JP4989355B2 - ターボ分子ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ本体とその制御を行う制御部との配線の誤接続を検知する機能を具備したターボ分子ポンプに関する。

ターボ分子ポンプは、ポンプ本体とその制御を行う制御部とがケーブルで接続されており、特に、モータ制御と磁気軸受制御を必要とする磁気軸受形ターボ分子ポンプにおいては、高電圧回路の制御であるモータ制御と低電圧回路の制御である磁気軸受制御を行う必要があるが、これらを１本のケーブルにまとめて接続すると相互の絶縁性等が問題となる場合があり、通常は別々のケーブルで接続されている。

特に、長尺ケーブルが要求される用途（例えば、放射線環境下での運転を要求される加速器や核融合関連設備等）では、ケーブルの長尺化でＳＮ比が低下するため、低電圧回路の耐ノイズ性を向上させる目的で、増幅器をケーブルの途中で中継する必要があり、高電圧回路とは別のケーブルにする必要がある。

また、機種の異なるポンプを共通の制御部を用いて使用する場合には、図５に示す如く、ケーブルの信号線を介してポンプ本体Ａに設けた端子部Ｃの接続状態をコントロール部Ｂに設けた判別回路Ｄが検知し、制御回路Ｅにより接続されている機種のポンプに対応した制御を行っている（例えば特許文献１参照。）。
実公平７−５２３９７号公報

従来のポンプ本体とその制御部との配線は、前記のように通常モータ制御用ケーブル（高電圧用ケーブル）と磁気軸受制御用ケーブル（低電圧用ケーブル）が必要であり、機種の異なる複数のポンプとこれに対応した制御部とを接続して使用する場合に、ケーブルの接続を誤るとポンプが動作不能となったり、破損するおそれが生ずる。

また、機種の異なるポンプに対応して共通の制御部を備えている場合は、機種を判別する構成に加えて端子部の接続状態からケーブルの誤接続を判断することも可能であるが、いくつかの接続状態の組み合せの中から誤接続であることを判別する手段が必要となるため、構成が複雑なものとなる欠点がある。更に、ケーブル内の配線を増やす必要も生じる。

本発明は、かかる問題点を解消し、ポンプ本体とその制御部とを接続するケーブルが正しく接続されているかどうかを簡単な構成により検知する手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成すべく、ポンプ本体と該ポンプ本体に対して種々の制御を行う制御部とを高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルを介して接続するターボ分子ポンプにおいて、ポンプ本体側に前記高電圧用ケーブル内に設けられた一部の配線と前記低電圧用ケーブル内に設けられた一部の配線を短絡する検出用の配線を設けると共に制御部側に前記短絡を検出する検知回路を設けている。

本発明に関連する第１発明としてポンプ本体と該ポンプ本体に対して種々の制御を行う制御部とを高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルを介して接続するターボ分子ポンプにおいて、ポンプ本体側に前記高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルの配線を短絡する第１の切換部を設け、制御部側に前記短絡を検出する検知回路を前記高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルの配線に接続する第２の切換部を設けている。

また、本発明に関連する第２発明としてポンプ本体と該ポンプ本体に対して種々の制御を行う制御部とを高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルを介して接続するターボ分子ポンプにおいて、ポンプ本体側に前記高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルの配線を接地する第１の切換部を設け、制御部側に前記接地を検出する検知回路を前記高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルの配線に接続する第２の切換部を設けている。

本発明によれば、ポンプ本体側で高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルの配線を短絡し、これを対応する制御部で検知するようにしたことで、ケーブルの誤接続を容易に発見できてポンプの動作不能や破損を未然に防止することができる。

本発明を実施するための最良の形態の実施例を以下に示す。

図１は、本発明に関連する発明によるターボ分子ポンプのポンプ部と制御部の接続状態を示すブロック図である。

１は、ポンプ部を示し、該ポンプ部１にはポンプのモータの駆動を行う高電圧回路３とポンプの磁気軸受の作動を行う低電圧回路４とケーブルの配線を切換る第１切換スイッチ５を具備している。

２は、ポンプ部１のポンプのモータ制御と磁気軸受制御を行う制御部であり、前記高電圧回路３を介してポンプのモータ制御を行う高電圧制御部６と前記低電圧回路４を介して磁気軸受の制御を行う低電圧制御部７と、ケーブルの配線を切換える第２切換スイッチ８とケーブルの接続状態を検出する検知回路９と接続の正常／異常を表示する表示器１０を具備している。

そして、前記高電圧回路３と前記高電圧制御部６との間を高電圧用ケーブル１１の配線により接続すると共に、前記低電圧回路４と前記低電圧制御部７との間を低電圧用ケーブル１２の配線により接続した。

前記第１切換スイッチ５は２連式のスイッチからなり、前記ポンプ部１において前記高電圧用ケーブル１１の配線と前記低電圧用ケーブル１２の配線に介在しており、２連のスイッチを中立位置から同時にａ側に切換えることによりこれら高電圧用ケーブル１１の配線と低電圧用ケーブル１２の配線を共に接続状態にし又は２連のスイッチを中立位置から同時にｂ側に切換えることによりこれら高電圧用ケーブル１１の配線と低電圧用ケーブル１２の配線を共に断線状態にすると共に短絡線１３の両端部に接続状態にし該短絡線１３を介して前記高電圧用ケーブル１１の配線と低電圧用ケーブル１２の配線が短絡するように構成されている。

又、前記第２切換スイッチ８も２連式のスイッチからなり、前記制御部２において前記高電圧用ケーブル１１の配線と前記低電圧用ケーブル１２の配線に介在しており、２連のスイッチを中立状態から同時にｃ側に切換えることによりこれら高電圧用ケーブル１１の配線と低電圧用ケーブル１２の配線を共に接続状態にし、又は２連のスイッチを中立位置から同時にｄ側に切換えることによりこれら高電圧用ケーブル１１の配線と低電圧用ケーブル１２の配線を共に断線状態にすると共に前記検知回路９への２本の入力線にそれぞれ接続するように構成されている。

尚、該検知回路９は前記表示器１０に接続されている。

図２は接続状態を調べる回路図を示し、該回路図において、前記検知回路９はノアゲート９ａとオアゲート９ｂとからなり、前記ノアゲート９ａの第１入力側と前記オアゲート９ｂの第２入力側は共に接続点９ｃを介して前記高電圧用ケーブル１１の配線に接続され、又前記ノアゲート９ａの第２入力側と前記オアゲート９ｂの第１入力側は接続点９ｄを介して前記低電圧用ケーブル１２の配線に接続され、更に、これら両接続点９ｃ、９ｄは抵抗γを介してバイアス電圧＋Ｖに接続されており、又前記ノアゲート９ａの出力側は前記表示器１０の正常ランプ１０ａに、又前記オアゲート９ｂの出力側は該表示器１０の異常ランプ１０ｂにそれぞれ接続されている。

尚、前記短絡線１３は接地（グランド）されている。

検知回路９を動作させると、バイアス電圧＋Ｖが抵抗γを介して前記ノアゲート９ａ及び前記オアゲート９ｂの第１、第２入力側に印加され、いずれの入力もハイレベル（Ｈ）に保持される。

ここで、ケーブルの配線の接続状態を検出するため前記ポンプ部１の第１切換スイッチ５をｂ側に切換えると、前記短絡線１３が接地されていることからｂ側の端子はローレベル（Ｌ）となる。また、制御部２の第２切換スイッチ８をｄ側に切換えることで、高電圧用ケーブル１１の配線と低電圧用ケーブル１２の配線は前記検知回路９と接続される。

すなわち、高電圧用ケーブル１１の配線は検知回路９のノアゲート９ａの第１入力側及びオアゲート９ｂの第２入力側に接続され、他方の低電圧用ケーブル１２の配線はノアゲート９ａの第２入力側及びオアゲート９ｂの第１入力側に接続される。

従って、高電圧用ケーブル１１の配線と低電圧用ケーブル１２の配線がポンプ部１と制御部２間に正しく接続されている場合は、前記ノアゲート９ａと前記オアゲート９ｂの第１、第２入力側はいずれも高電圧用ケーブル１１の配線と低電圧用ケーブル１２の配線及び短絡線１３を介して接地されることになるため、前記のハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に変化する。

これにより、ノアゲート９ａの出力側はハイレベル（Ｈ）となって表示器１０の正常ランプ１０ａが点灯し、他方のオアゲート９ｂの出力側はローレベル（Ｌ）となるため、異常ランプ１０ｂは点灯されない。

また、高電圧用ケーブル１１及び低電圧用ケーブル１２のいずれか一方の配線だけが接地されている場合又は両方とも接地されていない場合は、ノアゲート９ａ及びオアゲート９ｂの第１、第２入力側が共にローレベル（Ｌ）とならないことから、ノアゲート９ａの出力側はローレベル（Ｌ）、オアゲート９ｂの出力側はハイレベル（Ｈ）となって、異常ランプ１０ｂが点灯する。

このようにして作業者は高電圧用ケーブル１１の配線及び低電圧用ケーブル１２の配線の接続が正常か異常かを容易に知ることができ、正常にポンプ部１と制御部２に接続されていることを確認した後、ポンプ部１の第１切換スイッチ５をａ側に、制御部２の第２切換スイッチ８をｃ側に切換えることで、高電圧回路３によりモータを駆動させると共に低電圧回路４によりポンプの磁気軸受の作動を行なわせることができる。

図３は、Ａポンプ１４及びＢポンプ１６を使用する際に、低電圧用ケーブルの配線を誤接続した場合の接続状態を示すブロック図である。

すなわち、Ａポンプ１４の低電圧用ケーブル１２Ａの配線がＢポンプ１６を制御するＢ制御部１７と接続され、Ｂポンプ１６の低電圧用ケーブル１２Ｂの配線がＡポンプ１４を制御するＡ制御部１５と接続されている。まず、Ａポンプ１４とＡポンプ１４を制御するＡ制御部１５との接続状態を調べるために、Ａ制御部１５の検知回路を動作させてＡポンプ１４及びＡ制御部１５の切換スイッチを切換える。この場合、高電圧用ケーブル１１Ａの配線は正しく接続されているためこれと接続されたＡ制御部１５の検知回路の入力は接地されてローレベル（Ｌ）となっている。一方、Ａ制御部１５の低電圧用ケーブル１２Ｂの配線はＢポンプ１６と接続されているが、Ｂポンプは非動作状態であるためＢポンプ１６の切換スイッチの切片は中立位置にあり、断線状態となっていることから、低電圧用ケーブル１２Ｂの配線と接続されたＡ制御部１５の検知回路の入力はハイレベル（Ｈ）のまま保持されている。

よって、Ａ制御部１５において高電圧用ケーブル１１Ａの配線と低電圧用ケーブル１２Ｂの配線に接続されている検知回路の入力が共にローレベル（Ｌ）とならないことから、Ａ制御部１５の表示器は異常を表示し、作業者はケーブルの接続が誤っていることを確認できる。

同様にして、Ｂポンプ１６とＢ制御部１７の接続についても誤っていることを容易に確認することができる。

また、機種の異なるポンプを共通の制御部で制御する場合は、それぞれのポンプに前記
と同様の切換スイッチを設け、共通の制御部に前記の対応した制御部の場合と同様の切換
スイッチ、検知回路、表示器を設けておく。そして、ケーブルの配線の接続後ポンプの切
換スイッチを切換えると共に共通の制御部の切換スイッチを切換えることで、前記と同様
に使用するポンプとの接続状態を確認することができる。これにより、端子の組み合せを
機種の判別とは別に設ける等の必要がなくなる。

図４は、本発明によるターボ分子ポンプのポンプ部と制御部の接続状態を示すブロック図である。

２３はポンプ部１に設けた検出用の配線であり、該検出用配線２３は、その一方が高電圧用ケーブル１８内の他の配線を介して制御部２の検知回路２１に接続のスイッチ２０に接続され、又、前記検出用配線２３の他方は低電圧用ケーブル１９内の他の配線を介して前記検知回路２１に直接接続されるように構成されている。

すなわち、高電圧用ケーブル１８内には高電圧回路３と高電圧制御部６を接続する配線と検出用配線２３の他の配線が別に設けられており、また低電圧用ケーブル１９内にも低電圧回路４と低電圧制御部７を接続する配線と検出用配線２３の他の配線が設けられている。

これにより、スイッチ２０を閉じることで検出用配線２３と検知回路２１は閉ループの回路を形成し、検知回路２１からこの閉ループの回路に電流を流して電流が流れていることを検出するようにすれば、ポンプ部１は制御部２が高電圧用ケーブル１８の配線と低電圧用ケーブル１９の配線を介して正常に接続されていることを確認することができる。

従って、作業者は、ポンプ部１と制御部２を高電圧用ケーブル１８の配線と低電圧用ケーブル１９の配線で接続した後、接続状態を調べるために制御部２のスイッチ２０を閉じる。

正しく接続されていれば、前記のように閉ループの回路となるため電流が検知回路２１に流れ、検知回路２１はこれを検出して正常に接続がなされている旨を表示器２２に表示する。

このように本実施例では、制御部２のスイッチ２０を閉じることで接続状態を調べることが可能となるため、操作が簡単である。

また、前記図３のような複数のポンプを使用する際に誤接続がされた場合は、検査対象となっている制御部のスイッチ２０だけが閉じられ、他の制御部のスイッチ２０は開放されて閉じられていないため、閉ループの回路が形成されず、検知回路２１で電流が検出されないことから表示器２２には異常であることが表示される。

以上、実施例１では低電圧用ケーブルと高電圧用ケーブルの２本のケーブルを用いた場合のポンプ部と制御部の接続状態を検知する方法を説明したが、これに限定されるものではなく、２本以上のケーブルを用いる場合であっても同様にして２本づつ配線の接地や短絡を検出することで、ケーブルの誤接続を検知することが可能である。

本発明のターボ分子ポンプは、特に、高電圧用ケーブルの配線と低電圧用ケーブルの配線の接続が必要な分子ポンプであって、機種の異なる複数の分子ポンプを運転する場合に利用される。

本発明に関連する発明のターボ分子ポンプのポンプ本体側と制御部側の接続状態を示すブロック図である。 接続状態を調べる回路図である。 ケーブルを誤接続した場合の接続状態を示すブロック図である。 本発明の実施例１のターボ分子ポンプのポンプ本体側と制御部側の接続状態 を示すブロック図である。 従来のターボ分子ポンプの接続状態を示すブロック図である。

１、１４、１６ ターボ分子ポンプ
２、１５、１７ 制御部
５ 第１切換スイッチ
８ 第２切換スイッチ
９、２１ 検知回路
１０、２２ 表示器
１１、１８、１１Ａ、１１Ｂ 高電圧用ケーブル
１２、１９、１２Ａ、１２Ｂ 低電圧用ケーブル
１３ 短絡線
２０ スイッチ
２３ 検出用の配線

Claims (3)

1. ポンプ本体と該ポンプ本体に対して種々の制御を行う制御部とを高電圧用ケーブルと低電圧用ケーブルを介して接続するターボ分子ポンプにおいて、ポンプ本体側に前記高電圧用ケーブル内に設けられた一部の配線と前記低電圧用ケーブル内に設けられた一部の配線を短絡する検出用の配線を設けると共に制御部側に前記短絡を検出する検知回路を設けたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
2. 前記制御部は、前記検知回路が前記短絡を検出すると点灯表示する第１の表示器を設けている請求項１に記載のターボ分子ポンプ。
3. 前記制御部は、前記検知回路が前記短絡されていないことを検出すると点灯表示する第２の表示器を設けている請求項１又は請求項２に記載のターボ分子ポンプ。

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