KR20200032039A

KR20200032039A - 진공 펌프, 당해 진공 펌프에 적용되는 온도 조절용 제어 장치, 검사용 지그, 및 온도 조절 기능부의 진단 방법

Info

Publication number: KR20200032039A
Application number: KR1020197035916A
Authority: KR
Inventors: 히데오 후카미; 마사토시 이시바시
Original assignee: 에드워즈 가부시키가이샤
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2020-03-25
Also published as: EP3653883A4; CN110770446A; EP3653883A1; CN110770446B; US11549515B2; JP6942610B2; JP2019019816A; KR102553701B1; US20210018012A1

Abstract

대규모 검사 장치가 불필요하고, 온도 조절 기능을 간단한 장치로 자기 진단할 수 있으며, 범용적으로 검사를 행할 수 있는 진공 펌프, 상기 진공 펌프에 적용되는 온도 조절용 제어 장치, 검사용 지그, 및 온도 조절 기능부의 진단 방법을 제공한다.
단계 5에서는, 검사용 프로그램이 TMS 온도 센서(155)에 상당하는 고정 저항 R1을 전압 변환된 전압값으로 검출함으로써 의사 온도가 80도인지 여부를 판단한다. 의사 온도가 80도인 것을 검출하면 다음의 단계 6으로 진행되어 TMS 제어 장치(300)의 단자 309와 단자 311 간에 TMS 히터(151)를 ON시키는 것에 상당하는 모의적인 출력을 행한다. 단계 7에서는, 검사용 프로그램이 TMS 온도 센서(155)에 상당하는 고정 저항 R2를 전압 변환된 전압값으로 검출함으로써 의사 온도가 150도인지 여부를 판단한다. 의사 온도가 150도인 것을 검출하면 다음의 단계 8로 진행되어 TMS 제어 장치(300)의 단자 309와 단자 311 간에 흐르고 있었던 출력 전류를 절단한다.

Description

진공 펌프, 당해 진공 펌프에 적용되는 온도 조절용 제어 장치, 검사용 지그, 및 온도 조절 기능부의 진단 방법

본 발명은 진공 펌프, 당해 진공 펌프에 적용되는 온도 조절용 제어 장치, 검사용 지그, 및 온도 조절 기능부의 진단 방법에 관한 것으로, 특히 대규모 검사 장치가 불필요하고, 온도 조절 기능을 간단한 장치로 자기 진단할 수 있으며, 범용적으로 검사를 행할 수 있는 진공 펌프, 당해 진공 펌프에 적용되는 온도 조절용 제어 장치, 검사용 지그, 및 온도 조절 기능부의 진단 방법에 관한 것이다.

최근의 일렉트로닉스의 발전에 따라, 메모리나 집적 회로와 같은 반도체의 수요가 급격하게 증대하고 있다.

이들 반도체는, 매우 순도가 높은 반도체 기판에 불순물을 도핑하여 전기적 성질을 부여하거나, 에칭에 의하여 반도체 기판 상에 미세한 회로를 형성하거나 하여 제조된다.

그리고, 이들 작업은 공기 중의 먼지 등에 의한 영향을 피하기 위하여 고진공 상태의 챔버 내에서 행해질 필요가 있다. 이 챔버의 배기에는, 일반적으로 진공 펌프가 이용되고 있지만, 특히 잔류 가스가 적고, 보수가 용이한 점 등으로부터 진공 펌프 중의 하나인 터보 분자 펌프가 많이 사용되고 있다.

또한, 반도체의 제조 공정에서는, 다양한 프로세스 가스를 반도체의 기판에 작용시키는 공정이 많이 있어, 터보 분자 펌프는 챔버 내를 진공으로 할 뿐만 아니라, 이들 프로세스 가스를 챔버 내로부터 배기하는 데에도 사용된다.

그런데, 프로세스 가스는, 반응성을 높이기 위하여 고온 상태로 챔버에 도입되는 경우가 있다. 그리고, 이들 프로세스 가스는, 배기될 때에 냉각되어 어떤 온도가 되면 고체가 되어 배기계에 생성물을 석출하는 경우가 있다. 그리고, 이러한 종류의 프로세스 가스가 터보 분자 펌프 내에서 저온이 되어 고체 형상이 되고, 터보 분자 펌프 내부에 부착하여 퇴적되는 경우가 있다.

터보 분자 펌프 내부에 프로세스 가스의 석출물이 퇴적되면, 이 퇴적물이 펌프 유로를 좁혀, 터보 분자 펌프의 성능을 저하시키는 원인이 된다.

이 문제를 해결하기 위하여, 종래는 터보 분자 펌프의 베이스부 등의 외주에 히터나 환형의 수랭관을 감고, 또한 예를 들면 베이스부 등에 온도 센서(예를 들면 서미스터)를 매설하여, 이 온도 센서의 신호에 의거하여 베이스부의 온도를 일정한 높은 온도(설정 온도)로 유지하도록 히터의 가열이나 수랭관에 의한 냉각의 제어(이하 TMS라고 한다. TMS; Temperature Management System)를 행하고 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2를 참조).

TMS의 설정 온도는 높은 편이 생성물이 퇴적하기 어렵기 때문에, 설정 온도는 가능한 한 높게 하는 것이 바람직하다.

한편, 이와 같이 베이스부를 고온으로 했을 때에는, 터보 분자 펌프의 본체 내에 구비된 전자 회로는, 배기 부하의 변동이나 주위 온도가 고온으로 변화한 경우 등에는 한계 온도를 초과하여, 반도체 메모리에 의한 기억 수단이 파괴될 우려가 있다. 이때에는, 반도체 메모리가 망가져 펌프 기동 시간이나 에러 이력 등의 메인터넌스 정보 데이터가 사라진다.

메인터넌스 정보 데이터가 사라진 경우에는, 보수 점검의 시기나 터보 분자 펌프의 교환 시기 등의 판단도 할 수 없게 된다. 따라서, 터보 분자 펌프의 운용상에 큰 지장이 발생한다. 이 때문에, 소정 온도를 초과한 경우에는 수랭관에 의한 냉각이 행해지고 있다.

TMS 제어의 일례를 도 11에 나타낸다.

이 예에서는, 온도 센서(후술하는 TMS 온도 센서에 상당한다)로 베이스부의 온도를 계측하고, 계측 온도가 미리 설정한 베이스부의 허용 온도 이하가 되도록, 히터에 대하여 가열 지령을 보내거나, 수랭관으로의 물의 흐름을 제어하기 위하여 전자 밸브를 개폐하거나 한다. 예로서, 목표로 하는 설정 온도는, 60도로 한다.

즉, 도 11에 있어서, 제어 장치는 운전 개시의 초기 단계에 히터를 ON하여 계속 가열하고, 온도 센서로 계측한 계측 온도가 60도를 초과했을 때에 히터를 OFF한다. 그동안, 전자 밸브는 계속 폐쇄되어 있으므로 히터에 의하여 베이스부의 온도는 가열된다.

60도에서 히터를 OFF한 후에도 열용량의 관계로부터, 베이스부의 온도는 급격하게 하강하지 않고, 오버슈트 곡선을 그린다. 그 후, 계측 온도가 63도를 초과했을 때에 전자 밸브를 개방하여 수랭관으로부터 물을 공급한다. 그리고, 베이스부의 온도가 60도 이하까지 내려갔을 때에는 전자 밸브를 폐쇄한다. 그 후, 베이스부의 온도가 58도 이하가 되었을 때에는 다시 히터를 ON한다.

도 11의 제어예는 온도 센서가 한 개로 하나의 히터와 하나의 전자 밸브를 제어하고 있지만, 펌프의 용량이 커지면 보다 많은 개수의 온도 센서나 히터, 전자 밸브가 배치된다. 히터를 ON, OFF시키는 온도나 전자 밸브를 개폐하는 온도도 상이해진다. 온도의 역치의 설정에 히스테리시스가 고려되거나 로직도 복잡화하거나 한다.

국제 공개 번호 2011-021428호 공보 일본국 특허공개 2003-278692호 공보

그런데, 이와 같이 시계열로 히스테리시스를 고려하면서 복잡한 동작이 행해지는 TMS 제어가 정상적으로 행해지는지 여부를 검사하기 위하여, 종래는 제어 장치에 대하여 전용의 검사 장치를 접속하여 검사가 행해지고 있었다. 이 검사 장치에는 검사용 지그나 I/O 기판, 컴퓨터도 포함되지만, 애플리케이션 소프트웨어 등은 컴퓨터에서 사용되는 OS에 맞추어 구성되어 있기 때문에, OS가 버전 업되거나 할 때마다 검사용 지그나, I/O 기판이나 애플리케이션 소프트웨어를 사용할 수 없게 되는 경우가 있었다.

또한, 펌프의 용량이 커져 센서의 개수나 제어 대상이 되는 히터, 전자 밸브의 수가 증가했을 때에는 검사 장치를 다시 개발하여 준비해야 할 우려가 있었다.

또한, 이와 같이 준비한 검사 장치는 모든 터보 분자 펌프에 대하여 공통되게 적용이 되는 것은 아니고, 고가의 검사용 설비의 경우에는 서비스 거점 등에 상비시킨다고 하는 점에서는 어려운 측면도 있었다.

또한, 센서, 히터나 전자 밸브의 수가 대상으로 하는 펌프에 따라 바뀐 경우이더라도 대응할 수 있도록 검사 장치만이 아니고, TMS의 온도를 감시, 제어하는 제어 장치에 대해서도 범용적인 것으로 하여 준비하는 것이 바람직하다.

그러나, 이 경우에는 펌프의 운전 환경이나 처리 능력 여하에 따라서는 센서, 히터나 전자 밸브와는 접속되지 않는 단자(채널)가 나오는 것이 상정되고, 이 단자를 통하여 침입한 단선에 따른 노이즈나 쇼트에 의하여 이상 신호의 검출이나 오제어의 원인이 될 우려가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 대규모 검사 장치가 불필요하고, 온도 조절 기능을 간단한 장치로 자기 진단할 수 있으며, 범용적으로 검사를 행할 수 있는 진공 펌프, 당해 진공 펌프에 적용되는 온도 조절용 제어 장치, 검사용 지그, 및 온도 조절 기능부의 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 때문에 본 발명(청구항 1)은 진공 펌프의 발명이며, 펌프 본체에 내장된 모터나 자기 베어링을 감시 제어하는 제어부와, 상기 펌프 본체에 배치된 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 당해 펌프 본체의 온도를 계측하고, 당해 온도에 의거하여 적어도 하나의 히터 또는 전자 밸브를 제어하는 온도 조절 기능부를 갖는 진공 펌프에 있어서, 상기 온도 조절 기능부는, 상기 온도 센서를 접속 혹은 분리 가능한 제1 단자와, 상기 히터 또는 상기 전자 밸브를 접속 혹은 분리 가능한 제2 단자를 가지며, 상기 제1 단자에 대한 입력 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 제2 단자로부터 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있는 자기 진단부를 갖는 것을 특징으로 한다.

온도 조절 기능부와는 별도로 온도 센서로부터의 계측 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 히터 또는 전자 밸브에 대한 출력이 정상적으로 행해지고 있는지 여부를 자기 진단할 수 있는 자기 진단부를 구비했다. 온도 조절 기능부의 소프트웨어 부분에 대해서는 개발 시에 충분한 검사는 행해지고 있으므로 자기 진단부의 검사의 대상으로는 하지 않는다. 따라서, 자기 진단부의 검사에서는, 온도 센서에 의한 입력 경로와 히터나 전자 밸브의 출력 경로만을 검사한다. 검사를 위한 진단 프로그램은 간단하다. 이 때문에 저렴하게 구성할 수 있고, 전용 프로그램을 내장한 컴퓨터 등의 대규모 검사 기구는 불필요하기 때문에, 각 서비스 거점에도 용이하게 도입할 수 있다.

또한, 자기 진단부의 검사에 컴퓨터가 불필요하기 때문에, 종래와 같이 OS가 버전 업되거나 할 때마다 애플리케이션 소프트웨어를 사용할 수 없게 되는 경우는 없어진다.

또한, 본 발명(청구항 2)은 진공 펌프의 발명이며, 상기 온도 조절 기능부는, 상기 제1 단자에 상기 온도 센서 대신에 더미용 제1 부하가 접속되고, 상기 제1 부하에 걸리는 전압이 미리 설정한 전압값일 때 상기 온도 센서가 소정의 온도값이 되었다고 의사적(擬似的)으로 판정하는 온도 판정 수단과, 상기 제2 단자에 상기 히터 또는 상기 전자 밸브 대신에 더미용 제2 부하가 접속되며, 상기 온도 판정 수단의 판정 결과에 의거하여 상기 제2 부하에 대하여 소정의 전류를 흐르게 하거나, 혹은 정지하는 출력 수단을 갖고, 상기 미리 설정한 전압값이 상기 히터의 ON과 OFF, 또는 상기 전자 밸브의 개방과 폐쇄에 대응하여 준비되며, 상기 출력 수단은 상기 히터 또는 상기 전자 밸브마다 독립적으로 구성된 것을 특징으로 한다.

의사적으로 입력 경로를 판정할 수 있고, 또한, 의사적으로 출력 경로도 판정할 수 있으므로 검사가 효율적이고 간단하다.

또한, 본 발명(청구항 3)은 진공 펌프의 발명이며, 상기 히터의 ON과 OFF, 또는 상기 전자 밸브의 개방과 폐쇄가 시계열로 판정됨으로써 검사의 합격 여부가 판단되는 것을 특징으로 한다.

히터의 ON과 OFF, 또는 전자 밸브의 개방과 폐쇄가 실제의 온도 조절 기능부의 운전의 차례대로 시계열로 판정됨으로써 합격 여부 판정의 정밀도가 향상된다.

또한, 본 발명(청구항 4)은 진공 펌프의 발명이며, 상기 출력 수단에 상기 소정의 전류가 흐른 것에 의하여 상기 히터 또는 상기 전자 밸브에 대하여 소정의 출력이 행해졌다고 의사적으로 판정하는 출력 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

출력 수단에 소정의 전류가 흐른 것을 확인함으로써 합격 여부 판정의 정밀도가 향상된다.

또한, 본 발명(청구항 5)은 진공 펌프의 발명이며, 상기 제1 부하가 상기 히터의 ON과 OFF에 각각 대응한 저항값을 갖는 저항이거나, 또는 상기 전자 밸브의 개방과 폐쇄에 각각 대응한 저항값을 갖는 저항이며, 각각의 저항은 스위치로 전환 가능한 것을 특징으로 한다.

이것에 의하여, 검사는 저렴하고 간단하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명(청구항 6)은 진공 펌프의 발명이며, 상기 온도 조절 기능부는, 상기 제1 부하가 단락(短絡) 상태인 것을 확인했을 때 검사 모드에 들어가는 것을 특징으로 한다.

의도적으로 단락 상태를 만들어 냄으로써 확실하게 검사 모드에 들어갈 수 있다.

또한, 본 발명(청구항 7)은 진공 펌프의 발명이며, 상기 온도 조절 기능부가 상기 제어부와는 각각 독립적인 유닛으로서 구성된 것을 특징으로 한다.

제어부와 온도 조절 기능부를 분리했으므로, 진공 펌프의 용량이 크고, 센서와 히터나 전자 밸브의 개수가 많이 필요하게 된 경우이더라도 제어 장치측을 큰 폭으로 확장하기 위한 개조는 필요 없어 비용을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명(청구항 8)은 진공 펌프의 발명이며, 상기 온도 조절 기능부의 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 대한 케이블의 단선 혹은 단락을 판단하는 판단 수단을 구비하고, 당해 판단 수단에서 단선 혹은 단락이라고 판단되었을 때에는, 상기 제1 단자에 대한 입력 신호를 불감지로 하며, 또한, 상기 제2 단자로부터 외부에 대한 제어는 행해지지 않는 것을 특징으로 한다.

이것에 의하여, 온도 조절 기능부의 단자마다의 제어 설정을 자동으로 행할 수 있어, 설정 미스를 방지할 수 있다. 또한, 이상 입력 신호에 의한, 에러 출력이나 잘못된 제어를 하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명(청구항 9)은 진공 펌프의 발명이며, 상기 판단 수단은, 상기 온도 조절 기능부가 기동될 때, 단선 혹은 단락의 판단을 실행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명(청구항 10)은 온도 조절용 제어 장치의 발명이며, 펌프 본체에 내장된 모터나 자기 베어링을 감시 제어하는 제어부와, 상기 펌프 본체에 배치된 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 당해 펌프 본체의 온도를 계측하고, 당해 온도에 의거하여 적어도 하나의 히터 또는 전자 밸브를 제어하는 온도 조절 기능부를 구비한 온도 조절용 제어 장치이며, 상기 온도 조절 기능부는, 상기 온도 센서를 접속 혹은 분리 가능한 제1 단자와, 상기 히터 또는 상기 전자 밸브를 접속 혹은 분리 가능한 제2 단자를 갖고, 상기 제1 단자에 대한 입력 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 제2 단자로부터 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있는 자기 진단부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명(청구항 11)은 온도 조절 기능부의 검사용 지그의 발명이며, 펌프 본체에 배치된 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 당해 펌프 본체의 온도를 계측하고, 당해 온도에 의거하여 적어도 하나의 히터 또는 전자 밸브를 제어하는 온도 조절 기능부의 검사용 지그이며, 상기 온도 조절 기능부는, 상기 온도 센서를 접속 혹은 분리 가능한 제1 단자와, 상기 히터 또는 상기 전자 밸브를 접속 혹은 분리 가능한 제2 단자를 갖고, 상기 제1 단자에 대한 입력 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 제2 단자로부터 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있는 자기 진단부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명(청구항 12)은 온도 조절 기능부의 이상의 유무를 진단하는 방법의 발명이며, 펌프 본체에 배치된 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 당해 펌프 본체의 온도를 계측하고, 당해 온도에 의거하여 적어도 하나의 히터 또는 전자 밸브를 제어하는 온도 조절 기능부의 온도 판정과 출력의 이상의 유무를 진단하는 방법이며, 상기 온도 조절 기능부는, 상기 온도 센서를 접속 혹은 분리 가능한 제1 단자와, 상기 히터 또는 상기 전자 밸브를 접속 혹은 분리 가능한 제2 단자를 구비하고, 상기 제1 단자에 대한 입력 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 제2 단자로부터 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있으며, 상기 제1 단자에 상기 온도 센서 대신에 더미용 제1 부하를 접속하고, 상기 제2 단자에 상기 히터 또는 상기 전자 밸브 대신에 더미용 제2 부하를 접속하며, 상기 제1 부하에 걸리는 전압이 미리 설정한 전압값일 때 상기 온도 센서가 소정의 온도값이 되었다고 의사적으로 판정하고, 당해 의사적으로 판정된 결과에 의거하여 상기 제2 부하에 대하여 소정의 전류를 흐르게 하거나, 혹은 정지를 제어하며, 상기 미리 설정한 전압값을 상기 히터의 ON과 OFF, 또는 상기 전자 밸브의 개방과 폐쇄에 대응하여 준비하고, 상기 제2 부하에 대한 전류의 제어는 상기 히터 또는 상기 전자 밸브마다 독립적으로 구성한 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명(청구항 1)에 의하면, 온도 센서로부터의 계측 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 히터 또는 전자 밸브에 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있는 자기 진단부를 구비하여 구성했으므로, 온도 센서에 의한 입력 경로와 히터나 전자 밸브의 출력 경로만이 검사된다. 따라서, 검사를 위한 진단 프로그램은 간단하다. 이 때문에 저렴하게 구성할 수 있고, 전용 프로그램을 내장한 컴퓨터 등의 대규모 검사 기구는 불필요하다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 전체 시스템 구성도이다.
도 2는 터보 분자 펌프의 구성도이다.
도 3은 TMS 제어 장치의 케이스의 프런트면과 리어면의 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 로터리 스위치의 개념도이다.
도 5는 서미스터의 더미에 저항을 이용한 입력 판정 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 더미 저항에 생긴 전압을 바탕으로 온도를 검출하는 방법(그 1)이다.
도 7은 더미 저항에 생긴 전압을 바탕으로 온도를 검출하는 방법(그 2)이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 9는 히터나 전자 밸브에 대한 모의적인 출력 판정 방법을 설명하는 도면이다.
도 10은 서미스터 저항과 계측 전압의 관계의 이미지도이다.
도 11은 종래의 TMS 제어의 일례이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시 형태의 전체 시스템 구성도를 도 1에, 또한, 도 2에, 터보 분자 펌프의 구성도를 나타낸다.

도 1에 있어서, 제어 장치(200)는 펌프 본체(100)와 별체로 기재되어 있지만, 터보 분자 펌프는, 펌프 본체(100)와 제어 장치(200)가 일체화되어 있어도 본 실시 형태의 적용은 가능하다.

제어 장치(200)에는 200볼트의 교류 전원이 공급되고 있다. 이 제어 장치(200)는 펌프 본체(100)에 내장된 후술하는 모터(121)나 자기 베어링(104, 105, 106)의 상태의 감시나 제어를 행하고 있다. 그리고, 포트(201)에는 이 제어 장치(200)에 전용의 검사용 지그나 I/O 기판, 컴퓨터 등이 접속 가능하다.

이 제어 장치(200)에는 단자 203이 배치되고, 이 단자 203에는 연장 케이블(211)의 일단이 접속되어 있다. 한편, 연장 케이블(211)의 타단은 펌프 본체(100)에 대한 온도 조절을 위한 TMS 제어를 행하는 TMS 제어 장치(300)의 단자 301에 접속되어 있다. TMS 제어 장치(300)에도 200볼트의 교류 전원이 공급되고 있다. 또한, 연장 케이블(211)은, 제어 장치(200)와 TMS 제어 장치(300)가 배치되었을 때의 접속에 따라서는 생략 가능하다.

TMS 제어 장치(300)에는 4개의 채널이 준비되고, 각각 입력 신호의 입력과 출력 신호의 출력이 된다. 채널 1에서는, TMS 히터(151)에 의하여 가열된 주위의 온도를 계측하기 위하여, TMS 히터(151)의 배치 부근에 구비된 TMS 온도 센서(155)로부터의 신호가 입력되도록 되어 있다. 그리고, 펌프 본체(100)에 배치된 TMS 히터(151)에 대하여 200볼트의 교류 전원이 ON 혹은 OFF되도록 되어 있다.

또한, 이 채널 2에서는, 전자 밸브(153)가 개폐된 것에 의하여 냉각된 온도를 계측하기 위한 후술하는 수랭관(152)의 배치 부근에 구비된 수랭 온도 센서(157)로부터의 신호가 입력되도록 되어 있다. 그리고, 펌프 본체(100)에 배치된 수랭용 전자 밸브(153)에 대하여 24볼트의 직류 전원이 ON 혹은 OFF되도록 되어 있다.

채널 3에서는, 배기구 히터(159)의 배치 부근에 구비된 배기구 온도 센서(161)로부터의 신호가 입력되도록 되어 있다. 그리고, 펌프 본체(100)의 측부에 배치된 배기구 히터(159)에 대하여 200볼트의 교류 전원이 ON 혹은 OFF되도록 되어 있다.

이와 같이 TMS 제어 장치(300)는 제어 장치(200)와는 독립적으로 1개의 전자 밸브와 2개의 히터와 3개의 온도 센서를 제어하도록 구성되어 있다. 채널 4에 대해서는, 추가의 온도 제어를 위한 예비로서 설치되어 있다.

채널수에 관해서는, 4개로 하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 필요로 하는 온도 제어의 수에 맞추어, 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 제어하는 전자 밸브나 히터의 수는, 상기 개수에 한정되지 않고, 채널 내의 설정을 변경함으로서, 각 채널에 있어서, 어느 쪽을 제어할지 전환할 수 있다.

또한, 이 TMS 제어 장치(300)의 온도 제어 기능은 제어 장치(200)에 일체화되어도 된다.

다음으로, 펌프 본체(100)에 대하여 설명한다.

도 2에 있어서, 펌프 본체(100)의 원통형의 외통(127)의 상단에는 흡기구(101)가 형성되어 있다. 외통(127)의 안쪽에는, 가스를 흡인 배기하기 위한 터빈 블레이드에 의한 복수의 회전 날개(102a, 102b, 102c…)를 둘레부에 방사형 또한 다단으로 형성한 회전체(103)를 구비한다.

이 회전체(103)의 중심에는 로터축(113)이 장착되어 있고, 이 로터축(113)은, 예를 들면, 이른바 5축 제어의 자기 베어링에 의하여 공중에 부상 지지되고 또한 위치 제어되어 있다.

상측 직경 방향 전자석(104)은, 4개의 전자석이, 로터축(113)의 직경 방향의 좌표축이며 서로 직교하는 X축과 Y축에 쌍을 이루어 배치되어 있다. 이 상측 직경 방향 전자석(104)에 근접되고 또한 대응되어 4개의 전자석으로 이루어지는 상측 직경 방향 센서(107)가 구비되어 있다. 이 상측 직경 방향 센서(107)는 로터축(113)의 직경 방향 변위를 검출하여, 제어 장치(200)에 보내도록 구성되어 있다.

제어 장치(200)에 있어서는, 상측 직경 방향 센서(107)가 검출한 변위 신호에 의거하여, PID 조절 기능을 갖는 보상 회로를 통하여 상측 직경 방향 전자석(104)의 여자를 제어하고, 로터축(113)의 상측의 직경 방향 위치를 조정한다.

로터축(113)은, 고투자율재(철 등) 등에 의하여 형성되고, 상측 직경 방향 전자석(104)의 자력에 의하여 흡인되도록 되어 있다. 이러한 조정은, X축 방향과 Y축 방향으로 각각 독립적으로 행해진다.

또한, 하측 직경 방향 전자석(105) 및 하측 직경 방향 센서(108)가, 상측 직경 방향 전자석(104) 및 상측 직경 방향 센서(107)와 동일하게 배치되고, 로터축(113)의 하측의 직경 방향 위치를 상측의 직경 방향 위치와 동일하게 조정하고 있다.

또한, 축방향 전자석(106A, 106B)이, 로터축(113)의 하부에 구비한 원판형의 금속 디스크(111)를 상하로 끼고 배치되어 있다. 금속 디스크(111)는, 철 등의 고투자율재로 구성되어 있다. 로터축(113)의 축방향 변위를 검출하기 위하여 축방향 센서(109)가 구비되고, 그 축방향 변위 신호가 제어 장치(200)에 보내지도록 구성되어 있다.

그리고, 축방향 전자석(106A, 106B)은, 이 축방향 변위 신호에 의거하여 제어 장치(200)의 PID 조절 기능을 갖는 보상 회로를 통하여 여자 제어되도록 되어 있다. 축방향 전자석(106A)과 축방향 전자석(106B)은, 자력에 의하여 금속 디스크(111)를 각각 상방과 하방으로 흡인한다.

이와 같이, 제어 장치(200)는, 이 축방향 전자석(106A, 106B)이 금속 디스크(111)에 미치는 자력을 적당하게 조절하고, 로터축(113)을 축방향으로 자기 부상시켜, 공간에 비접촉으로 유지하도록 되어 있다.

모터(121)는, 로터축(113)을 둘러싸도록 둘레형으로 배치된 복수의 자극(磁極)을 구비하고 있다. 각 자극은, 로터축(113)과의 사이에 작용하는 전자력을 통하여 로터축(113)을 회전 구동하도록, 제어 장치(200)에 의하여 제어되고 있다.

회전 날개(102a, 102b, 102c…)와 약간의 공극을 두고 복수 장의 고정 날개(123a, 123b, 123c…)가 배치되어 있다. 회전 날개(102a, 102b, 102c…)는, 각각 배기 가스의 분자를 충돌에 의하여 아래 방향으로 이송하기 위하여, 로터축(113)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정 각도만큼 경사져 형성되어 있다.

또한, 고정 날개(123)도, 마찬가지로 로터축(113)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정 각도만큼 경사져 형성되고, 또한 외통(127)의 안쪽을 향하여 회전 날개(102)의 단과 엇갈리게 배치되어 있다.

그리고, 고정 날개(123)의 일단은, 복수 단(段) 쌓기된 고정 날개 스페이서(125a, 125b, 125c…)의 사이에 끼워 넣어진 상태로 지지되어 있다.

고정 날개 스페이서(125)는 링형의 부재이며, 예를 들면 알루미늄, 철, 스테인리스, 구리 등의 금속, 또는 이들 금속을 성분으로서 포함하는 합금 등의 금속에 의하여 구성되어 있다.

고정 날개 스페이서(125)의 외주에는, 약간의 공극을 두고 외통(127)이 고정되어 있다. 외통(127)의 바닥부에는 베이스부(129)가 배치되고, 고정 날개 스페이서(125)의 하부와 베이스부(129)의 사이에는 나사를 갖는 스페이서(131)가 배치되어 있다. 그리고, 베이스부(129) 중의 나사를 갖는 스페이서(131)의 하부에는 배기구(133)가 형성되어, 외부에 연통되어 있다. 배기구(133)의 주위에는 배기구 히터(159)가 배치되어 있다. 그리고, 이 배기구 히터(159)의 근처에 배기구 온도 센서(161)가 배치되어 있다.

나사를 갖는 스페이서(131)는, 알루미늄, 구리, 스테인리스, 철, 또는 이들 금속을 성분으로 하는 합금 등의 금속에 의하여 구성된 원통형의 부재이며, 그 내주면에 나선형의 나사 홈(131a)이 복수 줄 새겨져 형성되어 있다.

나사 홈(131a)의 나선의 방향은, 회전체(103)의 회전 방향으로 배기 가스의 분자가 이동했을 때에, 이 분자가 배기구(133) 쪽으로 이송되는 방향이다.

회전체(103)의 회전 날개(102a, 102b, 102c…)에 이어지는 최하부에는 원통부(102d)가 수하(垂下)되어 있다. 이 원통부(102d)의 외주면은, 원통형이고, 또한 나사를 갖는 스페이서(131)의 내주면을 향하여 돌출되어 있으며, 이 나사를 갖는 스페이서(131)의 내주면과 소정의 간극을 두고 근접되어 있다. 나사를 갖는 스페이서(131)에는 TMS 히터(151)가 배치되어 있다.　또한, 이 나사를 갖는 스페이서(131)에는 TMS 온도 센서(155)가 매설되어 있다. 본 실시 형태에서는 나사를 갖는 스페이서(131)를 직접 가열하고 있지만, 베이스(129)를 가열함으로써, 간접적으로 가열해도 된다.

베이스부(129)는, 터보 분자 펌프(10)의 기저부를 구성하는 원반형의 부재이며, 일반적으로는 철, 알루미늄, 스테인리스 등의 금속에 의하여 구성되어 있다. 또한, 이 베이스부(129)에는 수랭관(152)이 환형으로 매설되어 있다. 그리고, 수랭관(152)의 측부에는 수랭 온도 센서(157)가 배치되어 있다.

베이스부(129)는 터보 분자 펌프(10)를 물리적으로 유지함과 더불어, 열의 전도로(傳導路)의 기능도 겸비하고 있으므로, 철, 알루미늄이나 구리 등의 강성이 있고, 열전도율도 높은 금속이 사용되는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 있어서, 회전 날개(102)가 모터(121)에 의하여 구동되어 로터축(113)과 함께 회전하면, 회전 날개(102)와 고정 날개(123)의 작용에 의하여, 흡기구(101)를 통하여 챔버로부터의 배기 가스가 흡기된다.

흡기구(101)로부터 흡기된 배기 가스는, 회전 날개(102)와 고정 날개(123)의 사이를 통과하여, 베이스부(129)로 이송된다. 이때, 배기 가스가 회전 날개(102)에 접촉 또는 충돌할 때에 생기는 마찰열이나, 모터(121)에서 발생한 열의 전도나 복사 등에 의하여, 회전 날개(102)의 온도는 상승하지만, 이 열은, 복사 또는 배기 가스의 기체 분자 등에 의한 전도에 의하여 고정 날개(123)측에 전달된다.

고정 날개 스페이서(125)는, 외주부에서 서로 접합하고 있고, 고정 날개(123)가 회전 날개(102)로부터 받은 열이나 배기 가스가 고정 날개(123)에 접촉 또는 충돌할 때에 생기는 마찰열 등을 외통(127)이나 나사를 갖는 스페이서(131)에 전달한다.

나사를 갖는 스페이서(131)에 이송되어 온 배기 가스는, 나사 홈(131a)에 안내되면서 배기구(133)로 보내진다.

다음으로, TMS 제어 장치(300)에 대하여 설명한다.

TMS 제어 장치(300)는 펌프 본체(100)의 온도 조정 기능을 갖는 장치이며, 그 기능의 설명으로서, 케이스의 프런트면과 리어면의 모습을 도 3에 나타낸다. 이 TMS 제어 장치(300)의 리어면에는 통상의 운전 시에는 TMS 히터(151), 배기구 히터(159)나 전자 밸브(153) 외에, TMS 온도 센서(155), 수랭 온도 센서(157), 배기구 온도 센서(161)용 각 단자가 접속되어 있다. 한편, 온도 조정 기능의 검사 시에는 이들 히터나 전자 밸브, 센서용 각 단자는 리어면으로부터 분리된다. 그리고, 대신에 이들 히터나 전자 밸브, 센서에 대응한 검사용 더미 회로로 이어지는 단자가 접속되도록 되어 있다. 더미 회로는 모두 검사용 지그(400)에 내장되어 있다.

이 검사용 지그(400)는, 외부 검사 장치를 필요로 하지 않고, 온도 조정 기능에 있어서의 입출력 경로에 이상이 없는가의 진단을 가능하게 하는 것이다.

이 검사용 지그(400)에는 도 4에 나타내는 로터리 스위치(401)가 배치되어 있다. 로터리 스위치(401)는, 공통 단자 403을 중심으로 조작축(405)이 회전함으로써 접점 431로부터 접점 434로 접속이 전환되도록 되어 있다.

조작축(405)이 접점 431에 접촉했을 때 공통 단자 403과 단자 407 간은 단락 상태가 된다. 조작축(405)이 접점 432에 접촉했을 때 공통 단자 403과 단자 407 간에는 고정 저항 R1이 접속된 상태가 된다. 조작축(405)이 접점 433에 접촉했을 때 공통 단자 403과 단자 407 간에는 고정 저항 R2가 접속된 상태가 된다. 조작축(405)이 접점 434에 접촉했을 때 공통 단자 403과 단자 407 간은 개방 상태가 된다.

검사용 지그(400)는 검사 시에, 도 5에 나타내는 바와 같이 검사용 지그(400)측의 공통 단자 403과 단자 407이 각각 TMS 제어 장치(300)측의 단자 303과 단자 305에 대하여 접속할 수 있도록 되어 있다. 단자 305는 접지되고, 단자 303은 저항 R₀을 통하여 3.3볼트의 직류 전원에 접속되어 있다. 또한, 단자 303의 전압은 A/D 변환된 후 CPU(307)에 입력되어 있다. 도 5에 있어서, 저항 R_T는 고정 저항 R1이나 고정 저항 R2 등을 간략적으로 통틀어 기재한 것으로, 서미스터의 더미 저항에 상당한다. 즉, 저항 R_T는 펌프 본체(100)의 내부에 장착된 서미스터의 어떤 온도를 모의적으로 저항으로 실현한 것이다.

서미스터는 일반적으로 온도에 따라 저항값이 변화하므로, 저항값을 알면 온도가 결정된다. 이 때문에, 도 6의 등가 회로에 나타내는 바와 같이 저항 R_T의 양단의 전압을 계측하고, 도 7과 같이 이 전압값을 디지털 변환한 코드를 읽음으로써 온도값을 읽어낼 수 있다. 저항 R₀이나 3.3볼트의 전원은 운전 중일 때와 변함없으므로, 서미스터로 계측되었을 때의 어떤 온도를 모의적으로 이때의 서미스터의 저항값으로 치환하여 주면 서미스터로 그 온도를 계측했을 때와 동일한 상황을 시험적으로 실현할 수 있다.

예를 들면, 도 4의 고정 저항 R1은, TMS 제어의 하한 온도를 80도로 한 경우에 TMS 히터(151)를 ON시키는 온도 80도에 상당하고, 고정 저항 R2는, TMS 제어의 상한 온도를 150도로 한 경우에 TMS 히터(151)를 OFF시키는 온도 150도에 상당하도록 설정한다. 또한, 단락 상태는 도시하지 않은 서미스터의 온도 특성상의 온도 400도에 상당하고, 개방 상태는 온도 -60도에 상당하는 것으로 한다. 진단에서의 더미 저항에 의한 상정 온도는, 상기 온도에 한정되지 않고, TMS 히터 및 전자 밸브를 구동시키는 설정 온도에 맞추어 설정하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태의 동작에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시 형태의 동작을 설명하는 플로차트이다.

먼저, 단계 1(도면 중 S1로 나타낸다. 이하 동일)에서는, TMS 제어 장치(300)의 전원 스위치가 ON된다. 단계 2에서 측정이 개시되고, 단계 3에서는, 도 5에 나타내는 단자 303과 단자 305 간이 단락인지 아닌지 판단된다. 검사용 지그(400)가 TMS 제어 장치(300)에 접속되어 있고, 또한, 로터리 스위치(401)에 있어서 조작축(405)이 접점 431에 접촉하고 있는 경우 이외의 경우에는, 단계 4에서 TMS 제어 장치(300) 내에 내장된 소프트웨어에 의하여 통상의 TMS 온도 제어가 행해지는 모드로 진행된다. 즉, 검사용 지그(400)가 TMS 제어 장치(300)에 접속되어 있지 않은 경우에는 단계 4에서 소프트웨어에 의하여 통상의 TMS 온도 제어가 행해지는 모드로 진행된다.

한편, 조작축(405)이 접점 431에 접촉하고 있으며 단자 303과 단자 305 간이 단락인 경우에는 단계 5 이후의 자기 진단 모드로 옮겨가, 통상의 온도 제어 프로그램과는 독립된 검사용 프로그램이 실행된다. 이 검사용 프로그램도 TMS 제어 장치(300) 내에 내장되어 있다. 이때, 검사 중인 것을 나타내기 위하여, 예를 들면 도 3에 나타내는 TMS 제어 장치(300)의 프런트면에 배치된 파워용 LED(421)를 점멸시킨다. 검사 중인 동안, 검사용 프로그램은 단자 303과 단자 305 간의 전압을 계속 감시하고 있다.

다음으로 검사용 지그(400)의 로터리 스위치(401)를 접점 432로 전환한다. 단계 6에서는 측정이 행해지고, 검사용 프로그램이 예를 들면 TMS 온도 센서(155)에 상당하는 고정 저항 R1을 전압 변환된 전압값으로 검출한다. 단계 7에서는, 이 전압값에 의거하여 의사(疑似) 온도가 80도인지 여부를 판단한다. 그리고, 의사 온도가 80도인 것을 검출하면 다음의 단계 8로 진행되어 도 9에 나타내는 TMS 제어 장치(300)의 단자 309와 단자 311 간에 TMS 히터(151)를 ON시키는 것에 상당하는 모의적인 출력을 행한다.

도 9에 있어서, 검사용 지그(400)의 단자 409와 단자 411 간에는 램프(413)와 고정 저항(415)이 직렬로 접속되어 있다. 본 구조에 의하여, 램프(413)는 소정 전류값 이상의 전류가 흐르게 된 때에만 점등하도록 되어 있다. 단자 411과 접속된 TMS 제어 장치(300)측의 단자 311은 접지되어 있다. 단자 409와 TMS 제어 장치(300)측의 단자 309는 접속되어 있고, 단계 8에서는 이 단자 309로부터 TMS 히터(151)를 ON시키는 데에 필요한 만큼의 전류를 흐르게 한다. 이것에 의하여 검사용 지그(400)에 배치된 램프(413)가 점등하므로, TMS 히터(151)가 의사적으로 ON했다고 판정할 수 있다. 또한, 여기에서는 램프(413)를 배치한다고 하여 설명했지만, 전류 미터 등이 배치되어도 된다.

다음으로, 검사용 지그(400)의 로터리 스위치(401)를 접점 433으로 전환한다. 단계 9에서는 측정이 행해지고, 검사용 프로그램이 TMS 온도 센서(155)에 상당하는 고정 저항 R2를 전압 변환된 전압값으로 검출한다. 단계 10에서는, 이 전압값에 의거하여 의사 온도가 150도인지 여부를 판단한다. 그리고, 의사 온도가 150도인 것을 검출하면 다음의 단계 11로 진행되어 TMS 제어 장치(300)의 단자 309와 단자 311 간에 흐르고 있었던 출력 전류를 절단한다. 이때 램프(413)는 소등하므로, TMS 히터(151)가 의사적으로 OFF했다고 판정할 수 있다.

계속해서 단계 12의 측정에 의하여, 단계 13에서 로터리 스위치(401)를 접점 434로 전환함으로써 개방 상태를 검출하면 단계 14에서 일련의 검사는 합격으로 판정된다. 단계 14에서는, 도 3에 나타내는 TMS 제어 장치(300)의 프런트면에 배치된 LED 램프(422)를 점등시키고, TMS 온도 센서(155)와 TMS 히터(151)에 관한 일련의 입력 검사와 출력 검사가 합격인 것을 표시한다.

즉, 로터리 스위치(401)가 접점 431에 있어서의 단락 상태, 접점 432에 있어서의 온도 80도인 상태, 접점 433에 있어서의 온도 150도인 상태, 접점 434에 있어서의 개방 상태의 순서로 전환되고, 이 순서로 정상이라고 확인이 되지 않으면 합격이 되지 않는다.

마찬가지로, 배기구 온도 센서(161)와 배기구 히터(159)의 조합에 대해서도 이 자기 진단 모드의 프로그램으로 동일하게 검사를 할 수 있다. 이 경우에는, TMS 온도 센서(155)와 TMS 히터(151)의 경우는 동작 온도가 다르므로, 고정 저항 R1의 저항값과 고정 저항 R2의 저항값은 배기구 온도 센서(161)와 배기구 히터(159)의 검사용의 것으로 바뀌어 있다. 배기구 온도 센서(161)와 배기구 히터(159)의 조합에 대해서는, TMS 제어 장치(300)의 프런트면에 배치된 LED 램프(423)를 점등시켜 합격인 것을 표시한다.

또한, 수랭 온도 센서(157)와 전자 밸브(153)의 조합에 대해서도 동일하다. 고정 저항 R1의 저항값과 고정 저항 R2의 저항값을 수랭 온도 센서(157)와 전자 밸브(153)의 검사용의 것으로 바꾸기만 하면 된다. 이 경우에는, TMS 제어 장치(300)의 프런트면에 배치된 LED 램프(424)를 점등시켜 합격인 것을 표시한다. 이와 같이 센서와 히터나 전자 밸브의 출력과는 1 대 1 대응이고, 또한, 각각의 조합은 독립되어 있으므로 자기 진단 모드의 프로그램은 독립적으로 여러 가지로 대응할 수 있다.

자기 진단 모드의 종료 시에는 TMS 제어 장치(300)의 전원을 끈다.

또한, 자기 진단 모드의 단계 5로부터 단계 14의 처리에 대해서는, 필요에 따라 생략하는 것도 가능하다.

예를 들면, 단계 5의 자기 진단 모드에 들어가기 위하여 접점 431로 전환했을 때, 의사 온도가 400도라고 판단하고, OFF 출력도 동시에 행하도록 하면, 단계 9로부터 단계 11의 처리도 동시에 행하는 것이 가능해져, 자기 진단 모드의 단계를 줄일 수 있다. 또한, 검사용 지그(400)에 관해서는, 고정 저항 R2나 접점 433 및 램프(413) 등의 부품을 생략할 수 있어, 보다 간이화된 지그로 하는 것이 가능해진다.

여기에, 종래의 온도 조절 기능부의 검사 설비에서는 본 실시 형태와 같은 자기 진단 모드는 없고, 소프트웨어에 의한 통상의 온도 제어가 정상적으로 동작하고 있는지 여부의 검사의 그 흐름 중에서, 센서와 히터나 전자 밸브의 입출력 기능 검사도 포함한 형태로 전체적인 시스템의 체크가 행해지고 있었다.

그러나, 온도 제어의 로직이나 소프트웨어는 개발 시의 체크만으로 충분히 평가는 되어 있고 프로그램에 관한 문제는 이후에는 일어나지 않을 가능성이 매우 높다. 따라서, 센서와 히터나 전자 밸브의 하드웨어로 주로 구성되어 있는 입출력 경로 부분에 이상이 있는지 여부만을 검사할 수 있으면 검사로서는 충분하다고 생각된다.

그래서, 본 실시 형태의 온도 조절 기능부에서는 입출력 경로 부분만을 검사하는 자기 진단 기능을 통상의 온도 제어 프로그램과는 별도로 TMS 제어 장치(300) 내에 내장시킨 것이다.

단, 온도 제어 프로그램과 자기 진단 기능은, 모터(121)나 자기 베어링을 제어하는 제어 장치(200) 내에 함께 내장하도록 해도 된다.

본 실시 형태와 같이 TMS 제어 장치(300)와 제어 장치(200)를 별체로 구성하는 것으로 하면 제어 장치(200)나 검사용 지그(400)를 터보 분자 펌프의 용량 여하에 상관없이 공통화할 수 있다. 이 때문에, 터보 분자 펌프의 용량이 크고, 온도 조정용 센서와 히터나 전자 밸브의 개수가 많이 필요할 때에만 TMS 제어 장치(300)를 배치하면 된다.

즉, 터보 분자 펌프의 용량이 커져도 종래의 기종으로 사용하고 있는 제어 장치(200)에 대하여 온도 조정 기능만의 구성을 갖는 TMS 제어 장치(300)를 추가하여 확장을 할 수 있다. 이때의 검사도 검사용 지그(400)를 접속할 뿐인 간단한 장치로 행할 수 있다. 센서와 히터나 전자 밸브의 입출력 경로 부분에 관한 검사를 위한 자기 진단 프로그램도 간단하다. 이와 같이 입출력 경로가 정상인지 여부를, 간단한 지그와 TMS 제어 장치(300) 내의 검출 회로에 의하여, 용이하게 판정할 수 있다.

따라서, 터보 분자 펌프의 용량이 크고, 센서와 히터나 전자 밸브의 개수가 많이 필요하게 된 경우이더라도 제어 장치(200)측을 큰 폭으로 확장하기 위한 개조는 필요 없어 비용을 억제할 수 있다. 또한, 터보 분자 펌프의 신규 기종을 개발했을 때의 외부 검사 장치의 준비가 불필요해진다. 신규 기종의 생산 개시에 있어서의 대응 항목의 삭감에도 연결된다.

TMS 제어 장치(300)를 검사하기 위한 검사용 지그(400)는 간소한 구성이며, 저렴하게 할 수 있고, 전용 프로그램을 내장한 컴퓨터 등의 대규모 검사 기구는 불필요하기 때문에, 각 서비스 거점에도 용이하게 도입할 수 있다.

또한, 온도 조정 기능을 검사하기 위하여 컴퓨터가 불필요하기 때문에, 종래와 같이 OS가 버전 업되거나 할 때마다 애플리케이션 소프트웨어를 사용할 수 없게 되는 경우는 없어진다.

단, 도 1에 나타내는 TMS 제어 장치(300)의 단자 301에 접속된 연장 케이블(211)을 사용하여, I/O 장치 경유로 컴퓨터에 접속하면, 온도 조정 기능의 컴퓨터에서의 동작 확인도 가능하게 할 수 있다.

다음으로, 상기와 같이 TMS 제어 장치(300)를 범용적으로 이용하는 경우에, 한층 더 안전한 펌프 운전을 가능하게 하는 기능에 대하여 설명한다.

TMS 제어 장치(300)를 범용적으로 운용하는 경우, 터보 분자 펌프의 운전 상황이나 용량 등의 사양에 맞추어, 이하에 서술하는 바와 같이 사용하는 채널과 사용하지 않는 채널을 개별적으로 설정할 필요가 있다.

예를 들면, 도 1의 TMS 제어 장치(300)의 경우에는 채널 1~3이 온도 센서와 히터나 전자 밸브에 접속되어 있고, 한편, 채널 4는 미접속의 상태이다. 이때, 사용하지 않는 채널 4의 설정을 무효화해 두지 않으면, 펌프 운전 개시 후에, 어떠한 원인으로 TMS 제어 장치(300)에 이상 입력 신호가 있으면, 외부에 이상 신호를 출력해 버릴 가능성이 있다. 또한, 상기 설정의 무효화를 수동으로 행하면, 설정을 하는 것을 잊을 우려가 있다.

도 10에, 서미스터 저항과 계측 전압의 관계의 이미지도를 나타낸다. 이 계측 전압은 도 5에 나타내는 단자 303과 단자 305 간의 전압에 상당한다. 기동 시에 이 단자 303과 단자 305 간의 전압을 읽음으로써, 이 단자 303과 단자 305 간에 케이블이 접속되어 있는지 여부가 판단된다. 즉, 각 채널의 단자 303과 단자 305 간의 전압이, 도 10의 화살표 시선 A(2.9볼트 정도에 상당)로부터 전원 전압의 3볼트까지의 사이(단선 판단 영역)에 있는 경우에는 단선 상태라고 판단한다. 한편, 도 10의 화살표 시선 B(0.1볼트 정도에 상당)로부터 0볼트까지의 사이(단락 판단 영역)에 있는 경우에는 단락 상태라고 판단한다. 그리고, 이와 같이 기동 시에 전압값이 단선 판단 영역 혹은 단락 판단 영역에 있는 경우는, 그 채널의 제어 설정을 무효화한다. 단, 단선 판단 영역 혹은 단락 판단 영역의 설정은, 회로나 케이블의 전압 강하나 여유 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.

채널의 제어 설정이 무효화된 경우에는, 펌프 운전 개시 후에는, 온도 센서의 이상을 검지하지 않는다. 또한, 상기 온도 센서에 대한 히터나 전자 밸브에 대한 출력 디바이스의 제어도 행하지 않는다. 또한, 단선 상태나 단락 상태라고 판단한 후에는, 필요에 따라 외부에 해당 채널이 단선 상태나 단락 상태로 무효화되어 있는 것을 알람으로서 출력할 수도 있다.

이러한 판단과 무효화의 설정은, 채널의 전체에 걸쳐 설정 가능하다. 즉, 사용하지 않는 채널은, 자동으로 제어를 오프로 할 수 있다.

예를 들면, 배기구 히터(159)를 사용하지 않는 사양으로 변경하는 등으로, 배기구 온도 센서(161)의 케이블을 채널에 접속하지 않았던 경우에는, TMS 제어 장치(300)에 있어서의 배기구 히터(159)의 제어 설정이 자동적으로 무효가 되어, 제어 설정을 변경하는 것을 잊는 것을 방지할 수 있다.

또한, 단선하고 있는 입력 채널에 대하여, 단선, 단락, 저온, 고온 등의 온도 센서의 이상을 검지하지 않으므로, 펌프 운전 개시 후에, 어떠한 이상 신호 입력이 있어도 외부에 에러를 표시하거나, 잘못된 제어를 하는 경우도 없다.

또한, 상기 단선이나 단락 상태의 판정은, TMS 제어 장치(300)의 기동 시(온도 조절 기능부의 기동 시)에 행하고, 일단 무효화 설정이 되어 버린 것에 대한 재설정은, TMS 제어 장치(300)의 재기동에 의하여 행할 수 있다.

이상과 같이, TMS 제어 장치(300)에 본 기능을 채용함으로써, TMS 제어 장치(300)의 채널마다의 제어 설정을 자동으로 행할 수 있어, 설정 미스를 방지할 수 있다. 또한, 이상 입력 신호에 의한, 에러 출력이나 잘못된 제어를 하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한 다양한 개변을 이룰 수 있고, 그리고, 본 발명이 당해 개변된 것에도 미치는 것은 당연하다.

10: 터보 분자 펌프 100: 펌프 본체
133: 배기구 151: 히터
152: 수랭관 153: 전자 밸브
155: TMS 온도 센서 157: 수랭 온도 센서
159: 배기구 히터 161: 배기구 온도 센서
200: 제어 장치 300: TMS 제어 장치
301, 303, 305, 309, 311: 단자 400: 검사용 지그
401: 로터리 스위치 403: 공통 단자
405: 조작축 407, 409, 411: 단자
413: 램프 415: 고정 저항
421, 422, 423, 424, 425: LED 램프
431, 432, 433, 434: 접점

Claims

펌프 본체에 내장된 모터나 자기 베어링을 감시 제어하는 제어부와,
상기 펌프 본체에 배치된 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 당해 펌프 본체의 온도를 계측하고, 당해 온도에 의거하여 적어도 하나의 히터 또는 전자 밸브를 제어하는 온도 조절 기능부를 갖는 진공 펌프에 있어서,
상기 온도 조절 기능부는, 상기 온도 센서를 접속 혹은 분리 가능한 제1 단자와,
상기 히터 또는 상기 전자 밸브를 접속 혹은 분리 가능한 제2 단자를 가지며,
상기 제1 단자에 대한 입력 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 제2 단자로부터 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있는 자기 진단부를 갖는 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 온도 조절 기능부는,
상기 제1 단자에 상기 온도 센서 대신에 더미용 제1 부하가 접속되고,
상기 제1 부하에 걸리는 전압이 미리 설정한 전압값일 때 상기 온도 센서가 소정의 온도값이 되었다고 의사적으로 판정하는 온도 판정 수단과,
상기 제2 단자에 상기 히터 또는 상기 전자 밸브 대신에 더미용 제2 부하가 접속되며, 상기 온도 판정 수단의 판정 결과에 의거하여 상기 제2 부하에 대하여 소정의 전류를 흐르게 하거나, 혹은 정지하는 출력 수단을 갖고,
상기 미리 설정한 전압값이 상기 히터의 ON과 OFF, 또는 상기 전자 밸브의 개방과 폐쇄에 대응하여 준비되며,
상기 출력 수단은 상기 히터 또는 상기 전자 밸브마다 독립적으로 구성된 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
청구항 2에 있어서,
상기 히터의 ON과 OFF, 또는 상기 전자 밸브의 개방과 폐쇄가 시계열로 판정됨으로써 검사의 합격 여부가 판단되는 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 출력 수단에 상기 소정의 전류가 흐른 것에 의하여 상기 히터 또는 상기 전자 밸브에 대하여 소정의 출력이 행해졌다고 의사적으로 판정하는 출력 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 부하가 상기 히터의 ON과 OFF에 각각 대응한 저항값을 갖는 저항이거나, 또는 상기 전자 밸브의 개방과 폐쇄에 각각 대응한 저항값을 갖는 저항이며, 각각의 저항은 스위치로 전환 가능한 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 조절 기능부는, 상기 제1 부하가 단락(短絡) 상태인 것을 확인했을 때 검사 모드에 들어가는 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
청구항 1 내치 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 조절 기능부가 상기 제어부와는 각각 독립적인 유닛으로서 구성된 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 조절 기능부의 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 대한 케이블의 단선 혹은 단락을 판단하는 판단 수단을 구비하고,
당해 판단 수단에서 단선 혹은 단락이라고 판단되었을 때에는, 상기 제1 단자에 대한 입력 신호를 불감지로 하며, 또한, 상기 제2 단자로부터 외부에 대한 제어는 행해지지 않는 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
청구항 8에 있어서,
상기 판단 수단은,
상기 온도 조절 기능부가 기동될 때, 단선 혹은 단락의 판단을 실행하는 것을 특징으로 하는, 진공 펌프.
펌프 본체에 내장된 모터나 자기 베어링을 감시 제어하는 제어부와,
상기 펌프 본체에 배치된 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 당해 펌프 본체의 온도를 계측하고, 당해 온도에 의거하여 적어도 하나의 히터 또는 전자 밸브를 제어하는 온도 조절 기능부를 구비한 온도 조절용 제어 장치로서,
상기 온도 조절 기능부는, 상기 온도 센서를 접속 혹은 분리 가능한 제1 단자와,
상기 히터 또는 상기 전자 밸브를 접속 혹은 분리 가능한 제2 단자를 가지며,
상기 제1 단자에 대한 입력 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 제2 단자로부터 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있는 자기 진단부를 갖는 것을 특징으로 하는, 온도 조절용 제어 장치.
펌프 본체에 배치된 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 당해 펌프 본체의 온도를 계측하고, 당해 온도에 의거하여 적어도 하나의 히터 또는 전자 밸브를 제어하는 온도 조절 기능부의 검사용 지그로서,
상기 온도 조절 기능부는, 상기 온도 센서를 접속 혹은 분리 가능한 제1 단자와,
상기 히터 또는 상기 전자 밸브를 접속 혹은 분리 가능한 제2 단자를 가지며,
상기 제1 단자에 대한 입력 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 제2 단자로부터 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있는 자기 진단부를 갖는 것을 특징으로 하는, 상기 온도 조절 기능부의 검사용 지그.
펌프 본체에 배치된 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 당해 펌프 본체의 온도를 계측하고, 당해 온도에 의거하여 적어도 하나의 히터 또는 전자 밸브를 제어하는 온도 조절 기능부의 온도 판정과 출력의 이상의 유무를 진단하는 방법으로서,
상기 온도 조절 기능부는, 상기 온도 센서를 접속 혹은 분리 가능한 제1 단자와,
상기 히터 또는 상기 전자 밸브를 접속 혹은 분리 가능한 제2 단자를 구비하며,
상기 제1 단자에 대한 입력 신호가 정상적으로 입력되었는지 여부, 또는, 상기 제2 단자로부터 정상적으로 출력되었는지 여부를 자기 진단할 수 있고,
상기 제1 단자에 상기 온도 센서 대신에 더미용 제1 부하를 접속하며,
상기 제2 단자에 상기 히터 또는 상기 전자 밸브 대신에 더미용 제2 부하를 접속하고,
상기 제1 부하에 걸리는 전압이 미리 설정한 전압값일 때 상기 온도 센서가 소정의 온도값이 되었다고 의사적으로 판정하며,
당해 의사적으로 판정된 결과에 의거하여 상기 제2 부하에 대하여 소정의 전류를 흐르게 하거나, 혹은 정지를 제어하고,
상기 미리 설정한 전압값을 상기 히터의 ON과 OFF, 또는 상기 전자 밸브의 개방과 폐쇄에 대응하여 준비하며,
상기 제2 부하에 대한 전류의 제어는 상기 히터 또는 상기 전자 밸브마다 독립적으로 구성한 것을 특징으로 하는, 상기 온도 조절 기능부의 이상의 유무를 진단하는 방법.