專利名稱：一體型渦輪分子泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將控制單元(control unit) 一體地固定于泵單元(pump unit)而成的一體型潤輪分子泵(turbo molecular pump)。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體制造裝置等所使用的真空泵，渦輪分子泵已為人所知，該渦輪分子泵利用馬達(dá)(motor)來對(duì)形成有旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)子(rotor)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)翼相對(duì)于固定翼而高速旋轉(zhuǎn)，藉此來將氣體排出。在此種渦輪分子泵中，將泵本體與控制裝置作成一體，通過冷卻水來冷卻泵本體與控制裝置的渦輪分子泵已為人所知(例如參照專利文獻(xiàn)I)。另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的渦輪分子泵，已記載了通過風(fēng)扇(fan)來冷卻一體化的泵本體與控制裝置。[先前技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)I]日本專利特開平11-173293號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開平10-131887號(hào)公報(bào)然而，在如離子注入(ion implantation)裝置之類的使用高電壓的半導(dǎo)體制造裝置，恐怕存在漏水等可能性，在安全性方面，如專利文獻(xiàn)I所記載的使用冷卻水的真空泵并不優(yōu)選。另一方面，在專利文獻(xiàn)2所記載的渦輪分子泵為如下的構(gòu)成，即，將配置有電子控制單元的殼體(housing)固定于泵本體下部,通過安裝于殼體的風(fēng)扇，冷卻電子控制單元及泵本體的下部。然而，由于采用從泵周圍環(huán)境吸入空氣至裝置內(nèi)的構(gòu)造，因此，恐怕存在周圍環(huán)境的灰塵等容易進(jìn)入至殼體內(nèi)而導(dǎo)致電子控制單元發(fā)生故障的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的渦輪分子泵存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的一體型渦輪分子泵，所要解決的技術(shù)問題是使其可一面防止灰塵等侵入至控制單元內(nèi)，一面通過送風(fēng)風(fēng)扇來有效地冷卻電子零件，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的第一發(fā)明是一種電源一體型渦輪分子泵，該電源一體型渦輪分子泵包括:泵單元，通過馬達(dá)來使形成有旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行真空排氣；以及控制單元，固定于泵單元，對(duì)該泵單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。所述電源一體型渦輪分子泵的特征在于:泵單元包括設(shè)置有馬達(dá)定子的泵基座(pump base)?？刂茊卧ê畜w(case),以與泵基座之間形成間隙區(qū)域的方式，固定于所述泵基座的底面；以及電子零件，收納于盒體，并且固定于與間隙區(qū)域相向的盒體壁部的內(nèi)周面。電源一體型渦輪分子泵還包括將冷卻風(fēng)輸送至間隙區(qū)域的送風(fēng)風(fēng)扇。根據(jù)第一發(fā)明所述的一體型渦輪分子泵，在第二發(fā)明中，在與間隙區(qū)域相向的盒體壁部的間隙區(qū)域側(cè)的面上，設(shè)置有散熱器。根據(jù)第二發(fā)明所述的一體型渦輪分子泵，在第三發(fā)明中，散熱器包括多個(gè)散熱片(radiation fin),所述多個(gè)散熱片形成于盒體壁部的間隙區(qū)域側(cè)的面。根據(jù)第一發(fā)明至第三發(fā)明中任一項(xiàng)所述的一體型渦輪分子泵，在第四發(fā)明中，所述送風(fēng)風(fēng)扇除了向間隙區(qū)域輸送冷卻風(fēng)之外，還向泵基座輸送冷卻風(fēng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一體型渦輪分子泵至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果:根據(jù)本發(fā)明，可一面防止灰塵等侵入至控制單元內(nèi)，一面通過送風(fēng)風(fēng)扇來有效地冷卻電子零件。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種一體型渦輪分子泵，可一面防止灰塵等侵入至控制單元內(nèi)，一面可以通過送風(fēng)風(fēng)扇來有效地對(duì)電子零件進(jìn)行冷卻。泵單元包括設(shè)置有馬達(dá)的馬達(dá)定子的泵基座，控制單元包括盒體(基座板及外殼)，該盒體是以與設(shè)置有馬達(dá)定子的泵基座之間形成間隙區(qū)域的方式，固定于泵基座的底面。安裝有電子零件的基板固定于與間隙區(qū)域相向的盒體壁部，即基座板的內(nèi)周面。接著，利用風(fēng)扇來將冷卻風(fēng)輸送至間隙區(qū)域，藉此，電子零件所產(chǎn)生的熱有效地從與間隙區(qū)域相向的基座板的部分散發(fā)至盒體外。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是表示本實(shí)施方式的一體型渦輪分子泵的概略構(gòu)成的圖。圖2是表示利用樹脂305來對(duì)電子零件進(jìn)行鑄模時(shí)的控制單元30的圖。圖3 (A)、圖3 (B)是表示本實(shí)施方式的變形例的圖。圖4是表示使用凹狀的基座構(gòu)件38時(shí)的控制單元30的圖。1:渦輪分子泵2:轉(zhuǎn)子3:軸4:泵基座6:馬達(dá)8:旋轉(zhuǎn)翼9:固定翼10、31:墊片11:螺紋定子12:圓筒部13:泵外殼13a:吸氣口20:泵單元26:排氣口27,28:機(jī)械軸承30:控制單元32:基座板33:外殼34:風(fēng)扇35:外罩37a、37b:連接器38:基座構(gòu)件39:板40:螺栓41:轉(zhuǎn)子盤42:螺母構(gòu)件43:背蓋51、52:電磁鐵71:徑向位移傳感器/位移傳感器 72:軸向位移傳感器/位移傳感器301、303:基板302:支柱
304:電子零件305:樹脂321:散熱片322:間隙S:間隙區(qū)域
具體實(shí)施例方式以下，參照?qǐng)D來對(duì)用以實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施方式的一體型渦輪分子泵的概略構(gòu)成圖。渦輪分子泵I是磁軸承式的渦輪分子泵，如圖1所示，泵單元20與控制單元30由螺栓(bolt)固定。首先，對(duì)泵單元20進(jìn)行說明。安裝有轉(zhuǎn)子2的軸(shaft) 3是通過設(shè)置于泵基座4的電磁鐵51、52而非接觸地受到支撐。通過設(shè)置于泵基座4的徑向位移傳感器(radialdisplacement sensor) 71 及軸向位移傳感器(axial displacement sensor) 72,對(duì)軸 3 的上浮位置進(jìn)行檢測(cè)。利用構(gòu)成徑向磁軸承的電磁鐵51、構(gòu)成軸向磁軸承的電磁鐵52、以及位移傳感器71、72來構(gòu)成五軸控制型磁軸承。再者，在磁軸承未動(dòng)作的狀態(tài)下，軸3由機(jī)械軸承(mechanical bearing) 27、28 支撐。在軸3的下端設(shè)置有圓形的轉(zhuǎn)子盤(rotor disk)41,且電磁鐵52是設(shè)置成以上下地包夾該轉(zhuǎn)子盤41的方式。而且，通過利用電磁鐵52吸引轉(zhuǎn)子盤41，軸3向軸向方向上浮。轉(zhuǎn)子盤41通過螺母(nut)構(gòu)件42而固定于軸3的下端部。背蓋43通過螺栓而固定于泵基座4的底面。背蓋43與泵基座 4的間隙由O形環(huán)密封。在背蓋43設(shè)置有連接器(connector) 37a,該連接器37a與控制單元30的連接器37b連接。在轉(zhuǎn)子2上，沿著旋轉(zhuǎn)軸方向而形成有多段的旋轉(zhuǎn)翼8。在上下并排的旋轉(zhuǎn)翼8之間，分別配置有固定翼9。通過這些旋轉(zhuǎn)翼8與固定翼9來構(gòu)成泵單元20的渦輪翼段。各固定翼9是以上下地被夾持的方式，由墊片(spacer) 10保持。墊片10具有保持固定翼9的功能，以及將固定翼9之間的間隙(gap)維持于規(guī)定間隔的功能。而且，在固定翼9的后段(圖示的下方)設(shè)置有構(gòu)成拖曳泵(drag pump)段的螺紋定子(screw stator) 11,在螺紋定子11的內(nèi)周面與轉(zhuǎn)子2的圓筒部12之間形成有間隙。轉(zhuǎn)子2以及通過墊片10保持的固定翼9被收納在形成有吸氣口 13a的泵外殼(pumpcasing) 13內(nèi)。若一面通過電磁鐵51、52來非接觸地支撐安裝有轉(zhuǎn)子2的軸3，一面通過馬達(dá)6來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，則吸氣口 13a側(cè)的氣體會(huì)排向背壓側(cè)，排向背壓側(cè)的氣體通過連接于排氣口 26的輔助泵而被排出?？刂茊卧?0通過多個(gè)螺栓40而固定于構(gòu)成泵單元20的泵基座4的下部。在對(duì)泵單元20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制單元30中，設(shè)置有構(gòu)成主控制部、磁軸承驅(qū)動(dòng)控制部及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制部等的電子零件，這些電子零件收納在框體內(nèi)?？刂茊卧?0的框體包括:基座板32，固定于設(shè)置有馬達(dá)6的定子的泵基座4的底面；以及外殼33，安裝于所述基座板32的下側(cè)的面。在圖1所示的例子中，框體為不會(huì)使灰塵等從外部進(jìn)入的程度的密閉構(gòu)造。優(yōu)選的是在基座板32及外殼33中，使用鋁材等導(dǎo)熱性優(yōu)異的材料。泵單元20與控制單元30的電性連接是通過將泵單元側(cè)的連接器37a與控制單元側(cè)的連接器37b予以連接而進(jìn)行。連接器37a、37b的周圍被圓筒狀的外罩(cover) 35包圍。基座板32也作為散熱裝置(heat sink)而發(fā)揮功能，在基座板32的內(nèi)周面(圖示的下表面)固定有基板301，該基板301安裝有發(fā)熱量比較大的電子零件(例如功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,power MOSFET)等)304。另外，其他基板303通過支柱302而固定于基座板32。在該基板303上也安裝有電子零件?；?03的電子零件所產(chǎn)生的熱經(jīng)由支柱302而傳導(dǎo)至基座板32。此處，將電路基板設(shè)為雙層構(gòu)造，但也可設(shè)為三層以上，優(yōu)選的是電子零件的發(fā)熱量越大，則將該電子零件安裝于越靠近基座板32的位置?；?2經(jīng)由墊片31而固定于泵基座4。結(jié)果，在基座板32與泵基座4的底面之間，形成有作為冷卻風(fēng)的流通路徑而發(fā)揮功能的間隙區(qū)域S。在泵單元20的側(cè)方且在間隙區(qū)域S的側(cè)方設(shè)置有風(fēng)扇34。在圖1所示的例子中，風(fēng)扇34固定于基座板32的側(cè)面。如虛線所示，風(fēng)扇34所形成的圖示左方向的冷卻風(fēng)吹至泵基座4，并且向相反側(cè)穿過間隙區(qū)域S。結(jié)果，泵基座4被冷卻，并且基座板32因穿過間隙區(qū)域S的冷卻風(fēng)而被冷卻。在圖1所示的構(gòu)成中，風(fēng)扇34的冷卻風(fēng)主要吹至泵基座4及間隙區(qū)域S，但也可使風(fēng)扇34的安裝位置偏移至下方，藉此，將冷卻風(fēng)吹至泵基座4、間隙區(qū)域S及外殼33。如上所述，在本實(shí)施方式中，電源一體型的渦輪分子泵I的控制單元30 —體地固定于泵單元20，該泵單元20包括設(shè)置有馬達(dá)6的馬達(dá)定子的泵基座4，控制單元30包括盒體(基座板32及外殼33)，該盒體(基座板32及外殼33)是以與設(shè)置有馬達(dá)定子的泵基座4之間形成間隙區(qū)域S的方式，固定于泵基座4的底面。安裝有電子零件304的基板301、302是固定于與間隙區(qū)域S相向的盒體壁部即基座板32的內(nèi)周面。接著，利用風(fēng)扇34來將冷卻風(fēng)輸送至間隙區(qū)域S，藉此，電子零件所產(chǎn)生的熱有效地從與間隙區(qū)域S相向的基座板32的部分散熱至盒體外。如此，由于采用將冷卻風(fēng)輸送至基座板32與泵基座4之間的間隙區(qū)域S的構(gòu)造，而非采用將冷卻風(fēng)吸入至收納有電子零件的盒體內(nèi)的構(gòu)造，因此，可防止灰塵等因冷卻風(fēng)而進(jìn)入至盒體內(nèi)。再者，圖1所示的連接器37a、37b的部分被外罩35包圍，冷卻風(fēng)不會(huì)從該部分進(jìn)入至盒體內(nèi)。再者，在所述例子中，將盒體(基座板32、外殼33)設(shè)為密閉構(gòu)造，但只要是不易使冷卻風(fēng)侵入的構(gòu)造，則不一定必須為完全密閉的構(gòu)造。例如也可在外殼33的底面形成貫通孔。風(fēng)扇34是以向間隙方向送風(fēng)的方式而被安裝，因此，冷卻風(fēng)幾乎不會(huì)繞至底面，可避免由冷卻風(fēng)引起的灰塵等的侵入。另外，將冷卻風(fēng)輸送至間隙區(qū)域S的風(fēng)扇34配置在控制單元30的外部，因此，與將風(fēng)扇配置在控制單元內(nèi)的以往的構(gòu)成相比較，壽命零件即風(fēng)扇34的更換變得容易。在圖1所示的例子中，風(fēng)扇34也同時(shí)兼用為泵基座4的冷卻，因此，可抑制成本的增加。再者，為了使從電子零件向基座板32散熱時(shí)的散熱性能提高，如圖2所示，也可利用高導(dǎo)熱性且電絕緣性的樹脂305來對(duì)電子零件進(jìn)行鑄模(mold)。關(guān)于利用樹脂305來進(jìn)行的鑄模，可利用樹脂305來對(duì)外殼內(nèi)的全部的電子零件進(jìn)行鑄模，也可利用樹脂305來對(duì)一部分的電子零件(例如搭載于基板301的電子零件)進(jìn)行鑄模。(變形例)圖3㈧和圖3⑶是表示本實(shí)施方式的變形例的圖。圖3 (A)是從泵基座4的底面?zhèn)葋砜纯刂茊卧?0的平面圖，圖3(B)是控制單元30的側(cè)面圖。在變形例中，在基座板32的上表面(間隙區(qū)域側(cè)的面)形成有多個(gè)散熱片321。進(jìn)入至間隙區(qū)域S的冷卻風(fēng)通過相鄰接的散熱片321之間的間隙322而向圖示的左側(cè)穿過。如此，在變形例中，藉由在基座板32的間隙區(qū)域側(cè)的面上形成散熱片321，冷卻風(fēng)所穿過的散熱面的面積會(huì)大幅度地增大。結(jié)果，從作為散熱裝置的基座板32向冷卻風(fēng)散熱時(shí)的散熱效率提聞，從而可使控制單兀30的冷卻性能提聞。再者，在圖3(A)、圖3(B)所示的例子中，在基座板32上直接形成散熱片321，但也可將形成有散熱片的散熱裝置作為散熱器而安裝于基座板32的間隙區(qū)域側(cè)的面。在此情況下，基座板32不一定必須作為散熱裝置而發(fā)揮功能，因此，也可設(shè)為與外殼33相同的厚度。當(dāng)然，即使在如圖1所示的例子那樣不形成散熱片的情況下，即便將基座板32的厚度設(shè)為與外殼33相同的程度，也可使散熱效果提高。也可使用熱管(heat pipe)等作為散熱器。以上的說明僅為一例，當(dāng)對(duì)發(fā)明進(jìn)行解釋時(shí)，完全不受所述實(shí)施方式的揭示事項(xiàng)與權(quán)利要求書的揭示事項(xiàng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的限定及約束。例如在所述實(shí)施方式中，將板狀的基座板32固定于泵基座4，且將外殼33安裝于所述基座板32來形成框體，但也可為如圖4所示的構(gòu)造。在圖4所示的例子中，固定于泵基座40的基座構(gòu)件38并非為板狀，而是為在下側(cè)具有開口的凹狀的盒體。而且，將電子零件以被收納的方式而固定于基座構(gòu)件38，將板39安裝于圖示的下側(cè)的開口，藉此來形成密閉狀的盒體。另外，在所述實(shí)施方式中，以磁軸承式的一體型渦輪分子泵為例而進(jìn)行了說明，但也可適用于并非為磁軸承式的一體型渦輪分子泵。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種一體型渦輪分子泵，其為電源一體型渦輪分子泵，所述電源一體型渦輪分子泵包括:泵單元，藉由馬達(dá)來使形成有旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行真空排氣；以及控制單元，固定于所述泵單元，對(duì)所述泵單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，所述一體型渦輪分子泵的特征在于: 所述泵單元包括設(shè)置有馬達(dá)定子的泵基座， 所述控制單元包括: 盒體，以與所述泵基座之間形成間隙區(qū)域的方式，固定于所述泵基座的底面；以及 電子零件，收納于所述盒體，并且固定于與所述間隙區(qū)域相向的盒體壁部的內(nèi)周面， 且包括送風(fēng)風(fēng)扇，將冷卻風(fēng)輸送至所述間隙區(qū)域的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體型渦輪分子泵，其特征在于: 在與所述間隙區(qū)域相向的盒體壁部的間隙區(qū)域側(cè)的面上，設(shè)置有散熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體型渦輪分子泵，其特征在于: 所述散熱器包括多個(gè)散熱片，所述多個(gè)散熱片形成于所述盒體壁部的間隙區(qū)域側(cè)的面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一體型渦輪分子泵，其特征在于: 所述送風(fēng)風(fēng)扇除了向所述間隙區(qū)域輸送冷卻風(fēng)之外，還向所述泵基座輸送冷卻風(fēng)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種一體型渦輪分子泵，可一面防止灰塵等侵入至控制單元內(nèi)，一面可以通過送風(fēng)風(fēng)扇來有效地對(duì)電子零件進(jìn)行冷卻。泵單元包括設(shè)置有馬達(dá)的馬達(dá)定子的泵基座，控制單元包括盒體(基座板及外殼)，該盒體是以與設(shè)置有馬達(dá)定子的泵基座之間形成間隙區(qū)域的方式，固定于泵基座的底面。安裝有電子零件的基板固定于與間隙區(qū)域相向的盒體壁部，即基座板的內(nèi)周面。接著，利用風(fēng)扇來將冷卻風(fēng)輸送至間隙區(qū)域，藉此，電子零件所產(chǎn)生的熱有效地從與間隙區(qū)域相向的基座板的部分散發(fā)至盒體外。
文檔編號(hào)F04D19/04GK103089668SQ20121036205
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者芝守 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島津制作所