JP7320473B2

JP7320473B2 - バタフライバルブ

Info

Publication number: JP7320473B2
Application number: JP2020057755A
Authority: JP
Inventors: 優子鈴木; 桂一西川
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2023-08-03
Anticipated expiration: 2040-03-27
Also published as: TWI820404B; KR102440407B1; CN113446407B; US11965607B2; KR20210120851A; TW202142793A; US20210301941A1; JP2021156371A; CN113446407A

Description

本発明は、圧力センサを備える真空チャンバと、真空ポンプとの間の配管上に配設され、真空チャンバの圧力制御を行うバタフライバルブであって、モータと、モータに接続される回転軸を中心に、開方向または閉方向に回転されるバタフライ弁体と、圧力センサが検出する真空チャンバの圧力値に基づき、バタフライ弁体の開度を調整する制御部と、を備えるバタフライバルブに関するものである。

従来、半導体製造装置において、プロセスガスによりウエハの成膜処理を行う真空チャンバと、真空チャンバの排気を行うための真空ポンプと、が用いられており、真空チャンバと真空ポンプとの間の配管上には、真空チャンバの圧力制御を行うバタフライバルブが配設されている。バタフライバルブは、例えば、特許文献１に開示されるように、モータと、モータに接続される回転軸を中心に、開方向または閉方向に回転されるバタフライ弁体とを備えており、真空チャンバの圧力値に基づいて行われるモータの制御により、バタフライ弁体の開度が調整される。この開度の調整により、真空チャンバの圧力制御が行われるのである。

真空チャンバを目標圧力値にするためには、バタフライバルブのバタフライ弁体の開度が、当該目標圧力値に対応する開度に制御されるのであるが、真空チャンバが、目標圧力値に達し、目標圧力値に安定している間、バタフライ弁体は、所定の開度に一定に保たれて全く動かないということはなく、真空チャンバの圧力値の安定状態が保たれるよう、圧力制御により、微少な開度の変動が繰り返されている場合がある。

特開２０１９－１９８５１号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような問題があった。
バタフライバルブは、モータの制御パラメータのミスマッチングが生じたり、組み立て不良や経年劣化による機械摺動抵抗が増加したりすると、モータに異常な振動が発生する場合がある。

特に、近年の原子層堆積法（ＡＬＤ：ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の普及により、モータに異常な振動が発生するという問題が顕著となっている。ＡＬＤにより半導体製造サイクルが短縮化されており、１サイクル当たり複数種のガスを用いるために、バタフライバルブによる真空チャンバの圧力制御も高速化されている。この圧力制御の高速化に対応するために、バタフライ弁体の全開から全閉まで（または全閉から全開まで）の時間が０．１秒程度という非常に早いスピードが求められている。このような背景から、バタフライバルブには、サーボモータが用いられており、応答速度を速めるためゲインを上げることが行われる。ゲインを上げると、サーボモータの応答速度が速まる一方で、サーボモータの反応が良くなり過ぎてしまい、バタフライ弁体を所定の開度に停止させたい場合でも、バタフライ弁体の停止がされにくく、微少な開度の変動が不要に繰り返されるおそれがある。この不要な開度の変動が、サーボモータに異常な振動を発生させる原因となり得る。

上記したモータの異常な振動は、放置すると、バタフライバルブの破損（バタフライバルブに用いられるシール部材の摩耗や、回転軸を支持するベアリングの破損など）に繋がるおそれがある。バタフライバルブが破損すると、半導体製造装置の稼働を止めて、バタフライバルブの交換を行わなければならないため、半導体製造効率の低下をきたすおそれがある。よって、モータの異常な振動が放置されることが無いよう、監視をする必要がある。

モータの異常な振動を検知するためには、バタフライバルブに加速度センサを取り付けることが考えられるが、新たな部品の増加はコスト増大が懸念される。また、たとえバタフライバルブに加速度センサを取り付けたとしても、バタフライバルブが組み込まれる半導体製造装置には、多くの駆動部機構が備えられており、それぞれが振動を発するため、バタフライバルブのモータのみの振動を検知することが困難である。

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、コストの増大を抑えつつ、モータに生じる異常な振動を確実に検知することが可能なバタフライバルブを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のバタフライバルブは、次のような構成を有している。
（１）圧力センサを備える真空チャンバと、真空ポンプとの間の配管上に配設され、真空チャンバの圧力制御を行うバタフライバルブであって、モータと、モータに接続される回転軸を中心に、開方向または閉方向に回転されるバタフライ弁体と、圧力センサが検出する真空チャンバの圧力値に基づき、バタフライ弁体の開度を調整する制御部と、を備えるバタフライバルブにおいて、前記制御部は、少なくとも前記真空チャンバの圧力値が安定している場合に、所定時間内における前記バタフライ弁体の開度の変動量に基づき、前記モータに異常な振動が発生しているか否かを判断する異常振動検知プログラムを備えること、前記所定時間は、正常時の前記バタフライ弁体の開度の微少変動の周期よりも短い時間であること、を特徴とする。

（１）に記載のバタフライバルブによれば、コストの増大を抑えつつ、モータに生じる異常な振動を確実に検知することが可能となる。

真空チャンバを目標圧力値にするためには、バタフライバルブのバタフライ弁体の開度が、当該目標圧力値に対応する開度に制御されるのであるが、真空チャンバが、目標圧力値に達し、目標圧力値に安定している間、バタフライ弁体は、所定の開度に一定に保たれて全く動かないということはなく、圧力の安定状態が保たれるよう、圧力制御により、微少な開度の変動（以下、微少変動という）が繰り返されている場合がある。そのような中、出願人は、モータに異常な振動が生じた場合にも微少変動が生じることを発見し、さらに、圧力制御による正常な微少変動と、モータに異常な振動が生じている場合の微少変動とでは、微少変動の周期が異なることを発見した。モータに異常な振動が生じている場合の微少変動の周期は、正常時の微少変動の周期に比べると、約数十分の１と短くなる。したがって、制御部が、真空チャンバの圧力値が安定している場合に、所定時間（例えば、正常時の微少変動の周期に比べて十分に短い時間）内におけるバタフライ弁体の開度の変動量に基づき、モータに異常な振動が発生しているか否かを判断する異常振動検知プログラムを備えることで、圧力制御による正常な微少変動と、モータに異常な振動が生じている場合の微少変動とを区別することができ、ひいてはモータに生じる異常な振動を検知することが可能となる。

また、加速度センサなどにより直接振動を検知するのではなく、異常振動検知プログラムがバタフライ弁体の開度の変動量に基づいて、異常な振動が発生しているか否かを判断するため、加速度センサなどの別途の部品を要さず、コストの増大を抑えることができる。また、バタフライ弁体の開度の変動量に基づいて、異常な振動が発生しているか否かを判断するため、バタフライバルブが半導体製造装置に組み込まれたとしても、半導体製造装置が有する多くの駆動部機構から発せられる振動に惑わされることがなく、モータのみの振動を確実に検知することが可能となるため、異常な振動が放置されて、バタフライバルブに破損が生じることを防止することができ、ひいては半導体製造効率の低下を防止することができる。

なお、所定時間は、どの程度のバタフライ弁体の変動を異常と判断するのか、バタフライバルブの使用条件により定めた上、正常時の微少変動の周期に比べて十分に短い時間（例えば２０～４０ｍｓｅｃの間）で任意に設定される。

（２）（１）に記載のバタフライバルブにおいて、前記異常振動検知プログラムは、前記所定時間の開始時点における前記バタフライ弁体の開度と、前記所定時間の終了時点における前記バタフライ弁体の開度の差分である実変動量と、前記開始時点から前記終了時点の間の前記バタフライ弁体の変動量を積算した積算変動量と、の差分が、所定の閾値以上であるときに、前記モータに異常な振動が発生していると判断すること、を特徴とする。

（２）に記載のバタフライバルブによれば、モータに生じる異常な振動を検知することが可能となる。

出願人は、モータに異常な振動が発生している場合には、所定時間の開始時点におけるバタフライ弁体の開度と、所定時間の終了時点におけるバタフライ弁体の開度の差分である実変動量と、開始時点から終了時点の間のバタフライ弁体の変動量を積算した積算変動量との間に乖離が生じることを発見した。よって、実変動量と、積算変動量との差分を観察し、当該差分が所定の閾値を超えた場合には、モータに異常な振動が発生していると判断することが可能となる。なお、所定の閾値とは、どの程度のバタフライ弁体の変動を異常と判断するのか、バタフライバルブの使用条件により定めた上、任意に設定される。

（３）（２）に記載のバタフライバルブにおいて、前記モータは、エンコーダを備えること、前記異常振動検知プログラムは、前記エンコーダにより出力されるパルスに基づき、前記実変動量を算出するための第１のパルスカウント数と、前記積算変動量を算出するための第２のパルスカウント数と、を算出すること、前記第１のパルスカウント数は、前記バタフライ弁体が開方向または閉方向に回転する場合にアップカウントされ、前記アップカウントされる方向とは反対の方向に前記バタフライ弁体が回転する場合にダウンカウントされることで算出されるものであり、前記実変動量は、前記開始時点における前記第１のパルスカウント数と、前記終了時点における前記第１のパルスカウント数の差分により表されること、前記第２のパルスカウント数は、前記バタフライ弁体の回転する方向に関わらず、アップカウントされることで算出されるものであり、前記積算変動量は、前記開始時点における前記第２のパルスカウント数と、前記終了時点における前記第２のパルスカウント数の差分により表されること、を特徴とする。

（３）に記載のバタフライバルブによれば、異常振動検知プログラムは、モータが備えるエンコーダにより出力されるパルスに基づいて算出される実変動量と積算変動量との差分が所定の閾値を超えるものか否かにより、モータに異常な振動が生じているか否か判断することができる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のバタフライバルブにおいて、前記異常振動検知プログラムは、連続する複数回の前記所定時間の中で、所定の回数連続して、前記モータに異常な振動が発生していると判断したときに、前記モータに異常が生じたことを通知すること、を特徴とする。

（４）に記載のバタフライバルブによれば、より確実にモータに異常が生じているのか否か把握することが可能となる。

例えば、真空チャンバを目標圧力値とする際にオーバーシュートが生じ、その行きすぎ量を調整するためのバタフライ弁体の開度の変動を、異常な振動と判断してしまうなど、実際にはモータに異常が生じていない場合でも、異常振動検知プログラムがモータに異常な振動が発生していると判断する可能性がある。したがって、異常振動検知プログラムが、一度だけ、モータに異常な振動が発生していると判断するのみでは、本当にモータに異常が生じているのか確実に把握することができないおそれがある。そこで、連続する複数回の所定時間の中で、所定の回数連続して、モータに異常な振動が発生していると判断したときに、モータに異常が生じたことを通知する構成とすることで、より確実にモータに異常が生じているのか否か把握することが可能となる。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載のバタフライバルブにおいて、前記モータは、サーボモータであること、を特徴とする。

近年のＡＬＤの普及により、バタフライ弁体を回転させるモータとして、応答速度の速いサーボモータを用いる場合がある。応答速度を速めるためにゲインを上げたサーボモータは、反応が良くなり過ぎてしまい、バタフライ弁体を所定の開度に停止させたい場合でも、バタフライ弁体の停止がされにくく、微少変動が不要に繰り返されるおそれがある。この不要な微少変動の繰り返しが、サーボモータに異常な振動を発生させる原因となり得る。しかし、本発明によれば、異常振動検知プログラムが、少なくとも真空チャンバの圧力値が安定している場合に、所定時間内におけるバタフライ弁体の開度の変動量に基づき、モータに異常な振動が発生しているか否かを判断するため、バタフライバルブにサーボモータを用いた場合でも、不要な開度の変動が繰り返されることによる異常な振動が放置されることがなく、バタフライバルブに破損が生じることを防止することができる。

本発明のバタフライバルブによれば、コストの増大を抑えつつ、モータに生じる異常な振動を確実に検知することが可能となる。

バタフライバルブを用いた真空圧力制御システムの概略図である。バタフライバルブの、モータ軸の軸線ＲＡに平行かつ流路に平行な方向に切断した断面図である。バタフライ弁体が回転された場合の時間と制御カウント数の関係を表したグラフである。図３の８０ｍｓｅｃ時点から１００ｍｓｅｃ時点までの間を拡大したグラフである。サーボモータの異常な振動により微少変動が繰り返されている場合の、第１のパルスカウント数と第２のパルスカウント数の挙動を表したグラフである。圧力制御による正常な微少変動が繰り返されている場合の、第１のパルスカウント数と第２のパルスカウント数の挙動を表したグラフである。バタフライ弁体の微少変動がほとんど生じていない場合の、第１のパルスカウント数と第２のパルスカウント数の挙動を表したグラフであ。異常振動検知プログラムの動作を表すフローチャートである。

本発明に係るバタフライバルブの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、本実施形態に係るバタフライバルブ１の構成について説明する。図１は、半導体製造装置における、バタフライバルブ１を用いた真空圧力制御システムの概略図である。バタフライバルブ１は、図１に示すように、例えば、半導体製造装置において、真空チャンバ３２と真空ポンプ３３を接続する配管３４上に配設され、ガス供給源３７からガスが供給されている真空チャンバ３２の圧力を制御する真空圧力制御装置として使用される。

図２は、本発明の実施形態に係るバタフライバルブ１の、モータ軸１１ａの軸線ＲＡに平行かつ流路３０に平行な方向に切断した断面図である。

図２に示すように、バタフライバルブ１は、駆動部２と弁部３とからなる。駆動部２は、サーボモータ（モータの一例）１１を有している。サーボモータ１１は、図１に示すように、モータドライバ１２と、エンコーダ１４に接続されている。また、モータドライバ１２は、制御部１３に接続されている。また、サーボモータ１１は、図２に示すように、モータ軸１１ａを有している。ここで、モータ軸１１ａの回転中心を軸線ＲＡとする。

制御部１３には、図１に示すように、モータドライバ１２と、真空チャンバ３２の圧力を検出する圧力センサ３５が接続されている。制御部１３は、ＣＰＵ１３１と、ＲＯＭ１３２と、ＲＡＭ１３３と、記憶部１３４を有しており、ＲＯＭ１３２には、サーボモータ１１に発生する異常な振動を検知するための異常振動検知プログラム１３２ａが記憶されている。ＣＰＵ１３１は、異常振動検知プログラム１３２ａに従って、ＲＡＭ１３３に一時的にデータ保管をしながら、エンコーダ１４により出力されるパルスにより、後述するバタフライ弁体９の変動量を算出し、サーボモータ１１に異常な振動が発生していないか監視する（詳細は後述する）。

記憶部１３４には、例えば、バタフライ弁体９の全閉位置および全開位置や、真空チャンバ３２の任意の目標圧力値に対応するモータ軸１１ａの回転角度（即ち、後述するロッド１０およびバタフライ弁体９の回転角度）が記憶されている。そして、記憶部１３４から読み出される回転角度に基づき、モータドライバ１２がサーボモータ１１の回転を制御する。

モータ軸１１ａには、図２に示すように、金属板ばね式のカップリング１７を介して、弁部３に挿入されるロッド（回転軸の一例）１０の一端が接続されており、カップリング１７により、ロッド１０が後述する流路３０を流れるプロセスガス（例えば、２００度程度のガス）によって熱せられても、その熱がサーボモータ１１に伝わりにくくなっている。

また、駆動部２は、ヒートシンク１５と断熱部材１６を介して弁部３と接続されているため、プロセスガスや、後述するヒータ２７により熱せられた弁部３の熱が、駆動部２に伝達されることを防ぐことができる。

駆動部２と連結している弁部３は、バルブボディ８と、バタフライ弁体９とを有している。バルブボディ８は、耐腐食性や耐熱性を有するステンレス鋼からなる。

バルブボディ８は、図２中の右端部に継手５を、図２中の左端部に継手６を備えており、継手５の内周面には入力側流路８ｂが形成され、継手６の内周面には出力側流路８ｃが形成されている。そして、入力側流路８ｂと出力側流路８ｃとの間には、断面円弧状の内周面からなる弁孔８ａが形成されている。入力側流路８ｂと弁孔８ａと出力側流路８ｃは、同軸上に設けられるとともに連通し、一連の流路３０を構成する。そして、継手５は真空チャンバ３２に、継手６は真空ポンプ３３に、それぞれ配管３４を介して接続され、流路３０によって真空チャンバ３２の排気を行う。

さらに、バルブボディ８は、図２に示すように、駆動部２側の端面（上端面）と弁孔８ａとを貫通する挿通孔８ｄを有しており、挿通孔８ｄにはロッド１０が挿通されている。挿通孔８ｄに挿通されたロッド１０は、弁孔８ａに、流路３０に対して直交する方向に架設されている。

ロッド１０は、耐腐食性や耐熱性を有するステンレス鋼を削り出して、円柱状に形成されたものである。

ロッド１０と挿通孔８ｄの内周面と間には、シールのためＯリング１８、１９、２０がロッド１０の軸方向に３つ並んで配置されている。Ｏリング１８、１９、２０は、ロッド１０の外周面と挿通孔８ｄの内周面とに圧縮され、流路３０を流れる流体が、挿通孔８ｄを通って駆動部２側へ漏れることを防止している。なお、Ｏリング１８、１９、２０は、３つとも全て同一の種類のものである。

また、ロッド１０は、流路３０に挿通されている側の一端が、ブッシュ２２によって回転可能に軸支されている。ブッシュ２２は耐腐食性が高く、摺動性の良い樹脂からなる。さらにまた、ロッド１０は、バルブボディ８の外側で、ロッド１０の軸方向に隣接して並ぶ２つのボールベアリング２１Ａ，２１Ｂによって、回転可能に軸支されている。ロッド１０は、ボールベアリング２１Ａ，２１Ｂと、ブッシュ２２と、によって、両持ち状態に軸支されることで、回転中心軸が安定し、ぶれにくくなっている。

ロッド１０の流路３０に挿入されている部分は、弁体取付部１０ｂを備えている。当該弁体取付部１０ｂには、耐腐食性や耐熱性を有するステンレス鋼を削り出して円盤状に形成されたバタフライ弁体９が、図２に示すように、ねじ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃおよび座金２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃにより結合されている。なお、ねじ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは３つとも全て同一種類のねじであり、座金２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃも３つとも全て同一種類の座金である。

バタフライ弁体９がロッド１０に結合されているため、サーボモータ１１のモータ軸１１ａが軸線ＲＡを中心に正方向Ｋに回転すると、モータ軸１１ａとカップリング１７を介して接続されたロッド１０が正方向Ｋに回転され、バタフライ弁体９が同方向に回転される。また、サーボモータ１１のモータ軸１１ａが軸線ＲＡを中心に負方向－Ｋに回転すると、モータ軸１１ａとカップリング１７を介して接続されたロッド１０が負方向－Ｋに回転され、バタフライ弁体９が同方向に回転される。

図２に示すバタフライ弁体９は全閉位置にあり、この状態からロッド１０が正方向Ｋに回転されると、弁孔８ａを塞いでいたバタフライ弁体９が同方向に回転され、流路３０が開放される。流路３０が開放されると、真空チャンバ３２から排気が可能となる。なお、正方向Ｋに９０度回転した位置がバタフライ弁体９の全開位置である。

そして、バタフライ弁体９が全開位置となった状態で、サーボモータ１１のモータ軸１１ａが軸線ＲＡを中心に、開弁時とは逆方向である負方向－Ｋに９０度回転すると、ロッド１０が負方向－Ｋ方向に回転し、図２に示すように、バタフライ弁体９が弁孔８ａを塞ぐ全閉位置となる。

先述の通り、記憶部１３４には、真空チャンバ３２の任意の目標圧力値に対応するモータ軸１１ａの回転角度（即ち、ロッド１０およびバタフライ弁体９の回転角度）が記憶されており、記憶部１３４から読み出される回転角度に基づき、モータドライバ１２がサーボモータ１１の回転を制御する。これにより、バタフライ弁体９は、全閉位置と全開位置との間で、真空チャンバ３２の任意の目標圧力値に対応する開度に制御される。

バタフライ弁体９の開度は、エンコーダ１４により出力されるパルスをカウントすることで制御される（バタフライ弁体９の開度制御のためのパルスのカウント数を制御カウント数とする）。例えば、エンコーダ分解能を１３１０７２パルスとすれば、１パルスあたり０．００２７度の回転を行うことが分かるため、バタフライ弁体９が開方向（正方向Ｋ）に回転するときは、制御カウント数をアップカウントすることで、開方向に何度回転したかが判別可能であり、バタフライ弁体９が閉方向（負方向－Ｋ）に回転するときは、制御カウント数をダウンカウントすることで、閉方向に何度回転したかが判別可能となる（例えば、制御カウント数が１００パルスアップカウントされれば、バタフライ弁体９が開方向に０．２７度の回転を行ったと判別可能であり、制御カウント数が１００パルスダウンカウントされれば、バタフライ弁体９が閉方向に０．２７度の回転を行ったと判別可能である）。

よって、記憶部１３４から真空チャンバ３２の任意の目標圧力値に対応する回転角度が読み出されると、制御カウント数がこの回転角度に対応する値に達するまでバタフライ弁体９の回転が行われ、達した位置で停止されるのである（例えば、バタフライ弁体９が１パルスあたり０．００２７度の回転を行う場合に、記憶部１３４から読み出された回転角度が２７度であれば、制御カウント数が１００００になるまでバタフライ弁体９の回転が行われ、制御カウント数が１００００になった位置で、バタフライ弁体９が停止される）。

次に、異常振動検知プログラム１３２ａの動作について説明する。

まず前提として、真空チャンバ３２の圧力値が安定状態であるときのバタフライ弁体９の動作について説明する。真空チャンバ３２の任意の目標圧力値に対応する回転角度にバタフライ弁体９が停止されると、真空チャンバ３２の圧力値が目標圧力値に安定した状態とされる。真空チャンバ３２が目標圧力値に安定している間、バタフライ弁体９が、目標圧力値に対応する開度に一定に保たれて全く動かないということはなく、圧力の安定状態が保たれるよう、圧力制御により、微少な開度の変動（以下、微少変動という）が繰り返されている場合がある。

この微少変動について、図３および図４を用いて説明する。図３は、バタフライ弁体９が制御カウント数０に相当する開度から制御カウント数ＰＬ１１に相当する開度まで回転された場合（例えば、全閉位置から全開位置まで回転された場合）の、時間と制御カウント数の関係を表したグラフである。図４は、図３の８０ｍｓｅｃ時点から１００ｍｓｅｃ時点までの間を拡大したグラフである。

図３に示す波形Ｖ１１の挙動は、０ｍｓｅｃの時点から８０ｍｓｅｃの時点の間で、バタフライ弁体９が、制御カウント数０から制御カウント数ＰＬ１１に対応する開度まで回転されていることを表している。これは、真空チャンバ３２の任意の目標圧力値に対応する角度として、制御カウント数ＰＬ１１に対応する角度が記憶部１３４から読み出されたことによる。そして、８０ｍｓｅｃの時点以降の波形Ｖ１１は、制御カウント数ＰＬ１１に対応する開度に安定されている状態を表している。

８０ｍｓｅｃの時点以降は、開度が安定している状態であるが、例えば、８０ｍｓｅｃから１００ｍｓｅｃの間を拡大してみると、図４に示すように、波形Ｖ１１は波打っている。これは、バタフライ弁体９が、微少な開度の変動（すなわち、バタフライ弁体９の微少な正方向Ｋへの回転および負方向－Ｋへの回転）を繰り返していることを表しており、すなわち上記した圧力制御による微少変動の繰り返しが行われていることを意味する。

以上説明した微少変動は正常な動作であるが、出願人は、サーボモータ１１に異常な振動が生じた場合にも、バタフライ弁体９に微少変動が生じることを発見した。そしてさらに、圧力制御による正常な微少変動と、サーボモータ１１に異常な振動が生じている場合の微少変動との周期とを比べると、異常時の微少変動の周期は、正常時の微少変動の周期よりも数十分の１と短くなることを発見した。よって、この微少変動を利用することで、サーボモータ１１に異常な振動が発生しているか否かを判断することが可能となるのである。具体的には、バタフライ弁体９の実変動量と、積算変動量を用いてサーボモータ１１に異常な振動が発生しているか否かを判断する。

例えば、図４に示す微少変動に注目すると、８０ｍｓｅｃの時点から１００ｍｓｅｃの時点の間におけるバタフライ弁体９の開度の変動量は、８０ｍｓｅｃの時点におけるバタフライ弁体９の開度（制御カウント数ＰＬ１１）と、１００ｍｓｅｃの時点におけるバタフライ弁体９の開度（制御カウント数ＰＬ１２）とのみを比較すれば、制御カウント数ＰＬ１１と制御カウント数ＰＬ１２との差分により表される。この差分が実変動量である。例えば、８０ｍｓｅｃの時点におけるパルスのカウント数が５７１５パルスで、１００ｍｓｅｃの時点における制御カウント数が５７００パルスであれば、その差分は１５パルスであり、これが８０ｍｓｅｃの時点から１００ｍｓｅｃの時点の間におけるバタフライ弁体９の開度の実変動量である。例えば、１パルスあたり０．００２７度の回転を行うとすれば、バタフライ弁体９の実変動量は、０．０４０５度となる。

しかし、実際には、波形Ｖ１１が波打っていることから分かるように、バタフライ弁体９は、微少な正方向Ｋへの回転および負方向－Ｋへの回転を繰り返しているため、８０ｍｓｅｃの時点から１００ｍｓｅｃの時点の間のバタフライ弁体９の変動量を、正方向Ｋ、負方向－Ｋに関わりなく積算したとすると、その積算変動量は、上記の実変動量よりも大きい値となる。そして、サーボモータ１１に異常な振動が生じた場合、微少変動の周期が、正常時に比べて数十分の１と短くなるため、積算される変動量が、正常時よりも増加し、積算変動量と実変動量の乖離が大きくなるのである。よって、所定の閾値を定め、積算変動量と実変動量の差分が、当該閾値以上か否かを監視することで、圧力制御による正常な微少変動と、サーボモータ１１に異常な振動が生じている場合の微少変動とを区別することができ、ひいてはサーボモータ１１に異常な振動が生じていると判断することが可能となるのである。

以上を踏まえ、異常振動検知プログラム１３２ａは、真空チャンバ３２の圧力値が安定した状態、すなわち、バタフライ弁体９の開度が安定した状態（例えば、図３においては、８０ｍｓｅｃの時点以後）で、正常時の微少変動の周期よりも短い時間である２０ｍｓｅｃに区分けした監視時間Ｍ１～Ｍ６のそれぞれにおいて、監視時間Ｍ１～Ｍ６の開始時点ｔ１１（図５～７参照）におけるバタフライ弁体９の開度と、監視時間Ｍ１～Ｍ６の終了時点ｔ１２（図５～７参照）におけるバタフライ弁体９の開度の差分である実変動量と、監視時間Ｍ１～Ｍ６の開始時点から監視時間Ｍ１～Ｍ６の終了時点の間のバタフライ弁体９の変動量を積算した積算変動量と、の差分を求め、当該差分が、所定の閾値を超えたときに、サーボモータ１１に異常な振動が発生していると判断することが可能なものとされている。なお、本実施形態においては、監視時間をＭ１～６の６区分で表しているが、数はこれに限定されるものではなく、真空チャンバ３２の圧力値が安定状態とされる時間の長さなど、制御条件により変動する。

異常振動検知プログラム１３２ａは、実変動量を算出するために、第１のパルスカウント数を用い、積算変動量を算出するために、第２のパルスカウント数を用いる。第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数ともに、エンコーダにより出力されるパルスに基づいて算出されるものである。

第１のパルスカウント数は、監視時間Ｍ１～Ｍ６の開始時点ｔ１１においては０とされ、その後、バタフライ弁体９が開方向に回転する場合にはアップカウントされ、バタフライ弁体が閉方向に回転する場合にはダウンカウントされることで算出されるものである。一方の第２のカウント数は、監視時間Ｍ１～Ｍ６の開始時点ｔ１１においては０とされ、その後、バタフライ弁体９の回転する方向に関わらず、アップカウントされることで算出されるものである。

実変動量は、監視時間Ｍ１～Ｍ６の開始時点ｔ１１における第１のパルスカウント数（すなわち０）と、監視時間Ｍ１～Ｍ６の終了時点ｔ１２における第１のパルスカウント数の差分により表されることとなる。なお、先には制御カウント数ＰＬ１１と制御カウント数ＰＬ１２との差分を実変動量として説明したが、これは実変動量の概念を説明するためであり、異常振動検知プログラム１３２ａにおいては、実変動量は、上記の通り第１のパルスカウント数により算出される。

また、積算変動量は、監視時間Ｍ１～Ｍ６の開始時点ｔ１１における第２のパルスカウント数（すなわち０）と、監視時間Ｍ１～Ｍ６の終了時点ｔ１２における第２のパルスカウント数の差分により表されることとなる。

異常振動検知プログラム１３２ａの動作を、図５～図８を用いて詳しく説明する。図５は、サーボモータ１１の異常な振動により微少変動が繰り返されている場合の、監視時間Ｍ１における第１のパルスカウント数と第２のパルスカウント数の挙動を表したグラフである。図６は、圧力制御による正常な微少変動が繰り返されている場合の、監視時間Ｍ１における第１のパルスカウント数と第２のパルスカウント数の挙動を表したグラフである。図７はバタフライ弁体９の微少変動がほとんど生じていない場合の、監視時間Ｍ１における第１のパルスカウント数と第２のパルスカウント数の挙動を表したグラフである。図５～図７のグラフは全て、縦軸が第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数の値であり、横軸が時間である。そして、波形Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３が、第１のパルスカウント数の挙動を示しており、波形Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３が、第２のパルスカウント数の挙動を示している。また、図８は、異常振動検知プログラム１３２ａの動作を表すフローチャートである。

異常振動検知プログラム１３２ａは、真空チャンバ３２の圧力値が安定した状態、例えば、図３に示すように、バタフライ弁体９の開度が安定した状態となる８０ｍｓｅｃの時点から動作し、２０ｍｓｅｃごとに区分けされた監視時間Ｍ１～６のそれぞれにおいて、サーボモータ１１に異常な振動が生じていないか監視する。

まず、制御部１３は、監視時間Ｍ１の開始時点ｔ１１から、第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数のカウントを開始する（図８：Ｓ１１）。図５～図７に示すように、監視時間Ｍ１の開始時点ｔ１１における第１のパルスカウント数および第２パルスカウント数は０である。

この第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数のカウントは、所定の時間に定められた監視時間Ｍ１の終了時点ｔ１２まで続けられる（Ｓ１３：ＮＯ）。

第１のパルスカウント数は、バタフライ弁体９が開方向に回転する場合は、アップカウントされ、バタフライ弁体９が閉方向に回転する場合は、ダウンカウントされるため、バタフライ弁体９の微少変動により、図５および図６に示す波形Ｖ２１のように、上下に変動する。サーボモータ１１に異常な振動が生じた場合の微少変動の周期は、正常時の微少変動の周期よりも短くなるため、図５と図６を比較すると、サーボモータ１１に異常な振動が生じた場合の実変動量を表す波形Ｖ２１の周波数は、正常時の実変動量を表す波形Ｖ２２の周波数に比べて大きくなっている。また、図７では、バタフライ弁体９の微少変動がほとんど生じていないため、波形Ｖ２３は、波形Ｖ２１，Ｖ２２のような上下の変動を繰り返すことなく、緩やかにカウント数０からカウント数ＰＬ２２に向かって変動している。つまり、図７ではバタフライ弁体９は、開方向にのみ微少に回転していることを意味する。

また、第２のパルスカウント数は、バタフライ弁体９の回転する方向に関わらずアップカウントされるため、バタフライ弁体９の微少変動により、図５～図７に示す波形Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３のように、時間経過に比例して増加していく。サーボモータ１１に異常な振動が生じた場合の微少変動の周期は、正常時の微少変動の周期よりも短くなるため、サーボモータ１１に異常な振動が生じた場合の積算される変動量は、正常時の積算される変動量に比べて多くなる。したがって、図５と図６を比較すると、サーボモータ１１に異常な振動が生じた場合の積算変動量を表す波形Ｖ３１の傾きは、正常時の積算変動量を表す波形Ｂ３２の傾きに比べて急になっている。また、図７では、上記の通り、バタフライ弁体９が開方向にのみ微少に回転している状態であるため、波形Ｖ３３は、波形Ｖ２３と同じ挙動を示している。

監視時間が経過すると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御部１３は、監視時間Ｍ１の終了時点ｔ１２における、第１のパルスカウント数（図５～図７のＰＬ２１，ＰＬ２２，ＰＬ２３）および第２のパルスカウント数（図５～図７のＰＬ３１，ＰＬ３２，ＰＬ３３）を検出する（Ｓ１４）。

次に、制御部１３は、Ｓ１４で検出された第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数に基づき、バタフライ弁体９の実変動量および積算変動量を算出する（Ｓ１５）。

実変動量は、終了時点ｔ１２における第１のパルスカウント数（ＰＬ２１，ＰＬ２２，ＰＬ２３）から、開始時点ｔ１１における第１のパルスカウント数（０）を減じた値である。例えば、図５～図７における実変動量は、それぞれ約１０パルスである。

積算変動量は、終了時点ｔ１２における第２のパルスカウント数（ＰＬ３１，ＰＬ３２，ＰＬ３３）から、開始時点ｔ１１における第２のパルスカウント数（０）を減じた値である。例えば、図５における積算変動量は、約３８０パルスである。図６における積算変動量は、約２１０パルスである。図７における積算変動量は、実変動量と同一の値（約１０パルス）となる。

次に、制御部１３は、実変動量と積算変動量との差分を求める（Ｓ１６）。具体的には、積算変動量から実変動量を減じた値を求める。例えば、図５における実変動量と積算変動量との差分は、約３７０パルスである。図６における実変動量と積算変動量との差分は、約２００パルスである。図７における実変動量と積算変動量との差分は、実変動量と積算変動量とが同一の値であるため、０パルスである。

そして、制御部１３は、Ｓ１６で算出した実変動量と積算変動量との差分が閾値以上であるか否か判断する（Ｓ１７）。例えば、閾値を３５０と定めれば、図５における実変動量と積算変動量との差分は、約３７０パルスであるため、当該差分は閾値以上と判断される。図６および図７における実変動量と積算変動量との差分は、それぞれ約２００パルス、０パルスであるため、閾値未満と判断される。

閾値未満であれば（Ｓ１７：ＮＯ）、監視時間Ｍ１においてカウントした第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数を０にリセットした上（Ｓ２０）、次の監視時間Ｍ２において、Ｓ１１から異常振動検知プログラム１３２ａが動作される。なお、監視時間Ｍ２においてもＳ１７で、閾値未満と判断されれば（Ｓ１７：ＮＯ）、監視時間Ｍ２においてカウントした第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数を０にリセットした上（Ｓ２０）、次の監視時間Ｍ３において、Ｓ１１から異常振動検知プログラム１３２ａが動作されるのであり、全ての監視時間Ｍ１～６において、同様の動作が繰り返される。なお、この繰り返しに当たり、開始される監視時間の開始時点は、その直前の監視時間の終了時点と同一である（例えば、監視時間Ｍ１の終了時点ｔ１２が、監視時間Ｍ２の開始時点ｔ１１となる）。

一方で、Ｓ１６で算出した実変動量と積算変動量との差分が閾値以上であれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、閾値以上となったのが、連続ｎ回目であるか否かを判断する（Ｓ１８）。閾値以上となったのが、連続ｎ回目であれば（Ｓ１８：ＹＥＳ）、モータに異常が生じたことを通知する（Ｓ１９）。このｎに当てはめる数値は、バタフライバルブ１の使用者が任意に定めることができる。例えば連続３回と定めれば、監視時間Ｍ１～Ｍ３や、監視時間Ｍ２～４などにおいて、連続して実変動量と積算変動量との差分が閾値以上と判断されたとき（Ｓ１８：ＹＥＳ）、モータに異常が生じたことを通知する（Ｓ１９）。

一方で、実変動量と積算変動量との差分が閾値以上となったのが１度だけであるなど、連続ｎ回目でない場合には（Ｓ１８：ＮＯ）、通知は行わず、監視時間Ｍ１においてカウントした第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数を０にリセットした上（Ｓ２０）、次の監視時間Ｍ２において、Ｓ１１から異常振動検知プログラム１３２ａが動作される。なお、監視時間Ｍ２においてもＳ１８で、連続ｎ回目でないと判断されれば（Ｓ１８：ＮＯ）、監視時間Ｍ２においてカウントした第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数を０にリセットした上（Ｓ２０）、次の監視時間Ｍ３において、Ｓ１１から異常振動検知プログラム１３２ａが動作されるのであり、全ての監視時間Ｍ１～６において、同様の動作が繰り返される。なお、この繰り返しに当たり、開始される監視時間の開始時点は、その直前の監視時間の終了時点と同一である（例えば、監視時間Ｍ１の終了時点ｔ１２が、監視時間Ｍ２の開始時点ｔ１１となる）。

Ｓ１７において、閾値以上であれば、サーボモータ１１に異常な振動が生じていると言えるが、真空チャンバ３２を目標圧力値とする際にオーバーシュートが生じ、その行きすぎ量を調整するためのバタフライ弁体９の開度の変動を、異常な振動と判断してしまうなど、実際にはモータ（サーボモータ１１）に異常が生じていない場合でも、異常振動検知プログラム１３２ａがモータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生していると判断する可能性がある。そこで、連続複数回の監視時間において閾値以上となった場合に、サーボモータ１１に異常が発生していることを通知することとしている。

通知は、作業者が通知を解除するまで行われ（Ｓ２０：ＮＯ）、解除がされると（Ｓ２０：ＹＥＳ）、異常振動検知プログラム１３２ａが終了する。

以上のように、バタフライ弁体９の開度の変動量に基づいて、異常な振動が発生しているか否かを判断するため、加速度センサなどの別途の部品を要さず、コストの増大を抑えることができる。また、バタフライバルブ１が半導体製造装置に組み込まれたとしても、半導体製造装置が有する多くの駆動部機構から発せられる振動に惑わされることがなく、サーボモータ１１のみの振動を確実に検知することが可能となるため、異常な振動が放置されて、バタフライバルブ１に破損（Ｏリング１８，１９，２０やブッシュ２２の摩耗や、ボールベアリング２１Ａ，２１Ｂの破損等）が生じることを防止することができ、ひいては半導体製造効率の低下を防止することができる。

なお、上記の監視時間Ｍ１～６の長さは、それぞれ２０ｍｓｅｃとしているが、これに限定されず、バタフライバルブ１の使用者が、正常時の微少変動（波形V２２）の周期に比べて十分に短い時間で、任意に設定可能である。また、上記の閾値は３５０としたが、これに限定されず、バタフライ弁体９の微少変動が、どの程度の変動量（波形Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３の振幅に相当）で、どの程度の周期で繰り返されたときに（波形Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３の周波数に相当）、サーボモータ１１が異常に振動していると判断させたいかにより、バタフライバルブ１の使用者が任意に設定可能である。

例えば、バタフライ弁体９が、制御カウント数２５パルス分（０．０４度）の変動を、３５０Ｈｚの周波数で繰り返したときに、サーボモータ１１が異常に振動していると判断させたい場合に、監視時間Ｍ１～６の長さを２０ｍｓｅｃとすれば、閾値は、上記周波数に、上記振幅を２倍した値および上記監視時間を掛け合わせた値（３５０Ｈｚ×２×２５パルス×０．０２ｓｅｃ＝３５０）が閾値となる。

また、上記説明においては、異常振動検知プログラム１３２ａは、真空チャンバ３２の圧力値が安定した状態、例えば、図３に示すように、バタフライ弁体９の開度が安定した状態となる８０ｍｓｅｃの時点から動作することとしているが、図３に示す０～８０ｍｓｅｃの間など、バタフライ弁体９が記憶部１３４から読み出された角度に向かって回転している最中に異常振動検知プログラム１３２ａが動作していても良い。

以上説明したように、本実施形態のバタフライバルブ１によれば、
（１）圧力センサ３５を備える真空チャンバ３２と、真空ポンプ３３との間の配管３４上に配設され、真空チャンバ３２の圧力制御を行うバタフライバルブ１であって、モータ（例えば、サーボモータ１１）と、モータ（サーボモータ１１）のモータ軸１１ａを中心に、開方向（例えば正方向Ｋ）または閉方向（例えば負方向－Ｋ）に回転されるバタフライ弁体９と、圧力センサ３５が検出する真空チャンバ３２の圧力値に基づき、バタフライ弁体９の開度を調整する制御部１３と、を備えるバタフライバルブ１において、制御部１３は、少なくとも真空チャンバ３２の圧力値が安定している場合に、所定時間（例えば監視時間Ｍ１～Ｍ６）内におけるバタフライ弁体９の開度の変動量に基づき、モータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生しているか否かを判断する異常振動検知プログラム１３２ａを備えること、を特徴とする。

（１）に記載のバタフライバルブ１によれば、コストの増大を抑えつつ、モータ（サーボモータ１１）に生じる異常な振動を確実に検知することが可能となる。

真空チャンバ３２を目標圧力値にするためには、バタフライバルブ１のバタフライ弁体９の開度が、当該目標圧力値に対応する開度に制御されるのであるが、真空チャンバ３２が、目標圧力値に達し、目標圧力値に安定している間、バタフライ弁体９は、所定の開度に一定に保たれて全く動かないということはなく、圧力の安定状態が保たれるよう、圧力制御により、微少な開度の変動（以下、微少変動（例えば、波形Ｖ２２））が繰り返されている場合がある。そのような中、出願人は、サーボモータ１１に異常な振動が生じた場合にも微少変動（例えば、波形Ｖ２１）が生じることを発見し、さらに、圧力制御による正常な微少変動（波形Ｖ２２）と、サーボモータ１１に異常な振動が生じている場合の微少変動（波形Ｖ２１）とでは、微少変動の周期が異なることを発見した。モータに異常な振動が生じている場合の微少変動（波形Ｖ２１）の周期は、正常時の微少変動（波形Ｖ２２）の周期に比べると、約数十分の１と短くなる。したがって、制御部１３が、真空チャンバ３２の圧力値が安定している場合に、所定時間（例えば、正常時の微少変動（波形Ｖ２２）の周期に比べて十分に短い時間（例えば２０ｍｓｅｃ））内におけるバタフライ弁体９の開度の変動量に基づき、モータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生しているか否かを判断する異常振動検知プログラム１３２ａを備えることで、圧力制御による正常な微少変動と、サーボモータ１１に異常な振動が生じている場合の微少変動とを区別することができ、ひいてはモータ（サーボモータ１１）に生じる異常な振動を検知することが可能となる。

また、加速度センサなどにより直接振動を検知するのではなく、異常振動検知プログラム１３２ａがバタフライ弁体９の開度の変動量に基づいて、異常な振動が発生しているか否かを判断するため、加速度センサなどの別途の部品を要さず、コストの増大を抑えることができる。また、バタフライ弁体９の開度の変動量に基づいて、異常な振動が発生しているか否かを判断するため、バタフライバルブ１が半導体製造装置に組み込まれたとしても、半導体製造装置が有する多くの駆動部機構から発せられる振動に惑わされることがなく、モータ（サーボモータ１１）のみの振動を確実に検知することが可能となるため、異常な振動が放置されて、バタフライバルブ１に破損が生じることを防止することができ、ひいては半導体製造効率の低下を防止することができる。

なお、所定時間は、どの程度のバタフライ弁体９の変動を異常と判断するのか、バタフライバルブ１の使用条件により定めた上、正常時の微少変動（波形Ｖ２２）の周期に比べて十分に短い時間（例えば２０～４０ｍｓｅｃの間）で任意に設定される。

（２）（１）に記載のバタフライバルブ１において、異常振動検知プログラム１３２ａは、所定時間（監視時間Ｍ１～Ｍ６）の開始時点ｔ１１におけるバタフライ弁体９の開度と、所定時間（監視時間Ｍ１～Ｍ６）の終了時点ｔ１２におけるバタフライ弁体９の開度の差分である実変動量と、開始時点ｔ１１から終了時点ｔ１２の間のバタフライ弁体９の変動量を積算した積算変動量と、の差分が、所定の閾値以上であるときに、モータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生していると判断すること、を特徴とする。

（２）に記載のバタフライバルブ１によれば、モータ（サーボモータ１１）に生じる異常な振動を検知することが可能となる。

出願人は、モータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生している場合には、所定時間（監視時間Ｍ１～Ｍ６）の開始時点ｔ１１におけるバタフライ弁体９の開度と、所定時間（監視時間Ｍ１～Ｍ６）の終了時点ｔ１２におけるバタフライ弁体９の開度の差分である実変動量と、開始時点ｔ１１から終了時点ｔ１２の間のバタフライ弁体９の変動量を積算した積算変動量との間に乖離が生じることを発見した。よって、実変動量と、積算変動量との差分を観察し、当該差分が所定の閾値を超えた場合には、モータ（例えば、サーボモータ１１）に異常な振動が発生していると判断することが可能となる。なお、所定の閾値とは、どの程度のバタフライ弁体の変動を異常と判断するのか、バタフライバルブの使用条件により定めた上、任意に設定される。

（３）（２）に記載のバタフライバルブ１において、モータ（サーボモータ１１）は、エンコーダ１４を備えること、異常振動検知プログラム１３２ａは、エンコーダ１４により出力されるパルスに基づき、実変動量を算出するための第１のパルスカウント数（例えば波形Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３）と、積算変動量を算出するための第２のパルスカウント数（例えば波形Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３）と、を算出すること、第１のパルスカウント数は、バタフライ弁体９が開方向（正方向Ｋ）または閉方向（負方向－Ｋ）に回転する場合にアップカウントされ、アップカウントされる方向とは反対の方向にバタフライ弁体９が回転する場合にダウンカウントされることで算出されるものであり、実変動量は、開始時点ｔ１１における第１のパルスカウント数と、終了時点ｔ１２における第１のパルスカウント数の差分により表されること、第２のパルスカウント数は、バタフライ弁体９の回転する方向に関わらず、アップカウントされることで算出されるものであり、積算変動量は、開始時点ｔ１１における第２のパルスカウント数と、終了時点ｔ１２における第２のパルスカウント数の差分により表されること、を特徴とする。

（３）に記載のバタフライバルブ１によれば、異常振動検知プログラム１３２ａは、モータ（サーボモータ１１）が備えるエンコーダ１４により出力されるパルスに基づいて算出される実変動量と積算変動量との差分が所定の閾値を超えるものか否かにより、モータ（サーボモータ１１）に異常な振動が生じているか否か判断することができる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のバタフライバルブ１において、異常振動検知プログラム１３２ａは、連続する複数回の所定時間の中で、所定の回数連続して、モータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生していると判断したときに、モータ（サーボモータ１１）に異常が生じたことを通知すること、を特徴とする。

（４）に記載のバタフライバルブ１によれば、より確実にモータ（サーボモータ１１）に異常が生じているのか否か把握することが可能となる。

例えば、真空チャンバ３２を目標圧力値とする際にオーバーシュートが生じ、その行きすぎ量を調整するためのバタフライ弁体９の開度の変動を、異常な振動と判断してしまうなど、実際にはモータ（サーボモータ１１）に異常が生じていない場合でも、異常振動検知プログラム１３２ａがモータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生していると判断する可能性がある。したがって、異常振動検知プログラム１３２ａが、一度だけ、モータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生していると判断するのみでは、本当にモータ（サーボモータ１１）に異常が生じているのか確実に把握することができないおそれがある。そこで、連続する複数回の所定時間（監視時間Ｍ１～Ｍ６）の中で、所定の回数連続して、モータ（サーボモータ１１）に異常な振動が発生していると判断したときに、モータ（サーボモータ１１）に異常が生じたことを通知する構成とすることで、より確実にモータ（サーボモータ１１）に異常が生じているのか否か把握することが可能となる。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載のバタフライバルブ１において、モータは、サーボモータ１１であること、を特徴とする。

近年のＡＬＤの普及により、バタフライ弁体を回転させるモータとして、応答速度の速いサーボモータ１１を用いる場合がある。応答速度を速めるためにゲインを上げたサーボモータ１１は、反応が良くなり過ぎてしまい、バタフライ弁体９を所定の開度に停止させたい場合でも、バタフライ弁体９の停止がされにくく、微少変動が不要に繰り返されるおそれがある。この不要な微少変動の繰り返しが、サーボモータ１１に異常な振動を発生させる原因となり得る。しかし、本発明によれば、異常振動検知プログラム１３２ａが、少なくとも真空チャンバ３２の圧力値が安定している場合に、所定時間（監視時間Ｍ１～Ｍ６）内におけるバタフライ弁体９の開度の変動量に基づき、モータに異常な振動が発生しているか否かを判断するため、バタフライバルブ１にサーボモータ１１を用いた場合でも、不要な開度の変動が繰り返されることによる異常な振動が放置されることがなく、バタフライバルブ１に破損が生じることを防止することができる。

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。例えば、第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数は、開始時点ｔ１１において、ともに０としているが、必ずしも０とする必要はない。よって、異常振動検知プログラム１３２ａは、第１のパルスカウント数および第２のパルスカウント数のリセット（Ｓ２０）を行わなくても、実変動量や積算変動量は算出可能である。

１バタフライバルブ
９バタフライ弁体
１０ロッド（回転軸の一例）
１１サーボモータ（モータの一例）
１３制御部
３２真空チャンバ
３３真空ポンプ
３４配管
３５圧力センサ
１３２ａ異常振動検知プログラム

Claims

圧力センサを備える真空チャンバと、真空ポンプとの間の配管上に配設され、前記真空チャンバの圧力制御を行うバタフライバルブであって、モータと、前記モータに接続される回転軸を中心に、開方向または閉方向に回転されるバタフライ弁体と、前記圧力センサが検出する前記真空チャンバの圧力値に基づき、前記バタフライ弁体の開度を調整する制御部と、を備えるバタフライバルブにおいて、
前記制御部は、少なくとも前記真空チャンバの圧力値が安定している場合に、所定時間内における前記バタフライ弁体の開度の変動量に基づき、前記モータに異常な振動が発生しているか否かを判断する異常振動検知プログラムを備えること、
前記所定時間は、正常時の前記バタフライ弁体の開度の微少変動の周期よりも短い時間であること、
を特徴とするバタフライバルブ。
請求項１に記載のバタフライバルブにおいて、
前記異常振動検知プログラムは、前記所定時間の開始時点における前記バタフライ弁体の開度と、前記所定時間の終了時点における前記バタフライ弁体の開度の差分である実変動量と、前記開始時点から前記終了時点の間の前記バタフライ弁体の変動量を積算した積算変動量と、の差分が、所定の閾値以上であるときに、前記モータに異常な振動が発生していると判断すること、
を特徴とするバタフライバルブ。
請求項２に記載のバタフライバルブにおいて、
前記モータは、エンコーダを備えること、
前記異常振動検知プログラムは、前記エンコーダにより出力されるパルスに基づき、前記実変動量を算出するための第１のパルスカウント数と、前記積算変動量を算出するための第２のパルスカウント数と、を算出すること、
前記第１のパルスカウント数は、前記バタフライ弁体が前記開方向または前記閉方向に回転する場合にアップカウントされ、前記アップカウントされる方向とは反対の方向に前記バタフライ弁体が回転する場合にダウンカウントされることで算出されるものであり、前記実変動量は、前記開始時点における前記第１のパルスカウント数と、前記終了時点における前記第１のパルスカウント数の差分により表されること、
前記第２のパルスカウント数は、前記バタフライ弁体の回転する方向に関わらず、アップカウントされることで算出されるものであり、
前記積算変動量は、前記開始時点における前記第２のパルスカウント数と、前記終了時点における前記第２のパルスカウント数の差分により表されること、
を特徴とするバタフライバルブ。
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のバタフライバルブにおいて、
前記異常振動検知プログラムは、連続する複数回の前記所定時間の中で、所定の回数連続して、前記モータに異常な振動が発生していると判断したときに、前記モータに異常が生じたことを通知すること、
を特徴とするバタフライバルブ。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のバタフライバルブにおいて、
前記モータは、サーボモータであること、
を特徴とするバタフライバルブ。