(57)【要約】      （修正有）【課題】回転体の回転によりガスを排気する真空ポンプ、その他の被メンテナンス装置において、そのメンテナンスの必要性を高精度に知らせることができるようにしたメンテナンス予測装置を提供する。【解決手段】メンテナンス予測装置１は、被メンテナンス装置で発生した衝撃をセンサ信号Ｓとして出力するセンサ部２とセンサ信号Ｓの信号処理部３とを備え、信号処理部３は測定算出処理とメンテナンス予測処理とを実行する。センサ信号Ｓの立ち上りから立ち下りまでの間隔を接触時間として測定し、ｎ回目の衝撃によるセンサ信号Ｓの立ち上りからｎ＋１回目の衝撃によるセンサ信号Ｓの立ち上りまでの間隔を衝撃間隔、または、衝撃割合として測定する。メンテナンス予測処理は、接触時間、衝撃間隔、又は衝撃割合の閾値を備えるとともに、該閾値と接触時間、衝撃間隔、又は衝撃割合の値との比較結果に基づいて被メンテナンス装置のメンテナンス情報を出力する。【選択図】図１
2014234726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被メンテナンス装置で発生した衝撃をセンサ信号として出力するセンサ部と、
前記センサ信号を処理する信号処理部と、を具備し、
前記信号処理部は、
前記センサ信号の立ち上りから立ち下りまでの間隔を接触時間として測定する、あるいは、ｎ回目の衝撃による前記センサ信号の立ち上りからｎ＋１回目の衝撃による前記センサ信号の立ち上りまでの間隔を衝撃間隔として測定する、若しくは、前記衝撃間隔に対する前記接触時間の割合を衝撃割合として算出する測定算出処理と、
前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の閾値を備えるとともに、該閾値と前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値との比較結果に基づいて前記被メンテナンス装置のメンテナンス情報を出力するメンテナンス予測処理と、を実行すること
を特徴とするメンテナンス予測装置。
【請求項２】
前記メンテナンス予測処理は、
メンテナンスの必要度合いをレベル分けし、前記閾値を該レベルに対応させて備えるとともに、該レベルごとに、該レベルに対応する閾値と前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値とを比較した結果、前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合のうち少なくともいずれか１つの値が当該閾値を超過した場合に、前記メンテナンス情報の出力として、アラームを発報する、又は、表示器で表示すること
を特徴とする請求項１に記載のメンテナンス予測装置。
【請求項３】
前記メンテナンス予測処理は、
前記閾値と前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値とを比較した結果、前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合のうち少なくともいずれか１つの値が当該閾値を超過した場合に、メンテナンス情報の出力として、アラームを発報する、又は、表示器で表示すること
を特徴とする請求項１に記載のメンテナンス予測装置。
【請求項４】
前記閾値は前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値の変化率であること
を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のメンテナンス予測装置。
【請求項５】
回転体の回転によりガスを排気する真空ポンプに用いるメンテナンス予測装置であって、
前記真空ポンプで発生した衝撃をセンサ信号として出力するセンサ部と、
前記センサ信号を処理する信号処理部と、を具備し、
前記信号処理部は、前記センサ信号に対し、少なくとも２つの衝撃判断用閾値を備え、前記衝撃判断用閾値と前記センサ信号を比較することによって、前記衝撃が前記回転体と前記真空ポンプ内の堆積物との接触によって発生したものかどうかを判別する機能を備えること
を特徴とするメンテナンス予測装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、
前記センサ信号に対し、少なくとも２つの衝撃判断用閾値を備え、
前記衝撃判断用閾値と前記センサ信号を比較することによって、前記衝撃が前記測定算出処理で扱う衝撃かどうかを判別する機能を備えること
を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のメンテナンス予測装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のメンテナンス予測装置を備えた真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転によりガスを排気する真空ポンプ、その他の被メンテナンス装置に適用されるメンテナンス予測装置に関し、特に、その被メンテナンス装置におけるメンテナンスの必要性を高精度に知らせることができるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置では、半導体エッチング等のプロセスで生成されるガスや、プロセスで使用したガス（プロセスガス）等をプロセスチャンバから外部へ排気する手段として、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを使用している。この種の真空ポンプとしては例えば、特許文献１の真空ポンプ（Ｐ）が知られている。
【０００３】
同文献１の真空ポンプ（Ｐ）は、回転体（４）の回転により、ケーシング（１）の吸気口（１ｃ）から排気口（１ｄ）に向かって、ガスを排気する構造になっている。このような構造の真空ポンプ（Ｐ）では、排気するガスの種類によって真空ポンプ（Ｐ）内に生成物が堆積する場合があり、堆積した生成物（以下「真空ポンプ内堆積物」という）と回転体との接触による真空ポンプ（Ｐ）の故障が発生し得るため、真空ポンプ（Ｐ）のメンテナンスとして、真空ポンプ内堆積物を除去する作業が必要になる。
【０００４】
ところで、特許文献１では、前記のような真空ポンプ内堆積物と回転体（４）との接触による真空ポンプ（Ｐ）の故障を予測する方法（故障予測方法）を開示している。同文献１の段落００１４と００１６の記載を参照すると、その故障予測方法は、回転体（４）の軸変位のうち、故障の要因となる軸変位の積算回数あるいは発生回数をカウントし、かかるカウント値が所定回数を超えた場合に警報を発するというものである。
【０００５】
しかしながら、先に説明した特許文献１に開示の故障予測方法では、前記の通り、警報を発するために必要なカウントのトリガが軸変位である。このため、例えば、作業者が不注意で真空ポンプに接触したことによる振動で発生した軸変位など、回転体（４）と真空ポンプ内堆積物との接触による軸変位とは無関係の予期しない軸変位までもカウントしてしまい、カウントミスが生じる。そして、このようなカウントミスを含んだカウント値に基づいて警報を発することになるから、誤報もあり、警報によって真空ポンプ（Ｐ）のメンテナンスの必要性を高精度に知らせることはできない。
【０００６】
なお、前記カッコ内の符号は特許文献１で使用されている符号である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１２１３８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、回転体の回転によりガスを排気する真空ポンプ、その他の被メンテナンス装置において、そのメンテナンスの必要性を高精度に知らせることができるようにしたメンテナンス予測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、被メンテナンス装置で発生した衝撃をセンサ信号として出力するセンサ部と、前記センサ信号を処理する信号処理部と、を具備し、前記信号処理部は、前記センサ信号の立ち上りから立ち下りまでの間隔を接触時間として測定する、あるいは、ｎ回目の衝撃による前記センサ信号の立ち上りからｎ＋１回目の衝撃による前記センサ信号の立ち上りまでの間隔を衝撃間隔として測定する、若しくは、前記衝撃間隔に対する前記接触時間の割合を衝撃割合として算出する測定算出処理と、前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の閾値を備えるとともに、該閾値と前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値との比較結果に基づいて前記被メンテナンス装置のメンテナンス情報を出力するメンテナンス予測処理と、を実行することを特徴とするものである。
【００１０】
前記本発明において、前記メンテナンス予測処理は、メンテナンスの必要度合いをレベル分けし、前記閾値を該レベルに対応させて備えるとともに、該レベルごとに、該レベルに対応する閾値と前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値とを比較した結果、前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合のうち少なくともいずれか１つの値が当該閾値を超過した場合に、前記メンテナンス情報の出力として、アラームを発報する、又は、表示器で表示するように構成してもよい。
【００１１】
前記本発明において、前記メンテナンス予測処理は、前記閾値と前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値とを比較した結果、前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合のうち少なくともいずれか１つの値が当該閾値を超過した場合に、メンテナンス情報の出力として、アラームを発報する、又は、表示器で表示するように構成することも可能である。
【００１２】
前記本発明において、前記メンテナンス予測処理は、前記閾値と前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値とを比較した結果、前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合のうち少なくともいずれか１つの値が当該閾値を超過した場合に、メンテナンス情報の出力として、アラームを発報する、又は、表示器で表示するように構成してもよい。
【００１３】
前記本発明において、前記閾値は前記接触時間、前記衝撃間隔、又は前記衝撃割合の値の変化率であってもよい。
【００１４】
前記本発明において、前記信号処理部は、前記センサ信号に対し、少なくとも２つの衝撃判断用閾値を備え、前記衝撃判断用閾値と前記センサ信号を比較することによって、前記衝撃が前記測定算出処理で扱う衝撃かどうかを判別する機能を備えてもよい。
【００１５】
また、本発明は、回転体の回転によりガスを排気する真空ポンプに用いるメンテナンス予測装置であって、前記真空ポンプで発生した衝撃をセンサ信号として出力するセンサ部と、前記センサ信号を処理する信号処理部と、を具備し、前記信号処理部は、前記センサ信号に対し、少なくとも２つの衝撃判断用閾値を備え、前記衝撃判断用閾値と前記センサ信号を比較することによって、前記衝撃が前記回転体と前記真空ポンプ内の堆積物との接触によって発生したものかどうかを判別する機能を備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明は、前記メンテナンス予測装置を備えた真空ポンプである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にあっては、メンテナンス予測装置及びその予測方法の具体的な要件として、前記の通り、被メンテナンス装置で発生した衝撃をセンサ信号として出力し、このセンサ信号から得られる情報、具体的には接触時間、衝撃間隔、又は衝撃割合とそれぞれの閾値との比較結果に基づいてメンテナンス情報を出力するように構成したため、回転体の軸変位をカウントして警報を発する従来方式のようなカウントミスによる誤報が生じることはなく、被メンテナンス装置のメンテナンスの必要性を高精度に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態であるメンテナンス予測装置の処理ブロック図。
【図２】図１の信号処理部をマイクロコンピュータで構成した場合のハードウエア構成図。
【図３】図１のセンサ部を搭載した真空ポンプの断面図。
【図４】図３の真空ポンプをその上面から見たときのセンサ部の設置箇所の説明図。
【図５】（ａ）は真空ポンプの回転体と真空ポンプ内堆積物が接触しているときに出力されるセンサ信号Ｓと接触時間の説明図、（ｂ）は接触時間の計測方法の説明図。
【図６】真空ポンプの回転体と真空ポンプ内堆積物が接触しているときに出力されるセンサ信号Ｓと衝撃間隔の説明図。
【図７】真空ポンプの回転体と真空ポンプ内堆積物が接触しているときに出力されるセンサ信号Ｓと衝撃割合の説明図。
【図８】閾値のレベル分けの一例を示したレベル分け説明図。
【図９】図１のメンテナンス予測装置において、その信号処理部を例えば図２のマイクロコンピュータで構成した場合におけるメイン処理のフローチャート図。
【図１０】図９のメイン処理に付随するサブ処理１のフローチャート図。
【図１１】図９のメイン処理に付随するサブ処理２のフローチャート図。
【図１２】図９のメイン処理に付随するサブ処理３のフローチャート図。
【図１３】図１３（ａ）は図３の真空ポンプで発生した衝撃に応じて出力されるセンサ信号の説明図、同図（ｂ）は（ａ）に示したセンサ信号Ｓ１の模式図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、被メンテナンス装置の一例として、真空ポンプを挙げているが、これに限定されることはなく、本発明に係るメンテナンス予測装置は、真空ポンプ以外の他の被メンテナンス装置において、そのメンテナンスの必要性を知らせる手段として採用することもできる。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態であるメンテナンス予測装置の処理ブロック図、図２は図１の信号処理部をマイクロコンピュータで構成した場合のハードウエア構成図、図３は図１のセンサ部を搭載した真空ポンプの断面図、図４は図３の真空ポンプをその上面側から見たときのセンサ部の設置箇所の説明図である。
【００２１】
図１のメンテナンス予測装置１は、例えば図３の真空ポンプＰで発生した衝撃をセンサ信号Ｓとして出力するセンサ部２と、前記センサ信号Ｓを処理する信号処理部３と、を備えている。
【００２２】
図３の真空ポンプＰは、ターボ分子ポンプとしての機能とネジ溝排気ポンプとしての機能を兼ね備えた複合ポンプであって、回転体Ｒがその回転軸Ｓを中心として回転することにより、ケーシングＫの吸気口Ｋ１から排気口Ｋ２に向かって、ガスを排気する構成になっている。
【００２３】
前記センサ部２は、例えば図３と図４に示したように、真空ポンプＰのポンプベースＢに設置することができる。図４の例では、ポンプベースＢの円周方向に９０度間隔でセンサ部２を２つ設置しているが、これに限定されることはなく、センサ部２の設置個数や配置場所は必要に応じて適宜変更することができる。
【００２４】
また、この種のセンサ部２としては、例えば、公知の衝撃センサ、加速度センサ、振動センサなどを採用することができるが、これらに限定されることはなく、衝撃をセンサ信号として検知し出力できるセンサであれば、どのようなものでもセンサ部２として採用することが可能である。
【００２５】
前記信号処理部３は、例えば、図２に示したように、ＣＰＵ３０１、データ記憶メモリ等の記憶手段３０２、センサ信号の入力部３０３、及び、液晶ディスプレイ等の表示器３０４、スピーカ３０５などを備えたマイクロコンピュータ３００から構成することができる。
【００２６】
前記信号処理部３は、下記（０）の衝撃判別処理、下記（１−１）から（１−３）の測定若しくは算出処理、及び、下記（２）のメンテナンス予測処理を含むプログラムとして構成し、前記マイクロコンピュータ３００のＣＰＵ３０１で当該プログラムを実行・処理するという構成を採用できる。
【００２７】
（０）衝撃判別処理：
この（０）衝撃判別処理は、前記センサ信号Ｓに対して、少なくとも２つの衝撃判断用閾値（本実施形態では、図１３に示した下限閾値Ｖ１と上限閾値Ｖ２）を備え、その衝撃判断用閾値と前記センサ信号Ｓとを比較することによって、真空ポンプＰで発生した衝撃が下記（１−１）から（１−３）の測定若しくは算出処理で扱う衝撃かどうか（本実施形態では、前記衝撃が回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物との接触によって発生したものかどうか）を判別する処理である。
【００２８】
図１３（ａ）は、図３の真空ポンプで発生した衝撃に応じて出力されるセンサ信号の説明図である。
【００２９】
図１３（ａ）において、第１のセンサ信号Ｓ１は、回転体Ｒの回転軸Ｓが保護ベアリングＴＢに接触した時に出力されるものである。この第１のセンサ信号Ｓ１のように信号レベルが高いセンサ信号は、大気突入時にも出力される。大気突入とは、バルブの開閉時やバックポンプの異常などにより、大気圧に近い圧力の空気が真空ポンプＰ内に取り込まれた際に、回転体に急激な力（揚力）が発生する現象である。
【００３０】
図１３（ａ）において、第２のセンサ信号Ｓ２は、磁気軸受ＭＢにより非接触支持される回転体Ｒが磁力で支持位置まで浮上する時、又は、回転体Ｒの加減速時に出力されるものである。また、第３のセンサ信号Ｓ３は、回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物とが接触した時に出力されるものである。
【００３１】
また、この図１３（ａ）において、２つの衝撃判断用閾値（下限閾値Ｖ１、上限閾値Ｖ２）のうち、下限閾値Ｖ１は、例えば前記第２のセンサ信号Ｓ２のように信号レベルが低いものをノイズ信号として除去するために設定したものである。上限閾値Ｖ２は、例えば前記第１のセンサ信号Ｓ１のように信号レベルが高いものをイレギュラー信号として除去するために設定したものである。
【００３２】
前記ノイズ信号や前記イレギュラー信号の信号レベルは真空ポンプＰの種類、構造、形式等の仕様に応じて異なるため、前記２つの閾値Ｖ１、Ｖ２は、固定値として１つの値に設定されるものではなく、真空ポンプＰの種類、構造、形式等の仕様に応じて適宜変更されるものとする。
【００３３】
ところで、この（０）衝撃判別処理においては、前記２つの衝撃判断用閾値（下限閾値Ｖ１、上限閾値Ｖ２）とセンサ信号Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）とを比較した結果、例えば前記第１のセンサ信号Ｓ１のように信号レベルが上限閾値Ｖ２を超えるセンサ信号は、下記（１−１）から（１−３）の測定若しくは算出処理で扱う衝撃ではないものとして除外する処理、及び、前記第２のセンサ信号Ｓ２のように信号レベルが下限閾値Ｖ１を下回るセンサ信号もまた、同様に、下記（１−１）から（１−３）の測定若しくは算出処理で扱う衝撃ではないものとして除外する処理、並びに、第３のセンサ信号Ｓ３のように信号レベが下限閾値Ｖ１から上限閾値Ｖ２までの範囲に含まれるセンサ信号は、下記（１−１）から（１−３）の測定若しくは算出処理で扱う衝撃であるものとして採用する処理を行ってもよい。
【００３４】
保護ベアリングＴＢに接触している時に出力されるセンサ信号Ｓ１は、図１３（ｂ）のような波形になり、下限閾値Ｖ１を超えてから２ｍｓｅｃ間で上限閾値Ｖ２を超えてしまう。このことから、２ｍｓｅｃ毎にセンサ信号Ｓを測定する場合には、第１のセンサ信号Ｓ１のように信号レベルが下限閾値Ｖ１を超えてから２ｍｓｅｃ以内に上限閾値Ｖ２を超えるようなセンサ信号は、イレギュラー信号として除外する。この一方、第３のセンサ信号Ｓ３のように信号レベルが下限閾値Ｖ１を超えてから２ｍｓｅｃ以内に上限閾値Ｖ２を超えないセンサ信号は、下記（１−１）から（１−３）の測定若しくは算出処理で扱う衝撃であるものとして採用し、図５から図７のように整形されたセンサ信号Ｓの形で出力されるようにしてもよい。
【００３５】
（１−１）測定処理：
この（１−１）測定処理は、図５（ａ）に示したように、センサ信号Ｓの立ち上りｔ０から立ち下りｔ１までの間隔を接触時間ΔＴとして測定する処理である。
（１−２）測定処理：
この（１−２）測定処理は、図６に示したように、真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物とのｎ回目の接触によるセンサ信号Ｓの立ち上りから、ｎ＋１回目の衝撃によるセンサ信号Ｓの立ち上りまでの間隔を衝撃間隔ΔＧとして測定する処理である。
（１−３）算出処理：
この（１―３）算出処理は、図７に示したように、前記衝撃間隔ΔＧに対する前記接触時間ΔＴの割合（＝接触時間ΔＴ／衝撃間隔ΔＧ）を衝撃割合ΔＴ／ΔＧとして算出する処理である。
【００３６】
（２）メンテナンス予測処理：
この（２）メンテナンス予測処理は、前記接触時間ΔＴ、前記衝撃間隔ΔＧ、前記衝撃割合ΔＴ／ΔＧの閾値を備えるとともに、該閾値と前記接触時間ΔＴ、前記衝撃間隔ΔＧ、前記衝撃割合ΔＴ／ΔＧの値との比較結果に基づいて前記真空ポンプＰのメンテナンス情報を出力する処理である。
【００３７】
前記接触時間ΔＴ、前記衝撃間隔ΔＧ、前記衝撃割合ΔＴ／ΔＧの閾値は、ＣＰＵ３０１が参照可能な例えば図２の記憶手段３０２に予め格納しておくことができる。
【００３８】
また、前記マイクロコンピュータ３００は、真空ポンプＰの図示しないコントロールユニットに搭載されているマイクロコンピュータで代用してもよいし、それとは別個に設けてもよい。
【００３９】
図５（ａ）は、真空ポンプの回転体と真空ポンプ内堆積物が接触しているときに出力されるセンサ信号Ｓと接触時間の説明図、図５（ｂ）は、接触時間の計測方法の説明図である。
【００４０】
図５（ａ）において、真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物とが接触しているときのセンサ信号ＳはＨレベルで示し、それらが接触していないときのセンサ信号ＳはＬレベルで示してある。真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物との接触時間は符号ΔＴで示してある。
【００４１】
前記接触時間ΔＴは図５（ｂ）に示した方式で取得できる。図５（ｂ）では、センサ信号Ｓの立ち上りｔ０をトリガとしてクロックパルスを起動し、センサ信号Ｓの立ち下りｔ１をトリガとしてクロックパルスを停止するとともに、そのクロックパルス数をカウントすることにより、接触時間ΔＴを取得している。同図（ｂ）の場合、クロックパルスの周期が２ｍｓｅｃで、クロックパルス数のカウント値が４になるから、接触時間ΔＴは略８ｍｓｅｃになる。
【００４２】
クロックパルスの周期が2ｍｓｅｃであることより、2ｍｓｅｃ未満の誤差を有するが、メンテナンス時期を予測する上では問題ないレベルである。
【００４３】
真空ポンプＰ内に生成物が堆積し、その堆積量が所定量に達すると、真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物（真空ポンプ内に堆積した生成物）との接触が生じる。真空ポンプ内堆積物の堆積範囲（表面積）が拡大すると、それに伴い、接触時間ΔＴは長くなる。
【００４４】
前記（１−１）測定処理では、接触時間ΔＴを測定しているので、接触時間ΔＴの値から真空ポンプ内堆積物の堆積状況（特に堆積範囲）をリアルタイムで予測することができる。例えば、接触時間ΔＴが長ければポンプ内堆積物の堆積範囲が広く、接触時間ΔＴが短ければポンプ内堆積物の堆積範囲が狭いものと予測でき、前記（２）メンテナンス予測処理では、その予測から真空ポンプＰのメンテナンスの必要性をリアルタイムで判断することができる。
【００４５】
すなわち、前記（２）メンテナンス予測処理では、例えば図８に示したように、メンテナンスの必要度合いをＬｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ８のようにレベル分けし、前記閾値（同図中の数値を参照）を該レベルに対応させて備えるとともに、該レベルごとに、該レベルに対応する閾値と前記接触時間ΔＴとを比較した結果、前記接触時間ΔＴの値が当該閾値を超過した場合には、メンテナンス情報の出力として、その超過した閾値に対応するレベルを表示器３０４で表示する。また、そのレベルが例えば図８のＬｅｖｅｌ５であったならば、スピーカ３０５を使ってアラームを発報する、若しくは当該レベルが例えば図８のＬｅｖｅｌ８であったならば、真空ポンプＰを停止するなどの措置を採る。
【００４６】
また、他の実施形態として、前記（２）メンテナンス予測処理では、前記のようなレベル分けをしない方式を採用することもできる。この場合、前記（２）メンテナンス予測処理では、測定した接触時間ΔＴの値とその閾値とを比較した結果、接触時間ΔＴの値が閾値を超過しているか、又はその値の変化率が閾値（この場合の閾値は前記変化率の閾値）を超過しているなら、真空ポンプ内堆積物の堆積状況がメンテナンスを必要とするレベルに到達したものと予測し、かつ、メンテナンス情報の出力として、スピーカ３０５を使ってアラームを発報する、又は、アラームの発報に代えて、若しくは、アラームの発報と併用して、真空ポンプＰにメンテナンスの必要が生じた旨を表示器３０４で表示するなどの措置を採ってもよい。
【００４７】
図６は、真空ポンプの回転体と真空ポンプ内堆積物とが接触しているときに出力されるセンサ信号Ｓと衝撃間隔の説明図である。
【００４８】
図６において、真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物とが接触しているときのセンサ信号ＳはＨレベルで示し、それらが接触していないときのセンサ信号ＳはＬレベルで示してある。また、真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物との衝撃間隔は符号ΔＧで示してある。ここで、衝撃間隔ΔＧとは、ｎ番目のセンサ信号Ｓの立ち上りからｎ＋１番目のセンサ信号Ｓの立ち上りまでの間隔である。
【００４９】
前述のように、真空ポンプＰ内に堆積物が堆積し、その堆積量が所定量に達すると、真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物との接触が生じる。そして、真空ポンプ内堆積物の堆積箇所が複数個所に点在するように増えるなど、堆積箇所の増加に伴い、衝撃間隔ΔＧは短くなる。
【００５０】
前記（１−２）測定処理では、衝撃間隔ΔＧを測定しているので、衝撃間隔ΔＧから真空ポンプ内堆積物の堆積状況をリアルタイムで予測することができる。例えば、衝撃間隔ΔＧが短ければポンプ内堆積物の堆積箇所が近接して複数点在していると予測することができ、前記（２）メンテナンス予測処理では、その予測から真空ポンプＰのメンテナンスの必要性をリアルタイムで判断する。
【００５１】
すなわち、前記（２）メンテナンス予測処理では、例えば図８に示したように、メンテナンスの必要度合いをＬｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ８のようにレベル分けし、前記閾値（同図中の数値を参照）を該レベルに対応させて備えるとともに、該レベルごとに、該レベルに対応する閾値と前記衝撃間隔ΔＧとを比較した結果、衝撃間隔ΔＧの値が当該閾値を超過した場合には、その超過した閾値に対応するレベルを表示器３０４で表示する。また、そのレベルが例えば図８に示すＬｅｖｅｌ５であったならば、スピーカ３０５を使ってアラームを発報する、若しくは、当該レベルが例えば図８に示すＬｅｖｅｌ８であったならば、真空ポンプＰを停止するなどの措置を採る。
【００５２】
また、他の実施形態として、前記（２）メンテナンス予測処理では、前記のようなレベル分けをしない方式を採用することもできる。この場合、前記（２）メンテナンス予測処理では、測定した衝撃間隔ΔＧの値とその閾値とを比較した結果、衝撃間隔ΔＧの値が閾値を超過しているか、又は、その値の変化率が閾値（この場合の閾値は前記変化率の閾値）を超過しているなら、真空ポンプ内堆積物の堆積状況がメンテナンスを必要とするレベルに到達したものと予測し、かつ、メンテナンス情報の出力として、スピーカ３０５を使ってアラームを発報する、又は、メンテナンスの必要が生じた旨を表示器３０４で表示するなどの措置を採ってもよい。
【００５３】
図７は、真空ポンプの回転体と真空ポンプ内堆積物とが接触しているときに出力されるセンサ信号Ｓと衝撃割合の説明図である。
【００５４】
図７において、真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物とが接触しているときのセンサ信号ＳはＨレベルで示し、それらが接触していないときのセンサ信号ＳはＬレベルで示してある。同図中のΔＴは前述の接触時間、ΔＧは前述の衝撃間隔であり、衝撃割合ΔＴ／ΔＧとは衝撃間隔ΔＧに対する接触時間ΔＴの割合である。
【００５５】
前記（１−３）測定処理では、衝撃割合ΔＴ／ΔＧを測定しているので、その衝撃割合ΔＴ／ΔＧの値から真空ポンプ内堆積物の堆積状況をリアルタイムで予測することができる。例えば、衝撃割合ΔＴ／ΔＧの値が大きい場合は、１回の衝撃で接触している状況が長く続いていると予測でき、前記（２）メンテナンス予測処理では、その予測から真空ポンプＰのメンテナンスの必要性をリアルタイムで判断する。
【００５６】
すなわち、前記（２）メンテナンス予測処理では、例えば図８に示したように、メンテナンスの必要度合いをＬｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ８のようにレベル分けし、前記閾値（同図中の数値を参照）を該レベルに対応させて備えるとともに、該レベルごとに、該レベルに対応する閾値と衝撃割合ΔＴ／ΔＧとを比較した結果、衝撃割合ΔＴ／ΔＧの値が当該閾値を超過した場合には、その超過した閾値に対応するレベルを表示器３０４で表示する。また、そのレベルが例えば図８に示すＬｅｖｅｌ５であったならば、スピーカ３０５を使ってアラームを発報する、若しくは当該レベルが例えば図８に示すＬｅｖｅｌ８であったならば、真空ポンプＰを停止するなどの措置を採る。
【００５７】
また、他の実施形態として、前記（２）メンテナンス予測処理では、前記のようなレベル分けをしない方式を採用することもできる。この場合、前記（２）メンテナンス予測処理では、算出した衝撃割合ΔＴ／ΔＧの値とその閾値とを比較した結果、衝撃割合ΔＴ／ΔＧの値が閾値を超過しているか、又は、その値の変化率が閾値（この場合の閾値は前記変化率の閾値）を超過しているなら、真空ポンプ内堆積物の堆積状況がメンテナンスを必要とするレベルに到達したものと予測し、かつ、メンテナンス情報の出力として、スピーカ３０５を使ってアラームを発報する、又は、メンテナンスの必要が生じた旨を表示器３０４で表示するなどの措置を採ってもよい。
【００５８】
以上説明した接触時間ΔＴ、衝撃間隔ΔＧ、衝撃割合ΔＴ／ΔＧの閾値は、経験則から得られるものや、実験でメンテナンスの必要が生じたときの接触時間、衝撃間隔、衝撃割合を採用してもよい。
【００５９】
また、以上説明したアラームの発報とメンテナンスの必要が生じた旨の表示は、併用してもよい。
【００６０】
さらに、前記のようにアラームを発報したり、表示器で表示したりする等のメンテナンス情報の出力については、前記接触時間ΔＴ、前記衝撃間隔ΔＧ、前記衝撃割合ΔＴ／ΔＧのうち少なくとも１つの値が当該閾値を超過した場合に行うことができる。例えば、接触時間ΔＴと衝撃間隔ΔＧはそれぞれの閾値を超過していないが、衝撃割合ΔＴ／ΔＧだけがその閾値を超過した場合に、メンテナンス情報の出力が行われるように構成してもよいし、これとは別に、接触時間ΔＴ、衝撃間隔ΔＧ、衝撃割合ΔＴ／ΔＧのすべてがそれぞれの閾値を超過した場合に初めて、メンテナンス情報の出力が行われるように構成してもよい。
【００６１】
図９は、図１のメンテナンス予測装置において、その信号処理部を例えば図２のマイクロコンピュータで構成した場合におけるメイン処理のフローチャート図、図１０は、図９のメイン処理に付随するサブ処理１のフローチャート図、図１１は、図９のメイン処理に付随するサブ処理２のフローチャート図、図１２は、図９のメイン処理に付随するサブ処理３のフローチャート図である。
【００６２】
図１のメンテナンス予測装置１は、例えば真空ポンプＰの運転開始をトリガとして、図９のメイン処理を開始する（スタート）。
【００６３】
この図９のメイン処理では、最初に、接触判定処理として、前記（０）衝撃判定処理を行い、該処理で除外されなかった衝撃を真空ポンプＰの回転体Ｒと真空ポンプ内堆積物とが接触した回数（以下「接触回数」という）としてカウントし（ＳＴ１）、図１０のサブ処理１に移行する（ＳＴ２）。
【００６４】
図１０のサブ処理１では、ｎ回目（ｎは接触回数のカウント値。以下も同様）の接触によって生じたセンサ信号Ｓの立ち上りから立ち下りまでの間隔を、ｎ回目の接触時間ΔＴとして測定し（ＳＴ２０１）、その接触時間ΔＴの測定が完了したら、接触時間ΔＴについてレベル特定を行う。このレベル特定により、測定した前記接触時間ΔＴが図８に示されたレベル（Ｌｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ８）中のどのレベルに該当するか、その接触時間ΔＴのレベルが特定される（ＳＴ２０２）。
【００６５】
次に、この図１０のサブ処理１では、フラグリセット処理として第１のメンテナンスフラグをＮｏに設定し（ＳＴ２０３）、第１のメンテナンス判定処理として、前記ＳＴ２０２において特定した接触時間ΔＴのレベルでアラームを発報する等の措置を採る必要があるか等、メンテナンス情報を出力する必要性があるか否かを判定し（ＳＴ２０４）、その必要性がある場合は前記第１のメンテナンスフラグをＹｅｓに設定し（ＳＴ２０４のＹｅｓ、ＳＴ２０５）図９のメイン処理に戻るが、その必要性がない場合はＳＴ２０５の処理をスキップして図９のメイン処理に戻る（ＳＴ２０４のＮＯ）。
【００６６】
以上のようにしてサブ処理１からメイン処理に戻ったら、次に、メイン処理では、接触回数のカウント値ｎを参照し、接触回数（カウント値ｎ）が２以上であるか否かを判定する（ＳＴ３）。ここで、接触回数（カウント値ｎ）が２以上でない（カウント値ｎ＝０または１）場合は、ＳＴ４のサブ処理２及びＳＴ５のサブ処理３をスキップしてＳＴ６の処理に移行するが（ＳＴ３のＮｏ）、接触回数（カウント値ｎ）が２以上である場合は、図１１のサブ処理２に移行する（ＳＴ３のＹｅｓ、ＳＴ４）。
【００６７】
図１１のサブ処理２では、ｎ回目の接触によるセンサ信号Ｓの立ち上りからｎ＋１回目の接触によるセンサ信号Ｓの立ち上りまでの間隔を衝撃間隔ΔＧとして測定するとともに、この衝撃間隔ΔＧと前記ＳＴ２の接触時間ΔＴとから衝撃割合ΔＴ／ΔＧを算出する（ＳＴ４０１）。そして、かかる算出が完了したら、衝撃間隔ΔＧについてレベル特定を行う。このレベル特定により、衝撃間隔ΔＧが図８に示されたレベル（Ｌｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ８）中のどのレベルに該当するか、その衝撃間隔ΔＧのレベルが特定される（ＳＴ４０２）。
【００６８】
次に、この図１１のサブ処理２では、フラグリセット処理として第２のメンテナンスフラグをＮｏに設定し（ＳＴ４０３）、第２のメンテナンス判定処理として、前記ＳＴ４０２において特定した衝撃間隔ΔＧのレベルでアラームを発報する等の措置を採る必要があるか等、メンテナンス情報を出力する必要性があるか否かを判定し（ＳＴ４０４）、その必要性がある場合は前記第２のメンテナンスフラグをＹｅｓに設定し（ＳＴ４０４のＹｅｓ、ＳＴ４０５）図９のメイン処理に戻るが、その必要性がない場合はＳＴ４０５の処理をスキップして図９のメイン処理に戻る（ＳＴ４０４のＮＯ）。
以上のようにしてサブ処理２からメイン処理に戻ったら、メイン処理から図１２のサブ処理３に移行する（ＳＴ５）。
【００６９】
図１２のサブ処理３では、ＳＴ２０１で測定した接触時間ΔＴとＳＴ４０１で測定した衝撃間隔ΔＧとから衝撃割合ΔＴ／ΔＧを算出する（ＳＴ５０１）。そして、かかる算出が完了したら、衝撃割合ΔＴ／ΔＧについてレベル特定を行う。このレベル特定により、衝撃間隔ΔＧが図８に示しされたレベル（Ｌｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ８）中のどのレベルに該当するか、その衝撃割合ΔＴ／ΔＧのレベルが特定される（ＳＴ５０２）。
【００７０】
次に、この図１２のサブ処理３では、フラグリセット処理として第３のメンテナンスフラグをＮｏに設定し（ＳＴ５０３）、第３のメンテナンス判定処理として、前記ＳＴ５０２において特定した衝撃割合ΔＴ／ΔＧのレベルでアラームを発報する等の措置を採る必要があるか等、メンテナンス情報を出力する必要性があるか否かを判定し（ＳＴ５０４）、その必要性がある場合は前記第３のメンテナンスフラグをＹｅｓに設定し（ＳＴ５０４のＹｅｓ、ＳＴ５０５）図９のメイン処理に戻るが、その必要がない場合はＳＴ５０５の処理をスキップして図９のメイン処理に戻る（ＳＴ５０４のＮＯ）。
【００７１】
以上のようにしてサブ処理３からメイン処理に戻ったら、メイン処理では、メンテナンス総合判定処理を行う。このメンテナンス総合判定処理は、前記第１から第３のメンテナンスフラグを参照し、少なくともいずれか１つのメンテナンスフラグがＹｅｓであった場合には真空ポンプＰのメンテナンスを行う必要があるものと判定する等、第１から第３のメンテナンスフラグの内容（ＹｅｓかＮｏ）に基づいて真空ポンプＰのメンテナンスの必要性を判定する（ＳＴ６）。ここで、メンテナンスの必要性があると判定した場合は真空ポンプＰの停止処理を行うが（ＳＴ６のＹｅｓ、ＳＴ７）、その必要性はないと判定した場合はＳＴ６の処理をスキップしてＳＴ１の処理に戻る。
【００７２】
前記ＳＴ６でのメンテナンス総合判定処理については、その一実施形態として、ＳＴ２０２で特定した接触時間ΔＴ、ＳＴ４０２で特定した衝撃間隔ΔＧ、及び、ＳＴ５０２で特定した衝撃割合ΔＴ／ΔＧの全部がそれぞれの所定のレベルを超えている、つまり、それぞれの所定のレベルに対応する閾値を超えていることにより、第１から第３のメンテナンスフラグが全部Ｙｅｓに設定されていることをもって、真空ポンプＰのメンテナンスの必要性があるものと判定してもよい。また、これとは別の実施形態として、前記接触時間ΔＴ、前記衝撃間隔ΔＧ、又は前記衝撃割合ΔＴ／ΔＧのいずれか１つ又は２つがそれぞれの所定のレベルを超えている、つまり、それぞれの所定のレベルに対応する閾値を超えていることにより、いずれか１つ又は２つのメンテナンスフラグがＹｅｓに設定されていることをもって、真空ポンプＰのメンテナンスの必要性があるものと判定してもよい。
【００７３】
以上説明した実施形態のメンテナンス予測装置１では、真空ポンプＰで発生した衝撃をセンサ信号Ｓとして出力し、このセンサ信号Ｓから得られる情報、具体的には、回転体と真空ポンプ内堆積物との接触時間、衝撃間隔、又は衝撃割合とそれぞれの閾値との比較結果に基づいて真空ポンプＰのメンテナンス情報を出力するように構成したため、回転体Ｒの軸変位をカウントして警報を発する従来方式のようなカウントミスによる誤報が生じることはなく、真空ポンプＰのメンテナンスの必要性を高精度に知らせることができる。
【００７４】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により多くの変形が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  メンテナンス予測装置
２  センサ部
３  信号処理部
３００  マイクロコンピュータ
３０１  ＣＰＵ
３０２  記憶手段
３０３  入力部
３０４  表示器
３０５  スピーカ
Ｐ  真空ポンプ
Ｓ  センサ信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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