真空ポンプ及びフランジ
【課題】衝撃を受けた際、衝撃緩衝構造における応力集中を適切に抑制すること。
【解決手段】衝撃緩衝構造は、ボルト孔１４の両側、即ち、フランジ６１の円周方向に沿った両側に近接して設けられた溝部５０と、溝部５０とボルト孔１４との間に形成された薄肉部７０と、によって構成されている。物体が荷重を受けたとき荷重に応じて物体の内部に生ずる抵抗力、即ち応力は、形状変化の激しい部位に集中する。そこで、溝部５０の溝の底部や、溝部５０の開口部など応力の集中しやすい部位を円弧状に形成することにより、これらの部位に集中する応力の度合いを積極的に軽減させることができるように構成されている。これにより、薄肉部７０が変形する前に、即ち、薄肉部７０において衝撃を緩衝する（エネルギーを吸収する）前に、応力集中により亀裂が生じて薄肉部７０が破壊されてしまうことを抑制することができる。
【解決手段】衝撃緩衝構造は、ボルト孔１４の両側、即ち、フランジ６１の円周方向に沿った両側に近接して設けられた溝部５０と、溝部５０とボルト孔１４との間に形成された薄肉部７０と、によって構成されている。物体が荷重を受けたとき荷重に応じて物体の内部に生ずる抵抗力、即ち応力は、形状変化の激しい部位に集中する。そこで、溝部５０の溝の底部や、溝部５０の開口部など応力の集中しやすい部位を円弧状に形成することにより、これらの部位に集中する応力の度合いを積極的に軽減させることができるように構成されている。これにより、薄肉部７０が変形する前に、即ち、薄肉部７０において衝撃を緩衝する（エネルギーを吸収する）前に、応力集中により亀裂が生じて薄肉部７０が破壊されてしまうことを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプ、及びフランジに関し、例えば、真空容器の排気に用いる真空ポンプとそのフランジに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプやねじ溝式ポンプなどの真空ポンプは、例えば、半導体製造装置の排気や、電子顕微鏡などの高真空を要する真空容器に多用されている。
これら真空ポンプの吸気口には、フランジが設けられており、真空容器の排気口にボルトなどで固定できるようになっている。このフランジと真空容器の排気口の間にはＯリングやガスケットなどが挟んであり、真空ポンプと真空容器との間の気密性が保たれるようになっている。
【０００３】
真空ポンプの内部には、回転自在に軸支され、モータ部により高速回転が可能なロータ部と、真空ポンプのケーシングに固定されたステータ部が設けられている。
真空ポンプは、ロータ部が高速回転することにより、ロータ部とステータ部が排気作用を発揮する。そして、この排気作用により、真空ポンプの吸気口より気体が吸引され、排気口から排気される。
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小さい領域）にて気体を排気する。分子流領域で排気能力を発揮するためには、ロータ部は、例えば毎分３万回転程度の高速回転を行う必要がある。
【０００４】
ところで、真空ポンプの運転中に何らかのトラブルが発生し、ロータ部がステータ部やその他の真空ポンプ内の固定した部材に衝突した場合、ロータ部の角運動量がステータ部や固定部材に伝達し、真空ポンプ全体をロータ部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、フランジを通じて真空容器にも大きな応力を及ぼす。
このようなトルクによる衝撃を緩和するための技術が下記の特許文献に提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１８０２３３公報
【０００５】
特許文献１には、分子ポンプの吸気口端に配設されたフランジに、ロータの回転トルクによる衝撃の影響を緩和する変形部を設ける技術が提案されている。
詳しくは、吸気口フランジに穿設されたボルトの貫通孔の両側にＶ字型の切込部を設けて肉薄部を形成し、衝撃を受けた際にこの肉薄部を変形させることによりエネルギーを吸収させる構造を有する分子ポンプが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような先端の尖ったＶ字型の切込部を設ける際には、例えば、放電加工などの特殊な加工技術を必要とするため、加工コストが高くなってしまう。
また、特許文献１に記載されているような先端の尖ったＶ字型の切込部を設けた場合には、衝撃を受けた際に切込部の先端に応力が集中してそこから亀裂が生じ、肉薄部が変形する前に破壊してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、より安価な加工方法を用いて形成することが可能であり、衝撃を受けた際の応力集中を適切に抑制することができる緩衝構造を備えた真空ポンプ及びフランジ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】
【０００８】
請求項１記載の発明では、円筒形状のケーシングと、前記ケーシング内に形成されたステータ部と、前記ステータ部内に配設されたシャフトと、前記シャフトを前記ステータ部に対して回転自在に軸支する軸受と、前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、前記シャフトを駆動して回転させるモータと、前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、底部に向かって開口面積が小さくなる凹部と、を有する、前記ケーシングの端部に形成されたフランジと、を備えた真空ポンプであり、前記凹部は、底部が非鋭角形状であることにより前記目的を達成する。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の真空ポンプにおいて、前記凹部の底部は、円弧状または平坦に形成されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の真空ポンプにおいて、前記凹部は、前記フランジにおける、前記被固定部材との接合面の反対側の面に形成されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項３記載の真空ポンプにおいて、前記凹部は、前記ケーシングと前記ボルト貫入部との間に形成され、開口部の端部の少なくとも一部が前記ケーシングの外周と一致することを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の真空ポンプにおいて、前記ボルト貫入部に配設されるボルトは、前記被固定部材と前記フランジとの境界に位置する部分において、ねじ山が形成されていないことを特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項１から請求項５のいずれか一の請求項に記載の真空ポンプにおいて、少なくとも前記凹部が設けられた領域は、前記フランジの本体と別部品で構成されていることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、真空ポンプのケーシングの端部を被固定部材に接続するためのフランジであって、前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、底部に向かって開口面積が小さくなる凹部と、を具備し、前記凹部は、底部が非鋭角形状であることにより前記目的を達成する。
請求項８記載の発明では、請求項７記載のフランジにおいて、前記凹部の底部は、円弧状または平坦に形成されていることを特徴とする。
請求項９記載の発明では、円筒形状のケーシングと、前記ケーシング内に形成されたステータ部と、前記ステータ部内に配設されたシャフトと、前記シャフトを前記ステータ部に対して回転自在に軸支する軸受と、前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、前記シャフトを駆動して回転させるモータと、前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、凹部と、を有する、前記ケーシングの端部に形成されたフランジと、を備えた真空ポンプであり、前記凹部は、内壁面と底面との境界部が円弧状であることにより前記目的を達成する。
請求項１０記載の発明では、真空ポンプのケーシングの端部を被固定部材に接続するためのフランジであって、前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた凹部と、を具備し、前記凹部は、内壁面と底面との境界部が円形状であることにより前記目的を達成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、薄肉部を形成するための凹部の底部を非鋭角形状に形成することにより、また、凹部の内壁面と底面との境界部を円弧状に形成することにより、凹部の底部における応力の集中を低減させることができる。
これにより、真空ポンプが衝撃を受けた際、エネルギーを吸収する前に、薄肉部が破壊してしまうことを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図１６を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る真空ポンプ１と真空容器２０５への結合形態の一例を示した図である。
真空ポンプ１は、高速回転するロータ部と、固定されたステータ部との排気作用により、排気機能を発揮する真空ポンプであって、ターボ分子ポンプ、ねじ溝式ポンプ、あるいはこれら両方の構造を併せ持った複合翼タイプなどがある。
真空ポンプ１の吸気口には、真空ポンプ１を真空容器２０５と結合するためのフランジ６１が外周側に張り出すように形成され、排気側には排気口１９が設けられている。
真空容器２０５は、半導体製造装置や電子顕微鏡の鏡塔などの真空装置を構成しており、真空容器２０５の排気口には、真空ポンプ１を取り付けるためのフランジ６２が設けられている。
なお、真空容器２０５は、真空ポンプ１に対する被固定部材として機能する。
【００１１】
フランジ６１には、厚み方向に貫通した複数のボルト貫入部１４が円周等分８個所に形成されている。
フランジ６２には、フランジ６１に設けられたボルト貫入部１４と対応する位置（同じ位置）に、ボルトを締結するためのねじ溝が内側面に設けられたねじ穴が形成されている。
そして、フランジ６１のボルト貫入部１４にボルト６３を挿通し、これらボルト６３をフランジ６２のねじ穴に締め付けることにより、真空ポンプ１は真空容器２０５の下部に取り付けられ固定される。
真空容器２０５内の気体は、真空ポンプ１の吸気口から吸引され、排気口１９から排出される。これにより、例えば、半導体製造のための反応ガスやその他のガスを真空容器２０５から排出することができる。
【００１２】
なお、図の例では、真空容器２０５の下部に真空ポンプ１を取り付け、真空ポンプが真空容器２０５からつり下げられた形になっているが、真空ポンプ１の取り付け位置はこれに限定するものではなく、真空ポンプ１を横にして真空容器２０５の横に取り付けたり、あるいは、真空ポンプ１の吸気口を下側にして真空容器２０５の上部に取り付けることもできる。
さらに、真空容器２０５の排気口と真空ポンプ１の吸気口の間に排気ガスの流量を調節するための弁を設ける場合もある。
また、排気口１９は、一般にロータリーポンプなどの粗引き用ポンプに接続されている。
【００１３】
図２は、本実施の形態の真空ポンプ１の軸線方向の断面図を示した図である。
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部とねじ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合翼タイプの真空ポンプを例にとり説明する。
真空ポンプ１の外装体を形成するケーシング１６は、円筒状の形状をしており、ケーシング１６の底部に設けられた円盤状のベース２７と共に真空ポンプ１の筐体を構成している。そして、ケーシング１６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が収納されている。
これら排気機能を発揮する構造物は、大きく分けて回転自在に軸支されたロータ部２４とケーシング１６に対して固定されたステータ部から構成されている。
また、ポンプの種類から見た場合、吸気口６側がターボ分子ポンプ部により構成され、排気口１９側がねじ溝式ポンプ部から構成されている。
【００１４】
ロータ部２４は、吸気口６側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたロータ翼２１と、排気口１９側（ねじ溝式ポンプ部）に設けられた円筒部材２９、及びシャフト１１などから構成されている。ロータ翼２１は、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して放射状に伸びたブレードから構成されており、ターボ分子ポンプ部では、これらロータ翼２１が軸線方向に複数段形成されている。
円筒部材２９は、外周面が円筒形状をした部材であり、ねじ溝式ポンプ部のロータ部２４を構成している。
シャフト１１は、ロータ部２４の軸を構成する円柱状の部材であって、その上端部にはロータ翼２１と円筒部材２９からなる部材がボルト２５によりねじ留めされている。
【００１５】
シャフト１１の軸線方向中程には、外周面に永久磁石が固着してあり、モータ部１０のロータを構成している。この永久磁石がシャフト１１の外周に形成する磁極は、外周面の半周に渡ってＮ極となり、残り半周に渡ってＳ極となるようになっている。
さらに、シャフト１１のモータ部１０に対して吸気口６側、及び排気口１９側には、シャフト１１をラジアル方向に軸支するための磁気軸受部８、１２のロータ部２４側の部分が形成されており、シャフト１１の下端には、シャフト１１を軸線方向（スラスト方向）に軸支する磁気軸受部２０のロータ部２４側の部分が形成されている。
【００１６】
また、磁気軸受部８、１２の近傍には、それぞれ変位センサ９、１３のロータ側の部分が形成されており、シャフト１１のラジアル方向の変位が検出できるようになっている。さらに、シャフト１１の下端には変位センサ１７のロータ側の部分が形成されており、シャフト１１の軸線方向の変位が検出できるようになっている。
これら、磁気軸受部８、１２及び変位センサ９、１３のロータ側の部分は、ロータ部２４の回転軸線方向に鋼板を積層した積層鋼板により構成されている。これは、磁気軸受部８、１２、変位センサ９、１３のステータ側の部分を構成するコイルが発生する磁界によって、シャフト１１に渦電流が発生するのを防ぐためである。
以上に説明したロータ部２４はステンレスやアルミニウム合金などの金属を用いて構成されている。
【００１７】
ケーシング１６の内周側には、ステータ部が形成されている。このステータ部は、吸気口６側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたステータ翼２２と、排気口１９側（ねじ溝式ポンプ部）に設けられたねじ溝スペーサ５などから構成されている。
ステータ翼２２は、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してケーシング１６の内周面からシャフト１１に向かって伸びたブレードから構成されており、ターボ分子ポンプ部では、これらステータ翼２２が軸線方向に、ロータ翼２１と互い違いに複数段形成されている。各段のステータ翼２２は、円筒形状をしたスペーサ２３により互いに隔てられている。
【００１８】
ねじ溝スペーサ５は、内周面にらせん溝７が形成された中空円柱部材である。ねじ溝スペーサ５の内周面は、所定のクリアランス（間隙）を隔てて円筒部材２９の外周面に対面するようになっている。
ねじ溝スペーサ５に形成されたらせん溝７の方向は、らせん溝７内をロータ部２４の回転方向にガスが輸送された場合、排気口１９に向かう方向である。らせん溝７の深さは排気口１９に近づくにつれ浅くなるようになっており、らせん溝７を輸送されるガスは排気口１９に近づくにつれて圧縮されるようになっている。
これらステータ部はステンレスやアルミニウム合金などの金属を用いて構成されている。
【００１９】
ベース２７は、円盤形状を有した部材であって、ラジアル方向中央には、ロータの回転軸線と同心に円筒形状を有するステータコラム１８が、吸気口６方向に取り付けられている。
ステータコラム１８は、モータ部１０、磁気軸受部８、１２、及び変位センサ９、１３のステータ側の部分を支持している。
モータ部１０では、所定の極数のステータコイルがステータコイルの内周側に等間隔で配設され、シャフト１１に形成された磁極の周囲に回転磁界を発生できるようになっている。また、ステータコイルの外周には、ステンレスなどの金属で構成された円筒部材であるカラー４９が配設されており、モータ部１０を保護している。
【００２０】
磁気軸受部８、１２は、回転軸線の回りの９０度ごとに配設されたコイルから構成されている。そして、磁気軸受部８、１２は、これらコイルの発生する磁界でシャフト１１を吸引することにより、シャフト１１をラジアル方向に磁気浮上させる。
ステータコラム１８の底部には、磁気軸受部２０が形成されている。磁気軸受部２０は、シャフト１１から張り出した円板と、この円板の上下に配設されたコイルから構成されている。これらコイルが発生する磁界がこの円板を吸引することにより、シャフト１１が軸線方向に磁気浮上する。
【００２１】
ケーシング１６の吸気口６には、ケーシング１６の外周側に張り出したフランジ６１が形成されている。
フランジ６１には、フランジ６１の厚み方向に貫通した、真空ポンプ１を真空容器２０５に固定するためのボルト６３を通すボルト貫入部１４が複数設けられている。
ボルト貫入部１４の周囲には、真空ポンプ１でロータ部２４の回転方向の衝撃が生じた場合、これを緩衝するための機構（衝撃緩衝構造）が設けられている。この機構については後ほど詳細に説明する。
また、フランジ６１には、真空容器２０５側のフランジ６２との気密性を保つためのＯリングを装着するための溝１５が形成されている。
溝１５は、フランジ６１における真空容器２０５との結合面、即ちフランジ６２との接合面と対向する面に、円周方向に延びる連続した溝部によって構成されている。
【００２２】
以上のように構成された真空ポンプ１は、以下のように動作し、真空容器２０５からガスを排出する。
まず、磁気軸受部８、１２、２０がシャフト１１を磁気浮上させることにより、ロータ部２４を非接触で空間中に軸支する。
次に、モータ部１０が作動し、ロータを所定の方向に回転させる。回転速度は例えば毎分３万回転程度である。本実施の形態では、ロータ部２４の回転方向を図２の矢線Ａ方向に見て時計回り方向とする。なお、反時計回り方向に回転するように真空ポンプ１を構成することも可能である。
ロータ部２４が回転すると、ロータ翼２１とステータ翼２２の作用により、吸気口６からガスが吸引され、下段に行くほど圧縮される。
ターボ分子ポンプ部で圧縮されたガスは、さらにねじ溝式ポンプ部で圧縮され、排気口１９から排出される。
【００２３】
図３（ａ）は、フランジ６１を図２の矢線Ａ方向に見たところを示した図である。図を簡略化するため、Ｏリング用の溝１５と真空ポンプ１の内部構造は図示していない。
また、図３（ｂ）は、図３（ａ）の破線円で示されるフランジ６１に設けられた衝撃緩衝構造の拡大図を示した図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
図に示したように、フランジ６１には同心上に所定間隔でボルト貫入部１４が複数個形成されている。それぞれのボルト貫入部１４に、ボルト６３を挿通されている。
また、図３（ｃ）に示すように、ボルト貫入部１４に挿入したボルト６３のヘッド部とフランジ６１との間に座金６４が配設（介在）されている。
【００２４】
本実施の形態に係る衝撃緩衝構造は、図３に示すように、ボルト貫入部１４の両側、即ち、フランジ６１の円周方向に沿った両側に近接して設けられた溝部５０と、溝部５０とボルト貫入部１４との間に形成された薄肉部７０と、によって構成されている。なお、溝部５０は、薄肉部を形成するための凹部として機能する。
ボルト貫入部１４に対して、ロータ部２４の回転方向側に設けられた溝部５０、即ち、図３（ｂ）、（ｃ）において、ボルト貫入部１４の左側に設けられている溝部５０は、フランジ６１における真空容器２０５（フランジ６２）の接合面の反対側の面に開口部を有する溝（凹部）である。
一方、ボルト貫入部１４に対して、ロータ部２４の回転方向の反対側に設けられた溝部５０、即ち、図３（ｂ）、（ｃ）において、ボルト貫入部１４の右側に設けられている溝部５０は、フランジ６１における真空容器２０５（フランジ６２）の接合面に開口部を有する溝である。
【００２５】
溝部５０は、フランジ６１の厚み方向の深さを有する、軸線方向（フランジ６１の厚み方向）の断面がくさび形（略Ｖ字）の溝であり、この溝の底部は円弧状に形成されている。
溝部５０の開口部は、略長方形であり、ボルト貫入部１４と対向する開口部の長辺がボルト貫入部１４に対応した円弧状に形成されている。
詳しくは、溝部５０は、開口部のボルト貫入部１４側の長辺が薄肉部７０を隔ててボルト貫入部１４に面するように配置されている。
【００２６】
さらに、溝部５０の開口部のボルト貫入部１４と対向する辺におけるＲ形状は、薄肉部７０の厚みが略均等となるように設定されている。
即ち、溝部５０における、薄肉部７０を構成する内壁面は、ボルト貫入部１４の内周壁面と同心円状になるように形成されている。
これにより、薄肉部７０は、均一の肉厚を有する壁状に形成される。
また、溝部５０の開口部の頂点（略長方形の頂点）は、円弧状に形成されている。
溝部５０における、薄肉部７０を構成する内壁面と対向する内壁面は、底部に向かって開口面積が小さくなるような勾配（テーパ）を有している。
溝部５０は、薄肉部７０を形成する機能の他、真空ポンプ１でロータ部２４の回転方向の衝撃が生じた場合における、ボルト６３の変形方向を案内する案内溝として機能する。
【００２７】
次に、このように構成されたフランジ６１の緩衝機能について説明する。
真空ポンプ１で、ロータ部２４が高速回転しているときに、これが破断するなどしてステータ部などに衝突すると、真空ポンプ１の全体をロータ部２４の回転方向に回転させようとするトルクによる衝撃が発生する。
すると、この衝撃によりフランジ６１が真空容器２０５のフランジ６２に対してロータ部２４の回転方向に滑って回転しようとする。
一方、ボルト６３の位置はフランジ６２で固定されているため（フランジ６２のボルト穴は通常の円形のボルト穴とする）、フランジ６１がロータ部２４の回転方向に回転すると、ボルト６３はボルト貫入部１４内において、他端部方向に相対的に移動することになる。
【００２８】
するとボルト６３は、ボルト貫入部１４に対して、ロータ部２４の回転方向の反対側に設けられた薄肉部７０にあたる（接触する）。
このボルト６３は真空容器２０５（フランジ６２）に固定されているため、ボルト６３は曲折する。
そして、ボルト６３が曲折されると、ボルト６３の側面が反対側の薄肉部７０にあたる。
ボルト６３と当接した薄肉部７０は、溝部５０の空間側へ傾き（歪み）変形する。このように、薄肉部７０がボルト６３と衝突して塑性変形する過程で真空ポンプ１を回転させるエネルギーが消費され、これによって衝撃が緩和される。
なお、本実施形態では、薄肉部７０をボルト貫入部１４の両側に、即ち、薄肉部７０を２つ設けるように構成されているが、配設する薄肉部７０の数は、これに限定されるものではない。例えば、いずれか一方の薄肉部７０を設けるように構成されていてもよい。
【００２９】
また、このような衝撃緩衝構造を設けることにより、真空ポンプ１でロータ部２４の回転方向の衝撃が生じた場合、溝部５０によってボルト６３の曲げ方向が案内されるため、フランジ６１とフランジ６２との接合部、即ち、真空ポンプ１と真空容器２０５との接合部における、ボルト６３の切断を抑制（防止）することができる。
これにより、ボルト６３が破断して真空ポンプ１が真空容器２０５から脱落するような不具合を防止することができる。
【００３０】
ところで、物体が荷重を受けたとき荷重に応じて物体の内部に生ずる抵抗力、即ち応力は、形状変化の激しい部位に集中する。
しかしながら、本実施の形態では、溝部５０の溝の底部や、溝部５０の開口部など応力の集中しやすい部位を円弧状に形成することにより、これらの部位に集中する応力の度合いを積極的に軽減させることができるように構成されている。
これにより、薄肉部７０が変形する前に、即ち、薄肉部７０において衝撃を緩衝する（エネルギーを吸収する）前に、応力集中により亀裂が生じて薄肉部７０が破壊されてしまうことを抑制することができる。
【００３１】
なお、溝部５０は、上述したような（図３に示すような）開口部の長辺が円弧状の長方形の溝に限定されるものではなく、ボルト貫入部１４との間に衝撃吸収のための薄肉部７０を形成することが可能であり、かつ、変形した際の薄肉部７０やボルト６３の逃げ領域（逃げ空間）を確保することができる形状であればよい。
次に、溝部５０の変形例について具体的に説明する。
【００３２】
図４（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
図４に示す変形例では、ボルト貫入部１４の両側、即ち、フランジ６１の円周方向に沿った両側に近接して設けられる溝部５１の開口部が三日月型（三日月状）に形成されている。
詳しくは、溝部５１は、開口部の三日月型の凹部が薄肉部７０を隔ててボルト貫入部１４に面するように配置されている。
さらに、溝部５１の開口部の三日月型の凹部におけるＲ形状は、薄肉部７０の厚みが略均等となるように設定されている。
このように構成されたフランジ６１を用いた真空ポンプ１に、ロータ部２４の回転方向の大きなトルクが作用すると、ボルト貫入部１４に挿通されたボルト６３により、薄肉部７０が圧迫されて塑性変形する。これにより回転エネルギーが吸収され衝撃が緩衝される。
【００３３】
図５（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
また、図６（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
溝部５０、５１は、上述したような（図３、図４に示すような）底部が円弧状の溝に限定されるものではなく、応力が集中しにくい、即ち形状変化が比較的緩やかな構造であればよい。
例えば、図５に示すような、底部が平らに形成された溝部５０’や、図６に示すような底部が平らに形成された溝部５１’をフランジ６１に設けるようにしてもよい。
なお、溝部５０’、５１’における溝の底面と側面との境界は、形状変化が激しくならないように、径の小さな円弧状であることが好ましい。
このように、溝部５０’、５１’の底部を平ら（平坦）にすることにより、溝の底部に集中する応力の度合いを積極的に軽減させることができる。
【００３４】
ここで、上述したような溝部５０、５０’、５１、５１’をフランジ６１に形成する加工方法について説明する。
図７は、フランジ６１の切削加工の方法を説明するための図である。
本実施形態に係る溝部５０、５０’、５１、５１’は、外周面及び端面に切れ刃がある、柄のついたフライス、即ちエンドミルを用いた切削加工を施すことにより容易に形成することができる。
詳しくは、図３に示す溝部５０や、図４に示す溝部５１のように、溝の底部が円弧状である場合には、図７（ａ）に示すような、先端が半球状のボールエンドミルを使用して加工する。
一方、図５に示す溝部５０’や、図６に示す溝部５１’のように、溝の底部が平坦状である場合には、図７（ｂ）に示すような、先端が平らなフラットエンドミルを使用して加工する。なお、底面と側面との境界部（隅部）のコーナＲ仕上げを容易に施すために、ラジアスエンドミルを使用してもよい。
【００３５】
はじめに、エンドミルをフランジ６１面に対して垂直に入れた後、エンドミルをフランジ６１面に対して水平に移動させて、湾曲した長穴形状の孔を形成し、薄肉部７０を設ける。
続いて、エンドミルの先端部における、フランジ６１面に対する垂直方向の高さはそのままで、エンドミルの後部を傾斜させて、テーパ形状の内側壁を形成する。
なお、溝部５０、５０’を加工する際には、エンドミルを一定の傾斜角を保持しながら、エンドミルをフランジ６１面に対して水平に移動させる。
一方、溝部５１、５１’を加工する際には、エンドミルの傾斜角を変化させながらエンドミルをフランジ６１面に対して水平に移動させて三日月型の開口部を形成する。
【００３６】
図８（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
また、図９（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
上述した実施形態では、溝部５０、５１を設けることによって、エネルギーを吸収させるための薄肉部７０を形成するように構成されている。しかしながら、薄肉部７０を形成する方法はこれに限定されるものではない。
【００３７】
例えば、図８に示すように、溝部５０をフランジ６１の厚み方向に貫通させた貫通孔５２を、溝部５０と同様にボルト貫入部１４の両側に設けて、ボルト貫入部１４と貫通孔５２との間に薄肉部７１を形成するようにしてもよい。
また、図９に示すように、溝部５１をフランジ６１の厚み方向に貫通させた貫通孔５３を、溝部５１と同様にボルト貫入部１４の両側に設けて、ボルト貫入部１４と貫通孔５３との間に薄肉部７１を形成するようにしてもよい。
なお、貫通孔５２、５３における薄肉部７１を構成する内壁面と対向する内壁面は、溝部５０、５１と同様に、勾配（テーパ）を有しており、衝撃が生じた場合におけるボルト６３の変形方向を案内する案内孔として機能する。
【００３８】
貫通孔５２、５３は、底部の形状を考慮することなく加工をできるため、衝撃緩衝構造（薄肉部７１など）を形成する際の加工時間の短縮化を図ることができる。
詳しくは、はじめに、ドリルなどを用いてフランジ６１面に対して垂直（厚み方向）に貫通する孔を形成し、その後、溝部５０、５１と同様に、傾斜させたエンドミルを使用して貫通孔５２、５３のテーパ部を加工する。
【００３９】
図１０（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
また、図１１（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
上述した実施形態では、溝部５０または溝部５１を、それぞれフランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面と、この接合面の反対側の面の双方の端面に設けるように構成されている。しかしながら、溝部５０、５１は、必ずしもフランジ６１の双方の端面に設ける必要はない。
【００４０】
真空ポンプ１には、図２に示すように、フランジ６１に、真空容器２０５側のフランジ６２との気密性を保つためのＯリングを装着するための溝１５が形成されている。
フランジ６１上において、Ｏリングの嵌め込み溝１５、即ちＯリングの取り付け部に、制約（制限）されることなく衝撃緩衝構造を設けるために、例えば、図１０に示すように、フランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面の反対側の面にのみ溝部５０を構成するようにしてもよい。
同様に、例えば、図１１に示すように、フランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面の反対側の面にのみ溝部５１を構成するようにしてもよい。
このように、それぞれフランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面上に溝部５０、５１を形成することを避けることにより、従来通り適切な位置にＯリングを配設することができる。
【００４１】
図１２（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の破線円で示されるフランジ６１に設けられた衝撃緩衝構造の拡大図を示した図であり、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）におけるβ−β’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
上述した溝部５０、５１、は、円周方向に沿ったボルト貫入部１４の両側に設けられているが、溝部５０、５１を設ける位置は、これに限定されるものではない。
例えば、図１２に示すように、薄肉部７２を形成するための溝部５４、５５を、ラジアル方向（半径方向）に沿ったボルト貫入部１４の両側に設けるようにしてもよい。
このように、フランジ６１の径方向に溝部５４、５５を配置する場合は、フランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面の反対側の面にのみこれらの溝部５４、５５を設けることが望ましい。
これは、フランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面に、Ｏリングを装着するための十分な領域を確保するためである。
【００４２】
溝部５４は、フランジ６１において、ボルト貫入部１４の形成部位より径方向外側の位置に設けられた凹溝であり、上述した溝部５０と同様の形状を有する。
溝部５５は、フランジ６１において、ボルト貫入部１４の形成部位より径方向内側の位置に設けられた凹溝であり、溝部５５の開口部のボルト貫入部１４と対向する辺におけるＲ形状は、薄肉部７２の厚みが略均等となるように設定されている。
即ち、溝部５５における、薄肉部７２を構成する内壁面は、ボルト貫入部１４の内周壁面と同心円状になるように形成されている。
これにより、薄肉部７２は、均一の肉厚を有する壁状に形成される。
一方、溝部５５における、薄肉部７２を構成する内壁面と対向する内壁面は、ケーシング１６の外周壁と等しくなるように形成されている。
このように、ケーシング１６の外周壁の近傍に未加工部を残さないように溝部５５を加工することにより、例えば、ケーシング１６を外側へ膨らませる方向にトルクによる衝撃を受けた場合における、座金６４の引っ掛かりを防止することができるため、フランジ６１が不適切な方向へ移動してしまうことを抑制することができる。
【００４３】
図１３（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるβ−β’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
フランジ６１の径方向に溝部５５、５６を配置する場合においても、溝部の形状は、開口部の長辺が円弧状の長方形の溝に限定されるものではなく、例えば、図１３に示すように、溝部５１と同様の開口部が三日月型（三日月状）の凹溝によって構成するようにしてもよい。
【００４４】
図１４は、真空ポンプ１のフランジ６１と真空容器２０５のフランジ６２との結合状態の一例を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
図１、図１４に示すように、本実施形態に係る真空ポンプ１は、吸気口端に設けられているフランジ６１と、真空容器２０５の排気口端に設けられているフランジ６２とが、締結手段（結合手段）として機能するボルト６３を用いて結合されている。
詳しくは、少なくとも先端部にねじ山が設けられたボルト６３を、座金６４を取り付けた後、フランジ６１に設けられたボルト貫入部１４に挿通する。そしてボルト６３の先端をフランジ６２に設けられたねじ穴６５にねじ留めすることにより、フランジ６１をフランジ６２に固定するように構成されている。
【００４５】
また、図１４に示すように、ボルト６３は、フランジ６１とフランジ６２との接合部（接合部付近の領域）におけるねじ山が予め削られているボルト、例えば、伸びボルトを用いることが好ましい。
このような形状のボルト６３を用いることにより、真空ポンプ１の全体をロータ部２４の回転方向に回転させようとするトルクが作用した際に、即ち、ボルト６３がフランジ６１に接触した際に、ねじ部での応力集中を低減（抑制）させることができる。
また、フランジ６１とフランジ６２との接合部領域におけるねじ部の応力集中を抑制するために、接合部周辺におけるボルトを配設する孔の径を、挿通するボルトの径より大きく形成するようにしてもよい。
【００４６】
図１５は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図である。
上述した本実施の形態に係る衝撃緩衝構造では、薄肉部を設けるための溝部を直接フランジ６１に形成する構成について説明した。
フランジ６１と真空ポンプ１のケーシング１６は、一体形成されているため、ケーシング１６のサイズが大型になるほど、衝撃緩衝構造（溝部、薄肉部）を加工する際の作業性が低下してしまう。
そこで、衝撃緩衝構造を加工（形成）する際の作業性を向上させるために、図１５に示すような、フランジ６１とは別に形成された緩衝部材９０を用いるようにしてもよい。
【００４７】
詳しくは、図１５に示すように、フランジ６１に設けられたボルト貫入部１４のフランジ６１の円周方向における両側に、フランジ６１の半径方向に延びる長方形の開口部を有する嵌入口８０を設け、これらの嵌入口８０へ緩衝部材９０を嵌め込む。
緩衝部材９０には、フランジ６１の厚み方向の深さを有する、軸線方向（フランジ６１の厚み方向）の断面がくさび形（略Ｖ字）の溝部５７が設けられている。
溝部５７は、フランジ６１の半径方向に延びるように形成されており、また、この溝の底部は円弧状に形成されている。
緩衝部材９０の厚み方向の長さは、少なくとも、嵌入口８０の深さ方向の長さと同等か、または短くなるように構成されていることが好ましい。
【００４８】
溝部５７におけるボルト貫入部１４側の内壁面は、緩衝部材９０の外側面と平行になるように形成され、他方の内壁面は、底部に向かって開口面積が小さくなるような勾配（テーパ）を状に形成されている。
緩衝部材９０は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅などの金属部材を加工することにより形成することができる。
なお、嵌入口８０に嵌め込まれた緩衝部材９０は、フランジ６１からの脱落を防止するために、接着剤等を用いて固定されている。
緩衝部材９０は、小さな形状であるため、例えば、型成型やプレス加工により容易に形成することができる。これにより、製造コストの削減を図ることができる。
【００４９】
図１６は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図である。
フランジ６１とは別に形成された部材を用いて衝撃緩衝構造を構成する方法は、上述した、溝部５７が設けられた緩衝部材９０を用いる方法に限定されるものではない。
例えば、図１６に示すように、フランジ６１とは別の部材で形成された、ボルト貫入部５８及び溝部５９が設けられた緩衝部材９１を、フランジ６１に形成された、フランジ６１の円周方向に延びる長方形の開口部を有する嵌入口８１に嵌め込むようにしてもよい。
緩衝部材９１には、その中央部にボルト６３を挿通ためのボルト貫入部５８が形成されている。
また、緩衝部材９１には、上述した溝部５７と同様の形状を有する溝部５９がボルト貫入部５８の両側に設けられている。
緩衝部材９１もまた、小さな形状であるため、例えば、型成型やプレス加工により容易に形成することができる。これにより、製造コストの削減を図ることができる。
【００５０】
上述した実施形態では、溝部５０は、底部に向かって開口面積が小さくなるような勾配（テーパ）を有する形状であるが、薄肉部７０を形成するための溝部の形状はこれに限定されるものではない。
例えば、図１７に示すような、開口面積が変化しない形状（断面がコの字型）であり、内壁面（内側面）１０１と底面１０２との境界部１０３が円弧状に形成された溝部６０であってもよい。
このように、溝部６０の内壁面（内側面）と底面との境界部を円弧状に形成することにより、底部に集中する応力の度合いを積極的に軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施の形態に係る真空ポンプと真空容器への結合形態の一例を示した図である。
【図２】本実施の形態の真空ポンプの軸線方向の断面図を示した図である。
【図３】（ａ）はフランジを図２の矢線Ａ方向に見たところを示した図であり、（ｂ）は（ａ）の破線円で示されるフランジに設けられた衝撃緩衝構造の拡大図を示した図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図４】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図５】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図６】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図７】フランジの切削加工の方法を説明するための図である。
【図８】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図９】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図１０】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図１１】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図１２】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）の破線円で示されるフランジに設けられた衝撃緩衝構造の拡大図を示した図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるβ−β’部の断面を示した図である。
【図１３】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるβ−β’部の断面を示した図である。
【図１４】真空ポンプのフランジと真空容器のフランジとの結合状態の一例を示した図である。
【図１５】衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図である。
【図１６】衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図である。
【図１７】衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 真空ポンプ
５ ねじ溝スペーサ
６ 吸気口
７ らせん溝
８ 磁気軸受部
９ 変位センサ
１０ モータ部
１１ シャフト
１４ ボルト貫入部
１５ 溝
１６ ケーシング
１７ 変位センサ
１８ ステータコラム
１９ 排気口
２０ 磁気軸受部
２１ ロータ翼
２２ ステータ翼
２３ スペーサ
２４ ロータ部
２５ ボルト
２７ ベース
２９ 円筒部材
４９ カラー
５０、５１、５４〜５７、５９、６０ 溝部
５２、５３ 貫通孔
５８ ボルト貫入部
６１、６２ フランジ
６３ ボルト
６４ 座金
６５ ねじ穴
７０〜７２ 薄肉部
８０、８１ 嵌入口
９０、９１ 緩衝部材
２０５ 真空容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプ、及びフランジに関し、例えば、真空容器の排気に用いる真空ポンプとそのフランジに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプやねじ溝式ポンプなどの真空ポンプは、例えば、半導体製造装置の排気や、電子顕微鏡などの高真空を要する真空容器に多用されている。
これら真空ポンプの吸気口には、フランジが設けられており、真空容器の排気口にボルトなどで固定できるようになっている。このフランジと真空容器の排気口の間にはＯリングやガスケットなどが挟んであり、真空ポンプと真空容器との間の気密性が保たれるようになっている。
【０００３】
真空ポンプの内部には、回転自在に軸支され、モータ部により高速回転が可能なロータ部と、真空ポンプのケーシングに固定されたステータ部が設けられている。
真空ポンプは、ロータ部が高速回転することにより、ロータ部とステータ部が排気作用を発揮する。そして、この排気作用により、真空ポンプの吸気口より気体が吸引され、排気口から排気される。
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小さい領域）にて気体を排気する。分子流領域で排気能力を発揮するためには、ロータ部は、例えば毎分３万回転程度の高速回転を行う必要がある。
【０００４】
ところで、真空ポンプの運転中に何らかのトラブルが発生し、ロータ部がステータ部やその他の真空ポンプ内の固定した部材に衝突した場合、ロータ部の角運動量がステータ部や固定部材に伝達し、真空ポンプ全体をロータ部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、フランジを通じて真空容器にも大きな応力を及ぼす。
このようなトルクによる衝撃を緩和するための技術が下記の特許文献に提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１８０２３３公報
【０００５】
特許文献１には、分子ポンプの吸気口端に配設されたフランジに、ロータの回転トルクによる衝撃の影響を緩和する変形部を設ける技術が提案されている。
詳しくは、吸気口フランジに穿設されたボルトの貫通孔の両側にＶ字型の切込部を設けて肉薄部を形成し、衝撃を受けた際にこの肉薄部を変形させることによりエネルギーを吸収させる構造を有する分子ポンプが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような先端の尖ったＶ字型の切込部を設ける際には、例えば、放電加工などの特殊な加工技術を必要とするため、加工コストが高くなってしまう。
また、特許文献１に記載されているような先端の尖ったＶ字型の切込部を設けた場合には、衝撃を受けた際に切込部の先端に応力が集中してそこから亀裂が生じ、肉薄部が変形する前に破壊してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、より安価な加工方法を用いて形成することが可能であり、衝撃を受けた際の応力集中を適切に抑制することができる緩衝構造を備えた真空ポンプ及びフランジ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】
【０００８】
請求項１記載の発明では、円筒形状のケーシングと、前記ケーシング内に形成されたステータ部と、前記ステータ部内に配設されたシャフトと、前記シャフトを前記ステータ部に対して回転自在に軸支する軸受と、前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、前記シャフトを駆動して回転させるモータと、前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、底部に向かって開口面積が小さくなる凹部と、を有する、前記ケーシングの端部に形成されたフランジと、を備えた真空ポンプであり、前記凹部は、底部が非鋭角形状であることにより前記目的を達成する。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の真空ポンプにおいて、前記凹部の底部は、円弧状または平坦に形成されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の真空ポンプにおいて、前記凹部は、前記フランジにおける、前記被固定部材との接合面の反対側の面に形成されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項３記載の真空ポンプにおいて、前記凹部は、前記ケーシングと前記ボルト貫入部との間に形成され、開口部の端部の少なくとも一部が前記ケーシングの外周と一致することを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の真空ポンプにおいて、前記ボルト貫入部に配設されるボルトは、前記被固定部材と前記フランジとの境界に位置する部分において、ねじ山が形成されていないことを特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項１から請求項５のいずれか一の請求項に記載の真空ポンプにおいて、少なくとも前記凹部が設けられた領域は、前記フランジの本体と別部品で構成されていることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、真空ポンプのケーシングの端部を被固定部材に接続するためのフランジであって、前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、底部に向かって開口面積が小さくなる凹部と、を具備し、前記凹部は、底部が非鋭角形状であることにより前記目的を達成する。
請求項８記載の発明では、請求項７記載のフランジにおいて、前記凹部の底部は、円弧状または平坦に形成されていることを特徴とする。
請求項９記載の発明では、円筒形状のケーシングと、前記ケーシング内に形成されたステータ部と、前記ステータ部内に配設されたシャフトと、前記シャフトを前記ステータ部に対して回転自在に軸支する軸受と、前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、前記シャフトを駆動して回転させるモータと、前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、凹部と、を有する、前記ケーシングの端部に形成されたフランジと、を備えた真空ポンプであり、前記凹部は、内壁面と底面との境界部が円弧状であることにより前記目的を達成する。
請求項１０記載の発明では、真空ポンプのケーシングの端部を被固定部材に接続するためのフランジであって、前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた凹部と、を具備し、前記凹部は、内壁面と底面との境界部が円形状であることにより前記目的を達成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、薄肉部を形成するための凹部の底部を非鋭角形状に形成することにより、また、凹部の内壁面と底面との境界部を円弧状に形成することにより、凹部の底部における応力の集中を低減させることができる。
これにより、真空ポンプが衝撃を受けた際、エネルギーを吸収する前に、薄肉部が破壊してしまうことを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図１６を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る真空ポンプ１と真空容器２０５への結合形態の一例を示した図である。
真空ポンプ１は、高速回転するロータ部と、固定されたステータ部との排気作用により、排気機能を発揮する真空ポンプであって、ターボ分子ポンプ、ねじ溝式ポンプ、あるいはこれら両方の構造を併せ持った複合翼タイプなどがある。
真空ポンプ１の吸気口には、真空ポンプ１を真空容器２０５と結合するためのフランジ６１が外周側に張り出すように形成され、排気側には排気口１９が設けられている。
真空容器２０５は、半導体製造装置や電子顕微鏡の鏡塔などの真空装置を構成しており、真空容器２０５の排気口には、真空ポンプ１を取り付けるためのフランジ６２が設けられている。
なお、真空容器２０５は、真空ポンプ１に対する被固定部材として機能する。
【００１１】
フランジ６１には、厚み方向に貫通した複数のボルト貫入部１４が円周等分８個所に形成されている。
フランジ６２には、フランジ６１に設けられたボルト貫入部１４と対応する位置（同じ位置）に、ボルトを締結するためのねじ溝が内側面に設けられたねじ穴が形成されている。
そして、フランジ６１のボルト貫入部１４にボルト６３を挿通し、これらボルト６３をフランジ６２のねじ穴に締め付けることにより、真空ポンプ１は真空容器２０５の下部に取り付けられ固定される。
真空容器２０５内の気体は、真空ポンプ１の吸気口から吸引され、排気口１９から排出される。これにより、例えば、半導体製造のための反応ガスやその他のガスを真空容器２０５から排出することができる。
【００１２】
なお、図の例では、真空容器２０５の下部に真空ポンプ１を取り付け、真空ポンプが真空容器２０５からつり下げられた形になっているが、真空ポンプ１の取り付け位置はこれに限定するものではなく、真空ポンプ１を横にして真空容器２０５の横に取り付けたり、あるいは、真空ポンプ１の吸気口を下側にして真空容器２０５の上部に取り付けることもできる。
さらに、真空容器２０５の排気口と真空ポンプ１の吸気口の間に排気ガスの流量を調節するための弁を設ける場合もある。
また、排気口１９は、一般にロータリーポンプなどの粗引き用ポンプに接続されている。
【００１３】
図２は、本実施の形態の真空ポンプ１の軸線方向の断面図を示した図である。
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部とねじ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合翼タイプの真空ポンプを例にとり説明する。
真空ポンプ１の外装体を形成するケーシング１６は、円筒状の形状をしており、ケーシング１６の底部に設けられた円盤状のベース２７と共に真空ポンプ１の筐体を構成している。そして、ケーシング１６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が収納されている。
これら排気機能を発揮する構造物は、大きく分けて回転自在に軸支されたロータ部２４とケーシング１６に対して固定されたステータ部から構成されている。
また、ポンプの種類から見た場合、吸気口６側がターボ分子ポンプ部により構成され、排気口１９側がねじ溝式ポンプ部から構成されている。
【００１４】
ロータ部２４は、吸気口６側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたロータ翼２１と、排気口１９側（ねじ溝式ポンプ部）に設けられた円筒部材２９、及びシャフト１１などから構成されている。ロータ翼２１は、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して放射状に伸びたブレードから構成されており、ターボ分子ポンプ部では、これらロータ翼２１が軸線方向に複数段形成されている。
円筒部材２９は、外周面が円筒形状をした部材であり、ねじ溝式ポンプ部のロータ部２４を構成している。
シャフト１１は、ロータ部２４の軸を構成する円柱状の部材であって、その上端部にはロータ翼２１と円筒部材２９からなる部材がボルト２５によりねじ留めされている。
【００１５】
シャフト１１の軸線方向中程には、外周面に永久磁石が固着してあり、モータ部１０のロータを構成している。この永久磁石がシャフト１１の外周に形成する磁極は、外周面の半周に渡ってＮ極となり、残り半周に渡ってＳ極となるようになっている。
さらに、シャフト１１のモータ部１０に対して吸気口６側、及び排気口１９側には、シャフト１１をラジアル方向に軸支するための磁気軸受部８、１２のロータ部２４側の部分が形成されており、シャフト１１の下端には、シャフト１１を軸線方向（スラスト方向）に軸支する磁気軸受部２０のロータ部２４側の部分が形成されている。
【００１６】
また、磁気軸受部８、１２の近傍には、それぞれ変位センサ９、１３のロータ側の部分が形成されており、シャフト１１のラジアル方向の変位が検出できるようになっている。さらに、シャフト１１の下端には変位センサ１７のロータ側の部分が形成されており、シャフト１１の軸線方向の変位が検出できるようになっている。
これら、磁気軸受部８、１２及び変位センサ９、１３のロータ側の部分は、ロータ部２４の回転軸線方向に鋼板を積層した積層鋼板により構成されている。これは、磁気軸受部８、１２、変位センサ９、１３のステータ側の部分を構成するコイルが発生する磁界によって、シャフト１１に渦電流が発生するのを防ぐためである。
以上に説明したロータ部２４はステンレスやアルミニウム合金などの金属を用いて構成されている。
【００１７】
ケーシング１６の内周側には、ステータ部が形成されている。このステータ部は、吸気口６側（ターボ分子ポンプ部）に設けられたステータ翼２２と、排気口１９側（ねじ溝式ポンプ部）に設けられたねじ溝スペーサ５などから構成されている。
ステータ翼２２は、シャフト１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜してケーシング１６の内周面からシャフト１１に向かって伸びたブレードから構成されており、ターボ分子ポンプ部では、これらステータ翼２２が軸線方向に、ロータ翼２１と互い違いに複数段形成されている。各段のステータ翼２２は、円筒形状をしたスペーサ２３により互いに隔てられている。
【００１８】
ねじ溝スペーサ５は、内周面にらせん溝７が形成された中空円柱部材である。ねじ溝スペーサ５の内周面は、所定のクリアランス（間隙）を隔てて円筒部材２９の外周面に対面するようになっている。
ねじ溝スペーサ５に形成されたらせん溝７の方向は、らせん溝７内をロータ部２４の回転方向にガスが輸送された場合、排気口１９に向かう方向である。らせん溝７の深さは排気口１９に近づくにつれ浅くなるようになっており、らせん溝７を輸送されるガスは排気口１９に近づくにつれて圧縮されるようになっている。
これらステータ部はステンレスやアルミニウム合金などの金属を用いて構成されている。
【００１９】
ベース２７は、円盤形状を有した部材であって、ラジアル方向中央には、ロータの回転軸線と同心に円筒形状を有するステータコラム１８が、吸気口６方向に取り付けられている。
ステータコラム１８は、モータ部１０、磁気軸受部８、１２、及び変位センサ９、１３のステータ側の部分を支持している。
モータ部１０では、所定の極数のステータコイルがステータコイルの内周側に等間隔で配設され、シャフト１１に形成された磁極の周囲に回転磁界を発生できるようになっている。また、ステータコイルの外周には、ステンレスなどの金属で構成された円筒部材であるカラー４９が配設されており、モータ部１０を保護している。
【００２０】
磁気軸受部８、１２は、回転軸線の回りの９０度ごとに配設されたコイルから構成されている。そして、磁気軸受部８、１２は、これらコイルの発生する磁界でシャフト１１を吸引することにより、シャフト１１をラジアル方向に磁気浮上させる。
ステータコラム１８の底部には、磁気軸受部２０が形成されている。磁気軸受部２０は、シャフト１１から張り出した円板と、この円板の上下に配設されたコイルから構成されている。これらコイルが発生する磁界がこの円板を吸引することにより、シャフト１１が軸線方向に磁気浮上する。
【００２１】
ケーシング１６の吸気口６には、ケーシング１６の外周側に張り出したフランジ６１が形成されている。
フランジ６１には、フランジ６１の厚み方向に貫通した、真空ポンプ１を真空容器２０５に固定するためのボルト６３を通すボルト貫入部１４が複数設けられている。
ボルト貫入部１４の周囲には、真空ポンプ１でロータ部２４の回転方向の衝撃が生じた場合、これを緩衝するための機構（衝撃緩衝構造）が設けられている。この機構については後ほど詳細に説明する。
また、フランジ６１には、真空容器２０５側のフランジ６２との気密性を保つためのＯリングを装着するための溝１５が形成されている。
溝１５は、フランジ６１における真空容器２０５との結合面、即ちフランジ６２との接合面と対向する面に、円周方向に延びる連続した溝部によって構成されている。
【００２２】
以上のように構成された真空ポンプ１は、以下のように動作し、真空容器２０５からガスを排出する。
まず、磁気軸受部８、１２、２０がシャフト１１を磁気浮上させることにより、ロータ部２４を非接触で空間中に軸支する。
次に、モータ部１０が作動し、ロータを所定の方向に回転させる。回転速度は例えば毎分３万回転程度である。本実施の形態では、ロータ部２４の回転方向を図２の矢線Ａ方向に見て時計回り方向とする。なお、反時計回り方向に回転するように真空ポンプ１を構成することも可能である。
ロータ部２４が回転すると、ロータ翼２１とステータ翼２２の作用により、吸気口６からガスが吸引され、下段に行くほど圧縮される。
ターボ分子ポンプ部で圧縮されたガスは、さらにねじ溝式ポンプ部で圧縮され、排気口１９から排出される。
【００２３】
図３（ａ）は、フランジ６１を図２の矢線Ａ方向に見たところを示した図である。図を簡略化するため、Ｏリング用の溝１５と真空ポンプ１の内部構造は図示していない。
また、図３（ｂ）は、図３（ａ）の破線円で示されるフランジ６１に設けられた衝撃緩衝構造の拡大図を示した図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
図に示したように、フランジ６１には同心上に所定間隔でボルト貫入部１４が複数個形成されている。それぞれのボルト貫入部１４に、ボルト６３を挿通されている。
また、図３（ｃ）に示すように、ボルト貫入部１４に挿入したボルト６３のヘッド部とフランジ６１との間に座金６４が配設（介在）されている。
【００２４】
本実施の形態に係る衝撃緩衝構造は、図３に示すように、ボルト貫入部１４の両側、即ち、フランジ６１の円周方向に沿った両側に近接して設けられた溝部５０と、溝部５０とボルト貫入部１４との間に形成された薄肉部７０と、によって構成されている。なお、溝部５０は、薄肉部を形成するための凹部として機能する。
ボルト貫入部１４に対して、ロータ部２４の回転方向側に設けられた溝部５０、即ち、図３（ｂ）、（ｃ）において、ボルト貫入部１４の左側に設けられている溝部５０は、フランジ６１における真空容器２０５（フランジ６２）の接合面の反対側の面に開口部を有する溝（凹部）である。
一方、ボルト貫入部１４に対して、ロータ部２４の回転方向の反対側に設けられた溝部５０、即ち、図３（ｂ）、（ｃ）において、ボルト貫入部１４の右側に設けられている溝部５０は、フランジ６１における真空容器２０５（フランジ６２）の接合面に開口部を有する溝である。
【００２５】
溝部５０は、フランジ６１の厚み方向の深さを有する、軸線方向（フランジ６１の厚み方向）の断面がくさび形（略Ｖ字）の溝であり、この溝の底部は円弧状に形成されている。
溝部５０の開口部は、略長方形であり、ボルト貫入部１４と対向する開口部の長辺がボルト貫入部１４に対応した円弧状に形成されている。
詳しくは、溝部５０は、開口部のボルト貫入部１４側の長辺が薄肉部７０を隔ててボルト貫入部１４に面するように配置されている。
【００２６】
さらに、溝部５０の開口部のボルト貫入部１４と対向する辺におけるＲ形状は、薄肉部７０の厚みが略均等となるように設定されている。
即ち、溝部５０における、薄肉部７０を構成する内壁面は、ボルト貫入部１４の内周壁面と同心円状になるように形成されている。
これにより、薄肉部７０は、均一の肉厚を有する壁状に形成される。
また、溝部５０の開口部の頂点（略長方形の頂点）は、円弧状に形成されている。
溝部５０における、薄肉部７０を構成する内壁面と対向する内壁面は、底部に向かって開口面積が小さくなるような勾配（テーパ）を有している。
溝部５０は、薄肉部７０を形成する機能の他、真空ポンプ１でロータ部２４の回転方向の衝撃が生じた場合における、ボルト６３の変形方向を案内する案内溝として機能する。
【００２７】
次に、このように構成されたフランジ６１の緩衝機能について説明する。
真空ポンプ１で、ロータ部２４が高速回転しているときに、これが破断するなどしてステータ部などに衝突すると、真空ポンプ１の全体をロータ部２４の回転方向に回転させようとするトルクによる衝撃が発生する。
すると、この衝撃によりフランジ６１が真空容器２０５のフランジ６２に対してロータ部２４の回転方向に滑って回転しようとする。
一方、ボルト６３の位置はフランジ６２で固定されているため（フランジ６２のボルト穴は通常の円形のボルト穴とする）、フランジ６１がロータ部２４の回転方向に回転すると、ボルト６３はボルト貫入部１４内において、他端部方向に相対的に移動することになる。
【００２８】
するとボルト６３は、ボルト貫入部１４に対して、ロータ部２４の回転方向の反対側に設けられた薄肉部７０にあたる（接触する）。
このボルト６３は真空容器２０５（フランジ６２）に固定されているため、ボルト６３は曲折する。
そして、ボルト６３が曲折されると、ボルト６３の側面が反対側の薄肉部７０にあたる。
ボルト６３と当接した薄肉部７０は、溝部５０の空間側へ傾き（歪み）変形する。このように、薄肉部７０がボルト６３と衝突して塑性変形する過程で真空ポンプ１を回転させるエネルギーが消費され、これによって衝撃が緩和される。
なお、本実施形態では、薄肉部７０をボルト貫入部１４の両側に、即ち、薄肉部７０を２つ設けるように構成されているが、配設する薄肉部７０の数は、これに限定されるものではない。例えば、いずれか一方の薄肉部７０を設けるように構成されていてもよい。
【００２９】
また、このような衝撃緩衝構造を設けることにより、真空ポンプ１でロータ部２４の回転方向の衝撃が生じた場合、溝部５０によってボルト６３の曲げ方向が案内されるため、フランジ６１とフランジ６２との接合部、即ち、真空ポンプ１と真空容器２０５との接合部における、ボルト６３の切断を抑制（防止）することができる。
これにより、ボルト６３が破断して真空ポンプ１が真空容器２０５から脱落するような不具合を防止することができる。
【００３０】
ところで、物体が荷重を受けたとき荷重に応じて物体の内部に生ずる抵抗力、即ち応力は、形状変化の激しい部位に集中する。
しかしながら、本実施の形態では、溝部５０の溝の底部や、溝部５０の開口部など応力の集中しやすい部位を円弧状に形成することにより、これらの部位に集中する応力の度合いを積極的に軽減させることができるように構成されている。
これにより、薄肉部７０が変形する前に、即ち、薄肉部７０において衝撃を緩衝する（エネルギーを吸収する）前に、応力集中により亀裂が生じて薄肉部７０が破壊されてしまうことを抑制することができる。
【００３１】
なお、溝部５０は、上述したような（図３に示すような）開口部の長辺が円弧状の長方形の溝に限定されるものではなく、ボルト貫入部１４との間に衝撃吸収のための薄肉部７０を形成することが可能であり、かつ、変形した際の薄肉部７０やボルト６３の逃げ領域（逃げ空間）を確保することができる形状であればよい。
次に、溝部５０の変形例について具体的に説明する。
【００３２】
図４（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
図４に示す変形例では、ボルト貫入部１４の両側、即ち、フランジ６１の円周方向に沿った両側に近接して設けられる溝部５１の開口部が三日月型（三日月状）に形成されている。
詳しくは、溝部５１は、開口部の三日月型の凹部が薄肉部７０を隔ててボルト貫入部１４に面するように配置されている。
さらに、溝部５１の開口部の三日月型の凹部におけるＲ形状は、薄肉部７０の厚みが略均等となるように設定されている。
このように構成されたフランジ６１を用いた真空ポンプ１に、ロータ部２４の回転方向の大きなトルクが作用すると、ボルト貫入部１４に挿通されたボルト６３により、薄肉部７０が圧迫されて塑性変形する。これにより回転エネルギーが吸収され衝撃が緩衝される。
【００３３】
図５（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
また、図６（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
溝部５０、５１は、上述したような（図３、図４に示すような）底部が円弧状の溝に限定されるものではなく、応力が集中しにくい、即ち形状変化が比較的緩やかな構造であればよい。
例えば、図５に示すような、底部が平らに形成された溝部５０’や、図６に示すような底部が平らに形成された溝部５１’をフランジ６１に設けるようにしてもよい。
なお、溝部５０’、５１’における溝の底面と側面との境界は、形状変化が激しくならないように、径の小さな円弧状であることが好ましい。
このように、溝部５０’、５１’の底部を平ら（平坦）にすることにより、溝の底部に集中する応力の度合いを積極的に軽減させることができる。
【００３４】
ここで、上述したような溝部５０、５０’、５１、５１’をフランジ６１に形成する加工方法について説明する。
図７は、フランジ６１の切削加工の方法を説明するための図である。
本実施形態に係る溝部５０、５０’、５１、５１’は、外周面及び端面に切れ刃がある、柄のついたフライス、即ちエンドミルを用いた切削加工を施すことにより容易に形成することができる。
詳しくは、図３に示す溝部５０や、図４に示す溝部５１のように、溝の底部が円弧状である場合には、図７（ａ）に示すような、先端が半球状のボールエンドミルを使用して加工する。
一方、図５に示す溝部５０’や、図６に示す溝部５１’のように、溝の底部が平坦状である場合には、図７（ｂ）に示すような、先端が平らなフラットエンドミルを使用して加工する。なお、底面と側面との境界部（隅部）のコーナＲ仕上げを容易に施すために、ラジアスエンドミルを使用してもよい。
【００３５】
はじめに、エンドミルをフランジ６１面に対して垂直に入れた後、エンドミルをフランジ６１面に対して水平に移動させて、湾曲した長穴形状の孔を形成し、薄肉部７０を設ける。
続いて、エンドミルの先端部における、フランジ６１面に対する垂直方向の高さはそのままで、エンドミルの後部を傾斜させて、テーパ形状の内側壁を形成する。
なお、溝部５０、５０’を加工する際には、エンドミルを一定の傾斜角を保持しながら、エンドミルをフランジ６１面に対して水平に移動させる。
一方、溝部５１、５１’を加工する際には、エンドミルの傾斜角を変化させながらエンドミルをフランジ６１面に対して水平に移動させて三日月型の開口部を形成する。
【００３６】
図８（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
また、図９（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
上述した実施形態では、溝部５０、５１を設けることによって、エネルギーを吸収させるための薄肉部７０を形成するように構成されている。しかしながら、薄肉部７０を形成する方法はこれに限定されるものではない。
【００３７】
例えば、図８に示すように、溝部５０をフランジ６１の厚み方向に貫通させた貫通孔５２を、溝部５０と同様にボルト貫入部１４の両側に設けて、ボルト貫入部１４と貫通孔５２との間に薄肉部７１を形成するようにしてもよい。
また、図９に示すように、溝部５１をフランジ６１の厚み方向に貫通させた貫通孔５３を、溝部５１と同様にボルト貫入部１４の両側に設けて、ボルト貫入部１４と貫通孔５３との間に薄肉部７１を形成するようにしてもよい。
なお、貫通孔５２、５３における薄肉部７１を構成する内壁面と対向する内壁面は、溝部５０、５１と同様に、勾配（テーパ）を有しており、衝撃が生じた場合におけるボルト６３の変形方向を案内する案内孔として機能する。
【００３８】
貫通孔５２、５３は、底部の形状を考慮することなく加工をできるため、衝撃緩衝構造（薄肉部７１など）を形成する際の加工時間の短縮化を図ることができる。
詳しくは、はじめに、ドリルなどを用いてフランジ６１面に対して垂直（厚み方向）に貫通する孔を形成し、その後、溝部５０、５１と同様に、傾斜させたエンドミルを使用して貫通孔５２、５３のテーパ部を加工する。
【００３９】
図１０（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
また、図１１（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
上述した実施形態では、溝部５０または溝部５１を、それぞれフランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面と、この接合面の反対側の面の双方の端面に設けるように構成されている。しかしながら、溝部５０、５１は、必ずしもフランジ６１の双方の端面に設ける必要はない。
【００４０】
真空ポンプ１には、図２に示すように、フランジ６１に、真空容器２０５側のフランジ６２との気密性を保つためのＯリングを装着するための溝１５が形成されている。
フランジ６１上において、Ｏリングの嵌め込み溝１５、即ちＯリングの取り付け部に、制約（制限）されることなく衝撃緩衝構造を設けるために、例えば、図１０に示すように、フランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面の反対側の面にのみ溝部５０を構成するようにしてもよい。
同様に、例えば、図１１に示すように、フランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面の反対側の面にのみ溝部５１を構成するようにしてもよい。
このように、それぞれフランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面上に溝部５０、５１を形成することを避けることにより、従来通り適切な位置にＯリングを配設することができる。
【００４１】
図１２（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の破線円で示されるフランジ６１に設けられた衝撃緩衝構造の拡大図を示した図であり、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）におけるβ−β’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
上述した溝部５０、５１、は、円周方向に沿ったボルト貫入部１４の両側に設けられているが、溝部５０、５１を設ける位置は、これに限定されるものではない。
例えば、図１２に示すように、薄肉部７２を形成するための溝部５４、５５を、ラジアル方向（半径方向）に沿ったボルト貫入部１４の両側に設けるようにしてもよい。
このように、フランジ６１の径方向に溝部５４、５５を配置する場合は、フランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面の反対側の面にのみこれらの溝部５４、５５を設けることが望ましい。
これは、フランジ６１における、真空容器２０５（フランジ６２）との接合面に、Ｏリングを装着するための十分な領域を確保するためである。
【００４２】
溝部５４は、フランジ６１において、ボルト貫入部１４の形成部位より径方向外側の位置に設けられた凹溝であり、上述した溝部５０と同様の形状を有する。
溝部５５は、フランジ６１において、ボルト貫入部１４の形成部位より径方向内側の位置に設けられた凹溝であり、溝部５５の開口部のボルト貫入部１４と対向する辺におけるＲ形状は、薄肉部７２の厚みが略均等となるように設定されている。
即ち、溝部５５における、薄肉部７２を構成する内壁面は、ボルト貫入部１４の内周壁面と同心円状になるように形成されている。
これにより、薄肉部７２は、均一の肉厚を有する壁状に形成される。
一方、溝部５５における、薄肉部７２を構成する内壁面と対向する内壁面は、ケーシング１６の外周壁と等しくなるように形成されている。
このように、ケーシング１６の外周壁の近傍に未加工部を残さないように溝部５５を加工することにより、例えば、ケーシング１６を外側へ膨らませる方向にトルクによる衝撃を受けた場合における、座金６４の引っ掛かりを防止することができるため、フランジ６１が不適切な方向へ移動してしまうことを抑制することができる。
【００４３】
図１３（ａ）は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるβ−β’部の断面を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
フランジ６１の径方向に溝部５５、５６を配置する場合においても、溝部の形状は、開口部の長辺が円弧状の長方形の溝に限定されるものではなく、例えば、図１３に示すように、溝部５１と同様の開口部が三日月型（三日月状）の凹溝によって構成するようにしてもよい。
【００４４】
図１４は、真空ポンプ１のフランジ６１と真空容器２０５のフランジ６２との結合状態の一例を示した図である。
なお、上述した実施形態と重複する箇所には、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
図１、図１４に示すように、本実施形態に係る真空ポンプ１は、吸気口端に設けられているフランジ６１と、真空容器２０５の排気口端に設けられているフランジ６２とが、締結手段（結合手段）として機能するボルト６３を用いて結合されている。
詳しくは、少なくとも先端部にねじ山が設けられたボルト６３を、座金６４を取り付けた後、フランジ６１に設けられたボルト貫入部１４に挿通する。そしてボルト６３の先端をフランジ６２に設けられたねじ穴６５にねじ留めすることにより、フランジ６１をフランジ６２に固定するように構成されている。
【００４５】
また、図１４に示すように、ボルト６３は、フランジ６１とフランジ６２との接合部（接合部付近の領域）におけるねじ山が予め削られているボルト、例えば、伸びボルトを用いることが好ましい。
このような形状のボルト６３を用いることにより、真空ポンプ１の全体をロータ部２４の回転方向に回転させようとするトルクが作用した際に、即ち、ボルト６３がフランジ６１に接触した際に、ねじ部での応力集中を低減（抑制）させることができる。
また、フランジ６１とフランジ６２との接合部領域におけるねじ部の応力集中を抑制するために、接合部周辺におけるボルトを配設する孔の径を、挿通するボルトの径より大きく形成するようにしてもよい。
【００４６】
図１５は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図である。
上述した本実施の形態に係る衝撃緩衝構造では、薄肉部を設けるための溝部を直接フランジ６１に形成する構成について説明した。
フランジ６１と真空ポンプ１のケーシング１６は、一体形成されているため、ケーシング１６のサイズが大型になるほど、衝撃緩衝構造（溝部、薄肉部）を加工する際の作業性が低下してしまう。
そこで、衝撃緩衝構造を加工（形成）する際の作業性を向上させるために、図１５に示すような、フランジ６１とは別に形成された緩衝部材９０を用いるようにしてもよい。
【００４７】
詳しくは、図１５に示すように、フランジ６１に設けられたボルト貫入部１４のフランジ６１の円周方向における両側に、フランジ６１の半径方向に延びる長方形の開口部を有する嵌入口８０を設け、これらの嵌入口８０へ緩衝部材９０を嵌め込む。
緩衝部材９０には、フランジ６１の厚み方向の深さを有する、軸線方向（フランジ６１の厚み方向）の断面がくさび形（略Ｖ字）の溝部５７が設けられている。
溝部５７は、フランジ６１の半径方向に延びるように形成されており、また、この溝の底部は円弧状に形成されている。
緩衝部材９０の厚み方向の長さは、少なくとも、嵌入口８０の深さ方向の長さと同等か、または短くなるように構成されていることが好ましい。
【００４８】
溝部５７におけるボルト貫入部１４側の内壁面は、緩衝部材９０の外側面と平行になるように形成され、他方の内壁面は、底部に向かって開口面積が小さくなるような勾配（テーパ）を状に形成されている。
緩衝部材９０は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅などの金属部材を加工することにより形成することができる。
なお、嵌入口８０に嵌め込まれた緩衝部材９０は、フランジ６１からの脱落を防止するために、接着剤等を用いて固定されている。
緩衝部材９０は、小さな形状であるため、例えば、型成型やプレス加工により容易に形成することができる。これにより、製造コストの削減を図ることができる。
【００４９】
図１６は、衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジ６１を説明するための図である。
フランジ６１とは別に形成された部材を用いて衝撃緩衝構造を構成する方法は、上述した、溝部５７が設けられた緩衝部材９０を用いる方法に限定されるものではない。
例えば、図１６に示すように、フランジ６１とは別の部材で形成された、ボルト貫入部５８及び溝部５９が設けられた緩衝部材９１を、フランジ６１に形成された、フランジ６１の円周方向に延びる長方形の開口部を有する嵌入口８１に嵌め込むようにしてもよい。
緩衝部材９１には、その中央部にボルト６３を挿通ためのボルト貫入部５８が形成されている。
また、緩衝部材９１には、上述した溝部５７と同様の形状を有する溝部５９がボルト貫入部５８の両側に設けられている。
緩衝部材９１もまた、小さな形状であるため、例えば、型成型やプレス加工により容易に形成することができる。これにより、製造コストの削減を図ることができる。
【００５０】
上述した実施形態では、溝部５０は、底部に向かって開口面積が小さくなるような勾配（テーパ）を有する形状であるが、薄肉部７０を形成するための溝部の形状はこれに限定されるものではない。
例えば、図１７に示すような、開口面積が変化しない形状（断面がコの字型）であり、内壁面（内側面）１０１と底面１０２との境界部１０３が円弧状に形成された溝部６０であってもよい。
このように、溝部６０の内壁面（内側面）と底面との境界部を円弧状に形成することにより、底部に集中する応力の度合いを積極的に軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施の形態に係る真空ポンプと真空容器への結合形態の一例を示した図である。
【図２】本実施の形態の真空ポンプの軸線方向の断面図を示した図である。
【図３】（ａ）はフランジを図２の矢線Ａ方向に見たところを示した図であり、（ｂ）は（ａ）の破線円で示されるフランジに設けられた衝撃緩衝構造の拡大図を示した図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図４】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図５】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図６】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図７】フランジの切削加工の方法を説明するための図である。
【図８】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図９】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図１０】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図１１】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるα−α’部の断面を示した図である。
【図１２】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）の破線円で示されるフランジに設けられた衝撃緩衝構造の拡大図を示した図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるβ−β’部の断面を示した図である。
【図１３】（ａ）は衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるβ−β’部の断面を示した図である。
【図１４】真空ポンプのフランジと真空容器のフランジとの結合状態の一例を示した図である。
【図１５】衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図である。
【図１６】衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図である。
【図１７】衝撃緩衝構造の他の例に係るフランジを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 真空ポンプ
５ ねじ溝スペーサ
６ 吸気口
７ らせん溝
８ 磁気軸受部
９ 変位センサ
１０ モータ部
１１ シャフト
１４ ボルト貫入部
１５ 溝
１６ ケーシング
１７ 変位センサ
１８ ステータコラム
１９ 排気口
２０ 磁気軸受部
２１ ロータ翼
２２ ステータ翼
２３ スペーサ
２４ ロータ部
２５ ボルト
２７ ベース
２９ 円筒部材
４９ カラー
５０、５１、５４〜５７、５９、６０ 溝部
５２、５３ 貫通孔
５８ ボルト貫入部
６１、６２ フランジ
６３ ボルト
６４ 座金
６５ ねじ穴
７０〜７２ 薄肉部
８０、８１ 嵌入口
９０、９１ 緩衝部材
２０５ 真空容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のケーシングと、
前記ケーシング内に形成されたステータ部と、
前記ステータ部内に配設されたシャフトと、
前記シャフトを前記ステータ部に対して回転自在に軸支する軸受と、
前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、
前記シャフトを駆動して回転させるモータと、
前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、底部に向かって開口面積が小さくなる凹部と、を有する、前記ケーシングの端部に形成されたフランジと、
を備えた真空ポンプであり、
前記凹部は、底部が非鋭角形状であることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記凹部の底部は、円弧状または平坦に形成されていることを特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記凹部は、前記フランジにおける、前記被固定部材との接合面の反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記凹部は、前記ケーシングと前記ボルト貫入部との間に形成され、開口部の端部の少なくとも一部が前記ケーシングの外周と一致することを特徴とする請求項３記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記ボルト貫入部に配設されるボルトは、前記被固定部材と前記フランジとの境界に位置する部分において、ねじ山が形成されていないことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の真空ポンプ。
【請求項６】
少なくとも前記凹部が設けられた領域は、前記フランジの本体と別部品で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一の請求項に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
真空ポンプのケーシングの端部を被固定部材に接続するためのフランジであって、
前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、
前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、底部に向かって開口面積が小さくなる凹部と、
を具備し、
前記凹部は、底部が非鋭角形状であることを特徴とするフランジ。
【請求項８】
前記凹部の底部は、円弧状または平坦に形成されていることを特徴とする請求項７記載のフランジ。
【請求項９】
円筒形状のケーシングと、
前記ケーシング内に形成されたステータ部と、
前記ステータ部内に配設されたシャフトと、
前記シャフトを前記ステータ部に対して回転自在に軸支する軸受と、
前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、
前記シャフトを駆動して回転させるモータと、
前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた凹部と、を有する、前記ケーシングの端部に形成されたフランジと、
を備えた真空ポンプであり、
前記凹部は、内壁面と底面との境界部が円弧状であることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１０】
真空ポンプのケーシングの端部を被固定部材に接続するためのフランジであって、
前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、
前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた凹部と、
を具備し、
前記凹部は、内壁面と底面との境界部が円弧状であることを特徴とするフランジ。
【請求項１】
円筒形状のケーシングと、
前記ケーシング内に形成されたステータ部と、
前記ステータ部内に配設されたシャフトと、
前記シャフトを前記ステータ部に対して回転自在に軸支する軸受と、
前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、
前記シャフトを駆動して回転させるモータと、
前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、底部に向かって開口面積が小さくなる凹部と、を有する、前記ケーシングの端部に形成されたフランジと、
を備えた真空ポンプであり、
前記凹部は、底部が非鋭角形状であることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記凹部の底部は、円弧状または平坦に形成されていることを特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記凹部は、前記フランジにおける、前記被固定部材との接合面の反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記凹部は、前記ケーシングと前記ボルト貫入部との間に形成され、開口部の端部の少なくとも一部が前記ケーシングの外周と一致することを特徴とする請求項３記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記ボルト貫入部に配設されるボルトは、前記被固定部材と前記フランジとの境界に位置する部分において、ねじ山が形成されていないことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の真空ポンプ。
【請求項６】
少なくとも前記凹部が設けられた領域は、前記フランジの本体と別部品で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一の請求項に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
真空ポンプのケーシングの端部を被固定部材に接続するためのフランジであって、
前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、
前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた、底部に向かって開口面積が小さくなる凹部と、
を具備し、
前記凹部は、底部が非鋭角形状であることを特徴とするフランジ。
【請求項８】
前記凹部の底部は、円弧状または平坦に形成されていることを特徴とする請求項７記載のフランジ。
【請求項９】
円筒形状のケーシングと、
前記ケーシング内に形成されたステータ部と、
前記ステータ部内に配設されたシャフトと、
前記シャフトを前記ステータ部に対して回転自在に軸支する軸受と、
前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトと一体になって回転するロータと、
前記シャフトを駆動して回転させるモータと、
前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた凹部と、を有する、前記ケーシングの端部に形成されたフランジと、
を備えた真空ポンプであり、
前記凹部は、内壁面と底面との境界部が円弧状であることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１０】
真空ポンプのケーシングの端部を被固定部材に接続するためのフランジであって、
前記ケーシングと被固定部材とを固定するためのボルトを貫入するボルト貫入部と、
前記ボルト貫入部と薄肉部を介して設けられた凹部と、
を具備し、
前記凹部は、内壁面と底面との境界部が円弧状であることを特徴とするフランジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−７５４８９（Ｐ２００８−７５４８９Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５３８１１（Ｐ２００６−２５３８１１）
【出願日】平成１８年９月２０日（２００６．９．２０）
【出願人】（５９８０２１５７９）エドワーズ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２０日（２００６．９．２０）
【出願人】（５９８０２１５７９）エドワーズ株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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