KR20190111032A - 진공 펌프, 진공 펌프에 구비되는 회전부, 및 언밸런스 수정 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 질량 제거에 의한 밸런스 수정에 있어서, 응력 집중을 저감하는 구조를 가지는 진공 펌프, 진공 펌프에 구비되는 회전부, 및 언밸런스 수정 방법을 실현한다.
[해결 수단] 본 실시 형태에서는, 회전 원통체의 하단부(배기구측)의 적어도 일부를 축방향으로 절삭함으로써 언밸런스 수정부(제거부)를 형성한다. 바람직하게는, 제거부는, 회전 원통체의 하단부에 있어서, 회전 원통체의 축방향 폭을 가능한 한 얕게 깎고, 또한, 회전 원통체의 둘레방향 폭을 당해 회전 원통체의 두께(경방향의 폭) 이상이 되도록 회전 원통체를 깎음으로써 형성된다. 또한, 제거부에 형성되는 모서리는 크게(예를 들어, R3 이상으로) 형성한다. 이 구성에 의해, 회전 원통체에, 당해 회전 원통체의 축방향의 제거 폭(깊이)이 얕고, 또한 둘레방향의 제거 폭이 넓은 형상을 가지는 제거부를 형성하므로, 진공 펌프에 있어서의 밸런스 수정 후의 응력 집중을 저감·완화할 수 있다.

Description

진공 펌프, 진공 펌프에 구비되는 회전부, 및 언밸런스 수정 방법

본 발명은, 진공 펌프, 진공 펌프에 구비되는 회전부, 및 언밸런스 수정 방법에 관한 것이며, 보다 상세한 것은, 진공 펌프에 구비되는 회전부의 밸런스를 수정하는 구조에 관한 것이다.

종래, 흡기구 및 배기구를 가지는 케이싱의 내부에서 로터부(샤프트나 로터) 및 회전날개나 회전 원통체도 포함하는 회전부를 고속 회전시켜 배기 처리를 행하는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프가 널리 보급되고 있었다. 이들 진공 펌프에서는, 자기 축받이 등으로 로터부 및 회전부를 고속 회전시키면, 진공 펌프를 구성하는 각 부품 혹은 조립한 후의 부품끼리의 미소한 불균형에 의해, 진동이나 소음이 발생하고 있었다. 또, 이 약간의 불균형에 의해, 진공 펌프 그 자체의 운전에 지장을 초래할 우려가 있었다.

그래서, 이 불균형을 수정하기 위해, 진공 펌프의 회전부에 대해, 고속 회전 시의 밸런스 잡기·밸런스 수정을 실시하고 있었다.

이와 같은 밸런스 수정의 방법으로서는, 일반적으로, 회전부에 질량을 부가하는 질량 부가에 의한 밸런스 수정과, 회전부의 질량을 제거하는 질량 제거에 의한 밸런스 수정 등이 알려져 있다.

도 6 및 도 7은, 종래 기술을 설명하기 위한 도이다.

도 6은, 종래의 질량 부가에 의한 밸런스 수정을 설명하기 위한 도이다.

도 7은, 종래의 질량 제거에 의한 밸런스 수정을 설명하기 위한 도이다.

우선, 종래의 질량 부가에 의한 밸런스 수정에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 회전 원통체(1000)의 내주면에 설치된 홈 내에 설치된 에폭시 수지(1100)나, 로터부에 설치된 볼트(혹은, 나사나 와셔)(1200)와 같은 질량을 부가하는 질량 부가 수단 등이 채용되고 있었다.

한편, 종래의 질량 제거에 의한 밸런스 수정에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 회전 원통체(2000)의 측면(즉, 외주면인 원통체 외주면(2001)이나 내주면인 원통체 내주면(2002))의 일부를 깎아내어(절삭하여) 밸런스 수정을 행하고 있었다.

또, 다른 방법으로서, 샤프트(70)에 있어서의 샤프트 하부(71)나 샤프트 하단부(72)(아마추어 디스크)의 일부를 드릴이나 루터로 깎아내어 밸런스 수정을 행하고 있었다.

일본 특허 제3974772호 일본 특허 제3819267호 일본 특허공개 2003-148378호

최근, 특히 부식성 가스를 흐르게 하는 프로세스에서 진공 펌프가 사용되는 경우에는, 진공 펌프의 회전부에 부식 방지 피막을 행한 후에, 내부식성이 있는 수지계 재료에 의한 질량 부가 수단(즉, 에폭시 수지(1100))을 부가하여 밸런스 수정을 행하고 있었다.

그러나, 상술한 종래의 질량 부가에 의한 밸런스 수정의 구성에서는, 진공 펌프의 운전 중에, 질량 부가 수단(에폭시 수지(1100)나 볼트(1200) 등)이 탈락되어 버릴 우려가 있었다.

또, 프로세스에 있어서 부식성 가스를 흐르게 하는 것·흐르지 않게 하는 것에 상관 없이, 프로세스 시 혹은 클리닝 시에 사용된 오존이나 플라즈마 상태의 가스에 의해 질량 부가 수단(에폭시 수지(1100))이 소실되어 버릴 우려도 있었다.

한편, 상술한 종래의 질량 제거에 의한 밸런스 수정의 구성에서는, 절삭 가공용의 공구로서 드릴과 같은 선단이 가는 공구로 회전부를 깎으면(제거하면), 당해 제거 부분에 응력 집중이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명에서는, 질량 제거에 의한 밸런스 수정에 있어서, 응력 집중을 저감하는 구조를 가지는 진공 펌프, 진공 펌프에 구비되는 회전부, 및 언밸런스 수정 방법을 실현하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에서는, 흡기구와 배기구가 형성된 외장체에 내포되어, 회전 가능하게 지지된 회전부를 구비하고, 상기 회전부를 고속 회전시킴으로써, 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 진공 펌프로서, 상기 회전부의 축방향의 단부인 원통체 단부의 적어도 일부에, 상기 회전부의 언밸런스를 수정하는 언밸런스 수정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 제공한다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 상기 언밸런스 수정부는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 홈 형상인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 상기 언밸런스 수정부는, 상기 회전부에 있어서의 개구측의 상기 원통체 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 상기 언밸런스 수정부는, 당해 언밸런스 수정부의 둘레방향의 폭이, 상기 원통체 단부의 경방향의 두께 이상의 치수인 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 5에 기재된 발명에서는, 상기 언밸런스 수정부는, 당해 언밸런스 수정부의 경방향의 치수가, 상기 원통체 단부의 경방향의 두께 이상의 치수인 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 6에 기재된 발명에서는, 상기 언밸런스 수정부는, 당해 언밸런스 수정부의 상기 축방향의 저면 또는 상기 언밸런스 수정부의 경방향에 형성되는 모서리부가 R3 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 7에 기재된 발명에서는, 상기 진공 펌프는, 상기 회전부의 적어도 일부의 외주면에 방사형으로 설치된 회전날개와, 상기 회전날개와 간극을 개재하여 축방향에 있어서 대향하는 고정날개를 구비하고, 상기 회전날개와 상기 고정날개의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 터보 분자 펌프를 가지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 8에 기재된 발명에서는, 상기 진공 펌프는, 상기 회전부와 간극을 개재하여 경방향에 있어서 대향하고, 또한 동심으로 배치된 고정 원통부를 구비하고, 상기 회전부 또는 상기 고정 원통부는, 적어도 한쪽의 상기 경방향에 있어서의 대향면의 적어도 일부에, 골부와 산부를 가지는 스파이럴형 홈이 설치되며, 상기 회전부와 상기 고정 원통부의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 홀백형 나사 홈 펌프부를 가지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 9에 기재된 발명에서는, 상기 진공 펌프는, 상기 회전부의 적어도 일부의 외주면에 방사형으로 설치된 회전 원판형부와, 상기 회전 원판형부와 간극을 개재하여 축방향에 있어서 대향하고, 또한 동심으로 배치된 고정 원판형부를 구비하고, 상기 회전 원판형부 또는 상기 고정 원판형부는, 적어도 한쪽의 상기 축방향에 있어서의 대향면의 적어도 일부에, 골부와 산부를 가지는 스파이럴형 홈이 설치되며, 상기 회전 원판형부와 상기 고정 원판형부의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 시그반형 나사 홈 펌프부를 가지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 10에 기재된 발명에서는, 상기 청구항 1 내지 청구항 9 중 적어도 어느 한 항에 기재된 진공 펌프에 구비되는 회전부를 제공한다.

청구항 11에 기재된 발명에서는, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프에 있어서, 상기 회전부의 축방향의 단부인 원통체 단부의 적어도 일부에, 상기 회전부의 언밸런스를 수정하기 위해 언밸런스 수정부를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프의 언밸런스 수정 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 진공 펌프에 있어서의 회전 원통체의 축방향 단부(바람직하게는, 배기구측의 하단부)의 일부를, 회전 원통체의 축방향의 두께가 얇아지도록 절삭함으로써, 밸런스 수정 후의 응력 집중을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 진공 펌프의 개략 구성예를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원통체를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 및 변형예에 따른 회전 원통체의 제거부를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 진공 펌프의 다른 개략 구성예를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 진공 펌프의 다른 개략 구성예를 나타낸 도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 질량 부가에 의한 밸런스 수정을 설명하기 위한 도이다.
도 7은 종래 기술에 따른 질량 제거에 의한 밸런스 수정을 설명하기 위한 도이다.

(i) 실시 형태의 개요

본 실시 형태에서는, 회전 원통체의 축방향 하단부(배기구측)의 적어도 일부를 축방향으로 절삭함으로써, 회전 원통체에 언밸런스 수정부를 형성한다. 이후, 이 언밸런스 수정부를 제거부로 칭하고 설명한다.

바람직하게는, 제거부는, 회전 원통체의 하단부에 있어서, 회전 원통체의 축방향 폭을 가능한 한 얕게 깎고, 또한, 회전 원통체의 둘레방향 폭이 당해 회전 원통체의 두께(경방향의 폭) 이상이 되도록 회전 원통체를 깎음으로써 형성된다.

또한, 제거부에 형성되는 모서리는 크게(예를 들어, R3 이상으로) 형성한다. 또한, R이란, 모서리의 둥근 부분의 반경이다.

이 구성에 의해, 본 실시 형태에서는, 회전 원통체에, 당해 회전 원통체의 축방향의 제거 폭(깊이)이 얕고 또한 둘레방향의 제거 폭이 넓은 형상을 가지는 제거부가 형성되므로, 진공 펌프에 있어서의 밸런스 수정 후의 응력 집중을 저감·완화할 수 있다.

(ii) 실시 형태의 상세

이하, 본 발명의 적합한 실시의 형태에 대해서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.

(진공 펌프(1)의 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 진공 펌프(1)의 개략 구성예를 나타낸 도이며, 진공 펌프(1)의 축선방향의 단면을 나타낸 도이다.

우선, 본 실시 형태에 따른 진공 펌프(1)에 대해서 설명한다.

본 실시 형태의 진공 펌프(1)는, 터보 분자 펌프부와 나사 홈 펌프부를 구비한, 이른바 복합형 타입의 분자 펌프이다.

진공 펌프(1)의 외장체를 형성하는 케이싱(2)은, 대략 원통형의 형상을 하고 있으며, 케이싱(2)의 하부(배기구(6)측)에 설치된 베이스(3)와 함께 진공 펌프(1)의 하우징을 구성하고 있다. 그리고, 이 진공 펌프(1)의 하우징의 내부에는 진공 펌프(1)에 배기 기능을 발휘시키는 구조물인 기체 이송 기구가 수납되어 있다.

이 기체 이송 기구는, 크게 나누어, 회전 가능하게 지지된 회전부와, 진공 펌프(1)의 하우징에 대해 고정된 고정부로 구성되어 있다.

케이싱(2)의 단부에는, 진공 펌프(1)로 기체를 도입하기 위한 흡기구(4)가 형성되어 있다. 또, 케이싱(2)의 흡기구(4)측의 단면에는, 외주측으로 튀어나온 플랜지부(5)가 형성되어 있다.

베이스(3)에는, 진공 펌프(1) 내의 기체를 배기하기 위한 배기구(6)가 형성되어 있다.

또, 베이스(3)에는, 제어 장치가 진공 펌프(1)로부터 받는 열의 영향을 저감하기 위한, 튜브(관)형의 부재로 이루어지는 냉각관(수냉관)이 매설되어 있다. 이것에 의해, 베이스(3)는 온도 컨트롤이 이루어진다. 이 냉각관은, 내부에 열 매체인 냉각재를 흐르게 하여, 이 냉각재에 열을 흡수시키도록 함으로써, 당해 냉각관 주변을 냉각하기 위한 부재이다.

이와 같이, 냉각관에 냉각재를 흐르게 함으로써 베이스(3)가 강제적으로 냉각됨으로써, 진공 펌프(1)로부터 제어 장치로 전도하는 열을 저감하고 있다.

또한, 이 냉각관의 재료에 대해서는, 열저항이 낮은 부재 즉 열전도율이 높은 부재, 예를 들어, 구리나 스테인리스강 등이 이용된다. 또, 냉각관에 흐르게 하는 냉각재, 즉 물체를 냉각하기 위한 재료는, 액체여도 기체여도 된다. 액체의 냉각재로서는, 예를 들어, 물, 염화 칼슘 수용액이나 에틸렌글리콜 수용액 등을 이용할 수 있다. 한편, 기체의 냉각재로서는, 예를 들어, 암모니아, 메탄, 에탄, 할로겐, 헬륨이나 탄산 가스, 공기 등을 이용할 수 있다.

회전부는, 회전축인 샤프트(7), 이 샤프트(7)에 설치된 로터(8), 로터(8)에 설치된 회전날개(9)(흡기구(4)측) 및 회전 원통체(100)(배기구(6)측) 등으로 구성되어 있다. 또한, 샤프트(7) 및 로터(8)에 의해 로터부가 구성되어 있다.

회전날개(9)는, 샤프트(7)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 샤프트(7)로부터 방사형으로 신장된 블레이드로 이루어진다.

또, 회전 원통체(100)는, 회전날개(9) 하에 위치하고, 로터(8)의 회전축선과 동심의 원통 형상을 한 원통 부재로 이루어진다.

본 실시 형태에서는, 도 1에 2점 쇄선으로 나타낸 회전 원통체(100)의 하단부(A)의 적어도 일부에, 후술하는 제거부를 형성한다.

샤프트(7)의 축선방향 중간에는, 샤프트(7)를 고속 회전시키기 위한 모터부(11)가 설치되어 있다.

또한, 샤프트(7)의 모터부(11)에 대해 흡기구(4)측, 및 배기구(6)측에는, 샤프트(7)를 래디얼 방향(경방향)으로 비접촉으로 지지하기 위한 경방향 자기 축받이 장치(12, 13)가, 또, 샤프트(7)의 하단에는, 샤프트(7)를 축선방향(액시얼 방향)으로 비접촉으로 지지하기 위한 축방향 자기 축받이 장치(14)가 각각 설치되어 있다.

진공 펌프(1)의 하우징(케이싱(2))의 내주측에는, 고정부(고정 원통부)가 형성되어 있다. 이 고정부는, 흡기구(4)측(터보 분자 펌프부)에 설치된 고정날개(15)와, 케이싱(2)의 내주면에 설치된 나사 홈 스페이서(16)(나사 홈 펌프부) 등으로 구성되어 있다.

고정날개(15)는, 진공 펌프(1)의 하우징의 내주면으로부터 샤프트(7)를 향하여, 샤프트(7)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 신장되어 있는 블레이드로 구성되어 있다.

각 단의 고정날개(15)는, 원통 형상을 한 스페이서(17)에 의해 서로 떨어져 있다.

진공 펌프(1)에서는, 고정날개(15)가 축선방향으로, 회전날개(9)와 번갈아 복수단 형성되어 있다.

나사 홈 스페이서(16)에는, 회전 원통체(100)와의 대향면에 나선 홈이 형성되어 있다.

나사 홈 스페이서(16)는, 소정의 클리어런스(간극)를 떼고 회전 원통체(100)의 외주면에 대면하도록 구성되어 있다. 나사 홈 스페이서(16)에 형성된 나선 홈의 방향은, 나선 홈 내를 로터(8)의 회전 방향으로 가스가 수송된 경우에, 배기구(6)를 향하는 방향이다. 또한, 나선 홈은, 회전부측과 고정부측의 대향면 중 적어도 한쪽에 설치되어 있으면 된다.

또, 나선 홈의 깊이는, 배기구(6)에 가까워짐에 따라 얕아지도록 되어 있어, 그러므로, 나선 홈을 수송되는 가스는 배기구(6)에 가까워짐에 따라 압축되도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 진공 펌프(1)에 의해, 진공 펌프(1)에 설치되는 진공실(미도시) 내의 진공 배기 처리가 행해진다. 진공실은, 예를 들어, 표면 분석 장치나 미세 가공 장치의 챔버 등으로서 이용되는 진공 장치이다.

(회전 원통체의 구성)

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 진공 펌프(1)에 설치되는 회전 원통체(100)의 구성에 대해서 설명한다.

도 2는, 본 발명의 실시 형태에 따른 회전 원통체(100)를 설명하기 위한 도이다.

본 실시 형태의 회전 원통체(100)는, 당해 회전 원통체(100)의 개구측의 하면(바꾸어 말하면, 진공 펌프(1)에 설치된 경우의 축방향 배기구(6)측의 전체면)인 원통체 하단부(101)에 있어서, 적어도 일부에 제거부를 가진다.

본 실시 형태의 제거부에 대해서, 도 3을 이용하여 구체적으로 설명한다.

도 3(a) 및 (b)는, 본 실시 형태에 따른 회전 원통체(100)의 제거부(102)를 설명하기 위한 도이다.

또한, 도 3(a)에는, 회전 원통체(100)를 진공 펌프(1)의 배기구(6)측에서 본 경우의 원통체 하단부(101)의 일부이며, 제거부(102)가 형성된 부분이 나타나 있다.

또, 도 3(b)에는, 진공 펌프(1)의 케이싱(2)측(혹은, 샤프트(7)측)에서 본 경우의 회전 원통체(100)의 일부이며, 제거부(102)가 형성된 부분이 나타나 있다.

도 3(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 회전 원통체(100)는, 원통체 하단부(101)의 적어도 일부에, 당해 원통체 하단부(101)를 절삭하여 형성되는 제거부(102)를 가진다.

본 실시 형태에서는, 제거부(102)의 축방향 제거 폭(W1)은 가능한 한 짧게 한다. 즉, 제거부(102)는, 회전 원통체(100)의 축방향으로 얕은 오목 형상을 가지도록 형성된다. 또한, 「축방향 제거 폭(W1)」은, 바꾸어 말하면, 「회전 원통체(100)의 축방향으로 원통체 하단부(101)를 절삭하는 길이·깊이」이다.

이 제거부(102)가 가지는 회전 원통체(100)의 축방향의 얕음은, 절삭용의 공구로서 종래 사용하고 있던 드릴 대신에, 엔드 밀 또는 루터로 절삭하는 구성으로 함으로써 실현할 수 있다.

또한, 제거부(102)가 가지는(만드는) 회전 원통체(100)의 경방향의 가공선은, 평행이 되는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 제거부(102)의 둘레방향 제거 폭(W2)이, 원통체 하단부(101)의 두께(경방향의 폭(W3)) 이상이 되도록, 원통체 하단부(101)를 깎아 제거부(102)를 형성한다(즉, W2≥W3). 또한, 「둘레방향 제거 폭(W2)」은, 바꾸어 말하면, 「회전 원통체(100)의 원주 방향(호를 따르는 방향)으로 원통체 하단부(101)를 절삭하는 길이」이다.

예를 들면, 원통체 하단부(101)의 두께(W3)가 10mm인 경우는, 제거부(102)의 둘레방향 제거 폭(W2)은 10mm 이상이 되도록 조정하여 절삭량을 조정하는 것이 바람직하다.

또, 본 실시 형태의 제거부(102)는, 원형을 가지는 원통체 하단부(101)의 적어도 일부에, 원호형으로 형성된다.

이에 더하여, 제거부(102)의 경방향 제거 길이(L)가, 원통체 하단부(101)의 두께(경방향의 폭(W3))와 동등해지도록, 원통체 하단부(101)를 깎아 제거부(102)를 형성한다(즉, L=W3). 또한, 「경방향 제거 길이(L)」는, 바꾸어 말하면, 「회전 원통체(100)의 경방향으로 원통체 하단부(101)를 절삭하는 길이」이다.

또, 도시하지 않지만, 회전 원통체(100)의 두께가, 개구측의 원통체 단부로 감에 따라서 작아지는(테이퍼형) 구조여도, 제거부(102)의 저부의 경방향 제거 길이(L)는, 적어도 원통체 단부의 경방향 치수보다 크게 하는 것이 바람직하다(즉, L≥W3).

그리고, 본 실시 형태에서는, 제거부(102)는, 절삭용의 공구로서 드릴이 아닌 엔드 밀 또는 루터를 이용하여 원통체 하단부(101)를 깎아 형성한다. 이것은, 예를 들면, 가늘고 뽀족한 형상을 선단(절삭을 행하는 부분)에 가지는 드릴을 이용하여 원통체 하단부(101)의 절삭을 행하면, 제거부(102)가 좁고 또한 깊은 형상으로 형성되어 버릴 우려가 있어, 제거부(102)가 좁고 또한 깊은 형상을 가지면, 응력 집중이 일어날 가능성이 높아져 버리기 때문이다.

또한, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 제거부(102)는 절삭 후에 매끄러운 각도를 가지는 모서리(R)가 형성되도록 절삭한다. 이 모서리(R)는, 제거량과 제거 폭을 고려한 후에, 예를 들면 R3 이상 정도로 크게 형성하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 회전 원통체(100)는, 원통체 하단부(101)의 적어도 일부에, 회전 원통체(100)의 축방향의 두께가 얇아지도록 절삭된 제거부(102)를 가진다. 이 구성에 의해, 본 실시 형태에서는, 질량 제거에 의한 밸런스 수정 후의 응력 집중을 저감·완화시킬 수 있다.

또, 제거부(102)는, 절삭용의 공구로서 엔드 밀 또는 루터를 이용한다. 이 구성에 의해, 당해 제거부(102)의 제거되는 부분의 범위를 얕고 또한 넓게 취할 수 있기 때문에, 질량 제거에 의한 밸런스 수정 후의 응력 집중을, 보다 효율적으로 저감·완화시킬 수 있다.

또한, 제거부(102)는, 진공 펌프(1)의 중심(샤프트(7) 등)으로부터 떨어진 부분에 설치되는 회전 원통체(100)의 원통체 하단부(101)에 설치된다. 이와 같이, 반경이 큰 부분에 형성되므로, 밸런스 수정을 보다 효과적으로 행할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태의 제거부(102)의 변형예에 대해서 설명한다.

상술한 실시 형태에서는, 원통체 하단부(101)의 원호의 일부를 경방향으로 모두 절삭하여 제거부(102)를 형성하는 구성으로 했으나, 이 구성에 한정되는 일은 없다.

도 3(c)는, 본 실시 형태의 변형예에 따른 회전 원통체(200)가 가지는 제거부(202)를 설명하기 위한 도이다.

또한, 도 3(c)는, 상술한 도 3(a)와 마찬가지로, 회전 원통체(200)를 진공 펌프(1)의 배기구(6)측에서 본 경우의 원통체 하단부(201)의 일부이며, 제거부(202)가 형성된 부분이 나타나 있다.

본 실시 형태의 회전 원통체(200)는, 원통체 하단부(201)의 적어도 일부에, 당해 원통체 하단부(201)를 절삭하여 형성되는 제거부(202)를 가진다.

여기서, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 본 변형예의 제거부(202)는, 원통체 하단부(201)의 원호의 일부를 모두 절삭하는 것이 아니라, 원통체 하단부(201)의 내측(내경측)에 두께부(203)를 남기는 구성으로 한다. 즉, 원통체 하단부(201)는, 내경측은 매끄럽게 연속되지만, 외경측은 일부가 제거부(202)에 의해 잘라내어져 오목부가 형성되는 구성이 된다.

또한, 원통체 하단부(201)의 내측에 두께부(203)를 남기는 구성으로 함으로써 제거부(202)에 형성되는 두께부(203)측의 모서리(도 3(b)의 모서리(R)에 상당)에 대해서도, 모두 R3 이상이 바람직하다.

상술한 구성은, 터보 분자 펌프부와 시그반 펌프부에 의해 구성되는 복합형 타입의 진공 펌프에도 적용할 수 있다.

도 4는, 본 실시 형태의 진공 펌프(1)의 다른 구성예를 나타낸 도이다.

또한, 진공 펌프(1)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 터보 분자 펌프부와 시그반 펌프부에 의해 구성되는 복합형 타입의 진공 펌프(20)여도, 상술한 실시 형태를 적용할 수 있다.

이 구성예의 경우, 진공 펌프(20)는, 흡기구(4)측의 터보 분자 펌프부의 하방에, 시그반형의 구성을 가지는 시그반 펌프부를 가진다.

본 실시 형태에 따른 시그반 펌프부에서는, 고정 원판(21)의 표면에, 나선 홈(스파이럴형 홈 또는 소용돌이형 홈이라고도 한다) 유로가 각설(刻設)되어 있다.

고정 원판(21)은, 샤프트(7)의 축선에 대해 수직으로 방사형으로 신장된 원판 형상을 하고, 스파이럴형 홈이 각설된 원판 부재이다. 그리고, 고정 원판(21)은, 케이싱(2)의 내주측에 있어서 회전 원판(22)(블레이드는 아님)과 번갈아, 축선방향으로 단단 또는 복수단 설치되어 있다.

이 구성예에서는, 최하단에 설치되는 회전 원판(22)(시그반 펌프부)보다 하방의 원통 부분이, 회전 원통체(100)에 해당하고, 2점 쇄선 B로 나타낸 부분에 제거부(102, 202)가 형성된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 나선 홈은 고정 원판(21)에 형성되는 구성으로 했으나, 이것에 한정되는 일은 없다. 나선 홈은, 대향하는 고정 원판(21)이나 회전 원판(22)의 대향면 중 어느 한쪽에 형성되면 되고, 예를 들면, 회전 원판(22)의 표면(고정 원판(21)과의 대향면)에 형성되는 구성이어도 된다.

또한, 상술한 구성은, 전익형(全翼型) 타입의 진공 펌프에도 적용할 수 있다.

도 5는, 본 실시 형태의 진공 펌프(1)의 다른 구성예를 나타낸 도이다.

또한, 진공 펌프(1)와 동등한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 전익형 타입의 진공 펌프(30)여도, 상술한 실시 형태를 적용할 수 있다.

또한, 이 구성예에서는, 최하단에 설치되는 회전날개(9)보다 하방의 원통 부분이 회전 원통체(100)에 해당하고, 2점 쇄선 C로 나타낸 부분에 제거부(102, 202)가 형성된다.

이상 설명한 모든 본 실시 형태(진공 펌프(1), 진공 펌프(20), 진공 펌프(30))에서는, 절삭 가공 시의 용이함을 감안하여, 제거부(102)는, 회전 원통체(100)의 축방향 하방의 면(배기구(6)측의 하단부)인 원통체 하단부(101)에 형성되는 구성으로 했으나, 이것에 한정될 필요는 없다.

예를 들어, 회전 원통체(100)의 축방향 상방의 면(흡기구(4)측의 상단부)에 형성하는 구성으로 해도 된다. 보다 상세한 것은, 로터(8)에 있어서, 최상단(흡기구(4)측)의 회전날개(9)가 설치되는 위치의 더 상방의 원통 부분을 회전 원통체(100)로 하고, 당해 회전 원통체(100)의 상단(흡기구(4)측에 면하고 있는 면)의 적어도 일부에 제거부(102)를 형성하는 구성이다.

혹은, 회전 원통체(100)의 축방향의 상단(상면)과 하단(하면)의 양쪽을 절삭 가공하여, 두 면에서 밸런스 수정을 행하는 구성으로 해도 된다.

또한, 이 구성은, 상술한 변형예인 회전 원통체(200)에 형성하는 제거부(202)여도 적용 가능하다.

또, 모든 본 실시 형태에서는, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 제거부(102)가 가지는(만드는) 회전 원통체(100)의 경방향의 가공선이 평행이 되는 구성으로 했으나, 이것에 한정될 필요는 없다.

예를 들어, 당해 제거부(102)의 경방향 가공선은, 도 3(d)에 나타낸 바와 같이, 회전 원통체(회전 원통체(300))의 경방향 가상선(중심으로부터 그은 반경을 나타내는 선)과 평행이 되는 구성으로 해도 된다.

또한, 이 구성은, 상술한 변형예인 회전 원통체(200)에 형성하는 제거부(202)여도 적용 가능하다.

또, 모든 본 실시 형태 및 변형예는, 회전 원통체(100) 및 제거부(102)에 대해 부식 방지 피막(니켈 합금 도금 등)을 행하는 경우도 행하지 않는 경우도 어느 쪽에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명의 실시 형태 및 각 변형예는, 필요에 따라 조합하는 구성으로 해도 된다.

또, 본 발명은, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 한 다양한 개변을 이룰 수 있고, 그리고, 본 발명이 당해 개편된 것에도 이르는 것은 당연하다.

1 진공 펌프(터보 분자 펌프부와 나사 홈 펌프부의 복합형)
2 케이싱 3 베이스
4 흡기구 5 플랜지부
6 배기구 7 샤프트
70 샤프트(종래 기술) 71 샤프트 하부(종래 기술)
72 샤프트 하단부(종래 기술) 8 로터
9 회전날개 11 모터부
12, 13 경방향 자기 축받이 장치 14 축방향 자기 축받이 장치
15 고정날개 16 나사 홈 스페이서
17 스페이서
20 진공 펌프(터보 분자 펌프부와 시그반 펌프부의 복합형)
21 고정 원판 22 회전 원판
30 진공 펌프(전익형) 100 회전 원통체
101 원통체 하단부 102 제거부
200 회전 원통체(변형예) 201 원통체 하단부(변형예)
202 제거부(변형예) 203 두께부
300 회전 원통체(변형예) 1000 회전 원통체(종래 기술)
1100 에폭시 수지(질량 부가 수단) 1200 볼트(질량 부가 수단)
2000 회전 원통체(종래 기술) 2001 원통체 외주면
2002 원통체 내주면

Claims (11)

1. 흡기구와 배기구가 형성된 외장체에 내포되어, 회전 가능하게 지지된 회전부를 구비하고,
   상기 회전부를 고속 회전시킴으로써, 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 진공 펌프로서,
   상기 회전부의 축방향의 단부인 원통체 단부의 적어도 일부에, 상기 회전부의 언밸런스를 수정하는 언밸런스 수정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 언밸런스 수정부는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 홈 형상인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 언밸런스 수정부는, 상기 회전부에 있어서의 개구측의 상기 원통체 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 언밸런스 수정부는, 당해 언밸런스 수정부의 둘레방향의 폭이, 상기 원통체 단부의 경방향의 두께 이상의 치수인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 언밸런스 수정부는, 당해 언밸런스 수정부의 경방향의 치수가, 상기 원통체 단부의 경방향의 두께 이상의 치수인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 언밸런스 수정부는, 당해 언밸런스 수정부의 상기 축방향의 저면 또는 상기 언밸런스 수정부의 경방향에 형성되는 모서리부가 R3 이상인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 펌프는,
   상기 회전부의 적어도 일부의 외주면에 방사형으로 설치된 회전날개와,
   상기 회전날개와 간극을 개재하여 축방향에 있어서 대향하는 고정날개를 구비하고,
   상기 회전날개와 상기 고정날개의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 터보 분자 펌프를 가지는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 펌프는,
   상기 회전부와 간극을 개재하여 경방향에 있어서 대향하고, 또한 동심으로 배치된 고정 원통부를 구비하고,
   상기 회전부 또는 상기 고정 원통부는, 적어도 한쪽의 상기 경방향에 있어서의 대향면의 적어도 일부에, 골부와 산부를 가지는 스파이럴형 홈이 설치되며,
   상기 회전부와 상기 고정 원통부의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 홀백형 나사 홈 펌프부를 가지는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 펌프는,
   상기 회전부의 적어도 일부의 외주면에 방사형으로 설치된 회전 원판형부와,
   상기 회전 원판형부와 간극을 개재하여 축방향에 있어서 대향하고, 또한 동심으로 배치된 고정 원판형부를 구비하고,
   상기 회전 원판형부 또는 상기 고정 원판형부는, 적어도 한쪽의 상기 축방향에 있어서의 대향면의 적어도 일부에, 골부와 산부를 가지는 스파이럴형 홈이 설치되며,
   상기 회전 원판형부와 상기 고정 원판형부의 상호 작용에 의해 상기 흡기구측으로부터 흡기한 기체를 상기 배기구측으로 이송하는 시그반형 나사 홈 펌프부를 가지는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
10. 상기 청구항 1 내지 청구항 9 중 적어도 어느 한 항에 기재된 진공 펌프에 구비되는, 회전부.
11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프에 있어서,
    상기 회전부의 축방향의 단부인 원통체 단부의 적어도 일부에, 상기 회전부의 언밸런스를 수정하기 위해 언밸런스 수정부를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프의 언밸런스 수정 방법.
    

Images