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JP2009092041A - Cantilever rotary pump - Google Patents

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JP2009092041A
JP2009092041A JP2007265693A JP2007265693A JP2009092041A JP 2009092041 A JP2009092041 A JP 2009092041A JP 2007265693 A JP2007265693 A JP 2007265693A JP 2007265693 A JP2007265693 A JP 2007265693A JP 2009092041 A JP2009092041 A JP 2009092041A
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Japan
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rotor
cylindrical member
rotating shaft
housing
screw
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Application number
JP2007265693A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Nachi
毅 名知
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Nabtesco Corp
Original Assignee
Nabtesco Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】回転に伴う熱膨張による伸縮に対応可能であって、しかも構造簡単で分解、組立が容易な回転軸への回転ロータの支承構造を得る。
【解決手段】ハウジング内に設けられる排気室に、ロータを一方の軸端のみに設けられた軸受を介して回転自在に配置し、ハウジング内壁と前記ロータで気体の移送室を形成するとともに、移送室に連通する吸気口と排気口をハウジングに形成し、吸気口から移送室に気体を吸引し排気口から気体を排出する片持ち式回転ポンプにおいて、前記ロータはロータ部材の中空内と回転軸部材の軸端部とを固定する構造であって、前記回転軸部材と前記ロータ部材とは筒部材を介して一体的に固着した。
【選択図】図1
A structure for supporting a rotating rotor on a rotating shaft that can cope with expansion and contraction due to thermal expansion accompanying rotation and that is simple in structure and easy to disassemble and assemble is obtained.
A rotor is rotatably disposed in an exhaust chamber provided in a housing via a bearing provided only at one shaft end, and a gas transfer chamber is formed by the inner wall of the housing and the rotor. In a cantilever rotary pump in which an intake port and an exhaust port communicating with a chamber are formed in a housing, and gas is sucked into the transfer chamber from the intake port and gas is discharged from the exhaust port, the rotor has a hollow shaft and a rotary shaft. In this structure, the shaft end of the member is fixed, and the rotating shaft member and the rotor member are integrally fixed via a cylindrical member.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、回転ポンプに用いる片持ちロータのロータ部材を回転軸部材に支持する際の軸出しを容易にし、回転に伴う熱膨張によるロータ部材と回転軸部材との伸縮に対応可能であり、しかも製造、分解及び組立が容易で高速回転可能な片持ちロータ式回転ポンプの構造に関するものである。特に、ターボ分子ポンプ、ねじ溝式ポンプ、一対もしくは三つのロータを持つスクリュー式ポンプ等のロータを片持ちとしかつ回転軸を垂直に保持する構造に適している。   The present invention facilitates alignment when the rotor member of the cantilever rotor used for the rotary pump is supported on the rotary shaft member, and can cope with expansion and contraction of the rotor member and the rotary shaft member due to thermal expansion accompanying rotation, In addition, the present invention relates to the structure of a cantilever rotor type rotary pump that is easy to manufacture, disassemble and assemble and can rotate at high speed. Particularly, it is suitable for a structure in which the rotor is cantilevered and the rotation axis is held vertically, such as a turbo molecular pump, a thread groove type pump, or a screw type pump having one or three rotors.

従来、回転軸部材10及び11に別部材のロータ部材を固定・一体化して片持ちロータを構成する方法として、図3に示すように、回転軸部材10及び11の先端部に近づくに従って直径が細くなるテーパ部15及び17を形成し、かつロータ部材13及び14の回転軸挿入用中空部の回転軸部材10及び11と圧密着する部分に回転軸部材10及び11と同じテーパ角を持つテーパ部15及び17とを形成し、両テーパ部を密接させ回転軸部材頂部に取り付けられたねじ16及び18でロータ部材を締め付けることにより回転軸部材とロータ部材とを圧接固定している。
このように、回転軸部材10及び11とロータ部材13及び14のテーパ部分が圧密着することにより回転軸部材10及び11とロータ部材13及び14との回転軸を一致させ軸出しをしている。
実開平7−28965号公報
Conventionally, as a method of constructing a cantilever rotor by fixing and integrating a rotor member, which is a separate member, to the rotary shaft members 10 and 11, the diameter increases as the tip ends of the rotary shaft members 10 and 11 are approached as shown in FIG. Tapering portions 15 and 17 that become thinner and have the same taper angle as that of the rotary shaft members 10 and 11 at the portions where the rotary shaft insertion hollow portions of the rotor members 13 and 14 are in pressure contact with the rotary shaft members 10 and 11. The rotary shaft member and the rotor member are pressed and fixed by forming the portions 15 and 17 and tightening the rotor member with screws 16 and 18 attached to the top of the rotary shaft member with both tapered portions in close contact.
As described above, the tapered portions of the rotary shaft members 10 and 11 and the rotor members 13 and 14 are brought into pressure contact with each other so that the rotary shafts of the rotary shaft members 10 and 11 and the rotor members 13 and 14 coincide with each other to perform alignment. .
Japanese Utility Model Publication No. 7-28965

しかしながら、このような従来のロータ部材を直接回転軸部材に支持する方法では、ロータ部材と回転軸部材として熱膨張率の小さな剛性強度の強い材質を使用した場合、剛性強度の強い材質は一般的に比重が大きいためロータも重量の重いものになっていた。ロータ部材の回転軸挿入用中空部にテーパ部を精度よく加工することができず、ロータの軸出しの難しさから、ロータの重心が回転軸と一致しない場合は、回転運動時にロータが回転軸からずれる方向に遠心力を受けるため、ロータが重いので歳差運動をしてしまい、ロータがハウジングと接触することや一対のロータを用いた場合はロータ同士が接触して破壊してしまうという問題が発生する可能性があった。 However, in such a conventional method of directly supporting the rotor member on the rotating shaft member, when a material having a high rigidity and a small coefficient of thermal expansion is used as the rotor member and the rotating shaft member, a material having a high rigidity and strength is generally used. Because of the large specific gravity, the rotor was also heavy. If the taper part cannot be machined with high precision in the hollow part for inserting the rotary shaft of the rotor member, and the center of gravity of the rotor does not coincide with the rotary axis due to the difficulty of centering the rotor, Because the rotor is heavy because it receives centrifugal force in the direction of displacement, the rotor precesses, and when the rotor contacts the housing or when a pair of rotors are used, the rotors contact each other and break down. Could occur.

また、ロータの重心をほぼ回転軸と一致させることができたとしても、重量のあるロータを用いた場合は、ロータが固有に持っている共振回転数がポンプとしての性能を出すためのロータの回転数より低くなってしまうという問題があった。
従って、共振振動数よりも回転数を上げる際に共振現象によりロータの回転軸が回転軸線上から大きくずれてしまい、ハウジングに接触して前記回転ロータや前記ハウジングを傷付けポンプとしての性能を劣化させてしまうという問題が発生する可能性があった。また、一対の回転ロータを持ったスクリュー式真空ポンプやルーツ式真空ポンプの場合は、さらに回転ロータ同士が接触して損傷してしまうという問題も起きた。
Even if the center of gravity of the rotor can be made substantially coincident with the rotation axis, when a heavy rotor is used, the resonance rotational speed inherent to the rotor provides the performance of the rotor as a pump. There was a problem that it would be lower than the rotational speed.
Therefore, when the rotational frequency is increased above the resonance frequency, the rotational axis of the rotor is greatly displaced from the rotational axis due to the resonance phenomenon, and the rotary rotor and the housing are damaged by contact with the housing and the performance as a pump is deteriorated. There was a possibility that this would occur. Further, in the case of a screw-type vacuum pump or a roots-type vacuum pump having a pair of rotary rotors, there is also a problem that the rotary rotors come into contact with each other and are damaged.

前記回転共振点は同じ形状のロータの場合、ロータが軽量になればなるほど高い回転数までシフトするので、軽量な材質で回転部材を形成することが考えられる。しかし軽量な材質は一般的に剛性が弱くハウジングや回転部材同士が衝突すると変形しやすいという欠点がある。また、回転軸部材10及び11とロータ部材13及び14を圧密着した際に軽量な材質でできたロータ部材は一般的にやわらかいため、密着部分にかかる大きな力により回転部材が変形してしまうという問題が発生する可能性がある。   In the case of a rotor having the same shape, the rotational resonance point shifts to a higher rotational speed as the rotor becomes lighter. Therefore, it is conceivable that the rotating member is formed of a lightweight material. However, lightweight materials generally have a drawback that they are weak in rigidity and easily deform when the housing and the rotating member collide with each other. Further, since the rotor member made of a lightweight material is generally soft when the rotary shaft members 10 and 11 and the rotor members 13 and 14 are pressure-contacted, the rotary member is deformed by a large force applied to the contact portion. Problems can occur.

さらに、回転軸部材よりもロータ部材のほうが高温になり、ロータ部材が回転軸部材よりも熱膨脹した場合には、ロータ部材と回転軸部材間のテーパ密着部に隙間ができ、ロータ部材が下方に落ち、ハウジングや他方のロータ部材との相対位置が変化したり、ロータ部材と回転軸部材間にガタが生じることにより、ロータ部同士やロータ部とハウジングが接触し、ロータやハウジングに傷が付いたり、破壊してしまうという問題が生じた。
また、回転軸部材とロータ部材とを熱膨張率の異なる材質で構成した場合、両部材が同じ温度上昇をしたとしても、両部材を構成する材質の熱膨張率の違いにより、接合部であるテーパ部分に隙間ができてしまうため、上記と同様の問題が生じる。
Further, when the rotor member becomes hotter than the rotating shaft member and the rotor member is thermally expanded more than the rotating shaft member, a gap is formed in the taper contact portion between the rotor member and the rotating shaft member, and the rotor member moves downward. The rotor part and the other rotor member may change, or the backlash between the rotor member and the rotating shaft member may cause contact between the rotor parts or the rotor part and the housing, resulting in damage to the rotor or housing. Or the problem of destruction.
In addition, when the rotating shaft member and the rotor member are made of materials having different thermal expansion coefficients, even if both members have the same temperature rise, due to the difference in the thermal expansion coefficients of the materials constituting the two members, they are joint portions. Since a gap is formed in the tapered portion, the same problem as described above occurs.

本願発明の片持ち式回転ポンプによれば、ハウジング内に設けられる排気室に、ロータを一方のロータ軸端のみに設けられた軸受を介して回転自在に配置し、ハウジング内壁と前記ロータで気体の移送室を形成するとともに、移送室に連通する吸気口と排気口をハウジングに形成し、吸気口から移送室に気体を吸引し排気口から気体を排出する片持ち式回転ポンプにおいて、前記ロータはロータ部材の回転軸に沿った中空内と回転軸部材の軸端部とを固定する構造であって、前記回転軸部材と前記ロータ部材とは筒部材を介して一体的に固着されている。このような構成にすることにより、筒部材の材質を、ロータ部材の材質と異なる材質を選択することが可能となる。従って、回転中心から離れたロータ部を軽量な材質とし、回転中心に近い筒部材は、重量は重いが、強度的にも強い材質とすることができ、同じ形状精度ならば、アンバランスが小さいロータとすることができる。さらに、内径テーパに対するロータ外周部の歯の精度を出すため、筒部材のテーパ部の加工は、ロータに圧入後行う。   According to the cantilever rotary pump of the present invention, a rotor is rotatably disposed in an exhaust chamber provided in a housing via a bearing provided only at one rotor shaft end, and gas is generated between the housing inner wall and the rotor. In the cantilever rotary pump that forms a transfer chamber and an intake port and an exhaust port communicating with the transfer chamber in the housing, sucks gas from the intake port to the transfer chamber, and discharges gas from the exhaust port, the rotor Is a structure for fixing the inside of the hollow along the rotation axis of the rotor member and the shaft end portion of the rotation shaft member, and the rotation shaft member and the rotor member are integrally fixed via a cylindrical member. . With such a configuration, it is possible to select a material different from that of the rotor member as the material of the cylindrical member. Therefore, the rotor part away from the rotation center is made of a lightweight material, and the cylindrical member close to the rotation center can be made of a material that is heavy but strong in strength. It can be a rotor. Further, in order to increase the accuracy of the teeth on the outer periphery of the rotor with respect to the inner diameter taper, the taper portion of the cylindrical member is processed after press-fitting into the rotor.

本願発明の片持ち式回転ポンプによれば、前記筒部材は前記ロータ部材の中空内に圧入され、前記筒部材と前記ロータ部材との圧入面は回転軸に対して平行であり、前記筒部材と前記回転軸部材との接合面はテーパ形状である。このような構成にすることにより、ロータ部材に筒部材の回転軸に平行な圧入面を焼きバメもしくは冷やしバメ等して圧入固定した筒部材と回転軸のテーパ部を密着固定できるので、ロータ部材の回転軸と筒部材の回転軸及び筒部材の回転軸と回転軸部材の回転軸を精度良く合わせることができる。
さらに、筒部材をロータ部材に焼きバメもしくは冷やしバメすることにより、筒部材よりもロータ部材の熱膨張率の方が大きいとしてもある程度緩衝して、隙間ができない。
また、筒部材もしくはロータ部材の軸方向一端に、筒部材とロータ部材が回転軸方向へ相対的に移動しないようにストッパー部を設けるとよい。
According to the cantilever rotary pump of the present invention, the cylindrical member is press-fitted into the hollow of the rotor member, and the press-fitting surfaces of the cylindrical member and the rotor member are parallel to the rotation axis, and the cylindrical member The joint surface between the rotary shaft member and the rotary shaft member is tapered. By adopting such a configuration, it is possible to closely fix the cylindrical member press-fitted to the rotor member by press-fitting and fixing the press-fitting surface parallel to the rotational axis of the cylindrical member and the tapered portion of the rotational shaft. The rotating shaft of the cylindrical member and the rotating shaft of the cylindrical member, and the rotating shaft of the cylindrical member and the rotating shaft of the rotating shaft member can be accurately aligned.
Further, by shrinking or cooling the cylindrical member to the rotor member, even if the coefficient of thermal expansion of the rotor member is larger than that of the cylindrical member, the cylinder member is buffered to some extent and no gap is formed.
Moreover, it is good to provide a stopper part in the axial direction end of a cylinder member or a rotor member so that a cylinder member and a rotor member may not move relatively to a rotating shaft direction.

本願発明の片持ち式回転ポンプによれば、前記筒部材は2つの部材からなり、第一の筒部材は前記ロータ部材の中空内に圧入され、前記第一の筒部材と前記ロータ部材との圧入面は回転軸に対して平行であり、前記第一の筒部材と第二の筒部材との接合面はテーパ形状であり、軸方向に数箇所スリットを入れて径方向に伸縮可能とした、前記第二の筒部材の中空内に前記回転軸部材が挿入され、前記第一の筒部材と前記第二の筒部材とが接合することにより、前記第二の筒部材と前記回転軸部材との接合面が回転軸に対してほぼ平行に圧密着させることもできる。
従って、回転軸部材の端部をテーパ加工する必要がなくなる。また、ロータ部材の回転軸と筒部材の回転軸及び筒部材の回転軸と回転軸部材の回転軸をより精度良く合わせることができる。
また、回転軸部材に、筒部材とロータ部材が回転軸方向へ相対的に移動しないようにストッパー部を設けるとよい。
According to the cantilever rotary pump of the present invention, the cylindrical member is composed of two members, the first cylindrical member is press-fitted into the hollow of the rotor member, and the first cylindrical member and the rotor member The press-fitting surface is parallel to the rotation axis, the joint surface between the first cylindrical member and the second cylindrical member is tapered, and several slits are inserted in the axial direction so that it can expand and contract in the radial direction. The second cylindrical member and the rotary shaft member are inserted by inserting the rotary shaft member into the hollow of the second cylindrical member and joining the first cylindrical member and the second cylindrical member. Can be press-contacted substantially parallel to the rotation axis.
Therefore, it is not necessary to taper the end of the rotating shaft member. Further, the rotation axis of the rotor member and the rotation axis of the cylinder member, and the rotation axis of the cylinder member and the rotation axis of the rotation shaft member can be matched more accurately.
Moreover, it is good to provide a stopper part in a rotating shaft member so that a cylinder member and a rotor member may not move relatively to a rotating shaft direction.

このような構成にすることにより片持ち式回転ロータを回転軸に容易に軸出し固定することができる。例えば半導体製造装置内で用いる回転駆動する真空ポンプに用いた場合、前記真空ポンプで反応性ガスを排気することもあり、前記真空ポンプ内に生成物が蓄積してしまう。そのため前記生成物を除去するため頻繁にハウジング内を分解清掃等のメンテナンスを行う必要が生じてくる。その時に片持ち式回転ロータを取り外す必要があり再度組み立てる際に短時間で容易に再現性良く組み立てることができなかった。そこで請求項1に説明するような構成にすることにより容易に精度よく再現性のある軸出しが可能となり、片持ち式回転ロータの取り付け時間を短縮することができるようになった。   With this configuration, the cantilevered rotor can be easily pivoted and fixed to the rotating shaft. For example, when used in a vacuum pump that is driven to rotate and used in a semiconductor manufacturing apparatus, the reactive gas may be exhausted by the vacuum pump, and products accumulate in the vacuum pump. Therefore, it becomes necessary to frequently perform maintenance such as disassembly and cleaning in the housing in order to remove the product. At that time, it was necessary to remove the cantilever rotary rotor, and when reassembling, it could not be assembled easily and with good reproducibility in a short time. Therefore, by adopting the configuration as described in claim 1, it is possible to easily and accurately reproducibly align the shaft, and the mounting time of the cantilever rotary rotor can be shortened.

本願発明の片持ち式回転ポンプによれば、前記筒部材の材質として、前記回転軸部材と同じ材質または、前記ロータ部材の材質の熱膨張率と前記回転軸部材の材質の熱膨張率の間の熱膨張率を持つ材質を用いた。このような構成にすることにより、ロータが熱膨張してもロータ部材と筒部材間及び筒部材と回転軸部材間に隙間ができにくくすることができる。このように、筒部材を介してロータ部材と回転軸部材を固着することにより、回転軸部材とロータ部材を物理的な特性が異なる材質で構成した場合、筒部材として物理的な特性が中間の材質を用いることにより物理的な特性の違いによる弊害を抑えることができる。また、筒部材と回転軸を同じ材質で構成すれば、温度が変化してもロータ部材と回転軸は同じ割合で膨脹・縮小するので、テーパ部に隙間ができることがなく、筒部材と回転軸との間でガタが生じない。   According to the cantilever rotary pump of the present invention, the material of the cylindrical member is the same material as the rotating shaft member, or between the coefficient of thermal expansion of the material of the rotor member and the material of the rotating shaft member. A material having a thermal expansion coefficient of With such a configuration, it is possible to make it difficult to form a gap between the rotor member and the cylindrical member and between the cylindrical member and the rotating shaft member even if the rotor is thermally expanded. As described above, when the rotor member and the rotor shaft member are fixed to each other through the cylindrical member, and the rotary shaft member and the rotor member are made of materials having different physical characteristics, the physical characteristics of the cylindrical member are intermediate. By using the material, it is possible to suppress adverse effects caused by differences in physical characteristics. If the cylindrical member and the rotating shaft are made of the same material, the rotor member and the rotating shaft expand and contract at the same rate even if the temperature changes. There is no play between the two.

本願発明の片持ち式回転ポンプによれば、前記第二の筒部材の前記回転軸部材端部側とは反対側の前記第二の筒部材外周部にも前記筒部材端部で径が小さくなるような第二のテーパ部を設け、前記筒部材の第二のテーパ部に対向する内径中空面と前記回転軸部材との密着面は回転軸に対して平行であり、前記回転軸部材には前記第二のテーパ部と前記回転軸部材とを密着固定するための第三のテーパ部材が固着されていても良い。このような構成にすることにより、さらに回転軸合わせを容易におこなうことができる。筒部材としては、軸方向に数箇所スリットを入れて径方向に伸縮可能としたコレット等を使用することができる。コレット等を用いることによりより簡単な構成で精度よく正確に軸出しを行うことができる。  According to the cantilever rotary pump of the present invention, the diameter of the second cylindrical member outer peripheral portion on the side opposite to the rotating shaft member end side of the second cylindrical member is also small at the cylindrical member end portion. The inner surface of the cylindrical member facing the second taper portion of the cylindrical member is in close contact with the rotary shaft member, and the rotary shaft member is parallel to the rotary shaft member. A third taper member for tightly fixing the second taper portion and the rotary shaft member may be fixed. With such a configuration, the rotation axis can be further easily aligned. As the cylindrical member, a collet or the like that can be expanded and contracted in the radial direction by inserting several slits in the axial direction can be used. By using a collet or the like, it is possible to accurately and accurately center the shaft with a simpler configuration.

本願発明の片持ち式回転ポンプによれば、前記ロータ部材の材質が前記回転軸部材の材質よりも軽量な材質からなる。このように軽量な材質によりロータを構成することにより共振回転数を回転ポンプの性能を十分に引出すための回転数よりも高い回転数まで上げることができる。また仮に重心が回転軸上からずれた場合でも軽量なロータを用いることにより、ロータの回転軸と設計上の回転軸とがずれても、大きな遠心力が働かないので、遠心力によるロータ間やロータとハウジングとの接触を防ぐことができる。   According to the cantilever type rotary pump of the present invention, the material of the rotor member is lighter than the material of the rotating shaft member. By configuring the rotor with such a lightweight material, the resonance rotational speed can be increased to a rotational speed higher than the rotational speed for sufficiently drawing out the performance of the rotary pump. In addition, even if the center of gravity deviates from the rotational axis, if a lightweight rotor is used, even if the rotational axis of the rotor deviates from the designed rotational axis, a large centrifugal force does not work. Contact between the rotor and the housing can be prevented.

前記ロータ部材の材質としてはアルミニウム系またはマグネシウム系の軽量な材質を用いることができる。アルミニウム系やマグネシウム系の材質は安価で柔軟な金属であるため鋳物加工、切削加工、旋削加工等が容易にできるというメリットがある。さらに、ハウジングもロータ部材と同様の材質を用いて、ハウジングとロータとを同程度の熱膨張をさせることにより、ハウジングとロータとの接触を防止することもできる。また、筒部材と回転軸を同じ材質で構成することにより、温度が変化してもロータ部材と回転軸は同じ割合で膨脹・縮小するので、接合部に隙間ができることがなく、筒部材と回転軸との間でガタが生じない。   As the material of the rotor member, a light material such as aluminum or magnesium can be used. Aluminum-based and magnesium-based materials are inexpensive and flexible metals, so that there is an advantage that casting, cutting, turning, etc. can be easily performed. Further, the housing can be prevented from contacting the housing and the rotor by using the same material as that of the rotor member and causing the housing and the rotor to thermally expand to the same extent. In addition, since the cylindrical member and the rotating shaft are made of the same material, the rotor member and the rotating shaft expand and contract at the same rate even if the temperature changes. There is no play between the shaft.

本願発明の片持ち式回転ポンプによれば、前記ロータ部材と前記回転軸部材及び前記筒部材の固定時に、前記回転軸に装着されている筒部材のテーパ部に前記ロータ部材もしくは前記回転軸のテーパ部が所定の押圧力で圧接するように弾性部材を配置した。通常回転ポンプを駆動した場合、ロータは温度上昇していく。この時、回転軸部材とロータ部材に熱膨張率の異なる材質を用いた場合、特にロータ部材側の熱膨張率が大きい場合は、ロータが膨張する際に筒部材のテーパ密着部にわずかな隙間ができてしまい、ロータ部材にガタが生じたまま回転し、ハウジングとロータもしくはロータ間が接触し、破損してしまうという問題が発生する可能性があった。しかし、上記構成にすることにより、弾性部材の押し付ける力によりテーパ部分が常に密着させ、常温から上昇する温度のすべての範囲内において、筒部材テーパ部と回転軸テーパ部の間が滑らないようにするのに必要な摩擦力を維持するようにできる。   According to the cantilever rotary pump of the present invention, when the rotor member, the rotary shaft member, and the cylindrical member are fixed, the rotor member or the rotary shaft is attached to the tapered portion of the cylindrical member attached to the rotary shaft. The elastic member was arranged so that the taper portion was pressed with a predetermined pressing force. When a normal rotary pump is driven, the temperature of the rotor increases. At this time, when materials having different coefficients of thermal expansion are used for the rotating shaft member and the rotor member, particularly when the coefficient of thermal expansion on the rotor member side is large, a slight gap is formed in the tapered contact portion of the cylindrical member when the rotor expands. As a result, there is a possibility that the rotor member rotates with the backlash generated, and the housing and the rotor or the rotor are brought into contact with each other and damaged. However, by adopting the above configuration, the taper portion is always brought into close contact with the pressing force of the elastic member so that the cylindrical member taper portion and the rotating shaft taper portion do not slip within the entire temperature range rising from room temperature. It is possible to maintain the frictional force necessary to do.

前記弾性手段としては、皿ばね等をもちいることができる。皿バネを用いることにより回転軸への弾性部材の着脱が容易になり、メンテナンス等の時間を短縮することができる。   As the elastic means, a disc spring or the like can be used. By using a disc spring, the elastic member can be easily attached to and detached from the rotating shaft, and the time for maintenance or the like can be shortened.

本願発明の片持ち式回転ポンプによれば、前記片持ち式回転ポンプのロータを互いに噛合う一対のスクリューロータとし、片持ち式回転ポンプを真空ポンプとして用いた。この一対の回転ロータを持つスクリュー式真空ポンプの場合は、ハウジング間、回転ロータ間の隙間が狭いことが性能向上に必要不可欠の条件であるが、特に反応生成ガスを流すプロセスの排気を行う真空ポンプの場合、メンテナンス等で頻繁に分解をしなければならない。本発明の回転式ポンプを縦置きにして片持ちロータとすれば、ロータ部は軽量であるアルミニウム系やマグネシウム系とし、軸とのテーパ締結部は強度的に丈夫な鉄系の材料とすることができ、容易に繰り返し、高い組立再現精度を得ることができる。   According to the cantilever rotary pump of the present invention, the rotor of the cantilever rotary pump is a pair of screw rotors that mesh with each other, and the cantilever rotary pump is used as a vacuum pump. In the case of a screw-type vacuum pump having a pair of rotating rotors, a narrow gap between the housings and the rotating rotor is an essential condition for improving the performance. In the case of a pump, it must be frequently disassembled for maintenance. If the rotary pump of the present invention is installed vertically to form a cantilever rotor, the rotor part is made of lightweight aluminum or magnesium, and the taper fastening part with the shaft is made of a strong iron-based material. Can be easily repeated and high assembly reproduction accuracy can be obtained.

本願請求項1の発明によれば、アンバランスの小さいロータとすることができる。   According to the first aspect of the present invention, a rotor with a small unbalance can be obtained.

本願請求項2の発明によれば、ロータ部材、筒部材及び回転軸部材の回転軸を精度良く合わせることができる。   According to the second aspect of the present invention, the rotation shafts of the rotor member, the cylindrical member, and the rotation shaft member can be aligned with high accuracy.

本願請求項3の発明によれば、回転軸部材の端部をテーパ加工する必要がなくなる。   According to the invention of claim 3 of the present application, it is not necessary to taper the end of the rotating shaft member.

本願請求項4の発明によれば、温度が変化してもロータ部材、筒部材及び回転軸部材間の隙間が変化しないようにできる。   According to the invention of claim 4 of the present application, it is possible to prevent the gap between the rotor member, the cylindrical member and the rotating shaft member from changing even if the temperature changes.

本願請求項5の発明によれば、さらに回転軸合わせを精度よく容易におこなうことができる。   According to the invention of claim 5 of the present application, it is possible to further easily and accurately align the rotation axis.

本願請求項6の発明によれば、共振回転数を回転ポンプの性能を十分に引出すための回転数よりも高い回転数まで上げることができる。   According to the invention of claim 6 of the present application, the resonance rotational speed can be increased to a rotational speed higher than the rotational speed for sufficiently drawing out the performance of the rotary pump.

本願請求項7の発明によれば、テーパ部を所定の押圧力で圧接するように弾性部材を配置することにより、ロータが熱膨張しても常温から上昇する温度のすべての範囲内において、筒部材テーパ部と回転軸テーパ部の間が滑らないようにするのに必要な摩擦力を維持することができる。   According to the invention of claim 7 of the present application, the elastic member is arranged so as to press the taper portion with a predetermined pressing force. The frictional force necessary to prevent slippage between the member taper portion and the rotating shaft taper portion can be maintained.

本願請求項8の発明によれば、効率的に真空ポンプのメンテナンス作業を行うことができる。   According to the invention of claim 8 of the present application, the maintenance work of the vacuum pump can be performed efficiently.

以下、本発明に係る真空ポンプの実施の形態について図面に基づき説明する。図5は本願発明に係る二段スクリュー式真空ポンプの実施の形態を模式的に示す断面図である。
ここで、図5の第一のスクリュー式真空ポンプ(第一の真空ポンプ、回転ロータ式ポンプ、片持ち式回転ポンプ、前段真空ポンプもしくはブースタポンプ)1Aについて、図1及び図2を用いて説明する。
図1は第一のスクリュー式真空ポンプ(第一の真空ポンプ、回転ロータ式ポンプ、片持ち式回転ポンプ、前段真空ポンプもしくはブースタポンプ)1Aの実施の形態を模式的に示す断面図である。また、図2は図1のA−A断面図である。
図示するように、この第一のスクリュー式真空ポンプ1Aは、縦置に配置された一対のスクリューロータ102,103を備え、この一対のスクリューロータ102、103は排気室ハウジング171の内部に収納されている。排気室を形成するハウジング(排気室ハウジング)171はロータハウジング104、上端ハウジング172及び軸受ハウジング173により構成されている。
Embodiments of a vacuum pump according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a sectional view schematically showing an embodiment of a two-stage screw type vacuum pump according to the present invention.
Here, the first screw-type vacuum pump (first vacuum pump, rotary rotor pump, cantilever rotary pump, pre-stage vacuum pump or booster pump) 1A of FIG. 5 will be described with reference to FIGS. To do.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a first screw vacuum pump (first vacuum pump, rotary rotor pump, cantilever rotary pump, pre-stage vacuum pump or booster pump) 1A. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As shown in the figure, the first screw-type vacuum pump 1A includes a pair of screw rotors 102 and 103 arranged vertically, and the pair of screw rotors 102 and 103 is housed inside an exhaust chamber housing 171. ing. A housing (exhaust chamber housing) 171 forming the exhaust chamber is constituted by the rotor housing 104, the upper end housing 172, and the bearing housing 173.

前記一対のスクリューロータ102、103と排気室ハウジング171により複数の作動室107が形成される。この作動室107はロータハウジング104及び上端ハウジング172に形成された吸気口153からプロセスガス(反応生成ガス)を吸入し、前記一対のスクリューロータ102、103の回転に伴いプロセスガス(反応生成ガス)を圧縮してロータハウジング104の側面に形成された排出口(排気口)154から排気する。   A plurality of working chambers 107 are formed by the pair of screw rotors 102 and 103 and the exhaust chamber housing 171. The working chamber 107 sucks process gas (reaction product gas) from an intake port 153 formed in the rotor housing 104 and the upper end housing 172, and process gas (reaction product gas) as the pair of screw rotors 102 and 103 rotates. Is exhausted from an exhaust port (exhaust port) 154 formed on the side surface of the rotor housing 104.

スクリューロータ102、103と排気室ハウジング171とで吸気口153と排出口(排気口)154とが常に連通しないように仕切られ、 吸気側のスクリューロータ102、103と排気室ハウジング171で排気室168の吸気側が閉じるまでの位置において、ロータハウジング104に形成されている吸気口153の下端部には、反応生成物を収容するための窪み173が設けられている。また、スクリューロータ102,103の上部の吸気口153には反応生成物の塊がダイレクトに排気室168に落下しないように邪魔板174が配置されている。   The screw rotors 102 and 103 and the exhaust chamber housing 171 are partitioned so that the intake port 153 and the exhaust port (exhaust port) 154 do not always communicate with each other. The exhaust chamber 168 is separated by the screw rotors 102 and 103 on the intake side and the exhaust chamber housing 171. In the position until the intake side is closed, a recess 173 for accommodating a reaction product is provided at the lower end of the intake port 153 formed in the rotor housing 104. Further, a baffle plate 174 is arranged at the intake port 153 above the screw rotors 102 and 103 so that a lump of reaction products does not fall directly into the exhaust chamber 168.

スクリューロータ102、103と排気室ハウジング171間はスクリューロータ102、103の端面も含めて微小隙間とされるが、大気側に配置され、大気のシール機能も必要となる第二のスクリュー式真空ポンプと比較して隙間は大きくてもよい。   Between the screw rotors 102 and 103 and the exhaust chamber housing 171, there is a minute gap including the end surfaces of the screw rotors 102 and 103, but the second screw-type vacuum pump that is disposed on the atmosphere side and requires an air sealing function. The gap may be larger than that.

また、第一のスクリュー式真空ポンプ(前段真空ポンプもしくはブースタポンプ)1Aで容積圧縮して排気することにより、大気へ排気するための動力が大きな第二のスクリュー式真空ポンプ(後段真空ポンプもしくはメインタポンプ)1Bを小型化することができ、省エネとなる。   Further, the second screw vacuum pump (the latter stage vacuum pump or the main stage pump) has a large power for exhausting to the atmosphere by being volume-compressed and exhausted by the first screw type vacuum pump (first stage vacuum pump or booster pump) 1A. Tap pump) 1B can be reduced in size and energy is saved.

スクリューロータ102は、ロータ部材156と回転軸部材105により構成されている。ロータ部材156はアルミニウム系の素材、回転軸部材105は鉄系の素材でできている。ロータ部材156は中空ロータであり、中空部分には鉄系の素材でできた筒部材157が焼嵌めもしくは冷嵌めされている。このように、アルミニウム系の素材でできたロータ部材156に鉄系の素材でできた筒部材157を焼嵌めもしくは冷嵌めすることにより、温度上昇した際にアルミ系の素材のほうが鉄系の素材よりも熱膨張しても、焼嵌めもしくは冷嵌めによる鉄系素材の圧縮とアルミ系素材の膨張が緩衝し、ロータ部材156と筒部材157との間に隙間を生じにくくすることができた。また、ロータ部材156と筒部材157間の接合面を円筒形状とし、両部材の回転軸合わせを容易にできるようにしている。筒部材157の下端にはロータ部材156と軸方向の相対位置が変わらないように段部166が設けられている。がさらに、筒部材157の内周に上部に行くにしたがって狭くなるテーパを設け、さらに回転軸部材105の上端にも端部に行くにしたがって細くなる筒部材157のテーパと同形状のテーパを設けてある。そして筒部材157と回転軸部材105のテーパ部を圧密着させることによりロータ部材156と筒部材157の回転軸を一致させ、さらには回転軸部材105との回転軸とも一致させる。筒部材157と回転軸部材105は同じ鉄系の素材であり、温度変化による熱膨張量の違いはほとんどない。筒部材157と回転軸部材105とは、円筒部材157の上面と回転軸部材105の上端に締結されたボルト159との間に皿バネ158を配置することにより圧密着される。スクリューロータ102の上端部にはロータ部材156の中空部に反応性生物が堆積しないように蓋160が締結されている。   The screw rotor 102 includes a rotor member 156 and a rotating shaft member 105. The rotor member 156 is made of an aluminum material, and the rotary shaft member 105 is made of an iron material. The rotor member 156 is a hollow rotor, and a cylindrical member 157 made of an iron-based material is shrink-fitted or cold-fitted in the hollow portion. In this way, the cylindrical member 157 made of an iron-based material is shrink-fitted or cold-fitted to the rotor member 156 made of an aluminum-based material, so that the aluminum-based material is more iron-based when the temperature rises. Even if the thermal expansion is greater, the compression of the iron-based material and the expansion of the aluminum-based material due to shrink fitting or cold fitting are buffered, and a gap is less likely to be generated between the rotor member 156 and the cylindrical member 157. Further, the joint surface between the rotor member 156 and the cylindrical member 157 has a cylindrical shape so that the rotational axes of both members can be easily aligned. A step portion 166 is provided at the lower end of the cylindrical member 157 so that the relative position in the axial direction of the rotor member 156 does not change. Further, a taper that becomes narrower toward the upper part is provided on the inner periphery of the cylindrical member 157, and a taper having the same shape as the taper of the cylindrical member 157 that becomes thinner toward the end also at the upper end of the rotary shaft member 105 is provided. It is. Then, the rotating shafts of the rotor member 156 and the cylindrical member 157 are made to coincide with each other by bringing the tapered portions of the cylindrical member 157 and the rotating shaft member 105 into pressure contact with each other. The cylindrical member 157 and the rotating shaft member 105 are the same iron-based material, and there is almost no difference in the amount of thermal expansion due to a temperature change. The cylindrical member 157 and the rotating shaft member 105 are brought into pressure contact with each other by disposing a disc spring 158 between the upper surface of the cylindrical member 157 and a bolt 159 fastened to the upper end of the rotating shaft member 105. A lid 160 is fastened to the upper end portion of the screw rotor 102 so that reactive organisms do not accumulate in the hollow portion of the rotor member 156.

同様に、スクリューロータ103は、ロータ部材161と回転軸部材108により構成されている。ロータ部材161はアルミニウム系の素材、回転軸部材108は鉄系の素材でできている。ロータ部材161は中空ロータであり、中空部分には鉄系の素材でできた筒部材162が焼嵌めもしくは冷嵌めされている。このように、アルミニウム系の素材でできたロータ部材161に鉄系の素材でできた筒部材162を焼嵌めもしくは冷嵌めすることにより、温度上昇した際にアルミ系の素材のほうが鉄系の素材よりも熱膨張しても、焼嵌めもしくは冷嵌めによる鉄系素材の圧縮とアルミ系素材の膨張が緩衝し、ロータ部材161と筒部材162との間に隙間を生じにくくすることができた。また、ロータ部材161と筒部材162間の接合面を円筒形状とし、両部材の回転軸合わせを容易にできるようにしている。筒部材162の下端にはロータ部材161と軸方向の相対位置が変わらないように段部167が設けられている。さらに、筒部材162の内周に上部に行くにしたがって狭くなるテーパを設け、さらに回転軸部材108の上端にも端部に行くにしたがって細くなる筒部材162のテーパと同形状のテーパを設けてある。そして筒部材162と回転軸部材108のテーパ部を圧密着させることによりロータ部材161と筒部材162の回転軸を一致させ、さらには回転軸部材108との回転軸とも一致させる。筒部材162と回転軸部材108は同じ鉄系の素材であり、温度変化による熱膨張量の違いはほとんどない。筒部材162と回転軸部材108とは、筒部材162の上面と回転軸部材108の上端に締結されたボルト164との間に皿バネ163を配置することにより圧密着される。スクリューロータ103の上端部にはロータ部材161の中空部に反応性生物が堆積しないように蓋165が締結されている。   Similarly, the screw rotor 103 includes a rotor member 161 and a rotating shaft member 108. The rotor member 161 is made of an aluminum material, and the rotary shaft member 108 is made of an iron material. The rotor member 161 is a hollow rotor, and a cylindrical member 162 made of an iron-based material is shrink-fitted or cold-fitted in the hollow portion. In this way, the cylindrical member 162 made of an iron-based material is shrink-fitted or cold-fitted to the rotor member 161 made of an aluminum-based material, so that when the temperature rises, the aluminum-based material is more iron-based material. Even if the thermal expansion is greater than that, the compression of the iron-based material and the expansion of the aluminum-based material due to shrink fitting or cold fitting are buffered, and it is possible to make it difficult to form a gap between the rotor member 161 and the cylindrical member 162. Further, the joint surface between the rotor member 161 and the cylindrical member 162 is formed in a cylindrical shape so that the rotation axes of both members can be easily aligned. A step portion 167 is provided at the lower end of the cylindrical member 162 so that the relative position in the axial direction with the rotor member 161 does not change. Further, a taper that narrows toward the upper part is provided on the inner periphery of the cylindrical member 162, and further, a taper having the same shape as the taper of the cylindrical member 162 that becomes thinner toward the end part is also provided at the upper end of the rotary shaft member 108. is there. Then, the rotating portions of the rotor member 161 and the cylindrical member 162 are made to coincide with each other by pressing the taper portions of the cylindrical member 162 and the rotating shaft member 108 together, and further, the rotating shaft of the rotating shaft member 108 is also made to coincide. The cylindrical member 162 and the rotating shaft member 108 are the same iron-based material, and there is almost no difference in the amount of thermal expansion due to temperature change. The cylindrical member 162 and the rotary shaft member 108 are brought into pressure-contact with each other by disposing a disc spring 163 between the upper surface of the cylindrical member 162 and a bolt 164 fastened to the upper end of the rotary shaft member 108. A lid 165 is fastened to the upper end portion of the screw rotor 103 so that reactive organisms do not accumulate in the hollow portion of the rotor member 161.

スクリューロータ102、103のように軽量なアルミニウム系素材や中空部を設けてスクリューロータ102、103をできるだけ軽量にすることにより、共振周波数を高くしてスクリューロータ102、103を高速回転できるようにした。これにより、第一の真空ポンプ(前段真空ポンプもしくはブースタポンプ)が小型になり、シール性を向上できるので排気効率のよい第一の真空ポンプ(前段真空ポンプもしくはブースタポンプ)を構成することができる。   The screw rotors 102 and 103 can be rotated at a high speed by increasing the resonance frequency by providing a lightweight aluminum-based material and a hollow portion like the screw rotors 102 and 103 to make the screw rotors 102 and 103 as light as possible. . As a result, the first vacuum pump (previous vacuum pump or booster pump) can be reduced in size and the sealing performance can be improved, so that the first vacuum pump (previous vacuum pump or booster pump) with good exhaust efficiency can be configured. .

スクリューロータ102は、ロータの回転軸部105が、回転軸部105の下方で上部に設けられた軸受106、101及び下部に設けられた軸受123によりロータハウジング104内で回転自在に支持されている。軸受106と排気室168との間には排気室内のプロセスガス(反応生成ガス)が軸受側に漏れて軸受に堆積したり潤滑油を汚染しないように、さらには軸受側106の潤滑油が排気室168側に漏れないように軸シール169が設けられている。また、軸受106、101、123は皿ばね(図示なし。)等で与圧をかけられている。   In the screw rotor 102, a rotary shaft portion 105 of the rotor is rotatably supported in a rotor housing 104 by bearings 106 and 101 provided at an upper portion below the rotary shaft portion 105 and a bearing 123 provided at a lower portion. . In order to prevent the process gas (reaction product gas) in the exhaust chamber from leaking to the bearing side and accumulating on the bearing or contaminating the lubricating oil between the bearing 106 and the exhaust chamber 168, the lubricating oil on the bearing side 106 is further exhausted. A shaft seal 169 is provided so as not to leak to the chamber 168 side. The bearings 106, 101, and 123 are pressurized by a disc spring (not shown).

また、スクリューロータ103も同様に、ロータの回転軸部108が、回転軸部108の下方で上部に設けられた軸受109、110及び下部に設けられた軸受124によりロータハウジング104内で回転自在に支持されている。軸受109と排気室168との間には排気室内のプロセスガス(反応生成ガス)が軸受側に漏れて軸受に堆積したり潤滑油を汚染しないように、さらには軸受側109の潤滑油が排気室168側に漏れないように軸シール170が設けられている。軸受109、110、124は皿ばね(図示なし。)等で与圧をかけられている。   Similarly, in the screw rotor 103, the rotating shaft portion 108 of the rotor can be rotated in the rotor housing 104 by bearings 109 and 110 provided at the upper portion below the rotating shaft portion 108 and a bearing 124 provided at the lower portion. It is supported. In order to prevent process gas (reaction product gas) in the exhaust chamber from leaking to the bearing side and accumulating on the bearing or contaminating the lubricating oil between the bearing 109 and the exhaust chamber 168, the lubricating oil on the bearing side 109 is further exhausted. A shaft seal 170 is provided so as not to leak to the chamber 168 side. The bearings 109, 110, and 124 are pressurized by a disc spring (not shown) or the like.

軸受106,101の外輪は、鉄系の素材でできた円柱形状の軸受支持部材175の内周に圧接固定され、軸受支持部材175の外周部分はアルミ系の素材でできた軸受ハウジング175に圧接固定している。軸受支持部材175の下端には軸受の外輪と軸受ハウジング175に対して軸方向で位置決めし易いように回転軸の放射方向に突出部180が形成されている。同様に、軸受109,110の外輪は、鉄系の素材でできた軸受支持部材177に圧接固定され、軸受支持部材177はアルミ系の素材でできた軸受ハウジング176に圧接固定している。軸受支持部材177の下端には軸受の外輪と軸受ハウジング176に対して軸方向で位置決めし易いように回転軸の放射方向に突出部181が形成されている。このように軸受106,101、109、110の外輪とほぼ同じ熱膨張率を持つ軸受支持部材175、177を介して熱膨張率の異なる(大きな)アルミ系の素材でできた軸受ハウジング176に固定することにより、軸受106,101、109,110の外輪と軸受支持部材175,177との間に隙間の変化ができないようにできる。   The outer rings of the bearings 106 and 101 are press-fixed to the inner periphery of a cylindrical bearing support member 175 made of an iron-based material, and the outer peripheral portion of the bearing support member 175 is press-contacted to a bearing housing 175 made of an aluminum-based material. It is fixed. A projecting portion 180 is formed at the lower end of the bearing support member 175 in the radial direction of the rotary shaft so as to be easily positioned in the axial direction with respect to the outer ring of the bearing and the bearing housing 175. Similarly, the outer rings of the bearings 109 and 110 are pressure-fixed to a bearing support member 177 made of an iron-based material, and the bearing support member 177 is pressure-fixed to a bearing housing 176 made of an aluminum-based material. At the lower end of the bearing support member 177, a protruding portion 181 is formed in the radial direction of the rotary shaft so as to be easily positioned in the axial direction with respect to the outer ring of the bearing and the bearing housing 176. In this way, it is fixed to the bearing housing 176 made of an aluminum-based material having a different thermal expansion coefficient through the bearing support members 175 and 177 having substantially the same thermal expansion coefficient as the outer rings of the bearings 106, 101, 109, and 110. By doing so, it is possible to prevent a gap from being changed between the outer rings of the bearings 106, 101, 109, and 110 and the bearing support members 175 and 177.

さらに、軸受ハウジング176には軸受106,101、109,110と排気室168とを熱的に断熱するための中空部182が形成されている。このように排気室168で発生した排気ガスの圧縮熱等の熱が、軸受106,101、109,110へ伝達しないように、排気室168と軸受106,101、109,110との間の熱伝導経路に空間を設けることにより、軸受106,101、109,110へ熱が伝達しにくくなり、軸受106,101、109,110が高温になることによる破壊を防止することができる。この中空部182は軸受106,101、109,110の周辺に設けることにより、軸受ハウジング176を介して軸受106,101、109,110へ熱が伝わる熱伝導経路を長くできるので、より断熱効果が向上する。さらに、低温で固体となる反応生成ガスが流れる場合、反応生成物が堆積しないように、反応生成ガスが流れる経路(吸気口153→排気室168→排気口154)を高温にして真空ポンプを運転する必要があるが、中空部182により高温に維持されている排気室168周辺の熱が、軸受106,101、109,110へ伝達するのを防止するという効果もある。   Further, the bearing housing 176 is formed with a hollow portion 182 for thermally insulating the bearings 106, 101, 109, 110 and the exhaust chamber 168. Thus, heat between the exhaust chamber 168 and the bearings 106, 101, 109, 110 is prevented so that heat such as compression heat of the exhaust gas generated in the exhaust chamber 168 is not transmitted to the bearings 106, 101, 109, 110. Providing a space in the conduction path makes it difficult for heat to be transferred to the bearings 106, 101, 109, and 110, and prevents breakage due to the high temperature of the bearings 106, 101, 109, and 110. By providing the hollow portion 182 around the bearings 106, 101, 109, and 110, a heat conduction path through which heat is transmitted to the bearings 106, 101, 109, and 110 through the bearing housing 176 can be lengthened, so that a more heat insulating effect can be obtained. improves. Further, when a reaction product gas that becomes solid at low temperature flows, the vacuum pump is operated by setting the flow path of the reaction product gas (intake port 153 → exhaust chamber 168 → exhaust port 154) to a high temperature so that the reaction product does not accumulate. However, there is an effect of preventing the heat around the exhaust chamber 168 maintained at a high temperature by the hollow portion 182 from being transmitted to the bearings 106, 101, 109, and 110.

排気室ハウジング171を構成するロータハウジング104、上端ハウジング172及び軸受ハウジング173は、アルミ系の素材でできたロータ部材161と同じアルミ系の素材で構成されており、熱膨張率を同等とすることによりスクリューロータ102,103と排気室ハウジング171との隙間が温度により変化しないようにしている。さらに排気室ハウジング171がアルミ系の素材でできているので熱伝導率が良く排気口153付近で発生した熱を吸気口154側へ移送し易くなり、排気室168の温度を均一にし易い。   The rotor housing 104, the upper end housing 172 and the bearing housing 173 constituting the exhaust chamber housing 171 are made of the same aluminum material as the rotor member 161 made of an aluminum material, and have the same thermal expansion coefficient. This prevents the gap between the screw rotors 102 and 103 and the exhaust chamber housing 171 from changing with temperature. Further, since the exhaust chamber housing 171 is made of an aluminum-based material, the heat conductivity is good and the heat generated near the exhaust port 153 can be easily transferred to the intake port 154 side, and the temperature of the exhaust chamber 168 can be made uniform.

ロータハウジング104の周辺には排気室168内の温度を制御するためのアルミ系の素材でできた伝熱プレート183が密着されている。該伝熱プレートには冷却媒体(水等)もしくは加熱媒体(高温高圧蒸気等)を流すための経路184が形成されており、加熱・冷却はこれらの媒体で行う。例えば、タングステン系等の高温で固化する反応生成ガスを排気する場合は、排気室を低温に維持する必要があり、経路184に冷却水を流す。   A heat transfer plate 183 made of an aluminum material for controlling the temperature in the exhaust chamber 168 is in close contact with the periphery of the rotor housing 104. A passage 184 for flowing a cooling medium (water or the like) or a heating medium (high-temperature and high-pressure steam or the like) is formed in the heat transfer plate, and heating and cooling are performed with these media. For example, when exhausting a reaction product gas that solidifies at a high temperature such as tungsten, the exhaust chamber needs to be maintained at a low temperature, and cooling water is supplied to the path 184.

軸受ハウジング176の下端であり、軸受ハウジング176を介して軸受106,101、109,110へ熱が伝わる熱伝導経路と接する位置にはアルミ系の素材でできた冷却プレート185が配置されている。中空部182だけでは十分に軸受106,101、109,110を低温に維持できない場合、前記冷却プレート185が配置されていることにより、軸受106,101、109,110へ伝導する熱量を減らすことができるので、軸受106,101、109,110の温度上昇を抑えることができる。
該冷却プレート185には冷却水等の媒体を流すための冷却経路186が形成されており、冷却効率をより向上させている。
A cooling plate 185 made of an aluminum-based material is disposed at a position at the lower end of the bearing housing 176 and in contact with a heat conduction path through which heat is transferred to the bearings 106, 101, 109, 110 via the bearing housing 176. When the bearings 106, 101, 109, and 110 cannot be sufficiently maintained at a low temperature only by the hollow portion 182, the amount of heat conducted to the bearings 106, 101, 109, and 110 can be reduced by arranging the cooling plate 185. Therefore, the temperature rise of the bearings 106, 101, 109, 110 can be suppressed.
The cooling plate 185 is provided with a cooling path 186 for allowing a medium such as cooling water to flow, thereby further improving the cooling efficiency.

さらに、前記冷却プレート185はモータハウジング187とも接しており、モータ113も冷却することができる。さらにモータハウジング187の外周には第二の冷却プレート188が密着しており、該第二の冷却プレート188によってもモータ113は冷却される。また、第二の冷却プレート188には冷却水等の媒体を流すための冷却経路189が形成されており、冷却効率をより向上させている。   Further, the cooling plate 185 is in contact with the motor housing 187, and the motor 113 can be cooled. Further, a second cooling plate 188 is in close contact with the outer periphery of the motor housing 187, and the motor 113 is also cooled by the second cooling plate 188. Further, the second cooling plate 188 is formed with a cooling path 189 for flowing a medium such as cooling water, thereby further improving the cooling efficiency.

回転軸部105の下端部にはタイミングギア111が設けられ、回転軸部108の下端部にはタイミングギア112が設けられており、タイミングギア111及び112が互いに噛み合うことにより、スクリューロータ102及び103が同期して非接触で回転するように構成されている。   A timing gear 111 is provided at the lower end portion of the rotating shaft portion 105, and a timing gear 112 is provided at the lower end portion of the rotating shaft portion 108. When the timing gears 111 and 112 mesh with each other, the screw rotors 102 and 103 are engaged. Are configured to rotate in a non-contact manner synchronously.

回転軸部108の軸受110とタイミングギア112間にはモータ113の永久磁石方式の回転子150が固定され、キャン151によりキャンド化されている。真空ポンプ駆動して排気室168内が真空になるとモータ113側も真空に引かれるので、キャン151で回転子150側を大気と分離することにより排気室168への大気の漏洩を防止している。また、運転開始時等に排気口153の圧力が大気圧よりも高くなると、排気室168内のプロセスガスがモータ113側に漏れることもある。この場合、モータがキャンド化されていることによりプロセスガスが大気へ漏れることを防止できる。キャン151の外側にはモータ113の電磁石方式の固定子152が固定されており、インバータによりスクリューロータ103の回転数を制御している。さらに、該回転運動をタイミングギア111及び112を介してスクリューロータ102を伝達することによりスクリューロータ102及び103は同期して非接触で回転するように構成されている。   A permanent magnet type rotor 150 of the motor 113 is fixed between the bearing 110 and the timing gear 112 of the rotating shaft portion 108, and canned by a can 151. When the vacuum pump is driven and the inside of the exhaust chamber 168 is evacuated, the motor 113 side is also evacuated, so the can 151 prevents the rotor 150 side from being separated from the atmosphere, thereby preventing atmospheric leakage to the exhaust chamber 168. . Further, when the pressure of the exhaust port 153 becomes higher than the atmospheric pressure at the start of operation, the process gas in the exhaust chamber 168 may leak to the motor 113 side. In this case, the process gas can be prevented from leaking to the atmosphere due to the motor being canned. An electromagnet stator 152 of the motor 113 is fixed outside the can 151, and the rotational speed of the screw rotor 103 is controlled by an inverter. Furthermore, the screw rotors 102 and 103 are configured to rotate in a non-contact manner synchronously by transmitting the rotational motion to the screw rotor 102 via the timing gears 111 and 112.

タイミングギア111及び112はオイルハウジング125で仕切られた潤滑油126が貯留されているオイル室127内に収納されている。タイミングギア111及び112には図示していない潤滑油供給手段により潤滑油が供給されるように構成されている。さらに、タイミングギア111及び112の軸方向の厚みを変え、軸方向底面を合わせて配置することにより、タイミングギア111から回転の遠心力によりタイミングギア112へ飛ばされた潤滑油がタイミングギア112との段差部分で止められて、タイミングギア111及び112との噛み合い部分を潤滑するように構成されている。   The timing gears 111 and 112 are housed in an oil chamber 127 in which lubricating oil 126 partitioned by an oil housing 125 is stored. The timing gears 111 and 112 are configured to be supplied with lubricating oil by a lubricating oil supply means (not shown). Further, by changing the axial thickness of the timing gears 111 and 112 and aligning the bottom surfaces in the axial direction, the lubricating oil blown from the timing gear 111 to the timing gear 112 due to the centrifugal force of rotation is exchanged with the timing gear 112. Stopped at the stepped portion, the meshing portion with the timing gears 111 and 112 is lubricated.

次に、図5の第二のスクリュー式真空ポンプ(回転ロータ式ポンプ、片持ち式回転ポンプ、後段真空ポンプもしくはメインポンプ)1Bについて、図3及び図4を用いて説明する。
図3は第二のスクリュー式真空ポンプ(回転ロータ式ポンプ、片持ち式回転ポンプ、後段真空ポンプもしくはメインポンプ)1Bの実施の形態を模式的に示す断面図である。また、図4は図3のB−B断面図である。
図示するように、このスクリュー式真空ポンプ1Bは、縦置に配置された一対のスクリューロータ202,203を備え、この一対のスクリューロータ202、203は排気室ハウジング271の内部に収納されている。排気室ハウジング271はロータハウジング204、上端ハウジング272及び軸受ハウジング276により構成されている。
Next, the second screw type vacuum pump (rotary rotor type pump, cantilever type rotary pump, rear vacuum pump or main pump) 1B of FIG. 5 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a sectional view schematically showing an embodiment of the second screw type vacuum pump (rotary rotor type pump, cantilever type rotary pump, rear vacuum pump or main pump) 1B. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
As shown in the figure, the screw type vacuum pump 1 B includes a pair of screw rotors 202 and 203 arranged vertically, and the pair of screw rotors 202 and 203 are housed inside an exhaust chamber housing 271. The exhaust chamber housing 271 includes a rotor housing 204, an upper end housing 272, and a bearing housing 276.

前記一対のスクリューロータ202、203と排気室ハウジング271により複数の作動室207が形成される。この複数の作動室207は上端ハウジング272に形成された吸気口253からプロセスガス(反応生成ガス)を吸入し、前記一対のスクリューロータ202、203の回転に伴いプロセスガス(反応生成ガス)を移送してロータハウジング204の下端の側面に形成された排出口(排気口)254から排気する。   A plurality of working chambers 207 are formed by the pair of screw rotors 202 and 203 and the exhaust chamber housing 271. The plurality of working chambers 207 suck process gas (reaction product gas) from an intake port 253 formed in the upper end housing 272 and transfer the process gas (reaction product gas) as the pair of screw rotors 202 and 203 rotate. Then, the air is exhausted from an exhaust port (exhaust port) 254 formed on the side surface of the lower end of the rotor housing 204.

上端ハウジング272、つまり下記説明の構造をもつ片持ちのスクリューロータ202,203の上部には、第一のスクリュー式真空ポンプ1Aの排気口154と第二のスクリュー式真空ポンプ1Bの吸気口253との間の中間圧が脈動した際に、脈動を緩衝するための脈動防止空間290が形成されている。例えば、極端な場合として真空状態から急激に大気圧を排気すると、脈動の最高圧力は大気圧以上(場合によっては大気圧の数倍以上)となり、第一のスクリュー式真空ポンプ1Aの排気口154と第二のスクリュー式真空ポンプ1Bの吸気口253との間で脈動が生じると、圧力の低い第一のスクリュー式真空ポンプ1Aの軸受109側へプロセスガスが漏れ、故障の原因となる。また、中間圧に圧力変化の大きい脈動が生じると、第一のスクリュー式真空ポンプ1A及び第二のスクリュー式真空ポンプ1Bのような片持ちのスクリューロータの場合、スクリューロータを曲げる方向に偏った力が発生し、スクリューロータ間もしくはスクリューロータとハウジング間で接触が生じ破壊の原因となる。特に、第一のスクリュー式真空ポンプは例えば一対のスクリューロータを3条と4条、4条と6条というように並列に複数の作動室が形成され、容積圧縮して排気しているため、排気端面での各作動室の圧力が異なり、スクリューロータに対して曲げる方向への力が大きくなる。第二のスクリュー式真空ポンプでは、両スクリューロータを1条とし、容積圧縮しないで排気する構造であり、第一のスクリュー式真空ポンプのスクリューロータと比較して軸径も小さいので、第一の真空ポンプと比較してスクリューロータに対して曲げる方向への力はそれほど大きくはならない。   At the upper end of the upper end housing 272, that is, the cantilevered screw rotors 202, 203 having the structure described below, an exhaust port 154 of the first screw type vacuum pump 1A and an intake port 253 of the second screw type vacuum pump 1B are provided. A pulsation prevention space 290 for buffering the pulsation is formed when the intermediate pressure between the two pulsates. For example, when the atmospheric pressure is suddenly exhausted from the vacuum state as an extreme case, the maximum pressure of the pulsation becomes equal to or higher than the atmospheric pressure (in some cases, more than several times the atmospheric pressure), and the exhaust port 154 of the first screw type vacuum pump 1A. And pulsation between the suction port 253 of the second screw type vacuum pump 1B and process gas leaks to the bearing 109 side of the first screw type vacuum pump 1A having a low pressure, causing a failure. Further, when a pulsation with a large pressure change occurs in the intermediate pressure, in the case of cantilever screw rotors such as the first screw vacuum pump 1A and the second screw vacuum pump 1B, the screw rotor is biased in the bending direction. A force is generated, causing contact between the screw rotor or between the screw rotor and the housing, causing damage. In particular, the first screw-type vacuum pump has a plurality of working chambers formed in parallel, for example, a pair of screw rotors such as three, four, four, and six, and is exhausted by volume compression. The pressure of each working chamber at the exhaust end face is different, and the force in the direction of bending with respect to the screw rotor increases. The second screw-type vacuum pump has a structure in which both screw rotors are single and exhausted without volume compression. Since the shaft diameter is smaller than the screw rotor of the first screw-type vacuum pump, Compared with the vacuum pump, the force in the direction of bending with respect to the screw rotor is not so great.

上端ハウジング272内に形成された脈動防止空間290には反応生成物が排気室268内に侵入しないように吸気口253と排気室268間を仕切るようにトラップ部材291が配置されている。トラップ部材291は下端から上端に行くにしたがって先細りとなる中空構造で、上端ハウジング272とトラップ部材291との間に形成される溝部292に反応生成物が堆積するような構成となっている。上端ハウジング272を上面フランジと吸気口253が形成された側面ハウジングという構成にすることにより、該上面フランジを取り外すだけで、前記溝部292に堆積した反応生成物を掃除することができる。   A trap member 291 is disposed in the pulsation prevention space 290 formed in the upper end housing 272 so as to partition the intake port 253 and the exhaust chamber 268 so that reaction products do not enter the exhaust chamber 268. The trap member 291 has a hollow structure that tapers from the lower end to the upper end, and is configured such that reaction products accumulate in a groove 292 formed between the upper end housing 272 and the trap member 291. By configuring the upper end housing 272 as a side housing in which the upper surface flange and the air inlet 253 are formed, the reaction product accumulated in the groove portion 292 can be cleaned only by removing the upper surface flange.

スクリューロータ202、203と少なくともロータハウジング204間は微小隙間とされる。   A small gap is formed between the screw rotors 202 and 203 and at least the rotor housing 204.

スクリューロータ202は、ロータ部材256と回転軸部材205により構成されている。ロータ部材256及び回転軸部材205は鉄系の素材でできている。ロータ部材256は中空ロータであり、ロータ部材256の内周に上部に行くにしたがって狭くなるテーパを設け、さらに回転軸部材205の上端にも端部に行くにしたがって細くなるロータ部材256のテーパと同形状のテーパを設けてある。そしてロータ部材256と回転軸部材205のテーパ部を圧密着させることによりロータ部材156と回転軸部材205との回転軸を容易に一致させることができる。ロータ部材256と回転軸部材205は同じ鉄系の素材であり、温度変化による熱膨張量の違いはほとんどない。ロータ部材256と回転軸部材205とは、ロータ部材256の中空内上面と回転軸部材205の上端に締結されたボルト259との間に皿バネ258を配置することによりテーパ部で圧密着される。スクリューロータ202の上端部にはロータ部材256の中空部に反応性生物が堆積しないように蓋260が締結されている。   The screw rotor 202 includes a rotor member 256 and a rotating shaft member 205. The rotor member 256 and the rotating shaft member 205 are made of an iron-based material. The rotor member 256 is a hollow rotor, and a taper that narrows toward the upper part is provided on the inner periphery of the rotor member 256, and further, the taper of the rotor member 256 that becomes narrower toward the upper end of the rotary shaft member 205. A taper of the same shape is provided. Then, the rotating shafts of the rotor member 156 and the rotating shaft member 205 can be easily matched by press-contacting the tapered portions of the rotor member 256 and the rotating shaft member 205 with each other. The rotor member 256 and the rotating shaft member 205 are the same iron-based material, and there is almost no difference in the amount of thermal expansion due to temperature change. The rotor member 256 and the rotary shaft member 205 are pressure-contacted by a tapered portion by disposing a disc spring 258 between the hollow inner upper surface of the rotor member 256 and the bolt 259 fastened to the upper end of the rotary shaft member 205. . A lid 260 is fastened to the upper end portion of the screw rotor 202 so that reactive organisms do not accumulate in the hollow portion of the rotor member 256.

同様に、スクリューロータ203は、ロータ部材261と回転軸部材208により構成されている。ロータ部材261及び回転軸部材208は鉄系の素材でできている。ロータ部材261は中空ロータであり、ロータ部材261の内周上部に行くにしたがって狭くなるテーパを設け、さらに回転軸部材208の上端にも端部に行くにしたがって細くなり、ロータ部材261のテーパと同形状のテーパを設けてある。そしてロータ部材261と回転軸部材208のテーパ部を圧密着させることによりロータ部材261と回転軸部材208との回転軸を容易に一致させることができる。ロータ部材261と回転軸部材208は同じ鉄系の素材であり、温度変化による熱膨張量の違いはほとんどない。ロータ部材261と回転軸部材208とは、ロータ部材261の中空内上面と回転軸部材208の上端に締結されたボルト264との間に皿バネ264を配置することによりテーパ部で圧密着される。スクリューロータ203の上端部にはロータ部材261の中空部に反応性生物が堆積しないように蓋265が締結されている。   Similarly, the screw rotor 203 includes a rotor member 261 and a rotating shaft member 208. The rotor member 261 and the rotating shaft member 208 are made of an iron-based material. The rotor member 261 is a hollow rotor, and is provided with a taper that becomes narrower toward the upper part of the inner periphery of the rotor member 261. Further, the upper end of the rotary shaft member 208 becomes thinner toward the end, and the taper of the rotor member 261 is reduced. A taper of the same shape is provided. Then, the rotating shafts of the rotor member 261 and the rotating shaft member 208 can be easily matched by pressing the tapered portions of the rotor member 261 and the rotating shaft member 208 together. The rotor member 261 and the rotating shaft member 208 are the same iron-based material, and there is almost no difference in the amount of thermal expansion due to temperature change. The rotor member 261 and the rotary shaft member 208 are pressure-contacted by a tapered portion by disposing a disc spring 264 between the hollow inner upper surface of the rotor member 261 and the bolt 264 fastened to the upper end of the rotary shaft member 208. . A lid 265 is fastened to the upper end portion of the screw rotor 203 so that reactive organisms do not accumulate in the hollow portion of the rotor member 261.

第一のスクリュー式真空ポンプは、排気容量を得るために、スクリューロータが大きくなり、回転部の重量は重くなる。しかしながら、運転中の排気室168は分子流領域付近であり、スクリューロータ間及びスクリューロータとロータケーシング間等の隙間は広くできるため、熱膨張係数の大きな材料でも使用が可能である。従って、第一のスクリュー式真空ポンプのスクリューロータは、熱膨張係数は大きいが軽量であるアルミ系の材料が最適である。
それに対し、第二のスクリュー式真空ポンプは第一のスクリュー式真空ポンプより排気容量が小さいため、スクリューロータ部は小型であるが、大気の逆流を抑えるためのシール機能が必要なため、スクリューロータ間及びスクリューロータとロータケーシング間等の隙間を狭くする必要がある。従って、第二のスクリュー式真空ポンプのスクリューロータは、密度は大きいが熱膨張係数は小さい鉄系の材料が最適である。
In the first screw-type vacuum pump, in order to obtain the exhaust capacity, the screw rotor becomes large, and the weight of the rotating part becomes heavy. However, the exhaust chamber 168 during operation is in the vicinity of the molecular flow region, and the gap between the screw rotor and between the screw rotor and the rotor casing can be widened, so that even a material having a large thermal expansion coefficient can be used. Therefore, the screw rotor of the first screw type vacuum pump is optimally made of an aluminum-based material that has a large thermal expansion coefficient but is lightweight.
On the other hand, the second screw type vacuum pump has a smaller exhaust capacity than the first screw type vacuum pump, so the screw rotor part is small, but a sealing function is required to suppress the backflow of the atmosphere. It is necessary to narrow the gap between the screw rotor and the rotor casing. Therefore, the screw rotor of the second screw-type vacuum pump is optimally an iron-based material having a high density but a low thermal expansion coefficient.

スクリューロータ202は、ロータの回転軸部205が、回転軸部205の下方で上部に設けられた軸受206、201及び下部に設けられた軸受223によりロータハウジング204内で回転自在に支持されている。軸受206と排気室268との間には排気室内のプロセスガス(反応生成ガス)が軸受側に漏れて軸受に堆積したり、潤滑油を汚染しないように、さらには軸受側206の潤滑油が排気室268側に漏れないように軸シール269が設けられている。また、軸受206、201、223は皿ばね(図示なし。)等で与圧をかけられている。   In the screw rotor 202, the rotary shaft portion 205 of the rotor is rotatably supported in the rotor housing 204 by bearings 206 and 201 provided in the upper portion below the rotary shaft portion 205 and a bearing 223 provided in the lower portion. . In order to prevent the process gas (reaction product gas) in the exhaust chamber from leaking to the bearing side and accumulating on the bearing between the bearing 206 and the exhaust chamber 268, the lubricating oil on the bearing side 206 is further removed. A shaft seal 269 is provided so as not to leak to the exhaust chamber 268 side. The bearings 206, 201, and 223 are pressurized by a disc spring (not shown).

また、スクリューロータ203も同様に、ロータの回転軸部208が、回転軸部208の下方で上部に設けられた軸受209、210及び下部に設けられた軸受224によりロータハウジング204内で回転自在に支持されている。軸受209と排気室268との間には排気室内のプロセスガス(反応生成ガス)が軸受側に漏れて軸受に堆積したり、潤滑油を汚染しないように、さらには軸受側209の潤滑油が排気室268側に漏れないように軸シール270が設けられている。軸受206、201、223は皿ばね(図示なし。)等で与圧をかけられている。   Similarly, in the screw rotor 203, the rotary shaft portion 208 of the rotor can be freely rotated in the rotor housing 204 by the bearings 209 and 210 provided in the upper portion below the rotary shaft portion 208 and the bearing 224 provided in the lower portion. It is supported. In order to prevent the process gas (reaction product gas) in the exhaust chamber from leaking to the bearing side and accumulating on the bearing between the bearing 209 and the exhaust chamber 268, the lubricating oil on the bearing side 209 is further removed. A shaft seal 270 is provided so as not to leak to the exhaust chamber 268 side. The bearings 206, 201, and 223 are pressurized by a disc spring (not shown) or the like.

軸受206,201の外輪は、鉄系の素材でできた円柱形状の軸受支持部材275の内周に圧接固定され、軸受支持部材275の外周部分は鉄系の素材でできた軸受ハウジング276に圧接固定している。軸受支持部材275の下端には軸受の外輪と軸受ハウジング276に対して軸方向で位置決めし易いように回転軸の放射方向に突出部280が形成されている。同様に、軸受209,210の外輪は、鉄系の素材でできた軸受支持部材277に圧接固定され、軸受支持部材277は鉄系の素材でできた軸受ハウジング276に圧接固定している。軸受支持部材277の下端には軸受の外輪と軸受ハウジング276に対して回転軸方向で位置決めし易いように回転軸の放射方向に突出部281が形成されている。軸受支持部材275、277は後記する空部282内で軸受を支持するように配置される。
このように軸受支持部材275、277を介して軸受206,207、209,210の外輪を軸受ハウジング276に固定することにより、中空部282と軸受206,207、209,210を軸方向で直列に配置せずに、真空ポンプの軸方向長を短くすることもできる。
The outer rings of the bearings 206 and 201 are fixed to the inner periphery of a cylindrical bearing support member 275 made of an iron-based material, and the outer peripheral portion of the bearing support member 275 is pressed against a bearing housing 276 made of an iron-based material. It is fixed. At the lower end of the bearing support member 275, a protrusion 280 is formed in the radial direction of the rotary shaft so as to be easily positioned in the axial direction with respect to the outer ring of the bearing and the bearing housing 276. Similarly, the outer rings of the bearings 209 and 210 are press-fixed to a bearing support member 277 made of an iron-based material, and the bearing support member 277 is press-fixed to a bearing housing 276 made of an iron-based material. At the lower end of the bearing support member 277, a protruding portion 281 is formed in the radial direction of the rotary shaft so as to be easily positioned with respect to the outer ring of the bearing and the bearing housing 276 in the rotary shaft direction. The bearing support members 275 and 277 are disposed so as to support the bearing in the empty portion 282 described later.
Thus, by fixing the outer ring of the bearings 206, 207, 209, 210 to the bearing housing 276 via the bearing support members 275, 277, the hollow portion 282 and the bearings 206, 207, 209, 210 are connected in series in the axial direction. Without the arrangement, the axial length of the vacuum pump can be shortened.

さらに、軸受ハウジング276には軸受206,207、209,210と排気室268とを熱的に断熱するための中空部282が形成されている。このように排気室268で発生した排気ガスの圧縮熱等の熱が、軸受206,207、209,210へ伝達しないように、排気室268と軸受206,207、209,210との間の熱伝導経路に空間を設けることにより、軸受206,207、209,210へ熱が伝達しにくくなり、軸受206,207、209,210が高温になることによる破壊を防止することができる。この中空部282は軸受206,207、209,210の周辺に設けることにより、軸受ハウジング176を介して軸受206,207、209,210へ熱が伝わる熱伝導経路を長くできるので、より断熱効果が向上する。さらに、反応生成ガスを排気する場合、反応生成物が堆積しないように、反応生成ガスが流れる経路(吸気口253→排気室268→排気口254)を高温にして真空ポンプを運転する必要があるが、中空部282により高温に維持されている排気室268周辺の熱が、軸受206,207、209,210へ伝達するのを防止するという効果もある。   Further, the bearing housing 276 is formed with a hollow portion 282 for thermally insulating the bearings 206, 207, 209, 210 and the exhaust chamber 268. Thus, heat between the exhaust chamber 268 and the bearings 206, 207, 209, 210 is prevented so that heat such as compression heat of the exhaust gas generated in the exhaust chamber 268 is not transmitted to the bearings 206, 207, 209, 210. By providing a space in the conduction path, it becomes difficult for heat to be transferred to the bearings 206, 207, 209, and 210, and breakage due to a high temperature of the bearings 206, 207, 209, and 210 can be prevented. By providing the hollow portion 282 around the bearings 206, 207, 209, and 210, a heat conduction path through which heat is transmitted to the bearings 206, 207, 209, and 210 via the bearing housing 176 can be lengthened, so that a more heat insulating effect can be obtained. improves. Further, when the reaction product gas is exhausted, it is necessary to operate the vacuum pump with a high temperature in the path (intake port 253 → exhaust chamber 268 → exhaust port 254) through which the reaction product gas flows so that the reaction product does not accumulate. However, there is an effect that heat around the exhaust chamber 268 maintained at a high temperature by the hollow portion 282 is prevented from being transmitted to the bearings 206, 207, 209, and 210.

排気室ハウジング271を構成するロータハウジング204、上端ハウジング272及び軸受ハウジング276は、鉄系の素材でできたロータ部材161と同じ鉄系の素材で構成されており、熱膨張率を同等とすることによりスクリューロータ202,203と排気室ハウジング271との隙間が温度により変化しないようにしている。   The rotor housing 204, the upper end housing 272, and the bearing housing 276 constituting the exhaust chamber housing 271 are made of the same iron-based material as the rotor member 161 made of an iron-based material, and have the same thermal expansion coefficient. Thus, the gap between the screw rotors 202 and 203 and the exhaust chamber housing 271 is prevented from changing with temperature.

ロータハウジング204の周辺には排気室268内の温度を制御するためのアルミ系の素材でできた伝熱プレート283が密着されている。該伝熱プレート283には冷却媒体(水等)もしくは加熱媒体(高温高圧蒸気等)を流すための経路284が形成されており、加熱・冷却はこれらの媒体で行う。例えば、タングステン系等の高温で固化する反応生成ガスを排気する場合は、排気室を低温に維持する必要があり、経路284に冷却水を流す。このように鉄系の素材よりも熱伝導率のよいアルミ系素材でできた伝熱プレート283をロータハウジング204に密着させて、ロータハウジング204の均熱化をしている。   A heat transfer plate 283 made of an aluminum material for controlling the temperature in the exhaust chamber 268 is in close contact with the periphery of the rotor housing 204. A passage 284 for flowing a cooling medium (water or the like) or a heating medium (high-temperature high-pressure steam or the like) is formed in the heat transfer plate 283, and heating / cooling is performed with these media. For example, when exhausting a reaction product gas that is solidified at a high temperature such as tungsten, the exhaust chamber needs to be maintained at a low temperature, and cooling water is supplied to the path 284. In this way, the heat transfer plate 283 made of an aluminum material having a thermal conductivity better than that of an iron material is brought into close contact with the rotor housing 204 to equalize the temperature of the rotor housing 204.

軸受ハウジング276の下端であり、軸受ハウジング276を介して軸受206,207、209,210へ熱が伝わる熱伝導経路と接する位置にはアルミ系の素材でできた冷却プレート285が配置されている。中空部282だけでは十分に軸受206,207、209,210を低温に維持できない場合、前記冷却プレート285が配置されていることにより、軸受206,207、209,210へ伝導する熱量を減らすことができるので、軸受206,207、209,210の温度上昇を抑えることができる。
該冷却プレート285には冷却水等の媒体を流すための冷却経路286が形成されており、冷却効率をより向上させている。
A cooling plate 285 made of an aluminum-based material is disposed at a position at the lower end of the bearing housing 276 and in contact with a heat conduction path through which heat is transferred to the bearings 206, 207, 209, and 210 via the bearing housing 276. When the bearings 206, 207, 209, and 210 cannot be sufficiently maintained at a low temperature only by the hollow portion 282, the cooling plate 285 is disposed to reduce the amount of heat conducted to the bearings 206, 207, 209, and 210. Therefore, the temperature rise of the bearings 206, 207, 209, and 210 can be suppressed.
The cooling plate 285 is provided with a cooling path 286 for allowing a medium such as cooling water to flow, thereby further improving the cooling efficiency.

さらに、前記冷却プレート285はモータハウジング287とも接しており、モータ213も冷却することができる。さらにモータハウジング287の外周には第二の冷却プレート288が密着しており、該第二の冷却プレート288によってもモータ213は冷却される。また、第二の冷却プレート288には冷却水等の媒体を流すための冷却経路289が形成されており、冷却効率をより向上させている。   Further, the cooling plate 285 is in contact with the motor housing 287, and the motor 213 can be cooled. Further, a second cooling plate 288 is in close contact with the outer periphery of the motor housing 287, and the motor 213 is also cooled by the second cooling plate 288. The second cooling plate 288 is provided with a cooling path 289 for allowing a medium such as cooling water to flow, thereby further improving the cooling efficiency.

回転軸部205の下端部にはタイミングギア211が設けられ、回転軸部208の下端部にはタイミングギア212が設けられており、タイミングギア211及び212が互いに噛み合うことにより、スクリューロータ202及び203が同期して非接触で回転するように構成されている。   A timing gear 211 is provided at the lower end portion of the rotating shaft portion 205, and a timing gear 212 is provided at the lower end portion of the rotating shaft portion 208. When the timing gears 211 and 212 mesh with each other, the screw rotors 202 and 203 are engaged. Are configured to rotate in a non-contact manner synchronously.

回転軸部208の軸受210とタイミングギア212間にはモータ213の永久磁石方式の回転子250が固定され、キャン251によりキャンド化されている。第二のスクリュー式真空ポンプの排気口254側が詰まると、排気口254付近の圧力が大気圧よりも高くなることもあり、排気室268内のプロセスガスがモータ213側に漏れる。この場合、モータ213がキャンド化されていることによりプロセスガスが大気へ漏れることを防止できる。キャン251の外側にはモータ213の電磁石方式の固定子252が固定されており、インバータによりスクリューロータ203の回転数を制御している。さらに、該回転運動をタイミングギア211及び212を介してスクリューロータ202の伝達することによりスクリューロータ202及び203は同期して非接触で回転するように構成されている。   A permanent magnet type rotor 250 of the motor 213 is fixed between the bearing 210 of the rotating shaft portion 208 and the timing gear 212, and canned by a can 251. When the exhaust port 254 side of the second screw type vacuum pump is clogged, the pressure in the vicinity of the exhaust port 254 may become higher than the atmospheric pressure, and the process gas in the exhaust chamber 268 leaks to the motor 213 side. In this case, since the motor 213 is canned, the process gas can be prevented from leaking to the atmosphere. An electromagnet stator 252 of the motor 213 is fixed outside the can 251 and the rotational speed of the screw rotor 203 is controlled by an inverter. Furthermore, the screw rotors 202 and 203 are configured to rotate in a non-contact manner synchronously by transmitting the rotational motion to the screw rotor 202 via the timing gears 211 and 212.

タイミングギア211及び212はオイルハウジング225で仕切られた潤滑油226が貯留されているオイル室227内に収納されている。タイミングギア211及び212には図示していない潤滑油供給手段により潤滑油が供給されるように構成されている。さらに、タイミングギア211及び212の軸方向の厚みを変え、軸方向底面を合わせて配置することにより、タイミングギア211から回転の遠心力によりタイミングギア212へ飛ばされた潤滑油がタイミングギア212との段差部分で止められて、タイミングギア211及び212との噛み合い部分を潤滑するように構成されている。   The timing gears 211 and 212 are accommodated in an oil chamber 227 in which lubricating oil 226 partitioned by an oil housing 225 is stored. The timing gears 211 and 212 are configured to be supplied with lubricating oil by a lubricating oil supply means (not shown). Furthermore, by changing the axial thickness of the timing gears 211 and 212 and aligning the bottom surfaces in the axial direction, the lubricating oil blown from the timing gear 211 to the timing gear 212 by the centrifugal force of rotation is exchanged with the timing gear 212. Stopped by the stepped portion, the meshing portion with the timing gears 211 and 212 is lubricated.

反応生成ガスは圧力が高くなると固化しやすい種類のものもあるため、大気側に配置されている第二のスクリュー式真空ポンプ1Bのロータハウジング204の側面には排気室内に不活性ガスを注入し、反応生成ガスを希釈して反応生成物ができにくくするための不活性ガス注入路295が設けられている。   Since some reaction product gases tend to solidify when the pressure increases, an inert gas is injected into the exhaust chamber on the side of the rotor housing 204 of the second screw vacuum pump 1B disposed on the atmosphere side. An inert gas injection path 295 is provided for diluting the reaction product gas to make it difficult to produce a reaction product.

最後に図5を用いて、前記第一のスクリュー式真空ポンプ1Aの排気口154と第二のスクリュー式真空ポンプ1Bの吸気口253を直列に連結して縦置き二段スクリュー式真空ポンプ300の構成について説明する。   Finally, referring to FIG. 5, the exhaust port 154 of the first screw type vacuum pump 1A and the intake port 253 of the second screw type vacuum pump 1B are connected in series and the vertical two-stage screw type vacuum pump 300 is connected. The configuration will be described.

図5に示すように、前記第一のスクリュー式真空ポンプ1Aの排気口154、第二のスクリュー式真空ポンプ1Bの吸気口253及び中間配管301で形成されている排気経路は水平になるように配置することにより、コンダクタンスをほとんど落とすことなく、前記第一のスクリュー式真空ポンプ1Aの排気口154と第二のスクリュー式真空ポンプ1Bの吸気口253を接続することができる。
また、中間配管301を用いないで第一のスクリュー式真空ポンプ1Aの排気口154と第二のスクリュー式真空ポンプ1Bの吸気口253を接続してもよい。
As shown in FIG. 5, the exhaust path formed by the exhaust port 154 of the first screw-type vacuum pump 1A, the intake port 253 of the second screw-type vacuum pump 1B, and the intermediate pipe 301 is horizontal. By disposing, the exhaust port 154 of the first screw type vacuum pump 1A and the intake port 253 of the second screw type vacuum pump 1B can be connected with almost no decrease in conductance.
Further, the exhaust port 154 of the first screw-type vacuum pump 1A and the intake port 253 of the second screw-type vacuum pump 1B may be connected without using the intermediate pipe 301.

スクリューロータ部分の修理やメンテナンス等を行う場合は、第一のスクリュー式真空ポンプ及び第二のスクリュー式真空ポンプの各々の軸受ハウジングとロータハウジングとの締結を解除しロータハウジングとともにロータハウジングよりも上部に配置されている上端ハウジング等を取り外すことにより、容易にスクリューロータ部分を作業者に対して露出することができ、作業性が向上するとともに、組立も容易となる。   When repairing or maintaining the screw rotor part, the fastening between the bearing housing and the rotor housing of each of the first screw type vacuum pump and the second screw type vacuum pump is released, and the upper part of the rotor housing together with the rotor housing. By removing the upper end housing and the like disposed on the screw rotor portion, the screw rotor portion can be easily exposed to the operator, so that workability is improved and assembly is facilitated.

以下、本発明に係る回転ポンプの第二の実施形態を、図6に基づいて説明する。図6は本件発明を片持ちのスクリュー式真空ポンプに適用した実施例である。   Hereinafter, a second embodiment of the rotary pump according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an embodiment in which the present invention is applied to a cantilever screw type vacuum pump.

吸気口301を形成したフランジ302および排気口103を形成したフランジ304で中空部材305を挟むことによりスクリューロータを収納するためのハウジングを形成している。このハウジング内に所定のクリアランス(微小隙間)をもって非接触噛合状態で互いに噛み合うよう平行に収納されたスクリューロータ306、307がある。前記スクリューロータ306は軸受308及び309で、前記スクリューロータ307は軸受310及び311でハウジング内に固定されている。真空に保たれる排気室312と軸受やギア等の油で潤滑されている空間の間は軸穴封止用のシール部材313、314で仕切られている。ロータ306の回転軸の一端部には、スクリューロータ306を回転するためのモータ312の回転軸が接続部材315を介して装着されており、スクリューロータ306の回転はスクリューロータ306及び307に一体的に装着された同期歯車313及び314によりスクリューロータ307を逆方向に同期回転させる。   A housing for housing the screw rotor is formed by sandwiching the hollow member 305 between the flange 302 formed with the intake port 301 and the flange 304 formed with the exhaust port 103. In this housing, there are screw rotors 306 and 307 housed in parallel so as to mesh with each other in a non-contact meshing state with a predetermined clearance (a minute gap). The screw rotor 306 is fixed in the housing with bearings 308 and 309, and the screw rotor 307 is fixed with bearings 310 and 311. The exhaust chamber 312 kept in a vacuum and the space lubricated with oil such as a bearing and a gear are partitioned by seal members 313 and 314 for sealing the shaft hole. A rotating shaft of a motor 312 for rotating the screw rotor 306 is attached to one end of the rotating shaft of the rotor 306 via a connection member 315, and the rotation of the screw rotor 306 is integrated with the screw rotors 306 and 307. The screw rotor 307 is synchronously rotated in the reverse direction by the synchronous gears 313 and 314 attached to the motor.

スクリューロータ306とスクリューロータ307とは、ハウジングの内壁面に対して所定のクリアランスを有しており、ハウジング303と両スクリューロータ306,307との間には、スクリューロータ306及び307の噛合部分で互いに仕切られ、かつスクリューロータ304,305の回転によって回転軸の軸方向に移送される複数の螺旋形状の作業室が形成されている。   The screw rotor 306 and the screw rotor 307 have a predetermined clearance with respect to the inner wall surface of the housing. Between the housing 303 and the screw rotors 306 and 307, the meshing portions of the screw rotors 306 and 307 are provided. A plurality of spiral working chambers that are partitioned from each other and transferred in the axial direction of the rotating shaft by rotation of the screw rotors 304 and 305 are formed.

次に前記スクリューロータ306,307の回転軸316,317への固定方法について説明する。回転軸316、317は両端が端部にいくほど外径が小さくなるテーパが付き、さらに軸方向に数箇所スリットを入れることで、径方向に伸縮が可能な筒部材である。ロータ固定用円筒部材316,317は下端部のテーパ部分318、319が同じ内径テーパ角をもつリング320、321にテーパ部分が密着して固定されている。これによりロータ固定用円筒部材316,317の軸出しが精度良くできる。リング320、321は下端部が内径より大きな直径を持つ回転軸の突出部322,323に固定されている。306、307はアルミニウム系軽金属で作成されたスクリューロータで、鉄やステンレスのような剛性の強い金属でできたロータ内円筒部材326,327と一体に形成されている。ロータ内円筒部材326,327の内径部分はロータ固定用円筒部材316,317の上端部のテーパ部328,329のテーパ角と同じテーパを形成されている。スクリューロータはロータ内円筒部材326,327のテーパ部と筒円筒部材筒部材316,317の上端部のテーパ部328,329が接合することにより回転軸314,315に挿入される。   Next, a method for fixing the screw rotors 306 and 307 to the rotating shafts 316 and 317 will be described. The rotating shafts 316 and 317 are cylindrical members that are tapered such that the outer diameter decreases toward both ends, and that can be expanded and contracted in the radial direction by inserting several slits in the axial direction. The cylindrical portions 316 and 317 for fixing the rotor have the tapered portions 318 and 319 fixed at close contact with the rings 320 and 321 having the same inner diameter taper angle. As a result, the rotor fixing cylindrical members 316 and 317 can be accurately aligned. The rings 320 and 321 are fixed to the protrusions 322 and 323 of the rotating shaft whose lower ends have a diameter larger than the inner diameter. Reference numerals 306 and 307 denote screw rotors made of an aluminum-based light metal, which are integrally formed with in-rotor cylindrical members 326 and 327 made of a highly rigid metal such as iron or stainless steel. The inner diameter portions of the rotor inner cylindrical members 326 and 327 are formed with the same taper as the taper angles of the taper portions 328 and 329 at the upper end portions of the rotor fixing cylindrical members 316 and 317. The screw rotor is inserted into the rotating shafts 314 and 315 by joining the tapered portions of the rotor inner cylindrical members 326 and 327 and the tapered portions 328 and 329 at the upper end portions of the cylindrical cylindrical members 316 and 317.

このような構成にすることにより容易に軸出しを行い短時間で回転軸と回転ロータを固定することができる。従って本実施例のスクリュー式真空ポンプを半導体製造装置内で反応生成ガスを排気するために用い、反応生成物が真空ポンプ内に蓄積して頻繁に分解メンテナンスを行う場合でも、容易に分解・組立ができ、メンテナンス時間も短縮できる。   By adopting such a configuration, the shaft can be easily aligned and the rotating shaft and the rotating rotor can be fixed in a short time. Therefore, even if the screw type vacuum pump of this embodiment is used for exhausting reaction product gas in the semiconductor manufacturing apparatus, and the reaction product accumulates in the vacuum pump and is frequently subjected to disassembly maintenance, it can be easily disassembled and assembled. And maintenance time can be shortened.

また、前記スクリューロータ306,307を中空にして、さらに材質を軽量な材質にすることにより、回転重心が回転軸線からずれた場合でも共振回転数を真空ポンプの性能を十分に引出すための回転数よりも高い回転数まで上げることができる。従って、安定的に性能を出すための回転数まで前記スクリューロータ306,307の回転数を上げても、共振が起こらずハウジングと前記スクリューロータ306,307もしくは前記スクリューロータ306と前記スクリューロータ307が接触しハウジングもしくは前記スクリューロータ306,307が破壊するのを防ぐことができる。   Further, by making the screw rotors 306 and 307 hollow and making the material lighter, even when the rotational center of gravity deviates from the rotational axis, the rotational speed is sufficient to bring out the performance of the vacuum pump. Can be increased to a higher rotational speed. Therefore, even if the rotational speed of the screw rotors 306 and 307 is increased to the rotational speed for stable performance, resonance does not occur and the housing and the screw rotors 306 and 307 or the screw rotor 306 and the screw rotor 307 This can prevent the housing or the screw rotors 306 and 307 from being broken.

また、前記スクリューロータ306,307を中空にして、さらに材質を軽量な材質にすることにより、回転重心が回転軸線からずれた場合でも共振回転数を真空ポンプの性能を十分に引出すための回転数よりも高い回転数まで上げることができる。従って、安定的に性能を出すための回転数まで前記スクリューロータ306,307の回転数を上げても、共振が起こらずハウジングと前記スクリューロータ306,307もしくは前記スクリューロータ306と前記スクリューロータ307が接触しハウジングもしくは前記スクリューロータ306,307が破壊するのを防ぐことができる。   Further, by making the screw rotors 306 and 307 hollow and making the material lighter, even when the rotational center of gravity deviates from the rotational axis, the rotational speed is sufficient to bring out the performance of the vacuum pump. Can be increased to a higher rotational speed. Therefore, even if the rotational speed of the screw rotors 306 and 307 is increased to the rotational speed for stable performance, resonance does not occur and the housing and the screw rotors 306 and 307 or the screw rotor 306 and the screw rotor 307 This can prevent the housing or the screw rotors 306 and 307 from being broken.

さらに、鉄やステンレスのような剛性の強い金属でできたロータ内円筒部材326,327を用いることにより、スクリューロータ306,307に軽量な材質を用いても剛性の高いロータ内円筒部材326,327で装着の際の力を受けることができるのでスクリューロータ306,307の変形を抑えることができる。   Further, by using the rotor inner cylindrical members 326 and 327 made of a highly rigid metal such as iron or stainless steel, the rotor inner cylindrical members 326 and 327 having high rigidity can be obtained even if a light material is used for the screw rotors 306 and 307. Therefore, the deformation of the screw rotors 306 and 307 can be suppressed.

また、スクリューロータ306,307はスクリューロータ306,307の中空内にはめ込まれた皿バネ330,331を介して、ロックナット332,333により回転軸に固定されている。   The screw rotors 306 and 307 are fixed to the rotating shaft by lock nuts 332 and 333 via disc springs 330 and 331 fitted in the hollows of the screw rotors 306 and 307.

このような構成にすることにより前記回転軸314,315と前記スクリューロータ304,305が温度上昇により熱膨張してもスクリューロータは円筒部材326,327のテーパ部と筒円筒部材筒部材316,317の上端部のテーパ部328,329の間に隙間ができないようにスクリューロータは円筒部材326,327のテーパ部と筒円筒部材筒部材316,317が軸線方向にスライドして、回転ロータが変形することを防止することができる。   With this configuration, even if the rotary shafts 314 and 315 and the screw rotors 304 and 305 are thermally expanded due to a temperature rise, the screw rotor is formed by the tapered portions of the cylindrical members 326 and 327 and the cylindrical member 316 and 317. In the screw rotor, the tapered portions of the cylindrical members 326 and 327 and the cylindrical member 316 and 317 slide in the axial direction so that the rotary rotor is deformed so that there is no gap between the tapered portions 328 and 329 at the upper end of the rotating member. This can be prevented.

図7にアルミニウム系軽金属で作成されたスクリューロータ304,305と鉄やステンレスのような剛性の強い金属でできたロータ内円筒部材326,327とを一体に形成する一つの方法を例示している。図2はロータ内円筒部材326,327を回転軸垂直方向で見た断面図である。円筒部材326,327は外周部に単数もしくは複数箇所の突出部440を有し、前記ロータ内円筒部材326,327を鋳型に固定しこれにアルミニウムを流し込むことによりアルミニウム系軽金属で作成されたスクリューロータ306,307と鉄やステンレスのような剛性の強い金属でできたロータ内円筒部材326,327が一体形成される。   FIG. 7 illustrates one method of integrally forming screw rotors 304 and 305 made of aluminum-based light metal and rotor inner cylindrical members 326 and 327 made of a rigid metal such as iron or stainless steel. . FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotor inner cylindrical members 326 and 327 as viewed in the direction perpendicular to the rotation axis. The cylindrical members 326 and 327 have one or a plurality of projecting portions 440 on the outer peripheral portion, and screw rotors made of aluminum-based light metal by fixing the in-rotor cylindrical members 326 and 327 to a mold and pouring aluminum into the mold. 306, 307 and rotor inner cylindrical members 326, 327 made of a rigid metal such as iron or stainless steel are integrally formed.

回転ロータ式流体ポンプ、片持ち式回転流体ポンプ、回転ロータ式真空ポンプ、片持ち式回転真空ポンプ等に適応可能である。特に、半導体製造工程で使用されるプロセスガスを排気するための片持ちスクリュー式真空ポンプ、その中でも該片持ちスクリュー式真空ポンプを複数台を直列に連結した多段片持ちスクリュー式真空ポンプに適用できる。   It can be applied to a rotary rotor type fluid pump, a cantilever type rotary fluid pump, a rotary rotor type vacuum pump, a cantilever type rotary vacuum pump, and the like. In particular, it can be applied to a cantilever screw vacuum pump for exhausting process gas used in semiconductor manufacturing processes, and in particular, to a multi-stage cantilever screw vacuum pump in which a plurality of cantilever screw vacuum pumps are connected in series. .

本願発明に係る二段スクリュー式真空ポンプの第一のスクリュー式真空ポンプの実施の形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically embodiment of the 1st screw type vacuum pump of the two-stage screw type vacuum pump which concerns on this invention. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 本願発明に係る二段スクリュー式真空ポンプの第二のスクリュー式真空ポンプの実施の形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically embodiment of the 2nd screw type vacuum pump of the two-stage screw type vacuum pump which concerns on this invention. 図3のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 本願発明に係る二段スクリュー式真空ポンプの実施の形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically embodiment of the two-stage screw type vacuum pump which concerns on this invention. 本願発明に係るスクリュー式真空ポンプの第二実施例の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd Example of the screw type vacuum pump which concerns on this invention. 本願発明のテーパ部品のロータへの固定部分の軸垂直断面図である。It is an axial vertical cross section of the fixing part to the rotor of the taper component of this invention. 従来技術を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1A 第一のスクリュー式真空ポンプ
102,103 スクリューロータ
104 ロータハウジング
105 回転軸部材
101、106、109、110、123、124 軸受
107 作動室が形成
113 モータ
111、112 タイミングギア
125 オイルハウジング
126 潤滑油
150 回転子
151 キャン
152 固定子
153 吸気口
154 排出口(排気口)
156 ロータ部材
157 筒部材
166 段部
158、163 皿バネ
159、164 ボルト
160、165 蓋
168 排気室
169、170 軸シール
171 排気室ハウジング
172 上端ハウジング
173 軸受ハウジング
174 邪魔板
175、177 軸受支持部材
182 中空部
183 伝熱プレート
184 経路
185 冷却プレート
186、189 冷却経路
188 第二の冷却プレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A 1st screw type vacuum pump 102,103 Screw rotor 104 Rotor housing 105 Rotary shaft member 101,106,109,110,123,124 Bearing 107 A working chamber is formed 113 Motor 111,112 Timing gear 125 Oil housing 126 Lubricating oil 150 Rotor 151 Can 152 Stator 153 Intake port 154 Discharge port (exhaust port)
156 Rotor member 157 Cylinder member 166 Stepped portions 158 and 163 Disc springs 159 and 164 Bolt 160 and 165 Lid 168 Exhaust chamber 169 and 170 Shaft seal 171 Exhaust chamber housing 172 Upper end housing 173 Bearing housing 174 Baffle plates 175 and 177 Bearing support member 182 Hollow part 183 Heat transfer plate 184 Path 185 Cooling plate 186, 189 Cooling path 188 Second cooling plate

Claims (8)

ハウジング内に設けられる排気室に、ロータを一方のロータ軸端のみに設けられた軸受を介して回転自在に配置し、ハウジング内壁と前記ロータで気体の移送室を形成するとともに、移送室に連通する吸気口と排気口をハウジングに形成し、吸気口から移送室に気体を吸引し排気口から気体を排出する片持ち式回転ポンプにおいて、前記ロータはロータ部材の回転軸に沿った中空内と回転軸部材の軸端部とを固定する構造であって、前記回転軸部材と前記ロータ部材とは筒部材を介して一体的に固着されていることを特徴とする片持ち式回転ポンプ。   A rotor is rotatably disposed in an exhaust chamber provided in the housing via a bearing provided only at one rotor shaft end, and a gas transfer chamber is formed by the inner wall of the housing and the rotor and communicated with the transfer chamber. In the cantilever rotary pump that forms a suction port and an exhaust port in the housing, sucks gas from the suction port to the transfer chamber, and discharges gas from the exhaust port, the rotor is formed in a hollow space along the rotation axis of the rotor member. A cantilever rotary pump having a structure for fixing a shaft end portion of a rotary shaft member, wherein the rotary shaft member and the rotor member are integrally fixed via a cylindrical member. 前記筒部材は前記ロータ部材の中空内に圧入され、前記筒部材と前記ロータ部材との圧入面は回転軸に対して平行であり、前記筒部材と前記回転軸部材との接合面はテーパ形状であることを特徴とする請求項1に記載の片持ち式回転ポンプ。   The cylinder member is press-fitted into the hollow of the rotor member, a press-fitting surface between the cylinder member and the rotor member is parallel to the rotation axis, and a joint surface between the cylinder member and the rotation shaft member is tapered. The cantilever rotary pump according to claim 1, wherein: 前記筒部材は2つの部材からなり、第一の筒部材は前記ロータ部材の中空内に圧入され、前記第一の筒部材と前記ロータ部材との圧入面は回転軸に対して平行であり、前記第一の筒部材と第二の筒部材との接合面はテーパ形状であり、前記第二の筒部材の中空内に前記回転軸部材が挿入され、前記第一の筒部材と前記第二の筒部材とが接合することにより、前記第二の筒部材と前記回転軸部材との接合面が回転軸に対してほぼ平行に圧密着することを特徴とする請求項1に記載の片持ち式回転ポンプ。   The cylindrical member is composed of two members, the first cylindrical member is press-fitted into the hollow of the rotor member, and the press-fitting surfaces of the first cylindrical member and the rotor member are parallel to the rotation axis, The joining surface of the first cylindrical member and the second cylindrical member is tapered, and the rotating shaft member is inserted into the hollow of the second cylindrical member, and the first cylindrical member and the second cylindrical member are inserted. 2. The cantilever according to claim 1, wherein when the cylindrical member is joined, the joint surface between the second cylindrical member and the rotary shaft member is in pressure contact with the rotary shaft substantially in parallel. Rotary pump. 前記筒部材の材質として、前記回転軸部材と同じ材質または、前記ロータ部材の材質の熱膨張率と前記回転軸部材の材質の熱膨張率の間の熱膨張率を持つ材質を用いたことを特徴とする請求項1〜3に記載の片持ち式回転ポンプ。   As the material of the cylindrical member, the same material as the rotating shaft member or a material having a thermal expansion coefficient between the material of the rotor member and the material of the rotating shaft member is used. The cantilever rotary pump according to any one of claims 1 to 3. 前記第二の筒部材の前記回転軸部材端部側とは反対側の前記第二の筒部材外周部にも前記筒部材端部で径が小さくなるような第二のテーパ部を設け、前記筒部材の第二のテーパ部に対向する内径中空面と前記回転軸部材との密着面は回転軸に対して平行であり、前記回転軸部材には前記第二のテーパ部と前記回転軸部材とを密着固定するための第三のテーパ部材が固着されていることを特徴とする請求項3に記載の片持ち式回転ポンプ。   A second taper portion whose diameter is reduced at the end of the cylindrical member is also provided on the outer peripheral portion of the second cylindrical member opposite to the end of the rotating shaft member of the second cylindrical member, The inner surface hollow surface facing the second tapered portion of the cylindrical member and the contact surface of the rotating shaft member are parallel to the rotating shaft, and the second tapered portion and the rotating shaft member are included in the rotating shaft member. A cantilever rotary pump according to claim 3, wherein a third taper member is fixedly fixed to each other. 前記ロータ部材の材質が前記回転軸部材の材質よりも軽量な材質からなることを特徴とする請求項1〜5に記載の片持ち式回転ポンプ。   The cantilever rotary pump according to claim 1, wherein a material of the rotor member is made of a material that is lighter than a material of the rotating shaft member. 前記ロータ部材と前記回転軸部材及び前記筒部材の固定時に、前記回転軸に装着されている筒部材のテーパ部に前記ロータ部材もしくは前記回転軸のテーパ部が所定の押圧力で圧接するように弾性部材を配置したことを特徴とする請求項1〜6に記載の片持ち式回転ポンプ。   When the rotor member, the rotary shaft member, and the cylindrical member are fixed, the rotor member or the tapered portion of the rotary shaft is pressed against the tapered portion of the cylindrical member attached to the rotary shaft with a predetermined pressing force. The cantilever rotary pump according to claim 1, wherein an elastic member is disposed. 前記片持ち式回転ポンプのロータを互いに噛合う一対のスクリューロータとし、片持ち式回転ポンプを真空ポンプとして用いたことを特徴とする請求項1〜7に記載の片持ち式回転ポンプ。   The cantilever rotary pump according to claim 1, wherein the rotor of the cantilever rotary pump is a pair of screw rotors that mesh with each other, and the cantilever rotary pump is used as a vacuum pump.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111075719A (en) * 2019-12-31 2020-04-28 江苏高中压阀门有限公司 A double-screw dry screw vacuum pump
JP2022176649A (en) * 2021-05-17 2022-11-30 株式会社島津製作所 Vacuum pump system and vacuum pump

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