(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気軸受で軸支される回転体を有するポンプ本体と、
ポンプ軸心と同軸状態で前記ポンプ本体の下面に取り付けられ、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の間で電力や制御信号を入出力するコネクタ装置であって、互いに着脱される前記ポンプ本体側の第１のコネクタ部材と前記制御ユニット側の第２のコネクタ部材とを有するコネクタ装置と、
前記ポンプ軸心と同軸状態で前記ポンプ本体の下面に取り付けられ、前記第１のコネクタ部材が設置されたコネクタ取り付け部材とを備え、
前記コネクタ取り付け部材は、前記ポンプ本体と前記制御ユニットとの取り付け位相に応じて、第１の取り付け位相または第２の取り付け位相で前記ポンプ本体の下面に取り付けられることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
前記第１のコネクタ部材は、前記ポンプ本体の下面に取り付けられると、前記ポンプ軸心と偏心した位置に設置されることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の真空ポンプにおいて、
前記ポンプ本体には、前記回転体を取り付けるために下面に開口が設けられており、
前記コネクタ取り付け部材は、前記開口を塞ぐ部材であることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載の真空ポンプにおいて、
前記コネクタ取り付け部材は、前記開口を塞ぐ閉止フランジ状の部材であることを特徴とする真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプユニットと電源ユニットとが一体になった一体型の真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプやモレキュラードラッグポンプのような真空ポンプでは、ポンプ本体のケーシングの側面に排気口が設けられている。また、制御電源（電源ユニット）と接続するための制御電源接続口（コネクタ）がポンプ本体のケーシングの側面に設けられている（特許文献１参照）。
【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】
しかし、上述した特許文献に記載の真空ポンプでは、ポンプ軸心を中心としたポンプ本体に対する制御電源の取り付け位相を変更するためには、制御電源接続口を別の位置に新たに設ける必要がある。そのため、ポンプ本体に対する制御電源の取り付け位相を変更するのが容易でない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明による真空ポンプは、磁気軸受で軸支される回転体を有するポンプ本体と、ポンプ軸心と同軸状態でポンプ本体の下面に取り付けられ、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の間で電力や制御信号を入出力するコネクタ装置であって、互いに着脱されるポンプ本体側の第１のコネクタ部材と制御ユニット側の第２のコネクタ部材とを有するコネクタ装置と、ポンプ軸心と同軸状態でポンプ本体の下面に取り付けられ、第１のコネクタ部材が設置されたコネクタ取り付け部材とを備え、コネクタ取り付け部材は、ポンプ本体と制御ユニットとの取り付け位相に応じて、第１の取り付け位相または第２の取り付け位相で前記ポンプ本体の下面に取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ポンプ本体に対する制御ユニットの取り付け位相を容易に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ターボ分子ポンプ装置の外観図
【図２】水冷ジャケットを説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図
【図４】電源装置筐体を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線断面図
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図
【図８】ジャケット本体と電源装置筐体との嵌め合わせ構造を説明する図
【図９】制御装置の詳細を示すブロック図
【図１０】機構部閉止板を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は底面図
【図１１】ケーシングの下面に取り付けられた機構部閉止板を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は底面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１〜１１を参照して、本発明の一実施形態であるターボ分子ポンプ装置１を説明する。ターボ分子ポンプ装置は、回転翼が形成されたロータをモータで回転駆動し、この回転翼を固定翼に対して高速回転させることにより気体分子を排気する。このようなターボ分子ポンプ装置は各種の真空処理装置に接続されて使用される。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態であるターボ分子ポンプ装置１の外観を示す。ターボ分子ポンプ装置１は、真空排気を行うポンプ本体１１と、冷却装置１３と、ポンプ本体１１を駆動制御する電源装置（制御ユニット）１４とを備えている。ポンプ本体１１については後述する。
【００１０】
冷却装置１３は、ポンプ本体１１と電源装置１４との間に介装され、電源装置１４内の発熱部材、特にモータ駆動回路の電子部品を主に冷却する。図２に示すように、冷却装置１３は、内部に冷却水通路１３ｄが形成されたジャケット本体１３ａと、冷却水通路に図示しないポンプから冷却水を循環するための冷却水入口１３ｂおよび冷却水出口１３ｃとを有する。
【００１１】
ポンプ本体１１はケーシング１１０と、ケーシング１１０の下方に取り付けられるベース１２（ケーシング１２０）とを備えている。ケーシング１１０には、図１において上下に接続用フランジ１１０ＵＦ，１１０ＬＦが設けられている。ケーシング１２０には、図１において上下に接続用フランジ１２０ＵＦ，１２０ＬＦが設けられている。ケーシング１１０と１２０をポンプケーシングと呼ぶ。ケーシング１１０の上部接続用フランジ１１０ＵＦは図示しない真空処理装置の排気口にボルト１１Ｂで接続される。ケーシング１１０の下部接続用フランジ１１０ＬＦはケーシング１２０の上部接続用フランジ１２０ＵＦにボルト１２Ｂで接続される。ケーシング１２０の下部接続用フランジ１２０ＬＦは冷却装置１３の上面１３ＵＳに設置され、冷却装置１３はケーシング１２０の下面にボルト１３Ｂで締結される。冷却装置１３の下面は電源装置１４の筐体（金属製）１４０の上端面に当接し、筐体１４０は冷却装置１３にボルト１４Ｂで締結される。
【００１２】
図２に示すようにジャケット本体１３ａは略８角形の平板形状であり、底面には、平面形状が略８角形の凸部１３ｅが形成されている。ジャケット本体１３ａの上面１３ＵＳの中央には、後述する機構部閉止板１２２との干渉を防止するための略円形の凹部１３ｉが設けられている。凹部１３ｉには、凹部１３ｉの中心位置から偏心した位置に、後述するコネクタ部材１３２および各配線１４５が挿通される開口１３ｊが設けられている。ジャケット本体１３ａの外周には所定角度毎に突部１３ｆが形成され、この突部１３ｆに電源装置筐体１４０を締結するための孔１３ｇが穿設されている。
【００１３】
凸部１３ｅには、ポンプ回転軸心（ポンプ軸心）と同心円状にねじ孔１３ｈが螺設されている。図１に示すように、排気部１２のケーシング１２０の下部接続フランジ１２０ＬＦにジャケット上面１３ＵＳを当接し、ボルト１３Ｂをねじ孔１３ｈに螺合することにより、ケーシング１２０にジャケット本体１３ａが締結される。ジャケット本体１３ａの裏面１３ＬＳに電源装置筐体１４０の上端面を当接してボルト１４Ｂを電源装置筐体１４０のねじ孔に螺合することによりジャケット本体１３ａに電源装置１４が締結される。
【００１４】
図３は、ターボ分子ポンプ装置１についての図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。なお、図３では、後述するボルト１２４や、電源装置１４の内部に配設されている回路基板等についての記載を省略している。ポンプケーシングの内部中心には、回転軸４ｃの周囲に、この回転軸の軸方向（図示上下方向）に複数段に配列されたロータ翼４ａを有するロータ４が回転可能に配置されている。
【００１５】
このターボ分子ポンプ装置１は、ケーシング１１０の内部空間に翼排気部２を有し、ケーシング１２０の内部空間にネジ溝排気部３を有する複合タイプのターボ分子ポンプである。翼排気部２は複数段のロータ翼４ａと複数段のステータ翼６とで構成され、ネジ溝排気部３はロータ円筒部４ｂとネジステータ８とで構成されている。
【００１６】
ロータ翼４ａとステータ翼６とは、ポンプの軸方向に交互に配設されている。ケーシング１１０の内面にはリング状のスペーサ５が複数積層されており、各ステータ翼６の外周部は上下のスペーサ５によって挟持されて保持されている。ロータ４には、ケーシング１２０内に配置されたロータ円筒部４ｂが一体に形成されている。ロータ円筒部４ｂの外周にはネジ溝４ｂ２が形成されており、その外周に円筒形状のネジステータ８が配置されている。ネジステータ８は、ボルト４１によってケーシング１２０に固定されている。
【００１７】
複数段のロータ翼４ａおよびロータ円筒部４ｂが形成されたロータ４は、その回転軸４ｃがケーシング１２０に設けられたラジアル磁気軸受３１およびスラスト磁気軸受３２により非接触状態で支持される。ロータ４は、回転軸４ｃが磁気軸受３１、３２により非接触で支持されて、モータ３５により回転駆動される。ロータ４の回転軸４ｃの磁気浮上位置は、ギャップセンサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃにより検出される。３４は、ロータ４の回転軸４ｃが磁気軸受３１、３２による磁気作用で浮上されていない状態において、ロータ４の回転軸４ｃを支持する機械式の保護ベアリングである。
【００１８】
ケーシング１２０にはロータ４やモータ３５等の機構部を取り付ける空間１２５が設けられ、ケーシング１２０の下面には、空間１２５に至る開口１２１が設けられている。ターボ分子ポンプ装置１の運転中には、空間１２５が真空となる。そのため、開口１２１は機構部閉止板１２２で閉止されている。機構部閉止板１２２は円形板形状を呈する閉止フランジ状の部材であり、後述するコネクタ装置１３０のコネクタ部材１３１が取り付けられている。機構部閉止板１２２については、後に詳述する。
【００１９】
モータ３５によりロータ４を回転駆動すると図示しない真空処理装置内の気体分子が吸気ポート１１Ｑから流入する。吸気ポート１１Ｑから流入した気体分子は翼排気部２において、下流側へと叩き飛ばされる。図示はしないが、ロータ翼４ａとステータ翼６とは翼の傾斜の向きが逆であり、且つ、傾斜角度は、高真空側である前段側から下流側である後段側に向けて、気体分子が逆行しにくい角度に変化して形成されている。気体分子は、翼排気部２において圧縮されて図示下方のネジ溝排気部３へ移送される。
【００２０】
ネジ溝排気部３においては、ネジステータ８に対してロータ円筒部４ｂが高速回転すると粘性流による排気機能が発生し、翼排気部２からネジ溝排気部３へと移送された気体は圧縮されながら排気ポート１２Ｈ方向へ移送され真空排気される。なお、本実施の形態では、ネジ溝構成を有するネジ溝排気部３としているが、ネジ溝構成以外の構成も含め、粘性流による排気機能を発揮する部分はドラッグポンプ部と呼ばれる場合もある。
【００２１】
図４を参照して電源装置筐体１４０を説明する。電源装置筐体１４０は、蓋部および底部を有する８角筒状に形成され、開放端１４ａには、図６および７にも拡大して示すように、その全周に略８角形環状凹部１４ｂが設けられている。開放端１４ａの外周には所定角度毎に突部１４ｃが形成され、この突部１４ｃには、電源装置筐体１４０とジャケット本体１３ａとを締結するためのねじ孔１４ｄが螺設されている。環状凹部１４ｂには、図８に示すように、ジャケット本体１３ａの凸部１３ｅが嵌め合わされる。すなわち、冷却装置１３の凸部１３ｅの８角形形状の周縁が、同じく略８角形環状凹部１４ｂに嵌り込む。
【００２２】
図９を参照して電源装置１４を説明する。電源装置１４には一次電源１５から交流電力が供給され、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４ａに入力される。入力される交流電力の電圧は電圧センサ１４ｂによって検出される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１４ａは、一次電源１５から供給された交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１４ａから出力された直流電力は、モータ３５を駆動する３相インバータ１４ｃとＤＣ／ＤＣコンバータ１４ｄに入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４ｄに入力される直流電力の電圧は、電圧センサ１４ｅによって検出される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４ｄの出力は、３相インバータ１４ｃをＰＷＭ制御等で制御するインバータ制御回路１４ｆ、および磁気軸受３１，３２による磁気浮上の制御を行う磁気軸受制御部１４ｇのそれぞれに入力される。
【００２３】
磁気軸受制御部１４ｇは、軸受制御を行う制御部１４１ｇと、制御部１４１ｇで算出された制御信号に基づいて励磁電流を磁気軸受３１，３２に供給する励磁アンプ１４２ｇとを備えている。
【００２４】
インバータ制御回路１４ｆには回転数センサ１９により検出されたロータ４の回転数が入力され、インバータ制御回路１４ｆは、ロータ回転数に基づいて３相インバータ１４ｃを制御する。また、１４ｈは回生余剰電力消費用の回生ブレーキ抵抗（シーズヒータ）であり、ロータ減速時の回生電力をこの回生ブレーキ抵抗１４ｈで消費する。トランジスタ制御回路１４ｉによりトランジスタ１４ｊのオンオフを制御することにより、回生ブレーキ抵抗１４ｈに流れる電流のオンオフを制御する。１４ｋは、回生時の電力逆流防止用のダイオードである。電源装置１４の素子や基板の具体的な配置については説明を省略する。
【００２５】
ポンプ本体１１側の複数の配線１３５と電源装置１４側の複数の配線１４５とは、コネクタ装置１３０を介して接続される。コネクタ装置１３０は、互いに着脱可能な一対のコネクタ部材１３１，１３２を備えている。一方のコネクタ部材１３１は、各配線１３５の端子を有しており、上述したように、機構部閉止板１２２に取り付けられている。他方のコネクタ部材１３２は、各配線１４５の端子を有している。コネクタ部材１３２は、ジャケット本体１３ａに設けられた開口１３ｊを介して電源装置筐体１４０の内部から外部に取り出される各配線１４５の端部に取り付けられている。コネクタ部材１３１，１３２同士が接続されると、各配線１３５の端子と各配線１４５の端子とが電気的に接続される。
【００２６】
従来、ポンプ本体１１の下面に電源装置１４をポンプ軸心（すなわちロータ４の回転中心軸）と同軸状態で取り付ける場合、次のような理由で、ポンプ本体１１に対するポンプ軸心を中心とする電源装置１４の取り付け位相を自由に変更できなかった。すなわち、従来、ポンプ本体１１側では、ケーシング１２０にコネクタ部材１３１が直接取り付けられているため、ポンプ本体１１の組立後にポンプ本体１１に対してコネクタ部材１３１の位置を変更することが困難である。また、電源装置１４側では、基板設計の変更が必要となることから、電源装置１４の組立後に電源装置１４に対するコネクタ部材１３２の位置を変更することが困難である。そのため、コネクタ部材１３１，１３２同士を接続するためには、コネクタ部材１３１，１３２同士の位置が一致する取り付け位相でしかポンプ本体１１に電源装置１４を取り付けられなかった。
【００２７】
真空ポンプ１のユーザの都合により、ターボ分子ポンプ装置１の周囲の機器のレイアウトを変更しようとする場合に、たとえば、排気ポート１２Ｈの向きと冷却水入口１３ｂおよび冷却水出口１３ｃとの向きとを任意に変更できることが望ましい。しかし、従来のターボ分子ポンプ装置では、上述したように、ポンプ本体１１に対するポンプ軸心を中心とする電源装置１４の取り付け位相を自由に変更できなかった。
【００２８】
そこで、本実施の形態の真空ポンプ１では、ポンプ本体１１に対するポンプ軸心を中心とする電源装置１４の取り付け位相に合わせて、コネクタ部材１３１が取り付けられている機構部閉止板１２２のケーシング１２０への取り付け位相を変更することで、コネクタ部材１３１，１３２同士の位置を一致させている。
【００２９】
図１０は、機構部閉止板１２２を示す図であり、図１０（ａ）は側面図であり、図１０（ｂ）は底面図である。図１１は、ケーシング１２０の下面に取り付けられた機構部閉止板１２２を示す図であり、図１１（ａ）は側面図であり、図１１（ｂ）は底面図である。機構部閉止板１２２には、ボルト１２４でケーシング１２０の下面に取り付けるためのボルト孔１２２ａと、各配線１３５が挿通される貫通孔１２２ｂとが設けられている。
【００３０】
ボルト孔１２２ａは、冷却装置１３のねじ孔１３ｈと同じ角度ピッチで、機構部閉止板１２２の中心位置（すなわちポンプ軸心）と同心円状に設けられている。貫通孔１２２ｂは、機構部閉止板１２２の中心位置から偏心した位置に設けられている。貫通孔１２２ｂの機構部閉止板１２２の中心位置からの偏心量（離間距離）は、冷却装置１３の開口１３ｊの偏心量と同じである。これにより、機構部閉止板１２２は、ポンプ軸心を中心として、冷却装置１３のねじ孔１３ｈと同じ角度ピッチ毎に任意の角度位相でケーシング１２０の下面に対して取り付けることができるとともに、コネクタ部材１３１，１３２同士の位置を一致させてコネクタ部材１３１，１３２同士を接続できる。
【００３１】
機構部閉止板１２２がボルト１２４でケーシング１２０の下面に取り付けられると、Ｏリング１２３によってケーシング１２０の内外の気密が保たれる。
【００３２】
このように、本実施の形態では、機構部閉止板１２２にコネクタ部材１３１を取り付けるとともに、機構部閉止板１２２と電源装置１４とが、ポンプ軸心を中心として同じ角度ピッチ毎に任意の角度位相でケーシング１２０に取り付けられるように構成した。これにより、ポンプ本体１１に対するポンプ軸心を中心とする電源装置１４の取り付け位相を自由に変更できるので、ターボ分子ポンプ装置１の周囲の機器のレイアウトの変更が容易となり、レイアウトの自由度が高まる。具体的には、ポンプ本体１１の排気ポート１２Ｈの向きに対して、冷却装置１３の冷却水入口１３ｂおよび冷却水出口１３ｃの向きや、電源装置１４を一次電源１５へ接続する配線の向き、電源装置１４に接続される外部の機器との通信ケーブルの接続位置などを容易に変更できる。
【００３３】
また、ポンプ本体１１に対する電源装置１４の取り付け位相の変更に際して、ポンプ本体１１と電源装置１４との間で介挿させるアダプタやケーブルが不要であるので、コスト増を抑制できるとともに、ターボ分子ポンプ装置１の高さが高くなることを抑制できる。
【００３４】
−−−変形例−−−
（１）  上述の説明では、機構部閉止板１２２のボルト孔１２２ａの角度ピッチが冷却装置１３のねじ孔１３ｈの角度ピッチと同じであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、機構部閉止板１２２のボルト孔１２２ａの角度ピッチが冷却装置１３のねじ孔１３ｈの角度ピッチの２以上の整数倍であっても良く、冷却装置１３のねじ孔１３ｈの角度ピッチが機構部閉止板１２２のボルト孔１２２ａの角度ピッチの２以上の整数倍であっても良い。
【００３５】
（２）  上述の説明では、ケーシング１２０と冷却装置１３との締結およびケーシング１２０と機構部閉止板１２２との締結にボルトが用いられているため、ポンプ本体１１に対する電源装置１４の取り付け位相を所定の角度ピッチでしか変更できなかったが、本発明はこれに限定されない。ケーシング１２０と冷却装置１３との締結構造およびケーシング１２０と機構部閉止板１２２との締結構造として、たとえばＩＳＯヘルールユニオン継手をクランプにて締結する場合のような構造を採用することで、ポンプ本体１１に対して電源装置１４を任意の取り付け位相で取り付けることができるようにしてもよい。
【００３６】
（３）  上述の説明では、凹部１３ｉの中心位置から偏心した位置に、開口１３ｊが設けられ、機構部閉止板１２２の中心位置から偏心した位置に、貫通孔１２２ｂが設けられているが本発明はこれに限定されない。たとえば、凹部１３ｉの中心位置に開口１３ｊが設けられ、機構部閉止板１２２の中心位置に貫通孔１２２ｂが設けられていてもよい。なお、この場合であっても、コネクタ部材１３１，１３２同士が正しい角度位相で接続されるようにするため、ポンプ本体１１に対する電源装置１４の取り付け位相に合わせて、機構部閉止板１２２のケーシング１２０への取り付け位相を変更する必要がある。
【００３７】
（４）  上述の説明では、真空ポンプの一例としてターボ分子ポンプについて説明したが、本発明はターボ分子ポンプに限定されず、ネジ溝ポンプ段を有するポンプ、たとえばドラッグポンプなどについても適用できる。
【００３８】
（５）  上述の説明では、ジャケット本体１３ａの上面１３ＵＳの中央には、後述する機構部閉止板１２２との干渉を防止するための略円形の凹部１３ｉが設けられているが、凹部１３ｉを設けることは必須ではない。
（６）上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００３９】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、磁気軸受で軸支される回転体を有するポンプ本体と、ポンプ軸心と同軸状態でポンプ本体の下面に取り付けられ、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の間で電力や制御信号を入出力するコネクタ装置であって、互いに着脱されるポンプ本体側の第１のコネクタ部材と制御ユニット側の第２のコネクタ部材とを有するコネクタ装置と、ポンプ軸心と同軸状態でポンプ本体の下面に取り付けられ、第１のコネクタ部材が設置されたコネクタ取り付け部材とを備え、コネクタ取り付け部材は、ポンプ本体と制御ユニットとの取り付け位相に応じて、第１の取り付け位相または第２の取り付け位相で前記ポンプ本体の下面に取り付けられることを特徴とする各種構造の真空ポンプを含むものである。
【符号の説明】
【００４０】
１  ターボ分子ポンプ装置                  ２  翼排気部
３  ネジ溝排気部                          ４  ロータ
６  ステータ翼                            ８  ネジステータ
１１  ポンプ本体                          １３  冷却装置
１４  電源装置（制御ユニット）            １１０，１２０  ケーシング
１２１  開口                              １２２  機構部閉止板
１３０  コネクタ装置                      １３１，１３２  コネクタ部材
【図１】
0005353838.tif 000002
【図２】
0005353838.tif 000003
【図３】
0005353838.tif 000004
【図４】
0005353838.tif 000005
【図５】
0005353838.tif 000006
【図６】
0005353838.tif 000007
【図７】
0005353838.tif 000008
【図８】
0005353838.tif 000009
【図９】
0005353838.tif 000010
【図１０】
0005353838.tif 000011
【図１１】
0005353838.tif 000012