WO2012172990A1 - Rotor and vacuum pump - Google Patents
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Abstract
The purpose is to provide: a cylindrical body having a load change damping structure for damping the load change in a boundary section between a rotor and a cylindrical rotating part; and a vacuum pump having improved rotating performance (in other words, exhaust performance), reliability, and durability, in comparison to the prior art, by incorporating this cylindrical body therein. The load change damping structure for damping the load change through thermal stress is provided in a joining section where a metallic (aluminum alloy or the like) rotating part is joined to a cylindrical rotating part formed of a different material (FRP or the like). More specifically, a configuration having one of the following is provided in the boundary section of the rotating part with the cylindrical rotating part: a moderate taper, a curved part and a tapered part, or a corner (R).
Description
本発明はロータ及び真空ポンプに関し、接合部の荷重変化を緩和する荷重変化緩和構造を有するロータ、及び当該ロータを内包する真空ポンプに関する。
The present invention relates to a rotor and a vacuum pump, and more particularly, to a rotor having a load change mitigation structure for mitigating a load change at a joint, and a vacuum pump including the rotor.
各種ある真空ポンプのうち、高真空の環境を実現するために多用されるものにターボ分子ポンプやねじ溝式ポンプがある。
こうした真空ポンプは、吸気口及び排気口を備えた外装体を形成するケーシングの内部に、当該真空ポンプに排気機能を発揮させる構造物が収納されている。この排気機能を発揮させる構造物は、大きく分けて、回転自在に配置された回転部（ロータ部）とケーシングに対して固定された固定部（ステータ部）から構成されている。
ターボ分子ポンプの場合、回転部は、回転軸及びこの回転軸に固定されている回転体からなり、回転体には、放射状に設けられた回転翼（動翼）が多段に配設されている。また、固定部には、回転翼に対して互い違いにステータ翼（静翼）が多段に配設されている。更に、ターボ分子ポンプには回転軸を高速回転させるためのモータが設けられており、このモータの働きにより回転軸が高速回転すると、回転翼とステータ翼との相互作用により気体が吸気口から吸引され、排気口から排出されるようになっている。 Among various vacuum pumps, turbo molecular pumps and thread groove pumps are frequently used to realize a high vacuum environment.
In such a vacuum pump, a structure that allows the vacuum pump to perform an exhaust function is housed in a casing forming an exterior body having an intake port and an exhaust port. The structure that exhibits the exhaust function is roughly divided into a rotating part (rotor part) that is rotatably arranged and a fixed part (stator part) fixed to the casing.
In the case of a turbo-molecular pump, the rotating part is composed of a rotating shaft and a rotating body fixed to the rotating shaft, and the rotating body is provided with radially arranged rotating blades (moving blades) in multiple stages. . In the fixed portion, stator blades (stator blades) are arranged in multiple stages alternately with respect to the rotating blades. Furthermore, the turbo molecular pump is provided with a motor for rotating the rotating shaft at a high speed. When the rotating shaft rotates at a high speed by the function of this motor, gas is sucked from the intake port due to the interaction between the rotating blade and the stator blade. And exhausted from the exhaust port.
こうした真空ポンプは、吸気口及び排気口を備えた外装体を形成するケーシングの内部に、当該真空ポンプに排気機能を発揮させる構造物が収納されている。この排気機能を発揮させる構造物は、大きく分けて、回転自在に配置された回転部（ロータ部）とケーシングに対して固定された固定部（ステータ部）から構成されている。
ターボ分子ポンプの場合、回転部は、回転軸及びこの回転軸に固定されている回転体からなり、回転体には、放射状に設けられた回転翼（動翼）が多段に配設されている。また、固定部には、回転翼に対して互い違いにステータ翼（静翼）が多段に配設されている。更に、ターボ分子ポンプには回転軸を高速回転させるためのモータが設けられており、このモータの働きにより回転軸が高速回転すると、回転翼とステータ翼との相互作用により気体が吸気口から吸引され、排気口から排出されるようになっている。 Among various vacuum pumps, turbo molecular pumps and thread groove pumps are frequently used to realize a high vacuum environment.
In such a vacuum pump, a structure that allows the vacuum pump to perform an exhaust function is housed in a casing forming an exterior body having an intake port and an exhaust port. The structure that exhibits the exhaust function is roughly divided into a rotating part (rotor part) that is rotatably arranged and a fixed part (stator part) fixed to the casing.
In the case of a turbo-molecular pump, the rotating part is composed of a rotating shaft and a rotating body fixed to the rotating shaft, and the rotating body is provided with radially arranged rotating blades (moving blades) in multiple stages. . In the fixed portion, stator blades (stator blades) are arranged in multiple stages alternately with respect to the rotating blades. Furthermore, the turbo molecular pump is provided with a motor for rotating the rotating shaft at a high speed. When the rotating shaft rotates at a high speed by the function of this motor, gas is sucked from the intake port due to the interaction between the rotating blade and the stator blade. And exhausted from the exhaust port.
こうしたターボ分子ポンプやねじ溝式ポンプなどの真空ポンプでは、通常、回転部はアルミニウムやアルミニウム合金などの金属で製造される。
しかし、近年、性能向上（特に、より高速に回転させること）を目的として、高速回転する円筒形の回転部が、金属材料よりも、軽量且つ強度のある繊維強化複合材料（繊維強化プラスチック材、Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ。以後、ＦＲＰ材とする）で製造される場合がある。なお、この場合にＦＲＰ材に用いられる繊維はアラミド繊維（ＡＦＲＰ）、ボロン繊維（ＢＦＲＰ）、ガラス繊維（ＧＦＲＰ）や炭素繊維（ＣＦＲＰ）、ポリエチレン繊維（ＤＦＲＰ）などがある。
このように、真空ポンプの回転部の下部に配設する円筒形の回転部を、軽くて強いＦＲＰ材で形成された円筒形回転部にすると、円筒部の軽量化及び大型化を実現することができるので、当該円筒形回転部が配設される真空ポンプの排気性能を向上させることができる。
なお、アルミニウム合金などの金属製の回転部（回転翼）とＦＲＰ材で形成される円筒形回転部は、一般的に、図９（ａ）及び（ｂ）に示したように、ロータ（回転部）８０（８００）が内側に、円筒形回転部９が外側に配設されるように、当該回転部の下部にガイドを設けて圧入、接着、又は圧入と接着の併用などの手段で接合される。 In such a vacuum pump such as a turbo molecular pump or a thread groove pump, the rotating part is usually made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy.
However, in recent years, for the purpose of improving performance (especially, rotating at a higher speed), a cylindrical rotating part that rotates at a high speed is a lighter and stronger fiber-reinforced composite material (fiber-reinforced plastic material, Fiber Reinforced Plastics (hereinafter referred to as FRP material). In this case, fibers used for the FRP material include aramid fibers (AFRP), boron fibers (BFRP), glass fibers (GFRP), carbon fibers (CFRP), and polyethylene fibers (DFRP).
As described above, when the cylindrical rotating part disposed at the lower part of the rotating part of the vacuum pump is a cylindrical rotating part formed of a light and strong FRP material, the lightening and enlargement of the cylindrical part can be realized. Therefore, the exhaust performance of the vacuum pump in which the cylindrical rotating part is disposed can be improved.
Note that, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), a rotating part (rotating blade) made of metal such as an aluminum alloy and a cylindrical rotating part formed of FRP material are generally used as a rotor (rotating). Part) 80 (800) is arranged on the inner side and the cylindrical rotatingpart 9 is arranged on the outer side, and a guide is provided at the lower part of the rotating part and bonded by means such as press-fitting, bonding, or a combination of press-fitting and bonding. Is done.
しかし、近年、性能向上（特に、より高速に回転させること）を目的として、高速回転する円筒形の回転部が、金属材料よりも、軽量且つ強度のある繊維強化複合材料（繊維強化プラスチック材、Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ。以後、ＦＲＰ材とする）で製造される場合がある。なお、この場合にＦＲＰ材に用いられる繊維はアラミド繊維（ＡＦＲＰ）、ボロン繊維（ＢＦＲＰ）、ガラス繊維（ＧＦＲＰ）や炭素繊維（ＣＦＲＰ）、ポリエチレン繊維（ＤＦＲＰ）などがある。
このように、真空ポンプの回転部の下部に配設する円筒形の回転部を、軽くて強いＦＲＰ材で形成された円筒形回転部にすると、円筒部の軽量化及び大型化を実現することができるので、当該円筒形回転部が配設される真空ポンプの排気性能を向上させることができる。
なお、アルミニウム合金などの金属製の回転部（回転翼）とＦＲＰ材で形成される円筒形回転部は、一般的に、図９（ａ）及び（ｂ）に示したように、ロータ（回転部）８０（８００）が内側に、円筒形回転部９が外側に配設されるように、当該回転部の下部にガイドを設けて圧入、接着、又は圧入と接着の併用などの手段で接合される。 In such a vacuum pump such as a turbo molecular pump or a thread groove pump, the rotating part is usually made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy.
However, in recent years, for the purpose of improving performance (especially, rotating at a higher speed), a cylindrical rotating part that rotates at a high speed is a lighter and stronger fiber-reinforced composite material (fiber-reinforced plastic material, Fiber Reinforced Plastics (hereinafter referred to as FRP material). In this case, fibers used for the FRP material include aramid fibers (AFRP), boron fibers (BFRP), glass fibers (GFRP), carbon fibers (CFRP), and polyethylene fibers (DFRP).
As described above, when the cylindrical rotating part disposed at the lower part of the rotating part of the vacuum pump is a cylindrical rotating part formed of a light and strong FRP material, the lightening and enlargement of the cylindrical part can be realized. Therefore, the exhaust performance of the vacuum pump in which the cylindrical rotating part is disposed can be improved.
Note that, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), a rotating part (rotating blade) made of metal such as an aluminum alloy and a cylindrical rotating part formed of FRP material are generally used as a rotor (rotating). Part) 80 (800) is arranged on the inner side and the cylindrical rotating
ここで、真空ポンプのロータは、運転条件によっては温度が常温から１５０℃前後にまで上昇することがある。このように広い温度範囲を有するので、高温時に２種類の材料の熱膨張の差によって大きな熱応力が生じる。
アルミニウム合金はＦＲＰ材の何倍も熱膨張率が高いので、運転時間に伴い温度が上昇すると、温度上昇に伴って内側の金属製の回転部がどんどん膨張する。一方、外側に接合されたＦＲＰ材で形成された円筒形回転部の方はそれほど膨張しないので、運転の間、接合部の接触面に非常に大きな応力が生じていた。 Here, the temperature of the rotor of the vacuum pump may rise from room temperature to around 150 ° C. depending on operating conditions. Since it has such a wide temperature range, a large thermal stress is generated due to the difference in thermal expansion between the two types of materials at high temperatures.
Since the aluminum alloy has a thermal expansion coefficient many times higher than that of the FRP material, when the temperature rises with the operation time, the inner metal rotating part expands more and more with the temperature rise. On the other hand, since the cylindrical rotating part formed of the FRP material joined to the outside does not expand so much, very large stress is generated on the contact surface of the joining part during operation.
アルミニウム合金はＦＲＰ材の何倍も熱膨張率が高いので、運転時間に伴い温度が上昇すると、温度上昇に伴って内側の金属製の回転部がどんどん膨張する。一方、外側に接合されたＦＲＰ材で形成された円筒形回転部の方はそれほど膨張しないので、運転の間、接合部の接触面に非常に大きな応力が生じていた。 Here, the temperature of the rotor of the vacuum pump may rise from room temperature to around 150 ° C. depending on operating conditions. Since it has such a wide temperature range, a large thermal stress is generated due to the difference in thermal expansion between the two types of materials at high temperatures.
Since the aluminum alloy has a thermal expansion coefficient many times higher than that of the FRP material, when the temperature rises with the operation time, the inner metal rotating part expands more and more with the temperature rise. On the other hand, since the cylindrical rotating part formed of the FRP material joined to the outside does not expand so much, very large stress is generated on the contact surface of the joining part during operation.
特許文献１には、ターボ分子ポンプ部とネジ溝ポンプ部からなる複合分子ポンプにおいて、ターボ分子ポンプ部のロータを金属製とすると共に、ネジ溝ポンプ部の円筒ロータ及びターボ分子ポンプ部のロータとネジ溝ポンプ部の円筒ロータ間を接合する支板（５）を繊維強化プラスチック材（ＦＲＰ）により形成する発明について記載されている。
このように、特許文献１記載の発明では、ターボ分子ポンプ部の金属製ロータと、ＦＲＰで形成された円筒ロータとの間に、当該金属とＦＲＰの中間特性の熱膨張率を有する部材（支板）を挟んで、上述した熱膨張の差による熱応力を緩和している。
特許文献２には、上述した円筒形の回転部をＦＲＰ材で製造する方法として、繊維束を巻いて樹脂で固めるフィラメントワインディング法や、或いは、予め樹脂の中に繊維が埋め込まれた（含浸された）シートを巻いていくシートワインディング法について記載されており、ガラス繊維または炭素繊維などの強化繊維（ＦＲＰ）で充填された樹脂をベースにした有機基材の複合材料で作製され、フィラメントワインディング法でコアに連続的に巻き付けられて作製されたホルベックスカート下流回転子セグメント（５ｃ）について記載されている。
このように、特許文献２記載の発明では、繊維を斜めに巻く、或いは、繊維と樹脂とで樹脂の方の比率を多めに設定し、熱膨張により内側から広がっていった際に発生する加重が小さくなるように材料のヤング率を意図的に小さくする等、ＦＲＰの巻き付け条件を工夫することで接合部付近の負荷を緩和している。 InPatent Document 1, in a composite molecular pump composed of a turbo molecular pump part and a thread groove pump part, the rotor of the turbo molecular pump part is made of metal, and the cylindrical rotor of the thread groove pump part and the rotor of the turbo molecular pump part are It describes an invention in which the support plate (5) for joining the cylindrical rotors of the thread groove pump part is formed of a fiber reinforced plastic material (FRP).
As described above, in the invention described inPatent Document 1, a member (support) having a thermal expansion coefficient intermediate between the metal and FRP is provided between the metal rotor of the turbo molecular pump unit and the cylindrical rotor formed of FRP. The thermal stress due to the difference in thermal expansion described above is relieved across the plate.
In Patent Document 2, as a method of manufacturing the above-described cylindrical rotating part with FRP material, a filament winding method in which a fiber bundle is wound and hardened with a resin, or fibers are embedded in resin (impregnated in advance). The sheet winding method in which the sheet is wound is described. The filament winding method is made of a composite material of an organic base material based on a resin filled with reinforcing fiber (FRP) such as glass fiber or carbon fiber. The holbeck cart downstream rotor segment (5c) made by continuously winding around a core is described.
As described above, in the invention described in Patent Document 2, the load generated when the fiber is wound obliquely or when the ratio of the resin to the fiber and the resin is set to be larger and spreads from the inside due to thermal expansion. The load in the vicinity of the joint is reduced by devising the winding condition of the FRP, such as intentionally reducing the Young's modulus of the material so that the value becomes small.
このように、特許文献１記載の発明では、ターボ分子ポンプ部の金属製ロータと、ＦＲＰで形成された円筒ロータとの間に、当該金属とＦＲＰの中間特性の熱膨張率を有する部材（支板）を挟んで、上述した熱膨張の差による熱応力を緩和している。
特許文献２には、上述した円筒形の回転部をＦＲＰ材で製造する方法として、繊維束を巻いて樹脂で固めるフィラメントワインディング法や、或いは、予め樹脂の中に繊維が埋め込まれた（含浸された）シートを巻いていくシートワインディング法について記載されており、ガラス繊維または炭素繊維などの強化繊維（ＦＲＰ）で充填された樹脂をベースにした有機基材の複合材料で作製され、フィラメントワインディング法でコアに連続的に巻き付けられて作製されたホルベックスカート下流回転子セグメント（５ｃ）について記載されている。
このように、特許文献２記載の発明では、繊維を斜めに巻く、或いは、繊維と樹脂とで樹脂の方の比率を多めに設定し、熱膨張により内側から広がっていった際に発生する加重が小さくなるように材料のヤング率を意図的に小さくする等、ＦＲＰの巻き付け条件を工夫することで接合部付近の負荷を緩和している。 In
As described above, in the invention described in
In Patent Document 2, as a method of manufacturing the above-described cylindrical rotating part with FRP material, a filament winding method in which a fiber bundle is wound and hardened with a resin, or fibers are embedded in resin (impregnated in advance). The sheet winding method in which the sheet is wound is described. The filament winding method is made of a composite material of an organic base material based on a resin filled with reinforcing fiber (FRP) such as glass fiber or carbon fiber. The holbeck cart downstream rotor segment (5c) made by continuously winding around a core is described.
As described above, in the invention described in Patent Document 2, the load generated when the fiber is wound obliquely or when the ratio of the resin to the fiber and the resin is set to be larger and spreads from the inside due to thermal expansion. The load in the vicinity of the joint is reduced by devising the winding condition of the FRP, such as intentionally reducing the Young's modulus of the material so that the value becomes small.
しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２は、真空ポンプの金属製の回転部とＦＲＰ材で形成した円筒体の回転部の、結合部全体にかかる負担を緩和することを目的としている。
そのため、上述した特許文献１及び特許文献２では、ＦＲＰ材で形成した円筒体（円筒体回転部）において、当該円筒体の内側に配設される金属製のロータと実際に接触して負荷がかかっている部分と、当該金属製のロータと接触していないために負荷がかかっていない部分との、境界部分に生じる急激な荷重変化に対しては考慮されていない。
また、真空ポンプの回転翼の円筒体部分にＦＲＰ材を利用する場合は、円周方向にかかる遠心力による負荷に耐えるために、ＦＲＰ材を設計する際には材料の特性を強化する繊維を円周方向に巻き付ける。このように形成されたＦＲＰ材を用いた円筒体では、繊維が入っている方向（即ち、円周方向）は、繊維が円筒体にかかる負荷を負担するので円筒体の強度が増す。
しかしながら、繊維が入っていない方向（即ち、軸方向や半径方向）は、繊維をつなぎ止めている樹脂が円筒体にかかる負荷を負担する。そのため、繊維が入っていない方向に対する強度は、繊維を入れる前とほとんど変わりがないか、或いは、応力集中が起こった結果、強度が低下してしまう虞があった。
また、上述したような異方性のため、ＦＲＰ材で形成された円筒体では、繊維が入っていない軸方向や半径方向では、わずかな荷重で変形してしまう虞があった。 However,Patent Document 1 and Patent Document 2 described above are intended to alleviate the burden on the entire joint portion of the metal rotating portion of the vacuum pump and the rotating portion of the cylindrical body formed of the FRP material.
For this reason, inPatent Document 1 and Patent Document 2 described above, in the cylindrical body (cylindrical rotating portion) formed of the FRP material, the load actually comes into contact with the metal rotor disposed inside the cylindrical body. No consideration is given to a sudden load change that occurs at the boundary between the applied portion and the portion that is not loaded because it is not in contact with the metal rotor.
In addition, when using FRP material for the cylindrical part of the rotor blade of the vacuum pump, in order to withstand the load caused by the centrifugal force applied in the circumferential direction, when designing the FRP material, fibers that reinforce the material properties are used. Wrap in the circumferential direction. In the cylindrical body using the FRP material formed in this way, the strength of the cylindrical body increases because the direction in which the fiber is contained (that is, the circumferential direction) bears the load applied to the cylindrical body by the fiber.
However, the direction in which the fibers are not contained (that is, the axial direction or the radial direction) bears a load applied to the cylindrical body by the resin that holds the fibers. For this reason, the strength in the direction in which no fibers are contained is almost the same as that before the fibers are added, or the strength may be reduced as a result of stress concentration.
Further, because of the anisotropy as described above, the cylindrical body formed of the FRP material may be deformed with a slight load in the axial direction or the radial direction in which no fiber is contained.
そのため、上述した特許文献１及び特許文献２では、ＦＲＰ材で形成した円筒体（円筒体回転部）において、当該円筒体の内側に配設される金属製のロータと実際に接触して負荷がかかっている部分と、当該金属製のロータと接触していないために負荷がかかっていない部分との、境界部分に生じる急激な荷重変化に対しては考慮されていない。
また、真空ポンプの回転翼の円筒体部分にＦＲＰ材を利用する場合は、円周方向にかかる遠心力による負荷に耐えるために、ＦＲＰ材を設計する際には材料の特性を強化する繊維を円周方向に巻き付ける。このように形成されたＦＲＰ材を用いた円筒体では、繊維が入っている方向（即ち、円周方向）は、繊維が円筒体にかかる負荷を負担するので円筒体の強度が増す。
しかしながら、繊維が入っていない方向（即ち、軸方向や半径方向）は、繊維をつなぎ止めている樹脂が円筒体にかかる負荷を負担する。そのため、繊維が入っていない方向に対する強度は、繊維を入れる前とほとんど変わりがないか、或いは、応力集中が起こった結果、強度が低下してしまう虞があった。
また、上述したような異方性のため、ＦＲＰ材で形成された円筒体では、繊維が入っていない軸方向や半径方向では、わずかな荷重で変形してしまう虞があった。 However,
For this reason, in
In addition, when using FRP material for the cylindrical part of the rotor blade of the vacuum pump, in order to withstand the load caused by the centrifugal force applied in the circumferential direction, when designing the FRP material, fibers that reinforce the material properties are used. Wrap in the circumferential direction. In the cylindrical body using the FRP material formed in this way, the strength of the cylindrical body increases because the direction in which the fiber is contained (that is, the circumferential direction) bears the load applied to the cylindrical body by the fiber.
However, the direction in which the fibers are not contained (that is, the axial direction or the radial direction) bears a load applied to the cylindrical body by the resin that holds the fibers. For this reason, the strength in the direction in which no fibers are contained is almost the same as that before the fibers are added, or the strength may be reduced as a result of stress concentration.
Further, because of the anisotropy as described above, the cylindrical body formed of the FRP material may be deformed with a slight load in the axial direction or the radial direction in which no fiber is contained.
ところで、こうしたＦＲＰ材で製造された円筒形回転部が内包される真空ポンプは、腐食性のあるガス（例えば、ハロゲンガス）を排気する環境に配設されることがある。その場合、耐腐食対策として、当該ガスが流れる部分（部品）の表面に無電解ニッケルメッキなどにより耐食表面処理を行う。耐食表面処理の他例としては、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、スパッタリング、イオンプレーティングなどの蒸着法や、電着塗装などがある。
このように円筒体回転部に耐食表面処理（表面耐食コーティング）が施されている場合、真空ポンプの金属製の回転部とＦＲＰ材で形成した円筒体回転部とが接合される接合部と、両者が接合されていない非接合部との境界部分において、軸方向に大きな荷重変化が生じて接合部と非接合部との境界部分が部分的に大きく変形してしまうと、その部分（接合部分）の耐食表面コーティングが、境界面のメッキが割れてしまうなどして破損してしまう虞があった。 By the way, the vacuum pump in which the cylindrical rotating part manufactured by such FRP material is included may be disposed in an environment in which corrosive gas (for example, halogen gas) is exhausted. In that case, as a countermeasure against corrosion, a corrosion-resistant surface treatment is performed on the surface (part) through which the gas flows by electroless nickel plating or the like. Other examples of the corrosion-resistant surface treatment include vapor deposition methods such as physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), sputtering, ion plating, and electrodeposition coating.
Thus, when the anti-corrosion surface treatment (surface anti-corrosion coating) is applied to the cylindrical rotating part, a joining part where the metallic rotating part of the vacuum pump and the cylindrical rotating part formed of the FRP material are joined, If a large load change occurs in the axial direction at the boundary portion between the non-joined portion where both are not joined, and the boundary portion between the joined portion and the non-joined portion is partially greatly deformed, that portion (joined portion) The corrosion resistant surface coating of) may be damaged due to cracking of the plating on the interface.
このように円筒体回転部に耐食表面処理（表面耐食コーティング）が施されている場合、真空ポンプの金属製の回転部とＦＲＰ材で形成した円筒体回転部とが接合される接合部と、両者が接合されていない非接合部との境界部分において、軸方向に大きな荷重変化が生じて接合部と非接合部との境界部分が部分的に大きく変形してしまうと、その部分（接合部分）の耐食表面コーティングが、境界面のメッキが割れてしまうなどして破損してしまう虞があった。 By the way, the vacuum pump in which the cylindrical rotating part manufactured by such FRP material is included may be disposed in an environment in which corrosive gas (for example, halogen gas) is exhausted. In that case, as a countermeasure against corrosion, a corrosion-resistant surface treatment is performed on the surface (part) through which the gas flows by electroless nickel plating or the like. Other examples of the corrosion-resistant surface treatment include vapor deposition methods such as physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), sputtering, ion plating, and electrodeposition coating.
Thus, when the anti-corrosion surface treatment (surface anti-corrosion coating) is applied to the cylindrical rotating part, a joining part where the metallic rotating part of the vacuum pump and the cylindrical rotating part formed of the FRP material are joined, If a large load change occurs in the axial direction at the boundary portion between the non-joined portion where both are not joined, and the boundary portion between the joined portion and the non-joined portion is partially greatly deformed, that portion (joined portion) The corrosion resistant surface coating of) may be damaged due to cracking of the plating on the interface.
そこで、本発明は、真空ポンプの回転体（ロータ）との接合部の荷重変化の緩和構造を有するロータ、及び当該ロータを内包して排気性能が向上した真空ポンプを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotor having a structure for mitigating a load change at a joint portion with a rotating body (rotor) of a vacuum pump, and a vacuum pump that includes the rotor and has improved exhaust performance. .
請求項１記載の発明では、真空ポンプに配設され、異素材で形成された円筒体が接合されるロータであって、前記円筒体と接する面に荷重変化緩和構造を有することを特徴とするロータを提供する。
請求項２記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体が前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかなテーパ構造であることを特徴とする請求項１に記載のロータを提供する。
請求項３記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体の中央から前記円筒体が前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかなテーパ構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータを提供する。
請求項４記載の発明では、前記テーパ構造のテーパ角度は、前記円筒体が、前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に縮径する角度よりも、小さい角度であることを特徴とする請求項２に記載のロータを提供する。
請求項５記載の発明では、前記テーパ構造のテーパ角度は、前記円筒体が、前記円筒体の中央から前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に縮径する角度よりも、小さい角度であることを特徴とする請求項３に記載のロータを提供する。
請求項６記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記テーパ構造の前記円筒体が前記ロータに接合される端面側の終点が曲線状に形成されることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のロータを提供する。
請求項７記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータと前記円筒体が接触する接触面を共有しなくなる位置にまで前記テーパ構造が形成されていることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のロータを提供する。
請求項８記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体が前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかな曲線構造であることを特徴とする請求項１に記載のロータを提供する。
請求項９記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体の中央から前記円筒体が前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかな曲線構造であることを特徴とする請求項１又は請求項８に記載のロータを提供する。
請求項１０記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータと前記円筒体が接触する接触面を共有しなくなる位置にまで前記曲線構造が形成されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のロータを提供する。
請求項１１記載の発明では、ねじ溝式ポンプ部と、異素材で形成された円筒体が接合されるロータと、を備える真空ポンプであって、前記ロータは、請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載のロータであることを特徴とする真空ポンプを提供する。 The invention according toclaim 1 is a rotor which is disposed in a vacuum pump and to which a cylindrical body made of a different material is joined, and has a load change mitigation structure on a surface in contact with the cylindrical body. Providing a rotor.
According to a second aspect of the present invention, the load change mitigation structure is formed on the outer diameter surface of the rotor gradually from the end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor toward the center of the cylindrical body. The rotor according toclaim 1, wherein the rotor has a gently tapered structure formed to have a small diameter.
According to a third aspect of the present invention, the load change mitigating structure is formed on the outer diameter surface of the rotor gradually from the center of the cylindrical body toward the end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor. The rotor according to claim 1 or 2, wherein the rotor has a gently tapered structure formed so as to have a small diameter.
According to a fourth aspect of the present invention, the taper angle of the taper structure is smaller than the angle at which the cylindrical body gradually decreases in diameter from the end face side joined to the rotor toward the center of the cylindrical body. A rotor according to claim 2 is provided.
In a fifth aspect of the invention, the taper angle of the taper structure is smaller than the angle at which the cylindrical body gradually decreases in diameter from the center of the cylindrical body toward the end face side joined to the rotor. A rotor according to claim 3 is provided.
According to a sixth aspect of the present invention, in the load change mitigating structure, the end point on the end face side where the cylindrical body of the tapered structure is joined to the rotor is formed in a curved shape. The rotor according to any one of items 5 is provided.
The invention according toclaim 7 is characterized in that the taper structure is formed in a position where the load change mitigation structure does not share a contact surface where the rotor and the cylindrical body come into contact. A rotor according to any one of claims 6 is provided.
In the invention according toclaim 8, the load change mitigation structure is formed on the outer diameter surface of the rotor, gradually from the end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor toward the center of the cylindrical body. The rotor according to claim 1, wherein the rotor has a gently curved structure formed to have a small diameter.
In the invention according toclaim 9, the load change mitigation structure is formed on the outer diameter surface of the rotor gradually from the center of the cylindrical body toward the end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor. The rotor according to claim 1 or 8, wherein the rotor has a gently curved structure formed so as to have a small diameter.
The invention according toclaim 10 is characterized in that the load change mitigating structure is formed so that the curved structure is formed so as not to share a contact surface where the rotor and the cylindrical body contact. A rotor according to claim 9 is provided.
The invention according to claim 11 is a vacuum pump comprising a thread groove type pump part and a rotor to which a cylindrical body formed of a different material is joined, wherein the rotor is according toclaims 1 to 10. A vacuum pump characterized by being the rotor according to any one of the above.
請求項２記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体が前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかなテーパ構造であることを特徴とする請求項１に記載のロータを提供する。
請求項３記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体の中央から前記円筒体が前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかなテーパ構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータを提供する。
請求項４記載の発明では、前記テーパ構造のテーパ角度は、前記円筒体が、前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に縮径する角度よりも、小さい角度であることを特徴とする請求項２に記載のロータを提供する。
請求項５記載の発明では、前記テーパ構造のテーパ角度は、前記円筒体が、前記円筒体の中央から前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に縮径する角度よりも、小さい角度であることを特徴とする請求項３に記載のロータを提供する。
請求項６記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記テーパ構造の前記円筒体が前記ロータに接合される端面側の終点が曲線状に形成されることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のロータを提供する。
請求項７記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータと前記円筒体が接触する接触面を共有しなくなる位置にまで前記テーパ構造が形成されていることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のロータを提供する。
請求項８記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体が前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかな曲線構造であることを特徴とする請求項１に記載のロータを提供する。
請求項９記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体の中央から前記円筒体が前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかな曲線構造であることを特徴とする請求項１又は請求項８に記載のロータを提供する。
請求項１０記載の発明では、前記荷重変化緩和構造は、前記ロータと前記円筒体が接触する接触面を共有しなくなる位置にまで前記曲線構造が形成されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のロータを提供する。
請求項１１記載の発明では、ねじ溝式ポンプ部と、異素材で形成された円筒体が接合されるロータと、を備える真空ポンプであって、前記ロータは、請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載のロータであることを特徴とする真空ポンプを提供する。 The invention according to
According to a second aspect of the present invention, the load change mitigation structure is formed on the outer diameter surface of the rotor gradually from the end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor toward the center of the cylindrical body. The rotor according to
According to a third aspect of the present invention, the load change mitigating structure is formed on the outer diameter surface of the rotor gradually from the center of the cylindrical body toward the end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor. The rotor according to claim 1 or 2, wherein the rotor has a gently tapered structure formed so as to have a small diameter.
According to a fourth aspect of the present invention, the taper angle of the taper structure is smaller than the angle at which the cylindrical body gradually decreases in diameter from the end face side joined to the rotor toward the center of the cylindrical body. A rotor according to claim 2 is provided.
In a fifth aspect of the invention, the taper angle of the taper structure is smaller than the angle at which the cylindrical body gradually decreases in diameter from the center of the cylindrical body toward the end face side joined to the rotor. A rotor according to claim 3 is provided.
According to a sixth aspect of the present invention, in the load change mitigating structure, the end point on the end face side where the cylindrical body of the tapered structure is joined to the rotor is formed in a curved shape. The rotor according to any one of items 5 is provided.
The invention according to
In the invention according to
In the invention according to
The invention according to
The invention according to claim 11 is a vacuum pump comprising a thread groove type pump part and a rotor to which a cylindrical body formed of a different material is joined, wherein the rotor is according to
本発明によれば、真空ポンプの回転体との接合部の荷重変化の緩和構造を有するロータ、及び当該ロータを内包して排気性能が向上した真空ポンプを提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a rotor having a structure for reducing a load change at a joint portion with a rotating body of a vacuum pump, and a vacuum pump including the rotor and having improved exhaust performance.
（ｉ）実施形態の概要
本発明の実施形態では、真空ポンプは、アルミニウム合金などの金属製の回転部にＦＲＰ材などで形成された円筒形回転部が接合される接合部に、熱応力などによる荷重変化を緩和させる荷重変化緩和構造を有する。
より詳しくは、当該回転部と円筒形回転部の境界部分に、緩やかなテーパを設置する。 (I) Outline of Embodiment In the embodiment of the present invention, a vacuum pump is provided with a thermal stress or the like at a joining portion where a cylindrical rotating portion formed of an FRP material or the like is joined to a metallic rotating portion such as an aluminum alloy. It has a load change relaxation structure that relaxes the load change caused by.
More specifically, a gentle taper is installed at the boundary between the rotating part and the cylindrical rotating part.
本発明の実施形態では、真空ポンプは、アルミニウム合金などの金属製の回転部にＦＲＰ材などで形成された円筒形回転部が接合される接合部に、熱応力などによる荷重変化を緩和させる荷重変化緩和構造を有する。
より詳しくは、当該回転部と円筒形回転部の境界部分に、緩やかなテーパを設置する。 (I) Outline of Embodiment In the embodiment of the present invention, a vacuum pump is provided with a thermal stress or the like at a joining portion where a cylindrical rotating portion formed of an FRP material or the like is joined to a metallic rotating portion such as an aluminum alloy. It has a load change relaxation structure that relaxes the load change caused by.
More specifically, a gentle taper is installed at the boundary between the rotating part and the cylindrical rotating part.
（ｉｉ）実施形態の詳細
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１～図８を参照して詳細に説明する。
なお、第１実施形態では、真空ポンプの一例として、ターボ分子ポンプ部とねじ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合型のターボ分子ポンプを用いて説明する。
また、本実施形態では、一例として、アルミニウム合金で製造されたロータ８と、ＦＲＰ材で製造された円筒形回転部９を配設するターボ分子ポンプ１を用いて説明する。 (Ii) Details of Embodiments Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
In the first embodiment, as an example of a vacuum pump, a so-called composite turbo molecular pump including a turbo molecular pump part and a thread groove type pump part will be described.
Moreover, in this embodiment, it demonstrates using the turbomolecular pump 1 which arrange | positions the rotor 8 manufactured with the aluminum alloy and the cylindrical rotation part 9 manufactured with the FRP material as an example.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１～図８を参照して詳細に説明する。
なお、第１実施形態では、真空ポンプの一例として、ターボ分子ポンプ部とねじ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合型のターボ分子ポンプを用いて説明する。
また、本実施形態では、一例として、アルミニウム合金で製造されたロータ８と、ＦＲＰ材で製造された円筒形回転部９を配設するターボ分子ポンプ１を用いて説明する。 (Ii) Details of Embodiments Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
In the first embodiment, as an example of a vacuum pump, a so-called composite turbo molecular pump including a turbo molecular pump part and a thread groove type pump part will be described.
Moreover, in this embodiment, it demonstrates using the turbo
図１は、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成例を示した図である。なお、図１は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面を示している。
ターボ分子ポンプ１の外装体を形成するケーシング２は、略円筒状の形状をしており、ケーシング２の下部（排気口６側）に設けられたベース３と共にターボ分子ポンプ１の筐体を構成している。そして、この筐体の内部には、ターボ分子ポンプ１に排気機能を発揮させる構造物である気体移送機構が収納されている。
この気体移送機構は、大きく分けて、回転自在に配置された回転部と筐体に対して固定された固定部から構成されている。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a turbomolecular pump 1 including a load change relaxation structure according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a cross section of the turbo molecular pump 1 in the axial direction.
A casing 2 that forms an exterior body of the turbomolecular pump 1 has a substantially cylindrical shape, and constitutes a casing of the turbo molecular pump 1 together with a base 3 provided at a lower portion (exhaust port 6 side) of the casing 2. is doing. And inside this housing | casing, the gas transfer mechanism which is a structure which makes the turbo molecular pump 1 exhibit an exhaust function is accommodated.
This gas transfer mechanism is roughly composed of a rotating part arranged rotatably and a fixed part fixed to the casing.
ターボ分子ポンプ１の外装体を形成するケーシング２は、略円筒状の形状をしており、ケーシング２の下部（排気口６側）に設けられたベース３と共にターボ分子ポンプ１の筐体を構成している。そして、この筐体の内部には、ターボ分子ポンプ１に排気機能を発揮させる構造物である気体移送機構が収納されている。
この気体移送機構は、大きく分けて、回転自在に配置された回転部と筐体に対して固定された固定部から構成されている。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a turbo
A casing 2 that forms an exterior body of the turbo
This gas transfer mechanism is roughly composed of a rotating part arranged rotatably and a fixed part fixed to the casing.
ケーシング２の端部には、当該ターボ分子ポンプ１へ気体を導入するための吸気口４が形成されている。また、ケーシング２の吸気口４側の端面には、外周側へ張り出したフランジ部５が形成されている。
また、ベース３には、当該ターボ分子ポンプ１から気体を排気するための排気口６が形成されている。 Aninlet 4 for introducing gas into the turbo molecular pump 1 is formed at the end of the casing 2. A flange portion 5 is formed on the end surface of the casing 2 on the intake port 4 side so as to project to the outer peripheral side.
The base 3 is formed with anexhaust port 6 for exhausting gas from the turbo molecular pump 1.
また、ベース３には、当該ターボ分子ポンプ１から気体を排気するための排気口６が形成されている。 An
The base 3 is formed with an
回転部は、回転軸であるシャフト７、このシャフト７に配設されたロータ８、ロータ８に設けられた複数枚の回転翼８ａ、排気口６側（ねじ溝式ポンプ部）に設けられた円筒形回転部９などから構成されている。なお、シャフト７及びロータ８によってロータ部が構成されている。
各回転翼８ａは、シャフト７の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト７から放射状に伸びたブレードからなる。
また、円筒形回転部９は、ロータ８の回転軸線と同心の円筒形状をした円筒部材からなる。 The rotating part is provided on theshaft 7 which is a rotating shaft, the rotor 8 disposed on the shaft 7, a plurality of rotating blades 8a provided on the rotor 8, and the exhaust port 6 side (screw groove type pump part). It is comprised from the cylindrical rotation part 9 grade | etc.,. The shaft 7 and the rotor 8 constitute a rotor part.
Eachrotor blade 8a is composed of blades extending radially from the shaft 7 at a predetermined angle from a plane perpendicular to the axis of the shaft 7.
The cylindricalrotating unit 9 is formed of a cylindrical member having a cylindrical shape concentric with the rotation axis of the rotor 8.
各回転翼８ａは、シャフト７の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト７から放射状に伸びたブレードからなる。
また、円筒形回転部９は、ロータ８の回転軸線と同心の円筒形状をした円筒部材からなる。 The rotating part is provided on the
Each
The cylindrical
シャフト７の軸線方向中程には、シャフト７を高速回転させるためのモータ部２０が設けられ、ステータコラム１０に内包されている。
更に、シャフト７のモータ部２０に対して吸気口４側、および排気口６側には、シャフト７をラジアル方向（径方向）に非接触で回転自在に支えるための径方向磁気軸受装置３０、３１が、シャフト７の下端には、シャフト７を軸線方向（アキシャル方向）に非接触で回転自在に支えるための軸方向磁気軸受装置４０が設けられている。 Amotor unit 20 for rotating the shaft 7 at a high speed is provided in the middle of the shaft 7 in the axial direction, and is included in the stator column 10.
Further, on theintake port 4 side and the exhaust port 6 side with respect to the motor portion 20 of the shaft 7, a radial magnetic bearing device 30 for rotatably supporting the shaft 7 in a radial direction (radial direction) without contact, 31 is provided at the lower end of the shaft 7 with an axial magnetic bearing device 40 for rotatably supporting the shaft 7 in an axial direction (axial direction) without contact.
更に、シャフト７のモータ部２０に対して吸気口４側、および排気口６側には、シャフト７をラジアル方向（径方向）に非接触で回転自在に支えるための径方向磁気軸受装置３０、３１が、シャフト７の下端には、シャフト７を軸線方向（アキシャル方向）に非接触で回転自在に支えるための軸方向磁気軸受装置４０が設けられている。 A
Further, on the
筐体の内周側には、固定部が形成されている。この固定部は、吸気口４側（ターボ分子ポンプ部）に設けられた複数枚の固定翼５０と、ケーシング２の内周面に設けられたねじ溝スペーサ６０などから構成されている。
各固定翼５０は、シャフト７の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して筐体の内周面からシャフト７に向かって伸びたブレードから構成されている。
各段の固定翼５０は、円筒形状をしたスペーサ７０により互いに隔てられて固定されている。
ターボ分子ポンプ部では、固定翼５０と、回転翼８ａとが互い違いに配置され、軸線方向に複数段形成されている。 A fixing portion is formed on the inner peripheral side of the housing. The fixed portion includes a plurality of fixedblades 50 provided on the intake port 4 side (turbo molecular pump portion), a thread groove spacer 60 provided on the inner peripheral surface of the casing 2, and the like.
Each fixedwing 50 is composed of a blade that is inclined by a predetermined angle from a plane perpendicular to the axis of the shaft 7 and extends from the inner peripheral surface of the housing toward the shaft 7.
The fixedwings 50 at each stage are separated and fixed by a spacer 70 having a cylindrical shape.
In the turbo molecular pump unit, the fixedblades 50 and the rotary blades 8a are alternately arranged and formed in a plurality of stages in the axial direction.
各固定翼５０は、シャフト７の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して筐体の内周面からシャフト７に向かって伸びたブレードから構成されている。
各段の固定翼５０は、円筒形状をしたスペーサ７０により互いに隔てられて固定されている。
ターボ分子ポンプ部では、固定翼５０と、回転翼８ａとが互い違いに配置され、軸線方向に複数段形成されている。 A fixing portion is formed on the inner peripheral side of the housing. The fixed portion includes a plurality of fixed
Each fixed
The fixed
In the turbo molecular pump unit, the fixed
ねじ溝スペーサ６０には、円筒形回転部９との対向面にらせん溝が形成されている。
ねじ溝スペーサ６０は、所定のクリアランスを隔てて円筒形回転部９の外周面に対面しており、円筒形回転部９が高速回転すると、ターボ分子ポンプ１で圧縮されたガスが円筒形回転部９の回転に伴ってねじ溝（らせん溝）にガイドされながら排気口６側へ送出されるようになっている。即ち、ねじ溝は、ガスを輸送する流路となっている。ねじ溝スペーサ６０と円筒形回転部９が所定のクリアランスを隔てて対向することにより、ねじ溝でガスを移送する気体移送機構を構成している。
なお、ガスが吸気口４側へ逆流する力を低減させるために、このクリアランスは小さければ小さいほどよい。
ねじ溝スペーサ６０に形成されたらせん溝の方向は、らせん溝内をロータ８の回転方向にガスが輸送された場合、排気口６に向かう方向である。
また、らせん溝の深さは、排気口６に近づくにつれて浅くなるようになっており、らせん溝を輸送されるガスは排気口６に近づくにつれて圧縮されるようになっている。このように、吸気口４から吸引されたガスは、ターボ分子ポンプ部で圧縮された後、ねじ溝式ポンプ部で更に圧縮されて排気口６から排出される。 In thethread groove spacer 60, a spiral groove is formed on the surface facing the cylindrical rotating portion 9.
Thethread groove spacer 60 faces the outer peripheral surface of the cylindrical rotating part 9 with a predetermined clearance, and when the cylindrical rotating part 9 rotates at a high speed, the gas compressed by the turbo molecular pump 1 is converted into the cylindrical rotating part. With the rotation of 9, it is sent to the exhaust port 6 while being guided by a thread groove (spiral groove). That is, the thread groove is a flow path for transporting gas. The screw groove spacer 60 and the cylindrical rotating portion 9 are opposed to each other with a predetermined clearance to constitute a gas transfer mechanism that transfers gas through the screw groove.
In addition, in order to reduce the force by which the gas flows backward to theinlet 4 side, the smaller the clearance, the better.
The direction of the spiral groove formed in thethread groove spacer 60 is the direction toward the exhaust port 6 when the gas is transported in the spiral groove in the rotational direction of the rotor 8.
Further, the depth of the spiral groove becomes shallower as it approaches theexhaust port 6, and the gas transported through the spiral groove is compressed as it approaches the exhaust port 6. As described above, the gas sucked from the intake port 4 is compressed by the turbo molecular pump unit, and further compressed by the thread groove type pump unit, and discharged from the exhaust port 6.
ねじ溝スペーサ６０は、所定のクリアランスを隔てて円筒形回転部９の外周面に対面しており、円筒形回転部９が高速回転すると、ターボ分子ポンプ１で圧縮されたガスが円筒形回転部９の回転に伴ってねじ溝（らせん溝）にガイドされながら排気口６側へ送出されるようになっている。即ち、ねじ溝は、ガスを輸送する流路となっている。ねじ溝スペーサ６０と円筒形回転部９が所定のクリアランスを隔てて対向することにより、ねじ溝でガスを移送する気体移送機構を構成している。
なお、ガスが吸気口４側へ逆流する力を低減させるために、このクリアランスは小さければ小さいほどよい。
ねじ溝スペーサ６０に形成されたらせん溝の方向は、らせん溝内をロータ８の回転方向にガスが輸送された場合、排気口６に向かう方向である。
また、らせん溝の深さは、排気口６に近づくにつれて浅くなるようになっており、らせん溝を輸送されるガスは排気口６に近づくにつれて圧縮されるようになっている。このように、吸気口４から吸引されたガスは、ターボ分子ポンプ部で圧縮された後、ねじ溝式ポンプ部で更に圧縮されて排気口６から排出される。 In the
The
In addition, in order to reduce the force by which the gas flows backward to the
The direction of the spiral groove formed in the
Further, the depth of the spiral groove becomes shallower as it approaches the
上述のように構成された、ＦＲＰを用いて製造された円筒形回転部９を配設するターボ分子ポンプ１は、ハロゲンガス、フッ素ガス、塩素ガス、又は臭素ガスといった様々なプロセスガスを半導体の基板に作用させる工程が数多くある半導体製造用に使用される場合などは、当該ガスが触れる場所（構成部品）に対して、当該ガスによる腐食を防ぐために、無電解ニッケルメッキなどの耐食表面処理が施される。
上述のように構成された本発明の第１実施形態に係るターボ分子ポンプ１は、ロータ８と円筒形回転部９との境界部分（接合部）に荷重変化緩和構造を有する。 The turbomolecular pump 1 having the cylindrical rotating unit 9 manufactured using FRP, which is configured as described above, supplies various process gases such as halogen gas, fluorine gas, chlorine gas, or bromine gas to the semiconductor. When used for semiconductor manufacturing where there are many processes that act on the substrate, corrosion-resistant surface treatments such as electroless nickel plating are applied to the locations (components) where the gas comes into contact to prevent corrosion due to the gas. Applied.
The turbomolecular pump 1 according to the first embodiment of the present invention configured as described above has a load change mitigation structure at a boundary portion (joint portion) between the rotor 8 and the cylindrical rotating portion 9.
上述のように構成された本発明の第１実施形態に係るターボ分子ポンプ１は、ロータ８と円筒形回転部９との境界部分（接合部）に荷重変化緩和構造を有する。 The turbo
The turbo
図２は、図１におけるＡ部（接合部）の拡大図であり、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造の概念図である。
図２に線分αβで示したように、本発明の第１実施形態に係るターボ分子ポンプ１は、ロータ８と円筒形回転部９とが接合される境界部分に、荷重変化緩和構造としての緩やかなテーパ（線分αβ）を有する。このテーパは、ロータ８の外径を、円筒形回転部９の端面側から中央に向かって緩やかに小さくなるように形成することで形成することができる。
図２のθ１で表した角度は、荷重変化緩和構造としてのテーパが設けられていない時（図９）の、ロータ８の熱膨張によって変形した円筒形回転部９の変形角度（縮径角度）を示している。
図２にθ２で表した角度は、荷重変化緩和構造として設けられるテーパのテーパ角度を示している。
図２にｔで示した幅は、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造としてのテーパのテーパ長、即ち、線分αβの投影長を示している。
図２のｔ０で示した幅は、円筒形回転部９とロータ８との干渉幅を示している。つまり、内側に配設される部品であるロータ８の外径と、外側に配設される部品である円筒形回転部９の内径との差である。 FIG. 2 is an enlarged view of a portion A (joint portion) in FIG. 1, and is a conceptual diagram of the load change mitigation structure according to the first embodiment of the present invention.
As shown by line segment αβ in FIG. 2, the turbomolecular pump 1 according to the first embodiment of the present invention has a load change mitigation structure at a boundary portion where the rotor 8 and the cylindrical rotating part 9 are joined. It has a gentle taper (line segment αβ). This taper can be formed by forming the outer diameter of the rotor 8 so that it gradually decreases from the end face side of the cylindrical rotating portion 9 toward the center.
The angle represented by θ1 in FIG. 2 is the deformation angle (reduction angle) of the cylindricalrotating portion 9 that is deformed by the thermal expansion of the rotor 8 when the taper as the load change relaxation structure is not provided (FIG. 9). Is shown.
The angle represented by θ2 in FIG. 2 indicates the taper angle of the taper provided as the load change relaxation structure.
The width indicated by t in FIG. 2 indicates the taper length of the taper as the load change mitigating structure according to the first embodiment of the present invention, that is, the projected length of the line segment αβ.
The width indicated by t0 in FIG. 2 indicates the interference width between the cylindricalrotating portion 9 and the rotor 8. That is, it is the difference between the outer diameter of the rotor 8 that is a part disposed on the inner side and the inner diameter of the cylindrical rotating part 9 that is a part disposed on the outer side.
図２に線分αβで示したように、本発明の第１実施形態に係るターボ分子ポンプ１は、ロータ８と円筒形回転部９とが接合される境界部分に、荷重変化緩和構造としての緩やかなテーパ（線分αβ）を有する。このテーパは、ロータ８の外径を、円筒形回転部９の端面側から中央に向かって緩やかに小さくなるように形成することで形成することができる。
図２のθ１で表した角度は、荷重変化緩和構造としてのテーパが設けられていない時（図９）の、ロータ８の熱膨張によって変形した円筒形回転部９の変形角度（縮径角度）を示している。
図２にθ２で表した角度は、荷重変化緩和構造として設けられるテーパのテーパ角度を示している。
図２にｔで示した幅は、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造としてのテーパのテーパ長、即ち、線分αβの投影長を示している。
図２のｔ０で示した幅は、円筒形回転部９とロータ８との干渉幅を示している。つまり、内側に配設される部品であるロータ８の外径と、外側に配設される部品である円筒形回転部９の内径との差である。 FIG. 2 is an enlarged view of a portion A (joint portion) in FIG. 1, and is a conceptual diagram of the load change mitigation structure according to the first embodiment of the present invention.
As shown by line segment αβ in FIG. 2, the turbo
The angle represented by θ1 in FIG. 2 is the deformation angle (reduction angle) of the cylindrical
The angle represented by θ2 in FIG. 2 indicates the taper angle of the taper provided as the load change relaxation structure.
The width indicated by t in FIG. 2 indicates the taper length of the taper as the load change mitigating structure according to the first embodiment of the present invention, that is, the projected length of the line segment αβ.
The width indicated by t0 in FIG. 2 indicates the interference width between the cylindrical
一般に、部品を挿入する場合には、挿入を容易に行う目的で挿入する部分に１５度～３０度程度のテーパ角度を有するテーパが設けられる。
しかし、ロータ８が高速回転して熱膨張した時の円筒形回転部９の変形角度θ１は、当該テーパ角度（１５度～３０度）よりも非常に小さな角度（概ね、数度）になるため、上述したように通常与えられるテーパ角度では、熱膨張による荷重変化の対策としては功を奏さない。
そこで、本第１実施形態の荷重変化緩和構造に係るテーパ角度θ２は、素材、即ち、円筒形回転部９を形成するＦＲＰ自体が変形する角度よりも非常に小さい角度にしている。
つまり、図２に示したように、本第１実施形態では、円筒形回転部９が変形する角度θ１よりも小さい角度であるテーパ角度θ２を有するテーパをロータ８に設ける構成にする。この構成により、円筒形回転部９の形状がなだらかに変形するように、当該テーパが荷重を緩和する緩和機構として機能する。
なお、本第１実施形態では、テーパ角度θ２は一例として５度以下とした。しかし、θ１の角度は、円筒形回転部９の肉厚、あるいは円筒形回転部９を形成する素材、当該素材の繊維含有量、当該素材が含有する繊維の巻き付け角度などにより変化することが考えられるため、テーパ角度θ２の値も適宜変更することが望ましい。 In general, when a component is inserted, a taper having a taper angle of about 15 to 30 degrees is provided at a portion to be inserted for the purpose of facilitating the insertion.
However, when therotor 8 rotates at high speed and thermally expands, the deformation angle θ1 of the cylindrical rotating portion 9 is an angle (generally several degrees) that is much smaller than the taper angle (15 degrees to 30 degrees). As described above, the taper angle that is normally given is not effective as a countermeasure against load change due to thermal expansion.
Therefore, the taper angle θ2 according to the load change mitigation structure of the first embodiment is much smaller than the angle at which the material, that is, the FRP itself forming the cylindricalrotating portion 9 is deformed.
That is, as shown in FIG. 2, in the first embodiment, therotor 8 is provided with a taper having a taper angle θ <b> 2 that is an angle smaller than the angle θ <b> 1 at which the cylindrical rotating portion 9 is deformed. With this configuration, the taper functions as a relaxation mechanism that reduces the load so that the shape of the cylindrical rotating portion 9 is gently deformed.
In the first embodiment, the taper angle θ2 is set to 5 degrees or less as an example. However, it is conceivable that the angle θ1 varies depending on the thickness of the cylindricalrotating part 9, the material forming the cylindrical rotating part 9, the fiber content of the material, the winding angle of the fibers contained in the material, and the like. Therefore, it is desirable to appropriately change the value of the taper angle θ2.
しかし、ロータ８が高速回転して熱膨張した時の円筒形回転部９の変形角度θ１は、当該テーパ角度（１５度～３０度）よりも非常に小さな角度（概ね、数度）になるため、上述したように通常与えられるテーパ角度では、熱膨張による荷重変化の対策としては功を奏さない。
そこで、本第１実施形態の荷重変化緩和構造に係るテーパ角度θ２は、素材、即ち、円筒形回転部９を形成するＦＲＰ自体が変形する角度よりも非常に小さい角度にしている。
つまり、図２に示したように、本第１実施形態では、円筒形回転部９が変形する角度θ１よりも小さい角度であるテーパ角度θ２を有するテーパをロータ８に設ける構成にする。この構成により、円筒形回転部９の形状がなだらかに変形するように、当該テーパが荷重を緩和する緩和機構として機能する。
なお、本第１実施形態では、テーパ角度θ２は一例として５度以下とした。しかし、θ１の角度は、円筒形回転部９の肉厚、あるいは円筒形回転部９を形成する素材、当該素材の繊維含有量、当該素材が含有する繊維の巻き付け角度などにより変化することが考えられるため、テーパ角度θ２の値も適宜変更することが望ましい。 In general, when a component is inserted, a taper having a taper angle of about 15 to 30 degrees is provided at a portion to be inserted for the purpose of facilitating the insertion.
However, when the
Therefore, the taper angle θ2 according to the load change mitigation structure of the first embodiment is much smaller than the angle at which the material, that is, the FRP itself forming the cylindrical
That is, as shown in FIG. 2, in the first embodiment, the
In the first embodiment, the taper angle θ2 is set to 5 degrees or less as an example. However, it is conceivable that the angle θ1 varies depending on the thickness of the cylindrical
上述した構成にすることで、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造を有するターボ分子ポンプ１では、荷重変化緩和構造としてのテーパにより円筒形回転部９の変形がなめらかになるので、ロータ８と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化を緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
With the above-described configuration, in the turbo molecular pump 1 having the load change relaxation structure according to the first embodiment of the present invention, the deformation of the cylindrical rotating part 9 becomes smooth due to the taper as the load change relaxation structure. A sudden load change due to thermal stress at the boundary between the rotor 8 and the cylindrical rotating part 9 can be reduced. As a result, it is possible to prevent damage such as cracking of the corrosion-resistant coating that occurs because it cannot cope with a sudden load change.
更に、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造では、ロータ８に設けるテーパのテーパ長ｔ（線分αβの投影長）が充分に長くなるよう構成されている。より詳しくは、ロータ８と円筒形回転部９とが接触する接触面を共有しなくなり、ロータ８と円筒形回転部９との間に、ロータ８の外側面と円筒形回転部９の内側面とで隙間９０が形成される位置にまでテーパ（線分αβ）を延長する構成にしている。
なお、内側に配設されたロータ８が高温時に熱膨張を起こして外側に押し広げる力がより強い時の方が、テーパに必要な長さ（テーパ長ｔ：線分αβ）は長くなる。そこで、上述したテーパ長ｔを決めるにあたっては、干渉幅ｔ０、即ちロータ８と円筒形回転部９とが接触する接触面を共有する部分が大きくなる条件、つまり温度が最も高くなる条件の下で、当該テーパ長ｔを決めることが望ましい。 Furthermore, in the load change mitigation structure according to the first embodiment of the present invention, the taper length t (projection length of the line segment αβ) provided in therotor 8 is configured to be sufficiently long. More specifically, the contact surface where the rotor 8 and the cylindrical rotating unit 9 come into contact with each other is not shared, and the outer surface of the rotor 8 and the inner surface of the cylindrical rotating unit 9 are between the rotor 8 and the cylindrical rotating unit 9. The taper (line segment αβ) is extended to the position where the gap 90 is formed.
Note that the length necessary for the taper (taper length t: line segment αβ) becomes longer when therotor 8 disposed on the inner side has a higher force that causes thermal expansion at a high temperature and pushes it outward. Therefore, in determining the taper length t described above, the interference width t0, that is, the condition that the part sharing the contact surface where the rotor 8 and the cylindrical rotating part 9 are in contact with each other, that is, the condition that the temperature becomes the highest is obtained. It is desirable to determine the taper length t.
なお、内側に配設されたロータ８が高温時に熱膨張を起こして外側に押し広げる力がより強い時の方が、テーパに必要な長さ（テーパ長ｔ：線分αβ）は長くなる。そこで、上述したテーパ長ｔを決めるにあたっては、干渉幅ｔ０、即ちロータ８と円筒形回転部９とが接触する接触面を共有する部分が大きくなる条件、つまり温度が最も高くなる条件の下で、当該テーパ長ｔを決めることが望ましい。 Furthermore, in the load change mitigation structure according to the first embodiment of the present invention, the taper length t (projection length of the line segment αβ) provided in the
Note that the length necessary for the taper (taper length t: line segment αβ) becomes longer when the
上述した構成にすることで、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造を有するターボ分子ポンプ１では、荷重変化緩和構造としてのテーパにより円筒形回転部９の変形がなめらかになるので、ロータ８と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化を緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
また、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造を有するターボ分子ポンプ１は、熱膨張に加えて、遠心力によっても著しく変形する場合にも当該変形の防止対策として適用することができる。 With the above-described configuration, in the turbomolecular pump 1 having the load change relaxation structure according to the first embodiment of the present invention, the deformation of the cylindrical rotating part 9 becomes smooth due to the taper as the load change relaxation structure. A sudden load change due to thermal stress at the boundary between the rotor 8 and the cylindrical rotating part 9 can be reduced. As a result, it is possible to prevent damage such as cracking of the corrosion-resistant coating that occurs because it cannot cope with a sudden load change.
Further, the turbomolecular pump 1 having the load change relaxation structure according to the first embodiment of the present invention can be applied as a measure for preventing the deformation even when the turbo molecular pump 1 is significantly deformed by centrifugal force in addition to thermal expansion. .
また、本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造を有するターボ分子ポンプ１は、熱膨張に加えて、遠心力によっても著しく変形する場合にも当該変形の防止対策として適用することができる。 With the above-described configuration, in the turbo
Further, the turbo
ロータ８と円筒形回転部９との境界部分（接触部分）は、必ずしもテーパ（直線）状である必要はない。つまり、ロータ８においてテーパが始まる部分（直線と直線の交点の部分）は、角ではなくＲを設けることが望ましいので、荷重を緩衝するための当該境界部分を、緩やかな曲線を設ける構成にするとよい。
そこで、上述した本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造は、以下のように変形することができる。
（ｉｉｉ）変形例１
図３は、本発明の第１実施形態の変形例１に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図３には、本発明の第１実施形態の変形例１に係るロータ８１と、当該ロータ８１と対比するために従来形状のロータ８０が並列して示されている。なお、ロータ８１上の２点鎖線は、従来のロータ８０の末端の位置を示している。
図３に示したように、本変形例１の荷重変化緩和構造に係るロータ８１は、円筒形回転部９との接触部分に、曲線部（曲線αγ）とテーパ部（線分γβ）とを有する。
このように、ロータ８１と円筒形回転部９との境界部分を緩やかな曲線部及びテーパ部で構成することで、ロータ８１と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化をより穏やかに緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
なお、本変形例１では、従来形状のロータ８０の接合部を延長して荷重変化緩和構造を設ける構成にしたが、接合部を延長せずに荷重変化緩和構造を設ける構成にしても良い。 The boundary part (contact part) between therotor 8 and the cylindrical rotating part 9 does not necessarily need to be tapered (straight line). In other words, it is desirable to provide an R instead of a corner at the portion where the taper begins to taper in the rotor 8 (ie, the intersection of the straight line and the straight line). Therefore, the boundary portion for buffering the load is configured to have a gentle curve. Good.
Therefore, the above-described load change relaxation structure according to the first embodiment of the present invention can be modified as follows.
(Iii)Modification 1
FIG. 3 is a view for explaining a load change relaxation structure according toModification 1 of the first embodiment of the present invention.
In FIG. 3, arotor 81 according to the first modification of the first embodiment of the present invention and a rotor 80 having a conventional shape are shown in parallel for comparison with the rotor 81. A two-dot chain line on the rotor 81 indicates the position of the end of the conventional rotor 80.
As shown in FIG. 3, therotor 81 according to the load change mitigation structure of the first modification includes a curved portion (curve αγ) and a tapered portion (line segment γβ) at the contact portion with the cylindrical rotating portion 9. Have.
In this way, by forming the boundary portion between therotor 81 and the cylindrical rotating portion 9 with a gently curved portion and a tapered portion, a sudden load change due to thermal stress at the boundary between the rotor 81 and the cylindrical rotating portion 9 is achieved. Can be relaxed more gently. As a result, it is possible to prevent breakage such as cracking of the corrosion-resistant coating that occurs because it cannot cope with a sudden load change.
In the first modification, the load change mitigation structure is provided by extending the joint portion of therotor 80 having the conventional shape. However, the load change mitigation structure may be provided without extending the joint portion.
そこで、上述した本発明の第１実施形態に係る荷重変化緩和構造は、以下のように変形することができる。
（ｉｉｉ）変形例１
図３は、本発明の第１実施形態の変形例１に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図３には、本発明の第１実施形態の変形例１に係るロータ８１と、当該ロータ８１と対比するために従来形状のロータ８０が並列して示されている。なお、ロータ８１上の２点鎖線は、従来のロータ８０の末端の位置を示している。
図３に示したように、本変形例１の荷重変化緩和構造に係るロータ８１は、円筒形回転部９との接触部分に、曲線部（曲線αγ）とテーパ部（線分γβ）とを有する。
このように、ロータ８１と円筒形回転部９との境界部分を緩やかな曲線部及びテーパ部で構成することで、ロータ８１と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化をより穏やかに緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
なお、本変形例１では、従来形状のロータ８０の接合部を延長して荷重変化緩和構造を設ける構成にしたが、接合部を延長せずに荷重変化緩和構造を設ける構成にしても良い。 The boundary part (contact part) between the
Therefore, the above-described load change relaxation structure according to the first embodiment of the present invention can be modified as follows.
(Iii)
FIG. 3 is a view for explaining a load change relaxation structure according to
In FIG. 3, a
As shown in FIG. 3, the
In this way, by forming the boundary portion between the
In the first modification, the load change mitigation structure is provided by extending the joint portion of the
（ｉｖ）変形例２
図４は、本発明の第１実施形態の変形例２に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図４には、本発明の第１実施形態の変形例２に係るロータ８２が示されおり、当該ロータ８２上の２点鎖線は、従来のロータ８０の末端の位置を示している。
図４に示したように、本変形例２の荷重変化緩和構造に係るロータ８２は、円筒形回転部９との接触部分に、コーナーＲ（曲線αβ）を有する。
このように、ロータ８２と円筒形回転部９との境界部分を緩やかな曲線で構成することで、ロータ８２と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化をより穏やかに緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
なお、本変形例２では、従来形状のロータ８０の接合部を延長して荷重変化緩和構造を設ける構成にしたが、接合部を延長せずに荷重変化緩和構造を設ける構成にしても良い。 (Iv) Modification 2
FIG. 4 is a view for explaining a load change relaxation structure according to Modification 2 of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows arotor 82 according to Modification 2 of the first embodiment of the present invention, and a two-dot chain line on the rotor 82 indicates the position of the end of the conventional rotor 80.
As shown in FIG. 4, therotor 82 according to the load change mitigation structure of Modification 2 has a corner R (curve αβ) at the contact portion with the cylindrical rotating portion 9.
Thus, by configuring the boundary portion between therotor 82 and the cylindrical rotating portion 9 with a gentle curve, a sudden load change due to thermal stress at the boundary between the rotor 82 and the cylindrical rotating portion 9 can be made more gentle. Can be relaxed. As a result, it is possible to prevent damage such as cracking of the corrosion-resistant coating that occurs because it cannot cope with a sudden load change.
In the second modification, the load change mitigation structure is provided by extending the joint portion of therotor 80 having the conventional shape, but the load change mitigation structure may be provided without extending the joint portion.
図４は、本発明の第１実施形態の変形例２に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図４には、本発明の第１実施形態の変形例２に係るロータ８２が示されおり、当該ロータ８２上の２点鎖線は、従来のロータ８０の末端の位置を示している。
図４に示したように、本変形例２の荷重変化緩和構造に係るロータ８２は、円筒形回転部９との接触部分に、コーナーＲ（曲線αβ）を有する。
このように、ロータ８２と円筒形回転部９との境界部分を緩やかな曲線で構成することで、ロータ８２と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化をより穏やかに緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
なお、本変形例２では、従来形状のロータ８０の接合部を延長して荷重変化緩和構造を設ける構成にしたが、接合部を延長せずに荷重変化緩和構造を設ける構成にしても良い。 (Iv) Modification 2
FIG. 4 is a view for explaining a load change relaxation structure according to Modification 2 of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a
As shown in FIG. 4, the
Thus, by configuring the boundary portion between the
In the second modification, the load change mitigation structure is provided by extending the joint portion of the
（ｖ）変形例３
図５は、本発明の第１実施形態の変形例３に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図５には、本発明の第１実施形態の変形例３に係るロータ８３が示されており、当該ロータ８３上の２点鎖線は、従来のロータ８０の末端の位置を示している。
図５に示したように、本変形例３の荷重変化緩和構造に係るロータ８３は、円筒形回転部９が接合されて円筒形回転部９と接触する下部（排気口６側）が、吸気口４側よりも薄く形成された薄板部８４を有している。
更に、本発明の第１実施形態の変形例３に係るロータ８３では、上述した薄板部８４を内径側に撓ませて撓み薄板部８５にする構成にすることで、円筒形回転部９との接触部分にコーナーＲ（曲線αβ）有する構成にしている。
このように、ロータ８３（撓み薄板部８５）と円筒形回転部９との境界部分を緩やかな曲線で構成することで、ロータ８３（撓み薄板部８５）と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化をより穏やかに緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
なお、本変形例３では、従来形状のロータ８０の接合部を延長して荷重変化緩和構造を設ける構成にしたが、接合部を延長せずに荷重変化緩和構造を設ける構成にしても良い。 (V) Modification 3
FIG. 5 is a view for explaining a load change relaxation structure according to Modification 3 of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows arotor 83 according to Modification 3 of the first embodiment of the present invention, and a two-dot chain line on the rotor 83 indicates the position of the end of the conventional rotor 80.
As shown in FIG. 5, therotor 83 according to the load change mitigation structure of the third modification has a lower portion (exhaust port 6 side) where the cylindrical rotating portion 9 is joined and in contact with the cylindrical rotating portion 9, as shown in FIG. It has a thin plate portion 84 formed thinner than the mouth 4 side.
Furthermore, in therotor 83 according to the third modification of the first embodiment of the present invention, the above-described thin plate portion 84 is bent toward the inner diameter side to form the bent thin plate portion 85, so that The contact portion has a corner R (curve αβ).
In this way, by configuring the boundary portion between the rotor 83 (flexible thin plate portion 85) and the cylindricalrotating portion 9 with a gentle curve, the boundary between the rotor 83 (flexible thin plate portion 85) and the cylindrical rotating portion 9 is formed. A sudden change in load due to thermal stress can be moderated. As a result, it is possible to prevent damage such as cracking of the corrosion-resistant coating that occurs because it cannot cope with a sudden load change.
In the third modification, the joint portion of therotor 80 having the conventional shape is extended to provide the load change mitigating structure. However, the load change mitigating structure may be provided without extending the joint portion.
図５は、本発明の第１実施形態の変形例３に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図５には、本発明の第１実施形態の変形例３に係るロータ８３が示されており、当該ロータ８３上の２点鎖線は、従来のロータ８０の末端の位置を示している。
図５に示したように、本変形例３の荷重変化緩和構造に係るロータ８３は、円筒形回転部９が接合されて円筒形回転部９と接触する下部（排気口６側）が、吸気口４側よりも薄く形成された薄板部８４を有している。
更に、本発明の第１実施形態の変形例３に係るロータ８３では、上述した薄板部８４を内径側に撓ませて撓み薄板部８５にする構成にすることで、円筒形回転部９との接触部分にコーナーＲ（曲線αβ）有する構成にしている。
このように、ロータ８３（撓み薄板部８５）と円筒形回転部９との境界部分を緩やかな曲線で構成することで、ロータ８３（撓み薄板部８５）と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化をより穏やかに緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
なお、本変形例３では、従来形状のロータ８０の接合部を延長して荷重変化緩和構造を設ける構成にしたが、接合部を延長せずに荷重変化緩和構造を設ける構成にしても良い。 (V) Modification 3
FIG. 5 is a view for explaining a load change relaxation structure according to Modification 3 of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a
As shown in FIG. 5, the
Furthermore, in the
In this way, by configuring the boundary portion between the rotor 83 (flexible thin plate portion 85) and the cylindrical
In the third modification, the joint portion of the
また、従来、図９（ｂ）に示したようにロータ８００と円筒形回転部９を接合していた場合であっても、後述する図６（ａ）～（ｃ）に示したように上述した変形例１～３を適用することができる。
（ｖｉ）変形例４
図６は、本発明の第１実施形態の変形例４に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図６（ａ）は、本発明の第１実施形態の変形例４に係るロータ８０１を示しており、円筒形回転部９との接触部分に、テーパ（線分αβ）を有する。
図６（ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例４に係るロータ８０２を示しており、円筒形回転部９との接触部分に、曲線部（曲線αγ）とテーパ部（線分γβ）とを有する。
図６（ｃ）は、本発明の第１実施形態の変形例４に係るロータ８０３を示しており、円筒形回転部９との接触部分に、コーナーＲ（曲線αβ）を有する。
図６（ａ）～（ｃ）に示したいずれかの構成にすることで、本変形例４の荷重変化緩和構造に係る各ロータ８０１、８０２、８０３と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化を穏やかに緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。 Further, even when therotor 800 and the cylindrical rotating portion 9 are conventionally joined as shown in FIG. 9B, as described above with reference to FIGS. The modified examples 1 to 3 can be applied.
(Vi)Modification 4
FIG. 6 is a view for explaining a load change relaxation structure according toModification 4 of the first embodiment of the present invention.
FIG. 6A shows arotor 801 according to the fourth modification of the first embodiment of the present invention, and has a taper (line segment αβ) at a contact portion with the cylindrical rotating portion 9.
FIG. 6B shows arotor 802 according to the fourth modification of the first embodiment of the present invention. A curved portion (curve αγ) and a tapered portion (line segment) are formed at the contact portion with the cylindrical rotating portion 9. γβ).
FIG. 6C shows arotor 803 according to the fourth modification of the first embodiment of the present invention, and has a corner R (curve αβ) at a contact portion with the cylindrical rotating portion 9.
By adopting any one of the configurations shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c), the boundary between the rotors 801, 802, 803 and the cylindrical rotating part 9 according to the load change mitigation structure of the fourth modified example is obtained. Sudden load changes due to thermal stress can be moderated. As a result, it is possible to prevent damage such as cracking of the corrosion-resistant coating that occurs because it cannot cope with a sudden load change.
（ｖｉ）変形例４
図６は、本発明の第１実施形態の変形例４に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図６（ａ）は、本発明の第１実施形態の変形例４に係るロータ８０１を示しており、円筒形回転部９との接触部分に、テーパ（線分αβ）を有する。
図６（ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例４に係るロータ８０２を示しており、円筒形回転部９との接触部分に、曲線部（曲線αγ）とテーパ部（線分γβ）とを有する。
図６（ｃ）は、本発明の第１実施形態の変形例４に係るロータ８０３を示しており、円筒形回転部９との接触部分に、コーナーＲ（曲線αβ）を有する。
図６（ａ）～（ｃ）に示したいずれかの構成にすることで、本変形例４の荷重変化緩和構造に係る各ロータ８０１、８０２、８０３と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化を穏やかに緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。 Further, even when the
(Vi)
FIG. 6 is a view for explaining a load change relaxation structure according to
FIG. 6A shows a
FIG. 6B shows a
FIG. 6C shows a
By adopting any one of the configurations shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c), the boundary between the
（ｖｉｉ）第２実施形態
図７は、本発明の第２実施形態に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図７（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るロータ８００１を示しており、円筒形回転部９との接触部分の上部にも、テーパを有する。
参考として、図７（ｂ）には従来のロータ８０００が示されている。
図７（ａ）に示したように、本第２実施形態では、接触部分の上部にも荷重変化緩和構造が設けられ、そのテーパ角度は、素材、即ち、円筒形回転部９を形成するＦＲＰ自体が変形する角度よりも非常に小さい角度に形成されている。本第２実施形態では、円筒形回転部９が変形する角度よりも小さい角度を有するテーパをロータ８００１に設ける構成にする。この構成により、円筒形回転部９の形状がなだらかに変形するように、当該テーパが荷重を緩和する緩和機構として機能する。
なお、本第２実施形態では、このテーパ角度は一例として５度以下とした。しかし、円筒形回転部９の肉厚、あるいは円筒形回転部９を形成する素材、当該素材の繊維含有量、当該素材が含有する繊維の巻き付け角度などにより適宜変更することが望ましい。 (Vii) 2nd Embodiment FIG. 7: is a figure for demonstrating the load change mitigation structure which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
FIG. 7A shows arotor 8001 according to the second embodiment of the present invention, and the upper portion of the contact portion with the cylindrical rotating portion 9 also has a taper.
For reference, aconventional rotor 8000 is shown in FIG.
As shown in FIG. 7A, in the second embodiment, a load change mitigation structure is also provided on the upper part of the contact portion, and the taper angle thereof is the material, that is, the FRP that forms the cylindricalrotating portion 9. It is formed at an angle that is much smaller than the angle at which it deforms. In the second embodiment, the rotor 8001 is provided with a taper having an angle smaller than the angle at which the cylindrical rotating portion 9 is deformed. With this configuration, the taper functions as a relaxation mechanism that reduces the load so that the shape of the cylindrical rotating portion 9 is gently deformed.
In the second embodiment, the taper angle is set to 5 degrees or less as an example. However, it is desirable to appropriately change the thickness of the cylindricalrotating part 9 or the material forming the cylindrical rotating part 9, the fiber content of the material, the winding angle of the fibers contained in the material, and the like.
図７は、本発明の第２実施形態に係る荷重変化緩和構造を説明するための図である。
図７（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るロータ８００１を示しており、円筒形回転部９との接触部分の上部にも、テーパを有する。
参考として、図７（ｂ）には従来のロータ８０００が示されている。
図７（ａ）に示したように、本第２実施形態では、接触部分の上部にも荷重変化緩和構造が設けられ、そのテーパ角度は、素材、即ち、円筒形回転部９を形成するＦＲＰ自体が変形する角度よりも非常に小さい角度に形成されている。本第２実施形態では、円筒形回転部９が変形する角度よりも小さい角度を有するテーパをロータ８００１に設ける構成にする。この構成により、円筒形回転部９の形状がなだらかに変形するように、当該テーパが荷重を緩和する緩和機構として機能する。
なお、本第２実施形態では、このテーパ角度は一例として５度以下とした。しかし、円筒形回転部９の肉厚、あるいは円筒形回転部９を形成する素材、当該素材の繊維含有量、当該素材が含有する繊維の巻き付け角度などにより適宜変更することが望ましい。 (Vii) 2nd Embodiment FIG. 7: is a figure for demonstrating the load change mitigation structure which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
FIG. 7A shows a
For reference, a
As shown in FIG. 7A, in the second embodiment, a load change mitigation structure is also provided on the upper part of the contact portion, and the taper angle thereof is the material, that is, the FRP that forms the cylindrical
In the second embodiment, the taper angle is set to 5 degrees or less as an example. However, it is desirable to appropriately change the thickness of the cylindrical
上述した構成にすることで、本発明の第２実施形態に係る荷重変化緩和構造を有するターボ分子ポンプ１では、荷重変化緩和構造としての接触方向の上側のテーパにより円筒形回転部９の変形がなめらかになるので、ロータ８００１と円筒形回転部９との境界での熱応力による急激な荷重変化を緩和することができる。その結果、急激な荷重変化に対応できないために起こる耐食コーティングの割れなどの破損を防止することができる。
また、本発明の第２実施形態に係る荷重変化緩和構造を有するターボ分子ポンプ１は、熱膨張に加えて、遠心力によっても著しく変形する場合にも当該変形の防止対策として適用することができる。
なお、ロータ８００１と円筒形回転部９との境界部分（接触部分）は、必ずしもテーパ（直線）状である必要はない。つまり、ロータ８００１においてテーパが始まる部分（直線と直線の交点の部分）は、角ではなくＲを設けることが望ましいので、荷重を緩衝するための当該境界部分を、緩やかな曲線を設ける構成にするとよい。また、当該テーパ又はＲ状の穏やかな曲線を上部のみに設ける構成にしてもよい。
また、本発明の第２実施形態に係る荷重変化緩和構造は、第１実施形態で示した下側の荷重変化緩和構造の各実施形態及び変形例と組み合わせてもよい。 With the above-described configuration, in the turbomolecular pump 1 having the load change relaxation structure according to the second embodiment of the present invention, the cylindrical rotating unit 9 is deformed by the upper taper in the contact direction as the load change relaxation structure. Since it becomes smooth, a sudden load change due to thermal stress at the boundary between the rotor 8001 and the cylindrical rotating portion 9 can be reduced. As a result, it is possible to prevent damage such as cracking of the corrosion-resistant coating that occurs because it cannot cope with a sudden load change.
Moreover, the turbo-molecular pump 1 having the load change relaxation structure according to the second embodiment of the present invention can be applied as a measure for preventing the deformation even when the turbo molecular pump 1 is significantly deformed by centrifugal force in addition to thermal expansion. .
Note that the boundary portion (contact portion) between therotor 8001 and the cylindrical rotating portion 9 is not necessarily tapered (straight line). That is, since it is desirable to provide R instead of corners at the portion where the taper starts in the rotor 8001 (the portion where the straight line intersects the straight line), the boundary portion for buffering the load is configured to have a gentle curve. Good. Moreover, you may make it the structure which provides the said taper or R-shaped gentle curve only in upper part.
Further, the load change relaxation structure according to the second embodiment of the present invention may be combined with each of the embodiments and modifications of the lower load change relaxation structure shown in the first embodiment.
また、本発明の第２実施形態に係る荷重変化緩和構造を有するターボ分子ポンプ１は、熱膨張に加えて、遠心力によっても著しく変形する場合にも当該変形の防止対策として適用することができる。
なお、ロータ８００１と円筒形回転部９との境界部分（接触部分）は、必ずしもテーパ（直線）状である必要はない。つまり、ロータ８００１においてテーパが始まる部分（直線と直線の交点の部分）は、角ではなくＲを設けることが望ましいので、荷重を緩衝するための当該境界部分を、緩やかな曲線を設ける構成にするとよい。また、当該テーパ又はＲ状の穏やかな曲線を上部のみに設ける構成にしてもよい。
また、本発明の第２実施形態に係る荷重変化緩和構造は、第１実施形態で示した下側の荷重変化緩和構造の各実施形態及び変形例と組み合わせてもよい。 With the above-described configuration, in the turbo
Moreover, the turbo-
Note that the boundary portion (contact portion) between the
Further, the load change relaxation structure according to the second embodiment of the present invention may be combined with each of the embodiments and modifications of the lower load change relaxation structure shown in the first embodiment.
（ｖｉｉｉ）第３実施形態
上述した第１実施形態及び変形例１～４、並びに第２実施形態は、真空ポンプの一例として、ターボ分子ポンプ部とねじ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合型のターボ分子ポンプ１を用いて説明したがこれに限ることはなく、ターボ分子ポンプ部を有さないねじ溝式ポンプに適用することもできる。
図８には、本発明の第３実施形態に係るねじ溝式ポンプ１００の概略構成図が示されている。なお、上述した本発明の第１実施形態、第２実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図８に示した本発明の第３実施形態に係るねじ溝式ポンプ１００においても、ロータ８と円筒形回転部９との境界部分（Ａ部）に、第１実施形態や第２実施形態において説明した荷重変化緩和構造を形成し、更に、上述した各変形例を適用することができる。 (Viii) Third Embodiment In the first embodiment and the first to fourth modifications and the second embodiment described above, a so-called composite type having a turbo molecular pump part and a thread groove type pump part as an example of a vacuum pump. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a thread groove type pump that does not have a turbo molecular pump portion.
FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of a threadgroove type pump 100 according to a third embodiment of the present invention. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure similar to 1st Embodiment of this invention mentioned above, and 2nd Embodiment.
Also in the threadgroove type pump 100 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 8, the boundary portion (A portion) between the rotor 8 and the cylindrical rotating portion 9 is the same as in the first embodiment and the second embodiment. The described load change mitigation structure can be formed, and each modification described above can be applied.
上述した第１実施形態及び変形例１～４、並びに第２実施形態は、真空ポンプの一例として、ターボ分子ポンプ部とねじ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合型のターボ分子ポンプ１を用いて説明したがこれに限ることはなく、ターボ分子ポンプ部を有さないねじ溝式ポンプに適用することもできる。
図８には、本発明の第３実施形態に係るねじ溝式ポンプ１００の概略構成図が示されている。なお、上述した本発明の第１実施形態、第２実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図８に示した本発明の第３実施形態に係るねじ溝式ポンプ１００においても、ロータ８と円筒形回転部９との境界部分（Ａ部）に、第１実施形態や第２実施形態において説明した荷重変化緩和構造を形成し、更に、上述した各変形例を適用することができる。 (Viii) Third Embodiment In the first embodiment and the first to fourth modifications and the second embodiment described above, a so-called composite type having a turbo molecular pump part and a thread groove type pump part as an example of a vacuum pump. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a thread groove type pump that does not have a turbo molecular pump portion.
FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of a thread
Also in the thread
また、本発明の各実施形態及び各変形例では、ロータ８をアルミニウム合金とし、円筒形回転部９をＦＲＰで形成した円筒体としたが、これに限ることはなく、高温時に熱膨張の差によって大きな熱応力が生じるような２種類の材料であれば適用することができる。例えば、ロータ８はアルミニウム合金とし、円筒形回転部９をチタン合金や析出強化系ステンレスなどで形成した円筒体として構成しても、上述した各実施形態及び各変形例の構成を適用することができる。
In each embodiment and each modification of the present invention, the rotor 8 is made of an aluminum alloy and the cylindrical rotating part 9 is made of a cylindrical body formed of FRP. However, the present invention is not limited to this, and the difference in thermal expansion at high temperatures. As long as two kinds of materials that cause a large thermal stress can be applied. For example, even if the rotor 8 is made of an aluminum alloy and the cylindrical rotating portion 9 is formed as a cylindrical body formed of titanium alloy, precipitation strengthened stainless steel, or the like, the configurations of the above-described embodiments and modifications can be applied. it can.
上述した本発明の各実施形態及び各変形例に係る真空ポンプについて、接合する前の円筒体の内径がほぼ一定という前提で説明してきたが、円筒体の内径が、ロータに接合される端面側に向かって徐徐に小さくなるなど、軸方向に変化する場合には、それに応じてテーパ角度を決めればよい。
The vacuum pumps according to the above-described embodiments and modifications of the present invention have been described on the assumption that the inner diameter of the cylindrical body before joining is substantially constant, but the inner diameter of the cylindrical body is the end face side joined to the rotor. When it changes in the axial direction, such as gradually becoming smaller, the taper angle may be determined accordingly.
このように、上述した本発明の各実施形態及び各変形例に係る真空ポンプは、荷重変化緩和構造としてのテーパによって円筒形回転部９の変形がなめらかになり、ロータ８と円筒形回転部９との境界での急激な荷重変化を緩和することができる。
つまり、本発明の各実施形態及び各変形例の構成により、アルミニウム合金のロータ８に、より軽い、異素材（ＦＲＰ材など）の円筒形回転部９を配設して回転体を構成することができるので、従来よりも回転性能が向上し、排気性能が向上した真空ポンプを提供することができる。
また、上述した本発明の各実施形態及び各変形例の構成により、ロータ８と円筒形回転部９との境界部分の荷重変化の緩和機能が向上することで、急激に荷重が変化することが原因で起こる耐食コーティングが破損してしまうことを防止することができるロータ８を提供することができる。その結果、当該ロータ８を配設すれば、従来の真空ポンプに比べて、耐腐食性が向上するので信頼性・耐久性が向上した真空ポンプを提供することができる。 As described above, in the vacuum pump according to each of the embodiments and modifications of the present invention described above, the deformation of the cylindricalrotating portion 9 is smoothed by the taper as the load change mitigating structure, and the rotor 8 and the cylindrical rotating portion 9 are smoothed. A sudden load change at the boundary can be mitigated.
That is, according to the configuration of each embodiment and each modification of the present invention, a rotating body is configured by disposing a lighter cylindricalrotating portion 9 made of a different material (such as FRP material) on the aluminum alloy rotor 8. Therefore, it is possible to provide a vacuum pump with improved rotational performance and improved exhaust performance as compared with the prior art.
In addition, with the configuration of each embodiment and each modification of the present invention described above, the load change mitigation function at the boundary portion between therotor 8 and the cylindrical rotating portion 9 is improved, so that the load may change abruptly. It is possible to provide the rotor 8 that can prevent the corrosion-resistant coating from being damaged. As a result, when the rotor 8 is disposed, the corrosion resistance is improved as compared with the conventional vacuum pump, and thus a vacuum pump with improved reliability and durability can be provided.
つまり、本発明の各実施形態及び各変形例の構成により、アルミニウム合金のロータ８に、より軽い、異素材（ＦＲＰ材など）の円筒形回転部９を配設して回転体を構成することができるので、従来よりも回転性能が向上し、排気性能が向上した真空ポンプを提供することができる。
また、上述した本発明の各実施形態及び各変形例の構成により、ロータ８と円筒形回転部９との境界部分の荷重変化の緩和機能が向上することで、急激に荷重が変化することが原因で起こる耐食コーティングが破損してしまうことを防止することができるロータ８を提供することができる。その結果、当該ロータ８を配設すれば、従来の真空ポンプに比べて、耐腐食性が向上するので信頼性・耐久性が向上した真空ポンプを提供することができる。 As described above, in the vacuum pump according to each of the embodiments and modifications of the present invention described above, the deformation of the cylindrical
That is, according to the configuration of each embodiment and each modification of the present invention, a rotating body is configured by disposing a lighter cylindrical
In addition, with the configuration of each embodiment and each modification of the present invention described above, the load change mitigation function at the boundary portion between the
１ ターボ分子ポンプ
２ ケーシング
３ ベース
４ 吸気口
５ フランジ部
６ 排気口
７ シャフト
８ ロータ
８ａ 回転翼
９ 円筒形回転部
１０ ステータコラム
２０ モータ部
３０、３１ 径方向磁気軸受装置
４０ 軸方向磁気軸受装置
５０ 固定翼
６０ ねじ溝スペーサ
７０ スペーサ
８０ ロータ（従来）
８１ ロータ
８２ ロータ
８３ ロータ
８４ 薄板部
８５ 撓み薄板部
９０ 隙間
１００ ねじ溝式ポンプ
８００ ロータ（従来）
８０１ ロータ
８０２ ロータ
８０３ ロータ
８０００ ロータ（従来）
８００１ ロータ DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 Turbo molecular pump 2 Casing 3 Base 4 Intake port 5 Flange part 6 Exhaust port 7 Shaft 8 Rotor 8a Rotary blade 9 Cylindrical rotary part 10 Stator column 20 Motor part 30, 31 Radial direction magnetic bearing apparatus 40 Axial direction magnetic bearing apparatus 50 Fixed blade 60 Thread groove spacer 70 Spacer 80 Rotor (conventional)
81Rotor 82 Rotor 83 Rotor 84 Thin plate portion 85 Deflection thin plate portion 90 Clearance 100 Screw groove type pump 800 Rotor (conventional)
801Rotor 802 Rotor 803 Rotor 8000 Rotor (Conventional)
8001 Rotor
２ ケーシング
３ ベース
４ 吸気口
５ フランジ部
６ 排気口
７ シャフト
８ ロータ
８ａ 回転翼
９ 円筒形回転部
１０ ステータコラム
２０ モータ部
３０、３１ 径方向磁気軸受装置
４０ 軸方向磁気軸受装置
５０ 固定翼
６０ ねじ溝スペーサ
７０ スペーサ
８０ ロータ（従来）
８１ ロータ
８２ ロータ
８３ ロータ
８４ 薄板部
８５ 撓み薄板部
９０ 隙間
１００ ねじ溝式ポンプ
８００ ロータ（従来）
８０１ ロータ
８０２ ロータ
８０３ ロータ
８０００ ロータ（従来）
８００１ ロータ DESCRIPTION OF
81
801
8001 Rotor
Claims (11)
- 真空ポンプに配設され、異素材で形成された円筒体が接合されるロータであって、
前記円筒体と接する面に荷重変化緩和構造を有することを特徴とするロータ。 A rotor disposed in a vacuum pump and joined to a cylindrical body formed of a different material,
A rotor having a load change relaxation structure on a surface in contact with the cylindrical body. - 前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体が前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかなテーパ構造であることを特徴とする請求項１に記載のロータ。 The load change mitigation structure is formed on the outer diameter surface of the rotor so that the outer diameter of the rotor gradually decreases from the end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor toward the center of the cylindrical body. The rotor according to claim 1, wherein the rotor has a gentle taper structure.
- 前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体の中央から前記円筒体が前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかなテーパ構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータ。 The load change mitigation structure is formed on the outer diameter surface of the rotor such that the outer diameter of the rotor gradually decreases from the center of the cylindrical body toward an end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor. The rotor according to claim 1, wherein the rotor has a gentle taper structure.
- 前記テーパ構造のテーパ角度は、前記円筒体が、前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に縮径する角度よりも、小さい角度であることを特徴とする請求項２に記載のロータ。 The taper angle of the taper structure is smaller than an angle at which the cylindrical body gradually decreases in diameter from an end surface side joined to the rotor toward the center of the cylindrical body. The rotor according to 2.
- 前記テーパ構造のテーパ角度は、前記円筒体が、前記円筒体の中央から前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に縮径する角度よりも、小さい角度であることを特徴とする請求項３に記載のロータ。 The taper angle of the taper structure is smaller than an angle at which the cylindrical body gradually decreases in diameter from the center of the cylindrical body toward an end face side joined to the rotor. The rotor according to 3.
- 前記荷重変化緩和構造は、前記テーパ構造の前記円筒体が前記ロータに接合される端面側の終点が曲線状に形成されることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のロータ。 6. The load change relaxation structure according to claim 2, wherein an end point on an end surface side where the cylindrical body of the tapered structure is joined to the rotor is formed in a curved shape. The described rotor.
- 前記荷重変化緩和構造は、前記ロータと前記円筒体が接触する接触面を共有しなくなる位置にまで前記テーパ構造が形成されていることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のロータ。 7. The taper structure according to claim 2, wherein the load change mitigation structure is formed so that the contact surface where the rotor and the cylindrical body contact each other is not shared. The rotor described in 1.
- 前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体が前記ロータに接合される端面側から前記円筒体の中央に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかな曲線構造であることを特徴とする請求項１に記載のロータ。 The load change mitigation structure is formed on the outer diameter surface of the rotor so that the outer diameter of the rotor gradually decreases from the end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor toward the center of the cylindrical body. The rotor according to claim 1, wherein the rotor has a gently curved structure.
- 前記荷重変化緩和構造は、前記ロータの外径面に、前記円筒体の中央から前記円筒体が前記ロータに接合される端面側に向かって徐徐に前記ロータの外径が小さくなるように形成された緩やかな曲線構造であることを特徴とする請求項１又は請求項８に記載のロータ。 The load change mitigation structure is formed on the outer diameter surface of the rotor such that the outer diameter of the rotor gradually decreases from the center of the cylindrical body toward an end surface side where the cylindrical body is joined to the rotor. The rotor according to claim 1, wherein the rotor has a gently curved structure.
- 前記荷重変化緩和構造は、前記ロータと前記円筒体が接触する接触面を共有しなくなる位置にまで前記曲線構造が形成されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のロータ。 10. The rotor according to claim 8, wherein the load change mitigation structure has the curved structure formed at a position where the contact surface where the rotor and the cylindrical body are in contact with each other is not shared.
- ねじ溝式ポンプ部と、異素材で形成された円筒体が接合されるロータと、を備える真空ポンプであって、
前記ロータは、請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載のロータであることを特徴とする真空ポンプ。 A vacuum pump comprising a thread groove type pump part and a rotor to which a cylindrical body formed of a different material is joined,
The said rotor is a rotor of any one of Claims 1-10, The vacuum pump characterized by the above-mentioned.
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