JP2021102926A - 真空ポンプ - Google Patents
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Abstract
Description
−第1の実施形態−
図1は、本発明に係る真空ポンプの一例としてのターボ分子ポンプ100の第1の実施形態の外観斜視図であり、図2は、図1に図示されたターボ分子ポンプのII−II線断面図である。
図1に図示されるように、ターボ分子ポンプ100は、ポンプ本体101と、ポンプ本体101に取付けられた電源装置50とを備える。
ポンプ本体101は、アルミニウム合金、鉄等の金属により形成されたケーシング5およびベース2から構成されるケース本体102と、ケース本体102内部に収容された、タービンポンプ部P1(図2参照)およびドラッグポンプ部P2(図2参照)を構成する部材を備えている。
電源回路部50Aには、図示はしないがAC/DCコンバータ等の出力部である電源部141から直流電力が供給される。電源回路部50Aに入力された直流電力は、モータ4を駆動する3相インバータ121とDC/DCコンバータ120に入力される。永久磁石磁気軸受6(図2参照)および軸受装置8によりラジアル方向およびスラスト方向に支持されたロータ3、換言すれば、回転体Rは、3相インバータ121によって駆動されるモータ4により回転駆動される。DC/DCコンバータ120に入力される直流電力の電圧は、電圧センサ112によって検出される。DC/DCコンバータ120の出力は、3相インバータ121をPWM制御等で制御するインバータ制御回路130に入力される。
電源装置50は、ケース部材51とカバー52とから構成される筐体53を有する。ケース部材51とカバー52は、ボルト等の締結部材(図示せず)により一体化され、ケース本体102にボルト等の締結部材(図示せず)により固定されている。ケース部材51とカバー52とを締結部材によりケース本体102に共締めして固定してもよい。
カバー52の内面52b上には、絶縁層64を介して、ほぼ直方体形状のチップ抵抗器61がマトリクス状に配列されている。図5では、4×8個のチップ抵抗器61が図示されているが、これは一例であって、チップ抵抗器61の数は、任意に設定することができる。チップ抵抗器61の厚さは、例えば、0.3〜0.8mm程度、チップ抵抗器61の抵抗値は、例えば、数十Ω〜数百Ωとすることができる。但し、これは、参考として示すものであって、厚さおよび抵抗値は、任意に設定するこことができる。
図6Aに図示されるように、電源回路部50Aのブレーキ抵抗制御回路131に接続する回生ブレーキ抵抗60は、複数(図6Aでは、5個として例示)のチップ抵抗器61を電気的に並列に接続して構成することができる。ブレーキ抵抗制御回路131は、図3に示すトランジスタ制御回路122、トランジスタ123を含んで構成されている。
図6Bに図示されるように、電源回路部50Aのブレーキ抵抗制御回路131に接続する回生ブレーキ抵抗60は、複数(図6Bでは、5個として例示)のチップ抵抗器61を電気的に直列に接続して構成することができる。
回生ブレーキ抵抗60は、第1のチップ抵抗器群60aと、第2のチップ抵抗器群60bを有する。第1、第2のチップ抵抗器群60a、60bは、それぞれ、複数のチップ抵抗器61が電気的に直列に接続されて構成されている。第1のチップ抵抗器群60aと、第2のチップ抵抗器群60bは、電気的に並列に、電源回路部50Aのブレーキ抵抗制御回路131に接続されている。
回生ブレーキ抵抗60は、第1のチップ抵抗器群60cと、第2のチップ抵抗器群60dを有する。第1、第2のチップ抵抗器群60c、60dは、それぞれ、複数のチップ抵抗器61が電気的に並列に接続されて構成されている。第1のチップ抵抗器群60cと、第2のチップ抵抗器群60dは、電気的に直列に、電源回路部50Aのブレーキ抵抗制御回路131に接続されている。
図7は、電源装置の変形例を示す断面図である。
上記実施形態では、回生ブレーキ抵抗60を構成する各チップ抵抗器61は、筐体53のカバー52の内面52b側に配置した構造として例示した。これに対し、図7に図示された変形例の構造では、回生ブレーキ抵抗60を構成する各チップ抵抗器61は、カバー52の外面52c側に配置されている。
図7に示す変形例の他の構成は、第1の実施形態と同様であり、対応する構成に同一の符号を付し説明を省略する。
(1)真空ポンプは、ロータ、ステータ、前記ロータを駆動するモータ、および、前記ロータと前記ステータと前記モータとを収容するケーシングを有するポンプ本体と、前記モータが回生駆動されて発生する回生電力を熱エネルギに変換する回生ブレーキ抵抗と、前記ポンプ本体に取り付けられた筐体および前記モータの駆動を制御する制御回路が前記筐体内に収容された電源装置とを備え、前記回生ブレーキ抵抗は、複数のチップ抵抗器および前記複数のチップ抵抗器を電気的に接続する配線を備えて構成されている。回生ブレーキ抵抗60を複数のチップ抵抗器61により形成するので、回生ブレーキ抵抗60をシーズヒータ等により構成する構造に比し、回生ブレーキ抵抗60を配置するスペースを小さくすることができる。このため、電源装置50の小型化を図ることができ、以って、ターボ分子ポンプの小型化を図ることが可能となる。また、回生ブレーキ抵抗60を複数のチップ抵抗器61により構成するので、回生電力が異なるターボ分子ポンプ100に対し、チップ抵抗器61の個数を調整し、回生消費電力を適切に設定することができる。
(4)前記筐体は、開口部を有するケース部材および前記開口部を覆うカバーを有し、前記カバーは前記ポンプ本体の前記ケーシングの外面に取り付けられ、前記回生ブレーキ抵抗の前記複数のチップ抵抗器および前記配線は前記カバー及び/又は前記ケーシングに設けられている。筐体53が複数のチップ抵抗器61および配線65を実装する回路基板を兼用するので、回路基板が不要となり、構造が簡素化し、コストを低減することができる。
図8は、電源装置の第2の実施形態を示す断面図であり、図9は、図8に図示されたチップ抵抗ユニットの拡大断面図である。
第2の実施形態の電源装置50は、複数のチップ抵抗器61が金属製のベース板62上に実装されたチップ抵抗ユニット61Uを有し、複数のチップ抵抗ユニット61Uにより構成された回生ブレーキ抵抗60を電源装置50の筐体53内に配置した構造を有する。
以下では、第2の実施形態が第1の実施形態と相違する構成を主体に説明することとし、第1の実施形態と同様な構成については、適宜、説明を省略する。
複数のチップ抵抗ユニット61Uの電気的接続は、第1の実施形態の図6A〜図6Dに図示した接続パターンを用いることができる。この場合、図6A〜図6Dのチップ抵抗器61を、チップ抵抗ユニット61Uに置き換えればよい。
第2の実施形態においても、回生ブレーキ抵抗60は、筐体53上に配置された複数のチップ抵抗器61により構成されている。従って、第2の実施形態においても第1の実施形態の効果(1)と同様な効果を奏する。
すなわち、(8)前記複数のチップ抵抗器および前記配線は板状部材に取り付けられ、前記筐体に設けられる。従って、複数のチップ抵抗器61をベース板62上に実装することにより、ベース板62を筐体53への実装が容易となる。
4 モータ
6 永久磁石磁気軸受
8 軸受装置
30 ロータ翼
40 ステータ翼
50 電源装置
51 ケース部材
51b 内面
52 カバー
52b 内面
52c 外面
53 筐体
58 固定具
60 回生ブレーキ抵抗
60a、60c 第1のチップ抵抗器群
60b、60d 第2のチップ抵抗器群
61 チップ抵抗器
61U チップ抵抗ユニット
62 ベース板(板状部材)
65 配線
100 ターボ分子ポンプ
101 ポンプ本体
101a 底面
102 ケース本体
110 AC/DCコンバータ
120 DC/DCコンバータ
121 3相インバータ
122 トランジスタ制御回路
P1 タービンポンプ部
P2 ドラッグポンプ部
R 回転体
Claims (8)
- ロータ、ステータ、前記ロータを駆動するモータ、および、前記ロータと前記ステータと前記モータとを収容するケーシングを有するポンプ本体と、
前記モータが回生駆動されて発生する回生電力を熱エネルギに変換する回生ブレーキ抵抗と、
前記ポンプ本体に取り付けられた筐体および前記モータの駆動を制御する制御回路が前記筐体内に収容された電源装置とを備え、
前記回生ブレーキ抵抗は、複数のチップ抵抗器および前記複数のチップ抵抗器を電気的に接続する配線を備えて構成されている、真空ポンプ。 - 請求項1に記載の真空ポンプにおいて、
前記複数のチップ抵抗器は、直列接続、又は、並列接続、又は、直列接続と並列接続との組み合わせにより、電気的に接続されている、真空ポンプ。 - 請求項1又は2に記載の真空ポンプにおいて、
前記複数のチップ抵抗器及び前記配線は、前記筐体に配置されている、真空ポンプ。 - 請求項1に記載の真空ポンプにおいて、
前記筐体は、開口部を有するケース部材および前記開口部を覆うカバーを有し、前記カバーは前記ポンプ本体の前記ケーシングの外面に取り付けられ、
前記回生ブレーキ抵抗の前記複数のチップ抵抗器および前記配線は前記カバー及び/又は前記ケーシングに設けられている、真空ポンプ。 - 請求項1に記載の真空ポンプにおいて、
前記筐体は、開口部を有するケース部材および前記開口部を覆うカバーを有し、前記カバーは前記ポンプ本体の前記ケーシングの外面に取り付けられ、
前記回生ブレーキ抵抗の前記複数のチップ抵抗器および前記配線は前記カバーに設けられ、
前記カバーは金属部材により形成され、前記カバーに絶縁層を介して前記回生ブレーキ抵抗が実装され、前記チップ抵抗器が前記カバーと熱結合されている、真空ポンプ。 - 請求項4に記載の真空ポンプにおいて、
前記チップ抵抗器および配線は、前記カバーの内面または前記ケーシングの内面に設けられている、真空ポンプ。 - 請求項4に記載の真空ポンプにおいて、
前記チップ抵抗器および前記配線は、前記カバーの外面又は前記ケーシングの外面に設けられている、真空ポンプ。 - 請求項3に記載の真空ポンプにおいて、
前記複数のチップ抵抗器および前記配線は板状部材に取り付けられ、前記筐体に設けられる、真空ポンプ。
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