JP2000032701A - Hermetic actuator - Google Patents

Hermetic actuator

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JP2000032701A
JP2000032701A JP10193981A JP19398198A JP2000032701A JP 2000032701 A JP2000032701 A JP 2000032701A JP 10193981 A JP10193981 A JP 10193981A JP 19398198 A JP19398198 A JP 19398198A JP 2000032701 A JP2000032701 A JP 2000032701A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite hermetic actuator whose length is suppressed and which enables space saving of the device as a whole. SOLUTION: Hermetic actuators which are respectively composed of motor rotors 16A and 16B which have rotor poles 15A and 15B and are connected to respective output shafts A and B driven rotate individually, motor stators 14A and 14B which are provided so as to face the motor rotors 16A and 16B and have stator poles 13A and 13B excited by rotation driving coils 12A and 12B, a housing 11 in which the motor stator are housed so as to be airtightly separated from the inside of a chamber, sealing partitions 28A and 28B which are made of nonmagnetic metal and placed between the corresponding motor rotors and motor stators, and measuring means 21A and 21B by which displacements of the motor rotors are measured are used as unit hermetic actuators 10A and 10B which are coaxially arranged in parallel with each other at positions radially different from each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉型アクチュエ
ータに係り、特に、微量の汚染物質や不純物ガスも許容
されない超高真空雰囲気中、或いは腐食性ガス雰囲気の
ようにモータの磁極やコイルが腐食されてしまうような
環境中で用いるのに好適な密閉型アクチュエータに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a closed type actuator, and more particularly, to a magnetic pole or a coil of a motor which is corroded in an ultra-high vacuum atmosphere in which a trace amount of contaminants or impurity gases is not allowed or in a corrosive gas atmosphere. The present invention relates to a closed-type actuator suitable for use in an environment in which the actuator is closed.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば半導体製造装置等においては、不
純物を極力排除するために超高真空雰囲気中で被加工物
に対する加工作業が行われる。その場合に使用される被
加工物の位置決め装置や搬送装置には、位置決めや搬送
を行う出力軸を回転駆動させるためのアクチュエータが
必要である。従来のこの種のアクチュエータとして、例
えば本出願人が先に提案した、超高真空の雰囲気中で不
純物ガスを放出することなく、高精度の位置決めを可能
とした密閉型アクチュエータ(特開平3−150041
号及び特開平3−150042号)がある。このもの
は、回転駆動用コイルによって励磁される回転駆動用磁
極が形成されたモータステータと、そのモータステータ
の磁極面に対して僅かのすきまを隔てて面対向に配設さ
れると共に転がり軸受を介して回転自在に支承されたモ
ータロータと、そのモータロータの変位を測定する変位
検出手段であるレゾルバを備えている。そして、モータ
ステータとモータロータとの間のすきまに非磁性金属隔
壁を配してモータステータの配設された内部空間を気密
に囲うことにより、モータロータ側空間と隔絶してい
る。真空チャンバの外部におかれたこのアクチュエータ
で、真空チャンバ内に突出した出力軸に回転力が付与さ
れる構造である。
2. Description of the Related Art For example, in a semiconductor manufacturing apparatus and the like, a work on a workpiece is performed in an ultra-high vacuum atmosphere in order to remove impurities as much as possible. An actuator for rotating an output shaft for positioning and transporting is required for a workpiece positioning device and a transporting device used in that case. As a conventional actuator of this type, for example, a closed-type actuator previously proposed by the present applicant and capable of high-precision positioning without releasing an impurity gas in an ultra-high vacuum atmosphere (Japanese Patent Laid-Open No. 3-150041)
And JP-A-3-150042). This motor includes a motor stator having a rotation driving magnetic pole that is excited by a rotation driving coil, and a rolling bearing that is disposed facing the magnetic pole surface of the motor stator with a slight clearance therebetween. A motor rotor rotatably supported via the motor rotor; and a resolver serving as displacement detection means for measuring the displacement of the motor rotor. A non-magnetic metal partition is disposed in a gap between the motor stator and the motor rotor to hermetically surround the internal space in which the motor stator is disposed, thereby isolating the internal space from the motor rotor side space. With this actuator placed outside the vacuum chamber, a rotational force is applied to an output shaft protruding into the vacuum chamber.

【0003】このように、モータステータとモータロー
タとを非磁性金属隔壁で隔絶したことにより、半導体製
造装置の高真空雰囲気内や反応性ガス雰囲気中で使用し
ても、アクチュエータのコイルや有機絶縁材から不純ガ
スが放出されて雰囲気を汚染したり或いはコイルや有機
絶縁材が侵食されることがなく、しかも、モータステー
タとモータロータ間で磁気回路の形成が妨げられること
もなく、さらにはレゾルバにより高精度の位置決めも実
現できるなど、実用上極めて有用である。
As described above, since the motor stator and the motor rotor are separated from each other by the non-magnetic metal partition walls, even when used in a high vacuum atmosphere or a reactive gas atmosphere of the semiconductor manufacturing apparatus, the coil of the actuator or the organic insulating material can be used. Does not release impurity gas from the atmosphere and contaminate the atmosphere or erode the coils and the organic insulating material. Further, the formation of the magnetic circuit between the motor stator and the motor rotor is not hindered, and furthermore, the resolver is used. This is extremely useful in practical use, such as realizing accurate positioning.

【0004】また、特表平8−506771号公報に
は、真空チャンバ内の搬送装置のための2軸同軸の回転
駆動用アクチュエータが開示されている。このものは、
図5に示すように、取付けフランジ201が真空チャン
バの底壁202の開口部に取り付けられており、真空チ
ャンバの外部に位置するハウジング216,236の内
部に、外側駆動軸204と内側駆動軸205の2本の駆
動軸が同軸に配置され、開口部を通過してハウジングの
外に延びている。真空チャンバ内に位置する外側駆動軸
204は内側駆動軸205の先端部の軸受206により
支持されている。
Further, Japanese Patent Publication No. Hei 8-5067671 discloses a biaxially coaxial rotary drive actuator for a transfer device in a vacuum chamber. This one is
As shown in FIG. 5, a mounting flange 201 is mounted on the opening of the bottom wall 202 of the vacuum chamber, and inside the housings 216 and 236 located outside the vacuum chamber, an outer drive shaft 204 and an inner drive shaft 205 are provided. Are arranged coaxially and extend out of the housing through the opening. The outer drive shaft 204 located in the vacuum chamber is supported by a bearing 206 at the tip of the inner drive shaft 205.

【0005】外側駆動軸204の外表面にはモータロー
タ207が取り付けられており、これに対応するモータ
ステータ208がモータロータ207の外側のハウジン
グ216に支持されている。同様に、内側駆動軸205
の外表面にはモータロータ209が取り付けられてお
り、これに対応するモータステータ210がモータロー
タ209の外側のハウジング236に支持されている。
A motor rotor 207 is mounted on the outer surface of the outer drive shaft 204, and a corresponding motor stator 208 is supported by a housing 216 outside the motor rotor 207. Similarly, the inner drive shaft 205
A motor rotor 209 is attached to the outer surface of the motor rotor 209, and a corresponding motor stator 210 is supported by a housing 236 outside the motor rotor 209.

【0006】外側駆動軸204は軸受218,219に
よりハウジング216に支持され、内側駆動軸205は
軸受238,239によりハウジング236に支持され
ている。モータロータ207とモータステータ208と
の間、及びモータロータ209とモータステータ210
との間には、ハウジング216,ハウジング236から
延長された薄肉の非金属性の隔壁216a,236aが
介挿され、モータロータ207,209を真空側、モー
タステータ208,210を大気側に仕切って、モータ
ステータコイルから放出された不純ガスが真空チャンバ
内を汚染するのを防いでいる。なお、モータロータ20
7(209)の変位を計測する変位計測手段として、例
えばモータロータ207(209)に光学スリットを有
する円板211(231)を設け、モータステータ側に
発光素子213(233)と受光素子214(234)
を配置してなる光学式検知機構を備えている。
The outer drive shaft 204 is supported by the housing 216 by bearings 218 and 219, and the inner drive shaft 205 is supported by the housing 236 by bearings 238 and 239. Between the motor rotor 207 and the motor stator 208, and between the motor rotor 209 and the motor stator 210
A thin nonmetallic partition wall 216a, 236a extending from the housing 216 and the housing 236 is interposed therebetween, and separates the motor rotors 207, 209 to the vacuum side and the motor stators 208, 210 to the atmosphere side. Impurity gas released from the motor stator coil is prevented from contaminating the inside of the vacuum chamber. The motor rotor 20
7 (209), for example, a disk 211 (231) having an optical slit is provided on the motor rotor 207 (209), and the light emitting element 213 (233) and the light receiving element 214 (234) are provided on the motor stator side. )
Is provided with an optical detection mechanism.

【0007】上記図5の構成から明らかなように、この
2軸同軸の回転駆動用アクチュエータは、2つのアクチ
ュエータを直列に連結したものであるが、特開平9−2
38438号公報には、本出願人の提案による図6に示
す2軸同軸の回転駆動用アクチュエータが開示されてい
る。こちらは、回転駆動用磁極315が形成されたモー
タステータ311と、そのモータステータ311の磁極
面に対して僅かの隙間を隔てて面対向に配設され転がり
軸受317,318を介して支承されたモータロータ3
12と、モータロータ312の変位を測定する可変リラ
クタンス形デゾルバ326を備え、モータステータ31
1とモータロータ312との間の隙間に非磁性金属の封
止隔壁333を配してモータステータ311の配設され
た内部空間を気密に覆い、且つ軸受317,318は封
止隔壁333の軸方向両側に配置して軸受に作用する負
荷をハウジングで直接受けるように構成した密閉型アク
チュエータを単位アクチュエータとしている。そして2
台の単位アクチュエータを直列に連結して、同軸に2つ
の出力軸A,Bを有する2軸同軸のアクチュエータユニ
ットを構成したものである。 このように、複数台の単
位アクチュエータを同軸に連結してなる複合型アクチュ
エータの必要性と効果については、特開平9−2384
38号公報の項目[0067]〜[0070]にわたっ
て詳細に説明されており、重複した説明は省くが、要す
るに出力軸を同軸に複合することで、真空チャンバにお
ける取り付け開口部を必要最小限にし、且つ真空チャン
バ内の表面積を極力小さくするのに極めて有効であると
いえる。一方、アクチュエータ自体にとっても、多くの
部品を共通化することができて、部品製作コストの低減
やメンテナンスの容易性を図ることができるという利点
がある。
As is apparent from the configuration shown in FIG. 5, this biaxial rotary driving actuator has two actuators connected in series.
Japanese Patent No. 38438 discloses a biaxial coaxial rotary drive actuator shown in FIG. 6 proposed by the present applicant. Here, the motor stator 311 on which the rotation driving magnetic pole 315 is formed, and the magnetic pole face of the motor stator 311 are supported via rolling bearings 317 and 318 which are disposed facing each other with a slight gap therebetween. Motor rotor 3
12 and a variable reluctance type resolver 326 for measuring the displacement of the motor rotor 312.
A sealing wall 333 made of a non-magnetic metal is disposed in a gap between the motor rotor 312 and the motor rotor 312 to hermetically cover the internal space in which the motor stator 311 is disposed, and the bearings 317 and 318 are disposed in the axial direction of the sealing wall 333. A sealed actuator arranged on both sides and configured to directly receive a load acting on the bearing by the housing is used as a unit actuator. And 2
The two unit actuators are connected in series to form a biaxial coaxial actuator unit having two output shafts A and B coaxially. As described above, the necessity and effect of the composite type actuator in which a plurality of unit actuators are coaxially connected are described in JP-A-9-2384.
No. 38, items [0067] to [0070] are described in detail, and redundant description is omitted. In short, by combining the output shaft coaxially, the mounting opening in the vacuum chamber is minimized, And it can be said that it is extremely effective in minimizing the surface area in the vacuum chamber. On the other hand, the actuator itself has the advantage that many components can be shared, and the cost of component production can be reduced and maintenance can be facilitated.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の複合型アクチュエータにあっては、単位アクチュエ
ータを軸方向に直列に配置しているため、アクチュエー
タの全長が長くなるという問題点がある。近年はより大
きな対象物を駆動する必要性が増す傾向にあり、これに
対応するべくトルクを大きくすると、アクチュエータの
外径及び全長がますます大きくならざるを得ない。
However, in the above-mentioned conventional composite type actuator, since the unit actuators are arranged in series in the axial direction, there is a problem that the total length of the actuator becomes long. In recent years, there has been a tendency to increase the need to drive larger objects, and if the torque is increased to cope with this, the outer diameter and overall length of the actuator must be increased.

【0009】そこで、本発明は、このような従来の複合
型アクチュエータの問題点に着目してなされたものであ
り、長さを抑えて装置全体の省スペース化を可能とする
複合型の密閉型アクチュエータを提供することを目的と
する。
Accordingly, the present invention has been made in view of such problems of the conventional composite type actuator, and has a composite type closed type that can reduce the length and save the space of the entire apparatus. It is an object to provide an actuator.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項1にかかる発明は、チャンバ内で
それぞれ独立に回転駆動される複数の出力軸を同軸に備
えた密閉型アクチュエータであって、ロータ磁極を有し
て前記複数の出力軸のそれぞれに連結したモータロータ
と、そのモータロータの磁極面に対して間隔を隔てて面
対向にそれぞれ配置され回転駆動用コイルにより励磁さ
れるステータ磁極を備えたモータステータと、そのモー
タステータを前記チャンバとは気密に隔絶して取り付け
たハウジングと、そのハウジングに前記モータロータの
回転軸を回転自在に支承する軸受と、相対するモータロ
ータとモータステータとの間に配設された非磁性金属材
料からなる封止隔壁と、前記モータロータの変位を計測
する変位計測手段とから構成されている密閉型アクチュ
エータを単位の密閉型アクチュエータとし、前記単位の
密閉型アクチュエータを複数単位、それぞれ互いに半径
方向に異なる位置に同心に並列して構成したことを特徴
とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is directed to a hermetically sealed type having a plurality of output shafts coaxially driven independently of each other in a chamber. An actuator, comprising: a motor rotor having rotor magnetic poles connected to each of the plurality of output shafts; and a motor driven rotor disposed at a distance from a magnetic pole surface of the motor rotor so as to be opposed to each other and excited by a rotation driving coil. A motor stator having stator poles, a housing in which the motor stator is air-tightly separated from the chamber, a bearing for rotatably supporting a rotation shaft of the motor rotor in the housing, and a motor rotor and a motor stator opposed to each other. And a sealing partition made of a non-magnetic metal material and a displacement measuring means for measuring a displacement of the motor rotor A sealed actuator closable actuator unit is composed of a plurality units of sealed actuator of the unit, respectively, characterized by being configured in parallel concentrically different position in the radial direction.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1に示す密閉型アクチュエータ
10は、大径小径の2つの円筒体11A,11Bを底板
11Cで気密に連結するとともに上部を開放した二重円
筒状のハウジング11内に、それぞれ独立に回転駆動さ
れる2台の出力軸、すなわち第1出力軸A及び第2出力
軸Bの二軸を同軸に配置した構成になっている。換言す
れば、第1出力軸Aを有する単位の密閉型アクチュエー
タ10A及び第2出力軸Bを有する密閉型アクチュエー
タ10Bを、2軸同軸に且つ半径方向に異なる位置に並
列して連結したもので、一方の単位の密閉型アクチュエ
ータ10Aを外側に配設し、その内側に他方の単位の密
閉型アクチュエータ10Bを同心に配設している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The hermetically-sealed actuator 10 shown in FIG. 1 is independently rotatably driven in a double-cylindrical housing 11 having two large-diameter and small-diameter cylindrical bodies 11A and 11B hermetically connected by a bottom plate 11C and having an open top. Two output shafts, namely, a first output shaft A and a second output shaft B are coaxially arranged. In other words, a sealed actuator 10A having a unit having the first output shaft A and a sealed actuator 10B having the second output shaft B are connected in parallel on two axes coaxially and at different positions in the radial direction. One unit of the sealed actuator 10A is disposed outside, and the other unit of the sealed actuator 10B is concentrically disposed inside.

【0012】先ず、外側に配した単位の密閉型アクチュ
エータ10Aの構成について説明する。このアクチュエ
ータ10Aは、いわゆるインナロータタイプの可変リラ
クタンス型ステップモータである。すなわち、前記二重
円筒状ハウジング11の外郭壁11Aの内周面に、回転
駆動用コイル12Aによって励磁される回転駆動用磁極
としてのモータステータ磁極13Aが複数、円周等分に
配設固着されている。各モータステータ磁極13Aの内
周には、第1出力軸Aの回転軸と平行で一定のピッチを
有する複数の歯が設けられている。この歯は、ステップ
モータにおいて突極歯と呼ばれる公知の構成のものであ
り、以下の説明でも突極歯と呼ぶ。その各モータステー
タ磁極13Aに、回転駆動用コイル12Aを絶縁材を介
して巻回することにより、単位の密閉型アクチュエータ
10Aのモータステータ14Aを構成している。
First, the structure of the hermetically sealed actuator 10A disposed outside will be described. The actuator 10A is a so-called inner rotor type variable reluctance step motor. That is, a plurality of motor stator magnetic poles 13A as rotation driving magnetic poles excited by the rotation driving coil 12A are arranged and fixed on the inner circumferential surface of the outer wall 11A of the double cylindrical housing 11 at equal circumferential intervals. ing. On the inner circumference of each motor stator pole 13A, a plurality of teeth having a constant pitch are provided in parallel with the rotation axis of the first output shaft A. These teeth have a known configuration called salient pole teeth in a step motor, and are also referred to as salient pole teeth in the following description. By winding a rotation drive coil 12A around each motor stator magnetic pole 13A via an insulating material, a motor stator 14A of the unitary sealed actuator 10A is configured.

【0013】一方、このモータステータ14Aの内周面
に対して僅かのエアギャップをおいて面対向に磁性体金
属からなるモータロータ磁極15Aを配設し、これを前
記第1出力軸Aの外周面に一体的に固着して、単位の密
閉型アクチュエータ10Aのモータロータ16Aを構成
している。
On the other hand, a motor rotor magnetic pole 15A made of a magnetic metal is disposed opposite to the inner peripheral surface of the motor stator 14A with a slight air gap therebetween. To form a motor rotor 16A of the unitary sealed actuator 10A.

【0014】モータロータ磁極15Aの外周面には、前
記モータステータ磁極13Aの内周面の突極歯と平行に
歯列が設けられている。その歯列のピッチはモータステ
ータ磁極13Aの歯のピッチと同一であるが、モータス
テータ磁極13Aの突極歯とモータロータ磁極15Aの
磁極の歯列の位相は相対的にずらすように配設されてい
る。かくして、回転駆動用コイル12Aへの電流の供給
を制御しつつモータステータ磁極13Aの歯を周方向に
順次励磁することにより、モータロータ磁極15Aの歯
列を順次吸引して、モータロータ16Aを構成する第1
出力軸Aをモータステータ14Aの内側で回転させるよ
うになっている。
A row of teeth is provided on the outer peripheral surface of the motor rotor magnetic pole 15A in parallel with salient pole teeth on the inner peripheral surface of the motor stator magnetic pole 13A. The pitch of the tooth row is the same as the pitch of the teeth of the motor stator magnetic pole 13A, but the salient pole teeth of the motor stator magnetic pole 13A and the tooth row of the magnetic pole of the motor rotor magnetic pole 15A are arranged so as to be relatively shifted in phase. I have. Thus, by sequentially energizing the teeth of the motor stator magnetic pole 13A in the circumferential direction while controlling the supply of current to the rotation drive coil 12A, the tooth rows of the motor rotor magnetic pole 15A are sequentially attracted to form the motor rotor 16A. 1
The output shaft A is rotated inside the motor stator 14A.

【0015】当該モータロータ16Aを構成する第1出
力軸Aは、軸方向に間隔をおいてモータステータ14A
と同軸に配した真空用転がり軸受17A,18Aを介し
て、ハウジング外郭壁11Aに回転自在に支承されてい
る。上記真空用転がり軸受17A,18Aは、いずれも
内輪と外輪に金や銀などの軟質金属をプレーティングし
て、ガス放出のない金属潤滑としたものを用いている。
なお、第1出力軸Aの上端は、ハウジング11の外郭壁
11Aの開口の外部へ突出させてあり、その端面に被回
転駆動体を固定するためのボルト穴19Aを設けてい
る。20Aは、下方の真空用転がり軸受18Aに予圧を
付与する予圧設定ばねである。
The first output shaft A constituting the motor rotor 16A is spaced apart in the axial direction from the motor stator 14A.
It is rotatably supported on the housing outer wall 11A via vacuum rolling bearings 17A and 18A coaxially arranged. Each of the above-mentioned vacuum rolling bearings 17A and 18A uses a metal lubrication without gas release by plating a soft metal such as gold or silver on an inner ring and an outer ring.
The upper end of the first output shaft A protrudes outside the opening of the outer wall 11A of the housing 11, and a bolt hole 19A for fixing the driven body is provided on the end face. Reference numeral 20A denotes a preload setting spring for applying a preload to the lower vacuum rolling bearing 18A.

【0016】そして、モータステータ磁極13Aの上端
側に位置する空間に、モータを高精度に位置決めするべ
くモータステータ14Aとモータロータ16A間の相対
変位を検出する変位検出手段として、高分解能の回転検
出器である可変リラクタンス形レゾルバ21Aが内臓さ
れている。レゾルバコイル22Aを有するレゾルバステ
ータ23Aは、ハウジング外郭壁11Aの内周面に固着
されている。これに対してレゾルバロータ24Aは、前
記レゾルバステータ23Aに対向させて第1の出力軸A
の段部25Aに固定されている。この可変リアクタンス
形レゾルバ21Aのレゾルバステータ23Aの磁極の内
周面には、モータステータ磁極13Aと同じく、一定の
ピッチを有する複数の突極歯が設けられており、レゾル
バコイル22Aはレゾルバステータ23Aの各磁極に巻
回されている。一方、レゾルバロータ24Aは、モータ
ロータ磁極15Aと同様に、位相をずらした同一ピッチ
の歯列を有している。 そして、モータロータ16Aの
回転に伴い、レゾルバロータ24Aが回転してレゾルバ
ステータ23Aの磁極との間のリラクタンスが変化し、
レゾルバロータ24Aの1回転でリラクタンス変化の基
本波成分がn周期となるようにして、そのリラクタンス
変化を検出してレゾルバ制御回路によりデジタル化し、
位置信号として利用することでモータロータ16Aを構
成する第1の出力軸Aの回転角度位置(又は回転速度)
を検出するようになっている。26Aはモータステータ
磁極13Aとレゾルバ21Aとの間に介装してモータス
テータ14Aに固定された磁気シールド板である。
The displacement detector for detecting the relative displacement between the motor stator 14A and the motor rotor 16A in a space located on the upper end side of the motor stator magnetic pole 13A with high precision, as a rotation detector of high resolution. The variable reluctance type resolver 21A is incorporated therein. The resolver stator 23A having the resolver coil 22A is fixed to the inner peripheral surface of the housing outer wall 11A. On the other hand, the resolver rotor 24A is opposed to the resolver stator 23A and has a first output shaft A.
Is fixed to the step 25A. A plurality of salient pole teeth having a fixed pitch are provided on the inner peripheral surface of the magnetic pole of the resolver stator 23A of the variable reactance type resolver 21A, similarly to the motor stator magnetic pole 13A, and the resolver coil 22A is formed of the resolver stator 23A. It is wound around each magnetic pole. On the other hand, the resolver rotor 24A has, like the motor rotor magnetic pole 15A, a tooth row having the same pitch but shifted in phase. Then, with the rotation of the motor rotor 16A, the resolver rotor 24A rotates and the reluctance between the magnetic pole of the resolver stator 23A changes,
The fundamental wave component of the reluctance change is made to have n periods in one rotation of the resolver rotor 24A, and the reluctance change is detected and digitized by the resolver control circuit.
The rotation angle position (or rotation speed) of the first output shaft A constituting the motor rotor 16A by using it as a position signal
Is to be detected. Reference numeral 26A is a magnetic shield plate interposed between the motor stator magnetic pole 13A and the resolver 21A and fixed to the motor stator 14A.

【0017】モータステータ磁極13Aとモータロータ
磁極15Aとの対向面間のすき間(エアギャップ)、及
びレゾルバステータ23Aとレゾルバロータ24Aとの
対向面間のすき間(エアギャップ)には、例えば非磁性
ステンレスSUS304などの非磁性金属からなる円筒
状の隔壁28Aが配設されている。この隔壁28Aの上
下両端部はそれぞれ、電子ビーム溶接やレーザビーム溶
接により、上下の前記真空用転がり軸受17A,18A
の近傍においてハウジング外郭壁11Aの内周面に気密
に溶接している。これにより、モータステータ14Aの
磁極13A,その回転駆動用コイル12A及びレゾルバ
ステータ23A,レゾルバコイル22A等が収納された
スペースを、ハウジング外郭壁11A内に密閉し、モー
タロータ16A及びレゾルバロータ24A側のスペース
(後述するように真空状態になる)から完全に気密に隔
絶している。
For example, a non-magnetic stainless steel SUS304 is provided in a gap (air gap) between opposing surfaces of the motor stator magnetic pole 13A and the motor rotor magnetic pole 15A and a gap (air gap) between the opposing surfaces of the resolver stator 23A and the resolver rotor 24A. A cylindrical partition 28A made of a non-magnetic metal such as a non-magnetic metal is provided. The upper and lower ends of the partition wall 28A are subjected to electron beam welding and laser beam welding, respectively, so that the upper and lower vacuum rolling bearings 17A and 18A are provided.
Is hermetically welded to the inner peripheral surface of the housing outer wall 11A. Accordingly, the space in which the magnetic pole 13A of the motor stator 14A, the rotation driving coil 12A, the resolver stator 23A, the resolver coil 22A, and the like are housed is sealed in the housing outer wall 11A, and the space on the motor rotor 16A and the resolver rotor 24A side. (To be in a vacuum state as will be described later).

【0018】なお、上記隔壁28Aで仕切ったモータス
テータ14A,その回転駆動用コイル12A,レゾルバ
ステータ23A,レゾルバコイル22A等が収納された
スペース内に例えばモールド剤をすき間なく注入するな
どの方法で、隔壁28Aの補強をすることもできる。ハ
ウジング11の外郭壁11Aの上端側には、真空用フラ
ンジ部11Fを取り付けており、真空装置への密閉型ア
クチュエータ10の取付け部を構成している。
In this connection, for example, a molding agent is injected without gap into a space in which the motor stator 14A partitioned by the partition wall 28A, the rotation driving coil 12A, the resolver stator 23A, the resolver coil 22A and the like are stored. The partition wall 28A can be reinforced. A vacuum flange portion 11F is attached to the upper end side of the outer wall 11A of the housing 11, and constitutes a portion for attaching the hermetically sealed actuator 10 to a vacuum device.

【0019】ここで、上記可変リラクタンス形レゾルバ
21Aについて説明する。このレゾルバとして、具体的
には、例えば本出願人が先に特開平5−122A916
号,特表平8−506771号公報に開示したものが好
適に利用できる。このレゾルバは、レゾルバステータ2
3Aに、図2に示すように3相18極の第1の磁極A 11
〜A16,B11〜B16,C11〜C16が所定間隔で形成さ
れ、その第1の磁極の中間位置に3相18極の第2の磁
極A21〜A26,B21〜B26,C21〜C26が所定間隔で形
成され、各磁極がA11─C21─B11─A21─C11─B21
─A12─C22─……の順序で配列されている。各磁極A
11〜C26には、内周面側の端面に3つの歯TS1,TS2
S3が形成されると共に中央部に1つの励磁巻線LA11
〜LC26 が巻装されている。このため、180°の位置
の磁極は互いに同相となる。また、レゾルバロータ24
は、レゾルバステータ23Aの歯TS1〜TS3と位相をず
らして同一ピッチの歯列TR を有している。
Here, the variable reluctance resolver described above
21A will be described. As this resolver,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-122A916
And Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-506771 are preferred.
Appropriately available. This resolver is a resolver stator 2
3A, a first magnetic pole A having three phases and 18 poles as shown in FIG. 11
~ A16, B11~ B16, C11~ C16Are formed at predetermined intervals
And a second magnetic pole having three phases and 18 poles at an intermediate position of the first magnetic pole.
Pole Atwenty one~ A26, Btwenty one~ B26, Ctwenty one~ C26Are formed at predetermined intervals
And each pole is A11─Ctwenty one─B11─Atwenty one─C11─Btwenty one
─A12─Ctwenty twoAre arranged in the order of ─. Each magnetic pole A
11~ C26Has three teeth T on the inner peripheral side end face.S1, TS2,
TS3Is formed and one excitation winding L is provided at the center.A11
~ LC26Is wound. Therefore, the position of 180 °
Are in phase with each other. Also, the resolver rotor 24
Is the tooth T of the resolver stator 23A.S1~ TS3Out of phase with
And the same pitch tooth row TRhave.

【0020】図3はレゾルバ制御回路の構成を示すもの
で、前記励磁巻線LA11 〜LC26 の一端を単相交流電源
30に接続すると共に、他端を抵抗RA1〜RC2を介して
接地することにより、励磁巻線及び抵抗間から導出した
出力端子TA1〜TC2からレゾルバロータ24の歯列TR
との間でのリラクタンス変化に応じた電流変化に基づく
i相出力信号fa1(θ)〜fc1(θ)及びfa2(θ)〜
c2(θ)が端子TA1〜TC1及びTA2〜TC2に出力さ
れ、差動増幅器31A〜31Cに入力される。差動増幅
器31A〜31Cでは差値を演算し、その出力が相変換
回路32で2相信号に変換され、2相信号fc ( θ) 、
s ( θ) が信号処理回路33に供給される。
FIG. 3 shows a configuration of the resolver control circuit. One end of each of the exciting windings L A11 to L C26 is connected to a single-phase AC power supply 30 and the other end is connected through resistors R A1 to R C2. By grounding, the teeth T R of the resolver rotor 24 are output from the output terminals T A1 to T C2 derived from between the excitation winding and the resistor.
I-phase output signals f a1 (θ) to f c1 (θ) and f a2 (θ) based on a current change corresponding to a reluctance change between
f c2 (θ) is output to terminals T A1 to T C1 and T A2 to T C2 , and is input to differential amplifiers 31A to 31C. The differential amplifiers 31A to 31C calculate the difference value, and the output is converted into a two-phase signal by the phase conversion circuit 32, and the two-phase signal f c (θ),
f s (θ) is supplied to the signal processing circuit 33.

【0021】信号処理回路33は、乗算器と励磁用の交
流電源から交流電圧が同期信号として入力される同期整
流器などを備え、同期整流器の出力信号が速度信号とし
て出力されると共に、回転速度を示すデジタル値が出力
される。上記レゾルバ及びレゾルバ制御回路の詳細は、
特開平5−122A916号公報を参照するとよい。
The signal processing circuit 33 includes a multiplier and a synchronous rectifier to which an AC voltage is input as a synchronous signal from an AC power supply for excitation. The output signal of the synchronous rectifier is output as a speed signal, and the rotational speed is reduced. The digital value shown is output. For details of the resolver and the resolver control circuit,
Reference may be made to JP-A-5-122A916.

【0022】続いて、内側に配した単位の密閉型アクチ
ュエータ10Bの構成について説明する。このアクチュ
エータ10Bは、いわゆるアウタロータタイプの可変リ
ラクタンス型ステップモータである。回転駆動用コイル
12Bによって励磁されるモータステータ磁極13B
は、二重円筒状ハウジング11の内郭壁11Bの外周面
に配設固着されている。その各モータステータ磁極13
Bの外周に、第2出力軸Bの回転軸と平行で一定のピッ
チを有する複数の突極歯が設けられている。その各モー
タステータ磁極13Bに、回転駆動用コイル12Bを絶
縁材を介して巻回することにより、単位の密閉型アクチ
ュエータ10Bのモータステータ14Bを構成してい
る。
Next, a description will be given of the structure of the hermetically sealed actuator 10B disposed inside. The actuator 10B is a so-called outer rotor type variable reluctance step motor. Motor stator magnetic pole 13B excited by rotation drive coil 12B
Are fixed to the outer peripheral surface of the inner wall 11B of the double cylindrical housing 11. Each motor stator pole 13
A plurality of salient pole teeth having a constant pitch are provided on the outer circumference of B in parallel with the rotation axis of the second output shaft B. By winding a rotation drive coil 12B around each motor stator magnetic pole 13B via an insulating material, a motor stator 14B of the unitary sealed actuator 10B is formed.

【0023】一方、このモータステータ14Bの外周面
に対して僅かのエアギャップをおいて面対向に、磁性体
金属からなるモータロータ磁極15Bを配設し、これを
前記第2出力軸Bの内周面に一体的に固着して、単位の
密閉型アクチュエータ10Bのモータロータ16Bを構
成している。モータロータ磁極15Bの内周面には、前
記モータステータ磁極13Bの外周面の突極歯と平行に
歯列が設けられている。その歯列のピッチはモータステ
ータ磁極13Bの歯のピッチと同一であるが、モータス
テータ磁極13Bの突極歯とモータロータ磁極15Bの
歯列の位相は相対的にずらすように配設されている。か
くして、回転駆動用コイル12Bへの電流の供給を制御
しつつモータステータ磁極13Bの歯を周方向に順次励
磁することにより、モータロータ磁極15Bの歯列を順
次吸引して、モータロータ16Bとしての第2出力軸B
をモータステータ14Bの外側で回転させるようにして
いる。
On the other hand, a motor rotor magnetic pole 15B made of a magnetic metal is disposed to face the outer peripheral surface of the motor stator 14B with a slight air gap, and this is disposed on the inner peripheral surface of the second output shaft B. The motor rotor 16B of the unitary closed-type actuator 10B is integrally fixed to a surface. On the inner peripheral surface of the motor rotor magnetic pole 15B, a tooth row is provided in parallel with the salient pole teeth on the outer peripheral surface of the motor stator magnetic pole 13B. The pitch of the tooth row is the same as the pitch of the teeth of the motor stator magnetic pole 13B, but the phases of the salient pole teeth of the motor stator magnetic pole 13B and the tooth row of the motor rotor magnetic pole 15B are relatively shifted. Thus, the teeth of the motor rotor magnetic poles 15B are sequentially attracted by sequentially exciting the teeth of the motor stator magnetic poles 13B in the circumferential direction while controlling the current supply to the rotation drive coil 12B, and the second motor rotor 16B as the motor rotor 16B is sequentially attracted. Output shaft B
Is rotated outside the motor stator 14B.

【0024】当該モータロータ16Bを構成する第2出
力軸Bは、軸方向に間隔をおいてモータステータ14B
と同軸に配した真空用転がり軸受17B,18Bを介し
て、ハウジング外郭壁11Bに回転自在に支承されてい
る。第2出力軸Bの上端は、第1出力軸Aの中空孔を貫
通して、ハウジング11の外郭壁11Aの開口の外部へ
突出させてあり、その端面に被回転駆動体を固定するた
めのボルト穴19Bを設けている。20Bは、下方の真
空用転がり軸受18Bに予圧を付与する予圧設定ばねで
ある。
The second output shaft B constituting the motor rotor 16B is spaced apart in the axial direction from the motor stator 14B.
It is rotatably supported on the housing outer wall 11B via vacuum rolling bearings 17B and 18B coaxially arranged. The upper end of the second output shaft B penetrates through the hollow hole of the first output shaft A and projects outside the opening of the outer wall 11A of the housing 11, and is used for fixing the driven body to the end face. A bolt hole 19B is provided. Reference numeral 20B denotes a preload setting spring for applying a preload to the lower vacuum rolling bearing 18B.

【0025】前記モータステータ磁極13Bの上端側に
位置する空間には、モータステータ14Bとモータロー
タ16B間の相対変位を検出する変位検出手段として、
高分解能の回転検出器である可変リラクタンス形レゾル
バ21Bが内臓されている。レゾルバコイル22Bを有
するレゾルバステータ23Bは、ハウジング内郭壁11
Bの外周面に固着されている。これに対してレゾルバロ
ータ24Bは、前記レゾルバステータ23Bに対向させ
て第2の出力軸Bの段部25Bに固定されている。この
可変リアクタンス形レゾルバ21Bのレゾルバステータ
23Bの磁極の外周面にはモータステータ磁極13Bと
同じく、一定のピッチを有する複数の突極歯が設けられ
ており、レゾルバコイル22Bはレゾルバステータ23
Bの磁極に巻回されている。一方、レゾルバロータ24
Bは、モータロータ磁極15Bと同様に、位相をずらし
た同一ピッチの歯列を有している。そして、モータステ
ータ磁極13Bとその上方に位置するレゾルバ21Bと
の間には、磁気シールド板26Bが介装してある。
In a space located on the upper end side of the motor stator magnetic pole 13B, displacement detecting means for detecting a relative displacement between the motor stator 14B and the motor rotor 16B is provided.
A variable reluctance resolver 21B as a high-resolution rotation detector is incorporated. The resolver stator 23B having the resolver coil 22B is connected to the housing inner wall 11.
B is fixed to the outer peripheral surface. On the other hand, the resolver rotor 24B is fixed to the step 25B of the second output shaft B so as to face the resolver stator 23B. A plurality of salient pole teeth having a fixed pitch are provided on the outer peripheral surface of the magnetic pole of the resolver stator 23B of the variable reactance type resolver 21B, similarly to the motor stator magnetic pole 13B, and the resolver coil 22B is connected to the resolver stator 23B.
B is wound around the magnetic pole. On the other hand, the resolver rotor 24
B has tooth rows of the same pitch, shifted in phase, like the motor rotor magnetic pole 15B. A magnetic shield plate 26B is interposed between the motor stator magnetic pole 13B and the resolver 21B located above the magnetic pole 13B.

【0026】モータステータ磁極13Bとモータロータ
磁極15Bとの対向面間のすき間(エアギャップ)、及
びレゾルバステータ23Bとレゾルバロータ24Bとの
対向面間のすき間(エアギャップ)には、例えば非磁性
ステンレスSUS304などの非磁性金属からなる円筒
状の隔壁28Bが配設されている。この隔壁28Bの上
下両端部はそれぞれ、電子ビーム溶接やレーザビーム溶
接により、上下の前記真空用転がり軸受17B,18B
の近傍においてハウジング内郭壁11Bの外周面に気密
に溶接している。これにより、モータステータ14Bの
磁極13B,その回転駆動用コイル12B及びレゾルバ
ステータ23B,レゾルバコイル22B等が収納された
スペースを密閉し、モータロータ16B及びレゾルバロ
ータ24B側のスペース(後述するように真空状態にな
る)から完全に気密に隔絶している。
For example, a non-magnetic stainless steel SUS304 is provided in the gap between the opposing surfaces of the motor stator magnetic pole 13B and the motor rotor magnetic pole 15B (air gap) and between the opposing surfaces of the resolver stator 23B and the resolver rotor 24B (air gap). A cylindrical partition 28B made of a non-magnetic metal such as a non-magnetic metal is provided. The upper and lower ends of the partition wall 28B are respectively subjected to electron beam welding and laser beam welding to form the upper and lower vacuum rolling bearings 17B and 18B.
Is hermetically welded to the outer peripheral surface of the housing inner wall 11B. Thereby, the space in which the magnetic pole 13B of the motor stator 14B, the rotation driving coil 12B, the resolver stator 23B, the resolver coil 22B and the like are housed is sealed, and the space on the motor rotor 16B and the resolver rotor 24B side (vacuum state as will be described later). ) Are completely airtight.

【0027】なお、上記隔壁28Bで仕切ったモータス
テータ14B,その回転駆動用コイル12B,レゾルバ
ステータ23B,レゾルバコイル22B等が収納された
スペース内に例えばモールド剤をすき間なく注入するな
どの方法で、隔壁28Bの補強をすることもできる。ハ
ウジング11Bの円筒状の内郭壁11Bの上端側は閉じ
られており、下端側のみ開口している。
In this connection, for example, a molding agent is injected without gap into a space in which the motor stator 14B, the rotation driving coil 12B, the resolver stator 23B, the resolver coil 22B and the like partitioned by the partition wall 28B are stored. The partition wall 28B can be reinforced. The upper end side of the cylindrical inner wall 11B of the housing 11B is closed, and only the lower end side is open.

【0028】次に、上記密閉型アクチュエータ10の動
作を説明する。この複合密閉型アクチュエータ10を、
例えば真空チャンバのアクチュエータ取り付け用開口部
に取り付ける。この場合、第1の出力軸A及び第2の出
力軸Bの先端は真空チャンバ内部に差し入れられる。そ
れら二つの軸を駆動する単位のアクチュエータ10A,
10Bは、それぞれ互いに半径方向に異なる位置に同心
に並列して組み込んであるから、両アクチュエータを直
列に連結したものに比べてアクチュエータ10の全長を
略半分に短く抑えることができ、装置全体の省スペース
化を実現できる。
Next, the operation of the closed type actuator 10 will be described. This composite hermetic actuator 10 is
For example, it is attached to an actuator attachment opening of a vacuum chamber. In this case, the tips of the first output shaft A and the second output shaft B are inserted into the vacuum chamber. An actuator 10A for driving these two axes,
10B are installed concentrically in parallel at different positions in the radial direction from each other, so that the overall length of the actuator 10 can be reduced to approximately half as compared with the case where both actuators are connected in series, and the entire device can be saved. Space can be realized.

【0029】この複合タイプの密閉型アクチュエータ1
0にあっては、外側のアクチュエータ10A及び内側の
アクチュエータ10Bのそれぞれに、可変リラクタンス
型ステップモータを採用したため、モータロータ16
A,16Bには誘導型モータのように過電流による発熱
はなく、且つモータロータ16A,16Bは多孔性でガ
スを吸蔵しやすい永久磁石を使用せずに突極歯を有する
磁性体としたから真空到達時間も短くて済む。
This composite type closed actuator 1
0, a variable reluctance type step motor is used for each of the outer actuator 10A and the inner actuator 10B.
A and 16B do not generate heat due to overcurrent unlike an induction motor, and the motor rotors 16A and 16B are made of magnetic material having salient pole teeth without using a permanent magnet which is porous and easily absorbs gas. The arrival time is short.

【0030】また、この複合タイプの密閉型アクチュエ
ータ10にあっては、外側のアクチュエータ10Aのモ
ータステータ14A及びレゾルバステータ23Aを、隔
壁28Aにより真空チャンバ内部と隔絶し、また内側の
アクチュエータ10Bのモータステータ14B及びレゾ
ルバステータ23Bを、隔壁28Bにより真空チャンバ
内部と隔絶しているから、モータステータの回転駆動用
コイル12A,12Bやレゾルバコイル22A,22B
の絶縁材等に吸蔵されているガスや水分が真空槽内部に
拡散して真空雰囲気を汚染するおそれもない。したがっ
て、真空槽内部の排気も容易であり、ベークアウト時も
短時間で所定の超高真空に到達でき、生産効率が高い。
また、コイル絶縁材にわざわざ高価な無機材料を使用す
る必要もない。
Further, in this composite type sealed actuator 10, the motor stator 14A and the resolver stator 23A of the outer actuator 10A are separated from the inside of the vacuum chamber by a partition wall 28A, and the motor stator of the inner actuator 10B is separated. 14B and the resolver stator 23B are separated from the inside of the vacuum chamber by a partition wall 28B, so that the rotation driving coils 12A and 12B of the motor stator and the resolver coils 22A and 22B are separated.
There is no danger that the gas or moisture stored in the insulating material or the like will diffuse into the vacuum chamber and contaminate the vacuum atmosphere. Accordingly, the inside of the vacuum chamber can be easily evacuated, and a predetermined ultra-high vacuum can be reached in a short time even during bakeout, so that the production efficiency is high.
Also, there is no need to use an expensive inorganic material for the coil insulating material.

【0031】更には、半導体製造の場合、真空排気後に
真空槽内部Vに導入されるエッチング用の反応性ガスに
対しても、ステンレス材からなる隔壁28A,28Bで
保護されるから、上記コイルや絶縁材等がエッチングさ
れてしまうおそれはない。なお、回転駆動用コイル12
A,12Bが大気側にあることから、必要に応じてモー
タステータ14A,14Bの内部に空気や水を通して強
制冷却することも容易である。
Further, in the case of manufacturing a semiconductor, the reactive gas for etching introduced into the vacuum chamber V after evacuation is protected by the partition walls 28A and 28B made of stainless steel. There is no possibility that the insulating material or the like is etched. The rotation drive coil 12
Since A and 12B are on the atmosphere side, it is easy to forcibly cool the interior of motor stators 14A and 14B by passing air or water as needed.

【0032】また、モータロータ16A,16Bの回転
の位置決め精度についても、フィードバック制御により
極めて高精度が保証される。いま、各モータステータ1
4A,14Bの回転駆動用コイル12A,12Bに通電
すると起磁力を生じ、モータステータ磁極13A,13
Bの突極歯が励磁される。この場合、非磁性金属からな
る隔壁28A,28Bの厚みは十分に薄いから、その磁
束はそれぞれの隔壁28A,28Bを通してモータロー
タ16A,16Bに到達する。こうして通電したモータ
ステータ磁極13A,13Bと、これにそれぞれ対向し
たモータロータ磁極15A,15Bとの間に磁気回路が
形成されて、該両磁極の対向する歯同士が強く吸引し合
う。
Also, the positioning accuracy of the rotation of the motor rotors 16A and 16B is ensured to be extremely high by feedback control. Now, each motor stator 1
When a current is applied to the rotary drive coils 12A, 12B of the motor stators 4A, 14B, a magnetomotive force is generated, and the motor stator magnetic poles 13A, 13B are generated.
The salient pole teeth of B are excited. In this case, since the thickness of the partition walls 28A and 28B made of non-magnetic metal is sufficiently small, the magnetic flux reaches the motor rotors 16A and 16B through the partition walls 28A and 28B. A magnetic circuit is formed between the energized motor stator magnetic poles 13A, 13B and the opposing motor rotor magnetic poles 15A, 15B, and the opposing teeth of both magnetic poles strongly attract each other.

【0033】すなわち、円周方向に沿い順に配列されて
いる複数の回転駆動用コイル12A及び12Bのそれぞ
れに、図外のドライブユニットを介して制御されたモー
タ電流を、配列に従い順次通電する。モータステータ磁
極13A,13Bの各歯の励磁は、通電の順序に従い順
次移動され、それぞれのモータロータ16A,16Bが
回転する。これに伴い各レゾルバ21A,21Bのレゾ
ルバロータ24A,24Bも回転する。これにより生じ
た各レゾルバステータ23A,23Bとの歯間のリラク
タンス変化を、図示しないドライブユニットのレゾルバ
制御回路によりデジタル化し、位置信号として利用する
ことで、単位のアクチュエータ10A,10Bのそれぞ
れのモータロータ16A,16Bの回転角度の精密なフ
ィードバック制御がなされ、高精度の位置決めができ
る。
That is, a motor current controlled via a drive unit (not shown) is sequentially supplied to each of the plurality of rotary drive coils 12A and 12B arranged in order along the circumferential direction in accordance with the arrangement. Excitation of each tooth of the motor stator magnetic poles 13A, 13B is sequentially moved according to the order of energization, and the respective motor rotors 16A, 16B rotate. Accordingly, the resolver rotors 24A and 24B of the resolvers 21A and 21B also rotate. The resulting reluctance change between the teeth of the resolver stators 23A and 23B is digitized by a resolver control circuit of a drive unit (not shown), and is used as a position signal, so that the motor rotor 16A of each of the unit actuators 10A and 10B can be used. Precise feedback control of the rotation angle of 16B is performed, and highly accurate positioning can be performed.

【0034】なお、この実施の形態では、モータロータ
16A,16Bの変位計測手段として、可変リラクタン
ス形レゾルバ21A,21Bを用いたが、これに限ら
ず、高精度位置決めに使用するサーボモータにおいて一
般的に用いられる光学式エンコーダや磁気式エンコーダ
等を使用することもできる。ただし、本実施の形態の如
く超高真空中で使用することを条件にした場合には、光
学式エンコーダや磁気式エンコーダは好ましくない。そ
の理由は、それらに用いられている発光素子,受光素子
や磁気抵抗素子等が半導体のため、真空チャンバ内の前
処理として一般に行われる100℃以上での高温ベーク
アウトが困難であり、且つ電気回路を真空中で使用する
際の短絡防止に必要とされる絶縁樹脂やプリント基板等
に含まれる不純物が真空環境を汚染するおそれがあるた
めである。
In this embodiment, the variable reluctance resolvers 21A and 21B are used as displacement measuring means for the motor rotors 16A and 16B. However, the present invention is not limited to this, and is generally used in servomotors used for high-precision positioning. An optical encoder, a magnetic encoder, or the like to be used can also be used. However, when it is assumed that the optical encoder is used in an ultra-high vacuum as in the present embodiment, an optical encoder or a magnetic encoder is not preferable. The reason is that the light emitting element, the light receiving element, the magnetoresistive element, and the like used therein are semiconductors, so that high-temperature bakeout at 100 ° C. or higher, which is generally performed as pretreatment in a vacuum chamber, is difficult, and This is because impurities contained in an insulating resin, a printed circuit board, and the like, which are required to prevent a short circuit when the circuit is used in a vacuum, may contaminate the vacuum environment.

【0035】また、この実施の形態では、可変リラクタ
ンス形レゾルバ21A,21Bとモータアクチュエータ
10A,10Bとの間に磁気シールド板26A,26B
をそれぞれ介装しているが、さらに各アクチュエータ1
0A,10Bのモータロータ磁極15A,15B及びレ
ゾルバロータ24A,24Bを取り付ける第1出力軸A
及び第2出力軸Bの材質を非磁性体としてもよい。これ
により、通常のレゾルバであればモータスタックより発
生する磁気がレゾルバに回り制御が非常に困難であるの
に対して、モータスタックより回りこむ磁気を打ち消す
ことができて一層安定した制御が可能になる。すなわ
ち、レゾルバステータ23A,23Bとレゾルバロータ
24A,24Bとの間を遮断する非磁性金属製の隔壁2
8A,28Bを設けたため、アクチュエータのモータ駆
動電源から供給されるモータ電流のスイッチング周波数
の高周波磁束や、モータステータから発生する回転磁界
からの漏洩磁束がレゾルバに混入してS/N比を低下さ
せ、ひいては高精度の位置検出に悪影響を与えるおそれ
がある場合は、レゾルバロータ24A,24Bの取り付
け部材である第1出力軸A及び第2出力軸Bを非磁性体
とすれば、漏洩磁束が当該出力軸を経てレゾルバロータ
24A,24Bに混入することを抑制することができ、
S/N比を向上させて高精度の位置検出が可能になる。
In this embodiment, the magnetic shield plates 26A, 26B are provided between the variable reluctance resolvers 21A, 21B and the motor actuators 10A, 10B.
Are respectively interposed, but each actuator 1
The first output shaft A to which the motor rotor magnetic poles 15A, 15B of 0A and 10B and the resolver rotors 24A, 24B are attached.
The material of the second output shaft B may be a non-magnetic material. This makes it difficult to control the magnetism generated by the motor stack around the resolver with a normal resolver, but can cancel out the magnetism flowing from the motor stack and achieve more stable control. Become. That is, the partition wall 2 made of a non-magnetic metal that blocks between the resolver stators 23A and 23B and the resolver rotors 24A and 24B.
8A and 28B, the high frequency magnetic flux of the switching frequency of the motor current supplied from the motor driving power supply of the actuator and the leakage magnetic flux from the rotating magnetic field generated from the motor stator are mixed into the resolver to lower the S / N ratio. If there is a possibility of adversely affecting the high-accuracy position detection, if the first output shaft A and the second output shaft B, which are the mounting members of the resolver rotors 24A and 24B, are made of a non-magnetic material, the leakage magnetic flux is reduced. Mixing into the resolver rotors 24A and 24B via the output shaft can be suppressed,
By improving the S / N ratio, highly accurate position detection becomes possible.

【0036】一般的に可変リラクタンス形レゾルバは、
検出用のレゾルバコイルに交流電圧を印加して励磁し、
対向するレゾルバロータのスロット歯の回転位置θに応
じたリラクタンス変化をインダクタンス変化として検出
するものであって、同期整流器によって励磁電圧成分が
除去された出力Vsinθを検出することができ、ロー
タの回転位置を検出することができる。しかし、本実施
の形態のようにステータとロータとの間を遮断する非磁
性金属製の隔壁28A,28Bを設けた場合、検出コイ
ルを励磁する交流電圧の周波数が高いと、当該封止用の
隔壁28A,28Bを磁束が貫通する際に発生する非磁
性金属内の渦電流が増加し、ロータの回転位置の検出が
困難となることがある。その場合は、1〜10KHz程
度の交流を印加して励磁すれば、封止用の隔壁28A,
28B内での渦電流の発生を抑え、ロータの安定な駆動
制御が可能になる。
Generally, the variable reluctance resolver is
Apply AC voltage to the resolver coil for detection to excite,
A reluctance change according to the rotational position θ of the slot teeth of the opposed resolver rotor is detected as an inductance change. The output Vsin θ from which the excitation voltage component has been removed by the synchronous rectifier can be detected, and the rotational position of the rotor can be detected. Can be detected. However, when partition walls 28A and 28B made of non-magnetic metal are provided to cut off between the stator and the rotor as in the present embodiment, if the frequency of the AC voltage for exciting the detection coil is high, the sealing is not performed. The eddy current in the non-magnetic metal generated when the magnetic flux penetrates the partition walls 28A and 28B increases, and it may be difficult to detect the rotational position of the rotor. In this case, if an alternating current of about 1 to 10 KHz is applied to excite the partition wall 28A for sealing,
The generation of the eddy current in 28B is suppressed, and the stable drive control of the rotor becomes possible.

【0037】また、S/N比を向上させるため、特開平
9−238438号公報おいて本出願人が先に提案した
ように、可変リラクタンス型レゾルバを構成するレゾル
バステータ23A,23Bの巻線22A,22Bを差動
回路型としてノイズの低減をはかるようにしてもよい。
In order to improve the S / N ratio, the windings 22A of the resolver stators 23A and 23B constituting the variable reluctance type resolver have been proposed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-238438. , 22B as a differential circuit type to reduce noise.

【0038】図4に本発明の他の実施の形態を示す。な
お、上記第1の実施の形態と同一又は相当部分には同一
符号を付して重複する説明を省略する。このものは、上
記第1の実施の形態の密閉型アクチュエータ10におけ
る第1の出力軸Aの駆動用モータを、インナーロータ型
構造ではなく、アウタロータ型の構造とした点が異なっ
ている。すなわち、図4に示すように、第1出力軸Aを
有する単位の密閉型アクチュエータ10A及び第2出力
軸Bを有する密閉型アクチュエータ10Bを、2軸同軸
に且つ半径方向に異なる位置に並列して連結した構成は
上記第1の実施の形態のものと同じであるが、そのうち
外側に配した単位の密閉型アクチュエータ10Aの方
を、インナロータタイプの可変リラクタンス型ステップ
モータに代えて、アウタロータタイプの可変リラクタン
ス型ステップモータで構成している。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. Note that the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. This differs from the sealed actuator 10 of the first embodiment in that the drive motor for the first output shaft A in the closed-type actuator 10 has an outer rotor structure instead of an inner rotor structure. That is, as shown in FIG. 4, a sealed actuator 10A having a first output shaft A and a sealed actuator 10B having a second output shaft B are coaxially arranged in two axes coaxially and at different positions in the radial direction. The configuration of the connection is the same as that of the first embodiment, except that the sealed actuator 10A of the unit disposed outside is replaced with an inner rotor type variable reluctance type step motor, and an outer rotor type It consists of a variable reluctance step motor.

【0039】ハウジング11は、大径の円筒体である外
郭壁11A及び小径の円筒体である内郭壁11Bの中間
位置に、更に円筒状の中間隔壁11Dを備えている。そ
して、この中間隔壁11Dの外周面に、外側の単位の密
閉型アクチュエータ10Aの回転駆動用磁極としてのモ
ータステータ磁極13Aが複数、円周等分に配設固着さ
れている。それらの各モータステータ磁極13Aの突極
歯は円筒状の外周面に設けてある。その各モータステー
タ磁極13Aに、回転駆動用コイル12Aを絶縁材を介
して巻回し、単位の密閉型アクチュエータ10Aのモー
タステータ14Aを構成している。一方、このモータス
テータ14Aの外周面に対して僅かのエアギャップをお
いて面対向に配設した磁性体金属からなるモータロータ
磁極15Aは、第1出力軸Aの内周面に一体的に固着し
て、単位の密閉型アクチュエータ10Aのモータロータ
16Aを構成している。
The housing 11 further includes a cylindrical intermediate partition 11D at an intermediate position between the outer wall 11A, which is a large-diameter cylindrical body, and the inner wall 11B, which is a small-diameter cylindrical body. A plurality of motor stator magnetic poles 13A as rotation driving magnetic poles of the closed unit actuator 10A on the outer unit are arranged and fixed on the outer peripheral surface of the intermediate partition 11D at equal circumferential intervals. The salient pole teeth of each of the motor stator magnetic poles 13A are provided on a cylindrical outer peripheral surface. A rotation drive coil 12A is wound around each of the motor stator magnetic poles 13A via an insulating material to form a motor stator 14A of a unitary sealed actuator 10A. On the other hand, a motor rotor magnetic pole 15A made of a magnetic metal and disposed to face the outer circumferential surface of the motor stator 14A with a slight air gap is integrally fixed to the inner circumferential surface of the first output shaft A. Thus, the motor rotor 16A of the unitary sealed actuator 10A is configured.

【0040】モータロータ磁極15Aの内周面には、前
記モータステータ磁極13Aの外周面の突極歯と平行に
歯列が設けられている。その歯列のピッチはモータステ
ータ磁極13Aの歯のピッチと同一であるが、モータス
テータ磁極13Aの突極歯とモータロータ磁極15Aの
歯列の位相は相対的にずらすように配設されている。か
くして、回転駆動用コイル12Aへの電流の供給を制御
しつつモータステータ磁極13Aの歯を周方向に順次励
磁することにより、モータロータ磁極15Aの歯列を順
次吸引して、モータロータ16Aとしての第1出力軸A
をモータステータ14Aの外側で回転させるようになっ
ている。
A tooth row is provided on the inner peripheral surface of the motor rotor magnetic pole 15A in parallel with salient pole teeth on the outer peripheral surface of the motor stator magnetic pole 13A. The pitch of the tooth row is the same as the pitch of the teeth of the motor stator magnetic pole 13A, but the phases of the salient pole teeth of the motor stator magnetic pole 13A and the tooth row of the motor rotor magnetic pole 15A are relatively shifted. Thus, by sequentially energizing the teeth of the motor stator magnetic pole 13A in the circumferential direction while controlling the supply of the current to the rotation drive coil 12A, the teeth of the motor rotor magnetic pole 15A are sequentially attracted, and the first motor rotor 16A as the motor rotor 16A is sequentially attracted. Output shaft A
Is rotated outside the motor stator 14A.

【0041】この第2の実施の形態は、第1の出力軸A
の駆動用モータをインナーロータ型構造とした第1の実
施の形態よりも加工が容易になる利点がある。その他の
構成及び作用・効果は第1の実施の形態とほぼ同様であ
る。
In the second embodiment, the first output shaft A
There is an advantage that machining is easier than in the first embodiment in which the drive motor of the first embodiment has an inner rotor type structure. Other configurations, operations and effects are almost the same as those of the first embodiment.

【0042】なお、上記の各実施の形態では、本発明の
密閉型アクチュエータを真空チャンバに取り付けて使用
する場合を述べたが、これに限らず、腐食性ガス雰囲気
としたチャンバに取り付けて好適に使用することも可能
である。
In each of the above embodiments, the case where the closed type actuator of the present invention is used by being attached to a vacuum chamber is described. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to use.

【0043】また、複合する単位のアクチュエータを2
軸互いに半径方向に異なる位置に同軸に配した場合を示
したが、単位のアクチュエータを2軸以上半径方向に異
なる位置に同軸に配してもよい。
Also, the actuator of the unit to be combined is 2
Although the case where the axes are arranged coaxially at different positions in the radial direction is shown, the actuators of two or more axes may be coaxially arranged at different positions in the radial direction.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
に係る複合タイプの密閉型アクチュエータによれば、単
位の密閉型アクチュエータを複数単位、それぞれ互いに
半径方向に異なる位置に同心に並列した構成としたた
め、軸方向に直列に連結した同一トルクを有する複合タ
イプの密閉型アクチュエータに比べて、アクチュエータ
の全長を略半分に短くすることができて、装置全体のス
ペースを効率よく利用できるという効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
According to the composite type sealed actuator according to the above, a plurality of units of the closed type actuator are concentrically arranged in parallel at different positions in the radial direction from each other, so that the composite type having the same torque connected in series in the axial direction is used. The overall length of the actuator can be reduced to approximately half of that of the closed type actuator, and the space of the entire device can be used efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す可変リラクタンス形レゾルバの概略
断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the variable reluctance resolver shown in FIG.

【図3】上記レゾルバの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the resolver.

【図4】本発明の第2の実施の形態の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の複合タイプの密閉型アクチュエータの一
例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a conventional composite-type closed actuator.

【図6】従来の複合タイプの密閉型アクチュエータの他
の例を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the conventional composite type sealed actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 密閉型アクチュエータ 10A 単位の密閉型アクチュエータ 10B 単位の密閉型アクチュエータ 11 ハウジング 12A 回転駆動用コイル 12B 回転駆動用コイル 13A モータステータ磁極 13B モータステータ磁極 14A モータステータ 14B モータステータ 15A モータロータ磁極 15B モータロータ磁極 16A モータロータ 16B モータロータ 17A 軸受 17B 軸受 18A 軸受 18B 軸受 21A 変位計測手段 21B 変位計測手段 28A 封止隔壁 28B 封止隔壁 Reference Signs List 10 Hermetic actuator 10 Hermetic actuator in units of 10A Hermetic actuator in units of 10B 11 Housing 12A Rotary drive coil 12B Rotary drive coil 13A Motor stator magnetic pole 13B Motor stator magnetic pole 14A Motor stator 14B Motor stator 15A Motor rotor magnetic pole 15B Motor rotor magnetic pole 16A Motor rotor 16B Motor rotor 17A Bearing 17B Bearing 18A Bearing 18B Bearing 21A Displacement measuring means 21B Displacement measuring means 28A Sealing partition 28B Sealing partition

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チャンバ内でそれぞれ独立に回転駆動さ
れる複数の出力軸を同軸に備えた密閉型アクチュエータ
であって、ロータ磁極を有して前記複数の出力軸のそれ
ぞれに連結したモータロータと、そのモータロータの磁
極面に対して間隔を隔てて面対向にそれぞれ配置され回
転駆動用コイルにより励磁されるステータ磁極を備えた
モータステータと、そのモータステータを前記チャンバ
とは気密に隔絶して取り付けたハウジングと、そのハウ
ジングに前記モータロータの回転軸を回転自在に支承す
る軸受と、相対するモータロータとモータステータとの
間に配設された非磁性金属材料からなる封止隔壁と、前
記モータロータの変位を計測する変位計測手段とから構
成されている密閉型アクチュエータを単位の密閉型アク
チュエータとし、 前記単位の密閉型アクチュエータを複数単位、それぞれ
互いに半径方向に異なる位置に同心に並列して構成した
ことを特徴とする密閉型アクチュエータ。
1. A closed-type actuator having a plurality of output shafts coaxially driven independently of each other in a chamber, the motor rotor having rotor magnetic poles connected to each of the plurality of output shafts, A motor stator having stator magnetic poles which are respectively disposed to face each other at an interval with respect to the magnetic pole surface of the motor rotor and are excited by a rotation drive coil, and the motor stator is mounted in a manner airtightly separated from the chamber. A housing, a bearing that rotatably supports the rotation shaft of the motor rotor on the housing, a sealing partition made of a non-magnetic metal material disposed between the opposed motor rotor and the motor stator, and a displacement of the motor rotor. A sealed actuator composed of a displacement measuring means for measuring and a sealed actuator of a unit, Multiple units of sealed actuator serial units, sealed actuator is characterized in that each configured in parallel concentrically different position in the radial direction.
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