真空泵制造技术

本发明专利技术提供一种可使设置于电机转子中的永久磁铁的寿命提高的真空泵。电机转子(4b)包括固定在轴(10)上的磁轭(40)、以及保持于磁轭(40)上的永久磁铁(41)，在磁轭(40)上形成有：保持部(401)，与轴(10)相离而设置，保持永久磁铁(41)；以及一对嵌合部(400)，设置在保持部(401)的轴向两端，通过嵌合而接合于轴(10)；并且嵌合部(400)的径向厚度尺寸设定为小于保持部(401)的径向厚度尺寸。部(401)的径向厚度尺寸。部(401)的径向厚度尺寸。

【技术实现步骤摘要】
真空泵
[0001]相关分案申请
[0002]本申请是原申请申请号201611110055.3，申请日2016年12月06日，专利技术名称为“真空泵”的分案申请。


[0003]本专利技术涉及一种真空泵。

技术介绍

[0004]作为使涡轮分子泵(turbo molecular pump)等真空泵的转子旋转的电机(motor)，例如，已知有如专利文献1中所记载的直流(direct current，DC)无刷电机(brushless motor)。设置有永久磁铁的电机转子安装在设置有旋转叶片的转子的轴(shaft)上。电机转子包括固定在轴上的磁轭(yoke)、以及设置在磁轭上的永久磁铁。通常，在永久磁铁的外周，设置有抑制因离心力而引起的永久磁铁的膨胀的碳纤维强化塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastics，CFRP)制的保护管。
[0005]涡轮分子泵或牵引泵(drag pump)等是使转子以每分数万次旋转的高速而旋转。为了应对这样的高速旋转，在转子中，一般使用重量轻并且拉伸强度高的原材料即铝合金。
[0006]此外，当使用通过紧密嵌合将转子与轴加以紧固的方法时，如果轴的线膨胀系数小于转子，则有可能因为由泵的驱动而产生的温度上升而使得嵌合松动，所以轴也使用与转子同样的铝合金。
[0007][现有技术文献][0008][专利文献][0009][专利文献1]日本专利特开2014
‑
173431号公报

技术实现思路

[0010][专利技术所要解决的技术问题][0011]且说，在泵驱动时，借由因转子与气体分子的摩擦而引起的发热或电机的发热，轴的温度上升。当使用铝合金制的轴时，由于线膨胀系数大于磁轭或永久磁铁，所以因为轴的热膨胀而使设置于磁轭上的永久磁铁产生热应力。其结果为，在泵驱动时，永久磁铁有可能因热应力而受到损伤。
[0012][解决问题的技术手段][0013]本专利技术的优选实施形态的真空泵是通过电机对转子进行旋转驱动而进行真空排气的真空泵，所述真空泵包括：所述转子的轴；以及所述电机的电机转子，所述电机的电机转子包括：固定在所述轴上，且线膨胀系数小于所述轴的磁轭、以及保持于所述磁轭上的永久磁铁，在所述轴的外周面上，形成环状的上侧凸部及环状的下侧凸部，且所述上侧凸部与所述下侧凸部之间形成有间隙，所述上侧凸部及所述下侧凸部与所述保持部的位置在轴向上不重合，在所述磁轭上形成有：保持部，与所述轴相离而设置，且以与所述永久磁铁的径
向的内周面接触的状态保持所述永久磁铁；以及上侧嵌合部，设置在所述保持部的轴向上端，通过嵌合于所述上侧凸部而接合；以及下侧嵌合部，设置在所述保持部的轴向下端，通过嵌合于所述下侧凸部而接合；并且所述上侧嵌合部及所述下侧嵌合部的径向厚度尺寸设定为小于所述保持部的径向厚度尺寸，当所述轴产生热膨胀时，通过所述上侧嵌合部与所述保持部的边界附近产生挠曲，且所述下侧嵌合部与所述保持部的边界附近产生挠曲，减少所述保持部朝向径向外侧的变形，从而抑制所述永久磁铁的损伤。
[0014]在更优选的实施形态中，所述上侧嵌合部与所述上侧凸部的嵌合为紧密嵌合，所述下侧嵌合部与所述下侧凸部的嵌合为紧密嵌合，所述保持部与所述轴的嵌合为间隙嵌合。
[0015]在更优选的实施形态中，所述轴由铝合金所形成，所述磁轭由铁形成。
[0016]在更优选的实施形态中，所述上侧嵌合部及所述下侧嵌合部中的接合区域的轴向宽度尺寸设定为所述磁轭的轴向宽度尺寸的10％以下。
[0017]在更优选的实施形态中，所述上侧嵌合部及所述下侧嵌合部的径向厚度尺寸设定为所述磁轭的外径尺寸的10％以下。
[0018][专利技术的效果][0019]根据本专利技术，可使设置于电机转子中的永久磁铁的寿命提高。
附图说明
[0020]图1是涡轮分子泵的截面图。
[0021]图2是表示电机转子的构成的截面图。
[0022]图3是表示第1变形例的图。
[0023]图4是表示第2变形例的图。
[0024]图5是表示比较例的图。
[0025]【主要组件符号说明】
[0026]1：涡轮分子泵2：底座
[0027]3：泵转子4：电机
[0028]4a：电机定子4b：电机转子
[0029]6：永久磁铁磁轴承6a、6b、41：永久磁铁
[0030]8、9：滚珠轴承10：轴
[0031]11：磁铁固持12：泵壳体
[0032]13：轴承固持器20：固定叶片
[0033]21：定子30：旋转叶片
[0034]31：圆筒部40、40B：磁轭
[0035]42：保护管100、400a：凸部
[0036]101、400：嵌合部102：凹部
[0037]401：保持部A：嵌合接合部
[0038]B：箭头D：外径尺寸
[0039]La：凸部的轴向尺寸Lb：磁轭的轴向尺寸
[0040]P1：涡轮泵部P2：霍尔韦克泵部
[0041]R：旋转体单元t1：嵌合部的径向厚度尺寸
[0042]t2：保持部的径向厚度尺寸
具体实施方式
[0043]以下，参照图对用于实施本专利技术的形态进行说明。图1是涡轮分子泵1的截面图。再者，在涡轮分子泵1上连接着供给电力的电源单元，但是在图1中省略图示。
[0044]图1所示的涡轮分子泵1包含包括涡轮叶片(turbineblade)的涡轮泵部P1、以及包括螺旋型的槽的霍尔韦克(Holweck)泵部P2作为排气功能部。当然，本专利技术并不限于排气功能部中包含涡轮泵部P1及霍尔韦克泵部P2的真空泵，也可以应用于只包含涡轮叶片的真空泵、只包含西格巴恩(Siegbahn)泵或霍尔韦克泵等牵引泵的真空泵、将这些组合起来的真空泵。
[0045]涡轮泵部P1包括形成于泵转子3的多段旋转叶片30以及配置在底座(base)2侧的多段固定叶片20。另一方面，设置在涡轮泵部P1的排气下游侧的霍尔韦克泵部P2包括形成于泵转子3上的圆筒部31以及配置在底座2侧的定子21。在圆筒状的定子21的内周面上形成有螺旋槽。多段旋转叶片30及圆筒部31构成旋转侧排气功能部，多段固定叶片20及定子21构成固定侧排气功能部。
[0046]泵转子3紧固在轴10上，所述轴10是通过电机4来旋转驱动。电机4是例如使用DC无刷电机，在底座2上设置有电机定子4a，在轴10侧设置有电机转子4b。包括轴10及泵转子3的旋转体单元R是借由使用永久磁铁6a、永久磁铁6b的永久磁铁磁轴承6及滚珠轴承(ballbearing)8而旋转自如地受到支撑。
[0047]永久磁铁6a、永久磁铁6b是沿轴向经磁化的环状的永久磁铁。设置于泵转子3上的多个永久磁铁6a是以同极彼此相对向的方式沿轴向配置有多个。另一方面，固定侧的多个永久磁铁6b安装在固定于泵壳体12上的磁铁固持器(magnetholder)11。这些永久磁铁6b也是以同极彼此相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空泵，利用电机对转子进行旋转驱动而进行真空排气，其特征在于，所述真空泵包括：所述转子的轴；以及所述电机的电机转子，所述电机的电机转子包括：磁轭，固定在所述轴上，且线膨胀系数小于所述轴；以及永久磁铁，保持于所述磁轭上，在所述轴的外周面上，形成环状的上侧凸部及环状的下侧凸部，且所述上侧凸部与所述下侧凸部之间形成有间隙，所述上侧凸部及所述下侧凸部与所述保持部的位置在轴向上不重合，在所述磁轭上形成有：保持部，与所述轴相离而设置，且以与所述永久磁铁的径向的内周面接触的状态保持所述永久磁铁；以及上侧嵌合部，设置在所述保持部的轴向上端，通过嵌合于所述上侧凸部而接合；以及下侧嵌合部，设置在所述保持部的轴向下端，通过嵌合于所述下侧凸部而接合；并且所述上侧嵌合部及所述下侧嵌合部的径向厚度尺寸设定为小于所述保持部的径向厚度尺寸，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村太贵，清水幸一，芦田修，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：