JP2007309314A - 真空ポンプ用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機のロータ部品とステータ部品との間に気密シール分離を設けた、できるだけ小さなモータ隙間を有する駆動装置を提供する。
【解決手段】本発明は、モータ・ステータと、モータ・ロータと、モータ・ステータおよびモータ・ロータ間に配置されている、内側および外側を有する分離要素とを備えた真空ポンプ（１）用駆動装置に関するものである。モータ隙間を低減させるために、前記分離要素（９）が、円筒形の、同軸の、および軸方向に間隔をなして配置されている少なくとも２つの案内面内において支持され且つ心出しされた分離スリーブを含み、この場合、案内面は外側と接している。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ・ステータと、モータ・ロータと、モータ・ステータおよびモータ・ロータ間に配置されている、内側および外側を有する分離要素とを備えた真空ポンプ用駆動装置に関するものである。

真空ポンプは回転軸を有し、回転軸の軸受はしばしば例えばオイルのような作業媒体により潤滑される。多くの真空ポンプにおいて、この作業媒体は、例えばいわゆる回転翼形油回転ポンプにおいては同時に作業空間をシールするために使用される。真空ポンプは１つまたは複数の軸を有し、それらのうちの少なくとも１つは、電動機により回転され且つその回転が保持される。モータは非同期電動機であることが多い。一般に、モータを、作業媒体が充満されている室内に配置することが回避される。これは構造的な気密分離を必要とし、この気密分離は、従来技術においては、たいていいわゆる隙間深底ケーシングにより形成される。この隙間深底ケーシングはモータ隙間内に直接配置されているかまたは磁気クラッチ内に配置され、および交番磁界によりその中に渦電流が全く発生されないかまたはきわめて僅か発生されるにすぎない材料からなっている。真空ポンプ内に隙間深底ケーシングを使用した例をドイツ特許公開第１０２００４０２４５５４号が示している。隙間深底ケーシングはモータ隙間の拡大を前提条件とし、これにより、モータ効率が低下し且つ電力消費量が増加する。

モータ隙間の幅に対する隙間深底ケーシングの負の影響は、幾つかの累積影響に基づくものである。一方で、壁面は製作条件の面から僅かながら平行ではなく、即ち、肉厚は深底ケーシングの底から固定フランジに向かって増大している。他方で、固定フランジによる片側固定は深底ケーシングの傾斜を発生させる。深底ケーシングの構造高さは長いレバーとして働き、傾斜は深底ケーシングの底において最も大きくなる。それに対応して、モータ隙間は大きくなければならない。さらに、フランジによる固定は、多の非磁性材料の場合、フランジ結合により不均一に力がかかることによって発生する応力による破損の危険性を含んでいる。

電動機のロータ部品とステータ部品との間に気密シール分離を設けた、できるだけ小さなモータ隙間を有する駆動装置を提供することが本発明の課題である。

この課題は請求項１の特徴を有する駆動装置により解決される。
分離要素が、円筒形の、同軸の、および軸方向に間隔をなして配置されている少なくとも２つの案内面内において支持されている分離スリーブとして形成され、この場合、案内面は分離スリーブの外側と接しているこの分離要素の形態により、分離要素をきわめて正確に形成することが可能である。スリーブは、研削法、旋削法または引抜法で製作可能であり且つその全長にわたりきわめて均一な肉厚を形成可能である。このようなスリーブが共軸面内におかれた場合、分離スリーブのきわめて正確な心出しが保証され、これにより、結果としてより小さいモータ隙間が形成される。熱影響による問題を回避するために、案内面は、それが分離スリーブの外面と接するように配置されている。これは、弱磁性分離スリーブ材料の場合、それが渦電流により加熱され且つその結果として案内面を有する部品よりも大きく膨張するので有利である。このことから、非気密性が発生することがある。逆に、非磁性材料の場合もまた、このような分離スリーブは実際に加熱されず、したがって膨張しないので、この配置は有利である。案内面を有する部品が膨張しやすいとき、分離スリーブ内に応力が発生し、この応力が分離スリーブを破損させることがある。

請求項２−１０は駆動装置の有利な変更態様である。
第１の変更態様は、部品の少なくとも２つがそれぞれ１つの案内面を有する前記部品が駆動装置のモータ・ステータを包囲することにより、きわめて小さい構造空間を有する駆動装置を提供する。このようにして、コイルの各軸方向端部に１つの案内面が存在する。したがって、分離スリーブは、その端部において保持され且つきわめて正確に位置決め可能である。

第２の変更態様は分離スリーブに対する材料選択に関するものである。きわめて小さい熱膨張係数を有するガラスの場合、これは非磁性であるので、渦電流は発生せず、且つきわめて正確な寸法に製作可能である。さらに、ガラスは高い耐薬品性を有する製品として入手可能である。

第３の変更態様はシール材の好ましい配置を示す。この場合、シール材は、それが分離スリーブの外側と接するように配置されている。このようにして、分離スリーブが膨張したときにおいてもまた、この配置が気密性を保持し続けることが保証される。シール材としてエラストマー・シールが使用されることが有利である。

次の変更態様は、分離スリーブが応力を加えて組み込まれないで軸方向に浮動支持されていることを保証する。この遊びは、軸方向ストッパを形成する面が分離スリーブの長さよりも広く相互に間隔をなして配置されていることにより提供される。

他の態様は、モータ・ステータおよびモータ・ロータの形態に関するものである。モータ・ロータ上の永久磁石と、および電気コイルとを配置することにより、狭いモータ隙間の長所が増大され且つ高効率の利点が達成されたモータが形成される。

請求項７の変更態様は、モータ・ロータおよびポンプ装置の軸が一体に形成される、好ましい構造形状を示す。このようにして、モータの範囲内の軸受が節約され、このことはコスト低減を意味し且つエラーの発生源を減少させる。

請求項８−１０の変更態様は、上記の利点を特に顕著に適用させるために、本発明による駆動装置がどの真空ポンプに使用可能であるかを示している。
図面により、本発明を実施例で詳細に説明し且つその利点を明らかにする。

図１はオイル１６でシールされ且つ潤滑されている回転翼形油回転真空ポンプ１を示し、以下においてこれは真空ポンプと呼ばれる。真空ポンプの中央部品は支持体２である。この支持体に、片側にはポンプ装置の部品が、および他方側には駆動装置の部品が固定されている。軸３は滑り軸受４内に回転可能に支持され且つ偏心して円筒中空室を貫通している。この中空室は、円筒内孔を有する本体と、および軸方向の各端部におけるカバー・プレートとにより構成されている。軸は１つまたは複数の翼板５を有し、翼板５は中空室の内壁に接し、これにより吸込室６を形成する。軸の回転およびこの結果として得られる翼板の運動により、それ自身既知のポンプ作用が得られる。図を簡単にするために、従来技術において十分に周知の必要な弁は省略されている。軸は永久磁石７を支持し、永久磁石７は電気コイル８と協働して軸を回転させる。永久磁石と電気コイルとの間に、縮尺によらずに拡大して示されているモータ隙間が存在する。モータ隙間内に分離要素９が配置され、分離要素９はガラス管として形成されている。このガラス管は、支持体に存在する円筒形の案内面１０およびカバー１２に存在する同様に円筒形の案内面１１内に支持されている。案内面１０および１１は同軸であり且つ軸方向に相互に間隔をなして配置されている。ガラス管が全体に一定の直径を有するとき、案内面は同じ半径を有している。ガラス管および支持体並びにカバーの不均一な熱膨張により発生することがある応力を回避するために、案内面はガラス管の外側と接している。カバー１２および支持体２はスペーサ１４を介して相互に結合されている。分離スリーブと共に、これらの部品は、電気コイルがその中に配置されている空間を包囲している。案内面が同軸であることは結合面１７を介して保証される。これらの結合面はスペーサ１４の内側と、および支持体およびカバーとに設けられている。図の右下側部分に、装置が分解図で示されている。即ち、支持体およびカバーの結合面は符号１７ａで示され、スペーサ上の結合面は符号１７ｂで示されている。スペーサの結合面は共通の加工作業、例えば切削において製作可能である。同様に、支持体の案内面１０および結合面と、および案内面１１および結合面１７とはそれぞれ１つの加工作業において製作可能である。カバーと支持体との位置決め、したがって案内面相互の位置決めはこれによりきわめて正確である。これから、結果として、小さいモータ隙間が得られる。

支持体２およびカバー１２により、両方の軸方向内にストッパが設けられている。ストッパの間隔はガラス管の軸方向長さより大きいので、ガラス管はある程度の遊びを有している。案内面１０、１１の公差が、内部応力が発生するほど狭く形成されていないとき、それは好ましい。この場合、ガラス管はある程度移動可能である。このとき、ガラス管は、全体として、軸方向および半径方向の寸法によりエラストマー・リング１３内に浮動支持され、この場合、ガラス管は案内面１０、１１により案内されている。

図２は改善実施例を示し、この場合、駆動装置の一部のみが断面図で示されている。この例においては、支持部品２は、それが同時にスペーサの機能を受け持つように形成されている。支持体２、分離要素９およびカバー１２は空間を形成し、この空間内に電気コイル８が配置されている。この配置は、第１の実施例よりもよりコンパクトである。他の利点は、相互に同軸の面の数が少ないことである。結合位置はカバーと支持部品との間の一カ所に必要であるにすぎず、これにより、ここでは結合面１７のみが存在しているにすぎない。案内面１０は支持部品における結合面と共に１つの加工ステップ内において製作可能である。案内面１１はカバーの結合面と共に第２の加工ステップ内において製作される。これにより、結合面およびそれぞれの案内面はきわめて正確に同軸であり、したがって、案内面もまた相互にきわめて正確に同軸である。これにより、より高い精度が得られ、したがって、軸３上に存在する永久磁石７と電気コイル８との間の隙間は最適に小さく保持可能である。モータ隙間による損失が低下するので、それに対応して、モータの効率データが改善され、ないしは必要なモータ出力が低減される。

回転翼形油回転真空ポンプの断面図である。 変更態様駆動装置の部分断面図である。

符号の説明

１ 回転翼形油回転真空ポンプ
２ 支持体（支持部品）
３ 軸
４ オイル潤滑軸受（滑り軸受）
５ 翼板
６ 吸込室
７ 永久磁石
８ 電気コイル
９ 分離要素（分離スリーブ、ガラス管）
１０、１１ 案内面
１２ カバー
１３ エラストマー・リング
１４ スペーサ
１６ オイル
１７、１７ａ、１７ｂ 結合面

Claims (10)

1. モータ・ステータと、モータ・ロータと、モータ・ステータおよびモータ・ロータ間に配置されている、内側および外側を有する分離要素（９）とを備えた真空ポンプ（１）用駆動装置において、
   前記分離要素（９）が、円筒形の、同軸の、および軸方向に間隔をなして配置されている少なくとも２つの案内面（１０、１１）内において支持され且つ心出しされた分離スリーブを含み、この場合、案内面は外側と接することを特徴とする真空ポンプ（１）用駆動装置。
2. 少なくとも２つの部品（２、１４、１２）が前記分離要素（９）と共に空間を形成し、この空間内にモータ・ステータが配置され、この場合、前記部品は、部品に設けられている、案内面と同軸の面（１７、１７ａ、１７ｂ）を介して相互に接して配置され、および前記部品の少なくとも２つはそれぞれ案内面（１０、１１）を有することを特徴とする請求項１の駆動装置。
3. 分離スリーブ（９）がガラス管を含むことを特徴とする請求項１または２の駆動装置。
4. ガラス管の内部空間と外部空間との間のシールがエラストマー・リング（１３）により行われ、エラストマー・リング（１３）はガラス管の外側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの駆動装置。
5. 案内面（１０、１１）を設けた部品により形成されているガラス管のストッパは、軸方向に、ガラス管の長さよりも広く相互に間隔をなして配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの駆動装置。
6. モータ・ステータが電気コイル（８）を、およびモータ・ロータが永久磁石（７）を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの駆動装置。
7. モータ・ロータおよび軸（３）が一体に形成され、この場合、軸がポンプ作用を発生する部品（５）を支持していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの駆動装置。
8. 真空ポンプ（１）がオイル潤滑軸受（４）を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの駆動装置。
9. 真空ポンプ（１）が回転翼形油回転ポンプであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの駆動装置。
10. 真空ポンプ（１）がルーツ・ポンプであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの駆動装置。

Images