JP5284753B2

JP5284753B2 - Foreign matter scraping control method of vacuum pump device and vacuum pump device

Info

Publication number: JP5284753B2
Application number: JP2008272336A
Authority: JP
Inventors: 敦大山
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2028-10-22
Also published as: JP2010101224A

Description

本発明は、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法、及び真空ポンプ装置に関し、特に真空ポンプ装置のルーツ型真空ポンプ又はスクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプ動作休止中に、ポンプケーシングとポンプロータ間、或いはポンプロータ間に異物が堆積しないようにした真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法、及び真空ポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a foreign matter scraping control method and a vacuum pump device of a vacuum pump device provided with a Roots type vacuum pump or a screw type vacuum pump, and more particularly during energization of a Roots type vacuum pump or a screw type vacuum pump of the vacuum pump device. A foreign matter scraping control method for a vacuum pump apparatus and a vacuum pump that prevents foreign matter from accumulating between the pump casing and the pump rotor or between the pump rotor during operation of the Roots type vacuum pump or the screw type vacuum pump. It relates to the device.

半導体製造装置等に設置されているドライ真空ポンプは、半導体製造プロセスにて使用する各種反応ガスを排出する役割を持っている。一部の反応ガスは、常温状態では成分中の物質が析出・固形化する特性があり、半導体製造装置が備えているチャンバーからドライ真空ポンプでガスを排出する過程において、ドライ真空ポンプ内部の温度変化から反応ガス中の成分が析出することがあった。ドライ真空ポンプは、ポンプケーシング内のロータとポンプケーシング内面間に非常に僅かな隙間を保ち、ロータの高速回転力でチャンバー内の反応ガスを排出している。 A dry vacuum pump installed in a semiconductor manufacturing apparatus or the like has a role of discharging various reaction gases used in a semiconductor manufacturing process. Some reaction gases have the property that substances in the components precipitate and solidify at room temperature, and the temperature inside the dry vacuum pump during the process of exhausting the gas from the chamber of the semiconductor manufacturing equipment using the dry vacuum pump. From the change, components in the reaction gas sometimes precipitated. The dry vacuum pump maintains a very small gap between the rotor in the pump casing and the inner surface of the pump casing, and discharges the reaction gas in the chamber by the high-speed rotational force of the rotor.

ドライ真空ポンプ内で反応ガス中の成分の析出が発生すると、真空ポンプのポンプロータとケーシングの隙間に析出し、固体化した生成物を噛み込んでしまい、ポンプロータの回転を阻害することになる。特に、ポンプが連続的に運転している最中は、析出が発生しても、ポンプロータの回転により析出物が排出されるため、大きな問題は発生しないが、反応ガス排出動作後、真空ポンプ停止中にポンプケーシング内に残留した反応ガスから析出が発生すると、ポンプ室隙間全体に析出物が固体化し堆積するため、次回真空ポンプを起動する際、非常に大きな起動トルクが必要になり、最悪の場合は真空ポンプが起動できなくなる。 When precipitation of components in the reaction gas occurs in the dry vacuum pump, it precipitates in the gap between the pump rotor and the casing of the vacuum pump and bites the solidified product, thereby inhibiting the rotation of the pump rotor. . In particular, during the continuous operation of the pump, even if precipitation occurs, the precipitates are discharged by the rotation of the pump rotor, so no major problem occurs. However, after the reaction gas discharge operation, the vacuum pump If precipitation occurs from the reaction gas remaining in the pump casing during stoppage, the precipitate solidifies and accumulates in the entire gap in the pump chamber, which requires a very large starting torque the next time the vacuum pump is started. In this case, the vacuum pump cannot be started.

上記のようにドライ真空ポンプ内で反応ガスからの析出が堆積するのを回避する従来技術として、特許文献１に開示された真空ポンプがある。この真空ポンプでは、真空ポンプ内の生成物を排出するため、タイマーで設定された運転パターンにおいて、ポンプロータを逆方向・正方向の順に回転させることで、ポンプケーシング内の生成物を排出させるものである。この方法は、ポンプロータの逆転・正転をタイマーで設定する方式なので、ポンプ内部に生成した堆積物量に関係なく排出動作が完了してしまうという問題がある。また、ポンプロータが完全に逆回転するため、ポンプ内部から吸気口側へ排出された排出物が半導体製造装置のチャンバー内部に掻き出されてしまい、チャンバー内を汚染するという弊害がある。 As a conventional technique for avoiding the deposition from the reaction gas in the dry vacuum pump as described above, there is a vacuum pump disclosed in Patent Document 1. In this vacuum pump, the product in the pump casing is discharged by rotating the pump rotor in the reverse and forward directions in the operation pattern set by the timer in order to discharge the product in the vacuum pump. It is. Since this method uses a timer to set the reverse rotation / forward rotation of the pump rotor, there is a problem that the discharge operation is completed regardless of the amount of deposit generated inside the pump. In addition, since the pump rotor rotates in the reverse direction, the discharge discharged from the pump to the intake port side is scraped into the chamber of the semiconductor manufacturing apparatus, thereby contaminating the inside of the chamber.

また、特許文献２に開示された真空ポンプは、ポンプを中心として構成するシステムの各センサー類や、ポンプ駆動用モータの駆動電流等を総合的に監視し、その運転状態の変化からポンプが噛み込み運転等の異常状態に陥らないようにするものである。ここでは、ポンプ内部に長期間にわたって生成物が堆積することをモータ電流の変化等により故障に至る前に検知し、噛み込み状態が発生する前に異常を外部に知らせるシステムである。このシステムは、チェック動作を行うための工程が必要であり、内部ガス流量を変化させる等の通常とは異なるシステム構成・ポンプ運転条件が必要であった。 In addition, the vacuum pump disclosed in Patent Document 2 comprehensively monitors each sensor of the system mainly composed of the pump, the drive current of the pump drive motor, and the like, and the pump bites from the change in the operation state. It is intended not to fall into an abnormal state such as a run-in operation. In this system, the accumulation of a product over a long period of time inside the pump is detected before a failure occurs due to a change in motor current or the like, and an abnormality is notified to the outside before a biting state occurs. This system requires a process for performing a check operation, and requires a different system configuration and pump operating conditions such as changing the internal gas flow rate.

また、特許文献３に開示されたドライ真空ポンプは、ポンプ本体に温度センサを取付け、ポンプ停止工程において、ポンプ本体の温度が所定の温度に下がるまで、ポンプ回転数を一定に維持し、ポンプ本体の温度低下と共に、ポンプ回転数を低下させるというものである。しかしこの方法では、ポンプ本体が完全に冷却状態になったら生成物掻き出しができず、冷却状態からの再始動故障を回避できないという問題がある。
特開２００４−１３８０４７号公報特表２００５−５３４８４９号公報特表２００６−５０４０３３号公報 In addition, the dry vacuum pump disclosed in Patent Document 3 has a temperature sensor attached to the pump body, and in the pump stop process, the pump rotational speed is kept constant until the temperature of the pump body drops to a predetermined temperature. As the temperature drops, the pump speed is reduced. However, this method has a problem that the product cannot be scraped out when the pump body is completely cooled, and a restart failure from the cooled state cannot be avoided.
JP 2004-138047 A JP 2005-534849 gazette JP-T-2006-504033

本願発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ポンプが完全に冷却状態になってもポンプ内部に生成した堆積物の掻き出し動作ができ、冷却状態からの再始動故障を大幅に回避でき、且つ掻き出し動作により半導体製造装置のチャンバ内を汚染することのない、真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法、及び真空ポンプ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and even if the pump is completely cooled, it can scrape deposits generated inside the pump, greatly avoiding a restart failure from the cooled state, It is another object of the present invention to provide a foreign matter scraping control method for a vacuum pump apparatus and a vacuum pump apparatus that do not contaminate the inside of a semiconductor manufacturing apparatus chamber by a scraping operation.

上記課題を解決するため本願発明は、ポンプケーシング内にポンプロータを備えた２本の回転軸を備え、該２本の回転軸は同期反転機構により互いに同期反転するように構成され、一方の回転軸に直流或いは交流電動機による回転動力源を備えるか、或いは２本の回転軸に直流電動機による回転動力源を備えたルーツ型真空ポンプ、或いはポンプケーシング内で互いに噛み合って互いに同期反転する一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、ルーツ型真空ポンプ又はスクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプ動作休止中に、ロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間交互に寸動を繰り返すことで、ポンプケーシングとポンプロータ間、或いはポンプロータ間に発生する異物を掻き出す通常掻出動作モードで掻出動作を行ない、該通常掻出動作モードでの掻出動作時に発生する回転動力源の電動機電流が増加した場合、それまで通常掻出動作モードによる掻出動作を、正・逆転方向に１回転以内で多様な角度で回転させて掻き出しを強化する強化掻出動作モードに切替え掻き出しを行い、電動機電流が減少した時点で、通常掻出動作モードに復旧させることを特徴する。 In order to solve the above problems, the present invention includes two rotating shafts each having a pump rotor in a pump casing, and the two rotating shafts are configured to be synchronously reversed with each other by a synchronous reversing mechanism. A roots-type vacuum pump having a rotary power source by a DC or AC motor on its shaft or a rotary power source by a DC motor on two rotary shafts, or a pair of males that mesh with each other in a pump casing and are synchronously inverted. In a foreign matter scraping control method of a vacuum pump device including a screw type vacuum pump including a rotor and a female rotor, the roots type vacuum pump or the screw type vacuum pump is energized and the roots type vacuum pump or the screw type vacuum pump during operation pauses, repeated inching time alternately set arbitrarily by the following one revolution of the rotor in the forward and reverse direction this In, inter pump casing and the pump rotor, or performs a scooping operation of the foreign matter that occurs between the pump rotor scraping with normal scooping operation mode, the motor of the rotational power source generated during scooping operation at the normal scooping operation mode When the current increases, the scraping operation in the normal scraping operation mode is switched to the enhanced scraping operation mode to strengthen the scraping by rotating at various angles within one rotation in the forward / reverse direction, and scraping is performed. When the motor current decreases, the normal scraping operation mode is restored .

また、本願発明は、上記真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、２本の回転軸を通常掻出動作モードでの正・逆転方向に一回転以下で回転させる掻き出し動作は、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプの休止中であって、予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行することを特徴とする。 Further, the present invention relates to the foreign matter scraping control method of the vacuum pump device described above, the scraping operation for rotating the two rotating shafts in the forward and reverse directions in the normal scraping operation mode in one rotation or less is a roots type vacuum pump, Alternatively, the screw-type vacuum pump is stopped, and is periodically executed at a preset time interval and duration, or is executed at a random cycle.

また、本願発明は、上記真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが新品状態の時、通常掻出動作モードでの掻き出し動作時に回転動力源の電動機に流れる電流を初期値として記録し、掻き出し動作を実施する毎に初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値と比較し、該閾値を超える電動機電流が流れた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示し所定の保護動作に移行できるようにしたことを特徴とする。 The present invention also relates to the foreign matter scraping control method of the vacuum pump apparatus described above, and when the roots type vacuum pump or screw type vacuum pump is in a new state, it flows to the motor of the rotational power source during the scraping operation in the normal scraping operation mode. The current is recorded as an initial value, and each time the scraping operation is performed, the initial value is compared with a threshold value set by a predetermined calculation method.If an electric motor current exceeding the threshold value flows, the pump is engaged. It is characterized in that it can be externally displayed to shift to a predetermined protection operation.

また、本願発明は、上記真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、通常掻出動作モードでの掻き出し動作時に記録する回転動力源の電動機電流を集積記録し、該電動機電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用することを特徴とする。 Further, in the foreign matter scraping control method of the vacuum pump device according to the present invention, when the motor current of the rotating power source recorded during the scraping operation in the normal scraping operation mode is integrated and recorded, the motor current tends to increase. It is characterized in that it is operated as information for carrying out maintenance and inspection by judging that the pump biting state has deteriorated.

また、本願発明は、ポンプケーシング内にポンプロータを備えた２本の回転軸を備え、該２本の回転軸は同期反転機構により互いに同期反転するように構成され、一方の回転軸に直流或いは交流電動機による回転動力源を備えるか、或いは２本の回転軸に直流電動機による回転動力源を備えたルーツ型真空ポンプ、或いはポンプケーシング内で互いに噛み合って互いに同期反転する一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプと、該真空ポンプの回転を制御する制御装置を備えた、真空ポンプ装置において、制御装置は、ルーツ型真空ポンプ又はスクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプ動作休止中に、ロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間交互に寸動を繰り返す通常掻出動作モードを備えると共に、通常掻出動作モード時に発生する回転動力源の電動機電流が増加した場合、回転軸の正・逆転方向に１回転以内で回転している動作を多様な角度で回転させて掻き出しを強化する強化掻出動作モードに切り換え、電動機電流が減少した時点で、通常掻出動作モードに復旧する機能を備えていることを特徴とする。 Further, the present invention includes two rotating shafts each provided with a pump rotor in a pump casing, and the two rotating shafts are configured to be synchronously reversed with each other by a synchronous reversing mechanism. A roots-type vacuum pump having a rotary power source by an AC motor or having a rotary power source by a DC motor on two rotary shafts, or a pair of male and female rotors that mesh with each other in a pump casing and are synchronously reversed with each other A vacuum pump device comprising a vacuum pump comprising a screw-type vacuum pump equipped with a control device for controlling the rotation of the vacuum pump, wherein the control device is energized by the Roots-type vacuum pump or the screw-type vacuum pump. While the Roots-type vacuum pump or screw-type vacuum pump is not in operation, the rotor can be arbitrarily rotated in the forward / reverse direction within one revolution. Boss was time alternately provided with a normal scrape operation mode to repeat the inching, when the motor current of the rotational power source for generating the normal scooping operation mode is increased, the rotation within one revolution in the forward and reverse direction of the rotation axis The operation is switched to the enhanced scraping operation mode that rotates the operation at various angles to strengthen the scraping, and when the motor current decreases, it has a function to return to the normal scraping operation mode .

また、本発明は、上記真空ポンプ装置において、制御装置の通常掻出動作モードは、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプの休止中であって、予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行するモードであることを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the above vacuum pump device, the normal scraping operation mode of the control device is during the pause of the roots type vacuum pump or the screw type vacuum pump, and is periodically performed at a preset time interval and duration. This mode is characterized in that it is executed in a random cycle or in a random cycle.

また、本発明は、上記真空ポンプ装置において、制御装置は、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが新品状態の時、通常掻出動作モードによる寸動動作時に回転動力源の電動機に流れる電流を初期値として記録し、寸動動作を実施する毎に電動機に流れる電流と初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値とを比較し、該電動機電流が該閾値を超えた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示する機能を備えていることを特徴とする。 In the vacuum pump device according to the present invention, the control device may be configured such that when the Roots type vacuum pump or the screw type vacuum pump is new, the current flowing to the motor of the rotational power source during the inching operation in the normal scraping operation mode. Is recorded as an initial value, and each time the inching operation is performed, the current flowing through the motor is compared with a threshold value set by a predetermined calculation method with respect to the initial value, and when the motor current exceeds the threshold value, It has a function of displaying to the outside that the pump is in a biting state.

また、本発明は、上記真空ポンプ装置において、制御装置は、通常掻出動作モードによる寸動動作時に記録する回転動力源の電動機電流を集積記録し、該電動機電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用する機能を備えていることを特徴とする。 Further, in the vacuum pump device according to the present invention, the control device records the motor current of the rotating power source to be recorded during the inching operation in the normal scraping operation mode , and the motor current tends to increase. It is characterized by having a function to operate as information for determining that the pump biting state is deteriorated and performing maintenance and inspection.

本願発明によれば、真空ポンプ装置の停止後に、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプのロータを１回転以下で正・逆転方向に任意に設定した時間交互に寸動を繰り返すことで、ポンプケーシング内に発生した生成物を排出する際に、本真空ポンプ装置を備えた半導体製造装置の反応チャンバー内を汚染することなく、異物（生成物）の排出が可能となる。また、通常掻出動作モードで掻出動作を行ない、該通常掻出動作モードでの掻出動作時に発生する回転動力源の電動機電流が増加した場合、それまで通常掻出動作モードによる掻出動作を、正・逆転方向に１回転以内で多様な角度で回転させて掻き出しを強化する強化掻出動作モードに切替え掻き出しを行なうので、反応チャンバー内の汚染を防止しつつ、真空ポンプのエンペラ等のロータの全周にわたって異物（生成物）除去が可能となる。

According to the present invention, after the stop of the vacuum pump apparatus, by repeating the inching Roots type vacuum pump, or the time alternately set arbitrarily in the positive and reverse direction of the rotor of the screw type vacuum pump in one rotation or less, the pump When discharging the product generated in the casing, foreign matter (product) can be discharged without contaminating the reaction chamber of the semiconductor manufacturing apparatus equipped with the vacuum pump device. Also, when the scraping operation is performed in the normal scraping operation mode and the motor current of the rotating power source generated during the scraping operation in the normal scraping operation mode increases, the scraping operation by the normal scraping operation mode until then Can be rotated in various directions within one rotation in the forward / reverse direction to switch to the enhanced scraping operation mode to enhance the scraping. Foreign matter (product) can be removed over the entire circumference of the rotor.

真空ポンプ装置の停止中にルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプを連続して１回転以下の寸動動作を繰り返すことで、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが完全に冷却状態になっても生成物掻き出し動作を継続でき、冷却状態からの再始動故障を大幅に回避できる。 While the vacuum pump device is stopped, the roots vacuum pump or screw vacuum pump is completely cooled by repeatedly rotating the roots vacuum pump or screw vacuum pump continuously for one rotation or less. However, the product scraping operation can be continued, and the restart failure from the cooling state can be largely avoided.

掻き出し動作を行っている最中の電動機の駆動電流を監視し、電動機の設計で決定されている軸発生トルクが所定の値を超える程度まで電動機電流が増加した場合、真空ポンプ装置に搭載した電動機では掻き出し動作が不完全になるポンプ内の生成物が析出過大と判断して、外部へ表示することでポンプの再始動前に保守点検を促すことが可能になる。 The motor drive current of the motor during the scraping operation is monitored, and when the motor current increases to the extent that the shaft generation torque determined by the motor design exceeds a predetermined value, the motor installed in the vacuum pump device Then, it is determined that the product in the pump that is incomplete in the scraping operation is excessively deposited, and displayed outside, thereby prompting maintenance inspection before restarting the pump.

以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２はスクリュー型の真空ポンプの一般的構造を示す図であり、図２（ａ）側面図、図２（ｂ）は正面図、図（ｃ）は平面図である。図示するように、スクリュー型の真空ポンプ１０は、ポンプケーシング１１内にインペラ１２等のポンプロータを備えた２本の回転軸１３、１３が配置され、該２本の回転軸１３、１３は同期反転ギア（同期反転機構）１４を介して電動機１５により駆動され、互いに同期反転するようになっている。なお、１６は吸気口であり、図示しない半導体製造装置が備える反応チャンバーの排気口に接続される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2A and 2B are diagrams showing a general structure of a screw type vacuum pump. FIG. 2A is a side view, FIG. 2B is a front view, and FIG. 2C is a plan view. As shown in the figure, the screw-type vacuum pump 10 has two rotary shafts 13 and 13 having a pump rotor such as an impeller 12 disposed in a pump casing 11, and the two rotary shafts 13 and 13 are synchronized. It is driven by an electric motor 15 via a reversing gear (synchronous reversing mechanism) 14 so as to be synchronized with each other. Reference numeral 16 denotes an intake port, which is connected to an exhaust port of a reaction chamber provided in a semiconductor manufacturing apparatus (not shown).

ルーツ型の真空ポンプ２０は、図３に一般的断面構造例を示すように、ポンプケーシング２１内にインペラ２２等のポンプロータを備えた２本の回転軸２３、２３が配置されている。そして図示は省略するが図2に示すスクリュー型の真空ポンプ１０と同様、該２本の回転軸２３、２３は同期反転ギア（同期反転機構）を介して電動機により駆動され、互いに同期反転するようになっている。なお、２６は吸気口であり、図示しない半導体製造装置が備える反応チャンバーの排気口に接続される。 As shown in FIG. 3, the roots-type vacuum pump 20 includes two rotary shafts 23 and 23 each provided with a pump rotor such as an impeller 22 in a pump casing 21. Although not shown, like the screw type vacuum pump 10 shown in FIG. 2, the two rotary shafts 23 and 23 are driven by an electric motor via a synchronous reversing gear (synchronous reversing mechanism) so that they are synchronously reversed. It has become. Reference numeral 26 denotes an intake port, which is connected to an exhaust port of a reaction chamber provided in a semiconductor manufacturing apparatus (not shown).

上記構造のスクリュー型の真空ポンプ１０、或いはルーツ型の真空ポンプ２０を図示しない、半導体製造装置の反応チャンバーの排気口に接続し、２本の回転軸１３、１３、又は２本の回転軸２３、２３を高速回転させることにより、インペラ１２、１２、又はインペラ２３、２３を高速回転させ、反応チャンバー内の反応ガスを排出する。一部の反応ガスは、上述のように常温状態で成分中の物質が析出し、固化するという特性がある。 The screw-type vacuum pump 10 or the roots-type vacuum pump 20 having the above-described structure is connected to an exhaust port of a reaction chamber of a semiconductor manufacturing apparatus (not shown), and the two rotary shafts 13 and 13 or the two rotary shafts 23 are connected. , 23 are rotated at a high speed, the impellers 12, 12 or the impellers 23, 23 are rotated at a high speed, and the reaction gas in the reaction chamber is discharged. As described above, some reaction gases have a characteristic that the substances in the components are precipitated and solidified at room temperature.

スクリュー型の真空ポンプ１０のインペラ１２とポンプケーシング１１の間及びインペラ１２とインペラ１２の間の隙間は非常に小さく、ポンプケーシング１１内で反応ガスの成分中の物質が析出し、固化すると、図4に示すように異物（生成物）１００として、インペラ１２とインペラ１２の間やポンプケーシング１１内面とインペラ１２の間に堆積する。また、図示は省略するが同じような現象がルーツ型の真空ポンプ２０でも起る。 The gaps between the impeller 12 and the pump casing 11 of the screw-type vacuum pump 10 and between the impeller 12 and the impeller 12 are very small, and the substances in the components of the reaction gas are precipitated and solidified in the pump casing 11. As shown in FIG. 4, the foreign matter (product) 100 accumulates between the impeller 12 and the impeller 12 or between the inner surface of the pump casing 11 and the impeller 12. Although not shown, the same phenomenon occurs in the roots-type vacuum pump 20.

上記のように生成物が析出しても、ポンプが連続的に運転されている間は、インペラ１２、１２の回転により、生成物は排出されるため問題がないが、真空ポンプ停止中にポンプケーシング内に残留した反応ガスから析出が発生すると、ポンプ室隙間全体に析出物が固体化し堆積するため、次回真空ポンプを起動する際、非常に大きな起動トルクが必要になり、最悪の場合は真空ポンプが起動できなくなる。そこで、ここではスクリュー型の真空ポンプ１０の通電中であって、該真空ポンプの動作休止中に、回転軸１３、１３（インペラ１２、１２）を正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返すことで、ポンプケーシング１１とインペラ１２の間、及びインペラ１２とインペラ１２の間に生成する異物１００を掻き出し、ポンプ始動時に噛み込み状態の発生を回避する。 Even if the product is deposited as described above, there is no problem because the product is discharged by the rotation of the impellers 12 and 12 while the pump is continuously operated. If precipitation occurs from the reaction gas remaining in the casing, the precipitate solidifies and accumulates in the entire gap in the pump chamber, which requires a very large starting torque the next time the vacuum pump is started. The pump will not start. Therefore, here, while the screw-type vacuum pump 10 is energized and the operation of the vacuum pump is stopped, the rotary shafts 13 and 13 (impellers 12 and 12) are arbitrarily set within one rotation or less in the forward and reverse directions. By repeating the inching of each other for a certain period of time, the foreign matter 100 generated between the pump casing 11 and the impeller 12 and between the impeller 12 and the impeller 12 is scraped off, thereby avoiding the occurrence of a biting state when the pump is started.

また、ルーツ型の真空ポンプ２０においても、真空ポンプ２０の通電中であって、該真空ポンプの動作休止中に、回転軸２３、２３（インペラ２２、２２）を正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返すことで、ポンプケーシング２１とインペラ２２の間及びインペラ２２とインペラ２２の間に生成する異物１００を掻き出し、ポンプ始動時に噛み込み状態の発生を回避する。以下生成物（異物）の掻き出し制御について詳細に説明する。 Also in the roots-type vacuum pump 20, when the vacuum pump 20 is energized and the operation of the vacuum pump is stopped, the rotary shafts 23 and 23 (impellers 22 and 22) are rotated in the forward and reverse directions by one rotation or less. By repeating the inching of each other for an arbitrarily set time, the foreign matter 100 generated between the pump casing 21 and the impeller 22 and between the impeller 22 and the impeller 22 is scraped off, thereby avoiding the occurrence of a biting state when the pump is started. Hereinafter, the scraping control of the product (foreign matter) will be described in detail.

図１はスクリュー型の真空ポンプ１０やルーツ型の真空ポンプ２０を駆動するＤＣブラシレスモータの構成を示す図である。本ＤＣブラシレスモータ３０は２極のＤＣブラシレスモータであり、固定子３１と、該固定子３１内に回転自在に配置された回転子３５とを備えている。固定子３１の内部には一対の駆動磁極３２−１、３２−２が１組として、３組が１２０°等配で配置されている。また、回転子３５には、円周上にＮ極、Ｓ極が対称に１組の突極磁石３６−１、３６−２が配置されている。各駆動磁極３２−１、３２−２には、励磁電流を供給するための励磁コイル３３−１、３３−２が設けられ、駆動磁極３２−１には回転子３５の突極磁石３６−１の位置を検出するためのホール素子３４が設けられている。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a DC brushless motor that drives a screw-type vacuum pump 10 and a roots-type vacuum pump 20. The DC brushless motor 30 is a two-pole DC brushless motor, and includes a stator 31 and a rotor 35 that is rotatably disposed in the stator 31. Inside the stator 31, a pair of drive magnetic poles 32-1 and 32-2 is arranged as one set, and three sets are arranged at 120 ° intervals. The rotor 35 is provided with a pair of salient pole magnets 36-1 and 36-2 that are symmetrical with respect to the N and S poles on the circumference. Excitation coils 33-1 and 33-2 for supplying an excitation current are provided in each of the drive magnetic poles 32-1 and 32-2, and the salient pole magnet 36-1 of the rotor 35 is provided in the drive magnetic pole 32-1. Hall element 34 for detecting the position of is provided.

図５は上記ＤＣブラシレスモータ３０を駆動する駆動回路のシステム構成を示す図である。駆動回路４０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなるインバータ回路で、スイッチング素子４１Ｕ−１、４１Ｕ−２、スイッチング素子４１Ｖ−１、４１Ｖ−２、スイッチング素子４１Ｗ−１、４１Ｗ−２を備え、交流電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）から電力を整流回路４２で直流に変換し、該直流電力をＵ、Ｖ、Ｗ相からなる３相の交流パルスに変換し、ＤＣブラシレスモータ３０の直列に接続されたＵ、Ｖ、Ｗの各相の励磁コイル３３−１、３３−２に供給するようになっている。即ち、ＤＣブラシレスモータ３０の回転子３５の突極磁石３６−１の位置をホール素子３４で検出し、その位置と回転方向に見合った回転磁界が発生するように各相の励磁コイル３３−１、３３−２に励磁電流を供給する。 FIG. 5 is a diagram showing a system configuration of a drive circuit that drives the DC brushless motor 30. The drive circuit 40 is an inverter circuit composed of a U phase, a V phase, and a W phase, and includes switching elements 41U-1 and 41U-2, switching elements 41V-1 and 41V-2, and switching elements 41W-1 and 41W-2. The power from the AC power source (R, S, T) is converted into DC by the rectifier circuit 42, the DC power is converted into a three-phase AC pulse consisting of U, V, and W phases, and the DC brushless motor 30 is connected in series. It is supplied to the excitation coils 33-1 and 33-2 of the connected U, V, and W phases. That is, the position of the salient pole magnet 36-1 of the rotor 35 of the DC brushless motor 30 is detected by the Hall element 34, and an excitation coil 33-1 for each phase is generated so that a rotating magnetic field corresponding to the position and the rotation direction is generated. , 33-2 is supplied with an exciting current.

真空ポンプを通常運転する際には、正回転方向に回転子３５が回転するように駆動回路４０から励磁電流が出力されているが、ＤＣブラシレスモータ３０を停止して真空ポンプを停止した後は、ＤＣブラシレスモータ３０の２つの特定の相間、例えばＵ−Ｖ相間とＶ−Ｗ相間への交互に駆動回路４０から特定方向の励磁電流が出力する。固定子３１に配置された駆動磁極は、ＤＣブラシレスモータの極数によって異なるが、図１に示す２極モータの場合は、上記のように固定子３１の内部に対向して１２０°等配で配置されている。回転子３５は固定子３１の駆動磁極３２に発生する回転磁界に引きずられて回転する。 During normal operation of the vacuum pump, an excitation current is output from the drive circuit 40 so that the rotor 35 rotates in the forward rotation direction. After the DC brushless motor 30 is stopped and the vacuum pump is stopped, An excitation current in a specific direction is output from the drive circuit 40 alternately between two specific phases of the DC brushless motor 30, for example, between the U-V phase and the V-W phase. The driving magnetic poles arranged on the stator 31 differ depending on the number of poles of the DC brushless motor. However, in the case of the two-pole motor shown in FIG. Has been placed. The rotor 35 rotates by being dragged by a rotating magnetic field generated in the drive magnetic pole 32 of the stator 31.

図５に示すように、回転子３５の回転中止中に、駆動回路４０からＵ−Ｖ相間へ特定方向の励磁電流を供給すると、図6に示すように、固定子３１のコア内で対向して配置された一方の駆動磁極３２−１はＮ極に、他方の駆動磁極３２−２はＳ極に励磁される。この励磁によって、図7に示すように、回転子３５は固定子３１に発生した磁界と引き合う方向に回転し、固定子３１の駆動磁極３２−１、３２−２と回転子３５の突極磁石３６−１、３６−２が完全に重なった回転角で停止する。 As shown in FIG. 5, when an excitation current in a specific direction is supplied from the drive circuit 40 to the U-V phase while the rotation of the rotor 35 is stopped, as shown in FIG. One of the drive magnetic poles 32-1 arranged in this manner is excited to the N pole, and the other drive magnetic pole 32-2 is excited to the S pole. By this excitation, as shown in FIG. 7, the rotor 35 rotates in a direction attracting the magnetic field generated in the stator 31, and the driving magnetic poles 32-1 and 32-2 of the stator 31 and the salient pole magnet of the rotor 35. It stops at the rotation angle at which 36-1 and 36-2 completely overlap.

次の時点で、駆動回路４０から別の相間、例えばＶ−Ｕ相間に励磁電流を供給すると、上記Ｕ−Ｖ相間で回転子３５が移動した場合と同様に、回転子３５の突極磁石３６−１、３６−２はＵ相の位置からＶ相側へ移動し、固定子３１のＶ相の駆動磁極３２−１、３２−２と回転子３５の突極磁石３６−１、３６−２が完全に重なった回転角で停止する。このとき回転子３５の回転量はＵ相からＶ相への角度１２０°だけ回転することになる。このＵ相からＶ相、Ｖ相からＵ相に回転子を移動させた動作を所定の時間間隔で交互に繰り返すことで、図８に示すように回転子３５を回転角１２０°だけ常時寸動させることが可能となる。 When an excitation current is supplied from the drive circuit 40 to another phase, for example, between the V-U phases at the next time, the salient pole magnets 36 of the rotor 35 are the same as when the rotor 35 moves between the U-V phases. -1 and 36-2 move from the U-phase position to the V-phase side, and the V-phase drive magnetic poles 32-1 and 32-2 of the stator 31 and the salient pole magnets 36-1 and 36-2 of the rotor 35. Stops at the angle of rotation that completely overlaps. At this time, the rotation amount of the rotor 35 is rotated by an angle of 120 ° from the U phase to the V phase. By alternately repeating the operation of moving the rotor from the U-phase to the V-phase and from the V-phase to the U-phase at predetermined time intervals, the rotor 35 is constantly inclined by a rotation angle of 120 ° as shown in FIG. It becomes possible to make it.

上記の寸動動作を４極のＤＣブラシレスモータで実施する場合は、回転子３５の突極磁極３６及び固定子３１の駆動磁極３２が対向位置に対の磁極方向にはならず、Ｕ相、Ｖ相磁極を交互に励磁することで回転子３５を回転角６０°で常時寸動させることができる。 When the above-described inching operation is performed by a 4-pole DC brushless motor, the salient pole magnetic pole 36 of the rotor 35 and the drive magnetic pole 32 of the stator 31 are not opposed to each other in the paired magnetic pole directions. By alternately exciting the V-phase magnetic poles, the rotor 35 can always be moved at a rotation angle of 60 °.

上記のように、回転子３５を常時１２０°の回転角度で寸動動作を行った真空ポンプは、通常運転を終え、停止している最中にポンプ本体の温度が低下し、ポンプ内部に残留していた反応ガスが冷やされ、反応ガス成分が徐々に析出した場合であっても、図4に示すように真空ポンプのインペラ１２とインペラ１２との隙間にある異物（生成物）１００を掻き出し、次回に真空ポンプの運転を開始した場合の故障を防止できる。 As described above, the vacuum pump in which the rotor 35 is always inching at a rotation angle of 120 ° ends the normal operation, and the temperature of the pump body decreases while it is stopped, and remains in the pump. Even when the reaction gas is cooled and the reaction gas components are gradually deposited, the foreign matter (product) 100 in the gap between the impeller 12 and the impeller 12 of the vacuum pump is scraped out as shown in FIG. The failure when the vacuum pump is started next time can be prevented.

上記回転子３５の寸動状態は、固定子３１の特定相間の駆動磁極３２−１、３２−２を交互に励磁することを基本としているが、特定相間だけで寸動を行っていると、特定角度範囲だけが生成物が排除された状態となり、真空ポンプの再始動時にこの特定角度範囲以外の回転角範囲で噛み込み状態が発生する可能性がある。この対策として、Ｕ相・Ｖ相間で実行されていた回転子３５の寸動動作を、適当な時間間隔でＶ相・Ｗ相間或いはＷ相・Ｕ相間に移行することで真空ポンプを逆転させることにより反応チャンバー内の汚染を防止しつつ、真空ポンプのエンペラ等のロータ全周にわたり生成物の除去が可能となる。 The inching state of the rotor 35 is based on alternately exciting the drive magnetic poles 32-1 and 32-2 between specific phases of the stator 31, but when inching is performed only between specific phases, Only in a specific angle range, the product is excluded, and when the vacuum pump is restarted, a biting state may occur in a rotation angle range other than the specific angle range. As a countermeasure, the vacuum pump is reversed by shifting the inching operation of the rotor 35 executed between the U phase and the V phase between the V phase and the W phase or between the W phase and the U phase at an appropriate time interval. This makes it possible to remove the product over the entire circumference of the rotor such as the impeller of the vacuum pump while preventing contamination in the reaction chamber.

更に、図９に示すように、真空ポンプを駆動するＤＣブラシレスモータの電機子の寸動動作実行中の励磁電流を監視（ここではＵ相電流を監視）し、寸動動作時の電流が所定の閾値電流を超えた場合、生成物によりエンペラ等のポンプロータとケーシング等のポンプステータの間の隙間が減少し、且つポンプロータの寸動動作によっても生成物を掻き出すことができなくなりつつあると判断し、点検を促す信号を外部に発信するようにしてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 9, the exciting current during the inching operation of the armature of the DC brushless motor that drives the vacuum pump is monitored (here, the U-phase current is monitored), and the current during the inching operation is predetermined. When the threshold current is exceeded, the gap between the pump rotor such as the impeller and the pump stator such as the casing is reduced by the product, and the product cannot be scraped out even by the inching operation of the pump rotor. It is also possible to make a determination and send a signal for prompting inspection to the outside.

更に、ポンプロータの寸動動作実行中の励磁電流が所定の閾値を超えたと判断すると、掻き出し動作を固定子の相間の駆動磁極の交互動作ではなく、電気角として１回転まで回転させることで、掻き出し工程を延長し、掻き出し力強化を選択することも可能となる。 Further, when it is determined that the excitation current during the inching operation of the pump rotor has exceeded a predetermined threshold, the scraping operation is rotated up to one rotation as an electrical angle instead of the alternating operation of the driving magnetic poles between the phases of the stator, It is possible to extend the scraping process and select the scraping force enhancement.

また、ＤＣブラシレスモータの極数を増加させることにより、ポンプロータの寸動動作の回転角度範囲を細分化することが可能で、掻き出し動作時のポンプロータの回転角の自由度を増すことができる。 Further, by increasing the number of poles of the DC brushless motor, it is possible to subdivide the rotational angle range of the inching operation of the pump rotor, and to increase the degree of freedom of the rotational angle of the pump rotor during the scraping operation. .

また、上記実施形態例では、真空ポンプを駆動する電動機としてＤＣブラシレスモータを用い、ＤＣブラシレスモータの回転子の寸動動作によりポンプロータを１回転以下の角度範囲で正・逆転方向に回転させる寸動動作を実施する例を示したが、ＤＣブラシレスモータでなく、誘導電動機であっても、ＡＣサーボモータ制御のように、電機子の回転角角度を制御することが可能な専用インバータを用いることで、真空ポンプ停止中にポンプロータを１回転以下で正・逆回転方向に交互運転を行うことも十分可能である。 In the above embodiment, a DC brushless motor is used as the electric motor for driving the vacuum pump, and the pump rotor is rotated in the forward / reverse direction within an angular range of one rotation or less by the inching operation of the rotor of the DC brushless motor. Although an example of performing a dynamic operation has been shown, a dedicated inverter capable of controlling the rotation angle of the armature, such as an AC servo motor control, is used even for an induction motor instead of a DC brushless motor. Thus, while the vacuum pump is stopped, the pump rotor can be operated alternately in the forward / reverse direction with one rotation or less.

通常の誘導電動機では、固定子はロータの位置には関係なく、回転磁界を発生させ、ロータはこの回転磁界に引きずられるように回転するため、１回転以内の回転位置制御は非常に難しく、１回転以内の正・逆回転制御を行うことができない。これに対してＡＣサーボモータはロータ回転位置を検出するために、エンコーダを搭載してロータ回転位置と回転磁界の適正な制御を行いつつ、ロータを回転させている。このため、１回転以内のロータ回転位置についても、検出制御を行うことが可能であり、本願発明における１回転以内での正・逆回転の交互運転が実行可能である。 In a normal induction motor, the stator generates a rotating magnetic field regardless of the position of the rotor, and the rotor rotates so as to be dragged by this rotating magnetic field. Therefore, it is very difficult to control the rotational position within one rotation. Forward / reverse rotation control within rotation cannot be performed. On the other hand, in order to detect the rotor rotation position, the AC servo motor is equipped with an encoder to rotate the rotor while appropriately controlling the rotor rotation position and the rotating magnetic field. For this reason, it is possible to perform detection control for the rotor rotation position within one rotation, and it is possible to execute the forward / reverse rotation operation within one rotation in the present invention.

上記真空ポンプの異物掻き出し制御方法を纏めると下記のようになる。
・真空ポンプの動作休止中に、ポンプロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返す寸動動作をさせる。 The foreign matter scraping control method of the vacuum pump is summarized as follows.
-While the vacuum pump is not operating, the pump rotor is moved in the forward / reverse direction at one rotation or less and the inching operation is repeated repeatedly for a set time.

・真空ポンプの動作休止中に、上記ポンプロータの寸動動作を予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行させる。 -While the vacuum pump is stopped, the inching operation of the pump rotor is periodically executed at a preset time interval and duration, or is executed at random intervals.

・真空ポンプの動作休止中に、真空ポンプが新品状態の時のポンプロータの寸動動作時にモータに流れる電流を初期値として記録し、寸動動作を実施する毎にモータに流れる電流と初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値とを比較し、モータ電流が閾値を超えた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示する。・ While the vacuum pump is suspended, the current that flows to the motor during the inching operation of the pump rotor when the vacuum pump is new is recorded as the initial value, and the current that flows to the motor and the initial value each time the inching operation is performed Is compared with a threshold value set by a predetermined calculation method, and if the motor current exceeds the threshold value, it is externally displayed that the pump is in the biting state.

・真空ポンプの動作休止中に、ポンプロータの寸動動作時にモータに流れる電流を集積記録し、該モータ電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用する。 -While the vacuum pump is not operating, the current flowing to the motor during the pump rotor inching operation is integrated and recorded. If the motor current tends to increase, it is judged that the pump biting state has deteriorated, and maintenance inspections are performed. It is used as information for

・真空ポンプの動作休止中に、ポンプロータの寸動動作時に発生するモータ電流が増加した場合、ポンプロータの正・逆転方向に１回転以内で回転している動作を多様な角度で回転するような多様寸動動作モードに切り換え、モータ電流が減少した時点で、通常の掻き出し寸動動作に復旧する。 -If the motor current generated during the pump rotor inching operation increases while the vacuum pump is not operating, the operation rotating within one rotation in the forward / reverse direction of the pump rotor is rotated at various angles. When the motor current decreases, the normal scraping operation is restored.

なお、図示は省略するが、上記スクリュー型の真空ポンプ１０、又はルーツ型の真空ポンプ２０を駆動するモータを制御する制御装置に上記制御方法を実施する機能を持たせ、真空ポンプ装置として構成してもよい。 Although illustration is omitted, a control device that controls the motor that drives the screw-type vacuum pump 10 or the roots-type vacuum pump 20 has a function of performing the control method, and is configured as a vacuum pump device. May be.

また、上記例では、スクリュー型の真空ポンプ１０の回転軸１３、１３を同期反転ギア１４を介して１台の電動機で互いに反転するように構成したが、スクリュー型の真空ポンプ１０の回転軸１３、１３のそれぞれ軸端に図１０に示すような、それぞれ同一の構成を有する一対のマグネットロータ５１、５１が連結され、ＤＣブラシレスモータとして回転軸１３、１３を反転駆動すると共に、マグネットカップリングにより回転軸１３、１３を同期反回転させるマグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータとしてもよい。 In the above example, the rotary shafts 13 and 13 of the screw-type vacuum pump 10 are reversed with each other by a single electric motor via the synchronous inversion gear 14, but the rotary shaft 13 of the screw-type vacuum pump 10 is reversed. 10, a pair of magnet rotors 51 and 51 having the same configuration as shown in FIG. 10 are connected to each other, and the rotary shafts 13 and 13 are driven in reverse as a DC brushless motor, and by magnet coupling. It is good also as a magnet coupling type DC brushless motor which rotates the rotating shafts 13 and 13 synchronously.

図１０に示すように、各マグネットロータ５１は、回転軸１３の軸端に連結された磁性材のヨーク５１ｂの外周にリング形状のマグネット５１ａを周設している。マグネットロータ５１の外周上には着磁したマグネット５１ａが周設され、互いのマグネットロータ５１、５１の異磁極が引き合うように対向して、且つクリアランスＣを保って配置されている。なお、マグネットロータ５１の極数は４、６、８、・・・などの偶数であり、ここでは６としている。 As shown in FIG. 10, each magnet rotor 51 has a ring-shaped magnet 51 a provided around the outer periphery of a magnetic material yoke 51 b connected to the shaft end of the rotary shaft 13. A magnetized magnet 51a is provided on the outer periphery of the magnet rotor 51, and is arranged so as to face each other so that the different magnetic poles of the magnet rotors 51 and 51 are attracted to each other and maintain a clearance C. The number of poles of the magnet rotor 51 is an even number such as 4, 6, 8,...

スクリュー型の真空ポンプ１０の回転軸１３、１３は、マグネットロータ５１、５１のマグネットカップリング作用により、同期して反対方向に回転する。これにより、タイミングギヤが無くても安定した２軸同期反回転が可能なスクリューポンプが構成される。各マグネットロータ５１の外周面の一部に近接して、鉄心５２ａと巻線５２ｂから成る三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のモータステータ５２が配置されている。三相のモータステータ５２はマグネットロータ５１同士がマグネットカップリングする側とは回転軸に関して反対側に配置されている。これにより、マグネットロータ５１同士が互いに吸引するマグネットカップリング力をマグネットロータ５１とモータステータの鉄心５２ａに作用する吸引力でキャンセルすることができる。 The rotating shafts 13 and 13 of the screw type vacuum pump 10 are rotated in opposite directions in synchronization by the magnet coupling action of the magnet rotors 51 and 51. As a result, a screw pump capable of stable biaxial synchronous counter-rotation without a timing gear is configured. Close to a part of the outer peripheral surface of each magnet rotor 51, a three-phase (U, V, W) motor stator 52 comprising an iron core 52a and a winding 52b is disposed. The three-phase motor stator 52 is arranged on the side opposite to the side where the magnet rotors 51 are coupled to each other with respect to the rotation axis. Thereby, the magnet coupling force that the magnet rotors 51 attract each other can be canceled by the attraction force that acts on the magnet rotor 51 and the iron core 52a of the motor stator.

３相のモータステータ磁極は、マグネットロータ５１の磁極数６極に対応し、図１０の矢印Ｄ、Ｅに示すようにマグネットロータ５１の４極に磁界をかけるようにしている。三相の巻線５２ｂに所要の矩形パルス状波形の直流電流を供給することで、任意の回転数でスクリュー型の真空ポンプ１０の２本の回転軸１３、１３を同期反転駆動することができる。 The three-phase motor stator magnetic poles correspond to the number of magnetic poles of the magnet rotor 51, and a magnetic field is applied to the four poles of the magnet rotor 51 as indicated by arrows D and E in FIG. By supplying a direct current of a required rectangular pulse waveform to the three-phase winding 52b, the two rotary shafts 13 and 13 of the screw-type vacuum pump 10 can be synchronously inverted and driven at an arbitrary rotational speed. .

スクリュー型の真空ポンプ１０の動作休止中に、回転軸１３、１３が正・逆転方向に１回転以下で回転するようにモータステータ５２の巻線５２ｂに矢印Ｄ、Ｅ及びその反対に磁界が発生する所要の矩形パルス状波形の直流電流を供給することで、任意に設定した時間互いに反対方向に寸動する動作を繰り返すことができる。また、ルーツ型の真空ポンプ２０においても、駆動部を上記のように構成し、任意の回転数で２本の回転軸２３、２３を同期反転駆動することができると共に、任意に設定した時間互いに反対方向に寸動する動作を繰り返すことができる。 While the operation of the screw type vacuum pump 10 is stopped, magnetic fields are generated in the windings 52b of the motor stator 52 in the direction of the arrows D and E and vice versa so that the rotary shafts 13 and 13 rotate in one direction or less in the forward and reverse directions. By supplying a direct current of a required rectangular pulse waveform, the operation of jogging in opposite directions can be repeated for an arbitrarily set time. In the roots-type vacuum pump 20, the drive unit is configured as described above, and the two rotary shafts 23 and 23 can be synchronously reversed and driven at an arbitrary rotational speed. The operation of moving in the opposite direction can be repeated.

以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Can be modified.

本発明に係る真空ポンプを駆動するＤＣブラシレスモータの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the DC brushless motor which drives the vacuum pump which concerns on this invention. スクリュー型の真空ポンプの一般的外観構造例を示す図で、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は平面図である。FIG. 2A is a side view, FIG. 2B is a front view, and FIG. 2C is a plan view, illustrating an example of a general external structure of a screw-type vacuum pump. ルーツ型真空ポンプの一般的断面構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general cross-section of a Roots type vacuum pump. スクリュー型真空ポンプのインペラ間に異物を挟んだ状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the state which pinched | interposed the foreign material between the impellers of a screw type vacuum pump. ＤＣブラシレスモータの駆動回路のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the drive circuit of DC brushless motor. ＤＣブラシレスモータの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of DC brushless motor. ＤＣブラシレスモータの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of DC brushless motor. ＤＣブラシレスモータの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of DC brushless motor. ＤＣブラシレスモータの寸動動作中の電動機電流の変化状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change state of the electric motor electric current during inching operation of DC brushless motor. 本発明に係る真空ポンプを駆動するマグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the magnet coupling type DC brushless motor which drives the vacuum pump which concerns on this invention.

１０スクリュー型の真空ポンプ
１１ポンプケーシング
１２インペラ
１３回転軸
１４同期反転ギア（同期反転機構）
１５電動機
１６吸気口
２０ルーツ型の真空ポンプ
２１ポンプケーシング
２２インペラ
２３回転軸
２６吸気口
３０ＤＣブラシレスモータ
３１固定子
３２駆動磁極
３３励磁コイル
３４ホール素子
３５回転子
３６突極磁石
４０駆動回路
４１Ｕスイッチング素子
４１Ｖスイッチング素子
４１Ｗスイッチング素子
５０マグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータ
５１マグネットロータ
５１ａマグネット
５１ｂヨーク
５２モータステータ
５２ａ鉄心
５２ｂ巻線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Screw type vacuum pump 11 Pump casing 12 Impeller 13 Rotating shaft 14 Synchronous inversion gear (Synchronous inversion mechanism)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Electric motor 16 Intake port 20 Roots type vacuum pump 21 Pump casing 22 Impeller 23 Rotating shaft 26 Inlet port 30 DC brushless motor 31 Stator 32 Drive magnetic pole 33 Excitation coil 34 Hall element 35 Rotor 36 Salient pole magnet 40 Drive circuit 41U Switching Element 41V Switching element 41W Switching element 50 Magnet coupling type DC brushless motor 51 Magnet rotor 51a Magnet 51b Yoke 52 Motor stator 52a Iron core 52b Winding

Claims

ポンプケーシング内にポンプロータを備えた２本の回転軸を備え、該２本の回転軸は同期反転機構により互いに同期反転するように構成され、一方の回転軸に直流或いは交流電動機による回転動力源を備えるか、或いは２本の回転軸に直流電動機による回転動力源を備えたルーツ型真空ポンプ、或いはポンプケーシング内で互いに噛み合って互いに同期反転する一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
前記ルーツ型真空ポンプ又は前記スクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプ動作休止中に、前記ロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間交互に寸動を繰り返すことで、前記ポンプケーシングとポンプロータ間、或いは前記ポンプロータ間に発生する異物を掻き出す通常掻出動作モードで掻出動作を行ない、該通常掻出動作モードでの掻出動作時に発生する前記回転動力源の電動機電流が増加した場合、それまで通常掻出動作モードによる掻出動作を、正・逆転方向に１回転以内で多様な角度で回転させて掻き出しを強化する強化掻出動作モードに切替え掻き出しを行い、電動機電流が減少した時点で、前記通常掻出動作モードに復旧させることを特徴する真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。 The pump casing includes two rotating shafts each having a pump rotor, the two rotating shafts are configured to be synchronously reversed with each other by a synchronous reversing mechanism, and a rotational power source by a DC or AC motor is provided on one rotating shaft. Or a roots-type vacuum pump having a rotational power source by a DC motor on two rotating shafts, or a screw-type vacuum having a pair of male and female rotors that mesh with each other in a pump casing and are synchronized with each other. In the foreign matter scraping control method of the vacuum pump device provided with the pump,
While the Roots type vacuum pump or the Screw type vacuum pump is energized and the Roots type vacuum pump or the Screw type vacuum pump is not operated, the rotor is arbitrarily set within one rotation or less in the forward / reverse direction. By repeating inching alternately , the scraping operation is performed in the normal scraping operation mode in which foreign matter generated between the pump casing and the pump rotor or between the pump rotors is scraped, and the scraping in the normal scraping operation mode is performed. When the motor current of the rotational power source generated during the start-up operation increases, the scraping operation in the normal scraping operation mode is rotated at various angles within one rotation in the forward and reverse directions until then, and the scraping is strengthened. perform raking switched to enhance scooping operation mode, when the motor current decreases, vacuum Pont to, characterized in that to restore the normal scooping operation mode Foreign matter scraped control method of the device.

請求項１に記載の真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
２本の回転軸を前記通常掻出動作モードでの正・逆転方向に一回転以下で回転させる前記掻き出し動作は、前記ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプの休止中であって、予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行することを特徴とする真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。 In the foreign matter scraping control method of the vacuum pump device according to claim 1,
The scraping operation for rotating the two rotating shafts in one or less rotations in the forward / reverse direction in the normal scraping operation mode is performed when the Roots vacuum pump or the screw vacuum pump is stopped in advance. A foreign matter scraping control method for a vacuum pump device, wherein the foreign matter scraping control method is executed periodically at a set time interval and duration or at random intervals.

請求項１又は２に記載の真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
前記ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが新品状態の時、前記通常掻出動作モードでの掻き出し動作時に前記回転動力源の電動機に流れる電流を初期値として記録し、前記掻き出し動作を実施する毎に前記初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値と比較し、該閾値を超える電動機電流が流れた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示し所定の保護動作に移行できるようにしたことを特徴とする真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。 In the foreign matter scraping control method of the vacuum pump device according to claim 1 or 2,
When the Roots-type vacuum pump or the screw-type vacuum pump is in a new state, the current flowing to the motor of the rotary power source during the scraping operation in the normal scraping operation mode is recorded as an initial value, and the scraping operation is performed. Each time the initial value is compared with a threshold value set by a predetermined calculation method, and an electric motor current exceeding the threshold value flows, the fact that the pump is in the biting state is displayed to the outside and a predetermined protective operation is performed. A foreign matter scraping control method for a vacuum pump device, characterized in that the transfer is possible.

請求項３に記載の真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
前記通常掻出動作モードでの掻き出し動作時に記録する回転動力源の電動機電流を集積記録し、該電動機電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用することを特徴とする真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。 In the foreign matter scraping control method of the vacuum pump device according to claim 3,
The motor current of the rotary power source that is recorded during the scraping operation in the normal scraping operation mode is integrated and recorded. If the motor current tends to increase, it is determined that the pump engagement state has deteriorated, and maintenance inspection is performed. The foreign matter scraping control method of the vacuum pump device, wherein the vacuum pump device is operated as information for the purpose.

ポンプケーシング内にポンプロータを備えた２本の回転軸を備え、該２本の回転軸は同期反転機構により互いに同期反転するように構成され、一方の回転軸に直流或いは交流電動機による回転動力源を備えるか、或いは２本の回転軸に直流電動機による回転動力源を備えたルーツ型真空ポンプ、或いはポンプケーシング内で互いに噛み合って互いに同期反転する一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプと、該真空ポンプの回転を制御する制御装置を備えた、真空ポンプ装置において、
前記制御装置は、前記ルーツ型真空ポンプ又は前記スクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプ動作休止中に、前記ロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間交互に寸動を繰り返す通常掻出動作モードを備えると共に、前記通常掻出動作モード時に発生する前記回転動力源の電動機電流が増加した場合、前記回転軸の正・逆転方向に１回転以内で回転している動作を多様な角度で回転させて掻き出しを強化する強化掻出動作モードに切り換え、電動機電流が減少した時点で、前記通常掻出動作モードに復旧する機能を備えていることを特徴とする真空ポンプ装置。 The pump casing includes two rotating shafts each having a pump rotor, the two rotating shafts are configured to be synchronously reversed with each other by a synchronous reversing mechanism, and a rotational power source by a DC or AC motor is provided on one rotating shaft. Or a roots-type vacuum pump having a rotational power source by a DC motor on two rotating shafts, or a screw-type vacuum having a pair of male and female rotors that mesh with each other in a pump casing and are synchronized with each other. In a vacuum pump device comprising a vacuum pump having a pump and a control device for controlling the rotation of the vacuum pump,
The control device is configured to turn the rotor one turn or less in the forward / reverse direction while the Roots vacuum pump or the screw vacuum pump is energized and the Roots vacuum pump or the screw vacuum pump is stopped. In the normal scraping operation mode in which the inching is repeated alternately for an arbitrarily set time at the time, and when the motor current of the rotating power source generated in the normal scraping operation mode increases, the forward / reverse direction of the rotating shaft A function that restores the normal scraping operation mode when the motor current is reduced by switching to the enhanced scraping operation mode that strengthens the scraping by rotating the operation rotating within one rotation at various angles. A vacuum pump device characterized by that.

請求項５に記載の真空ポンプ装置において、
前記制御装置の前記通常掻出動作モードは、前記ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプの休止中であって、予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行するモードであることを特徴とする真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to claim 5 ,
The normal scraping operation mode of the control device is the pause of the roots type vacuum pump or the screw type vacuum pump, which is periodically executed at a preset time interval and duration, or random. A vacuum pump device characterized by being in a mode that is executed periodically.

請求項５又は６に記載の真空ポンプ装置において、
前記制御装置は、前記ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが新品状態の時、前記通常掻出動作モードによる寸動動作時に前記回転動力源の電動機に流れる電流を初期値として記録し、前記寸動動作を実施する毎に前記電動機に流れる電流と前記初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値とを比較し、該電動機電流が該閾値を超えた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示する機能を備えていることを特徴とする真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to claim 5 or 6 ,
The control device records, as an initial value, a current that flows to the motor of the rotary power source during an inching operation in the normal scraping operation mode when the Roots vacuum pump or the screw vacuum pump is in a new state. Each time the inching operation is performed, the current flowing through the motor is compared with a threshold value set by a predetermined calculation method with respect to the initial value, and when the motor current exceeds the threshold value, the pump is engaged. A vacuum pump device having a function of displaying the fact to the outside.

請求項７に記載の真空ポンプ装置において、
前記制御装置は、前記通常掻出動作モードによる寸動動作時に記録する回転動力源の電動機電流を集積記録し、該電動機電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用する機能を備えていることを特徴とする真空ポンプ装置。 The vacuum pump device according to claim 7 ,
The control device records the motor current of the rotational power source to be recorded during the inching operation in the normal scraping operation mode, and when the motor current tends to increase, determines that the pump biting state is deteriorated, A vacuum pump device having a function to operate as information for carrying out maintenance and inspection.