JPH10243609A - 真空用モ−タの冷却装置 - Google Patents

真空用モ−タの冷却装置

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JPH10243609A
JPH10243609A JP5696197A JP5696197A JPH10243609A JP H10243609 A JPH10243609 A JP H10243609A JP 5696197 A JP5696197 A JP 5696197A JP 5696197 A JP5696197 A JP 5696197A JP H10243609 A JPH10243609 A JP H10243609A
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光昭 萩尾
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電機子巻線等で発生した熱を効率良く真空チャ
ンバ外へ放熱し、回転軸の変形や軸受の破損の問題を解
消する真空用モータの冷却装置を提供する。 【解決手段】 真空用モータ1は、回転軸5が、反負荷
側から負荷側に向かって穿設された中空部51を有する
カップ状のものからなり、フレーム2は、反負荷側の端
面に回転軸5の軸径より大きな穴部21を有するベ−ス
取付け面22が形成されるとともに、ベ−ス7の上面に
は、ベ−ス取付け面22の間に設けた穴部21から中空
部51の負荷側の端面に向かって回転軸5と僅かな空隙
を介して伝熱用固定軸9を設けてあり、伝熱用固定軸9
の内部に冷却用通路10を配設し冷却水を流すようにし
てある。これにより、真空用モータ1を回転させると、
電機子巻線31等からの発生熱を回転軸5側へ伝熱し、
その熱を静止した伝熱用固定軸9との間で輻射による伝
熱を行った後、真空チャンバ8の外へ熱を伝える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空チャンバ内に
おいて、半導体製造装置や液晶製造装置などの試料搬送
やハンドリングを行うアクチュエータに用いる真空用モ
ータに係り、特に真空用モータの冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば真空環境中での半導体製造
工程において、ウェハ搬送用の動力伝達装置に用いられ
る真空用モータは、固定子鉄心に巻装された電機子巻線
の発熱による温度上昇が大気中に比べて激しいため、真
空環境を汚すことなく十分な冷却が行われることが要求
されている。従来の回転形の真空用モータの冷却装置に
ついて説明する。図3は第1の従来例を示す同装置の断
面図である。真空用モータ1は、円筒形状をしたフレー
ム2と、フレーム2の内側に設けた電機子巻線31を有
する固定子鉄心3と、フレーム2の内側に軸受6を介し
て支持され一端に負荷11を接続した回転軸5と、この
回転軸5の外側に嵌着され固定子鉄心3と空隙を介して
設けた回転子4とで構成されている。また、真空用モー
タ1は、図示しない真空排気装置と接続された真空チャ
ンバ8内に置かれ、真空チャンバ8の内周壁面上に水平
に固定された熱伝導部材からなるベ−スを介して設置さ
れている。このような構成の真空用モータ1は固定子鉄
心3に巻装された電機子巻線31や軸受6などで発生し
た熱がフレーム2へ伝わり、フレーム2に取り付けであ
るベース7を介して真空チャンバ8の外周壁面へ伝熱し
て冷却されるものである。また、第2の従来例として、
真空チャンバの外の大気側に接続しているパイプをフレ
ーム部に設けた水冷ジャケットに埋設して、そのパイプ
中に水などの液体を流すことにより、モータの電機子巻
線から発生した熱を液体を媒介とし、その液体をチラー
等で循環させることで熱伝達により放熱する冷却装置が
提案されている。また、第3の従来例として、フレーム
部内に作動流体を封入して、モータの電機子巻線での発
生熱を作動流体の蒸発により離れた位置にある凝縮部ま
で運び、凝縮部で蒸発潜熱を外部へ放出する冷却装置が
提案されている(例えば、特開平7ー236256号公
報)。図4は第3の従来例を示す真空用モータの冷却装
置の断面図である。図において、第1の従来例と異なる
点を説明する。発熱する固定子鉄心3の周囲を囲むフレ
ーム2の内部に作動流体が蒸発する蒸発部となる環状の
空洞部12を形成しており、フレーム2には、その上下
に間隔を置いて蒸気通路用パイプ13及び液流通路用パ
イプ14の一端部を接続し、空洞部12と連通する。蒸
気通路用パイプ13及び液通路用パイプ14の他端部は
真空チャンバ8の外壁部を貫通して外部まで延び、外部
において凝縮部15に連通しており、接続具16、17
により凝縮部15と着脱自在に接続されている。また、
空洞部12、蒸気通路用パイプ13及び液通路用パイプ
14、凝縮部15内に水やフロン等の作動流体を封入す
る。なお、空洞部12の内周壁には毛細管作用を行う金
網等からなるウイック12aが張設されている。ここ
で、13a、14aはそれぞれモータ側の蒸気通路用、
液通路用パイプで、13b、14bはそれぞれ凝縮部側
の蒸気通路用、液通路用パイプである。このような構成
において、真空用モータ1の作動により電機子巻線31
が発熱すると、この熱はフレーム2の内壁部を介して空
洞部12に伝達され、空洞部12内でウイック12aの
作動流体の蒸発によって取り去られる。この作動流体の
蒸発により、空洞部12内の気圧が凝縮部15内の気圧
よりも高くなり、両部間で圧力差が生じ、上記の蒸発し
た作動流体の蒸気は、フレーム2の空洞部12から蒸気
通路用パイプ13を経て凝縮部15内へ移動せしめら
れ、凝縮部15を通じて蒸発潜熱が外部へ放出されて凝
縮し、それから凝縮により液化した作動流体は液通路用
パイプ14を経て空洞部12へ戻るようにしてある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、第1の従来
例の真空用モータの冷却装置において、回転軸端部に負
荷11を取り付けた真空用モータ1を回転させると、真
空用モータ1の主要な発熱部位である電機子巻線31の
ジュール熱や軸受の摩擦熱などの影響を受けて、その熱
がフレーム2が固定されているベース7を介して真空チ
ャンバ8の外周壁面から放熱されるが、この伝熱経路以
外には、電機子巻線31あるいは固定子鉄心3からの輻
射熱として、固定子鉄心3と空隙を介している回転子
4、回転子4を嵌合する回転軸5に伝熱される経路があ
る。このような伝熱経路を通った熱で回転子4および回
転軸5の温度が上昇して変形を起こしたり、回転軸5の
温度上昇に伴ってその接触要素である軸受6が変形を生
じて破損を起こすという問題があった。また、第2の従
来例および第3の従来例に示した冷却装置では、固定子
鉄心3側の熱を真空チャンバ8の外部へ強制的に熱伝達
し放熱することができるが、電機子巻線31あるいは固
定子鉄心3の輻射熱により回転子4へ伝熱したり、ある
いは回転軸5の負荷11により発生する熱が回転軸5に
伝わったりして、回転子4および回転軸5の温度上昇す
る問題があった。また、第3の従来例は冷却用配管で接
続されているため熱輸送経路が長くなり構造が複雑化
し、メンテナンス等の分解、組立時においてモータ本体
に接続する冷却用配管を真空チャンバ8から取り外して
作業を行わなくてはならず作業性が悪く、コストがかか
るという問題もあった。そこで、本発明は第1の目的
は、真空中において、電機子巻線や軸受で発生した熱を
効率良く真空チャンバ外へ放熱し、回転軸の変形あるい
は軸受の破損などの問題を解消することのできる真空用
モータの冷却装置を提供することにある。また、第2の
目的は、冷却装置のメンテナンス等の分解、組立時の作
業を解消し、作業コストのかからない構造が簡単な真空
用モータの冷却装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は真空チャンバと、この真空チャンバの内周
壁面上に固定されたベ−スと、このベ−スを介して設置
された真空用モータと、を備え、前記真空用モータが、
前記ベ−スと垂直方向に設けたフレームと、このフレー
ムの内側に設けた電機子巻線を有する固定子鉄心と、前
記フレームの内側に軸受を介して支持され一端に負荷を
接続した回転軸と、この回転軸の外側に嵌着され前記固
定子鉄心と空隙を介して設けた回転子とで構成される真
空用モータの冷却装置において、前記回転軸は、反負荷
側から負荷側に向かって穿設された中空部を有するカッ
プ状に形成されたものからなり、前記フレームは、反負
荷側の端面に前記回転軸の軸径より大きな穴部を有する
ベ−ス取付け面が形成されるとともに、前記ベ−スの上
面には、前記ベ−ス取付け面の間に設けた穴部から前記
中空部の負荷側の端面に向かって前記回転軸と僅かな空
隙を介して同軸状の伝熱用固定軸を設けたものである。
また、前記伝熱用固定軸は、冷却流体を流通させる冷却
用通路を配設してあるものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明を図に示す実施例について
説明する。図1は本発明の第1の実施例を示す真空用モ
ータの断面図である。従来例と同じ構成要素については
同一符号を付し、その説明は省略する。真空用モータ1
が真空チャンバ8内のベース7に固定された構成は第1
の従来例と同じである。従来例と異なる点は、真空用モ
ータ1において、回転軸5が、反負荷側から負荷側に向
かって穿設された中空部51を有するカップ状のものか
らなり、フレーム2は、反負荷側の端面に回転軸5の軸
径より大きな穴部21を有するベ−ス取付け面22が形
成されるとともに、ベ−ス7の上面には、ベ−ス取付け
面22の間に設けた穴部21から中空部51の負荷側の
端面に向かって回転軸5と僅かな空隙を介して同軸状の
伝熱用固定軸9を設けたものである。なお、伝熱用固定
軸9は高熱伝導性の材料からなるものである。このよう
な構成において、動作について説明する。真空チャンバ
8の内部で回転軸端部に負荷11を取り付けた真空用モ
ータ1を回転させると、電機子巻線31や軸受6からの
発生熱がフレーム2へ伝熱し、フレーム2からベース7
を介して真空チャンバ8の外周壁面から放熱されること
になる。また、電機子巻線31あるいは固定子鉄心3か
らの輻射熱として固定子鉄心3と空隙を介している回転
子4に熱が伝わる。この回転子4に伝わった熱は、回転
子4の内周を嵌着している回転軸5に熱伝導し、回転軸
5と僅かな空隙を介して設けた伝熱用固定軸9へ輻射に
より伝熱した後、伝熱用固定軸9からベース7、真空チ
ャンバ8の外周壁面へと熱を伝える。真空チャンバ8は
真空用モータ1に比べて熱容量が大きいうえ、真空チャ
ンバ8の外周壁面は、大気に接しているため自然対流に
より放熱がおこなわれ、真空用モータ1の温度上昇は抑
制される。したがって、真空用モータ1の運転による電
機子巻線31等からの発熱は、固定子鉄心3のフレーム
2から真空チャンバ8へと伝熱する以外に、回転軸5の
内側から伝熱用固定軸9へ輻射熱により伝熱されるた
め、回転子4および回転軸5ならびに軸受6で発生した
熱を効率良く真空チャンバ8外へ放熱し、さらに回転軸
4の温度上昇に伴う変形あるいは軸受6の破損などの問
題を解消することもできる。
【0006】図2は第2の実施例を示す真空用モータの
断面図である。第1の実施例と異なる点は、伝熱用固定
軸9の内部に冷却用通路10を配設したものである。冷
却用通路10の両端口は、図示していないチラーへと接
続されている。このような構成において、チラー(図示
せず)から冷却用通路10に冷却水を流通させることに
よって伝熱用固定軸9の内部に冷却水が循環するので、
真空用モータ1の電機子巻線からの発熱で回転軸に伝熱
された熱は伝熱用固定軸9の内部に循環する冷却水と熱
交換されるようにしてある。したがって、回転子4およ
び回転軸5ならびに軸受6で発生した熱による温度上昇
をさらに抑制することができ、効率良く真空チャンバ8
外へ放熱することができる。また、ベース7に固定した
伝熱用固定軸9の内部に冷却用通路10を配設した簡単
な構造のため、冷却装置としてのメンテナンス等の分
解、組立時の作業をなくし、作業コストがかからない真
空用モータの冷却装置を得る効果がある。
【0007】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、真
空用モータの運転で発生した熱を従来のようにフレーム
などの固定側から熱伝導をおこなう以外に、中空部を有
する回転軸の内側から僅かな空隙を介して設置している
伝熱用固定軸へ、輻射熱として伝熱する経路を考慮した
構成を設けてあるため、真空中において、電機子巻線や
軸受で発生した熱を効率良く真空チャンバ外へ放熱する
ことのできる真空用モータの冷却装置を得る効果があ
る。これにより回転軸の変形あるいは軸受の破損の問題
も解消することができる。また、冷却装置のメンテナン
ス等の分解、組立時の作業をなくすことができるため、
作業コストがかからず、構造を簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示す真空用モータの
冷却装置の断面図である。
【図2】 本発明の第2の実施例を示す真空用モータの
冷却装置の断面図である。
【図3】 第1の従来例を示す真空用モータの冷却装置
の断面図である。
【図4】 第3の従来例を示す真空用モータの冷却装置
の断面図である。
【符号の説明】
1: 真空用モータ 2:フレーム 21:穴部 22:フレ−ム取付け面 3:固定子鉄心 31:電機子巻線 4:回転子 5:回転軸 51:中空部 6:軸受 7:ベース 8:真空チャンバ 9:伝熱用固定軸 10:冷却用通路 11:負荷

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバと、この真空チャンバの内
    周壁面上に固定されたベ−スと、このベ−スを介して設
    置された真空用モータとを備え、前記真空用モータが、
    前記ベ−スと垂直方向に設けたフレームと、このフレー
    ムの内側に設けた電機子巻線を有する固定子鉄心と、前
    記フレームの内側に軸受を介して支持され一端に負荷を
    接続した回転軸と、この回転軸の外側に嵌着され前記固
    定子鉄心と空隙を介して設けた回転子とで構成される真
    空用モータの冷却装置において、 前記回転軸は、反負荷側から負荷側に向かって穿設され
    た中空部を有するカップ状に形成されたものからなり、
    前記フレームは、反負荷側の端面に前記回転軸の軸径よ
    り大きな穴部を有するベ−ス取付け面が形成されるとと
    もに、前記ベ−スの上面には、前記ベ−ス取付け面の間
    に設けた穴部から前記中空部の負荷側の端面に向かって
    前記回転軸と僅かな空隙を介して同軸状の伝熱用固定軸
    を設けたことを特徴とする真空用モータの冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記伝熱用固定軸は、冷却流体を流通さ
    せる冷却用通路を配設してある請求項1に記載の真空用
    モータの冷却装置。
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