JP2014231835A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータと、作動媒体を供給される、このロータを回転可能な形で支持するピボット軸受とを備え、このロータが円錐形である、真空ポンプに関して、所望の量の作動媒体を軸受に連続的に供給する。【解決手段】作動媒体を供給する供給ポンプ16と作動媒体用の吸収性の貯蔵媒体を有する作動媒体貯蔵器との中の一つ以上が配備されており、供給ポンプ16と吸収性の貯蔵媒体の中の一つ以上から提供される作動媒体を所望の量で移送部分24に送るために、移送部分24と接触する少なくとも一つの芯20が配備されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ロータとこのロータを回転可能な形で支持するピボット軸受とを備えた真空ポンプ、特に、ターボ分子ポンプに関する。

そのような真空ポンプは、典型的には、ピボット軸受に作動媒体を供給する装置を備えており、その装置は、ロータの円錐形の部分を有し、そこに作動媒体を送っている。この円錐形の部分を介して、作動媒体は、真空ポンプの動作時に生じる遠心力と毛管現象の力によってピボット軸受に送られている。

吸収性の貯蔵媒体に作動媒体を染み込ませた作動媒体用の作動媒体貯蔵器を備えた真空ポンプが知られており、その貯蔵媒体は、移送部分と接触する一つ以上のストリッパを有し、それを介して作動媒体を移送部分に送っている。更に、貯蔵容器内に準備された作動媒体を芯を介して移送部分に送る真空ポンプが知られている。更に、作動媒体用の供給ポンプを備えた真空ポンプが知られており、その供給ポンプから提供される作動媒体を移送部分に落下させている。

前述した装置では、予め正確に決めた量の作動媒体をピボット軸受に連続的に供給することはできない。特に、作動媒体貯蔵器を備えた装置及び貯蔵容器から芯に供給する装置は、それぞれ作動媒体の移送量が少なすぎる一方、オイルポンプによる実施形態は、提供する作動媒体の移送量が多すぎる。

ドイツ特許公開第１０２００９０５２１８０号明細書 ドイツ特許公開第１０２０１１１０９９３０号明細書

以上のことから、本発明の課題は、所望の量の作動媒体を真空ポンプのピボット軸受に連続的に供給することを保証する真空ポンプを提示することである。

本課題は、請求項１の特徴を有する真空ポンプによって解決される。

この真空ポンプ、特に、ターボ分子ポンプは、ロータと、作動媒体を供給される、このロータを回転可能な形で支持するピボット軸受とを備え、このロータは、特に、円錐形である、ピボット軸受に作動媒体を移送する移送部分を有する。更に、作動媒体を供給する供給ポンプ及び／又は作動媒体用の吸収性の貯蔵媒体を有する作動媒体貯蔵器が配備されている。更に、供給ポンプ及び／又は吸収性の貯蔵媒体から提供される作動媒体を移送部分に送るために、移送部分と接触する少なくとも一つの芯が配備されている。

本発明の範囲内において、ロータの移送部分に作動媒体を送るために芯を使用することによって、供給ポンプ又は作動媒体貯蔵器から提供される作動媒体を予め正確に決めた量でピボット軸受に連続的に供給できることが分かった。そのような芯は、移送部分に送られて、その結果ピボット軸受に到達する作動媒体の量を調節する作用効果を有する。

本発明の有利な実施構成は、従属請求項、明細書及び図面に記載されている。

一つの有利な実施構成では、供給ポンプによる作動媒体の供給を可能とする作動媒体用の出口が配備されて、芯は、芯がその出口を閉鎖するように配置される。それによって、出口に供給された作動媒体が基本的に芯を介してのみ再送されることが保証され、そのため、作動媒体の移送量の効果的な調節を実現するとともに、基本的に供給ポンプによって供給される作動媒体の量と関係無く作動媒体の移送量が多くなりすぎることを確実に防止できる。

別の実施構成は、供給ポンプによる作動媒体の供給を可能とする作動媒体用の出口を配備して、芯が長手方向にこの出口を貫通して延びるものと規定する。それによって、出口に供給される作動媒体を芯に良好に送ることができる。この芯は、基本的に出口を介して流出する作動媒体の量全部が芯を介して送られ、そのため、作動媒体の移送量の特に効果的な調節が行なわれるように、出口を閉鎖することができる。この芯は、出口内に挟持され、それによって、その位置を固定される、特に、移送部分と接触し続けるように固定される。

この出口は、有利には、作動媒体用の移送通路の開いた端部によって構成される。この芯は、この出口を貫通して通路内に延びており、そのため、この芯は、その長さの一部を通路内に配置している。この芯の少なくとも通路内に配置された長さの一部は、ほぼ通路の横断面全体を塞ぐことができる。それによって、芯に供給される作動媒体の特に効果的な移送が実現されて、芯を介してのみ出口を通って作動媒体を移送することが確実に保証される。それと同時に、通路内での芯の効果的な固定が実現される。

有利な実施構成では、供給ポンプは、供給ポンプの供給能力を設定する手段を有する。その結果、ピボット軸受に連続的に供給される作動媒体の量の値を柔軟に設定できる。この供給能力を設定する手段は、ユーザが供給能力の目標値を入力する手段を備えることができる。この供給能力を設定する手段は、特に、ユーザが設定する供給能力の目標値を登録するための電子手段を備えることができる。

有利な改善構成は、この芯が少なくとも領域に沿って作動媒体貯蔵器の貯蔵媒体と接触するものと規定する。それによって、作動媒体貯蔵器内に準備された作動媒体を芯に直接送ることができる。そのような芯は、作動媒体貯蔵器を移送部分に直接接触させることと比べて、作動媒体貯蔵器から移送部分への作動媒体の移送を改善するとともに、所望の量の作動媒体を移送部分に連続的に送ることを保証する。

有利な実施構成は、この芯が作動媒体貯蔵器の周りを取り巻くものと規定する。そのような芯は、少なくとも一回又は複数回作動媒体貯蔵器の周りを取り巻くことができる。この場合、作動媒体貯蔵器の周りを取り巻く芯の部分の少なくとも一部を貯蔵媒体と直接接触させることができる。それによって、芯を貯蔵媒体と大きな面で密接に接触させると同時に、そのような構成を簡単に製造することができる。

別の有利な実施構成では、特に、少なくとも部分的に芯と貯蔵媒体を貫通して延びる固定手段によって、芯を作動媒体貯蔵器と固定する。それによって、芯がロータの移送部分と接触し続けるように、芯を固定することができる。この固定手段は、例えば、ピン形状で構成して、芯と貯蔵媒体内に差し込むことができる。

この作動媒体貯蔵器は、開口を備え、その中にロータシャフトの移送部分を突き出すことができる。芯の一部が、この開口を少なくとも部分的に、特に、完全に横切って、それにより、有利には、移送部分と接触することができる。芯が開口部の両側で作動媒体貯蔵器に固定されている場合、芯は、確実に移送部分と接触する位置に保持される。作動媒体貯蔵器は、例えば、リング形状で移送部分の周りを延びるとともに、少なくともほぼ円環状の基本形状を備えることができる。

この芯は、少なくとも一回、特に、複数回完全に開口を通過して延びることができる。例えば、この芯は、少なくとも二回完全に開口を通過して延びることができ、開口を通過して延びる芯の二つの部分の間に移送部分を配置することができる。

貯蔵媒体は、有利には、少なくとも領域の形で作動媒体用の吸収性の材料によって、例えば、フェルトや特に、織物及び／又は多孔性の比較的吸収力の強い材料によって構成される。

この貯蔵媒体は、有利には、互いに積み重ねられた複数の円板で構成することができる。例えば、これらの円板は、それぞれ円環状の基本形状を有し、それらの基本面がほぼ重なり合うように、互いに積み重ねることができる。そのような作動媒体貯蔵器は、簡単に製造でき、小さい負担で所望の貯蔵容量と所望の形状の作動媒体貯蔵器、例えば、ほぼ円環状の基本形状を実現できる。

この芯は、その長手方向の側面に沿って移送部分と接触することができる。それに代わって、或いはそれに追加して、この芯は、開いた端部を有し、その開いた端部によって移送部分と接触することができる。両方の場合に、移送部分に作動媒体を計量した形で送ることが保証される。

この移送部分は、有利には、ピボット軸受に向かって拡大して行く外径を有する。この実施形態では、移送部分に送られた作動媒体が、追加負担無しで、真空ポンプの動作時に生じる遠心力と毛管現象の作用によってピボット軸受に移動される。

有利には、この真空ポンプは、真空ポンプの動作中に作動媒体が循環ループ内を移動可能なように構成される。この場合、作動媒体は、例えば、供給ポンプ及び／又は作動媒体貯蔵器から芯に送られ、芯から移送部分に送られ、移送部分を介してピボット軸受に移送され、そこで、ピボット軸受の動作に必要な機能を果たし、最終的にピボット軸受から循環ループを介して供給ポンプ及び／又は作動媒体貯蔵器に戻される。そのような作動媒体のピボット軸受から供給ポンプ及び／又は作動媒体貯蔵器への再循環のために、ピボット軸受と供給ポンプの間に配置された移送手段又はピボット軸受と作動媒体貯蔵器の間に配置された移送手段を配備することができる。この移送手段は、例えば、芯又は芯の一部などの毛管現象による移送手段とすることができる。

移送される作動媒体の量は、それに対応して芯の材料を選定すること及び／又は芯の横断面を所望の値に選定することによって設定できる。真空ポンプの動作時に支配的な熱条件に耐えることができるために、芯は、有利には、温度に強い材料から構成される。

このピボット軸受は、有利には、転がり軸受、特に、玉軸受として構成される。作動媒体は、特に、オイルで構成できる、ピボット軸受又は転がり軸受用の潤滑剤とすることができる。

以下において、添付図面を参照して、有利な実施構成に基づき、本発明を例示して説明する。

本発明の実施構成による真空ポンプの模式図 本発明の実施構成による真空ポンプ用の芯を備えた作動媒体貯蔵器の平面図 本発明の実施構成による真空ポンプ用の芯を備えた作動媒体貯蔵器の平面図 本発明の実施構成による真空ポンプ用の芯を備えた作動媒体貯蔵器の平面図 本発明の実施構成による真空ポンプ用の芯を備えた作動媒体貯蔵器の平面図

図１に模式的に図示された真空ポンプは、転がり軸受１２により回転軸３２の周りを回転可能な形で支持されたロータ１０を有する。このロータ１０は、図１で模式的にのみ図示されたロータシャフトと、このロータシャフトに配置された、同じく図１に模式的にのみ図示された複数のターボ分子ロータ円板３０とを備えている。これらのロータシャフトに対して半径方向に延びるロータ円板３０は、それぞれロータ円板３０の間に配置された、図１には図示されていない複数のステータ円板の中の一つと対向しており、これらのステータ円板と共に、ターボ分子ポンプのターボ分子ポンプ段を構成する。

ロータシャフトのロータ円板３０と逆側の終端には、ロータシャフトと回転しない形で連結された円錐形の移送部分１４が配備されており、その移送部分は、回転軸３２と同軸であり、ピボット軸受１２に向かって拡大して行く外径を有する。

ピボット軸受１２に作動媒体を供給するために、供給ポンプ１６が配備されており、その入口に供給される作動媒体を移送部分１４の方向に延びる移送通路２４に移送している。この通路２４の移送部分１４の側の端部は、作動媒体用の出口２２を形成している。この出口２２は、芯２０によって閉鎖されており、この芯は、出口２２を貫通して移送通路２４に延びており、その長さの大部分を移送通路２４内に配置している。

この移送通路２４外に配置された芯２０の部分は、出口２２から移送部分１４に延びて、芯２０内を移送された作動媒体が毛管現象の作用により移送部分１４に送られるように、移送部分１４と接触している。

真空ポンプの動作時には、供給ポンプ１６によって、作動媒体が移送通路２４内に運び込まれて、出口２２の方向に移送され、そこで、芯２０に送られる。そこから、作動媒体は、芯２０と移送部分１４の間のスライド式接触によって移送部分１４に送られる。

移送部分１４の回転時に生じる遠心力と毛管現象の作用によって、作動媒体は、移送部分１４の拡大して行く外径の方向に送られ、その結果ピボット軸受１２に送られ、そこで、ピボット軸受１２の動作に必要な機能、特に、潤滑機能を果たす。図１において矢印で表示されている通り、この真空ポンプは、ピボット軸受１２から供給ポンプ１６に作動媒体を戻すための機器を備えており、そのため、作動媒体は閉じた循環ループ２８内を移送される。

図２は、真空ポンプ用の作動媒体貯蔵器１８と芯２０を平面図で、即ち、真空ポンプの回転軸の方向から見た図面で図示している。

この作動媒体貯蔵器１８は、円環状の基本形状を有し、観察方向に互いに積み重ねられた、作動媒体を染み込ませた、例えば、フェルトなどの吸収性の材料から成る複数の円板によって構成されている。これらの円環形状の円板の内側は、作動媒体貯蔵器１８の開口を形成しており、その開口内には、図２に破線で表示された真空ポンプの移送部分１４が延びている。

この作動媒体貯蔵器１８は、その外周に沿って複数回芯２０を巻かれており、作動媒体貯蔵器１８の外周と芯２０が直接接触しており、その結果作動媒体貯蔵器１８内に準備された作動媒体が芯２０に送られる。

この芯２０は、作動媒体貯蔵器１８の開口を通過して延びる部分を有する。この芯２０は、そのような部分の両側をそれぞれピン形状の固定手段２６によって作動媒体貯蔵器１８に固定されている。真空ポンプ内に取り付けられた状態では、芯２０は、その長手方向の側面を移送部分１４と接線方向に沿って接触させており、そのため、芯２０内を移送された作動媒体は、毛管現象の作用によって移送部分１４に送られる。

図３に図示された構成は、図２に図示された構成とほぼ同じである。図３に図示された構成では、芯２０が作動媒体貯蔵器１８の開口を二回通過して延びている。真空ポンプ内に取り付けられた状態では、移送部分１４が作動媒体貯蔵器１８の開口を通過して延びる芯２０の二つの部分の間に配置され、そのため移送部分１４の両側が芯２０と接触し、それによって、移送部分１４に送られる作動媒体の量が増加する。

図４に図示された構成は、図２と３に図示された構成とほぼ同じであり、図４に図示された芯２０は、一つの開いた端部を有し、その開いた端部によって移送部分１４と接触している。この開いた端部に隣接する芯２０の領域は、芯２０と共に作動媒体貯蔵器１８と固定されているスリーブ３４を通過しており、それによって、芯２０が、その移送部分１４との接触位置に保持されている。

図５に図示された構成は、図４に図示された構成とほぼ同じであり、図５に図示された芯２０は、二つの開いた端部を有し、それらによって、芯２０がそれぞれ移送部分１４と接触し、そのため移送部分１４に送られる作動媒体の量が、図４に図示された構成と比べて増加する。

１０ ロータ
１２ ピボット軸受
１４ 移送部分
１６ 供給ポンプ
１８ 作動媒体貯蔵器
２０ 芯
２２ 出口
２４ 移送通路
２６ 固定手段
２８ 循環ループ
３０ ロータ円板
３２ 回転軸
３４ スリーブ

Claims (13)

1. ロータ（１０）と、作動媒体を供給される、このロータ（１０）を回転可能な形で支持するピボット軸受（１２）とを備え、このロータ（１０）が、特に、円錐形である、作動媒体をピボット軸受（１２）に移送する移送部分（１４）を有する真空ポンプ、特に、ターボ分子ポンプであって、
   作動媒体を供給する供給ポンプ（１６）と作動媒体用の吸収性の貯蔵媒体を有する作動媒体貯蔵器（１８）との中の一つ以上が配備されており、
   供給ポンプ（１６）と吸収性の貯蔵媒体の中の一つ以上から提供される作動媒体を移送部分（１４）に送るために、移送部分（１４）と接触する少なくとも一つの芯（２０）が配備されている、
   ことを特徴とする真空ポンプ。
2. 供給ポンプ（１６）からの作動媒体の供給を可能とする作動媒体用の出口（２２）が配備されており、芯（２０）は、芯（２０）が出口（２２）を閉鎖するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
3. 供給ポンプ（１６）からの作動媒体の供給を可能とする作動媒体用の出口（２２）が配備されており、芯（２０）が長手方向に出口（２２）を貫通して延びてい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。
4. 当該の出口（２２）が作動媒体用の移送通路（２４）の開いた端部によって構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の真空ポンプ。
5. 当該の供給ポンプ（１６）が供給ポンプ（１６）の移送能力を設定する手段を備えていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。
6. 当該の芯（２０）が少なくとも領域に沿って作動媒体貯蔵器（１８）の貯蔵媒体と接触していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。
7. 当該の芯（２０）が作動媒体貯蔵器（１８）の周りを取り巻いていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。
8. 当該の芯（２０）が、有利には、少なくとも部分的に芯（２０）と貯蔵媒体を貫通して延びる固定手段（２６）によって、作動媒体貯蔵器（１８）と固定されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。
9. 当該の貯蔵媒体が、少なくとも領域の形でフェルトによって構成されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。
10. 当該の貯蔵媒体が、有利には、互いに積み重ねられた複数の円板で構成されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。
11. 当該の芯（２０）の長手方向の側面が移送部分（１４）と接触していることと、
    当該の芯（２０）が開いた端部を有し、この開いた端部によって移送部分（１４）と接触していることと、
    の中の一つ以上を特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。
12. 当該の移送部分（１４）がピボット軸受（１２）に向かって拡大して行く外径を有することを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。
13. この真空ポンプは、この真空ポンプの動作中に作動媒体が循環ループ内を移動可能なように構成されていることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の真空ポンプ。

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