特開2023-102884真空ポンプ、真空ポンプ用回転体、及び真空ポンプの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023102884
(43)【公開日】2023-07-26
(54)【発明の名称】真空ポンプ、真空ポンプ用回転体、及び真空ポンプの製造方法
(51)【国際特許分類】
F04D 19/04 20060101AFI20230719BHJP
B22F 10/18 20210101ALI20230719BHJP
B22F 10/14 20210101ALI20230719BHJP
B22F 10/28 20210101ALI20230719BHJP
B22F 10/25 20210101ALI20230719BHJP
B22F 7/08 20060101ALI20230719BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20230719BHJP
B33Y 80/00 20150101ALI20230719BHJP
【ＦＩ】
F04D19/04 F
F04D19/04 D
B22F10/18
B22F10/14
B22F10/28
B22F10/25
B22F7/08 E
B33Y10/00
B33Y80/00
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022003614
(22)【出願日】2022-01-13
(71)【出願人】
【識別番号】508275939
【氏名又は名称】エドワーズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100097559
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 浩司
(74)【代理人】
【識別番号】100123674
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 亮
(74)【代理人】
【識別番号】100173680
【弁理士】
【氏名又は名称】納口 慶太
(72)【発明者】
【氏名】樺澤 剛志
【テーマコード（参考）】
3H131
4K018
【Ｆターム（参考）】
3H131AA02
3H131BA06
3H131CA03
3H131CA34
4K018AA14
4K018AA33
4K018BA08
4K018BA17
4K018JA09
4K018KA70
(57)【要約】
【課題】素材が無駄になるのを防止することが可能で、製造が容易な真空ポンプを提供する。
【解決手段】本体ケーシング１２７、１２９と、本体ケーシング１２７、１２９内に回転自在に設置された回転体１０３と、を備え、回転体１０３が、内側に配置される第１の部品の周囲に第２の部品を被せた構造を有する。第２の部品は、粉末を固めて形成されている。第１の部品が、押出材、鋳造材、及び、鍛造材のうちの少なくとも１つで形成されている。第２の部品が、圧粉体で形成されている。
【選択図】図１
【解決手段】本体ケーシング１２７、１２９と、本体ケーシング１２７、１２９内に回転自在に設置された回転体１０３と、を備え、回転体１０３が、内側に配置される第１の部品の周囲に第２の部品を被せた構造を有する。第２の部品は、粉末を固めて形成されている。第１の部品が、押出材、鋳造材、及び、鍛造材のうちの少なくとも１つで形成されている。第２の部品が、圧粉体で形成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空容器と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体と、を備えた真空ポンプにおいて、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有することを特徴とする真空ポンプ。
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体と、を備えた真空ポンプにおいて、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有することを特徴とする真空ポンプ。
【請求項2】
前記第１の部品が、押出材、鋳造材、及び、鍛造材のうちの少なくとも１つで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項3】
前記第１の部品が、ＰＢＦ法またはＤＥＤ法を用いた立体造形装置で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項4】
前記第１の部品が、ＢＪ法またはＦＤＭ法を用いた立体造形装置で形成後、焼結されたことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項5】
前記第２の部品が、圧粉体で形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項6】
前記第２の部品が、ＢＪ法またはＦＤＭ法を用いた立体造形装置で形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項7】
前記第１の部品と、前記第１の部品に被せられた前記第２の部品とが共に焼結処理されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項8】
前記第１の部品と前記第２の部品が、前記焼結処理前には隙間バメされ、かつ、前記焼結処理後にはしまりバメされていることを特徴とする請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項9】
前記第２の部品が、放射状に配設された翼列からなるターボ分子ポンプ機構用回転翼を備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項10】
前記第２の部品が、外周面に配設された円板部からなるシグバーンポンプ機構用回転翼を備えたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項11】
前記第２の部品が、外周面に配設された円筒部からなるホルベックポンプ機構用回転翼を備えたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項12】
真空ポンプの真空容器内に回転自在に設置される真空ポンプ用回転体において、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有することを特徴とする真空ポンプ用回転体。
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有することを特徴とする真空ポンプ用回転体。
【請求項13】
前記第１の部品と、前記第１の部品に被せられた前記第２の部品とが共に焼結処理されていることを特徴とする請求項１２に記載の真空ポンプ用回転体。
【請求項14】
真空容器と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体と、を備えた真空ポンプの製造方法において、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せる第１の工程と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを共に焼結処理する第２の工程とを備えたことを特徴とする真空ポンプの製造方法。
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体と、を備えた真空ポンプの製造方法において、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せる第１の工程と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを共に焼結処理する第２の工程とを備えたことを特徴とする真空ポンプの製造方法。
【請求項15】
前記第１の部品と前記第２の部品が、前記焼結処理前には隙間バメされ、かつ、前記焼結処理後にはしまりバメされることを特徴とする請求項１４に記載の真空ポンプの製造方法。
【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等の真空ポンプ、真空ポンプ用回転体、及び真空ポンプの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、真空ポンプの一種としてターボ分子ポンプが知られている。このターボ分子ポンプにおいては、ポンプ本体内のモータへの通電により回転翼を回転させ、ポンプ本体に吸い込んだガス（プロセスガス）の気体分子（ガス分子）を弾き飛ばすことによりガスを排気するようになっている。また、このようなターボ分子ポンプには、ポンプ内の温度を適切に管理するために、ヒータや冷却管を備えたタイプのものがある。
【0003】
ターボ分子ポンプ用の回転翼は、モータ駆動される回転体に、半径方向に突出するよう設けられる。回転体は、高速で回転するため、回転時に大きな遠心力が作用する。このため、回転体には、例えば、下記のような制約条件がある。
（１）回転時にバランス不良が生じないよう、高精度での加工が必要。
（２）高速回転時に生じる遠心力に耐えるため、高い材料強度が必要。
（１）回転時にバランス不良が生じないよう、高精度での加工が必要。
（２）高速回転時に生じる遠心力に耐えるため、高い材料強度が必要。
【0004】
上記のような制約条件を満たすため、回転体は、円柱状の素材から全体的に削り出されることが多い。しかし、回転体を円柱状の素材から全体的に削り出す方法においては、素材の大部分（例えば８０％以上）を削ることになり、素材の無駄が多くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６２８４５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このような事情の下、上記特許文献１には、円筒状のロータ軸（ローター軸（１５））と、円板状のロータディスク（ローターディスク６６）を別々に作り、組み合わせる技術が開示されている。特許文献１には、ロータ軸とロータディスクを組み合わせる方法として、以下の３つが開示されている。しかし、それぞれに課題があり、各々の方法の適用は容易ではない。
【0007】
（１）方法１：両者（ロータ軸（１５）とロータディスク（６６））をしまりバメにする（段落００２８、００８１）。
方法１の課題： ロータディスク（６６）のようなリング状の部品は、高速回転時に生じる遠心力によって、膨張しやすい。ロータディスク（６６）が緩まないように、大きなシメシロ（しめ代）が必要となる。そのため、ロータディスク（６６）に作用する負荷（圧入による負荷、与圧による負荷、応力による負荷）が増える。
（２）方法２：両者を、摩擦溶接、摩擦攪拌溶接等により接合する（段落００６３）。
方法２の課題：ロータ軸（１５）、ロータディスク（６６）のどちらか一方を固定し、もう一方に強い荷重をかけながら回す必要がある。しかし、ロータディスク（６６）には、工作機械のチャックで掴めるような箇所（平坦な箇所）がないため、ロータディスク（６６）の加工が難しいと考えられる。
（３）方法３：両者を溶接等により結合させる（段落００６３）。
方法３の課題：組み付けた後に対向面全体を溶接等するのが難しく、端面付近のみ（表面の浅い部分のみ）の溶接等が行われると考えられる。そのため、固定強度が不充分になり易い。
方法１の課題： ロータディスク（６６）のようなリング状の部品は、高速回転時に生じる遠心力によって、膨張しやすい。ロータディスク（６６）が緩まないように、大きなシメシロ（しめ代）が必要となる。そのため、ロータディスク（６６）に作用する負荷（圧入による負荷、与圧による負荷、応力による負荷）が増える。
（２）方法２：両者を、摩擦溶接、摩擦攪拌溶接等により接合する（段落００６３）。
方法２の課題：ロータ軸（１５）、ロータディスク（６６）のどちらか一方を固定し、もう一方に強い荷重をかけながら回す必要がある。しかし、ロータディスク（６６）には、工作機械のチャックで掴めるような箇所（平坦な箇所）がないため、ロータディスク（６６）の加工が難しいと考えられる。
（３）方法３：両者を溶接等により結合させる（段落００６３）。
方法３の課題：組み付けた後に対向面全体を溶接等するのが難しく、端面付近のみ（表面の浅い部分のみ）の溶接等が行われると考えられる。そのため、固定強度が不充分になり易い。
【0008】
本発明の目的とするところは、素材が無駄になるのを防止することが可能で、製造が容易な真空ポンプ、真空ポンプ用回転体、及び真空ポンプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（１）上記目的を達成するために本発明に係る真空ポンプは、真空容器と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体と、を備えた真空ポンプにおいて、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有することを特徴とする。
（２）上記目的を達成するために本発明に係る真空ポンプ用回転体は、真空ポンプの真空容器内に回転自在に設置される真空ポンプ用回転体において、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有することを特徴とする。
（３）上記目的を達成するために本発明に係る真空ポンプの製造方法は、真空容器と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体と、を備えた真空ポンプの製造方法において、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せる第１の工程と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを共に焼結処理する第２の工程とを備えたことを特徴とする。
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体と、を備えた真空ポンプにおいて、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有することを特徴とする。
（２）上記目的を達成するために本発明に係る真空ポンプ用回転体は、真空ポンプの真空容器内に回転自在に設置される真空ポンプ用回転体において、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有することを特徴とする。
（３）上記目的を達成するために本発明に係る真空ポンプの製造方法は、真空容器と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体と、を備えた真空ポンプの製造方法において、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せる第１の工程と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを共に焼結処理する第２の工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
上記発明によれば、素材が無駄になるのを防止することが可能で、製造が容易な真空ポンプ、真空ポンプ構成部品、及び、真空ポンプの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係るターボ分子ポンプの構成を模式的に示す説明図である。
【図2】アンプ回路の回路図である。
【図3】電流指令値が検出値より大きい場合の制御を示すタイムチャートである。
【図4】電流指令値が検出値より小さい場合の制御を示すタイムチャートである。
【図5】回転体の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図6】回転体の組み付け前から焼結処理後の状態を示す説明図である。
【図7】回転体の製造作業の一例を示す説明図である。
【図8】ＢＪ法による立体造形装置を模式的に示す説明図である。
【図9】ＦＤＭ法による立体造形装置を模式的に示す説明図である。
【図10】シグバーン型排気機構部とホルベック型排気機構部の両方を備えたタイプのターボ分子ポンプの構成とガスの流れとを示す説明図である。
【図12】下流側の固定円板における上流側の板面を概略的に示す説明図である。
【図13】回転円板環部を模式的に示す縦断面図である。
【図14】ＰＢＦ法による立体造形装置を模式的に示す説明図である。
【図15】ＤＥＤ法による立体造形装置を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態に係る真空ポンプについて、図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る真空ポンプとしてのターボ分子ポンプ１００を示している。このターボ分子ポンプ１００は、例えば、半導体製造装置等のような対象機器の真空チャンバ（図示略）に接続されるようになっている。
【0013】
＜ターボ分子ポンプ１００の基本構成＞
このターボ分子ポンプ１００の縦断面図を図１に示す。図１において、ターボ分子ポンプ１００は、円筒状の外筒１２７の上端に吸気口１０１が形成されている。そして、外筒１２７の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードである複数の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）を周部に放射状かつ多段に形成した回転体１０３が備えられている。この回転体１０３の中心にはロータ軸１１３が取り付けられており、このロータ軸１１３は、例えば５軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。
このターボ分子ポンプ１００の縦断面図を図１に示す。図１において、ターボ分子ポンプ１００は、円筒状の外筒１２７の上端に吸気口１０１が形成されている。そして、外筒１２７の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードである複数の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）を周部に放射状かつ多段に形成した回転体１０３が備えられている。この回転体１０３の中心にはロータ軸１１３が取り付けられており、このロータ軸１１３は、例えば５軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。
【0014】
上側径方向電磁石１０４は、４個の電磁石がＸ軸とＹ軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石１０４の近接に、かつ上側径方向電磁石１０４のそれぞれに対応されて４個の上側径方向センサ１０７が備えられている。上側径方向センサ１０７は、例えば伝導巻線を有するインダクタンスセンサや渦電流センサなどが用いられ、ロータ軸１１３の位置に応じて変化するこの伝導巻線のインダクタンスの変化に基づいてロータ軸１１３の位置を検出する。この上側径方向センサ１０７はロータ軸１１３、すなわちそれに固定された回転体１０３の径方向変位を検出し、制御装置２００に送るように構成されている。
【0015】
この制御装置２００においては、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、上側径方向センサ１０７によって検出された位置信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４の励磁制御指令信号を生成し、図２に示すアンプ回路１５０（後述する）が、この励磁制御指令信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４を励磁制御することで、ロータ軸１１３の上側の径方向位置が調整される。
【0016】
そして、このロータ軸１１３は、高透磁率材（鉄、ステンレスなど）などにより形成され、上側径方向電磁石１０４の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ独立して行われる。また、下側径方向電磁石１０５及び下側径方向センサ１０８が、上側径方向電磁石１０４及び上側径方向センサ１０７と同様に配置され、ロータ軸１１３の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。
【0017】
さらに、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが、ロータ軸１１３の下部に備えた円板状の金属ディスク１１１を上下に挟んで配置されている。金属ディスク１１１は、鉄などの高透磁率材で構成されている。ロータ軸１１３の軸方向変位を検出するために軸方向センサ１０９が備えられ、その軸方向位置信号が制御装置２００に送られるように構成されている。
【0018】
そして、制御装置２００において、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、軸方向センサ１０９によって検出された軸方向位置信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂのそれぞれの励磁制御指令信号を生成し、アンプ回路１５０が、これらの励磁制御指令信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂをそれぞれ励磁制御することで、軸方向電磁石１０６Ａが磁力により金属ディスク１１１を上方に吸引し、軸方向電磁石１０６Ｂが金属ディスク１１１を下方に吸引し、ロータ軸１１３の軸方向位置が調整される。
【0019】
このように、制御装置２００は、この軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが金属ディスク１１１に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸１１３を軸方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている。なお、これら上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５及び軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂを励磁制御するアンプ回路１５０については、後述する。
【0020】
一方、モータ１２１は、ロータ軸１１３を取り囲むように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁極は、ロータ軸１１３との間に作用する電磁力を介してロータ軸１１３を回転駆動するように、制御装置２００によって制御されている。また、モータ１２１には図示しない例えばホール素子、レゾルバ、エンコーダなどの回転速度センサが組み込まれており、この回転速度センサの検出信号によりロータ軸１１３の回転速度が検出されるようになっている。
【0021】
さらに、例えば下側径方向センサ１０８近傍に、図示しない位相センサが取り付けてあり、ロータ軸１１３の回転の位相を検出するようになっている。制御装置２００では、この位相センサと回転速度センサの検出信号を共に用いて磁極の位置を検出するようになっている。
【0022】
回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）とわずかの空隙（所定の間隔）を隔てて複数枚の固定翼１２３（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・）が配設されている。回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。
【0023】
また、固定翼１２３も、同様にロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒１２７の内方に向けて回転翼１０２の段と互い違いに配設されている。そして、固定翼１２３の外周端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ１２５（１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ・・・）の間に嵌挿された状態で支持されている。
【0024】
固定翼スペーサ１２５はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。固定翼スペーサ１２５の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒１２７が固定されている。外筒１２７の底部にはベース部１２９が配設されている。ベース部１２９には排気口１３３が形成され、外部に連通されている。チャンバ（真空チャンバ）側から吸気口１０１に入ってベース部１２９に移送されてきた排気ガスは、排気口１３３へと送られる。
【0025】
さらに、ターボ分子ポンプ１００の用途によって、固定翼スペーサ１２５の下部とベース部１２９の間には、ネジ付スペーサ１３１が配設される。ネジ付スペーサ１３１は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝１３１ａが複数条刻設されている。ネジ溝１３１ａの螺旋の方向は、回転体１０３の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口１３３の方へ移送される方向である。回転体１０３の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）が形成された回転体本体１０３ａの下部には回転体下部円筒部１０３ｂが垂下されている。この回転体下部円筒部１０３ｂの外周面は、円筒状で、かつネジ付スペーサ１３１の内周面に向かって張り出されており、このネジ付スペーサ１３１の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。回転翼１０２および固定翼１２３によってネジ溝１３１ａに移送されてきた排気ガスは、ネジ溝１３１ａに案内されつつベース部１２９へと送られる。このように、ネジ付スペーサ１３１と、これに対向する回転体下部円筒部１０３ｂは、ホルベック型排気機構部２０４を構成する。ホルベック型排気機構部２０４は、ネジ付スペーサ１３１に対する回転体下部円筒部１０３ｂの回転により、排気ガスに方向性を与え、ターボ分子ポンプ１００の排気特性を向上する。ホルベック型排気機構部２０４については後述する。
【0026】
ベース部１２９は、ターボ分子ポンプ１００の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。ベース部１２９はターボ分子ポンプ１００を物理的に保持すると共に、熱の伝導路の機能も兼ね備えているので、鉄、アルミニウムや銅などの剛性があり、熱伝導率も高い金属が使用されるのが望ましい。
【0027】
かかる構成において、回転翼１０２がロータ軸１１３と共にモータ１２１により回転駆動されると、回転翼１０２と固定翼１２３の作用により、吸気口１０１を通じてチャンバから排気ガスが吸気される。吸気口１０１から吸気された排気ガスは、回転翼１０２と固定翼１２３の間を通り、ベース部１２９へ移送される。このとき、排気ガスが回転翼１０２に接触する際に生ずる摩擦熱や、モータ１２１で発生した熱の伝導などにより、回転翼１０２の温度は上昇するが、この熱は、輻射又は排気ガスの気体分子（ガス分子）などによる伝導により固定翼１２３側に伝達される。
【0028】
固定翼スペーサ１２５は、外周部で互いに接合しており、固定翼１２３が回転翼１０２から受け取った熱や排気ガスが固定翼１２３に接触する際に生ずる摩擦熱などを外部へと伝達する。
【0029】
なお、上記では、ネジ付スペーサ１３１は回転体１０３の回転体下部円筒部１０３ｂの外周に配設し、ネジ付スペーサ１３１の内周面にネジ溝１３１ａが刻設されているとして説明した。しかしながら、これとは逆に回転体下部円筒部１０３ｂの外周面にネジ溝が刻設され、その周囲に円筒状の内周面を有するスペーサが配置される場合もある。
【0030】
また、ターボ分子ポンプ１００の用途によっては、吸気口１０１から吸引されたガスが上側径方向電磁石１０４、上側径方向センサ１０７、モータ１２１、下側径方向電磁石１０５、下側径方向センサ１０８、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂ、軸方向センサ１０９などで構成される電装部に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム１２２で覆われ、このステータコラム１２２内はパージガスにて所定圧に保たれる場合もある。
【0031】
この場合には、ベース部１２９には図示しない配管が配設され、この配管を通じてパージガスが導入される。導入されたパージガスは、保護ベアリング１２０とロータ軸１１３間、モータ１２１のロータとステータ間、ステータコラム１２２と回転翼１０２の内周側円筒部の間の隙間を通じて排気口１３３へ送出される。
【0032】
ここに、ターボ分子ポンプ１００は、機種の特定と、個々に調整された固有のパラメータ（例えば、機種に対応する諸特性）に基づいた制御を要する。この制御パラメータを格納するために、上記ターボ分子ポンプ１００は、その本体内に電子回路部１４１を備えている。電子回路部１４１は、ＥＥＰ－ＲＯＭ等の半導体メモリ及びそのアクセスのための半導体素子等の電子部品、それらの実装用の基板１４３等から構成される。この電子回路部１４１は、ターボ分子ポンプ１００の下部を構成するベース部１２９の例えば中央付近の図示しない回転速度センサの下部に収容され、気密性の底蓋１４５によって閉じられている。
【0033】
ところで、半導体の製造工程では、チャンバに導入されるプロセスガスの中には、その圧力が所定値よりも高くなり、或いは、その温度が所定値よりも低くなると、固体となる性質を有するものがある。ターボ分子ポンプ１００内部では、排気ガスの圧力は、吸気口１０１で最も低く排気口１３３で最も高い。プロセスガスが吸気口１０１から排気口１３３へ移送される途中で、その圧力が所定値よりも高くなったり、その温度が所定値よりも低くなったりすると、プロセスガスは、固体状となり、ターボ分子ポンプ１００内部に付着して堆積する。
【0034】
例えば、Ａｌエッチング装置にプロセスガスとしてＳｉＣｌ4が使用された場合、低真空（７６０［ｔｏｒｒ］～１０-2［ｔｏｒｒ］）かつ、低温（約２０［℃］）のとき、固体生成物（例えばＡｌＣｌ3）が析出し、ターボ分子ポンプ１００内部に付着堆積することが蒸気圧曲線からわかる。これにより、ターボ分子ポンプ１００内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、ターボ分子ポンプ１００の性能を低下させる原因となる。そして、前述した生成物は、排気口付近やネジ付スペーサ１３１付近の圧力が高い部分で凝固、付着し易い状況にあった。
【0035】
そのため、この問題を解決するために、従来はベース部１２９等の外周に図示しないヒータや環状の水冷管１４９を巻着させ、かつ例えばベース部１２９に図示しない温度センサ（例えばサーミスタ）を埋め込み、この温度センサの信号に基づいてベース部１２９の温度を一定の高い温度（設定温度）に保つようにヒータの加熱や水冷管１４９による冷却の制御（以下ＴＭＳという。ＴＭＳ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が行われている。
【0036】
次に、このように構成されるターボ分子ポンプ１００に関して、その上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５及び軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂを励磁制御するアンプ回路１５０について説明する。このアンプ回路の回路図を図２に示す。
【0037】
図２において、上側径方向電磁石１０４等を構成する電磁石巻線１５１は、その一端がトランジスタ１６１を介して電源１７１の正極１７１ａに接続されており、また、その他端が電流検出回路１８１及びトランジスタ１６２を介して電源１７１の負極１７１ｂに接続されている。そして、トランジスタ１６１、１６２は、いわゆるパワーＭＯＳＦＥＴとなっており、そのソース－ドレイン間にダイオードが接続された構造を有している。
【0038】
このとき、トランジスタ１６１は、そのダイオードのカソード端子１６１ａが正極１７１ａに接続されるとともに、アノード端子１６１ｂが電磁石巻線１５１の一端と接続されるようになっている。また、トランジスタ１６２は、そのダイオードのカソード端子１６２ａが電流検出回路１８１に接続されるとともに、アノード端子１６２ｂが負極１７１ｂと接続されるようになっている。
【0039】
一方、電流回生用のダイオード１６５は、そのカソード端子１６５ａが電磁石巻線１５１の一端に接続されるとともに、そのアノード端子１６５ｂが負極１７１ｂに接続されるようになっている。また、これと同様に、電流回生用のダイオード１６６は、そのカソード端子１６６ａが正極１７１ａに接続されるとともに、そのアノード端子１６６ｂが電流検出回路１８１を介して電磁石巻線１５１の他端に接続されるようになっている。そして、電流検出回路１８１は、例えばホールセンサ式電流センサや電気抵抗素子で構成されている。
【0040】
以上のように構成されるアンプ回路１５０は、一つの電磁石に対応されるものである。そのため、磁気軸受が５軸制御で、電磁石１０４、１０５、１０６Ａ、１０６Ｂが合計１０個ある場合には、電磁石のそれぞれについて同様のアンプ回路１５０が構成され、電源１７１に対して１０個のアンプ回路１５０が並列に接続されるようになっている。
【0041】
さらに、アンプ制御回路１９１は、例えば、制御装置２００の図示しないディジタル・シグナル・プロセッサ部（以下、ＤＳＰ部という）によって構成され、このアンプ制御回路１９１は、トランジスタ１６１、１６２のｏｎ／ｏｆｆを切り替えるようになっている。
【0042】
アンプ制御回路１９１は、電流検出回路１８１が検出した電流値（この電流値を反映した信号を電流検出信号１９１ｃという）と所定の電流指令値とを比較するようになっている。そして、この比較結果に基づき、ＰＷＭ制御による１周期である制御サイクルＴｓ内に発生させるパルス幅の大きさ（パルス幅時間Ｔｐ１、Ｔｐ２）を決めるようになっている。その結果、このパルス幅を有するゲート駆動信号１９１ａ、１９１ｂを、アンプ制御回路１９１からトランジスタ１６１、１６２のゲート端子に出力するようになっている。
【0043】
なお、回転体１０３の回転速度の加速運転中に共振点を通過する際や定速運転中に外乱が発生した際等に、高速かつ強い力での回転体１０３の位置制御をする必要がある。そのため、電磁石巻線１５１に流れる電流の急激な増加（あるいは減少）ができるように、電源１７１としては、例えば５０Ｖ程度の高電圧が使用されるようになっている。また、電源１７１の正極１７１ａと負極１７１ｂとの間には、電源１７１の安定化のために、通常コンデンサが接続されている（図示略）。
【0044】
かかる構成において、トランジスタ１６１、１６２の両方をｏｎにすると、電磁石巻線１５１に流れる電流（以下、電磁石電流ｉＬという）が増加し、両方をｏｆｆにすると、電磁石電流ｉＬが減少する。
【0045】
また、トランジスタ１６１、１６２の一方をｏｎにし他方をｏｆｆにすると、いわゆるフライホイール電流が保持される。そして、このようにアンプ回路１５０にフライホイール電流を流すことで、アンプ回路１５０におけるヒステリシス損を減少させ、回路全体としての消費電力を低く抑えることができる。また、このようにトランジスタ１６１、１６２を制御することにより、ターボ分子ポンプ１００に生じる高調波等の高周波ノイズを低減することができる。さらに、このフライホイール電流を電流検出回路１８１で測定することで電磁石巻線１５１を流れる電磁石電流ｉＬが検出可能となる。
【0046】
すなわち、検出した電流値が電流指令値より小さい場合には、図３に示すように制御サイクルＴｓ（例えば１００μｓ）中で１回だけ、パルス幅時間Ｔｐ１に相当する時間分だけトランジスタ１６１、１６２の両方をｏｎにする。そのため、この期間中の電磁石電流ｉＬは、正極１７１ａから負極１７１ｂへ、トランジスタ１６１、１６２を介して流し得る電流値ｉＬｍａｘ（図示せず）に向かって増加する。
【0047】
一方、検出した電流値が電流指令値より大きい場合には、図４に示すように制御サイクルＴｓ中で１回だけパルス幅時間Ｔｐ２に相当する時間分だけトランジスタ１６１、１６２の両方をｏｆｆにする。そのため、この期間中の電磁石電流ｉＬは、負極１７１ｂから正極１７１ａへ、ダイオード１６５、１６６を介して回生し得る電流値ｉＬｍｉｎ（図示せず）に向かって減少する。
【0048】
そして、いずれの場合にも、パルス幅時間Ｔｐ１、Ｔｐ２の経過後は、トランジスタ１６１、１６２のどちらか１個をｏｎにする。そのため、この期間中は、アンプ回路１５０にフライホイール電流が保持される。
【0049】
このような基本構成を有するターボ分子ポンプ１００は、図１中の上側（吸気口１０１の側）が対象機器の側に繋がる吸気部となっており、下側（排気口１３３を構成する排気ポート１５が図中の右側に突出するようベース部１２９に設けられた側）側が、図示を省略する補助ポンプ（バックポンプ）等に繋がる排気部となっている。そして、ターボ分子ポンプ１００は、図１に示すような鉛直方向の垂直姿勢のほか、倒立姿勢や水平姿勢、傾斜姿勢でも用いることが可能となっている。
【0050】
また、ターボ分子ポンプ１００においては、前述の外筒１２７とベース部１２９とが組み合わさって１つのケース（以下では両方を合わせて「本体ケーシング」などと称する場合がある）を構成している。また、ターボ分子ポンプ１００は、箱状の電装ケース（図示略）と電気的（及び構造的）に接続されており、電装ケースには前述の制御装置２００が組み込まれている。
【0051】
ターボ分子ポンプ１００の本体ケーシング（外筒１２７とベース部１２９の組み合わせ）の内部の構成は、モータ１２１によりロータ軸１１３等を回転させる回転機構部と、回転機構部より回転駆動される排気機構部に分けることができる。また、排気機構部は、回転翼１０２や固定翼１２３等により構成されるターボ分子ポンプ機構部と、回転体下部円筒部１０３ｂやネジ付スペーサ１３１等により構成されるネジ溝ポンプ機構部（ホルベック型排気機構部２０４）に分けて考えることができる。
【0052】
また、前述のパージガス（保護ガス）は、軸受部分や回転翼１０２等の保護のために使用され、排気ガス（プロセスガス）に因る腐食の防止や、回転翼１０２の冷却等を行う。このパージガスの供給は、一般的な手法により行うことが可能である。
【0053】
例えば、ベース部１２９の所定の部位（排気口１３３に対してほぼ１８０度離れた位置など）に、径方向に直線状に延びるパージガスポート１３を設ける。そして、このパージガスポート１３に対し、ベース部１２９の外側からパージガスボンベ（Ｎ２ガスボンベなど）や、流量調節器（弁装置）などを介してパージガスを供給する。
【0054】
前述の保護ベアリング１２０は、「タッチダウン（Ｔ／Ｄ）軸受」、「バックアップ軸受」などとも呼ばれる。これらの保護ベアリング１２０により、例えば万が一電気系統のトラブルや大気突入等のトラブルが生じた場合であっても、ロータ軸１１３の位置や姿勢を大きく変化させず、回転翼１０２やその周辺部が損傷しないようになっている。
【0055】
【0056】
＜回転体１０３の製造＞
図５及び図６は、上述のようなターボ分子ポンプ１００に用いられている回転体１０３の部品の構成を概略的に示している。本実施形態において、回転体１０３は、内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有する。
図５及び図６は、上述のようなターボ分子ポンプ１００に用いられている回転体１０３の部品の構成を概略的に示している。本実施形態において、回転体１０３は、内側に配置される第１の部品の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品を被せた構造を有する。
【0057】
回転体１０３は、図５及び図６に示すように、内側筒部３０２、外側筒部３０４、及び多段（ここでは１１段）のブレード環部３０６ａ～３０６ｋを備えている。内側筒部３０２は、第１の部品に分類され、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、第２の部品に分類される。
【0058】
第１の部品（ここでは内側筒部３０２）は相対的に内側に配置され、第２の部品（ここでは外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋ）は第１の部品よりも外側に配置される。第２の部品は、回転体１０３の製造時に、収縮（縮小）して第１の部品に結合される。第１の部品と第２の部品の製造方法や、回転体１０３の製造方法については後述する。
【0059】
図５及び図６の左端部には、ＸＹＺ軸による直交座標が示されている。直交座標において、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に延びており、Ｚ軸は、鉛直方向に延びＸ軸及びＹ軸に直交している。各軸の矢印における矢の向きが正の向き（正方向）を示している。座標における〇印は、紙面の奥から手前へ向かう向きを示しており、〇に×を付加した印は、紙面の手前から奥に向かう向きを示している。
【0060】
＜＜内側筒部３０２＞＞
図６における左右の図に示す外側筒部３０４は、第１の部品に分類され、回転体本体１０３ａ（図１）を構成する。図６における左側の図に示すように、内側筒部３０２は、段付きな円筒状に形成されている。内側筒部３０２の外径は、軸方向の一端部（図６における下端部）ほど大きく、他端部（図６における上端部）へいくほど段階的に小さくなっている。内側筒部３０２の外周面３１０には、上端側から下端側へ順に、第１の段差部３１２、第２の段差部３１４、及び第３の段差部３１６が形成されている。
図６における左右の図に示す外側筒部３０４は、第１の部品に分類され、回転体本体１０３ａ（図１）を構成する。図６における左側の図に示すように、内側筒部３０２は、段付きな円筒状に形成されている。内側筒部３０２の外径は、軸方向の一端部（図６における下端部）ほど大きく、他端部（図６における上端部）へいくほど段階的に小さくなっている。内側筒部３０２の外周面３１０には、上端側から下端側へ順に、第１の段差部３１２、第２の段差部３１４、及び第３の段差部３１６が形成されている。
【0061】
第１の段差部３１２、第２の段差部３１４、及び第３の段差部３１６の大きさは、互いに異なっている。これらの段差部３１２、３１４、３１６の大きさは、回転体１０３の径方向への突出量（張り出し量）により表すことができる。第１の段差部３１２は最も大きく、第３の段差部３１６は、第２の段差部３１４よりも大きい。第１の段差部３１２、第２の段差部３１４、及び第３の段差部３１６の突出方向は、直交座標におけるＸＹ平面内に延びる方向である。
【0062】
内側筒部３０２は、上下方向（Ｚ軸方向）の両端を開放しており、軸心方向の途中の部位に円盤部３１８を有している。円盤部３１８の中央には、貫通穴３２０が設けられている。この貫通穴３２０には、回転体１０３の完成後に、ロータ軸１１３（図１）の上端部が下方から差し込まれる。
【0063】
円盤部３１８は、内側筒部３０２の軸心に対して、第１の段差部３１２とほぼ同様の位置に配置されている。第２の段差部３１４は、円盤部３１８と、内側筒部３０２の下端部とのほぼ中間程度の位置に配置されている。第３の段差部３１６は、内側筒部３０２の下端部に配置されている。
【0064】
以下では、内側筒部３０２において、第１の段差部３１２よりも上端側の部位を第１の円筒部３２２とし、第１の段差部３１２と第２の段差部３１４の間の部位を第２の円筒部３２４とする。さらに、第２の段差部３１４と第３の段差部３１６の間の部位を第３の円筒部３２６とする。第３の円筒部３２６の下端部には、全周に亘って半径方向に張り出したフランジ部３２８が形成されている。
【0065】
＜＜外側筒部３０４＞＞
外側筒部３０４は、上下の端部（軸心方向の両端部）を開放した円筒状に形成されている。外側筒部３０４は、第２の部品に分類され、前述した回転体下部円筒部１０３ｂを構成するものである。外側筒部３０４における上部には真円状の上部開口３３２が形成され、下部にも、同じく真円状の下部開口３３４が形成されている。上部開口３３２の直径（内径）は、下部開口３３４の直径（内径）よりも小さい。
外側筒部３０４は、上下の端部（軸心方向の両端部）を開放した円筒状に形成されている。外側筒部３０４は、第２の部品に分類され、前述した回転体下部円筒部１０３ｂを構成するものである。外側筒部３０４における上部には真円状の上部開口３３２が形成され、下部にも、同じく真円状の下部開口３３４が形成されている。上部開口３３２の直径（内径）は、下部開口３３４の直径（内径）よりも小さい。
【0066】
外側筒部３０４は、内側筒部３０２に対して同心的に組み合わされ、内側筒部３０２に被せられる。この際、内側筒部３０２は、外側筒部３０４の下部開口３３４から外側筒部３０４の中に進入し、図６における右側の図に示すように、外側筒部３０４の上部開口３３２から上方に突出する。外側筒部３０４における上部開口３３２の周縁部が、内側筒部３０２のフランジ部３２８に載り、フランジ部３２８が、外側筒部３０４における上部開口３３２の周縁部に、下方から係止する。
【0067】
外側筒部３０４は、ホルベック型排気機構部２０４の回転体下部円筒部１０３ｂ（図１）を構成する。図１に示すように、ホルベック型排気機構部２０４においては、回転体下部円筒部１０３ｂやネジ溝１３１ａを有するネジ付スペーサ１３１に、回転体下部円筒部１０３ｂが対向する。
【0068】
回転体下部円筒部１０３ｂは、ネジ溝１３１ａの外側で、ネジ付スペーサ１３１に対し相対的に回転変位する。回転体下部円筒部１０３ｂは、一種の翼として機能する。そして、回転体下部円筒部１０３ｂの回転により、ネジ溝１３１ａに沿った排気ガスの流れが発生し、排気ガスに方向性が与えられる。
【0069】
このようなホルベック型排気機構部２０４を備えたターボ分子ポンプは、第２の部品（ここでは外側筒部３０４）が、外周面に配設された（外周面を構成する）円筒部からなるホルベックポンプ機構用回転翼を備えたものであるといえる。
【0070】
＜＜ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ＞＞
ブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）、を有する部品である。ブレード環部３０６ａ～３０６ｋにおいては、筒状の回転翼スペーサ部３３６ａ～３３６ｋ毎の外周部に、多数の回転翼１０２ａ～１０２ｋが、所定角度間隔（例えば１０度間隔）で、半径方向に突出するよう設けられている。各ブレード環部３０６ａ～３０６ｋに所定数ずつ設けられた回転翼１０２ａ～１０２ｋの形状や向きなどは、一般的なものと同様とすることができる。
ブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）、を有する部品である。ブレード環部３０６ａ～３０６ｋにおいては、筒状の回転翼スペーサ部３３６ａ～３３６ｋ毎の外周部に、多数の回転翼１０２ａ～１０２ｋが、所定角度間隔（例えば１０度間隔）で、半径方向に突出するよう設けられている。各ブレード環部３０６ａ～３０６ｋに所定数ずつ設けられた回転翼１０２ａ～１０２ｋの形状や向きなどは、一般的なものと同様とすることができる。
【0071】
ブレード環部３０６ａ～３０６ｋにおいて、回転翼スペーサ部３３６ａ～３３６ｋの軸心方向（Ｚ軸方向）の長さや内径、均一ではなく、それぞれが機能や配置に応じた最適な値に設定されている。
【0072】
ブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、放射状に配設された翼列からなるターボ分子ポンプ機構用回転翼（回転翼１０２）を備えた部品である。個々のブレード環部３０６ａ～３０６ｋを、ターボ分子ポンプ機構用回転翼として分類することが可能である。また、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋを、全体としてターボ分子ポンプ機構用回転翼に分類することも可能である。また、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋと一体に用いられる外側筒部３０４までを含めて、ターボ分子ポンプ機構用回転翼に分類することも可能である。
【0073】
ブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、図６における左側の図に示すように、内側筒部３０２に対して同心的に組み合わされ、外側から被せられる。この際、内側筒部３０２は、回転翼スペーサ部３３６ａ～３３６ｋの中に下方から進入し、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、軸心方向（Ｚ軸方向）に同心的に積み重なる。図６の例において、最上段から３段目までのブレード環部３０６ａ～３０６ｃは、内側筒部３０２における第１の円筒部３２２に被せられる。
【0074】
上から３段目のブレード環部３０６ｃは、内側筒部３０２における第１の段差部３１２に載り、第１の段差部３１２によって支持される。２段目のブレード環部３０６ｂは、３段目のブレード環部３０６ｃに載り、３段目のブレード環部３０６ｃによって支持される。１段目のブレード環部３０６ａは、２段目のブレード環部３０６ｂに載り、２段目のブレード環部３０６ｂに載り、によって支持される。
【0075】
同様に、４段目～７段目までのブレード環部３０６ｄ～３０６ｇは、内側筒部３０２における第２の円筒部３２４に被せられる。７段目のブレード環部３０６ｇは、内側筒部３０２における第２の段差部３１４に載る。積み重なった４段目～６段目のブレード環部３０６ｄ～３０６ｆは、７段目のブレード環部３０６ｇによって支持される。
【0076】
８段目～１１段目までのブレード環部３０６ｈ～３０６ｋは、内側筒部３０２における第３の円筒部３２６に被せられる。１１段目のブレード環部３０６ｋは、外側筒部３０４における上部開口３３２の周縁部に載る。積み重なった８段目～１０段目のブレード環部３０６ｈ～３０６ｊは、１１段目のブレード環部３０６ｋによって支持される。
【0077】
＜第１の部品の製造方法＞
前述したように、内側筒部３０２は、第１の部品に分類され、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、第２の部品に分類される。本実施形態では、第２の部品は、回転体１０３の製造時に、収縮して第１の部品に結合される。
前述したように、内側筒部３０２は、第１の部品に分類され、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、第２の部品に分類される。本実施形態では、第２の部品は、回転体１０３の製造時に、収縮して第１の部品に結合される。
【0078】
図５及び図６の例においては、第１の部品である内側筒部３０２は、金属塊の素材（中実な円柱状の素材など）から削り出すことにより形成されている。内側筒部３０２は、削り出しの際に、完成品の回転体１０３における各部の寸法と同等に加工される。内側筒部３０２は、後述するように、第２の部品（ここでは外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋ）とともに焼結されるが、焼結処理における収縮は生じない。収縮が生じたとしても、第２の部品と比べれば、収縮は大幅に少ない。
【0079】
より厳密には、金属塊から内側筒部３０２を削り出した場合には、焼結しても基本的に寸法は変わらないが、焼結前に残留応力が残っていた場合には、僅かに収縮する可能性がある。また、後述する第２実施形態（図１４及び図１５）のように、第１の部品（ここでは内側筒部３０２）をＢＪ法やＦＤＭ法により製造し、第２の部品（ここでは外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋ）の組み付け組の前に焼結した場合にも、第１の部品（ここでは内側筒部３０２）が僅かに収縮する可能性がある。
【0080】
内側筒部３０２が削り出される素材を、例えば、押出しにより製造された押出材、鋳造により製造された鋳造材、及び、鍛造により製造された鍛造材のうちのいずれかとすることが可能である。つまり、内側筒部３０２が、押出材、鋳造材、及び、鍛造材のうちのいずれかであるようにすることが可能である。
【0081】
また、内側筒部３０２を、単一の部品や、複数の部品により構成することが可能である。このため、内側筒部３０２を、押出材、鋳造材、及び、鍛造材のうちの少なくとも１つで形成されたものとすることが可能である。また、内側筒部３０２を、これらの素材の組み合わせにより構成することも可能である。
【0082】
第１の部品である内側筒部３０２は、他の方法によっても製造することが可能である。例えば、内側筒部３０２を、３Ｄプリンタを用いた積層造形により製造することも可能である。内側筒部３０２を３Ｄプリンタにより製造する方法については、他の実施形態（図１４及び図１５）として後述する。また、内側筒部３０２を粉末冶金により製造し、予め焼結しておくことも可能である。この場合も、第２の部品（ここでは外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋ）と共に焼結される際の収縮は生じない。
【0083】
＜第２の部品の製造方法＞
第２の部品である外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、圧粉体で形成されている。圧粉体は、プレス成型により圧力を加えて固められた金属粉（アルミニウム合金やステンレス鋼などの粉）により構成されている。外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋの製造は、３Ｄプリンタ（立体造形装置）を用いた積層造形により行うことも可能である。
第２の部品である外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、圧粉体で形成されている。圧粉体は、プレス成型により圧力を加えて固められた金属粉（アルミニウム合金やステンレス鋼などの粉）により構成されている。外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋの製造は、３Ｄプリンタ（立体造形装置）を用いた積層造形により行うことも可能である。
【0084】
３Ｄプリンタによる積層造形の方式としては、例えば、ＰＢＦ（Powder Bed Fusion、粉末床溶融結合）法、ＢＪ（Binder Jetting、結合剤噴射）法、ＤＥＤ（Directed Energy Deposition、指向性エネルギー堆積）法、及びＦＤＭ（Fused Deposition Modeling、熱溶解積層）法等が知られている。
【0085】
これらのうち、ＰＢＦ法及びＤＥＤ法は、積層後に焼結処理を行う必要がない方法に分類でき、ＢＪ法及びＦＤＭ法は、積層後に焼結処理を行う必要がある方法に分類できる。外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋの製造は、ＢＪ法またはＦＤＭ法のように、焼結処理を要する方法を用いた立体造形装置により行うことができる。外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋの製造を、３Ｄプリンタを用いた積層造形により行うことで、削り出しを採用した場合に比べ、素材が無駄になるのを防止できる。以下に、ＢＪ法及びＦＤＭ法の概要を説明する。
【0086】
＜＜ＢＪ法＞＞
ＢＪ法（図８）は、平坦に敷き詰めた材料粉末２３８に対し、ヘッド部２３０がインクジェットノズル（図示略）から選択的に液体の結合剤（Binder）２５０を噴射し、材料粉末２３８を一層ずつ固形化する。図８に示すＢＪ法においては、立体造形装置２２０の筐体２２２の中に、材料供給部２２４、積層部２２６、余剰材料受入部２２８、及び、ヘッド部２３０が備えられている。材料供給部２２４、積層部２２６、及び、余剰材料受入部２２８は、一方向（図８では左から右、Ｘ軸方向）に並んでいる。
ＢＪ法（図８）は、平坦に敷き詰めた材料粉末２３８に対し、ヘッド部２３０がインクジェットノズル（図示略）から選択的に液体の結合剤（Binder）２５０を噴射し、材料粉末２３８を一層ずつ固形化する。図８に示すＢＪ法においては、立体造形装置２２０の筐体２２２の中に、材料供給部２２４、積層部２２６、余剰材料受入部２２８、及び、ヘッド部２３０が備えられている。材料供給部２２４、積層部２２６、及び、余剰材料受入部２２８は、一方向（図８では左から右、Ｘ軸方向）に並んでいる。
【0087】
材料供給部２２４は、供給エレベータ２３２やローラ（「リコータ」などともいう）２３４を備えている。供給エレベータ２３２は、ねじ部２３６を用いて上方（図８中のＸＹＺ座標におけるＺ軸の正方向）へ移動し、材料粉末２３８を全体的に押し上げる。供給エレベータ２３２の移動量（上昇量）は、例えば、一回の移動につき数十ミクロン程度である。ローラ２３４は回転し、押し上げられた材料粉末２３８を掻き取って、積層部２２６へ移動させる。
【0088】
積層部２２６は、積層エレベータ２４０を備えている。積層部２２６は、ねじ部２４２を用い、積層エレベータ２４０の積層テーブル２４４を、一回の積層毎に所定量ずつ、下方（Ｚ軸の負方向）へ変位させる。積層テーブル２４４の一回の変位量は、一回の積層における造形厚さ（積層厚さ）に相当する。積層テーブル２４４が下がる度に発生するスペースに対して、ローラ２３４により材料粉末２３８が供給され、材料粉末２３８が敷き詰められる。
【0089】
ヘッド部２３０は、位置決め機構部２４８により、高速で移動し、位置決めされる。図示は省略するが、位置決め機構部２４８は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の変位機構を備えている。位置決め機構部２４８がＺ軸の変位機構を備えていてもよい。
【0090】
ヘッド部２３０が、造形の対象となる被造形物（ここでは外側筒部３０４）の各層のデータに基づき移動しながら、インクジェットノズルから、結合剤２５０を選択的に噴射する。一層の形成が完了すると、積層テーブル２４４が一段下がり、ローラ２３４が新しい材料粉末２３８を敷く。新たに敷かれた材料粉末２３８の層に、外側筒部３０４の断面形状に従って、結合剤２５０が噴射される。外側筒部３０４の造形が完了するまで、材料粉末２３８の敷設と各層の形成が繰り返される。
【0091】
造形の完了後には、被造形物が取り出され、図６における左側の図に示したような組み付けの後、図６における右側の図に示したような造形物の焼結が行われる。焼結は、結合剤２５０で結合された材料粉末２３８の機械的特性を向上するために行われる。高温炉で熱を加えられることにより、被造形物中の結合材が焼失するとともに、造形物が幾分収縮し、必要な機械的特性が得られる。
【0092】
＜＜ＦＤＭ法＞＞
図９の例のＦＤＭ法においては、立体造形装置２６０に、フィラメント供給部２６２やヘッド部２６４が備えられている。以下では、ＢＪ法（図８）と同様な部分については同一符号を付し、適宜説明は省略する。
図９の例のＦＤＭ法においては、立体造形装置２６０に、フィラメント供給部２６２やヘッド部２６４が備えられている。以下では、ＢＪ法（図８）と同様な部分については同一符号を付し、適宜説明は省略する。
【0093】
ヘッド部２６４は、位置決め機構部２４８に搭載されており、被造形物（ここでは外側筒部３０４）の断面形状に合わせて移動する。ＦＤＭ法（図９）による立体造形装置２６０は、フィラメント供給部２６２から、結合剤を含むフィラメント２６６を導出する。立体造形装置２６０は、フィラメント２６６を、熱源の熱で溶かしながらヘッド部２６４から押し出し、積層テーブル２４４の上に各層を積み上げて立体造形を行う。
【0094】
＜＜支持具４００により支持した状態での第２の部品と第１の部品との結合＞＞
圧粉体により外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋ（第２の部品）が形成された後、これらの部品は、図６における左側の図に示したように、内側筒部３０２（第１の部品）に組み付けられる。外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋが、内側筒部３０２に、同心的に被せられる。この後、内側筒部３０２と、内側筒部３０２に被せられた外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋとが共に焼結処理される。
圧粉体により外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋ（第２の部品）が形成された後、これらの部品は、図６における左側の図に示したように、内側筒部３０２（第１の部品）に組み付けられる。外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋが、内側筒部３０２に、同心的に被せられる。この後、内側筒部３０２と、内側筒部３０２に被せられた外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋとが共に焼結処理される。
【0095】
内側筒部３０２、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋの組み付けの際には、図７に示すような支持具４００が用いられる。支持具４００は、段付きな円柱状に形成されている。
【0096】
なお、図７は、焼結処理後（収縮後）の外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋの状態を示している。支持具４００は、焼結処理時にも使用されるが、外側筒部３０４のような収縮は生じず、焼結処理の前後の寸法はほとんど変わらない。ここでは、焼結処理の前後に関わらず、図７を援用して支持具４００の説明を行う。
【0097】
支持具４００の外径は、軸方向の一端部（図７における下端部）ほど大きく、他端部（図７における上端部）へいくほど段階的に小さくなっている。支持具４００の外周面４１０には、上端側から下端側へ順に、第１の段差部４１２、及び、第２の段差部４１４が形成されている。図７の例では、第１の段差部４１２、及び第２の段差部４１４の大きさは、互いに同程度である。
【0098】
支持具４００の上端部は、相対的に細径な第１の円柱部４１６となっており、第１の円柱部４１６よりも下側の部分は、第１の円柱部４１６よりも大径な第２の円柱部４１８となっている。第２の円柱部４１８の下端部には、フランジ部４２０が全周に亘って半径方向に張り出している。
【0099】
内側筒部３０２に外側筒部３０４を被せる際には、先ず、内側筒部３０２が、支持具４００における第１の円柱部４１６に上方から被せられる。内側筒部３０２のフランジ部３２８が、支持具４００における第１の段差部４１２に被せられ、第２の円柱部４１８に載せられる。内側筒部３０２のフランジ部３２８は、第２の円柱部４１８に上方から接触している。
【0100】
内側筒部３０２における第３の円筒部３２６の内径は、支持具４００における第１の円柱部４１６の直径よりも幾分大きく形成されている。このため、内側筒部３０２における第３の円筒部３２６と、支持具４００における第１の円柱部４１６との間には、隙間４３０が発生している。
【0101】
外側筒部３０４における上部開口３３２の周縁部は、内側筒部３０２におけるフランジ部３２８に上方から接触している。このため、外側筒部３０４の軸心方向（Ｚ軸方向）における位置は、内側筒部３０２のフランジ部３２８により規制される。
【0102】
焼結処理が行われる焼結工程においては、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、支持具４００に支持された状態で、約２０％収縮する。内側筒部３０２は、焼結処理時に収縮しないよう、削り出し等の方法により形成されている。このため、内側筒部３０２に被せられた外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋが収縮し、内側筒部３０２に密着する。
【0103】
焼結処理において、内側筒部３０２と、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋとの間の隙間は消滅する。焼結処理における加熱により、内側筒部３０２と、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋとは、融着して接合される。
【0104】
焼結前における、内側筒部３０２と、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋとの間における隙間の大きさは、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋの収縮により、内側筒部３０２との間の隙間が消滅し、部品間の接合が生じるよう決められている。このため、例えば、焼結後に、回転体１０３を縦方向に切断したとしても、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、内側筒部３０２から分離しない。外側筒部３０４と内側筒部３０２との接触面が融着するので、回転中には外側筒部３０４が遠心力で半径方向に広がるのを抑え、外側筒部３０４に生じる応力を緩和する効果もある。
【0105】
以上のようにして製造された回転体１０３は、内側筒部３０２と、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋとが、焼結処理前には隙間バメされ、かつ、焼結処理後にはしまりバメされているものであるということができる。そして、このような製造方法によれば、内側の部品に外側の部品を被せた後に、圧入、焼きバメ、溶接、ロウ付け等の作業を行う必要がない。したがって、内側筒部３０２に外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋを組み付ける作業が容易であり、更に部品の素材へのダメージが小さい。
【0106】
なお、上記焼結処理は、１回で終了させることに限らず、例えば複数回（２回や３回など）に分けて行ってもよい。
【0107】
＜焼結を考慮した部品寸法の設定＞
金属粉を固めて得られた部品である外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、焼結工程において約２０％収縮する。また、回転体１０３の軸心を基準として、相対的に半径方向の外側に位置する部品は、内側に位置する部品に比べて、遠心力による影響を大きく受け、回転時の変形を生じ易い。このため、焼結により収縮した部品に、回転中の遠心力によるゆるみが生じないよう、対策を施すことが考えられる。
金属粉を固めて得られた部品である外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋは、焼結工程において約２０％収縮する。また、回転体１０３の軸心を基準として、相対的に半径方向の外側に位置する部品は、内側に位置する部品に比べて、遠心力による影響を大きく受け、回転時の変形を生じ易い。このため、焼結により収縮した部品に、回転中の遠心力によるゆるみが生じないよう、対策を施すことが考えられる。
【0108】
対策としては、焼結前の部品寸法を、内側（軸側）の部品と、外側（穴側）の部品との間の隙間（隙間の基準寸法）が、以下のような関係を満たすように、部品寸法を設定することが考えられる。
隙間の基準寸法＝ａ－（ｃ－ｂ）－（ｄ＋ｅ）／２
ここで、各記号の意味は以下のとおりである。
ａ：焼結時の収縮による直径変化量［ｍｍ］
ｂ：内側(軸側)の部品の遠心力による直径変化量［ｍｍ］
ｃ：外側(穴側)の部品の遠心力による直径変化量［ｍｍ］
ｄ：内側(軸側)の部品の公差幅［ｍｍ］
ｅ：外側(穴側)の部品の公差幅［ｍｍ］
隙間の基準寸法＝ａ－（ｃ－ｂ）－（ｄ＋ｅ）／２
ここで、各記号の意味は以下のとおりである。
ａ：焼結時の収縮による直径変化量［ｍｍ］
ｂ：内側(軸側)の部品の遠心力による直径変化量［ｍｍ］
ｃ：外側(穴側)の部品の遠心力による直径変化量［ｍｍ］
ｄ：内側(軸側)の部品の公差幅［ｍｍ］
ｅ：外側(穴側)の部品の公差幅［ｍｍ］
【0109】
例えば、内側の部品（ここでは内側筒部３０２）の直径（外径）がΦ１００±０．０５ｍｍの場合、ａは以下のようになる。さらに、この場合に、ｂ～ｅのパラメータを以下のようにする。
ａ：１００ｍｍ×０．２＝２０ｍｍ
ｂ：０．１ｍｍ
ｃ：０．２ｍｍ
ｄ：内側の部品の公差幅０．１ｍｍ（±０．０５ｍｍ）
ｅ：外側の部品の公差幅０．２ｍｍ（±０．１ｍｍ）
この条件の下では、隙間の基準寸法は、２０－（０．２－０．１）－（０．１＋０．２）／２＝１８．７５ｍｍとなり、焼結時の収縮による直径変化量（２０ｍｍ）よりも小さくなる。
そして、外側の部品（例えば、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ）の内径を、１１８．７５±０．１ｍｍとし、この値を目安にして、各部品の設計を行う。
ａ：１００ｍｍ×０．２＝２０ｍｍ
ｂ：０．１ｍｍ
ｃ：０．２ｍｍ
ｄ：内側の部品の公差幅０．１ｍｍ（±０．０５ｍｍ）
ｅ：外側の部品の公差幅０．２ｍｍ（±０．１ｍｍ）
この条件の下では、隙間の基準寸法は、２０－（０．２－０．１）－（０．１＋０．２）／２＝１８．７５ｍｍとなり、焼結時の収縮による直径変化量（２０ｍｍ）よりも小さくなる。
そして、外側の部品（例えば、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ）の内径を、１１８．７５±０．１ｍｍとし、この値を目安にして、各部品の設計を行う。
【0110】
このようにすることで、径方向に関し片側で１０ｍｍ近く（１８．７５／２＝９．３７５ｍｍ）の大きさの隙間を確保できる。このため、厳密な位置合わせ等を行うことなく、部品を被せたり積み上げたりすることができる。このため、部品の組み付け作業が行い易く、作業性が向上する。
【0111】
さらに、焼結工程中に外側の部品が収縮する際には、内側の部品と外側の部品の係合関係が、隙間バメから徐々にしまりバメに変化し、自動的に芯出し（調心）が行われる。したがって、組み付け作業の際に厳密な芯出しが不要であり、このことによっても組み付け作業が容易になる。また、第２の部品である外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋが積層造形により形成されているので、削り出しにより形成した場合と比べ、切り粉の発生を防止でき、材料の無駄や、廃棄物に係るリサイクルの手間を削減できる。
【0112】
＜焼結工程中の工夫＞
＜＜支持具４００の利用＞＞
焼結工程において、第２部品に２０％程度の収縮が生じるが、収縮を想定した工夫を事前に施しておくことが有効である。例えば、図７に示すように支持具４００を用いることにより、焼結工程において、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６が収縮しても、内側筒部３０２、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６の係止状態を確保でき、これらの部品同士が分離してしまうのを防止できる。
＜＜支持具４００の利用＞＞
焼結工程において、第２部品に２０％程度の収縮が生じるが、収縮を想定した工夫を事前に施しておくことが有効である。例えば、図７に示すように支持具４００を用いることにより、焼結工程において、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６が収縮しても、内側筒部３０２、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６の係止状態を確保でき、これらの部品同士が分離してしまうのを防止できる。
【0113】
＜＜押圧力の付与＞＞
また、内側筒部３０２に、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋを組み付ける際に、図７に矢印Ａで示すように、上方から押圧力を付与する。このようにすることで、１段目～３段目のブレード環部３０６ａ～３０６ｃが、内側筒部３０２の第１の段差部３１２に押し付けられ、ブレード環部３０６ａ～３０６ｃの、内側筒部３０２に対する緩みが防止される。
また、内側筒部３０２に、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋを組み付ける際に、図７に矢印Ａで示すように、上方から押圧力を付与する。このようにすることで、１段目～３段目のブレード環部３０６ａ～３０６ｃが、内側筒部３０２の第１の段差部３１２に押し付けられ、ブレード環部３０６ａ～３０６ｃの、内側筒部３０２に対する緩みが防止される。
【0114】
この場合、４段目～７段目のブレード環部３０６ｄ～３０６ｇの寸法を好適に確保し、４段目のブレード環部３０６ｄの高さ（Ｚ軸方向における位置）を、第１の段差部３１２に面一になるよう設定することで、押圧力（矢印Ａ）を、４段目～７段目のブレード環部３０６ｄ～３０６ｇに伝えることができる。これにより、４段目～７段目のブレード環部３０６ｄ～３０６ｇが、内側筒部３０２の第２の段差部３１４に押し付けられ、ブレード環部３０６ｄ～３０６ｇの、内側筒部３０２に対する緩みが防止される。
【0115】
また、８段目～１１段目のブレード環部３０６ｈ～３０６ｋ、及び外側筒部３０４の寸法を好適に確保し、８段目のブレード環部３０６ｈの高さ（Ｚ軸方向における位置）を、第２の段差部３１４に面一になるよう設定することで、押圧力（矢印Ａ）を、８段目～１１段目のブレード環部３０６ｈ～３０６ｋ、及び外側筒部３０４に伝えることができる。これにより、８段目～１１段目のブレード環部３０６ｈ～３０６ｋ、及び外側筒部３０４が、内側筒部３０２の第３の段差部３１６に押し付けられ、ブレード環部３０６ｈ～３０６ｋ、及び外側筒部３０４の、内側筒部３０２に対する緩みが防止される。
【0116】
ここで、図７は、前述したように、収縮後の外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋの状態を示している。収縮後には、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋが、内側筒部３０２に接合されると共に、外側筒部３０４の下端部と、支持具４００のフランジ部４２０との間に隙間４３２が発生する。
【0117】
つまり、内側筒部３０２は、支持具４００における第２の円柱部４１８に載せられていることから、内側筒部３０２のフランジ部３２８と、支持具４００における第１の段差部４１２との接触部が基準位置Ｂとなり、収縮後も接触を維持する。そして、回転体１０３における全体の収縮に伴い、外側筒部３０４の下端部が、基準位置Ｂに近づき、支持具４００のフランジ部４２０との間の隙間４３２が発生する。
【0118】
このように、内側筒部３０２に第１の段差部３１２～第３の段差部３１６を設けて、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋを、鉛直方向（Ｚ軸方向、軸心方向）に支持しながら焼結を行うことで、第１の段差部３１２～第３の段差部３１６が、それぞれ位置決め箇所となる。そして、第１の段差部３１２～第３の段差部３１６により、鉛直方向の収縮による位置ずれの影響を可能な限り抑制することができる。
【0119】
より具体的には、金属粉の充填率（金属粉が含まれる割合）により、焼結時の収縮率は変わる。そして、単に、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋを積み重ねただけでは、最上段に位置する１段目のブレード環部３０６ａに係る位置ずれ量が最も大きくなり、位置ずれ量が無視できなくなる場合もあり得る。
【0120】
しかし、図７の例のように、第１の段差部３１２～第３の段差部３１６のそれぞれの位置で位置決めを行うことにより、位置ずれ量の最大値を抑制できる。つまり、複数の部品のまとまり毎の最下段の部品である３段目のブレード環部３０６ｃ、７段目のブレード環部３０６ｇ、外側筒部３０４の位置ずれが防止され、位置ずれ量の累積値が抑えられる。この結果、例えば１段目のブレード環部３０６ａであっても、位置ずれ量が抑制された値となり、位置ずれ量を許容レベルに収め易くなる。
【0121】
ここで、図７の例では、３段目のブレード環部３０６ｃと４段目のブレード環部３０６ｄとの間や、７段目のブレード環部３０６ｇと８段目のブレード環部３０６ｈとの間に、収縮による隙間が発生し得るが、隙間の部分にばね座金等の弾性体（ばね要素）を介在させて、下方に押し付ける力が発生するようにしてもよい。
【0122】
なお、図７の例では、矢印Ａで示す押圧力が２箇所に付与されているが、例えば、１段目のブレード環部３０６ａにおける、回転翼スペーサ部３３６ａの全周に亘り環状に押圧力を付与しても良い。また、押圧力を回転翼スペーサ部３３６ａに対し、円弧状に、且つ、部分的に（或いは断続的に）付与してもよい。さらに、押圧力の付与は、例えば、ばね座金、コイルばね、板ばね等の各種の弾性体（ばね要素）を介して行うことが可能である。
【0123】
＜第２の部品のその他の適用対象＞
第２の部品とすることができるのは、上述のようなターボ分子ポンプ機構用回転翼や、ホルベックポンプ機構用回転翼（回転体下部円筒部１０３ｂ（図１）を構成する外側筒部３０４）に限定されない。例えば、ターボ分子ポンプ１００には、図１０に示すように、シグバーン型排気機構部２０２が備えられる場合がある。シグバーン型排気機構部２０２を構成するシグバーンポンプ機構用回転翼（図１３に示す回転円板環部３７０ａ～３７０ｃ）も、第２の部品とすることができる。
第２の部品とすることができるのは、上述のようなターボ分子ポンプ機構用回転翼や、ホルベックポンプ機構用回転翼（回転体下部円筒部１０３ｂ（図１）を構成する外側筒部３０４）に限定されない。例えば、ターボ分子ポンプ１００には、図１０に示すように、シグバーン型排気機構部２０２が備えられる場合がある。シグバーン型排気機構部２０２を構成するシグバーンポンプ機構用回転翼（図１３に示す回転円板環部３７０ａ～３７０ｃ）も、第２の部品とすることができる。
【0124】
図１０に示すように、シグバーン型排気機構部２０２は、ホルベック型排気機構部２０４と組み合わせて備えられる場合がある。また、図示は省略するが、シグバーン型排気機構部２０２は、ホルベック型排気機構部２０４を伴わず、単独で備えられる場合もある。シグバーン型排気機構部２０２を備えることにより、排気されるガスに方向性が与えられ、ターボ分子ポンプ１００の排気性能が向上する。
【0125】
図１０は、ターボ分子ポンプ１００に、シグバーン型排気機構部２０２と、ホルベック型排気機構部２０４の両方を備えた構造の一例を示している。以下では、シグバーン型排気機構部２０２の構造や、シグバーン型排気機構部２０２とホルベック型排気機構部２０４との関係について説明するが、図１に示すターボ分子ポンプ１００と同様な部分については同一符号を付し、その説明は適宜省略する。
【0126】
シグバーン型排気機構部２０２は、前述した回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・、各々が翼列を有する）や固定翼１２３（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・）等により構成されるターボ分子ポンプ機構部の次段（直後の下流側）に、空間的に連続するよう形成されている。一方、ホルベック型排気機構部２０４は、シグバーン型排気機構部２０２の次段（直後の下流側）に、空間的に連続するよう形成されている。
【0127】
シグバーン型排気機構部２０２は、シグバーン型の排気機構であり、固定円板３４９ａ、３４９ｂと、回転円板３５０ａ～３５０ｃとを有している。回転円板３５０ａ～３５０ｃが設けられている回転円板環部３７０ａ～３７０ｃ（図１３、後述する）は、外周面に配設された円板部からなるシグバーンポンプ機構用回転翼として機能する。
【0128】
回転円板３５０ａ～３５０ｃは、回転翼１０２の下段に続けて配置され、軸心方向に並んでいる。回転円板３５０ａ～３５０ｃは、回転体１０３に一体に形成されており、回転体１０３の回転に伴い、ロータ軸１１３及び回転体１０３と同じ方向に回転する。つまり、回転円板３５０ａ～３５０ｃは、回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）とも一体的に回転する。
【0129】
固定円板３４９ａ、３４９ｂと回転円板３５０ａ～３５０ｃとの間には、図１１に拡大して示すように、断面形状が矩形状な多数の山部３５１が突出するよう形成されている。さらに、隣り合った山部３５１の間には、図１１に示すように、渦巻き状溝流路であるシグバーン渦巻き状溝部３５２が形成されている。
【0130】
図１１は、図１０に示すロータ軸１１３の右側の部位（二点鎖線の枠Ｌ内）における溝排気機構部を拡大して示している。なお、溝排気機構部は、本体ケーシング（外筒１２７とベース部１２９の組み合わせ）やロータ軸１１３等の軸心を中心として線対称（図１０中では左右対称）の構造を有していることから、ここでは図１０中の右側の部位のみを拡大して図示し、左側の部位については図示を省略する。
【0131】
このような構造のシグバーン型排気機構部２０２においては、モータ１２１が駆動されると、回転円板３５０ａ～３５０ｃが回転する。そして、各固定円板３４９ａ、３４９ｂと、各回転円板３５０ａ～３５０ｃとの間での相対的な回転変位が行われる。さらに、図１０～図１２に多数の矢印Ｑ（一部のみ符号を付す）で示すように、ターボ分子ポンプ機構部（回転翼１０２や固定翼１２３等により構成される）により移送されてきたガスが、溝排気機構部のシグバーン型排気機構部２０２に到達する。
【0132】
シグバーン型排気機構部２０２に到達したガスは、最上流のシグバーン渦巻き状溝部３５２に流入し、深さ方向（ロータ軸１１３の軸方向）において徐々に狭まる流路を通る。その後のガスは、折り返し部３５４、３５６や、一定の深さのシグバーン渦巻き状溝部３５２を経て、求心方向（軸心方向）や遠心方向に向かい、後述するホルベック型排気機構部２０４へ流入する。
【0133】
このようなシグバーン型排気機構部２０２においては、回転円板３５０ａ～３５０ｃが、回転翼１０２に対して、軸方向に並んで配置されている。このため、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ（図６）と同様に、内側筒部３０２に組み付ける構造とすることが可能である。
【0134】
例えば、図１３に示すように、回転円板環部３７０ａ～３７０ｃを、金属粉を固めて凝固させた圧粉体により、それぞれ別個に形成する。回転円板環部３７０ａ～３７０ｃは、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋの回転翼スペーサ部３３６ａ～３３６ｋ（図６）と同様な回転円板スペーサ部３７２ａ～３７２ｃを有している。回転円板環部３７０ａ～３７０ｃにおいては、回転円板スペーサ部３７２ａ～３７２ｃから回転円板３５０ａ～３５０ｃが、半径方向にフランジ状に突出している。
【0135】
回転円板環部３７０ａ～３７０ｃの製造は、３Ｄプリンタを用いた積層造形により行うことが可能である。３Ｄプリンタによる積層造形の方式としては、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋと同様に、例えば、焼結処理を要するＢＪ法又はＦＤＭ法等を採用する。そして、回転円板環部３７０ａ～３７０ｃを、ＢＪ法またはＦＤＭ法を用いた立体造形装置２２０、２６０で形成されたものとする。
【0136】
回転円板環部３７０ａ～３７０ｃの組み付けの際には、回転円板環部３７０ａ～３７０ｃを、内側筒部３０２に外側から順に、隙間バメの状態で被せる。回転円板環部３７０ａ～３７０ｃを、内側筒部３０２、外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋと共に焼結処理し、内側筒部３０２に一体化する。焼結処理の前の、回転円板環部３７０ａ～３７０ｃの内周部と、内側筒部３０２との間の隙間は、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋと同様に設定することができる。
【0137】
以上説明したような構造や製造方法を採用するにより、回転円板３５０ａ～３５０ｃを有する部品（ここではシグバーンポンプ機構用回転翼として機能する回転円板環部３７０ａ～３７０ｃ）を、削り出しによらずに形成することができる。そして、削り出しにより形成した場合と比べ、切り粉の発生を防止でき、材料の無駄や、廃棄物に係るリサイクルの手間を削減できる。
【0138】
また、シグバーンポンプ機構用回転翼（ここでは回転円板環部３７０ａ～３７０ｃ）を、内側筒部３０２に容易に組み付けることができ、更に部品の素材へのダメージも小さい。そして、組み付け作業の際に厳密な芯出しが不要であり、このことによっても組み付け作業が容易になる。
【0139】
このようなシグバーン型排気機構部２０２の次段に、図１０～図１２の例のようにホルベック型排気機構部２０４を設けた場合、ホルベック排気流路３６０（図１１）は、シグバーン排気流路３６６を通ったガスを受け入れる。そして、ホルベック排気流路３６０は、受け入れたホルベック渦巻き状溝部３６２により、外周側から内周側に導き、折曲部を経て、ネジ溝１３１ａに導入する。さらに、ネジ溝１３１ａにおいては、導入されたガスが、回転体１０３の回転に伴い、ネジ溝１３１ａに沿って下流側へ導かれる。
【0140】
なお、図１０～図１２の例におけるホルベック型排気機構部２０４は、ロータ軸１１３の軸線を基準として径方向へのガスの移送と、ロータ軸１１３の軸線方向へのガスの移送を行うようになっている。しかし、径方向へのガスの移送を行う部分をシグバーン型排気機構部２０２に含まれるよう分類し、ロータ軸１１３の軸線方向へのガスの移送を行う部分のみをホルベック型排気機構部２０４に分類することも可能である。
【0141】
＜第１の部品の製造方法に係る第２実施形態＞
第１実施形態に係る第１の部品の製造方法においては、第１の部品である内側筒部３０２は、金属塊の素材（円柱状の素材など）から削り出すことにより形成されていた。本第２実施形態では、内側筒部３０２は、３Ｄプリンタを用いた積層造形により製造される。
第１実施形態に係る第１の部品の製造方法においては、第１の部品である内側筒部３０２は、金属塊の素材（円柱状の素材など）から削り出すことにより形成されていた。本第２実施形態では、内側筒部３０２は、３Ｄプリンタを用いた積層造形により製造される。
【0142】
内側筒部３０２の製造には、ＰＢＦ法又はＤＥＤ法を利用することが可能である。ＰＢＦ法及びＤＥＤ法は、積層後に焼結処理を行う必要がない方法に分類できる。内側筒部３０２の製造を、３Ｄプリンタ（立体造形装置）を用いた積層造形により行うことで、削り出しを採用した場合に比べ、素材が無駄になるのを防止できる。以下に、ＰＢＦ法又はＤＥＤ法の概要を説明する。なお、図８に示したＢＪ法や、図９に示したＦＤＭ法と同様の部分については同一符号を付し、適宜説明は省略する。
＜＜ＰＢＦ法＞＞
ＰＢＦ法（図１４）は、平坦に敷き詰めた材料粉末２３８を、ヘッド部２７２から出力される熱源（レーザや電子ビームなど）により、一層ずつ溶融及び固着しながら積層する。図１４に示す立体造形装置２７０においては、熱源としてレーザが用いられている。ヘッド部２７２は、内蔵した光学系（図示略）を介して、レーザ光源からのレーザ光２７４の照射を行う。
＜＜ＰＢＦ法＞＞
ＰＢＦ法（図１４）は、平坦に敷き詰めた材料粉末２３８を、ヘッド部２７２から出力される熱源（レーザや電子ビームなど）により、一層ずつ溶融及び固着しながら積層する。図１４に示す立体造形装置２７０においては、熱源としてレーザが用いられている。ヘッド部２７２は、内蔵した光学系（図示略）を介して、レーザ光源からのレーザ光２７４の照射を行う。
【0143】
図１４の例では、レーザ光２７４の照射（レーザ照射）は、真下（Ｚ軸の負方向）の材料粉末２３８に向けて、所定のビーム径で行われる。レーザ光２７４の照射により、材料粉末２３８が溶融し、固化する。レーザ光２７４の照射形状（レーザ光２７４の移動軌跡の形状）は、内側筒部３０２の３Ｄモデルデータをスライスして得られた各層のデータに基づき決定される。一層についてのレーザ照射が完了すると、次の層に係るレーザ照射が行われ、材料粉末２３８の供給とレーザ照射とが繰り返される。
【0144】
造形中には、造形が行われる領域（造形領域）内に、例えばアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを充満させて酸素濃度を低下させ、材料粉末２３８が酸化するのを防止してもよい。ヘッド部２７２を複数搭載し、生産性の向上を図ってもよい。
＜＜ＤＥＤ法＞＞
ＤＥＤ法（図１５）は、レーザ、電子ビーム、プラズマアークなどの指向エネルギービームにより、金属粉末（材料粉末）や、フィラメントの金属を溶融し、肉盛溶接する。以下では、これまでに説明した各種の方式と同様な部分については同一符号を付し、適宜説明は省略する。
＜＜ＤＥＤ法＞＞
ＤＥＤ法（図１５）は、レーザ、電子ビーム、プラズマアークなどの指向エネルギービームにより、金属粉末（材料粉末）や、フィラメントの金属を溶融し、肉盛溶接する。以下では、これまでに説明した各種の方式と同様な部分については同一符号を付し、適宜説明は省略する。
【0145】
図１５の例のＤＥＤ法においては、立体造形装置２８０に、フィラメント供給部２８２やヘッド部２８４が備えられている。ヘッド部２８４は、位置決め機構部２４８に搭載されており、被造形物（ここでは内側筒部３０２）の輪郭形状に合わせて移動する。フィラメント供給部２８２から導出されたフィラメント２８６の先端部に対し、ヘッド部２８４がレーザ光（図示略）を照射する。ヘッド部２８４により、フィラメント２８６の溶融や凝固が行われ、内側筒部３０２の各層が積層される。
【0146】
なお、内側筒部３０２を、ＢＪ法またはＦＤＭ法を用いた立体造形装置で形成後、焼結して第１の部品としてもよい。この場合は、ＢＪ法またはＦＤＭ法を実行する３Ｄプリンタにより、第２の部品（ここでは外側筒部３０４、及びブレード環部３０６ａ～３０６ｋ）だけでなく、第１の部品（ここでは内側筒部３０２）も製造できるようになり、第１の部品の製造にあたり、その他の方式（ＰＢＦ法またはＤＥＤ法など）の３Ｄプリンタを使用する必要がない。
【0147】
＜各実施形態から抽出可能な発明＞
以上説明したように、本出願に係る真空ポンプ（ターボ分子ポンプ１００など）は、以下のような特徴を有している。
（１）本出願に係る真空ポンプは、
真空容器（外筒１２７とベース部１２９とが組み合わさって構成される本体ケーシングなど）と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体（回転体１０３など）と、を備えた真空ポンプにおいて、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品（内側筒部３０２など）の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品（外側筒部３０４、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ、及び回転円板３５０ａ～３５０ｃなど）を被せた構造を有することを特徴とする。
（２）上記（１）に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品が、押出材、鋳造材、及び、鍛造材のうちの少なくとも１つで形成されたことを特徴とする。
（３）上記（１）に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品が、ＰＢＦ法またはＤＥＤ法を用いた立体造形装置で形成されたことを特徴とする。
（４）上記（１）に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品が、ＢＪ法またはＦＤＭ法を用いた立体造形装置で形成後、焼結されたことを特徴とする。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、圧粉体で形成されたことを特徴とする。
（６）上記（１）から（４）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、ＢＪ法またはＦＤＭ法を用いた立体造形装置で形成されたことを特徴とする。
（７）上記（１）から（６）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品と、前記第１の部品に被せられた前記第２の部品とが共に焼結処理されていることを特徴とする。
（８）上記（７）に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品と前記第２の部品が、前記焼結処理前には隙間バメされ、かつ、前記焼結処理後にはしまりバメされていることを特徴とする。
（９）上記（１）から（８）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、放射状に配設された翼列からなるターボ分子ポンプ機構用回転翼（回転翼１０２など）を備えたことを特徴とする。
（１０）上記（１）から（９）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、外周面に配設された円板部からなるシグバーンポンプ機構用回転翼（外側筒部３０４など）を備えたことを特徴とする。
（１１）上記（１）から（１０）のいずれか１項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、外周面に配設された円筒部からなるホルベックポンプ機構用回転翼（回転円板３５０ａ～３５０ｃなど）を備えたことを特徴とする。
（１２）本出願に係る真空ポンプ用回転体は、
真空ポンプの真空容器内に回転自在に設置される真空ポンプ用回転体（回転体１０３など）において、
内側に配置される第１の部品（内側筒部３０２など）の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品（外側筒部３０４、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ、及び回転円板３５０ａ～３５０ｃなど）を被せた構造を有することを特徴とする。
（１３）上記（１２）に係る真空ポンプ用回転体の一実施形態は、
前記第１の部品と、前記第１の部品に被せられた前記第２の部品とが共に焼結処理されていることを特徴とする。
（１４）本出願に係る真空ポンプの製造方法は、
真空容器（外筒１２７とベース部１２９とが組み合わさって構成される本体ケーシングなど）と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体（回転体１０３など）と、を備えた真空ポンプの製造方法において、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品（内側筒部３０２など）の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品（外側筒部３０４、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ、及び回転円板３５０ａ～３５０ｃなど）を被せる第１の工程と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを共に焼結処理する第２の工程とを備えたことを特徴とする。
（１５）上記（１４）に係る真空ポンプ用回転体の一実施形態は、
前記第１の部品と前記第２の部品が、前記焼結処理前には隙間バメされ、かつ、前記焼結処理後にはしまりバメされることを特徴とする。
以上説明したように、本出願に係る真空ポンプ（ターボ分子ポンプ１００など）は、以下のような特徴を有している。
（１）本出願に係る真空ポンプは、
真空容器（外筒１２７とベース部１２９とが組み合わさって構成される本体ケーシングなど）と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体（回転体１０３など）と、を備えた真空ポンプにおいて、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品（内側筒部３０２など）の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品（外側筒部３０４、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ、及び回転円板３５０ａ～３５０ｃなど）を被せた構造を有することを特徴とする。
（２）上記（１）に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品が、押出材、鋳造材、及び、鍛造材のうちの少なくとも１つで形成されたことを特徴とする。
（３）上記（１）に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品が、ＰＢＦ法またはＤＥＤ法を用いた立体造形装置で形成されたことを特徴とする。
（４）上記（１）に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品が、ＢＪ法またはＦＤＭ法を用いた立体造形装置で形成後、焼結されたことを特徴とする。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、圧粉体で形成されたことを特徴とする。
（６）上記（１）から（４）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、ＢＪ法またはＦＤＭ法を用いた立体造形装置で形成されたことを特徴とする。
（７）上記（１）から（６）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品と、前記第１の部品に被せられた前記第２の部品とが共に焼結処理されていることを特徴とする。
（８）上記（７）に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第１の部品と前記第２の部品が、前記焼結処理前には隙間バメされ、かつ、前記焼結処理後にはしまりバメされていることを特徴とする。
（９）上記（１）から（８）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、放射状に配設された翼列からなるターボ分子ポンプ機構用回転翼（回転翼１０２など）を備えたことを特徴とする。
（１０）上記（１）から（９）のいずれか一項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、外周面に配設された円板部からなるシグバーンポンプ機構用回転翼（外側筒部３０４など）を備えたことを特徴とする。
（１１）上記（１）から（１０）のいずれか１項に係る真空ポンプの一実施形態は、
前記第２の部品が、外周面に配設された円筒部からなるホルベックポンプ機構用回転翼（回転円板３５０ａ～３５０ｃなど）を備えたことを特徴とする。
（１２）本出願に係る真空ポンプ用回転体は、
真空ポンプの真空容器内に回転自在に設置される真空ポンプ用回転体（回転体１０３など）において、
内側に配置される第１の部品（内側筒部３０２など）の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品（外側筒部３０４、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ、及び回転円板３５０ａ～３５０ｃなど）を被せた構造を有することを特徴とする。
（１３）上記（１２）に係る真空ポンプ用回転体の一実施形態は、
前記第１の部品と、前記第１の部品に被せられた前記第２の部品とが共に焼結処理されていることを特徴とする。
（１４）本出願に係る真空ポンプの製造方法は、
真空容器（外筒１２７とベース部１２９とが組み合わさって構成される本体ケーシングなど）と、
前記真空容器内に回転自在に設置された回転体（回転体１０３など）と、を備えた真空ポンプの製造方法において、
前記回転体が、
内側に配置される第１の部品（内側筒部３０２など）の周囲に、粉末を固めて形成された第２の部品（外側筒部３０４、ブレード環部３０６ａ～３０６ｋ、及び回転円板３５０ａ～３５０ｃなど）を被せる第１の工程と、
前記第１の部品と前記第２の部品とを共に焼結処理する第２の工程とを備えたことを特徴とする。
（１５）上記（１４）に係る真空ポンプ用回転体の一実施形態は、
前記第１の部品と前記第２の部品が、前記焼結処理前には隙間バメされ、かつ、前記焼結処理後にはしまりバメされることを特徴とする。
【0148】
なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形や各実施形態の組合せをすることが可能である。
【符号の説明】
【0149】
１００ ：ターボ分子ポンプ
１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）：回転翼
１０３ ：回転体
１１３ ：ロータ軸
１２１ ：モータ
１３１ ：ネジ付スペーサ
１３１ａ ：ネジ溝
２０２ ：シグバーン型排気機構部
２０４ ：ホルベック型排気機構部
２２０、２６０、２７０、２８０：立体造形装置
３０２ ：内側筒部
３０４ ：外側筒部
３０６ａ～３０６ｋ：ブレード環部
３１２ ：第１の段差部
３１４ ：第２の段差部
３１６ ：第３の段差部
３２２ ：第１の円筒部
３２４ ：第２の円筒部
３２６ ：第３の円筒部
３２８ ：フランジ部
３３２ ：上部開口
３３４ ：下部開口
３３６ａ～３３６ｋ：回転翼スペーサ部
３４９ａ、３４９ｂ：固定円板
３５０ａ～３５０ｃ：回転円板
３７０ａ～３７０ｃ：回転円板環部
４００ ：支持具
１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）：回転翼
１０３ ：回転体
１１３ ：ロータ軸
１２１ ：モータ
１３１ ：ネジ付スペーサ
１３１ａ ：ネジ溝
２０２ ：シグバーン型排気機構部
２０４ ：ホルベック型排気機構部
２２０、２６０、２７０、２８０：立体造形装置
３０２ ：内側筒部
３０４ ：外側筒部
３０６ａ～３０６ｋ：ブレード環部
３１２ ：第１の段差部
３１４ ：第２の段差部
３１６ ：第３の段差部
３２２ ：第１の円筒部
３２４ ：第２の円筒部
３２６ ：第３の円筒部
３２８ ：フランジ部
３３２ ：上部開口
３３４ ：下部開口
３３６ａ～３３６ｋ：回転翼スペーサ部
３４９ａ、３４９ｂ：固定円板
３５０ａ～３５０ｃ：回転円板
３７０ａ～３７０ｃ：回転円板環部
４００ ：支持具
【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】
