KR102167207B1

KR102167207B1 - 진공 펌프

Info

Publication number: KR102167207B1
Application number: KR1020157035415A
Authority: KR
Inventors: 히데키 오모리
Original assignee: 에드워즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2020-10-19
Also published as: EP3040561A4; US20160195098A1; JP6735526B2; US11512705B2; CN105408634A; JP2015048734A; KR20160048038A; WO2015029536A1; EP3040561A1

Abstract

(과제) 소형 경량화와 작업성의 향상 및 비용 저감을 가능하게 하는 진공 펌프를 제공한다.
(해결 수단) 자기 베어링으로 축지지되는 회전체(19)를 갖는 펌프 본체(11)와 상기 펌프 본체(11)를 구동 제어하는 제어 유닛(12) 사이의 전기 접속을, 시트상을 한 절연성 기재의 표면 상에 전기 회로가 프린트된 플렉시블 프린트 배선판(41)으로 접속하도록 했다.

Description

진공 펌프{VACUUM PUMP}

본 발명은 진공 펌프에 관한 것이며, 특히, 반도체 제조 장치나 고에너지 물리학의 공업 진공 장치 등에 있어서, 중진공에서 초고진공에 걸치는 압력 범위에서 이용 가능한 진공 펌프에 관한 것이다.

근년의 일렉트로닉스의 발전에 수반해, 메모리나 집적회로와 같은 반도체 장치의 수요가 급격하게 증대하고 있다. 이들 반도체 장치는, 매우 순도가 높은 반도체 기판(웨이퍼)에 불순물을 도프하여 전기적 성질을 부여하거나, 에칭에 의해 반도체 기판 상에 미세한 회로를 형성하거나 하여 제조된다. 이들 작업은, 공기 중의 먼지 등에 의한 영향을 피하기 위해서 고진공 상태의 챔버 내에서 행해질 필요가 있고, 챔버 내의 배기에는, 일반적으로 진공 펌프가 사용되고 있으며, 이 진공 펌프는 이미 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조).

이와 같은 진공 펌프에서는, 펌프 본체와 상기 펌프 본체로의 전력이나 제어 신호를 입출력하여 상기 펌프 본체의 구동을 제어하는 제어 유닛이 설치되어 있다. 또, 펌프 본체와 제어 유닛 사이의 전력이나 제어 신호의 입출력은, 심선의 외주를 절연용 비닐 등으로 피복하여 이루어지는 와이어 케이블을 사용하고 있다. 이 와이어 케이블의 개수는 약 40개 이상 있으며, 진공 펌프 내에서 차지하는 스페이스도 많다.

일본국 특허 공개 2006-344503호 공보 일본국 실용 신안 등록 제3138105호 공보

상술한 바와 같이, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에서 알려진 바와 같이, 종래의 진공 펌프에서는, 펌프 본체와 제어 유닛 사이의 전력이나 제어 신호의 입출력에는, 심선의 외주를 절연용 비닐 등으로 피복된 와이어 케이블을 사용하고 있다. 이 때문에, 진공 펌프 내에서 와이어 케이블이 차지하는 스페이스가 많고, 또 중량도 커지므로, 진공 펌프의 소형화나 경량화의 장해가 되고 있다.

또한, 와이어 케이블은 가격이 비싸고, 비용 상승의 원인으로도 되고 있다. 또, 와이어 케이블은 가요성을 갖고는 있지만, 복수개가 다발이 된 와이어 케이블을 동시에 굴곡시키고자 하면 큰 힘을 필요로 해, 작업성이 나쁘다고 하는 문제점도 있었다.

그래서, 소형 경량화와 작업성의 향상 및 비용 저감을 가능하게 하는 진공 펌프를 제공하기 위해서 해결해야 할 기술적 과제가 발생하는 것이며, 본 발명은 이 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 제안된 것이며, 청구항 1에 기재된 발명은, 회전체를 갖는 펌프 본체와, 상기 펌프 본체를 구동 제어하는 제어 유닛을 구비하고, 상기 펌프 본체 내의 전기 접속, 상기 제어 유닛 내의 전기 접속, 또는 상기 펌프 본체와 상기 제어 유닛 사이의 전기 접속을 케이블로 접속하여 이루어지는 진공 펌프에 있어서, 상기 케이블의 적어도 일부를, 시트상을 한 절연성 기재의 표면 상에 배선 패턴을 설치하여 이루어지는 플렉시블 프린트 배선판으로 형성한 진공 펌프를 제공한다. 본 발명은, 회전체를 갖는 펌프 본체와, 상기 펌프 본체를 구동 제어하는 제어 유닛을 구비하고, 상기 펌프 본체 내의 전기 접속, 상기 제어 유닛 내의 전기 접속, 또는 상기 펌프 본체와 상기 제어 유닛 사이의 전기 접속을 케이블을 이용하여 이루어지는 진공 펌프에 있어서, 상기 케이블의 적어도 일부를, 시트상 절연성 기재의 표면 상에 배선 패턴을 설치하여 이루어지는 플렉시블 프린트 배선판으로 형성되며, 상기 플렉시블 프린트 배선판은, 적어도 일단측에 복수의 구멍을 구비하고, 상기 복수의 구멍은, 상기 배선 패턴의 각 전기 회로의 일단측 단자로서 형성되며, 상기 플렉시블 프린트 배선판의 상기 적어도 일단측에 커넥터가 부착되며, 상기 커넥터의 일부의 핀이, 상기 복수의 구멍에 전기적으로 접속되며, 상기 진공 펌프의 신호선의 적어도 일부는, 상기 플렉시블 프린트 배선판의 상기 배선 패턴을 통해 상기 핀에 전기적으로 접속되며, 모터의 전자석 또는 자기 베어링의 전자석에 급전하는 배선은, 상기 플렉시블 프린트 배선판을 거치지 않고 상기 커넥터의 상기 핀을 제외한 핀에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 제공한다.

이 구성에 의하면, 펌프 본체 내의 전기 접속이나 제어 유닛 내의 전기 접속, 또는 펌프 본체와 제어 유닛 사이의 전기 접속을 행하기 위한 케이블의 적어도 일부에, 플렉시블 프린트 배선판을 사용하므로, 종래의 와이어 케이블에 비해, 케이블이 차지하는 스페이스가 작아짐과 더불어 가벼워진다. 또, 플렉시블 프린트 배선판을 용이하게 굴곡시켜, 필요로 하는 위치에 간단하게 설치할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 펌프 본체에 부착되어 있는 진공 펌프를 제공한다.

이 구성에 의하면, 펌프 본체와 제어 유닛이 일체화되어, 컴팩트화가 도모된다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 구성에 있어서, 상기 플렉시블 프린트 배선판은, 적어도 일단측에 부착된 커넥터를 구비하는 진공 펌프를 제공한다.

이 구성에 의하면, 플렉시블 프린트 배선판과 커넥터를 통해, 펌프 본체 내의 전기 접속이나 제어 유닛 내의 전기 접속, 또는 펌프 본체와 제어 유닛 사이의 전기 접속을 용이하게 행할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 구성에 있어서, 상기 커넥터는, 상기 플렉시블 프린트 배선판과 접속하기 위한 복수의 핀을 갖는 진공 펌프를 제공한다.

이 구성에 의하면, 플렉시블 프린트 배선판의 구멍에 커넥터의 핀을 삽입시킴으로써, 플렉시블 프린트 배선판의 단자와 커넥터의 핀을 간단하게 전기 접속할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 4에 기재된 구성에 있어서, 상기 복수의 핀은, 상기 플렉시블 프린트 배선판의 연장 방향 중심을 사이에 끼고 좌우 대칭인 위치에 설치되고, 상기 커넥터는 상기 플렉시블 프린트 배선판을 부착하는 방향을 지시하는 지시 수단을 설치하여 이루어지는 진공 펌프를 제공한다.

이 구성에 의하면, 커넥터에 설치한 지시 수단의 지시에 따라, 커넥터에 플렉시블 프린트 배선판을 부착하면, 플렉시블 프린트 배선판의 방향을 틀리지 않고 부착할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1, 2, 3, 4 또는 5에 기재된 구성에 있어서, 상기 플렉시블 프린트 배선판은, 복수의 구멍과 상기 복수의 구멍을 각각 둘러싸고, 또한, 각각이 상기 배선 패턴에 접속되어 이루어지는 복수의 단자를 갖는 진공 펌프를 제공한다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1, 2, 3, 4, 5 또는 6에 기재된 구성에 있어서, 상기 플렉시블 프린트 배선판은, 상기 플렉시블 프린트 배선판을 부착하는 방향을 지시하는 지시 수단을 설치하여 이루어지는 진공 펌프를 제공한다.

이 구성에 의하면, 플렉시블 프린트 배선판에 설치한 지시 수단의 지시에 따라, 커넥터에 플렉시블 프린트 배선판을 부착하면, 플렉시블 프린트 배선판의 방향을 틀리지 않고 부착할 수 있다.

청구항 1에 기재된 발명은, 펌프 본체 내의 전기 접속이나 제어 유닛 내의 전기 접속, 또는 펌프 본체와 제어 유닛 사이의 전기 접속을 행하는 케이블의 적어도 일부에, 플렉시블 프린트 배선판을 사용해, 케이블이 차지하는 스페이스 및 중량을 작게 할 수 있으므로, 소형·경량화가 가능하게 된다. 또, 사용 재료를 줄일 수 있음과 더불어, 케이블을 필요로 하는 위치로 간단하게 설치할 수 있으므로 작업성이 향상되어, 비용의 저감을 기대할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 펌프 본체와 제어 유닛이 일체화되어, 컴팩트화가 도모되므로, 청구항 1의 발명의 효과에 추가해, 또한 소형화가 가능해지는 효과를 기대할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 플렉시블 프린트 배선판과 커넥터를 통해, 펌프 본체 내의 전기 접속이나 제어 유닛 내의 전기 접속, 또는 본체와 제어 유닛 사이의 전기 접속을 용이하게 행할 수 있으므로, 청구항 1 또는 청구항 2의 발명의 효과에 추가해, 더욱 작업성이 향상되어, 비용 저감을 보다 한층 기대할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 상기 플렉시블 프린트 배선판의 구멍에 커넥터의 핀을 삽입시킴으로써, 플렉시블 프린트 배선판과 커넥터를 간단하게 전기 접속시킬 수 있으므로, 청구항 3에 기재된 발명의 효과에 추가해, 더욱 작업성이 향상되어, 비용 저감을 보다 한층 기대할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 커넥터에 설치한 지시 수단의 지시에 따라서, 커넥터에 플렉시블 프린트 배선판을 부착하면, 플렉시블 프린트 배선판의 방향을 틀리지 않고 부착할 수 있으므로, 청구항 4에 기재된 발명의 효과에 추가해, 더욱 작업성의 향상과 신뢰성의 향상을 기대할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명은, 플렉시블 프린트 배선판의 구멍에 커넥터의 핀을 삽입시킴으로써, 플렉시블 프린트 배선판의 단자와 커넥터의 핀을 간단하게 전기 접속할 수 있으므로, 청구항 1, 2, 3, 4, 또는 5에 기재된 발명의 효과에 추가해, 더욱 작업성의 향상과 신뢰성의 향상을 기대할 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명은, 플렉시블 프린트 배선판에 설치한 지시 수단의 지시에 따라서, 커넥터에 플렉시블 프린트 배선판을 부착하면, 플렉시블 프린트 배선판의 방향을 틀리지 않고 부착할 수 있으므로, 청구항 1, 2, 3, 4, 5 또는 6에 기재된 발명의 효과에 추가해, 더욱 작업성의 향상과 신뢰성의 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 진공 펌프의 단면도.
도 2는 펌프 본체로부터 제어 유닛을 떼어낸 상태로 나타내는 상기 진공 펌프의 단면도.
도 3은 상기 진공 펌프에 있어서의 케이블을, 플렉시블 프린트 배선판에 커넥터를 부착한 상태로 나타내는 도면이며, (a)는 그 평면도, (b)는 그 측면도.
도 4는 도 3에 나타내는 플렉시블 프린트 배선판 단체(單體)를 나타내는 도면이며, (a)는 그 평면도, (b)는 그 측면도.
도 5는 도 3에 나타내는 커넥터 단체를 나타내는 도면이며, (a)는 그 측면도, (b)는 그 평면도.
도 6은 본 발명의 변형예로서 나타내는 진공 펌프의 단면도.
도 7은 플렉시블 프린트 배선판과 커넥터와 다른 접속예를 설명하기 위한 도면.

본 발명은 소형 경량화와 작업성의 향상 및 비용 저감을 가능하게 하는 진공 펌프를 제공한다고 하는 목적을 달성하기 위해서, 회전체를 갖는 펌프 본체와 상기 펌프 본체를 구동 제어하는 제어 유닛 사이를, 전력이나 제어 신호를 입출력하는 케이블로 전기 접속하여 이루어지는 진공 펌프에 있어서, 상기 케이블을, 시트상을 한 절연성 기재의 표면 상에 배선 패턴이 프린트된 플렉시블 프린트 배선판으로 형성함으로써 실현되었다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 진공 펌프의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 진공 펌프를 나타내는 것으로, 도 1은 펌프 본체에 제어 유닛을 부착한 상태로 나타내는 단면도, 도 2는 펌프 본체로부터 제어 유닛을 떼어낸 상태로 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 있어서, 진공 펌프(10)는, 진공 배기를 행하는 펌프 본체(11)와, 펌프 본체(11)를 구동 제어하는 제어 유닛(12)을 구비하고, 제어 유닛(12)은 펌프 본체(11)의 하면에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 또, 제어 유닛(12)과 펌프 본체(11) 사이는, 후술하는 케이블(13, 14)을 통해 전기적으로 접속되고, 케이블(13, 14)을 통해 전력이나 제어 신호를 입출력할 수 있도록 되어 있다.

더 상술하면, 상기 펌프 본체(11)는, 원통형상의 외통(17)의 상단에 흡기구(15)가 형성되어 있다. 외통(17)의 안쪽에는, 가스를 흡인 배기하기 위한 복수의 회전 날개(18)를 둘레부에 방사상으로, 또한, 다단으로 형성한 회전체(19)를 구비하고 있다.

그 회전체(19)의 중심으로는 로터축(20)이 부착되어 있고, 이 로터축(20)은, 예를 들면, 5축 제어의 자기 베어링에 의해서 공중으로 부상 지지되고, 또한, 위치 제어되고 있다.

상기 상측 경방향 전자석(21)은, 4개의 전자석이 X축과 Y축에 쌍을 이루어 배치되어 있다. 또, 이 상측 경방향 전자석(21)에 근접, 또한, 대응되어, 4개의 상측 경방향 센서(22)가 구비되어 있다. 이 상측 경방향 센서(22)는 회전체(19)의 경방향 변위를 검출해, 그 신호를 제어 유닛(12) 내의 제어 회로(23)에 케이블(13, 14)을 통해 보내도록 구성되어 있다.

상기 제어 유닛(12)에 있어서는, 상측 경방향 센서(22)가 검출한 변위 신호에 의거해, PID 조절 기능을 갖는 제어 회로(23)의 출력에 의해서 상측 경방향 전자석(21)의 여자를 제어해, 로터축(20)의 상측의 경방향 위치를 조정하게 되어 있다. 여기서, 제어 회로(23)는, 상측 경방향 센서(22)가 검출한 로터축(20)의 변위의 아날로그 센서 신호를 A/D 컨버터로 디지탈 신호로 변환해, 그 신호를 처리하고, 상측 경방향 전자석(21)에 흘리는 전류를 조정하여 로터축(20)을 부상시키고 있다.

또, 상측 경방향 전자석(21)에 흘리는 전류를 미세 조정하기 위해서, 상기 상측 경방향 전자석(21)에 흘린 전류를 측정해, 제어 회로(23)에 피드백하고 있다.

상기 로터축(20)은, 고투자율재(예를 들면, 철) 등에 의해 형성되어 있고, 상측 경방향 전자석(21)의 자력에 의해 흡인되게 되어 있다. 이러한 조정은, X축방향과 Y축방향으로 각각 독립하여 행해진다.

또, 하측 경방향 전자석(24) 및 하측 경방향 센서(25)가, 상기 상측 경방향 전자석 24 및 상기 상측 경방향 센서(22)와 동일하게 배치되고, 로터축(20)의 하측의 경방향 위치가, 상측의 경방향 위치와 동일하게, 제어 유닛(12)에 있어서 조정되고 있다.

또한, 축방향 전자석(26A, 26B)이, 로터축(20)의 하부에 구비한 원판형상의 금속 디스크(27)를 상하로 끼고 배치되어 있다. 금속 디스크(27)는, 철 등의 고투자율재로 구성되어 있다. 로터축(20)의 축방향 변위를 검출하기 위해서, 로터축(20)의 축단면에 대향하여 축방향 센서(28)가 구비되고, 그 축방향 변위 신호가 제어 회로(23)에 보내지도록 구성되어 있다.

그리고, 축방향 전자석(26A, 26B)은, 이 축방향 변위 신호에 의거해 제어 유닛(12)의 PID 조절 기능을 갖는 제어 회로(23)를 통한 앰프의 출력에 의해, 여자 제어되게 되어 있다. 축방향 전자석(26A)은 자력에 의해 금속 디스크(27)를 상방으로 흡인하고, 축방향 전자석(26B)은 금속 디스크(27)를 하방으로 흡인한다.

이와 같이, 제어 유닛(12)에서는, 이 축방향 전자석(26A, 26B)이 금속 디스크(27)에 미치는 자력을 적당하게 조절하고, 펌프 본체(11) 내에서는 로터축(20)을 축방향으로 자기 부상시켜, 공간에 비접촉으로 유지하도록 되어 있다.

상기 모터(29)는, 로터축(20)을 둘러싸도록 둘레형상으로 배치된 복수의 자극을 구비하고 있다. 이들 각 자극은, 제어 유닛(12)의 PWM 제어 기능을 갖는 모터 제어 회로를 통한 구동 회로로부터 출력된 동력 신호에 의해, 모터(29)를 회전 구동하도록 제어되고 있다. 또, 모터(29)에는, 도시하지 않은 회전수 센서 및 모터 온도 센서가 부착되어 있고, 이들 회전수 센서 및 모터 온도 센서의 검출 신호를 받아, 제어 유닛(12) 내의 제어 회로(23)에 의해 로터축(20)의 회전이 제어된다.

상기 회전 날개(18, 18…)와 미소한 공극을 두고 복수장의 고정 날개(30, 30…)가 설치되어 있다. 회전 날개(18, 18…)는, 각각 배기 가스의 분자를 충돌에 의해 하방향으로 이송하기 위해서, 로터축(20)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 형성되어 있다.

또, 고정 날개(30, 30…)도, 마찬가지로 로터축(20)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 형성되고, 또한, 외통(17)의 안쪽을 향해서 상기 회전 날개(18)의 단과 엇갈리게 설치되어 있다. 그리고, 상기 고정 날개(30)의 일단은, 복수의 단으로 쌓인 고정 날개 스페이서(31, 31…) 사이에 끼워진 상태로 지지되고 있다.

상기 고정 날개 스페이서(31)는 링형상의 부재이며, 예를 들면 알루미늄, 철, 스테인리스, 구리 등의 금속, 또는 이들 금속을 성분으로서 포함하는 합금 등의 금속에 의해서 구성되어 있다. 고정 날개 스페이서(31)의 외주에는, 미소한 공극을 두고 외통(17)이 고정되어 있다. 외통(17)의 바닥부에는 베이스부(32)가 설치되고, 고정 날개 스페이서(31)의 하부와 베이스부(32) 사이에는 나사를 갖는 스페이서(33)가 설치되어 있다. 그리고, 베이스부(32) 중의 나사를 갖는 스페이서(33)의 하부에는 배기구(34)가 형성되고, 외부에 연통되어 있다.

상기 나사를 갖는 스페이서(33)는, 알루미늄, 구리, 스테인리스, 철, 또는 이들 금속을 성분으로 하는 합금 등의 금속에 의해서 구성된 원통형상의 부재이며, 도시하지 않지만, 그 내주면에는 나선형상의 나사홈이 복수줄 형성되어 있다. 그 나사홈의 나선의 방향은, 회전체(19)의 회전 방향으로 배기 가스의 분자가 이동했을 때에, 이 분자가 배기구(34) 쪽으로 이송되는 방향이다.

상기 회전체(19)의 회전 날개(18, 18…)에 이어지는 최하부에는 회전 날개(118)가 늘어뜨려져 있다. 이 회전 날개(118)의 외주면은, 원통형상이며, 또한, 나사를 갖는 스페이서(33)의 내주면을 향해 돌출되어 있고, 이 나사를 갖는 스페이서(33)의 내주면과 소정의 간극을 두고 근접되어 있다.

상기 베이스부(32)는, 펌프 본체(11)의 기저부를 구성하는 원반형상의 부재이며, 일반적으로는 철, 알루미늄, 스테인리스 등의 금속에 의해서 구성되어 있다.

상기 베이스부(32)는, 펌프 본체(11)를 물리적으로 유지함과 더불어, 열의 전도로의 기능도 겸비하고 있으므로, 철, 알루미늄이나 구리 등의 강성이 있고, 열전도율도 높은 금속이 사용되는 것이 바람직하다.

그리고, 베이스부(32)의 하면에는, 펌프 본체(11)측의 케이블(13)과 제어 유닛 14측의 케이블(14)을 접속시킨 후, 펌프 축심과 동축 상태로 제어 유닛(12)이 볼트 등으로 착탈 가능하게 부착되고, 컴팩트하게 조립되어 소형화되어 있다. 또한, 이 부착에서는, 베이스부(32)와 제어 유닛(12) 사이에 시일재(35)가 설치되고, 펌프 본체(11)의 내부가 진공 상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.

펌프 본체(11)측의 케이블(13)과 제어 유닛(12)측의 케이블(14)은 각각, 배선판(41)과 플렉시블 프린트 배선판(41)의 일단에 부착된 커넥터(42)로 이루어진다. 그리고, 펌프 본체(11)측의 플렉시블 프린트 배선판(41)의 타단이 펌프 본체(11)의 도시하지 않은 단자대에 부착되고, 제어 유닛(12)측의 플렉시블 프린트 배선판(41)의 타단이 제어 회로(23)의 회로 기판에 접속되어 있는 점과, 펌프 본체(11)측의 커넥터(42)가 수단자이며 제어 유닛(12)측의 커넥터(42)가 암단자로서 서로 착탈 가능한 점 등을 제외하고는, 기본 구조는 동일하다. 그래서, 케이블(13, 14)의 구조를, 펌프 본체(11)측의 케이블(13)을 대표해, 다음에 도 3~도 5를 이용하여 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 케이블(13)은, 플렉시블 프린트 배선판(41)의 일단에 부착된 커넥터(42)로 구성되어 있다.

커넥터(42)는, 도 3 외에, 도 5에서도 상세하게 나타내고 있는 바와 같이, 외주에 부착해 플랜지부(43)를 일체로 설치한 원통형상의 커넥터 본체(44)와, 이 커넥터 본체(44) 내에 축선방향으로 병렬 배치된 복수개의 컨택트 핀(단자)(45, 45…)와, 각 컨택트 핀(45, 45…) 사이를 전기 절연하는 인슐레이터(49) 등으로 구성되어 있다. 또, 복수개의 컨택트 핀(45, 45…)은, 플렉시블 프린트 배선판(41)의 연장 설치 방향으로 연장되는 중심선(O)을 사이에 끼고 대칭의 형태로 규칙적으로 정렬 배치되어 있다. 각 컨택트 핀(45, 45…)은, 플렉시블 프린트 배선판(41)과 접속되는 일단측이 도 3 및 도 5에 나타내는 바와 같이 커넥터 본체(11)로부터 외측으로 크게 돌출하고, 제어 유닛(12)측의 커넥터(42)와 접속되는 타단측은 커넥터 본체(44)의 공간 내로 돌출하며, 제어 유닛(12)측의 커넥터(42)에 설치된 복수개의 암측 컨택트 핀과 접속할 수 있도록 되어 있다.

플렉시블 프린트 배선판(41)은, 두께 t(도 4 참조)가 12μm~50μm의 시트상을 한 절연기재(예를 들면, 플라스틱 필름) 상에, 두께 2μm~50μm 정도의 구리박 등으로 복수의 전기 회로(46, 46…), 즉 배선 패턴을 인쇄한 것이다. 그 각 전기 회로(46, 46…)의 일단측에는, 커넥터(42)측의 컨택트 핀(45, 45…)에 각각 대응하여, 컨택트 핀(45, 45…)이 삽입 가능한 관통 구멍과 상기 관통 구멍을 둘러싸고 형성된 단자로 이루어지는, 스루홀(관통 구멍)(47)이 형성되어 있다. 따라서, 플렉시블 프린트 배선판(41) 상에 형성된 각 스루홀(47)은, 플렉시블 프린트 배선판(41)의 연장 설치 방향으로 연장되는 중심선(O)을 사이에 끼고 대칭의 형태로 규칙적으로 정렬된 상태로 설치되어 있다. 또, 전기 회로(46, 46…)의 수는, 커넥터(42)측의 컨택트 핀(45, 45…)의 수와 전부가 동일하지 않고, 제어 유닛(12)측의 제어 회로(23)와 접속을 필요로 하는 부분에만 설치되고, 제어 유닛(12)측과의 접속을 필요로 하지 않는 부분의 시트 개소는 접속의 방해가 되지 않도록 컷(예를 들면 부호 48로 나타내는 개소)되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 21개의 컨택트 핀(45, 45…)과, 그 컨택트 핀(45, 45)에 대응한 스루홀(47, 47…)이 접속되어 있다.

그리고, 이와 같이 구성된 케이블(13)은, 도 3에 나타내는 바와 같이 커넥터(42)의 컨택트 핀(45, 45…)에 플렉시블 프린트 배선판(41)측의 스루홀(47, 47…)을 대응시켜, 컨택트 핀(45, 45…)이 스루홀(47, 47…) 내에 삽입 걸어맞춰진다. 그 후, 컨택트 핀(45, 45…)과 스루홀(47, 47…) 사이를 땜납 딥 등으로 납땜 하면, 커넥터(42)와 플렉시블 프린트 배선판(41) 사이가 전기적으로 고정 접속된다.

이와 같이 형성된 케이블(13)은, 플렉시블 프린트 배선판(41)이 자유롭게 굴곡되므로, 플렉시블 프린트 배선판(41)을 필요로 하는 위치에 자유롭게 설치한 후, 펌프 본체(11)와 제어 유닛(12) 사이에서, 커넥터(42, 42)끼리를 기계적·전기적으로 접속할 수 있다. 또, 종래의 와이어 케이블을 사용한 경우에는, 케이블을 용이하게 굴곡시킬 수 없음과 더불어, 큰 와이어의 다발이 되므로, 예를 들면, 도 2 중에 해칭을 넣어 나타내는 영역(50)이 필요했었던 것에 비해, 본 실시예와 같이 플렉시블 프린트 배선판(41)을 사용한 경우에는, 그 영역(50)을 없애, 케이블(13)이 차지하는 스페이스 및 중량을 작게하여 소형·경량화를 가능하게 한다.

또한, 도 3에 나타내는 케이블(13)에 있어서, 플렉시블 프린트 배선판(41)의 연장 설치 방향으로 연장되는 중심선(O)을 사이에 끼고 상측의 전기 회로(46, 46…)는, 상측 경방향 센서(22) 등의 신호가 보내어져 오는 전기 회로이며, 하측의 전기 회로(46, 46…)는, 하측 경방향 센서(25) 등의 신호가 보내어져 오는 전기 회로이다. 따라서, 플렉시블 프린트 배선판(41)의 중심선(O)을 사이에 끼고 대칭인 형태로 전기 회로(46, 46…) 및 스루홀(47, 47…)이 형성되어 있는 경우, 중심선(O)을 사이에 끼고 반대 방향, 즉 플렉시블 프린트 배선판(41)의 표리면을 반대로 하여 상기 플렉시블 프린트 배선판(41)을 커넥터(42)에 부착한 경우에도, 플렉시블 프린트 배선판(41)은 커넥터(42)에 접속된다.

그런데, 플렉시블 프린트 배선판(41)을 커넥터(42)에 부착하는 경우, 플렉시블 프린트 배선판(41)의 상하면을 반대로 하여, 반대 방향으로 접속된 경우에서는, 펌프 본체의 단자대에 따라서도 다르지만, 제어 회로(23)에 각각 입력되는 상측 경방향 센서(22)와 하측 경방향 센서(25)로부터의 신호가 반대가 되어, 문제가 발생하는 일이 있다. 그래서, 본 실시예에서는 도 3 및 도 4에 부호로 나타내는 바와 같이, 플렉시블 프린트 배선판(41)의 일면과 커넥터(42)의 일면에는 각각, 커넥터(42)에 대해 플렉시블 프린트 배선판(41)을 부착하는 방향을 지시하는 지시 수단으로서의, 삼각형상으로 착색된 마크(51a, 51b)를 설치하고 있다. 따라서, 조립 작업시에는, 플렉시블 프린트 배선판(41)은 마크(51a)가 인쇄되고 있는 면을 위로 하고, 또 그 마크(51a)를 커넥터(42) 상에 인쇄되어 있는 마크(51b)에 맞대어 조립하면, 오장착을 방지할 수 있도록 하고 있다.

또한, 지시 수단은 삼각형상으로 착색된 마크(51a, 51b)로 한정하지 않고, 예를 들면 플렉시블 프린트 배선판(41)과 커넥터(42) 사이에 도형 등의 마크나 착색을 실시해, 커넥터(42)에 대해 플렉시블 프린트 배선판(41)을 부착하는 방향을 지시하는 등으로 해도 된다. 지시 수단의 마크는, 플렉시블 프린트 배선판(41)측(마크 51a)만, 또는 커넥터(42)측(마크 51b)만, 혹은 플렉시블 프린트 배선판(41)측(마크 51a)과 커넥터(42)측(마크 51b)의 양방에 설치해도 된다.

다음에, 이와 같이 구성된 진공 펌프(10)의 동작을 설명한다. 우선, 회전 날개(18)가 모터(29)에 의해 구동되어 로터축(19)와 함께 회전하면, 회전 날개(18)와 고정 날개(30)의 작용에 의해, 흡기구(15)를 통해서 챔버로부터의 배기 가스가 흡기된다. 흡기구(15)로부터 흡기된 배기 가스는, 회전 날개(18)와 고정 날개(30) 사이를 지나, 베이스부(32)로 이송된다. 그리고, 베이스부(32)로 이송되어 온 배기 가스는, 나사를 갖는 스페이서(33)의 나사홈에 안내되면서 배기구(34)로 보내진다. 이 운전을 계속함으로써, 챔버 내를 진공 상태로 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 나사를 갖는 스페이서(33)는 회전 날개(18)의 외주에 설치하고, 나사를 갖는 스페이서(33)의 내주면에 나사홈이 형성되어 있는 것으로 설명했다. 그러나, 이것과는 반대로 회전 날개(18)의 외주면에 나사홈이 형성되고, 그 주위에 원통형상의 내주면을 갖는 스페이서가 배치되는 경우도 있다.

또, 흡기구(15)로부터 흡인된 가스가 모터(29), 하측 경방향 전자석(24), 하측 경방향 센서(25), 상측 경방향 전자석(21), 상측 경방향 센서(22) 등으로 구성되는 전장부측에 침입하는 일이 없도록, 퍼지 가스로 소정압으로 유지되고 있다.

이 때문에, 베이스부(32)에는 도시하지 않은 배관이 설치되고, 이 배관을 통해서 퍼지 가스가 도입된다. 도입된 퍼지 가스는, 보호 베어링(36)과 로터축(20) 사이, 모터(29)의 로터와 스테이터 사이, 스테이터 칼럼(37)과 회전 날개(18) 사이의 간극을 통해서 배기구(34)로 송출된다.

또, 본 실시예에서는, 제어 유닛(12)을 펌프 본체(11)의 하면(베이스부(32)의 하면)에 부착해, 펌프 본체(11)와 일체화한 구조를 개시했는데, 펌프 본체(11)와는 다른 위치에 제어 유닛(12)을 설치해도 되는 것이다.

그 경우, 펌프 본체(11)로부터 인출되는 케이블(13)은, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 펌프 본체(11) 내에서 플렉시블 프린트 배선판(41)을 자유롭게 설치하고, 그 플렉시블 프린트 배선판(41)의 선단에 부착된 커넥터(42)를 펌프 본체(11)의 측면에 고정하고, 이 커넥터(42)를 통해 도시하지 않은 제어 유닛으로부터의 케이블과 고정하도록 해도 된다. 여기서의 부착도, 베이스부(32)와 커넥터(42) 사이에 도시하지 않은 시일재(35)가 설치되어, 펌프 본체(11)의 내부가 진공 상태를 유지할 수 있도록 한다. 또, 도 6에 나타내는 진공 펌프(10)는, 제어 유닛이 다른 위치에 설치되어 있는 점이, 도 1, 도 2에 나타낸 진공 펌프(10)의 구성과 상이할 뿐이며, 펌프 본체(11)의 구성은 기본적으로 동일하므로, 동일 부재에는 동일 부호를 부여해 설명은 생략한다.

또한, 본 발명은, 일부의 전기 접속, 예를 들면 전류가 적은 자기 베어링의 경방향이나 축방향 센서, 회전수 센서 등의 신호선만을 플렉시블 프린트 배선판으로 하여 설명으로 했는데, 이것으로 한정되지 않고, 모든 신호선을 플렉시블 프린트 배선판(41)으로 접속해도 된다.

또, 플렉시블 프린트 배선판(41)은, 복수층의 플렉시블 프린트 배선판이어도 된다. 이에 의해, 플렉시블 프린트 배선판의 폭이 작아져, 컴팩트하게 할 수 있다.

또한, 플렉시블 프린트 배선판은 1장이 아니라, 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이, 플렉시블 프린트 배선판(41(A))과 플렉시블 프린트 배선판(41(B))을 겹쳐 배선하도록 하여, 복수장을 겹친 형태로의 구성이어도 된다. 이 경우, 예를 들면, 플렉시블 프린트 배선판(41(B))은 모터용 전력선이나 자기 베어링의 여자 전류 등의 전류가 큰 전기 접속용 플렉시블 프린트 배선판으로 하고, 플렉시블 프린트 배선판(41(A))은 그 이외의 전류가 작은 전기 접속용 프린트 배선판으로 나누어 이루어지는 구성해도 된다. 이에 의해, 배선판마다의 절연층의 두께를 변화시키는 것이 용이해진다. 그 때, 진공 커넥터의 핀의 길이를 변화시키는 대책을 취함으로써, 핀과의 간섭을 피할 수 있다.

또한, 본 발명은, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 한 다양한 개변을 이룰 수 있고, 그리고, 본 발명이 상기 개변된 것에 미치는 것은 당연하다.

10:진공 펌프
11:펌프 본체
12:제어 유닛
13, 14:케이블
15:흡기구
17:외통
18:회전 날개
118:최하위의 회전 날개
19:회전체
20:로터축
21:상측 경방향 전자석
22:상측 경방향 센서
23:제어 회로
24:하측 경방향 전자석
25:하측 경방향 센서
26A, 26B:축방향 전자석
27:금속 디스크
28:축방향 센서
29:모터
30:고정 날개
31:회전 날개 스페이서
32:베이스부
33:나사를 갖는 스페이서
34:배기구
35:시일재
36:보호 베어링
37:스테이터 칼럼
41:플렉시블 프린트 배선판
42:커넥터
43:플랜지부
44:커넥터 본체
45:컨택트 핀
46:전기 회로(배선 패턴)
47:스루홀
48:컷 개소
49:인슐레이터
50:종래 구조에서 필요했던 영역
51a, 51b:지시 수단으로서의 마크

Claims

회전체를 갖는 펌프 본체와, 상기 펌프 본체를 구동 제어하는 제어 유닛을 구비하고, 상기 펌프 본체 내의 전기 접속, 상기 제어 유닛 내의 전기 접속, 또는 상기 펌프 본체와 상기 제어 유닛 사이의 전기 접속을 케이블을 이용하여 이루어지는 진공 펌프에 있어서, 상기 케이블의 적어도 일부를, 시트상 절연성 기재의 표면 상에 배선 패턴을 설치하여 이루어지는 플렉시블 프린트 배선판으로 형성되며,
상기 플렉시블 프린트 배선판은, 적어도 일단측에 복수의 구멍을 구비하고,
상기 복수의 구멍은, 상기 배선 패턴의 각 전기 회로의 일단측 단자로서 형성되며,
상기 플렉시블 프린트 배선판의 상기 적어도 일단측에 커넥터가 부착되며,
상기 커넥터의 일부의 핀이, 상기 복수의 구멍에 전기적으로 접속되며,
상기 진공 펌프의 신호선의 적어도 일부는, 상기 플렉시블 프린트 배선판의 상기 배선 패턴을 통해 상기 핀에 전기적으로 접속되며,
모터의 전자석 또는 자기 베어링의 전자석에 급전하는 배선은, 상기 플렉시블 프린트 배선판을 거치지 않고 상기 커넥터의 상기 핀을 제외한 핀에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 펌프 본체에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 핀은, 상기 플렉시블 프린트 배선판의 연장 방향 중심을 사이에 끼고 좌우 대칭인 위치에 설치되고, 상기 커넥터는 상기 플렉시블 프린트 배선판을 부착하는 방향을 지시하는 지시 수단을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
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청구항 1, 2 또는 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플렉시블 프린트 배선판은, 상기 플렉시블 프린트 배선판을 부착하는 방향을 지시하는 지시 수단을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
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