專利名稱：真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泵單元與電源單元成為一體的一體型真空泵。
背景技術(shù)：
在如渦輪分子泵或牽引分子泵那樣的真空泵中，在泵主體的外殼側(cè)面設(shè)有排氣 口。此外，用于與控制電源(電源單元)連接的控制電源連接口(連接器)設(shè)在泵主體的 外殼側(cè)面(參照專利文獻I)。專利文獻I :日本授權(quán)實用新型第3138105號公報但是，在上述專利文獻所記載的真空泵中，為了改變控制電源相對于以泵心軸作 為中心的泵主體的安裝相位，需要將控制電源連接口重新設(shè)置到別的位置。因此，不容易改 變控制電源相對于泵主體的安裝相位。

發(fā)明內(nèi)容
(I)技術(shù)方案I涉及的真空泵包括泵主體，其具有被磁軸承支承的旋轉(zhuǎn)體；控制 單元，其以與泵心軸同軸的狀態(tài)被安裝在泵主體的下表面上，用于驅(qū)動控制泵主體；連接器 裝置，其用于在泵主體與控制單元之間輸入以及輸出電力、控制信號，該連接器裝置具有泵 主體側(cè)的第一連接器構(gòu)件和控制單元側(cè)的第二連接器構(gòu)件，該第一連接器構(gòu)件和第二連接 器構(gòu)件能夠相互裝卸；以及連接器安裝構(gòu)件，其以與泵心軸同軸的狀態(tài)被安裝在泵主體的 下表面上，在該連接器安裝構(gòu)件上設(shè)置有第一連接器構(gòu)件，與泵主體和控制單元的安裝相 位相對應(yīng)地，使連接器安裝構(gòu)件以第一安裝相位或者第二安裝相位被安裝在泵主體的下 表面上。根據(jù)本發(fā)明，能容易地改變控制單元相對于泵主體的安裝相位。


圖I是渦輪分子泵裝置的外觀圖。圖2是說明水冷套的圖，(a)是俯視圖、(b)是主視圖、(C)是仰視圖。圖3是III-III向視剖視圖。圖4是說明電源裝置殼體的圖，(a)是俯視圖、(b)是主視圖。圖5是圖4的V-V剖視圖。圖6是圖4的VI-VI剖視圖。圖7是圖4的VII-VII剖視圖。圖8是說明套(jacket)主體與電源裝置殼體的配合結(jié)構(gòu)的圖。圖9是詳細表示控制裝置的框圖。圖10是表示機構(gòu)部封閉板的圖，(a)是側(cè)視圖、(b)是仰視圖。圖11是表示被安裝在外殼的下表面上的機構(gòu)部封閉板的圖，(a)是側(cè)視圖、(b)是 仰視圖。
具體實施方式
參照圖1 圖11，說明作為本發(fā)明一實施方式的渦輪分子泵裝置I。渦輪分子泵 裝置利用電動機驅(qū)動形成有旋轉(zhuǎn)葉片的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，通過使該旋轉(zhuǎn)葉片相對于固定葉片高速 旋轉(zhuǎn)，排出氣體分子。這種渦輪分子泵裝置連接在各種真空處理裝置使用。
圖1表示作為本發(fā)明一實施方式的渦輪分子泵裝置I的外觀。渦輪分子泵I包括 用于進行真空排氣的泵主體11、冷卻裝置13、以及用于驅(qū)動控制泵主體11的電源裝置(控 制單元)14。關(guān)于泵主體11見后述。
冷卻裝置13安裝在泵主體11與電源裝置14之間，主要用于冷卻電源裝置14內(nèi) 的發(fā)熱構(gòu)件，特別是電動機驅(qū)動回路中的電子零件。如圖2所示，冷卻裝置13具有套主體 13a，該套主體13a的內(nèi)部形成有冷卻水通道13d ;冷卻水入口 13b以及冷卻水出口 13c，它 們用于從未圖示的泵向冷卻水通道循環(huán)冷卻水。
泵主體11包括外殼110和安裝在外殼110下方的基座12(外殼120)。在外殼110 的圖1的上下位置處設(shè)有連接用法蘭110UF、110LF。在外殼120的圖1的上下位置處設(shè)有 連接用法蘭120UF、120LF。將外殼110和外殼120稱為泵外殼。外殼110的上部連接用法 蘭110UF利用螺栓IlBT連接于未圖示的真空處理裝置的排氣口。外殼110的下部連接用 法蘭110LF利用螺栓12BT連接于外殼120的上部連接用法蘭120UF。外殼120的下部連接 用法蘭120LF設(shè)置在冷卻裝置13的上表面13US上，而且冷卻裝置13利用螺栓13BT緊固 在外殼120的下表面上。冷卻裝置13的下表面抵接于電源裝置14的殼體(金屬制)140 的上端面，殼體140利用螺栓14BT緊固在冷卻裝置13上。
如圖2所示，套主體13a為大致八邊形的平板形狀，在底面形成有平面形狀為大致 八邊形的凸部13e。在套主體13a的上表面13US的中央設(shè)有用于防止與后述的機構(gòu)部封閉 板122干擾的大致圓形的凹部13i。在凹部13i的從凹部13i的中心位置偏心的位置設(shè)有 供后述的連接器構(gòu)件132以及各配線145貫穿的開口 13j。在套主體13a的外周每隔規(guī)定 角度形成有突出部13f，在該突出部13f上貫穿該突出部13f地設(shè)有孔13g，該孔13g用于 將電源裝置殼體140緊固在該突出部13f上。
在凸部13e上以與泵旋轉(zhuǎn)心軸(泵心軸)呈同心圓狀布置的方式設(shè)有螺紋孔13h。 如圖1所示，在排氣部12的外殼120的下部連接法蘭120LF上抵接套上表面13US，并通過 將螺栓13BT螺紋結(jié)合于螺紋孔13h，將套主體13a緊固在外殼120上。在套主體13a的背 面13LS上抵接電源裝置殼體140的上端面，并通過將螺栓14BT螺紋結(jié)合于電源裝置殼體 140的螺紋孔，將電源裝置14緊固在套主體13a上。
圖3是關(guān)于渦輪分子泵裝置I的圖1的II1-1II向視剖視圖。另外，在圖3中省 略記載了后述的螺栓124、配設(shè)在電源裝置14的內(nèi)部的電路基板等。在泵外殼的內(nèi)部中心， 以使轉(zhuǎn)子4能旋轉(zhuǎn)的方式配置有轉(zhuǎn)子4，該轉(zhuǎn)子4具有在該旋轉(zhuǎn)軸4c的周圍在該旋轉(zhuǎn)軸的 軸向(圖示上下方向)以多級排列的轉(zhuǎn)子葉片4a。
該渦輪分子泵裝置I是復合型的渦輪分子泵，在外殼110的內(nèi)部空間具有葉片排 氣部2，在外殼120的內(nèi)部空間具有螺旋槽排氣部3。葉片排氣部2由多級的轉(zhuǎn)子葉片4a 和多級的定子葉片6構(gòu)成，螺旋槽排氣部3由轉(zhuǎn)子圓筒部4b和螺旋定子8構(gòu)成。
轉(zhuǎn)子葉片4a和定子葉片6在泵的軸向上交替配置。在外殼110的內(nèi)表面上層疊有多個環(huán)狀墊圈5，各定子葉片6的外周部被上下的墊圈5夾持而被保持。在轉(zhuǎn)子4上一體形成有配置在外殼120內(nèi)的轉(zhuǎn)子圓筒部4b。在轉(zhuǎn)子圓筒部4b的外周形成有螺旋槽4b2，在螺旋槽4b2的外周配置有圓筒形狀的螺旋定子8。螺旋定子8利用螺栓41被固定在外殼 120 上。
對于形成有轉(zhuǎn)子圓筒部4b以及多級轉(zhuǎn)子葉片4a的轉(zhuǎn)子4，利用設(shè)置在外殼120的徑向磁軸承31以及推力磁軸承32以非接觸狀態(tài)支承該轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸4c。轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸4c被磁軸承31、32以非接觸的方式支承，并且利用電動機35驅(qū)動轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。利用間隙傳感器33a、33b、33c檢測轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸4c的磁懸浮位置。附圖標記34是機械式的保護軸承，用于在轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸4c處于沒有在磁軸承31、32的磁作用下懸浮的狀態(tài)時、支承轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸4c的。
在外殼120上設(shè)有用于安裝轉(zhuǎn)子4、電動機35等機構(gòu)部的空間125，在外殼120的下表面設(shè)有通至空間125的開口 121。在渦輪分子泵裝置I的運轉(zhuǎn)過程中，空間125成為真空狀態(tài)。因此，開口 121被機構(gòu)部封閉板122封閉。機構(gòu)部封閉板122是呈圓形板形狀的封閉法蘭狀構(gòu)件，在機構(gòu)部封閉板122上安裝有后述的連接器裝置130的連接器構(gòu)件131。 關(guān)于機構(gòu)部封閉板122后面詳細敘述。
當利用電動機35驅(qū)動轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)時，未圖示的真空處理裝置內(nèi)的氣體分子從進氣口 IlQ流入。從進氣口 IlQ流入的氣體分子在葉片排氣部2處被拍打向下游側(cè)。雖然未圖示，轉(zhuǎn)子葉片4a與定子葉片6的葉片傾斜方向相反，而且，傾斜角度形成為從作為高真空側(cè)的前級側(cè)朝向作為下游側(cè)的后級側(cè)變化為難以使氣體分子逆行的角度。氣體分子在葉片排氣部2處被壓縮而移送向圖示下方的螺旋槽排氣部3。
在螺旋槽排氣部3中，當轉(zhuǎn)子圓筒部4b相對于螺旋定子8高速旋轉(zhuǎn)時，由粘性流產(chǎn)生排氣功能，從葉片排氣部2移送向螺旋槽排氣部3的氣體一邊被壓縮一邊被移送向排氣口 12H方向，從而被排氣成真空狀態(tài)。另外，在本實施方式中，將具有螺旋槽結(jié)構(gòu)的螺旋槽排氣部3作為排氣部，但是也包括除螺旋槽結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)，有時也將由粘性流發(fā)揮排氣功能的部分稱為牽引泵部。
參照圖4說明電源裝置殼體140。電源裝置殼體140形成為具有蓋部以及底部的八棱筒狀，如在圖6以及圖7也放大表示地那樣，在敞口端140a的整周設(shè)有大致八邊形的環(huán)狀凹部140b。在敞口端140a的外周每隔規(guī)定角度形成有突出部140c，在該突出部140c 中設(shè)有用于將電源裝置殼體140與套主體13a緊固起來的螺紋孔140d。如圖8所示，在環(huán)狀凹部140b中配合有套主體13a的凸部13e。S卩，冷卻裝置13的凸部13e的八邊形形狀的周緣嵌入到同為大致八邊形的環(huán)狀凹部140b中。
參照圖9說明電源裝置14。從一次電源15向電源裝置14供給交流電，交流電被輸入到AC/DC轉(zhuǎn)換器14a。被輸入的交流電的電壓通過電壓傳感器14b檢測。AC/DC轉(zhuǎn)換器14a將從一次電源15供給的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。從AC/DC轉(zhuǎn)換器14a輸出的直流電被輸入到用于驅(qū)動電動機35的3相逆變器14c和DC/DC轉(zhuǎn)換器14d。被輸入到DC/DC轉(zhuǎn)換器14d的直流電的電壓通過電壓傳感器14e檢測。D C/DC轉(zhuǎn)換器14d的輸出分別被輸入到逆變器控制電路Hf以及磁軸承控制部14g中，該逆變器控制電路14f利用PWM控制等控制3相逆變器14c，該磁軸承控制部14g用于控制由磁軸承31、32進行的磁懸浮。
磁軸承控制部14g包括勵磁放大器142g和進行軸承控制的控制部141g，該勵磁放大器142g根據(jù)由控制部141g計算出的控制信號給磁軸承31、32供給勵磁電流。
通過轉(zhuǎn)速傳感器19檢測出的轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)速被輸入到逆變器控制電路14f中，逆變 器控制電路Hf根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制3相逆變器14c。此外，附圖標記14h是用于消耗再生剩 余電力的再生制動電阻(管狀加熱器(sheath heater))，用該再生制動電阻14h消耗轉(zhuǎn)子 減速時的再生電力。通過利用晶體管控制電路14i控制晶體管14j的通斷，由此控制在再 生制動電阻14h中流動的電流的通斷。附圖標記14k是用于防止在再生時電力逆流的二極 管。省略說明關(guān)于電源裝置14的元件以及基板的具體配置。
泵主體11側(cè)的多條配線135與電源裝置14側(cè)的多條配線145借助連接器裝置 130相連接。連接器裝置130包括能夠相互裝卸的一對連接器構(gòu)件131、132。一連接器構(gòu) 件131具有各配線135的端子，該連接器構(gòu)件131如上所述地被安裝在機構(gòu)部封閉板122 上。另一連接器構(gòu)件132具有各配線145的端子。連接器構(gòu)件132被安裝在各配線145的 端部上，該配線145從電源裝置殼體140的內(nèi)部經(jīng)由被設(shè)置在套主體13a的開口 13j引出 到外部。當連接器構(gòu)件131與連接器構(gòu)件132被連接起來時，各配線135的端子與各配線 145的端子被電連接。
以往，在泵主體11的下表面以與泵心軸(即轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)中心軸)同軸的狀態(tài)安 裝電源裝置14時，由于如下的理由，不能自由改變以泵心軸為中心的電源裝置14相對于 泵主體的安裝相位。即，以往，在泵主體11側(cè)，由于連接器構(gòu)件131被直接安裝在外殼120 上，因此難以在裝配泵主體11之后改變連接器構(gòu)件131相對于泵主體11的位置。此外，在 電源裝置14側(cè)，由于需要改變基板設(shè)計，因此難以在裝配電源裝置14之后改變連接器構(gòu)件 132相對于電源裝置14的位置。因此，為了連接連接器構(gòu)件131與連接器構(gòu)件132，只能將 電源裝置14以將連接器構(gòu)件131與連接器構(gòu)件132的位置對齊的安裝相位安裝在泵主體 11上。
根據(jù)真空泵I的使用者的情況，若要改變渦輪分子泵裝置I的周圍的設(shè)備的布局 時，例如，希望能夠任意改變排氣口 12H的朝向和冷卻水入口 13b以及冷卻水出口 13c的朝 向。但是，如上所述，在以往的渦輪分子泵裝置中，不能自由改變以泵心軸為中心的電源裝 置14相對于泵主體11的安裝相位。
因此，在本實施方式的真空泵I中，配合以泵心軸為中心的電源裝置14相對于泵 主體11的安裝相位，改變安裝有連接器構(gòu)件131的機構(gòu)部封閉板122向外殼120安裝的 安裝相位，由此將連接器構(gòu)件131與連接器構(gòu)件132的位置對齊。
圖10是表示機構(gòu)部封閉板122的圖。圖10的(a)是側(cè)視圖，圖10的(b)是仰視 圖。圖11是表示被安裝在外殼120的下表面上的機構(gòu)部封閉板122的圖，圖11的(a)是 側(cè)視圖，圖11的(b)是仰視圖。在機構(gòu)部封閉板122上設(shè)有螺栓孔122a，該螺栓孔122a 用于利用螺栓124將該機構(gòu)部封閉板122安裝于外殼120的下表面；貫穿孔122b，其供各 配線135貫穿。
螺栓孔122a以與冷卻裝置13的螺紋孔13h相同的角度間隔、以與機構(gòu)部封閉板 122的中心位置(即泵心軸)呈同心圓狀布置的方式設(shè)置。貫穿孔122b設(shè)在機構(gòu)部封閉 板122的從中心位置偏心的位置。貫穿孔122b從機構(gòu)部封閉板122的中心位置偏心的偏 心量(尚開距尚)與冷卻裝置13的開口 13j的偏心量相同。由此，機構(gòu)部封閉板122能夠 以泵心軸作為中心而每隔與冷卻裝置13的螺紋孔13h的角度間隔相同的角度間隔以任意角度相位安裝于外殼120的下表面，并且能夠使連接器構(gòu)件131與連接器構(gòu)件132的位置 對齊地將連接器構(gòu)件131與連接器構(gòu)件132連接起來。
當利用螺栓124將機構(gòu)部封閉板122安裝在外殼120的下表面上時，利用O型密 封圈123保持外殼120內(nèi)外的氣密性。
如上，在本實施方式中，在機構(gòu)部封閉板122上安裝連接器構(gòu)件131，并且機構(gòu)部 封閉板122和電源裝置14構(gòu)成為，能夠以泵心軸作為中心以每隔相同角度間隔的任意角度 相位安裝在外殼120上。由此，能夠自由改變以泵心軸作為中心的電源裝置14相對于泵主 體11的安裝相位，因此容易改變渦輪分子泵裝置I的周圍的設(shè)備的布局，提高布局的自由 度。具體是相對于泵主體11的排氣口 12H的方向，能夠容易改變冷卻裝置13的冷卻水入 口 13b以及冷卻水出口 13c的朝向、向一次電源15連接電源裝置14的配線的朝向、與連接 在電源裝置14的外部的設(shè)備相連接的通訊電纜的連接位置等。
此外，在改變電源裝置14相對于泵主體11的安裝相位時，不需要在泵主體11與 電源裝置14之間插入適配器、電纜，因此能夠抑制成本增加，并且能夠抑制渦輪分子泵裝 置I的高度增高。
奪形例
(I)在上述的說明中，機構(gòu)部封閉板122的螺栓孔122a的角度間隔與冷卻裝置13 的螺紋孔13h的角度間隔相同，但是本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是機構(gòu)部封閉板122 的螺栓孔122a的角度間隔是冷卻裝置13的螺紋孔13h的角度間隔的2倍以上的整數(shù)倍， 也可以是冷卻裝置13的螺紋孔13h的角度間隔是機構(gòu)部封閉板122的螺栓孔122a的角度 間隔的2倍以上的整數(shù)倍。
(2)在上述的說明中，在外殼120與冷卻裝置13的緊固以及外殼120與機構(gòu)部封 閉板122的緊固中使用了螺栓，因此電源裝置14相對于泵主體11的安裝相位只能改變規(guī) 定的角度間隔，但是本發(fā)明不限定于此。作為外殼120與冷卻裝置13的緊固構(gòu)造以及外殼 120與機構(gòu)部封閉板122的緊固構(gòu)造，例如也可以采用如用夾具緊固ISO金屬環(huán)連接接頭的 情況的那樣的構(gòu)造，由此能夠相對于泵主體11以任意安裝相位安裝電源裝置14。
(3)在上述的說明中，在凹部13i的從中心位置偏心的位置設(shè)有開口 13j，在機構(gòu) 部封閉板122的從中心位置偏心的位置設(shè)有貫穿孔122b，但是本發(fā)明不限定于此。例如， 也可以在凹部13i的中心位置設(shè)有開口 13j,在機構(gòu)部封閉板122的中心位置設(shè)有貫穿孔 122b。另外，即使在這種情況下，為了使連接器構(gòu)件131與連接器構(gòu)件132以正確的角度 相位相連接，需要配合電源裝置14相對于泵主體11的安裝相位而改變機構(gòu)部封閉板122 向外殼120安裝的安裝相位。
(4)在上述的說明中，作為真空泵的一例對渦輪分子泵進行了說明，但是本發(fā)明不 限定于渦輪分子泵，也能夠適用于具有螺旋槽泵級的泵，例如牽引泵等。
(5)在上述的說明中，在套主體13a的上表面13US的中央設(shè)有用于防止與后述的 機構(gòu)部封閉板122干擾的大致圓形的凹部13i，但是并不是必須設(shè)置凹部13i。
(6)也可以各自組合上述的各實施方式以及變形例。
另外，本發(fā)明不限定于上述實施方式，包含具有以下特征的各種結(jié)構(gòu)的真空泵，所 述特征為，包括泵主體，其具有被磁軸承支承的旋轉(zhuǎn)體；控制單元，其以與泵心軸同軸的 狀態(tài)被安裝在泵主體的下表面上，用于驅(qū)動控制泵主體；連接器裝置，其在泵主體與控制裝置之間輸入以及輸出電力、控制信號，該連接器裝置具有泵主體側(cè)的第一連接器構(gòu)件和控 制單元側(cè)的第二連接器構(gòu)件，該第一連接器構(gòu)件和第二連接器構(gòu)件能夠相互裝卸；連接器 安裝構(gòu)件，其以與泵心軸同軸的狀態(tài)被安裝在泵主體的下表面上，在該連接器安裝構(gòu)件上 設(shè)置有第一連接器構(gòu)件，與泵主體和控制單元間的安裝相位相對應(yīng)地，使連接器安裝構(gòu)件 以第一安裝相位或者第二安裝相位被安裝在泵主體的下表面上。
附圖標記說明
I渦輪分子泵裝置
2葉片排氣部
3螺旋槽排氣部
4轉(zhuǎn)子
6定子葉片
8螺旋定子
11泵主體
13冷卻裝置
14電源裝置(控制單元)
110,120 外殼
121 開口
122機構(gòu)部封閉板
130連接器裝置
131、132連接器構(gòu)件。
權(quán)利要求
1.一種真空泵，其特征在于，包括 泵主體，其具有被磁軸承支承的旋轉(zhuǎn)體； 控制單元，其以與泵心軸同軸的狀態(tài)被安裝在上述泵主體的下表面上，用于驅(qū)動控制上述泵主體； 連接器裝置，其用于在上述泵主體與上述控制單元之間輸入以及輸出電力、控制信號，該連接器裝置包括上述泵主體側(cè)的第一連接器構(gòu)件和上述控制單元側(cè)的第二連接器構(gòu)件，且該第一連接器構(gòu)件和第二連接器構(gòu)件能夠相互裝卸；以及 連接器安裝構(gòu)件，其以與上述泵心軸同軸的狀態(tài)被安裝在上述泵主體的下表面上，在該連接器安裝構(gòu)件上設(shè)置有上述第一連接器構(gòu)件， 與上述泵主體和上述控制單元間的安裝相位相對應(yīng)地，使上述連接器安裝構(gòu)件以第一安裝相位或者第二安裝相位被安裝在上述泵主體的下表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵，其特征在于， 在上述第一連接器構(gòu)件被安裝在上述泵主體的下表面上時，該第一連接器構(gòu)件被設(shè)置在與上述泵心軸偏心的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空泵，其特征在于， 在上述泵主體的下表面上設(shè)有用于安裝上述旋轉(zhuǎn)體的開口，上述連接器安裝構(gòu)件是封堵上述開口的構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空泵，其特征在于， 上述連接器安裝構(gòu)件是封堵上述開口的封閉法蘭形狀的構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種真空泵，其能夠容易改變控制單元相對于泵主體的安裝相位。其包括泵主體，其具有被磁軸承支承的旋轉(zhuǎn)體；控制單元，其被安裝在泵主體的下表面上，用于驅(qū)動控制泵主體；連接器裝置，其在泵主體與控制裝置之間輸入以用輸出電力、控制信號，具有泵主體側(cè)的第一連接器構(gòu)件和控制單元側(cè)的第二連接器構(gòu)件；連接器安裝構(gòu)件，在該連接器安裝構(gòu)件上設(shè)置有第一連接器構(gòu)件，該連接器安裝構(gòu)件以與上述泵心軸同軸的狀態(tài)被安裝，至少以第一安裝相位或者第二安裝相位被安裝在泵主體上。
文檔編號F04D17/10GK103047152SQ20111031472
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者小龜正人 申請人:株式會社島津制作所