特許 5902777 真空ポンプ及び真空ポンプを有する装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5902777

(24)【登録日】2016年3月18日

(45)【発行日】2016年4月13日

(54)【発明の名称】真空ポンプ及び真空ポンプを有する装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20160331BHJP

【ＦＩ】

   F04D19/04 G

【請求項の数】14

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-174995(P2014-174995)

(22)【出願日】2014年8月29日

(65)【公開番号】特開2015-48849(P2015-48849A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2014年8月29日

(31)【優先権主張番号】10 2013 109 637.9

(32)【優先日】2013年9月4日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】391043675

【氏名又は名称】プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(74)【代理人】

【識別番号】100153419

【弁理士】

【氏名又は名称】清田 栄章

(72)【発明者】

【氏名】トビアス・シュトル

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル・シュヴァイクヘーファー

(72)【発明者】

【氏名】ローベルト・ヴァッツ

(72)【発明者】

【氏名】ヤン・ホフマン

【審査官】 尾崎 和寛

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１００３２３４６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０２２２８５４０（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 特開２０１１−１３７４７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングと、固定子内に回転可能に軸支されている回転子用の一つの駆動装置を有するポンプ装置とを備える真空ポンプにおいて、
前記ケーシング（２）に連結可能に据え付けられた少なくとも１つの追加のケーシング部分（１０）が、このケーシング（２）に対して同軸方向に配置されていること、及び
１つの吸気口（７）が、前記ケーシング（２）内に同軸方向に設けられていて、１つの排気口（１２）が、前記少なくとも１つの追加のケーシング部分（１０）内に同軸方向に設けられており、その際、少なくとも１つの断熱要素及び／又は振動遮断要素及び／又は電気絶縁要素（２１，２２）が、前記真空ポンプ（１）の前記ケーシング（２）と当該据え付けられたケーシング部分（１０）との間に設けられているか又は据え付けられた２つのケーシング部分間に設けられていることを特徴とする真空ポンプ。

【請求項2】

当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分（１０）は、少なくとも１つのラジアル吸気口（１１）を有すること、及び、当該据え付けられたケーシング部分（１０）の前記少なくとも１つのラジアル吸気口（１１）が、当該据え付けられたケーシング部分（１０）の特に駆動部から離れた端部に配置されている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】

前記真空ポンプ（１）の前記ケーシング（２）は、少なくとも１つのラジアル吸気口（８，９）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。

【請求項4】

当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分（１０）は、前記ケーシング（２）と同じ外郭を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空ポンプ。

【請求項5】

前記真空ポンプ（１）のポンプ能動構造体（４，５，６）が、その少なくとも一部を当該据え付けられたケーシング部分（１０）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空ポンプ。

【請求項6】

当該据え付けられたケーシング部分（１０）は、前記真空ポンプ（１）の前記ポンプ能動構造体（４，５，６）なしに形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空ポンプ。

【請求項7】

前記ケーシング（２）と当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分（１０）とは、少なくとも５５０ミリメートル、特に少なくとも７００ミリメートルの全長を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空ポンプ。

【請求項8】

前記ケーシングの前記吸気口（７）と当該据え付けられたケーシング部分（１０）の前記排気口（１２）とが、重なって形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の真空ポンプ。

【請求項9】

据え付けられたケーシング部分の前記吸気口と隣接したケーシング部分の排気口とが、重なって形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の真空ポンプ。

【請求項10】

前記真空ポンプ（１）は、少なくとも１つのターボ分子ポンプ段及び／又は少なくとも１つのホルベックポンプ段並びに少なくとも２つの気体吸気口（８，９，１１）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の真空ポンプ。

【請求項11】

ケーシングと、固定子内に回転可能に軸支されている回転子用の一つの駆動装置を有するポンプ装置とを備える真空ポンプを持つ装置であって、この装置が、少なくとも１つのポンプ用フランジと、１つのチャンバ用フランジを有する１つのチャンバとを有し、この装置が、１つのポンプ用フランジと１つのチャンバ用フランジとから成る、チャンバと真空ポンプとを真空気密に結合させるためのフランジ結合部を有する当該装置において、
前記ケーシング（２）に連結可能に据え付けられた少なくとも１つの追加のケーシング部分（１０）が、このケーシング（２）に対して同軸方向に配置されていること、
１つの吸気口（７）が、前記ケーシング（２）内に同軸方向に設けられていて、１つの排気口（１２）が、前記少なくとも１つの追加のケーシング部分（１０）内に同軸方向に設けられていること、及び
当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分（１０）が、少なくとも１つのラジアル吸気口（１１）を有し、当該ラジアル吸気口（１１）は、前記装置の少なくとも１つのチャンバ（１６６）に連結可能に形成されていることを特徴とする装置。

【請求項12】

前記装置が、力伝達構造部（１６５）を有し、この力伝達構造部（１６５）は、力をガイド部（１５６）から前記フランジ結合部（１１０，１２０）内に存在する少なくとも１つの作用点（１５９）に伝達する力伝達構造部（１６５）として構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記装置は、質量分析計（１２４）を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。

【請求項14】

前記真空ポンプ（１）の前記ケーシング（２）と、当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分（１０）とが、前記装置内に配置された収容部に適合された外郭を有することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空ポンプ及び真空ポンプを有する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

真空ポンプ、特にターボ分子ポンプが、ポンプケーシング内に配置された少なくとも１つの回転子を有する。当該回転子は、１つの固定子組立体又は複数の固定子によって包囲されている。当該１つの固定子組立体又は複数の固定子は、ポンプケーシングによって支持されている／される。さらに、駆動装置、特に、少なくとも１つの回転子を駆動させる電気モータが、このポンプケーシング内に配置されている。一般に、当該駆動装置のシャフトが、当該回転子の軸に対して同軸に配置されている。

【0003】

高い圧縮比が、ターボ分子ポンプによって達成され得る。ターボ分子ポンプは、吸気口又は吸気ノズルに比べて非常に小さい排気口又は小さい排気ノズルを有する。一般に、予備真空ポンプが、導管を通じて当該排気ノズルに連結されている。

【0004】

真空ポンプと機器（以下では、チャンバと呼ぶ）とを有する装置では、当該装置の様々な幾何学的形状が要求される。すなわち、例えば、質量分析計を設置する場合、全システムのコンパクトな寸法が要求される。その結果、多くの場合に、真空ポンプが、端末機器内に位置決めされる。当該位置決めは、真空ポンプへのアクセスを著しく制限する。その一方で、当該真空ポンプの点検、例えばころ軸受の予防交換が、容易に可能でなければならない。

【0005】

この目的のために、従来の技術（欧州特許出願公開第２２２８５４０号明細書）によれば、真空ポンプを有する装置が提唱されている。当該装置は、ポンプ用フランジを有する。この装置は、チャンバ用フランジを有し、且つポンプ用フランジとチャンバ用フランジとから成る、チャンバと真空ポンプとを真空気密に結合させるためのフランジ結合部を有する。この装置では、力伝達構造部が設けられている。この力伝達構造部は、力をガイド部から当該フランジ結合部内に存在する少なくとも１つの作用点に伝達させる。

【0006】

このことは、一般に、真空ポンプが、当該装置の、この真空ポンプのために設けられている収容部内に配置されることを意味する。この収容部は、レールシステムの形態で構成され得る。ポンプ用フランジとチャンバ用フランジとが、互いに真空気密に接合される。この場合、真空ポンプの吸気口が、チャンバの排気口と揃い且つ当該排気口に重なって配置されているように、当該吸気口は配置される。例えば、ころ軸受の予防効果を実施するため、上記従来の技術に属するこの真空ポンプは、対応する結合手段と固定手段との解除後に当該装置から容易に取り出され得る。

【0007】

上記従来の技術から公知の当該装置は、チャンバの排気口の位置と真空ポンプを収容するための幾何学的配置とに関する顧客の仕様に合った要求を満たす必要がある。

【0008】

異なる圧力レベル用の複数の吸引口を有するシステムでは、実際のシステムから公知であるように、複数の別々の真空ポンプが使用される。特に、飛行時間型システムを有する質量分析計では、相当な距離が、当該複数の吸引口間で発生する。飛行時間型質量分析計は、質量分析計の一種である。対象となるのは、飛行時間型質量分析計である。

【0009】

上記実際のシステムから公知であるあるように、当該用途では、いわゆるスプリットフローポンプを使用する必要がある。当該スプリットフローポンプは、例えば独国特許出願公開第４３３１５８９号明細書から公知であるように、多段式の気体吸気システム用の真空ポンプシステムである。

【0010】

一般に、上記従来の技術に属する当該スプリットフローポンプは、５００ミリメートルまでの構造長さを有する。しかしながら、当該複数の吸引口が、互いにかなり離れている場合、これらの吸引口間の大きく離れた間隔をカバーするために十分に長いケーシングは、上記実際のシステムから公知であるように、非常に大きくて且つ非常に高価な加工機械だけによって製造され得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】欧州特許出願公開第２２２８５４０号明細書

【特許文献2】独国特許出願公開第４３３１５８９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の技術的課題は、顧客の仕様に合った要求が簡単に且つ低コストで実現され得るように、且つ大きい構造長さを有する低コストの真空ポンプが製造可能であるように、上記従来の技術に属する真空ポンプと真空ポンプを有する装置とを改良することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

この技術的課題は、請求項１に記載の特徴を有する真空ポンプと請求項１２に記載の特徴を有する真空ポンプを備える装置とによって解決される。

【0014】

ケーシングと、固定子内に回転可能に軸支されている回転子用の駆動装置だけを有するポンプ装置とを備える本発明の真空ポンプは、前記ケーシングに連結可能に据え付けられた少なくとも１つの追加のケーシング部分が、このケーシングに対して同軸方向に配置されていること、及び、１つの吸気口が、前記ケーシング内に同軸方向に設けられていて、１つの排気口が、前記少なくとも１つの追加のケーシング部分内に同軸方向に設けられていることを特徴とする。

【0015】

本発明の真空ポンプには、顧客側から頻繁に要求されるような、大きい構造長さの真空ポンプが、同軸方向に据え付けられた追加のケーシング部分によって実現可能であるという利点がある。さらに、標準的な真空ポンプが使用され得る。このとき、当該据え付けられたケーシング部分は、その顧客の仕様に合った要求に対して必要な寸法を有する。

【0016】

さらに、従来の公知の工具を用いて可能であるケーシングよりも大きい構造長さを有する連続したケーシングを備える真空ポンプが製造され得る。すなわち、ケーシングの構造長さは、その長さを従来の技術に属する工作機械によって制限される。

【0017】

原理的には、任意の長さが、少なくとも１つの追加のケーシング部分を設けることによって提供され得る。

【0018】

したがって、当該据え付けられたケーシング部分は、例えば据え付けられた導管と比べて、ケーシングの直径及び外郭が、真空ポンプの全体に対して一定に且つ均質に形成されているという利点がある。その結果、例えば質量分析計を有する装置内のフランジ、開口部、レールシステム等が、本発明の真空ポンプによって使用され得る。

【0019】

さらに、真空ポンプの長手軸に対して半径方向に配置されたポンプチャンバの排気口に連結できるようにするため、据え付けられた導管が、多くの場合に屈曲部分を有する。この屈曲部分のために、当該従来の技術に属する、据え付けられた導管を有する真空ポンプが、装置に存在する収容部内で使用できない。

【0020】

本発明の好適な実施の形態によれば、当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分は、少なくとも１つのラジアル吸気口を有する。

【0021】

このラジアル吸気口は、真空ポンプが配置される装置のポンプチャンバの排気口に連結させるために使用される。

【0022】

当該装置が、複数のチャンバを有する場合は、据え付けられたケーシング部分が、対応する数の吸気口を有することが好ましい。これらの吸気口はそれぞれ、当該チャンバの排気口に一致する。

【0023】

本発明の別の好適な実施の形態は、据え付けられたケーシング部分の少なくとも１つのラジアル吸気口が、当該据え付けられたケーシング部分の駆動部から離れた端部に配置されていることを提唱する。

【0024】

例えば、飛行時間型システムを有する質量分析計を備える装置は、多くの場合に、複数の異なる吸引口間に相当な間隔を有する。当該複数のラジアル吸気口が、据え付けられたケーシング部分内で顧客の仕様に合わせて形成され得ることによって、少なくとも１つの吸気口又は最後のラジアル吸気口を駆動部から離れた端部に設けること、すなわちポンプ能動構造体から離れて配置されているケーシング部分の端部に設けることが有益である。

【0025】

本発明の別の好適な実施の形態によれば、真空ポンプのケーシングが、少なくとも１つのラジアル吸気口を有する。このことは、追加のケーシング部分が据え付けられる当該ケーシング内の真空ポンプ自体が、少なくとも１つのラジアル吸気口を既に有することを意味する。

【0026】

本発明の別の好適な実施の形態によれば、据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分が、ケーシングに対して同じ外郭を少なくとも部分的に有する。これにより、真空ポンプのケーシングと据え付けられたケーシング部分とが、ただ１つのケーシングの外郭及び形を成すことが保証される。したがって、真空ポンプを装置の収容部内に、例えば質量分析計と一緒に非常に有効に配置することが可能である。

【0027】

ケーシングと据え付けられたケーシング部分との当該等しい外郭は、例えばくびれ部によって中断され得る。

【0028】

本発明の別の好適な実施の形態は、真空ポンプのポンプ能動構造体が、その少なくとも一部を据え付けられたケーシング部分内に配置されていることを提唱する。例えば、真空ポンプの回転子の軸受用の星形軸受台を据え付けられたケーシング部分内に配置することが可能である。

【0029】

同様に、その他の部品が、ケーシング部分内に設けられ得る。

【0030】

本発明の別の好適な実施の形態は、真空ポンプのポンプ能動構造体が、据え付けられたケーシング部分内に配置されていないことを提唱する。この場合には、当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分は、この真空ポンプのケーシングの純粋な延長部分を形成する。

【0031】

当該ケーシングと当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分とは、好ましくは少なくとも５５０ミリメートルの全長を有する。５００ミリメートル未満の真空ポンプのケーシングの長さは、既存の機械によって通常の経費で製造され得る。

【0032】

当該ケーシングと当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分とは、好ましくは少なくとも７００ミリメートルの全長を有する。本発明は、５５０ミリメートルより長いときに非常に有益であり、例えば、７００ミリメートルより長い寸法が、有効に使用可能である。

【0033】

本発明の別の好適な実施の形態によれば、当該ケーシングの吸気口と当該据え付けられたケーシング部分の排気口とが、重なって形成されている。したがって、当該据え付けられたケーシング部分が、真空ポンプのケーシングの延長部分のように作用することが保証される。

【0034】

本発明の別の好適な実施の形態によれば、ケーシングのさらなる延長を可能にするため、据え付けられた第１ケーシング部分の吸気口と据え付けられた第２ケーシング部分の排気口とが、同様に重なって形成されている。

【0035】

本発明の別の特に好適な実施の形態は、少なくとも１つの断熱要素及び／又は振動遮断要素及び／又は電気絶縁要素が、当該真空ポンプのケーシングと当該据え付けられたケーシング部分との間に設けられているか又は据え付けられた２つのケーシング部分間に設けられていることを提唱する。この機能は、例えば、特別に形成された密封要素中に組み込まれ得る。

【0036】

例えば、ケーシング部分とケーシング部分との間の断熱をこの実施の形態によって実現することが可能である。電気絶縁及び／又は振動遮断も、この実施の形態によって可能である。

【0037】

本発明の好適な実施の形態によれば、真空ポンプが、ターボ分子ポンプとして構成されている。

【0038】

しかしながら、その他の種類の真空ポンプを本発明のケーシング延長部分と一緒に設けることも可能である。

【0039】

別の実施の形態によれば、真空ポンプが、少なくとも２つの気体吸気口を有する真空ポンプとして形成され得る。この種類の真空ポンプは、スプリットフローポンプとも呼ばれる。多段式の気体吸気システムを有するこの種類の真空ポンプは、多くの場合に、例えば質量分析計を有する装置内で使用される。当該装置でも、顧客の仕様に合った要求に適合されたケーシングの構造が多くの場合に有益である。

【0040】

当該真空ポンプは、例えば、少なくとも１つのターボ分子ポンプ段及び／又は少なくとも１つのホルベックポンプ段を有し得る。一般に、当該少なくとも１つのホルベックポンプ段は、気体の送り方向に沿って、当該少なくとも１つのターボ分子ポンプ段の後方に配置されている。当該複数の気体吸気口が、特に、当該複数のターボ分子ポンプ段及び／又は複数のホルベックポンプ段の前方に配置されているか又はこれらのポンプ段の間に配置されているか又はこれらのポンプ段の後方に配置されている。

【0041】

ケーシングと、固定子内に回転可能に軸支されている回転子用の駆動装置だけを有するポンプ装置とを備える真空ポンプを持つ本発明の装置であって、この装置が、少なくとも１つのポンプ用フランジと、１つのチャンバ用フランジを有する１つのチャンバとを有し、この装置が、１つのポンプ用フランジと１つのチャンバ用フランジとから成る、チャンバと真空ポンプとを真空気密に結合させるためのフランジ結合部を有する当該装置は、前記ケーシングに連結可能に据え付けられた少なくとも１つの追加のケーシング部分が、前記真空ポンプの前記ケーシングに対して同軸方向に配置されていること、１つの吸気口が、前記ケーシング内に同軸方向に設けられていて、１つの排気口が、前記少なくとも１つの追加のケーシング部分内に同軸方向に設けられていること、及び、当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分が、少なくとも１つのラジアル吸気口を有し、当該ラジアル吸気口は、前記装置の少なくとも１つのチャンバに連結可能に形成されていることを特徴とする。

【0042】

真空ポンプを有する装置のこの本発明の構成によって、非常に高い加工コスト及び製造コストが、当該ケーシングの製造時に発生することなしに、この真空ポンプは、複数の吸引口を有する装置内で使用され得る。この装置では、これらの吸引口は、互いにかなり離れている。

【0043】

本発明の特に好適な実施の形態によれば、当該装置が、力伝達構造部を有する。この力伝達構造部は、力をガイド部からフランジ結合部内に存在する少なくとも１つの作用点に伝達する力伝達構造部として構成されている。この力伝達構造部は、欧州特許出願公開第２２２８５４０号明細書に記載されている。

【0044】

既に説明されたように、本発明の装置は、質量分析計を有する装置で非常に有益に使用される。何故なら、当該装置では、互いに離れている必要に応じた複数の吸引口を有する複数の気体吸気口が存在するからである。

【0045】

本発明の別の好適な実施の形態によれば、当該真空ポンプのケーシングと、当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分とが、当該装置内に配置された収容部に適合された外郭を有する。したがって、当該据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分を有する真空ポンプを既定の構造の装置内に差し込むことが可能である。真空ポンプのケーシング用の当該装置内のこの収容部は、この真空ポンプのケーシングの外郭に合わせて形成されている。この場合には、当該据え付けられたケーシング部分を有するこのケーシングの収容が、問題なく可能であるように、当該据え付けられたケーシング部分が、同じ外郭を有することが好ましい。

【0046】

基本的には、当該据え付けられた少なくとも１つのハウジング部分を当該真空ポンプのケーシングに対してずらすことも可能である。この構成は、対応する顧客の仕様に合った要求で実現される。

【0047】

個々のケーシング部分の許容誤差に起因して、及び、当該差し込み時に、ケーシングと、据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分との相互の形状偏差及び位置偏差が発生するので、高真空側の軸受を真空ポンプの当該ケーシング内に設けることが好ましい。このとき、当該据え付けられたケーシング部分に対する許容誤差が、より大きく選択され得る。

【0048】

好ましくは、本発明の真空ポンプは、レールシステムによって装置内に固定される。欧州特許出願公開第２２２８５４０号明細書に記載されているように、このレールシステムは、真空ポンプを軸方向の差し込み又は引き抜きによって片側から取り付けること及び取り外すことを可能にする。このとき、当該取り付け及び取り外しのための真空ポンプへのアクセスは、片側だけから可能である。したがって、当該システムは、よりコンパクトに構成され得る、又は、当該真空ポンプは、より少ない経費で点検若しくは交換され得る。

【0049】

好ましくは、凸面並びにその他の形状誤差及び軸受誤差に起因して、ケーシングが、応力に曝される結果、許容されないほどに変形されることがないように、据え付けられた複数のケーシング部分上の密封面間の領域が、再設定されるように構成される。

【0050】

据え付けられたケーシング部分内のラジアル吸引口の、ケーシングまでの距離が大きいことによって、特に、真空ポンプの高真空領域をより高い温度で加熱することが可能になる。据え付けられた少なくとも１つのケーシング部分の大きい表面と構造長さとが、当該真空ポンプの温度挙動に有利に作用する。

【0051】

当該複数の部材から成る構成によって、ケーシング部分と真空ポンプのケーシングとの間の断熱をさらに実現することが可能である。当該断熱は、接触面を減少させることによって又は断熱性の中間要素若しくは密封要素を使用することによって達成され得る。したがって、電気絶縁又は振動遮断も実現可能である。

【0052】

ベースとなる真空ポンプとしての真空ポンプのケーシングと、異なるケーシング延長部分、すなわち、据え付けられた、異なる長さのケーシング部分とから成るモジュール構造が、本発明によって可能である。しかしながら、当該ベースとなる真空ポンプを延長部分の代わりにタブを用いて駆動させることも可能である。

【0053】

本発明のその他の特徴及び利点を、本発明の真空ポンプの複数の実施の形態が専ら例示的に示されている添付図面に基づいて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0054】

【図1】全部で３つの吸気口を有する真空ポンプの縦断面を示す。

【図2】全部で２つの吸気口を有する真空ポンプの縦断面を示す。

【図3】ポンプ能動構造体なしの真空ポンプの縦断面を示す。

【図4】真空ポンプの斜視図である。

【図5】ケーシングとケーシング部分との間の結合部の縦断面を示す。

【図6】ケーシングとケーシング部分との間の結合部の縦断面を示す。

【図7】ケーシングとケーシング部分との間の結合部の縦断面を示す。

【図8】ケーシングとケーシング部分との間のボルト結合部を示す。

【図9】システムの全体におけるチャンバと真空ポンプとを有する装置を示す。

【図10】図９の線Ｉ−Ｉ′に沿ったフランジ結合部の縦断面を示す。

【図11】図１０の線ＩＩ−ＩＩ′に沿ったフランジ結合部の縦断面を示す。

【発明を実施するための形態】

【0055】

図１は、ケーシング２を有する真空ポンプ１を示す。この真空ポンプ１は、複数の動翼４を支持する回転子３を有する。これらの動翼４は、複数の静翼５と交互し、この真空ポンプ１の複数の異なる真空ポンプ段を形成する。

【0056】

当該回転子３は、星形軸受台６によって高真空側で軸支されている。より見やすくするために、その軸受は図示されていない。この回転子３は、予備真空ポンプ側で同様に軸受、例えば玉軸受によって軸支されている。

【0057】

真空ポンプ１のケーシング２は、１つのアキシャル吸気口７を有する。さらに、２つのラジアル吸気口８及び９が設けられている。

【0058】

追加のケーシング部分１０が、ケーシング２に配置されている。この追加のケーシング部分１０は、別の１つのラジアル吸気口１１を有する。このケーシング部分１０は、このケーシング２と同じ横断面及び同じ外郭を有する。このケーシング部分１０の排気口１２が、このケーシング２の吸気口７に完全に重なるように配置されている。

【0059】

さらに、当該ケーシング２は、ラジアル排気口１３を有する。このラジアル排気口１３は、例えば予備真空ポンプ（図示せず）に連結され得る。

【0060】

回転子３、動翼４、静翼５、星形軸受台６のようなポンプ能動構造体は、図１にしたがってケーシング２内に完全に配置されている。据え付けられたケーシング部分１０は、ケーシング２の延長部分だけを形成する。この実施の形態によって、当該ケーシング２と当該据え付けられたケーシング部分１０とが、少なくとも５５０ミリメートル、特に７００ミリメートルの全長Ｌを有することが可能である。これによって、ケーシング２が一体的に形成されるときに、当該ケーシング２が、経費のかかる製造機械によって製造される必要なしに、吸気口１１を吸気口８，９から比較的遠くに離して配置することが可能である。

【0061】

図５〜８に示されている接合部１９が、ケーシング２とケーシング部分１０との間に設けられている。

【0062】

図２によれば、ケーシング２と据え付けられたケーシング部分１０とを有する真空ポンプ１が示されている。

【0063】

同じ構成要素は、同じ符号を有し、再度さらに詳しく説明しない。この実施の形態によれば、ケーシング２は、１つのラジアル吸気口９だけを有する。

【0064】

据え付けられたケーシング部分１０は、ケーシング２の構造長さを延長させる。その結果、ケーシング２と据え付けられたケーシング部分１０との構造長さは、ケーシング部分２の構造長さの約２倍の長さである。

【0065】

図２において分かるように、ポンプ能動構造体の一部が、据え付けられたケーシング部分１０内に配置されている。すなわち、例えば、星形軸受台６と高真空側に配置されたポンプ段とが、当該据え付けられたケーシング部分１０内に存在する。

【0066】

図３は、別の真空ポンプ１を示す。この真空ポンプ１では、ポンプ能動構造体が、ケーシング２内に示されていない。吸気口８，９及びラジアル排気口１３が、このケーシング２内に配置されている。ケーシング部分１０が、ラジアル吸気口１１を有する。さらに、高真空側から回転子又はケーシング部分２への熱流量を減少させるため、このケーシング２は、くびれ部１４を有する。

【0067】

図４は、ケーシング２とケーシング部分１０とを有する真空ポンプ１、及び吸気口８，９，１１を有する。図４で見て取れるように、このケーシング及びこのケーシング部分１０は、同じ外郭を有する。例えば、ケーシング２の冷却リブ１５が、同一形状の冷却リブ１６としてケーシング部分１０に続いている。さらに、図４では、くびれ部１４が、明瞭に認識することができる。さらに、バー材１７，１８が、ケーシング２とケーシング部分１０とに配置されている。これらのバー材１７，１８は、ケーシング２とケーシング部分１０とを相互に且つ真空ポンプ１の全長にわたってさらに安定化させることを保証する。

【0068】

ケーシング２とケーシング部分１０との間が、接合部１９によって結合されている。図５によれば、ケーシング２とケーシング１０との間の真空気密な結合を得るため、Ｏリング２０が、接合面１９に沿って設けられている。

【0069】

図６によれば、接合部１９が、Ｏリング２０のほかに密封要素２１を有する。この気密要素は、断熱要素及び／又は振動遮断要素及び／又は電気絶縁要素として形成され得る。図７は、Ｏリング２０と密封要素２２とを有する接合部１９を示す。この密封要素２２は、同様に断熱要素及び／又は振動遮断要素及び／又は電気絶縁要素として形成され得る。

【0070】

図８によれば、ケーシング２とケーシング部分１０とを結合するためのボルト結合部が示されている。このボルト結合部は、ケーシング２とケーシング部分１０とを真空気密に且つ機械的に結合させるために使用される。

【0071】

当該ボルト結合部は、ボルト２５とワッシャ２６とから構成される。このワッシャ２６は、振動を遮断するためのエラストマー２４上に支承されている。スリーブ２３が、力伝達要素として設けられている。

【0072】

図９は、真空ポンプ１とチャンバ１０２とから構成される装置を有する全システム内に示されているこの真空ポンプ１の配置を示す。

【0073】

チャンバ１０２が、細分された真空ポンプに対する多重チャンバシステムとして構成されていて、それ故に予備真空チャンバ１２１、中真空チャンバ１２２、別の中真空チャンバ１２３及び高真空チャンバ１６６を有する。これらのチャンバは、開口部１２５，１２６，１６７を通じて互いに連結されている。例えば、気体粒子噴流が、これらの開口部を通過する。制御装置１３６によって制御される検出器、例えば質量分析計１２４が、高真空チャンバ１６６内に設けられている。当該チャンバ１０２は、チャンバ用フランジ１２０を有する。ポンプ用フランジ１１０が、このチャンバ用フランジ１２０に接合されている。

【0074】

当該ポンプ用フランジ１１０は、真空ポンプ１の一部である。この真空ポンプ１は、シャフト１１１を有する。このシャフト１１１は、高真空側の軸受１１３、例えば永久磁石軸受に回転可能に支持されている。このシャフト１１１は、駆動部１１４によって回転される。その結果、圧縮及び吸引能力が、ポンプ段１１５，１１６内に備わる。

【0075】

ポンプ段１１５の吸気口が、吸引口１２７を通じて中真空チャンバ１２２に連結している。ポンプ段１１６が、吸引口１２８を通じて中真空チャンバ１２３に連結している。ポンプ段１６８が、吸引口１６９を通じて高真空チャンバ１６６に連結している。

【0076】

気体が、吸引口１６９を通じて真空ポンプ１内に流入し、ポンプ段１６８によって圧縮され、その後に、吸引口１２８を通じてこの真空ポンプ１内に流入する当該気体と一緒に送られ、この気体と一緒にポンプ段１１６によってさらに圧縮される。当該気体は、中真空チャンバ１２２から吸引口１２７を通じて流入する気体と一緒にさらに送られ、ポンプ段１１５によってさらに圧縮される。真空ポンプ１の排気口と予備真空チャンバ１２１の排気口とが、予備真空導管１４１を通じて予備ポンプ１４０に連結されている。この予備ポンプ１４０は、当該気体をさらに圧縮させ、大気に向けて排気する。当該ポンプ段１１５，１１６，１６８は、特にターボ分子ポンプ段として構成されている。

【0077】

当該真空ポンプ１及びチャンバ１０２は、フレーム１３０によって支持される。この真空ポンプ１は、フランジ結合部を介して、すなわち当該真空気密のチャンバ用フランジとポンプ用のフランジとを介してこのチャンバに接合されている。さらに、このフレーム１３０は、質量分析計の制御装置１３６及びその他の部品１３３，１３４，１３５、例えば、電源装置、演算装置等を支持する。このフレーム１３０は、外装１３１によって覆われている。当該真空ポンプ１及び当該チャンバ１０２は、フラップ１３２を通じてアクセス可能であるものの、フレーム１３０によって支持されているその他の構成群及び部品によって包囲されている。それ故に、上記フランジ結合部へのアクセスは困難であり、実質的には、フラップ１３２に面している側からだけのアクセスが可能である。したがって、当該真空ポンプの取り付け及び取り外しは、この側だけから実施され得る。

【0078】

当該真空ポンプ１は、ケーシング２及び据え付けられたケーシング部分１０を有する。当該据え付けられたケーシング部分１０は、吸引口１６９に連結している吸気口１１を有する。当該真空ポンプは、当該据え付けられたケーシング部分１０によって、図９に示された装置に起因して必要である全長を有する。

【0079】

当該取り付けは、図１０及び１１による力伝達構造部によって問題なく可能になる。

【0080】

図１０は、力伝達構造部１６５の、真空ポンプを貫通するシャフト１１１とフランジ結合部とに対する図９の線Ｉ−Ｉ′に沿った横断面を示す。チャンバ用フランジ１２０とポンプ用フランジ１１０とは、互いに接する。吸引口１２７をこのポンプ用フランジに沿って包囲するパッキン１１９が、当該予備真空気密な結合のために設けられている。この断面図の真空ポンプ１内では、ポンプ段とポンプ段との間に設けられていて且つこれらのポンプ段の構成要素から離間された溝付きスリーブ１１８と、高真空側のポンプ段１６８の最後の静翼１１７とが明瞭に示されている。固定ボルト１５１が、角ブラケット１５０を当該チャンバ用フランジに固定する。第１拡張要素１５２及び第２拡張要素１５３が、この角ブラケットとこのポンプ用フランジとの間に配置されている。

【0081】

図１１には、図１０の線ＩＩ−ＩＩ′に沿って且つシャフト１１１に対して平行な当該配置に対応する断面が示されている。角ブラケット１５０の一部、第１拡張要素１５２、第２拡張要素１５３及びポンプ用フランジ１１０の一部が、同一平面内に存在することが分かる。第１拡張要素１５２は、楔面１５８′を有し、第２拡張要素１５３は、楔面１５８を有する。相対移動が可能であるように、これらの楔面１５８，１５８′は互いに接する。当該相対移動が、押圧ボルト１５５によって及ぼされると、この押圧ボルト１５５は、第１拡張要素のアーム１５４内の貫通孔を突き抜け、この押圧ボルト１５５のねじ山の一部が、第２拡張要素１５３のねじ山に係合する。これらの拡張要素１５２，１５３を相対移動させる平面に沿った力が、この押圧ボルトを締め付けることによって印加される。当該力の方向が、これらの楔面の作用によって縦方向に変換される。次いで、縦方向の押圧力１６０が、作用点１５９で発生される。ポンプ用フランジ１１０とチャンバ用フランジ１２０とが互いに押圧される結果、真空気密の結合部が形成される。力の方向が、これらの拡張要素１５２，１５３によって変換される。真空ポンプ１の取り付け又は取り外しが、押圧ボルト１５５を締め付けるか又は外すことによって達成される。

【0082】

力伝達構造部１６５内では、力が、当該拡張要素１５２，１５３によってガイド部１５６から作用点１５９に伝達される。この力伝達は、図９に関連して説明されていて且つ真空ポンプ１を包囲している部品を通じてアクセスできない場所に対しても押圧力１６０を発生させることを可能にする。さらに、この例では、当該力伝達のほかに、力が、真空ポンプ用フランジにわたって分散される結果、均一な押圧が達成されることも好ましい。当該ポンプ用フランジ１１０上に印加される力の力分布が、楔面の数とこれらの楔面の成す角度とによって調整され得る。

【0083】

図４に示されているように、ケーシング２と据え付けられたケーシング部分１０とが、同じ外郭を有することによって、図９に示されているように、真空ポンプ１が、装置内に問題なく取り付けられ得る。当該真空ポンプは、図１０及び１１にしたがって示されているように、この装置内に不動に固定されている。図９による装置内で示されているように、その顧客の仕様に合った要求を安価に且つ問題なく満たすことが、当該据え付けられたケーシング部分１０を用いることで可能である。

【符号の説明】

【0084】

１ ポンプ
２ ケーシング
３ 回転子
４ 動翼
５ 静翼
６ 星形軸受台
７ アキシャル吸気口
８ ラジアル吸気口
９ ラジアル吸気口
１０ ケーシング部分
１１ 吸気口
１２ 排気口
１３ 排気口
１４ くびれ部
１５ 冷却リブ
１６ 冷却リブ
１７ バー材
１８ バー材
１９ 接合面
２０ Ｏリング
２１ 密封要素
２２ 密封要素
２３ スリーブ
２４ エラストマー
２５ ボルト
２６ ワッシャ
１０２ チャンバ
１１０ ポンプ用フランジ
１１１ シャフト
１１２ 軸受
１１３ 軸受
１１４ 駆動部
１１５ ポンプ段
１１６ ポンプ段
１１７ 静翼
１１８ 溝付きスリーブ
１１９ パッキン
１２０ チャンバ用フランジ
１２１ チャンバ
１２２ チャンバ
１２３ チャンバ
１２４ 質量分析計
１２５ 開口部
１２６ 開口部
１２７ 吸引口
１２８ 吸引口
１３０ フレーム
１３１ ケーシング
１３２ フラップ
１３３ 電子部品
１３４ 電子部品
１３５ 電子部品
１３６ 制御装置
１４０ 予備ポンプ
１４１ 真空導管
１５０ 角ブラケット
１５１ 固定ボルト
１５２ 第１拡張要素
１５３ 第２拡張要素
１５４ アーム
１５５ 押圧ボルト
１５６ ガイド部
１５８ 楔面
１５８′ 楔面
１５９ 作用点
１６０ 押圧力
１６５ 力伝達構造部
１６６ 高真空チャンバ
１６７ 開口部
１６８ ポンプ段
１６９ 吸引口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】