JP2002070788A - Temperature control circuit for turbo-molecular pump - Google Patents

Temperature control circuit for turbo-molecular pump

Info

Publication number
JP2002070788A
JP2002070788A JP2000268861A JP2000268861A JP2002070788A JP 2002070788 A JP2002070788 A JP 2002070788A JP 2000268861 A JP2000268861 A JP 2000268861A JP 2000268861 A JP2000268861 A JP 2000268861A JP 2002070788 A JP2002070788 A JP 2002070788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
temperature
turbo
current
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000268861A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3656532B2 (en
Inventor
Tomoo Ota
知男 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2000268861A priority Critical patent/JP3656532B2/en
Publication of JP2002070788A publication Critical patent/JP2002070788A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3656532B2 publication Critical patent/JP3656532B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature control circuit for a turbo-molecular pump, which is capable of warming under the right warm-up conditions against the different power supply voltage specification. SOLUTION: A temperature-detecting device 2 detects inside pump temperature warmed by heater 1 and the turning-on electricity calculation device 6 calculates the heater on time per unit time using the temperature difference between target temperature and detected temperature. At the same time, the electric current detecting device 3 detects the heater current, electric current square value device 4 integrates electric current square value, heater control device 5 compares electric current square limit value 7 with electric current square value, if electric current square value exceeds its limit value, even it is within the range of turn on electricity hour determined by turn on electricity calculation device 6, remaining time in the heater control unit time shields the heater current by the signal from the heater control device 5 to the switching element 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ターボ分子ポンプ
に係わり、特に、半導体製造装置等において排気系とし
て使用されるターボ分子ポンプの内部に、反応生成物が
付着しないようにするターボ分子ポンプの温度制御回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbo-molecular pump, and more particularly to a turbo-molecular pump for preventing reaction products from adhering to the inside of a turbo-molecular pump used as an exhaust system in a semiconductor manufacturing apparatus or the like. It relates to a temperature control circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】気体分子に一定の方向の運動量を回転翼
などで機械的に与えることにより、気体を輸送する真空
ポンプとしてターボ分子ポンプがある。ターボ分子ポン
プは、気体分子どうしの衝突が無視できるような低い圧
力の条件下で、円板に斜めにスリットを切った回転翼
と、それとほぼ同じ形状で、スリットの傾きが回転翼と
は反対の固定翼とが、交互に配置された構造で、回転翼
は極めて高い回転速度で駆動され、両翼の隙間を通って
気体分子が通過し、真空に排気され超高真空を得ること
ができるものである。そして、ターボ分子ポンプの真空
排気系には背圧用のポンプとして油回転ポンプやドライ
真空ポンプ等が使われる。図3に磁気軸受装置を備えた
ターボ分子ポンプの断面を示す。ターボ分子ポンプは、
駆動軸13が上方にタッチダウンベアリング19aと下
方にタッチダウンベアリング19bを備え、磁気浮上の
機構を備えて、高周波モータ11によって高速回転する
もので、駆動軸13の上部には回転体にロータ翼14を
備え、それと対向するハウジング側にスペーサ16で積
み上げられたステータ翼15が設けられて、ロータ翼1
4が高速で回転することによって、吸気口フランジ21
の吸気口からガスを保護ネット23を通して吸引し、ハ
ウジング下部の排気口フランジ22から吸引したガスを
排出するもので、キャスタ12上に装着されたものであ
る。ロータ翼14が高速で回転するため、駆動軸13の
回転体を非接触で支持する磁気浮上制御を行っている。
駆動軸13の方向の位置制御を行う1組のアキシアル方
向制御用電磁石として、スラスト磁気軸受18を設け、
一方駆動軸13の2点で互いに直交する2軸の方向の位
置制御を行う2組のラジアル方向制御用電磁石として、
上部にラジアル磁気軸受17aと下部にラジアル磁気軸
受17bが設けられている。そして駆動軸13の変位検
出用センサとして、アキシアル方向検出用センサとして
最下部にギャップセンサ20が設けられ、ラジアル方向
検出用センサとして上部にギャップセンサ20aと下方
にギャップセンサ20bが設けられている。そして磁気
浮上をさせるためのフィードバック制御が行なわれる。
ターボ分子ポンプは、ポンプ本体及び電源装置で構成さ
れ、例えば半導体製造装置のプロセスチェンバ等に接続
され、成膜プロセスにおけるプロセスガスの排気に使用
される。そして、ターボ分子ポンプを組み込んだ真空装
置は、単に真空にするだけではなく、真空にした後いろ
いろな気体を導入し反応させる装置が多くなっている。
低圧CVD、プラズマCVD、プラズマエッチング、リ
アクティブイオンエッチング、イオン注入等の装置にお
いては、可燃性、爆発性、毒性、腐食性、悪臭のあるガ
スが使われ、極めて危険である。特に半導体製造用各種
装置等には、これらのガスに対する対策が講じられる。
そして活性なガスは、装置に使っている各種材料(真空
容器、ガスケット、ポンプ油など)を腐食したり、反応
時に発生する各種のイオンや散乱電子が、装置の各種部
品に吸収されたり、反射されたり、チャージされたりす
る。そのためこれらの部品及び筐体の内部に、排気ガス
中の反応生成物が付着しないように、筐体外周部にバン
ドヒータ25と、内部にシーズヒータ24を設け、内部
の温度が温度検出計27によって検出され、電源装置の
温度制御回路で制御される。また、温度を下げたい時に
は、冷却水パイプ26によって冷やすこともできる。
2. Description of the Related Art There is a turbo molecular pump as a vacuum pump for transporting a gas by mechanically giving a momentum in a certain direction to a gas molecule by a rotary wing or the like. A turbo-molecular pump has a rotating blade with an oblique slit in a disk and a shape almost the same as that of the rotating blade under low-pressure conditions where collisions between gas molecules can be ignored. The rotating blades are driven at an extremely high rotational speed, gas molecules pass through the gap between the two blades, and are evacuated to a vacuum to obtain an ultra-high vacuum. It is. In the vacuum evacuation system of the turbo molecular pump, an oil rotary pump, a dry vacuum pump, or the like is used as a back pressure pump. FIG. 3 shows a cross section of a turbo molecular pump provided with a magnetic bearing device. Turbo molecular pumps
The drive shaft 13 has a touch-down bearing 19a on the upper side and a touch-down bearing 19b on the lower side, has a magnetic levitation mechanism, and is rotated at a high speed by the high-frequency motor 11. And a stator blade 15 stacked with a spacer 16 is provided on the housing side facing the rotor blade 14 so that the rotor blade 1
4 rotates at a high speed, so that the inlet flange 21
The gas is sucked through the protection net 23 from the air inlet and the gas sucked from the outlet flange 22 at the lower part of the housing is exhausted, and is mounted on the caster 12. Since the rotor blades 14 rotate at a high speed, magnetic levitation control for supporting the rotating body of the drive shaft 13 in a non-contact manner is performed.
A thrust magnetic bearing 18 is provided as a set of axial direction control electromagnets for controlling the position of the drive shaft 13 in the direction,
On the other hand, as two sets of radial direction control electromagnets for performing position control in directions of two axes orthogonal to each other at two points of the drive shaft 13,
A radial magnetic bearing 17a is provided at an upper part, and a radial magnetic bearing 17b is provided at a lower part. As a sensor for detecting the displacement of the drive shaft 13, a gap sensor 20 is provided at the lowermost portion as a sensor for detecting an axial direction, and a gap sensor 20a is provided at an upper portion and a gap sensor 20b is provided below as a sensor for detecting a radial direction. Then, feedback control for magnetic levitation is performed.
The turbo molecular pump includes a pump main body and a power supply device, is connected to, for example, a process chamber of a semiconductor manufacturing apparatus, and is used for exhausting a process gas in a film forming process. Vacuum devices incorporating a turbo-molecular pump are not limited to vacuuming, but many devices have been evacuated and then introduced and reacted with various gases.
In apparatuses such as low-pressure CVD, plasma CVD, plasma etching, reactive ion etching, and ion implantation, flammable, explosive, toxic, corrosive, and odorous gases are used, which is extremely dangerous. In particular, countermeasures against these gases are taken for various devices for semiconductor manufacturing and the like.
The active gas corrodes various materials (vacuum vessel, gasket, pump oil, etc.) used in the equipment, and various ions and scattered electrons generated during the reaction are absorbed by various parts of the equipment and reflected. Be charged or charged. Therefore, a band heater 25 and a sheath heater 24 are provided on the outer periphery of the housing so that reaction products in the exhaust gas do not adhere to the inside of these components and the housing. And is controlled by the temperature control circuit of the power supply device. When it is desired to lower the temperature, it can be cooled by the cooling water pipe 26.

【0003】図4に電源装置内の温度制御回路のブロッ
ク図を示す。成膜プロセスによっては、反応生成物がポ
ンプ内部に付着する場合があり、ポンプのべ一ス部をヒ
ータ1により加熱し、反応生成物の付着を防止してい
る。温度制御回路は、ポンプ本体の内部に設けられた温
度検出計27を有する温度検出手段2と、ヒータ1をス
イッチング加熱するスイッチング素子9と、目標温度8
と温度検出手段2によるポンプ温度の差から、単位時間
あたりのヒータ1のオン時間を計算する通電時間計算手
段6と、その結果に基づいてスイッチング素子9のオン
オフを行うヒータ制御手段5とから構成されている。図
5に昇温時間とポンプ温度の関係を、図6に目標温度と
の温度差とヒータ制御単位時間内のヒータ1の通電時間
の関係を、図7に180Vと264V駆動時の経過時間
とヒータ温度の関係を示す。温度制御の制御単位時間と
して、ここでは2.5秒に設定され、昇温中はヒータ1
の制御単位時間の間は、100%の通電としている。そ
して、図5に示すように、一旦、目標温度付近まで昇温
すれば、後は温度を維持するために、目標温度との差に
見合った時間だけヒータ1をオンにする。例えば、温度
差が1℃であれば、図6に示すようにヒータ1の制御単
位時間に対して50%の1.25秒間だけ通電し、図7
に示す(3)での電流波形のように制御される。温度差
が0.4℃であればヒータ制御単位時間に対して20%
の0.5秒間だけ通電される。
FIG. 4 shows a block diagram of a temperature control circuit in a power supply device. Depending on the film forming process, the reaction product may adhere to the inside of the pump, and the base of the pump is heated by the heater 1 to prevent the reaction product from adhering. The temperature control circuit includes a temperature detecting means 2 having a temperature detector 27 provided inside the pump body, a switching element 9 for switching and heating the heater 1, a target temperature 8.
And a heater control means 5 for turning on and off the switching element 9 based on the result of the calculation. Have been. FIG. 5 shows the relationship between the heating time and the pump temperature, FIG. 6 shows the relationship between the temperature difference from the target temperature and the energization time of the heater 1 within the unit time of the heater control, and FIG. 7 shows the elapsed time at 180 V and 264 V driving. 4 shows a relationship between heater temperatures. Here, the control unit time of the temperature control is set to 2.5 seconds, and the heater 1 is set during the temperature rise.
Is 100% energized during the control unit time. Then, as shown in FIG. 5, once the temperature is raised to near the target temperature, the heater 1 is turned on for a time corresponding to the difference from the target temperature in order to maintain the temperature thereafter. For example, if the temperature difference is 1 ° C., as shown in FIG. 6, the heater 1 is energized for 50% of the control unit time for 1.25 seconds.
Is controlled like the current waveform in (3) shown in FIG. If the temperature difference is 0.4 ° C, 20% of the heater control unit time
For 0.5 second.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のターボ分子ポン
プの温度制御回路は、以上のように構成されているが、
ヒータ1の抵抗値は、一定時間(例えば1時間)でポン
プが目標温度まで十分昇温するだけの電力を消費(発
熱)するように設計されている。すなわち、電源装置の
電源電圧仕様が180〜264Vとなっている場合、1
80Vで十分昇温するような抵抗値に設計される。とこ
ろが、電源電圧180Vで昇温に十分な電流が流れる様
に設計したヒータ1を、電源電圧264Vで使用する
と、ヒータ1のオン時に流れる電流は264/180=
1.47倍となり、ヒータで消費される電力で考えると
(264/180)=2.15倍となる。そのまま使
用すると、昇温時間はそれだけ短くなるが、昇温中の1
00%通電の状態では、ヒータは過昇温状態となり、寿
命が短くなるという問題がある。そこで、従来はトラン
スを用いてヒータヘの供給電圧が一定になるようにする
か、または、電源電圧に合わせて複数の仕様のヒータを
用意しなければならないという問題があった。
The temperature control circuit of a conventional turbo-molecular pump is constructed as described above.
The resistance value of the heater 1 is designed so that the pump consumes enough power (heat generation) for a certain period of time (for example, one hour) to sufficiently raise the temperature of the pump to the target temperature. That is, when the power supply voltage specification of the power supply device is 180 to 264 V, 1
The resistance value is designed so that the temperature rises sufficiently at 80V. However, when the heater 1 designed to supply a sufficient current for raising the temperature at a power supply voltage of 180 V is used at a power supply voltage of 264 V, the current flowing when the heater 1 is turned on is 264/180 =
The power becomes 1.47 times, and (264/180) 2 = 2.15 times when considered in terms of the power consumed by the heater. If it is used as it is, the heating time will be shorter,
In the state where the current is supplied at 00%, there is a problem that the heater is overheated and the life is shortened. Therefore, conventionally, there has been a problem that the supply voltage to the heater must be made constant using a transformer, or a heater having a plurality of specifications must be prepared according to the power supply voltage.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、異なる電源電圧の仕様に対しても、ポ
ンプ本体に設けられたヒータの適正な昇温状態で加温す
ることができるターボ分子ポンプの温度制御回路を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to heat a heater provided in a pump main body in an appropriate temperature rising state even with different power supply voltage specifications. It is an object of the present invention to provide a temperature control circuit of a turbo molecular pump that can be used.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明のターボ分子ポンプの温度制御回路は、回転翼
と固定翼とが交互に配置され低い圧力の条件下で高い回
転速度で駆動され気体分子を排気するターボ分子ポンプ
に、反応生成物が内部に付着しないように電流を流して
温度制御するヒータと、その温度検出手段と、目標温度
と前記温度検出手段によるポンプ温度の差からヒータの
オンオフ制御を行う回路を有するターボ分子ポンプの温
度制御回路において、ヒータ電流の電流検出手段と、そ
のヒータの電流値の二乗の積算手段とを設けて、ヒータ
ON中は前記電流値の二乗の積算手段からの積算値と、
電流値の二乗のリミット値とを比較し、単位時間中にリ
ミット値を越えた時は、単位時間の残り時間については
ヒータへの電力供給を停止するものである。
In order to achieve the above object, a temperature control circuit of a turbo-molecular pump according to the present invention has a rotating blade and a fixed blade alternately arranged and driven at a high rotation speed under a low pressure condition. A heater that controls the temperature by supplying an electric current to the turbo molecular pump that exhausts the gas molecules so that the reaction product does not adhere to the inside of the turbo molecular pump, a temperature detection unit thereof, and a difference between a target temperature and a pump temperature by the temperature detection unit. In a temperature control circuit of a turbo-molecular pump having a circuit for performing on / off control of a heater, a current detecting means for a heater current and a means for integrating a square of a current value of the heater are provided. The integrated value from the integrating means of
The current value is compared with the squared limit value, and when the limit value is exceeded during the unit time, the power supply to the heater is stopped for the remaining time of the unit time.

【0007】本発明のターボ分子ポンプの温度制御回路
は上記のように構成されており、ヒータ電流を検出する
電流検出手段と、ヒータ通電中にヒータ電流を二乗(電
力に比例)して積算するヒータ電流値の二乗の積算手段
とを設けて、ヒータ制御手段が、目標温度との温度差に
より決定される通電時間の範囲内であっても、ヒータ電
流の二乗の積算値が規定値(電流値の二乗のリミット
値)を超えると、ヒータ制御単位時間内の残りの時間
は、ヒータをオフにする機能を備えている。そのため、
単位時間あたりのヒータヘの供給電力が一定となるた
め、例えば電源電圧180V用に設計されたヒータを電
源電圧264Vで使用しても、ヒータの過昇温を防止す
ることができる。従って、1つのヒータで複数の電源電
圧仕様に対応することができる。
The temperature control circuit of the turbo-molecular pump according to the present invention is constructed as described above, and includes a current detecting means for detecting a heater current and a square (in proportion to the electric power) of the heater current during energization of the heater. A heater current value integration means for providing a squared integration of the heater current value to a specified value (current value) even when the heater control means is within an energization time range determined by a temperature difference from a target temperature. When the value exceeds the limit value (square value), the heater is turned off for the remaining time within the heater control unit time. for that reason,
Since the power supplied to the heater per unit time is constant, even if a heater designed for a power supply voltage of 180 V is used at a power supply voltage of 264 V, for example, an excessive temperature rise of the heater can be prevented. Accordingly, one heater can support a plurality of power supply voltage specifications.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明のターボ分子ポンプの温度
制御回路の一実施例を図1を参照しながら説明する。図
1に本発明のターボ分子ポンプの温度制御回路のブロッ
ク図を示す。本ターボ分子ポンプの温度制御回路は、反
応生成物がポンプの内部に付着しないように温度制御す
るヒータ1と、内部温度を検出する温度検出計27を備
えた温度検出手段2と、ヒータ1に流れる電流を検出す
る電流検出手段3と、ヒータ1の電流値の二乗の積算手
段4と、目標温度8と温度検出手段2によるポンプ温度
の差から、単位時間あたりのヒータ1のオン時間を計算
する通電時間計算手段6と、通電時間計算手段6からの
指示値、及び、ヒータ1の電流値の二乗の積算手段4か
らの積算値と電流値の二乗のリミット値7とを比較しそ
の結果に基づいてスイッチング素子9のオンオフを行う
ヒータ制御手段5と、そのヒータ制御手段5によってヒ
ータ1に流す電流をON、OFFするスイッチング素子
9とから構成されている。本ターボ分子ポンプの温度制
御回路は、従来の温度制御回路にヒータ1に流れる電流
を検出する電流検出手段3と、その電流値を二乗し積算
する回路を有する電流値の二乗の積算手段4と、電流値
の二乗のリミット値7とを増設したものである。それに
よって、ヒータ1に電流が流れている時、その電流値の
二乗(電力に比例)の積算手段4からの積算値と、電流
値の二乗(電力に比例)のリミット値7とを比較し、単
位時間中に電流値の二乗(電力に比例)のリミット値7
を越えた時は、ヒータ制御手段5からスイッチング素子
9をOFFし、単位時間の残り時間についてヒータ1へ
の電力供給を停止する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a temperature control circuit for a turbo molecular pump according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a block diagram of a temperature control circuit of a turbo molecular pump according to the present invention. The temperature control circuit of the turbo-molecular pump includes a heater 1 for controlling the temperature so that the reaction product does not adhere to the inside of the pump, a temperature detecting means 2 having a temperature detector 27 for detecting the internal temperature, and a heater 1. The on-time of the heater 1 per unit time is calculated from the current detection means 3 for detecting the flowing current, the integration means 4 for squaring the current value of the heater 1, and the difference between the target temperature 8 and the pump temperature by the temperature detection means 2. Of the current value of the heater 1, the current value of the heater 1, and the limit value 7 of the current value squared. And a switching element 9 for turning on and off a current flowing through the heater 1 by the heater control means 5. The temperature control circuit of the turbo molecular pump includes a current detection means 3 for detecting a current flowing through the heater 1 in a conventional temperature control circuit, and a current value square integration means 4 having a circuit for squaring and integrating the current value. , A current value squared limit value 7 is added. Thus, when a current is flowing through the heater 1, the integrated value of the square of the current value (proportional to the electric power) from the integrating means 4 is compared with the limit value 7 of the square of the current value (proportional to the electric power). , The limit value of the square of the current value (proportional to the power) during the unit time 7
Is exceeded, the switching element 9 is turned off from the heater control means 5, and the power supply to the heater 1 is stopped for the remaining time of the unit time.

【0009】次に、電源電圧及び電力値の設計値が、1
80V、400Wであるヒータ1について、マイコンを
用いたデジタル回路で説明する。180V、400Wの
ヒータ1の抵抗値は81Ωとなり、このヒータ1を18
0Vで使用した場合の電流値は2.22Aとなる。従っ
て、このヒータ1は電流値が2.22Aであれば、連続
通電しても寿命に問題のない設計であり、また、2.2
2A流さないと、ポンプを規定時間に昇温できないこと
になる。従って、電流値の二乗のリミット値7につい
て、電源電圧180Vでヒータ制御単位時間中に100
%ヒータ1をオンできるように設定する。ここで、ヒー
タ制御単位時間を2.5秒とし、電流値の二乗の計算を
50ms毎に50回(=2.5s)行う場合、電流値の
二乗のリミット値7は、2.22×2.22×50=2
46.4となる。そして、電源電圧180Vでポンプの
温度制御を行った場合を説明する。室温の状態から昇温
を開始すると、通電時間計算手段6は、温度検出手段2
からのポンプ温度と、目標温度8との温度差から、ヒー
タ制御手段5に対して、ヒータ制御単位時間の100%
(=2.5s)の通電を指示する。そして、ヒータ制御
手段5は、ヒータ1をオンすると共に、50ms毎に計
算される、電流値の2乗の積算手段4の積算値を監視す
る。図2(a)は、横軸に時間、縦軸にヒータ1の電流
値の二乗の積算値を示し、(b)は縦軸にヒータ電流を
示したものである。電源電圧が180Vの場合は、2.
5s以内に電流値の2乗の積算値は、電流値の二乗のリ
ミット値7(=246.4)には当然達しないので、
(b)に示すように、100%通電(2.22A)のま
まポンプは昇温を続ける。この時、2.5s間にヒータ
が消費する電力は、2.22A×180V×2.5s=
1000W・sとなる。目標温度8との差が2℃以内に
なると、図6に示す直線に従って、通電時間計算手段6
からの指示値は100%から順次減っていくので、ヒー
タ制御手段5はそれに従って、ヒータ制御単位時間
(2.5s)のうち、オンにする時間を順次減らしてい
く。次に、このヒータ1を電源電圧264Vで使用する
場合を考える。180Vの場合と同様、室温の状態から
昇温を開始すると、通電時間計算手段6は、ヒータ制御
手段5に対して、ヒータ制御単位時間の100%(=
2.5%)の通電を指示する。ヒータ制御手段5は、ヒ
ータ1をオンすると共に、50ms毎に計算される、電
流値の二乗の積算手段4の積算値を監視する。電源電圧
が264Vの場合は、ヒータオンの時に流れる電流は、
264V/81Ω=3.26Aとなり、電流値の2乗の
積算値は、246.4/(3.26×3.26)=2
3.2となって、24回目の1.2s後には、(a)に
示すように、電流値の二乗のリミット値7(246.
4)を越える。電流値の二乗の積算値が電流の二乗のリ
ミット値7を越えると、ヒータ制御手段5は、通電時間
計算手段6により指示された通電時間の範囲内であって
も、(b)に示すように、ヒータ1に流れるヒータ電流
をオフし、ヒータ1にそれ以上電力が供給されないよう
にする。次のヒータ制御単位時間が開始されると、
(b)に示すように、ヒータ制御手段5は再びヒータ1
をオンにし、上記動作を繰り返す。この時、2.5s間
にヒータ1が消費する電力は、3.26A×264V×
1.2s=1033W・sとなり、電源電圧180Vで
使用したときの1000W・sとほぼ同じになる。目標
温度8との差が2℃以内になると、図6の温度制御方法
の通電時間の決定により、通電時間計算手段6からの指
示値は、100%から順次減っていくが、指示されたオ
ン時間が1.2s以上の場合は、電流値の二乗のリミッ
ト値7が効き、それ以上の時間ヒータ1をオンにはしな
い。通電時間計算手段6からの指示値が1.2s以下に
なるとヒータ制御手段5は、初めて通電時間計算手段6
の指示通りの時間ヒータ1をオンするようになる。これ
により、電源電圧264Vで使用した場合も、ヒータの
過昇温を防止することができる。
Next, when the design values of the power supply voltage and the power value are 1
The heater 1 of 80 V and 400 W will be described with a digital circuit using a microcomputer. The resistance value of the heater 1 at 180 V and 400 W is 81 Ω.
The current value when used at 0 V is 2.22 A. Therefore, if the current value of the heater 1 is 2.22 A, the design is such that there is no problem in the life even if the current is continuously supplied.
Without 2A flow, the pump cannot be heated in the specified time. Therefore, with respect to the limit value 7 of the square of the current value, the power supply voltage is set to 100 V during the heater control unit time at 180 V.
Set so that the% heater 1 can be turned on. When the heater control unit time is 2.5 seconds and the square of the current value is calculated 50 times (= 2.5 s) every 50 ms, the limit value 7 of the square of the current value is 2.22 × 2 .22 × 50 = 2
46.4. Then, a case where the temperature of the pump is controlled at a power supply voltage of 180 V will be described. When the temperature rise is started from the room temperature state, the energization time calculation means 6 sets the temperature detection means 2
From the temperature difference between the pump temperature and the target temperature 8, 100% of the heater control unit time
(= 2.5 s). Then, the heater control unit 5 turns on the heater 1 and monitors the integrated value of the square of the current value, which is calculated every 50 ms, by the integrating unit 4. FIG. 2A shows the time on the horizontal axis, the squared integrated value of the current value of the heater 1 on the vertical axis, and FIG. 2B shows the heater current on the vertical axis. 1. When the power supply voltage is 180 V,
Since the integrated value of the square of the current value does not reach the limit value 7 of the square of the current value (= 246.4) within 5 s,
As shown in (b), the pump continues to heat at 100% current (2.22 A). At this time, the power consumed by the heater during 2.5 s is 2.22 A × 180 V × 2.5 s =
1000 W · s. When the difference from the target temperature 8 is within 2 ° C., the energizing time calculating means 6 is used in accordance with the straight line shown in FIG.
The heater control means 5 accordingly sequentially reduces the time to be turned on in the heater control unit time (2.5 s). Next, consider a case where the heater 1 is used at a power supply voltage of 264V. As in the case of 180 V, when the temperature rise is started from the room temperature, the energization time calculation means 6 gives the heater control means 5 100% of the heater control unit time (=
2.5%). The heater control means 5 turns on the heater 1 and monitors the integrated value of the square of the current value, which is calculated every 50 ms, by the integrating means 4. When the power supply voltage is 264 V, the current flowing when the heater is on is
264 V / 81Ω = 3.26 A, and the integrated value of the square of the current value is 246.4 / (3.26 × 3.26) = 2
3.2, and after the 24th 1.2 s, as shown in (a), the limit value 7 of the square of the current value (246.
Go over 4). If the integrated value of the square of the current value exceeds the limit value 7 of the square of the current, the heater control means 5 will continue to operate as shown in FIG. Next, the heater current flowing through the heater 1 is turned off so that no more power is supplied to the heater 1. When the next heater control unit time starts,
As shown in (b), the heater control means 5 again controls the heater 1
Is turned on and the above operation is repeated. At this time, the power consumed by the heater 1 in 2.5 seconds is 3.26 A × 264 V ×
1.2 s = 1033 W · s, which is almost the same as 1000 W · s when the power supply voltage is 180 V. When the difference from the target temperature 8 is within 2 ° C., the indicated value from the energization time calculation means 6 is sequentially reduced from 100% by the determination of the energization time in the temperature control method of FIG. If the time is 1.2 s or longer, the squared limit value 7 of the current value is effective, and the heater 1 is not turned on for a longer time. When the instruction value from the power-on time calculating means 6 becomes 1.2 s or less, the heater control means 5 firstly turns on the power-on time calculating means 6.
The heater 1 is turned on for the time as instructed. Thus, even when the power supply voltage is 264 V, it is possible to prevent the temperature of the heater from excessively rising.

【0010】上記の実施例では、デジタル回路を利用し
た場合について説明しているが、アナログ回路による構
成でも同様の機能は実施可能である。
In the above embodiment, a case where a digital circuit is used has been described. However, a similar function can be implemented by a configuration using an analog circuit.

【0011】[0011]

【発明の効果】本発明のターボ分子ポンプの温度制御回
路は上記のように構成されており、ポンプを加熱するヒ
ータの電流を検出し、その検出されたヒータ電流を二乗
(電力に比例)して積算する回路を設け、ポンプ内の温
度検出値と目標温度との温度差により決定される通電時
間の範囲内であっても、ヒータ電流の二乗の積算値が規
定値(電流値の二乗のリミット値)を超えると、ヒータ
制御単位時間内の残りの時間は、ヒータをオフにする機
能を備えているので、単位時間あたりのヒータヘの供給
電力が一定となり、ヒータの過昇温を防止することがで
きる。そのため、1種類のヒータを、ヒータの寿命を損
なうことなく、複数の電源電圧に対応させることができ
る。そして、各種のヒータを準備する必要もなく、ま
た、電圧変換用のトランスも必要でなくなる。
The temperature control circuit of the turbo-molecular pump according to the present invention is constructed as described above, detects the current of the heater for heating the pump, and squares the detected heater current (in proportion to the electric power). A circuit is provided for integrating the heater current squared value within the range of the energizing time determined by the temperature difference between the temperature detection value in the pump and the target temperature. (Limit value), the heater is turned off for the remaining time within the heater control unit time, so that the power supplied to the heater per unit time is constant, preventing the heater from overheating. be able to. Therefore, one type of heater can be made compatible with a plurality of power supply voltages without impairing the life of the heater. Further, there is no need to prepare various heaters, and no transformer for voltage conversion is required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のターボ分子ポンプの温度制御回路の
一実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a temperature control circuit of a turbo molecular pump of the present invention.

【図2】 本発明のターボ分子ポンプの温度制御回路の
ヒータ制御電流の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between heater control currents of a temperature control circuit of a turbo-molecular pump according to the present invention.

【図3】 ターボ分子ポンプの断面構造を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of a turbo-molecular pump.

【図4】 従来のターボ分子ポンプの温度制御回路を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a temperature control circuit of a conventional turbo-molecular pump.

【図5】 従来のターボ分子ポンプの昇温状態を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a temperature rising state of a conventional turbo-molecular pump.

【図6】 従来のターボ分子ポンプの温度制御の方法を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a method of controlling the temperature of a conventional turbo-molecular pump.

【図7】 従来のターボ分子ポンプの各昇温時の通電状
態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a current-carrying state of the conventional turbo-molecular pump at each temperature rise.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ヒータ 2…温度検出手段 3…電流検出手段 4…電流値の二乗の積算手段 5…ヒータ制御手段 6…通電時間計算手段 7…電流値の二乗のリミット値 8…目標温度 9…スイッチング素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heater 2 ... Temperature detection means 3 ... Current detection means 4 ... Current value square integration means 5 ... Heater control means 6 ... Electrification time calculation means 7 ... Current value square limit value 8 ... Target temperature 9 ... Switching element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転翼と固定翼とが交互に配置され低い圧
力の条件下で高い回転速度で駆動され気体分子を排気す
るターボ分子ポンプに、反応生成物が内部に付着しない
ように電流を流して温度制御するヒータと、その温度検
出手段と、目標温度と前記温度検出手段によるポンプ温
度の差からヒータのオンオフ制御を行う回路を有するタ
ーボ分子ポンプの温度制御回路において、ヒータ電流の
電流検出手段と、そのヒータの電流値の二乗の積算手段
とを設けて、ヒータON中は前記電流値の二乗の積算手
段からの積算値と、電流値の二乗のリミット値とを比較
し、単位時間中にリミット値を越えた時は、単位時間の
残り時間についてはヒータへの電力供給を停止すること
を特徴とするターボ分子ポンプの温度制御回路。
An electric current is supplied to a turbo-molecular pump, which has rotating blades and fixed blades alternately arranged and is driven at a high rotational speed under a low pressure condition to exhaust gas molecules, so that reaction products do not adhere to the inside. In a temperature control circuit of a turbo-molecular pump having a heater for controlling the temperature by flowing, a temperature detection means thereof, and a circuit for performing on / off control of the heater based on a difference between a target temperature and a pump temperature by the temperature detection means, current detection of a heater current is performed. Means and means for integrating the square of the current value of the heater, and when the heater is ON, the integrated value from the means for integrating the square of the current value is compared with the limit value of the square of the current value, and the unit time is calculated. A temperature control circuit for a turbo-molecular pump, wherein when a limit value is exceeded, power supply to the heater is stopped for the remaining time of the unit time.
JP2000268861A 2000-09-05 2000-09-05 Temperature control circuit of turbo molecular pump Expired - Lifetime JP3656532B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000268861A JP3656532B2 (en) 2000-09-05 2000-09-05 Temperature control circuit of turbo molecular pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000268861A JP3656532B2 (en) 2000-09-05 2000-09-05 Temperature control circuit of turbo molecular pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002070788A true JP2002070788A (en) 2002-03-08
JP3656532B2 JP3656532B2 (en) 2005-06-08

Family

ID=18755571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000268861A Expired - Lifetime JP3656532B2 (en) 2000-09-05 2000-09-05 Temperature control circuit of turbo molecular pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3656532B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315090A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Osaka Vacuum Ltd Temperature control device for molecular pump
JP2006037739A (en) * 2004-07-22 2006-02-09 Koyo Seiko Co Ltd Turbo-molecular pump device
JP2018035686A (en) * 2016-08-29 2018-03-08 株式会社島津製作所 Vacuum pump
US9926792B2 (en) 2013-08-30 2018-03-27 Shimadzu Corporation Turbo-molecular pump
US11549515B2 (en) * 2017-07-14 2023-01-10 Edwards Japan Limited Vacuum pump, temperature adjustment controller used for vacuum pump, inspection tool, and method of diagnosing temperature-adjustment function unit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315090A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Osaka Vacuum Ltd Temperature control device for molecular pump
JP4528019B2 (en) * 2004-04-27 2010-08-18 株式会社大阪真空機器製作所 Temperature control device for molecular pump
JP2006037739A (en) * 2004-07-22 2006-02-09 Koyo Seiko Co Ltd Turbo-molecular pump device
US9926792B2 (en) 2013-08-30 2018-03-27 Shimadzu Corporation Turbo-molecular pump
JP2018035686A (en) * 2016-08-29 2018-03-08 株式会社島津製作所 Vacuum pump
US11549515B2 (en) * 2017-07-14 2023-01-10 Edwards Japan Limited Vacuum pump, temperature adjustment controller used for vacuum pump, inspection tool, and method of diagnosing temperature-adjustment function unit

Also Published As

Publication number Publication date
JP3656532B2 (en) 2005-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2527398B2 (en) Turbo molecular pump
CN111836968B (en) Vacuum pump
KR20020040603A (en) Vacuum pump
US6679677B2 (en) Vacuum pump
US6991439B2 (en) Vacuum pump
JP2005083316A (en) Motor control system and vacuum pump mounting the same
KR20030071525A (en) Pump apparatus
US20030175131A1 (en) Vacuum pump
WO2022220197A1 (en) Turbo-molecular pump
JP3656532B2 (en) Temperature control circuit of turbo molecular pump
CN108980073B (en) Vacuum pump
JP2002303293A (en) Turbo-molecular pump
JP2002048088A (en) Vacuum pump
JP2006017089A (en) Temperature control device for turbo molecular pump
JP2968188B2 (en) Vacuum pump device
JP2597671Y2 (en) Turbo molecular pump
JP2008019740A (en) Turbo-molecular pump
JP3557608B2 (en) Turbo molecular pump power supply
JP2005083271A (en) Vacuum pump
CN115199572A (en) Vacuum pump
JP2003148379A (en) Turbo-molecular pump
JP3456558B2 (en) Turbo molecular pump
JPH11190294A (en) Turbo molecular pump
JP7463332B2 (en) Vacuum pump, vacuum pump bearing protection structure, and vacuum pump rotor
WO2023199880A1 (en) Vacuum pump

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3656532

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080318

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090318

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100318

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100318

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110318

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110318

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120318

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120318

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130318

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140318

Year of fee payment: 9

EXPY Cancellation because of completion of term