JP2010270599A - Vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ターボ分子ポンプやドラッグポンプ等の真空ポンプに関する。 The present invention relates to a vacuum pump such as a turbo molecular pump or a drag pump.
従来、真空装置に装着されたターボ分子ポンプは、真空装置側のホストコンピュータにより監視するような構成となっている。ターボ分子ポンプの制御装置にはRS−232CやRS−485規格準拠の通信インターフェースが設けられ、そのインターフェースを介してターボ分子ポンプの制御状態をホストコンピュータに送信するようにしている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a turbo molecular pump mounted on a vacuum apparatus is configured to be monitored by a host computer on the vacuum apparatus side. The turbo molecular pump control device is provided with a communication interface conforming to the RS-232C or RS-485 standard, and the control state of the turbo molecular pump is transmitted to the host computer via the interface (for example, Patent Documents). 1).
しかしながら、これらのインターフェースは上位のプロトコルが統一されていないため、各メーカの各機器が独自のデータ形式を採用している。そのため、ターボ分子ポンプのユーザは、制御装置の通信プロトコルに合わせた専用の通信ソフトを作成する必要があり、手間がかかり、使い勝手が良くないという問題があった。 However, since the higher-level protocols are not unified for these interfaces, each manufacturer's device adopts a unique data format. Therefore, there is a problem that the user of the turbo molecular pump needs to create dedicated communication software in accordance with the communication protocol of the control device, which is troublesome and unusable.
請求項1の発明は、回転体をモータにより高速回転して真空排気するポンプ本体と、モータを駆動制御する電源装置とを備える真空ポンプであって、電源装置は、外部装置によりポンプ制御状態のモニタおよび起動停止等のポンプ制御を行うための通信インターフェースと、通信インターフェースを介してポンプ制御状態のモニタおよび起動停止等のポンプ制御を行うためのソフトウェアを、予め記憶保持している記憶媒体とを備え、記憶媒体に記憶保持されたソフトウェアを、通信インターフェースを介して外部装置に出力することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の真空ポンプにおいて、通信インターフェースは、ポンプ制御状態のモニタおよび起動停止等のポンプ制御を行うための第1の通信インターフェースと、ポンプ制御状態のモニタおよび起動停止等のポンプ制御を行うためのソフトウェアを、外部装置に伝送するための第2の通信インターフェースとを備えるものである。
請求項3の発明は、請求項2に記載の真空ポンプにおいて、第1の通信インターフェースの通信速度を、第2の通信インターフェースの通信速度よりも低速としたものである。
請求項4の発明は、請求項2に記載の真空ポンプにおいて、第1の通信インターフェースとしてRS−232C、RS−485およびCAN(Controller Area Network)のいずれかに準拠の低速通信インターフェースを使用し、第2の通信インターフェースとしてETHERNET(登録商標)、USBおよびIEEE1394のいずれかに準拠する高速通信インターフェースを使用するようにしたものである。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、記憶媒体には、ソフトウェアとともに当該真空ポンプに固有のポンプ情報が予め記憶保持され、記憶媒体に記憶保持されたソフトウェアおよびポンプ情報の少なくとも一方を、通信インターフェースを介して外部装置に出力するようにしたものである。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、電源装置はダイレクトメモリアクセスコントローラを備え、記憶媒体からソフトウェアおよびポンプ情報のいずれかを外部装置に伝送する際には、それらをダイレクトメモリアクセスコントローラにより一括して伝送するようにしたものである。
The invention of
According to a second aspect of the present invention, in the vacuum pump according to the first aspect, the communication interface includes a first communication interface for performing pump control such as monitoring of the pump control state and starting and stopping, and monitoring of the pump control state. A second communication interface for transmitting software for performing pump control such as starting and stopping to an external device is provided.
A third aspect of the present invention is the vacuum pump according to the second aspect, wherein the communication speed of the first communication interface is lower than the communication speed of the second communication interface.
Invention of Claim 4 uses the low-speed communication interface based on RS-232C, RS-485, and CAN (Controller Area Network) as a 1st communication interface in the vacuum pump of
According to a fifth aspect of the present invention, in the vacuum pump according to any one of the first to fourth aspects, in the storage medium, pump information unique to the vacuum pump is stored in advance together with software, and stored in the storage medium. At least one of the generated software and pump information is output to an external device via a communication interface.
According to a sixth aspect of the present invention, in the vacuum pump according to any one of the first to fifth aspects, the power supply device includes a direct memory access controller, and transmits either software or pump information from the storage medium to an external device. In such a case, they are transmitted collectively by a direct memory access controller.
本発明によれば、外部装置により制御やモニタをするような使い方をする場合において、従来よりも使い勝手が良い真空ポンプを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when using it to control and monitor with an external device, the vacuum pump which is more convenient than before can be provided.
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1はターボ分子ポンプの一実施の形態を示す図であり、磁気軸受式ターボ分子ポンプの概略構成を示すブロック図である。ターボ分子ポンプは、ポンプ本体1と電源装置2とで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a turbo molecular pump, and is a block diagram showing a schematic configuration of a magnetic bearing type turbo molecular pump. The turbo molecular pump includes a
図2はポンプ本体1の概略構成を示す断面図である。ロータ130は、磁気軸受12を構成する電磁石121,122によって非接触支持される。磁気軸受12によって回転自在に磁気浮上されたロータ130は、モータ11により高速回転駆動される。ロータ130には、複数段の回転翼132と円筒状のネジロータ131とが形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
一方、固定側には、軸方向に対して回転翼132と交互に配置された複数段の固定翼133と、ネジロータ131の外周側に設けられたネジステータ139とが設けられている。各固定翼133は、スペーサリング135を介してベース140上に載置される。ポンプケーシング134をベース140に固定すると、積層されたスペーサリング135がベース140とポンプケーシング134との間に挟持され、固定翼133が位置決めされる。
On the other hand, on the fixed side, a plurality of stages of
ベース140には排気ポート141が設けられ、この排気ポート141にバックポンプが接続される。ロータ130を磁気浮上させつつモータ11により高速回転駆動することにより、吸気口側の気体分子は排気ポート141側へと排気される。なお、図示していないが、ロータ130の浮上位置は変位センサにより検出され、回転数は回転数センサによって検出される。
The
図1に戻り、電源装置2には、ターボ分子ポンプ駆動部22と、ターボ分子ポンプ駆動部22を制御するCPU21とが設けられている。ターボ分子ポンプ駆動部22には、電磁石12に励磁用電流を供給する励磁アンプ222とモータ11を駆動するインバータ221とが設けられている。CPU10は、変位センサや回転数センサからの信号に基づいて、ターボ分子ポンプ駆動部22の励磁アンプ222およびインバータ221を制御する。
Returning to FIG. 1, the
ROM等の不揮発性記憶媒体であるメモリ23には、CPU10で処理されるプログラムが記憶保持されるとともに、当該ターボ分子ポンプに固有の情報と通信ソフトウェア(プログラム)が格納されている。ポンプ固有の情報としては、取扱説明書を電子データ化したものや、ターボ分子ポンプを制御するためのパラメータなどがある。通信ソフトウェアには、ターボ分子ポンプの制御状態をホストコンピュータ3からモニタするためのプログラムや、電源装置2のスタートストップなどを制御するプログラムが含まれる。
A
電源装置2には、回転数などのポンプの制御状態を外部に通信するための通信インターフェース24が設けられている。通信インターフェース24には、RS−232CやRS−485規格準拠の通信インターフェースが使用される。図1に示す例では、通信インターフェース24を介して真空装置側のホストコンピュータ3が繋がっているが、ターボ分子ポンプを制御監視する装置としては、PC(パーソナルコンピュータ)等であっても構わない。ホストコンピュータ3は、通信インターフェース24を介して、ポンプの制御や制御状態のモニタを行うとともに、電源装置2のメモリ23内に記憶保持された取扱説明書や通信ソフトウェアをダウンロードすることができる。ホストコンピュータ3は、電源装置2側からダウンロードした通信ソフトウェアを実行することで、制御状態のモニタやスタートストップ等の制御を行うことが可能となる。また、取扱説明書の閲覧も容易に行うことができる。
The
従来のターボ分子ポンプでは、ホストコンピュータ3から制御できるようにするためには、前述したように、取扱説明書の記載に基づいてその装置の通信プロトコルに合わせた専用の通信ソフトウェアを作成する必要があった。しかし、本実施の形態では、電源装置2のメモリ内に記憶保持されている通信ソフトウェアを、通信インターフェースを介してホストコンピュータ側にダウンロードできる構成となっているので、ユーザは、通信ソフトウェアを作成する手間が省ける。
In the conventional turbo molecular pump, in order to be able to control from the
また、CD−ROM等の媒体で取扱説明書や制御および状態モニタソフトウェアを添付する形態も考えられるが、次のような問題がある。すなわち、真空装置には複数台のターボ分子ポンプが搭載されることが多いが、例えば、電源装置2のファームウェアのバージョンアップをした場合には、取扱説明書や制御および状態モニタソフトウェアも変更されるため、複数台のターボ分子ポンプと各々のCD−ROMとを1対1の対応を付けて管理する必要がある。しかしながら、ポンプ本体1や電源装置2のシリアルナンバーにてCD−ROM等を管理している場合でも、ターボ分子ポンプが装置内部に組み込まれた場合には、シリアルナンバーの確認が困難であるという問題が生じる。このように、取扱説明書や制御および状態モニタソフトウェアが記憶されたCD−ROMを、どの電源装置用のCD−ROMかを判別しやすいように管理するのが煩雑であった。
Further, although a mode in which an instruction manual, control and status monitoring software are attached on a medium such as a CD-ROM is also conceivable, there are the following problems. That is, the vacuum device is often equipped with a plurality of turbo molecular pumps. However, for example, when the firmware of the
一方、本実施の形態では、電源装置2から取扱説明書や制御および状態モニタソフトウェアをダウンロードするような構成としているので、それらは接続されている電源装置2と完全に合致している。そのため、上述したような取扱説明書や制御および状態モニタソフトウェアの管理に関する煩わしさや、制御および状態モニタソフトウェアの取り違えといったような人為的ミスを排除することができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the instruction manual and control and status monitor software are downloaded from the
図3は、図1に示したターボ分子ポンプの変形例を示す図である。図3に示す電源装置2では、2系統の通信インターフェース24A,24Bを設けた。一方は、ポンプの制御や制御状態のモニタを行うための通信インターフェース24Aであって、他方は、取扱説明書や制御および状態モニタソフトウェアをダウンロードするための通信インターフェース24Bである。このように、通信系統を分離することにより、PC側で行うポンプの制御や制御状態のモニタに影響を及ぼすことなく、取扱説明書やソフトウェアのダウンロードを行うことができる。
FIG. 3 is a view showing a modification of the turbo molecular pump shown in FIG. In the
図3のように通信インターフェースを2系統に分けた場合、ノイズ環境下というターボ分子ポンプ特有の状況を考慮して、ポンプの制御や制御状態のモニタを行う通信インターフェース24Aには、耐ノイズ性の点で信頼性の高い低速のインターフェースを使用する。一方、制御および制御状態モニタに用いられるソフトウェアや取扱説明書のダウンロードに用いられる通信インターフェース24Bには、情報量が多くても素早くダウンロードができるように高速のインターフェースを使用する。
When the communication interface is divided into two systems as shown in FIG. 3, the
高速通信と低速通信との境界としては1Mbps程度が一般的であり、ここでは、通信速度が1Mbpsを超える場合を高速通信とし、1Mbps以下の場合を低速通信とする。低速の通信インターフェース24Aとしては、例えば、工業環境下で一般的に使用されるRS−232C、RS−485、CAN(Controller Area Network)等に準拠する低速通信インターフェースがある。高速の通信インターフェース24Bとしては、民生品で一般的に使用されている、ETHERNET(登録商標)、USB、IEEE1394等に準拠する高速通信インターフェースが用いられる。電源装置2に接続されたPCは、PC側に標準で付属するプロトコル、または、それに準ずるアプリケーションを用いて高速通信インターフェース24Bにより通信を行い、取扱説明書や制御および状態モニタソフトウェアをダウンロードする。そして、そのダウンロードした通信ソフトウェアを実行し、低速通信インターフェース24Aを介してポンプの制御や制御状態のモニタを行う。
The boundary between high-speed communication and low-speed communication is generally about 1 Mbps. Here, the case where the communication speed exceeds 1 Mbps is high-speed communication, and the case where the communication speed is 1 Mbps or less is low-speed communication. Examples of the low-
図4は第2の変形例を示す図であり、図3の構成にダイレクトメモリアクセスコントローラ25を設けたものである。ダイレクトメモリアクセス(DMA)とは、CPU21を介さずに周辺装置とメモリ23との間で直接にデータ転送を行う方法のことである。このようなDMAを利用すると、データが一括して処理されるので、CPU21がデータを直接転送するよりも速度が向上し、また、その間に他の作業をCPU21に割り当てることで全体として効率をあげることができる。すなわち、CPU21による制御や制御状態のモニタに影響を与えないように、取扱説明書や制御および状態モニタソフトウェアのダウンロードを行うことができる。
FIG. 4 is a diagram showing a second modification, in which a direct
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。上述した実施の形態ではターボ分子ポンプを例に説明したが、上述のように真空装置に装着される真空ポンプであれはターボ分子ポンプに限らず、例えば、ドラッグポンプ(ネジ溝ポンプ)などにも同様に適用することができる。 Each of the embodiments described above may be used alone or in combination. This is because the effects of the respective embodiments can be achieved independently or synergistically. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired. In the above-described embodiment, the turbo molecular pump has been described as an example. However, the vacuum pump attached to the vacuum apparatus as described above is not limited to the turbo molecular pump, and may be, for example, a drag pump (screw groove pump). The same can be applied.
1:ポンプ本体、2:電源装置、3:外部装置、11:モータ、12:磁気軸受、21:CPU、22:ターボ分子ポンプ駆動部、23:メモリ、24,24A,24B:通信インターフェース、25:ダイレクトメモリアクセスコントローラ、130:ロータ、132:回転翼 1: pump body, 2: power supply device, 3: external device, 11: motor, 12: magnetic bearing, 21: CPU, 22: turbo molecular pump drive unit, 23: memory, 24, 24A, 24B: communication interface, 25 : Direct memory access controller, 130: Rotor, 132: Rotor blade
Claims (6)
前記電源装置は、
外部装置によりポンプ制御状態のモニタおよび起動停止等のポンプ制御を行うための通信インターフェースと、
前記通信インターフェースを介して前記ポンプ制御状態のモニタおよび起動停止等のポンプ制御を行うためのソフトウェアを、予め記憶保持している記憶媒体とを備え、
前記記憶媒体に記憶保持された前記ソフトウェアを、前記通信インターフェースを介して外部装置に出力することを特徴とする真空ポンプ。 A vacuum pump comprising a pump body that rotates a rotator formed with rotating blades at a high speed by a motor and evacuates the motor, and a power supply device that drives and controls the motor,
The power supply device
A communication interface for performing pump control such as monitoring and starting / stopping the pump control state by an external device;
Software for performing pump control such as monitoring and starting / stopping of the pump control state via the communication interface, and a storage medium storing and holding in advance,
A vacuum pump, wherein the software stored and held in the storage medium is output to an external device via the communication interface.
前記通信インターフェースは、
前記ポンプ制御状態のモニタおよび起動停止等のポンプ制御を行うための第1の通信インターフェースと、
前記ポンプ制御状態のモニタおよび起動停止等のポンプ制御を行うためのソフトウェアを、前記外部装置に伝送するための第2の通信インターフェースとを備えることを特徴とする真空ポンプ。 The vacuum pump according to claim 1, wherein
The communication interface is
A first communication interface for performing pump control such as monitoring and starting / stopping of the pump control state;
A vacuum pump comprising: a second communication interface for transmitting software for performing pump control such as monitoring of the pump control state and starting / stopping to the external device.
前記第1の通信インターフェースの通信速度を、前記第2の通信インターフェースの通信速度よりも低速としたことを特徴とする真空ポンプ。 The vacuum pump according to claim 2,
A vacuum pump characterized in that the communication speed of the first communication interface is lower than the communication speed of the second communication interface.
前記第1の通信インターフェースとしてRS−232C、RS−485およびCAN(Controller Area Network)のいずれかに準拠の低速通信インターフェースを使用し、
前記第2の通信インターフェースとしてETHERNET(登録商標)、USBおよびIEEE1394のいずれかに準拠する高速通信インターフェースを使用することを特徴とする真空ポンプ。 The vacuum pump according to claim 3,
Using a low-speed communication interface compliant with any of RS-232C, RS-485, and CAN (Controller Area Network) as the first communication interface,
A vacuum pump using a high-speed communication interface conforming to any one of ETHERNET (registered trademark), USB, and IEEE1394 as the second communication interface.
前記記憶媒体には、前記ソフトウェアとともに当該真空ポンプに固有のポンプ情報が予め記憶保持され、
前記記憶媒体に記憶保持された前記ソフトウェアおよび前記ポンプ情報の少なくとも一方を、前記通信インターフェースを介して外部装置に出力することを特徴とする真空ポンプ。 In the vacuum pump as described in any one of Claims 1-4,
In the storage medium, pump information unique to the vacuum pump is stored and held in advance together with the software,
A vacuum pump, wherein at least one of the software and the pump information stored and held in the storage medium is output to an external device via the communication interface.
前記電源装置はダイレクトメモリアクセスコントローラを備え、
前記記憶媒体から前記ソフトウェアおよび前記ポンプ情報のいずれかを前記外部装置に伝送する際には、それらを前記ダイレクトメモリアクセスコントローラにより一括して伝送することを特徴とする真空ポンプ。 In the vacuum pump as described in any one of Claims 1-5,
The power supply device includes a direct memory access controller,
A vacuum pump characterized in that when the software and the pump information are transmitted from the storage medium to the external device, they are collectively transmitted by the direct memory access controller.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021060003A1 (en) | 2019-09-27 | 2021-04-01 | エドワーズ株式会社 | Vacuum pump and accessory unit of vacuum pump |
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