特許 5733369 制御ユニット一体型ターボ分子ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5733369

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月10日

(54)【発明の名称】制御ユニット一体型ターボ分子ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20150521BHJP

【ＦＩ】

   F04D19/04 G

   F04D19/04 H

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-224029(P2013-224029)

(22)【出願日】2013年10月29日

【基礎とした実用新案登録】実用新案登録第3166864号

【原出願日】2011年1月14日

(65)【公開番号】特開2014-15943(P2014-15943A)

(43)【公開日】2014年1月30日

【審査請求日】2013年11月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100084412

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 冬紀

(72)【発明者】

【氏名】中村 雅哉

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１３８１０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−２５００３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８１２３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプ本体と、
回路基板が収納された有底筒状のケースを有し、前記ポンプ本体を駆動制御する制御ユニットと、
前記ポンプ本体と前記制御ユニットとを電気的に接続し、電力や制御信号の授受を行うための接続装置と、
前記制御ユニットおよび前記ポンプ本体を一体状態に保持する保持部材と、を備え、
前記接続装置は、
前記ポンプ本体に設けられたポンプ側コネクタと、
前記回路基板に実装され、前記有底筒状のケースのケース開口部が前記ポンプ本体で塞がれるように前記ポンプ側コネクタを該ケースで覆うことにより、前記ポンプ側コネクタと接続される制御ユニット側コネクタと、
前記ポンプ側コネクタと前記制御ユニット側コネクタとの接続状態を操作者の操作に応じてロックする又はアンロックするロック機構と、を有し、
前記ケースは、前記ロック機構と対向する位置に、ケース外部から操作者が前記ロック機構にアクセスし、前記ロック機構のロックする又はアンロックする操作を行うためのロック操作用開口部を有し、
前記保持部材は、前記一体状態の保持位置において前記ロック操作用開口部を水密封止する封止部を有することを特徴とする制御ユニット一体型ターボ分子ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の制御ユニット一体型ターボ分子ポンプにおいて、
前記保持部材は、前記一体状態の保持位置において前記ロック操作用開口部を水密封止する前記封止部に加えて、前記一体状態の保持位置と異なる第２の保持位置において前記ロック操作用開口部と対向し、該ロック操作用開口部を介して前記ロック機構の操作を可能とする貫通孔を有することを特徴とする制御ユニット一体型ターボ分子ポンプ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の制御ユニット一体型ターボ分子ポンプにおいて、
前記有底筒状のケースと前記ポンプ本体との間を水密封止するシール材を設けたことを特徴とする制御ユニット一体型ターボ分子ポンプ。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御ユニット一体型ターボ分子ポンプにおいて、
前記ケースは金属材料により形成され、
前記回路基板に設けられた発熱素子は、その放熱部が前記ケースに接触するように設けられていることを特徴とする制御ユニット一体型ターボ分子ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロック機構付きのコネクタを用いた制御ユニット一体型ターボ分子ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

ターボ分子ポンプや、ターボ分子ポンプが搭載される半導体製造装置においては、水冷による冷却機構が設けられることが多い。そのため、ポンプ本体と制御ユニットとを接続するコネクタには防滴仕様のものを用いるのが一般的である。一方で、防滴仕様のコネクタは高価なため、防滴仕様でないコネクタを用いて防滴機能を有する接続構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のターボ分子ポンプは、制御ユニットとポンプ本体とを一体とすることで、防滴仕様のコネクタを用いることなく防滴構造としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実用新案登録第３１３８１０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ターボ分子ポンプにおいてはコネクタが外れたり、不完全な接続状態になったりしないようにロック機構付きのコネクタが一般的に用いられる。しかし、特許文献１に記載の技術では、防滴性を確保するためにコネクタがケーシングで覆われるためロック機構付きのコネクタを使用できず、コネクタが取り付けられたパネルを、複数のボルトを用いてポンプ本体側に固定するようにしている。そのため、コネクタの固定に手間が掛かるとともに、固定する際に４本のボルトを均等に締め付けないと、コネクタが傾いてピンに無理な力が掛かるおそれがあった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

請求項１の発明の制御ユニット一体型ターボ分子ポンプは、ポンプ本体と、回路基板が収納された有底筒状のケースを有し、ポンプ本体を駆動制御する制御ユニットと、ポンプ本体と制御ユニットとを電気的に接続し、電力や制御信号の授受を行うための接続装置と、制御ユニットおよびポンプ本体を一体状態に保持する保持部材と、を備え、接続装置は、ポンプ本体に設けられたポンプ側コネクタと、回路基板に実装され、有底筒状のケースのケース開口部がポンプ本体で塞がれるようにポンプ側コネクタを該ケースで覆うことにより、ポンプ側コネクタと接続される制御ユニット側コネクタと、ポンプ側コネクタと制御ユニット側コネクタとの接続状態を操作者の操作に応じてロックする又はアンロックするロック機構と、を有し、ケースは、ロック機構と対向する位置に、ケース外部から操作者がロック機構にアクセスし、ロック機構のロックする又はアンロックする操作を行うためのロック操作用開口部を有し、保持部材は、一体状態の保持位置においてロック操作用開口部を水密封止する封止部を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の制御ユニット一体型ターボ分子ポンプにおいて、保持部材に、一体状態の保持位置においてロック操作用開口部を水密封止する封止部に加えて、一体状態の保持位置と異なる第２の保持位置においてロック操作用開口部と対向し、該ロック操作用開口部を介してロック機構の操作を可能とする貫通孔を設けたものである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の制御ユニット一体型ターボ分子ポンプにおいて、有底筒状のケースとポンプ本体との間を水密封止するシール材を設けたものである。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御ユニット一体型ターボ分子ポンプにおいて、ケースは金属材料により形成され、回路基板に設けられた発熱素子は、その放熱部が記ケースに接触するように設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、ケースで覆われた接続装置のロック機構を、ケース外部から容易に操作することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施の形態のターボ分子ポンプ１の外観を示す図である。

【図2】ベース２１に固定された制御ユニット３の断面図である。

【図3】コネクタ部分の分解斜視図である。

【図4】制御ユニット３と結合部品３００とを示す斜視図である。

【図5】制御ユニット３の取り付け手順を説明する図である。

【図6】制御ユニット３の取り付け手順を説明する図である。

【図7】結合部品３００の他の例を示す斜視図である。

【図8】貫通孔の無い結合部品３００を示す斜視図である。

【図9】レバー３１１ａが設けられたロック機構３１１を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図を参照して本発明によるターボ分子ポンプの実施の形態について説明する。図１に示すように、本実施の形態のターボ分子ポンプ１はポンプ本体２と制御ユニット３とを備え、ポンプ本体２と制御ユニット３とは結合部品３００によって一体状態とされている。ポンプ本体２の吸気口フランジ１１を真空チャンバ側のフランジに固定することにより、制御ユニット３を含むターボ分子ポンプ１全体が真空チャンバに取り付けられる。

【0009】

ポンプ本体２のベース２１の側面には、バックポンプを接続するための排気ポート２２が設けられている。一般的に、制御ユニット３からポンプ本体２に電力や制御信号を入力するためのコネクタは、排気ポート２２と反対側のベース側面に設けられる。すなわち、排気ポート２２と反対側のベース側面にポンプ本体側コネクタであるレセプタクル３０が設けられ、そのレセプタクル３０に制御ユニット側コネクタであるプラグ３１が接続される。レセプタクル３０には、気密性に優れたハーメチックタイプのレセプタクルが用いられる。

【0010】

図２〜４はベース２１に固定された制御ユニット３の詳細を示す図である。図２はベース２１の一部および制御ユニット３の断面を示す図である。制御ユニット３は、制御ユニット３の電装部品が収納されるケース３２と、電装部品が実装される回路基板３３とを備えている。ケース３２は、アルミ等の金属で形成された有底筒状のケーシングである。ケース３２は、ケース開口部３２１がベース２１側を向くように、ベース２１のケース取付部２１ａに横向きに取り付けられている。ケース取付部２１ａには、ケース３２とケース取付部２１ａとの間を密封する水密用のシール材２１１が設けられている。

【0011】

ケース３２の底面３２０には支柱３４が立設され、その支柱３４上（図示左側）には回路基板３３が固定されている。電装部品は主に回路基板３３のケース底面側に実装されており、発熱部品（例えば、パワー半導体素子）３３０に関しては、その放熱面３３０ａが金属製のケース３２の底面３２０に接するように設けられている。そのため、発熱部品３３０で発生した熱をケース外に効率よく放熱することができる。回路基板３３のケース開口部３２１側には、ポンプ本体側のレセプタクル３０に接続されるプラグ３１が直接に実装されている。本実施の形態ではロック機構（例えば、バヨネット機構）付きのコネクタが用いられ、ロック機構３１１がプラグ３１に回転自在に取り付けられている。このロッ
ク機構３１１を回転することにより、レセプタクル３０に接続されたプラグ３１のロック、アンロックが行われる。

【0012】

レセプタクル３０は、ベース２１のケース取付部２１ａに取り付けられている。レセプタクル３０とケース取付部２１ａとの間の気密には、真空用のＯリングシール２１０が設けられている。結合部品３００はＬ字形状を成す支持部材であって、水平部３０２はボルトＢ１によってポンプ本体２のベース底面に固定され、垂直部３０３はボルトＢ２によってケース３２の底面３２０に固定されている。ボルトＢ１に関するボルト穴３０５は長穴となっている。また、ボルトＢ２に関するボルト穴３０７の内径寸法は、通常のボルト穴よりも大きく設定されている。

【0013】

結合部品３００によって、ケース３２はベース２１のケース取付部２１ａに付勢されるように保持される。ケース３２はケース開口部３２１がケース取付部２１ａによって塞がれるように固定され、ケース３２とケース取付部２１ａとの間には水密用のシール材２１１が設けられている。また、ケース３２の図示下側の側面、すなわち、プラグ３１が対向する側面には、ケース３２の外側からプラグ３１のロック機構３１１を回転操作するための開口３２２が形成されている。結合部品３００の水平部３０２には、開口３２２と対向する位置に、開口３２２を塞ぐように水密用のシール材３０４が設けられている。その結果、ケース取付部２１ａに設けられたレセプタクル３０がケース３２によって覆われるとともに、ケース３２の内側と外側とがシール材２１１，３０４によって水密封止されることになる。

【0014】

図４に示すように、結合部品３００の水平部３０２には切り欠き３０６が形成されている。矢印Ｃで示すように、ケース３２の開口３２２からケース３２内にアクセスしてプラグ３１のロック機構３１１を操作する際には、この切り欠き３０６が開口３２２と対向するように結合部３００の取り付け位置が調整される。なお、本実施の形態では、図４に示すような切り欠き３０６を水平部３０２に形成してケース内へのアクセスを可能としているが、図７に示すように、切り欠き３０６に代えて開口３２２と同様の形状を有する開口３１６を形成するようにしても良い。

【0015】

図３はコネクタ部分の分解斜視図である。ポンプ本体２のベース２１に形成されたケース取付部２１ａは、取り付け面が平面状となっており、その取り付け面にシール部材２１１が設けられている。レセプタクル３０は、マウント部３０ａをボルトＢ３により締結することによりケース取付部２１ａに固定される。一方、プラグ３１は、そのマウント部３１２がボルトＢ４とナットＮ４とを用いて回路基板３３に直接固定されている。マウント部３１２から突出している複数のコンタクトピン３１３は、回路基板３３に形成されたスルーホール３３１に挿入され、半田付けされている。回路基板３３をケース３２に固定するための支柱３４はボルトＢ５により回路基板３３に固定されている。なお、支柱３４は複数設けられているが、図３ではその内の一つのみを記載した。

【0016】

次に、制御ユニット３をポンプ本体１のベース２１に取り付ける際の手順について、図５，６を参照して説明する。なお、図５（ａ），図６（ａ）は制御ユニット３および結合部品３００をポンプ側方から見た断面図であり、図５（ｂ）、図６（ｂ）は制御ユニット３および結合部品３００をポンプ底面側から見た図である。先ず、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、結合部品３００をポンプ本体２のベース２１の底面に取り付ける。このとき、ポンプ底面側から見たときに切り欠き３０６を通してレセプタクル３０が見えるように、結合部品３００の位置をＸ軸正方向にずらして固定する。

【0017】

その後、結合部品３００の水平部３０２の上に制御ユニット３を載置し、図６（ａ），図６（ｂ）に示すように制御ユニット３全体をポンプ本体側（Ｘ軸負方向）にずらして、
プラグ３１をレセプタクル３０に接続する。プラグ３１をレセプタクル３０に接続するために制御ユニット３を図示左側にずらすと、水平部３０２に形成された切り欠き３０６とケース３２の開口３２２とが重なり、図６（ｂ）に示すように、ポンプ底面側からレセプタクル３０に接続されたプラグ３１のロック機構３１１が見えるようになる。

【0018】

図６（ａ），図６（ｂ）に示すようにプラグ３１をレセプタクル３０に接続したならば、矢印Ｃに示すように水平部３０２の裏面側から、切り欠き３０６および開口３２２を介してケース３２内にアクセスし、ロック機構３１１を回転してロックする。その後、ボルトＢ１を緩めて結合部品３００をポンプ側へずらし、垂直部３０３によりケース３２をケース取付部２１ａへと付勢する。そして、その付勢状態を保持した状態（図２に示す状態）のままボルトＢ１を締め付けて、結合部品３００をベース２１に固定する。その結果、水平部３０３に設けられたシール部材３０４が開口３２２を塞ぐ。最後に、ボルトＢ２により垂直部３０３とケース３２の底面３２０（図２参照）とを締結する。

【0019】

なお、上述した実施の形態では、図６（ｂ）に示す状態（一体状態の保持位置）において開口３２２と対向する位置に、切り欠き３０６や開口３１６などの貫通孔を水平部３０２に設けることで、結合部品３００をベース２１にボルト締結した状態で、ロック機構３１１にアクセスできるようにした。ただし、図８に示すように切り欠き３０６や開口３１６を設けていない結合部品３００であっても良く、ケース３２を保持する保持部材としての機構を十分有する。その場合、プラグ３１をレセプタクル３０に接続してロックをした後、ポンプ本体２に結合部品３００を取り付けて、制御ユニット３を結合部品３００で保持させるようにする。その結果、非遮蔽部を構成する水平部３０２がケース３２の開口３２２と対向し、シール材３０４によって開口３２２が水密封止される。

【0020】

このように、本実施の形態のターボ分子ポンプでは、ポンプ本体２を駆動制御する制御ユニット３は回路基板３３が収納された有底筒状のケース３２を有し、保持部材である結合部品３００で制御ユニット３およびポンプ本体２を一体状態に保持する構成としている。そして、ポンプ本体２と制御ユニット３とを電気的に接続するコネクタは、ポンプ本体２に設けられたレセプタクル３０と、回路基板３３に実装され、有底筒状のケース３２のケース開口部３２１がポンプ本体２で塞がれるようにレセプタクル３０をケース３２で覆うことにより、レセプタクル３０と接続されるプラグ３１と、レセプタクル３０とプラグ３１との接続状態をロックするロック機構３１１と、を有する。さらに、ケース３２は、ロック機構３１１と対向する位置に、ケース外部からロック機構３１１を操作するための開口３２２を有する。また、結合部品３００は、一体状態の保持位置において開口３２２を水密封止するシール材３０４を有する。

【0021】

そのため、ポンプ本体２と制御ユニット３を接続するロック機能付きコネクタ（レセプタクル３０、プラグ３１、ロック機構３１１）を水密封止状態のケース内に収納するような一体構造であっても、容易にロック機構３１１の操作を行うことができる。また、ロック機能付きコネクタを使用することで、部品点数の削減、信頼性の向上を図ることができる。

【0022】

さらに、結合部品３００に、一体状態の保持位置において開口３２２を水密封止するシール材３０４に加えて、一体状態の保持位置と異なる第２の保持位置において開口３２２と対向し、その開口３２２を介してロック機構３１１の操作を可能とする貫通孔としての切り欠き３０６や開口３１６を設けるようにしても良い。

【0023】

そのような構成とすることにより、結合部品３００は、図２に示す一体状態の保持位置、および、図６（ａ）に示す第２の保持位置において制御ユニット３を保持することができる。その結果、ロック操作の際にコネクタに制御ユニット３全体の重量が掛かるのを防
止でき、ロック操作を容易に行うことができる。なお、開口３２２を介したロック機構３１１の操作がし易いように、図９に示すようなレバー３１１ａをロック機構３１１に設けても良い。

【0024】

また、制御ユニット３側のプラグ３１を回路基板３３に実装することにより、プラグ３１と回路基板３３とを接続するためのハーネス等を省略することができ、制御ユニット３の小型化を図ることができる。

【0025】

上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

【符号の説明】

【0026】

１：ターボ分子ポンプ、２：ポンプ本体、３：制御ユニット、２１：ベース、２１ａ：ケース取付部、３０：レセプタクル、３１：プラグ、３２：ケース、３３：回路基板、２１０：Ｏリングシール、２１１，３０４：シール材、３００：結合部品、３０２：水平部、３０３：垂直部、３０６：切り欠き、３１１：ロック機構、３１６，３２２：開口、３２１：開口部、３３０：発熱部品、３３０ａ：放熱面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】