CN113840985A - 真空泵及连结型螺纹槽间隔件 - Google Patents

Abstract

提供即使借助固定螺栓将连结型螺纹槽间隔件紧固连结也能够防止真空泵的排气性能的下降的真空泵。本发明的实施方式的连结型螺纹槽间隔件具备使西格巴恩泵部和螺纹槽泵部连结的构造。将该连结型螺纹槽间隔件紧固连结时，预先在排气流路部设置沉孔，借助固定螺栓与基部紧固连结。通过这样设置，固定螺栓的头部不突出至排气流路，固定螺栓的头部不成为相对于排出气体的阻力。这样，能够抑制真空泵的排气性能下降。

Description

真空泵及连结型螺纹槽间隔件

技术领域

本发明涉及真空泵及连结型螺纹槽间隔件。更详细地说，涉及在具有螺纹槽泵部(圆筒螺纹部)和西格巴恩泵部的真空泵中将连结型螺纹槽间隔件紧固连结时抑制固定螺栓导致的排气性能的下降的真空泵及连结型螺纹槽间隔件。

背景技术

以往使用的具有西格巴恩型的结构的西格巴恩型分子泵具备旋转圆板(旋转圆盘)、与该旋转圆板在轴向上具有间隙(空隙)地设置的固定圆板，在该旋转圆板或固定圆板的至少某一方的间隙相向表面刻设有螺旋状槽(也称作螺旋槽或漩涡状槽)流路。并且，是如下真空泵：借助旋转圆板对扩散进入至螺旋状槽流路内的气体分子施加旋转圆板切线方向(即，旋转圆板的旋转方向的切线方向)的运动量，由此借助螺旋状槽从吸气口向排气口赋予优势的方向性来进行排气。

为了将这样的西格巴恩型分子泵、或者具有西格巴恩型分子泵部的真空泵在工业上利用，旋转圆板和固定圆板的级是单级的话压缩比不足所以被多级化。若为了满足所需要的压缩性能而增加级数，则泵自身的大小相应地变大。

此外，多级化的情况下，产生使旋转圆板为半分形状的必要。这样，需要使泵的外筒(壳)变长至覆盖西格巴恩部(西格巴恩泵部)的长度，该情况下泵自身的大小也变大。

此外，具有螺纹槽式泵型的结构的螺纹槽型分子泵、特别是高温化规格的真空泵中，为使螺纹部(螺纹槽部)处的压缩性能变好，使螺纹槽部的长度(螺纹长度)变长或构成为设置有两个以上的多个流路的并行路径类型等来制造。

然而，由于使螺纹长度变长而排气构造的周围构造(壳等)的部分变大，或者由于设为并行路径而复杂的零件增加等，制造成本变大。

图8是用于说明以往的单路径螺纹类型的真空泵的图。

例如，具备流路为一个的单路径螺纹槽间隔件2001的以往的真空泵1001中，欲使压缩性能变好情况下，需要使螺纹槽部的轴向的长度变长。若这样地使螺纹槽部的轴向的长度变长，则需要相应地使基部3变大，所以制造成本变大。

专利文献1：日本特开2017-106365号公报。

专利文献1中，公开了维持螺纹槽泵部的排气性能且实现小型化的连结型螺纹槽间隔件、及配设有该连结型螺纹槽间隔件的真空泵。即，被记载的连结型螺纹槽间隔件具备使西格巴恩泵部和螺纹槽泵部连结的构造，使作为排气要素部的螺纹槽泵部的构造为在圆筒状螺纹上安装有西格巴恩型的构造的构造，设为在该安装部分各零件连结的结构。即，使西格巴恩部和圆筒状螺纹(螺纹槽泵部)的流路的交界呈从真空泵的轴线方向观察以大致直角的方式相连，将西格巴恩部和螺纹槽泵部的流路相连。借助该结构，使螺纹槽泵部的压缩流路长度由于被连结的西格巴恩部而沿径向延伸。

然而，上述专利文献1中，关于将连结型螺纹槽间隔件例如如何固定于基部未有记载。即，关于连结型螺纹槽间隔件的紧固连结方法不明确。

但是，装配真空泵时，从下侧(排气口侧)逐渐堆积来装配的话装配作业容易。即，将连结型螺纹槽间隔件例如紧固连结于基部时，若能够在连结型螺纹槽间隔件的排气流路部借助固定螺栓紧固连结，则能够从真空泵的上侧进行作业，所以作业中无需使真空泵反转，作业效率提高。

另一方面，若在连结型螺纹槽间隔件的排气流路部设置固定螺栓，则该固定螺栓的头部成为相对于排出气体的阻力，有对真空泵的性能造成影响的可能。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供通过在连结型螺纹槽间隔件的排气流路部设置沉孔来借助固定螺栓紧固连结从而不使排气性能下降的真空泵及该连结型螺纹槽间隔件。

技术方案1记载的本发明提供一种真空泵，具有外装体、固定零件、西格巴恩泵部、螺纹槽泵部，前述外装体形成有吸气口或排气口，前述固定零件内置于前述外装体，前述真空泵的特征在于，具备连结型螺纹槽间隔件，前述连结型螺纹槽间隔件具有使前述西格巴恩泵部和前述螺纹槽泵部连结的构造，在前述连结型螺纹槽间隔件的排气流路面设置沉孔，借助配置于该沉孔的固定螺栓，将前述连结型螺纹槽间隔件和前述外装体或前述固定零件紧固连结。

技术方案2记载的本发明提供技术方案1记载的真空泵，其特征在于，在前述外装体或前述固定零件设置将前述螺纹槽泵部加热的加热机构，前述固定螺栓被配置成与被前述加热机构加热的前述外装体或前述固定零件的高温部分接触。

技术方案3记载的本发明提供技术方案2记载的真空泵，其特征在于，前述固定螺栓为与铁系的螺栓相比热传导性优异的材质。

技术方案4记载的本发明提供一种连结型螺纹槽间隔件，被用于具有外装体、固定零件、西格巴恩泵部、螺纹槽泵部的真空泵，前述外装体形成有吸气口或排气口，前述固定零件内置于前述外装体，前述连结型螺纹槽间隔件的特征在于，前述连结型螺纹槽间隔件具有使前述西格巴恩泵部和前述螺纹槽泵部连结的构造，在前述连结型螺纹槽间隔件处，在排气流路面设置有用于固定螺栓的沉孔，借助前述固定螺栓，与前述外装体或前述固定零件紧固连结。

发明效果

根据本发明，即使借助固定螺栓将连结型螺纹槽间隔件紧固连结也能够防止真空泵的排气性能下降。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的真空泵的概略结构例的图。

图2是用于说明本发明的实施方式的连结型螺纹槽间隔件的图。

图3是用于说明本发明的实施方式的连结型螺纹槽间隔件的图。

图4是表示将本实施方式的固定螺栓配置于连结型螺纹槽间隔件的排气流路部的部位的图。

图5是表示将本实施方式的固定螺栓配置于连结型螺纹槽间隔件的排气流路部的部位的立体图。

图6是表示将本发明的实施方式的固定螺栓配置于连结型螺纹槽间隔件的排气流路部的部位的图。

图7是用于说明设置有本发明的实施方式的变形例1的帽的连结型螺纹槽间隔件的图。

图8是用于说明现有技术(单路径螺纹类型)的图。

具体实施方式

(i)实施方式的概要

本发明的实施方式的连结型螺纹槽间隔件具备使西格巴恩泵部与螺纹槽泵部连结的构造。在该连结型螺纹槽间隔件的排气流路部(排气流路面)预先设置沉孔，借助固定螺栓例如与基部紧固连结，由此，能够抑制固定螺栓的头部突出成为阻力而真空泵的排气性能下降。

此外，在连结型螺纹槽间隔件的排气流路部设置沉孔，借助固定螺栓进行紧固连结，所以真空泵的装配作业时，能够从真空泵的上方(吸气口侧)逐渐堆积来进行安装作业，所以能够使作业效率提高。

(ii)实施方式的详细情况

本发明的实施方式的真空泵具有西格巴恩泵部和螺纹槽泵部，前述西格巴恩泵部在被配设的固定圆板或被配设的旋转圆板的至少某一方刻设(配设)具有山部和谷部的螺旋状槽，进而，前述螺纹槽泵部具备螺纹槽间隔件，前述螺纹槽间隔件在与旋转圆筒相向的相向面形成螺旋状槽，隔开既定的空隙与旋转圆筒的外周面相向，前述螺纹槽泵部是如下气体移送机构：旋转圆筒高速旋转，由此，气体随着旋转圆筒的旋转被螺纹槽(螺旋槽)引导，同时被向排气口侧送出。

并且，西格巴恩泵部和螺纹槽泵部被连结型螺纹槽间隔件连结。将该连结型螺纹槽间隔件例如与基部紧固连结时，预先设置沉孔，能够防止借助固定螺栓紧固连结后固定螺栓的头部突出至排气流路而成为排气的障碍。

以下，参照图1至图7，对本发明的适合的实施方式进行详细的说明。

(ii-1)真空泵的结构

图1是表示本发明的第1实施方式的真空泵1的概略结构例的图，表示真空泵1的轴线方向的剖视图。

另外，本发明的实施方式中，为了方便，将旋转翼的直径方向作为“径(直径・半径)向”、与旋转翼的直径方向垂直的方向作为“轴线方向(或轴向)”来说明。

形成真空泵1的外装体的壳(外筒)2为大致圆筒状的形状，与被在壳2的下部(排气口6侧)设置的基部3一同构成真空泵1的箱体。并且，在该箱体的内部，收纳有作为使真空泵1发挥排气功能的构造物的气体移送机构。

在本实施方式中，该气体移送机构大体分成由被旋转自如地支承的旋转部(转子部/西格巴恩部)和被相对于箱体固定的固定部(螺纹槽泵部)构成。

此外，图中虽未示出，但控制真空泵1的动作的控制装置被经由专用线与真空泵1的外装体的外部连接。

在壳2的端部形成有用于将气体导入该真空泵1的吸气口4。此外，在壳2的吸气口4侧的端面形成有向外周侧伸出的凸缘部5。

此外，在基部3形成有用于将气体从该真空泵1排出的排气口6。

旋转部具备作为旋转轴的轴7、配设于该轴7的转子8、设置于转子8的多个旋转翼9、设置于排气口6侧(螺纹槽泵部)的转子圆筒部10。另外，由轴7及转子8构成转子部。

各旋转翼9由相对于轴7的轴线垂直地放射状地延伸的圆板形状的圆板部件构成。另外，在本实施方式中，旋转翼9的最下级(排气口6侧)为圆盘，设为进行西格巴恩部的压缩的结构。

此外，转子圆筒部10由设为与转子8的旋转轴线同心的圆筒形状的圆筒部件构成。

在轴7的轴线方向中部设有用于使轴7高速旋转的马达部，被内置于定子柱80。

进而，在定子柱80内，相对于轴7的马达部在吸气口4侧和排气口6侧设置有用于将轴7在径向方向(径向)上非接触地支承的径向磁轴承装置。此外，在轴7的下端，设置有用于将轴7在轴线方向(轴向方向)上非接触地支承的轴向磁轴承装置。

在箱体(壳2)的内周侧形成有固定部(固定零件)。该固定部由固定翼50等构成，由从相对于轴7的轴线垂直的平面倾斜既定的角度而从壳2的内周面向轴7延伸的片构成。并且，固定翼50被呈圆筒形状的间隔件(固定零件)互相间隔地固定。

另外，旋转翼9和固定翼50被交替地配置，在轴线方向上被多级地形成，但为了满足真空泵需要的排出性能，能够根据需要设置任意的数量的转子零件及定子零件。

进而，在本实施方式中，在比上述西格巴恩泵部靠排气口6侧的位置配设具有连结型螺纹槽间隔件20的螺纹槽泵部。

在连结型螺纹槽间隔件20，与以往的螺纹槽间隔件同样地在与转子圆筒部10相向的相向面形成有螺纹槽(螺旋槽)。

连结型螺纹槽间隔件20的与转子圆筒部10相向的相向面侧(即，与真空泵1的轴线平行的内周面)隔开既定的空隙地与转子圆筒部10的外周面面对，转子圆筒部10高速旋转时，被真空泵1压缩的气体随着转子圆筒部10的旋转被螺纹槽引导的同时被向排气口6侧送出。即，螺纹槽为输送气体的流路。

这样，连结型螺纹槽间隔件20的与转子圆筒部10相向的相向面和转子圆筒部10隔开既定的空隙地相向，由此，构成借助在连结型螺纹槽间隔件20的轴线方向侧内周面形成的螺纹槽移送气体的气体移送机构。

另外，为了减少气体向吸气口4侧逆流的力，优选地，该空隙越小越好。

此外，形成于连结型螺纹槽间隔件20的螺旋槽的方向在气体在螺旋槽内被沿转子8的旋转方向输送的情况下为朝向排气口6的方向。

此外，螺旋槽的深度随着接近排气口6而变浅，在螺旋槽被输送的气体随着接近排气口6而被压缩。

根据上述结构，在真空泵1，被从吸气口4抽吸的气体被西格巴恩部压缩后，被螺纹槽式泵部进一步压缩，被从排气口6排出，所以真空泵1能够进行配设于该真空泵1的真空室(图中未示出的)内的真空排气处理。

该连结型螺纹槽间隔件20在气体的排气流路预先设置用于固定螺栓700的沉孔800，借助固定螺栓700与基部3紧固连结。预先设置沉孔800是用于防止固定螺栓700的头部710突出而在排气流路处成为气体的排气阻力。

另外，固定连结型螺纹槽间隔件20的除了基部3以外也可以是壳2或配设于基部3的内部的其他零件。

在基部3处，将内部加热的筒型加热器900被螺栓910固定而被配设。将真空泵1的内部加热，防止排出气体在真空泵1内析出。该筒型加热器900可以是单个，也可以将多个在既定的相位配置。此外，也可以取代该筒型加热器900而使用带状的带加热器。

(ii-2)连结型螺纹槽间隔件的结构

对上述连结型螺纹槽间隔件20进行详细说明。

图2是用于说明本发明的实施方式的连结型螺纹槽间隔件20的图。

如图2所示，本实施方式的连结型螺纹槽间隔件20具有螺纹槽间隔件轴垂直部201和螺纹槽间隔件轴平行部202。

螺纹槽间隔件轴垂直部201被相对于真空泵1的轴线方向大致垂直(水平)地构成。并且，该螺纹槽间隔件轴垂直部201的吸气口4侧的面与西格巴恩部的旋转翼9隔开既定的空隙地相向(面对)，且刻设有具有山部和谷部的螺旋状槽。另一方面，该螺纹槽间隔件轴垂直部201的与吸气口4侧相反的一侧的面被配设于基部3侧。

螺纹槽间隔件轴平行部202被相对于真空泵1的轴线方向大致平行地构成。并且，在该螺纹槽间隔件轴平行部202，在作为隔开既定的空隙地与转子圆筒部10相向的面的内周面形成有螺纹槽。

(ii-3)连结部的基本构造

图3是用于说明本实施方式的连结型螺纹槽间隔件20的图。

如上所述，在螺纹槽间隔件轴垂直部201，具有垂直部山部300和垂直部谷部400的螺旋状槽被刻设，另一方面，在螺纹槽间隔件轴平行部202，形成有具有平行部山部500和平行部谷部600的螺纹槽。

这里，本实施方式的连结型螺纹槽间隔件20如图3所示，例如通过铸造制造，由此，设为螺纹槽间隔件轴垂直部201和螺纹槽间隔件轴平行部202被以一体型形成的连结型螺纹槽间隔件20。

这样，通过将螺纹槽间隔件轴垂直部201和螺纹槽间隔件轴平行部202设为一体型的结构，与设为分体零件来使其紧固连结的结构相比，能够减少紧固连结所需的工夫、制造成本。

如上所述，在本实施方式的真空泵1，通过配设连结型螺纹槽间隔件20，借助螺纹槽间隔件轴垂直部201和旋转翼9(西格巴恩部)在相对于轴向垂直的流路将气体压缩。接着，借助螺纹槽间隔件轴平行部202和转子圆筒部10(螺纹槽泵部)在与轴向平行的流路进一步将气体压缩。

这样，在本实施方式的真空泵1，连结型螺纹槽间隔件20发挥将气体的流路相对于轴向从垂直方向向平行方向连接的作用，所以能够在不使壳2的轴线方向的长度(n)(参照图2)、基部3的轴线方向的长度(m)(参照图2)变长的情况下(即，抑制真空泵1的整体的高度变高)，使将气体压缩的流路变长。另外，从垂直方向向平行方向连接的流路在轴线方向截面上观察时为呈字母“L”的相反形状的流路。

另外，在本实施方式中，设为将连结型螺纹槽间隔件20的螺纹槽间隔件轴垂直部201和螺纹槽间隔件轴平行部202一体型地形成的结构，但不限于此。例如，即使螺纹槽间隔件轴垂直部201和螺纹槽间隔件轴平行部202由分体的零件构成，如上所述，只要相对于轴向从垂直方向向平行方向倒L字型地构成则性能上没有问题。

(ii-4)本实施方式的连结型螺纹槽间隔件紧固连结方法

图4是表示将本实施方式的固定螺栓700配置于连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部的部位的图。图5是表示将本实施方式的固定螺栓700配置于连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部的部位的立体图。

如这些图所示，固定螺栓700在连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部被以既定的个数(多个)等间隔地配置。

在连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部预先开有容纳固定螺栓700的沉孔800，将固定螺栓700紧固连结后，固定螺栓700的头部710不向排气流路部突出。

该固定螺栓700被接近筒型加热器900地配置，接受来自该筒型加热器900的热，不会变得比周围温度低。

进行真空泵1的装配作业时，从基部3逐渐向上方(吸气口4侧)装配的话容易进行作业。因此，将该固定螺栓700配置于连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部。即，若将固定螺栓700配置于连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部，则能够从上方容易地进行装配作业。

另外，为了固定连结型螺纹槽间隔件20，也能够在与连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部无关的部位例如设置凸缘来紧固连结，但零件个数增加或真空泵1自身的尺寸变大，所以在本实施方式中不采用。

图6是表示在本实施方式中将固定螺栓700在连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部配置时、预先在连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部设置有与固定螺栓700的尺寸对应的沉孔800、固定螺栓700的头部710不突出至排气流路部的状态的图。

固定螺栓700的头部710和连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部的设置面X尽可能为平面。即，设置面X由于连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部是向内径侧倾斜的构造，所以不能是完全的平面。因此，适当调整沉孔800的下沉的深度，设置成设置面X接近平面，固定螺栓700的头部710与下沉产生的槽不成为排气阻力。

通过这样设置，能够防止固定螺栓700的头部710成为排气阻力而对于真空泵的排气性能造成影响。

本实施方式中，固定螺栓700的配置位置希望是尽可能不对真空泵1的排气性能造成影响的场所。

通过连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部的排出气体有沿内侧(内径侧)的壁面流动的性质。由此，固定螺栓700的配置位置希望是外侧的壁面附近、即半径方向外侧(从旋转中心离开的方向)。

通过在这样的位置配置固定螺栓700，能够进一步防止对真空泵1的排气性能造成影响。

固定螺栓700与高温部件(筒型加热器900或被筒型加热器900加热的部件)相邻地配置(参照图4)。若被配置的固定螺栓700(头部710)在连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部为低温，则排出气体在该部位固化而析出。为了防止这种情况，希望固定螺栓700自身也高温化。

因此，将固定螺栓700配置于容易受到来自热源(筒型加热器900)的热的场所。

此外，固定螺栓700并非与连结型螺纹槽间隔件20全面地接触，所以有比其他部位温度低的可能。因此，希望是热传导性尽可能优异的材料。

作为具体的材料，能够列举不锈钢、铝。固定螺栓700的材料不限于实际市售的材料，也可以从热传导优异的金属选择。具体地，优选为与铁系的螺栓相比热传导优异的金属，例如铝制的螺栓。

固定螺栓700若考虑来自上部的作业性，则优选为六角孔的螺栓。头部710的直径例如与8.5mm相比希望像7.0mm那样是更小的部件。通过设为使头部710的直径较小的螺栓，能够使下沉的孔径变小，能够减少该下沉的部分的排出气体的气体分子的移动阻力。

此外，通过使沉孔800的直径比相对于固定螺栓700的规定的直径小，使与固定螺栓700的头部710的直径的间隙减少。由此，也能够减少下沉的部分的排出气体的气体分子的移动阻力。

(ii-5)本实施方式的连结型螺纹槽间隔件紧固连结方法的变形例

接着，参照图7，说明本实施方式的变形例。

图7是表示将已设置的固定螺栓700的上部用帽550覆盖的本实施方式的变形例的图。

如上所述，若对于固定螺栓700使用六角孔的螺栓，则呈六角的孔在连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部露出的状态。并且，认为排出气体的气体分子在该六角的孔滞留，成为排气的阻力。

因此，借助帽550覆盖固定螺栓700的头部710。为了配置该帽550，预先使沉孔800稍变大。

该帽550为了防止比周围温度低而希望以热传导性优异的金属作为材料。

借助该帽550，能够防止排出气体的气体分子在固定螺栓700的配置位置滞留。此外，能够确保连结型螺纹槽间隔件20的排气流路部的平滑性，所以能够抑制固定螺栓700成为排气的阻力。

另外，本发明的实施方式及各实施方式也可以是根据需要来组合的结构。

附图标记说明

1真空泵

2壳

3基部

4吸气口

5凸缘部

6排气口

7轴

8转子

9旋转翼

10转子圆筒部

20连结型螺纹槽间隔件

50固定翼

80定子柱

201螺纹槽间隔件轴垂直部

202螺纹槽间隔件轴平行部

300垂直部山部

400垂直部谷部

500平行部山部

550帽

600平行部谷部

700固定螺栓

710头部

800沉孔

900筒型加热器

910螺栓

X设置面

1001以往的真空泵

2001以往的单路径螺纹槽间隔件。

Claims (4)

1.一种真空泵，具有外装体、固定零件、西格巴恩泵部、螺纹槽泵部，

前述外装体形成有吸气口或排气口，

前述固定零件内置于前述外装体，

前述真空泵的特征在于，

具备连结型螺纹槽间隔件，前述连结型螺纹槽间隔件具有使前述西格巴恩泵部和前述螺纹槽泵部连结的构造，

在前述连结型螺纹槽间隔件的排气流路面设置沉孔，借助配置于该沉孔的固定螺栓，将前述连结型螺纹槽间隔件和前述外装体或前述固定零件紧固连结。

2.如权利要求1所述的真空泵，其特征在于，

在前述外装体或前述固定零件设置将前述螺纹槽泵部加热的加热机构，

前述固定螺栓被配置成与被前述加热机构加热的前述外装体或前述固定零件的高温部分接触。

3.如权利要求2所述的真空泵，其特征在于，

前述固定螺栓为与铁系的螺栓相比热传导性优异的材质。

4.一种连结型螺纹槽间隔件，被用于具有外装体、固定零件、西格巴恩泵部、螺纹槽泵部的真空泵，前述外装体形成有吸气口或排气口，前述固定零件内置于前述外装体，

前述连结型螺纹槽间隔件的特征在于，

前述连结型螺纹槽间隔件具有使前述西格巴恩泵部和前述螺纹槽泵部连结的构造，

在前述连结型螺纹槽间隔件处，在排气流路面设置有用于固定螺栓的沉孔，借助前述固定螺栓，与前述外装体或前述固定零件紧固连结。

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