JP2002285989A - Vacuum pump - Google Patents

Vacuum pump

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JP2002285989A
JP2002285989A JP2001090728A JP2001090728A JP2002285989A JP 2002285989 A JP2002285989 A JP 2002285989A JP 2001090728 A JP2001090728 A JP 2001090728A JP 2001090728 A JP2001090728 A JP 2001090728A JP 2002285989 A JP2002285989 A JP 2002285989A
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JP
Japan
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rotor
pump mechanism
vacuum pump
pump
rotor shaft
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Withdrawn
Application number
JP2001090728A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Yamashita
義弘 山下
Yasushi Maejima
靖 前島
Yuko Sakaguchi
祐幸 坂口
Masami Sugiyama
雅美 杉山
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Edwards Japan Ltd
Original Assignee
BOC Edwards Technologies Ltd
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a safe vacuum pump preventing damage of a pump case, peripheral apparatuses and the like by reducing broken parts in rotor breakage accident and weakening instant breaking torque. SOLUTION: The rotor 2 is divided into an upper part rotor 21, made of a light alloy in a turbine side and a lower part rotor 22, made of high toughness material in a skirt side, to stop the rotor breakage accident only by the upper part rotor 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造装
置、電子顕微鏡、表面分析装置、質量分析装置、粒子加
速器、核融合実験装置等に用いられる真空ポンプに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum pump used for a semiconductor manufacturing apparatus, an electron microscope, a surface analyzer, a mass analyzer, a particle accelerator, a nuclear fusion experiment apparatus, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程におけるドライエッチン
グやCVD等のプロセスは、真空中で行なう必要があ
り、この真空を得るのにターボ分子ポンプのような高速
回転ロータを有する真空ポンプが使用される。
2. Description of the Related Art Processes such as dry etching and CVD in a semiconductor manufacturing process must be performed in a vacuum, and a vacuum pump having a high-speed rotating rotor such as a turbo molecular pump is used to obtain the vacuum.

【0003】従来のこの種の真空ポンプにおいては、図
4に示すように、上部外周に一体に加工された複数のブ
レード状のロータ翼1、1、‥‥を有するロータ2と、
このロータ2の回転中心軸線上に一体に取り付けられた
ロータ軸3が、ポンプケース4の内部に収納されて、高
速回転部を形成し、ポンプケース4を支持するポンプベ
ース13の下部から突設されたステータコラム5に設け
た軸受6、6が上記ロータ軸3を回転自在に支承してい
る。上下の上記軸受6、6の中間には、ステータコラム
5・ロータ軸3間に駆動モータ7が組み込まれていて、
この駆動モータ7により、上記高速回転部が、ロータ翼
周速で400m/s程度の高速で回転するようになって
いる。
In a conventional vacuum pump of this type, as shown in FIG. 4, a rotor 2 having a plurality of blade-shaped rotor blades 1, 1,.
The rotor shaft 3 integrally mounted on the rotation center axis of the rotor 2 is housed inside the pump case 4 to form a high-speed rotating part, and protrudes from a lower part of a pump base 13 supporting the pump case 4. Bearings 6 provided on the stator column 5 rotatably support the rotor shaft 3. A drive motor 7 is incorporated between the stator column 5 and the rotor shaft 3 between the upper and lower bearings 6, 6.
The drive motor 7 rotates the high-speed rotating section at a high speed of about 400 m / s at the peripheral speed of the rotor blades.

【0004】この高速回転により、ロータ上方のガス吸
気口8からガスを吸気して、ロータ下方のガス排気口9
へ排気し、ガス吸気口8に接続された半導体製造プロセ
スのチャンバー等を高真空にする。
[0004] By this high-speed rotation, gas is taken in from the gas intake port 8 above the rotor, and the gas exhaust port 9 below the rotor is taken.
To a high vacuum in the semiconductor manufacturing process chamber connected to the gas inlet 8.

【0005】上述の真空ポンプ作用は、真空ポンプ上半
部のターボ分子ポンプ機構部Aと下半部のネジ溝ポンプ
機構部Bとによって発生させている。
The above-described vacuum pump action is generated by a turbo molecular pump mechanism A in the upper half of the vacuum pump and a thread groove pump mechanism B in the lower half.

【0006】すなわち、上記ターボ分子ポンプ機構部A
は、上記ロータ翼1、1、‥‥と、このロータ翼1とロ
ータ翼1との間に交互に配設され、ポンプケース4側に
固定された複数のブレード状のステータ翼10、10、
‥‥とで構成され、高速回転するロータ翼1と固定のス
テータ翼10との相互作用により、高真空のガス吸気口
8側の気体分子を図の下方に送ることにより排気の動作
を行なう。
That is, the turbo molecular pump mechanism A
Are arranged alternately between the rotor blades 1, 1,... And the plurality of blade-shaped stator blades 10, 10, fixed to the pump case 4 side.
The exhaust operation is performed by sending high-vacuum gas molecules on the gas inlet port 8 side downward by interaction between the rotor blade 1 rotating at high speed and the fixed stator blade 10.

【0007】上記ネジ溝ポンプ機構部Bは、上記ロータ
2の下半分のスカート部2a外周の回転円筒面2bと、
この回転円筒面2bに接近してこれを囲み、上記ポンプ
ケース4内に固定されたネジステータ11とで構成さ
れ、ネジステータ11内周面に刻設されたらせん状のネ
ジ溝12内にターボ分子ポンプ機構部Aから送り込まれ
た気体分子を、高速回転するロータスカート部の回転円
筒面2bがネジ溝12に沿ってガス排気口9側へ送り込
んで、やや真空度が低くなっている状態のガスの排気の
動作を行なう。
[0007] The thread groove pump mechanism B has a rotating cylindrical surface 2b on the outer periphery of the lower half skirt 2a of the rotor 2,
The turbo-molecular pump is formed by a screw stator 11 fixed to the inside of the pump case 4 by approaching and surrounding the rotary cylindrical surface 2b. The gas molecules sent from the mechanism part A are sent to the gas exhaust port 9 side along the screw groove 12 by the rotating cylindrical surface 2b of the rotor skirt part rotating at a high speed, and the gas in a state where the degree of vacuum is slightly lowered is reduced. Exhaust operation is performed.

【0008】ところで、上記ロータ翼1、ロータ2、ポ
ンプケース4、ステータ翼10、ガス吸入口3に接続さ
れるチャンバ等は、通常、軽合金、中でもでアルミ合金
が多用されている。アルミ合金は機械加工性に優れ、精
密に加工しやすいからである。しかし、アルミ合金は強
度が比較的弱く、使用条件によっては、クリープ破壊を
起こすことがある。
The chambers connected to the rotor blade 1, the rotor 2, the pump case 4, the stator blade 10, and the gas inlet 3 are usually made of a light alloy, especially an aluminum alloy. Aluminum alloy has excellent machinability and is easy to process precisely. However, aluminum alloys have relatively low strength and may cause creep rupture depending on the use conditions.

【0009】また、これらの部品のうち、ロータ翼1と
これと一体に形成されたロータ2とは高速回転に耐えら
れるよう、組み付けの過程で、動バランス取り作業が行
なわれている。通常、動バランス取りは、ロータ2の上
下両端面をドリル等により微小量削り取って行なう。動
バランスが取れていれば高速回転部の高速回転が可能と
なり、振動も小さくて静粛な運転ができるのであるが、
高速回転時に、ロータ2の上下両端面の動バランス取り
の微小なドリル穴の周囲には、遠心力による応力集中が
生じ、また、プロセスガスによる腐食部分が発生すれ
ば、その周囲に亀裂が生じ、これらはいずれも高速回転
部の脆性破壊の引き金となる。
[0009] Of these components, the rotor blades 1 and the rotor 2 integrally formed therewith are subjected to dynamic balancing in the process of assembly so as to withstand high-speed rotation. Normally, dynamic balancing is performed by shaving a small amount of the upper and lower end surfaces of the rotor 2 with a drill or the like. If the dynamic balance is maintained, high-speed rotation of the high-speed rotating unit becomes possible, and vibration is small and quiet operation can be performed.
During high-speed rotation, centrifugal force causes stress concentration around the micro-drilled holes for dynamic balancing on the upper and lower end surfaces of the rotor 2, and if a process gas corrodes, cracks occur around it. All of these trigger brittle fracture of the high-speed rotating part.

【0010】ロータ2の応力集中点から始まるロータの
破壊事故は、ロータ2、ロータ翼1が高速回転中に起こ
るので、その破壊エネルギーが非常に強く、瞬時に、ロ
ータ2、ロータ翼1全体に波及してこれらを破壊し、こ
れらの破片が遠心力により飛び散って、モータの回転が
強制的に止められるため、その反力としてモータケース
(ステータコラム)5に大きなトルクが生じ、ポンプを
真空チャンバーに取り付けているポンプフランジボルト
14の破壊を生じ、ポンプの落下等により製造装置の一
部の破壊、人身への重大な事故につながるおそれがあ
る。なお、この種の破壊事故は、バランス取りの穴が引
き金となるとは限らず、他の部位でもそこに何らかの欠
陥があれば、回転中に起こりうるものである。
[0010] Since the rotor destruction accident starting from the stress concentration point of the rotor 2 occurs while the rotor 2 and the rotor blade 1 are rotating at high speed, the destruction energy thereof is very strong, and the entire rotor 2 and the rotor blade 1 are instantaneously damaged. Since the spills and destroys them, these fragments are scattered by the centrifugal force and the rotation of the motor is forcibly stopped. As a reaction force, a large torque is generated in the motor case (stator column) 5 and the pump is turned into a vacuum chamber The pump flange bolt 14 attached to the apparatus may be destroyed, and a drop of the pump may cause a part of the manufacturing apparatus to be destroyed, which may lead to a serious accident to humans. It should be noted that this type of destruction accident is not always triggered by the hole for balancing, and can occur during rotation if there is any defect in other parts.

【0011】近年、大きい容量の真空ポンプを要求され
る機会が増しているが、真空ポンプが大型になると、遠
心力に起因する破壊トルクもより大きくなり、破壊事故
の危険は一層大きくなる。
In recent years, there has been an increasing demand for a vacuum pump having a large capacity. However, as the size of the vacuum pump increases, the breaking torque due to the centrifugal force also increases, and the risk of a breaking accident increases.

【0012】そこで、この破壊事故を重大な事故に至ら
せずに、ポンプ内の小規模な破壊に留めるために、従来
から、いくつかの対策が提案されている。
[0012] Therefore, several measures have been proposed in the past in order to limit the destruction accident to a small-scale destruction in the pump without causing a serious accident.

【0013】特開平11−280689号公報には、タ
ーボ分子ポンプの回転しないステータ翼にロータ破壊に
よる破壊トルクが作用したとき、ポンプケースとステー
タ翼との拘束を解除する構造が開示されている。
[0013] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-280689 discloses a structure in which when a destruction torque due to rotor destruction acts on a non-rotating stator blade of a turbo-molecular pump, the constraint between the pump case and the stator blade is released.

【0014】その他に、ロータを分割して、これらを圧
入、ねじ締め等で結合する構造も知られている。なお、
この構造は、コストダウンも兼ねている。
In addition, a structure is known in which the rotor is divided and these are joined by press-fitting, screwing, or the like. In addition,
This structure also reduces costs.

【0015】しかし、前者のポンプケース・ステータ翼
拘束解除構造は、ポンプケースとステータ翼との間に摩
擦低減構造や衝撃緩衝構造を設けるためにポンプ外形が
大きくなり、価格も高くなる。また、後者のロータ分割
結合構造は、結合部分が径の大きい部位になって、ロー
タ高速回転により大きな遠心力を受け、かえって破壊し
やすいものになる。
However, in the former pump case / stator blade restraint release structure, since the friction reducing structure and the shock absorbing structure are provided between the pump case and the stator blade, the outer shape of the pump becomes large and the price becomes high. Further, in the latter rotor split coupling structure, the coupling portion becomes a portion having a large diameter, and receives a large centrifugal force due to the high-speed rotation of the rotor, so that the rotor is easily broken.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記問題点
を解決するためになされたものであり、その目的とする
ところは、ロータが破壊しにくく、万一のロータの破壊
事故の際は、ロータの破壊部分を小さくしてポンプケー
ス等の周囲の2次破壊を阻止できる真空ポンプを提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to make it difficult for a rotor to be destroyed. An object of the present invention is to provide a vacuum pump capable of preventing a secondary destruction around a pump case or the like by reducing a destruction portion of a rotor.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ターボ分子ポンプ機構部とネジ溝ポン
プ機構部とを有し、上記ターボ分子ポンプ機構部のブレ
ード状のロータ翼とネジ溝ポンプ機構部の回転円筒面と
を備えたロータが、ロータ軸に保持されて高速回転する
ことにより、ターボ分子ポンプ機構部がガス吸気口の高
真空中のガス分子をネジ溝ポンプ機構部へ送り込み、こ
のネジ溝ポンプ機構部が上記ガス分子をネジ溝に沿って
ガス排出口に送り出すようにした真空ポンプにおいて、
上記ロータが、上記ロータ翼が形成された軽合金製の上
部ロータと、上記回転円筒面を有する高靱性材料製のス
カート部を備えた下部ロータとからなり、上記上部ロー
タと下部ロータが、上記ロータ軸の鍔部にロータ軸軸線
方向にネジ止めされるように構成される。
In order to achieve the above object, the present invention has a turbo-molecular pump mechanism and a thread groove pump mechanism, and has a blade-like rotor blade of the turbo-molecular pump mechanism. By rotating the rotor with the rotating cylindrical surface of the thread groove pump mechanism at a high speed while being held by the rotor shaft, the turbo-molecular pump mechanism moves the gas molecules in the high vacuum of the gas inlet port into the thread groove pump mechanism. In a vacuum pump in which the screw groove pump mechanism sends out the gas molecules to the gas outlet along the screw groove,
The rotor includes an upper rotor made of a light alloy on which the rotor blades are formed, and a lower rotor having a skirt portion made of a high toughness material having the rotating cylindrical surface. The upper rotor and the lower rotor are The rotor shaft is configured to be screwed to a flange portion of the rotor shaft in the axial direction of the rotor shaft.

【0018】この発明においては、高速回転時の万一の
場合にも、下部ロータの脆性破壊は起こらず、高速回転
部のうち上部ロータのみが脆性破壊するに留まる。
In the present invention, even in the event of high-speed rotation, brittle fracture of the lower rotor does not occur, and only the upper rotor of the high-speed rotating portion breaks.

【0019】また、上記の構成において、上記上部ロー
タと下部ロータとに、上記ロータ軸の鍔部から突出する
小径部に嵌合する嵌合穴がそれぞれ設けられ、上記小径
部と嵌合穴との嵌合により上部ロータと下部ロータとの
径方向位置決めがなされたり、上記上部ロータのロータ
軸鍔部へのネジ止め部と下部ロータのロータ軸鍔部への
ネジ止め部が重ね合わされ、共通のネジによりロータ軸
の鍔部にネジ止めされていると、一層組み付けがしっか
りできて完全に一体化され、安定して、破壊が起こりに
くい真空ポンプとなる。
In the above structure, the upper rotor and the lower rotor are each provided with a fitting hole for fitting to a small diameter portion protruding from a flange portion of the rotor shaft, and the small diameter portion, the fitting hole and The upper rotor and the lower rotor are positioned in the radial direction by the fitting of the upper rotor and the screw fixing part of the upper rotor to the rotor shaft flange and the screw fixing part of the lower rotor to the rotor shaft flange are overlapped, and the common rotor is If the rotor is screwed to the flange of the rotor shaft, the vacuum pump can be more securely assembled and integrated completely, and is stable and hard to break.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る真空ポンプ
の一実施形態について、図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a vacuum pump according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1は、この発明に係る真空ポンプの一実
施形態を示す縦断面図、図2は、図1の要部の縦断面図
である。図1に示した真空ポンプは、上半部のターボ分
子ポンプ機構部Aと下半部のネジ溝ポンプ機構部Bとに
よって真空ポンプ作用を発生させている点は、図4に示
した従来の真空ポンプと同様である。よって、図4と同
一の部分には同一の符号を付して、その詳細な説明を省
略する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a vacuum pump according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of FIG. The point that the vacuum pump shown in FIG. 1 generates a vacuum pump action by the turbo molecular pump mechanism A in the upper half and the thread groove pump mechanism B in the lower half is different from the conventional pump shown in FIG. Similar to a vacuum pump. Therefore, the same portions as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0022】図1に示したこの発明においては、ロータ
2を、アルミ合金製の上部ロータ21と、鋼製の下部ロ
ータ22とに分割した。上記下部ロータ22は高靱性の
鋼製であるので、図に示すように、薄肉に形成すること
ができた。
In the present invention shown in FIG. 1, the rotor 2 is divided into an upper rotor 21 made of aluminum alloy and a lower rotor 22 made of steel. Since the lower rotor 22 was made of high toughness steel, it could be formed thin as shown in the figure.

【0023】上記上部ロータ21の外周には、ターボ分
子ポンプ機構部Aのブレード状のロータ翼1、1、‥‥
を一体に形成し、また、下部ロータ22には、ネジ溝ポ
ンプ機構部Bの回転円筒面22bを有するスカート部2
2aを設けた。
On the outer periphery of the upper rotor 21, blade-like rotor blades 1, 1,.
The skirt portion 2 having the rotating cylindrical surface 22b of the thread groove pump mechanism B is formed on the lower rotor 22.
2a was provided.

【0024】そして、図2に示すように、上部ロータ2
1と下部ロータ22の各円板状のネジ止め部21c、2
2cを重ね合わて、ロータ軸3の鍔部3aに、複数のボ
ルト15、15によってロータ軸軸線方向にネジ止めし
て固定した。
Then, as shown in FIG.
1 and each disk-shaped screwing portion 21c of the lower rotor 22;
2c were overlapped and fixed to the flange 3a of the rotor shaft 3 by screwing in the axial direction of the rotor shaft with a plurality of bolts 15 and 15.

【0025】上記上部ロータ21と下部ロータ22との
ロータ軸3に対する径方向位置決めは、次のようにして
行なった。すなわち、ロータ軸3の鍔部3aから突出す
る小径部3bに隙間なく嵌合する下部ロータ嵌合穴16
を下部ロータ22に形成し、同じく上記小径部3bに隙
間なく嵌合する上部ロータ嵌合穴17を上部ロータ21
に形成して、上記小径部3bと下部ロータ嵌合穴16、
上部ロータ嵌合穴17とをそれぞれ嵌合して、上部ロー
タ21、下部ロータ22およびロータ軸3相互の径方向
位置決めを行なった。これにより、上部ロータ21と下
部ロータ22とは偏心なしに一体化することができた。
The positioning of the upper rotor 21 and the lower rotor 22 in the radial direction with respect to the rotor shaft 3 was performed as follows. That is, the lower rotor fitting hole 16 that fits into the small diameter portion 3b protruding from the flange portion 3a of the rotor shaft 3 without gap.
Is formed in the lower rotor 22, and the upper rotor fitting hole 17 is fitted into the small-diameter portion 3 b without any gap.
The small diameter portion 3b and the lower rotor fitting hole 16,
The upper rotor 21 and the lower rotor 22 and the rotor shaft 3 were positioned in the radial direction by fitting into the upper rotor fitting holes 17 respectively. Thereby, the upper rotor 21 and the lower rotor 22 could be integrated without eccentricity.

【0026】また、鍔部3aに固定したボルト15は、
上記小径部3bに隣接して、ロータ軸中心近くに配置す
ることができた。なお、ネジ穴を設けた鍔部3aは、図
面では2段の段部があるものを示したが、ネジ穴を設け
る平坦な端面があればよいのであるから、段数はこれに
限るものではなく、段の有無も特にこの発明に関係する
ものではない。
The bolt 15 fixed to the flange 3a is
It could be arranged adjacent to the small diameter portion 3b and near the center of the rotor shaft. The flange 3a provided with a screw hole has two steps in the drawing. However, the flat end face provided with the screw hole only needs to have a flat end face, so the number of steps is not limited to this. The presence or absence of a step is not particularly relevant to the present invention.

【0027】この真空ポンプを運転したところ、ボルト
15を通した上記ネジ止め部21c、22cのボルト穴
付近は、比較的ロータ回転中心に近いので、高速回転に
よる遠心力が弱く、応力集中によるボルト穴からの亀裂
は生じなかった。これにより、ボルト穴が破壊の引き金
になる心配がないことがわかった。
When this vacuum pump was operated, the vicinity of the bolt holes of the screwed portions 21c and 22c through which the bolts 15 were passed was relatively close to the center of rotation of the rotor. No cracks from the holes. This proved that there was no fear that the bolt holes would trigger the destruction.

【0028】また、高速回転によりボルト15が緩んで
上部ロータ21と下部ロータ22ががたつくようなトラ
ブルも全く起こらず、上部ロータ21と下部ロータ22
が一体となって、従来と同様の安定したポンプ作用が得
られることが確かめられた。更に、破壊試験のために通
常よりも回転を上げ、ターボ分子ポンプ機構部Aとネジ
溝ポンプ機構部Bの温度が上がり、高速回転部の遠心力
も強くなって破壊が起こりやすい状態にして運転を続け
たところ、高速回転部が破壊した。
Further, no trouble occurs in which the bolt 15 is loosened by the high-speed rotation and the upper rotor 21 and the lower rotor 22 rattle.
It was confirmed that as a result, the same stable pump action as that of the related art was obtained. Furthermore, for a destructive test, the rotation was increased more than usual, and the temperatures of the turbo-molecular pump mechanism A and the thread groove pump mechanism B were increased, and the centrifugal force of the high-speed rotating part was also increased, and the operation was performed in a state where breakage was likely to occur. As it continued, the high-speed rotating part was destroyed.

【0029】ポンプを分解したところ、上部ロータ21
が脆性破壊を起こした痕跡があり、ステータ翼10も破
壊していた。しかし、上部ロータ21のみが瞬時に破壊
してモータ停止になるため、ポンプフランジボルト14
の破断に至らず、ポンプ内部の破壊で済むことが確認で
きた。
When the pump is disassembled, the upper rotor 21
Had a trace of brittle fracture, and the stator blade 10 was also broken. However, since only the upper rotor 21 is instantaneously broken and the motor stops, the pump flange bolt 14
It was confirmed that the breakage of the inside of the pump was sufficient without breaking of the pump.

【0030】ボルト15による上部ロータ21、下部ロ
ータ22のロータ軸3への固定は、この実施形態のよう
に、上部ロータおよび下部ロータのネジ止め部21c、
22cを重ね合わせて、共通のネジ15、15、‥‥に
よって固定するのが、小型化、部品点数削減等の点で好
ましいが、上部ロータ21、下部ロータ22をそれぞれ
別のネジで固定することもできる。また、運転中の遠心
力等によるネジの緩みは絶対に許されないものであるか
ら、従来周知のネジ緩み防止手段、例えば、バネ座金、
排気するガスに侵されないネジロック剤等を使用しても
よい。
The upper rotor 21 and the lower rotor 22 are fixed to the rotor shaft 3 by the bolts 15, as in this embodiment, by screwing portions 21c of the upper rotor and the lower rotor.
It is preferable that the upper rotor 22c and the lower rotor 22 are fixed with different screws, though it is preferable to overlap the upper rotor 22c and fix them with the common screws 15, 15,. You can also. Further, since screw loosening due to centrifugal force or the like during operation is absolutely not allowed, conventionally known screw loosening prevention means, for example, a spring washer,
A screw lock agent or the like which is not affected by the exhaust gas may be used.

【0031】図3は、この発明に係る真空ポンプの他の
実施形態を示す部分縦断面図である。この実施形態は、
上部ロータ21と下部ロータ22とのロータ軸3に対す
る径方向位置決めを、より正確に行なおうとするもので
ある。
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view showing another embodiment of the vacuum pump according to the present invention. This embodiment is
It is intended to more accurately position the upper rotor 21 and the lower rotor 22 in the radial direction with respect to the rotor shaft 3.

【0032】先ず、ロータ軸3の鍔部3aから突出する
第1の小径部31bに隙間なく嵌合する第1の嵌合穴2
2dを下部ロータ22に形成し、次に、上記第1の小径
部31bと同心で径小の、これに連なる第2の小径部3
2bに隙間なく嵌合する第2の嵌合穴21dを上部ロー
タ21に形成して、上記小径部31b、32bと第1、
第2の嵌合穴22d、21dとをそれぞれ嵌合して、上
部ロータ21、下部ロータ22およびロータ軸3相互の
径方向位置決めを行なった。これにより、下部ロータ2
2をロータ軸3に嵌め込むとき、所定箇所まで挿入する
前に途中で下部ロータ22が小径部と接して擦りながら
挿入していくということがなくなり、途中で摩損するお
それなく、上部ロータ21と下部ロータ22とを偏心な
しに正確に一体化固定することができた。
First, the first fitting hole 2 is fitted into the first small diameter portion 31b protruding from the flange 3a of the rotor shaft 3 without any gap.
2d is formed on the lower rotor 22, and then the second small-diameter portion 3 concentric with the first small-diameter portion 31b and having a small diameter is connected thereto.
A second fitting hole 21d is formed in the upper rotor 21 so as to fit into the upper rotor 21 with no gap, and the small-diameter portions 31b, 32b and the first,
The second fitting holes 22d and 21d were fitted to each other, and the upper rotor 21, the lower rotor 22, and the rotor shaft 3 were positioned relative to each other in the radial direction. Thereby, the lower rotor 2
When the upper rotor 21 is fitted into the rotor shaft 3, the lower rotor 22 does not come in contact with the small diameter portion and rubs in the middle before being inserted to the predetermined position. The lower rotor 22 and the lower rotor 22 could be integrated and fixed accurately without eccentricity.

【0033】この真空ポンプについては、破壊試験は行
なわなかったが、通常の運転は正常に行なうことができ
た。他の構造が図1の実施形態と同じであることから、
同様に、万一破壊が発生する場合、上部ロータ21の破
壊と、これに連鎖するステータ側の破壊に留まり、下部
ロータ22等、他の部分の破壊には至らず、被害を真空
ポンプ内に留めることができるものと思われる。
Although no destructive test was performed on this vacuum pump, normal operation was normally performed. Since other structures are the same as the embodiment of FIG. 1,
Similarly, in the event of a breakdown, the upper rotor 21 and the stator that is linked to the upper rotor 21 are destroyed, and other parts such as the lower rotor 22 are not destroyed. It seems that it can be stopped.

【0034】この発明における上部ロータの材料として
は、上述の実施形態の他、マグネシウム合金等の他の軽
合金を使用することができる。また、下部ロータの材料
としては、上述の実施形態の他、ステンレス鋼、ニッケ
ル鋼、モリブデン鋼、チタン合金、モリブデン合金等の
脆性破壊が起こりにくい高靱性材料を使用することがで
きる。
As a material for the upper rotor in the present invention, other light alloys such as a magnesium alloy can be used in addition to the above-described embodiment. As the material of the lower rotor, a high toughness material such as stainless steel, nickel steel, molybdenum steel, titanium alloy, and molybdenum alloy, which is unlikely to cause brittle fracture, can be used in addition to the above-described embodiment.

【0035】[0035]

【発明の効果】この発明に係る真空ポンプにあっては、
上述のように、真空ポンプのロータを、ターボ分子ポン
プ機構部のブレード状のロータ翼が形成された軽合金製
の上部ロータと、ネジ溝ポンプ機構部の回転円筒面を有
する高靱性材料製のスカート部を備えた下部ロータとに
分け、上部ロータと下部ロータがロータ軸の鍔部にロー
タ軸軸線方向にネジ止めするようにしたから、運転中、
万一、ロータ破壊が発生した場合、ロータ破壊は脆性破
壊しやすい上部ロータに留まり、その破壊トルクは、従
来のロータ全体が瞬時に破壊する場合の破壊トルクより
も遥かに小さく、破壊トルクによる2次破壊は、ステー
タ翼とその周辺、最悪でも、真空ポンプ単体に留まり、
真空ポンプを取り付けているボルトや、ポンプの上に取
り付けられている真空チャンバー等の機器の破損は回避
できる。また、ロータを2部品に分けたことにより、ロ
ータ製作の工数、リードタイムを短縮することができ
る。
According to the vacuum pump of the present invention,
As described above, the rotor of the vacuum pump is made of a high-toughness material having a light alloy upper rotor on which the blade-like rotor blades of the turbo molecular pump mechanism are formed, and a rotating cylindrical surface of the thread groove pump mechanism. Divided into a lower rotor with a skirt, and the upper rotor and the lower rotor are screwed to the flange of the rotor shaft in the axial direction of the rotor shaft.
In the event that rotor failure occurs, the rotor remains in the upper rotor, which is apt to be brittle, and its breaking torque is much smaller than the conventional breaking torque when the entire rotor is broken instantaneously. The next destruction remains in the stator blade and its surroundings, at worst, at the vacuum pump alone,
Damage to equipment such as a bolt to which the vacuum pump is attached and a vacuum chamber attached to the pump can be avoided. Further, by dividing the rotor into two parts, the man-hour for manufacturing the rotor and the lead time can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る真空ポンプの一実施形態を示す
縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a vacuum pump according to the present invention.

【図2】図1の部分縦断面図。FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view of FIG.

【図3】この発明に係る真空ポンプの他の実施形態を示
す部分縦断面図。
FIG. 3 is a partial vertical sectional view showing another embodiment of the vacuum pump according to the present invention.

【図4】従来の真空ポンプの例を示す縦断面図。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional vacuum pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A ターボ分子ポンプ機構部 B ネジ溝ポンプ機構部 1 ロータ翼 2 ロータ 2a スカート部 2b 回転円筒面 3 ロータ軸 3a 鍔部 3b 小径部 4 ポンプケース 5 ステータコラム 6 軸受 7 駆動モータ 8 ガス吸気口 9 ガス排気口 10 ステータ翼 11 ネジステータ 12 ネジ溝 13 ベース 14 ポンプフランジボルト 15 ボルト 16 下部ロータ嵌合穴 17 上部ロータ嵌合穴 21 上部ロータ 21c ネジ止め部 21d 上部ロータ嵌合穴 22 下部ロータ 22a スカート部 22b 回転円筒面 22c ネジ止め部 22d 下部ロータ嵌合穴 31b 第1の小径部 32b 第2の小径部 A Turbo molecular pump mechanism B Screw groove pump mechanism 1 Rotor blade 2 Rotor 2a Skirt 2b Rotating cylindrical surface 3 Rotor shaft 3a Flange 3b Small diameter portion 4 Pump case 5 Stator column 6 Bearing 7 Drive motor 8 Gas inlet 9 Gas Exhaust port 10 Stator blade 11 Screw stator 12 Screw groove 13 Base 14 Pump flange bolt 15 Bolt 16 Lower rotor fitting hole 17 Upper rotor fitting hole 21 Upper rotor 21c Screw fixing part 21d Upper rotor fitting hole 22 Lower rotor 22a Skirt part 22b Rotating cylindrical surface 22c Screw fixing portion 22d Lower rotor fitting hole 31b First small diameter portion 32b Second small diameter portion

フロントページの続き (72)発明者 坂口 祐幸 千葉県習志野市屋敷4丁目3番1号 セイ コー精機株式会社内 (72)発明者 杉山 雅美 千葉県習志野市屋敷4丁目3番1号 セイ コー精機株式会社内 Fターム(参考) 3H031 DA01 DA02 DA07 EA09 FA01 FA39 Continued on the front page (72) Inventor Yuki Sakaguchi 4-3-1 Yashiki, Narashino-shi, Chiba Seiko Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Masami Sugiyama 4-3-1 Yashiki, Narashino-shi, Chiba Seiko Seiki Co., Ltd. In-house F-term (reference) 3H031 DA01 DA02 DA07 EA09 FA01 FA39

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターボ分子ポンプ機構部とネジ溝ポンプ
機構部とを有し、上記ターボ分子ポンプ機構部のブレー
ド状のロータ翼とネジ溝ポンプ機構部の回転円筒面とを
備えたロータが、ロータ軸に保持されて高速回転するこ
とにより、ターボ分子ポンプ機構部がガス吸気口の高真
空中のガス分子をネジ溝ポンプ機構部へ送り込み、この
ネジ溝ポンプ機構部が上記ガス分子をネジ溝に沿ってガ
ス排出口に送り出すようにした真空ポンプにおいて、 上記ロータが、 上記ロータ翼が形成された軽合金製の上部ロータと、 上記回転円筒面を有する高靱性材料製のスカート部を備
えた下部ロータとからなり、 上記上部ロータと下部ロータが、上記ロータ軸の鍔部に
ロータ軸軸線方向にネジ止めされたことを特徴とする真
空ポンプ。
1. A rotor having a turbo-molecular pump mechanism and a thread groove pump mechanism, the rotor having a blade-like rotor blade of the turbo-molecular pump mechanism and a rotating cylindrical surface of the thread groove pump mechanism. The high-speed rotation held by the rotor shaft causes the turbo molecular pump mechanism to send gas molecules in a high vacuum at the gas inlet to the screw groove pump mechanism, and the screw groove pump mechanism transfers the gas molecules to the screw groove. Wherein the rotor comprises an upper rotor made of a light alloy on which the rotor blades are formed, and a skirt made of a high toughness material having the rotating cylindrical surface. A vacuum pump comprising a lower rotor, wherein the upper rotor and the lower rotor are screwed to a flange portion of the rotor shaft in a rotor axis direction.
【請求項2】 上記上部ロータと下部ロータとに、上記
ロータ軸の鍔部から突出する小径部に嵌合する嵌合穴が
それぞれ設けられ、上記小径部と嵌合穴との嵌合により
上部ロータと下部ロータとの径方向位置決めがなされる
ことを特徴とする請求項1記載の真空ポンプ。
2. The upper rotor and the lower rotor are each provided with a fitting hole that fits into a small diameter portion protruding from a flange of the rotor shaft, and the upper portion is formed by fitting the small diameter portion with the fitting hole. 2. The vacuum pump according to claim 1, wherein the rotor and the lower rotor are positioned radially.
【請求項3】 上記上部ロータのロータ軸鍔部へのネジ
止め部と下部ロータのロータ軸鍔部へのネジ止め部が重
ね合わされ、共通のネジによりロータ軸の鍔部にネジ止
めされていることを特徴とする請求項1記載の真空ポン
プ。
3. The screw fixing portion of the upper rotor to the rotor shaft flange portion and the screw fixing portion of the lower rotor to the rotor shaft flange portion are overlapped and screwed to the flange portion of the rotor shaft by a common screw. The vacuum pump according to claim 1, wherein:
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Cited By (3)

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JP2007071139A (en) * 2005-09-08 2007-03-22 Osaka Vacuum Ltd Composite vacuum pump rotor
GB2579665A (en) * 2018-12-12 2020-07-01 Edwards Ltd Multi-stage turbomolecular pump

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