特許 6709259 調整リング

(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】6709259

(24)【登録日】2020年5月26日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】調整リング

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20200601BHJP

   F04D 29/056 20060101ALI20200601BHJP

   F04D 29/70 20060101ALI20200601BHJP

【ＦＩ】

   F04D19/04 H

   F04D29/056 B

   F04D29/70 N

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-155742(P2018-155742)

(22)【出願日】2018年8月22日

(65)【公開番号】特開2019-39431(P2019-39431A)

(43)【公開日】2019年3月14日

【審査請求日】2018年8月22日

(31)【優先権主張番号】17187569.3

(32)【優先日】2017年8月23日

(33)【優先権主張国】EP

(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】ロータル・ブリュックマン

(72)【発明者】

【氏名】ペーター・フォルヴェルク

(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】マルティン・ローゼ

(72)【発明者】

【氏名】ローベルト・ヴァルツ

【審査官】 谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０８９８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１９０９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１１９２７２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １９／０４

Ｆ０４Ｄ ２９／０５６

Ｆ０４Ｄ ２９／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空ポンプ（１０）、特にターボ分子ポンプの支承部（４２）の半径方向内側に位置する第一の支承部部分（４６）の、支承部（４２）の長手方向中心軸（４７）の方向における、真空ポンプ（１０）の支承部（４２）の半径方向外側に位置する第二の支承部部分（４４）に対する、軸方向の整向の為の調整部分（８６）を有する調整リング（８４）において、周回するカラー部（８８）が、半径方向外側に向かって延びる半径方向のカラー部分（９０）を有する調整リング（８４）の調整部分（８６）から出発しており、調整リング（８４）が、少なくとも部分的に強磁性、特に軟磁性の材料を有し、及び／又は電気的に伝導性の材料を有し、
軸方向のカラー部分（９４）が、半径方向のカラー部分（９０）から巻かれるように出発していることを特徴とする調整リング（８４）。

【請求項2】

軸方向のカラー部分（９４）が、半径方向のカラー部分（９０）の、半径方向外側に位置する縁部領域（９２）において、これから出発していることを特徴とする請求項１に記載の調整リング（８４）。

【請求項3】

半径方向のカラー部分（９０）から、又は軸方向のカラー部分（９４）から出発する少なくとも一つの別の半径方向のカラー部分が設けられていること、及び／又は、
特に半径方向のカラー部分（９０）から、又は軸方向のカラー部分（９４）から出発する少なくとも一つの別の軸方向のカラー部分が設けられていること、
を特徴とする請求項１または２に記載の調整リング（８４）。

【請求項4】

前記一の、又は前記全ての半径方向のカラー部分（９０）が、調整部分（８６）より短い軸方向の寸法を有すること、及び／又は、
前記一の、又は前記全ての軸方向のカラー部分（９４）と調整部分（８６）が、少なくとも近似的に同じ軸方向寸法を有することを特徴とする請求項１から３の少なくとも一項に記載の調整リング（８４）。

【請求項5】

請求項１から４の少なくとも一項に記載の半径方向内側に位置する第一の支承部部分（４６）、半径方向外側に位置する第二の支承部部分（４４）及び調整リング（８４）であって、支承部（４２）の長手方向中心軸（４７）の方向において第二の支承部部分（４４）に対する第一の支承部部分（４６）の軸方向の整向の為の調整リング（８４）を有する真空ポンプ（１０）、特にターボ分子ポンプ（１０）の為の支承部（４２）において、
半径方向に延在するカラー部分（９０）が、第二の支承部部分（４４）を半径方向において覆っていることを特徴とする調整リング（８４）。

【請求項6】

請求項１から４の少なくとも一項に記載の調整リングを有する請求項５に記載の支承部（４２）において、軸方向のカラー部分（９４）が、部分的に第二の支承部部分（４４）と軸方向において重なり合っていることを特徴とする支承部（４２）。

【請求項7】

第二の支承部部分（４４）のロックの為のロックリング（５５）が設けられており、これが、半径方向で見て、少なくとも部分的に調整部分（５６）と軸方向のカラー部分（９４）の間に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の支承部（４２）。

【請求項8】

調整リング（８４）と共にロックリング（５５）が、多段に巻かれた複数断面を有する一つのリング間隙（９６）を定義することを特徴とする請求項７に記載の支承部（４２）。

【請求項9】

支承部（４２）が磁石支承部（４２）であり、そして第一及び第二の支承部部分（４６，４４）が、其々少なくとも一つの磁石（４８，５０）を有することを特徴とする請求項５から８の少なくとも一項に記載の支承部（４２）。

【請求項10】

ステーター（１７）に対して回転可能に支承されたローター（１８）と、ステーター（１７）におけるローター（１８）の支承の為の請求項５から９の少なくとも一項に記載の支承部（４２）を有する真空ポンプ（１０）、特にターボ分子ポンプ（１０）。

【請求項11】

ステーター（１７）がローター（１８）の半径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の真空ポンプ（１０）。

【請求項12】

調整リング（８４）が、ステーター（１７）とねじ係合していることを特徴とする請求項１０または１１に記載の真空ポンプ（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの支承部の半径方向内側に位置する第一の支承部部分を、支承部の長手方向中心軸の方向において、真空ポンプの支承部の半径方向外側に位置する第二の支承部部分に対して軸方向で整向する為の調整部分を有する調整リングに関する。

【背景技術】

【0002】

真空ポンプの支承部の為のそのような調整リングは、基本的に公知である。当該支承部は、その際、ステーターに対して回転軸を中心として回転可能な真空ポンプのローターの支承の為に使用され、そして通常、二つの支承部部分からなる。これらのうち、一方は他方の半径方向内側に配置されている。一方の支承部部分は、ここでステーターに、そして他方の支承部部分はローターに割り当てられている。半径方向において、これら支承部部分の間には、中間空間が存在している。これは、支承間隙とも称される。

【0003】

望まれない外部体、例えば粉末が、運転中に中間空間内へと至り、そしてそこで堆積する。このことは、支承部部分の間の摩擦が高められ、そしてこれともない、電流消費が高まり、そして支承部が早期に摩耗し、最悪の場合、真空ポンプが完全に故障するということに通じ得る。

【0004】

高真空での適用の為には、ローターの支承の為、真空側において特に潤滑媒体を使用しない支承部（例えば磁石支承部のようなもの）が使われる。真空引きすべきレシーバーの潤滑媒体によるコンタミを防止するためである。磁石支承部は、少なくとも一対の磁石、特に永久磁石を有する。その際、ステーター側の支承部部分とローター側の支承部部分は、磁石対の其々一つの磁石を含む。

【0005】

磁石支承部の磁石は、真空ポンプが停止中に、静的な漂遊磁界も発生させるし、真空ポンプの運転中、動的な、つまり時間ごとに変化する漂遊磁界も発生させる。動的な漂遊磁界は静的な漂遊磁界と追加的に重なり合う。動的な漂遊磁界は、基本的にローターの回転周波数によって放射され、そして不可避である、製造上、局所的に発生する磁場強度とローター側の支承部部分の磁場方向の分散へと帰する。

【0006】

静的、及び／又は動的漂遊磁界は、例えば、電子顕微鏡の電子線が、ローレンツ力によって曲げられることにより、好感度の適用範囲において阻害的であり得る。この事は、描写エラー、又は電子顕微鏡の解像性能の低下に通じ得る。漂遊磁界もまた、真空下で被覆される（独語：ａｂｇｅｓｃｈｉｅｄｅｎｅｎ）好感度の磁気的薄層の磁化に影響を与え得る。

【0007】

特に強い磁場源を有する環境における真空ポンプの運転の間、渦流が回転するローター内で誘導されることが可能である。渦流は、ローターのブレーキへと通じるので、所定の回転数の保持の為に、より高い電流需要が必要である。さらに、渦流は、ローターの加熱を引き起こす。これによって、支承間隙は、熱膨張の結果明らかに小さく成り得る。最悪のケースでは、ローターの熱膨張は、ローターが、特に支承間隙の間隙寸法が小さいに場合に、ステーターと接触し、その結果ブレーキを掛けられるほど大きいということが有り得る。その際、真空ポンプは完全に停止する、又は損傷さえ受け得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の課題は、汚染に対する支承間隙の保護の可能性、及び磁場遮蔽を完成することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する調整リングによって、特に周回するカラー部が、半径方向外側に向かって延在する半径方向の部分を有する調整リングの調整部分から出発することによって解決される。

【0010】

本発明は、すでにどのみち存在している、支承部の第一の支承部部分を第二の支承部部分に対して軸方向で整向するための調整リングに、調整リングが、周回するカラー部を設けられており、これが、調整リングの調整部分から出発し、そしてこれが、半径方向外側に向かって延在する半径方向のカラー部分を有することによって、支承部部分の間に位置する支承間隙を汚染から保護する機能、つまり外部体の堆積から保護する機能を追加するという一般的思想に基礎を置く。これによって、せいぜい最小限の、特に害の無い量の外部体のみが支承間隙内へと至り、最高の場合、外部体の支承間隙内への進入が完全に防止される。これより、支承部のより長い寿命というメリットと、より少ない電流消費というメリットが生じる。支承部部分の間の外部体の数量が減少されていることに基づいて、より少ない摩擦が発生するからである。調整リング半径方向のカラー部分によって、少なくとも部分的な、そして最高でも完全なローターの遮蔽が、外部の磁場に対して可能であり、及び／又は逆に、支承の為に使用される磁石支承部の漂遊磁界に対する磁気的にセンシティブな適用の保護が可能であるという点に別のメリットがある。

【0011】

一方の支承部分の他方の支承部部分に対する軸方向の整向とは、この意味において、両方の支承部部分を支承部の長手方向中心軸の方向において互いに整向することと解されよう。特にその際、支承部の長手方向中心軸は、ローターの回転軸に相当し得る。

【0012】

調整リングは、真空ポンプにおける使用に制限されず、基本的に、支承部の第二の支承部の軸方向の整向が必要であり、そして汚染に対する保護、又は磁場からの遮蔽が望ましい箇所全般にわたって使用されることが可能である。

【0013】

本発明の有利な形態は、下位の請求項、詳細な説明、及び図面に見て取ることができる。

【0014】

調整リングは、少なくとも近似的に円形状の周囲プロフィールを有し、そして、丸鋼、特にステンレス製の丸鋼、切削的加工方法、例えば旋削やフライス等のようなものによって製造されることが可能である。ここで調整リングは、好ましくは一つの部分から製造されるので、調整部分と調整リングのカラー部は一体に形成されている。しかしまた、調整部分とカラー部が独立した部材であり、これらが、調整リングの形成の為に、例えばしまり嵌め、接着、はんだ付け、溶接等によって互いに接合せれることも考え得る。更に、調整部分と半径方向のカラー部分が独立しており、そして調整リングの形成の為に接合された部材であることも考え得る。

【0015】

調整リングは、少なくとも近似的に円形状の周囲プロフィルを有するのみならず、例えば多角形状周囲プロフィルのような他の任意の周囲プロフィルも有し得る。その際、六角形の周囲プロフィルは特に安価であり得る。これによって調整リングは、ツール、特にオープンエンドレンチによって特に簡単に捩られることが可能である。

【0016】

調整リングが、丸鋼のみならず、他の任意の金属材料から、又は他の適当な材料、例えばプラスチックやセラミックから製造されていることが可能である。その上、調整部分とカラー部は、異なる材料から成ることが可能である。更に、調整部分、及び／又は半径方向のカラー部分が異なる材料から成ることが可能であるということも考え得る。

【0017】

外部の磁場に対してローターをさらに良好に磁気的に遮蔽する為に、及び／又は真空ポンプの周囲を、ローターの支承の為の磁石支承部によって発生される漂遊磁界、又は磁場に対してより良好に磁気的に遮蔽するために、調整リングが、少なくとも部分的に強磁性、特に軟磁性、及び／又は伝導性の材料を有すると有利である。

【0018】

強磁性の材料によって、静的な磁場も動的な磁場も確実に遮蔽されることが可能である。強磁性の材料は、１より大幅に大きい相対透磁率によって際立っている。好ましくは、強磁性の材料は、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）のうちの少なくとも一つの材料、又はこれらの材料の少なくとも二つからなる合金を含む。更に、アルミニウム／ニッケル／コバルト（Ａｌ／Ｎｉ／Ｃｏ）から成る合金、またはサマリウム／コバルト（Ｓｍ／Ｃｏ）からなる合金も考え得る。しかしまた、強磁性の材料の代わりに、例えばフェライトのようなフェリ磁性のセラミックの材料も使用されることが可能である。調整リングが作られている材料の磁気的な透磁率がより高いほど、磁気的な遮蔽性はより高くなるのが一般的である。

【0019】

追加的に、又は代替的に、調整リングは、電気伝導性の、特に反磁性の、又は常磁性の材料（例えば銅、アルミニウム、銅、及び／又はアルミニウムから成る非強磁性の合金、又は非強磁性の鋼のようなもの）を有し得る。

【0020】

電気伝導性、特に非磁性の材料の使用の際、メリットは、回転するローターによって発生させられ、そして磁気的に敏感な適用にとって主として阻害的である動的な磁場が、特に効率的に遮蔽されることが可能である点に見ることができる。磁気的な遮蔽は、ここで、電気伝導性の材料内に、磁気的な交番磁界によって引き起こされ、そして動的な磁場の周波数に、又は磁気的な交番磁界の周波数に依存し、そして電気伝導性の材料の特有の内部の電気的な抵抗に依存する誘導効果に関する。電気伝導性の、特に非強磁性の材料の使用における別のメリットは、強磁性の材料と比較して、より多くの、及び／又は、安価な、及び／又は、ポンピングすべきガスに対してより安定した材料が使えるという点にある。

【0021】

更に、調整リングの磁気的遮蔽作用によって、せいぜい、追加的な磁気的遮蔽が省略されることが可能であるので、部材数量が減少され、及び／又は材料、及び製造コストが節約されることが可能であるという点、補足されよう。

【0022】

汚染に対する保護機能の改善の為、及び／又は磁場に対する遮蔽の改善の為に、調整リングは、更に、軸方向のカラー部分を有い得る。これは、半径方向のカラー部分から角度をつけて出発している。基本的に、調整部分、及び／又は、半径方向のカラー部分、及び／又は軸方向のカラー部分は、異なる材料から成っている。しかしまた調整部分と、半径方向及び軸方向のカラー部分が、互いに一体に形成されていることも可能であるとも解されよう。代替的に、調整部分、及び／又は、半径方向のカラー部分、及び／又は軸方向のカラー部分は独立しており、そして調整リングの形成の為に接合される部材であることが可能である。

【0023】

好ましくは、軸方向のカラー部分は、半径方向のカラー部分の半径方向外側に位置する縁部領域においてこれから出発している。

【0024】

ステーター側の支承部部分に軸方向において予負荷を与えるため、及び／又は固定する為、軸方向において調整リングの調整部分と支承部のステーター側の支承部部分の間にはばね要素が設けられていることが可能である。調整部分が、軸方向の予負荷、及び／又はステーター側の支承部部分の固定の目的で、軸方向で互いに重ね合わせて積層された複数の部材を有することが可能であり、その際、軸方向で見て調整部分を形成する積層部の少なくとも二つの構成要素の間には、少なくとも一つのばね要素が配置されていることが可能である。半径方向のカラー部分が、積層部の複数の構成要素の一つから出発していることが可能であると解されよう。

【0025】

調整部分が、軸方向に互いに重ね合わせて積層された少なくとも二つの構成要素を有し、そして構成要素の一つから半径方向のカラー部分が出発しているとき、調整部分の、半径方向のカラー部分を有さない一つの又は全ての構成要素と、そして半径方向のカラー部分を有する構成要素は互いに相対的に回転可能であることが可能である。ここで、半径方向のカラー部分は、半径方向のカラー部分を関するする少なくとも一つの孔を有し得るので、調整部分の一つの構成要素、又は全ての構成要素は、半径方向のカラー部分無で自由にアクセス可能である。これによって、半径方向のカラー部分を有さない調整部分の一つの又は全ての構成要素が、例えばツールを使って、半径方向のカラー部分を有する構成要素に対して回転させられることが可能である。カラー部分を有さない一つの、又は全ての構成要素の回転によって、ステーター側の支承部部分を、軸方向でローター側の支承部部分に対して整向する為である。基本的には、半径方向のカラー部分を有する、及び有さない調整部分の構成要素は、半径方向、及び／又は軸方向のカラー部分の回転が、半径方向のカラー部分を有さない調整部分の一つの、又は全ての構成要素の回転を引き起こすよう、互いに接続されている、特に互いに回転しないよう接続されていることが可能である。

【0026】

調整リングが、上述して半径方向のカラー部分、及び／又は軸方向のカラー部分の他に、別の半径方向の、及び／又は軸方向のカラー部分を有することによって、汚染に対する保護機能、及び／又は、磁場に対する遮蔽が更に改善されることが可能である。好ましくは、少なくとも一つの別の半径方向のカラー部分、及び／又は別の軸方向のカラー部分が、上述した、半径方向、又は軸方向のカラー部分から出発している。有利には、複数の半径方向のカラー部分と複数の軸方向のカラー部分が交互に設けられている。その際、複数の半径方向のカラー部分、及び軸方向のカラー部分は、カラー部分の全体が断面において見て、長方形モヂュレーションを有するよう交互に設けられていることが可能である。半径方向及び軸方向の複数のカラー部分の段階式のモヂュレーションも考え得る。更に、両方の軸方向のカラー部分が、反対の方向に向くように、つまり半径方向のカラー部分と、両方の軸方向のカラー部分が、基本的に約９０度だけ傾けられたＴ字、又はＹ字に相当するように、半径方向のカラー部分から、二つの軸方向の部分が曲げられて出発している。相応して、また、軸方向のカラー部分から、二つのから部分が出発していることも可能である。特に、調整リングは、周回するカラー部分を有する。このカラー部分は、調整リングの調整部分から出発している。その際、周回するカラー部分は、半径方向外側に向かって延在する半径方向の第一のカラー部分を有し、そしてこれから出発して、角度づけられた軸法億のカラー部分と、第二の半径方向のカラー部分を有する。これは第一の半径方向のカラー部分を半径方向において外側に向かって延長する。そのような調整リングは、断面で見て、いわばＴ字形状のカラー部を有する。そのように形成された調整リングのメリットは、第一及び第二の半径方向のカラー部分による強い磁気的な遮蔽性と、軸方向及び第一の半径方向のカラー部分による汚染に対するより良好な保護作用にある。

【0027】

有利な態様に従い、半径方向のカラー部分は、調整部分より短い軸方向の寸法を有する。つまり、半径方向のカラー部分は、支承部の長手方向中心軸の方向でみて、調整部分よりも薄い。追加的に、又は代替的に、軸方向のカラー部分と調整部分は、少なくとも近似的に同じ軸方向の寸法を有するか、または他の表現をするなら、調整部分と軸方向のカラー部分は、支承部の長手方向中心軸の方向で見て、少なくとも近似的に同じ長さである。調整部分と軸方向の部分は、基本的に、異なる軸方向の寸法を有することも可能であると解される。調整リングが、複数の半径方向、及び／又は軸方向のカラー部分を有するとき、全ての半径方向のカラー部分、及び／又は全ての軸方向のカラー部分の軸方向の寸法は、少なくとも近似的に同じであることが可能である。しかしまた、少なくとも二つの半径方向のカラー部分、及び／又は二つの軸方向のカラー部分が、異なる軸方向の寸法を有することも可能であると解される。

【0028】

本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの為の支承部であって、半径方向内側に位置する第一の支承部部分、半径方向外側に位置する第二の支承部部分、及び調整リングを有するものに関する。調整リングは、第一の支承部部分を第二の支承部部分に対して支承部の長手方向中心軸の方向において軸方向で整向するために使用される。発明に係る支承部は、半径方向に延在するカラー部分が、第二の支承部部分を半径方向で覆う点、際立っている。調整リングが、軸方向のカラー部分を有する限り、第二の支承部部分は、半径方向で見て調整部分と調整リングの軸方向のカラー部分の間に配置されている。

【0029】

支承間隙における外部体の望まれない体積に対する、特に良好な保護作用は、軸方向のカラー部分が部分的に第二の支承部部分と軸方向でオーバーラップしているとき達成され得る。

【0030】

有利な実施形に従い、支承部は、第二の支承部部分をロックするためのロックリングを有する。これは、半径方向で見て少なくとも部分的に、調整部分と軸方向のカラー部分の間に配置されている。

【0031】

調整リングの保護作用は、ロックリングが調整リングと共に、多段に角度づけられた断面を有するリング間隙を定義するとき、更に高められることが可能である。リング間隙は、いわばラビリンス部を形成する。この中で外部体は、これが支承間隙に至る前に、絡まり得る。

【0032】

この箇所において、調整部分の前記一つの、又は全ての半径方向のカラー部分、及び／又は、前記一つの又は全ての軸方向のカラー部分は、調整リングと共に、又は、半径方向の部分によって半径方向で覆われている第二の支承部部分と共にポンプ作用が図られるように形成されていることが可能である。例えば、カラー部分の少なくとも一つは、溝状、特にスパイラル溝状の構造を有し得る。これは、ロックリングと共に、又は調整リングによって覆われる第二の支承部部分と共に、ホルベックポンプ原理、及び／又はジーグバーンポンプ原理に基づくポンプシステムを形成する。好ましくは、そのようなポンプシステムのポンプ作用は、ガス搬送方向が支承間隙から遠ざかるように向けられており、よって望まれない外部体に、ガス流を反対に向けるようになっているので、外部体は、支承間隙内に至ることができないか、又は少なくとも支承間隙内への外部体の進入が困難とされている。

【0033】

好ましい実施形に従い、支承部は、磁石支承部である。その際、第一及び第二の支承部部分は、それぞれ少なくとも一つの磁石を有する。磁石は、永久磁石で有り得、特にモノリス式の永久磁石であり得る。

【0034】

更に、本発明に従い真空ポンプは、ステーターに対して回転可能に支承されたローターと、ステーターにおけるローターの支承の為の支承部を設けられている。その際、ステーターは好ましくは、ローターの半径方向内側に配置されている。

【0035】

ローター側の支承部部分に対するステーター側の支承部部分の軸方向の整向の為に、調整リングは、ステーターとねじ係合しているので、ステーター側の支承部部分は、支承部の長手方向中心軸を中心とした調整リングの回転によって、ローター側の支承部部分に対して軸方向で整向されることが可能である。この為、ステーターと調整リングは、互いに補完的に形成されたねじ山を有する。その際、ステーター側の及びローター側の支承部部分の極めて正確な整向は、精密ねじ山によって達成されることが可能である。

【0036】

以下に、本発明を純粋に例示的に可能な実施形に基づいて添付の図面を参照しつつ説明する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】発明に係るものではない調整リングを有するターボ分子ポンプの断面図

【図2】発明に係る調整リングを有する図１のターボ分子ポンプの詳細図

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１に示されたターボ分子ポンプ１０は、インレットフランジ１２によって取り囲まれたポンプインレット１４と、ポンプインレット１４に及ぶガスを、図１に示されていないポンプアウトレットに搬送するための複数のポンプ段を有する。ターボ分子ポンプ１０のハウジング１６内には、ステーター１７に対して回転可能なローターが、回転軸２０を中心として回転可能に支承されたローターシャフト２２とともにい配置されている。その際、ステーター１７は、ローター１８の半径方向内側に存在している。

【0039】

ポンプ作用を発生させるために、ターボ分子ポンプ１０は、ポンプ作用を奏するよう互いにシリアルに接続された複数のターボ分子ポンプ段を有する。これらは、ローターシャフト２２に固定された複数のローターディスク２４と、軸方向でこれらローターディスク２４の間に配置された複数のステーターディスク２６を有している。ステーターディスク２６は、スペーサーリング２８によって互いに所望の軸方向間隔に保持されている。

【0040】

更に、半径方向に入れ子式に配置され、及びポンプ作用を奏するよう互いにシリアルに接続された三つのホルベックポンプ段が設けられている。ホルベックポンプ段のローター側の部分は、ローターシャフト２２と接続される一つのローターハブ３０と、ローターハブ３０に固定され、そしてこれによって担持される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３２，３４を有している。これらは、回転軸２０と同軸方向に向けられており、そして半径方向において入れ子式に接続されている。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３６，３８が設けられている。これらは同様に、回転軸２０に対して同軸方向に向けられており、半径方向において入れ子式に接続されている。

【0041】

ホルベックポンプ段のポンプ効果を発する表面は、其々、ホルベックロータースリーブ３２，３４とホルベックステータースリーブ３６，３８の半径方向の各側面であって、半径方向の狭いホルベック間隙を形成しつつ互いに向き合って位置する半径方向の各側面によって形成されている。その際、其々、ポンプ効果を発する表面（主としてホルベックロータースリーブ３２，３４のそれ）はなめらかに形成され、そして、ホルベックステータースリーブ３６，３８のポンプ効果を発する表面は、構造化されている。構造化は、回転軸２０の周りにねじ線形状に軸方向に延びる複数の溝を有する。ローター１８が回転するとこれらの中をガスが搬送され、そしてこれによってポンピングが行われる。

【0042】

ローターシャフト２２の回転可能な支承は、ポンプアウトレットの領域のローラー支承部４０によって、及びポンプインレット１４の領域の支承部４２によって行われる。この支承部は、表される実施例においては永久磁石支承部４２として形成されている。

【0043】

永久磁石支承部４２は、ローター側の支承部部分４４と、ステーター側の支承部部分４６を有する。これは、軸方向に、つまり永久磁石支承部４２の長手方向中心軸４７の方向に互いに積層された複数の永久磁石のリング４８，５０からなる各一つのリング積層部を有している。その際、マグネットリング４８，５０は、半径方向の支承間隙５２を形成しつつ互いに向かい合っている。図に基づいて見て取れるように、永久磁石支承部４２の長手方向中心軸４７とローター１８の回転軸は一致している。

【0044】

ステーター側の支承部部分４６は、支承部４２の第一の支承部部分４６を形成する。これは、ローター側の支承部部分４４（第二の支承部部分４４）の半径方向内側に配置されている。ローター側の支承部部分４４に対するステーター側の支承部部分４６の軸方向における整向の為に、ステーター１７とねじ係合している調整リング５３が設けられている。その際、ステーター側の支承部部分４６は、ローター側の支承部部分４４に対して、回転軸２０を中心とし調整リング５３の回転によって軸方向で整向される。図１に示された調整リング５３は、従来の調整リング５３である。これは、発明に従い、図２に従い更に説明されるように、調整リング８４によって置き換えられる。

【0045】

ステーター側の支承部部分４６がポンプアウトレットの領域に存在するローラー支承部４０の方向に軸方向にずらされるように行われる調整リング５３の回転は、ばね要素５１の復元力に抗してステーター側の支承部部分４６を軸方向にスライドさせる。ばね要素は、ここでは互いに積層された複数のさらばねから形成されている。しかしまた、ばね要素５１は例えば圧縮コイルばね（独語：Ｓｃｈｒａｕｂｅｎｄｒｕｃｋｆｅｄｅｒ）、又は説明した調整リング５３が回転されると、これによってローラー支承部４０の方向へ軸方向にスライドされるステーター側の支承部部分４６に復元力を及ぼす任意の他のばね要素であることが可能である。

【0046】

ローター側の支承部部分４４は、ロックリング５５によってローター１８に保持される。ロックリング５５は、ローター１８におけるローター側の支承部部分４４のマグネットリング５０の保持の為の保持部分５７ａを有する。保持部分５７ａは、半径方向外側に向かって延びる中間部分５７ｂによって、半径方向外側に向かって延びる固定部分５７ｃ（ロックリング５５の固定部分）と接続されている。固定部分５７ｃは、周囲方向で見て、半径方向に広がる複数の孔部５９が貫通しており、これらは、ここでは図示されない固定ねじ（ローター１８にロックリング５５を固定するための固定ねじ）を収容するために使用される。図１に表されたロックリング５５と異なり、図２に示されたロックリング５５は、保持部分５７ａから出発し、そして半径方向外側に向かって延び、そしてローラー支承部４０の方向に軸方向に角度づけられた中間部分５７ｂを有する。これは、半径方向外側に向かって延びる固定部分５７ｃへと移行している。

【0047】

ここでまた図１に戻って、磁石支承部４２の内部には、緊急用又は安全用支承部５４が設けられている。これは、非潤滑式のローラー支承部として形成されており、ターボ分子ポンプ１０の通常の運転では非接触で空転し、そしてローター１８がステーターに対して半径方向で過剰に偏向したときに初めて係合するに至る。ローター１８の為の半径方向のストッパーを形成する為である。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。よって緊急用支承部５４は、ローター１８の最大の半径方向の偏向を定義する。

【0048】

ローラー支承部４０の領域にはローターシャフト２２に円すい形のスプラッシュナット５６が設けられている。これは、ローラー支承部４０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５６は、互いに積層された吸収性の複数のディスク５８を有する運転媒体リザーバーの少なくとも一つのスキマーと滑り接触している。吸収性のディスクは、例えばローラー支承部４０の為の潤滑媒体のような運転媒体を染み込ませられている。

【0049】

ターボ分子ポンプ１０の運転中、運転媒体は毛細管効果によって運転媒体リザーバーからスキマーを介して回転するスプラッシュナット５６へと伝達され、そして遠心力によってスプラッシュナットに沿って、大きくなくスプラッシュナット５６の外直径の方向へローラー支承部４０に向かって搬送され、そこで例えば潤滑機能を発揮する。

【0050】

ターボ分子ポンプ１０は、モーター室６０を有する。この中にローターシャフト２２が延びている。モーター室６０は、ローターシャフト２２の進入の領域において、ジーグバーン段６２によって、ターボ分子ポンプ１０の作動室、又は吸込み室に対してシールされている。シールガスインレット６４は、モーター室６０内へのシールガスの供給を可能とする。

【0051】

モーター室６０内には駆動モーター６６が配置されている。これは、ローター１８の回転駆動の為に使用される。駆動モーター６６は、モーターステーター６８を有する。モーターステーターはコア７０と、図１においては簡略的にのみ表された複数のコイル７２を有している。こられは、コア７０の半径方向内側面に設けられるコア７０の複数の溝内に固定されている。コア７０は、薄板束（独語：Ｂｌｅｃｈｐａｋｅｔ）から成る。これは、軸方向に互いに積層された軟磁性の材料の複数の薄板ディスクを有するものである。

【0052】

駆動モーター７７の回転子（アンカーとも称される）は、ローターシャフト２２によって形成されている。これは、モーターステーター６８を通って延びている。モーターステーター６８を通って延びるローターシャフトの部分には、半径方向外側に永久磁石装置７４が固定されている。モーターステーター６８と、モーターステーター６８を通って延びるローターシャフト２２２の部分の間には、半径方向のモーター間隙７６が形成されている。これを介してモーターステーター６８と永久磁石装置７４は、駆動トルクの伝達の為磁気的に影響しあう。

【0053】

永久磁石装置７４はローターシャフト２２に接着、及び／又は収縮、及び／又は圧入により固定されている。永久磁石装置７４は、鉄薄板からなるまたは中実の鉄から成る軟磁性のバックキー（Ｒｕｅｃｋｓｃｈｌｕｓｓ）７５ａと、永久磁石７５ｂを有している。ＣＦＫスリーブまたは特殊鋼スリーブとして形成されているカプセル化部８０は、永久磁石装置７４をその半径方向外側面において取り囲んでおり、そしてこれをモーター間隙７６に対してシールする。ローターシャフト２２には、更にバランスリング７８が接着及び／又は収縮及び／又は圧迫により取り付けられている。このバランスリングは、バランスウェイト収容の為のねじ穴を有している。バランスリング７８は、永久磁石装置７４に軸方向の強制力を伝達しないよう、永久磁石装置７４に対する直接の機械的な接続を有していない。

【0054】

制御兼電力供給装置８２は、ターボ分子ポンプ１０の運転の間、駆動モーター６６に電気エネルギーを供給するよう設けられている。

【0055】

図２は、発明に係る調整リング８４を示す。これは、機能的観点から上述した従来の調整リング５３に替えて使用されることが可能である。

【0056】

発明に係る調整リング８４は、調整部分８６を有する。これは、ステーター側の支承部部分４６をローター側の支承部部分４４に対して軸方向において整向するためのものである。調整部分８６から半径方向に周回するカラー部８８が出発している。これは、半径方向外側に向かって延びる半径方向のカラー部分９０と、これから、半径方向のカラー部分９０の半径方向外側に位置する縁部部分９２において出発する角度づけられた軸方向のカラー部分９４を有する。表された実施例においては、調整部分８６、半径方向のカラー部分９０、及び軸方向のカラー部分９４は一体に形成されている。調整リング８４は、図２に表された半径方向及び軸方向のカラー部分９０，９４の他に、少なくとも一つの別の半径方向及び／又は軸方向のカラー部分を有し得る。

【0057】

永久磁石支承部４２の長手方向中心軸４７の方向で見て、半径方向のカラー部分９０は、調整部分８６よりも短い軸方向の寸法を有している。更に、軸方向のカラー部分９４及び調整部分８６の軸方向の寸法は、少なくとも近似的に同じである。

【0058】

表された実施例においては、調整部分８６と調整リング８４の軸方向のカラー部分９４の軸方向の寸法は、２ｍｍから１０ｍｍの間にあり、好ましくは３ｍｍから７ｍｍの間、特に好ましくは４ｍｍから６ｍｍの間にある。半径方向のカラー部分９０は、軸方向の寸法が０．５ｍｍから２．５ｍｍの間、好ましくは０．７ｍｍから２．０ｍｍの間、特に好ましくは０．８ｍｍから１．５ｍｍの間にあるよう寸法決めされている。更に、調整リング８４は、４５ｍｍから５５ｍｍまでの外直径を有し、好ましくは４７ｍｍから５３ｍｍまでの、そして特に好ましくは４９ｍｍから５０ｍｍまでの外直径を有する。そのように形成された調整リング８４は、ローター１８を有し、その外直径が約１６０ｃｍであるターボ分子ポンプ１０において使用される。調整リング８４の寸法は、ターボ分子ポンプ１０、又は外直径の大きさに応じて、調整リング８４の上述した形成と異なることが可能であると解される。

【0059】

ローター１８を外部の磁場に対して磁気的に遮蔽する為、及び、真空引きすべきレシーバー（図示せず）を、永久磁石支承部４２によって発生される磁場に対して保護するために、調整リング８４は、少なくとも一つの強磁性の材料、特に軟磁性の材料、及び／又は伝導性の材料を有する。

【0060】

図２に見て取れるように、カラー部８８の半径方向のカラー部分９０は、半径方向において第二の支承部分４４を覆っており、これと反対にカラー部８８の軸方向のカラー部分９４は、軸方向で見て第二の支承部部分４４と部分的にオーバーラップしている。具体的には、カラー部８８の半径方向のカラー部分９０は、半径方向において保持部分５７ａと、第二の支承部部分４４の固定の為に設けられるロックリング５５の中間部分５７ｂの半径方向に向けられた要素とを覆っており、これと反対に、カラー部８８の軸方向のカラー部分９４は、ロックリング５５の中間部分５７ｂの軸方向に巻かれる要素とオーバーラップしているので、ロックリング５５は、軸方向のカラー部分９４と、調整リング８４の調整部分８６の間に部分的に配置されている。正確に言うと、ロックリング５５の保持部分５７ａと中間部分５７ｂは、調整リング８４の調整部分８６と軸方向のカラー部分９４の間に配置されている。

【0061】

上述した調整リング８４のカラー部８８の形態によって、磁場が永久磁石支承部４２によって発生する箇所、又はローター１８を外部の磁場に対して遮蔽することが重要である箇所における磁気的遮蔽が達成されることが可能である。同時に、調整リング８４は、ローターディスク２４及びステーターディスク２６によって形成される、ターボ分子ポンプ１０のポンプ効果を発する領域をフリーにするので、ターボ分子ポンプ１０のポンプ作用は損なわれない、又は本質的には損なわれない。

【0062】

発明に係る調整リング８４によって、追加的な磁気的遮蔽装置が省略されることが可能である。これは、通常グリッドの形式でポンプインレット１４を完全に、又は略完全に覆う。よって調整リング８４は、ポンプインレット１４を介して調整目的のためより良好にアクセス可能である。これによって、ターボ分子ポンプ１０の取扱いが明らかに簡単となる。

【0063】

同様に図２には、カラー部８８の半径方向のカラー部分９０及び、ロックリング５５の中間部分５７ｂの半径方向の要素、並びに、カラー部８８の軸方向のカラー部分９４及びロックリング５５の中間部分５７ｂの軸方向の要素は、少なくとも近似的に互いに平行に配置され、その際、調整リング８４の各部分は、ロックリング５５の相応する部分に対して間隔をあけているので、結果として調整リング８４とロックリング５５の間には、多重に巻かれた断面を有するラビリンス状のリング間隙９６が形成されるのが見て取れる。外部体は、これが支承間隙５２に達する前に、ラビリンス状のリング間隙９６内に絡まり得るので、支承間隙５２は、特に効率的に外部体による汚染から保護されている。

【0064】

調整リング８４の図示されていない有利な発展形にしたがい、周回するカラー部８８は、調整部分８６から出発する半径方向の第一のカラー部分９０と、これから巻かれるように出発する、軸方向のカラー部分９４を有する。その際、半径方向の第一のカラー部分９０から追加的に半径方向の第二のカラー部分が出発しているので、第一のカラー部分９０は半径方向の第二のカラー部分の内側に存在している。これによって調整リング８４のカラー部８８が、より大きな直径を有する。これにより調整リング８４の磁気的な遮蔽作用が向上されることが可能である。

【0065】

好ましくは、半径方向の第二のカラー部分の外側縁部が、軸方向で見ると、ポンプインレット１４の方に向けられたローターディスク２４の基部９８と少なくとも近似的に一列に整向されている。ローターディスク２４の、ローター１８におけるローターディスク２４の支承の為に使用され、及びこれからローターディスク２４のローター羽根１００が先細に半径方向外側に向かって延びている、ローターディスク２４の太められた部分が基部９８と称される。

【0066】

特に図２に見て取れるように、ローターディスク２４の基部９８と、ローターディスク２４のローター羽根１００の間には、丸められた、又は斜めにされた中間領域１０２が存在している。中間領域１０２の傾斜部が、ポンプインレット１４の方向に思想上続行すると、傾斜部と半径方向の第二のカラー部分が少なくとも近似的に同じ軸方向高さにあるとき、傾斜部は、カラー部８８の半径方向の第二のカラー部分の外側縁部も定義する。それゆえ、半径方向の第二のカラー部分の外側縁部は、半径方向において中間領域１０２とロックリング５５の中間部分５７ｂの間に存在する領域において調整リング８４のカラー部８８を制限する。

【0067】

その上、軸方向のカラー部分９４が、ローター１８の回転軸２０に対して平行に向けられておらず、これに対して傾斜して延びていることが可能である、つまり、軸方向のカラー部分９４は、半径方向のカラー部分９０から出発して直角に曲げられて出ておらず、９０度とは異なる角度で出ているということも考えられる。更に、調整リング８４のカラー部８８が、半径方向及び軸方向の複数のカラー部分を有するので、カラー部８８は、ポンプインレット１４の方に向けられた第一のローターディスク２４の方向で段を付けられて続いている。

【0068】

汚染に対する保護作用を、更に改善するために、調整リング８４の半径方向のカラー部分９０、及び／又は軸方向のカラー部分９４、及び／又はロックリング５５は、構造化部（図示せず）、特に（細い）溝形状の構造化部、好ましくはスパイラル形状の（細い）溝形状の構造化部を有する。この構造下部は、ラビンリンス状のリング間隙９６の方に向けられており、かつこの基部によってホルベックポンプ原理、及び／又は、ジーグバーンポンプ原理に基づいてポンプシステムが形成される。好ましくは、そのようなポンプシステムのポンプ作用は、ガス搬送方向は、支承間隙５２から離れる方向に向けられており、よって不所望の外部体に対して逆流を対抗させるので、外部体が、支承間隙５２内に至ることができず、又は少なくとも支承間隙５２内への外部体の進入しにくくされていることである。

【符号の説明】

【0069】

１０ ターボ分子ポンプ
１２ インレットフランジ
１４ ポンプインレット
１６ ハウジング
１７ ステーター
１８ ローター
２０ 回転軸
２２ ローターシャフト
２４ ローターディスク
２６，２６ａ，２６ｂ ステーターディスク
２８ スペーサーリング
３０ ローターハブ
３２ ホルベックロータースリーブ
３４ ホルベックロータースリーブ
３６，３８ ホルベックステータースリーブ
４０ ローラー支承部
４２ 永久磁石支承部
４３ 支承間隙
４４ ローター側の支承部部分
４６ ステーター側の支承部部分
４７ 長手方向中心軸
４８ マグネットリング
５０ マグネットリング
５１ ばね要素
５２ 支承間隙
５３ 調整リング
５４ 安全用支承部
５５ ロックリング
５６ スプラッシュナット
５７ａ 保持部分
５７ｂ 中間部分
５７ｃ 固定部分
５８ 吸収性のディスク
５９ 孔部
６０ モーター室
６２ ジーグバーン段
６４ シールガスインレット
６６ 駆動モーター
６８ モーターステーター
７０ コア
７２ コイル
７４ 永久磁石装置
７５ａ 軟磁性のバックキー
７５ｂ 永久磁石
７６ モーター間隙
７８ バランスリング
８０ カプセル化部
８２ 制御兼電源供給ユニット
８４ 調整リング
８６ 調整部分
８８ カラー部
９０ 半径方向のカラー部分
９２ 縁部領域
９４ 軸方向のカラー部分
９６ リング間隙
９８ 基部
１００ ローター羽根
１０２ 中間領域

【図1】

【図2】