JP2012508340A

JP2012508340A - 真空ポンプロータ

Info

Publication number: JP2012508340A
Application number: JP2011533646A
Authority: JP
Inventors: ホルツァー，レイナー
Original assignee: オーリコンレイボルドバキュームゲーエムベーハー
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2012-04-05
Also published as: EP2775149A1; EP2344769B1; EP2344769A1; WO2010052056A1; DE102008056352A1

Abstract

【解決手段】真空ポンプロータ、特にはターボ分子ポンプロータが複数の別個のロータ要素(10)を備えている。各ロータ要素(10)は、少なくとも１つのロータディスク(18)を有している。ロータディスク(18)は、ロータの軸部分を構成する筒状の突起部(12,14) に接続されている。ロータ要素(10,12) の突起部(12,14) は、ロータ軸を構成するように互いに接続されている。

Description

本発明は、真空ポンプロータ、特にはターボ分子ポンプロータに関する。

特開昭６０−２０３３７５号公報

特にはターボ分子ポンプに用いられるような真空ポンプロータは、ロータ軸に接続されて互いに平行な複数のロータディスクを備えている。このような構造は、高精度且つ狭い公差で製造される必要がある組立体であるので、ポンプロータは一体的に形成されることが多い。この場合、形状が複雑なロータブレードを有するロータディスクは固体材料から製造される。このような製造は非常に複雑で多大な時間を必要とする。更に、このような製造は材料の相当な研磨を要し、従って、材料及び工具のコストが高くなる。

更に、ロータディスクが、中空軸又は中実軸として形成されたロータ軸に焼きばめ処理によって固定されるポンプロータが公知である。この手法では、個々のロータディスク、特にはロータディスクのロータブレードが簡易な方法で製造され得るという利点がある。しかしながら、ロータに必要な安定性を実現するために、軸の直径を比較的大きくする必要があるので、このようなロータの寸法は同等に大きい。更に、ロータブレードの領域におけるロータのベル型設計が不可能である。

本発明は、構造が改善された複数部品の真空ポンプロータを提供することを目的とする。

本発明によれば、上記の目的は請求項１に定義された特徴によって達成される。

特にはターボ分子ポンプのためのロータである本発明の真空ポンプロータは、ロータディスク及びロータ軸が一体的に構成されていないような複数の別個のロータ要素を備えている。各ロータ要素は、複数のロータディスク、好ましくはロータディスクを１つだけ有している。ロータディスクは、好ましくは環状であり、その内側に筒状の突起部を有している。突起部は、ロータの軸部分を構成している。ロータを組み立てるために、前記軸部分を構成する突起部は、ロータ軸を構成するように、特には焼きばめ処理によって互いに接続されている。このような構成では、ロータ軸は、個々の突起部に固定された夫々のロータディスクに囲まれている。ロータ軸がロータ要素の突起部から構成されているので、別個のロータ軸が省かれ得る。それにより、ポンプロータの構造上の寸法が小さく維持され得る。

特に好ましい実施形態によれば、第１のロータ要素の突起部の内側接合面が、隣り合うロータ要素の突起部の外側接合面に接している。特に好ましくは、次のロータ要素は、２つのロータ要素間に配置された前のロータ要素の外側接合面にその内側接合面で接するように、少なくとも突起部に関して第１のロータ要素に対応して形成されている。特には、互いに同一のロータ要素が交互に配置されることが可能であり、従って、内側突起部を有するロータ要素と外側突起部を有するロータ要素とを交互に設けることが可能である。同一のロータ要素を設けることにより、製造コストを十分削減するという利点がある。

ロータ要素の突起部は、ロータディスクから両方向に延びるように形成されており、隣り合うロータ要素の突起部は、少なくとも部分的に互いに重なっていることが好ましい。言うまでもなく、ロータの端部に配置されたロータ要素は、外側に向いた突起部を備える必要はないが、ロータの端部に配置されたロータ要素が突起部を備える構成は、ロータの軸方向におけるロータディスクの変形及びロータディスクのねじりたわみが焼きばめ処理中に防止されるので、個々のロータ要素の対称性の理由で適している場合もある。任意には、ロータの端部に配置されたロータ要素が異なるように設計され得る。

突起部の領域では、ロータ要素は、好ましくは中心面に対して鏡面対称である。中心面は、ロータの中心を通って延びて、ロータの長手方向に垂直に設けられた面である。それにより、焼きばめ処理中におけるロータ要素のねじれ又は変形が防止され得る。特には、ロータディスクの軸方向における形状の変化が防止される。

第１のロータ要素には、例えばベル状のロータ支持体も接続され得る。ロータ支持体は、好ましくはここでも焼きばめ処理によってロータ要素に接続されている。ロータ支持体はロータ要素に対応して形成され得るが、好ましい実施形態によれば特別に設計されている。例えば、ロータ支持体が、駆動軸に接続するための適切なガイド部分又は凹部を有するように設計され得る。ロータ支持体は少なくとも１つのロータディスクに接続されていることが好ましく、ロータディスクと一体に形成されていることが更に好ましい。特にターボ分子ポンプロータの場合には、ロータ保持体が、ロータの入口側に好ましくは配置されている。最後のロータ要素に、つまり、出口側の方向に最後に配置されたロータ要素に、例えばドラッグ段のような別のポンプ要素が接続され得る。また、このような接続は焼きばめ処理によって実現され得る。

更なる好ましい実施形態によれば、ロータ要素の内の少なくとも一部が補強要素に接続されており、補強要素は、例えば、特にはCFK から製造され得る補強材である。前記補強要素は、突起部の自由外面に、つまり隣り合うロータ要素の突起部と接していない面に好ましくは接続されている。補強要素は、環形状であり、突起部全体を囲んでいることが好ましい。更に、ロータ要素の突起部を補強するために、突起部の特有の形状を用いることが可能である。この場合、ロータディスクの近くに設けられた突起部の直径が、ロータディスクに対してより遠くに設けられた突起部の直径より小さいことが好ましい。従って、突起部は、ロータディスクから外側に向かって傾斜しているか又は円錐状であることが好ましい。

ターボ分子ポンプロータを示す断面略図である。突起部の領域におけるロータ要素の更なる実施形態を示す断面図である。突起部の領域におけるロータ要素の更なる実施形態を示す断面図である。

本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照して以下により詳細に説明する。

図１に示された真空ポンプロータは、３つのロータ要素10,12,10を備えている。ここで、２つのロータ要素10は同一に設計されている。各ロータ要素10,12は円筒状の突起部14,16を有している。該突起部14,16は夫々ロータディスク18に接続されており、ロータディスク18は、内径が異なるブレードを夫々有している。３つのロータ要素10,12は焼きばめ処理によって互いに接続されている。このために、第１のロータ要素10の突起部14の内側接合面20が、第２のロータ要素12の突起部16の外側接合面22に接続されている。このような構造では、２つの突起部14,16 は、突起部14が第２のロータ要素12のロータディスク18の外面26に接するように軸方向24に互いに重なっている。ロータ要素12のロータディスク18の反対側には、第１のロータ要素10の外径に略相当する外径の別のロータ要素10が配置されている。ここでも、対応する突起部14が、第２のロータ要素12のロータディスク18の外面28に接するように突起部16と重なっている。

図１に示された本発明の典型的な実施形態では、ロータ支持体30が第１のロータ要素10に接続されている。また、前記ロータ支持体30は円筒環状の突起部32を有しており、突起部32の外側接合面34が、第１のロータ要素10の内側接合面20に接しており、焼きばめ処理によって接続されている。ロータ支持体30は一体型であり、２つのロータディスク18を有している。更に、ロータ支持体30はロータの長手軸36に対して対称的な中央凹部38を有している。該中央凹部38により、ロータ支持体30は駆動軸に接続され得る。

ロータの反対側では、図１における下側のロータ要素10が、形状が僅かに異なるロータ要素40に接続されている。該ロータ要素40は、径方向に外側に延びる本体42を有しており、本体42は、ここでも内側で突起部44に接続されている。突起部44の外側接合面46が、突起部14の内側接合面48に焼きばめ処理によって接続されている。ロータ要素40は、前記本体42と一体的に接続されたロータディスク18を更に有している。本体42は、長手軸36に対して対称的に設けられた環状の受入面50を有している。該受入面50を介して、例えばドラッグ段のような別のポンプ要素52が、ここでも焼きばめ処理によって固定され得る。

図１から明らかであるように、突起部14,16,44 は、接続された状態でロータ軸を構成する夫々の軸部分を構成している。本発明によれば、ロータ要素が焼きばめ処理された別個のロータ軸が必要ではない。

図１に図示された実施形態では環状である補強要素56が、ロータ要素10の突起部14の自由外面54に配置されている。前記補強要素56はCFK から形成された環状の補強材であり得る。

突起部14を補強するための更なる選択肢が、図２及び３に図示されている。このような選択肢には、特には、例えば焼きばめ処理中のロータディスク18のねじりのような変形を防止する意図がある。

図２に図示された実施形態では、突起部14の自由外面54は、ロータディスク18に対する直径が、ロータディスク18から離れた領域60よりロータディスク18に近い領域58でより小さいように設計されている。従って、図２に示されているような異なる直径間の連続的な変化により、円錐状に広がる自由外面54が形成される。図３に示された他の実施形態では、ロータディスク18から離れた前記領域60は、領域60の画定された縁部を確保するために筒状の段部を有している。

好ましい実施形態によれば、図２及び３に示されたロータ要素10は、中心面62に対して対称に構成されている。好ましい実施形態に従ったこの構成は、図１に示された実施形態のロータ要素10,12にも適用される。

Claims

真空ポンプロータ、特にはターボ分子ポンプロータにおいて、
複数の別個のロータ要素(10,12) を備えており、
各ロータ要素(10,12) は、前記ロータの軸部分を構成する筒状の突起部(14,16) に接続された少なくとも１つのロータディスク(18)を有しており、
前記ロータ要素(10,12) は、前記突起部(14,16) がロータ軸を構成するように互いに接続されていることを特徴とする真空ポンプロータ。
前記突起部(14,16) は、焼きばめ処理によって互いに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプロータ。
第１の前記ロータ要素(10)の突起部(14)の内側接合面(22)が、隣り合う前記ロータ要素(12)の突起部(16)の外側接合面(20)に接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプロータ。
隣り合う前記ロータ要素(10,12) の突起部(14,16) は、少なくとも部分的に互いに重なっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真空ポンプロータ。
前記ロータ要素(10,12) の少なくとも一部が、中心面に対して鏡面対称であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空ポンプロータ。
少なくとも２つのロータ要素(10)は同一に設計されており、別のロータ要素(12)は前記２つの同一のロータ要素(10)間に好ましくは配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の真空ポンプロータ。
前記ロータ要素(10)の少なくとも一部では、前記突起部(14)の自由外面(54)が、前記突起部(14)を好ましくは囲む好ましくは環状の補強要素(56)に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の真空ポンプロータ。
前記ロータ要素(10)の少なくとも一部では、前記突起部(14)の自由外面(54)における直径が、前記ロータディスク(18)から離れた領域(60)より前記ロータディスク(18)に近い領域(58)でより小さいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の真空ポンプロータ。
ロータ支持体(30)が、好ましくは焼きばめ処理によって第１の前記ロータ要素(10)に接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の真空ポンプロータ。
前記ロータ支持体(30)は、少なくとも１つのロータディスク(18)に接続されており、好ましくは一体的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の真空ポンプロータ。
別のポンプ要素(52)が、最後の前記ロータ要素(40)に接続されていることを特徴とする請求項１乃至10のいずれかに記載の真空ポンプロータ。