JP6791015B2 - 真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、真空ポンプに関する。

ドライエッチング装置、ＣＶＤ装置等の半導体製造装置に設けられた真空チャンバ内の気体を排気するためにターボ分子ポンプ等の真空ポンプが用いられる。真空ポンプのケーシング内の気体が冷却された場合に反応生成物がケーシング内に堆積するため、従来の真空ポンプには、反応生成物の堆積が抑制されるようにケーシングを加熱するヒータが設けられている。例えば、特許文献１に記載の真空ポンプは、ポンプベース部に取り付けられたポンプヒータおよびブレーキ抵抗を備えている。モータの回生時にポンプヒータおよびブレーキ抵抗に電流が供給されることにより、ポンプベース部が加熱され、反応生成物の堆積が抑制される。

特開２０１３−１１９７９８号公報

反応生成物の堆積を抑制する構成を真空ポンプに取り入れるためにかかるコストが低減されることが望ましい。特許文献１ではこの点について特に検討していない。

本発明の真空ポンプの一形態は、ロータを収容するケーシング、および、前記ロータを駆動するモータを含むポンプ本体と、前記モータに電力を供給する電源回路を有し、かつ、前記モータからの回生電力が供給される電源装置と、前記モータから前記回生電力が供給される回生制御のときには前記回生電力に基づく電流が流れることで発熱し、前記回生電力が供給されず前記電源回路からの電力が供給される定格制御のときには前記電源回路からの電力に基づいて電流が流れることで発熱し、反応生成物の堆積を抑制する必要のある加熱対象部を加熱するブレーキ抵抗と、前記回生制御および前記定格制御において、前記加熱対象部の温度が反応生成物の堆積が抑制される堆積抑制温度に保たれるように前記ブレーキ抵抗への電流の供給を制御する制御部と、を備える。

上記真空ポンプによれば、モータを回生制動するためのブレーキ抵抗が、回生制御の実行時に加熱対象部を加熱するための手段として用いられ、さらにモータの定格制御の実行時にも加熱対象部を加熱するための手段として用いられる。このため、反応生成物の堆積を抑制するための構成にかかるコストが低減される。

好ましくは、前記制御部は、前記制御部は、前記回生制御において、前記電源回路の出力電圧が、前記電源回路が安全に動作できる電圧の上限値未満である所定の電圧となるよう、および、前記加熱対象部の温度が前記堆積抑制温度に保たれるように、前記ブレーキ抵抗への電流の供給を制御する。
このため、回生制御の実行時に、ブレーキ抵抗により加熱対象部を加熱しながら電源回路を保護できる。

詳細には、前記制御部は、前記回生制御において、前記電源回路の出力電圧が前記所定の電圧を上回る場合、前記加熱対象部の温度が前記堆積抑制温度に保たれるように前記ブレーキ抵抗に電流を供給する制御よりも優先して前記ブレーキ抵抗に供給する回生電力を低減させる。

詳細には、前記制御部は、前記回生制御において、前記電源回路の出力電圧が前記所定の電圧以下の場合、かつ、前記加熱対象部の温度が前記堆積抑制温度以下の場合、前記電源回路の出力電圧が前記所定の電圧となるように、前記回生電力を前記ブレーキ抵抗に供給し、前記電源回路の出力電圧が前記所定の電圧以下の場合、かつ、前記加熱対象部の温度が前記堆積抑制温度を上回る場合、前記ブレーキ抵抗に供給する回生電力を低減させ、前記加熱対象部の温度を前記堆積抑制温度に保たれるように制御する。

好ましくは、前記加熱対象部は、前記ケーシングに接続される排気管を接続できるように前記ケーシングに形成された排気部を少なくとも含む。
この構成によれば、加熱対象部の一例である排気部がブレーキ抵抗により加熱されるため、排気部内における反応生成物の堆積が抑制される。排気部内は、ケーシング内においても特に圧力が高くなりやすい部分であるため、反応生成物が堆積するおそれが高い。そのような部分における反応生成物の堆積物の生成が上記のとおりブレーキ抵抗を用いて抑制されることにより、コストの低減とケーシングの詰まりの抑制とが両立される。

好ましくは、前記ポンプ本体と前記電源装置が一体化されており、前記ブレーキ抵抗と前記電源回路とを電気的に接続するケーブルが前記電源装置および前記ポンプ本体の各ケーシングの外部または内部で配線されている。
このため、ケーブルの長さを短くできる。

好ましくは、前記制御部は、前記加熱対象部の温度が前記排気部に設けられたシール部材の耐熱温度を超えないように前記ブレーキ抵抗に流れる電流を制御する。
このため、排気部内における反応生成物の堆積の抑制と、シール部材の保護とが両立される。

本発明に関する真空ポンプによれば、反応生成物の堆積を抑制するための構成にかかるコストが低減される。

（ａ）は第１実施形態の真空ポンプの外観図、（ｂ）は排気管が接続されたときの排気部の側面図。 図１の真空ポンプの構成を示すブロック図。 加速制御および定格制御における加熱制御のフローチャート。 回生制御における加熱制御のフローチャート。 第２実施形態の真空ポンプの外観図。 図５の真空ポンプの構成を示すブロック図。

（第１実施形態）
図１（ａ）に示される真空ポンプ１は、例えば半導体製造装置の真空チャンバ（ともに図示略）に取り付けられ、真空チャンバ内を真空にする。真空ポンプ１は、ドライポンプやオイルポンプといった種々の型式を採ることができる。本実施形態の真空ポンプ１は、ドライポンプのうちのターボ分子ポンプである。真空ポンプ１は、ポンプ本体１０、冷却装置３０、および、電源装置４０を備える。本実施形態では、ポンプ本体１０、冷却装置３０、および、電源装置４０は、一体型の機器である。冷却装置３０は、ポンプ本体１０および電源装置４０に挟まれている。冷却装置３０は、冷却装置３０内に設けられた冷却水路によって電源装置４０を主に冷却する。電源装置４０は、ポンプ本体１０に電力を供給する。

図１（ａ）および図２に示されるように、ポンプ本体１０は、ターボポンプ部１１、ドラッグポンプ部１２、モータ１３、磁気軸受１４、保護ベアリング１５、回転速度検出部１６、ロータ１７、および、ケーシング２０を備える。ターボポンプ部１１、ドラッグポンプ部１２、モータ１３、磁気軸受１４、保護ベアリング１５、回転速度検出部１６、および、ロータ１７は、ケーシング２０に収容されている。

ロータ１７は、ターボポンプ部１１のロータ翼と、ドラッグポンプ部１２のロータ円筒部と、ロータ翼およびロータ円筒部を同軸に固定する軸体（ともに図示略）とを有する。モータ１３は、ロータ１７を駆動する。本実施形態のモータ１３は、３相ブラシレスモータである。磁気軸受１４は、複数の電磁石を有し、ロータ１７を非接触状態で回転可能に支持する。保護ベアリング１５は、非常用の軸受であり、例えば磁気軸受１４が作動していないときにロータ１７を回転可能に支持する。回転速度検出部１６は、モータ１３の回転速度を検出する。回転速度検出部１６は、検出結果を制御部４６（図２参照）に出力する。

ケーシング２０には、冷却装置３０が例えばボルトにより連結されている。冷却装置３０には、電源装置４０のケーシング４０Ａが例えばボルトにより連結されている。ケーシング２０は、吸気口２１ａが形成された吸気部２１、および、排気口２２ａが形成された排気部２２を有する。吸気部２１は、ケーシング２０において冷却装置３０とは反対側の端部に設けられている。排気部２２は、ケーシング２０において冷却装置３０寄りの部分の外側面から突出している。

図１（ｂ）に示されるように、排気部２２には、排気部２２の圧力（背圧）を所定圧力に維持するためのバックポンプ（図示略）と接続する排気管１１０が接続されている。排気部２２と排気管１１０との接続部分には、接続部分の気密性を高めるためのシール部材１２０が設けられている。シール部材１２０の一例は、樹脂製のＯリングである。

次に、図２を参照して、電源装置４０の詳細な構成について説明する。
電源装置４０は、電源回路４１、インバータ回路４２、切替部４３、ダイオード４４、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５、制御部４６、および、励磁アンプ４７を有する。電源装置４０は、第１電圧検出部５１、第２電圧検出部５２、および、電流検出部５３をさらに有する。電源装置４０には、ブレーキ抵抗６０および温度検出部６２が電気的に接続されている。

電源回路４１およびインバータ回路４２は、第１電源線５４（ＶＤＤ）および第２電源線５５（ＶＳＳ）によって互いに接続されている。ブレーキ抵抗６０および切替部４３は、直列に接続されている。切替部４３は、ブレーキ抵抗６０への通電および非通電を切り替える。切替部４３の一例は、スイッチング素子である。本実施形態の切替部４３は、ｎｐｎ型トランジスタである。ブレーキ抵抗６０の第１端は第１電源線５４に電気的に接続され、ブレーキ抵抗６０の第２端は切替部４３のコレクタに電気的に接続されている。切替部４３のエミッタは、第２電源線５５に接続されている。切替部４３のベースには、制御部４６が接続されている。ダイオード４４は、第１電源線５４においてインバータ回路４２、ブレーキ抵抗６０、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５、および、第２電圧検出部５２のそれぞれと第１電源線５４との接続点よりも電源回路４１側に設けられている。ダイオード４４のアノードは電源回路４１に接続され、ダイオード４４のカソードはインバータ回路４２に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、第１電源線５４において第２電圧検出部５２と第１電源線５４との接続点と、ブレーキ抵抗６０と第１電源線５４との接続点との間に接続され、第２電源線５５において電源回路４１と第２電源線５５との接続点と、切替部４３のエミッタと第２電源線５５との接続点との間に接続されている。

電源回路４１は、ＡＣ／ＤＣコンバータを含み、商用電源１００から供給された交流電力を直流電力に変換する。商用電源１００から電源回路４１に印加される電圧は、第１電圧検出部５１によって検出される。第１電圧検出部５１は、検出結果を制御部４６に出力する。電源回路４１から出力された直流電力は、インバータ回路４２、ブレーキ抵抗６０、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５に供給される。第１電源線５４と第２電源線５５との間の電圧は、第２電圧検出部５２によって検出される。第２電圧検出部５２は、検出結果を制御部４６に出力する。なお、以降の説明において、第２電圧検出部５２により検出される電圧、すなわち第１電源線５４と第２電源線５５との間の電圧を「電圧Ｖｍ」または「電源回路４１の出力電圧Ｖｍ」と称する場合がある。

インバータ回路４２は、モータ１３と電気的に接続されている。インバータ回路４２は、電源回路４１から供給された直流電力を交流電力に変換してモータ１３に供給し、モータ１３で発電された回生電力を第１電源線５４に出力する。本実施形態のインバータ回路４２は、３相インバータ回路である。インバータ回路４２とモータ１３の各相との間に流れる電流は、電流検出部５３によって検出される。電流検出部５３は、検出結果を制御部４６に出力する。

ブレーキ抵抗６０は、ラバーヒータ、シーズヒータ等の所定の抵抗値を有する発熱体であり、電源回路４１からの直流電力またはインバータ回路４２からの回生電力が供給されることにより発熱する。図１（ｂ）に示すように、ブレーキ抵抗６０は、排気部２２に取り付けられている。ブレーキ抵抗６０は、排気部２２の全周を覆っている。真空ポンプ１では、ブレーキ抵抗６０に通電されたときのブレーキ抵抗６０の発熱を用いて、排気部２２を加熱する。

図１（ａ）および（ｂ）に示されるように、ブレーキ抵抗６０は、ポンプ本体１０および電源装置４０の各ケーシング２０，４０Ａの外部に配線されたケーブル６１を有する。ケーブル６１は、ケーシング４０Ａに設けられた第１コネクタ４０Ｂに接続されている。第１コネクタ４０Ｂは、第１電源線５４および切替部４３のコレクタ（ともに図２参照）に電気的に接続されている。排気部２２には、温度検出部６２が取り付けられている。温度検出部６２は、排気部２２の温度を検出する。温度検出部６２は、ポンプ本体１０および電源装置４０の各ケーシング２０，４０Ａの外部に配線されたケーブル６３を有する。ケーブル６３は、ケーシング４０Ａに設けられた第２コネクタ４０Ｃに接続されている。第２コネクタ４０Ｃは、制御部４６（図２参照）に電気的に接続されている。温度検出部６２は、検出結果を制御部４６に出力する。

図２に示されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５に供給される直流電力の電圧を制御部４６の動作に適した制御電圧に降圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５から出力された直流電力は、制御部４６に供給される。

制御部４６は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。一例では、制御部４６は、記憶部を含む。記憶部には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶されている。制御部４６は、インバータ回路４２、切替部４３、および、励磁アンプ４７の動作を制御することにより、軸受制御、モータ駆動制御、および、加熱制御を実行する。モータ駆動制御は、モータ１３を定格速度まで加速させる加速制御、モータ１３を定格速度で継続して駆動させる定格制御、および、モータ１３を定格速度から減速させる減速制御を含む。減速制御は、ユーザの操作に基づいてロータ１７の回転を停止させる指令や電源オフする指令が入力された際にモータ１３を停止させる場合の減速制御、および、停電等によって電源電圧が供給されなくなりモータ１３を停止させる場合の減速制御等を含む。減速制御において、モータ１３側から電源装置４０側に回生電力が供給される場合のことを回生制御という。

軸受制御は、磁気軸受１４によってロータ１７を支持するための制御である。制御部４６は、複数の電磁石への通電制御を行うための制御信号を励磁アンプ４７に出力する。励磁アンプ４７は、制御部４６からの制御信号に基づいて磁気軸受１４に励磁電流を供給する。

定格制御は、インバータ回路４２をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により制御して、モータ１３の回転速度を予め設定された所定の定格速度に維持する制御である。すなわち、制御部４６は、定格制御において、モータ１３が定格速度で回転するようにインバータ回路４２を制御する。より詳細には、制御部４６は、定格制御において、電流検出部５３の検出結果、すなわちモータ１３に供給される各相の電流と、回転速度検出部１６の検出結果、すなわちモータ１３の回転速度とに基づいて、インバータ回路４２の各相のスイッチング素子のオンオフを制御する。

減速制御は、インバータ回路４２をＰＷＭ制御により制御して、モータ１３の回転速度を定格速度から減速させる制御である。すなわち、制御部４６は、減速制御においてモータ１３が減速するようにインバータ回路４２の各相のスイッチング素子をオンオフ制御する。

加速制御および定格制御において、モータ１３から回生電力が第１電源線５４に供給されない。したがって、ダイオード４４のアノード電位はカソード電位よりも高く導通状態であるので、制御部４６によって切替部４３がオン状態にされることにより、電源回路４１からの直流電力（電源電圧）がブレーキ抵抗６０に供給される。減速制御（回生制御）において、モータ１３から回生電力が第１電源線５４に供給される。切替部４３がオン状態にされることにより、モータ１３からの回生電力がブレーキ抵抗６０に供給される。回生電力が供給されている状態で、ダイオード４４のアノード電位がカソード電位よりも低くなると、ダイオード４４が遮断状態となるので、電源回路４１からの直流電力はブレーキ抵抗６０には供給されない。ブレーキ抵抗６０は、電源回路４１からの直流電力、あるいは、モータ１３からの回生電力が供給されることにより発熱し、反応生成物の付着を抑制すべき加熱対象部（本実施形態においては、排気部２２）を加熱することができる。このように、加速制御、定格制御、および、減速制御（回生制御）のいずれの状態においても、既存のブレーキ抵抗６０に電流を流すことにより、加熱対象部を加熱するようにしたことが、本発明の特徴の１つである。

加熱制御は、制御部４６が切替部４３をオンオフしてブレーキ抵抗６０への通電を制御する（ブレーキ抵抗６０に電流を流す／電流を流さないを切り替える）ことによって、排気部２２の温度を調整する（すなわち増減させる）制御である。加熱制御は、加速制御、定格制御、および、減速制御（回生制御）のいずれの状態においても実行される制御である。制御部４６は、切替部４３のオンオフを制御することにより、ブレーキ抵抗６０に供給される電流のオンオフを制御する。本実施形態では、制御部４６は、切替部４３のオンオフをＰＷＭ制御により制御する。切替部４３のオンオフのデューティ比を変更することにより、ブレーキ抵抗６０に供給される電流の増減を制御する。

制御部４６は、加熱制御において、排気部２２の温度、すなわち温度検出部６２によって検出された検出温度が、反応生成物の堆積が抑制される堆積抑制温度に保たれるように切替部４３を制御する。堆積抑制温度は、予め設定された所定の温度または温度範囲である。本実施形態では、制御部４６は、加熱制御において、堆積抑制温度としての所定の温度範囲（以下、「目標温度範囲ＴＡ」）を保つように切替部４３を制御する。目標温度範囲ＴＡの上限値と下限値との差は例えば４℃である。目標温度範囲ＴＡの下限値の一例は、１００℃以上である。この場合、目標温度範囲ＴＡは、例えば１００℃以上１０４℃以下となる。また、目標温度範囲ＴＡの上限値の一例は、シール部材１２０（図１（ｂ）参照）の耐熱温度以下であり、例えば１６０℃以下（さらに好ましくは１５０℃以下）である。この場合、目標温度範囲ＴＡは、例えば１５６℃以上１６０℃以下（さらに好ましくは１４６℃以上１５０℃以下）となる。なお、目標温度範囲ＴＡの上限値と下限値との差は任意に変更可能である。

図３を参照して、加速制御および定格制御における加熱制御の処理の一例について説明する。この加熱制御は、所定時間毎に繰り返し実行される。
制御部４６は、ステップＳ２１における排気部２２の温度が目標温度範囲ＴＡを上回るか否かの判定と、ステップＳ２２における排気部２２の温度が目標温度範囲ＴＡを下回るか否かの判定とに基づいて、切替部４３を制御する。

制御部４６は、ステップＳ２１において肯定判定したとき、ステップＳ２３において切替部４３をオフ状態にする。すなわち制御部４６は、ＰＷＭ制御において切替部４３のデューティ比を０にする。その結果、電源回路４１からブレーキ抵抗６０に電流が供給されなくなる。これにより、ブレーキ抵抗６０による排気部２２への加熱が停止されるため、排気部２２の温度が低下する。

制御部４６は、ステップＳ２１において否定判定し、ステップＳ２２において肯定判定したとき、ステップＳ２４において切替部４３のデューティ比を所定値分だけ大きくする。その結果、電源回路４１からブレーキ抵抗６０に供給される電流量が増加する。これにより、ブレーキ抵抗６０の発熱量が増加するため、排気部２２の温度が上昇する。

所定値は、排気部２２の温度と目標温度範囲ＴＡの下限値との差の大きさに応じて変更される。より詳細には、排気部２２の温度と目標温度範囲ＴＡの下限値との差が大きくなるにつれて所定値が大きくなる。制御部４６には、排気部２２の温度と目標温度範囲ＴＡの下限値との差と、切替部４３のデューティ比との関係を示す情報が記憶されている。排気部２２の温度と目標温度範囲ＴＡの下限値との差と、切替部４３のデューティ比との関係を示す情報は、例えばマップ、テーブル、または、関数を用いた関係式を含む。制御部４６は、排気部２２の温度と目標温度範囲ＴＡの下限値との差と、切替部４３のデューティ比との関係を示す情報を用いて、排気部２２の温度と目標温度範囲ＴＡの下限値との差から切替部４３のデューティ比を設定する。なお、所定値は、予め設定された固定値であってもよい。

制御部４６は、ステップＳ２１およびステップＳ２２においてともに否定判定したとき、すなわち排気部２２の温度が目標温度範囲ＴＡを保っているとき、ステップＳ２５において現在の切替部４３のデューティ比を維持する。

次に、減速制御（回生制御）における加熱制御の詳細について説明する。回生制御における加熱制御は、加熱制御や定格制御における加熱制御と比して異なる制御が実行される。具体的には、排気部２２の温度が目標温度範囲ＴＡの上限値以下の場合、出力電圧Ｖｍが所定の電圧となるように回生電力をブレーキ抵抗６０に供給し、排気部２２の温度が目標温度範囲ＴＡを上回る場合、ブレーキ抵抗６０に供給する回生電力を小さくして排気部２２の温度を目標温度範囲ＴＡの上限値以下とする。制御部４６は、回生電力がブレーキ抵抗６０に供給されるようにインバータ回路４２および切替部４３を制御する。より詳細には、制御部４６は、回生制御において、モータ１３の慣性による回転によって生じる各相のコイルの誘導電流をブレーキ抵抗６０に供給するようにインバータ回路４２を制御する。回生制御では、インバータ回路４２からの直流電力（回生電力）がブレーキ抵抗６０に供給される。

図４を参照して、回生制御における加熱制御の制御部４６の処理の一例について説明する。回生制御における加熱制御も、所定時間毎に繰り返し実行される。
制御部４６は、ステップＳ３１において、電源回路４１の出力電圧Ｖｍが所定の電圧以上であるか否かを判定する。なお、所定の電圧は、電源回路４１を保護するか否かを判定するための閾値であり、実験等により予め設定されている。

制御部４６は、ステップＳ３１において肯定判定した場合、すなわち出力電圧Ｖｍが所定の電圧以上と判定した場合、ステップＳ３２においてブレーキ抵抗６０に供給される回生電力が小さくなるように切替部４３を制御する。一例では、切替部４３をオフ状態にする。すなわち制御部４６は、ＰＷＭ制御において切替部４３のデューティ比を０にする。このように電源回路４１を保護するために切替部４３をオフ状態にし、ブレーキ抵抗６０に回生電力が供給されないようにする。

制御部４６は、ステップＳ３１において否定判定した場合、すなわち出力電圧Ｖｍが所定の電圧未満であると判定した場合、ステップＳ３３において排気部２２の温度が目標温度範囲ＴＡを上回るか否かを判定する。制御部４６は、ステップＳ３３において否定判定したとき、ステップＳ３４において出力電圧Ｖｍが所定の電圧となるように切替部４３を制御する。一例では、制御部４６には、出力電圧Ｖｍと所定の電圧との差と、切替部４３のデューティ比との関係を示す情報が記憶されている。出力電圧Ｖｍと所定の電圧との差と、切替部４３のデューティ比との関係を示す情報は、例えばマップ、テーブル、または、関数を用いた関係式を含む。制御部４６は、出力電圧Ｖｍと所定の電圧との差と、切替部４３のデューティ比との関係を示す情報を用いて、出力電圧Ｖｍと所定の電圧との差から切替部４３のデューティ比を設定する。このように切替部４３が制御されると、インバータ回路４２からブレーキ抵抗６０に回生電力が供給される。これにより、ブレーキ抵抗６０により排気部２２が加熱されるため、排気部２２の温度が上昇する。

制御部４６は、ステップＳ３３において肯定判定したとき、ステップＳ３２に移行する。その結果、インバータ回路４２からブレーキ抵抗６０に電流が供給されなくなる。これにより、排気部２２への加熱が停止されるため、排気部２２の温度が低下して目標温度範囲ＴＡの上限値以下となる。

本実施形態の真空ポンプ１の作用について説明する。
一般に、反応生成物の昇華温度と圧力との関係として、同一温度であれば圧力が高いほど、気体分子が液化または固化しやすい。言い換えれば、同一温度であれば圧力が高いほど、気体分子が真空ポンプ１の内部に堆積しやすい。

ポンプ本体１０を駆動させる場合、電源装置４０がモータ１３および磁気軸受１４に電力を供給することにより、モータ１３がロータ１７を高速回転させ、磁気軸受１４がロータ１７を回転可能に支持する。これにより、ポンプ本体１０は、真空チャンバから吸気口２１ａを介して吸い込んだ気体分子を、ターボポンプ部１１およびドラッグポンプ部１２によって圧縮して排気部２２から排気管１１０を通じてバックポンプに向けて排気する。このため、排気部２２の圧力が吸気部２１の圧力よりも高くなるので、反応生成物が排気部２２に堆積しやすい。

本実施形態の真空ポンプ１では、加速制御および定格制御の実行時に電源回路４１の出力電圧Ｖｍに基づいてブレーキ抵抗６０に電流が供給されることにより、ブレーキ抵抗６０が発熱し、排気部２２が加熱される。このため、加速制御および定格制御の実行時に排気部２２内における反応生成物の堆積が抑制される。また、本実施形態の真空ポンプ１では、回生制御の実行時に、モータ１３からの回生電力に基づいてブレーキ抵抗６０に電流が供給されることにより、ブレーキ抵抗６０が発熱し、排気部２２が加熱される。このため、回生制御の実行時においても、排気部２２内における反応生成物の堆積が抑制される。このように、モータ１３を回生制動するためのブレーキ抵抗６０が、モータ１３の回生制御の実行時において排気部２２を加熱する手段として用いられ、さらにモータ１３の加速制御および定格制御の実行時においても排気部２２を加熱するための手段として用いられるので、加熱対象部を加熱するためのヒータを別途設ける必要がなく、反応生成物の堆積を抑制するための構成にかかるコストが低減される。また、モータ１３の回生制御を実行する制御部４６が、排気部２２を加熱するためのブレーキ抵抗６０への通電に関する制御も実行するので、加熱対象部を加熱するためのヒータを制御する制御回路を別途設ける必要がなく、反応生成物の堆積を抑制するための構成にかかるコストがさらに低減され、回路構成を簡略化、小型化することができる。

本実施形態の真空ポンプ１によれば、さらに以下の効果が得られる。
（１−１）目標温度範囲ＴＡの上限値は、シール部材１２０の耐熱温度以下である。このため、排気部２２内における反応生成物の堆積を抑制と、シール部材１２０の保護とを両立できる。

（１−２）ポンプ本体１０および電源装置４０が一体型の機器であることにより、電源装置４０とブレーキ抵抗６０とを電気的に接続するケーブル６１の長さを短くできる。加えて、電源装置４０と温度検出部６２とを電気的に接続するケーブル６３の長さを短くできる。

（１−３）ケーブル６１，６３がポンプ本体１０及び電源装置４０の各ケーシング２０，４０Ａの外部に配線されることにより、ケーブル６１，６３を挿通するための貫通孔および真空シールをケーシング４０Ａに設けなくてもよくなるため、真空ポンプ１の構成を簡略化および部品点数を削減できる。
加えて、ポンプ本体１０及び電源装置４０の各ケーシング２０，４０Ａが互いに組み付けられた後にケーブル６１，６３によって真空ポンプ１の組立て時にブレーキ抵抗６０及び温度検出部６２と電源装置４０とを電気的に接続できる。したがって、ブレーキ抵抗６０及び温度検出部６２と電源装置４０とを容易に接続できる。

（１−４）回生制御の実行時において電源回路４１の出力電圧Ｖｍが所定の電圧となるよう、および、排気部２２の温度が目標温度範囲ＴＡに保たれるようにブレーキ抵抗６０に供給する回生電力を制御する。これにより、排気部２２を加熱しながら電源回路４１を保護できる。

（第２実施形態）
図５および図６を参照して、第２実施形態の真空ポンプ１について説明する。第２実施形態の真空ポンプ１は、第１実施形態の真空ポンプ１に比べ、ポンプヒータ７０が追加された点で異なる。以下の説明では、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

図５に示されるポンプヒータ７０は、巻線抵抗やブロック抵抗で構成され、加熱対象部を加熱する。加熱対象部の一例は、ケーシング２０におけるドラッグポンプ部１２を収容する部分である。ポンプヒータ７０は、ケーシング２０に取り付けられている。より詳細には、ポンプヒータ７０は、排気部２２に対して冷却装置３０側とは反対側の部分に取り付けられている。一例では、ポンプヒータ７０は、ケーシング２０の全周を覆っている。ポンプヒータ７０は、ケーブル７１を有する。ケーブル７１は、ケーシング４０Ａに設けられた第３コネクタ４０Ｄに接続されている。

ケーシング２０には、温度検出部７４が取り付けられている。温度検出部７４は、ケーシング２０におけるポンプヒータ７０付近の温度、すなわち加熱対象部付近の温度を検出する。温度検出部７４は、ケーブル７５を有する。ケーブル７５は、ケーシング４０Ａに設けられた第４コネクタ４０Ｅに接続されている。第４コネクタ４０Ｅは、制御部４６（図６参照）に電気的に接続されている。温度検出部７４は、検出結果を制御部４６に出力する。

図６に示されるように、ポンプヒータ７０は、絶縁トランス７２およびヒータ制御部７３を介して商用電源１００に電気的に接続されている。絶縁トランス７２は、商用電源１００の出力電圧を所定電圧に変圧し、ヒータ制御部７３に出力する。ヒータ制御部７３は、絶縁トランス７２、ポンプヒータ７０、および、制御部４６と電気的に接続されている。ヒータ制御部７３は、制御部４６からの指令信号に基づいてポンプヒータ７０への通電および非通電を切り替える。

制御部４６は、加熱対象部の温度が、反応生成物の堆積が抑制される堆積抑制温度を保つようにポンプヒータ７０への通電を制御するポンプ部加熱制御を実行する。堆積抑制温度は、予め設定された所定の温度または温度範囲である。本実施形態では、制御部４６は、ポンプ部加熱制御において、堆積抑制温度としての所定の温度範囲（以下、「目標温度範囲ＴＢ」）を保つように切替部４３を制御する。目標温度範囲ＴＢは、任意に設定可能である。一例では、目標温度範囲ＴＢは、目標温度範囲ＴＡと等しい。また目標温度範囲ＴＢの上限値が目標温度範囲ＴＡの上限値よりも低くてもよく、目標温度範囲ＴＢの下限値が目標温度範囲ＴＡの下限値よりも低くてもよい。

ポンプ部加熱制御は、加速制御、定格制御、および、減速制御（回生制御）のいずれの状態においても実行される制御である。制御部４６は、ケーシング２０の温度が目標温度範囲ＴＢの上限値以下の場合、ポンプヒータ７０に通電する。これにより、ポンプヒータ７０が発熱するため、ケーシング２０の温度が上昇する。一方、制御部４６は、ケーシング２０の温度が堆積抑制温度の一例である目標温度範囲ＴＢを上回る場合、ポンプヒータ７０への通電を停止する。これにより、ポンプヒータ７０が発熱しなくなるため、ケーシング２０の温度が低下する。

本実施形態の真空ポンプ１によれば、ブレーキ抵抗６０に加えポンプヒータ７０が設けられるため、ケーシング２０内における反応生成物の堆積を抑制する能力が一層高められる。また、ポンプヒータだけで本実施形態の真空ポンプ１と同様の能力を確保する構成と比較して、小型のポンプヒータを採用できるため、あるいは、ポンプヒータの数を削減できるため、反応生成物の堆積を抑制するための構成にかかるコストが低減される。

本実施形態の真空ポンプ１によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
（２−１）ドラッグポンプ部１２における排気部２２よりも上流側の部分がポンプヒータ７０により加熱されるため、排気部２２の次に反応生成物が堆積しやすい部分を常時高温に維持できる。したがって、真空ポンプ１内に反応生成物が堆積することを一層抑制できる。

（変形例）
上記各実施形態に関する説明は、本発明の真空ポンプが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明の真空ポンプは、例えば以下に示される上記各実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合せられた形態を取り得る。

・各実施形態において、ブレーキ抵抗６０への通電をＰＷＭ制御に変えてオンオフ制御を行ってもよい。この場合、制御部４６は、加速制御、定格制御、および、回生制御における加熱制御において、ブレーキ抵抗６０による加熱対象部（排気部２２）の温度が目標温度範囲ＴＡの上限値以下の場合、切替部４３をオン状態とする。制御部４６は、ブレーキ抵抗６０による加熱対象部（排気部２２）の温度が目標温度範囲ＴＡの上限値を上回る場合、切替部４３をオフ状態とする。

・各実施形態の制御部４６は、加速制御、定格制御、および、回生制御における加熱制御において、ブレーキ抵抗６０による加熱対象部（排気部２２）の温度が目標温度範囲ＴＡの上限値を上回る場合、切替部４３のデューティ比を所定値分だけ小さくするようにしてもよい。これにより、ブレーキ抵抗６０の発熱量が減るため、ブレーキ抵抗６０による加熱対象部が目標温度範囲ＴＡに近づけることができる。

・第２実施形態の制御部４６は、回生制御における加熱制御において、電圧Ｖｍが所定の電圧を上回る場合、かつ排気部２２の温度が目標温度範囲ＴＡの下限値を下回る場合、ポンプヒータ７０の発熱量を増加させるようにポンプヒータ７０への通電を制御してもよい。これにより、ポンプヒータ７０の熱が排気部２２に伝わることにより排気部２２を間接的に加熱できる。

・各実施形態において、ケーシング２０と電源装置４０とが互いに離間して設けられてもよい。この場合、インバータ回路４２とモータ１３の各相のコイルとがケーブル等の接続部材によって接続される。

・各実施形態の制御部４６は、電源装置４０の構成要素であったがこれに限られない。例えば、制御部４６および電源装置４０は個別に設けられてもよい。
・各実施形態において、ブレーキ抵抗６０の取り付け箇所（加熱対象部）を排気部２２としたが、これに限定されず、ケーシング２０、排気管１１０、ドラッグポンプ部１２におけるステータ、ターボポンプ部１１における固定翼等であってもよい。

・各実施形態において、ブレーキ抵抗６０と電源回路４１とを電気的に接続するケーブル６１は、ポンプ本体１０や電源装置４０のケーシング２０，４０Ａの外部に配線する場合に限定されず、ケーシング２０，４０Ａの内部に配線する（すなわち、冷却装置３０を貫通して配線する）ようにしてもよい。この構成によれば、ケーシング２０，４０Ａの外部にケーブル６１が配線されないため、ケーブル６１が邪魔にならない。

１ 真空ポンプ
１０ ポンプ本体
１３ モータ
１７ ロータ
２０ ケーシング
２２ 排気部（加熱対象部）
４０ 電源装置
４０Ａ ケーシング
４１ 電源回路
４６ 制御部
６０ ブレーキ抵抗
６１ ケーブル
１１０ 排気管
１２０ シール部材
Ｖｍ 電源回路の出力電圧

Claims (6)

1. ロータを収容するケーシング、および、前記ロータを駆動するモータを含むポンプ本体と、
   前記モータに電力を供給する電源回路を有し、かつ、前記モータからの回生電力が供給される電源装置と、
   前記モータから前記回生電力が供給される回生制御のときには前記回生電力に基づく電流が流れることで発熱し、前記回生電力が供給されず前記電源回路からの電力が供給される定格制御のときには前記電源回路からの電力に基づいて電流が流れることで発熱し、反応生成物の堆積を抑制する必要のある加熱対象部を加熱するブレーキ抵抗と、
   前記回生制御および前記定格制御において、前記加熱対象部の温度が反応生成物の堆積が抑制される堆積抑制温度に保たれるように前記ブレーキ抵抗への電流の供給を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記回生制御において、前記電源回路の出力電圧が、前記電源回路が安全に動作できる電圧の上限値未満である所定の電圧となるよう、および、前記加熱対象部の温度が前記堆積抑制温度に保たれるように、前記ブレーキ抵抗への電流の供給を制御する、真空ポンプ。
2. 前記制御部は、前記回生制御において、前記電源回路の出力電圧が前記所定の電圧を上回る場合、前記加熱対象部の温度が前記堆積抑制温度に保たれるように前記ブレーキ抵抗に電流を供給する制御よりも優先して前記ブレーキ抵抗に供給する回生電力を低減させる、請求項１に記載の真空ポンプ。
3. 前記制御部は、前記回生制御において、
   前記電源回路の出力電圧が前記所定の電圧以下の場合、かつ、前記加熱対象部の温度が前記堆積抑制温度以下の場合、前記電源回路の出力電圧が前記所定の電圧となるように、前記回生電力を前記ブレーキ抵抗に供給し、
   前記電源回路の出力電圧が前記所定の電圧以下の場合、かつ、前記加熱対象部の温度が前記堆積抑制温度を上回る場合、前記ブレーキ抵抗に供給する回生電力を低減させ、前記加熱対象部の温度を前記堆積抑制温度に保たれるように制御する、請求項１または２に記載の真空ポンプ。
4. 前記加熱対象部は、前記ケーシングに接続される排気管を接続できるように前記ケーシングに形成された排気部を少なくとも含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
5. 前記ポンプ本体と前記電源装置が一体化されており、前記ブレーキ抵抗と前記電源回路とを電気的に接続するケーブルが前記電源装置および前記ポンプ本体の各ケーシングの外部または内部で配線されている、請求項４に記載の真空ポンプ。
6. 前記制御部は、前記加熱対象部の温度が前記排気部に設けられたシール部材の耐熱温度を超えないように前記ブレーキ抵抗に流れる電流を制御する、請求項４または５に記載の真空ポンプ。

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