KR0130049B1 - 유체회전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 진공펌프, 콤프레서 등의 유체회전장치의 개량에 관한 것으로서, 그 구성에 있어서, 진공펌프의 하우징내에 수납된 복수개의 로터와, 이들 로터의 회전축을 지지하는 베어링과, 상기 하우징에 형성된 유체의 흡입구 및 토출구와, 상기 복수개의 로터의 적어도 1개를 회전구동하는 로터에 의해서 구성되는 유체회전장치에 있어서, 상기 복수개의 로터의 적어도 1개를 다른것과 외경치수가 달라져 있고 또한 산익 복수개의 로터를 비첩촉으로 동기제어하는 수단이 상기 복수개의 로러의 각각의 회전축에 설치 되어 있는 것을 특징으로한 것이다. 이로써, 배기속도를 동일하게 유지한채로, 고진공펌프의 성능향상을 도모한 유체회전장치를 제공할 수 있다.

Description

유체회전장치

제1도는 본 발명에 관한 진공펌프의 제1실시예를 표시한 단면도.

제2도는 제1실시예의 하우징의 일부를 절개(切開)하여 본 측면도.

제3도는 제1실시예에서 사용하는 접촉방지기어의 평면도.

제4도는 제1실시예에 사용한 레이저형 인코더를 표시한 사시도.

제5도는 동기 제어방법을 표시한 블록도.

제6도는 마그넷기어를 사용한 실시예를 표시한 단면도.

제7도는 면대향형(面對向型)마그넷기어를 표시한 도면.

제8도는 종래의 스크루식펌프의 단면도.

제9도는 종래의 터보분자펌프의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 상세한 설명

1,2 : 회전축 3 : 하우징

6,7 : 로터

본 발명은 진공펌프,컴프레서 등의 유체회전장치에 관한 것이다.

반도체제조과정에 있어서의 CVD장치, 드라이에칭장치, 스퍼러링장치, 중착장치등에는, 진공환경을 만들어내기 위한 진공펌프가 필요불가결하다. 최근, 반도체과정의 클린화, 고진공화 등의 동방향에 따라, 진공펌프에 대한 요구수준은 점점더 고도로 되어가고 있다.

고진공을 만들어내기 위하여, 반도체설비에서는 통상 대강진공화(想孔)펌프(용적형진공펌프)와 고진공펌프(터보분자펌프)의 짜맞춤으로 이루어진 진공배기시스템을 구성하고 있다. 대강진공화펌프에 의해서 대기로부터 어느정도의 진공압에 도달후, 고진공펌프로 절환해서, 소정의 고진공압을 얻는 것이다.

제8도는 종래의 용적형진공컴프(대강진공화펌프)의 1종류인 스크루라이프의 진공펌프를 표시한 것이다. 제8도에 있어서, (101)은 하우징, (102)는 제1회전축, (103)은 제2회전축, (104)와 (105)는 각각 회전축 (102)와 (103)에 지지된 통형로터, (106)과 (107)은 각각 로터(104)와 (105)의 외주부에 형성된 나사홈이다. 종래의 스크루타이프의 진공펌프는, 하우징(101)내에 제1회전축(102)과 제2회전축(103)이 평행으로 구비되고, 그 회전축위에 로터 (104)와 (105)를 구비하고 있고, 각 로터(104)와 (105)에 나사홈(106)과 (107)을 구비하여, 나사홈의 요철이 형성되어 있고, 스스로 ((106) 또는 (107))의 오목부(홈)를 상대((107) 또는 (106))의 볼록부(산)와 맞물리게함으로서, 양자의 사이에 밀폐공간을 만들어내고 있다. 상기 양로러(104)와 (105)가 회전하면, 그 회전에 따라 상기 밀폐공간의 용적이 변화하여, 흡입작용과 토출작용을 행하는 것이다.

제9도는 종래의 운동량이송식 진공펌프(고진공펌프)의 1종류인 터빈날개를 가진 홈식진공펌프를 표시하는 것이다. 제9도에 있어서, (201)은 하우징, (202)는 통형로러, (203)은 터빈날개, (204)는 나사홈이다. (205a),(205b)는 회전축(207)을 지지하는 레이디얼자기베어링, (206)은 드러스트자기베어링이다. 종래의 터빈날개를 가진 나사홈식 진공펌프는 하우징(201)내에 로터(202)가 구비되어 있고, 로러(202)의 옆쪽부분의 상부에는 터빈날개(203)가, 하부에는 나사홈(204)이 구비되어 있고, 각각이 기체에 운동량을 부여하여, 흡입, 토출작용을 행한다.

그러나 상기한 진공펌프 및 이들의 진공펌프를 짜맞춘 진공배기시스템에서는 이하에서 설명하는 과제가 있었다.

[1] 대강진공화펌프(용적식진공펌프)의 과제

제8도의 스크루진공펌프에서는, 2개의 로터(104),(105)의 동기회전은 타이밍기어(110a),(111b)의 작용에 따르고 있다. 즉, 로터(108)의 회전은, 구동기어(109a)로부터 중간기어(109b)에 전달되고, 양로러(104),(105)의 축에 배설되어 서로 맞물려 있는 타이밍기어의 한쪽(110b)에 전달된다. 양오러(104),(105)의 회전각의 위상은 이들 2개의 타이밍기어(110a),(110b)의 맞물림에 의해 조절되어 있다. 이 종류의 진공펌프에서는, 이와같이, 로러의 동력전달과 동기회전에 기어를 사용하고 있으므로, 상기 각 기어가 수납되어 있는 기계작동실에 충만된 윤활유(111)가, 상기 기어에 공급 되는 구성으로 되어 있다. 또, 이 윤활유가 로러를 수납하는 유체작동실(112)에 침입하지 않도록, 양실사이에 메카니컬시일(113)이 배치되어 있다.

이와같은 구성으로 이루어진 2로터형의 스크루진공펌프에는,동력전달과 동기회전을 위하여 다수의 기어를 필요로하고, 부품점수가 많고 장치가 복잡화한다.기어를 사용한 접촉형의 동기회전이기 때문에 고속화를 할수 없고, 장치가 대형화한다.메카니컬시일의 마모에 의한 시일의 정기적교환이 역시 필요하며, 완전한 보수 불필요가 아니다.메카니컬시일에 의한 접동로크가 크기 때문에 기계적손실이 큰, 등의 문제가 있었다.

[2] 고진공펌프(운동량이송식터보분자펌프)의 과제

터보분자펌프도, 상기한 대강진공화펌프와 마찬가지로, 반도체과정의 클린화에 적용할 수 있는 조가 사용되고 있다. 예를들면 제9도에서 표시한 터빈날개를 가진 나사홈식 터보분자펌프의 경우, 윤활유에 의한 볼베어링구조에 대신하여, 자기베어링(205a),(205b),(206)이 사용되도록 되어 있다. 터보분자펌프의 경우, 베어링이 수납되는 공간은 진공상태가 된다. 통상 진공속에서의 기계적접동을 수반하는 윤활은 곤란한 경우가 많으나, 자기베어링을 사용함으로서, 이 문제점은 해소된다. 또 볼베어링구조의 경우와 같은 오일섬프를 필요로 하지 않기 때문에, 장치를 임의의 자세로 진공체임버에 장착할 수 있는, 등의 특징을 가진다. 그러나 그 반면, 상기한 바와같이, 각 축에 전자석센서, 제어기를 필요로 하고, 볼베어링방식에 비하여 대폭적으로 코스트업해 버린다고 하는 문제점이 있었다.

[3] 진공배기시스템으로서의 과제

종래의 대강진공화펌프(용적식진공펌프)에서는, 대기압에 가까운 점성류(粘성琉)의 영역에서 배기하나, 얻을수 있는 작동범위는 10-¹㎩ 정도까지의저진공도로 밖에 도달하지 않는다. 한편, 상기한 종래의 고진공펌프(터보분자펌프)의 구성에서는, 얻을 수 있는 작동범위가 10^-8-㎩ 정도까지 도달하나, 대기압에 가까운 점성류의 영역에서 배기할 수 없다. 그래서, 종래는 먼저 대강진공화펌프(예을들면 상기한 스크루펌프)로 10⁰~10^-1㎩ 정도까지 진공빼기한 후에 고진공펌프(운동량이 이송식터보분자펌프)로 소정의 고진공에 도달하도록 하고 있다.

그러나, 최근의 반도체과정의 복합화에 따라, 복수개의 진공체임버를 독립시켜서 진공배기하는, 소위 멀티체임버방식이 반도체가공설비의 주류를 접하게 되어있다 이 멀티체임버화에 대응하기 위해서는, 체임버하나하나에 대강진공화펌프와 고진공펌프의 짜맞춤으로 이루어진 진공배기시스템을 필요로하나, 이와같은 진공배기시스템을 모든 체임버에 대해서 구성하면, 진공배기계장치 전체가 대형화, 복잡화되어 버린다고 하는 문제점이 있었다.

그래서, 상기한 [1]∼[3]의 과제에 부응하기 위하여, 본 발명의 한사람은 복수개의 로러의 짜맞춤으로 이루어진 용적식진공펌프 구조부분의 1축위에, 운동량이송식 진공펌프구조 부분을 형성하고, 또한, 이 복수개의 축을 동기제어하므로서, 1대로 대기압으로부터 고진공까지 뺄수 있는 광대역용 진공펌프(일본국 특원평 2-255798호)를 이미 제안하여 출원중에 있다.

본 방명은 상기 제안을 다시 개량하여, 클린, 심플구조, 콤펙트 등의 전회제안의 진공펌프의 특징을 유지한 체로, 예를들면

[1] 대강진공화 펌프의 배기능력을 유지한채로, 동기 제어구동의 더한층의 안정화를 도모할 수 있다.

[2] 고진공영역에서의 배기능력을 한층 높이고, 또한 높은 도달진공압을 얻을 수 있다.

등의 특징을 나타내는 진공펌프를 제공하는 것이다. 이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 진공펌프는, 하우징내에 수납된 복수개의 로터와, 이들 로터의 회전축을 지지하는 베어링과, 상기 하우징에 형성된 유체의 흡입구 및 토출구와, 상기 복수개의 로터의 적어도 1개를 회전구동하는 모터에 의해서 구성되는 유체회전장치에 있어서, 상기 복수개의 로터의 적어도 1개를 다른것과 외경치수가 달라져 있고 또한 상기 복수개의 로터를 비접촉으로 동기제어하는 수단이 상기 복수개의 로터의 각각의 회전축에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는, 외경이 다른 복수의 로터의 짜맞춤으로부터, 예를들면 스크루형의 용적식펌프가 구성되어 있고, 또한 종래의 타이밍기어와 같은 기계적인 접촉에 의한 전달수단을 사용하지 않고, 각각의 로터가 동기회전하도록 구성되어 있다. 소직경의 로터는 동기제어운전을 행하는데 있어서, 다음의 이유에 의해「고속화 」가 용이하게 된다.

기계적인 고유진동수를 높게 설정할 수 있기 때문에, 높은 회전수에서도 계(系)의 위험속도를 초과하는 일은 없다.

로터에 가하여지는 유체압력에 의해서 발생하는 부하토크 및 토크변동의 절대치를 작게 할수 있기 때문에, 동기제어운전을 흩뜨리는 외란(外亂)이 작다.

수직경의 로러측은 고속화를 도모할 수 있기 때문에, 예를들면 그 축위에 운동량이송식 펌프를 배설해서 복합형펌프를 구성하였을 경우, 고진공펌프의 외경을 작게 유지한채로, 고진공영역에서의 배기속도업, 진공도달도의 향상을 도모할 수 있는 등의 특징을 얻을수 있는 것이다.

이하 본 발명의 실시예를 첩부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도, 제2도는 본 발명에 관한 유체회전장치의 일실시에로서의 진공펌프를 표시한다. 제1회전축(1), 제2회전축(2)은 하우징(3)내에 수납된 베어링(4a),(4b),(5a),(5b)에 의해서 지지되어 있다. 제1회전축(1)에는 대직경통형로터(6)가, 또 회전축(2)에는 소직경통형로러(7)가 끼워져 맞추어져 있다. 각 로러(6),(7)의 외주면에는 상호 맞물리게해서 나사홈(8),(9)이 형성되어 있다. 이들 양 스크루의 상호 맞물리는 부분은, 용적진공펌프구조부분 A가 되어있다. 즉, 양 나사홈(8),(9)의 맞물림부분의 오목부(홈)와 볼록부 및 하우징(3)의 사이에 형성된 밀폐공간이, 양 회전축(1),(2)의 회전에 따라 주기적으로 용적변화를 일으키고, 이 용적변화에 의해, 흡입 배기작용을 발휘하도록 되어있다.

제2회전축(1)의 상부에는 상기 통형로터(7)와 일체적으로 역시 슬리브상의 상부로터(10)가 설치되어 있다. 이 상부로터(10)는 상기 하우징(3)과 고정스리브(11)에 의해서 형성되는 간극의 사이에, 좁은 틈새를 개재해서 회전가능하게 수납되어 있다. 또 상기 상부로러(10)의 내주면과 외주면에는 나사홈(10a),(12b)이 형성되어 있다.

상부로터(10), 나사홈(12a),(12b), 고정슬리브(11)에 의해, 운동량이송식의 진공펌프구조부분 B를 구성하고 있다. 이 나사홈(12a),(12b)의 분자드랙(drag)작용에 의해, 흡기구멍(13)으로부터 유입한 기체를 용적형나사 홈펌프가 수납되어 있는 공간(14)으로 배기한다. 또 용적나사홈펌프에 유입한 기체는 배기구멍(15)으로부터 배출된다.

로터(6),(7)의 각 하단부의 주면에는, 제3도에 표시한 바와같은 나사홈끼리의 접촉 방지용기어(16),(17)가 배설되어 있다. 접촉방지기어(16),(17)에는 다소의 금속간의 접촉에도 견딜수 있도록, 고체윤활막이 형성되어 있다. 이들 양 접촉방지용기어(16),(17)의 상호 맞물림부분의 틈새(백래쉬)σ₂는, 양로러(6),(7)의 각 외주면에 형성된 스크루의 상호 맞물림 부분의 듬새(백래쉬)8₁(도시생략)보다도 작아지도록 설계되어 있다. 그 때문에, 양접촉방지용기어(16)(17)는, 양 회전축(1),(2)의 동기회전이 원활하게 행하여지고 있을때는 상호접촉하는 일은 없으나, 만일, 이 동기가 어긋났을때는, 나사홈(8),(9)끼리의 접촉에 앞서서 상호 접촉하므로서, 양나사홈(8),(9)의 접촉충돌을 방지하는 작용을 한다. 이때, 백래쉬σ₁,σ₂가 미소하면, 실용적인 레벨로 부재의 가공정밀도를 얻을수 없다고하는 점이 염려스럽다. 그러나, 펌프의 1행정(行程)중의 유체의 누설총량은, 펌프의 1행정에 소요되는 시간에 비례하므로, 회전축(1),(2)의 고속회전이면, 양나사홈(8),(9)사이의 백래쉬σ₁을 약간 크게 하더하도 충분히 진공펌프의 성능(도달진공도동)을 유지할 수 있다. 그 때문에, 회전축을 고속으로 회전할 수 있는 본 발명의 진공펌프에서는, 통상의 가공정밀도로, 나사홈(8),(9)사이의 충돌방지에 필요한 치수의 백래쉬를 σ₁,σ₂충분히 확보할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 베어링부에 볼베어링을 사용하고, 또한 그 윤활을 위하여 그리스를 사용하고 있다. 또 통상 반도체공장들에서 상비되어 있는 고압의 청정한 질소가스를 이용해서, 가스퍼지기구에 의해 유체작동실에의 그리스의 침입을 방지하고 있다. (18),(19)는 상기 질소가스의 공급통로, (20)은 하우징에 장착된 공급용 이음매이다.

각 로터(6),(7)는, 그 외경에 비교해서 결정되는 회전수비를 일정하게 유지하면서, 각각의 회전축(1),(2)의 하부에 독립해서 배설된 C서보모터(21),(22)에 의해 수만 회전의 고속으로 회전한다. 이 실시예에 있어서의 2개의 회전축의 PLL 동기제어는, 제5도의 블록도에서 표시한 방법에 의하였다. 즉, 각 회전축(1),(2)의 하단부에는 제1도에서 보는 바와같이, 로터리인코더(23),(24)가 배설되어 있으나, 이들의 로터리인코더(23),(24)로 부터의 출력펄스는, 가상적인 로터를 상정해서 설정된 설정지령펄스(목표치)와 대조확인된다. 몰표치와 각축(1),(2)으로부터의 출력치(회전수,회전각도)와의 사이의 편차는, 위상차 카운터에 의해 연산처리되고, 이 편차를 소거하도록 각축의 서보모터의 회전이 제어된다.

로터리인코더로서는, 자기식인코터나 통상의 광학식인코더라도 되나, 실시예에서는 레이저광의 회절, 간섭을 응용한 고분해능(高分解能)으로 고속응답성의 레이저 식인코더를 사용하였다. 제4도는 레이저식인코더의 일예를 표시한다. 도면에 있어서, (91)은 다수의 슬릿을 원형상으로 배치한 이동슬릿판이며, 제1회전축(2)이나 제2회전축(3)에 연결한 축(92)에 의해 회전구동된다. (93)은 이동슬릿판(91)에 대면하는 고정 슬릿판이며 슬릿이 부채형으로 배치되어 있다. 레이저다이오드(94)로부터의 광은코리메이트(Corimator)렌느(95)를 거쳐서 양 슬릿판(91),(93)의 각 슬릿을 통과하요, 수광소자(96)에 수광된다.

이 발명에 관한 유체회전장치는, 공조용의 컴프레서등이라도 되나, 그 회전부의 로터(제1도에서는 (6),(7)에 상당)는, 루트(Roots)형, 기어형, 단레이베형, 복레이베형, 나사형, 의원주피스톤형의 것 (모두 도시생략)등이라도 된다.

제6도는, 2개의 로러의 동기제어를 2개의 머터에 의한 전자제어에 의한 것은 아니고, 1개의 로터와 마그넷기어의 짜맞춤으로 구성한 경우를 표시한다. (400a)는 대직경의 로러(6)에, 또 (400b)는 소직경로터에 배설된 마그넷이다. 이 구성에서는, 2개의 로터(400a),(400b)를 구동원은, 대직경로터쪽에 배설된 모처(401)로 되고, 또 인코더는 불필요하게 된다. 또한 마그넷기어는, 제6도와 같은「둘레대향형」이 아니고, 제7도에서 표시한 바와같은「면대향형」으로 된다. (450a),(450b)는 각각 대직경로터 및 소직경로터에 배설된 마그넷기어이다.

이와같이, 배기량이 작고, 로터측이 경부하(輕負荷)인 펌프에서는, 마그넷기어, 유체클러치 등의 비접촉동기운전에 의한 전달수단을 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 유체회전장치는, 예를 들면 이미 제안하고 있는 진공펌프(일본국 특원평2-255798호)와 같이 전자제어에 의한 회전동기제어를 하고 있으므로, 다음과 같은 특징을 함께 가질수 있다. 즉, 본 발명을 용적형의 진공펌프에 적용하였을 경우, 종래의 스크류펌프 등에 사용되는 기계적인 접 등을 수반하는 타이밍기어를 가지지 않는다. 또, 본 발명에서는, 개개의 로러가 독립된 로터에 의해서 구동되게 되어 있으므로, 기어에 의한 동력전달기능을 가지지 않는다. 예를들면, 용적식의 펌프나 컴프레서에서는, 2개이상의 로러의 상대운동에 의해, 용적이 변화하는 밀폐공간을 만들어낼 필요가 있으며, 종래는 전달기어나 타이밍기어, 혹은 링크나 캠기구를 사용한 복잡한 전달메카니즘에 의해서, 상기 2개이상의 로터의 동기회전을 행하고 있었다. 타이밍기어나 전달메커나즘의 부분에 윤활유를 공급함으로서 어느정도의 고속화는 가능하나, 장치의 진동, 소음, 신뢰성을 고려했을 때, 회전수의 상한은 고작 1만 rpm이었다. 이에 대하여, 본 발명에서는, 상기와 같이 기계적 접동을 수반하는 복잡한 메카니즘을 필요로 하지 않기 때문에, 로러의 회전부를 1만 rpm이상의 고속으로 회전시킬수 있는 동시에, 메카니즘부분의 생략에 의한 장치의 간소화를 실현할 수 있다. 오일시일을 필요로 하지 않기 때문에, 기계접동에 의한 토크손실이 없고, 또 이일시일 및 오일의 정기적교환도 불필요하게 된다. 또한, 진공펌프의 동력은 로크와 회전수의 곱이며, 회전수가 상승하면 토크가 작아도 된다. 따라서, 본 발명에서는, 고속화에 의한 토크저감에 희해, 모터를소형화할 수 있다고 하는 부차적효과도 발생한다. 또 본 발명에서는, 개개의 로터를 상호 독립된 모터로 구동하게 하고 있기 때문에 개개의 모터에 필요한 토크는 또 작아진다. 이들 결과에 의해, 예를들면 실시예에서 보는 바와같이 각 모터를 로터내에 내장시킨 빌트인 (buitl-in)구조로서, 장치전체의 대폭적인 콤펙트화, 경량화, 스페이스절약화를 도모한다는 것도 가능하게 된다.

또 로터의 적어도 1개의 동축위에, 운돌량이송식의 진공펌프를 배설함으로서, 대기로부터 고진공(10^-8torr이하)까지 단숨에 1대로 뺄수 있는 복합형의 광대역진공펌프를 실현할 수 있다.

이상은 이미 제안이 끝난 진공펌프가 가지 특징이나, 본 발명은 이들 특징에 더하여, 다음과 같은 효과를 또 얻을수 있다.

저진공영역에서 충분한 배기능력을 유지한체로, 고진공영역에서 보다 큰 배기속도와 낮은 도달을 당성할 수 있다.

동기제어를 흩뜨리는 외란에 대해서, 혹은 진공빼기개시운전시의 과도기시의 동기제어에 대해서도, 충분히 안정된 제어계를 실현할 수 있다.

상기을 실현할 수 있는 이유를 본 발명의 실시에(제6도)를 사용해서 설명하면 다음과 같다.

실시에서는 외경이 다른 복수의 로터의 짜맞춤으로, 예를들면 스크루형의 용적펌프가 구성되어 있고, 또한 소직경의 로터의 동축위에 고진공펌프인, 예를들면 나사홈식펌프가 형성되어 있다. 소직경의 러터측은 동기제어운전을 행하는데 있어서, 다음 이유에 의해, 「고속화」가 용이하게 된다.

[1] 기계적인 고유진동수를 높게 설정할 수 있기 때문에, 높은 회전수라도 계(系)의 위험속도를 초과하는 일은 없다.

[2] 부하토크 및 토크변동의 절대치를 작게 할 수 있기 때문에, 동기제어 운전을 흩뜨리는 외란이 작다.

소직경러터축을「고속화」할 수 있음으로써, 그 동축위에 배설된 고진공펌프의 성능(배기기압, 진동도달압)을 향상시킬 수 있다. 또 반대로 성능을 유지한채로 고진공펌프의 외경을 작게 할 수도 있다.

상기의 효과는「기계계」에서 본 이유에 의거한 것이나, 상기의 효과는「전기계」쪽에서 본 이유에 의한다.는 말하자면 표리일체를 이루는 것이다. 즉 로터의 소직경화에 의해, 모터의 관성부하를 작게 할수 있고, 외란에 강하고 높은 제어응답성을 가진 안정된 동기제어계를 구성할 수 있는 것이다.

본 발명은, 운돌량이송식펌프부분(제1도에서는 구조부분 B)을 떼어내도 클린 , 콤펙트한 대강진공화펌프로서 물론 사용할 수 있다. 이 경우라도, 상기의 효과를 얻을수 있는 것은 물론이다.

또 2개의 로터의 동기제어를, 2개의 머터와 인코더, 제어기에 의한 전자제어에 의하는 것은 아니고, 예를들면 마그넷기어에 의한 비접촉의 전달수단에 의해, 비접촉 동기회전을 행하는 것도 가능하다. 이 이유는, 소직령로터쪽의 부하토크가, 로터의 외경에 비례해서 작게됨으로서, 전달구동로크의 한계가 비교적 작은 마그넷이라도, 토크의 전달을 할수 있기 때문이다.

이 발명의 용적식진공펌프의 구조부분에, 로터가 외주부에 나사홈(스크루홈을 포함한다)을 구비한 것으로 하면, 예를들면 루트형 진공펌프에서는 1회전에 1회의 토출이며 유입유출하는 작동유체가 큰 맥동을 수반하는데 대하여, 나사홈형에서는 거의 흐름이 연속흐름에 가까워진다. 그 때문에, 각 축의 모터에 걸리는 토크의 변동이 작아진다. 토크변동은 각 회전축의 동기제어회전을 흩뜨리는 원인이 된나, 토크변동의 작은 나사홈식의 채용에 의해서, 고속, 고정밀도의 동기제어가 보다 용이하게 되는 것이다. 나사홈식의 경우, 구조상, 흡입쪽과 토출쪽의 사이가 다단의 요철끼워맞춤에 의해서 밀폐되기 때문에, 내부리크에 의한 악영향이 작아져서, 진공도달속도를 높게 잡을수 있다. 또, 나사홈형로터는, 기어형로터나 루트형로러와 같은 이형로러와는 다르고, 회전중심축에 수직인 단면이 비교적 원형에 가깝고, 외주부의 부근까지 공동(空洞)으로 할수 있어, 내부 공간을 크게 잡을수 있고, 이곳을 실시예와 같이 베어링부에 이용하는 등의 이용을 할수 있어서, 장치의 소형화를 크게 도모할 수 있게된다.

Claims (9)

1. 하우징과; 상기 하우징속에 회전가능하게 설치된 한쌍의 회전축과; 상기 하우징속에 수용되고 상기 회전축쌍에 각각 설치된 한쌍의 상호 맞물림로터와, 상기 로터중의 하나는 상기로터의 다른것의 외경과 다른 그것의 외경을 가지고; 상기 회전축을 지지하는 베어링과; 상기 상호 맞물리로터에 유체를 공급하기 위하여 상기 하우징속에 형성된 유체흡입포트와; 상기 상호맞물림로터에 의해 펌프되었던 유체를 토출하기 위하여 상기 하우징속에 형성된 유체토출포트와; 상기 로터의 회전주파수의 비율이 상기 로터의 외경의 비율에 각각 반대가 되도록 상기 로터를 회전시키기 위하여 상기 하우징에 설치된 회전수단과; 상기 로터가 서로서로와 접촉하는 일이 없이 회전하도록 상기 로터를 동시에 제어하기 위하여 상기 회전축의 각각에 제공돈 제어수단을 구비하고, 상기 로터의 다른 것과는 다른 그것의 외경을 가지는 상기로터중의 상기 하나는 제1로터로 이루어지고, 상기 제1로터는 상기 로터의 다른 것보다 더 작은 그것의 외경을 가지고, 고진공펌프구조부는 상기 제1로터가 설치되는 상기 축중의 하나에 동축으로 설치되고, 상기 고진공펌프구조부는 상기 흡입포트로부터 상기 상호 맞물림로터까지 유체를 펌프하기 위하여 작동할 수 있는 유체회전 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 로터에 각각 배치된 마그넷기어로 이루어지는 유체회전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 고진공펌프구조부는 가스분자에 운동량을 제공하는 터어빈블레이드를 구비하는 유체회전장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 로터쌍의 각각은 그것의 바깥둘에에 스크루홈 또는 나선형홈을 구비하는 유체회전장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 회전수단은 상기 회전축중의 하나와 작동가능하게 연결된 모터로 이루어지는 유체회전장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 회전수단은 상기 회전축쌍과 각각 작동가능하게 연결된 한싸의 모터로 이루어지는 유체회전장치.
7. 하우징과; 상기 하우징속에 회전가능하게 설치된 한쌍의 회전추과; 상기 하우징속에 수용되고 상기 회전축쌍에 각각 설치된 한쌍의 상호 맞물림로터와, 상기 로터중의 하나는 상기 로터의 다른것의 외경과 다른 그것의 외경을 가지고; 상기 회전축을 지지하는 베어링과, 상기 상호 맞물림로터에 유체를 공급하기 위하여 상기 하우징속에 형성된 유체흡입포트와; 상기 상호 맞물림로터에 의해 펌프되었던 유체를 토출하기 위하여 상기 하우징속에 형성된유체토출포트와; 상기 로터의 회전주파수의 비율이 상기 로터의 외경의 비율에 각각 반대가 되도록 상기 로터쌍을 각각 돌립적으로 회전시키기 위하여 상기 하우징에 설치된 한쌍의 모터와; 상기 모터의 회전각과 회전주파수를 검출하기 위하여 상기 하우징에 설치된 검출수단과; 상기 검출수단에 의해 출력된 신호에 의거하여 상기 모터를 동시에 제어하여, 유체가 상기 로터와 상기 하우징에 의해 한정된 공간의 부피변화에 따라서 끌어 올려지고 토출되는 제어수단을 구비하고, 상기 로터의 다른 것과는 다른 그것의 외경을 가지는 상기 로터중의 상기 하나는 제1로터로 이루어지고, 상기 제1로터는 상기 로터의 다른 것보다 더 작은 그것의 외경을 가지고, 고진공펌프구조부는 상기 제1로터부가 설치된는 상기 축중의 하나에 동축으로 설치되고, 상기 고진공펌프구조부는 상기 흡입포트로부터 상기 상호맞물림로터까지 유체를 펌프하기 위하여 작동할 수 있는 유체회전장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 고진공펌프구조부는 가스분자에 운동량을 제공하는 터어빈블레이드를 구비하는 유체회전장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 로터의 각각은 그것의 바깥둘레에 스크루홈 또는 나선형홈을 구비하는 유체회전장치.