專利名稱：渦輪分子泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使真空室等成為真空的渦輪分子泵。
背景技術：
在現有技術中，在制造例如IC制品等的情況下，在各作業(yè)室內進行各工序，如果在一個作業(yè)室內完成一個工序，則將被作業(yè)物向下一個作業(yè)室搬送。在此，例如，有時候有必要在一個作業(yè)室中使該室內成為真空(真空室)，此時，使用渦輪分子泵。作為這樣的渦輪分子泵，存在著例如如圖4所示的復合型渦輪分子泵。在同一圖中，在該外殼101形成有吸入口部102和排出口部103。在外殼101內收納有轉子104，在該轉子104形成有向著外殼101的內周壁面延伸的轉子葉片105和圓筒狀的轉子筒部117。
而且，在定子側，相對于轉子葉片105，安裝有定子葉片106，相對于轉子筒部117，在轉子筒部117的外側安裝有定子螺紋槽115a，在轉子筒部117的內側安裝有定子螺紋槽115b。這樣地使用螺紋槽來進行排氣的機構被稱為霍爾威克(Holweck)式。從吸入口部102吸入的氣體(gas)通過高速旋轉的轉子葉片105和定子葉片106的相互作用而被壓縮，進一步被轉子筒部117和定子螺紋槽115a、115b壓縮，從排出口部103排出。此外，為了將氣體引導至轉子筒部117的內側的流路，在轉子筒部117沿旋轉軸的半徑方向伸出的部分設有開口 151。這樣，在現有示例中，通過使用轉子筒部117的內側的霍爾威克部和外側的霍爾威克部來進行排氣，從而提高排氣能力。作為這樣的類型的渦輪分子泵的具體示例，能夠列舉專利文獻I。另外，在轉子筒部117的內側下部，形成有用于設置平衡器用的樹脂的槽161。將平衡器設置于內側下部是因為由于轉子104的重心位于上側，因而為了使平衡器的效果變大，將平衡器設置于離重心較遠的地方。專利文獻I :日本實開平5-38389號公報。

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題
可是，由于轉子104以高速旋轉，因而必然產生過大的應力。設有開口 151的沿半徑方向伸出的部分,一般而言寬度窄，設置充分的大小的開口在設計上困難。因此，開口 151無論如何也變小，同時難以設置緩和應力的形狀，例如大的R。結果，存在著難以緩和應力并同時將成為排氣對象的氣體引導至內側的定子螺紋槽115b的問題。于是，本發(fā)明的目的是，提供一種提高排氣性能的渦輪分子泵。用于解決問題的技術方案權利要求I所記載的發(fā)明提供一種渦輪分子泵，該渦輪分子泵具備外殼；內筒，配設于所述外殼的中心；轉子，被所述內筒軸支，具有形成于吸氣口側的第I筒部、從所述第I筒部向著所述外殼的內周形成的轉子葉片、形成于所述第I筒部的下端且外徑比所述第I筒部更大的第2筒部以及將所述第I筒部的下端和所述第2筒部的上端接合的臺階部；定子葉片，相對于所述外殼而固定，并與所述轉子葉片相對應地形成;第I螺紋槽部，形成于所述第2筒部的外側和所述外殼的內側之間；以及第2螺紋槽部，形成于所述第2筒部的內側和所述內筒之間，其中，在所述第I筒部和所述臺階部的接合部，設置開口于所述第I筒部和所述臺階部的兩方的開口部。權利要求2所記載的發(fā)明提供根據權利要求I所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述開口部等間隔地設在所述第I筒部和所述臺階部的接合部的整周。權利要求3所記載的發(fā)明提供根據權利要求I或2所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述開口部的角部成為R形狀，所述第I筒部處的R形狀的半徑比所述臺階部處的R形狀的半徑更小。 權利要求4所記載的發(fā)明提供根據權利要求1、2、3所述的渦輪分子泵，其特征在于，在所述轉子的內側的比所述第2螺紋槽部更靠近吸氣口側的部分，形成有質量附加用的凹部。發(fā)明的效果
依照本發(fā)明，通過改善渦輪分子泵的排氣系統，從而能夠提高渦輪分子泵的能力。


圖I是用于說明本實施方式的渦輪分子泵的圖。圖2是用于說明開口部分的圖。圖3是用于說明開口部分和螺紋槽部分的圖。圖4是用于說明現有示例的圖。
具體實施例方式(I)實施方式的概要
渦輪分子泵(圖I)是將葉片部和螺紋槽部組合的復合型真空泵。而且，在保持轉子葉片5的轉子葉片保持部31和保持轉子筒部17的臺階部72的接合部，形成有遍及兩者的開Π 51。對葉片部進行排氣后的氣體中的一部分，在由轉子筒部17和定子螺紋槽15a構成的螺紋槽部(外側的霍爾威克部)被排出，剩余經由開口 51而被引導至轉子筒部17的內偵牝在由轉子筒部17和定子螺紋槽15b構成的螺紋槽部(內側的霍爾威克部)被排出。開口 51，在形成于轉子葉片保持部31和臺階部72的接合部的情況下，能夠承受轉子4的旋轉所導致的應力。另外，通過將設置有平衡器用的重錘的槽61設置于比定子螺紋槽15b更靠近吸氣口側的間隙部分，從而沒有必要縮短定子螺紋槽15b的長度。這樣，本實施方式所涉及的渦輪分子泵，在使用內外的霍爾威克部的方面，能夠最大限度延長定子螺紋槽15b的長度，因而不擴大渦輪分子泵的尺寸，就能夠提高壓縮性能。
(2)實施方式的詳細情況
圖I是用于說明本實施方式的渦輪分子泵的圖。外殼I整體成為大致圓筒狀，在該外殼I的上方，形成有與作為真空室的作業(yè)室的開口部(圖中未顯示)連接的吸入口部2(吸氣口)，在外殼I的下側的基座13，形成有排出口部3(排氣口)。沿外殼I內的軸線方向收納轉子4。在轉子4的吸入口部2側，形成有筒狀的轉子葉片保持部31和從轉子葉片保持部31向著外殼I的內壁面延伸的多個轉子葉片5，沿轉子4的軸線方向多級地形成多個該轉子葉片5。在外殼I的內壁面，以與轉子葉片5相同的方式形成多個的定子葉片6配設成向著轉子4的半徑內側延伸，與轉子葉片5交互地重疊。轉子葉片5的下側沿半徑方向伸出，圓筒狀的轉子筒部17從該伸出的部分的外周 形成至下側。因此，轉子筒部17的外徑設定為比轉子葉片保持部31的外徑更大。在轉子筒部17伸出的臺階部72，沿圓周方向隔開規(guī)定間隔而形成有多個開口 51。后面對該開口 51詳細地進行說明。另外，在轉子筒部17的內側上端部分，沿圓周方向形成有槽61，以作為用于設置樹脂制的平衡器的質量附加槽。槽61形成于設在定子螺紋槽15b和轉子筒部17的內側上端面之間的間隙部分，因而槽61不導致由定子螺紋槽15b形成的排氣路變短。這樣地，與現有技術相比，能夠將平衡器設在接近重心的部位是因為轉子4的控制系的技術提聞。此外，也可以還在形成有更上方的轉子葉片5的筒部的內側形成槽62。另外，也可以將槽61形成為凹部形狀。在此，凹部遍及圓周而形成的形狀是槽形狀。凹部形狀是包括槽形狀的概念。在轉子筒部17的外側，形成有定子側的定子螺紋槽15a，在內側，形成有定子螺紋槽15b，形成霍爾威克部。被轉子葉片5和定子葉片6壓縮并到達轉子筒部17的氣體中的一部分，經由轉子筒部17和定子螺紋槽15a之間的流路(外側的霍爾威克部)而排氣至排出口部3，剩余通過開口 51并經由轉子筒部17和定子螺紋槽15b之間的流路(內側的霍爾威克部)而排出至排出口部3。S卩，由2個路徑高效地排氣。在渦輪分子泵中，重要的是，將排氣路的長度設定為盡可能地長，但在本實施方式中，由于能夠在轉子筒部17的外側和內側設定排氣路徑，因而相應地，能夠使渦輪分子泵小型化。此外，在本實施方式中，以轉子側作為圓筒并在定子側形成螺紋槽，但也可以相反地在轉子側形成螺紋槽并以定子側作為圓筒。在這種情況下，在轉子筒部17的內側和外側形成螺紋槽，以與定子螺紋槽15a相當的部分作為圓筒的內周面，以與定子螺紋槽15b相當的部分作為圓筒的外周面。在轉子4的軸線部分，轉子軸8配設成與轉子4 一體地旋轉。在轉子4的內側，設有電動機9、半徑方向電磁鐵10以及軸方向電磁鐵11，其中，電動機9以約20，000^90, 000 r. p. m的高速對轉子軸8進行旋轉驅動，使轉子葉片5、轉子筒部17相對于定子葉片6、定子螺紋槽15a、15b而相對旋轉，半徑方向電磁鐵10使轉子軸8沿半徑方向磁上浮而無接觸地旋轉支撐轉子軸8,軸方向電磁鐵11經由電樞盤(armaturedisk) 12使轉子軸8沿軸線方向磁上浮而無接觸地旋轉支撐轉子軸8。另外，在轉子4的上端部和下端部的各個，設有第I、第2保護軸承21、22，該第I、第2保護軸承21、22防止高速旋轉的轉子軸8在未被電磁鐵10、11正常地旋轉支撐而倒下的情況下與內筒7等直接碰觸，旋轉自如地支撐并保護轉子軸8。接著，說明本實施方式的渦輪分子泵的作用。在由渦輪分子泵使作業(yè)室(真空室)成為真空的情況下，首先，使電動機9起動，旋轉驅動轉子4，使轉子葉片5、轉子筒部17相對于靜止的定子葉片6、定子螺紋槽15a、15b而相對地高速旋轉。如果這樣地，轉子葉片5、轉子筒部17相對于定子葉片6、定子螺紋槽15a、15b而相對旋轉，那么，在作業(yè)室內的氣體和水分等分子飛入吸入口部2的情況下，這些分子通過 轉子葉片、定子葉片組5、6，接著，氣體和水分等分子通過轉子筒部17和定子螺紋槽15a之間，與此同時，一部分的分子從開口 51流入轉子筒部17的內側，通過轉子筒部17和定子螺紋槽15b之間。從此，進一步地，分子通過排氣通路27而從排出口部3排出。此時，氣體和水分等分子，除了被定子螺紋槽15a壓縮以外，還被定子螺紋槽15b壓縮，因而流量變大。因此，能夠不使泵大型化，就增大氣體和水分等分子的流量而提高泵性能。而且，與現有的螺紋槽部相比，通過增大氣體能夠通過的開口面積，從而能夠進行效率良好的氣體排出。圖2(a)是用于說明開口 51的圖。開口 51，在保持轉子葉片5(圖中未顯示)的筒狀的轉子葉片保持部31和從轉子葉片保持部31沿半徑方向伸出并在外周部分保持轉子筒部17的臺階部72沿轉子4的旋轉方向細長地形成。另外，形成于轉子葉片保持部31處的角部的Rl和形成于臺階部72處的角部的R2，成為 Rl < R2。這樣的形狀的開口 51,通過利用Rl、R2的立統刀(end mill)從轉子4的內側進行切削加工而形成?？芍?，如果這樣地在轉子葉片保持部31和臺階部72的接合部形成開口 51，則承受轉子4的旋轉所導致的應力。當初也嘗試從外側開口，但如果從外側形成，那么，(開口 51)形狀遮蓋于轉子筒部17，相應地，變得有效的定子螺紋槽15a變短，因而難以充分發(fā)揮性能，但通過從內側開口，從而能夠形成適合于應力而具有充分的開口面積的開口 51。 另外，可知，為了承受應力，重要的是，使開口 51的角成為R形狀，尤其是，如果Rl< R2,則對抗應力的效果增大。而且，如圖2(b)所示，開口 51的開口面積S成為轉子葉片保持部31側的開口面積SI和臺階部72側的開口面積S2的和，因而能夠將開口面積S設定得較大。圖3(a)顯示從上方觀看開口 51時的部位。
在該示例中，8個開口 51每隔45°而形成。開口 51的內側的間隔也取決于渦輪分子泵的大小，在小型的渦輪分子泵的情況下，為2 4[mm]左右。圖3(b)是顯示定子螺紋槽15b的左半部分的圖。如果轉子筒部I7旋轉，則將氣體沿著定子螺紋槽15b的螺紋槽排氣。如以上那樣，本實施方式的渦輪分子泵能夠承受應力，并且，能夠設置充分的大小的開口 51，以將氣體引導至內側的霍爾威克部，因而能夠確保由外側和內側的兩個霍爾威克部形成的兩個系統的流路。而且，通過利用由外側和內側的霍爾威克部形成的兩個系統的平行流來進行排氣，使得霍爾威克部的壓縮性能提高，能夠高效地壓縮和排出氣體。因此，大流量、高背壓下的吸入、壓縮、排出的效率提高，渦輪分子泵的性能提高。 另外,通過利用外側和內側的兩個霍爾威克部,從而能夠依然以與利用一方的霍爾威克部的渦輪分子泵相同的尺寸提高性能。而且,通過在霍爾威克部的上側形成槽61,從而能夠較長地有效利用霍爾威克部，能夠提高壓縮性能。通過以上說明的實施方式，從而能夠得到下面的構成。外殼I和內筒7分別作為外殼和配設于上述外殼的中心的內筒而起作用。另外，轉子葉片保持部31作為形成于吸氣口側的第I筒部而起作用，轉子葉片5作為從上述第I筒部向著上述外殼的內周面形成的轉子葉片而起作用，轉子筒部17作為形成于上述第I筒部的下端且外徑比上述第I筒部更大的第2筒部而起作用，臺階部72作為將上述第I筒部的下端和上述第2筒部的上端接合的臺階部而起作用。而且，由于轉子4具備這些部件，被內筒7軸支，因而作為被上述內筒軸支的轉子而起作用。另外，定子葉片6作為相對于上述外殼而固定并與上述轉子葉片相對應地形成的定子葉片而起作用。而且，由轉子筒部17和定子螺紋槽15a形成的流路，即外側的霍爾威克部，作為形成于上述第2筒部的外側和上述外殼的內側之間的第I螺紋槽部而起作用，由轉子筒部17和定子螺紋槽15b形成的流路，即內側的霍爾威克部，作為形成于上述第2筒部的內側和上述內筒之間的第2螺紋槽部而起作用。而且，由于開口 51形成于轉子葉片保持部31和臺階部72的接合部分，SI的面積開口于轉子葉片保持部31，S2的面積開口于臺階部72，因而在上述第I筒部和上述臺階部的接合部，設有開口于上述第I筒部和上述臺階部的兩方的開口部。如圖3(a)所示，等間隔地設有多個開口 51，因而上述開口部等間隔地設在上述第I筒部和上述臺階部的接合部的整周。再者，如圖2 (a)所示，Rl < R2，因而上述開口部的角部成為R形狀，上述第I筒部處的R形狀的半徑比上述臺階部處的R形狀的半徑更小。另外，槽61形成于比定子螺紋槽15b更靠近吸入口部2側的部分，因而在上述轉子的內側的比上述第2螺紋槽部更靠近吸氣口側的部分，形成有質量附加用的凹部。另外，著眼于槽61，還能夠提供一種渦輪分子泵，該渦輪分子泵具備外殼；內筒，配設于上述外殼的中心；轉子，被上述內筒軸支，具有形成于吸氣口側的第I筒部、從上述第I筒部向著上述外殼的內周面形成的轉子葉片、形成于上述第I筒部的下端且外徑比上述第I筒部更大的第2筒部以及將上述第I筒部的下端和上述第2筒部的上端接合的臺階部；定子葉片，相對于上述外殼而固定，并與上述轉子葉片相對應地形成；第I螺紋槽部，形成于上述第2筒部的外側和上述外殼的內側之間；以及第2螺紋槽部，形成于上述第2筒部的內側和上述內筒之間，其中，在上述轉子的上述第I螺紋槽部和上述第2螺紋槽部的吸氣口側，設有將上述第I螺紋槽部和上述第2螺紋槽部連通的開口，在上述轉子的內側的比上述第2螺紋槽部更靠近吸氣口側的部分，形成有質量附加用的凹部。 符號說明
1夕卜殼
2吸入口部
3排出口部
4轉子
5轉子葉片
6定子葉片
7內筒
8轉子軸
9電動機
10電磁鐵
11電磁鐵
12電樞盤
13基座
15 定子螺紋槽 17 轉子筒部
21第I保護軸承
22第2保護軸承 27 排氣通路
31 轉子葉片保持部 51 開口 61 槽 72 臺階部
101外殼
102吸入口部
103排出口部
104轉子
105轉子葉片
106定子葉片 115 定子螺紋槽 117 轉子筒部 151 開口161 槽
權利要求
1.一種渦輪分子泵，具備 外殼; 內筒，配設于所述外殼的中心； 轉子，被所述內筒軸支，具有形成于吸氣ロ側的第I筒部、從所述第I筒部向著所述外殼的內周面而形成的轉子葉片、形成于所述第I筒部的下端且外徑比所述第I筒部更大的第2筒部、以及將所述第I筒部的下端和所述第2筒部的上端接合的臺階部； 定子葉片，相對于所述外殼而固定，并與所述轉子葉片相對應地形成； 第I螺紋槽部，形成于所述第2筒部的外側和所述外殼的內側之間；以及 第2螺紋槽部，形成于所述第2筒部的內側和所述內筒之間； 其特征在于，在所述第I筒部和所述臺階部的接合部，設置開ロ于所述第I筒部和所述臺階部的兩方的開ロ部。
2.根據權利要求I所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述開ロ部等間隔地設置在所述第I筒部和所述臺階部的接合部的整周。
3.根據權利要求I或2所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述開ロ部的角部成為R形狀，所述第I筒部處的R形狀的半徑比所述臺階部處的R形狀的半徑更小。
4.根據權利要求1、2、3所述的渦輪分子泵，其特征在于，在所述轉子的內側的比所述第2螺紋槽部更靠近吸氣ロ側的部分，形成有質量附加用的凹部。
全文摘要
本發(fā)明以提高渦輪分子泵的能力作為目的。渦輪分子泵是將葉片部和螺紋槽部組合的真空泵。而且，在保持轉子葉片(5)的轉子葉片保持部(31)和保持轉子筒部(17)的臺階部(72)的接合部，形成有遍及兩者的開口(51)。對葉片部進行排氣后的氣體中的一部分，在由轉子筒部(17)和定子螺紋槽(15a)構成的螺紋槽部被排出，剩余經由開口(51)而被引導至轉子筒部(17)的內側，在由轉子筒部(17)和定子螺紋槽(15b)構成的螺紋槽部被排出。開口(51)，在形成于轉子葉片保持部(31)和臺階部(72)的接合部的情況下，能夠承受轉子(4)的旋轉所導致的應力。另外，通過將設置有平衡器用的重錘的槽(61)設置于比定子螺紋槽(15b)更靠近吸氣口側的間隙部分，從而沒有必要縮短定子螺紋槽(15b)的長度。
文檔編號F04D19/04GK102762870SQ201180011499
公開日2012年10月31日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2010年9月6日
發(fā)明者三輪田透, 和田昭彥, 坂口祐幸 申請人:埃地沃茲日本有限公司