JPH06153489A

JPH06153489A - スピンドル駆動装置

Info

Publication number: JPH06153489A
Application number: JP32467892A
Authority: JP
Inventors: Jun Nishizaki; 準西崎; Hironori Senda; 裕能千田; Nobuhiko Iida; 伸彦飯田; Masayuki Konno; 雅之今野
Original assignee: Sony Magnescale Inc; Sony Corp
Current assignee: Sony Magnescale Inc; Sony Corp
Priority date: 1992-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動軸とスピンドルとの間における連結部分
の機械摩耗を無くして長寿命化を図るとともに、部品点
数を減らして構造を簡略化しコストの低減を図り、さら
に駆動軸とスピンドルの間における動力伝達用の脱着操
作時間を少なくしてタクトタイムの短縮化を図る。【構成】スピンドル１９を定位置上を回転するインデ
ックステーブル３上に回転自在に取り付けるとともに、
駆動軸１５ａを前記定位置上に回転自在に取り付け、駆
動軸１５ａとスピンドル１９とが対応すると駆動軸１５
ａとスピンドル１９の間を非接触状態で磁気結合させて
スピンドル１９を駆動軸１５ａと一体に回転させるため
の、各々マグネット２３ａ〜２３ｎを有した第１の回転
伝達部材１６と第２の回転伝達部材とで成るマグネット
・カップリング手段を、駆動軸１５ａとスピンドル１９
との間に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ等の駆動力で回
転する駆動軸にスピンドルを連結して一体に回転させる
スピンドル駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、駆動軸の回転をスピンドルに伝達
させて、駆動軸とスピンドルとを一体に回転させる構造
としては、例えば駆動軸とスピンドルとの間をカップリ
ング部材で締結して一体化したり、カップリングやロー
ラを接触させて摩擦力により回転を伝達させる方式等が
採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスピン
ドル駆動装置の構造では、駆動軸またはスピンドルを、
定位置上を移動するインデックステーブル等に回転自在
に取り付け、このインデックステーブルと共に駆動軸ま
たはスピンドルを移動させて他のスピンドルまたは駆動
軸との連結に切り換えるような場合は、インデックステ
ーブルが回転されて各駆動軸または各スピンドルが移動
する毎に、カップリングの脱着操作や各駆動軸または各
スピンドルの当接・離間を行わせるための往復運動を機
械等で自動的に行わせる必要がある。このため、機構が
複雑になるのに加えて、カップリングの脱着操作や、各
駆動軸または各スピンドルが往復運動する時間を必要と
し、タクトタイムの短縮にも限界があった。また、装置
を長期間使用すると、カップリングやローラーの接触面
の摩耗により、スピンドル側の追従性が劣化し、均一な
回転が得られなくなると言う寿命上の問題点があった。
さらに、そこから塵埃等が発生する場合があり、半導体
装置等を製造するクリーンルームで使用するには適さな
いと言う問題点があった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は駆動軸とスピンドルとの間におけ
る連結部分の機械摩耗を無くして長寿命化を図るととも
に、部品点数を減らして構造を簡略化しコストの低減を
図り、さらに駆動軸とスピンドルの間における動力伝達
用の脱着操作時間を少なくしてタクトタイムの短縮化を
可能にすることができるスピンドル駆動装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、駆動軸にスピンドルを連結して一体に回転さ
せるスピンドル駆動装置において、前記駆動軸と前記ス
ピンドルとの間を非接触状態で磁気結合させて前記駆動
軸側の回転を前記スピンドルに伝達させるためのマグネ
ット・カップリング手段を、前記駆動軸と前記スピンド
ルとの間に設けたものである。また、前記駆動軸と前記
スピンドルの一方を定位置上を移動する部材に回転自在
に取り付けるとともに、他方を前記定位置上に回転自在
に取り付け、前記駆動軸と前記スピンドルとが対応した
ときに前記駆動軸と前記スピンドルの間を非接触状態で
磁気結合させ、前記スピンドルを前記駆動軸側と一体に
回転させるためのマグネット・カップリング手段を前記
駆動軸と前記スピンドルとの間に設けることもできる。

【０００６】

【作用】この構成によれば、駆動軸とスピンドルとは、
磁気結合により非接触状態で動力伝達されて回転するの
で、摩耗等で発生する塵埃を無くしてクリーン度を保つ
ことができ、また連結部分の機械摩耗も無く長寿命化が
図れる。さらに、従来構造に比べて部品点数も少なくす
ることが可能になる。

【０００７】また、前記駆動軸と前記スピンドルの一方
を定位置上を移動する部材に回転自在に取り付けるとと
もに、他方を前記定位置上に回転自在に取り付け、前記
駆動軸と前記スピンドルとが対応したときに前記駆動軸
と前記スピンドルの間を非接触状態で磁気結合させ、前
記スピンドルを前記駆動軸側と一体に回転させるための
マグネット・カップリング手段を前記駆動軸と前記スピ
ンドルとの間に設けた場合では、上記作用に加えて、駆
動軸とスピンドルとの間における動力伝達をオン・オフ
する場合も、磁気結合を解くだけで実際の機械的なカッ
プリング部材の脱着操作を必要としないので、脱着操作
に必要な時間を少なくすることができる。さらに、駆動
軸を回転させたままの状態で駆動軸とスピンドル間を切
り離し、一方を他方に対して移動させることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図４は本発明の一実施例として示す保
護膜形成装置の全体構成図である。この装置では、ベー
ステーブル１上の略中央に位置して、マニホールド部２
と円板状のインデックステーブル３が配設されており、
インデックステーブル３がインデックス回転用モータ４
で回転できるようになっている。また、ベーステーブル
３上には、インデックステーブル３の下面と対向して、
コーティング部５と、クリーニング部６と、ディスク供
給ユニット部７と、ディスク排出部８と、ＵＶ（紫外
線）照射部９等が、インデックステーブル３の周面に沿
って点在した状態で配設されている。

【０００９】さらに詳述すると、マニホールド部２は、
上部にブロー用のＮ₂（窒素）ガスが送り込まれて来る
パイプ２７が接続されるロータリージョイント２ａが設
けられているとともに、下部に図示せぬバキューム用の
ジョイントが設けられ、さらに周面にはロータリージョ
イント２ａに通じる複数のジョイント２ｃと、バキュー
ム用のジョイントに通じる複数のジョイント２ｄがそれ
ぞれ設けられた構成となっている。

【００１０】インデックステーブル３の下面側には、コ
ーティング部５とクリーニング部６とディスク供給ユニ
ット部７とディスク排出部８及びＵＶ（紫外線）照射部
９にそれぞれ対応する状態にして、吸着テーブル１０が
取り付けられている。また、これら吸着テーブル１０
は、ホース１１を介してマニホールド部２の各ジョイン
ト２ｄと連結されており、マニホールド部２のジョイン
ト２ｂにおけるエアの吸引調整制御により、円板１２を
吸着及び解除できるようになっている。加えて、インデ
ックステーブル３には、吸着テーブル１０が取り付けら
れている部分にそれぞれ対応して、マニホールド部２の
ジョイント２ｃに一端側が連結されているホース１３の
他端側が取り付けられており、ジョイント２ａよりホー
ス１３を介して送り込まれて来るＮ₂ガスをインデック
ステーブル３の下面より吹き出し可能にして構成されて
いる。

【００１１】ここで、吸着テーブル１０の構成をさらに
説明すると、この吸着テーブル１０は、図１に詳細に示
すように、ベーステーブル１にホルダープレート１４を
介して配設された駆動部１０Ａと、インデックステーブ
ル３側に、このインデックステーブル３と一体移動可能
にして取り付けられた従動部１０Ｂとで構成されてい
る。

【００１２】このうち、駆動部１０Ａは、ベーステーブ
ル１の上面１ａに固定して取り付けせれているホルダー
プレート１４上に配設されたモータ１５を有し、このモ
ータ１５の駆動軸（回転軸）１５ａがインデックステー
ブル３に向かってまっすぐ下側に突出した状態で配設さ
れ、この駆動軸１５ａの下端側にフランジ状をした第１
の回転伝達部材１６が固定して取り付けられている。

【００１３】これに対して、従動部１０Ｂは、インデッ
クステーブル３を上下に貫通して、このインデックステ
ーブル３に固定して取り付けられた軸受ハウジング１７
と、軸受ハウジング１７内の上下に配設された一対の軸
受１８と、この上下の軸受１８で回転自在に保持されて
いるスピンドル１９等で構成されている。そして、スピ
ンドル１９は、軸受ハウジング１７の下側より挿入さ
れ、軸受ハウジング１７の上側でナット２０がスピンド
ル１９のねじ部１９ａにねじ止めされて上下方向の位置
決めがなされ、この状態で軸受ハウジング１７に回転自
在に取り付けられている。また、スピンドル１９の下端
側には円板１２をバキュームチャック可能なバキューム
チャック部２１が取り付けられ、上端側には第１の回転
伝達部材１６と対応する状態にしてフランジ状をした第
２の回転伝達部材２２が固定して取り付けられている。

【００１４】図２は、第１の回転伝達部材１６と第２の
回転伝達部材２２とが対向して、駆動部１０Ａと従動部
１０Ｂとが連結されている状態において、この連結部分
の構成を概略的に示す側面図である。第１の回転伝達部
材１６と第２の回転伝達部材２２は、略左右対称形に形
成されている。また、各回転伝達部材１６，２２は、図
３に第２の回転伝達部材２２を代表して示すように、対
向し合う面上に略等しいピッチでマグネット２３ａ，２
３ｂ，２３ｃ，・・・，２３ｎを点在させて環状に配設
し、さらに各マグネット２３ａ〜２３ｎ間のクリアラン
スを極力狭く、かつ外周側に配設できるようにするため
に、各マグネット２３ａ〜２３ｎ共通に上側より例えば
アルミニウムや合成樹脂等の非磁性体のマグネットホル
ダー２４をかぶせ、この後からねじ２５でマグネットホ
ルダー２４を回転伝達部材１６，２２に固定した構成と
なっている。なお、ここでの各マグネット２３ａ〜２３
ｎは、各軸（駆動軸１５ａ及びスピンドル１９）に沿っ
た方向に着磁されており、各回転伝達部材１６，２２が
対向し合う面には、Ｎ極とＳ極が交互に作られる状態に
して形成されている。

【００１５】この連結部分は、マグネット・カップリン
グ手段を構成しているもので、第１の回転伝達部材１６
と第２の回転伝達部材２２が対向した状態になると、図
２に磁路を矢印２６で示すように、上下各２個、計４個
を１つのループとして磁界が発生し、この磁界で両者間
を磁気結合させて非接触状態で連結し、第１の回転伝達
部材１６と第２の回転伝達部材２２とが一体に回転でき
る状態になっている。すなわち、駆動部１０Ａと従動部
１０Ｂとが対応した状態でモータ１５が駆動されて駆動
軸１５ａが回転されると、この回転が第１の回転伝達部
材１６と第２の回転伝達部材２２との間の磁気結合を介
して従動部１０Ｂ側のスピンドル１９に非接触状態で伝
達され、バキュームチャック部２１にチャックされた円
板１２を回転させることができる。

【００１６】なお、第１の回転伝達部材１６側にＮ極
（あるいはＳ極）のみ、第２の回転伝達部材２２側にＳ
極（あるいはＮ極）のみを配置した場合では、磁気結合
時にスラスト方向は引き合うが、ラジアル方向は空転し
易く追従性が悪くなるが、本実施例の場合ではＮ極とＳ
極を交互に設けていることによりラジアル方向の追従性
を良くしている。

【００１７】次に、この保護膜形成装置の動作を説明す
る。この装置では、円板１２は、インデックステーブル
３と一体に回動する従動部１０Ｂにおけるバキュームチ
ャック部２１でバキューム吸着されて、ディスク供給ユ
ニット部７から１枚づつ取り出される。

【００１８】円板１２が吸着保持されると、次に、イン
デックステーブル３がマニホールド部２を支点として回
転する。そして、ディスク供給ユニット部７で吸着テー
ブル１０における従動部１０Ｂのバキュームチャック部
２１に吸着保持された円板１２は従動部１０Ｂと共にク
リーニング部６に送られ、このクリーニング部６で円板
１２の表面にＮ₂ガスブローが行われて洗浄処理され
る。

【００１９】洗浄処理が終了すると、円板１２はインデ
ックステーブル３によって従動部１０Ｂと共にコーティ
ング部５へ送られ、このコーティング部５で円板１２の
一面に図示せぬ手段にて合成樹脂が吐出ノズルで吹きか
けられてコーティングされる。

【００２０】コーティング処理が終了すると、円板１２
は従動部１０Ｂと共にＵＶ照射部９に送られ、合成樹脂
が硬化され、合成樹脂による保護膜が形成される。

【００２１】保護膜が形成された円板１２は、従動部１
０Ｂと共にディスク排出部８へ送られる。そして、この
位置で吸着テーブル１０へのバキュームをオフすると、
従動部１０Ｂのバキュームチャック部２１と円板１２と
が切り離され、ディスク排出部８に段積み状態でストッ
クされる。

【００２２】これで、円板１２が供給されてから、保護
膜形成工程を経て、さらに排出位置にストックされるま
での一連の動作が完了する。そして、この同じ動作がデ
ィスク供給ユニット部７に積み重ねられている円板１２
に対して順次実行される。

【００２３】そして、この保護膜形成工程において、例
えばコーティング部５等、バキュームチャック部２１で
吸着保持した円板１２を回転させる必要のある位置（本
実施例ではモータ１５を設けたコーティング部５，クリ
ーニング部６，ＵＶ照射部９の部分）においては、従動
部１０Ｂの第２の回転伝達部材２２が駆動部１０Ａの第
１の回転伝達部材１６と対応したら、駆動部１０Ａ側の
モータ１５を回転させる。すると、第１の回転伝達部材
１６と第２の回転伝達部材２２との間の磁気結合によっ
て、駆動軸１５ａの回転がスピンドル１９に非接触状態
で伝達されて一体に回転し、これにより円板１２が回転
する。

【００２４】したがって、本実施例によれば、駆動軸１
５ａとスピンドル１９とは磁気結合により非接触状態で
動力伝達されて回転するので、接触による塵埃が発生す
るようなことも無く、クリーン度を保つことができる。
また、連結部分の機械摩耗も無く長寿命化が図れる。さ
らに、従来構造に比べて部品点数も少なくすることがで
き、コストの低減が図れる。さらに、駆動軸１５ａとス
ピンドル１９との間における動力伝達をオン・オフする
場合も、インデックステーブル３を回転させて、第１の
回転伝達部材１６と第２の回転伝達部材２２とを互いに
水平方向にずらして磁気結合を解くだけで良く、従来構
造のように実際の機械的なカップリング部材の脱着操作
を必要としないので、脱着操作に必要な時間を少なくす
ることができ、タクトタイムの短縮化が可能になる。

【００２５】なお、上記実施例では、第１の回転伝達部
材１６と第２の回転伝達部材２２との間に設けたマグネ
ット・カップリング手段を、第１の回転伝達部材１６と
第２の回転伝達部材２２の互いに対向し合う面上に略等
しいピッチで、かつＮ極とＳ極が交互に作られる状態に
して、マグネット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，・・・，２
３ｎを点在させて環状に配設してなる構造のものを開示
したが、これ以外に例えば図５及び図６に示すように変
形した構造であっても差し支えないものである。図５及
び図６において図１乃至図４と同一符号を付したものは
同一のものを示している。

【００２６】すなわち、図５に示すマグネット・カップ
リング機構では、駆動軸１５ａとスピンドル１９とを平
行にずらし、第１の回転伝達部材１６と第２の回転伝達
部材２２との間に軸受２８及び回転軸２９で回転自在に
支持された第３の回転伝達部材３０を、第１の回転伝達
部材１６及び第２の回転伝達部材２２の一部とそれぞれ
面対向した状態で配設したものである。そして、この第
３の回転伝達部材３０にも、第１の回転伝達部材１６及
び第２の回転伝達部材２２と同様に、その対向平面上に
略等しいピッチでマグネット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，
・・・，２３ｎを点在させて環状に配設し、さらに各マ
グネット２３ａ〜２３ｎ間のクリアランスを極力狭く、
かつ外周側に配設できるようにするために、各マグネッ
ト２３ａ〜２３ｎ共通に上側より非磁性体のマグネット
ホルダー２４をかぶせ、この後からねじ（不図示）でマ
グネットホルダー２４を回転伝達部材１６，２２に固定
した構成にしている。また、ここでの各マグネット２３
ａ〜２３ｎも、回転軸２９に沿った方向に着磁され、隣
合う極はＮ極とＳ極が交互に作られる状態にして形成さ
れ、さらに第１の回転伝達部材１６上のマグネットと第
２の回転伝達部材２２上のマグネットとそれぞれ磁気結
合された状態で配設される。

【００２７】この図５に示す構造では、モータ１５が駆
動されて駆動軸１５ａが第１の回転伝達部材１６と共に
回転されると、互いに磁気結合されている第３の回転伝
達部材３０及び第２の回転伝達部材２２を介してスピン
ドル１９に非接触状態で伝達され、このスピンドル１９
が回転する。

【００２８】一方、図６に示すマグネット・カップリン
グ機構では、インデックステーブル３の最外周部に近接
して、その外側の枠体３１に複数のマグネット２３ａ〜
２３ｎを固定して配列するとともに、インデックステー
ブル３上に第２の回転伝達部材２２を有したスピンドル
１９を配設して成る構成としたものである。

【００２９】この図６に示す構造では、インデックステ
ーブル３が回転すると、その外側に配列されているマグ
ネット２３ａ〜２３ｎとの磁気結合により、第２の回転
伝達部材２２も同時に回転され、これによってスピンド
ル１９も回転させることができる。また、枠体３１に設
けられるマグネット２３ａ〜２３ｎを部分的に固定配列
すると、その固定配列された部分でだけ回転され、他の
位置では回転作用が与えられずに、他の位置ではブレー
キをかけることができる。

【００３０】また、第１の回転伝達部材１６，第２の回
転伝達部材２２，第３の回転伝達部材３０に形成される
マグネットは、図７に示すように、リング状に形成した
フェライト材３３に、Ｎ極とＳ極を交互に着磁して設け
ても差し支えないものである。なお、図７において図１
乃至図４と同一符号を付したものは同一のものを示して
いる。

【００３１】さらに、第１の回転伝達部材１６，第２の
回転伝達部材２２，第３の回転伝達部材３０に形成され
るマグネットは、図８に示すように、リング状に形成し
たフェライト材３４の一面側にＮ極を、他面側にＳ極を
着磁してなる構造にしても差し支えないものである。

【００３２】したがって、図７及び図８に形成した構造
では、各回転伝達部材１６，２２，３０に設けるマグネ
ットが簡素化されるので、製作並びに組立が簡単にな
り、コストを下げることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るスピ
ンドル駆動装置によれば、駆動軸とスピンドルとは磁気
結合により非接触状態で動力伝達されて回転するので、
摩耗等で発生する塵埃を無くしてクリーン度を保つこと
ができ、また連結部分の機械摩耗も無く長寿命化が図れ
る。さらに、従来構造に比べて部品点数も少なくするこ
とが可能でコストの低減が図れる。

【００３４】また、前記駆動軸と前記スピンドルの一方
を定位置上を移動する部材に回転自在に取り付けるとと
もに、他方を前記定位置上に回転自在に取り付け、前記
駆動軸と前記スピンドルとが対応したときに前記駆動軸
と前記スピンドルの間を非接触状態で磁気結合させ、前
記スピンドルを前記駆動軸側と一体に回転させるための
マグネット・カップリング手段を前記駆動軸と前記スピ
ンドルとの間に設けた場合では、上記効果に加えて、駆
動軸とスピンドルとの間における動力伝達をオン・オフ
する場合も、磁気結合を解くだけで実際の機械的なカッ
プリング部材の脱着操作を必要としないので、脱着操作
に必要な時間を少なくすることができる。さらに、駆動
軸を回転させたままの状態で駆動軸とスピンドル間を切
り離し、一方を他方に対して移動させることができる。
これにより、タクトタイムの短縮化が可能になりコスト
の低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスピンドル駆動装置の
概略断面図である。

【図２】本実施例のマグネット・カップリング手段を示
す側面図である。

【図３】本実施例における回転伝達部材の構造説明図で
ある。

【図４】本発明の一実施例として示す保護膜形成装置の
全体構成図である。

【図５】マグネット・カップリング手段の一変形例を示
す斜視図である。

【図６】マグネット・カップリング手段の他の変形例を
示す斜視図である。

【図７】回転伝達部材の一変形例を示す斜視図である。

【図８】マグネットの一変形例を示す斜視図である。

【符号の説明】

３インデックステーブル（移動部材）１５モータ１５ａ駆動軸１６第１の回転伝達部材１９スピンドル２２第２の回転伝達部材２３ａ〜２３ｎマグネット２４マグネットホルダー（非磁性材）３０第３の回転伝達部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千田裕能東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者飯田伸彦東京都品川区西五反田３丁目９番17号ソニーマグネスケール株式会社内 (72)発明者今野雅之東京都品川区西五反田３丁目９番17号ソニーマグネスケール株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動軸にスピンドルを連結して一体に回
転させるスピンドル駆動装置において、前記駆動軸と前記スピンドルとの間を非接触状態で磁気
結合させて前記駆動軸側の回転を前記スピンドルに伝達
させるためのマグネット・カップリング手段を、前記駆
動軸と前記スピンドルとの間に設けたことを特徴とする
スピンドル駆動装置。
【請求項２】前記マグネット・カップリング手段を、
各々一面にマグネットを配設した一対の回転伝達部材で
形成し、前記マグネットを配設した一面側を互いに対向
させて一方の前記回転伝達部材を前記駆動軸側に一体回
転可能に取り付けるとともに、他方の前記回転伝達部材
をスピンドル側に一体回転可能に取り付けて成る請求項
１に記載のスピンドル駆動装置。
【請求項３】前記回転伝達部を円板状に形成するとと
もに、前記マグネットを、隣合う極を交互に異ならせて
環状に点在させて複数配置し、かつ前記マグネットを非
磁性材で覆って前記回転伝達部と一体化して成る請求項
２に記載のスピンドル駆動装置。
【請求項４】前記回転伝達部に設ける前記マグネット
を環状に形成するとともに、対向し合う極が互いに異な
るようにして前記マグネットを前記回転伝達部に配置し
て成る請求項２に記載のスピンドル駆動装置。
【請求項５】前記マグネットに、周に沿ってＮ極，Ｓ
極を交互に複数形成して成る請求項４に記載のスピンド
ル駆動装置。
【請求項６】駆動軸にスピンドルを連結して一体に回
転させるスピンドル駆動装置において、前記駆動軸と前記スピンドルの一方を定位置上を移動す
る部材に回転自在に取り付けるとともに、他方を前記定
位置上に回転自在に取り付け、前記駆動軸と前記スピンドルとが対応したときに前記駆
動軸と前記スピンドルの間を非接触状態で磁気結合さ
せ、前記スピンドルを前記駆動軸側と一体に回転させる
ためのマグネット・カップリング手段を前記駆動軸と前
記スピンドルとの間に設けたことを特徴とするスピンド
ル駆動装置。
【請求項７】前記スピンドルを前記移動部材上に複数
設けて成る請求項６に記載のスピンドル駆動装置。