JP2018132024A - コントローラ及び真空ポンプ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】振動が少なく、また小型化が実現できるとともに、安価でコントローラに内蔵された制御回路の熱を効率よく除去できるようにしたコントローラ及び真空ポンプ装置を提供する。
【解決手段】真空ポンプ装置10のポンプ本体11の動作を制御する制御回路を備えるコントローラ12において、前記制御回路が収納されたコントローラ筐体15と、コントローラ筐体15と一体に形成されているとともに、コントローラ筐体15の外周面から外側へ放射状に形成された複数枚のフィン17を有するヒートシンク16と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば半導体製造装置、電子顕微鏡、質量分析装置等の機器において使用されるコントローラ及び真空ポンプ装置に関するものである。
従来、上記のような各種機器において、真空チャンバ内を高真空にするために、真空ポンプ装置が利用されている。この種の真空ポンプ装置は、真空チャンバに取り付けられるポンプ本体とその動作を制御するコントローラとを備えて構成されている。
ポンプ本体としては、一般に、ターボ分子ポンプが知られている。このターボ分子ポンプは、ポンプケース内にロータが回転可能に支持されており、ロータの外壁面に放射状、かつ複数段のロータ翼が設けられ、これと対面するポンプケースの内壁面にロータ翼間に位置決めした複数段のステータ翼が配置されている。そして、真空チャンバ内をある程度減圧した後、コントローラで制御したロータを高速回転させると、回転するロータ翼と固定のステータ翼に衝突したガス分子が運動量を付与され排気される。この排気動作により真空チャンバからポンプ本体内に吸引されたガス分子を圧縮しながら排気して、真空チャンバ内に所定の高真空度が形成される。
ところで、このような真空ポンプ装置において、コントローラの内部には、主にロータの回転動作を制御するための制御回路基板が内蔵されている。制御回路基板には、電子回路を構成する素子が実装されている。また、その素子の中には、トランジスタや抵抗のように動作時に熱を発生する素子があり、ポンプ本体の運転中に、これらの熱により制御回路基板が非常に高温になる。このように、発熱する素子によって高温化した制御回路基板をそのままにしてポンプ本体の運転を続けると、その熱が原因で素子の寿命を著しく低下させることになるうえ、コントローラの故障に繋がり、ポンプ本体を正常に動作させることができなくなる。したがって、真空ポンプ装置ではコントローラに内蔵された制御回路基板の熱を取り除くことが不可欠である。
その方法として、コントローラの内部に冷却ファンを設置し、冷却ファンからの風を制御回路基板に直接当てて強制空冷する方法や、筐体内の高温化した熱気を外部に排気して冷却する方法等が知られている。しかしながら、これら冷却ファンを用いた空冷方式によると、次のような問題がある。例えば、上記の真空ポンプ装置を電子顕微鏡のような防振環境を要する測定機器の真空チャンバに取り付ける場合、振動は大敵であるのでポンプ本体の振動を極力抑えなければならない。そこで、振動の発生源である回転するロータを支持する構造として、磁気軸受を採用し、機械的な接触をなくしてポンプ本体の低振動化を図っている。ところが、上記のようにコントローラの内部に冷却ファンを設置すると、その冷却ファンを駆動するモータの振動がコントローラを介してポンプ本体に伝わり、ポンプ本体の振動が測定機器に伝播してしまう。したがって、特に低振動性が求められる真空ポンプ装置においては、振動の要因となる冷却ファンによる強制空冷方式を採用するのはあまり望ましくない。
一方、下記の特許文献1には、冷却ファンを使用せずにコントローラを冷却する方法が開示されている。その方法は、ポンプ本体とコントローラを接続コネクタで連結するとともに、両者に密着させた冷却ジャケットを設置するというものである。そして、冷却ジャケット内の配管に冷却水を流し、冷却ジャケットを介してコントローラを水冷するようになっている。しかし、この冷却ジャケットを用いた水冷方式によると、冷却水を流すための配管設備が別途必要になり、真空ポンプ装置が大型化するとともに、その取り回しが悪くなってしまう。しかも、ポンプ本体の運転中に冷却水を流し続けなければならず、ランニングコストが高くなるという欠点もある。
また、下記の特許文献2には、冷却ファン及び冷却ジャケットを使用せずに、コントローラケースの周囲をヒートシンクによって覆い、自然空冷によりその放熱性を高めるようにした方法が開示されている。その方法は、コントローラの外面にヒートシンクをネジで固定して熱伝導させるようにしており、そのヒートシンクは熱を外気に放熱させるために、外壁面に複数枚のフィンを整列させたプレート型になっている。このような複数枚のフィンは、放熱性の観点からコントローラケースの複数の面や角部に付けることが望ましいが、コントローラケースを鋳物で製作しようした場合、各面や各角部における各フィンの形状に合わせた鋳型が必要となったり、作業工程が複雑になってしまったり、作業工数が増加したりして、コントローラケースのコストアップになる問題点があった。そこで、このヒートシンクをコントローラの外面にネジで固定した冷却方式にすると、ヒートシンクを固定するための作業が必要となる。このため、作業工数が増加し、コストアップになる問題点があった。また、コントローラとヒートシンクとが別体となっているので熱伝導性が悪く、またヒートシンクが大型になるという欠点もある。
特開平11−173293号公報 特許第4796795号公報
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の強制空冷や水冷方式及び自然空冷方式の問題点を解決し、振動が少なく、また小型化が実現できるとともに、安価でコントローラに内蔵された制御回路の熱を効率よく除去できるようにした、コントローラ及び真空ポンプ装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、真空ポンプ装置のポンプ本体の動作を制御する制御回路を備えるコントローラにおいて、前記制御回路が収納されたコントローラ筐体と、前記コントローラ筐体と一体に形成されているとともに、前記コントローラ筐体の外周面から外側へ向かって形成された複数枚のフィンを有するヒートシンクと、を備えるコントローラを提供する。
この構成によれば、前記コントローラ筐体に収納されている前記制御回路は、トランジスタや抵抗等の発熱する素子によって高温になるが、その熱は前記コントローラ筐体と一体に形成されている前記ヒートシンクの前記フィンに伝えられ、大気中に自然放熱されて前記制御回路から取り除かれる。したがって、従来の強制空冷や水冷方式のようにコントローラの内部に冷却ファン等を設置しなくても十分な空冷効果が得られる。また、前記ヒートシンクは前記コントロール筐体と一体に形成されているので、熱伝導効果がよく、外気との熱交換効率も高まる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の構成において、前記コントローラ筐体は鋳物製であるとともに、前記フィンの両側面が型抜き方向に傾斜しているテーパー面としてなる、コントローラを提供する。
この構成によれば、前記ヒートシンクを一体に備える前記コントローラ筐体を鋳物でより簡単に製作することができる。また、前記フィンのテーパー面を鋳型の抜き方向に揃えることにより、鋳物での製作を更に容易にすることができる。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成において、前記フィンは、正面視で略台形状に形成されている、コントローラを提供する
この構成によれば、前記フィンの形状が正面視で略台形状に形成されている。したがって、フィン間で形成される空気通路に対してフィンが逆台形状となるように設けておくと、フィンとの間に形成される空気通路の出口部分の開口面積は入口部分の開口面積に比べて小さくなる。そのため、前記フィン間の空気通路に入って出口部分の開口に向かう温まった空気は、出口部分の開口に進むに従って徐々に圧縮され、出口部分の開口を通過し終えると圧縮から解き放されて急速に流れる。これにより、空気通路内の空気は、出口部分の開口を通過し終えた空気の急速な流れに引かれて出口部分の開口側へ流され、空気通路内での空気の流れをスムーズにして放熱効果をより高める。
請求項4記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成において、前記フィンは、正面視で略菱形状に形成されている、コントローラを提供する。
この構成によれば、前記フィンの形状が正面視で略菱形状に形成されているので、フィンとの間に形成される空気通路において、空気通路の中間部分の開口面積は入口部分の開口面積に比べて小さくなっている。そのため、フィン間の空気通路に入って出口部分の開口側に向う温まった空気は、中間部分の開口に進むに従って徐々に圧縮され、中間部分の開口を通過し終えると圧縮から解き放されて急速に流れる。これにより、空気通路内の空気は、中間部分の開口を通過し終えた空気の急速な流れに引かれて中間部分の開口側に向かい、その中間部分の開口を通って更に出口部分の開口側へ流され、前記空気通路内での空気の流れをスムーズにして放熱効果をより高める。
請求項5記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成において、前記フィンは、正面視で三角形を含む略多角形状に形成されている、コントローラを提供する。
この構成によれば、前記フィンの形状が正面視で略三角形を含む略多角形に形成されているので、フィンとの間に形成される空気通路において、空気通路の出口部分の開口面積は入口部分の開口面積に比べて小さくなっている。そのため、フィン間の空気通路に入って出口部分の開口側に向う温まった空気は、出口部分の開口に進むに従って徐々に圧縮され、出口部分の開口を通過し終えると圧縮から解き放されて急速に流れる。これにより、空気通路内の空気は、出口部分の開口を通過し終えた空気の急速な流れに引かれて出口部分の開口側へ流され、前記空気通路内での空気の流れをスムーズにして放熱効果をより高める。
請求項6記載の発明は、請求項2に記載の構成において、前記フィンは、隣り合う前記フィンとで形成される空気通路の開口面積が前記ポンプ本体側で小さくなるように前記テーパー面が形成されている、コントローラを提供する。
この構成によれば、前記フィンは、隣り合う前記フィンとで形成される空気通路の開口面積が前記ポンプ本体側で小さくなるように前記テーパー面が形成されているので、隣り合うフィンとの間に形成される空気通路の出口部分の開口面積は入口部分の開口面積に比べて小さくなっている。そのため、フィン間の空気通路に入って出口部分の開口側に向う温まった空気は、出口部分の開口に進むに従って徐々に圧縮され、出口部分の開口を通過し終えると圧縮から解き放されて急速に流れる。これにより、空気通路内の空気は、出口部分の開口を通過し終えた空気の急速な流れに引かれて出口部分の開口側へ流され、前記空気通路内での空気の流れをスムーズにして放熱効果をより高める。
請求項7記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の構成において、前記コントローラ筐体は、平面視で略角形状に形成され、前記各角部又は前記外周面に前記フィンを形成している、コントローラを提供する。
この構成によれば、一般に、前記コントローラ筐体における前面側の周面部分にはインジケータが設けられ、後側の周面部分には配線が設けられる。そのため、前側や後側の各周面部分に前記ヒートシンクの前記フィンが設けられると、前記フィンが配線の邪魔をする場合がある。しかし、前記コントローラを平面視で略角形状に形成するとともに、その前記角部又は前記外周面に前記フィンを各々設けることにより、配線等の邪魔をすることなく前記フィンを形成することができる。また、前記各角部に丸味を設けると、前記フィンを形成するためのスペースを大きく確保することが可能となる。
請求項8記載の発明は、請求項7に記載の構成において、前記コントローラ筐体は、前記角部又は前記外周面に形成された、前記フィンの型抜き方向が同一となるように、前記フィンの両側面のテーパー面が統一されている、コントローラを提供する。
この構成によれば、前記ヒートシンクにおける前記フィンの前記テーパー面を鋳型の抜き方向に揃えることにより、鋳物の型抜き方向が同一となるため、前記フィンを形成する鋳型の個数を削減することができる。
請求項9記載の発明は、請求項8に記載の構成において、前記コントローラ筐体は、前記フィンの前記型抜き方向が前記真空ポンプ装置の中心軸に沿う方向である、コントローラを提供する。
この構成によれば、前記コントローラ筐体は、前記フィンの前記型抜き方向が前記真空ポンプ装置の中心軸に沿う方向であるので、例えば中心軸に沿う方向の2つの鋳型で製作が可能となる。
請求項10記載の発明は、請求項1から請求項9のうちのいずれか1項に記載のコントローラを備える、真空ポンプ装置を提供する。
この構成によれば、振動が少なく、また、小型化が実現でき、かつ安価で前記コントローラに内蔵された制御回路の熱を効率よく除去することが可能な真空ポンプ装置が得られる。
本発明によれば、コントローラ筐体に収納されている制御回路で発生する熱は、コントローラ筐体と一体に形成されているヒートシンクのフィンを通して大気中に自然放熱されて、制御回路から取り除かれる。したがって、従来の強制空冷や水冷方式のようにコントローラの内部に冷却ファン等を設置しなくても十分な空冷効果が得られるので、機械動作による振動がなくなり、低振動性が求められる真空ポンプ装置への適用が可能になる。また、従来の強制空冷や水冷方式の場合では、別途冷却ファンや配管設備を必要としたが、それも必要がなくなり、取り扱い作業性が優れるとともに、ランニングコストを抑えることもできる。
さらに、従来のヒートシンク式の場合では、ヒートシンクをコントローラ筐体と別体で形成してネジで固定していたので、組立時にヒートシンクを固定する作業が必要となり、作業工数が増加してコストアップになるという問題点があった。しかし、本発明の場合では、ヒートシンクはコントロール筐体と一体に形成されているので、組立工数の削減が図れ、また熱伝導効果がよく、外気との熱交換効率も高まるとともに、同時にコントローラの小型化も図れる。
本発明の第1実施形態に係るコントローラを備える真空ポンプ装置の外観斜視図である。 同上第1実施形態に係る真空ポンプ装置の正面図である。 同上第1実施形態に係る真空ポンプ装置の平面図である。 同上第1実施形態のコントローラにおけるヒートシンクの部分拡大斜視図である。 同上第1実施形態に係るコントローラの一変形例を示す正面図である。 本発明の第2実施形態に係るコントローラを備える真空ポンプ装置の外観斜視図である。 同上第2実施形態のコントローラにおけるヒートシンクの部分拡大斜視図である。 同上第1及び第2実施形態のコントローラにおけるヒートシンク部分の一変形例を説明するための平面図である。
本発明は、振動が少なく、また小型化が実現できるとともに、安価でコントローラに内蔵された制御回路の熱を効率よく除去できるようにした、コントローラ及び真空ポンプ装置を提供するという目的を達成するために、真空ポンプ装置のポンプ本体の動作を制御する制御回路を備えるコントローラにおいて、前記制御回路が収納されたコントローラ筐体と、前記コントローラ筐体と一体に形成されているとともに、前記コントローラ筐体の外周面から外側へ向かって形成された複数枚のフィンを有するヒートシンクと、を備えることにより実現した。
以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。また、以下の説明において、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明のコントローラ及び真空ポンプ装置の各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
図1は本発明の第1実施形態に係るコントローラ12を備える真空ポンプ装置10の外観斜視図、図2は真空ポンプ装置10の正面図、図3は真空ポンプ装置10の平面図である。
第1実施形態の真空ポンプ装置10は、その用途として半導体製造装置、電子顕微鏡、質量分析装置等の対象機器の図示しない真空チャンバ内を高真空にする手段として利用される。
図1から図3に示す真空ポンプ装置10は、真空チャンバ内からガス分子を吸引して排気するポンプ本体11と、ポンプ本体11の動作を制御するコントローラ12とを備え、ポンプ本体11をコントローラ12の上面に載置し、ポンプ本体11とコントローラ12を一体化して構成されている。
ポンプ本体11は、外側が円筒状のポンプケース13で覆われ、その内部に図示しないロータ及びステータが設けられターボ分子ポンプである。また、ポンプ本体11の底面は、円盤状の底蓋14で塞いだ構造になっている。一方、コントローラ12は、コントローラ筐体15で覆われ、コントローラ筐体15の内部に図示しない主にロータの回転動作を制御するための制御回路基板が収納されている。この制御回路基板には、トランジスタや抵抗等、動作時に熱を発生する素子が実装されており、その制御回路基板とポンプ本体11内の制御部とは、図示しないハーネス及びコネクタ等を介して電気的に接続されている。なお、ポンプ本体11及びコントローラ12の各内部構造については、例えば特許文献2に開示した周知の手段が使用でき、本発明の用紙とは関係ないのでその詳細な説明は省略する。
コントローラ筐体15は、例えばアルミダイキャスト等の鋳物製であり、図3に示すように平面視で略四角形に形成されている。また、コントローラ筐体15の4つの角部12aはそれぞれ、コントローラ12の中心軸Oを基準として描かれる円周(図示せず)に倣って切欠され、その角部12aに丸味が持たされている。さらに、各角部12aにはそれぞれ、ヒートシンク16が設けられている。なお、コントローラ筐体15の正面側における角部12aと角部12aとの間の周面部分にはインジケータ18が設けられている。また、図示しないが、コントロール筐体15の後側の周面部分には、ポンプ本体11とコントローラ12を電気的に接続している電気配線が設けられている。
ヒートシンク16は、コントローラ筐体15の各角部12aにおいて、コントローラ筐体15の外周面から外側へ放射状に形成された状態にして、このコントローラ筐体15と一体に形成されている複数枚(本実施形態では6枚)のフィン17を有している。
また、本第1実施形態におけるヒートシンク16は、放熱性能をより向上させる観点、及び、鋳型の型抜きを容易にする観点から、各フィン17は、図2及び図4に示すように、両側面(以下、これを「テーパー面」という)17a、17bの傾斜θがそれぞれ鋳型の抜き方向となるように揃えられている。より具体的には、各フィン17はそれぞれ、中心軸Oに沿う方向で、かつ隣接し合うフィン17のテーパー面17a、17b同志が互いに末広がりとなる「ハ」の字となる形に揃えられて、正面視で略逆台形状に形成されている。
このように本第1実施形態では、ヒートシンク16における各フィン17のテーパー面17a、17bを鋳型の抜き方向に揃えることにより、鋳物での製作を容易にし、コストダウンを図ることができる。つまり、ヒートシンク16における各フィン17のテーパー面17a、17bを鋳型の抜き方向に揃えることにより、鋳物の型抜き方向が同一となるため、各フィンを形成する鋳型の個数を削減することができる。例えば、中心軸Oに沿う抜き方向の2つの鋳型での製作が可能となる。また、ヒートシンク16における各フィン17の形状を、各フィン17間で形成される空気通路19に対して正面視で略逆台形状に形成し、隣接し合うフィン17のテーパー面17a、17b同志が互いに末広がりとなる「ハ」の字となる形に揃えておくと、放熱性をより高めることができる。図4を用いてその放熱性を高める効果を説明する。
各フィン17の形状が正面視で略逆台形に形成されていると、隣接し合うフィン17のテーパー面17a、17b同志で作られる「ハ」の字状の空気通路19は、図4に示すように空気通路19の出口部分の開口の面積S1(以下、単に「出口部分の開口S1」という)が入口部分の開口の面積S2(以下、単に「入口部分の開口S2」という)に比べて小さくなる。そのため、各フィン17との間に形成された空気通路19に入って出口部分の開口S1に向かう空気(図4中に流れを矢印20で示す)は、空気通路19の出口部分の開口S1が下側の入口部分の開口S2に比べて小さくなっているので、出口部分の開口S1に向かうに従って徐々に圧縮され、出口部分の開口S1を通過し終えると圧縮から解き放されて急速に流れる。これにより、空気通路19内の空気20は、出口部分の開口S1を通過し終えた空気の急速な流れに引かれて出口部分の開口S1側へ流され、空気通路19内での空気の流れをスムーズにして放熱効果をより高める。
以上が第1実施形態に係る真空ポンプ装置10の構成である。この真空ポンプ装置10は、コントローラ12の電源を入れてポンプ本体11を作動させると、コントローラ筐体15に内蔵された制御回路基板はトランジスタや抵抗等の発熱する素子によって高温になる。しかしながら、その制御回路基板の熱はコントローラ筐体15を介してヒートシンク16に伝えられ、更にヒートシンク16のフィン17を介した熱交換により放熱されて自然空冷して取り除かれる。この場合、空気通路19の出口部分の開口S1が入口部分の開口S2に比べて小さくなっているので、空気通路19内を通る空気はスムーズに流され、熱交換による放熱効果をより高めることができて、コントローラ12の放熱効果が大幅に向上する。
なお、図1から図4に示した第1実施形態に係る真空ポンプ装置10では、ヒートシンク16を4つの角部12aに各々形成し、かつ、コントローラ筐体15の正面側となるインジケータ18を設けている周面部分には形成してない構造を開示したが、例えば図5に示すように、インジケータ18が設けられ周面部分にも、そのインジケータ18を囲むようにしてヒートシンク16のフィン21をコントローラ筐体15と一体に形成してもよいものである。この場合のヒートシンク16は、中心軸Oに沿って上下方向に延びるようにしてストライプ状に形成されたフィン21を設けているが、形状はこれに限定されるものではない。
図6は本発明の第2実施形態に係るコントローラ12を備える真空ポンプ装置30の外観斜視図、図7はコントローラ12におけるヒートシンク16の部分拡大斜視図である。なお、第2実施形態の構成は、ヒートシンク16におけるフィン33の形状を正面視で略菱形状に形成した構成に変更したものであり、他の構成は図1〜図3に示した構成と同一であるから、同一の構成部分は同一符号を付して重複説明を省略する。
図6に示すコントローラ12のヒートシンク16は、コントローラ筐体15の各角部12aにおいて、コントローラ筐体15の外周面から外側へ放射状に形成された状態にして、このコントローラ筐体15と一体に形成している複数枚(本実施形態では6枚)のフィン33を有している。
また、第2実施形態におけるヒートシンク16も、放熱性能をより向上させる観点及び鋳型の型抜きを容易にする観点から、各フィン33は、図6及び図7に示すように、正面視で略菱形状に形成されている。すなわち、両側面(以下、これを「テーパー面」という)33a、33bの傾斜θがそれぞれ鋳型の抜き方向となるように揃えられている。すなわち、各フィン33はそれぞれ、中心軸Oに沿う方向で、かつ菱形の上半分側は隣接し合うフィン33のテーパー面33a、33b同志が互いに上へ向かって広がる略「V」の字となる形にそれぞれ揃えられ、菱形の下半分側は隣接し合うフィン33のテーパー面33c、33d同志が互いに末広がりとなる「ハ」の字となる形にそれぞれ揃えて、正面視で略菱形状に形成されている。
このように本第2実施形態でも、ヒートシンク16における各フィン33のテーパー面33aと33b、33cと33dをそれぞれ鋳型の抜き方向に揃えることにより、鋳物での製作を容易にし、コストダウンを図ることができる。また、ヒートシンク16の形状を正面視で略菱形状に形成して、隣接し合うフィン33のテーパー面33c、33d同志が互いに末広がりとなる「ハ」の字となる形に揃えておくと、放熱性をより高めることができる。図7を用いてその放熱性を高める効果を説明する。
各フィン33の形状が正面視で略菱形状に形成されていると、隣接し合うフィン33のテーパー面33c、33d同志で作られる「ハ」の字状の空気通路39は、図7に示すように空気通路39の中間出口部分の開口の面積S3(以下、単に「中間部分の開口S1」という)が入口部分の開口の面積S2(以下、単に「入口部分の開口S2」という)に比べて小さくなる。そのため、各フィン33との間に形成された空気通路39に入って中間部分の開口S2向かう空気は、空気通路39の中間出口部分の開口S3が下側の入口部分の開口S2に比べて小さくなっているので、中間出口部分の開口S3に向かって徐々に圧縮され、中間出口部分の開口S3を通過し終えると、その開口S3の上側は略Vの字状に広がっているので、圧縮から解き放されて急速に流れる。これにより、空気通路39内の空気20は、出口部分の開口S1を通過し終えた空気の急速な流れに引かれて出口部分の開口S1側へ流され、空気通路19内での空気の流れをスムーズにして放熱効果をより高める。
したがって、第2実施形態に係る真空ポンプ装置30においても、コントローラ12の電源を入れてポンプ本体11を作動させると、コントローラ筐体15に内蔵された制御回路基板はトランジスタや抵抗等の発熱する素子によって高温になるが、その制御回路基板の熱はコントローラ筐体15を介してヒートシンク16に伝えられ、更にヒートシンク16のフィン33を介した熱交換により放熱されて自然空冷して取り除かれる。この場合、空気通路39の中間出口部分の開口S3が入口部分の開口S2に比べて小さくなっているので、空気通路39内を通る空気(図中に流れを矢印20で示す)はスムーズに流され、熱交換による放熱効果をより高めることができて、コントローラ12の放熱効果が大幅に向上する。
なお、第1の実施形態におけるヒートシンク16のフィン17及び第2の実施形態におけるヒートシンク16のフィン33は、コントローラ12の中心軸Oから外側へ放射された状態にして設けている構造を開示したが、例えば図8に示すように、角部12a毎に略90度ずつ順に変位させて設けた構造にしてもよいものである。
また、第1、第2の実施形態におけるコントローラ筐体15は、平面視で略四角形に形成している構成を開示したが、四角形に限ることなく、例えば三角形、五角形、六角形等に形成して、その角部にそれぞれ対応させてヒートシンク16のフィン17、33等を設けてもよい。
また、上述した変形例以外にも本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
10 真空ポンプ装置
11 ポンプ本体
12 コントローラ
12a 角部
13 ポンプケース
14 底蓋
15 コントローラ筐体
16 ヒートシンク
17 フィン
17a、17b テーパー面
18 インジケータ
19 空気通路
20 空気の流れ
21 フィン
30 真空ポンプ装置
33 フィン
33a、33b、33c、33d テーパー面
39 空気通路
O コントローラの中心軸
S1 出口部分の開口
S2 入口部分の開口
S3 中間部分の開口

Claims (10)

  1. 真空ポンプ装置のポンプ本体の動作を制御する制御回路を備えるコントローラにおいて、
    前記制御回路が収納されたコントローラ筐体と、
    前記コントローラ筐体と一体に形成されているとともに、前記コントローラ筐体の外周面から外側へ向かって形成された複数枚のフィンを有するヒートシンクと、を備える、
    ことを特徴とするコントローラ。
  2. 前記コントローラ筐体は鋳物製であるとともに、前記フィンの両側面が型抜き方向に傾斜しているテーパー面としてなる、ことを特徴とする請求項1に記載のコントローラ。
  3. 前記フィンは、正面視で略台形状に形成されている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のコントローラ。
  4. 前記フィンは、正面視で略菱形状に形成されている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のコントローラ。
  5. 前記フィンは、正面視で三角形を含む略多角形状に形成されている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のコントローラ。
  6. 前記フィンは、隣り合う前記フィンとで形成される空気通路の開口面積が前記ポンプ本体側で小さくなるように前記テーパー面が形成されている、ことを特徴とする請求項2に記載のコントローラ。
  7. 前記コントローラ筐体は、平面視で略角形状に形成され、各角部又は前記外周面に前記フィンを形成している、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のコントローラ。
  8. 前記コントローラ筐体は、前記角部又は前記外周面に形成された、前記フィンの型抜き方向が同一となるように、前記フィンの両側面のテーパー面が統一されている、ことを特徴とする請求項7に記載のコントローラ。
  9. 前記コントローラ筐体は、前記フィンの前記型抜き方向が前記真空ポンプ装置の中心軸に沿う方向である、ことを特徴とする請求項8に記載のコントローラ。
  10. 請求項1から請求項9のうちのいずれか1項に記載のコントローラを備える、ことを特徴とする真空ポンプ装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021000931A1 (de) * 2021-02-22 2022-08-25 KSB SE & Co. KGaA Pumpe mit einem Elektronikgehäuse und wenigstens einem Kühlkörper
EP4206474A1 (de) * 2021-12-30 2023-07-05 Pfeiffer Vacuum Technology AG Vakuumpumpe

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07312493A (ja) * 1994-05-18 1995-11-28 Pfu Ltd ヒートシンクおよびファン付きヒートシンク装置
JP2004251133A (ja) * 2003-02-18 2004-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転型圧縮機
JP2004281079A (ja) * 2003-03-12 2004-10-07 Sony Corp セパレータ、燃料電池装置及び燃料電池装置の温度調整方法
JP2007032535A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Boc Edwards Kk 真空ポンプ装置とそのコントローラ
JP2013021750A (ja) * 2011-07-07 2013-01-31 Mitsubishi Electric Corp リニアモータ
JP2014105695A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Shimadzu Corp 真空ポンプ

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA490167A (en) * 1953-02-03 Aktiengesellschaft Brown, Boveri And Cie Combustion chambers
JPS51229Y2 (ja) 1971-02-12 1976-01-07
JP3165857B2 (ja) 1997-12-10 2001-05-14 株式会社荏原製作所 ターボ分子ポンプ装置
JP2003060135A (ja) * 2001-08-21 2003-02-28 Mitsubishi Alum Co Ltd 放熱フィン
JP2004197687A (ja) * 2002-12-20 2004-07-15 Calsonic Compressor Seizo Kk 電動圧縮機
US20060105213A1 (en) * 2003-03-05 2006-05-18 Kazuhiko Otsuka Separator, fuel cell device, and temperature control method for fuel cell device
DE20309856U1 (de) * 2003-06-24 2004-10-28 Autokühler GmbH & Co. KG Kühlkörper für Bauelemente
JP2006278735A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Toyota Motor Corp 冷却装置
WO2008062598A1 (fr) * 2006-11-22 2008-05-29 Edwards Japan Limited Pompe à vide
US7765917B2 (en) * 2007-01-12 2010-08-03 Black & Decker Inc. Air compressor
KR101848521B1 (ko) * 2010-10-07 2018-04-12 에드워즈 가부시키가이샤 진공 펌프 제어 장치 및 진공 펌프
JP6126421B2 (ja) * 2013-03-21 2017-05-10 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 モータファン
CN203353025U (zh) * 2013-06-29 2013-12-18 中山大洋电机股份有限公司 一种电机控制器及其应用的风机***
CN204180466U (zh) * 2014-11-28 2015-02-25 宁波华盛汽车部件有限公司 控制器壳体总成的散热结构
JP6402646B2 (ja) * 2015-02-19 2018-10-10 株式会社豊田自動織機 電動過給器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07312493A (ja) * 1994-05-18 1995-11-28 Pfu Ltd ヒートシンクおよびファン付きヒートシンク装置
JP2004251133A (ja) * 2003-02-18 2004-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転型圧縮機
JP2004281079A (ja) * 2003-03-12 2004-10-07 Sony Corp セパレータ、燃料電池装置及び燃料電池装置の温度調整方法
JP2007032535A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Boc Edwards Kk 真空ポンプ装置とそのコントローラ
JP2013021750A (ja) * 2011-07-07 2013-01-31 Mitsubishi Electric Corp リニアモータ
JP2014105695A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Shimadzu Corp 真空ポンプ

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