JP2012060177A

JP2012060177A - ターボ分子ポンプ用ケーブル配設構造

Info

Publication number: JP2012060177A
Application number: JP2011277767A
Authority: JP
Inventors: Masaya Nakamura; 雅哉中村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: JP5299500B2

Abstract

【課題】
コネクタ直近の主ケーブル端に板金加工等で作製する一定形のシールド筐体を不要とし、ケーブル組立品の製造コストを低減し、コネクタ締結・開放作業を簡素化し、かつシールド効果を改善できる可撓性のケーブル配設構造を提供する。
【解決手段】
主ケーブル９Ｎの端部でシールド１８を半開し信号伝達用芯線１４を取り出し制御コネクタ８に接続する。電力供給用芯線１５はシールド１８とともに折返し、シールド１８は分岐ケーブル１１Ｎのシールド１９Ｎとして利用する。電力供給用芯線１５は分岐ケーブル１１Ｎを介して電力コネクタ５に接続する。各芯線の露出部分および露出部分から制御コネクタ８に至る部分はシールド３２およびジャケット３１で被覆し、可撓性と密接性を確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体製造装置、半導体検査装置、電子顕微鏡その他、真空を利用して製造・検査・研究を行なうための真空装置において真空を発生させるターボ分子ポンプに係わり、特に電力供給用ケーブル配設構造に関するものである。

ターボ分子ポンプは一般に、真空機能を有するターボ機構を内蔵したポンプユニットと、電力供給のための電源ユニットとで構成される（特許文献１参照）。ポンプユニットと電源ユニットは２組のケーブル、すなわち電力供給用ケーブル（以下電力ケーブルと称す）と信号制御用ケーブル（以下制御ケーブルと称す）が接続される。前者は電源ユニットからポンプユニットにターボ翼の浮遊および回転のための電力を供給し、後者はターボ翼の浮遊および回転の状況をセンサで常時検出しその信号を制御信号として電源ユニットに伝送する。前記ターボ翼の浮遊および回転のための動力はこの制御信号によって運転開始から終了まで常時制御される。

各ケーブルは外方からの電磁界の影響を防止するため、芯線の周囲を導電材料で囲繞したシールド線が使用される。電力ケーブル用の電力コネクタおよび制御ケーブル用の制御コネクタはそれぞれ必要な電流も耐圧も全く異なるので、それぞれ別の規格のものが選ばれる。

図４はポンプユニット１と電源ユニット２の基本的な接続構造を示す。電力ケーブル３はポンプユニット１側の電力コネクタ４および電源ユニット２側の電力コネクタ５を介して電源ユニット２からポンプユニット１に電力を供給する。また制御ケーブル６はポンプユニット１側の制御コネクタ７および電源ユニット２側の制御コネクタ８を介して、時々刻々のターボ翼の浮遊および回転状況を示す電気信号を電源ユニット２に伝送する。電力ケーブル３および制御ケーブル６には前記のとおり、外方から、または外方への電磁界の干渉を防止するため、シールドが施されている。

図５は図４とは別構成の接続で、ポンプユニット１と電源ユニット２の中間部分で図４の電力ケーブル３と制御ケーブル６が主ケーブル９として一本化されている。主ケーブル９の両端部（以下、主ケーブル端と称す）ではケーブル内の芯線は電力供給用と信号伝達（制御）用に分岐され、信号伝達用芯線は制御コネクタ７あるいは８に、また電力供給用芯線は分岐ケーブル１０あるいは１１を介して電力コネクタ４あるいは５に接続される。主ケーブル端の詳細は別途図６で説明する。

主ケーブル端では主ケーブル９の露出した芯線を含む主ケーブル端全体を外力や腐食から安定に保護しまたシールドするために、主ケーブル９および、分岐ケーブル１０あるいは１１を囲繞する箱状のシールド筐体１２あるいは１３が使用される。シールド筐体１２あるいは１３は通常板金加工品などの金属成型品が使用される。図４の電力ケーブル３と制御ケーブル６に替えて図５のように一本化された主ケーブル９を使用した場合も、ポンプユニット１側も電源ユニット２側も各コネクタは図４の場合と同一で、各ユニットとのケーブルの互換性が保たれる。

図６は図５の構成のシールド筐体１３の構造の縦断面で前記主ケーブル端では主ケーブル９の最外部を被覆しているジャケット１６の端部が切開され、シールド１８が露出される。さらにシールド１８の露出部分を切断し信号伝達用芯線１４および電力供給用芯線１５が取り出され、信号伝達用芯線１４は制御コネクタ８に接続される。図はシールド筐体１３を例示しているが、図５に示すシールド筐体１２の構造もシールド筐体１３と類似でポンプユニット１側の詳細説明は省略する。

電力供給用芯線１５はシールド筐体１３内の接続点Ｊで分岐ケーブル１１側の電力供給用芯線２１と接続され、電力供給用芯線２１は分岐ケーブル１１を介して電力コネクタ５に接続される。分岐ケーブル１１はシールド１９およびジャケット１７で被覆されている。接続点Ｊでは芯線は適切な絶縁材料（図示しない）で外部が被覆されている。

図７は、電力供給用と信号伝達用でそれぞれ異なるピンの定格、絶縁距離を満足する仕様の複合コネクタ２２を使用することによって、図４、５に示したポンプユニット１側の電力コネクタ４、制御コネクタ７を１個にまとめた例である。なお電源ユニット２には上位互換性が求められ、電源ユニット２側のコネクタは通常、図７に示すように図４、５と同様の複数のコネクタが使用されるが、上位互換性を求められない場合は電源ユニット２側のコネクタも１個にまとめることが可能になる。なお図７において図５と同じ符号で示す部品は図５と同一で説明は省略する。

特開２００６−０５７５４７号公報

従来のターボ分子ポンプ用ケーブルの構造は以上のとおりであるが、図４に示す構造では電力ケーブル３および制御ケーブル６の複数のケーブルを使用するため製造コストが増大し、またケーブルの敷設および保守作業も複雑になる。また図５および図６の構造では、ケーブルが主ケーブル９として一本化されるので製造コストの軽減および、ケーブルの敷設ならびに保守の簡易化は達成されるが、板金加工品などの金属成型品を使用したシールド筐体１２あるいは１３を必要とするため製造コストが増加し、また箱状の各シールド筐体の存在のため各コネクタの締結または開放時に作業効率が低下する。さらに分岐部位のシールド効果も限定されている。

すなわち図６のシールド筐体１３を例に挙げると、シールド筐体１３は主ケーブル端周辺を隙間なく囲繞し、シールド１８、シールド１９および制御コネクタ８全体を永年にわたり外力や腐食から安定に保護しまたシールドする高精度の構造設計、製作および組立作業を必要とし、製造コストが増大する。また各シールド筐体が各コネクタ直近の周囲にあるため各コネクタの締結または開放時に作業者の手指に触れ、作業が阻害され作業効率を低下させる。さらに高精度の構造設計を行なっても一定形の各シールド筐体と可撓性のある各ケーブルとは密接性に限界があり、シールド効果が限定される。

また図７の構造では、電力供給用と信号伝達用で異なるコネクタ各ピンの電圧・電流定格、絶縁距離を満足し、一体化したポンプユニット１側の複合コネクタ２２が必要であり、このようなコネクタは市場汎用品では入手できないため専用の特注コネクタの開発を必要とし、製造コストが増大する。本発明はこれらの問題点を解決するものである。

本発明が提供するターボ分子ポンプ用ケーブルは上記課題を解決するために、ターボ分子ポンプユニットと電源ユニット間に配設されかつそれぞれがシールドで被覆された電力供給用芯線と信号伝達用芯線が挿通される主ケーブル端と前記電力供給用芯線を前記主ケーブルから分岐する分岐ケーブル端を電源ユニットまたはポンプユニットに取り付けられたシールド筐体の開口部に挿設させるとともに、前記主ケーブル内の電力供給用芯線のみを前記シールド筐体部位から前記分岐ケーブルに挿通させ、信号伝達用芯線は制御コネクタに接続し電力供給用芯線は電力コネクタに接続させた構造とする。

また電力供給用芯線と信号伝達用芯線を外覆するシールド被覆を備えた前記主ケーブル端において、シールド被覆の一部を半開し信号伝達用芯線を引き出すとともに、電力供給用芯線を内蔵したシールド被覆部位を折返し、前記分岐ケーブルの分岐シールドとして使用する。

また前記分岐シールドと、前記電力供給用芯線と信号伝達用芯線を外覆するシールド被覆を接触させ、かつ前記電力供給用芯線を前記主ケーブルから分岐する分岐ケーブル端から前記制御コネクタ間までを外覆する接続シールドを設ける。また前記接続シールドは可撓性を備えた材料とする。

また前記シールド被覆部位を編組線使用のシールド線で構成し、前記主ケーブル端あるいは制御コネクタと信号伝達用芯線の接続部分の外方からの保護および絶縁に熱収縮チューブを用いる。

本発明によれば、従来主ケーブルの分岐部を、外力や腐食から安定に保護しまたシールドするために、板金加工などで作製されコネクタ直近に配設されていた一定形のシールド筐体が不要になり、ケーブル組立品の製造コストが低減され、可撓性の構造によりケーブルの取り扱いおよびコネクタの締結・開放作業も簡易化される。また主ケーブル端周辺が相互に密接した可撓性シールドのみで被覆されシールドの不連続が避けられる。また外部からの電磁ノイズ耐性の向上、外部への電磁界放射の低下などが実現され、シールド効果が改善される。

本発明の実施例の構成図である。本発明のポンプユニットと電源ユニットの接続を示す図である。本発明の他の実施例を示す図である。従来のポンプユニットと電源ユニットの接続を示す図である。従来のポンプユニットと電源ユニットの接続を示す図である。従来の電源ユニット側のコネクタの構造を示す図である。従来のポンプユニットと電源ユニットの接続を示す図である。

以下図示例にしたがって説明する。図１は本発明の一実施例で、制御コネクタ８近傍にある主ケーブル端周辺の断面図である。主ケーブル９Ｎは主ケーブル端でジャケット１６（図６参照）が切開され、シールド１８が露出される。さらにシールド１８の一部は半開され信号伝達用芯線１４が引き出され、制御コネクタ８に接続される。シールド１８、シールド１９Ｎに密接したシールド３２の右方端部は制御コネクタ８に接続される。主ケーブル端周辺はジャケット３１で被覆される。

シールド１８は電力供給用芯線１５を内蔵した状態で折返され、分岐ケーブル１１Ｎ側のシールド１９Ｎを形成する。シールド１９Ｎはさらにジャケット１７Ｎで被覆され、分岐ケーブル１１Ｎを形成する。電力供給用芯線１５は分岐ケーブル１１Ｎを介して電力コネクタ５に接続される。またシールド１９Ｎの端部は電力コネクタ５の外周に接続される。なお、各ケーブルの端部および各コネクタと各ジャケットの端部を外力や腐食から安定に保護するため、たとえば保護部分の最外周をさらに熱収縮チューブで被覆し、組立の最終段階で収縮が必要な箇所を熱処理すればよい。

図２は図１の構造の主ケーブル端部位を備えたポンプユニット１と電源ユニット２の接続の構成を示している。電力コネクタ４、制御コネクタ７および分岐ケーブル１０Ｎ部分の構造および作動は図１の電力コネクタ５、制御コネクタ８および分岐ケーブル１１Ｎ部分に類似である。

図３はＹ型ジャケット３３を使用した実施例を示している。すなわちＹ型ジャケット３３で主ケーブル端周辺を被覆し、その一端を主ケーブル９Ｎ側に、別の一端を制御コネクタ８側に、別の一端を電力コネクタ５側に使用する。

本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、さらに種々の変形実施例を挙げることができる。たとえば図１の実施例では主ケーブル９Ｎが主ケーブル端を介して制御コネクタ８に接続され、一部の電力供給用芯線１５が分岐ケーブル１１Ｎを介して副コネクタである電力コネクタ５に副次的に接続された例であるが、主ケーブル９Ｎを電力コネクタ５に、分岐ケーブル１１Ｎを制御コネクタ８に接続可能である。親コネクタと副コネクタは目的に応じて自由に変更できる。また必要に応じて分岐ケーブル１１Ｎの端部にさらに本発明の主ケーブル端相当部位を設けてさらにケーブルを分岐でき、本発明のコネクタ数は２個に限定されない。

また図１においてシールド１８の半開部分を制御コネクタ８に近設し、シールド１８を分岐ケーブル１１Ｎ側に折返さず、信号伝達用芯線１４を内蔵したままで制御コネクタ８を直接外覆し固着する構造も考えられる。この場合は上記半開部分で電力供給用芯線１５を引き出し、別途準備した分岐ケーブル１１Ｎ側の電力供給用芯線、すなわち図６の電力供給用芯線２１と類似の芯線に接続し、電力コネクタ５に導く。この構造ではシールド３２はシールド１８で大旨代替が可能で、シールド３２を省略できる。

また主ケーブル端周辺の外力や腐食からの保護には前記のとおり熱収縮チューブを用いることができるが、ジャケット３１、ジャケット１７ＮあるいはＹ型ジャケット３３自体に熱収縮チューブを使用しても良い。この場合各ジャケット自体で主ケーブル端周辺の保護が行われるため構造が簡易化されコストダウン効果が増加する。さらに主ケーブル端周辺の保護として他の方法、たとえば弾力性材料、接着剤などを採用でき、本発明は端部の保護の手法および使用材料には限定されない。

図１は主ケーブル端周辺を模式的に示しているが、シールド３２の内方に空間を残す必要はないので、前記のとおりジャケット３１に熱収縮チューブを使用し、ジャケット３１全体を熱処理して収縮させ、不要な空間を可能な限り除去し取り扱いに便ならしめてもよい。可撓性のシールド材料として編組線以外にも銅箔テープなどをシールド相互の接続部などの適切な箇所に使用することも考えられ、シールド材料は編組線には限定されない。本発明はこれらをすべて包含する。

本発明は半導体製造装置、半導体検査装置、電子顕微鏡その他、真空を利用して製造・検査・研究を行なうための真空装置において真空を発生させるターボ分子ポンプ用のケーブル配設構造に適用することができる。また１本のケーブルの両端または一端で芯線を複数のコネクタに分岐することが必要な用途に適用できる。

１ポンプユニット
２電源ユニット
３電力ケーブル
４電力コネクタ
５電力コネクタ
６制御ケーブル
７制御コネクタ
８制御コネクタ
９主ケーブル
９Ｎ主ケーブル
１０分岐ケーブル
１０Ｎ分岐ケーブル
１１分岐ケーブル
１１Ｎ分岐ケーブル
１２シールド筐体
１３シールド筐体
１４信号伝達用芯線
１５電力供給用芯線
１６ジャケット
１７ジャケット
１７Ｎジャケット
１８シールド
１９シールド
１９Ｎシールド
２１電力供給用芯線
２２複合コネクタ
３１ジャケット
３２シールド
３３Ｙ型ジャケット
Ｊ接続点

Claims

ターボ分子ポンプユニットと電源ユニット間に配設されかつそれぞれがシールドで被覆された電力供給用芯線と信号伝達用芯線が挿通される主ケーブル端と前記電力供給用芯線を前記主ケーブルから分岐する分岐ケーブル端を電源ユニットまたはポンプユニットに取り付けられたシールド筐体の開口部に挿設させるとともに、前記主ケーブル内の電力供給用芯線のみを前記シールド筐体部位から前記分岐ケーブルに挿通させ、信号伝達用芯線は制御コネクタに接続し電力供給用芯線は電力コネクタに接続させた構造を特徴とするターボ分子ポンプ用ケーブル配設構造。
電力供給用芯線と信号伝達用芯線を外覆するシールド被覆を備えた前記主ケーブル端において、シールド被覆の一部を半開し信号伝達用芯線を引き出すとともに、電力供給用芯線を内蔵したシールド被覆を折返し、前記分岐ケーブルの分岐シールドとして使用したことを特徴とする請求項１記載のターボ分子ポンプ用ケーブル配設構造。
前記分岐シールドと、前記電力供給用芯線と信号伝達用芯線を外覆するシールド被覆を接触させ、かつ前記電力供給用芯線を前記主ケーブルから分岐する分岐ケーブル端から前記制御コネクタ間までを外覆する接続シールドを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のターボ分子ポンプ用ケーブル配設構造。
前記接続シールドは可撓性を備えた材料であることを特徴とする請求項３記載のターボ分子ポンプ用ケーブル配設構造。
前記シールド被覆を編組線使用のシールド線で構成し、前記主ケーブル端あるいは制御コネクタと信号伝達用芯線の接続部分の外方からの保護および絶縁に熱収縮チューブを用いたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載のターボ分子ポンプ用ケーブル配設構造。