JP2005519236A - 摩擦真空ポンプのための一体構造のロータを製作する方法並びに該方法で製作されたロータ - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも区分的に、ロータ羽根（５）とステータ羽根（９）とを有するターボ分子真空ポンプとして構成された摩擦真空ポンプ（２１）用の一体構造のロータ（１）であって、ロータ（１）が周面にポンプ構造を保持するボス（２）を有し、ロータ側のポンプ構造が少なくとも区分的に羽根列（４）を成して配置された羽根（５）から成り、該羽根（５）が素材表面から切削加工により構成されており、該切削加工に、ポンプが組立てられた状態でステータ羽根列（９）が係合する半径方向の周溝（３）の製作が属しているロータを製作する方法において、ロータ（１）の加工を簡易化するために、素材の外面に単数又は複数のねじ溝（１３）を備える別の切削加工が実施されることを特徴としている。

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載した特徴を有する摩擦真空ポンプのためのロータを製作する方法に関する。さらに本発明は前記方法にしたがって製作されたロータにも関する。

ターボ分子真空ポンプのロータの個々のベーンを、円筒形の素材（有利にはアルミニウムから成る）の外面に、回転軸に対し垂直に位置する平面内にある羽根が生じるように半径方向の周溝と軸方向に向けられた溝とが設けられることによって製作することは公知である。次いでポンプ作用を有する羽根を得るためには多数の羽根の各々が傾けられなければならない。通常は羽根は入口からの種々異なる間隔に応じて異なる設置角／傾斜角を有している必要がある。公知の制作方法はベーンプロフィールのさらなる変化は許さない。

さらに、あとで行なわれる傾斜付けが必要でなくなるように素材の表面からフライス加工で羽根を加工することは公知である。この製作プロセスは長い加工時間を要し、異なる羽根列の羽根が種々異なるベーンプロフィール及び／又は設置角を有する場合には不適切である。

本発明の課題は、摩擦真空ポンプのためのロータの製作に従来必要であった加工時間、ひいてはコストを減じることである。

前記課題は本発明によれば請求項１の特徴によって解決された。本発明は簡単な形式で切削加工により、種々異なる設置角又はベーンプロフィールを有する羽根列の構成を可能にする。これはねじ溝のリードが所望される条件に相応して適当に変化させられることで達成される。さらに本発明の方法を用いることでフライス加工時間を最短に減縮するかもしくはフライス加工を完全に旋削加工に置き換えることができるようになった。

本発明のさらなる利点と詳細は図１から図８までに示した実施例に基づき以下に説明する。

いずれの図においてもロータは符号１でかつボスは符号２で示されている。完成したロータにおいては少なくともボス２の１区分は周溝３で分離した羽根列４を有している。この場合、個々の羽根はそれぞれ符号５で示されている。組立てられた状態（図７と８）では、羽根列９が周溝３に係合する。ロータ１の回転によってロータ１の吸込み側１１から吐出側１２へのガスの所望される搬送が行なわれる。

図１から図３までにはロータ１が本発明によってどのように製作され得るかが示されている。まず、例えば円筒形である素材にねじ溝１３（図１）が又は半径方向の周溝３（図２）が付けられる。このステップのあとでそれぞれロータ１のボス２が生じる。図１のボス２は単数又は複数のねじウェブ１４を保持し、図２のボス２は円周に亘って延びる半径方向ウェブ１５を保持している。そのあとで図１のロータ１には周溝３が付けられ、図２のロータ１にはねじ溝１３が付けられる。これによって両方の方法で図３に示されたロータ１が製作される。ボス２の上には周溝３によって分離された羽根列４が残される。羽根列４のはね５のプロフィール（幅、長さ、横断面）と設置角は隣接する溝３，１３の深さ並びに各羽根列４の高さにおけるねじ溝１３のリード角に関連する。

図４にはロータの全長に亘ってねじ溝１３／ねじウェブ１４を有するロータ１が示されている。上方の領域だけに付加的な半径方向の周溝３が設けられている。この処理によって区分的に（吸込み側で）ターボ分子ポンプとして構成されかつ区分的に（吐出側で）分子ポンプ（Holweckポンプ）として構成された摩擦真空ポンプのための一体構造のロータ１が生じる。図４からは、ねじウェブ１４のリード及び特にリード変化が任意に選択可能であり、搬送通路のあらゆる個所を支配する圧力に搬送特性が正確に適合させられ得ることが明らかである。

図５、６及び７にはねじウェブ１４がその全長に亘ってコンスタントなリード角を有しているロータ１が示されている。図５には、ロータ１は製作途上の状態で示されている。ロータ１はねじウェブ１４もしくはねじ溝１３しか有していない。図６と図７は完成したロータ１を異なる方向から示している（図６は側面図、図７は斜め下から見た図）。ねじ溝１３を形成したあとで、半径方向の周溝３は旋削によって製作される。

図８にはターボ分子ポンプ２１のポンプ作用域の断面が示されている。本発明にしたがって製作されたロータ１の半径方向の周溝３にはステータ羽根９が係合する。ステータ羽根９を保持するためには公知の形式でステータリングと羽根リングとを有する円筒状のステータ２２が用いられる。周溝３の深さは吸込み側１１から吐出側１２に向かって減少する。これに相応することは羽根列９のポンプ作用を有する羽根の長さにも当嵌まる。この結果として吸込み側から吐出側に向かって減少する搬送横断面が得られる。本発明による方法は簡単な形式で、記述した搬送特性又は他の搬送特性を有するロータ１を製作することを可能にする。

図９の実施例ではポンプ２１の吸込み側の区分だけがターボ分子ポンプとして構成されている。吐出側の区分には深さ／高さが吐出側に向かって減少するねじ溝１３／ねじウェブ１４が構成されている。この吐出側の区分はステータ２２の内面と共にHolweckポンプを形成する。さらに図面にはロータ１のHolweckポンプ段に接続した第３のポンプ段２３が示されている。この第３のポンプ段２３はステータ２２に形成されたねじ山２４を有し、このねじ山２４はロータ１に固定されたシリンダ２５と共に別のHolweckポンプ段を形成する。

本発明によって製作されるロータの１実施例の製作中間状態を示した図。 本発明によって製作されるロータの１実施例の製作中間状態を示した図。 完成したロータを示した図。 本発明によって製作されたロータの第２実施例を示した図。 本発明によって製作されるロータの別の実施例の製作中間状態を示した図。 完成したロータの側面図。 完成したロータの斜視図。 本発明にしたがって製作されたロータを有する摩擦真空ポンプを示した図。 本発明にしたがって製作されたロータを有する摩擦真空ポンプを示した図。

符号の説明

１ ロータ、 ２ ボス、 ３ 周溝、 ４ 羽根列、 ５ 羽根、 ９ ステータ羽根列、 １１ 吸込み側、 １２ 吐出側、 １３ ねじ溝、 １４ ねじウェブ、 １５ 半径方向ウェブ、 ２１ ターボ分子ポンプ、 ２２ ステータ、 ２３ ポンプ段、 ２４ ねじ山、 ２５ シリンダ

Claims (8)

1. 少なくとも区分的に、ロータ羽根（５）とステータ羽根（９）とを有するターボ分子真空ポンプとして構成された摩擦真空ポンプ（２１）用の一体構造のロータ（１）であって、ロータ（１）が周面にポンプ構造を保持するボス（２）を有し、ロータ側のポンプ構造が少なくとも区分的に羽根列（４）を成して配置された羽根（５）から成り、該羽根（５）が素材表面から切削加工により構成されており、該切削加工に、ポンプが組立てられた状態でステータ羽根列（９）が係合する半径方向の周溝（３）の製作が属しているロータを製作する方法において、前記素材の外面に単数又は複数のねじ溝（１３）を備える別の切削加工が含まれていることを特徴とする、摩擦真空ポンプのロータを製作する方法。
2. まずねじ溝（１３）をフライス加工により製作し、次いで周溝（３）を旋削により製作する、請求項１記載の方法。
3. ねじ溝（１３）と周溝（３）とを旋削により製作する、請求項１記載の方法。
4. まず周溝（３）を製作し、次いでねじ溝（１３）を製作する、請求項１記載の方法。
5. ねじ溝（１３）と周溝（３）とがロータ羽根（５）を形成している、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法で製作されたロータ。
6. ロータ（１）がその全高さに亘ってねじ溝（１３）をかつ区分的に周溝（３）を有している、請求項５記載のロータ。
7. 両溝（３，１３）の深さがロータ（１）の吸込み側の端部（１１）から吐出側の端部（１２）に向かって少なくとも区分的に減少している、請求項５又は６記載のロータ。
8. ロータ（１）が吐出側の端部（１２）に、同軸的に配置されたシリンダ（２５）を保持している、請求項５から７までのいずれか１項記載のロータ。

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