WO2022264924A1

WO2022264924A1 - 真空ポンプ

Info

Publication number: WO2022264924A1
Application number: PCT/JP2022/023381
Authority: WO
Inventors: 貴晃小野; 克久横塚
Original assignee: エドワーズ株式会社
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2022-06-09
Publication date: 2022-12-22
Also published as: KR20240019076A; JP2023000891A; CN117377828A; IL308497A; EP4357617A1; TW202303001A

Abstract

【課題】回転体を交流磁界を用いて加熱することで、回転体の停止時も含めて生成物の付着を防止、また、加熱に必要な消費電力の効率化のできる真空ポンプを提供する。【解決手段】保護ベアリング１と上側径方向センサ１０７の間には、２極の加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂとが回転体１０３を隔てて対向して配設されている。この加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂとは加熱装置３に相当し、この加熱装置３に対しては、加熱用電源２１より交流電流が供給されるようになっている。この交流電流により加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂとは励磁され交流磁界が発生するようになっている。かかる構成において、発生した交流磁界は回転体１０３と交差する。交差した交流磁界の周囲には渦電流が発生する。そして、この渦電流により回転体１０３は加熱される。この加熱により、生成物の堆積を一層防止することができ、ポンプの運転効率向上が図れる。

Description

真空ポンプ

　本発明は真空ポンプに係わり、特に回転体を交流磁界を用いて加熱することで、回転体の停止時も含めて生成物の付着を防止でき、また、回転体を高効率に加熱することのできる真空ポンプに関する。

　近年のエレクトロニクスの発展に伴い、メモリや集積回路といった半導体の需要が急激に増大している。
　これらの半導体は、きわめて純度の高い半導体基板に不純物をドープして電気的性質を与えたり、エッチングにより半導体基板上に微細な回路を形成したりなどして製造される。

　そして、これらの作業は空気中の塵等による影響を避けるため高真空状態のチャンバ内で行われる必要がある。このチャンバの排気には、一般に真空ポンプが用いられているが、特に残留ガスが少なく、保守が容易等の点から真空ポンプの中の一つであるターボ分子ポンプが多用されている。

　また、半導体の製造工程では、さまざまなプロセスガスを半導体の基板に作用させる工程が数多くあり、ターボ分子ポンプはチャンバ内を真空にするのみならず、これらのプロセスガスをチャンバ内から排気するのにも使用される。

　ところで、プロセスガスは、反応性を高めるため高温の状態でチャンバに導入される場合がある。そして、これらのプロセスガスは、排気される際に冷却されてある温度になると固体となり排気系に生成物を析出する場合がある。そして、この種のプロセスガスがターボ分子ポンプ内で低温となって固体状となり、ターボ分子ポンプ内部に付着して堆積する場合がある。

　ターボ分子ポンプ内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、ターボ分子ポンプの性能を低下させる原因となる。
　この問題を解決するために、ターボ分子ポンプについてはベース部周りにヒータを配設し、このヒータの加熱制御が行われている。

　ところで、生成物の付着をより一層効率よく防止するためには、ベース部周りやステータに対する加熱だけに限らず、回転体側についても加熱することが望まれる。
　回転体への加熱の方法としては、例えば特許文献１には、永久磁石、電磁石により生成された直流磁界を回転体に交差させる方法が開示されている。また、特許文献２には、モータの効率を下げることで回転体を加熱させる方法が開示されている。更に、ステータ側を加熱し、その輻射熱で回転体側を加熱させる方法も考えられる。

特開昭５９－３２６９７号公報特開２０１９－０３１９６９号公報

　ところで、かかる生成物の付着防止については、ポンプの運転中だけではなくポンプの停止時においても継続して行われることが望ましい。特許文献１の構成では、回転体に交差する磁界が直流であるため、交流電流を供給可能な加熱用電源を設ける必要がない一方で、回転体を加熱できるのは回転体の回転時のみであり、回転体の停止時には回転体を加熱することができない。
　また、生成物の付着防止時の加熱制御については、加熱に必要な消費電力の効率化が求められる。

　本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、回転体を交流磁界を用いて加熱することで、回転体の停止時も含めて生成物の付着を防止でき、また、回転体を高効率に加熱することのできる真空ポンプを提供することを目的とする。

　このため本発明（請求項１）は、回転体と、該回転体を回転駆動させるモータと、該モータに回転駆動用の電力を供給するモータ用電源と、前記回転体を加熱するために所定の磁界周波数の交流磁界を発生させる加熱用電磁石と、該加熱用電磁石に交流電流によって電力を供給する加熱用電源とを備え、前記加熱用電磁石で発生された前記交流磁界を前記回転体と交差させることで前記回転体において、該交差した前記交流磁界の周囲に渦電流を発生させることを特徴とする。

　加熱用電磁石は、加熱用電源より供給された交流電流により、所定の磁界周波数の交流磁界を発生させる。交流磁界は、回転体と交差することで、回転体において、この交差した交流磁界の周囲に渦電流を発生させる。この渦電流により渦電流損が発生するため、回転体を加熱することができる。加熱用電磁石が発生させる磁界は交流磁界であるため回転体の回転が停止しているときでも渦電流損を生じさせることができ、回転体を加熱することができる。堆積物は回転体の停止中であっても生じることが想定されるので、堆積物の生成を効果的に防止できる。また、本発明では、回転体に渦電流損を直接発生させることができるため、ステータ側を加熱し、その輻射熱で回転体側を加熱させる場合と比べて、回転体を高効率に加熱することができる。

　また、本発明（請求項２）は、前記回転体には前記交流磁界の交差の対象となる所定の導電性を有する加熱対象物が備えられたことを特徴とする。

　この手法では、回転体に加熱対象物を備えたことにより、効率よく渦電流を発生させることができる。このため、回転体を高効率に加熱することができる。

　更に、本発明（請求項３）は、前記回転体の剛体モード固有振動数をω_resと定義したときに前記磁界周波数がω_res/√2より大きいことを特徴とする。

　交流磁界は、回転体を加熱させる一方で、回転体への吸引力も同時に生ずる。この吸引力は、回転体の振動を大きくする原因になる。しかし、磁界周波数をω_res/√2より大きくすることで、同一の大きさの磁束密度の直流磁界を回転体に交差させる場合と比べて、回転体の振動を小さくすることができる。

　更に、本発明（請求項４）は、前記磁界周波数が前記回転体の機械角に基づき定義された定格回転周波数より大きいことを特徴とする。

　一般に、回転体の回転によって発生するポンプの振動のスペクトルには、回転体の回転周波数成分の大きなピークが表れる。このピーク周波数は運転状態によって変化し、最大値は、回転体の機械角に基づき定義された定格回転周波数である。従って、回転体の機械角に基づき定義された定格回転周波数よりも加熱用電磁石で発生させる交流磁界の周波数が大きい場合には、交流磁界によって発生するポンプの振動スペクトルのピークが、回転体の回転によって発生する振動スペクトルのピークとは一致しない。そのため、ポンプの振動を小さくすることができる。

　更に、本発明（請求項５）は、前記磁界周波数が前記モータに流れる電流の定格回転時の周波数より大きいことを特徴とする。

　一般に、モータに流れる電流によって発生するポンプの振動のスペクトルには、モータに流れる電流の周波数成分の大きなピークが表れる。このピーク周波数は運転状態によって変化し、最大値は、モータに流れる電流の定格回転時の周波数である。従って、モータに流れる電流の定格回転時の周波数よりも加熱用電磁石で発生させる交流磁界の周波数が大きい場合には、交流磁界によって発生するポンプの振動スペクトルのピークが、モータに流れる電流によって発生する振動スペクトルのピークとは一致しない。そのため、ポンプの振動を小さくすることができる。

　更に、本発明（請求項６）は、前記モータ用電源の出力電圧を変換し、前記モータに電圧を印加するモータ用インバータと、該モータ用インバータを制御するモータ用インバータ制御器とを備え、前記磁界周波数が前記モータ用インバータ制御器の制御周波数の半分より大きいことを特徴とする。

　磁界周波数がモータ用インバータ制御器の制御周波数の半分より大きければ、モータ用インバータが、モータに流れる電流に重畳して交流電流を流し、モータの磁界に重畳して加熱用の交流磁界を発生させることで回転体を加熱する場合と比べて、大きい周波数の交流磁界で加熱できる。そのため、同一の回転体の渦電流損を得るのに必要な交流磁界の磁束密度を小さくでき、交流磁界によって回転体に発生する外力を小さくすることができ、回転体の振動を小さくすることができる。

　更に、本発明（請求項７）は、前記回転体を空中に浮上支持する磁気軸受と、該磁気軸受に対して電力を供給する磁気軸受用電源と、前記磁気軸受用電源の出力電圧を変換し、前記磁気軸受に電圧を印加する磁気軸受用インバータと、該磁気軸受用インバータを制御する磁気軸受用インバータ制御器とを備え、前記磁界周波数が前記磁気軸受用インバータ制御器の制御周波数の半分より大きいことを特徴とする。

　磁界周波数が磁気軸受用インバータ制御器の制御周波数の半分より大きければ、磁気軸受用インバータが、磁気軸受に流れる電流に重畳して交流電流を流し、磁気軸受の磁界に重畳して加熱用の交流磁界を発生させることで回転体を加熱する場合と比べて、大きい周波数の交流磁界で加熱できる。そのため、同一の回転体の渦電流損を得るのに必要な交流磁界の磁束密度を小さくでき、交流磁界によって回転体に発生する外力を小さくすることができ、回転体の振動を小さくすることができる。

　更に、本発明（請求項８）は、前記回転体を空中に浮上支持する磁気軸受と、該磁気軸受に対して電力を供給する磁気軸受用電源と、前記回転体の位置を所定のセンサ周波数で変調された位置信号に基づき非接触に計測する変位センサと、前記位置信号を復調させるローパスフィルタを含む復調回路とを備え、前記磁界周波数が前記ローパスフィルタのカットオフ周波数より大きいことを特徴とする。

　磁界周波数が変位センサの位置信号を復調させるローパスフィルタのカットオフ周波数よりも大きければ、復調された変位センサの位置信号に含まれる、交流磁界によって発生するポンプの振動成分が小さくなる。そのため、交流磁界によって発生するポンプの振動は回転体の位置制御に影響を及ぼさず、より安定な磁気軸受制御を実現することができる。

　更に、本発明（請求項９）は、前記回転体を空中に浮上支持する磁気軸受と、該磁気軸受に対して電力を供給する磁気軸受用電源と、前記回転体の位置を所定のセンサ周波数で変調された位置信号に基づき非接触に計測する変位センサとを備え、前記磁界周波数が前記センサ周波数より大きいことを特徴とする。

　磁界周波数がセンサ周波数より大きければ、変位センサの位置信号に含まれる、交流磁界によって発生するポンプの振動成分が小さくなる。そのため、交流磁界によって発生するポンプの振動は回転体の位置制御に影響を及ぼさず、より安定な磁気軸受制御を実現することができる。

　更に、本発明（請求項１０）は、前記加熱用電源が前記モータ用電源と兼用されたことを特徴とする。

　加熱用電磁石に対してはモータ用電源から交流電流が供給される。このため、省スペースかつ安価に構成できる。

　更に、本発明（請求項１１）は、前記回転体を空中に浮上支持する磁気軸受と、該磁気軸受に対して電力を供給する磁気軸受用電源を備え、前記加熱用電源が前記磁気軸受用電源と兼用されたことを特徴とする。

　加熱用電磁石に対しては磁気軸受用電源から交流電流が供給される。このため、省スペースかつ安価に構成できる。

　更に、本発明（請求項１２）は、前記加熱用電源が前記磁気軸受用電源と兼用されたことを特徴とする。

　以上説明したように本発明によれば、回転体を加熱するために所定の磁界周波数の交流磁界を発生させる加熱用電磁石を備え、加熱用電磁石で発生された交流磁界を回転体と交差させるように構成したので、交流磁界は、回転体において、この交差した交流磁界の周囲に渦電流を発生させる。この渦電流により渦電流損が発生するため、回転体を加熱することができる。加熱用電磁石が発生させる磁界は交流磁界であるため、渦電流損は回転体の回転が停止しているときでも生じさせることができる。堆積物はポンプの停止中であっても生じることが想定されるので堆積物の生成を効果的に防止できる。また、回転体に直接渦電流損を発生させることができるため、回転体を高効率に加熱することができる。

本発明の実施形態で使用するターボ分子ポンプの構成図制御装置の電源周りの構成図交流磁界により外力の生じる様子を示す図強制振動モデルの構成図振幅と周波数の関係を示す図ＰＷＭ制御のタイミングチャート位置信号を抽出する際のローパスフィルタのカットオフ周波数を説明する図４極での加熱装置の構成例４極での加熱装置の別構成例２極での加熱装置の別構成例ターボ分子ポンプに対する加熱装置の設置方法を説明する図矢印Ａで示す箇所に設置される加熱装置の構成図矢印Ｂで示す箇所に設置される加熱装置の構成図矢印Ｃ、Ｄで示す箇所に設置される加熱装置の構成図加熱装置を遠心式ポンプに適用した例加熱装置をポンプの複数箇所に配設したときの例加熱装置同士を直列に接続して交流電流の供給をする例加熱装置同士を並列に接続して交流電流の供給をする例加熱装置のそれぞれに対して独立して加熱用電源を配設した例モータ用電源が加熱用電源を兼ねた例

　以下、本発明の実施形態について説明する。図１に本発明の実施形態で使用するターボ分子ポンプの構成図を示す。図１において、ターボ分子ポンプ１００は、円筒状の外筒１２７の上端に吸気口１０１が形成されている。そして、外筒１２７の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードである複数の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）を周部に放射状かつ多段に形成した回転体１０３が備えられている。この回転体１０３の中心にはロータ軸１１３が取り付けられており、このロータ軸１１３は、例えば５軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。回転体１０３は、一般的に、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属によって構成されている。

　上側径方向電磁石１０４は、４個の電磁石がＸ軸とＹ軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石１０４に近接して、かつ上側径方向電磁石１０４のそれぞれに対応して４個の上側径方向センサ１０７が備えられている。上側径方向センサ１０７は、例えば伝導巻線を有するインダクタンスセンサや渦電流センサなどが用いられ、ロータ軸１１３の位置に応じて変化するこの伝導巻線のインダクタンスの変化に基づいてロータ軸１１３の位置を検出する。この上側径方向センサ１０７はロータ軸１１３、すなわちそれに固定された回転体１０３の径方向変位を検出し、図２に示す制御装置２００の内部の図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）に送るように構成されている。

　この中央演算処理装置においては、磁気軸受制御器の機能が搭載されており、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、上側径方向センサ１０７によって検出された位置信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４の励磁制御指令信号を生成し、図２に示す磁気軸受用インバータ１６が、この励磁制御指令信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４を励磁制御することで、ロータ軸１１３の上側の径方向位置が調整される。

　そして、このロータ軸１１３は、高透磁率材（鉄、ステンレスなど）などにより形成され、上側径方向電磁石１０４の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ独立して行われる。また、下側径方向電磁石１０５及び下側径方向センサ１０８が、上側径方向電磁石１０４及び上側径方向センサ１０７と同様に配置され、ロータ軸１１３の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。

　さらに、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが、ロータ軸１１３の下部に備えた円板状の金属ディスク１１１を上下に挟んで配置されている。金属ディスク１１１は、鉄などの高透磁率材で構成されている。ロータ軸１１３の軸方向変位を検出するために軸方向センサ１０９が備えられ、その軸方向位置信号が制御装置２００の中央演算処理装置（ＣＰＵ）に送られるように構成されている。

　そして、中央演算処理装置に搭載された磁気軸受制御器において、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、軸方向センサ１０９によって検出された軸方向位置信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂのそれぞれの励磁制御指令信号を生成し、磁気軸受用インバータ１６が、これらの励磁制御指令信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂをそれぞれ励磁制御することで、軸方向電磁石１０６Ａが磁力により金属ディスク１１１を上方に吸引し、軸方向電磁石１０６Ｂが金属ディスク１１１を下方に吸引し、ロータ軸１１３の軸方向位置が調整される。

　このように、制御装置２００は、この軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが金属ディスク１１１に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸１１３を軸方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている。

　一方、モータ１２１は、ロータ軸１１３を取り囲むように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁極は、ロータ軸１１３との間に作用する電磁力を介してロータ軸１１３を回転駆動するように、制御装置２００によって制御されている。また、モータ１２１には図示しない例えばホール素子、レゾルバ、エンコーダなどの回転速度センサが組み込まれており、この回転速度センサの検出信号によりロータ軸１１３の回転速度が検出されるようになっている。

　さらに、例えば下側径方向センサ１０８近傍に、図示しない位相センサが取り付けてあり、ロータ軸１１３の回転の位相を検出するようになっている。制御装置２００では、この位相センサと回転速度センサの検出信号を共に用いて磁極の位置を検出するようになっている。
　回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）とわずかの空隙を隔てて複数枚の固定翼１２３（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・）が配設されている。回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。固定翼１２３（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・）は、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。

　また、固定翼１２３も、同様にロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒１２７の内方に向けて回転翼１０２の段と互い違いに配設されている。そして、固定翼１２３の外周端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ１２５（１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ・・・）の間に嵌挿された状態で支持されている。
　固定翼スペーサ１２５はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。固定翼スペーサ１２５の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒１２７が固定されている。外筒１２７の底部にはベース部１２９が配設されている。ベース部１２９には排気口１３３が形成され、外部に連通されている。チャンバ（真空チャンバ）側から吸気口１０１に入ってベース部１２９に移送されてきた排気ガスは、排気口１３３へと送られる。

　さらに、ターボ分子ポンプ１００の用途によって、固定翼スペーサ１２５の下部とベース部１２９の間には、ネジ付スペーサ１３１が配設される。ネジ付スペーサ１３１は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝１３１ａが複数条刻設されている。ネジ溝１３１ａの螺旋の方向は、回転体１０３の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口１３３の方へ移送される方向である。回転体１０３の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）に続く最下部には円筒部１０２ｄが垂下されている。この円筒部１０２ｄの外周面は、円筒状で、かつネジ付スペーサ１３１の内周面に向かって張り出されており、このネジ付スペーサ１３１の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。回転翼１０２および固定翼１２３によってネジ溝１３１ａに移送されてきた排気ガスは、ネジ溝１３１ａに案内されつつベース部１２９へと送られる。

　ベース部１２９は、ターボ分子ポンプ１００の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。ベース部１２９はターボ分子ポンプ１００を物理的に保持すると共に、熱の伝導路の機能も兼ね備えているので、鉄、アルミニウムや銅などの剛性があり、熱伝導率も高い金属が使用されるのが望ましい。

　かかる構成において、回転翼１０２がロータ軸１１３と共にモータ１２１により回転駆動されると、回転翼１０２と固定翼１２３の作用により、吸気口１０１を通じて図示しないチャンバから排気ガスが吸気される。回転翼１０２の回転速度は通常２０，０００ｒｐｍ～９０，０００ｒｐｍであり、回転翼１０２の先端での周速度は２００ｍ／ｓ～４００ｍ／ｓに達する。吸気口１０１から吸気された排気ガスは、回転翼１０２と固定翼１２３の間を通り、ベース部１２９へ移送される。

　なお、上記では、ネジ付スペーサ１３１は回転体１０３の円筒部１０２ｄの外周に配設し、ネジ付スペーサ１３１の内周面にネジ溝１３１ａが刻設されているとして説明した。
しかしながら、これとは逆に円筒部１０２ｄの外周面にネジ溝が刻設され、その周囲に円筒状の内周面を有するスペーサが配置される場合もある。

　また、ターボ分子ポンプ１００の用途によっては、吸気口１０１から吸引されたガスが上側径方向電磁石１０４、上側径方向センサ１０７、モータ１２１、下側径方向電磁石１０５、下側径方向センサ１０８、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂ、軸方向センサ１０９などで構成される電装部に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム１２２で覆われ、このステータコラム１２２内はパージガスにて所定圧に保たれる場合もある。

　この場合には、ベース部１２９には図示しない配管が配設され、この配管を通じてパージガスが導入される。導入されたパージガスは、保護ベアリング１２０とロータ軸１１３間、モータ１２１のロータとステータ間、ステータコラム１２２と回転翼１０２の内周側円筒部の間の隙間を通じて排気口１３３へ送出される。

　ここに、ターボ分子ポンプ１００は、機種の特定と、個々に調整された固有のパラメータ（例えば、機種に対応する諸特性）に基づいた制御を要する。この制御パラメータを格納するために、上記ターボ分子ポンプ１００は、その本体内に電子回路部１４１を備えている。電子回路部１４１は、ＥＥＰ－ＲＯＭ等の半導体メモリ及びそのアクセスのための半導体素子等の電子部品、それらの実装用の基板１４３等から構成される。この電子回路部１４１は、ターボ分子ポンプ１００の下部を構成するベース部１２９の例えば中央付近の図示しない回転速度センサの下部に収容され、気密性の底蓋１４５によって閉じられている。

　ところで、半導体の製造工程では、チャンバに導入されるプロセスガスの中には、その圧力が所定値よりも高くなり、或いは、その温度が所定値よりも低くなると、固体となる性質を有するものがある。ターボ分子ポンプ１００内部では、排気ガスの圧力は、吸気口１０１で最も低く排気口１３３で最も高い。プロセスガスが吸気口１０１から排気口１３３へ移送される途中で、その圧力が所定値よりも高くなったり、その温度が所定値よりも低くなったりすると、プロセスガスは、固体状となり、ターボ分子ポンプ１００内部に付着して堆積する。

　例えば、Ａｌエッチング装置にプロセスガスとしてＳｉＣｌ₄が使用された場合、低真空（７６０［ｔｏｒｒ］～１０^-2［ｔｏｒｒ］）かつ、低温（約２０［℃］）のとき、固体生成物（例えばＡｌＣｌ₃）が析出し、ターボ分子ポンプ１００内部に付着堆積することが蒸気圧曲線からわかる。これにより、ターボ分子ポンプ１００内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、ターボ分子ポンプ１００の性能を低下させる原因となる。そして、前述した生成物は、排気口１３３付近やネジ付スペーサ１３１付近の圧力が高い部分で凝固、付着し易い状況にあった。

　そのため、この問題を解決するために、従来はベース部１２９等の外周に図示しないヒータや環状の水冷管１４９を巻着させ、かつ例えばベース部１２９に図示しない温度センサ（例えばサーミスタ）を埋め込み、この温度センサの信号に基づいてベース部１２９の温度を一定の高い温度（設定温度）に保つようにヒータの加熱や水冷管１４９による冷却の制御（以下ＴＭＳという。ＴＭＳ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）が行われている。

　次に、回転体１０３の加熱制御について説明する。
　上述したように、ベース部１２９側についての加熱が従来行われているが、生成物の堆積防止によるポンプの運転効率向上のため、近年は更に回転体１０３側も含めた一層の加熱が望まれている。
　このように回転体１０３の加熱制御を行う方法を図１と図２に基づき説明する。図１において、保護ベアリング１と上側径方向センサ１０７の間には、２極の加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂとがロータ軸１１３を隔てて対向して配設されている。この加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂとは加熱装置３に相当し、この加熱装置３に対しては図２に示すように、加熱用電源２１より交流電流が供給されるようになっている。この交流電流により加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂは励磁され、交流磁界が発生するようになっている。

　かかる構成において、発生した交流磁界はロータ軸１１３と交差する。交差した交流磁界の周囲には渦電流が発生する。このとき、ロータ軸１１３には図示しない導電性を有する加熱対象物が固着され、この加熱対象物に対して交流磁界が貫通し、渦電流が発生するようにしてもよい。加熱対象物の材料としては鉄、ステンレス、アルミニウムなどの導電性を有する金属が挙げられるが、鉄、ステンレスなどの強磁性体がより望ましい。そして、この渦電流により回転体１０３は加熱される。

　交流磁界は、正弦波であってもよいし、方形波、三角波等の他の波形や、これらの足し合わせでもよい。また、この交流磁界に直流磁界がオフセットされてもよい。他の波形の場合には、各波形の基本波成分を磁界の周波数とみなす。

　このとき発生する渦電流損について「回転機械設計者のための磁気軸受ガイドブック」日本工業出版５９ページ（（２）渦電流損）によれば、板厚ｔ、磁界の変動周波数ｆ、磁界の変動を受ける磁性体の体積Ｖ、最大の磁束密度Ｂ_m、磁性体の固有抵抗ρと定義したときに渦電流損Ｐ_eは数１で表せる。
［数１］

　数１によれば、渦電流損Ｐ_eは交流磁界の周波数の２乗で増加することが分かる。従って、交流磁界を用いることで、渦電流損Ｐ_eに伴う発熱を非接触に効率よく発生させることができる。また、同一の渦電流損Ｐ_eを得るのに必要な磁界の磁束密度Ｂ_mは、磁界の変動周波数ｆに反比例して減少することが分かる。

　また、交流磁界を回転体１０３と交差させる場合には、渦電流損Ｐ_eはロータ軸１１３の回転が停止しているときでも生じさせることができる。堆積物はポンプの停止中であっても生じることが想定されるので堆積物の生成を効果的に防止できる。

　次に、回転体１０３及びポンプの振動について検討する。回転体１０３の振動は、回転体１０３の故障の原因となる。特に、磁気軸受を用いて回転体１０３を浮上させているポンプでは、回転体１０３の振動の増大によって磁気軸受制御が不能となり、ロータ軸１１３が保護ベアリング１、１２０に接触するタッチダウンが発生するおそれがある。また、回転体１０３の振動は、軸受やモータ１２１などを介してポンプ全体へと伝わる。

　更に、ポンプのステータ部には、磁気軸受を構成する上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂや、モータ１２１の電磁石、加熱装置３の加熱用電磁石３Ａ、３Ｂなどが存在する。これらの電磁石においては、コイルに電流が流れて磁界が発生することで、磁界とコアの相互作用によりコアの変形が発生し、振動が発生する。この振動は、ポンプ全体へと伝わる。

　これらの振動の結果、騒音の発生や、吸気口１０１を介して図示しないチャンバ側に振動が伝わることによる半導体製造工程への悪影響などが発生するおそれがある。従って、回転体及びポンプの振動はなるべく抑制されることが望ましい。

　交流磁界をロータ軸１１３に対し交差させることに伴う回転体１０３の振動について検討する。
　渦電流損Ｐ_eを発生させるために交流磁界をロータ軸１１３に対し交差させると、この交流磁界により外力が生ずる。この交流磁界により外力の生じる様子を図３に示す。図３は図１、図２に示した２極の配置での磁界及び外力の様子を示している。等方的な極配置の場合には理想的には左右の外力Ｆ_LとＦ_Rは均衡するはずである。しかしながら、現実には加工精度による形状のばらつきや、アンバランスによるロータ軸１１３の偏心、材料の磁性のばらつき等の要因によりロータ軸１１３への外力が発生する。また、非等方的な極配置の場合でも、ロータ軸１１３への外力が発生するおそれがある。このため、回転体１０３を低振動で安定に回すためには、ロータ軸１１３への外力Ｆ_L、Ｆ_Rを小さくすることが望まれる。

　交流磁界がロータ軸１１３に対し交差したことに伴い生ずる外力Ｆ_Rは、数２に示す通り加熱用電磁石３Ｂとロータ軸１１３間のギャップの磁束密度Ｂ_gの２乗に比例する。
［数２］

　ここに数２の外力Ｆ_Rを比例定数Ｋ_gを用いて数３と定義する。
［数３］

　時刻ｔにおけるギャップの磁束密度Ｂ_gを数４の振幅Ｂ_g1、角振動数ω₀の正弦波と仮定すると、
［数４］

　ロータ軸１１３にかかる外力Ｆ_Rは数５となる。
［数５］

　ここに、数６なので、
［数６］

　Ｂ_g1を１／ｎ倍にできたら、外力Ｆ_Rの最大値は１／ｎ²倍になる。
　この外力Ｆ_Rによる影響を図４の強制振動モデルについて検討する。ここに、回転体・ステータの外力方向のバネ定数ｋ、回転体・ステータの外力方向の減衰係数γ、回転体の質量ｍ、磁界により与えられる外力Ｆと定義する。

　このとき、外力が加えられる方向の回転体剛体モード固有角振動数ω_resは
［数７］

と定義すると、減衰係数γが数８のときに数９となる。
［数８］

［数９］

　一方、減衰係数γが数１０のときには、数１１と定義する。
［数１０］

［数１１］

　このとき、数１２を満たす交流ならば、同一の磁束密度に対するロータ軸１１３の変位（強制振動の応答）が、数１３の直流の場合と比べて小さくなる。そして、交流磁界の周波数が高くなればなるほどこの変位は小さくなる。この間の様子を図５に示す。
［数１２］

［数１３］

　次に、この強制振動モデルについての証明を行う。
　強制振動モデルの運動方程式を数１４とし、Ｆ／ｍを数１５の強制振動に基づく正弦波と仮定する。ただし、ｘはロータ軸の変位であり、ω１は外力Ｆの角振動数である。
［数１４］

［数１５］

　ｘの解を数１６とおくと、ａは数１７となる。
［数１６］

［数１７］

　直流磁界をロータ軸に交差させた場合、即ち、ω₀＝０の場合、外力Ｆは数１８となるので、ω₁＝０であり、ａは数１９である。
［数１８］

［数１９］

　一方、交流磁界をロータ軸に交差させた場合、外力Ｆは数２０であり、直流成分と交流成分の和で表される。
［数２０］

　力の直流成分に対するロータ軸１１３の振幅aは数２１である。
［数２１］

　よって、外力のうち、角振動数ω₁の交流成分の振幅が数２２未満ならば、交流磁界による強制振動のロータ軸１１３の変位の振幅は、交流磁界の磁束密度最大値と同一の直流磁界をかけた場合と比べて、小さい。
［数２２］

　数２３となるω₁は数２４である。また、ω₀とω₁には数２５の関係がある。
［数２３］

［数２４］

［数２５］

　このため、数２６を満たす交流磁界の周波数において、交流磁界による強制振動のロータ軸１１３の変位の振幅は、交流磁界の磁束密度最大値と同一の直流磁界をかけた場合と比べて、小さい。
［数２６］

　次に、加熱装置の加熱用電磁石３Ａ、３Ｂにて交流磁界が発生することにより、ポンプに発生する振動について検討する。図３において、加熱用電磁石３Ａ、３Ｂは、主に積層鋼板やフェライトからなるコア６と、コア６の突極部７ａ、７ｂに捲回されたコイル４ａ、４ｂなどから構成される。コイル４ａ、４ｂに加熱用電源より供給された交流電流が流れることによって起磁力が発生し、交流電流と同一の周波数の交流磁界がコア６に発生する。発生した交流磁界は、ギャップを介してロータ軸１１３に交差し、磁力線の閉ループ５ａ、５ｂを形成する。

　交流磁界の発生時には、交流磁界とコア６の相互作用によりコア６の変形が発生し、交流磁界の周波数成分の振動が加熱用電磁石３Ａ、３Ｂに発生する。この加熱用電磁石３Ａ、３Ｂの振動は、加熱用電磁石３Ａ、３Ｂとポンプの結合部などを介して、ポンプ全体へと伝わっていく。

　次に、回転体１０３の回転によって発生する回転体１０３の振動について検討する。回転体１０３が回転すると、加工精度による形状のばらつきや、アンバランスによる回転体１０３の偏心、材料の磁性のばらつき等の要因により、回転体１０３への外力が発生し、振動が発生する。この振動のスペクトルには、回転体１０３の回転周波数成分の大きなピークが表れる。このピーク周波数は運転状態によって変化し、最大値は、回転体１０３の機械角に基づき定義された定格回転周波数である。

　従って、回転体１０３の機械角に基づき定義された定格回転周波数よりも加熱用電磁石３Ａ、３Ｂで発生させる交流磁界の周波数が大きい場合には、交流磁界によって発生するポンプの振動スペクトルのピークが、回転体１０３の回転によって発生する振動スペクトルのピークとは一致しない。そのため、ポンプの振動スペクトルのピークを小さくすることができる。

　次に、モータ１２１に流れる電流によって発生するポンプの振動について検討する。モータ１２１は、コアにコイルが捲回された電磁石からなりポンプに固定されたステータと、ステータから発生した磁界との相互作用により発生したトルクを回転体に伝達するロータからなる。なお、モータ１２１が例えば永久磁石同期モータの場合には、定格回転時の電流の周波数は電気角周波数に等しく、また、この電気角周波数は機械角周波数×極対数で算出可能である。

　モータ１２１のステータでは、磁界とコアの相互作用によりコアの変形が発生し、モータに流れる電流の周波数成分の振動が発生する。この振動は、モータとポンプの結合部を介して、ポンプ全体へと伝わっていく。

　モータ１２１の回転駆動についてはモータ用インバータ１８を用いたＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御が行われている。図６に示すように、このＰＷＭ制御では、周期ｔ₀にて制御される。このときの制御周波数ｆ₀＝１／ｔ₀はモータ用インバータ制御器の制御周波数に相当する。そして、モータ用インバータ１８の出力可能な電圧の周波数ｆは、制御周波数ｆ₀の１／２倍のｆ＝ｆ₀／２である。即ち、モータ用インバータ制御器の制御周波数の２倍より大きい周波数をもって交流磁界による回転体１０３の加熱を行えば、モータ用インバータ１８が、モータ１２１に流れる電流に重畳して交流電流を流し、モータ１２１の磁界に重畳して加熱用の交流磁界を発生させることで回転体１０３を加熱する場合と比べて、大きい周波数の交流磁界で加熱できる。そのため、同一の回転体１０３の渦電流損を得るのに必要な交流磁界の磁束密度を小さくでき、交流磁界によって回転体１０３に発生する外力を小さくすることができ、回転体１０３の振動を小さくすることができる。

　更に、この点は、磁気軸受を制御する磁気軸受用インバータ１６を用いたＰＷＭ制御についても同様である。タイミングチャートは図６と同様なので省略する。図６と同様に、磁気軸受を制御するＰＷＭ制御についても周期ｔ₀にて制御される。即ち、磁気軸受用インバータ制御器の制御周波数の２倍より大きい周波数をもって交流磁界による回転体１０３の加熱を行えば、磁気軸受用インバータ１６が、磁気軸受に流れる電流に重畳して交流電流を流し、磁気軸受の磁界に重畳して加熱用の交流磁界を発生させることで回転体１０３を加熱する場合と比べて、大きい周波数の交流磁界で加熱できる。そのため、同一の回転体１０３の渦電流損を得るのに必要な交流磁界の磁束密度を小さくでき、交流磁界によって回転体１０３に発生する外力を小さくすることができ、回転体１０３の振動を小さくすることができる。

　更に、下側径方向センサ１０８や上側径方向センサ１０７には、インダクタンスセンサ若しくは渦電流センサが用いられている。この下側径方向センサ１０８や上側径方向センサ１０７で検出された変位信号に対しては所定のセンサ周波数の変調波が重畳されているが、この変調波を基に、加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂで発生させる交流磁界の好適な周波数を判断してみる。

　図７において、下側径方向センサ１０８や上側径方向センサ１０７から出力された位置信号はローパスフィルタ（ＬＰＦ）を含む復調回路１１で復調された後、磁気軸受制御器１３で信号調整された後、下側径方向電磁石１０５や上側径方向電磁石１０４を励磁駆動する。ローパスフィルタのカットオフ周波数（通過域平坦部から３ｄＢ低下する周波数）よりも加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂで発生させる交流磁界の周波数が大きければ、復調された変位センサの位置信号に含まれる、交流磁界によって発生するポンプの振動成分が小さくなる。そのため、交流磁界によって発生するポンプの振動は回転体１０３の位置制御に影響は及ぼさず、より安定な磁気軸受制御を実現することができる。

　また、加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂで発生させる交流磁界の周波数がセンサ周波数よりも大きければ、変位センサの位置信号に含まれる、交流磁界によって発生するポンプの振動成分が小さくなる。そのため、交流磁界によって発生するポンプの振動は回転体１０３の位置制御に影響を及ぼさず、より安定な磁気軸受制御を実現することができる。

　次に、図１、図２の加熱装置３では加熱用電磁石３Ａと加熱用電磁石３Ｂの２極で構成した例を示したが、図８に４極での加熱装置の構成例を示す。この場合、加熱装置２３としては、加熱用電磁石２３Ａ、加熱用電磁石２３Ｂ、加熱用電磁石２３Ｃ、加熱用電磁石２３Ｄが互いに９０度ずつ隔ててロータ軸１１３周りに存在し、コイル２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄがコア２６の突極部２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄに対し均等に配置される。そして、磁界はロータ軸１１３を通り、ロータ軸１１３周りに突極部２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄを通る４つの磁界の閉ループ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが形成される。

　また、図９には４極での加熱装置の別構成例を示す。この場合、加熱装置３１としては、コの字状のコア３６ａの２つの突極部３７ａ、３７ｂに対しそれぞれ配設されたコイル３４ａ、３４ｂからなる加熱用電磁石３３Ａ、加熱用電磁石３３Ｂとでｘ軸正方向に磁界の閉ループ３５ａが形成され、一方、コの字状のコア３６ｂの２つの突極部３７ｃ、３７ｄに対しそれぞれ配設されたコイル３４ｃ、３４ｄからなる加熱用電磁石３３Ｃ、加熱用電磁石３３Ｄとでｘ軸負方向に磁界の閉ループ３５ｂが形成される。

　更に、図１０に２極での加熱装置の別構成例を示す。この場合、加熱装置４１としては、コの字状のコア３６ａの２つの突極部３７ａ、３７ｂに対しそれぞれ配設されたコイル３４ａ、３４ｂからなる加熱用電磁石３３Ａ、加熱用電磁石３３Ｂとでｘ軸正方向にのみ磁界の閉ループ３５ａが形成される。このように非対称に構成された場合でも回転体１０３に対し交差した交流磁界の周囲には渦電流損Ｐ_eを生じさせることができる。

　加熱用電磁石のコイルは、一つの加熱用電源に対して直列に接続されるのが望ましい。しかし、加熱用電磁石のコイルを並列に接続したり、コイルに対して複数の加熱用電源を用意したりしてもよい。

　また、各加熱用電磁石のコアの材料は、積層鋼板やフェライトなどの、導電率が小さく透磁率が大きいものが望ましい。しかし、例えば、通常の鉄やステンレスを使用してもよい。この構成は、回転体と同時にステータ側を加熱する場合に有用である。また、アルミニウムなどの非磁性金属や、プラスチックなどの絶縁体を用いたり、コア材料を使用しない空芯コイルを加熱用電磁石として用いたりしてもよい。

　次に、図１１にターボ分子ポンプ１００に対する加熱装置の設置方法について説明する。まず、図１１中に矢印Ａで示す箇所に設置される加熱装置４１は、図１２のようにロータ軸１１３の周囲に対しコイル４３が一方向に捲回されている。また、ロータ軸１１３の外周面には溝が掘られ、この溝に対し導電性を有する加熱対象物４５が埋設されている。そして、コイル４３に対しては交流電流が流され、その周囲に交流磁界が生じている。この交流磁界は加熱対象物４５に対し交差することで加熱対象物４５では渦電流が発生し、この渦電流により渦電流損Ｐ_eを生じさせることができる。このため、加熱対象物４５は発熱する。従来のようなベース部１２９を加熱したときの輻射熱による加熱等ではなく、加熱対象物４５を直接加熱することができるので、回転体１０３に対し効率のよい加熱を行うことができる。

　また、図１１中に矢印Ｂで示す箇所に設置される加熱装置５１は、図１３のようにロータ軸１１３の周囲に対しコイル５３が一方向に捲回されることで構成されている。
　そして、コイル５３に対しては交流電流が流され、その周囲に交流磁界が生じている。この交流磁界は回転翼１０２に対し交差することで回転翼１０２では渦電流が発生し、この渦電流により渦電流損Ｐ_eを生じさせることができる。このため、回転翼１０２は発熱する。回転翼１０２を直接加熱することができるので、回転体１０３に対し効率のよい加熱を行うことができる。

　更に、図１１中に矢印Ｃで示す箇所に設置される加熱装置６１は、図１４に示すように固定翼スペーサ１２５若しくは外筒１２７の内部にコイル６３がロータ軸１１３周りに一方向に捲回されることで構成されている。
　そして、このコイル６３に対しては交流電流が流され、その周囲に交流磁界が生じている。この交流磁界は回転翼１０２に対し交差することで回転翼１０２では渦電流が発生し、この渦電流により渦電流損Ｐ_eを生じさせることができる。このため、回転翼１０２は発熱する。回転翼１０２を直接加熱することができるので、回転体１０３に対し効率のよい加熱を行うことができる。

　更に、図１１中に矢印Ｄで示す箇所に設置される加熱装置７１は、図１４に示すようにネジ付スペーサ１３１の内部にコイル７１がロータ軸１１３周りに一方向に捲回されることで構成されている。
　そして、このコイル７１に対しては交流電流が流され、その周囲に交流磁界が生じている。この交流磁界は回転翼１０２の円筒部１０２ｄに対し交差することで回転翼１０２では渦電流が発生し、この渦電流により渦電流損Ｐ_eを生じさせることができる。このため、回転翼１０２は発熱する。回転翼１０２を直接加熱することができるので、回転体１０３に対し効率のよい加熱を行うことができる。
　但し、ステータコラム１２２側にコイル７３を埋設するようにしてもよい。そして、このコイル７３で発生させた交流磁界を回転翼１０２の円筒部１０２ｄに対し交差させることで、渦電流損Ｐ_eを生じさせるようにしてもよい。

　次に、本発明の加熱装置を遠心式ポンプに適用した場合について説明する。図１５に示すように、ロータ軸１１３の頭部には複数枚の羽根８１が取り付けられている。羽根８１の先端部に対峙するようにコイル８３がステータ側に配設されている。そして、このコイル８３に対しては交流電流が流され、その周囲に交流磁界が生じている。この交流磁界は羽根８１の先端部分に対し交差することで羽根８１の先端部分では渦電流が発生し、この渦電流により渦電流損Ｐ_eを生じさせることができる。このため、羽根８１は発熱する。
　なお、羽根８１の側部を加熱するために、羽根８１の側部に対峙するようにコイル８５が配設されてもよい。この場合には、コイル８５で発生した交流磁界は羽根８１の側部に交差する。このため、羽根８１の側部では渦電流が発生し、この渦電流により渦電流損Ｐ_eを生じさせることができる。

　次に、本発明の加熱装置をポンプの複数箇所に配設したときの加熱用電源の接続方法について説明する。
　図１６には、ロータ軸１１３の加熱用に加熱装置９１を配設し、一方、回転翼１０２の加熱用に加熱装置９３と加熱装置９５とを軸方向に隔てた２カ所に配設した例を示す。加熱用電源９７は、図１７に示すように、加熱装置９１、加熱装置９３、加熱装置９５同士を直列に接続して交流電流の供給をしてもよいし、図１８に示すように、加熱装置９１、加熱装置９３、加熱装置９５同士を並列に接続して交流電流の供給をしてもよい。あるいは、図１９に示すように、加熱装置９１、加熱装置９３、加熱装置９５のそれぞれに対して独立して加熱用電源９７Ａ、９７Ｂ、９７Ｃを配設し、交流電流の供給をしてもよい。

　また、図２０に示すように、加熱装置９１をモータ１２１のＵ相ケーブルの途中に接続、加熱装置９３をＶ相ケーブルの途中に接続、加熱装置９５をＷ相ケーブルの途中に接続するようにしてもよい。この場合には、モータ用電源１９及びモータ用インバータ１８は、加熱用電源を兼ねている。加熱装置９１、加熱装置９３、加熱装置９５に対してはモータ用電源１９及びモータ用インバータ１８から交流電流が供給される。この場合、モータの三相に対して、それぞれ、同じ抵抗・インダクタンスの加熱装置を直列に接続するのが望ましい。しかしながら、モータのある相のみに接続したり、モータと加熱装置の接続が並列であったり、抵抗やインダクタンスが加熱装置毎に異なったりしていてもよい。

　図示は省略するが、この点は、磁気軸受用電源１７についても同様であり、磁気軸受用電源１７は加熱用電源を兼ねるように構成してもよい。

　加熱用電源は、インバータ、LC共振回路、リニアアンプ等で構成が可能である。また、加熱用電源は、例えば、モータ用インバータと並列にインバータを設置してその出力を加熱装置に接続し、モータ用電源の電力を加熱装置に対して供給する構成となっていてもよい。また、例えば、モータ用電源が交流の商用電源である場合には、モータ用電源を直接加熱装置に接続することで、これを加熱用電源としてもよい。磁気軸受用電源と加熱用電源を兼用する場合にも、同様の構成が考えられる。

　なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が当該改変されたものにも及ぶことは当然である。また、上述した各実施形態は種々組み合わせても良い。

１保護ベアリング
３、２３、３１、４１、５１、６１、７１、９１、９３、９５加熱装置
３Ａ、３Ｂ加熱用電磁石
４a、４b、２４a、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄコイル
５a、５b、２５a、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、３５ａ、３５ｂ磁界の閉ループ
６、２６、３６ａ、３６ｂコア
７ａ、７ｂ、２７a、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、３７a、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ突極部
１１復調回路
１３磁気軸受制御器
１６磁気軸受用インバータ
１７磁気軸受用電源
１８モータ用インバータ
１９モータ用電源
２１、９７、９７Ａ、９７Ｂ、９７Ｃ　加熱用電源
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ加熱用電磁石
４３、５３、６３、７１、７３、８３、８５コイル
４５加熱対象物
８１羽根
１００ターボ分子ポンプ
１０１吸気口
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ回転翼
１０２ｄ円筒部
１０３回転体
１０４上側径方向電磁石
１０５下側径方向電磁石
１０６Ａ、１０６Ｂ軸方向電磁石
１０７上側径方向センサ
１０８下側径方向センサ
１１１金属ディスク
１１３ロータ軸
１２０保護ベアリング
１２１モータ
１２２ステータコラム
１２３、１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ固定翼
１２５、１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ固定翼スペーサ
１２７外筒
１２９ベース部
１３１ネジ付スペーサ
１３１ａネジ溝
２００制御装置

Claims

　回転体と、
該回転体を回転駆動させるモータと、
該モータに回転駆動用の電力を供給するモータ用電源と、
前記回転体を加熱するために所定の磁界周波数の交流磁界を発生させる加熱用電磁石と、
該加熱用電磁石に交流電流によって電力を供給する加熱用電源とを備え、
前記加熱用電磁石で発生された前記交流磁界を前記回転体と交差させることで前記回転体において、該交差した前記交流磁界の周囲に渦電流を発生させることを特徴とする真空ポンプ。
　前記回転体には前記交流磁界の交差の対象となる所定の導電性を有する加熱対象物が備えられたことを特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
　前記回転体の剛体モード固有振動数をω_resと定義したときに前記磁界周波数がω_res/√2より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空ポンプ。
　前記磁界周波数が前記回転体の機械角に基づき定義された定格回転周波数より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空ポンプ。
　前記磁界周波数が前記モータに流れる電流の定格回転時の周波数より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空ポンプ。
前記モータ用電源の出力電圧を変換し、前記モータに電圧を印加するモータ用インバータと、
該モータ用インバータを制御するモータ用インバータ制御器とを備え、
前記磁界周波数が前記モータ用インバータ制御器の制御周波数の半分より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空ポンプ。
　前記回転体を空中に浮上支持する磁気軸受と、
該磁気軸受に対して電力を供給する磁気軸受用電源と、
前記磁気軸受用電源の出力電圧を変換し、前記磁気軸受に電圧を印加する磁気軸受用インバータと、
該磁気軸受用インバータを制御する磁気軸受用インバータ制御器とを備え、
前記磁界周波数が前記磁気軸受用インバータ制御器の制御周波数の半分より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空ポンプ。
　前記回転体を空中に浮上支持する磁気軸受と、
該磁気軸受に対して電力を供給する磁気軸受用電源と、
前記回転体の位置を所定のセンサ周波数で変調された位置信号に基づき非接触に計測する変位センサと、
前記位置信号を復調させるローパスフィルタを含む復調回路とを備え、
前記磁界周波数が前記ローパスフィルタのカットオフ周波数より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空ポンプ。
　前記回転体を空中に浮上支持する磁気軸受と、
該磁気軸受に対して電力を供給する磁気軸受用電源と、
前記回転体の位置を所定のセンサ周波数で変調された位置信号に基づき非接触に計測する変位センサとを備え、
前記磁界周波数が前記センサ周波数より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空ポンプ。
　前記加熱用電源が前記モータ用電源と兼用されたことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
前記回転体を空中に浮上支持する磁気軸受と、該磁気軸受に対して電力を供給する磁気軸受用電源を備え、前記加熱用電源が前記磁気軸受用電源と兼用されたことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
　前記加熱用電源が前記磁気軸受用電源と兼用されたことを特徴とする請求項７～９のいずれか一項に記載の真空ポンプ。