(57)【要約】【課題】ポンプの許容回転速度をより高くすることができる真空ポンプ。【解決手段】真空ポンプは、アルミ合金製のロータ３０と、繊維強化プラスチック材により形成され、ロータ３０のリング部３０ａに外挿固定される回転円筒部３２と、を備え、ロータ３０の、回転円筒部３２が外挿固定される外周面には、凸部３０１が形成され、回転円筒部３２の内周面には、凸部３０１が挿入される凹部３２０が形成されている。このように、凸部３０１が凹部３２０挿入されるように回転円筒部３２をリング部３０ａに外挿固定したので、温度上昇または回転速度上昇によりロータ３０（リング部３０ａ）が外側（回転円筒部３２側）に膨張した場合に、膨張の限界に至るまでの温度上昇または回転速度上昇を、より広い範囲に拡大することができる。【選択図】図２
2014181628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ合金製のポンプロータと、
繊維強化プラスチック材により形成され、前記ポンプロータに外挿固定される円筒部材と、を備え、
前記ポンプロータの、前記円筒部材が外挿固定される外周面には、凸部が形成され、
前記円筒部材の内周面には、前記凸部が挿入される凹部が形成されている、真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
前記凸部は、前記外周面の周方向に沿って軸対称に複数形成され、
前記凹部は、前記内周面の前記複数の凸部と対向する位置に、それぞれ形成されている、真空ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の真空ポンプにおいて、
前記凸部は、球状凸部であって、
前記凹部は、球状凹部または円錐状凹部である、真空ポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載の真空ポンプにおいて、
前記球状凸部は、前記ポンプロータの前記外周面の凹部に挿入されたセラミック球体または金属球体により構成される、真空ポンプ。
【請求項５】
請求項２に記載の真空ポンプにおいて、
前記凸部は、軸方向寸法に比べて周方向寸法が長く、周方向に細長い凸部である、真空ポンプ。
【請求項６】
請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、
前記円筒部材は、低真空側ポンプ部として機能する円筒ロータである、真空ポンプ。
【請求項７】
請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、
前記ポンプロータは、低真空側ポンプ部として円筒ロータを有し、
前記円筒部材は、前記円筒ロータの外周面に外挿固定される、真空ポンプ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記凹部および凸部にはメッキ層が形成されている、真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ターボ分子ポンプには、回転翼および固定翼のみを備えた全翼タイプのターボ分子ポンプと、回転翼および固定翼から成るターボポンプ段と回転側円筒部または固定側円筒部にネジ溝が形成されたドラッグポンプ段とから成る複合型ターボ分子ポンプとがある。また、ドラッグポンプ段のみからなるポンプも存在し、以下、本質的に影響しないので、これを含めて複合型ターボ分子ポンプとして説明する。
【０００３】
複合型ターボ分子ポンプでは、一般的に、ドラッグポンプ段の回転側円筒部は回転翼と一体に形成され、その材料にはアルミ合金等の金属材料が用いられている。一方で、ロータ軽量化のために、ドラッグポンプ段の回転側円筒部を比重が軽い炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等で形成する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の真空ポンプでは、ＣＦＲＰ材からなる円環状の支板が、アルミ合金製のロータの下端部外周に接着圧入され、その支板の外周に、ＣＦＲＰ材からなる円筒ロータが圧入固着されている。ＣＦＲＰはアルミと比べて比重が小さく、ヤング率が大きく、熱膨張率が小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０９８１３９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１４５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ターボ分子ポンプでは、保管下限温度（例えば、周囲温度−２５℃まで許容）から運転時上限温度（例えば、ロータ温度で１２０℃程度まで許容）までの温度範囲が広く、回転速度が高い（例えば、５００ｒｐｓレベル）。そのため、上述のようにアルミ材のロータ外周にＣＦＲＰの円環状部材を接着圧入する構造の場合には、ロータと円環状部材との間で熱膨張、また、遠心力による弾性膨張差異が大きく生じる。その結果、最高回転数においては、ロータと円環状部材との接着圧入部は締まり嵌め状態となり、外周側の円環状部材に引張強度限界が存在することになる。
【０００７】
一方、保管下限温度の低温状態は、ロータと円環状部材との接着圧入部における嵌め合い関係は、仮に接着剤がなければ隙間嵌めとなる。そのため、ロータと円環状部材との間の接着剤自体の延び変位でロータと円環状部材との接合が保たれる。この延び変位には、剥離防止のために許容限度があり、繰り返しまで考慮すると延び変位の許容限度はさらに小さくなる。
【０００８】
すなわち、上述したような構成のターボ分子ポンプにおいては、ＣＦＲＰ円環状部材の引張強度限界および接着剤の延び変位許容限度によって、ポンプ使用条件が制限されることになる。とくに、ＣＦＲＰ円環状部材の引張強度限界によって、ポンプ運転中の回転速度および温度が制限されるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の好ましい実施形態による真空ポンプは、アルミ合金製のポンプロータと、繊維強化プラスチック材により形成され、ポンプロータに外挿固定される円筒部材と、を備え、ポンプロータの、円筒部材が外挿固定される外周面には、凸部が形成され、円筒部材の内周面には、凸部が挿入される凹部が形成されている。
さらに好ましい実施形態では、真空ポンプは、凸部が、外周面の周方向に沿って軸対称に複数形成され、凹部は、内周面の複数の凸部と対向する位置に、それぞれ形成されている。
さらに好ましい実施形態では、凸部は、球状凸部であって、凹部は、球状凹部または円錐状凹部である。
さらに好ましい実施形態では、球状凸部は、ポンプロータの外周面の凹部に挿入されたセラミック球体または金属球体で代用されることにより構成される。
さらに好ましい実施形態では、凸部は、軸方向寸法に比べて周方向寸法が長く、周方向に細長い凸部である。
さらに好ましい実施形態では、円筒部材は、低真空側ポンプ部として機能する円筒ロータである。
さらに好ましい実施形態では、ポンプロータは、低真空側ポンプ部として円筒ロータを有し、円筒部材は、円筒ロータの外周面に外挿固定される。
さらに好ましい実施形態では、凹部および凸部にはメッキ層が形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、許容温度範囲を広くすることができるとともに、ポンプの許容回転速度をより高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の符号Ａで示す部分の断面図である。
【図３】図３は、接着圧入構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、熱膨張による半径Ｒaおよび半径Ｒcの変化を示す図である。
【図５】図５は、遠心力による変位を説明する図である。
【図６】図６は、リング部３０ａに関する半径Ｒa1，Ｒa2の変化、および回転円筒部３２に関する半径Ｒc1，Ｒc2の熱膨張による変化を示したものである。
【図７】図７は、遠心力による変位を説明する図である。
【図８】図８は、リング部３０ａの断面図（水平断面）である。
【図９】図９は、回転円筒部３２の凹部３２０と、内に嵌まり込んだ状態の凸部３０１とを示す、断面図である。
【図１０】図１０は、リング部３０ａの膨張に伴い、凸部３０１が凹部３２０の中央方向に嵌まり込む様子を示す図である。
【図１１】図１１は、第２の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、第３の変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施の形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
−第１の実施の形態−
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、磁気浮上式ターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。ターボ分子ポンプ１には不図示の電源装置が接続され、その電源装置により駆動制御される。
【００１３】
ロータ３０が取り付けられたシャフト３１は、ベース２０に設けられた電磁石３７，３８，３９によって非接触支持される。アキシャル磁気軸受を構成する電磁石３９は、シャフト３１の下端に設けられたロータディスク３５を軸方向に挟むように配置されている。シャフト３１の浮上位置は、ラジアル変位センサ２７，２８およびアキシャル変位センサ２９によって検出される。
【００１４】
磁気軸受によって回転自在に磁気浮上された回転体（ロータ３０およびシャフト３１）は、モータ３６により高速回転駆動される。モータ３６には例えば、ブラシレスＤＣモータが用いられる。モータステータ３６ａはベース２０に設けられ、モータロータ（永久磁石）３６ｂはシャフト３１側に設けられている。
【００１５】
ロータ３０の回転は、回転センサ３３によって検出される。モータ３６によって回転駆動されるシャフト３１の下端には、センサターゲット３４が設けられている。センサターゲット３４はシャフト３１と一体に回転する。上述したアキシャル変位センサ２９および回転センサ３３は、センサターゲット３４の下面と対向する位置に配置されている。磁気軸受が作動していない時には、シャフト３１は非常用のメカニカルベアリング２６ａ，２６ｂによって支持される。
【００１６】
図１に示すターボ分子ポンプ１は、回転翼３０ｂと固定翼２２とで構成されるターボポンプ段と、回転円筒部３２とネジステータ２４とで構成されるドラッグポンプ段（ネジ溝ポンプ）とを有している。アルミ合金製のロータ３０には複数段の回転翼３０ｂが形成されている。複数段の固定翼２２は、軸方向に対して回転翼３０ｂと交互に配置されている。各固定翼２２は、スペーサリング２３を介してベース２０上に載置される。ポンプケーシング２１の固定フランジ２１ｃをボルトによりベース２０に固定すると、積層されたスペーサリング２３がベース２０とポンプケーシング２１との間に挟持され、固定翼２２が位置決めされる。
【００１７】
ロータ３０の軸方向下端にはリング部３０ａが形成されており、上述した回転円筒部３２は、その上端部分がリング部３０ａに外挿されるように固定されている。回転円筒部３２のロータ３０への固定は、冷やしばめによる圧入が採用される。回転円筒部３２の外周側には固定側のドラッグポンプ段であるネジステータ２４が設けられている。ネジステータ２４は、回転円筒部３２との間に所定のギャップが形成されるように、ベース２０に取り付けられている。
【００１８】
回転円筒部３２には、ロータ軽量化のために比重の軽いＣＦＲＰ等の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）が用いられている。繊維強化プラスチックの母材（マトリックス）としては、一般に、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂を使用することが多く、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等も使用される。回転円筒部３２とロータ３０との接合構造の詳細については後述する。以下では、回転円筒部３２はＣＦＲＰ材で形成されているものとして説明する。
【００１９】
ベース２０には排気ポート２５が設けられ、この排気ポート２５にバックポンプが接続される。ロータ３０を磁気浮上させつつモータ３６により高速回転駆動することにより、吸気口２１ａ側の気体分子は排気ポート２５側へと排気される。
【００２０】
図２は、図１の符号Ａで示す部分、すなわち、回転円筒部３２とロータ３０との接合部分の断面図である。なお、上述したように回転円筒部３２とロータ３０とは冷やしばめにより圧入されているので、回転円筒部３２の内周面とロータ３０の外周面とは隙間なく嵌合しているが、図２では、内周面と外周面とが分かりやすいように隙間を開けて図示している。
【００２１】
ロータ３０のリング部３０ａの外周面には凸部３０１が形成されている。図２に示す例では、凸部３０１は柱状凸部（例えば、円柱）であって、外周面の周方向に沿って複数形成されている。なお、複数の凸部３０１は、回転体にアンバランスを生じさせないように軸対称に形成するのが好ましい。一方、回転円筒部３２の内周面には、凸部３０１に対向する位置に凹部３２０がそれぞれ形成されている。
【００２２】
図２において、Ｒa1はリング部３０ａの外周面の半径、Ｒa2は凸部３０１の先端部分の半径、Ｒc1は回転円筒部３２の内周面の半径、Ｒc2は凹部３２０の底部の半径である。ここで、半径とは、それぞれの軸中心からの半径のことである。後述するようにＲa1、Ｒc1の大小関係は温度および回転時の遠心力に依存して変化するが、冷やしばめにより回転円筒部３２をリング部３０ａに嵌合する際の寸法関係は、Ｒc1＞Ｒa1、Ｒa2のように設定される。また、Ｒc2は、常に隙間が形成されるように設定される。
【００２３】
次に、温度変化が生じた場合、および、ロータ回転速度が変化した場合のＲa1とＲc1との関係について説明する。まず、図３〜５を参照して、回転円筒部３２をリング部３０ａに接着圧入する、従来の構成について説明する。図３は、接着圧入構成の一例を示す図であり、図２と同様の部分の断面図である。リング部３０ａには、接着剤を充填するための溝３０２が形成されている。なお、図３では、溝３０２内の接着剤は図示を省略した。
【００２４】
この場合も、冷やしばめによりリング部３０ａと回転円筒部３２とが嵌合される。すなわち、ロータ３０側を冷やしばめ温度（−１００℃程度）に冷却し、リング部３０ａを回転円筒部３２に挿入する。温度が常温に戻るとリング部３０ａが膨張して締まりばめ状態となり、回転円筒部３２がリング部３０ａに固定される。また、溝３０２内の接着剤により回転円筒部３２とリング部３０ａとが接着される。
【００２５】
図４は、リング部３０ａが形成されたロータ３０単体の熱膨張による半径Ｒa1の変化、および、回転円筒部３２単体の熱膨張による半径Ｒc1の変化とを示す図である。アルミ合金製のリング部３０ａにＣＦＲＰ製の回転円筒部３２を組み付ける作業においては、一般的に、ロータ３０を液体窒素などで冷やして熱収縮させる冷やしばめが採用される。そのため、組み付け時（熱収縮時）におけるリング部３０ａの外周面の半径Ｒa1をＲa10、回転円筒部３２の内周面の半径Ｒc1をＲc10とすると、Ｒa10＜Ｒc10が満足されるように常温時のＲa1、Ｒc1が設定される。
【００２６】
組み付け時の温度（例えば、−１００℃）からロータ３０および回転円筒部３２の温度が上昇すると、熱膨張により半径Ｒa1およびＲc1は増加する。アルミ合金製のロータ３０の熱膨張率はＣＦＲＰ製の回転円筒部３２の熱膨張率よりも大きいので、図４に示すように半径Ｒa1の方が変化の度合いが大きく、Ｒa1＜Ｒc1（隙間ばめ状態）であったものが、温度Ｔc1を越えるとＲa1＞Ｒc1（締まりばめ状態）のように大小関係が逆転する。
【００２７】
さらに温度が上昇すると、温度上昇と共に締め代が大きくなり、リング部３０ａに外挿された回転円筒部３２の引っ張り応力が増大する。この場合、回転円筒部３２に強度的な限界があるので、引っ張り応力の上限（余裕度を考慮した上限）から回転円筒部３２の上限温度Ｔmax1が決まる。温度が低下してＴ＜Ｔc1となると再び隙間ばめ状態となるが、リング部３０ａと回転円筒部３２との間の接着剤自体の延び変位で、リング部３０ａと回転円筒部３２との接合が保たれる。
【００２８】
しかしながら、この延び変位には、剥離防止のために許容限度がある。さらに、温度変化による膨張収縮の繰り返しを考慮すると、延び変位限度はさらに小さくなる。温度Ｔminは、剥離防止の許容限度から決まる温度下限値である。すなわち、ロータ温度（ロータ３０および回転円筒部３２の温度）Ｔは、Ｔmin≦Ｔ≦Ｔmax1に制限される。寸法Ｌiは温度Ｔmax1時の締め代、すなわち、締め代の限界値である。一方、寸法ＬdはＴmin時の隙間寸法であって、接着剤の延び変位の限界である。そのため、ポンプ保管温度の下限は、Ｔmin以上に設定されなければならない。
【００２９】
図４に示した熱膨張変位は、回転による遠心力を一定と仮定した場合（例えば、回転数＝０）の変位状況を示したものである。一方、図５は、遠心力による変位を説明する図である。図５の場合も、ロータ３０と回転円筒部３２とが単独の場合の、回転速度変化による半径Ｒa1、Ｒc1の変化を示したものである。一般に、変位は回転速度ωの２乗に比例する。Ｒa11、Ｒc11はω＝０のときの半径Ｒa1、Ｒc1であり、ポンプ温度Ｔ1が図４に示したＴminよりも高ければ、隙間寸法（Ｒc1−Ｒa1）はＬdよりも小さい。回転速度ωが増加すると隙間寸法（Ｒc1−Ｒa1）は小さくなり、回転速度ωc1において大小関係が逆転しω＞ωc1においては締りばめ状態となる。
【００３０】
上述したように、リング部３０ａと回転円筒部３２との間の締め代には、回転円筒部３２の強度的限界に依存した限界値Ｌiがある。遠心力が加わる場合には、リング部３０ａに外挿されている回転円筒部３２には、リング部３０ａからの力と回転円筒部３２自身の遠心力による力とが働く。図５の回転速度ωmax1は、締め代が限界値Ｌiとなるときの回転速度である。ポンプ温度Ｔ2をＴ2＞Ｔ1とすると、締め代が限界値Ｌiとなる回転速度ωも小さくなる。
【００３１】
以上のように接着剤の延び変位の限界から下限温度が制限され、この下限温度が保管下限温度よりも低くなるように、組み付け時の半径Ｒc10と半径Ｒa10との差を設定する必要がある。この差が大きくなると、隙間寸法がその限界値Ｌdとなる温度Ｔminも高くなり、保管下限温度が制限されるおそれがある。一方、半径Ｒc10と半径Ｒa10との差を小さくすると、締め代が限界値Ｌiとなる温度が低くなり、使用温度上限が制限されるおそれがある。
【００３２】
図６，７は、リング部３０ａと回転円筒部３２との接続構造を図２に示すような構造とした場合の、変位を説明する図である。図６は図４に対応する図であり、リング部３０ａに関する半径Ｒa1，Ｒa2の変化、および回転円筒部３２に関する半径Ｒc1，Ｒc2の、熱膨張による変化を示したものである。この場合、冷やしばめによる組み付け作業が可能なように、冷やしばめ温度におけるリング部３０ａの凸部３０１先端の半径Ｒa20は、回転円筒部３２の内周面の半径Ｒc10よりも小さく設定される。すなわち、Ｒc10＞Ｒa20を満足している。
【００３３】
図２に示す構造の場合には、ポンプ保管温度（図４のＴmin）において回転円筒部３２がリング部３０ａから外れないようにするためには、その際にリング部３０ａの凸部３０１が回転円筒部３２の凹部３２０に嵌め込まれた状態、すなわち、Ｒa2＞Ｒc1となっていれば良く、従来のように接着剤の剥離に関する制限はない。よって、図６からも分かるように、Ｒa20は、Ｒc10＞Ｒa20＞Ｒa10のように設定されているが、冷やしばめ温度(−１００℃ 程度)は保管温度（−２５℃ )よりも十分に低いので、冷やしばめ作業時の作業性に問題はない。
【００３４】
図６に示す破線は、図４における半径Ｒa1の変化を示したものである。上述のように、図６における冷やしばめ作業時のリング部３０ａの半径Ｒa10は、図４の半径Ｒa10よりも小さく設定されている。そのため、隙間ばめ状態から締りばめ状態に切り替わる温度Ｔc2は、図４の場合の温度Ｔc1よりも高くなり、半径Ｒa1と半径Ｒc1との差が締め代の限界値Ｌiとなる温度Ｔmax2は、図４の場合の温度Ｔmax1よりも高くなる。すなわち、図２の構成の場合の温度許容範囲ΔＴ2（＝Ｔmax2−Ｔmin）は、接着剤を用いる構造の場合の温度許容範囲ΔＴ1よりも高温側に拡がることが分かる。
【００３５】
図７は、図５の場合と同様に、遠心力による変位を説明する図である。図７の曲線Ｒa1’は、図５に示した曲線Ｒa1と同じものである。図６で説明した場合と同様に、図７のω＝０における半径Ｒa11は、接着剤を用いた場合の半径Ｒa11よりも小さく設定されるので、隙間ばめから締りばめに切り替わる回転速度ωc2が、図５の場合の回転速度ωc1よりも大きくなる。その結果、締め代が限界値Ｌiとなる回転速度ωmax2は、ωmax2＞ωmax1となり、許容回転速度範囲Δω2は、図５の場合の許容回転速度範囲Δω1と比べると高温側に拡がっている。
【００３６】
以上、熱膨張、遠心力膨張を個別に検討したが、実際に両者をあわせて考慮する場合でも、本発明は従来のように接着剤を用いて固定する場合に比べて、運転範囲（温度範囲および回転速度範囲）を広くとることができ、回転速度を高くすることが可能となる。特に、ロータ寸法が大きい大排気速度ポンプでは、本発明適用の効果が顕著である。従来、小型ポンプに適用されていたＣＦＲＰ円筒を、大排気速度でアルミロータの限界温度まで通常使用されるＦＰＤ(flat panel display, フラットパネルディスプレイ）、半導体のエッチング用途で使用される大型ポンプヘも適用できる。これにより、ロータの軽量化による省電力化、コスト低減が可能となる。
【００３７】
上述した実施の形態では、凸部３０１を柱状凸部（例えば、円柱）としたが、様々な形状が可能である。図８〜１０は、凸部３０１および凹部３２０の第１の変形例を示す図である。図８はリング部３０ａの断面図（水平断面）である。リング部３０ａの外周面には９０°間隔で凸部３０１が４つ設けられている。凸部３０１は球面状の凸部である。図９は、回転円筒部３２の凹部３２０と、内に嵌まり込んだ状態の凸部３０１とを示す、断面図である。
【００３８】
図９（ａ）に示す凹部３２０は、球面状の凹部である。凹部３２０の曲率半径Ｒ２は、凸部３０１の曲率半径Ｒ１よりも大きく設定されている。図９（ａ）は締りばめ状態を示したものであり、リング部３０ａの外周面は回転円筒部３２の内周面に接触している。この状態では、凸部３０１は凹部３２０とは接触しないような寸法（Ｒa2＜Ｒc2）に設定されている。図９（ｂ）に示す凹部３２０は円錐形状をしている。
【００３９】
図９に示すように凸部３０１を球面とし、凹部３２０を球面または円錐面とすることにより、リング部３０ａが膨張して回転円筒部３２に対して締りばめとなる際に、凸部３０１が凹部３２０の内周面に引っ掛かって、バランシング状態が悪化した状態となるのを防止している。なお、図９（ｂ）では、凹部円錐先端がとがっているように図示しているが、先端曲率が小さい程応力集中するので、適宜先端の丸みをつける設計を実施することが好ましい。図１０は、温度上昇や回転速度上昇過程におけるリング部３０ａの膨張に伴って、凸部３０１が凹部３２０の中央方向に嵌まり込む様子を示す図である。二点鎖線は、膨張後のリング部３０ａと回転円筒部３２との関係を示したものである。最終の嵌合状態は凸部、凹部の寸法精度で決定されるので、必要なバランス精度に合わせて加工精度を確保する。
【００４０】
図１１は第２の変形例を示す図である。図８に示す例では、リング部３０ａの外周面に球状の凸部３０１を一体に形成したが、図１１に示す例では、リング部３０ａの外周面に球状の凹部を形成し、その凹部にセラミック製または金属製のボール３０３を配置した。回転円筒部３２側の凹部３２０の形状は、図１１に示すように球状でも良いし、図９（ｂ）のような円錐面であっても良い。この場合も、図８，９の場合と同様の効果を奏する。
【００４１】
図１２は、第３の変形例を示す図である。図１２（ａ）は、リング部３０ａの凸部３０４が形成されている部分の断面図であり、図１２（ｂ）は凸部３０４が形成されている部分の正面図である。図２や図８に示す例では、凸部３０１の形状を円柱状や球状としたが、図１２に示すように周方向に細長い凸部３０４であっても良い。また、凹部３２０および凸部３０１の表面にニッケルメッキ等の金属メッキ層を形成するようにしても良い。金属メッキ層を形成することにより、上述したアンバランス発生の防止効果をより高めることができる。図１０に示したように、リング部３０ａの膨張過程で、ＣＦＲＰやアルミ材の表面がが粗いと摩擦力が大きくなり、二点鎖線のように移動する際に、凸部３０１が回転円筒部３２の内周面に引っ掛かってしまうことがある。しかし、金属メッキ層を形成することで、引っ掛かりの発生を低減することができる。
【００４２】
−第２の実施の形態−
上述した第１の実施の形態では、ロータ３０への回転円筒部３２の取り付け構造について説明したが、本発明は図１３に示すような取り付け構造にも適用できる。図１３に示す構成においては、回転円筒部３２はロータ３０の下部に一体に形成されている。回転円筒部３２の上部外周面には、ＣＦＲＰ製のリング部材４０が、冷やしばめにより固定されている。
【００４３】
リング部材４０は、アルミ合金製の回転円筒部３２に亀裂が生じた際に、亀裂の進展を防止するために設けられたものである（例えば、特開２０１１−２１４５５８号公報参照）。回転円筒部３２の外周面はネジ溝構造（ネジ山部３２２およびネジ溝部３２３）となっている。そのため、高速回転する回転円筒部３２に、過大な遠心力により亀裂が発生すると仮定した場合、回転円筒部３２の下端部の段差部（ネジ山部３２２とネジ溝部３２３との段差部）に亀裂が発生し易い。亀裂が発生すると、亀裂は回転円筒部３２の上端方向に進展し、最終的には回転円筒部３２、さらにはロータ３０全体が破壊するおそれがある。そのため、亀裂の進展を食い止めるためのリング部材４０が、回転円筒部３２の上部に設けられている。
【００４４】
このリング部材４０の固定構造は、第１の実施の形態で説明したリング部３０ａと回転円筒部３２との固定構造と同様の構成となっている。すなわち、ＣＦＲＰ製のリング部材４０の内周面には凹部４０１が形成されており、その凹部４０１には、回転円筒部３２の外周面に形成された凸部３０１が嵌り込んでいる。ここでは説明を省略するが、この回転円筒部３２の凸部３０１とリング部材４０の凹部４０１との寸法関係は、上述したリング部３０ａと回転円筒部３２との寸法関係と同じであり、その結果、許容上限温度および許容上限回転数を向上させることができる。
【００４５】
上述したように、本実施の形態の真空ポンプは、アルミ合金製のロータ３０と、ＦＲＰ材により形成され、ロータ３０に設けられたリング部３０ａに冷やしばめにより外挿固定される回転円筒部３２と、を備え、回転円筒部３２が外挿固定されるリング部３０ａは、外周面に凸部３０１を有し、回転円筒部３２は、外挿固定されたリング部３０ａが対向する内周面に、凸部３０１が挿入される凹部３２０を有する。このように、凸部３０１が凹部３２０挿入されるように回転円筒部３２をリング部３０ａに外挿固定したので、温度上昇または回転速度上昇によりリング部３０ａが外側（回転円筒部３２側）に膨張した場合に、膨張の限界に至るまでの温度上昇または回転速度上昇を、図６，７に示すように、より広い範囲に拡大することができる。
【００４６】
さらに、複数の凸部および凹部を軸対称に設けることで、ロータ３０アンバランス量の増加を抑制することができる。
【００４７】
なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。例えば、上述した実施の形態では、回転円筒部３２を有する複合型のターボ分子ポンプを例に説明したが、高速回転するＦＲＰ円筒部を有するものであれば、ターボ分子ポンプに限らず、種々の真空ポンプに適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１：ターボ分子ポンプ、３０：ロータ、３０ａ：リング部、３２：回転円筒部、４０：リング部材、３０１，３０４：凸部、３２０，４０１：凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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