CN1969126A - 螺旋式泵以及螺旋齿轮 - Google Patents

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Abstract

一种螺旋式泵，具有作为流体输送体而发挥作用的一对螺旋转子。关于各螺旋转子的绕轴线的旋转角度(x)，将从与螺旋条的始端对应的旋转角度(x)即卷绕始角(0)到与螺旋条的终端对应的旋转角度(x)即卷绕终角E之间的导程角(θ)的变化，可表示为导程角变化函数(θ(x))。该导程角变化函数(θ(x))由变化方式不同的多个变化函数(θ1(x)、θ2(x))的组合构成。根据多个变化函数(θ1(x)、θ2(x))的组合方法，可任意设定导程角(θ)的变化方式。因此，可在与螺旋转子的轴方向长度(L)的关系中任意地设定泵的流体压缩特性。

Description

螺旋式泵以及螺旋齿轮
技术领域
本发明涉及在例如半导体制造工艺中使用的螺旋式泵以及适合于用在该螺旋式泵中的螺旋齿轮。
背景技术
一般而言，在半导体制造工艺中，为了形成真空环境，使用螺旋式泵作为真空泵。即，在半导体制造工艺中，为了在真空环境下对晶片进行各种处理，向收纳有晶片的容器内供给作为流体的F2气等的惰性气体，另一方面通过真空泵将该气体与残留在容器内的杂质(O2，CO2等)一起吸引，以便在容器内形成清洁的真空环境。作为这样的真空泵，从以往起公知有例如专利文献1所述的螺旋式泵。
在该专利文献1的螺旋式泵中，螺旋状啮合的一对螺旋齿轮、即一对螺旋转子起到流体输送体(气体输送体)的作用。各螺旋齿轮相对于通过驱动源而旋转的旋转轴以一体旋转的方式连接着。各螺旋齿轮的导程角(扭转角)随着沿该螺旋齿轮的螺旋条(螺旋线)前进而连续地变化，具体而言，导程角从螺旋齿轮中的低压(吸入)侧的轴方向端部朝向高压(排出)侧的轴方向端部而单调增加。另外，导程角定义为相对螺旋齿轮的轴线的螺旋条的倾角。在两螺旋齿轮随着上述旋转轴的旋转而旋转的情况下，从外部向泵室内吸引惰性气体，并在该泵室内一边借助两螺旋齿轮压缩惰性气体一边向排出侧输送，之后从泵室内排出到外部。
图4(a)是表示专利文献1的螺旋齿轮中的导程角θ的变化方式的图表。图4(a)以螺旋齿轮的绕轴线的旋转角度x为横轴而表示从螺旋齿轮的螺旋条(螺旋线)的始端(吸入侧端部)到终端(排出侧端部)之间的导程角θ的变化。如图4(a)所示，从吸入侧端部到排出侧端部之间的螺旋条的导程角θ的变化可表示为螺旋齿轮的绕轴线的旋转角度x的函数θ(x)。另外，关于图4(a)的图表的横轴，将与螺旋条的吸入侧端部对应的旋转角度x定义为卷绕始角O，将与螺旋条的排出侧端部对应的旋转角度x定义为卷绕终角E。
如从该图4(a)的图表可判断的那样，导程角θ从对应于卷绕始角O的导程角即卷绕开始导程角DegS(例如50度)到与卷绕终角E对应的导程角即卷绕终了导程角DegE(例如80度)而单调增加。因此，在专利文献1中，如图4(b)所示，螺旋齿轮在轴方向上的全长L由使用了卷绕开始导程角DegS和卷绕终了导程角DegE的单调增加函数θ(x)唯一地确定。
即，表示螺旋齿轮的导程角θ的变化的单调增加函数θ(x)可由下述式(11)表示，该式(11)中的常数k可由下述式(12)表示。另外，r是螺旋齿轮的节圆的半径。
θ(x)＝DegS+k·x... ...(11)
k＝(DegE-DegS)/(2πr·E)... ...(12)
根据上式(11)、(12)，螺旋齿轮的全长L可由下述式(13)唯一地求出。
L＝1/k·log(sin(DegS+k·2πr·E)/sin(DegS))... ...(13)
上式(13)表示了下述情况，即螺旋齿轮的全长L由该螺旋齿轮的卷绕开始导程角DegS和卷绕终了导程角DegE决定。
此外，在上述专利文献1的螺旋式泵中，借助螺旋齿轮而在泵室内形成的多个气体动作室的容积从吸入侧向着排出侧而逐渐变小，气体随着被向着排出侧的动作室输送而被压缩。在从吸入侧到排出侧的动作室的容积的变化方式改变，换言之在螺旋式泵的气体压缩特性改变的情况下，对螺旋齿轮的全长L产生影响的上述卷绕开始导程角DegS和上述卷绕终了导程角DegE改变。另一方面，由于螺旋齿轮收纳在真空泵的泵室内，所以螺旋齿轮的全长L需要设定为可在泵室内收纳螺旋齿轮的值。但是，在为了改变螺旋式泵的气体压缩特性而改变了卷绕开始导程角DegS和卷绕终了导程角DegE的情况下，螺旋齿轮的全长L有时会变为不能在泵室内收纳螺旋齿轮的值。因此，专利文献1的螺旋式泵的气体压缩特性的改变的自由度差。
专利文献1：特开平9-32766号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种流体压缩特性的改变的自由度良好的螺旋式泵以及螺旋齿轮。
为了实现上述目的，本发明提供一种螺旋齿轮，具有导程角在从螺旋条的始端到终端之间连续地变化的部分，关于上述螺旋齿轮的绕轴线的旋转角度，将从与上述螺旋条的始端对应的旋转角度即卷绕始角到与上述螺旋条的终端对应的旋转角度即卷绕终角之间的上述导程角的变化表示为导程角变化函数，在该情况下，由变化方式不同的多个变化函数的组合来构成该导程角变化函数。
本发明还提供一种螺旋式泵装置，具有相互啮合的一对螺旋齿轮和收纳两螺旋齿轮的泵室，通过两螺旋齿轮边相互啮合边旋转而将吸入到泵室内的流体在该泵室内一边压缩一边在螺旋齿轮的轴方向输送。各螺旋齿轮由如上述构成的螺旋齿轮构成，在各螺旋齿轮的轴方向上邻接的螺纹牙部分之间，形成用于压缩流体的动作室。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的螺旋式真空泵的俯视剖视图。
图2(a)是表示螺旋转子的导程角的变化方式的图表，图2(b)是说明螺旋转子的轴方向长度的图表。
图3(a)是表示螺旋转子的导程角的变化方式的图表，图3(b)是说明螺旋转子的轴方向长度的图表。
图4(a)是表示现有技术中的螺旋转子的导程角的变化方式的图表，图4(b)是说明现有技术中的螺旋转子的轴方向长度的图表。
具体实施方式
下面，按照图1～图3(b)对具体化本发明的一实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的螺旋式真空泵11具有：呈筒状的转子壳体部件12、与该转子壳体部件12的前端(图1中左侧)接合的呈盖状的前壳体部件13、与转子壳体部件12的后端(图1中右侧)接合的呈板状的后壳体部件14。在后壳体部件14上形成带阶梯的安装孔14a，轴承体15在嵌合在该安装孔14a的状态下由螺栓固定在后壳体部件14上。在上述转子壳体部件12内，收纳作为流体输送体而起作用的一对螺旋转子(螺旋齿轮)16。在这些螺旋转子16的外周面和转子壳体部件12的内周面之间，形成泵室17。另外，对上述螺旋转子16的具体的构成在后边说明。
在上述轴承体15上贯通形成一对支承孔18，旋转轴19被分别插入各支承孔18而被支承。各旋转轴19的端部(图1中左端)从对应的支承孔18突出到泵室17内，上述两螺旋转子16的一方被螺栓固定于各旋转轴19的端部。即，各螺旋转子16与对应的旋转轴19以与该旋转轴19一体旋转的方式连接。
在上述后壳体部件14的后端固定有呈一端闭塞的筒状的齿轮壳体部件20。上述两旋转轴19的端部(图1中右端)19a分别突出到齿轮壳体部件20内，齿轮21以相互啮合的状态固定在这些突出端部19a上。在上述齿轮壳体部件20的外表面上，安装有作为驱动源的电动马达22。上述两旋转轴19中的一方的旋转轴(图1中下侧的旋转轴)19的端部19a经由联轴器23而与在齿轮壳体部件20内延伸的电动马达22的输出轴22a连接。
在上述前壳体部件13的大致中央部，以与上述泵室17连通的方式形成容许流体具体而言F2气等的惰性气体的导入的吸入口24。在位于与上述吸入口24相反侧的转子壳体部件12的端部的附近，在该转子壳体部件12的周壁上，以与泵室17连通的方式形成容许排出上述惰性气体的排出口(未图示)。该排出口位于转子壳体部件12的宽度方向(图1中上下方向)的大致中央的下部。若上述电动马达22被驱动，则两螺旋转子16随着上述两旋转轴19的旋转而相互反向地旋转。由此，经由吸入口24而吸入到泵室17内的惰性气体在螺旋转子16的轴方向上，在泵室17内一边向着排出口被压缩一边被输送，之后从该排出口排出到外部。
接着，对上述螺旋转子16进行说明。
如图1所示，上述各螺旋转子16呈单头螺纹齿轮的方式，在其外周面上具有螺纹条，即螺纹牙16a和螺纹槽16b。令两螺旋转子16的一方的螺纹牙16a和另一方的螺纹槽16b相互啮合而使两螺旋转子16在泵室17内相互平行地延伸。在泵室17中，在各螺旋转子16的轴方向上邻接的螺纹牙16a的部分之间，形成惰性气体用的动作室25。这些动作室25从吸入24向着排出口，换言之从低压侧向着高压侧边压缩边输送惰性气体。
上述各螺旋转子16具有随着沿该螺旋转子16的螺旋条(螺旋线)前进而连续地变化的导程角(也称为扭转角)θ。另外，导程角θ定义为相对于螺旋转子16的轴线的螺旋条(螺纹牙16a以及螺纹槽16b)的倾角。螺旋转子16以从吸入口24(吸入侧)向着排出口(排出侧)逐渐减少上述动作室25的容积的方式，形成为最接近吸入24的部分的导程P1最大，另一方面最接近排出口的部分的导程P4最小。具体而言，在从螺旋转子16的最接近吸入口24的部分到轴方向中途地点m的第1范围(吸入侧范围)内，导程角θ以导程从最大的导程P1向比其小的导程P2逐渐减小的方式变化。在从螺旋转子16的上述中途地点m到最接近排出口的部分的第2范围(排出侧范围)内，导程角θ以导程从导程P3向着比其小的导程P4逐渐变短的方式按与上述第1范围内的变化方式不同的变化方式变化。另外，由于本实施方式中螺旋转子16呈单头螺纹齿轮的方式，所以在沿螺旋转子16的导程，即螺旋条(螺旋线)绕螺旋转子16的轴线一周时，在轴方向上前进的距离与螺纹牙16a的螺距相等。
图2(a)是表示本实施方式中的螺旋转子16的导程角θ的变化方式的图表。图2(a)以螺旋转子16的绕轴线的旋转角度x为横轴而表示从螺旋转子16的螺旋条(螺旋线)的始端(吸入侧端部)到终端(排出侧端部)之间的导程角θ的变化。如图2(a)所示，从吸入侧端部到排出侧端部的螺旋条的导程角θ的变化可表示为螺旋转子16的绕轴线的旋转角度x的函数θ(x)。以下，称该函数θ(x)为导程角变化函数θ(x)。另外，关于图2(a)的图表的横轴，定义与螺旋条的吸入侧端部对应的旋转角度x为卷绕始角O，定义与上述中途地点m对应的旋转角度x为切换角度M，定义与螺旋条的排出侧端部对应的旋转角度x为卷绕终角E。即，在一边绕螺旋转子16的轴线旋转一边从其吸入侧端部向排出侧端部沿着螺旋条前进的情况下，将与螺旋条的吸入侧端部对应的旋转角度x定义为卷绕始角O，将到达上述中途地点m时的旋转角度x定义为切换角M，将到达螺旋条的排出侧端部时的旋转角度x定义为卷绕终角E。
如图2(a)所示，在上述旋转角度x从卷绕始角O到卷绕终角E之间，上述导程角变化函数θ(x)由变化方式不同的多个(图2(a)为两个)变化函数θ1(x)、θ2(x)的组合构成。换言之，旋转角度x在从卷绕始角O到卷绕终角E之间，导程角θ的变化可通过不同变化方式的多个变化函数θ1(x)、θ2(x)的组合表示。
上述变化函数θ1(x)是与从卷绕始角O到切换角M的角度范围对应的第1变化函数(吸入侧变化函数)，表示上述第1范围(吸入侧范围)中的导程角θ的变化。变化函数θ2(x)是与从切换角M到卷绕终角E的角度范围对应的第2变化函数(排出侧变化函数)，表示上述第2范围(排出侧范围)中的导程角θ的变化。该第2变化函数θ2(x)与第1变化函数θ1(x)相比，以平缓的变化程度表示导程角θ的变化。第1变化函数θ1(x)以及第2变化函数θ2(x)都是随着旋转角度x从卷绕始角O向着卷绕终角E而导程角θ逐渐增加的单调增加函数。
关于图2(a)的图表的纵轴，“DegS”是与卷绕始角O对应的螺旋条的吸入侧端部处的导程角，即是卷绕开始导程角，“DegM”是与切换角M对应的中途地点m处的导程角，即是切换导程角，“DegE”是与卷绕终角E对应的螺旋条的排出侧端部处的导程角，即是卷绕终了导程角。例如，将卷绕开始导程角DegS设定为50度，将切换导程角DegM设定为70度，将卷绕终了导程角DegE设定为80度。该情况下，在从卷绕始角O到切换角M之间，导程角比较急剧地单调增加20度。另一方面，在从切换角M到卷绕终角E之间，导程角比较平缓地单调增加10度。
根据组合上述第1变化函数θ1(x)和上述第2变化函数θ2(x)而成的导程角变化函数θ(x)可将导程总和作为螺旋转子16的轴方向全长L而求得，所述导程总和是从卷绕始角O到卷绕终角E绕螺旋转子16的轴线旋转时得到的。即，如图2(b)所示，螺旋转子16的上述第1范围中的轴方向长度、即第1轴方向长度(吸入侧轴方向长度)L1可根据与从卷绕始角O到切换角M的角度范围对应的第1变化函数θ1(x)而求得。此外，螺旋转子16的上述第2范围中的轴方向长度、即第2轴方向长度(排出侧轴方向长度)L2可根据与从切换角M到卷绕终角E的角度范围对应的第2变化函数θ2(x)而求得。而且，以上述两轴方向长度L1、L2的总和作为螺旋转子16的轴方向全长L而可求。
上述第1变化函数θ1(x)、上述第2变化函数θ2(x)、以及根据这些变化函数θ1(x)、θ2(x)而求得的螺旋转子16的轴方向全长L(＝L1+L2)可由以下的式子表示。
首先，与从卷绕始角O到切换角M的角度范围(0＜x＜M)对应的第1变化函数θ1(x)可由下述式(1)表示，该式(1)中的常数k1可由下述式(2)表示。另外，式(2)中的r是螺旋转子16的节圆半径。
θ1(x)＝DegS+k1·x... ...(1)
k1＝(DegM-DegS)/(2πr·M)... ...(2)
现在假定，对于在图2(a)中用实线表示的第1变化函数θ1(x)，不改变切换角M以及切换导程角DegM，令卷绕开始导程角DegS变大。该情况下，从卷绕始角O到切换角M之间的导程角θ的变化程度变得比用实线表示的第1变化函数θ1(x)平缓。换言之，决定泵11的气体压缩特性的从吸入侧到排出侧的动作室25的容积的变化程度，在螺旋转子16的第1范围中，变得比用实线表示的第1变化函数θ1(x)的情况平缓。相反，对于在图2(a)中用实线表示的第1变化函数θ1(x)，令卷绕开始导程角DegS变小。该情况下，从卷绕始角O到切换角M之间的导程角θ的变化程度变得比用实线表示的第1变化函数θ1(x)急剧。换言之，从吸入侧到排出侧的动作室25的容积的变化程度，在螺旋转子16的第1范围内变得比用实线表示的第1变化函数θ1(x)的情况急剧。
另一方面，与从切换角M到卷绕终角E的角度范围(M＜x＜E)对应的第2变化函数θ2(x)可用下述式(3)表示，该式(3)中的常数k2可用下述式(4)表示。
θ2(x)＝DegM+k2·(x-M)... ...(3)
k2＝(DegE-DegM)/(2πr·E)... ...(4)
现在假定，对于在图2(a)中用实线表示的第2变化函数θ2(x)，不改变切换导程角DegM，令卷绕终了导程角DegE变大。该情况下，从切换角M到卷绕终角E之间的导程角θ的变化程度变得比用实线表示的第2变化函数θ2(x)急剧。换言之，从吸入侧到排出侧的动作室25的容积的变化程度，在螺旋转子16的第2范围中，变得比用实线表示的第2变化函数θ2(x)的情况急剧。相反，对于在图2(a)中用实线表示的第2变化函数θ2(x)，令卷绕终了导程角DegE变小。该情况下，从切换角M到卷绕终角E之间的导程角θ的变化程度变得比用实线表示的第2变化函数θ2(x)平缓。换言之，从吸入侧到排出侧的动作室25的容积的变化程度，在螺旋转子16的第2范围内变得比用实线表示的第2变化函数θ2(x)的情况平缓。
接着，对从上述导程角变化函数(θ1(x)、θ2(x))导出的上述螺旋转子16的轴方向全长L(＝L1+L2)进行说明。
首先，与从卷绕始角O到切换角M的角度范围(0＜x＜M)对应的第1范围中的第1轴方向长度L1可用下述式(5)表示。
L1＝1/k1·log(sin(DegS+k1·2πr·M)/sin(DegS))......(5)
此外，与从切换角M到卷绕终角E的角度范围(M＜x＜E)对应的第2范围中的第2轴方向长度L2可用下述式(6)表示。
L2＝1/k2·log(sin(DegM+k2·2πr·E)/sin(DegM))......(6)
因此，根据上述式(5)、(6)可求出螺旋转子16的轴方向全长L(＝L1+L2)。
接着，对上述这样构成的泵11的动作进行说明。
借助上述电动马达22令两旋转轴19旋转，则相互啮合的两螺旋转子16与两旋转轴19一起旋转，并从外部经由吸入口24向泵室17内吸引惰性气体。泵室17内所吸引的惰性气体随着两螺旋转子16的旋转而在各动作室25内一边被压缩一边被向排出口输送，并经由该排出口而从泵室17内排出到外部。因此，在半导体制造工艺中，在将吸入口24连接在对晶片(未图示)进行各种处理的作业间或作业容器上的状态下，令泵11动作，该情况下，可在该作业间或作业容器内形成清洁的真空环境。
另一方面，螺旋转子16进行下述的压缩作用。即，在螺旋转子16的第1范围的动作室25中输送时，从吸入口24吸入到泵室17内的惰性气体，由于该动作室25的容积变化程度比较急剧所以被急剧地压缩。之后，在螺旋转子16的第2范围的动作室25中输送时，惰性气体由于该动作室25的容积变化程度比较平缓所以被平缓地压缩。因此，可避免在排出口附近引起急剧的压力上升的情况，可抑制排出口的附近的局部的温度上升。
螺旋转子16的轴方向全长L可根据上述式(1)～(6)决定。在这样的前提下，在不改变该轴方向全长L而改变决定泵11的气体压缩特性的从吸入侧到排出侧的动作室25的容积变化方式的情况下，可例如如图2(a)所示那样改变切换导程角DegM。另外，在图2(a)的例子中，不改变卷绕始角O、切换角M以及卷绕终角E，此外也不改变卷绕开始导程角DegS以及卷绕终了导程角DegE。即，将切换导程角DegM变为比例如图2(a)中用实线表示的导程角变化函数θ(x)的值小的值DegM’，该情况下，如图2(a)中单点划线所示，第1变化函数θ1(x)呈现出更平缓的导程角θ的变化程度，第2变化函数θ2(x)呈现出更急剧的导程角θ的变化程度。该情况下，如图2(b)中单点划线所示，螺旋转子16的轴方向全长L(＝L1’+L2’)与改变切换导程角DegM之前的轴方向长度L(＝L1+L2)相同。此外，将切换导程角DegM变为比例如图2(a)中用实线表示的导程角变化函数θ(x)的值大的值DegM”，该情况下，如图2(a)中双点划线所示，第1变化函数θ1(x)呈现出更急剧的导程角θ的变化程度，第2变化函数θ2(x)呈现出更平缓的导程角θ的变化程度。该情况下，如图2(b)中双点划线所示，螺旋转子16的轴方向全长L(＝L1”+L2”)与改变切换导程角DegM之前的轴方向长度L(＝L1+L2)相同。这样，若用变化方式不同的多个变化函数θ1(x)、θ2(x)的组合构成导程角变化函数θ(x)，则在不能改变螺旋转子16的轴方向全长L的情况下，也可通过改变从卷绕始角O到卷绕终角E之间的导程角θ的变化方式而改变泵11的压缩特性。
另一方面，在不改变第1变化函数θ1(x)和第2变化函数θ2(x)而改变上述螺旋转子16的轴方向全长L的情况下，例如如图3(a)那样改变切换角M。另外，在图3(a)的例子中，不改变卷绕始角O以及卷绕终角E，此外也不改变卷绕开始导程角DegS。即，例如如图3(a)中单点划线所示那样将切换角M改变为较小值M’，该情况下，在由第1以及第2变化函数θ1(x)、θ2(x)所分别表示的导程角θ的变化程度不改变的状态下，切换导程角DegM以及卷绕终了导程角DegE变小。结果，在该情况下，如图3(b)中单点划线所示，螺旋转子16的轴方向全长L变为较大值L’。此外，例如如图3(a)中双点划线所示那样将切换角M改变为较大值M”，该情况下，在由第1以及第2变化函数θ1(x)、θ2(x)所分别表示的导程角θ的变化程度不改变的状态下，切换导程角DegM以及卷绕终了导程角DegE变大。结果，在该情况下，如图3(b)中双点划线所示，螺旋转子16的轴方向全长L变为较小值L”。这样，通过不改变构成导程角变化函数θ(x)的多个变化函数θ1(x)、θ2(x)自身而改变切换角M，可任意改变螺旋转子16的轴方向全长L。
上述实施方式具有以下优点。
(1)在本实施方式中，在从卷绕始角O到卷绕终角E之间，螺旋转子16的导程角θ的变化用组合变化方式不同的多个变化函数θ1(x)、θ2(x)而成的导程角变化函数θ(x)表示。因此，按照多个变化函数θ1(x)、θ2(x)的组合方法，可任意设定导程角θ的变化方式。因此，在与螺旋转子16的轴方向全长L的关系中任意设定压缩特性(动作室25的容积的变化方式)，所述压缩特性通过基于组合的多个变化函数θ1(x)、θ2(x)的导程角θ的变化方式而导入，并可对应作为压缩对象的惰性气体(流体)的种类而设定为压缩效率最佳。
(2)导程角θ的变化程度为螺旋转子16的第2范围比第1范围平缓。换言之，决定泵11的压缩特性的动作室25的容积变化程度为螺旋转子16的第2范围比第1范围平缓。因此，在泵11动作时，在泵11的排出口附近动作室25的容积变化程度变得平缓。因此，可良好地避免排出口附近的急剧的压力上升以及由该压力上升引起的局部的温度上升。
(3)构成导程角变化函数θ(x)的第1以及第2变化函数θ1(x)、θ2(x)的各自都是随着旋转角度x从卷绕始角O向着卷绕终角E而逐渐增加导程角θ的单调变化函数。因此，螺旋转子16的导程从卷绕始角O向着卷绕终角E而单调减少。因此，在泵室17内一对螺旋转子16一边相互啮合一边旋转时，两螺旋转子16的旋转负荷减少，可实现泵11的良好的压缩动作。
(4)有时要求对应泵11中的作为压缩对象的惰性气体的种类而改变泵11的压缩特性(动作室25的容积变化方式)。在这样的情况下，在本实施方式中，可改变与螺旋转子16的轴方向中途地点m对应的切换角M的切换导程角DegM。结果，可不用改变空间存在制约的泵室17内所收纳的螺旋转子16的轴方向全长L，容易地改变泵11的压缩特性，可以最佳的压缩效率压缩且输送各种惰性气体。
(5)有时在改变泵室17的容积等情况下，要求不改变泵11的压缩特性(动作室25的容积变化方式)而改变螺旋转子16的轴方向全长L。在这样的情况下，在本实施方式中，改变作为切换两个变化函数θ1(x)、θ2(x)的边界的旋转角度x，即改变切换角M。另外，此时，伴随着切换角M的改变切换导程角DegM也改变。结果，可不改变泵的压缩特性自身而容易地改变螺旋转子16的轴方向全长L。
另外，上述实施方式可进行以下的改变。
伴随着螺旋转子16的旋转而在泵室17内被一边压缩一边输送的流体除了惰性气体(F2气等)以外的气体，也可以是例如制冷剂气体，此外，也可以是工作油等的液体。此外，本发明的螺旋式泵也可用于真空泵以外的泵。
为了构成导程角变化函数θ(x)而组合的多个变化函数θ1(x)、θ2(x)不限定为单调增加函数，也可以是二次函数或n次函数或者指数函数等。
为了构成导程角变化函数θ(x)而组合的变化函数θ1(x)、θ2(x)的个数只要是多个，不限定为两个，也可为三个以上。
对于为了构成导程角变化函数θ(x)而组合的变化函数θ1(x)、θ2(x)，也可与图2(a)中实线所示的不同，与第2变化函数θ2(x)相比，第1变化函数θ1(x)以平缓的变化程度表示导程角θ的变化。
对于为了构成导程角变化函数θ(x)而组合的多个函数，在例如组合两个函数的情况下，也可令一方的函数为表示导程角θ连续变化的状态的变化函数，令另一方的函数为表示导程角θ不连续变化的状态的函数。即，在从螺旋条(螺旋线)的始端(吸入侧端部)到终端(排出侧端部)之间，螺旋转子16至少具有一部分导程角θ连续变化的部分即可。

Claims (5)

1.一种螺旋齿轮，具有导程角在从螺旋条的始端到终端之间连续地变化的部分，其特征在于，
关于上述螺旋齿轮的绕轴线的旋转角度，将从与上述螺旋条的始端对应的旋转角度即卷绕始角到与上述螺旋条的终端对应的旋转角度即卷绕终角之间的上述导程角的变化表示为导程角变化函数，在该情况下，由变化方式不同的多个变化函数的组合来构成该导程角变化函数。
2.如权利要求1所述的螺旋齿轮，其特征在于，将上述卷绕始角和上述卷绕终角之间的既定的旋转角度设定为切换角，上述导程角变化函数含有与从上述卷绕始角到上述切换角的角度范围对应的第1变化函数、和与从上述切换角到上述卷绕终角的角度范围对应的第2变化函数，上述第2变化函数与上述第1变化函数相比，以平缓的变化程度表示导程角的变化。
3.如权利要求1或2所述的螺旋齿轮，其特征在于，构成上述导程角变化函数的多个变化函数的各自都是随着上述旋转角度从上述卷绕始角向着上述卷绕终角而使导程角逐渐增加的单调变化函数。
4.如权利要求1所述的螺旋齿轮，其特征在于，在下述情况下，即：x为旋转角度，O为卷绕始角，E为卷绕终角，M为设定在卷绕始角O和卷绕终角E之间的旋转角度x即切换角M，DegS为卷绕始角O处的导程角即卷绕开始导程角，DegE为卷绕终角E处的导程角即卷绕终了导程角，DegM为切换角M处的导程角即切换导程角，θ1(x)为表示从卷绕始角O到切换角M的角度范围(0＜x＜M)内的导程角的变化的变化函数，θ2(x)为表示从切换角M到卷绕终角E的角度范围(M＜x＜E)内的导程角的变化的变化函数，k1、k2为常数，r为螺旋齿轮的节圆半径，L为螺旋齿轮的轴方向全长，L1为与0＜x＜M的角度范围对应的螺旋齿轮的轴方向长度，L2为与M＜x＜E的角度范围对应的螺旋齿轮的轴方向长度，以下的式子成立：
θ1(x)＝DegS+k1·x(其中，0＜x＜M)
k1＝(DegM-DegS)/(2πr·M)
θ2(x)DegM+k2·(x-M)(其中，M＜x＜E)
k2＝(DegE-DegM)/(2πr·E)
L1＝1/k1·log(sin(DegS+k1·2πr·M)/sin(DegS))
L2＝1/k2·log(sin(DegM+k2·2πr·E)/sin(DegM))
L＝L1+L2
5.一种螺旋式泵装置，具有相互啮合的一对螺旋齿轮和收纳两螺旋齿轮的泵室，通过两螺旋齿轮边相互啮合边旋转而将吸入到泵室内的流体在该泵室内一边压缩一边在螺旋齿轮的轴方向输送，其特征在于，上述各螺旋齿轮由如权利要求1～4的任意一项所述的螺旋齿轮构成，在各螺旋齿轮的轴方向上邻接的螺纹牙部分之间，形成用于压缩流体的动作室。
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