真空泵及控制装置的制作方法

本发明涉及真空泵及控制装置，特别地涉及具有能够在不计量旋转翼的温度的情况下防止加热造成的转子破坏的保护功能的真空泵及控制装置。

背景技术：

1、随着近年来的电子学的发展，存储器、集成电路的半导体的需要急剧增大。

2、这些半导体通过对纯度极高的半导体基板掺杂杂质而提供电气性质、通过蚀刻在半导体基板上形成精密的电路等而制造。

3、并且，这些作业为了避免空气中的灰尘等的影响而需要在高真空状态的腔内进行。该腔的排气一般使用真空泵，特别地，从残留气体少、保养容易等方面考虑而多使用作为真空泵中的一种的涡轮分子泵。

4、此外，半导体的制造工序中，使各种各样的工艺气体作用于半导体的基板的工序数量多，涡轮分子泵不仅用于使腔内呈真空，也用于将这些工艺气体从腔内排出。

5、进而，在电子显微镜等设备中，为了防止粉尘等的存在导致的电子束的折射等，涡轮分子泵也用于使电子显微镜等的腔内的环境为高度的真空状态。

6、该涡轮分子泵为了将旋转体磁悬浮控制而具备磁轴承装置。该磁轴承装置由控制装置控制，借助该控制装置进行旋转体的旋转驱动控制、位置控制。并且，在该控制装置中，具有在由于腔压力下降而发生旋转体的异常过热的情况下为了避免泵破损而进行异常通知而中断运转的保护功能(参照专利文献1～4)。

7、专利文献1:日本特开2003-232292号公报。

8、专利文献2:日本特开2004-116328号公报。

9、专利文献3:日本特开2013-253502号公报。

10、专利文献4:日本特开2009-287573号公报。

11、但是，市场上的实际工作中，已知会发生下述事例，即仅以以往设想的对于泵异常的保护功能不能避免泵破损。例如，(1)以不足规定时间的周期重复从目标旋转速度下降、到达目标旋转速度的事例、(2)真空腔存在微小泄漏、虽不至于目标旋转速度下降但驱动马达长时间持续最大转矩输出状态的事例。

12、每项事例都可能由于细小的情况而发生，因此希望即使对于这些事例也能够在发生泵破损前通知异常状态的功能。

13、此外，为了高精度地防止这样的破损，也考虑导入计量旋转翼的温度的传感器而高精度地进行防止的方案。然而，旋转翼温度传感器的导入可能会导致涡轮分子泵自身价格变高。

技术实现思路

1、本发明是鉴于这样的以往的问题而提出的，其目的在于提供具有能够在不计量旋转翼的温度的情况下防止加热造成的转子破坏的保护功能的真空泵及控制装置。

2、因此本发明(技术方案1)是真空泵的发明，具备旋转翼、马达、旋转速度计量机构、电流计量机构，前述旋转翼将从吸气口抽吸的气体送向排气口，前述马达将该旋转翼旋转驱动，前述旋转速度计量机构计量前述旋转翼的旋转速度，前述电流计量机构计量流至前述马达的电流，前述真空泵的特征在于，具备第一区域、第二区域、区域判断机构、运算机构，前述第一区域定义为，由前述电流计量机构计量的电流计量值为电流规定值以上，且由前述旋转速度计量机构计量的旋转速度计量值为旋转速度规定值以上，前述第二区域定义为，前述电流计量值不足前述电流规定值，或者前述旋转速度计量值不足前述旋转速度规定值，前述区域判断机构判断前述旋转速度计量值和前述电流计量值属于前述第一区域和前述第二区域的哪个区域，前述运算机构基于该区域判断机构的判断的结果随着时间的经过对前述真空泵的故障的危险度进行运算。

3、由流至马达的电流计量值为电流规定值以上、且旋转翼的旋转速度计量值为旋转速度规定值以上来定义第一区域，由流至马达的电流计量值不足电流规定值、或者旋转翼的旋转速度计量值不足旋转速度规定值来定义第二区域。并且，判断由旋转速度计量机构计量的旋转速度计量值和由电流计量机构计量的电流计量值属于第一区域和第二区域的某个区域。基于该判断的结果，随着时间的经过对真空泵的故障的危险度进行运算，从而能够在不计量旋转翼的温度的情况下以廉价的方法将旋转翼、驱动马达的异常过热要因导致的真空泵破损故障防范于未然。

4、此外，本发明(技术方案2)是真空泵的发明，构成为具备危险度阈值、异常通知机构、停止机构，前述危险度阈值针对由前述运算机构运算的前述危险度而设定，前述异常通知机构在超过该危险度阈值时通知前述真空泵的异常，前述停止机构在由该异常通知机构通知前述真空泵的异常时停止前述真空泵的工作。

5、由此，真空泵的故障的危险度超过危险度阈值时，能够通知真空泵的异常、基于该异常通知停止真空泵的工作，所以能够高效率地将真空泵恶化防范于未然。

6、进而，本发明(技术方案3)是真空泵的发明，其特征在于，前述运算机构在由前述电流计量机构计量的前述电流计量值和由前述旋转速度计量机构计量的前述旋转速度计量值均处于前述第一区域时，在前述旋转速度计量值从预先设定的第一转速以上变为低于该第一转速时判断成前述真空泵的故障的危险度过大。

7、旋转速度的检测值从预先设定的第一转速以上变为低于该第一转速时判断成前述真空泵的故障的危险度过大，从而能够瞬时地判断真空泵的异常。马达的电流值高而过负荷的状态时旋转速度下降，与气体的摩擦热会持续，所以立刻进行异常通知、真空泵的停止。由此，能够实现真空泵的安全的引用。

8、进而，本发明(技术方案4)是真空泵的发明，其特征在于，前述运算机构具备时间计量机构，前述时间计量机构在由前述电流计量机构计量的前述电流计量值和由前述旋转速度计量机构计量的前述旋转速度计量值均处于前述第二区域时，计量前述旋转速度计量值以预先设定的第二转速以下持续旋转驱动时的时间，由该时间计量机构计量的时间变为预先设定的第一时间以上时判断成前述真空泵的故障的危险度过大。

9、由电流检测机构检测的电流的检测值和由旋转速度检测机构检测的旋转速度的检测值均处于第二区域时，也能够通过计量旋转速度的检测值为预先设定第二转速以下而持续旋转驱动时的时间来高效率地判定真空泵的异常。由此，能够实现真空泵的安全的引用。

10、进而，本发明(技术方案5)是真空泵的发明，其特征在于，前述运算机构具备将前述真空泵的故障的危险度数值化的计数器，对于该计数器，基于前述区域判断机构的判断的结果，每隔第二时间进行前述旋转速度计量值和前述电流计量值属于前述第一区域时增加前述计数器的计数且属于前述第二区域时减少前述计数器的前述计数的处理。

11、将热处于第一区域的时间和处于第二区域的时间的差设为蓄热时间。并且，为了将该蓄热时间作为故障的危险度数值化而具备计数器。关于该计数器，真空泵的运转状态属于第一区域时使计数器的计数增加，另一方面，属于第二区域时使计数器的计数减少。由此，无需仅为了避免故障而搭载高价的非接触的翼温度计量功能，能够廉价地实现风险避免。

12、进而，本发明(技术方案6)是真空泵的发明，前述计数器的前述计数的值超过预先确定的故障基准值时判断成前述真空泵的故障的危险度过大。

13、表示蓄热时间的计数器的计数的值到达规定滞留时间、即故障基准值以上，从而判断成有应用上的过热风险。由此，能够廉价且高效率地判断成真空泵的故障的危险度过大。

14、进而，本发明(技术方案7)是真空泵的发明，其特征在于，前述计数器的前述计数的值不会小于零。

15、由此，能够使计数器占用的存储器区域较小。

16、进而，本发明(技术方案8)是真空泵的发明，其特征在于，前述第二时间为1秒。

17、为了判断真空泵的故障而设定故障基准值，但该故障基准值是计数器的最大值，若计数器的计量时间为每隔1秒，则任何人都容易以按照真空泵运转的实际情况的方式与直至实际的故障的时间对应而感性地确定该故障基准值。

18、进而，本发明(技术方案9)是真空泵的发明，其特征在于，在对前述马达供给的电源切断时，通过前述马达的旋转进行再生制动，在该再生制动中前述计数器的前述计数持续进行。

19、通过切断电源而进行再生制动。该状态下通过再生制动产生的电源也被供给至控制电源。因此，再生制动中能够持续进行负荷状态的判断、计数器的计数。其间，旋转减速而放热。因此，能够实现真空泵的安全的引用。

20、进而，本发明(技术方案10)是真空泵的发明，其特征在于，在对前述马达供给的电源切断且由前述马达的旋转进行的再生制动结束时，前述计数器的前述计数的值重置为零。

21、通过切断电源而过渡至再生制动。在该状态下在短暂的期间，马达的旋转减速，所以放热。此后电源完全切断，计数器的值重置为零，但此时旋转体接触轴承，从而热直接传向轴承。因此，真空泵的运转再次开始时放热几乎完全进行，能够再次高效率地进行负荷状态的判断、计数值的计数。因此，能够实现真空泵的安全的引用。

22、进而，本发明(技术方案11)是一种控制装置，控制真空泵，前述真空泵具备旋转翼、马达、旋转速度计量机构、电流计量机构，前述旋转翼将从吸气口抽吸的气体送向排气口，前述马达将该旋转翼旋转驱动，前述旋转速度计量机构计量前述旋转翼的旋转速度，前述电流计量机构计量流至前述马达的电流，前述真空泵的控制装置的特征在于，具备第一区域、第二区域、区域判断机构、运算机构，前述第一区域定义为，由前述电流计量机构计量的电流计量值为电流规定值以上，且由前述旋转速度计量机构计量的旋转速度计量值为旋转速度规定值以上，前述第二区域定义为，前述电流计量值不足前述电流规定值，或者前述旋转速度计量值不足前述旋转速度规定值，前述区域判断机构判断前述旋转速度计量值和前述电流计量值属于前述第一区域和前述第二区域的哪个区域，前述运算机构基于该区域判断机构的判断的结果随着时间的经过对前述真空泵的故障的危险度进行运算。

23、发明效果

24、如以上说明，根据本发明，构成为具备区域判断机构、运算机构，前述区域判断机构判断由旋转速度检测机构检测的旋转速度的检测值和由电流检测机构检测的电流的检测值属于第一区域和第二区域的哪个区域，前述运算机构基于区域判断机构的判断的结果随着时间的经过对真空泵的故障的危险度进行运算，所以能够在不计量旋转翼的温度的情况下以廉价的方法将旋转翼、驱动马达的异常过热要因导致的真空泵破损故障防范于未然。