JP6834814B2

JP6834814B2 - 真空ポンプ用制御装置および真空ポンプ

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Publication number: JP6834814B2
Application number: JP2017129321A
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Inventors: 晋悟田中
Original assignee: Shimadzu Corp
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Publication date: 2021-02-24
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Description

本発明は、真空ポンプ用制御装置および真空ポンプに関する。

ポンプロータを回転させるモータをインバータ制御するターボ分子ポンプが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１１−６９２９４号公報

このようなターボ分子ポンプを制御する制御装置は、筐体の小型化が要請されている。一方、筐体を小型化すると、筐体内の温度が上昇しやすくなるという問題がある。

本発明の好ましい態様による真空ポンプ用制御装置は、モータによりポンプロータを回転させて真空排気を行うポンプ本体を駆動制御する真空ポンプ用制御装置において、筐体内を上部領域と下部領域とに仕切る仕切り部材と、前記筐体内の空気を筐体前部から導入して筐体後部から排出する排気ファンと、前記下部領域に前記筐体の前後に配置された第１の電気回路群および第２の電気回路群と、前記上部領域に前記筐体の前後に配置され、前記第１の電気回路群の熱を放熱する第１の放熱部材および前記第２の電気回路群の熱を放熱する第２の放熱部材と、前記筐体の前後方向において、前記第１の放熱部材よりも前側に設けられ、前記上部領域に外部の空気を取り入れる第１の吸気孔と、前記筐体の前後方向において、前記第１の放熱部材より後側で前記第２の放熱部材よりも前側に設けられ、前記上部領域に外部の空気を取り入れる第２の吸気孔と、前記筐体の前後方向において、前記第１の電気回路群よりも前側に設けられ、前記下部領域に外部の空気を取り入れる第３の吸気孔と、を備える。
さらに好ましい態様では、前記下部領域に設けられ、前記第１の電気回路群および前記第２の電気回路群が実装される第１の回路基板と、前記下部領域の前記第１の回路基板と前記筐体の底面との間に設けられ、前記第１および２の電気回路群に比べて発熱量が小さい電子部品群が実装される第２の回路基板とをさらに備え、前記第３の吸気孔は、前記上部領域の前記仕切り部材と前記第１の回路基板との間に外部の空気を取り入れる吸気孔、前記第１の回路基板と前記第２の回路基板との間に外部の空気を取り入れる吸気孔、および、前記第２の回路基板と前記筐体の底面との間に外部の空気を取り入れる吸気孔を含む。
さらに好ましい態様では、前記仕切り部材は、前記第１の放熱部材より後側で前記第２の放熱部材よりも前側に、前記下部領域の空気を前記上部領域へ入れる通気孔を有する。
さらに好ましい態様では、前記第１の電気回路群はＡＣ／ＤＣ回路およびＤＣ／ＤＣ回路を含み、前記第２の電気回路群は前記モータを駆動するインバータ回路を含む。
本発明の好ましい態様による真空ポンプは、ポンプロータおよび前記ポンプロータを回転駆動するモータを有するポンプ本体と、上記態様のいずれか一に記載の真空ポンプ用制御装置と、を備える。

本発明によれば、真空ポンプ用制御装置の温度上昇を適切に抑えることができる。

本発明の一実施の形態によるポンプ用制御装置を含む真空ポンプの概略構成を説明する図である。制御装置の要部構成を例示するブロック図である。制御装置の筐体の外観を例示する図である。制御装置内の要部配置を例示する模式図である。制御装置内の空気の流れを説明する模式図である。変形例１における制御装置内の要部配置を例示する模式図である。変形例１における制御装置内の空気の流れを説明する模式図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施の形態によるポンプ用制御装置を含む真空ポンプの概略構成を説明する図である。図１において、真空ポンプは、ポンプ本体１と、ポンプ本体１を駆動する制御装置２とを備える。本実施の形態では、制御装置２がポンプ本体１と別体に構成され、ポンプ本体１および制御装置２間がケーブルＷ１およびＷ２によって接続される。

制御装置２は、モータ駆動制御部２ａと、軸受駆動制御部２ｂを備える。モータ駆動制御部２ａは、ポンプ本体１に設けられたモータ４２を駆動制御する。また、軸受駆動制御部２ｂは、ポンプ本体１に設けられた磁気軸受６７、６８、６９を駆動制御する。図１に示す真空ポンプは磁気浮上式のターボ分子ポンプであり、ポンプ本体１の磁気軸受６７、６８、６９と、制御装置２の軸受駆動制御部２ｂとによって磁気軸受装置が構成される。

ポンプ本体１は、回転翼４ａと固定翼６２とで構成されるターボポンプ部と、円筒部４ｂとネジステータ６４とで構成されるドラッグポンプ部とを有している。ドラッグポンプ部は、ネジ溝ポンプ部とも称される。ネジ溝は、円筒部４ｂの外周面およびネジステータ６４の内周面のうちのいずれか一方に形成される。図１に示す例では、ネジステータ６４側にネジ溝が形成される。

回転翼４ａおよび円筒部４ｂは、ポンプロータ４に形成されている。ポンプロータ４は、ロータシャフト５に締結されている。ポンプロータ４とロータシャフト５とによって回転体ユニットＲが構成される。複数段の固定翼６２は、軸方向に対して回転翼４ａと交互に配置される。各固定翼６２は、環状スペーサ６３を介してベース６０上に載置される。ポンプケーシング６１の固定フランジ６１ｃをボルト（不図示）によりベース６０に固定すると、積層された環状スペーサ６３がベース６０とポンプケーシング６１の係止部６１ｂとの間に挟持され、固定翼６２が位置決めされる。

ロータシャフト５は、ベース６０に設けられた磁気軸受６７、６８、６９によって非接触支持される。各磁気軸受６７、６８、６９は、それぞれ不図示の電磁石と変位センサとを備えている。変位センサは、ロータシャフト５の浮上位置を検出する。
なお、軸方向の磁気軸受６９を構成する電磁石は、ロータシャフト５の下端に設けられたロータディスク５５を軸方向に挟むように配置されている。ロータシャフト５は、モータ４２により回転駆動される。

モータ４２は、例えば、ＤＣブラシレスモータが用いられる。モータ４２は、ベース６０に配置されるモータステータ４２ａと、ロータシャフト５に設けられるモータロータ４２ｂとを有している。モータロータ４２ｂには、永久磁石が設けられている。磁気軸受が作動していない時には、ロータシャフト５は非常用のメカニカルベアリング６６ａ、６６ｂによって支持される。

ベース６０の排気口６０ａには排気ポート６５が設けられ、この排気ポート６５に不図示のバックポンプが接続される。ポンプ本体１は、回転体ユニットＲを磁気浮上させつつ、モータ４２によって回転体ユニットＲを高速回転駆動することにより、吸気孔６１ａ側の気体分子を排気ポート６５側へと排気する排気動作を行う。

＜制御装置＞
図２は、制御装置２の要部構成を例示するブロック図である。外部から供給される商用電源（例えばＡＣ２００Ｖ）が、制御装置２に設けられたＡＣ／ＤＣコンバータ４０にＡＣ入力として入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、ＡＣ電圧（交流電圧）をＤＣ電圧（直流電圧）に変換する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ４０から出力されたＤＣ電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１に入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、入力されたＤＣ電圧を電圧変換することにより、モータ４２（図１）用のＤＣ電圧と、磁気軸受６７、６８、６９（図１）用のＤＣ電圧とを生成する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４１から出力されたモータ４２用のＤＣ電圧は、インバータ回路４６に入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１から出力された磁気軸受６７、６８、６９用のＤＣ電圧は、磁気軸受６７、６８、６９用のＤＣ電源回路４７に入力される。磁気軸受６７、６８、６９は、５軸の磁気軸受を構成する。磁気軸受６７、６８は各々２対の磁気軸受電磁石４５を有し、磁気軸受６９は１対の磁気軸受電磁石４５を有する。５対の磁気軸受電磁石４５、すなわち１０個の磁気軸受電磁石４５には、それぞれに対して設けられた１０個の励磁アンプ４３から個別に電流が供給される。

制御部４４は、モータ４２および磁気軸受６７、６８、６９の制御を行うデジタル演算器であり、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いて構成される。制御部４４は、インバータ回路４６に対し、インバータ回路４６に含まれる複数のスイッチング素子をオンオフ制御するための制御信号３０１を出力する。また、制御部４４は、各励磁アンプ４３に対し、各励磁アンプ４３に含まれるスイッチング素子をオンオフ制御するための制御信号３０３をそれぞれ出力する。制御部４４はさらに、各センサ回路４８に対してセンサキャリア信号（搬送波信号）３０５を送出する。

一方、制御部４４には、モータ４２に関する相電圧および相電流に関する信号３０２や、磁気軸受６７、６８、６９に関する電磁石電流信号３０４が入力される。制御部４４にはさらに、各センサ回路４８からロータ変位により変調されたセンサ信号３０６が入力される。

図２において、図１に例示したモータ駆動制御部２ａは、インバータ回路４６および制御部４４のモータ制御系が対応する。また、図１に例示した軸受駆動制御部２ｂは、励磁アンプ４３、センサ回路４８および制御部４４の軸受制御系が対応する。ケーブルＷ１は、モータ制御用の接続ケーブルであり、ケーブルＷ２は、軸受制御用の接続ケーブルである。
なお、ポンプ本体１としてロータシャフト５を磁気軸受６７，６８，６９で支持する磁気浮上式のターボ分子ポンプを例示したが、本発明は、メカニカルベアリング等で支持する磁気浮上式以外のターボ分子ポンプに適用してもよい。ポンプ本体１が磁気浮上式でないターボ分子ポンプの場合、制御装置２においては励磁アンプ４３、センサ回路４８およびＤＣ電源回路４７が省略される。

＜筐体の形状＞
図３は、制御装置２の筐体２００の外観を例示する図である。図３（ａ）は左側面図、図３（ｂ）は平面図、図３（ｃ）は右側面図、図３（ｄ）は正面図、図３（ｅ）は背面図である。制御装置２の筐体２００は、例えば、ＥＩＡ(Electronic Industries Alliance)規格のラックに搭載される機器の横幅（１９インチ）の１／２サイズで構成されている。制御装置２の筐体２００をラックへ搭載可能に構成したことで、例えば計測機器等の他の機器とともに制御装置２をラックへ搭載することができる。また、制御装置２の筐体２００の横幅をハーフラックサイズに抑えたことで、フルラックサイズで構成する場合に比べて、ラックへの実装効率を高めることができる。
図３によれば、制御装置２の筐体２００の横幅をハーフラックサイズにしたので、制御装置２の筐体２００は、横幅および高さに対して前後方向の奥行きが長い長手形状を有している。

本明細書では、筐体２００の正面側を前、筐体２００の背面側を後と称する。制御装置２は、筐体２００の左側面の前部に吸気孔２２を、筐体２００の上面の前部に吸気孔２１を、筐体２００の上面の前後方向中央部に吸気孔２４を、筐体２００の右側面の前部に吸気孔２３を、それぞれ有する。また、制御装置２は、筐体２００の背面に排気用のファン２７を有する。これにより、吸気孔２１、吸気孔２２、吸気孔２３、および吸気孔２４から筐体２００内へそれぞれ吸い込まれた空気が、筐体２００内を前から後ろへ流れて背面より排出される。

筐体２００の上面の吸気孔２１の位置は、図４を参照して後に説明する第１のヒートシンク１６より前側（図３において左側）である。また、筐体２００の上面の吸気孔２４の位置は、第１のヒートシンク１６より後側（図３において右側）で、図４を参照して後に説明する第２のヒートシンク１７より前側（図３において左側）である。

筐体２００の左側面の吸気孔２２は、吸気孔２２Ａ、吸気孔２２Ｂ、および吸気孔２２Ｃによって構成される。吸気孔２２Ｃの位置は、図４および図５を参照して後に説明する第２の回路基板１１と筐体２００の底面との間に対応する。吸気孔２２Ｂの位置は、後に説明する第１の回路基板１０と第２の回路基板１１との間に対応する。吸気孔２２Ａの位置は、後に説明するアルミ板２０と第１の回路基板１０との間に対応する。

同様に、筐体２００の右側面の吸気孔２３は、吸気孔２３Ａ、吸気孔２３Ｂ、および吸気孔２３Ｃによって構成される。吸気孔２３Ｃの位置は、図４および図５を参照して後に説明する第２の回路基板１１と筐体２００の底面との間に対応する。吸気孔２３Ｂの位置は、後に説明する第１の回路基板１０と第２の回路基板１１との間に対応する。吸気孔２３Ａの位置は、後に説明するアルミ板２０と第１の回路基板１０との間に対応する。

図３（ｅ）のコネクタ２５には、モータ制御用のケーブルＷ１（図２）が接続され、コネクタ２６には、軸受制御用のケーブルＷ２（図２）が接続される。また、コネクタ２８には不図示のＡＣ入力ケーブルが接続される。

＜筐体内の配置＞
図４は、制御装置２の筐体内における要部配置を例示する模式図である。図４（ａ）は、制御装置２を左側方から見た図、図４（ｂ）は制御装置２を上方から見た図、図４（ｃ）は制御装置２を右側方から見た図である。

図４（ａ）〜図４（ｃ）において、制御装置２の内部には、図２のＡＣ／ＤＣコンバータ４０を構成する電子部品群１２と、図２のＤＣ／ＤＣコンバータ４１を構成する電子部品群１４と、図２のインバータ回路４６を構成する電子部品群１３と、図２の励磁アンプ４３を構成する電子部品群１５と、第１のヒートシンク１６と、第２のヒートシンク１７とが配置されている。本明細書において、電子部品群１２および電子部品群１４を第１の電気回路群１２、１４と称する。また、電子部品群１３を第２の電気回路群１３と称する。

制御装置２の内部空間は、例えば、アルミ板２０によって上部領域と下部領域とに仕切られている。第１の電気回路群１２、１４および第２の電気回路群１３は、第１の回路基板１０に実装される。第１の回路基板１０は、支柱１８によってアルミ板２０の下部領域側に固定される。インバータ回路４６を含む第２の電気回路群１３を第１の電気回路群１２、１４よりも後ろ側（図４において右側）に配置したため、第２の電気回路群１３からモータ制御用のコネクタ２５までの配線を短くすることができる。

アルミ板２０の下部領域にはさらに、第２の回路基板１１が設けられる。第２の回路基板１１は、第１の回路基板１０に実装された電子部品を覆うように、支柱１８を介して第１の回路基板１０に固定される。第２の回路基板１１には、例えば、図２の制御部４４やセンサ回路４８等の電子部品群が実装される。本実施の形態では、パワー半導体素子と称される整流ダイオード、パワートランジスタ、およびサイリスタ等の発熱量が大きい電子部品群が第１の回路基板１０に実装され、パワー半導体素子に比べて発熱量が小さい電子部品群が第２の回路基板１１に実装される。

第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７は、アルミ板２０の上部領域側に設けられる。具体的には、アルミ板２０のうち第１の電気回路群１２、１４に対応する位置に接触するように第１のヒートシンク１６が固定される。また、アルミ板２０のうち第２の電気回路群１３に対応する位置に接触するように第２のヒートシンク１７が固定される。第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７は、例えば、熱伝導性がよいアルミ材等によって構成され、アルミ板２０と接触しない側（図４において上面側）の表面に複数の放熱フィン（不図示）が形成されている。放熱フィンの間を後に詳述する空気Ｆ２１（図５）が流れる。

第１の電気回路群１２、１４および第２の電気回路群１３は、第２の回路基板１１の電子部品に比べて発熱量が大きい。そこで、第１の電気回路群１２、１４で発生した熱を支柱１８を介して第１のヒートシンク１６へ熱伝達させるとともに、第２の電気回路群１３で発生した熱を支柱１８を介して第２のヒートシンク１７へ熱伝達させる。そして、第１のヒートシンク１６へ熱伝達された熱を、第１のヒートシンク１６の放熱フィンから空気Ｆ２１（図５）に放熱させる。同様に、第２のヒートシンク１７へ熱伝達された熱を、第２のヒートシンク１７の放熱フィンから空気Ｆ２１（図５）に放熱させる。

アルミ板２０の上部領域側にはさらに、電子部品群１５が設けられる。具体的には、不図示の回路基板に実装された電子部品群１５が、アルミ板２０の上部領域側に固定される。本例では、電子部品群１５による発熱量が小さいので、ヒートシンク等の放熱部材を設けていない。

＜空気の流れ＞
図５は、制御装置２内の空気の流れを説明する模式図である。図５（ａ）は制御装置２を左側方から見た図、図５（ｂ）は制御装置２を上方から見た図、図５（ｃ）は制御装置２を右側方から見た図である。

図５（ａ）において、筐体２００の左側面の吸気孔２２の領域２２Ｃ（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２２Ｃの多くは、第２の回路基板１１と筐体２００の底面との間を通って後方（図５において右方）へ流れる。
また、筐体２００の左側面の吸気孔２２の領域２２Ｂ（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２２Ｂの多くは、第１の回路基板１０と第２の回路基板１１との間を通って後方（図５において右方）へ流れる。
さらにまた、筐体２００の左側面の吸気孔２２の領域２２Ａ（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２２Ａの多くは、第１の回路基板１０とアルミ板２０との間を通って後方（図５において右方）へ流れる。

図５（ａ）〜図５（ｃ）において、筐体２００の上面の吸気孔２１（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２１は、第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７と、筐体２００の上面との間を通って後方（図５において右方）へ流れる。上述したように、第１のヒートシンク１６の空気Ｆ２１と触れる表面と、第２のヒートシンク１７の空気Ｆ２１と触れる表面とには、それぞれ放熱フィン（不図示）が形成されている。
また、筐体２００上面の前後方向中央部の吸気孔２４（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２４は、第２のヒートシンク１７と筐体２００の上面との間を通って後方（図５において右方）へ流れる。すなわち、第２のヒートシンク１７の放熱フィンは、空気Ｆ２４にも触れる。

図５（ｃ）において、筐体２００の右側面の吸気孔２３の領域２３Ｃ（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２３Ｃの多くは、第２の回路基板１１と筐体２００の底面との間を通って後方（図５において右方）へ流れる。
また、筐体２００の右側面の吸気孔２３の領域２３Ｂ（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２３Ｂの多くは、第１の回路基板１０と第２の回路基板１１との間を通って後方（図５において右方）へ流れる。
さらにまた、筐体２００の右側面の吸気孔２３の領域２３Ａ（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２３Ａの多くは、第１の回路基板１０とアルミ板２０との間を通って後方（図５において右方）へ流れる。

本実施の形態において、第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７を配置したアルミ板２０の上部領域の温度が上昇しやすい。これに対し、筐体２００の上面の前方の広範囲に（本例では横幅方向のほぼ全てにわたって）吸気孔２１（図３）を設けたので、第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７と筐体２００の上面との間を通って後方（図５において右方）へ流れる空気２１Ａを、筐体２００内へ多く取り込むことができる。これにより、第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７から適切に放熱させることができる。

さらに、筐体２００の上面の前後方向中央部に吸気孔２４（図３）を設け、吸気孔２４からも筐体２００内に空気Ｆ２４を取り込み、第２のヒートシンク１７と筐体２００の上面との間を通って後方（図５において右方）へ流すようにした。これにより、空気Ｆ２１の温度が第１のヒートシンク１６に触れて上昇した場合でも、空気Ｆ２１より温度が低い空気Ｆ２４によって第２のヒートシンク１７に触れる空気の温度を下げることができる。この結果、吸気孔２４を設けない場合に比べて、第２のヒートシンク１７から適切に放熱させることができる。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ポンプ本体１を駆動制御する制御装置２は、筐体２００内に前後に配置された電気回路群（つまり、第１の電気回路群１２、１４および第２の電気回路群１３）と、筐体２００内に外部の空気を取り入れる吸気孔２１および吸気孔２４と、筐体２００内の空気を筐体２００の後部から排出する排気ファン２７とを備え、吸気孔２１を電気回路群の前側（つまり、第１の電気回路群１２、１４よりも前側）に設けるとともに、吸気孔２４を電気回路群の前後方向の途中（つまり、第１の電気回路群１２、１４より後側で第２の電気回路群１３よりも前側）に設けた。

例示した制御装置２では、第１の電気回路群１２、１４の熱を放熱する第１のヒートシンク１６と、第２の電気回路群１３の熱を放熱する第２のヒートシンク１７とを配置したアルミ板２０の上部領域の温度が上昇しやすい。しかしながら、吸気孔２１が第１の電気回路群１２、１４よりも前側から筐体２００内に空気Ｆ２１を取り込み、筐体２００内を後方（図５において右方）へ流すようにしたことにより、第１の電気回路群１２、１４および第２の電気回路群１３の発熱による筐体２００内の温度上昇を適切に抑えることができる。

また、上記吸気孔２１に加えて、吸気孔２４が第１の電気回路群１２、１４より後側で第２の電気回路群１３よりも前側から筐体２００内に空気Ｆ２４を取り込み、筐体２００内を後方（図５において右方）へ流す。これにより、第１の電気回路群１２、１４よりも前方から取り込んだ空気Ｆ２１の温度が第１のヒートシンク１６に触れて上昇した場合でも、第１の電気回路群１２、１４より後側で第２の電気回路群１３よりも前側から取り込んだ、空気Ｆ２１より温度が低い空気Ｆ２４によって第２のヒートシンク１７に触れる空気の温度を下げることができる。この結果、吸気孔２４を設けない場合に比べて、第２のヒートシンク１７から適切に放熱させることができる。

（２）上記制御装置２は、第１の電気回路群１２、１４の熱を放熱する第１のヒートシンク１６と、第２の電気回路群１３の熱を放熱する第２のヒートシンク１７と、筐体２００の内部を上部領域と下部領域とに仕切るアルミ板２０とを筐体２００内に備え、第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７を上部領域に配置し、第１の電気回路群１２、１４および第２の電気回路群１３を下部領域に配置する。そして、第１の電気回路群１２、１４よりも前側に、吸気孔２１、吸気孔２２、吸気孔２３を配置し、吸気孔２１、吸気孔２２、および吸気孔２３から外部の空気を上部領域および下部領域へ取り入れ、吸気孔２４から外部の空気を上部領域へ取り入れるようにした。

上述したように、例示した制御装置２では、第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７を配置したアルミ板２０の上部領域の温度が上昇しやすい。しかしながら、吸気孔２１から多くの空気Ｆ２１を筐体２００内の上部領域へ取り込んで後方（図５において右方）へ流すとともに、吸気孔２２、２３から多くの空気Ｆ２２Ａ〜Ｆ２２Ｃ、Ｆ２３Ａ〜Ｆ２３Ｃを筐体２００内の下部領域へ取り込んで後方（図５において右方）へ流すようにしたことにより、アルミ板２０の上部領域および下部領域の温度上昇を適切に抑えることができる。

さらに、第１の電気回路群１２、１４よりも前方から取り込んだ空気Ｆ２１の温度が第１のヒートシンク１６に触れて上昇した場合でも、第１の電気回路群１２、１４より後側で第２の電気回路群１３よりも前側から取り込んだ、空気Ｆ２１より温度が低い空気Ｆ２４によって第２のヒートシンク１７に触れる空気の温度を下げることができる。

（３）上記制御装置２において、第１の電気回路群１２、１４はＡＣ／ＤＣコンバータ４０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４１を含み、第２の電気回路群１３はインバータ回路４６を含むように構成した。これにより、吸気孔２１から取り込んだ空気Ｆ２１の温度がＡＣ／ＤＣコンバータ４０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４１で発生した熱を放熱する第１のヒートシンク１６に触れて上昇した場合でも、インバータ回路４６で発生した熱を放熱する第２のヒートシンク１７に触れる空気の温度を、空気Ｆ２１よりも温度が低い、吸気孔２４から取り込まれた空気Ｆ２４によって下げることができる。この結果、吸気孔２４を設けない場合に比べて、アルミ板２０の上部領域の温度上昇を適切に抑えることができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
＜筐体内の配置＞
図６は、変形例１に係る制御装置２における要部配置を例示する模式図である。図６（ａ）は、制御装置２を左側方から見た図、図６（ｂ）は制御装置２を上方から見た図、図６（ｃ）は制御装置２を右側方から見た図である。図６において、図４と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略する。

変形例１と上述した実施の形態の相違点は、制御装置２の内部空間を上部領域と下部領域とに仕切るアルミ板２０に孔２０Ａを設けた点である。孔２０Ａの位置は、第１のヒートシンク１６より後側（図６において右側）で、第２のヒートシンク１７より前側（図６において左側）である。
アルミ板２０に孔２０Ａを設けたことによって、第１のヒートシンク１６と第２のヒートシンク１７との間の領域で、空気Ｆ２２Ａが流れる空間と空気Ｆ２１が流れる空間とがつながる。

＜空気の流れ＞
図７は、変形例１に係る制御装置２内の空気の流れを説明する模式図である。図７（ａ）は制御装置２を左側方から見た図、図７（ｂ）は制御装置２を上方から見た図、図７（ｃ）は制御装置２を右側方から見た図である。図７において、図５と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略する。

図５との相違点を中心に説明する。筐体２００の左側面の吸気孔２２の領域２２Ａ（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２２Ａの多くは、第１の回路基板１０とアルミ板２０との間を通って後方（図７において右方）へ流れる。そして、空気Ｆ２２Ａの一部は、孔２０Ａを通過し、空気Ｆ２０Ａとしてアルミ板２０の下部領域から上部領域へ流れる。

アルミ板２０の孔２０Ａを通過してアルミ板２０の下部領域から上部領域へ流れた空気Ｆ２０Ａは、筐体２００の上面の吸気孔２１（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２１とともに、第２のヒートシンク１７と筐体２００の上面との間を通って後方（図７において右方）へ流れる。また、アルミ板２０の下部領域から上部領域へ流れた空気Ｆ２０Ａは、筐体２００上面の前後方向中央部の吸気孔２４（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２４とともに、第２のヒートシンク１７と筐体２００の上面との間を通って後方（図７において右方）へ流れる。

このように、変形例１の場合においても、筐体２００の上面の前方の広範囲に（横幅方向のほぼ全てにわたって）吸気孔２１（図３）を設けたので、上述した実施の形態と同様に、第１のヒートシンク１６および第２のヒートシンク１７から適切に放熱させることができる。

さらに、変形例１の場合においても、筐体２００の上面の前後方向中央部に吸気孔２４（図３）を設けたので、上述した実施の形態と同様に、吸気孔２４を設けない場合に比べて第２のヒートシンク１７から適切に放熱させることができる。

そしてさらに、変形例１の場合には、制御装置２の内部空間を上部領域と下部領域とに仕切るアルミ板２０に孔２０Ａを設け、孔２０Ａを通過してアルミ板２０の下部領域から上部領域へ空気Ｆ２０Ａを流すようにした。空気Ｆ２０Ａは、筐体２００の上面の前部の吸気孔２１（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２１、および、筐体２００の上面の前後方向中央部の吸気孔２４（図３）から筐体２００内に取り込まれた空気Ｆ２４とともに、第２のヒートシンク１７と筐体２００の上面との間を通って後方（図７において右方）へ流れる。これにより、空気Ｆ２１の温度が第１のヒートシンク１６に触れて上昇した場合でも、空気Ｆ２１より温度が低い空気Ｆ２０Ａと、空気Ｆ２１より温度が低い空気Ｆ２４とによって、第２のヒートシンク１７に触れる空気の温度を下げることができる。この結果、孔２０Ａ、吸気孔２４を設けない場合に比べて、第２のヒートシンク１７から適切に放熱させることができる。

変形例１によれば、上述した実施の形態と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。すなわち、制御装置２のアルミ板２０に対し、第１のヒートシンク１６より後側で第２のヒートシンク１７よりも前側に、アルミ板２０の下部領域の空気を上部領域へ入れる孔２０Ａを設けた。これにより、第１の電気回路群１２、１４で発生した熱を放熱する第１のヒートシンク１６と、第２の電気回路群１３で発生した熱を放熱する第２のヒートシンク１７との間の孔２０Ａから、アルミ板２０の下部領域の空気Ｆ２２Ａがアルミ板２０の上部領域へ入る。この結果、第１のヒートシンク１６よりも前方から取り込んだ空気Ｆ２１の温度が第１のヒートシンク１６に触れて上昇した場合でも、空気Ｆ２１より温度が低い下部領域の空気Ｆ２２Ａによって、第２のヒートシンク１７に触れる空気の温度を下げることができる。この結果、アルミ板２０に孔２０Ａを設けない場合に比べて、第２のヒートシンク１７から適切に放熱させることができる。

（変形例２）
上述した実施の形態および変形例１では、第１の電気回路群１２、１４よりも前、すなわち第１のヒートシンクよりも前に設ける通気孔として、筐体２００の上面に形成する通気孔２１と、筐体２００の左右側面に形成する通気孔２２および通気孔２３とを例示した。例示した通気孔２２および通気孔２３は、専らアルミ板２０の下部領域へ空気Ｆ２２Ａ〜Ｆ２２Ｃおよび空気Ｆ２３Ａ〜Ｆ２３Ｃを取り込む。

この代わりに、変形例２において、筐体２００の左右側面に形成する通気孔２２、通気孔２３が、それぞれアルミ板２０の上部領域と下部領域の双方に空気を取り入れる構成にしてもよい。例えば、図３（ａ）において、筐体２００の左側面の通気孔２２を、筐体２００の高さ方向のほぼ全てにわたるように上下方向に広げる。同様に、例えば図３（ｃ）において、筐体２００の右側面の通気孔２３を、筐体２００の高さ方向のほぼ全てにわたるように上下方向に広げる。

このように、筐体２００の左右側面に形成する通気孔２２、通気孔２３を、それぞれアルミ板２０の上部領域と下部領域との双方に空気を取り入れるように構成することで、第１および第２のヒートシンク１６，１７における通風量をさらに増加させることができる。また、通気孔２２、通気孔２３から上部領域への通風量を十分確保できる場合には、筐体２００の上面の通気孔２１を省略してもよい。

なお、上記各実施形態では、第１の電気回路群１２、１４と第２の電気回路群１３とが前後方向に距離を置いて配置される構造を記載しているが、第１の電気回路群１２、１４と第２の電気回路群１３との代わりに、例えばパワーユニット等の１つの電気回路群を配置する構成を採用してもよい。この場合、吸気口２１を１つの電気回路群よりも前側に設けるとともに、吸気口２４を１つの電気回路群の前後方向の途中に設ける。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。なお、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、本発明は、ターボ分子ポンプに限らずポンプロータをモータで回転駆動して排気を行う真空ポンプ（例えば、モレキュラードラッグポンプ等）にも適用することができる。

１…ポンプ本体
２…制御装置
１２、１４…第１の電気回路群
１３…第２の電気回路群
１６、１７…ヒートシンク
２０…アルミ板
２０Ａ…孔
２１、２２、２３、２４…吸気孔
２７…排気ファン
２００…筐体

Claims

モータによりポンプロータを回転させて真空排気を行うポンプ本体を駆動制御する真空ポンプ用制御装置において、
筐体内を上部領域と下部領域とに仕切る仕切り部材と、
前記筐体内の空気を筐体前部から導入して筐体後部から排出する排気ファンと、
前記下部領域に前記筐体の前後に配置された第１の電気回路群および第２の電気回路群と、
前記上部領域に前記筐体の前後に配置され、前記第１の電気回路群の熱を放熱する第１の放熱部材および前記第２の電気回路群の熱を放熱する第２の放熱部材と、
前記筐体の前後方向において、前記第１の放熱部材よりも前側に設けられ、前記上部領域に外部の空気を取り入れる第１の吸気孔と、
前記筐体の前後方向において、前記第１の放熱部材より後側で前記第２の放熱部材よりも前側に設けられ、前記上部領域に外部の空気を取り入れる第２の吸気孔と、
前記筐体の前後方向において、前記第１の電気回路群よりも前側に設けられ、前記下部領域に外部の空気を取り入れる第３の吸気孔と、を備える真空ポンプ用制御装置。
請求項１に記載の真空ポンプ用制御装置において、
前記下部領域に設けられ、前記第１の電気回路群および前記第２の電気回路群が実装される第１の回路基板と、
前記下部領域の前記第１の回路基板と前記筐体の底面との間に設けられ、前記第１および２の電気回路群に比べて発熱量が小さい電子部品群が実装される第２の回路基板とをさらに備え、
前記第３の吸気孔は、前記上部領域の前記仕切り部材と前記第１の回路基板との間に外部の空気を取り入れる吸気孔、前記第１の回路基板と前記第２の回路基板との間に外部の空気を取り入れる吸気孔、および、前記第２の回路基板と前記筐体の底面との間に外部の空気を取り入れる吸気孔を含む、真空ポンプ用制御装置。
請求項１または２に記載の真空ポンプ用制御装置において、
前記仕切り部材は、前記第１の放熱部材より後側で前記第２の放熱部材よりも前側に、前記下部領域の空気を前記上部領域へ入れる通気孔を有する真空ポンプ用制御装置。
請求項１から３までのいずれか一項に記載の真空ポンプ用制御装置において、
前記第１の電気回路群はＡＣ／ＤＣ回路およびＤＣ／ＤＣ回路を含み、
前記第２の電気回路群は前記モータを駆動するインバータ回路を含む、真空ポンプ用制御装置。
ポンプロータおよび前記ポンプロータを回転駆動するモータを有するポンプ本体と、
請求項１から４までのいずれか一項に記載の真空ポンプ用制御装置と、を備える真空ポンプ。