WO2014196248A1

WO2014196248A1 - 真空ポンプ

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Publication number: WO2014196248A1
Application number: PCT/JP2014/059100
Authority: WO
Inventors: 好伸大立; 靖前島; 勉高阿田
Original assignee: Edwards Japan Ltd
Current assignee: Edwards Japan Ltd
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Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2014-12-11
Anticipated expiration: 2015-12-06
Also published as: JP2014238020A; CN105229304A

Abstract

【課題】コントロールユニットを備えた真空ポンプにおいて、冷却管の表面やその周辺において結露を確実に防止することができ、結露による水滴で電子機器が故障するなどのトラブルを効果的に減らすことができるようにした真空ポンプを提供する。【解決手段】コントロールユニット（真空ポンプコントロールユニット１）は、箱体内部２Ａの含有水蒸気量Ｘを取得する第１の取得手段１０１と、冷却管４の表面温度での飽和水蒸気量Ｙを取得する第２の取得手段１０２と、前記飽和水蒸気量Ｙから許容水蒸気量ＹＳを設定し、前記含有水蒸気量Ｘと前記許容水蒸気量ＹＳとの比較結果に基づいて冷却管４の流量可変バルブ４Ａを操作し、冷却管４の表面温度を調節することにより、冷却管４近傍で後記《条件式》が満たされるように制御する制御手段１０１と、を備えるものとする。《条件式》含有水蒸気量Ｘ＜許容水蒸気量ＹＳ

Description

真空ポンプ

本発明は、電子機器を冷却管で冷却するタイプのコントロールユニットを備えた真空ポンプに関し、特に、冷却管の表面やその周辺において結露を防止することができ、結露による水滴で電子機器が故障するなどのトラブルを効果的に減らすことができるようにしたものである。

従来、真空ポンプへの電力供給やポンプロータの回転数制御などは、真空ポンプに付属の真空ポンプコントロールユニットで行っている。この種の真空ポンプコントロールユニットとしては、例えば、特許文献１に開示の真空ポンプ用電源装置が知られている。　

特許文献１に開示の真空ポンプ用電源装置（３）は、同文献１の図１に図示の通り、その装置内部に、ＣＰＵ（８）などの電子機器と冷却管（５）を収容し、冷却管（５）で電子機器を冷却する構成になっている。　

また、この特許文献１に開示の真空ポンプ用電源装置（３）では、同文献１の図１に図示の温度センサ（１２）で冷却管（５）の温度を計測し、計測した冷却管（５）の温度に基づきＣＰＵ（８）が冷却管（５）のバルブ（６）を開閉することにより、冷却管（５）が結露しない温度を保つように制御している。　

しかし、特許文献１に開示の真空ポンプ用電源装置（３）によると、前記のように冷却管（５）の温度を計測しているだけで、同装置内部の湿度を計測していないから、同装置内部での結露を防止し得ず、冷却管（５）の表面やその周辺において結露が発生する可能性があり、結露による水滴で電子機器が故障するなどのトラブルを効果的に減らすことはできない。　

また、特許文献１に開示の真空ポンプ用電源装置（３）では、同文献１の図４に図示の結露センサ（７）で同装置内部の結露を検知しているが、この結露の検知は、予め実験により求めた露点テーブルによるものであり、露点テーブルの作成では、真空ポンプ用電源装置（３）の組立環境の如何により同装置内部の初期の水蒸気量が異なるなど、同装置の組立条件も考慮しなければならず、正確に結露を検知できる露点テーブルの作成は困難であることより、冷却管（５）の表面やその周辺において結露が発生する可能性があり、結露による水滴で電子機器が故障するなどのトラブルを効果的に減らすことはできない。　

なお、前記カッコ内の符号は特許文献１で使用されている符号である。

国際公開第２０１２／１２１３８３号

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、コントロールユニットを備えた真空ポンプにおいて、冷却管の表面やその周辺において結露を防止することができ、結露による水滴で電子機器が故障するなどのトラブルを効果的に減らすことができるようにした真空ポンプを提供することである。

前記目的を達成するために、本発明は、真空ポンプにおいて、電子部品を実装した電子回路を箱体内部に配置し、前記真空ポンプを駆動制御するコントロールユニットと、前記コントロールユニットを冷却する冷却手段と、前記箱体内部の含有水蒸気量を取得する第１の取得手段と、前記箱体内部の飽和水蒸気量を取得する第２の取得手段と、前記含有水蒸気量と前記飽和水蒸気量との比較結果に基づいて、前記冷却手段を操作し、前記箱体内部の温度を調整することにより、下記《条件式》が満たされるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。　《条件》　含有水蒸気量＜飽和水蒸気量　

前記本発明において、前記制御手段は、前記飽和水蒸気量から許容水蒸気量を設定し、前記含有水蒸気量と該許容水蒸気量との比較結果に基づいて前記冷却手段を操作し、前記箱体内部の温度を調節することにより、前記《条件式》が満たされるように制御することを特徴としてもよい。　

前記本発明において、前記飽和水蒸気量は、前記箱体内部の所定部の表面温度での飽和水蒸気量であることを特徴としてもよい。　

前記本発明において、前記冷却手段は、内部を水または他の冷熱流体が流れる冷却管であることを特徴としてもよい。　

また、前記本発明において、前記第２の取得手段は、前記所定部の前記表面温度を計測する第１の温度センサを備え、前記第１の温度センサで計測した前記表面温度での前記飽和水蒸気量を取得する処理を行うことを特徴としてもよい。　

前記本発明において、前記第１の取得手段は、前記箱体内部の湿度を計測する湿度センサと、前記箱体内部の温度を計測する第２の温度センサと、を備え、前記第２の温度センサと前記湿度センサで前記箱体内部の前記温度と前記湿度を計測する処理と、その温度及び湿度から前記箱体内部の前記含有水蒸気量を取得する処理を行うことを特徴としてもよい。　

前記本発明において、前記第１の取得手段は、前記箱体内部の湿度を計測する湿度センサと、前記真空ポンプ出荷前における前記箱体内部の水蒸気量を初期水蒸気量として格納するとともに、前記箱体内部の温度または前記湿度に対応する水蒸気量の補正値を格納した記憶手段と、を備え、前記湿度センサで前記箱体内部の前記湿度を計測する処理と、その湿度及び前記初期水蒸気量を参考にして前記箱体内部の前記温度を取得する処理と、前記補正値を前記湿度と前記温度から求められた水蒸気量に加算し、その加算値を前記箱体内部の前記含有水蒸気量として取得する処理と、を含むことを特徴としても良い。　

前記本発明において、前記第１の取得手段は、前記所定部の近傍の湿度を計測する湿度センサを備え、前記第１の温度センサと前記湿度センサで計測した前記表面温度及び前記湿度から前記含有水蒸気量を取得する処理を行うことを特徴としてもよい。　

前記本発明において、前記冷却管の内部を流れる水または他の冷熱流体の流量を調整するバルブを備え、前記制御手段は、前記バルブの開閉を操作することにより、前記箱体内部の温度を調節することを特徴としてもよい。　

前記本発明において、前記バルブは、開口面積を任意に変更できる流量可変バルブであることを特徴としてもよい。　

前記本発明において「箱体内部の含有水蒸気量」とは、箱体内部に存在する気体が含有している水蒸気量を意味し、気体は空気に限定されない。

本発明によると、前記の通り、前記冷却管近傍で前記《条件式》（含有水蒸気量＜飽和水蒸気量）が満たされるように制御する構成を採用したため、冷却管の表面やその周辺において結露を防止することができ、結露による水滴で電子機器が故障するなどのトラブルを効果的に減らすことができる。

本発明の一実施形態である真空ポンプの機器構成図。図１に示した真空ポンプが備えるコントロールユニットの処理ブロック図。図１の真空ポンプが備えるコントロールユニットにおいて、図２に示した第１及び第２の取得手段並びに制御手段をＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合のプログラム構成例の説明図。温度に対する水蒸気量（飽和水蒸気量を含む）の変化を示したグラフ図。本発明の他の実施形態である真空ポンプの機器構成図。図５の真空ポンプが備えるコントロールユニットにおいて、図２に示した第１及び第２の取得手段並びに制御手段をＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合のプログラム構成例の説明図。水蒸気量の補正値の説明図。本発明の他の実施形態である真空ポンプの機器構成図。図８の真空ポンプが備えるコントロールユニットにおいて、図２に示した第１及び第２の取得手段並びに制御手段をＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合のプログラム構成例の説明図

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。　

図１は、本発明の一実施形態である真空ポンプの機器構成図、図２は、図１に示した真空ポンプが備えるコントロールユニットの処理ブロック図、図３は、図１の真空ポンプが備えるコントロールユニットにおいて、図２に示した第１及び第２の取得手段並びに制御手段をＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合のプログラム構成例の説明図、図４は、温度に対する水蒸気量（飽和水蒸気量）の変化を示したグラフ図である。　

図１の真空ポンプＰが備えるコントロールユニット１（以下「真空ポンプコントロールユニット１」という）は、真空ポンプＰへの電力供給やポンプロータの回転数制御など、真空ポンプＰを制御する手段として用いられるものであって、箱体２の内側空間２Ａ（以下「箱体内部２Ａ」という）に、真空ポンプＰを制御する電子機器３、及び、該電子機器３を冷却する冷却管４（冷却手段）を収容した構成になっている。　

また、この真空ポンプコントロールユニット１は、図２に示したように、箱体内部２Ａに存在する気体（本実施形態では、空気）が含有している水蒸気量（以下「含有水蒸気量Ｘ」という）を取得する第１の取得手段１０１と、冷却管４の表面温度での飽和水蒸気量Ｙを取得する第２の取得手段１０２と、前記飽和水蒸気量Ｙから許容水蒸気量ＹＳを設定し、前記含有水蒸気量Ｘと前記許容水蒸気量ＹＳとの比較結果に基づいて冷却管４の流量可変バルブ４Ａを操作し、冷却管４の表面温度を調節することにより、前記冷却管４近傍で下記《条件式》が満たされるように制御する制御手段１０３と、を備えている。　

《条件式》　含有水蒸気量Ｘ＜許容水蒸気量ＹＳ　

前記許容水蒸気量としては、例えば飽和水蒸気量の８０～９０％の値を採用することができる。　

本実施形態では、前記含有水蒸気量Ｘと前記許容水蒸気量ＹＳを比較したが、前記含有水蒸気量Ｘと前記飽和水蒸気量Ｙを比較しても良い。　

前記電子機器３は、ＣＰＵ３０１、並びに、ポンプ制御プログラムやその他の必要なデータを格納したメモリ等の記憶手段３０２から構成されており、かつ、ＣＰＵ３０１が記憶手段３０２からポンプ制御プログラムを読み出し実行することにより、真空ポンプＰのロータ回転数などを制御する。また、真空ポンプＰのロータが磁気軸受により磁気浮上支持される場合、この電子機器３はその磁気軸受も制御する。なお、前記電子機器３は電源も含む。また、ロータ回転数や磁気軸受の制御などについては周知であるため、その詳細な説明は省略する。　

前記冷却管４は、前記電子機器３の近傍（図１の例ではＣＰＵ３０１や記憶手段３０２のような発熱体の近傍）を通過するように配置されるとともに、真空ポンプコントロールユニット１の外部で冷やされた冷媒が冷却管４の内部を流れるように構成してある。またこの冷却管４は、その上流側に前記流量可変バルブ４Ａを備えることによって、冷却管４の内部を流れる冷媒の流量を調整できる構成になっている。冷却管４に流す冷媒（冷熱流体）としては冷却水のほか、冷温ガスなどを採用してもよい。　

また、図１の真空ポンプコントロールユニット１は、箱体内部２Ａの湿度を計測する湿度センサ６と、冷却管４の表面温度を計測する第１の温度センサ５Ａと、箱体内部２Ａの温度を計測する第２の温度センサ５Ｂと、を備えている。　

そして、図２の前記第１の取得手段１０１は、第２の温度センサ５Ｂと湿度センサ６を使用した一連の処理、具体的には、例えば真空ポンプコントロールユニット１の稼働中に、第２の温度センサ５Ｂと湿度センサ６で箱体内部２Ａの現在の温度と湿度を計測する処理と、その計測値（現在の温度及び湿度）から箱体内部２Ａの含有水蒸気量Ｘを取得する処理と、を含んでいる。　

また、図２の前記第２の取得手段１０２は、第１の温度センサ５Ａを使用した一連の処理、具体的には、例えば真空ポ
ンプコントロールユニット１の稼働中に、第１の温度センサ５Ａで冷却管４の表面温度を計測する処理と、その計測値（表面温度）での飽和水蒸気量Ｙを取得する処理と、を含んでいる。　

前記第１及び第２の取得手段１０１、１０２での前記処理は、例えば、図１のＣＰＵ３０１での処理プログラムや、そのＣＰＵ３０１とは別に設けられた図示しないＣＰＵでの処理プログラム（以下、これらの処理プログラムを「ＣＰＵ処理プログラム」という）として構成することができる。　

前記第１の取得手段１０１をＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合、そのＣＰＵ処理プログラムは、例えば図３に示したように、（ＳＴ１）第２の温度センサ５Ｂと湿度センサ６で計測した箱体内部２Ａの温度Ｔ（Ｔ１）と湿度Ｈ（Ｈ１）を読み取る処理（ＳＴ１）と、（ＳＴ２）先に読み取った温度Ｔ（Ｔ１）と湿度Ｈ（Ｈ１）を用いて図４に示した水蒸気量曲線Ｆ１のデータを参照することで、含有水蒸気量Ｘ（Ｘ１）を取得する、又は、前記水蒸気曲線Ｆ１の式と先に読み取った温度及び湿度とを使用して含有水蒸気量Ｘ（Ｘ１）を算出取得する処理（ＳＴ２）と、を含んだプログラム構成になる。この場合、図４の水蒸気量曲線Ｆ１のデータやその式は、ＣＰＵ３０１又は別のＣＰＵが利用できる記憶手段３０２に格納しておく。　

前記第２の取得手段１０２をＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合、そのＣＰＵ処理プログラムは、例えば図３に示したように、（ＳＴ３）第１の温度センサ５Ａで計測した冷却管４の表面温度Ｔ（Ｔ２）を読み取る処理（ＳＴ３）と、（ＳＴ４）先に読み取った冷却管４の表面温度Ｔ（Ｔ２）で図４に示した飽和水蒸気量曲線Ｆ０のデータを参照することにより、前記冷却管４の表面温度での飽和水蒸気量Ｙ（Ｙ２）を取得する、または、前記飽和水蒸気曲線Ｆ０の式と先に読み取った冷却管４の表面温度Ｔ（Ｔ２）とを使用してその表面温度での飽和水蒸気量Ｙ（Ｙ２）を算出取得する処理（ＳＴ４）と、を含んだプログラム構成になる。この場合も、図４の飽和水蒸気量曲線Ｆ０のデータやその式は、ＣＰＵ３０１又は別のＣＰＵが利用できる記憶手段３０２に格納しておく。　

前記制御手段１０３もまた、先に説明した第１又は第２の取得手段１０１、１０２と同じく、ＣＰＵ処理プログラムとして構成することができる。この場合、そのＣＰＵ処理プログラムは、例えば図３に示したように、（ＳＴ５）前記飽和水蒸気量Ｙから許容水蒸気量ＹＳを設定する処理（ＳＴ５）と、（ＳＴ６）前記のように第１の取得手段１０１で取得した含有水蒸気量Ｘ（Ｘ１）と許容水蒸気量ＹＳとを比較する処理（ＳＴ６）と、（ＳＴ７及びＳＴ８）その比較結果に基づいて冷却管４の流量可変バルブ４Ａを操作する処理（ＳＴ７及びＳＴ８）と、を含んだプログラム構成になる。　

前記制御手段１０３において、前記流量可変バルブ４Ａを操作する処理については、例えば図３に示したように、（ＳＴ６）含有水蒸気量Ｘ（Ｘ１）が許容水蒸気量ＹＳを越えたか否かを判定する処理（ＳＴ６）と、（ＳＴ６のＹＥＳ及びＳＴ７）含有水蒸気量Ｘ（Ｘ１）が許容水蒸気量ＹＳを越えた場合に、冷却管４の流量可変バルブ４Ａを閉める方向に操作し、冷却管４を流れる冷媒の流量を減らすこと（冷却機能の低下）、あるいは、その流量を０に設定すること（冷却中止）により、冷却管４の表面温度を高める方向に調節して、冷却管４近傍で前記《条件》（含有水蒸気量Ｘ＜許容水蒸気量ＹＳ）が満たされるようにする処理（ＳＴ６のＹＥＳ及びＳＴ７）と、（ＳＴ６のＮＯ及びＳＴ８）含有水蒸気量Ｘ（Ｘ１）が許容水蒸気量ＹＳを越えていない場合は、冷却管４の流量可変バルブ４Ａを操作せず、冷却管４による電子機器３の冷却を継続する処理（ＳＴ６のＮＯ及びＳＴ８）と、を含んだプログラム構成になる。　

前記制御手段１０３を前述のＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合において、流量可変バルブ４Ａを閉める方向への操作は、そのＣＰＵ処理プログラムの中に、真空ポンプコントロールユニット１の図示しない信号出力手段から流量可変バルブ４Ａに対して流量設定信号を出力するという処理を組み込む方法が考えられる。この場合、流量可変バルブ４Ａは出力された流量設定信号に基づいて冷媒の流量を調整する。　

以上説明した図１の真空ポンプコントロールユニット１にあっては、冷却管４近傍では必ず前記《条件式》（含有水蒸気量Ｘ＜許容水蒸気量ＹＳ）が満たされるから、冷却管４の表面やその周辺において結露が生じにくく、結露による水滴で電子機器が故障するなどの不具合を効果的に防止することができる。　

本実施形態では、飽和水蒸気量は、箱体内部の所定部である水冷管（冷却手段）の表面温度から取得したが、これに限定されず、その他の所定部として結露しやすいと思われる個所の温度から取得してもよい。　

本実施形態では、冷却手段は、箱体内部に設置されているものとしたが、これに限定されず、箱体外部に設置され、箱体内部を冷却する構造であってもよい。　

図５は、本発明の他の実施形態である真空ポンプの機器構成図であり、図６は、図５の真空ポンプが備えるコントロールユニット（真空ポンプコントロールユニット１）において、図２に示した第１及び第２の取得手段並びに制御手段をＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合のプログラム構成例の説明図である。　

図５の真空ポンプコントロールユニット１も、箱体内部２Ａに、真空ポンプＰを制御する電子機器３と、該電子機器３を冷却する冷却管４を収容した構成になっている。また、この図５の真空コントロールユニット１も、図２の処理ブロック構成、すなわち、箱体内部２Ａの含有水蒸気量Ｘを取得する第１の取得手段１０１と、冷却管４の表面温度での飽和水蒸気量Ｙを取得する第２の取得手段１０２と、前記飽和水蒸気量Ｙから許容水蒸気量ＹＳを設定し、前記含有水蒸気量Ｘと前記許容水蒸気量ＹＳとの比較結果に基づいて冷却管４の流量可変バルブ４Ａを操作し、冷却管４の表面温度を調節することにより、冷却管４近傍で前記《条件式》が満たされるように制御する制御手段１０３と、を備えている。　

この図５の真空ポンプコントロールユニット１が図１の真空ポンプコントロールユニット１と相違する点は以下の通りであり、それ以外の構成、例えば第２の取得手段１０２や制御手段１０３などの具体的な構成は、図１の真空ポンプコントロールユニット１と同様であるため、同一部材には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。　

（相違点１）　図５の真空ポンプコントロールユニット１は、箱体内部２Ａの湿度を計測する湿度センサ６と、冷却管４の表面温度を計測する温度センサ５Ａと、を備えるが、箱体内部２Ａの温度を計測する温度センサ（先に説明した第２の温度センサ５Ｂを参照）は備えていない。　

（相違点２）　図５の真空ポンプコントロールユニット１における記憶手段３０２には、真空ポンプコントロールユニット１出荷前における箱体内部２Ａの水蒸気量を初期水蒸気量として格納してあり、また、箱体内部２Ａの温度または湿度に対応する水蒸気量の補正値も格納してある。　

（相違点３）　図５の真空ポンプコントロールユニット１における第１の取得手段１０１は、例えばその真空ポンプコントロールユニット１の稼動中に、湿度センサ６で箱体内部２Ａの湿度を計測する処理と、その湿度及び前記初期水蒸気量を参考にして箱体内部２Ａの温度を取得する処理と、前記補正値を前記温度と前記湿度によって求められた水蒸気量に加算し、その加算値を箱体内部２Ａの含有水蒸気量として取得する処理と、を含んでいる。　

図５の真空ポンプコントロールユニット１における第１の取得手段１０１も、ＣＰＵ処理プログラムとして構成することができる。この場合、そのＣＰＵ処理プログラムは、例えば図６に示したように、湿度センサ６で計測した箱体内部２Ａの湿度を読み取る処理（ＳＴ９）と、前記ＳＴ９で読み取った湿度及び記憶手段３０２から読み取った前記初期水蒸気量を用いて図４に示した水蒸気量曲線Ｆ１のデータを参照することにより箱体内部２Ａの温度を取得する、又は、前記水蒸気曲線Ｆ１の式と前記ＳＴ９で読み取った湿度と記憶手段３０２から読み取った前記初期水蒸気量とを用いて温度を算出取得する処理（ＳＴ１０）と、前記ＳＴ９で読み取った湿度と前記ＳＴ１０で取得した温度とから水蒸気量を求める処理（ＳＴ１１）と、前記ＳＴ１０で取得した温度または前記ＳＴ９で読み取った湿度に対応する補正値を記憶手段３０２から読み取るとともに、この読み取った補正値を前記ＳＴ１１で求めた水蒸気量に加算し、その加算値を前記箱体内部２Ａの含有水蒸気量として取得する処理（ＳＴ１２）と、を含んだプログラム構成になる。この場合、図４の水蒸気量曲線Ｆ１のデータやその式は、ＣＰＵ３０１又は別のＣＰＵが利用できる記憶手段３０２に格納しておくものとする。　

ここで、前記ＳＴ１１の水蒸気量を求める処理について、補足する。　ＳＴ１０で温度を取得する際、箱体内部２Ａの現在の含有水蒸気量が初期水蒸気量から変わらないものとしているが、後述するように箱体内部２Ａの湿度によっても変化するため、湿度の変化による含有水蒸気量の変化を見越して、ＳＴ１１の水蒸気量を求めることも出来る。　

例えば、温度変化が前提で湿度が高くなるような変化をした場合、電子機器３の基板等に吸湿される水蒸気量は増え、箱体内部２Ａ内に水蒸気として存在する含有水蒸気量は少なくなるため、実際の温度は、初期水蒸気量で求められる値よりも低い値となると予想される。これとは逆に、湿度が低くなると、電子機器３の基板等から放湿される水蒸気量は増えるため、実際の温度は、初期水蒸気量で求められる値よりも高い値となると予想される。　

そのため、ＳＴ１１で求められる水蒸気量は、ＳＴ９で読み取った湿度とＳＴ１０で求められた温度からそのまま算出するのではなく、上記含有水蒸気量の変化を考慮して求めても良い。　

なお、図６において、ＳＴ３からＳＴ８までの処理は、先に説明した図３のものと同じであるため、その詳細説明は省略する。　

図７は、水蒸気量の補正値の説明図である。同図中の曲線１は、真空ポンプコントロールユニット１起動時（ｈ０）から箱体内部２Ａが所定温度（ＴＳ１）、所定湿度(ＨＳ１)であるときに、電子機器３などから箱体内部２Ａ内に放出される吸湿水分量ΔＷと水蒸気量Ｗ０との加算値、すなわち箱体内部２の含有水蒸気量Ｘ（＝Ｗ０＋ΔＷ）を時系列で示したイメージ図である。　

前記曲線１を参照すると、起動時（ｈ０）から時刻（ｈ１）までの間は、吸湿水分量ΔＷの放出により、箱体内部２Ａ全体の含有水蒸気量Ｘ（＝Ｗ０＋ΔＷ）の増加が見られる。しかし、時刻（ｈ１）以降は、吸湿水分量ΔＷの放出が所定値に安定することで、箱体内部２Ａ全体の含有水蒸気量Ｘ（＝Ｗ０＋ΔＷ）も所定値に安定している。　

以上のことから、図５の真空ポンプコントロールユニット１における第１の取得手段１０１では、箱体内部２Ａの温度がＴＳ１、湿度がＨＳ１以外であっても、前記補正値を参考にして、その温度および湿度に対応する含有水蒸気量の補正値として、図７に示したΔＷ（吸湿水分量）を使用している。また、ＴＳ１、ＨＳ１だけでなく、幾つかの条件で補正値を求めておいて、それら組み合わせの中から、補正値を類推してもよい。　

ところで、吸湿水分量ΔＷの数値が初期水蒸気量Ｗ０の有効桁数より小さいなど、初期水蒸気量Ｗ０に比べて吸湿水分量ΔＷが無視できるほど小さい場合は、前記補正値を０としてもよい。この場合は、初期水蒸気量Ｗ０に前記補正値を加算する処理は省略してよい。　

以上説明した図５の真空ポンプコントロールユニット１もまた、冷却管４近傍では必ず前記《条件式》（含有水蒸気量Ｘ＜許容水蒸気量ＹＳ）が満たされるから、冷却管４の表面やその周辺において結露が生じにくく、結
露による水滴で電子機器が故障するなどの不具合を効果的に防止することができる。　

図８は、本発明の他の実施形態である真空ポンプの機器構成図であり、図９は、図８の真空ポンプが備えるコントロールユニット（真空ポンプコントロールユニット１）において、図２に示した第１及び第２の取得手段並びに制御手段をＣＰＵ処理プログラムとして構成する場合のプログラム構成例の説明図である。　

図８の真空ポンプコントロールユニット１も、箱体内部２Ａに、真空ポンプＰを制御する電子機器３と、該電子機器３を冷却する冷却管４を収容した構成になっている。また、この図８の真空コントロールユニット１も、図２の処理ブロック構成、すなわち、箱体内部２Ａの含有水蒸気量Ｘを取得する第１の取得手段１０１と、冷却管４の表面温度での飽和水蒸気量Ｙを取得する第２の取得手段１０２と、前記飽和水蒸気量Ｙから許容水蒸気量ＹＳを設定し、前記含有水蒸気量Ｘと前記許容水蒸気量ＹＳとの比較結果に基づいて冷却管４の流量可変バルブ４Ａを操作し、冷却管４の表面温度を調節することにより、冷却管４近傍で前記《条件式》が満たされるように制御する制御手段１０３と、を備えている。　

この図８の真空ポンプコントロールユニット１が図１の真空ポンプコントロールユニット１と相違する点は以下の通りであり、それ以外の構成、例えば第２の取得手段１０２や制御手段１０３などの具体的な構成は、図１の真空ポンプコントロールユニット１と同様であるため、同一部材には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。　

（相違点１）　図８の真空ポンプコントロールユニット１は、先に説明した第１の温度センサ５Ａ（冷却管４の表面温度を計測するもの）と、冷却管４近傍の湿度を計測する湿度センサ７を備えているが、図１や図５に示されている箱体内部２Ａの湿度を計測する湿度センサ６と、箱体内部２Ａの温度を計測する温度センサ（先に説明した第２の温度センサ５Ｂを参照）は備えていない。　

（相違点２）　図８の真空ポンプコントロールユニット１における第１の取得手段１０１は、例えばその真空ポンプコントロールユニット１の稼動中に、湿度センサ７で冷却管４近傍の湿度を計測する処理と、その湿度及び温度センサ５Ａで計測した冷却管４の温度から箱体内部２Ａの含有水蒸気量Ｘを取得する処理と、を含んでいる。　

図８の真空ポンプコントロールユニット１における第１の取得手段１０１も、ＣＰＵ処理プログラムとして構成することができる。この場合、そのＣＰＵ処理プログラムは、例えば図９に示したように、湿度センサ７で計測した冷却管４近傍の湿度を読み取る処理（ＳＴ１３）と、ＳＴ３で読み取った温度とＳＴ１３で読み取った湿度を用いて図４に示した水蒸気量曲線Ｆ１のデータを参照することで、含有水蒸気量を取得する、又は、前記水蒸気曲線Ｆ１の式と先に読み取った温度及び湿度とを使用して含有水蒸気量を算出取得する処理（ＳＴ１４）と、を含んだプログラム構成になる。この場合、図４の水蒸気量曲線Ｆ１のデータやその式は、ＣＰＵ３０１又は別のＣＰＵが利用できる記憶手段３０２に格納しておく。　

なお、図９において、ＳＴ３からＳＴ８までの処理は、先に説明した図３のものと同じであるため、その詳細説明は省略する。　

以上説明した図８の真空ポンプコントロールユニット１もまた、冷却管４近傍では必ず前記《条件式》（含有水蒸気量Ｘ＜許容水蒸気量ＹＳ）が満たされるから、冷却管４の表面やその周辺において結露が生じにくく、結露による水滴で電子機器が故障するなどの不具合を効果的に防止することができる。　

図１又は図５又は図８の真空ポンプコントロールユニット１の例では、箱体内部２Ａが空気で満たされているが、本発明は、その例に限定されず、空気以外の気体で箱体内部２Ａが満たされている構成にも適用することができる。　

図１又は図５又は図８の真空ポンプコントロールユニット１の例において、冷却管４のバルブとして、流量可変バルブ４Ａに代えて、ＯＮ／ＯＦＦ形式の開閉バルブを使用することも可能である。しかし、この使用例では、流量可変バルブ４Ａの使用例に比べ、冷却管４の温度変化が激しくなるため、開閉バルブでの開閉動作が頻繁に起こり、開閉バルブの寿命が短くなるおそれがある。このような不具合を防止するために、前記使用例の場合は、冷却管４の肉厚を厚くしたり、冷却管４の構成材料を熱伝導の悪い材料としたり、冷却管４の温度制御精度を低くすることによって、冷却管４の温度変化が鈍くなるように設定すればよい。　

図１又は図５又は図８の真空ポンプコントロールユニット１の例では、ＣＰＵ３０１および記憶手段３０２は、真空ポンプＰを制御する電子機器３の中に組込まれた説明をしているが、本発明は、その例に限定されず、真空ポンプＰを制御する電子機器３とは別に、前記冷却管の表面温度のみを調節する制御手段をもつ構成にも適用することができる。このような構成では、真空ポンプコントロールユニットの稼動状況に関わらず、冷却管の表面温度を制御できるメリットがある。　

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により多くの変形が可能である。例えば、第１の取得手段１０１で含有水蒸気量を取得し、図４に示した水蒸気量曲線のデータを参照することで、その水蒸気量が湿度１００％になる温度を算出し、冷却管４の温度がこの温度以下にならないようにバルブを制御しても良い。

１　真空ポンプコントロールユニット２　箱体２Ａ　箱体内部３　電子機器４　冷却管４Ａ　流量可変バルブ５Ａ　第１の温度センサ５Ｂ　第２の温度センサ６　湿度センサ７　湿度センサ１０１　第１の取得手段１０２　第２の取得手段１０３　制御手段３０１　ＣＰＵ３０２　記憶手段Ｆ０　飽和水蒸気量曲線Ｆ１　水蒸気量曲線Ｐ　真空ポンプＸ　含有水蒸気量Ｙ　飽和水蒸気量ＹＳ　許容水蒸気量

Claims

真空ポンプであって、　電子部品を実装した電子回路を箱体内部に配置し、前記真空ポンプを駆動制御するコントロールユニットと、　前記コントロールユニットを冷却する冷却手段と、　前記箱体内部の含有水蒸気量を取得する第１の取得手段と、　前記箱体内部の飽和水蒸気量を取得する第２の取得手段と、　前記含有水蒸気量と前記飽和水蒸気量との比較結果に基づいて、前記冷却手段を操作し、前記箱体内部の温度を調整することにより、下記《条件式》が満たされるように制御する制御手段と、　を備えたことを特徴とする真空ポンプ。　《条件》　含有水蒸気量＜飽和水蒸気量
前記制御手段は、　前記飽和水蒸気量から許容水蒸気量を設定し、前記含有水蒸気量と該許容水蒸気量との比較結果に基づいて前記冷却手段を操作し、前記箱体内部の温度を調節することにより、前記《条件式》が満たされるように制御すること、　を特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
前記飽和水蒸気量は、前記箱体内部の所定部の表面温度での飽和水蒸気量であること、　を特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空ポンプ。
前記冷却手段の少なくとも一部が前記箱体内部に配置され、前記所定部は、前記冷却手段であること、　を特徴とする請求項３に記載の真空ポンプ。
前記冷却手段は、内部を水または他の冷熱流体が流れる冷却管であること、　を特徴とする請求項４に記載の真空ポンプ。
前記第２の取得手段は、　前記所定部の前記表面温度を計測する第１の温度センサを備え、　前記第１の温度センサで計測した前記表面温度での前記飽和水蒸気量を取得する処理を行うこと　を特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の真空ポンプ。
前記第１の取得手段は、　前記箱体内部の湿度を計測する湿度センサと、　前記箱体内部の温度を計測する第２の温度センサと、を備え、　前記第２の温度センサと前記湿度センサで前記箱体内部の前記温度と前記湿度を計測する処理と、その温度及び湿度から前記箱体内部の前記含有水蒸気量を取得する処理を行うこと　を特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の真空ポンプ。
前記第１の取得手段は、　前記箱体内部の湿度を計測する湿度センサと、　前記真空ポンプ出荷前における前記箱体内部の水蒸気量を初期水蒸気量として格納するとともに、前記箱体内部の温度または前記湿度に対応する水蒸気量の補正値を格納した記憶手段と、を備え、　前記湿度センサで前記箱体内部の前記湿度を計測する処理と、その湿度及び前記初期水蒸気量を参考にして前記箱体内部の前記温度を取得する処理と、前記補正値を前記湿度と前記温度から求められた水蒸気量に加算し、その加算値を前記箱体内部の前記含有水蒸気量として取得する処理と、を含むこと　を特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の真空ポンプ。
前記第１の取得手段は、　前記所定部の近傍の湿度を計測する湿度センサを備え、　前記第１の温度センサと前記湿度センサで計測した前記表面温度及び前記湿度から前記含有水蒸気量を取得する処理を行うこと　を特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の真空ポンプ。
前記冷却管の内部を流れる水または他の冷熱流体の流量を調整するバルブを備え、　前記制御手段は、前記バルブの開閉を操作することにより、前記箱体内部の温度を調節すること　を特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の真空ポンプ。
前記バルブは、開口面積を任意に変更できる流量可変バルブであること　を特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の真空ポンプ。