(57)【要約】【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
2009092041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】実開平７−２８９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】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。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】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。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】従来技術を示した説明図である。
【符号の説明】
【００８１】
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
【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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