回転部材の結合構造
【課題】 高速回転時における回転部材の結合精度を向上させること。
【解決手段】 ロータ７は、円筒状部材であり、内周壁面から内側に張り出したフランジ部１８が周方向に形成されている。フランジ部１８の内周側端部には、シャフト６方向に突出した環状の突出部１９が形成されている。シャフト６は、円柱状部材であり、吸気口４側端部には、外側に張り出したフランジ部２０が形成されている。このシャフト６に設けられたフランジ部２０の外周側端部には、吸気口４方向に突出した環状の突出部２１が形成されている。この環状の突出部２１は、フランジ部２０を含むシャフト６の吸気口４側端面にフランジ部２０の外径よりも小さい径を有する凹溝２４を形成することによって形成されている。ロータ７は、突出部１９をシャフト６に形成された突出部２１に掛合させた状態においてシャフト６に固定されている。
【解決手段】 ロータ７は、円筒状部材であり、内周壁面から内側に張り出したフランジ部１８が周方向に形成されている。フランジ部１８の内周側端部には、シャフト６方向に突出した環状の突出部１９が形成されている。シャフト６は、円柱状部材であり、吸気口４側端部には、外側に張り出したフランジ部２０が形成されている。このシャフト６に設けられたフランジ部２０の外周側端部には、吸気口４方向に突出した環状の突出部２１が形成されている。この環状の突出部２１は、フランジ部２０を含むシャフト６の吸気口４側端面にフランジ部２０の外径よりも小さい径を有する凹溝２４を形成することによって形成されている。ロータ７は、突出部１９をシャフト６に形成された突出部２１に掛合させた状態においてシャフト６に固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ターボ分子ポンプにおけるロータなど高速回転する回転部材の結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置、電子顕微鏡、表面分析装置、微細加工装置などで用いられる真空装置等の排気処理を行う真空ポンプとして多用されるものにターボ分子ポンプがある。
この高真空の環境を実現することができるターボ分子ポンプは、吸気口および排気口を有し外装体を形成するケーシングを備えている。そして、このケーシングの内部には、当該ターボ分子ポンプに排気機能を発揮させる構造物が収納されている。この排気機能を発揮される構造物は、大きく分けて回転自在に軸支された回転部（ロータ部）とケーシングに対して固定された固定部（ステータ部）から構成されている。
【０００３】
回転部は、回転軸およびこの回転軸に固定されている回転体からなり、回転体には、放射状に且つ多段に配設されたロータ翼が設けられている。また、固定部には、ロータ翼に対して互い違いにステータ翼が多段に配設されている。
ターボ分子ポンプには、回転軸を高速回転させるためのモータが設けられており、このモータの働きにより回転軸が高速回転すると、ロータ翼とステータ翼との作用により気体が吸気口から吸引され、排気口から排出されるようになっている。
【０００４】
ところで、ターボ分子ポンプにおける回転体は、例えば、毎分約３万回転の超高速で回転することによって排気処理を行っている。
そのため、回転体を回転軸に組み付ける際に、回転軸と回転体との間に隙間が形成されていると、ターボ分子ポンプの起動停止を繰り返す度に、回転体にずれが生じバランスが崩れるおそれがあった。このような回転軸のバランスの崩れは、ターボ分子ポンプの振動や騒音の原因となってしまう。
【０００５】
回転軸と回転体との間に隙間を形成させないようにする組み付け手法として、“焼きバメ”という方法が従来用いられていた。
この“焼きバメ”とは、例えば、回転体に形成された穴に回転軸を挿入することによって回転体を回転軸に固定する場合に、回転体に形成された穴に熱を加えて膨張させ、穴が膨張した状態で回転軸を挿入し、その後、回転体に形成された穴を冷却して収縮させることによって、回転体と回転軸との間に隙間が形成されないように固定する方法である。
また、この“焼きバメ”による方法の他、回転軸と回転体との間に隙間を形成させないように組み付ける技術が下記の特許文献に提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２１９０８６号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７７８２公報
【０００７】
特許文献１には、回転軸の上端部にすり鉢状の凹陥部を設け、ロータの中央部の下面に円錐台状の突出部を形成し、これら凹陥部および突出部とを嵌合させた状態でロータを回転軸に固定する技術が開示されている。
このように、締結部をテーパー加工することにより、即ち、一定の勾配で変化させることにより、個々の部品の寸法が多少ばらついていても、回転体と回転軸との間に隙間が形成されることを抑制できる。
【０００８】
特許文献２には、特許文献１で提案されているような締結部にテーパー加工を施した上に、さらに、ロータと回転軸との当接面の内周側に空間部を形成する技術が開示されている。
このように、ロータと回転軸との当接面に空間部を形成することにより、この空間部によって両部材の締結領域が上下方向に付勢されるため、この付勢力によってボルトの緩みを回避することができるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ターボ分子ポンプは、回転体を高速回転させて排気処理行っているため、気体分子の衝突熱や、モータから発生する熱などにより加熱されることにより、ポンプ内部が高温状態となる場合や、また、高速回転により生じる遠心力により回転体に変形が生じる場合がある。
そのため、上述した“焼きバメ”の手法により回転軸と回転体とを結合したターボ分子ポンプにおいては、ポンプの稼動中にその結合箇所が緩み回転体のバランスが崩れるおそれがあった。また、“焼きバメ”の手法により結合された回転軸と回転体とは、締め付けにより固定されているため、常時結合部に応力がはたらいている状態となってしまう。
また、“焼きバメ”の手法による組み付けは、部材を加熱しなければならないため、組立時の作業性が低下してしまう。
【００１０】
特許文献１に記載されている締結部をテーパー加工する技術においては、軸方向に隙間を持たせた状態で回転体の位置決めを行うようになっている。従って、軸方向の位置決め精度がテーパー加工の寸法精度に大きく依存するため、回転体の軸方向の高い位置精度を確保することが困難であった。
また、特許文献２に記載されている回転軸と回転体を締結するボルトの緩みを回避する技術を用いた場合には、回転体を撓ませることによってボルトを付勢する力を生じさせているため、回転体にはたらく応力が大きくなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、簡単な構成により、高速回転時における回転部材の結合精度を向上させることができる回転部材の結合構造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】
【００１２】
請求項１記載の発明では、高速回転する第１回転部材と第２回転部材とを結合する回転部材の結合構造であって、前記第１回転部材に形成された、回転軸を中心軸とする円柱状の第１突出部と、前記第２回転部材に形成された、前記第１突出部と係合する凹部と、を備え、高速回転時における前記第１突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｓ、前記凹部の内周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｈとした場合、前記凹部は、（式１）δＤｓ＞δＤｈを満たす範囲で形成されていることにより前記目的を達成する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１突出部は、所定の内径を有する中空円柱状である。
なお、請求項２記載の発明では、例えば、前記第１突出部は、回転時における変形を促進させるように形成されていることが望ましい。詳しくは、例えば、前記第１突出部の内径と外径との差（即ち、肉厚）が内径と比較して十分に小さくなるように形成されていることが望ましい。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１回転部材は、高速回転時における半径方向の変形率が前記第２回転部材より大きい部材で形成されている。
請求項４記載の発明は、請求項１、請求項２または請求項３記載の発明において、高速回転時における前記第１突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｓ、前記凹部の内周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｈとした場合、初期状態において、前記第１突出部の外周壁と前記凹部の内周壁との間に隙間δＬが、（式２）δＬ＜δＤｓ−δＤｈを満たす範囲で形成されている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１の請求項に記載の発明において、前記第１回転部材および前記第２回転部材は、真空ポンプに備えられた回転体を構成する部材である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記第１回転部材は、ロータ部を構成する部材であり、前記第２回転部材は、回転軸を構成する部材である。
請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記真空ポンプは、ターボ分子ポンプ部およびネジ溝ポンプ部を備えた複合型真空ポンプであり、前記第１回転部材は、前記ネジ溝ポンプ部におけるロータ部を構成する部材であり、前記第２回転部材は、前記ターボ分子ポンプ部におけるロータ部を構成する部材である。
【００１５】
請求項８記載の発明では、真空ポンプの回転体を構成する第３回転部材と第４回転部材とを結合する回転体の結合構造であって、前記第３回転部材と前記第４回転部材との結合部に介在し、前記第３回転部材および前記第４回転部材の両方向に突出する、回転軸を中心軸とする円柱状の第２突出部を有する締結部材と、前記第３回転部材および前記第４回転部材に形成された、前記第２突出部と係合し、当該真空ポンプの運転時における内周壁の半径方向に広がる変形量が前記第２突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量よりも小さく形成された第２凹部と、を備えることにより前記目的を達成する。
【００１６】
なお、請求項８記載の発明では、例えば、前記第３回転部材は、ロータ部を構成する部材であり、前記第４回転部材は、回転軸を構成する部材であり、前記第２突出部は、中空円柱状であることが望ましく、即ち、前記第２突出部は、回転時における変形を促進させるように形成されていることが望ましい。
また、請求項８記載の発明では、例えば、前記第３回転部材および前記第４回転部材は、高速回転時における半径方向の変形率が前記締結部材より大きい部材で形成することが望ましい。
さらに、請求項８記載の発明では、例えば、高速回転時における前記締結部材の第２突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｓ’、前記第２凹部の内周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｈ’とした場合、初期状態において、前記第２突出部の外周壁と前記第２凹部の内周壁との間に隙間δＭが、（式２）δＭ＜δＤｓ’−δＤｈ’を満たす範囲で形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、結合する回転部材間における、高速回転時の半径方向に広がる変形量の違いを利用することにより、半径方向における回転部材間の密着性を高めることができるため、適切に高速回転時における回転部材の結合精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、真空ポンプの一例としてターボ分子ポンプを用いて説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）は、第１実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成を示した図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。なお、図１（ａ）は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
ターボ分子ポンプ１は、ターボ分子ポンプ部とネジ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合翼タイプの分子ポンプである。
ターボ分子ポンプ１の外装体を形成するケーシング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５側）に設けられたベース３と共にターボ分子ポンプ１の筐体を構成している。そして、この筐体の内部には、ターボ分子ポンプ１に排気機能を発揮させる構造物、即ち、気体移送機構が収納されている。
この気体移送機構は、大きく分けて回転自在に軸支された回転部と筐体に対して固定された固定部から構成されている。
【００１９】
ケーシング２の端部には、当該ターボ分子ポンプ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、ベース３には、当該ターボ分子ポンプ１から気体を排気するための排気口５が形成されている。
回転部は、回転軸であるシャフト６、このシャフト６に配設されたロータ７、ロータ７に設けられたロータ翼８、排気口５側（ネジ溝式ポンプ部）に設けられたステータコラム９などから構成されている。
なお、回転部を構成するロータ７のシャフト６への固定（結合）方法の詳細については後述する。
【００２０】
ロータ翼８は、シャフト６の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト６から放射状に伸びたブレードからなる。なお、このブレードは、多段に渡って形成されている。
また、ステータコラム９は、ロータ７の回転軸線と同心の円筒形状をした円筒部材からなる。
シャフト６の軸線方向中程には、シャフト６を高速回転させるためのモータ部１０が設けられている。
さらに、シャフト６のモータ部１０に対して吸気口４側、および排気口５側には、シャフト６をラジアル方向（径方向）に軸支するための径方向磁気軸受装置１１、１２、シャフト６の下端には、シャフト６を軸線方向（アキシャル方向）に軸支するための軸方向磁気軸受装置１３が設けられている。
【００２１】
筐体の内周側には、固定部が形成されている。この固定部は、吸気口４側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたステータ翼１４と、ケーシング２の内周面に設けられたネジ溝スペーサ１５などから構成されている。
ステータ翼１４は、シャフト６の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して筐体の内周面からシャフト６に向かって伸びたブレードから構成されている。
各段のステータ翼１４は、円筒形状をしたスペーサ１６により互いに隔てられている。
ターボ分子ポンプ部では、ステータ翼１４が軸線方向に、ロータ翼８と互い違いに複数段形成されている。
【００２２】
ネジ溝スペーサ１５には、ステータコラム９との対向面にらせん溝が形成されている。ネジ溝スペーサ１５は、所定のクリアランス（間隙）を隔ててステータコラム９の外周面に対面するようになっている。ネジ溝スペーサ１５に形成されたらせん溝の方向は、らせん溝内をロータ７の回転方向にガスが輸送された場合、排気口５に向かう方向である。
また、らせん溝の深さは、排気口５に近づくにつれ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５に近づくにつれて圧縮されるようになっている。
【００２３】
次に、回転部を構成するロータ７のシャフト６への固定（結合）方法について図１（ａ）および図１（ｂ）を参照しながら説明する。
図１（ａ）に示すように、ロータ７は、中空円柱形状をした、即ち円筒状の部材である。
そして、ロータ７は、図１（ｂ）に示すように、その内周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち、半径方向（放射方向）内側に張り出したつば状のフランジ部１８が周方向に渡って形成されている。
このロータ７に設けられたフランジ部１８の内周側端部には、シャフト６方向に、即ち、軸方向下向き（排気口５方向）に突出（突起）した半径方向に幅を有する環状の突出部１９が周方向に渡って形成されている。
さらに、ロータ７には、フランジ部１８および突出部１９を貫通する複数のボルト孔２２が軸線方向に形成されている。
【００２４】
シャフト６は、円柱状の部材であり、その吸気口４側の端部には、その外周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち半径方向外側に張り出したつば状のフランジ部２０が周方向に渡って形成されている。
このシャフト６に設けられたフランジ部２０の外周側端部には、吸気口４方向に、即ち、軸方向上向きに突出（突起）した環状の突出部２１が周方向に渡って形成されている。
なお、この環状の突出部２１は、フランジ部２０を含むシャフト６の吸気口４側端面にフランジ部２０の外径よりも小さい径を有する円形の凹溝２４を形成することによって形成されている。
さらに、シャフト６には、フランジ部２０を貫通する複数のボルト孔２３が、ロータ７に設けられたボルト孔２２と対応する位置に形成されている。このボルト孔２３の内周壁面には、ネジ溝（ネジ山）が形成されている。
【００２５】
ロータ７に設けられている突出部１９の外径は、シャフト６に設けられている突出部２１の内径よりも小さい値となっている。
さらに、ロータ７に設けられている突出部１９の高さは、シャフト６に設けられている突出部２１の高さよりも高く形成されている。
このように形成されたロータ７は、ロータ７の突出部１９をシャフト６に形成された凹溝２４に嵌め込み、ロータ７の突出部１９の排気口５側端面（下端面）をシャフト６の吸気口４側端面、即ち、凹溝２４の底面と当接させた状態において、ボルト１７をボルト孔２２およびボルト孔２３に通して締め付けることによってシャフト６に固定（結合）されている。
つまり、ロータ７は、ロータ７の突出部１９をシャフト６に形成された凹溝２４に、即ち、シャフト６の突出部２１に掛合させた状態においてシャフト６に固定（結合）されている。
【００２６】
ところで、物体は外力を受けると変形し、内部に抵抗力である内力、即ち応力を生じる。例えば、ある部材を高速回転させた場合、その回転により部材に対して外力、即ち、遠心力が作用する。この遠心力により、回転部材には回転中心に対して外側に引っ張る力が働く。つまり、高速回転する部材には、引っ張り応力が作用するようになっている。このような、引っ張り応力が作用することにより、部材には変形が生じる。
また、中心部が空の状態である環状部材は、これと同一の外径を有する円盤状部材と各部材に作用する引っ張り応力による変形量を比較した場合、中心部が空の状態である分だけ剛性（こわさ）が低くなるため、円盤状部材よりも変形量の方が大きくなるという特性を有している。
【００２７】
ここで、ターボ分子ポンプ１の稼働時、即ち、モータ部１０の働きにより回転部が高速回転している間における、ロータ７とシャフト６との固定（結合）部の各部に作用する引っ張り応力と、この引っ張り応力による部材の変形について説明する。
ロータ７は、図１（ａ）に示すように、中空円柱形状をした、即ち円筒状の部材によって構成されている。
ロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１は、モータ部１０によって高速回転させられると、この回転により生じる遠心力により軸中心から放射方向（外側）へ引っ張る力、即ち、引っ張り応力が作用する。
このような引っ張り応力が作用すると、ロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１は、半径方向に膨張、即ち、半径方向に広がるように変形する。
この場合における、各部の変形率（膨張率）は、中心部が空の状態である分だけロータ７の突出部１９の方がシャフト６の突出部２１よりも大きくなる。
【００２８】
そこで、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ１では、このように高速回転時におけるロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１の変形率（膨張率）の違いを利用した、高速回転時のシャフト６とロータ７との間における嵌合（結合）精度を向上させる構造を用いている。
つまり、高速回転時におけるロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１の変形率（膨張率）の違いを利用して、高速回転時に適切にシャフト６とロータ７とが固定された状態を保持できるように構成されている。
これにより、高速回転時におけるシャフト６とロータ７との間にがたつき、アンバランス等の不具合が生じることを抑制することができる。
【００２９】
詳しくは、組み付け時（組立時）、即ち、初期状態におけるロータ７の突出部１９の外周壁面とシャフト６の突出部２１の内周壁面との隙間の間隔δａを次の式１に示す範囲内に設定する。
（式１）δａ＜δＤｓ−δＤｈ
但し、δＤｓは、ロータ７の突出部１９の半径方向の膨張量（変形量）を示し、δＤｈは、シャフト６の突出部２１の半径方向の膨張量（変形量）を示す。
【００３０】
このような範囲に初期状態におけるロータ７の突出部１９の外周壁面とシャフト２１の突出部２１の内周壁面との隙間の間隔δａを設定することにより、高速回転時に、即ち、ロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１が半径方向に広がる膨張変形を起こした時に、ロータ７の突出部１９の外周壁面が、シャフト６の突出部２１の内周壁面に確実に接触する。
さらに、ロータ７の突出部１９の外周壁面によって、半径方向の外向きにシャフト６の突出部２１の内周壁面を付勢する力が作用するため、この付勢力によってロータ７とシャフト６との嵌合度が強化される。
また、δＤｓおよびδＤｈの値は、遠心力により生じる引っ張り応力による膨張量（変形量）だけでなく、ターボ分子ポンプ１の内部が高温になった場合を想定した熱膨張による膨張量（変形量）やクリープ現象、部材を形成する材料のヤング率（縦弾性係数）や密度を考慮した膨張量（変形量）を考慮した値とすることが好ましい。
なお、クリープ現象とは、部材に一定の荷重を負荷した状態で高温中にさらした場合に、時間の経過と共に変形が進行する現象を示す。
【００３１】
本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ロータ７の突出部１９の外周壁面とシャフト２１の突出部２１の内周壁面との間に間隔δａの隙間を設けておくことができるため、即ち、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にロータ７とシャフト６を組み付けることができ、組み付け時の作業性を向上させることができる。
間隔δａは、例えば、０．１〜０．２ｍｍレベルで設けることができるため、従来のロータとシャフトとの固定部に設けられているクリアランス値（０．０１〜０．０２ｍｍ）と比較しても十分大きな値であるといえる。
【００３２】
また、本実施の形態によれば、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にロータ７の突出部１９の排気口５側端面（下端面）をシャフト６の吸気口４側端面、即ち、凹溝２４の底面と当接させることができ、適切に軸方向の位置を安定させることができる。
さらに、本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ロータ７の突出部１９の外周壁面とシャフト６の突出部２１の内周壁面との間に間隔δａの隙間を設けておくことができるため、ターボ分子ポンプ１の非運転時には、ロータ７とシャフト６との接合部（結合部）において、半径方向に力が作用することがなく、半径方向に作用する応力を生じさせることがない。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明における第２実施形態について図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して説明する。
図２（ａ）は、第２実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成を示した図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。なお、図２（ａ）は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
なお、上述した図１に示す第１実施形態と同一部分（重複する箇所）には、同一の符号を用い詳細な説明を省略する。
【００３４】
第２実施形態におけるターボ分子ポンプ１においては、締結部材２７を介して回転部を構成するロータ２６がシャフト２５に固定（結合）されている。
図２（ａ）に示すように、ロータ２６は、吸気口４側端部が閉塞された中空円柱形状をした、即ちカップ状の部材である。
詳しくは、ロータ２６は、図２（ｂ）に示すように、シャフト２５（軸方向）に対して垂直方向に円盤状の閉塞部３１が形成されている。
このロータ２６の閉塞部３１の排気口５側端面（下面）には、円形の凹溝３２が形成されている。そして、ロータ２６には、この凹溝３２を形成することによって、凹溝３２の外周部（外側）に周方向に渡って軸方向の高さを有する段差部３３が形成されている。
さらに、ロータ２６には、閉塞部３１の外周近傍に、閉塞部３１を貫通する複数のボルト孔３６が軸線方向に形成されている。
【００３５】
シャフト２５は、円柱状の部材であり、その吸気口４側の端部には、その外周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち半径方向外側に張り出したつば状のフランジ部３４が周方向に渡って形成されている。
このシャフト２５に設けられたフランジ部３４の外周側端部には、吸気口４方向に、即ち、軸方向上向きに突出（突起）した環状の突出部３５が周方向に渡って形成されている。
この環状の突出部３５は、フランジ部３４を含むシャフト２５の吸気口４側端面にフランジ部３４の外径よりも小さい径を有する円形の凹溝３９を形成することによって形成されている。
なお、凹溝３２および凹溝３９の外径は同一となるように形成されている。
さらに、シャフト２５には、フランジ部３４を貫通する複数のボルト孔３８が、ロータ２６に設けられたボルト孔３６と対応する位置に形成されている。このボルト孔３８の内周壁面には、ネジ溝（ネジ山）が形成されている。
【００３６】
締結部材２７は、ロータ２６の段差部３３と、シャフト２５の突出部３５との間に配設された断面Ｔ字型の環状部材である。
この締結部材２７は、そのＴ字の横棒部（円筒部２９）がロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面に沿って円周方向に延び、Ｔ字の縦棒部（フランジ部３０）が半径方向外側に延びるように形成されている。
さらに、締結部材２７には、フランジ部３０を貫通する複数のボルト孔３７が、ロータ２６に設けられたボルト孔３６およびシャフト２５に設けられたボルト孔３８と対応する位置に形成されている。
なお、円筒部２９の外径は、凹溝３２および凹溝３９の外径よりも小さい値となっている。
【００３７】
また、締結部材２７の円筒部２９における凹溝３２側に突出した部分の高さは、凹溝３２の深さ、即ち、段差部３３の高さよりも低く形成されている。
同様に、締結部材２７の円筒部２９における凹溝３９側に突出した部分の高さは、凹溝３９の深さ、即ち、突出部３５の高さよりも低く形成されている。
このように形成されたロータ２６およびシャフト２５は、ロータ２６の段差部３３の排気口５側面（下面）を締結部材２７のフランジ部３０の吸気口４側の面（上面）に当接させ、シャフト２５の突出部３５の吸気口４側端面（上端面）を締結部材２７のフランジ部３０の排気口５側面（下面）に当接させた状態において、即ち、ロータ２６の段差部３３とシャフト２５の突出部３５とによって、締結部材２７のフランジ部を挟み込んだ状態において、ボルト２８をボルト孔３６、ボルト孔３７およびボルト孔３８に通して締め付けることによって固定（結合）されている。
つまり、ロータ２６およびシャフト２５は、締結部材２７の円筒部２９をロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５に掛合させた状態において固定（結合）されている。
【００３８】
締結部材２７は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、中空円柱形状をした、即ち円筒状の部材によって構成されている。
締結部材２７の円筒部２９、ロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５は、モータ部１０によって高速回転させられると、この回転により生じる遠心力により軸中心から放射方向（外側）へ引っ張る力、即ち、引っ張り応力が作用する。
このような引っ張り応力が作用すると、締結部材２７の円筒部２９、ロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５は、半径方向に膨張、即ち、半径方向に広がるように変形する。
この場合における、各部の変形率（膨張率）は、中心部が空の状態である分だけ締結部材２７の円筒部２９の方がロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５よりも大きくなる。
【００３９】
そこで、第２実施形態におけるターボ分子ポンプ１においても、第１実施形態と同様に、高速回転時における部材間の変形率（膨張率）の違いを利用して、ロータ２６およびシャフト２５が固定されている。
第２実施形態においては、高速回転時におけるロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５の変形率（膨張率）と、締結部材２７の円筒部２９における変形率（膨張率）との違いを利用した、高速回転時のシャフト２５とロータ２６との間における固定精度を向上させる構造を用いている。
つまり、高速回転時にシャフト２５とロータ２６とが適切に固定された状態を保持できるように構成されている。
これにより、高速回転時におけるシャフト２５とロータ２６との間にがたつき、アンバランス等の不具合が生じることを抑制することができる。
【００４０】
詳しくは、組み付け時（組立時）、即ち、初期状態におけるロータ２６の段差部３３、即ち、凹溝３２の外周壁面と締結部材２７の円筒部２９の外周壁面との隙間の間隔δｂを次の式２に示す範囲内に設定する。
（式２）δｂ＜δＤｓ−δＤｈ
但し、δＤｓは、締結部材２７の円筒部２９の半径方向の膨張量（変形量）を示し、δＤｈは、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面の半径方向の膨張量（変形量）を示す。
なお、第２実施形態においては、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面の半径方向の膨張量（変形量）と、シャフト２５の突出部３５の内周壁面の半径方向の膨張量（変形量）とが同一となるように構成されている。
従って、初期状態におけるシャフト２５の突出部３５の内周壁面と締結部材２７の円筒部２９の外周壁面との隙間も間隔δｂを保持するように配設されている。
【００４１】
このような範囲に初期状態におけるロータ２６の段差部３３、即ち、凹溝３２の外周壁面と締結部材２７の円筒部２９の外周壁面との隙間の間隔δｂを設定することにより、高速回転時に、即ち、締結部材２７の円筒部２９が半径方向に広がる膨張変形を起こした時に、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面が、締結部材２７の円筒部２９の外周壁面に確実に接触する。
さらに、円筒部２９の外周壁面によって、半径方向の外向きにロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面を付勢する力が作用するため、この付勢力によってロータ２６とシャフト２５が締結部材２７を介して固定（結合）される。
また、δＤｓおよびδＤｈの値は、遠心力により生じる引っ張り応力による膨張量（変形量）だけでなく、ターボ分子ポンプ１の内部が高温になった場合を想定した熱膨張による膨張量（変形量）やクリープ現象、部材を形成する材料のヤング率（縦弾性係数）や密度を考慮した膨張量（変形量）を考慮した値とすることが好ましい。
【００４２】
本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面と、締結部材２７の円筒部２９との間に、間隔δｂの隙間を設けておくことができるため、即ち、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にロータ２６とシャフト２５を組み付けることができ、組み付け時の作業性を向上させることができる。
間隔δｂは、例えば、０．１〜０．２ｍｍレベルで設けることができるため、従来のロータとシャフトとの固定部に設けられているクリアランス値（０．０１〜０．０２ｍｍ）と比較しても十分大きな値であるといえる。
【００４３】
また、本実施の形態によれば、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にロータ２６の段差部３３とシャフト２５の突出部３５とによって、締結部材２７のフランジ部３０を挟み込むことができ、適切に軸方向の位置を安定させることができる。
さらに、本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面と、締結部材２７の円筒部２９との間に、間隔δｂの隙間を設けておくことができるため、ターボ分子ポンプ１の非運転時には、締結部材２７を含むロータ２６とシャフト２５との固定部（結合構造部）において、半径方向に力が作用することがなく、半径方向に作用する応力を生じさせることがない。
【００４４】
（第３実施形態）
次に、本発明における第２実施形態について図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して説明する。
図３（ａ）は、第３実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成を示した図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。なお、図３（ａ）は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
なお、上述した図１に示す第１実施形態と同一部分（重複する箇所）には、同一の符号を用い詳細な説明を省略する。
【００４５】
第３実施形態では、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２が別の部材によって構成されているタイプのターボ分子ポンプ１における、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との接合（結合）構造について説明する。
ターボ分子ポンプ部４１は、吸気口４側端部が閉塞された中空円柱形状をした、即ちカップ状の部材であり、シャフト４０に配設された回転部を構成する部材である。ターボ分子ポンプ部４１の閉塞部分には、シャフト４０に固定する際に用いられるシャフト４０を貫通する貫通孔が形成されている。
シャフト４０は、円柱部材の回転軸であり、シャフト４０の上端部の近傍には、シャフト４０の径が大きくなる方向に変化する肩部が設けられている。
そして、シャフト４０の先端部をターボ分子ポンプ部４１の貫通孔に嵌め込まれると、ターボ分子ポンプ部４１は、シャフト４０に設けられた肩部で移動が抑止される状態となる。この状態において、ターボ分子ポンプ部４１は、ボルト等の締め付け部材によってシャフト４０に締め付け固定されている。
【００４６】
円筒状のターボ分子ポンプ部４１には、図３（ｂ）に示すように、排気口５側端部、即ち、ネジ付ポンプ部４２との接合（結合）部に、内径が大きくなるように形成された段差部４７が形成されている。
また、ターボ分子ポンプ部４１の排気口５側端面には、軸方向に延びるボルト穴４８が形成されている。このボルト穴４８の内周壁面には、ネジ溝（ネジ山）が形成されている。
ネジ付ポンプ部４２は、ターボ分子ポンプ部４１の回転軸線と同心の円筒形状をした円筒部材でありる。ネジ付ポンプ部４２は、図３（ｂ）に示すように、軸方向に延びる円筒部４４と、この円筒部４４の吸気口４側端部から軸中心方向に垂直に張り出したつば状のフランジ部４５を備えている。
このネジ付ポンプ部４２に設けられたフランジ部４５の内周側端部には、吸気口４方向に、軸方向上向き（ターボ分子ポンプ部４１方向）に突出（突起）した環状の突出部４６が周方向に渡って形成されている。
さらに、ネジ付ポンプ部４２には、フランジ部４５を貫通する複数のボルト孔４９が軸線方向に形成されている。
【００４７】
ネジ付ポンプ部４２に設けられている突出部４６の外径は、ターボ分子ポンプ部４１に設けられている段差部４７の内周壁面の内径よりも小さい値となっている。
さらに、ネジ付ポンプ部４２に設けられている突出部４６の高さは、ターボ分子ポンプ部４１に設けられている段差部４７の軸方向の高さよりも低く形成されている。
このように形成されたネジ付ポンプ部４２は、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６をターボ分子ポンプ部４１に設けられた段差部４７に嵌め込み、ターボ分子ポンプ部４１の排気口５側の端面をネジ付ポンプ部４２のフランジ部４５の吸気口４側端面と当接させた状態において、ボルト４３をボルト孔４９およびボルト穴４８に通して締め付けることによってターボ分子ポンプ部４１に固定（結合）されている。
つまり、ネジ付ポンプ部４２は、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６をターボ分子ポンプ部４１に形成された段差部４７に掛合させた状態においてターボ分子ポンプ部４１に固定（結合）されている。
【００４８】
第３実施形態におけるターボ分子ポンプ１では、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２とを高速回転時における膨張率（変形率）の異なる材質の部材を用いて形成されている。
詳しくは、ターボ分子ポンプ部４１を形成する部材の膨張率（変形率）がネジ付ポンプ部４２を形成する部材の膨張率（変形率）よりも小さくなるように構成されている。
具体的には、例えば、ステンレス鋼材を用いてターボ分子ポンプ部４１を形成し、アルミニウム材を用いてネジ付ポンプ部４２を形成している。
このように、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２を形成することによって、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との掛合部において、軸中心側に位置するネジ付ポンプ部４２の突出部４６の半径方向に広がる膨張量（変形量）が、ネジ付ポンプ部４２の段差部４７の内周壁面の膨張量（変形量）よりも大きくなる。
【００４９】
第３実施形態においては、このような高速回転時におけるターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の変形量率（膨張率）と、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６における変形率（膨張率）との違いを利用した、高速回転時のターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との間における固定精度を向上させる構造を用いている。
つまり、高速回転時にターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２とが適切に固定された状態を保持できるように構成されている。
これにより、高速回転時におけるターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との間にがたつき、アンバランス等の不具合が生じることを抑制することができる。
【００５０】
詳しくは、組み付け時（組立時）、即ち、初期状態におけるターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面とネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面との隙間の間隔δｃを次の式３に示す範囲内に設定する。
（式３）δｃ＜δＤｓ−δＤｈ
但し、δＤｓは、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６の半径方向の膨張量（変形量）を示し、δＤｈは、ターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面の半径方向の膨張量（変形量）を示す。
【００５１】
このような範囲に初期状態におけるターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面とネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面との隙間の間隔δｃを設定することにより、高速回転時に、即ち、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６およびターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面が半径方向に広がる膨張変形を起こした時に、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面が、ターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面に確実に接触する。
さらに、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面によって、半径方向の外向きにターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面を付勢する力が作用するため、この付勢力によってターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との嵌合度が強化される。
また、δＤｓおよびδＤｈの値は、遠心力により生じる引っ張り応力による膨張量（変形量）だけでなく、ターボ分子ポンプ１の内部が高温になった場合を想定した熱膨張による膨張量（変形量）やクリープ現象、部材を形成する材料のヤング率（縦弾性係数）や密度を考慮した膨張量（変形量）を考慮した値とすることが好ましい。
【００５２】
本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面とネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面との間に間隔δｃの隙間を設けておくことができるため、即ち、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２を組み付けることができ、組み付け時の作業性を向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にターボ分子ポンプ部４１の排気口５側端面（下端面）をネジ付ポンプ部４２のフランジ部４５の吸気口４側端面と当接させることができ、適切に軸方向の位置を安定させることができる。
【００５３】
さらに、本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面とネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面との間に間隔δｃの隙間を設けておくことができるため、ターボ分子ポンプ１の非運転時には、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との接合部（結合部）において、半径方向に力が作用することがなく、半径方向に作用する応力を生じさせることがない。
【００５４】
（第４実施形態）
次に、本発明における第４実施形態について図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して説明する。
図４（ａ）は、第４実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成を示した図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した。なお、図４（ａ）は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
なお、上述した図１に示す第４実施形態と同一部分（重複する箇所）には、同一の符号を用い詳細な説明を省略する。
【００５５】
第４実施形態では、ロータ部が第１ロータ部５２と第２ロータ部５３とから構成されているタイプのターボ分子ポンプ１における、第１ロータ部５２および第２ロータ部５３とをシャフト５１に固定する接合（結合）構造について説明する。
シャフト５１は、円柱状の部材であり、その吸気口４側の端部には、その外周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち半径方向外側に張り出したつば状のフランジ部６０が周方向に渡って形成されている。
このシャフト５１に設けられたフランジ部６０の外周側端部には、吸気口４方向に、即ち、軸方向上向きに突出（突起）した環状の突出部６１が周方向に渡って形成されている。
この環状の突出部６１は、フランジ部６０を含むシャフト５１の吸気口４側端面にフランジ部６０の外径よりも小さい径を有する円形の凹溝６３を形成することによって形成されている。
さらに、シャフト５１には、フランジ部６０を貫通する複数のボルト孔６６が形成されている。このボルト孔６６の内周壁面には、ネジ溝（ネジ山）が形成されている。
【００５６】
図４（ａ）に示すように、第１ロータ部５２は、シャフト５１（軸方向）に対して垂直方向に円盤状の円板部５５が形成されている。この円板部５５の外周端部から垂直上向き（吸気口４方向）に延びるように中空円柱状の円筒部が形成され、この円筒部の外周面から、シャフト５１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト５１から放射状に伸びたブレードからなるロータ翼８が設けられている。
この第１ロータ部５２の円板部５５の排気口５側端面（下面）には、円形の凹溝５６が形成されている。そして、第１ロータ部５２には、この凹溝５６を形成することによって、凹溝５６の外周部（外側）に周方向に渡って軸方向の高さを有する段差部５７が形成されている。なお、凹溝５６および凹溝６３の外径は同一となるように形成されている。
さらに、第１ロータ部５２には、円板部５５の外周近傍に、円板部５５を貫通する複数のボルト孔６４が軸線方向に形成されている。
【００５７】
第２ロータ部５３は、第１ロータ部５２と同様に回転部を構成する中空円柱形状をした部材である。
この第２ロータ部５３においても、第１ロータ部５２と同様に、外周面からシャフト５１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト５１から放射状に伸びたブレードからなるロータ翼８が設けられている。
さらに、第２ロータ部５３には、外周面が円筒形状をした部材からなる円筒部材５４が排気口５（ネジ溝式ポンプ部）に設けられている。
第２ロータ部５３は、図４（ｂ）に示すように、その吸気口４側端部の内周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち、半径方向に内側に張り出したつば状のフランジ部５８が周方向に渡って形成されている。
【００５８】
この第２ロータ部５３に設けられたフランジ部５８の内周側端部には、このフランジ部５８を縦棒部とするように中空円柱状の円筒部５９（横棒部）が断面Ｔ字型に設けられている。
さらに、第２ロータ部５３には、円筒部５９を軸方向に貫通する複数のボルト孔６５が、シャフト５１に設けられたボルト孔６６および第１ロータ部５２に設けられたボルト孔６４と対応する位置に形成されている。
なお、円筒部５９の外径は、凹溝５６および凹溝６３の外径よりも小さい値となっている。
【００５９】
また、第２ロータ部５３の円筒部５９における凹溝５６側に突出した部分の高さは、凹溝５６の深さ、即ち、段差部５７の高さよりも高く形成されている。
同様に、第２ロータ部５３の円筒部５９における凹溝６３側に突出した部分の高さは、凹溝６３の深さ、即ち、突出部６１の高さよりも高く形成されている。
このように形成された第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１は、第２ロータ部５３の吸気口４側端面を第１ロータ部５２の円板部５５の排気口５側の面（下面）に当接させ、第２ロータ部５３の排気口５側端面をシャフト５１の凹溝６３の底面に当接させた状態において、即ち、第１ロータ部５２の円板部５５とシャフト５１とによって、第２ロータ部５３の円筒部５９を挟み込んだ状態において、ボルト６２をボルト孔６４、ボルト孔６５およびボルト孔６６に通して締め付けることによって固定（結合）されている。
つまり、第１ロータ部５２およびシャフト５１は、第２ロータ部５３の円筒部５９を第１ロータ部５２の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１に掛合させた状態において固定（結合）されている。
【００６０】
第２ロータ部５３は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、中空円柱形状をした、即ち円筒状の部材によって構成されている。
第２ロータ部５３の円筒部５９、第１ロータ部５２の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１は、モータ部１０によって高速回転させられると、この回転により生じる遠心力により軸中心から放射方向（外側）へ引っ張る力、即ち、引っ張り応力が作用する。
このような引っ張り応力が作用すると、第２ロータ部５３の円筒部５９、第１ロータ部５２の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１は、半径方向に膨張、即ち、半径方向に広がるように変形する。
この場合における、各部の変形率（膨張率）は、中心部が空の状態である分だけ第２ロータ部５３の円筒部５９の方が第１ロータ部５３の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１よりも大きくなる。
【００６１】
そこで、第４実施形態におけるターボ分子ポンプ１においても、第１〜３実施形態と同様に、高速回転時における部材間の変形率（膨張率）の違いを利用して、第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１が固定されている。
第４実施形態においては、高速回転時における第１ロータ部５２の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１の変形率（膨張率）と、第２ロータ部５３の円筒部５９における変形率（膨張率）との違いを利用した、高速回転時の第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１との間における固定精度を向上させる構造を用いている。
つまり、高速回転時に第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１が適切に固定された状態を保持できるように構成されている。
これにより、高速回転時における第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１の間にがたつき、アンバランス等の不具合が生じることを抑制することができる。
【００６２】
詳しくは、組み付け時（組立時）、即ち、初期状態における第１ロータ部５２の段差部５７、即ち、凹溝５６の外周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９の外周壁面との隙間の間隔δｄを次の式４に示す範囲内に設定する。
（式４）δｄ＜δＤｓ−δＤｈ
但し、δＤｓは、第２ロータ部５３の円筒部５９の半径方向の膨張量（変形量）を示し、δＤｈは、第１ロータ部５２の凹溝５６の外周壁面の半径方向の膨張量（変形量）を示す。
なお、第４実施形態においては、第１ロータ部５２の凹溝５６の外周壁面の半径方向の膨張量（変形量）と、シャフト５１の突出部６１の内周壁面の半径方向の膨張量（変形量）とが同一となるように構成されている。
従って、初期状態におけるシャフト５１の突出部６１の内周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９の外周壁面との隙間も間隔δｄを保持するように配設されている。
【００６３】
このような範囲に初期状態における第１ロータ部５２の段差部５７、即ち、凹溝５６の外周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９の外周壁面との隙間の間隔δｄを設定することにより、高速回転時に、即ち、第２ロータ部５３の円筒部５９が半径方向に広がる膨張変形を起こした時に、第１ロータ部５２の凹溝５６の外周壁面およびシャフト５１の突出部６１の内周壁面が、第２ロータ部５３の円筒部５９の外周壁面に確実に接触する。
さらに、円筒部５９の外周壁面によって、半径方向の外向きに第１ロータ部５２の凹溝５６の外周壁面およびシャフト５１の突出部６１の内周壁面を付勢する力が作用するため、この付勢力によって第１ロータ部５２とシャフト５１が第２ロータ部５３を介して固定（結合）される。
また、δＤｓおよびδＤｈの値は、遠心力により生じる引っ張り応力による膨張量（変形量）だけでなく、ターボ分子ポンプ１の内部が高温になった場合を想定した熱膨張による膨張量（変形量）やクリープ現象、部材を形成する材料のヤング率（縦弾性係数）や密度を考慮した膨張量（変形量）を考慮した値とすることが好ましい。
【００６４】
本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、第１ロータ部５２の段差部５７、即ち、凹溝５６の外周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９との間に、間隔δｄの隙間を設けておくことができるため、即ち、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易に第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１を組み付けることができ、組み付け時の作業性を向上させることができる。
間隔δｄは、例えば、０．１〜０．２ｍｍレベルで設けることができるため、従来のロータとシャフトとの固定部に設けられているクリアランス値（０．０１〜０．０２ｍｍ）と比較しても十分大きな値であるといえる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易に第１ロータ部５２の円板部５５とシャフト５１の凹溝６３の底面とによって、第２ロータ部５３の円筒部５９を挟み込むことができ、適切に軸方向の位置を安定させることができる。
さらに、本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、第１ロータ部５２の段差部５７、即ち、凹溝５６の外周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９との間に、間隔δｄの隙間を設けておくことができるため、ターボ分子ポンプ１の非運転時には、第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１の固定部（結合構造部）において、半径方向に力が作用することがなく、半径方向に作用する応力を生じさせることがない。
【００６６】
なお、上述した第１、第２および第４実施形態においては、高速回転時において変形率（膨張率）が大きくなるように形成される部材として、中心部が空の状態である部材を用いるようにしているが、高速回転時における変形率（膨張率）の違いを利用した結合構造はこれに限定されるものではない。高速回転時における変形率（膨張率）を掛合させる部材間において異ならせる方法として、例えば、掛合させる各部材を高速回転時における膨張率（変形率）の異なる材質の部材を用いて形成するようにしてもよい。具体的には、変形率（膨張率）の大きい部材としてアルミニウム材を用いたり、変形率（膨張率）の小さい部材としてステンレス鋼材を用いたりするようにしてもよい。
【００６７】
第１〜第４実施形態によれば、従来の“焼きバメ”方式を用いて回転部材を結合する場合と異なり、回転部材を予め組み付けておく必要がなくなるため、真空ポンプの組立が容易になる。
また、これにより、真空ポンプの組立時における組立の自由度を向上させることができる。
さらに、第１〜第４実施形態に示した、隙間の間隔δａ〜δｄを、引っ張り応力、熱膨張、クリープ現象、部材のヤング率（縦弾性係数）、密度等を十分に考慮した膨張量（変形量）に基づいて算出することにより、適切に真空ポンプの運転時に生じるバランス不良等の不具合を抑制することができるため、真空ポンプの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（ａ）は、第１実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプの概略構成を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。
【図２】（ａ）は、第２実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプの概略構成を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。
【図３】（ａ）は、第３実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプの概略構成を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。
【図４】（ａ）は、第４実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプの概略構成を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ ターボ分子ポンプ
２ ケーシング
３ ベース
４ 吸気口
５ 排気口
６ シャフト
７ ロータ
８ ロータ翼
９ ステータコラム
１０ モータ部
１１ 径方向磁気軸受装置
１２ 径方向磁気軸受装置
１３ 軸方向磁気軸受装置
１４ ステータ翼
１５ ネジ溝スペーサ
１６ スペーサ
１７ ボルト
１８ フランジ部
１９ 突出部
２０ フランジ部
２１ 突出部
２２ ボルト孔
２３ ボルト孔
２４ 凹溝
２５ シャフト
２６ ロータ
２７ 締結部材
２８ ボルト
２９ 円筒部
３０ フランジ部
３１ 閉塞部
３２ 凹溝
３３ 段差部
３４ フランジ部
３５ 突出部
３６ ボルト孔
３７ ボルト孔
３８ ボルト孔
３９ 凹溝
４０ シャフト
４１ ターボ分子ポンプ部
４２ ネジ付ポンプ部
４３ ボルト
４４ 円筒部
４５ フランジ部
４６ 突出部
４７ 段差部
４８ ボルト穴
４９ ボルト孔
５１ シャフト
５２ 第１ロータ部
５３ 第２ロータ部
５４ 円筒部材
５５ 円板部
５６ 凹溝
５７ 段差部
５８ フランジ部
５９ 円筒部
６０ フランジ部
６１ 突出部
６２ ボルト
６３ 凹溝
６４ ボルト孔
６５ ボルト孔
６６ ボルト孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ターボ分子ポンプにおけるロータなど高速回転する回転部材の結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置、電子顕微鏡、表面分析装置、微細加工装置などで用いられる真空装置等の排気処理を行う真空ポンプとして多用されるものにターボ分子ポンプがある。
この高真空の環境を実現することができるターボ分子ポンプは、吸気口および排気口を有し外装体を形成するケーシングを備えている。そして、このケーシングの内部には、当該ターボ分子ポンプに排気機能を発揮させる構造物が収納されている。この排気機能を発揮される構造物は、大きく分けて回転自在に軸支された回転部（ロータ部）とケーシングに対して固定された固定部（ステータ部）から構成されている。
【０００３】
回転部は、回転軸およびこの回転軸に固定されている回転体からなり、回転体には、放射状に且つ多段に配設されたロータ翼が設けられている。また、固定部には、ロータ翼に対して互い違いにステータ翼が多段に配設されている。
ターボ分子ポンプには、回転軸を高速回転させるためのモータが設けられており、このモータの働きにより回転軸が高速回転すると、ロータ翼とステータ翼との作用により気体が吸気口から吸引され、排気口から排出されるようになっている。
【０００４】
ところで、ターボ分子ポンプにおける回転体は、例えば、毎分約３万回転の超高速で回転することによって排気処理を行っている。
そのため、回転体を回転軸に組み付ける際に、回転軸と回転体との間に隙間が形成されていると、ターボ分子ポンプの起動停止を繰り返す度に、回転体にずれが生じバランスが崩れるおそれがあった。このような回転軸のバランスの崩れは、ターボ分子ポンプの振動や騒音の原因となってしまう。
【０００５】
回転軸と回転体との間に隙間を形成させないようにする組み付け手法として、“焼きバメ”という方法が従来用いられていた。
この“焼きバメ”とは、例えば、回転体に形成された穴に回転軸を挿入することによって回転体を回転軸に固定する場合に、回転体に形成された穴に熱を加えて膨張させ、穴が膨張した状態で回転軸を挿入し、その後、回転体に形成された穴を冷却して収縮させることによって、回転体と回転軸との間に隙間が形成されないように固定する方法である。
また、この“焼きバメ”による方法の他、回転軸と回転体との間に隙間を形成させないように組み付ける技術が下記の特許文献に提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２１９０８６号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７７８２公報
【０００７】
特許文献１には、回転軸の上端部にすり鉢状の凹陥部を設け、ロータの中央部の下面に円錐台状の突出部を形成し、これら凹陥部および突出部とを嵌合させた状態でロータを回転軸に固定する技術が開示されている。
このように、締結部をテーパー加工することにより、即ち、一定の勾配で変化させることにより、個々の部品の寸法が多少ばらついていても、回転体と回転軸との間に隙間が形成されることを抑制できる。
【０００８】
特許文献２には、特許文献１で提案されているような締結部にテーパー加工を施した上に、さらに、ロータと回転軸との当接面の内周側に空間部を形成する技術が開示されている。
このように、ロータと回転軸との当接面に空間部を形成することにより、この空間部によって両部材の締結領域が上下方向に付勢されるため、この付勢力によってボルトの緩みを回避することができるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ターボ分子ポンプは、回転体を高速回転させて排気処理行っているため、気体分子の衝突熱や、モータから発生する熱などにより加熱されることにより、ポンプ内部が高温状態となる場合や、また、高速回転により生じる遠心力により回転体に変形が生じる場合がある。
そのため、上述した“焼きバメ”の手法により回転軸と回転体とを結合したターボ分子ポンプにおいては、ポンプの稼動中にその結合箇所が緩み回転体のバランスが崩れるおそれがあった。また、“焼きバメ”の手法により結合された回転軸と回転体とは、締め付けにより固定されているため、常時結合部に応力がはたらいている状態となってしまう。
また、“焼きバメ”の手法による組み付けは、部材を加熱しなければならないため、組立時の作業性が低下してしまう。
【００１０】
特許文献１に記載されている締結部をテーパー加工する技術においては、軸方向に隙間を持たせた状態で回転体の位置決めを行うようになっている。従って、軸方向の位置決め精度がテーパー加工の寸法精度に大きく依存するため、回転体の軸方向の高い位置精度を確保することが困難であった。
また、特許文献２に記載されている回転軸と回転体を締結するボルトの緩みを回避する技術を用いた場合には、回転体を撓ませることによってボルトを付勢する力を生じさせているため、回転体にはたらく応力が大きくなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、簡単な構成により、高速回転時における回転部材の結合精度を向上させることができる回転部材の結合構造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】
【００１２】
請求項１記載の発明では、高速回転する第１回転部材と第２回転部材とを結合する回転部材の結合構造であって、前記第１回転部材に形成された、回転軸を中心軸とする円柱状の第１突出部と、前記第２回転部材に形成された、前記第１突出部と係合する凹部と、を備え、高速回転時における前記第１突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｓ、前記凹部の内周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｈとした場合、前記凹部は、（式１）δＤｓ＞δＤｈを満たす範囲で形成されていることにより前記目的を達成する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１突出部は、所定の内径を有する中空円柱状である。
なお、請求項２記載の発明では、例えば、前記第１突出部は、回転時における変形を促進させるように形成されていることが望ましい。詳しくは、例えば、前記第１突出部の内径と外径との差（即ち、肉厚）が内径と比較して十分に小さくなるように形成されていることが望ましい。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１回転部材は、高速回転時における半径方向の変形率が前記第２回転部材より大きい部材で形成されている。
請求項４記載の発明は、請求項１、請求項２または請求項３記載の発明において、高速回転時における前記第１突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｓ、前記凹部の内周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｈとした場合、初期状態において、前記第１突出部の外周壁と前記凹部の内周壁との間に隙間δＬが、（式２）δＬ＜δＤｓ−δＤｈを満たす範囲で形成されている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１の請求項に記載の発明において、前記第１回転部材および前記第２回転部材は、真空ポンプに備えられた回転体を構成する部材である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記第１回転部材は、ロータ部を構成する部材であり、前記第２回転部材は、回転軸を構成する部材である。
請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記真空ポンプは、ターボ分子ポンプ部およびネジ溝ポンプ部を備えた複合型真空ポンプであり、前記第１回転部材は、前記ネジ溝ポンプ部におけるロータ部を構成する部材であり、前記第２回転部材は、前記ターボ分子ポンプ部におけるロータ部を構成する部材である。
【００１５】
請求項８記載の発明では、真空ポンプの回転体を構成する第３回転部材と第４回転部材とを結合する回転体の結合構造であって、前記第３回転部材と前記第４回転部材との結合部に介在し、前記第３回転部材および前記第４回転部材の両方向に突出する、回転軸を中心軸とする円柱状の第２突出部を有する締結部材と、前記第３回転部材および前記第４回転部材に形成された、前記第２突出部と係合し、当該真空ポンプの運転時における内周壁の半径方向に広がる変形量が前記第２突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量よりも小さく形成された第２凹部と、を備えることにより前記目的を達成する。
【００１６】
なお、請求項８記載の発明では、例えば、前記第３回転部材は、ロータ部を構成する部材であり、前記第４回転部材は、回転軸を構成する部材であり、前記第２突出部は、中空円柱状であることが望ましく、即ち、前記第２突出部は、回転時における変形を促進させるように形成されていることが望ましい。
また、請求項８記載の発明では、例えば、前記第３回転部材および前記第４回転部材は、高速回転時における半径方向の変形率が前記締結部材より大きい部材で形成することが望ましい。
さらに、請求項８記載の発明では、例えば、高速回転時における前記締結部材の第２突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｓ’、前記第２凹部の内周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｈ’とした場合、初期状態において、前記第２突出部の外周壁と前記第２凹部の内周壁との間に隙間δＭが、（式２）δＭ＜δＤｓ’−δＤｈ’を満たす範囲で形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、結合する回転部材間における、高速回転時の半径方向に広がる変形量の違いを利用することにより、半径方向における回転部材間の密着性を高めることができるため、適切に高速回転時における回転部材の結合精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、真空ポンプの一例としてターボ分子ポンプを用いて説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）は、第１実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成を示した図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。なお、図１（ａ）は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
ターボ分子ポンプ１は、ターボ分子ポンプ部とネジ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合翼タイプの分子ポンプである。
ターボ分子ポンプ１の外装体を形成するケーシング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５側）に設けられたベース３と共にターボ分子ポンプ１の筐体を構成している。そして、この筐体の内部には、ターボ分子ポンプ１に排気機能を発揮させる構造物、即ち、気体移送機構が収納されている。
この気体移送機構は、大きく分けて回転自在に軸支された回転部と筐体に対して固定された固定部から構成されている。
【００１９】
ケーシング２の端部には、当該ターボ分子ポンプ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、ベース３には、当該ターボ分子ポンプ１から気体を排気するための排気口５が形成されている。
回転部は、回転軸であるシャフト６、このシャフト６に配設されたロータ７、ロータ７に設けられたロータ翼８、排気口５側（ネジ溝式ポンプ部）に設けられたステータコラム９などから構成されている。
なお、回転部を構成するロータ７のシャフト６への固定（結合）方法の詳細については後述する。
【００２０】
ロータ翼８は、シャフト６の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト６から放射状に伸びたブレードからなる。なお、このブレードは、多段に渡って形成されている。
また、ステータコラム９は、ロータ７の回転軸線と同心の円筒形状をした円筒部材からなる。
シャフト６の軸線方向中程には、シャフト６を高速回転させるためのモータ部１０が設けられている。
さらに、シャフト６のモータ部１０に対して吸気口４側、および排気口５側には、シャフト６をラジアル方向（径方向）に軸支するための径方向磁気軸受装置１１、１２、シャフト６の下端には、シャフト６を軸線方向（アキシャル方向）に軸支するための軸方向磁気軸受装置１３が設けられている。
【００２１】
筐体の内周側には、固定部が形成されている。この固定部は、吸気口４側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたステータ翼１４と、ケーシング２の内周面に設けられたネジ溝スペーサ１５などから構成されている。
ステータ翼１４は、シャフト６の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して筐体の内周面からシャフト６に向かって伸びたブレードから構成されている。
各段のステータ翼１４は、円筒形状をしたスペーサ１６により互いに隔てられている。
ターボ分子ポンプ部では、ステータ翼１４が軸線方向に、ロータ翼８と互い違いに複数段形成されている。
【００２２】
ネジ溝スペーサ１５には、ステータコラム９との対向面にらせん溝が形成されている。ネジ溝スペーサ１５は、所定のクリアランス（間隙）を隔ててステータコラム９の外周面に対面するようになっている。ネジ溝スペーサ１５に形成されたらせん溝の方向は、らせん溝内をロータ７の回転方向にガスが輸送された場合、排気口５に向かう方向である。
また、らせん溝の深さは、排気口５に近づくにつれ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５に近づくにつれて圧縮されるようになっている。
【００２３】
次に、回転部を構成するロータ７のシャフト６への固定（結合）方法について図１（ａ）および図１（ｂ）を参照しながら説明する。
図１（ａ）に示すように、ロータ７は、中空円柱形状をした、即ち円筒状の部材である。
そして、ロータ７は、図１（ｂ）に示すように、その内周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち、半径方向（放射方向）内側に張り出したつば状のフランジ部１８が周方向に渡って形成されている。
このロータ７に設けられたフランジ部１８の内周側端部には、シャフト６方向に、即ち、軸方向下向き（排気口５方向）に突出（突起）した半径方向に幅を有する環状の突出部１９が周方向に渡って形成されている。
さらに、ロータ７には、フランジ部１８および突出部１９を貫通する複数のボルト孔２２が軸線方向に形成されている。
【００２４】
シャフト６は、円柱状の部材であり、その吸気口４側の端部には、その外周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち半径方向外側に張り出したつば状のフランジ部２０が周方向に渡って形成されている。
このシャフト６に設けられたフランジ部２０の外周側端部には、吸気口４方向に、即ち、軸方向上向きに突出（突起）した環状の突出部２１が周方向に渡って形成されている。
なお、この環状の突出部２１は、フランジ部２０を含むシャフト６の吸気口４側端面にフランジ部２０の外径よりも小さい径を有する円形の凹溝２４を形成することによって形成されている。
さらに、シャフト６には、フランジ部２０を貫通する複数のボルト孔２３が、ロータ７に設けられたボルト孔２２と対応する位置に形成されている。このボルト孔２３の内周壁面には、ネジ溝（ネジ山）が形成されている。
【００２５】
ロータ７に設けられている突出部１９の外径は、シャフト６に設けられている突出部２１の内径よりも小さい値となっている。
さらに、ロータ７に設けられている突出部１９の高さは、シャフト６に設けられている突出部２１の高さよりも高く形成されている。
このように形成されたロータ７は、ロータ７の突出部１９をシャフト６に形成された凹溝２４に嵌め込み、ロータ７の突出部１９の排気口５側端面（下端面）をシャフト６の吸気口４側端面、即ち、凹溝２４の底面と当接させた状態において、ボルト１７をボルト孔２２およびボルト孔２３に通して締め付けることによってシャフト６に固定（結合）されている。
つまり、ロータ７は、ロータ７の突出部１９をシャフト６に形成された凹溝２４に、即ち、シャフト６の突出部２１に掛合させた状態においてシャフト６に固定（結合）されている。
【００２６】
ところで、物体は外力を受けると変形し、内部に抵抗力である内力、即ち応力を生じる。例えば、ある部材を高速回転させた場合、その回転により部材に対して外力、即ち、遠心力が作用する。この遠心力により、回転部材には回転中心に対して外側に引っ張る力が働く。つまり、高速回転する部材には、引っ張り応力が作用するようになっている。このような、引っ張り応力が作用することにより、部材には変形が生じる。
また、中心部が空の状態である環状部材は、これと同一の外径を有する円盤状部材と各部材に作用する引っ張り応力による変形量を比較した場合、中心部が空の状態である分だけ剛性（こわさ）が低くなるため、円盤状部材よりも変形量の方が大きくなるという特性を有している。
【００２７】
ここで、ターボ分子ポンプ１の稼働時、即ち、モータ部１０の働きにより回転部が高速回転している間における、ロータ７とシャフト６との固定（結合）部の各部に作用する引っ張り応力と、この引っ張り応力による部材の変形について説明する。
ロータ７は、図１（ａ）に示すように、中空円柱形状をした、即ち円筒状の部材によって構成されている。
ロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１は、モータ部１０によって高速回転させられると、この回転により生じる遠心力により軸中心から放射方向（外側）へ引っ張る力、即ち、引っ張り応力が作用する。
このような引っ張り応力が作用すると、ロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１は、半径方向に膨張、即ち、半径方向に広がるように変形する。
この場合における、各部の変形率（膨張率）は、中心部が空の状態である分だけロータ７の突出部１９の方がシャフト６の突出部２１よりも大きくなる。
【００２８】
そこで、本実施の形態に係るターボ分子ポンプ１では、このように高速回転時におけるロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１の変形率（膨張率）の違いを利用した、高速回転時のシャフト６とロータ７との間における嵌合（結合）精度を向上させる構造を用いている。
つまり、高速回転時におけるロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１の変形率（膨張率）の違いを利用して、高速回転時に適切にシャフト６とロータ７とが固定された状態を保持できるように構成されている。
これにより、高速回転時におけるシャフト６とロータ７との間にがたつき、アンバランス等の不具合が生じることを抑制することができる。
【００２９】
詳しくは、組み付け時（組立時）、即ち、初期状態におけるロータ７の突出部１９の外周壁面とシャフト６の突出部２１の内周壁面との隙間の間隔δａを次の式１に示す範囲内に設定する。
（式１）δａ＜δＤｓ−δＤｈ
但し、δＤｓは、ロータ７の突出部１９の半径方向の膨張量（変形量）を示し、δＤｈは、シャフト６の突出部２１の半径方向の膨張量（変形量）を示す。
【００３０】
このような範囲に初期状態におけるロータ７の突出部１９の外周壁面とシャフト２１の突出部２１の内周壁面との隙間の間隔δａを設定することにより、高速回転時に、即ち、ロータ７の突出部１９およびシャフト６の突出部２１が半径方向に広がる膨張変形を起こした時に、ロータ７の突出部１９の外周壁面が、シャフト６の突出部２１の内周壁面に確実に接触する。
さらに、ロータ７の突出部１９の外周壁面によって、半径方向の外向きにシャフト６の突出部２１の内周壁面を付勢する力が作用するため、この付勢力によってロータ７とシャフト６との嵌合度が強化される。
また、δＤｓおよびδＤｈの値は、遠心力により生じる引っ張り応力による膨張量（変形量）だけでなく、ターボ分子ポンプ１の内部が高温になった場合を想定した熱膨張による膨張量（変形量）やクリープ現象、部材を形成する材料のヤング率（縦弾性係数）や密度を考慮した膨張量（変形量）を考慮した値とすることが好ましい。
なお、クリープ現象とは、部材に一定の荷重を負荷した状態で高温中にさらした場合に、時間の経過と共に変形が進行する現象を示す。
【００３１】
本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ロータ７の突出部１９の外周壁面とシャフト２１の突出部２１の内周壁面との間に間隔δａの隙間を設けておくことができるため、即ち、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にロータ７とシャフト６を組み付けることができ、組み付け時の作業性を向上させることができる。
間隔δａは、例えば、０．１〜０．２ｍｍレベルで設けることができるため、従来のロータとシャフトとの固定部に設けられているクリアランス値（０．０１〜０．０２ｍｍ）と比較しても十分大きな値であるといえる。
【００３２】
また、本実施の形態によれば、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にロータ７の突出部１９の排気口５側端面（下端面）をシャフト６の吸気口４側端面、即ち、凹溝２４の底面と当接させることができ、適切に軸方向の位置を安定させることができる。
さらに、本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ロータ７の突出部１９の外周壁面とシャフト６の突出部２１の内周壁面との間に間隔δａの隙間を設けておくことができるため、ターボ分子ポンプ１の非運転時には、ロータ７とシャフト６との接合部（結合部）において、半径方向に力が作用することがなく、半径方向に作用する応力を生じさせることがない。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明における第２実施形態について図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して説明する。
図２（ａ）は、第２実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成を示した図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。なお、図２（ａ）は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
なお、上述した図１に示す第１実施形態と同一部分（重複する箇所）には、同一の符号を用い詳細な説明を省略する。
【００３４】
第２実施形態におけるターボ分子ポンプ１においては、締結部材２７を介して回転部を構成するロータ２６がシャフト２５に固定（結合）されている。
図２（ａ）に示すように、ロータ２６は、吸気口４側端部が閉塞された中空円柱形状をした、即ちカップ状の部材である。
詳しくは、ロータ２６は、図２（ｂ）に示すように、シャフト２５（軸方向）に対して垂直方向に円盤状の閉塞部３１が形成されている。
このロータ２６の閉塞部３１の排気口５側端面（下面）には、円形の凹溝３２が形成されている。そして、ロータ２６には、この凹溝３２を形成することによって、凹溝３２の外周部（外側）に周方向に渡って軸方向の高さを有する段差部３３が形成されている。
さらに、ロータ２６には、閉塞部３１の外周近傍に、閉塞部３１を貫通する複数のボルト孔３６が軸線方向に形成されている。
【００３５】
シャフト２５は、円柱状の部材であり、その吸気口４側の端部には、その外周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち半径方向外側に張り出したつば状のフランジ部３４が周方向に渡って形成されている。
このシャフト２５に設けられたフランジ部３４の外周側端部には、吸気口４方向に、即ち、軸方向上向きに突出（突起）した環状の突出部３５が周方向に渡って形成されている。
この環状の突出部３５は、フランジ部３４を含むシャフト２５の吸気口４側端面にフランジ部３４の外径よりも小さい径を有する円形の凹溝３９を形成することによって形成されている。
なお、凹溝３２および凹溝３９の外径は同一となるように形成されている。
さらに、シャフト２５には、フランジ部３４を貫通する複数のボルト孔３８が、ロータ２６に設けられたボルト孔３６と対応する位置に形成されている。このボルト孔３８の内周壁面には、ネジ溝（ネジ山）が形成されている。
【００３６】
締結部材２７は、ロータ２６の段差部３３と、シャフト２５の突出部３５との間に配設された断面Ｔ字型の環状部材である。
この締結部材２７は、そのＴ字の横棒部（円筒部２９）がロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面に沿って円周方向に延び、Ｔ字の縦棒部（フランジ部３０）が半径方向外側に延びるように形成されている。
さらに、締結部材２７には、フランジ部３０を貫通する複数のボルト孔３７が、ロータ２６に設けられたボルト孔３６およびシャフト２５に設けられたボルト孔３８と対応する位置に形成されている。
なお、円筒部２９の外径は、凹溝３２および凹溝３９の外径よりも小さい値となっている。
【００３７】
また、締結部材２７の円筒部２９における凹溝３２側に突出した部分の高さは、凹溝３２の深さ、即ち、段差部３３の高さよりも低く形成されている。
同様に、締結部材２７の円筒部２９における凹溝３９側に突出した部分の高さは、凹溝３９の深さ、即ち、突出部３５の高さよりも低く形成されている。
このように形成されたロータ２６およびシャフト２５は、ロータ２６の段差部３３の排気口５側面（下面）を締結部材２７のフランジ部３０の吸気口４側の面（上面）に当接させ、シャフト２５の突出部３５の吸気口４側端面（上端面）を締結部材２７のフランジ部３０の排気口５側面（下面）に当接させた状態において、即ち、ロータ２６の段差部３３とシャフト２５の突出部３５とによって、締結部材２７のフランジ部を挟み込んだ状態において、ボルト２８をボルト孔３６、ボルト孔３７およびボルト孔３８に通して締め付けることによって固定（結合）されている。
つまり、ロータ２６およびシャフト２５は、締結部材２７の円筒部２９をロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５に掛合させた状態において固定（結合）されている。
【００３８】
締結部材２７は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、中空円柱形状をした、即ち円筒状の部材によって構成されている。
締結部材２７の円筒部２９、ロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５は、モータ部１０によって高速回転させられると、この回転により生じる遠心力により軸中心から放射方向（外側）へ引っ張る力、即ち、引っ張り応力が作用する。
このような引っ張り応力が作用すると、締結部材２７の円筒部２９、ロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５は、半径方向に膨張、即ち、半径方向に広がるように変形する。
この場合における、各部の変形率（膨張率）は、中心部が空の状態である分だけ締結部材２７の円筒部２９の方がロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５よりも大きくなる。
【００３９】
そこで、第２実施形態におけるターボ分子ポンプ１においても、第１実施形態と同様に、高速回転時における部材間の変形率（膨張率）の違いを利用して、ロータ２６およびシャフト２５が固定されている。
第２実施形態においては、高速回転時におけるロータ２６の段差部３３およびシャフト２５の突出部３５の変形率（膨張率）と、締結部材２７の円筒部２９における変形率（膨張率）との違いを利用した、高速回転時のシャフト２５とロータ２６との間における固定精度を向上させる構造を用いている。
つまり、高速回転時にシャフト２５とロータ２６とが適切に固定された状態を保持できるように構成されている。
これにより、高速回転時におけるシャフト２５とロータ２６との間にがたつき、アンバランス等の不具合が生じることを抑制することができる。
【００４０】
詳しくは、組み付け時（組立時）、即ち、初期状態におけるロータ２６の段差部３３、即ち、凹溝３２の外周壁面と締結部材２７の円筒部２９の外周壁面との隙間の間隔δｂを次の式２に示す範囲内に設定する。
（式２）δｂ＜δＤｓ−δＤｈ
但し、δＤｓは、締結部材２７の円筒部２９の半径方向の膨張量（変形量）を示し、δＤｈは、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面の半径方向の膨張量（変形量）を示す。
なお、第２実施形態においては、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面の半径方向の膨張量（変形量）と、シャフト２５の突出部３５の内周壁面の半径方向の膨張量（変形量）とが同一となるように構成されている。
従って、初期状態におけるシャフト２５の突出部３５の内周壁面と締結部材２７の円筒部２９の外周壁面との隙間も間隔δｂを保持するように配設されている。
【００４１】
このような範囲に初期状態におけるロータ２６の段差部３３、即ち、凹溝３２の外周壁面と締結部材２７の円筒部２９の外周壁面との隙間の間隔δｂを設定することにより、高速回転時に、即ち、締結部材２７の円筒部２９が半径方向に広がる膨張変形を起こした時に、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面が、締結部材２７の円筒部２９の外周壁面に確実に接触する。
さらに、円筒部２９の外周壁面によって、半径方向の外向きにロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面を付勢する力が作用するため、この付勢力によってロータ２６とシャフト２５が締結部材２７を介して固定（結合）される。
また、δＤｓおよびδＤｈの値は、遠心力により生じる引っ張り応力による膨張量（変形量）だけでなく、ターボ分子ポンプ１の内部が高温になった場合を想定した熱膨張による膨張量（変形量）やクリープ現象、部材を形成する材料のヤング率（縦弾性係数）や密度を考慮した膨張量（変形量）を考慮した値とすることが好ましい。
【００４２】
本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面と、締結部材２７の円筒部２９との間に、間隔δｂの隙間を設けておくことができるため、即ち、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にロータ２６とシャフト２５を組み付けることができ、組み付け時の作業性を向上させることができる。
間隔δｂは、例えば、０．１〜０．２ｍｍレベルで設けることができるため、従来のロータとシャフトとの固定部に設けられているクリアランス値（０．０１〜０．０２ｍｍ）と比較しても十分大きな値であるといえる。
【００４３】
また、本実施の形態によれば、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にロータ２６の段差部３３とシャフト２５の突出部３５とによって、締結部材２７のフランジ部３０を挟み込むことができ、適切に軸方向の位置を安定させることができる。
さらに、本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ロータ２６の凹溝３２の外周壁面およびシャフト２５の突出部３５の内周壁面と、締結部材２７の円筒部２９との間に、間隔δｂの隙間を設けておくことができるため、ターボ分子ポンプ１の非運転時には、締結部材２７を含むロータ２６とシャフト２５との固定部（結合構造部）において、半径方向に力が作用することがなく、半径方向に作用する応力を生じさせることがない。
【００４４】
（第３実施形態）
次に、本発明における第２実施形態について図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して説明する。
図３（ａ）は、第３実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成を示した図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。なお、図３（ａ）は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
なお、上述した図１に示す第１実施形態と同一部分（重複する箇所）には、同一の符号を用い詳細な説明を省略する。
【００４５】
第３実施形態では、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２が別の部材によって構成されているタイプのターボ分子ポンプ１における、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との接合（結合）構造について説明する。
ターボ分子ポンプ部４１は、吸気口４側端部が閉塞された中空円柱形状をした、即ちカップ状の部材であり、シャフト４０に配設された回転部を構成する部材である。ターボ分子ポンプ部４１の閉塞部分には、シャフト４０に固定する際に用いられるシャフト４０を貫通する貫通孔が形成されている。
シャフト４０は、円柱部材の回転軸であり、シャフト４０の上端部の近傍には、シャフト４０の径が大きくなる方向に変化する肩部が設けられている。
そして、シャフト４０の先端部をターボ分子ポンプ部４１の貫通孔に嵌め込まれると、ターボ分子ポンプ部４１は、シャフト４０に設けられた肩部で移動が抑止される状態となる。この状態において、ターボ分子ポンプ部４１は、ボルト等の締め付け部材によってシャフト４０に締め付け固定されている。
【００４６】
円筒状のターボ分子ポンプ部４１には、図３（ｂ）に示すように、排気口５側端部、即ち、ネジ付ポンプ部４２との接合（結合）部に、内径が大きくなるように形成された段差部４７が形成されている。
また、ターボ分子ポンプ部４１の排気口５側端面には、軸方向に延びるボルト穴４８が形成されている。このボルト穴４８の内周壁面には、ネジ溝（ネジ山）が形成されている。
ネジ付ポンプ部４２は、ターボ分子ポンプ部４１の回転軸線と同心の円筒形状をした円筒部材でありる。ネジ付ポンプ部４２は、図３（ｂ）に示すように、軸方向に延びる円筒部４４と、この円筒部４４の吸気口４側端部から軸中心方向に垂直に張り出したつば状のフランジ部４５を備えている。
このネジ付ポンプ部４２に設けられたフランジ部４５の内周側端部には、吸気口４方向に、軸方向上向き（ターボ分子ポンプ部４１方向）に突出（突起）した環状の突出部４６が周方向に渡って形成されている。
さらに、ネジ付ポンプ部４２には、フランジ部４５を貫通する複数のボルト孔４９が軸線方向に形成されている。
【００４７】
ネジ付ポンプ部４２に設けられている突出部４６の外径は、ターボ分子ポンプ部４１に設けられている段差部４７の内周壁面の内径よりも小さい値となっている。
さらに、ネジ付ポンプ部４２に設けられている突出部４６の高さは、ターボ分子ポンプ部４１に設けられている段差部４７の軸方向の高さよりも低く形成されている。
このように形成されたネジ付ポンプ部４２は、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６をターボ分子ポンプ部４１に設けられた段差部４７に嵌め込み、ターボ分子ポンプ部４１の排気口５側の端面をネジ付ポンプ部４２のフランジ部４５の吸気口４側端面と当接させた状態において、ボルト４３をボルト孔４９およびボルト穴４８に通して締め付けることによってターボ分子ポンプ部４１に固定（結合）されている。
つまり、ネジ付ポンプ部４２は、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６をターボ分子ポンプ部４１に形成された段差部４７に掛合させた状態においてターボ分子ポンプ部４１に固定（結合）されている。
【００４８】
第３実施形態におけるターボ分子ポンプ１では、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２とを高速回転時における膨張率（変形率）の異なる材質の部材を用いて形成されている。
詳しくは、ターボ分子ポンプ部４１を形成する部材の膨張率（変形率）がネジ付ポンプ部４２を形成する部材の膨張率（変形率）よりも小さくなるように構成されている。
具体的には、例えば、ステンレス鋼材を用いてターボ分子ポンプ部４１を形成し、アルミニウム材を用いてネジ付ポンプ部４２を形成している。
このように、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２を形成することによって、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との掛合部において、軸中心側に位置するネジ付ポンプ部４２の突出部４６の半径方向に広がる膨張量（変形量）が、ネジ付ポンプ部４２の段差部４７の内周壁面の膨張量（変形量）よりも大きくなる。
【００４９】
第３実施形態においては、このような高速回転時におけるターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の変形量率（膨張率）と、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６における変形率（膨張率）との違いを利用した、高速回転時のターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との間における固定精度を向上させる構造を用いている。
つまり、高速回転時にターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２とが適切に固定された状態を保持できるように構成されている。
これにより、高速回転時におけるターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との間にがたつき、アンバランス等の不具合が生じることを抑制することができる。
【００５０】
詳しくは、組み付け時（組立時）、即ち、初期状態におけるターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面とネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面との隙間の間隔δｃを次の式３に示す範囲内に設定する。
（式３）δｃ＜δＤｓ−δＤｈ
但し、δＤｓは、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６の半径方向の膨張量（変形量）を示し、δＤｈは、ターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面の半径方向の膨張量（変形量）を示す。
【００５１】
このような範囲に初期状態におけるターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面とネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面との隙間の間隔δｃを設定することにより、高速回転時に、即ち、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６およびターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面が半径方向に広がる膨張変形を起こした時に、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面が、ターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面に確実に接触する。
さらに、ネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面によって、半径方向の外向きにターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面を付勢する力が作用するため、この付勢力によってターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との嵌合度が強化される。
また、δＤｓおよびδＤｈの値は、遠心力により生じる引っ張り応力による膨張量（変形量）だけでなく、ターボ分子ポンプ１の内部が高温になった場合を想定した熱膨張による膨張量（変形量）やクリープ現象、部材を形成する材料のヤング率（縦弾性係数）や密度を考慮した膨張量（変形量）を考慮した値とすることが好ましい。
【００５２】
本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面とネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面との間に間隔δｃの隙間を設けておくことができるため、即ち、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２を組み付けることができ、組み付け時の作業性を向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易にターボ分子ポンプ部４１の排気口５側端面（下端面）をネジ付ポンプ部４２のフランジ部４５の吸気口４側端面と当接させることができ、適切に軸方向の位置を安定させることができる。
【００５３】
さらに、本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、ターボ分子ポンプ部４１の段差部４７の内周壁面とネジ付ポンプ部４２の突出部４６の外周壁面との間に間隔δｃの隙間を設けておくことができるため、ターボ分子ポンプ１の非運転時には、ターボ分子ポンプ部４１とネジ付ポンプ部４２との接合部（結合部）において、半径方向に力が作用することがなく、半径方向に作用する応力を生じさせることがない。
【００５４】
（第４実施形態）
次に、本発明における第４実施形態について図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して説明する。
図４（ａ）は、第４実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプ１の概略構成を示した図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した。なお、図４（ａ）は、ターボ分子ポンプ１の軸線方向の断面図を示している。
なお、上述した図１に示す第４実施形態と同一部分（重複する箇所）には、同一の符号を用い詳細な説明を省略する。
【００５５】
第４実施形態では、ロータ部が第１ロータ部５２と第２ロータ部５３とから構成されているタイプのターボ分子ポンプ１における、第１ロータ部５２および第２ロータ部５３とをシャフト５１に固定する接合（結合）構造について説明する。
シャフト５１は、円柱状の部材であり、その吸気口４側の端部には、その外周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち半径方向外側に張り出したつば状のフランジ部６０が周方向に渡って形成されている。
このシャフト５１に設けられたフランジ部６０の外周側端部には、吸気口４方向に、即ち、軸方向上向きに突出（突起）した環状の突出部６１が周方向に渡って形成されている。
この環状の突出部６１は、フランジ部６０を含むシャフト５１の吸気口４側端面にフランジ部６０の外径よりも小さい径を有する円形の凹溝６３を形成することによって形成されている。
さらに、シャフト５１には、フランジ部６０を貫通する複数のボルト孔６６が形成されている。このボルト孔６６の内周壁面には、ネジ溝（ネジ山）が形成されている。
【００５６】
図４（ａ）に示すように、第１ロータ部５２は、シャフト５１（軸方向）に対して垂直方向に円盤状の円板部５５が形成されている。この円板部５５の外周端部から垂直上向き（吸気口４方向）に延びるように中空円柱状の円筒部が形成され、この円筒部の外周面から、シャフト５１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト５１から放射状に伸びたブレードからなるロータ翼８が設けられている。
この第１ロータ部５２の円板部５５の排気口５側端面（下面）には、円形の凹溝５６が形成されている。そして、第１ロータ部５２には、この凹溝５６を形成することによって、凹溝５６の外周部（外側）に周方向に渡って軸方向の高さを有する段差部５７が形成されている。なお、凹溝５６および凹溝６３の外径は同一となるように形成されている。
さらに、第１ロータ部５２には、円板部５５の外周近傍に、円板部５５を貫通する複数のボルト孔６４が軸線方向に形成されている。
【００５７】
第２ロータ部５３は、第１ロータ部５２と同様に回転部を構成する中空円柱形状をした部材である。
この第２ロータ部５３においても、第１ロータ部５２と同様に、外周面からシャフト５１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してシャフト５１から放射状に伸びたブレードからなるロータ翼８が設けられている。
さらに、第２ロータ部５３には、外周面が円筒形状をした部材からなる円筒部材５４が排気口５（ネジ溝式ポンプ部）に設けられている。
第２ロータ部５３は、図４（ｂ）に示すように、その吸気口４側端部の内周壁面から軸方向に対して垂直方向に、即ち、半径方向に内側に張り出したつば状のフランジ部５８が周方向に渡って形成されている。
【００５８】
この第２ロータ部５３に設けられたフランジ部５８の内周側端部には、このフランジ部５８を縦棒部とするように中空円柱状の円筒部５９（横棒部）が断面Ｔ字型に設けられている。
さらに、第２ロータ部５３には、円筒部５９を軸方向に貫通する複数のボルト孔６５が、シャフト５１に設けられたボルト孔６６および第１ロータ部５２に設けられたボルト孔６４と対応する位置に形成されている。
なお、円筒部５９の外径は、凹溝５６および凹溝６３の外径よりも小さい値となっている。
【００５９】
また、第２ロータ部５３の円筒部５９における凹溝５６側に突出した部分の高さは、凹溝５６の深さ、即ち、段差部５７の高さよりも高く形成されている。
同様に、第２ロータ部５３の円筒部５９における凹溝６３側に突出した部分の高さは、凹溝６３の深さ、即ち、突出部６１の高さよりも高く形成されている。
このように形成された第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１は、第２ロータ部５３の吸気口４側端面を第１ロータ部５２の円板部５５の排気口５側の面（下面）に当接させ、第２ロータ部５３の排気口５側端面をシャフト５１の凹溝６３の底面に当接させた状態において、即ち、第１ロータ部５２の円板部５５とシャフト５１とによって、第２ロータ部５３の円筒部５９を挟み込んだ状態において、ボルト６２をボルト孔６４、ボルト孔６５およびボルト孔６６に通して締め付けることによって固定（結合）されている。
つまり、第１ロータ部５２およびシャフト５１は、第２ロータ部５３の円筒部５９を第１ロータ部５２の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１に掛合させた状態において固定（結合）されている。
【００６０】
第２ロータ部５３は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、中空円柱形状をした、即ち円筒状の部材によって構成されている。
第２ロータ部５３の円筒部５９、第１ロータ部５２の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１は、モータ部１０によって高速回転させられると、この回転により生じる遠心力により軸中心から放射方向（外側）へ引っ張る力、即ち、引っ張り応力が作用する。
このような引っ張り応力が作用すると、第２ロータ部５３の円筒部５９、第１ロータ部５２の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１は、半径方向に膨張、即ち、半径方向に広がるように変形する。
この場合における、各部の変形率（膨張率）は、中心部が空の状態である分だけ第２ロータ部５３の円筒部５９の方が第１ロータ部５３の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１よりも大きくなる。
【００６１】
そこで、第４実施形態におけるターボ分子ポンプ１においても、第１〜３実施形態と同様に、高速回転時における部材間の変形率（膨張率）の違いを利用して、第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１が固定されている。
第４実施形態においては、高速回転時における第１ロータ部５２の段差部５７およびシャフト５１の突出部６１の変形率（膨張率）と、第２ロータ部５３の円筒部５９における変形率（膨張率）との違いを利用した、高速回転時の第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１との間における固定精度を向上させる構造を用いている。
つまり、高速回転時に第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１が適切に固定された状態を保持できるように構成されている。
これにより、高速回転時における第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１の間にがたつき、アンバランス等の不具合が生じることを抑制することができる。
【００６２】
詳しくは、組み付け時（組立時）、即ち、初期状態における第１ロータ部５２の段差部５７、即ち、凹溝５６の外周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９の外周壁面との隙間の間隔δｄを次の式４に示す範囲内に設定する。
（式４）δｄ＜δＤｓ−δＤｈ
但し、δＤｓは、第２ロータ部５３の円筒部５９の半径方向の膨張量（変形量）を示し、δＤｈは、第１ロータ部５２の凹溝５６の外周壁面の半径方向の膨張量（変形量）を示す。
なお、第４実施形態においては、第１ロータ部５２の凹溝５６の外周壁面の半径方向の膨張量（変形量）と、シャフト５１の突出部６１の内周壁面の半径方向の膨張量（変形量）とが同一となるように構成されている。
従って、初期状態におけるシャフト５１の突出部６１の内周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９の外周壁面との隙間も間隔δｄを保持するように配設されている。
【００６３】
このような範囲に初期状態における第１ロータ部５２の段差部５７、即ち、凹溝５６の外周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９の外周壁面との隙間の間隔δｄを設定することにより、高速回転時に、即ち、第２ロータ部５３の円筒部５９が半径方向に広がる膨張変形を起こした時に、第１ロータ部５２の凹溝５６の外周壁面およびシャフト５１の突出部６１の内周壁面が、第２ロータ部５３の円筒部５９の外周壁面に確実に接触する。
さらに、円筒部５９の外周壁面によって、半径方向の外向きに第１ロータ部５２の凹溝５６の外周壁面およびシャフト５１の突出部６１の内周壁面を付勢する力が作用するため、この付勢力によって第１ロータ部５２とシャフト５１が第２ロータ部５３を介して固定（結合）される。
また、δＤｓおよびδＤｈの値は、遠心力により生じる引っ張り応力による膨張量（変形量）だけでなく、ターボ分子ポンプ１の内部が高温になった場合を想定した熱膨張による膨張量（変形量）やクリープ現象、部材を形成する材料のヤング率（縦弾性係数）や密度を考慮した膨張量（変形量）を考慮した値とすることが好ましい。
【００６４】
本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、第１ロータ部５２の段差部５７、即ち、凹溝５６の外周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９との間に、間隔δｄの隙間を設けておくことができるため、即ち、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易に第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１を組み付けることができ、組み付け時の作業性を向上させることができる。
間隔δｄは、例えば、０．１〜０．２ｍｍレベルで設けることができるため、従来のロータとシャフトとの固定部に設けられているクリアランス値（０．０１〜０．０２ｍｍ）と比較しても十分大きな値であるといえる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、組立時における部材間のクリアランスを十分に確保することができるため、容易に第１ロータ部５２の円板部５５とシャフト５１の凹溝６３の底面とによって、第２ロータ部５３の円筒部５９を挟み込むことができ、適切に軸方向の位置を安定させることができる。
さらに、本実施の形態によれば、組み付け（組立）段階において、第１ロータ部５２の段差部５７、即ち、凹溝５６の外周壁面と第２ロータ部５３の円筒部５９との間に、間隔δｄの隙間を設けておくことができるため、ターボ分子ポンプ１の非運転時には、第１ロータ部５２、第２ロータ部５３およびシャフト５１の固定部（結合構造部）において、半径方向に力が作用することがなく、半径方向に作用する応力を生じさせることがない。
【００６６】
なお、上述した第１、第２および第４実施形態においては、高速回転時において変形率（膨張率）が大きくなるように形成される部材として、中心部が空の状態である部材を用いるようにしているが、高速回転時における変形率（膨張率）の違いを利用した結合構造はこれに限定されるものではない。高速回転時における変形率（膨張率）を掛合させる部材間において異ならせる方法として、例えば、掛合させる各部材を高速回転時における膨張率（変形率）の異なる材質の部材を用いて形成するようにしてもよい。具体的には、変形率（膨張率）の大きい部材としてアルミニウム材を用いたり、変形率（膨張率）の小さい部材としてステンレス鋼材を用いたりするようにしてもよい。
【００６７】
第１〜第４実施形態によれば、従来の“焼きバメ”方式を用いて回転部材を結合する場合と異なり、回転部材を予め組み付けておく必要がなくなるため、真空ポンプの組立が容易になる。
また、これにより、真空ポンプの組立時における組立の自由度を向上させることができる。
さらに、第１〜第４実施形態に示した、隙間の間隔δａ〜δｄを、引っ張り応力、熱膨張、クリープ現象、部材のヤング率（縦弾性係数）、密度等を十分に考慮した膨張量（変形量）に基づいて算出することにより、適切に真空ポンプの運転時に生じるバランス不良等の不具合を抑制することができるため、真空ポンプの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（ａ）は、第１実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプの概略構成を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。
【図２】（ａ）は、第２実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプの概略構成を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。
【図３】（ａ）は、第３実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプの概略構成を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。
【図４】（ａ）は、第４実施形態に係る回転部材の結合構造を備えたターボ分子ポンプの概略構成を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線部に示す回転部材の結合構造部分の拡大図を示した図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ ターボ分子ポンプ
２ ケーシング
３ ベース
４ 吸気口
５ 排気口
６ シャフト
７ ロータ
８ ロータ翼
９ ステータコラム
１０ モータ部
１１ 径方向磁気軸受装置
１２ 径方向磁気軸受装置
１３ 軸方向磁気軸受装置
１４ ステータ翼
１５ ネジ溝スペーサ
１６ スペーサ
１７ ボルト
１８ フランジ部
１９ 突出部
２０ フランジ部
２１ 突出部
２２ ボルト孔
２３ ボルト孔
２４ 凹溝
２５ シャフト
２６ ロータ
２７ 締結部材
２８ ボルト
２９ 円筒部
３０ フランジ部
３１ 閉塞部
３２ 凹溝
３３ 段差部
３４ フランジ部
３５ 突出部
３６ ボルト孔
３７ ボルト孔
３８ ボルト孔
３９ 凹溝
４０ シャフト
４１ ターボ分子ポンプ部
４２ ネジ付ポンプ部
４３ ボルト
４４ 円筒部
４５ フランジ部
４６ 突出部
４７ 段差部
４８ ボルト穴
４９ ボルト孔
５１ シャフト
５２ 第１ロータ部
５３ 第２ロータ部
５４ 円筒部材
５５ 円板部
５６ 凹溝
５７ 段差部
５８ フランジ部
５９ 円筒部
６０ フランジ部
６１ 突出部
６２ ボルト
６３ 凹溝
６４ ボルト孔
６５ ボルト孔
６６ ボルト孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速回転する第１回転部材と第２回転部材とを結合する回転部材の結合構造であって、
前記第１回転部材に形成された、回転軸を中心軸とする円柱状の第１突出部と、
前記第２回転部材に形成された、前記第１突出部と係合する凹部と、
を備え、
高速回転時における前記第１突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｓ、前記凹部の内周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｈとした場合、
前記凹部は、
（式１）δＤｓ＞δＤｈ
を満たす範囲で形成されていることを特徴とする回転部材の結合構造。
【請求項２】
前記第１突出部は、所定の内径を有する中空円柱状であることを特徴とする請求項１記載の回転部材の結合構造。
【請求項３】
前記第１回転部材は、高速回転時における半径方向の変形率が前記第２回転部材より大きい部材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転部材の結合構造。
【請求項４】
初期状態において、前記第１突出部の外周壁と前記凹部の内周壁との間に隙間δＬが、
（式２）δＬ＜δＤｓ−δＤｈ
を満たす範囲で形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の回転部材の結合構造。
【請求項５】
前記第１回転部材および前記第２回転部材は、真空ポンプに備えられた回転体を構成する部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１の請求項に記載の回転部材の結合構造。
【請求項６】
前記第１回転部材は、ロータ部を構成する部材であり、
前記第２回転部材は、回転軸を構成する部材であることを特徴とする請求項５記載の回転部材の結合構造。
【請求項７】
前記真空ポンプは、ターボ分子ポンプ部およびネジ溝ポンプ部を備えた複合型真空ポンプであり、
前記第１回転部材は、前記ネジ溝ポンプ部におけるロータ部を構成する部材であり、
前記第２回転部材は、前記ターボ分子ポンプ部におけるロータ部を構成する部材であることを特徴とする請求項５記載の回転部材の結合構造。
【請求項８】
真空ポンプの回転体を構成する第３回転部材と第４回転部材とを結合する回転体の結合構造であって、
前記第３回転部材と前記第４回転部材との結合部に介在し、前記第３回転部材および前記第４回転部材の両方向に突出する、回転軸を中心軸とする円柱状の第２突出部を有する締結部材と、
前記第３回転部材および前記第４回転部材に形成された、前記第２突出部と係合し、当該真空ポンプの運転時における内周壁の半径方向に広がる変形量が前記第２突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量よりも小さく形成された第２凹部と、
を備えたことを特徴とする回転部材の結合構造。
【請求項１】
高速回転する第１回転部材と第２回転部材とを結合する回転部材の結合構造であって、
前記第１回転部材に形成された、回転軸を中心軸とする円柱状の第１突出部と、
前記第２回転部材に形成された、前記第１突出部と係合する凹部と、
を備え、
高速回転時における前記第１突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｓ、前記凹部の内周壁の半径方向に広がる変形量をδＤｈとした場合、
前記凹部は、
（式１）δＤｓ＞δＤｈ
を満たす範囲で形成されていることを特徴とする回転部材の結合構造。
【請求項２】
前記第１突出部は、所定の内径を有する中空円柱状であることを特徴とする請求項１記載の回転部材の結合構造。
【請求項３】
前記第１回転部材は、高速回転時における半径方向の変形率が前記第２回転部材より大きい部材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転部材の結合構造。
【請求項４】
初期状態において、前記第１突出部の外周壁と前記凹部の内周壁との間に隙間δＬが、
（式２）δＬ＜δＤｓ−δＤｈ
を満たす範囲で形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の回転部材の結合構造。
【請求項５】
前記第１回転部材および前記第２回転部材は、真空ポンプに備えられた回転体を構成する部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１の請求項に記載の回転部材の結合構造。
【請求項６】
前記第１回転部材は、ロータ部を構成する部材であり、
前記第２回転部材は、回転軸を構成する部材であることを特徴とする請求項５記載の回転部材の結合構造。
【請求項７】
前記真空ポンプは、ターボ分子ポンプ部およびネジ溝ポンプ部を備えた複合型真空ポンプであり、
前記第１回転部材は、前記ネジ溝ポンプ部におけるロータ部を構成する部材であり、
前記第２回転部材は、前記ターボ分子ポンプ部におけるロータ部を構成する部材であることを特徴とする請求項５記載の回転部材の結合構造。
【請求項８】
真空ポンプの回転体を構成する第３回転部材と第４回転部材とを結合する回転体の結合構造であって、
前記第３回転部材と前記第４回転部材との結合部に介在し、前記第３回転部材および前記第４回転部材の両方向に突出する、回転軸を中心軸とする円柱状の第２突出部を有する締結部材と、
前記第３回転部材および前記第４回転部材に形成された、前記第２突出部と係合し、当該真空ポンプの運転時における内周壁の半径方向に広がる変形量が前記第２突出部の外周壁の半径方向に広がる変形量よりも小さく形成された第２凹部と、
を備えたことを特徴とする回転部材の結合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−５７８０５（Ｐ２００６−５７８０５Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４２７７１（Ｐ２００４−２４２７７１）
【出願日】平成１６年８月２３日（２００４．８．２３）
【出願人】（５９８０２１５７９）ＢＯＣエドワーズ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２３日（２００４．８．２３）
【出願人】（５９８０２１５７９）ＢＯＣエドワーズ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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