JP6669010B2 - 真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、真空ポンプに関する。

従来、真空ポンプに設けた加熱部と、加熱部による加熱箇所の温度を検出する温度センサと、加熱箇所の温度が予め設定した値になるまでロータ駆動用モータの回転速度を制限する真空ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−６５４７８号公報

このような真空ポンプであるターボ分子ポンプは、ターボ排気部とネジ排気部とを有する。ネジ排気部は真空度が低い下流に位置し、ネジ排気部の温度がガスの昇華温度以下であるとネジ部などに反応生成物が堆積する。また、ターボ分子ポンプでは、昇温によりネジ排気部が膨張する際にネジロータとネジステータが接触しないように常温時に所定のクリアランスを設けている。
真空ポンプは、ターボ排気部やネジ排気部を所定温度に加熱した後に起動させる必要がある。これは、常温状態の回転部と静止部のクリアランスが大きいので、外乱などでポンプ回転状態が不安定になることを防止するためである。
このようなターボ分子ポンプでは、たとえばベースと排気口を加熱対象箇所とすることがある。ベースの熱容量は排気口の熱容量に比べて大きいので、所定温度まで加熱する所要時間が長くなる傾向にある。
そのため、ベースと排気口の加熱開始時期を同時期とすると、排気口が先に所定温度に達し、ベースが所定温度に達するまで、不必要な加熱制御を行う必要がある。

（１）第１の態様によると、真空ポンプは、真空ポンプの第１及び第２の箇所に設けた第１及び第２の加熱部であって、前記第１の箇所の温度が加熱開始から第１の安定温度になるまでの時間である第１安定温度到達時間が、前記第２の箇所の温度が加熱開始から第２の安定温度になるまでの時間である第２安定温度到達時間よりも長い、加熱部と、前記第１及び第２の箇所の温度を検出する第１及び第２の検出部と、前記第１の検出部で検出した前記第１の箇所の温度が前記第１の安定温度となり、かつ、前記第２の検出部で検出した前記第２の箇所の温度が前記第２の安定温度となるまでロータ駆動モータの起動を制限するポンプ制御部と、前記第１の箇所の温度が昇温開始温度に到達したとき、又は、前記第１の箇所の加熱を開始してから昇温開始時間が経過したときに、前記第２の箇所の加熱を開始する加熱制御部とを備え、前記昇温開始温度又は前記昇温開始時間は、前記第１の箇所が前記第１の安定温度になる時刻と、前記第２の箇所が前記第２の安定温度になる時刻とが同じになるよう設定されている。
（２）第２の態様によると、真空ポンプは、第１の態様の真空ポンプにおいて、前記加熱制御部は、前記第１安定温度到達時間と前記第２安定温度到達時間との差分の時間に基づいて、前記昇温開始温度又は前記昇温開始時間を算出して設定する。
（３）第３の態様によると、真空ポンプは、第２の態様の真空ポンプにおいて、前記第１の箇所の温度上昇特性と、前記第１および第２安定温度到達時間とが保存される記憶部を備え、前記加熱制御部は、前記温度上昇特性と、前記第１および第２安定温度到達時間とをポンプ起動時に前記記憶部から読み込み、これらに基づいて前記昇温開始温度又は前記昇温開始時間を算出する。
（４）第４の態様によると、真空ポンプは、第１から第３までのいずれか１つの態様の真空ポンプにおいて、前記第１の箇所は、前記第２の箇所より熱容量が大である。
（５）第５の態様によると、真空ポンプは、第１から第４までのいずれか１つの態様の真空ポンプにおいて、前記第１の箇所はベースであり、前記第２の箇所は固定翼又は排気管である。
（６）第６の態様によると、真空ポンプは、真空ポンプの第１、第２及び第３の箇所に設けた第１、第２及び第３の加熱部であって、前記第１の箇所の温度が加熱開始から第１の安定温度になるまでの時間である第１安定温度到達時間が、前記第２の箇所の温度が加熱開始から第２の安定温度になるまでの時間である第２安定温度到達時間および前記第３の箇所の温度が加熱開始から第３の安定温度になるまでの時間である第３安定温度到達時間よりも長い、加熱部と、前記第１、第２及び第３の箇所の温度を検出する第１、第２及び第３の検出部と、前記第１の検出部で検出した前記第１の箇所の温度が前記第１の安定温度となり、かつ、前記第２の検出部で検出した前記第２の箇所の温度が前記第２の安定温度となり、かつ、前記第３の検出部で検出した前記第３の箇所の温度が前記第３の安定温度となるまでロータ駆動モータの起動を制限するポンプ制御部と、前記第１の箇所の温度が予め設定した第２箇所昇温開始温度に到達したとき、又は、前記第１の箇所の加熱を開始してから第２箇所昇温開始時間が経過したときに、前記第２の箇所の加熱を開始し、前記第１の箇所の温度が予め設定した第３箇所昇温開始温度に到達したとき、又は、前記第１の箇所の加熱を開始してから第３箇所昇温開始時間が経過したときに、前記第３の箇所の加熱を開始する加熱制御部とを備え、前記第２および第３箇所昇温開始温度、又は、前記第２および第３箇所昇温開始時間は、前記第１の箇所が前記第１の安定温度になる時刻と、前記第２の箇所が前記第２の安定温度になる時刻と、前記第３の箇所が前記第３の安定温度になる時刻とが同じになるよう設定されている。

本発明によれば、温調対象となる複数箇所が同時期に所定の加熱状態となるように加熱開始時点を調整しているので、無駄な電力消費が抑制される。

本実施の形態の真空ポンプの一例であるターボ分子ポンプを示す図。 コントロールユニットの概略構成を示すブロック図。 ターボ分子ポンプの温度制御の開始後の推移を示すグラフであり、（ａ）は経過時間と各部の温度推移との関係を示し、（ｂ）は各ヒータおよび各電磁弁のオンオフ制御の状態を示す。 ポンプコントローラにおける処理についてのフローチャート。 温調コントローラにおける処理についてのフローチャート。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本実施の形態の真空ポンプの一例であるターボ分子ポンプを示す図である。ターボ分子ポンプ１００は、真空排気を行うポンプユニット１と、ポンプユニット１を駆動制御するコントロールユニット２とを備えている。

ポンプユニット１は、回転翼４１と固定翼３１とで構成されるターボポンプ段と、円筒部４２とステータ３２とで構成されるドラッグポンプ段（ネジ溝ポンプ段）とを有している。ネジ溝ポンプ段においては、ステータ３２または円筒部４２にネジ溝が形成されている。回転側排気機能部である回転翼４１および円筒部４２はポンプロータ４に形成されている。ポンプロータ４はシャフト５に締結されている。ポンプロータ４とシャフト５とによって回転体ユニットＲＹが構成される。

複数段の固定翼３１は、軸方向に対して回転翼４１と交互に配置されている。各固定翼３１は、スペーサリング３３を介してベース３上に載置される。ポンプケーシング３０をベース３にボルト固定すると、積層されたスペーサリング３３がベース３とポンプケーシング３０の係止部３０ａとの間に挟持され、固定翼３１が位置決めされる。ベース３には排気口３８ａを有する排気管３８が設けられている。

図１に示すターボ分子ポンプ１００は磁気浮上式のターボ分子ポンプであり、回転体ユニットＲＹは、ベース３に設けられた磁気軸受３４，３５，３６によって非接触支持される。

回転体ユニットＲＹはモータＭにより回転駆動される。磁気軸受が作動していない時には、回転体ユニットＲＹは非常用のメカニカルベアリング３７ａ，３７ｂによって支持される。ベース３の外周には、ベース３の温度を制御するためのヒータ５１および不図示の冷却水配管が設けられている。ポンプケーシング３０の外周には、固定翼３１の温度を制御するためのヒータ５２および不図示の冷却水配管が設けられている。排気管３８の外周には、排気管３８の温度を制御するためのヒータ５３および不図示の冷却水配管が設けられている。ベース３の温度は温度センサ５６によって検出され、ポンプケーシング３０（固定翼３１）の温度は温度センサ５７によって検出され、排気管３８の温度は温度センサ５８によって検出される。各温度センサ５６、５７、５８による検出結果はコントロールユニット２に入力される。

図２は、コントロールユニット２の概略構成を示すブロック図である。コントロールユニット２は、ポンプコントローラ２１と、温調コントローラ２２と、入力部２３とを備えている。
ポンプコントローラ２１は、モータＭの回転や磁気軸受３４，３５，３６に接続されており、モータＭや磁気軸受３４，３５，３６を制御する。
温調コントローラ２２は、ベース３、固定翼３１および排気管３８の温度を制御する。温調コントローラ２２には、ヒータ５１、５２、５３と、温度センサ５６、５７、５８と、電磁弁６１、６２、６３とが接続されている。電磁弁６１は、ベース３を冷却する不図示の冷却水配管に設けられた電磁弁であり、冷却水の流れを制御する。電磁弁６２は、固定翼３１を冷却する不図示の冷却水配管に設けられた電磁弁であり、冷却水の流れを制御する。電磁弁６３は、排気管３８を冷却する不図示の冷却水配管に設けられた電磁弁であり、冷却水の流れを制御する。

温調コントローラ２２は、温度センサ５６で検出したベース３の温度に基づいてヒータ５１への通電や電磁弁６１の開閉を制御することで、ベース３の温度を設定温度Ｔｓｅｔ１に制御する。同様に、温調コントローラ２２は、温度センサ５７で検出した固定翼３１の温度に基づいてヒータ５２への通電や電磁弁６２の開閉を制御することで、固定翼３１の温度を設定温度Ｔｓｅｔ２に制御する。温調コントローラ２２は、温度センサ５８で検出した排気管３８の温度に基づいてヒータ５３への通電や電磁弁６３の開閉を制御することで、排気管３８の温度を設定温度Ｔｓｅｔ３に制御する。

入力部２３は、操作者の操作入力を受け付けて、または、上位のコントローラからの運転開始信号が入力されると、ポンプコントローラ２１にスタート信号を出力する。
ポンプコントローラ２１は、入力部２３からのスタート信号を受信すると、ポンプユニット１の各部に電力を供給する不図示の電源部を起動するとともに、温調コントローラ２２に温調開始信号を出力する。また、ポンプコントローラ２１は、入力部２３からのスタート信号を受信した後、後述するインターロック解除信号を温調コントローラ２２から受信するまで待機する。そして、温調コントローラ２２からのインターロック解除信号を受信すると、ポンプコントローラ２１は、回転ユニットＲＹを磁気浮上させつつモータＭを起動する。

温調コントローラ２２は、ポンプコントローラ２１から温調開始信号を受信すると、ベース３、固定翼３１および排気管３８の温度制御を開始する。すなわち、温調コントローラ２２は、ターボ分子ポンプ１００の運転開始時に各部が設定温度に達するまでは冷却水を流さずにヒータ５１、５２、５３で加熱するようにヒータ５１、５２、５３および電磁弁６１、６２、６３を制御する。そして、温調コントローラ２２は、各部の温度がそれぞれの設定温度に達すると、冷却水による冷却とヒータ５１、５２、５３による加熱とによって各部をそれぞれの設定温度Ｔｓｅｔ１、Ｔｓｅｔ２、Ｔｓｅｔ３に維持するようにヒータ５１、５２、５３および電磁弁６１、６２、６３を制御する。

具体的には、温調コントローラ２２は、温度センサ５６で検出したベース３の温度Ｔ１が設定温度Ｔｓｅｔ１に達すると昇温制御を中止して保温制御を開始する。この保温制御は、ヒータ５１への通電制御と、電磁弁６１の開閉制御により、ベース３の温度が設定温度に保持されるような温調制御である。同様に、温調コントローラ２２は、温度センサ５７で検出した固定翼３１の温度Ｔ２が設定温度Ｔｓｅｔ２に達すると昇温制御を中止して保温制御を開始する。この保温制御は、ヒータ５２への通電制御と、電磁弁６２の開閉制御により、固定翼３１の温度が設定温度に保持されるような温調制御である。温調コントローラ２２は、温度センサ５８で検出した排気管３８の温度Ｔ３が設定温度Ｔｓｅｔ３に達すると昇温制御を中止して保温制御を開始する。この保温制御は、ヒータ５３への通電制御と、電磁弁６３の開閉制御により、排気管３８の温度が設定温度に保持されるような温調制御である。
なお、温調コントローラ２２は、後で詳述するように、ベース３、固定翼３１および排気管３８の加熱開始時期をずらしている。

−−−ターボ分子ポンプ１００の温度制御について−−−
一般にターボ分子ポンプでは、反応生成物の堆積を抑制するため、たとえばベースや排気管等をそれぞれヒータで加熱している。また、ターボ分子ポンプでは、各部の温度が十分に上昇した状態で回転体ユニットを安定して運転できるようにするために、熱膨張等を考慮して各部のクリアランスが設定されている。したがって、ターボ分子ポンプでは、各部の昇温が不十分であると、内部に反応生成物が堆積したり、回転体ユニットの回転が不安定になるおそれがある。
たとえば、ネジ溝ポンプ部のステータとロータとの間のクリアランスは、常温では広めに設定し、真空処理装置の使用状態では、膨張して常温時のクリアランスよりも狭いクリアランスとなるように設計されている。したがって、真空ポンプを起動する際、常温のまま回転体ユニットを駆動すると、上記クリアランスが適切な値になっていない状態、すなわち、クリアランスが広すぎる状態で回転するため好ましくない。

そこで、本実施の形態のターボ分子ポンプ１００では、ベース３，固定翼３１，および排気管３８のうちヒータ５１、５２、５３で温調される３箇所の温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が、それぞれの箇所についてあらかじめ定められた安定温度Ｔｓｔｂ１〜Ｔｓｔｂ３（以下、総称して単にＴｓｔｂと呼ぶ場合もある）に達しないとモータＭが起動しないようなインターロック制御を行っている。すなわち、本実施の形態のターボ分子ポンプ１００では、ベース３の温度Ｔ１が安定温度Ｔｓｔｂ１に達し、かつ、固定翼３１の温度Ｔ２が安定温度Ｔｓｔｂ２に達し、かつ、排気管３８の温度Ｔ３が安定温度Ｔｓｔｂ３に達するとモータＭの起動が許可される。各部の温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３がそれぞれ安定温度Ｔｓｔｂ１、Ｔｓｔｂ２、Ｔｓｔｂ３に到達すると、温調コントローラ２２は、ポンプコントローラ２１にインターロック解除信号を出力する。ポンプコントローラ２１は、インターロック解除信号を受信するとモータＭの起動処理を行う。

しかし、ヒータ５１、５２、５３で温調される３箇所では、それぞれの熱容量やヒータ容量、安定温度Ｔｓｔｂが異なるため、常温から安定温度に達するまでの所要時間がそれぞれ異なる。本実施の形態では、排気管３８についての所要時間ｔＥＸが最も短く、次いで固定翼３１についての所要時間ｔＳＴが短く、ベース３についての所要時間ｔＢＡが最も長い。すなわち、ｔＥＸ＜ｔＳＴ＜ｔＢＡとなる。

また、ベース３の熱容量が固定翼３１や排気管３８の熱容量よりも大きいため、３箇所の加熱を同時期に開始すると、ベース３の温度Ｔ１が安定温度Ｔｓｔｂ１に達する前に、固定翼３１や排気管３８の温度Ｔ２、Ｔ３が安定温度Ｔｓｔｂ２、Ｔｓｔｂ３を超えて設定温度Ｔｓｅｔ２、Ｔｓｅｔ３にそれぞれ達してしまう。固定翼３１や排気管３８の温度Ｔ２、Ｔ３が設定温度Ｔｓｅｔ２、Ｔｓｅｔ３に達すると、上述した保温制御が開始される。保温制御では、設定温度Ｔｓｅｔ２、Ｔｓｅｔ３を維持するために、ヒータ５２、５３による加熱と冷却水による冷却とが繰り返される。そのため、ベース３の温度Ｔ１が安定温度Ｔｓｔｂ１に達してインターロック解除信号が出力されるまでの間にヒータ５２、５３への通電制御と電磁弁６２，６３の開閉制御が行われ、不必要に電力を消費してしまう。

そこで、本実施の形態では、ベース３、固定翼３１および排気管３８の温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が略同時期に安定温度Ｔｓｔｂ１〜Ｔｓｔｂ３に達するように、ヒータ５１、５２、５３による加熱開始時期をずらしている。図３は、ターボ分子ポンプ１００の温度制御の開始後の推移を示すグラフであり、図３（ａ）は経過時間と各部の温度推移との関係を示し、図３（ｂ）は各ヒータ５１、５２、５３および各電磁弁６１、６２、６３のオンオフ制御の状態を示す。
本実施の形態では、温調コントローラ２２は、ポンプコントローラ２１から温調開始信号を受信すると、ヒータ５１に通電を開始してベース３の昇温を開始する。そして、ベース３の温度Ｔ１があらかじめ設定した昇温開始温度Φ２に到達すると、温調コントローラ２２は、ヒータ５２に通電を開始して固定翼３１の昇温を開始する。そして、ベース３の温度Ｔ１があらかじめ設定した昇温開始温度Φ３に到達すると、温調コントローラ２２は、ヒータ５３に通電を開始して排気管３８の昇温を開始する。なお、昇温開始温度Φ２、Φ３は、後述するように、ベース３、固定翼３１および排気管３８の温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が略同時期に安定温度Ｔｓｔｂ１〜〜Ｔｓｔｂ３に達するように設定された温度である。

このように、本実施の形態では、各ヒータ５１、５２、５３による昇温開始時期をずらすことで、ヒータ５１の昇温開始から時間ｔＣが経過する略同時期にベース３の温度Ｔ１が安定温度Ｔｓｔｂ１に到達し、固定翼３１の温度Ｔ２が安定温度Ｔｓｔｂ２に到達し、排気管３８の温度Ｔ３が安定温度Ｔｓｔｂ３に到達する。これにより、昇温時間が短い２箇所の保温制御が回避される。すなわち、モータＭの起動前に、ヒータ５２、５３への通電制御と電磁弁６２，６３の開閉制御が回避され、不必要な電力消費を抑制できる。

各部の温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３がそれぞれ安定温度Ｔｓｔｂ１、Ｔｓｔｂ２、Ｔｓｔｂ３に到達すると、上述したように温調コントローラ２２は、ポンプコントローラ２１にインターロック解除信号を出力する。これにより、上述したようにポンプコントローラ２１は、モータＭを起動する。

−−−昇温開始温度Φ２、Φ３について−−−
昇温開始温度Φ２、Φ３は、たとえば次のように設定される。
ベース３、固定翼３１，排気管３８の温度がそれぞれの安定温度Ｔｓｔｂ１〜Ｔｓｔｂ３に到達するまでの所要時間ｔＢＡ、ｔＳＴ、ｔＥＸを算出するための昇温特性のデータをあらかじめ実験等により取得する。これらの所要時間ｔＢＡ、ｔＳＴ、およびｔＥＸは温調コントローラ２２の記憶部２２ｃに保存される。また記憶部２２ｃには、ベース３の温度Ｔ１が常温から安定温度Ｔｓｔｂ１に達するまでの昇温曲線がＴ１（ｔｅｍ）として保存されている。

ここで、たとえば、記憶部２２ｃに保存された所要時間ｔＢＡが１００分、所要時間ｔＳＴが７０分、所要時間ｔＥＸが２０分であるとする。温調コントローラ２２は、固定翼３１の昇温制御開始時点と、排気管３８の昇温制御開始時点とを次のようにして決定する。昇温曲線Ｔ１（ｔ）を参照して、ベース３の昇温開始時点から３０分経過時点でのベース３の温度Ｔ１（３０）を算出し、記憶部２２ｃに固定翼昇温開始温度Φ２として設定する。ベース３の温度センサ５６の計測温度が固定翼昇温開始温度Φ２になったときに固定翼３１の昇温制御を開始する。

また、昇温曲線Ｔ１（ｔ）を参照して、ベース３の昇温開始時点から８０分経過時点でのベース３の温度Ｔ１（８０）を算出し、記憶部２２ｃに排気管昇温開始温度Φ３として設定する。ベース３の温度センサ５６の計測温度が固定翼昇温開始温度Φ３になったときに排気管３８の昇温制御を開始する。
なお、正確に昇温開始温度を決定して安定温度到達時間（上記例では、温調制御対象の３箇所の温度が安定温度Ｔｓｔｂ１〜３に到達するまでの時間１００分、７０分、２０分）を正確に算出するのであれば、外部環境との熱対流・熱放射などを考慮した温度計算式を使用する。

−−−フローチャート−−−
図４は、ポンプコントローラ２１における処理についてのフローチャートである。入力部２３からスタート信号を受信すると、ポンプコントローラ２１は、図４に示した処理を開始する。ステップＳ１において、ポンプユニット１の各部に電力を供給する不図示の電源部を起動してステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、磁気軸受３４〜３６による磁気浮上制御を開始してステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、温調コントローラ２２に温調開始信号を出力してステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、インターロック解除信号を温調コントローラ２２から受信するまで待機し、インターロック解除信号を受信すると、ステップＳ９へ進み、モータＭを起動する。
ステップＳ１１において、入力部２３からの運転停止信号を受信するまで待機し、運転停止信号を受信すると、ステップＳ１３へ進み、モータＭを停止させ、磁気軸受３４〜３６による磁気浮上制御を終了して、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５において、温調コントローラ２２に温調終了信号を出力して本プログラムを終了する。

図５は、温調コントローラ２２における処理についてのフローチャートである。ポンプコントローラ２１から温調開始信号を受信すると、温調コントローラ２２は、図５に示した処理を開始する。ステップＳ２１において、上述したように昇温開始温度Φ２、Φ３を算出してステップＳ２３のサブルーチンへ進む。ステップＳ２３において、温度センサ５６で検出したベース３の温度Ｔ１に基づいてヒータ５１および電磁弁６１の制御を開始する。なお、ステップ２３のサブルーチンでは、上述したように、温調コントローラ２２は、温度センサ５６で検出したベース３の温度Ｔ１が設定温度Ｔｓｅｔ１に達するまでは冷却水を流さずにヒータ５１で加熱するようにヒータ５１および電磁弁６１を制御する。そして、温調コントローラ２２は、温度センサ５６で検出したベース３の温度Ｔ１が設定温度Ｔｓｅｔ１に達すると、冷却水による冷却とヒータ５１による加熱とによってベース３の温度Ｔ１を設定温度Ｔｓｅｔ１に維持するようにヒータ５１および電磁弁６１を保温制御する。

ステップＳ２３のサブルーチンが実行されるとステップＳ２５に進み、温度センサ５６で検出したベース３の現在の温度Ｔ１が昇温開始温度Φ２以上であるか否かを判断する。ステップＳ２５が肯定判断されるとステップＳ２７のサブルーチンへ進む。ステップＳ２７において、温度センサ５７で検出した固定翼３１Ｔ２の温度に基づいてヒータ５２および電磁弁６２の制御を開始する。なお、ステップ２７のサブルーチンでは、上述したように、温調コントローラ２２は、温度センサ５７で検出した固定翼３１の温度Ｔ２が設定温度Ｔｓｅｔ２に達するまでは冷却水を流さずにヒータ５２で加熱するようにヒータ５２および電磁弁６２を制御する。そして、温調コントローラ２２は、温度センサ５７で検出した固定翼３１の温度Ｔ２が設定温度Ｔｓｅｔ２に達すると、冷却水による冷却とヒータ５２による加熱とによって固定翼３１の温度Ｔ２を設定温度Ｔｓｅｔ２に維持するようにヒータ５２および電磁弁６２を保温制御する。

ステップＳ２７のサブルーチンが実行されるかステップＳ２５が否定判断されるとステップＳ２９に進み、温度センサ５６で検出したベース３の現在の温度Ｔ１が昇温開始温度Φ３以上であるか否かを判断する。ステップＳ２９が肯定判断されるとステップＳ３１のサブルーチンへ進む。ステップＳ３１において、温度センサ５８で検出した排気管３８の温度Ｔ３に基づいてヒータ５３および電磁弁６３の制御を開始する。なお、ステップ３１のサブルーチンでは、上述したように、温調コントローラ２２は、温度センサ５８で検出した排気管３８の温度Ｔ３が設定温度Ｔｓｅｔ３に達するまでは冷却水を流さずにヒータ５３で加熱するようにヒータ５３および電磁弁６３を制御する。そして、温調コントローラ２２は、温度センサ５８で検出した排気管３８の温度Ｔ３が設定温度Ｔｓｅｔ３に達すると、冷却水による冷却とヒータ５３による加熱とによって排気管３８の温度を設定温度Ｔｓｅｔ３に維持するようにヒータ５３および電磁弁６３を保温制御する。

ステップＳ３１のサブルーチンが実行されるかステップＳ２９が否定判断されるとステップＳ３３に進み、ベース３の温度Ｔ１が安定温度Ｔｓｔｂ１以上であり、かつ、固定翼３１の温度Ｔ２が安定温度Ｔｓｔｂ２以上であり、かつ、排気管３８の温度Ｔ３が安定温度Ｔｓｔｂ３以上であるか否かを判断する。
ステップＳ３３が否定判断されるとステップＳ２３へ戻り、ステップＳ３３が肯定判断されるとステップＳ３５へ進む。
ステップＳ３５において、ポンプコントローラ２１にインターロック解除信号を出力してステップＳ３７へ進む。ステップＳ３７において、ポンプコントローラ２１から温調終了信号を受信するまで待機し、温調終了信号を受信すると、ヒータ５１、５２、５３および電磁弁６１、６２、６３の制御を終了して本プログラムを終了する。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）真空ポンプは、複数の箇所に設けた複数のヒータ（加熱部）５１〜５３と、複数の箇所の加熱状態を検出する複数のセンサ（検出部）５６〜５８と、複数のセンサ５６〜５８で検出した複数の箇所の加熱状態が予め設定した状態となるまでロータ駆動モータＭの起動を制限するポンプコントローラ（ポンプ制御部）２１と、複数の箇所のすべてが予め設定した状態（たとえば、安定温度Ｔｓｔｂ１〜Ｔｓｔｂ３）に同じ時期に到達するように複数のヒータ５１〜５３を制御する温調コントローラ（加熱制御部）２２とを備える。
したがって、複数の温調制御対象がそれぞれ安定温度に同時期に到達し、昇温開始から安定温度に到達するまでの所要時間が短い温調制御対象について、無駄な保温制御が回避され、消費電力が抑制される。

（２）温調コントローラ２２は、複数の箇所のうち熱容量が最大の箇所であるベース３の温度上昇特性（Ｔ１（ｔ））に基づき熱容量の小さい箇所である固定翼３１や排気管３８を加熱するヒータ５７，５８の起動時期を算出する算出部２２ａと、起動時期になると固定翼３１や排気管３８の加熱を開始する加熱開始部２２ｂとを備える。算出部２２ａは、熱容量が最大のベース３の温度上昇特性Ｔ１と、熱容量が最大のベース３の加熱に必要な第１安定温度到達時間ｔＢＡと、熱容量の小さい固定翼３１や排気管３８の加熱に必要な第２安定温度到達時間ｔＳＴやｔＥＸとに基づいて熱容量の小さい固定翼３１や排気管３８のヒータ５７，５８の起動時期を算出する。
したがって、短時間で安定温度に到達する固定翼３１や排気管３８の保温制御が不要となり、無駄な電力消費を抑制できる。

（３）実施の形態の真空ポンプはさらに、熱容量が最大のベース３の温度上昇特性と、第１および第２安定温度到達時間とが保存される記憶部２２ｃを備え、算出部２２ａは、温度上昇特性と、第１および第２安定温度到達時間とをポンプ起動時に記憶部２２ｃから読み込み、これらに基づいて固定翼３１や排気管３８の加熱部の起動時期を算出する。
温度上昇特性（Ｔ１（ｔ））と、安定温度到達時間ｔＢＡ、ｔＥＸを予め記憶しておくだけで、簡単に短時間で安定温度に到達する固定翼３１や排気管３８の加熱開始時点を設定することができる。
なお、実施の形態の真空ポンプでは、図２に示すように温調コントローラ２２に記憶部２２ｃを実装したが、記憶部２２ｃはどこに実装してもよい。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
以上説明した実施の形態の真空ポンプの加熱箇所は、ベース３、固定翼３１、および排気管３８の３箇所であったが、４箇所以上でもよい。また、ベース３と排気管３８など加熱箇所は２箇所でもよい。いずれの変形例の真空ポンプにおいても上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

（変形例２）
以上説明した実施の形態の真空ポンプでは、温調コントローラ２２の算出部２２ａは、複数の箇所のうち熱容量が最大の箇所であるベース３の温度上昇特性（Ｔ１（ｔ））に基づき熱容量の小さい箇所である固定翼３１や排気管３８を加熱するヒータ５７，５８の起動時期を算出するようにした。しかし、起動時期の算出手法はこれに限定されない。たとえは次の算出手法を採用することもできる。
変形例２の温調コントローラ２２の算出部２２ａは、予め設定した加熱状態になるまでの時間である第１安定温度到達時間が最大の第１箇所（たとえばベース３）の温度上昇特性と、第１安定温度到達時間（ｔＢＡ）と、第１安定温度到達時間よりも短い時間で予め設定した加熱状態となる第２箇所（たとえば固定翼３１や排気管３８）の上記時間である第２安定温度到達時間（ｔＳＴ、ｔＥＸ）とに基づいて第２箇所の加熱部の起動時期を算出するようにしてもよい。
変形例２は、予め設定した加熱状態になるまでの時間が熱容量とヒータ容量とに依存するので、第１安定温度到達時間が最大の箇所が必ずしも熱容量が最大であるとは限らないことを想定した変形例である。
具体的には、第１箇所の加熱開始後、第１安定温度到達時間と第２安定温度到達時間の差分に相当する時間が経過した時点における第１箇所の推定温度を第１温度特性から算出しておく。第１箇所の加熱開始後、第１箇所の温度が上記推定温度になった時点で第２箇所の加熱を開始する。

（変形例３）
変形例２の真空ポンプにおいては、予め設定した加熱状態になるまでの時間である第１安定温度到達時間が最大の第１箇所（たとえばベース３）の温度上昇特性と、第１安定温度到達時間（ｔＢＡ）と、第１安定温度到達時間よりも短い時間で予め設定した加熱状態となる第２箇所（たとえば固定翼３１や排気管３８）の上記時間である第２安定温度到達時間（ｔＳＴ、ｔＥＸ）とに基づいて第２箇所の加熱部の起動時期を算出するようにした。しかし、変形例３の温調コントローラ２２の算出部２２ａは、複数の箇所のうち予め設定した状態に到達するまでの所要時間が最も長い箇所である箇所（たとえばベース３）の第１安定温度到達時間と、第１安定温度到達時間よりも短い時間で予め設定した加熱状態となる第２箇所（たとえば固定翼３１や排気管３８）の上記時間である第２安定温度到達時間とに基づいて、第２安定温度到達時間で予め設定した状態となる箇所（たとえば固定翼３１や排気管３８）のヒータ５７，５８の起動時期ｔ（Φ２）あるいはｔ（Φ３）を算出するようにしてもよい。
具体的には、第１箇所の加熱開始後、第１安定温度到達時間と第２安定温度到達時間の差分に相当する時間が経過した時点で第２箇所の加熱を開始する。
この変形例３の真空ポンプによれば、第１箇所の温度上昇特性を記憶する必要がなく、第１および第２安定温度到達時間だけを記憶するだけでよい。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
従って本発明は、真空ポンプの複数の箇所に設けた複数の加熱部と、複数の箇所の加熱状態を検出する複数の検出部と、複数の検出部で検出した複数の箇所の加熱状態が予め設定した状態となるまでロータ駆動モータの起動を制限するポンプ制御部と、複数の箇所のすべてが予め設定した状態に同じ時期に到達するように複数の加熱部を制御する加熱制御部とを備える種々の形態の真空ポンプに適用することができる。

１ ポンプユニット
２ コントロールユニット
３ ベース
２１ ポンプコントローラ
２２ 温調コントローラ
２２ａ 算出部
２２ｂ 加熱開始部
２２ｃ 記憶部
３０ ポンプケーシング
３１ 固定翼
３８ 排気管
５１〜５３ ヒータ
５６〜５８ 温度センサ
１００ ターボ分子ポンプ

Claims (6)

1. 真空ポンプの第１及び第２の箇所に設けた第１及び第２の加熱部であって、前記第１の箇所の温度が加熱開始から第１の安定温度になるまでの時間である第１安定温度到達時間が、前記第２の箇所の温度が加熱開始から第２の安定温度になるまでの時間である第２安定温度到達時間よりも長い、加熱部と、
   前記第１及び第２の箇所の温度を検出する第１及び第２の検出部と、
   前記第１の検出部で検出した前記第１の箇所の温度が前記第１の安定温度となり、かつ、前記第２の検出部で検出した前記第２の箇所の温度が前記第２の安定温度となるまでロータ駆動モータの起動を制限するポンプ制御部と、
   前記第１の箇所の温度が昇温開始温度に到達したとき、又は、前記第１の箇所の加熱を開始してから昇温開始時間が経過したときに、前記第２の箇所の加熱を開始する加熱制御部とを備え、
   前記昇温開始温度又は前記昇温開始時間は、前記第１の箇所が前記第１の安定温度になる時刻と、前記第２の箇所が前記第２の安定温度になる時刻とが同じになるよう設定されている、真空ポンプ。
2. 請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
   前記加熱制御部は、前記第１安定温度到達時間と前記第２安定温度到達時間との差分の時間に基づいて、前記昇温開始温度又は前記昇温開始時間を算出して設定する、真空ポンプ。
3. 請求項２に記載の真空ポンプにおいて、
   前記第１の箇所の温度上昇特性と、前記第１および第２安定温度到達時間とが保存される記憶部を備え、
   前記加熱制御部は、前記温度上昇特性と、前記第１および第２安定温度到達時間とをポンプ起動時に前記記憶部から読み込み、これらに基づいて前記昇温開始温度又は前記昇温開始時間を算出する真空ポンプ。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の真空ポンプにおいて、
   前記第１の箇所は、前記第２の箇所より熱容量が大である真空ポンプ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の真空ポンプにおいて、
   前記第１の箇所はベースであり、前記第２の箇所は固定翼又は排気管である、真空ポンプ。
6. 真空ポンプの第１、第２及び第３の箇所に設けた第１、第２及び第３の加熱部であって、前記第１の箇所の温度が加熱開始から第１の安定温度になるまでの時間である第１安定温度到達時間が、前記第２の箇所の温度が加熱開始から第２の安定温度になるまでの時間である第２安定温度到達時間および前記第３の箇所の温度が加熱開始から第３の安定温度になるまでの時間である第３安定温度到達時間よりも長い、加熱部と、
   前記第１、第２及び第３の箇所の温度を検出する第１、第２及び第３の検出部と、
   前記第１の検出部で検出した前記第１の箇所の温度が前記第１の安定温度となり、かつ、前記第２の検出部で検出した前記第２の箇所の温度が前記第２の安定温度となり、かつ、前記第３の検出部で検出した前記第３の箇所の温度が前記第３の安定温度となるまでロータ駆動モータの起動を制限するポンプ制御部と、
   前記第１の箇所の温度が予め設定した第２箇所昇温開始温度に到達したとき、又は、前記第１の箇所の加熱を開始してから第２箇所昇温開始時間が経過したときに、前記第２の箇所の加熱を開始し、前記第１の箇所の温度が予め設定した第３箇所昇温開始温度に到達したとき、又は、前記第１の箇所の加熱を開始してから第３箇所昇温開始時間が経過したときに、前記第３の箇所の加熱を開始する加熱制御部とを備え、
   前記第２および第３箇所昇温開始温度、又は、前記第２および第３箇所昇温開始時間は、前記第１の箇所が前記第１の安定温度になる時刻と、前記第２の箇所が前記第２の安定温度になる時刻と、前記第３の箇所が前記第３の安定温度になる時刻とが同じになるよう設定されている、真空ポンプ。

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