JP2014181628A - Vacuum pump - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum pump that can increase the allowable rotation speed of the pump.SOLUTION: The vacuum pump comprises: a rotor 30 made of an aluminum alloy; and a rotating cylinder part 32 made of a fiber reinforced plastic material and externally fitted and fixed to a ring part 30a of the rotor 30. A convex part 301 is formed on an outer peripheral surface of the rotor 30 to which the rotating cylinder part 32 is externally fitted and fixed, and a concave part 320 into which the convex part 301 is inserted is formed on an inner peripheral surface of the rotating cylinder part 32. Because the rotating cylinder part 32 is externally fitted and fixed to the ring part 30a so that the convex part 301 is inserted into the concave part 320 in this way, the range of increase in temperature or rotation speed within an expansion limit can be extended when the rotor 30 (the ring part 30a) is expanded to the outside (the rotating cylinder part 32 side) by increase in temperature or rotation speed.

Description

本発明は、真空ポンプに関する。   The present invention relates to a vacuum pump.

従来、ターボ分子ポンプには、回転翼および固定翼のみを備えた全翼タイプのターボ分子ポンプと、回転翼および固定翼から成るターボポンプ段と回転側円筒部または固定側円筒部にネジ溝が形成されたドラッグポンプ段とから成る複合型ターボ分子ポンプとがある。また、ドラッグポンプ段のみからなるポンプも存在し、以下、本質的に影響しないので、これを含めて複合型ターボ分子ポンプとして説明する。   Conventionally, a turbomolecular pump has an all-blade type turbomolecular pump having only rotor blades and fixed blades, a turbo pump stage composed of rotor blades and fixed blades, and a screw groove in the rotation side cylinder portion or the fixed side cylinder portion. There is a hybrid turbomolecular pump consisting of a formed drug pump stage. In addition, there is a pump consisting only of a drag pump stage, and since there is essentially no influence below, it will be described as a combined turbo molecular pump including this.

複合型ターボ分子ポンプでは、一般的に、ドラッグポンプ段の回転側円筒部は回転翼と一体に形成され、その材料にはアルミ合金等の金属材料が用いられている。一方で、ロータ軽量化のために、ドラッグポンプ段の回転側円筒部を比重が軽い炭素繊維強化プラスチック(CFRP)等で形成する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In the composite turbo molecular pump, generally, the rotation-side cylindrical portion of the drag pump stage is formed integrally with the rotor blade, and a metal material such as an aluminum alloy is used as the material thereof. On the other hand, in order to reduce the weight of the rotor, a configuration is known in which the rotation-side cylindrical portion of the drag pump stage is formed of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) or the like having a low specific gravity (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の真空ポンプでは、CFRP材からなる円環状の支板が、アルミ合金製のロータの下端部外周に接着圧入され、その支板の外周に、CFRP材からなる円筒ロータが圧入固着されている。CFRPはアルミと比べて比重が小さく、ヤング率が大きく、熱膨張率が小さい。   In the vacuum pump described in Patent Document 1, an annular support plate made of CFRP material is adhesively press-fitted to the outer periphery of the lower end portion of an aluminum alloy rotor, and a cylindrical rotor made of CFRP material is press-fitted to the outer periphery of the support plate. It is fixed. CFRP has a lower specific gravity, a higher Young's modulus, and a lower coefficient of thermal expansion than aluminum.

特許第3098139号公報Japanese Patent No. 3098139 特開2011−214558号公報JP 2011-214558 A

ターボ分子ポンプでは、保管下限温度(例えば、周囲温度−25℃まで許容)から運転時上限温度(例えば、ロータ温度で120℃程度まで許容)までの温度範囲が広く、回転速度が高い(例えば、500rpsレベル)。そのため、上述のようにアルミ材のロータ外周にCFRPの円環状部材を接着圧入する構造の場合には、ロータと円環状部材との間で熱膨張、また、遠心力による弾性膨張差異が大きく生じる。その結果、最高回転数においては、ロータと円環状部材との接着圧入部は締まり嵌め状態となり、外周側の円環状部材に引張強度限界が存在することになる。   The turbo molecular pump has a wide temperature range from a storage lower limit temperature (for example, allowable to ambient temperature −25 ° C.) to an operation upper limit temperature (for example, allowable to about 120 ° C. at the rotor temperature), and a high rotation speed (for example, 500 rps level). Therefore, in the case of the structure in which the CFRP annular member is bonded and press-fitted to the outer periphery of the aluminum rotor as described above, there is a large difference in thermal expansion between the rotor and the annular member and the elastic expansion due to centrifugal force. . As a result, at the maximum rotational speed, the adhesive press-fit portion between the rotor and the annular member is in an interference fit state, and there is a tensile strength limit on the annular member on the outer peripheral side.

一方、保管下限温度の低温状態は、ロータと円環状部材との接着圧入部における嵌め合い関係は、仮に接着剤がなければ隙間嵌めとなる。そのため、ロータと円環状部材との間の接着剤自体の延び変位でロータと円環状部材との接合が保たれる。この延び変位には、剥離防止のために許容限度があり、繰り返しまで考慮すると延び変位の許容限度はさらに小さくなる。   On the other hand, in the low temperature state of the storage lower limit temperature, the fitting relationship in the adhesive press-fitting portion between the rotor and the annular member is a gap fit if there is no adhesive. Therefore, the joint between the rotor and the annular member is maintained by the extension displacement of the adhesive itself between the rotor and the annular member. This extension displacement has an allowable limit for preventing peeling, and the allowable limit of extension displacement is further reduced in consideration of repetition.

すなわち、上述したような構成のターボ分子ポンプにおいては、CFRP円環状部材の引張強度限界および接着剤の延び変位許容限度によって、ポンプ使用条件が制限されることになる。とくに、CFRP円環状部材の引張強度限界によって、ポンプ運転中の回転速度および温度が制限されるという課題があった。   That is, in the turbo molecular pump configured as described above, the pump use conditions are limited by the tensile strength limit of the CFRP annular member and the allowable displacement limit of the adhesive. In particular, there is a problem that the rotational speed and temperature during pump operation are limited by the limit of the tensile strength of the CFRP annular member.

本発明の好ましい実施形態による真空ポンプは、アルミ合金製のポンプロータと、繊維強化プラスチック材により形成され、ポンプロータに外挿固定される円筒部材と、を備え、ポンプロータの、円筒部材が外挿固定される外周面には、凸部が形成され、円筒部材の内周面には、凸部が挿入される凹部が形成されている。
さらに好ましい実施形態では、真空ポンプは、凸部が、外周面の周方向に沿って軸対称に複数形成され、凹部は、内周面の複数の凸部と対向する位置に、それぞれ形成されている。
さらに好ましい実施形態では、凸部は、球状凸部であって、凹部は、球状凹部または円錐状凹部である。
さらに好ましい実施形態では、球状凸部は、ポンプロータの外周面の凹部に挿入されたセラミック球体または金属球体で代用されることにより構成される。
さらに好ましい実施形態では、凸部は、軸方向寸法に比べて周方向寸法が長く、周方向に細長い凸部である。
さらに好ましい実施形態では、円筒部材は、低真空側ポンプ部として機能する円筒ロータである。
さらに好ましい実施形態では、ポンプロータは、低真空側ポンプ部として円筒ロータを有し、円筒部材は、円筒ロータの外周面に外挿固定される。
さらに好ましい実施形態では、凹部および凸部にはメッキ層が形成されている。
A vacuum pump according to a preferred embodiment of the present invention includes: a pump rotor made of an aluminum alloy; and a cylindrical member that is formed of a fiber-reinforced plastic material and is externally fixed to the pump rotor. A convex portion is formed on the outer peripheral surface to be inserted and fixed, and a concave portion into which the convex portion is inserted is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member.
In a more preferred embodiment, the vacuum pump has a plurality of convex portions formed in axial symmetry along the circumferential direction of the outer peripheral surface, and the concave portions are respectively formed at positions facing the plurality of convex portions on the inner peripheral surface. Yes.
In a more preferred embodiment, the convex portion is a spherical convex portion, and the concave portion is a spherical concave portion or a conical concave portion.
In a more preferred embodiment, the spherical convex portion is configured by substituting with a ceramic sphere or a metal sphere inserted into the concave portion of the outer peripheral surface of the pump rotor.
In a more preferred embodiment, the convex portion is a convex portion that has a longer circumferential dimension than the axial dimension and is elongated in the circumferential direction.
In a further preferred embodiment, the cylindrical member is a cylindrical rotor that functions as a low vacuum side pump part.
In a further preferred embodiment, the pump rotor has a cylindrical rotor as a low vacuum side pump part, and the cylindrical member is extrapolated to the outer peripheral surface of the cylindrical rotor.
In a more preferred embodiment, a plating layer is formed on the concave and convex portions.

本発明によれば、許容温度範囲を広くすることができるとともに、ポンプの許容回転速度をより高くすることができる。   According to the present invention, the allowable temperature range can be widened, and the allowable rotational speed of the pump can be further increased.

図1は、ターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a turbo molecular pump. 図2は、図1の符号Aで示す部分の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion indicated by reference symbol A in FIG. 図3は、接着圧入構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an adhesive press-fitting configuration. 図4は、熱膨張による半径Raおよび半径Rcの変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing changes in the radius Ra and the radius Rc due to thermal expansion. 図5は、遠心力による変位を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining displacement due to centrifugal force. 図6は、リング部30aに関する半径Ra1,Ra2の変化、および回転円筒部32に関する半径Rc1,Rc2の熱膨張による変化を示したものである。FIG. 6 shows changes in the radii Ra1 and Ra2 with respect to the ring portion 30a and changes in the radii Rc1 and Rc2 with respect to the rotating cylindrical portion 32 due to thermal expansion. 図7は、遠心力による変位を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining displacement due to centrifugal force. 図8は、リング部30aの断面図(水平断面)である。FIG. 8 is a sectional view (horizontal section) of the ring portion 30a. 図9は、回転円筒部32の凹部320と、内に嵌まり込んだ状態の凸部301とを示す、断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the concave portion 320 of the rotating cylindrical portion 32 and the convex portion 301 in a state of being fitted therein. 図10は、リング部30aの膨張に伴い、凸部301が凹部320の中央方向に嵌まり込む様子を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the convex portion 301 fits in the central direction of the concave portion 320 as the ring portion 30a expands. 図11は、第2の変形例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a second modification. 図12は、第3の変形例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a third modification. 図13は、第2の実施の形態を説明する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the second embodiment.

−第1の実施の形態−
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図1は、磁気浮上式ターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。ターボ分子ポンプ1には不図示の電源装置が接続され、その電源装置により駆動制御される。
-First embodiment-
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a magnetic levitation turbomolecular pump. A turbo molecular pump 1 is connected to a power supply device (not shown) and is driven and controlled by the power supply device.

ロータ30が取り付けられたシャフト31は、ベース20に設けられた電磁石37,38,39によって非接触支持される。アキシャル磁気軸受を構成する電磁石39は、シャフト31の下端に設けられたロータディスク35を軸方向に挟むように配置されている。シャフト31の浮上位置は、ラジアル変位センサ27,28およびアキシャル変位センサ29によって検出される。   The shaft 31 to which the rotor 30 is attached is supported in a non-contact manner by electromagnets 37, 38 and 39 provided on the base 20. The electromagnet 39 constituting the axial magnetic bearing is arranged so as to sandwich the rotor disk 35 provided at the lower end of the shaft 31 in the axial direction. The flying position of the shaft 31 is detected by radial displacement sensors 27 and 28 and an axial displacement sensor 29.

磁気軸受によって回転自在に磁気浮上された回転体(ロータ30およびシャフト31)は、モータ36により高速回転駆動される。モータ36には例えば、ブラシレスDCモータが用いられる。モータステータ36aはベース20に設けられ、モータロータ(永久磁石)36bはシャフト31側に設けられている。   The rotating body (rotor 30 and shaft 31) magnetically levitated so as to be freely rotatable by the magnetic bearing is driven to rotate at high speed by the motor 36. For example, a brushless DC motor is used as the motor 36. The motor stator 36a is provided on the base 20, and the motor rotor (permanent magnet) 36b is provided on the shaft 31 side.

ロータ30の回転は、回転センサ33によって検出される。モータ36によって回転駆動されるシャフト31の下端には、センサターゲット34が設けられている。センサターゲット34はシャフト31と一体に回転する。上述したアキシャル変位センサ29および回転センサ33は、センサターゲット34の下面と対向する位置に配置されている。磁気軸受が作動していない時には、シャフト31は非常用のメカニカルベアリング26a,26bによって支持される。   The rotation of the rotor 30 is detected by the rotation sensor 33. A sensor target 34 is provided at the lower end of the shaft 31 that is rotationally driven by the motor 36. The sensor target 34 rotates integrally with the shaft 31. The axial displacement sensor 29 and the rotation sensor 33 described above are disposed at positions facing the lower surface of the sensor target 34. When the magnetic bearing is not operating, the shaft 31 is supported by emergency mechanical bearings 26a and 26b.

図1に示すターボ分子ポンプ1は、回転翼30bと固定翼22とで構成されるターボポンプ段と、回転円筒部32とネジステータ24とで構成されるドラッグポンプ段(ネジ溝ポンプ)とを有している。アルミ合金製のロータ30には複数段の回転翼30bが形成されている。複数段の固定翼22は、軸方向に対して回転翼30bと交互に配置されている。各固定翼22は、スペーサリング23を介してベース20上に載置される。ポンプケーシング21の固定フランジ21cをボルトによりベース20に固定すると、積層されたスペーサリング23がベース20とポンプケーシング21との間に挟持され、固定翼22が位置決めされる。   The turbo molecular pump 1 shown in FIG. 1 has a turbo pump stage composed of a rotating blade 30b and a fixed blade 22, and a drag pump stage (thread groove pump) composed of a rotating cylindrical portion 32 and a screw stator 24. doing. The rotor 30 made of aluminum alloy is formed with a plurality of stages of rotating blades 30b. The plurality of stages of fixed blades 22 are alternately arranged with the rotary blades 30b in the axial direction. Each fixed wing 22 is placed on the base 20 via the spacer ring 23. When the fixing flange 21c of the pump casing 21 is fixed to the base 20 with a bolt, the stacked spacer ring 23 is sandwiched between the base 20 and the pump casing 21, and the fixed blade 22 is positioned.

ロータ30の軸方向下端にはリング部30aが形成されており、上述した回転円筒部32は、その上端部分がリング部30aに外挿されるように固定されている。回転円筒部32のロータ30への固定は、冷やしばめによる圧入が採用される。回転円筒部32の外周側には固定側のドラッグポンプ段であるネジステータ24が設けられている。ネジステータ24は、回転円筒部32との間に所定のギャップが形成されるように、ベース20に取り付けられている。   A ring portion 30a is formed at the lower end in the axial direction of the rotor 30, and the above-described rotating cylindrical portion 32 is fixed so that the upper end portion thereof is extrapolated to the ring portion 30a. The rotary cylinder portion 32 is fixed to the rotor 30 by press-fitting by cold fitting. A screw stator 24 that is a fixed-side drag pump stage is provided on the outer peripheral side of the rotating cylindrical portion 32. The screw stator 24 is attached to the base 20 so that a predetermined gap is formed between the screw stator 24 and the rotating cylindrical portion 32.

回転円筒部32には、ロータ軽量化のために比重の軽いCFRP等の繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)が用いられている。繊維強化プラスチックの母材(マトリックス)としては、一般に、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂を使用することが多く、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等も使用される。回転円筒部32とロータ30との接合構造の詳細については後述する。以下では、回転円筒部32はCFRP材で形成されているものとして説明する。   For the rotating cylindrical part 32, fiber reinforced plastics (FRP: Fiber Reinforced Plastics) such as CFRP having a low specific gravity is used to reduce the weight of the rotor. As a base material (matrix) of fiber reinforced plastic, generally, thermosetting resin such as unsaturated polyester is often used, and epoxy resin, polyamide resin, phenol resin, and the like are also used. Details of the joint structure between the rotating cylindrical portion 32 and the rotor 30 will be described later. In the following description, it is assumed that the rotating cylindrical portion 32 is formed of a CFRP material.

ベース20には排気ポート25が設けられ、この排気ポート25にバックポンプが接続される。ロータ30を磁気浮上させつつモータ36により高速回転駆動することにより、吸気口21a側の気体分子は排気ポート25側へと排気される。   The base 20 is provided with an exhaust port 25, and a back pump is connected to the exhaust port 25. When the rotor 30 is magnetically levitated and driven at high speed by the motor 36, the gas molecules on the intake port 21a side are exhausted to the exhaust port 25 side.

図2は、図1の符号Aで示す部分、すなわち、回転円筒部32とロータ30との接合部分の断面図である。なお、上述したように回転円筒部32とロータ30とは冷やしばめにより圧入されているので、回転円筒部32の内周面とロータ30の外周面とは隙間なく嵌合しているが、図2では、内周面と外周面とが分かりやすいように隙間を開けて図示している。   FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion indicated by reference symbol A in FIG. 1, that is, a joint portion between the rotating cylindrical portion 32 and the rotor 30. As described above, since the rotary cylindrical portion 32 and the rotor 30 are press-fitted by cold fitting, the inner peripheral surface of the rotary cylindrical portion 32 and the outer peripheral surface of the rotor 30 are fitted with no gap. In FIG. 2, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface are illustrated with a gap so as to be easily understood.

ロータ30のリング部30aの外周面には凸部301が形成されている。図2に示す例では、凸部301は柱状凸部(例えば、円柱)であって、外周面の周方向に沿って複数形成されている。なお、複数の凸部301は、回転体にアンバランスを生じさせないように軸対称に形成するのが好ましい。一方、回転円筒部32の内周面には、凸部301に対向する位置に凹部320がそれぞれ形成されている。   A convex portion 301 is formed on the outer peripheral surface of the ring portion 30 a of the rotor 30. In the example shown in FIG. 2, the convex part 301 is a columnar convex part (for example, cylinder), Comprising: A plurality is formed along the circumferential direction of an outer peripheral surface. The plurality of convex portions 301 are preferably formed symmetrically so as not to cause imbalance in the rotating body. On the other hand, a recess 320 is formed on the inner peripheral surface of the rotating cylindrical portion 32 at a position facing the protrusion 301.

図2において、Ra1はリング部30aの外周面の半径、Ra2は凸部301の先端部分の半径、Rc1は回転円筒部32の内周面の半径、Rc2は凹部320の底部の半径である。ここで、半径とは、それぞれの軸中心からの半径のことである。後述するようにRa1、Rc1の大小関係は温度および回転時の遠心力に依存して変化するが、冷やしばめにより回転円筒部32をリング部30aに嵌合する際の寸法関係は、Rc1>Ra1、Ra2のように設定される。また、Rc2は、常に隙間が形成されるように設定される。   In FIG. 2, Ra1 is the radius of the outer peripheral surface of the ring portion 30a, Ra2 is the radius of the tip portion of the convex portion 301, Rc1 is the radius of the inner peripheral surface of the rotating cylindrical portion 32, and Rc2 is the radius of the bottom portion of the concave portion 320. Here, the radius is a radius from the center of each axis. As will be described later, the magnitude relationship between Ra1 and Rc1 varies depending on the temperature and the centrifugal force during rotation, but the dimensional relationship when fitting the rotating cylindrical portion 32 to the ring portion 30a by cold fitting is Rc1> It is set like Ra1 and Ra2. Rc2 is set so that a gap is always formed.

次に、温度変化が生じた場合、および、ロータ回転速度が変化した場合のRa1とRc1との関係について説明する。まず、図3〜5を参照して、回転円筒部32をリング部30aに接着圧入する、従来の構成について説明する。図3は、接着圧入構成の一例を示す図であり、図2と同様の部分の断面図である。リング部30aには、接着剤を充填するための溝302が形成されている。なお、図3では、溝302内の接着剤は図示を省略した。   Next, the relationship between Ra1 and Rc1 when a temperature change occurs and when the rotor rotational speed changes will be described. First, with reference to FIGS. 3 to 5, a conventional configuration in which the rotary cylindrical portion 32 is adhesively press-fitted into the ring portion 30 a will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of the adhesive press-fitting configuration, and is a cross-sectional view of the same part as FIG. A groove 302 for filling the adhesive is formed in the ring portion 30a. In FIG. 3, the adhesive in the groove 302 is not shown.

この場合も、冷やしばめによりリング部30aと回転円筒部32とが嵌合される。すなわち、ロータ30側を冷やしばめ温度(−100℃程度)に冷却し、リング部30aを回転円筒部32に挿入する。温度が常温に戻るとリング部30aが膨張して締まりばめ状態となり、回転円筒部32がリング部30aに固定される。また、溝302内の接着剤により回転円筒部32とリング部30aとが接着される。   Also in this case, the ring portion 30a and the rotating cylindrical portion 32 are fitted by cold fitting. That is, the rotor 30 side is cooled to a cold fitting temperature (about −100 ° C.), and the ring portion 30 a is inserted into the rotating cylindrical portion 32. When the temperature returns to room temperature, the ring portion 30a expands and becomes an interference fit state, and the rotating cylindrical portion 32 is fixed to the ring portion 30a. Further, the rotating cylindrical portion 32 and the ring portion 30a are bonded together by the adhesive in the groove 302.

図4は、リング部30aが形成されたロータ30単体の熱膨張による半径Ra1の変化、および、回転円筒部32単体の熱膨張による半径Rc1の変化とを示す図である。アルミ合金製のリング部30aにCFRP製の回転円筒部32を組み付ける作業においては、一般的に、ロータ30を液体窒素などで冷やして熱収縮させる冷やしばめが採用される。そのため、組み付け時(熱収縮時)におけるリング部30aの外周面の半径Ra1をRa10、回転円筒部32の内周面の半径Rc1をRc10とすると、Ra10<Rc10が満足されるように常温時のRa1、Rc1が設定される。   FIG. 4 is a diagram illustrating a change in radius Ra1 due to thermal expansion of the rotor 30 alone having the ring portion 30a and a change in radius Rc1 due to thermal expansion of the rotating cylindrical portion 32 alone. In the operation of assembling the CFRP rotating cylindrical portion 32 to the aluminum alloy ring portion 30a, generally, a cold fit is employed in which the rotor 30 is cooled by liquid nitrogen or the like and thermally contracted. Therefore, when the radius Ra1 of the outer peripheral surface of the ring portion 30a at the time of assembly (at the time of heat shrinkage) is Ra10 and the radius Rc1 of the inner peripheral surface of the rotating cylindrical portion 32 is Rc10, at the room temperature so that Ra10 <Rc10 is satisfied. Ra1 and Rc1 are set.

組み付け時の温度(例えば、−100℃)からロータ30および回転円筒部32の温度が上昇すると、熱膨張により半径Ra1およびRc1は増加する。アルミ合金製のロータ30の熱膨張率はCFRP製の回転円筒部32の熱膨張率よりも大きいので、図4に示すように半径Ra1の方が変化の度合いが大きく、Ra1<Rc1(隙間ばめ状態)であったものが、温度Tc1を越えるとRa1>Rc1(締まりばめ状態)のように大小関係が逆転する。   When the temperature of the rotor 30 and the rotating cylindrical portion 32 rises from the temperature during assembly (for example, −100 ° C.), the radii Ra1 and Rc1 increase due to thermal expansion. Since the thermal expansion coefficient of the aluminum alloy rotor 30 is larger than that of the CFRP rotary cylinder 32, the radius Ra1 has a larger degree of change as shown in FIG. When the temperature Tc1 is exceeded, the magnitude relationship is reversed such that Ra1> Rc1 (tightened fit state).

さらに温度が上昇すると、温度上昇と共に締め代が大きくなり、リング部30aに外挿された回転円筒部32の引っ張り応力が増大する。この場合、回転円筒部32に強度的な限界があるので、引っ張り応力の上限(余裕度を考慮した上限)から回転円筒部32の上限温度Tmax1が決まる。温度が低下してT<Tc1となると再び隙間ばめ状態となるが、リング部30aと回転円筒部32との間の接着剤自体の延び変位で、リング部30aと回転円筒部32との接合が保たれる。   When the temperature further rises, the tightening margin increases as the temperature rises, and the tensile stress of the rotating cylindrical portion 32 extrapolated to the ring portion 30a increases. In this case, since there is a strength limit in the rotating cylindrical portion 32, the upper limit temperature Tmax1 of the rotating cylindrical portion 32 is determined from the upper limit of the tensile stress (the upper limit considering the margin). When the temperature decreases and T <Tc1, the gap is fitted again, but the bonding between the ring portion 30a and the rotating cylindrical portion 32 is caused by the extension displacement of the adhesive itself between the ring portion 30a and the rotating cylindrical portion 32. Is preserved.

しかしながら、この延び変位には、剥離防止のために許容限度がある。さらに、温度変化による膨張収縮の繰り返しを考慮すると、延び変位限度はさらに小さくなる。温度Tminは、剥離防止の許容限度から決まる温度下限値である。すなわち、ロータ温度(ロータ30および回転円筒部32の温度)Tは、Tmin≦T≦Tmax1に制限される。寸法Liは温度Tmax1時の締め代、すなわち、締め代の限界値である。一方、寸法LdはTmin時の隙間寸法であって、接着剤の延び変位の限界である。そのため、ポンプ保管温度の下限は、Tmin以上に設定されなければならない。   However, this extension displacement has an allowable limit for preventing peeling. Furthermore, when considering repeated expansion and contraction due to temperature changes, the extension displacement limit is further reduced. The temperature Tmin is a lower temperature limit value determined from an allowable limit for preventing peeling. That is, the rotor temperature (the temperature of the rotor 30 and the rotating cylindrical portion 32) T is limited to Tmin ≦ T ≦ Tmax1. The dimension Li is a tightening margin at the temperature Tmax1, that is, a limit value of the tightening margin. On the other hand, the dimension Ld is the gap dimension at the time of Tmin and is the limit of the extension displacement of the adhesive. Therefore, the lower limit of the pump storage temperature must be set to Tmin or more.

図4に示した熱膨張変位は、回転による遠心力を一定と仮定した場合(例えば、回転数=0)の変位状況を示したものである。一方、図5は、遠心力による変位を説明する図である。図5の場合も、ロータ30と回転円筒部32とが単独の場合の、回転速度変化による半径Ra1、Rc1の変化を示したものである。一般に、変位は回転速度ωの2乗に比例する。Ra11、Rc11はω=0のときの半径Ra1、Rc1であり、ポンプ温度T1が図4に示したTminよりも高ければ、隙間寸法(Rc1−Ra1)はLdよりも小さい。回転速度ωが増加すると隙間寸法(Rc1−Ra1)は小さくなり、回転速度ωc1において大小関係が逆転しω>ωc1においては締りばめ状態となる。   The thermal expansion displacement shown in FIG. 4 indicates the displacement state when the centrifugal force due to rotation is assumed to be constant (for example, the number of rotations = 0). On the other hand, FIG. 5 is a diagram for explaining displacement due to centrifugal force. FIG. 5 also shows changes in the radii Ra1 and Rc1 due to changes in the rotational speed when the rotor 30 and the rotating cylindrical portion 32 are independent. In general, the displacement is proportional to the square of the rotational speed ω. Ra11 and Rc11 are radii Ra1 and Rc1 when ω = 0, and if the pump temperature T1 is higher than Tmin shown in FIG. 4, the gap dimension (Rc1−Ra1) is smaller than Ld. As the rotational speed ω increases, the gap size (Rc1-Ra1) decreases, the magnitude relationship is reversed at the rotational speed ωc1, and a tight fit is established when ω> ωc1.

上述したように、リング部30aと回転円筒部32との間の締め代には、回転円筒部32の強度的限界に依存した限界値Liがある。遠心力が加わる場合には、リング部30aに外挿されている回転円筒部32には、リング部30aからの力と回転円筒部32自身の遠心力による力とが働く。図5の回転速度ωmax1は、締め代が限界値Liとなるときの回転速度である。ポンプ温度T2をT2>T1とすると、締め代が限界値Liとなる回転速度ωも小さくなる。   As described above, the interference between the ring portion 30 a and the rotating cylindrical portion 32 has a limit value Li depending on the strength limit of the rotating cylindrical portion 32. When a centrifugal force is applied, a force from the ring portion 30a and a force due to the centrifugal force of the rotating cylindrical portion 32 itself act on the rotating cylindrical portion 32 that is extrapolated to the ring portion 30a. The rotational speed ωmax1 in FIG. 5 is a rotational speed when the tightening margin becomes the limit value Li. When the pump temperature T2 is T2> T1, the rotational speed ω at which the tightening margin becomes the limit value Li is also reduced.

以上のように接着剤の延び変位の限界から下限温度が制限され、この下限温度が保管下限温度よりも低くなるように、組み付け時の半径Rc10と半径Ra10との差を設定する必要がある。この差が大きくなると、隙間寸法がその限界値Ldとなる温度Tminも高くなり、保管下限温度が制限されるおそれがある。一方、半径Rc10と半径Ra10との差を小さくすると、締め代が限界値Liとなる温度が低くなり、使用温度上限が制限されるおそれがある。   As described above, it is necessary to set the difference between the radius Rc10 and the radius Ra10 at the time of assembly so that the lower limit temperature is limited from the limit of the extension displacement of the adhesive and the lower limit temperature is lower than the storage lower limit temperature. When this difference increases, the temperature Tmin at which the gap dimension becomes the limit value Ld also increases, and the storage lower limit temperature may be limited. On the other hand, if the difference between the radius Rc10 and the radius Ra10 is reduced, the temperature at which the tightening margin reaches the limit value Li is lowered, and the upper limit of the use temperature may be limited.

図6,7は、リング部30aと回転円筒部32との接続構造を図2に示すような構造とした場合の、変位を説明する図である。図6は図4に対応する図であり、リング部30aに関する半径Ra1,Ra2の変化、および回転円筒部32に関する半径Rc1,Rc2の、熱膨張による変化を示したものである。この場合、冷やしばめによる組み付け作業が可能なように、冷やしばめ温度におけるリング部30aの凸部301先端の半径Ra20は、回転円筒部32の内周面の半径Rc10よりも小さく設定される。すなわち、Rc10>Ra20を満足している。   6 and 7 are diagrams for explaining the displacement when the connection structure between the ring portion 30a and the rotating cylindrical portion 32 is as shown in FIG. FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 4 and shows changes in the radii Ra1 and Ra2 with respect to the ring portion 30a and changes in the radii Rc1 and Rc2 with respect to the rotating cylindrical portion 32 due to thermal expansion. In this case, the radius Ra20 of the tip of the convex portion 301 of the ring portion 30a at the cold-fitting temperature is set to be smaller than the radius Rc10 of the inner peripheral surface of the rotating cylindrical portion 32 so that the assembly operation by the cold-fitting can be performed. . That is, Rc10> Ra20 is satisfied.

図2に示す構造の場合には、ポンプ保管温度(図4のTmin)において回転円筒部32がリング部30aから外れないようにするためには、その際にリング部30aの凸部301が回転円筒部32の凹部320に嵌め込まれた状態、すなわち、Ra2>Rc1となっていれば良く、従来のように接着剤の剥離に関する制限はない。よって、図6からも分かるように、Ra20は、Rc10>Ra20>Ra10のように設定されているが、冷やしばめ温度(−100℃ 程度)は保管温度(−25℃ )よりも十分に低いので、冷やしばめ作業時の作業性に問題はない。   In the case of the structure shown in FIG. 2, in order to prevent the rotating cylindrical portion 32 from being detached from the ring portion 30a at the pump storage temperature (Tmin in FIG. 4), the convex portion 301 of the ring portion 30a rotates at that time. It is only necessary that Ra2> Rc1 be fitted in the concave portion 320 of the cylindrical portion 32, and there is no restriction on the peeling of the adhesive as in the conventional case. Therefore, as can be seen from FIG. 6, Ra20 is set such that Rc10> Ra20> Ra10, but the cooling fit temperature (about −100 ° C.) is sufficiently lower than the storage temperature (−25 ° C.). Therefore, there is no problem in workability during cold-fitting work.

図6に示す破線は、図4における半径Ra1の変化を示したものである。上述のように、図6における冷やしばめ作業時のリング部30aの半径Ra10は、図4の半径Ra10よりも小さく設定されている。そのため、隙間ばめ状態から締りばめ状態に切り替わる温度Tc2は、図4の場合の温度Tc1よりも高くなり、半径Ra1と半径Rc1との差が締め代の限界値Liとなる温度Tmax2は、図4の場合の温度Tmax1よりも高くなる。すなわち、図2の構成の場合の温度許容範囲ΔT2(=Tmax2−Tmin)は、接着剤を用いる構造の場合の温度許容範囲ΔT1よりも高温側に拡がることが分かる。   The broken line shown in FIG. 6 shows the change of the radius Ra1 in FIG. As described above, the radius Ra10 of the ring portion 30a during the cold fitting operation in FIG. 6 is set smaller than the radius Ra10 in FIG. Therefore, the temperature Tc2 at which the gap fitting state is switched to the interference fitting state is higher than the temperature Tc1 in the case of FIG. 4, and the temperature Tmax2 at which the difference between the radius Ra1 and the radius Rc1 becomes the fastening margin limit value Li is It becomes higher than the temperature Tmax1 in the case of FIG. That is, it can be seen that the allowable temperature range ΔT2 (= Tmax2−Tmin) in the case of the configuration of FIG. 2 extends to the higher temperature side than the allowable temperature range ΔT1 in the case of the structure using the adhesive.

図7は、図5の場合と同様に、遠心力による変位を説明する図である。図7の曲線Ra1’は、図5に示した曲線Ra1と同じものである。図6で説明した場合と同様に、図7のω=0における半径Ra11は、接着剤を用いた場合の半径Ra11よりも小さく設定されるので、隙間ばめから締りばめに切り替わる回転速度ωc2が、図5の場合の回転速度ωc1よりも大きくなる。その結果、締め代が限界値Liとなる回転速度ωmax2は、ωmax2>ωmax1となり、許容回転速度範囲Δω2は、図5の場合の許容回転速度範囲Δω1と比べると高温側に拡がっている。   FIG. 7 is a diagram for explaining displacement due to centrifugal force as in the case of FIG. 5. The curve Ra1 'in FIG. 7 is the same as the curve Ra1 shown in FIG. As in the case described with reference to FIG. 6, the radius Ra11 at ω = 0 in FIG. 7 is set to be smaller than the radius Ra11 when the adhesive is used, so that the rotational speed ωc2 at which the gap fit is switched to the interference fit. However, it becomes larger than the rotational speed ωc1 in the case of FIG. As a result, the rotational speed ωmax2 at which the tightening margin is the limit value Li is ωmax2> ωmax1, and the allowable rotational speed range Δω2 is expanded to a higher temperature than the allowable rotational speed range Δω1 in FIG.

以上、熱膨張、遠心力膨張を個別に検討したが、実際に両者をあわせて考慮する場合でも、本発明は従来のように接着剤を用いて固定する場合に比べて、運転範囲(温度範囲および回転速度範囲)を広くとることができ、回転速度を高くすることが可能となる。特に、ロータ寸法が大きい大排気速度ポンプでは、本発明適用の効果が顕著である。従来、小型ポンプに適用されていたCFRP円筒を、大排気速度でアルミロータの限界温度まで通常使用されるFPD(flat panel display, フラットパネルディスプレイ)、半導体のエッチング用途で使用される大型ポンプヘも適用できる。これにより、ロータの軽量化による省電力化、コスト低減が可能となる。   As described above, the thermal expansion and the centrifugal force expansion have been individually examined. However, even when both are actually considered together, the present invention has an operation range (temperature range) as compared with the conventional case of fixing with an adhesive. And the rotation speed range) can be widened, and the rotation speed can be increased. In particular, the effect of the present invention is remarkable in a large pumping speed pump having a large rotor size. Conventionally, CFRP cylinders that were applied to small pumps are also applied to FPD (flat panel displays) that are normally used up to the limit temperature of aluminum rotors at high pumping speeds, and large pumps that are used in semiconductor etching applications. it can. Thereby, it is possible to save power and reduce costs by reducing the weight of the rotor.

上述した実施の形態では、凸部301を柱状凸部(例えば、円柱)としたが、様々な形状が可能である。図8〜10は、凸部301および凹部320の第1の変形例を示す図である。図8はリング部30aの断面図(水平断面)である。リング部30aの外周面には90°間隔で凸部301が4つ設けられている。凸部301は球面状の凸部である。図9は、回転円筒部32の凹部320と、内に嵌まり込んだ状態の凸部301とを示す、断面図である。   In the embodiment described above, the convex portion 301 is a columnar convex portion (for example, a cylinder), but various shapes are possible. 8-10 is a figure which shows the 1st modification of the convex part 301 and the recessed part 320. As shown in FIG. FIG. 8 is a sectional view (horizontal section) of the ring portion 30a. Four convex portions 301 are provided on the outer peripheral surface of the ring portion 30a at intervals of 90 °. The convex portion 301 is a spherical convex portion. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the concave portion 320 of the rotating cylindrical portion 32 and the convex portion 301 in a state of being fitted therein.

図9(a)に示す凹部320は、球面状の凹部である。凹部320の曲率半径R2は、凸部301の曲率半径R1よりも大きく設定されている。図9(a)は締りばめ状態を示したものであり、リング部30aの外周面は回転円筒部32の内周面に接触している。この状態では、凸部301は凹部320とは接触しないような寸法(Ra2<Rc2)に設定されている。図9(b)に示す凹部320は円錐形状をしている。   A recess 320 shown in FIG. 9A is a spherical recess. The curvature radius R2 of the concave portion 320 is set larger than the curvature radius R1 of the convex portion 301. FIG. 9A shows an interference fit state, and the outer peripheral surface of the ring portion 30 a is in contact with the inner peripheral surface of the rotating cylindrical portion 32. In this state, the convex portion 301 is set to a dimension (Ra2 <Rc2) that does not contact the concave portion 320. The recess 320 shown in FIG. 9B has a conical shape.

図9に示すように凸部301を球面とし、凹部320を球面または円錐面とすることにより、リング部30aが膨張して回転円筒部32に対して締りばめとなる際に、凸部301が凹部320の内周面に引っ掛かって、バランシング状態が悪化した状態となるのを防止している。なお、図9(b)では、凹部円錐先端がとがっているように図示しているが、先端曲率が小さい程応力集中するので、適宜先端の丸みをつける設計を実施することが好ましい。図10は、温度上昇や回転速度上昇過程におけるリング部30aの膨張に伴って、凸部301が凹部320の中央方向に嵌まり込む様子を示す図である。二点鎖線は、膨張後のリング部30aと回転円筒部32との関係を示したものである。最終の嵌合状態は凸部、凹部の寸法精度で決定されるので、必要なバランス精度に合わせて加工精度を確保する。   As shown in FIG. 9, when the convex portion 301 is a spherical surface and the concave portion 320 is a spherical surface or a conical surface, the convex portion 301 is expanded when the ring portion 30 a expands and becomes an interference fit with respect to the rotating cylindrical portion 32. Is caught on the inner peripheral surface of the recess 320 to prevent the balancing state from deteriorating. In FIG. 9B, the concave conical tip is shown as being sharp, but since stress concentration occurs as the tip curvature decreases, it is preferable to implement a design that appropriately rounds the tip. FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the convex portion 301 fits in the central direction of the concave portion 320 as the ring portion 30a expands in the process of increasing the temperature or rotating speed. A two-dot chain line indicates a relationship between the ring portion 30a after expansion and the rotating cylindrical portion 32. Since the final fitting state is determined by the dimensional accuracy of the convex portion and the concave portion, the processing accuracy is ensured according to the necessary balance accuracy.

図11は第2の変形例を示す図である。図8に示す例では、リング部30aの外周面に球状の凸部301を一体に形成したが、図11に示す例では、リング部30aの外周面に球状の凹部を形成し、その凹部にセラミック製または金属製のボール303を配置した。回転円筒部32側の凹部320の形状は、図11に示すように球状でも良いし、図9(b)のような円錐面であっても良い。この場合も、図8,9の場合と同様の効果を奏する。   FIG. 11 is a diagram showing a second modification. In the example shown in FIG. 8, the spherical convex portion 301 is integrally formed on the outer peripheral surface of the ring portion 30a. However, in the example shown in FIG. 11, a spherical concave portion is formed on the outer peripheral surface of the ring portion 30a. Ceramic or metal balls 303 were arranged. The shape of the concave portion 320 on the rotating cylindrical portion 32 side may be spherical as shown in FIG. 11 or may be a conical surface as shown in FIG. Also in this case, the same effects as those in FIGS.

図12は、第3の変形例を示す図である。図12(a)は、リング部30aの凸部304が形成されている部分の断面図であり、図12(b)は凸部304が形成されている部分の正面図である。図2や図8に示す例では、凸部301の形状を円柱状や球状としたが、図12に示すように周方向に細長い凸部304であっても良い。また、凹部320および凸部301の表面にニッケルメッキ等の金属メッキ層を形成するようにしても良い。金属メッキ層を形成することにより、上述したアンバランス発生の防止効果をより高めることができる。図10に示したように、リング部30aの膨張過程で、CFRPやアルミ材の表面がが粗いと摩擦力が大きくなり、二点鎖線のように移動する際に、凸部301が回転円筒部32の内周面に引っ掛かってしまうことがある。しかし、金属メッキ層を形成することで、引っ掛かりの発生を低減することができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating a third modification. 12A is a cross-sectional view of a portion where the convex portion 304 of the ring portion 30a is formed, and FIG. 12B is a front view of a portion where the convex portion 304 is formed. In the example shown in FIGS. 2 and 8, the shape of the convex portion 301 is a columnar shape or a spherical shape, but may be a convex portion 304 that is elongated in the circumferential direction as shown in FIG. 12. Further, a metal plating layer such as nickel plating may be formed on the surfaces of the recesses 320 and the protrusions 301. By forming the metal plating layer, the above-described effect of preventing the occurrence of imbalance can be further enhanced. As shown in FIG. 10, when the surface of CFRP or aluminum material is rough in the expansion process of the ring portion 30a, the frictional force increases, and the convex portion 301 becomes a rotating cylindrical portion when moving like a two-dot chain line. 32 may be caught on the inner peripheral surface. However, the formation of the metal plating layer can reduce the occurrence of catching.

−第2の実施の形態−
上述した第1の実施の形態では、ロータ30への回転円筒部32の取り付け構造について説明したが、本発明は図13に示すような取り付け構造にも適用できる。図13に示す構成においては、回転円筒部32はロータ30の下部に一体に形成されている。回転円筒部32の上部外周面には、CFRP製のリング部材40が、冷やしばめにより固定されている。
-Second Embodiment-
In the first embodiment described above, the mounting structure of the rotating cylindrical portion 32 to the rotor 30 has been described. However, the present invention can also be applied to a mounting structure as shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 13, the rotating cylindrical portion 32 is formed integrally with the lower portion of the rotor 30. A CFRP ring member 40 is fixed to the upper outer peripheral surface of the rotating cylindrical portion 32 by cold fitting.

リング部材40は、アルミ合金製の回転円筒部32に亀裂が生じた際に、亀裂の進展を防止するために設けられたものである(例えば、特開2011−214558号公報参照)。回転円筒部32の外周面はネジ溝構造(ネジ山部322およびネジ溝部323)となっている。そのため、高速回転する回転円筒部32に、過大な遠心力により亀裂が発生すると仮定した場合、回転円筒部32の下端部の段差部(ネジ山部322とネジ溝部323との段差部)に亀裂が発生し易い。亀裂が発生すると、亀裂は回転円筒部32の上端方向に進展し、最終的には回転円筒部32、さらにはロータ30全体が破壊するおそれがある。そのため、亀裂の進展を食い止めるためのリング部材40が、回転円筒部32の上部に設けられている。   The ring member 40 is provided to prevent the crack from progressing when a crack occurs in the rotating cylindrical portion 32 made of an aluminum alloy (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-214558). The outer peripheral surface of the rotating cylindrical part 32 has a thread groove structure (a thread part 322 and a thread groove part 323). Therefore, if it is assumed that the rotating cylindrical portion 32 that rotates at a high speed is cracked due to excessive centrifugal force, the stepped portion at the lower end of the rotating cylindrical portion 32 (the stepped portion between the screw thread portion 322 and the screw groove portion 323) is cracked. Is likely to occur. When a crack occurs, the crack progresses in the direction of the upper end of the rotating cylindrical portion 32, and there is a possibility that the rotating cylindrical portion 32 and further the entire rotor 30 may eventually be destroyed. Therefore, a ring member 40 for stopping the progress of cracks is provided on the upper portion of the rotating cylindrical portion 32.

このリング部材40の固定構造は、第1の実施の形態で説明したリング部30aと回転円筒部32との固定構造と同様の構成となっている。すなわち、CFRP製のリング部材40の内周面には凹部401が形成されており、その凹部401には、回転円筒部32の外周面に形成された凸部301が嵌り込んでいる。ここでは説明を省略するが、この回転円筒部32の凸部301とリング部材40の凹部401との寸法関係は、上述したリング部30aと回転円筒部32との寸法関係と同じであり、その結果、許容上限温度および許容上限回転数を向上させることができる。   The fixing structure of the ring member 40 has the same configuration as the fixing structure of the ring portion 30a and the rotating cylindrical portion 32 described in the first embodiment. That is, a concave portion 401 is formed on the inner peripheral surface of the CFRP ring member 40, and a convex portion 301 formed on the outer peripheral surface of the rotating cylindrical portion 32 is fitted in the concave portion 401. Although not described here, the dimensional relationship between the convex portion 301 of the rotating cylindrical portion 32 and the concave portion 401 of the ring member 40 is the same as the dimensional relationship between the ring portion 30a and the rotating cylindrical portion 32 described above. As a result, the allowable upper limit temperature and the allowable upper limit rotation speed can be improved.

上述したように、本実施の形態の真空ポンプは、アルミ合金製のロータ30と、FRP材により形成され、ロータ30に設けられたリング部30aに冷やしばめにより外挿固定される回転円筒部32と、を備え、回転円筒部32が外挿固定されるリング部30aは、外周面に凸部301を有し、回転円筒部32は、外挿固定されたリング部30aが対向する内周面に、凸部301が挿入される凹部320を有する。このように、凸部301が凹部320挿入されるように回転円筒部32をリング部30aに外挿固定したので、温度上昇または回転速度上昇によりリング部30aが外側(回転円筒部32側)に膨張した場合に、膨張の限界に至るまでの温度上昇または回転速度上昇を、図6,7に示すように、より広い範囲に拡大することができる。   As described above, the vacuum pump according to the present embodiment includes the rotor 30 made of aluminum alloy and the rotating cylindrical portion that is formed by FRP material and is extrapolated to the ring portion 30a provided on the rotor 30 by cold fitting. 32, the ring portion 30a on which the rotating cylindrical portion 32 is fixed by extrapolation has a convex portion 301 on the outer peripheral surface, and the rotating cylindrical portion 32 has an inner periphery opposed to the ring portion 30a fixed by extrapolation. The surface has a concave portion 320 into which the convex portion 301 is inserted. As described above, since the rotating cylindrical portion 32 is extrapolated and fixed to the ring portion 30a so that the convex portion 301 is inserted into the concave portion 320, the ring portion 30a is moved outward (rotating cylindrical portion 32 side) due to a rise in temperature or a rotational speed. In the case of expansion, the temperature increase or rotation speed increase until reaching the expansion limit can be expanded to a wider range as shown in FIGS.

さらに、複数の凸部および凹部を軸対称に設けることで、ロータ30アンバランス量の増加を抑制することができる。   Furthermore, an increase in the amount of unbalance of the rotor 30 can be suppressed by providing a plurality of convex portions and concave portions in axial symmetry.

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。例えば、上述した実施の形態では、回転円筒部32を有する複合型のターボ分子ポンプを例に説明したが、高速回転するFRP円筒部を有するものであれば、ターボ分子ポンプに限らず、種々の真空ポンプに適用することができる。   The above description is merely an example, and when interpreting the invention, there is no limitation or restriction on the correspondence between the items described in the above embodiment and the items described in the claims. For example, in the embodiment described above, the composite turbo molecular pump having the rotating cylindrical portion 32 has been described as an example. However, as long as it has an FRP cylindrical portion that rotates at high speed, the turbo molecular pump is not limited to the turbo molecular pump. It can be applied to a vacuum pump.

1:ターボ分子ポンプ、30:ロータ、30a:リング部、32:回転円筒部、40:リング部材、301,304:凸部、320,401:凹部   1: turbo molecular pump, 30: rotor, 30a: ring part, 32: rotating cylindrical part, 40: ring member, 301, 304: convex part, 320, 401: concave part

Claims (8)

アルミ合金製のポンプロータと、
繊維強化プラスチック材により形成され、前記ポンプロータに外挿固定される円筒部材と、を備え、
前記ポンプロータの、前記円筒部材が外挿固定される外周面には、凸部が形成され、
前記円筒部材の内周面には、前記凸部が挿入される凹部が形成されている、真空ポンプ。
An aluminum alloy pump rotor;
A cylindrical member that is formed of a fiber reinforced plastic material and is externally fixed to the pump rotor,
On the outer peripheral surface of the pump rotor on which the cylindrical member is extrapolated and fixed, a convex portion is formed,
A vacuum pump in which a concave portion into which the convex portion is inserted is formed on an inner peripheral surface of the cylindrical member.
請求項1に記載の真空ポンプにおいて、
前記凸部は、前記外周面の周方向に沿って軸対称に複数形成され、
前記凹部は、前記内周面の前記複数の凸部と対向する位置に、それぞれ形成されている、真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 1, wherein
A plurality of the convex portions are formed axisymmetrically along the circumferential direction of the outer peripheral surface,
The said recessed part is a vacuum pump currently formed in the position facing the said some convex part of the said internal peripheral surface, respectively.
請求項2に記載の真空ポンプにおいて、
前記凸部は、球状凸部であって、
前記凹部は、球状凹部または円錐状凹部である、真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 2,
The convex portion is a spherical convex portion,
The said recessed part is a vacuum pump which is a spherical recessed part or a conical recessed part.
請求項3に記載の真空ポンプにおいて、
前記球状凸部は、前記ポンプロータの前記外周面の凹部に挿入されたセラミック球体または金属球体により構成される、真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 3,
The spherical convex portion is a vacuum pump configured by a ceramic sphere or a metal sphere inserted into a concave portion of the outer peripheral surface of the pump rotor.
請求項2に記載の真空ポンプにおいて、
前記凸部は、軸方向寸法に比べて周方向寸法が長く、周方向に細長い凸部である、真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 2,
The said convex part is a vacuum pump whose circumferential direction dimension is long compared with an axial direction dimension, and is a convex part elongate in the circumferential direction.
請求項1または2に記載の真空ポンプにおいて、
前記円筒部材は、低真空側ポンプ部として機能する円筒ロータである、真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 1 or 2,
The said cylindrical member is a vacuum pump which is a cylindrical rotor which functions as a low vacuum side pump part.
請求項1または2に記載の真空ポンプにおいて、
前記ポンプロータは、低真空側ポンプ部として円筒ロータを有し、
前記円筒部材は、前記円筒ロータの外周面に外挿固定される、真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 1 or 2,
The pump rotor has a cylindrical rotor as a low vacuum side pump part,
The said cylindrical member is a vacuum pump extrapolated and fixed to the outer peripheral surface of the said cylindrical rotor.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記凹部および凸部にはメッキ層が形成されている、真空ポンプ。
The vacuum pump according to any one of claims 1 to 7,
A vacuum pump in which a plating layer is formed on the concave and convex portions.
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