CN103047152B - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空泵，其能够容易改变控制单元相对于泵主体的安装相位。其包括：泵主体，其具有被磁轴承支承的旋转体；控制单元，其被安装在泵主体的下表面上，用于驱动控制泵主体；连接器装置，其在泵主体与控制装置之间输入以用输出电力、控制信号，具有泵主体侧的第一连接器构件和控制单元侧的第二连接器构件；连接器安装构件，在该连接器安装构件上设置有第一连接器构件，该连接器安装构件以与上述泵心轴同轴的状态被安装，至少以第一安装相位或者第二安装相位被安装在泵主体上。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及泵单元与电源单元成为一体的一体型真空泵。

背景技术

在如涡轮分子泵或牵引分子泵那样的真空泵中，在泵主体的外壳侧面设有排气口。此外，用于与控制电源(电源单元)连接的控制电源连接口(连接器)设在泵主体的外壳侧面(参照专利文献1)。

专利文献1：日本授权实用新型第3138105号公报

但是，在上述专利文献所记载的真空泵中，为了改变控制电源相对于以泵心轴作为中心的泵主体的安装相位，需要将控制电源连接口重新设置到别的位置。因此，不容易改变控制电源相对于泵主体的安装相位。

发明内容

(1)技术方案1涉及的真空泵包括：泵主体，其具有被磁轴承支承的旋转体；控制单元，其以与泵心轴同轴的状态被安装在泵主体的下表面上，用于驱动控制泵主体；连接器装置，其用于在泵主体与控制单元之间输入以及输出电力、控制信号，该连接器装置具有泵主体侧的第一连接器构件和控制单元侧的第二连接器构件，该第一连接器构件和第二连接器构件能够相互装卸；以及连接器安装构件，其以与泵心轴同轴的状态被安装在泵主体的下表面上，在该连接器安装构件上设置有第一连接器构件，与泵主体和控制单元的安装相位相对应地，使连接器安装构件以第一安装相位或者第二安装相位被安装在泵主体的下表面上。

根据本发明，能容易地改变控制单元相对于泵主体的安装相位。

附图说明

图1是涡轮分子泵装置的外观图。

图2是说明水冷套的图，(a)是俯视图、(b)是主视图、(c)是仰视图。

图3是III-III向视剖视图。

图4是说明电源装置壳体的图，(a)是俯视图、(b)是主视图。

图5是图4的V-V剖视图。

图6是图4的VI-VI剖视图。

图7是图4的VII-VII剖视图。

图8是说明套(jacket)主体与电源装置壳体的配合结构的图。

图9是详细表示控制装置的框图。

图10是表示机构部封闭板的图，(a)是侧视图、(b)是仰视图。

图11是表示被安装在外壳的下表面上的机构部封闭板的图，(a)是侧视图、(b)是仰视图。

具体实施方式

参照图1～图11，说明作为本发明一实施方式的涡轮分子泵装置1。涡轮分子泵装置利用电动机驱动形成有旋转叶片的转子旋转，通过使该旋转叶片相对于固定叶片高速旋转，排出气体分子。这种涡轮分子泵装置连接在各种真空处理装置使用。

图1表示作为本发明一实施方式的涡轮分子泵装置1的外观。涡轮分子泵1包括：用于进行真空排气的泵主体11、冷却装置13、以及用于驱动控制泵主体11的电源装置(控制单元)14。关于泵主体11见后述。

冷却装置13安装在泵主体11与电源装置14之间，主要用于冷却电源装置14内的发热构件，特别是电动机驱动回路中的电子零件。如图2所示，冷却装置13具有：套主体13a，该套主体13a的内部形成有冷却水通道13d；冷却水入口13b以及冷却水出口13c，它们用于从未图示的泵向冷却水通道循环冷却水。

泵主体11包括外壳110和安装在外壳110下方的基座12(外壳120)。在外壳110的图1的上下位置处设有连接用法兰110UF、110LF。在外壳120的图1的上下位置处设有连接用法兰120UF、120LF。将外壳110和外壳120称为泵外壳。外壳110的上部连接用法兰110UF利用螺栓11BT连接于未图示的真空处理装置的排气口。外壳110的下部连接用法兰110LF利用螺栓12BT连接于外壳120的上部连接用法兰120UF。外壳120的下部连接用法兰120LF设置在冷却装置13的上表面13US上，而且冷却装置13利用螺栓13BT紧固在外壳120的下表面上。冷却装置13的下表面抵接于电源装置14的壳体(金属制)140的上端面，壳体140利用螺栓14BT紧固在冷却装置13上。

如图2所示，套主体13a为大致八边形的平板形状，在底面形成有平面形状为大致八边形的凸部13e。在套主体13a的上表面13US的中央设有用于防止与后述的机构部封闭板122干扰的大致圆形的凹部13i。在凹部13i的从凹部13i的中心位置偏心的位置设有供后述的连接器构件132以及各配线145贯穿的开口13j。在套主体13a的外周每隔规定角度形成有突出部13f，在该突出部13f上贯穿该突出部13f地设有孔13g，该孔13g用于将电源装置壳体140紧固在该突出部13f上。

在凸部13e上以与泵旋转心轴(泵心轴)呈同心圆状布置的方式设有螺纹孔13h。如图1所示，在排气部12的外壳120的下部连接法兰120LF上抵接套上表面13US，并通过将螺栓13BT螺纹结合于螺纹孔13h，将套主体13a紧固在外壳120上。在套主体13a的背面13LS上抵接电源装置壳体140的上端面，并通过将螺栓14BT螺纹结合于电源装置壳体140的螺纹孔，将电源装置14紧固在套主体13a上。

图3是关于涡轮分子泵装置1的图1的III-III向视剖视图。另外，在图3中省略记载了后述的螺栓124、配设在电源装置14的内部的电路基板等。在泵外壳的内部中心，以使转子4能旋转的方式配置有转子4，该转子4具有在该旋转轴4c的周围在该旋转轴的轴向(图示上下方向)以多级排列的转子叶片4a。

该涡轮分子泵装置1是复合型的涡轮分子泵，在外壳110的内部空间具有叶片排气部2，在外壳120的内部空间具有螺旋槽排气部3。叶片排气部2由多级的转子叶片4a和多级的定子叶片6构成，螺旋槽排气部3由转子圆筒部4b和螺旋定子8构成。

转子叶片4a和定子叶片6在泵的轴向上交替配置。在外壳110的内表面上层叠有多个环状垫圈5，各定子叶片6的外周部被上下的垫圈5夹持而被保持。在转子4上一体形成有配置在外壳120内的转子圆筒部4b。在转子圆筒部4b的外周形成有螺旋槽4b2，在螺旋槽4b2的外周配置有圆筒形状的螺旋定子8。螺旋定子8利用螺栓41被固定在外壳120上。

对于形成有转子圆筒部4b以及多级转子叶片4a的转子4，利用设置在外壳120的径向磁轴承31以及推力磁轴承32以非接触状态支承该转子4的旋转轴4c。转子4的旋转轴4c被磁轴承31、32以非接触的方式支承，并且利用电动机35驱动转子4旋转。利用间隙传感器33a、33b、33c检测转子4的旋转轴4c的磁悬浮位置。附图标记34是机械式的保护轴承，用于在转子4的旋转轴4c处于没有在磁轴承31、32的磁作用下悬浮的状态时、支承转子4的旋转轴4c的。

在外壳120上设有用于安装转子4、电动机35等机构部的空间125，在外壳120的下表面设有通至空间125的开口121。在涡轮分子泵装置1的运转过程中，空间125成为真空状态。因此，开口121被机构部封闭板122封闭。机构部封闭板122是呈圆形板形状的封闭法兰状构件，在机构部封闭板122上安装有后述的连接器装置130的连接器构件131。关于机构部封闭板122后面详细叙述。

当利用电动机35驱动转子4旋转时，未图示的真空处理装置内的气体分子从进气口11Q流入。从进气口11Q流入的气体分子在叶片排气部2处被拍打向下游侧。虽然未图示，转子叶片4a与定子叶片6的叶片倾斜方向相反，而且，倾斜角度形成为从作为高真空侧的前级侧朝向作为下游侧的后级侧变化为难以使气体分子逆行的角度。气体分子在叶片排气部2处被压缩而移送向图示下方的螺旋槽排气部3。

在螺旋槽排气部3中，当转子圆筒部4b相对于螺旋定子8高速旋转时，由粘性流产生排气功能，从叶片排气部2移送向螺旋槽排气部3的气体一边被压缩一边被移送向排气口12H方向，从而被排气成真空状态。另外，在本实施方式中，将具有螺旋槽结构的螺旋槽排气部3作为排气部，但是也包括除螺旋槽结构以外的结构，有时也将由粘性流发挥排气功能的部分称为牵引泵部。

参照图4说明电源装置壳体140。电源装置壳体140形成为具有盖部以及底部的八棱筒状，如在图6以及图7也放大表示地那样，在敞口端140a的整周设有大致八边形的环状凹部140b。在敞口端140a的外周每隔规定角度形成有突出部140c，在该突出部140c中设有用于将电源装置壳体140与套主体13a紧固起来的螺纹孔140d。如图8所示，在环状凹部140b中配合有套主体13a的凸部13e。即，冷却装置13的凸部13e的八边形形状的周缘嵌入到同为大致八边形的环状凹部140b中。

参照图9说明电源装置14。从一次电源15向电源装置14供给交流电，交流电被输入到AC/DC转换器14a。被输入的交流电的电压通过电压传感器14b检测。AC/DC转换器14a将从一次电源15供给的交流电转换为直流电。从AC/DC转换器14a输出的直流电被输入到用于驱动电动机35的3相逆变器14c和DC/DC转换器14d。被输入到DC/DC转换器14d的直流电的电压通过电压传感器14e检测。DC/DC转换器14d的输出分别被输入到逆变器控制电路14f以及磁轴承控制部14g中，该逆变器控制电路14f利用PWM控制等控制3相逆变器14c，该磁轴承控制部14g用于控制由磁轴承31、32进行的磁悬浮。

磁轴承控制部14g包括励磁放大器142g和进行轴承控制的控制部141g，该励磁放大器142g根据由控制部141g计算出的控制信号给磁轴承31、32供给励磁电流。

通过转速传感器19检测出的转子4的转速被输入到逆变器控制电路14f中，逆变器控制电路14f根据转子转速控制3相逆变器14c。此外，附图标记14h是用于消耗再生剩余电力的再生制动电阻(管状加热器(sheathheater))，用该再生制动电阻14h消耗转子减速时的再生电力。通过利用晶体管控制电路14i控制晶体管14j的通断，由此控制在再生制动电阻14h中流动的电流的通断。附图标记14k是用于防止在再生时电力逆流的二极管。省略说明关于电源装置14的元件以及基板的具体配置。

泵主体11侧的多条配线135与电源装置14侧的多条配线145借助连接器装置130相连接。连接器装置130包括能够相互装卸的一对连接器构件131、132。一连接器构件131具有各配线135的端子，该连接器构件131如上所述地被安装在机构部封闭板122上。另一连接器构件132具有各配线145的端子。连接器构件132被安装在各配线145的端部上，该配线145从电源装置壳体140的内部经由被设置在套主体13a的开口13j引出到外部。当连接器构件131与连接器构件132被连接起来时，各配线135的端子与各配线145的端子被电连接。

以往，在泵主体11的下表面以与泵心轴(即转子4的旋转中心轴)同轴的状态安装电源装置14时，由于如下的理由，不能自由改变以泵心轴为中心的电源装置14相对于泵主体的安装相位。即，以往，在泵主体11侧，由于连接器构件131被直接安装在外壳120上，因此难以在装配泵主体11之后改变连接器构件131相对于泵主体11的位置。此外，在电源装置14侧，由于需要改变基板设计，因此难以在装配电源装置14之后改变连接器构件132相对于电源装置14的位置。因此，为了连接连接器构件131与连接器构件132，只能将电源装置14以将连接器构件131与连接器构件132的位置对齐的安装相位安装在泵主体11上。

根据真空泵1的使用者的情况，若要改变涡轮分子泵装置1的周围的设备的布局时，例如，希望能够任意改变排气口12H的朝向和冷却水入口13b以及冷却水出口13c的朝向。但是，如上所述，在以往的涡轮分子泵装置中，不能自由改变以泵心轴为中心的电源装置14相对于泵主体11的安装相位。

因此，在本实施方式的真空泵1中，配合以泵心轴为中心的电源装置14相对于泵主体11的安装相位，改变安装有连接器构件131的机构部封闭板122向外壳120安装的安装相位，由此将连接器构件131与连接器构件132的位置对齐。

图10是表示机构部封闭板122的图。图10的(a)是侧视图，图10的(b)是仰视图。图11是表示被安装在外壳120的下表面上的机构部封闭板122的图，图11的(a)是侧视图，图11的(b)是仰视图。在机构部封闭板122上设有：螺栓孔122a，该螺栓孔122a用于利用螺栓124将该机构部封闭板122安装于外壳120的下表面；贯穿孔122b，其供各配线135贯穿。

螺栓孔122a以与冷却装置13的螺纹孔13h相同的角度间隔、以与机构部封闭板122的中心位置(即泵心轴)呈同心圆状布置的方式设置。贯穿孔122b设在机构部封闭板122的从中心位置偏心的位置。贯穿孔122b从机构部封闭板122的中心位置偏心的偏心量(离开距离)与冷却装置13的开口13j的偏心量相同。由此，机构部封闭板122能够以泵心轴作为中心而每隔与冷却装置13的螺纹孔13h的角度间隔相同的角度间隔以任意角度相位安装于外壳120的下表面，并且能够使连接器构件131与连接器构件132的位置对齐地将连接器构件131与连接器构件132连接起来。

当利用螺栓124将机构部封闭板122安装在外壳120的下表面上时，利用O型密封圈123保持外壳120内外的气密性。

如上，在本实施方式中，在机构部封闭板122上安装连接器构件131，并且机构部封闭板122和电源装置14构成为，能够以泵心轴作为中心以每隔相同角度间隔的任意角度相位安装在外壳120上。由此，能够自由改变以泵心轴作为中心的电源装置14相对于泵主体11的安装相位，因此容易改变涡轮分子泵装置1的周围的设备的布局，提高布局的自由度。具体是相对于泵主体11的排气口12H的方向，能够容易改变冷却装置13的冷却水入口13b以及冷却水出口13c的朝向、向一次电源15连接电源装置14的配线的朝向、与连接在电源装置14的外部的设备相连接的通讯电缆的连接位置等。

此外，在改变电源装置14相对于泵主体11的安装相位时，不需要在泵主体11与电源装置14之间插入适配器、电缆，因此能够抑制成本增加，并且能够抑制涡轮分子泵装置1的高度增高。

变形例

(1)在上述的说明中，机构部封闭板122的螺栓孔122a的角度间隔与冷却装置13的螺纹孔13h的角度间隔相同，但是本发明不限定于此。例如，也可以是机构部封闭板122的螺栓孔122a的角度间隔是冷却装置13的螺纹孔13h的角度间隔的2倍以上的整数倍，也可以是冷却装置13的螺纹孔13h的角度间隔是机构部封闭板122的螺栓孔122a的角度间隔的2倍以上的整数倍。

(2)在上述的说明中，在外壳120与冷却装置13的紧固以及外壳120与机构部封闭板122的紧固中使用了螺栓，因此电源装置14相对于泵主体11的安装相位只能改变规定的角度间隔，但是本发明不限定于此。作为外壳120与冷却装置13的紧固构造以及外壳120与机构部封闭板122的紧固构造，例如也可以采用如用夹具紧固ISO金属环连接接头的情况的那样的构造，由此能够相对于泵主体11以任意安装相位安装电源装置14。

(3)在上述的说明中，在凹部13i的从中心位置偏心的位置设有开口13j，在机构部封闭板122的从中心位置偏心的位置设有贯穿孔122b，但是本发明不限定于此。例如，也可以在凹部13i的中心位置设有开口13j，在机构部封闭板122的中心位置设有贯穿孔122b。另外，即使在这种情况下，为了使连接器构件131与连接器构件132以正确的角度相位相连接，需要配合电源装置14相对于泵主体11的安装相位而改变机构部封闭板122向外壳120安装的安装相位。

(4)在上述的说明中，作为真空泵的一例对涡轮分子泵进行了说明，但是本发明不限定于涡轮分子泵，也能够适用于具有螺旋槽泵级的泵，例如牵引泵等。

(5)在上述的说明中，在套主体13a的上表面13US的中央设有用于防止与后述的机构部封闭板122干扰的大致圆形的凹部13i，但是并不是必须设置凹部13i。

(6)也可以各自组合上述的各实施方式以及变形例。

另外，本发明不限定于上述实施方式，包含具有以下特征的各种结构的真空泵，所述特征为，包括：泵主体，其具有被磁轴承支承的旋转体；控制单元，其以与泵心轴同轴的状态被安装在泵主体的下表面上，用于驱动控制泵主体；连接器装置，其在泵主体与控制装置之间输入以及输出电力、控制信号，该连接器装置具有泵主体侧的第一连接器构件和控制单元侧的第二连接器构件，该第一连接器构件和第二连接器构件能够相互装卸；连接器安装构件，其以与泵心轴同轴的状态被安装在泵主体的下表面上，在该连接器安装构件上设置有第一连接器构件，与泵主体和控制单元间的安装相位相对应地，使连接器安装构件以第一安装相位或者第二安装相位被安装在泵主体的下表面上。

附图标记说明

1涡轮分子泵装置

2叶片排气部

3螺旋槽排气部

4转子

6定子叶片

8螺旋定子

11泵主体

13冷却装置

14电源装置(控制单元)

110、120外壳

121开口

122机构部封闭板

130连接器装置

131、132连接器构件

Claims (4)

1.一种真空泵，其特征在于，包括：

泵主体，其具有被磁轴承支承的旋转体；

控制单元，其以与泵心轴同轴的状态被安装在上述泵主体的下表面上，用于驱动控制上述泵主体；

连接器装置，其用于在上述泵主体与上述控制单元之间输入以及输出电力、控制信号，该连接器装置包括上述泵主体侧的第一连接器构件和上述控制单元侧的第二连接器构件，且该第一连接器构件和第二连接器构件能够相互装卸；以及

连接器安装构件，其以与上述泵心轴同轴的状态被安装在上述泵主体的下表面上，在该连接器安装构件上设置有上述第一连接器构件，

在上述控制单元相对于上述泵主体的安装角度相位为第一安装角度相位时，上述连接器安装构件以使上述第一连接器构件的位置和上述第二连接器构件的位置一致并且上述第一连接器构件和上述第二连接器构件能够彼此安装的方式以第一安装角度相位被安装在上述泵主体的下表面上，

在上述控制单元相对于上述泵主体的安装角度相位为第二安装角度相位时，上述连接器安装构件以使上述第一连接器构件的位置和上述第二连接器构件的位置一致并且上述第一连接器构件和上述第二连接器构件能够彼此安装的方式以第二安装角度相位被安装在上述泵主体的下表面上。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，

在上述第一连接器构件被安装在上述泵主体的下表面上时，该第一连接器构件被设置在相对于上述泵心轴偏心的位置。

3.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于，

在上述泵主体的下表面上设有用于安装上述旋转体的开口，上述连接器安装构件是封堵上述开口的构件。

4.根据权利要求3所述的真空泵，其特征在于，

上述连接器安装构件是封堵上述开口的封闭法兰形状的构件。