KR100346820B1 - 다축전기모터 및 그에 결합된 용적형 진공펌프 - Google Patents

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Abstract

다축 전기모터는, 영구자석들이 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 병치된 회전자와, 상기 회전자들 둘레에 전체를 둘러싸도록 각각 배치된 복수의 전기자요소세트를 포함하며, 인접한 두개의 상기 회전자들의 상기 영구자석은 상기 영구자석들 사이의 상기 전기자요소를 통해 상기 회전자들을 자기적으로 연결하는 복수의 비유사자극을 구비한다. 용적형 진공펌프는, 케이싱과, 상기 케이싱내에 상호 대면관계로 회전 가능하게 배치된 한쌍의 펌프회전자와, 상기 펌프회전자에 연결되어 상기 펌프회전자들을 대향방향으로 회전시키는 2축 전기모터를 포함한다. 이 2축 전기모터는, 한쌍의 병치된 회전자와, 상기 회전자들 둘레에 전체를 둘러싸도록 각각 배치된 한쌍의 전기자요소세트를 포함한다.

Description

다축 전기모터 및 그에 결합된 용적형 진공펌프
본 발명은 복수의 축들을 상호 동기회전시키는 다축 전기모터와 그에 결합된 용적형 펌프에 관한 것으로, 특히 2축 기어펌프, 2축 스크류펌프, 2축 루트형 송풍기 및 2축 스크류압축기등과 같이 2축을 대향방향으로 회전시킬 필요가 있는 회전기계에 사용하기 적절한 다축 전기모터와 그에 결합된 용적형 진공펌프에 관한 것이다.
펌프를 구동시키기 위한 구동수단으로서 사용하는 전기모터중에는 유도모터와 직류모터가 포함된다. 일반적으로 이들 모터들은 회전가능한 한 개의 축만을 구비한다.
첨부도면의 제 23도는, 오직 한 개의 회전 가능한 축만을 구비한 전기모터에 의해 구동되는 루트형 송풍기와 같은 2축 회전기계의 단면을 나타낸다. 제 23도에 나타낸 2축 회전기계는 하우징(31)내에 배치되고 개별 축(32a, 33a)을 갖는 한 쌍의 병치된 회전자(32, 33)와, 축(32a, 33a)상에 각각 고정적으로 장착되고 상호 망사(mesh)형으로 유지되는 한 쌍의 기어(34, 35)를 포함한다. 전기모터(35)는 회전자(32)의 축(32a)에 동축으로 연결된 회전 가능한 구동축(35a)을 구비한다.
회전자(32)가 전기모터(35)에 의해 회전될때, 회전구동력은 회전자(32)로부터 기어(34, 35)를 통해 다른 회전자(33)로 전달된다. 이 때문에, 축(32a, 33a)과그에 의한 회전자(32, 33)가 대향방향으로 동시에 회전된다.
일본 공개공보 제 92-178143호는 2축을 대향방향으로 동시에 회전시키기 위한 2축 전기모터를 개시한다. 이 개시된 2축 전기모터는 첨부도면의 제 24도 및 제 25도에 나타내져 있다. 제 24도 및 제 25도에 나타낸 바와 같이, 원형 영구자석을 갖는 두개의 회전자(41, 42)는, 이 영구자석이 상호 접촉을 유지하거나 상호 근접배치되도록 하우징(40)내에 배치된다. 회전자(41, 42)는 하우징(40)내에 장착된 고정자(44)내에 병치되고 병렬축상에 지지되어 각 베어링(45, 46) 세트에 의해 하우징(40)내에 회전가능하게 장착된다. 쭉 줄지은 전기자요소(43)는 고정자(44)의 타원형 내주면상에 장착된다. 회전자(41, 42)는, 이 회전자(41, 42)의 영구자석의 비유사자극(unlike magnetic pole)이 상호 대면하는 대면톱니 자유영역내에서 자기연결을 제공한다.
제 23도에 나타낸 2축 회전기구는, 회전자(32, 33)를 동시에 대향방향으로 회전시키는 타이밍기어로서 기어(34, 35)가 필요하기 때문에, 크기 및 소음문제를 가지고 있다.
제 24도 및 제 25도에 나타낸 2축 전기모터에 있어서, 상호 접촉지지되거나 그들 사이에 작은 갭이 남겨지는 회전자(41, 42) 사이의 자기연결로 인해 인력이 발생된다. 이렇게 발생된 인력은 회전자(41, 42)상에 가해진 반경방향의 불균형 하중의 원인이 된다. 반경방향의 불균형 하중으로 인해 베어링(45, 46)에 공급된 과다하게 큰 편심하중을 억제하고 회전자(41, 42)를 고속으로 회전시키기 위해서는, 회전자(41, 42) 사이에서 작용하는 자기인력을 상쇄시키려는 임의의 자기인력반항력을 제공할 필요가 있다. 고정자(44)의 타원형 내주면상에 배치된 전기자요소(43)는, 전기자요소(43)가 회전자(41, 42)를 구동시키는 회전자계를 발생시키기 때문에 이러한 자기인력 반항력을 발생시키는게 불가능하다. 회전자(41, 42)가 상호 접촉을 유지하는 경우에, 이러한 자기인력 반항력이 생성될 필요성이 없지만, 접촉회전자(41, 42)가 적절치 않은 수준의 마모 및 소음문제를 발생시키기 쉽다.
이 때문에, 본 발명의 목적은 복수의 축들을 상호 동시에 고속으로 안정되게 회전시킬 수 있는 다축 전기모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은, 2축을 대향방향으로 동시에 고속으로 안정되게 회전시킬 수 있고 회전자들 사이의 자기연결로 인해 방사방향의 불균형 하중을 해소할 수 있는 2축 전기모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은, 인버터, 자기연결, 유체연결 및 가속기어를 포함한 다른 구성요소들을 채용하지 않고, 회전속도를 변화 즉, 증가 또는 감소시키도록 제어할 수 있고 그에 결합된 전기모터가 과다하중을 받지 않도록 제어할 수 있는 용적형 진공펌프를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면, 다축 전기모터에 있어서, 영구자석들이 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 병치된 회전자와; 상기 회전자들 둘레에 전체를 둘러싸도록 각각 배치된 복수의 전기자요소세트를 포함하며, 인접한 두 개의 상기 회전자의 상기 영구자석은 상기 영구자석들 사이의 상기 전기자요소를 통해 상기 회전자를 자기적으로 연결하는 복수의 비유사자극을 구비하는 것을 특징으로 하는 다축 전기모터를 제공한다.
본 발명에 따르면, 용적형 진공펌프에 있어서, 케이싱과; 상기 케이싱내에 상호 대면관계로 회전 가능하게 배치된 한 쌍의 펌프회전자와; 상기 펌프회전자에 연결되어 상기 펌프회전자를 대항방향으로 회전시키는 2축 전기모터를 포함하며, 상기 2축 전기모터는, 영구자석들이 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 병치된 회전자와; 상기 회전자들 둘레에 전체를 둘러싸도록 각각 배치된 복수의 전기자요소세트를 포함하며, 상기 각 세트의 상기 영구자석은 상기 영구자석 사이의 상기 전기자요소들을 통해 상기 전기자를 자기적으로 연결하는 복수의 비유사자극쌍을 구비하는 것을 특징으로 하는 용적형 진공펌프를 제공한다.
상기 다축 전기모터에 있어서, 회전자들에 의해 발생된 자속들은 회전자 사이에 연장된 폐쇄자기회로를 통과하고, 회전자들 사이의 자기연결로서 역할을 한다. 자기회로는 공통전기자코어를 통해 연장되고 폐쇄되어 있으며, 전기자요소와 회전자 사이에서 균형을 이루고 있다. 자기회로들은 회전자들의 베어링상의 과다한 편심하중을 가하는 일 없이 회전자들을 동시에 대향방향으로 고속으로 안정되게 회전시키도록 하는 회전력을 생성시킬 수 있다.
용적형 진공펌프에 있어서, 펌프회전자들은 2축 전기모터에 의해 구동될 수 있고, 펌프의 회전속도는 2축 전기모터용 모터구동기에 공급되는 외부신호에 의해 변화될 수 있다. 그 결과, 펌프의 배기량은 2축 전기모터를 제어함으로써 제어될 수 있다. 2축 전기모터, 대표적으로 브러쉬리스(brushless) 직류모터에 공급된 전류는 모터의 회전속도를 변화시키도록 감시 및 제어되어 용적형 진공펌프가 과다하중을 받는 것을 방지한다. 따라서, 용적형 진공펌프는 그렇지 않으면 용적형 진공펌프에 의해 취급되는 가스상의 하중변화에 의해 요구될 작동범위상의 제한의 염려가 없다.
본 발명의 상기 및 타 목적들, 특징들, 장점들은 예로서 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내는 첨부도면과 관련하여 주어진 다음의 설명으로부터 분명해질 것이다.
전 도면에 걸쳐 유사 또는 대응부분들은 유사 또는 대응참조번호로 지시되어 있다.
이하, 제 1도 내지 제 5A도, 제 5B도 및 제 5C도를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다축 전기모터를 설명한다.
제 1도에 나타낸 바와 같이, 다축 전기모터는 모터프레임(1)내에 배치된 한쌍의 회전자(2A, 2B)를 구비하고, 이 한 쌍의 회전자는 회전자(2A, 2B)의 축의 대향단부 부근의 각 베어링세트들에 의해 모터프레임(1)내에서 회전 가능하게 지지된다. 제 2도에 나타낸 바와 같이, 회전자(2A, 2B)는 회전자축 원주둘레에 배치된 고리형상의 영구자석(2a, 2b)을 구비하고, 이 고리형상의 영구자석은 회전자축 둘레의 등각간격으로 대칭배열된 2n극(n은 자극의 갯수)로 각각 구성되어 반경방향 자속을 발생시킨다. 제 1실시예에 있어서, 각각의 회전자(2A, 2B)의 영구자석(2a, 2b)은 n = 2극쌍 및 4개극(S, N, S, N)을 구비한다.
복수의 전기자요소(3a1-3a6)는 모터프레임(1)내의 회전자(2A) 둘레 전체에 등각간격으로 배치되어 있고, 복수의 전기자요소(3b1-3b6)는 모터프레임(1)내의 회전자(2B) 둘레 전체에 등각간격으로 배치되어 있다. 인접한 두 개의 이들 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)는 60˚ 의 피치(pitch)로 각각 이격되어 있다. 이 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)는 전기자코어(4c)상의 각각 반경방향 내측으로 연장된 극톱니(pole teeth; U-Z, U1-Z1)와 이 극톱니(U-Z, U1-Z1)상에 장착된 각 코일(4a, 4b)을 포함한다. 이 극톱니(U-Z, U1-Z1)는 원주반향 등간격으로 배치되어 있고 코일(4a, 4b)은 각 극톱니(U-Z, U1-Z1)상에 장착되어 있어, 코일(4a, 4b)이 여자되면, 회전자(2A, 2B)의 각 축들 사이의 중간에 배치된 중앙평면(C)에 대해 대칭 및 반대되는 자극을 생성시킨다. 코일(4b)은 코일(4a)이 권선되는 방향에 대향방향으로 권선된다.
이하, 제 3A도, 제 3B도 및 제 3C도를 참조하여 제 1도 및 제 2도에 나타낸 다축 전기모터의 작동을 설명한다. 제 3A도, 제 3B도 및 제 3C도에서, 회전자(2A, 2B) 및 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)만이 도시를 목적으로 나타내져 있다.
코일(4a, 4b)이 여자되면, 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)가 회전자(2A, 2B)를 대항방향으로 회전시키기 위한 공간적으로 이동하는 자계를 발생시킨다. 특히, 코일(4a, 4b)이 여자되어 극톱니(U, X)가 N극을 생성하면, 극톱니(V, Y)가 S극을 생성하고, 극톱니(U1, X1)이 N극을 생성하며, 동시에 제 3A도에 나타낸 바와 같이, 회전자(2A, 2B)가 화살표로 나타낸 바와 같이 대향방향으로 회전된다.
코일(4a, 4b)이 여자되어 극톱니(V, Y)가 S극들을 생성하면, 극톱니(W, Z)가 N극을 생성하고, 극톱니(V1, Y1)이 N극을 생성하며, 모두 동시에, 제 3B도에 나타낸 바와 같이, 회전자(2A, 2B)가 화살표로 나타낸 바와 같이 대향방향으로 회전된다. 또, 코일(4a, 4b)이 여자되어 극톱니(X, U)가 S극을 생성하면, 극톱니(W, Z)는 N극를 생성하고, 극톱니(X1, U1)가 N극을 생성하며, 극톱니(W1, Z1)은 S극을 생성하고, 모두 동시에, 제 3C도에 나타낸 바와 같이, 회전자(2A, 2B)가 화살표로 지시된 바와 같이 대향방향으로 연속 회전력하에서 회전된다.
회전자(2A, 2B)의 영구자석(2a, 2b)에 의해 발생된 자계들은 전기자요소들에 의해 회전자(2A, 2B) 사이에 형성 및 폐쇄되어 있는 자기경로를 통과한다. 이 때문에, 자기연결은 회전자(2A, 2B)를 대향방향으로 동시에 회전시키기 위한 회전자(2A, 2B)의 비유사자극의 역할을 한다.
제 4도는 제 3A도, 제 3B도 및 제 3C도에 나타낸 바와 같이 제 1도 및 제 2도에 나타낸 다축 전기모터가 작동할 때 코일들(4a, 4b)이 여자되는 전류형태의 타이밍챠트이다. 특히, 제 4도에 나타낸 형태는 극톱니(U-Z)상의 코일(4a)에 직류가 공급되고 극톱니(U1-Z1)상의 코일(4b)에 직류가 공급되는 패턴을 나타낸다. 제 4도에 나타낸 패턴으로 코일(4a, 4b)이 여자되면, 공간이동 자계 즉, 회전자계가 발생되어 제 3A도, 제 3B도 및 제 3C도에 나타낸 바와 같이 자기톱니(U-Z, U1-21)를 자화시키고, 이에 의해 회전자(2A, 2B)가 상기한 바와 같이 대향방향으로 동시에 회전하게 된다. 제 4도에 나타낸 패턴으로 코일(4a, 4b)에 직류를 공급하는 전기회로(나타내지 않음)는 반도체장치와 같은 기존의 자기구성부품들로 구성될 수 있다.
제 5A도, 제 5B도 및 제 5C도는 제 1도 및 제 2도에 나타낸 다축 전기모터가제 3A도, 제 3B도 및 제 3C도에 나타낸 바와 같이 작동할 때 코일(4a, 4b)이 어떻게 여자되는지를 나타낸다. 특히, 제 5A도는 다축 전기모터가 제 3A도에 나타낸 바와 같이 작동할 때 코일(4a, 4b)이 어떻게 여자되는지를 나타내고, 제 5B도는 다축 전기모터가 제 3B도에 나타낸 바와 같이 작동할 때 코일(4a, 4b)이 어떻게 여자되는지를 나타내며, 제 5C도는 다축 전기모터가 제 3C도에 나타낸 바와 같이 작동할 때 코일(4a, 4b)이 어떻게 여자되는지를 나타낸다.
제 5A도, 제 5B도 및 제 5C도에 나타낸 제 1실시예에 따르면, 고리형상의 영구자석(2a, 2b)을 갖는 회전자(2A, 2B)가 병치되어 있고 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)에 의해 원주방향으로 완전히 둘러싸여 있으며, 영구자석(2a, 2b)은 전기자요소를 통해 회전자(2A, 2B) 사이의 자기연결을 제공하기 위해 복수의 비유사자극들을 구비한다. 이 때문에, 회전자(2A, 2B)는 자기연결에 의해 대향방향들로 동시에 회전될 수 있고, 베어링(5)은 과다편심하중을 받지 않고, 반경방향의 균형을 이룬 하중을 받는다. 그 결과, 회전자(2A, 2B) 및 그에 의한 전기모터의 각 2축은 상호 동기하여 고속으로 안정되게 회전될 수 있고, 전기모터는 긴 수명을 갖는다.
또한, 회전자(2A, 2B) 사이의 영구자석(2a, 2b)의 복수의 비유사자극쌍 사이에 자기연결이 제공되기 때문에, 자기연결은 큰 영역을 갖는다. 회전자(2A, 2B) 둘레가 균일한 에어갭(air gap) 길이가 충분히 달성되기 때문에 맥동력의 염려없는 큰 동기력이 발생되어 회전자(2A, 2B)를 동시에 회전시킨다.
또, 회전자(2A, 2B)가 구동되면, 코일(4a, 4b)이 여자되어 대칭적으로 위치된 전기자요소들이 비유사자극을 생성시킨다. 그 결과, 코일(4a, 4b)이 여자되지 않았을때 나타나는 자기연결효과 이외에, 코일(4a, 4b)의 여자되었을때 높은 자기 연결효과가 생성된다.
제 6도는 본 발명의 제 2실시예에 따른 다축 전기모터의 단면도를 나타낸다. 제 2실시예에 따르면, 전기자요소들은 인접한 회전자들의 대칭위치들에서 비유사자극들을 연결하기 위해서 각 위상들의 전기자요소로 분할된다. 특히, 제 6도에 나타낸 바와 같이, 다축 전기모터는 비유사자극들 사이에 자기연결을 생성시키도록 배치된 회전자(2A)상의 영구자석(2a)과 회전자(2B)상의 영구자석(2b)을 구비한다. 다축 전기모터는 회전자(2A, 2B) 둘레의 원주방향에 전체적으로 배치된 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)도 구비한다. 이 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)는 극톱니(U-Z, U1-Z1)상에 각각 장착된 코일(4a, 4b)과 전기자코어(Ac1-Ac6)상의 반경방향 내측으로 연장된 극톱니(U-Z, U1-Z1)를 포함한다. 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)는 각 위상에 연결되는데 그 예로서, 위상(U, U1)과 관련된 전기자요소들이 상호 연결되고, 위상(V, V1)과 관련된 전기자요소들이 상호 연결되며, 위상(W, W1)과 관련된 전기자요소들이 상호 연결되고, 위상(Y, Y1)과 관련된 전기자요소들이 상호 연결되며, 위상(Z, Z1)과 관련된 전기자요소들이 상호 연결된다.
제 6도에 나타낸 상기 구성에 의해서, 대칭위치에서 비유사자극 사이의 회전자(2A, 2B)를 자기적 연결할 수 있다. 특히, 코일(4a, 4b)이 여자되지 않을때 높은 자기연결효과가 달성된다. 코일(4a, 4b)이 제 3A도, 제 3B도 및 제 3C도와 제5A도, 제 5B도 및 제 5C도에 나타낸 바와 같이 여자되면, 회전자(2A, 2B)는 대향방향으로 동시에 회전된다.
제 7도는 제 6도에 나타낸 다축 전기모터의 일 변형을 나타낸다. 이 변형에 따르면, 고리형상의 영구자석(2a, 2b)을 갖는 회전자(2A, 2B)는 코일(4a, 4b)을 갖는 극톱니 "a"-"1", "a1"-"11"와, 각 경로내에서 연결되는 극톱니 "a"-"1", "a1"-"11"를 구비한 전기자요소에 의해 둘러싸여 회전자(2A, 2B)용 자기경로를 명확히 형성한다.
제 8도는 제 6도에 나타낸 다축 전기모터의 또 하나의 변형을 나타낸다. 제 8도에서, 극톱니는 각 경로내에서 연결되어 고리형상의 영구자석(2a, 2b)을 갖는 회전자(2A, 2B)용 자기경로들을 명확히 형성한다.
만약 제 7도 및 제 8도에 나타낸 변형의 다축 전기모터들이 코일(4a, 4b)의 부재하에서 자기연결효과를 제공하도록 배치되면, 병렬회전자(2A, 2B)를 대항방향으로 동시에 회전시킬 수 있는 병렬자기연결장치가 달성된다.
제 9도는 본 발명의 제 3실시예에 따른 다축 전기모터의 단면을 나타낸다. 제 3실시예에 따르면, 전기자코어는 인접한 회전자들의 대칭위치들에서 비유사자극들을 연결하기 위한 자기경로 이외의 자기경로를 차단하도록 에어갭들로 분할된다. 특히, 제 9도에 나타낸 바와 같이, 다축 전기모터는 고리형상의 영구자석(2a, 2b)을 장착한 한 쌍의 회전자(2A, 2B)와, 회전자 둘레의 원주방향에 전체적으로 등각간격으로 배치된 복수의 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)를 포함한다. 인접한 두 개의전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)는 전기자코어(Ac1)상의 내측으로 연장된 극톱니(U-Z), 전기자코어(Ac2)상의 반경방향 내측으로 연장된 극톱니(U1-Z1), 및 극톱니(U-Z, U1-Z1)상에 각각 장착된 코일(4a, 4b)을 포함한다. 극톱니(U-Z, U1-Z1)은 원주방향에 등간격으로 배치되어 있고, 코일(4a, 4b)은 각 극톱니(U-Z, U1-Z1)상에 장착되어, 코일(4a, 4b)이 여자되면, 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)가 회전자(2A, 2B)의 각 축들 사이의 중간에 배치된 중앙평면(C)에 대해 대칭 및 대향된 자극들을 생성시킨다. 코일(4b)은 코일(4a)이 권선되는 방향에 반대방향으로 권선된다.
전기자코어(Ac1)상의 극톱니(U-Z)는, 회전자(2A, 2B)의 축들을 상호 연결하는 선에 수직하게 연장되어 회전자(2A)의 축을 통과하는 일점쇄선을 따라 전기자코어(Ac1)내에 형성되는 상하 오목부(recess; 5a)에 의해 두 개의 동일한 극톱니그룹(U, Y, Z 및 V, X, W)으로 분할된다. 이와 유사하게, 전기자코어(Ac2)상의 극톱니(U1-Z1)는 회전자(2A, 2B)의 축들을 상호 연결하는 선에 수직하게 연장되고 회전자(2B)의 축을 통과하는 일점쇄선을 따라 전기자코어(Ac2)내에 형성되는 상하 오목부(5b)에 의해 두 개의 동일한 극톱니그룹(U1, Y1, Z1, 및 V1, X1, W1)으로 분할된다.
제 9도에 나타낸 다축 전기모터의 다른 구조적 설명은 제 1도 및 제 2도에 나타낸 다축 전기모터의 설명과 동일하다. 코일(4a, 4b)이 제 3A도, 제 3B도 및 제 3C도와 제 5A도, 제 5B도, 및 제 5C도에 나타낸 바와 같이 여자되면,회전자(2A, 2B)가 대향방향으로 동시에 회전된다. 오목부(5a, 5b)는 극톱니(V, V1) 사이와 극톱니(X, X1) 사이의 자기연결효과를 증가시키는데 효과적이기 때문에 대항방향으로의 회전자(2A, 2B)의 동기회전을 보장한다.
본 발명의 제 4실시예에 따른 다축 전기모터가 제 10A도 및 제 10B도에 나타내져 있다. 제 4실시예에 따르면, 자기물질의 자기연결막대가 회전자들의 비유사자극들 사이에 연장된다. 특히, 제 10A도에 나타낸 바와 같이, 다축 전기모터는 자기물질의 복수의 뒤짚어진 U형상의 자기연결막대(7a, 7b, 7c)를 구비한다. 제 10B도에 나타낸 바와 같이, 다축 전기모터는 장착된 고리형상의 영구자석(2a, 2b)을 구비한 한 쌍의 회전자(2A, 2B)와, 회전자(2A, 2B) 둘레의 원주방향을 따라 등각간격으로 배치된 복수의 전기자요소들을 포함한다. 전기자요소들은 전기자코어(Ac)상의 반경방향내측으로 연장된 극톱니(U-Z, U1-Z1)와, 극톱니(U-Z, U1-Z1)상에 각각 장착된 코일(4a, 4b)을 포함한다. 자기연결막대(7a, 7b 및 7c)는 극톱니(U-Z, U1-Z1) 사이의 전기자코어(Ac)내에 형성된 슬롯(S)에 각각 삽입된 다리부를 구비하여, 이에 의해 회전자(2A, 2B)의 비유사자극들 사이의 폐쇄자기경로를 제공한다. 전기자코어(Ac)와 자기연결막대(7a, 7b 및 7c) 사이에는 일정한 에어갭이 남겨진다. 슬롯(S)을 통과하는 자속은 회전자(2A, 2B)의 비유사자극에 자기적으로 연결되어 회전자(2A, 2B)를 대향방향으로 동시에 회전시킨다. 자기연결막대(7a, 7b 및 7c)는 코일(4a, 4b)이 여자될때 자기연결효과를 증가시키는데 효율적이다. 두 개의 전기자요소세트 사이에 대칭되게 배치친 슬롯(5)내에 자기연결막대(7a, 7b 및 7c)의 다리부들이 삽입되기 때문에, 자기연결막대(7a, 7b 및 7c)의다리부가 슬롯(S)내로 쉽게 삽입될 수 있다. 이 때문에, 자기연결막대(7a, 7b 및 7c)는 상호 자기간섭없이 쉽게 부착될 수 있다.
제 11도는 본 발명의 제 5실시예에 따른 다축 전기모터의 단면도를 나타낸다. 제 5실시예에 있어서, 한 쌍의 병치된 회전자(2A, 2B)는 상호 다른 갯수의 자극들을 구비하여, 회전자(2A, 2B)가 서로 다른 회전속도로 대향방향으로 회전될 수 있다. 즉, 회전자(2A, 2B)는 자극의 갯수비에 따른 회전속도비로 회전된다. 제 11도에 나타낸 바와 같이, 회전자(2A)는 4개의 극(S, N, S, N)을 포함하는 영구자석(2a)을 구비하고 회전자(2B)는 6개의 극(S, N, S, N, S, N)을 포함하는 영구자석(2b)을 구비한다. 각각의 영구자석(2a)은 각각의 영구자석(2b)과 동일한 외주길이를 갖는다. 회전자들(A, B)의 자극의 갯수비는 2 : 3이다.
복수의 전기자요소(3a1-3a6)가 모터프레임(1)내의 회전자(2A) 둘레 전체에 등각간격으로 배치되고, 복수의 전기자요소(3b1-3b9)가 모터프레임(1)내의 회전자(2B) 둘레 전체에 등각간격으로 배치된다. 전기자요소(3a1-3a6)가 회전자(2A)의 60˚의 피치로 등각간격으로 이격되고 전기자요소(3a1-3a9)가 회전자(2B)의 40˚의 피치로 등각간격으로 이격된다. 전기자요소(3b1-3b6, 3b1-3b9)는 전기자코어(Ac1,-Ac7)상의 반경방향내측으로 연장된 극톱니(U-Z, U1-Z1)와 극톱니(U-2, U1-Z1)상에 각각 장착된 코일(4a, 4b)을 포함한다.
제 12도는 제 11도에 나타낸 다축 전기모터가 작동할 때 코일들(4a, 4b)이여자되는 전류형태의 타이밍챠트이다. 제 13A도, 제 13B도 및 제 13C도는 제 11도에 나타낸 다축 전기모터가 작동할 때 코일(4a, 4b)이 어떻게 여자되는지를 나타내는 회로다이어그램들이다. 제 12도, 제 13A도, 제 13B도 및 제 13C도에 나타낸 바와 같이 코일(4a, 4b)에 직류를 공급함으로써, 공간이동자계 즉, 회전자계가 발생되어 자기톱니(U-Z, V1-Z1 및 X2-Z2)를 자화시키고, 이에 의해 회전자(2A, 2B)를 대향방향으로 동시에 회전시킨다. 이 경우에, 회전자(2A, 2B)는 자극의 갯수비 즉, 2 : 3에 반비례하는 3 : 2의 비율로 회전된다.
제 5실시예에서의 다축 전기모터는 펌프회전자쌍들이 일정 회전속도비로 회전되는 스크류압축기등에 바람직하게 적용가능하다.
제 14도는 본 발명의 제 6실시예에 따른 다축 전기모터의 단면을 나타낸다. 제 6실시예에서, 다축 전기모터는 4개의 축을 갖는다. 특히, 다축 전기모터는 화살표로 지시된 바와 같은 대향방향으로의 동시회전을 위해 자기적으로 연결되는 4개의 회전자(2A, 2B, 2C, 2D)를 포함한다. 제 6실시예에 따른 다축 전기모터는 3개 이상의 회전축들을 필요로하는 교반기 등과 결합하여 사용될 수도 있다.
이하, 제 15도 내지 제 21도를 참조하여 본 발명에 따른 다축 전기모터를 결합시키는 본 발명의 일 실시예에 따른 용적형 진공펌프를 설명한다.
제 15도 및 제 16도에 나타낸 바와 같이, 용적형 진공펌프는 케이싱(11)과 이 케이싱(11)내에 배치된 펌프회전자들로서 한 쌍의 루트회전자(12)를 구비한다. 각각의 루트회전자(12)는 축의 대향단부들 부근의 한 쌍의 베어링(13)에 의해 케이싱(11)내에서 회전가능하게 지지된다. 루트회전자(12)는 제 1도 내지 제 5C도에나타낸 바와 같이 구성된 2축 전기모터(M)에 의해 회전될 수 있다.
2축 전기모터(M)는 제 17도 및 제 18도에 상세히 나타내져 있다. 제 17도 및 제 18도에 나타낸 바와 같이, 2축 전기모터(M)는 루트회전자들(12)의 각 축들의 단부에 동축으로 고정된 한 쌍의 회전자(2A, 2B)를 구비한다. 회전자(2A, 2B)는 회전자축 둘레에 등각간격으로 대칭으로 배열된 2n극(n은 극쌍의 갯수임)으로 각각 구성된 회전자축 둘레의 원주방향으로 대치된 고리형상의 영구자석(2a, 2b)을 구비한다. 이 실시예에서, 각 회전자(2A, 2B)의 영구자석(2a, 2b)은 n=2극쌍과 4개의 극(S, N, S, N)을 구비한다.
복수의 전기자요소(3a1-3a6)가, 회전자(2A)와 전기자요소(3a1-3a6) 사이에 배치된 합성수지 캔(8)을 갖는 모터프레임(1)내에서 회전자(2A) 둘레 전체에 등각간격으로 배치되고, 복수의 전기자요소(3b1-3b6)가, 회전자(2B)와 전기자요소(3b1-3b6)사이에 배치된 합성수지 캔(8)을 갖는 모터프레임(1)내에서 회전자(2B) 둘레 전체에 등각간격으로 배치된다. 두 개의 인접한 이들 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)는 전기자코어(Ac)상의 반경방향내측으로 연장된 극톱니(U-Z, U1-Z1)와 이 극톱니(U-Z, U1-Z1)상에 각각 장착된 코일(4a, 4b)을 포함한다. 극톱니(U-Z, U1-Z1)가 원주방향 등간격으로 배치되어 있고, 코일(4a, 4b)이 각 극톱니(U-Z, U1-Z1)상에 장착되어, 코일(4a, 4b)이 여자되면, 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)는 회전자(2A, 2B)의 각 축들 사이의 중간에 배치된 중앙평면(C)에 대해 대칭 및 대향되는 자극들을 생성시킨다. 코일(4b)은 코일(4a)이 권선되는 방향과 반대방향으로 권선된다.
제 15도에 나타낸 바와 같이, 2축 전기모터(M)의 등작을 제어하기 위한 모터 구동기(10)가 모터프레임(1)상에 고정적으로 장착된다.
두 개의 서로 맞물리는 타이밍기어(21; 제 15도에는 한개만을 나타냄)는 2축 전기모터(M)로부터 이격된 루트회전자(12)의 축들의 단부상에 각각 고정적으로 장착된다. 타이밍기어(21)는, 일시적 교란력하에서 루트회전자(12)가 상호 등기회전하지 않게 되는 것을 방지하는 역할을 한다.
용적형 진공펌프는 다음과 같이 작동한다:
2축 전기모터(M)의 코일(4a, 4b)이 모터구동기(10)에 의해 여자되면, 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6)는 회전자(2A, 2B)를 대향방향으로 회전시키기 위해 공간이동자계를 생성시킨다. 여기서, 2축 전기모터(M)의 회전원리는 제 3A도-제 3C도 내지 제 5A도-제 5C도를 참조하여 앞서 설명하였기 때문에 상세히 설명하지 않는다.
회전자(2A, 2B)가 대향방향으로 동시에 회전하면, 동기루트회전자(12)는 루트회전자(12)와 케이싱(11)의 내표면 사이와 루트회전자(12) 사이의 근접상태를 유지하면서 상호 접촉상태를 벗어나는 대향방향으로 회전한다. 루트회전자(12)가 회전하면, 제 16도에 화살표로 지시된 바와 같이 유입포트로부터 케이싱(11)내로 유입된 가스는 루트회전자(12)와 케이싱(11) 사이에 가두어졌다가 배출포트를 항해 송출된다. 이 실시예에서, 각각의 루트회전자(12)는 세 개의 로브(lobe)와 따라서 세 개의 오목부를 구비한다. 이 때문에, 가스는 용적형 진공펌프의 선회마다 용적형 진공펌프로부터 6번씩 방출된다.
이 실시예에서, 2축 전기모터(M)는 2축 브러쉬리스 직류모터를 포함하고, 모터구동기(10)는, 2축 브러쉬리스 직류모터를 다양한 회전속도중 선택적으로 회전시키도록 제어하는 기능과, 2축 브러쉬리스 직류모터가 과부하를 받는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
제 19도는 모터구동기(10)의 구조를 나타내는 블럭다이어그램이다. 이 모터 구동기(10)에 있어서, AC전원(30)으로부터의 교류(AC)는, 정류회로(14)에 의해 직류(DC)로 변환되고, 직류검출유닛(CDU; 15)로부터의 전류신호들과, 위치검출유닛(PDH; 16)으로부터의 모터회전자의 회전속도신호와 모터회전자의 위상 신호들과, 구동신호들이 제어유닛(18)내로 입력되는 회전속도제어신호들에 의해, 브러쉬리스 직류모터(M)를 구동시키는 구동신호가 제어회로(18)로부터 구동회로(19)로 공급된다. 제어유닛(18)은 위치검출신호 처리유닛(PDPU; 22)과, 베이스유닛(BU; 23)과, 회전속도 검출유닛(RSDU; 24) 및 PWM제어유닛(PWM; 25)을 포함한다.
제 20도는 브러쉬리스 직류모터(M)내의 회전속도 및 토크 사이의 관계와 전류 및 토크 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
브러쉬리스 직류모터(M)는 제 20도에 지시된 바와 같은 선형 속도 대 토크 특성곡선을 구비하여 브러쉬리스 직류모터(M)의 회전속도가 증가할수록 이에 의해 생성되는 토크는 감소한다. 제 21도는 용적형 진공펌프의 펌프작동과 모터특성 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 사용된 베어링의 수명의 관점에서, 브러쉬리스 직류모터(M)는, 용적형 진공펌프에 의해 생성된 토크가 제 21도에 나타낸 바와 같이 정격토크(정격출력)와 동일하거나 이하일때, 임의의 일정한 회전속도로 용적형 진공펌프를 작동시키도록 제어된다.
브러쉬리스 직류모터(M)의 토크와 전류는, 제 20도에 나타낸 바와 같이 브러쉬리스 직류모터(M)에 의해 생성되는 토크가 증가할수록 브러쉬리스 직류모터(M)에 공급되는 전류도 증가하는 상호관계에 있다. 브러쉬리스 직류모터(M)에 공급된 전류가 증가함에 따라, 코일들(4a, 4b)은 줄열(Joule heat)로 인해 가열된다. 과다하중에 의해 초래된 열로 인해 브러쉬리스 직류모터(M)가 연소되는 것을 방지하기 위해서, 모터구동기(10)는 모터전류에 대한 사전설정 전류값을 설정하고 있다. 모터전류는 전류검출유닛(15)에 의해 검사된다. 모터전류가 사전설정 전류값을 초과 하는 경우에, 모터구동기(10)는 제 21도의 속도강하곡선에 의해 지시된 바와 같이 용적형 진공펌프의 회전속도를 낮추도록 모터전류를 제어하고, 이에 의해 펌프하중을 저하시켜 모터가 과다하중을 받는 것을 방지한다.
또, 제 20도에 나타낸 바와 같이, 브러쉬리스 직류모터(M)의 회전속도와 인가전압은, 인가전압이 증가될수록 모터(M)의 회전속도가 증가하는 상호관계에 있다. 제 20도에서, 인가전압(V1과 V2) 사이의 관계는 V1〉V2이다. 이렇게, 모터(M)의 회전속도는 모터(M)로의 인가전압을 변화시킴으로써 자유롭게 변화될 수 있다. 제 19도에 나타낸 바와 같이, 외부유닛으로부터 제어유닛(18)의 PWM제어유닛(25)으로의 회전속도 제어신호를 공급함으로써 모터(M)로의 인가전압이 제어될 수 있고, 이에 의해 모터(M)의 회전속도를 제어한다.
캔(8)이 회전자(2A, 2B)와 전기자요소(3a1-3a6, 3b1-3b6) 사이의 분할벽으로서 배치되기 때문에, 용적형 진공펌프의 내부공간은 외부공간으로부터 완벽하게 절연된다. 따라서, 용적형 진공펌프는 성능이 향상되고 용적형 진공펌프내로 유입되는 주위 공기에 의해 초래되는 문제를 해결한다.
또한, 브러쉬리스 직류모터(M)는 회전자(2A, 2B)와 전기자요소(3a1-3a6) 사이에 유도모터에서보다 더 큰 에어갭이 형성되도록 한다. 이 때문에, 용적형 진공펌프와 결합된 종래의 전기모터들은 맴돌이전류로 인한 큰 손실을 일으키기 쉬운 금속캔을 채용하였다. 캔(8)은 도시된 실시예에 따라 더 두꺼워질 수 있기 때문에, 캔(8)은 합성수지로 만들어질 수 있고, 어떠한 맴돌이전류손실도 발생하지 않기 때문에, 모터효율을 향상시킨다.
제 22도는 본 발명의 또하나의 실시예에 따른 용적형 진공펌프를 나타낸다. 제 22도에 나타낸 실시예에서, 본 발명의 원리는 스크류형 진공펌프에 적용되었다. 특히, 한 쌍의 스크류회전자(12S; 제 12도에는 한개만을 나타냄)와 케이싱(11)내에 배치되고 베어링들(13)에 의해 내부에서 회전 가능하게 지지된다. 스크류회전자(12S)가 서로 맞물리는 기어(21; 제 22도에 한개만을 나타냄)에 의해 상호 작동가능하게 연결된다. 스크류회전자(12S)는 제 15도에 나타낸 실시예에 따른 2축 브러쉬리스 직류모터(M)에 의해 회전될 수 있다. 제 22도에 나타낼 용적형 진공펌프는 제 15도 내지 제 21도에 나타낼 용적형 진공펌프의 장점들과 유사한 장점들을 제공한다.
본 발명에 따른 다축 전기모터는 다음의 잇점들을 제공한다: 다축 전기모터는 자기연결을 통해 복수의 축들을 상호 동시에 회전시킬 수 있다. 축들상의 베어링들이 과다편심하중을 받지 않고 반경방향의 균형을 이룬 하중을 받기 때문에, 축들은 상호 동시에 고속으로 안정되게 회전될 수 있고, 다축 전기모터는 긴 수명을 갖는다. 또한, 균일한 에어갭길이가 회전자들 둘레 전체에서 달성되기 때문에, 자기연결은 큰 영역을 갖고, 맥동력의 염려없는 큰 동기력이 생성되어 회전자를 동시에 회전시킨다.
본 발명에 따른 용적형 진공펌프는 다음의 장정들을 제시한다:
(1) 브러쉬리스 직류모터용 모터구동기에 신호를 제공함으로써, 용적형 진공펌프의 회전속도는 펌프의 배기량을 제어하도록 변화될 수 있다. 이 때문에, 펌프로부터 배출된 가스의 흐름비를 조절하기 위한 밸브와 같은 또 하나의 구성부품을 사용하여 왔다. 본 발명에 따르면, 이러한 추가구성부품은 불필요하게 된다. 또, 모터의 회전속도를 제어하기 위한 인버터가 필요하지 않고, 브러쉬리스 직류모터가 일시적인 전원고장시에도 정지되지 않고 따라서 용적형 진공펌프를 연속적으로 작동시킬 수 있다.
(2) 용적형 진공펌프의 회전속도가 저하되면, 용적형 진공펌프의 하중을 감소시킬 수 있어, 용적형 진공펌프가 과다하중을 받는 것을 방지한다. 이러한 과다하중의 방지능력은 한계작동범위를 갖는 펌프들에 대해 효과적이다. 특히, 지금까지는 배출포트에 임의 범위의 압력을 부과하는 기계적 부스터펌프는 임의의 압력이하에서만 작동될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 기계적 부스터펌프는 대기압범위에서 보조펌프와 함께 동시에 작동될 수 있고, 유입압력이 높을때 예를 들어, 대기방 부근일때 진공실로부터 가스를 방출하는데 요구되는 시간을 줄이기 위해서 방출비를 증가시킬 수 있다.
(3) 용적형 진공펌프와 결합된 전기모터는 캔드모터를 포함할 수 있다. 특히 높은 반응성의 부식성 유체를 취급하는 반도체제조장치내에 용적형 진공펌프가 결합되는 경우에, 캔드모터는 펌프구성부품들이 축에 따른 대기유출로 인해 반응 또는 부식되는 것을 방지하고 펌프성능을 향상시키는데 효율적이다.
(4) 전기모터의 캔이 비금속, 예를 들어 합성수지로 만들어지기 때문에, 이 캔은 맬돌이전류로 인한 손실을 초래하지 않고, 그 결과 모터효율을 증가시킨다. 또, 용적형 진공펌프의 운전비용이 저하된다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 상세히 나타내지고 설명되었지만, 첨부된 특허청구범위의 기술사상으로부터 벗어남이 없이 다양한 변화 및 변형이 만들어질 수 있음을 인지해야 한다.
제 1도는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다축 전기모터의 축방향 단면도,
제 2도는 제 1도의 선 Ⅱ - Ⅱ의 단면도,
제 3A도, 제 3B도 및 제 3C도는 제 1도 및 제 2도에 나타낸 다축 전기모터가 작동하는 방식을 나타내는 단면도,
제 4도는 제 1도 및 제 2도에 나타낸 다축 전기모터가 제 3A도 내지 제 3C도에 나타낸 바와 같이 작동할 때 코일이 여자되는 전류형태의 타이밍챠트,
제 5A도, 제 5B도 및 제 5C도는 제 1도 및 제 2도에 나타낸 다축 전기모터가 제 3A도 내지 제 3C도에 나타낸 바와 같이 작동할 때 코일이 어떻게 여자되는지를 나타내는 회로도,
제 6도는 본 발명의 제 2실시예에 따른 다축 전기모터의 단면도,
제 7도는 제 6도에 나타낸 다축 전기모터의 일 변형의 단면도,
계 8도는 제 5도의 다축 전기모터의 또다른 변형의 단면도,
제 9도는 본 발명의 제 3실시예에 따른 다축 전기모터의 단면도,
제 10A도 및 제 10B도는 본 발명의 제 4실시예에 따른 다축 전기모터의 평면도 및 단면도,
제 11도는 본 발명의 제 5실시예에 따른 다축 전기모터의 단면도,
제 12도는 제 11도에 나타낸 다축 전기모터가 작동할 때 코일이 여자되는 전류형태의 타이밍챠트,
제 13A도, 제 13B도 및 제 13C도는 제 11도에 나타낸 다축 전기모터가 작동할 때 코일이 어떻게 여자되는지를 나타내는 회로도,
제 14도는 본 발명의 제 6실시예에 따른 다축 전기모터의 단면도,
제 15도는 본 발명에 따른 다축 전기모터를 결합시킨 본 발명의 일 실시예에 따른 용적형(容積形) 진공펌프의 축방향 단면도,
제 16도는 제 15도의 선 ⅩⅥ-ⅩⅥ의 단면도,
제 17도는 제 15도의 선 ⅩⅦ-ⅩⅦ의 단면도,
제 18도는 제 15도의 선 ⅩⅧ-ⅩⅧ의 단면도,
제 19도는 제 15도의 용적형 진공펌프에 결합된 2축 전기모터의 모터구동기의 블럭다이어그램,
제 20도는 회전속도와 토크 사이의 관계 및 전류와 토크 사이의 관계를 나타내는 다이어그램,
제 21도는 용적형 진공펌프내의 모터특성과 펌프작동 사이의 관계를 나타내는 다이어그램,
제 22도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 용적형 진공펌프의 축방향 단면도,
제 23도는 종래의 2축 회전기계의 축방향 단면도,
제 24도는 종래의 2축 전기모터의 축방향 단면도,
제 25도는 제 24도의 ⅩⅩⅤ - ⅩⅩⅤ선의 단면도.

Claims (12)

  1. 영구자석들이 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 병치된 회전자와;
    상기 회전자들 둘레에 전체를 둘러싸도록 각각 배치된 복수의 전기자요소세트를 포함하여 이루어지는 다축 전기모터로서,
    인접한 두개의 상기 회전자들의 상기 영구자석은 상기 영구자석들 사이의 상기 전기자요소를 통해 상기 회전자들을 자기적으로 연결하는 복수의 비유사자극을 구비하는 것을 특징으로 하는 다축 전기모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인접한 두 개의 회전자가 구동될 때, 상기 인접한 두 개의 회전자의 상기 전기자요소들이 여자되어 상기 인접한 두개의 회전자들의 대칭위치들에 있는 전기자요소가 비유사자극을 생성시키는 것을 특징으로 하는 다축 전기모터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자요소들이 상기 인접한 두개의 회전자들의 대칭위치들에 있는 비유사자극을 자기적으로 연결하기 위해 개별 위상들의 전기자요소들로 나누어지는 것을 특징으로 하는 다축 전기모터.
  4. 제 1항에 있어서,
    전기자코어를 더욱 포함하여 이루어지며,
    상기 전기자요소들은 상기 전기자코어상에 배치되고, 상기 전기자코어는 에어갭에 의해 분리되어 상기 인접한 두개의 회전자들의 대칭위치들에서의 비유사자극을 자기적으로 연결하기 위해 자기경로 이외의 자기경로로 차단하는 것을 특징으로 하는 다축 전기모터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 회전자들을 자기적으로 연결하기 위해 상기 인접한 두개의 회전자들의 비유사자극 사이로 연장되는 자기물질로 만들어진 복수의 자석연결막대를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 전기모터.
  6. 제 5항에 있어서,
    각각의 상기 자석연결막대들은 상기 전기자요소세트 사이의 대칭위치내에 형성된 각 슬롯들내에 삽입되는 다리부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 다축 전기모터.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 인접한 두 개의 상기 회전자들의 상기 영구자석이 상호 다른 갯수의 자극을 구비하여, 상기 인접한 두 개의 상기 회전자가 자극의 갯수의 비율에 따른 회전속도의 비율로 회전되는 것을 특징으로 하는 다축 전기모터.
  8. 케이싱과;
    상호 대면하게 상기 케이싱내에 회전 가능하게 배치된 한 쌍의 펌프회전자와;
    상기 펌프회전자에 연결되어 상기 펌프회전자들을 대향방향으로 회전시키는 2축 전기모터를 포함하여 이루어지는 용적형 펌프로서,
    상기 2축 전기모터는, 영구자석들이 둘레에 각각 배치되어 있는 복수의 병치된 회전자와;
    상기 회전자들 둘레에 전체를 둘러싸도록 각각 배치된 복수의 전기자요소세트를 포함하여 이루어지며,
    상기 각 세트의 상기 영구자석은 상기 영구자석 사이의 상기 전기자요소들을 통해 상기 전기자를 자기적으로 연결하는 복수의 비유사자극쌍을 구비하는 것을 특징으로 하는 용적형 진공펌프.
  9. 제 8항에 있어서,
    펌프배기량을 변화시키기 위해 가변속도로 회전하도록 상기 2축 전기모터를 제어하는 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 용적형 진공펌프.
  10. 제 8항에 있어서,
    펌프가 과부하받는 것을 방지하기 위해서 회전속도를 변화시키도록 상기 2축전기모터에 공급된 전류를 감시 및 제어하는 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 용적형 진공펌프.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 2축 전기모터는 상기 회전자를 하우징하는 한쌍의 캔을 구비하여 상기 전기자요소로부터 상기 회전자를 절연시키는 캔드모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 용적형 진공펌프.
  12. 제 11항에 있어서,
    각각의 상기 캔은 합성수지로 만들어지는 것을 특징으로 하는 용적형 진공펌프.
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100346820B1 (ko) * 1994-04-21 2002-11-30 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼 다축전기모터 및 그에 결합된 용적형 진공펌프
DE69625401T2 (de) * 1995-03-20 2003-10-30 Ebara Corp Vakuumpumpe
JP3432679B2 (ja) * 1996-06-03 2003-08-04 株式会社荏原製作所 容積式真空ポンプ
JPH1182347A (ja) * 1997-09-02 1999-03-26 Ebara Corp 真空ポンプの運転方法
CA2377586A1 (en) * 1999-06-21 2001-01-04 Manfred Schrodl Electric motor
US6694599B1 (en) 1999-07-30 2004-02-24 Siemens Vdo Automotive, Inc. Method of connecting commutator bars in a cross-linked commutator having additional parallel paths
US6759774B1 (en) * 2001-03-08 2004-07-06 Lawrence Pumps, Inc Low speed canned motor
JP3856661B2 (ja) * 2001-06-06 2006-12-13 株式会社荏原製作所 真空ポンプ
JP3700650B2 (ja) * 2002-01-15 2005-09-28 株式会社デンソー ハイブリッドコンプレッサおよびハイブリッドコンプレッサ装置
JP3711956B2 (ja) * 2002-04-01 2005-11-02 日産自動車株式会社 回転電機の駆動方法
DE10223869A1 (de) * 2002-05-29 2003-12-11 Leybold Vakuum Gmbh Zwei-Wellen-Vakuumpumpe
JP4549857B2 (ja) * 2002-10-04 2010-09-22 株式会社荏原電産 スクリューポンプ及びその運転方法
JP3823920B2 (ja) * 2002-12-27 2006-09-20 三菱電機株式会社 電動油圧式パワーステアリング装置
DE102004024562A1 (de) * 2004-05-18 2005-12-15 Pfeiffer Vacuum Gmbh Trocken laufende Kolbenvakuumpumpe
DE102004024554B4 (de) * 2004-05-18 2018-01-25 Pfeiffer Vacuum Gmbh Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe
CN1328509C (zh) * 2004-05-25 2007-07-25 辽宁工程技术大学 电磁体积因子流体动力机
US20060017339A1 (en) * 2004-06-03 2006-01-26 Lalit Chordia Brushless canned motor
US7267532B2 (en) * 2004-12-28 2007-09-11 Micropump, Inc., A Unit Of Idex Corporation Offset-drive magnetically driven gear-pump heads and gear pumps comprising same
EP1979619B1 (en) * 2006-01-31 2016-12-14 Ebara Corporation Vacuum pump unit
US20070241627A1 (en) * 2006-04-12 2007-10-18 Sullair Corporation Lubricant cooled integrated motor/compressor design
US7705501B2 (en) * 2006-07-14 2010-04-27 Tai-Her Yang Common construction of coaxial I/O dual electro-mechanical units
US7416406B2 (en) * 2006-09-27 2008-08-26 Frank Schubach Furnace framework system with expansion joint
JP2008157446A (ja) * 2006-11-30 2008-07-10 Anest Iwata Corp ２軸以上の回転軸間の駆動力伝達機構と該駆動力伝達機構を用いた無給油流体機械
JP2008138549A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Anest Iwata Corp ２軸以上の回転軸を配した無給油流体機械本体を有する無給油流体機械
US8176167B2 (en) 2006-12-05 2012-05-08 Qualcomm Incorporated Methods and apparaus for requesting wireless communication device performance data and providing the data in optimal file size
JP2008263665A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Aisan Ind Co Ltd ブラシレスモータの駆動装置及び流体ポンプ
DE502007006457D1 (de) * 2007-05-24 2011-03-24 Lindenmaier Gmbh Turbolader
US8232700B2 (en) * 2008-12-19 2012-07-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Multi-rotor electric machine
US7965007B2 (en) * 2009-05-05 2011-06-21 Herbert Carey Dahlen Three dimensional motor generator system
US8258737B2 (en) * 2009-06-24 2012-09-04 Casey John R Electric machine with non-coaxial rotors
CN103104490A (zh) * 2011-11-11 2013-05-15 中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司 一种磁力驱动螺杆真空泵
DE102013213847A1 (de) * 2013-07-16 2015-01-22 Zf Friedrichshafen Ag Elektrische Maschine und Anordnung von elektrischen Maschinen
GB201518619D0 (en) * 2015-10-21 2015-12-02 Rolls Royce Controls & Data Services Ltd Gear Pump
GB201520766D0 (en) * 2015-11-24 2016-01-06 Camcon Auto Ltd Stator assembly
AT518943B1 (de) 2016-07-04 2018-08-15 Univ Wien Tech Elektrisches Maschinensystem
US10396642B2 (en) * 2017-02-28 2019-08-27 Allen Petrick Magnetic propulsion and electrical generation system
CN108194353B (zh) 2018-02-02 2019-12-13 中山市天元真空设备技术有限公司 一种成对转子转轴独立的直排大气的多级罗茨干式真空泵
AT522827B1 (de) 2019-08-09 2022-12-15 Univ Wien Tech Verkoppeltes Maschinensystem
CN115001228A (zh) * 2022-05-16 2022-09-02 深圳先进技术研究院 矩阵电机单元结构及矩阵电机
CN115313789B (zh) * 2022-08-31 2024-04-30 哈尔滨理工大学 一种径向双并列转子电机的定子耦合区结构

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1612330A (en) * 1924-12-15 1926-12-28 Westinghouse Electric & Mfg Co Pulsating-torque machine
US3378710A (en) * 1964-06-01 1968-04-16 Micro Pump Corp Magnetic transmission
US3922117A (en) * 1972-11-10 1975-11-25 Calspan Corp Two-stage roots type compressor
US3863446A (en) * 1973-07-16 1975-02-04 Jordan Controls Inc Fluid positioning apparatus
US4358693A (en) * 1981-06-15 1982-11-09 Charles L. Palmer Permanent magnet motor
US4626723A (en) * 1982-03-15 1986-12-02 Ambac Industries, Incorporated Actuator system for automotive seat mover mechanisms and the like
JPS59165939A (ja) * 1983-03-11 1984-09-19 Mitsubishi Electric Corp キヤンドモ−タ
DE3312117A1 (de) * 1983-04-02 1984-10-04 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Zweiwellen-vakuumpumpe mit innerer verdichtung
US4530862A (en) * 1983-04-29 1985-07-23 Spraymation, Inc. Control system and method for dispensing a liquid
DE3444169A1 (de) * 1984-12-04 1986-06-12 Loewe Pumpenfabrik GmbH, 2120 Lüneburg Anordnung zur optimierung des betriebes von vakuumpumpenanlagen
US4866321A (en) * 1985-03-26 1989-09-12 William C. Lamb Brushless electrical machine for use as motor or generator
DE3520889C1 (de) * 1985-06-11 1990-03-08 SKF Textilmaschinen-Komponenten GmbH, 7000 Stuttgart Elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere für Textilmaschinen
US4691119A (en) * 1985-06-20 1987-09-01 Westinghouse Electric Corp. Permanent magnet alternator power generation system
US4728869A (en) * 1985-12-18 1988-03-01 Anicon, Inc. Pulsewidth modulated pressure control system for chemical vapor deposition apparatus
JPS62181640A (ja) * 1986-02-03 1987-08-10 Mayekawa Mfg Co Ltd コンプレツサ−用キヤンドモ−タ−のキヤン補強方法
EP0290662B1 (de) * 1987-05-15 1993-03-31 Leybold Aktiengesellschaft Zweiwellenvakuumpumpe mit Schöpfraum
SE463061B (sv) * 1989-11-20 1990-10-01 Svante Gustav Adolf Von Zweygb Permanentmagnetiserad synkronmaskin utformad enligt transversalfloedesprincipen
FR2656658B1 (fr) * 1989-12-28 1993-01-29 Cit Alcatel Pompe a vide turbomoleculaire mixte, a deux arbres de rotation et a refoulement a la pression atmospherique.
EP0538472B1 (en) * 1990-07-12 1997-10-29 Seiko Epson Corporation Rotor of brushless motor and manufacture thereof
US5096390A (en) * 1990-10-16 1992-03-17 Micropump Corporation Pump assembly with integral electronically commutated drive system
DE59005836D1 (de) * 1990-10-22 1994-06-30 Siemens Ag Nach dem Reluktanz-Prinzip arbeitender Motor und/oder Generator.
JPH04178143A (ja) * 1990-11-07 1992-06-25 Sumitomo Special Metals Co Ltd 一体型２軸同期駆動モーター
US5283492A (en) * 1992-04-20 1994-02-01 Mason Elmer B Multiple magnetic pole DC motors
US5218204A (en) * 1992-05-27 1993-06-08 Iowa State University Research Foundation, Inc. Plasma sampling interface for inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS)
US5240405C1 (en) * 1992-07-06 2001-11-06 Gary Schubach Waste oil heater system
KR100346820B1 (ko) * 1994-04-21 2002-11-30 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼 다축전기모터 및 그에 결합된 용적형 진공펌프
DE69625401T2 (de) * 1995-03-20 2003-10-30 Ebara Corp Vakuumpumpe
EP0738833B1 (en) * 1995-04-19 2000-09-20 Ebara Corporation Multistage positive-displacement vacuum pump

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Publication number Publication date
DE69503301D1 (de) 1998-08-13
KR950035004A (ko) 1995-12-30
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TW267271B (ko) 1996-01-01
US20010000722A1 (en) 2001-05-03
DE69503301T2 (de) 1999-03-11
EP0678966B1 (en) 1998-07-08
EP0678966A1 (en) 1995-10-25
US6761542B2 (en) 2004-07-13
US20020172599A1 (en) 2002-11-21
US5814913A (en) 1998-09-29
US20040213686A1 (en) 2004-10-28

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