(57)【要約】【課題】装置側に通常の規格品に設けられている固定部（ボルトネジ穴）を用いて補助フランジを固定することができる真空ポンプを提供すること。【解決手段】本発明の実施形態に係る真空ポンプでは、補助フランジ２１３を固定するための変換フランジ２００をさらに設け、この変換フランジ２００と装置側フランジ１００とを規格品に設けられているボルトネジ穴を用いて固定し、且つこの変換フランジと補助フランジを固定する（以下、補助フランジ２１３と装置側フランジ１００との締結位置を変換するための部品を変換フランジとする）。こうすることで、従来に規格品の設計を変更することなく、補助フランジ２１３を用いて真空ポンプと装置とを固定することができる。【選択図】図２
2020148142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口が形成され、該吸気口側に装置と結合するための吸気口フランジが形成された外装体と、
排気口と、
ベース部と、
前記外装体および前記ベース部に内包され、回転自在に支持された回転部と、
前記吸気口フランジとは別体で設けられ、固定用のボルト通し穴が形成された補助フランジと、
を備える真空ポンプであって、
前記補助フランジが、装置とで前記吸気口フランジを挟持し、前記装置に固定されることで、
前記真空ポンプが前記装置に取り付けられ、
前記ボルト通し穴の近傍に衝撃緩衝機構を設けたことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記衝撃緩衝機構は、前記ボルト通し穴の前記回転部の回転方向近傍に設けられ、前記吸気口フランジと前記補助フランジ間で伝達する衝撃を、塑性変形することにより緩和する緩衝部であることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記緩衝部は、薄肉部であって、
前記薄肉部の薄肉厚は、前記補助フランジの周方向の肉厚であることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記緩衝部は、前記補助フランジとは別部材で形成され、前記ボルト通し穴、もしくは前記補助フランジに形成された穴又は凹部に挿入された部材であることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記衝撃緩衝機構は、前記吸気口フランジと前記補助フランジにより形成される空間に、前記吸気口フランジと前記補助フランジ間で伝達する衝撃を緩和する緩衝材を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記吸気口フランジと前記補助フランジの互いに接触する接触面のうちの少なくとも一部の接触面に、摩擦係数を高める処理を施したことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記吸気口フランジと前記補助フランジに、両者の半径方向もしくは周方向の位置決めを行う位置決めピンを設け、該位置決めピンの周囲に衝撃緩衝用部材を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記位置決めピンが段差構造であることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記位置決めピンの周囲に隙間を埋めるためのカラーを設けたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記吸気口フランジと前記装置とのシール性を確保するため、前記補助フランジが、前記装置とで前記吸気口フランジを挟持したとき、前記補助フランジと前記装置との間に隙間を設けたことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
前記補助フランジと前記吸気口フランジとをボルトで固定する為のボルトネジ穴が、前記吸気口フランジに設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の真空ポンプであって、
前記補助フランジと前記吸気口フランジはボルトにより固定されており、
前記補助フランジと前記装置とを固定するボルトが、前記補助フランジと前記吸気口フランジを固定するボルトより強度が大きいことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の真空ポンプであって、
前記補助フランジと前記吸気口フランジはボルトにより固定されており、
前記補助フランジと前記吸気口フランジとを固定するためのボルトネジ穴が、前記補助フランジを介さず、前記装置に前記吸気口フランジを直接固定する場合のボルト通し穴と同数であり、等ピッチで配置されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の真空ポンプであって、
前記補助フランジと前記吸気口フランジはボルトにより固定されており、
前記補助フランジは周方向に複数の部品に分割された分割構造を有し、
前記補助フランジの分割位置が、前記ボルトの位置と重ならないことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１５】
前記装置に形成されている固定用のボルトネジ穴に対応した位置にボルト通し穴を有する変換フランジを備え、
前記補助フランジと前記変換フランジとで前記吸気口フランジを挟持し、
前記変換フランジを前記装置に固定することで前記装置に取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の真空ポンプ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の真空ポンプであって、
前記装置と前記変換フランジを締結するボルトの強度をＡ、前記変換フランジと前記補助フランジを締結するボルトの強度をＢ、前記補助フランジと前記吸気口フランジを締結するボルトの強度をＣとしたとき、Ａ≧Ｂ≧Ｃの関係式が成立することを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６の何れか１項に記載の真空ポンプにおいて、
前記補助フランジと前記吸気口フランジを仮止めした後、
前記補助フランジを前記装置に固定することで、前記真空ポンプが前記装置に取り付けられることを特徴とする真空ポンプの固定方法。
【請求項１８】
前記補助フランジの前記ボルト通し穴を予め使用するボルトの軸径より大きめに開けておき、前記ボルトを締結する際、ガタ分を解消することを特徴とする請求項１７に記載の真空ポンプの固定方法。
【請求項１９】
吸気口側に、装置と結合するための吸気口フランジを備えた真空ポンプの外装体であって、
前記吸気口フランジとは別体で設けられ、固定用のボルト通し穴が形成された補助フランジに対し、前記吸気口フランジをボルトで固定する為のボルトネジ穴が、前記吸気口フランジに設けられていることを特徴とする外装体。
【請求項２０】
吸気口側に、装置と結合するための吸気口フランジを備えた真空ポンプの補助フランジであって、
前記吸気口フランジとは別体で設けられ、固定用のボルト通し穴が形成され、前記装置とで、前記吸気口フランジを挟持し、前記装置に固定されることを特徴とする補助フランジ。
【請求項２１】
吸気口側に、装置と結合するための吸気口フランジを備えた真空ポンプの変換フランジであって、
前記吸気口フランジとは別体で設けられ、前記装置に形成されている固定用のボルトネジ穴に対応した位置にボルト通し穴を有し、
前記吸気口フランジとは別体で設けられ、固定用のボルト通し穴が形成された補助フランジとで、前記吸気口フランジを挟持し、
前記補助フランジが固定され、
前記装置に固定されることを特徴とする変換フランジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常時に発生するトルクに対応可能な真空ポンプ、真空ポンプの固定方法、外装体、補助フランジおよび変換フランジに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプやねじ溝式ポンプなどの分子ポンプ（真空ポンプ）は、半導体製造装置における排気や、電子顕微鏡などの高真空を要する真空容器に用いられている。
このような真空ポンプには、通常、所定サイズのフランジが設けられており、排気を要する装置（以下、装置とする）の排気口のフランジ（以下、装置側フランジとする）とボルトなどで固定されるようになっている。
真空ポンプのフランジ（以下、真空ポンプのフランジを吸気口フランジとする）と装置側フランジとの間は、Ｏリングを挟んで固定することにより、高度の気密性が保持されるようになっている。
【０００３】
真空ポンプには、回転自在に支持され、モータにより高速回転が可能なロータと、真空ポンプのケーシング内部に固定されたステータとが設けられている。そして、モータが高速回転することで、ロータとステータとの相互作用により、排気作用を発揮するようになっている。この排気作用により、真空ポンプの吸気口から装置側の気体を吸引し、排気口から排気する。こうして、装置内の高真空状態を実現している。
通常、真空ポンプは、分子流領域（真空度が高く分子同士が衝突する頻度が少ない領域）にて気体を排気する。この分子流領域で排気能力を発揮するためには、ロータは毎分３万回転程度の高速回転が要求される。
【０００４】
ところで、分子ポンプの運転中に何らかのトラブルが発生し、ロータがステータやその他の真空ポンプ内に固定した部材に衝突した場合、ロータの角運動量がステータや他の固定部材に伝達し、真空ポンプ全体をロータの回転方向に回転させる大きなトルクが瞬時に発生する。このトルクは、フランジを通じて装置側にも大きな応力を及ぼすこととなる。仮に、装置側にトルクが伝達されてしまうと、吸気口フランジと装置側フランジを固定しているボルトに剪断力が働き、ボルトが破損したり、場合によっては、分子ポンプが落下する恐れもあった。
このような状況では、装置内部の製品に悪影響が生じたり、内部のガス（有毒ガスの場合もある）が、漏洩する懸念もあった。
そのため、このようなトルクによる衝撃を緩和するため、例えば、吸気口フランジにトルクに対する緩衝部材を設けるなど、従来より種々の提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１４９４５号
【０００６】
図１５は、特許文献１に開示されているターボ分子ポンプの概略を説明する図である。このターボ分子ポンプでは、吸気口フランジ２１１と装置側フランジ（排気口フランジ）１００とを固定するに際し、両者を直接固定せず、別体の補助フランジ２１３を介して両者を固定している（以下、吸気口フランジ２１１と装置側フランジ１００を締結する際、両者を仲介して固定するための部材を補助フランジとする）。
すなわち、補助フランジ２１３の挟持部２２２を吸気口フランジ２１１の背面（シール面と反対側の面）に当接させた状態で、ボルト１０５を用いて締結部２２３を装置側フランジ１００に締結する。そして、締結部２２３を装置側フランジ１００にボルト締結すると、吸気口フランジ２１１は、挟持部２２２と装置側フランジ１００との間に挟持される。そのため、吸気口フランジ２１１と装置側フランジ１００とは、Ｏリングシール１１０によって封止されることとなる。
このような固定方法によれば、吸気口フランジ２１１と装置側フランジ１００とが、直接固定されていないため、トルクによる衝撃が生じたとしても、両者が互いに滑ることで、装置側に伝わるトルクをある程度減少させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような技術を真空ポンプに適用しようとすると、吸気口フランジ２１１は、装置側フランジ１００に直接固定されておらず、補助フランジ２１３の挟持部２２２と装置側フランジ１００とによって挟持されているだけなので、トルクによる衝撃によって、ターボ分子ポンプ（真空ポンプ）が大きく回転してしまう。その際、当該真空ポンプに接続されている排気配管や電気的なケーブルに力が作用して損傷し、更には、移動した配管やケーブルによって、装置にも損傷を与える恐れがある。
また、このような補助フランジ２１３を介して吸気口フランジ２１１と装置側フランジ１００を締結する技術を真空ポンプに適用しようとすると、通常の規格品に設けられているボルトネジ穴では補助フランジ２１３を装置側の排気口フランジ（装置側フランジ１００）に固定できないため、装置側の排気口フランジに新たに専用のボルトネジ穴を設けなければならない。すなわち、補助フランジ２１３を介して吸気口フランジ２１１と装置側フランジを締結するためには、規格品に設けられているボルトネジ穴のさらに外側に別途ボルトネジ穴を設けなければならない。そのため、装置側フランジの設計を変更したり、サイズを大きくするといったことを行う必要が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、補助フランジを介して吸気口フランジを装置側フランジに固定する場合に、トルクによる衝撃によって真空ポンプが大きく回転することを防止し、さらに装置側へのトルクを低減することができる真空ポンプを提供することを目的とする。
また、本発明は、装置側に通常の規格品に設けられている固定部（ボルトネジ穴）を用いて補助フランジを固定することができる真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本願発明では、吸気口が形成され、該吸気口側に装置と結合するための吸気口フランジが形成された外装体と、排気口と、ベース部と、前記外装体および前記ベース部に内包され、回転自在に支持された回転部と、前記吸気口フランジとは別体で設けられ、固定用のボルト通し穴が形成された補助フランジと、を備える真空ポンプであって、前記補助フランジが、装置とで前記吸気口フランジを挟持し、前記装置に固定されることで、前記真空ポンプが前記装置に取り付けられ、前記ボルト通し穴の近傍に衝撃緩衝機構を設けたことを特徴とする真空ポンプを提供する。
請求項２記載の本願発明では、前記衝撃緩衝機構は、前記ボルト通し穴の前記回転部の回転方向近傍に設けられ、前記吸気口フランジと前記補助フランジ間で伝達する衝撃を、塑性変形することにより緩和する緩衝部であることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプを提供する。
請求項３記載の本願発明では、前記緩衝部は、薄肉部であって、前記薄肉部の薄肉厚は、前記補助フランジの周方向の肉厚であることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプを提供する。
請求項４記載の本願発明では、前記緩衝部は、前記補助フランジとは別部材で形成され、前記ボルト通し穴、もしくは前記補助フランジに形成された穴又は凹部に挿入された部材であることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプを提供する。
請求項５記載の本願発明では、前記衝撃緩衝機構は、前記吸気口フランジと前記補助フランジにより形成される空間に、前記吸気口フランジと前記補助フランジ間で伝達する衝撃を緩和する緩衝材を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の真空ポンプを提供する。
請求項６記載の本願発明では、前記吸気口フランジと前記補助フランジの互いに接触する接触面のうちの少なくとも一部の接触面に、摩擦係数を高める処理を施したことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の真空ポンプを提供する。
請求項７記載の本願発明では、前記吸気口フランジと前記補助フランジに、両者の半径方向もしくは周方向の位置決めを行う位置決めピンを設け、該位置決めピンの周囲に衝撃緩衝用部材を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の真空ポンプを提供する。
請求項８記載の本願発明では、前記位置決めピンが段差構造であることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプを提供する。
請求項９記載の本願発明では、前記位置決めピンの周囲に隙間を埋めるためのカラーを設けたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の真空ポンプを提供する。
請求項１０記載の本願発明では、前記吸気口フランジと前記装置とのシール性を確保するため、前記補助フランジが、前記装置とで前記吸気口フランジを挟持したとき、前記補助フランジと前記装置との間に隙間を設けたことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の真空ポンプを提供する。
請求項１１記載の本願発明では、前記補助フランジと前記吸気口フランジとをボルトで固定する為のボルトネジ穴が、前記吸気口フランジに設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の真空ポンプを提供する。
請求項１２記載の本願発明では、請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の真空ポンプであって、前記補助フランジと前記吸気口フランジはボルトにより固定されており、前記補助フランジと前記装置とを固定するボルトが、前記補助フランジと前記吸気口フランジを固定するボルトより強度が大きいことを特徴とする真空ポンプを提供する。
請求項１３記載の本願発明では、請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の真空ポンプであって、前記補助フランジと前記吸気口フランジはボルトにより固定されており、前記補助フランジと前記吸気口フランジとを固定するためのボルトネジ穴が、前記補助フランジを介さず、前記装置に前記吸気口フランジを直接固定する場合のボルト通し穴と同数であり、等ピッチで配置されていることを特徴とする真空ポンプを提供する。
請求項１４記載の本願発明では、請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の真空ポンプであって、前記補助フランジと前記吸気口フランジはボルトにより固定されており、前記補助フランジは周方向に複数の部品に分割された分割構造を有し、前記補助フランジの分割位置が、前記ボルトの位置と重ならないことを特徴とする真空ポンプを提供する。
請求項１５記載の本願発明では、前記装置に形成されている固定用のボルトネジ穴に対応した位置にボルト通し穴を有する変換フランジを備え、前記補助フランジと前記変換フランジとで前記吸気口フランジを挟持し、前記変換フランジを前記装置に固定することで前記装置に取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の真空ポンプを提供する。
請求項１６記載の本願発明では、請求項１５に記載の真空ポンプであって、前記装置と前記変換フランジを締結するボルトの強度をＡ、前記変換フランジと前記補助フランジを締結するボルトの強度をＢ、前記補助フランジと前記吸気口フランジを締結するボルトの強度をＣとしたとき、Ａ≧Ｂ≧Ｃの関係式が成立することを特徴とする真空ポンプを提供する。
請求項１７記載の本願発明では、請求項１から請求項１６の何れか１項に記載の真空ポンプにおいて、前記補助フランジと前記吸気口フランジを仮止めした後、前記補助フランジを前記装置に固定することで、前記真空ポンプが前記装置に取り付けられることを特徴とする真空ポンプの固定方法を提供する。
請求項１８記載の本願発明では、前記補助フランジの前記ボルト通し穴を予め使用するボルトの軸径より大きめに開けておき、前記ボルトを締結する際、ガタ分を解消することを特徴とする請求項１７に記載の真空ポンプの固定方法を提供する。
請求項１９記載の本願発明では、吸気口側に、装置と結合するための吸気口フランジを備えた真空ポンプの外装体であって、前記吸気口フランジとは別体で設けられ、固定用のボルト通し穴が形成された補助フランジに対し、前記吸気口フランジをボルトで固定する為のボルトネジ穴が、前記吸気口フランジに設けられていることを特徴とする外装体を提供する。
請求項２０記載の本願発明では、吸気口側に、装置と結合するための吸気口フランジを備えた真空ポンプの補助フランジであって、前記吸気口フランジとは別体で設けられ、固定用のボルト通し穴が形成され、前記装置とで、前記吸気口フランジを挟持し、前記装置に固定されることを特徴とする補助フランジを提供する。
請求項２１記載の本願発明では、吸気口側に、装置と結合するための吸気口フランジを備えた真空ポンプの変換フランジであって、前記吸気口フランジとは別体で設けられ、前記装置に形成されている固定用のボルトネジ穴に対応した位置にボルト通し穴を有し、前記吸気口フランジとは別体で設けられ、固定用のボルト通し穴が形成された補助フランジとで、前記吸気口フランジを挟持し、前記補助フランジが固定され、前記装置に固定されることを特徴とする変換フランジを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、補助フランジを用いた場合であっても、異常時に発生したトルクに対応することができる。
また、本発明によれば、装置側に通常の規格品に設けられている固定部（ボルトネジ穴）を用いて補助フランジを固定することができる。
また、本発明によれば、真空ポンプの外部装置への固定作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る真空ポンプの概略構成例を示した図である。
【図２】実施形態１−１を説明するための図である。
【図３】実施形態１−１のトルク緩衝機構（イ）を説明するための図である。
【図４】実施形態１−１のトルク緩衝機構（ロ）を説明するための図である。
【図５】実施形態１−１のトルク緩衝機構（ハ）を説明するための図である。
【図６】実施形態１−１のトルク緩衝機構（ニ）を説明するための図である。
【図７】実施形態１−１のトルク緩衝機構（ホ）を説明するための図である。
【図８】実施形態１−２を説明するための図である。
【図９】実施形態２−１の位置決めピンの周囲にカラーを設ける実施形態を説明するための図である。
【図１０】実施形態１−４及び実施形態１−５を説明するための図である。
【図１１】補助フランジを固定するための変換フランジを設けた構成を説明するための図である。
【図１２】変換フランジを用いる場合のボルト強度の関係を説明するための図である。
【図１３】変換フランジを用いない場合のボルト強度の関係を説明するための図である。
【図１４】補助フランジの固定用穴の位置関係を説明するための図である。
【図１５】従来技術に係る真空ポンプを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（ｉ）実施形態の概要
本発明の実施形態に係る真空ポンプでは、補助フランジ２１３を介して吸気口フランジ２１１と装置側フランジ１００を締結するうえで、吸気口フランジ２１１と補助フランジ２１３を固定する締結部（例えば、ボルト通し穴とボルト３２０）を設け、その締結部にトルク緩衝機構（緩衝部）３３０を設ける。このトルク緩衝機構（緩衝部）３３０が、衝撃緩衝機構に該当する。
さらに、補助フランジ２１３を固定するための変換フランジ２００を設け、この変換フランジ２００と装置側フランジ１００とを規格品に設けられているボルトネジ穴を用いて固定し、且つこの変換フランジ２００と補助フランジ２１３を固定する（以下、補助フランジ２１３と装置側フランジ１００との締結位置を変換するための部品を変換フランジとする）。ここで、装置側フランジは必ずしもフランジの形状である必要は無く、装置に直接ボルトネジ穴が形成されていても良い。
こうすることで、補助フランジ２１３を介して吸気口フランジ２１１を装置側フランジに固定する場合であっても、異常時に発生したトルクの衝撃によって真空ポンプが大きく回転することを防止し、さらには、装置側へのトルクを低減させ、また、従来の規格品の設計を変更することなく、真空ポンプと装置とを固定することができる。
【００１３】
（ｉｉ）実施形態の詳細
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１から図１４を参照して詳細に説明する。
（真空ポンプ１の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る真空ポンプ１の概略構成例を示した図であり、真空ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
なお、本発明の実施形態では、便宜上、回転翼の直径方向を「径（直径・半径）方向」、回転翼の直径方向と垂直な方向を「軸線方向（または軸方向）」として説明する。
真空ポンプ１の外装体を形成するケーシング（外筒）２は、略円筒状の形状をしており、ケーシング２の下部（排気口６側）に設けられたベース３と共に真空ポンプ１の筐体を構成している。そして、この筐体の内部には、真空ポンプ１に排気機能を発揮させる構造物である気体移送機構が収納されている。
本実施形態では、この気体移送機構は、回転自在に支持された回転体（回転翼９／ロータ円筒部１０など）と、筐体に対して固定されたステータ部（固定翼３０／ねじ溝排気要素２０など）から構成されている。
また、図示しないが、真空ポンプ１の外装体の外部には、真空ポンプ１の動作を制御する制御装置が専用線を介して接続されている。
【００１４】
ケーシング２の端部には、当該真空ポンプ１へ気体を導入するための吸気口４が形成されている。また、ケーシング２の吸気口４側の端面には、外周側へ張り出した吸気口フランジ２１１が形成されている。
また、真空ポンプ１の下流側には、当該真空ポンプ１から気体を排気するための排気口６が形成されている。
【００１５】
回転体は、回転軸であるシャフト７、このシャフト７に配設されたロータ８、ロータ８に設けられた複数枚の回転翼９、排気口６側に設けられたロータ円筒部（スカート部）１０を備える。
各回転翼９は、シャフト７の軸線に対して垂直に放射状に伸びた部材により構成される。
また、ロータ円筒部１０は、ロータ８の回転軸線と同心の円筒形状をした円筒部材により構成される。
【００１６】
ステータコラム７００内には、詳細は図示しないが、シャフト７の軸線方向中程には、シャフト７を高速回転させるためのモータ部が設けられている。また、当該モータ部に対して吸気口４側と排気口６側には、シャフト７をラジアル方向（径方向）に非接触で支持するための径方向磁気軸受装置が設けられている。さらに、シャフト７の下端には、シャフト７を軸線方向（アキシャル方向）に非接触で支持するための軸方向磁気軸受装置が設けられている。
【００１７】
筐体の内周側には、固定翼３０が形成されている。そして、固定翼３０は円筒形状をした固定翼スペーサ３５により互いに隔てられて固定されている。
なお、回転翼９と固定翼３０は互い違いに配置され、軸線方向に複数段形成されるが、真空ポンプ１に要求される排出性能を満たすために、必要に応じて任意の数のロータ部品およびステータ部品を設けることができる。
【００１８】
本実施形態に係る真空ポンプ１では、排気口６側にねじ溝排気要素２０（ねじ溝型排気機構）が配設される。ねじ溝排気要素２０のロータ円筒部１０との対向面には、ねじ溝（らせん溝）が形成されている。あるいは、ロータ円筒部１０のねじ溝排気要素２０との対向面にねじ溝が形成される構成であってもよい。
ねじ溝排気要素２０におけるロータ円筒部１０との対向面側（すなわち、真空ポンプ１の軸線に平行な内周面）は、所定のクリアランスを隔ててロータ円筒部１０の外周面と対面しており、ロータ円筒部１０が高速回転すると、真空ポンプ１で圧縮されたガスがロータ円筒部１０の回転に伴ってねじ溝にガイドされながら排気口６側へ送出されるようになっている。すなわち、ねじ溝は、ガスを輸送する流路となっている。
【００１９】
このように、ねじ溝排気要素２０におけるロータ円筒部１０との対向面と、ロータ円筒部１０とが、所定のクリアランスを隔てて対向することにより、ねじ溝排気要素２０の軸線方向側内周面に形成されたねじ溝でガスを移送する気体移送機構を構成している。
なお、ガスが吸気口４側へ逆流する力を低減させるために、このクリアランスは小さければ小さいほど好ましい。
また、ねじ溝排気要素２０に形成されたらせん溝の方向は、らせん溝内をロータ８の回転方向にガスが輸送された場合、排気口６に向かう方向である。
そして、らせん溝の深さは、排気口６に近づくにつれて次第に浅くなるようになっており、らせん溝を輸送されるガスは排気口６に近づくにつれて徐々に圧縮されるようになっている。
上述した構成により、真空ポンプ１は、当該真空ポンプ１が固定（配設）される装置内の真空排気処理を行うことができる。
【００２０】
（実施形態１：真空ポンプに対する回り止め構造を設けた実施形態）
実施形態（１−１から１−５）は、真空ポンプにおいて、異常発生時の安全対策として、真空ポンプに対する回り止め構造を設ける。
真空ポンプにおいて、異常発生時に生じるトルクによって、真空ポンプに回転力が発するが、特許文献１記載の構造だと、真空ポンプの回転を防止（低減）する構造が設けられていない。
真空ポンプが回転すると、当該真空ポンプに接続されている排気配管や電気的なケーブルに力が作用して損傷し、更には、移動した配管やケーブルによって、装置にも損傷を与える恐れがある。
そこで、下記の実施形態（１−１から１−５）は、真空ポンプに対する回り止め構造を設けることで、異常発生時に真空ポンプ自体並びに装置に対する損傷などのダメージを減少するようにしている。
この実施形態１−１から１−５は、特許文献１記載の従来技術及び実施形態３の変換フランジ２００（後述）の実施形態双方に適用することができる。
（実施形態１−１）
図２は、実施形態１−１を説明する図である。
実施形態１−１では、図２に示すように、特許文献１又は実施形態１の吸気口フランジ２１１と補助フランジ２１３とを固定する固定用部品（ボルト３２０）をさらに設け、その締結部にトルク緩衝機構（緩衝部）３３０を設ける。
この実施形態１−１では、異常発生時に、真空ポンプ１の回転を止め、且つ装置側にトルクを伝えないようにしている。
【００２１】
以下、トルク緩衝機構（緩衝部）３３０の具体例を説明する。
（イ）この例では、補助フランジ２１３のボルト通し穴において、図３に示すような、ボルト穴５１０と、ロータ回転方向と逆の方向に面する部分に薄肉部５００を形成するための貫通孔である長穴５２０と長穴５３０が形成される。異常発生時に、真空ポンプ１全体にトルクによる衝撃が発生した場合、ボルト穴５１０に挿通したボルト３３０がこの薄肉部５００に衝突し、この薄肉部５００が塑性変形することにより、トルクによる回転エネルギーを吸収する。
（ロ）この例では、図４に示すように、補助フランジ２１３に、嵌入部６４０を設け、この嵌入部６４０に別部材で構成された緩衝部材６００を嵌め込み固定する。また、ボルトを貫入するためのボルト貫入部６１４が設けられている。
緩衝部材６００は、ボルト６６５（図２のボルト３２０に該当）が衝突した際に、塑性変形可能な部材で構成されている。
【００２２】
（ハ）この例では、図５に示すように、ボルト通し穴７１４に挿入されるブッシュ部７１７ａが形成された特殊座金を用いることにより、ボルト７１５の軸とボルト通し穴７１４との間に隙間Ｗが形成される。
その結果、トルクが働いた場合にはボルト７１５（図２のボルト３２０に該当）の領域Ｈの部分が曲げ変形し、その時の歪みエネルギーにより衝撃が吸収され、装置側フランジ１００への衝撃の伝達を抑制することができる。
（ニ）この例では、図６に示すように、補助フランジ２１３のボルト通し穴８１４の貫通方向は、垂直な方向に対して角度θだけ傾いている。
この実施形態では、矢印方向のトルクが働いた場合に、角度θの傾きがあるため、ボルト８１５（図２のボルト３２０に該当）に働く剪断力が、剪断力と引っ張り力の２方向に分解される。そのため、剪断エネルギーの一部をボルト８１５の歪みエネルギーとして受け止めることができ、ボルト８１５（図２のボルト３２０に該当）が剪断し難くなると同時に、装置側フランジ１００に伝達されるトルクを低減することができる。
【００２３】
（ホ）この例では、図７に示すように、ボルト９１１（図２のボルト３２０に該当）が補助フランジ２１３のボルト通し穴９５０を貫通して吸気口フランジ２１１にねじ込まれている。このような構成によりボルト通し穴９５０の近傍に、切込部９２０及び切込部９３０が存在することにより、薄肉部９４０が形成されている。この薄肉部９４０が、ボルト９１１（図２のボルト３２０に該当）が衝突した際に、塑性変形することにより、トルクを吸収するようになっている。
【００２４】
上記（イ）から（ホ）の各実施形態は、トルク緩衝機構（緩衝部）３３０を補助フランジ２１３と吸気口フランジ２１１との間の締結部に設ける例で説明したが、変換フランジ２００と装置側フランジ１００との固定部又は補助フランジ２１３と変換フランジ２００との固定部、変換フランジを用いない場合の補助フランジ２１３と装置側フランジ１００との固定部（締結部）に設けるようにしてもよい。
また、位置決め用のピンを設置した場合、その設置場所からトルクの伝達が行われる。そのため、位置決め用のピンを設置した場合に、補助フランジ２１３と変換フランジ２００（若しくは装置側フランジ１００）の固定部にトルク緩衝機構（緩衝部）３３０を設けるようにしてもよい。
【００２５】
（実施形態１−２）
実施形態１−２では、位置決めピンの周囲にトルク緩衝用カラーを設ける。
図８は、実施形態１−２を説明するための図である。
図８に示すように、装置側フランジ１００と補助フランジ２１３が、ボルト１０２０によって、固定されている。
この固定の際用いられる位置決めピン（棒）１０００が、補助フランジ２１３に設けられている。位置決めピン１０００は、吸気口フランジ２１１の位置決めのために設けられているが、トルクによって、位置決めピン１０００に対する剪断力が発生する。この位置決めピン１０００の剪断防止並びにトルクの低減のために、位置決めピン１０００の周囲にトルク緩衝用の部材を設ける。具体的には、発泡金属カラー１０１０である。
【００２６】
（実施形態１−３）
実施形態１−３では、その他の真空ポンプに対する回り止め構造を設けた実施形態を説明する。
図示しないが真空ポンプ１のベース３の下面に設置した脚部品による脚固定や、アングルなどで真空ポンプ１が回転しないように、回り止めをしてもよい。
さらに、真空ポンプ１と装置を吸気口フランジ２１１以外の場所で固定した場合、当該箇所に回り止めを設けるようにしてもよい。
【００２７】
（実施形態１−４）
図１０は、実施形態１−４及び実施形態１−５を説明するための図である。
実施形態１−４では、吸気口フランジ２１１の外周２１２と補助フランジ２１３との間の空間Ｇに緩衝材４００を設ける。なお、ここでは補助フランジ２１３を固定するための変換フランジ２００（後述）が設けられているが、本実施形態に関係する部分で無い為、詳細な説明は割愛する。
緩衝材４００は、変形量や塑性変形によってトルク(破壊エネルギー)を消費させるのが目的であり、吸気口フランジ２１１の材質(一般にはステンレス)よりもヤング率や降伏点が小さくなるものであればよい。具体的には、吸気口フランジ２１１の材質に比べて、ヤング率の小さい金属(アルミ、銀、銅等)で出来たものであったり、発泡金属、ゲル状部材、薄肉部や切欠き、空間等の力に対する緩衝構造を持つ部材があげられる。
【００２８】
異常時に発生するトルクは、円周の接線方向に働くが、真円に対してではない。そのため、空間Ｇに設けられた緩衝材４００により、回転力に対する回り止めとして機能する。
なお、この空間Ｇを大きめに取って、緩衝材４００を増量して回り止めとして機能を向上させてもよい。
この緩衝材４００は、吸気口フランジ２１１の外周全面に設けてもよいし、半割構造で設けてもよい。
【００２９】
（実施形態１−５）
実施形態１−５では、吸気口フランジ２１１と補助フランジ２１３の接触面（図１０でＸで示された箇所）の摩擦係数を高くすることで、回り止めとして機能を果たすようにしている。摩擦係数を高くすることで、トルクに対する回り止めとして機能を向上させている。
摩擦係数を高くする方法としては、下記の例をあげることができる。
（イ）表面摩擦係数の高いウレタンやシリコーンなどのゴム材料をコーティングする。
（ロ）摩擦係数の高い部材を挟む。具体的には、ウレタンやシリコーンなどのゴム材料、アラミド繊維、ガラスファイバー等の非金属系の繊維材料、焼結材（セラミック）を挟むようにする。
（ハ）接触面の双方、又は一方を加工により、表面を荒らす（表面をギザギザや凹凸に加工する）。
また図示しないが、吸気口フランジ２１１の側面にギザギザを形成して、補助フランジの内周面との摩擦力を上げるようにしてもよい。
【００３０】
（実施形態２：真空ポンプの取付作業性の向上）
（実施形態２−１）
（イ）位置決めピンの形状を段差構造とする
位置決めピンの位置決めを正確に行うためには、穴と同軸を正確に取る必要がある。しかしながら、設置する場合を考えると、周りにいくらか隙間が必要になる為、位置決めピンが棒状であると、傾いてしまい、同軸が取りにくいことがある。
そこで、後述する図１１のように位置決めピンの形状を段差構造とすることで、位置決めピンを設置し易くし、且つ径を広げた側で位置決めピンの穴のガタを少なくでき、位置決めの精度を向上させることができる。すなわち、段差構造であると、設置の際、段差の箇所で必ず当接するので、位置決めピン自体が、斜めになることがなく、取り付け易く、隙間も厳しくできる。
位置決めピンと位置決め穴とのガタが大きいと、吸気口フランジ２１１を固定した際、一方に偏って取付けられてしまう可能性があり、そうなると、トルクによって、吸気口フランジ２１１及び補助フランジ２１３に作用する力が偏ってしまい、固定が十分でなくなる恐れが出てくる。位置決めピンの形状を段差構造とすることで、このような不都合を防止し、穴と正確に同軸を取ることができる。
【００３１】
（ロ）位置決めピンの周囲にカラーを設ける
図９は、位置決めピンの周囲にカラーを設ける実施形態を説明するための図である。
図９に示すように、位置決めピン１０００の周囲にカラー（発泡金属カラー）１００２を設けることで、更にガタを少なくすることができる。
【００３２】
（実施形態２−２）
実施形態２−２は、吸気口フランジ２１１と補助フランジ２１３と変換フランジ２００（又は装置側フランジ１００）における軸方向の位置決めに関し、位置決めは、補助フランジ２１３と吸気口フランジ２１１で行い、補助フランジ２１３と装置側固定面とは若干の隙間ができるようにする。
吸気口フランジ２１１の面が変換フランジ２００（又は装置側フランジ１００）の固定面と密着していないと、両者間のシールが十分にできなくなる恐れがある。補助フランジ２１３の公差バラツキなどを考慮し、吸気口フランジ２１１の面を確実に変換フランジ２００（又は装置側フランジ１００）の固定面と密着させるために、組み付け時に補助フランジ２１３と変換フランジ２００（又は装置側フランジ１００）の固定面との間には若干の隙間ができるように予め設計しておく。
このように設計することで、補助フランジ２１３と変換フランジ２００（又は装置側フランジ１００）の固定面によって、吸気口フランジ２１１の面と変換フランジ２００（又は装置側フランジ１００）の固定面と密着性が阻害されることがなくなる。
【００３３】
（実施形態２−３）
実施形態２−３では、補助フランジ２１３を取り付け作業時に仮固定するねじ穴を吸気口フランジ２１１に設ける。
補助フランジ２１３（変換フランジ２００を用いる場合も同様）という別の部品が存在することで、装置に真空ポンプ１を取り付けるには、作業に困難が伴う。真空ポンプ１と補助フランジ２１３を別々にリフトアップして、固定作業を行うことが生じるからである。
そこで、補助フランジ２１３を仮固定するねじ穴を吸気口フランジ２１１に設けておき、補助フランジ２１３を吸気口フランジ２１１に仮止めした状態で、真空ポンプ１と共に補助フランジ２１３をジャッキアップして、装置側に固定するようにする。すなわち、補助フランジ２１３を予め真空ポンプ１と一体化しておいてから、ジャッキアップを行う。
この仮止めをしておくことで、真空ポンプ１と補助フランジ２１３を別々にリフトアップしながら、固定作業を行う必要がなくなり、作業性が向上する。
また、仮止めしておくことで、当初の寸法を維持した状態で取り付け作業を行うことができ、取り付け後の位置合わせの作業も容易となる。
【００３４】
（実施形態２−４）
実施形態２−４は、ボルト通し穴のガタの解消に関する。
通常、ボルト通し穴径は、締結に用いるボルトの軸径に対し片側０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度余分にサイズを取っている。変換フランジ２００を含め、固定用のボルト通し穴が３カ所存在すると、最悪の場合、それらのガタ（隙間）が全て加算されて重なってしまう恐れがある。
例えば、装置側フランジ１００と変換フランジ２００とのボルト締結位置から上述の通り３カ所のガタが加算されると、真空ポンプ１と補助フランジ２１３におけるボルト締結位置やＯリングのシール面がずれたりしてしまう。よって、真空ポンプ１と装置側フランジ１００間の正しい固定が出来なくなるばかりか、シール性も確保できなくなってしまう恐れがある。
その対策として、固定作業時に、吸気口フランジ２１１と補助フランジ２１３を仮止めで固定してから取り付ける。この仮止めの段階でこの固定箇所のガタを解消しておくことで、固定作業時の真空ポンプ１のボルト位置ズレが低減する。もしくは、補助フランジ２１３のボルト通し穴を予め大きめに開けておき、そこで、ガタ分を解消してもよい。
【００３５】
（実施形態３：変換フランジを用いた実施形態）
図１１は、補助フランジ２１３を固定するための変換フランジ２００を設けた構成を説明するための図である。
特許文献１記載の発明を実施するためには、補助フランジ２１３を固定するための固定部（ボルトネジ穴）を締結する装置側に新たに設けることが必要となる。
そのため、装置側のフランジのサイズを大きくするなど、面倒な設計変更や処理が不可避であった。
そこで、本実施形態では、補助フランジ２１３を固定するための変換フランジ２００をさらに設けている。つまり、この変換フランジ２００により、補助フランジ２１３と装置側フランジ１００との締結位置を変換している。
【００３６】
図１１に示す変換フランジ２００は、所定の厚さを有し、中空の円盤状であり、吸気口フランジ２１１及び補助フランジ２１３と装置側フランジ１００との間に設置される。また、この変換フランジ２００には、装置側フランジ１００と締結するためのボルト３００のためのボルト通し穴３０１と、補助フランジ２１３と締結するためのボルト３１０のためのボルトネジ穴３０２とが、設けられている。
【００３７】
この変換フランジ２００と装置側フランジ１００との締結は、ボルト３００により行われている。このとき、装置側フランジ１００では、通常の規格で設けられているボルトネジ穴を用いる。そのため、装置側に新たにボルトネジ穴を設ける必要がなくなる。
一方、変換フランジ２００と補助フランジ２１３との締結は、ボルト３１０により行われる。
この実施形態では、図１１から明らかなように、補助フランジ２１３と装置側フランジ１００とは、変換フランジ２００を介して間接的に締結されており、両者に直接の締結関係はない。
なお、変換フランジ２００と装置側フランジ１００の間は、真空シールが必須であり、変換フランジ２００には、真空ポンプ１の吸気口フランジ２１１のＯリング用の溝に対応するＯリング用の溝２０１が設けられている。
次に、この変換フランジ２００を用いた実施形態の組立手順について説明する。
まず、ボルト３００により、変換フランジ２００を先に装置側フランジ１００に取り付ける。その後、ボルト３１０により、補助フランジ２１３と吸気口フランジ２１１を締結する。
この実施形態では、装置側フランジ１００において、規格で決められた寸法を変更することなく、特許文献１記載の技術における補助フランジを用いたメリットを享受することができる。
【００３８】
（実施形態４：固定強度の向上）
（実施形態４−１）
実施形態４−１では、必要な固定強度の観点から下記の関係とする。
（イ）図１２は、変換フランジ２００を用いた場合を説明するための図である。
固定強度の大きさをボルトＡ＜ボルトＢ＜ボルトＣとする。
変換フランジ２００を用いる場合、ボルトＣ（変換フランジ２００−装置側フランジ１００）、ボルトＢ（補助フランジ２１３−変換フランジ２００）、ボルトＡ（補助フランジ２１３−吸気口フランジ２１１）の順に強度が大きくなるようにする。すなわち、装置側フランジ１００により近い方の強度を高くする。
【００３９】
（ロ）図１３は、変換フランジ２００を用いない場合を説明するための図である。
固定強度の大きさをボルトＡ＜ボルトＢとする。
変換フランジ２００を用いない場合、ボルトＢ（補助フランジ２１３−装置側フランジ１００）、ボルトＡ（補助フランジ２１３−吸気口フランジ２１１）の順に強度が大きくなるようにする。すなわち、この場合も装置側フランジ１００により近い方の強度を高くする。
【００４０】
（実施形態４−２）
実施形態４−２では、補助フランジ２１３の固定用穴の位置関係に関する。
図１３に示すボルトＡとボルトＤの固定位置の位置関係は、図１４に示す関係にする。  すなわち、ボルトＡ（補助フランジ２１３−吸気口フランジ２１１）用のネジ穴を、補助フランジ２１３を介さず、装置側フランジ１００に吸気口フランジ２１１を直接ボルト固定する場合のボルトＤ（吸気口フランジ２１１−装置側フランジ１００）用の通し穴の間に設けるようにする。
ボルトネジ穴の個数は、ボルト通し穴と同一数とし、配置間隔も同一のピッチとする。
このように固定穴を配置することで、バランスのよい固定が可能となり、結果として安定した固定を行うことができる。
なお、この実施形態(４−２)は、変換フランジ２００を用いた場合（図１２参照）にも適用することができる。
【００４１】
（実施形態４−３）
実施形態４−３は、補助フランジ２１３の分割位置に関する。
補助フランジ２１３は、組立時の作業性を考慮して、通常は半割若しくは複数に分割した形状とする。半割若しくは複数に分割した形状の補助フランジ２１３を用いる場合は、その分割位置については、吸気口フランジ２１１と補助フランジ２１３の固定ボルト位置を避けるようにする。
補助フランジ２１３の分割位置と固定用ボルト位置が合ってしまうと、トルク軽減の効果が減殺されてしまうからである。
なお、この実施形態(４−３)は、変換フランジ２００を用いた場合（図１２参照）にも適用することができる。
【００４２】
なお、本発明の実施形態および各変形例は、必要に応じて各々を組み合わせる構成にしてもよい。
【００４３】
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができる。そして、本発明が当該改変されたものに及ぶことは当然である。
【符号の説明】
【００４４】
１  真空ポンプ
２  ケーシング（外筒）
３  ベース
４  吸気口
６  排気口
７  シャフト
８  ロータ
９  回転翼
１０  ロータ円筒部
２０  ねじ溝排気要素（ねじ溝ステータ）
３０  固定翼
３５  固定翼スペーサ
１００  装置側フランジ（装置）
１０５  ボルト
１１０  Ｏリングシール
２００  変換フランジ
２０１  Ｏリング用の溝
２１１  吸気口フランジ
２１３  補助フランジ
２２２  挟持部
３００  ボルト
３０２  ボルトネジ穴
３１０  ボルト
３２０  ボルト
３３０  トルク緩衝機構（緩衝部）
４００  緩衝材（緩衝部材）
５００  薄肉部
５１０  ボルト穴
５２０  長穴
５３０  長穴
６００  緩衝部材
６１４  ボルト貫入部
６４０  嵌入孔
６６５  ボルト
１０００  位置決めピン
１００２  発泡金属カラー
【図１】
2020148142.tif 000003
【図２】
2020148142.tif 000004
【図３】
2020148142.tif 000005
【図４】
2020148142.tif 000006
【図５】
2020148142.tif 000007
【図６】
2020148142.tif 000008
【図７】
2020148142.tif 000009
【図８】
2020148142.tif 000010
【図９】
2020148142.tif 000011
【図１０】
2020148142.tif 000012
【図１１】
2020148142.tif 000013
【図１２】
2020148142.tif 000014
【図１３】
2020148142.tif 000015
【図１４】
2020148142.tif 000016
【図１５】
2020148142.tif 000017