JP6140460B2 - キャンドモータ、真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、キャンドモータに関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に記載されるようなモータを備えた真空ポンプが知られている。かかる真空ポンプは、半導体製造工程における真空チャンバ内のプロセスガスの排気などに広く使用されている。

このような真空ポンプ用のモータでは、真空ポンプをシールするために、モータステータとモータロータとを隔離するロータ室が形成されており、ロータ室は、真空ポンプ側に固定される隔壁、すなわち、キャンによって、モータステータに対して密閉された空間となっている。この様に、モータステータとモータロータとがキャンによって隔離された構造を備えるモータは、キャンドモータと称される。

かかるキャンドモータでは、従来、薄肉ステンレススチール等の非磁性金属製のキャンが使用されてきた。しかし、非磁性金属製のキャンを使用した場合、モータステータからの磁束の作用によって表面に渦電流が発生し、このときの損失によってモータ効率が低下する。かかるモータ効率の低下を防ぐために、樹脂製のキャンを使用する技術が知られている。一方で、キャンドモータでは、モータ特性の向上の観点から、モータステータと、モータロータとの離隔距離を小さくすることが望ましい。すなわち、樹脂製のキャンの厚みを極力小さくすることが望ましい。

樹脂製のキャンを備えるキャンドモータでは、キャンの厚みを小さくし過ぎると、キャンの機械的強度が低下し、真空ポンプの圧力変動に耐えきれなくなる恐れが生じる。このため、キャンの厚みを小さくすることには限界がある。樹脂製のキャンの厚みは、通常、ＪＩＳ Ｂ８２６７等に記載の圧力容器計算方法に基づいて設定され、１．５〜２．０ｍｍ程度である。

特開２００５−１８４９５８号公報 特開２０１１−１０１５９４号公報 特開平１１−８９１５８号公報

以上から、樹脂製のキャンの厚みを従来よりも低減して、モータ特性を向上することが求められる。また、真空ポンプの一般的な課題として、製造を行いやすくすること、維持管理の負担を軽減することなどが求められる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の第１の形態は、真空ポンプに連結され、真空ポンプの回転駆動源として使用されるキャンドモータとして提供される。このキャンドモータは、ステータコアと、ステータコアの内側に配置されたロータと、ステータコアとロータとの間に配置され、ステータ
コアと当接した状態で、ステータコアとロータとを隔離するキャンであって、樹脂、セラミックス、または、それらの複合材を材料とする、非導電性のキャンとを備える。キャンは、接着剤によってステータコアと接着されている。

かかるキャンドモータによれば、キャンとステータコアとが当接し、さらに、接着剤によって接着されているので、キャンとステータコアとが一体的に形成された状態となる。したがって、ステータコアに対応する位置のキャンの機械的強度をステータコアが補強することができ、その分だけ、当該位置における樹脂製のキャンの厚みを低減できる。その結果、モータ特性を向上できる。

本発明の第２の形態は、真空ポンプに連結され、真空ポンプの回転駆動源として使用されるキャンドモータとして提供される。このキャンドモータは、ステータコアと、ステータコアの内側に配置されたロータと、ステータコアとロータとの間に配置され、ステータコアと当接した状態で、ステータコアとロータとを隔離するキャンであって、樹脂、セラミックス、または、それらの複合材を材料とする、非導電性のキャンとを備える。キャンは、キャンの外表面に形成された下地層を介して、接着剤によってステータコアと接着されており、下地層は、キャンよりも接着剤との親和性が高い非導電性材料によって形成される。

かかるキャンドモータによれば、ステータコアとキャンとの接着強度が向上するので、ステータコアがキャンの機械的強度をいっそう補強することができる。その結果、樹脂製のキャンの厚みをいっそう低減できる。

本発明の第３の形態として、第１または第２の形態のキャンドモータは、さらに、ロータの回転中心軸線方向におけるステータコアの外側に配置される環状の補強部材であって、キャンの外面と周方向に当接する補強部材を備えていてもよい。かかる形態によれば、ステータコアの外側の領域においても、キャンの機械的強度を補強部材が補強することができ、その分だけ、当該位置における樹脂製のキャンの厚みを低減できる。

本発明の第４の形態として、第３の形態のキャンドモータが備えるキャンは、接着剤によって補強部材と接着されていてもよい。かかる形態によれば、キャンと補強部材とが一体的に形成された状態となるので、ステータコアの外側の領域におけるキャンの機械的強度をいっそう補強でき、その分だけ、当該位置における樹脂製のキャンの厚みを低減できる。

本発明の第５の形態として、第３の形態において、キャンは、キャンの外表面に形成された下地層を介して、接着剤によって補強部材と接着されていてもよい。下地層は、補強部材よりも接着剤との親和性が高い非導電性材料によって形成されていてもよい。かかる形態によれば、補強部材とキャンとの接着強度が向上するので、補強部材がキャンの機械的強度をいっそう補強することができ、樹脂製のキャンの厚みをいっそう低減できる。

本発明の第６の形態として、第３ないし第５のいずれかの形態のキャンドモータにおいて、補強部材の線膨張係数は、ステータコアの線膨張係数以下であってもよい。かかる形態によれば、真空ポンプの駆動によって圧縮熱が生じて、補強部材が熱膨張した際に補強部材からキャンに作用する応力を低減できる。したがって、キャンに必要な機械的強度を低減でき、その結果、キャンの厚みを低減できる。

本発明の第７の形態として、第１ないし第６のいずれかの形態において、ステータコアにおいてステータコアの中心に向かって突出する複数のティースの内周側の端部間の空間に、ティースと係合する非導電性の部材が配置されていてもよい。かかる形態によれば、
接着剤の接着面積が大きくなるので、ステータコアとキャンとの接着強度を高めることができる。したがって、ステータコアがキャンの機械的強度をいっそう補強することができ、樹脂製のキャンの厚みをいっそう低減できる。

本発明の第８の形態として、第１ないし第７のいずれかのキャンドモータは、さらに、ステータコアよりもロータの回転中心軸線方向に長く形成されるステータフレームであって、ステータフレームの内部空間にステータコアが嵌め込まれた状態で、ステータコアを固定するステータフレームと、ステータコアの回転中心軸線方向の両端からステータコアの外側に向けて突出したコイル部に対応する領域であって、ステータフレームとキャンとの間の領域に形成された閉鎖空間に充填された樹脂とを備えていてもよい。かかる形態によれば、充填された樹脂によって、キャンの機械的強度をいっそう補強でき、その分だけ、当該位置における樹脂製のキャンの厚みを低減できる。

本発明の第９の形態として、第８の形態のキャンドモータにおいて、充填された樹脂の線膨張係数は、ステータコアの線膨張係数以下であってもよい。かかる形態によれば、真空ポンプの駆動によって圧縮熱が生じて、充填された樹脂が熱膨張した際に、充填された樹脂から補強部材を介してキャンに作用する応力を低減できる。したがって、キャンに必要な機械的強度を低減でき、その結果、キャンの厚みを低減できる。

本発明の第１０の形態として、第１ないし第９のいずれかの形態のキャンドモータにおいて、キャンは、ロータの回転中心軸線方向に延びる中空形状の胴部と、回転中心軸線方向のうちの第１の側で、胴部の内部空間を閉じる閉塞部と、胴部の、第１の側と反対側である第２の側の開口を形成する開口部とを有していてもよい。閉塞部は、第２の側から第１の側に向かって、内径が縮径する部位を含んでいてもよい。かかる形態によれば、キャンの内部の容積が低減され、その結果、真空ポンプを駆動させた際の、キャン内部と真空ポンプ（ポンプ室）との間での気体移動量が低減する。すなわち、キャンの内部とポンプ室との間に設置される軸受部を通過する気体量が低減する。したがって、気体移動に伴う潤滑剤の低減を抑制でき、真空ポンプの維持管理の負担を低減できる。

本発明の第１１の形態として、第１０の形態のキャンドモータにおいて、閉塞部は、中央部が、第２の側から第１の側に向かって膨らんだドーム形状を有していてもよい。かかる形態によれば、閉塞部の機械的強度を向上できる。また、それによって、閉塞部の厚みを低減することもできる。閉塞部の厚みが低減すれば、胴部と閉塞部との厚みの差が低減するので、樹脂製のキャンを射出成形によって製造しやすくなる。

本発明の第１２の形態として、第１０または第１１の形態のキャンドモータにおいて、閉塞部の第１の側の面および第２の側の面の少なくとも一方にリブが形成されていてもよい。かかる形態によれば、閉塞部の機械的強度を向上できる。また、それによって、閉塞部の厚みを低減することもでき、第８の形態と同様の効果を奏する。さらに、射出成形においては、成形後、脱型する際に、成形品を内型（雄型）に残すことになる。このため、閉塞部の第２の側の面にリブが形成される場合には、成形品が内型に係止されやすくなり、その結果、樹脂製のキャンを射出成形によって製造しやすくなる。

本発明の第１３の形態は、真空ポンプとして提供される。この真空ポンプは、第１ないし第１２の形態のいずれかのキャンドモータを備えていてもよい。

本発明の第１４の形態は、真空ポンプに連結され、真空ポンプの回転駆動源として使用されるキャンドモータとして提供される。このキャンドモータは、ステータコアと、ステータコアの内側に配置されたロータと、ステータコアとロータとの間に配置され、ステータコアと当接した状態で、ステータコアとロータとを隔離するキャンとを備える。キャン
は、ロータの回転中心軸線方向に延びる中空形状の胴部と、回転中心軸線方向のうちの第１の側で、胴部の内部空間を閉じる閉塞部と、胴部の、第１の側と反対側である第２の側の開口を形成する開口部とを有する。閉塞部は、第２の側から第１の側に向かって、内径が縮径する部位を含む。

本発明の第１５の形態として、第１４の形態のキャンドモータにおいて、閉塞部は、中央部が、第２の側から第１の側に向かって膨らんだドーム形状を有していてもよい。本発明の第１６の形態として、第１４または第１５の形態のキャンドモータにおいて、閉塞部の第１の側の面および第２の側の面の少なくとも一方にリブが形成されていてもよい。

本発明の実施例としての真空ポンプの概略構成を示す説明図である。 実施例としてのキャンドモータの概略構成を示す説明図である。 第２実施例としてのキャンドモータのキャンの構成を示す説明図である。 第３実施例としてのキャンドモータのキャンの構成を示す部分断面図である。 第４実施例としてのキャンとステータコアとの接着構成を示す断面図である。 第５実施例としてのキャンとステータコアとの接着構成を示す断面図である。

Ａ．第１実施例：
図１は、真空ポンプ２０の概略断面を示す。図１では、真空ポンプ２０が有する回転中心軸線ＡＲを含む断面を示している。図示するように、真空ポンプ２０は、一対のロータ３０（図１では、一方のロータのみを示す）を備えている。本実施例では、ロータ３０は、第１段ロータ３１、第２段ロータ３２および第３段ロータ３３と、ポンプ主軸３４とを備えている。かかるロータ３０は、その両端部の近傍で、軸受部材５０，６０に設けられた軸受５１，６１によって支承されている。このロータ３０は、ケーシング４０に収容されている。ケーシング４０の上方には、吸気口（図示省略）が形成され、下方には、排気口（図示省略）が形成される。

かかるロータ３０は、真空ポンプ２０の回転中心軸線ＡＲの一端側に設けられたモータ１００によって駆動される。一対のロータ３０の一端側の軸端には、互いに噛み合う一対のタイミングギア７０（図１では一方のギヤのみ示す）が固定されている。ロータ３０の他端側の軸端は、モータ１００に連結されている。本実施例では、モータ１００は、ブラシレス直流モータである。なお、図１では、モータ１００の構成を簡略化して示している。

モータ１００を駆動すると、一対のロータ３０は、ケーシング４０の内面およびロータ３０同士の間にわずかな隙間を保持して、非接触で逆方向に回転する。一対のロータ３０の回転につれて、吸込側のガスは、ロータ３０とケーシング４０との間に閉じこめられて、吐出側に移送される。吸気口（図示省略）から導入されたガスは、３段のロータ３０により圧縮移送されて、排気口（図示省略）から排出される。

図２は、ロータ３０を回転駆動するモータ１００の概略構成を示す。以下の説明では、モータ１００について、回転中心軸線ＡＲ方向のうちの、真空ポンプ２０（より具体的には、ロータ３０）に連結される側を連結側Ｓ２とも呼び、連結側Ｓ２と反対側を外方側Ｓ１とも呼ぶ。外方側Ｓ１は、請求項の第１の側に該当し、連結側Ｓ２は、請求項の第２の側に該当する。図２に示すように、モータ１００は、ステータ１１０とロータ１２０とキ
ャン１３０とステータフレーム１４０と補強部材１５０，１６０とを備える。

ステータフレーム１４０は、フレーム本体１４１と側板１４２とを備える。フレーム本体１４１は、回転中心軸線ＡＲに沿って内部空間が形成された、円筒形状を有している。フレーム本体１４１は、突出部１４６を備えている。突出部１４６は、フレーム本体１４１の内面から、内側に突出した部位であり、フレーム本体１４１の連結側Ｓ２の端部付近に、回転中心軸線ＡＲを中心として環状に形成されている。突出部１４６の突出長さは、開口部１３３が胴部１３１（詳細は後述）から突出する突出長さと略等しく形成されている。側板１４２は、円板形状を有しており、フレーム本体１４１の外方側Ｓ１の開口を閉じる。フレーム本体１４１の外方側Ｓ１の端面には、凹部１４５が形成され、この凹部１４５にＯリング１５３が配置されている。Ｏリング１５３は、フレーム本体１４１と側板１４２との間で、回転中心軸線ＡＲ方向に圧縮され、ステータフレーム１４０の内部と外部との間をシールする。なお、側板１４２は、ボルト（図示省略）によって、フレーム本体１４１に取り付けられている。かかるステータフレーム１４０は、例えば、鉄やアルミで形成できる。ステータ１１０、ロータ１２０およびキャン１３０は、このステータフレーム１４０の内部空間に収容されている。

ステータ１１０は、ステータコア１１１にコイルが装着された構成を有する。ステータ１１０の回転中心軸線ＡＲ方向の両端では、ステータコア１１１の外方に向けてコイル部１１２，１１３が突出している。ステータ１１０は、ステータフレーム１４０のフレーム本体１４１の内部にステータコア１１１が嵌め込まれることによって、回転中心軸線ＡＲと同心にステータフレーム１４０に固定される。ステータコア１１１は、例えば、珪素鋼板を積層して形成できる。ロータ１２０は、ステータ１１０の内部に、回転中心軸線ＡＲと同心に配置され、真空ポンプ２０のロータ３０のポンプ主軸３４に直結されている。

かかるステータ１１０とロータ１２０との間には、キャン１３０が設けられている。キャン１３０は、ステータ１１０とロータ１２０とを離隔する。このキャン１３０は、胴部１３１と、閉塞部１３２と、開口部１３３とを備えている。胴部１３１は、略円筒形状を有し、回転中心軸線ＡＲと同心に配置されている。この胴部１３１は、回転中心軸線ＡＲ方向におけるステータ１１０の設置範囲の全体に延びて形成されている。

閉塞部１３２は、キャン１３０の外方側Ｓ１の端面であり、胴部１３１の内部空間を、胴部１３１の外方側Ｓ１の端部で閉じる。開口部１３３は、キャン１３０の連結側Ｓ２の端部であり、キャン１３０の連結側Ｓ２の開口を形成する。開口部１３３は、本実施例では、その外径が胴部１３１の外径よりも大きく形成されたフランジ形状を有している。

かかるキャン１３０は、非導電性の樹脂によって形成されており、胴部１３１、閉塞部１３２および開口部１３３は、一体的に形成されている。キャン１３０の材料は、樹脂に限らず、セラミックスであってもよいし、樹脂とセラミックスとの複合材であってもよい。本実施例では、キャン１３０の材質は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂である。胴部１３１および開口部１３３の厚みは、薄肉に、具体的には、例えば、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとすることができる。閉塞部１３２の厚みは、胴部１３１の厚みよりも大きく形成されており、例えば、１．５ｍｍ〜２．０ｍｍとすることができる。胴部１３１の厚みは、モータ特性の向上の観点から、極力小さいことが望ましい。また、開口部１３３（フランジ形状）の、回転中心軸線ＡＲ方向の幅は、軸受５１と、モータ１００の外方側Ｓ１の端部との距離であるオーバハングを短くする観点から、極力小さいことが望ましい。

かかるキャン１３０は、ステータコア１１１と、胴部１３１とが周方向に当接するように、取り付けられる。さらに、ステータコア１１１と胴部１３１とは、当該当接箇所で接
着剤によって、接着される。このように、ステータコア１１１と胴部１３１とが接着剤によって接着されることにより、ステータコア１１１と胴部１３１とが一体的に形成された状態となる。このため、ステータコア１１１に対応する位置の胴部１３１の機械的強度をステータコア１１１が補強することができる。これによって、ステータコア１１１に対応する位置において、上述の胴部１３１の薄肉化が可能となる。なお、接着剤には、真空ポンプ２０の稼働時における耐熱性を考慮して、シリコン系やエポキシ系などを使用可能である。

また、キャン１３０は、突出部１４６の連結側Ｓ２の端面と、開口部１３３の外方側Ｓ１の端面とが当接した状態で、取り付けられる。このとき、突出部１４６の内側の端面は、胴部１３１の外面と周方向に当接する。この突出部１４６は、キャン１３０の回転中心軸線ＡＲ方向の位置決め機能を有している。

補強部材１５０は、胴部１３１の外径と略等しい内径の環状形状を有する。この補強部材１５０は、補強部材１５０と胴部１３１とが周方向に当接するように、回転中心軸線ＡＲにおけるステータコア１１１よりも外側（連結側Ｓ２）に嵌め込まれる。補強部材１５０の外方側Ｓ１の端部は、ステータコア１１１に当接し、連結側Ｓ２の端部は、突出部１４６の外方側Ｓ１に形成された切欠き形状に嵌まり込んで当接している。補強部材１５０は、１００ＭＰａ以上の引っ張り強さを有する樹脂製部材または非磁性金属部材であることが望ましい。

さらに、補強部材１５０と胴部１３１とは、それらの当接箇所で接着剤によって接着される。このように、補強部材１５０と胴部１３１とが接着剤によって接着されることにより、補強部材１５０と胴部１３１とが一体的に形成された状態となる。このため、ステータコア１１１よりも連結側Ｓ２においても、胴部１３１の機械的強度を補強部材１５０が補強することができる。これによって、ステータコア１１１よりも連結側Ｓ２の胴部１３１の薄肉化が可能となる。なお、補強部材１５０よりも連結側Ｓ２の胴部１３１は、突出部１４６と当接することによって、その機械的強度が補強される。勿論、胴部１３１と突出部１４６とが、接着剤によって接着されていてもよい。

補強部材１６０は、第１部位１６１と第２部位１６２と第３部位１６３とを備える。第１部位１６１は、補強部材１６０のうちで最も連結側Ｓ２に位置し、胴部１３１の外径と略等しい内径の環状形状を有する。第２部位１６２は、第１部位１６１から径方向外方に向かって同心状に延びたフランジ形状を有する。第３部位１６３は、第２部位１６２の外方側の端部から、外方側Ｓ１に向かって延びる環状形状を有する。

かかる補強部材１６０は、第１部位１６１と胴部１３１とが周方向に当接するように、回転中心軸線ＡＲにおけるステータコア１１１よりも外側に嵌め込まれる。このとき、第１部位１６１の外方側Ｓ１側の端部は、コイル部１１３よりも外方側Ｓ１に位置するとともに、回転中心軸線ＡＲ方向において、キャン１３０の胴部１３１の外方側Ｓ１側の端部と同じ位置にある。第１部位１６１の連結側Ｓ２の端部は、ステータコア１１１に当接する。さらに、第１部位１６１と胴部１３１とは、それらの当接箇所で接着剤によって接着されている。このため、ステータコア１１１の外方側Ｓ１の胴部１３１の機械的強度を第１部位１６１が補強することができる。これによって、ステータコア１１１よりも外方側Ｓ１の胴部１３１の薄肉化が可能となる。

また、第２部位１６２の回転中心軸線ＡＲに直交する方向の長さは、胴部１３１の外面とフレーム本体１４１の内面との離隔距離と同じ長さに形成されている。このため、第３部位１６３は、フレーム本体１４１の内面に当接する。かかる構成により、ステータコア１１１よりも外方側Ｓ１の胴部１３１の機械的強度がいっそう補強される。

フレーム本体１４１の第３部位１６３に対応する位置には、凹部１４７が形成され、この凹部１４７にＯリング１５４が配置されている。このＯリング１５４は、フレーム本体１４１と第３部位１６３との間で、回転中心軸線ＡＲと直交する方向に圧縮され、補強部材１６０の連結側Ｓ２と外方側Ｓ１との間をシールする。

また、コイル部１１２，１１３の周囲には、フレーム本体１４１と胴部１３１との間の領域に密閉空間が形成され、コイル部１１２，１１３は、この密閉空間内に収容される。具体的には、連結側Ｓ２側のコイル部１１２は、フレーム本体１４１，突出部１４６、補強部材１５０およびステータコア１１１によって閉鎖された空間に収容される。また、外方側Ｓ１側のコイル部１１３は、フレーム本体１４１、第１部位１６１および第２部位１６２によって閉鎖された空間に収容される。これらの閉鎖空間には、それぞれ、樹脂１７１，１７２が充填されている。かかる構成により、ステータコア１１１の両端部における胴部１３１の機械的強度をいっそう補強できる。

かかるモータ１００において、補強部材１５０，１６０の線膨張係数は、ステータコア１１１の線膨張係数以下とすることが望ましい。同様に、樹脂１７１，１７２の線膨張係数は、ステータコア１１１の線膨張係数以下とすることが望ましい。こうすれば、真空ポンプ２０の駆動によって圧縮熱が生じて、補強部材１５０，１６０や樹脂１７１，１７２が熱膨張した際に、補強部材１５０，１６０や樹脂１７１，１７２から胴部１３１に作用する応力を低減できる。したがって、胴部１３１に必要な機械的強度を低減でき、その結果、胴部１３１の厚みを低減できる。また、同様の理由から、ステータコア１１１と胴部１３１との接着、および、補強部材１５０，１６０と胴部１３１との接着に使用する接着剤の線膨張係数は、ステータコア１１１の線膨張係数以下とすることが望ましい。なお、同様に、補強部材１５０，１６０および樹脂１７１，１７２の線膨張係数は、フレーム本体１４１の線膨張係数以下とすることが望ましいが、通常、フレーム本体１４１の線膨張係数は、ステータコア１１１の線膨張係数以上である。このため、補強部材１５０，１６０および樹脂１７１，１７２の線膨張係数は、ステータコア１１１の線膨張係数以下であれば、通常、フレーム本体１４１の線膨張係数以下である点も満たす。

かかるモータ１００によれば、上述した種々の構成によって、キャン１３０の胴部１３１の機械的強度を補強することによって、その分、胴部１３１の厚みを薄くすることができる。したがって、モータ１００の特性が向上する。また、キャン１３０の閉塞部１３２の厚みを胴部１３１よりも厚くすることによって、閉塞部１３２に必要な機械的強度を確保することができる。

かかるモータ１００のキャン１３０は、射出成形によっても好適に製造することができる。射出成形では、金型のキャビティ内に樹脂を円滑に流通させるために、成形品の厚みは、ある程度揃っていることが望ましい。そこで、キャン１３０は、次のように製造してもよい。すなわち、まず、胴部１３１、閉塞部１３２および開口部１３３を、閉塞部１３２の厚みで射出成形し、その後、胴部１３１および開口部１３３を切削加工などによって、薄肉化してもよい。また、射出成形においては、成形後、円滑に脱型する際に、成形品には、若干の勾配が設けられる。上述のように、胴部１３１および開口部１３３を切削加工などによって、薄肉化する場合には、かかる勾配が生じないように加工することも可能である。こうすれば、胴部１３１と、ステータコア１１１および補強部材１５０，１６０とを接着剤によって接着しやすくできる。

Ｂ．第２実施例：
図３は、第２実施例としての真空ポンプのキャン２３０の構成を示す。第２実施例としての真空ポンプは、キャンの構成の一部分のみが第１実施例と異なり、その他の点は、第
１実施例と共通する。このため、以下では、キャン２３０について、第１実施例と異なる点についてのみ説明する。図３（Ａ）は、キャン２３０の部分断面図である。図３（Ｂ）は、キャン２３０を連結側Ｓ２から見た図である。

キャン２３０は、第１実施例と同様に、胴部２３１と閉塞部２３２と開口部２３３とを備える。閉塞部２３２は、胴部２３１との接続側の端部において、若干の丸みを帯びている。閉塞部２３２の内面には、胴部２３１の外方側Ｓ１の端部から、閉塞部２３２の中心部の付近に向かって、リブ２３４が周方向に点在して形成されている。リブ２３４は、胴部２３１の外方側Ｓ１の端部から徐々に厚みが小さくなりつつ、閉塞部２３２の中心部の付近にすり付くように形成される。このため、リブ２３４は、キャン２３０の閉塞部２３２付近の内部空間のうちの、回転中心軸線ＡＲの付近の空間に配置される、ボルトなどのロータ３０の取付け部材と干渉することがない。

かかる構成によれば、閉塞部２３２の強度を高めることができる。また、それによって、その分だけ、閉塞部２３２の厚みを小さくすることもできる。このため、上述したように、射出成形によって、閉塞部２３２の厚みを全体に有する成形品を製造した後、切削加工してキャン２３０を製造する場合、射出成形する成形品の厚みを小さくすることができ、その結果、切削加工量を低減できる。

また、かかる構成によれば、リブ２３４が形成された箇所の断面においては、連結側Ｓ２から外方側Ｓ１に向かって内径が縮径するため、その分だけ、つまり、リブ２３４の容積分だけ、キャン２３０の内部の空間容積が小さくなる。その結果、真空ポンプ２０を駆動させた際の、キャン２３０の内部と真空ポンプ２０との間での気体移動量が低減する。すなわち、キャン２３０の内部空間と、真空ポンプ２０のケーシング４０の内部空間との間に設置される軸受５１を通過する気体量が低減する。したがって、気体移動に伴う潤滑剤の低減を抑制でき、真空ポンプ２０の維持管理の負担を低減できる。

さらに、射出成形においては、成形後、脱型する際に、成形品を内型に残すことになる。キャン２３０によれば、キャン２３０を射出成形によって製造する場合、キャン２３０にリブ２３４が形成されていることによって、成形品が内型に係止されやすくなり、その結果、キャン２３０を製造しやすくなる。

Ｃ．第３実施例：
図４は、第３実施例としての真空ポンプのキャン３３０の構成を示す部分断面図である。図示するように、キャン３３０の閉塞部３３２は、中央部が連結側Ｓ２から外方側Ｓ１に向かって膨らんだドーム形状を有している。閉塞部３３２の内面は、外面に追随した形状を有している。かかるキャン３３０によれば、閉塞部３３２の機械的強度をさらに向上できる。しかも、閉塞部３３２の内径は、連結側Ｓ２から外方側Ｓ１に向かって縮径するので、第２実施例と同様の効果を奏する。勿論、キャン３３０にも、第２実施例と同様に、リブが形成されていてもよい。

Ｄ．第４実施例：
図５は、第４実施例としての真空ポンプのキャン４３０とステータコア４１１との接着構成を示す断面図である。図示するように、本実施例では、キャン４３０は、キャン４３０の外表面に形成された下地層４８２を介して、接着剤４８１によって、ステータコア４１１と接着されている。つまり、キャン４３０の外表面には、下地層４８２が形成され、この下地層４８２が接着剤４８１によって、ステータコア４１１に接着されている。本実施例では、下地層４８２は、キャン４３０の外表面のうちの、ステータコア４１１との接着領域のみに形成されているが、キャン４３０の外表面の全体に亘って形成されていてもよい。

下地層４８２は、キャン４３０よりも接着剤４８１との親和性が高い種々の非導電性材料によって形成できる。こうした非導電性材料として、例えば、ポリイミド樹脂および架橋成分が使用されてもよい。下地層４８２は、ペースト材料の塗布によって形成されてもよく、メッキやコーティングなどによって形成されてもよい。

かかる構成によれば、キャン１３０が、接着剤４８１との親和性が比較的低い材料、例えば、ＰＰＳなどのエンジニアプラスティックで形成されている場合であっても、ステータコア４１１とキャン４３０との接着強度が向上するので、ステータコア４１１がキャン４３０の機械的強度を好適に補強できる。その結果、キャン４３０の厚みを低減できる。

さらに、下地層４８２は、キャン４３０よりも引張強度が大きい非導電性材料によって形成されてもよい。こうした材料としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミックスが使用されてもよい。この場合、セラミックスをキャン４３０の表面に溶射して、下地層４８２を形成してもよい。かかる構成によれば、薄肉化されたキャン４３０の強度を補強することができる。

図示は省略するが、上述した第４実施例の構成に加えて、あるいは、代えて、キャン４３０は、下地層４８２を介して、接着剤４８１によって補強部材１５０，１６０（第１実施例参照）と接着されていてもよい。かかる構成によれば、補強部材１５０，１６０とキャン４３０との接着強度が向上するので、補強部材１５０，１６０がキャンの機械的強度をいっそう補強することができ、キャン４３０の厚みをいっそう低減できる。

Ｅ．第５実施例：
図６は、第５実施例としての真空ポンプのキャン５３０とステータコア５１１との接着構成を示す断面図である。図６は、回転中心軸線ＡＲに直交する断面を示している。図示するように、ステータコア５１１は、ステータコア５１１の中心に向かって突出する複数のティース５１５を備えている。複数のティース５１５には、コイル５１２が集中巻きされている。複数のティース５１５の内周側の端部間には、空間５１６が形成されている。この空間５１６の各々には、その両側のティース５１５と係合する非導電性の部材５８５が配置されている。

部材５８５は、クサビ形状を有しており、空間５１６を閉塞するように、ステータコア５１１の内部に挿入されている。本実施例では、部材５８５は、ガラスエポキシ樹脂によって形成されている。かかる構成によれば、キャン５３０と、ステータコア５１１のティース５１５とが接着剤５８１によって接着される。さらに、空間５１６においては、キャン５３０と部材５８５とが接着剤５８１によって接着される。部材５８５は、ティース５１５と係合しているので、キャン５３０と部材５８５との接着は、キャン５３０とステータコア５１１との接着強度の向上に寄与する。このように、接着剤５８１の接着面積が大きくなることによって、キャン５３０とステータコア５１１との接着強度が高まり、ステータコア５１１がキャン５３０の機械的強度をいっそう補強することができる。その結果、キャン５３０の厚みをいっそう低減できる。

部材５８５は、空間５１６に樹脂を充填して形成されてもよい。また、充填する樹脂は、接着剤であってもよい。この場合、接着剤は、モータ１００の使用温度に耐え得る耐熱性を有することが望ましい。また、接着剤の接着強度は、１ｋｇ／ｃｍ２（０．０９８ＭＰａ）以上であることが望ましい。これらの点は、接着剤５８１についても同様である。

Ｆ．変形例：
Ｆ−１．変形例１：
第２実施例や第３実施例で示したキャンの閉塞部の内径が、連結側Ｓ２から外方側Ｓ１に向かって縮径する形状は、上述の例に限らず、種々の形状とすることができる。例えば、閉塞部の形状は、円錐形状、円錐台形状、凸形状などとすることができる。かかる場合、閉塞部の外面側にリブが形成されていてもよい。勿論、閉塞部の内面と外面との両方にリブが形成されていてもよい。

Ｆ−２．変形例２：
キャン１３０の胴部１３１は、その全体が薄肉化されている形状に限らず、全体の一部分のみが薄肉化されていてもよい。例えば、胴部１３１のうちのステータコア１１１と当接する部分のみが薄肉化されていてもよい。かかる形状のキャンは、射出成形後に切削加工することによって、製造してもよい。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、または、省略が可能である。例えば、上述した第３実施例および変形例１の構成は、実施例１，２の構成と切り離して実現することができ、例えば、ステータコア１１１と胴部１３１とを接着材によって接着していないキャンドモータや、補強部材１５０を備えていないキャンドモータなどにも適用可能である。

２０…真空ポンプ
３０…ロータ
３１…第１段ロータ
３２…第２段ロータ
３３…第３段ロータ
３４…ポンプ主軸
４０…ケーシング
５０，６０…軸受部材
５１，６１…軸受
７０…タイミングギア
１００…モータ
１１０…ステータ
１１１，４１１，５１１…ステータコア
１１２，１１３…コイル部
１２０…ロータ
１３０，２３０，３３０，４３０，５３０…キャン
１３１，２３１，３３１…胴部
１３２，２３２，３３２…閉塞部
１３３，２３３，３３３…開口部
１４０…ステータフレーム
１４１…フレーム本体
１４２…側板
１４５，１４７…凹部
１４６…突出部
１５０，１６０…補強部材
１５３，１５４…Ｏリング
１６１…第１部位
１６２…第２部位
１６３…第３部位
１７１，１７２…樹脂
２３４…リブ
４８１，５８１…接着剤
４８２…下地層
５１５…ティース
５１６…空間
５８５…部材
Ｓ１…外方側
Ｓ２…連結側
ＡＲ…回転中心軸線

Claims (16)

1. 真空ポンプに連結され、該真空ポンプの回転駆動源として使用されるキャンドモータであって、
   ステータコアと、
   前記ステータコアの内側に配置されたロータと、
   前記ステータコアと前記ロータとの間に配置され、前記ステータコアと当接した状態で、前記ステータコアと前記ロータとを隔離するキャンであって、樹脂、セラミックス、または、それらの複合材を材料とする、非導電性のキャンと
   を備え、
   前記キャンは、該キャンの外表面に形成された下地層を介して、接着剤によって前記ステータコアと接着されており、
   前記下地層は、前記キャンよりも前記接着剤との親和性が高い非導電性材料によって形成される
   キャンドモータ。
2. 真空ポンプに連結され、該真空ポンプの回転駆動源として使用されるキャンドモータであって、
   ステータコアと、
   前記ステータコアの内側に配置されたロータと、
   前記ステータコアと前記ロータとの間に配置され、前記ステータコアと当接した状態で、前記ステータコアと前記ロータとを隔離するキャンであって、樹脂、セラミックス、または、それらの複合材を材料とする、非導電性のキャンと
   を備え、
   前記キャンは、接着剤によって前記ステータコアと接着されており、
   前記ロータの回転中心軸線方向における前記ステータコアの外側に配置される環状の補強部材であって、前記キャンの外面と周方向に当接する補強部材をさらに備え、
   前記キャンは、該キャンの外表面に形成された下地層を介して、接着剤によって前記補強部材と接着されており、前記下地層は、前記キャンよりも前記接着剤との親和性が高い
   非導電性材料によって形成される、 キャンドモータ。
3. 真空ポンプに連結され、該真空ポンプの回転駆動源として使用されるキャンドモータであって、
   ステータコアと、
   前記ステータコアの内側に配置されたロータと、
   前記ステータコアと前記ロータとの間に配置され、前記ステータコアと当接した状態で、前記ステータコアと前記ロータとを隔離するキャンであって、樹脂、セラミックス、または、それらの複合材を材料とする、非導電性のキャンと
   を備え、
   前記キャンは、接着剤によって前記ステータコアと接着されており、
   前記ロータの回転中心軸線方向における前記ステータコアの外側に配置される環状の補強部材であって、前記キャンの外面と周方向に当接する補強部材をさらに備え、
   前記補強部材の線膨張係数は、前記ステータコアの線膨張係数以下である、
   キャンドモータ。
4. 真空ポンプに連結され、該真空ポンプの回転駆動源として使用されるキャンドモータであって、
   ステータコアと、
   前記ステータコアの内側に配置されたロータと、
   前記ステータコアと前記ロータとの間に配置され、前記ステータコアと当接した状態で、前記ステータコアと前記ロータとを隔離するキャンであって、樹脂、セラミックス、または、それらの複合材を材料とする、非導電性のキャンと、
   前記ステータコアを収容するステータフレームと、
   を備え、
   前記キャンは、接着剤によって前記ステータコアと接着されており、
   前記ロータの回転中心軸線方向における前記ステータコアの外側に配置される環状の補強部材であって、前記キャンの外面と周方向に当接する補強部材をさらに備え、
   前記ステータフレームは、その内面から突出する突出部を有し、前記補強部材の一端は該突出部に当接している、
   キャンドモータ。
5. 請求項１に記載のキャンドモータであって、
   前記ロータの回転中心軸線方向における前記ステータコアの外側に配置される環状の補強部材であって、前記キャンの外面と周方向に当接する補強部材を備えた
   キャンドモータ。
6. 前記キャンは、接着剤によって前記補強部材と接着されている請求項３乃至５のいずれか一項に記載のキャンドモータ。
7. 請求項３乃至５のいずれか一項に記載のキャンドモータであって、
   前記キャンは、該キャンの外表面に形成された下地層を介して、接着剤によって前記補強部材と接着されており、
   前記下地層は、前記キャンよりも前記接着剤との親和性が高い非導電性材料によって形成される
   キャンドモータ。
8. 前記補強部材の線膨張係数は、前記ステータコアの線膨張係数以下である請求項２、請求項４、請求項５、請求項４又は５に従属する請求項６、もしくは、請求項４又は５に従属する請求項７に記載のキャンドモータ。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のキャンドモータであって、
   前記ステータコアにおいて該ステータコアの中心に向かって突出する複数のティースの内周側の端部間の空間に、前記ティースと係合する非導電性の部材が配置された
   キャンドモータ。
10. 請求項１ないし３、及び請求項４を従属先に含まない請求項５ないし請求項９のいずれか一項に記載のキャンドモータであって、
    前記ステータコアよりも前記ロータの回転中心軸線方向に長く形成されるステータフレームであって、前記ステータフレームの内部空間に前記ステータコアが嵌め込まれた状態で、該ステータコアを固定するステータフレームと、
    前記ステータコアの前記回転中心軸線方向の両端から該ステータコアの外側に向けて突出したコイル部に対応する領域であって、前記ステータフレームと前記キャンとの間の領域に形成された閉鎖空間に充填された樹脂と
    を備えたキャンドモータ。
11. 請求項４、及び請求項４を従属先に含む請求項５ないし９のいずれか一項に記載のキャンドモータであって、
    前記ステータフレームは、前記ステータコアよりも前記ロータの回転中心軸線方向に長く形成され、前記ステータフレームの内部空間に前記ステータコアが嵌め込まれた状態で、該ステータコアを固定しており、
    前記ステータコアの前記回転中心軸線方向の両端から該ステータコアの外側に向けて突出したコイル部に対応する領域であって、前記ステータフレームと前記キャンとの間の領域に形成された閉鎖空間に充填された樹脂を備えた、キャンドモータ。
12. 前記充填された樹脂の線膨張係数は、前記ステータコアの線膨張係数以下である請求項１０または１１に記載のキャンドモータ。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載のキャンドモータであって、
    前記キャンは、
    前記ロータの回転中心軸線方向に延びる中空形状の胴部と、
    前記回転中心軸線方向のうちの第１の側で、前記胴部の内部空間を閉じる閉塞部と、
    前記胴部の、前記第１の側と反対側である第２の側の開口を形成する開口部と
    を有し、
    前記閉塞部は、前記第２の側から前記第１の側に向かって、内径が縮径する部位を含む
    キャンドモータ。
14. 前記閉塞部は、中央部が、前記第２の側から前記第１の側に向かって膨らんだドーム形状を有する請求項１３記載のキャンドモータ。
15. 前記閉塞部の前記第１の側の面および前記第２の側の面の少なくとも一方にリブが形成された請求項１３または請求項１４に記載のキャンドモータ。
16. 請求項１ないし請求項１５のいずれか一項に記載のキャンドモータを備えた真空ポンプ。

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