JPS63112082A - 回転体の製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばターボ分子ポンプのロータなど、内
径側部材と外径側部材とをはめ合せて組立てられる回転
体の製作方法に関する。

〔従来の技術〕・ 第４図は、例えば特開昭６０−２３４７７７号公報忙示
された１従来のターボ分子ポンプのロータの製作方法を
示す組立前の状態の断面図である。図において、１はＴ
ｉ系合金からなる複数のロータリングで、翼板２をはめ
る段付き部１ａと、この段付き部にはめられ相互の結合
のための切込み部】ｂとが形成されている。３はＴｉ系
合金からなる翼車２の側面とロータリング１の端面との
間に挿入されたインサート材で、Ａｌ又はＡｌ−８ｉの
薄板からなる。

上記従来のロータの製作方法は、次のようにしていた。

第４図のように組合せた状態で真空槽に入れ、１０　　
Ｔｏｒｒまで排気した後、６００　’Ｃまで加熱する。

この状態を保持しつつ、軸方向に加圧し、接合面近傍の
各インサート材３を液相状態とし、ロータリング１と翼
板２との接合を達成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の製作方法では、部品材料がＴｉ系合
金であるため、ターボ分子ポンプなどより軽量化を要す
るものには材料選定の点で問題点があった。また、接合
を達成する過程で、インサート材３はいったん液相状態
を経過するため凝固収縮を起こすおそれがあり１寸法精
度が厳しく要求される精密製品の製作方法としては難点
があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、部品材料にアルミニウム合金が使用でき軽量
化され、強固なはめ合わせ結合がされ、組立精度が高く
、特に高速度回転に耐える回転体の製作方法を得ること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる回転体の製作方法は、共にアルミニウ
ム合金からなる内径側部材と外径側部材の双方のはめ合
わせ面に、それぞれ金又は金合金をあらかじめ蒸着して
おき、両部材を焼きばめ、又は冷しばめ、あるいはその
両方をまじえた手段により締りばめし、つづいて、蒸着
膜が有効に拡散する加熱温度に維持して拡散接合させ、
一体的に接合固着させる。

〔作用〕

この発明においては、内径側部材と外径側部材の双方の
はめ合わせ面に蒸着層を施し、締りばめ後、拡散接合し
ており、締りばめによる軸方向の応力と、拡散接合によ
る合金層形成によシ、強固で、かつ、高精度に結合され
た回転体が構成される。また、双方の部材がアルミニウ
ム合金であるものに適用でき、軽量化される。

〔実施例〕

第１図はこの発明による回転体の製作方法における結合
前の状態の縦断面図であり、回転体としてターボ分子ポ
ンプのロータの場合を示す。ユ１はアルミニウム合金材
からなシ、内径側部材をなす中空軸、１２は外径側部材
をなし、アルミニウム合金材からなる動翼で、ボス部１
２ａに円周方向に対し多数の羽根１２ｔ）が半径方向に
一体品されている。

上記中空軸１１の外径面と動翼１２の内径面とは、あら
かじめ、焼ばめの締代金もつ径に形成されである。１３
は中空軸１の外径面に形成され、インサート材をなす金
の蒸着膜、１４は動翼１２の内径面に形成され、インサ
ート材をなす金の蒸着膜である。

中空軸１１と動翼１２のはめ合わせ面の蒸着膜１３゜１
４の膜厚はそれぞれ１１部程度であり−１その形成は次
のようにする。蒸着法としては、スパッタ法。

クラスタイオンビーム法、イオンブレーティング法、イ
オンペーパデポジション法、イオンミキシング法などが
あり、強固な付着力が得られる方法によっている。蒸着
中にはめ合せ部品を３００℃程度に加熱すれば、金とア
ルミニウム部材とに容易に拡散層が形成され、良、好な
密着性が得られる。

上記のように接合面に蒸着膜ユ３及び１４が形成された
中空軸１１及び動翼１２は、酸化や変質を防ぐため真空
槽に入れ、１０　〜１０　　Ｔｏｒｒに真空排気する。

この状態の中空軸１１及び動翼１２を第２図（ａ）に示
す。

真空排気した後、締りばめのため、その−手段として焼
ばめをする。この焼はめには、インサート材をなす蒸着
膜４の金が拡散接合する温度、２００〜４０００以上に
＠翼ユ２のみを加熱し、その内径を熱膨張てより拡大す
る。この状態の動翼１２を中空軸１１にはめ、温度を２
５０〜３００℃に下げる。こうして、中空軸】１に動翼
１２が締りばめされて固定され第２図（ｂ）の状態にな
る。この降下させた温度（２５０〜３００℃）Ｋ維持す
ることにより、蒸着膜１３と１４の金が相互に拡散し接
合する。上記のような各手順を経ることにより、アルミ
ニウム合金製の回転体であるターボ分子ポンプのロータ
が寸法精度高く、強固に組立てることができる。

第３図はこの発明の他の実施例を示す中空軸１１部と動
翼１２部とのはめ合わせ前の状態の縦断面図である。中
空軸１１及び動翼１２の双方のはめ合せ面には、インサ
ート材が２層構造にされている。下層にＯｒ　、　Ｎｉ
　、　Ｎ１−Ｃ！ｒなどアルミニウム合金との密着性の
優れた材料による、蒸着膜１５及び１６が形成され、上
層に金による蒸着膜１７及び１８が形成されている。上
記一実施例に示した方法では、金を蒸着する際に付着力
を得るために、中空軸１１及び動翼１２を３ｏｏ℃程度
に加熱するか、イオンミキシング法などの高度な蒸着法
を用いねばならないが、この他の実施例では下層にアル
ミニウム合金との密着性のよい材料を用いており、イン
サート材の蒸着には一般の簡便な真空蒸着装置を利用し
ても達成できる。

なお、上記実施例では、焼きばめにより中空軸１１と動
翼１２との締りばめを達成したが、中空軸１１を冷却し
動翼１２にはめ込み冷しばめを行ない、後、２５０°〜
３００℃に維持し双方の蒸着膜１３．１４の拡散接合を
するようにしてもよい。

また、中空軸１１を冷却し、動翼１２を加熱する焼き冷
しばめを行ってもよい。

また、上記実施例では中空軸１１と動翼工２とのはめ合
わせ面の蒸着膜として金を用いたが、アルミニウム合金
材に容易に蒸着され、双方の焼ばめ結合後、比較的低い
加熱温度で双方の蒸着膜の材料が相互に拡散接合する性
質のものであれば、金合金を用すてもよい。

さらに、上記実施例では回転体としてターボ分子ポンプ
のロータの場合を示したが、内径側部材と外径側部材を
はめ合わせ結合されて構成されるものであれば、他の種
類の回転体の場合にも適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、それぞれアルミニウ
ム合金材からなる内径側部材と外径側部材との双方のは
め合わせ面にそれぞれ金又は金合金の蒸着膜を形成し、
両部材を焼きばめ又は冷しばめ、あるいはその両方をま
じえた手段により、締りばめし、つづいて、蒸着膜が有
効に拡散する加熱温度に維持して拡散接合させ一体的に
接合したので、組立精度が向上し、強固に一体化され、
しかも軽量化することができる。また、高遠心力に耐え
、高速度の回転体の組立てにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による回転体の製造方法におけるター
ボ分子ポンプのロータの結合前の状態を示すｉ１１断面
図、第２図（ａ）　、　（ｂ）は第１図の中空軸と動翼
との結合を工程順に示す断面図、第３図はこの発明の他
の実施例を示す接合面に蒸着膜が形成された中空軸と動
翼の断面図、第４図は従来の製造方法におけるターボ分
子ポンプのロータのインサート材の加熱接合前の状態を
示す縦断面図である０ １１・・・内径側部材（中空軸）、１２・・・外径側部
材（動翼）、　　１３．１４・・・蒸着膜、１５．１６
・・・下層の蒸着膜、１７．１８・・・上層の蒸着膜。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ともにアルミニウム合金からなる内径側部材と外
   径部材とをはめ合わせて組立てる回転体の製作方法にお
   いて、双方のはめ合い面をあらかじめ締りばねの寸法に
   形成し、各はめ合い面に金又は金合金の蒸着膜を形成し
   、この状態の内径部材に外径部材を締りばめし、つづい
   て、蒸着膜が拡散する温度にして双方の蒸着膜を拡散接
   合し一体化する回転体の製作方法。
2. （２）蒸着膜を２層にし、下層にクロームを用い、上層
   に金又は金合金を用いる特許請求の範囲第１項記載の回
   転体の製作方法。
3. （３）蒸着膜の下層にニッケルを用いる特許請求の範囲
   第２項記載の回転体の製作方法。
4. （４）蒸着膜の下層にニッケルクローム合金を用いる特
   許請求の範囲第２項記載の回転体の製作方法。
5. （５）内径側部材は回転軸からなり、外径部材は複数の
   動翼からなる特許請求の範囲第１項ないし第４項のいづ
   れかに記載の回転体の製作方法。
6. （６）回転体はターボ分子ポンプのロータからなる特許
   請求の範囲第５項記載の回転体の製作方法。