專利名稱：螺紋槽排氣部的筒形固定部件以及使用該部件的真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組成真空泵的螺紋槽排氣部的筒形固定部件以及使用該部件的真空 泵，尤其是能夠維持真空泵對于真空泵內(nèi)轉(zhuǎn)子毀壞時產(chǎn)生的扭矩(以下稱為“毀壞扭矩”) 的強度，并且降低其成本，同時容易在螺紋槽排氣部的筒形固定部件上制作螺紋槽，這種螺 紋槽在螺紋槽排氣部的旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方向上的寬度、深度變化量以及導(dǎo)程角等會發(fā) 生變化，形狀復(fù)雜，通過采用這種螺紋槽，能夠提升真空泵整體的排氣性能和壓縮性能。
背景技術(shù)：
隨著近年來半導(dǎo)體制造裝置上的晶片的大直徑化，要求在該裝置上使用的真空泵 實現(xiàn)大流量氣體的排氣以及低到達(dá)壓力和高排氣性能等。作為能夠滿足上述要求的真空泵，有一種復(fù)合翼形真空泵，是將翼排氣部與螺紋 槽排氣部組合而成(相同類型的真空泵譬如參照專利文獻(xiàn)1)。上述翼排氣部是將旋轉(zhuǎn)翼和固定翼交替地配置多層，從而反復(fù)多層地進(jìn)行用高速 旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)翼對氣體分子施加向下方向的運動量的動作和用固定翼將被施加了該向下方 向的運動量的氣體分子輸送到下一層旋轉(zhuǎn)翼的動作，由此將上游的氣體分子向下游的螺紋 槽排氣部輸送和排氣。上述螺紋槽排氣部具有旋轉(zhuǎn)部件和包圍該旋轉(zhuǎn)部件外周的筒形固定部件，通過在 該筒形固定部件的內(nèi)周面上設(shè)置螺紋槽，而在筒形固定部件和旋轉(zhuǎn)部件之間形成螺旋狀的 螺紋槽排氣通道。而且，如上述那樣從翼排氣部輸送過來的氣體分子進(jìn)入螺紋槽排氣通道， 并利用在螺紋槽與旋轉(zhuǎn)部件外周面上的牽引效果而將該氣體分子壓縮和排氣。然而，采用上述過去的螺紋槽排氣部，由于螺紋槽設(shè)置在筒形固定部件的內(nèi)周面 上，因此很難形成在旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方向上寬度、深度、導(dǎo)程角發(fā)生變化的形狀復(fù)雜的 螺紋槽，無法通過采用這種形狀的螺紋槽來提升真空泵整體的排氣性能和壓縮性能。另外，上述過去的螺紋槽排氣部的筒形固定部件在真空泵內(nèi)部發(fā)生毀壞時也能通 過阻擋其碎片來減輕毀壞力矩。因此，就不能只用低強度鑄件來制造螺紋槽排氣部的整個 筒形固定部件。為了確保真空泵對于毀壞力矩的強度，這種筒形固定部件必須采用對高強 度材料、譬如對用鍛造加工或推出/拉出加工制造的材料進(jìn)行切削加工得到的高價切削加 工件，結(jié)果是螺紋槽排氣部的筒形固定部件成為導(dǎo)致真空泵整體價格高的主要原因。專利文獻(xiàn)1 :日本專利申請?zhí)亻_2002-115691號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述問題，其目的在于提供一種螺紋槽排氣泵部的筒形固定 部件及使用該部件的真空泵，在維持真空泵對于毀壞力矩的強度的同時降低其成本，并且 容易在螺紋槽排氣部的筒形固定部件上制作出在螺紋槽排氣部的旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方 向上寬度、深度、導(dǎo)程角等發(fā)生變化的形狀復(fù)雜的螺紋槽，通過采用上述螺紋槽來提升真空 泵整體的排氣性能和壓縮性能。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是一種配置成使其包圍螺紋槽排氣部的旋轉(zhuǎn)部件的外 周之狀態(tài)，在上述筒形固定部件與上述旋轉(zhuǎn)部件之間具有排出氣體作用的螺旋狀的螺紋槽 排氣通道，上述筒形固定部件在上述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方向上被分割成2個以上的分割件。。所述筒形固定部件的分割件也可以分別用不同材料形成。在所述筒形固定部件上設(shè)置有用于形成所述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，可以在所 述筒形固定部件的其一的分割件和其它的分割件上采用所述螺紋槽的導(dǎo)程角不同的結(jié)構(gòu)。在所述筒形固定部件上設(shè)置有用于形成所述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，可以在所 述筒形固定部件的其一的分割件和其它的分割件上采用所述螺紋槽的條數(shù)不同的結(jié)構(gòu)。在所述筒形固定部件上設(shè)置有用于形成所述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，可以在所 述筒形固定部件的其一的分割件和其它的分割件上采用所述螺紋槽的寬度不同的結(jié)構(gòu)。在所述筒形固定部件上設(shè)置有用于形成所述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，可以在所 述筒形固定部件的其一的分割件和其它的分割件上采用所述螺紋槽的深度變化量不同的 結(jié)構(gòu)。在所述筒形固定部件上設(shè)置有用于形成所述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，可以在所 述筒形固定部件的其一的分割件和其它的分割件上采用通過改變從螺紋槽的槽上端到旋 轉(zhuǎn)部件為止的距離來使筒形固定部件與旋轉(zhuǎn)部件之間的間隙不同的結(jié)構(gòu)。所述筒形固定部件可以在其上表面沿旋轉(zhuǎn)軸心方向形成槽。在所述各分割件上設(shè)置有用于形成所述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，所述筒形固定 部件可以具有將其一的分割件的螺紋槽與其它的分割件的螺紋槽連續(xù)地進(jìn)行連結(jié)的螺紋 槽對位機(jī)構(gòu)。所述螺紋槽對位機(jī)構(gòu)可以由豎立在其一的分割件的分割面上的卡合銷和穿孔在 與該分割面接合的其它的分割件的分割面上的卡合孔構(gòu)成，并且所述卡合銷插入所述卡合 孔而與之嵌合。所述卡合孔可以由貫通所述分割件的上下端面的通孔構(gòu)成，所述卡合銷插入該通 孔的一端而與之嵌合，該通孔的另一端則作為確認(rèn)窗而用來確認(rèn)所述卡合銷的位置。所述螺紋槽對位機(jī)構(gòu)可以由在其一的分割件的分割面上形成的第1臺階部和在 與該分割面接合的其它的分割件的分割面上形成的第2臺階部組成，并且所述兩個臺階部
相互接合。另外，所述螺紋槽對位機(jī)構(gòu)可以由在其一的分割件的分割面上形成的卡合凹部和 在與該分割面接合的其它的分割件的分割面上形成的卡合凸部構(gòu)成，并且所述卡合凸部與 所述卡合凹部卡合。在本發(fā)明中，用于將其一的分割件設(shè)置在其它的分割件上的作業(yè)用把手可以采用 以可自由拆卸的方式安裝在該其一的分割件上的結(jié)構(gòu)。所述筒形固定部件的下端部受泵基座支撐，可以通過對所述泵基座進(jìn)行加工而使 所述2個以上的分割件中位于最下部的分割件與該泵基座形成一體。另外，生成物混入防止裝置由所述筒形固定部件可以在2個以上的分割件中位于 最上部的分割件的上端外周部設(shè)置蓋部來構(gòu)成，用來防止生成物進(jìn)入所述分割件與位于其 外側(cè)的部件之間的間隙中。
在本發(fā)明中，可以采用在所述分割件的外周部安裝增強部件的結(jié)構(gòu)。發(fā)明的效果在本發(fā)明中，螺紋槽排氣部的筒形固定部件的具體結(jié)構(gòu)是，該筒形固定部件在螺 紋槽排氣部的旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方向上被分割成2個以上的分割件，因此具有以下(1) 或(2)的作用效果等。(1)能夠用與各種必要強度相應(yīng)的不同材料形成各分割件，譬如特別要求高強度 的部位的分割件采用對鍛造加工或推出/拉出加工制造的材料進(jìn)行切削加工得到的較高 價的加工件，而強度要求不高的部位的分割件則采用價廉的鑄件制作，這樣既能維持真空 泵的強度又能降低成本。(2)通過對各分割件個別地實施螺紋槽加工，即使不用高級生產(chǎn)設(shè)備，也能在螺紋 槽排氣部的筒形固定部件的內(nèi)周面上加工出導(dǎo)程角、條數(shù)、寬度、深度變化量、或者與旋轉(zhuǎn) 部件之間的間隙等在旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方向上變化的形狀復(fù)雜的螺紋槽，并且能夠通過 采用這種螺紋槽來使真空泵整體的排氣性能和壓縮性能提升。


圖1是采用了本發(fā)明一實施形態(tài)的螺紋槽排氣部的筒形固定部件的真空泵的剖 視圖。圖2是圖1中的A部放大圖。圖3是螺紋槽排氣定子(螺紋槽排氣部的筒形固定部件)的俯視圖。圖4是圖3的E-E剖視圖。圖5是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(每一分割件的螺紋槽的導(dǎo)程角不同)的剖 視圖。圖6是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(每一分割件的螺紋槽的條數(shù)不同)的剖視 圖。圖7是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(每一分割件的螺紋槽的寬度不同)的剖視 圖。圖8是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(每一分割件的螺紋槽的深度變化量不同) 的剖視圖。圖9是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(每一分割件與轉(zhuǎn)子間的間隙不同)的剖視 圖。圖10是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(具有堆積生成物用的槽)的剖視圖。圖11是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(具有利用卡合銷與卡合孔(閉孔)的螺 紋槽對位機(jī)構(gòu))的剖視圖。圖12是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(具有利用卡合銷與卡合孔(通孔)的螺 紋槽對位機(jī)構(gòu))的剖視圖。圖13是從圖2的箭頭B方向看的螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(具有利用臺階 部的螺紋槽對位機(jī)構(gòu))的側(cè)視圖。圖14是從圖2的箭頭B方向看的螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(具有利用卡合 凸部和卡合凹部的螺紋槽對位機(jī)構(gòu))的側(cè)視圖。
圖15是從圖2的箭頭B方向看的螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(采用作業(yè)用的 把手)的側(cè)視圖。圖16是采用螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(將下側(cè)的分割件與泵基座一體設(shè)置) 的真空泵的剖視圖。圖17是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(采用蓋部)的剖視圖。圖18是螺紋槽排氣部的其它實施形態(tài)(采用增強部件)的剖視圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明實施本發(fā)明的最佳形態(tài)。圖1是采用了本發(fā)明一實施形態(tài)的螺紋槽排氣部的筒形固定部件的真空泵的剖 視圖，圖2是圖1中的A部放大圖，圖3是螺紋槽排氣定子(螺紋槽排氣部的固定部件)的 俯視圖，圖4是圖3的E-E剖視圖。圖1中的真空泵P被作為譬如半導(dǎo)體制造裝置或液晶顯示面板制造裝置上的真空 裝置的一部分使用，且將真空容器內(nèi)的壓力設(shè)定在規(guī)定的真空度。該圖中的真空泵P在外部殼體1內(nèi)設(shè)有通過旋轉(zhuǎn)翼13和固定翼14來排出氣體 的翼排氣部Pt、通過螺旋狀的螺紋槽排氣通道S來排出氣體的螺紋槽排氣部Ps、以及對它 們進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動系統(tǒng)。<外部殼體的具體結(jié)構(gòu)>外部殼體1形成有底圓筒形，通過用螺栓將筒狀的泵殼體1A與有底筒狀的泵基座 1B沿其筒軸方向連結(jié)成一體。在泵殼體1A的上端部附近開有吸氣口 2，在泵基座1B的下 端部側(cè)面則設(shè)有排氣口 3。吸氣口 2通過設(shè)在泵殼體1A上邊緣的凸緣1C上的圖中未示的螺栓，與譬如半導(dǎo) 體制造裝置的處理容器等達(dá)到高真空的圖中未示的真空容器連接。排氣口 3則與圖中未示 的輔助泵連通。<支撐驅(qū)動系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)>在泵殼體1A內(nèi)的中央部設(shè)有內(nèi)裝各種電氣安裝件的圓筒狀定子支柱4，定子支柱 4以其下端附近被旋緊固定在泵基座1B上的形態(tài)豎立。在定子支柱4的內(nèi)側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)子軸5，轉(zhuǎn)子軸5的上端部向著吸氣口 2的方向，其下 端部向著泵基座1B的方向。另外，轉(zhuǎn)子軸5的上端部從定子支柱4的圓筒上端面向上方突 出。在定子支柱4的外側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)子6。轉(zhuǎn)子6收容在泵殼體1A內(nèi)，并且形成包圍定子 支柱4外周的圓筒形狀。另外，該轉(zhuǎn)子6與先前說明的轉(zhuǎn)子軸5形成一體。作為轉(zhuǎn)子6與 轉(zhuǎn)子軸5 —體化結(jié)構(gòu)的一例，圖1中的真空泵P是在轉(zhuǎn)子6的上端部內(nèi)側(cè)設(shè)置帶輪轂孔7 的凸緣8，并且在轉(zhuǎn)子軸5的上端部外周形成臺階部9。并且，比該臺階部9更高的轉(zhuǎn)子軸 5上端部嵌入上述凸緣8的輪轂孔7中，通過將凸緣8與臺階部9旋緊固定，使轉(zhuǎn)子6與轉(zhuǎn) 子軸5形成一體。由上述轉(zhuǎn)子軸5與轉(zhuǎn)子6構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體被徑向磁懸浮軸承10和軸向磁懸浮軸承 11支撐而可在徑向和軸向旋轉(zhuǎn)，且在此狀態(tài)下以轉(zhuǎn)子軸5為軸心而受驅(qū)動馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
驅(qū)動馬達(dá)12由定子12A和轉(zhuǎn)子12B構(gòu)成，設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸5的大致中央附近。上述 驅(qū)動馬達(dá)12的定子12A設(shè)置在定子支柱4的內(nèi)側(cè)，驅(qū)動馬達(dá)12的轉(zhuǎn)子12B則一體地安裝 在轉(zhuǎn)子軸5的外周面?zhèn)?。徑向磁懸浮軸承10在驅(qū)動馬達(dá)12的上下方各設(shè)置1組，共計2組，軸向磁懸浮軸 承11則是在轉(zhuǎn)子軸5的下端部附近設(shè)置1組。2組徑向磁懸浮軸承10、10分別具有安裝在轉(zhuǎn)子軸5的外周面上的徑向電磁鐵對 電極10A、設(shè)于與之相向的定子支柱4內(nèi)側(cè)面上的多個徑向電磁鐵10B、以及徑向變位傳感 器10C。徑向電磁鐵對電極10A由層疊鋼板構(gòu)成，這種層疊鋼板由高磁導(dǎo)率材料的鋼板層疊 而成，徑向電磁鐵10B則通過電磁鐵對電極10A而利用磁力沿徑向吸引轉(zhuǎn)子軸5。徑向變位 傳感器10C檢出轉(zhuǎn)子軸5的徑向變位。并且，基于徑向變位傳感器10C上的檢出值(轉(zhuǎn)子 軸的徑向變位)來控制徑向電磁鐵10B的勵磁電流，由此使由轉(zhuǎn)子軸5和轉(zhuǎn)子6組成的旋 轉(zhuǎn)體被磁力上浮支撐在徑向規(guī)定位置上。軸向磁懸浮軸承11則具有安裝在轉(zhuǎn)子軸5的下端部外周的圓盤形狀電樞盤11A、 隔著電樞盤11而上下相向的軸向電磁鐵11B、以及設(shè)置在稍微脫離轉(zhuǎn)子軸5下端面的位置 上的軸向變位傳感器11C。電樞盤11A由高導(dǎo)磁率材料構(gòu)成，上下方的軸向電磁鐵11B利用磁力從上下方向 吸引電樞盤11A。軸向變位傳感器11C檢出轉(zhuǎn)子軸5的軸向變位。并且，基于軸向變位傳感 器11C上的檢出值(轉(zhuǎn)子軸的軸向變位)來控制上下方的軸向電磁鐵11B的勵磁電流，由 此使由轉(zhuǎn)子軸5和轉(zhuǎn)子6組成的旋轉(zhuǎn)體被磁力上浮支撐在軸向規(guī)定位置上。<翼排氣部Pt的具體結(jié)構(gòu)>在圖1中的真空泵P上，轉(zhuǎn)子6的大致上半部分作為翼排氣部Pt發(fā)揮作用。以下 詳細(xì)說明該翼排氣部Pt。在轉(zhuǎn)子6的大致上半部分的外周面上一體地設(shè)置多個旋轉(zhuǎn)翼13。這些旋轉(zhuǎn)翼13 以轉(zhuǎn)子軸6的旋轉(zhuǎn)軸心或外部殼體1的軸心(以下稱為“泵軸心”)為中心呈放射狀排列。 另一方面，在泵殼體1A的內(nèi)周面附近設(shè)有多個固定翼14，這些固定翼14以泵軸心為中心呈 放射狀排列。并且，上述旋轉(zhuǎn)翼13和固定翼14沿著泵軸心交替地配置多層，由此形成翼排 氣部Pt。所有的旋轉(zhuǎn)翼13都是通過與轉(zhuǎn)子6的外徑加工部一體進(jìn)行切削加工而形成的葉 片狀切削加工件，并且以最適于排出氣體分子的角度傾斜。所有的固定翼14也是以最適于 排出氣體分子的角度傾斜。<翼排氣部Pt的排氣動作>通過起動驅(qū)動馬達(dá)12，使轉(zhuǎn)子軸5、轉(zhuǎn)子6以及多個旋轉(zhuǎn)翼13 —體地高速旋轉(zhuǎn)，且 最上層的旋轉(zhuǎn)翼13對從吸氣口 2吸入的氣體分子施加向下方向的運動量。具有這種向下方 向運動量的氣體分子被固定翼14送入下一層旋轉(zhuǎn)翼13附近。通過多層反復(fù)地進(jìn)行上述那 種對氣體分子施加運動量以及送入的動作，使吸入口 2附近的氣體分子以依次向螺紋槽排 氣部Ps的上游(更具體說是后述的螺紋槽排氣通道S的上游入口 19A)輸送的方式排出。<螺紋槽排氣部Ps的具體結(jié)構(gòu)>在圖1中的真空泵P上，轉(zhuǎn)子6的大致下半部分作為螺紋槽排氣部Ps發(fā)揮作用。 以下詳細(xì)說明該螺紋槽排氣部Ps。
轉(zhuǎn)子6的大致下半部分是作為螺紋槽排氣部Ps的旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的部分，通過 收容在螺紋槽排氣部Ps的筒形固定部件即筒狀螺紋槽排氣部定子18內(nèi)，如圖2所示，配置 成隔著規(guī)定的間隙G與螺紋槽排氣部定子18相向的狀態(tài)。間隙G約為0. 7mm。螺紋槽排氣部定子18(螺紋槽排氣部Ps的筒形固定部件)在其內(nèi)周部形成螺紋 槽19，該螺紋槽19的形狀為隨著深度向下延伸而縮小口徑的圓錐形，其下端部被泵基座1B 支撐。在螺紋槽排氣部Ps，通過在上述螺紋槽排氣部定子18的內(nèi)周面上形成螺紋槽19， 在該螺紋槽19和與之相向的轉(zhuǎn)子6的大致下半部分的外周面之間形成螺旋狀的螺紋槽排 氣通道S。雖然圖中未示出，但也可通過在轉(zhuǎn)子6的大致下半部分的外周面上形成上述螺紋 槽，從而在該螺紋槽和與之相向的螺紋槽排氣部定子18的內(nèi)周面之間形成螺旋狀的螺紋 槽排氣通道。另外，該螺紋槽排氣部Ps的螺紋槽排氣部定子18在轉(zhuǎn)子6 (螺紋槽排氣部Ps的 旋轉(zhuǎn)部件)的旋轉(zhuǎn)軸心方向上被分割成2個分割件18A和18B，各分割件18A和18B用螺栓 等連結(jié)方式或熱壓等接合方式連結(jié)成一體。由于對螺紋槽排氣部定子18的分割，使在其內(nèi) 周面上形成的螺紋槽19也在同樣的方向被分割，分割后的螺紋槽19設(shè)置在各分割件18A、 18B上。不過，對螺紋槽排氣部定子18的分割不限于本例的分割為2個，也可以分割為2個 以上，譬如3個、4個。另外，在2個分割件18A、18B的連結(jié)部可以采用凹凸嵌合結(jié)構(gòu)D等公 知的嵌合結(jié)構(gòu)。在本真空泵P上，作為上述螺紋槽排氣部Ps的一個實施形態(tài)，組成螺紋槽排氣部 定子18的2個分割件18A、18B分別用不同的材料形成(參照圖4)。具體是，接近轉(zhuǎn)子6的 重心而容易受到該轉(zhuǎn)子6毀壞時所產(chǎn)生的影響的上側(cè)的分割件18A采用高強度材料，具體 是對用鍛造加工或推出/拉出加工制造的材料進(jìn)行切削加工得到的較高價的切削加工件， 而不易受到這種影響的下側(cè)的分割件18B則采用價廉的鑄件，這樣既能維持真空泵的強度 又能降低成本。在本真空泵P上，在上述螺紋槽排氣部定子18的內(nèi)周面上形成螺紋槽19，而在與 螺紋槽19相向的轉(zhuǎn)子6的大致下半部分的外周面上形成平滑的圓筒面，由此在螺紋槽排氣 部定子18 (筒形固定部件)與轉(zhuǎn)子6 (旋轉(zhuǎn)部件)之間形成螺旋狀的螺紋槽排氣通道S。不 過，螺紋槽排氣部Ps在圖3中是設(shè)置5條螺紋槽19，但可以根據(jù)需要而適當(dāng)變更螺紋槽的 條數(shù)。螺紋槽排氣通道S是從螺紋槽排氣部定子18的上端向下端呈螺旋狀地延伸。并 且，螺紋槽排氣通道S的上游入口 19A與最下層旋轉(zhuǎn)翼13和固定翼14之間的微小間隙連 通，該螺紋槽排氣通道S的下游出口 19B附近則與排氣口 3附近連通。另外，本螺紋槽排氣 部Ps是利用螺紋槽19和轉(zhuǎn)子6外周面上的牽引效果而將氣體一邊壓縮一邊輸送，因此螺 紋槽19的深度被設(shè)定成在螺紋槽排氣通道S的上游入口 19A附近最深，而在其下游出口 19B附近最淺。<螺紋槽排氣部的排氣動作>如上所述，一旦通過起動驅(qū)動馬達(dá)12使轉(zhuǎn)子軸5、轉(zhuǎn)子6以及多個旋轉(zhuǎn)翼13 —體 地高速旋轉(zhuǎn)，上述翼排氣部Ps的排氣動作就使到達(dá)螺紋槽排氣通道S的上游入口 19A的氣 體分子進(jìn)入螺紋槽排氣通道S內(nèi)，并且由于轉(zhuǎn)子6的外周面和螺紋槽19的牽引效果而一邊從過渡流被壓縮成粘性流一邊向排氣口 3轉(zhuǎn)移，并最終通過圖中未示的輔助泵向外部排 出?！绰菁y槽排氣部的其它實施形態(tài)〉圖5到圖18是螺紋槽排氣部Ps的其它實施形態(tài)的說明圖。圖5中的螺紋槽排氣部Ps是將螺紋槽排氣部定子18 (螺紋槽排氣部Ps的筒形固 定部件)與圖1的實施形態(tài)同樣地分割成2個分割件18A、18B，并且在各分割件18A、18B上 設(shè)置螺紋槽19。并且，上側(cè)的分割件18A和下側(cè)的分割件18B的螺紋槽19的導(dǎo)程角0不 同，分別為30度和15度。不過，螺紋槽19的導(dǎo)程角0不限于上述例子，可以根據(jù)需要適 當(dāng)變更。圖6中的螺紋槽排氣部Ps是將螺紋槽排氣部定子18 (螺紋槽排氣部Ps的筒形固 定部件)與圖1的實施形態(tài)同樣地分割成2個分割件18A、18B，且在各18A、18B上設(shè)置螺紋 槽19，而上側(cè)的分割件18A上的螺紋槽19的條數(shù)與下側(cè)的分割件18B不同。圖7中的螺紋槽排氣部Ps是將螺紋槽排氣部定子18 (螺紋槽排氣部Ps的筒形固 定部件)與圖1的實施形態(tài)同樣地分割成2個分割件18A、18B，且在各18A、18B上設(shè)置螺 紋槽19，而上側(cè)的分割件18A上的螺紋槽19的寬度與下側(cè)的分割件18B不同，寬度分別為 L1、L2。圖8中的螺紋槽排氣部Ps是將螺紋槽排氣部定子18 (螺紋槽排氣部Ps的筒形固 定部件)與圖1的實施形態(tài)同樣地分割成2個分割件18A、18B，且在各18A、18B上設(shè)置螺紋 槽19，而上側(cè)的分割件18A上的螺紋槽19的深度變化量與下側(cè)的分割件18B不同。在圖8 中，上側(cè)的分割件18A上的螺紋槽190以相同的斜度變淺，而下側(cè)的分割件18B上的螺紋槽 191的深度則沒有變化(變化量=0)，但本發(fā)明不限于本例。雖然圖中未示，但也可以采用 如下形態(tài)下側(cè)的分割件18B的螺紋槽191以比上側(cè)的分割件18A的螺紋槽190更緩的斜 度變淺。圖9中的螺紋槽排氣部Ps是將螺紋槽排氣部定子18 (螺紋槽排氣部Ps的筒形固 定部件)與圖1的實施形態(tài)同樣地分割成2個分割件18A、18B，且在各18A、18B上設(shè)置螺紋 槽19，在上側(cè)的分割件18A上和下側(cè)的分割件18B上通過改變從螺紋槽19的槽上端到轉(zhuǎn)子 6的距離，使螺紋槽排氣部定子18 (螺紋槽排氣部Ps的筒形固定部件)與轉(zhuǎn)子6 (螺紋槽排 氣部Ps的旋轉(zhuǎn)部件)間的間隙不同，間隙分別為Gl、G2。在圖9中，由于壓力較高的下側(cè) 的分割件18B較容易堆積生成物，因此將上述間隙設(shè)定為Gl < G2。間隙G1為約0. 7mm,間 隙G2為約1mm。圖10中的螺紋槽排氣部Ps是在螺紋槽排氣部定子18 (螺紋槽排氣部Ps的筒形 固定部件)的上表面設(shè)置沿旋轉(zhuǎn)軸心方向形成的槽20，使因在泵內(nèi)部排出的氣體壓力較高 的部分固化等而生成的生成物在該槽20中堆積，由此防止生成物堆積在螺紋槽排氣部定 子18的上表面時與旋轉(zhuǎn)翼13之間發(fā)生接觸。在圖10的例子中，是將螺紋槽排氣部定子18 分割成2個分割件18A、18B,因此上述槽20設(shè)置在上側(cè)的分割件18A的上表面。不過，雖然 圖中未示，但如果將螺紋槽排氣部定子18分割成3個或3個以上的分割件，則將該槽20設(shè) 置在最接近旋轉(zhuǎn)翼13的最上部的分割件的上表面。采用以上所述的螺紋槽排氣部定子18的分割結(jié)構(gòu)時，必須將各分割件18A、18B上 所設(shè)的螺紋槽19連續(xù)地加以連接。如果螺紋槽19在中途斷開，就無法在從螺紋槽排氣通道S的上游入口 19A到下游出口 19B之間進(jìn)行由上述牽引效果實現(xiàn)的氣體的壓縮和排出動 作。另一方面，螺紋槽19形成于分割件18A和18B的內(nèi)周面上，而且螺紋槽19的連結(jié)部處 于作業(yè)人員難以看到的位置，因此螺紋槽19的連結(jié)作業(yè)很困難。為此，當(dāng)采用上述的螺紋槽排氣部定子18的分割結(jié)構(gòu)時，最好是采用圖11到圖14 所示的螺紋槽對位機(jī)構(gòu)21。這些螺紋槽對位機(jī)構(gòu)21都是用于使上側(cè)的分割件18A的螺紋 槽19與下側(cè)的分割件18B的螺紋槽19連續(xù)的機(jī)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)如下。圖11的螺紋槽對位機(jī)構(gòu)21由卡合銷21A和卡合孔21B組成，卡合銷21A為豎立 在下側(cè)的分割件18B的分割面上的錐形銷，卡合孔21B則穿孔在與該分割面接合的上側(cè)的 分割件18A的分割面，通過將卡合銷21A插入卡合孔21B而與之嵌合來將兩個分割件18A 和18B的螺紋槽19對位。不過，在圖11的例子中，為了便于將卡合銷21A插入卡合孔21B， 對卡合孔21B的邊緣部實施了倒角加工。而作為其它的實施形態(tài)，也可以將上述卡合銷21A豎立在上側(cè)的分割件18A的分 割面上，并且使上述卡合孔21B穿孔在與該分割面接合的下側(cè)的分割件18B。另外，上述的 卡合銷21A和卡合孔21B也可以設(shè)置多組。當(dāng)設(shè)置2組時，由于上下的分割件18A和18B的 徑向位置也已定位，因此也可以省略先前所述的嵌合結(jié)構(gòu)D。在這種情況下，為了應(yīng)對某個 卡合銷21A折斷的情況，最好采用后述圖13所示的臺階部21D、21E的接合結(jié)構(gòu)或圖14所 示的卡合凸部21F與卡合凹部21G的卡合結(jié)構(gòu)。上述卡合孔21B的形態(tài)既可以是先前所述的圖11那樣的閉孔，也可以是圖12那 樣的貫通上側(cè)分割件18A的上下端面的通孔。在這種情況下，卡合孔21A插入該通孔的下 端與之嵌合，而該通孔的上端則作為確認(rèn)卡合銷21A的位置的確認(rèn)窗21C發(fā)揮作用。當(dāng)采用圖12所示的通孔作為卡合孔21B的一例時，在將卡合銷21A插入卡合孔 21B與之嵌合、從而在上側(cè)的分割件18A與下側(cè)的分割件18B間進(jìn)行螺紋槽19的對位時，作 業(yè)人員可以從確認(rèn)窗21C確認(rèn)卡合孔21A的位置，因此對位作業(yè)容易實施。圖13的螺紋槽對位機(jī)構(gòu)21由在上側(cè)的分割件18A的分割面上形成的第1臺階部 21D和在與該分割面接合的下側(cè)的分割件18B的分割面上形成的第2臺階部21E組成，通過 將這兩個臺階部21D和21E在至少兩個部位相互嚙合，來實現(xiàn)兩個分割件18A和18B的螺 紋槽19的對位。雖然圖中未示，但臺階部21D、21E也可以是傾斜的。圖14的螺紋槽對位機(jī)構(gòu)21由在上側(cè)的分割件18A的分割面上形成的卡合凸部 21F和在與該分割面接合的下側(cè)的分割件18B的分割面上形成的卡合凹部21G組成，通過將 這樣的卡合凸部21F和卡合凹部21G在至少一個部位相互嚙合，來實現(xiàn)兩個分割件18A和 18B的螺紋槽19的對位。采用以上說明的螺紋槽排氣部定子18的分割結(jié)構(gòu)時，要實施將上側(cè)的分割件18A 設(shè)置在下側(cè)的分割件18B上的作業(yè)，而在實施該作業(yè)時，通過使用圖15所示的作業(yè)用把手 22，能夠提高設(shè)置作業(yè)的效率。上述把手22采用在螺栓22A的頭部設(shè)置環(huán)形握持部22B的形態(tài)(有眼螺栓)。并 且，在上側(cè)的分割件18A的上表面形成圖中未示的螺紋孔，通過將把手22的螺栓22A擰入 該螺紋孔，將該把手22以可自由拆卸的方式安裝到上側(cè)的分割件18A上。并且，一旦上述 的設(shè)置作業(yè)完成，該把手22就從上側(cè)的分割件18A取下，以用于下一次的設(shè)置作業(yè)。至于 將把手22安裝到上側(cè)的分割件18A上的方法，還可采用上述螺栓22A以外的方法。
以上說明的螺紋槽排氣部Ps都是將螺紋槽排氣部定子18 (螺紋槽排氣部Ps的筒 形固定部件)分割成2個分割件18A、18B，并且用泵基座1B來支撐下側(cè)的分割件18B(參 照圖1等)。在這種結(jié)構(gòu)中，可以通過對泵基座1B進(jìn)行加工來使下側(cè)的分割件18B如圖16 那樣與泵基座1B形成一體。不過，雖然圖中未示，但在將螺紋槽排氣部定子18分割為3個 或更多的分割件時，位于最下部的分割件就與泵基座1B形成一體。采用上述的泵基座1B與分割件18B形成一體的結(jié)構(gòu)，能夠減少零件數(shù)量。另外， 由于泵基座1B和下側(cè)的分割件18B上不存在妨礙熱傳遞的接合面，因此能夠利用內(nèi)裝在泵 基座1B中的圖中未示的水冷管有效地將螺紋槽排氣部定子18整體冷卻。以上說明的螺紋槽排氣部Ps可以如圖17那樣將上側(cè)的分割件18A的外周部切 除，使上側(cè)的分割件18A容易因毀壞扭矩而彎曲變形。在這種情況下，生成物會進(jìn)入分割件 18A與位于其外側(cè)的部件(圖17中是泵基座1B)之間的間隙30，有可能將間隙30填滿。而 一旦間隙30被填滿，分割件18A就不易變形。所述間隙30是由于將所述分割件18A的外 周部切除而產(chǎn)生的。為了解決上述問題，圖17的螺紋槽排氣部Ps在上側(cè)的分割件18A的上端外周部 設(shè)有蓋部40，作為生成物混入防止裝置來防止生成物進(jìn)入間隙30。另外，雖然圖中未示，但 在將螺紋槽排氣部定子18分割為3個或更多的分割件時，至少要將位于最上部的分割件的 外周部切除以便于其彎曲變形，同時在位于最上部的分割件的上端外周部設(shè)置上述的蓋部 40。然而，如果蓋部40的強度過高，就會破壞上側(cè)的分割件18A的彎曲變形帶來的效 果，因此最好通過盡量減小蓋部40的厚度來降低其強度。作為蓋部40的具體結(jié)構(gòu)，可以采用與上側(cè)的分割件18A分開的部件，譬如圖17那 樣在用螺釘?shù)裙潭ú考?0A將薄板安裝固定在上側(cè)的分割件18A的上端面。另外，在如先前 所述那樣將上側(cè)的分割件18A的外周部切除時，可以如圖18那樣保留將成為蓋部40的部 位，從而使蓋部40與上側(cè)的分割件18A形成一體。不過，雖然圖17是在下側(cè)的分割件18B 與泵基座1B形成一體的結(jié)構(gòu)中采用蓋部40，但也可以在下側(cè)的分割件18B未與泵基座1B 形成一體的結(jié)構(gòu)中(參照圖1等)采用這種蓋部40。由于上述間隙30，上側(cè)的分割件18A容易彎曲變形，但同時也會因較弱的力而發(fā) 生斷裂。一旦因較弱的力而輕易發(fā)生斷裂，就無法充分發(fā)揮上側(cè)的分割件18A的彎曲變形 所帶來的效果。因此，圖18的螺紋槽排氣部Ps在上側(cè)的分割件18A的外周部、具體是在形 成間隙30的部位安裝了 CFRP等高強度部件作為增強部件50。不過，雖然圖18是在下側(cè)的 分割件18B與泵基座1B形成一體的結(jié)構(gòu)中采用增強部件50，但也可以在下側(cè)的分割件18B 未與泵基座1B形成一體的結(jié)構(gòu)中(參照圖1等)采用這種增強部件50。以上說明的圖5到圖18的螺紋槽排氣部Ps也可以如圖4那樣用不同的材料來形 成各分割件18A、18B。另外，也可以根據(jù)需要適當(dāng)組合圖5到圖9所示的形狀復(fù)雜的螺紋槽 19、190、191，由此形成形狀更為復(fù)雜的螺紋槽。在以上說明的全部實施形態(tài)中，螺紋槽排氣部定子18(螺紋槽排氣部Ps的固定部 件)的具體結(jié)構(gòu)是，該螺紋槽排氣部定子18在轉(zhuǎn)子6 (螺紋槽排氣部Ps的旋轉(zhuǎn)部件)的旋 轉(zhuǎn)軸心方向上被分割成2個以上的分割件18A、18B，因此具有以下⑴或⑵的作用效果
坐 寸。
(1)能夠用與各種必要強度相應(yīng)的不同材料形成各分割件，譬如特別要求高強度 的部位的分割件采用對鍛造加工或推出/拉出加工制造的材料進(jìn)行切削加工得到的較高 價的加工件，而強度要求不高的部位的分割件則采用價廉的鑄件制作，這樣既能維持真空 泵的強度又能降低成本。(2)通過對各分割件個別地實施螺紋槽加工，即使不用高級生產(chǎn)設(shè)備，也能在螺紋 槽排氣部定子18的內(nèi)周面上加工出導(dǎo)程角0、條數(shù)、寬度LI、L2、深度變化量、或者與轉(zhuǎn)子 6之間的間隙等在轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)軸心方向上發(fā)生變化的形狀復(fù)雜的螺紋槽，并且能夠通過 采用這種螺紋槽來使真空泵整體的排氣性能和壓縮性能提升。符號說明1外部殼體1A泵殼體1B泵基座1C凸緣2吸氣口 3排氣口 4定子支柱 5轉(zhuǎn)子軸6轉(zhuǎn)子7輪轂孔8凸緣9臺階部10徑向磁懸浮軸承10A徑向電磁鐵對 電極10B徑向電磁鐵10C徑向變位傳感器11軸向磁懸浮軸承11A電樞盤11B軸向 電磁鐵11C軸向變位傳感器12驅(qū)動馬達(dá)12A定子12B轉(zhuǎn)子13旋轉(zhuǎn)翼14固定翼 18螺紋槽排氣部定子18A、18B分割件19、190、191螺紋槽19A螺紋槽排氣通道的上游 入口 19B螺紋槽排氣通道的下游出口 20堆積生成物用的槽21螺紋槽對位機(jī)構(gòu)21A 卡合銷21B卡合孔21C確認(rèn)窗21D第1臺階部21E第2臺階部21F卡合凸部21G 卡合凹部22把手22A螺栓22B握持部30分割件與位于其外側(cè)的部件之間的間隙 40蓋部50增強部件D嵌合結(jié)構(gòu)G、G1、G2轉(zhuǎn)子與螺紋槽排氣部定子之間的間隙L1、 L2螺紋槽的槽寬P真空泵Pt翼排氣部Ps螺紋槽排氣部S螺紋槽排氣通道0螺 紋槽的導(dǎo)程角
權(quán)利要求
1.一種螺紋槽排氣部的筒形固定部件，配置成使其包圍螺紋槽排氣部的旋轉(zhuǎn)部件的外 周之狀態(tài)，其特征在于，在上述筒形固定部件與上述旋轉(zhuǎn)部件之間具有排出氣體作用的螺 旋狀的螺紋槽排氣通道，上述筒形固定部件在上述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方向上被分割成2 個以上的分割件。
2.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，上述筒形固定部 件的分割件分別用不同的材料來制成。
3.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，在上述各分割件 上設(shè)置有用于形成上述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，在上述其一的分割件和其它的分割件 上，螺紋槽的導(dǎo)程角不同。
4.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，在上述各分割件 上設(shè)置有用于形成上述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，在上述其一的分割件和其它的分割件 上，螺紋槽的條數(shù)不同。
5.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，在上述各分割件 上設(shè)置有用于形成上述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，在上述其一的分割件和其它的分割件 上，螺紋槽的寬度不同。
6.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，在上述各分割件 上設(shè)置有用于形成上述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，在上述其一的分割件和其它的分割件 上，螺紋槽的深度變化量不同。
7.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，在上述各分割件 上設(shè)置有用于形成上述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，在上述其一的分割件和其它的分割件 上，通過改變從螺紋槽的槽上端到旋轉(zhuǎn)部件為止的距離來使筒形固定部件與旋轉(zhuǎn)部件之間 的間隙不同。
8.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，上述筒形固定部 件具有在其上表面沿著旋轉(zhuǎn)軸心方向而形成的槽。
9.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，在上述各分割件 上設(shè)置有用于形成上述螺紋槽排氣通道的螺紋槽，上述筒形固定部件具有將其一的分割件 的螺紋槽與其它的分割件的螺紋槽連續(xù)地加以連結(jié)的螺紋槽對位機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，上述螺紋槽對位 機(jī)構(gòu)由豎立在其一的分割件的分割面上的卡合銷和穿孔在與該分割面接合的其它的分割 件的分割面上的卡合孔來構(gòu)成，并且上述卡合銷插入上述卡合孔而與之嵌合。
11.如權(quán)利要求10所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，上述卡合孔由 貫通上述分割件的上下端面的通孔來構(gòu)成，上述卡合銷插入該通孔的一端而與之嵌合，該 通孔的另一端則作為確認(rèn)窗而用來確認(rèn)上述卡合銷的位置。
12.如權(quán)利要求9所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，上述螺紋槽對位 機(jī)構(gòu)由在其一的分割件的分割面上形成的第1臺階部和在與該分割面接合的其它的分割 件的分割面上形成的第2臺階部來構(gòu)成，并且上述兩個臺階部相互接合。
13.如權(quán)利要求9所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，上述螺紋槽對位 機(jī)構(gòu)由在其一的分割件的分割面上形成的卡合凹部和在與該分割面接合的其它的分割件 的分割面上形成的卡合凸部來構(gòu)成，并且上述卡合凸部與上述卡合凹部卡合。
14.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，用于將其一的分 割件設(shè)置在其它的分割件上的作業(yè)用把手以可自由拆卸的方式安裝在該其一的分割件上。
15.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，上述筒形固定部 件的下端部受泵基座支撐，通過對上述泵基座進(jìn)行加工而使上述2個以上的分割件中位于 最下部的分割件與該泵基座形成一體。
16.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，生成物混入防止 裝置由上述筒形固定部件在2個以上的分割件中位于最上部的分割件的上端外周部設(shè)置 蓋部來構(gòu)成，用來防止生成物進(jìn)入上述分割件與位于其外側(cè)的部件之間的間隙中。
17.如權(quán)利要求1所述的螺紋槽排氣部的筒形固定部件，其特征在于，在上述分割件的 外周部安裝增強部件。
18.一種真空泵，其特征在于，使用權(quán)利要求1到17中任意一項所述的螺紋槽排氣部的 筒形固定部件。
全文摘要
一種螺紋槽排氣泵部的筒形固定部件，在維持真空泵對于毀壞力矩的強度的同時降低其成本，并且容易在螺紋槽排氣部的筒形固定部件上制作出在螺紋槽排氣部的旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方向上寬度、深度、導(dǎo)程角等發(fā)生變化的形狀復(fù)雜的螺紋槽，通過采用上述螺紋槽來提升真空泵整體的排氣性能和壓縮性能。螺紋槽排氣部(Ps)的筒形固定部件(螺紋槽排氣部定子(18))配置成包圍螺紋槽排氣部(Ps)的旋轉(zhuǎn)部件(轉(zhuǎn)子(6)的大致下半部分)的狀態(tài)，從而與旋轉(zhuǎn)部件之間形成用于排出氣體的螺旋狀的螺紋槽排氣通道(S)。這種筒形固定部件在旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸心方向上被分割成2個以上的分割件(18A、18B)，通過螺栓等連結(jié)方式或熱壓等接合方式將這些分割件連結(jié)成一體。
文檔編號F04D19/04GK102667169SQ201080053910
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者三輪田透, 前島靖, 坂口祐幸, 大立好伸, 高阿田勉 申請人:埃地沃茲日本有限公司