(57)【要約】【課題】使用条件が設計条件と異なっていても、真空ポンプの温度を安定させることができる真空ポンプ温度制御装置の提供。【解決手段】温度制御装置ＴＣＤは、ヒータ２９のヒータ電力Ｐを算出するヒータ電力算出部８５と、ヒータ２９が作動しており冷却装置３０が作動していない状態で、ヒータ電力Ｐとヒータ２９による真空ポンプ１の昇温時間とから真空ポンプ１の熱容量Ｃを算出する熱容量算出部８６と、ヒータ２９が作動しておらず冷却装置３０が作動している状態で、熱容量Ｃと冷却装置３０による真空ポンプ１の降温時間とから真空ポンプ１の第１熱損失量Ｑを算出する第１熱損失量算出部８８と、熱容量Ｃと第１熱損失量Ｑとに基づいて、真空ポンプ１の温度制御を行う温度制御部８３と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータによる加熱と冷却装置による冷却を制御して真空ポンプの温度を制御する真空ポンプ温度制御装置であって、
前記ヒータのヒータ電力を算出するヒータ電力算出部と、
前記ヒータが作動しかつ前記冷却装置が作動していない状態における、前記ヒータ電力と前記真空ポンプの昇温時間とから前記真空ポンプの熱容量を算出する熱容量算出部と、
前記ヒータが作動しておらず前記冷却装置が作動している状態における、前記熱容量と前記真空ポンプの降温時間とから前記真空ポンプの第１熱損失量を算出する第１熱損失量算出部と、
前記熱容量と前記第１熱損失量とに基づいて、設定された温度になるように前記真空ポンプの温度制御を行う温度制御部と、を備える真空ポンプ温度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプ温度制御装置において、
前記第１熱損失量が前記ヒータ電力より大きいか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記温度制御部は、前記判定部により前記第１熱損失量が前記ヒータ電力以下であると判定された場合には、前記ヒータおよび前記冷却装置を作動させ、前記ヒータ電力と前記第１熱損失量とが等しくなるように前記ヒータを制御する真空ポンプ温度制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の真空ポンプ温度制御装置において、
前記ヒータおよび前記冷却装置が作動していない状態における、前記熱容量と前記真空ポンプの降温時間とから前記真空ポンプの第２熱損失量を算出する第２熱損失量算出部をさらに備え、
前記温度制御部は、前記判定部により前記第１熱損失量が前記ヒータ電力より大きいと判定された場合には、前記ヒータを作動し前記冷却装置を作動せずに、前記ヒータ電力と前記第２熱損失量とが等しくなるように、前記ヒータを制御する真空ポンプ温度制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の真空ポンプ温度制御装置において、
前記真空ポンプの熱特性の変化を検知するポンプ熱特性検知部をさらに備え、
前記ポンプ熱特性検知部が前記真空ポンプの熱特性の変化を検知した場合、
前記熱容量算出部は、前記熱容量を再計算し、
前記第１熱損失量算出部は、再計算された前記熱容量に基づいて前記第１熱損失量を再計算し、
前記判定部は、再計算された前記第１熱損失量が前記ヒータ電力より大きいかを再判定し、
前記判定部の前記再判定により、前記第１熱損失量が前記ヒータ電力以下であると判定された場合には、前記温度制御部は、前記ヒータおよび前記冷却装置を作動して、前記ヒータ電力と再計算された前記第１熱損失量とが等しくなるように、前記ヒータと前記冷却装置とを制御し、
前記判定部の前記再判定により、前記第１熱損失量が前記ヒータ電力より大きいと判定された場合には、前記第２熱損失量算出部は、再計算された前記熱容量に基づいて前記第２熱損失量を再計算し、前記温度制御部は、前記ヒータを作動し前記冷却装置を作動せずに、前記ヒータ電力と再計算された前記第２熱損失量とが等しくなるように、前記ヒータを制御する真空ポンプ温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプ温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空ポンプは、ヒータと、冷却水を流す水冷配管を一般的に備えている。例えば、特許文献１の図１６、図１７には、水冷配管とヒータを設けた発明が開示されている。真空ポンプの温度制御を行う制御装置（真空ポンプ温度制御装置）は、ヒータを作動させ、かつ、水冷配管の冷却水の流れを止めることで真空ポンプを加熱する制御を行う。また、真空ポンプ温度制御装置は、ヒータを作動させず、かつ、水冷配管の冷却水を流すことで真空ポンプを冷却する制御を行う。これによって、真空ポンプ温度制御装置は、真空ポンプの温度を一定に保つ。
【０００３】
このような真空ポンプ温度制御装置による制御の設計条件は、所定の真空ポンプの所定の使用条件に基づいて決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−８２３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、実際に使用するポンプの熱容量の大きさ、冷却水の温度、外気温などの使用条件が、設計条件と異なることがある。その結果、所望の温度範囲に入らなくなり、温度が安定しなくなるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好ましい態様による真空ポンプ温度制御装置は、ヒータによる加熱と冷却装置による冷却を制御して真空ポンプの温度を制御する真空ポンプ温度制御装置であって、ヒータのヒータ電力を算出するヒータ電力算出部と、ヒータが作動しかつ冷却装置が作動していない状態における、ヒータ電力と真空ポンプの昇温時間とから真空ポンプの熱容量を算出する熱容量算出部と、ヒータが作動しておらず冷却装置が作動している状態における、熱容量と真空ポンプの降温時間とから真空ポンプの第１熱損失量を算出する第１熱損失量算出部と、熱容量と第１熱損失量とに基づいて、設定された温度になるように真空ポンプの温度制御を行う温度制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、使用条件が設計条件と異なっていても、真空ポンプの温度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】真空ポンプ本体を示す図。
【図２】真空ポンプ本体と電源装置を示すブロック図。
【図３】温度制御のフローチャートを示す図（その１）。
【図４】温度制御のフローチャートを示す図（その２）。
【図５】真空ポンプの温度の変化を示した図。
【図６】比較例の温度制御装置の温度制御によって、真空ポンプの温度が変化する様子を示した図（その１）。
【図７】比較例の温度制御装置の温度制御によって、真空ポンプの温度が変化する様子を示した図（その２）。
【図８】変形例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
―実施形態―
図１は、本発明の一実施形態の真空ポンプ温度制御装置が適用される真空ポンプ１の断面図である。真空ポンプ１に設けられたケーシング２０の内部には、モータ６により回転駆動される回転体４が設けられている。回転体４の素材にはアルミ合金が用いられ、回転体４には複数段のロータ翼２１およびネジ溝部２２が形成されている。一方、軸方向に配設された複数段のロータ翼２１に対しては複数段のステータ翼２３が交互に配設され、ネジ溝部２２に対しては径方向に僅かな隙間を介して筒状部材２４が配設されている。なお、ロータ翼２１およびステータ翼２３は、タービン翼で構成されている。
【００１０】
各ステータ翼２３はスペーサ２５によって所定の間隔に維持されており、最上段のスペーサ２５の上端は、ケーシング２０の上端内側に設けられた突起部分に当接している。ケーシング２０をベース２８に固定することにより、軸方向交互に重ねられたステータ翼２３およびスペーサ２５はケーシング２０の上端部分とベース２８との間に挟持される。モータ６により回転体４を高速回転すると、ロータ翼２１とステータ翼２３とにより、および、ネジ溝部２２と筒状部材２４とにより排気作用が発生する。その結果、吸気口側のガスが矢印Ｇ１のように排気され、排気口２６に接続された補助ポンプ（不図示）によってポンプ外へと排気される。
【００１１】
ロータ翼２１およびステータ翼２３による排気作用は高真空側で有効に作用し、ネジ溝部２２および筒状部材２４による排気作用は低真空側で有効に作用するものであり、反応生成物の付着は低真空側においてより顕著に発生する。真空ポンプ１の場合、ベース２８にヒータ２９が設けられており、反応生成物の付着しやすいガスを排気する場合には、このヒータ２９によりポンプ温度を上昇させて反応生成物の付着を抑制する。また、冷却装置３０は冷却水が流れることでポンプを冷却するものであり、冷却装置３０による冷却とヒータ２９による加熱とを制御してポンプ温度の制御を行う。３１はベース２８の温度を検出する温度センサであり、温度センサ３１で検出される温度をポンプ温度として用いる。
【００１２】
図１に示した真空ポンプ１は５軸制御形磁気軸受ターボ分子ポンプであり、回転体４は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とにより非接触支持される。回転体４の浮上位置は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。非常用のメカニカルベアリング２７は、磁気軸受が作動していない時に回転体４を支持する。
【００１３】
図２は、真空ポンプ１と電源装置２の概略構成を示すブロック図である。電源装置２はケーブル３を介して真空ポンプ１に接続されており、ケーブル３は図１に示した真空ポンプ１のレセプタクル３３に接続される。図２では、真空ポンプ１に関しては、説明に必要なモータ６，ヒータ２９，冷却装置３０，温度センサ３１について示した。
【００１４】
電源装置２は、モータ制御部８０と、入力部８２と、表示部８４と、温度制御装置ＴＣＤと、を備えている。電源装置２には磁気軸受制御に関する構成も備えているが、図示を省略した。
【００１５】
温度制御装置ＴＣＤは、冷却装置３０とヒータ２９とを制御して真空ポンプ１の温度を制御する装置である。温度制御装置ＴＣＤは、温度設定部８１と、温度制御部８３と、ヒータ電力算出部８５と、熱容量算出部８６と、判定部８７と、第１熱損失量算出部８８と、第２熱損失量算出部８９と、タイマ９０と、を備えている。
【００１６】
モータ制御部８０は、真空ポンプ１のモータ６の回転を制御する。入力部８２には、例えばオペレータによる手動入力により温度Ｔｓが入力される。表示部８４にはポンプ状態、例えば、真空ポンプの目標温度や現在の温度が表示される。入力部８２は、オペレータのポンプ起動入力に応じてポンプ起動信号を温度制御部８３に出力し、ポンプ終了入力に応じてポンプ終了信号を温度制御部８３に出力する。
【００１７】
タイマ９０は、温度制御部８３の指令によって、時間をカウントする。タイマ９０は、少なくとも温度制御装置ＴＣＤ内の各構成に時間情報を出力する。
温度設定部８１は、入力部８２から入力された温度Ｔｓに基づいて、真空ポンプ１の目標温度Ｔｓと、目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）を設定する（図５参照）。真空ポンプ１の温度は、目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）と、温度上限である目標温度Ｔｓとで挟まれる温度領域に入ることを第１の目標としており、さらには、目標温度Ｔｓに極力近づけることが好ましい。温度設定部８１は、目標温度Ｔｓの情報と目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）の情報を、温度制御部８３に出力する。
【００１８】
ヒータ２９は、電流検出部２９１を有している。電流検出部２９１は、ヒータ２９に流れる電流Ｉを検出して、電流Ｉの情報をヒータ電力算出部８５に出力する。
【００１９】
ヒータ電力算出部８５は、ヒータ２９の抵抗Ｒをあらかじめ記憶している。ヒータ電力算出部８５は、ヒータ２９からヒータ２９に流れる電流Ｉの情報を受信する。ヒータ電力算出部８５は、抵抗Ｒと電流Ｉと以下の式（１）
Ｐ[Ｗ]＝Ｉ２×Ｒ      ・・・（１）
に基づいて、ヒータ電力Ｐを算出する。ヒータ電力算出部８５は、熱容量算出部８６と判定部８７とにヒータ電力Ｐの情報を出力する。
【００２０】
熱容量算出部８６は、ヒータ電力算出部８５から、ヒータ電力Ｐの情報を受信し、温度センサ３１から真空ポンプ１の温度の情報を受信し、タイマ９０から時間情報を受信する。熱容量算出部８６は、ヒータ電力Ｐと、ヒータ２９が作動して冷却装置３０が作動しない状態で所定の温度領域を上昇するのにかかった時間ｔＡと、当該所定の温度領域の温度幅ΔＴと、以下の式（２）
Ｃ[Ｊ/℃]＝Ｐ×ｔＡ／ΔＴ      ・・・（２）
に基づいて、真空ポンプ１の熱容量Ｃを算出する。ここで、「ヒータ２９が作動する」とは「ヒータ２９に電流が流される」ことを意味し、「冷却装置３０が作動する」とは「冷却装置の水冷バルブが開けられ冷却水が流される」ことを意味する。熱容量算出部８６は、熱容量Ｃの情報を、第１熱損失量算出部８８と、第２熱損失量算出部８９と、に出力する。
【００２１】
第１熱損失量算出部８８は、熱容量算出部８６から熱容量Ｃの情報を受信し、温度センサ３１から真空ポンプ１の温度の情報を受信し、タイマ９０から時間の情報を受信する。第１熱損失量算出部８８は、熱容量Ｃと、ヒータ２９が作動せず冷却装置３０が作動した状態で所定の温度領域を降下するのにかかった時間ｔＢと、当該所定の温度領域の温度幅ΔＴと、以下の式（３）
Ｑ[Ｗ]＝Ｃ×ΔＴ／ｔＢ      ・・・（３）
に基づいて、第１熱損失量Ｑを算出する。第１熱損失量算出部８８は、判定部８７と温度制御部８３とに、第１熱損失量Ｑの情報を出力する。
【００２２】
第２熱損失量算出部８９は、熱容量算出部８６から熱容量Ｃの情報を受信し、温度センサ３１から真空ポンプ１の温度の情報を受信し、タイマ９０から時間の情報を受信する。第２熱損失量算出部８９は、熱容量Ｃと、ヒータ２９および冷却装置３０がともに作動しない状態で所定の温度領域を降下するのにかかった時間ｔＣと、当該所定の温度領域の温度幅ΔＴと、以下の式（４）
ｑ[Ｗ]＝Ｃ×ΔＴ／ｔＣ      ・・・（４）
に基づいて、第２熱損失量ｑを算出する。第２熱損失量算出部８９は、温度制御部８３に、第２熱損失量ｑの情報を出力する。
【００２３】
判定部８７は、第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐよりも大きい（Ｑ＞Ｐ）か否かを判定し、第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐよりも大きい場合はフラグを立て、第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐ以下の場合はフラグを立てない。判定部８７は、上記のフラグが立ったかどうかのフラグ情報を温度制御部８３に出力する。
【００２４】
温度制御部８３は、温度設定部８１から目標温度Ｔｓの情報と目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）の情報とを受信し、温度センサ３１から真空ポンプ１の温度の情報を受信し、ヒータ電力算出部８５からヒータ電力Ｐの情報を受信し、第１熱損失量算出部８８から第１熱損失量Ｑを受信し、第２熱損失量算出部８９から第２熱損失量ｑの情報を受信する。温度制御部８３は、判定部８７から、フラグ情報を受信する。温度制御部８３は、目標温度Ｔｓ、目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）、真空ポンプ１の温度、ヒータ電力Ｐ、第１熱損失量Ｑ、第２熱損失量ｑ、フラグ情報に基づいて、冷却装置３０の水冷バルブの開閉を制御し、ヒータ２９への通電を制御することで、真空ポンプ１の温度を目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）から目標温度Ｔｓまでの温度領域に入るように、好ましくは、目標温度Ｔｓに近づけるように制御する。
【００２５】
図３および図４は、本実施形態における真空ポンプ１の温度制御に関するフローチャートＦＣ１を示している。フローチャートＦＣ１は、温度制御装置ＴＣＤの温度制御部８３で実行される。温度制御部８３は、各ステップにおいて、当該ステップに関係する構成が所定の動作を行うように、当該ステップに関係する構成に対して指令を出す。図３は、フローチャートＦＣ１の前半部分を示している。図４は、フローチャートＦＣ１の後半部分を示している。
図５は、図３および図４に示すフローチャートＦＣ１に伴う、真空ポンプ１の温度変化を示している。図５のグラフには、時刻ｔ０〜ｔ６が示されている。ここで、ｔ０〜ｔ１間のグラフをグラフＬ１と、ｔ１〜ｔ２間のグラフをグラフＬ２と、ｔ２〜ｔ３間のグラフをグラフＬ３と、ｔ３〜ｔ４間のグラフをグラフＬ４と、ｔ４〜ｔ５間の破線のグラフをグラフＬＡ１と、ｔ４〜ｔ５間の一点鎖線のグラフをグラフＬＢ１と、ｔ５〜ｔ６間の破線のグラフをグラフＬＡ２と、ｔ５〜ｔ６間の一点鎖線のグラフをグラフＬＢ２と、ｔ６以降の破線のグラフをグラフＬＡ３と、ｔ６以降の一点鎖線のグラフをグラフＬＢ３と、呼ぶことにする。また、ｔ１〜ｔ２間の時間を時間ｔＡと、ｔ２〜ｔ３間の時間を時間ｔＢと、ｔ４〜ｔ５間の時間を時間ｔＣと、呼ぶことにする。
以下、図３、図４、図５を用いて本実施形態における温度制御について説明する。
【００２６】
図３のステップＳ１０１（図５の時刻ｔ０）において、温度制御部８３は、ヒータ２９を作動させ、冷却装置３０を作動させないよう制御することで、真空ポンプ１の温度を上昇させる。ヒータ電力算出部８５は、抵抗Ｒと電流Ｉと上述した式（１）とに基づいて、ヒータ電力Ｐを算出し、判定部８７と熱容量算出部８６とにヒータ電力Ｐの情報を出力する。ここで算出するヒータ電力Ｐは、所定の値、例えば、定格電力などを採用する。ここで、「ヒータＯＮ」はヒータ２９を作動させることを意味し、「ヒータＯＦＦ」はヒータ２９を作動させないことを意味し、「冷却ＯＮ」は冷却装置３０を作動させることを意味し、「冷却ＯＦＦ」は冷却装置３０を作動させないことを意味する。ステップＳ１０１が終了すると、ステップＳ１０２に移行する。
【００２７】
ステップＳ１０２では、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達したか否かを判定する。否定判定されている間は、ステップＳ１０２を繰り返す。肯定判定されれば、すなわち、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達したら、ステップＳ１０３に移行する。なお、図５に示す時刻ｔ１は、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達した時刻である。
【００２８】
ステップＳ１０３に移行したら、温度制御部８３は、タイマ９０に昇温時間のカウントを開始させる。ステップＳ１０３が終了したら、ステップＳ１０４に移行する。
【００２９】
ステップＳ１０４では、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達したか否かを判定する。否定判定されている間は、ステップＳ１０４を繰り返す。肯定判定されれば、すなわち、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達したら、ステップＳ１０５に移行する。なお、図５に示す時刻ｔ２は、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達した時刻である。
【００３０】
ステップＳ１０５に移行したら、温度制御部８３は、ヒータ２９の作動を停止し、冷却装置３０の作動を開始し、真空ポンプ１の冷却を開始する。温度制御部８３は、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達したらすぐに、タイマ９０に対して昇温時間のカウントを終了させ、タイマ９０に対して、降温時間のカウント（制御冷却による降温時間のカウント）を開始させる。ステップＳ１０３からステップＳ１０５までにタイマ９０がカウントした時間は、時間ｔ１〜ｔ２、すなわち、時間ｔＡである。温度制御部８３は、時間ｔＡを記憶する。ステップＳ１０５が終了したら、ステップＳ１０６に移行する。
【００３１】
ステップＳ１０６では、熱容量算出部８６は、ヒータ電力Ｐと、時間ｔＡと、温度幅ΔＴと、上述した式（２）と、に基づいて、真空ポンプ１の熱容量Ｃを算出する。ステップＳ１０６が終了したら、ステップＳ１０７に移行する。
【００３２】
ステップＳ１０７では、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達したか否かを判定する。否定判定されている間は、ステップＳ１０７を繰り返す。肯定判定されれば、すなわち、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達したら、ステップＳ１０８に移行する。なお、図５に示す時刻ｔ３は、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達した時刻である。
【００３３】
ステップＳ１０８に移行したら、温度制御部８３は、ヒータ２９の作動を開始し、冷却装置３０の作動を停止し、タイマ９０に降温時間のカウントを終了させる。ステップＳ１０５からステップＳ１０８までにタイマ９０がカウントした時間は、時間ｔ２〜ｔ３、すなわち、時間ｔＢである。温度制御部８３は、時間ｔＢを記憶する。ステップＳ１０８が終了したら、ステップＳ１０９に移行する。
【００３４】
ステップＳ１０９では、第１熱損失量算出部８８は、熱容量Ｃと、時間ｔＢと、温度幅ΔＴと、上述した式（３）と、に基づいて、真空ポンプ１の第１熱損失量Ｑを算出し、温度制御部８３に出力する。ステップＳ１０９が終了したら、ステップＳ１１０に移行する。
【００３５】
ステップＳ１１０では、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達したか否かを判定する。否定判定されている間は、ステップＳ１１０を繰り返す。肯定判定されれば、すなわち、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達したら、図４に示すステップＳ１１１に移行する。なお、図５に示す時刻ｔ４は、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達した時刻である。
【００３６】
ステップＳ１１１に移行したら、判定部８７は、第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐよりも大きいか否かを判定する。判定部８７は、第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐよりも大きい場合はフラグを立て、第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐ以下の場合はフラグを立てない。判定部８７は、フラグを立てたかどうかのフラグ情報を温度制御部８３に出力する。否定判定の場合は、ステップＳ１１３に移行する。肯定判定の場合は、ステップＳ１１２に移行する。
【００３７】
ステップＳ１１３では、温度制御部８３は、ヒータ２９および冷却装置３０をともに作動させ、ヒータ電力Ｐが第１熱損失量Ｑに等しくなるように、ヒータ２９の電力を調節する。温度制御部８３は、時刻ｔ４以降、真空ポンプ１および電源装置２の動作を終了するまで、図５に示すグラフＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３に示すように、ヒータ２９に対して、上記制御を行う。ステップＳ１１３が終了したら、ステップＳ１１９に移行する。
【００３８】
一方、ステップＳ１１２では、温度制御部８３は、ヒータ２９の作動を停止し、冷却装置３０の作動を停止し、タイマ９０に降温時間のカウント（自然冷却による降温時間のカウント）を開始させる。真空ポンプ１が自然冷却をすることで、真空ポンプ１の温度は、図５に示すグラフＬＢ１のように変化する。自然冷却であるグラフＬＢ１の温度変化は、制御冷却であるグラフＬ３の変化よりも緩やかである。ステップＳ１１２が終了したら、ステップＳ１１４に移行する。
【００３９】
ステップＳ１１４では、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達したか否かを判定する。否定判定されている間は、ステップＳ１１４を繰り返す。肯定判定されれば、すなわち、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達したら、ステップＳ１１５に移行する。なお、図５に示す時刻ｔ５は、真空ポンプ１の温度が目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）に到達した時刻である。
【００４０】
ステップＳ１１５に移行したら、温度制御部８３は、ヒータ２９の作動を開始し、タイマ９０に降温時間のカウントを終了させる。ステップＳ１１２からステップＳ１１５までにタイマ９０がカウントした時間は、時間ｔ４〜ｔ５、すなわち、時間ｔＣである。温度制御部８３は、時間ｔＣを記憶する。ステップＳ１１５が終了したら、ステップＳ１１６に移行する。
【００４１】
ステップＳ１１６では、第２熱損失量算出部８９は、熱容量Ｃと、時間ｔＣと、温度幅ΔＴと、上述した式（４）と、に基づいて、真空ポンプ１の第２熱損失量ｑを算出し、温度制御部８３に出力する。ステップＳ１１６が終了したら、ステップＳ１１７に移行する。
【００４２】
ステップＳ１１７では、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達したか否かを判定する。否定判定されている間は、ステップＳ１１７を繰り返す。肯定判定されれば、すなわち、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達したら、ステップＳ１１８に移行する。なお、図５に示す時刻ｔ６は、真空ポンプ１の温度が目標温度Ｔｓに到達した時刻である。
【００４３】
ステップＳ１１８では、温度制御部８３は、ヒータ２９を作動させて冷却装置３０を作動させないように制御し、ヒータ電力Ｐが第２熱損失量ｑに等しくなるように、ヒータ２９の電力を調節する。温度制御部８３は、時刻ｔ６以降、真空ポンプ１および電源装置２の動作を終了するまで、図５に示すグラフＬＢ３に示すように、ヒータ２９に対して、上記制御を行う。ステップＳ１１８が終了したら、ステップＳ１１９に移行する。
【００４４】
ステップＳ１１９では、温度制御部８３は、真空ポンプ１および電源装置２が動作を終了するかどうかを判定する。否定判定されている間は、ステップＳ１１９を繰り返す。肯定判定されれば、フローチャートＦＣ１を終了する。
【００４５】
以上、フローチャートＦＣ１に基づいて、パラメータＰ，Ｃ，Ｑ，ｑを取得し、これらを用いて、真空ポンプ１の温度を制御することで、設計条件と異なる大きさの真空ポンプ１の温度を制御する場合でも、目標温度Ｔｓに安定させることができる。
【００４６】
本実施形態の真空ポンプ温度制御装置は、以下の構成を有し、以下の作用効果を奏する。
（１）温度制御装置ＴＣＤは、ヒータ２９のヒータ電力Ｐを算出するヒータ電力算出部８５と、ヒータ２９が作動しかつ冷却装置３０が作動していない状態における、ヒータ電力Ｐと真空ポンプ１の昇温時間ｔＡとから真空ポンプ１の熱容量Ｃを算出する熱容量算出部８６と、ヒータ２９が作動しておらず冷却装置３０が作動している状態における、熱容量Ｃと真空ポンプ１の降温時間ｔＢとから真空ポンプ１の第１熱損失量Ｑを算出する第１熱損失量算出部８８と、熱容量Ｃと第１熱損失量Ｑとに基づいて、真空ポンプ１の温度制御を行う温度制御部８３と、を備える。
第１熱損失量Ｑは、真空ポンプ１が冷却される能力である。これは、真空ポンプ１が加熱される能力であるヒータ電力Ｐと相反するものである。第１熱損失量Ｑを求めることで、真空ポンプ１が冷却される能力を把握できるので、ヒータ電力Ｐをどのように調節すればいいかが分かる。
その結果、使用条件が設計条件とずれている場合、例えば、設計条件と異なる熱容量を有する真空ポンプ１の温度を制御する場合でも、目標温度Ｔｓに安定させることができる。
【００４７】
具体的には、以下の（２）、（３）のような制御を行う。
（２）温度制御装置ＴＣＤは、ヒータ電力Ｐと第１熱損失量Ｑとの大小関係を判定する判定部８７をさらに備える。温度制御部８３は、判定部８７により第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐ以下であると判定された場合（Ｑ＞Ｐのフラグが立たない場合）には、ヒータ２９および冷却装置３０を作動して、ヒータ電力Ｐと第１熱損失量Ｑとが等しくなるようにヒータ２９と冷却装置３０とを制御する。
これによって、冷却装置３０が作動している時でもヒータ電力Ｐを用いて真空ポンプ１の温度を目標温度Ｔｓにすることが可能であることがわかる。従って、冷却装置３０で冷却させながらヒータ電力Ｐを用いて真空ポンプ１の温度を目標温度Ｔｓに維持する。
【００４８】
（３）温度制御装置ＴＣＤは、ヒータ２９および冷却装置３０が作動していない状態で、熱容量Ｃと自然冷却による真空ポンプの降温時間ｔＣとから真空ポンプ１の第２熱損失量ｑを算出する第２熱損失量算出部８９をさらに備える。温度制御部８３は、判定部８７により第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐより大きいと判定された場合（Ｑ＞Ｐのフラグが立った場合）には、ヒータ２９を作動し冷却装置３０を作動せずに、ヒータ電力Ｐと第２熱損失量ｑとが等しくなるように、ヒータ２９を制御する。
これによって、冷却装置３０が作動していてはヒータ電力Ｐを用いて真空ポンプ１の温度を目標温度Ｔｓにすることができないことがわかる。従って、冷却装置３０を作動させずにヒータ電力Ｐを用いて真空ポンプ１の温度を目標温度Ｔｓに維持する。
【００４９】
ここで、比較例として、真空ポンプの熱容量や熱損失量を考慮しないで真空ポンプの温度を制御する温度制御装置について説明し、本実施形態の温度制御装置ＴＣＤと対比する。
図６は、使用条件と設計条件が合致している場合の比較例の温度変化を示す図である。図７は、設計で想定していた真空ポンプよりも熱容量が小さい等、使用条件と設計条件が合致していない場合の比較例の温度変化を示す図である。図６の場合、所定の温度範囲（Ｔｓ−ΔＴ）に真空ポンプの温度を維持させることができる。しかし、図７に示すように、設計で想定していた真空ポンプよりも熱容量が小さい真空ポンプの温度を制御すると、真空ポンプ１の温度が下がりすぎて、目標温度下限（Ｔｓ−ΔＴ）よりも下がってしまうという問題があった。
【００５０】
一方、本実施形態の温度制御装置ＴＣＤにおいては、ヒータ電力Ｐと第１熱損失量Ｑの大小関係を考慮して、真空ポンプ１の温度制御を行う。そのため、使用条件と設計条件が合致せず真空ポンプ１を冷却しすぎてしまう場合には、冷却装置３０を作動させずヒータ２９のみ作動させる。これによって、設計で想定していた真空ポンプよりも熱容量が小さい真空ポンプの温度を制御する場合でも、真空ポンプの温度を目標温度に維持させることができる。
【００５１】
次のような変形も本発明の範囲内である。
―変形例―
本変形例は、真空ポンプの熱特性が変化したときに対応できるようにしたものである。以上の実施形態では、真空ポンプ１の熱容量Ｃ、第１熱損失量Ｑ、第２熱損失量ｑなどを求めて、温度制御した。しかし、真空ポンプは使用状況によって真空ポンプの熱特性が変化することがある。例えば、冷却装置３０の水冷配管につまりが生じて冷却水の流量が下がることがある。他には、真空ポンプの排気するガス流量が増加して、真空ポンプ自身の発熱量が増加することがある。これらによって、真空ポンプの熱特性が変化してしまう。その結果、以上の実施形態では、真空ポンプ１の熱容量Ｃ、第１熱損失量Ｑ、第２熱損失量ｑなどで温度制御しても目標温度Ｔｓに維持することが困難となる可能性がある。
【００５２】
そこで、本変形例では、真空ポンプの熱特性が変化したときに対応できるようにした。図８は、変形例における温度制御のフローチャートＦＣ２を示す図である。フローチャートＦＣ２は、図３、図４に示したフローチャートＦＣ１のうちステップＳ１１９を除いたフロー（これを図８では「温度制御」と示した）を、ステップＳ２０１およびステップＳ２０３においてサブルーチンとして有している。フローチャートＦＣ２において、ステップＳ２０１までであれば、以上の実施形態と同様である。以上の実施形態との相違点は、特に、ステップＳ２０２、Ｓ２０３を有していることである。
【００５３】
ステップＳ２０１で、上述の温度制御を行う。
ステップＳ２０２では、温度制御部８３は、温度センサ３１の温度の情報を受信し、真空ポンプ１の温度が所定の温度領域から外れたかどうかで、真空ポンプ１の熱特性が変化したかを判定する。否定判定されれば、ステップＳ２０４に移行する。肯定判定されれば、ステップＳ２０３に移行する。
ステップＳ２０３では、再度、上述の温度制御を行う。すなわち、熱容量Ｃ、第１熱損失量Ｑを再計算し、再計算された第１熱損失量Ｑがヒータ電力Ｐよりも大きい（Ｑ＞Ｐ）か否かを再判定し、その判定結果でＱ＞Ｐのフラグが立たなければ、Ｑ＝Ｐとなるように温度制御され、その判定結果でＱ＞Ｐのフラグが立てば、第２熱損失量ｑを再計算してｑ＝Ｐとなるように温度制御される。ステップＳ２０３が終了したら、ステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２０４では、温度制御部８３は、真空ポンプ１および電源装置２が動作を終了するかどうかを判定する。否定判定されれば、ステップＳ２０２に移行する。肯定判定されれば、フローチャートＦＣ２を終了する。
【００５４】
以上、本変形例によれば、真空ポンプの熱特性が変化しても、熱容量Ｃ，第１熱損失量Ｑ，第２熱損失量ｑの再計算をすることで、真空ポンプ１の温度を目標温度Ｔｓに位置させることができる。
【００５５】
以上の変形例では、真空ポンプ１の温度が所定の温度範囲から外れた時に、熱容量Ｃ，第１熱損失量Ｑ，第２熱損失量ｑの再計算をするとしたが、再計算する条件（図８のステップＳ２０２に相当）は、これ以外であってもよい。例えば、モータ負荷量を用いてもよい。真空ポンプ１のガス流量が増加すると、回転体４に衝突するガス量が増加し、回転体４の温度が上昇し、ひいては、真空ポンプ１全体の温度が上昇する。また、真空ポンプ１のガス流量が増加すると、増加したガスの量だけモータ６の負荷量が上昇する。そのため、モータ負荷量が上昇したことから、回転体４や真空ポンプ１の温度が上昇したことが推測できる。よって、上述したように、モータ負荷量を再計算する条件に用いることができる。この場合、図２に示すモータ制御部８０から温度制御部８３にモータ負荷量の情報を送信するようにして、モータ負荷量が所定の範囲を外れた場合に、真空ポンプ１の熱特性が変化したとして、再計算するようにすればよい。
【００５６】
本発明は、以上に示した内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１：真空ポンプ
２：電源装置
２９：ヒータ
３０：冷却装置
３１：温度センサ
８０：モータ制御部
８１：温度設定部
８２：入力部
８３：温度制御部
８４：表示部
８５：ヒータ電力算出部
８６：熱容量算出部
８７：判定部
８８：第１熱損失量算出部
８９：第２熱損失量算出部
９０：タイマ
Ｃ：熱容量
Ｉ：電流
Ｐ：ヒータ電力
Ｑ：第１熱損失量
Ｒ：抵抗
ｑ：第２熱損失量
Ｔｓ：目標温度
ΔＴ：温度幅
Ｔｓ−ΔＴ：目標温度下限
ＴＣＤ：温度制御装置
【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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