JP2010096007A - Rotor of molecular pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中真空から高真空にわたる圧力範囲の真空発生に使用されるターボ分子ポンプや複合分子ポンプ等の分子ポンプのロータに関する。 The present invention relates to a rotor of a molecular pump such as a turbo molecular pump or a composite molecular pump used for generating a vacuum in a pressure range from a medium vacuum to a high vacuum.
一般のターボ分子ポンプ又は複合分子ポンプのロータは、中心部に回転軸を有してケーシング内に立設され、毎分数万回の高速回転を行なう。 A rotor of a general turbo molecular pump or a composite molecular pump has a rotating shaft at the center and is erected in a casing and rotates at a high speed of several tens of thousands of times per minute.
このような分子ポンプの例として、油循環ポンプ装置を具備した分子ポンプが知られている(特許文献1参照。)。 As an example of such a molecular pump, a molecular pump provided with an oil circulation pump device is known (see Patent Document 1).
従来のターボ分子ポンプのロータの一例を図5に示した。 An example of a conventional turbomolecular pump rotor is shown in FIG.
ロータaはアルミ合金等からなり、複数の動翼a1を放射状に且つ多段にハブ部a2の外方へ突出させている。 The rotor a is made of an aluminum alloy or the like, and has a plurality of moving blades a1 projecting radially outward from the hub portion a2.
bは回転軸で、該回転軸bは玉軸受c1、c2等により軸支されていると共に、嵌合部b1においてロータaのボス部a3と嵌合しており、袋ナットdによってロータaと回転軸bとが締結されている。 b is a rotary shaft, and the rotary shaft b is pivotally supported by ball bearings c1, c2, etc., and is fitted to the boss portion a3 of the rotor a at the fitting portion b1, and is connected to the rotor a by a cap nut d. The rotating shaft b is fastened.
然して前記ハブ部a2は、内側にボス部a3が形成されている部分の外周部にも動翼a1を突出させて有している。 However, the hub part a2 has a moving blade a1 protruding from the outer peripheral part of the part where the boss part a3 is formed inside.
しかしながら、高速回転をするロータaは、動翼a1等にかかる遠心力によって各部に変形をきたす。 However, the rotor a that rotates at a high speed deforms each part due to the centrifugal force applied to the rotor blades a1 and the like.
このロータaの変形が回転軸bとの嵌合部b1のあるボス部a2に及んだときは、ボス部a2の軸孔径が変形して拡大し、回転軸bとの締結力が弱くなり、ロータaと回転軸bとの間に滑りを生ずることがあるという問題があった。又、前記遠心力によってロータaに生ずる応力が過大となり、応力が材料の弾性限界を超えた場合には材料が降伏を起こし、甚だしい場合にはロータaが破断したりすることがあるという問題があった。 When the deformation of the rotor a reaches the boss part a2 having the fitting part b1 with the rotating shaft b, the shaft hole diameter of the boss part a2 is deformed and enlarged, and the fastening force with the rotating shaft b is weakened. There is a problem that slippage may occur between the rotor a and the rotating shaft b. Further, the stress generated in the rotor a by the centrifugal force becomes excessive, and when the stress exceeds the elastic limit of the material, the material yields, and in a severe case, the rotor a may break. there were.
本発明はこれらの問題点を解消し、ロータと回転軸との嵌合部の締結力が弱くならないような分子ポンプのロータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a molecular pump rotor that solves these problems and does not weaken the fastening force of the fitting portion between the rotor and the rotating shaft.
本発明は上記の目的を達成すべく、ターボ分子ポンプ、又はターボ分子ポンプ部とこれに連通するねじ溝ポンプ部とからなる複合分子ポンプにおいて、前記ターボ分子ポンプ又は前記ターボ分子ポンプ部のロータは、複数の動翼からなる動翼段を中空の円筒状のハブ部の外周に放射状に突設すると共に、該ハブ部の末端部に軸方向へ突出するボス部を設けて該ロータをカップ状に形成し、該ボス部を介して該ロータを回転軸に固定するようにした。 In order to achieve the above object, the present invention provides a turbo molecular pump or a composite molecular pump comprising a turbo molecular pump part and a thread groove pump part communicating with the turbo molecular pump part, wherein the turbo molecular pump or the rotor of the turbo molecular pump part is A rotor blade stage composed of a plurality of rotor blades is projected radially on the outer periphery of a hollow cylindrical hub portion, and a boss portion protruding in the axial direction is provided at the end portion of the hub portion so that the rotor is cup-shaped. And the rotor is fixed to the rotating shaft through the boss.
本発明によれば、ターボ分子ポンプ又は複合分子ポンプのターボ分子ポンプ部の高速回転をするロータにおいて、ロータと回転軸との間の嵌合が翼の遠心力により緩むことがなく、従ってロータと回転軸との間に滑りを生じないので、安全な分子ポンプを提供できる効果を有している。 According to the present invention, in a rotor that rotates at a high speed of a turbo molecular pump or a turbo molecular pump part of a composite molecular pump, the fitting between the rotor and the rotating shaft is not loosened by the centrifugal force of the blade, and therefore Since no slip occurs between the rotating shaft and the rotating shaft, a safe molecular pump can be provided.
本発明を実施するための最良の形態の実施例を以下に示す。 Examples of the best mode for carrying out the present invention are shown below.
本発明の実施例1を図1により説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1は本実施例のターボ分子ポンプのロータ1の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
ロータ1はアルミ合金等からなり、中空の円筒状のハブ部1aの外周上に多数の動翼1bを放射状に且つ多段に突出させて有している。
The
前記ロータ1の下端部にはボス部1cが軸方向に突出して設けられており、回転軸2が該ボス部1cの軸孔1dに嵌合して係止されている。
A boss portion 1c is provided at the lower end portion of the
ロータ1は前記ハブ部1aと前記ボス部1cとでカップ状に形成されており、前記多段の動翼翼列は前記ボス部1cに設けられてなく、前記ハブ部1aの内側が中空の部分の外周部にだけ突設している。
The
3は袋ナットを示し、4はスペーサ、5a及び5bはそれぞれ玉軸受である。 3 is a cap nut, 4 is a spacer, 5a and 5b are ball bearings, respectively.
次に本実施例のターボ分子ポンプのロータ1の使用方法及びその効果について説明する。
Next, a method of using the
ロータ1は、回転軸2を軸支する玉軸受5a、5bを介してターボ分子ポンプのケース(図示せず)内に支承され、モータ(図示せず)によって高速回転する。
The
回転軸2はボス部1cに設けた軸孔1dにおいてロータ1と嵌合し、該回転軸2の先端のねじ部2aに螺合する袋ナット3によって回転軸2とロータ1が締結固定される。
The
ロータ1が高速回転をした場合、動翼1bの遠心力はハブ部1aにおけるフープテンションとして或る程度吸収することができるので、ボス部1cにおける変形を緩和して、軸孔部1dと回転軸2との嵌合が緩むのを防止することができる。
When the
本発明の実施例2を図2により説明する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図2は本実施例の複合分子ポンプのロータ11の縦断面図であり、12がターボ分子ポンプ部のロータ、13がねじ溝ポンプ部ロータを示す。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
ロータ11はアルミ合金等からなり、ターボ分子ポンプ部のロータ12は中空の円筒状のハブ部11aの外周上へ多数の動翼11bを放射状に且つ多段に突出させて有している。
The
前記ねじ溝ポンプ部ロータ13は円盤状のディスク部13aと円筒状のロータ部13bとからなり、該ディスク部13aは前記中空の円筒状のハブ部11aの外周部に前記ターボ分子ポンプ部の動翼11bからなる動翼段の下部に連設されている。
The thread groove
前記ロータ部13bは前記ディスク部13aに直結して下方に円筒状に突出して設けられており、該ロータ部13bの外周部にはねじ溝(図示せず)が刻設されていて、該ロータブ13bの外周部に狭い間隔で対向して設置されているステータ(図示せず)と組み合わさってねじ溝ポンプとして作動する。
The
尚、前記円筒状のハブ部11aの下端部にはボス部11cが軸方向に突出して設けられ、ターボ分子ポンプ部のロータ12はカップ状に形成されている。
A
このように多数の動翼11bからなるターボ分子ポンプ部の動翼段と、ねじ溝ポンプ部のロータ部13bを下方へ突出させた円盤状のディスク部13aとは中空の円筒状のハブ部11aの部分に設置されており、これら動翼11bやディスク部13aに生じている遠心力は前記ハブ部11aにおけるフープテンションとして或る程度吸収されて、該ボス部11cと回転軸2との嵌合が緩むことはない。
In this way, the rotor blade stage of the turbo molecular pump part composed of a large number of
本発明の実施例3を図3により説明する。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図3は本実施例のターボ分子ポンプのロータ21の縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the
ターボ分子ポンプのロータ21は、中空円筒状のハブ部21aの外周部の末端部即ち下端部にディスク部22を全周にわたって外方に突設し、該ディスク部22の外方縁部から下方に円筒状の補助ハブ部21bを垂設し、前記ハブ部21aの外周部及び該補助ハブ部12bの外周部に複数の動翼23を放射状にそれぞれ突設している。
The
このように動翼23が突設されている個所はハブ部21aと補助ハブ部21bの外周部であり、ハブ部21aの下端部で回転軸2が嵌合しているボス部21cが前記補助ハブ部21b内に隔離して配置されているので、前記動翼23及びハブ部21aと補助ハブ部21bに生ずる遠心力がボス部21cに及ぼす影響が削減されるので、ボス部21cと回転軸2との嵌合が緩むのを防止することができる。
The portion where the
本発明の実施例4を図4により説明する。 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4は本実施例のターボ分子ポンプのロータ31の縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the
本実施例では、ロータ31と回転軸7との固定手段をフランジ結合とした点が前記実施例1とは異なっている。
The present embodiment is different from the first embodiment in that the fixing means for the
即ち、ロータ31は中空円筒状のハブ部31aの外周部に多数の動翼31bを放射状に且つ多段に突設しており、該ハブ部31aの下端部にはボス部31cが軸方向に突出して形成されている。
That is, the
該ボス部31cは下面に複数の締結用ねじ孔8aを有する第1フランジ面7aが形成されており、該第1フランジ面7aの中心部には係止凹部7a1が円形の穴状に凹設されている。
The
又、他方の回転軸7の上面には前記第1フランジ面7aと係合可能な第2フランジ面7bが形成されており、該第2フランジ面7bの中心部には係止凸部7b1が円形の棒状に凸設されている。
A
かくて、前記第1フランジ面7aと第2フランジ面7bとを係合させたとき、これら係止凹部7a1と係止凸部7b1とが嵌合して、前記ロータ31と回転軸7とが常に同芯に係合する。
Thus, when the
又、複数のボルト8bによって第1フランジ面7aと第2フランジ面7bとが締結固定されるので、前記動翼31bにかかる遠心力はロータ31と回転軸7が係合する前記第1フランジ面7a及び第2フランジ面7bに悪影響を及ぼすことがない。
Since the
尚、この実施例の第1フランジ面7aと第2フランジ面7bとの係合によるロータ31と回転軸7との固定手段を第2実施例又は第3実施例に適用してもよい。
The fixing means for the
本発明は中真空から高真空にわたる圧力範囲の真空発生に使用されるターボ分子ポンプのロータに利用される。 The present invention is applied to a turbomolecular pump rotor used for generating a vacuum in a pressure range from a medium vacuum to a high vacuum.
1、11、21、31 ロータ
1a、11a、21a、31a ハブ部
1b、11b、23、31b 動翼
1c、11c、21c、31c ボス部
2、7 回転軸
3 ナット
7a 第1フランジ面
7a1 係止凹部
7b 第2フランジ面
7b1 係止凸部
13 ねじ溝ポンプ部ロータ
21b 補助ハブ部
22 ディスク部
1, 11, 21, 31
Claims (6)
中心部に円形の係止凸部を突設して、第1フランジ面と第2フランジ面とを係合させたと
きに、これら係止凹部と係止凸部とが嵌合する構造とした請求項3に記載の分子ポンプの
ロータ。 A circular locking recess is provided at the center of the first flange surface, and a circular locking protrusion is provided at the center of the second flange surface to provide a first flange surface and a second flange surface. The rotor of the molecular pump according to claim 3, wherein the engaging recess and the engaging protrusion are fitted to each other when engaged with each other.
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