(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプであって、ターボ分子ポンプ輸送機構体及び前記真空ポンプの向きを検出する向きセンサを有し、前記真空ポンプは潤滑剤を前記真空ポンプの相対的に動く表面に供給する潤滑回路を有し、前記潤滑剤の供給は、前記真空ポンプの向きで決まり、
ａ．前記真空ポンプは、少なくとも１つの許容可能な向きで作動可能に構成されており、前記少なくとも１つの許容可能な向きは直立の向きを含み、かつ、前記真空ポンプを前記少なくとも１つの許容可能な向き以外の向きで作動させると、少なくとも、前記ターボ分子ポンプ輸送機構体の性能が低下し、前記少なくとも１つの許容可能な向き以外の向きでの前記真空ポンプを作動させることは、前記真空ポンプを逆さまの向きで作動させることを含み、
ｂ．前記向きセンサは、保守期間を決定するための制御ユニットによる使用のため、前記真空ポンプの作動を作動中における前記真空ポンプの前記検出された向きに関連付けるデータをコンパイルするために、前記真空ポンプの前記向きを表す信号を出力するよう構成されている、真空ポンプ。
【請求項２】
ポンプハウジングを有し、前記向きセンサは、前記ポンプハウジングに対して固定されている、請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記向きセンサは、傾きセンサである、請求項１又は２記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記向きセンサは、加速度計である、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記真空ポンプを前記少なくとも１つの許容可能な向き以外の向きで作動させると、前記ターボ分子ポンプ輸送機構体の破損が生じる、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記潤滑回路は、重力が潤滑剤を前記真空ポンプの前記少なくとも１つの許容可能な向きでのみ前記潤滑回路の少なくとも一部分に沿って流すよう構成されている、請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項７】
駆動シャフトの運動は、全体として、前記駆動シャフトの軸線に対して半径方向の運動である、請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記真空ポンプはさらにバックアップ軸受組立体を備え、前記バックアップ軸受組立体は、ロータ又は前記駆動シャフトとの接触によって前記運動を制限するよう構成され、前記向きセンサは、前記バックアップ軸受組立体と前記ロータ又は前記駆動シャフトとの各接触イベントを検出するよう構成されている、請求項７記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記真空ポンプはさらに第１の軸受組立体を備え、前記第１の軸受組立体は、ロータ又は前記駆動シャフトに接触することなく前記運動を制御する非接触型軸受組立体である、請求項７又は８記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記第１の軸受組立体は、磁気軸受組立体である、請求項９記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
前記第１の軸受組立体は、前記バックアップ軸受組立体を前記ロータ又は前記駆動シャフトから隔てる距離よりも長い距離だけ前記ロータ又は前記駆動シャフトから間隔を置いて配置されている、請求項８を引用する請求項９〜１０のうちいずれか一に記載の真空ポンプ。
【請求項１２】
前記向きセンサは、前記ロータ又は前記駆動シャフトに加えられる力であって、前記バックアップ軸受体が前記力に起因して生じる前記運動を制限するようにするのに十分な力を検出するよう構成されている、請求項７〜１１のうちいずれか一に記載の真空ポンプ。
【請求項１３】
前記向きセンサは、加速度計である、請求項１２記載の真空ポンプ。
【請求項１４】
前記向きセンサは、前記ポンプハウジングに対して固定されている、請求項７〜１３のうちいずれか一に記載の真空ポンプ。
【請求項１５】
前記向きセンサは、前記バックアップ軸受組立体が前記運動を制限したイベントの回数を計数する計数器に信号を出力するよう構成されている、請求項７〜１４のうちいずれか一に記載の真空ポンプ。
【請求項１６】
前記イベントの回数が前記バックアップ軸受組立体の破損を予測する所定の値を超えた時点をユーザに指示する指示器を有する、請求項１５記載の真空ポンプ。
【請求項１７】
前記指示器は、前記イベントの回数を表示するディスプレイである、請求項１６記載の真空ポンプ。
【請求項１８】
前記指示器は、前記イベントの回数をワイヤード又はワイヤレス接続方式により遠隔の場所に送信する送信機である、請求項１６記載の真空ポンプ。
【請求項１９】
前記センサは、前記真空ポンプに加えられた力の大きさを検出し、前記検出した力の大きさに応じて前記バックアップ軸受組立体について生じる損傷を関連付けるよう構成されている、請求項７〜１８のうちいずれか一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、真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空ポンプにおいてターボ分子ポンプ輸送機構体を用いることが従来公知である。ターボ分子ポンプ輸送機構体は、典型的には、約１０-3〜１０-10ｍｂａｒの圧力を有する高真空又は超高真空を発生させるために用いられている。かかる高真空を発生させるために、駆動シャフトによって例えば毎分約２０，０００〜９０，０００回転の高い回転速度でロータブレードを回転させる。かかる高速及び高真空を達成させるためには、ターボ分子ポンプ輸送機構体は、高精度の製造技術及び厳密な公差を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、改良型真空ポンプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、真空ポンプであって、ターボ分子ポンプ輸送機構体及び真空ポンプの向きを検出する向きセンサを有することを特徴とする真空ポンプを提供する。
【０００５】
向きセンサは、好ましい実施形態では、加速度計であり、この場合、加速度計は、更に、かかる衝撃に敏感なポンプの条件を判定するためにポンプに加えられる衝撃を検出するよう構成されるのが良い。
【０００６】
本発明の他の好ましい及び／又はオプションとしての観点は、添付の特許請求の範囲に記載されている。
【０００７】
次に、本発明を良好に理解することができるようにするために、例示として与えられているに過ぎない本発明の幾つかの実施形態について添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】真空ポンプの略図である。
【図２】真空ポンプの一観点を真空ポンプの一つの向きの状態で詳細に説明する図である。
【図３】真空ポンプの同じ観点を真空ポンプの別の向きの状態で示す図である。
【図４】真空ポンプの同じ観点を真空ポンプの更に別の向きの状態で示す図である。
【図５】真空ポンプの制御システムを示す図である。
【図６】別の真空ポンプの略図である。
【図７】図６の真空ポンプの軸受組立体を詳細に示す図である。
【図８】図６の真空ポンプの駆動シャフトの運動を制限するバックアップ軸受組立体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、真空システムのエンクロージャ１２を排気する真空ポンプ１０が示されている。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ輸送機構体１４を有し、ターボ分子ポンプ輸送機構体は、ステータブレード又は翼板（図示せず）と一緒になってターボ分子ポンプ輸送機構体の７つの連続した段を構成するロータブレード又は翼板１６の７つのアレイを有している。真空ポンプ内でシャフト上には他のポンプ輸送機構体、例えば分子ドラグ段又は再生ポンプ輸送段が設けられても良い。必要に応じて７つよりも多い又は少ない数の段を設けることができる。
【００１０】
ターボ分子ポンプ輸送体は、代表的には、約１０-3〜１０-8ｍｂａｒの圧力を有する高真空又は超高真空を発生させるために用いられる。かかる高真空を発生させるため、駆動シャフト１５によって例えば毎分２０，０００〜９０，０００回転の高い回転速度でロータブレードを回転させる。駆動シャフト１５は、その下端部分が潤滑式軸受１８，２０によって且つその上端部分が磁気軸受（図示せず）によって回転可能に支持されている。磁気型軸受以外の軸受が軸受の上端部分に取って代わっても良い。
【００１１】
モータ（図示せず）が駆動シャフト１５を回転させる。インバータ及び可変出力制御装置を有するモータ駆動装置２２がモータを駆動するのに必要な電気信号をもたらす。駆動装置２２は、ポンプハウジング２４に隣接して又はこれと接触して配置されても良く、或いは、破線で示されているようにケーブル２６によってモータに接続された状態で遠隔に配置されても良い。
【００１２】
潤滑回路（以下、「潤滑剤回路」ともいう）又は供給装置が潤滑剤を真空ポンプの相対的に動く表面に供給するために設けられており、この潤滑回路は、図示の実施例では、少なくとも、軸受２０を有し、軸受２０は、この軸受の相対的に動く内レースと外レースとの間に潤滑剤を供給して転がり軸受部材について摩擦を減少させた回転を可能にするようになっている。以下において、図２を参照して潤滑回路について詳細に説明する。潤滑剤の供給は、真空ポンプの向きで決まり、この真空ポンプは、図１及び図２では直立の向きで示されている。この点に関し、潤滑剤回路は、重力により潤滑剤が真空ポンプの直立の向きでのみ潤滑剤回路の下方に差し向けられた部分に沿って流れるようにするよう構成されている。
【００１３】
ターボ分子ポンプ輸送機構体１４の作動及びエンクロージャからのガスの効果的なポンプ輸送は、潤滑供給回路の適正な機能が実行されるかどうかで決まり、潤滑剤供給装置は、真空ポンプの向きで決まる。真空ポンプの他の動作特性、例えば、例えば軸受、ポンプ輸送機構体又は駆動シャフトに加わる荷重又はこれらと関連した力は、ポンプの向きによって影響を受ける。ポンプの向きの影響は、ポンプの性能を定格又は最適レベルから低下させる場合があり、或いは、より深刻な状況では、短時間であるにせよ経時的であるにせよいずれにせよポンプの故障を生じさせる場合がある。
【００１４】
ポンプの作動は、上述したようにその向き、潤滑系統及び他の動作特性で決まるが、ポンプの性能は、特にかなり長い期間にわたる保管又は輸送中のその向きによっても決まる。例えば、望ましくない向きでの輸送又は保管により、使用の際にポンプの損傷が生じ又はその性能が低下する場合がある。
【００１５】
図１に示されている実施形態では、ポンプ１０は、ポンプの向きを検出する向きセンサ２８を有する。向きセンサ２８は、ポンプの静止部分に対して固定されており、この静止部分は、この実施形態では、ポンプハウジングである。向きセンサは、図示のようにポンプハウジング内に固定されても良く、他の実施例では、ポンプハウジングの外部に固定されても良く、変形例として、ポンプに対して固定された別の部分、例えばモータ駆動ユニットに固定されても良い。
【００１６】
向きセンサは、好ましくは、図２〜図４に示された重力“ｇ”を検出し、重力の方向に対する真空ポンプの向きを突き止めるセンサである。向きセンサは、重力の検出には限定されず、他の技術的思想の枠組みを利用しても良く、例えば、向きセンサは、一定の寸法又は一定の向きに対応したデータを提供する固定ビーコンに敏感であっても良い。一実施例では、向きセンサは、真空ポンプが直立の向き又は重力の方向に対して傾けられた時点を検出する傾きセンサである。別の実施例では、向きセンサは、真空ポンプに加えられる加速力を検出する加速度計である。
【００１７】
図２を参照すると、真空ポンプ１０の一部が直立位置で詳細に示されている。潤滑供給装置は、潤滑剤、例えば油を収容する潤滑剤サンプ３０を有している。潤滑剤サンプは、輸送又は使用に先立って充填されるのが良く、或いは、オプションとして、潤滑剤が輸送又は保管中にサンプから漏れ出るのを回避するために使用前の僅かな期間で充填されても良い。潤滑剤サンプは、材料のマトリックス中に潤滑剤を収容するフェルトベッド（床）を有しても良い。サンプは、頂部３１を有し、この頂部３１は、潤滑剤をサンプから軸受２０に運ぶよう構成された駆動シャフト１５の円錐形部分３２に密接して位置し又はこれと接触状態にある。この点に関し、駆動シャフトの回転円錐形表面３６は、サンプの頂部３１から潤滑剤をピックアップし、それにより潤滑剤は、矢印３８で示されているように軸受２０に向かって半径方向外方に且つ上方に流れる。軸受から分散した潤滑剤４０は、重力の影響を受けて落下してサンプによって再吸収され、更に循環が行われる。
【００１８】
図３を参照すると、真空ポンプ１０の潤滑供給装置は、図１及び図２に示された直立位置から重力ｇの方向に対して９０°回され又は傾けられた水平の向きで示されている。真空ポンプの性能は、図３におけるその向きによって低下する。この点に関し、駆動シャフト１５及び特に円錐形下端部分３２の回転により、潤滑剤は、サンプ３０から軸受２０に向かって回転テーパ付き表面３６に沿ってさっと流される。サンプの向きが水平であっても、そのことがサンプから軸受への潤滑剤の運搬にそれほど悪影響を及ぼすわけではない。しかしながら、軸受からサンプへの潤滑剤の戻り経路は、図３のポンプの向きによって性能的に低下する。と言うのは、潤滑剤の全てがサンプに戻るわけではないからである。潤滑剤のうちの何割かは、流路４２によって示されているように落下してサンプから逸れ、そしてポンプハウジング２４内に溜まる場合がある。したがって、この向きは、性能低下又は場合によっては作動期間が続いた後の故障の原因となり得る。
【００１９】
ポンプを図３の向きに向かって傾ける量は、ポンプの性能に影響を及ぼす。傾きの量が僅かであると、ポンプ性能のそれほど大きな低下は生じないと言える。と言うのは、潤滑剤の戻り経路は、潤滑剤をサンプ中に案内するからである。問題は、戻り経路が潤滑剤をサンプから遠ざけて案内する場合に重大になり、図示の実施例では、これは、直立の向きからほぼ９０°の角度で起こる場合がある。他のポンプでは、この構成は、水平の向きにより故障が生じる場合があるので水平の向きが不可能であるようなものであると言って良い。
【００２０】
当然のことながら、真空ポンプの他の部品、コンポーネント又は機能は、上述したようにその向きによって影響を受ける。例えば、軸受１８は、垂直の向きで用いられるよう構成されており、水平の向きでの使用により、軸受に加わる荷重が変化し、それにより保守を必要とする前又は故障前にはその寿命が短くなっている場合がある。
【００２１】
図４を参照すると、真空ポンプ１０の潤滑剤供給装置は、重力“ｇ”の方向に対して図１及び図２に示された直立の向きから１８０°回され又は傾けられた逆さまの向きで示されている。真空ポンプの性能は、図４のその向きによって低下する。この点に関し、駆動シャフト１５及び特に円錐形下端部分３２の回転により、潤滑剤は、サンプ３０から軸受２０に向かって回転テーパ付き表面３６に沿ってさっと流される。重力は、この潤滑剤の移送を支援し、それにより、軸受への過剰の潤滑が生じる場合がある。加うるに、軸受からサンプへの潤滑剤の戻り経路は、重力に依存し、図４に示されているポンプの向きでは、潤滑剤は、流路４４によって示されているように落下してサンプから逸れ、そしてポンプハウジング２４内のどこか他の場所に溜まる。比較的短時間で、サンプは、乾き切って潤滑剤がない状態になり、それにより軸受に潤滑が作用しなくなり、それにより性能の低下、最終的にはポンプの故障が生じる。
【００２２】
ポンプの性能及び故障前の持続時間は、ポンプの向きが逆さまの状態に向かって近くなると減少するので、センサは、水平の向きと逆さまの向きとの中間の向きの角度を検出するよう構成されているのが良い。
【００２３】
水平の向きに関して上述したように、真空ポンプの他の部品、コンポーネント又は機能は、逆さまの向きでは同じ又は違ったやり方で悪影響を受ける。
【００２４】
図５を参照すると、本発明の実施形態としての制御システムが示されている。ポンプ１０は、チャンバを排気するために設置され、電力が駆動装置２２に供給される。駆動装置がその向きに関してポンプに対して固定されている場合、向きセンサ２８を駆動装置内に収容することが好都合である。と言うのは、電力を駆動装置の他の電気コンポーネントと一緒にセンサに容易に送ることができるからである。作動されると、センサは、真空ポンプ１０の向きを突き止める。代表的には、そして上述したように、真空ポンプが少なくとも１つの許容可能な向き（例えば、図１及び図２に示されているように直立、図３に示されているように水平、但し、この場合には潜在的に性能が低下する）で作動可能に構成されている場合であって真空ポンプをこの少なくとも１つの許容可能な向き以外の向き（例えば、図４に示されているように逆さま）で作動させた場合、それにより、少なくとも、ポンプの故障を生じさせることによるか、摩耗を増大させて寿命を短くすることによるかのいずれかによって、ターボ分子ポンプ輸送機構体の性能が低下する。当然のことながら、図１〜図４に示されている実施例以外のポンプ設計例では、逆さまの向き又は水平の向きが好ましい場合があり、直立の向きがポンプの性能を低下させる場合がある。
【００２５】
使用中におけるポンプの向きは、短期間及び長期間のポンプ性能に影響を及ぼす。加うるに、許容できない向きでのポンプの保管又は輸送は、特にポンプが長期間にわたって許容できない向きに維持されている場合、ポンプのその後の性能に悪影響を及ぼす。通常、ポンプが電源の接続なしで輸送又は保管されている場合がその例であり、したがって、輸送又は保管中における向きが突き止められるべき場合、真空ポンプは、電力をセンサに供給するよう構成された電力供給装置を有する。適当な電力供給装置は、バッテリである。
【００２６】
向きセンサは、制御ユニット４８への入力のために真空ポンプの向きを表す信号４６を出力するよう構成されている。制御ユニット４８は、信号４６に応答し、この制御ユニットは、例えば、検出した向きに応じて真空ポンプの作動を制御し又は検出した向きに対応したデータをコンパイルするよう構成されているのが良い。
【００２７】
図５では、信号４６は、制御ユニットの処理ユニット５０によって処理される。制御ユニット４８は、信号４６を処理するようプログラムされたポンプの制御ユニットの一部、それに応じて構成された特注のユニット又は信号４６を処理するための命令でプログラムされたコンピュータ、例えばラップトップ型コンピュータであるのが良い。処理ユニットは、駆動装置２２に接続され、この処理ユニットは、ポンプの検出した向きに応じて制御信号を駆動装置に出力する。この点に関し、検出した向きが許容可能な向き、例えばこの実施例における直立の向きである場合、駆動装置は、ポンプを通常通り作動させる。ポンプが許容できない向き、例えば逆さまの向きである場合、駆動装置は、ポンプの作動を停止させ又は制限されたパラメータの範囲内での、例えば減少した回転した速度でのポンプの作動を可能にするよう制御されるのが良い。
【００２８】
駆動装置２２は又、ポンプの作動に関連したデータを制御ユニット４８に送るよう構成されているのが良い。例えば、許容できない向きでの作動の場合、保守が必要になる前にポンプを作動させることができる期間を短くするのが良い。したがって、駆動装置は、次の保守イベントを決定するために制御ユニット４８によって使用のための経時的なポンプの回転速度に関するデータを提供するのが良い。
【００２９】
処理ユニット５０は、ポンプの検出した向きを記憶するために記憶装置又はメモリ５２に書き込んだりこれから読み取ったりすることができる。記憶されている検出した向きをタイマーユニット５４からの入力に従ってポンプを各向きに差し向けておく持続時間に関連付けるのが良い。例えば、ポンプが水平の向きで使用される場合、記憶装置は、１００時間の作動期間にわたって「水平」を記憶する。使用に関するこの編集物を用いると、顧客のため又はポンプの販売後使用の点検のための保守期間を求めることができる。
【００３０】
プロセッサユニット５０は、情報をディスプレイ５６上でユーザに表示するためにコンパイルされたデータを記憶装置５２から読み取るよう構成されている。かかる情報としては、許容できない向きでのポンプの作動に関する警告又は任意所与の向きのままである使用時間が挙げられる。プロセッサユニットは又、データをメモリから遠隔の場所６０への送信のための送受信機５８に出力するよう構成されている。遠隔の場所は、ポンプ供給業者がポンプを作動させている向きをモニタすることができるようにするようポンプ供給業者の場所であるのが良い。この情報により、供給業者は、例えば、リアルタイムポンプ使用量に応じて保守期間のタイミングを取り又は故障の発生を予測することができる。供給業者は又、例えばポンプが許容できない向きで作動されている場合、真空ポンプを駆動装置２２の作動を制御するための制御信号を送受信機に送信するのが良い。
【００３１】
上述の真空ポンプ１０は、ポンプの向きを検出する向きセンサを有する。ポンプの向きは、保守を必要とする前のポンプの動作寿命に悪影響を及ぼす場合がある。向きに加えて、真空ポンプは、その動作寿命に悪影響を及ぼす衝撃を受ける場合がある。上述の実施例のうちの１つでは、センサ２８は、加速度計である。加速度計は、更に、ポンプに加わる衝撃を検出するよう構成されているのが良い。具体的に言えば、ポンプのバックアップ軸受は、衝撃に敏感であり、そして量的に或る程度の使用後に保守又は交換を必要とするのが良いが、この例に限られない。以下の説明は、ポンプの向きを求めるために加速度計の使用に加えて、ターボ分子ポンプに設けられていてバックアップ軸受の使用を検出する加速度計の使用を説明する。
【００３２】
図６〜図８を参照すると、真空ポンプ輸送機構体１０２を有する真空ポンプ１００が示されており、この真空ポンプ輸送機構体は、この場合、ターボ分子真空ポンプ輸送機構体であるが、このポンプは、他の真空ポンプ輸送機構体を有していても良い。ポンプ輸送機構体は、駆動シャフト１０６によって回転可能に支持された４つのアレイをなすロータブレード１０４を有するロータを含む。ロータブレードは、それぞれ対応のアレイをなすステータブレード１０８に対して回転する。任意適当な数の段を設けることができる。モータ１１０が駆動シャフトを駆動するよう配置されている。
【００３３】
第１の軸受組立体１１２は、回転軸線Ａ回りの駆動シャフトの回転の際に方向Ｒにおけるロータ及び駆動シャフトの運動を制御する。方向Ｒは、主として、半径方向の運動であり、ただし、この運動は、軸方向における僅かな要素又は成分を有している。と言うのは、以下に詳細に説明するように、駆動シャフトは、下側の軸受組立体１１７回りに角度的に変位するからである。図示の実施形態では、真空ポンプ輸送機構体は、毎分約２０，０００〜９０，０００回転の回転速度で回転するターボ分子ポンプ輸送機構体であり、第１の軸受組立体とポンプの回転部品との摩擦を減少させるため、第１の軸受組立体１１２は、ロータ又は駆動シャフトに接触することなく、半径方向運動を制御する非接触型軸受組立体である。非接触型軸受の一例は、互いに逆の全体として環状の磁極１１３，１１５がそれぞれ回転部品及び固定部品に設けられた磁気軸受組立体である。この実施例では、固定磁極に向かう駆動シャフトに設けられている回転磁極の運動により、増大した磁力が駆動シャフトの半径方向において回転磁極に加えられ、それにより駆動シャフトを正確な位置合わせ状態に戻す。この構成は、摩擦が低く、従って、かかる高速ポンプに適しているが、軸受が非接触型なので、特に真空ポンプが外部からの衝撃又は打撃を受けた場合、この軸受は、ロータ及び駆動シャフトの或る程度の半径方向運動を許容する。
【００３４】
駆動シャフト１０６の運動が図７に通常の状態で、図８では変位した位置で示されている。第２の軸受組立体１１７は、駆動シャフトの下端部を支持した状態でポンプハウジングに対して固定されている。真空ポンプが打撃を受けると、駆動シャフトの軸線Ａは、第２の軸受１１７回りに軸線Ａ１まで角度的に変位する。この角度的変位により、幾分かの軸方向変位と共に軸線Ａ，Ａ１の半径方向変位Ｒ１が生じる。
【００３５】
バックアップ軸受組立体１１４が例えばロータ及び駆動シャフトの半径方向運動を制限してポンプの回転部品とポンプの静止部品との衝突を阻止する。衝突が起こると、ポンプ輸送機構体の損傷が生じ、また、衝突は、特にロータブレード１０４が最高９０，０００ｒｐｍの速度で回転しているので、危険な場合がある。バックアップ軸受組立体１１４は、ロータ又は駆動シャフトとの接触によって半径方向運動を制限するよう構成されている。図７及び図８に示されているバックアップ軸受組立体の一例は、回転部品の方へ半径方向内方に向いた内レース１１９及び静止状態の外レース１２１を有する転がり軸受機構体を含む。転がり部材１２３、例えばセラミックボールが相対回転運動を可能にするよう内レースと外レースとの間に配置されている。図８に示されているように、ポンプ輸送機構体の回転部品が所定の距離だけ半径方向に動くと、この回転部品は、内レース１１９に接触し、それにより内レースと外レースの相対回転が生じ、ついには、回転部品は、その通常の作動位置に戻る。各かかる接触イベント（出来事）により、バックアップ軸受組立体は、摩耗し又は劣化状態になり、バックアップ軸受は、時間が経過すると交換を必要とする。と言うのは、もしそうでなければ、バックアップ軸受は、使用中に破損してポンプ輸送機構体を損傷させる場合があるからである。この点に関し、バックアップ軸受は、代表的には、真空ポンプの入口のところに配置され、従って、このバックアップ軸受は、ポンプ輸送されたガス流の順滑剤による汚染を回避するよう潤滑が行われないドライベアリング（乾燥軸受）である。バックアップ軸受組立体が交換されず、使用中に破損した場合、ポンプが損傷して不作動状態になる場合があり、それにより真空加工機器の破損が生じ又は真空環境を必要としている手技が中止になる。したがって、好ましくは、バックアップ軸受組立体は、破損に先立って安全限界（安全マージン）に従って交換され又は補修される。
【００３６】
図６〜図８に示されているように、第１の軸受組立体は、バックアップ軸受組立体をロータ又は駆動シャフトから隔てる距離Ｒ３よりも長い距離Ｒ２だけロータ又は駆動シャフトから間隔を置いて配置されている。この構成により、駆動シャフト又はロータが交換されているときに第１の軸受組立体につつい損傷が生じることがない。というのは、バックアップ軸受組立体は、図８に示されている箇所１２５でロータ又は駆動シャフトに接触し、第１の軸受組立体に向かうそれ以上の変位を阻止するからである。
【００３７】
真空ポンプが例えば使用中にユーザによって打撃を受け又は真空ポンプが据え付けられているとき若しくは輸送されているときに真空ポンプに力が加わる場合がある。幾つかの真空ポンプ輸送用途では、真空ポンプは、例えば病院内での互いに異なる場所において装置、例えば癌治療用の加速器内で或る場所から別の場所に容易に輸送される必要がある。したがって、真空ポンプを運搬装置、例えばトロリ又は他の可搬式若しくは車輪付ユニットに取り付けることが好都合であるが、真空ポンプをこのように輸送すると、真空ポンプは、偶発的な衝突又は凸凹の表面上における輸送に起因して打撃を受けやすくなる。バックアップ軸受を使用状態にするのに必要な力は、真空ポンプの特性、例えば第１の軸受組立体によって生じる場合のある磁力の制御に応じて様々である。バックアップ軸受組立体の作動を生じさせるのに十分な代表的な力は、全体として半径方向及び／又は軸方向において真空ポンプに加えられる１０〜１００Ｎである。
【００３８】
ロータ又は駆動シャフトの半径方向運動がバックアップ軸受組立体によって制限される時点を検出するセンサ１１６が配置されている。図示の構成例では、センサは、ポンプハウジング１１８に対して、例えばポンプハウジングの外面に対して固定されており、このセンサは、ポンプハウジングに加わる力を検出する。センサは、加えられた力に起因して生じるポンプハウジングの加速度を検出する加速度計であるのが良い。毎秒毎秒“ｘ”メートルの加速度がバックアップ軸受組立体の機能実行を生じさせるということが作動に先立って決められ、従って、センサが“ｘ”以上の加速度を検出したときに接触イベントが起こったと判定される。
【００３９】
他の構成例では、センサは。ロータ又は駆動シャフトとバックアップ軸受組立体との衝突を検出する手段を有するのが良い。かかる一構成例は、接触時に閉路する電気回路を含むのが良い。別の構成例は、近接スイッチを含むのが良い。更に別の構成例は、バックアップ軸受組立体の内レースと外レースの相対運動を検出する手段を含むのが良い。接触イベントの発生を判定する全てのセンサ構成例が本発明の範囲に含まれる。
【００４０】
加速度計の構成が幾つかの実施形態では好ましいと言える。というのは、加速度計は、衝撃それ自体の検出に加えて衝撃の大きさを検出することができるからである。センサが真空ポンプに加わる力の大きさを検出するよう構成されている場合、検出された大きさをバックアップ組立体について生じる損傷に関連付けることができる。例えば、バックアップ軸受組立体は、５００回超の強い衝撃後又は１０００回未満の弱い衝撃後に破損する場合がある。以下に詳細に説明するように、バックアップ軸受組立体の交換は、検出された衝撃の回数が所定の場合、例えば１０，０００回の衝撃を超えた場合にトリガされる。強い衝撃は、上述の実施例では、２回の弱い衝撃に匹敵すると言え、従って、強い衝撃が検出された場合、検出された衝撃が１回だけであっても、衝撃の全回数が２だけ増やされる。この構成例は、強い又は弱い衝撃を表す２つの値を有するのが良く、弱い衝撃が検出された場合には計数を１つ増し、強い衝撃が検出された場合には計数に２を加える。衝撃の強度は、当然のことながら、高い精度を得るために３つ以上の互いに異なる強度に分割される場合がある。
【００４１】
別の構成例では、真空ポンプに加えられた全集積力を測定することができ又は真空ポンプの受ける全加速度を測定することができる。例えば、５０Ｎの力の衝撃により１回の衝撃が生じ、そして１０，０００回のかかる衝撃は、バックアップ軸受の交換が必要であることを意味している場合、真空ポンプに加えられる全力は、５００，０００Ｎである。したがって、検出された全力が５００，０００Ｎを超えた場合、交換がトリガされる。
【００４２】
特に図６を参照すると、センサ１１６は、接触イベントの検出、真空ポンプに加えられた力又は真空ポンプの受ける加速度と関連した信号１２０を出力するよう構成されている。センサ信号１２０がプロセッサ１２２に出力され、このプロセッサは、この出力を処理するよう構成されている。図示の構成例は、プロセッサは、加速度計により検出された加速度を記憶装置１２６に記憶されている値と比較して加速度が記憶された値よりも大きい場合には２進数の「１」を出力し、加速度が記憶された値よりも小さい場合、２進数の「０」を出力する比較器１２４を有する。強い衝撃及び弱い衝撃を表す２つ以上の記憶値が存在するのが良い。２進数の「０」は、接触が生じなかったことの判定であり、従って、読みは、ステップ１２８のところに置かれる。２進数の「１」は、バックアップ軸受組立体がロータ又は駆動シャフトの半径方向運動を制限したとき、イベントの回数を計数する計数器１３０に出力される。計数器の読みは、ユーザによる読み取りのためにディスプレイ１３２上に表示されるのが良い。図示のように、ディスプレイは、１５回のイベントを表示している。ユーザにはバックアップ軸受組立体の交換が必要とされる下限値が提供されるのが良く、従ってディスプレイが例えば１０００回のイベント又は５０００回のイベントを表示した場合、ユーザは、ポンプの保守を要求しなければならない。変形例として、計数は、この計数を最大許容イベント回数の値と比較する比較器１３４に出力されても良い。正の比較結果が警告指標、例えば可聴又は可視警告を発生させるユニット１３６に出力される。ユニット１３６は、警告指標を真空ポンプから離れたところに位置していてポンプ保守の要求を決定することができるポンプ供給業者にワイヤード又はワイヤレス接続方式により送信するための送信機を含むのが良い。
【図１】
0006593171.tif 000002
【図２】
0006593171.tif 000003
【図３】
0006593171.tif 000004
【図４】
0006593171.tif 000005
【図５】
0006593171.tif 000006
【図６】
0006593171.tif 000007
【図７】
0006593171.tif 000008
【図８】
0006593171.tif 000009