特開 2024-90642 真空ポンプ、ジャケット型ヒータおよびジャケット型ヒータの固定方法

(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】P2024090642

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】真空ポンプ、ジャケット型ヒータおよびジャケット型ヒータの固定方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20240627BHJP

【ＦＩ】

F04D19/04 Z

F04D19/04 H

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022206658

(22)【出願日】2022-12-23

(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】110004244

【氏名又は名称】弁理士法人仲野・川井国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100091225

【弁理士】

【氏名又は名称】仲野 均

(74)【代理人】

【識別番号】100096655

【弁理士】

【氏名又は名称】川井 隆

(72)【発明者】

【氏名】武田 俊介

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 春樹

【テーマコード（参考）】

3H131

【Ｆターム（参考）】

3H131AA02

3H131BA06

3H131BA09

3H131BA14

3H131CA35

3H131CA37

3H131CA41

(57)【要約】

【課題】ジャケット型ヒータの回転変位を抑制することで、ジャケット型ヒータの電線への張力（テンション）の発生を防止する真空ポンプ、ジャケット型ヒータおよびジャケット型ヒータの固定方法を提供すること。
【解決手段】ジャケット型ヒータ３００に帯状のストラップ３１０を設け、このストラップ３１０の端部を固定具３１５により、例えばターボ分子ポンプ１００のアウターウォール１７０に固定する。このストラップ３１０により、ジャケット型ヒータ３００の一定以上の回転変位を規制することができ、リード線６００の付け根部分に張力（テンション）が掛かることを防止することができる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングと、
前記ケーシングに配置され、ガスを吸入または排気する為に用いられる配管部と、
前記配管部に配置されるジャケット型ヒータと、を備えた真空ポンプにおいて、
前記ジャケット型ヒータは、ヒータの電熱線に対し電力を供給するリード線を有し、
前記配管部に対する回転により生じる前記リード線に掛かるテンションを防止するため、前記回転を抑制する回転抑制手段が設けられていることを特徴とする真空ポンプ。

【請求項2】

前記回転抑制手段は、前記回転によって生じる回転変位が、以下の式１の関係となるように回転を規制していることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
（式１） 前記ジャケット型ヒータの回転変位＜前記リード線の余裕長さ

【請求項3】

前記回転抑制手段は、回転抑制部を有し、
前記回転抑制部が前記ケーシングに固定されることで、前記回転を抑制することを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。

【請求項4】

前記ケーシングは、土台を構成するベース部と、それ以外の外装部とからなり、前記回転抑制部が前記ベース部に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の真空ポンプ。

【請求項5】

前記回転抑制部は、耐熱素材で構成される帯状部品であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の真空ポンプ。

【請求項6】

前記帯状部品は、一端が前記ジャケット型ヒータに固定され、他端には前記ケーシングに対する固定具が設けられており、該固定具により固定されていることを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプ。

【請求項7】

内部の電熱線に対し電力を供給するリード線を有する、ガス配管を加熱するジャケット型ヒータであって、
前記ガス配管に対する回転により生じる前記リード線に掛かるテンションを防止するため、前記回転を抑制する回転抑制手段が設けられていることを特徴とするジャケット型ヒータ。

【請求項8】

前記回転抑制手段は、回転抑制部を有し、
前記回転抑制部が固定部に固定されることで、前記回転を抑制する構造であり、
前記回転抑制部は、耐熱素材で構成される帯状部品であることを特徴とする請求項７に
記載のジャケット型ヒータ。

【請求項9】

内部の電熱線に対し電力を供給するリード線を有する、ガス配管を加熱するジャケット型ヒータの固定方法であって、
前記ジャケット型ヒータに設けられた回転抑制手段の回転抑制部の他端に設けられた固定具を固定部に固定する際、
前記ジャケット型ヒータの回転によって生じる回転変位が、以下の式２の関係となるように前記回転抑制部を固定することを特徴とするジャケット型ヒータの固定方法。
（式２） 前記ジャケット型ヒータの回転変位＜前記ジャケット型ヒータの前記リード線の余裕長さ

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空ポンプ、ジャケット型ヒータおよびジャケット型ヒータの固定方法に関する。
詳しくは、真空ポンプの排気口や配管などに反応副生成物が固化、堆積するのを防止するために取り付けられるジャケット型ヒータが回転して、接続されているリード線（電線）の付け根部分にテンションが掛かることを防止することに関する。

【背景技術】

【0002】

配設される真空室内の真空排気処理を行うための真空ポンプは、種々のガスを排気するため、真空ポンプ内や配管の内部などに該ガスに起因する反応副生成物が不可避的に固化、堆積する。このような状態が発生し、放置すると真空ポンプの性能に種々の深刻な悪影響を及ぼすこととなる。
そこで、反応副生成物が堆積する恐れのある箇所をヒータで加熱して堆積を未然に防いでいる。特許文献１記載の発明は、真空ポンプをヒータで加熱して反応生成物の堆積を防止する技術に関する。
ところで、真空ポンプの配管は、通常円筒形であるため、図８に示すようなジャケット型ヒータ３００（マントルヒータ）を後付けで巻き付けて固定し、該当箇所を加熱するようにしている。このジャケット型ヒータ３００は、リード線（電熱線）６００から給電を受け加熱するようになっている。このジャケット型ヒータ３００を巻き付けて取り付ける際は、面ファスナー３２０で固定するため、比較的容易に着脱が可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開２０２０／２５５３００号

【0004】

このように、ジャケット型ヒータ３００は、面ファスナー３２０により取り付けられているため、面ファスナー３２０の設置面と配管の間は強固に固定されているわけではない。そのため、円周方向に容易に移動可能となっている。
なお、この面ファスナー３２０には、センサ線５００やリード線６００などの電線が接続されている。これらの電線は、面ファスナー３２０の円周方向への回転変位に対して、通常一定の余裕長さをもって接続されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、ジャケット型ヒータ３００が、円周方向に回転変位を起こした場合、電線の一定の余裕長さの範囲内であれば、問題は生じないが、余裕長さの範囲を越えて回転変位を起こした場合、電線の接続部分（ジャケット型ヒータ３００と電線の接合部分）に張力（テンション）が掛かり、破損する可能性があった。

【0006】

そこで、本発明の目的は、ジャケット型ヒータの回転変位を抑制することで、ジャケット型ヒータの電線への張力の発生を防止する真空ポンプ、ジャケット型ヒータおよびジャケット型ヒータの固定方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１記載の本願発明では、ケーシングと、前記ケーシングに配置され、ガスを吸入または排気する為に用いられる配管部と、前記配管部に配置されるジャケット型ヒータと、を備えた真空ポンプにおいて、前記ジャケット型ヒータは、ヒータの電熱線に対し電力を供給するリード線を有し、前記配管部に対する回転により生じる前記リード線に掛かるテンションを防止するため、前記回転を抑制する回転抑制手段が設けられていることを特徴とする真空ポンプを提供する。
請求項２記載の本願発明では、前記回転抑制手段は、前記回転によって生じる回転変位が、以下の式１の関係となるように回転を規制していることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプを提供する。（式１）前記ジャケット型ヒータの回転変位＜前記リード線の余裕長さ
請求項３記載の本願発明では、前記回転抑制手段は、回転抑制部を有し、前記回転抑制部が前記ケーシングに固定されることで、前記回転を抑制することを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプを提供する。
請求項４記載の本願発明では、前記ケーシングは、土台を構成するベース部と、それ以外の外装部とからなり、前記回転抑制部が前記ベース部に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の真空ポンプを提供する。
請求項５記載の本願発明では、前記回転抑制部は、耐熱素材で構成される帯状部品であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の真空ポンプを提供する。
請求項６記載の本願発明では、前記帯状部品は、一端が前記ジャケット型ヒータに固定され、他端には前記ケーシングに対する固定具が設けられており、該固定具により固定されていることを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプを提供する。
請求項７記載の本願発明では、内部の電熱線に対し電力を供給するリード線を有する、ガス配管を加熱するジャケット型ヒータであって、前記ガス配管に対する回転により生じる前記リード線に掛かるテンションを防止するため、前記回転を抑制する回転抑制手段が設けられていることを特徴とするジャケット型ヒータを提供する。
請求項８記載の本願発明では、前記回転抑制手段は、回転抑制部を有し、前記回転抑制部が固定部に固定されることで、前記回転を抑制する構造であり、前記回転抑制部は、耐熱素材で構成される帯状部品であることを特徴とする請求項７に記載のジャケット型ヒータを提供する。
請求項９記載の本願発明では、内部の電熱線に対し電力を供給するリード線を有する、ガス配管を加熱するジャケット型ヒータの固定方法であって、前記ジャケット型ヒータに設けられた回転抑制手段の回転抑制部の他端に設けられた固定具を固定部に固定する際、前記ジャケット型ヒータの回転によって生じる回転変位が、以下の式２の関係となるように前記回転抑制部を固定することを特徴とするジャケット型ヒータの固定方法を提供する。（式２）前記ジャケット型ヒータの回転変位＜前記ジャケット型ヒータの前記リード線の余裕長さ

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ジャケット型ヒータの回転変位を抑制することができるので、ジャケット型ヒータの電線の取付部への張力の発生を防止し、断線による不具合を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプの概略構成例を示した図である。

【図2】本発明の実施形態で用いるアンプ回路の回路図を示した図である。

【図3】本発明の実施形態における電流指令値が検出値より大きい場合の制御を示すタイムチャートである。

【図4】本発明の実施形態における電流指令値が検出値より小さい場合の制御を示すタイムチャートである。

【図5】本発明の実施形態に係るジャケット型ヒータを取り付けた状態を示した図である。

【図6】本発明の実施形態に係るジャケット型ヒータの回転変位の規制を説明するための図である。

【図7】本発明の実施形態に係るジャケット型ヒータを取り付けた状態を示した図である。

【図8】本発明の実施形態で用いるジャケット型ヒータを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（ｉ）実施形態の概要
本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプ（真空ポンプ）では、ヒータスペーサ１４０に排気口１３３が設けられている。この排気口１３３に反応生成物が付着、堆積することを防止するためジャケット型ヒータ３００が巻き付けられて配置されている。このジャケット型ヒータ３００は、面ファスナー３２０により固定されているため、排気口１３３の円周方向に移動（回転変位）を起こしやすい。

【0011】

このジャケット型ヒータ３００には、電力を供給するリード線６００が回転変位に対して、所定の余裕長さで接続されている。ところが、この余裕長さを越えて回転変位が起こると、リード線６００の付け根部分に張力（テンション）が掛かり、場合によっては破損してしまう恐れがある。そこで、ジャケット型ヒータ３００に帯状のストラップ３１０を設け、このストラップ３１０の端部を固定具３１５により、例えばターボ分子ポンプ１００のアウターウォール１７０に固定する。このストラップ３１０により、ジャケット型ヒータ３００の一定以上の回転変位を規制することができ、リード線６００の付け根部分に張力（テンション）が掛かることを防止することができる。

【0012】

（ｉｉ）実施形態の詳細
以下、本発明の好適な実施形態について、図１から図８を参照して詳細に説明する。
このターボ分子ポンプ１００の縦断面図を図１に示す。図１において、ターボ分子ポンプ１００は、円筒状の外筒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支持かつ位置制御されている。

【0013】

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、制御装置２００に送るように構成されている。

【0014】

この制御装置２００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。

【0015】

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。係る調整は、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。

【0016】

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２００に送られるように構成されている。

【0017】

そして、制御装置２００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。

【0018】

このように、制御装置２００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。

【0019】

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２００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。

【0020】

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２００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。

【0021】

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１２３（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。

【0022】

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。

【0023】

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の下部にはヒータスペーサ１４０、アウターウォール１７０が設けられており、底部にはベース部１２９が配設されている。これらの外筒１２７、ヒータスペーサ１４０、アウターウォール１７０およびベース部１２９により、ターボ分子ポンプ１００のケーシング（外郭）を形成している。このケーシングにより、ターボ分子ポンプ１００内部の真空形成域と外気とを完全に遮断している。
ヒータスペーサ１４０には排気口１３３が配置され、外部に連通されている。ヒータスペーサ１４０には、ヒータ１６０が設置され、高温に維持されることにより、後述するネジ付スペーサ１３１を加熱する。
チャンバ側から吸気口１０１に入ってターボ分子ポンプ１００内に移送されてきた排気ガスは、ヒータスペーサ１４０で加熱された状態で排気口１３３へと送られる。
そして、この排気口１３３には、内部を加熱して反応副生成物の堆積を防ぐため、ジャケット型ヒータ３００が設置されている。
なお、排気口１３３は、ベース部１２９に配置するようにしてもよい。

【0024】

さらに、ターボ分子ポンプ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。

【0025】

ベース部１２９は、ターボ分子ポンプ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はターボ分子ポンプ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。

【0026】

係る構成において、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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

また、ターボ分子ポンプ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。

【0030】

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。

【0031】

ここに、ターボ分子ポンプ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、上記ターボ分子ポンプ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、ターボ分子ポンプ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。

【0032】

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。ターボ分子ポンプ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、ターボ分子ポンプ１００内部に付着して堆積する。

【0033】

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、ターボ分子ポンプ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、ターボ分子ポンプ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、ターボ分子ポンプ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１３３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。

【0034】

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。

【0035】

次に、このように構成されるターボ分子ポンプ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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

さらに、アンプ制御回路１９１は、例えば、制御装置２００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。

【0041】

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。

【0042】

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（或いは減少）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）。

【0043】

係る構成において、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。

【0044】

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、ターボ分子ポンプ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。

【0045】

すなわち、検出した電流値が電流指令値より小さい場合には、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。

【0046】

一方、検出した電流値が電流指令値より大きい場合には、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。

【0047】

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。

【0048】

図５は、本実施形態に係るジャケット型ヒータを取り付けた状態を示した図である。
図１に示したように、ヒータスペーサ１４０に排気口１３３が配置されている。ヒータスペーサ１４０には、ヒータ１６０が設置され、ネジ付スペーサ１３１を加熱する。さらに、排気口１３３には、この排気口１３３内部でも反応副生成物が堆積するのを防ぐため、ジャケット型ヒータ３００を巻き付けて取り付けてある。
排気口１３３は、ターボ分子ポンプ１００のケーシング（外筒１２７、アウターウォール１７０およびベース部１２９）を貫通して（本実施形態ではアウターウォール１７０）、外部に連通（展延）している。

【0049】

このジャケット型ヒータ３００は、展開時に帯状の形状をしており、面ファスナー３２０で固定されている。そのため、着脱は容易であるが、一方で排気口１３３の円周方向に簡単に移動（回転変位）してしまう。
ジャケット型ヒータ３００には、センサ線５００やリード線６００が接続されており、リード線６００により電力が供給されている。
ここで、センサ線５００やリード線６００は、ジャケット型ヒータ３００の回転変位に対して、一定の余裕長さをもって接続されているが、それを越えて回転変位が生じた場合、その接続部分に張力（テンション）が掛かり、場合によっては破損する恐れがある。

【0050】

そこで、本実施形態では、ジャケット型ヒータ３００の回転変位を一定の範囲内に抑制するために、帯状のストラップ３１０を設けている。
このストラップ３１０は、一端をジャケット型ヒータ３００に縫い付けて固定されており、他端をアウターウォール１７０に固定具(ネジ)３１５で固定（ネジ止め）されている。ネジ止めする箇所は、できるだけ近い場所が好ましいが、外筒１２７やベース部１２９であってもよい（ケーシングの何れかの箇所であればよい）。

【0051】

ストラップ３１０の材料は、耐熱性と絶縁性を兼ね備えた材料を用いる。具体的には、テフロン（登録商標）フィルムの布やガラスクロスの布が挙げられる。また、ジャケット型ヒータ３００と同一の材料を用いてもよい。さらに、金属製の材料を用いてもよい。
図５に示す実施形態では、単数のストラップ３１０を設けているが、複数のストラップ３１０を設けるようにしてもよい。

【0052】

このストラップ３１０とジャケット型ヒータ３００の固定は、ジャケット型ヒータ３００の端部に、回転の周方向と平行に縫い付けるのが好ましいが、例えば、両者に互いに係合する部材を設け、着脱自在に取り付けるようにしてもよい。
ストラップ３１０の他端、即ちケーシングと固定する箇所にはネジ止めまたはピン留めするための孔などを設けておくことが望ましい。そして、固定後、リジッドに固定するのではなく、若干の余裕をもって周方向に動くことが望ましい。

【0053】

図６は、本実施形態に係るジャケット型ヒータ３００の回転変位の規制を説明する図である。
本実施形態に係る発明の目的が、ジャケット型ヒータ３００のリード線６００の取付部に掛かる張力（テンション）を防止することなので、リード線６００の余裕長さは下記式（式１）の関係となるようにする。
ジャケット型ヒータの回転変位＜リード線の余裕長さ・・・（式１）

【0054】

そして、ストラップ３１０の長さ（Ｌ)がより長くなれば、ストラップ３１０の回転可能角度（回転許容角度）Ａは、より大きくなる関係にある。よって、ストラップ３１０の長さ（Ｌ)の長さを調節することで、ジャケット型ヒータ３００の回転角度（回転変位）Ｂを調整可能となる。
よって、回転角度（回転変位）Ｂを許容できるリード線６００の余裕長さＬｈとなるようにストラップ３１０の長さ（Ｌ)を調節する。こうすることで、ジャケット型ヒータの回転変位＜リード線の余裕長さとなる。

【0055】

図７は、本実施形態に係るジャケット型ヒータ３００の構造を示した図である。
ジャケット型ヒータ３００には、センサ用コネクタ５１０からセンサ線５００および電源コネクタ６１０からリード線６００が接続されている。例えば、このリード線６００は、耐熱２５０℃である。また、電源コネクタ６１０には、アース線７００が設置されている。
このジャケット型ヒータ３００には、ストラップ３１０が、縫製部３９０で縫い付けられている。ストラップ３１０の他端は、固定具（リベット)３１５でアウターウォール１７０に固定されている。

【0056】

センサ線５００は、ジャケット型ヒータ３００の内部の取付部で、ジャケット型ヒータ３００に取り付けられており、引出部５２０から外部に展延している。また、リード線６００は、ジャケット型ヒータ３００の内部の取付部で、ジャケット型ヒータ３００に取り付けられており、引出部6２０から外部に展延している。
本実施形態に係る発明は、この部分（取付部）に張力（テンション）が掛かることを防止している。
ジャケット型ヒータ３００には、さらに、サーミスタ３３０やサーモスタット３４０が設けられている。また、外周部には、断熱樹脂フィルム３６０、その内側には断熱材３７０が配置されている。さらに、その内側には、ヒータとして加熱するための発熱線３８０およびガラスクロス３８５が配置されている。発熱線３８０は、リード線６００からの電力供給を受けて発熱するようになっている。

【0057】

本実施形態は、ターボ分子ポンプ１００の排気口１３３にジャケット型ヒータ３００を取り付ける例を説明したが、これに限定されることはなく、例えば、真空ポンプと除害装置をつなぐ配管など、各種配管に応用することができる。
なお、本発明の実施形態および各変形例は、必要に応じて各々を組み合わせる構成にしてもよい。

【0058】

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をなすことができる。そして、本発明が当該改変されたものに及ぶことは当然である。

【符号の説明】

【0059】

１００ ターボ分子ポンプ
１０１ 吸気口
１０２ 回転翼
１０２ｄ 円筒部
１０３ 回転体
１１３ ロータ軸
１２３ 固定翼
１２５ 固定翼スペーサ
１２７ 外筒
１２９ ベース部
１３１ ネジ付スペーサ
１３１ａ ネジ溝
１３３ 排気口
１４０ ヒータスペーサ
１７０ アウターウォール
２００ 制御装置
３００ ジャケット型ヒータ
３１０ ストラップ
３１５ 固定具
３２０ 面ファスナー
５００ センサ線
５２０ 引出部
６００ リード線
６２０ 引出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】