JP5211408B2 - 分子ポンプのロータ - Google Patents

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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。
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。
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。）。
特開２００２−６１５９２号公報
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。
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。
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。
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。
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。
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ａ３に及んだときは、ボス部ａ３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。
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。
本発明は上記の目的を達成すべく、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、前記ボス部に回転軸が嵌合する軸孔を設けると共に該軸孔を挿通する回転軸の先端部にねじ部を設けて、該ねじ部に螺合するナットを用いて前記ロータを前記回転軸に締結して固定し、円盤状のディスク部とこれに直結して下方に突出した円筒状のロータ部とからなるねじ溝ポンプ部ロータの該ディスク部を前記中空の円筒状のハブ部の外周部に前記ターボ分子ポンプ部の動翼段に続いて連設した。
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。
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。
本発明の実施例１を図１により説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本発明の実施例２を図２により説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本発明の実施例３を図３により説明する。
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。
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。
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。
本発明の実施例４を図４により説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本発明の実施例１のターボ分子ポンプのロータの縦断面図である。 実施例２の複合分子ポンプのロータの縦断面図である。 実施例３のターボ分子ポンプのロータの縦断面図である。 実施例４のターボ分子ポンプのロータの縦断面図である。 従来のターボ分子ポンプのロータの縦断面図である。
符号の説明
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

Claims (1)

  1. 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、
    前記ボス部に回転軸が嵌合する軸孔を設けると共に該軸孔を挿通する回転軸の先端部にねじ部を設けて、該ねじ部に螺合するナットを用いて前記ロータを前記回転軸に締結して固定し、
    円盤状のディスク部とこれに直結して下方に突出した円筒状のロータ部とからなるねじ溝ポンプ部ロータの該ディスク部を前記中空の円筒状のハブ部の外周部に前記ターボ分子ポンプ部の動翼段に続いて連設した分子ポンプのロータ。
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