(57)【要約】【課題】ポンプ本体の電源部や制御部が設けられた電源装置本体の筐体の大型化や電源装置のコスト低減を図ることができる真空ポンプ用電源装置の提供。【解決手段】電源装置２０は、ポンプ本体１０の制御部２１１および電源部２１０が収容される第１筐体２０１と、第１筐体２０１から突出するように第１の筐体２０１に取り付けられて、第１筐体２０１の内部空間と連通する回路収容空間２０２Ｓを有する第２筐体２０２と、回路収容空間２０２Ｓに収容され、電源部２１０および制御部２１１の少なくとも一方に接続されるとともに外部装置であるメイン制御装置１０００にも接続される通信回路２２０と、第２筐体２０２の外周面に設けられ、通信回路２２０とメイン制御装置１０００とを接続するためのコネクタ２２１，２２２と、を備える。【選択図】図１
2020007930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプ本体の制御部および電源部が収容される第１の筐体と、
前記第１の筐体から突出するように前記第１の筐体に取り付けられて、前記第１の筐体の内部空間と連通する回路収容空間を有する第２の筐体と、
前記回路収容空間に収容され、前記電源部および前記制御部の少なくとも一方に接続されるとともに外部装置にも接続される外部接続用回路と、
前記第２の筐体の外周面に設けられ、前記外部接続用回路と前記外部装置とを接続するためのコネクタと、を備える真空ポンプ用電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプ用電源装置において、
前記外部接続用回路は、第１の通信規格による第１の信号を入出力する第１の通信回路と、第２の通信規格による第２の信号を入出力する第２の通信回路とを有し、
前記コネクタは、前記第１の信号を前記外部装置に入出力するための第１信号用コネクタと、前記第２の信号を前記外部装置に入出力するための第２信号用コネクタとを含む、真空ポンプ用電源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空ポンプ用電源装置において、
前記外部接続用回路は発熱部品を有し、
前記発熱部品は前記第２の筐体の内周面に熱的に接触しており、前記発熱部品の熱を前記第２の筐体を介して放熱する、真空ポンプ用電源装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の真空ポンプ用電源装置において、
前記外部装置は前記真空ポンプ本体を加熱するヒータであって、
前記外部接続用回路は前記ヒータを制御するヒータ制御回路を含み、
前記ヒータ制御回路は、前記電源部からの電力を前記コネクタを介して前記ヒータに供給する、真空ポンプ用電源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の真空ポンプ用電源装置において、
前記第１の筐体はアルミ合金を使用した鋳造品であり、前記第２の筐体は板金品である、真空ポンプ用電源装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の真空ポンプ用電源装置において、
前記第１の筐体の１つの側面には、前記第２の筐体の前記回路収容空間と、前記第１の筐体の前記内部空間とを連通する開口が形成されており、
前記第２の筐体は、前記第１の筐体の前記開口を塞ぐように、前記第１の筐体の前記１つの側面に取り付けられ、
前記第１の筐体の前記開口には、前記第１の筐体内の前記制御部または前記電源部と、前記第２の筐体内の前記外部接続用回路とを接続するケーブルが挿通されている、真空ポンプ用電源装置。
【請求項７】
真空ポンプ本体と、
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の真空ポンプ用電源装置と、
前記真空ポンプ本体および前記真空ポンプ用電源装置を一体で冷却する冷却部材とを備え、
前記第１および第２の筐体の内、少なくとも前記第１の筐体が前記冷却部材に熱的に接触している、真空ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプ用電源装置および真空ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプ等の高真空用真空ポンプは、例えば、半導体製造装置等に用いられている。このような真空ポンプにおいて、真空排気を行うポンプ本体とポンプ本体を駆動制御するための電源装置とが一体に設けられた真空ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
電源装置にはポンプ本体の駆動制御に必要な電源部やモータ駆動部や制御部などを備えているが、電源装置に外部装置を接続して外部装置との間で通信を行ったり外部装置を制御したりする場合には、電源装置に外部装置に接続するための外部接続用回路がさらに設けられることがある。例えば、半導体製造装置のメインコントローラとの間で通信を行う構成とする場合には、電源装置にメインコントローラとの通信に必要な通信回路が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０４３８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、種々の外部接続用回路が収容可能なように電源装置の筐体に余裕を持った大きさに設計すると、電源装置が必要以上に大型化してしまう。また、電源装置の大きさを抑えるために対応すべき外部接続用回路の大きさに応じた電源装置筐体とした場合、外部接続用回路に応じた筐体を用意する必要があり、コストアップを招く。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好ましい態様による真空ポンプ用電源装置は、真空ポンプ本体の制御部および電源部が収容される第１の筐体と、前記第１の筐体から突出するように前記第１の筐体に取り付けられて、前記第１の筐体の内部空間と連通する回路収容空間を有する第２の筐体と、前記回路収容空間に収容され、前記電源部および前記制御部の少なくとも一方に接続されるとともに外部装置にも接続される外部接続用回路と、前記第２の筐体の外周面に設けられ、前記外部接続用回路と前記外部装置とを接続するためのコネクタと、を備える。
さらに好ましい態様では、前記外部接続用回路は、第１の通信規格による第１の信号を入出力する第１の通信回路と、第２の通信規格による第２の信号を入出力する第２の通信回路とを有し、前記コネクタは、前記第１の信号を前記外部装置に入出力するための第１信号用コネクタと、前記第２の信号を前記外部装置に入出力するための第２信号用コネクタとを含む。
さらに好ましい態様では、前記外部接続用回路は発熱部品を有し、前記発熱部品は前記第２の筐体の内周面に熱的に接触しており、前記発熱部品の熱を前記第２の筐体を介して放熱する。
さらに好ましい態様では、前記外部装置は前記真空ポンプ本体を加熱するヒータであって、前記外部接続用回路は前記ヒータを制御するヒータ制御回路を含み、前記ヒータ制御回路は、前記電源部からの電力を前記コネクタを介して前記ヒータに供給する。
さらに好ましい態様では、前記第１の筐体はアルミ合金を使用した鋳造品であり、前記第２の筐体は板金品である。
さらに好ましい態様では、前記第１の筐体の１つの側面には、前記第２の筐体の前記回路収容空間と、前記第１の筐体の前記内部空間とを連通する開口が形成されており、前記第２の筐体は、前記第１の筐体の前記開口を塞ぐように、前記第１の筐体の前記１つの側面に取り付けられ、前記第１の筐体の前記開口には、前記第１の筐体内の前記制御部または前記電源部と、前記第２の筐体内の前記外部接続用回路とを接続するケーブルが挿通されている。
本発明の好ましい態様による真空ポンプ装置は、真空ポンプ本体と、上記態様に記載の真空ポンプ用電源装置と、前記真空ポンプ本体および前記真空ポンプ用電源装置を一体で冷却する冷却部材とを備え、前記第１および第２の筐体の内、少なくとも前記第１の筐体が前記冷却部材に熱的に接触している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ポンプ本体の電源部や制御部が設けられた電源装置の筐体を第１の筐体と第２の筐体で構成し、仕様変更が生じて部品の大型化や部品追加などの仕様変更が発生した場合、第２の筐体だけを設計変更して対応することができるので、従来の一つの筐体では必須であった筐体の大型化を抑制でき、電源装置のコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、真空ポンプ装置の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】図２は、第１筐体から第２筐体を外した状態の電源装置の斜視図である。
【図３】図３は、制御回路基板と通信回路との関係を説明する図である。
【図４】図４は、本発明に係る真空ポンプ装置の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】図５は、第２筐体内におけるヒータ制御回路の配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明に係る真空ポンプ装置の第１の実施の形態を示す図である。真空ポンプ装置１は、ポンプ本体１０と電源装置２０とを備えている。ポンプ本体１０と電源装置２０とはボルト締結され、真空ポンプ装置１は一体構成とされている。図１では図示を省略しているが、ポンプ本体１０には、モータにより回転駆動されるロータと、ステータとが設けられ、吸気口１０１から排気したガスは排気口１０２から排出される。
【００１０】
なお、図１に示す真空ポンプ装置１ではポンプ本体１０と電源装置２０とが一体とされているが、本発明は、ポンプ本体１０と電源装置２０とが別体の真空ポンプ装置にも適用することができる。
【００１１】
電源装置２０は、ポンプ本体１０に固定される第１筐体２０１と、第１筐体２０１の側面に突出するように固定された第２筐体２０２とを備えている。第１筐体２０１は、たとえばアルミ合金を使用した鋳造品であり、その形状や大きさを変更しがたく、第２筐体２０２は、たとえば、薄板鋼を使用した板金品であり、その形状や大きさを変更し易いという特徴を有する。本発明はポンプ装置の仕様変更にあたり、増加する追加部品や部品の大型化に際して設計自由度を向上させるべくなされたものである。
【００１２】
第１筐体２０１の内部空間２０１Ｓには、電源部２１０、制御部２１１、モータ駆動部２１２が設けられている。第２筐体２０２の内部空間である回路収容空間２０２Ｓには通信回路２２０が設けられ、第２筐体２０２の外周面にはコネクタ２２１，２２２が設けられている。
【００１３】
電源装置２０には商用電源（例えばＡＣ２００Ｖ）からの電力が供給され、電源部２１０は商用電源の電力を所定電圧（強電系および弱電系に応じた複数の電圧）のＤＣ電力に変換して各回路へ電源として供給する。モータ駆動部２１２は、電源部２１０からの電力によりポンプ本体１０に設けられたロータ回転用のモータを駆動する。制御部２１１は、モータ駆動部２１２の制御を含めた真空ポンプ装置１全体の制御を行う。
【００１４】
電源装置２０の第２筐体２０２に設けられたコネクタ２２１，２２２は、外部装置に接続される信号用のコネクタである。外部装置としては、例えば、真空ポンプ装置１が搭載される半導体製造装置等のメイン制御装置１０００がある。図１に示す例では、コネクタ２２２にメイン制御装置１０００が接続されている。通信回路２２０とメイン制御装置１０００との間では、例えば、ポンプ本体１０のスタート・ストップ信号、回転数信号、電流値情報などが授受される。
【００１５】
本実施の形態では、電源装置２０は、２種類の通信規格による信号を入出力することができる。コネクタ２２１からは第１の通信規格（一例として、ＲＳ−２３２Ｃなどのシリアル通信）の信号が入出力され、コネクタ２２２からは第２の通信規格（一例として、EtherCAT）の信号が入出力される。メイン制御装置１０００には第２の通信規格が採用されているので、コネクタ２２２にメイン制御装置１０００が接続されている。通信回路２２０に用いられる通信規格としては上述した通信規格以外にも、EtherNet/IP、プロフィーネット、C-CリンクIEなど、種々のものがある。
【００１６】
図２は、第１筐体２０１から第２筐体２０２を外した状態の電源装置２０の一部を示す斜視図である。なお、二点鎖線は、第１筐体２０１に取り付けられた状態の第２筐体２０２を示す。第１筐体２０１の側面２０１ａには、第２筐体２０２の回路収容空間２０２Ｓと第１筐体２０１の内部空間２０１Ｓとを連通する開口２０１ｂが形成されている。第２筐体２０２は、第１筐体２０１の開口２０１ｂを塞ぐように取り付けられ、第２筐体２０２の両サイドに形成された鍔部２０２ａを第１筐体２０１にネジ止めして第１筐体２０１に固定される。
【００１７】
第２筐体２０２の回路収容空間２０２Ｓには、基板２２３，２２４が設けられている。図１に示す通信回路２２０は、第１の通信規格で通信を行う第１通信回路２２０ａと、第２の通信規格で通信を行う第２通信回路２２０ｂとを含む。基板２２３には第１通信回路２２０ａが搭載され、基板２２４には第２通信回路２２０ｂが搭載される。基板２２３にはコネクタ２２１が設けられ、基板２２４にはコネクタ２２２が設けられている。コネクタ２２１，２２２の外部接続端子は第２筐体２０２の側面に突出されている。基板２２３はケーブル２２５により、基板２２４はケーブル２２６により、制御部２１１に設けられる制御回路基板（不図示）に接続される。
【００１８】
図３は、制御部２１１の制御回路基板２４０と基板２２３，２２４とを示す図である。制御回路基板２４０にはＣＰＵ２４１が搭載されている。ＣＰＵ２４１にはデータをシリアル通信で受送信するＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）機能を備えている。制御回路基板２４０では、プロフィーバス（PROFIBUS）という仕様のフィールドバスが採用されている。ＣＰＵ２４１とプロフィーバス２４２とはＵＡＲＴ線２４３で接続されている。制御回路基板２４０上には、デバッグ用のコネクタ（JTAG（Joint Test Action Group）規格のテストアクセスポート）２４５が設けられている。このコネクタ２４５にもＵＡＲＴ線が接続されている。
【００１９】
基板２２３に搭載された第１通信回路２２０ａは、ケーブル２２５に設けられたコネクタ２２７を制御回路基板２４０上のコネクタ２４４に接続することにより、プロフィーバス２４２に接続される。一方、基板２２４に搭載された第２通信回路２２０ｂは、ケーブル２２６に設けられたコネクタ２２８を制御回路基板２４０上のコネクタ２４５に接続することにより、コネクタ２４５のＵＡＲＴ線２４３に接続される。第２通信回路２２０ｂは、ＵＡＲＴ方式の信号と第２の通信規格（EtherCAT）の信号との変換を行うプロセッサ２２９を備えている。ＣＰＵ２４１からのＵＡＲＴ方式の信号はプロセッサ２２９により第２の通信規格（EtherCAT）の信号に変換され、コネクタ２２２より出力される。
【００２０】
なお、本実施の形態では、デバッグ用のコネクタ２４５を、第２通信回路２２０ｂをＵＡＲＴ線に接続するためのコネクタとして兼用しているが、制御回路基板２４０上にＵＡＲＴ線２４３に接続するための専用のコネクタを設けて、そのコネクタに基板２２４のコネクタ２２８を接続するようにしても良い。
【００２１】
−第２の実施の形態−
図４は、本発明に係る真空ポンプ装置の第２の実施の形態を示す図である。上述した第１の実施の形態では第２筐体２０２内に通信回路２２０が設けられていたが、第２の実施の形態では、ヒータ制御回路２３０を第２筐体２０２内に収容する構成とした。さらに、第２の実施の形態では、ポンプ本体１０と電源装置２０との間に冷却ジャケット３０が設けられている。ポンプ本体１０の構成は第１の実施の形態の場合と同様の構成となっている。
【００２２】
冷却ジャケット３０はポンプ本体１０にボルト締結され、電源装置２０は冷却ジャケット３０にボルト締結されている。その結果、ポンプ本体１０と電源装置２０とは冷却ジャケット３０を介して一体とされている。冷却ジャケット３０内には冷媒（例えば、冷却水）が流れる流路３０１が形成されており、供給部３０２から冷媒が流路３０１に供給され、流路３０１を循環した冷媒は排出部３０３から排出される。冷却ジャケット３０は、ポンプ本体１０と電源装置２０との間に設けられてポンプ本体１０および電源装置２０と熱的に接触しており、ポンプ本体１０および電源装置２０を冷却する冷却装置として機能する。
【００２３】
電源装置２０の第１筐体２０１は、冷却ジャケット３０に固定されている。第１筐体２０１内には、電源部２１０、制御部２１１、モータ駆動部２１２および通信回路２１３が設けられている。通信回路２１３は、所定のインターフェース規格（上述したＲＳ２３２Ｃやイーサキャットなど）で外部装置との通信を行うためのインターフェースであり、制御部２１１の回路部品が実装される制御回路基板（不図示）上に標準の通信回路として搭載されている。電源部２１０、制御部２１１およびモータ駆動部２１２は、第１の実施の形態の対応する構成と同様の機能を備えている。
図４では、通信回路２１３を第１筐体２０１に収納する構成としたが、通信回路２１３を第２筐体２０２内に設けるようにしても良い。
【００２４】
第２筐体内２０２内には、上述したようにヒータ制御回路２３０が設けられている。さらに、第２筐体内２０２の外周面には通信用のコネクタ２２１と、ヒータ制御回路用のコネクタ２３１とが設けられている。通信回路２１３は、コネクタ２２１を介して真空ポンプ装置１が搭載される半導体製造装置等のメイン制御装置１０００に接続される。ヒータ制御回路２３０は、コネクタ２３１を介してヒータ１０３に接続されている。ヒータ１０３はポンプ本体１０のベース部に装着され、冷却ジャケット３０と協働してベース部の温度を所定範囲の温度に制御する温度調整装置の一部を構成している。ヒータ制御回路２３０は、ヒータ１０３に供給される電力のオンオフを制御する。
【００２５】
図５は、第２筐体２０２内におけるヒータ制御回路２３０の配置の一例を示す図である。ヒータ制御回路２３０は回路部品が実装された基板２３２，２３３を備えている。基板２３２は支柱２３４により基板２３３に接続されている。基板２３３には発熱部品（例えば、ソリッドステートリレー(SSR)等の回路部品）２３５およびコネクタ２３１が実装されており、コネクタ２３１は第２筐体２０２の壁面に固定され、発熱部品２３５は第２筐体２０２の内周面２０２ｃに熱的に接触している。発熱部品２３５が内周面２０２ｃに熱的に接触することにより、発熱部品２３５で発生した熱は第２筐体２０２を介して外気へと放熱される。それにより、発熱部品２３５の温度上昇が抑えられる。
【００２６】
以上説明した第１および第２の実施の形態は、以下のような作用効果を奏する。
（１）第１および第２の実施の形態では、真空ポンプ用の電源装置２０は、ポンプ本体１０の制御部２１１および電源部２１０が収容される第１筐体２０１と、第１筐体２０１から突出するように第１筐体２０１に取り付けられて、第１筐体２０１の内部空間と連通する回路収容空間２０２Ｓを有する第２筐体２０２と、回路収容空間２０２Ｓに収容され、電源部２１０および制御部２１１の少なくとも一方に接続されるとともに外部装置であるメイン制御装置１０００やヒータにも接続される外部接続用回路（図１の通信回路２２０または図４のヒータ制御回路２３０）と、第２筐体２０２の外周面に設けられ、外部接続用回路（図１の通信回路２２０または図４のヒータ制御回路２３０）とメイン制御装置１０００とを接続するコネクタ（図１のコネクタ２２１，２２２または図４のコネクタ２３１）と、を備える。
【００２７】
図１の第１筐体２０１に設けられている電源部２１０、制御部２１１およびモータ駆動部２１２は、ポンプ本体１０の仕様に対応したものが用いられる。また、複数の仕様に対して共通して用いられる場合もある。そのため、ポンプ本体１０の仕様が同一である限り、第１筐体２０１内の構成はほぼ同一とされる。一方、第２筐体２０２に設けられる通信回路２２０やヒータ制御回路２３０は、外部装置に接続される回路である。このように、第１および第２の実施の形態においては、第１筐体２０１とは別の第２筐体２０２を設けるようにしたので、接続される外部装置に応じた外部接続用回路を第１筐体２０１の構成に影響を与えることなく第２筐体に収容することができる。
【００２８】
外部接続用回路も第１筐体２０１に収容する構成とした場合、外部装置の変更など、真空ポンプを設置する周辺システムの仕様変更にあたり、変更後の外部接続用回路が大形化すると、第１筐体２０１に収容できないことがある。この場合、第１筐体２０１を設計変更する必要がある。例えば、第１筐体２０１がアルミ合金の鋳造品の場合、鋳造の型を造り直すなどのコストアップが問題となる。また、あらゆるシステム変更が対応可能なように第１筐体２０１にスペース的余裕を持たせた場合、第１筐体２０１が大型化するという問題がある。
これに対して、上述した第１および第２の実施の形態では、第２筐体２０２のみを大形化した外部接続回路に応じた大きさに変更すれば良いので、コストアップを抑えることができると共に、電源装置２０の大きさを必要最小限の大きさに抑えることができる。
【００２９】
（２）第１の実施の形態では、第２筐体２０２内に第１の通信規格による第１通信回路２２０ａと第２の通信規格による第２通信回路２２０ｂとを備えている。そのため、ユーザ側装置（外部装置）の通信規格に合わせていずれかを選択して使用することで、通信規格の異なるユーザに容易に対応することができる。
【００３０】
（３）第２の実施の形態では、外部接続用回路であるヒータ制御回路２３０に含まれる発熱部品２３５を第２筐体２０２の内周面に接触させているので、発熱部品２３５の熱が第２筐体２０２により外気に放熱され、発熱部品２３５の温度上昇を抑えることができる。なお、第１の実施の形態においても、通信回路２２０に発熱部品を含む場合には、その発熱部品を第２筐体２０２の内周面に接触させることで、発熱部品の温度上昇を抑えることができる。例えば、基板２２４に搭載されているプロセッサ２２９は比較的発熱が大きいので、プロセッサ２２９を第２筐体２０２の内周面に接触させて放熱させることでプロセッサ２２９の温度上昇を抑えることができ、温度上昇によるプロセッサ２２９の寿命低下を抑えることができる。
【００３１】
さらに、第２の実施の形態のように冷却ジャケット３０を備え、第１筐体２０１が冷却ジャケット３０に熱的に接触している場合には、第１筐体２０１が冷却ジャケット３０内を流通する冷媒、たとえば冷却液により冷却される。そのため、第１筐体２０１内に収容されている回路部品で発生する熱は、第１筐体２０１を介して冷却ジャケット３０に放熱される。また、第１筐体２０１に取り付けられた第２筐体２０２も間接的に冷却ジャケット３０により冷却されることになるので、発熱部品２３５の熱は、第２筐体２０２により外気に放熱されるとともに、第２筐体２０２および第１筐体２０１を介して冷却ジャケット３０へと放熱されるので、発熱部品２３５がより効果的に冷却される。
【００３２】
第２筐体２０２の一部を冷却ジャケット３０に直接接触させるような構成としても良い。もちろん、第２の実施の形態において冷却ジャケット３０を備えていない構成とした場合でも、第２筐体２０２から外気への放熱効果は発揮される。
【００３３】
第１の実施の形態においても、上述のように発熱部品であるプロセッサ２２９を第２筐体２０２の内周面に接触させる構成とし、さらに冷却ジャケット３０を備えることで、プロセッサ２２９に対する冷却効果をより高めることができる。
【００３４】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。例えば、ターボ分子ポンプに限らず、他の種類の真空ポンプ装置にも同様に適用することができる。また、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。
【符号の説明】
【００３５】
１…真空ポンプ装置、１０…ポンプ本体、２０…電源装置、２０１…第１筐体、２０２…第２筐体、２０２Ｓ…回路収容空間、２１０…電源部、２１１…制御部、２１２…モータ駆動部、２２０…通信回路、２２１，２２２，２４４，２４５，２２７，２２８，２３１…コネクタ、２３０…ヒータ制御回路、２３５…発熱部品、２４０…制御回路基板、１０００…メイン制御装置
【図１】
2020007930.tif 000003
【図２】
2020007930.tif 000004
【図３】
2020007930.tif 000005
【図４】
2020007930.tif 000006
【図５】
2020007930.tif 000007