CN106662155B - 旋转机构及具有该旋转机构的薄膜厚度监控器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋转机构，包括：电机(2)；接收来自电机(2)的动力并旋转驱动被旋转体(7)的输出轴(3)；以及由外部插入输出轴(3)并支撑该输出轴(3)的滚动轴承(6)，输出轴(3)的前端部设置有旋转体(4)，旋转体(4)通过旋转力传递装置(5)与被旋转体(7)连接的同时，滚动轴承的外圈(61)嵌合在设置于旋转力传递装置(8)中的槽部(51a、51b)内。由此，本发明具有滚动轴承抗疲劳的结构，可以延长使用寿命。

Description

旋转机构及具有该旋转机构的薄膜厚度监控器
技术领域
本发明涉及一种配置在真空室内，并旋转驱动位于该真空室内的被旋转体的旋转机构及具有该旋转机构的薄膜厚度监控器。
背景技术
例如，在基板表面形成薄膜的真空蒸镀装置中，为了连续高精度监控薄膜厚度，通常在真空室内设置薄膜厚度监控器，其中有产品使用石英晶体振荡器。这种薄膜厚度监控器已知例如专利文献1。该产品具有包括石英晶体振荡器的监控器本体，以及使石英晶体振荡器局部露出的、作为被旋转体的圆盘状部件，圆盘状部件配置在真空室内，与构成旋转机构的电机的驱动轴直接连接并由其旋转驱动。此时，作为输出轴的驱动轴通常由从外部插入该驱动轴的滚动轴承支撑。
此处，由于石英晶体振荡器朝向设置在真空室内的蒸发源配置，所以圆盘状部件也是朝向蒸发源配置，并在成膜过程中被蒸发源发出的辐射热所加热。一旦圆盘状部件被加热，则圆盘状部件上的热量经驱动轴传导到滚动轴承的内圈。因此，存在内圈首先发生热膨胀，内圈和外圈之间的间隙收缩，导致滚动轴承本身容易提早疲劳的问题出现。
然而，近年来，例如有机EL元件这样的利用了有机材料的有机膜得到广泛使用。在真空蒸镀这种有机膜时，如果使用石英晶体振荡器监控薄膜厚度的话，由于有机膜是所谓的弹性膜，所以与金属膜或化合物膜相比，石英晶体振荡器的寿命显著缩短。因此，采用例如尽可能地减小被圆盘状部件局部露出的石英晶体振荡器的面积等方法以提高石英晶体振荡器的使用寿命。这种情况下，如上所述，由于滚动轴承本身容易提早疲劳，最终无法长期监控薄膜厚度。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】专利公开平11－222670号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
鉴于以上内容，本发明的课题是提供一种具有抗疲劳滚动轴承结构的、使用寿命长的旋转机构及具有该旋转机构的薄膜厚度监控器。
为解决上述技术问题，配置在真空室内并旋转驱动被旋转体的本发明的旋转机构，其特征在于，包括：电机；接收来自电机的动力并旋转驱动被旋转体的输出轴；以及由外部插入输出轴并支撑该输出轴的滚动轴承；输出轴的前端部设置有旋转体，旋转体通过旋转力传递装置与被旋转体连接的同时，滚动轴承的外圈嵌合在设置于旋转力传递装置中的槽部内。
采用本发明，在被旋转体被加热时，来自被旋转体的热量经旋转力传递装置向滚动轴承的外圈进行热散逸，外圈比内圈先发生热膨胀。因此，内圈和外圈之间的间隙不会收缩，可使滚动轴承本身成为抗疲劳结构。
而如上述以往例子所示，一旦被旋转体与电机的驱动轴(输出轴)直接连接，则在旋转体被加热时，也会向驱动轴进行热散逸，存在电机内的轴承提早疲劳，电机本身的寿命缩短的问题。因此，在本发明中，优选所述输出轴经动力传导装置与所述电机的驱动轴连接，以可自由冷却的机架保持电机。由此，可有效抑制被旋转体被加热时向电机的驱动轴进行的热散逸，可冷却电机本身，并可延长含有电机的旋转机构的使用寿命，是有利的。
再有，为解决上述问题，本发明的薄膜厚度监控器，具有：旋转机构；包括石英晶体振荡器的监控器本体；以及作为使石英晶体振荡器局部露出的被旋转体的圆盘状部件；所述旋转机构是配置在真空室内并旋转驱动被旋转体的旋转机构，包括：电机；接收来自电机的动力并旋转驱动旋转体的输出轴；以及由外部插入输出轴并支撑该输出轴的滚动轴承；其中，在旋转体通过旋转力传递装置与被旋转体连接的同时，滚动轴承的外圈嵌合在设置于旋转力传递装置中的槽部中；所述滚动轴承的内圈由套管部件支撑，所述套管部件留出间隔地套在所述输出轴外。本发明的所述薄膜厚度监控器中的所述旋转机构还可进一步设置为所述输出轴经动力传递装置与所述电机的驱动轴连接，以可自由冷却的机架保持电机。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的旋转机构的透视图。
图2是沿图1的II－II线的剖面图。
图3是沿图2的III－III线的剖面图。
具体实施方式
以下参照附图，以使石英晶体振荡器局部露出的圆盘状部件作为被旋转体，使该圆盘状部件在真空室内旋转驱动的情况为例，对本发明的旋转机构及薄膜厚度监控器的实施方式进行说明。以下表示“上”、“下”方向的用语以图1为基准。
参照图1，Cu是设置在图外的真空蒸镀装置的真空室内、在真空蒸镀过程中监控薄膜厚度、具有石英晶体振荡器的薄膜厚度监控器的监控器本体。此外，由于监控器本体本身可使用具有公知结构的产品，所以此处省略对其的详细说明。并且，薄膜厚度监控器具有用于旋转驱动使设置在监控器本体Cu的上面的石英晶体振荡器局部露出的圆盘状部件的本实施方式的旋转机构Mu。
进而参照图2及图3，旋转机构Mu具有铜等热传导良好的材质制成的机架1，其具有底板11、支撑架12以及封闭支撑架12的上面的盖板13。在支撑架12内侧，在底板11上竖直设立有框架14，在框架14的外周安装有根据用途适当选择的电机2。机架1上设置有冷媒用通路15a、15b、15c，使冷媒(例如冷却水)流通，冷却机架1进而冷却电机2。输出轴3插设在框架14内，与电机2的驱动轴21的轴线平行，并由设置在框架14内的上下一对的滚动轴承31a、31b支撑。在驱动轴21和输出轴3的上端，分别设置有相互啮合的齿轮22、32，通过作为动力传导装置的齿轮22、32使电机2的动力传送到输出轴3，旋转驱动输出轴3。在从盖板13向上方突出的输出轴3的上端，安装有作为旋转体的旋转板4的同时，在输出轴3的上端部分，套管部件33由外部插入，与该上端部分的外周面留有间隔。此时，套管部件33的上端和旋转板4的下面之间设置有间隙，套管部件33的内周面和输出轴3的外周面之间也设置有间隙。再有，在旋转板4上，在圆周方向上以规定间隔(120°)设置有朝向其中心的凹陷的切口41。
在旋转板4的下侧，留出规定间隔设置有环状的块体5a。在块体5a的内周面上，凹陷设置有嵌合支撑输出轴3的滚动轴承6的外圈61的大致上半部分的、在直径方向上凹陷的环状的槽(槽部)51a。并且，在外圈61嵌合在块体5a上的状态下，用凹陷设置有从下方与外圈61的大致下半部分嵌合的、在直径方向上凹陷的环状的槽(槽部)51b的环形夹具5b夹持，通过未图示的螺丝固定。滚动轴承6的内圈62由套管部件33上端的凸缘部33a和设置在盖板13上的环状的突出部13a夹持，套管部件33通过在其下端拧紧的螺母部件8固定在盖板13上。
使石英晶体振荡器局部露出的圆盘状部件7经螺栓9固定在块体5a上，并配置为与旋转板4的上面留有间隔。此时，块体5a上穿通设置有与切口41的形成位置一致且与切口41的内边缘存在一定间隙的突出部52，通过该间隙吸收因热膨胀导致的金属材质的块体5a的突出部52的伸长。再有，在与突出部52相对的圆盘状部件7的位置上形成有透孔71的同时，在突出部52的上端部设置有与透孔71嵌合的嵌合突起部53。并且，在嵌合突起部53与透孔71嵌合的状态下，将各螺栓9从上方紧固在块体5上，旋转板4间隔着块体5a与圆盘状部件7相连接。由此，一旦输出轴3被旋转驱动，则旋转板4旋转的同时，突出部52与旋转板4的切口41的内边缘啮合，块体5a旋转，随之圆盘状部件7被旋转驱动。此时，具有突出部52和嵌合突起部53的块体5发挥了作为本实施方式的旋转力传递装置的作用。此外，在圆盘状部件7上，沿圆周方向距离规定间隔开设有多个用于使石英晶体振荡器局部露出的透孔72。
根据上述实施方式，一旦圆盘状部件7被图外的真空蒸镀装置的真空室内设置的蒸发源发出的辐射热所加热，则首先向块体5a传递热量，来自块体5a的热量主要向比块体5a的突出部52接触面积更大的滚动轴承6的外圈61进行热散逸，外圈61发生热膨胀。此时，由于盖板13被水冷却，因此其内圈62几乎不发生热膨胀。因此，内圈62和外圈61之间的间隙不会收缩，可形成滚动轴承6本身抗疲劳的结构。并且，经齿轮22、32将输出轴3连接在电机2的驱动轴21上，可有效抑制圆盘状部件7被加热时向电机2的驱动轴21进行的热散逸的同时，通过将电机2安装在被冷却的框架14上，电机2本身不会被加热，结果是可延长包含电机2的旋转机构Mu本身、进而延长薄膜厚度监控器本身的使用寿命。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不受上述内容限定。在上述实施方式中，以使石英晶体振荡器局部露出的圆盘状部件7作为被旋转体的产品为例进行了说明，但并不仅限于此，例如，像有选择的遮盖蒸发源的挡板那样的在真空室内被电机旋转驱动的部件，只要是在真空中进行处理时吸收热量的产品，就可用作本发明的旋转机构。再有，在上述实施方式中，以兼用于固定圆盘状部件7的、且具有突出部52和嵌合突起部53的块体5a作为旋转力传递装置为例进行了说明，但并不仅限于此，只要是能使来自被旋转体的热量传递到支撑输出轴的滚动轴承的外圈而非内圈的结构即可。进而，在本发明中，以设置在输出轴3的前端的旋转板构成了旋转体，但不论其形式如何，只要是与该被旋转体间隔配置以便不从被旋转体直接传递热量，并可将输出轴的旋转力传递给被旋转体的产品即可。
附图标记说明
Cu…薄膜厚度监控器的监控器本体、旋转机构、Mu…旋转机构、2…电机、21…电机的驱动轴、3…输出轴、4…旋转板(旋转体)、5…块(旋转力传递装置)、51a，51b…环状的槽(槽部)、52…突出部(旋转力传递装置)、53…嵌合突起部(旋转力传递装置)、6…滚动轴承、61…外圈、62…内圈、7…圆盘状部件(被旋转体)、22，32…齿轮(动力传递装置)。

Claims (5)

1.一种配置在真空室内并旋转驱动被旋转体的旋转机构，其特征在于，包括：
电机；
接收来自电机的动力并旋转驱动旋转体的输出轴；以及
由外部插入输出轴并支撑该输出轴的滚动轴承；
其中，在旋转体通过旋转力传递装置与被旋转体连接的同时，滚动轴承的外圈嵌合在设置于旋转力传递装置中的槽部中；
所述滚动轴承的内圈由套管部件支撑，所述套管部件留出间隔地套在所述输出轴外。
2.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于：
所述输出轴经动力传递装置与所述电机的驱动轴连接，以可自由冷却的机架保持电机。
3.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于：
具有装设所述电机的机架；
所述滚动轴承的内圈由所述套管部件上设置的凸缘部和机架的盖板夹持，并具有冷却盖板的冷却装置。
4.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于：
所述滚动轴承的外圈由环状的块体和环形夹具夹持，所述块体留出间隔地设置在旋转体的下侧并凹陷设置有与该外圈的一部分嵌合且向径向凹陷的槽；所述环形夹具凹陷设置有嵌合外圈的剩余部分且向径向凹陷的槽；在块体上固定与旋转板的上表面留出间隔地配置的被旋转体，构成所述旋转力传递装置。
5.一种薄膜厚度监控器，其特征在于，具有：
权利要求1～4中任意一项所述的旋转机构；
包括石英晶体振荡器的监控器本体；以及
作为使石英晶体振荡器局部露出的被旋转体的圆盘状部件。
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