【実施例】
【0029】
図1は本発明の一実施例を示すもので、真空ポンプ制御装置20と真空ポンプ本体11を備えた真空ポンプ10の外観側面図である。本実施例では、真空ポンプ制御装置20は、ポンプ固定脚12を介して真空ポンプ本体11に装着されている。つまり、真空ポンプ本体11と真空ポンプ制御装置20が一体化されている。
【0030】
まず、真空ポンプ本体11側の構造について説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る真空ポンプ10における真空ポンプ本体11の概略構成例を示した図である。この真空ポンプ本体11は、真空ポンプ本体11の外装体を形成するケーシング13を有している。ケーシング13は、略円筒形の形状をしており、ケーシング13の下部(排気口14)に設けられたベース15と共に真空ポンプ本体11の筐体を構成している。なお、図示しないが真空ポンプ本体11の筐体の内部には、真空ポンプ本体11に排気機能を発揮させる構造物である気体移送機構が収納されている。この気体移送機構は、大きく分けて、回転自在に軸支された回転部と、真空ポンプ本体11の筐体に対して固定された固定部と、から構成されている。
【0031】
ケーシング13の上端部には、真空ポンプ本体11へ気体を導入するための吸気口16が形成されている。また、ケーシング13の吸気口16側の端面には、外周側へ張り出したフランジ部17が形成されている。
【0032】
ベース15には、真空ポンプ本体11から気体を排気するための排気口14が形成されている。また、真空ポンプ制御装置20が真空ポンプ本体11から受ける熱の影響を低減させるために、ベース15に、チューブ(管)状の部材からなる冷却(水冷)管18が埋設されている。
【0033】
冷却管18は、内部に熱媒体である冷却剤を流し、この冷却剤に熱を吸収させるようにすることで、冷却管18の周辺を冷却するための部材である。
【0034】
したがって、真空ポンプ10では、冷却管18に冷却剤を流すことによりベース15が強制的に冷却できるようになっている。この冷却管18は、熱抵抗の低い部材、つまり熱伝導率の高い部材、例えば、銅、やステンレス鋼等によって構成されている。また、冷却管18に流す冷却材、つまり物体を冷却するための材料は、液体であっても気体であってもよい。液体の冷却材としては、例えば、水、塩化カルシウム水溶液やエチレングリコール水溶液等を用いることができ、一方、気体の冷却材としては、例えば、アンモニア、メタン、エタン、ハロゲン、ヘリウムや炭酸ガス、空気等を用いることができる。なお、本実施例では、冷却管18がベース15に配設されているが、冷却管18の配設位置はこれに限られるものではない。例えば、真空ポンプ本体11のステータコラム(図示せず)の内部に直接嵌め込むように設けてもよい。
【0035】
次に、上述したような構成を有する真空ポンプ本体11に装着される真空ポンプ制御装置20の構造について説明する。
図3から
図5は真空ポンプ制御装置20を示すものであり、
図3はフロントパネル60と反対の方向(背面側)から見て示した側面図、
図4はフロントパネル60側から見て示した側面図、
図5は真空ポンプ制御装置20の内部構成例を概略的に示した拡大断面図である。
【0036】
本実施形態に係る真空ポンプ制御装置20は、真空ポンプ本体11における各種動作を制御する制御回路40を備えたコントロールユニットを構成しており、
図1に示したように、真空ポンプ本体11におけるベース15の下部(底部)に配設(装着)されている。
【0037】
本実施形態の真空ポンプ制御装置20には、真空ポンプ本体11に設けられているコネクタ(図示しない)と対になるコネクタ(図示しない)が設けられている。そして、真空ポンプ制御装置20に設けられている制御回路は、真空ポンプ本体11のコネクタと、真空ポンプ制御装置20のコネクタとを接合(結合)させることによって、真空ポンプ本体11の電子部品と電気的に接続されるように構成されている。そのため、真空ポンプ制御装置20は、真空ポンプ本体11と真空ポンプ制御装置20とを接続する専用ケーブルを用いることなく、真空ポンプ本体11を駆動する各種の信号や電力を真空ポンプ本体11へ供給し、また、真空ポンプ本体11から各種信号等を受信することができるようになっている。
【0038】
真空ポンプ制御装置20は、真空ポンプ制御装置20の筐体22と、筐体22の上部に配設された放熱用プレート23とで、真空ポンプ制御装置のケーシング21を構成している。なお、筐体22と放熱用プレート23は、それぞれ熱伝導効率を高めるためにアルミ・ダイキャストで形成されている。また、放熱用プレート23上には、水冷プレート24が配設されている。
【0039】
水冷プレート24には、上述した真空ポンプ本体11の冷却管18と同様の水冷用の冷却管24aが円周状に埋め込まれている。冷却管24aは、その冷却管24aの内部に冷却材を流すことにより冷却されるものであり、水冷プレート24を強制的に冷却するために水冷プレート24と接触して設けられている。また、水冷プレート24は、放熱用プレート23の上面にボルト(図示しない)等の締結部材によって固定されている。なお、本実施形態では、この水冷プレート24は、ボルト(図示しない)を外すことにより、真空ポンプ制御装置20から容易に切り離すことができるように、即ち着脱自在に構成されている。なお、放熱用プレート23と冷却プレート24は、一体となっていても構わない。
【0040】
筐体22は、
図6及び
図7に示すように、概略円筒形をした側面部25と、その側面部25の下端側を閉塞してなる底面部26とを有して、上面が開口(以下、これを「上面開口」と言う)されて、下面が底面部26で閉じられ、内部に真空ポンプ本体11を制御する制御回路を構成する回路基板40が配設される空間30を設けている。
【0041】
また、筐体22の側面部25の前面側には、フロントパネル60が概略閉塞状態にして取り付けられる、矩形状をした開口窓27が形成されている。なお、開口窓27の周縁には、フロントパネル60に設けられた取付孔(図示しない)に対応して取付ネジ穴28が形成されており、筐体22の上面には放熱用プレート23に設けられた取付孔(図示しない)に対応して取付ネジ穴29が形成されている。そして、フロントパネル60は、
図4に示すように、取付ネジ穴29に螺合される取付ネジ31により筐体22の前面に、開口窓27をフロントパネル60で閉じた状態にして着脱自在に取り付けられる。一方、放熱用プレート23は、
図3、
図4、
図5に示すように、取付ネジ(図示しない)により筐体22の上面に、筐体22の上面開口を閉じた状態にして着脱自在に取り付けられる。なお、筐体22に放熱用プレート23を取り付ける時、筐体22と放熱用プレート23との間には、シール用としてOリング(図示しない)が介装される。
【0042】
筐体22の底面部26は、その一部を底面部26の上面26aに肉盛りした状態にして、空間30の内部へ向かって突出して断面視凸状に設けられた基板取付座部32が一体に形成されている。なお、基板取付座部32の上面32aは概略平面状で、また平面視で矩形状に形成されている。なお、基板取付座部32は、筐体22と別部品で形成されてもよい。
【0043】
基板取付座部32には、上下に貫通し、かつ、前後方向(開口窓27が設けられている正面方向と、その逆の背面方向)に細長く延びる、取付孔としての長孔33が互いに平行な状態にして複数個(本例では5個)設けられている。なお、底面部26の下面26b側において、長孔33の外側周縁には取付ネジ34の頭部34aを受けるザグリ35が形成されている。したがって、長孔33に取り付けられた取付ネジ34は、長孔33内で前後方向に移動して位置調整をすることができるようになっている。なお、
図7の取付孔(長孔33)は長孔であるが、位置調整が可能であれば、孔形状は問わない。
【0044】
回路基板40は、プリント配線板である。回路基板40は、機能ごとに分かれて、真空ポンプ本体11を制御する制御回路(図示せず)と電源43等を実装してなる第1の回路基板41と、同じく真空ポンプ本体11を制御する制御回路(図示せず)等を実装してなる第2の回路基板42と、を備えている。なお、第1の回路基板41と第2の回路基板42との間は、図示しないハーネス及びコネクタを介して電気的に接続される。また、第1の回路基板41と第2の回路基板42はそれぞれ、筐体22内の空間30をフルに使用して、その空間30の平面形状に略近い形状をした部品実装面積の大きな回路基板として形成されている。
【0045】
第1の回路基板41は、放熱用プレート23と電源43との間に絶縁シート材44を介装し、かつ、放熱用プレート23の下面に面で当接された状態にして配設されている。そして、第1の回路基板41は、第1の回路基板41で発生した熱を、放熱用プレート23を介して放熱することができるようになっている。また、放熱用プレート23の下面には、各々断面形状が六角形状をしてなる複数本の六角スペーサ45が垂設されている。
【0046】
図5に示すように、第2の回路基板42は、基板取付座部32との間に絶縁シート材46を介装し、かつ、基板取付座部32の上面32aに面で当接された状態にして配設されている。そして、第2の回路基板42は、第2の回路基板42で発生した熱を、基板取付座部32、すなわち筐体22を介して放熱することができるようになっている。また、
図5に示すように、第2回路基板42の一部42aは筐体22の開口窓27内に張り出した状態で配設されるように設定されており、その一部42aの上面にコネクタ47が固定して取り付けられている。さらに、コネクタ47の上面には、取付ブラケット48が取り付けられている。取付ブラケット48には、フロントパネル60と面対向して配設される固定片48aが設けられている。また、その固定片48aに、フロントパネル60の取付孔61から挿入される取付ネジ31を固定するためのネジ穴49が設けられている。なお、上記絶縁シート材46にも、基板取付座部32に設けた長孔33に対応して長孔(図示せず)が形成されている。
【0047】
第2の回路基板42は、
図5に示すように、基板取付座部32の長孔33にそれぞれ対応して設けられたスルーホール49が形成されている。また、第2の回路基板42上には固定ナット50が、各スルーホール49と対応し、かつ、スルーホール49と同心的に、半田付け等により第2の回路基板42に固定して設けられている。固定ナット50には、筐体22の下面側より長孔33、スルーホール49を通って挿入されて来る取付ネジ34が螺合され、この取付ネジ34の螺合により、第2の回路基板42を基板取付座部32上に着脱自在に固定できるようになっている。なお、フロントパネル60には、第2の回路基板42の一部42aに配設されているコネクタ47と対応している開口62の他に、図示しない各種の部品等に対応して複数の開口(図示しない)が設けられている。したがって、フロントパネル60の開口62に配設された各コネクタには、それぞれ外部の各種の機器が接続可能になっている。つまり、従来の構造として
図9で示したフロントパネル208のための回路基板206fを回路基板206bに接続するためのハーネス211及びコネクタ212等を削減できる。
【0048】
なお、本実施例では、筐体22の底面部26、基板取付座部32、長孔33、スルーホール49、雌ねじ部材なる固定ナット50、取付ネジ34とで、基板固定手段51を構成し、長孔33と固定ナット50とで、第2の回路基板42と筐体22との間を固定するネジ止め手段53を構成している。すなわち、ここでのネジ止め手段53は、基板固定手段51の一部である。また、第1の回路基板41と第2の回路基板42には、真空ポンプ制御装置20の組立後に、第1の回路基板41と第2の回路基板42との間を外部から、図示しないハーネスとコネクタを利用して電気的に接続するためのコネクタ(図示せず)が設けられている。
【0049】
次に、このように構成された真空ポンプ制御装置20の組立手順の一例を、
図5を用いて説明する。なお、この組立手順は、あくまでも一例であって、本発明はこの組立手順で作られたものに限定されるもではない。
【0050】
(1)まず、下面(内面)側に電源43と第1の回路基板41と六角スペーサ45を取り付けた放熱用プレート23を用意する。そして、放熱用プレート23の下面を上側に向けて、放熱用プレート23を組立台(図示しない)上に設置する。すなわち、ここでは、上下の姿勢を反対にして組立を行う。すなわち、ここでは、第1回路基板41が放熱用プレート23に配設される。
【0051】
(2)次いで、所定の位置に回路部品を実装し、かつ、一部42aにコネクタ47等を取り付けた第2の回路基板42を用意する。そして、第2の回路基板42の一部42aの向きを開口窓27に対応させて、放熱用プレート23に立設されている六角スペーサ45上に第2の回路基板42を配置する。また、その後、基板取付座部32上に絶縁シート材46を配置する。すなわち、ここでは第2の回路基板42が、六角スペーサ45を介して放熱用プレート23及び第1の回路基板41に位置決めされる。なお、第2の回路基板42は、六角スペーサ45が放熱用プレート23にのみ位置決めされている場合は放熱用プレート23に位置決めされ、第1の回路基板41にのみ位置決めされる場合もある。
【0052】
(3)次いで、筐体22の上面開口を下側にし、また、第2の回路基板42の一部42aが開口窓27内に配置されるようにして、筐体22を第2の回路基板42の上側から被せ、筐体22の上面開口を放熱用プレート23で塞いだ状態にする。なお、この場合、筐体22と放熱用プレート23との間には、シール用のOリング(図示しない)が介装される。
【0053】
(4)続いて、筐体22の下面側より、取付ネジ34を、長孔33、絶縁シート材46、スルーホール49を順に通って挿入し、その取付ネジ34を固定ナット50に螺合させる。これにより、第2の回路基板42は、筐体22の基板取付座部32上に絶縁シート材46を介して、面で当接して密着した状態で固定される。なお、この固定では、未だ第2の回路基板42が移動できるように、ネジ止め手段53、すなわち取付ネジ34による締め付けを緩くしておく。
【0054】
(5)次いで、筐体22の外側から開口窓27を塞ぐようにしてフロントパネル60を配置し、更に、フロントパネル60を、取付ネジ穴28に螺合される取付ネジ31により筐体22に固定する。また、この作業では、
図5に示すように、取付ブラケット48の固定片48aに設けられているネジ穴49にも取付ネジ31を螺合させて、コネクタ47とフロントパネル60との間も取付ネジ31で固定する。その取付作業を行う際、コネクタ47とフロントパネル60との間の距離を調整したい時は、第2の回路基板42の上記移動により調整する。また、第2の回路基板42の位置調整と固定が終わったら、取付ネジ34を更に締め付け、第2の回路基板42を基板取付座部32上に本固定する。すなわち、基板固定手段51のネジ止め手段53により、第2の回路基板42を、筐体22の底面部(筐体22の内面)26に冷却・放熱可能に本固定する。
【0055】
(6)次に、放熱用プレート23が筐体22の上面開口を塞いだまま、筐体22の向きを放熱用プレート23と共に上下反対の姿勢に戻す。すなわち、放熱用プレート23が上側に配置された状態に戻す。また、その後から、放熱用プレート23と筐体22との間を、取付ネジ(図示しない)で固定する。なお、
図5に示すように、放熱用プレート23が筐体22に取り付けられた状態では、放熱用プレート23に固定して取り付けられている六角スペーサ45の下端は、第2の回路基板42上と僅かに離れるか、緩く当接された状態になっている。
【0056】
(7)次に、筐体22の外側より、第1の回路基板41と第2の回路基板42との間を、図示しないコネクタ及びハーネスで電気的に固定する。その後、放熱用プレート23上に水冷プレート24を取り付けると、真空ポンプ制御装置20の組立が完了する。
【0057】
また、このようにして完成された真空ポンプ制御装置20の上には、真空ポンプ本体11が設置され、さらに真空ポンプ本体11と真空ポンプ制御装置20との間を電気的に接続すると真空ポンプ10が完成する。
【0058】
このように構成された真空ポンプ10では、ベース15に配設されている冷却管18に冷却剤を流すと、真空ポンプ本体11側で発生する熱はベース15で強制的に放熱することができる。
【0059】
一方、真空ポンプ制御装置20側では、第1の回路基板41で発生する熱は、六角スペーサ45及び放熱用プレート23を介して放熱され、第2の回路基板42で発生する熱は、基板固定手段51を介して放熱される。また、放熱用プレート23上には、水冷プレート24を設けているので、放熱用プレート23及び基板固定手段51は、水冷プレート24で強制的に冷却されて、第1の回路基板41と第2の回路基板42に対する放熱特性を高める。
【0060】
また、回路基板40は、第1の回路基板41と第2の回路基板42の、大きく2つの回路基板に分けられ、それぞれの回路基板41、42ごとに機能を集約しているので、従来の真空ポンプ制御装置に比べて回路基板の枚数が削減できるとともに、ハーネス等の部品も削減できる。したがって、ハーネス及びコネクタの数量を削減することができるのでハーネス長が短くなり、ノイズ耐性の向上が図れる。
【0061】
また、第1の回路基板41と第2の回路基板42には、真空ポンプ制御装置20の組立後に、第1の回路基板41と第2の回路基板42との間を外部から、図示しないハーネスとコネクタを利用して電気的に接続するためのコネクタを各々設けているので、筐体22と放熱用プレート23を組み付けた後に、筐体22の外側から第1の回路基板41と第2の回路基板42との間を電気的に接続することができる。これにより、第1の回路基板41と第2の回路基板42との間を接続するハーネスの長さを短くすることができる。より詳しくは、筐体22の組立前に、六角スペーサ45で第1の回路基板41と第2の回路基板42が位置決めされた状態になっている為、第1の回路基板41と第2の回路基板42との間を接続するハーネスの長さを必要最低限にすることができる。
【0062】
また、第2の回路基板42は、基板固定手段51において、筐体22の下面側より取付ネジ34を、長孔33、絶縁シート材46、スルーホール49を順に通って挿入し、その取付ネジ34を固定ナット50に螺合するようにしている。これにより、筐体22の外側から、第2の回路基板42を筐体22の基板取付座部32上に絶縁シート材46を介して密着配置することができるので、筐体22と放熱用プレート23とを組み付けた後から、第2の回路基板42を筐体22に簡単に固定することができる。
【0063】
また、真空ポンプ制御装置20は、第1の回路基板41が放熱用プレート23に配設された後、放熱用プレート23に対して、第2の回路基板42が位置決めされた状態で、筐体22を組み立てるので、ノイズに強く、かつ、回路基板40の放熱性が向上した真空ポンプ制御装置20を備える真空ポンプ10を、簡単に実現することができる。
【0064】
なお、上記実施例では、第2の回路基板42上のスルーホール49に対応して、第2の回路基板42上に雌ねじ部材なる固定ナット50を設けてなる基板固定手段51の構造を開示したが、これに変えて、雌ねじが設けられたプレート等であってもよい。また、例えば
図8に示すように構成してもよいものである。すなわち、
図8に示す基板固定手段51の構成では、頭部34aを有する取付ネジ34を、第2の回路基板42に設けたスルーホール49に挿入し、その取付ネジ34を半田付け等によりスルーホール49に固定して、基板42から垂下させる。そして、その垂下された取付ネジ34の先端部分を、長孔33に通して筐体22の裏面側にザグリ35内まで突出させ、そのザグリ35内で取付ネジ34の先端部分に六角ナット52を螺合してネジ締め固定するようにしてもよい。
【0065】
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。