JP2019027309A - 真空ポンプの評価装置およびこの評価装置を備える真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】モータを構成する部品の残存寿命をより正確に評価できる真空ポンプの評価装置およびこの評価装置を備える真空ポンプを提供する。【解決手段】真空ポンプ１の制御装置４０は、モータ部３０を構成する部品のうちの少なくとも１つの部品を評価対象部品ＭＰに設定し、評価対象部品ＭＰの残りの寿命である残存寿命を、真空ポンプ１の使用開始からモータ部３０に供給された電流の合計を反映したカウンタ積算値を用いて評価する制御部４５を備える。制御部４５は、カウンタ積算値の演算に真空ポンプ１の温度をさらに用いる。【選択図】図１

Description

本発明は、真空ポンプの評価装置およびこの評価装置を備える真空ポンプに関する。

ドライエッチング装置、ＣＶＤ装置等の半導体製造装置に設けられた真空チャンバ内の気体を排気するためにターボ分子ポンプ等の真空ポンプが用いられる。例えば特許文献１には、真空ポンプのメカニカルベアリングの交換が必要か否かをモータ電流カウンタに基づいて判定することが開示されている。モータ電流カウンタは、モータ電流と経過時間との乗算により演算される。モータ電流は、各相のコイルに供給される電流であり、電流センサによって検出される。

特開２０１１−７４８９２号公報

近年、真空ポンプのモータを構成する部品であるモータ部品の小型化にともない、モータ部品の仕様（例えば耐熱温度）の上限に対するモータ部品の実使用値のマージンが小さいことが多い。特に真空ポンプでは、モータに供給される電流が数アンペア、真空ポンプの負荷が高い場合には１０アンペアを超えるため、モータ部品のマージンが小さいとモータ部品へのダメージが大きくなりやすい。

ところで、マージンが十分に確保されていない真空ポンプが長期間に亘り高負荷で駆動する場合、モータに供給される電流およびモータ部品の温度がモータ部品の残存寿命に大きな影響を与える。このため、モータに供給される電流が同じであっても真空ポンプ内の温度が高い場合には、真空ポンプ内の温度が低い場合と比較してモータ部品の残存寿命が大きく減少する。一方、特許文献１では、このような点が特に考慮されていない。このため、モータ部品の残存寿命の評価について改善の余地がある。

本発明の目的は、モータを構成する部品の残存寿命をより正確に評価できる真空ポンプの評価装置およびこの評価装置を備える真空ポンプを提供することにある。

本発明の真空ポンプの評価装置の一形態は、真空ポンプに設けられた複数の部品のうちの少なくとも１つの部品を評価対象部品に設定し、前記評価対象部品の残りの寿命である残存寿命を、前記真空ポンプの使用開始から前記モータに供給された電流の合計を反映した積算値を用いて評価する評価部を備えた真空ポンプの評価装置であって、前記評価部は、前記積算値の演算に前記真空ポンプの温度をさらに用いる。

上記真空ポンプの評価装置によれば、モータに供給される電流および真空ポンプの温度の両方に基づいて積算値を演算するため、モータに供給される電流および真空ポンプの温度の両方を考慮して評価対象部品の残存寿命を評価できる。したがって、評価対象部品の残存寿命をより正確に評価できる。

前記真空ポンプの評価装置の一例によれば、前記評価部は、前記モータに供給された電流と、温度係数との乗算値を積算することにより前記積算値を演算する。前記温度係数は、前記真空ポンプの温度に応じて変化するものであり、好ましくは、前記真空ポンプの温度が高くなるにつれて大きくなる。

上記真空ポンプの評価装置によれば、真空ポンプの温度が高くなるにつれて積算値における真空ポンプの温度の影響が大きくなる。これにより、真空ポンプの高温時において評価対象部品の残存寿命の評価に対して真空ポンプの温度をより顕著に反映できる。

前記真空ポンプの評価装置の一例によれば、前記評価部は、複数の前記評価対象部品のそれぞれの前記残存寿命を評価し、前記温度係数は、前記複数の評価対象部品ごとに設定されている。

上記真空ポンプの評価装置によれば、複数の評価対象部品の個々に温度係数が設定されるため、複数の評価対象部品のそれぞれの状況に応じた積算値を演算できる。したがって、複数の評価対象部品のそれぞれの残存寿命をより正確に評価できる。

前記真空ポンプの評価装置の一例によれば、前記温度係数は、前記真空ポンプの温度が高くなるほど前記真空ポンプの温度に対する増加率が大きくなるように設定されている。
上記真空ポンプの評価装置によれば、評価対象部品の残存寿命に影響を与えやすい真空ポンプの高温時において、真空ポンプの温度増加による評価対象部品の残存寿命への影響を反映しやすくなる。したがって、評価対象部品の残存寿命をより正確に評価できる。

前記真空ポンプの評価装置の一例によれば、前記評価部は、複数の前記評価対象部品のそれぞれの前記残存寿命を評価し、前記評価部が実行する前記残存寿命の評価は、前記評価対象部品の交換が必要か否かを判定するための判定値と前記積算値とを比較し、前記積算値が前記判定値以上である場合に前記評価対象部品の交換が必要であると判定する処理を含み、前記判定値は、前記複数の評価対象部品ごとに設定されている。

上記真空ポンプの評価装置によれば、複数の評価対象部品の個々に判定値が設定されるため、複数の評価対象部品のそれぞれの状況に応じて複数の評価対象部品のそれぞれの交換が必要か否かを判定できる。したがって、複数の評価対象部品のそれぞれの残存寿命をより正確に評価できる。

前記真空ポンプの評価装置の一例によれば、前記評価部は、前記真空ポンプのハウジングに取り付けられた温度調整用の温度センサの検出結果に基づいて前記真空ポンプの温度を演算する。

上記真空ポンプの評価装置によれば、温度センサの検出結果は、真空ポンプの温度調整と、評価対象部品の残存寿命の評価とに用いられる。このように、評価対象部品の残存寿命の評価のための専用の温度センサを設ける必要がないため、真空ポンプの部品点数の増加を抑制できる。

前記真空ポンプの評価装置の一例によれば、前記評価対象部品は、前記モータに供給される電流が流れる部品である。
上記真空ポンプの評価装置によれば、モータに供給された電流が評価対象部品に流れることによりその部品自体が発熱するため、評価対象部品の残存寿命の評価において真空ポンプの温度の影響がより顕著になる。このような評価対象部品に対して、モータに供給される電流および真空ポンプの温度に基づいて評価対象部品の残存寿命を評価するため、評価対象部品の残存寿命をより正確に評価できる。

前記真空ポンプの一例によれば、上記評価装置と、前記モータを有するポンプ本体とを備える。

本発明に関する真空ポンプの評価装置およびこの評価装置を備える真空ポンプによれば、モータを構成する部品の残存寿命をより正確に評価できる。

実施形態の真空ポンプの部分断面図。 モータ電流カウンタ値およびモータ電流温度カウンタ値の推移の一例を示すグラフ。 カウンタ積算値の推移の一例を示すグラフ。 制御部が実行する判定制御のフローチャート。

図１に示される真空ポンプ１は、例えば半導体製造装置の真空チャンバ（ともに図示略）に取り付けられ、真空チャンバ内を真空にする。真空ポンプ１は、ドライポンプやオイルポンプといった種々の型式を採ることができる。本実施形態の真空ポンプ１は、ドライポンプのうちのターボ分子ポンプである。真空ポンプ１は、ポンプ本体１０と、真空ポンプの評価装置の一例である制御装置４０とを備える。ポンプ本体１０および制御装置４０は、互いに間隙を空けて配置され、ケーブルＣＢによって電気的に接続されている。

ポンプ本体１０は、真空チャンバ内の気体を吸排気するポンプ部２０と、ポンプ部２０を駆動させるモータ部３０と、ポンプ部２０およびモータ部３０を収容する金属製のハウジング１１とを備える。ポンプ本体１０は、モータ部３０によってポンプ部２０が駆動されることにより、真空チャンバの気体をハウジング１１の吸気口１２を介して吸気し、ハウジング１１の排気口１３を介して排気する。

ポンプ部２０は、複数のロータ翼２１およびロータ円筒部２２が形成されたロータ２３と、複数のステータ翼２４、ステータ２５、および、軸体２６を有する。軸体２６は、ロータ２３の回転軸と同軸に固定されている。ロータ２３の軸方向（以下、軸方向）において、複数のロータ翼２１は間隔を空けて配置され、複数のステータ翼２４は複数のロータ翼２１の間に配置されている。複数のロータ翼２１および複数のステータ翼２４は、ターボポンプ部ＴＰを構成している。軸方向に直交する方向（以下、単に径方向）において、ステータ２５は、ロータ円筒部２２の外側に対向するように配置されている。ロータ円筒部２２およびステータ２５の少なくとも一方には、ねじ溝が形成されている。ロータ円筒部２２およびステータ２５は、ドラッグポンプ部ＤＰを構成している。

モータ部３０は、永久磁石３１、ステータ３２、３つの磁気軸受３３、３つの保護ベアリング３４、回転センサ３５、および、コネクタ３６を有する。永久磁石３１は、軸体２６の外周面に取り付けられている。ステータ３２は、永久磁石３１と径方向に対向して配置されている。ステータ３２は、コイル３２ａを有する。本実施形態のモータ部３０は、３相ブラシレスモータである。３つの磁気軸受３３は、複数の電磁石を有し、軸体２６を非接触状態で回転可能に支持する。３つの磁気軸受３３のうち永久磁石３１およびステータ３２の軸方向の両側に配置された２つの磁気軸受３３は、軸体２６を径方向に支持するラジアル磁気軸受であり、残りの１つの磁気軸受３３は、軸体２６を軸方向に支持するアキシャル磁気軸受である。保護ベアリング３４は、非常用の軸受であり、例えば磁気軸受３３が作動していないときに軸体２６を回転可能に支持する。回転センサ３５は、磁気軸受３３（アキシャル磁気軸受）の付近に配置され、軸体２６の回転状態を検出する。一例では、回転センサ３５は、軸体２６に取り付けられた永久磁石（図示略）の磁極に応じた信号を制御装置４０に出力する。コネクタ３６は、ハウジング１１の外側面に取り付けられている。コネクタ３６は、コイル３２ａと電気的に接続されている。コネクタ３６にはケーブルＣＢが接続されている。コネクタ３６は、ケーブルＣＢを介して制御装置４０と電気的に接続されている。

ハウジング１１の外側面には、ヒータ１４および温度センサ１５が取り付けられている。ヒータ１４は、巻線抵抗やブロック抵抗で構成され、加熱対象部を加熱する。加熱対象部の一例は、ハウジング１１におけるドラッグポンプ部ＤＰを収容する部分である。一例では、ヒータ１４は、ハウジング１１の全周を覆っている。温度センサ１５は、ハウジング１１におけるヒータ１４付近の温度、すなわち加熱対象部付近の温度を検出する。温度センサ１５は、ケーブル１６を介して制御装置４０に電気的に接続されている。

制御装置４０は、表示部４１、警報装置４２、モータ電流検出部４３、ポンプ温度検出部４４、および、評価部の一例である制御部４５を有する。表示部４１は、例えばユーザによって真空ポンプ１を操作するための操作情報や真空ポンプ１の状態（温度やモータ部３０の回転速度）を表示する。警報装置４２は、モータ部３０を構成する部品のうちの残存寿命を評価する対象となる部品（以下、評価対象部品ＭＰ）の残存寿命に応じて、評価対象部品ＭＰの交換時期が迫っていることをユーザに報知するウォーニングと、評価対象部品ＭＰの交換が必要であることをユーザに報知するアラームとを実行する。モータ電流検出部４３は、制御装置４０の電源部（図示略）と各相のコイル３２ａとの間に流れる電流（以下、モータ電流ＭＩ）を検出する。電源部は、商用電源の交流電力を直流電力に変換する電源回路と、電源回路からの直流電力を交流電力に変換して各相のコイル３２ａに供給する各相のスイッチングアームを有するインバータ回路とを含む。ポンプ温度検出部４４は、温度センサ１５の検出結果に基づいて加熱対象部の温度（以下、ポンプ温度ＰＴ）を演算する。本実施形態では、ポンプ温度ＰＴは、ハウジング１１におけるヒータ１４付近の部分の温度である。なお、ハウジング１１が金属製であるため、ヒータ１４による熱およびモータ部３０の発熱によってハウジング１１が加熱されたとき、ハウジング１１の温度は概ね均一になる。すなわち温度センサ１５により検出された温度は、ポンプ本体１０におけるヒータ１４付近以外の部分の温度、例えば吸気口１２や排気口１３の温度と概ね等しい。一例では、温度センサ１５により検出された温度と、吸気口１２や排気口１３の温度との差は、５℃程度である。

制御部４５は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部４５は、カウンタ積算部４６および記憶部４７をさらに含む。カウンタ積算部４６は、真空ポンプ１の使用開始からモータ部３０に供給された電流の合計を反映した積算値の一例であるカウンタ積算値ＣＩＶを演算する。カウンタ積算値ＣＩＶは、評価対象部品ＭＰの残存寿命の評価に用いられる。記憶部４７には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶されている。制御部４５は、ヒータ１４、モータ部３０、表示部４１、および、警報装置４２を制御する。具体的には、制御部４５は、軸体２６を定格速度で継続して駆動させる定格制御、ポンプ温度ＰＴを所定の温度に維持する温度調節制御、および、評価対象部品ＭＰを交換するか否かを判定する判定制御を実行する。

定格制御は、インバータ回路をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により制御して、軸体２６の回転速度を予め設定された所定の定格速度に維持する制御である。定格制御において、制御部４５は、モータ電流検出部４３の検出結果、すなわち各相のコイル３２ａに供給される各相の電流と、回転センサ３５の検出結果、すなわち軸体２６の回転速度とに基づいて、インバータ回路の各相のスイッチング素子のオンオフを制御する。

温度調節制御は、ヒータ１４の加熱対象部の温度が予め設定された目標温度または目標温度範囲内になるようにヒータ１４への通電を制御するものである。温度調節制御において、制御部４５は、ポンプ温度ＰＴが目標温度以下の場合または目標温度範囲の上限値以下の場合、ヒータ１４に通電する。一方、制御部４５は、ポンプ温度ＰＴが目標温度以上の場合または目標温度範囲の上限値よりも高い場合、ヒータ１４の通電を停止する。

判定制御は、カウンタ積算値ＣＩＶに基づいて、評価対象部品ＭＰの残存寿命の評価の一例としての評価対象部品ＭＰの交換が必要か否かを判定する制御である。具体的には、判定制御において、制御部４５は、評価対象部品ＭＰの交換が必要か否かを判定するための判定値ＤＸとカウンタ積算値ＣＩＶとを比較し、カウンタ積算値ＣＩＶが判定値ＤＸ以上である場合、評価対象部品ＭＰの残存寿命が０、すなわち評価対象部品ＭＰの交換が必要であると判定する。判定値ＤＸは、評価対象部品ＭＰにおいて仕様で決められた耐用期間に相当する値であり、試験等により予め設定される。評価対象部品ＭＰは、永久磁石３１、ステータ３２、磁気軸受３３、保護ベアリング３４、回転センサ３５、および、コネクタ３６が挙げられる。評価対象部品ＭＰとしては、モータ電流ＭＩが流れる部品、すなわちステータ３２のコイル３２ａおよびコネクタ３６であることが好ましい。本実施形態の判定制御では、評価対象部品ＭＰとして、モータ電流ＭＩが流れる部品のうちの最も故障しやすいコネクタ３６の交換が必要か否かを判定する。

評価対象部品ＭＰの交換が必要である場合の第１の例は、評価対象部品ＭＰにおいて仕様で決められた耐用期間から評価対象部品ＭＰの使用期間を減算した期間が０となる場合、すなわち評価対象部品ＭＰの残存寿命が０となる場合である。具体的には、評価対象部品ＭＰの交換が必要である場合の第１の例は、耐用期間としての判定値ＤＸからカウンタ積算値ＣＩＶを減算した値が０となる場合である。評価対象部品ＭＰの交換が必要である場合の第２の例は、真空ポンプ１の使用の安全性の観点から、評価対象部品ＭＰの耐用期間に１未満となる所定の係数を乗算した期間から評価対象部品ＭＰの使用期間を減算した期間が０となる場合である。所定の係数の一例は、０．８である。具体的には、評価対象部品ＭＰの交換が必要である場合の第２の例は、評価対象部品ＭＰの耐用期間に所定の係数を乗算した結果としての判定値ＤＸからカウンタ積算値ＣＩＶを減算した値が０となる場合である。

カウンタ積算値ＣＩＶは、モータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを積算することにより演算される。モータ電流温度カウンタ値ＭＴＶは、評価対象部品ＭＰに加えられる負荷と評価対象部品ＭＰの温度とを反映した値である。すなわちモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶは、評価対象部品ＭＰの温度が高くなるにつれて、または、評価対象部品ＭＰに加えられる負荷が大きくなるにつれて大きくなる。モータ電流温度カウンタ値ＭＴＶは、モータ電流カウンタ値ＭＩＶと、温度係数αとの乗算により演算される乗算値である。

モータ電流カウンタ値ＭＩＶは、評価対象部品ＭＰに加えられる負荷を示す指標であり、予め設定された経過時間に亘りモータ部３０に供給された電流を示す。モータ電流カウンタ値ＭＩＶは、モータ電流ＭＩと経過時間との乗算により演算される。本実施形態の経過時間は１秒である。モータ電流カウンタ値ＭＩＶの演算時のモータ電流ＭＩの第１の例は、経過時間内におけるモータ電流ＭＩの平均値である。モータ電流カウンタ値ＭＩＶの演算時のモータ電流ＭＩの第２の例は、経過時間内におけるモータ電流ＭＩの最大値である。本実施形態におけるモータ電流カウンタ値ＭＩＶの演算時のモータ電流ＭＩは、経過時間内におけるモータ電流ＭＩの平均値である。カウンタ積算値ＣＩＶは、記憶部４７に格納される。

温度係数αは、評価対象部品ＭＰの温度影響を評価対象部品ＭＰの残存寿命に反映するための係数であり、記憶部４７に格納されている。温度係数αは、ポンプ温度ＰＴが高くなるにつれて大きくなる。このため、ポンプ温度ＰＴが高くなるにつれて、モータ電流温度カウンタ値ＭＴＶおよびカウンタ積算値ＣＩＶに対する温度係数αの影響が大きくなる。好ましくは、ポンプ温度ＰＴが高い場合におけるポンプ温度ＰＴの温度変化に対する温度係数αの変化率は、ポンプ温度ＰＴが低い場合におけるポンプ温度ＰＴの温度変化に対する温度係数αの変化率よりも高くなるように設定されている。より好ましくは、ポンプ温度ＰＴが高くなるほど、温度係数αの増加率が大きくなるように設定されている。温度係数αは、例えばマップ、テーブル、または、関数を用いた関係式を含む。本実施形態の温度係数αは、式（１）のような指数関数で演算される。

温度係数α＝２＾｛（ポンプ温度ＰＴ−基準温度ＤＴ）／１０｝ …（１）
上記式（１）においては、ポンプ温度ＰＴが基準温度ＤＴに対して１０℃上がるごとに温度係数αが２倍となる式である。基準温度ＤＴは、評価対象部品ＭＰの耐熱温度や配置位置等に応じて異なる温度となるように設定される。本実施形態では、基準温度ＤＴは５０℃である。

図２は、温度Ａ（６０℃）、温度Ｂ（７０℃）、および、温度Ｃ（８０℃）のようにポンプ温度ＰＴを上げたとき、予め設定されたモータ電流ＭＩのパターンに基づいてモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶがどのように推移するかを示している。図２のグラフＧ１がモータ電流ＭＩのパターンであるモータ電流カウンタ値ＭＩＶを示し、図２のグラフＧ２がモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを示している。図２に示されるとおり、モータ電流カウンタ値ＭＩＶが同様に変化したとしても、温度Ａ、温度Ｂ、および、温度Ｃの順に、モータ電流カウンタ値ＭＩＶの変化に対するモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶの変化が大きくなる。つまり、ポンプ温度ＰＴが高くなるにつれてモータ電流カウンタ値ＭＩＶの変化に対するモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶの変化が大きくなる。このように、モータ電流温度カウンタ値ＭＴＶによってポンプ温度ＰＴが高い状態でモータ部３０に大電流が流された状態を把握しやすくなる。

図３は、図２のモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを積算したカウンタ積算値ＣＩＶを示している。図３に示されるとおり、ポンプ温度ＰＴが低い場合（温度Ａ）では、モータ電流カウンタ値ＭＩＶが大きくても、すなわちモータ部３０に大電流が流れてもカウンタ積算値ＣＩＶの増加は緩やかである。一方、ポンプ温度ＰＴが高い場合（温度Ｃ）では、モータ電流カウンタ値ＭＩＶが大きくなるとカウンタ積算値ＣＩＶが急激に増加する。このように、カウンタ積算値ＣＩＶは、ポンプ温度ＰＴが上昇するごとに増加度合が大きくなる。このため、ポンプ温度ＰＴが高い状態でモータ部３０に大電流が流される場合、評価対象部品ＭＰの残存寿命が急激に短くなる。

図４を参照して、判定制御の処理の一例について説明する。判定制御は、処理が終了する毎に繰り返し実行される。
制御部４５は、ステップＳ１１において真空ポンプ１の使用開始時か否かを判定する。真空ポンプ１の使用開始時とは、製品工場から真空ポンプ１が出荷された状態から真空ポンプ１が初めて使用される場合である。制御部４５は、真空ポンプ１の使用開始時にはフラグを「０」に設定している。そして制御部４５は、ステップＳ１１の判定後、フラグを「０」から「１」に変更する。制御部４５は、ステップＳ１１においてフラグが「０」か否かの判定に基づいて真空ポンプ１の使用開始時か否かを判定する。

制御部４５は、ステップＳ１１において肯定判定した場合、すなわちフラグが「０」の場合、ステップＳ１２においてモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶのカウントを開始し、カウンタ積算値ＣＩＶを演算する。

そして制御部４５は、ステップＳ１３においてカウンタ積算値ＣＩＶがウォーニング判定値ＤＸＷ以上か否かを判定する。ウォーニング判定値ＤＸＷは、警報装置４２がウォーニングを発報するか否かを判定するための判定値である。評価対象部品ＭＰの交換時期よりも前にウォーニングを行うことを目的としているため、ウォーニング判定値ＤＸＷは、判定値ＤＸよりも小さい。ウォーニング判定値ＤＸＷの一例は、判定値ＤＸに１未満の所定の係数を乗算した値である。所定の係数の一例は、０．８である。

制御部４５は、ステップＳ１３において肯定判定した場合、ステップＳ１４において警報装置４２にウォーニングを発報させる。ウォーニングの一例は、警報音を発報したり、制御装置４０がウォーニング信号（例えばＬＥＤ発光）を出力したり、制御装置４０の表示部４１に評価対象部品ＭＰ（コネクタ３６）の残存寿命が少なくなっている旨、すなわち評価対象部品ＭＰ（コネクタ３６）の交換時期が迫っている旨を表示したりする。

そして制御部４５は、ステップＳ１５においてカウンタ積算値ＣＩＶが判定値ＤＸ以上か否かを判定する。制御部４５は、ステップＳ１５において肯定判定した場合、ステップＳ１６において警報装置４２がアラームを発報するとともに真空ポンプ１を停止する。この場合、制御部４５は、カウンタ積算値ＣＩＶをリセットしてもよい。

一方、制御部４５は、ステップＳ１３において否定判定した場合、または、ステップＳ１５において否定判定した場合、ステップＳ１７において真空ポンプ１が停止しているか否かを判定する。真空ポンプ１が停止しているか否かの判定は、モータ部３０のロータとなる永久磁石３１が回転停止しているか否かに基づいて行われる。永久磁石３１の回転状態は、回転センサ３５の検出結果に基づいて検出される。制御部４５は、ステップＳ１７において肯定判定した場合、ステップＳ１８においてモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶのカウントおよびカウンタ積算値ＣＩＶの演算を停止し、ステップＳ１９においてカウンタ積算値ＣＩＶを記憶部４７に保存する。制御部４５は、ステップＳ１７において否定判定した場合、ステップＳ１３に移行する。この場合、モータ電流温度カウンタ値ＭＴＶのカウントおよびカウンタ積算値ＣＩＶの演算は継続されている。

また制御部４５は、ステップＳ１１において否定判定した場合、すなわちフラグが「１」に設定されている場合、ステップＳ２０において前回の真空ポンプ１の停止時、すなわち前回の判定制御の終了時のカウンタ積算値ＣＩＶを取得し、ステップＳ１２に移行する。すなわち、真空ポンプ１の使用開始ではない場合、すなわち真空ポンプ１が少なくとも既に１度使用された場合、前回の判定制御の終了時のカウンタ積算値ＣＩＶに今回の真空ポンプ１の駆動にともなって演算されるカウンタ積算値ＣＩＶを加算する。

本実施形態の真空ポンプ１の作用について説明する。以下の説明において、モータ部品は、モータ部３０を構成する部品を示す。
モータ部品は、真空ポンプ１の駆動時に想定される最高温度になったとしてもモータ部品が故障しないような耐熱温度のものが用いられる。耐熱温度の高いモータ部品は、耐熱温度の低いモータ部品よりも単価が高いため、真空ポンプ１の低コスト化の観点から、モータ部品として、真空ポンプ１の最高温度よりも若干高い耐熱温度のモータ部品が用いられる。このため、モータ部品の仕様で決められた耐熱温度と真空ポンプ１が最高温度のときのモータ部品の温度との差である温度マージンが小さくなる。またモータ部品の温度マージンは、モータ部品を小型化した場合にも小さくなる。

一般に、ポンプ温度ＰＴがモータ部品の耐熱温度よりも十分に低い状態で真空ポンプ１が駆動する場合よりも、ポンプ温度ＰＴがモータ部品の耐熱温度付近の状態で真空ポンプ１が駆動する場合のほうがモータ部品の残存寿命の減少速度が大きくなる。このため、ポンプ温度ＰＴが高い状態で真空ポンプ１が駆動する時間が長いほど、モータ部品の交換時期が早まる。

また真空ポンプ１では、例えば反応生成物が真空ポンプ１に堆積することを抑制するため、ヒータ１４によってハウジング１１を加熱する。これにより、真空ポンプ１の内部、すなわちモータ部品の周囲温度は常に高温に維持されている。このため、ポンプ温度ＰＴが高い状態で真空ポンプ１が駆動することが多い。すなわち、モータ部品の耐熱温度に近い状態で真空ポンプ１が駆動することが多い。したがって、モータ部品の残存寿命に対するポンプ温度ＰＴの影響度合が大きい。

このような実情のもと、本実施形態の制御部４５は、モータ電流ＭＩおよびポンプ温度ＰＴに基づいてカウンタ積算値ＣＩＶを演算し、カウンタ積算値ＣＩＶおよび判定値ＤＸを用いてモータ部品のうちの評価対象部品ＭＰの残存寿命を評価する。具体的には、制御部４５は、カウンタ積算値ＣＩＶが判定値ＤＸ以上である場合、評価対象部品ＭＰの交換が必要であると判定する。これにより、ポンプ温度ＰＴの影響を反映した評価対象部品ＭＰの残存寿命を評価できるため、評価対象部品ＭＰの残存寿命をより正確に評価できる。

本実施形態の真空ポンプ１によれば、さらに以下の効果が得られる。
（１）制御部４５は、モータ電流カウンタ値ＭＩＶと温度係数αとの乗算値であるモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを積算することによりカウンタ積算値ＣＩＶを演算する。ポンプ温度ＰＴが高くなるにつれて大きくなる温度係数αによって、ポンプ温度ＰＴが高くなるにつれてカウンタ積算値ＣＩＶにおけるポンプ温度ＰＴの影響が大きくなる。これにより、ポンプ温度ＰＴが高い状態において評価対象部品ＭＰの残存寿命の評価、すなわち評価対象部品ＭＰの交換が必要か否かの判定に対してポンプ温度ＰＴをより顕著に反映できる。したがって、評価対象部品ＭＰの残存寿命をより正確に評価できる。このため、評価対象部品ＭＰの安全性を確認できる。

（２）ポンプ温度ＰＴが高くなるほど温度係数αの増加率が大きい。このため、ポンプ温度ＰＴが高い場合にはポンプ温度ＰＴの増加に対してカウンタ積算値ＣＩＶをより大きく増加させるため、評価対象部品ＭＰの残存寿命に影響を与えやすい真空ポンプ１の高温時において評価対象部品ＭＰの残存寿命への影響を反映しやすくなる。したがって、評価対象部品ＭＰの残存寿命をより正確に評価できる。

（３）制御部４５は、温度センサ１５の検出結果としてのポンプ温度ＰＴを温度調整制御および判定制御に用いる。このため、評価対象部品ＭＰの残存寿命の評価のための専用の温度センサを設ける必要がないため、真空ポンプ１の部品点数の増加を抑制できる。

（４）評価対象部品ＭＰは、コネクタ３６、すなわちモータ電流ＭＩが流れる部品である。このため、モータ電流ＭＩによって評価対象部品ＭＰ自体が発熱するため、評価対象部品ＭＰの残存寿命の評価においてポンプ温度ＰＴの影響がより顕著となる。このような評価対象部品ＭＰに対して、制御部４５がモータ電流ＭＩおよびポンプ温度ＰＴに基づいて評価対象部品ＭＰの残存寿命を評価するため、評価対象部品ＭＰの残存寿命をより正確に評価できる。

上記実施形態に関する説明は、本発明の真空ポンプの評価装置およびこの評価装置を備える真空ポンプが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明の真空ポンプの評価装置およびこの評価装置を備える真空ポンプは、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合せられた形態を取り得る。

・上記実施形態において、ポンプ本体１０と制御装置４０とが一体化されてもよい。この場合、真空ポンプ１からケーブルＣＢを省略できる。ケーブルＣＢを省略した場合、コネクタ３６は、制御装置４０の回路基板のコネクタ（ともに図示略）に接続される。

・上記実施形態の温度係数αは、式（１）のような指数関数に基づいて演算されたが、これに限られず、温度の増加にともない直線的に増加する一次関数に基づいて演算されてもよい。

・上記実施形態において、温度係数αは所定の温度範囲ごとの離散値であってもよい。一例では、温度係数αは、温度範囲として５℃または１０℃ごとの一定値である。なお、所定の温度範囲は、可変に設定可能である。一例では、所定の温度範囲は、温度が高くなるにつれて小さくなる。

・上記実施形態において、予め設定された所定期間におけるカウンタ積算値ＣＩＶが高負荷判定値ＤＣＨ以上となる場合、警報装置４２は、短期間に高温度かつ高負荷で真空ポンプ１が駆動していることを示すウォーニングを発報してもよい。所定期間の一例は、２４時間である。所定期間は、ユーザによって変更できるようにしてもよい。

・上記実施形態において、制御部４５は、モータ部品のうちの複数の評価対象部品ＭＰごとに残存寿命を評価してもよい。一例では、制御部４５は、モータ部品のうちの第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の残存寿命を評価する。第１の評価対象部品ＭＰ１の一例はコネクタ３６であり、第２の評価対象部品ＭＰ２の一例はコイル３２ａである。これら部品ＭＰ１，ＭＰ２の残存寿命の評価方法は、以下の（Ａ）〜（Ｄ）が挙げられる。

（Ａ）温度係数αは、複数の評価対象部品ＭＰごとに設定されている。すなわち、記憶部４７には、第１の評価対象部品ＭＰ１のモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを演算するための第１の温度係数α１と、第２の評価対象部品ＭＰ２のモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを演算するための第２の温度係数α２とが記憶されている。第１の温度係数α１および第２の温度係数α２は、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の配置位置、耐熱温度、各部品ＭＰ１，ＭＰ２を構成する材料等によって決められる。一例では、各温度係数α１，α２は、上記実施形態の式（１）に基づいて演算される。ただし、第１の温度係数α１に関する式（１）の基準温度ＤＴと、第２の温度係数α２に関する式（１）の基準温度ＤＴとは互いに異なる。例えば制御部４５は、第１の評価対象部品ＭＰ１が第２の評価対象部品ＭＰ２よりも高温環境下に配置される場合、第１の評価対象部品ＭＰ１が第２の評価対象部品ＭＰ２よりも交換時期が速くなるように基準温度ＤＴを設定する。具体的には、制御部４５は、第１の温度係数α１の基準温度ＤＴを第２の温度係数α２の基準温度ＤＴよりも低くなるように設定する。また制御部４５、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２に対して共通の判定値ＤＸを用いる。

制御部４５は、第１の温度係数α１とモータ電流カウンタ値ＭＩＶとを乗算した結果であるモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを積算することにより第１の評価対象部品ＭＰ１に適用されるカウンタ積算値ＣＩＶとしての第１のカウンタ積算値ＣＩＶ１を演算する。また制御部４５は、第２の温度係数α２とモータ電流カウンタ値ＭＩＶとの乗算した結果であるモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを積算することにより第２の評価対象部品ＭＰ２に適用されるカウンタ積算値ＣＩＶとしての第２のカウンタ積算値ＣＩＶ２を演算する。制御部４５は、判定制御（図４参照）において、第１のカウンタ積算値ＣＩＶ１が判定値ＤＸ以上か否かに基づいて第１の評価対象部品ＭＰ１の交換が必要か否かを判定する。制御部４５は、第２のカウンタ積算値ＣＩＶ２が判定値ＤＸ以上か否かに基づいて第２の評価対象部品ＭＰ２の交換が必要か否かを判定する。制御部４５は、各部品ＭＰ１，ＭＰ２の少なくとも一方の交換が必要であると判定した場合、真空ポンプ１の駆動を停止する。

この構成によれば、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の個々に温度係数α１，α２が設定されるため、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の個々のカウンタ積算値ＣＩＶを演算できる。すなわち第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２のそれぞれの状況に応じたカウンタ積算値ＣＩＶを演算できる。したがって、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２のそれぞれの交換が必要か否かをより正確に判定できる。

（Ｂ）判定値ＤＸは、複数の評価対象部品ＭＰごとに設定されている。すなわち記憶部４７には、第１の評価対象部品ＭＰ１の交換が必要か否かを判定するための第１の判定値ＤＸ１と、第２の評価対象部品ＭＰ２の交換が必要か否かを判定するための第２の判定値ＤＸ２とが記憶されている。第１の判定値ＤＸ１および第２の判定値ＤＸ２は、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の配置位置、耐熱温度、各部品ＭＰ１，ＭＰ２を構成する材料等によって決められる。例えば制御部４５は、第１の評価対象部品ＭＰ１が第２の評価対象部品ＭＰ２よりも高温環境下に配置される場合、第１の判定値ＤＸ１を第２の判定値ＤＸ２よりも低くなるように設定する。また制御部４５は、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２に対して共通の温度係数αを用いる。すなわち制御部４５は、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２に対して共通のカウンタ積算値ＣＩＶを用いる。

制御部４５は、判定制御において、カウンタ積算値ＣＩＶが第１の判定値ＤＸ１以上か否かに基づいて第１の評価対象部品ＭＰ１の交換が必要か否かを判定し、カウンタ積算値ＣＩＶが第２の判定値ＤＸ２以上か否かに基づいて第２の評価対象部品ＭＰ２の交換が必要か否かを判定する。制御部４５は、各部品ＭＰ１，ＭＰ２の少なくとも一方の交換が必要であると判定した場合、真空ポンプ１の駆動を停止する。

この構成によれば、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の個々に判定値ＤＸ１，ＤＸ２が設定されるため、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２のそれぞれの状況に応じて各部品ＭＰ１，ＭＰ２の交換が必要か否かを判定できる。

（Ｃ）記憶部４７には、第１の評価対象部品ＭＰ１のモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを演算するための第１の温度係数α１と、第１の評価対象部品ＭＰ１の交換が必要か否かを判定するための第１の判定値ＤＸ１とが記憶されている。また記憶部４７には、第２の評価対象部品ＭＰ２のモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを演算するための第２の温度係数α２と、第２の評価対象部品ＭＰ２の交換が必要か否かを判定するための第２の判定値ＤＸ２とが記憶されている。第１の温度係数α１および第２の温度係数α２は、例えば上記（Ａ）と同様に決められる。制御部４５は、第１のカウンタ積算値ＣＩＶ１および第２のカウンタ積算値ＣＩＶ２は、例えば上記（Ａ）と同様に演算する。第１の判定値ＤＸ１および第２の判定値ＤＸ２は、例えば上記（Ｂ）と同様に決められる。

制御部４５は、判定制御において、第１のカウンタ積算値ＣＩＶ１が第１の判定値ＤＸ１以上か否かに基づいて第１の評価対象部品ＭＰ１の交換が必要か否かを判定し、第２のカウンタ積算値ＣＩＶ２が第２の判定値ＤＸ２以上か否かに基づいて第２の評価対象部品ＭＰ２の交換が必要か否かを判定する。制御部４５は、各部品ＭＰ１，ＭＰ２の少なくとも一方の交換が必要であると判定した場合、真空ポンプ１の駆動を停止する。

この構成によれば、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の個々に温度係数α１，α２および判定値ＤＸ１，ＤＸ２が設定されるため、上記（Ａ）の効果および上記（Ｂ）の効果を併せて得られる。したがって、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２のそれぞれの残存寿命を上記（Ａ）および上記（Ｂ）よりも正確に評価できる。

（Ｄ）真空ポンプ１は、第１の評価対象部品ＭＰ１の温度を検出するための第１の温度センサと、第２の評価対象部品ＭＰ２の温度を検出するための第２の温度センサとを備える。制御部４５は、上記実施形態の式（１）においてポンプ温度ＰＴを第１の評価対象部品ＭＰ１の温度に代えることにより、第１の評価対象部品ＭＰ１に適用される第１の温度係数α１を演算する。制御部４５は、式（１）においてポンプ温度ＰＴを第２の評価対象部品ＭＰ２の温度に代えることにより、第２の評価対象部品ＭＰ２に適用される第２の温度係数α２を演算する。そして制御部４５は、第１の温度係数α１とモータ電流カウンタ値ＭＩＶとを乗算してモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを演算し、モータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを積算して第１のカウンタ積算値ＣＩＶ１を演算する。制御部４５は、第２の温度係数α２とモータ電流カウンタ値ＭＩＶとを乗算してモータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを演算し、モータ電流温度カウンタ値ＭＴＶを積算して第２のカウンタ積算値ＣＩＶ２を演算する。

制御部４５は、判定制御において、第１のカウンタ積算値ＣＩＶ１が判定値ＤＸ以上か否かに基づいて第１の評価対象部品ＭＰ１の交換が必要か否かを判定する。制御部４５は、第２のカウンタ積算値ＣＩＶ２が判定値ＤＸ以上か否かに基づいて第２の評価対象部品ＭＰ２の交換が必要か否かを判定する。制御部４５は、各部品ＭＰ１，ＭＰ２の少なくとも一方の交換が必要であると判定した場合、真空ポンプ１の駆動を停止する。

この構成によれば、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の個々の温度を正確に得られるため、第１のカウンタ積算値ＣＩＶ１が第１の評価対象部品ＭＰ１の状況に即した値となり、第２のカウンタ積算値ＣＩＶ２が第２の評価対象部品ＭＰ２の状況に即した値となる。したがって、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２のそれぞれの残存寿命をより正確に評価できる。

・上記（Ａ）および（Ｃ）において、制御部４５は、上記実施形態の式（１）のような共通の計算式を用いて第１の温度係数α１および第２の温度係数α２を演算することに限られず、異なる計算式、マップ、または、テーブルを用いて各温度係数α１，α２を演算してもよい。

・上記（Ｄ）において、第１の評価対象部品ＭＰ１および第２の評価対象部品ＭＰ２の交換が必要か否かの判定のために上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかを組み合せてもよい。なお、上記（Ｄ）を上記（Ｂ）に組み合せる場合、上記（Ｄ）の第１のカウンタ積算値ＣＩＶ１および第２のカウンタ積算値ＣＩＶ２を用いる。

・上記実施形態において、評価部は、制御部４５とは別に設けられてもよい。この場合、評価部は、カウンタ積算部４６を含んでもよい。また上記実施形態において、評価装置は、制御装置４０とは別に設けられてもよい。この場合、制御装置４０と評価装置とは互いに通信可能に構成されることが好ましい。評価装置は、警報装置４２を含んでもよい。

１ 真空ポンプ
１０ ポンプ本体
１１ ハウジング
１５ 温度センサ
３０ モータ部（モータ）
４０ 制御装置（真空ポンプの評価装置）
４５ 制御部（評価部）
ＭＰ 評価対象部品
ＭＰ１ 第１の評価対象部品
ＭＰ２ 第２の評価対象部品
ＭＩ モータ電流（モータに供給された電流）
ＰＴ ポンプ温度（真空ポンプの温度）
ＭＩＶ モータ電流カウンタ値
ＭＴＶ モータ電流温度カウンタ値（乗算値）
ＣＩＶ カウンタ積算値（積算値）
ＤＸ 判定値
ＤＸ１ 第１の判定値
ＤＸ２ 第２の判定値
α 温度係数
α１ 第１の温度係数
α２ 第２の温度係数

Claims (9)

1. 真空ポンプに設けられた複数の部品のうちの少なくとも１つの部品を評価対象部品とし、前記評価対象部品の残りの寿命である残存寿命を、前記真空ポンプの使用開始から前記モータに供給された電流の合計を反映した積算値を用いて評価する評価部を備えた真空ポンプの評価装置であって、
   前記評価部は、前記積算値の演算に前記真空ポンプの温度をさらに用いる
   真空ポンプの評価装置。
2. 前記評価部は、前記モータに供給された電流と、前記真空ポンプの温度に応じて変化する温度係数との乗算値を積算することにより前記積算値を演算する
   請求項１に記載の真空ポンプの評価装置。
3. 前記評価部は、前記モータに供給された電流と、前記真空ポンプの温度が高くなるにつれて大きくなる温度係数との乗算値を積算することにより前記積算値を演算する
   請求項１に記載の真空ポンプの評価装置。
4. 前記評価部は、複数の前記評価対象部品のそれぞれの前記残存寿命を評価し、
   前記温度係数は、前記複数の評価対象部品ごとに設定されている
   請求項２または３に記載の真空ポンプの評価装置。
5. 前記温度係数は、前記真空ポンプの温度が高くなるほど前記真空ポンプの温度に対する増加率が大きくなるように設定されている
   請求項３に記載の真空ポンプの評価装置。
6. 前記評価部は、複数の前記評価対象部品のそれぞれの前記残存寿命を評価し、
   前記評価部が実行する前記残存寿命の評価は、前記評価対象部品の交換が必要か否かを判定するための判定値と前記積算値とを比較し、前記積算値が前記判定値以上である場合に前記評価対象部品の交換が必要であると判定する処理を含み、
   前記判定値は、前記複数の評価対象部品ごとに設定されている
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の真空ポンプの評価装置。
7. 前記評価部は、前記真空ポンプのハウジングに取り付けられた温度調整用の温度センサの検出結果に基づいて前記真空ポンプの温度を演算する
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の真空ポンプの評価装置。
8. 前記評価対象部品は、モータに供給される電流が流れる部品である
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の真空ポンプの評価装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の評価装置と、
   モータを有するポンプ本体と
   を備える真空ポンプ。

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