[发明专利]转子和真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及转子和真空泵，涉及具有缓和接合部的负荷变化的负荷变化缓和构造的转子、和内含有该转子的真空泵。

背景技术

在各种真空泵中，为了实现高真空的环境而使用较多的真空泵有涡轮分子泵、螺纹槽式泵。

这样的真空泵在形成包括进气口和排气口的外装体的壳体的内部收纳有使该真空泵发挥排气功能的构造物。使该排气功能进行发挥的构造物大致分为由自由旋转地配置的旋转部(转子部)、和相对于壳体固定的固定部(定子部)构成。

在涡轮分子泵的情况下，旋转部由转轴和固定在该转轴的旋转体构成，在旋转体多级配设有设为放射状的旋转翼片(动翼片)。另外，在固定部相对于旋转翼片相互不同地多级配设有定子翼片(静翼片)。进一步，在涡轮分子泵设有使转轴高速旋转的电机，若转轴由于该电机的工作而高速旋转，则气体由于旋转翼片与定子翼片的相互作用从进气口吸进，从排气口排出。

在这样的涡轮分子泵、螺纹槽式泵等真空泵中，旋转部通常由铝、铝合金等金属制造。

但是，近年来，以提高性能(特别是更高速旋转)为目的，有的情况下高速旋转的圆筒形的旋转部由比金属材料轻量且更有强度的纤维强化复合材料(纤维强化塑料材料、Fiber Reinforced Plastics。下文记作FRP材料)制造。此外，在该情况下FRP材料所使用的纤维有芳族聚酰胺纤维(AFRP)、硼纤维(BFRP)、玻璃纤维(GFRP)、碳纤维(CFRP)、聚乙烯纤维(DFRP)等。

这样，由于若使配设在真空泵的旋转部的下部的圆筒形的旋转部成为由轻且强的FRP材料形成的圆筒形旋转部，则能够实现圆筒部的轻量化和大型化，因此，能够使配设有该圆筒形旋转部的真空泵的排气性能提高。

此外，铝合金等金属制的旋转部(旋转翼片)和由FRP材料形成的圆筒形旋转部一般而言如图9(a)和(b)所示，在该旋转部的下部设有引导件，用压入、粘接、或者并用压入和粘接等方式进行接合，使得转子(旋转部)80(800)配设在内侧，圆筒形旋转部9配设在外侧。

此处，真空泵的转子根据运转条件，温度会从常温上升至150℃左右。由于具有这样宽的温度范围，因此在高温时，由于2种材料的热膨胀之差会产生大的热应力。

由于铝合金比FRP材料的热膨胀率高几倍，因此若温度随着运转时间上升，则随着温度上升，内侧的金属制的旋转部会急速膨胀。另一方面，与外侧接合的由FRP材料形成的圆筒形旋转部不那么膨胀，因此在运转期间，在接合部的接触面会产生非常大的应力。

专利文献1：日本专利第3098139号

专利文献2：日本特开2004-278512号

专利文献1中记载的发明是，在由涡轮分子泵部和螺纹槽泵部构成的复合分子泵中，涡轮分子泵部的转子为金属制，并且由纤维强化塑料材料(FRP)形成将螺纹槽泵部的圆筒转子和涡轮分子泵部的转子与螺纹槽泵部的圆筒转子间接合的支板(5)。

这样，在专利文献1记载的发明中，在涡轮分子泵部的金属制转子和由FRP形成的圆筒转子之间夹着具有该金属和FRP的中间特性的热膨胀率的部件(支板)，缓和上述热膨胀之差所导致的热应力。

专利文献2记载了作为用FRP材料制造上述圆筒形的旋转部的方法，将纤维束卷绕并用树脂固定的纤维缠绕法、或者将预先在树脂中埋入(浸渍)纤维的片材卷绕的片材缠绕法，记载了将用玻璃纤维或者碳纤维等强化纤维(FRP)填充的树脂作为基底的有机基体材料的复合材料制作，用纤维缠绕法连续地缠绕在芯来制作的霍尔贝克裙部（日文：ホルベックスカート）下游转子刮板(5c)。

这样，在专利文献2记载的发明中，通过将纤维倾斜卷绕、或者纤维与树脂中将树脂的比率设定得较多，有意地减小材料的杨氏模量使得由于热膨胀从内侧扩展时产生的加重减小等，对FRP的缠绕条件进行设计，缓和接合部附近的负荷。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，上述专利文献1和专利文献2的目的在于缓和施加在真空泵的金属制的旋转部和由FRP材料形成的圆筒体的旋转部的结合部整体的负担。

因此，在上述专利文献1和专利文献2中，在由FRP材料形成的圆筒体(圆筒体旋转部)中，没有考虑到对于在实际上与配设在该圆筒体的内侧的金属制的转子接触并施加负荷的部分、与由于不与该金属制的转子接触而不施加负荷的部分的边界部分产生的急剧的负荷变化。