(57)【要約】  本発明は、ローターキャビティを覆うポンプエンベロープを備える磁気シールド真空ポンプを提供し、磁気シールド真空ポンプは、ポンプエンベロープの少なくとも一部を円周方向に収容する外側磁気シールドと、ポンプエンベロープの収容された部分と少なくとも１つの外側磁気シールドとの間で長手方向に延びる円周チャネルとを備える。長手方向に延びる円周チャネルは、略環状断面を有することができ、エンベロープの収容された部分を円周方向に取り囲む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気シールドされた真空ポンプであって、
ａ）前記真空ポンプのローターキャビティを取り囲むポンプエンベロープと、
ｂ）前記ポンプエンベロープの少なくとも一部を円周方向に収容する外側磁気シールドと、
ｃ）前記ポンプエンベロープの前記収容された部分と前記外側磁気シールドとの間で長手方向に延びる円周チャネルと、
を備える、真空ポンプ。
【請求項２】
前記ポンプエンベロープ及び／又は外側磁気シールドは、軟鋼を含む、請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記ポンプエンベロープ及び／又は外側磁気シールドは、無電解ニッケルメッキされる、請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
ｉ）前記ポンプエンベロープは、少なくとも約１０ｍｍの半径方向厚さを有し、
及び／又は、
ｉｉ）前記外側磁気シールドは、少なくとも約１５ｍｍの半径方向厚さを有し、
及び／又は、
ｉｉｉ）前記長手方向に延びるチャネルは、少なくとも約３ｍｍの半径方向厚さを有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記外側磁気シールドは、少なくとも２つの長手方向に延びるセクションを含み、好ましくは、前記セクションの各々は、２５ｋｇ未満の質量を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
使用時、冷却流体は、前記長手方向に延びる円周チャネルを通してポンプ圧送され、好ましくは、冷却流体は、前記ポンプエンベロープの外面を横切ってポンプ圧送される、請求項１から５のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記冷却流体は、ガスである、請求項６に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記冷却流体は、ガスであり、前記ガスは、空気である、請求項７に記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記チャネルに流入する前記冷却流体の温度は、約１０℃〜約４０℃、好ましくは約２０℃〜約３０℃、最も好ましくは２２℃である、請求項６から８のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記外側磁気シールドの外面が、３００ｍＴ以上、好ましくは約４００ｍＴ〜約５００ｍＴの最大放射状ＤＣ磁界強度に晒される場合、前記ポンプエンベロープ内の前記平均磁界強度は６ｍＴ、好ましくは５ｍＴを超えない、請求項１から９のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
前記真空ポンプは、実質的に同軸に整列した２以上の外側磁気シールドを備え、前記外側磁気シールドの各々の直径は徐々に増加する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項１２】
長手方向に延びる円周チャネルは、同軸に隣接した外側磁気シールドの間に設けられる、請求項１１に記載の真空ポンプ。
【請求項１３】
使用時、流体は、前記長手方向に延びる円周チャネルの各々に沿ってポンプ圧送される、請求項１２に記載の真空ポンプ。
【請求項１４】
すでに最大３５ｍＴの最大強度の放射状ＤＣ磁界内で作動するように構成された真空ポンプの磁気シールドを強化する磁気シールド組立体であって、前記真空ポンプの一部を円周方向に取り囲む外側磁気シールドを備え、前記外側磁気シールドは、使用時、長手方向に延びる実質的に環状のチャネルの外面を画定する内壁を有する、組立体。
【請求項１５】
使用時、前記シールドされたポンプは、３００ｍＴ以上、好ましくは約３００ｍＴ〜約５００ｍＴの最大磁界強度の放射状ＤＣ磁界内で作動することができる、請求項１４に記載の組立体。
【請求項１６】
前記外側磁気シールドは、少なくとも２つの長手方向に延びるセクションを含み、好ましくは、前記セクションの各々は、２５ｋｇ以下の質量を有する、請求項１４又は１５に記載の組立体。
【請求項１７】
使用時、前記チャネルは、前記外側磁気シールドと前記真空ポンプとの間で冷却流体をポンプ圧送することを可能にする、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１８】
使用時、前記チャネルは、冷却流体を前記真空ポンプの外面を横切ってポンプ圧送することを可能にする、請求項１７に記載の組立体。
【請求項１９】
前記冷却流体は、ガスであり、好ましくは、前記冷却流体は、空気である、請求項１７又は１８に記載の組立体。
【請求項２０】
前記冷却流体の温度は、約１０℃〜約４０℃、好ましくは約２０℃〜約３０℃、最も好ましくは２２℃である、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２１】
前記外側磁気シールドは、軟鋼を含む、請求項１４から２０のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２２】
ｉ）前記外側磁気シールドは、少なくとも約１５ｍｍの半径方向厚さを有し、
及び／又は、
ｉｉ）前記長手方向に延びる円周チャネルは、少なくとも約３ｍｍの半径方向の厚さを有する、請求項１４から２１のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項２３】
真空ポンプのための磁気シールドであって、前記真空ポンプの一部を取り囲むように構成された本体と、前記真空ポンプを冷却する流体を受け入れるように構成されたチャネルとを備える、磁気シールド。
【請求項２４】
前記チャネルは、前記シールドによって取り囲まれた前記真空ポンプの一部を円周方向に取り囲む、請求項２３に記載の磁気シールド。
【請求項２５】
前記磁気シールドの内壁は、前記冷却チャネルの外壁を形成し、及び／又は、前記真空ポンプの外壁は、前記冷却チャネルの内壁を形成する、請求項２３又は２４に記載の磁気シールド。
【請求項２６】
ｉ）前記本体は、少なくとも約１５ｍｍの半径方向厚さを有し、
及び／又は、
ｉｉ）前記冷却チャネルは、少なくとも約３ｍｍの半径方向厚さを有する、請求項２３から２５に記載の磁気シールド。
【請求項２７】
３５ｍＴを超える最大磁界強度の放射状ＤＣ磁界内で使用される真空ポンプを組み立てる方法であって、
ａ）ターボ分子真空ポンプを準備するステップと、
ｂ）前記真空ポンプの少なくとも一部を１又は２以上の磁気シールドで取り囲むステップと、
を含み、
前記磁気シールドのうちの１又は２以上は、使用中に前記真空ポンプを冷却する流体を受け入れるように構成されたチャネルをもたらす、方法。
【請求項２８】
真空ポンプのための磁気シールドを製造する方法であって、
ａ）軟鋼半製品を準備するステップと、
ｂ）前記半製品を焼鈍するステップと、
ｃ）前記ステップｂ）の前記製品から真空ポンプのための磁気シールド又はそのセグメントに機械加工するステップと、
を含み、
前記ステップｃ）の後で、前記磁気シールド又はそのセグメントが前記真空ポンプに取り付けられる前にさらなる熱処理を行わない、方法。
【請求項２９】
前記磁気シールドは、前記真空ポンプの前記エンベロープである又は前記真空ポンプの前記エンベロープを取り囲む外側磁気シールドである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記磁気シールドは、ターボ分子ポンプのエンベロープであり、前記ステップｃ）の後で、前記エンベロープは、無電解ニッケルメッキされる、請求項２８又は２９に記載の方法。
【請求項３１】
請求項２８から３０のいずれか一項に記載のプロセスに従って製造された磁気シールドを備えるターボ分子ポンプ。
【請求項３２】
前記真空ポンプは、ターボ分子ポンプである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の真空ポンプ、又は請求項１４から２２のいずれか一項に記載の組立体、又は請求項２３から２６のいずれか一項に記載の磁気シールド、又は請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
図面に従うターボ分子ポンプ又はターボ分子ポンプのための磁気シールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプの磁気シールド、詳細にはターボ分子ポンプの磁気シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプは、様々な用途において超高真空を提供するために使用される。
【０００３】
一般的に、ターボ分子ポンプは、ローターキャビティが位置付けられるポンプエンベロープを備えることができる。各ローターキャビティは、一群の１又は２以上のステータ及び対応するインペラ軸上に支持されたローターを収容することができる。最高速度において、インペラは、真空チャンバを排気するために軸線周りに約６０，０００ｒｐｍで回転することになる。
【０００４】
一部の用途において、ターボ分子ポンプは、ポンプ機構の正常な作動を妨害するのに十分な強度のＤＣ磁界に近接して配置される場合がある。この点に関しては、マルテンサイトステンレス鋼のポンプエンベロープを有するターボ分子ポンプは、最大３５ｍＴの最大強度を有する放射状ＤＣ磁界で作動するように開発されてきた。一般的に、マルテンサイトステンレス鋼のエンベロープは、ローターキャビティ内の平均磁界強度が６ｍＴを超えないことを保証することができる。
【０００５】
しかしながら、質量分析計及び超伝導マグネットに近接して存在するような、１００ｍＴの平均強度の放射状ＤＣ磁界内において最大回転速度で作動することができるターボ分子ポンプがますます必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術に関する上記及び他の問題に取り組むものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、第１の態様において、本発明は、ローターキャビティを覆うポンプエンベロープを備える磁気シールド真空ポンプを提供し、磁気シールド真空ポンプは、ポンプエンベロープの少なくとも一部を円周方向に収容する外側磁気シールドと、ポンプエンベロープの収容された部分と少なくとも１つの外側磁気シールドとの間で長手方向に延びる円周チャネルとを備える。長手方向に延びる円周チャネルは、略環状断面を有することができ、エンベロープの収容された部分を円周方向に取り囲む。
【０００８】
好ましくは、ポンプエンベロープの収容された部分は、少なくともポンプのローターキャビティの長さにわたって延びる。典型的には、ローターキャビティは、ポンプエンベロープの収容された部分の中に完全に位置することになる。
【０００９】
好ましくは、使用時、シールドされたポンプは、ポンプ入口の中心が３００ｍＴ以上、好ましくは約３００ｍＴ〜約５００ｍＴの最大強度の、ポンプローターの回転軸に直交する放射状ＤＣ磁界内に配置された状態で作動した場合に最高作動温度を超えないことになる。好ましくは、ローターキャビティ内の平均磁界強度は、真空ポンプのポンプ入口の中心が磁気シールドの外面で３００ｍＴ以上、好ましくは約３００ｍＴ〜約５００ｍＴの最大強度の、ポンプローターの回転軸に直交する放射状ＤＣ磁界内に配置された状態で、６ｍＴ、好ましくは５ｍＴを超えない。
【００１０】
付加的に又は代替的に、使用時、ポンプは、シールドされたポンプが、ポンプ入口の中心が１００ｍＴの平均半径方向状磁界強度の、ポンプローターの回転軸に直交する放射状ＤＣ磁界内に配置された状態で作動した場合に、例えば、過熱なしで作動することができるように構成することができる。好ましくは、使用時、真空ポンプのローターキャビティ内の平均磁界強度は、平均約６ｍＴを超えず、好ましくは約５ｍＴを超えない。
【００１１】
好都合には、ポンプの収容された部分と外側磁気シールドとの間で長手方向に延びる円周チャネルは、シールドとエンベロープが完全に別個であるように空隙がシールドとエンベロープとの間に設けられ、その結果、シールドからエンベロープに伝わる磁束が低減される。従って、結合されたシールド及びエンベロープは、磁束を真空ポンプローターキャビティの周りに案内し、ローターによって誘発された渦電流が低減する。空隙は、典型的には、実質的に環状断面を有する。
【００１２】
さらに、真空ポンプを冷却するために、空気などの流体はチャネルに沿ってポンプ圧送することができる。流体は、ポンプの収容された部分の外面を横切って、好ましくはポンプの収容された部分の外面の実質的に全てを、好ましくはポンプエンベロープの外面を横切ってポンプ圧送することができる。典型的には、真空ポンプを冷却する流体は、ポンプエンベロープの外面に接触する。
【００１３】
好都合には、このことは、真空ポンプの使用時の過熱を防止し、エンベロープ及び／又はシールドでもたらされた断熱をさらに補うことができる。
【００１４】
好ましくは、流体は、好ましくはポンプローターの回転軸に実質的に平行な方向に、好ましくは実質的にローターキャビティの入口端部に向う方向に、チャネルの第１の端部から第２の端部にポンプ圧送することができる。付加的に又は代替的に、流体は、重力の作用に実質的に対抗する方向に進むように、第１の端部から第２の端部にポンプ圧送することができる。このような構成は、チャネルを均一に満たすのを助けることができる。
【００１５】
好ましくは、チャネルに入る流体の温度は、約１０℃〜約４０℃、さらに好ましくは、約２０℃〜約３０℃、例えば、２２℃とすることができる。好都合には、これは、さらなる流体加熱／冷却装置の必要性を回避することができる。付加的に又は代替的に、冷却流体の温度及び流量は、ポンプを最大作動温度未満の温度に維持するように選択することができる。
【００１６】
好ましくは、流体は、好ましくは、空気などのガスとすることができる。好ましくは、空気は、室温（２２℃）である。
【００１７】
ポンプエンベロープ及び／又は磁気シールドは、軟磁性材料を含むことができる。
【００１８】
本明細書において、軟磁性材料は、１０００Ａ／ｍ未満の保磁力を有する強磁性材料であると理解することができる。付加的に又は代替的に、軟磁性材料は、約４００〜約４５００の比透磁率を有する。好ましくは、軟磁性材料は、少なくとも約１．８Ｔの飽和磁束密度を有する。好都合には、このような軟磁性材料を含む磁気シールドは、比較的コンパクトであるが、それでも高強度磁界内で効果的なシールドをもたらすことができる。
【００１９】
好ましくは、エンベロープ及び／又は外側磁気シールドは、０．２％未満炭素、好ましくは約０．２％〜約０．０５％炭素の純鉄又は軟鋼を含むことができる。好適な鋼は、０７０Ｍ２０及びＰＤ９７０−３を含む。好ましくは、鋼は、シールド及び／又はエンベロープが機械加工される前に完全に焼鈍される。しかしながら、典型的には、機械加工の後にさらなる熱処理は用いられない。好都合には、このプロセスは、構成要素のコストを大幅に低減するが、プロセスは、加工硬化の結果として硬磁性表面を残す場合があり、これには、次に、構成要素の特定の半径方向厚さを約２ｍｍだけ増大させることによって対処することができる。
【００２０】
好ましくは、エンベロープ及び／又は外側磁気シールドは、無電解ニッケルメッキされる。好都合には、これによって、エンベロープを通るＨ2拡散が低減され、標準的なシーリング幾何形状を使用することができる。
【００２１】
好ましくは、エンベロープ及び外側磁気シールドは、実質的に同じ軟磁性材料を含むことができる。
【００２２】
様々に成形された外側磁気シールドを使用して、真空ポンプのローターキャビティを磁気シールドすることができることを理解されたい。一実施形態において、真空ポンプ全体を収容することができるが、実際には、これは常には可能ではない。従って、典型的には、外側磁気シールドは、ポンプエンベロープの周りに適合する、例えば管体である、実質的に環状断面の中空開口の略円筒体である。ポンプエンベロープ及び／又は磁気シールド及び／又はチャネルは、実質的に環状断面とすることができるが、他の断面を使用することもできることを理解されたい。
【００２３】
外側磁気シールドの一端又は両端は、長手方向に延びるチャネルに流入／流出する流体の流れを助けるためにキャステレイトされる（castellated）ことができる。
【００２４】
付加的に又は代替的に、外側磁気シールドは、２又は３以上の長手方向に延びるセクション、好ましくは２つの長手方向に延びるセクションを備える。典型的には、各セクションは、２５ｋｇ未満、好ましくは約１５ｋｇ未満の質量を有する。好都合には、これによって、一人のオペレータが各セクションを運んで組み立てることができる。セグメント化されたシールドによって、シールドは、例えば、パイプ及びケーブル接続部などのシールドを貫通する必要がある設備の周りに適合することができる。
【００２５】
各セクションのうちの１又は２以上は、半環状断面を有することができる。各セクションは、一緒に配置して、中空円筒体を形成することができる。セクションの合わせ面は、ぴったり合うように構成されており、磁気回路は、その間に延びる接合部を横切って実質的に維持される。
【００２６】
典型的には、２又は３以上のセクションは、使用に向けて、クランプされるか又は他の方法で互いに非永久的に隣接することになる。使用される場合、非永久的な固定は、各セクションが磁界の作用を受けて分離するのを防止するために十分な力に耐えることができるものである。非永久的な固定は、２又は３以上の部品を約３００Ｎよりも大きな、好ましくは約３５０Ｎ〜約５００Ｎの力で一緒に保持することができる。
【００２７】
好ましくは、ポンプエンベロープ壁は、少なくとも約８ｍｍ、好ましくは約１０ｍｍから約２５ｍｍの半径方向厚さを有する。１１ｍｍは、一例である。外側磁気シールドなしでも、１１ｍｍ完全焼鈍軟鋼ポンプエンベロープを有する真空ポンプは、３５ｍＴの最大強度の放射状ＤＣ磁界内に配置された場合、６ｍＴ未満の平均強度、典型的には５ｍＴ未満の平均磁界強度の磁界を含むローターキャビティをもたらすことができる。
【００２８】
好ましくは、外側磁気シールドは、少なくとも約１５ｍｍ、好ましくは約２０ｍｍ〜約４０ｍｍの半径方向厚さを有する。２０ｍｍは、一例である。
【００２９】
好ましくは、長手方向に延びる円周チャネルは、少なくとも約３ｍｍ、好ましくは約５ｍｍ〜約４０ｍｍの半径方向厚さを有する。５ｍｍは、一例である。磁束は、チャネルによってもたらされた空隙を横切るのではなく外側磁気シールドの周りを動く傾向があるので、長手方向に延びる円周チャネルの厚さが厚いほど、ローターキャビティにもたらされる磁気シールドは良好である。
【００３０】
当業者であれば、例示された厚さは好ましいが、外側磁気シールド、チャネル、及び／又はエンベロープの半径方向厚の各々は、特定の真空ポンプ、外形形状、及び意図された用途に応じて最適化できることを理解できるはずである。典型的には、ポンプ入口の中心がポンプの回転軸に直交する特定ピークの放射状ＤＣ磁界内に配置された場合、半径方向厚さは、真空ポンプのローターキャビティ内の平均磁界が６ｍＴ、好ましくは５ｍＴの平均磁界強度を超えないことを保証するように最適化されることになる。
【００３１】
真空ポンプは、２以上の外側磁気シールド、例えば、各々の直径が徐々に増加する２、３、４、５又は６以上の実質的に同軸に整列された外側磁気シールドを備えることができる。好ましくは、長手方向に延びる円周チャネルは、各外側磁気シールド層とそれらの隣接したシールド層との間に提供される。好ましくは、ガス、例えば空気などの流体は、この長手方向に延びる円周チャネルの各々に沿ってポンプ圧送することができる。好都合には、これは、真空ポンプの使用時の過熱を防止すると共に、エンベロープ及び／又は各磁気シールドによってもたらされた追加の断熱を補償することができる。
【００３２】
用語「外側磁気シールド」は、ポンプエンベロープの少なくとも一部を円周方向に収容する磁気シールドと理解されたい。当業者であれば、これは、最外磁気シールドであることを必ずしも意味しないが、これは、実施形態において当てはまる場合があることを理解できるはずである。例えば、真空ポンプが複数の外側磁気シールドを備える構成において、真空ポンプエンベロープから最も遠いもののみが最外である場合があるが、当業者であれば、「外側磁気シールド」は、真空ポンプエンベロープを取り囲むシールド体のいずれかを指すことができることを理解できるであろう。同様に、単一の外側磁気シールドを備える実施形態において、このシールドは、最外磁気シールドとすることができる。
【００３３】
好ましくは、外側磁気シールドの外面又は複数の外側磁気シールドを有する構成における最外磁気シールドが、最大約５００ｍＴ、好ましくは約３００ｍＴ〜約４００ｍＴの最大放射状ＤＣ磁界強度に晒される場合、ポンプエンベロープ、特にローターキャビティ内の磁界は、平均約６ｍＴを超えない、好ましくは、約５ｍＴを超えない。
【００３４】
さらなる態様において、本発明は、最大３５ｍＴの最大強度を有する放射状ＤＣ磁界内で作動するように既に構成された真空ポンプの磁気シールドを強化する磁気シールド組立体を提供する。典型的には、真空ポンプは、強磁性ポンプエンベロープ、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼ポンプエンベロープ又は無電解ニッケルメッキされた軟鋼ポンプエンベロープを有する。
【００３５】
組立体は、真空ポンプの一部を円周方向に取り囲む外側磁気シールドを備えることができ、外側磁気シールドは、使用時、長手方向に延びる実質的に環状のチャネルの外面を定める内壁を有する。
【００３６】
好ましくは、外側磁気シールドは、１０００Ａ／ｍ未満の保磁度を有する軟磁性材料を含む。付加的に又は代替的に、比透磁率は４００〜４５００である。好ましくは、飽和磁束密度は少なくとも約１．８Ｔである。
【００３７】
使用時、組立体は、ポンプ入口の中心が１００ｍＴの平均半径方向磁界強度のポンプローターの回転軸に直交する放射状ＤＣ磁界内に配置された場合に、シールドされたポンプが作動することができるように構成することができる。好ましくは、使用時、真空ポンプのローターキャビティ内の平均磁界強度は、約６ｍＴの平均を超えない、好ましくは約５ｍＴを超えない。
【００３８】
付加的に又は代替的に、使用時、組立体は、シールドされたポンプが、磁気シールドの外面に直接隣接した、最大約５００ｍＴ、好ましくは約３００ｍＴ〜約４００ｍＴの最大半径方向磁界強度のＤＣ磁界内で作動することができるように構成することができる。好ましくは、使用時、真空ポンプのローターキャビティ内の平均磁界強度は、約６ｍＴの平均を超えない、好ましくは、約５ｍＴを超えない。
【００３９】
外側磁気シールドは、典型的には中空の略円筒体とすることができる。外側磁気シールドは、典型的には、真空ポンプのエンベロープの外径よりも大きな内径を有することができる。付加的に又は代替的に、ポンプエンベロープと外側磁気シールドとの間の直径の差は、両者の間に円周チャネルをもたらす。典型的には、外側磁気シールドは、真空ポンプのローターキャビティと同じか又はローターキャビティよりも大きな軸方向長さを有することができる。
【００４０】
外側磁気シールドは、２又は３以上のセクション、例えば、２、３、４、又は５又はそれ以上のセクションを備えることができる。典型的には、各セクションは、シールドの全長にわたって軸方向に延びるが、部分的に円周方向に延びる。好ましい実施形態において、シールドは、少なくとも１つの半環状セクションを備える。典型的には、いずれのセクションの重量も２５ｋｇを超えず、個々のセクションは、好ましくは１５ｋｇの質量を超えない。
【００４１】
本発明の別の態様と同様に、チャネルは、冷却流体、好ましくはガス、例えば空気を外側磁気シールドと真空ポンプとの間に導くために使用することができる。好ましくは、冷却流体は、ポンプエンベロープの外面を横切ってポンプ圧送することができる。チャネルは、外側磁気シールドとポンプエンベロープが直接接触した場合と比較すると、外側磁気シールドによってもたらされるシールドを強化する。好都合には、チャネルと冷却流体を組み合わせることで、過熱することなく磁気シールドを強化することができる。
【００４２】
外側磁気シールドは、軟鋼、好ましくは完全焼鈍軟鋼を含むことができる。実施形態において、外側磁気シールドの表面は、機械加工中に加工硬化する場合があるが、典型的には、機械加工後にさらなる熱処理は行わない。
【００４３】
好ましくは、外側磁気シールドは、少なくとも約１５ｍｍの半径方向厚さを有し、及び／又は、長手方向に延びる円周チャネルは、少なくとも３ｍｍの半径方向厚さを有する。
【００４４】
別の態様において、本発明は、真空ポンプのための磁気シールドを提供し、シールドは、真空ポンプの一部を取り囲むように構成された本体と、真空ポンプを冷却する流体を受け入れるように構成されたチャネルとを備える。典型的には、チャネルは、冷却流体をポンプの外面を横切って、好ましくはシールドと真空ポンプとの間に導く。典型的には、チャネルは、シールドによって取り囲まれた真空ポンプの一部を円周方向に取り囲む。典型的には、外側磁気シールドの内面は、冷却チャネルの外面を形成し、及び／又は、ポンプの外面は、冷却チャネルの内面を形成する。典型的には、流体は、好ましくは室温の空気などのガスである。好ましくは、真空ポンプは、ターボ分子ポンプである。典型的には、冷却流体温度及び流量は、ポンプを好ましい作動温度に維持するように選択される。
【００４５】
好ましくは、本体は、少なくとも約１５ｍｍの半径方向厚さを有し、及び／又は、冷却チャネルは、少なくとも約３ｍｍの半径方向厚さを有する。
【００４６】
別の態様において、本発明は、真空ポンプのための磁気シールドを製造する方法を提供する。
【００４７】
この方法は、軟鋼半製品を準備するステップと、この半製品を完全焼鈍するステップと、この完全焼鈍製品から磁気シールド又はそのセグメントを機械加工するステップとを含み、機械加工するステップ後、磁気シールド又はそのセグメントを真空ポンプに取り付ける前にさらなる熱処理は行わない。
【００４８】
本出願のほかの場所で説明するように、このプロセスは、ターボ分子ポンプのエンベロープ、及び／又は、ターボ分子ポンプのエンベロープを取り囲む外側磁気シールドを製造するために使用することができる。
【００４９】
鋼を完全焼鈍するステップは、鋼を、その中に含有された全てのフェライトがオーステナイトに変わる温度に加熱するステップを含むことができる。その後、材料は、平衡微細構造を得て、全てのオーステナイトが粗い粒状組織を有するパーライト及びフェライトに変わるのを確実にするように室温（例えば、２２℃）に非常にゆっくりと冷却させる。
【００５０】
磁気シールドがターボ分子ポンプのエンベロープである場合、エンベロープは、その後、無電解ニッケルメッキすることができる。
【００５１】
従って、本発明は、上記プロセスに従って製造された磁気シールドを備える真空ポンプも提供する。
【００５２】
本明細書で説明する本発明の全ての態様及び実施形態は、変更すべき点を変更して組み合わせることができることを理解されたい。
【００５３】
本発明の好ましい特徴は、以下に添付図面を参照して例示的に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるターボ分子ポンプの断面を示す。
【図２】外側磁気シールドが取り除かれたターボ分子ポンプを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本発明は、磁気シールドを備える真空ポンプを提供する。
【００５６】
図１に示すように、一実施例において、ターボ分子ポンプ（１）は、外側磁気シールド（２）、ポンプエンベロープ（３）、及び長手方向に延びる円周チャネル（４）を備える。ポンプエンベロープ（３）、外側磁気シールド（２）、及びチャネル（４）は、ターボ分子ポンプの長手軸（Ａ）の周りに実質的に同軸に整列する。
【００５７】
本発明において、「軸方向の」「軸方向に」、及び「軸方向」は、ターボ分子ポンプの軸線「Ａ」に平行な方向を指す。この方向は、一般的に、ポンプエンベロープ（３）、チャネル（４）、及び／又は外側磁気シールド（２）の半径方向厚さに対して直交しかつポンプエンベロープの外面及びシールドの内面に略平行とすることができる。
【００５８】
例示するように、外側磁気シールド（２）は、ポンプエンベロープ（３）の半径方向厚さ（ｂ）及びチャネル（４）の半径方向厚さ（ｃ）よりも大きい半径方向厚さ（ａ）を有することができる。典型的に、外側磁気シールド（２）は、少なくとも１５ｍｍ、好ましくは、少なくとも２０ｍｍの半径方向厚さ（ａ）を有する。
【００５９】
例示の外側磁気シールド（２）は、ローターキャビティ（５）の軸方向長さ（ｙ）よりも長い軸方向長さ（ｘ）を有する。好都合には、このことは、実質的に全てのローターキャビティ（５）が周囲の磁界からシールドされることを保証する。好ましくは、シールドされたローターキャビティ（５）の内部の平均磁界強度は６ｍＴ、好ましくは５ｍＴを超えない。例示のターボ分子ポンプ（１）において、外側磁気シールド（２）は、ころ軸受（７）を備える下部ポンプ体（６）を取り囲む。外側磁気シールド（２）は、ジュビリークリップ（１５）の締め付け作用及び本体（６）の基部に取り付けられたプレート（１６）によって所定の位置に保持される。
【００６０】
チャネル（４）は、ポンプエンベロープ（３）の外面を横切って室温空気（約２２℃）を導くために使用される。冷却空気は、ポンプの基部の入口（１１）を通ってチャネル（４）にポンプ圧送され、ポンプの反対端の出口を通って流出し、例えば、出口は、外側磁気シールド（２）の上面のキャスタレーション（１０）の間の隙間（９）であり、これらのキャスタレーション（castellation）は、使用時、ポンプエンベロープ（３）の半径方向に延びるフランジ（８）に係合する。これによって、ローターキャビティ（５）内の温度を好ましい範囲に維持することができ、ポンプエンベロープ（３）及び外側磁気シールド（２）の比較的良くない熱伝達特性が補われる。
【００６１】
例示の長手方向に延びる円周チャネル（４）は、全長にわたって少なくとも３ｍｍの半径方向厚さ（ｃ）を有する。
【００６２】
図２により良く示すように、実施例において、管状の外側磁気シールド（２）は、２つの長手方向に延びるセクション（１２、１３）を備えるが、組み立てを助けるために、特定の真空ポンプの幾何形状に応じてより多くのセクションを使用することができる。各セクションは、拘束手段によって所定の位置に保持され、本実施例において、拘束手段は、外側磁気シールド（２）の円周に巻回されたジュビリークリップ（１５）及び下部ポンプ本体（６）に取り付けられたプレート（１６）を含む。ジュビリークリップ（１５）は、少なくとも３５０Ｎの力に対応する。ポンプ（１）及び／又は磁気シールド（２）は、使用時に磁界の影響を受けて移動しないように実質的に静止した表面又は物体に固定することができる。
【００６３】
例示のポンプエンベロープ（３）及び外側磁気シールド（２）の両方は、機械加工された完全焼鈍軟鋼（例えば、０７０Ｍ２０、ＰＤ９７０−３）を含む。両者は無電解ニッケルメッキされたが、機械加工後にさらなる熱処理を行わなかった。エンベロープ（３）は、水素透過を防ぐために無電解ニッケルメッキすることができる。一方で、外側磁気シールド（２）は、シールドセグメント（１２、１３）に接近して取り付けてそれらの接合部の磁気抵抗を低減することができるように、無電解ニッケルプレートの薄くて頑丈でさらに磁気的性質の恩恵を受ける。
【００６４】
例示のポンプエンベロープ（３）は、全長にわたって少なくとも１１ｍｍの半径方向の厚さ（ｂ）を有する。
【００６５】
例示したような外側磁気シールド、チャネル及びエンベロープを有する変更されたＥｄｗａｒｄｓ  ｎＥＸＴ４００（商標）を、入口（１４）の中心が磁石に最も近い磁気シールドの外面で１００ｍＴの平均強度及び３００ｍＴの最大ピークを有する、ポンプの回転軸に直交したＤＣ磁界内に位置した状態で配置した場合、ポンプのローターキャビティ内の平均磁界強度は、５ｍＴを超えなかった。ポンプは、過熱することなく最大作動速度で作動した。磁界強度は、Ｌａｋｅｓｈｏｒｅ４６０型３チャンネルホール効果ガウスメーターを使用して測定した。
【００６６】
様々な変更は、特許法の下で解釈される特許請求の範囲に定義されたような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく示された実施形態に行うことができることが認識されるであろう。
【符号の説明】
【００６７】
１  ターボ分子ポンプ、
２  外側磁気シールド
３  ポンプエンベロープ
４  長手方向に延びる円周チャネル
５  ローターキャビティ
６  下部ポンプ本体
７  ころ軸受
８  半径方向に延びるフランジ
９  隙間
１０  キャスタレーション
１１  入口
１２  外側磁気シールドセクション（１）
１３  外側磁気シールドセクション（２）
１４  ポンプ入口
１５  ジュビリークリップ
１６  プレート
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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