特表 2021-528596 二軸又は多軸の真空ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2021-528596(P2021-528596A)

(43)【公表日】2021年10月21日

(54)【発明の名称】二軸又は多軸の真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 25/02 20060101AFI20210924BHJP

   F04C 18/18 20060101ALI20210924BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20210924BHJP

   F04B 35/00 20060101ALI20210924BHJP

   F04C 18/16 20060101ALI20210924BHJP

   F04B 37/16 20060101ALI20210924BHJP

【ＦＩ】

   F04C25/02 A

   F04C18/18 B

   F04C29/00 A

   F04B35/00 Z

   F04C18/16 J

   F04B37/16 G

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2020-573171(P2020-573171)

(86)(22)【出願日】2019年6月25日

(85)【翻訳文提出日】2021年2月25日

(86)【国際出願番号】EP2019066874

(87)【国際公開番号】WO2020007665

(87)【国際公開日】20200109

(31)【優先権主張番号】102018210922.2

(32)【優先日】2018年7月3日

(33)【優先権主張国】DE

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(71)【出願人】

【識別番号】508206070

【氏名又は名称】レイボルド ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】シラー，ディルク

(72)【発明者】

【氏名】ギーブマン，ウォルフガング

(72)【発明者】

【氏名】シュリック，クラウスペーター

(72)【発明者】

【氏名】ドライフェルト，トーマス

【テーマコード（参考）】

3H076

3H129

【Ｆターム（参考）】

3H076AA21

3H076BB26

3H076CC16

3H129AA03

3H129AA15

3H129AB06

3H129BB21

3H129BB44

3H129CC05

3H129CC08

(57)【要約】

【解決手段】本発明は、モータ、第１の軸及び少なくとも１つの第２の軸を備えた二軸又は多軸の真空ポンプに関する。第１の軸及び第２の軸は、共通の駆動ベルトを介してモータによって同期して駆動される。ガス状媒体を入口から出口に運ぶために、第１の軸はポンプ要素を有しており、第２の軸は第１の軸のポンプ要素と協働するポンプ要素を同様に有している。第１の軸は第１の緊急駆動歯車を有しており、第２の軸は、第１の緊急駆動歯車と噛合する第２の緊急駆動歯車を同様に有している。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二軸又は多軸の真空ポンプであって、
モータ(24)と、
第１の軸(16)及び少なくとも１つの第２の軸(20)と
を備えており、
前記第１の軸(16)及び前記第２の軸(20)は、特には歯付ベルトとして構成されている共通の駆動ベルト(26)を介して前記モータ(24)によって同期して駆動され、
ガス状媒体を入口(14)から出口に運ぶために、前記第１の軸(16)はポンプ要素(18)を有しており、前記第２の軸(20)は前記第１の軸(16)のポンプ要素(18)と協働するポンプ要素(22)を有しており、
前記第１の軸(16)は第１の緊急駆動歯車(28)を有しており、前記第２の軸(20)は、前記第１の緊急駆動歯車(28)と噛合する第２の緊急駆動歯車(30)を有していることを特徴とする真空ポンプ。

【請求項2】

通常動作では前記第１の緊急駆動歯車(28)及び前記第２の緊急駆動歯車(30)は接触しな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】

前記第１の緊急駆動歯車(28)及び前記第２の緊急駆動歯車(30)の互いに対する周方向バックラッシュは、前記ポンプ要素(18, 22)の互いに対する周方向バックラッシュより小さく、特に前記ポンプ要素(18, 22)の周方向バックラッシュの75％、好ましくは50％であ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】

前記第１の緊急駆動歯車(28)及び前記第２の緊急駆動歯車(30)の互いに対する周方向バックラッシュは前記駆動ベルト(26)の周方向バックラッシュより大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の真空ポンプ。

【請求項5】

前記第１の緊急駆動歯車(28)及び前記第２の緊急駆動歯車(30)の接触を検出するためのセンサが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の真空ポンプ。

【請求項6】

前記センサは、前記第１の緊急駆動歯車(28)及び前記第２の緊急駆動歯車(30)の接触によって生じる振動を検出する振動センサであることを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプ。

【請求項7】

前記第１の緊急駆動歯車(28)の歯数及び前記第２の緊急駆動歯車(30)の歯数は、固有の歯噛合回数が生じるように明確に選択されていることを特徴とする請求項６に記載の真空ポンプ。

【請求項8】

前記第１の緊急駆動歯車(28)及び前記第２の緊急駆動歯車(30)は、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、プラスチック又はハードコーティングされたアルミニウムで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つに記載の真空ポンプ。

【請求項9】

クローポンプ、スクリューポンプ、又は一段若しくは多段のルーツポンプであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の真空ポンプ。

【請求項10】

複数の軸が設けられており、各軸は緊急駆動歯車を有していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つ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、真空を生成するための二軸又は多軸の真空ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

公知の二軸の真空ポンプはハウジング及びモータを備えている。第１のポンプ要素を支持する第１の軸及び第２のポンプ要素を支持する第２の軸がハウジングに配置されている。軸はモータによって回転する。ガス状媒体がハウジングの入口から出口に運ばれるように、２つのポンプ要素が互いに協働する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

二軸の真空ポンプによって真空を効率的に生成するために、ポンプ要素は僅かな距離しか離れていない場合があり、ひいては小さな周方向バックラッシュしか有さない場合がある。しかしながら、ポンプ要素間の接触を回避しなければならない。このために、軸を同期して駆動することが必要である。同期していない場合、ポンプ要素は互いに接触して、真空ポンプを著しく損傷するか、又は破壊することさえある。

【0004】

通常、二軸の同期駆動を、適切な伝動装置によって、特には互いに噛合する歯車によって行う。歯車式伝動装置は、ドライ圧縮式真空ポンプ内の組み立ての点で実現するのが非常に複雑な連続的な潤滑剤の供給を必要とする。非常に複雑な構造の軸密閉部ですら、ポンプの吸込チャンバから潤滑剤を完全には遠ざけておくことができず、送出する物質との望ましくない相互作用を引き起こす。更に、潤滑剤の存在を監視するか又は潤滑剤を交換することが必要である。

【0005】

本発明は、オイル供給無しで完全に作動するドライ圧縮式の二軸又は多軸の真空ポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的は、請求項１に係る二軸又は多軸の真空ポンプによって達成される。

【0007】

本発明に係る二軸又は多軸の真空ポンプは、モータと第１の軸及び少なくとも１つの第２の軸とを備えている。第１の軸及び第２の軸のみが設けられている場合、真空ポンプは二軸の真空ポンプである。３つ以上の軸が設けられている場合、真空ポンプは多軸の真空ポンプであり、本発明の原理は、設けられる軸の数に限定されない。本発明によれば、第１の軸及び第２の軸は、共通の駆動ベルトを介してモータによって同期して駆動される、つまり回転する。ここで、駆動ベルトは特に歯付ベルトである。更に、第１の軸はポンプ要素を有しており、第２の軸はポンプ要素を同様に有している。ガス状媒体を入口から出口に運ぶために、第１の軸のポンプ要素及び第２の軸のポンプ要素は互いに協働する。設けられた軸の同期のために駆動ベルトが設けられているため、軸は通常動作では互いに接触しない。このため、振動の発生が減り、特に静かで保守にあまり手がかからないポンプが提供される。更に、潤滑剤の供給又は潤滑剤の監視を必要としない。

【0008】

本発明によれば、第１の軸は第１の緊急駆動歯車を有している。同様に、第２の軸は、第１の緊急駆動歯車と噛合する第２の緊急駆動歯車を有している。駆動ベルトが故障すると、第１の緊急駆動歯車及び第２の緊急駆動歯車は、第１の軸のポンプ要素及び第２の軸のポンプ要素が互いに接触することを防止する。従って、駆動ベルトが故障すると、ポンプ要素が互いに接触して、ひいては損傷することを防止するために、設けられた緊急駆動歯車は軸の必要な同期を行う。例えば駆動ベルトの裂けにより、又は駆動ベルトが歯付ベルトとして構成されている場合には歯の減りにより、又は例えば駆動ベルトの摩耗による伸びにより駆動ベルトの故障が生じる場合がある。駆動ベルトは本質的に寿命の間に一定の摩耗を受けるので、軸の同期を駆動ベルトによって行う二軸又は多軸の真空ポンプの安全な動作は、駆動ベルトが故障する場合に必要な同期を保証する緊急駆動歯車を設けることによってのみ可能である。

【0009】

緊急駆動歯車は、故障無しの動作又は通常動作で互いに接触しないことが好ましい。従って、設けられた軸は互いに接触せずに動作可能である。駆動ベルトの故障、例えば裂け、摩耗、伸び又は歯の減りの場合に駆動ベルトが故障するときのみ、軸の同期を保証するために緊急駆動歯車は互いに接触する。緊急駆動歯車は通常動作では互いに接触しないので、緊急駆動歯車を設けることにより、軸が伝動装置によって互いに同期する公知の二軸又は多軸の真空ポンプのような悪影響を引き起こさない。

【0010】

緊急駆動歯車の互いに対する周方向バックラッシュは、ポンプ要素の互いに対する周方向バックラッシュより小さいことが好ましい。特に、緊急駆動歯車の互いに対する周方向バックラッシュは、ポンプ要素の互いに対する周方向バックラッシュの75％であり、好ましくは50％である。従って、ポンプ要素が接触する前に、ポンプ要素の損傷を防ぐべく緊急駆動歯車が接触することが保証される。

【0011】

特に好ましい実施形態では、２つの歯車の材料が金属及びプラスチックの材料の組合せであるように、緊急駆動歯車が構成されている。従って、スクリュー式真空ポンプの伝動装置の角度精度に関して非常に高い要件を満たすことが可能である。特に、ベルトが故障していない場合であっても、歯車の時々生じる接触を容認することができる。これは、金属及びプラスチックの材料の組合せで特によく機能する。その理由は、このような材料の組合せでは、潤滑剤を供給しなくても特に高速でのこのような接触は許容可能なためである。

【0012】

緊急駆動歯車の互いに対する周方向バックラッシュは、駆動ベルトの周方向バックラッシュより大きいことが好ましい。従って、緊急駆動歯車は通常動作では互いに接触しないことが保証される。従って、通常動作では駆動ベルトを介して同期を行う。従って、通常動作では駆動ベルトの周方向バックラッシュは緊急駆動歯車の周方向バックラッシュより小さい。ポンプ要素の同期を維持できなくなるように、駆動ベルトの周方向バックラッシュが、例えば歯の減り又は摩耗により増加する場合、ポンプ要素の同期は緊急駆動歯車により保証される。

【0013】

緊急駆動歯車の接触を検出するためのセンサが設けられていることが好ましい。特に、センサは評価デバイスと接続されており、緊急駆動歯車の接触が決定されたときに警告信号を与えるように評価デバイスは構成されている。駆動ベルトの故障の場合に緊急駆動歯車のみが互いに接触するので、緊急駆動歯車の接触を故障の指標として使用することができる。緊急駆動歯車が接触すると即座に、二軸又は多軸の真空ポンプは通常動作ではなくなる。その後、ポンプ要素の損傷を防ぐために、警告信号を使用して二軸又は多軸の真空ポンプのスイッチを切ることができる。或いは又は更に、緊急駆動歯車が互いに接触すると、保守又は保守依頼を行うことができる。

【0014】

センサは、緊急駆動歯車の接触により生じる振動を検出する振動センサであることが好ましい。緊急駆動歯車が互いに接触すると、センサによって検出され得る振動が生じる。従って、検出された振動によって、緊急駆動歯車の接触を容易に検出することができる。

【0015】

緊急駆動歯車が互いに接触するときに固有の歯噛合回数が生じるように、緊急駆動歯車の歯数が明確に選択されていることが好ましい。従って、固有の歯噛合回数によって、緊急駆動歯車の接触をセンサによって明確に識別することができ、ひいては二軸又は多軸の真空ポンプの更なる振動から区別可能である。

【0016】

緊急駆動歯車は、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、プラスチック又はハードコーティングされたアルミニウムで形成されていることが好ましい。

【0017】

真空ポンプは、クローポンプ、スクリューポンプ又は一段若しくは多段のルーツポンプであることが好ましい。

【0018】

複数の軸が設けられており、各軸は緊急駆動歯車を有していることが好ましい。

【0019】

以下に、添付図面を参照して本発明を好ましい実施形態により更に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】スクリューポンプとして構成された本発明に係る二軸の真空ポンプを示す図である。

【図2】本発明に係る図１に示されている二軸の真空ポンプの緊急駆動歯車を示す詳細図である。

【図3】図２の緊急駆動歯車を示す詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

スクリューポンプとして構成された本発明に係る真空ポンプ10は、入口14及び出口15を有するハウジング12を備えている。図示された例ではスクリュー体として構成されている第１のポンプ要素18を有する第１の軸16がハウジング12に配置されている。更に、スクリュー体として構成されている第２のポンプ要素22を有する第２の軸20がハウジング12に配置されている。第１のポンプ要素18及び第２のポンプ要素22は互いに噛合する。更に、電気モータとして構成され得るモータ24が設けられている。第１の軸16及び第２の軸20は、駆動ベルト26を用いてモータ24によって夫々回転する、つまり駆動される。ガス状媒体が入口14から出口15に運ばれるように、軸16, 20の回転を反対方向に行う。有効な真空を生成するために、ポンプ要素18, 22間の距離が非常に小さいことが必要とされる。加えて、反対方向の回転のため著しい損傷をもたらすので、ポンプ要素18, 22は互いに接触しないことが必要とされる。ポンプ要素18, 22又は軸16, 20の同期は通常動作では駆動ベルト26によって保証される。このため、ポンプ要素18, 22の接触を防ぐように、駆動ベルト26の周方向バックラッシュはポンプ要素18, 22の周方向バックラッシュより小さい。

【0022】

例えば駆動ベルト26の摩耗、歯の減り又は裂けにより駆動ベルト26が伸びる場合、ポンプ要素18, 22に著しい損傷をもたらす、ポンプ要素18, 22の互いに対する接触を生じさせないことを更に保証する必要がある。このため、第１の軸16は第１の緊急駆動歯車28を有している。更に、第２の軸20は、第１の緊急駆動歯車28と噛合する第２の緊急駆動歯車30を有している。しかしながら、緊急駆動歯車28, 30は、通常動作では互いに接触しない。駆動ベルト26の故障の場合のみ、軸16, 20の同期が駆動ベルト26によって保証されなくなると、軸16, 20の同期が緊急駆動歯車28, 30によって更に保証されるように、緊急駆動歯車28, 30は互いに接触する。ここで、緊急駆動歯車28, 30の互いに対する周方向バックラッシュは、ポンプ要素18, 22の互いに対する周方向バックラッシュより小さい。従って、緊急駆動歯車28, 30が接触する場合であっても、ポンプ要素18, 22が接触しないままであることが保証される。図３に示されているように、緊急駆動歯車28の歯32と緊急駆動歯車30の歯32との間の距離Ａは、緊急駆動歯車28, 30が通常動作で接触しないままであることを保証する。しかしながら、緊急駆動歯車28の歯32と緊急駆動歯車30の歯32との間の距離Ａは、緊急駆動歯車28, 30の周方向バックラッシュを生じさせる。距離Ａは、緊急駆動歯車28, 30の生じる周方向バックラッシュがポンプ要素18, 22の周方向バックラッシュより小さいように選択されている。しかしながら、他方では、緊急駆動歯車28, 30の周方向バックラッシュは、通常動作では駆動ベルト26の周方向バックラッシュより大きい。従って、通常動作では、軸16, 20の同期を歯付ベルト26により行って、緊急駆動歯車28, 30が接触しないままであることが保証される。

【0023】

従って、軸16, 18の同期を駆動ベルト26によって行うことができる二軸又は多軸の真空ポンプが提供される。ここで、軸16, 18の同期は、駆動ベルト26の故障の場合には軸16, 18の同期を引き継ぐ緊急駆動歯車28, 30によって保証される。従って、二軸又は多軸の真空ポンプの安全な動作が保証される。しかしながら、通常動作では緊急駆動歯車28, 30が接触しないままであるので、緊急駆動歯車28, 30を設けることは潤滑剤の供給を必要としない。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】