貫通孔ｍ部に大きな応力が発生するという問
題があった。
【００１０】更に又、前記第２の従来例と同様に、ボル
トｈ２が緩む危険性があった。
【００１１】本発明はこれらの問題点を解消し、ロータ
の円盤部内に過大な応力の発生箇所がなく、締結ボルト
に緩みを生ずる危険性がなく、又、再組立て時にもロー
タのバランスの再現性が優れている高速回転体のロータ
の主軸接合構造を提供することを特徴とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するべく、ロータの円盤部の片面に主軸の前端面を当
接させ、両者をボルトで締結してなる高速回転体のロー
タにおいて、前記円盤部の前記片面の中心部から円錐台
状の突出部を突出させると共に前記前端面の中心部に先
細の円錐台状のテーパ穴を設け、両者を前記ボルトで締
結したときに該突出部が該テーパ穴に締め代を有して嵌
入すると共に該締結によって生ずる環状の当接面の内周
側に狭い空間部を生ずるように形成したことを特徴とす
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
及び図２により説明する。
【００１４】図１は本発明の高速回転体のロータの主軸
接合構造によるロータ１の円盤部２と主軸３の接合部の
縦断面図を示し、４はこれら円盤部２と主軸３とを締結
しているボルトで、同一のピッチ円上に多数のボルト４
が配置されている。
【００１５】前記円盤部２はアルミ合金製で、該円盤部
２は鋼製の主軸３の前端面と環状の当接面２ｂにおいて
当接している。
【００１６】前記円盤部２の中心部からは円錐台状の突
出部２ｃが突出しており、前記主軸３の前端面の中心部
に設けた円錐台状のテーパ穴３ａに該突出部２ｃの大部
分が締め代を有して嵌入した構造となっている。又、該
嵌入部の外周には前記当接面２ｂとの間に狭いすき間の
空間部２ａを有している。
【００１７】尚、３ｂは主軸３の前端部に設けたフラン
ジ部で、前記円盤部２との当接面２ｂを充分に得られる
ような大径に形成されている。
【００１８】図２は円盤部２と主軸３の組立て時の状態
を示し、円盤側の突出部２ｃを主軸側のテーパ穴３ａに
係合させて、前記ボルト４は未だ捩じ込んでいない状態
にある。この時、円盤部２と主軸３の前端面との間は僅
かなすき間２ｅを存して両者が離間している。
【００１９】この状態においてボルト４を捩じ込むよう
にすれば、前記突出部２ｃとテーパ穴３ａとの嵌合部の
弾発力、及び前記円盤部２の弾発力に逆らってこれら円
盤部２と主軸３とが締結され、前記環状の当接面２ｂが
形成されると共に該円盤部２の中心部近傍が背後方向へ
膨出し、該円盤部２の腹側が凹んで前記空間部２ａが形
成される。
【００２０】尚、円盤部２の前記膨出は、該円盤部２の
弾性域内での変形となるようにした。
【００２１】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。
【００２２】本実施の形態の円盤部２は中心部に貫通孔
がないので、この種の貫通孔部に発生しがちな過大な応
力の発生がない。
【００２３】又、円盤部２と主軸３とを締結しているボ
ルト４は、前記円盤部２の弾発力によって常に該ボルト
４の軸方向に引張り力を受けているので、これらのボル
ト４に緩みを生ずる心配がない。
【００２４】更に又、前記突出部２ｃとテーパ穴３ａと
の係合により円盤部２と主軸３との芯出しが容易に行な
われるので、ロータ１の再組立て時におけるロータバラ
ンスの再現性が良い。
【００２５】本発明の第２の実施の形態を図３により説
明する。
【００２６】図３は本発明の高速回転体のロータの主軸
接合方法の第２の実施の形態における円盤部５と主軸６
の接合部の縦断面図を示す。
【００２７】円盤部５はアルミ合金製で、ボルト４の締
付けにより該円盤部５と鋼製の主軸６の前端面とが環状
の当接面５ｂにおいて当接している。
【００２８】前記円盤部５の中心部には先細の円錐台状
のテーパ穴５ｃを貫通させずに設けてあり、前記主軸６
の前端面の中心部に突出させて設けた円錐台状の突出部
６ａの大部分が該テーパ穴５ｃに締め代を有して嵌入し
た構造としている。
【００２９】尚、当該円盤部５も前記ボルト４の締付け
によって中心部近傍が背後方向へ膨出すると共に該円盤
部５の腹側に空間部５ａが形成される。
【００３０】次に本実施の形態の作用及び効果について
説明する。
【００３１】本実施の形態においても前記第１の実施の
形態におけるのと同様に、前記円盤部５の弾発力によっ
て締結ボルト４の軸方向に常に引張り力が掛かっている
ので、これらのボルト４が緩むことがない。
【００３２】又、前記突出部６ａとテーパ穴５ｃとの係
合により円盤部５と主軸６との芯出しが容易に行なわれ
るので、再組立て時におけるロータバランスの再現性が
良い。
【００３３】更に又、前記円盤部５のテーパ穴５ｃは貫
通していないので、ロータの高速回転時にも貫通孔を有
する従来の円盤部に較べて低い応力で済んでいる。
【００３４】
【発明の効果】このように本発明によれば、ロータの円
盤部に過大な応力の発生箇所がなく、締結ボルトに緩み
を生ずることがなく、又、再組立て時にもロータのバラ
ンスの再現性に優れているような高速回転体のロータの
主軸接合構造を提供できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における円盤部と主
軸の接合部の縦断面図である。
【図２】同上円盤部と主軸の組立て途中の状態を示す縦
断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における円盤部と主
軸の接合部の縦断面図である。
【図４】円盤部と主軸の接合方法を用いた複合分子ポン
プの第１の従来例の縦断面図である。
【図５】円盤部と主軸との接合方法の第２の従来例の縦
断面図である。
【図６】円盤部と主軸との接合方法の第３の従来例の縦
断面図である。
【符号の説明】
１ ロータ ２、５ 円盤部 ２ａ、５ａ 空間部 ２ｂ、５ｂ 当接面 ２ｃ、６ａ 突出部 ２ｅ すき間 ３、６ 主軸 ３ａ、５ａ テーパ穴 ３ｂ フランジ部 ４ ボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｄ 29/32 Ｆ０４Ｄ 29/32 Ｃ Ｆ 29/64 29/64 Ｃ Ｆ１６Ｂ 1/02 Ｆ１６Ｂ 1/02 Ｍ Ｆターム(参考） 3H022 AA01 BA04 BA06 CA01 DA07 DA13 3H031 DA01 DA02 DA07 EA06 EA07 EA09 FA01 FA03 FA04 3H033 AA02 AA11 BB01 BB08 BB19 CC01 CC06 DD13 DD30 EE05 EE10 EE11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロータの円盤部の片面に主軸の前端面を
    当接させ、両者をボルトで締結してなる高速回転体のロ
    ータにおいて、前記円盤部の前記片面の中心部から円錐
    台状の突出部を突出させると共に前記前端面の中心部に
    先細の円錐台状のテーパ穴を設け、両者を前記ボルトで
    締結したときに該突出部が該テーパ穴に締め代を有して
    嵌入すると共に該締結によって生ずる環状の当接面の内
    周側に狭い空間部を生ずるように形成したことを特徴と
    する高速回転体のロータの主軸接合構造。
  2. 【請求項２】 ロータの円盤部の片面に主軸の前端面を
    当接させ、両者をボルトで締結してなる高速回転体のロ
    ータにおいて、前記円盤部の前記片面の中心部に先細の
    円錐台状のテーパ穴を貫通させずに設けると共に前記前
    端面の中心部に円錐台状の突出部を突出して設け、該突
    出部が該テーパ穴に締め代を有して嵌入したことを特徴
    とする高速回転体のロータの主軸接合構造。
  3. 【請求項３】 前記円盤部と前記主軸との組立て時にお
    いて、前記突出部と前記テーパ穴とを係合させた状態で
    は、これら円盤部と主軸との前記当接面は僅かなすき間
    を存して両者が離間しており、同一のピッチ円上に配置
    された複数の前記ボルトを締め付けることによってこれ
    ら円盤部と主軸との当接面を環状に形成すると共に該当
    接面の内周側に空間部を形成したことを特徴とする請求
    項１又は請求項２に記載の高速回転体のロータの主軸接
    合構造。
  4. 【請求項４】 前記主軸の前端部を径の大きなフランジ
    部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に記載の高速回転体のロータの主軸接合構
    造。
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