JP2005083846A

JP2005083846A - 真空用磁気センサ

Info

Publication number: JP2005083846A
Application number: JP2003314960A
Authority: JP
Inventors: Hideo Narita; 秀夫成田
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】センサケースの膨らみが無く、スリットディスクとのギャップを一定に保持できるとともに、真空内に配置しても真空度を低下させることがない真空用磁気センサを得る。
【解決手段】磁気抵抗効果素子２と永久磁石３とをセンサケース１内に備え、樹脂４を封入した真空用磁気センサにおいて、センサケース１と樹脂４との接触面の外周に沿って、Ｏリング８を備える。また、樹脂４の露出面を金属カバー９で覆い、センサケース１と金属カバー９との対向する面にＯリング８を備える。また、真空雰囲気中でＯリング８を取り付けたり、Ｏリング８に低ガス放出性に優れたものを用いたりしても良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造装置等の真空内で使用するサーボモータの位置および速度を検出するためのエンコーダとして用いられる真空用磁気センサに関する。

従来、半導体製造装置等の真空内で使用するサーボモータの位置および速度を検出するためのエンコーダとして用いられる真空用磁気センサは、センサケースの一端が開放されており、樹脂が露出している。この真空用磁気センサを真空モータに取り付ける場合、樹脂が露出している部分を大気側に配置して取り付けている（例えば、特許文献１参照）。
また、真空用磁気センサ全体を真空内に配置しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
図６は従来技術の真空用磁気センサを用いた真空用モータの側断面図を示したもので、特許文献２記載のものに相当する。
図６において、７はセンサケーブル、１１はステータ、１２は真空用磁気センサ、１３はコネクタ、１４はモータコイル、２１はロータ、２２はスリットディスク、２３はスリットディスクベース、２４はロータマグネット、２５はネジ、３１は軸受である。
真空用モータは、円筒状に形成されたステータ１１の内周にモータコイル１４が装着されており、ロータマグネット２４を有するロータ２１がモータコイル１４と磁気的空隙を介して同心円状に対向配置されており、ロータ２１はステータ１１と軸受３１を介して回転自在に軸支持されている。
また、該ステータ１１の内周には真空用磁気センサ１２が固定されると共に、該ロータ２１の外周の一部には平板状のスリットディスク２２を接着剤等で貼着してなるスリットディスクベース２３がネジ２５で固定されている。この真空用磁気センサ１２とスリットディスク２２が軸方向に空隙を介して対向配置されて、真空中におけるモータの位置、速度を検出するようになっている。

図７は従来の真空用磁気センサ１２の構成を示す側断面図である。
１は非磁性のセンサケース、２は磁気抵抗効果素子、３は永久磁石、４は樹脂である。
真空用磁気センサ１２は非磁性のセンサケース１内に磁気抵抗効果素子２、永久磁石３を配置すると共に、磁気抵抗効果素子２には磁気抵抗効果素子電源線６と磁気抵抗効果素子出力線５の一端を接続し、磁気抵抗効果素子電源線６と磁気抵抗効果素子出力線５の多端を夫々センサケーブル７に接続した構造となっており、これらをセンサケース１内において樹脂４によりモールドすることにより真空内に配置することができる。なお、センサケーブル７は図６に示すコネクタ１３と接続されており、真空内に配置されている真空用磁気センサ１２の出力信号を大気側に設ける外部機器に出力するようになっているが、特許文献１のように真空用磁気センサの樹脂が露出している部分を大気側に配置して取り付けるときは、該コネクタ８は不要となっている。
特開平１１−３５６０２５号公報（明細書第２−３頁、図１、図２）特開２００２−２８１７２５号公報（明細書第３−５頁、図１）

従来の真空用磁気センサは、樹脂でモールドしているため樹脂とセンサケースが密着しておらず、ガスを封止することができないため、樹脂露出部を大気側に配置した時はセンサケースの内側と外側に圧力差が生じ、センサケースが膨らみ、スリットディスクとのギャップを保持できないという問題があった。また、真空用磁気センサを真空内に配置したときは、樹脂から多量のガスが放出されるため、真空度が上がらないというような問題もあった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、センサケースの膨らみが無くスリットディスクとのギャップを一定に保持できると共に、真空内に配置しても真空度を低下させることのない真空用磁気センサを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、請求項１に記載の発明は、磁気抵抗効果素子と永久磁石とをセンサケース内に備え、樹脂を封入した真空用磁気センサにおいて、前記樹脂の露出面と前記センサケースとの接触面に沿ってＯリングを設けたことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の真空用磁気センサにおいて、前記樹脂の露出面を金属カバーで覆うと共に、前記Ｏリングを前記センサケースと前記金属カバーとの対向する面に設けたことを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の真空用磁気センサにおいて、前記Ｏリングを真空雰囲気中で取り付けたことを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１項に記載の真空用磁気センサにおいて、前記Ｏリングが低ガス放出性に優れた材料で構成されていることを特徴としている。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４記載の真空用磁気センサにおいて、前記低ガス放出性に優れたＯリングがメタルＯリングであることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によると、樹脂とセンサケースとの接触面を封止することでセンサケースの膨らみを防ぐことができ、スリットディスクとのギャップを保持することができる。
また、請求項２に記載の発明によると、樹脂から放出されるガスを低減でき、真空度を低下することなく真空用磁気センサを真空内に配置することができる。
また、請求項３に記載の発明によると、樹脂とセンサケースとの隙間を減圧できるので、センサケースの膨らみをさらに防ぐことができるとともに、真空用磁気センサを真空内で使用してもＯリングを押し上げることがない。
また、請求項４および５に記載の発明によると、Ｏリングからのガス放出を低減できるので、真空度を低下することなく真空用磁気センサを真空内に配置することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものついてはその説明を省略し、異なる点について説明する。

図１は、本発明の第１実施例を示す真空用磁気センサの側断面図である。
図において、８はＯリングであり、本実施例ではフッ素系のＯリングを使用した。
本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、樹脂の露出面とセンサケースとの接触面に沿うように樹脂の外周に溝を形成してＯリングを取り付けている点である。

次に磁気センサの組立について説明する。
磁気抵抗効果素子２と永久磁石３をセンサケース１内に仮止めし、磁気抵抗効果素子出力線５と磁気抵抗効果素子電源線６を各々対応するセンサケーブル７に半田付けした後、樹脂４を注形するようにした。樹脂４には熱硬化性のエポキシ樹脂を用いた。硬化条件は１２０℃３時間とした。樹脂硬化後Ｏリング溝を加工し、Ｏリング８を取り付けた。
真空用磁気センサ１２を真空チャンバの穴に樹脂露出面が大気側に出るように配置し、真空用磁気センサに対向するチャンバ壁面に光学式変位計を取り付けて真空チャンバ内部を真空排気し、センサケースの変位量を測定したところ、真空チャンバ内部の圧力が０．００００１Ｐａの時、センサケースの変位量は０．０５ｍｍ以下であった。

また、溝加工後Ｏリング８を上に載せて真空容器内に入れて排気し、真空雰囲気中でＯリング８をジグで押さえ込み溝に取り付けた。この真空用磁気センサ１２を、同様に真空チャンバの穴に取り付けてセンサケースの変位量を光学式変位計で測定したところ、真空モータ内部の圧力が０．００００１Ｐａの時、変異量は０．０１ｍｍ以下であった。
このように、Ｏリング８を取り付けることにより、センサケース１と樹脂４との接触面を封止することでセンサケースの膨らみを防ぐことができ、スリットディスクとのギャップを保持することができる。

図２は第２実施例を示す真空用磁気センサの側断面図である。
図において、９は樹脂４を覆う金属カバーである。
第２実施例の特徴は以下のとおりである．
すなわち、真空用磁気センサは第１実施例と同様に樹脂を硬化させた後、溝を加工し、所定の形状に加工した金属カバ−９を樹脂にかぶせ、センサケース１と金属カバー９との対向する面にＯリング８を取り付けるようにした点である。なお、金属カバー９には、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム合金を使用した。また、Ｏリング８にはフッ素系のＯリングを使用した。
このように構成された第２実施例の真空用磁気センサを、図６に示す従来の真空モータに適用して、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を調べた。図３は第２実施例における真空用磁気センサを用いた場合の、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を表した特性図である。第２実施例による真空用磁気センサを組み込んだ場合の圧力は、従来例よりも１／４程度低くなっている。

また、溝加工後金属カバー９を樹脂にかぶせ、Ｏリング８をセンサケース１と金属カバー９との間に仮置きして真空容器内に入れて排気し、０．０００１Ｐａ以下の真空雰囲気中でＯリング８をジグで押さえ込み溝に取り付けても良い。このようにすることで、真空用磁気センサを真空内に配置してもセンサケース１の内部と外部とで圧力差が小さく、Ｏリング８や金属カバー９が浮き上がることはない。
このように、樹脂が金属カバーで覆われているので樹脂から放出されるガスを低減でき、真空度を低下することなく真空用磁気センサを真空内に配置することができる。

図４は第３実施例を示す真空用磁気センサの側断面図である。
図において、８１はメタルＯリングである。
第３実施例の特徴は以下のとおりである．
すなわち、真空用磁気センサは、第１実施例と同様に樹脂を硬化させた後、溝を加工し、所定の形状に加工した金属カバ−９を樹脂にかぶせ、センサケース１と金属カバー９との対向する面にメタルＯリング８１を取り付けた。金属カバー９には、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム合金を使用した。
図５は、第３実施例による真空用磁気センサと、従来の真空用磁気センサとを組み込んだ真空モータにおいて、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を示した特性図である。第３実施例による真空用磁気センサを組み込んだ場合の圧力は、従来例よりも１／６程度低くなっている。
このように、樹脂が金属カバーで覆われており、また低ガス放出のＯリングを使用していることで、真空用磁気センサから放出されるガスを低減でき、真空度を低下することなく真空用磁気センサを真空内に配置することができる

樹脂の露出部をなくすことによって真空度低下を防ぐことができるので、真空搬送用リニアモータのエンコーダという用途にも適用できる。

本発明の第１実施例を示す真空用磁気センサの側断面図本発明の第２実施例を示す真空用磁気センサの側断面図本発明の第２実施例の効果を示す排気特性の特性図本発明の第３実施例を示す真空用磁気センサの側断面図本発明の第３実施例の効果を示す排気特性の特性図従来技術の真空用磁気センサを組み込んだ真空用モータの側断面図従来の真空用磁気センサの側断面図

符号の説明

１センサケース
２磁気抵抗効果素子
３永久磁石
４樹脂
５磁気抵抗効果素子出力線
６磁気抵抗効果素子電源線
７センサケーブル
８Ｏリング
８１メタルＯリング
９金属カバー
１１ステータ
１２真空用磁気センサ
１３コネクタ
１４モータコイル
２１ロータ
２２スリットディスク
２３スリットディスクベース
２４ロータマクネット
２５ネジ
３１軸受

Claims

磁気抵抗効果素子と永久磁石とをセンサケース内に備え、樹脂を封入した真空用磁気センサにおいて、
前記樹脂の露出面と前記センサケースとの接触面に沿ってＯリングを設けたことを特徴とする真空用磁気センサ。
前記樹脂の露出面を金属カバーで覆うと共に、前記Ｏリングを前記センサケースと前記金属カバーとの対向する面に設けたことを特徴とする請求項１記載の真空用磁気センサ。
前記Ｏリングを真空雰囲気中で取り付けたことを特徴とする請求項１または２記載の真空用磁気センサ。
前記Ｏリングが低ガス放出性に優れた材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の真空用磁気センサ。
前記低ガス放出性に優れたＯリングがメタルＯリングであることを特徴とする請求項４記載の真空用磁気センサ。