JPH018714Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は電子顕微鏡等の真空装置における被排
気室内を排気するターボ分子ポンプのリーク弁の
開閉制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 非分散型Ｘ線分光器や電子エネルギーアナライ
ザ等を組込んだ分析電子顕微鏡で有益な結果を得
るためには、試料汚染を可能な限り低減させる必
要がある。そのため鏡体内は高真空で、且つ高清
浄の真空が必要とされ、真空ポンプとしてオイル
フリーであるターボ分子ポンプが使用されてい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、ターボ分子ポンプはポンプ電源をオ
フにしても直ぐに回転が停止するわけでなく、数
分以上は高速で回転している。

このようなターボ分子ポンプにおいて、ポンプ
の稼動を停止する際、回転翼が停止した状態でポ
ンプ内に空気を導入（リーク）すると、ポンプの
軸受部分に使用されているオイルがポンプの高真
空側に逆流する不都合が生じる。

そこで、従来においてはターボ分子ポンプの電
源をオフにすると同時に、リーク弁を開放してい
る。その結果、回転翼が高速回転している状態
で、空気を導入することになるため、回転翼に大
きな衝撃が加わり、回転翼の破損や軸受部分の損
傷が生じて、ターボ分子ポンプの寿命を短くする
恐れが生じる。

そこで、従来においては、リーク弁の孔径を非
常に小さくしたり、また、リーク弁の配管を狭く
する等排気コンダクタンスを非常に小さくするこ
とにより徐々にポンプ内をリークする方法が用い
られる。この時の圧力の変化をグラフに表わす
と、第４図ａのようになる。同図において、P₀
はポンプ電源オフ時の圧力、Paは大気圧を示し、
圧力の上昇率（傾き）θはリーク弁の排気コンダ
クタンスで決まり、許容し得る範囲でできるだけ
大きく設定されている。

しかし、この方法では目づまりが生じ易く、そ
の都度分解掃除する等取扱いが非常に面倒である
と共に、リークに長時間を費やす欠点がある。

即ち、実際には、十分にリークが進み破損の恐
れがなくなつた圧力P₁に到達したら、例えば第
４図ｂに示すように急激に大気を導入することが
可能であり、こうすれば第４図ａに較べ、T₀だ
けリークに要する時間を短縮できる。この点に着
目し、孔径の異なる２つのリーク弁を設け、最初
孔径の小さい第１のリーク弁により一定時間、つ
まりガス分子による衝撃が悪影響を及ぼさない程
度の時間までリークし、その後孔径の大きい第２
のリーク弁を使用して急激にリークする方法が考
えられる。

しかしながらこの方法でも前述と同様に孔径の
小さい第１のリーク弁の目づまりの問題は解決さ
れておらず、他に新たにリーク弁を追加しなけれ
ばならない欠点が生じる。

本考案は斯様な点に鑑みて、目づまりもなく、
しかも新たにリーク弁を設けることなくリーク時
間をできるだけ短くすることを目的とするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案は被排気室
と、該被排気室を排気するターボ分子ポンプと、
該ターボ分子ポンプ内をリークするためのリーク
弁とを備え、前記ターボ分子ポンプ内をリーク弁
でリークする際、リーク弁を間歇的に開閉するよ
うに構成することを特徴とする。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例を示す構成略図であ
り、１は電子顕微鏡等の被排気室である。２はこ
の被排気室１内を排気管３を介して排気するため
のターボ分子ポンプであり、このターボ分子ポン
プの背圧側は排気管４を介して油回転ポンプ５に
より排気されている。６は前記ターボ分子ポンプ
２の電源である。７は前記被排気室１に接続され
た電磁弁からなるリーク弁で、駆動回路８により
弁の開閉が行われる。９はこの駆動回路８に第２
図Ｃに示すような駆動パルスを供給するためのパ
ルス発生回路であり、また、このパルス発生回路
には前記電源６から停止信号が供給される。１０
は前記被排気室１（ターボ分子ポンプ２）内の圧
力を測定するための真空計である。

上述の如き構成において、リーク弁７として
は、第４図ｂにおいてP₁後の急速なリークを行
う第２のリーク弁と同程度の排気コンダクタンス
を持つ孔径の大きなものが使用される。

しかして、ターボ分子ポンプ２が被排気室１を
排気している状態で、第２図ａで示すように時刻
t₀でポンプ電源６をオフにしてターボ分子ポンプ
への通電を停止すると、それと同時にポンプ電源
６は第２図ｂに示す停止信号を発生してパルス発
生回路９に供給する。パルス発生回路９は停止信
号に基づいて第２図Ｃに示す弁開閉信号を発し、
駆動回路８へ送る。この弁開閉信号により、リー
ク弁は期間Ｔ１に開状態、期間Ｔ２に閉状態とな
るため、４回にわたつて間歇的に開閉され、その
後連続的に開放されることになる。この時の圧力
の変化をグラフで表わすと、第４図ｃの実線イに
示すようになり、大きな孔径のリーク弁を用いな
がら、許容し得る範囲で圧力を上昇させることが
でき、圧力P₁に到達した後は急速にリークを進
めることができるため、リーク弁を追加すること
なくリーク時間を短縮できる。しかも大きな孔径
なので、リーク弁に目づまり等は生じない。

尚、ターボ分子ポンプ２内を完全に大気圧にし
ないで、ある一定の圧力（例えば200Torr程度）
に維持する場合には、真空計１０により所望の圧
力に達成した時点で第２図ｃ中点線で示すように
手動または自動的にリーク弁７を閉じれば良い。
また、前記θ及びP₁は被排気室１及びターボ分
子ポンプ２の容積等によつて異なるため、それに
合せてT₁，T₂を決める必要がある。

第３図は本考案の他の実施例を示す構成略図で
あり、第１図と同一番号のものは同一構成要素を
示す。図中、１１は制御回路で、ポンプ電源６か
ら停止信号が供給され、また、真空計１０で測定
された圧力に対応する信号が供給される。

本実施例においては、第４図ｂの変化曲線に基
づいて、第５図ａに示すようなリーク弁を開くタ
イミングを指定する関数Foと、リーク弁を閉じ
るタイミングを指定する関数Fsが予め決定され
ており、この関数Fo，Fsは制御回路１１内に予
め格納されている。

しかして、ポンプ電源６のオフに同期して第２
図ｂに示す停止信号が制御回路１１へ送られる
と、制御回路はリーク弁７を開き、その後は真空
計１０からの時間経過に伴う圧力信号曲線Ｐ，ｔ
が関数Fsと交わるとリーク弁７を閉じ、関数Fo
と交わるとリーク弁７を開くという制御を行う。
そのためリーク弁７は第５図ｂに示すように間歇
的に開閉され、許容し得る範囲内で圧力を上昇さ
せることができ、圧力P₁を超えた後は連続的に
開放されるため、急速にリークを進めることがで
きる。

尚、ターボ分子ポンプ２内を完全に大気圧にし
ないで、ある一定の圧力（例えば00Torr程度）
に維持する場合には、真空計により所望の圧力に
達成した時点で第５図ｂ中点線で示すように手動
または自動的にリーク弁７を閉じれば良い。

本実施例では、圧力をモニターしながらリーク
弁の開閉を制御するため、リーク弁の排気コンダ
クタンスが変化したような場合でも許容範囲外で
急激にリークしてしまうような不都合は生じな
い。

尚、前述の説明では、ターボ分子ポンプのリー
クにあたつては被排気室に取付けたリーク弁を使
用したが、ターボ分子ポンプに直接リーク弁や真
空計を取付けても良いことは言うまでもない。こ
の場合には被排気室１とターボ分子ポンプ２との
間に弁が設けられる。

［考案の効果］ 以上のように本考案においては、ターボ分子ポ
ンプのリークに際し、孔径の比較的大きなリーク
弁を間歇的に開閉させながら行うため、目づまり
による分解掃除が不要となると共に、取扱いが容
易となり、また、孔径の異なる２つのリーク弁を
設ける必要がなくなり、コストの低減を図ること
ができる等、実用性大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成略図、第
２図はその動作を説明するための図、第３図は本
考案の他の実施例を示す構成略図、第４図ａ乃至
第４図ｃはターボ分子ポンプ内の圧力の変化を示
すグラフ、第５図ａ及びｂは本考案の他の実施例
における動作を説明するための図である。 １……被排気室、２……ターボ分子ポンプ、
３，４……排気管、５……油回転ポンプ、６……
ポンプ電源、７……リーク弁、８……駆動回路、
９……パルス発生回路、１０……真空計、１１…
…制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被排気室と、該被排気室を排気するターボ分子
   ポンプと、該ターボ分子ポンプ内をリークするた
   めのリーク弁とを備え、前記ターボ分子ポンプ内
   をリーク弁でリークする際、リーク弁を間歇的に
   開閉するように構成したことを特徴とするターボ
   分子ポンプ用リーク弁の開閉制御装置。