JP4297864B2 - 螺合接続部の異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、螺合接続部の異常検出装置に関し、さらに詳しくは、５００℃以上の高温環境下で使用する抵抗負荷の端部に挿通した雄ネジを電力供給側の金属部材に螺合することにより抵抗負荷と給電線の接続を行う螺合接続部における異常発生を検出することが出来る螺合接続部の異常検出装置に関する。

従来、ヒータに供給される電圧と電流とを検出して抵抗値を算出し、その抵抗値が規定範囲内か否かによりヒータの異常を検出する装置が知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照。）。
実開平４−１３４０６３号公報 実開昭５２−２８７６３号公報

半導体製造に使われている成膜装置、例えばＭＯＣＶＤ装置（有機金属化合物化学気相堆積装置）では、半導体ウエハを５００℃以上の高温で加熱すること及びヒータから発生する汚染を嫌うため、発熱時の不純物の発生が少ないセラミック系ヒータや炭化珪素ヒータなどが使われている。
このようなヒータと給電線との接続は、一般的に、ヒータの端部に挿通した雄ネジを電力供給側の金属部材に螺合することにより行われている。そこで、この接続部分を螺合接続部という。

ところで、セラミック系ヒータや炭化珪素ヒータなどを構成している素材は、割れや欠けが発生しやすい。また、雄ネジにも同じ素材や硬度は高いが衝撃に弱い高耐熱材料が使われているため、割れや欠けが発生しやすい。従って、雄ネジの螺合は、割れや欠けが発生しないよう、低トルク（１５〜２０ｃＮ／ｍ以下）で締め付けせざるを得ず、螺合状態を保持するための摩擦力が非常に弱い状態にある。

このため、加熱と冷却により螺合接続部が熱膨張や熱収縮を繰り返したり、螺合接続部に振動が加わったりすると、螺合に緩みが生じ、電気的接触が不完全になり、接触抵抗が増大することがある。そして、この状態でヒータヘ電力供給を続けていくと、接触抵抗の増大した部分が、高温に発熱し、溶融や溶断により損傷することがある。この現象は、放熱しにくい真空容器中にヒータが収容されていれば、なおさら強く現れる。

また、螺合接続部やヒータに高電圧（例えば真空容器中に螺合接続部やヒータが収容されていれば５０Ｖ以上）が印加されると、その近傍にグロー放電やアーク放電が発生することがある。そして、放電が発生した部分が、局所的に高温に発熱し、溶融や溶断により損傷することがある。

さらに、ヒータの温度制御はＰＩＤ（Ｐは比例、Ｉは積分、Ｄは微分を示す）制御により一般に行われているため、ヒータへの給電開始直後の偏差が大きいときはヒータヘ最大電力が供給されることになるが、螺合接続部やヒータに異常があると、損傷も最大になってしまうおそれがある。従って、ヒータへの給電を開始する前に異常を検出する必要がある。

しかし、上記従来技術は、ヒータ自体の異常検出を行うものであり、螺合接続部の異常までは検出できない問題点があった。また、ヒータに給電する前に異常検出を行うことが出来ない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、螺合接続部の異常を検出することが出来ると共に給電前に異常検出を行うことが出来る螺合接続部の異常検出装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、５００℃以上の高温環境下で使用する抵抗負荷Ｌおよび抵抗負荷Ｌの端部に挿通した雄ネジＢを電力供給側の金属部材Ｎに螺合することにより抵抗負荷Ｌと給電線Ｗの接続を行う螺合接続部Ｃとを含む負荷回路Ａの抵抗値を測定するための抵抗測定手段４と、負荷回路Ａに印加される電圧Ｖを検出する電圧検出手段３と、負荷回路Ａに流れる電流Ｉを検出する電流検出手段２と、給電線Ｗを介して負荷回路Ａに電力を供給する電力供給装置Ｐと給電線Ｗを接続／遮断する電力接続遮断手段５と、演算処理装置６とを具備して構成されており、前記演算処理装置６は、前記電力接続遮断手段５により電力供給装置Ｐと給電線Ｗを遮断した遮断状態で前記抵抗測定手段４により負荷回路Ａの抵抗値Ｒａを測定し、抵抗値Ｒａが正常範囲外なら遮断状態を継続し、正常範囲内なら前記電力接続遮断手段５により電力供給装置Ｐと給電線Ｗを接続した接続状態にして負荷回路Ａに電力を供給し、負荷回路Ａへ電力を供給中に前記電圧測定手段３と前記電流測定手段２とにより電圧Ｖと電流Ｉを測定しそれらを基に負荷回路Ａの抵抗値Ｒを算出し、抵抗値Ｒが規定範囲外なら異常と判定することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１を提供する。
上記第１の観点による螺合接続部の異常検出装置１では、負荷抵抗Ｌおよび螺合接続部Ｃを含む負荷回路Ａの抵抗値Ｒａ，Ｒを測定し異常を判定するため、負荷抵抗Ｌだけでなく、螺合接続部Ｃの異常をも検出することが出来る。また、給電前に負荷回路Ａの抵抗値Ｒａを測定し異常を判定するため、給電前に異常検出を行うことが出来る。
なお、本来持つべき抵抗負荷Ｌの抵抗値が既知の場合は、
螺合接続部Ｃの抵抗値＝ＲａまたはＲ−抵抗負荷Ｌの抵抗値
により螺合接続部Ｃの抵抗値を算出することが可能である。

第２の観点では、本発明は、上記第１の観点による螺合接続部の異常検出装置１において、前記演算処理装置６は、抵抗値Ｒが規定範囲より大きいなら螺合接続部Ｃまたは負荷抵抗Ｌの異常と判定し、抵抗値Ｒが規定範囲より小さいなら放電発生による異常と判定することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１を提供する。
螺合接続部の螺合に緩みが生じると、電気的接触が不完全になり、接触抵抗が増大する。他方、グロー放電やアーク放電が発生すると、短絡により抵抗値が減少する。
そこで、上記第２の観点による螺合接続部の異常検出装置１では、抵抗値Ｒが規定範囲より大きいなら螺合接続部Ｃまたは負荷抵抗Ｌの異常と判定し、抵抗値Ｒが規定範囲より小さいなら放電発生による異常と判定することが出来る。

第３の観点では、本発明は、上記第１または上記第２の観点による螺合接続部の異常検出装置１において、抵抗負荷Ｌまたは螺合接続部Ｃから放出される光を受光する受光手段２０を具備し、前記演算処理装置６は、前記受光手段２０により光を受光したときは異常と判定することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１を提供する。
抵抗負荷Ｌや螺合接続部Ｃの抵抗値が増大し赤熱すると、赤色化光が放出される。他方、抵抗負荷Ｌや螺合接続部Ｃで放電が発生すると、放電光が放出される。
そこで、上記第３の観点による螺合接続部の異常検出装置１では、赤色化光や放電光を受光することにより、抵抗値の変化とは別の方法でも異常を検出する。

第４の観点では、本発明は、上記第３の観点による螺合接続部の異常検出装置１において、前記演算処理装置６は、前記受光手段２０により受光した光の波長帯域を基に螺合接続部Ｃまたは負荷抵抗Ｌの赤熱による異常か放電発生による異常かを判定することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１を提供する。
高温状態を示す赤色化光と放電光とは、波長帯域が異なる。
そこで、上記第４の観点による螺合接続部の異常検出装置１では、受光した光の波長帯域を基に螺合接続部Ｃまたは負荷抵抗Ｌの赤熱による異常か放電発生による異常かを判定する。なお、赤色化光の波長帯域に合わせたフィルタと放電光の波長帯域に合わせたフィルタとを受光手段２０に備えることにより、受光した光の波長帯域を区別できる。

第５の観点では、本発明は、上記第１から上記第４のいずれかの観点による螺合接続部の異常検出装置において、前記演算処理装置６は、負荷抵抗Ｌの温度ｔまたは給電時間に応じて前記規定範囲を変更することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１を提供する。
抵抗負荷Ｌが、炭化珪素ヒータなど温度により大きく抵抗値が変化する場合は、規定範囲も温度に合わせて変更する必要がある。
そこで、上記第５の観点による螺合接続部の異常検出装置１では、負荷抵抗Ｌの温度ｔに応じて前記規定範囲を変更する。なお、給電時間と負荷抵抗Ｌの温度ｔの関係が略一定であるなら、給電時間に応じて前記規定範囲を変更してもよい。

第６の観点では、本発明は、上記第１から上記第５のいずれかの観点による螺合接続部の異常検出装置において、前記演算処理装置６は、負荷回路Ａへ電力を供給中に異常と判定した時は、前記電力接続遮断手段５により電力供給装置Ｐと給電線Ｗを遮断し、給電を停止することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１を提供する。
上記第６の観点による螺合接続部の異常検出装置１では、異常と判定した時は、操作者や上位装置Ｈの指示を待たずに給電を停止するため、安全性を向上できる。

本発明の螺合接続部の異常検出装置によれば、５００℃以上の高温環境下で使用する抵抗負荷の端部に挿通した雄ネジを電力供給側の金属部材に螺合することにより抵抗負荷と給電線の接続を行う螺合接続部における異常発生を検出することが出来る。また、給電前に異常検出を行うことが出来る。

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る螺合接続部の異常検出装置１を含むヒータ温度制御装置１００を示す構成図である。
このヒータ温度制御装置１００は、半導体ウエハを加熱するためのヒータである抵抗負荷Ｌと、抵抗負荷Ｌと給電線Ｗを接続するための螺合接続部Ｃと、抵抗負荷Ｌの温度を測定するための温度センサＴと、抵抗負荷Ｌと螺合接続部Ｃと温度センサＴとを収容した真空容器Ｄと、真空容器Ｄから例えば１０Ｐａ〜１００Ｐａ程度の圧力まで排気するための真空排気装置Ｅと、抵抗負荷Ｌと螺合接続部Ｃを含む負荷回路Ａに給電線Ｗを介して電力を供給する電力供給装置Ｐと、温度センサＴで測定した温度が所望のヒータ温度（例えば６００℃〜８００℃）になるように電力供給装置Ｐから供給する電力を制御する温度調節器Ｑと、給電線Ｗの途中に介設された螺合接続部の異常検出装置１と、温度調節器Ｑや螺合接続部の異常検出装置１に指令を与えるホストコンピュータの如き上位装置Ｈとを備えている。

螺合接続部の異常検出装置１は、負荷回路Ａの抵抗値を測定するための抵抗測定部４と、負荷回路Ａに印加される電圧Ｖを検出する電圧検出部３と、負荷回路Ａに流れる電流Ｉを検出する電流検出部２と、電力供給装置Ｐと給電線Ｗを接続／遮断する電力接続遮断部５と、ワンチップマイコンの如き演算処理装置６と、抵抗測定部４と給電線Ｗを接続／遮断するスイッチ７とを具備して構成されている。

螺合接続部の異常検出装置１を図１のような形態にすることで、既存の装置へ容易に組み込むことが可能になる。

図２に示すように、螺合接続部Ｃでは、抵抗負荷Ｌの端部に挿通した雄ネジＢを電力供給側の接続管Ｎに螺合することにより抵抗負荷Ｌと給電線Ｗの接続を行っている。
抵抗負荷Ｌはセラミック系ヒータや炭化珪素ヒータなどを構成している素材であり、割れや欠けが発生しやすい。
雄ネジＢは、抵抗負荷Ｌと同じ素材か又は硬度は高いが衝撃に弱い高耐熱材料であり、割れや欠けが発生しやすい。
従って、雄ネジＢの螺合は、割れや欠けが発生しないよう、低トルク（１５〜２０ｃＮ／ｍ以下）で締め付けせざるを得ず、螺合状態を保持するための摩擦力が非常に弱い状態にある。

図３は、演算処理装置６による螺合接続部の異常検出処理を示すフローチャートである。この処理は、上位装置Ｈから演算処理装置６に通電指令が与えられることにより起動される。
ステップＳ１では、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断した状態でスイッチ７をオンし、負荷回路Ａの抵抗値Ｒａを測定する。
ステップＳ２では、負荷回路Ａの測定した抵抗値Ｒａが正常範囲内にあるか判断し、正常範囲外であればステップＳ３へ移行し、正常範囲内であればステップＳ４へ移行する。

ステップＳ３では、螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常と判断し、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断した状態を維持し、負荷回路Ａへの電力供給は行わない。そして、異常を上位装置Ｈに報告し、処理を終了する。

ステップＳ４では、スイッチ７をオフし、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを接続し、負荷回路Ａへ電力を供給する。これにより、抵抗負荷Ｌが昇温するが、温度調節のために温度調節器Ｑからの指示値が変化すると、電力供給装置Ｐから出力される電圧Ｖが変化し、負荷回路Ａに流れる電流Ｉも変化する。

ステップＳ５では、電圧検出部３により検出した電圧Ｖおよび電流検出部２により検出した電流Ｉを読み込む。なお、電圧Ｖおよび電流Ｉを読み込む回数は１回でもよいが、複数回として平均化するようにすると、ノイズ等の悪影響を抑制することが出来る。この場合、読み込む周期や回数を必要に応じて変更できるようにするのが好ましい。
ステップＳ６では、電流Ｉが０であれば抵抗値Ｒを算出不可能であるためステップＳ５に戻り、０でなければ抵抗値Ｒを算出可能であるためステップＳ７へ進む。なお、電流Ｉが０になることは、所望のヒータ温度より温度センサＴで測定した抵抗負荷Ｌの温度が高い状態で起こりうる。
ステップＳ７では、Ｒ＝Ｖ／Ｉにより抵抗負荷Ｌの抵抗値Ｒを計算する。

ステップＳ１０では、抵抗値Ｒが規定範囲外であればステップＳ１１へ進み、規定範囲内であればステップＳ２２へ進む。

ステップＳ１１では、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断し、負荷回路Ａへの電力供給を止める。
ステップＳ１２では、抵抗値Ｒが規定範囲より増加側にあればステップＳ１３へ進み、減少側にあればステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１３では、螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常と判断し、その旨を上位装置Ｈに報告し、処理を終了する。異常が無い場合は図４に示すように抵抗値Ｒが規定範囲内にあるが、螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常があれば図５に示すように抵抗値Ｒが規定範囲より増加側に変化するからである。

ステップＳ１４では、螺合接続部Ｃ，抵抗負荷Ｌあるいは真空容器Ｄの電源導入端子にグロー放電やアーク放電が発生していると判断し、その旨を上位装置Ｈに報告し、処理を終了する。異常が無い場合は図４に示すように抵抗値Ｒが規定範囲内にあるが、放電が発生すると図６に示すように抵抗値Ｒが規定範囲より減少側に変化するからである。

ステップＳ２２では、上位装置Ｈから停止指令が与えられたかチェックし、与えられてないならステップＳ５に戻り、与えられたならステップＳ２３へ進む。
ステップＳ２３では、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断し、負荷回路Ａへの電力供給を止める。そして処理を終了する。

実施例１の螺合接続部の異常検出装置１によれば、次の効果が得られる。
（１）負荷抵抗Ｌだけでなく、螺合接続部Ｃの異常をも検出することが出来る。
（２）給電前に異常検出を行うことが出来る。
（３）螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常と放電発生の異常とを区別することが出来る。

図７は、実施例２に係る螺合接続部の異常検出装置１を含むヒータ温度制御装置１００を示す構成図である。
このヒータ温度制御装置１００は、半導体ウエハを加熱するためのヒータである抵抗負荷Ｌと、抵抗負荷Ｌと給電線Ｗを接続するための螺合接続部Ｃと、抵抗負荷Ｌの温度を測定するための温度センサＴと、抵抗負荷Ｌと螺合接続部Ｃと温度センサＴとを収容した真空容器Ｄと、真空容器Ｄから排気するための真空排気装置Ｅと、抵抗負荷Ｌと螺合接続部Ｃを含む負荷回路Ａに給電線Ｗを介して電力を供給する電力供給装置Ｐと、温度センサＴで測定した温度が所望のヒータ温度（例えば６００℃〜８００℃）になるように電力供給装置Ｐから供給する電力を制御する温度調節器Ｑと、給電線Ｗの途中に介設された螺合接続部の異常検出装置１と、温度調節器Ｑや螺合接続部の異常検出装置１に指令を与えるホストコンピュータの如き上位装置Ｈとを備えている。

螺合接続部の異常検出装置１は、負荷回路Ａの抵抗値を測定するための抵抗測定部４と、負荷回路Ａに印加される電圧Ｖを検出する電圧検出部３と、負荷回路Ａに流れる電流Ｉを検出する電流検出部２と、電力供給装置Ｐと給電線Ｗを接続／遮断する電力接続遮断部５と、ワンチップマイコンの如き演算処理装置６と、抵抗測定部４と給電線Ｗを接続／遮断するスイッチ７と、真空容器Ｄのガラス窓１９を通して抵抗負荷Ｌまたは螺合接続部Ｃから放出される光を受光する受光部２０とを具備して構成されている。

受光部２０は、受光した光の波長帯域を区別できるように、螺合接続部Ｃまたは負荷抵抗Ｌの赤熱により放出される赤色化光の波長帯域に合わせたフィルタと、放電光の波長帯域に合わせたフィルタとを備えている。

螺合接続部の異常検出装置１を図７のような形態にすることで、既存の装置へ容易に組み込むことが可能になる。

図８は、演算処理装置６による螺合接続部の異常検出処理を示すフローチャートである。この処理は、上位装置Ｈから演算処理装置６に通電指令が与えられることにより起動される。
ステップＳ１では、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断した状態でスイッチ７をオンし、負荷回路Ａの抵抗値Ｒａを測定する。
ステップＳ２では、負荷回路Ａの測定した抵抗値Ｒａが正常範囲内にあるか判断し、正常範囲外であればステップＳ３へ移行し、正常範囲内であればステップＳ４へ移行する。

ステップＳ３では、螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常と判断し、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断した状態を維持し、負荷回路Ａへの電力供給は行わない。そして、異常を上位装置Ｈに報告し、処理を終了する。

ステップＳ４では、スイッチ７をオフし、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを接続し、負荷回路Ａへ電力を供給する。これにより、抵抗負荷Ｌが昇温するが、温度調節のために温度調節器Ｑからの指示値が変化すると、電力供給装置Ｐから出力される電圧Ｖが変化し、負荷回路Ａに流れる電流Ｉも変化する。

ステップＳ５では、電圧検出部３により検出した電圧Ｖおよび電流検出部２により検出した電流Ｉを読み込む。
ステップＳ６では、電流Ｉが０であれば抵抗値Ｒを算出不可能であるためステップＳ５に戻り、０でなければ抵抗値Ｒを算出可能であるためステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、Ｒ＝Ｖ／Ｉにより抵抗負荷Ｌの抵抗値Ｒを計算する。

ステップＳ８では、温度調節器Ｑが温度センサＴで測定した抵抗負荷Ｌの温度ｔを温度調節器Ｑから読み込む。
ステップＳ９では、温度ｔに応じた規定範囲を設定する。抵抗負荷Ｌが例えば炭化珪素ヒータなどである場合、図９に示すように温度ｔにより抵抗値Ｒが変化する。従って、温度ｔに応じて規定範囲も変更する必要がある。なお、図１０に示すように、給電時間と負荷抵抗Ｌの温度ｔの関係が略一定であるなら、給電時間に応じて規定範囲を変更してもよい。

ステップＳ１０では、抵抗値Ｒが規定範囲外であればステップＳ１１へ進み、規定範囲内であればステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１１では、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断し、負荷回路Ａへの電力供給を止める。
ステップＳ１２では、抵抗値Ｒが規定範囲より増加側にあればステップＳ１３へ進み、減少側にあればステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１３では、螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常と判断し、その旨を上位装置Ｈに報告し、処理を終了する。異常が無い場合は図４に示すように抵抗値Ｒが規定範囲内にあるが、螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常があれば図５に示すように抵抗値Ｒが規定範囲より増加側に変化するからである。

ステップＳ１４では、螺合接続部Ｃ，抵抗負荷Ｌあるいは真空容器Ｄの電源導入端子にグロー放電やアーク放電が発生していると判断し、その旨を上位装置Ｈに報告し、処理を終了する。異常が無い場合は図４に示すように抵抗値Ｒが規定範囲内にあるが、放電が発生すると図６に示すように抵抗値Ｒが規定範囲より減少側に変化するからである。

ステップＳ１５では、受光部２０から赤色化光を受光したか否か及び放電光を受光したか否かの受光結果を読み込む。
ステップＳ１６では、赤色化光を受光したならステップＳ１７へ進み、赤色化光を受光してないならステップＳ１９へ進む。

ステップＳ１７では、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断し、負荷回路Ａへの電力供給を止める。
ステップＳ１８では、螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常と判断し、その旨を上位装置Ｈに報告し、処理を終了する。赤色化光を受光した場合は、螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌが赤熱していると判断されるからである。

ステップＳ１９では、放電光を受光したならステップＳ２０へ進み、放電光を受光してないならステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２０では、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断し、負荷回路Ａへの電力供給を止める。
ステップＳ２１では、放電が発生した異常と判断し、その旨を上位装置Ｈに報告し、処理を終了する。放電光を受光した場合は、螺合接続部Ｃ，抵抗負荷Ｌあるいは真空容器Ｄの電源導入端子にグロー放電やアーク放電が発生していると判断されるからである。

ステップＳ２２では、上位装置Ｈから停止指令が与えられたかチェックし、与えられてないならステップＳ５に戻り、与えられたならステップＳ２３へ進む。
ステップＳ２３では、電力接続遮断器５で負荷回路Ａと電力供給装置Ｐとを遮断し、負荷回路Ａへの電力供給を止める。そして処理を終了する。

実施例２の螺合接続部の異常検出装置１によれば、次の効果が得られる。
（１）負荷抵抗Ｌだけでなく、螺合接続部Ｃの異常をも検出することが出来る。
（２）給電前に異常検出を行うことが出来る。
（３）螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常と放電発生の異常とを区別することが出来る。
（４）負荷回路Ａの抵抗値Ｒの変化とは別に光によっても異常を検出することが出来る。

電力接続遮断器５に相当するものを電力供給装置Ｐの中に設けてもよい。

抵抗測定部４を省略し、負荷回路Ａに悪影響のない低い電圧（例えば５Ｖ）を電力供給装置Ｐから負荷回路Ａに与え、電圧Ｖを電圧検出部３を使って測定すると共に電流Ｉを電流検出部２を使って測定し、Ｒａ＝Ｖ／Ｉにより、本格的な給電前の負荷回路Ａの抵抗値Ｒａを求めるようにしてもよい。

本発明の螺合接続部の異常検出装置は、５００℃以上の高温環境下で使用する抵抗負荷の端部に挿通した雄ネジを電力供給側の金属部材に螺合することにより抵抗負荷と給電線の接続を行う螺合接続部における異常発生を検出するのに利用できる。

実施例１に係る螺合接続部の異常検出装置１を含むヒータ温度制御装置１００を示す構成図である。 螺合接続部を示す断面図である。 実施例１に係る螺合接続部の異常検出処理を示すフローチャートである。 異常でない場合の抵抗値Ｒの変化を示すグラフである。 螺合接続部Ｃ及び／又は抵抗負荷Ｌの異常が発生した場合の抵抗値Ｒの変化を示すグラフである。 放電が発生した場合の抵抗値Ｒの変化を示すグラフである。 実施例２に係る螺合接続部の異常検出装置１を含むヒータ温度制御装置１００を示す構成図である。 実施例２に係る螺合接続部の異常検出処理を示すフローチャートである。 温度による抵抗値Ｒの変化および規定範囲の変更を示すグラフである。 給電時間による温度ｔの変化および抵抗値Ｒの変化および規定範囲の変更を示すグラフである。

符号の説明

１ 螺合接続部の異常検出装置
２ 電流検出部
３ 電圧検出部
４ 抵抗測定部
５ 電力接続遮断部
６ 演算処理装置
７ スイッチ
１９ ガラス窓
２０ 受光部
Ａ 負荷回路
Ｂ 雄ネジ
Ｃ 螺合接続部
Ｅ 真空排気装置
Ｈ 上位装置
Ｎ 接続管
Ｐ 電力供給装置
Ｑ 温度調節器
Ｌ 抵抗負荷
Ｔ 温度センサ
Ｗ 給電線
Ｄ 真空容器

Claims (6)

1. ５００℃以上の高温環境下で使用する抵抗負荷Ｌおよび抵抗負荷Ｌの端部に挿通した雄ネジＢを電力供給側の金属部材Ｎに螺合することにより抵抗負荷Ｌと給電線Ｗの接続を行う螺合接続部Ｃとを含む負荷回路Ａの抵抗値を測定するための抵抗測定手段４と、負荷回路Ａに印加される電圧Ｖを検出する電圧検出手段３と、負荷回路Ａに流れる電流Ｉを検出する電流検出手段２と、給電線Ｗを介して負荷回路Ａに電力を供給する電力供給装置Ｐと給電線Ｗを接続／遮断する電力接続遮断手段５と、演算処理装置６とを具備して構成されており、前記演算処理装置６は、負荷回路Ａへ電力を供給中に前記電圧測定手段３と前記電流測定手段２とにより電圧Ｖと電流Ｉを測定しそれらを基に負荷回路Ａの抵抗値Ｒを算出し、抵抗値Ｒが規定範囲より大きいなら螺合接続部Ｃまたは負荷抵抗Ｌの異常と判定し、抵抗値Ｒが規定範囲より小さいなら放電発生による異常と判定することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１。
2. 請求項１に記載の螺合接続部の異常検出装置１において、前記演算処理装置６は、負荷抵抗Ｌの温度ｔまたは給電時間に応じて前記規定範囲を変更することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１。
3. 請求項１または請求項２に記載の螺合接続部の異常検出装置１において、抵抗負荷Ｌまたは螺合接続部Ｃから放出される光を受光する受光手段２０を具備し、前記演算処理装置６は、前記受光手段２０により光を受光したときは異常と判定することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１。
4. 請求項３に記載の螺合接続部の異常検出装置１において、前記演算処理装置６は、前記受光手段２０により受光した光の波長帯域を基に螺合接続部Ｃまたは負荷抵抗Ｌの赤熱による異常か放電発生による異常かを判定することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の螺合接続部の異常検出装置において、前記演算処理装置６は、前記電力接続遮断手段５により電力供給装置Ｐと給電線Ｗを遮断した遮断状態で前記抵抗測定手段４により負荷回路Ａの抵抗値Ｒａを測定し、抵抗値Ｒａが正常範囲外なら遮断状態を継続し、正常範囲内なら前記電力接続遮断手段５により電力供給装置Ｐと給電線Ｗを接続した接続状態にして負荷回路Ａに電力を供給することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の螺合接続部の異常検出装置において、前記演算処理装置６は、負荷回路Ａへ電力を供給中に異常と判定した時は、前記電力接続遮断手段５により電力供給装置Ｐと給電線Ｗを遮断し、給電を停止することを特徴とする螺合接続部の異常検出装置１。

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