特許 6284519 真空ポンプの為のローター装置及びその製造方法

(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】6284519

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】真空ポンプの為のローター装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20180215BHJP

【ＦＩ】

   F04D19/04 D

   F04D19/04 F

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-241071(P2015-241071)

(22)【出願日】2015年12月10日

(65)【公開番号】特開2016-114059(P2016-114059A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2015年12月10日

(31)【優先権主張番号】14197977.3

(32)【優先日】2014年12月15日

(33)【優先権主張国】EP

【前置審査】

(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】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(72)【発明者】

【氏名】フロリアン・バーダー

(72)【発明者】

【氏名】アルミン・コンラート

(72)【発明者】

【氏名】マティアス・メドラー

(72)【発明者】

【氏名】ミルコ・メコタ

【審査官】 田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−２１０２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１３３３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２６５４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１８４１９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１２９６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７３４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１１２９９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０３−２４９３９８（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】

真空ポンプの為のローター装置であって、ローター軸（１５）と、少なくとも一つのローターディスク（６６）を有し、当該ローターディスクが、ローター軸（１５）の収容の為の中央の収容開口部を有し、ローターディスク（６６）が、ローター軸（１５）上に設けられており、かつローターディスク（６６）とローター軸（１５）の間に機械的接続（１５４）が形成されているローター装置において、
機械的接続（１５４）が、熱的接合過程によって実現されており、
収容開口部を縁取る、ローターディスク（６６）の内側壁部（１３８）が、ローター軸（１５）の外側面を取り囲んでおり、そして機械的な接続（１５４）が、内側壁部（１３８）とローター軸（１５）の外側面の間に形成されており、
機械的接続（１５４）が、ローター軸（１５）の外側面と、ローターディスク（６６）の内側面（１３８）の間の全周囲にわたって形成されていること、及び／又は、
機械的接続（１５４）が、内側壁部（１３８）の全軸方向長さにわたって形成されていること、
ローター軸（１５）が、その外直径が、軸方向でみて先行するローター軸（１５）の領域（１４６，１４８，１５０）の外直径よりも大きく、かつ軸方向でみて後続するローター軸（１５）の領域（１４８，１５０，１５２）よりも小さい少なくとも一つの部分（１４０、１４２、１４４）を有すること、及び少なくとも一つのローターディスク（６６）が、該部分（１４０，１４２，１４４）に差し込まれていること、
を特徴とするローター装置。

【請求項2】

ローターディスク（６６）が、ローター軸（１５）にプレス嵌め、又は焼き嵌めされていないことを特徴とする請求項１に記載のローター装置。

【請求項3】

前記部分（１４０，１４２，１４４）の軸方向長さが、少なくとも基本的に、少なくとも一つのローターディスク（６６）の軸方向の長さに相当することを特徴とする請求項１または２に記載のローター装置。

【請求項4】

接合過程が、レーザー溶接、電子ビーム溶接、摩擦溶接、摩擦攪拌溶接、またはこれら溶接過程の組合せである、つまり溶接過程であるか、又ははんだ付け過程であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のローター装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の、少なくとも一つのローター装置（１６）、該ローター装置（１６）と協働するステーター装置（６８）、及びローター装置（１６）をステーター装置（６８）に対して回転駆動するための駆動装置を有する真空ポンプ。

【請求項6】

真空ポンプのローター装置の製造方法であって、ローター軸（１５）の収容の為の中央の収容開口部を有するローターディスク（６６）がローター軸（１５）上に設けられ、そしてローターディスク（６６）とローター軸（１５）の間に機械的接続（１５４）が形成される方法において、
機械的接続（１５４）が、熱的接合過程によって実現され、
収容開口部を縁取る、ローターディスク（６６）の内側壁部（１３８）が、ローター軸（１５）の外側面を取り囲んでおり、そして機械的な接続（１５４）が、内側壁部（１３８）とローター軸（１５）の外側面の間に形成され、
機械的接続（１５４）が、ローター軸（１５）の外側面と、ローターディスク（６６）の内側面（１３８）の間の全周囲にわたって形成されること、及び／又は、
機械的接続（１５４）が、内側壁部（１３８）の全軸方向長さにわたって形成されること、
ローター軸（１５）が、その外直径が、軸方向でみて先行するローター軸（１５）の領域（１４６，１４８，１５０）の外直径よりも大きく、かつ軸方向でみて後続するローター軸（１５）の領域（１４８，１５０，１５２）よりも小さい少なくとも一つの部分（１４０、１４２、１４４）を有すること、及び少なくとも一つのローターディスク（６６）が、該部分（１４０，１４２，１４４）に差し込まれること、
を特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の上位概念に係るローター装置、請求項７の上位概念に係るローター装置、請求項１４の上位概念に係るローター装置の製造の為の方法、および請求項１５の上位概念に係るローター装置の製造のための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばターボ分子ポンプのような真空ポンプは、異なる技術領域で使用され、各プロセスに必要な真空を達成する。ターボ分子ポンプは、典型的には一つのローター軸、該ローター軸に接続された複数のローターディスク、及び該ローターディスクの間に配置されたステーターディスクを有する。ローターディスク及びステーターディスクは、その際、其々、複数の羽根を有する。該羽根は、ブレードともまた称される。羽根は、ポンプ効果を発する構造を形成し、そしてステーター装置に対するローター装置の高速回転の際に、所望のポンプ作用を奏する。

【0003】

先行技術から、ターボ分子ポンプのローター装置をモノリスブロックから機械加工により製造すること、または複数の個々のローターディスクから組み合わせることが公知である。その際、一つの塊からの製造は、極めて時間がかかり、かつ製造が複雑である。複数のディスクからのローター装置の組合せは、これと反対に、それほど時間もかからず、製造もそれほど複雑で無い。その際、ローターディスクは、個々に製造され、そして引き続いてき、軸と組み合わせられる。接合は、ローター軸上へのローターディスクのプレス嵌め（独語：Ａｕｆｐｒｅｓｓｅｎ）、収縮嵌め（又は焼き嵌め、独語：Ａｕｆｓｃｈｒｕｍｐｆｅｎ）、またははさみ嵌め（独語：Ａｕｆｋｌｅｍｍｅｎ）によって行われる。

【0004】

特許文献１から、更に、ローター軸を複数のローター要素から組み合わせることが公知である。各ローター要素は、その際、円形状、シリンダー状のエクステンションを有する。該エクステンションは、其々ローターディスクと接続されている。ローター要素は、収縮過程を通じて互いに接続され、そしてその際ローター軸も形成する。

【0005】

プレス嵌め、焼き嵌め、または挟み嵌めされたローターディスクを有するローター軸を有するローター装置においては、ローターディスクは高い接合力でローター軸に固定されている必要がある。というのは、ローターディスクが運転中、ローター軸から外れないということはそのようにしてのみ保証されることが可能だからである。特に、真空ポンプにおいてや、特にターボ分子ポンプにおいて発生することが可能であるようなローター装置の高い回転数において、強い遠心力にもとづいて接合力が減少させられるからである。温度の影響によっても、接合力は減少する可能性がある。その上、ローターディスクとローター軸の間の接合箇所に対する材料負荷が、停止状態において既に極めて高い。更に、増加するローター回転数において、ローターディスク内の比較応力は、遠心力の影響のもと甚大である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１０／０５２０５６ Ａ１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

よって本発明の課題は、真空ポンプの為、特にターボ分子ポンプの為の改善されたローター装置であって、製造技術上簡単な方法で製造可能であり、かつこれらに発生する材料負荷に関して及び改善された特性を接合箇所に関して有するものを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この課題は、請求項１に記載の特徴を有するローター装置、又は請求項７に記載の特徴を有するローター装置によって解決される。

【0009】

本発明は、更に、真空ポンプの為の改善されたローター装置の製造の為の方法を提供することを課題とする。

【0010】

この課題は、請求項１４に記載の特徴を有するローター装置の製造の為の方法、又は請求項１５に記載の特徴を有するローター装置の製造の為の方法によって解決される。

【0011】

真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの為の発明に係るローター装置は、ローター軸と少なくとも一つのローターディスクを有する。ローターディスクは、ローター軸の収容の為の中央の収容開口部を有している。その際、ローターディスクは、ローター軸上に設けられており、そしてローターディスクとローター軸の間には機械的な接続が形成されている。その際、機械的な接続は熱的な接合過程によって実現されている。

【0012】

よって発明に係るローター装置においては、ローター軸は、ローター軸上にプレス嵌め、焼き嵌め、又は挟み嵌めされておらず、熱的な接合過程によってローター軸と機械的に接続されている。これによって、ローターディスクとローター軸の間に材料負荷が生じないか、または僅かのみ生じ、これによって特にローター軸の高回転（特にターボ分子ポンプにおいて発生するような）における挙動も改善されることが可能である。ローターディスクとローター軸の間の熱的な接合過程によって実現される機械的な接続によって、ローター軸とローターディスクは長期にわたって解除不可能に一体に組み合わせられる。発明に係るローター装置は、よって少なくとも基本的に、特に内部応力挙動に関して、モノリス式に製造されたローター装置と同様の特性を有する。その際、発明に係るローター装置においては、ローターディスクは個々に製造されていることが可能であり、このことは、モノリス式のローター装置の製造に対して時間コスト及び製造コストが安価である。

【0013】

熱的な接合過程は、特に、溶接過程、好ましくはレーザー溶接、電子ビーム溶接、摩擦溶接、摩擦攪拌溶接、又はこれら溶接過程の組合せ、又ははんだ付け過程であることが可能である。

【0014】

本発明の形態に従い、収容開口部を縁取るローターディスクの内側壁部は、ローター軸の外側面を取り囲み、そして機械的な接続は、内側壁部と外側面の間に形成されている。よってローターディスクの内側面は、外周囲を形成するローター軸の外側面と機械的に接続されている。これは、機械的な接続が、特に簡単に熱的な接合過程によって内側壁部と外側面の間に形成されることが可能であるというメリットを有する。というのは、ローターディスクがローター軸に差し込まれているとき、内側壁部と外側面は互いに向き合っているからである。

【0015】

好ましくは、機械的な接続は、外側面と内側壁部の間でローター軸の全周にわたって形成されている。よってローター軸の周囲方向で見て、機械的接続は、ローター軸の全周にわたって、その外側面とローターディスクの内側壁部の間に形成されている。これによって、回転するローター装置の運転特性が向上されることが可能である。特に、ローターディスクとローター軸の間の機械的な接続によって引き起こされるアンバランスが防止される、または少なくとも低く保たれることが可能である。

【0016】

内側壁部と外側面の間の機械的な接続は、内側壁部の全軸方向長さにわたって形成されていることが可能である。これによって特に堅固な機械的接続が、ローター軸とローターディスクの間に達成されるので、極めて高い回転数と、これによってローターディスクに引き起こされる高い遠心力においても、ローターディスクはローター軸から外れることが無い。

【0017】

好ましくは、ローターディスクは（熱的な接合過程によって達成されるローターディスクとローター軸の間の機械的接続に追加的に）ローター軸にプレス嵌め、焼き嵌め、又は挟み嵌めされていない。プレス嵌め、焼き嵌め、又は挟み嵌めによって引き起こされる材料負荷は、よって防止されることが可能である。

【0018】

好ましくは、ローター軸は少なくとも一つの部分を有する。その外直径は、ローター軸の、軸方向でみて先行する領域の外直径よりも大きく、そしてローター軸の、方向でみて後続する領域の外直径よりも小さい。その際、少なくとも一つのローターディスクが該部分に差し込まれている。ローター軸は、よって段差状とされたローター軸の形式で形成されていることが可能であり、このローター軸は、その長さ方向延在でみて、異なる外直径を有する領域又は部分を有する。その際、少なくとも一つのローターディスク、好ましくはちょうど一つのローターディスクが、該部分に差し込まれている。一以上のローターディスク、例えば２または３のローターディスクが、該部分に差し込まれているとき、これは通常、比較的薄い又は平坦なローターディスクである。複数のローターディスクが、接合過程においてローター軸と接続されることが可能である。

【0019】

好ましくは、軸方向でみて先行する領域が直接該部分に続いている。これは後続する領域に対してもそうである。よって先行する領域から該部分及び該部分から後続する領域への移行部は、好ましくは唐突に推移している。

【0020】

好ましくは、ローター軸の部分の軸方向の長さは、少なくとも基本的に、少なくとも一つのローターディスクの軸方向の長さに相当する。好ましくは、ローター軸の部分の軸方向の長さは、少なくとも基本的に、差し込まれたローターディスクの軸方向の長さに相当する。後続する領域には、軸方向で見て、ローター軸の別の部分が引き続く。その外直径は、後続する領域の外直径よりも大きく、そしてここでもまた少なくとも一つのローターディスクが差し込まれていることが可能である。その際、好ましくは、後続する領域の軸方向の長さは、前記部分と前記別の部分に差し込まれたローターディスクの間に所望の間隔が生じるように選択される。

【0021】

本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの為のローター装置であって、二以上のローターディスクを有するものに関する。これらローターディスクは、回転軸に関して整列されており、そして回転軸の方向でみて連続して設けられている。その際、隣接するローターディスクの間には機械的接続が形成されている。この機械的接続は、直接、隣接するローターディスクの間に熱的な接合過程によって実現されている。

【0022】

ローター装置においては、隣接するローターディスクが、熱的な接合過程によって直接機械的に互いに接続される。これは、相並ぶローターディスクがそれ自体でローター軸を形成することが可能であるというメリットを有する。

【0023】

熱的な接合過程は、好ましくは、溶接過程、例えば、レーザー溶接、電子ビーム溶接、摩擦溶接、摩擦攪拌溶接、又はこれらの溶接過程の組合せ、又ははんだ付け過程である。

【0024】

ローターディスクの熱的接合過程による機械的接続によって、ローターディスクは個々に製造され、そして引き続いて一体に組み合わせられることができるので、これから形成されるローター装置は、基本的に、モノリス式のローター装置と同じ特性を有する。発明に係るローター装置は、モノリス式のローター装置に比較して少ないコストで製造可能であるにも関わらずである。

【0025】

本発明の一つの態様に従い、各ローターディスクは一つのディスク状体を有する。これには、回転軸に関して半径方向外側に向かって起立するローターブレードが設けられている。そして機械的接続は、隣接するローターディスクのディスク状体の間に形成されている。隣接するローターディスクのディスク状体は、よって、熱的接合過程によって直接互いに接続されている。これによってローターディスクの間の長期にわたる接続が簡単に達成されることが可能である。これは、ローターディスクを高回転時においても確実に組合わせる。

【0026】

好ましくは、ローターディスクは、ローターディスクのディスク状体の下面が、隣接するローターディスクのディスク状体の上面と向かい合っており、そして機械的接続が、一方のローターディスクの下面と他のローターディスクの上面の間に形成されているように連続して設けられている。これによって、隣接するローターディスクの間の直接的な機械的接続が達成されることが可能である。

【0027】

好ましくは、各ローターディスクのディスク状体の下面に、及び各ローターディスクのディスク状体の上面に、収容開口部に対して補完的に形成されたセンターピースが形成されている。その際、ローターディスクのディスク状体のセンターピースは、特に、差込み接続を形成しつつ、隣接するローターディスクのディスク状体の収容開口部内に差し込まれている。隣接するローターディスクは、よって簡単に重ね合わせて組合わせられることができる。特に、差込みのあと、ローターディスクは熱的な接合過程によって、その後、機械的に長期にわたって互いに接続されることが可能である。

【0028】

発明に係る一つの態様に従い、センターピースは、収容開口部の内直径に対してしまりばめの形式で形成されている外直径を有する。これによって、差し込まれたローターディスクが既に、収容開口部とセンターピースの間に実現された差込み接続によって互いに堅固に接続されているということが達成されることが可能である。このことは、例えば、ローターディスクの熱的な接合の為にも有利である。

【0029】

好ましくは、収容開口部とセンターピースは、回転軸に対して中央に、各ディスク状体の上面又は下面に設けられている。これによって、簡単に、回転軸又はローテーション軸に関するディスクの互いのセンタリングが達成されることが可能である。

【0030】

本発明は、発明に係るローター装置、該ローター装置と組みわせられたステーター装置、及び、ローター装置の回転駆動の為の駆動部を有する真空ポンプにも関している。

【0031】

真空ポンプは、特にターボ分子ポンプであるか、又は他の形式の真空ポンプであって、高速に回転するローター、特に１０，０００回転／分より多くの回転数で回転するローターが使用される真空ポンプである。

【0032】

本発明は、また、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの為のローター装置の製造の為の方法に関する。この方法においては、ローター軸の収容の為の中央の収容開口部を有するローターディスクが、ローター軸上に設けられており、ローターディスクとローター軸の間に機械的な接続が形成される。その際、機械的な接続は、熱的な接合過程によって実現される。

【0033】

好ましくは、収容開口部を縁取る内側壁部は、ローター軸に差し込まれたローター軸の外側面を取り囲んでおり、そしてローターディスクの内側壁部とローター軸の外側面の間の機械的接続が形成される。機械的な接続は、好ましくはローター軸の全周囲にわたって見て、ローター軸の外側面とローターディスクの内側壁部の間に形成される。好ましくは、機械的な接続は、ローターディスクの内側壁部とローター軸の外側面の間の内側壁部の全ての長さにわたって形成される。

【0034】

ローターディスクは、特にローター軸にプレス嵌め、焼き嵌め、又は挟み嵌めされない。

【0035】

本発明の一つの好ましい態様に従い、ローター軸であって、その外直径が、ローター軸の、軸方向で見て先行する領域の外直径よりも大きく、そしてローター軸の、軸方向で見て後続する領域の外直径よりも小さい少なくとも一つの部分を有するローター軸が提供され、そしてローターディスクは該部分上に差し込まれ、そして該部分とローターディスクの間に熱的な接合過程によって機械的接続が作りだされる。

【0036】

本発明は、二以上のローターディスクを有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの為のローター装置の製造のための方法にも関する。これらローターディスクは、回転軸にかんして整列されており、そして回転軸の方向でみて連続して設けられている。その際、隣接するローターディスクの間に機械的な接続が形成され、その際、機械的な接続は隣接するローターディスクの間に直接、熱的な接合過程によって実現される。

【0037】

本発明の一つの態様に従い、各一つのディスク状体を有するローターディスクが提供される。該ディスク状体には、回転軸に関して半径方向外側に起立する複数のローターブレードが設けられている。そして機械的な接続は、隣接するローターディスクのディスク状体の間に直接、形成される。

【0038】

ローターディスクは、特に一つのローターディスクのディスク状体の下面が、隣接するローターディスクのディスク状体の上面と向かい合っているよう連続して設けられている。そして、機械的な接続は、一方のローターディスクの下面と他方の隣接するローターディスクの上面の間に形成される。

【0039】

好ましくは、各ローターディスクのディスク状体の下面には、収容開口部が形成され、そして各ローターディスクのディスク状体の上面には、収容開口部に補完的に形成されたセンターピースが形成されており、その際、ローターディスクのディスク状体のセンターピースは、隣接するローターディスクのディスク状体の収容開口部内に差し込まれ、特にこれは両方のローターディスクの間の差込み接続を形成しつつ行われる。

【0040】

発明に係る方法において使用される接合過程は、特に溶接過程、特にレーザー溶接、電子ビーム溶接、摩擦溶接、摩擦攪拌溶接又はこれら溶接過程の組合せ、又ははんだ付け過程である。

【0041】

ローターディスクは、特に個々に、レーザーによって製造されていることが可能である。これは特にレーザー除去及び／又はレーザー切断によってである。

【0042】

本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの為のローター装置にも関する。該ローター装置は、ローター軸及びローターディスクを有し、ローターディスクは、ローター軸の収容の為の中央の収容開口部を有している。その際、ローターディスクは、ローター軸上に設けられ、そしてローターディスクとローター軸の間には機械的接続が形成されている。その際、機械的接続は接着によって実現されている。機械的接続の形成の為によって、接着剤が使用されることが可能である。

【0043】

本発明は、二以上のローターディスクを有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの為のローター装置にも関する。該ローターディスクは、回転軸に関して整列されており、そして回転軸の方向でみて相連続して設けられている。その際、隣接するローターディスクの間には、機械的接続が形成されている。その際、機械的接続は、隣接するローターディスクの間に直接、接着によって実現されている。

【0044】

以下に本発明を添付の図面を参照しつつ、例示的に、有利な実施形に基づいて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】本発明の一つの実施形に係る真空ポンプの断面図

【図2】発明に係るローター装置の一つのバリエーションの簡略断面図

【図3】発明に係るローター装置の別のバリエーションの簡略断面図

【発明を実施するための形態】

【0046】

図１に示された真空ポンプは、インレットフランジ１１によって取り囲まれたポンプインレット１０とポンプアウトレット１２、並びにポンプインレット１０に及ぶプロセスガスをポンプアウトレット１２へと搬送するためのプロセスガスポンプ段を有する。真空ポンプは、ハウジング６４と、ハウジング６４内に配置されたローター１６を有する。ローター１６は、回転軸１４を中心として回転可能に支承されたローター軸１５を有する。

【0047】

ポンプは、本実施例においてはターボ分子ポンプとして形成されている。そして、互いにシリアルに接続され、ポンプ作用を奏する、複数のターボ分子的ポンプ段を有する。これらポンプ段は、ローター軸１５に固定された、半径方向の複数のローターディスク６６と、ローターディスク６６の間に配置され、そしてハウジング６４内に固定された複数のステーターディスク６８を有する。その際、ローターディスク６６及びこれと隣接するステーターディスク６８が、其々一つのポンプ段を形成する。ステーターディスク６８は、スペーサーリング７０によって互いに所定の軸方向間隔に保持されている。

【0048】

その上、真空ポンプは、半径方向において入れ子式（独語：ｉｎｅｉｎａｎｄｅｒ）に配置され、および互いにシリアルに接続されたポンプ作用を奏する四つのホルベックポンプ段を有している。ホルベックポンプ段のローターは、ローター軸１５と一体に形成されたローターハブ７２と、該ローターハブ７２に固定され、これによって担持されたシリンダー側面形状の二つのホルベックロータースリーブ７４，７６を有する。更に、シリンダー側面形状の二つのホルベックステータースリーブ７８，８０が設けられている。これらは、同様にローター軸１４に対して同軸に向けられ、そして半径方向において入れ子式に接続されている。第三のホルベックステータースリーブは、ハウジング６４の収容部分１３２によって形成されている。該収容部分は、駆動モーター２０の収容及び固定の為に使用される。

【0049】

ホルベックポンプ段のポンプ効果を発する表面は、カバー側面、つまりホルベックロータースリーブ７４，７６、ホルベックステータースリーブ７８，８０、および収容部分１３２の半径方向内側面及び外側面によって形成されている。外側のホルベックステータースリーブ７８の半径方向内側面は、半径方向のホルベック間隙８２を形成しつつ、外側のホルベックロータースリーブ７４の半径方向外側面と向き合っており、そしてこれと第一のホルベックポンプ段を形成する。外側のホルベックロータースリーブ７４の半径方向内側面は、半径方向のホルベック間隙８４を形成しつつ内側のホルベックステータースリーブ８０の半径方向外側面と向き合っており、そしてこれと第二のホルベックポンプ段を形成する。内側のホルベックステータースリーブ８０の半径方向内側面は、半径方向のホルベック間隙８６を形成しつつ内側のホルベックロータースリーブ７６の半径方向外側面に向かい合っており、そしてこれと第三のホルベックポンプ段を形成する。内側のホルベックロータースリーブ７６の半径方向内側面は、半径方向のホルベック間隙８７を形成しつつ、収容部分１３２の半径方向外側面と向き合っており、そしてこれと第四のホルベックポンプ段を形成する。

【0050】

収容部分１３２とホルベックステータースリーブ７８，８０の上述したポンプ効果を発する表面は、其々、複数の回転軸を中心として軸方向にスパイラル形状に推移する複数のホルベック溝を有している。一方で、ホルベックロータースリーブ７４，７６の向かい合ったカバー側面は、滑らかに形成されており、そしてガスを、真空ポンプの運転中にホルベック溝内へと搬送する。

【0051】

ローター軸１５の回転可能な支承の為に、ローラー支承部８８がポンプアウトレット１２の領域に設けられており、そして永久磁石支承部９０がポンプインレット１０の領域に設けられている。

【0052】

ローラー支承部の領域内においては、ローター軸１５に円すい形のスプラッシュナット９２が設けられている。これは、ローター支承部８８の方に向かって増加する外直径を有している。スプラッシュナット９２は、作動媒体アキュームレータの少なくとも一つのスクレーパー（独語：Ａｂｓｔｒｅｉｆｅｒ）と滑り接触状態にある。作動媒体アキュームレータは、互いに積層された吸収性の複数のディスク９４を有する。これらディスクは、ローラー支承部８８の為の作動媒体（例えば潤滑媒体）を含ませられている。真空ポンプの運転中、作動媒体は、毛細管効果によって、作動媒体アキュームレータからスクレーパーを介して回転するスプラッシュナット９２へと伝達され、そして遠心力の結果スプラッシュナット９２に沿って、スプラッシュナット９２の大きくなる外直径の方向へ、ローラー支承部８８に向かって搬送され、そこで例えば潤滑機能を満足する。ローラー支承部８８と作動媒体アキュームレータは、槽形状（独語：ｗａｎｎｅｎｆｏｅｒｍｉｇ）のインサート（独語：Ｅｉｎｓａｔｚ）９６と、真空ポンプの蓋部要素９８によって囲まれている。

【0053】

永久磁石支承部は、ローター側の支承半部１００とステーター側の支承半部１０２を有する。これらは、それぞれ一つのリング積層部を有する。このリング積層部は、軸方向に互いに積層された永久磁石の複数のリング１０４または１０６から成っている。磁石リング１０４，１０６は、半径方向の支承間隙１０８を形成しつつ互いに向き合っている。その際、ローター側の磁石リング１０４は半径方向外側、そしてステーター側の磁石リング１０６は半径方向内側に配置されている。支承間隙１０８内に存在する磁場は、磁石リング１０４，１０６の間の磁気的反発力を引き起こす。当該反発力は、ローター軸１５の半径方向の支承を行う。

【0054】

ローター側の磁石リング１０４は、ローター側のキャリア部分１１０によって担持されている。これは磁石リング１０４を半径方向外側で取り囲んでいる。ステーター側の磁石リングは、ステーター側のキャリア部分１１２によって担持されている。これは、磁石リング１０６を通って延在しており、そしてハウジング６４の半径方向の支柱１１４に懸吊されている。回転軸１４に対して平行に、ローター側の磁石リング１０４は、一方の方向では、キャリア部分１１０と連結された蓋部要素１１６によって、そして他方の方向では半径方向に突き出した、キャリア部分１１０のショルダー部分によって固定されている。ステーター側の磁石リング１０６は、回転軸１４に対して平行に、一方の方向では、キャリア部分１１２と接続される固定リング１１８及び、固定リング１１８と磁石リング１０６の間に配置されたバランス要素１１２によって、そして他方の側では、キャリア部分１１２と接続される支持リング１２２によって固定されている。

【0055】

磁石支承部の内側では、緊急用又は安全用支承部（独語：Ｎｏｔ− ｂｚｗ． Ｆａｎｇｌａｇｅｒ）１６が、ステーターに対して係合しており、ローター１６の為の半径方向のストッパーを形成する。このストッパーは、ローター側の構造が、ステーター側の構造と衝突するのを防止する。安全用支承部１２４は、潤滑されていないローラー支承部として形成されている。そして、ローター１６及び／又はステーターと半径方向の間隙を形成する。これは、安全用支承部１２４が、通常のポンプ作動中に係合状態でないことを実現する。半径方向の偏向（該偏向の際に安全用支承部１２４が係合状態となる）は、十分大きく寸法決めされているので、安全用支承部１２４は真空ポンプの通常の運転中係合しない。そして同時に十分小さいので、ローター側の構造がステーター側の構造と衝突することがあらゆる状況で防止される。

【0056】

真空ポンプは、ローター１６の回転可能な駆動の為の駆動モーター２０を有する。駆動モーター２０は、モーターステーター２２を有する。これは、一つのコア３８と、図１には簡略的にのみ表されている一又は複数のコイル４２を有する。これらは、コア３８の半径方向内側面に設けられたコア３８の溝内に固定されている。

【0057】

駆動モーター２０のアンカー（独語：Ａｎｋｅｒ）は、ローター１６によって形成されている。そのローター軸１５は、モーターステーター２２を通って延在している。モーターステーター２２を通って延在しているローター軸１５の部分には、半径方向外側に、永久磁石装置１２８が固定されている。モーターステーター２２とモーターステーター２２を通って延在するローター１６の部分の間には、中間室２４が設けられている。これは、半径方向のモーター間隙を含む。該モーター間隙を介してモーターステーター２２と永久磁石装置１２８は駆動トルクの伝達の為に磁気的に影響を及ぼす。

【0058】

永久磁石装置１２８は、軸方向でローター軸１５を通して差し込まれた固定スリーブ１２６によってローター軸１５に固定されている。カプセル１３０は、永久磁石装置１２８をその半径方向外側面において取り囲んでおり、そしてこれを中間室１３４に対してシールする。

【0059】

モーターステーター２２は、ハウジング６４内で、ハウジング固定の収容部分１３２によって固定されている。この収容部分は、モーターステーター２２を半径方向外側で取り囲んでおり、そしてモーターステーター２２を半径方向及び軸方向で支持している。収容部分１３２は、ローターハブ７２と共にモーター室１８を境界づけており、このモーター室内に、駆動モーター２０が収容されている。

【0060】

モーター室１８は、中間室の側に配置されたインレットであって、かつ内側に位置する第四のホルベックポンプ段とガスを導くよう接続されたインレット２８を有し、そして、中間室２４と反対側に配置されたアウトレットであって、ポンプアウトレット１２とガスを導くよう接続されたアウトレット３０を有する。

【0061】

モーターステーター２２のコア３８は、その半径方向外側面において、図１の左側に示された領域に空所部３４を有しており、この空所部が、収容部分１３２のこれと隣接する領域とともに一つのチャネル３２を形成する。このチャネルを通して、モーター室１８内に搬送されるプロセスガスが、中間室２４を通過し、インレット２８からアウトレット３０へと搬送可能である。

【0062】

ガス経路上では、プロセスガスがポンプインレット１０からポンプアウトレット１２へと至る。これは図１においては矢印２６によって見て取れる。プロセスガスは、ポンプインレット１０からまず順にターボ分子的ポンプ段を通って、そして引き続いて順に、ホルベックポンプ段を通って搬送される。第四のホルベックポンプ段から発生するガスは、モーター室１８に達し、そしてモーター室１８のインレットからチャネル３２を通ってモーター室１８のアウトレット３０及びポンプアウトレット１２へと搬送される。

【0063】

図１の真空ポンプにおいては、ローター１６はローター装置を形成する。これは、ローター軸１５とローター軸１５に設けられたローターディスク６６を有する。ローター１６は、その際、発明に係るローター装置を意味する。このローター装置においては、ローター軸１５４と各ローターディスク６６の間の機械的な接続は、熱的な接合過程によって実現される。特に、各ローターディスク６６はローター軸１５と溶接されていることが可能である。これは例えば、レーザー溶接、電子ビーム溶接、摩擦溶接、摩擦攪拌溶接、またはこれら溶接方法の組合せである。代替として、ローターディスク６６は、ローター軸１５とはんだ付け（独語：Ｖｅｒｌｏｅｔｅｎ）されていることが可能である。

【0064】

図２には、発明に係るローター装置のバリエーションが表されている。このローター装置は、段差上とされたローター軸１５及び複数のローターディスク６６を有する。各ローターディスク６６は、リング状体１３４を有する。このリング状体は、ローター軸１５の収容のための中央の収容開口部と、その外周において周囲方向でみて互いにオフセットされて配置されたローターブレード１３５が設けられている。

【0065】

ローターディスク６６のリング状体１３４は、（回転軸１４に対して半径方向内側に位置し、かつ収容開口部を縁取る）内側壁部１３８を有している。この内側壁部は、ローター軸１５に差し込まれたローターディスク６６において、ローター軸１５の外側面と向き合っている（図２参照）。各ローターディスク６６とローター軸１５の間の機械的な接続は、各ローターディスク６６の内側壁部１３８が、熱的接合過程によって、ローター軸１５の外側面と機械的に接続されることによって成し遂げられる。その際、機械的な接続は、ローター軸１５の全周囲にわたって外側面と内側壁部１３８の間に形成され、そして各ローターディスク６６の内側壁部１３８の全ての軸方向長さにわたって形成される。その際、軸方向の長さは、回転軸１４に関し内側壁部１３８の長手方向の延在に関する。

【0066】

ローターディスク６６のローター軸１５との熱的な接合によって、ローターディスク６６は長期にわたり、かつ、固定的にローター軸１５と接続される。ローターディスク６６は、その際、ローター軸１５に追加的にプレス嵌め、焼き嵌め、又は挟み嵌めされる必要が無い。好ましくは、各ローターディスク６６の収容開口部の内直径と、ローター軸１５の各部分の外直径（これに各ローターディスク６６が差し込まれている）は、とまりばめ（又は中間ばめ、独語：Ｕｅｂｅｒｇａｎｇｓｐａｓｓｕｎｇ）、または軽度のプレスばめ（独語：Ｐｒｅｓｓｐａｓｓｕｎｇ）の形式で、互いに寸法決めされている。

【0067】

図２のローター装置においては、ローター軸１５は段差状とされたローター軸として形成されている。ローター軸１５は、第一の部分１４０、第二の部分１４２、及び第三の部分１４４を有する。回転軸１４の方向で見て、第一の部分１４０の前に、ローター軸１５の第一の領域１４６が存在している。第一の部分１４０と第二の部分１４２の間には、ローター軸１５の第三の部分１４８が存在している。第二の部分１４２と第三の部分１４４の間には、ローター軸１５の第三の領域１５０が、そして軸方向でみて第三の部分１４４の後方には、ローター軸１５の第四の領域１５２が存在している。図２に示されているように、ローター軸１５においては、段差状の形状又は階段状の形状は、外直径が、軸方向でみて部分から部分へと、または領域から領域へと増加することによって達成される。

【0068】

図２のローター装置の製造の際に、第三の部分１４４には、中央の収容開口部が、第三の部分１４４の外直径に合わせられている（特にとまりばめ又は軽度のプレスばめの形式で合わせられている）内直径を有するローターディスク６６が差し込まれている。引き続いて、ローターディスク６６の内側壁部１３８と第三の部分１４４の外側面の間には、熱的接合過程によって機械的な接続１５４が形成される。

【0069】

第三の部分１４４上へのディスク６６の差込みの際には、半径方向に推移するリング形状の壁部１５６（該壁部は、第三の部分１４４の外側面と第四の部分１５２の外側面の間の移行部を形成する）がローターディスク６６のストッパーとして作用する。その際、機械的な接続は、リング状体１３４とリング形状の壁部１５６の間の熱的接合過程によって形成されている。

【0070】

ローターディスク６６が第三の部分１４４と機械的に接続された後に、相応した方法でローターディスク６６は、第二の部分１４２に差し込まれる。ローターディスクの収容開口部は、第二の部分１４２の外直径に、特にとまりばめの形式で又は軽度のプレスばめの形式で適合されている内直径を有する。その際、ここでもまた、ローターディスク６６の内側壁部１３８と第２の部分１４２の外側面の間の機械的な接続１５４は、熱的な接合過程によって形成されている。更に追加的に、リング形状の壁部１５８とローターディスク６６のリング状態１３４の間に熱的な接合過程による機械的な接続が形成されることが可能である。リング形状の壁部１５８は、その際、半径方向でみて、第二の部分１４２の外側面と第三の領域１５０の外側面の間を推移し、そしてローターディスク６６を第二の部分１４２のストッパーとして差し込む際に使用される。

【0071】

相応する方法で上述したように、ローターディスク６６（その収容開口部は、特にとまりばめ又は軽度のプレスばめの形式で第一の部分１４０の外直径に適合されている）は第一の部分１４０上に差し込まれ、そして熱的な接合過程によって第一の部分１４０の外側面と内側壁部１３８の間に機械的な接続が形成される。追加的に、リング形状の壁部１６０とローターディスク６６の間に、同様に機械的な接続が熱的な接合過程によって実現されることが可能である。リング形状の壁部６０は、その際、半径方向でみて第一の部分１４０の外側面と第二の領域１４８の外側面の間に延在している。

【0072】

各部分１４０，１４２，１４４の軸方向の長さは、各ローターディスク６６の軸方向の長さ、又は各ローターディスク６６の内側壁部１３８の軸方向の長さに合わせられている。その上、領域１５０の軸方向の長さは、第二及び第三の部分１４２，１４４に差し込まれているローターディスク６６の間の予め定められる間隔に相当する。相応して、第二の領域１４８の軸方向の長さは、第一及び第二の部分１４０，１４２に差し込まれているローターディスク６６の間の所望の間隔に合わせられている。

【0073】

図２のローター装置においては、ローター軸１５と各ローターディスク６６の間の機械的な接続１５４は、熱的な接合過程によって実現されている。これによってローターディスク６６は長期にわたってローター軸１５に保持される。機械的な接続１５４の実現の為の熱的な接合過程の使用にもとづいて、ローター装置は基本的にモノリス式に製造されたローター装置と同じ特性を有し、そして、追加的に、ローター軸１５とローターディスク６６が其々個々に製造されることが可能であるというメリットを有する。その際、ローターディスク６６は例えばレーザー切除（独語：Ｌａｓｅｒａｂｌａｔｉｏｎ）及び／又はレーザー切断によって製造されることが可能である。

【0074】

図２のローター装置のローター軸１５上への三つのローターディスク６６の配置は、単に例としてのものである。当然、ローター軸１５が複数又は少ない段数を有することも可能である。その結果、複数又は少ないローターディスクがローター軸上に設けられることができる。

【0075】

少なくとも一つの部分１４０，１４２，１４４の上に、一つより多くのローターディスクが差し込まれていることが可能である。例えば、一つの部分１４０，１４２，１４４上に少なくとも二つ又は三つの薄いローターディスクが差し込まれていることが可能である。ローターディスクは、接合過程によってローター軸１５に固定されることが可能である。

【0076】

図３は、発明に係るローター装置の別のバリエーションを示す。このバリエーションにおいては三つのローターディスク６６が回転軸１４に対して整列されており、そして回転軸１４の方向でみて連続して設けられている。隣接するローターディスク６６の間には、直接、各機械的接続１５４が、熱的な接合過程によって実現されている。接合過程は、特にここでもまた、例えばレーザー溶接、電子ビーム溶接、摩擦溶接、摩擦攪拌溶接、またはこれらの溶接過程の組合せのような溶接過程であるか、またははんだ付け過程である。図３のローター装置においては、隣接するローターディスク６６は、よって直接互いに余溶接されるかはんだ付けされるので、その結果、直接的な機械的溶接接続又ははんだ接続１５４が、図３のローター装置の隣接するローターディスク６６の間に形成されている。

【0077】

各ローターディスク６６は、一つのディスク状体１６２を有する。その半径方向外側に位置する外側面に、回転軸に関して半径方向外側に離れるように起立したローターブレード１３６が設けられている。その際、周囲方向でみて、互いにオフセットして設けられた複数のローターブレード１３６は、各ディスク状体１６２の外側面上に設けられている。

【0078】

各ディスク状体１６２は、表されたバリエーションにおいて中実に（独語：ｍａｓｓｉｖ）形成されている。代替として各ディスク状体１６２が、中央の貫通開口部（特に断面は円形状である）を有することも可能である。材料節約を達成するため、及びローター装置の重量を減少させるためである。

【0079】

各ディスク状体１６２は、上面及び下面を有する。ローターディスク６６は、その際、ローターディスク６６のディスク状体１６２の下面が、隣接するローターディスク６６のディスク状体１６２の上面に向き合っているように連続して設けられている。機械的な接続１５４は、隣接するローターディスク６６の上面及び下面の間に形成されている。つまり、ローターディスク６６の下面は、ローターディスク６６の上面と、熱的な接合接続によって直接機械的に接続されている。

【0080】

ローターディスク６６の回転軸１４に関するセンタリングの為に、ディスク状体１６２の下面に収容開口部１６４が形成され、各上面にセンターピース（独語：Ａｕｆｓａｔｚ）１６６が形成されている。センターピースは、凸部（独語：Ｎｏｐｐｅ）としても見られることが可能である。図３に示されているように、ローターディスク６６のセンターピース１６６は、隣接するローターディスク６６の収容開口部１６４内に差し込まれる。

【0081】

センターピース１６６の外直径は、収容開口部１６４の内直径に関し、少なくともわずかなしまりばめ（独語：Ｕｅｂｅｒｍａｓｓｐａｓｓｕｎｇ）の形式に形成されていることが可能である。よって、隣接する共にさしこまれたローターディスク６６の間には、回転軸に関して半径方向でみて、一つの形状結合的な接続１６８が形成され、この接続は、少なくとも軽度のしまりばめに基づいて、軸方向において両方のローターディスク６６の間の力結合も引き起こす。

【0082】

収容開口部１６４とセンターピース１６６は、その上、各ディスク状体１６２の上面又は仮面において環天竺１４に対して中央に設けられている。これによって、複数のローターディスク６６を共に差し込む際に、形成されるローター装置の回転軸１４に関してのセンタリングが行われる。

【0083】

収容開口部１６４と、相応してセンターピース１６６は、好ましくは円形状の断面を有する。ただし、例えば正方形断面のような、他の断面も可能である。

【0084】

図３に示されるように、互いに整列した、そして熱的な接合過程によって機械的に互いに接続されたローターディスク６６がローター軸を形成することが可能である。三つのローターディスク６６の図３に示された数量は、ここでもまた、単に例として表されている。

【符号の説明】

【0085】

１０ ポンプインレット
１１ インレットフランジ
１２ ポンプアウトレット
１４ 回転軸
１５ ローター軸
１６ ローター
１８ モーター室
２０ 駆動モーター
２２ モーターステーター
２４ 中間室
２６ 矢印、ガス経路
２８ インレット
３０ アウトレット
３２ チャネル
３４ 空所部
３８ コア
４２ コイル
６４ ハウジング
６６ ローターディスク
６８ ステーターディスク
７０ スペーサーリング
７２ ローターハブ
７４，７６ ホルベックロータースリーブ
７８，８０ ホルベックステータースリーブ
８２，８４，８６，８７ ホルベック間隙
８８ ローラー支承部
９０ 永久磁石支承部
９２ スプラッシュナット
９４ 吸収性のディスク
９６ 槽形状のインサート
９８ 蓋部要素
１００ ローター側の支承半部
１０２ ステーター側の支承半部
１０４，１０６ 磁石リング
１０８ 支承間隙
１１０，１１２ キャリア部分
１１４ 支柱
１１６ 蓋部要素
１１８ 固定リング
１２０ バランス要素
１２２ 支持リング
１２４ 安全用支承部
１２６ 固定スリーブ
１２８ 永久磁石装置
１３０ カプセル
１３２ 収容部分
１３４ リング状体
１３６ ローターブレード
１３８ 内側壁部
１４０ 第一の部分
１４２ 第二の部分
１４４ 第三の部分
１４６ 第一の領域
１４８ 第二の領域
１５０ 第三の領域
１５２ 第四の領域
１５４ 機械的接続
１５６ リング形状の壁部
１５８ リング形状の壁部
１６０ リング形状の壁部
１６２ ディスク状体
１６４ 収容開口部
１６６ センターピース
１６８ 形状結合的接続

【図1】

【図2】

【図3】