(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプであって、
少なくとも１つの分子ポンプ段（１２）を備え、
前記分子ポンプ段（１２）は、該分子ポンプ段（１２）のポンプ作用面（５０）を形成するロータ部材（３４）を備え、
前記真空ポンプは、さらに、少なくとも１つのサイドチャネルポンプ段（１８）を備え、
前記サイドチャネルポンプ段（１８）は、前記分子ポンプ段（１２）の下流側に配置されるとともに、複数のロータ要素（４８）を備え、
前記サイドチャネルポンプ段（１８）のロータ要素（４８）は、前記分子ポンプ段（１２）の前記ロータ部材（３４）によって支持される
真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプであって、
前記ロータ要素（４８）は、前記ロータ部材（３４）によって包囲された領域（５８）の軸方向外側に配置される
真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の真空ポンプであって、
前記ロータ部材（３４）は、ロータハブ（３０）によって支持される
真空ポンプ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記ロータ要素（４８）は、
前記ロータ部材（３４）の軸方向自由端部に配置され、該軸方向自由端部から軸方向に突出する、
真空ポンプ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記ロータ部材（３４）は支持部（４６）を備え、
前記ロータ要素（４８）は、前記支持部（４６）に配置され、
前記支持部（４６）は、半径方向に突出する、前記ロータ部材（３４）の段部又は張出部を形成する
真空ポンプ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記ロータ部材（３４）と、前記ロータ要素（４８）が配置される、前記ロータ部材（３４）の前記支持部（４６）と、のうちの少なくとも一方は、実質的にスリーブとして形成されている
真空ポンプ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記ロータ部材（３４）は、ベースを備え、
前記ベースは、実質的にスリーブとして形成されるとともに、前記ロータ部材（３４）を支持するロータハブ（３０）から、前記ロータ要素（４８）が配置される、前記ロータ部材（３４）の支持部（４６）まで、延びて形成される
真空ポンプ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記ロータ部材（３４）は、ロータハブ（３０）によって支持されるベース（４４）と、前記ロータ要素（４８）が配置される支持部（４６）と、を有する、複合部品として製作されており、
前記ベース（４４）および前記支持部（４６）の各々は、前記ロータ部材（３４）の一部を形成する
真空ポンプ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記分子ポンプ段（１２）が、前記サイドチャネルポンプ段（１８）に通じる、上流側の第１の部位（６６）および下流側の第２の部位（６８）を備え、前記第２の部位には、前記第１の部位（６６）よりも少ない数の流動チャネル（７２，７６）が形成されることと、
前記ロータ要素（４８）を支持する前記ロータ部材（３４）の支持部（４６）の領域内に配置された釣合い平面が提供されることを満たす
真空ポンプ。
【請求項１０】
真空ポンプであって、
少なくとも１つの分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）と、
少なくとも１つのサイドチャネルポンプ段（１８）と
を備え、
前記サイドチャネルポンプ段（１８）は、前記分子ポンプ段の下流側に配置されるとともに、複数のロータ要素（４８）を備え、
前記サイドチャネルポンプ段（１８）は、ポンプ入口（２４）と前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）との間に配置される
真空ポンプ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の真空ポンプであって、
ガス流動通路が、ポンプ入口（２４）から、前記サイドチャネルポンプ段（１８）のポンプ作用構造を通って、半径方向内側および半径方向外側の少なくとも一方へ、分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）に通じ、
前記ガス流動通路は、前記ロータ要素（４８）を支持する、ロータハブ（３０，１１４）の１つ以上の開口（１２０）を通って延びて形成される
真空ポンプ。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の真空ポンプであって、
前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）から前記サイドチャネルポンプ段に通じるガス流動通路が、前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）のロータ部材（３２）を支持する、ロータハブ（３０）の１つ以上の開口（１０８）を通って延びて形成される
真空ポンプ。
【請求項１３】
請求項１０ないし請求項１２のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記サイドチャネルポンプ段（１８）の前記ロータ要素（４８）は、
ロータハブ（３０，１１４）によって支持され、
前記ロータハブ（３０，１１４）の半径方向外側の領域に配置され、
前記ロータ要素（４８）は、前記ロータハブ（３０，１１４）の端から突出する
真空ポンプ。
【請求項１４】
請求項１０ないし請求項１３のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）のポンプ作用面を形成する前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）のロータ部材（３２）と、前記サイドチャネルポンプ段（１８）の前記ロータ要素（４８）とは、共通のロータハブ（３０）によって支持される
真空ポンプ。
【請求項１５】
請求項１０ないし請求項１４のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
複数の分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）が相前後して配置されて設けられ、前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）を介して、ガス流動通路が、半径方向内側から半径方向外側に、または、半径方向外側から半径方向内側に通じ、
前記分子ポンプ段の上流側に配置された、少なくとも１つの他のポンプ段（１０）が設けられ、前記サイドチャネルポンプ段（１８）が、前記他のポンプ段（１０）と前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）との間に配置されて設けられる真空ポンプ。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記分子ポンプ段（１２）が、前記サイドチャネルポンプ段（１８）に通じる、上流側の第１の部位（６６）および下流側の第２の部位（６８）を備え、前記第２の部位には、前記第１の部位（６６）よりも少ない数の流動チャネル（７２，７６）が形成される、真空ポンプ。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記ロータ要素（４８）を支持する前記ロータ部材（３４）の支持部（４６）の領域内に配置された釣合い平面が提供される、真空ポンプ。
【請求項１８】
請求項１０ないし請求項１４のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
複数の分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）が相前後して配置されて設けられ、前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）を介して、ガス流動通路が、半径方向内側から半径方向外側に、または、半径方向外側から半径方向内側に通じる、真空ポンプ。
【請求項１９】
請求項１０ないし請求項１４のいずれか一項に記載の真空ポンプであって、
前記分子ポンプ段の上流側に配置された、少なくとも１つの他のポンプ段（１０）が設けられ、前記サイドチャネルポンプ段（１８）が、前記他のポンプ段（１０）と前記分子ポンプ段（１２，１４，１１６，１１８）との間に配置されて設けられる、真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの分子ポンプ段、特にホルベック（Ｈｏｌｗｅｃｋ）段を有し、および分子ポンプ段の下流側に配置されている少なくとも１つのサイドチャネルポンプ段を有する、真空ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分子ポンプ段の下流側に追加のサイドチャネルポンプ段を有する真空ポンプが原理的に既知である。サイドチャネルポンプ段は、特に、非常に高い粗引き圧力、高い入口圧力または高いガス負荷が発生する真空ポンプの仕事範囲内において、真空ポンプのポンピング作動を改善し、且つこれらの仕事範囲内において真空ポンプの動力消費量を低減するように働く。サイドチャネルポンプ段は、高いガス圧力で使用するために最適化されたポンピング原理を実行し、特に、層流範囲内において、即ち分子流範囲を超えた圧力範囲内において、エネルギーが効率的なポンプ運転も可能にする。したがって、真空ポンプの達成可能な出口圧力および達成可能な吸込性能は、分子ポンプ段の下流側に配置されたサイドチャネルポンプ段によって増大されると共に、真空ポンプの動力消費量が低く保持される。
【０００３】
サイドチャネルポンプ段および分子ポンプ段を共通の真空ポンプ内に組み込むための構造上の種々の対策が提案されてきた。例えば、分子ポンプ段のホルベックスリーブ内に、そのロータ要素およびそのステータを含む、サイドチャネルポンプ段に類似のポンプ段が配置されている真空ポンプが、欧州特許公開第１６６８２５５号から既知である。ホルベックスリーブおよびその内側に設けられたポンプ段のロータ要素は、これに関して、共通のロータハブ上に配置されている。この場合、内側に設けられたポンプ段のロータ要素は、ホルベックスリーブに対して半径方向内側にオフセットされて配置されている。
【０００４】
この実施態様においては、内側に設けられたポンプ段の達成可能なポンプ能力は、半径方向内側に設けられたロータ要素の配置と、それに対応して比較的小さい回転半径とによって制限され、これにより、ポンプの達成可能な出口圧力および吸込性能は低減され、それらの動力消費量は増大される。しかも、ホルベックスリーブの内部に延びて形成された、内側に設けられたポンプ段の、内側に設けられたロータ要素およびそれに対応するステータは、大きな構造空間を占有するので、この空間は他のポンプ構成部品のために利用可能ではなく、これにより、ポンプの寸法が増大される。さらに、内側に設けられたポンプ段のロータ要素および付属されたステータは、ホルベックスリーブおよび付属されたホルベックステータと入れ子式に配置され、且つホルベックスリーブ内に配置されているために、外からのアクセスが困難であり、これにより、ポンプの製造のために必要とされる製造組立労力は増大され、例えば対応する構成部品の効果的な冷却のための、冷却装置の設置が、真空ポンプの運転中においてさらに困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許公開第１６６８２５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、増大された出口圧力および増大された吸込能力を有し、所望の運転条件下において低いエネルギー消費量で運転可能であると共に、小さな構造空間内に少ない製造組立労力で設置可能な真空ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴を有する真空ポンプおよび請求項１０の特徴を有する真空ポンプにより達成される。
【０００８】
請求項１による真空ポンプは、本発明の第１の主題を形成する。この真空ポンプは、少なくとも１つの分子ポンプ段、特にホルベック段を含む。この分子ポンプ段は、分子ポンプ段のポンプ作用面を形成するロータ部材を含む。真空ポンプは、さらに、少なくとも１つのサイドチャネルポンプ段を含む。このサイドチャネルポンプ段は、分子ポンプ段の下流側に配置され、複数のロータ要素を含む。サイドチャネルポンプ段のロータ要素は、分子ポンプ段のロータ部材によって支持される。
【０００９】
本発明により、分子ポンプ段のロータ部材がサイドチャネルポンプ段のロータ要素に対する支持部材としても使用されるとき、サイドチャネルポンプ段の理想的な性能と共に、最小の空間要求が達成されることが認められてきた。その結果、ロータ要素は、分子ポンプ段のロータ部材から半径方向に間隔を設けて配置される必要がないので、分子ポンプ段のロータ部材の内部に存在する構造空間が、真空ポンプの他の構成部品、例えば真空ポンプの駆動部のために利用可能である。しかも、ロータ要素は、ロータ部材の半径にほぼ対応する、真空ポンプの回転軸から半径方向に比較的大きな間隔を空けた位置に位置決めされているので、サイドチャネルポンプ段は大きな回転半径を有し、それに対応する高いポンプ性能が提供される。このように、高い出口圧力および／または粗引き圧力ならびに高い入口圧力において、ポンプの強力で且つエネルギーを節約する運転も保証される。
【００１０】
ロータ要素へのアクセス性（アクセスのしやすさ）は、ロータ部材におけるロータ要素の配置によって改善され、これにより、ポンプ構成の複雑さは低減され、例えば、サイドチャネルポンプ段に対する冷却装置の設置も容易になる。
【００１１】
真空ポンプの有利な実施態様も、本明細書、従属請求項および図面に記載されている。
【００１２】
真空ポンプは、以下に記載されるように、ロータ部材の支持部材またはロータ部材の支持部を含んでいてもよく、この場合、ロータ要素は、支持部材または支持部に配置され、それによって支持される。支持部材または支持部は、ロータ部材ではなく、サイドチャネルポンプ段の部分とみなされてもよい。一実施態様による支持部材または支持部は、支持部材または支持部が結合されているホルベックロータの軸方向端部には配置されていない。ホルベックロータは、ロータ部材を含んでいてもよく、さらに、ロータ部材を支持する真空ポンプのハブを含んでいてもよい。支持部材または支持部は、ホルベックロータの軸方向端部に配置される代わりに、ホルベックロータの１つまたは各々の軸方向端部から間隔を空けた、ホルベックロータの領域に配置されていてもよい。
【００１３】
ロータ要素は、ロータ部材（例えば、ホルベックスリーブとして形成される）によって包囲された領域の外側に配置されていることが好ましい。これにより、サイドチャネルポンプ段の大きな回転半径と相まって、非常に良好なアクセス性と、ポンプの非常に低い複雑性とを達成可能である。ロータ要素は、ロータ部材のポンプ作用面またはロータ部材によって完全に包囲された領域の完全に外側に、または、その領域の一部外側に、配置されていてもよい。
【００１４】
ロータ部材は、ロータハブによって支持されていてもよい。したがって、この実施態様においては、サイドチャネルポンプ段のロータ要素は、ロータ部材によって支持され、一方、ロータ部材は、ロータハブによって支持される。ロータハブは、平らであること（特に、ディスク形状であること）が好ましく、ロータの回転軸に対して実質的に半径方向平面内において延びて形成されることが好ましい。ロータ部材は、ロータハブから軸方向に突出していることが好ましい。一方、ロータハブは、ロータシャフトに結合されていることが好ましい。ロータハブおよびロータ部材は、原理的に、相互に結合される異なる部品として形成されていてもよく、相互に一体部品に結合されていてもよい。
【００１５】
ロータ要素は、ロータ部材の端部、特に自由端部に配置されていることが好ましい。ロータ部材の特に自由端部は、例えば、軸方向端部によって、好ましくはロータ部材の、ロータハブから離れた端部によって、例えばロータ部材の、ロータハブから離れた軸方向端部によって形成されていることが好ましい。好ましくはロータ羽根として構成されるロータ要素は、ロータ部材から、軸方向に、または、真空ポンプの回転軸に平行な少なくとも１つの方向成分を有する方向に、突出していてもよく、好ましくは、真空ポンプの回転軸に平行な方向に突出していてもよい。ロータ要素は、例えば、真空ポンプの回転軸に対して４５°以内で半径方向内側または半径方向外側に傾斜する方向に方向付けられていてもよく、ロータ部材からこの方向に突出していてもよい。サイドチャネルポンプ段のステータは、ロータ部材の自由端部の領域に、または、対向側に設けられた、真空ポンプの静止領域に、配置されていてもよい。特に好ましい構造は、このことから得られる。その理由は、特に、ロータ部材とサイドチャネルポンプ段のステータとの入れ子式配置が必要とされないので、真空ポンプの非常に簡単なアクセス性およびコンパクトな構造形状が達成されるからである。
【００１６】
ロータ要素は、ロータ部材のポンプ作用面を超えて軸方向に延びて形成されていてもよく、好ましくは、ロータ部材全体を超えて形成されていてもよい。このことは、構造に関して、異なるポンプ段のロータ要素およびステータ要素の複雑な入れ子式配置が必要とされることなく、ロータ要素の軸方向対向側に設けられたポンプの静止領域内において、サイドチャネルポンプのステータおよびステータチャネルの特に好ましい配置を可能にする。しかも、サイドチャネルポンプ段のアクセス性が増大される。ロータ要素がその中を回転するステータチャネルまたはサイドチャネルは、例えば軸方向に突出するロータ要素を受入れ可能にするために、例えば軸方向に、開放した構成を有していてもよい。
【００１７】
ロータ羽根として形成されたロータ要素は、例えば、ロータ部材に直接配置され、それによって支持されていることが好ましい。ロータ部材は、支持部材を含んでいてもよい。この支持部材は、好ましくは、ロータ要素の特に軸方向自由端部に配置され、ロータ要素がそこに配置されてもよい。支持部材は、リング形状構成であることが好ましく、真空ポンプの回転軸の周りにリング形状に延びて形成され、ロータ要素がそこに配置される支持面を含むことが好ましい。支持面は、例えば、平面として形成されていてもよく、真空ポンプの軸方向に対面していてもよい。あるいは、支持面は、略円錐台形のジャケット形状を有し、真空ポンプの回転軸に対して半径方向内側または半径方向外側に傾斜（例えば、４５°以内）している面法線を有していてもよい。
【００１８】
ロータ部材の自由端部は、全部または一部がロータ部材の支持部材によって形成されていてもよい。支持部材の支持面は、例えば、ロータ部材の軸方向端面によって形成されていてもよい。例えば、上記のような実施態様に対しては、ロータ要素が軸方向に突出し、軸方向対向側に設けられたステータチャネルが例えばロータ要素に付属されている構成が適切である。
【００１９】
ロータ要素の支持部材は、半径方向に突出する、ロータ部材の段部すなわち張出部を形成していてもよい。特に、ロータ部材の半径方向外面が、例えばロータ部材としてのホルベックスリーブを有する場合のように、ロータ部材のポンプ作用面を形成するときに、支持部材は、半径方向内側に突出する段部すなわち張出部を形成していてもよい。しかしながら、原理的に、支持部材は、半径方向外側に突出して、このような段部すなわち張出部を形成していてもよい。ロータ部材は、縦方向に見て略Ｌ字形状に構成されていてもよく、Ｌ字形状の短辺は、ロータ部材の段部すなわち張出部によって形成されていてもよい。ロータ要素の支持部のための適切な支持形状は、このような段部すなわち張出部によって提供されてもよく、この場合、ロータ部材は、その全長にわたって厚くする必要がないので、ロータ部材の必要とされる空間は、小さく保持されたままである。原理的に、支持部材は、ロータ部材の領域によって形成されていてもよく、ロータ部材は、ロータ部材の隣接領域と軸方向に整合され、即ち、半径方向にいかなる段部すなわち張出部も必要ではない。この場合においては、ロータ要素は、ロータ部材の軸方向端面に直接配置可能であり、この場合、ロータ部材は、全長にわたり少なくとも略一定の内側断面および／または外側断面を有している。
【００２０】
ロータ部材は、実質的にスリーブとして構成されること、特にホルベックスリーブまたはホルベックシリンダを形成することが好ましい。ロータ部材は、これに関して、真空ポンプの回転軸の周りにスリーブ形状で延びて形成されていてもよく、回転軸に対して実質的に回転対称に形成されていてもよく、この場合、スリーブの縦軸は、真空ポンプの回転軸と実質的に一致していることが好ましい。スリーブ状のロータ部材は、上記のように、その軸方向の一方の端部でロータハブに配置されていてもよく、ロータハブによって、あるいはロータハブに固定されて、支持されていてもよく、一方、サイドチャネルポンプ段のロータ要素は、他方の軸方向端部に配置される。
【００２１】
有利な一実施態様により、ロータ部材は、ベースを含む。ベースは、特に実質的にスリーブとして形成され、回転軸の周りにリング形状に閉じられた、好ましくは実質的に回転対称に閉じられた形状を有していることが好ましい。ベースは、上記のように、ロータ部材を支持するロータハブから、ロータ要素がそれに配置されているロータ部材の支持部分まで、延びて形成されていることが好ましい。分子ポンプ段のポンプ作用面は、少なくとも一部またはほぼ全体がベースによって形成されていることが好ましい。
【００２２】
ロータ部材の支持部材は、実質的にスリーブとして形成されていてもよく、スリーブは、回転軸の周りにリング形状に閉じられた形状を有することが好ましく、実質的に回転対称の形状を有することが好ましい。
【００２３】
ベースおよび支持部材の構成部品の少なくとも１つは、一体部品として、または、複数（複合）部品として、ロータハブに直接結合され、ロータハブによって支持されていることが好ましい。他の構成部品は、それぞれ、ロータハブに直接結合された構成部品によって支持されていてもよく、この場合、特にそれ自身は、ロータハブに直接結合されたり、ロータハブによって支持されたりしていない。原理的に、両方の構成部品、即ちベースおよび支持部材は、一体部品として、または、複数部品として、ロータハブに直接結合されてもよく、ロータハブによって支持されてもよい。ベースおよび支持部材は、一体部品として、または、複数部品として、相互に結合されていることが好ましく、好ましくはロータハブとは無関係に結合される。例えば、ベースおよび支持部材は、半径方向に相互に重なり合って接触していてもよく、重なり合う領域で結合されていてもよい。ベースおよび支持部材は、半径方向に均等に間隔をなして相互に離れていてもよく、ロータハブとは無関係に、相互に結合または相互に保持されていてもよい。
【００２４】
ロータ部材は、原理的に、複数部品構成、例えば、ロータハブによって支持された上記のようなベースと、ロータ要素がそれに配置されている上記のような支持部材とを有し、各々がロータ部材のそれぞれの部品を形成する構成を有していてもよい。即ち、ロータ部材は、特に、ベース部分またはベースを形成する構成部品と、支持部分または支持部材を形成する構成部品と、を含んでいてもよい。これらは、相互に結合されていることが好ましく、この場合、支持部分は、ベース部分によって支持されていてもよい。ベースおよび支持部材の好ましいスリーブ形状構成に対応して、ベース部分は、ベーススリーブによって形成されていてもよく、支持部分は、支持スリーブによって形成されていてもよい。しかしながら、原理的に、ロータ部材は、単一部品として形成されていてもよく、少なくとも、相互に一体部品に形成されたベースおよび支持部材を含んでいてもよい。
【００２５】
ベース部分と支持部分との間の結合は、例えば、締付結合を含んでいてもよく、締付結合は、特に焼ばめ法によって形成されてもよい。同様に、ベース部分と支持部分との間にねじ結合および／または接着結合が設けられてもよい。ベース部分および支持部分は、半径方向におけるそれらの結合領域内において、相互に重ね合わされていてもよい。支持部分は、例えば、その外径が、少なくとも、好ましくはスリーブ状ベース部分の内径にほぼ対応するスリーブ状結合部位を有していてもよく、この場合、支持部分の結合部位の外面と、ベース部分の内面とが相互に面接触している。ロータ要素は、これに関して、支持部分の結合部位に隣接する、支持部分の支持部位に配置（好ましくは軸方向に配置）されていてもよく、この場合、支持部位は、結合部位に対して半径方向内側または半径方向外側に突出していてもよい。
【００２６】
１つ以上のロータ要素は、個別の部品として形成されていてもよく、且つ複数部品として上記のような支持部材や、特に支持部分に結合されていてもよい。
【００２７】
ロータ部材のベース部分および支持部分は、原理的に、異なる材料から形成されていてもよく、同じ材料から形成されていてもよい。ベース部分は、例えば、炭素を含む材料または金属材料を含んで形成されていてもよく、それのみで形成されていてもよい。こうした材料は、例えば、炭素繊維強化複合（ＣＲＰ）材料であってもよい。支持部分は、同様に、カーボンを含む材料、例えば炭素繊維強化複合（ＣＲＰ）材料、および／または、アルミニウム等の金属材料を含んで形成されていてもよく、それのみで形成されていてもよい。例えば、支持部分は、金属材料として製作され且つ繊維強化材料で補強されたリング形状構成部品であってもよい。支持部分は、例えば、ＣＲＰ補強金属スリーブであってもよい。
【００２８】
原理的に、ロータ部材は、一体部品として形成されていてもよく、また、炭素繊維強化複合（ＣＲＰ）材料または金属材料を含んで形成されていてもよく、それのみから形成されていてもよい。ロータ部材、または、ロータ部材のベース部分、および、ロータ部材を支持するロータハブは、同様に、相互に結合された部品として構成されていてもよく、相互に一体部品として構成されていてもよい。ロータ部材のベース部分は、独立部品として、好ましくは例えばＣＲＰ材料を含むシリンダジャケット形状のスリーブとして形成されていることが好ましい。
【００２９】
ロータ部材、即ち、ベースおよび／または支持部材、または、ベース部分および／または支持部分は、各々、上記のように、実質的に、スリーブ形状に、または、スリーブとして形成されていることが好ましい。それぞれの構成部品は、これに関して、少なくとも縦方向部位において実質的にシリンダジャケット形状に形成されていることが好ましく、この場合、シリンダジャケットの縦軸は、ポンプの回転軸と実質的に一致していることが好ましい。
【００３０】
ロータ部材は、少なくとも１つの縦方向部位を有することが好ましく、その部位では、ロータ部材の境界は、実質的にシリンダジャケット形状の半径方向内面、および／または、実質的にシリンダジャケット形状の半径方向外面によって形成され、この場合、内面または外面によって形成されたシリンダは、それぞれ、実質的に真っすぐに製作され、少なくとも、ポンプの回転軸に略平行に向けられていることが好ましい。
【００３１】
ロータ部材は、例えば、少なくとも略シリンダジャケット形状の半径方向外面を有する上記のような縦方向部位を有していてもよい。この半径方向外面は、例えば、ロータ部材の軸方向長さの少なくとも５０％または７５％にわたって延びて形成され、好ましくは、軸方向長さの略全長にわたって延びて形成される。
【００３２】
シリンダジャケット形状のロータ部材の半径方向外面は、例えば、ロータ部材のベースまたはベース部分の半径方向外面によって形成されていてもよく、この場合、ベース部分は、例えば、回転ホルベックスリーブとして形成され、その軸方向長さの一部にわたり、好ましくは少なくとも軸方向長さの略全長にわたり、軸方向に向けられた真っすぐなシリンダジャケット形状を有し、好ましくは、一定肉厚を有している。ロータ部材の半径方向外面は、これに関して、分子ポンプ段のポンプ作用面の少なくとも一部を形成していてもよい。ポンプ作用面は、これに関して、滑らかな面として形成されていることが好ましく、例えば、ホルベックねじ山をそれに配置できるステータスリーブの半径方向内側の対向側に設けられていてもよい。しかしながら、原理的に、ホルベックスリーブのポンプ作用面が、ホルベックねじ山を有していてもよく、この場合、対向側に設けられたステータスリーブの面は、滑らかに形成されていることが好ましい。ロータ部材は、その実質的に全長にわたり一定の、好ましくは回転対称の外側断面を有していてもよい。
【００３３】
ロータ部材の半径方向内面も、少なくともロータ部材の縦方向部位において、軸の回転方向に向けられた真っすぐなシリンダジャケット形状を有していてもよく、この場合、ロータ部材の半径方向内面および半径方向外面は、縦方向部位において実質的に一定の肉厚を有するシリンダジャケットを形成していることが好ましい。半径方向内面は、これに関して、この縦方向部位において、上記のように、ロータ部材のベースまたはベース部分の半径方向内面によって形成されていてもよい。この縦方向部位は、例えば、ロータ部材の軸方向長さの少なくとも４０％または７５％、特軸方向長さの略全長にわたっていてもよい。
【００３４】
ロータ部材の半径方向寸法は、真空ポンプのコンパクトな構造形状が達成されるように、上記の実施態様によって、できるだけ小さくすることが可能である。ロータ部材の内部において半径方向内面によって形成される好ましくは円筒形の自由空間は、例えば、真空ポンプの駆動部を収容するのに適している。
【００３５】
ロータ部材は、第１および第２の縦方向部位を有していてもよく、これらの部位において、ロータ部材の半径方向内面は、それぞれ回転軸の方向に向けられた真っすぐなシリンダジャケット形状を有し、これらの部位は、好ましくは、共に、ロータ部材の軸方向長さの少なくとも４０％または７５％、特に軸方向長さの少なくとも略全長にわたっている。半径方向内面は、例えば、ロータ部材の第１の縦方向部位においては、ロータ部材のベースまたはベース部分によって形成されてもよく、一方、第２の縦方向部位においては、ロータ部材の支持部材または支持部分の半径方向内面によって形成されている。
【００３６】
それぞれ半径方向内面によって形成されたシリンダジャケットの直径は、これに関して、第１および第２の縦方向部位について異なっていてもよい。したがって、それぞれロータ部材の半径方向内面および半径方向外面によって形成されたシリンダジャケットの肉厚は、第１および第２の縦方向部位において異なっていてもよい。支持部材または支持部分は、これに関して、第２の縦方向部位におけるロータ部材の内径が、第１の縦方向部位におけるロータ部材のベースまたはベース部分の内径よりも小さく形成されていてもよい。ロータ部材の第１および第２の縦方向部位の間の移行部分は、これに関して、上記のように、支持部材または支持部分によって形成されたロータ部材の半径方向突出部または張出部を含んでいてもよい。
【００３７】
ロータ部材の半径方向内面が好ましくは支持部材または支持部分によって形成されている第２の縦方向部位において、支持部材または支持部分は、支持部材または支持部分とベースまたはベース部分とが半径方向において重なり合うように、ベースまたはベース部分の内側に配置されていることが好ましい。支持部分は、例えば、上記のように、スリーブ状結合部位を有する支持スリーブによって形成されていてもよく、スリーブ状結合部位は、ベース部分内に挿入され、好ましくは、ベース部分の軸方向端部においてベース部分に結合されている。
【００３８】
上記のように、分子ポンプ段は、ホルベック段として形成されていることが好ましく、この場合、ロータ部材がホルベックスリーブを形成し、対応するステータスリーブがホルベックスリーブに付属されていることが好ましい。ホルベック段は、回転軸の方向に延び半径方向に開放して形成された、少なくとも１つの、好ましくは複数の、渦巻状または螺旋状の溝を有するホルベックねじ山を含む。ホルベック段は、ホルベックねじ山の対向側に配置された実質的に滑らかな面を含む。この面は、ホルベックねじ山に対して相対的に運動し、ホルベックねじ山と共に狭い隙間を形成する。これらの溝の各々は、ホルベック段の流動チャネルを形成する。ホルベックねじ山は、原理的に、ホルベック段のロータ部材、または、ホルベック段のステータもしくはステータスリーブのいずれかに配置されていてもよい。ホルベックねじ山は、ステータスリーブに配置されることが好ましい。ロータ部材は、ロータスリーブに対して相対的に回転するほぼ滑らかなポンプ作用面を形成することが好ましい。ポンプ作用面は、特に、シリンダジャケット形状のロータ部材の半径方向外面の形態で形成されることが好ましい。
【００３９】
有利な一実施態様により、分子ポンプ段は、サイドチャネルポンプ段に通じる、上流側の第１の部位とおよび下流側の第２の部位を含み、この場合、第２の部位内には、第１の部位内においてよりも少ない数の流動チャネルが形成されている。第２の部位の流動チャネルは、これに関して、サイドチャネルポンプ段に通じる１つ以上の供給チャネルを形成してもよい。第１および第２の部位は、軸方向に相互に続いていることが好ましい。供給チャネルの数は、例えば、サイドチャネルポンプ段のガス入口の数に対応していてもよい。供給チャネルは、分子ポンプ段の第１の部位内を搬送されたガスを集めるように働き、この場合、第１および第２の部位の間に集積チャネルが形成されていてもよい。集積チャネルは、回転軸の周りを周方向に周回して形成されていることが好ましく、第１の部位の複数の流動チャネルを相互に接続する。第１および／または第２の部位の流動チャネルは、ホルベック段のホルベックねじ山の部分であることが好ましく、ホルベック段のステータスリーブ等の、分子ポンプ段の静止部分に配置されていることが好ましい。
【００４０】
真空ポンプは、流動方向に相互に相前後して接続され、ガスがその中で（好ましくは、順次）流動される複数のホルベック段を含んでいてもよい。ホルベック段は、これに関して、相互に半径方向に配置されていてもよく、相互に入れ子式に配置されていてもよく、これにより、理想的な空間利用が保証される。ガスは、複数のホルベック段にわたり、半径方向内側から半径方向外側に、または、半径方向外側から半径方向内側に、流動可能である。サイドチャネルポンプ段のロータ要素がそれに支持されているロータ部材は、これに関して、１つ以上の他のホルベック段の下流側に配置されたホルベック段を形成することが好ましい。他のロータ部材は、他のホルベック段に付属されていてもよく、好ましくは、実質的にシリンダジャケット形状のホルベック段として形成されてもよい。これに関して、他のロータ部材の半径方向外面および半径方向内面は、それぞれのホルベック段のポンプ作用面を形成してもよい。これに対して、ロータ要素を支持するロータ部材内においては、特に半径方向外面のみがホルベック段のポンプ作用面を形成してもよい。
【００４１】
サイドチャネルポンプ段のロータ要素は、それ自身既知な態様で、羽根またはロータ羽根として形成されていてもよい。羽根またはロータ羽根は、回転軸に垂直に延びる平面内において、回転軸の周りを周回して形成される円形リングに沿って配置されていることが好ましく、この場合、ロータ要素の羽根面は、少なくとも部分的に、周方向に対面していることが好ましい。羽根面は、これに関して、周方向とは逆方向後方に、軸方向および／または半径方向の後方に向けて僅かに傾斜された形状を有していてもよい。羽根は、サイドチャネルポンプ段を含むサイドチャネル原理による羽根車の一部であってもよい。サイドチャネルポンプ段は、さらに、少なくとも１つのステータチャネルまたはサイドチャネルを含むことが好ましい。ステータチャネルまたはサイドチャネル内において、ロータ要素は回転する。ステータチャネルまたはサイドチャネルは、ロータ要素のリング形状配置により、回転軸の周りにリング形状に配置されていることが好ましい。サイドチャネルは、それ自身既知の態様で、その長さの少なくとも一部にわたり、ロータ要素よりも拡大された断面を有していることが好ましい。サイドチャネルは、その略全長にわたり拡大された断面を有していることが好ましく、この場合、サイドチャネルの出口に付属された端部に、スクレーパを有する掻き落とし領域が設けられていることが好ましい。サイドチャネル内において、チャネルは、ロータ要素の外形に実質的に対応する断面まで狭められ、これにより、ロータ要素は、狭められた領域内を通過可能であり、スクレーパは、サイドチャネル内を搬送されたガスを掻き出し、ガスの流動をサイドチャネルポンプ段のガス出口に導く。サイドチャネルポンプ段のガス入口は、スクレーパの他方の端部に配置されていてもよく、好ましくは、上記のように、分子ポンプ段の供給通路に接続されている。サイドチャネルは、各々が入口、出口およびそれらの間の掻き落とし領域を有する複数の部分チャネルを含んでいてもよく、この場合、分子ポンプ段の供給チャネルは、各部分チャネルに付属され、その入口に接続されていることが好ましい。
【００４２】
一実施態様により、上記のサイドチャネルポンプ段のほかに、第２のサイドチャネルポンプ段がさらに設けられている。第２のサイドチャネルポンプ段の構成は、上記のサイドチャネルポンプ段に対応していてもよい。第２のサイドチャネルポンプ段は、上記のサイドチャネルポンプ段のすぐ下流側に配置されていることが好ましく、この場合、２つのサイドチャネルポンプ段は、半径方向に相互に入れ子式に配置されていることが好ましい。第２のサイドチャネルポンプ段のロータ要素は、これに関して、同様に、分子ポンプ段のロータ部材によって、特に上記のサイドチャネルポンプ段のロータ要素を支持するロータ部材のサポートによって、支持されていることが好ましい。第２のサイドチャネルポンプ段のロータ要素は、これに関して、上記のサイドチャネルポンプ段のロータ要素と共に、実質的に、回転軸に垂直に延びて形成される共通平面内に配置されていてもよい。第２のサイドチャネルポンプ段のロータ要素は、回転軸の周りを周回する円形リングに沿って配置されていてもよく、前記リングは、回転軸、および、上記のサイドチャネルポンプ段によって形成された円形リングに、同心であり、このリングよりも小さいかまたは大きい半径を有している。１つのサイドチャネルポンプ段の出口は、これに関して、他のサイドチャネルポンプ段の入口に、流動チャネルによって接続される。
【００４３】
有利な一実施態様により、釣合い平面が設けられ、この釣合い平面は、ロータ要素を支持するロータ部材の支持部材の領域内に配置されている。釣合い平面は、釣合い質量を装着するために、支持部材の周囲にわたり分散配置された複数の装置を有していてもよい。このような装置は、釣合い内孔等、例えば、好ましくはメートルねじ山を有するねじ山内孔および／またはめくら内孔のような開口を含んでいてもよく、メートルねじ山は、例えば、タイプＭ２またはＭ３で形成されていてもよい。開口すなわち釣合い内孔は、ロータ要素がそれに配置されている支持部材の支持面内に配置されていることが好ましく、実際には、ロータ要素間に配置されている支持面の領域内に配置されていることが好ましい。それぞれの釣合いおもりは、１つ以上の釣合い内孔内にねじ込まれてもよく、好ましくは、少なくとも釣合い内孔内に略完全に埋め込まれて配置され、例えば支持部材の支持面と同一面で終端することが好ましい。ロータ要素のための支持部材によって形成されることがある任意の不釣合いは、このような釣合い平面によって除去可能であり、ポンプの運転性能が改善可能である。
【００４４】
本発明の第２の主題は、ホルベックロータを含むホルベックポンプ部位を有するとともに、ガス流動内においてそれに続き且つロータ構成部品を含む粗引き圧力段を有する、真空ポンプによって形成され、この場合、ロータ構成部品は、ホルベックロータに結合され、ホルベックロータの軸方向端部に配置されている。
【００４５】
ホルベックロータが第２の軸方向端部においてシャフトに結合されている実施態様は有利である。これはコストの有利性を高め、真空ポンプの構造容積を低減させる。駆動モータがホルベックポンプ部位および／または粗引き圧力段の内側空間内に配置可能だからである。
【００４６】
一実施態様により、粗引き圧力段は、リング形状構成部品またはロータ構成部品を有する。この構成部品は、ポンプ構造を含み、ホルベックロータのスリーブに結合されている。
【００４７】
特に簡単な一実施態様は、粗引き圧力段のリング形状構成部品を提供する。粗引き圧力段は、ホルベックロータのスリーブの軸方向端部に設けられている。１０ヘクトパスカルを超える範囲内のポンプの出口圧力は、粗引き圧力段によって改善される。サイドチャネル原理による粗引き圧力段の実施態様は、特に効果的であり、安価である。粗引き圧力段は、サイドチャネル原理による羽根リングを含んでいてもよい。粗引き圧力段は、多段構成を有していてもよい。
【００４８】
粗引き圧力段は、ホルベックロータのハブと一体に構成されたリング形状構成部品を含んでいてもよい。
【００４９】
リング形状構成部品は、金属からなる構成であってもよく、繊維強化材料によって補強されていてもよい。
【００５０】
ホルベックポンプ部位は、複数のポンプ段を含んでいてもよい。
【００５１】
ホルベックポンプと粗引き圧力段との間に動的シール部が配置されていてもよい。ホルベックポンプ部位は、ステータ側に、ガスがそれを通過して粗引き圧力段内に流入する通路を含んでいてもよく、チャネルが付属されているステータの一部が動的シール部のシーリングステータを形成してもよい。
【００５２】
粗引き圧力段の構成部品に釣合い手段、例えば釣合い内孔が設けられている場合、追加の利点が達成可能である。滑らかな運転は、隙間を減少可能なように働く。一方、これはポンプ段の性能を向上させるので、コストに対する性能の比率が増大する。
【００５３】
それを介してガスを粗引き圧力段内に吸込み可能な追加の中間入口は、例えば、複数の真空ポンプを有するポンプシステムを簡単にさせる。他の分子ポンプがこの中間入口に接続可能であり、例えば、他の分子ポンプによって第２の室が排気される。このとき、粗引きポンプ段は、真空ポンプおよび分子ポンプのための１つのポンプ段として働く。
【００５４】
本発明は、本発明の第１の主題による、本明細書に記載されたようなポンプから出発して、本発明の第２の主題によるポンプの任意の所望の特徴または特徴の組み合わせを追加的に実施することにより得られる、技術的に実現可能な全ての実施態様をも含み、その逆もまた可能である。
【００５５】
本発明の第３の主題は、請求項１０の特徴を有する真空ポンプである。
【００５６】
真空ポンプは、分子ポンプ段、特にホルベック段と、分子ポンプ段の下流側に配置され且つ複数のロータ要素を含む少なくとも１つのサイドチャネルポンプ段と、を含み、この場合、サイドチャネルポンプ段は、ポンプ入口と分子ポンプ段との間に配置される。
【００５７】
サイドチャネルポンプ段は、ガス流動方向においては分子ポンプ段の下流側に、幾何学的観点からは分子ポンプ段の入口側に、配置されているので、この結果、ポンプ入口から出発して、サイドチャネルポンプ段および分子ポンプ段が軸方向に相互に続く順序は、ガスがポンプ段内を流動する順序とは異なっている。サイドチャネルポンプ段が入口側に配置されている構成において、そのロータ要素は、分子ポンプ段、例えばホルベックスリーブまたはホルベックシリンダのロータ部材の外側に配置可能であり、サイドチャネルポンプ段の直径は、分子ポンプ段のロータ部材の直径よりも相対的に大きく、特に、少なくとも略同じ大きさに、または、より大きく選択可能である。このようにして、非常に強力な真空ポンプが提供される。
【００５８】
さらに、サイドチャネルポンプ段を入口側に配置しているので、入口から遠い分子ポンプ段の側において、追加的な空間を必要としない。このことは、入口から遠いこの領域内における分子ポンプ段のアクセス性がサイドチャネルポンプ段によって制限されていないので、例えば、分子ポンプ段のステータ要素、特にホルベック段の１つ以上のステータスリーブを、入口から遠い真空ポンプのハウジングの後壁に設置することが容易に可能であるという利点を有している。これにより、真空ポンプの軸方向長さが非常に小さくなるという、特に簡単な構造形状が達成される。これに関して、分子ポンプ段およびサイドチャネルポンプ段のロータ要素および／またはステータ要素の複雑な入れ子式配置が回避されることと同様に、サイドチャネルポンプに対する追加的な過大な軸方向空間が必要になることもまた回避される。さらに、ポンプ構造の複雑さを増大させることなく、駆動部等のポンプの他の構成部品を、自由にアクセス可能な分子ポンプ段の内部に配置可能である。
【００５９】
一実施態様により、ポンプ入口からのガス流動通路は、サイドチャネルポンプ段のポンプ作用構造を通って分子ポンプ段内に通じている。このようなバイパス通路は、例えば、ポンプ作用構造を通って半径方向内側へ、および／または、半径方向外側へ、分子ポンプ段に通じている。ガスがそれを通過して導かれるサイドチャネルポンプ段のポンプ作用構造は、原理的に、請求項１による真空ポンプに関して上述したような構成を有していてもよく、特にロータ羽根として形成されたロータ要素と、ステータ側に設けられた少なくとも１つのサイドチャネルとを有していてもよい。
【００６０】
有利な一実施態様により、サイドチャネルポンプ段をバイパスするために設けられたガス流動通路は、ロータハブの１つ以上の開口内を通過して通じている。ロータハブは、サイドチャネルポンプ段のロータ要素を支持し、特にディスク形状である。開口は、これに関して、ロータハブ通って軸方向に延びて形成される開口によって形成されていてもよい。この実施態様におけるサイドチャネルポンプ段のロータハブは、分子ポンプ段へのガス入口を形成する。
【００６１】
サイドチャネルポンプ段のロータハブを通って延びて形成される上記のようなガス流動通路は、サイドチャネルポンプ段のポンプ作用構造を通って半径方向内側へ導かれてもよく、かかる構成は有利である。ガス流動通路は、サイドチャネルポンプ段を通って半径方向外側に分子ポンプ段に通じることが同様に可能である。このようなガス流動通路は、例えば、ステータ内、または、真空ポンプのハウジング内に配置された、ポンプ作用構造を通過して通じるチャネルを含んでいてもよい。
【００６２】
分子ポンプ段は、分子ポンプ段を通過した後にいかなる複雑なバイパスも行うことなく、分子ポンプ段の入口に配置されたサイドチャネルポンプ段内にガス流動が流入可能なように、ガス流動方向の反転を行うことが好ましい。このような方向の反転は、分子ポンプ段が複数のホルベック段を含む簡単な態様で実行可能であり、この場合、軸方向にガス入口から離れる方向、および、軸方向にガス入口に向かう方向にポンピングする、同じ数のホルベック段が設けられる。
【００６３】
一実施態様により、分子ポンプ段からサイドチャネルポンプ段に通じるガス流動通路は、ロータハブの１つ以上の開口を通って延びて形成される。ロータハブは、分子ポンプ段のロータ部材を支持し、特に、ディスク形状である。これにより、ガスは、分子ポンプ段によって方向の反転が行われた後に、ロータハブ内を通過して入口側に配置されたサイドチャネルポンプ段内に移動可能であるので、ロータ部材を支持するロータハブは、サイドチャネルポンプ段のためのガス入口を形成する。しかしながら、原理的に、ガス流動は、ロータハブを、入口側のサイドチャネルポンプ段内に横方向に流入してもよい。以下に説明される一実施態様において、サイドチャネルポンプ段のロータ要素は、同じハブにおいて分子ポンプ段のロータ部材と共に位置決めされ、この場合、分子ポンプ段からのガス流動は、分子ポンプ段からサイドチャネルポンプ段内に直接流入可能であり、ロータハブを完全に横断またはバイパスすることはない。
【００６４】
特定の例に関して上述したように、本発明による真空ポンプにおいて、サイドチャネルポンプ段のロータ要素を支持する、および／または、分子ポンプ段のロータ要素を支持するロータハブは、分子ポンプ段に通じるガス入口として、または、分子ポンプ段からサイドチャネルポンプ段に通じるガス入口として形成されていてもよい。それぞれのロータハブは、この目的のために、好ましくは、ロータハブを通って軸方向に延びて形成されるとともにガスのための流動チャネルを形成する、１つ以上の開口を有していてもよい。それぞれのロータハブは、原理的に、請求項１による真空ポンプに関して上述したようなロータハブによって形成されていてもよく、前記ロータハブは、ディスク形状であるとともに半径方向に向けられていることが好ましい。
【００６５】
有利な一実施態様により、サイドチャネルポンプ段のロータ要素は、ロータハブ（好ましくはディスク形状）の半径方向外側の領域内に配置されている。ロータ要素は、これに関して、ロータハブの端から突出していてもよい。ロータ要素は、端から半径方向に、または、少なくとも１つの半径方向構成部品を有する方向であって好ましくは少なくとも半径方向に対して略平行な方向に、突出することが好ましい。ロータ要素の回転軸からの非常に大きな半径方向間隔、しいては、大きな回転半径および対応するサイドチャネルポンプ段の高い性能が、これにより達成可能である。さらに、この実施態様において、ステータ側のサイドチャネルは、半径方向に開放するチャネルとして形成されていてもよく、および／または、真空ポンプの半径方向外側の壁の領域内に配置されていてもよく、これにより、真空ポンプの極めてコンパクトな構造形状が可能となり、これは、ロータ要素とステータ要素との複雑な入れ子式配置を特に必要とせずに達成される。
【００６６】
有利な一実施態様により、分子ポンプ段のロータ部材と、サイドチャネルポンプ段のロータ要素とは、共通のロータハブ（好ましくはディスク形状）によって支持される。ロータ要素は、これに関して、ロータハブの端から突出していてもよく、一方、分子ポンプ段の１つ以上のロータ部材は、好ましくは、ロータハブの平らな側から軸方向に延びて形成されている。これにより、サイドチャネルポンプ段および分子ポンプ段のために別々のロータハブを設けなくてもよいので、非常にコンパクトな構造形状が達成される。さらに、ガスは、ロータハブを交差したり、または、ロータハブを完全にバイパスしたりすることなく、分子ポンプ段からサイドチャネルポンプ段内に直接流入可能であり、これにより、ポンプ構造の複雑さが低減され、また、ガス流動通路全体の高い気密性が達成されるので、ポンプ効率が増大される。
【００６７】
分子ポンプ段は、原理的に、請求項１に関して上述したように構成可能なホルベック段であることが好ましい。ホルベック段は、ホルベック段のポンプ作用面を形成し且つ好ましくはホルベックスリーブとして構成された少なくとも１つのロータ部材と、ロータ部材に対応するステータスリーブと、を含むことが好ましい。真空ポンプは、請求項１による真空ポンプに関して上述したような複数の分子ポンプ段またはホルベック段を有していてもよく、複数の分子ポンプ段またはホルベック段は、ガス流動方向に相前後して接続される。これらは、半径方向に相互に配置され、相互に入れ子式に配置されていることが好ましく、これらの分子ポンプ段またはホルベック段を介して、ガス流動通路は、例えば半径方向内側から半径方向外側に、または、半径方向外側から半径方向内側に通じている。
【００６８】
ガス流動通路が分子ポンプ段を介して半径方向内側から半径方向外側に通じている場合、分子ポンプ段のためのガス入口は、分子ポンプ段の１つ以上のロータ部材がそれに配置されているロータハブの１つ以上の開口を含むことが好ましい。このようにして、ガスは、半径方向内側に設けられた位置において分子ポンプ段に供給可能である。ガス流動通路が分子ポンプ段を介して半径方向外側から半径方向内側に通じている場合、分子ポンプ段のガスは、それとは対照的に、サイドチャネルポンプ段を半径方向外側でバイパスするガス流動通路を介して供給可能である。このとき、分子ポンプ段の半径方向内側に配置された端部からサイドチャネルポンプ段にガスを供給するために、サイドチャネルポンプ段へのガス入口は、分子ポンプ段の１つ以上のロータ部材を支持するロータハブの１つ以上の開口を含んでいてもよい。
【００６９】
有利な一実施態様により、分子ポンプ段の上流側に配置された、少なくとも１つの他のポンプ段が設けられる。これに関して、それは、特にターボ分子ポンプ段であってもよい。これに関して、サイドチャネルポンプ段は、他のポンプ段と分子ポンプ段との間に配置されていることが好ましい。したがって、他のポンプ段、サイドチャネルポンプ段および分子ポンプ段は、相前後して配置され、ポンプ入口から出発して、真空ポンプの軸方向に沿ってこの順序に相互に並んでいてもよい。真空ポンプのガス流動通路は、好ましくは、ポンプ入口から他のポンプ段、例えばターボ分子ポンプ段に、そして、ターボ分子ポンプ段からサイドチャネルポンプ段を通じて分子ポンプ段に、さらに、分子ポンプ段からサイドチャネルポンプ段内に通じている。
【００７０】
分子ポンプ段および他のポンプ段は、分子ポンプ段のロータ部材を支持するロータハブの異なる側に配置されていてもよい。
【００７１】
上記のように、他のポンプ段、特にターボ分子ポンプ段は、請求項１に関して上述したような真空ポンプ内に設けられていてもよい。ターボ分子ポンプ段は、一般に、それ自身既知の態様で、１つ以上のロータディスクおよびステータディスクを有していてもよく、これらのロータディスクおよびステータディスクは、半径方向平面内に延びて形成されており、軸方向に交互に相前後して配置されており、相互に入れ子式に配置されており、軸方向に対して傾斜して延びるガスチャネルを有している。他のポンプ段の上流側端部は、これに関して、ポンプ入口の領域内に直接配置されていてもよく、ポンプ入口の直径は、例えば、少なくとも、ターボ分子ポンプ段のロータディスクの直径に略対応していてもよい。
【００７２】
ポンプ入口は、原理的に、真空ポンプの回転軸の周りにリング形状に延びて形成されていてもよいフランジによって包囲されていることが好ましい。本発明による真空ポンプは、さらに、例えば小さなフランジにより包囲されていてもよいポンプ出口を有していることが好ましい。ポンプ出口は、サイドチャネルポンプ段のガス出口に接続されていることが好ましく、回転軸の方向に見て、少なくとも、略サイドチャネルポンプ段のレベルに配置されていることが好ましい。
【００７３】
ポンプ段の上流側に配置されているポンプ入口と、ポンプ段の下流側に配置されているポンプ出口とに加えて、本発明によるポンプは、１つ以上のタップまたは中間入口を含んでいてもよい。タップすなわち中間入口は、ポンプ入口とポンプ出口との間のガス流動通路に沿った位置であって、ポンプ入口からポンプ出口に通じる位置に配置されていてもよく、それぞれの位置においてガス流動通路内への開口が形成されていてもよい。例えば、タップすなわち中間入口は、ターボ分子ポンプ段の下流側および分子ポンプ段の上流側に配置されて設けられていてもよく、あるいは、タップすなわち中間入口は、分子ポンプ段の下流側およびサイドチャネルポンプ段の上流側に配置され、これを介してガスをチャネルポンプ段内に吸込可能に設けられていてもよい。
【００７４】
以下に、本発明が、有利な実施態様および添付図面を参照して、例示によって説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施態様による真空ポンプの軸方向断面を示す概略図である。
【図２】図１に示されている真空ポンプの内側ステータスリーブを平面的に示す図である。
【図３】本発明の他の一実施態様による真空ポンプの軸方向断面を示す図である。
【図４】図３に示されている真空ポンプのロータ要素を有するサポートスリーブを示す斜視図である。
【図５】図４に示されているサポートスリーブおよびロータ要素を含む、図３に示されている真空ポンプのロータ部材の軸方向断面を示す図である。
【図６】本発明の他の一実施態様による真空ポンプの軸方向断面を示す図である。
【図７】本発明の他の一実施態様による真空ポンプの軸方向断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
図１は、本発明の一実施態様による真空ポンプの軸方向断面の概略図である。真空ポンプのいくつかの部品は、図を見やすくするために、図１には示されていない。
【００７７】
真空ポンプは、ターボ分子ポンプ段１０と、複数の分子ポンプ段１２，１４，１６と、サイドチャネルポンプ段１８を含む。これらのポンプ段は、ガス流動内において、または、ガスの流動方向内において、相互に続いている。
【００７８】
真空ポンプは、ロータシャフト２２を含む。ロータシャフト２２は、回転軸２０の周りに回転駆動可能である。ロータシャフト２２には、以下に個々に説明されるポンプ段１０〜１６の回転要素が配置されている。図１には一部のみが示されている、ポンプ段１０〜１６の回転要素およびそれに付属されたステータ要素は、回転軸２０に対して実質的に回転対称に形成されている。わかりやすくするために、図１には、対応する要素のそれぞれ左側の構成部品のみが示され、回転軸２０に対して鏡像対称の部分は示されていない。同様のことが、図１には略図でのみ示されているポンプ入口２４を形成するフランジ２６に対しても適用される。フランジ２６は、入口領域を包囲し、同様に回転軸２０に対して実質的に回転対称に形成されていてもよい。
【００７９】
ポンプ入口２４の領域内に配置されたターボ分子ポンプ段１０は、ロータシャフト２２に配置された複数のロータディスク２８を含む。図１には、１つのロータディスク２８のみが示されており、ロータディスク２８に対応する複数のステータディスクは示されていない。さらに、ディスク形状のロータハブ３０がロータシャフト２２に装着されている。ロータハブ３０は、半径方向平面内に延びて形成されている。即ち、分子ポンプ段１２および１４に付属された外側ロータ部材３２と、分子ポンプ段１６に付属された内側ロータ部材３４とは、上記ロータハブに配置されるとともに、ハブ３０によって支持されている。分子ポンプ段１２，１４，１６はホルベック段として構成されている。ロータ部材３４は、これに関して、ロータ部材３２の内側に配置されており、ロータ部材３２，３４は、相互に入れ子式に配置されている。
【００８０】
外側ロータ部材３２は、ホルベックスリーブによって形成されており、ホルベックスリーブは、回転軸２０の方向に向けられ且つ実質的に一定の肉厚を有する真っすぐなシリンダジャケットの形態を有しており、また、シリンダジャケット形状の真っすぐな半径方向外面３６と、シリンダジャケット形状の真っすぐな半径方向内面３８とを有している。外面３６および内面３８の各々は、ポンプ段１２および１４のいずれかのポンプ作用面を形成しており、対応する、シリンダジャケット形状かつ回転対称のホルベックステータスリーブ４０，４２と共にポンプ作用を形成するように働く。ロータ部材３２の外面３６は、外側ホルベックステータスリーブ４０と協働し、外側ホルベックステータスリーブ４０は、ロータ部材３２と共に、狭いホルベック隙間３９を形成する。外側ホルベックステータスリーブ４０には、ホルベックねじ山４１が設けられている。ホルベックねじ山４１は、回転軸２０の方向に螺旋状に延びて形成された、ガスのための流動チャネルを形成する溝を有している。このようなホルベックねじ山４３は、内側ホルベックステータスリーブ４２の外側にも配置されており、それと共にホルベック隙間３９を形成する外側ロータ部材３２の半径方向内面３８と協働してポンプ作用を提供する。
【００８１】
ロータ部材３２の半径方向外面３６および内面３８の各々は、滑らかな面として形成されており、それぞれ対向側に配置されたステータスリーブ４０，４２のホルベックねじ山４１または４３と共に、それぞれのポンプ段のポンプ効果を提供する。原理的に、ホルベック段１２，１４の一方または両方のホルベックねじ山をロータ部材３２に設け、ステータスリーブ４０，４２の対応する面を滑らかに形成することも可能であろう。同様のことがホルベック段１６に対しても適宜適用される。即ち、そのホルベックねじ山５７は、以下に説明されるように、ステータスリーブ４２またはロータ部材３４に配置されていてもよい。
【００８２】
内側ロータ部材３４は、ロータハブ３０に装着されたベース部分４４と、ベース部分４４の軸方向自由端部においてベース部分４４に結合されている支持部分４６と、を有しており、支持部分４６には、サイドチャネルポンプ段１８の複数のロータ要素４８が配置されている。ベース部分４４は、外側ロータ部材３２に対応して、回転軸２０に平行に向けられ且つ一定の肉厚を有する真っすぐなシリンダジャケット形状を有しており、また、それぞれ真っすぐなシリンダジャケット形状をなす半径方向外面５０および半径方向内面５２を有している。ロータ部材３４の半径方向外面５０は、これに関して、ロータ部材３４のポンプ作用面を形成し、ホルベックステータスリーブ４２の半径方向内面５５と協働する。ホルベックステータスリーブ４２の内面５５は、以下に図２によってより詳細に説明されるホルベックねじ山５７を有しており、ポンプの運転中に、サイドチャネルポンプ段１８の方向にガスが流動する流動チャネルを有している。支持部分４６は、同様に、スリーブ形状に製作され且つ回転軸２０に平行に向けられたほぼ真っすぐなシリンダジャケット形状を有し、およびシリンダジャケット形状の真っすぐな半径方向外面５４および半径方向内面５６を有している。支持部分４６は、これに関して、ベース部分４４内に挿入され、これにより、支持部分４６の半径方向外面５４は、ベース部分４４の半径方向内面５２と面接触をなしている。ベース部分４４および支持部分４６は、例えば、相互の接触領域内に存在し且つ例えば焼きばめ法によって提供される締付効果により相互に保持されてもよい。
【００８３】
支持部分４６は、図１に示されているように、ベース部分４４に対して半径方向内側に突出する、ロータ部材３４の段部すなわち張出部を形成する。ベース部分４４および支持部分４６を含むロータ部材３４の半径方向内面は、全体として、このように、回転軸２０の方向に相互に続く２つの縦方向部位によって形成されており、縦方向部位の各々は、それ自身回転軸２０に平行な真っすぐなシリンダジャケットの形状と、一定の直径とを有している。第１の縦方向部位のロータ部材３４の半径方向内面は、これに関して、ベース部分４４の半径方向内面５２によって形成されており、相対的に大きなシリンダ直径を形成する。第２の縦方向部位におけるロータ部材３４の半径方向内面は、支持部分４６の半径方向内面５６によって形成されており、相対的に小さいシリンダ直径を形成する。ロータ部材３４の半径方向内面は、自由空間５８の境界を形成し、自由空間５８内には、例えば、図１には示されていない真空ポンプの駆動部が配置されてもよい。
【００８４】
支持部分４６の半径方向内面５６は、例えば図３に示されているような、対向側に設けられた静的ポンプ構成部品を有して、動的シール部すなわち動的シール隙間を形成する。このシール部すなわちシール隙間は、シールの任意の所望の種類のシール、例えば、特にホルベック段に類似しているポンピングシール、および／または、シール部によってシールされた空間５８の外に向けられた搬送方向を有するポンピングシール、を含んでいてもよい。
【００８５】
支持部分４６は、軸方向に対面する支持面６０を有し、支持面６０には、ロータ要素４８が配置されており、支持面６０からロータ要素４８が軸方向に突出している。ロータ要素４８は、これに関して、複数の羽根によって形成されている。羽根の各々は、回転方向に対面する羽根面を有しており、回転軸２０に垂直に向けられた平面内において、回転軸２０の周りに円形に周回して形成されているリングに沿って相前後して配置されている。
【００８６】
サイドチャネルポンプ段１８は、さらにサイドチャネルステータ６２を含み、サイドチャネルステータ６２内には、本実施態様においては軸方向に開放しているサイドチャネル６４が形成されている。サイドチャネル６４は、ロータ要素４８のリング形状配置に対応するリング形状領域を有しており、サイドチャネル６４内では、ロータ要素４８が回転する。サイドチャネル６４は、図１に示されているように、ロータ要素４８と比較して、ロータ要素４８の縦方向寸法の大きい部分を超えて拡大されている。真空ポンプの運転中において、ガスは、リング形状のサイドチャネル６４の長手方向に、且つ、サイドチャネル６４の縦軸の周りで回転しながらロータ羽根４８によって駆動可能であるので、サイドチャネル６４内に、一周に沿った複数の螺旋状回転により螺旋状流動領域が形成され、これにより、サイドチャネルポンプ段１８の入口と出口との間に高い圧力差が保証される。サイドチャネルポンプ段１８のポンピング原理もまた、高い圧力範囲内において、また、特に層流範囲内において、高く且つ効率のよいポンプ効果を保証する。
【００８７】
サイドチャネルポンプ段１８の出口領域内に、サイドチャネルステータ６２のいわゆるスクレーパが設けられており、スクレーパは、サイドチャネル６４を狭くする効果を有する。これにより、狭くされた領域内のサイドチャネル６４の断面は、少なくともロータ要素４８の断面に略対応し、ロータ要素４８の断面に対して僅かに拡大されるにすぎない。したがって、ロータ要素４８により搬送されたガスは、スクレーパによって掻き落とされ、サイドチャネルポンプ段１８の出口内に排出される。サイドチャネルポンプ段１８の出口は、真空ポンプのポンプ出口と接続されていてもよく、ポンプ出口は、例えば小さいフランジを含んでいてもよい。
【００８８】
図２は、内側ホルベックステータスリーブ４２の半径方向内面５５を平面図すなわち１つの平面内への投影図で示す。ホルベックステータスリーブ４２は、ホルベックねじ山５７を有しているが、ホルベックねじ山５７は、原理的に、本実施態様において、滑らかに形成されたロータ部材３４の半径方向外面５０に配置されていてもよい。本実施態様においては、ホルベックステータスリーブ４２の半径方向内面５５は、実質的に滑らかに形成可能であろう。
【００８９】
ホルベックねじ山５７は、相互に軸方向に並ぶ２つの部位６６および６８を含む。回転軸２０の方向に向けられた複数のねじ山突出部７０が、それらの間に配置されたねじ山チャネル７２を有しており、ねじ山チャネル７２は、ガスのための流動チャネル（ホルベック溝）を形成する。この複数のねじ山突出部７０は、部位６６に形成されている。ねじ山チャネル７２は、底部の集積領域７４内に開放されており、集積領域７４は、回転軸２０の周りを周方向に形成されている。集積領域７４内には、ねじ山チャネル７２を介して搬送されたガスが集積される。集積領域７４は、部位６８の供給チャネル７６内に開放されており、供給チャネル７６は、面的に高くされた２つの突出部７８によってその境界が形成されており、サイドチャネルポンプ段１８の入口に通じている。上部部位６６内において全周にわたり実質的に均等に搬送されたガスは、このようにして、供給チャネル７６内に集められ、直接サイドチャネルポンプ段１８の入口に供給可能であり、これにより、サイドチャネルポンプ段１８のポンプ効率が最適化される。上記の突出部７０および７８は、図１にも図示されており、図１の図示の断面平面は、図２内の破線８０に対応している。
【００９０】
図２に示されているホルベックねじ山５７において、部位６８またはチャネル７６は、集積領域７４よりも大きい軸方向寸法を有している。しかしながら、部位６８またはチャネル７６は、集積領域７４および／または部位６６よりも小さい軸方向寸法を有していてもよい。一実施態様により、領域６８の高くされた突出部７８は、部位６６の突出部７０よりも半径方向に大きい構造高さを有している。これにより、これらの突出部７８の領域において特に良好なシール効果が達成可能であり、突出部７８は、ホルベックステータ４２とロータ部材３４との間の非常に小さい隙間によってチャネル７６を包囲し、ホルベック段１６とサイドチャネルポンプ段１８との間の移動におけるガス損失は最小化される。
【００９１】
図１に示されているように、突出部７０，７８とロータ部材３４の半径方向外面５０との間にホルベック隙間３９が形成されており、このホルベック隙間３９は、ポンプ段１２および１４のホルベック隙間３９と同様に、誇張して相対的に大きく示されているが、実際には、突出部７０，７８と、対向側に設けられたロータ部材３２，３４の滑らかな面と、の間に高いシール効果が達成されるように、小さく選択されている。ガスは、これに関して、ホルベックねじ山４１，４３，５７の溝によって形成されたチャネル内をほぼ完全に流動する。
【００９２】
図１の断面平面内における、図１に示された真空ポンプ内を通過するガス流動の概略範囲が、矢印８４によって示されている。図１に示されているように、ガスは、ポンプ入口２４内に流入した後、最初にターボ分子ポンプ段１０内を流動し、次にホルベック段１２，１４，１６内をこの順序で流動し、その後にサイドチャネルポンプ段１８内に流入し、サイドチャネルポンプ段１８内を通過した後に、図１には示されていないポンプ出口に搬送される。真空ポンプの理想的なポンプ効果および高いポンプ効率は、あらゆる運転条件において、そして、特に、高い出口圧力およびガス負荷においても、ポンプ段１０〜１８の協働によって達成され、同時に、真空ポンプは、きわめて小さい構造空間内において実現可能である。
【００９３】
図３は、本発明の他の実施態様による真空ポンプを、図１および図２に示された真空ポンプに実質的に対応する軸方向断面図で示す。これに関して、図３には、それらの間に配置されているターボ分子ポンプ段１０の複数のロータディスク２８およびステータディスク８６等の、図１には示されていない真空ポンプの追加的な構成部品が確認される。さらに、ロータ部材３４の内部に配置された、真空ポンプの駆動部８８、および、駆動部８８とロータハブ３０との間に形成された非接触シール９０と、真空ポンプの回転軸受９２と、が示されている。
【００９４】
サイドチャネルポンプ段１８のガス出口９５に接続されたポンプ出口９４と、ホルベック段１２の上流側且つターボ分子ポンプ段１０の下流側に配置されたタップ９６とが同様に示されており、ガスは、タップ９６を介して真空ポンプの外部から直接的にホルベック段１２内に流入可能である。
【００９５】
図３においては、ホルベックねじ山４１，４３，５７の突出部（ウェブ）は、ホルベック段１２，１４，１６からホルベック段１２，１４，１６へ入れ替わる、ホルベックねじ山４１，４３，５７の回転方向における螺旋形状がわかるように示されており、ホルベックねじ山４１，４３，５７の回転方向は、図３において頂部から底部へまたは底部から頂部へ入れ替わる軸搬送方向に対応する。図３の実施態様において、ホルベックねじ山４１，４３，５７のホルベックチャネルの数は、ガス流動方向に、ホルベック段からホルベック段へと増大し、ホルベックチャネルの軸方向寸法は、それに対応して小さくなっていく。これにより、ホルベック段１２，１４，１６のポンプ作動が最適化される。図３に示されている実施態様においては、図２に示されている形状とは異なり、最内側のホルベック段１６のホルベックねじ山５７は、ホルベックステータスリーブ４２の軸方向全長にわたって延びて形成されるホルベックチャネルに関して均等に形成されている。しかしながら、原理的に、ホルベックねじ山５７は、図３に示されている実施態様において、図１のポンプに関して図２に示されているように構成されていてもよい。
【００９６】
図３に示されているポンプは、以下に図４により詳細に説明される支持部分４６と、回転軸２０に対して略４５°に傾けられた支持面６０を有する支持スリーブとを含む。支持スリーブは、円錐台ジャケット形状を有している。支持スリーブには、羽根状ロータ要素４８が配置されており、支持スリーブから実質的に垂直に、即ち回転軸に対して同様に略４５°の角度で、ロータ要素４８が突出している。サイドチャネルポンプ段１８のスクレーパ９８が図３内の左側に示されており、スクレーパ９８は、サイドチャネル６４内において駆動されたガスを掻き落とし、それをポンプ出口９４に搬送するように働く。
【００９７】
ポンプ入口２４からポンプ出口９４までの概略ガス流動範囲も、図３の断面平面における矢印８４によって図３に示されている。
【００９８】
図４および図５の各々は、支持スリーブ４６の詳細を示しており、図４は、図３に比較して拡大されたロータ要素４８を有する支持スリーブ４６の斜視図を示し、図５は、ベース部分４４に装着された状態における支持スリーブ４６を軸方向断面図で示す。
【００９９】
スリーブ形状支持部分４６は、シリンダジャケット形状結合部位１００を含んでおり、結合部位１００の半径方向外面５４は、組立状態においてベース部分４４の半径方向内面５２と接触し、且つベース部分４４に結合されている。支持スリーブ４６は、さらに、ロータ要素４８がそれに配置された結合部位１００を含む。ロータ要素４８は、結合部位１００に対して半径方向外側に突出しており、これにより、結合部位１００および支持部位１０２は、図５に示された実質的にＬ形状の断面を形成する。支持部位１０２は、これに関して、組み立てられた状態において、ロータ要素４８の、半径方向外側に設けられた外縁として、ベース部分４４の半径方向外面５０と整合されている。
【０１００】
図４に示されているように、ロータ要素４８は、羽根として形成されており、この羽根は、軸方向および半径方向に、回転方向と逆の方向に後方に向けて僅かに傾けられた形状を有している。前方に傾けられた羽根４８の形状もまた考えられるが、これは図示されていない。支持スリーブ４６は、金属材料（例えば、アルミニウムを含むかまたはアルミニウムからなる）を含んで形成されていることが好ましいが、一方で、ホルベックスリーブとして形成されたベース部分４４は、例えばＣＲＰ材料を含んで形成されていてもよい。
【０１０１】
図４に示されているように、支持部位１０２の支持面６０は、支持部分４６の周囲にわたり分散配置され且つねじ山を有する複数の釣合い内孔１０４を有しており、釣合い内孔１０４には、対応する釣合いおもりがねじ込み可能であり、実際には、ねじ込まれた釣合いおもりは、釣合い内孔１０４内に完全に埋め込まれて配置され、特に支持面６０と実質的に同一面において終端することが好ましい。釣合い内孔１０４は、回転軸２０に対して垂直に向けられた真空ポンプの釣合い平面を形成する。
【０１０２】
図６は、他の実施態様による真空ポンプを軸方向断面図で示す。真空ポンプは、複数のロータディスク２８を有するターボ分子段１０と、ホルベック段として形成された２つの分子ポンプ段１２，１４と、サイドチャネルポンプ段１８と、を含み、これらのポンプ段１０，１２，１４，１８は、流動方向に相互にこの順序で続いている。サイドチャネルポンプ段１８は、分子ポンプ段１２，１４とポンプ入口２４との間に配置されている。このように、ポンプ入口２４、サイドチャネルポンプ段１８および分子ポンプ入口１２，１４は、回転軸２０の方向に相互にこの順序で並んでおり、サイドチャネルポンプ段１８は、ホルベック段１２，１４よりもポンプ入口２４の近くに配置されているが、サイドチャネルポンプ段１８は、ガス流動に関して、ホルベック段１２，１４の後方に接続されている。
【０１０３】
図６の断面平面内におけるポンプ内の概略ガス流動範囲が、図６に矢印８４によって示されている。ガスは、最初にポンプ入口２４を介してターボ分子段１０内に流入し、ターボ分子段１０内を、実質的に軸方向に、即ち回転軸２０に平行に流動する。図６に略図で示され且つ真空ポンプの静的部分内に配置されたガス流動チャネル１０６は、ロータ要素４８およびサイドチャネル６４によって形成されたサイドチャネルポンプ段１８のポンプ作用構造を通って半径方向外側に通じ、これにより、ガスは、サイドチャネルポンプ段１８を通ってホルベック段１２内に移動する。ホルベック段１２および１４は、図１に関して上述したホルベック段１２および１４に実質的に対応する。ホルベック段１２および１４は、共通のロータ部材３２を含む。ロータ部材３２は、ディスク形状を有する、実質的に半径方向に向けられたロータハブ３０に配置されており、軸方向に向けられた真っすぐなホルベックスリーブとして形成されると共にシリンダジャケット形状を有している。したがって、ロータ部材３２は、半径方向外面３６および半径方向内面３８を有しており、半径方向外面３６および半径方向内面３８の各々は、真っすぐな軸方向シリンダジャケット形状を有すると共にホルベック段１２，１４のいずれかのポンプ作用面を形成する。ポンプ作用面３６，３８は、これに関して、図１に示されているように、ホルベックステータスリーブ４０，４２と協働するが（図１参照）、これは図６には別個には示されていない。ホルベックステータスリーブの各々は、螺旋状または渦巻状のホルベックチャネルを設けたホルベックねじ山を有しており、ガスは、ホルベックチャネルを介して、ロータ部材３２のそれぞれのポンプ作用面３６，３８に対面するホルベックステータスリーブの円筒内側または円筒外側においてポンピング態様で駆動される。
【０１０４】
ガスは、最初にガス流動チャネル１０６からホルベック段１２内に移動し、ポンプ入口２４から遠ざかるようにホルベック段１２を介して軸方向下方に流動し、次にホルベック段１４内に流入する。ガスは、ホルベック段１４内において、軸方向上方にポンプ入口２４に向かう方向に搬送される。このように、２つのホルベック段１２，１４は、ガスの流動方向の反転を行い、それと共に、半径方向外側から半径方向内側へのガスの搬送を行う。ロータハブ３０は、ロータハブ３０に対面するホルベック段１４の端部に軸方向開口１０８を有しており、当該開口は、ホルベック段１４のガス出口として、また、サイドチャネルポンプ段１８のガス入口として働く。ガスは、開口１０８を介して、サイドチャネル６４内に通じている、サイドチャネルステータ６２の流動チャネル１１０内に流入する。図６には、サイドチャネルステータ６２の左側部分のみが示されているが、サイドチャネルステータ６２は、回転軸２０に対して回転対称に形成されていることが好ましい。ロータハブ３０とサイドチャネルステータ６２との間には半径方向に延びて隙間１１２が形成されており、隙間１１２は、ロータハブ３０とサイドチャネルステータ６２との間にシール効果を達成すると共にガスが少なくとも略完全に開口１０８から流動チャネル１１０内に移動することを保証するために、小さい軸方向寸法を有している。ロータハブ３０は、図６に示されているように、その周囲にわたり分散配置された複数の開口１０８を含むことが好ましい。同様に、サイドチャネルステータ６２は、複数の対応する流動チャネル１１０を有していてもよい。ホルベック段１４のホルベックねじ山は、原理的に、軸方向全長にわたり延びて形成されるウェブおよびホルベックチャネルと共に均等に形成されていてもよい。ホルベックねじ山は、図２に示されているように、サイドチャネルポンプの入口へのガスの直接導入を達成するために構成されていてもよい。図６には別個には示されていないホルベックねじ山は、これに関して、同様に図示されていないホルベックステータに、または、ロータ部材３２の半径方向内面に、位置されていてもよい。
【０１０５】
サイドチャネルポンプ段１８のポンプ作用構造は、原理的に、図１に関して上述されたように形成されている。サイドチャネルポンプ段１８は、羽根状のロータ要素４８を含む。ロータ要素４８は、ロータハブ１１４上に配置されており、ロータハブ１１４は、ホルベック段１２，１４のロータハブ３０から軸方向に間隔をなして配置されている。ロータハブ１１４は、ディスク形状に形成されており、且つ半径方向に延びて形成されている。ロータ要素４８は、ロータハブ１１４の端から半径方向に突出しており、また、半径方向に開放されたサイドチャネル６４内に突出している。これにより、サイドチャネルポンプ段１８の大きな直径と、それに対応する良好なポンピング効果が、ポンプのコンパクトな構造と共に達成される。図６に示されているポンプは、サイドチャネルポンプ段１８の軸方向レベルにポンプ出口を有していてもよく、ポンプ出口は、サイドチャネルポンプ段１８の出口に結合されており、また、例えば小さなフランジにより包囲されている。
【０１０６】
ホルベック段１２，１４に加えて、図６に示されているポンプは、さらに、ホルベック段１２，１４と直列に接続された他のホルベック段（例えば、複数）を有していてもよく、他のホルベック段は、好ましくは半径方向に相互に配置される。
【０１０７】
図６には示されていないホルベックステータスリーブの設置は、これに関して、特に簡単な態様で可能であり、その理由は、図６において底部に示されている、ロータハブ３０から遠く離れた、ホルベック段１２，１４の軸方向端部が自由にアクセス可能であり、このアクセスが特にサイドチャネルポンプ段１８によって遮断されないからであり、これにより、真空ポンプの非常に簡単且つコンパクトな構造が達成される。
【０１０８】
図７は、図６に示された真空ポンプに実質的に対応する、本発明の他の一実施態様による真空ポンプを軸方向断面図で示す。
【０１０９】
図７に示されているポンプは、サイドチャネルポンプ段１８に加えて、ホルベック段として形成された複数の分子ポンプ段１２，１４，１１６，１１８を含んでおり、分子ポンプ段１２，１４，１１６，１１８は、シリンダジャケット形状を有し且つ図７には示されていないそれに対応するホルベックステータスリーブを有する２つのロータ部材３２を含む。ホルベック段１２，１４，１１６，１１８の各々は、これに関して、図６に関して上述したように形成されている。サイドチャネルポンプ段１８は、図７に示されている真空ポンプ段においても、ポンプ入口２４と、ホルベック段として形成されている分子ポンプ段１２，１４，１１６，１１８との間に配置されている。
【０１１０】
サイドチャネルポンプ段１８のロータ要素４８と、ホルベック段１２，１４，１１６，１１８のロータ部材３２とは、共通のロータハブ３０に配置されており、ロータ要素４８は、ロータハブ３０の端から半径方向に且つロータハブ３０の半径方向寸法を超えて突出している。ロータ要素４８は、これに関して、半径方向に開放されたサイドチャネル６４内に延びて形成されており、サイドチャネル６４内において回転軸２０の周りでの回転運動を実行する。
【０１１１】
図７においてガス流動矢印８４によって示されているように、ガスは、ポンプの運転中においてポンプ入口２４を介してターボ分子段１０内に流入し、そこでロータハブ３０に向かって軸方向に搬送される。ロータハブ３０は、１つ以上の軸方向の開口１２０を有している。開口１２０は、ターボ分子段１０から半径方向内側へ、サイドチャネルポンプ段１８のポンプ作用構造を通ってホルベック段１２内へのガス流動通路を提供し、ホルベック段１２のためのガス入口となる。図６に示されたポンプのホルベック段１２，１４に関して上述したように、ガスは、ホルベック段１２，１４，１１６，１１８を介して、頂部から底部へ、および、底部から頂部へそれぞれ２回搬送され、これにより、全体として、ガス流動方向の反転が行われる。しかしながら、図６に示された実施態様とは異なり、ホルベック段１２，１４，１１６，１１８は、半径方向内側から半径方向外側へこの順序で流動され、これにより、半径方向内側から半径方向外側へのガス流動方向が形成される。ガスは、半径方向において最も外側に設けられたホルベック段１１８の、ポンプ入口２４に対面する端部において、サイドチャネルステータ６２の流動チャネル１２２を介して直接的にサイドチャネルポンプ段１８内に流入する。サイドチャネルステータ６２は、ロータハブ３０の端と半径方向において対向する側に設けられて配置されている。ガスは、サイドチャネルポンプ段１８内を通過した後に、ポンプ出口に移動可能であり、ポンプ出口は、サイドチャネルポンプ段１８の軸方向レベルに配置されていることが好ましい。
【０１１２】
図７に示されている実施態様においては、ホルベックスリーブ３２と、サイドチャネルポンプ段１８のロータ要素４８とが共通のロータハブ３０上に配置されていることにより、軸方向にきわめてコンパクトな構造形状が達成される。しかしながら、サイドチャネルポンプ段１８のために、ロータハブ３０とは別個のロータハブ１１４（図６参照）が設けられていてもよいであろう。このとき、ロータハブ１１４は、ガスがサイドチャネルポンプ段のポンプ作用構造を通って半径方向内側に搬送されることが可能な開口をオプションとして有していてもよいであろう。原理的に、サイドチャネルポンプ段１８は、例えば真空ポンプのハウジング内に配置されたバイパスチャネル１０６を介して、半径方向外側を回って流動されてもよいであろう（図６）。
【０１１３】
ポンプ入口２４から遠いホルベック段１２，１４，１１６，１１８の端部も、図７に示されているポンプにおいて自由にアクセス可能である。このように、図７に示されていない付属されたステータスリーブは、ロータ部材３２の軸方向自由端部の対向側に設けられた真空ポンプの外壁に、容易に配置可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  ターボ分子ポンプ段
１２，１４，１６  分子ポンプ段
１８  サイドチャネルポンプ段
２０  回転軸
２２  ロータシャフト
２４  ポンプ入口
２６  フランジ
２８  ロータディスク
３０  ロータハブ
３２，３４  ロータ部材
３６  半径方向外面
３８  半径方向内面
３９  ホルベック隙間
４０，４２  ホルベックステータスリーブ
４１，４３  ホルベックねじ山
４４  ベース部分
４６  支持部分、支持スリーブ
４８  ロータ要素
５０，５４  半径方向外面
５２，５５，５６  半径方向内面
５７  ホルベックねじ山
５８  自由空間
６０  支持面
６２  サイドチャネルステータ
６４  サイドチャネル、ステータチャネル
６６，６８  部位
７０  ねじ山突出部
７２  ねじ山チャネル
７４  集積領域
７６  供給チャネル
７８  突出部
８０  切断線
８４  矢印
８６  ステータディスク
８８  駆動部
９０  シール部
９２  回転軸受
９４  ポンプ出口
９５  ガス出口
９６  タップ
９８  スクレーパ
１００  結合部位
１０２  支持部位
１０４  釣合い内孔
１０６  ガス流動通路
１０８  開口
１１０  流動チャネル
１１２  隙間
１１４  ロータハブ
１１６，１１８，１６  分子ポンプ段
１２０  開口
１２２  流動チャネル
【図１】
0006027455.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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