排气泵的制作方法

专利名称：排气泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为半导体制造装置、平板显示器制造装置、太阳能面板制造装置中的处理腔室、其他密闭腔室的气体排气机构等使用的排气泵，特别涉及能够实现耐久性、泵生产阶段中的连通开口部的加工性及排气性能的提高的排气泵。
背景技术：
在利用螺纹槽将气体排气的形式的排气泵中，作为不改变该泵整体的大小而使排气性能提高的I个方法，已知有例如在专利文献I中公开的方法。该方法如在该文献I的图I中记载那样，在筒形旋转部件(4a)的外周及内周上设置螺纹槽(30、31)。由此，在筒形旋转部件(4a)与包围其外周的外侧筒形固定部件(33)之间，形成螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，并且在筒形旋转部件(4a)与由其内周包围的内侧筒形固定部件(7)之间形成螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，由这些内外的螺纹槽排气通路并行将气体分子排气。但是，在采用上述方法的排气泵中，为了向内侧螺纹槽排气通路引导气体分子，采用在筒形旋转部件(4a)的连结环部(无附图标记)上开设连通开口部(4b)的结构。因此，当通过筒形旋转部件(4a)绕其轴心旋转时的离心力或筒形旋转部件(4a)的热膨胀等而筒形旋转部件(4a)变形时，在连通开口部(4b)的缘部上发生应力集中，转子(4)容易从形成有连通开口部(4b)的连结环部(无附图标记)附近损坏等，有耐久性的问题。此外，根据采用上述方法的排气泵，如专利文献I的图I及图2所示那样，在连通开口部(4b)的上方存在旋转翼(5)。因此，必须从筒形旋转部件(4a)的下部开口向其内周侧插入工具而开设加工连通开口部(4b)(参照本申请图2 (a)的工具T4的加工)，所以需要尺寸较长的工具，如果工具的支承系统的刚性较弱，则在连通开口部(4b)的开设加工时在工具上发生晃动等，在连通开口部(4b)的加工性上也有问题。进而，通过上述方法的采用，排气泵的排气性能提高，但随着近年来的半导体及平板、太阳能面板等的大型化，生产它们的密闭腔室也成为大型，在密闭腔室内使用的反应性气体等的气体量也增加，所以对于作为将这样的气体排气的机构的排气泵要求进一步的排气性能的提闻。另外，在以上的说明中，括号内的附图标记是在专利文献I中使用的附图标记。专利文献I :实开平5 - 38389号公报。

发明内容
本发明是为了解决上述问题及要求而做出的，其目的是提供一种适合于实现耐久性、泵生产阶段中的连通开口部的加工性及排气性能的提高的排气泵。为了达到上述目的，第I本发明是一种排气泵，具备筒形旋转部件；支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承；驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动；夕卜侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置；内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置；螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间；螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间；连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路；其特征在于，在比上述连通开口部还要上游的上述筒形旋转部件的外周上以多段设置的多个旋转翼中的最下段的旋转翼与上述连通开口部上游端之间的间隙是在该间隙中用来开设上述连通开口部的工具能够插入的尺寸以上。在上述第I本发明中，也可以是，通过比上述最下段的旋转翼还要下游的上述筒形旋转部件是在形成有上述连通开口部的位置处向远离上述最下段的旋转翼的方向而倾斜的向下梯度的锥形状，上述最下段的旋转翼与上述连通开口部上游端之间的间隙使其成为上述尺寸以上。此外，第I本发明是一种排气泵，具备筒形旋转部件；支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承；驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动；外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置；内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部 件的内周成被包围之状而配置；螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间；螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间；连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路；其特征在于，在比上述连通开口部还要上游的上述筒形旋转部件的外周上以多段设置的多个旋转翼中的最下段的旋转翼与相邻于该旋转翼的旋转翼之间的开口区域是在该开口区域中用来开设上述连通开口部的工具能够插入的尺寸以上。第2本发明是一种排气泵，具备筒形旋转部件；支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承；驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动；外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置；内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置；螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间；螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间；连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路；其特征在于，上述多个连通开口部的位置相对于排气泵的泵轴心点对称地配置。在上述第2本发明中，在上述“筒形旋转部件”中，包括由直径一样的筒体那样的形状构成的结构、以及由将直径不同的多个筒体在其轴向上连结那样的形状构成的结构。第3本发明是一种排气泵，其特征在于，具备筒形旋转部件；支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承；驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动；外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置；内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置；螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间；螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间；连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路；加强机构，设在上述筒形旋转部件上，将上述连通开口部周边加强。
在上述第3本发明中，在上述“筒形旋转部件”中，包括由直径一样的筒体那样的形状构成的结构、以及由将直径不同的多个筒体在其轴向上连结那样的形状构成的结构。在第3本发明中，也可以是，上述加强机构由第I加强构造以及第2加强构造中的某一个加强构造或两者的加强构造来构成，所述第I加强构造是通过在上述连通开口部周边的筒形旋转部件外周上安装加强部件来减少该连通开口部周边处的筒形旋转部件的变形之构造，所述第2加强构造是通过在上述连通开口部周边的转子6内周下端上形成伸出部来减少该连通开口部周边处的筒形旋转部件的变形之构造。上述第I加强构造可以采用将由高强度材料构成的环作为加强部件安装到上述连通开口部周边的筒形旋转部件外周上来构成的结构。上述环也可以由与上述筒形旋转部件的形成材料相比线膨胀系数较低、并且弹性系数较大的材料形成。第4本发明是一种排气泵，具备筒形旋转部件；支承机构，将上述筒形旋转部件 可绕其轴心旋转地支承；驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动；外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置；内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置；螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间；螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间；连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路；其特征在于，在比上述连通开口部还要上游的上述筒形旋转部件的外周上以多段设置的多个旋转翼中的最下段的旋转翼的开口区域成对面的位置上设有上述连通开口部。在第I本发明中，作为排气泵的具体的结构，如上述那样采用了最下段的旋转翼与连通开口部上游端之间的间隙为能够在该间隙中插入用来开设连通开口部的工具的尺寸以上的结构。因此，能够在这样的间隙中将工具从筒形旋转部件的外周侧插入而开设加工连通开口部，其开设加工用尺寸较短的工具就足够，所以在连通开口部的开设加工时不易发生工具的晃动，能够实现连通开口部的加工性提高。此外，采用了最下段的旋转翼与相邻于该旋转翼的旋转翼之间的开口区域为能够在该开口区域中插入用来开设上述连通开口部的工具的尺寸以上的结构。通过该结构，也能够得到与上述同样的效果。在第2本发明中，作为排气泵的具体的结构，如上述那样，采用了将开设在筒形旋转部件上的多个连通开口部相对于排气泵的泵轴心点对称地配置的结构。因此，转子的重心位置相对于半径方向不易偏差，平衡的修正也变得容易。在第3本发明中，作为排气泵的具体的结构，如上述那样，采用通过设在筒形旋转部件上的加强机构将连通开口部周边加强的结构，所以因离心力或热膨胀等带来的连通开口部周边处的筒形旋转部件的变形变小，将因该变形而在连通开口部的缘部发生的应力集中缓和，由此筒形旋转部件不易从连通开口部附近损坏等，能够实现排气泵的耐久性提高。在第4本发明中，作为排气泵的具体的结构，如上述那样，采用在与以多段设在比连通开口部还要上游的筒形旋转部件的外周上的多个旋转翼中的最下段的旋转翼的开口区域对置的位置上设置连通开口部的结构。因此，气体分子能够穿过连通开口部向内侧螺纹槽排气通路平顺且效率良好地转移，能够实现排气泵的排气性能提高。


图I是表示采用本发明前的排气泵的整体结构的剖视图。图2 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明的情况下的作为第一实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图2 (b)是作为第二实施方式的筒形旋转部件的剖视图。图3 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明的情况下的作为第三实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图3 (b)是作为第四实施方式的筒形旋转部件的剖视图。图4 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明及第2本发明的情况下的作为第五实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图4 (b)是图4 Ca)的A向视图。图5 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明及第2本发明的情况下的作为第六实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图5 (b)是图5 Ca)的A向视图。
图6 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明及第2本发明的情况下的作为第七实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图6 (b)是图6 (a)的A向视图。图7 (a)是在图2 (a)的筒形旋转部件上开设连通开口部时能够使用的工具的另一例和使用该工具开设连通开口部的作业的说明图，图7 (b)是用图7 (a)的工具开设的连通开口部的B向视图。图8 (a)是在图2 (a)的筒形旋转部件上开设连通开口部时能够使用的工具的另一例和使用该工具开设连通开口部的作业的说明图，图8 (b)是用图8 (a)的工具开设的连通开口部的B向视图。图9 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明及第2本发明的情况下的作为另一实施例的筒形旋转部件的剖视图，图9 (b)是图9 (a)的A向视图。图10 (a)是作为第2本发明的一实施方式的排气泵(仅用螺纹槽排气部排气的形式)的剖视图，图10 (b)是图10 (a)的A向视图。图11 (a)是作为第2本发明的另一实施方式的排气泵(仅用螺纹槽排气部排气的形式)的剖视图，图11 (b)是图11 (a)的A向视图。图12是在图I的排气泵中采用第3本发明的情况下的筒形旋转部件的剖视图。图13是在构造与图I的排气泵不同的别的排气泵(仅用螺纹槽排气部排气的形式)中采用第3本发明的情况下的排气泵的剖视图。图14是表示在图I的排气泵中采用第4本发明的情况下的连通开口部与最下段的旋转翼的位置关系的图。
具体实施例方式以下，参照对说明书添附的附图对本发明的实施方式进行说明。 图I的排气泵的概要>>
图I是表示采用本发明前的排气泵的整体结构的剖视图。该图的排气泵P作为例如半导体制造装置、平板显示器制造装置、太阳能面板制造装置中的处理腔室或其他密闭腔室的气体排气机构等使用。该排气泵在外装壳体I内，具有通过旋转翼13和固定翼14将气体排气的翼排气部Pt、利用螺纹槽19A、19B将气体排气的螺纹槽排气部Ps、和它们的驱动系统。外装壳体I为将筒状的泵壳体IA和有底筒状的泵座IB在其筒轴方向上用螺栓一体地连结的有底圆筒形。泵壳体IA的上端部侧作为气体吸气口 2开口，在泵座IB的下端部侧面上设有气体排气口 3。气体吸气口 2通过设在泵壳体IA上缘的凸缘IC上的未图示的螺栓连接在例如半导体制造装置的处理腔室等、为高真空的未图示的密闭腔室上。气体排气口 3连接而连通到未图示的辅助泵上。在泵壳体IA内的中央部设有内置各种电气元件的圆筒状的定子柱4，定子柱4以其下端侧螺纹止动固定在泵座IB上的形态立设。在定子柱4的内侧设有转子轴5，转子轴5配置为，使其上端部朝向气体吸气口 2的方向、其下端部朝向泵座IB的方向。此外,转子轴5的上端部设置为,使其从定子柱4的圆筒上端面向上方突出。上述转子轴5受径向磁轴承10和轴向磁轴承11将径向和轴向可旋转地支承，在此状态下被驱动马达12旋转驱动。 驱动马达12是由固定子12A和旋转子12B构成的构造，设在转子轴5的大致中央附近。该驱动马达12的固定子12A设在定子柱4的内侧，该驱动马达12的旋转子12B —体地安装在转子轴5的外周面侧。径向磁轴承10在驱动马达12的上下配置有各I组合计两组，轴向磁轴承11在转子轴5的下端部侧配置有I组。两组径向磁轴承10、10分别具备安装在转子轴5的外周面上的径向电磁铁靶10A、对置于它的设置在定子柱4内侧面上的多个径向电磁铁10B、以及径向方向变位传感器IOC而构成。径向电磁铁靶IOA由层叠了高透磁率材料的钢板的层叠钢板构成，径向电磁铁IOB通过径向电磁铁靶IOA将转子轴5在径向上用磁力吸引。径向方向变位传感器IOC检测转子轴5的径向变位。并且，通过基于径向方向变位传感器IOC中的检测值(转子轴5的径向变位)控制径向电磁铁IOB的励磁电流，用磁力将转子轴5浮起支承到径向规定位置。轴向磁轴承11具备安装在转子轴5的下端部外周上的圆盘形状的电枢盘11A、夹着电枢盘IlA上下对置的轴向电磁铁11B、和设置在从转子轴5的下端面稍稍离开的位置上的轴向方向变位传感器IlC而构成。电枢盘IlA由透磁率较高的材料构成，上下的轴向电磁铁IlB将电枢盘IlA从其上下方向用磁力吸引。轴向方向变位传感器IlC检测转子轴5的轴向变位。并且，通过基于轴向方向变位传感器IlC中的检测值(转子轴5的轴方向变位)控制上下的轴向电磁铁IlB的励磁电流，将转子轴5用磁力浮起支承在轴方向规定位置上。在定子柱4的外侧，作为筒形旋转部件而设有转子6。转子6 (筒形旋转部件)为包围定子柱4的外周那样的圆筒形状。该转子6用上游侧端部(第I连结环部60)连结在转子轴5上。此外，上述转子6是将直径不同的多个(在图I的例子中是两个)筒体在其轴向上连结那样的形状，为用位于转子6的大致中间的中间部件(第2连结环部61)将该筒体连结的结构。进而，上述转子6构成为，通过如上述那样一体化在转子轴5上，经由转子轴5受径向磁轴承10、10及轴向磁轴承11可绕其轴心(转子轴5)旋转地支承。因而，在图I的排气泵P中，转子轴5、径向磁轴承10、10及轴向磁轴承11作为将转子6可绕其轴心旋转地支承的支承机构发挥功能。此外，由于转子6与转子轴5 —体地旋转，所以旋转驱动转子轴5的驱动马达12作为旋转驱动转子6的驱动机构发挥功能。作为转子6与转子轴5的一体化构造的一例，在图I的排气泵P中，在转子轴5的上端部外周上形成台阶状的肩部9，比该肩部9靠上的转子轴5上端部嵌入在转子6的轮毂孔7中，通过将转子6与肩部9螺纹止动固定，转子6和转子轴5 —体化。<翼排气部Pt的详细结构>
在图I的排气泵P中，构成为，使比转子6 (筒形旋转部件)的大致中间还要上游(从转子6的大致中间到转子6的气体吸气口 2侧端部的范围)作为翼排气部Pt发挥功能。以下，详细地说明该翼排气部Pt。在比转子6的大致中间还要上游侧的转子6外周面上，一体地设有多个旋转翼13。这些旋转翼13以转子6的旋转轴心(转子轴5)或外装壳体I的轴心(以下称作“泵轴心”)为中心以放射状排列(参照图9 (b))。另一方面，在泵壳体IA的内周面侧设有多个固定翼 14，这些固定翼14以泵轴心为中心以放射状排列配置。并且，通过将上述旋转翼13和固定翼14沿着泵轴心交替地多级配置，形成翼排气部Pt。哪个旋转翼13都是与转子6的外径加工部一体地通过切削加工切出形成的叶片状的切削加工品，以最适合于气体分子的排气的角度倾斜。此外，哪个固定翼14也以最适合于气体分子的排气的角度倾斜。在由以上的结构构成的翼排气部Pt中，通过驱动马达12的起动，转子轴5、转子6及多个旋转翼13 —体地高速旋转，最上段的旋转翼13对从气体吸气口 2入射的气体分子赋予朝下方向的动量。具有该朝下方向的动量的气体分子被固定翼14向下一段的旋转翼13侧送入。通过将以上那样的向气体分子的动量的赋予和送入动作反复多段进行，将气体吸气口 2侧的气体分子排气，以使其朝向转子6的下游依次转移。<螺纹槽排气部Ps的详细结构>
在图I的排气泵P中，构成为，使比转子6 (筒形旋转部件)的大致中间还要下游(从转子6的大致中间到转子6的气体排气口 3侧端部的范围)作为螺纹槽排气部Ps发挥功能。以下，详细地说明该螺纹槽排气部Ps。比转子6的大致中间还要下游侧的转子6是作为螺纹槽排气部Ps的旋转部件旋转的部分，为经由规定的空隙插入、收容到螺纹槽排气部Ps的内外双重圆筒形的螺纹槽排气部定子18A、18B间的结构。内外双重圆筒形的螺纹槽排气部定子18A、18B中的外侧螺纹槽排气部定子18A作为外侧筒形固定部件配置，以使其将转子6的外周(比转子6的大致中间还要下游)包围。此外，在该外侧螺纹槽排气部定子18A的内周部，形成有变化为深度朝向下方小径化的圆锥形状的螺纹槽19A。该螺纹槽19A从螺纹槽排气部定子18A的上端到下端以螺旋状刻设，通过这样的螺纹槽19A，在转子6与外侧螺纹槽排气部定子18A之间设置螺旋状的螺纹槽排气通路(以下称作“外侧螺纹槽排气通路SI，，)。另外，外侧螺纹槽排气部定子18A的下端部被泵座IB支承。内侧螺纹槽排气部定子18B作为内侧筒形固定部件配置，以使其被转子6的内周包围。在该内侧螺纹槽排气部定子18B的外周部上也同样形成有螺纹槽19B。通过这样的螺纹槽19B，在转子6与内侧螺纹槽排气部定子18B之间也设置螺旋状的螺纹槽排气通路(以下称作“内侧螺纹槽排气通路S2”)。另外，内侧螺纹槽排气部定子18B也是其下端部受泵座IB支承。虽然图示省略，但也可以构成为，通过将前面说明的螺纹槽19A、19B形成在转子6的外周面或内周面上，设置上述那样的外侧螺纹槽排气通路SI或内侧螺纹槽排气通路S2。在螺纹槽排气部Ps中，由于通过螺纹槽19A和转子6的外周面上的牵引效果或螺纹槽19B与转子6的内周面上的牵引效果将气体一边压缩一边移送，所以螺纹槽19A的深度设定为，使其在外侧螺纹槽排气通路SI的上游入口侧(距气体吸气口 2较近的通路开口端)最深、在其下游出口侧(距气体排气口 3较近的通路开口端)最浅。螺纹槽19B也是同样的。构成为，外侧螺纹槽排气通路SI的上游入口连通到形成在多段配置的旋转翼13中的最下段的旋转翼13E的下游的间隙G (以下称作“最终间隙G”)，该通路SI的下游出口连通到气体排气口 3侧。构成为，内侧螺纹槽排气通路S2的上游入口在转子6的大致中间朝向转子6的内周面开口，该通路S2的下游出口与外侧螺纹槽排气通路SI的下游出口合 流连通到气体排气口 3。在转子6的大致中间的中间部件上设有多个连通开口部H，通过将这些连通开口部H都形成为、使其将转子6的表背面间贯通，发挥功能，以将存在于转子6的外周侧的气体的一部分向位于该转子6的内周侧的内侧螺纹槽排气通路S2引导。另外，最终间隙G是多段配置的旋转翼13中的最下段的旋转翼13E与连通开口部H的上游端(连通开口部H的上游侧端部)之间的间隙。通过由上述翼排气部Pt的排气动作移送而到达外侧螺纹槽排气通路SI的上游入口或最终间隙G的气体分子进入到外侧螺纹槽排气通路SI、或从连通开口部H进入到内侧螺纹槽排气通路S2中，通过转子6的外周面和螺纹槽19A中的牵引效果或转子6的内周面和螺纹槽19B中的牵引效果，一边被从过渡流压缩为粘性流一边朝向气体排气口 3转移，最终通过未图示的辅助泵被向外部排气。图2 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明的情况下的作为第一实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图2 (b)是作为第二实施方式的筒形旋转部件的剖视图。此外，图3Ca)是在图I的排气泵中采用第I本发明的情况下的作为第三实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图3 (b)是作为第四实施方式的筒形旋转部件的剖视图。如前面说明那样，在图I的排气泵P中，在比转子6的大致中间还要上游的转子6外周上以多段设有旋转翼13。并且，在图2 (a)和图2 (b)以及图3 (a)和图3 (b)的例子中，通过设计为，使最终间隙G成为在其之间能够插入用来开设连通开口部H的工具Tl的尺寸以上，构成为，能够从转子6的外周面侧将工具抵接在转子6上而开设连通开口部H。如果参照图2 (a)和图2 (b)，则在将上述那样的能够插入工具Tl的尺寸以上的最终间隙G如图2 (a)那样设计得比较大的情况下，通过将向最终间隙G的工具Tl的插入角度Θ设定得较大，能够如图2 (a)那样与转子6的轴心大致平行地开设连通开口部H。另一方面，在将上述最终间隙G如图2 (b)那样设计得比较小的情况下，为了避免最下段的旋转翼13E与工具Tl的接触，工具Tl的插入角度Θ比图2 Ca)的例子小，所以连通开口部H如图2 (b)那样成为相对于泵轴心倾斜而被开设的形态。在图2 (a)及图2 (b)的例子中，构成为，通过将开设连通开口部H的部分向比最下段的旋转翼13E还要下方远离，能够向最终间隙G插入工具Tl，但在图3 (a)及图3 (b)的例子中，构成为，通过开设连通开口部H的部分为向从最下段的旋转翼13E远离的方向倾斜的向下梯度的锥形状的结构的采用，最终间隙G成为上述尺寸以上(能够插入用来开设连通开口部H的工具Tl的尺寸以上)。在本实施方式中，最终间隙G是在多段配置的旋转翼13中的最下段的旋转翼13E与连通开口部H的上游端中最下游侧的位置之间的间隙。如果参照图3 (a)和图3 (b)，则在将上述锥形状的倾斜角度α如图3 (a)那样设计得比较大的情况下，通过将向最终间隙G的工具Tl的插入角度Θ设定得较大，能够如图3 (a)那样与泵轴心大致平行地开设连通开口部H。另一方面，在将上述锥形状的倾斜角度α如图3 (b)那样设计得比较小的情况下，为了避免最下段的旋转翼13Ε与工具Tl的接触，工具Tl的插入角度Θ与图3 (a)的例子相比变小，所以连通开口部H如图3 (b)那样成为相对于泵轴心倾斜而被开设的形态。在以上说明的图2 (a)和图2 (b)、图3 (a)和图3 (b)的例子中，作为排气泵P的具体的结构，采用了形成在最下段的旋转翼13E的下游的最终间隙G为在其之间能够插入用来开设连通开口部H的工具Tl的尺寸以上的结构。因此，能够在该最终间隙G中插入 该工具而开设加工连通开口部H，该开设加工通过尺寸较短的工具就足够，所以在连通开口部H的开设加工时不易发生工具的晃动，连通开口部H的加工性较好。图4 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明及第2本发明的情况下的作为第五实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图4 (b)是图4 (a)的A向视图，图5 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明及第2本发明的情况下的作为第六实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图5 (b)是图5 (a)的A向视图，图6 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明及第2本发明的情况下的作为第七实施方式的筒形旋转部件的剖视图，图6 (b)是图6 (a)的A向视图。虽然图示省略，但这些实施方式的连通开口部H相对于泵轴心点对称地配置。图4 (a)、图5 (a)和图6 (a)的例子在从转子6的外周侧向最终间隙G插入工具T5这一点上与图2 (a)、图2 (b)、图3 (a)及图3 (b)的例子相同。与这些例子不同的点是，沿与泵轴心方向大致直角方向将工具T5插入，通过使工具T5向泵轴心方向移动而开设连通开口部H，所以该连通开口部H为槽形状(参照图4 (b)、图5 (b)、图6 (b))。在图4 (a)的例子中，使向与泵轴心方向大致直角方向的工具T5的插入量(以下称作“工具插入量”)变少而使向泵轴心方向的工具T5的移动量(以下称作“工具移动量”)变多。具体而言，关于工具插入量，设为从转子6外周面到达其内周面的深度(相当于形成连通开口部H的位置处的转子6外周的大致壁厚的量)，关于工具移动量，设为转子6的壁厚以上。在此情况下，由该工具T5开设的连通开口部H如图4 (a)、图4 (b)那样形成。此夕卜，在该图4 (a)的例子中，如图4 (b)那样构成为，设有多个连通开口部H，通过配置为、使这些多个连通开口部H的位置相对于排气泵P的泵轴心为点对称，转子6的重心位置相对于半径方向不易偏差，平衡的修正也变得容易。在图5 Ca)的例子中，与图4 Ca)的例子相比，使工具插入量变多，使工具移动量变少。具体而言，关于工具插入量，设为从转子6外周面到达其内周面的深度以上，工具移动量设为相当于转子6的壁厚的量。在此情况下，通过该工具T5开设的连通开口部H如图5 (a)、图5 (b)那样形成。此外，在该图5 (a)的例子中，如图5 (b)那样构成为，设有多个连通开口部H，通过配置为、使这些多个连通开口部H的位置相对于排气泵P的泵轴心为点对称，转子6的重心位置相对于半径方向不易偏差，平衡的修正也变得容易。在图6 (a)的例子中，与图4的例子相比，使工具插入量变多，使工具移动量也变多(另外，在与图5 (a)的例子的比较中，使工具插入量相同，使工具移动量变多)。具体而言，工具插入量设为从转子6外周面到达其内周面的深度以上，工具移动量为转子6的壁厚以上。在此情况下，通过该工具T5开设的连通开口部H如图6 (a)、图6 (b)那样形成。此夕卜，在该图6 (a)的例子中，如图6 (b)那样构成为，设有多个连通开口部H，通过配置为、使这些多个连通开口部H的位置相对于排气泵P的泵轴心为点对称，转子6的重心位置相对于半径方向不易偏差，平衡的修正也变得容易。图7 (a)和图8 (a)分别是在图2 (a)的转子6上开设连通开口部H时能够使用的工具的其他例、和使用该工具开设连通开口部H时的作业的说明图，图7 (b)是用图7
(a)的工具开设的连通开口部H的B向视图，图8 (b)是用图8 (a)的工具开设的连通开口 部H的B向视图。在图2 Ca)中，表示准备在工具主轴30前端的球体31上形成有未图示的刀刃部的工具Tl、将该工具Tl斜向推抵在转子6的面上而开设连通开口部H的例子，但并不限定于该例。例如，如图7 (a)所示，也可以准备在工具主轴30前端的圆板体32外周上形成有未图示的刀刃部的工具T2，通过将该工具T2水平地推抵在转子6的面上、沿着泵轴心使该工具T2平行移动来开设连通开口部H。在此情况下，开设的连通开口部H如图7 (b)那样为截面是大致四边形状的孔。但是，角部为了减轻应力集中而为R形状。此外，图8 (a)的工具T3也可以是使球体31的部分比图2 Ca)的工具Tl大径的结构，通过将该工具T3大致平行地推抵在转子6的面上、使该工具T3沿着泵轴心平行移动来开设连通开口部H。在此情况下，开设的连通开口部H如图8 (b)那样为截面是圆形的孔。图9 (a)是在图I的排气泵中采用第I本发明及第2本发明的情况下的作为另一实施例的筒形旋转部件的剖视图，图9 (b)是图9 (a)的A向视图。虽然图示省略，但本实施方式的连通开口部H相对于泵轴心点对称地配置。图I的排气泵P的最下段的旋转翼13E可以如图9 (b)那样设计为，在以泵轴心为中心以放射状排列的状态下，相互相邻的旋转翼13E、13E彼此之间的开口区域OA比后述的图14的例子大。具体而言，在图9 (b)中，构成为，使开口区域OA的大小为能够将用来开设连通开口部H的工具Tl插入到该开口区域OA中的尺寸以上的大小。通过这样的结构的采用，能够将工具通到最下段的旋转翼13E的开口区域OA中，所以即使最终间隙G比能够插入工具的尺寸小，也能够加工连通开口部H。此外，在该图9 (a)的例子中，如图9 (b)那样构成为，设有多个连通开口部H，通过配置为、使这些多个连通开口部H的位置相对于排气泵P的泵轴心为点对称，转子6的重心位置相对于半径方向不易偏差，平衡的修正也变得容易。图10 (a)是作为第2本发明的一实施方式的排气泵(仅用螺纹槽排气部排气的形式)的剖视图，图10 (b)是图10 (a)的A向视图。图10 (a)的排气泵P是仅具备前面说明的图I的排气泵P的螺纹槽排气部Ps的形式的排气泵(牵引泵)，所以对于与图I的排气泵P共通的部件赋予共通的附图标记，其详细说明省略。图10 Ca)的排气泵P作为其泵基本结构，具备转子6 (筒形旋转部件)；支承机构(径向磁轴承10及轴向磁轴承11)，将转子6可绕其轴心(转子轴5)旋转地支承；驱动马达12 (驱动机构)，旋转驱动转子6 ;外侧螺纹槽排气部定子18A (外侧筒形固定部件)，配置为，使其将转子6的外周包围；内侧螺纹槽排气部定子18B(内侧筒形固定部件)，配置为，使其被转子6的内周包围；螺旋状的外侧螺纹槽排气通路SI，设在转子6与外侧螺纹槽排气部定子18A之间；螺旋状的内侧螺纹槽排气通路S2，设在转子6与内侧螺纹槽排气部定子18B之间；连通开口部H，开设在转子6上，将存在于该转子6的外周附近的气体的一部分向内侧螺纹槽排气通路S2引导。另外，在图10 (a)的排气泵P中没有图I的排气泵P那样的翼排气部Pt，所以该图10 (a)的排气泵P的上述转子6如该图那样为直径一样的筒体形状。此外，在该图10 Ca)的排气泵P中，如图10 (b)那样构成为，设有多个连通开口部H，通过配置为、使这些多个连通开口部H的位置相对于排气泵P的泵轴心为点对称，转子6的重心位置相对于半径方向不易偏差，平衡的修正也变得容易。 另外，图10 (a)的多个连通开口部H例如也可以如图11 (a)那样开设在转子6的外周面(侧面)上，在此情况下，通过将多个连通开口部H的位置如图11 (b)那样配置为使其相对于排气泵P的泵轴心为点对称，也能够得到转子6的重心位置相对于半径方向不易偏差，平衡的修正也变得容易的作用效果。图12是在图I的排气泵中采用第3本发明的情况下的筒形旋转部件的剖视图。在该图12的例子中，为了将在形成于转子6上的连通开口部H的缘部发生的应力集中缓和，作为将连通开口部H周边加强的机构，在转子6上设有加强机构。该加强机构采用了通过在连通开口部H周边的转子6外周上安装加强部件20而减轻因离心力或热膨胀等带来的连通开口部H周边处的转子6的变形的第I加强构造、和通过在转子6的泵轴心方向大致中间的内周上形成伸出部21、减轻因离心力或热膨胀等带来的连通开口部H周边处的转子6的变形的第2加强构造。加强部件20通过将由AFPR (芳香族聚酰胺纤维强化塑料)、BFRP (硼纤维强化塑料)、CFRP (碳纤维强化塑料)、DFRP (聚乙烯纤维强化塑料)、或GFRP (玻璃纤维强化塑料)等高强度材料构成的环如图12那样安装到转子6外周面上，能够减轻连通开口部H周边处的转子6的变形、缓和在连通开口部H的缘部发生的应力集中。为了进一步提高由这样的环形态的加强部件20带来的转子6的变形减轻效果，优选的是用与转子6的形成材料相比线膨胀系数较低、并且弹性系数较大的材料形成加强部件20。转子6由铝合金制作的情况较多，所以作为这样的加强部件20的形成材料，上述高强度材料是优选的。伸出部21构成为，通过如图12那样形成为、使比连通开口部H还要上游的转子6的内壁部从该转子6朝向下方伸出，能够得到与前面说明的加强部件20同样的效果。图13是在构造与图I的排气泵不同的别的排气泵(仅用螺纹槽排气部排气的形式)中采用第3本发明的情况下的排气泵的剖视图。该图13的排气泵的基本的结构与前面说明的图10 (a)或图11 (a)的排气泵P是同样的，所以其详细说明省略。在图13的排气泵中，也作为将连通开口部H周边加强的机构而在转子6上设有加强机构。该加强机构与前面说明的第I加强构造同样，通过在连通开口部H周边的转子6外周上安装加强部件20，减轻因离心力或热膨胀等带来的连通开口部H周边处的转子6的变形。在以上说明的图12和图13的例子中，作为排气泵P的具体的结构，采用了通过设在转子6上的加强机构(加强部件20或伸出部21)将连通开口部H周边加强的结构，所以因离心力或热膨胀等带来的连通开口部H周边处的转子6的变形变小，通过该变形在连通开口部H的缘部发生的应力集中被缓和，转子6不易从连通开口部H附近损坏等，排气泵P的耐久性提闻。图14是表示在图I的排气泵中采用第4本发明的情况下的连通开口部与最下段的旋转翼的位置关系的图。在图I的排气泵P中，如前面说明那样，在比转子6的大致中间还要上游的转子6外周上以多段设有旋转翼13。最下段的旋转翼13E构成为，在以泵轴心为中心如图14那样以放射状排列的状态下，相互相邻的旋转翼13E、13E彼此之间成为开口区域0A。虽然图示省略，但比最下段的旋转翼13E靠上的各段的旋转翼13也具备同样的开口区域。通过位于最下段的旋转翼13E与比其靠上段一个的旋转翼之间的较轻的气体分子透过上述那样的最下段的旋转翼13E的开口区域0A，向连通开口部H方向转移。
考虑以上那样的较轻的气体分子的移行形态(行进线路)，在图14的例子中，采用将转子6的连通开口部H设在与最下段的旋转翼13E的开口区域OA对置的位置上的结构。通过这样的结构的采用，气体分子能够穿过连通开口部H向内侧螺纹槽排气通路S2平顺且效率良好地转移，排气泵P的排气性能提高。在以上的说明中，为了说明的方便，将第I至第4发明的实施方式分别分开说明，但也可以将这些实施方式组合而实施。附图标记说明 I外装壳体
IA泵壳体 IB泵座 IC凸缘 2气体吸气口 3气体排气口 4定子柱 5转子轴
6转子(筒形旋转部件)
60第I连结环部 61第2连结环部 7轮毂孔 9肩部
10径向磁轴承
IOA径向电磁铁革巴
IOB径向电磁铁
IOC径向方向变位传感器
11轴向磁轴承
IlA电枢盘
IlB轴向电磁铁Iic轴向方向变位传感器12驱动马达12A固定子12B旋转子13旋转翼
13E最下段的旋转翼14固定翼
18A外侧螺纹槽排气部定子(外侧筒形固定部件)
18B内侧螺纹槽排气部定子(内侧筒形固定部件) 19AU9B螺纹槽20加强部件21伸出部30工具主轴31球体32圆板体
G最终间隙(最下段的旋转翼与连通开口部的上游端之间的间隙)
H连通开口部
OA旋转翼的开口区域
P排气泵
Pt翼排气部
Ps螺纹槽排气部
SI外侧螺纹槽排气通路
S2内侧螺纹槽排气通路
T1、T2、T3、T4、T5 工具。
权利要求
1.一种排气泵,具备 筒形旋转部件； 支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承； 驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动； 外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置； 内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置； 螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间； 螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间； 连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路； 其特征在于， 在比上述连通开口部还要上游的上述筒形旋转部件的外周上以多段设置的多个旋转翼中的最下段的旋转翼与上述连通开口部上游端之间的间隙是在该间隙中用来开设上述连通开口部的工具能够插入的尺寸以上。
2.如权利要求I所述的排气泵，其特征在于， 通过比上述最下段的旋转翼还要下游的上述筒形旋转部件是在形成有上述连通开口部的位置处向远离上述最下段的旋转翼的方向而倾斜的向下梯度的锥形状，上述最下段的旋转翼与上述连通开口部上游端之间的间隙使其成为上述尺寸以上。
3.—种排气泵,具备 筒形旋转部件； 支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承； 驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动； 外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置； 内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置； 螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间； 螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间； 连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路； 其特征在于， 在比上述连通开口部还要上游的上述筒形旋转部件的外周上以多段设置的多个旋转翼中的最下段的旋转翼与相邻于该旋转翼的旋转翼之间的开口区域是在该开口区域中用来开设上述连通开口部的工具能够插入的尺寸以上。
4.一种排气泵,具备 筒形旋转部件； 支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承；驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动； 外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置； 内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置； 螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间； 螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间； 连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路； 其特征在于， 上述多个连通开口部的位置相对于排气泵的泵轴心点对称地配置。
5.—种排气泵,其特征在于,具备 筒形旋转部件； 支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承； 驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动； 外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置； 内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置； 螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间； 螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间； 连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路； 加强机构，设在上述筒形旋转部件上，将上述连通开口部周边加强。
6.如权利要求5所述的排气泵，其特征在于， 上述加强机构由第I加强构造以及第2加强构造中的某一个加强构造或两者的加强构造来构成，所述第I加强构造是通过在上述连通开口部周边的筒形旋转部件外周上安装加强部件来减少连通开口部周边处的筒形旋转部件的变形之构造，所述第2加强构造是通过在上述连通开口部周边的筒形旋转部件内周上形成伸出部来减少连通开口部周边处的筒形旋转部件的变形之构造。
7.如权利要求6所述的排气泵，其特征在于， 上述第I加强构造将由高强度材料构成的环作为加强部件安装到上述连通开口部周边的筒形旋转部件外周上来构成。
8.如权利要求7所述的排气泵，其特征在于， 上述环由与上述筒形旋转部件的形成材料相比线膨胀系数较低、并且弹性系数较大的材料来形成。
9.一种排气泵,具备 筒形旋转部件； 支承机构，将上述筒形旋转部件可绕其轴心旋转地支承；驱动机构，将上述筒形旋转部件旋转驱动； 外侧筒形固定部件，对上述筒形旋转部件的外周成包围之状而配置； 内侧筒形固定部件，被上述筒形旋转部件的内周成被包围之状而配置； 螺旋状的外侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述外侧筒形固定部件之间； 螺旋状的内侧螺纹槽排气通路，设在上述筒形旋转部件与上述内侧筒形固定部件之间； 连通开口部，开设在上述筒形旋转部件上，将存在于该筒形旋转部件的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路； 其特征在于， 在比上述连通开口部还要上游的上述筒形旋转部件的外周上以多段设置的多个旋转翼中的最下段的旋转翼的开口区域成对面的位置上设有上述连通开口部。
全文摘要
提供一种适合于实现耐久性、泵生产阶段中的连通开口部的加工性、及排气性能的提高的排气泵。排气泵具备筒形旋转部件(6)、筒形旋转部件(6)的支承机构、旋转驱动筒形旋转部件(6)的驱动机构、对包围筒形旋转部件(6)的外周成包围之状而配置的外侧筒形固定部件、被筒形旋转部件(6)的内周成被包围之状而配置的内侧筒形固定部件、设在筒形旋转部件(6)与外侧筒形固定部件之间的螺旋状的外侧螺纹槽排气通路、设在筒形旋转部件(6)与内侧筒形固定部件之间的螺旋状的内侧螺纹槽排气通路、和开设在筒形旋转部件(6)上、将存在于筒形旋转部件(6)的外周附近的气体的一部分引导进上述内侧螺纹槽排气通路的连通开口部(H)；设在比连通开口部(H)还要上游的筒形旋转部件(6)的外周上的最下段的旋转翼(13E)与连通开口部(H)上游端之间的间隙是在该间隙中用来开设连通开口部(H)的工具能够插入的尺寸以上。
文档编号F04D19/04GK102834620SQ20118001969
公开日2012年12月19日 申请日期2011年7月21日 优先权日2010年9月28日
发明者大立好伸, 前岛靖, 高阿田勉 申请人:埃地沃兹日本有限公司