(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャシ（５）、ステータ（３）及びロータ（４）と、シャシ（５）、ステータ（３）及びロータ（４）を１つのユニットにまとめる構成部分（６３）と、ケーシング（１９）とを有し、このケーシングはシャシ（５）に固定されていて、ステータ（３）及びロータ（４）を収容し、かつ排気すべき室のための接続部（３６）を備えている形式の摩擦真空ポンプにおいて、摩擦真空ポンプが少なくとも部分的に、ロータ翼列及びステータ翼列を有するターボ分子真空ポンプとして構成されており、ステータが複数のステータリングを有しており、ポンプのケーシングの機能を果たすために、２つの構成エレメント（１９；６１；５５）が設けられており、第１の内側の構成エレメント（６１）は、シャシ（５）、ステータ（３）及びロータ（４）の相互配置及び保持のほかに、ステータリングの定心のためにも役立って、これらの構成部分とともに１つのユニットを形成しており、かつ第２の構成エレメントは、このユニットを少なくとも部分的に収容し、真空ポンプを外部に向かってシールし、かつ真空ポンプを排気すべき室に接続するのに役立つケーシング（１９，５５）であり、第１の構成エレメントが抗張ステーシステム（６１）により形成されており、抗張ステーシステム（６１）が、前記複数のステータリングを貫通して、ステータ（３）をシャシ（５）と結合することを特徴とする、シャシ、ステータ、ロータ及びケーシングを有している、摩擦真空ポンプ。
【請求項２】
前記１つのユニットの高真空側の端部に、ポンプ内に入るガスのための貫通開口（２８）が形成されていることを特徴とする、請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
抗張ステーシステム（６１）が、入るガスのための、少なくとも１つの別の下流側の貫通開口（３５）を形成することを特徴とする、請求項２記載のポンプ。
【請求項４】
前記第２の構成エレメントの前記ケーシングとして第２のケーシング（１９）を備え、該第２のケーシング（１９）は側方に前記排気すべき室に接続するための接続フランジ（３９）を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項５】
前記第２の構成エレメントの前記ケーシングとして外側のケーシング（１９）を備え、該外側のケーシング（１９）内に、単数又は複数の接続通路が構成されており、該接続通路は貫通開口（２８，３５）と排気すべき単数又は複数の室（５２〜５４）との間の接続を生ぜしめていることを特徴とする、請求項２又は３記載のポンプ。
【請求項６】
抗張ステーシステム（６１）が、ステータ（３）をシャシ（５）と結合する複数の抗張ステー（６２）を有していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項７】
抗張ステー（６２）が２部分から構成されていて、それぞれ、頭部（６４）を備えた低真空側の抗張ステー区分（６３）と、頭部（６６）を備えた高真空側の抗張ステー区分（６５）とから成っていることを特徴とする、請求項６記載のポンプ。
【請求項８】
低真空側の抗張ステー区分（６３）の頭部（６４）の長さが、高真空段（１２）と低真空段（１３若しくは１３，１４）との間の貫通開口（３５）の軸方向の延びを決定していることを特徴とする、請求項７記載のポンプ。
【請求項９】
低真空側の抗張ステー区分（６３）の頭部（６４）がそれぞれ端面にねじ山を備えており、このねじ山内に高真空側の抗張ステー区分（６５）がねじ込み可能であることを特徴とする、請求項７又は８記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、シャシ、ロータ及びケーシングを有する摩擦真空ポンプに関する。更に本発明は、排気すべき室及びこの形式の摩擦真空ポンプを備えている装置に関する。
【０００２】
DE-A-43 14 419 から、現在普通の、市場で提供される構成形式を有する種々の摩擦真空ポンプ（ターボ分子ポンプ、ターボ分子ポンプ段を有するポンプその他の摩擦ポンプ段）が公知である。これらの摩擦真空ポンプはシャシを有しており、このシャシは駆動モータを備えており、かつこのシャシ上にロータが支えられている。更にポンプのケーシングがシャシ上に支えられている。ポンプのケーシングは、ロータ及びステータ及びまた程度の差こそあれシャシを取り囲んでいる。ケーシングはこれらの構成部分の相互配置を確保する。更にケーシングは、ステータ半リングディスクとスペーサリングとから成るステータを正確に定心し、これにより摩擦真空ポンプにおいて必要な小さなギャップを維持し得るようにするという役目を有している。ケーシングは真空ポンプを外部に向かってシールする。最後にケーシングは端面に配置された接続フランジを備えており、この接続フランジにより摩擦真空ポンプは、排気すべき室を有する装置に接続される。種々の形式及び大きさのフランジがあるので、種々の型の摩擦真空ポンプを製作して、準備し、顧客の種々の要望に応え得るようにすることが、摩擦真空ポンプのメーカにとって必要である。
【０００３】
更に、DE-A-43 31 589 から、摩擦真空ポンプに複数の接続開口を設けることが公知である。これらの接続開口は種々異なる圧力水準を有している。この形式の摩擦真空ポンプは有利には、絞りによって互いに隔てられた室を有し、これらの室内で運転中に種々の圧力を生ぜしめかつ維持する粒子線装置（例えば質量分析計）の排気に役立つ。この形式の用途は、可及的に多くの顧客の要望に適した摩擦真空ポンプを製作しかつ又は準備するための費用を著しく増大させる。
【０００４】
本発明の根底をなす課題は、顧客によって要望される種々の用途に摩擦真空ポンプを簡単に適合させ得るようにすることである。
【０００５】
この課題は本発明によれば次のことによって解決される。すなわち、ケーシングが２つのケーシング部分から成っており、第１の内側のケーシングは、大体において円筒状に構成されていて、ステータを取り囲み、かつポンプ内に入るガスのための貫通孔を備えており、かつ第２のケーシングは、第１のケーシングをその中にあるポンプ構成部分とともに収容する孔を有しているようにするのである。この手段によって、従来普通の１部分から成るケーシングの最初に述べた機能を２つのケーシングに分配することが可能になる。内側のケーシングは摩擦真空ポンプの個々の構成部分の相互配置を確保する。これによって挿入体の形の摩擦真空ポンプが生じ、この挿入体自体は全体として多数の機能検査、例えばバランス検査を行うことができる。外側のケーシングは、外側のケーシングなしでも機能することのできる摩擦真空ポンプを顧客の要望に適合させるという役目を有している。もはや、種々の型の摩擦真空ポンプを製作又は準備することは必要でなく、単に、万能的でコンパクトなかつ確実に機能し得る単数又は若干のポンプユニット（挿入体、カートリッジ）並びに顧客のそれぞれの要望に適合した外側のケーシングを製作するだけでよい。
【０００６】
本発明の特別な利点は、顧客に第２の外側のケーシングの構成をまかせることも可能であることである。挿入体形の摩擦真空ポンプの外部寸法を顧客に知らせるだけでよい。顧客にとって特に簡単なのは、顧客がその装置（単数又は複数の排気すべき室を有している設備、装置など）のケーシング又はケーシング部分に、挿入体形の摩擦真空ポンプを挿入することのできる孔を形成することである。その場合顧客の装置のケーシング又はケーシング部分は、運転し得る状態において、本発明による摩擦真空ポンプの第２の外側のケーシングを形成する。これによって、別個の高価な接続ケーシングは不要になる。更に、摩擦真空ポンプの、室に近い接続部によるコンダクタンス損失が小さくされ、ひいてはプロセスに関連する低い室圧力が実現される。最適のコンダクタンス状態が達成される。
【０００７】
以下においては、図１〜５に示した実施例によって本発明の細部を詳細に説明する。
【０００８】
図１においては、ステータ３と、ロータ４と、シャシ５とを有する摩擦真空ポンプ１が示されている。シャシ５内にはモータ駆動装置６，７があり、そのアーマチュア７は軸受け８を介してシャシ５内で支えられている。アーマチュア７には、シャシ５から突出している軸９が結合されており、この軸はロータ４を支持している。ロータシステムの回転軸線は１１で示されている。
【０００９】
図１に示した摩擦真空ポンプ１は全部で３つのポンプ段１２，１３，１４を有しており、そのうちの２つ（１２，１３）はターボ分子真空ポンプ段として、かつ１つ（１４）は分子ポンプ段（ホールベックポンプ段 ）として構成されている。分子ポンプ段１４にはポンプの出口１７が接続している。
【００１０】
本発明によれば、ポンプ１は２つのケーシング１８，１９を備えている。内側のケーシング１８は大体において円筒状であって、ステータ３を取り囲んでいる。内側のケーシングは、その高真空側の端面に、内方に向いた縁２０を備えており、この縁はステータ３上に接していて、この場合同時に上側のステータリングを形成している。ケーシング１８は前真空側においてシャシ５に固定されており、それもフランジ２１によって固定されている。フランジ２１及びシャシ５は互いに真空密に結合されている。このためにフランジ２１とシャシ５との間にはシールリング２１′が配置されている。
【００１１】
外側のケーシング１９は、内方に向いた段部２３を備えた内側の孔２２を有しており、この段部の幅は第１のケーシング１８の縁２０の幅と等しい。両方のケーシング１８，１９の間のギャップをポンプ１の高真空側に向かってシールするために、縁２０と段部２３との間にはシール２４があり、このシールは有利にはケーシング１８の端面内に入れられている。半径方向のシールも可能である。ケーシング１９も前真空側において、ケーシング１９をシャシ５あるいはまたケーシング１８に固定する装置、例えばフランジ２５を有している。この固定を外せば、内側のケーシング１８とその中にある構成部分とにより形成されているユニットを全体として孔２２から取り出すことができる。このユニットは第２のケーシング１９とは無関係な挿入体２７を形成している。
【００１２】
高真空側の第１のポンプ段１２は４対のロータ翼列とステータ翼列とから成っている。このポンプ段の有効なガス通過面である入口は２６で示されている。縁２０はガス通過面２６を取り囲んでいて、ポンプ１内に入るガスのための貫通開口２８を形成している。第１のポンプ段１２には第２のポンプ段１３が接続しており、この第２のポンプ段は３対のステータ翼列とロータ翼列とから成っている。第２のポンプ段の入口は２９で示されている。
【００１３】
第２のポンプ段１３は第１のポンプ段１２から間隔をおいている。この選択された間隔（高さ）ａは、搬送すべきガス分子のガス入口２９への自由なアプローチ可能性を保証している。有利には間隔ａはロータシステム４の直径の１／４よりも大きく、有利には１／３よりも大きい。
【００１４】
第２のポンプ段に続くホールベックポンプは回転する円筒区分３０を有しており、この円筒区分の外側及び内側には、公知の形式で、それぞれねじ溝３１，３２を備えたステータエレメント３３，３４が向き合っている。
【００１５】
内側のケーシング１８により形成されている別の開口は側方に配置されていて、３５で示されている。この開口は、第２のポンプ段１３の入口２９に直接に供給されるガスの貫通のために役立つ。
【００１６】
外側のケーシング１９の役目は、ポンプ１若しくはこのポンプの２つのポンプ段（１２，１３）を顧客の装置と接続することである。ケーシング１９は図１に示した実施例では、すべての接続開口３６，３７の平面が側方にあるように、構成されている。これによって、特に開口３７から所属のガス入口２９までの間隔が極めて小さく、これによりポンプ段１３の吸い込み能力を阻害するコンダクタンス損失は無視することができる。このことは、中間接続部３７／２９の下流側に位置する別の中間接続部に対しても当てはまる。ところで、接続開口３７の直径は高さａのほぼ２倍を越える。この手段も入口２９と接続開口３７との間のコンダクタンス損失を減少させるのに役立つ。側方の接続開口はそれぞれ１つのフランジを有することができる。図１に示した実施例では共通のフランジ３９が設けられている。
【００１７】
図示のポンプ１若しくはそのポンプ作用エレメント（ステータ翼、ロータ翼、ねじ溝段）は有利には次のように構成されている。すなわち、接続開口３６の範囲内に１０-4〜１０-7ｍｂａｒ、有利には１０-5〜１０-6ｍｂａｒの圧力が生ぜしめられ、接続開口３７の範囲内にほぼ１０-2〜１０-4ｍｂａｒの圧力が生ぜしめられるように、構成されている。これによって第１のポンプ段１２のために、１０2〜１０4の圧縮比、有利には１００よりも大きい圧縮比を生ぜしめる必要が生じる。第２のポンプ段によっては、大きな吸い込み能力（例えば２００ｌ／ｓ）を生ぜしめるようにする。これに続く２段のホールベックポンプ段（２９，３１；２９，３２）は大きな前真空耐性を保証し、これにより普通の形式で第２のポンプ段の吸い込み能力は前真空圧力とは無関係である。
【００１８】
接続開口３６の範囲内で、特に大きな吸い込み能力が要求されない場合には、この目的は、第１のポンプ段１２の翼を相応して構成することによって達成することができる。別の可能性は、第１のポンプ段の入口２６の前方に絞り３８を配置し、この絞りの内径が所望の吸い込み能力を決定するようにすることに、存する。
【００１９】
図２は単流の摩擦真空ポンプ１を示し、この摩擦真空ポンプのポンプ作用面は専らステータ翼４１とロータ翼４２とによって形成される（ターボ分子真空ポンプ）。第２の外側のケーシング１９は端面にフランジ４３を支持しており、このフランジは端面に配置された接続開口４４を取り囲んでいる。この形式のポンプ１に、別の形式及び又は大きさのフランジを設けるには、外側のケーシング１９を取り外して、所望のフランジを備えたケーシングを代わりに設けるだけでよい。
【００２０】
図３は、排気すべき室５２，５３，５４と、図１において説明したような挿入体形のユニット２７とを備えた本発明による装置５１を示す。装置−例えば粒子線装置−のケーシングは大体において一体に構成されていて、５５で示されている。排気すべき室５３，５４の直ぐ近くにおいて、ケーシングは孔２２を備えており、この孔内に挿入体２７がある。挿入体２７のケーシング１８内の貫通開口２８，３５及び接続開口３６，３７を介して、室５３，５４はそれぞれの入口２６，２９に接続されている。装置のケーシング５１内に挿入体２７を内蔵することによって、特別な接続手段が省略される。排気すべき室５３，５４と入口２６，２９との間の間隔は申し分なく短い。
【００２１】
本発明の思想の核心は、摩擦真空ポンプの充分に機能し得るユニット（挿入体、カートリッジ）が用途に適合せしめられたケーシング内に解離可能に保持されていることに存する。以上述べてきた内側のケーシング１８の役目は、摩擦真空ポンプの機能エレメントを所望のユニットにまとめることである。ケーシングの代わりに、この役目を行う別の構成部分−例えば抗張ステー、クリップなど−も使用することができる。重要なことは、普通のケーシングの機能を行うために、本発明の対象においては２つの構成エレメント１８若しくは１９，５５が設けられていることである。図１〜３に示した実施例においては、両方の構成エレメントは２つの同心的なケーシングによって形成され、その内側のケーシングはシャシ５，ステータ３及びロータ４の定心、相互配置及び保持に役立ち、これによって単独で運転可能な、外側のケーシングとは無関係な挿入体を形成する。外側のケーシング１９，５５は真空ポンプを外方に向かってシールし、接続フランジを介してであれ、あるいはそれ自体が、排気すべき室を備えた装置の構成部分であることによってであれ、排気すべき室との接続に役立つ。
【００２２】
特に有利には、内側の挿入体において、内側のケーシングの代わりに抗張ステーシステムを使用することである。この抗張ステーシステムは内側の挿入体をよりコンパクトに構成することを可能にする。更に、抗張ステーシステムによりまとめられた構成部分はより簡単に製作することができる。例えば抗張ステーはステータリングの定心を行い、これによりステータリング自体はもはや定心手段を備えている必要はない。
【００２３】
図４及び５は、抗張ステーシステム６１を備えた内側の挿入体２７のための実施例（図４：挿入体２７の縦断面図；図５：開口３５の高さにおける挿入体２７の横断面図）を示す。この抗張ステーシステムは３〜６本（あるいはそれ以上）の抗張ステー６２並びに抗張ステーシステム６１により構成ユニットにまとめられる構成部分（シャシ５，ステータ３）内の孔及びねじ山を含んでいる。
【００２４】
図４及び５から認識されるように、開口３５は挿入体２７の全周にわたって延びていて、単に抗張ステー６２だけによって中断されている。これによって、ガス分子のポンプ段１３の入口２９（図５において平面図で示されている）へのアプローチはほとんど妨げられることなく、自由である。ポンプケーシングの別の機能を行う第２のケーシング１８であれ、あるいは排気すべき室を備えた装置の構成部分であるケーシング５５であれ、外側のケーシングの固定は、シャシ５のフランジ２１において行われる。
【００２５】
図４は、特に有利に構成された抗張ステー６２の構造を認識させる。抗張ステーは２部分から構成されている。前真空側の、頭部６４を備えた抗張ステー区分６３はポンプ段１３のステータリング及びポンプ段１４の外側のステータエレメント３３を貫通している。この抗張ステー区分のねじ山を備えた端部はシャシ５のフランジ２１内にねじ込まれている。頭部６４の長さは開口３５の軸方向の延びを決定する。この抗張ステー区分の高真空側の端面の範囲において、頭部６４はそれぞれ１つの内ねじ山を備えており、この内ねじ山内にそれぞれ高真空側の抗張ステー区分６５がねじ込み可能である。抗張ステー区分６５の頭部６６はポンプ段１３の最も上方のステータリングに接触している。その他の点では、この抗張ステー区分６５はポンプ段１２のステータリングを貫通していて、これによって、ねじ込まれた状態では、単に高真空段１２を残りの段１３及び１４に結合するだけでなしに、ステータリングの定心も行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ３つのポンプ段を備えた本発明による摩擦真空ポンプを示した図である。
【図２】  本発明によるターボ分子真空ポンプを示した図である。
【図３】  本発明による摩擦真空ポンプを備えた装置を示した図である。
【図４】  抗張ステーを有する挿入体の縦断面図である。
【図５】  抗張ステーを有する挿入体の横断面図である。
【符号の説明】
１  摩擦真空ポンプ、  ３  ステータ、  ４  ロータ、  ５  シャシ、  ６  モータ駆動装置、  ７  モータ駆動装置、アーマチュア、  ８  軸受け、  ９  軸、  １１  回転軸線、  １２  ポンプ段、  １３  ポンプ段、  １４  ポンプ段、  １７  出口、  １８  ケーシング、  １９  ケーシング、  ２０  縁、  ２１  フランジ、  ２１′  シールリング、  ２２  内側の孔、  ２３  段部、  ２４  シール、  ２５  フランジ、  ２６  入口、ガス通過面、  ２７  挿入体、挿入体形のユニット、  ２８  貫通開口、  ２９  入口、  ３０  円筒区分、  ３１  ねじ溝、  ３２  ねじ溝、  ３３  ステータエレメント、  ３４  ステータエレメント、  ３５  開口、  ３６  接続開口、  ３７  接続開口、  ３８  絞り、  ３９  フランジ、  ４１  ステータ翼、  ４２  ロータ翼、  ４３  フランジ、  ４４  接続開口、  ５１  装置、  ５２  室、  ５３室、  ５４室、  ５５  ケーシング、  ６１  抗張ステーシステム、  ６２  抗張ステー、  ６３  抗張ステー区分、  ６４  頭部、  ６５  抗張ステー区分、  ６６  頭部、  ａ  間隔（高さ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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