JP4661278B2

JP4661278B2 - ターボ分子ポンプ

Info

Publication number: JP4661278B2
Application number: JP2005067543A
Authority: JP
Inventors: 雅哉中村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: JP2006250033A

Description

本発明は、ターボ分子ポンプに関する。

半導体製造装置等の真空排気に用いられるターボ分子ポンプは、ポンプ本体とそのポンプ本体を制御する制御ユニットとからなる。一般的に、ポンプ本体は装置の真空チャンバに固定され、制御ユニットは真空チャンバから離れた場所に設置され、ポンプ本体と制御ユニットとの間はケーブルとコネクタプラグ機構とで接続される。また、ケーブルを用いることなく、ポンプ本体と制御ユニットとをコネクタプラグ機構で直接接続するターボ分子ポンプも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１７３２９３号公報

ところで、ポンプ本体や半導体製造装置には水冷による冷却機構が設けられることが多く、コネクタプラグ機構には防滴構造を備えるものが用いられている。しかしながら、防滴仕様のプラグは高価なためにコストアップの要因となっている。

請求項１の発明によるターボ分子ポンプは、ポンプ本体と、ポンプ本体を駆動制御する制御ユニットと、真空シール材を介してポンプ本体に気密に取り付けられ、制御ユニットからの電力や制御信号が入力されるハーメチックシールコネクタと、ハーメチックシールコネクタからポンプ本体外側に突出したコネクタピンにプラグを用いず直接固設されるとともに、コネクタピンに接続される配線パターンが形成された基板と、制御ユニットの電子部品と配線パターンとを接続するハーネスと、電子部品が固定されるとともに、ハーネスおよび基板が収納されるようにポンプ本体に固定されるケーシングと、ポンプ本体とケーシングとの固定部に配設されて、ポンプ本体とケーシングとの隙間を封止する封止材とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明によるターボ分子ポンプは、ポンプ本体と、ポンプ本体を駆動制御する制御ユニットと、真空シール材を介してポンプ本体に気密に取り付けられ、制御ユニットからの電力や制御信号が入力されるハーメチックシールコネクタと、制御ユニットの電子部品が固定されるとともに、ポンプ本体に固定されるケーシングと、ハーメチックシールコネクタからポンプ本体外側に突出したコネクタピンにプラグを用いず直接固設されるとともに、コネクタピンに接続される配線パターンが形成され、ケーシングに形成された開口部を塞ぐ基板と、ケーシングと基板との接続部に配設されて、ケーシングと基板との隙間を封止する封止材と、ケーシングに固定された電子部品と配線パターンとを接続するハーネスと、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、コネクタピンが直接固設された基板を、制御ユニットのケーシング内に収納したり、ケーシングの開口を塞ぐように設けるようにしたので、高価な防滴プラグを必要とせず安価にコネクタの防滴構造を構成することができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明によるターボ分子の一実施の形態を示す図である。ターボ分子ポンプ１はポンプ本体２と制御ユニット３から成り、制御ユニット３はポンプ本体２のベース部４に固定されている。ポンプ本体２に設けられた吸気口フランジ５を半導体製造装置７の真空チャンバに固定することにより、ターボ分子ポンプ１が半導体製造装置７に取り付けられる。ポンプ本体２の排気ポート６にはバックポンプが接続される。

図２はベース部４に固定された制御ユニット３の詳細を示す図であり、ベース部４の一部および制御ユニット３の断面を示している。なお、図２の（ａ）は制御ユニット３がベース部４に固定された状態を示しており、（ｂ）は制御ユニット３を取り外した状態を示している。ベース部４には、ハーメチックシールコネクタ１０が設けられている。制御ユニット３からポンプ本体２への電力供給および制御信号の伝達は、このハーメチックシールコネクタ１０を介して行われる。

図３はハーメチックシールコネクタ１０の一例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。図示上側に配置された３つの太いピン１１１は電力供給用ピン、その下側に配置された複数の細いピン１１２は制御信号用ピンである。これらのピン１１１，１１２はインシュレータ部１１４を貫通するように設けられており、ピン１１１，１１２が設けられている部分はインシュレータ部１１４により気密構造とされている。

ハーメチックシールコネクタ１０をベース部４に取り付ける際には、図２（ａ）に示すように、ハーメチックシールコネクタ１０とベース部４との間には、真空シールのためのシール材１１６が配設される。なお、従来は、ハーメチックシールコネクタ１０の専用コネクタプラグをケーブルに装着し、ネジ部１１５を用いて専用コネクタプラグをハーメチックシールコネクタ１０に接続するようにしている。

本実施の形態のターボ分子ポンプでは、図２（ａ）に示すように、ハーメチックシールコネクタ１０の各ピン１１１，１１２は配線用プリント基板１１７のスルーホールに挿入され、ハンダ付けされている。こられのピン１１１，１１２は、配線用プリント基板１１７の配線パターンおよびハーネス３１，３２を介して制御信号用プリント基板３３および電力供給用プリント基板３４に接続されている。

プリント基板３３，３４および配線用プリント基板１１７は制御ユニット３のケーシング３５に収納されており、ケーシング３５はポンプ本体２のベース部４にボルト固定されている。ケーシング３５とベース部４との間には、水密用のシール材３６が配設されている。そのため、ポンプ本体側に設けられた冷却水系や装置の冷却水系に水漏れがあっても、制御ユニット３内に水分が浸入することはなく、ハーメチックシールコネクタ１０の防滴構造が達成される。さらに、配線用プリント基板１１７にハーメチックシールコネクタ１０に直接ハンダ付けすることにより、ポンプ本体２のハーメチックシールコネクタ１０と制御ユニット３とを接続するようにしているので、従来のような高価な防滴型コネクタプラグが不要となり、ターボ分子ポンプのコストダウンを図ることができる。

制御ユニット３のメンテナンスを行う場合には、図２（ｂ）のようにボルト３７をはずしてケーシング３５をベース部４から取り外す。このとき、配線用プリント基板１１７はハーメチックシールコネクタ１０側に取り残される。図４は、ケーシング３５が取り外されたベース部４を示す斜視図である。本実施の形態では、ケーシング３５は矩形状の開口部を有しているので、ベース部４の側面には矩形状の固定部４ｂが形成されている。その固定部４ｂには、シール材３６が矩形状に配設され、ハーメチックシールコネクタ１０にに取り付けられた配線用プリント基板１１７が露出している。

［変形例１］
図５は本実施の形態の変形例１を示す図であり、図２の場合と同様にベース部４の一部および制御ユニット３の断面を示したものである。図５の（ａ）は制御ユニット３がベース部４に固定された状態を示しており、（ｂ）は制御ユニット３を取り外した状態を示している。なお、図２と同様の部分には同一符号を付しており、以下では異なる部分を中心に説明する。

変形例１においても、ハーメチックシールコネクタ１０の各ピン１１１，１１２は配線用プリント基板１１７に直接ハンダ付けされている。また、ベース部４には制御ユニット３を固定するための固定用プレート４１が取り付けられている。固定用プレート４１には貫通孔４１ａが形成されており、各ピン１１１，１１２はこの貫通孔４１ａに貫挿されている。固定用プレート４１には水密用のシール材４２が設けられ、固定用プレート４１とベース部４との間にはカラー４３が配設されている。カラー４３には、固定用プレート４１をベース部４に固定するボルト４４が貫挿される。

水密用のシール材４２が設けられた固定用プレート４１を、ボルト４４によりベース部４に固定すると、固定用プレート４１とハーメチックシールコネクタ１０のフランジ部との隙間がシール材４２により封止される。固定用プレート４１には、制御ユニット３のケーシング３５がボルト固定される。ケーシング３５と固定用プレート４１との間には水密用のシール材４５が配設される。

その結果、固定用プレート４１とケーシング３５との間はシール材４５で封止され、固定用プレート４１とハーメチックシールコネクタ１０との間はシール材４２で封止され、制御ユニット３内は水密構造となる。また、ハーメチックシールコネクタ１０のピン１１１，１１２は制御ユニット３内にあるため、コネクタ部分も防滴が達成されている。さらに、制御ユニット３とポンプ本体２とが一体化され小型化も図れる。

変形例１の場合も、防滴型コネクタプラグを用いることなくハーメチックシールコネクタ１０と制御ユニット３とを接続しているので、上述した実施の形態と同様にコストダウンを図ることができる。さらに、固定用プレート４１を用いることにより、ベース部４に図４に示したような固定部４ｂを形成する必要がなく、ベース部外周面は円筒面のままで良い。そのため、さらにコストダウンを図れる。なお、制御ユニット３のメンテナンスを行う場合には、図５（ｂ）に示すようにボルト３７をはずしてケーシング３５を固定用プレート４１から取り外せば良い。

［変形例２］
図６は本実施の形態の変形例２を示す図であり、図２の場合と同様にベース部４の一部および制御ユニット３の断面を示したものである。図６の（ａ）は制御ユニット３がベース部４に固定された状態を示しており、（ｂ）は制御ユニット３を取り外した状態を示している。なお、図２と同様の部分には同一符号を付しており、以下では異なる部分を中心に説明する。

変形例２の場合も、ハーメチックシールコネクタ１０の各ピン１１１，１１２は配線用プリント基板１１７に直接ハンダ付けされている。制御ユニット３のケーシング３５にはフランジ部３５１が形成されており、フランジ部３５１には水密用のシール材５２が設けられている。ケーシング３５をボルト３７によりベース部４に固定する場合には、ボルト３７にカラー５０が貫挿される。すなわち、ケーシング３５はカラー５０を介してベース部４に取り付けられる。このとき、配線用プリント基板１１７はフランジ３５１に形成された開口３５１ａを塞ぎ、フランジ３５１と配線用プリント基板１１７との間の隙間はシール材５２により封止される。

変形例２の場合、配線用プリント基板１１７のコネクタ側の面は制御ユニット３の外側に露出しているので、外側から配線用プリント基板１１７にアクセスすることができる。例えば、配線用プリント基板１１７の外側の面にローカルとリモートを切り換えるスイッチ５１を設けることができる。この場合、破線矢印で示すように制御ユニット３の下側から容易にスイッチ５１を操作することができる。通常、ケーシング３５の表面に設ける一般的なパネル取り付け用のスイッチでは、水没しても大丈夫な程度の防滴構造となっているため割高となってしまうが、上述したスイッチ５１の場合には水滴がかかる程度であるので、簡易的な防滴仕様で充分であり、スイッチに要するコストを従来よりも低減することができる。

なお、符号Ｒで示した領域ではピン１１１，１１２が外部に露出しているので、ピン１１１，１１２に水滴等が掛からないように領域Ｒの部分を絶縁樹脂等でモールドするようにしても良い。

以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、ピン１１１，１１２はコネクタピンを、シール材３６，４５，５２は封止材を、開口３５１ａは開口部をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。

本発明によるターボ分子の一実施の形態を示す図である。ベース部４に固定された制御ユニット３の詳細を示す図であり、（ａ）は制御ユニット３がベース部４に固定された状態を示しており、（ｂ）は制御ユニット３を取り外した状態を示している。ハーメチックシールコネクタ１０の一例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。ケーシング３５が取り外されたベース部４を示す斜視図である。変形例１を示す図である。変形例２を示す図である。

符号の説明

１ターボ分子ポンプ
２ポンプ本体
３制御ユニット
４ベース部
１０ハーメチックシールコネクタ
３１，３２ハーネス
３３制御信号用プリント基板
３４電力供給用プリント基板
３５ケーシング
３６，４２，４５，５２，１１６シール材
４２固定用プレート
５１スイッチ
１１１，１１２ピン
１１４インシュレータ部
１１７配線用プリント基板
３５１フランジ部
３５１ａ開口

Claims

ポンプ本体と、
前記ポンプ本体を駆動制御する制御ユニットと、
真空シール材を介して前記ポンプ本体に気密に取り付けられ、前記制御ユニットからの電力や制御信号が入力されるハーメチックシールコネクタと、
前記ハーメチックシールコネクタからポンプ本体外側に突出したコネクタピンにプラグを用いず直接固設されるとともに、前記コネクタピンに接続される配線パターンが形成された基板と、
前記制御ユニットの電子部品と前記配線パターンとを接続するハーネスと、
前記電子部品が固定されるとともに、前記ハーネスおよび前記基板が収納されるように前記ポンプ本体に固定されるケーシングと、
前記ポンプ本体と前記ケーシングとの固定部に配設されて、前記ポンプ本体と前記ケーシングとの隙間を封止する封止材とを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
ポンプ本体と、
前記ポンプ本体を駆動制御する制御ユニットと、
真空シール材を介して前記ポンプ本体に気密に取り付けられ、前記制御ユニットからの電力や制御信号が入力されるハーメチックシールコネクタと、
前記制御ユニットの電子部品が固定されるとともに、前記ポンプ本体に固定されるケーシングと、
前記ハーメチックシールコネクタからポンプ本体外側に突出したコネクタピンにプラグを用いず直接固設されるとともに、前記コネクタピンに接続される配線パターンが形成され、前記ケーシングに形成された開口部を塞ぐ基板と、
前記ケーシングと前記基板との接続部に配設されて、前記ケーシングと前記基板との隙間を封止する封止材と、
前記ケーシングに固定された前記電子部品と前記配線パターンとを接続するハーネスと、を備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。