JPH03277148A - 真空用モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放出ガス量の少ない、真空槽内で用いられる真
空用モータに間する。

［従来の技術］ 真空槽の中で、例えば基板ホルダの回転や、半導体ウェ
ハの搬送などの目的で、動力源としてのモータが使用さ
れる場合があるが、このようなモータは真空に悪影響を
与えないように、全表面から放出されるガス量を少なく
する工夫が必要である。

通常、モータが運転される時にはコイル部から放出され
るガス量が最も多い。これを少なくする為に従来から次
のような工夫がなされていた。

■　コイルの巻線として放出ガス量の少ない材質、例え
ばＰＴＦＥ線、シース線などを使用する。

■　固定子側と回転子側とが平行に向き合い、アキシャ
ル（軸）方向にギャップを持つアキシャルギャップモー
タ（ＡＧモータ　）において、ギャップに放出ガスの少
ない金属等の隔壁を設け、それによってコイル部を完全
に真空から隔離する。

■の方法に関連して、隔壁によってコイル部をシールし
た従来の真空槽内使用型モータの例を第９図に示す。図
において（ｌＯ）で示されるモータは全体が真空の中に
入っている。（１）は可動子であるロータ（回転子）、
（２）はロータ（１）を回転可能に支持するためのベア
リング、（３）はベアリング（２）を支持するハウジン
グ、（４）は固定子であるステータ、（５）　（５１・
・・・・・は固定軸（１２）の周囲に等角度間隔で配設
されたコイル、（６）は隔壁である。ステータ側は隔壁
（６）に続く外壁（７）によって周囲を密閉されている
。ステータ側とロータ側とは固定軸（１２）と、ロータ
（１）の中心に固定された回転軸（１））とが同一線上
になるように、隔壁（６）とギャップＧを介して対向し
ており、ステータ側の外壁（７）とロータ例のハウジン
グ（３）とが環状取付枠（８）によって固定されている
。

この方法によれば、真空槽の中にあって直接真空に接す
るのはロータ（１）、ベアリング（２）、ハウジング（
３）、隔壁（６）、ステータ側の外壁（７）及び環状取
付枠（８）のみであり、最も放出ガスの多いコイル（５
）　（５）・・・・・・はシールされているので、通電
してモータを運転してもコイル部からの放出ガスは真空
中には何の影響も与えない。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、ロータ（１）を支えるベアリング（２）の潤滑
剤としては通常、真空グリース、真空オイル等が用いら
ているので、モータの運転に伴ってこれら潤滑剤から放
出されるガスも真空を汚染する大きな要素である。潤滑
剤からガスが多（放出される原因としては次の点があげ
られる。

■　モータを運転している際に、通電によってコイル部
に発生した熱が熱伝導により外壁（７）、環状取付枠（
８）、ハウジング（３）を通ってベアリング部に伝えら
れ、ベアリング（２）の温度が上昇する。

■　ベアリング（２）の回転による摩擦熱によりベアリ
ング（２）自体が発熱して温度上昇する。

■　真空の中では熱の逃げる手段としては対流はな（、
熱伝導と熱輻射だけであるので、−度上昇したベアリン
グ（２）の温度は逃げてい（ことが少ない。

■　潤滑剤として用いられる真空グリース、真空オイル
は、その蒸気圧は温度に対して指数関係的に上っていく
。

以上の理由から、ベアリング部からも多くのガスが放出
されるという問題があった。

本発明は以上のような問題に鑑みてなされ、ベアリング
部からの放出ガスを最小限に抑え、これによって真空の
汚染を最小限にする真空用モータを提供することを目的
としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、可動子と、該可動子の動きを可能にするベ
アリングと、該ベアリングを支持するフレームと、固定
子とから成り、少なくとも前記可動子、前記ベアリング
及び前記フレームが真空に曝される真空用モータにおい
て、少なくとも前記ベアリングの近傍を冷却するための
冷却手段を設けたことを特徴とする真空用モータ、によ
って達成される。

〔作　　　用〕

以上のように構成される真空用モータにおいては、ベア
リング部を冷却することによってベアリング部に使用さ
れている潤滑剤から放出されるガスを最小限に抑えるこ
とができる。

［実　施　例］ 以下、実施例について図面を参照して説明する。

第１図に第１実施例の真空用モータの概略断面図を示す
。真空用モータは保持トルクが０　、５Ｋｇ−ｃｍの槽
内使用型で全体として（２０）で示す。モータの外周の
ケースの材質は全てステンレス（ＳＯ３３０４）である
。第９図の従来例と共通の部分には同一の符号を付した
。これもステータ側か隔壁（６）と外壁（７）によって
密閉されている。従って、真空槽中で真空に直接、接す
るのは可動子であるロータ（１）、ベアリング（２）、
ハウジング（３）、隔壁（６）、外壁（７）及び環状取
付枠（８）のみである。ロータ（１）の軸（１））は被
回転体（図示せず）に接続され、矢印で示すような回転
運動を伝える。ベアリング（２）には潤滑剤としてフォ
ンブリンオイルが用いられている。図に示すように、ハ
ウジング（３）に数本の溝（１３）を切って冷却パイプ
（１４）を埋め込み、溝（１３）内面に冷却パイプ（１
４）をろう付けして熱的接触が良（なるようにした。こ
の冷却パイプ（１４）内に冷却水を流してベアリング（
２）の近傍を冷却し、約５０±８℃に保つようにした。

真空槽の中でモータの回転数を変えて、それぞれの回転
数において圧力及び温度が飽和するまで連続運転し、飽
和した時のガス放出速度をオリフィス法を用いて測定し
た。第２図に、本第１実施例の真空用モータ（２０）を
用いた時の回転数とガス放出速度の増加量との関係をグ
ラフ（Ａ）で示す。又、本第１実施例のモータの代りに
第９図に示す従来例の真空用モータ（ｌＯ）を用いて同
様の測定を行った結果をグラフ（Ｂ）で示す。図から明
らかなように、第１実施例の真空用モータ（グラフ（Ａ
））では従来例（グラフ（Ｂ））に比べると１桁以上減
少している。

このようにベアリング（２）の近傍を冷却することよっ
て、ベアリング（２）自体の回転に起因する摩擦熱を除
去できるだけでなく、モータのコイル部で発生する熱が
熱伝導によってベアリング近傍へ伝達されてくるのを遮
断することもできる。その結果、ベアリング部の温度を
低く保ち、潤滑剤から放出されるガス量を最小限に抑え
ることができた。

次に他の実施例による冷却機構を示す。

第３図は第２実施例を示す概略断面図である。

ハウジング（３）の表面に冷却水を通す冷却パイプ（１
４）を銀ろうでろう付けした。

第４図は第３実施例を示す概略断面図である。

ハウジング（３）　に冷却ジャケット（９）を被せた。

冷却ジャケット（９）の表面には冷却水を通す冷却パイ
プ（１４）がろう付けされている。

第５図は第４実施例を示す概略断面図である。

ハウジング（３）の内部に直接管状の水路（１５）を形
成し、それに冷媒を流すようにする。

第２乃至第４実施例においては上記の冷却機構以外の構
成はいずれも第１実施例と同様である。

いずれの実施例においても、第１実施例と同等の効果が
得られることが明らかである。

第５実施例の概略断面図を第６図に示す。上記の第１乃
至第４実施例においてはモータ全体が真空中に入る真空
槽内使用型モータを用いたが、本実施例ではロータ側か
真空中に配置され、ステータ側が大気中に配置される真
空壁取付型モータを用いた。本実施例に乞いてはステー
タ側は取付部材（１６）とシール（Ｉ７）を介して真空
壁（１８１に気密に取付けられており２０−タｃ１）、
ベアリング（２）、ハウジング（３）及び隔壁（６）の
みが真空に接しているので、ガスの放出量は一層少ない
。第１図と共通の部分には同一の符号を付した。

次に第６実施例の概略断面図を第７図に示す。

上記の第１乃至第５実施例においてはアキシャルギャッ
プ型モータを用いたが、本実施例ではステツ（４）とロ
ータ（１）のギャップＧをラジアル方向に持っている通
常のラジアルギャップ型モータを用い、ハウジング（３
）の周囲に水冷用の冷却パイプ（１４）を設けた。

図において、第１図と共通の機能を持つ部分には同一の
符号を付した。本実施例においても第１実施例と同様の
効果が得られた。

次に第７実施例を第８Ａ図及び第８Ｂ図に示す。本実施
例ではりニアモータを用いた。第８Ａ図は全体として（
２４）で示されるリニアモータの側面に冷却機構を設け
た状態を模式的に示す概略断面図、第８Ｂ図は第８Ａ図
のＩ−Ｉ線における断面を模式的に示すものである。図
において、固定子（２１）に接続するフレーム（２３）
とベアリング（２９）を介して板状の移動子（２２）が
矢印ｆａ）に示す方向に移動するようになっている。フ
レーム（２３）の外側側面に冷却バイブ（１４）を設け
、冷却水を流した。それによってベアリング（２９）が
発生する熱を除去すると同時に固定子（２１）で発生し
てフレーム（２３）に伝えられる熱をも除去した。本実
施例でも第１実施例と同様の効果が得られることは明ら
かである。本実施例は真空槽内で試料を搬送したりする
場合に用いると、回転運動を直線運動に変える機構が不
要なので、占有空間が小さくて済み、又、その組込作業
も容易となる。特に固定子（２１）をシールを介して大
気側に取付けた場合には真空槽内の空間を有効に用いる
ことができる。

以上、本発明の各実施例について説明したが、勿論、本
発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思
想に基づき種々の変形が可能である。

例えば、各実施例においては、冷却機構はいずれもベア
リング近傍のハウジングにのみ設けられたが、ステータ
側にも冷却機構を設けて、ステータ側から伝えられる熱
そのものを減少させるようにすればなお一層効果的であ
る。

又、冷却媒体は水だけでなく他の冷媒を用いても良い。

更に又、ここではベアリングを油潤滑ベアリングとして
説明したが、ベアリングは固体潤滑ベアリングを用いて
も、冷却により放出ガス量が減少する効果があり、有効
である。

〔発明の効果〕

本発明は以上のような構成であるので、ベアリングを効
果的に冷却してベアリング部から放出されるガスを最小
限に抑え、それによって真空の汚染を最小限にする真空
用モータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる第１実施例の概略断面図、第２
図は第１実施例と、従来例とについてモータの回転数（
ｒ、ｐ、ｆｆｉ、）とガス放出速度の増加量との関係を
示すグラフ、第３図は第２実施例の概略断面図、第４図
は第３実施例の概略断面図、第５図は第４実施例の概略
断面、第６図は第５実施例の概略断面図、第７図は第６
実施例の概略断面図、第８Ａ図及び第８Ｂ図は第７実施
例の模式図及び第９図は従来の真空用モータの一例を示
す概略断面図である。 なお図において、 （１）　　　・・・・・・・・・・・・・・　　　ロー
タ（２）　・・・・・・・・・・・・・・　　ベ　　ア
　　リ　　ン　　グ（３）　　・・・・・・・・・・・
・・・　　ハ　　ウ　　ジ　　ン　　グ（４）　・・・
・・・・・・・・・・・　　ス　　テ　　−　　タ（９
）　・・・・・・・・・・・・・・（１３）　・・・・
・・・・・・・・・（１４）　・・・・・・・・・・・
・ （Ｉ５）　・・・・・・・・・・・・・（２０）　・・
・・・・・・・・・・・（２Ｉ）　　・・・・・・・・
・・・・・（２２）　・・・　・・・・・・・・・（２
４）　・・・・・・・・・・・・・冷却ジャケット 溝 冷却パイプ 水　　　　　　　　路 真空用モータ 固　　　　定　　　　子 移　　　　動　　　　子 リニアモータ 代 理 人 飯 阪 泰 雄 第 １ 図 ０ １・・・・・ローダ ２−・・・・・・・・・・ベア１ノング３″・・・・・
−・・・ハウシ゛ング ４・・・・・・・・・・ステータ １３・・・・・・・・・・＞箭 １４・・・・・・・・・富却パイフ ２０　　・・・・・　・真空用モータ １２図 （１９ｍ） 第３図 第４図 ９・・・・ ・・冷却ジャケット １５・・・・・・・・・・水 路 ＩＦ５図 ２１・・・・・・・・固定子 ２２・・・・・・・移動子 ２４・・・・・・・・１ノニアモータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動子と、該可動子の動きを可能にするベアリン
   グと、該ベアリングを支持するフレームと、固定子とか
   ら成り、少なくとも前記可動子、前記ベアリング及び前
   記フレームが真空に曝される真空用モータにおいて、少
   なくとも前記ベアリングの近傍を冷却するための冷却手
   段を設けたことを特徴とする真空用モータ。
2. （２）前記冷却手段が、前記フレームに形成された溝に
   熱的に接触するように埋め込まれたパイプであり、該パ
   イプに冷媒を循環させるようにした請求項（１）に記載
   の真空用モータ。
3. （３）前記冷却手段が、前記フレームに熱的に接触する
   ように設けられたパイプであり、該パイプに冷媒を循環
   させるようにした請求項（１）に記載の真空用モータ。
4. （４）前記冷却手段が前記フレームに被せる冷却ジャケ
   ットであり、該ジャケットに設けられたパイプに冷媒を
   循環させるようにした請求項（１）に記載の真空用モー
   タ。
5. （５）前記冷却手段が前記フレーム中に形成された通路
   であり、該通路に冷媒を循環させるようにした請求項（
   １）に記載の真空用モータ。
6. （６）前記可動子が回転子であり、該回転子と前記固定
   子とは前記回転子の回転軸上で該軸に直角な面のギャッ
   プを介して平行に向き合い、前記ギャップに隔壁を設け
   、それによって前記固定子が密封されて真空から隔離さ
   れ、前記回転子、前記ベアリング及び前記フレームだけ
   が真空に曝されるようにした請求項（１）乃至（５）の
   いずれかに記載の真空用モータ。
7. （７）前記可動子が直線状に動くようにした請求項（１
   ）乃至（５）のいずれかに記載の真空用モータ。