JPH0481597A - ポンプの保護装置 - 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］ 本発明は、ポンプの異常を検出し保護するために利用さ
れるポンプの保護装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は、ポンプの一例として、半導体成膜装置を始め
真空分野一般に広く利用されているタボ分子ポンプの標
準的な構成を示している。このポンプは、排気作用を営
むポンプ本体１０１と、このポンプ本体１０１のモータ
Ｍを駆動する電源部１０２とからなっている。電源部１
０２では、ＡＣ電源電圧を変換部１０３において整流、
平滑化することにより直流電圧を得、これをＤＣ−ＤＣ
コンバータ１０４を通して所要電圧Ｖに調圧するととも
に、その電圧Ｖをインバータ１０５によって所要周波数
ｆの３相交流に変換し、これを２本のケーブル１０９を
介して前述した三相低圧高周波モータＭに印加するよう
にしている。この際の電圧Ｖ及び周波数ｆの可変制御は
制御部１０６が司り、過電流、過電圧、出力周波数オー
バーとならないようにそれらをフィードバック制御して
いる。この制御部１０６には、変換部１０３に接続され
た制御電源１０７がチョッパ等によってつくった交流電
圧を印加するようにしている。

また、このポンプは、モータＭを焼損から保護するため
のサーモスタット１０８をポンプ本体１０１内に標準装
備してあり、このサーモスタット１０８を２本のケーブ
ル１１０を介して電源部１０２内のインターフェースＩ
／Ｆに接続して保護装置を構築している。そして、サー
モスタット１０８か温度異常を検出した時に、インター
フェースＩ／Ｆにおいてストップボタンか操作された時
と同じ信号を制御部１０６に入力し、該制御部１０６か
停止に係るシーケンス制御を実行するようになっている
。

［発明か解決しようとする課題］ ところで、ターホ分子ポンプは、一般に高真空形と広域
形に大別することかでき、高真空形ではファンによる空
冷を行い、広域形では冷却パイプを引き回して水冷を行
っている。そこで、ファンの温度上昇や冷却水量の不足
を検出する異常検出手段を上述した保護装置に追加する
ことか考えられるか、一般のシステムでは特にそこまで
要求されることは少なく、現行ターホ分子ポンプはそれ
らを標準装備していない。このため、従来てはそれらか
実際に必要になったときに、電源回路、ケーブル、負荷
回路等を別途に追加して新たに保護装置を構築しなけれ
はならず、作業に手間かかかるとともに、ポンプの休止
時間を長引かせて稼動効率を低下させ、さらにそれらの
保護装置が当初から渾然一体となって構築されている場
合に比べて電源回路、ケーブル、ブザー、センサ等を重
複して設ける分だけ無駄な部品が多くなりコスト高を招
く。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、標準タイプとしてポンプに装備される構成は必要
最少限度に抑えておき、しかも、異常検出手段の追加に
容易に対応できるようにしたポンプの保護装置を提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するだめの手段］ 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、本発明に係るポンプの保護装置は、電源部に
、正の電流の導通状態を検出する電流検出手段及び負の
電流の導通状態を検出する電流検出手段を有した単相交
流電源回路を設けるとともに、ポンプ本体に、検出結果
に応じて接点の開閉状態を切換える主異常検出手段及び
この主異常検出手段に対して正の電流又は負の電流の何
れかの導通のみを許容する整流手段を有した主負荷回路
を設け、電源部の単相交流電源回路とポンプ本体の主負
荷回路とを２本のケーブルによって接続したことを特徴
としている。

［作用］ このようにして、単相交流電源回路に主負荷回路のみか
接続されている標準仕様の保護装置においては、単相交
流電源回路内の２つの電流検出手段のうち主異常検出手
段内を導通する電流と同一極性の電流を検出する方のみ
が、単相交流波の１／２周期ごとに主負荷回路とともに
閉回路を構成し、電流が流れたか否かによってその主異
常検出手段の検出結果を取り出すことかできる。

これに対して、主異常検圧手段とは別に補助異常検出手
段を設ける必要が生じた場合には、その補助異常検出手
段に対して前記主異常検出手段を導通する電流とは逆極
性の電流の導通のみを許容する整流手段を有した補助負
荷回路を構成し、この補助負荷回路を前記主負荷回路に
並列をなして単相交流電源回路に接続することにより、
通常は反応しない方の電流検出手段が、先の電流検出手
段に対し１／２周期づつずれた位相位置において補助負
荷回路とともに閉回路を構成し、電流が流れたか否かに
よって補助異常検出手段の検出結果を取り出すことがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図（ａ）、（ｂ）及び第
２図を参照して説明する。

この保護装置は、第１図（ａ）に示すように、電源部Ａ
に、電源側から見て正の電流の導通状態を検出する電流
検出手段１及び負の電流の導通状態を検出する電流検出
手段２を有した単相交流電源回路４を設けるとともに、
ポンプ本体Ｂに、モタの温度を検出し得る位置に配設さ
れ当該モータ温度の正常時に接点を閉じ異常時に接点を
開く主異常検出手段たるサーモスタット５、及びこのサ
ーモスタット５に対し電源側から見て正の電流の導通の
みを許容する整流手段たるタイオード６を有した主負荷
回路７を設け、単相交流電源回路４の端子４ａと主負荷
回路７の端子７ａとを２本のケーブル８によって接続し
ている。

具体的に説明すると、電流検出手段１は、ツェナーダイ
オードＺＤ１、フォトカプラＰＨ，及びダイオードＤ１
からその主要部か構成されており、端子４ａ間に接続さ
れる主負荷回路７のサーモスタット５か閉じて全体が閉
回路を構成している正常時のみ、トランスＴの２次電圧
ｖＴが正の値をとりツェナーダイオードＺＤ、に対して
周期的に降伏電圧となった際に電流を導通させ、フォト
カブラＰＨ２内のダイオードを発光させて同図（ｂ）に
示すトランジスタをＯＮにするようにしている。

このとき、コレクタ電位Ｖｃ１は抵抗Ｒ１を通じた電圧
降下によりｒＬＪとなり、インバータＩＮＶ１で反転後
、ｒＨＪかローアクティブのＡＮＤ回路ＩＣ，に入力さ
れるようになっている。これに対して、トランスＴの２
次電圧Ｖτか周期的に負の値をとる時、及び、サーモス
タット５か開いている異常時は、電流は流れず、フォト
カプラＰＨ１は作動しない。このとき、コレクタ電位Ｖ
。１はＶＣＣに保持されてｒＨＪとなり、インバータＩ
Ｎ■１で反転後、ｒＬＪが前記ＡＮＤ回路ＩＣ，に入力
されるようになっている。

一方、前記トランスＴには、ツェナーダイオードＺＤ３
、フォトカプラＰ　Ｈ３及びダイオードＤ３からなる同
期信号発生手段３か接続されている。

この同期信号発生手段３は、前記電流検出手段１の作動
時期に同期してフォトカプラＰＨ３内のダイオードを発
光させ、トランジスタをＯＮにするものであり、半周期
ごとにコレクタ電位Ｖ。３をｒＬＪにして前記ＡＮＤ回
路ＩＣ，を作動可能な状態にするようにしている。すな
わち、このフォトカプラＰＨ３の出力が「Ｌ」になると
ともに、前記フォトカプラＰＨ，の出力か「Ｈ」になる
条件か満たされた場合にのみ、ＡＮＤ回路ＩＣ，の入力
端をともに「Ｌ］にし、該ＡＮＤ回路ＩＣ。

から異常信号ｓ１を出力し得るようになっている（第２
図参照）。

また、電流検出手段２は、ツェナータイオードＺＤ２、
フォトカプラＰＨ２及びダイオードＤ２からその主要部
が構成されており、ダイオードＤ２によって許容される
電流の極性が前記主負荷回路７のダイオード６が許容す
る電流の極性とは異なるため、通常は端子４ａ間を開放
されたに等しい状態にあり、作動しないようになってい
る。そして、端子４ａ間に、例えば図示想像線で示すよ
うに正常時に接点を開き異常時に接点を閉じる流量計９
、及びこの流量計９に対して電源側から見て負の電流の
導通のみを許容するダイオード１０を有した補助負荷回
路１１が接続された場合であって、その流量計９が閉じ
て全体が閉回路を構成している異常時のみ、トランスＴ
の２次電圧Ｖ工が負の値をとりツェナーダイオードＺＤ
２に対して周期的に降伏電圧とった際に電流を導通させ
、フォトカプラＰＨ２内のダイオードを発光させてトラ
ンジスタをＯＮにするようにしている。このとき、コレ
クタ電位Ｖ。２は抵抗Ｒ２を通じた電圧降下によりｒＬ
Ｊとなり、その際にジャンパ線ＪＰを通じてフォトカプ
ラＰＨ２とＡＮＤ回路ＩＣ２とが接続されておれば、そ
の「Ｌ」をローアクティブのＡＮＤ回路ＩＣ２に入力す
るようにしている。これに対して、トランスＴの２次電
圧Ｖ工か周期的に正の値をとる時、及び、流量計９か開
いている正常時は、電流は流れず、フォトカプラＰＨ２
は作動しない。このとき、コレクタ電位はＶ（（に保持
されてｒＨＪとなり、これか前記ＡＮＤ回路ＩＣ２に入
力されるようになっている。

一方、このＡＮＤ回路ＩＣ２にも、同期信号発生手段３
の出力状態を、前記とは異なりインバータＩＮＶ２で反
転後に人力するようにしており、該ＡＮＤ回路ＩＣ２を
前記ＡＮＤ回路ＩＣ，が作動可能となる時期よりも半周
期づつすれた位相位置において作動可能な状態にするよ
うにしている。

すなわち、そのフォトカプラＰＨ３の圧力がｒＨＪにな
るとともに、前記フォトカプラＰＨ２の出力か「Ｌ」に
なるという条件が満たされた場合にのみ、ＡＮＤ回路Ｉ
Ｃ２の入力側をともにｒＬ」にし、該ＡＮＤ回路ＩＣ２
から異常信号ｓ２を出力し得るようになっている。

なお、前記両ＡＮＤ回路ＩＣ，、ＩＣ２から出力される
異常信号ｓ１、ｓ２は、ラッチ回路１２を介してアラー
ム１３や第３図に示した制御部１０６に入力されるよう
にしてあり、アラーム１３では警音を発して異常を知ら
せ、制御部１０６では停止に係るシーケンス制御が実行
されるようになっている。

このようなものであれば、標準装備としては、従来にお
いて混炭検出のみを行う際の構成部品に比べて、ケーブ
ルやラッチ回路、アラーム、制御部等は変わるところが
なく、電流回路１．２．３．７．１１が若干変更若しく
は追加されているだけで、コストや工数において生産性
に殆ど影響を及はすところがない。しかし、このポンプ
か例えば広域形として用いられ、その際の負荷か大きく
冷却か重要な要素となるような場合等には、上述した流
量計９及びダイオード］０からなる負荷回路１１をポン
プ本体Ｂの端子７ａ、７ａ間に接続し、ジャンパ線ＪＰ
をつなぐだけで流量異常を監視するシステムを構築する
ことができる。このため、従来の如く重複する構成部品
を用いて別途に保護装置を構成する場合に比べれば、遥
かに少ないコスト、時間、労力で異常検出に係る新たな
要望に答えることが可能になる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、補助異常検出手段として、ポンプが高真空
形として用いられるときのファンの温度異常を検出する
サーモスタット等を適用することが可能であり、また、
単に端子７ａ間を結線するだけの負荷回路による場合に
は、ケーブル８等の断線を検出する手段として利用する
ことができる。さらに、前記ＡＮＤ回路はローアクティ
ブのものであるが、ハイアクティブのものを用いる場合
にはインバータの挿入位置を変えるだけでよい。また、
前記実施例ではＡＮＤ回路を２つ設けて負荷回路の何れ
において異常か生じたかを識別できるようにしているか
、単に何処かで異常が生じたことを検出できればよい場
合には、第３図に示すように、フォトカプラＰＨ３を廃
してフォトカブラＰＨ，、ＰＨ２を共通の論理回路２０
に接続することで回路を省略することができる。さらに
また、標準装備としての主異常検出手段はサーモスタッ
トに限らず、流量やファンの異常等を検出する方が重要
であればこれを標準装備としてもよい。その他、この保
護装置を他の同様の問題を抱えるポンプに適用する等、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形か可能である
。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように、標準タイプとして装備
される構成は必要最少限度に抑えておき、しかも、異常
検出手段の追加の必要性が生じた時に容易に対応できる
ようにしたポンプの保護装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）及び第２図は本発明の一実施例を
示し、第１図（ａ）、（ｂ）は回路図、第２図はタイム
チャート図である。第３図は本発明の他の実施例を示す
部分回路図である。第４図は従来のターボ分子ポンプを
示す構成説明図である。 Ａ・・・電源部　　　　　　Ｂ・・・ポンプ本体１・・
・電流検出手段（正の電流用） ２・・・電流検出手段（負の電流用） ４・・・単相交流電源回路 ５・・・主異常検出手段（サーモスタット）６・・・整
流手段（ダイオード） ７・・・主負荷回路 ８・・・ケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源部に、正の電流の導通状態を検出する電流検出手段
   及び負の電流の導通状態を検出する電流検出手段を有し
   た単相交流電源回路を設けるとともに、ポンプ本体に、
   検出結果に応じて接点の開閉状態を切換える主異常検出
   手段及びこの主異常検出手段に対して正の電流又は負の
   電流の何れかの導通のみを許容する整流手段を有した主
   負荷回路を設け、電源部の単相交流電源回路とポンプ本
   体の主負荷回路とを２本のケーブルによって接続したこ
   とを特徴とするポンプの保護装置。