特開 2024-55254 真空ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024055254

(43)【公開日】2024-04-18

(54)【発明の名称】真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20240411BHJP

【ＦＩ】

F04D19/04 B

F04D19/04 H

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022162029

(22)【出願日】2022-10-07

(71)【出願人】

【識別番号】508275939

【氏名又は名称】エドワーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100169960

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 貴光

(72)【発明者】

【氏名】小川 洋平

【テーマコード（参考）】

3H131

【Ｆターム（参考）】

3H131AA02

3H131BA02

3H131BA11

3H131CA35

3H131CA37

(57)【要約】

【課題】何らかの異常の発生により真空ポンプの内部温度が急激に上昇した際、真空ポンプの内部温度を安全な温度域まで強制的に冷却させて真空ポンプの保護を図るとともに、真空ポンプを使用した半導体製造装置における生産性の向上及び製品の故障・破壊を防ぐことができる真空ポンプを提供する。
【解決手段】ロータの回転により、吸引したガスを排気する真空ポンプであって、真空ポンプ１００内の要冷却部を同時に冷却可能な通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂとを少なくとも含む複数系統の冷却管１３７を有し、通常運転時は、通常冷却用冷却管１３７Ａのみを使用し、急冷が必要な時は、通常冷却用冷却管１３７Ａ及び急速冷却用冷却管１３７Ｂを併用する、構成とした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータの回転により、吸引したガスを排気する真空ポンプであって、
前記真空ポンプ内の要冷却部を同時に冷却可能な通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管とを少なくとも含む複数系統の冷却管を有し、
通常運転時は、前記通常冷却用冷却管のみを使用し、急冷が必要な時は、前記通常冷却用冷却管及び前記急速冷却用冷却管を併用する、ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項2】

前記急速冷却用冷却管は、前記通常冷却用冷却管よりも前記要冷却部に近い位置に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。

【請求項3】

前記急速冷却用冷却管は、前記通常冷却用冷却管よりも単位時間当たりの冷却能力が高い、ことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。

【請求項4】

前記要冷却部の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサの値を基に、前記複数系統の冷却管による温度制御を行う制御部と、
をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。

【請求項5】

前記制御部は、前記温度センサにより前記要冷却部の温度が許容温度閾値に到達したことを検知した際、前記急速冷却用冷却管による温度制御を開始することを特徴とする請求項４に記載の真空ポンプ。

【請求項6】

外装体と、
前記外装体に内包され、回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸を回転可能にする電装部を収容する収容部と、
前記収容部の外側に配置され、前記回転軸と一体的に構成されたロータと、
前記ロータの外周側に配置されたステータと、
を備え、前記ロータの回転により、吸引したガスを排気する真空ポンプであって、
前記収容部を同時に冷却可能な通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管とを少なくとも含む複数系統の冷却管を有し、
通常運転時は、前記通常冷却用冷却管のみを使用し、急冷が必要な時は、前記通常冷却用冷却管及び前記急速冷却用冷却管を併用する、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】

本発明は真空ポンプに関するものであり、特に、低真空から超高真空に亘る圧力範囲で利用可能な、真空ポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

メモリや集積回路等の半導体装置を製造する際、空気中の塵等による影響を避けるために、稿真空状態のチャンバ内で高純度の半導体基板（ウエハ）にドーピングやエッチングを行う必要があり、チャンバ内の排気には、例えば、ターボ分子等の真空ポンプが使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

【0003】

図１０は、従来におけるターボ分子ポンプとしての真空ポンプ１０の一例を示している。真空ポンプ１０は、重要部品として、円筒状の外装体としての外筒１１と、外筒１１に内包されて回転自在に支持された回転軸１２と、回転軸１２を高速で回転可能に支持するする電磁石１３、電磁石１４、磁気軸受１５、磁気軸受１６、モータ１８などの電装部を収容する収容部としてのステータコラム１９と、ステータコラム１９の外側に配置され、回転軸１２と一体的に構成されたロータとしての回転体２０と、回転体２０の外周側に配置されたステータとしてのネジ付スペーサ２１、ベース部２２などを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０－２６６９９１号公報

【特許文献2】国際公開第２０１１／０２１４２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１０に示した真空ポンプ１０の回転体２０においては、設計時に安全性を担保するために許容温度を設定し、その許容温度を基準（閾値）として、製品の性能・強度・寿命などが設計されている。許容温度は、真空ポンプ１０の性能に影響することはもちろん、異常が発生した際の検出閾値としても重要な数値である。また、モータ１８においても同様である。したがって、真空ポンプ１０において、許容温度以上での運転は、人の安全性が著しく損なわれる事故が発生する可能性が高い。

【0006】

また、昨今、ポンプの高温化が要求されている。そこで、ポンプの内部温度が高温であるとともに、外部に熱を逃がさないようした断熱構造化をした真空ポンプも製品化されつつある。このように断熱構造化をした真空ポンプでは、温度に対する取り扱いがよりシビアになっている。

【0007】

そのため、図１０に示す真空ポンプ１０のように、ステータの一部を構成しているベース部２２内に、冷媒を通して冷却される一系統でなる、略リング状をした冷却管２３を配設し、真空ポンプ１０の内部の温度が上昇した際に、冷却管２３により冷却をして、真空ポンプ１０の内部の温度が許容温度内に保持されるように、温度管理を行っている。しかしながら、何らかの異常の発生により真空ポンプ１０の内部温度が急激に上昇したときは、真空ポンプ１０の故障・破壊を防ぐために運転を停止せざるを得なかった。しかし、運転停止時間が頻繁に発生し、また運転停止の時間が長時間に亘ると真空ポンプを使用した半導体製造装置における製品の生産性などに悪い影響を与える。

【0008】

そこで、何らかの異常の発生により真空ポンプの内部温度が急激に上昇した際、真空ポンプの内部温度を安全な温度域まで強制的に冷却させて真空ポンプの保護を図るとともに、真空ポンプを使用した半導体製造装置における生産性の向上及び製品の故障・破壊を防ぐことができる真空ポンプを提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、ロータの回転により、吸引したガスを排気する真空ポンプであって、前記真空ポンプ内の要冷却部を同時に冷却可能な通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管とを少なくとも含む複数系統の冷却管を有し、通常運転時は、前記通常冷却用冷却管のみを使用し、急冷が必要な時は、前記通常冷却用冷却管及び前記急速冷却用冷却管を併用する、真空ポンプを提供する。

【0010】

この構成によれば、通常運転時は、通常冷却用冷却管を使用して真空ポンプの内部温度を許容温度の範囲内にコントロールできる。また、何らかの異常の発生により内部温度が急激に上昇したときは、通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管を併用して急速冷却を行うことにより、許容温度範囲内に急速に戻すことができる。これにより、真空ポンプが許容温度範囲外まで惰性で上昇するのを抑えて、急速に許容温度範囲内まで戻して真空ポンプの保護を図ることができるとともに、真空ポンプの温度上昇による停止の回数及び停止時間を減らすことができる。

【0011】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記急速冷却用冷却管は、前記通常冷却用冷却管よりも前記要冷却部に近い位置に配置されている、真空ポンプを提供する。

【0012】

この構成によれば、急速冷却用冷却管を、通常冷却用冷却管よりも要冷却部に近い位置に配置しているので、急冷が必要なときに急速冷却用冷却管と通常冷却用冷却管を併用して、効率良く急速に冷却することができる。

【0013】

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記急速冷却用冷却管は、前記通常冷却用冷却管よりも単位時間当たりの冷却能力が高い、真空ポンプを提供する。

【0014】

この構成によれば、急速冷却用冷却管は、通常冷却用冷却管よりも単位時間当たりの冷却能力が高いので、急冷が必要なときに急速冷却用冷却管と通常冷却用冷却管を併用して、効率良く急速に冷却することができる。

【0015】

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記要冷却部の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの値を基に、前記複数系統の冷却管による温度制御を行う制御部と、をさらに備えている、真空ポンプを提供する。

【0016】

この構成によれば、要冷却部の温度が温度センサにより測定され、その測定された温度が制御部に入力される。そして、測定された温度が急速冷却を必要とされる場合、制御部は、通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管を併用して強制的に急速冷却を行わせて、要冷却部を許容温度の範囲内に急速に戻すことができる。

【0017】

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構成において、前記制御部は、前記温度センサにより前記要冷却部の温度が許容温度閾値に到達したことを検知した際、前記急速冷却用冷却管による温度制御を開始する、真空ポンプを提供する。

【0018】

この構成によれば、温度センサからの信号により、要冷却部の温度が許容温度閾値に到達したことを制御部が検知すると、制御部は通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管を併用して急速冷却を行わせ、要冷却部を許容温度の範囲内に急速に戻すことができる。

【0019】

請求項６に記載の発明は、前記外装体に内包され、回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸を回転可能にする電装部を収容する収容部と、前記収容部の外側に配置され、前記回転軸と一体的に構成されたロータと、前記ロータの外周側に配置されたステータと、を備え、前記ロータの回転により、吸引したガスを排気する真空ポンプであって、前記収容部を同時に冷却可能な通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管とを少なくとも含む複数系統の冷却管を有し、通常運転時は、前記通常冷却用冷却管のみを使用し、急冷が必要な時は、前記通常冷却用冷却管及び前記急速冷却用冷却管を併用する真空ポンプを提供する。

【0020】

この構成によれば、通常運転時は通常冷却用冷却管を使用して真空ポンプの内部温度を許容温度の範囲内にコントロールできる。また、何らかの異常の発生によりポンプ内部の温度が急激に上昇したときは、通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管を併用して急速冷却を行うことにより、許容温度範囲内に急速に戻すことができる。これにより、真空ポンプが許容温度範囲外まで惰性で上昇するのを抑えて、急速に許容温度範囲内まで戻して真空ポンプの保護を図ることができるとともに、真空ポンプの温度上昇による停止の回数及び停止時間を減らすことができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、何らかの異常の発生によりポンプ内部の温度が急激に上昇したときは、通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管を併用して強制的に急速冷却を行うことにより、許容温度の範囲内に急速に戻すことができるので、真空ポンプが許容温度範囲外まで惰性で大きく上昇するのを抑えて真空ポンプの保護を図ることができる。また、真空ポンプの温度上昇による停止の回数及び停止時間を減らして、真空ポンプに起因しての半導体製造装置における生産性の低下及び真空ポンプの故障・破壊などを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施の形態に係る真空ポンプの実施例として示す真空ポンプの縦断面図である。

【図2】同上実施例の真空ポンプにおけるアンプ回路の一例を示す図である。

【図3】同上実施例の真空ポンプにおけるアンプ回路で検出した電流指令値が検出値より大きい場合の一制御例を示すタイムチャートである。

【図4】同上実施例の真空ポンプにおけるアンプ回路で検出した電流指令値が検出値より小さい場合の一制御例を示すタイムチャートである。

【図5】同上実施例の真空ポンプの一部を詳細に説明するための図であり、（Ａ）は冷却管の配置構成を説明するための部分拡大図、（Ｂ）は複数の冷却管の配置構成と各冷却管に冷媒を流す冷却装置の一例を示す模式図である。

【図6】同上実施例で採用している多系統の水冷管を用いて温度調整をした場合と単一の水冷管だけしか持たない冷却装置を用いて温度調整をした場合とで、運転停止から運転再開までに要する時間を比較して示した動作図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る真空ポンプの一変形例を示す縦断面図である。

【図8】同上他の変形例における真空ポンプで使用する冷却装置の一例を示す模式図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る真空ポンプの他の変形例を示す縦断面図である。

【図10】従来における真空ポンプの一例を示すターボ分子ポンプの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明は、何らかの異常の発生により真空ポンプの内部温度が急激に上昇した際、真空ポンプの内部温度を安全な温度域まで強制的に冷却させて真空ポンプの保護を図るとともに、真空ポンプを使用した半導体製造装置における生産性の向上及び製品の故障・破壊を防ぐことができる真空ポンプを提供するという目的を達成するために、ロータの回転により、吸引したガスを排気する真空ポンプであって、前記真空ポンプ内の要冷却部を同時に冷却可能な通常冷却用冷却管と急速冷却用冷却管とを少なくとも含む複数系統の冷却管を有し、通常運転時は、前記通常冷却用冷却管のみを使用し、急冷が必要な時は、前記通常冷却用冷却管及び前記急速冷却用冷却管を併用する、構成としたことにより実現した。

【実施例0024】

以下、本発明の実施形態に係る一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。

【0025】

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。

【0026】

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。

【0027】

また、以下の説明において、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明の真空ポンプの各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。また、実施例の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。

【0028】

このターボ分子ポンプとしての真空ポンプ１００の縦断面図を図１に示す。図１において、真空ポンプ１００は、外装体としての円筒状をした外筒１２７の上端に吸気口１０１が形成されている。そして、外筒１２７の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードである複数の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）を外周部に放射状かつ多段に形成した回転体１０３が備えられている。この回転体１０３の中心には回転軸としてのロータ軸１１３が取り付けられており、このロータ軸１１３は、例えば５軸制御の磁気軸受により空中に浮上され、かつ位置制御されて、外筒１２７内に内包されて回転自在に支持されている。

【0029】

上側径方向電磁石１０４は、４個の電磁石がＸ軸とＹ軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石１０４の近接に、かつ上側径方向電磁石１０４のそれぞれに対応されて４個の上側径方向センサ１０７が備えられている。上側径方向センサ１０７は、例えば伝導巻線を有するインダクタンスセンサや渦電流センサなどが用いられ、ロータ軸１１３の位置に応じて変化するこの伝導巻線のインダクタンスの変化に基づいてロータ軸１１３の位置を検出する。この上側径方向センサ１０７はロータ軸１１３、すなわちそれに固定された回転体１０３の径方向変位を検出し、図示せぬ制御装置に送るように構成されている。

【0030】

この制御装置においては、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、上側径方向センサ１０７によって検出された位置信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４の励磁制御指令信号を生成し、図２に示すアンプ回路１５０（後述する）が、この励磁制御指令信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４を励磁制御することで、ロータ軸１１３の上側の径方向位置が調整される。

【0031】

そして、このロータ軸１１３は、高透磁率材（鉄、ステンレスなど）などにより形成され、上側径方向電磁石１０４の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ独立して行われる。また、下側径方向電磁石１０５及び下側径方向センサ１０８が、上側径方向電磁石１０４及び上側径方向センサ１０７と同様に配置され、ロータ軸１１３の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。

【0032】

さらに、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが、ロータ軸１１３の下部に備えた円板状の金属ディスク１１１を上下に挟んで配置されている。金属ディスク１１１は、鉄などの高透磁率材で構成されている。ロータ軸１１３の軸方向変位を検出するために軸方向センサ１０９が備えられ、その軸方向位置信号が制御装置に送られるように構成されている。

【0033】

そして、制御装置において、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、軸方向センサ１０９によって検出された軸方向位置信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂのそれぞれの励磁制御指令信号を生成し、アンプ回路１５０が、これらの励磁制御指令信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂをそれぞれ励磁制御することで、軸方向電磁石１０６Ａが磁力により金属ディスク１１１を上方に吸引し、軸方向電磁石１０６Ｂが金属ディスク１１１を下方に吸引し、ロータ軸１１３の軸方向位置が調整される。

【0034】

このように、制御装置は、この軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが金属ディスク１１１に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸１１３を軸方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている。なお、これら上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５及び軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂを励磁制御するアンプ回路１５０については、後述する。

【0035】

一方、モータ１２１は、ロータ軸１１３を取り囲むように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁極は、ロータ軸１１３との間に作用する電磁力を介してロータ軸１１３を回転駆動するように、制御装置によって制御されている。また、モータ１２１には図示しない例えばホール素子、レゾルバ、エンコーダなどの回転速度センサが組み込まれており、この回転速度センサの検出信号によりロータ軸１１３の回転速度が検出されるようになっている。

【0036】

さらに、例えば下側径方向センサ１０８近傍に、図示しない位相センサが取り付けてあり、ロータ軸１１３の回転の位相を検出するようになっている。制御装置では、この位相センサと回転速度センサの検出信号を共に用いて磁極の位置を検出するようになっている。

【0037】

回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）とわずかの空隙を隔てて複数枚の固定翼１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・が配設されている。回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。

【0038】

また、固定翼１２３も、同様にロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒１２７の内方に向けて回転翼１０２の段と互い違いに配設されている。そして、固定翼１２３の外周端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ１２５（１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ・・・）の間に嵌挿された状態で支持されている。

【0039】

固定翼スペーサ１２５はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。固定翼スペーサ１２５の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒１２７が固定されている。外筒１２７の底部にはベース部１２９が配設されている。ベース部１２９には排気口１３３が形成され、外部に連通されている。チャンバ側から吸気口１０１に入ってベース部１２９に移送されてきた排気ガスは、排気口１３３へと送られる。

【0040】

さらに、真空ポンプ１００の用途によって、固定翼スペーサ１２５の下部とベース部１２９の間には、ネジ付スペーサ１３１が配設される。ネジ付スペーサ１３１は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝１３１ａが複数条刻設されている。ネジ溝１３１ａの螺旋の方向は、回転体１０３の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口１３３の方へ移送される方向である。回転体１０３の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）に続く最下部には円筒部１０２ｄが垂下されている。この円筒部１０２ｄの外周面は、円筒状で、かつネジ付スペーサ１３１の内周面に向かって張り出されており、このネジ付スペーサ１３１の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。回転翼１０２および固定翼１２３によってネジ溝１３１ａに移送されてきた排気ガスは、ネジ溝１３１ａに案内されつつベース部１２９へと送られる。

【0041】

ベース部１２９は、真空ポンプ１００の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。ベース部１２９は真空ポンプ１００を物理的に保持すると共に、熱の伝導路の機能も兼ね備えているので、鉄、アルミニウムや銅などの剛性があり、熱伝導率も高い金属が使用されるのが望ましい。

【0042】

かかる構成において、回転翼１０２がロータ軸１１３と共にモータ１２１により回転駆動されると、回転翼１０２と固定翼１２３の作用により、吸気口１０１を通じてチャンバから排気ガスが吸気される。吸気口１０１から吸気された排気ガスは、回転翼１０２と固定翼１２３の間を通り、ベース部１２９へ移送される。このとき、排気ガスが回転翼１０２に接触する際に生ずる摩擦熱や、モータ１２１で発生した熱の伝導などにより、回転翼１０２の温度は上昇するが、この熱は、輻射又は排気ガスの気体分子などによる伝導により固定翼１２３側に伝達される。

【0043】

固定翼スペーサ１２５は、外周部で互いに接合しており、固定翼１２３が回転翼１０２から受け取った熱や排気ガスが固定翼１２３に接触する際に生ずる摩擦熱などを外部へと伝達する。

【0044】

なお、上記では、ネジ付スペーサ１３１は回転体１０３の円筒部１０２ｄの外周に配設し、ネジ付スペーサ１３１の内周面にネジ溝１３１ａが刻設されているとして説明した。しかしながら、これとは逆に円筒部１０２ｄの外周面にネジ溝が刻設され、その周囲に円筒状の内周面を有するスペーサが配置される場合もある。また、真空ポンプ１００の用途によっては、吸気口１０１から吸引されたガスが上側径方向電磁石１０４、上側径方向センサ１０７、モータ１２１、下側径方向電磁石１０５、下側径方向センサ１０８、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂ、軸方向センサ１０９などで構成される電装部に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム１２２で覆われ、このステータコラム１２２内はパージガスにて所定圧に保たれる場合もある。

【0045】

この場合には、ベース部１２９には図示しない配管が配設され、この配管を通じてパージガスが導入される。導入されたパージガスは、保護ベアリング１２０とロータ軸１１３間、モータ１２１のロータとステータ間、ステータコラム１２２と回転翼１０２の内周側円筒部の間の隙間を通じて排気口１３３へ送出される。

【0046】

ここに、真空ポンプ１００は、機種の特定と、個々に調整された固有のパラメータ（例えば、機種に対応する諸特性）に基づいた制御を要する。この制御パラメータを格納するために、上記真空ポンプ１００は、その本体内に電子回路部１４１を備えている。電子回路部１４１は、ＥＥＰ－ＲＯＭ等の半導体メモリ及びそのアクセスのための半導体素子等の電子部品、それらの実装用の基板１４３等から構成される。この電子回路部１４１は、真空ポンプ１００の下部を構成するベース部１２９の例えば中央付近の図示しない回転速度センサの下部に収容され、気密性の底蓋１４５によって閉じられている。

【0047】

ところで、半導体の製造工程では、チャンバに導入されるプロセスガスの中には、その圧力が所定値よりも高くなり、或いは、その温度が所定値よりも低くなると、固体となる性質を有するものがある。真空ポンプ１００内部では、排気ガスの圧力は、吸気口１０１で最も低く排気口１３３で最も高い。プロセスガスが吸気口１０１から排気口１３３へ移送される途中で、その圧力が所定値よりも高くなったり、その温度が所定値よりも低くなったりすると、プロセスガスは、固体状となり、真空ポンプ１００内部に付着して堆積する。

【0048】

例えば、Ａｌエッチング装置にプロセスガスとしてＳｉＣｌ４が使用された場合、低真空（７６０［ｔｏｒｒ］～１０－２［ｔｏｒｒ］）かつ、低温（約２０［℃］）のとき、固体生成物（例えばＡｌＣｌ３）が析出し、真空ポンプ１００内部に付着堆積することが蒸気圧曲線からわかる。これにより、真空ポンプ１００内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、真空ポンプ１００の性能を低下させる原因となる。そして、前述した生成物は、排気口付近やネジ付スペーサ１３１付近の圧力が高い部分で凝固、付着し易い状況にあった。

【0049】

そのため、この問題を解決するために、従来はベース部１２９等の外周に図示しないヒータや環状の水冷管１４９を巻着させ、かつ例えばベース部１２９に図示しない温度センサ（例えばサーミスタ）を埋め込み、この温度センサの信号に基づいてベース部１２９の温度を一定の高い温度（設定温度）に保つようにヒータの加熱や水冷管１４９による冷却の制御（以下ＴＭＳという。ＴＭＳ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が行われている。

【0050】

次に、このように構成される真空ポンプ１００に関して、その上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５及び軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂを励磁制御するアンプ回路１５０について説明する。このアンプ回路１５０の回路図を図２に示す。

【0051】

図２において、上側径方向電磁石１０４等を構成する電磁石巻線１５１は、その一端がトランジスタ１６１を介して電源１７１の正極１７１ａに接続されており、また、その他端が電流検出回路１８１及びトランジスタ１６２を介して電源１７１の負極１７１ｂに接続されている。そして、トランジスタ１６１、１６２は、いわゆるパワーＭＯＳＦＥＴとなっており、そのソース－ドレイン間にダイオードが接続された構造を有している。

【0052】

このとき、トランジスタ１６１は、そのダイオードのカソード端子１６１ａが正極１７１ａに接続されるとともに、アノード端子１６１ｂが電磁石巻線１５１の一端と接続されるようになっている。また、トランジスタ１６２は、そのダイオードのカソード端子１６２ａが電流検出回路１８１に接続されるとともに、アノード端子１６２ｂが負極１７１ｂと接続されるようになっている。

【0053】

一方、電流回生用のダイオード１６５は、そのカソード端子１６５ａが電磁石巻線１５１の一端に接続されるとともに、そのアノード端子１６５ｂが負極１７１ｂに接続されるようになっている。また、これと同様に、電流回生用のダイオード１６６は、そのカソード端子１６６ａが正極１７１ａに接続されるとともに、そのアノード端子１６６ｂが電流検出回路１８１を介して電磁石巻線１５１の他端に接続されるようになっている。そして、電流検出回路１８１は、例えばホールセンサ式電流センサや電気抵抗素子で構成されている。

【0054】

以上のように構成されるアンプ回路１５０は、一つの電磁石に対応されるものである。そのため、磁気軸受が５軸制御で、電磁石１０４、１０５、１０６Ａ、１０６Ｂが合計１０個ある場合には、電磁石のそれぞれについて同様のアンプ回路１５０が構成され、電源１７１に対して１０個のアンプ回路１５０が並列に接続されるようになっている。

【0055】

さらに、アンプ制御回路１９１は、例えば、制御装置の図示しないディジタル・シグナル・プロセッサ部（以下、ＤＳＰ部という）によって構成され、このアンプ制御回路１９１は、トランジスタ１６１、１６２のｏｎ／ｏｆｆを切り替えるようになっている。

【0056】

アンプ制御回路１９１は、電流検出回路１８１が検出した電流値（この電流値を反映した信号を電流検出信号１９１ｃという）と所定の電流指令値とを比較するようになっている。そして、この比較結果に基づき、ＰＷＭ制御による１周期である制御サイクルＴｓ内に発生させるパルス幅の大きさ（パルス幅時間Ｔｐ１、Ｔｐ２）を決めるようになっている。その結果、このパルス幅を有するゲート駆動信号１９１ａ、１９１ｂを、アンプ制御回路１９１からトランジスタ１６１、１６２のゲート端子に出力するようになっている。

【0057】

なお、回転体１０３の回転速度の加速運転中に共振点を通過する際や定速運転中に外乱が発生した際等に、高速かつ強い力での回転体１０３の位置制御をする必要がある。そのため、電磁石巻線１５１に流れる電流の急激な増加（あるいは減少）ができるように、電源１７１としては、例えば５０Ｖ程度の高電圧が使用されるようになっている。また、電源１７１の正極１７１ａと負極１７１ｂとの間には、電源１７１の安定化のために、通常コンデンサが接続されている（図示略）。

【0058】

かかる構成において、トランジスタ１６１、１６２の両方をｏｎにすると、電磁石巻線１５１に流れる電流（以下、電磁石電流ｉＬという）が増加し、両方をｏｆｆにすると、電磁石電流ｉＬが減少する。

【0059】

また、トランジスタ１６１、１６２の一方をｏｎにし他方をｏｆｆにすると、いわゆるフライホイール電流が保持される。そして、このようにアンプ回路１５０にフライホイール電流を流すことで、アンプ回路１５０におけるヒステリシス損を減少させ、回路全体としての消費電力を低く抑えることができる。また、このようにトランジスタ１６１、１６２を制御することにより、真空ポンプ１００に生じる高調波等の高周波ノイズを低減することができる。さらに、このフライホイール電流を電流検出回路１８１で測定することで電磁石巻線１５１を流れる電磁石電流ｉＬが検出可能となる。

【0060】

すなわち、検出した電流値が電流指令値より大きい場合には、図３に示すように制御サイクルＴｓ（例えば１００μｓ）中で１回だけ、パルス幅時間Ｔｐ１に相当する時間分だけトランジスタ１６１、１６２の両方をｏｎにする。そのため、この期間中の電磁石電流ｉＬは、正極１７１ａから負極１７１ｂへ、トランジスタ１６１、１６２を介して流し得る電流値ｉＬｍａｘ（図示せず）に向かって増加する。

【0061】

一方、検出した電流値が電流指令値より小さい場合には、図４に示すように制御サイクルＴｓ中で１回だけパルス幅時間Ｔｐ２に相当する時間分だけトランジスタ１６１、１６２の両方をｏｆｆにする。そのため、この期間中の電磁石電流ｉＬは、負極１７１ｂから正極１７１ａへ、ダイオード１６５、１６６を介して回生し得る電流値ｉＬｍｉｎ（図示せず）に向かって減少する。

【0062】

そして、いずれの場合にも、パルス幅時間Ｔｐ１、Ｔｐ２の経過後は、トランジスタ１６１、１６２のどちらか１個をｏｎにする。そのため、この期間中は、アンプ回路１５０にフライホイール電流が保持される。

【0063】

ところで、上述したように吸気口１０１から吸気された排気ガスは、回転翼１０２と固定翼１２３の間を通ってベース部１２９へ移送されるとき、排気ガスが回転翼１０２と接触する際に生ずる摩擦熱や、モータ１２１で発生した熱の伝導などにより、回転翼１０２の温度が上昇する。この熱は、輻射又は排気ガスの気体分子などによる伝導により、固定翼１２３側に伝達されてロータ軸１１３を回転可能にするモータ１２１などの、電装部を収容している収容部であるステータコラム１２２等、真空ポンプ１００の内部温度を上昇させる。そこで、真空ポンプ１００の内部温度が必要以上に上昇するのを防いで一定の許容温度内に保持されるように、水やガスなどの冷媒を流して冷却される冷却管としての水冷管１３７を、ベース部１２９内に配置させている。この水冷管１３７は、従来構造の真空ポンプでは、一系統であったが、本実施例の真空ポンプ１００では、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂとを有する複数系統の水冷管１３７を設けた冷却装置１３４を使用する。

【0064】

冷却装置１３４は、図５の（ｂ）に示すように、通常冷却用冷却管１３７Ａの内部と急速冷却用冷却管１３７Ｂの内部にそれぞれ冷媒を循環して流すための冷媒供給部１３５を有している。通常冷却用冷却管１３７Ａの内部に冷媒を導入する導入口と冷媒供給部１３５との間、及び、急速冷却用冷却管１３７Ｂの内部に流す冷媒を導入する導入口と冷媒供給部１３５との間は、冷媒供給配管１３８Ａで各々接続されており、通常冷却用冷却管１４９Ａ内から冷媒を排出する排出口と冷媒供給部１３５との間、及び、急速冷却用冷却管１４９Ｂ内から冷媒を排出する排出口と冷媒供給部１３５との間は、冷媒排出配管１３８Ｂで各々接続されている。また、急速冷却用冷却管１４９Ｂの導入口と冷媒供給部１３５との間には、急速冷却用冷却管１４９Ｂへの冷媒の供給を制御する制御弁１３９Ａが設けられている。制御弁１３９Ａの開閉は、図１に示す制御部１４０により制御され、通常は閉（オフ）である。

【0065】

通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂは、それぞれ略リング状に屈曲されており、図５の（ａ）に示すように、ベース部１２９の下面側に形成された環状溝１２９Ａ内に収容配置され、収納配置後にプレート板１４６で環状溝１２９Ａが閉じられ、さらに取付ネジ１４７でプレート板１４６と共にベース部１２９に固定されている。なお、急速冷却用冷却管１３７Ｂは、通常冷却用冷却管１３７Ａの外側に位置されているが、これに限定されない。例えば、温度上昇が予想されて冷却を必要とされる、真空ポンプ１００内の要冷却部に近い位置にあってもよい。また、詳しくは後述するが、急速冷却用冷却管１３７Ｂの単位時間当たりの冷却能力は、通常冷却用冷却管１３７Ａの単位時間あたりの冷却能力よりも高く設定してもよい。

【0066】

制御部１４０は、図示しない制御装置により制御される。制御装置には、真空ポンプ１００における要冷却部の温度を検出する図示しない温度センサから、温度情報が入力される。また、何らかの異常の発生により真空ポンプ１００内の温度が許容範囲以上にあるとの温度情報が制御部１４０に入力される、あるいは要冷却部の温度状況に応じて、制御部１４０は制御弁１３９Ａを閉から開に切り換えて、冷媒供給部１３５からの冷媒を急速冷却用冷却管１３７Ｂに通常冷却用冷却管１３７Ａと併用して流す。

【0067】

図６は、制御部１４０が、本実施例で採用している、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂの、多重の水冷管１３７、すなわち多系統の水冷管１３７を備えた冷却装置１３４を用いて温度調整をする多重配管を使用した場合と、図１０に示した従来の真空ポンプ１０のように、単一の冷却管２３だけしか持たない一重配管を使用した冷却装置を用いて温度調整をした場合とで、運転停止から運転再開までに要する時間を比較して示した動作図である。図６において、横軸は真空ポンプ１００の動作経過時間（ｔ）を示し、左側の縦軸はモータ１２１の温度（Ｔ）を示し、右側の縦軸は通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂに対する冷媒の供給・停止（ＯＮ・ＯＦＦ）による温度制御状態を示している。また、図６中において、（Ａ）、（Ｃ）で示す線は、通常冷却用冷却管１３７Ａにだけ冷媒を流して温度制御を行った一重配管を使用した場合で、従来の真空ポンプの温度調整に相当する制御線であり、（Ｂ）、（Ｄ）で示す線は、本実施例で採用している通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂを用いた多重の水冷管１３７を有する冷却装置１３４を使用して温度制御を行った多重配管（多系統の水系管１３９）を使用した場合における制御線、（Ｅ）で示す線は、真空ポンプ１００の要冷却部におけるモータ１２１などを加温し、要冷却部の温度Ｔが下がり過ぎるのを抑制する制御線を示している。

【0068】

次に、真空ポンプ１００における冷却装置１３４の動作を、図６の動作図と共に、特に（Ｂ）、（Ｄ）で示す制御線の場合を中心にして説明する。なお、以下の説明では、説明を簡略化するために、要冷却部をモータ１２１に限定して説明するが、実際には要冷却部としては、回転体１０３、ステータコラム１２２、モータ１２１等を含むものである。また、ここでの動作説明は冷却制御の場合について説明し、加温制御についての説明は省略する。

【0069】

制御部１４０には、図示しない温度センサから、モータ１２１周辺の温度情報が常に入力される。制御部１４０では、センサからの温度情報に基づいて、モータ１２１の温度が許容温度閾値である許容温度Ｔ１以下となるように、冷媒供給部１３５を制御し、通常冷却用冷却管１３７Ａに流す冷媒の量を制御している。すなわち、温度が許容温度Ｔ１以下にある通常運転の場合は、通常冷却用冷却管１３７Ａにだけ冷媒を流している。

【0070】

センサからの温度情報で、要冷却部の温度が許容温度Ｔ１を越えると、制御部１４０は温度制御に対する「エラー」を発報する、と同時に、制御弁１３９Ａの閉閉（ＯＮ・ＯＦＦ）を繰り返しながら、通常冷却用冷却管１３７Ａに流している冷媒に加えて、制御弁１３９Ａの開（ＯＮ）の時間だけ冷媒を急速冷却用冷却管１４９Ｂにも間欠的に流し、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂを併用して温度制御を行う。

【0071】

通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂを併用して温度制御を行っても、何らかの異常の発生により要冷却部の温度が上昇して温度Ｔ２になると、制御部１４０は温度制御に対する「警告」を発報する、と同時に、制御弁１３９Ａを連続開（連続ＯＮ）に切り換え、通常冷却用冷却管１３７Ａに流している冷媒に加えて、急速冷却用冷却管１４９Ｂにも連続して冷媒を流し、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂを併用して温度制御を行う。

【0072】

また、要冷却部の温度が温度Ｔ２を越えて温度Ｔ３になると、制御部１４０は温度制御に対する「エラー」発報し、真空ポンプ１００の運転を停止し、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂを併用した温度制御は継続させる。ここで、真空ポンプ１００の運転を停止しても、要冷却部では、惰性による温度上昇が続き、温度Ｔ４まで上昇する。

【0073】

なお、本実施例における通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂを併用した温度制御の制御線（Ｂ）では、惰性で温度上昇を続けるのは温度Ｔ４までで、上昇は時間ｔ２で終了し、以後は温度低下を開始して時間ｔ４で許容温度Ｔ１に復帰し、運転を再開する。これに対して、通常冷却用冷却管１３７Ａだけで温度制御を行う制御線（Ａ）の場合では、惰性で温度上昇を続けるのは温度Ｔ５までで、上昇は時間ｔ３まで続く。そして、その後は、温度低下を開始して時間ｔ５で許容温度Ｔ１に復帰し、運転を再開することとなる。

【0074】

したがって、従来のように通常冷却用冷却管１３７Ａの１系統の水冷管で温度制御を行う場合に対して、本実施例の真空ポンプ１００（１００Ａ）のように、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂを併用する多系統の水冷管１３７を使用した場合では、惰性による温度上昇量を（温度Ｔ５－温度Ｔ４）だけ抑えることができる。そして、温度上昇量（温度Ｔ５－温度Ｔ４）を抑えることにより、運転を再開できるまでの時間（「エラー」解除となるまでの時間）を時間差（時間ｔ５-時間ｔ４＝時間ｔｂ）で短縮できる。よって、惰性による温度上昇量（温度Ｔ５－温度Ｔ４）を抑えることにより、本実施例による真空ポンプ１００では、要冷却部の温度上昇による悪影響、例えば故障・破壊などを抑えて寿命などの向上が図れると共に、汎用性のある安価な材質で作られた部品の使用を可能にして、コスト低減などが図れる。また、運転を再開できるまでの時間を短縮できることにより、真空ポンプ１００に起因しての半導体製造装置などにおける生産性の向上に寄与できることになる。

【0075】

なお、上記実施例では、冷却管である水冷管１３７として通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂをベース部１２９に配設してなる多系統の水冷管１３７を設けた真空ポンプ１００の構造の場合について説明した。しかし、多系統の水冷管１３７は、ベース部１２９に配設した通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂを使用する構造に限らず、例えば図７に真空ポンプ１００の一変形例として示す真空ポンプ１００Ｂ、及び、図９に同じく真空ポンプ１００の他の変形例として示す真空ポンプ１００Ｃのように、ベース部１２９以外の要冷却部に急速冷却用冷却管１３７Ｃを設けた構造にすることも可能である。

【0076】

さらに詳述すると、図７に示す真空ポンプ１００Ｂの構成は、水冷管１３７として、ベース部１２９に配設した通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂの他に、要冷却部であるステータコラム１２２に急速冷却用冷却管１３７Ｃを埋設して設けたものであり、他の構成及び動作は図１乃至図６と同一であるから、同一の構成部分は同一符号を付して重複説明を省略する。図８は、本変形例における真空ポンプで使用する冷却装置の一例を示す模式図である。図８に示す真空ポンプにおける冷却装置１３４では、冷媒供給部１３５と冷媒供給配管１３８Ａとの間に、制御部１４０により開閉（ＯＮ・ＯＦＦ）制御される制御弁１３９Ｂを設けている。制御弁１３９Ｂは、図１乃至図６に示した制御弁１３９Ａと略同じタイミングで開閉（ＯＮ・ＯＦＦ）制御され、そして、急速冷却用冷却管１３７Ｃには急速冷却用冷却管１３７Ｂと略同じタイミングで冷媒が流される。

【0077】

したがって、図７に示す真空ポンプ１００Ｂでは、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂと併用して、急速冷却用冷却管１３７Ｃにも冷媒を流して温度制御を行うことができるので、図６で説明した惰性による温度上昇量（温度Ｔ５－温度Ｔ４）をさらに抑えることができる。そして、温度上昇量（温度Ｔ５－温度Ｔ４）を抑えることにより、運転を再開できるまでの時間を更に短縮できることになる。よって、惰性による温度上昇量（温度Ｔ５－温度Ｔ４）を抑えることにより、要冷却部の温度上昇による悪影響、例えば故障・破壊などを抑えて寿命などの向上が図れると共に、汎用性のある安価な材質で作られた部品の使用を可能にして、コスト低減などが図れる。また、運転を再開できるまでの時間を更に短縮できることにより、真空ポンプ１００Ｂに起因しての半導体製造装置などにおける生産性の向上に寄与できることになる。

【0078】

次に、図９に示す真空ポンプ１００Ｃの構成は、水冷管１３７として、ベース部１２９に配設した通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂの他に、要冷却部であるネジ付スペーサ１３１に急速冷却用冷却管１３７Ｃを埋設して設けたものであり、他の構成及び動作は図１乃至図６と同一であるから、同一の構成部分は同一符号を付して重複説明を省略する。また、図９に示す真空ポンプにおける冷却装置は、図７に示した真空ポンプ１００Ｂの冷却装置（図８に示す）と略同一のものであって、冷媒供給部１３５と冷媒供給配管１３８Ａとの間に、制御部１４０により開閉（ＯＮ・ＯＦＦ）制御される制御弁１３９Ｂを設けている。急速冷却用冷却管１３７Ｃへの冷媒の流れを制御する制御弁は、図１乃至図６に示した制御弁１３９Ａと略同じタイミングで制御され、そして、急速冷却用冷却管１３７Ｃには急速冷却用冷却管１３７Ｂと略同じタイミングで冷媒が流される。

【0079】

したがって、図９に示す真空ポンプ１００Ｃでも、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂと併用して急速冷却用冷却管１３７Ｃにも冷媒を流して温度制御を行うことができるので、図６で説明した惰性による温度上昇量（温度Ｔ５－温度Ｔ４）をさらに抑えることができる。そして、温度上昇量（温度Ｔ５－温度Ｔ４）を抑えることにより、運転を再開できるまでの時間を更に短縮できることになる。よって、惰性による温度上昇量（温度Ｔ５－温度Ｔ４）を抑えることにより、要冷却部の温度上昇による悪影響、例えば故障・破壊などを抑えて寿命などの向上が更に図れると共に、汎用性のある安価な材質で作られた部品の使用を可能にして、コスト低減などが更に図れる。また、運転を再開できるまでの時間の短縮、及び運転停止の回数を減少できることにより、真空ポンプに起因しての半導体製造装置などにおける生産性の向上に更に寄与できることになる。

【0080】

なお、図７、図８、図９に示した変形例の構造では、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂと併用して、更に急速冷却用冷却管１３７Ｃにも冷媒を流して温度制御を行う場合として説明したが、図７、図８、図９の構造において、通常冷却用冷却管１３７Ａに比べ、急速冷却用冷却管１３７Ｃにおける単位時間当たりの冷却能力を高くすると、要冷却部の温度が上昇した場合に急速冷却用冷却管１３７Ｃのみの温度制御とすることも可能となる。また、上記冷却能力については、単位時間当たりの冷媒の流量を増やすことや冷却管の径を大きくし表面積を増やす、そして冷媒の温度を低くすること以外にも、温度上昇が予想されて冷却を必要とされる、真空ポンプ１００内の要冷却部に近い位置に設置されることも含む。
また、上記各実施例の説明では、通常冷却用冷却管１３７Ａと急速冷却用冷却管１３７Ｂは、ベース部１２９に設けた環状溝１２９Ａ内に配設した構造を開示したが、ベース部１２９内にインサートさせて一体化した構造にしてもよい。
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変や組み合わせを成すことができ、そして、本発明が該改変や該組み合わせされたものに及ぶことは当然である。

【符号の説明】

【0081】

１００、１００Ｂ、１００Ｃ：真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）
１０２ ：回転翼
１０２ｄ：円筒部
１０３ ：回転体
１１３ ：ロータ軸（回転軸）
１２１ ：モータ
１２２ ：ステータコラム
１２３ ：固定翼
１２７ ：外筒（外装体）
１２９ ：ベース部
１２９Ａ：環状溝
１３１ ：ネジ付スペーサ
１３４ ：冷却装置
１３５ ：冷媒供給部
１３７ ：水冷管（冷却管）
１３７Ａ：通常冷却用冷却管
１３７Ｂ、１３７Ｃ：急速冷却用冷却管
１３８Ａ：冷媒供給配管
１３８Ｂ：冷媒排出配管
１３９Ａ、１３９Ｂ：制御弁
１４０ ：制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】