JP7177119B2 - 真空装置 - Google Patents

Description

本発明は、装置筐体とこの装置筐体を制御及び／又は調整するための電子装置とを有する真空装置、特に真空ポンプに関する。さらに、本発明は、電子装置によってこのような真空装置の装置筐体を認識するための方法と、真空装置の装置筐体を個別化するための方法とに関する。

一般に、真空ポンプ又はその他の真空装置は、当該真空ポンプ又は当該真空装置の１つ又は複数の装置筐体に接続している電子装置によって制御及び／又は調整される。このような電子装置は、真空ポンプ又は真空装置の駆動部、すなわち多く場合は電気モータを制御又は調整するので、当該電子装置は、駆動装置とも呼ばれる。

一般に、真空ポンプの装置筐体と電子装置又は駆動装置とは、分離可能なユニットを構成する。その結果、様々な種類の複数の装置筐体が、同じ種類の１つの電子装置又は駆動装置によって作動され得る。例えば、真空ポンプの故障又は破損さえも引き起こし得る、複数の装置筐体を１つの電子装置に間違って割り当てることを回避するためには、当該電子装置が、当該装置筐体に接続された直後に、当該電子装置が、それぞれの装置筐体の種類を正しく識別することが必要である。

電子装置が、この電子装置に接続されている装置筐体の種類を確認すると、一般に、当該電子装置は、当該装置筐体の動作パラメータに関する追加の情報を受け取る。例えば、当該電子装置は、真空ポンプが作動されなければならない回転数に関する情報を取得し得る。または、当該装置筐体の内部パラメータに基づいて、当該装置筐体に対して固有である１つの特性曲線を一義的に選択するため、当該電子装置は、当該内部パラメータをさらに読み取る。

装置筐体を真空装置の電子装置によって自動識別するため、既知の真空装置の場合は、この装置筐体に取り付けられているＩＤ抵抗が使用される。代わりに、装置筐体の固有の識別子が、この装置筐体に機械式に設置されてもよく、この識別子は、当該電子装置との接続時にこの電子装置で状態変化を引き起こす。一方で、当該状態変化は、当該電子装置の電気特性を変化させ、これにより当該装置筐体の種類を識別可能にする。

双方の場合、例えば、ＩＤ抵抗が、適切にはんだ付けされるか又は別の方法で装置筐体内に組み込まれるときに、又は、機械式の識別子が、装置筐体に設置されるときに、当該装置筐体の一義的な識別子の作成は、追加の経費に繋がる。さらに、ＩＤ抵抗及び機械式の識別子は、故意でない又は故意の変更に対して保護されていない。さらに、一般に、装置筐体内に格納される内部パラメータは、改竄に対して保護されていない。さらに、ＩＤ抵抗及び機械式の識別子の場合、可能な組み合わせの数が、例えば設置空間の状態に起因して制限されている。

ＥＰ１７６７７９０

本発明の課題は、装置筐体が電子装置によって簡単に且つ確実に識別され得る真空装置を提供することにある。本発明の別の課題は、真空装置の装置筐体を個別化し、認識するための確実な方法を提供することにある。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する真空装置によって解決され、請求項８又は１２に記載の特徴を有する方法によって解決される。

真空装置は、例えば真空ポンプであり、装置筐体と、この装置筐体を制御及び／又は調整するための電子装置とを有する。当該装置筐体は、構成要素に固有のデジタルデータセットを有する。さらに、当該電子装置は、当該装置筐体に接続されていて、当該装置筐体の構成要素に固有のデータセットを読み取るように構成されている。

したがって、本発明の真空装置の場合、ＩＤ抵抗又は機械式の識別子の代わりに、装置筐体に固有であるデジタルデータセットが使用される。真空装置の製造が、当該デジタルデータセットを使用することによって、より簡単であり、より速く、したがってより低コストである。何故なら、当該構成要素に固有のデータセットは、例えば、当該真空装置内に又は当該真空装置にいずれにしても存在する記憶要素内だけに格納されるだけで済み、抵抗のはんだ付け若しくは組み込みが省略され、又は、機械式の識別子の製造及び設置が省略されるからである。

さらに、構成要素に固有のデジタルデータセットは、改竄に対して例えばＩＤ抵抗よりも安全である。何故なら、当該データセットは、装置筐体内又は装置筐体に格納後は外部から容易にアクセスできず、当該データセットを記憶要素への望まないアクセスに対して保護するための措置が取られ得るからである。当該電子装置と当該装置筐体とは、例えば適切なインターフェースを介して接続され得て、当該データセットが、適切なファームウェアを用いて当該電子装置によって読み取られ得る。当該装置筐体の種類及び／又は内部パラメータが、例えば、同様にこのようなファームウェアを用いて構成要素に固有のデータセット基づいて確認され得る。

本発明の好適な構成が、従属請求項と以下の説明と図面とに示されている。

１つの実施の形態によれば、構成要素に固有のデータセットが、秘密鍵によって暗号化されていて、当該暗号化された構成要素に固有のデータセットを読み取り前に復号化するため、電子装置が、当該秘密鍵に割り当てられている公開鍵を有する。

当該暗号化によって、当該構成要素に固有のデータセットが、例えば当該構成要素に固有のデータセットを読み取るための装置によって実行され得る故意の又は故意でない変更に対して保護されている。したがって、当該暗号化は、真空装置の動作信頼性を改善する。何故なら、例えば、特性曲線を正しく選択する装置筐体の内部パラメータも、公開鍵を知っているだけで読み取り可能であるからである。

最初に、秘密鍵が、鍵所有者、すなわち例えば真空装置の製造業者によって、真空装置の製造中に又は真空装置の最初の始動時に生成され得る。したがって、当該秘密鍵は、真空装置の作動中にも、例えば当該真空装置の製造業者だけに提供される。これに対して、公開鍵は、電子装置のファームウェア内に存在し得る。したがって、構成要素に固有のデータセットの暗号化は、非対称である。何故なら、当該暗号化された構成要素に固有のデータセットは、当該電子装置によって復号化され得るが、当該電子装置によって装置筐体内で変更できないからである。

構成要素に固有のデータセットは、好ましくは、秘密鍵によって署名されている構成要素に固有の識別子を含む。当該構成要素に固有の識別子に署名することによって、この識別子は、改竄に対してさらに保護される。当該識別子は、例えば、装置筐体の製品番号、バージョン番号又は製造番号に割り当てられ得る。当該製品番号、バージョン番号若しくは製造番号に基づいて、又はこのような複数の識別子の任意の組み合わせに基づいて、電子装置が、当該装置筐体を一義的に認識できる。

装置筐体は、記憶要素を有してもよく又はこのような記憶要素から構成されてもよい。当該装置筐体は、専ら読み取り可能な記憶要素でもよく、後の使用において一回又は複数回変更可能な、すなわち書き込み可能な記憶要素でもよい。当該装置筐体又は記憶要素は、その製造中に構成要素に固有の識別子を不変に有し得る。これにより、当該識別子は、後のあらゆる変更に対して保護されている。

商品番号は、その装置筐体を、同じ仕様に基づいて不特定数の製造業者によって量産され得る同一構成の不特定量の装置筐体に一義的に割り当てることを可能にする。これに対して、バージョン番号は、別のバージョン番号を有する別の装置筐体に比べて機能的に少なくとも僅かに相違する装置筐体の一義的な設計バージョンを示す。当該相違は、その装置筐体の作動中に考慮される必要がある。製造番号は、好ましくは一回だけ割り当てられ、不特定量の装置筐体からそれぞれ個々の装置筐体を一義的に認識することを可能にする。

構成要素に固有のデータセットが、例えば１つの装置筐体の１つの製造番号に基づいて改竄に対してさらに保護される場合、このデータセットは、この装置筐体だけによって正しく復号化可能であり、真空装置のために自由に処理可能である。そうではなくて、当該データセットが、例えば同じ製品番号を有する同一構成の別の装置筐体に送信される場合、当該データセットは、当該装置筐体の異なる製造番号によって復号化不可能であり、したがって真空装置用に読み取り不可能である。

さらに、構成要素に固有のデータセットは、装置筐体の動作パラメータ及び／又は動作プリセット値を含み得る。当該動作パラメータ及び／又は動作プリセット値は、例えば、真空装置の装置筐体を作動させるための限界値及び／又は特性曲線である。当該構成要素に固有のデータセットが、秘密鍵によって暗号化されている場合、この実施の形態では、当該装置筐体の動作パラメータ及び／又は動作プリセット値も、当該暗号化に起因して故意の又は故意でない改竄に対して保護されている。

別の実施の形態によれば、さらに、装置筐体用の動作データを公開鍵によって暗号化し、当該装置筐体に送信するように、電子装置が構成されている。この場合、当該装置筐体用の当該暗号化された動作データは、当該秘密鍵だけによって復号化可能である。当該電子装置から当該装置筐体に送信される当該動作データは、構成要素に固有のデータセット内に含まれている動作パラメータ及び／又は動作プリセット値の一部でもよい。しかしながら、当該送信される装置筐体用の動作データは、真空装置の秘密鍵所有者又は製造業者だけに既知である秘密鍵だけによって復号化可能であるので、当該動作データの復号、すなわち当該装置筐体の動作パラメータ及び／又は動作プリセット値の一部の変更は、当該秘密鍵の所有者の承諾だけによって実行され得る。しかしながら、当該装置筐体用の動作データを当該電子装置によって送信することが可能であることは、当該真空装置を作動させるための柔軟性を改善する。しかし、この場合、当該動作データの正しい設定が、当該暗号化によって保護されている。

構成要素に固有のデータセットは、好ましくは装置筐体のチップ上に記憶されている。このようなチップが、いずれにしても当該装置筐体に又は当該装置筐体内に存在する場合、構成要素に固有のデジタルデータセットを格納する記憶要素を設置するための追加の経費が省略される。しかしながら、代わりに、構成要素に固有のデータセットが、装置筐体の外部記憶要素上に記憶されてもよい。このような外部記憶要素は、例えば、当該装置筐体と電子装置とを接続する真空制御部としての回路基盤である。

本発明のさらなる対象は、真空装置の装置筐体を制御及び／又は調整するために電子装置によって当該装置筐体を認識するための方法である。当該装置筐体は、構成要素に固有のデジタルデータセットを有する。当該方法によれば、当該装置筐体の当該構成要素に固有のデータセットは、当該電子装置の起動時に当該電子装置によって取り出される。当該装置筐体は、当該構成要素に固有のデータセットに基づいて一義的に認識される。

当該構成要素に固有のデータセットを読み取る場合、当該装置筐体と当該電子装置とは、例えばインターフェースを介して互いに接続されている。当該装置筐体は、構成要素に固有のデジタルデータセットによって一義的に認識されるので、当該装置筐体を認識するための経費は、例えば、ＩＤ抵抗及び機械式の識別子を認識する場合よりも少ない。

１つの実施の形態によれば、構成要素に固有のデータセットが、秘密鍵によって暗号化されていて、当該暗号化された構成要素に固有のデータセットは、読み取り前に電子装置によって、当該秘密鍵に割り当てられている公開鍵を用いて復号化され得る。当該構成要素に固有のデータセットの当該暗号化は、装置筐体の認識時の信頼性を改善する。何故なら、当該認識に関連するデータが、当該秘密鍵だけによって変更され得るが、当該公開鍵によって変更され得ないからである。

当該構成要素に固有のデータセットは、当該秘密鍵によって署名されている構成要素に固有の識別子を有し得る。装置筐体が、当該構成要素に固有の識別子を読み取ることによって一義的に認識され得る。当該構成要素に固有の識別子は、例えば、装置筐体の製品番号、バージョン番号又は製造番号でもよい。当該構成要素に固有の識別子、すなわち装置筐体の一義的な認識が、当該秘密鍵を用いた署名によって特に保護される。

別の実施の形態によれば、装置筐体用の動作データが、電子装置によって公開鍵を用いて暗号化され得て、当該装置筐体に送信され得る。当該装置筐体用の当該暗号化された動作データは、当該秘密鍵だけによって復号化可能である。当該装置筐体の動作が、当該動作データの送信によって柔軟に変更され得る。しかしながら、この場合、承諾又は同意が、当該秘密鍵の所有者によって実行されなければならない。

さらに、本発明のさらなる対象は、真空装置の装置筐体を個別化するための方法である。この場合、秘密鍵と、この秘密鍵に割り当てられている公開鍵とが生成され、当該装置筐体に対して固有であるデジタルデータセットが、当該生成され秘密鍵によって暗号化される。 引き続き、電子装置用の当該暗号化されたデジタルデータセットが、当該装置筐体を制御及び／又は調整するためにアクセス可能であるように、当該暗号化されたデジタルデータセットが、当該装置筐体に送信される。さらに、当該公開鍵が、当該電子装置に送信される。

秘密鍵及び公開鍵並びにデジタルデータセットは、当該秘密鍵の所有者だけによって生成され得る。当該秘密鍵及び当該公開鍵並びに当該デジタルデータセットは、例えば両鍵及び当該デジタルデータセット用の電子式生成装置によって、真空装置の製造中に生成される。当該装置筐体に固有のデータセットは、当該装置筐体の認識を可能にするデータのほかに、当該装置筐体を作動させるために重要であり、１つの特性曲線を一義的に選択することを可能にする１つ又は複数の内部パラメータを含んでもよい。したがって、当該装置筐体は、暗号化された種類識別子だけによって「個別化」されるのではなくて、１つ又は複数の内部パラメータを確定することによっても「個別化」される。その結果、作動中の当該装置筐体が、同じ種類の複数の装置筐体から識別される。

１つの実施の形態によれば、装置筐体を個別化するため、デジタルデータセットが、当該装置筐体に対して固有の、秘密鍵によって署名される識別子を含む。この場合、構成要素に固有の識別子が、製品番号、バージョン番号又は製造番号に割り当てられ得る。このような個別化は、真空装置の作動中に特定の１つの装置筐体の一義的な認識を可能にする。

当該デジタルデータセットは、当該真空装置の始動中に当該秘密鍵によって暗号化され得る。この場合、暗号化された構成要素に固有のデータセットを当該装置筐体内に生成するため、当該秘密鍵は、当該真空装置の初期化手続時に当該装置筐体内に存在するデータセットに使用される。

別の実施の形態によれば、装置筐体用の暗号化された動作データが、電子装置によって公開鍵を用いて暗号化され、当該装置筐体に送信され、当該動作データは、秘密鍵によって復号化される。したがって、当該装置筐体用の動作データは、当該秘密鍵を知ることだけによって復号化され得て、当該装置筐体を作動させるために当該装置筐体に提供され得る。例えば、当該秘密鍵を提供することを要求する暗号化された動作データを送信するための機能が、当該電子装置のファームウェアに設けられてもよい。

以下に、好適な実施の形態に基づいて添付図面を参照して、本発明を例示的に説明する。

ターボ分子ポンプの斜視図である。 図１のターボ分子ポンプの下面の図である。 図２に示された切断線Ａ－Ａに沿ったターボ分子ポンプの横断面である。 図２に示された切断線Ｂ－Ｂに沿ったターボ分子ポンプの横断面である。 図２に示された切断線Ｃ－Ｃに沿ったターボ分子ポンプの横断面である。 本発明の真空装置の第１の実施の形態を示す。 本発明の真空装置の第２の実施の形態を示す。

図１に示されたターボ分子ポンプ１１１は、流入側フランジ１１３によって包囲されているポンプ流入口１１５を有する。図示されなかった容器が、ポンプ流入口１１５に公知の方法で連結され得る。当該容器からのガスが、ポンプ流入口１１５を通じて当該容器から吸引され得て、当該ポンプを通過してポンプ流出口１１７に移送され得る。例えば回転ベーンポンプのような前段真空ポンプが、ポンプ流出口１１７に連結されてもよい。

図１による真空ポンプの配置の場合、流入側フランジ１１３が、真空ポンプ１１１のハウジング１１９の上端部を形成する。ハウジング１１９は、下部材１２１を有する。電子装置用ハウジング１２３が、下部材１２１の片側に配置されている。真空ポンプ１１１の電気部品及び／又は電子部品が、例えば真空ポンプ内に配置された電気モータ１２５を駆動させるために電子装置用ハウジング１２３内に格納されている。アクセサリー用の複数の端子１２７が、電子装置用ハウジング１２３に設けられている。さらに、ＲＳ４８５規格にしたがうデータインターフェース１２９と、給電端子１３１とが、電子装置用ハウジング１２３に配置されている。

給気口１３３が、特に給気弁としてターボ分子ポンプ１１１のハウジング１１９に設けられている。真空ポンプ１１１は、この給気口１３３を通じて給気され得る。さらに、パージガス接続部とも呼ばれるバリアガス接続部１３５が、下部材１２１の領域内に配置されている。パージガスが、当該ポンプによって移送されたガスから電気モータ１２５（例えば、図３参照）を保護するために、このバリアガス接続部１３５を通じて、真空ポンプ１１１の電気モータ１２５を格納しているモータ室１３７内に提供され得る。さらに、２つの冷媒接続部１３９が、下部材１２１に配置されている。この場合、これらの冷媒接続部の一方の冷媒接続部が、冷媒用の流入口として設けられていて、その他方の冷媒接続部が、冷媒用の流出口として設けられている。当該冷媒は、冷却の目的で当該真空ポンプ内に送られ得る。

真空ポンプの下面１４１が、床面として使用され得る。その結果、真空ポンプ１１１は、下面１４１で直立して作動され得る。しかし、真空ポンプ１１１は、流入側フランジ１１３を介して容器に固定されてもよく、したがって実質的に懸吊されて作動されてもよい。さらに、真空ポンプ１１１が、図１に示されているのとは違う向きに配置されているときでも、この真空ポンプ１１１が作動され得るように、この真空ポンプ１１１は構成され得る。下面１４１が、下向きではなくて、当該下面に面しないで又は上向きに向けられて配置され得る真空ポンプの実施の形態も実現され得る。

さらに、異なる複数のボルト１４３が、図２に示されている下面１４１に配置されている。ここでは、真空ポンプの不特定の複数の部品が、これらのボルト１４３によって密接して固定されている。例えば、軸受押え１４５が、下面１４１に固定されている。

さらに、複数の固定孔１４７が、下面１４１に配置されている。ポンプ１１１が、これらの固定孔１４７を通じて、例えば接触面に固定され得る。

冷媒管１４８が、図２～５に示されている。複数の冷媒接続部１３９を通じて流入され流出される冷媒が、この冷媒管１４８内で循環し得る。

図３～５の断面図に示されているように、真空ポンプは、ポンプ流入口１１５に流入するプロセスガスをポンプ流出口１１７に移送するために複数のプロセスガスポンプ段を有する。

回転軸線１５１を中心にして回転可能な回転子軸１５３を有する回転子１４９が、ハウジング１１９内に配置されている。

ターボ分子ポンプ１１１は、回転子軸１５３に固定された複数の放射状回転子円板１５５と、これらの回転子円板１５５間に配置されて且つハウジング１１９内に固定された複数の固定子円板１５７とを有する、互いに直列に接続されたポンプ動作する複数のターボ分子ポンプ段を備える。この場合、１つの回転子円板１５５と隣接した１つの固定子円板１５７とがそれぞれ、１つのターボ分子ポンプ段を形成する。当該複数の固定子円板１５７が、複数のスペーサリング１５９によって希望した軸線方向の間隔で互いに保持されている。

さらに、当該真空ポンプは、半径方向に互いに係入して配置されて且つ互いに直列に接続されたポンプ動作する複数のホルベックポンプ段を有する。これらのホルベックポンプ段の回転子が、回転子軸１５３に配置された１つの回転子ハブ１６１と、この回転子ハブ１６１に固定されて且つこの回転子ハブ１６１によって支持されている２つの筒形ケーシング状ホルベック回転管１６３，１６５とを有する。これらのホルベック回転管１６３，１６５は、回転軸線１５１に対して同軸に配向されていて且つ半径方向に互いに係入して接続されている。さらに、２つの筒形ケーシング状ホルベック固定管１６７，１６９が設けられている。これらのホルベック固定管１６７，１６９は、同様に回転軸線１５１に対して同軸に配向されていて且つ半径方向に見て互いに係入して接続されている。

当該複数のホルベックポンプ段のポンプ作用する表面が、ホルベック回転管１６３，１６５及びホルベック固定管１６７，１６９のケーシング面によって、すなわち放射状内面及び／又は放射状外面によって形成されている。外側のホルベック固定管１６７の放射状内面が、外側のホルベック回転管１６３の放射状外面に対向して、放射状のホルベック隙間１７１を形成し、当該形成によってターボ分子ポンプに後続する第１ホルベックポンプ段を形成する。外側のホルベック固定管１６３の放射状内面が、内側のホルベック固定管１６９の放射状外面に対向して、放射状のホルベック隙間１７３を形成し、当該形成によって第２ホルベックポンプ段を形成する。内側のホルベック固定管１６９の放射状内面が、内側のホルベック回転管１６５の放射状外面に対向して、放射状のホルベック隙間１７５を形成し、当該形成によって第３ホルベックポンプ段を形成する。

半径方向に延在する１つの流路が、ホルベック回転管１６３の下端部に設けられ得る。外側にある放射状のホルベック隙間１７１が、この流路を介して中央のホルベック隙間１７３に接続されている。さらに、半径方向に延在する１つの流路が、内側のホルベック固定管１６９の上端部に設けられ得る。中央のホルベック隙間１７３が、この流路を介して内側にある放射状のホルベック隙間１７５に接続されている。これにより、互いに係入して接続された複数のホルベックポンプ段が、互いに直列に接続される。さらに、流出口１１７に向かう連結流路１７９が、内側にある放射状のホルベック回転管１６５の下端部に設けられ得る。

上記の複数のホルベック固定管１６３，１６５のポンプ作用する複数の表面はそれぞれ、回転軸線１５１を中心にして軸線方向に螺旋状に延在する複数のホルベック溝を有する一方で、ホルベック回転管１６３，１６５の対向しているケーシング面は、滑らかに形成されていて、真空ポンプ１１１を作動させるためのガスを当該複数のホルベック溝内で移送させる。

回転子軸１５３を回転可能に軸支するため、ころ軸受１８１が、ポンプ流出口１１７の領域内に設けられていて、永久磁石軸受１８３が、ポンプ流入口１１５の領域内に設けられている。

ころ軸受１８１に向かって増大している外径を有する円錐型の円錐ナット（Ｓｐｒｉｔｚｍｕｔｔｅｒ）１８５が、回転軸線１５１のころ軸受１８１の領域内に設けられている。円錐ナット１８５は、作動媒体タンクの少なくとも１つのワイパー（Ａｂｓｔｒｅｉｆｅｒ）に摺動接触している。当該作動媒体タンクは、重なり合って積み重ねられた複数のディスクを有する。これらのディスクは、ころ軸受１８１用の作動媒体、例えば潤滑油で浸漬されている。

当該作動媒体は、真空ポンプ１１１の作動中に毛細管作用によって作動媒体タンクからワイパーを経由して回転している円錐ナット１８５に向かって移送され、この円錐ナット１８５に沿った遠心力の結果としてこの円錐ナット１８５の次第に大きくなっている外径の方向にころ軸受１８１まで移送される。当該ころ軸受１８１は、例えば浸漬機能を満たす。ころ軸受１８１及び作動媒体タンクは、桶形状のインサート部品１８９及び軸受押え１４５によって当該真空ポンプ内に嵌入されている。

永久磁石軸受１８３は、回転子側の半軸受１９１及び固定子側の半軸受１９３を有する。これらの半軸受はそれぞれ、軸線方向に重なり合って積み重ねられた複数の永久磁石リング１９５，１９７から成る１つのリングスタックを有する。リング磁石１９５，１９７は、互いに対向し、放射状の軸受隙間１９９を形成する。この場合、回転子側のリング磁石１９５は、半径方向外側に配置されていて、固定子側のリング磁石１９７は、半径方向内側に配置されている。軸受隙間１９９内に存在する磁場が、回転子軸１５３を半径方向に軸支する磁気斥力をこれらのリング磁石１９５，１９７間に引き起こす。回転子側のリング磁石１９５は、回転子軸１５３の支持部２０１によって支持されている。この支持部２０１は、リング磁石１９５を半径方向外側で包囲する。固定子側のリング磁石１９７は、固定子側の支持部２０３によって支持されている。この支持部２０３は、リング磁石１９７を貫通して延在し、ハウジング１１９の放射状梁部２０５に懸吊されている。回転軸線１５１に対して平行に、回転子側のリング磁石１９５は、支持部２０３に結合された蓋部材２０７によって固定されている。固定子側のリング磁石１９７は、回転軸線１５１に対して平行に、支持部２０３に結合されている固定リング２０９と支持部２０３に結合されている固定リング２１１とによって一方向に固定されている。皿ばね２１３が、固定リング２１１とリング磁石１９７との間に設けられ得る。

回転子側の構造物と固定子側の構造物との衝突が阻止されるように、非常時用軸受又はバックアップ軸受２１５が、磁石軸受内に設けられている。非常時用軸受又はバックアップ軸受２１５は、真空ポンプ１１１の通常作動中は接触なしに使用されていなく、固定子に対する回転子１４９の半径方向の過度な偏向時に初めて、回転子１４９に対する半径方向のストッパを形成するために係合する。バックアップ軸受２１５は、無給油式のころ軸受として形成されていて、回転子１４９及び／又は固定子によって半径方向に隙間を形成する。その結果、バックアップ軸受２１５は、通常のポンプ作動中は係合していない。バックアップ軸受２１５が係合する半径方向の偏向は、このバックアップ軸受２１５が真空ポンプの通常作動中に係合しないような大きさに適切に仕様決定されていて、同時に回転子側の構造物と固定子側の構造物との衝突がいずれにしても阻止されるように小さく適切に仕様決定されている。

真空ポンプ１１１は、回転子１４９を回転駆動させるために電気モータ１２５を有する。電気モータ１２５の電機子が、回転子１４９によって形成されている。この回転子１４９の回転子軸１５３が、モータ固定子２１７を貫通して延在する。永久磁石装置が、モータ固定子２１７を貫通して延在する回転子軸１５３の一部の外側に配置されているか又はその一部に組み込まれて配置されている。放射状のモータ用隙間を有する中間空間２１９が、モータ固定子２１７とこのモータ固定子２１７を貫通して延在する回転子１４９の一部との間に配置されている。モータ固定子２１７と当該永久磁石装置とが、駆動トルクを伝達するために当該モータ用隙間を通じて磁気的に影響され得る。

モータ固定子２１７は、ハウジング内で電気モータ１２５のために設けられているモータ室１３７の内部に固定されている。空気又は窒素でもよいパージガスとも呼ばれるバリアガスが、バリアガス接続部１３５を通じてモータ室１３７内に到達され得る。電気モータ１２５が、当該バリアガスによってプロセスガス、例えば当該プロセスガスの腐食作用する成分から保護され得る。モータ室１３７が、ポンプ流出口１１７を通じて排気されてもよい。すなわち、このモータ室１３７内では、ポンプ流出口１１７に接続されている前段真空ポンプによってもたらされた真空圧力が、少なくとも近似的に支配する。

特に、半径方向外側に存在するホルベックポンプ段に対するモータ室１３７のより良好な密閉を達成するため、それ自体公知のいわゆるラビリンスシール２２３が、回転子ハブ１６１とモータ室１３７との間にさらに設けられてもよい。

図６は、本発明の真空ポンプの第１の実施の形態としてのターボ分子ポンプ１１１の概略図である。ターボ分子ポンプ１１１は、このターボ分子ポンプ１１１の全ての構成要素を有する装置筐体３０１を備える。これらの構成要素は、ハウジング１１９内と下部材１２１内とに格納されていて、既に説明されている（図１～３参照）。図６には、ターボ分子ポンプ１１１の回転子１４９が、専ら概略的に示されている。さらに、装置筐体３０１は、ポンプ用チップ３０３を有する。

さらに、ターボ分子ポンプ１１１は、装置筐体３０１を制御及び／又は調整するために電子装置３０５を有する。この電子装置３０５は、電子装置用ハウジング１２３（図１～３も参照）内に格納されている。

構成要素に固有のデジタルデータセット３０７が、ポンプ用チップ３０３上に記憶されている。デジタルデータセット３０７は、構成要素に固有の識別子３０９と、装置筐体３０１用の動作データ３１１とを含む。動作データ３１１は、構成要素に固有のデータセット３０７に含まれている装置筐体３０１のパラメータ及び／又は動作プリセット値の一部である。

また、電子装置３０５は、図示されなかった記憶媒体上に格納されている記憶データ３１３を含む。また、記憶データ３１３は、装置筐体３０１を制御及び／又は調整するために構成されるファームウェア３１５を含む。さらに、記憶データ３１３は、装置筐体３０１用に設けられている特性曲線３１７を含む。

構成要素に固有のデータセット３０７は、平文で読み取り可能なフォーマットでポンプ用チップ３０３上に格納されているのではなくて、暗号化されたフォーマットで格納されている。構成要素に固有のデータセット３０７が、ターボ分子ポンプ１１１の製造段階中に生成装置３２３によって生成される秘密鍵３２１を使用することによって暗号化される。また、生成装置３２３は、秘密鍵３２１に割り当てられている公開鍵３２５も生成する。秘密鍵３２１によって暗号化されるデータが、公開鍵３２５を使用することによって復号化され得て、したがって読み取られ得るが、当該暗号化されたデータが格納されている当該記憶媒体上では変更され得ない。したがって、ポンプ用チップ３０３上に格納された構成要素に固有のデータセット３０７は、秘密鍵３２１を知ることなしでは変更され得ない。生成装置１２３によって生成された公開鍵３２５が、ターボ分子ポンプ１１１の製造段階中に電子装置３０５に送信され、その後に記憶データ３１３の一部になる。

図７は、本発明の真空装置の第２の実施の形態としての別のターボ分子ポンプ１１１を示す。図７のターボ分子ポンプ１１１は、真空制御部としての回路基盤３３３がポンプ用チップ３０３の代わりに設けられている点だけが図６に示されているターボ分子ポンプ１１１と相違する。構成要素に固有のデジタルデータセット３０７が、回路基盤３３３上に記憶されている。図６のポンプ用チップ３０３は、装置筐体３０１の内部記憶媒体と呼ばれ得る一方で、図７の回路基盤３３３は、装置筐体３０１の外部記憶媒体とみなされ得る。ターボ分子ポンプ１１１のその他の構成要素の上記の説明と、本発明の真空装置の機能の下記の説明とは、図６に示された第１の実施の形態に対して成立するだけではなくて、図７の第２の実施の形態に対しても成立する。

確かに、ハウジング１２３と下部材１２１と電子装置用ハウジング１２３とが、１つのユニットとして互いに結合されているように、ターボ分子ポンプ１１１が、図１に示されている。しかしながら、装置筐体３０１及び電子装置３０５は、それぞれのハウジング１１９及び下部材１２１内に又は電子装置用ハウジング１２３内に互いに別々に提供され得る別々の複数のユニットである。例えば、電子装置３０５は、存在する電子装置の交換部品として使用され得る一方で、ハウジング１１９内と下部材１２１内とに格納されている対応する装置筐体３０１は、流入側フランジ１１３で真空設備の容器にさらに結合されていて且つ交換されない。

ターボ分子ポンプ１１１の最初の始動時と、装置筐体３０１又は電子装置３０５の交換時との双方で、固有の装置筐体３０１が、電子装置３０５の起動時にこの電子装置３０５によって正しく識別されるか又は一義的に認識されることが必要である。このときに限り、ターボ分子ポンプ１１１の正しい動作が保証され得る。当該正しい動作の場合、特に当該装置筐体３０１に対して、固有の特性曲線３１７が選択され使用される必要がある。

それ故に、電子装置３０５の起動時に、構成要素に固有のデータセット３０７が、この電子装置３０５によって取り出される。しかしながら、構成要素に固有のデータセット３０７は、秘密鍵３２１によって暗号化されているので、この目的のため、電子装置３０５は、秘密鍵３２１に割り当てられている公開鍵３２５を使用する。この場合、電子装置３０５は、公開鍵３２５を使用して、秘密鍵３２１によって署名されている構成要素に固有の識別子３０９を読み取る。一般に、構成要素に固有の識別子３０９は、装置筐体３０１の製品番号を含む。その結果、電子装置３０５は、構成要素に固有の識別子３０９を読み取ることによって固有の装置筐体３０１を一義的に認識する。

さらに、電子装置３０５は、同様に構成要素に固有のデータセット３０７に含まれている装置筐体３０１の１つ又は複数の内部パラメータを読み取る。一方では、当該内部パラメータは、複数の特性曲線３１７のうちのどの特性曲線を、固有の装置筐体３０１を作動させるために使用しなければならないかを確定する。さらに、当該内部パラメータは、装置筐体３０１に固有の限界値、例えば回転子１４９の最大回転数又は装置筐体３０１の最大動作温度を確定する。

互いに割り当てられてる秘密鍵３２１と公開鍵３２５とを使用することによって、固有の装置筐体３０１が、この固有の装置筐体３０１のために設けられている電子装置３０５に正しく且つ確実に割り当てられることが保証される。逆に、秘密鍵３２１と公開鍵３２５とを使用することによって、確かに装置筐体３０１が、装置筐体３０１に接続され得るが、この装置筐体３０１に適合しない電子装置３０５によって作動されることが排除されている。専ら正しい公開鍵３２５を使用することで、電子装置３０５は、構成要素に固有のデータセット３０７を読み取りでき、装置筐体３０１の制御及び／又は調整を実行できる。さらに、公開鍵３２５だけが、装置筐体３０１に接続され得る電子装置３０５又は類似の装置に知られている限り、当該電子装置３０５又は当該類似の装置による構成要素に固有のデータセット３０７の改竄が排除されている。これにより、例えば、装置筐体３０１の間違った制御及び／又は調整を引き起こす、構成要素に固有の識別子３０９の故意でない変更が排除されている。

しかしながら、電子装置３０５が、公開鍵３２５によって暗号化されていて、例えば動作データ３１１の一部であるデータを装置筐体３０１に送信することが可能である。しかしながら、当該データを装置筐体３０１内で読み取り、使用するためには、秘密鍵３２１を知っていることが必要である。例えば、ファームウェア３１５を実行するためには、電子装置３０５を公開鍵３２５によって暗号化し、装置筐体３０１に送信したデータを記憶し使用するために、秘密鍵３２１を提供することが必要になり得る。これにより、この場合にも、公開鍵３２５によって暗号化されたデータが、秘密鍵３２１に割り当てられている正しい装置筐体３０１に正しく割り当てられることが保証される。

装置筐体３０１だけが、秘密鍵３２１を有するので、そのときの暗号化は、非対称と呼ばれる。秘密鍵３２１及び割り当てられた公開鍵３２５を生成する生成装置３２３は、例えば、ターボ分子ポンプ１１１用の最終試験システムのモジュールである。ターボ分子ポンプ１１１は、その供給前に当該モジュールによって検査される。代わりに、生成装置３２３は、装置筐体３０１と電子装置３０５とに対する暗号化のために設けられているハードウェアモジュールでもよい。

回路基盤３３３が、真空制御部として使用されるならば、回路基盤３３３の製造時に既に、構成要素に固有のデータセット３０７が、秘密鍵３２１によって暗号化される。代わりに、存在する構成要素に固有のデータセット３０７が、秘密鍵３２１を提供され、実質的に「保護を強化」されることによって、装置筐体３０１が、この筐体３０１の最初の始動時に初めて暗号化によって個別化されてもよい。しかしながら、当該秘密鍵の保護を強化するために必要である、すなわち装置筐体３０１を個別化するために必要である秘密鍵３２１に関する情報が、ポンプ用チップ３０３又は回路基盤３３３の適切な地点に存在する必要がある。ポンプ用チップ３０３の場合、例えばチップの製造番号が、鍵強化部として、すなわち秘密鍵３２１として使用され得る。

１１１ ターボ分子ポンプ
１１３ 流入側フランジ
１１５ ポンプ流入口
１１７ ポンプ流出口
１１９ ハウジング
１２１ 下部材
１２３ 電子装置用ハウジング
１２５ 電気モータ
１２７ アクセサリー端子
１２９ データインターフェース
１３１ 給電端子
１３３ 給気口
１３５ バリアガス接続部
１３７ モータ室
１３９ 冷媒接続部
１４１ 下面
１４３ ボルト
１４５ 軸受押え
１４７ 固定孔
１４８ 冷媒管
１４９ 回転子
１５１ 回転軸線
１５３ 回転子軸
１５５ 回転子円板
１５７ 固定子円板
１５９ スペーサリング
１６１ 回転子ハブ
１６３ ホルベック回転管
１６５ ホルベック回転管
１６７ ホルベック固定管
１６９ ホルベック固定管
１７１ ホルベック隙間
１７３ ホルベック隙間
１７５ ホルベック隙間
１７９ 連結流路
１８１ ころ軸受
１８３ 永久磁石軸受
１８５ 円錐ナット
１８７ ディスク
１８９ インサート部品
１９１ 回転子側の半軸受
１９３ 固定子側の半軸受
１９５ リング磁石、永久磁石リング
１９７ リング磁石、永久磁石リング
１９９ 軸受隙間
２０１ 支持部
２０３ 支持部
２０５ 放射状梁部
２０７ 蓋部材
２０９ 支持リング
２１１ 固定リング
２１３ 皿ばね
２１５ 非常時用軸受又はバックアップ軸受
２１７ モータ固定子
２１９ 中間空間
２２１ 壁
２２３ ラビリンスシール
３０１ 装置筐体
３０３ ポンプ用チップ
３０５ 電子装置
３０７ 構成要素に固有のデジタルデータセット
３０９ 構成要素に固有の識別子
３１１ 動作データ
３１３ 記憶データ
３１５ ファームウェア
３１７ 特性曲線
３２１ 秘密鍵
３２３ 生成装置
３２５ 公開鍵
３３３ 真空制御部としての回路基盤、外部記憶要素

Claims (13)

1. 様々な種類の複数の装置筐体（３０１）とこれらの装置筐体（３０１）を制御及び／又は調整するための１つの電子装置（３０５）とを有する真空装置（１１１）であって、
   これらの装置筐体（３０１）は、構成要素に固有のデジタルデータセット（３０７）を有し、
   この電子装置（３０５）は、これらの装置筐体（３０１）に接続されていて、これらの装置筐体（３０１）の前記構成要素に固有のデータセット（３０７）を取り出すように構成されていている当該真空装置（１１１）において、
   前記構成要素に固有のデータセット（３０７）は、秘密鍵（３２１）によって暗号化されていて、この電子装置（３０５）は、読み取り前に前記構成要素に固有のデータセット（３０７）を復号化するために、前記秘密鍵（３２１）に割り当てられている公開鍵（３２５）を有し、
   前記電子装置（３０５）は、前記データセット（３０７）に含まれている前記装置筐体（３０１）の１つ又は複数の内部パラメータを読み取り、当該内部パラメータは、複数の特性曲線（３１７）のうちのどの特性曲線を、固有の装置筐体（３０１）を作動させるために使用しなければならないかを確定することによって、それぞれの装置筐体（３０１）の種類が正しく識別される当該真空装置（１１１）。
2. 前記構成要素に固有のデータセット（３０７）は、前記秘密鍵（３２１）によって署名されている構成要素に固有の識別子（３０９）を有し、
   前記構成要素に固有の識別子（３０９）は、製品番号、バージョン番号又は製造番号に割り当てられている請求項１に記載の真空装置（１１１）。
3. 前記構成要素に固有のデータセット（３０７）は、前記装置筐体（３０１）の動作パラメータ及び／又は動作プリセット値を含む請求項１又は２に記載の真空装置（１１１）。
4. さらに、前記装置筐体（３０１）用の動作データ（３１１）を前記公開鍵（３２５）によって暗号化し、前記装置筐体（３０１）に送信するように、前記電子装置（３０５）は構成されていて、
   前記装置筐体（３０１）用の当該暗号化された動作データ（３１１）は、前記秘密鍵（３２１）だけによって復号化可能である請求項１～３のいずれか１項に記載の真空装置（１１１）。
5. 前記構成要素に固有のデータセット（３０７）は、前記装置筐体（３０１）のチップ（３０３）上に記憶されている請求項１～４のいずれか１項に記載の真空装置（１１１）。
6. 前記構成要素に固有のデータセット（３０７）は、前記装置筐体（３０１）の外部記憶要素（３３３）上に記憶されている請求項１～４のいずれか１項に記載の真空装置（１１１）。
7. 真空装置（１１１）の様々な種類の複数の装置筐体（３０１）を制御及び／又は調整するために１つの電子装置（３０５）によってこれらの装置筐体（３０１）を認識するための方法であって、
   これらの装置筐体（３０１）は、構成要素に固有のデジタルデータセット（３０７）を有し、
   これらの装置筐体（３０１）の前記構成要素に固有のデータセット（３０７）は、この電子装置（３０５）の起動時にこの電子装置（３０５）によって取り出され、
   これらの装置筐体（３０１）は、前記構成要素に固有のデータセット（３０７）に基づいて一義的に認識される当該方法において、
   前記構成要素に固有のデータセット（３０７）は、秘密鍵（３２１）によって暗号化されていて、
   さらに、当該暗号化された構成要素に固有のデータセット（３０７）は、読み取り前にこの電子装置（３０５）によって、前記秘密鍵（３２１）に割り当てられている公開鍵（３２５）を用いて復号化され、
   前記電子装置（３０５）は、前記データセット（３０７）に含まれている前記装置筐体（３０１）の１つ又は複数の内部パラメータを読み取り、当該内部パラメータは、複数の特性曲線（３１７）のうちのどの特性曲線を、固有の装置筐体（３０１）を作動させるために使用しなければならないかを確定することによって、それぞれの装置筐体（３０１）の種類が正しく識別される当該方法。
8. 前記構成要素に固有のデータセット（３０７）は、前記秘密鍵（３２１）によって署名されている構成要素に固有の識別子（３０９）を含み、
   前記構成要素に固有の識別子（３０９）は、製品番号、バージョン番号又は製造番号に割り当てられていて、
   さらに、当該方法の場合、前記装置筐体（３０１）は、前記構成要素に固有の識別子（３０９）を読み取ることによって一義的に認識される請求項７に記載の方法。
9. さらに、当該方法の場合、前記装置筐体（３０１）用の動作データ（３１１）が、前記電子装置（３０５）によって前記公開鍵（３２５）を用いて暗号化され、前記装置筐体（３０１）に送信され、
   前記装置筐体（３０１）用の当該暗号化された動作データ（３１１）は、前記秘密鍵（３２１）だけによって復号化可能である請求項７又は８に記載の方法。
10. 真空装置（１１１）の様々な種類の複数の装置筐体（３０１）を個別化するための方法において、
    当該方法の場合、
    秘密鍵（３２１）と、この秘密鍵（３２１）に割り当てられている公開鍵（３２５）とが、生成装置（３２３）によって生成され、これらの装置筐体（３０１）に対して固有であるデジタルデータセット（３０７）が、前記生成装置（３２３）によって生成され、前記秘密鍵（３２１）によって暗号化され、
    １つの電子装置（３０５）用の当該暗号化されたデジタルデータセット（３０７）が、これらの装置筐体（３０１）を制御及び／又は調整するためにアクセス可能であるように、当該暗号化されたデジタルデータセット（３０７）が、前記生成装置（３２３）によってこれらの装置筐体（３０１）に送信され、
    前記公開鍵（３２５）が、前記生成装置（３２３）によってこの電子装置（３０５）に送信され、
    前記電子装置（３０５）は、前記データセット（３０７）に含まれている前記装置筐体（３０１）の１つ又は複数の内部パラメータを読み取り、当該内部パラメータは、複数の特性曲線（３１７）のうちのどの特性曲線を、固有の装置筐体（３０１）を作動させるために使用しなければならないかを確定することによって、それぞれの装置筐体（３０１）の種類が正しく識別される当該方法。
11. さらに、当該方法の場合、前記装置筐体（３０１）を個別化するため、前記デジタルデータセット（３０７）は、前記装置筐体（３０１）に対して固有の、前記秘密鍵（３２１）によって署名される識別子（３０９）を含み、
    前記構成要素に固有の識別子（３０９）は、製品番号、バージョン番号又は製造番号に割り当てられている請求項１０に記載の方法。
12. さらに、当該方法の場合、前記デジタルデータセット（３０７）は、前記真空装置（１１１）の始動中に前記秘密鍵（３２１）によって暗号化される請求項１０又は１１に記載の方法。
13. さらに、当該方法の場合、前記電子装置（３０５）によって前記公開鍵（３２５）を用いて暗号化され、前記装置筐体（３０１）に送信される前記装置筐体（３０１）用の暗号化された動作データ（３１１）は、前記秘密鍵（３２１）によって復号化される請求項１０～１２のいずれか１項に記載の方法。

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