JP2005048641A - Vacuum pump control device and vacuum pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば半導体製造装置における真空容器の排気処理を行う真空ポンプの制御を行う真空ポンプ制御装置および真空ポンプ装置に関する。 The present invention relates to a vacuum pump control device and a vacuum pump device that control a vacuum pump that performs exhaust processing of a vacuum vessel in a semiconductor manufacturing apparatus, for example.
従来、例えばターボ分子ポンプなどの真空ポンプ装置は、下記の特許文献1で開示されているようにポンプ本体装置と制御装置とから構成されている。このようにポンプ本体装置と制御装置とに分離することにより、制御装置を他の真空ポンプ装置に流用することができるようになっている。
そのためポンプ本体装置には、当該ポンプ本体装置の機種、製造番号、諸特性(誤差補正情報など)、運転履歴、エラー履歴などの情報が格納されたメモリ装置が搭載されている。
このメモリ装置は、電気的な操作によって、後からバイト単位でデータを書き換えたり、消去したりが可能な記憶装置であり多くの半導体素子によって構成されているため、これらのメモリ装置におけるメーカの動作保証温度(Topr)は、概ね85℃程度に設定されている。
For this reason, the pump body device is equipped with a memory device that stores information such as the model, serial number, characteristics (error correction information, etc.), operation history, error history, and the like of the pump body device.
This memory device is a storage device that can be rewritten and erased in byte units later by electrical operation and is composed of many semiconductor elements. The guaranteed temperature (Topr) is set to about 85 ° C.
一方で、このように分離されているポンプ本体装置と制御装置とを一体化した真空ポンプ装置の要求がある。これは、真空ポンプ装置の小型化、装置の管理工数の低減、またポンプ本体装置と制御装置の接続されている専用ケーブルの削減を目的としている。
特に専用ケーブルは、多くの信号線や電力供給用の導線を備えているため大変高価であり、そのため専用ケーブルの削減によるコストの削減が期待されている。
On the other hand, there is a demand for a vacuum pump device in which the pump body device and the control device separated in this way are integrated. This is aimed at reducing the size of the vacuum pump device, reducing the man-hours for managing the device, and reducing the number of dedicated cables connected to the pump body device and the control device.
In particular, the dedicated cable is very expensive because it includes a large number of signal lines and power supply conductors, and therefore, a reduction in cost is expected by reducing the number of dedicated cables.
また、例えば、半導体製造装置のプロセスガスを吸引排気する真空ポンプ装置は、ポンプ内部が低温状態になると、移送される気体(例えば、塩化ケイ素など)が化学反応を起こして固体生成物として析出しやすくなってしまう。そのため、真空ポンプ装置では、ベーキングヒータ等の加熱装置を用いてポンプ内部の温度を高温に保ち、反応生成物の付着を抑制するようにしている。 Further, for example, in a vacuum pump device that sucks and exhausts process gas of a semiconductor manufacturing apparatus, when the inside of the pump becomes a low temperature state, a transferred gas (for example, silicon chloride) causes a chemical reaction and precipitates as a solid product. It becomes easy. Therefore, in the vacuum pump device, the temperature inside the pump is maintained at a high temperature by using a heating device such as a baking heater to suppress the adhesion of reaction products.
しかしながら、ポンプ本体装置には、上述したような耐熱性の低いメモリ装置などが搭載されているため、ポンプ内部の温度は、これらの部品の動作保証温度(Topr)に制限されてしまっていた。つまり、不具合を起こすおそれがあるため、ポンプ内部の温度を部品の動作保証温度(Topr)より高温に設定することができなかった。
また、ポンプ本体装置と制御装置との一体化を図る場合には、サイズ形状の制約だけでなく、制御装置に搭載されているCPUなどの多数の半導体部品に対するポンプ本体装置の熱の影響を十分に考慮する必要があるため、部品配置における設計の自由度が制限されていた。
However, since the above-described memory device having low heat resistance is mounted on the pump main body device, the temperature inside the pump is limited to the operation guarantee temperature (Topr) of these components. In other words, since there is a risk of malfunction, the temperature inside the pump cannot be set higher than the operation guarantee temperature (Topr) of the parts.
In addition, when integrating the pump body device and the control device, not only the size and shape constraints, but also the effect of the heat of the pump body device on many semiconductor components such as the CPU mounted on the control device is sufficient. Therefore, the degree of freedom in designing the part arrangement is limited.
そこで本発明は、ポンプ内部の温度をより高温に保持することが可能な真空ポンプ制御装置または真空ポンプ装置を提供することを第1の目的とする。
また、本発明は、ポンプ本体装置と制御装置とを一体化した真空ポンプ装置において、真空ポンプ制御装置の部品配置における設計の自由度を向上させることができる真空ポンプ装置を提供することを第2の目的とする。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a vacuum pump control device or a vacuum pump device that can maintain the temperature inside the pump at a higher temperature.
The second aspect of the present invention is to provide a vacuum pump device that can improve the degree of design freedom in the arrangement of components of the vacuum pump control device in a vacuum pump device in which the pump body device and the control device are integrated. The purpose.
請求項1記載の発明では、吸気口から吸い込まれた気体を排気口まで移送する気体移送機構と、前記気体移送機構によって移送される気体の流路を加熱する加熱手段と、通電時において正常動作を保証する動作保証温度範囲が存在する記憶装置と、前記記憶装置の温度を検出する温度検出手段と、前記記憶装置を冷却する冷却手段とを備えた真空ポンプに対し、その制御を行う真空ポンプ制御装置であって、前記温度検出手段によって検出された前記記憶装置の温度を取得する温度取得手段と、前記記憶装置へのアクセスの必要性を判断するアクセス判断手段と、前記取得温度が前記動作保証温度範囲外において前記アクセスが必要と判断された場合に、前記冷却手段に対して冷却を指示する冷却指示手段と、少なくとも前記取得温度が前記動作保証温度範囲内であり、かつ前記アクセスが必要と判断された場合に前記記憶装置に対して通電状態とし、少なくとも前記動作保証温度範囲外である場合に非通電状態とする接断手段と、前記アクセスが必要と判断され、前記接断手段により通電した後に前記記憶装置にアクセスするアクセス手段と、を備えることにより前記第1の目的を達成する。
なお、アクセスとは、例えば、記憶装置の内容の読み出し処理、または、記憶装置の内容の書き換え処理である。
According to the first aspect of the present invention, a gas transfer mechanism for transferring the gas sucked from the intake port to the exhaust port, a heating means for heating the flow path of the gas transferred by the gas transfer mechanism, and a normal operation when energized A vacuum pump that controls a vacuum pump that includes a storage device having a guaranteed operating temperature range, temperature detection means for detecting the temperature of the storage device, and cooling means for cooling the storage device A temperature acquisition means for acquiring the temperature of the storage device detected by the temperature detection means; an access determination means for determining the necessity of access to the storage device; and A cooling instruction means for instructing the cooling means to perform cooling when it is determined that the access is necessary outside the guaranteed temperature range; A connection / disconnection means that is in an energized state with respect to the storage device when it is determined that the access is necessary and within the guaranteed operating temperature range, and at least when it is outside the guaranteed operating temperature range, It is determined that the access is necessary, and the first object is achieved by providing access means for accessing the storage device after energization by the connection / disconnection means.
The access is, for example, a process for reading the contents of the storage device or a process for rewriting the contents of the storage device.
請求項2記載の発明では、請求項1記載の真空ポンプ制御装置を備えることにより前記第1の目的を達成する。 According to a second aspect of the present invention, the first object is achieved by including the vacuum pump control device according to the first aspect.
請求項3記載の発明では、吸気口から吸い込まれた気体を排気口まで移送する気体移送機構と、前記気体移送機構によって移送される気体の流路を加熱する加熱手段とを具備する真空ポンプ本体と、耐熱性の低い部品のうち、通電時において正常動作を保証する動作保証温度範囲が存在する記憶装置が高温領域に実装され、他の耐熱性の低い部品が低温領域に実装されている、前記真空ポンプ本体の制御を行う真空ポンプ制御装置と、を一体化した真空ポンプ装置であって、前記記憶装置の温度を検出する温度検出手段と、少なくとも前記憶装置の温度が前記動作保証温度範囲内であり、かつ前記アクセスが必要と判断された場合に前記記憶装置に対して通電状態とし、少なくとも前記動作保証温度範囲外である場合に非通電状態とする接断手段と、前記取得温度が前記動作保証温度範囲外において前記アクセスが必要と判断された場合、前記記憶装置を冷却する冷却手段と、前記アクセスが必要と判断され、前記接断手段により通電した後に前記記憶装置にアクセスするアクセス手段と、を備えることにより前記第2の目的を達成する。
また、冷却手段は、例えば、加熱手段による加熱を停止する加熱停止手段、または、加熱の度合いを調整する加熱調整手段によって構成されるようにしてもよい。
なお、アクセスとは、例えば、記憶装置の内容の読み出し処理、または、記憶装置の内容の書き換え処理である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a vacuum pump body comprising: a gas transfer mechanism that transfers the gas sucked from the intake port to the exhaust port; and a heating means that heats the flow path of the gas transferred by the gas transfer mechanism. Among the low heat resistance components, the storage device that has an operation guarantee temperature range that guarantees normal operation when energized is mounted in the high temperature region, and other low heat resistance components are mounted in the low temperature region. A vacuum pump device integrated with a vacuum pump control device for controlling the vacuum pump body, the temperature detecting means for detecting the temperature of the storage device, and at least the temperature of the previous storage device is within the guaranteed operating temperature range The storage device is energized when it is determined that the access is necessary and at least outside the guaranteed operating temperature range. And when it is determined that the access is necessary when the acquired temperature is outside the guaranteed operating temperature range, after the storage device is cooled and the access is determined to be necessary and the connection / disconnection means is energized. The second object is achieved by providing access means for accessing the storage device.
Further, the cooling unit may be configured by, for example, a heating stop unit that stops heating by the heating unit, or a heating adjustment unit that adjusts the degree of heating.
The access is, for example, a process for reading the contents of the storage device or a process for rewriting the contents of the storage device.
本発明によれば、記憶装置の温度が動作保証温度範囲外にある場合に記憶装置を非通電状態とすることにより、記憶装置の温度が動作保証温度範囲外であっても真空ポンプ本体を動作させることができる。従って、気体の流路を従来よりも高温に保つことができ、固体生成物の析出をさらに抑制することができる。
また、本発明によれば、真空ポンプ本体と真空ポンプ制御装置とを一体化した真空ポンプ装置において、記憶装置を高温領域に実装することができるため、設計の自由度を向上させることができる。
According to the present invention, when the temperature of the storage device is outside the guaranteed operating temperature range, the vacuum pump body is operated even if the temperature of the storage device is outside the guaranteed operating temperature range by putting the storage device in a non-energized state. Can be made. Therefore, the gas flow path can be kept at a higher temperature than before, and the precipitation of the solid product can be further suppressed.
Further, according to the present invention, in the vacuum pump device in which the vacuum pump main body and the vacuum pump control device are integrated, the storage device can be mounted in a high temperature region, so that the degree of design freedom can be improved.
以下、本発明の真空ポンプ装置および真空ポンプ装置の温度制御方法における好適な実施の形態について、図1から図6を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the vacuum pump device and the temperature control method of the vacuum pump device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施の形態に係る真空ポンプ装置の概略構成を示した図である。
図1に示すように、第1の実施形態に示す真空ポンプ装置1は、ポンプ本体装置2と制御装置3とからなり、これらの装置は、専用のケーブル4を介して接続されている。
ケーブル4には、制御コマンドやセンサの検知情報を送受信するための多数の信号線、また回転体や内部回路を駆動させるための電力を供給する電力供給線が備えられている。
ポンプ本体装置2には、吸気口21および排気口22が配設され、吸気口21から吸い込まれた気体を排気口22まで移送する気体移送機構23が設けられている。
気体移送機構23は、例えば、ターボ分子ポンプやネジ溝ポンプ、またはターボ分子ポンプとネジ溝ポンプとの複合型ポンプによって構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the vacuum pump device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the vacuum pump device 1 shown in the first embodiment includes a pump body device 2 and a control device 3, which are connected via a
The
The pump body device 2 is provided with an
The
また、ポンプ本体装置2には、ポンプ本体装置2に関する情報が格納されているメモリ24およびメモリ24の温度を検出するための温度センサ25が備えられている。
詳しくは、メモリ24は、電気的な操作によってバイト単位でデータの書き換えが可能なEEP−ROMなどの不揮発性記憶装置によって構成されている。メモリ24には、当該ポンプ本体装置の機種、製造番号、諸特性(誤差補正情報など)、運転履歴、エラー履歴などのデータが格納されている。
温度センサ25は、例えば、白金測温抵抗対、サーミスタ、熱電対などを利用した接触式のセンサや、レーザを利用した非接触式のセンサによって構成されている。
Further, the pump main body device 2 is provided with a memory 24 in which information related to the pump main body device 2 is stored and a
Specifically, the memory 24 is configured by a non-volatile storage device such as an EEP-ROM capable of rewriting data in byte units by electrical operation. The memory 24 stores data such as the model, serial number, characteristics (such as error correction information), operation history, and error history of the pump main unit.
The
なお、メモリ24は、半導体素子によって構成されているため、メーカの動作保証温度(Topr)は、概ね85℃程度に設定されている。動作保証温度(Topr)とは、通電時においてその部品が正常に動作することを保証する温度範囲を示したものである。そのため、メモリ24の動作時(通電時)には、メモリ24の温度を動作保証温度(Topr)以下に保たなければならない。
また、メモリ24などの電子部品には、上述した動作保証温度(Topr)とは別に保存温度(Tstr)が設定されている。保存温度(Tstr)とは、非通電状態において故障することなく部品を保つことが可能な温度範囲を示したものである。保存温度(Tstr)は、動作保証温度(Topr)よりも高い値に設定されており、メモリ24などの不揮発性記憶装置では概ね125℃程度に設定されている。
動作保証温度(Topr)および保存温度(Tstr)のデータもメモリ24の特性データとしてメモリ24に格納されている。
Since the memory 24 is composed of semiconductor elements, the manufacturer's guaranteed operating temperature (Topr) is set to about 85 ° C. in general. The guaranteed operating temperature (Topr) is a temperature range that guarantees that the part operates normally when energized. For this reason, when the memory 24 is operating (when energized), the temperature of the memory 24 must be kept below the guaranteed operating temperature (Topr).
In addition, a storage temperature (Tstr) is set for the electronic components such as the memory 24 in addition to the above-described guaranteed operation temperature (Topr). The storage temperature (Tstr) indicates a temperature range in which parts can be maintained without failure in a non-energized state. The storage temperature (Tstr) is set to a value higher than the operation guarantee temperature (Topr), and is set to about 125 ° C. in a nonvolatile storage device such as the memory 24.
Data of guaranteed operating temperature (Topr) and storage temperature (Tstr) are also stored in the memory 24 as characteristic data of the memory 24.
さらにポンプ本体装置2には、ポンプ本体装置2を所定の設定温度に保つ温度制御を行うための加熱装置26が備えられている。加熱装置26によるポンプ本体装置2の温度制御は、ポンプ制御回路33からの制御信号に基づいて行われる。
ポンプ本体装置2では、気体移送機構23によって移送される気体(例えば、塩化ケイ素など)が化学反応を起こして固体生成物として析出し、気体移送機構23の内部に付着して堆積する場合がある。
このような固体生成物の析出を抑制するために、本実施の形態に係る真空ポンプ装置1では、加熱装置26によってポンプ本体装置2を加熱し気体移送機構23を高温に保つようにしている。
なお、加熱装置26は、ポンプ本体装置2のケーシングの外側に装着して気体移送機構23を加熱するベーキングヒータや、気体移送機構23の内部に設けられた電熱線を加熱する電熱器などによって構成されている。
Further, the pump body device 2 is provided with a
In the pump body device 2, the gas (for example, silicon chloride) transferred by the
In order to suppress the precipitation of such a solid product, in the vacuum pump device 1 according to the present embodiment, the pump body device 2 is heated by the
The
また、ポンプ本体装置2には、メモリ24などの耐熱性の低い部品を保護するための冷却装置27が備えられている。なお、冷却装置27は、ポンプ制御回路33を介して行われる。
冷却装置27は、ポンプ本体装置2のケーシングを外部から空気によって冷却する空冷ファンや、ポンプ本体装置2の内部に配置された冷却管を流れる冷却水(冷媒)によって冷却する液冷装置などによって構成されている。
Further, the pump main body device 2 is provided with a
The
一方、制御装置3は、電源回路31、マイクロコンピュータ回路32およびポンプ制御回路33を備えている。
電源回路31は、交流100Vまたは200Vの商用電源を、制御装置3の各部の駆動電源や、ポンプ本体装置2の気体移送機構を駆動させるための電源(例えば、モータに供給される電源)に適した電圧・周波数に変換するための電気回路である。
電源回路31は、例えば、AC/DCコンバータなどの電力変換装置によって構成されている。
On the other hand, the control device 3 includes a
The
The
マイクロコンピュータ回路32は、演算処理を行うMPU(マイクロプロセッシング・ユニット)と、ROMやRAMなどの記憶装置を集積した回路であり、ここで真空ポンプ装置1の電子制御が実行されるようになっている。
マイクロコンピュータ回路32には、ポンプ本体装置2に備えられている温度センサ25の検出信号の入力を受け付ける温度入力インターフェース321、およびポンプ本体装置2に備えられているメモリ24へアクセスするためのメモリアクセス回路322を備えている。
The
The
メモリアクセス回路322によって、メモリ24に格納されているデータの読み込みおよび書き換え(更新)ができるようになっている。
また、メモリアクセス回路322には、メモリ24の更新データ(運転履歴、エラー履歴など)を一時的に格納しておくためのRAMが備えられており、メモリ24へのアクセスが可能になるまで、更新データはこのRAMに格納されるようになっている。
The
The
これらの更新データのメモリ24への転送は、例えば、予め設定されている自動更新時やエラーの発生時などのアクセス要求が生じた場合に実行される。
なお、アクセス要求の発生の有無の判断、即ちメモリ24へのアクセスの必要性の有無の判断は、マイクロコンピュータ回路32で実行される。例えば、エラー発生時にポンプ本体装置2から転送されるエラー通知を受信した場合、制御装置3においてポンプ本体装置2または制御装置3内部でのエラーを検出した場合、自動更新のタイミングを通知するアラームが起動した場合などに、メモリ24へのアクセスの必要性が生じていると判断されるようになっている。
The transfer of the update data to the memory 24 is executed when an access request such as a preset automatic update or an error occurs, for example.
Note that the
ポンプ制御回路33では、マイクロコンピュータ回路32における演算処理結果に基づいてポンプ本体装置2の制御が行われるようになっている。例えば、気体移送機構23におけるモータや磁気軸受装置の制御、加熱装置26および冷却装置27によるポンプ本体装置2の温度制御などが行われるようになっている。
In the
次に、このように構成された第1の実施形態における真空ポンプ装置1の動作について説明する。
図2は、メモリ24へのアクセス時におけるポンプ本体装置2の温度制御処理の手順を示したフローチャートである。
また、図3は、メモリ24の温度(Tmem)の変化およびメモリ24の通電状態を示したタイムチャートである。
ここでは、動作保証温度(Topr):85℃、保存温度(Tstr):125℃である不揮発性記憶装置をメモリ24に用いた場合についての温度制御処理の手順ついて説明する。
なお、メモリ24の動作保証温度(Topr)および保存温度(Tstr)に関するデータは、予めマイクロコンピュータ回路32の記憶装置に格納しておくようにしても、また、真空ポンプ装置1の起動時にメモリ24から読み出すようにしてもよい。
Next, operation | movement of the vacuum pump apparatus 1 in 1st Embodiment comprised in this way is demonstrated.
FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the temperature control process of the pump body device 2 when the memory 24 is accessed.
FIG. 3 is a time chart showing a change in the temperature (Tmem) of the memory 24 and the energization state of the memory 24.
Here, a description will be given of the procedure of temperature control processing in the case where a nonvolatile storage device having a guaranteed operation temperature (Topr): 85 ° C. and a storage temperature (Tstr): 125 ° C. is used for the memory 24.
It should be noted that the data relating to the guaranteed operating temperature (Topr) and the storage temperature (Tstr) of the memory 24 may be stored in advance in the storage device of the
まず、マイクロコンピュータ回路32は、現在行われている処理において、メモリアクセス回路322のRAMに格納されている更新データ(エラー履歴など)をメモリ24に反映させる指令が出されているか否か、つまりメモリ24へのアクセスの必要性が生じているか否かを判断する(ステップ11)。
なお、このようなメモリ24へのアクセスの必要性は、真空ポンプ装置1の起動時や停止時のみならず、エラー発生時や定期的に実行される運転履歴データの更新時など、気体移送機構23において気体の移送処理が行われている間、つまりポンプ本体装置2が動作している間に生じる場合もある。
First, the
The necessity of accessing the memory 24 is not limited to when the vacuum pump device 1 is started or stopped, but also when an error occurs or when operation history data that is periodically executed is updated. It may occur while the gas transfer process is being performed at 23, that is, while the pump body device 2 is operating.
マイクロコンピュータ回路32において、メモリ24へのアクセスの必要性が生じていないと判断された場合(ステップ11;N)、温度制御処理を繰り返す。
一方、マイクロコンピュータ回路32において、メモリ24へのアクセスの必要性が生じていると判断された場合(ステップ11;Y)、マイクロコンピュータ回路32は、温度センサ25の検出したメモリ24の温度の検出信号を温度入力インターフェース321を介して受け付け、この検出信号に基づいてメモリ24の温度(Tmem)を検出する(ステップ12)。
そして、マイクロコンピュータ回路32は、検出されたメモリ24の温度(Tmem)と、RAMに格納されているメモリ24の動作保証温度(Topr)とを比較し、メモリ24の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)よりも高いか否かを判断する(ステップ13)。
If the
On the other hand, when it is determined that the
The
メモリ24の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)よりも高い場合(ステップ13;Y)、マイクロコンピュータ回路32は、メモリ24の冷却処理を行うコマンド(制御信号)をポンプ制御回路33へ出力し、ポンプ制御装置回路33を介してメモリ24の冷却処理を行う(ステップ14)。そして、冷却処理の後、再度ステップ12の処理を繰り返す。
なお、メモリ24の冷却処理が行われている期間を図3の期間aに示す。図に示されるように、期間aにおいてはメモリ24の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)よりも高い状態にあるため、メモリ24への通電はオフ状態つまり遮断状態にある。従って、期間aにおいてメモリ24は、定常時と同様に保存状態にある。
メモリ24の冷却処理は、冷却装置27を起動させることによって行う。なお、1回の冷却処理に行われる冷却の度合い(冷却の強度、期間など)は、任意に設定することができるようになっている。
When the temperature (Tmem) of the memory 24 is higher than the operation guarantee temperature (Topr) (step 13; Y), the
A period during which the cooling process of the memory 24 is performed is shown as a period a in FIG. As shown in the figure, since the temperature (Tmem) of the memory 24 is higher than the guaranteed operating temperature (Topr) in the period a, the energization of the memory 24 is in an off state, that is, a cutoff state. Therefore, in the period a, the memory 24 is in a storage state as in the steady state.
The cooling process of the memory 24 is performed by starting the
また、冷却装置27による冷却と並行して、加熱装置26によるポンプ本体装置2の加熱を停止させるようにしてもよい。加熱装置26によるポンプ本体装置2の加熱を停止させることにより、メモリ24の冷却処理の効率を上げることができる。なお、このような場合、ポンプ本体装置2の内部温度が低下するおそれがあるため、後述するメモリ24へのアクセスが終了した場合には、速やかに加熱装置26によるポンプ本体装置2の加熱制御を再開させるようにする。
In parallel with the cooling by the cooling
一方、メモリ24の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)以下である場合(ステップ13;N)、マイクロコンピュータ回路32は、メモリ24への通電(電力供給)を開始する(ステップ15)。メモリ24への通電が開始されることにより、メモリ24の状態は、非通電状態である保存状態から通電状態である動作状態へ移行する。
メモリ24に通電されて十分な電源電圧が印加された後、マイクロコンピュータ回路32は、メモリアクセス回路322を介してメモリ24へのアクセスを実行する(ステップ16)。
なお、メモリ24へのアクセス処理が行われている期間を図3の期間bに示す。
On the other hand, when the temperature (Tmem) of the memory 24 is equal to or lower than the operation guarantee temperature (Topr) (step 13; N), the
After the memory 24 is energized and a sufficient power supply voltage is applied, the
A period during which the access process to the memory 24 is performed is shown as a period b in FIG.
メモリ24へのアクセスが実行されると、メモリアクセス回路322に備えられているRAMに格納されている更新データ(運転履歴、エラー履歴など)に基づいて、メモリ24の内容の書き換え(データの更新)を行う。
そして、メモリ24の内容の書き換えを行った後、再びメモリ24への通電を遮断する(ステップ17)。メモリ24への通電が遮断されることにより、メモリ24の状態は、動作状態(通電時)から保存状態(非通電時)へ移行する。
メモリ24への通電が遮断された後、マイクロコンピュータ回路32は、メモリ24の冷却処理を停止し(ステップ18)、温度制御処理を繰り返す。
なお、ポンプ本体装置2の冷却処理が停止している期間を、図3の期間cに示す。
When access to the memory 24 is executed, the contents of the memory 24 are rewritten (data update) based on update data (operation history, error history, etc.) stored in the RAM provided in the
Then, after rewriting the contents of the memory 24, the power supply to the memory 24 is again cut off (step 17). When the power supply to the memory 24 is cut off, the state of the memory 24 shifts from the operating state (when power is supplied) to the storage state (when power is not supplied).
After the power supply to the memory 24 is cut off, the
In addition, the period when the cooling process of the pump main body apparatus 2 has stopped is shown in the period c of FIG.
第1の実施形態では、メモリ24の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)まで低下した時点でマイクロコンピュータ回路32によるメモリ24へのアクセスが可能となるようになっているが、メモリ24へのアクセスを可能にする温度条件値は、動作保証温度(Topr)よりも低い範囲において任意に設定することができるようになっている。
また、第1の実施形態では、メモリ24へのアクセスの必要性が生じた場合であり、かつメモリ24の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)以下である場合にメモリ24への通電を行うようにしている。しかし、メモリ24への通電を行うタイミングは、これに限定されるものではなく、メモリ24へのアクセスの必要性が生じている場合でなくても、メモリ24の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)以下となるタイミングにおいてメモリ24への通電を行うようにしてもよい。
In the first embodiment, the memory 24 can be accessed by the
In the first embodiment, the memory 24 is energized when it is necessary to access the memory 24 and the temperature (Tmem) of the memory 24 is equal to or lower than the guaranteed operating temperature (Topr). Like to do. However, the timing of energizing the memory 24 is not limited to this, and the temperature (Tmem) of the memory 24 is the operation guarantee temperature even when the need to access the memory 24 occurs. It is also possible to energize the memory 24 at a timing equal to or less than (Topr).
このように第1の実施形態によれば、メモリ24の温度が動作保証温度(Topr)範囲外にある場合、メモリ24への通電を遮断して保存状態とすることにより、定常時におけるポンプ本体装置2の内部温度を従来よりも高い温度に設定することができる。ただし、内部温度の上限はメモリ24の保存温度(Tstr)に制限されている。 As described above, according to the first embodiment, when the temperature of the memory 24 is out of the guaranteed operating temperature (Topr) range, the power supply to the memory 24 is cut off to enter the storage state, so The internal temperature of the apparatus 2 can be set to a higher temperature than before. However, the upper limit of the internal temperature is limited to the storage temperature (Tstr) of the memory 24.
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係る真空ポンプ装置の概略構成を示した図である。
第2の実施形態では、第1の実施形態で示されている真空ポンプ装置1において別々に分離された状態で備えられているポンプ本体装置2と制御装置3とを一体化した真空ポンプ装置5について説明する。
図4に示すように、第2の実施形態に示す真空ポンプ装置5は、ポンプ本体部53および制御部58から構成されている。
ポンプ本体部53には、吸気口51および排気口52が配設され、ポンプ本体部53によって吸気口51から吸い込まれた気体を排気口52まで移送する気体移送機構が構成されている。つまり、ポンプ本体部53は、例えば、ターボ分子ポンプやネジ溝ポンプ、またはターボ分子ポンプとネジ溝ポンプとの複合型ポンプなどで構成されている。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a vacuum pump device according to the second embodiment.
In the second embodiment, a
As shown in FIG. 4, the
The
また、ポンプ本体部53には、ポンプ本体部53の内部を所定の設定温度に保つ温度制御を行うための加熱装置54が備えられている。
ポンプ本体部53では、移送される気体(例えば、塩化ケイ素など)が化学反応を起こして固体生成物として析出し、ポンプ本体部53の内部に付着して堆積する場合がある。
特にこのよう固体生成物は、低温になるほど析出しやすいため、制御装置56に隣接するベース55の内部に多く堆積してしまう。
このような固体生成物の析出を抑制するために、第1の実施形態と同様の加熱装置54によってポンプ本体部53を加熱しベース55付近のポンプ内部を高温に保つようにしている。
The
In the pump
In particular, since such a solid product is likely to be precipitated at a lower temperature, a large amount is deposited in the base 55 adjacent to the
In order to suppress the precipitation of such a solid product, the pump
制御部58は、制御装置56および制御装置56を冷却するための冷却装置57から構成されている。
制御装置56では、ポンプ本体部53に設けられている、例えば、モータや磁気軸受装置の制御、加熱装置54や冷却装置57による温度制御が行われている。
また、冷却装置57は、第1の実施形態と同様の真空ポンプ装置1のケーシングを外部から空気によって冷却する空冷ファンや、制御装置56の内部に配置された冷却管を流れる冷却水(冷媒)によって冷却する液冷装置などによって構成されている。
特に液冷装置を利用することによって、制御装置56内部の特定の領域を効果的に冷却することができる。
The
In the
The
In particular, by utilizing a liquid cooling device, a specific area inside the
制御装置56は、ポンプ本体部53と隣接するように取り付けられているため、ポンプ本体部53の熱の影響を受けてしまう。そして、制御装置56は、多くの半導体部品によって構成されているため、これらの熱の影響を過剰に受けてしまうと誤動作や破壊などの不具合を生じるおそれがある。このような不具合を回避するため、制御装置56は、冷却装置57によって冷却されるようになっている。
Since the
一方、前述したようにポンプ本体部53では、ポンプ内部の温度が低下するほど固体生成物の析出量が増加してしまうため、加熱装置54によってポンプ本体部53の内部における気体の流路を高温に保つようにされている。
そのため、制御装置56の領域は、図4に示すように加熱装置54に近い高温領域56aと加熱装置54から離れた低温領域56bとが存在する。
なお、図4に示す制御装置56の領域は、冷却装置57を空冷ファンにより構成された場合のモデルケースを概略的に示したものである。そのため、冷却装置57を液冷装置により構成し制御装置56内部の特定の領域を冷却するような場合には、制御装置56における高温領域56aおよび低温領域56bの様態も変化する。
On the other hand, as described above, in the
Therefore, the region of the
The region of the
図5は、制御装置56で使用されている主要な電気部品を耐熱性のレベル、分類、種別の階層ごとに示した表である。
図5に示すように、制御装置56で使用されている部品は、耐熱性のレベルの違いによって高耐熱性を有する部品群のグループAと、低耐熱性を有する部品群のグループBとに大別することができる。
グループAに帰属している抵抗やコンデンサなどの受動素子は、耐熱性に優れているため、つまり動作保証温度(Topr)の範囲がグループBに帰属している部品よりも広いため、制御装置56の低温領域56bのみならず高温領域56aにも実装することができる。
FIG. 5 is a table showing the main electrical components used in the
As shown in FIG. 5, the parts used in the
Since the passive elements such as resistors and capacitors belonging to the group A have excellent heat resistance, that is, the range of the guaranteed operating temperature (Topr) is wider than the parts belonging to the group B, the
一方、グループBに帰属しているCPUやロジックICなどの能動素子は、耐熱性が低く、つまり動作保証温度(Topr)の範囲がグループAに帰属している部品よりも狭く、熱の影響を避けなければならないため、制御装置56の低温領域56bに実装されている。
特に、演算処理装置であるCPUなどの真空ポンプ装置5の制御において重要な働きをする部品は、例えば、加熱装置54による熱の影響や内部損失による発熱量の大きい部品による熱の影響を受けにくい領域、例えば、加熱装置54から最も離れた箇所に配置されている。
On the other hand, active elements such as CPUs and logic ICs belonging to Group B have low heat resistance, that is, the range of guaranteed operating temperature (Topr) is narrower than components belonging to Group A, and the influence of heat is low. Since it must be avoided, it is mounted in the low temperature region 56 b of the
In particular, components that play an important role in the control of the
また、冷却装置57によって制御装置56が常時冷却されている場合には、前述した真空ポンプ装置5の制御において重要な働きをする部品を冷却装置57による冷却作用を受けやすい領域に配置されることが好ましい。
例えば、空冷ファンを採用した場合には、高い熱交換率による放熱が可能な外側面に近い領域に配置されることが好ましい。
In addition, when the
For example, when an air cooling fan is employed, it is preferable that the air cooling fan be disposed in a region close to the outer surface where heat can be radiated with a high heat exchange rate.
このように、実装部品を耐熱性に適した領域に配置(実装)することにより、ポンプ本体部53および制御部58を一体化した真空ポンプ装置5であっても信頼性を維持させることができる。
また、ポンプ本体部53および制御部58の一体化を実現することにより、ポンプ本体部53および制御部58とを接続するための専用ケーブルを削減することができ、真空ポンプ装置5のコストを低減させることができる。
Thus, by arranging (mounting) the mounted components in a region suitable for heat resistance, reliability can be maintained even in the
Moreover, by realizing the integration of the
ところで、第2の実施形態に示すようなポンプ本体装置2と制御装置3とを一体化した真空ポンプ装置5では、第1の実施形態に示すような分離型の真空ポンプ装置1とは異なり、その構成の都合上、制御装置56を構成するための領域を十分に確保することができない場合がある。このような場合には、上述したようにグループBに帰属する耐熱性の低い部品を全て制御装置56の低温領域56bに配置することが物理的に困難となってしまう。
By the way, in the
図6は、第2の実施の形態に係る真空ポンプ装置5の変形例について示した図である。
次に、グループBに帰属する部品の一部の高温領域56aへの配置を可能にした変形例について説明する。
ここでは、グループBに帰属する部品のうちで常時動作状態を保持する必要性のない部品、つまり、所定の要求時にのみ通電して動作させることができればよい部品を高温領域56aに配置した真空ポンプ装置5について説明する。
詳しくは、真空ポンプ装置5の機種、製造番号、諸特性(誤差補正情報など)、運転履歴、エラー履歴などのデータが格納されているEEP−ROMなどのメモリ561を高温領域56aに配置した真空ポンプ装置5について説明する。
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the
Next, a description will be given of a modified example in which a part of parts belonging to the group B can be arranged in the high temperature region 56a.
Here, among the parts belonging to group B, a vacuum pump in which a part that does not need to keep operating at all times, that is, a part that only needs to be energized and operated only at a predetermined request is arranged in the high temperature region 56a. The
More specifically, a vacuum in which a
また、メモリ561には、第1の実施形態で説明したメモリ24同様の、動作保証温度(Topr)、保存温度(Tstr)が設定されている。ここでは、メモリ561に、動作保証温度(Topr):85℃、保存温度(Tstr):125℃である不揮発性記憶装置を使用する。
制御装置56の高温領域56aには、メモリ561およびメモリ561の温度を検出するための温度センサ562が配置されている。なお、その他のグループBに帰属する部品は、低温領域56bに配置されている。
Further, in the
In the high temperature region 56 a of the
次に、このように構成された真空ポンプ装置5の動作について説明する。
この変形例におけるメモリ561へのアクセス時の真空ポンプ装置5の温度制御処理も、第1の実施形態に示す真空ポンプ装置1と同様の要領で行われる。つまり、メモリ561を動作させる期間のみメモリ561の温度を動作保証温度(Topr)まで低下させる温度制御が行われるようになっている。
なお、メモリ24の動作保証温度(Topr)および保存温度(Tstr)に関するデータは、予め制御装置56に備えられているマイクロコンピュータ回路の記憶装置に格納しておくようにしても、また、真空ポンプ装置5の起動時にメモリ561から読み出すようにしてもよい。
Next, operation | movement of the
The temperature control process of the
Note that the data relating to the guaranteed operation temperature (Topr) and the storage temperature (Tstr) of the memory 24 may be stored in advance in a storage device of a microcomputer circuit provided in the
メモリ561へのアクセスの必要性が生じた場合、制御装置56は、温度センサ562を用いてメモリ561の温度(Tmem)を検出し、動作保証温度(Topr)との比較を実行する。
なお、メモリ561へのアクセスの必要性の有無の判断は、制御装置56で実行される。例えば、エラー発生時にポンプ本体部53から転送されるエラー通知を受信した場合、制御装置56においてポンプ本体部53または制御装置56内部でのエラーを検出した場合、自動更新のタイミングを通知するアラームが起動した場合などに、メモリ24へのアクセスの必要性が生じていると判断されるようになっている。
When the necessity to access the
Note that the
検出されたメモリ561の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)よりも高い場合には、制御装置56は、加熱装置54の停止、または出力の低下を指示し、制御装置56への熱の影響を減少させるようにする。また、必要に応じて冷却装置57の出力を増加させるようにしてもよい。
そして、メモリ561の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)以下になった時点で、制御装置56はメモリ561への通電を開始し、メモリ561へのアクセスを実行する。
なお、メモリ561への通電が行われている期間は、メモリ561の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)を超えないように真空ポンプ装置5内の温度制御を行うようにする。
When the detected temperature (Tmem) of the
Then, when the temperature (Tmem) of the
It should be noted that during the period in which the
メモリ561へのアクセスが実行されると、メモリ561内のデータの書き換え(データの更新)が行われる。メモリ561の内容の書き換えを行った後、制御装置56は、再びメモリ561への通電を遮断する。メモリ561は、通電が遮断されることにより、動作状態(通電時)から保存状態(非通電時)へ移行する。
そして、メモリ561への通電が遮断された後、制御装置56は、定常動作時における温度制御を実行する。
When access to the
Then, after the energization to the
第2の実施形態の変形例では、メモリ561の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)まで低下した時点でメモリ561へのアクセスが可能となるようになっているが、メモリ561へのアクセスを可能にする温度条件値は、動作保証温度(Topr)よりも低い範囲において任意に設定することができるようになっている。
In the modification of the second embodiment, the
また、第2の実施形態では、メモリ561へのアクセスの必要性が生じた場合であり、かつメモリ561の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)以下である場合にメモリ561への通電を行うようにしている。しかし、メモリ561への通電を行うタイミングは、これに限定されるものではなく、第1の実施形態と同様に、メモリ24へのアクセスの必要性が生じている場合でなくても、メモリ24の温度(Tmem)が動作保証温度(Topr)以下となるタイミングにおいてメモリ561への通電を行うようにしてもよい。
In the second embodiment, the
このように第2の実施形態の変形例によれば、第1の実施形態で示したメモリ24のアクセス方法を適用することにより、メモリ561の温度が動作保証温度(Topr)範囲外にある場合、メモリ561への通電を遮断して保存状態とすることにより、定常時の温度がメモリ561の動作保証温度(Topr)を上回るような高温領域56aにメモリ561を配置することができる。
このようにグループBに帰属する部品の一部の高温領域56aへの配置を可能にすることにより、制御装置56の設計の自由度を向上させることができる。
As described above, according to the modification of the second embodiment, when the access method for the memory 24 described in the first embodiment is applied, the temperature of the
As described above, by allowing the part belonging to the group B to be arranged in the high temperature region 56a, the degree of freedom in designing the
1 真空ポンプ装置
2 ポンプ本体装置
3 制御装置
4 ケーブル
21 吸気口
22 排気口
23 気体移送機構
24 メモリ
25 温度センサ
26 加熱装置
27 冷却装置
31 電源装置
32 マイクロコンピュータ回路
33 ポンプ制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum pump apparatus 2 Pump main body apparatus 3
Claims (3)
前記温度検出手段によって検出された前記記憶装置の温度を取得する温度取得手段と、
前記記憶装置へのアクセスの必要性を判断するアクセス判断手段と、
前記取得温度が前記動作保証温度範囲外において前記アクセスが必要と判断された場合に、前記冷却手段に対して冷却を指示する冷却指示手段と、
少なくとも前記取得温度が前記動作保証温度範囲内であり、かつ前記アクセスが必要と判断された場合に前記記憶装置に対して通電状態とし、少なくとも前記動作保証温度範囲外である場合に非通電状態とする接断手段と、
前記アクセスが必要と判断され、前記接断手段により通電した後に前記記憶装置にアクセスするアクセス手段と、
を具備することを特徴とする真空ポンプ制御装置。 A gas transfer mechanism for transferring the gas sucked from the intake port to the exhaust port, a heating means for heating a flow path of the gas transferred by the gas transfer mechanism, and an operation guarantee temperature range for guaranteeing normal operation when energized. A vacuum pump control device that controls an existing storage device, a temperature detection unit that detects a temperature of the storage device, and a vacuum pump that includes a cooling unit that cools the storage device,
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the storage device detected by the temperature detection means;
Access determining means for determining the necessity of access to the storage device;
Cooling instruction means for instructing cooling to the cooling means when it is determined that the access is necessary when the acquired temperature is outside the guaranteed operating temperature range;
The storage device is energized when at least the acquired temperature is within the guaranteed operating temperature range and the access is determined to be necessary, and is deenergized when at least outside the guaranteed operating temperature range. Cutting and disconnecting means,
Access means for determining that the access is necessary and accessing the storage device after energization by the connection means;
A vacuum pump control device comprising:
耐熱性の低い部品のうち、通電時において正常動作を保証する動作保証温度範囲が存在する記憶装置が高温領域に実装され、他の耐熱性の低い部品が低温領域に実装されている、前記真空ポンプ本体の制御を行う真空ポンプ制御装置と、
を一体化した真空ポンプ装置であって、
前記記憶装置の温度を検出する温度検出手段と、
少なくとも前記憶装置の温度が前記動作保証温度範囲内であり、かつ前記アクセスが必要と判断された場合に前記記憶装置に対して通電状態とし、少なくとも前記動作保証温度範囲外である場合に非通電状態とする接断手段と、
前記取得温度が前記動作保証温度範囲外において前記アクセスが必要と判断された場合、前記記憶装置を冷却する冷却手段と、
前記アクセスが必要と判断され、前記接断手段により通電した後に前記記憶装置にアクセスするアクセス手段と、
を具備することを特徴とする真空ポンプ装置。
A vacuum pump body comprising a gas transfer mechanism for transferring the gas sucked from the intake port to the exhaust port, and a heating means for heating the flow path of the gas transferred by the gas transfer mechanism;
Among the components with low heat resistance, the above-mentioned vacuum in which a storage device having an operation guaranteed temperature range that guarantees normal operation when energized is mounted in a high temperature region, and other low heat resistance components are mounted in a low temperature region A vacuum pump control device for controlling the pump body;
An integrated vacuum pump device,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the storage device;
When at least the temperature of the previous storage device is within the guaranteed operation temperature range and the access is determined to be necessary, the storage device is energized, and at least when it is outside the guaranteed operation temperature range Disconnection means to be in a state;
A cooling means for cooling the storage device when it is determined that the access is necessary when the acquired temperature is outside the guaranteed operating temperature range;
Access means for determining that the access is necessary and accessing the storage device after energization by the connection means;
A vacuum pump device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003280662A JP2005048641A (en) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | Vacuum pump control device and vacuum pump device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007270829A (en) * | 2006-03-06 | 2007-10-18 | Shimadzu Corp | Vacuum pump |
CN101936301A (en) * | 2010-08-31 | 2011-01-05 | 山西省侯马市鑫丰康风机有限公司 | Automatic operation control device of tunnel ventilator |
CN114341501A (en) * | 2019-09-27 | 2022-04-12 | 埃地沃兹日本有限公司 | Vacuum pump and accessory unit of vacuum pump |
-
2003
- 2003-07-28 JP JP2003280662A patent/JP2005048641A/en active Pending
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