JPH11230060A - 回転式気体機械用ロータ及びその製造方法 - Google Patents
回転式気体機械用ロータ及びその製造方法Info
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- JPH11230060A JPH11230060A JP5298098A JP5298098A JPH11230060A JP H11230060 A JPH11230060 A JP H11230060A JP 5298098 A JP5298098 A JP 5298098A JP 5298098 A JP5298098 A JP 5298098A JP H11230060 A JPH11230060 A JP H11230060A
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- shaft
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性や強度等を犠牲にすることなく、吸気
側と吐出側の温度差を小さくして、ロータどうしやロー
タとケーシングとのクリアランスを精度良く管理して高
い排気性能を得ることができるドライタイプの回転式気
体機械用ロータ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 排気作用を行なう排気部１８と軸体部１
６とを有する回転式気体機械用ロータにおいて、軸体部
の内部には、軸方向に延びる軸孔２０が形成され、軸孔
には、軸体部の材料より熱伝導率が高い材料で構成した
芯部１４が一体に埋設されている。
側と吐出側の温度差を小さくして、ロータどうしやロー
タとケーシングとのクリアランスを精度良く管理して高
い排気性能を得ることができるドライタイプの回転式気
体機械用ロータ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 排気作用を行なう排気部１８と軸体部１
６とを有する回転式気体機械用ロータにおいて、軸体部
の内部には、軸方向に延びる軸孔２０が形成され、軸孔
には、軸体部の材料より熱伝導率が高い材料で構成した
芯部１４が一体に埋設されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば真空ポン
プ、圧縮機或いはエキスパンダ等の回転式気体機械用の
ロータ及びその製造方法に関する。
プ、圧縮機或いはエキスパンダ等の回転式気体機械用の
ロータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体製造装置などの排気系に使
用される真空ポンプでは、インボリュート曲線やサイク
ロイド曲線の輪郭を持つローブを周囲に形成した一対の
ロータや、外周面にねじ溝を刻設したロータを互いに噛
み合わせた状態で回転させて気体を圧送するようにして
いる。ロータどうしの間には１００μｍ程度のクリアラ
ンスを設定して、両者の間の潤滑を省き、ドライ状態で
動作して逆拡散による汚染を防止している。ロータは、
通常、軸部と排気部とを有しており、軸部と排気部を一
体で形成したり、軸部と排気部を別々の部材で形成し
て、これらを連結していた。
用される真空ポンプでは、インボリュート曲線やサイク
ロイド曲線の輪郭を持つローブを周囲に形成した一対の
ロータや、外周面にねじ溝を刻設したロータを互いに噛
み合わせた状態で回転させて気体を圧送するようにして
いる。ロータどうしの間には１００μｍ程度のクリアラ
ンスを設定して、両者の間の潤滑を省き、ドライ状態で
動作して逆拡散による汚染を防止している。ロータは、
通常、軸部と排気部とを有しており、軸部と排気部を一
体で形成したり、軸部と排気部を別々の部材で形成し
て、これらを連結していた。
【０００３】図６（ａ）に示すのは、いわゆるルーツ型
の多段ポンプであり、軸部１０２と該軸部１０２の長さ
方向に沿って複数の排気部１０４が形成されたロータ１
００が、例えばねずみ鋳鉄を使用した鋳造によって一体
に作製されている。そして、吸気口１０６ａと吐出口１
０６ｂを有するケーシング１０８の内部に、一対の互い
に平行に配置されたロータ１００がそれぞれ軸受１０８
を介して回転自在に支持され、一方のロータ１００の一
端にモータ１１０が連結されている。
の多段ポンプであり、軸部１０２と該軸部１０２の長さ
方向に沿って複数の排気部１０４が形成されたロータ１
００が、例えばねずみ鋳鉄を使用した鋳造によって一体
に作製されている。そして、吸気口１０６ａと吐出口１
０６ｂを有するケーシング１０８の内部に、一対の互い
に平行に配置されたロータ１００がそれぞれ軸受１０８
を介して回転自在に支持され、一方のロータ１００の一
端にモータ１１０が連結されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図６（ａ）
に示す多段ポンプにおいては、気体が各段を通過するに
従って徐々に圧縮され、この圧縮に伴って徐々に温度が
上昇する。ドライポンプであるので、潤滑剤を介した熱
伝導は無く、同図（ｂ）に示すような温度勾配が生じ
る。この結果、吸気側と吐出側の温度差によって、ロー
タ１００及びケーシング１０６に歪みや変形が生じ、こ
のため、ロータどうしやロータとケーシングとのクリア
ランスを精度良く管理することが困難になるなどの問題
が有った。
に示す多段ポンプにおいては、気体が各段を通過するに
従って徐々に圧縮され、この圧縮に伴って徐々に温度が
上昇する。ドライポンプであるので、潤滑剤を介した熱
伝導は無く、同図（ｂ）に示すような温度勾配が生じ
る。この結果、吸気側と吐出側の温度差によって、ロー
タ１００及びケーシング１０６に歪みや変形が生じ、こ
のため、ロータどうしやロータとケーシングとのクリア
ランスを精度良く管理することが困難になるなどの問題
が有った。
【０００５】なお、この問題を解消するため、例えばア
ルミニウムのような熱伝導率の高い素材で一体型ロータ
を構成し、高温側から低温側に熱を移動させて歪みや変
形を防止することが考えられる。しかしながら、アルミ
ニウムには耐食性に問題があって腐食性のガスには使用
できないばかりでなく、強度も低いので軸径を大きくし
なければならず、装置をコンパクト化するという要請に
答えることができない。
ルミニウムのような熱伝導率の高い素材で一体型ロータ
を構成し、高温側から低温側に熱を移動させて歪みや変
形を防止することが考えられる。しかしながら、アルミ
ニウムには耐食性に問題があって腐食性のガスには使用
できないばかりでなく、強度も低いので軸径を大きくし
なければならず、装置をコンパクト化するという要請に
答えることができない。
【０００６】本発明は上記に鑑み、耐食性や強度等を犠
牲にすることなく、吸気側と吐出側の温度差を小さくし
て、ロータどうしやロータとケーシングとのクリアラン
スを精度良く管理して高い排気性能を得ることができる
ドライタイプの回転式気体機械用ロータ及びその製造方
法を提供することを目的とする。
牲にすることなく、吸気側と吐出側の温度差を小さくし
て、ロータどうしやロータとケーシングとのクリアラン
スを精度良く管理して高い排気性能を得ることができる
ドライタイプの回転式気体機械用ロータ及びその製造方
法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、排気作用を行なう排気部と軸体部とを有する回転式
気体機械用ロータにおいて、前記軸体部の内部には、軸
方向に延びる軸孔が形成され、該軸孔には、前記軸体部
の材料より熱伝導率が高い材料で構成した芯部が一体に
埋設されていることを特徴とする回転式気体機械用ロー
タである。
は、排気作用を行なう排気部と軸体部とを有する回転式
気体機械用ロータにおいて、前記軸体部の内部には、軸
方向に延びる軸孔が形成され、該軸孔には、前記軸体部
の材料より熱伝導率が高い材料で構成した芯部が一体に
埋設されていることを特徴とする回転式気体機械用ロー
タである。
【０００８】これにより、ドライタイプの気体機械にお
いても、軸体部と芯部でそれぞれ異なる機能を分担させ
て、例えば軸体部で耐食性や剛性を確保し、芯部によっ
て熱の移動を促進して吸気側と吐出側の温度差を小さく
することができる。
いても、軸体部と芯部でそれぞれ異なる機能を分担させ
て、例えば軸体部で耐食性や剛性を確保し、芯部によっ
て熱の移動を促進して吸気側と吐出側の温度差を小さく
することができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、前記芯部はアル
ミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の回転
式気体機械用ロータである。これにより、アルミニウム
の低耐食性をカバーしつつ高熱伝導性を活用することが
できる。
ミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の回転
式気体機械用ロータである。これにより、アルミニウム
の低耐食性をカバーしつつ高熱伝導性を活用することが
できる。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の回転式気体機械用ロータの製造方法において、前記軸
体部を作製し、この軸体部の軸孔内に前記芯部を形成す
る材料を鋳込むことを特徴とする回転式気体機械用ロー
タの製造方法である。
の回転式気体機械用ロータの製造方法において、前記軸
体部を作製し、この軸体部の軸孔内に前記芯部を形成す
る材料を鋳込むことを特徴とする回転式気体機械用ロー
タの製造方法である。
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の回転式気体機械用ロータを製造方法において、前記軸
体部と前記芯部とを別々に作製し、前記軸体部の軸孔内
に前記芯部を嵌合させることを特徴とする回転式気体機
械用ロータの製造方法である。軸体部の軸孔内に芯部を
嵌合させる方法としては、例えば、圧入、焼きばめ、冷
しばめが挙げられる。
の回転式気体機械用ロータを製造方法において、前記軸
体部と前記芯部とを別々に作製し、前記軸体部の軸孔内
に前記芯部を嵌合させることを特徴とする回転式気体機
械用ロータの製造方法である。軸体部の軸孔内に芯部を
嵌合させる方法としては、例えば、圧入、焼きばめ、冷
しばめが挙げられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明の第１の
実施の形態を示すもので、これは、３つのローブ（歯
部）を有する３葉タイプのロータを噛み合わせて構成さ
れたルーツ型多段ポンプに用いられるロータ１０であ
る。このロータ１０は、ロータ本体１２と、その内側に
嵌合する芯部１４とから構成されている。
実施の形態を示すもので、これは、３つのローブ（歯
部）を有する３葉タイプのロータを噛み合わせて構成さ
れたルーツ型多段ポンプに用いられるロータ１０であ
る。このロータ１０は、ロータ本体１２と、その内側に
嵌合する芯部１４とから構成されている。
【００１３】ロータ本体１２は、軸体部１６の外面にロ
ーブ１８が一体に形成されており、例えば鉄鋼等の耐食
性に優れ、剛性が高い素材から形成されている。芯部１
４は、熱伝導率の高い、例えばアルミニウム等から構成
されている。ローブ１８は、例えばインボリュート曲線
やサイクロイド曲線によってその輪郭が区画され、ポン
プの各段に対応する位置に軸線に沿って設けられてい
る。
ーブ１８が一体に形成されており、例えば鉄鋼等の耐食
性に優れ、剛性が高い素材から形成されている。芯部１
４は、熱伝導率の高い、例えばアルミニウム等から構成
されている。ローブ１８は、例えばインボリュート曲線
やサイクロイド曲線によってその輪郭が区画され、ポン
プの各段に対応する位置に軸線に沿って設けられてい
る。
【００１４】このようなロータは、ロータ本体１２によ
って耐食性と十分な剛性を確保し、ロータ本体１２の軸
孔２０内に挿入した高熱伝導率材の芯部１４を介して、
高温部（吐出側）から低温部（吸気側）へ熱が容易に移
動するよう構成されている。
って耐食性と十分な剛性を確保し、ロータ本体１２の軸
孔２０内に挿入した高熱伝導率材の芯部１４を介して、
高温部（吐出側）から低温部（吸気側）へ熱が容易に移
動するよう構成されている。
【００１５】次に、上記のロータ１０の製造方法を説明
する。先ず、ロータ本体１２を鉄鋼等を素材として鋳造
や機械加工によって作製する。次に、このロータ本体１
２を、図３に示すように、型枠２２内にその軸孔２０の
一端が外部に開放するように配置する。そして、溶融し
たアルミニウムをロータ本体１２の軸孔２０内に注入し
て鋳造する。アルミニウムは鉄鋼より溶融温度が低いの
で、ロータ本体１２を鋳型として安定に鋳造を行なうこ
とができる。
する。先ず、ロータ本体１２を鉄鋼等を素材として鋳造
や機械加工によって作製する。次に、このロータ本体１
２を、図３に示すように、型枠２２内にその軸孔２０の
一端が外部に開放するように配置する。そして、溶融し
たアルミニウムをロータ本体１２の軸孔２０内に注入し
て鋳造する。アルミニウムは鉄鋼より溶融温度が低いの
で、ロータ本体１２を鋳型として安定に鋳造を行なうこ
とができる。
【００１６】なお、他の製造方法として、ロータ本体１
２と、このロータ本体１２の軸孔２０の内径よりやや大
径の外径を有する芯部１４とを別々に作製し、ロータ本
体１２の軸孔２０内に芯部１４を、例えば、圧入、焼き
ばめ、冷しばめ等で嵌合させるようにしてもよい。
２と、このロータ本体１２の軸孔２０の内径よりやや大
径の外径を有する芯部１４とを別々に作製し、ロータ本
体１２の軸孔２０内に芯部１４を、例えば、圧入、焼き
ばめ、冷しばめ等で嵌合させるようにしてもよい。
【００１７】上記のように構成されたロータ１０を用い
たルーツ型多段真空ポンプ３０を図４（ａ）に示す。こ
れは、吸気口３２ａと吐出口３２ｂを有するケーシング
３２の内部に、互いに平行な一対のロータ１０を、互い
のローブ１８が噛み合うように軸受３４を介して回転自
在に支持している。一方のロータ１０の一端にはモータ
３６が連結され、この回転をロータ間に設けた図示しな
い歯車機構により他のロータ１０に伝達して２つを連動
させている。
たルーツ型多段真空ポンプ３０を図４（ａ）に示す。こ
れは、吸気口３２ａと吐出口３２ｂを有するケーシング
３２の内部に、互いに平行な一対のロータ１０を、互い
のローブ１８が噛み合うように軸受３４を介して回転自
在に支持している。一方のロータ１０の一端にはモータ
３６が連結され、この回転をロータ間に設けた図示しな
い歯車機構により他のロータ１０に伝達して２つを連動
させている。
【００１８】このルーツ型多段真空ポンプ３０では、気
体が各段のローブ１８を順次通過するに従って徐々に圧
縮され、この圧縮に伴って、下段に向かうに従い温度が
徐々に高くなる。下段側の高温のロータ本体１２の熱
は、軸孔２０内に埋設された熱伝導率が高い材料で構成
された芯部１４を介して低温の上段側に移動する。これ
によって、同図（ｂ）に示すように、吸込側と吐出側の
温度差が小さくなって、温度差による歪みや変形の発生
が軽減又は防止される。
体が各段のローブ１８を順次通過するに従って徐々に圧
縮され、この圧縮に伴って、下段に向かうに従い温度が
徐々に高くなる。下段側の高温のロータ本体１２の熱
は、軸孔２０内に埋設された熱伝導率が高い材料で構成
された芯部１４を介して低温の上段側に移動する。これ
によって、同図（ｂ）に示すように、吸込側と吐出側の
温度差が小さくなって、温度差による歪みや変形の発生
が軽減又は防止される。
【００１９】図５は、ねじ式の多段型ロータリーポンプ
に用いられる他の実施の形態のロータ４０を示すもので
ある。つまり、このロータ４０は、耐食性に優れ、剛性
が高い、例えば鉄鋼製のロータ本体４２と、熱伝導率の
高い、例えばアルミニウム製の柱状部４４とから構成さ
れている。ロータ本体４２には、軸体部４６と、ねじ溝
４８ａを有する複数段（図では２段）のねじ部（排気
部）４８とが一体に備えられ、その内部に設けられた中
空部５０内に柱状部４４が一体に埋設されている。この
実施の形態における作用は先の実施の形態と同様である
ので、説明を省略する。
に用いられる他の実施の形態のロータ４０を示すもので
ある。つまり、このロータ４０は、耐食性に優れ、剛性
が高い、例えば鉄鋼製のロータ本体４２と、熱伝導率の
高い、例えばアルミニウム製の柱状部４４とから構成さ
れている。ロータ本体４２には、軸体部４６と、ねじ溝
４８ａを有する複数段（図では２段）のねじ部（排気
部）４８とが一体に備えられ、その内部に設けられた中
空部５０内に柱状部４４が一体に埋設されている。この
実施の形態における作用は先の実施の形態と同様である
ので、説明を省略する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸体部で耐食性や剛性を確保し、芯部によって熱の移動
を促進して吸気側と吐出側の温度差を小さくすることに
より、耐食性や強度等を犠牲にすることなく、ロータど
うしやロータとケーシングとのクリアランスを精度良く
管理して高い排気性能を得ることができるドライタイプ
の気体機械を提供することができる。
軸体部で耐食性や剛性を確保し、芯部によって熱の移動
を促進して吸気側と吐出側の温度差を小さくすることに
より、耐食性や強度等を犠牲にすることなく、ロータど
うしやロータとケーシングとのクリアランスを精度良く
管理して高い排気性能を得ることができるドライタイプ
の気体機械を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を一部を破断して示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】同じく、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第１の実施の形態のロータの製造方法を示す断
面図である。
面図である。
【図４】同図（ａ）は第１の実施の形態のロータを用い
たルーツ型多段真空ポンプの縦断正面図で、同図（ｂ）
は、それに対応する温度勾配を示す図である。
たルーツ型多段真空ポンプの縦断正面図で、同図（ｂ）
は、それに対応する温度勾配を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を一部を破断して示
す平面図である。
す平面図である。
【図６】同図（ａ）は従来のルーツ型多段真空ポンプの
縦断正面図で、同図（ｂ）はそれに対応する温度勾配を
示す図である。
縦断正面図で、同図（ｂ）はそれに対応する温度勾配を
示す図である。
１０，３０ ロータ １２，３２ ロータ本体 １４，３４ 芯部 １６，３６ 軸体部 １８ ローブ ２０，５０ 軸孔 ３０ ルーツ型多段真空ポンプ ３２ ケーシング ４８ ねじ部
Claims (4)
- 【請求項１】 排気作用を行なう排気部と軸体部とを有
する回転式気体機械用ロータにおいて、 前記軸体部の内部には、軸方向に延びる軸孔が形成さ
れ、 該軸孔には、前記軸体部の材料より熱伝導率が高い材料
で構成した芯部が一体に埋設されていることを特徴とす
る回転式気体機械用ロータ。 - 【請求項２】 前記芯部はアルミニウムであることを特
徴とする請求項１に記載の回転式気体機械用ロータ。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の回転式気体機械
用ロータの製造方法において、 前記軸体部を作製し、この軸体部の軸孔内に前記芯部を
形成する材料を鋳込むことを特徴とする回転式気体機械
用ロータの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の回転式気体機械
用ロータを製造方法において、 前記軸体部と前記芯部とを別々に作製し、前記軸体部の
軸孔内に前記芯部を嵌合させることを特徴とする回転式
気体機械用ロータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5298098A JPH11230060A (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 回転式気体機械用ロータ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5298098A JPH11230060A (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 回転式気体機械用ロータ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230060A true JPH11230060A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12930066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5298098A Pending JPH11230060A (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 回転式気体機械用ロータ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11230060A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009063890A1 (ja) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Ulvac, Inc. | 多段式ドライポンプ |
| WO2009063820A1 (ja) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Ulvac, Inc. | ドライポンプ |
| JP2018529879A (ja) * | 2015-10-02 | 2018-10-11 | レイボルド ゲーエムベーハー | 多段式回転翼ポンプ |
-
1998
- 1998-02-18 JP JP5298098A patent/JPH11230060A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009063890A1 (ja) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Ulvac, Inc. | 多段式ドライポンプ |
| WO2009063820A1 (ja) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Ulvac, Inc. | ドライポンプ |
| EP2221482A1 (en) * | 2007-11-14 | 2010-08-25 | Ulvac, Inc. | Multi-stage dry pump |
| EP2221482A4 (en) * | 2007-11-14 | 2012-09-12 | Ulvac Inc | MULTI-STAGE DRY PUMP |
| JP5073754B2 (ja) * | 2007-11-14 | 2012-11-14 | 株式会社アルバック | 多段式ドライポンプ |
| US8662869B2 (en) | 2007-11-14 | 2014-03-04 | Ulvac, Inc. | Multi-stage dry pump |
| JP2018529879A (ja) * | 2015-10-02 | 2018-10-11 | レイボルド ゲーエムベーハー | 多段式回転翼ポンプ |
| US11592024B2 (en) | 2015-10-02 | 2023-02-28 | Leybold Gmbh | Multi-stage rotary vane pump |
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