JP6148743B2 - 真空ポンプ及び真空ポンプの製造の為の方法 - Google Patents

Description

本発明は真空ポンプ及び真空ポンプの製造の為の方法に関する。

例示的真空ポンプはモーター及びモーターユニットの為の制御ユニットを有する。モーターは、真空ポンプのハウジング内部に配置されている。制御ユニットは外側からハウジングに設けられている。その際、ハウジングは、ハウジング内の真空の外部領域に対する保護の為にシールされている必要がある。他方、同時に、電気的接続が、モーターと制御ユニットの間に必要である。

先行技術においては、そのような真空ポンプの製造の為の例示的な方法においてモーターは、ハウジング内に設けられている。その結果、線はモーターからハウジングの開口部を通って引き出され、そして線は、ハウジングの外側の制御ユニットの為の接続ユニットと電気的に接続され、例えばはんだ付けされる。接続ユニットはその後、外側からハウジングに固定される。

この方法のデメリットは、モーターは、接続ユニットとの接続の後に初めて、完結的にテストされることが可能であるという点に存在する。モーターは、つまり真空ポンプのハウジング内に組み込まれた後に初めてテストされることが可能である。

米国特許出願公開第２００２／０９４２７７Ａ１号明細書 欧州特許出願公開第１８４３０４３Ａ２号明細書

本発明の課題は、真空ポンプの組立を簡単とすることである。

課題は、真空ポンプによって、請求項１に記載の特徴を有する真空ポンプによって解決される。そしてこれは特に、開口部と対向ユニットが、その寸法に関して、対向ユニットが、作動向きと異なる組立向きにおいて開口部を通して貫通案内可能であるように、互いに合わせられていることによって解決される。

本発明のメリットは、機能ユニットと対向ユニットが、機能ユニットの組立の前に既に、真空ポンプのハウジング内において電気的に及び／又は情報技術的に接続されることが可能である点に存在する。機能ユニットと対向ユニットは、よってまず、他のコンポーネントに依存することなく、真空ポンプの製造プロセスにおいて、極めて早期にテストされることが可能である。これによって、可能性のあるエラーが低い労力・コストのもと除去されることが可能である。第二に、組立自体が簡易とされ及び加速される、というのは、対向ユニットに対する線の、例えば熱的な接合が、組立過程の間に省略されることが可能だからである。

特に、対向ユニットに対する線の接続は、製造の際に既に適当な方法でカプセル化されて、又は、鋳出されて（独語：ｖｅｒｇｏｓｓｅｎ）形成されることが可能である。というのは、接続は後に真空ポンプの組立の際に、もはや解除される必要が無いからである。これは特に、接続が、確実かつ信頼性をもって、外部の影響から保護されることが可能であり、これによって長期にわたって保護されるというメリットを有する。

機能ユニットおよび対向ユニットは、つまり、真空ポンプの完成したコンポーネントとして、共通して提供されることが可能である。このことは、これらコンポーネントを、ある特化したメーカー（このメーカーは、自身で機能ユニットの完結したテストを実施することができる）による総体としての入手の可能性が開かれる。その上、発明によって、真空ポンプの分解及び修理が簡易化される。というのは、場合によっては存在するシール、例えばОリングやフラットシールの形式のもの、が、対向ユニットを線から分離することなく簡単に交換されることが可能だからである。

このメリットは、発明に従い、特に、線が対向ユニットとコネクター接続部を介さず接続されているときに達成される。この場合、相応する部材が省略されることが可能である一方で、組立は更に簡単とされる。

機能ユニットは、真空ポンプの為のモーターを有することが可能である。代替として、又は追加的に、機能ユニットは真空ポンプの別の装置を含むことが可能である。これは例えば、測定兼監視装置、真空ポンプ内における体積流の制御の為のバルブ又は他のアクチュエータのようなものである。

電気的及び／又は情報技術的接続は、エネルギー（独語：Ｌｅｉｓｔｕｎｇ）又は情報の伝達の為の手段を有することが可能である。その際、当該手段は、例えば電導体及び／又は光ファイバーを含むことが可能である。

開口部は、円形と異なることが可能である。一つの実施形においては、開口部は、少なくとも基本的に長方形形状を有する。形状の概念は、本発明の別の実施例において、例えば丸め又は面取り又は追加的な切欠きによって、長方形形状のような理想形状と異なる可能性がある基本形状に関する。

本発明の別の実施形においては、対向ユニットは組立向きにおいて最大幅、最大高さ、及び、開口部の平面に対して垂直に推移する長さを有する。その際、対向ユニットの最大幅は、開口部の幅よりも小さく、そして対向ユニットの最大高さは開口部の高さよりも小さい。対向ユニットの最大幅は、ここでは、開口部の高さよりも大きく、そして対向ユニットの長さは開口部の幅よりも大きい。

比較的簡単な幾何に基づくこの実施形においても、対向ユニットによって開口部の完全なカバーが保証されることが可能である。「高さ」、「幅」及び「長さ」の概念は、単に、開口部及び対向ユニットの異なる方向における伸張・規模（独語：Ａｕｓｄｅｈｎｕｎｇｅｎ）に関する。特に、「高さ」の概念は、その際、垂直な寸法・大きさの方向に制限されず、例えば、水平な方向における寸法・大きさも意味する。その際、そのような場合には「幅」の概念は、垂直方向における伸張・規模を意味することが可能である。「高さ」、「幅」及び「長さ」は、他の任意の、例えば傾斜した寸法・大きさ方向に関することも可能である。

組立向きにおいて、対向ユニットの最大幅及び長さは、板形状の要素によって定義されることが可能である。換言すると、対向ユニットは、（対向ユニットに）他のコンポーネントが存在する限り、幅及び長さにおいて、対向ユニットの他のコンポーネントよりも大きい板形状の要素を有することが可能である。最大高さは、この場合、板形状の要素の厚さと共に、該厚さの寸法・大きさ方向における別のコンポーネントの寸法・大きさの合算により定義される。

一つの実施形においては、板形状の要素は、少なくとも基本的に長方形である。対向ユニットの製造は、これによって簡易化される。

板形状の要素は、キャリアプレートであることが可能である。キャリアプレートは、対向ユニットの一又は複数のコンポーネントを担持する。別のコンポーネントは、例えば、比較的簡単な部材、例えば一又は複数の接続要素のようなもの、又は複雑な装置、例えば機能ユニットの為の制御ユニットのようなものを含むことが可能である。コンポーネントは、キャリアプレートに其々長期にわたって、又は解除不能に固定されていることが可能である。

別の一つの実施形においては、キャリアプレートは、線と（又は線によって）接続されている、導体板又は基盤（又は金属シート、独語：Ｐｌａｔｉｎｅ）として形成されている。導体板又は基盤は、その際、別の線機能の為に形成されている、及び／又は、例えば演算ユニット又は制御ユニットのような別のコンポーネントを有している、及び／又は、電気的に接続することが可能である。

対向ユニットは、線と（線によって）接続される少なくとも一つの接続コネクターを有することが可能である。これには、機能ユニットと接続すべき別の機能ユニットが接続可能である。これによって、対向ユニットは、比較的小さく形成されることが可能である。というのは、追加的に必要なコンポーネントが、ある意味、別の機能ユニット内に、「アウトソース」されることが可能だからである。よって、ハウジング壁内に、小さな開口部のみが必要であり、これを通して比較的小さな対向ユニットのみが貫通案内される必要がある。しばしばぎりぎりである真空ポンプ内の構造空間が、これによってより良好に利用されることが可能である。別の機能ユニットは、例えば制御ユニット、及び／又は、機能ユニットの為の、電源部材等であって、モーターの為のものをハウジング内に有することが可能である。

接続コネクターは、例えば、別の機能ユニットのジャック又はプラグの為の、プラグ又はジャックとして形成されていることが可能である。接続コネクターは、対向ユニットの作動向きにおける外側の面に設けられ、そして、対向ユニットの内側面において線と（線によって）接続されていることが可能である。接続コネクターは、特に対向ユニットの導体板と組み合わせることが可能である。その際、接続コネクターは、少なくとも一つのピンを有することが可能である。このピンは、導体板を通って貫通案内され、そして導体板の内側の面において線とはんだ付けされる。代替的に、又は追加的に、接続コネクターは、導体板の外側に存在する表面に取り付けられていることが可能であり、そして導体経路によって導体板の内側の面と接続され、そしてそこで線と接続されていることが可能である。

他の実施形においては、対向ユニットはハウジング壁にねじ留めされている。これによって、対向ユニットのハウジング壁との簡単かつ解除可能な接続が保証される。

対向ユニットとハウジング壁の間には、シールが設けられていることが可能である。

一つの実施形においては、ハウジング壁及び／又は対向ユニットは、シールを収容するための凹部を有する。この凹部内には、シール、例えばОリングが確実に固定可能であり、そして例えば、ハウジング壁への対向ユニットのねじ留めによって、定義された圧縮が可能である。必要なシール作用を達成するためである。

線はフレキシブルであることが可能である。対向ユニットは、これによって特別簡単に開口部を通して通過案内されることが可能である。特に、線は、一又は複数のケーブルを含む。これらは、其々一又は複数の心線を有することが可能である。

一つの発展形においては、線は対向ユニットと解除不能に接続されている。線は、対向ユニットと例えばはんだ付けされ及び／又は鋳出されている。これによって接続の安定性と、外部の影響からの保護が改善される。

課題は更に、請求項１５に記載の真空ポンプの製造のための方法によって解決される。これは例えば、装置の上述した実施形に相当して更に改善されることが可能である。

別の実施形は、従属請求項、明細書及び図面に記載されている。

本発明を以下に簡略図を参照しつつ、単に例示的に説明する。

対向ユニットおよびこれと接続される発明に従う機能ユニットの図 対向ユニットの側面図 対向ユニットの背面図 ハウジング壁内の開口部を有する発明に係るハウジングの一部の図 組立向きにおいて開口部を通って通過案内された対向ユニットの図 作動向きにおいてハウジング壁に固定されている対向ユニットの図 対向ユニット１４と開口部２０の大きさの比率の図

図１には、機能ユニット１２と対向ユニット１４（独語：Ｇｅｇｅｎｅｉｎｈｅｉｔ）が表されている。これらは、三つの線（独語：Ｌｅｉｔｕｎｇｅｎ）を介して接続されている。機能ユニット１２は、例えば真空ポンプのモーターを有する。対向ユニット１４は、導板として形成されたキャリアプレート２２を有している。キャリアプレートは、接続コネクター２４を担持している。接続コネクター（独語：Ａｎｓｃｈｌｕｓｓｖｅｒｂｉｎｄｅｒ）２４は、別の機能ユニット（例えば、真空ポンプのモーターの為の制御装置のようなもの）のプラグ（独語：Ｓｔｅｃｋｅｒ）の為のソケット（独語：Ｂｕｃｈｓｅ）として形成されている。三つの線１６は、それぞれ接続コネクター２４のジャックの接触点と接続されており、例えば、モーターの電気的駆動の各フェーズに割り当てられている。

キャリアプレート２２は、長方形形状を有しており、その四つの角は、対向ユニット１４のより良好な取扱いの為に丸められている。角の近傍では、キャリアプレート２２は、四つの貫通穴２８を有している。これらを通して、対向ユニットの固定の為の各ねじが貫通させられることが可能である。

図１においては、対向ユニット１４が、作動向きに関するその外側の面とともに示されている。「作動向き」とは、これ（対向ユニット）が、図６に示されているように、ハウジング１０のハウジング壁１８に固定されている状態における対向ユニットの配置を意味する。換言すると、「作動向き」の概念は、真空ポンプの運転の間のハウジング１０に対する相対的な対向ユニットの向きに関する。キャリアプレート２２の図１に示された内側面は、よって作動向きにおいて、ハウジング１０の内部の方に向けられている。一方で、キャリアプレート２２の外側の面は、図６に示されているように、ハウジング１０と反対の方に向けられている。

図２は、対向ユニット１４を側面図として示す。接続コネクター２４は、キャリアプレート２２の（ここでは上側の）外側の面に固定されている。キャリアプレート２２の（ここでは下側の）内側の面においては、複数の線１６が発している。これら線は、ここでは表されていない機能ユニット１２へと通じている。接続コネクター２４は、キャリアプレート２２を通って線１６と電気的に接続されている。

図３においては、対向ユニット１４のキャリアプレート２２の内側の面が、表されている。複数の線１６は、其々、個々では覆い隠されている接続コネクター２４のピン及びキャリアプレート２２とはんだ付けされているので、線１６及び接続コネクター２４は、電気的に互いに接続されており、そしてキャリアプレート２２に長期にわたって固定されている。

図４は、真空ポンプのハウジング１０の一部を示す。ハウジング１０は、ハウジング壁１８を有する。この中に、長方形の開口部２０が形成されている。開口部は、シール２６によって囲まれている。キャリアプレート２２の貫通穴２８に合うよう、ハウジング壁１８は四つのねじ穴３０を有する。これらの中に、対向ユニット１４をハウジング壁１８へと固定するための複数のねじがねじ込まれることが可能である。

図５内には、対向ユニット１４が、組立向きで、ハウジング１０のハウジング壁１８の開口部２０を通してどのように貫通させられるかが示されている。対向ユニット１４は、その際、側方から、その長手方向軸に沿って、開口部２２の延在平面に対して垂直に、開口部２２を通って貫通させられており、特に、貫通シフトされている（独語：ｈｉｎｄｕｒｃｈｇｅｓｃｈｏｂｅｎ ｗｉｒｄ）。

対向ユニット１４が完全に開口部２０を通って貫通させられた後、対向ユニット１４は、図６に表されているように、その作動向きにおいて、ねじ３２でもってハウジング壁にねじ留めされる。その際、キャリアプレート２２の内側の面は、開口部２０を覆い、そしてシール２６は、キャリアプレート２２の内側の面と係合状態とされるので、シールは、ハウジング１０の内部を効率的にシールする。

図６および７内には、対向ユニット１４と開口部２０の大きさの比率が表されている。これは、対向ユニット１４が組立向きにおいて開口部２０を貫通可能であること、しかし開口部２０を作動向きにおいては覆うことを可能とする。このため図７には図５の開口部２０が拡大して表されている。

対向ユニット１４は、長さＬを有する。この長さは、キャリアプレート２２の長方形形状の二つの短い面の間隔によって定義されている。図７より見て取れるように、対向ユニット１４は、キャリアプレート２２の長方形形状の両方の長い面の間隔によって定義されている最大幅ａを有する。対向ユニット１４の最大高さｂは、対向ユニット１４の垂直方向の全ての伸張・規模によって、つまり、接続コネクター２４、キャリアプレート２２及び線１６を含めた伸張・規模によって定義されている。開口部２０の幅ｃは、水平方向における長方形の開口部の幅、または換言すると開口部２０の長方形形状の短い面の間隔を意味する。開口部２０の長方形形状の長い面の間隔は、開口部２０の高さを定義する。

対向ユニット１４の最大幅ａは、開口部２０の幅ｃよりも小さく、そして対向ユニット１４の最大高さｂは開口部２０の高さｄよりも小さい。対向ユニット１４の最大幅ａは、しかし、開口部２０の高さよりも大きく、そして対向ユニット１４の長さｌは、開口部２０の幅ｃよりも大きい。よって、図６に表されているように、対向ユニット１４は開口部２０を完全に覆う。

示された実施形においては、キャリアプレート２２は、その延在平面が、開口部２０の長方形形状の長い面に対して基本的に平行に向けられているよう、対向ユニット１４が、開口部２０を貫通案内される。対向ユニット１４および開口部２０に対しては、楕円形状、平行四辺形状の形状、または不規則な形状のような他の形状のみならず考え得る。対向ユニット１４は、平行と異なる組立向きで開口部２０を貫通させられることも可能である。よって、対向ユニット１４は、例えば、対角に方向に、及び／又は傾斜して、開口部２０の長方形形状を貫通案内されることが可能である。

１０ ハウジング
１２ 機能ユニット
１４ 対向ユニット
１６ 線
１８ ハウジング壁
２０ 開口部
２２ キャリアプレート
２４ 接続コネクター
２６ シール
２８ 貫通穴
３０ ねじ穴
３２ ねじ
ａ 対向ユニットの最大幅
ｂ 対向ユニットの最大高さ
ｃ 開口部の幅
ｄ 開口部の高さ
ｌ 対向ユニットの長さ

Claims (14)

1. ハウジング（１０）、
   ハウジング（１０）内に設けられた少なくとも一つの機能ユニット（１２）、及び
   ハウジング（１０）の外に設けられた少なくとも一つの対向ユニット（１４）を有し、この対向ユニットが、少なくとも一つの線（１６）を介して機能ユニット（１２）と電気的に及び／又は情報技術的に接続されており、
   その際、線（１６）が、ハウジング（１０）のハウジング壁（１８）内に形成された開口部（２０）を貫通して推移しており、
   その際、対向ユニット（１４）が、作動向きにおいて、ハウジング壁（１８）に外側に取り付けられており、そして開口部（２０）を覆っており、そして、
   その際、開口部（２０）及び対向ユニット（１４）が、その寸法に関して、対向ユニット（１４）が、作動向きと異なる組立向きにおいて、開口部（２０）を通って貫通案内可能であるよう互いに合わせられており、
   対向ユニット（１４）とハウジング壁（１８）の間にシール（２６）が設けられており、
   シール（２６）が、対向ユニット（１４）の内側面と係合状態とされることを特徴とする真空ポンプ。
2. 開口部（２０）が、円形状と異なることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 開口部（２０）自体が、少なくとも基本的に長方形形状又は正方形形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 対向ユニット（１４）が、組立向きにおいて最大幅（ａ）、最大高さ（ｂ）、及び、開口部（２０）の平面に対して垂直に推移する長さ（ｌ）を有し、
   その際、対向ユニット（１４）の最大幅（ａ）が、開口部（２０）の幅（ｃ）よりも小さく、そして対向ユニット（１４）の最大高さ（ｂ）が、開口部（２０）の高さ（ｄ）よりも小さく、
   その際、対向ユニット（１４）の最大幅（ａ）が、開口部（１４）の高さ（ｄ）より大きく、そして、
   その際、対向ユニット（１４）の長さ（ｌ）が、開口部（２０）の幅（ｃ）よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 組立向きにおいて、対向ユニット（１４）の最大幅（ａ）及び長さ（ｌ）が、板形状の要素（２２）によって定義されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 板形状の要素（２２）自体が、少なくとも基本的に長方形状または正方形状であることを特徴とうする請求項５に記載の装置。
7. 板形状の要素が、対向ユニット（１４）の一又は複数の別のコンポーネントを担持するキャリアプレート（２２）であることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
8. キャリアプレート（２２）が、線（１６）と接続されている導体板として又は基盤として形成されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 対向ユニット（１４）が、線（１６）と接続された少なくとも一つの接続コネクター（２４）を有し、この接続コネクターに、機能ユニット（１２）と接続される別の機能ユニットが接続可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 対向ユニット（１４）が、ハウジング壁（１８）にねじ留めされていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. ハウジング壁（１８）及び／又は対向ユニット（１４）が、シール（１８）を収容するための凹部を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 線（１６）がフレキシブルであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 線（１６）が、対向ユニット（１４）と解除不能に接続されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
14. ハウジング（１０）及びハウジング（１０）の内部に設けるべき少なくとも一つの機能ユニット（１２）を有する真空ポンプの製造の為の方法であって、機能ユニットに対して真空ポンプの作動中、ハウジング（１０）の外側から電気的及び／又は情報技術的接続が存在し、その際、本方法が以下のステップ、つまり、
    ハウジング（１０）内に機能ユニット（１２）を設ける前に、機能ユニット（１２）が、少なくとも一つの線（１６）を介して対向ユニット（１４）と電気的及び／又は情報技術的に接続される、
    機能ユニット（１２）が、ハウジング（１０）内に設けられ、そして対向ユニット（１４）がハウジング（１０）の内部から、ハウジング（１０）のハウジング壁（１８）に形成された開口部（２０）を貫通して外に向かって案内される、
    対向ユニット（１４）が、外側からハウジング壁（１８）に作動向きで取り付けられ、当該作動向きにおいては対向ユニット（１４）は開口部（２０）を覆っている、
    開口部（２０）及び対向ユニット（１４）は、その寸法に関して、対向ユニット（１４）が、作動向きと異なる組立向きにおいて開口部（２０）を貫通案内されることが可能であるよう合わせられる、
    というステップを有し、
    その際、対向ユニット（１４）とハウジング壁（１８）の間にシール（２６）が設けられており、
    シール（２６）が、対向ユニット（１４）の内側面と係合状態とされることを特徴とする方法。

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