CN114982100A - 电动机 - Google Patents

Abstract

一种电动机，包括：壳体，其包括壳座、以及设置于壳座，并在沿着旋转中心轴的方向上延伸的壳体轴部；电动机定子，其配置于壳体轴部的径向外侧；电动机转子，其设置在电动机定子与壳体轴部之间；轴承，其设置于电动机转子的径向内侧，并将电动机转子以能够旋转的方式支承于壳体轴部；密封构造，其在电动机转子的轴向上设置于与壳座相反一侧，并将电动机转子与壳体轴部之间密封；以及旋转变压器，其检测电动机转子的旋转，旋转变压器在比轴承靠径向外侧且在沿着旋转中心轴的方向上，相对于电动机定子在轴向上设置于与壳座相反一侧。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机。

背景技术

在专利文献1至专利文献3中，记载了在真空环境等中使用的电动机。在专利文献1至专利文献3中记载的电动机中，在电动机转子与电动机定子之间设置有间壁。通过间壁，将配置有电动机转子的空间与配置有电动机定子的空间间隔开。

专利文献1：日本特开2006-311649号公报

专利文献2：日本特许第4445075号公报

专利文献3：日本特开2001-339920号公报

发明内容

例如，在半导体制造工序等中，在真空且高温的环境中使用电动机的情况下，需要抑制从电动机产生粉尘或释出气体。在专利文献1中记载的电动机是所谓的外转子式，电动机转子设置于真空环境侧(腔室内)。因此，从电动机转子产生的粉尘或释出的气体可能会向真空环境侧流出。

在专利文献2、3的电动机中，在电动机转子或与电动机转子连接的输出轴的外周设置有轴承。因此，轴承曝露于真空环境侧，从轴承产生的粉尘可能会向真空侧流出。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制产生的粉尘向外部流出的电动机。

为了实现上述目的，本发明的一个形态涉及的电动机，包括：壳体，其包括壳座、以及设置于上述壳座，并在沿着旋转中心轴的方向上延伸的壳体轴部；电动机定子，其配置于上述壳体轴部的径向外侧；电动机转子，其设置在上述电动机定子与上述壳体轴部之间；轴承，其设置于上述电动机转子的径向内侧，并将上述电动机转子以能够旋转的方式支承于上述壳体轴部；密封构造，其在上述电动机转子的轴向上设置于与上述壳座相反一侧(例如，实施方式中的输出轴17侧)，并将上述电动机转子与上述壳体轴部之间密封；以及旋转变压器，其检测上述电动机转子的旋转，上述旋转变压器在比上述轴承靠径向外侧且在沿着上述旋转中心轴的方向上，相对于上述电动机定子在轴向上设置于与上述壳座相反一侧(例如，实施方式中的输出轴17侧)。

根据上述形态，轴承设置于电动机转子的径向上的内侧。因为电动机转子的输出轴侧在使用时由盖等封闭，所以能够抑制在轴承产生的粉尘向外部的、例如真空环境侧流出。此外，即使因轴承的磨损而产生的金属粉绕进电动机内部，金属粉也被吸附于电动机定子。因此，电动机能够抑制在内部产生的粉尘向外部流出。此外，能够抑制金属粉向旋转变压器侧流出，所以能够抑制旋转变压器的检测精度的降低。

作为电动机的优选形态，包括：电动机间壁，其设置在上述电动机定子与上述电动机转子之间，并划分出配置有上述电动机定子的空间和配置有上述电动机转子的空间。根据上述形态，通过电动机间壁，能够抑制配置有电动机定子的大气环境侧的气体向配置有电动机转子的真空环境侧流出。

作为电动机的优选形态，上述旋转变压器具有与上述电动机转子连接的旋转变压器转子、以及设置于上述旋转变压器转子的径向外侧，并具有励磁线圈的旋转变压器定子，在上述旋转变压器转子与上述旋转变压器定子之间设置有旋转变压器间壁。根据上述形态，通过旋转变压器间壁，划分出配置有旋转变压器转子的空间和配置有旋转变压器定子的空间，能够抑制配置有旋转变压器定子的大气侧的气体向配置有旋转变压器转子的真空环境侧流出。此外，作为角度检测器使用旋转变压器，在电动机内未配置电子元件。因此，即使在电动机用于高温环境下的情况下，也能够良好地检测出角度。

作为电动机的优选形态，上述电动机转子的外径比上述旋转变压器转子的外径小。根据上述形态，能够将包括电动机转子及旋转变压器转子的旋转结构体从输出轴侧一体地拔出，因而轴承的更换或维护变得容易。

作为电动机的优选形态，上述轴承是无润滑轴承，并具有设置于上述壳体轴部的内圈、设置于上述电动机转子的外圈、以及设置在上述内圈与上述外圈之间的滚动体，上述内圈、上述外圈和上述滚动体中，至少是上述滚动体由陶瓷制成。根据上述形态，能够抑制来自轴承的滚动体的、因磨损而产生的粉尘，或在高温环境下释出的气体。

作为电动机的优选形态，上述轴承是无润滑轴承，并具有设置于上述壳体轴部的内圈、设置于上述电动机转子的外圈、以及设置在上述内圈与上述外圈之间的滚动体，上述内圈和上述外圈采用具有磁性的铁类部件。根据上述形态，即使因轴承的磨损而产生的粉尘绕进电动机内部，金属粉也被良好地吸附于电动机定子或电动机转子的永久磁体。

作为电动机的优选形态，在沿着上述旋转中心轴的方向上，在上述电动机定子与上述旋转变压器之间配置有由磁性体构成的连接部。根据上述形态，连接部能够遮蔽从电动机定子产生的磁力(磁场)，所以能够提高旋转变压器的检测精度。此外，连接部能够吸附因磨损产生的金属粉。

作为电动机的优选形态，外圈按压部，其在上述电动机转子的轴向上设置于与上述壳座相反一侧(例如，实施方式中的输出轴17侧)，并固定于上述轴承的外圈；以及内圈按压部，其在上述壳体轴部的轴向上设置于与上述壳座相反一侧(例如，实施方式中的输出轴17侧)，并固定于上述轴承的内圈，上述密封构造具有由上述外圈按压部和上述内圈按压部形成的迷宫式结构。根据上述形态，因轴承的磨损等而产生的来自电动机的粉尘由密封结构遮蔽，能够抑制其向外部流出。

作为电动机的优选形态，上述电动机定子配置于比配置有上述电动机转子的空间靠大气侧的空间。根据上述形态，与电动机定子配置于与电动机转子相同的空间、例如配置于真空环境中的情况相比，能够提高电动机定子的冷却效率。

作为电动机的优选形态，上述电动机转子包括钐钴永磁体。根据上述形态，即使在高温环境中使用，电动机也不会退磁，所以能够良好地对电动机转子进行旋转驱动。

作为电动机的优选形态，包括：电动机控制电路，其基于上述旋转变压器的检测信号，对上述电动机定子的励磁线圈提供驱动电流。根据上述形态，电动机控制电路能够基于旋转变压器的检测信号，总是监视旋转扭矩或速度脉动。由此，例如，能够早期发现轴承的异常发生等，或者能够掌握轴承的更换时期。

根据本发明，能够提供一种可抑制产生的粉尘向外部流出的电动机。

附图说明

图1是说明实施方式涉及的电动机的使用状态的说明图。

图2是示意性地表示实施方式涉及的电动机的截面图。

图3是图2的III-III’截面图。

图4是放大表示实施方式涉及的电动机具有的第1轴承的截面图。

图5是放大表示实施方式涉及的电动机具有的电动机定子、电动机转子和电动机间壁的截面图。

图6是放大表示实施方式涉及的电动机具有的旋转变压器和旋转变压器间壁的截面图。

图7是示意性地表示实施方式涉及的电动机具有的增量旋转变压器的结构的截面图。

图8是表示电动机控制电路具有的信号处理电路的结构示例的框图。

图9是用于说明增量旋转变压器和绝对旋转变压器的驱动方法的流程图。

图10是示意性地表示变形例1涉及的电动机的截面图。

图11是示意性地表示变形例2涉及的电动机的一部分的俯视图。

图12是示意性地表示设置有电动机绕组的电动机的一部分的俯视图。

图13是放大表示变形例3涉及的电动机的第1轴承的截面图。

图14是放大表示变形例4涉及的电动机的第1轴承的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本发明。另外，本发明并非由下述的用于实施发明的方式(以下，称为实施方式)所限定。此外，在下述实施方式的结构要素中，包含本领域技术人员能够容易想到的结构要素、实质上相同的结构要素、以及所谓等同范围的结构要素。另外，还能够适当地组合下述实施方式中公开的结构要素。

图1是说明实施方式涉及的电动机的使用状态的说明图。如图1所示，对作为使用电动机1的制造装置的一个示例，例如，半导体制造装置100进行说明。半导体制造装置100包括：腔室101、电动机1、电动机控制电路90、控制装置99、以及搬运装置110。电动机1以旋转中心轴AX为中心对输出轴17(参照图2)进行旋转驱动。包括搬运盘111的搬运装置110配置于腔室101的内部，并通过开口102与电动机1连接。半导体制造装置100通过电动机1的驱动来使搬运盘111旋转。半导体制造装置100将存在于真空环境Va中的工件(被搬运件)120搭载于搬运盘111，并使其移动。工件120例如是半导体基板、人造物或工具等。

电动机1不通过齿轮、输送带或滚轮等的传递机构而能够将旋转力直接传递给搬运盘111和工件120，并使工件120旋转。电动机1是所谓的直接驱动电动机。另外，在本实施方式中，轴向是指沿旋转中心轴AX的方向。

控制装置99包括：输入电路、作为中央运算处理装置的CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)、作为存储装置的存储器、以及输出电路(这些均未图示)。控制装置99根据存储于存储器的程序，生成用于控制电动机1的电动机旋转指令i，并输出到电动机控制电路90。

在从控制装置99输入电动机旋转指令i时，电动机控制电路90将驱动信号从CPU(Central Processing Unit)91输出到三相放大器(以下，表示为AMP(Amplifier，放大器)92)，并从AMP92向电动机1供给驱动电流Mi。电动机1通过驱动电流Mi进行旋转驱动，并使搬运盘111旋转。由此，使搭载于搬运盘111的工件120移动。另外，除了搬运盘111之外，搬运装置110还可以具有晶圆搬运用的机械臂等的其他部件，能够适当地采用与工件120对应的结构。

在搬运盘111旋转时，从检测出旋转角度的旋转变压器60(参照图2)等的角度检测器，输出检测信号(旋转变压器信号)Sr。电动机控制电路90利用旋转变压器数字转换器(以下，表示为RDC(Resolver to Digital Converter)93)对检测信号Sr进行数字转换。基于来自RDC93的检测信号Sr的数字信息，CPU91判断工件120是否达到指令位置，在达到了指令位置的情况下，停止对AMP92的驱动信号。

此外，电动机控制电路90能够基于旋转变压器60的检测信号Sr，总是监视旋转扭矩或速度脉动。由此，电动机控制电路90能够早期地发现例如2所示的第1轴承21A和第2轴承21B的异常发生等，或者能够掌握第1轴承21A和第2轴承21B的更换时期。

通常，对于半导体制造装置100，随着半导体的集成度的提高，基于IC的图案宽度的细微化而逐渐高密度化。为了制造可与该细微化对应的晶圆(半导体元件)，对晶圆质量需要高度的均匀性。为了满足该需求，重要的是，进一步降低真空环境Va中的杂质气体浓度。因此，在配置于腔室101的安装孔(开口102)的电动机1中，还需要隔开真空环境Va的空间与外部的大气环境At。

另外，在本实施方式中，腔室101内为真空环境Va。但是，腔室101内不限于真空环境，也可以是例如减压环境，或氮气、不活泼气体等工艺气体填充环境等的与大气环境At不同的环境。此外，腔室101内也可以采用半导体制造中使用的扩散炉等的真空且高温的环境。此外，在本实施方式中，“大气侧”是指气压比“真空侧”(真空环境Va)高的空间。或者，“大气侧”也可以是工艺气体的比率比“真空侧”(真空环境Va)低的空间。

图2是示意性地表示实施方式涉及的电动机的截面图。图3是图2的III-III’截面图。另外，图2是以包含旋转中心轴AX的虚拟平面截断电动机1时的截面图。在以下的说明中，在沿旋转中心轴AX的方向上，将朝向输出轴17侧(真空环境Va侧)的方向有时表示为“上侧”或简称为“上”。此外，在沿旋转中心轴AX的方向上，将朝向壳座11侧(大气环境At侧)的方向有时表示为“下侧”或简称为“下”。

为了易于理解，示意性地强调表示图2至图14的各结构要素的尺寸。例如，将电动机间壁50的厚度图示为比实际尺寸厚。此外，间隙G0和第1间隙G1至第4间隙G4的大小表示为比实际尺寸大，但间隙G0和第1间隙G1至第4间隙G4均形成为微小间隙。

如图2所示，电动机1具有：壳体10、电动机定子30、电动机转子40、第1轴承21A、第2轴承21B、旋转变压器60、电动机间壁50、旋转变压器间壁70、连接部15、以及输出轴17。另外，在图2和图3中，说明各结构要素的整体配置关系，而将在后面叙述各结构要素间的详细连接构造或密封构造。

壳体10包括：壳座11、壳体轴部12、外壳13、以及盖部14。壳座11是在与旋转中心轴AX交叉的方向上延伸的平板状的部件，并且形成为环状，与旋转中心轴AX重合的位置设有开口。壳体轴部12和外壳13分别是在沿旋转中心轴AX的方向(以下，表示为轴向)上延伸的筒状部件。壳体轴部12的下端与壳座11的内周边缘侧连接，外壳13的下端与壳座11的外周边缘侧连接。也就是说，外壳13配置成在径向上与壳体轴部12的径向外侧相对。

盖部14设置成覆盖壳座11的开口。通过盖部14，隔开了壳体轴部12的内部空间SP与大气环境At，异物对内部空间SP的流入得到抑制。

因为壳座11、壳体轴部12和盖部14的一部分曝露于真空中，所以能够使用奥氏体不锈钢、铝合金等的、在真空中的释出气体少且释出气体的成分是已知的真空用材料。此外，更优选的是，根据采用的真空度，通过实施电抛光、平滑处理、氧化膜等的表面处理，来减少表面积，并减少溶解气体的释出。在本实施方式中，外壳13曝露于大气环境At中，而未曝露于真空中，所以可以采用铸铁、低碳钢等的一般构造用材料，当然也可以采用不锈钢。通过该构造，电动机1能够提高构造用材料的使用比率，并减少成本比构造用材料高的、真空用材料的使用量。

电动机定子30、电动机转子40、第1轴承21A、第2轴承21B、电动机间壁50、以及连接部15，组装在壳体轴部12与外壳13之间。

电动机定子30配置于壳体轴部12和电动机转子40的径向外侧，并维持成静止状态。具体而言，连接部15设置成覆盖电动机定子30的上侧(旋转变压器60侧)，电动机定子30通过连接部15固定于外壳13。作为电动机定子30的固定方法，例如，电动机定子30的定子铁心31通过螺栓紧固于壳体10(外壳13)。由此，作为非旋转零件的电动机定子30被定位并固定于壳座11。此外，电动机转子40设置在电动机定子30与壳体轴部12之间。第1轴承21A和第2轴承21B将电动机转子40支承为相对于壳体轴部12能够旋转。也就是说，电动机转子40配置成相对于电动机定子30能够旋转。

如图3所示，电动机定子30、电动机转子40、第1轴承21A(在图3中未图示)和第2轴承21B均为环状构造体，以旋转中心轴AX为中心且以同心圆状的方式配置。从壳体轴部12起朝向径向外侧依序配置有轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)、电动机转子40、电动机间壁50、电动机定子30和外壳13。也就是说，电动机1是所谓的内转子型，电动机转子40比电动机定子30位于旋转中心轴AX侧。换言之，电动机转子40配置于真空环境Va侧，电动机定子30配置于大气环境At侧。

电动机定子30是将电磁钢板重叠而形成的，包括：定子铁心31、绝缘子34(参照图2)和励磁线圈35(参照图2)。电动机定子30例如通过粘贴钢板或模内铆接来形成。由此，定子铁心31的加工变得容易，并且能够获得电动机定子30的良好的磁性。定子铁心31具有背轭32和齿部33。背轭32是环状部件，与外壳13的内周面之间具有空间而相对配置。齿部33在背轭32沿周向配置有多个，且等间隔地排列。齿部33分别从背轭32向径向内侧突出。电动机定子30不限于这样的一体型铁心，可以是配置有多个分割的定子铁心31的分割型铁心。励磁线圈35隔着绝缘子34分别卷绕于定子铁心31的齿部33。在电动机定子30上，连接有用于供给来自电源的电力的布线，并通过该布线从电动机控制电路90向励磁线圈35供给驱动电流Mi。

图2所示的构成励磁线圈35的电动机绕组和绝缘子34(绝缘材料)均由具有耐热性的材料形成。电动机绕组和绝缘子34(绝缘材料)例如具有200℃以上的耐热性。由此，电动机1能够在高温环境下良好地工作。在电动机绕组上，施加有例如由聚酰亚胺构成的镀层。此外，绝缘子34的材料例如由绝缘纸、树脂材料、或绝缘纸和树脂材料的组合构成。

电动机转子40包括转子轭41、磁体42和空间43(参照图2)。转子轭41是圆筒状部件，转子轭41的外径比定子铁心31的内径小。电动机转子40设置为在电动机定子30的径向内侧具有作为磁隙MG的间隙的环状。优选的是，转子轭41由强磁性体的低碳钢形成，并在其表面上施加有镀镍。通过施加镀镍，能够防止转子轭41生锈，并且能够降低释气。

如图3所示，多个磁体42沿着转子轭41的外周粘贴。也就是说，电动机定子30(定子铁心31)隔着电动机间壁50配置于磁体42的径向外侧。进行旋转运动的电动机转子40和非旋转零件的电动机定子30以非接触的方式配置，所以能够抑制异物的产生。在磁体42中，S极和N极在转子轭41的周向上以交错的方式等间隔地配置。电动机转子40的极数例如为20极。另外，电动机转子40的极数和电动机定子30的槽数不限于20极18槽的结构，能够根据需要适当地改变。

在本实施方式中，优选的是，磁体42采用钐钴永久磁体。由此，即使在电动机1用于高温环境下的情况下，也不会退磁，所以能够良好地对电动机转子40进行旋转驱动。另外，并不限于此，磁体42也可以采用钕磁铁等的其他材料。

图2所示的空间43是防止在磁体42的端面处的磁性环绕的空间。理想的是，形成空间43的转子轭41的台阶尺寸Y(参照图4)为磁体42的厚度尺寸X(参照图4)的1/3以上且1/2以下左右。若超过该范围，则在电动机转子40的磁体42的上端面部产生磁性的环绕，磁性不会向定子铁心31的方向环绕，而输出扭矩会降低。

电动机间壁50设置于电动机定子30与电动机转子40之间的磁隙MG，划分出配置有电动机转子40的空间(真空环境Va侧)和配置有电动机定子30的空间(大气环境At侧)。将在后面叙述电动机间壁50的详细结构。

在转子轭41的上端，连接有输出轴17。输出轴17与转子轭41一起旋转，将电动机1的旋转力传递给外部(例如，搬运盘111)。

第1轴承21A和第2轴承21B设置在壳体轴部12的外周与转子轭41的内周之间。第1轴承21A和第2轴承21B是没有封入润滑脂等的润滑剂的无润滑轴承。第1轴承21A和第2轴承21B分别是角接触球轴承，以背对背的方式排列。第1轴承21A和第2轴承21B分别是具有内圈22、外圈23和滚动体24的转动轴承。滚动体24设置在内圈22与外圈23之间。在沿旋转中心轴AX的方向上，第1轴承21A配置于输出轴17侧，第2轴承21B配置于壳座11侧。第1轴承21A的内圈22和第2轴承21B的内圈22固定于壳体轴部12。第1轴承21A的外圈23和第2轴承21B的外圈23固定于电动机转子40的转子轭41。

第1轴承21A的内圈22与第2轴承21B的内圈22之间设置有内圈隔圈25。第1轴承21A的外圈23与第2轴承21B的外圈23之间设置有外圈隔圈26。由此，规定出第1轴承21A和第2轴承21B在轴向上的位置。在壳体轴部12的上端(在轴向上与壳座11相反一侧的端部)，连接有内圈按压部16，通过内圈按压部16对第1轴承21A的内圈22的上端的位置进行固定。输出轴17兼作外圈按压部，通过输出轴17对第1轴承21A的外圈23的上端的位置进行固定。

第2轴承21B的内圈22的下端固定于壳座11。此外，第2轴承21B的外圈23的下端固定于转子轭41。通过上述结构，第1轴承21A、隔圈(内圈隔圈25和外圈隔圈26)和第2轴承21B在轴向上以不出现间隙(不良情形)的方式被定位，形成出定位预压方式的旋转支承构造。通过内圈隔圈25和外圈隔圈26，对第1轴承21A和第2轴承21B施加定位预压，所以与后述的定压预压相比，能够提高其刚度。此外，第1轴承21A和第2轴承21B以背对背的方式排列，所以能够提高相对于力矩负荷的刚度。

设置有在电动机转子40的输出轴17侧(在轴向上与壳座11相反一侧)，将电动机转子40与壳体轴部12之间以非接触的方式密封的第1密封构造LS1。更具体而言，第1密封构造LS1在第1轴承21A的输出轴17侧，由形成在输出轴17与内圈按压部16之间的微小间隙构成。此外，设置有在第2轴承21B的壳座11侧，将电动机转子40与壳体轴部12之间以非接触方式密封的第2密封构造LS2。由此，第1轴承21A和第2轴承21B的输出轴17侧和壳座11侧分别由第1密封构造LS1和第2密封构造LS2密封。电动机1通过第1密封构造LS1和第2密封构造LS2，能够抑制因第1轴承21A和第2轴承21B的磨损而产生的粉尘向真空环境Va侧流出。

在第1轴承21A和第2轴承21B的内圈22、外圈23和滚动体24中，至少是滚动体24由陶瓷制成。例如，滚动体24的材料采用氮化硅、氧化锆、氧化铝等。这样，能够抑制来自第1轴承21A和第2轴承21B的滚动体24的、因磨损产生的粉尘或在高温环境下释出的气体。

此外，第1轴承21A和第2轴承21B的内圈22和外圈23采用具有磁性的铁类部件。具有磁性的铁类部件例如是马氏体不锈钢。这样，因轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)的磨损而产生的粉尘(金属粉)即使绕进电动机1的内部，也被吸附于电动机转子40的磁体42或(电动机定子30的磁力(磁场)隔着壁部51(参照后述的图5)发挥作用的)电动机间壁50。

旋转变压器60在比第1轴承21A和第2轴承21B靠径向外侧且在轴向上，设置的比电动机定子30靠输出轴17侧。旋转变压器60是对电动机转子40的旋转进行检测的角度检测器。

旋转变压器60具有增量旋转变压器60A和绝对旋转变压器60B。增量旋转变压器60A是差动式，是以高分辨率对相对角度进行检测的检测器。绝对旋转变压器60B是对输出轴17的一周范围内的绝对角度进行检测的检测器。在沿旋转中心轴的方向上，依序配置有电动机定子30、绝对旋转变压器60B和增量旋转变压器60A。通过上述配置，绝对旋转变压器60B作为增量旋转变压器60A的磁罩发挥功能，能够抑制从电动机定子30产生的磁力(磁场)到达增量旋转变压器60A侧。

增量旋转变压器60A具有旋转变压器定子61A和旋转变压器转子62A。绝对旋转变压器60B具有旋转变压器定子61B和旋转变压器转子62B。旋转变压器转子62A、62B例如由低碳钢形成。旋转变压器转子62A、62B与旋转变压器定子61A、61B隔着规定的间隙而相对配置，能够相对于旋转变压器定子61A、61B进行旋转。具体而言，旋转变压器定子61A、61B固定于外壳13。这样，旋转变压器定子61A、61B相对于电动机定子30和壳座11被定位并固定，维持成静止状态。此外，旋转变压器转子62A、62B固定于输出轴17的外周。旋转变压器转子62A、62B与电动机转子40一起旋转。

旋转变压器转子62A、62B与旋转变压器定子61A、61B之间设置有旋转变压器间壁70。旋转变压器间壁70设置为覆盖旋转变压器定子61A、61B。此外，旋转变压器间壁70兼作与腔室101(参照图1)之间的安装构造，利用从外壳13向径向外侧伸出的部分固定于腔室101。在旋转变压器间壁70的间壁上表面70a设置有槽部70b。槽部70b形成为以旋转中心轴AX为中心的环状。由嵌入槽部70b的O环等密封部件(未图示)，将间壁上表面70a与腔室101之间密封。

通过上述结构，电动机定子30配置的比电动机转子40靠大气环境At侧。此外，轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)设置于电动机转子40的径向内侧。更具体而言，转子轭41配置于磁体42的径向内侧，轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)配置于转子轭41的径向内侧。此外，旋转变压器60在轴向上设置的比电动机定子30靠输出轴17侧。在使用时，电动机转子40的输出轴17侧在轴向上由盖等封闭，所以能够抑制在轴承产生的粉尘向外部(真空环境Va侧)流出。此外，即使因轴承的磨损而产生的金属粉绕进电动机1内部，金属粉也被吸附于磁体42或(电动机定子30的磁力(磁场)隔着壁部51发挥作用的)电动机间壁50。因此，电动机1能够抑制在内部产生的粉尘向外部流出。

此外，在壳体10设置有与外部连通的排气口80。由此，能够将配置有电动机定子30的空间的气体向外部排出，能够提高电动机定子30的冷却效率。此外，如图2所示，电动机转子40的外径比旋转变压器转子62A、62B的外径小。因此，仅将内圈按压部16从壳体轴部12拆卸，就能够从输出轴17侧一体地拔出包括电动机转子40和旋转变压器转子62A、62B的旋转构造体。因此，能够容易地进行轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)的更换或维护。

更具体而言，旋转变压器间壁70的内径r2比磁体42(磁铁)的外径r1大。此外，连接部15的内径r3比磁体42(磁铁)的外径r1大。另外，磁体42(磁铁)的外径r1表示连接沿周向排列的多个磁体42(磁铁)的外周而形成的虚拟圆的直径。此外，旋转变压器间壁70的内径r2是指，在径向上配置在旋转变压器定子61A、61B与旋转变压器转子62A、62B之间的内侧壁部71(参照图6)的内径r2。连接部15的内径r3是连接顶板部15a的内周面15c(参照图5)的内径r3。此外，转子轭41配置于磁体42的径向内侧，轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)配置于转子轭41的径向内侧。通过上述结构，无需分解旋转变压器间壁70、电动机间壁50、连接部15和旋转变压器定子61A、61B等的非旋转零件，就能够一体地从输出轴17侧拔出包括轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)、电动机转子40和旋转变压器转子62A、62B的旋转构造体。

接着，说明电动机1的各结构要素的详细构造。图4是放大表示实施方式涉及的电动机具有的第1轴承的截面图。如图4所示，内圈按压部16通过螺栓BT1固定于壳体轴部12的上端。内圈按压部16是具有与内部空间SP连通的开口的环状部件。其中，内圈按压部16可以是覆盖内部空间SP的平板状。在内圈按压部16的外周，在从壳体轴部12向径向外侧伸出的部分形成有台阶部16a。第1轴承21A的内圈22的上端与台阶部16a抵接。第1轴承21A的内圈22的下端与内圈隔圈25抵接。第1轴承21A的内圈22在轴向上由台阶部16a和内圈隔圈25夹持而被定位。

这里，在径向上，在第1轴承21A的内圈22与壳体轴部12之间形成有第4间隙G4。此外，内圈隔圈25及第2轴承21B的内圈22(参照图5)与壳体轴部12之间也形成有第4间隙G4。第4间隙G4例如是0.10毫米以上且0.15毫米以下左右。这样，即使在电动机1用于高温环境下的情况下，能够抑制因轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)与壳体轴部12的热膨胀系数的差异而导致的轴错位。

输出轴17通过螺栓BT2固定于电动机转子40的转子轭41的上端。在转子轭41的上端(在轴向上与壳座11相反一侧的端部)，设置有沿轴向突出的突出部41d。突出部41d是沿着转子轭41的外周设置的环状部件，形成为具有比转子轭41的径向上的宽度小的宽度。输出轴17固定于突出部41d的径向内侧。也就是说，输出轴17和转子轭41通过所谓的镶嵌结合而固定。因此，在轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)的更换或维护时，能够容易地进行输出轴17的定位。此外，优选的是，输出轴17采用具有比转子轭41和突出部41d大的热膨胀系数的材料。这样，在电动机1用于高温环境下的情况下，能够抑制输出轴17的错位。

输出轴17在从转子轭41的内周面向径向内侧伸出的部分形成有台阶部17b。第1轴承21A的外圈23的上端与台阶部17b抵接。第1轴承21A的外圈23的下端与外圈隔圈26抵接。第1轴承21A的外圈23在轴向上由台阶部17b和外圈隔圈26夹持而被定位。

输出轴17还具有凸缘部17a。凸缘部17a是从输出轴17的内周面向径向内侧延伸的环状部件。凸缘部17a设置为覆盖第1轴承21A的内圈22与外圈23之间的空间。此外，凸缘部17a的内周面与内圈按压部16的外周面具有间隙G0而相对配置，由此来形成第1密封构造LS1。构成第1密封构造LS1的间隙G0例如形成为0.05毫米以上且0.15毫米以下左右。优选的是，第1密封构造LS1采用迷宫式结构。迷宫式结构可以是任何结构，例如可以在与内圈按压部16的凸缘部17a相对的位置形成槽部，间隙G0在截面上呈大致C字形。

此外，输出轴17也兼作旋转变压器转子62A、62B的支承构造。也就是说，输出轴17具有比电动机转子40向径向外侧伸出的伸出部17d，由固定于电动机转子40的部分和伸出部17d形成台阶部17c。旋转变压器转子62A、62B组装于台阶部17c，由螺栓BT3进行固定。通过上述构造，旋转变压器转子62A、62B与输出轴17及电动机转子40一体地旋转。

图5是放大表示实施方式涉及的电动机具有的电动机定子、电动机转子和电动机间壁的截面图。壳体10的盖部14通过螺栓BT4固定于壳座11。盖部14形成有突出于壳体轴部12的内部空间SP的凸部，通过O环等的密封部件SL1，将凸部的外周与壳体轴部12的内周之间密封。

外壳13通过螺栓BT5固定于壳座11的外边缘侧。在壳座11的上表面，在壳体轴部12与外壳13之间形成有多个台阶部11a、11b、11c、11d、11e。从壳体轴部12向径向外侧依序设置有台阶部11a、11b、11c、11d、11e，按照台阶部11a、11b、11c、11d、11e的顺序，上表面的高度逐渐变低。

台阶部11a的上表面与第2轴承21B的内圈22的下端抵接。第2轴承21B的内圈22的上端与内圈隔圈25抵接。第2轴承21B的内圈22由台阶部11a和内圈隔圈25夹持而在轴向上的位置被固定。在转子轭41的下端侧，形成有从内周面向径向内侧突出的凸缘部41a。凸缘部41a的上表面与第2轴承21B的外圈23的下端抵接。第2轴承21B的外圈23的上端与外圈隔圈26抵接。第2轴承21B的外圈23由凸缘部41a和外圈隔圈26夹持而在轴向上的位置被固定。此外，因为在壳座11形成有台阶部11b、11c，所以第2轴承21B的外圈23和转子轭41的下端侧以与壳座11非接触的方式设置。第2密封构造LS2由形成在壳座11的台阶部11b、11c与转子轭41的下端侧之间的微小间隙构成。构成第2密封构造LS2的微小间隙例如形成为0.05毫米以上且0.15毫米以下左右。优选的是，第2密封构造LS2采用迷宫式结构。此外，形成于转子轭41的外周的台阶部41b与磁体42的上端抵接而被定位。

接着，说明电动机间壁50的详细结构。如图5所示，电动机间壁50具有壁部51、顶板部52和凸缘部53。电动机间壁50是以使配置有电动机定子30的空间(大气环境At侧)的气体不会向配置有电动机转子40的空间(真空环境Va侧)流通的方式进行封闭的间壁。

具体而言，电动机间壁50的壁部51是沿轴向延伸的筒状部件，配置在定子铁心31与固定于转子轭41的磁体42之间。壁部51与磁体42的外周之间具有第1间隙G1而相对。换言之，第1间隙G1是在径向上形成在电动机间壁50与电动机转子40之间的间隙。壁部51在径向上的厚度为，定子铁心31与固定于转子轭41的磁体42之间的间隙的长度的40％以上且80％以下。由此，能够提高电动机间壁50的强度，能够抑制电动机间壁50的变形。此外，能够抑制电动机间壁50与作为旋转零件的电动机转子40的接触。

顶板部52与壁部51的上端侧连接，并向径向外侧延伸地设置。顶板部52设置为覆盖电动机定子30的至少一部分。也就是说，顶板部52在轴向上配置的比定子铁心31、绝缘子34和励磁线圈35靠输出轴17侧。

连接部15设置为覆盖顶板部52的上表面和径向外侧。具体而言，连接部15具有连接顶板部15a和连接壁部15b。连接壁部15b是筒状部件，沿轴向延伸，配置于外壳13的内周面与绝缘子34及顶板部52的外周面之间。连接顶板部15a与连接壁部15b的上端侧连接，并向径向内侧延伸。连接顶板部15a与电动机间壁50的顶板部52重合设置。

在外壳13的内周面，设置有向径向内侧延伸的凸缘部13a。连接壁部15b的上端通过螺栓BT6固定于凸缘部13a的下表面。此外，电动机定子30的定子铁心31通过螺栓BT7固定于连接壁部15b的下端。通过上述结构，电动机定子30通过连接部15固定于壳体10的外壳13。

连接顶板部15a的内周面15c侧的一部分与顶板部52重合设置。顶板部52通过螺栓BT8固定于连接顶板部15a。由此，顶板部52通过连接部15固定于外壳13。此外，连接顶板部15a的下表面与顶板部52的上表面之间由O环等的密封部件SL3密封。

此外，连接顶板部15a的内周面15c与转子轭41的外周面41c之间具有第3间隙G3而相对设置。第3间隙G3的大小比第1间隙G1的大小小。由此，能够抑制因第1轴承21A和第2轴承21B的磨损而产生的粉尘经过第3间隙G3向旋转变压器60侧流出。此外，如上所述，连接部15固定于外壳13而被定位，由此，能够将电动机转子40的转子轭41与连接部15的间隔(第3间隙G3)确保为规定范围。

电动机间壁50的凸缘部53设置为与壁部51的下端侧连接，并向径向内侧延伸。凸缘部53通过螺栓BT9固定于壳座11的台阶部11d的上表面。凸缘部53的下表面与台阶部11d的上表面之间由O环等的密封部件SL2密封。通过上述结构，将由电动机间壁50、壳座11、外壳13和连接部15围成的空间封闭。电动机定子30设置于由电动机间壁50、壳座11、外壳13和连接部15围成的空间。电动机转子40和轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)设置于由电动机间壁50、壳座11、壳体轴部12和输出轴17围成的空间。因此，能够提高各结构零件的定位精度和电动机1的刚度。

电动机间壁50采用非磁性体。作为电动机间壁50的材质，适合的例如是奥氏体不锈钢。因此，能够抑制隔着壁部51驱动电动机转子40时的磁力(磁场)的降低。电动机间壁50例如能够通过对非磁性不锈钢施加深拉加工，来形成出呈圆筒状的一体成型品。壁部51形成为比顶板部52和凸缘部53薄。具体而言，顶板部52和凸缘部53的厚度为数毫米，相对于此，壁部51的厚度拉伸到0.2毫米以上且0.5毫米以下。由此，能够确保电动机间壁50的刚度和气密性，并且抑制在驱动电动机转子40时的磁性损耗。此外，由于第1间隙G1较小，能够提高电动机定子30与电动机转子40的磁性结合，并能够良好地对电动机转子40进行旋转驱动。

此外，连接部15由磁性体构成。连接部15是软磁性体，例如由碳浓度0.48％以下的低碳钢形成。低碳钢例如例示了由JIS规格规定的S45C等。因此，连接部15作为罩发挥功能，能够抑制从电动机定子30产生的磁力(磁场)到达旋转变压器60侧。另外，连接部15的一部分(连接顶板部15a的内周面15c)曝露于真空环境Va侧，所以优选的是，采用与电动机转子40的转子轭41同样的材料。

更具体而言，在径向上，连接部15的内周面15c与转子轭41的外周面41c之间的第3间隙G3为0.1毫米以上且0.4毫米以下左右。此外，连接部15的内周面15c与转子轭41的外周面41c之间的第3间隙G3的、沿着旋转中心轴的方向上的长度为1毫米以上且4毫米以下左右。进一步地，连接部15的与转子轭41相对的部分的厚度t为1毫米以上。这里，厚度t是连接部15的、比螺栓BT10(参照图6)靠径向内侧(转子轭41侧)处的厚度。

通过上述结构，形成出从电动机定子30产生的磁力(磁场)经过转子轭41、第3间隙G3和连接部15而回到电动机定子30侧的磁性回路。由此，能够抑制由流过励磁线圈35的驱动电流Mi产生的磁力(磁场)传递给电动机转子40而到达旋转变压器60侧。其结果，电动机1能够抑制旋转变压器60的位置信息的错误检测。

通过上述结构，即使在因第1轴承21A和第2轴承21B的磨损而产生金属粉的情况下，通过设置于第1轴承21A的输出轴侧的第1密封构造LS1(参照图4)和设置于第2轴承21B的壳座11侧的第2密封构造LS2(参照图5)，能够抑制金属粉向真空环境Va侧流出。此外，金属粉即使从第2轴承21B的下侧(壳座11侧)绕进电动机1的内部，也被吸附于(从电动机定子30产生的磁力(磁场)隔着壁部51(参照图5)发挥作用的)电动机间壁50，或者被吸附于(从电动机定子30产生的磁力(磁场)发挥作用的)连接部15，所以能够抑制其向外部流出。

接着，说明旋转变压器60的结构。图6是放大表示实施方式涉及的电动机具有的旋转变压器和旋转变压器间壁的截面图。如图6所示，旋转变压器定子61A、61B通过螺栓BT12固定于外壳13的凸缘部13a的上表面。

旋转变压器定子61A、61B具有多个定子磁极在周向上等间隔地形成的环状的层叠铁心，在各定子磁极卷绕有旋转变压器线圈。各旋转变压器线圈与输出检测信号(旋转变压器信号)Sr的布线连接。

旋转变压器转子62A、62B由中空环状的层叠铁心构成，并固定于输出轴17的外侧的台阶部17c。旋转变压器60的配置位置只要是在轴向上比电动机定子30靠输出轴17侧即可，只要能够检测电动机转子40(输出轴17)侧的旋转，就没有特别限制。

控制电动机1的电动机控制电路90(参照图1)基于旋转变压器60的检测信号Sr，向电动机定子30的励磁线圈35提供驱动电流Mi。具体而言，当电动机转子40旋转时，输出轴17与电动机转子40一起旋转，旋转变压器转子62A、62B也与此连动地旋转。由此，旋转变压器转子62A、62B与旋转变压器定子61A、61B之间的磁阻连续地产生变化。旋转变压器定子61A、61B对磁阻的变化进行检测，并通过RDC93将检测信号Sr转换为数字信号。控制电动机1的电动机控制电路90的CPU91基于RDC93的电信号，能够对每单位时间内与旋转变压器转子62A、62B连动的输出轴17和电动机转子40的位置或旋转角度进行运算处理。其结果，电动机控制电路90能够测量输出轴17的旋转状态(例如，转速、旋转方向或旋转角度等)。

旋转变压器间壁70具有内侧壁部71、旋转变压器顶板部72、安装部73和凸缘部74。内侧壁部71是沿轴向延伸的筒状部件，在径向上设置于旋转变压器定子61A、61B与旋转变压器转子62A、62B之间。

旋转变压器顶板部72与内侧壁部71的上端连接，并向径向外侧延伸。旋转变压器顶板部72设置为覆盖旋转变压器定子61A、61B。此外，旋转变压器顶板部72的上表面为上述的间壁上表面70a。安装部73设置的比旋转变压器顶板部72靠径向外侧，并形成为比旋转变压器顶板部72厚。安装部73通过螺栓BT11固定于外壳13的上端。此外，如上所述，安装部73通过螺栓等的固定部件固定于腔室101的外壁。

凸缘部74与内侧壁部71的下端连接，并向径向内侧延伸。凸缘部74重合设置于连接部15的上表面，通过螺栓BT10固定于连接部15。凸缘部74的下表面与连接部15的上表面之间由O环等的密封部件SL4密封。

通过上述结构，旋转变压器间壁70能够进行封闭，以使配置有旋转变压器定子61A、61B的空间(大气环境At侧)的气体不会向配置有旋转变压器转子62A、62B的空间(真空环境Va侧)流通。也就是说，旋转变压器定子61A、61B设置于由旋转变压器间壁70、外壳13和连接部15围成的空间。旋转变压器转子62A、62B设置于旋转变压器间壁70与输出轴17之间的空间。

内侧壁部71的外周面71a与输出轴17的伸出部17d的外周面之间具有第2间隙G2而相对设置。换言之，第2间隙G2是在径向上形成在旋转变压器间壁70与旋转变压器转子62A、62B之间的间隙。第2间隙G2大于第1间隙G1，并且大于第3间隙G3。

由此，即使因第1轴承21A和第2轴承21B的磨损而产生出金属粉，金属粉在经过第3间隙G3时也被吸附于(从电动机定子30产生的磁力(磁场)发挥作用的)连接部15，能够抑制向旋转变压器60侧流出。此外，第2间隙G2形成得较大，所以进行维护等时，能够将旋转部(电动机转子40、旋转变压器转子62A、62B、输出轴17、第1轴承21A和第2轴承21B)容易地从输出轴17侧拆卸。

接着，对差动式的增量旋转变压器60A的详细结构进行说明。图7是示意性地表示实施方式涉及的电动机具有的增量旋转变压器的结构的截面图。图8是表示电动机控制电路具有的信号处理电路的结构示例的框图。

如图7所示，增量旋转变压器60A的旋转变压器定子61A以具有规定间隔的方式设置有向径向内侧突出的N相、例如3相18极的凸极A11-A16、B11-B16、C11-C16(第1磁极)。在多个凸极A11-A16、B11-B16、C11-C16的各自的凸极的中间位置，设置有3相18极的凸极A21-A26、B21-B26、C21-C26(第2磁极)。这些多个凸极按照A11、C21、B11、A21、C11、B21、A12、C22…的顺序沿着周向排列。在各凸极A11-C26中，在内周面侧的端面设置有三个齿TS1、TS2、TS3，并且在中央部卷绕有一个励磁绕组LA11-LC26。因此，180度的位置的凸极彼此为同相。

在旋转变压器转子62A的外周面形成有多个槽齿TR。这里，旋转变压器转子62A的槽齿TR的间距形成为，例如，若旋转变压器转子62A的相邻的三个齿TR与旋转变压器定子61A的凸极A11的齿TS1、TS2、TS3一致，相邻的凸极C21的齿TS1、TS2、TS3相对于旋转变压器转子62A的槽齿TR机械性地产生1/36间距的相位偏移。

在各凸极A11-C26的励磁绕组LA11-LC26中，虽然省略图示，励磁绕组LA11-LA16串联连接，励磁绕组LB11-LB16串联连接，励磁绕组LC11-LC16串联连接。此外，励磁绕组LA21-LA26串联连接，励磁绕组LB21-LB26串联连接，励磁绕组LC21-LC26串联连接。

如图8所示，从增量旋转变压器60A向差动放大电路95输出旋转变压器信号fa1、fa2、fb1、fb2、fc1、fc2。旋转变压器信号fa1、fa2、fb1、fb2、fc1、fc2，分别为来自串联连接的励磁绕组LA11-LA16、LA21-LA26、LB11-LB16、LB21-LB26、LC11-LC16、LC21-LC26的输出信号。

更具体而言，旋转变压器信号fa1、fa2、fb1、fb2、fc1、fc2由下述的式(1)至式(6)表示。

fa1＝A0+A1cosθ+A2cos2θ+A3cos3θ+A4cos4θ…(1)

fb1＝A0+A1cos(θ-120°)+A2cos2(θ-120°)+A3cos3(θ-120°)+A4cos4(θ-120°)…(2)

fc1＝A0+A1cos(θ+120°)+A2cos2(θ+120°)+A3cos3(θ+120°)+A4cos4(θ+120°)…(3)

fa2＝A0+A1cos(θ+180°)+A2cos2(θ+180°)+A3cos3(θ+180°)+A4cos4(θ+180°)…(4)

fb2＝A0+A1cos(θ-300°)+A2cos2(θ-300°)+A3cos3(θ-300°)+A4cos4(θ-300°)…(5)

fc2＝A0+A1cos(θ+300°)+A2cos2(θ+300°)+A3cos3(θ+300°)+A4cos4(θ+300°)…(6)

旋转变压器信号fa1、fa2、fb1、fb2、fc1、fc2提供给差动放大电路95，所以差动放大电路95的输出信号da、db、dc由下述的式(7)、(8)和(9)表示。其中，输出信号da是作为旋转变压器信号fa1与旋转变压器信号fa2的差分输出的信号。输出信号db是作为旋转变压器信号fb1与旋转变压器信号fb2的差分输出的信号。输出信号dc是作为旋转变压器信号fc1与旋转变压器信号fc2的差分输出的信号。

da＝2A1cosθ+2A3cos3θ…(7)

db＝2A1cos(θ-120°)+2A3cos3(θ-120°)…(8)

dc＝2A1cos(θ+120°)+2A3cos3(θ+120°)…(9)

差动放大电路95的三相的输出信号da、db和dc提供给相位转换电路96。相位转换电路96将输出信号da、db和dc转换为由下述的式(10)和(11)表示的、抵消了三次谐波失真的2相交流信号fc(θ)和fs(θ)。

fc(θ)＝3A1cosθ/2＝sinωt×cosθ…(10)

fs(θ)＝3A1sinθ/2＝sinωt×sinθ…(11)

这些2相交流信号fc(θ)和fs(θ)提供给信号处理电路(RDC93)。在RDC93中，在初始状态，使计数器93f归零，由此，数字旋转角度

设定为“0”。

因此，乘法器93a的乘法输出为sinωt×sinθ，乘法器93b的乘法输出为“0”。减法器93c的减法输出即

为Vsinωt×sinθ，其被提供给同步整流器93d。在同步整流器93d去除了励磁电压分量后的输出Vsinθ被输出，其作为速度检测信号输出给CPU91(参照图1)。此外，同步整流器93d的输出Vsinθ被提供给电压控制振荡器93e而转换为与电压对应的脉冲信号，并其被提供给计数器93f。由此，计数器93f的计数值(数字旋转角度

)变成与相位角θ相等的值。

在这种状态下，若旋转变压器转子62A持续沿同一方向旋转，减法器93c的输出则会增加相位角θ相对于数字旋转角度

的增加量，同步整流器93d的输出也相应地增加相位角θ的增加量，所以计数器93f的计数值增值相位角θ的增加量，并输出与旋转变压器转子62A的旋转对应的当前的数字旋转角度

然后，通过CPU91，基于来自增量旋转变压器60A的速度检测信号等，进行转速和定位的控制。这样，采用差动式旋转变压器作为增量旋转变压器60A，所以能够抑制因从电动机定子30产生的磁力(磁场)而导致的错误检测。

接着，对电动机1的CPU91具有的旋转变压器60(增量旋转变压器60A和绝对旋转变压器60B)的动作顺序的一个示例进行说明。图9是用于说明增量旋转变压器和绝对旋转变压器的驱动方法的流程图。

如图9所示，在电动机1的电源开启时，CPU91首先对绝对旋转变压器60B进行励磁(步骤ST1)。由此，CPU91基于来自绝对旋转变压器60B的绝对角度信息，能够确定电源开启时的电动机转子40的角度(位置)。

接着，CPU91停止绝对旋转变压器60B的励磁(步骤ST2)，并对增量旋转变压器60A进行励磁(步骤ST3)。由此，如上所述，CPU91基于来自增量旋转变压器60A的旋转变压器信号fa1、fa2、fb1、fb2、fc1、fc2，能够检测精确的位置。

CPU91基于来自增量旋转变压器60A的位置信息、速度检测信号等，驱动电动机1(步骤ST4)，并执行转速或定位的控制。绝对旋转变压器60B在驱动电动机1时作为从遮蔽电动机定子30产生的磁力(磁场)的罩发挥功能，能够抑制从电动机定子30产生的磁力(磁场)到达增量旋转变压器60A侧。

另外，上述电动机1的各结构要素的形状或结构仅是一个示例，可以适当地变更。例如，旋转变压器间壁70不限于一体形成的情况，也可以分割成多个。此外，也可以适当地变更各结构要素的固定构造或密封构造。

如上所述，本实施方式的电动机1具有壳体10、电动机定子30、电动机转子40、轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)、密封构造LS、以及旋转变压器60。壳体10包括壳座11、以及设置于壳座11，在沿着旋转中心轴AX的方向上延伸的壳体轴部12。电动机定子30配置于壳体轴部12的径向外侧。电动机转子40设置在电动机定子30与壳体轴部12之间。轴承设置于电动机转子40的径向内侧，并将电动机转子40以能够旋转的方式支承于壳体轴部12。密封构造LS在电动机转子40的输出轴17侧将电动机转子40与壳体轴部12之间密封。旋转变压器60对电动机转子40的旋转进行检测。旋转变压器60在比轴承靠径向外侧且在沿旋转中心轴AX的方向上，设置于比电动机定子30靠输出轴17侧。

这样，轴承设置于电动机转子40的径向内侧。因为在使用时，电动机转子40的输出轴17侧由盖等密封，所以能够抑制在轴承产生的粉尘向外部的、例如真空环境Va侧流出。此外，即使因轴承的磨损产生的粉尘(金属粉)绕进电动机1内部，金属粉也(因电动机定子30的磁力(磁场))被吸附于电动机间壁50。因此，电动机1能够抑制在内部产生的粉尘向外部流出。此外，能够抑制金属粉向旋转变压器60侧流出，所以能够抑制旋转变压器60的检测精度的降低。

此外，电动机1设置于电动机定子30与电动机转子40之间，并具有将配置有电动机定子30的空间和配置有电动机转子40的空间划分的电动机间壁50。这样，通过电动机间壁50，能够抑制配置有电动机定子30的大气环境侧的气体向配置有电动机转子40的真空环境侧流出。

此外，在电动机1中，旋转变压器60具有与电动机转子40连接的旋转变压器转子62A、62B、以及设置于旋转变压器转子62A、62B的径向外侧，并具有励磁线圈的旋转变压器定子61A、61B，在旋转变压器转子62A、62B与旋转变压器定子61A、61B之间设置旋转变压器间壁70。这样，通过旋转变压器间壁70，划分出配置有旋转变压器转子62A、62B的空间和配置有旋转变压器定子61A、61B的空间，能够抑制配置有旋转变压器定子61A、61B的大气侧的气体向配置有旋转变压器转子62A、62B的真空环境侧流出。此外，使用旋转变压器60作为角度检测器，在电动机1内没有配置电子元件。因此，在电动机1用于高温环境下的情况下，能够良好地检测角度。

此外，在电动机1中，电动机转子40的外径比旋转变压器转子62A、62B的外径小。这样，能够将包括电动机转子40和旋转变压器转子62A、62B的旋转构造体从输出轴17侧一体地拔出，从而轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)的更换或维护变得容易。

此外，在电动机1中，轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)是无润滑轴承，具有设置于壳体轴部12的内圈22、设置于电动机转子40的外圈23、以及设置在内圈22与外圈23之间的滚动体24，内圈22、外圈23和滚动体24中，至少是滚动体24由陶瓷制成。这样，能够抑制来自轴承的滚动体24的、因磨损而产生的粉尘或在高温环境下释出的气体。

此外，在电动机1中，轴承(第1轴承21A和第2轴承21B)是无润滑轴承，具有设置于壳体轴部12的内圈22、设置于电动机转子40的外圈23、以及设置在内圈22与外圈23之间的滚动体24，内圈22和外圈23采用铁类部件。这样，即使因轴承的磨损而产生的粉尘绕进电动机1的内部，金属粉也能够被良好地吸附于电动机定子30或电动机转子40的永久磁体。

此外，在电动机1中，在沿旋转中心轴AX的方向上，在电动机定子30与旋转变压器60之间配置有由磁性体构成的连接部15。这样，连接部15能够遮蔽从电动机定子30产生的磁力(磁场)，所以能够提高旋转变压器60的检测精度。此外，连接部15能够吸附因磨损而产生的金属粉。

此外，电动机1具有设置于电动机转子40的输出轴17侧，并固定于轴承的外圈23的外圈按压部(台阶部17b)、以及设置于壳体轴部12的输出轴17侧，并固定于轴承的内圈22的内圈按压部16，密封构造LS具有由外圈按压部和内圈按压部16形成的迷宫式结构。这样，因轴承的磨损等而产生的来自电动机1的粉尘由密封构造LS遮蔽，能够抑制流出外部。

此外，在电动机1中，电动机定子30配置于比配置有电动机转子40的空间靠大气侧的空间。这样，与电动机定子30配置于与电动机转子40相同的空间、例如真空环境Va的情况相比，能够提高电动机定子30的冷却效率。

此外，在电动机1中，电动机转子40包括钐钴永磁体。这样，即使在电动机1用于高温环境下时，磁体42也不会退磁，所以能够良好地对电动机转子40进行旋转驱动。

此外，在电动机1中，包括基于旋转变压器60的检测信号Sr，向电动机定子30的励磁线圈35提供驱动电流Mi的电动机控制电路90。这样，电动机控制电路90基于旋转变压器60的检测信号Sr，能够总是监视旋转扭矩或速度脉动。由此，例如能够早期发现轴承的异常的发生等，或者能够把握轴承的更换时期。

变形例1

图10是示意性地表示变形例1涉及的电动机的截面图。如图10所示，变形例1涉及的电动机1A与上述的实施方式相比，不同之处在于壳体10的壳体轴部12A是实心柱状的结构。也就是说，在壳体轴部12A的内部未形成内部空间SP。由此，变形例1涉及的电动机1A能够使壳体10的结构简化。此外，也可以使内圈按压部16A是不具有开口的圆盘状。此外，在本变形例中，无需设置用于密封内部空间SP的盖部14(参照图2)。因此，也可以省略内部空间SP与大气环境At之间的密封构造(参照图5的密封部件SL1)。

变形例2

图11是示意性地表示变形例2涉及的电动机的一部分的俯视图。图12是示意性地表示设置有电动机绕组的电动机的一部分的俯视图。图11是示意性地表示电动机1B的一部分，具体而言，示意性地表示电动机定子30A和电动机转子40的俯视图。

如图11所示，电动机定子30A包括定子铁心31A、绝缘子34(参照图12)和电动机绕组35a(励磁线圈35)(参照图12)。定子铁心31A具有背轭32A和齿部33A(凸极)。背轭32A是环状部件，齿部33A在背轭32A沿周向配置有多个，并等间隔地排列。齿部33A分别从背轭32A的内周面向径向内侧突出，并形成为直线状。也就是说，齿部33A在延伸方向上的端部不具有沿周向突出的部分，形成为沿延伸方向具有固定幅度。

励磁线圈35隔着绝缘子34分别卷绕于定子铁心31A的齿部33A。在变形例2中，齿部33A形成为直线状，所以电动机绕组35a以预先在外部卷绕而形成为励磁线圈35的状态，插入齿部33A。由此，与将电动机绕组35a卷绕于齿部33A而形成励磁线圈35的情况相比，能够提高电动机绕组35a的匝数(占空系数)，其结果，能够抑制因流过电动机绕组35a的驱动电流Mi而导致的电动机1B的温度上升。

变形例3

图13是放大表示变形例3涉及的电动机的第1轴承的截面图。如图13所示，在变形例3涉及的电动机1C中，与上述的实施方式、变形例1和变形例2相比，其结构的不同之处在于，第1轴承21A形成由预压弹簧18施加定压预压的定压预压方式的旋转支承构造。

第1轴承21A的外圈23由外圈隔圈26定位，内圈22由预压弹簧18施加定压预压。也就是说，在变形例3中，未设置内圈隔圈25(参照图4)。更具体而言，内圈按压部16A设置成覆盖第1轴承21A的内圈22的内周侧和上侧。内圈按压部16A的凸缘部16Aa向径向内侧突出地设置，通过螺栓BT1固定于壳体轴部12。

重叠部16Ac设置于与第1轴承21A的内圈22的壳座11相反一侧。重叠部16Ac配置为覆盖第1轴承21A的内圈22的上侧、以及内圈22与外圈23之间的间隙。在重叠部16Ac设置有向下侧(内圈22侧)开口的槽部16Ab。预压弹簧18配置于槽部16Ab内。槽部16Ab沿周向形成为环状，预压弹簧18沿内圈22在周向上配置有多个。此外，在预压弹簧18与内圈22之间设置有板件19。板件19是与重叠部16Ac(槽部16Ab)相对的环状部件，板件19的上表面与重叠部16Ac的下表面非接触地配置。

通过上述结构，预压弹簧18能够对第1轴承21A施加定压预压。因此，即使在电动机1C用于高温环境下的情况下，与定位预压相比，能够抑制预压的变化。

另外，在变形例3中，由重叠部16Ac的上表面和外周面与输出轴17的内周面和凸缘部17a之间的微小间隙，构成第1密封构造LS1。另外，图13所示的预压弹簧18是压缩弹簧。但是，并不限于此，预压弹簧18只要是能够施加定压预压的结构即可，也可以是其他种类的弹簧。此外，保持预压弹簧18的内圈按压部16A的结构也仅是一个示例，能够适当地变更。

变形例4

图14是放大表示变形例4涉及的电动机的第1轴承的截面图。如图14所示，变形例4涉及的电动机1D与上述的变形例3同样，形成由预压弹簧18施加定压预压的定压预压方式的旋转支承构造。在变形例4中，与变形例3相比，其结构的不同之处在于，外圈隔圈26具有承受部26a。承受部26a设置为从外圈隔圈26的内周面向径向内侧突出，并覆盖外圈23与内圈22之间的间隙。承受部26a的与第1轴承21A相对的表面上，形成有槽部26b。承受部26a和槽部26b与第1轴承21A叠合而形成为环状。

由此，由于因第1轴承21A的磨损而产生的粉尘滞留于承受部26a,因此变形例4的电动机1D能够抑制粉尘向第1密封构造LS1和第2密封构造LS2的外部流出。

进一步地，本实施方式的电动机1能够采用以下的形态。

(1-1)上述电动机定子是将电磁钢板重叠而形成的，其包括具有背轭和凸极的定子铁心、以及设置于上述凸极，具有耐热性的电动机绕组，上述电动机转子包括由磁性体形成的转子轭、以及设置于上述转子轭的多个磁体，上述电动机间壁由非磁性体构成。

(1-2)上述定子铁心隔着上述电动机间壁配置于多个上述磁体的径向外侧。

(1-3)上述定子铁心通过粘贴钢板或模内铆接来形成。

(1-4)上述凸极从上述背轭的内周面向径向内侧突出而形成为直线状。

(1-5)上述定子铁心通过螺栓紧固于上述壳体。

(1-6)上述壳体具有设置于上述壳体轴部的径向外侧的筒状的外壳，上述电动机定子与上述外壳的内周面之间具有空间而相对配置。

(1-7)具有将上述定子铁心与上述电动机绕组绝缘的绝缘材料，上述电动机绕组和上述绝缘材料具有200℃以上的耐热性。

(1-8)上述电动机间壁的厚度为上述磁体与上述定子铁心之间的间隙的40％以上且80％以下。

(1-9)上述电动机间壁由奥氏体不锈钢形成。

(1-10)上述磁体是钐钴永磁体。

(2-1)在沿着上述旋转中心轴的方向上，在上述电动机定子与上述旋转变压器之间配置有由磁性体构成的连接部，上述连接部配置于上述电动机转子的径向外侧，且设置为覆盖上述电动机定子的上述旋转变压器侧，并固定于上述电动机定子。

(2-2)上述连接部由碳浓度0.45％以下的低碳钢形成。

(2-3)上述电动机转子与上述连接部之间的间隔在径向上的长度为0.1毫米以上且0.4毫米以下，上述电动机转子与上述连接部之间的间隔在沿着上述旋转中心轴的方向上的长度为1毫米以上且4毫米以下。

(2-4)上述壳体具有设置于上述壳体轴部的径向外侧，且呈筒状的外壳，上述电动机定子与上述外壳的内周面之间具有空间而相对配置，上述外壳由非磁性体形成，上述连接部固定于上述外壳。

(3-1)上述旋转变压器包括差动式的增量旋转变压器。

(3-2)上述旋转变压器还包括绝对旋转变压器，在沿着上述旋转中心轴的方向上，依序配置有上述电动机定子、上述绝对旋转变压器和上述增量旋转变压器。

(3-3)上述绝对旋转变压器和上述增量旋转变压器分别包括具有励磁线圈的旋转变压器定子、以及设置于上述旋转变压器定子的径向内侧的旋转变压器转子，上述绝对旋转变压器的上述旋转变压器转子由低碳钢形成。

(3-4)上述绝对旋转变压器和上述增量旋转变压器分别包括具有励磁线圈的旋转变压器定子、以及设置于上述旋转变压器定子的径向内侧的旋转变压器转子，上述增量旋转变压器的上述旋转变压器转子由低碳钢形成，并具有多个凸极而构成。

(3-5)上述旋转变压器包括具有励磁线圈的旋转变压器定子、以及设置于上述旋转变压器定子的径向内侧的旋转变压器转子，在上述旋转变压器转子与上述旋转变压器定子之间，设置有由非磁性体形成的旋转变压器间壁。

(4-1)包括外圈按压部，其在上述电动机转子的轴向上设置于与上述壳座相反一侧，并固定于上述轴承的外圈；以及内圈按压部，其在上述壳体轴部的轴向上设置于与上述壳座相反一侧，并固定于上述轴承的内圈，上述旋转变压器具有与上述电动机转子连接的旋转变压器转子、以及设置于上述旋转变压器转子的径向外侧，并具有励磁线圈的旋转变压器定子，上述旋转变压器在比上述轴承靠径向外侧且在沿着上述旋转中心轴的方向上，设置于相对于上述电动机定子在轴向上设置于与上述壳座相反一侧，上述电动机转子的外径比上述旋转变压器转子的外径小。

(4-2)上述电动机转子具有转子轭和沿着上述转子轭的外周设置的多个磁铁，上述旋转变压器间壁的内径比上述磁铁的外径大。

(4-3)具有在沿着上述旋转中心轴的方向上，设置在上述电动机定子与上述旋转变压器之间，并由磁性体构成的连接部，上述电动机转子具有转子轭和沿着上述转子轭的外周设置的多个磁铁，上述连接部的内径比上述磁铁的外径大。

(4-4)上述轴承配置于上述转子轭的径向内侧。

(4-5)在径向上，在上述轴承与上述壳体轴部之间形成间隙。

(4-6)具有在上述电动机转子的轴向上设置于与上述壳座相反一侧的输出轴，在上述电动机转子的轴向上与上述壳座相反一侧的端部，设置有在轴向上突出的突出部，上述输出轴固定于上述突出部的径向内侧。

(4-7)上述连接部配置于上述电动机转子的径向外侧，且设置为覆盖上述电动机定子的上述旋转变压器侧，并固定于上述电动机定子。

(5-1)包括：第1密封构造，其在上述电动机转子的轴向上，设置于上述轴承的与上述壳座相反一侧，并将上述电动机转子与上述壳体轴部之间密封；第2密封构造，其在上述电动机转子的轴向上，设置于上述轴承的上述壳座侧，并将上述电动机转子与上述壳座之间密封；以及旋转变压器，其检测上述电动机转子的旋转，上述旋转变压器在比上述轴承靠径向外侧且在沿着上述旋转中心轴的方向上，相对于上述电动机定子在轴向上设置于上述壳座相反一侧，上述轴承为无润滑轴承，并具有设置于上述壳体轴部的内圈、设置于上述电动机转子的外圈、以及设置在上述内圈与上述外圈之间的滚动体。

(5-2)上述轴承的上述内圈、上述外圈和上述滚动体中，至少是上述滚动体由陶瓷制成的。

(5-3)上述轴承的上述内圈和上述外圈由具有磁性的不锈钢形成。

(5-4)上述电动机转子具有转子轭和沿着上述转子轭的外周设置的多个磁铁，上述转子轭配置于多个上述磁铁的径向内侧，上述轴承配置于上述转子轭的径向内侧。

(5-5)上述轴承具有以背对背的方式排列的多个角接触球轴承。

(5-6)上述第1密封构造和上述第2密封构造中的至少一方，具有以0.05毫米以上且0.15毫米以下的间隙形成的迷宫式结构。

(5-7)上述轴承具有沿着上述轴向排列的第1轴承和第2轴承，并具有设置在上述第1轴承的内圈与上述第2轴承的内圈之间的内圈隔圈、以及设置在上述第1轴承的外圈与上述第2轴承的外圈之间的外圈隔圈。

(5-8)具有：内圈按压部，其设置于上述轴承的内圈的、与上述壳座相反一侧，并固定于上述壳体轴部；以及预压弹簧，其设置于上述内圈按压部与上述轴承之间，并对上述轴承施加定压预压。

(5-9)上述轴承具有沿着上述轴向排列的第1轴承和第2轴承，并具有外圈隔圈，其设置在上述第1轴承的外圈与上述第2轴承的外圈之间、以及承受部，其设置为从上述外圈隔圈的内周面向径向内侧突出，并覆盖上述外圈与上述内圈之间的间隙。

符号说明

1、1A、1B、1C、1D 电动机

10 壳体

11 壳座

12 壳体轴部

15 连接部

17 输出轴

21A 第1轴承

21B 第2轴承

22 内圈

23 外圈

24 滚动体

30 电动机定子

40 电动机转子

41 转子轭

50 电动机间壁

60 旋转变压器

60A 增量旋转变压器

60B 绝对旋转变压器

61A、61B 旋转变压器定子

62A、62B 旋转变压器转子

70 旋转变压器间壁

90 电动机控制电路

100 半导体制造装置

101 腔室

111 搬运盘

At 大气环境

Va 真空环境

Claims (11)

1.一种电动机，其特征在于，包括：

壳体，其包括壳座、以及设置于所述壳座，并在沿着旋转中心轴的方向上延伸的壳体轴部；

电动机定子，其配置于所述壳体轴部的径向外侧；

电动机转子，其设置在所述电动机定子与所述壳体轴部之间；

轴承，其设置于所述电动机转子的径向内侧，并将所述电动机转子以能够旋转的方式支承于所述壳体轴部；

密封构造，其在所述电动机转子的轴向上设置于与所述壳座相反一侧，并将所述电动机转子与所述壳体轴部之间密封；以及

旋转变压器，其检测所述电动机转子的旋转，

所述旋转变压器在比所述轴承靠径向外侧且在沿着所述旋转中心轴的方向上，相对于所述电动机定子在轴向上设置于与所述壳座相反一侧。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，包括：

电动机间壁，其设置在所述电动机定子与所述电动机转子之间，并划分出配置有所述电动机定子的空间和配置有所述电动机转子的空间。

3.根据权利要求2所述的电动机，其中，

所述旋转变压器具有与所述电动机转子连接的旋转变压器转子、以及设置于所述旋转变压器转子的径向外侧，并具有励磁线圈的旋转变压器定子，

在所述旋转变压器转子与所述旋转变压器定子之间设置有旋转变压器间壁。

4.根据权利要求3所述的电动机，其中，

所述电动机转子的外径比所述旋转变压器转子的外径小。

5.根据权利要求1至权利要求4的任一项所述的电动机，其中，

所述轴承是无润滑轴承，并具有设置于所述壳体轴部的内圈、设置于所述电动机转子的外圈、以及设置在所述内圈与所述外圈之间的滚动体，

所述内圈、所述外圈和所述滚动体中，至少是所述滚动体由陶瓷制成。

6.根据权利要求1至权利要求5的任一项所述的电动机，其中，

所述轴承是无润滑轴承，并具有设置于所述壳体轴部的内圈、设置于所述电动机转子的外圈、以及设置在所述内圈与所述外圈之间的滚动体，

所述内圈和所述外圈采用具有磁性的铁类部件。

7.根据权利要求1至权利要求6的任一项所述的电动机，其中，

在沿着所述旋转中心轴的方向上，在所述电动机定子与所述旋转变压器之间配置有由磁性体构成的连接部。

8.根据权利要求1至权利要求7的任一项所述的电动机，其中，包括：

外圈按压部，其在所述电动机转子的轴向上设置于与所述壳座相反一侧，并固定于所述轴承的外圈；以及

内圈按压部，其在所述壳体轴部的轴向上设置于与所述壳座相反一侧，并固定于所述轴承的内圈，

所述密封构造具有由所述外圈按压部和所述内圈按压部形成的迷宫式结构。

9.根据权利要求1至权利要求8的任一项所述的电动机，其中，

所述电动机定子配置于比配置有所述电动机转子的空间靠大气侧的空间。

10.根据权利要求1至权利要求9的任一项所述的电动机，其中，

所述电动机转子包括钐钴永磁体。

11.根据权利要求1至权利要求10的任一项所述的电动机，其中，包括：

电动机控制电路，其基于所述旋转变压器的检测信号，对所述电动机定子的励磁线圈提供驱动电流。

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