特許 7534466 ホルベックポンプ段の吸引能力が改善された真空ポンプ

(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】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】ホルベックポンプ段の吸引能力が改善された真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20240806BHJP

【ＦＩ】

F04D19/04 G

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023036482

(22)【出願日】2023-03-09

(65)【公開番号】P2024071328

(43)【公開日】2024-05-24

【審査請求日】2023-05-26

(31)【優先権主張番号】22207215

(32)【優先日】2022-11-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】520415627

【氏名又は名称】プファイファー・ヴァキューム・テクノロジー・アクチエンゲゼルシャフト

(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】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(74)【代理人】

【識別番号】100221981

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 大成

(72)【発明者】

【氏名】マクシミリアン・ビルケンフェルト

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－２４３３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１１５５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５３８７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１９９４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５０５８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０６３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０７０８５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０１４２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９４５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１４７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１０５８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１７２４８（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、特にターボ分子ポンプ（１１１）であって、
この真空ポンプは、ポンプ入口（１１５）、ポンプ出口（１１７）、及び少なくとも一つのホルベックポンプ段を備え、
このホルベックポンプ段は、内側と外側とを有するホルベックステータスリーブ（１０）及びポンプ入口にポンプ方向と反対側に面する入口端部（２０）を備え、
その際、ホルベックステータスリーブ（１０）の内側（３０）及び／又は外側には、複数のらせん状の円周状ウェブ（１２）を有するホルベックねじ山（１４）が形成されていて、
このウェブは、それぞれ入口端部（２０）を向いた第１のねじ山フランク（１６）、及び入口端部（２０）に背を向けている第２のねじ山フランク（１８）を備え、
その際、ウェブ（１２）は少なくとも一つのホルベックポンプ段の入口端部（２０）において、さらに、それぞれ半径方向に整列した端面（２２）を備え、前記端面（２２）は、第２のねじ山フランク（１８）と、３００°より小さい優角の第１の角度（α_１）を取り囲むことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項2】

半径方向に配向した各端面（２２）は、少なくとも１つのホルベックポンプ段の入口端部（２０）が位置する平面と、優角の第２の角度（α_２）を取り囲み、前記第２の角度（α_２）は、入口端部（２０）のホルベックねじ山（１４）の傾斜角度（β）の隣接角よりも小さい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】

半径方向に配向されている端面（２２）は、ホルベックポンプ段の入口端部（２０）から見て、ウェブ（１２）上にアンダーカット（２４）を形成す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4】

半径方向に配向した端面（２６）はホルベックねじ山（１４）が形成されているホルベックステータスリーブ（１０）の周面（３０）と、１１０°より小さい第３の角度（α_３）を囲む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】

ホルベックポンプ段の入口端部（２０）におけるホルベックステータスリーブ（１０）の端面（２６）が、ウェブ（１２）が半径方向に整列された端面（２２）を備える側で面取り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6】

第１の角度（α _１ ）は、２７０°より小さいことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。

【請求項7】

第１の角度（α _１ ）は、１９０°～２６０°であ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8】

第１の角度（α _１ ）は、２００°～２５０°であ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9】

第１の角度（α _１ ）は、２０５°～２４５°であ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10】

第２の角度（α _２ ）は、９０°～１６０°であることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。

【請求項11】

第２の角度（α _２ ）は、９２°～１４０°であることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。

【請求項12】

第２の角度（α _２ ）は、９５°～１２０°であることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。

【請求項13】

第３の角度（α _３ ）は１０５°より小さいことを特徴とする請求項４に記載の真空ポンプ。

【請求項14】

第３の角度（α _３ ）は１００°より小さいことを特徴とする請求項４に記載の真空ポンプ。

【請求項15】

第３の角度（α _３ ）は９０°であることを特徴とする請求項４に記載の真空ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ入口と、ポンプ出口と、少なくとも１つのホルベックポンプ段とを有する、ここでは単にポンプとも称される真空ポンプ、特にターボ分子真空ポンプに関するものであり、ホルベックポンプ段、特にそのホルベックポンプ段のステータスリーブは、改善された吸引能力を達成するために、特別に設計されている。

【0002】

真空ポンプは、様々な技術分野で使用される。要求に応じて、真空ポンプは、１つ又は複数のポンプ段を備える。ホルベックポンプ段は、分子真空ポンプ類に属し、かつ不動のホルベックステータに対して相対的にホルベックロータを回転することによって分子流を生成する。真空ポンプは、１つ又は複数のホルベック段を備えることができ、複数のホルベック段は、互いに直列及び並列の両方でポンピングできる。ホルベック段は、典型的には、ターボ分子真空ポンプにおいて使用され、通常、１つ又は複数のターボ分子ポンプ段の下流にある。

【0003】

ホルベックポンプ段は、ホルベックロータとホルベックステータとを備え、ホルベックロータは、１つ又は複数のホルベックロータスリーブが、例えばディスク状のホルベックハブによって同心円状に取り付けられるロータシャフトを備える。ホルベックステータスリーブは、シングルスクリュー又はマルチスクリューのホルベックねじ山が設けられている。搬送されるべきガス分子は、ホルベックステータスリーブに対して相対的なホルベックロータスリーブの回転運動によってそれぞれのホルベックポンプ段の入口端部から出口端部へ、ねじ山スクリューに沿って搬送される。ねじ山スクリューは、ウェブのねじ山フランクによって区切られた円周状のホルベックチャネルを備え、このチャネルでは、ホルベックロータスリーブがホルベックステータスリーブに対して相対的に回転するときに、ガス分子が搬送される。

【0004】

さらに、いわゆる「折り畳まれた」ホルベック配置が知られていて、このホルベック配置の場合では、複数のホルベック段が、互いの内側に入れ子式に介装されていて、その結果、半径方向に直接続くホルベックポンプ段のポンピング方向が、全体的に見て、互いに反対になっている。例えば、半径方向外側のホルベックポンプ段および半径方向内側のホルベックポンプ段などの、ポンプ方向に互いに続く２つのホルベックポンプ段は、両側にそれぞれホルベックねじ山を備える共通のホルベックステータを備えることができ、このホルベックステータは半径方向に、２つのホルベックロータスリーブの間に、位置する。

【0005】

ホルベックポンプ段の吸引能力は、とりわけ、それぞれのホルベックポンプ段の入口端部における入口コンダクタンスに依存する。この場合、入口コンダクタンスは、とりわけ、入口端部の平面に位置するホルベックねじ山のねじ山ウェブの端面によって影響を受けるが、これは、ポンピングされるべきガス分子がこれらの端面に衝突し、上流のターボ分子ポンプ段の方向に戻って脱離される可能性が高いからである。これにより、入口コンダクタンスが減少することで、ポンプの吸引能力が犠牲になる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明の課題は、例えばターボ分子真空ポンプのような真空ポンプにおける、上述した吸着問題の低減、ひいては改善された吸引能力を向上させるということである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題は、請求項１の特徴を有する真空ポンプによって解決され、
特に、ホルベックポンプ段の入口端部におけるホルベックねじ山のウェブがそれぞれ、実質的に半径方向に整列した端面、又は実質的に半径方向に延在する端面を備えることによって解決され、この端面が、第２のねじ山フランクと、優角の第１の角度（３００°より小さい、好ましくは２７０°より小さい）を成す。特に、第１の角度は１９０°～２６０°、好ましくは２００°～２５０°、特に好ましくは２０５°～２４５°とすることができる。

【0008】

この場合、第２のねじ山フランクは、それぞれのウェブの、ホルベックポンプ段の入口端部とは反対側に位置するものである。したがって、当該本質的に半径方向に整列した端面が、第２のねじ山フランクと３００°より小さい、特に２７０°より小さい優角を形成する場合、これは、通常４５°より小さいホルベックねじ山の傾斜角に起因して、従来のホルベックポンプ段とは異なり、端面がホルベックポンプ段の入口端部がある平面内に位置しないことを意味する。例えば、ホルベックねじ山が３０°のオーダーの傾斜角を有し、問題の優角の第１角度が２７０°弱である場合、これは、半径方向に配向された当該端面が、ホルベックポンプ段の入口端部が位置する平面と約６０°の角度を取り囲むことを意味する。

【0009】

一方、優角の第１角度が、例えば２１０°である場合、これは、例えば、３０°のホルベックねじ山の傾斜角の場合、実質的に半径方向に整列された端面は、ホルベックポンプ段の入口端部にある平面と１２０°の角度で取り囲まれていることを意味する。

【0010】

本発明による実質的に半径方向に整列された端面が、ホルベックポンプ段の入口端部に位置する平面内に存在するのではなく、むしろこの平面に対して傾斜しているという事実に基づいて、入口端部における隣接するウェブ間の間隔、したがって、ホルベックポンプ段における入口面積が増加する。この場合、傾斜角度及び優角の第１角度の大きさに応じて、特に２０％までの入口面積の増大を達成することができる。

【0011】

以下では、本発明の好ましい実施形態について説明される。さらなる実施形態は、従属請求項、図面の説明、及び図面自体から得ることができる。

【0012】

一実施形態によれば、それぞれ実質的に半径方向に整列した端面が、入口端部におけるホルベックステータスリーブの端面と、又は、ホルベックポンプ段の入口端部が位置する平面と、優角の第２の角度を取り囲むことを企図することができ、この優角の第２の角度は、入口端部におけるホルベックねじ山の傾斜角の隣接角よりも小さい。従って、例えば、入口端部におけるホルベックねじの傾斜角が３０°である場合、傾斜角の隣接角は１５０°であり、これは、第２の優角が１５０°より小さいことを意味する。

【0013】

一実施形態によれば、第２の角度は、９０°～１６０°、特に９２°～１４０°、好ましくは９５°～１２０°とすることができる。

【0014】

第２の角度が９０°より大きい場合、これは、それぞれのウェブにおける半径方向に整列された端面が、入口端部から見てアンダーカット又はオーバーハングを形成し、その結果、円周方向における２つの隣接するウェブ間の間隔が端面によって低減されることを意味する。したがって、傾斜した端面によって、ホルベックポンプ段の入口端部における入口面積の増加があり、これは、所望の方法でホルベックポンプ段での入口コンダクタンスにプラスの効果をもたらす。

【0015】

したがって、ホルベックステータスリーブの入口端部における入口面積の増加により、ポンプの窒素に対しての吸引能力は約５％より多く増加することができ、他方、ヘリウムでは、吸引能力の増加は２％ぐらいである。

【0016】

さらなる実施形態によれば、端面が、ホルベックねじ山が形成されているホルベックポンプ段の内側の周面又は外側の周面と、１１０°より小さい第３の角度で取り囲むことが企図され得る。一実施形態によれば、第３の角度は、１０５°より小さい、特に１００°より小さくてもよい。好ましくは、第３の角度が直角であることが企図され得る。

【0017】

ホルベックポンプ段の入口端部における入口コンダクタンスをさらに増やすために、入口端部におけるホルベックステータスリーブの端面は、ホルベックねじ山のウェブが、半径方向に整列された端面を有する側（内側または外側）で面取りされている。これはまた、入口端部に衝突するガス分子が上流にあるポンプ段の方向に戻って脱離される可能性が低減され、所望の方法でホルベックポンプ段の吸引能力が向上する。

【0018】

以下で、本発明を、添付の図に関連づけて模範的に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明によらないターボ分子ポンプの斜視図

【図2】図１のターボ分子ポンプの下側の図

【図3】図２に示す切断線Ａ－Ａに沿ったターボ分子ポンプの横断面図

【図4】図２に示す切断線Ｂ－Ｂに沿ったターボ分子ポンプの横断面図

【図5】図２に示す切断線Ｃ－Ｃに沿ったターボ分子ポンプの横断面図

【図6】図１のターボ分子真空ポンプの外側のホルベックポンプ段の入口の一部の斜視上面図

【図7】本発明による真空ポンプの外側のホルベックポンプ段の入口の一部の斜視上面図

【図8】図６のホルベックステータスリーブを展開した概略的な内部図

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１に示したターボ分子真空ポンプ１１１は、入口フランジ１１３によって包囲されたポンプ入口１１５を有し、このポンプ入口に、それ自体周知のように、図示してないレシピエントを接続することができる。レシピエントからのガスは、ポンプ入口１１５を介してレシピエントから吸い込まれ、ポンプを経てポンプ出口１１７へ移送することができ、このポンプ出口には、例えば回転ベーンポンプのような予備真空ポンプを接続することができる。

【0021】

入口フランジ１１３は、図１による真空ポンプの整向時に、真空ポンプ１１１のハウジング１１９の上端を構成する。ハウジング１１９は、電子機器ハウジング１２３を横に配置した下部１２１を有する。電子機器ハウジング１２３内に、例えば真空ポンプ内に配置された電気モータ１２５を作動させるために、真空ポンプ１１１の電気及び／又は電子部品が収納されている（図３も参照）。電子機器ハウジング１２３には、アクセサリ用の複数のポート１２７が設けられている。加えて、例えばＲＳ４８５規格によるデータインタフェース１２９と電力供給ポート１３１が電子機器ハウジング１２３に配置されている。

【0022】

このように取り付けられた電子機器ハウジングを備えるのではなく、外部の駆動電子機器に接続されるターボ分子真空ポンプも存在する。

【0023】

ターボ分子真空ポンプ１１１のハウジング１１９には、特に通気弁の形態の通気入口１３３が設けられ、この通気入口を介して、真空ポンプ１１１は、通気をすることができる。更にまた、下部１２１の領域には、掃気ガスポートとも呼ばれるシールガスポート１３５が配置され、掃気ガスポートを介して、掃気ガスが、ポンプによって移送されるガスから電気モータ１２５（例えば図３参照）を保護するために、モータスペース１３７－このモータスペース内で、電気モータ１２５は真空ポンプ１１１内に収納されている－へ導入することができる。更にまた、下部１２１内には、２つの冷却剤ポート１３９が配置され、これら冷却剤ポートの一方は、冷却剤用の入口として設けられ、他方の冷却剤ポートは、冷却剤用の出口として設けられ、この冷却剤は、冷却のために真空ポンプ内に導入することができる。他の既存のターボ分子真空ポンプ（図示してない）は、空気冷却だけで作動させられる。

【0024】

真空ポンプの下側１４１は、スタンド面として使用することができるので、真空ポンプ１１１は、下側１４１の上に立った状態で作動させることができる。しかしながら、真空ポンプ１１１は、入口フランジ１１３を介してレシピエントに固定され、これにより、ある程度吊り下がった状態で作動されてもよい。加えて、真空ポンプ１１１は、図１に示したものとは違うように整向されている時でも作動させ得るように構成することができる。下側１４１が下を向くのではなく、横に向くか、上を向くように整向して配置することができる真空ポンプの実施形態を実現することもできる。この場合、基本的に、任意の角度が可能である。

【0025】

特にここに図示したポンプよりも大きい他の既存のターボ分子真空ポンプ（図示してない）は、直立状態で作動させることはできない。

【0026】

図２に図示した下側１４１には、更に、種々のボルト１４３が配置され、これらボルトによって、ここではそれ以上は特定されていない真空ポンプの部品が互いに固定されている。例えば、軸受カバー１４５は、下側１４１に固定されている。

【0027】

加えて、下側１４１には、固定孔１４７が配置され、これら固定孔を介して、ポンプ１１１は、例えば載置面に固定することができる。これは、特に個々に図示したポンプよりも大きい他の既存のターボ分子真空ポンプの場合は可能でない。

【0028】

図２～５には、冷却剤ライン１４８が図示され、この冷却ライン内を、冷却剤ポート１３９を介して導入及び導出される冷却剤が循環できる。

【0029】

図３～５の断面図が示すように、真空ポンプは、ポンプ入口１１５に存在するプロセスガスをポンプ出口１１７へ移送するために複数のプロセスガスポンプ段を有する。

【0030】

ハウジング１１９内に、ロータ１４９が配置され、このロータは、回転軸１５１を中心として回転可能なロータシャフト１５３を備える。

【0031】

ターボ分子真空ポンプ１１１は、ロータシャフト１５３に固定された複数の半径方向のロータディスク１５５と、ロータディスク１５５の間に配置されかつハウジング１１９に固定されたステータディスク１５７を有する、ポンプに有効に互いに直列に介装された複数のターボ分子ポンプ段を有する。この場合、ロータディスク１５５と隣接するステータディスク１５７が、それぞれ１つのターボ分子ポンプ段を構成する。ステータディスク１５７は、スペーサリング１５９によって互いに所望の軸方向の間隔を置いて保持されている。

【0032】

加えて、真空ポンプは、半径方向に互いに入れ子式に配置され、ポンプに有効に互いに直列に介装されたホルベックポンプ段を有する。ホルベックポンプ段を備えない他の既存のターボ分子真空ポンプが存在する。

【0033】

ホルベックポンプ段のロータは、ロータシャフト１５３に配置された１つのロータハブ１６１と、ロータハブ１６１に固定されかつこのロータハブによって支持された２つのシリンダシェル状のホルベックロータスリーブ１６３，１６５を有し、これらホルベックロータスリーブは、回転軸１５１に対して同軸に整向され、半径方向に互いに入れ子式に介装されている。更に、２つのシリンダシェル状のホルベックステータスリーブ１６７，１６９が設けられ、これらホルベックステータスリーブも同様に回転軸１５１に対して同軸に整向され、半径方向に見て互いに入れ子式に介装されている。

【0034】

ホルベックポンプ段のポンプ活性表面は、ホルベックロータスリーブ１６３，１６５及びホルベックステータスリーブ１６７，１６９のシェル面、即ち半径方向の内面及び／又は外面によって構成されている。外側のホルベックステータスリーブ１６７の半径方向の内面は、半径方向のホルベックギャップ１７１を形成しつつ外側のホルベックロータスリーブ１６３の半径方向の外面に対向し、この半径方向の外面と共に、ターボ分子ポンプ段の後に続く第１のホルベックポンプ段（ここで、この第１のホルベックポンプ段は、外側のホルベックポンプ段とも称される）を構成する。外側のホルベックロータスリーブ１６３の半径方向の内面は、半径方向のホルベックギャップ１７３を形成しつつ内側のホルベックステータスリーブ１６９の半径方向の外面に対向し、この半径方向の外面と共に第２のホルベックポンプ段（ここで、この第２のホルベックポンプ段は、中央のホルベックポンプ段とも称される）を構成する。内側のホルベックステータスリーブ１６９の半径方向の内面は、半径方向のホルベックギャップ１７５を形成しつつ内側のホルベックロータスリーブ１６５の半径方向の外面に対向し、この半径方向の外面と共に第３のホルベックポンプ段（ここで、この第３のホルベックポンプ段は、内側のホルベックポンプ段とも称される）を構成する。

【0035】

ホルベックロータスリーブ１６３の下端に、その介在により半径方向外側に位置するホルベックギャップ１７１を中央のホルベックギャップ１７３と、従って外側のホルベックポンプ段がホルベックポンプ段と接続する、半径方向に延在する通路を設けることができる。加えて、内側のホルベックステータスリーブ１６９の上端に、その介在により中央のホルベックギャップ１７３を半径方向内側に位置するホルベックギャップ１７５と、従って中央のホルベックポンプ段が内側のホルベックポンプ段と接続する、半径方向に延在する通路を設けることができる。これにより、互いに入れ子式に介装されたホルベックポンプ段は、互いに直列に接続される、つまり、外側のホルベックポンプ段の出口端部は、中間のホルベックポンプ段の入口端部に本質的に対応し、中央のホルベックポンプ段の出口端部は、内側のホルベックポンプ段の入口端部に本質的に対応することを意味する。更に、半径方向内側に位置するホルベックロータスリーブ１６５の下端に、出口１１７への接続通路１７９を設けることができる。

【0036】

ホルベックステータスリーブ１６７，１６９の前記ポンプ活性表面は、それぞれ、回転軸１５１を中心としてらせん状に軸方向に延在する複数のホルベック溝を備え、このホルベック溝は、一緒にホルベックねじを形成する。一方、対向するホルベックロータスリーブ１６３，１６５のシェル面は、平滑に形成され、真空ポンプ１１１を作動させるために、ホルベック溝内のガスを推進する。

【0037】

この場合、ホルベック溝は、ホルベックステータスリーブ１６７、１６９の内側及び／又は外側に形成されたウェブ２２５によって形成され、これらのウェブがそれぞれのホルベックステータスリーブ１６７、１６９におけるそれぞれのホルベックポンプ段の入口端部と出口端との間でらせん状に延びる。内側のホルベックステータスリーブ１６９は、内側及び外側のホルベックねじ山の両方を備えるので、ホルベックステータスリーブ１６９の内側に位置するホルベックねじ山によっても形成された内側のホルベックポンプ段の入口端部は、ポンピングされるべきガスが、そこからポンピングすべきガスが内側のホルベックポンプ段に入るので、ホルベックステータスリーブ１６９の外側に位置するホルベックねじ山によっても形成された中央のホルベックポンプ段の出口端部に対応する。

【0038】

外側ホルベックポンプ段の入口端部２２９の一部分の斜視上面図を示している図６から分かるように、関連するホルベックステータスリーブ１６７の内側に形成されたウェブ２２５は、通常、それぞれ、ホルベックステータスリーブ１６７の入口端部に端面２２７を備え、その際、これらの端面２２７は、外側ホルベックポンプ段の入口端部２２９がある平面内に存在する。

【0039】

ロータシャフト１５３を回転可能に軸受けするために、転がり軸受１８１がポンプ出口１１７の領域に設けられ、永久磁石軸受１８３が、ポンプ入口１１５の領域に設けられている。

【0040】

転がり軸受１８１の領域で、ロータシャフト１５３に、転がり軸受１８１に向かって増加する外径を有する円錐形のスプレーナット１８５が設けられている。スプレーナット１８５は、作動媒体蓄積器の少なくとも１つのワイパと滑り接触している。他の既存のターボ分子真空ポンプ（図示してない）の場合、スプレーナットの代わりに、スプレーボルトを設けることができる。従って異なる構成が可能であるので、これに関連して「スプレー先端」との用語も使用される。

【0041】

作動媒体蓄積器は、上下に積み重ねられた複数の吸湿性のディスク１８７を有し、これらディスクは、転がり軸受１８１用の作動媒体、例えば潤滑剤を吸収している。

【0042】

真空ポンプ１１１の作動中、作動媒体は、毛管作用によって作動媒体蓄積器からワイパを介して回転するスプレーナット１８５へ伝達され、遠心力のために、スプレーナット１８５に沿ってスプレーナット１８５の外径が大きくなる方向に転がり軸受１８１に向かって移送され、そこで、作動媒体は、例えば潤滑機能を満足する。転がり軸受１８１と作動媒体蓄積器は、真空ポンプ内で桶状のインサート１８９と軸受カバー１４５によって包囲されている。

【0043】

永久磁石軸受１８３は、ロータ側の軸受半体１９１とステータ側の軸受半体１９３を有し、これら軸受半体は、軸方向に上下に積み重ねられた複数の永久磁石リング１９５，１９７から成るそれぞれ１つのリングスタックを有する。リング磁石１９５，１９７は、互いに半径方向の軸受ギャップ１９９を形成しつつ対向し、ロータ側のリング磁石１９５は、半径方向外側に配置され、ステータ側のリング磁石１９７は、半径方向内側に配置されている。軸受ギャップ１９９内に存在する磁場は、リング磁石１９５，１９７の間に、ロータシャフト１５３の半径方向の軸受けを生じさせる磁気的反発力を惹起する。ロータ側のリング磁石１９５は、ロータシャフト１５３のキャリヤ部分２０１によって支持され、このキャリヤ部分は、リング磁石１９５を半径方向外側から包囲する。ステータ側のリング磁石１９７は、ステータ側のキャリヤ部分２０３によって支持され、このキャリヤ部分は、リング磁石１９７を経て延在し、ハウジング１１９の半径方向のブレース２０５に懸架されている。回転軸１５１に対して平行に、ロータ側のリング磁石１９５は、キャリヤ部分２０１と連結されたカバー要素２０７によって固定されている。ステータ側のリング磁石１９７は、回転軸１５１に対して平行に、１つの方向に、キャリヤ部分２０３と結合された固定リング２０９並びにキャリヤ部分２０３と結合された固定リング２１１によって固定されている。加えて、固定リング２１１とリング磁石１９７の間に、皿バネ２１３を設けることができる。

【0044】

磁石軸受内に、緊急もしくは安全軸受２１５が設けられ、この緊急もしくは安全軸受は、真空ポンプ１１１の標準的な作動中に、接触することなく空転し、ステータに対して相対的にロータ１４９が過度に半径方向に変位した時に初めて、ロータ１４９用の半径方向ストッパを構成するために係合するが、これは、ステータ側の構造物とロータ側の構造物の衝突が防止されるために行なわれる。安全軸受２１５は、無潤滑の転がり軸受として形成され、ロータ１４９及び／又はステータと共に、安全軸受２１５が標準的なポンプ作動中に解放されていることを生じさせる半径方向のギャップを構成する。安全軸受２１５が係合する半径方向の変位は、安全軸受２１５が真空ポンプの標準的な作動中には係合しないように十分大きく、同時に、ステータ側の構造物とロータ側の構造物の衝突が全ての状況下で防止されるように十分小さく、設定されている。

【0045】

真空ポンプ１１１は、ロータ１４９を回転させるための駆動装置として電気モータ１２５を有する。電気モータ１２５のアンカーは、ロータ１４９によって構成され、このロータのロータシャフト１５３は、モータステータ２１７を経て延在する。モータステータ２１７を経て延在するロータシャフト１５３の部分には、半径方向外側に又は埋設されて、永久磁石装置を配置することができる。モータステータ２１７とモータステータ２１７を経て延在するロータ１４９の部分との間に、中間スペース２１９が配置され、この中間スペースは、半径方向のモータギャップを有し、このモータギャップを介して、モータステータ２１７と永久磁石装置は、駆動トルクを伝達するために磁気的影響を受け得る。

【0046】

モータステータ２１７は、ハウジング内で、電気モータ１２５のために設けられたモータスペース１３７内に固定されている。シールガスポート１３５を介して、掃気ガスとも呼ばれかつ例えば空気又は窒素であり得るシールガスがモータスペース１３７内へ達し得る。シールガスを介して、電気モータ１２５は、プロセスガス、例えばプロセスガスの腐食作用成分、から保護することができる。モータスペース１３７は、ポンプ出口１１７を介して真空引きすることもでき、即ちモータスペース１３７内は、少なくともほぼ、ポンプ出口１１７に接続された予備真空ポンプによって生じさせられた真空圧力が支配する。

【0047】

加えて、ロータハブ１６１とモータスペース１３７を画成する壁２２１との間には、特に、半径方向外側に位置するホルベックポンプ段に対するモータスペース２１７の良好なシールを達成するために、それ自体周知のいわゆるラビリンスシール２２３を設けることができる。

【0048】

次に、本発明に従って形成され、図１～図５によるターボ分子真空ポンプ１１１内の外側のホルベックステータスリーブ１６７の代わりに設置することができるホルベックステータスリーブ１０が、図７と図８を参照して以下で説明される。

【0049】

ホルベックステータスリーブ１０の内側又は内周面には、複数のらせん状の円周状ウェブ１２が形成され、この円周状ウェブ１２が一緒になって内部ホルベックねじ山１４を形成し、その際、これらの各ウェブ１２は、ホルベックステータスリーブ１０の入口端部２０を向いた第１のねじ山フランク１６、及び入口端部２０に背を向けている第２のねじ山フランク１８を備える。換言すれば、第２のねじ山フランク１８は、ホルベックステータスリーブ１０の出口端部を向いている。

【0050】

また、図７と図８からも分かるように、ウェブ１２は入口端部２０付近において、第２のねじ山フランク１８と、３００°より小さい、特に２７０°より小さい優角の第１の角度α_１（図８参照）を取り囲む、実質的に半径方向に向いた端面２２を備える。図７に描画されている実施形態では、第１の角度α_１は約２１０°であるが、他の実施形態によれば、第１の角度α_１は１９０°～２６０°であり得る。特に、第１の角度α_１は、２００°～２５０°、好ましくは２０５°～２２５°であり得る。

【0051】

特に図８からも分かるように、本発明によれば、それぞれのウェブ１２の実質的に半径方向に整列した各端面２２は、入口端部２０においてホルベックステータスリーブ１０の端面２６と、またはホルベックステータスリーブ１０の入口端部２０が存在する面と、優角の第２の角度α_２を構成する。その際、この第２の角度α_２は、入口端部２０におけるホルベックねじ部１４の傾斜角βの隣接角よりも小さい。この場合、第２の角度α_２は、９０°と１６０°の間、特に９２°と１４０°の間、好ましくは９５°と１２０°の間であり、これは、それぞれのウェブ１２におけるホルベックステータスリーブ１０の入口端部２０から見て端面２２が、アンダーカット２４又はオーバーハングを形成することを意味する。

【0052】

したがって、図６による従来のホルベックステータスリーブ形成と比較して、それぞれのウェブ１２は、入口端部２２９の平面内にある従来の端面２２７（図６）が省略されるように、入口端部２０で面取りされている。代わりに、面取り部２８により、本発明による入口端部２０に対して傾斜した端面２２が生じる。この場合、この面取り部２８は、図８において斜線部によって示されている。

【0053】

ここでは、面取り部２８は、端面２２が平坦な形状を有するか、又は平坦な面を形成するように形成されるが、面取り部２８は、端面２２が、例えば凸状又は凹状に形成することができる湾曲した輪郭を有するように形成することもできる。この場合、優角の第１の角度α_１が、第２のねじ山フランク１８と、任意の場所で端面２２の湾曲した輪郭に接触する接線との間に延在する。例えば、凸状又は凹状の湾曲した端面２２が第２のねじ山フランク１８と交差する位置又は交差点を考慮すると、第２のねじ山フランク１８と、湾曲した端面２２と第２のねじ山フランク１８との間の交差点に凸状又は凹状に湾曲した端面２２に接する接線との間の優角の第１の角度α_１がそこで延在する。

【0054】

半径方向において、端面１２は、１１０°よりも小さい第３の角度α_３をホルベックステータスリーブ１０の内側又は内周面３０と取り囲み、この角度は、入口端部２０又は入口端部２０におけるホルベックステータスリーブ１０の端面２６が位置する平面内にある（図７参照）。

【0055】

入口端部２０付近のウェブ１２の面取り部２８によって、ホルベックステータスリーブ１０への入口面積を最大２０％にまで増加することができ、これは、より高い入口コンダクタンス、したがって、改善された吸引能力をもたらすが、ホルベックポンプ段の吸引能力は、入口端部２０におけるホルベックステータスリーブ１０の端面２６が面取り部３２を備えることによって、更に向上することができる。（ここでは、図７参照）。この場合、この面取り部３２はホルベックステータスリーブ１０の内側に、つまり本発明による方法で、半径方向に整列された端面２２を有するウェブ１２が形成されているホルベックステータスリーブ１０の側における入口端部２０にある。

【0056】

内側にあるホルベックねじ山１４を有するホルベックステータスリーブ１０の構成を上述したが、このホルベックステータスリーブは、その外側にあるホルベックステータスリーブ１６７の代わりに図１～図５の真空ポンプ１１１に使用することができる。しかし、ポンプ１１１の内側にあるホルベックステータスリーブ１６９、特にその内側にあるホルベックねじ山は、ホルベックステータスリーブ１０のものと同じ様に構成することができる。

【0057】

同様に、内側にあるホルベックステータスリーブ１６９の外側にあるホルベックねじ山、特にそのウェブは、ホルベックステータスリーブ１０に対応する入口側、又は入口端部２０におけるそのウェブ１２に対応して形成することができる。内側にあるホルベックステータスリーブ１６９又は両側にあるホルベックステータスリーブ１６９の外側にあるウェブも、入口側に半径方向に整列した端面２２を備えることができ、この端面は、中央のホルベックポンプ段の入口端部に背を向けているねじ山フランクと、３００°より小さい、特に２７０°より小さい優角の第１の角度を取り囲む、その結果、外側にあるホルベックねじ山におけるウェブにアンダーカット又はオーバーハングを形成する。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の観点として以下も含む。
１．
真空ポンプ、特にターボ分子ポンプ（１１１）であって、
この真空ポンプは、ポンプ入口（１１５）、ポンプ出口（１１７）、及び少なくとも一つのホルベックポンプ段を備え、
このホルベックポンプ段は、内側と外側とを有するホルベックステータスリーブ（１０）及びポンプ入口にポンプ方向と反対側に面する入口端部（２０）を備え、
その際、ホルベックステータスリーブ（１０）の内側（３０）及び／又は外側には、複数のらせん状の円周状ウェブ（１２）を有するホルベックねじ山（１４）が形成されていて、
このウェブは、それぞれ入口端部（２０）を向いた第１のねじ山フランク（１６）、及び入口端部（２０）に背を向けている第２のねじ山フランク（１８）を備え、
その際、ウェブ（１２）は少なくとも一つのホルベックポンプ段の入口端部（２０）において、さらに、それぞれ半径方向に整列した端面（２２）を備え、前記端面（２２）は、第２のねじ山フランク（１８）と、３００°より小さい、特に２７０°より小さい優角の第１の角度（α _１ ）を取り囲むことを特徴とする真空ポンプ。
２．
第１の角度（α _１ ）は、１９０°～２６０°、特に２００°～２５０°、好ましくは２０５°～２４５°であることを特徴とする上記１に記載の真空ポンプ。
３．
半径方向に配向した各端面（２２）は、少なくとも１つのホルベックポンプ段の入口端部（２０）が位置する平面と、優角の第２の角度（α _２ ）を取り囲み、前記第２の角度（α _２ ）は、入口端部（２０）のホルベックねじ山（１４）の傾斜角度（β）の隣接角よりも小さいことを特徴とする上記１又は２に記載の真空ポンプ。
４．
第２の角度（α _２ ）は、９０°～１６０°、特に９２°～１４０°、好ましくは９５°～１２０°であることを特徴とする上記１～３のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
５．
半径方向に配向されている端面（２２）は、ホーベックポンプ段の入口端部（２０）から見て、ウェブ（１２）上にアンダーカット（２４）を形成することを特徴とする上記１～４のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
６．
半径方向に配向した端面（２６）はホルベックねじ山（１４）が形成されているホルベックステータスリーブ（１０）の周面（３０）と、１１０°より小さい第３の角度（α _３ ）を囲むことを特徴とする上記１～５のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
７．
第３の角度（α _３ ）は１０５°より小さい、特に１００°より小さい、好ましくは、第３の角度（α _３ ）が９０°であることを特徴とする上記６に記載の真空ポンプ。
８．
ホルベックポンプ段の入口端部（２０）におけるホルベックステータスリーブ（１０）の端面（２６）が、ウェブ（１２）が半径方向に整列された端面（２２）を備える側で面取りされていることを特徴とする上記１～７のいずれか一つに記載の真空ポンプ。

【符号の説明】

【0058】

１０ ホルベックステータスリーブ
１２ ウェブ
１４ ホルベックねじ山
１６ 第１のねじ山フランク
１８ 第２のねじ山フランク
２０ 入口端部
２２ 端面
２４ アンダーカット又はオーバーハング
２６ 入り口端部の端面
２８ 面取り部
３０ 内面又は内側の周面
３２ 面取り部
１１１ ターボ分子真空ポンプ
１１３ 入口フランジ
１１５ ポンプ入口
１１７ ポンプ出口
１１９ ハウジング
１２１ 下部
１２３ 電子機器ハウジング
１２５ 電気モータ
１２７ アクセサリポート
１２９ データインタフェース
１３１ 電力供給ポート
１３３ 通気入口
１３５ シールガスポート
１３７ モータスペース
１３９ 冷却剤ポート
１４１ 下側
１４３ ボルト
１４５ 軸受カバー
１４７ 固定孔
１４８ 冷却剤ライン
１４９ ロータ
１５１ 回転軸線
１５３ ロータシャフト
１５５ ロータディスク
１５７ ステータディスク
１５９ スペーサリング
１６１ ロータハブ
１６３ ホルベックロータスリーブ
１６５ ホルベックロータスリーブ
１６７ ホルベックステータスリーブ
１６９ ホルベックステータスリーブ
１７１ ホルベックギャップ
１７３ ホルベックギャップ
１７５ ホルベックギャップ
１７９ 接続通路
１８１ 転がり軸受
１８３ 永久磁石軸受
１８５ スプレーナット
１８７ ディスク
１８９ インサート
１９１ ロータ側の軸受半体
１９３ ステータ側の軸受半体
１９５ リング磁石
１９７ リング磁石
１９９ 軸受ギャップ
２０１ キャリヤ部分
２０３ キャリヤ部分
２０５ 半径方向のブレース
２０７ カバー要素
２０９ 支持リング
２１１ 固定リング
２１３ 皿バネ
２１５ 緊急もしくは安全軸受
２１７ モータステータ
２１９ 中間スペース
２２１ 壁
２２３ ラビリンスシール
２２５ ウェブ
２２７ 端面
２２９ 入口端部
α_１ 第１の角度
α_２ 第２の角度
α_３ 第３の角度
β 傾斜角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】