(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を磁気的に非接触で支持する磁気軸受と、前記磁気軸受の電源遮断時に前記回転体を支持する保護用軸受とを備えたターボ分子ポンプにおいて、
前記ターボ分子ポンプの駆動停止後に、前記保護用軸受を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする、ターボ分子ポンプシステム。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記保護軸受まわりに配置したヒータであることを特徴とする、請求項１に記載のターボ分子ポンプシステム。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記ターボ分子ポンプに反応生成物の堆積を防止するために装着したヒータであることを特徴とする、請求項１に記載のターボ分子ポンプシステム。
【請求項４】
前記加熱手段は、前記磁気軸受に電流を流すことで、その結果得られる前記磁気軸受内にあるコイルの銅損を利用することを特徴とする、請求項１に記載のターボ分子ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はターボ分子ポンプシステムに関し、たとえば高真空を得るための真空ポンプなどに用いられ、回転軸を磁気軸受するようなターボ分子ポンプシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のターボ分子ポンプの構成を示す図である。図４において、ターボ分子ポンプ１は、ケース２内に回転軸３が設けられており、回転軸３の下側に設けられたスラスト磁気軸受４と、回転軸３の上下部に設けられたラジアル磁気軸受５，６とによって回転軸３のスラスト方向およびラジアル方向の支持が非接触で行なわれ、駆動用モータ７によって回転駆動される。
【０００３】
また、回転軸３のラジアル方向位置がラジアル位置センサ８，９によって検出され、スラスト方向位置がスラスト位置センサ１０によって検出される。さらに、ラジアル磁気軸受５，６の電源が遮断されたような異常時に回転軸３を軸受する保護用軸受１１，１２が回転軸３の上下に配置されている。
【０００４】
このようなターボ分子ポンプ１は図示されないコントローラによって制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図４に示したターボ分子ポンプ１において、何らかの異常が生じたときには図示されないコントローラから磁気軸受４，５，６に供給されている電流が強制的に遮断され、非接触による磁気軸受の機能が、保護用軸受１１，１２による転がり軸受に切換えられる（タッチダウン現象）。
【０００６】
ところが、磁気軸受４，５，６は非接触であるため、機械的摩耗などを一切生じ得ないのに対して、保護用軸受１１，１２は機械的に摩耗が大きく、さらにターボ分子ポンプ１は真空中で使用されるために、この保護用軸受１１，１２に使用される潤滑剤は制限される場合が多い。さらに、ターボ分子ポンプ１では、ターボ分子ポンプ１のもつクリーン性能を阻害しないように、その保護用軸受１１，１２は二硫化モリブデンなどの固体潤滑など特殊な潤滑剤が使用される。
【０００７】
しかし、腐食性ガスを排気する用途にこのターボ分子ポンプを使用した場合には、この腐食ガスによって保護用軸受が損傷する可能性もある。そのため、磁気軸受スピンドルが一度もタッチダウン現象を起こしていないにもかかわらず、この腐食のために、１回のタッチダウン現象時の途中で、その摩擦が過大となり、ターボ分子ポンプ１自体にダメージを与える可能性があった。
【０００８】
この腐食ガスには、塩素を含む場合が多い。ターボ分子ポンプの停止時にターボ分子ポンプ内にはこの腐食性ガスが残存する。ターボ分子ポンプの運転中にはターボ分子ポンプ内は排気口を通じて、図示されない前段ポンプで排気された状態にあると同時に、モータ７や磁気軸受４，５，６が駆動しており、それらから発生する熱の伝導によって、各部材はわずか加熱された状態であるために、各部材は結露することはない。
【０００９】
しかし、ターボ分子ポンプの運転が停止した状態では、前段ポンプは停止しターボ分子ポンプ内部の圧力が上昇すること、さらにモータ７や磁気軸受４，５，６が停止するために、それらからの発生熱量が無くなるために、ターボ分子ポンプ内の各部材は結露し、これに残存している塩素ガスを含む腐食性ガスが溶けることで、各部材は腐食環境に置かれ、錆びが発生する可能性がある。
【００１０】
このような錆びが保護用軸受に発生した場合には、保護用軸受内部の潤滑性能が大幅に低下し、タッチダウン時に、保護用軸受が回転軸を支え回転した時に、内部の摩擦トルクが過大となることで、安定して回転軸を支持できない状態になりかねないといった問題があった。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、保護用軸受を腐食性ガスの影響を受け難くすることで、タッチダウン時に安定して回転軸を支持できるターボ分子ポンプシステムを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、回転軸を磁気的に非接触で支持する磁気軸受と、磁気軸受の電源遮断時に回転体を支持する保護用軸受とを備えたターボ分子ポンプにおいて、ターボ分子ポンプの駆動停止後に、保護用軸受を加熱することを特徴とする。
【００１３】
このように保護用軸受を加熱することにより、結露が生じるのを防止できる。また、加熱手段は保護軸受まわりに配置したヒータであることを特徴とする。
【００１４】
また、加熱はターボ分子ポンプに反応生成物の堆積を防止するために装着したヒータであることを特徴とする。
【００１５】
また、加熱は磁気軸受に電流を流すことで、その結果得られる磁気軸受内にあるコイルの銅損を利用することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態におけるターボ分子ポンプの保護用軸受２０の周辺を示した断面図である。保護用軸受２０は図４に示した上部の保護用軸受１１に対応しており、軸受ハウジング２１の内周部に挿入され、蓋２２によって固定される。この軸受ハウジング２１と蓋２２とに挟まれて結露を防止するためにリング状のヒータ２３が固定される。このヒータ２３に電力を供給することで、軸受ハウジング２１を介して保護用軸受２０に対して熱の伝達が行われる。
【００１７】
図２はこの発明の一実施形態におけるターボ分子ポンプシステムのブロック図である。図２に示すように、回転検出センサ２６２はケーブル２６６を介して、外部のコントローラ２５１の回転検出センサアンプ２５４に接続され、ラジアル位置センサ８，９およびスラスト位置センサ１０のためのセンサコイル２６３はセンサ回路２５５に接続される。モータ７はモータコントローラ２５８に接続されて回転制御され、電磁石２０４，２０５，２０６による磁気軸受はパワーアンプ２５７に接続され、磁気軸受制御回路２５６からパワーアンプ２５７を介して与えられる制御信号によって制御される。
【００１８】
温度検出センサ２６４は図１に示した軸受ハウジング２１に取付けられて保護用軸受２０付近の温度を監視する。この温度検出センサ２６２の温度検出信号はヒータコントローラ２５９に与えられ、このヒータコントローラ２５９によりヒータ２３が制御される。なお、予備実験によりヒータ２３への電力供給量と保護用軸受２０付近の温度との関係を求め、このデータを基にヒータコントローラ２５９で決定した電力供給を行うようにしてもよい。
【００１９】
保護用軸受２０付近の温度は、保護用軸受２０に使用されている材料の変成温度以下であることが絶対条件で、１００℃以下であれば問題はなく、単に結露を防止する意味で、ヒータ２３への電力供給をしない状態と比較して、数度上昇させるようにしてもよい。
【００２０】
図３はこの発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。図３に示すように、ターボ分子ポンプの運転が停止した状態で、ヒータ２３に電力供給を開始し、経過時間が設定した時間になったかを絶えず判断することにより、予め設定した時間を継続させ、保護用軸受への結露を防止する。
【００２１】
図２では、保護用軸受の温度を上げるための専用のヒータ２３を設けたが、通常半導体製造設備に使用されるターボ分子半ポンプには標準的に搭載される、ヒータによってターボ分子ポンプ全体を加熱する方法であってもよい。この場合、保護用軸受とヒータとは離れて位置するが、前述したように単に結露を防止するので、ヒータ２３への電力供給によって、保護用軸受温度は数度上昇させればよく、この方法であってもよい。
【００２２】
さらに、ターボ分子ポンプ内部の磁気軸受に電流を流すことで、その結果得られる磁気軸受内にあるコイルの銅損によって磁気軸受を発熱させ、この熱伝達によって保護用軸受温度を上げる方法であってもよい。
【００２３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ターボ分子ポンプの運転停止後に、保護用軸受の温度を強制的に上げることで、保護用軸受への結露を防ぐことで、錆びの発生が抑制され、長期にわたって保護用軸受の性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の具体的な構成例である．
【図２】  この発明の一実施形態におけるターボ分子ポンプシステムのブロック図である。
【図３】  この発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】  従来の磁気軸受スピンドルの構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ターボ分子ポンプ、２  ステータ、３  回転軸、４，５，６  磁気軸受、７  モータ、８，９  ラジアル位置センサ、１０  スラスト位置センサ、１１，１２、２０  保護用軸受、１３  真空ケーシング、１４  排気口、１５  動翼、１６  静翼、２１  軸受ハウジング、２２  蓋、２３  ヒータ、２０４，２０５，２０６  電磁石、２５０  磁気軸受スピンドル、２５１  コントローラ、２５４  回転検出センサアンプ、２５５  センサ回路、２５６  磁気軸受制御回路、２５７  パワーアンプ、２５８  モータコントローラ、２５９  ヒータコントローラ、２６２  回転検出センサ、２６３  センサコイル、２６４  ヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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