JP4941047B2 - 回転真空ポンプ - Google Patents
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Description
推定する温度推定手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の真空ポンプにおいて、回転軸を中心とする回転角度で表される位相に関して、磁性体の配置とギャップセンサの配置とを同一位相としたものである。
請求項3の発明は、ロータを回転駆動してガスを排気する真空ポンプに適用され、ロータに設けられ、ロータの監視温度範囲内においてキュリー温度が異なる複数の磁性体と、ロータの磁性体が設けられた面と対向するように配設され、磁性体のキュリー温度近傍における透磁率変化をインダクタンス変化として検出する複数のインダクタンス式ギャップセンサと、ロータのギャップセンサが対向する面に形成された少なくとも1つの凹部と、複数のギャップセンサの各センサ信号の状態で表され、磁性体および凹部の配置とギャップセンサの配置とによって決まる複数種類の信号パターンに基づいて、ロータの温度を推定する温度推定手段とを備えたことを特徴とする。
請求項4の発明は、ロータを回転駆動してガスを排気する真空ポンプに適用され、ロータに設けられ、ロータの監視温度範囲内にキュリー温度を有する磁性体と、ロータの磁性体が設けられた面と対向するように配設され、磁性体のキュリー温度近傍における透磁率変化をインダクタンス変化として検出する2つのギャップセンサと、ロータのギャップセ
ンサが対向する面に形成された凹部と、2つのギャップセンサの各センサ信号の状態で表され、磁性体および凹部の配置とギャップセンサの配置とによって決まる複数種類の信号パターンに基づいて、ロータの温度を推定する温度推定手段とを備えたことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項3または4に記載の真空ポンプにおいて、回転軸を中心とする回転角度で表される位相に関して、凹部および磁性体の配置とギャップセンサの配置とを同一位相としたものである。
請求項6の発明は、請求項3〜5のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、凹部および磁性体の対向面形状を同一形状としたものである。
請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、ロータ回転時に複数種類の信号パターンのいずれが発生するかに応じてロータの温度を推定するようにしたものである。
請求項8の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、ロータ回転時に発生する信号パターンの発生頻度に応じてロータの温度を推定するようにしたものである。
請求項9の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、ギャップセンサの各々のセンサ信号を比較してギャップセンサの不具合を検出する検出手段を備えたものである。
請求項10の発明は、請求項9に記載の真空ポンプにおいて、検出手段により不具合が検出された場合に警報を発生する警報発生手段を備えたものである。
請求項11の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、搬送波信号を生成して、その搬送波信号をギャップセンサの各々に供給する搬送波生成手段と、搬送波生成手段による搬送波生成と同期してギャップセンサのセンサ信号をサンプリングし、センサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、A/D変換手段で変換されたセンサ信号を復調する復調手段とをさらに備え、復調手段からの復調センサ信号に基づいてロータの温度を推定するようにしたものである。
次に、判定部215で行われるロータ温度判定処理について説明する。磁性体102A,102Bはそれぞれキュリー温度が異なっており、検出したい温度域すなわち監視温度範囲にキュリー温度を有する磁性材料が選ばれる。一般的には、ロータ2に用いられるアルミ材のクリープ変形の許容上限温度Tmax(約120〜140℃)とほぼ同一か、または、それに近い温度を有する磁性材料が用いられる。監視温度範囲としては、例えば、許容上限温度Tmaxの前後20℃程度の温度範囲が設定される。
図11は変形例1を説明する図であり、図8と同様のパターンの種類を示す図である。変形例1では、凹部103を2個形成し、図11に示すように磁性体102A,102Bおよび凹部103を90°間隔で配置した。また、ギャップセンサ44A,44Bの回転角度差も90°とした。この場合、位置関係は5種類あるが、各温度範囲で発生するパターンの種類は図8の場合と同様になる。すなわち、温度範囲Tr<Tca<TcbではパターンA,B,Cが発生し、温度範囲Tca<Tr<TcbではパターンA,B,C,Dが発生し、温度範囲Tca<Tcb<TrではパターンA,Dが発生する。
図12は変形例2を説明する図である。変形例2では、凹部103を設けずに磁性体102A,102Bのみを180°間隔で配設した。ギャップセンサ44A,44Bも180°間隔で配置する。この場合、温度範囲Tr<Tca<TcbではパターンAが発生し、温度範囲Tca<Tr<TcbではパターンA,B,Cが発生し、温度範囲Tca<Tcb<TrではパターンA,Dが発生する。
図13は変形例3を説明する図である。変形例3では、図8の場合と同様に磁性体102A,102Bおよび凹部103を配置し、ギャップセンサ44A,44Bを180°間隔で配置した。この場合には、各温度範囲で発生するパターンの種類はいずれの温度範囲でもパターンA,B,Cとなっているため、パターンの種類で温度判定をすることはできない。しかしながら、サンプリング間隔を短くすることにより、パターンの発生する順序によってロータ温度Trがどの温度範囲であるかを判定することができる。すなわち、温度範囲Tr<Tca<Tcbでは、パターンはA→B→C→B→Cの順にサイクリックに発生する。温度範囲Tca<Tr<TcbではA→D→D→B→Cの順に発生し、温度範囲Tca<Tcb<TrではA→D→D→D→Dの順に発生する。
図14は変形例4を説明する図である。変形例4は、磁性体102Aと凹部103とをそれぞれ1つ設けた場合である。この場合には、ロータ温度TrがTr<TcaであるかTca<Trであるかを判定する。温度範囲Tr<Tcaの場合にはパターンA,B,Cが発生し、温度範囲Tca<Trの場合にはパターンA,Dが発生するので、それらの種類の違いから温度範囲を判定することができる。
Claims (11)
- ロータを回転駆動してガスを排気する真空ポンプにおいて、
前記ロータに設けられ、前記ロータの監視温度範囲内においてキュリー温度が異なる複数の磁性体と、
前記ロータの前記磁性体が設けられた面と対向するように配設され、前記磁性体のキュリー温度近傍における透磁率変化をインダクタンス変化として検出する複数のインダクタンス式ギャップセンサと、
前記複数のギャップセンサの各センサ信号の状態で表され、前記磁性体の配置と前記ギャップセンサの配置とによって決まる複数種類の信号パターンに基づいて、前記ロータの温度を推定する温度推定手段とを備えたことを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項1に記載の真空ポンプにおいて、
回転軸を中心とする回転角度で表される位相に関して、前記磁性体の配置と前記ギャップセンサの配置とを同一位相としたことを特徴とする真空ポンプ。 - ロータを回転駆動してガスを排気する真空ポンプにおいて、
前記ロータに設けられ、前記ロータの監視温度範囲内においてキュリー温度が異なる複数の磁性体と、
前記ロータの前記磁性体が設けられた面と対向するように配設され、前記磁性体のキュリー温度近傍における透磁率変化をインダクタンス変化として検出する複数のインダクタンス式ギャップセンサと、
前記ロータの前記ギャップセンサが対向する面に形成された少なくとも1つの凹部と、
前記複数のギャップセンサの各センサ信号の状態で表され、前記磁性体および凹部の配置と前記ギャップセンサの配置とによって決まる複数種類の信号パターンに基づいて、前記ロータの温度を推定する温度推定手段とを備えたことを特徴とする真空ポンプ。 - ロータを回転駆動してガスを排気する真空ポンプにおいて、
前記ロータに設けられ、前記ロータの監視温度範囲内にキュリー温度を有する磁性体と、
前記ロータの前記磁性体が設けられた面と対向するように配設され、前記磁性体のキュリー温度近傍における透磁率変化をインダクタンス変化として検出する2つのギャップセンサと、
前記ロータの前記ギャップセンサが対向する面に形成された凹部と、
前記2つのギャップセンサの各センサ信号の状態で表され、前記磁性体および凹部の配置と前記ギャップセンサの配置とによって決まる複数種類の信号パターンに基づいて、前記ロータの温度を推定する温度推定手段とを備えたことを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項3または4に記載の真空ポンプにおいて、
回転軸を中心とする回転角度で表される位相に関して、前記凹部および前記磁性体の配置と前記ギャップセンサの配置とを同一位相としたことを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項3〜5のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記凹部および前記磁性体の対向面形状を同一形状としたことを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記温度推定手段は、ロータ回転時に前記複数種類の信号パターンのいずれが発生するかに応じて前記ロータの温度を推定することを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記温度推定手段は、ロータ回転時に発生する信号パターンの発生頻度に応じて、前記ロータの温度を推定することを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記ギャップセンサの各々のセンサ信号を比較して前記ギャップセンサの不具合を検出する検出手段を備えたことを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項9に記載の真空ポンプにおいて、
前記検出手段により不具合が検出された場合に警報を発生する警報発生手段を備えたことを特徴とする真空ポンプ。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
搬送波信号を生成して、その搬送波信号を前記ギャップセンサの各々に供給する搬送波生成手段と、
前記搬送波生成手段による搬送波生成と同期して前記ギャップセンサのセンサ信号をサンプリングし、前記センサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換手段で変換されたセンサ信号を復調する復調手段とをさらに備え、
前記温度推定手段は、前記復調手段からの復調センサ信号に基づいて前記ロータの温度を推定することを特徴とする真空ポンプ。
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