JPH02252996A - 磁気軸受ターボ分子ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、超高真空を利用する各種の分野に広く適用可
能な磁気軸受ターボ分子ポンプ（以下、ＴＭＰと略称す
る）に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は、従来のＴＭＰ本体１を示しており、１０は吊
鐘形ロータを固着したシャフトである。

このシャフト１０を浮上支持するために、能動形のラジ
アル磁気軸受１１．１２及び能動形のスラスト磁気軸受
１３をシャフト回りに構成している。

そして、これらの軸受１１．１２．１３を制御するため
に、各々の軸受近傍に変位センサ１１ａ、１２ａ、１３
ａを配置して軸受間の微少隙間を検出し、その検出値を
第６図に示すような軸受制御部２に人力するようにして
いる。軸受制御部２では、例えば変位センサｌｌａから
入力される検出値をアンプ２１で増幅し、これをコント
ローラ２２で差動的な修正信号にして、ドライバ２３を
介し磁気軸受１１の電磁石に適宜の駆動電圧を印加でき
るようになっている。他の変位センサ１２ａ１１３ａに
おいても同様である。

また、前記シャフト１０を駆動するために高周波モータ
１４が設けられており、発振周波数と出力電圧とを可変
し得るインバータ３１と、ＯＲ回路３２とからなるモー
タ制御部３によって駆動される。すなわち、インバータ
３１に起動指令が入力されることによってＴＭＰｌを立
上げ、ＯＲ回路３２に停止指令が入力されることによっ
てＴＭＰｌに制動を加えることができるようになってい
る。これらの起動／停止指令は、基本的には外部操作に
よってなされる。

ところで、上述した軸受制御部２やモータ制御部３等で
はジュール熱による発熱が多く、また、その温度もＴＭ
Ｐ設置条件や外部環境などに大きく依存することが一般
に知られている。このため、これらの部位に図示のよう
に温度センサ２４．３３を配設して温度監視を行わせる
ようにしている。

すなわち、センサ２４．３３から取出される検出温度を
異常処理回路４１に入力して予め設定した異常レベルを
越えていないかどうかを判断し、異常レベルを越えてい
るときは系全体が制御不能に陥ったと見做して異常表示
器４２を点灯させるとともに、前記ＯＲ回路３２に強制
的に停止指令を入力するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、単にこのような温度監視機能だけでは、ＴＭＰ
温度が危険レベルまで上昇しなければ作動しないので、
事故を未然に回避することは難しいという問題がある。

例えば、ＴＭＰが悪環境下に設置され、運転開始当初か
ら徐々に温度が上昇していっても、異常表示がなされる
まではその兆候がわからないので、異常表示と相前後し
て事故が発生し、手を施す間もないといった事態を招く
可能性が大きい。このため、最悪の場合にはＴＭＰ自体
が破損し、真空装置等の使用目的にも多大な損害を与え
ることになる。しかも、従来のＴＭＰは、事故が生じた
後に事故原因を究明することが極めて難しいという課題
を抱えており、この点においても何らかの対策が望まれ
ている。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので
あって、これらを解決することにより、ＴＭＰの信頼性
を向上させることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような構
成を採用したものである。

すなわち、本発明のＴＭＰ装置は、第１図に示すように
、温度監視を必要とする箇所に配置される温度センサＴ
と、この温度センサＴから取出される検出温度を逐次入
力して予め設定した警告許容レベルを越えているか否か
を判断する判断手段５と、この判断手段５によって検出
温度が警告許容レベルを越えていると判断された場合に
作動する警告手段６と、少なくともこの時の検出温度を
時間情報とともに記憶し得る記憶手段７とを具備してな
ることを特徴としている。

［作用コ このような構成により、警告許容レベルを従来の異常レ
ベルよりも低い値に設定しておけば、ＴＭＰ温度が不当
に上昇する以前に警告手段によって警告がなされるので
、事前に点検等の処置を講することが可能となる。この
際、記憶手段には少なくともＴＭＰが警告許容レベルに
達した時の検出温度が時間情報とともに記憶されている
ので、事故原因を究明する手掛かりとして有用なものと
なる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、第６図と共通する部分には原則として同一符号を付
し、その説明を省略する。

しかして、本実施例に係るＴＭＰは、第２図に示す５箇
所に温度センサＴ工〜Ｔ、を配置している。すなわち、
温度センサＴ１は軸受制御部２の内部温度を検出するた
めのものであり、温度センサＴ２はインバータ３１の内
部温度を検出するためのものであり、温度センサＴ３は
主電源とともに併設されている非常用バッテリ４３の内
部温度を検出するためのものであり、温度センサＴ４は
ＴＭＰ本体１内の電磁石コイル温度を検出するためのも
のであり、また温度センサＴ５はＴＭＰ本体１内のモー
タコイル温度を検出するためのものである。

そして、これらの温度センサＴ１〜Ｔ５から検出される
検出信号ＶＴ１、ＶＴ□、ＶＴ３、ｖ工４、Ｖ工。

を、本実施例で新たに付加されてなるデータ処理部８に
入力するようにしている。データ処理部８は、前処理回
路８１と、Ａ／Ｄ変換器８２と、マイコン８３と、出力
ポート８４と、警告表示器８５（本発明の警告手段）と
、インターフェース８６と、異常表示器４２とからなっ
ている。前処理回路８１はマルチプレクサ機能を備えた
もので、各温度センサＴ１〜Ｔ、から取出されるアナロ
グ信号ｖＴ１〜ＶＴ５を並列人力してピークホールドし
、それらを順次出力端子に導く役割をなす。Ａ／Ｄ変換
器８２は、前記前処理回路８１から出力されるピーク値
ＶＰを２値化する。

マイコン８３は、本発明の判断手段と記憶手段とを兼ね
たものとして、少な（ともＣＰＵ、ＲＯＭＳＲＡＭを備
えており、また、日時情報を与えるリアルタイムカレン
ダクロツタ機能を内蔵している。ＲＯＭ内にはＣＰＵを
制御するプログラムが書込まれており、ＣＰＵはそのプ
ログラムに沿って演算を行い、出力ポート８４及びイン
ターフェース８６に適宜制御信号を出力し得る。さらに
、ＲＯＭ内の他の領域には、ピーク値Ｖ、の信号レベル
を弁別するための２つのしきい値Ｔ　Ｌ　ｓ　Ｔ　Ｈ（
ＴＬ＜ＴＨ）が記憶してあり、前者が警告許容レベルと
して、後者が異常許容レベルとして、それぞれ後述する
比較判断の基準値とされる。さらにまた、ＲＡＭ内には
検出温度や日時データ等を格納するためのデータエリア
が確保されている。

また、ＣＰＵは出力ポート８４を介して画表示器８５．
４２を個別に点灯／消灯させ得るとともに、モータ制御
部３のＯＲ回路３２に停止指令を人力することができる
ようになっている。

さらに、インターフェース８６には、端末コンピュータ
９１を介してデイスプレー９２及びプリンタ９３が接続
してあり、コンピュータ９１を操作することによってＲ
ＡＭ内に格納されているデータをこれらのデバイス９２
．９３上に随時取出すことができるようにしである。

ここで、ＲＯＭ内に書込まれたプログラムをフローチャ
ートで示すと、第３図のようになる。以下、同図に沿っ
て本実施例の作動を説明する。

プログラムがスタートすると、先ず、ステップＳ１で前
処理回路８１内のマルチプレクサをコントロールし、例
えば温度センサＴ工の検出信号ＶＴ１を取出す。しかる
後、ステップＳ２でそのピーク値Ｖ、をＡ／Ｄ変換し、
ステップＳ３においてＣＰＵ内に取込む。そして、ステ
ップＳ４でそれが異常許容レベルＴＨ以上であるか否か
を判断し、ＹＥＳであればステップＳ、に行ってその時
に“異常発生中”がセットされているか否かを判断する
（レジスタのフラグによる）。そして、ＮＯであればス
テップＳ６で新たに“異常発生中”をセットし、ステッ
プＳ７で“異常発生”を示すラベルを付してその時の日
時情報とともにイベントデータとしてデータエリアに格
納し、プログラムを終える。また、ステップＳ、でＹＥ
Ｓと判断された場合は、そのままプログラムを終える。

一方、前記ステップＳ４でＮＯと判断された場合は、ス
テップＳ８へ行ってその時に“異常発生中“がセットさ
れているか否かを判断する。そして、ＹＥＳであればス
テップＳ、で設定を解除し、ステップＳ１ｏで“異常解
除”のラベルを付してその時の日時情報とともにイベン
トデータとしてデータエリアに格納し、プログラムを終
える。

更に、前記ステップＳ８でＮｏと判断された場合は、ス
テップＳｌｌに進み、今度は検出温度が警告許容レベル
Ｔ、以上であるか否かを判断する。

そして、ＹＥＳであればステップＳ１２に行き、その時
に“警告発生中”がセットされているか否かを判断する
。その結果、ＮＯであればステップＳ１３で新たに“警
告発生中”をセットし、ステップ８１４で“警告発生”
のラベルを付してその時の日時情報とともにイベントデ
ータとしてデータエリアに格納し、プログラムを終える
。これに対して、ステップ８１２でＹＥＳと判断された
場合は、そのままプログラムを終える。

更にまた、前記ステップ８１１でＮＯと判断された場合
は、ステップ８１５に進んでその時に“警告発生中”が
セットされているか否かを判断する。

そして、ＹＥＳであればステップＳ１６で設定を解除し
、ステップＳ１７で“警告解除”のラベルを付してその
時の日時情報とともにイベントデータとしてデータエリ
アに格納し、プログラムを終える。

また、前記ステップＳ１５でＮｏと判断された場合には
、そのままプログラムを終える。

そして、以上のフローチャートにおいてプログラムが終
了した地点からスタートに戻り、今度は次の検出信号（
例えばＶＴ２）を取出して同様の作業を行う。このよう
な一連の作業が繰返されることにより、各温度センサＴ
１〜Ｔ５の検出値Ｖ１、〜ＶＴ、はＴＭＰｌの運転開始
とともに継続してチエツクされ、ＲＡＭ内のデータエリ
アには異常発生、異常解除、警告発生、警告解除の各イ
ベントデータが蓄積されていくことになる。

しかして、このようなものであれば、ＴＭＰ温度が不当
に上昇しているときは警告表示器８５が点灯してＴＭＰ
が正常に運転されていないことが知らされるので、事前
に点検等の処置を講することにより、従来のような突発
的な事故を未然に防止することが可能となる。しかも、
ＲＡＭ内のデータエリアにはＴＭＰ温度に係る情報が蓄
積されているので、端末コンピュータ９１を操作してそ
れらを取出しチエツクすることにより、事態を具体的か
つ定母的に検証し、温度上昇を来した原因を究明するこ
とができる。−例を挙げるならば、従来のＴＭＰが設置
場所等の是非を容易に判断することができなかったのに
対し、このＴＭＰによると、ポンプ設置当初から温度上
昇を来たしておれば、即座に設置条件が悪いか外部環境
に原因があるかを容易に推察できるようになる。

また、検出温度が異常許容レベルＴ、を越えた場合は従
来と同様に保護機能が働いてＴＭＰが緊急停止されるが
、このＴＭＰでは上述のようにイベントデータが残され
ているので、異常原因の究明が容易なものとなる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、第２図中
破線で示す温度センサＴ４、Ｔ、については特に設けず
とも支障はない。すなわち、実用的な面で言えば、同一
制御ループに最低１個の温度センサを配置しておけば所
期の目的をある程度達成できるからである。また、異常
許容レベルや警告許容レベルは、発生時と解除時とで第
４図のように一定のヒステリシスをもたせることも有効
である。同図では、異常許容レベルの発生時がＴＨ＋Δ
ｔ１、解除時がＴＨ−Δｔ１、警告許容レベルの発生時
がＴＬ＋Δｔ２、解除時がＴＬ−Δｔ２としてそれぞれ
設定しである。さらに、データエリアには他の必要なイ
ベントデータを記憶させることにより、内容をさらに充
実させることも可能である。このイベントデータを取出
す際に、端末コンピュータ９１を用いない場合は、マイ
コン８３からリアルタイムでデイスプレィ９２やプリン
タ９３を駆動するようにしてもよく、このときはデータ
エリアを必ずしも設けずとも、それらのデバイスか記憶
手段としての役割をなす。さらにまた、このようなＴＭ
Ｐであれば、並列運転する場合に共通のコンピュータを
用いてネットワークを組み、温度管理を集中的に行うこ
とも容易となる。その他、各部の構成は本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明のＴＭＰによると、温度異変があったときは警告
手段によって警告がなされ、その時の検出温度が時間情
報とともに記憶手段に格納されるので、事前に具体的な
点検を行うことが可能となり、信頼性が向上されたもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＴＭＰを示す構成説明図である。第２
及び第３図は本発明の一実施例を示し、第２図は回路図
、第３図はフローチャート図である。第４図は本発明の
他の実施例を示す説明図である。さらに、第５図及び第
６図は従来例を示し、第５図はＴＭＰの縦断面図、第６
図は第２図に対応する回路図である。 Ｔ・・・温度センサ ５・・・判断手段 ６・・・警告手段 ７・・・記憶手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 温度監視を必要とする箇所に配置される温度センサと、
   この温度センサから取出される検出温度を逐次入力して
   予め設定した警告許容レベルを越えているか否かを判断
   する判断手段と、この判断手段によって検出温度が警告
   許容レベルを越えていると判断された場合に作動する警
   告手段と、少なくともこの時の検出温度を時間情報とと
   もに記憶し得る記憶手段とを具備してなることを特徴と
   する磁気軸受ターボ分子ポンプ。