JPH0646590A

JPH0646590A - 流体回転装置

Info

Publication number: JPH0646590A
Application number: JP5012284A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ikemoto; 義寛池本; Teruo Maruyama; 照雄丸山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の回転軸を同期回転させる流体回転装置
において、これらの回転軸に対して、加減速時および定
常回転時の何れでも、適切な回転制御が行えるととも
に、回転制御における不必要な電力消費を無くすことが
できるようにする。【構成】複数個のロータおよび回転軸を同期回転させ
る容積式のポンプ部分を備えた流体回転装置において、
各回転軸の駆動をＰＬＬ制御により制御する際に、ＰＬ
Ｌ制御回路のゲインを、ゲイン切換スイッチなどのゲイ
ン切換手段により、回転軸の加減速時（Ａ−Ｂ、Ｃ−
Ｄ）には大きく、回転軸の定常回転時（Ｂ−Ｃ）には小
さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、流体回転装置に関
し、詳しくは、真空ポンプのように、高速で回転する回
転軸を回転駆動する際に、回転軸を所望の回転数および
位相で正確に回転させる必要のある流体回転装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおけるＣＶＤ装
置、ドライエッチング装置、スパッタリング装置、蒸着
装置などには、真空環境を作りだすための真空ポンプが
必要である。真空ポンプは、磁気ディスク、液晶などの
製造プロセスでも用いられている。

【０００３】図４は従来の容積式スクリュー型真空ポン
プの一例を示している。ハウジング２１１内には回転中
心軸を平行にしたロータが２個設けられており、これら
２個のロータ２１２ａ、２１２ｂは、それぞれの外周面
にスクリューが形成されていて、互いの凹部（溝）２１
３ａを相手側の凸部２１３ｂと噛み合せることにより、
両者の間に密閉空間を作り出している。両ロータ２１２
ａ、２１２ｂが回転すると、この回転に伴い、前記密閉
空間の容積が変化して、吸入・排気作用を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、容積型
スクリュー真空ポンプでは、２個のロータ２１２ａ、２
１２ｂの同期回転はタイミングギヤの働きによってい
る。すなわち、モータ２１５の回転は、駆動ギヤ２１６
ａから中間ギヤ２１６ｂに伝達され、両ロータ２１２
ａ、２１２ｂの軸に設けられて互いに噛み合っているタ
イミングギヤ２１６ｃ、２１６ｄの一方に伝達される。
両ロータ２１２ａ、２１２ｂの回転角の位相は、これら
２個のタイミングギヤ２１６ｃ、２１６ｄの噛み合いに
より調節されている。この種の真空ポンプでは、このよ
うに、モータの動力伝達と同期回転にギヤを用いている
ので、前記各ギヤが納められている機械作動室２１７に
満たされた潤滑油が前記ギヤに供給される構成となって
いる。また、この潤滑油がロータを収納する液体作動室
２１８に侵入しないように、両室間にメカニカルシール
２１９が設けられている。

【０００５】このような構成からなる２ロータ型のスク
リュー真空ポンプには、動力伝達と同期回転のための
多数のギヤを必要とし、部品点数が多く装置が複雑化す
る。ギヤを用いた接触型の同期回転であるため高速化
ができず、装置が大型化する。メカニカルシールの摩
耗によるシールの定期的交換がやはり必要であり、完全
なメンテナンスフリーではない。メカニカルシールに
よる摺動トルクが大きいため機械的損失が大きい、等の
問題があった。

【０００６】このような課題を解決するために、本発明
者らは、独立したモータによって駆動される複数個のロ
ータを備え、ロータリーエンコーダ等の回転角及び／ま
たは回転数の検出手段を用いた非接触方式の同期回転に
より、前記複数個のモータの回転を同期制御するように
なっていることを特徴とする容積型の真空ポンプを既に
提案している（特願平２−２５５７９８号）。この提案
により、ロータの高速回転が可能であり、メンテナンス
の必要性がなく、クリーン化及び小型化が容易な真空ポ
ンプを提供することができる。

【０００７】本発明は前記提案をさらに改良するもの
で、前述した特徴に加えて、前記複数個のモータの同期
回転制御における不必要な電力消費を無くすことができ
るようにする真空ポンプを提供するものである。

【０００８】前記既提案の真空ポンプでは、各ロータを
駆動するには、それぞれに駆動モータを備えておき、こ
の駆動モータを電気的に制御して同期回転させている。
駆動モータには、その回転速度を自由に制御できるサー
ボモータ等が用いられている。

【０００９】容積式の真空ポンプでは、複数の駆動モー
タすなわち回転軸を正確に同期回転させなければ、ロー
タ同志が接触衝突して、目的とするポンプ作用が十分に
果たせなくなったり、動力の損失が大きくなったり、ロ
ータなどの機構部品が損傷したりする問題が生じる。同
期回転とは、回転軸の回転速度及び回転位置すなわち位
相の両方を一致させるということである。

【００１０】回転軸の回転を制御する方法としては、回
転基準とする基準周波数の位相と、回転軸に取り付けら
れたエンコーダなどから得られる位相の検出情報とが常
に一致するように駆動モータを制御する方法がある。ま
た、このような制御方法の具体例して、ＰＬＬ（Phase
locked loop）制御と呼ばれる方法がある。

【００１１】ＰＬＬ制御では、クリスタル発振器等の発
振周波数を基準に用い、これと比較する周波数を駆動モ
ータと同軸上の周波数ジェネレータなどから取り出し、
両者に位相（比較）制御することによって、駆動モータ
の回転速度変動を、クリスタルなみの精度の高い安定度
に保つことができる。複数の回転軸を同期させるには、
各回転軸のロータを回転駆動するＰＬＬ制御回路に、同
じ基準周波数を供給することによって、各回転軸の回転
を同期させていた。ところが、前記既提案の真空ポンプ
における回転軸の駆動制御方法では、回転軸の作動開始
あるいは減速停止時と定常回転時の何れの状態でも、制
御回路におけるゲインを同じに設定していたため、電力
の無駄が多いという問題があった。

【００１２】これは次のような理由になる。まず、回転
軸の回転を大きな加減速度で変化させる際には、駆動モ
ータのパワー（トルク）を大きくする必要がある。この
状態で、負荷の変動などによる外乱が加わると、回転に
変動が生じやすく、わずかな外乱でも回転に大きな影響
が出る。前記した容積式ポンプでは、当然、加減速時で
も各回転軸を同期回転させる必要があるから、各回転軸
の制御回路に与える速度指令信号は、全ての回転軸につ
いて同じように変化させる。ところが、各回転軸に同じ
速度指令信号を与えても、前記したような個々の回転軸
における回転の乱れにより、互いの同期がずれてしまう
のである。複数の回転軸の同期がずれないようにするに
は、各回転軸の回転が乱れないように、それぞれの回転
軸の制御回路における同期制御を強く効かせる必要があ
る。同期制御を強く効かせるには、制御回路におけるゲ
イン（増幅率）の設定を大きくしておけばよい。ゲイン
が大きければ、外乱による回転変動に対して、より大き
なパワーで元の正しい回転状態に迅速に戻すことができ
る。

【００１３】しかし、ゲインを大きくすると、当然、消
費される電気エネルギーが増え、必要とされる電力が大
きくなる。

【００１４】定常回転時には、慣性効果がはたらくた
め、回転軸に外乱が加わっても、回転が乱れ難く、複数
の回転軸を同期させている場合も、それほど同期がずれ
ない。したがって、定常回転時には、ゲインを大きくし
た制御回路を用いる必要はない。不必要に大きなゲイン
に設定された制御回路を用いるのは、電気エネルギーの
無駄である。

【００１５】同期回転させる複数の回転軸を備えた装置
の作動条件が、頻繁に作動開始停止をくり返したり、大
きな加減速を絶えず行ったりするものであれば別である
が、定常作動期間が多くを占める装置においては、前記
従来の駆動制御方法では、電気エネルギーの無駄が多
く、ランニングコストも高くついて不経済である。前記
した容積式真空ポンプなどは、このような定常作動が多
くを占める装置であると言える。

【００１６】そこで、この発明の課題は、前記したよう
な流体回転装置において、回転軸の回転制御を適正に行
えるとともに、回転制御に伴う電力の無駄を無くして、
ランニングコストを低減できるようにすることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明にかかる流体回転装置は、ハウジング内に
収容された複数個のロータ及びこれらのロータと一体化
した複数個の回転軸と、これらの回転軸の回転を支持す
る軸受と、前記ハウジングに形成された流体の吸入口お
よび吐出口と、前記複数個の回転軸をそれぞれ独立して
回転駆動するモータと、このモータの回転角および／ま
たは回転数を検知する回転検出手段と、この回転検出手
段からの信号によって前記複数個のモータを同期制御す
ることにより前記ロータおよび前記ハウジングで形成さ
れる密閉空間の容積変化を利用して流体の吸入・排気を
行う容積式のポンプ部分を備えてなる流体回転装置にお
いて、前記回転軸の同期回転駆動をＰＬＬ制御方式によ
り行い、このＰＬＬ制御回路のゲインを、回転軸の加減
速時には大きく、回転軸の定常回転時には小さくするゲ
イン切換手段を備えている。

【００１８】

【作用】ＰＬＬ制御方式で回転軸の回転制御を行う際
に、ＰＬＬ制御回路のゲインを大きくしておくと、回転
軸の回転変動に対して元に戻そうとする作用が強く働く
とともに、消費する電気エネルギーは多くなる。これと
は逆に、ゲインを小さくしておけば、電力消費は少ない
が、回転制御は弱くなる。

【００１９】そこで、ＰＬＬ制御回路にゲイン切換手段
を備えておき、前記したような理由で回転変動が生じや
すい加減速時に、制御回路のゲインを大きくしておけ
ば、回転変動を確実かつ迅速に解消することができる。
複数の回転軸を同期回転させている場合には、加減速過
程で、各回転軸の速度変化が全く同じ過程を経て目的の
速度に到達することになり、加減速時にも同期がずれな
い。

【００２０】そして、回転変動の可能性が少ない回転軸
の定常回転時には、ＰＬＬ制御回路のゲインを小さくし
ておけば、電気エネルギーの消費を削減できることにな
る。

【００２１】すなわち、加減速時および定常回転時の何
れについても、同期回転させる複数の回転軸に対して、
適切な回転制御を行うことができるとともに、電気エネ
ルギーの無駄がなく経済的である。

【００２２】

【実施例】図１は、この発明にかかる流体回転装置にお
ける回転軸の駆動制御方法を説明し、グラフの横軸に時
間の経過、縦軸に回転軸の回転速度を表している。

【００２３】Ａ点で回転を開始して加速し、Ｂ点で目的
の回転速度Ｖに達した後は、この定常速度Ｖで回転をつ
づける。Ｃ点で回転軸の停止を行うための減速に入り、
Ｄ点で回転軸が停止する。加減速中の速度変化および定
常速度Ｖの値は、操作盤などで設定したり、予め適当な
プログラムを記憶させておいたりして、ＰＬＬ制御回路
に、速度変化に対する指令を与えることによって、回転
軸の回転速度を変化させる。また、負荷の変動などの外
部要因で速度変動が生じたときに所定の速度に戻した
り、回転軸を別の回転軸と同期回転させるために、速度
調整を行ったりする場合には、ＰＬＬ制御回路による回
転制御が行われる。

【００２４】上記のような、回転速度の制御を行う際
に、回転軸の加速時（Ａ−Ｂ）と減速時（Ｃ−Ｄ）に
は、ＰＬＬ制御回路のゲインを大きくし、回転軸の定常
回転時（Ｂ−Ｃ）には、ＰＬＬ制御回路のゲインを小さ
くする。ＰＬＬ制御回路のゲインを変更するには、ＰＬ
Ｌ制御回路中に、ゲイン切換用のスイッチを設けておい
たり、予めプログラミングしておいて自動的に変更され
るようにしておいたりするなどのゲイン切換手段を備え
ておけばよい。

【００２５】ＰＬＬ制御回路のゲインが大きい加減速時
（Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ）には、回転軸の駆動モータに加わる
印加パワーが大きくなり、迅速な速度変化を行わせるこ
とができる。また、定常回転時（Ｃ−Ｄ）には、回転速
度の変動を、小さなゲインすなわち小さな印加パワーで
調整制御する。

【００２６】図２は、ＰＬＬ制御回路の具体例を表して
いる。基本的な回路構成は、通常のＰＬＬ制御回路と同
様である。回転軸２０が取り付けられた駆動モータ３０
には、回転速度を検出するためのエンコーダ４０が取り
付けられている。このエンコーダ４０は、インクリメン
タル型エンコーダである。駆動モータ３０を駆動制御す
るＰＬＬ制御回路は、ドライバ３００、リップルフィル
タ３０２、加算器３０４、位相系ゲインコントローラ３
１０、位相比較器３０６、速度系ゲインコントローラ３
２０、速度比較器３０８、周波数電圧変換器３０９など
で構成されている。

【００２７】位相比較器３０６には、位相基準発振器
（図示せず）で作られた基準信号と、エンコーダ４０
における回転検出情報が比較され、位相に関する誤差信
号が得られる。この誤差信号が位相系ゲインコントロー
ラ３１０で増幅されて、加算器３０４に送られる。速度
比較器３０８には、基準速度指令電圧変換器で作られた
基準信号と、エンコーダ４０における回転検出情報が
比較され、速度に関する誤差信号が得られる。この誤
差信号が速度系ゲインコントローラ３２０で増幅され
て、加算器３０４に送られる。加算器３０４では、増幅
された位相および速度の誤差信号を加算して、リップル
フィルタ３０２、ドライバ３００に、駆動モータ３０の
回転を進めたり遅らせたりする指令が送られて、駆動モ
ータ３０の回転が制御される。

【００２８】位相系ゲインコントローラ３１０および速
度系ゲインコントローラ３２０には、互いに連動してい
るゲイン切換スイッチ３１２、３２２が取り付けられて
いる。このゲイン切換スイッチ３１２、３２２を切り換
えることによって、位相系ゲインコントローラ３１０お
よび速度系ゲインコントローラ３２０のゲインを、大小
の何れかの状態に切り換えることができる。具体的に
は、ゲイン切換スイッチ３１２、３２２で、回路の抵抗
を変えて、ゲインを制御している。

【００２９】したがって、上記した構造のＰＬＬ制御回
路では、切換スイッチ３１２、３２２の操作によって、
回転軸の加減速時にはゲインを大きくし、回転軸の定常
回転時にはゲインを小さくすればよい。

【００３０】ＰＬＬ制御回路の具体的構造やゲインの制
御方法は、上記実施例以外にも、通常のＰＬＬ制御に用
いられている各種の回路構造やゲインの制御方法が適用
できる。

【００３１】また、上記した実施例では、位相系ゲイン
コントローラ３１０と速度系ゲインコントローラ３２０
のゲインを一緒に切換スイッチ３１２、３２２により切
換えたが、位相系ゲインコントローラ３１０のゲインの
みを切換えてもよい。

【００３２】つぎに、図３は、この発明にかかる流体回
転装置の実施例となる広帯域真空ポンプの全体構造を表
す。

【００３３】この真空ポンプは、ハウジング１の内部
に、容積式ポンプ部Ａと運動量移送式ポンプ部Ｂの２種
類のポンプ構造部分が上下に配置されており、上段側の
運動量移送式ポンプ部Ｂでハウジング１に設けられた吸
入口１０から流体すなわち気体を吸入して、運動量移送
式ポンプ部Ｂから容積式ポンプ部Ａへと気体を通過せ
て、下段側の容積式ポンプ部Ａでハウジング１に設けら
れた排出口１２から気体を排出するようになっている。

【００３４】容積式ポンプ部Ａの構造を説明する。２本
の駆動軸２０、２２が垂直方向に平行に配置されてい
る。駆動軸２０、２２の下部には、それぞれ駆動モータ
３０、３２が取り付けられている。駆動モータ３０、３
２よりも下方で、駆動軸２０、２２の下端には回転検出
エンコーダ４０、４２が取り付けられている。回転検出
エンコーダ４０、４２は、ハウジング１のエンコーダ収
容室１４に収容されている。駆動モータ３０、３２の上
部で、駆動軸２０、２２は、軸受２４、２５によりハウ
ジング１に回転可能に支持されている。軸受２４、２５
の上部で、駆動軸２０、２２には接触防止ギア５０、５
２が取り付けられている。接触防止ギア５０、５２の上
方でも、駆動軸２０、２２は軸受２６、２７によりハウ
ジング１に支持されている。軸受２６、２７の上部で、
駆動軸２０、２２には、ロータ６０、６２が取り付けら
れている。

【００３５】ロータ６０、６２は、ハウジング１のポン
プ室１６に収容されている。ポンプ室１６の下部は、前
記した排出口１２につながっている。ロータ６０、６２
の外周に形成されたねじ溝６４、６６が互いに噛み合う
ようにして、ロータ６０、６２が互いに逆方向に回転す
ることにより、ポンプ室１６の内壁とロータ６０、６２
の間に形成された密閉空間が周期的に容積変化を起こ
し、この容積変化により、ポンプ室１６の上方から気体
を吸い込み下方へと送り出す、いわゆるポンプ作用を果
たす。このような容積式ポンプ部Ａにおけるロータ６
０、６２の具体的構造は、通常の各種流体回転装置にお
ける容積式ポンプの構造を採用することができる。

【００３６】接触防止ギア５０、５２は、ロータ６０、
６２同士が接触衝突するのを防止するために設けられて
いる。すなわち、接触防止ギア５０、５２は、互いの歯
面同士の間に一定の隙間をあけた状態で配置されてお
り、駆動軸２０、２２が良好な同期回転を行っていると
きには、接触防止ギア５０、５２同士が接触することは
ない。そして、駆動軸２０、２２の同期がずれると、ロ
ータ６０、６２同士が接触衝突するよりも先に、接触防
止ギア５０、５２同士が接触することより、ロータ６
０、６２同士の接触衝突や損傷を防止するのである。し
たがって、駆動軸２０、２２の回転は、接触防止ギア５
０、５２の歯形同士の隙間（バックラッシュ）以上に同
期がずれることはない。なお、上記したような作用を達
成するには、ロータ６０、６２のねじ溝６４、６６同士
のバックラッシュよりも、接触防止ギア５０、５２の歯
形同士のバックラッシュのほうを小さく設定しておく。
接触防止ギア５０、５２の歯面に固体潤滑膜を形成して
おけば、歯面の摩擦を少なくできる。

【００３７】回転検出エンコーダ４０、４２は、各駆動
軸２０、２２の回転速度や回転位置を検出する。検出さ
れた各駆動軸２０、２２の回転速度や回転位置の情報を
もとにして、互いの同期をとるように、駆動モータ３
０、３２を制御する。この駆動モータ３０、３２の回転
制御に、前記したＰＬＬ制御方式が適用される。すなわ
ち、駆動モータ３０、３２を加減速するときには、制御
回路のゲインを大きくし、駆動モータ３０、３２が定常
回転しているときには、制御回路のゲインが小さくなる
ように、前記ゲイン切換スイッチ３１２、３２２を操作
するのである。エンコーダ４０、４２から制御装置への
情報伝達を、光ケーブルを利用して行えば、電気的な雑
音による検出情報の誤りあるいは同期制御の不安定化が
防止できる。

【００３８】エンコーダ４０、４２の作動信頼性を高め
るには、エンコーダ収容室１４に、外界からゴミやホコ
リ等の異物が侵入しないようにしておく必要がある。そ
のため、エンコーダ収容室１４と、その上方の空間との
境界で、駆動軸２０、２２が貫通する個所に、磁性流体
シールを設けておくことが有効である。また、エンコー
ダ収容室１４を、Ｎ₂ガスなどで一定圧力に加圧してお
くガスパージ手段を設けておいてもよい。磁性流体シー
ルやガスパージ手段は、ポンプ室１６とその下方の軸受
２６、２７や駆動モータ３０、３２の間に設けて、腐食
性の気体などを取り扱う際に、この腐食性の気体が装置
の内部構造に浸入するのを防止するにも有効である。

【００３９】つぎに、容積式ポンプ部Ａの上方に配置さ
れた運動量移送式ポンプ部Ｂについて説明する。

【００４０】前記駆動軸２０、２２のうち、一方の駆動
軸２０は、容積式ポンプ部Ａのポンプ室１６から、さら
に上方に延びている。そして、駆動軸２０の上端に円筒
状のロータ７０が取り付けられている。ロータ７０は、
ハウジング１の内壁、および、ハウジング１と一体にな
った円筒状の内部隔壁１１８の間に収容されている。ハ
ウジング１の内壁および内部隔壁１１８の外壁には、ね
じ溝が形成されており、ロータ７０の内外面との間にポ
ンプ空間１８を構成している。ロータ７０が回転するこ
とによって、流体の吸入口１０から吸い込まれた流体
が、内部隔壁１１８のねじ溝とロータ７０の隙間を通っ
て上方に送られ、つぎに、ロータ７０とハウジング１内
壁のねじ溝の隙間を通って、今度は下方に送られること
になる。すなわち、この構造では、ロータ７０の回転に
より、このロータ７０と接触している気体分子に運動量
を与えて、気体の排出作用あるいはポンプ作用を果して
いる。気体を、ロータ７０の内面側および外面側で折り
返し移動させることにより、気体に長い時間にわたって
大きな運動量を与えることができ、ポンプ作用を高める
ことができる。ポンプ空間１８は、前記した容積式ポン
プＡのポンプ室１６につながっており、運動量移送式ポ
ンプ部Ｂから排出された気体が容積式ポンプ部Ａに送り
込まれる。

【００４１】運動量移送式ポンプ部Ｂの具体的構造は、
上記した以外にも、通常の各種流体回転装置における運
動量移送式ポンプの構造が採用できる。

【００４２】以上に説明した真空ポンプにおいて、容積
式ポンプ部Ａおよび運動量移送式ポンプ部Ａを収容する
ハウジング１の構造を説明する。

【００４３】ハウジング１は、その下部から上部へと、
複数段の分割体１０１、１０２、１０４、１０６、１０
８、１１０、１１２、１１４を積み重ねた構造になって
いる。最下部の分割体１０１は、エンコーダ収容室１４
を構成するとともに、下端に装置全体を移動するための
キャスタ１１６を備えている。つぎの分割体１０２は、
駆動モータ３０、３２を収容している。つぎの分割体１
０４は、軸受２４、２５を収容している。つぎの分割体
１０６は、接触防止ギア５０、５２を収容している。つ
ぎの分割体１０８は、ロータ６０、６２を収容し、ポン
プ室１６を構成している。つぎの分割体１１０は、ポン
プ室１６の上端を塞ぐとともに、運動量移送式ポンプ部
Ａから容積式ポンプ部Ａへの流体通路を構成している。
駆動軸２０は、上記分割体１１０を貫通して上方に延び
ている。つぎの分割体１１２は、運動量移送式ポンプ部
Ａのロータ７０を収容しており、分割体１１２の内面に
はねじ溝が形成されている。最上部の分割体１１４は、
内部隔壁１１８を挟んで、分割体１１２の上に取り付け
られ、流体の吸入口１０を構成している。各分割体１０
１…同士の分割面は、何れも水平面になっており、互い
にボルト等で連結一体化される。

【００４４】ハウジング１を組み立てるには、最下部の
分割体１０１の上に、順次上方の分割体１０２…を積み
重ねていくとともに、その中心に駆動軸２０、２２を配
置したり、回転検出エンコーダ４０、４２や駆動モータ
３０、３２などの構成部品を組み込んだりすることにな
る。分解する際には、上記と逆に、上方の分割体１１４
から順番に取り外しながら、内部の構成部品も取り外し
ていくことになる。但し、分割体１０１…の組み立て
を、途中の分割体から始めて、その上下に分割体を接続
して、ハウジング１全体を組み立てることも可能であ
る。

【００４５】上記実施例では、ハウジング１を構成する
複数の分割体１０１…を順番に合体させながら、その内
部に各種構成部品を簡単かつ正確に組み込んでいくこと
ができるので、真空ポンプの組み立てが極めて簡単にな
る。特に、エンコーダ４０、４２や駆動モータ３０、３
２などの各構成部品毎に、分割体１０１、１０２が分割
されているので、各構成部品および分割体１０１…の細
かな位置調整が可能であり、組み立て作業性の向上およ
び組み立て精度の向上が図れる。

【００４６】但し、ハウジング１の分割構造は、上記実
施例以外にも、任意の分割位置および分割個数でよい。

【００４７】つぎに、この実施例のハウジング１構造で
は、真空ポンプを、容積式ポンプ部Ａと運動量移送式ポ
ンプ部Ｂとが一体化された状態で使用する場合だけでな
く、容積式ポンプ部Ａだけを単独で使用することも可能
になっている。具体的には、駆動軸２０の上端から、運
動量移送式ポンプ部Ｂのロータ７０を取り外し、容積式
ポンプ部Ａのポンプ室１６を構成する分割体１０８の上
から、分割体１１０も取り外して、吸入口を備えた蓋で
塞げば、吸入口から吸い込んだ流体を、容積式ポンプ部
Ｂのみを機能させて、吐出口１２から吐出することにな
る。この方法は、それほど高真空度を要求されない粗引
き作業などを能率的に行うのに有効である。

【００４８】上記実施例の真空ポンプにおいては、左右
のロータ６０、６２の回転速度および位相を正確に同期
させる必要がある。位相を同期させるために、前記した
接触防止ギア５０、５２が取り付けられているが、接触
防止ギア５０、５２では、バックラッシュの大きさ以下
の、小さな位相変動までを正確に同期させることはでき
ない。また、接触防止ギア５０、５２の歯形が接触する
と、騒音が発生したり、動力の無駄が生じたりするた
め、通常の作動時には、なるべく接触防止ギア５０、５
２が非接触で回転するほうが好ましい。

【００４９】そこで、前記した回転制御方法を適用すれ
ば、各駆動軸２０、２２の回転駆動を正確に制御すると
同時に電力の無駄を無くして経済的な稼働を果たすこと
が可能になる。なお、複数の駆動軸２０、２２の回転を
同期させる場合、各駆動軸２０、２２のＰＬＬ制御回路
に供給する基準位相および基準速度の信号は、互い
の位相差あるいは速度差を解消するような補正が加えら
れたものにしておく。具体的には、例えば、各駆動軸２
０、２２の回転をエンコーダ４０、４２で検出した結果
から、一方の駆動軸２０の回転に同期させるように他方
の駆動軸２２の回転を進ませたり遅らせたりするような
補正を、基準位相および基準速度の信号に行うので
ある。

【００５０】

【発明の効果】この発明にかかる流体回転装置は、ＰＬ
Ｌ制御回路にゲイン切換手段を備えており、同期回転さ
せる複数の回転軸に対して、回転軸の加減速時と定常回
転時とで、ＰＰＬ制御回路のゲインを変え、加減速時に
は大きなゲインで回転変動を確実に抑え、定常回転時に
は小さなゲインで電力消費を削減することができる。そ
の結果、加減速時および定常回転時の何れについても、
適切な回転制御が行え、複数の回転軸を正確に同期させ
ることができるとともに、装置を稼働中の無駄な電力消
費を無くし、ランニングコストを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる流体回転装置の実施例におけ
る回転制御方法を説明する速度線図

【図２】ＰＰＬ制御回路の構成を示す回路構成図

【図３】流体回転装置の全体構造断面図

【図４】従来の容積式スクリュー型真空ポンプの一例を
示す図

【符号の説明】

２０駆動軸３０駆動モータ３１０位相系ゲインコントローラ３１２ゲイン切換スイッチ３２０速度系ゲインコントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング内に収容された複数個のロー
タ及びこれらのロータと一体化した複数個の回転軸と、
これらの回転軸の回転を支持する軸受と、前記ハウジン
グに形成された流体の吸入口および吐出口と、前記複数
個の回転軸をそれぞれ独立して回転駆動するモータと、
このモータの回転角および／または回転数を検知する回
転検出手段と、この回転検出手段からの信号によって前
記複数個のモータを同期制御することにより前記ロータ
および前記ハウジングで形成される密閉空間の容積変化
を利用して流体の吸入・排気を行う容積式のポンプ部分
を備えてなる流体回転装置において、前記回転軸の同期
回転駆動をＰＬＬ制御方式により行い、このＰＬＬ制御
回路のゲインを、回転軸の加減速時には大きく、回転軸
の定常回転時には小さくするゲイン切換手段を備えてい
ることを特徴とする流体回転装置。