WO2012081726A1 - 真空ポンプ - Google Patents

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WO2012081726A1
WO2012081726A1 PCT/JP2011/079391 JP2011079391W WO2012081726A1 WO 2012081726 A1 WO2012081726 A1 WO 2012081726A1 JP 2011079391 W JP2011079391 W JP 2011079391W WO 2012081726 A1 WO2012081726 A1 WO 2012081726A1
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WO
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pump
disassembly
unit
control unit
circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/079391
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English (en)
French (fr)
Inventor
正幹 大藤
寿文 橋本
晋悟 田中
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Publication date
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Priority to US13/882,413 priority patent/US10352327B2/en
Priority to JP2012548866A priority patent/JP5573962B2/ja
Priority to CN201180060880.6A priority patent/CN103261698B/zh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0292Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/048Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps comprising magnetic bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum pump that detects pump disassembly.
  • turbo molecular pump when used, regular maintenance and overhaul are required. For example, in a turbo molecular pump of a type supported by a mechanical bearing, periodic replacement of the mechanical bearing is essential. Further, in the magnetic bearing type turbo molecular pump, a mechanical bearing used as a touchdown bearing may be worn out due to long-term use of the pump and may need to be replaced. Furthermore, when a turbo molecular pump is used in a device that exhausts corrosive gas, the product adheres to the gas flow path in the pump and hinders pump operation. Maintenance is required.
  • the maintenance work may not be performed correctly. If the maintenance work is not performed correctly, there are problems that not only the pump performance is reduced and the pump life is shortened, but also a failure occurs and the safety is impaired.
  • the vacuum pump includes a rotor that rotates to evacuate, a pump disassembly detection circuit that detects a disassembly state in which the vacuum pump is disassembled, and a disassembly state detection by the pump disassembly detection circuit. And a pump operation prohibiting circuit that prohibits rotational driving of the rotor when it is determined that there has been.
  • the vacuum pump of the first aspect includes a pump unit that has a rotor and performs evacuation, and a control unit that performs drive control of the pump unit including rotational driving of the rotor.
  • the pump unit has a pump disassembly detection circuit and a holding circuit for holding a state corresponding to the disassembly history when the disassembly state is detected by the pump disassembly detection circuit, and the control unit has a pump operation prohibition circuit.
  • the pump operation prohibition circuit determines that the disassembly state is detected by the pump disassembly detection circuit when the state corresponding to the disassembly history is held by the holding circuit when the control unit is started, and the pump unit by the control unit It is preferable to prohibit the drive control.
  • the control unit has an input unit for inputting a release command for releasing the state corresponding to the disassembly history held by the holding circuit.
  • the pump unit preferably has a reset circuit that resets the state corresponding to the disassembly history held in the holding circuit when a release command is input by the control unit.
  • the pump unit in the vacuum pump according to the second aspect, has a magnetic bearing for magnetically levitating the rotor, and the state corresponding to the disassembly history is held by the holding circuit when the control unit is activated.
  • the case where the magnetic bearing is held by the holding circuit is another data different from the value of the magnetic bearing control parameter for the magnetic bearing to float the rotor.
  • the pump operation prohibition circuit is held by the holding circuit. If there is a discrepancy between the other recorded data and the value of the magnetic bearing control parameter previously input to the control unit, it is determined that the disassembly state has been detected by the pump disassembly detection circuit, and the pump unit The drive control is prohibited, and the holding circuit stores the value of the magnetic bearing control parameter in advance, and the pump disassembly check If there is detection of the degradation state by parts, preferably replace the value of the magnetic bearing control parameter stored in advance in the other data.
  • a pump unit that has a rotor and performs evacuation, and a pump that is detachably fixed to the pump unit and includes a rotational drive of the rotor
  • the pump disassembly detection circuit preferably detects the disassembly state when the control unit is separated from the pump unit.
  • the pump unit and the control unit each include a connector for electrically connecting the pump unit and the control unit, and the pump disassembly detection circuit includes the control When the unit is separated from the pump unit, it is preferable to detect the disassembly state when the connector is separated.
  • the vacuum pump of any one of the first to sixth aspects when it is determined by the pump operation prohibition circuit that the decomposition state is detected by the pump decomposition detection circuit, it is preferable to further include an alarm device that generates an alarm.
  • the rotor driving is prohibited by the pump operation prohibition circuit, so that the safety of the vacuum pump can be improved.
  • FIG. 1st Embodiment of the vacuum pump which concerns on this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a vacuum pump according to the present invention, and shows a schematic configuration of a pump unit 1 and a control unit 30 of a magnetic bearing turbomolecular pump.
  • the descriptions “upper” and “lower” in the description of the pump unit 1 with reference to FIG. 1 respectively correspond to “upper” and “lower” toward FIG.
  • the shaft 3 to which the rotor 2 is attached is supported in a non-contact manner by electromagnets 51 and 52 provided on the base 4.
  • the flying position of the shaft 3 is detected by a radial displacement sensor 71 and an axial displacement sensor 72 provided on the base 4.
  • the electromagnet 51 that constitutes the radial magnetic bearing, the electromagnet 52 that constitutes the axial magnetic bearing, and the displacement sensors 71 and 72 constitute a 5-axis control type magnetic bearing. That is, the 5-axis control type magnetic bearing causes the shaft 3 together with the rotor 2 to magnetically float.
  • the shaft 3 is supported by the mechanical bearings 27 and 28.
  • a circular disk 41 is provided at the lower end of the shaft 3, and an electromagnet 52 is provided so as to sandwich the disk 41 from above and below. Then, when the disk 41 is attracted by the upper and lower electromagnets 52, the shaft 3 floats in the axial direction.
  • the disk 41 is fixed to the lower end portion of the shaft 3 by a nut member 42.
  • the decomposition detection unit 45 is provided on the base 4 side. Details of the decomposition detection unit 45 will be described later.
  • a back cover 43 that is removed when the pump is disassembled is bolted to the bottom surface of the base 4. A gap between the back cover 43 and the base 4 is sealed by an O-ring 44.
  • the rotor 2 is formed with a plurality of stages of rotating blades 8 in the rotation axis direction.
  • Fixed wings 9 are respectively disposed between the rotating wings 8 arranged vertically. These rotor blades 8 and fixed blades 9 constitute a turbine blade stage of the pump unit 1.
  • Each fixed wing 9 is held by a spacer 10 so as to be sandwiched from above and below.
  • the spacer 10 has a function of holding the fixed wing 9 and a function of maintaining a gap between the fixed wings 9 at a predetermined interval.
  • a screw stator 11 constituting a drag pump stage is provided at the rear stage (downward in the drawing) of the fixed blade 9, and a gap is formed between the inner peripheral surface of the screw stator 11 and the cylindrical portion 12 of the rotor 2.
  • the rotor 2 and the fixed blade 9 held by the spacer 10 are housed in a pump casing 13 in which an air inlet 13a is formed.
  • the shaft 3 to which the rotor 2 is attached is supported by the electromagnets 51 and 52 in a non-contact manner and is driven to rotate by the motor 6, the gas on the intake port 13a side is exhausted to the exhaust port 26 side, It is discharged by an auxiliary pump connected to the exhaust port 26.
  • the pump unit 1 is driven and controlled by a control unit 30 connected to a pump connector 49 provided on the outer peripheral surface of the base 4.
  • the control unit 30 is provided with a magnetic bearing drive control unit 32 that drives and controls the magnetic bearing, and a motor drive control unit 33 that drives and controls the motor 6.
  • the disassembly detection unit 45 is provided with a data storage unit for storing backup data including data necessary for pump operation such as control parameters and serial number data for pump identification.
  • the main control unit 31 controls the magnetic bearing drive control unit 32, the motor drive control unit 33, and the like to perform the pump operation.
  • the alarm unit 34 of the control unit 30 outputs an alarm when the pump cannot be started.
  • the alarm unit 34 is provided with a speaker that generates a warning sound, a display device that displays a warning, and the like.
  • the bolt (not shown) that fixes the back cover 43 is removed, and the electromagnet 52 for thrust control arranged on the back cover side is removed. Then, by removing the nut member 42 that fixes the rotor disk 41 to the shaft 3 and extracting the rotor disk 41 from the shaft 3, the rotor 2 and the rotating body composed of the shaft 3 can be removed from the pump unit 1. It becomes. For example, when removing the product fixed to the rotor 2, the rotor 2 is removed from the shaft 3 and the removal operation is performed. When reassembly is performed, balancing is performed after the rotor 2 is assembled to the shaft 3, and the rotating body is mounted in the pump unit 1 by a procedure reverse to the procedure described above. Since a special skill is required to perform such a disassembly / assembly operation of the turbo molecular pump, a maintenance operation is usually performed by the manufacturer.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a circuit constituting the decomposition detection unit 45 of the turbo molecular pump shown in FIG.
  • the decomposition detection unit 45 includes a decomposition detection switch 451, a data storage unit 452, and a power supply 453 that functions as a voltage holding unit of the data storage unit 452.
  • the disassembly detection switch 451 is a switch that operates so that the circuit is opened when the pump is disassembled, and the circuit is closed when the pump is assembled.
  • a mechanical automatic return contact switch is used as the disassembly detection switch 451
  • the data storage unit 452 stores backup data including data necessary for pump operation such as control parameters.
  • backup data including data necessary for pump operation such as control parameters.
  • an SRAM or the like is used as the data storage unit 452
  • a power source 453 is used as a power source for storing backup data.
  • a main control unit 31 (see FIG. 1) provided in the controller unit 30 performs pump operation based on backup data stored in the data storage unit 452. When the contact of the disassembly detection switch 451 is opened, the power supply to the data storage unit 452 is interrupted, and the backup data stored in the data storage unit 452 is erased.
  • Examples of structures for enabling pump disassembly detection by the disassembly detection switch 451 include structures as shown in FIGS.
  • the components constituting the disassembly detection unit 45 that is, the disassembly detection switch 451, the power supply 452, and the data storage unit 453 are accommodated in a space formed by fixing the back cover 43 to the base 4. Yes.
  • the decomposition detection switch 451 is provided with a push button 451a.
  • a convex portion 43 a is formed on the inner surface side of the back cover 43 at a position facing the push button 451 a of the disassembly detection switch 451. Therefore, when the back cover 43 is fixed to the base 4, the push button 451 a of the disassembly detection switch 451 is pushed by the convex portion 43 a.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the circuit opening / closing operation of the disassembly detection switch 451.
  • the disassembly detection switch 451 is a normally open type switch.
  • the push button 451a is pushed in by the convex portion 43a of the back cover 43 as shown in FIG. 3A, the contact of the disassembly detection switch 451 is closed as shown in FIG. That is, the decomposition detection switch 451 is closed, and the decomposition state of the turbo molecular pump is not detected.
  • power is supplied from the power supply 453 to the data storage unit 452, and the backup data stored in the data storage unit 452 remains held.
  • the pump casing 13 When removing the rotor 2 during maintenance of the turbo molecular pump, the pump casing 13 is also removed from the base 4 (see FIG. 1).
  • the disassembly detection switch 451 is arranged between the flange portion 13 b of the pump casing 13 and the base 4.
  • the decomposition detection switch 451 is installed on the base 4.
  • a depression 130 is formed in the flange portion 13b in a region facing the disassembly detection switch 451.
  • the push button 451a of the disassembly detection switch 451 is pushed in by the bottom surface of the recess 130. That is, since the decomposition detection switch 451 is in the closed state, the decomposition state of the turbo molecular pump is not detected.
  • the pump casing 13 is removed as shown in FIG. 4B, the depression 130 that has pushed the push button 451a is removed from the push button 451a, the disassembly detection switch 451 is opened, and the disassembly state of the turbo molecular pump is changed. Detected. At this time, power supply from the power supply 453 to the data storage unit 452 is interrupted, and the backup data stored in the data storage unit 452 is erased.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the control for confirming the decomposition history of the turbo molecular pump provided with the above-described decomposition detecting unit 45.
  • the main control unit 31 reads backup data stored in the data storage unit 452.
  • step S102 the main control unit 31 determines whether or not the pump has been disassembled based on the read backup data, that is, whether or not there is a disassembly history.
  • predetermined disassembly recognition data is stored in advance in the data storage unit 452 and the main control unit 31 as one of the control parameters.
  • the power supply from the power supply 453 to the data storage unit is stopped by the pump disassembly, and the backup data stored in the storage element (SRAM) of the data storage unit is erased. Yes.
  • step S102 the main control unit 31 determines whether the pump has been disassembled based on whether the disassembly recognition data read from the data storage unit 452 matches the disassembly recognition data stored in the main control unit 31 or not. Determine whether or not.
  • step S102 If the main control unit 31 determines that there is a disassembly history in step S102, the process proceeds to step S103. That it is determined that there is a decomposition history means that it is determined that the decomposition state of the turbo molecular pump has been detected by the decomposition detection switch 451. In this case, the main control unit 31 does not execute the normal pump activation operation process shown in step S104, and causes the alarm unit 34 to generate an alarm notifying that the pump has been disassembled, as shown in step S103. . The alarm unit 34 may generate an alarm for notifying that the pump has been disassembled by display or by sound.
  • step S102 determines in step S102 that there is no decomposition history
  • step S104 executes normal pump activation operation processing.
  • the pump activation is prohibited when there is an unauthorized pump disassembly by the user, so it is possible to ensure the safety regarding the pump operation.
  • the predetermined disassembly recognition data is written in the data storage unit 452 after the pump assembly state is confirmed by the manufacturer.
  • a dedicated data writing device, a PC on which writing software is installed, and the like are connected to the pump unit 1 with a dedicated cable, thereby directly accessing the data storage unit 452 to obtain predetermined disassembly recognition data.
  • the writing operation of the predetermined disassembly recognition data to the data storage unit 452 is a writing operation that can be performed only by the manufacturer or a designated service company, and is a writing operation that is not taught by the user. The user cannot perform the work without permission.
  • predetermined disassembly recognition data is stored in advance in the memory of the data storage unit 452 and the main control unit 31, and the disassembly history is determined by comparing them.
  • One of the control parameters used for operation may be used instead of the decomposition recognition data.
  • control parameters for magnetic bearing control by a 5-axis control type magnetic bearing that magnetically floats the rotor 2 and the shaft 3 may be used as the data for recognizing the disassembly. In this case, if the control parameters are erased by the pump disassembly, normal magnetic levitation cannot be performed and the pump cannot be activated automatically. Therefore, even if the control as shown in FIG.
  • control parameter regarding a motor drive may be sufficient. In this case, if the control parameter is deleted by the pump disassembly, the motor cannot be driven, so that the start is automatically disabled as in the case described above.
  • FIG. 7 is a diagram showing a modification of the above-described embodiment, and is a diagram showing the operation of the disassembly detection switch 451.
  • the disassembly detection switch 451 is a normally closed type switch. In the pump assembly state, the contact of the disassembly detection switch 451 is opened as shown in FIG. 7A, and when the pump is disassembled, the contact is closed as shown in FIG. 7B.
  • the internal data is changed by writing fixed data to a fixed address in the memory provided in the data storage unit 452.
  • the memory provided in the data storage unit 452 has a function of moving the memory contents to another address when the contact of the disassembly detection switch 451 is closed, and dummy data is placed in the original memory address position. It is good also as comprising.
  • the SPI Serial Peripheral Interface
  • the SPI is composed of a clock, data, and a chip select.
  • the chip select is always enabled and a fixed line is transmitted to the data line.
  • the data storage unit 452 may be a CPU having a memory function, a CPU to which a memory is connected, or the like. In that case, the CPU may be activated when power is supplied, and the CPU may have a function of erasing the memory contents according to the CPU program or a function of moving the memory contents to another address.
  • the main control unit 31 may directly detect the open / closed state of the disassembly detection switch 451 without arranging the data storage unit 452. In this case, when detecting the open state of the decomposition detection switch 451, the main control unit 31 determines that the decomposition detection switch 451 has detected the decomposition state of the turbo molecular pump, and performs normal startup shown in step S104 of FIG. Do not execute action processing.
  • FIG. 8 is a flowchart showing another example of the disassembly history confirmation control at the time of starting the pump.
  • the serial number (S / N) is stored at the address 0000 of the memory of the data storage unit 452, and when the turbo molecular pump is disassembled, the data stored at the address 0000 is replaced with the serial number (S / N).
  • / N) shows a case in which the value is changed from “0001” to “0001”.
  • step S202 the main control unit 31 does not execute the normal pump activation operation process shown in step S204, advances the process to step S205, and issues an alarm notifying that the pump has been disassembled. Generated by the alarm unit 34.
  • step S203 determines whether the format of the read data is compatible with the data format of the serial number.
  • the serial number is represented by, for example, a data format of XXXXYYYY by using X representing alphabets and Y representing numbers. If it is determined that the data format read in step S201 conforms to the serial number data format, the main control unit 31 advances the process from step S203 to step S204, and executes a normal pump activation operation process. To do. If it is determined in step S203 that the data format read in step S201 does not conform to the serial number data format, the main control unit 31 advances the process to step S205.
  • the memory contents of the data storage unit 452 are changed, and therefore, after the pump is assembled, a predetermined disassembly recognition data writing operation similar to that in the above-described embodiment is performed. Is called. Further, when the disassembly detection switch 451 having the configuration shown in FIG. 7 is used, the power source 453 is almost inoperative while the turbo molecular pump is operating normally without being disassembled.
  • the battery used has the advantage of being a small battery.
  • the data itself stored in the data storage unit 452 is encrypted, or, for example, an operation value obtained by a predetermined operation using the data stored at the address 0000 and the data stored at the address 0001
  • an interlock is used to determine that it is normal if it matches a predetermined value.
  • FIGS. 3 and 4 show two types of structures for detecting the pump disassembly using the mechanical disassembly detection switch 451, other examples are shown in FIGS.
  • FIG. 9 shows a configuration in which the contact of the disassembly detection switch 451 is opened and closed using a bolt fixing a member that needs to be removed when the pump is disassembled.
  • a bolt 431 that fixes the back cover 43 to the base 4 is used.
  • the disassembly detection switch 451 is provided at the bottom of the screw hole in the base 4 into which the bolt 431 is screwed, and the push button 451a is arranged in the screw hole opening direction (downward in FIG. 9). Therefore, when the back cover 43 is fixed with the bolt 431, the push button 451 a is pushed by the tip of the bolt 431. When the bolt 431 is removed at the time of disassembling the pump, the push button 451a changes to a state where it is not pushed in.
  • the same configuration as that of the bolt 431 can be applied to, for example, the bolt 14 that fixes the pump casing 13 shown in FIG.
  • a disassembly detection switch 451, a data storage unit 452, and a power supply 453 that constitute the disassembly detection unit 45 are arranged on the back cover 43.
  • a recess 430 is formed on the inner surface side of the back cover 43, and the above components are arranged in the recess 430.
  • a convex portion 4a for pressing the push button 451a of the disassembly detection switch 451 is provided on the base 4 side.
  • the pump decomposition may be detected using an optical switch, for example, an optical sensor.
  • an optical sensor such as a phototransistor or a photodiode is disposed in the inner space of the back cover 43 like the disassembly detection switch 451 shown in FIG.
  • the back cover 43 is removed at the time of disassembling the pump, light enters the optical sensor, so that it can be detected that the back cover 43 has been removed.
  • a proximity switch using infrared rays or a magnet may be used.
  • a partition plate 46 is further provided between the back cover 43 and the base 4 shown in FIG.
  • a gap between the partition plate 46 and the base 4 is sealed by an O-ring 44
  • a gap between the partition plate 46 and the back cover 43 is sealed by an O-ring 47.
  • the partition plate 46 is formed with a convex portion 46 a for pushing the push button 451 a of the disassembly detection switch 451.
  • the partition plate 46 is provided with a sealed connector 46b, and the data storage unit 452 and the pump connector 49 provided on the outer peripheral surface of the base in FIG. 1 are connected via the connector 46b.
  • the space in the recess 430 of the back cover 43 and the pump internal space are shielded by the partition plate 46. Therefore, when corrosive gas is exhausted by the turbo molecular pump, it is possible to prevent the components constituting the decomposition detection unit 45 from being affected by the corrosive gas, and the reliability of the pump decomposition detection is improved.
  • turbo molecular pump In the turbo molecular pump according to the first embodiment described above, after reassembling the pump, predetermined decomposition recognition data is written in the data storage unit 452 using a dedicated device.
  • the state of the data storage unit 452 can be easily changed by the control unit so as to reduce the work for making the pump operable again after the pump is disassembled. Enabled to be reset to the original state.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of the decomposition detection unit 45 of the turbo molecular pump according to the second embodiment.
  • the disassembly detection unit 45 includes a switch 454, a detection / holding circuit 455, a reset circuit 456, and a pull-up resistor R.
  • the output signal a of the decomposition detection unit 45 is input to the main control unit 31 of the control unit 30.
  • the input signal c is an n-bit signal, and the output signal a is a 1-bit signal.
  • the control unit 30 reads this signal when the control unit 30 is energized and identifies whether the pump unit 1 connected to the control unit 30 is a pump having a disassembly history.
  • the switch 454 is configured to be kept closed when the pump is assembled, and to be opened when the pump is disassembled.
  • the switch 454 when the pump is assembled, the switch 454 is always closed, and the value of the input signal a is “0”.
  • the switch 454 When the pump is disassembled, the switch 454 is opened, pulled up by the pull-up resistor R, and “1” is input as the value of the input signal a.
  • the detection / holding circuit 455 holds the information and outputs “1” as the value of the output signal “d”. The state where the value of the output signal d is “1” is maintained without being released even when the pump is assembled and the value of the input signal a returns to “0”. That is, the decomposition history is held by the detection / holding circuit 455.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the detection / holding circuit 455, and FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the reset circuit 456. These are merely examples, and various configurations having the same function can be realized using a digital circuit.
  • an RS flip-flop 455b is used to hold the “1” input of the input signal a.
  • FIG. 14A shows a truth table of the detection / holding circuit 455, and FIG. 14B shows a state transition table.
  • the input circuit 455a shown in FIG. 13 outputs the input signal as it is when the input signal (a, b) is (0, 0), (0, 1) and (1, 0). For example, if the input signal (a, b) is (0, 0), “0” is input to the S terminal of the RS flip-flop 455b, and “0” is input to the R terminal. On the other hand, when the input signal (a, b) is (1, 1), it is converted to (0, 0) by the input circuit 455a, and “0” is input to the S terminal and the R terminal.
  • the output signal d from the Q terminal does not change when the input signals (a, b) are (0, 0) and (1, 1). This state is maintained.
  • the input signal (a, b) is (0, 1)
  • the value of the output signal d is “0”
  • the input signal (a, b) is (1, 0)
  • the output signal d is “1”.
  • the state transition table of FIG. 14B shows how the current state Q (n) of the output signal d at the Q terminal changes with respect to four types of input signals (a, b). is there.
  • a state Q (n + 1) indicates a state after four types of input signals (a, b) are input.
  • the input signals (a, b) are (0, 0) and (1, 1)
  • Q (n + 1) Q (n).
  • Q (n + 1) Q (n).
  • Q (n + 1) Q (n).
  • Q (n + 1) Q (n).
  • Q (n + 1) 1 is set by the detection / holding circuit 455 regardless of the current state Q (n).
  • the reset circuit 456 outputs “1” as the value of the output signal b only when a certain one of the 2 n power signals that can be taken by the n-bit input signal c is input.
  • the detection / holding circuit 455 is reset.
  • the bit number n of the input signal c that is, a signal line extending from the main control unit 31 to the reset circuit 456. It is desirable to prepare a large number of
  • FIG. 16 shows a truth table of the reset circuit 456 shown in FIG.
  • it is output as the output signal b of the reset circuit 456 according to the values of C 3 , C 2 , C 1 , C 0.
  • the value of the state Q is, for example, a value as shown in the truth table of FIG.
  • the reset circuit 456 normally outputs “0” as the value of the output signal b when nothing is input.
  • a signal value “1010” is input as the input signal c from the main control unit 31 to the reset circuit 456 after the pump is assembled, and the reset circuit 456 outputs the value of the output signal b. “1” is output, and this output signal b is input to the detection / holding circuit 455 as the input signal b.
  • the value of the input signal a to the detection / holding circuit 455 is “0” as described above. Therefore, as shown in FIG. 14A, the value of the output signal d from the Q terminal at this time is “0”. In this way, the detection / holding circuit 455 is reset.
  • the reset circuit 456 uses “0” as the value of the output signal b.
  • the output signal b is input to the detection / holding circuit 455 as the input signal b.
  • the value of the input signal a to the detection / holding circuit 455 is “0” as described above. That is, when the pump is shipped, the values of the input signals a and b of the detection / holding circuit 455 are both “0”, and the value of the output signal d is also “0”.
  • the value of the output signal d being “0” means that the state corresponding to the pump disassembly history held by the detection / holding circuit 455 has been released.
  • the detection / holding circuit 455 can hold the state corresponding to the pump disassembly history as the value of the output signal d. Therefore, the main control unit 31 can determine that the pump disassembly state is detected by the detection / holding circuit 455 by referring to the output signal d held by the detection / holding circuit 455.
  • step S302 the main control unit 31 causes the alarm unit 34 to generate an alarm indicating that the pump cannot be started, and the turbo molecular pump is prohibited from starting.
  • step S ⁇ b> 304 the main control unit 31 determines whether a release signal is input to the main control unit 31.
  • the release signal is externally input by an operator of the pump manufacturer, for example.
  • the main control unit 31 advances the process from step S304 to step S305, and inputs the reset signal described above as the input signal c to the reset circuit 456 in the pump unit 1.
  • the release signal may be the reset signal itself. In this case, the release signal input to the main control unit 31 is input to the reset circuit 456 as it is.
  • the reset signal or the reset signal equal to the cancel signal is not input from the outside of the main control unit 31, the reset signal is not input to the reset circuit 456. If the process of step S305 is completed, the process returns to step S301.
  • the release operation means that the worker only inputs a release signal to the main control unit 31 of the control unit 30 and does not require a special device or jig for the release operation. Workability can be improved.
  • the release signal is input by the operator operating an input device such as a push button provided in the control unit 30.
  • both the release signal and the reset signal described above are grasped and managed only by an operator who is authorized by the manufacturer of the turbo molecular pump, disassembly and reassembly by an operator who is not authorized by the manufacturer.
  • the pump that has been operated is not operated, and the safety of the operated pump is ensured.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the turbo molecular pump according to the third embodiment, and shows an external view of the entire turbo molecular pump.
  • the turbo molecular pump 100 includes a pump unit 110 and a control unit 120.
  • the pump unit 110 and the control unit 120 are integrated by bolting the pump unit 110 to the upper surface of the control unit 120.
  • FIG. 18 shows a state where the fixing bolt 140 is removed and the pump unit 110 and the control unit 120 are separated.
  • the pump unit 110 has the same configuration as the pump unit 1 shown in FIG. 1 and includes a base 114 and a casing 113.
  • the configuration of the control unit 120 is the same as that of the control unit 30 shown in FIG.
  • the base 114 of the pump unit 110 is provided with an exhaust port 112 for connecting a back pump.
  • the electrical connection between the pump unit 110 and the control unit 120 is performed by connecting a connector 131 provided on the bottom surface side of the pump unit 110 and a connector 132 provided on the top surface side of the control unit 120.
  • the control unit 120 is provided with a display unit 122 for displaying an operation state and the like, and a switch 121 for performing power on / off and other operations.
  • the disassembly detection switch 451 shown in FIG. 2 is provided between the pump unit 110 and the control unit 120. In this way, the disassembly detection switch 451 detects that the pump unit 110 and the control unit 120 are separated when the connectors 131 and 132 are separated.
  • the disassembly detection switch 451 a mechanical switch or a switch using an optical sensor as described in the description of the first embodiment can be applied as in the first embodiment.
  • FIG. 19 shows an example of the disassembly detection switch 451 and an alternative example.
  • the disassembly detection switch 451 shown in FIG. 19A has the same configuration as that shown in FIG. 9, and the disassembly detection switch 451 is turned on / off using a bolt 140 that fixes the pump unit 110 to the control unit 120. Is configured to do.
  • the push button 451a of the disassembly detection switch 451 is pushed in by the tip of the bolt 140, and the disassembly detection switch 451 is closed.
  • the bolt 140 is removed, the pushed push button 451a protrudes, and the disassembly detection switch 451 is opened.
  • the optical sensor 125 detects that the pump unit 110 and the control unit 120 are separated by using the optical sensor 125 instead of the disassembly detection switch 451.
  • the light sensor 125 provided on the upper surface side of the control unit 120 is exposed, and light enters the light sensor 125.
  • the optical sensor 125 detects whether the pump unit 110 and the control unit 120 are separated.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating another configuration of the disassembly detection switch 451.
  • the disassembly detection switch 451 detects the separation of the pump unit 110 using the connectors 131 and 132.
  • FIG. 20A is a diagram illustrating the entire turbo molecular pump 100 in a separated state
  • FIG. 20B is a block diagram illustrating the configuration of the decomposition detection unit 45.
  • the data storage unit 452 of the decomposition detection unit 45 and the power supply 453 for data retention are provided in the control unit 120, but are the same as in the turbo molecular pump in the first embodiment. Further, it may be provided in the pump unit 110.
  • the block diagram shown in FIG. 20B shows the same configuration as the block diagram shown in FIG. 2, but in the block diagram shown in FIG. 20B, connectors 131 and 132 are used for the disassembly detection switch 451. This is different from the block diagram shown in FIG.
  • the circuit of the disassembly detection unit 45 is configured to pass through the connectors 131 and 132. Part of the circuit is connected to a pair of pins included in the connector 132, and the pair of pins fits with the pair of pins included in the connector 131. A pair of pins included in the connector 131 are connected to each other by a wiring 131a. Therefore, when the connectors 131 and 132 are connected to each other, the circuit is closed, and when the connector 131 and the connector 132 are separated, the circuit is opened. That is, the connectors 131 and 132 function as the disassembly detection switch 451. In this case, since it is not necessary to add a new switch as the disassembly detection switch 451, an increase in cost is suppressed.
  • the configurations described in the first and second embodiments can be applied as the configuration for holding the disassembly history and the configuration for canceling.
  • the configuration described in the first embodiment is applied to the third embodiment, for example, when the power of the control unit 120 is turned on, the main control unit of the control unit 120 is stored in the data storage unit 452. Read backup data. The main control unit determines whether or not the pump is disassembled based on the read backup data, that is, whether or not there is a disassembly history. The power supply from the power supply 453 to the data storage unit 452 is stopped by the pump disassembly, and the backup data stored in the data storage unit is deleted.
  • the main control unit reads indefinite data held in the data storage unit 452.
  • This indefinite data is data indicating that a state having a decomposition history is held by the data storage unit 452, and does not normally match predetermined decomposition recognition data stored in the memory of the main control unit.
  • the main control unit determines whether or not the pump has been disassembled based on whether or not the disassembly recognition data read from the data storage unit 452 matches the disassembly recognition data stored in the main control unit.
  • the alarm unit When the main control unit determines that there is a disassembly history, the alarm unit generates an alarm notifying that the pump has been disassembled without executing the normal pump start-up operation process. If the main control unit determines that there is no disassembly history, the main control unit executes normal pump activation operation processing.
  • the decomposition detection unit 45 in the third embodiment may have a circuit configuration of the decomposition detection unit 45 in the second embodiment shown in FIG. In that case, the connectors 131 and 132 function as the switch 454.
  • the pump unit 110 and the control unit 120 are always separated when the pump is disassembled, so that the pump can be detected by detecting the separation. It is possible to detect whether or not decomposition has been performed. Then, when an irregular pump disassembly is performed, after the pump state is confirmed by the manufacturer operator, the disassembly history is canceled, and the pump operation after reassembly becomes possible.
  • a vacuum pump that performs evacuation by rotating the rotor formed with the evacuation function unit, for example, the rotor 2 or the drag pump in which the rotor blades 8 are formed like a turbo molecular pump.
  • the vacuum pump in which the rotor formed with the thread groove type exhaust flow path rotates at high speed has the following configuration. That is, the vacuum pump is changed from the assembled state in which the vacuum pump components such as the back cover 43, the pump casing 13, and the connectors 131 and 132 in the case of the integral pump are assembled when the pump is disassembled. It has a disassembly detection unit 45 as a pump disassembly detection circuit that detects that the disassembled state has become unassembled.
  • the vacuum pump includes a main control unit 31 of the control unit 30 as a pump operation prohibiting circuit that prohibits the rotational driving of the rotor 2 when the disassembly detection unit 45 detects the non-assembled state. Since the vacuum pump has such a configuration, the pump operation is prohibited when the pump is inappropriately disassembled, so that the safety of the vacuum pump can be ensured.
  • a magnetic bearing turbo molecular pump has been described as an example of a vacuum pump.
  • the vacuum pump as an embodiment of the present invention may not be a magnetic bearing turbo molecular pump.
  • a vacuum pump such as a drag pump may be used.

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Abstract

 真空ポンプは、回転して真空排気を行うロータと、真空ポンプが分解された分解状態を検出するポンプ分解検出回路と、ポンプ分解検出回路による分解状態の検出があったと判定した場合に、ロータの回転駆動を禁止するポンプ運転禁止回路と、を備える。

Description

真空ポンプ
 本発明は、ポンプ分解を検出する真空ポンプに関する。
 ターボ分子ポンプでは、固定側のタービン翼(固定翼)に対して、タービン翼(回転翼)が形成されたロータが高速回転することにより、気体が排気されている。これらの固定側タービン翼およびロータは、吸気口フランジが形成されたポンプケーシング内に配置されている(特許文献1参照)。
 一般的に、ターボ分子ポンプを使用する場合には、定期的なメンテナンスやオーバーホールが必要となる。例えば、メカニカルベアリングで支持するタイプのターボ分子ポンプにおいては、メカニカルベアリングの定期的な交換が必須である。また、磁気軸受式のターボ分子ポンプにおいては、タッチダウンベアリングとして使用されているメカニカルベアリングが、ポンプの長期使用により摩耗して交換が必要となる場合がある。さらにまた、腐食性ガスを排気するような装置でターボ分子ポンプが用いられる場合には、ポンプ内のガス流路に生成物が固着してポンプ運転に支障をきたすので、生成物を除去するためのメンテナンスが必要となる。
 真空ポンプの分解および組み立て作業においては、特殊な工具等を必要としないため、ポンプ製造メーカや指定のメンテナンス業者以外の業者にメンテナンスを委託したり、使用者自身がメンテナンスを行ったりすることも可能である。しかし、ターボ分子ポンプに限らず真空ポンプの組み立てに際しては、真空性能や安全性を確保するために、厳しい組み立て精度が要求される。そのため、真空ポンプの分解および組み立てを伴うメンテナンスは、訓練を受けた専門の作業者によって、すなわちポンプ製造メーカや指定のメンテナンス業者の作業者によって行われている。
日本国特開2008-038844号公報
 真空ポンプの分解および組み立て作業において、ポンプ製造メーカや指定のメンテナンス業者以外の業者にメンテナンスを委託したり、使用者自身がメンテナンスを行ったりすると、メンテナンス作業が正しく行われない可能性がある。メンテナンス作業が正しく行われないと、ポンプ性能が低下したりポンプ寿命が縮まるだけでなく、故障が発生したり安全性が損なわれたりするという問題がある。
 本発明の第1の態様によると、真空ポンプは、回転して真空排気を行うロータと、真空ポンプが分解された分解状態を検出するポンプ分解検出回路と、ポンプ分解検出回路による分解状態の検出があったと判定した場合に、ロータの回転駆動を禁止するポンプ運転禁止回路と、を備える。
 本発明の第2の態様によると、第1の態様の真空ポンプは、ロータを有して真空排気を行うポンプユニットと、ロータの回転駆動を含むポンプユニットの駆動制御を行うコントロールユニットとを備え、ポンプユニットは、ポンプ分解検出回路と、ポンプ分解検出回路による分解状態の検出があった場合に分解履歴に応じた状態を保持する保持回路とを有し、コントロールユニットはポンプ運転禁止回路を有し、ポンプ運転禁止回路は、コントロールユニットの起動時に分解履歴に応じた状態が保持回路によって保持されている場合に、ポンプ分解検出回路による分解状態の検出があったと判定し、コントロールユニットによるポンプユニットの駆動制御を禁止するのが好ましい。
 本発明の第3の態様によると、第2の態様の真空ポンプにおいて、コントロールユニットは、保持回路によって保持された分解履歴に応じた状態を解除する解除指令が入力されるための入力部を有し、ポンプユニットは、コントロールユニットによって解除指令が入力された場合に保持回路に保持された分解履歴に応じた状態をリセットするリセット回路を有するのが好ましい。
 本発明の第4の態様によると、第2の態様の真空ポンプにおいて、ポンプユニットは、ロータを磁気浮上させる磁気軸受を有し、コントロールユニットの起動時に分解履歴に応じた状態が保持回路によって保持されている場合とは、磁気軸受がロータを磁気浮上させるための磁気軸受制御パラメータの値と異なる他のデータが保持回路によって保持されている場合であり、ポンプ運転禁止回路は、保持回路によって保持されている他のデータと、コントロールユニットに予め入力されている磁気軸受制御パラメータの値とが不一致の場合に、ポンプ分解検出回路による分解状態の検出があったと判定し、コントロールユニットによるポンプユニットの駆動制御を禁止し、保持回路は、磁気軸受制御パラメータの値を予め記憶し、ポンプ分解検出部による分解状態の検出があった場合に、予め記憶した磁気軸受制御パラメータの値を他のデータに置き換えるのが好ましい。
 本発明の第5の態様によると、第1の態様の真空ポンプにおいて、ロータを有して真空排気を行うポンプユニットと、ポンプユニットに対して分離可能に固定され、ロータの回転駆動を含むポンプユニットの駆動制御を行うコントロールユニットとを備え、ポンプ分解検出回路は、コントロールユニットがポンプユニットから分離されると、分解状態を検出するのが好ましい。
 本発明の第6の態様によると、第5の態様の真空ポンプにおいて、ポンプユニットおよびコントロールユニットは、ポンプユニットとコントロールユニットとを電気的に接続するコネクタをそれぞれ備え、ポンプ分解検出回路は、コントロールユニットがポンプユニットから分離される際に、コネクタが分離されると、分解状態を検出するのが好ましい。
 本発明の第7の態様によると、第1乃至第6のいずれか一つの態様の真空ポンプにおいて、ポンプ運転禁止回路によって、ポンプ分解検出回路による分解状態の検出があったと判定された場合に、警報を発生する警報装置をさらに備えるのが好ましい。
 本発明によれば、ポンプ分解検出回路によるポンプ分解の検出があった場合に、ポンプ運転禁止回路によってロータの回転駆動が禁止されるので、真空ポンプの安全性の向上を図ることができる。
本発明に係る真空ポンプの第1の実施の形態を示す図である。 分解検出部の一例を示すブロック図である。 ポンプ分解検出構造の第1の例を示す図である。 ポンプ分解検出構造の第2の例を示す図である。 分解検出スイッチの開閉動作を説明する図である。 起動時の分解履歴確認の制御を示すフローチャートである。 変形例における分解検出スイッチの開閉動作を説明する図である。 分解確認制御の他の例を示すフローチャートである。 ポンプ分解検出構造の他の例を示す図である。 ポンプ分解検出構造の他の例を示す図である。 ポンプ分解検出構造の他の例を示す図である。 第2の実施の形態における分解検出部の構成を示す図である。 検知・保持回路の一例を示す図である。 検知・保持回路の真理値表および状態遷移表を示す図である。 リセット回路の一例を示す図である。 リセット回路の真理値表を示す図である。 コントロールユニットの起動時の動作を示すフローチャートである。 第3の実施の形態を説明する図である。 分解検出スイッチの一例および代替例を示す図である。 分解検出スイッチの他の構成を示す図である。
-第1の実施の形態-
 図1は本発明に係る真空ポンプの第1の実施の形態を示す図であり、磁気軸受式ターボ分子ポンプのポンプユニット1およびコントロールユニット30の概略構成を示す。図1を参照したポンプユニット1の説明における「上」および「下」という記載は、図1に向かって「上」および「下」にそれぞれ対応する。
 ロータ2が取り付けられたシャフト3は、ベース4に設けられた電磁石51,52によって非接触支持されている。シャフト3の浮上位置は、ベース4に設けられたラジアル変位センサ71およびアキシャル変位センサ72によって検出される。ラジアル磁気軸受を構成する電磁石51と、アキシャル磁気軸受を構成する電磁石52と、変位センサ71,72とで、5軸制御型磁気軸受が構成される。すなわち、5軸制御型磁気軸受が、ロータ2とともにシャフト3を磁気浮上させる。なお、磁気軸受が作動していない状態では、シャフト3はメカニカルベアリング27,28によって支持される。
 シャフト3の下端には円形のディスク41が設けられており、このディスク41を上下から挟むように電磁石52が設けられている。そして、上下の電磁石52のそれぞれによりディスク41が吸引されることにより、シャフト3がアキシャル方向に浮上する。ディスク41はナット部材42によりシャフト3の下端部に固定されている。分解検出部45はベース4側に設けられる。分解検出部45の詳細は後述される。ベース4の底面には、ポンプ分解時に取り外される裏蓋43がボルト固定されている。裏蓋43とベース4との隙間はOリング44により密封される。
 ロータ2には、回転軸方向に複数段の回転翼8が形成されている。上下に並んだ回転翼8の間には固定翼9がそれぞれ配設されている。これらの回転翼8と固定翼9とにより、ポンプユニット1のタービン翼段が構成される。各固定翼9は、スペーサ10によって上下から挟持されるように保持されている。スペーサ10は、固定翼9を保持する機能とともに、固定翼9間のギャップを所定間隔に維持する機能を有している。
 さらに、固定翼9の後段(図示下方)にはドラッグポンプ段を構成するネジステータ11が設けられており、ネジステータ11の内周面とロータ2の円筒部12との間にはギャップが形成されている。ロータ2と、スペーサ10によって保持された固定翼9とは、吸気口13aが形成されたポンプケーシング13内に納められている。ロータ2が取り付けられたシャフト3が、電磁石51,52により非接触支持されるようにしつつ、モータ6により回転駆動されるようにすると、吸気口13a側のガスは排気口26側に排気され、排気口26に接続された補助ポンプにより排出される。
 ポンプユニット1は、ベース4の外周面に設けられたポンプコネクタ49に接続されたコントロールユニット30によって駆動制御される。コントロールユニット30には、主制御部31の他に、磁気軸受を駆動制御する磁気軸受駆動制御部32と、モータ6を駆動制御するモータ駆動制御部33とが設けられている。後述するように、分解検出部45には、制御パラメータなどポンプ運転に必要なデータやポンプ識別のためのシリアルナンバーのデータなどを含むバックアップデータを記憶するデータ記憶部が設けられている。そのデータ記憶部に記憶されているバックアップデータに基づいて、主制御部31は、磁気軸受駆動制御部32やモータ駆動制御部33などを制御してポンプ運転を行う。コントロールユニット30の警報部34は、ポンプ起動が不可能な場合に、警報を出力する。警報部34には、警告音を発生するスピーカや警告を表示する表示装置などが設けられている。
 ポンプユニット1をオーバーホールする際には、裏蓋43を固定しているボルト(不図示)を外し、裏蓋側に配置されたスラスト制御用の電磁石52を外す。そして、ロータディスク41をシャフト3に固定しているナット部材42を外して、ロータディスク41をシャフト3から抜き取ることで、ロータ2およびシャフト3からなる回転体をポンプユニット1内から取り外すことが可能となる。例えば、ロータ2に固着した生成物を除去するような場合には、ロータ2をシャフト3から外して除去作業を行う。再組み立てを行う際には、ロータ2をシャフト3に組み付けた後にバランス取りを行い、上述した手順とは逆の手順で回転体をポンプユニット1内に取り付ける。このようなターボ分子ポンプの分解/組み立て作業を行うには特殊な技能を必要とするため、通常は、メーカによってメンテナンス作業が行われる。
 しかしながら、ロータ2やシャフト3をポンプユニット1内から取り外す作業には特殊な工具を必要としないため、ユーザは、容易に分解/組み立て作業を行うことが可能である。ユーザが組み立てた場合、回転体のバランスが崩れたり、部品間のクリアランスを確保できない場合がある。このような場合においては、回転体と固定部とが運転中に接触して故障することがあり、安全性に問題があった。そこで、本実施の形態のターボ分子ポンプでは、図1に示すように分解検出部45がポンプユニット1内に設けられて、ポンプユニット1の分解が実行された場合には、所定の手続きを経ない限り再組み立て後のポンプ起動動作が不可能となるようにした。
 図2は、図1に示したターボ分子ポンプの分解検出部45を構成する回路の一例を示すブロック図である。分解検出部45は、分解検出スイッチ451と、データ記憶部452と、データ記憶部452の電圧保持部として機能する電源453とを含んでいる。分解検出スイッチ451は、ポンプが分解されると回路が開かれた状態となり、ポンプが組み立てられると回路が閉じた状態となるように動作するスイッチである。分解検出スイッチ451として、例えば、機械式の自動復帰接点のスイッチが用いられる。
 データ記憶部452には、制御パラメータなどポンプ運転に必要なデータを含むバックアップデータが記憶されている。データ記憶部452として、例えば、SRAM等が用いられ、電源453がバックアップデータ記憶用の電源として用いられる。コントローラユニット30に設けられている主制御部31(図1参照)は、データ記憶部452に記憶されているバックアップデータに基づいて、ポンプ運転を行う。分解検出スイッチ451の接点が開くと、データ記憶部452への電源供給が途絶え、データ記憶部452に記憶されているバックアップデータは消去されることになる。
 分解検出スイッチ451によるポンプ分解検出を可能にするための構造例としては、例えば、図3や図4に示すような構造がある。図3に示す例では、裏蓋43をベース4に固定することによって形成される空間に、分解検出部45を構成する部品、すなわち分解検出スイッチ451、電源452およびデータ記憶部453が収納されている。分解検出スイッチ451にはプッシュボタン451aが設けられている。裏蓋43の内面側には、分解検出スイッチ451のプッシュボタン451aと対向する位置に凸部43aが形成されている。そのため、裏蓋43をベース4に固定すると、分解検出スイッチ451のプッシュボタン451aが凸部43aにより押し込まれた状態となる。
 図5は、分解検出スイッチ451の回路開閉動作を説明する図である。分解検出スイッチ451はノーマルオープンタイプのスイッチである。図3(a)に示すように裏蓋43の凸部43aによってプッシュボタン451aが押し込まれると、図5(a)に示すように分解検出スイッチ451の接点が閉じる。すなわち、分解検出スイッチ451は閉状態になり、ターボ分子ポンプの分解状態は検出されない。その結果、電源453からデータ記憶部452へ電源が供給され、データ記憶部452に記憶されたバックアップデータは保持されたままとなる。
 一方、ポンプメンテナンス作業のために、図3(b)に示すように裏蓋43を外すと、プッシュボタン451aを押していた凸部43aがプッシュボタン451aから外れる。その結果、図5(b)に示すように分解検出スイッチ451が開状態となり、ターボ分子ポンプの分解状態が検出され、電源453からデータ記憶部452への電源供給が途絶え、データ記憶部452に記憶されていたバックアップデータが消去される。
 ターボ分子ポンプのメンテナンス時にロータ2を外す際には、ポンプケーシング13もベース4から外される(図1参照)。図4に示す構造例では、分解検出スイッチ451を、ポンプケーシング13のフランジ部13bとベース4との間に配置するようにした。分解検出スイッチ451はベース4上に設置される。フランジ部13bには、分解検出スイッチ451と対向する領域に窪み130が形成されている。
 図4(a)に示すように、ポンプケーシング13がベース4に固定された状態では、分解検出スイッチ451のプッシュボタン451aは窪み130の底面によって押し込まれた状態となる。すなわち、分解検出スイッチ451は閉状態になっているため、ターボ分子ポンプの分解状態は検出されない。一方、図4(b)に示すようにポンプケーシング13を外すと、プッシュボタン451aを押していた窪み130がプッシュボタン451aから外れ、分解検出スイッチ451は開状態になってターボ分子ポンプの分解状態が検出される。このとき、電源453からデータ記憶部452への電源供給が途絶えて、データ記憶部452に記憶されていたバックアップデータが消去される。
 図6は、上述のような分解検出部45が設けられたターボ分子ポンプの分解履歴確認の制御を示すフローチャートである。例えばコントロールユニット30の電源が投入されたとき、図6に示す処理に関するプログラムが主制御部31によって実行される。ステップS101では、主制御部31は、データ記憶部452に記憶されているバックアップデータを読み込む。
 ステップS102では、主制御部31は、読み込んだバックアップデータに基づき、ポンプが分解されたか否か、すなわち分解履歴が有るか否かを判定する。上述した例では、制御パラメータの一つとして所定の分解認識用データを、予めデータ記憶部452および主制御部31のメモリに記憶させておく。図5に示すように、ポンプ分解によってデータ記憶部への電源453からの電源供給が停止して、データ記憶部の記憶素子(SRAM)によって記憶されているバックアップデータが消去される構造となっている。すなわち、分解履歴がある場合は、データ記憶部452にバックアップデータが存在しないため、主制御部31は、データ記憶部452によって保持されている不定データを読み込んでしまう。この不定データは、分解履歴が有る状態がデータ記憶部452によって保持されていることを表すデータであり、主制御部31のメモリに記憶されている所定の分解認識用データとは通常一致しない。ステップS102において、主制御部31は、データ記憶部452から読み込んだ分解認識用データと主制御部31が記憶している分解認識用データとが一致するか否かに基づき、ポンプが分解されたか否かを判定する。
 主制御部31は、ステップS102で分解履歴が有ると判定すると、処理をステップS103へ進める。分解履歴が有ると判定されるということは、すなわち、分解検出スイッチ451によるターボ分子ポンプの分解状態の検出があったと判定されるということである。この場合、主制御部31は、ステップS104に示す通常のポンプ起動動作処理を実行しないようにして、ステップS103に示すように、ポンプ分解が有ったことを知らせる警報を警報部34により発生させる。警報部34は、ポンプ分解が有ったことを知らせるその警報を、表示により発生させても良いし、音声により発生させても良い。一方、主制御部31は、ステップS102で分解履歴が無いと判定すると、処理をステップS104へ進め、通常のポンプ起動動作処理を実行する。このような制御を行うことにより、ユーザによる非正規なポンプ分解が有った場合には、ポンプ起動が禁止されるので、ポンプ運転に関する安全を確保することができる。
 分解履歴が有って起動動作が禁止された場合には、製造メーカによってポンプ組み立て状態が確認された後に、データ記憶部452に上記の所定の分解認識用データが書き込まれる。この場合、専用のデータ書き込み装置や、書き込み用ソフトウェアがインストールされたPC等が、専用のケーブルでポンプユニット1と接続されることによって、データ記憶部452に直接アクセスして所定の分解認識用データを書き込む。この、データ記憶部452への所定の分解認識用データの書き込み作業は、製造メーカや指定されたサービス会社のみが行える書き込み作業であって、ユーザは教えられていない書き込み作業であるため、この書き込み作業をユーザが勝手に行うことはできない。
 なお、図6に示した制御例では、所定の分解認識用データを予めデータ記憶部452および主制御部31のメモリに記憶させておき、それらを比較することで分解履歴を判定したが、ポンプ運転に使用する制御パラメータの一つを分解認識用データの代わりに用いても良い。例えば、ロータ2とシャフト3とを磁気浮上させる5軸制御型磁気軸受による磁気軸受制御の制御パラメータを分解認識用データとして用いることもできる。この場合、ポンプ分解によって制御パラメータが消去されてしまうと、正常な磁気浮上ができなくなって自動的にポンプ起動不可状態となるので、図6に示すような制御を採用しなくても、非正規なポンプ分解が有った場合のポンプ起動の禁止が可能となる。また、モータ駆動に関する制御パラメータでも良い。この場合には、ポンプ分解によって制御パラメータが消去されてしまうとモータ駆動ができなくなるので、上述の場合と同様に自動的に起動不可状態となる。
(変形例)
 図7は上述した実施の形態の変形例を示す図であり、分解検出スイッチ451の動作を示す図である。この変形例では、分解検出スイッチ451はノーマルクローズタイプのスイッチである。ポンプ組立状態では図7(a)に示すように分解検出スイッチ451の接点は開状態となり、ポンプ分解時には図7(b)に示すように接点が閉状態となる。
 図7に示す構成の場合、分解検出スイッチ451の接点が閉じたときに、データ記憶部452に設けられたメモリには、固定のアドレスに固定のデータが書き込まれることにより、内部のデータが変更されるように構成される。もしくは、分解検出スイッチ451の接点が閉じたときにメモリ内容を別アドレスに移動するような機能をデータ記憶部452に設けられたメモリに持たせ、本来のメモリアドレス位置にはダミーのデータが入るように構成することとしてもよい。
 具体的には、データ記憶部がSPI(Serial Peripheral Interface)メモリ素子を有する場合、SPIはクロック、データ、チップセレクトで構成されるが、チップセレクトを常にイネーブルにして、データラインを固定データが送信される状態にしておき、電源が供給された場合、クロックが動作することでデータが導入されるように構成する。また、データ記憶部452は、メモリ機能を持ったCPUやメモリが接続されたCPU等でもよい。その場合、電源が供給されたらCPUが起動し、CPUプログラムに従ってCPUがメモリ内容を消去する機能、もしくはメモリ内容を別アドレスに移動させる機能を持てばよい。
 図5において、データ記憶部452を配置することなく、主制御部31が分解検出スイッチ451の開閉状態を直接検出することとしてもよい。この場合における主制御部31は、分解検出スイッチ451の開状態を検出したとき、分解検出スイッチ451によるターボ分子ポンプの分解状態の検出があったと判定し、図6のステップS104に示す通常の起動動作処理を実行しない。
(分解確認制御の他の例)
 図8は、ポンプ起動時の分解履歴確認制御の他の例を示すフローチャートである。ここでは、データ記憶部452のメモリの0000番地にシリアルナンバー(S/N)が格納されており、ターボ分子ポンプが分解されたとき、この0000番地に格納されたデ-タをシリアルナンバー(S/N)から値「0001」に変更する構成とした場合を示す。コントロールユニット30の電源がオンされると、まずステップS201において主制御部31は0000番地に格納されたデータを読み込む。ステップS202では、主制御部31は読み込んだデータの内容が値「0001」であるか否かを判定する。ステップS202で肯定判定されると、主制御部31は、ステップS204に示す通常のポンプ起動動作処理を実行しないようにして、処理をステップS205へ進め、ポンプ分解が有ったことを知らせる警報を警報部34により発生させる。
 一方、ステップS202で否定判定されると、主制御部31は、処理をステップS203へ進め、読み込んだデータのフォーマットが、シリアルナンバーのデータフォーマットに適合しているかを判定する。シリアルナンバーは、英字を表すXおよび数字等を表すYを用いることにより、例えばXXXXYYYYというデータフォーマットで表される。ステップS201で読み込んだデータフォーマットがシリアルナンバーのデータフォーマットに適合していると判定された場合には、主制御部31は、処理をステップS203からステップS204へ進め、通常のポンプ起動動作処理を実行する。また、ステップS203において、ステップS201で読み込んだデータフォーマットがシリアルナンバーのデータフォーマットに適合していないと判定されると、主制御部31は、処理をステップS205へ進める。
 上述したいくつかの変形例の場合においても、データ記憶部452のメモリ内容が変更されるので、ポンプ組立て後に、上述した実施の形態の場合と同様の、所定の分解認識用データ書き込み作業が行われる。また、図7に示すような構成の分解検出スイッチ451が用いられた場合、ターボ分子ポンプが分解されずに通常動作している間、電源453はほぼ稼働しない状態であるため、電源453に用いられる電池は小型の電池ですむという利点がある。
 なお、データ記憶部452に記憶されているデータを、ユーザが読み出すことができないようにすることが必要である。そのため、データ読み出しの際にパスワードによる認証を行う方式とするのが好ましい。さらに、データ記憶部452に記憶されているデータ自身を暗号化したり、例えば、0000番地に格納されたデータと0001番地に格納されたデ-タとを用いた所定の演算により得られた演算値が、所定の値に一致すれば正常であると判定するようなインターロックを用いたりする。このようにすることで、データ記憶部452に記憶されているデータがユーザに読み出されないようにすることに関する堅牢性が高まる。
 なお、メカニカルな分解検出スイッチ451を用いてポンプ分解を検出する構造として、図3,4において2種類の構成を示したが、図9~11にその他の例を示す。図9は、ポンプ分解時に取り外す必要がある部材を固定しているボルトを利用して分解検出スイッチ451の接点を開閉する構成を示す。
 図9に示す構成では、裏蓋43をベース4に固定するボルト431を利用する。分解検出スイッチ451は、ベース4内の、ボルト431がねじ込まれるネジ孔の底部に設けられており、プッシュボタン451aをネジ孔開口方向(図9の下方)に向けて配置されている。そのため、裏蓋43をボルト431で固定すると、ボルト431の先端によってプッシュボタン451aが押し込まれる。そして、ポンプ分解時にボルト431を外すと、プッシュボタン451aは押し込まれていない状態へと変化する。ボルト431と同様の構成を、例えば、図4に示すポンプケーシング13を固定するボルト14に対しても適用することができる。
 図10に示す他の構成では、裏蓋43に、分解検出部45を構成する分解検出スイッチ451、データ記憶部452および電源453が配置される。この場合、裏蓋43の内面側に凹部430が形成され、その凹部430に上記部品が配置される。分解検出スイッチ451のプッシュボタン451aを押し込むための凸部4aは、ベース4側に設けられている。図10に示す構成の利点は、ポンプ分解時にプッシュボタン451aを押し込んだ状態が維持されるようにしようとしても、プッシュボタン451aの先端が、凹部430内に沈み込むような状態になっているため、そのような不正な作業が困難であるという点にある。
 また、分解検出スイッチ451として上述したようなメカニカルなスイッチを用いる代わりに、光学的なスイッチ、例えば光学センサを利用してポンプ分解を検出するようにしても良い。例えば、フォトトランジスタやフォトダイオードのような光センサを、図3に示す分解検出スイッチ451のように裏蓋43の内側スペースに配置する。ポンプ分解時に裏蓋43を外すと、光センサに光が入射するため、裏蓋43が外されたことを検出することができる。分解検出後のバックアップデータの消去や書き換えについては、上述した機械式の分解検出スイッチ451の場合と同様の処理が行われる。また、赤外線や磁石を用いた近接スイッチを用いても良い。
 図11に示す他の構成では、図10に示した裏蓋43とベース4との間に仕切り板46をさらに設けた構造となっている。仕切り板46とベース4との隙間はOリング44により密封され、仕切り板46と裏蓋43との隙間はOリング47により密封される。仕切り板46には、分解検出スイッチ451のプッシュボタン451aを押し込むための凸部46aが形成されている。また、仕切り板46には密封タイプのコネクタ46bが設けられており、このコネクタ46bを介して、データ記憶部452と、図1のベース外周面に設けられたポンプコネクタ49とが接続される。
 このような構造とすることで、裏蓋43の凹部430内の空間とポンプ内部空間とは、仕切り板46によって遮蔽されることになる。そのため、ターボ分子ポンプにより腐食性ガスが排気された場合に、分解検出部45を構成する部品が腐食性ガスの影響を受けるのを防止することができ、ポンプ分解検出の信頼性が向上する。
-第2の実施の形態-
 上述した第1の実施の形態におけるターボ分子ポンプでは、ポンプの再組み立てを行った後に、専用の機器を用いてデータ記憶部452に所定の分解認識用データを書き込むようにしている。第2の実施の形態におけるターボ分子ポンプでは、ポンプの分解後、ポンプを再び運転できるような状態とするための作業が削減されるように、コントロールユニットによって、容易にデータ記憶部452の状態が元の状態にリセットされることができるようにした。
 図12は、第2の実施の形態におけるターボ分子ポンプの分解検出部45の構成を示す図である。分解検出部45は、スイッチ454、検知・保持回路455、リセット回路456およびプルアップ抵抗Rを含む。分解検出部45の出力信号aは、コントロールユニット30の主制御部31に入力される。入力信号cはnビットの信号であり、出力信号aは1ビットの信号である。コントロールユニット30は、コントロールユニット30の通電起動時にこの信号を読み取って、コントロールユニット30に接続されているポンプユニット1が分解履歴の有るポンプか否かを識別する。スイッチ454は、ポンプ組立状態では閉状態が維持され、ポンプが分解されると開状態となるように構成されている。
 すなわち、ポンプが組み上がった状態ではスイッチ454は常に閉状態とされ、入力信号aの値は「0」となっている。ポンプが分解されると、スイッチ454が開き、プルアップ抵抗Rによりプルアップされて入力信号aの値として「1」が入力される。検知・保持回路455は、後述するように、入力信号aの値として「1」が入力されるとその情報を保持し、出力信号dの値として「1」を出カする。そして、出力信号dの値が「1」の状態は、ポンプが組み立てられて入力信号aの値が「0」に戻っても、解除されずに維持される。すなわち、検知・保持回路455によって分解履歴が保持されることになる。
 図13は検知・保持回路455の一例を示す図であり、図15はリセット回路456の一例を示す図である。なお、これらは一例であり、同一の機能を有する種々の構成が、デジタル回路を用いて実現可能である。
 図13に示す検知・保持回路455では、入力信号aの「1」入力を保持するためにRSフリップフロップ455bが用いられている。ただし、RSフリップフロップ455bは、R=1、S=1の入力が禁止入力であるため、R=1、S=1の入力をR=0、S=0の入力に変換する入力回路455aがRSフリップフロップ455bの前段に設けられている。
 図14(a)は検知・保持回路455の真理値表を示し、図14(b)は状態遷移表を示す。図13に示す入力回路455aは、入力信号(a,b)が(0,0)、(0,1)および(1,0)の場合には入力信号をそのまま出力する。例えば、入力信号(a,b)が(0,0)であれば、RSフリップフロップ455bのS端子には「0」が入力され、R端子には「0」が入力される。一方、入力信号(a,b)が(1,1)の場合には入力回路455aにより(0,0)に変換され、S端子およびR端子には「0」が入力されることになる。
 その結果、図14(a)に示すように、Q端子からの出力信号dは、入力信号(a、b)が(0,0)および(1,1)の場合には変化せず、前の状態が保持される。一方、入力信号(a,b)が(0,1)の場合には出力信号dの値は「0」となり、入力信号(a,b)が(1,0)の場合には出力信号dの値は「1」となる。
 図14(b)の状態遷移表は、4種類の入力信号(a,b)に対してQ端子の出力信号dの現在の状態Q(n)がどのように変化するかを示したものである。状態Q(n+1)は、4種類の入力信号(a,b)が入力された後の状態を示す。入力信号(a,b)が(0,0)および(1,1)の場合には状態は変化せず、Q(n+1)=Q(n)となる。一方、入力信号(a,b)が(0,1)の場合には、現在の状態Q(n)が「1」か「0」かに関わらず、検知・保持回路455によって、Q(n+1)=0に設定される。逆に、入力信号(a,b)が(1,0)の場合には、現在の状態Q(n)に関わらず、検知・保持回路455によって、Q(n+1)=1に設定される。
 図15は、主制御部31からnビットの入力信号cが入力されるリセット回路456の一例として、n=4の場合の例を示したものである。リセット回路456は、nビットの入力信号cがとりうる2のn乗通りの信号の内、ある1通りの信号が入力された場合にのみ、出力信号bの値として「1」を出力する。ポンプ組立後に、この出力信号bの値「1」が入力信号bの値として検知・保持回路455に入力されると、検知・保持回路455がリセットされる。ユーザが適当な信号を入カして偶然にリセットされる確率は2のn乗分の1となるため、入カ信号cのビット数n、すなわち主制御部31からリセット回路456へ延びる信号線の本数を多く用意することが望ましい。
 図16は、図15に示すリセット回路456の真理値表を示したものである。4ビットの入力信号cをc=Cと表したとき、C,C,C,Cの値に応じて、リセット回路456の出力信号bとして出力される状態Qの値は、例えば図16の真理表のような値となる。この例では、入力信号c=Cの値が「1010」のときに出力信号bの値は「1」となり、その他の場合には出力信号bの値は「0」となる。リセット回路456は、通常何も入力されない場合には出力信号bの値として「0」を出力する。
 メーカにおいてターボ分子ポンプが組み立てられた際には、ポンプ組立後に主制御部31からリセット回路456に入力信号cとして信号値「1010」の信号が入力され、リセット回路456は出力信号bの値として「1」を出力し、この出力信号bが入力信号bとして検知・保持回路455に入力される。このとき、ポンプ組立後の状態なので、上述したように検知・保持回路455への入力信号aの値は「0」である。したがって、図14(a)に示すように、このときのQ端子からの出力信号dの値は「0」である。このようにして、検知・保持回路455がリセットされた状態にする。その後、主制御部31からリセット回路456への入力信号cの入力が停止されると、リセット回路456には何も入力されないので、上述したようにリセット回路456は出力信号bの値として「0」を出力し、この出力信号bが入力信号bとして検知・保持回路455に入力される。このとき、ポンプ組立後の状態なので、上述したように検知・保持回路455への入力信号aの値は「0」である。すなわち、ポンプ出荷時においては、検知・保持回路455の入力信号a,bの値はともに「0」となっており、出力信号dの値も「0」になっている。出力信号dの値が「0」になっているということは、検知・保持回路455によって保持されていたポンプ分解履歴に応じた状態が解除されたということを意味している。
 一方、ユーザによってポンプ分解が行われるとスイッチ454が開き、プルアップ抵抗Rによりプルアップされて入力信号aの値が「1」になる。この場合、図14(b)に示すように、入力信号abの値が「10」に対して、現状態Q(n)は「0」なので、Q(n+1)=1となり、出力信号dの値は「0」から「1」に変化する。その後、ポンプの再組み立てが行われると、スイッチ454は閉じて入力信号aの値は「0」に戻る。この場合、図14(b)に示すように、入力信号abの値が「00」に対して、現状態Q(n)は「1」なので、再組み立て後の状態は保持され、Q(n+1)=1である。
 すなわち、ポンプ分解後の再組み立てにより入力信号aの値が「1」から「0」に変化しても、出力信号dの値は「1」のまま保持される。このように、検知・保持回路455を設けたことにより、一旦ポンプを分解すると出力信号dは「1」に変化し、再び組み立てたとしても出力信号d=1が維持されるので、この出力信号dは、ポンプを分解したことを表している。すなわち、検知・保持回路455は、ポンプ分解履歴に応じた状態を、出力信号dの値として保持することができる。したがって、主制御部31は、検知・保持回路455によって保持されていた出力信号dを参照することによって、検知・保持回路455によるポンプ分解状態の検出があったと判定することができる。
 次に、ポンプユニット1をコントロールユニット30に接続したときのコントロールユニット30の主制御部31の動作について、図17のフローチャートを参照して説明する。図17に示す処理のプログラムはコントロールユニット30が起動されるとスタートする。ステップS301において、主制御部31は、ポンプユニットからの出力信号dがd=1を満たすか否かを判定する。ポンプ分解履歴が無い場合には出力信号dの値は「0」であるので、出力信号dがd=1を満たさないときは、主制御部31は、検知・保持回路455によるポンプ分解状態の検出が無かった判定する。このとき、主制御部31は、ステップS301で否定判定して、処理をステップS303へ進める。ステップS303では、通常のポンプ起動動作処理が行われる。
 一方、主制御部31は、ステップS301で肯定判定した場合、すなわち出力信号dがd=1を満たすと判定した場合には、ステップS303に示す通常のポンプ起動動作処理を実行しないようにして、処理をステップS302へ進める。ステップS302では、主制御部31は、ポンプ起動不能であることを示すアラームを警報部34により発生させ、ターボ分子ポンプは起動禁止状態とされる。ステップS304では、主制御部31は、主制御部31に対して解除信号が入力されたか否かを判定する。解除信号は、例えばポンプ製造メーカの作業者により外部入力される。そして、解除信号の入力があった場合には、主制御部31は、処理をステップS304からステップS305へ進め、入力信号cとして上述したリセット信号をポンプユニット1内のリセット回路456へ入力する。解除信号は、上記リセット信号そのものであってもよい。この場合、主制御部31に対して入力された解除信号がそのままリセット回路456へ入力される。解除信号または解除信号に等しいリセット信号が主制御部31の外部から入力されない場合には、リセット回路456に対してリセット信号は入力されない。ステップS305の処理が終わったならば、処理はステップS301へ戻る。
 通常、解除信号はユーザには知らされていないので、ユーザはポンプ運転禁止状態を解除することができない。そのため、ユーザによってポンプ分解が行われた信頼性のない状態でポンプが運転されることが防止され、ポンプ運転の安全が確保される。このようなポンプ運転禁止状態になった場合には、製造メーカの作業者、または製造メーカに許可を受けた作業者によってポンプ状態が確認された後、ポンプ運転禁止状態の解除操作が行われる。また、その解除操作とは、上記作業者がコントロールユニット30の主制御部31に解除信号を入力するだけであり、解除のための特殊な装置や治具等を必要としないので、解除操作の作業性の向上を図ることができる。解除信号の入力は、コントロールユニット30に設けられた押しボタン等の入力装置を作業者が操作することにより行われる。
 なお、上述した解除信号およびリセット信号の両方を、ターボ分子ポンプの製造メーカに許可を受けた作業者のみが把握して管理すれば、製造メーカの許可を受けていない作業者によって分解および再組み立てが行われたポンプが運転されることはなくなり、運転されるポンプの安全性が確保される。
-第3の実施の形態-
 上述した実施の形態は、ポンプユニット1とコントロールユニット30とが別体で設けられる場合における実施の形態であるが、第3の実施の形態におけるターボ分子ポンプとして、ポンプユニットとコントロールユニットとが一体に構成される一体型のターボ分子ポンプについて説明する。
 図18は、第3の実施の形態におけるターボ分子ポンプを説明する図であり、ターボ分子ポンプ全体の外観図を示す。ターボ分子ポンプ100は、ポンプユニット110と、コントロールユニット120とを含む。コントロールユニット120の上面にポンプユニット110をボルト固定することにより、ポンプユニット110とコントロールユニット120とが一体化される。図18は、固定用のボルト140が外されて、ポンプユニット110とコントロールユニット120とが分離された状態を示している。
 ポンプユニット110は、図1に示したポンプユニット1と同様の構成を有しており、ベース114およびケーシング113を有している。また、コントロールユニット120の構成も、図1に示したコントロールユニット30と同様の構成となっている。ポンプユニット110のベース114には、バックポンプを接続するための排気ポート112が設けられている。ポンプユニット110とコントロールユニット120との電気的な接続は、ポンプユニット110の底面側に設けられたコネクタ131と、コントロールユニット120の上面側に設けられたコネクタ132とを接続することにより行われる。コントロールユニット120には、運転状態等を表示する表示部122、電源オンオフやその他の操作をするためのスイッチ121が設けられている。
 ポンプユニット110のメンテナンスをする場合には、ポンプユニット110とコントロールユニット120とを分離する際に、図18に示すようにボルト140を外すとともに、コネクタ131,132を分離して、ポンプユニット110とコントロールユニット120とを分離し、その後、ポンプユニット110の分解作業を行う。そのため、本実施の形態では、図2に示した分解検出スイッチ451を、ポンプユニット110とコントロールユニット120との間に設ける。このようにして、分解検出スイッチ451は、コネクタ131および132が分離されたとき、ポンプユニット110とコントロールユニット120とが分離したことを検出する。この分解検出スイッチ451には、第1の実施の形態の説明で述べたようなメカニカルのスイッチや光センサを用いたスイッチを、第1の実施の形態と同様に適用することができる。
 図19は分解検出スイッチ451の一例および代替例を示したものである。図19(a)に示す分解検出スイッチ451は、図9に示した構成と同様の構成を有し、ポンプユニット110をコントロールユニット120に固定するボルト140を利用して分解検出スイッチ451のオンオフをするように構成されている。ボルト140によりポンプユニット110とコントロールユニット120とを一体化すると、ボルト140の先端によって分解検出スイッチ451のプッシュボタン451aが押し込まれ、分解検出スイッチ451が閉状態となる。一方、ボルト140を外すと、押し込まれていたプッシュボタン451aが突出し、分解検出スイッチ451が開状態となる。
 また、図19(b)に示す例では、分解検出スイッチ451の代わりに光センサ125を用いて、光センサ125が、ポンプユニット110とコントロールユニット120とが分離されたことを検出する。ポンプユニット110とコントロールユニット120とが分離されると、コントロールユニット120の上面側に設けられた光センサ125が露出して、光センサ125に光が入射する。光センサ125に光が入射するか否かに応じて、光センサ125が、ポンプユニット110とコントロールユニット120とが分離されたか否かを検出する。
 図20は、分解検出スイッチ451の他の構成を示した図である。分解検出スイッチ451は、コネクタ131,132を利用してポンプユニット110の分離を検出する。図20(a)は分離状態とされたターボ分子ポンプ100の全体を示した図であり、図20(b)は、分解検出部45の構成を示すブロック図である。本実施の形態におけるターボ分子ポンプでは、分解検出部45のデータ記憶部452およびデータ保持用の電源453は、コントロールユニット120に設けられているが、第1の実施の形態におけるターボ分子ポンプと同様に、ポンプユニット110に設けられることとしても良い。図20(b)に示すブロック図は、図2に示すブロック図と同様の構成を示しているが、図20(b)に示すブロック図において、分解検出スイッチ451にコネクタ131,132が利用されている点が、図2に示すブロック図と異なっている。
 分解検出部45の回路は、コネクタ131,132を経由するように構成されている。回路の一部はコネクタ132に含まれる一対のピンに接続され、それら一対のピンがコネクタ131に含まれる一対のピンと嵌合する。コネクタ131に含まれる一対のピンは、配線131aによって互いに接続されている。そのため、コネクタ131,132が互いに接続されていると、回路は閉じ、コネクタ131とコネクタ132とが分離されると、回路が開くことになる。すなわち、コネクタ131,132が分解検出スイッチ451として機能する。この場合、分解検出スイッチ451として新たにスイッチを追加する必要がないのでコストアップが抑制される。
 なお、第3の実施の形態においても、分解履歴の保持を行う構成や、解除を行う構成として、第1および第2の実施の形態で記載した構成を適用することができる。第3の実施の形態に第1の実施の形態で記載した構成を適用した場合、例えばコントロールユニット120の電源が投入されたとき、コントロールユニット120の主制御部は、データ記憶部452に記憶されているバックアップデータを読み込む。主制御部は、読み込んだバックアップデータに基づき、ポンプが分解されたか否か、すなわち分解履歴が有るか否かを判定する。ポンプ分解によってデータ記憶部452への電源453からの電源供給が停止して、データ記憶部によって記憶されているバックアップデータが消去される構造となっている。すなわち、分解履歴がある場合は、データ記憶部452にバックアップデータが存在しないため、主制御部は、データ記憶部452によって保持されている不定データを読み込んでしまう。この不定データは、分解履歴が有る状態がデータ記憶部452によって保持されていることを表すデータであり、主制御部のメモリに記憶されている所定の分解認識用データとは通常一致しない。主制御部は、データ記憶部452から読み込んだ分解認識用データと主制御部が記憶している分解認識用データとが一致するか否かに基づき、ポンプが分解されたか否かを判定する。主制御部は、分解履歴が有ると判定すると、通常のポンプ起動動作処理を実行しないようにして、ポンプ分解が有ったことを知らせる警報を警報部により発生させる。主制御部は、分解履歴が無いと判定すると、通常のポンプ起動動作処理を実行する。
 なお、第3の実施の形態における分解検出部45は、図12に示す第2の実施の形態における分解検出部45の回路構成を有していても良い。その場合は、コネクタ131および132がスイッチ454として機能する。
 本実施の形態のように、一体型のターボ分子ポンプの場合には、ポンプ分解の際にポンプユニット110とコントロールユニット120との分離が必ず行われるので、それらの分離を検出することで、ポンプ分解が行われたか否かを検出することが可能となる。そして、非正規のポンプ分解が行われた場合には、メーカ作業者によってポンプ状態が確認された後、分解履歴の解除が行われることにより、再組み立て後のポンプ運転が可能となる。
 上述したように、本発明では、真空排気機能部が形成されたロータを回転させて真空排気を行う真空ポンプ、例えば、ターボ分子ポンプのように回転翼8が形成されたロータ2やドラッグポンプのようにネジ溝式の排気流路が形成されたロータが高速回転する真空ポンプが以下のような構成を有している。すなわち、真空ポンプは、ポンプ分解時に、裏蓋43、ポンプケーシング13、ならびに一体型ポンプの場合のコネクタ131および132などの真空ポンプの構成部品が組立られた組立状態から、真空ポンプが構成部品に分解された非組立状態になったことを検出するポンプ分解検出回路としての分解検出部45を有する。また、真空ポンプは、分解検出部45による非組立状態の検出があった場合に、ロータ2の回転駆動を禁止するポンプ運転禁止回路として、コントロールユニット30の主制御部31を有する。真空ポンプがこのような構成を有することにより、不適切なポンプ分解があった場合、ポンプ運転が禁止されるので、真空ポンプの安全性を確保することができる。
 上述した実施形態はそれぞれ単独であっても良いし、あるいは組み合わせて用いられても良い。それぞれの実施形態単独での効果を奏することが可能であるとともに、それぞれの実施形態を組合せて用いることによる相乗した効果を奏することも可能である。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態の説明では、真空ポンプとして磁気軸受式ターボ分子ポンプを例に説明したが、本発明の実施形態としての真空ポンプは、磁気軸受式ターボ分子ポンプでなくても良い。例えば、ドラッグポンプのような真空ポンプでもよい。
 上記のとおり、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明は上述した内容に限定されるものではない。
 次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
 日本国特許出願2010年第281909号(2010年12月17日出願)
 

Claims (7)

  1.  真空ポンプであって、
     回転して真空排気を行うロータと、
     前記真空ポンプが分解された分解状態を検出するポンプ分解検出回路と、
     前記ポンプ分解検出回路による前記分解状態の検出があったと判定した場合に、前記ロータの回転駆動を禁止するポンプ運転禁止回路と、を備える真空ポンプ。
  2.  請求項1に記載の真空ポンプは、
     前記ロータを有して真空排気を行うポンプユニットと、前記ロータの前記回転駆動を含む前記ポンプユニットの駆動制御を行うコントロールユニットとを備え、
     前記ポンプユニットは、前記ポンプ分解検出回路と、前記ポンプ分解検出回路による前記分解状態の検出があった場合に分解履歴に応じた状態を保持する保持回路とを有し、
     前記コントロールユニットは前記ポンプ運転禁止回路を有し、
     前記ポンプ運転禁止回路は、前記コントロールユニットの起動時に前記分解履歴に応じた状態が前記保持回路によって保持されている場合に、前記ポンプ分解検出回路による前記分解状態の前記検出があったと判定し、前記コントロールユニットによる前記ポンプユニットの前記駆動制御を禁止する真空ポンプ。
  3.  請求項2に記載の真空ポンプにおいて、
     前記コントロールユニットは、
     前記保持回路によって保持された前記分解履歴に応じた状態を解除する解除指令が入力されるための入力部を有し、
     前記ポンプユニットは、
     前記コントロールユニットによって前記解除指令が入力された場合に前記保持回路に保持された前記分解履歴に応じた状態をリセットするリセット回路を有する真空ポンプ。
  4.  請求項2に記載の真空ポンプにおいて、
     前記ポンプユニットは、前記ロータを磁気浮上させる磁気軸受を有し、
     前記コントロールユニットの起動時に前記分解履歴に応じた状態が前記保持回路によって保持されている場合とは、前記磁気軸受が前記ロータを磁気浮上させるための磁気軸受制御パラメータの値と異なる他のデータが前記保持回路によって保持されている場合であり、
     前記ポンプ運転禁止回路は、前記保持回路によって保持されている前記他のデータと、前記コントロールユニットに予め入力されている前記磁気軸受制御パラメータの値とが不一致の場合に、前記ポンプ分解検出回路による前記分解状態の前記検出があったと判定し、前記コントロールユニットによる前記ポンプユニットの前記駆動制御を禁止し、
     前記保持回路は、前記磁気軸受制御パラメータの値を予め記憶し、前記ポンプ分解検出部による前記分解状態の検出があった場合に、予め記憶した前記磁気軸受制御パラメータの値を前記他のデータに置き換える真空ポンプ。
  5.  請求項1に記載の真空ポンプにおいて、
     前記ロータを有して真空排気を行うポンプユニットと、前記ポンプユニットに対して分離可能に固定され、前記ロータの前記回転駆動を含む前記ポンプユニットの駆動制御を行うコントロールユニットとを備え、
     前記ポンプ分解検出回路は、前記コントロールユニットが前記ポンプユニットから分離されると、前記分解状態を検出する真空ポンプ。
  6.  請求項5に記載の真空ポンプにおいて、
     前記ポンプユニットおよび前記コントロールユニットは、前記ポンプユニットと前記コントロールユニットとを電気的に接続するコネクタをそれぞれ備え、
     前記ポンプ分解検出回路は、前記コントロールユニットが前記ポンプユニットから分離される際に、前記コネクタが分離されると、前記分解状態を検出する真空ポンプ。
  7.  請求項1乃至6のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
     前記ポンプ運転禁止回路によって、前記ポンプ分解検出回路による前記分解状態の検出があったと判定された場合に、警報を発生する警報装置をさらに備える真空ポンプ。
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