JP2013027098A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータに関し、詳しくは構成部材から発生したガスの漏洩を防止するを技術に関する。 The present invention relates to a motor, and more particularly to a technique for preventing leakage of gas generated from components.
例えば、マルチチャンバ型CVD装置などの真空装置には、仕込・取出室や処理室などの間で被成膜物を搬送するための搬送装置が備えられている。こうした搬送装置は、例えば基板を支持して動かすローラや、このローラを回転させるモータなどから構成されている。従来、搬送装置に用いられるモータは、真空環境となるチャンバの外側、即ち外気に接するところに配置され、モータシャフト(回転軸)をチャンバの中に配されたローラに接続することによって、チャンバ内のローラを回転させていた。このため、モータシャフトがチャンバの壁面を突き抜ける部分には、チャンバ内の気密を保つための気密シールが設けられている。 For example, a vacuum apparatus such as a multi-chamber CVD apparatus is provided with a transfer device for transferring a film to be formed between a charging / unloading chamber and a processing chamber. Such a conveying apparatus is composed of, for example, a roller that supports and moves the substrate, and a motor that rotates the roller. Conventionally, a motor used in a transfer device is disposed outside a chamber serving as a vacuum environment, that is, in contact with outside air, and a motor shaft (rotating shaft) is connected to a roller disposed in the chamber, thereby the inside of the chamber. The roller was rotating. For this reason, an airtight seal for keeping the airtightness in the chamber is provided at a portion where the motor shaft penetrates the wall surface of the chamber.
しかし、搬送装置のモータをチャンバ外に設置して、気密シールを介してモータシャフトをチャンバ内のローラに接続する構造では、搬送装置全体が大型化してしまい、真空装置の小型化の障害となっていた。また、モータシャフトとチャンバ壁面との間に気密シールが必要になるなど構造が複雑化するといった課題もあった。更に、こうした気密シールはモータシャフトの回転数が500rpm程度までしかチャンバ内の気密を保つことができず、モータの回転数を例えば2000〜3000rpm程度まで高めて被成膜物を高速搬送する際の障害となっていた。 However, in a structure in which the motor of the transfer device is installed outside the chamber and the motor shaft is connected to the roller in the chamber via an airtight seal, the entire transfer device becomes large, which is an obstacle to downsizing the vacuum device. It was. In addition, there is a problem that the structure is complicated, for example, an airtight seal is required between the motor shaft and the chamber wall surface. Furthermore, such a hermetic seal can keep the airtightness in the chamber only when the rotation speed of the motor shaft is about 500 rpm. It was an obstacle.
このため、搬送装置のモータをチャンバの内部に配置した搬送装置を備えた真空装置も知られている(例えば、特許文献1参照)。モータをチャンバの内部に配置することによって、モータシャフトとチャンバ壁面との間の気密シールが不要になり、構成を簡単にして真空装置の小型化が可能になるとともに、チャンバ内部の気密を保ちつつモータの回転数を高めて被成膜物の高速搬送が可能になる。 For this reason, the vacuum apparatus provided with the conveying apparatus which has arrange | positioned the motor of the conveying apparatus inside the chamber is also known (for example, refer patent document 1). By disposing the motor inside the chamber, an airtight seal between the motor shaft and the chamber wall surface becomes unnecessary, the structure can be simplified, the vacuum apparatus can be miniaturized, and the airtightness inside the chamber can be maintained. The number of rotations of the motor can be increased to enable high-speed conveyance of the film formation.
しかしながら、チャンバ内に設置されたモータは、チャンバ内の減圧に伴って必然的に真空環境下に置かれることになる。モータの内部には、コイルや磁石などの磁気部材設けられており、こうしたコイルや磁石などは真空環境下に置かれるとガスが発生するという課題があった。即ち、磁石は一般的に多孔質材料であり、多数の空孔からガスが放出される。 However, the motor installed in the chamber is inevitably placed in a vacuum environment as the pressure in the chamber is reduced. A magnetic member such as a coil or a magnet is provided inside the motor, and such a coil or magnet has a problem of generating gas when placed in a vacuum environment. That is, the magnet is generally a porous material, and gas is released from a large number of holes.
また、コイルは巻回した金属線をモールドしている接着剤やその溶媒がガス化して放出される。こうしたモータを構成するコイルや磁石などから放出されたガスがチャンバ内に拡散すると、被成膜物が汚染される懸念があった。 In addition, the coil is released by gasifying the adhesive and the solvent molding the wound metal wire. When the gas released from the coils and magnets constituting such a motor diffuses into the chamber, there is a concern that the film-formed object is contaminated.
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、真空環境下でもガスが漏れ出ることがないモータを提供する。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a motor in which gas does not leak even in a vacuum environment.
上記課題を解決するために、本発明は次のようなモータを提供する。
即ち、本発明のモータは、ハウジングと、該ハウジングに回転可能に支持されたシャフトおよび該シャフトの周囲に設けられた磁気部材からなるロータと、該ロータを取り巻くように配されたステータと、を有し、前記ロータと前記ステータとの間に発生させた磁界によって前記ロータを回転させるモータであって、
前記磁気部材と前記ステータとの間に配された隔壁と、該隔壁の端部を支持する支持体とからなる隔壁部材を備え、前記隔壁と前記支持体とは溶接構造をなすことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following motor.
That is, the motor of the present invention includes a housing, a rotor that is rotatably supported by the housing and a magnetic member provided around the shaft, and a stator that is disposed so as to surround the rotor. A motor for rotating the rotor by a magnetic field generated between the rotor and the stator,
A partition member comprising a partition wall disposed between the magnetic member and the stator and a support body supporting an end of the partition wall, wherein the partition wall and the support body form a welded structure. To do.
前記隔壁部材は、第一隔壁部材および第二隔壁部材からなり、
前記第一隔壁部材は、前記ステータの側面に沿って広がる第一支持体と、前記シャフトの軸方向に沿って広がり前記第一支持体に溶接された第一隔壁とを備え、前記ハウジングとの間で前記ステータを気密に封止し、
前記第二隔壁部材は、前記磁気部材の側面に沿って広がる第二支持体と、前記シャフトの軸方向に沿って広がり前記第二支持体に溶接された第二隔壁とを備え、前記シャフトとの間で前記磁気部材を気密に封止することを特徴とする。
The partition member is composed of a first partition member and a second partition member,
The first partition member includes a first support body that extends along a side surface of the stator, and a first partition wall that extends along the axial direction of the shaft and is welded to the first support body. The stator is hermetically sealed between
The second partition member includes a second support extending along a side surface of the magnetic member, and a second partition extending along the axial direction of the shaft and welded to the second support, and the shaft The magnetic member is hermetically sealed between.
前記隔壁には、屈曲防止用のリブが一体に形成されていることを特徴とする。
また、前記隔壁は金属板であり、かつ前記隔壁と前記支持体とは互いに異なる材料からなることを特徴とする。
The partition is integrally formed with a rib for preventing bending.
The partition is a metal plate, and the partition and the support are made of different materials.
前記支持体と前記ハウジングとの間を気密に封止するシール部材を更に備えたことを特徴とする。
また、前記磁気部材および前記ステータは、磁石または電磁コイルから構成されていることを特徴とする。
A seal member that hermetically seals between the support and the housing is further provided.
Further, the magnetic member and the stator are constituted by magnets or electromagnetic coils.
本発明のモータによれば、真空環境下に設置したとしても、モータを構成するロータやステータから生じたガスが、ハウジングの外部に放出されることがない。即ち、ロータやステータは、ハウジングやシャフトと隔壁部材とで覆われる。しかも、隔壁部材を構成する隔壁と支持体とは、溶接部によって気密に溶接されている。また、支持体はハウジングに対して気密に取り付けられている。これによって、ロータやステータは、隔壁部材とハウジングやシャフトによって囲まれた空間内に気密に封止された状態となる。 According to the motor of the present invention, even if the motor is installed in a vacuum environment, gas generated from the rotor and stator constituting the motor is not released to the outside of the housing. That is, the rotor and the stator are covered with the housing, the shaft, and the partition member. In addition, the partition walls and the support body constituting the partition wall members are welded in an airtight manner by the welds. Further, the support body is airtightly attached to the housing. As a result, the rotor and the stator are hermetically sealed in a space surrounded by the partition member, the housing, and the shaft.
従って、ロータの磁気部材やステータが、磁石や、金属細線を巻回させて樹脂材料でモールドした電磁コイルなと、真空環境でガスが生じやすいものであっても、ロータの磁気部材やステータを隔壁部材で気密に覆うことによって、ロータやステータから発生したガスがモータの外部に漏れ出ることを防止できる。 Therefore, even if the magnetic member or stator of the rotor is a magnet or an electromagnetic coil in which a thin metal wire is wound and molded with a resin material, the magnetic member or stator of the rotor is not easily generated even in a vacuum environment. By gas-tightly covering with the partition member, it is possible to prevent the gas generated from the rotor and the stator from leaking out of the motor.
以下、本発明に係るモータについて、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は発明の趣旨をより良く理解させるために、一例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, a motor according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that this embodiment is described by way of example in order to better understand the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for convenience, and the dimensional ratio of each component is the same as the actual one. Not necessarily.
図1は、本発明の第一実施形態におけるモータの一構成例を示す断面図である。
例えば真空装置の基板搬送機構に用いられる真空モータ(モータ)10は、ハウジング(外装体)11と、このハウジング11に収容されるロータ12、およびステータ13とを備えている。ロータ12は、シャフト21と、このシャフト21の周囲に形成された磁気部材22とを有している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a motor in the first embodiment of the present invention.
For example, a vacuum motor (motor) 10 used for a substrate transport mechanism of a vacuum apparatus includes a housing (exterior body) 11, a
ハウジングは、例えば、金属や樹脂等から構成され、シャフト21の軸方向Lに沿った2箇所に軸受14a,14bが形成される。軸受14a,14bは、例えばベアリングおよびベアリングを支持する受け部材などから構成されていればよい。
The housing is made of, for example, metal, resin, or the like, and
シャフト21は、ハウジング11に取り付けられた軸受14a,14bによって回転軸方向に沿った2箇所で軸支される。これによってロータ12はハウジング11の内部で回転可能に支持される。
The
シャフト21の周面に形成された磁気部材22は、例えば永久磁石から構成されている。具体的には、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石などが挙げられる。こうした永久磁石は、磁性体粒子を粉砕したものを成型し焼結することによって得られるものが多く、内部に微細な空洞があり、真空環境でガスが生じやすい。
The
ステータ13はハウジング11に固着され、ロータ12に対して所定の間隔を開けてロータ12の周りを取り巻くように形成されている。ステータ13は、例えば電磁コイルから構成されている。電磁コイルは、例えば、銅などの細線を磁性体の周りに巻回させ、接着剤などの樹脂材料でモールドしたものからなる。こうした接着剤などの樹脂材料は、真空環境では樹脂の構成材料そのものや溶剤などが揮発してガス化し放出されやすい。
The
真空モータ(モータ)10は、ステータ13を構成する電磁コイルに外部から電力を供給することによって、ロータ12の磁気部材22と、ステータ13との間に磁界が生じ、シャフト21が磁気部材22とともに回転する。
The vacuum motor (motor) 10 generates electric field between the
ロータ12の磁気部材22と、ステータ13との間には、隔壁部材15が配されている。本実施形態においては、隔壁部材15は、第一隔壁部材16と、第二隔壁部材17とから構成される。
第一隔壁部材16は、第一隔壁16aと、この第一隔壁16aの端部に一体に形成された第一支持体(支持体)16bとからなる。第一隔壁16aは、シャフト21の軸方向Lに沿って広がり、ステータ13のロータ12側露出面を覆うように配されている。
第一支持体16bは、ステータ13の両側面にそれぞれ沿って広がり、第一隔壁16aよりも厚みが厚くなるように形成されている。
A
The
The
こうした第一支持体16bはハウジング11に取り付けられる。そして、第一隔壁16aの両端部は、第一支持体16bに対して溶接部Mでそれぞれ溶接によって気密に接合されている。また、第一支持体16bはハウジング11に対してシール部材25で気密に封止される。これによって、ハウジング11の内壁と、第一隔壁部材16によって囲まれたステータ13が気密に封止される。
Such a
第一隔壁16aは、例えば、Fe、Al、Cu、SUSなど発塵やガス放出の少ない金属板から形成されていれば良い。また、第一支持体16bも、Fe、Al、Cu、SUSなどの金属から形成されていれば良い。第一隔壁16aは、例えば、厚みが0.1mm〜2mm程度の金属板であれば良い。これら第一隔壁16aと第一支持体16bとは、互いに異なる部材から構成されるのが好ましいが、同じ部材であっても良く限定されるものではない。
The
こうした第一隔壁16aと第一支持体16bとの溶接部Mは、例えば、アーク溶接、スポット溶接、シーム溶接、レーザ溶接、ガス溶接など各種溶接法による直接溶接によって溶接される。また、低融点のロウ材などを用いた間接溶接(ロウ接)であってもよい。
The welded portion M between the
第一隔壁16aの溶接部Mに隣接する部分、および中央付近には、リブ26が形成されている。リブ26は、例えばシャフト21の軸方向Lに沿って広がる第一隔壁16aを成す金属板の一部を、背骨状に屈曲させた部位である。
第一隔壁16aにリブ26を形成することによって、厚みの薄い軽量な金属板を第一隔壁16aとして用いた場合であっても、第一隔壁16aが応力によって湾曲したり、座屈してしまうことを防止し、面広がり方向の強度を高めることができる。
By forming the
また、シール部材25は、シャフト21の軸心周りに延びるOリングであればよく、真空環境においても弾性が保持される弾性部材からなる。シール部材25を構成する弾性部材の具体例としては、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ニトリル樹脂、アチレンプロピレンゴム、アクリルゴムなどが挙げられるが、真空環境中で構成材料のガスなどが発生しないものを選択することが好ましい。
The
第二隔壁部材17は、第二隔壁17aと、この第二隔壁17aの端部に一体に形成された第二支持体(支持体)17bとからなる。第二隔壁17aは、シャフト21の軸方向Lに沿って広がり、磁気部材22のステータ13側露出面を覆うように配されている。
第二支持体17bは、磁気材料22の両側面にそれぞれ沿って広がり、第二隔壁17aよりも厚みが厚くなるように形成されている。
The
The
こうした第二支持体17bはシャフト21に取り付けられる。そして、第二隔壁17aの両端部は、第二支持体17bに対して溶接部Mでそれぞれ溶接によって気密に接合されている。また、第二支持体17bはシャフト21に対してシール部材28によって気密に封止される。これによって、シャフト21の周面と、第二隔壁部材17によって囲まれた磁気部材22が気密に封止される。そして、シャフト21の回転によって、磁気部材22とともに第二隔壁部材17も一体に回転する。
Such a
第二隔壁17aは、例えば、Fe、Al、Cu、SUSなど発塵の少ない金属板から形成されていれば良い。また、第二支持体17bも、Fe、Al、Cu、SUSなどの金属から形成されていれば良い。第二隔壁17aは、例えば、厚みが0.1mm〜2mm程度の金属板であれば良い。これら第二隔壁17aと第一支持体17bとは、互いに異なる部材から構成されるのが好ましいが、同じ部材であっても良く限定されるものではない。
The
こうした第二隔壁17aと第二支持体17bとの溶接部Mは、例えば、アーク溶接、スポット溶接、シーム溶接、レーザ溶接、ガス溶接など各種溶接法による直接溶接によって溶接される。また、低融点のロウ材などを用いた間接溶接(ロウ接)であってもよい。
The welded part M between the
第二隔壁17aの溶接部Mに隣接する部分、および中央付近には、第一隔壁16aと同様にリブ27が形成されている。リブ27は、例えばシャフト21の軸方向Lに沿って広がる第二隔壁17aを成す金属板の一部を、背骨状に屈曲させた部位である。
The
第二隔壁17aにリブ27を形成することによって、厚みの薄い軽量な金属板を第二隔壁17aとして用いた場合であっても、第二隔壁17aが応力によって湾曲したり、座屈してしまうことを防止し、面広がり方向の強度を高めることができる。
By forming the
また、シール部材28は、シャフト21の軸心周りに延びるOリングであればよく、真空環境においても弾性が保持される弾性部材からなる。シール部材28を構成する弾性部材の具体例としては、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ニトリル樹脂、アチレンプロピレンゴム、アクリルゴムなどが挙げられるが、真空環境中で構成材料のガスなどが発生しないものを選択することが好ましい。
The
なお、シャフト21の一方の端側には、この真空モータ(モータ)10の軸位置や回転数を検出するためのエンコーダ29がさらに形成されていることも好ましい。こうしたエンコーダは、例えば、指標が形成されシャフトと共に回転する回転板と、指標を検出するセンサなどから構成される。
It is preferable that an
以上のような構成の本発明の一実施形態の真空モータ(モータ)10によれば、例えばこの真空モータ10を真空装置における被成膜物(基板)を搬送するための搬送モータとして用い、真空環境となるチャンバ内に設置したとしても、ロータ12の磁気部材22から生じたガスやステータ13から生じたガスが、ハウジング11の外部に放出されることがない。
According to the vacuum motor (motor) 10 of the embodiment of the present invention having the above-described configuration, for example, the
即ち、電磁コイルなどから構成されるステータ13は、ハウジング11の内壁面と第一隔壁部材16によって覆われる。しかも、第一隔壁部材16を構成する第一隔壁16aと第一支持体16bとは、溶接部Mによって気密に溶接されている。また、第一支持体16bはハウジング11に対してシール部材25によって気密に取り付けられている。これによって、ステータ13は、第一隔壁部材16とハウジング11によって囲まれた空間内に気密に封止された状態となる。
That is, the
ステータ13を構成する電磁コイルは、例えば、銅などの細線を巻回させ、接着剤などの樹脂材料でモールドしたものからなり、真空環境ではモールドした樹脂そのものや溶剤などが揮発してガス化しやすいが、ステータ13全体を第一隔壁部材16とハウジング11で区画された領域内で気密に覆うことによって、ステータ13からガスが発生したとしても、真空モータ10の外部にこうしたガスが漏れ出ることを防止する。
The electromagnetic coil constituting the
一方、ロータ12の磁気部材22は、シャフト21の周面と第二隔壁部材17によって覆われる。しかも第二隔壁部材17を構成する第二隔壁17aと第二支持体17bとは、溶接部Mによって気密に溶接されている。また、第二支持体17bはシャフト21に対してシール部材28によって気密に取り付けられている。これによって、磁気材料22は、シャフト21の周面と第二隔壁部材17によって囲まれた空間内に気密に封止された状態となる。
On the other hand, the
磁気部材22は、例えば、永久磁石から構成されており、こうした永久磁石のうち、特に焼結体は内部に微細な空洞があり、真空環境でガスが生じやすいが、磁気材料22全体を第二隔壁部材17とシャフト21の周面の間で気密に覆うことによって、磁気部材22からガスが発生したとしても、真空モータ10の外部にこうしたガスが漏れ出ることを防止する。
The
従って、本実施形態の真空モータ10を真空装置のチャンバ内など真空環境になるところに設置しても、真空モータ10のロータ12やステータ13で生じたガスがチャンバ内に放出されることがなく、成膜不良や被成膜物の不純物汚染といった不具合を防止することが可能になる。
Therefore, even if the
また、第一隔壁部材16や第二隔壁部材17は、第一隔壁16aや第二隔壁17aの端部を支える第一支持体16b、第二支持体17bだけを第一隔壁16aや第二隔壁17aよりも厚みを厚くし、それ以外のステータ13や磁気部材22を覆う第一隔壁16aや第二隔壁17aは厚みの薄くしている。これによって、ハウジング11の内部に第一隔壁部材16や第二隔壁部材17を設けても、真空モータ10のサイズが大幅に大きくなることを防止し、不純物ガスを放出せず、かつコンパクトな真空モータ10を実現できる。
In addition, the
上述した実施形態では、ロータ12の磁気部材22を永久磁石、ステータ13を電磁コイルから構成しているが、逆にロータの磁気部材を電磁コイル、ステータを永久磁石で構成してもよい。
In the embodiment described above, the
また、上述した実施形態では、ロータ12とステータ13との間に、第一隔壁部材16と第二隔壁部材17の2つの隔壁部材15を形成している。しかし、例えば一方の永久磁石に真空環境においてもガスの発生が少ないものを用いることによって、ロータの磁気材料、あるいはステータのいずれか一方だけを気密に封止する1つの隔壁部材から構成してもよい。
In the embodiment described above, the two
また、上述した実施形態では、第一隔壁部材16の第一支持体16bはハウジング11とは別体で形成され、ハウジング11に対してシール部材25を介して気密に接合している。しかしながら、こうした第一支持体16bをハウジング11の一部として一体に形成し、こうしたハウジング11の一部である第一支持体16bに対して第一隔壁16aを溶接する構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the
同様に、第二隔壁部材17の第二支持体17bはシャフト21とは別体で形成され、シャフト21に対してシール部材28を介して気密に接合している。しかしながら、こうした第二支持体17bをシャフト21の一部(例えば周方向外側に飛び出た壁面)として一体に形成し、こうしたシャフト21の一部である第二支持体17bに対して第二隔壁17aを溶接する構成であってもよい。
Similarly, the
なお、本発明のモータは、モータの種類に限定されず、各種方式のモータに適用可能である。表1に、本発明の構成を適用可能なモータの種類、およびそのステータ、ロータの組み合わせを例示する。 In addition, the motor of this invention is not limited to the kind of motor, It can apply to the motor of various systems. Table 1 exemplifies types of motors to which the configuration of the present invention can be applied, and combinations of the stators and rotors thereof.
10 真空モータ(モータ)、11 ハウジング、12 ロータ、13 ステータ、15 隔壁部材、16a 隔壁、16b 支持体、21 シャフト、22 磁気部材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記磁気部材と前記ステータとの間に配された隔壁と、該隔壁の端部を支持する支持体とからなる隔壁部材を備え、
前記隔壁と前記支持体とは溶接構造をなすことを特徴とするモータ。 A rotor comprising a housing, a shaft rotatably supported by the housing, and a magnetic member provided around the shaft; and a stator arranged to surround the rotor, the rotor and the stator A motor for rotating the rotor by a magnetic field generated between
A partition member comprising a partition wall disposed between the magnetic member and the stator, and a support member that supports an end of the partition wall;
The motor, wherein the partition wall and the support body form a welded structure.
前記第一隔壁部材は、前記ステータの側面に沿って広がる第一支持体と、前記シャフトの軸方向に沿って広がり前記第一支持体に溶接された第一隔壁とを備え、前記ハウジングとの間で前記ステータを気密に封止し、
前記第二隔壁部材は、前記磁気部材の側面に沿って広がる第二支持体と、前記シャフトの軸方向に沿って広がり前記第二支持体に溶接された第二隔壁とを備え、前記シャフトとの間で前記磁気部材を気密に封止することを特徴とする請求項1記載のモータ。 The partition member is composed of a first partition member and a second partition member,
The first partition member includes a first support body that extends along a side surface of the stator, and a first partition wall that extends along the axial direction of the shaft and is welded to the first support body. The stator is hermetically sealed between
The second partition member includes a second support extending along a side surface of the magnetic member, and a second partition extending along the axial direction of the shaft and welded to the second support, and the shaft The motor according to claim 1, wherein the magnetic member is hermetically sealed.
The motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic member and the stator are composed of a magnet or an electromagnetic coil.
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