(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータに対してロータを回転することによりガスを排気する真空ポンプにおいて、
前記ロータ上のロータ回転軸を中心とした円周上に配設され、前記ロータの温度監視範囲内にキュリー温度を有する単数または複数の磁性体と、
前記ロータ上の前記円周と対向するように隙間を設けて配設され、前記ロータの回転に伴って順に対向する前記磁性体の透磁率変化を、インダクタンス変化として検出するインダクタンス検出部と、
前記インダクタンス検出部に供給する搬送波信号を生成する搬送波生成手段と、
前記搬送波生成手段による搬送波生成と同期して前記インダクタンス検出部の検出信号をサンプリングし、前記検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段からのデジタル信号が入力され、前記インダクタンス検出部により検出される前記磁性体の透磁率変化に基づいて、前記ロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定する判定手段とを備え、
前記Ａ／Ｄ変換手段によるサンプリング周波数ｆｓが、前記搬送波生成手段によって生成される搬送波の周波数ｆｃに対してｆｓ＝ｆｃ／ｎを満たすとともに、前記ロータの最大回転周波数ｆrotmaxに対してｆｓ≧ｆrotmaxを満たすことを特徴とする真空ポンプ。ただし、ｎ＝１／２、または、ｎ＝１，２，４，８，…である。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
前記ロータが１回転する間において、前記インダクタンス検出部で検出すべき検出の点数をｆdivとしたときに、前記サンプリング周波数ｆｓがｆｓ≧ｆrotmax×ｆdivを満たすことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、
前記検出手段が前記磁性体に対向する対向区間に関して、前記Ａ／Ｄ変換手段のサンプリングにより得られる信号を前記ロータが複数回転する間に取得し、その取得された信号を平均化処理して前記対向区間の信号とする平均化手段を備え、
前記判定手段は、前記平均化手段により平均化処理された信号に基づいて前記判定を行うことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、
前記ロータの前記円周上に配設され、前記温度監視範囲よりも高温側にキュリー温度を有する基準磁性体と、
前記単数または複数の磁性体が前記インダクタンス検出部に対向したときの検出信号を前記Ａ／Ｄ変換手段で変換した第１信号と、前記基準磁性体が前記インダクタンス検出部に対向したときの検出信号を前記Ａ／Ｄ変換手段で変換した第２信号との差分信号を生成する差分生成手段とをさらに備え、
前記判定手段は、前記差分信号に基づいて前記ロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定することを特徴とする真空ポンプ。
【請求項５】
請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、
前記ロータの前記円周上に前記インダクタンス検出部との各々の距離が異なるように設けられ、前記温度監視範囲よりも高温側にキュリー温度を有する一対の基準磁性体と、
前記単数または複数の磁性体が前記インダクタンス検出部に対向したときの検出信号を前記Ａ／Ｄ変換手段で変換した第１信号を、前記一対の基準磁性体が前記インダクタンス検出部に対向したときの各検出信号を前記Ａ／Ｄ変換手段で変換した第２および第３信号の間の差分により補正し、その結果を補正後検出信号として出力する信号補正手段と、をさらに備え、
前記判定手段は、前記補正後検出信号に基づいて前記ロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定することを特徴とする真空ポンプ。
【請求項６】
請求項４または５に記載の真空ポンプにおいて、
前記差分信号または前記補正後検出信号の微分演算を行う微分演算手段を備え、
前記判定手段は、前記微分演算手段の演算結果が所定値以下か否かによって、前記ロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定することを特徴とする真空ポンプ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記インダクタンス検出部の検出特性の非線形性を補正する補正パラメータで、前記インダクタンス検出部の検出信号を補正する非線形補正手段を備え、
前記インダクタンス検出部の検出信号に代えて、前記非線形補正手段で補正された検出信号を用いることを特徴とする真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体のキュリー温度を利用してロータ温度を判定する真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプでは、ロータ材料としてアルミ合金が一般的に用いられている。アルミ合金はクリープ変形の許容温度が比較的低い温度（約１１０℃〜１２０℃）であるため、ポンプ運転時にはロータ温度がこの許容温度以下になるように常に監視する必要がある。そのため、強磁性体の透磁率がキュリー温度において大きく変化することを利用して、ロータ温度を非接触で検出する方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の方法では、リング状の強磁性体をロータ外周に装着し、キュリー温度における強磁性体の透磁率変化をインダクタンス検出用コイルにより検出するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−５０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、コイルに印加する搬送波信号が低いと、透磁率の急激な変化や磁性体同士の隙間によりセンサ信号に乱れが生じやすく、これを防止するためには、一般的に搬送波信号を高く設定する必要がある。一方、デジタル化の際のサンプリング定理を満たすためには、搬送波信号が高くなるとサンプリング周波数も高くする必要がある。しかしながら、サンプリング周波数を高くすると、低周波数動作のＤＳＰやＣＰＵでは処理できない場合があり、高周波数対応の高価なＤＳＰやＣＰＵを用いるためにコストアップ要因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、ステータに対してロータを回転することによりガスを排気する真空ポンプに適用され、ロータ上のロータ回転軸を中心とした円周上に配設され、前記ロータの温度監視範囲内にキュリー温度を有する単数または複数の磁性体と、ロータ上の前記円周と対向するように隙間を設けて配設され、ロータの回転に伴って順に対向する磁性体の透磁率変化を、インダクタンス変化として検出するインダクタンス検出部と、インダクタンス検出部に供給する搬送波信号を生成する搬送波生成手段と、搬送波生成手段による搬送波生成と同期してインダクタンス検出部の検出信号をサンプリングし、検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段からのデジタル信号が入力され、インダクタンス検出部により検出される磁性体の透磁率変化に基づいて、ロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定する判定手段とを備え、Ａ／Ｄ変換手段によるサンプリング周波数ｆｓが、搬送波生成手段によって生成される搬送波の周波数ｆｃに対してｆｓ＝ｆｃ／ｎを満たすとともに、ロータの最大回転周波数ｆrotmaxに対してｆｓ≧ｆrotmaxを満たすことを特徴とする真空ポンプ。ただし、ｎ＝１／２、または、ｎ＝１，２，４，８，…である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の真空ポンプにおいて、ロータが１回転する間において、インダクタンス検出部で検出すべき検出の点数をｆdivとしたときに、サンプリング周波数ｆｓがｆｓ≧ｆrotmax×ｆdivを満たすようにしたものである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、検出手段が磁性体に対向する対向区間に関して、Ａ／Ｄ変換手段のサンプリングにより得られる信号をロータが複数回転する間に取得し、その取得された信号を平均化処理して対向区間の信号とする平均化手段を備え、判定手段は、平均化手段により平均化処理された信号に基づいて判定を行う。
請求項４の発明は、請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、ロータの円周上に配設され、温度監視範囲よりも高温側にキュリー温度を有する基準磁性体と、単数または複数の磁性体がインダクタンス検出部に対向したときの検出信号をＡ／Ｄ変換手段で変換した第１信号と、基準磁性体がインダクタンス検出部に対向したときの検出信号をＡ／Ｄ変換手段で変換した第２信号との差分信号を生成する差分生成手段とをさらに備え、判定手段は、差分信号に基づいてロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定する。
請求項５の発明は、請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、ロータの円周上にインダクタンス検出部との各々の距離が異なるように設けられ、温度監視範囲よりも高温側にキュリー温度を有する一対の基準磁性体と、単数または複数の磁性体がインダクタンス検出部に対向したときの検出信号をＡ／Ｄ変換手段で変換した第１信号を、一対の基準磁性体がインダクタンス検出部に対向したときの各検出信号をＡ／Ｄ変換手段で変換した第２および第３信号の間の差分により補正し、その結果を補正後検出信号として出力する信号補正手段と、をさらに備え、判定手段は、補正後検出信号に基づいてロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定する。
請求項６の発明は、請求項４または５に記載の真空ポンプにおいて、差分信号または補正後検出信号の微分演算を行う微分演算手段を備え、判定手段は、微分演算手段の演算結果が所定値以下か否かによって、ロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定する。
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、インダクタンス検出部の検出特性の非線形性を補正する補正パラメータで、インダクタンス検出部の検出信号を補正する非線形補正手段を備え、インダクタンス検出部の検出信号に代えて非線形補正手段で補正された検出信号を用いるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、磁性体のキュリー温度を利用してロータ温度を判定する真空ポンプにおいて、コストアップを抑えつつ、温度判定精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明による真空ポンプの第１の実施の形態を示す図であり、磁気軸受式ターボ分子ポンプのポンプ本体１とコントローラ３０の概略構成を示したものである。ロータ２が取り付けられたシャフト３は、ベース４に設けられた電磁石５１，５２，５３によって非接触支持されている。シャフト３の浮上位置は、ベース４に設けられたラジアル変位センサ７１，７２およびアキシャル変位センサ７３によって検出される。ラジアル磁気軸受を構成する電磁石５１，５２と、アキシャル磁気軸受を構成する電磁石５３と、変位センサ７１〜７３とで５軸制御型磁気軸受が構成される。
【０００８】
シャフト３の下端には円形のディスク４１が設けられており、このディスク４１を上下に挟むように電磁石５３が設けられている。この電磁石５３によりディスク４１を吸引することにより、シャフト３がアキシャル方向に浮上する。ディスク４１はナット４２によりシャフト３の下端部に固定されており、シャフト３と一体で回転する。ナット４２には磁性体ターゲット８１，８２が設けられている。
【０００９】
ナット４２と対向するステータ側には、磁性体ターゲット８１，８２と対向する位置にギャップセンサ４４が設けられている。ギャップセンサ４４は、インダクタンス式のギャップセンサであって、ロータ温度が許容温度以上に上昇したときの磁性体ターゲット８１，８２の透磁率変化を、インダクタンス変化として検出するものである。ここでは、ロータ２，シャフト３およびナット４２等が設けられた回転体の温度を、ロータ温度と呼ぶことにする。
【００１０】
ロータ２には、回転軸方向に沿って複数段の回転翼８が形成されている。上下に並んだ回転翼８の間には固定翼９がそれぞれ配設されている。これらの回転翼８と固定翼９とにより、ポンプ本体１のタービン翼段が構成される。各固定翼９は、スペーサ１０によって上下に挟持されるように保持されている。スペーサ１０は、固定翼９の保持機能とともに、固定翼９間のギャップを所定間隔に維持する機能を有している。
【００１１】
さらに、固定翼９の後段（図示下方）にはドラッグポンプ段を構成するネジステータ１１が設けられており、ネジステータ１１の内周面とロータ２の円筒部１２との間にはギャップが形成されている。ロータ２およびスペーサ１０によって保持された固定翼９は、吸気口１３ａが形成されたケーシング１３内に納められている。ロータ２が取り付けられたシャフト３を電磁石５１〜５３により非接触支持しつつモータ６により回転駆動すると、吸気口１３ａ側のガスは矢印Ｇ１のように背圧側（空間Ｓ１）に排気される。背圧側に排気されたガスは、排気口２６に接続された補助ポンプにより排出される。
【００１２】
ターボ分子ポンプ本体１は、コントローラ３０によって駆動制御される。コントローラ３０には、磁気軸受を駆動制御する磁気軸受駆動制御部３２およびモータ６を駆動制御するモータ駆動制御部３３が設けられている。検出部３１は、上述したギャップセンサ４４の出力信号に基づいて、磁性体ターゲット８１，８２の透磁率が変化したか否かを検出する。
【００１３】
検出部３１にはギャップセンサ４４の出力信号が入力され、検出部３１はロータ温度モニタ信号をモータ駆動制御部３３および警報部３４に出力する。もちろん、ロータ温度モニタ信号をコントローラ３０の外部に出力できる出力端子を設けるようにしても良い。警報部３４はロータ温度異常などの警報情報をオペレータに提示する警報手段であり、警告音を発生するスピーカや警告を表示する表示装置などにより構成される。
【００１４】
図２（ａ）はシャフト下端部分のナット４２とギャップセンサ４４とを示す斜視図であり、図２（ｂ）はギャップセンサ４４側から見たナット４２の平面図である。ナット４２の底面側には磁性体ターゲット８１，８２が、接着や焼き嵌め等によって埋め込まれている。ナット４２がシャフト３とともに高速回転すると磁性体ターゲット８１，８２に遠心力が作用するが、磁性体ターゲット８１，８２をシャフト３の端面部分に設けて回転体の軸近傍に配設することにより、遠心力の影響を低減することができる。特に、磁性体ターゲット８１，８２を焼き嵌めした場合には、焼き嵌め時に加熱したナット４２が冷えて収縮した際に磁性体ターゲット８１，８２に圧縮応力が働き、遠心力の影響を低減効果が高くなる。
【００１５】
磁性体ターゲット８１，８２の材料には、検出したい温度域すなわち温度監視範囲にキュリー温度を有する材料が選ばれる。一般的には、ロータ２（図１参照）に用いられるアルミ材のクリープ変形の許容上限温度Tmax（約１１０℃〜１２０℃）とほぼ同一か、または、それに近い温度を有する磁性材料が用いられる。温度監視範囲としては、許容上限温度Tmaxの前後２０℃程度の温度範囲が設定される。キュリー温度Ｔｃが１２０℃程度の磁性体材料としては、ニッケル・亜鉛フェライトやマンガン・亜鉛フェライト等がある。なお、ここでは、磁性体ターゲット８１，８２に同一材料を用いているが、キュリー温度の異なる材料を用いて、２種類の温度を検出できるようにしても良い。
【００１６】
磁性体ターゲット８１，８２の露出面はナット４２の底面と同一平面となっており、磁性体ターゲット８１，８２が固定されているナット底面（以下では固定面と称する）４２ａとギャップセンサ４４との隙間は１ｍｍ程度に設定されている。ここでは、ナット４２の材料には磁性体である純鉄が用いられるが、そのキュリー温度は、ここで問題としている許容温度１１０℃〜１２０℃よりも十分高く、温度監視範囲の高温側にある。
【００１７】
《インダクタンス変化検出動作の説明》
図３はギャップセンサ４４のインダクタンス変化を説明する図であり、ギャップセンサ４４と検出部３１の詳細を示すブロック図である。ギャップセンサ４４の構造は、珪素鋼板などの透磁率の大きなコアの周囲にコイルを巻いたものである。ギャップセンサ４４のコイルには搬送波信号として一定周波数・一定電圧の高周波電圧が印加され、その結果、ギャップセンサ４４と磁性体ターゲット８１，８２が設けられたナット４２との間に磁気回路が形成される。
【００１８】
図４（ａ）は、典型的な磁性体であるフェライトの場合の透磁率変化を示したものであり、磁性体ターゲット８１も同様な性質を有している。常温における透磁率はキュリー温度Ｔｃ付近の透磁率よりも低く、温度上昇とともに上昇してキュリー温度Ｔｃを越えると急激に低下する。ロータ温度上昇により磁性体ターゲット８１の温度が上昇してキュリー温度Ｔｃを越えると、図４（ａ）に示すように、磁性体ターゲット８１の透磁率が真空の透磁率μ０程度まで急激に低下する。ギャップセンサ４４が形成する磁界中で磁性体ターゲット８１の透磁率が変化すると、図４（ｂ）のようにギャップセンサ４４のインダクタンスが変化することになる。
【００１９】
ギャップセンサ４４のコア材料はフェライト等の磁性体が用いられるが、この透磁率がエアギャップの透磁率に比べてそれを無視できる程度に大きく、また、漏れ磁束が無視できる場合には、インダクタンスＬと寸法ｄ，ｄ１との関係は近似的に次式（１）のように表される。
Ｌ＝Ｎ２／｛ｄ１／（μ１・Ｓ）＋ｄ／（μ０・Ｓ）｝      …（１）
なお、Ｎはコイルの巻き数、Ｓは磁性体ターゲット８１と対向するコアの断面積、ｄはエアギャップ、ｄ１は磁性体ターゲット８１の厚さ、μ１は磁性体ターゲット８１の透磁率であり、エアギャップの透磁率は真空の透磁率μ０に等しいとする。
【００２０】
ロータ温度（磁性体ターゲット８１の温度と等しいとして考える）がキュリー温度Ｔｃよりも低い温度のときには、磁性体ターゲット８１の透磁率は真空の透磁率に比べて十分に大きい。そのため、ｄ１／（μ１・Ｓ）はｄ／（μ０・Ｓ）に比べて無視できるほどに小さくなり、式（１）は次式（２）のように近似できる。
Ｌ＝Ｎ２・μ０・Ｓ／ｄ      …（２）
【００２１】
一方、ロータ温度がキュリー温度Ｔｃよりも上昇すると、近似的にμ１＝μ０となる。そのため、式（１）は次式（３）のように表される。
Ｌ＝Ｎ２・μ０・Ｓ／（ｄ＋ｄ１）      …（３）
すなわち、エアギャップがｄから（ｄ＋ｄ１）に変化したことに相当し、それに応じてギャップセンサ４４のインダクタンスが変化することになる。
【００２２】
ギャップセンサ４４のコイルには、例えば、数十ｋＨｚの搬送波信号が印加され、インダクタンス変化により搬送波信号が振幅変調される。振幅変調された搬送波信号はセンサ回路３１１により検出される。そして、センサ回路３１１から出力されたセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換部３１２によりデジタル信号に変換された後、検波・整流部３１３において検波処理および整流処理される。その結果、振幅変調された搬送波信号から振幅を取り出した信号が得られる。
【００２３】
図５は検波・整流部３１３から出力される信号の一例を示したものであり、（ａ）は磁性体ターゲット８１，８２の温度ＴがＴ＜Ｔｃの場合で、（ｂ）は磁性体ターゲット８１，８２の温度ＴがＴ＞Ｔｃの場合を示す。図２に示すように、ナット４２には２つの磁性体ターゲット８１，８２が設けられているので、シャフト３が１回転すると、ギャップセンサ４４は、磁性体ターゲット８１、固定面４２ａ、ターゲット８２、固定面４２ａの順に対向することになる。Ｔ＜Ｔｃの場合、ギャップセンサ４４が固定面４２ａと対向したときの信号Ｓ１、磁性体ターゲット８１と対向したときの信号Ｓ２、固定面４２ａと対向したときの信号Ｓ１、磁性体ターゲット８２と対向したときの信号Ｓ２が順に出力される。
【００２４】
図５（ａ）に示す例では、Ｔ＜Ｔｃのときのナット４２の透磁率と磁性体ターゲット８１，８２の透磁率とはほぼ等しく、信号Ｓ１，Ｓ２のレベルはほぼ等しい。いずれの信号Ｓ１，Ｓ２も閾値よりも大きな値となっている。一方、図５（ｂ）はＴ＞Ｔｃの場合を示したものであり、磁性体ターゲット８１の透磁率は小さくなり、ターゲット８１区間における信号Ｓ２’は閾値よりも小さくなる。図３のコンパレータ３１４は、検波・整流部３１３から出力された信号のレベルと、基準信号として入力される閾値信号のレベルとを比較し、その結果をロータ温度モニタ信号として出力する。例えば、図５（ｂ）のように、信号Ｓ２’のレベルが閾値レベルより小さくなったならば、信号を出力する。
【００２５】
《サンプリング周波数についての説明》
ところで、搬送波信号をＡ／Ｄ変換して図５のような信号を取得する場合、搬送波周波数が低いと、磁性体ターゲット８１，８２の境界付近における透磁率の急激な変化や、磁性体ターゲット８１，８２とナット４２との隙間等の影響により、図６（ａ）に示すように、センサ出力が大きくばらつく。一般的に、このようなばらつきを防止するためには、搬送波周波数を高く設定する必要がある。その場合、サンプリング速度（サンプリング周波数）も大きくする必要があり、デジタル化された信号の処理を行うＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）やＣＰＵへの負荷が重くなる。そのため、高速なＤＳＰやＣＰＵが必要になり、コストアップを招くという問題があった。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、搬送波周波数ｆｃとサンプリング周波数ｆｓとの関係を、次式（４）のように設定することにより、サンプリング周波数ｆｓの低減および処理負荷の低減を図るようにした。
ｆｓ＝ｆｃ／ｎ      …（４）
ただし、ｎ＝１／２、または、ｎ＝１，２，４，８，…を満たすものとする。
【００２７】
図７は、上述のように周波数ｆｃ、ｆｓを設定した場合の、検出部３１の構成を示すブロック図である。後述するように、検波・整流処理を簡略化することができる。正弦波離散値生成部３１７，Ｄ／Ａ変換部３１８およびフィルタ３１９は、搬送波生成手段を構成している。正弦波離散値生成部３１７で生成された正弦波離散値はＤ／Ａ変換部３１８によりアナログ信号に変換され、そのアナログ信号はフィルタ３１９へ出力される。
【００２８】
Ｄ／Ａ変換部３１８から出力された搬送波信号は高調波が含まれていて階段状になっているため、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ等で構成されるフィルタ３１９でフィルタリングすることにより、滑らかな搬送波信号が得られる。その搬送波信号は、抵抗Ｒを通して直列接続されたギャップセンサ４４に印加される。フィルタ３１９から出力される搬送波信号Ｆcarrier(t)は次式（５）で表される。
Ｆcarrier(t)＝Ａsin(２πｆcｔ)    …（５）
【００２９】
ギャップセンサ４４に印加されたこの搬送波信号は、シャフト３の浮上位置に応じて変化するインピーダンス変化により振幅変調され、振幅変調波ＦＡＭ(ｔ)となる。ここで、位置情報信号をＦsig(ｔ)とすると、振幅変調波ＦＡＭ(ｔ)は次式（６）のように表される。なお、φは搬送波信号との位相差である。
ＦＡＭ(ｔ)＝（Ａ＋Ｆsig(ｔ)）sin(２πｆcｔ＋φ)    …（６）
【００３０】
図８は信号波形の一例を示す図であり、（ａ）は位置情報信号Ｆsig(ｔ)を示し、（ｂ）は搬送波信号Ｆcarrier(t)を示している。図８（ｂ）の搬送波信号Ｆcarrier(t)を図８（ａ）の位置情報信号Ｆsig(ｔ)で変調すると、図８（ｃ）に示すような振幅変調波ＦＡＭ(ｔ)が得られる。この振幅変調波ＦＡＭ(ｔ)はギャップセンサ４４から差動アンプ３２３に入力される。
【００３１】
差動アンプ３２３には、振幅変調波ＦＡＭ(ｔ)とともに、次式（７）で表されるセンサ基準信号Ｆstd(ｔ)が入力され、これらの差分信号Ｆsub(ｔ)が差動アンプ３２３から出力される。センサ基準信号Ｆstd(ｔ)は、搬送波信号Ｆcarrier(t)をゲイン調整部３２１にてゲイン調整し、さらに位相シフト回路３２２で振幅変調波ＦＡＭ(ｔ)と同位相となるように位相調整することにより形成される。
Ｆstd(ｔ)＝Ｃsin(２πｆcｔ＋φ)    …（７）
【００３２】
センサ基準信号Ｆstd(ｔ)は図８（ｄ）に示すような波形となり、次式（８）に示す差分信号Ｆsub(ｔ)は図８（ｅ）のような波形となる。差動アンプ３２３から出力された差分信号Ｆsub(ｔ)は、フィルタ３２４において搬送波周波数ｆｃを中心周波数とするバンドパス処理が施される。
Ｆsub(ｔ)＝ＦＡＭ(ｔ)−Ｆstd(ｔ)
＝（Ａ＋Ｆsig(ｔ)−Ｃ）sin(２πｆcｔ＋φ)    …（８）
【００３３】
フィルタ３２４からＡ／Ｄ変換部３１２に入力された差分信号Ｆsub(ｔ)は、Ａ／Ｄ変換部３１２によりデジタル値へと変換される。このデジタルサンプリングによりサンプリングされた離散化信号の周波数は、例えば、周波数ｆａの正弦波をサンプリング周波数ｆｂでサンプリングすると、得られる離散化信号は周波数（ｆａ−ｆｂ）を有する信号で表される。
【００３４】
なお、Ａ／Ｄ変換部３１２でデジタル変換する際には、正弦波離散値生成部３１７で生成された正弦波離散値に基づいてサンプリングするが、搬送波信号がギャップセンサ４４により変調されると位相がシフトする。そのため、そのシフトに応じて位相シフト演算部３１６で正弦波離散値を位相シフトしたものを、Ａ／Ｄ変換部３１２に入力する。Ａ／Ｄ変換部３１２では、変調波信号をデジタル信号へ変換するタイミングを、その変調波信号の包絡線とほぼ一致させるようにする。すなわち、搬送波成分の最大位置と同期させるようにする。
【００３５】
ここでは、Ａ／Ｄ変換部３１２におけるサンプリング周波数ｆｓを、搬送波信号の周波数ｆｃと等しくした場合（ｆｓ＝ｆｃ）について説明する。このとき、差分信号Ｆsub(ｔ)を周波数ｆｃでサンプリングして得られる離散化センサ信号ｅ(ｔ)は、次式（９）のように表される。なお、Ｐ＝Ａ−Ｃ、Ｑ＝sinφであり、ＰもＱも定数になっている。
ｅ(ｔ)＝（Ａ＋Ｆsig(ｔ)−Ｃ）sin｛２π(ｆc−ｆc）ｔ＋φ｝
＝（Ａ＋Ｆsig(ｔ)−Ｃ）sinφ
＝ＱＰ＋ＱＦsig(ｔ)              …（９）
【００３６】
式（９）からも分かるように、離散化センサ信号ｅ(ｔ)には搬送波が含まれておらず、復調演算処理を行う必要がないという特徴を有している。図８（ｆ）は離散センサ信号ｅ(ｔ)を示したものであり、この離散センサ信号ｅ(ｔ)をゲイン・オフセット調整部３１５でオフセット調整およびゲイン調整することにより、元の位置情報信号Ｆsig(ｔ)を抽出することができる。図８（ｇ）はゲイン・オフセット調整後の離散化センサ信号ｅ(ｔ)を示したものであり、破線は位置情報信号Ｆsig(ｔ)を重ねて示したものである。コンパレータ３１４は、ゲイン・オフセット調整部３１５から出力された信号のレベルと閾値信号のレベルとを比較し、その結果をロータ温度モニタ信号として出力する。
【００３７】
上述した例では、ｆｓ＝ｆｃとした場合について説明したが、サンプリング周波数ｆｓと搬送波信号の周波数ｆｃとの関係をｆｓ＝ｆｃ／ｎと設定した場合にも、離散化後の信号に搬送波成分が含まれず同様に復調演算処理やフィルタ処理を簡略化することができる。ただし、ｎは１／２または１，２，４，８，…である。差分信号Ｆsub(ｔ)をサンプリング周波数ｆｓでサンプリングして得られる離散値信号は、ｔ＝ｍＴｓ（ただし、ｍ＝０，１，２，…）における値をサンプルすると考えれば次式のように表される。ただし、Ｔｓ＝１／ｆｓである。
（Ａ＋Ｆsig(ｍＴs)−Ｃ）sin(２πｆc・ｍＴs＋φ)
【００３８】
ｆｓ＝ｆｃ／ｎの場合（ｎ＝２，４，８，…）を考えると、次式に示すように、結果はｆｓ＝ｆｃの場合と同様になる。
（Ａ＋Ｆsig(ｍＴs)−Ｃ）sin(２πｆc・ｍＴs＋φ)
＝（Ａ＋Ｆsig(ｍＴs)−Ｃ）sin(２πｎ・ｆs・ｍ／ｆs＋φ)
＝（Ａ＋Ｆsig(ｍＴs)−Ｃ）sin(２πｎ・ｍ＋φ)
＝（Ａ＋Ｆsig(ｍＴs)−Ｃ）sinφ
＝ＱＰ＋ＱＦsig(ｍＴs)
【００３９】
図９は、このように搬送波信号と同期してサンプリングを行った場合の、サンプリングタイミングを説明する図である。図９において、（ａ）は上述した位置情報信号Ｆsig(ｔ)に対応する変位信号であり、（ｂ）は搬送波信号を、（ｃ）は搬送波信号が位置情報信号により変調されたセンサ信号を示している。センサ信号は、搬送波周波数で変化する搬送波成分を有している。また、（ｄ）〜（ｅ）は、ｆｃ＝ｆｓの場合（すなわち、ｎ＝１の場合）のサンプリングされた離散値信号（丸印および三角印で示す）を示したものであり、それぞれサンプリング開始タイミングが異なる。
【００４０】
ｎ＝１の場合、搬送波成分の１周期Ｔｃ毎にサンプリングが行われ、図９の（ｄ）ではサンプリングタイミングは搬送波成分が最大となる位置と同期しており、（ｅ）では搬送波成分が最小となる位置と同期している。（ｅ）に示すサンプリングタイミングで取得される離散値信号は、信号の正負を反転するだけで（ａ）の変位信号を得ることができる。（ｆ）では、サンプリングタイミングは搬送波成分の最大位置および最小位置とずれた位置に同期している。
【００４１】
また、ｎ＝２の場合には搬送波成分の２周期毎にサンプリングが行われるので、図９の丸印および三角印に関して１つおきにサンプリングされる。さらに、ｎ＝４の場合には３つおきにサンプリングされる。ｎがさらに大きい場合にも同様に考えればよい。
【００４２】
一方、サンプリング周波数ｆｓをｆｓ＝２・ｆｃと設定した場合には、サンプリングされた離散値信号は次式のように表される。
（Ａ＋Ｆsig(ｍＴs)−Ｃ）sin(２πｆc・ｍＴs＋φ)
＝（Ａ＋Ｆsig(ｍＴs)−Ｃ）sin(π・ｍ＋φ)
【００４３】
この場合は、搬送波成分の１／２周期毎にサンプリングが行われ、搬送波成分の最大位置に同期するようにサンプリングを開始すれば、１回目は図９（ｅ）の丸印でサンプリングされ、２回目は図９（ｆ）の三角印の位置でサンプリングが行われる。すなわち、最大位置、最小位置、最大位置、最小位置、〜、の順にサンプリングが行われる。この場合、最小位置の離散値信号を上下反転させることにより、図９（ｃ）に示すセンサ信号の包絡線、すなわち図９（ａ）の信号が得られることになる。
【００４４】
比較例として、サンプリング周波数ｆｓを、搬送波周波数ｆｃの４／３倍に設定した場合について考える。ここでは、図１０に示すような単純な正弦波（実線で示す）をサンプリングする場合について考察する。図１０に示す正弦波信号をｆｓ＝（４／３）ｆｃでＡ／Ｄ変換すると、図１０の三角印Ｐ１１の位置でサンプリングが行われる。サンプリングされた離散値信号は破線で示すような周期性を有しており、被サンプリング信号（実線で示す正弦波信号）の１／４の周波数となる。
【００４５】
この場合、Ａ／Ｄ変換後に復調演算処理が必要となり、被サンプリング信号の１／４周波数を有する正弦波をＡ／Ｄ変換されたデータに乗算する。このときの被サンプリング信号は次式（１０）で表され、それをＡ／Ｄ変換した信号は式（１１）のように表される。なお、Ｔsはサンプリング周期である。
Ｆsample(t)＝Ｋsin(２πｆcｔ＋ξ)    …（１０）
ＦADin＝Ｋsin｛２π(ｆs／４)・ｎＴs＋ξ’｝
＝Ｋsin｛π・ｎ／２＋ξ’｝    …（１１）
【００４６】
このときの、復調乗算用正弦波信号Ｆdecodeを次式（１２）とすると、復調処理後の信号Ｆdetectは次式（１３）のようになる。
Ｆdecode＝Ｌsin｛２π(ｆs／４)・ｎＴs＋ξ’｝
＝Ｌsin｛（π／２）・ｎ＋ξ’｝    …（１２）
Ｆdetect＝ＦADin×Ｆdecode
＝ＫＬsin２｛（π／２）・ｎ＋ξ’｝
＝ＫＬ｛１−cos(πｎ＋ξ’)｝／２    …（１３）
【００４７】
ここで、Ｌ＝Ｋ＝１、ξ’＝０の場合を考えると、Ｆsample(t)＝sin(２πｆcｔ)で振幅１の信号が、Ｆdetect＝１／２に減衰していることが分かる。なお、この処理の場合には、復調処理後にＤＣ成分（＝ＫＬ／２）を抽出するために、ローパスフィルタ処理が必要である。図１０の場合、三角印Ｐ１１の位置でサンプリングが行われるので、取り込んだ信号は０，−１，０，１，０，−１，０，１，０，…となる。これに同周波数の同期した信号を乗算すると０，１，０，１，０，１，０，１，…となり、これらの平均をとると信号は０．５に減衰する。
【００４８】
一方、本実施の形態のようにｆｃ＝ｆｓでサンプリングを行った場合、図１０の四角印Ｐ１２の位置で信号がサンプリングされ、上述したように取り込んだ信号をそのまま位置情報の信号として用いることができる。このことは、図９の（ｄ）や（ｅ）からも分るように、搬送波周波数ｆｃに対してサンプリング周波数ｆｓをｆｓ＝ｆｃ／ｎ（ｎ≠１）やｆｓ＝２・ｆｃのように設定した場合も同様であって、搬送波成分の最大位置または最小位置と同期させてサンプリングを行うとＳ／Ｎ比の低下を招くことがない。
【００４９】
ところで、図６（ａ）に示したように、ターゲット８１，８２がギャップセンサ４４との対向位置を通過したときの信号を各々取り出す時分割検出法を用いた場合、サンプリング周波数ｆｓは上述した条件に加えて、次のような条件を満たす必要がある。例えば、検出対象の磁性体を１回転の内の半周にわたって配置した場合、サンプリング点数が２であるので「回転数×２」以上のサンプリング周波数とし、１／４周にわたって配置した場合にはサンプリング点数が４となるので、「回転数×４」以上のサンプリング周波数とする必要がある。
【００５０】
通常、ターボ分子ポンプの回転数は数万ｒｐｍ程度であるので、１回転毎にサンプリングを１回行う場合でも、ｋＨｚオーダーのサンプリング周波数とする必要がある。すなわち、サンプリング周波数ｆｓは「（回転数）×（１回転あたりのサンプリング点数）」以上に設定しなければならない。よって、ロータの最大回転数をｆrotmax（Ｈｚ）、各磁性体におけるサンプリング点数をｍ、検出対象とする磁性体の１周に対する割合をＲとすると、サンプリング周波数ｆｓは、次式（１４）を満足する必要がある。
ｆｓ≧ｆrotmax・ｍ／Ｒ    …（１４）
例えば、１つのターゲットを１回転に１回だけ検出する場合には、ｍ＝１，Ｒ＝１なので、「ｆｓ≧ｆrotmax」となる。
【００５１】
よって、サンプリング周波数ｆｓは、ｆｓ＝ｆｃ／ｎ（ｎ＝１／２ｏｒ１，２，４，８，…）を満足し、かつ、次式（１４）を満足するように設定する必要がある。
【００５２】
上述した第１の実施の形態では、次のような作用効果を奏する。
（１）センサ信号をＡ／Ｄ変換の際のサンプリング周波数ｆｓが、搬送波の周波数ｆｃに対してｆｓ＝ｆｃ／ｎを満たすとともに、ロータの最大回転周波数ｆrotmaxに対してｆｓ≧ｆrotmaxを満たすように設定しているので、透磁率変化の検出精度を確保しつつ、ＣＰＵやＤＳＰのコスト低減を図ることが可能となる。
（２）インダクタンス検出部で検出すべき検出の点数、すなわち、１回転あたりのサンプリング点数をｆdivとしたときに、サンプリング周波数ｆｓがｆｓ≧ｆrotmax×ｆdivを満たすようにしたので、検出精度の向上をはかることができる。
【００５３】
−第２の実施の形態−
上述した第１の実施の形態では、図５に示すように、ギャップセンサ４４が磁性体ターゲット８１，８２に対向したときのセンサ出力信号Ｓ２が、信号Ｓ２’のように閾値よりも小さくなった場合に、ロータ温度モニタ信号を出力するようにした。
【００５４】
しかしながら、温度変化に伴って、熱膨張によりナット４２が固定されているシャフト３が軸方向に伸び、磁性体ターゲット８１，８２とギャップセンサ４４との間のギャップ寸法が変化する。また、シャフト３の浮上位置の変動により、ギャップ寸法が変動する。そのため、磁性体ターゲット８１，８２の透磁率が変化していないにも関わらず、このようなギャップ寸法の変化により信号Ｓ２が信号Ｓ２’のように変化し、温度ＴがＴｃを越えたと誤判定するおそれがある。
【００５５】
また、図４（ａ）に示すように、温度Ｔｃ付近ではＴ＞Ｔｃの場合の透磁率はＴ＜Ｔｃの場合の透磁率と大きく異なっているが、常温付近の透磁率との間の差は小さくなっている。そのため、設定される閾値とＴ＞Ｔｃにおける信号レベルとの差が小さくなり、ギャップ寸法の変化に伴う信号Ｓ２の変化による誤判定が生じやすくなる。
【００５６】
そこで、第２の実施の形態では、磁性体ターゲット８１，８２に加えて、ポンプの許容上限温度Tmaxよりも十分に高いキュリー温度を有する磁性体をターゲットとして設け、ギャップセンサ４４がそのターゲットと対向したときの信号を基準信号とし、基準信号と磁性体ターゲット８１，８２に関する信号Ｓ１との差分信号に基づいて、ロータ温度ＴがＴ＞Ｔｃと成ったか否かを判定するようにした。この場合、図１１に示すように、検波・整流部３１２とコンパレータ３１４との間に演算部３３０を設け、その演算部３３０において以下に述べるような信号処理を行う。
【００５７】
ここでは、ナット４２を十分に高いキュリー温度を有する磁性体で形成し、ギャップセンサ４４が固定面４２ａに対向したときの信号Ｓ１を基準信号とする。また、差分信号ΔＳは、ΔＳ＝（磁性体ターゲット８１，８２の信号）−Ｓ１とする。浮上位置の変化によりギャップ寸法が大きくなった場合、センサ信号の出力値は小さくなる。その減少量をΔ’とする。
【００５８】
図１２（ａ）において、曲線L1，L2はギャップ変化前の信号Ｓ１および信号（Ｓ２＋Ｓ２’）を示し、曲線L11，L21はギャップ変化後の信号Ｓ１および信号（Ｓ２＋Ｓ２’）を示している。なお、信号（Ｓ２＋Ｓ２’）とは、曲線L2，L21が、キュリー温度より低い部分の信号Ｓ２とキュリー温度より高い部分の信号Ｓ２’とから成るので、このような符号を用いて示した。キュリー温度Ｔｃよりも低い常温部分においては、基準信号Ｓ１も信号Ｓ２と同様の変化傾向を有している。曲線L11，L21の値は、変化前の曲線L1，L2に対してΔ’だけ出力値が小さくなっている。曲線L21の場合、曲線左端の常温部分において、曲線L21が閾値レベルよりも小さくなっており、ロータ温度がキュリー温度Ｔｃとなったと誤判定されてしまう。
【００５９】
検出信号（Ｓ２＋Ｓ２’）と基準信号Ｓ１とによる差分信号ΔＳは、変化前は曲線L2から曲線L1を差し引いたものである。一方、変化後の差分信号ΔＳは曲線L21から曲線L11を差し引いたものであり、差分を取ることにより減少量Δ’はキャンセルされる。その結果、変化前の差分信号ΔＳと変化後の差分信号ΔＳとは等しくなる。図１２（ｂ）は差分信号ΔＳを示す図である。
【００６０】
このように、信号Ｓ２に代えて差分信号ΔＳをロータ温度モニタ信号として用いることにより、シャフト３の伸びや浮上位置の変動などの影響を受けることなく、磁性体ターゲット８１，８２のキュリー温度の検出を行うことができる。また、図１２（ａ）の曲線L2の場合、曲線L2の図示左側の部分で信号が減少しているため、閾値レベルの設定範囲が非常に狭く、上述したように常温部分で誤判定されるおそれがある。一方、図１２（ｂ）に示す差分信号ΔＳの場合、常温部分で同様の変化傾向のある基準信号Ｓ１との差分を取るため、曲線左側の減少傾向が無くなり、閾値設定範囲が広がるとともに、常温部分における誤判定を防止することができる。
【００６１】
なお、閾値レベルに関しては、差分信号ΔＳの変化が最も急峻なところを選ぶのが好ましい。例えば、図１２（ｂ）における、常温時の出力レベルと高温時（変化後）の出力レベルとの差を１とした場合、実際の出力レベルと高温時の出力レベルとの差が０．４〜０．６以下となったならば、ロータ温度上昇の警告を出すようにする。この差が１に近すぎると、わずかなセンサ出力の変動で警報は誤発生されやすくなり、逆に０に近すぎると、ロータ温度が許容温度を越えても警報が発生されないという状況が生じやすくなる。
【００６２】
なお、図１２（ｃ）に示すように、図１２（ｂ）の微分信号を演算し、その微分信号が所定値以下となったならば、ロータ温度が許容温度（キュリー温度Ｔｃ）より高温となったと判定するようにしても良い。この所定値は、磁性体材料のキュリー温度前後の透磁率変化特性に基づいて設定することができる。
【００６３】
［変形例１］
図１３は第２の実施の形態の変形例１を説明する図であり、磁性体ターゲット８１が設けられたナット４２を示す。ナット４２の底面には高さｈの段差が形成されており、段差の高くなっている方の固定面４２ａに磁性体ターゲット８１が設けられている。このような形状のナット４２をセンサターゲットとして用いると、ロータを１回転させたときのセンサ出力は、図１４に示すようなセンサ出力が得られる。図１４において、（ａ）はＴ＜Ｔｃの場合を示し、（ｂ）はＴ＞Ｔｃの場合を示している。
【００６４】
磁性体ターゲット８１に対向した時のセンサ出力は、Ｔ＜Ｔｃの場合には信号Ｓ２０となり、Ｔ＞Ｔｃの場合には透磁率が変化して信号２１のようにレベルが低下する。また、ギャップセンサ４４が固定面４２ｂに対向している場合は、固定面４２ａに対向している場合に比べてギャップ寸法が段差寸法ｈの分だけ大きくなるため、信号Ｓ１１は信号Ｓ１２よりも出力レベルが低くなっている。なお、ここでは、差＝Ｓ１２−Ｓ１１が変化＝Ｓ２０−Ｓ２１と等しくなるように、段差寸法ｈを設定する。
【００６５】
変形例１では、固定面４２ａに対向しているときの出力信号をＡ、固定面４２ｂに対向しているときの出力信号をＢ、磁性体ターゲット８１に対向しているときの出力信号をＣとした場合、ロータ温度モニタ信号ＭＳとして「ＭＳ＝（Ｃ−Ｂ）／（Ａ−Ｂ）」を使用する。図１４（ａ）のＴ＜Ｔｃの場合、Ａ＝Ｓ１２、Ｂ＝Ｓ１１、Ｃ＝Ｓ２０なので、信号ＭＳは次式（１５）のようになる。
ＭＳ＝（Ｓ２０−Ｓ１１）／（Ｓ１２−Ｓ１１）
＝（Ｓ２０−Ｓ１１）／（Ｓ２０−Ｓ２１）      …（１５）
【００６６】
一方、図１４（ｂ）に示すＴ＞Ｔｃの場合には、信号ＭＳは次式（１６）のようになる。
ＭＳ＝（Ｓ２１−Ｓ１１）／（Ｓ１２−Ｓ１１）
＝（Ｓ２１−Ｓ１１）／（Ｓ２０−Ｓ２１）      …（１６）
【００６７】
図１４に示す例では、Ｓ２０≒Ｓ１２のように設定されているので、Ｓ２１≒Ｓ１１となり、Ｔ＜ＴｃではＭＳ≒１，Ｔ＞ＴｃではＭＳ≒０となる。このように、変形例１では、透磁率変化による信号変化＝Ｓ２０−Ｓ２１を基準として出力信号Ｃがどの程度変化したかに基づいて、ロータ温度がキュリー温度Ｔｃを越えたか否かを判定している。そのため、ギャップ量の大小によるセンサ感度の高低の影響を防止することができる。
【００６８】
図１５（ａ）は、ギャップセンサ４４およびターゲット間のギャップ量とセンサ出力との関係を示したものである。ギャップセンサ４４の感度はギャップ量が大きくなるほど鈍くなり、図１５（ａ）に示すようにギャップ量が大きくなるほどセンサ出力は小さくなる。そのため、磁性体ターゲット８１の透磁率変化による見かけ上のギャップ量変化が同じΔＧであった場合でも、ナット４２がギャップセンサ４４から遠ざかった場合（点Ｐ２：ギャップ量大）の出力変化Ｓｂよりも、ナット４２がギャップセンサ４４に近づいた場合（点Ｐ１：ギャップ量小）の出力変化Ｓａの方が大きくなる。
【００６９】
その結果、磁性体ターゲット８１の透磁率変化による出力変化は図１６のようになる。図１６（ａ）は点Ｐ１におけるセンサ出力を示し、（ｂ）は点Ｐ２におけるセンサ出力を示す。図１６（ｂ）のようにセンサ出力の変化Ｓａが小さくなると、閾値レベルの設定範囲が狭くなり、キュリー温度検出における誤判定を招きやすくなる。また、基準信号Ｓ１との差分を取る場合も、図１２（ｂ）におけるセンサ出力の段差が小さくなり、閾値レベルの設定範囲も狭くなってしまう。
【００７０】
一方、変形例１のように、ロータ温度モニタ信号ＭＳを「ＭＳ＝（Ｃ−Ｂ）／（Ａ−Ｂ）」のように設定した場合には、ギャップ量が大きくなってセンサ感度が低下すると、分子のＣ−Ｂの低下と同様に、分母のＡ−Ｂも同じように低下するため、信号ＭＳは感度低下の影響をほとんど受けることがない。例えば、Ｓ２０＝Ｓ１２と設定することで、Ｔ＜ＴｃではＭＳ＝１，Ｔ＞ＴｃではＭＳ＝０となり、信号ＭＳは感度変化の影響を全く受けることがない。その結果、高精度の温度測定が可能となる。
【００７１】
なお、上述した例では、Ｓ１２−Ｓ１１＝Ｓ２０−Ｓ２１となるように段差寸法ｈを設定したが、必ずしも、そのように設定する必要はない。また、センサ出力信号に対して閾値レベルを設定し、センサ出力がそのレベルと交差したか否かで許容温度か否かを判定する代わりに、図１２（ｃ）の場合と同様にセンサ出力の微分信号に基づいて許容温度か否かを判定するようにしても良い。
【００７２】
［変形例２］
上述した変形例１では、ナット底面に段差を設けて、磁性体ターゲット８１の透磁率変化によるセンサ出力差を、段差によるセンサ出力差で除算することによりセンサ出力の非線形性を補正するようにした。以下に述べる変形例２では、予め測定されたセンサ特性を用いてセンサ出力を補正するようにした。
【００７３】
まず、図１５（ａ）に示すようなセンサ特性（センサ出力−ギャップ量）を、予め計測等により求めておく。そして、このセンサ特性データから補正係数を求め、その補正係数を図１１の記憶部３３２に記憶させておく。図１５（ｂ）は補正係数を示す図である。ここでは、点Ｐ１におけるセンサ出力Ｓａを基準とし、Ｓａ／Ｓｂを補正係数とする。図５（ａ）のようなセンサ特性の場合、点Ｐ１における補正係数はＳａ／Ｓａとなるので１となり、点Ｐ２における補正係数は、Ｓａを点Ｐ２の出力Ｓｂで割った大きさ４となる。
【００７４】
例えば、図１６（ｂ）に示す補正前の信号レベルに、補正係数Ｓａ／Ｓｂを乗算して図１６（ａ）に示すような信号に補正する。このような補正係数を用いることにより、ギャップセンサ４４のセンサ特性を線形化することができ、変形例１の場合と同様の効果を奏することができる。
【００７５】
［変形例３］
ところで、ギャップセンサ４４から検出部３１までのケーブルのインダクタンスやキャパシタンスの影響により、ポンプ毎に検出特性がばらつくが、このばらつきを防止するためにも、可能な限り搬送波周波数ｆｃは低く保つほうが良い。しかし、搬送波周波数ｆｃが低い場合や、サンプリング点数が少ない場合には、磁性体間の隙間や透磁率の急激な変化により、図６（ａ）に示したようなセンサ出力のばらつきが発生する。図６（ｂ）は、磁性体（磁性体ターゲット８１，８２）部分のセンサ出力を複数重ね合わせた図であり、磁性体のほぼ中心位置では一定の値が出力されるが、磁性体の両端部分に相当する部分のセンサ出力は大きくばらついている。
【００７６】
この場合、サンプリング周波数ｆｓが回転周波数よりも十分大きければ、１回転毎に同じ点をサンプリングすることができるので、回転毎のセンサ出力のばらつきを抑制することができる。例えば、サンプリング点数が１回転に３６０点である場合には、角度で１度刻みにサンプリングができるので、回転毎のサンプリング位相ずれは１度以内となり、出力が安定な部分のセンサ出力を抽出することができる。
【００７７】
しかし、上述したように搬送波周波数ｆｃやサンプリング周波数ｆｓをできるだけ低く設定する場合、センサ出力のばらつきを避けることができない。そこで、変形例３では、この回転毎のセンサ出力のばらつきを低減する方法として、平均化処理を採用する。具体的には、各磁性体毎に複数点サンプリングし、このサンプリングした値を１sec程度の長周期で平均化処理を行う。その結果、図６（ｃ）のような信号を得ることができる。
【００７８】
さらに、図６（ａ）に示すように、磁性体検出範囲の中央部の信号、すなわち、磁性体の中心位置をサンプリングしたときのセンサ出力は変動が少ないので、この中央部のサンプリング信号のみを用いて平均化処理することで、さらに検出精度を向上させることができる。なお、上述した例では平均化のスパンを１sec程度としたが、温度変化は秒単位よりも長いので、１min程度としてもかまわない。また、単純な平均化処理の他に、移動平均や、ローパスフィルタ等によるＡＣ変動成分の除去等を行っても良い。その結果、ばらつきの少ないセンサ出力が得られ、温度判定を精度良く行うことができる。
【００７９】
上述した第２の実施の形態では、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）温度監視範囲よりも高温側（Ｔ＞Ｔmax）にキュリー温度を有する磁性体を基準ターゲットとして設け、ギャップセンサ４４が複数の磁性体ターゲット８１，８２と対向したときの信号Ｓ１と、ギャップセンサ４４が基準ターゲットと対向したときの信号との差分信号を求め、その差分信号に基づいてロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定するようにしたので、シャフト３の伸びや浮上位置の変動などの影響を受けることなく判定を行うことができる。
（２）ロータの温度が所定温度を越えたか否かを判定する際に、差分信号の微分値が所定値以下か否かであるかを判定することにより、より確実な判定を行うことができる。
（３）また、許容温度Ｔmaxよりもキュリー温度が高く、ギャップセンサ４４との距離が異なる磁性体（固定面４２ａ，４２ｂ）を設け、磁性体４２ａ，４２ｂに関する信号Ｓ１１，Ｓ１２の差分（Ｓ１１−Ｓ１２）を用いて、ギャップセンサ４４の検出信号を補正するようにしたので、ギャップ量の大小によるセンサ感度の高低の影響を除去することができる。
（４）ギャップセンサ４４の検出特性の非線形性を補正する補正パラメータで、ギャップセンサ４４の検出値を補正するようにしたので、上述した（３）の場合と同様に、ギャップ量の大小によるセンサ感度の高低の影響を除去することができる。
（５）ギャップセンサ４４が磁性体ターゲット８１，８２に対向する対向区間に関して、ロータが複数回転する間にサンプリングにより得られる信号を平均化処理することにより、信号のばらつきが低減され温度判定の精度向上を図ることができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態では、ターボ分子ポンプのロータ温度計測を例に説明したが、ターボ分子ポンプに限らずドラッグポンプ等の種々の真空ポンプにも本発明は適用できる。また、磁性体をシャフト３の下端に設けられたナット４２に設けたが、磁性体の配設場所はこの位置に限定されるものではなく、例えば、シャフト３とロータ２との締結部付近（シャフト上端部分）やロータ２そのものに配設しても良く、スペース的に配置可能であって、かつ、機械的強度において高速回転に耐えられる場所であれば、種々の場所に配設することが可能である。
【００８１】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、ギャップセンサ４４はインダクタンス検出手段を、正弦波離散値生成部３１７，Ｄ／Ａ変換部３１８およびフィルタ３１９は搬送波生成手段を、コンパレータ３１４は判定手段を、演算部３３０は平均化手段，差分生成手段，信号補正手段，微分演算手段および非線形補正手段をそれぞれ構成する。
【００８２】
なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明による真空ポンプの第１の実施の形態を示す図であり、磁気軸受式ターボ分子ポンプのポンプ本体１とコントローラ３０の概略構成を示したものである。
【図２】ナット４２とギャップセンサ４４との関係を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はギャップセンサ４４側から見たナット４２の平面図である。
【図３】ギャップセンサ４４および検出部３１の詳細を示すブロック図である。
【図４】磁性体温度に対する透磁率またはインダクタンスの変化を示す図であり、（ａ）は透磁率の温度変化を示し、（ｂ）はインダクタンス変化を示したものである。
【図５】検波・整流部３１３から出力される信号の一例を示す図であり、（ａ）はターゲット８１，８２の温度ＴがＴ＜Ｔｃの場合を、（ｂ）はターゲット８１，８２の温度ＴがＴ＞Ｔｃの場合を示す。
【図６】（ａ）はセンサ出力のばらつきを示す図であり、（ｂ）は磁性体部分のセンサ出力を複数重ね合わせた図を示し、（ｃ）は平均化処理後の信号を示す。
【図７】検波・整流処理が省略される場合の検出部３１の構成を示すブロック図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）は信号波形の一例を示す図である。
【図９】サンプリングタイミングを説明する図である。
【図１０】ｆｓ＝ｆｃにおけるサンプリングを説明する図である。
【図１１】第２の実施の形態における、ギャップセンサ４４および検出部３１の詳細を示すブロック図である。
【図１２】（ａ）は差分を取る前の各信号を示す図であり、（ｂ）は差分信号を示す図であり、（ｃ）は微分信号を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態の変形例１を示す図であり、（ａ）はナット４２の斜視図、（ｂ）はナット４２の平面図である。
【図１４】変形例１におけるセンサ出力を示す図であり、（ａ）はＴ＜Ｔｃの場合を、（ｂ）はＴ＞Ｔｃの場合を示す。
【図１５】（ａ）は、ギャップセンサ４４およびターゲット間のギャップ量とセンサ出力との関係を示す図で、（ｂ）は補正係数を示す図である。
【図１６】透磁率変化による出力変化を示す図であり、（ａ）は点Ｐ１におけるセンサ出力を示し、（ｂ）は点Ｐ２におけるセンサ出力を示す。
【符号の説明】
【００８４】
１：ターボ分子ポンプ本体、２：ロータ、３：シャフト、３０：コントローラ、３１：検出部、４２：ナット、４４：ギャップセンサ、８１，８２：磁性体ターゲット、３１４：コンパレータ、３１７：正弦波離散値生成部、３１８：Ｄ／Ａ変換部、３１９：フィルタ、３３０：演算部、３３２：記憶部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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