特開 2024-165740 真空ポンプのロータ翼の製造方法、真空ポンプのロータ翼、真空ポンプ

(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】P2024165740

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】真空ポンプのロータ翼の製造方法、真空ポンプのロータ翼、真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20241121BHJP

   B22F 5/04 20060101ALI20241121BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20241121BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20241121BHJP

   B22F 10/20 20210101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

F04D19/04 F

B22F5/04

B33Y10/00

B33Y80/00

B22F10/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082212

(22)【出願日】2023-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100221372

【弁理士】

【氏名又は名称】岡崎 信治

(72)【発明者】

【氏名】木村 裕章

【テーマコード（参考）】

3H131

4K018

【Ｆターム（参考）】

3H131AA02

3H131BA06

3H131BA09

3H131CA02

3H131CA03

3H131CA13

4K018AA13

4K018AA14

4K018BA07

4K018BA08

4K018FA06

4K018KA12

(57)【要約】

【課題】高速回転時に発生する応力に耐えられるロータ翼を材料の積層による方法を用いて製造する
【解決手段】ロータ翼２２の製造方法は、中心部２２ａと、翼２２ｂのうち中心部２２ａとの接続部分２２５から所定の長さｄまでの第１部分２２１と、を第１材料Ｍ１を用いて形成するステップと、第１部分２２１の先端から翼２２ｂの先端までの第２部分２２３を、第１材料Ｍ１に積層して形成した第２材料Ｍ２を用いて形成するステップと、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空ポンプに設けられ、中心部と前記中心部から放射状に延びる翼とを有するロータ翼を製造する方法であって、
前記中心部と、前記翼のうち前記中心部との接続部分から所定の長さまでの第１部分とを、第１材料を用いて形成するステップと、
前記翼のうち前記第１部分の先端から前記翼の先端までの第２部分を、前記第１材料に積層して形成した第２材料を用いて形成するステップと、
を備える、ロータ翼の製造方法。

【請求項2】

前記第１材料の前記第１部分に対応する箇所に、前記第２材料を積層して形成するステップと、
前記第１材料を切削加工することで前記中心部と前記第１部分とを形成するとともに、前記第２材料を切削加工することで前記第２部分を形成するステップと、
を備える。請求項１に記載のロータ翼の製造方法。

【請求項3】

前記第１材料を切削加工することで前記中心部と前記第１部分とを形成するステップと、
切削加工により形成された前記第１部分の先端から、前記第２材料からなる前記第２部分を積層して形成するステップと、
を備える、請求項１に記載のロータ翼の製造方法。

【請求項4】

前記第１部分の所定の長さは、所定の大きさ以上の応力が前記接続部分において発生する範囲の大きさに基づいて決定される、請求項１に記載のロータ翼の製造方法。

【請求項5】

前記第２材料は積層造形法により前記第１材料に積層される、請求項１に記載のロータ翼の製造方法。

【請求項6】

中心部と前記中心部から放射状に延びる翼とを備え、
前記翼は、前記翼と前記中心部との接続部分から所定の長さだけ延びる第１部分と、前記第１部分の先端から前記翼の先端までの第２部分と、を有し、
前記中心部と前記第１部分は、第１材料により形成され、
前記第２部分は、前記第１材料より比重が小さい第２材料により形成される、
真空ポンプのロータ翼。

【請求項7】

中心部と前記中心部から放射状に延びる翼とを備え、
前記翼は、前記翼と前記中心部との接続部分から所定の長さだけ延びる第１部分と、前記第１部分の先端から前記翼の先端までの第２部分と、を有し、
前記中心部と前記第１部分は、第１材料により形成され、
前記第２部分は、前記第１材料よりも０．２％耐力が小さい第２材料により形成される、
真空ポンプのロータ翼。

【請求項8】

請求項６又は７に記載のロータ翼を備える真空ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空ポンプのロータ翼の製造方法、真空ポンプのロータ翼、及び、真空ポンプ関する。

【背景技術】

【0002】

真空ポンプには、回転駆動されるロータに設けられたロータ翼を備えるものがある（例えば、特許文献１を参照）。この真空ポンプでは、ロータの回転によりロータ翼を回転させて排気対象装置の内部を吸引し、吸引した気体を外部に排出する。このロータ翼は、回転中心となる中心部と、中心部から放射状に延びる翼と、を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１３９３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、真空ポンプのロータ翼は、金属塊（例えば、鍛造材）を切削加工（削り出し）することにより製造されていた。切削加工によるロータ翼の製造では、削りかすが発生する、ロータ翼の複雑な形状のために加工時間が長くなるとの問題があった。これらの問題を解決するために、材料の積層による造形法（例えば、積層造形法）を用いてロータ翼を製造することが考えられる。材料の積層による造形法では、材料の層を順次積層することで任意の形状の対象物を高速に形成できる。

【0005】

その一方、真空ポンプのロータ翼は高速回転するため、ロータ翼には大きな応力が発生する。材料の積層による造形法で形成したロータ翼は、この応力に耐えられない可能性がある。なぜなら、材料の積層による造形法では粉末材料などの層を積層して対象物を形成するので、この方法で形成したロータ翼は、金属塊の切削加工により形成したロータ翼と比較して強度が弱くなる傾向にあるからである。

【0006】

従って、本発明の目的は、高速回転時に発生する応力に耐えられるロータ翼を、材料の積層による方法を用いて製造することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係るロータ翼の製造方法は、中心部と中心部から放射状に延びる翼とを有するロータ翼を製造する方法である。ロータ翼の製造方法は、以下のステップを有する。
◎中心部と第１部分とを第１材料を用いて形成するステップ。第１部分は、翼のうち中心部との接続部分から所定の長さまでの部分である。
◎第１部分の先端から翼の先端までの第２部分を、第１材料に積層して形成した第２材料を用いて形成するステップ。

【発明の効果】

【0008】

真空ポンプに用いられるロータ翼においては、特に中心部と翼との接続部分において大きな応力が発生する。そこで、上述した本発明の一態様に係るロータ翼の製造方法では、ロータ翼の中心部と第１部分とを同一の第１材料を用いて形成する。すなわち、中心部と、中心部と翼との接続部分と、接続部分からの翼の第１部分とを、同一の第１材料を用いて形成する。一方、翼の残りの部分、すなわち、第１部分の先端から翼の先端までの第２部分を、第１材料に積層して形成した第２材料を用いて形成する。このため、上記の製造方法によるロータ翼では、第２材料により形成される第２部分に、特に大きな応力が生じる中心部と翼との接続部分が含まれない。このように、特に大きな応力が生じる箇所を、材料の積層による方法により形成される第２材料により形成しないことで、高速回転時に発生する応力にも耐えられるロータ翼を、材料の積層による方法を用いて製造できる。この結果、材料の積層による方法の有利点を生かしつつ、十分な強度を有するロータ翼の製造を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】真空ポンプの断面図である。

【図2】ロータ翼の上面図である。

【図3】ロータ翼の製造方法１を示すフローチャートである。

【図4A】ロータ翼の製造方法１を模式的に示す図である。

【図4B】ロータ翼の製造方法１を模式的に示す図である。

【図4C】ロータ翼の製造方法１を模式的に示す図である。

【図5】ロータ翼の製造方法２を示すフローチャートである。

【図6A】ロータ翼の製造方法２を模式的に示す図である。

【図6B】ロータ翼の製造方法２を模式的に示す図である。

【図6C】ロータ翼の製造方法２を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、真空ポンプに用いられるロータ翼、当該ロータ翼の製造方法を説明する。まず、図１を用いて、ロータ翼を備える真空ポンプを説明する。図１は、真空ポンプ１の断面図である。真空ポンプ１は、ハウジング２と、ベース３と、ロータ４と、ステータ５と、を含む。

【0011】

ハウジング２は、第１端部１１と、第２端部１２と、第１内部空間Ｓ１とを含む。第１端部１１には吸気口１３が設けられている。吸気口１３は、排気対象装置（図示せず）の内部と気体流通可能に接続される。第１内部空間Ｓ１は、吸気口１３に連通している。第２端部１２は、ロータ４の軸線方向（以下、単に「軸線方向Ａ１」と呼ぶ）において、第１端部１１の反対に位置している。第２端部１２は、ベース３に接続される。ベース３は、ベース端部１４を含む。ベース端部１４は、ハウジング２の第２端部１２に接続される。ベース３は、例えば、アルミニウム製の部材である。

【0012】

ロータ４は、ハウジング２の内部空間に収納される。ロータ４は、シャフト２１を含む。シャフト２１は、軸線方向Ａ１に延びている。シャフト２１は、ベース３に回転可能に収納されている。シャフト２１の下部には、スラストディスク２１Ａが設けられる。さらに、シャフト２１の下端には、ターゲット２１Ｂがネジ止めされている。

【0013】

ロータ４は、複数段のロータ翼２２と、ロータ円筒部２３と、を含む。複数段のロータ翼２２は、それぞれ、軸線方向Ａ１に対して傾斜してシャフト２１に接続されている。複数のロータ翼２２は、軸線方向Ａ１に互いに間隔をおいて配置されている。図示を省略するが、複数段のロータ翼２２は、それぞれシャフト２１を中心として放射状に延びている。なお、図面においては、複数段のロータ翼２２の１つのみに符号が付されており、他のロータ翼２２の符号は省略されている。ロータ円筒部２３は、複数段のロータ翼２２の下方に配置されている。ロータ円筒部２３は、軸線方向Ａ１に延びている。

【0014】

ステータ５は、ロータ４の外周側に配置されている。ステータ５は、複数段のステータ翼３１と、ステータ円筒部３２と、を含む。複数段のステータ翼３１は、それぞれ、ロータ翼２２の傾斜とは反対方向に傾斜してハウジング２の内面に接続されている。例えば、ロータ翼２２が吸気側から排気側に傾斜している場合には、ステータ翼３１は、排気側から吸気側に傾斜する。一方、ロータ翼２２が排気側から吸気側に傾斜している場合には、ステータ翼３１は、吸気側から排気側に傾斜する。ロータ翼２２及びステータ翼３１の傾斜方向は、ロータ４の回転方向等により適宜決定できる。

【0015】

複数段のステータ翼３１は、軸線方向Ａ１において、互いに間隔をおいて配置されている。複数段のステータ翼３１は、それぞれ複数段のロータ翼２２の間に配置されている。図示を省略するが、複数段のステータ翼３１は、それぞれシャフト２１を中心として放射状に延びている。なお、図面においては、複数段のステータ翼３１の２つのみに符号が付されており、他のステータ翼３１の符号は省略されている。ステータ円筒部３２は、ベース３に接触した状態で固定されている。ステータ円筒部３２は、ロータ円筒部２３の径方向において、わずかな隙間を空けてロータ円筒部２３の外周面と向かい合って配置されている。ロータ円筒部２３と向かい合うステータ円筒部３２の内周面には、らせん状溝が設けられている。

【0016】

図１に示すように、ロータ円筒部２３とステータ円筒部３２の排気下流側の端部のさらに下流側には、排気空間Ｓ２が形成されている。排気空間Ｓ２には、排気対象装置から排気された排気対象気体が導かれる。排気空間Ｓ２は、排気口１５に連通している。排気口１５は、ベース３に設けられる。排気口１５には、他の真空ポンプ（図示せず）が接続される。なお、排気下流側とは、軸線方向Ａ１において、排気空間Ｓ２により近い側をいう。また、排気下流方向とは、排気空間Ｓ２に向かう方向をいう。

【0017】

真空ポンプ１は、軸受４１Ａ、４１Ｅと、磁気軸受４１Ｂ～４１Ｄと、モータ４２と、を含む。軸受４１Ａ、４１Ｅは、ベース３のシャフト２１を収納した位置に取り付けられている。軸受４１Ａ、４１Ｅは、シャフト２１を回転可能に支持する。軸受４１Ａ、４１Ｅは、ボールベアリングである。磁気軸受４１Ｂ～４１Ｄは、シャフト２１を磁力により支持する軸受である。このうち、磁気軸受４１Ｂ、４１Ｃは、シャフト２１を径方向に支持するラジアル磁気軸受である。磁気軸受４１Ｄは、シャフト２１を軸方向に支持するスラスト磁気軸受である。

【0018】

モータ４２は、ロータ４を回転駆動する。モータ４２は、モータロータ４２Ａとモータステータ４２Ｂとを含む。モータロータ４２Ａは、シャフト２１に取り付けられている。モータステータ４２Ｂは、ベース３に取り付けられている。モータステータ４２Ｂは、モータロータ４２Ａと向かい合って配置されている。

【0019】

真空ポンプ１では、複数段のロータ翼２２と複数段のステータ翼３１とは、ターボ分子ポンプ部を構成する。また、ロータ円筒部２３とステータ円筒部３２とは、ネジ溝ポンプ部を構成する。真空ポンプ１では、モータ４２によってロータ４が回転することで、廃棄対象装置の内部から、吸気口１３を介して、第１内部空間Ｓ１へ排気対象気体が流入する。第１内部空間Ｓ１の排気対象気体は、ターボ分子ポンプ部とネジ溝ポンプ部を通過して、排気空間Ｓ２に導かれる。排気空間Ｓ２の排気対象気体は、排気口１５から排気される。この結果、吸気口１３に取り付けられた排気対象装置の内部が、高真空状態となる。

【0020】

以下、図２を用いて、ロータ翼２２を詳細に説明する。図２は、ロータ翼２２の上面図である。ロータ翼２２は、中心部２２ａと、翼２２ｂと、を有する。中心部２２ａは、ロータ翼２２の回転中心となる部分である。中心部２２ａがロータ４に取り付けられることで、ロータ翼２２がロータ４に配置される。

【0021】

翼２２ｂは、中心部２２ａの側面から放射状に延びる。翼２２ｂは、中心部２２ａの厚み方向に対しては傾斜している。翼２２ｂは、ロータ４の回転により、排気対象気体を排気口１５の方向へ移動させる。

【0022】

翼２２ｂは、第１部分２２１と、第２部分２２３と、を有する。第１部分２２１は、翼２２ｂのうち、中心部２２ａと翼２２ｂとの接続部分２２５を含む部分である。第１部分２２１は、中心部２２ａと一体形成されている。具体的には、第１部分２２１は、１つの第１材料Ｍ１を切削加工することで、中心部２２ａとともに形成される。第１材料Ｍ１は、例えば、アルミニウムなどの金属の鍛造材である。

【0023】

図２に示すように、第１部分２２１は、接続部分２２５から所定の長さｄだけ延びている。この所定の長さｄは、所定の大きさ以上の応力が接続部分２２５において発生する範囲の大きさに基づいて決定される。この所定の大きさは、例えば、中心部２２ａと第１部分２２１とを形成する材料（すなわち、第１材料Ｍ１）が耐えられる応力（例えば、せん断応力）等に基づいて決定できる。

【0024】

本発明者は、高速回転時のロータ翼２２において発生する応力分布の解析を行った。その結果、本発明者は、高速回転時には、中心部２２ａと翼２２ｂとの接続部分２２５に形成された曲線部分２２７において、所定の大きさ以上の特に大きな応力が発生することを見いだした。この解析結果に基づいて、第１部分２２１の所定の長さｄを、少なくとも曲線部分２２７全体が第１部分２２１に含まれる長さと決定できる。このように、中心部２２ａと第１部分２２１とを一体形成し、接続部分２２５の特に大きな応力が発生する部分（すなわち、曲線部分２２７）を第１部分２２１に含めることで、特に大きな応力が発生する部分に部品の接続部分及び材料の変化部分が配置されないようにできる。

【0025】

第２部分２２３は、翼２２ｂのうち、第１部分２２１を除いた残りの部分である。すなわち、第２部分２２３は、第１部分２２１の先端から翼２２ｂの先端までの部分である。詳細は後述するが、第２部分２２３は、中心部２２ａと第１部分２２１とを形成する第１材料Ｍ１とは特性が異なる第２材料Ｍ２で形成される。第２材料Ｍ２は、中心部２２ａと第１部分２２１とを形成する第１材料Ｍ１に積層することで形成される。

【0026】

第２部分２２３を形成する第２材料Ｍ２は、例えば、材料の積層による方法（例えば、積層造形法）により形成されたアルミニウム、マグネシウム、プラスチックなどである。このような第２材料Ｍ２は、金属塊である第１材料Ｍ１の比重よりも小さな比重を有する。これにより、翼２２ｂ全体の重量を、翼２２ｂ全体を第１材料Ｍ１のみで形成する場合と比較して小さくできる。この結果、高速回転時に中心部２２ａと翼２２ｂとの接続部分２２５（特に、曲線部分２２７）に生じる応力の大きさを小さくして、より高速回転に耐えられるロータ翼２２を実現できる。

【0027】

また、上記のように形成された第２材料Ｍ２は、第１材料Ｍ１よりも強度が低いことがある。具体的には、第２材料Ｍ２の０．２％耐力は、第１材料Ｍ１の０．２％耐力よりも小さい。なお、「０．２％耐力」とは、ひずみが０．２％となったときの応力をいう。

【0028】

図２に示すように、高速回転時に大きな応力が生じる部分（すなわち、接続部分２２５）は第１部分２２１に含まれており、第２部分２２３には含まれていない。また、第１部分２２１と第２部分２２３とは、高速回転時に大きな応力が生じる接続部分２２５で接続されていない。これにより、第１材料Ｍ１よりも強度が低い第２材料Ｍ２を用いて第２部分２２３を形成しても、第２部分２２３、及び／又は、第１部分２２１と第２部分２２３との接続部分が高速回転時に破損しない。このように、高速回転時に大きな応力が生じる部分を、第１材料Ｍ１により形成される第１部分２２１に含めることで、高速回転に耐えられるロータ翼２２を実現できる。また、第１材料Ｍ１よりも強度が低い第２材料Ｍ２で第２部分２２３を形成できるので、第２部分２２３を形成するために用いる第２材料Ｍ２の選択の自由度を高めることができる。

【0029】

以下、上記で説明した構成を有するロータ翼２２の製造方法を説明する。以下のように、ロータ翼２２の製造方法には、「製造方法１」と「製造方法２」の二種類が存在する。以下、それぞれの製造方法を詳細に説明する。

【0030】

まず、図３及び図４Ａ～図４Ｃを用いて、ロータ翼２２の製造方法１を説明する。図３は、ロータ翼２２の製造方法１を示すフローチャートである。図４Ａ～図４Ｃは、ロータ翼２２の製造方法１を模式的に示す図である。製造方法１では、第１材料Ｍ１を用いて中心部２２ａと第１部分２２１とを形成後に、第１部分２２１に第２材料Ｍ２を積層することで第２部分２２３を形成する。詳細には、以下のようにしてロータ翼２２が製造される。

【0031】

最初に、中心部２２ａと第１部分２２１を形成するための第１材料Ｍ１を準備する（ステップＳ１１）。第１材料Ｍ１は、例えば、アルミニウムなどの金属の鍛造材である。図４Ａに示すように、第１材料Ｍ１は、中心部２２ａの中心から第１部分２２１の先端までの距離に相当する半径を有する円形とできる。しかし、これに限られず、第１材料Ｍ１の形状は、四角形などの他の形状とできる。

【0032】

次に、ステップＳ１１で準備した第１材料Ｍ１を用いて、中心部２２ａと第１部分２２１とを形成する（ステップＳ１２）。具体的には、第１材料Ｍ１を、図４Ｂに示すような中心部２２ａと第１部分２２１の形状に従って切削加工することで、中心部２２ａと第１部分２２１とを形成する。

【0033】

中心部２２ａと第１部分２２１とを形成後、図４Ｃに示すように、切削加工により形成された第１部分２２１の先端から、第２材料Ｍ２を第２部分２２３の形状に従って積層して、第２部分２２３を形成する（ステップＳ１３）。

【0034】

第２部分２２３は、積層造形法により第２材料Ｍ２を第１部分２２１の先端から積層することで形成できる。具体的には、例えば、第２部分２２３の形成部分に第２材料Ｍ２の粉末原料を配置し、粉末原料にレーザ光及び／又は電子ビーム等を照射して粉末原料を溶融し凝固させ、第２部分２２３の形状に従ってこれを繰り返すことで、第２部分２２３を形成できる。その他、例えば、溶融した第２材料Ｍ２の原料を積層し凝固させ、第２部分２２３の形状に従ってこれを繰り返すことで、第２部分２２３を形成できる。このように、積層造形法により第２部分２２３を形成することで、容易に第２部分２２３を形成できる。

【0035】

上記の製造方法１では、第２部分２２３の形成に材料の切削を必要としないので、ロータ翼２２全体を切削加工で形成する場合と比較して、削りかすが少なく、加工時間が短くなる。すなわち、上記の製造方法１は、ロータ翼２２全体を切削加工で形成する場合と比較して、ロータ翼２２の製造により生じる材料の無駄を少なく、ロータ翼２２の製造時間を短くできる。

【0036】

また、製造方法１は、ロータ翼２２全体を切削加工で形成する場合と比較して、ロータ翼２２の製造の難易度を低くできる。ロータ翼２２全体を切削加工で形成する場合には、中心部２２ａと翼２２ｂとの接続部分２２５（特に、曲線部分２２７）の加工を行う際に、長く延びた２つの翼２２ｂの間に工具を挿入して加工を行う必要がある。その一方で、第１部分２２１は、翼２２ｂの一部であり、その長さは短い。このため、上記の製造方法１では、接続部分２２５の加工を行う際には、短い第１部分２２１の間に工具を挿入して加工を行えばよいので、加工の難易度が低くなる。

【0037】

次に、図５及び図６Ａ～図６Ｃを用いて、ロータ翼２２の製造方法２を説明する。図５は、ロータ翼２２の製造方法２を示すフローチャートである。図６Ａ～図６Ｃは、ロータ翼２２の製造方法２を模式的に示す図である。製造方法２では、中心部２２ａと第１部分２２１形成する第１材料Ｍ１に、第２部分２２３を形成する第２材料Ｍ２を積層して形成し、切削加工により中心部２２ａ、第１部分２２１、第２部分２２３を形成する。詳細には、以下のようにしてロータ翼２２が製造される。

【0038】

最初に、図６Ａに示すように、中心部２２ａと第１部分２２１を形成するための第１材料Ｍ１を準備する（ステップＳ２１）。次に、図６Ｂに示すように、ステップＳ２１で準備した第１材料Ｍ１の第１部分２２１に対応する箇所に、第２材料Ｍ２を積層して形成する（ステップＳ２２）。

【0039】

第２材料Ｍ２は、積層造形法により形成できる。具体的には、例えば、第１材料Ｍ１の第１部分２２１に対応する箇所に第２材料Ｍ２の粉末原料を配置し、粉末原料にレーザ光及び／又は電子ビーム等を照射して粉末原料を溶融し凝固させ、これを繰り返すことで第２材料Ｍ２を形成できる。その他、例えば、溶融した第２材料Ｍ２の原料を積層し凝固させ、これを繰り返すことで第２材料Ｍ２を形成できる。

【0040】

ステップＳ２２において形成される第２材料Ｍ２は、精密に第２部分２２３の形状を有していなくてもよい。後述するように、第２部分２２３は、第２材料Ｍ２の切削加工により形成される。従って、ステップＳ２２において形成される第２材料Ｍ２は、例えば、第２部分２２３よりも大きく、第２部分２２３の概略形状を有していればよい。あるいは、第２材料Ｍ２は、例えば、第２部分２２３よりも大きい長方形、直方体形状とすることもできる。また、第２材料Ｍ２は、一部が第１部分２２１の先端と重複して形成されていてもよい。

【0041】

第２材料Ｍ２を第１材料Ｍ１に積層して形成後、第１材料Ｍ１及び第２材料Ｍ２を切削加工することにより、図６Ｃに示すように、中心部２２ａ、第１部分２２１、及び第２部分２２３（すなわち、ロータ翼２２全体）を形成する（ステップＳ２３）。これにより、第１材料Ｍ１が切削加工されて中心部２２ａと第１部分２２１とが形成されるとともに、第２材料Ｍ２が切削加工されて第２部分２２３が形成される。

【0042】

上記の製造方法２では、第１材料Ｍ１と第２材料Ｍ２とを形成後に、切削加工によりロータ翼２２全体を形成しているので、翼２２ｂの一部を異なる特性の材料で形成したロータ翼２２の形状、表面状態を精密に調整できる。例えば、第２材料Ｍ２を積層して形成する際にその形状を精密に制御できないような場合でも、最適な形状及び／又は表面状態を有するロータ翼２２を製造できる。この結果、高速回転により最適なロータ翼２２を製造できる。

【0043】

また、上記の製造方法２において、第１材料Ｍ１に積層して形成される第２材料Ｍ２を少なくとも第２部分２２３の概略形状とすることにより、第２部分２２３の切削加工の作業量を減らすことができる。この結果、１つの金属塊から切削加工のみによりロータ翼２２全体を製造する場合と比較して、削りかすを少なく、加工時間を短くできる。すなわち、上記の製造方法２は、ロータ翼２２全体を切削加工で形成する場合と比較して、ロータ翼２２の製造により生じる材料の無駄を少なく、ロータ翼２２の製造時間を短くできる。

【0044】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0045】

上記の実施形態に係る真空ポンプ１は、複数段のロータ翼２２と複数段のステータ翼３１とにより構成されるターボ分子ポンプと、ロータ円筒部２３とステータ円筒部３２とにより構成されるネジ溝ポンプとが一体化されたポンプである。しかし、ネジ溝ポンプは省略されてもよい。

【0046】

上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0047】

（第１態様）中心部と中心部から放射状に延びる翼とを有するロータ翼の製造方法は、以下のステップを有する。
◎中心部と第１部分とを第１材料を用いて形成するステップ。第１部分は、翼のうち中心部との接続部分から所定の長さまでの部分である。
◎第１部分の先端から翼の先端までの第２部分を、第１材料に積層して形成した第２材料を用いて形成するステップ。

【0048】

第１態様に係るロータ翼の製造方法では、ロータ翼の中心部と第１部分とを同一の第１材料を用いて形成する。すなわち、中心部と、中心部と翼との接続部分と、接続部分からの翼の第１部分とを、同一の第１材料を用いて形成する。一方、翼の残りの部分、すなわち、第１部分の先端から翼の先端までの第２部分を、第１材料に積層して形成した第２材料を用いて形成する。このため、第１態様に係る製造方法によるロータ翼では、第２材料により形成される第２部分に、特に大きな応力が生じる中心部と翼との接続部分が含まれない。このように、特に大きな応力が生じる箇所を、材料の積層による方法により形成される第２材料により形成しないことで、高速回転時に発生する応力にも耐えられるロータ翼を、材料の積層による方法を用いて製造できる。この結果、材料の積層による方法の有利点を生かしつつ、十分な強度を有するロータ翼の製造を実現できる。

【0049】

（第２態様）第１態様に係るロータ翼の製造方法は、以下のステップを備えてもよい。
◎第１材料の第１部分に対応する箇所に、第２材料を積層して形成するステップ。
◎第１材料を切削加工することで中心部と第１部分とを形成するとともに、第２材料を切削加工することで第２部分を形成するステップ。

【0050】

第２態様に係る製造方法では、第１材料と第２材料とを形成後に、切削加工によりロータ翼全体を形成しているので、翼の一部を異なる特性の材料で形成したロータ翼の形状、表面状態を精密に調整して、最適な形状及び／又は表面状態を有するロータ翼を製造できる。この結果、高速回転により最適なロータ翼を製造できる。また、ロータ翼の製造により生じる材料の無駄を少なく、ロータ翼の製造時間を短くできる。

【0051】

（第３態様）第１態様に係るロータ翼の製造方法は、以下のステップを備えてもよい。
◎第１材料を切削加工することで中心部と第１部分とを形成するステップ。
◎切削加工により形成された第１部分の先端から、第２材料からなる第２部分を積層して形成するステップ。

【0052】

第３態様に係る製造方法では、第２部分の形成に材料の切削を必要としないので、ロータ翼全体を切削加工で形成する場合と比較して、ロータ翼の製造により生じる材料の無駄を少なく、ロータ翼の製造時間を短くできる。また、ロータ翼全体を切削加工で形成する場合と比較して、ロータ翼の製造の難易度を低くできる。

【0053】

（第４態様）第１態様～第３態様のいずれかに係るロータ翼の製造方法において、第１部分の所定の長さは、所定の大きさ以上の応力が接続部分において発生する範囲の大きさに基づいて決定されてもよい。第４態様に係る製造方法では、接続部分の大きな応力が発生する部分を第１部分に含めることができるので、大きな応力が発生する部分に部品の接続部分及び材料の変化部分が配置されないようにできる。

【0054】

（第５態様）第１態様～第４態様のいずれかに係るロータ翼の製造方法において、第２材料は積層造形法により第１材料に積層されてもよい。第５態様に係る製造方法では、容易な方法で第１材料に第２材料を積層して形成できる。

【0055】

（第６態様）第６態様に係る真空ポンプのロータ翼は、中心部と、中心部から放射状に延びる翼とを備える。このロータ翼において、翼は、第１部分と、第２部分と、を有する。第１部分は、翼と中心部との接続部分から所定の長さだけ延びる部分である。第２部分は、第１部分の先端から翼の先端までの部分である。また、中心部と上記の第１部分は、第１材料により形成される。第２部分は、第１材料より比重が小さい第２材料により形成される。

【0056】

第６態様に係る真空ポンプのロータ翼では、ロータ翼の中心部と第１部分とが同一の第１材料により形成されている。すなわち、中心部と、中心部と翼との接続部分と、接続部分からの翼の第１部分とが、同一の第１材料により形成されている。一方、翼の残りの部分、すなわち、第１部分の先端から翼の先端までの第２部分が、第１材料とは異なる第２材料により形成されている。このため、第６態様に係るロータ翼では、第２材料により形成される第２部分に、大きな応力が生じる中心部と翼との接続部分が含まれない。このように、大きな応力が生じる箇所を、材料の積層による方法により形成される第２材料により形成しないことで、高速回転時に発生する応力にも耐えられるロータ翼を実現できる。

【0057】

また、第６態様に係るロータ翼では、第２部分を形成する第２材料の比重が、中心部と第１部分とを形成する第１材料の比重よりも小さくなっている。これにより、翼２２ｂ全体の重量を小さくできる。この結果、高速回転時に中心部と翼との接続部分に生じる応力の大きさを小さくして、より高速回転に耐えられるロータ翼を実現できる。

【0058】

（第７態様）第７態様に係る真空ポンプのロータ翼は、中心部と、中心部から放射状に延びる翼とを備える。このロータ翼において、翼は、第１部分と、第２部分と、を有する。第１部分は、翼と中心部との接続部分から所定の長さだけ延びる部分である。第２部分は、第１部分の先端から翼の先端までの部分である。また、中心部と上記の第１部分は、第１材料により形成される。第２部分は、第１材料より０．２％耐力が小さい第２材料により形成される。

【0059】

第７態様に係る真空ポンプのロータ翼では、ロータ翼の中心部と第１部分とが同一の第１材料により形成されている。すなわち、中心部と、中心部と翼との接続部分と、接続部分からの翼の第１部分とが、同一の第１材料により形成されている。一方、翼の残りの部分、すなわち、第１部分の先端から翼の先端までの第２部分が、第１材料よりも０．２％耐力が小さい第２材料により形成されている。このため、第７態様に係るロータ翼では、０．２％耐力が小さい第２材料により形成される第２部分に、大きな応力が生じる中心部と翼との接続部分が含まれない。このように、大きな応力が生じる箇所を、０．２％耐力が小さい第２材料により形成しないことで、高速回転時に発生する応力にも耐えられるロータ翼を実現できる。また、第１材料よりも０．２％耐力が小さい第２材料で第２部分を形成できることで、第２部分を形成するために用いる第２材料の選択の自由度を高めることができる。

【0060】

（第８態様）第８態様に係る真空ポンプは、第６態様又は第７態様に係るロータ翼を備える。第６態様又は第７態様に係るロータ翼は高速回転に耐えうるものであるので、第１態様に係る真空ポンプは、ロータ翼を高速回転させて排気能力を高めることができる。

【符号の説明】

【0061】

１ ：真空ポンプ
２ ：ハウジング
３ ：ベース
４ ：ロータ
５ ：ステータ
１１ ：第１端部
１２ ：第２端部
１３ ：吸気口
１４ ：ベース端部
１５ ：排気口
２１ ：シャフト
２１Ａ ：スラストディスク
２１Ｂ ：ターゲット
２２ ：ロータ翼
２２ａ ：中心部
２２ｂ ：翼
２２１ ：第１部分
２２３ ：第２部分
２２５ ：接続部分
２２７ ：曲線部分
Ｍ１ ：第１材料
Ｍ２ ：第２材料
２３ ：ロータ円筒部
３１ ：ステータ翼
３２ ：ステータ円筒部
４１Ａ ：軸受
４１Ｂ ：磁気軸受
４１Ｃ ：磁気軸受
４１Ｄ ：磁気軸受
４１Ｅ ：軸受
４２ ：モータ
４２Ａ ：モータロータ
４２Ｂ ：モータステータ
Ａ１ ：軸線方向
Ｓ１ ：第１内部空間
Ｓ２ ：排気空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】