(57)【要約】【課題】回転機構が有するシャフトの外部からの異物の侵入を抑制すること。【解決手段】回転機構１は、ハウジング２と、ハウジング２に設けられた孔２ＢＨに挿通されるシャフト４と、ハウジング２に設置されてシャフト４を回転可能に支持する軸受６Ａ、６Ｂと、シャフト４の一端部に設けられてシャフト４ともに回転し、かつ孔２ＢＨの径方向外側まで張り出した部分５Ｆがハウジング２と所定の大きさの隙間を有して対向する回転部材５と、前述した隙間とハウジング２の外側とを接続して、前述した隙間の部分の気体をハウジング２の外部に通過させる気体通路７と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに設けられた孔に挿通されるシャフトと、
前記ハウジングに設置されて前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトの一端部に設けられて前記シャフトともに回転し、かつ前記孔の径方向外側まで張り出した部分が前記ハウジングと所定の大きさの隙間を有して対向する回転部材と、
前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続して、前記隙間の部分の気体を前記ハウジングの外部に通過させる気体通路と、
を含む、回転機構。
【請求項２】
前記軸受は、外輪、前記外輪の径方向内側に配置される内輪及び前記外輪と前記内輪との間に配置される転動体を有する転がり軸受であり、
前記孔と前記シャフトとで囲まれる空間は、前記回転部材側及び前記外輪と内輪との間に開口する、請求項１に記載の回転機構。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記シャフトの他端部にローターが連結される電動機を内部に備えており、
前記電動機には冷却用の気体が供給される、請求項１又は請求項２に記載の回転機構。
【請求項４】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する溝を有し、
前記気体通路は、前記溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項５】
前記溝は、前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分に設けられ、
前記気体通路は、前記ハウジングに設けられ、かつ前記溝に開口する、請求項４に記載の回転機構。
【請求項６】
前記溝は、前記孔の径方向に向かって複数設けられる、請求項５に記載の回転機構。
【請求項７】
前記溝は、前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分に設けられ、
前記気体通路は、前記ハウジングに設けられ、かつ前記ハウジングの前記溝と対向する位置に開口する、請求項４に記載の回転機構。
【請求項８】
前記溝は、前記孔の径方向に向かって複数設けられる、請求項７に記載の回転機構。
【請求項９】
前記回転部材を、その厚み方向に貫通する貫通孔を有し、
前記回転部材の前記ハウジングとは反対側から、前記貫通孔、前記隙間及び前記気体通路を介して気体を排出する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記気体通路とは異なる気体通路を有し、
前記気体通路とは異なる気体通路は、前記隙間の部分の気体を前記ハウジングの外部に通過させる、請求項９に記載の回転機構。
【請求項１１】
前記ハウジングは、前記ハウジングと前記シャフトとの間から気体を吸引するための通路を有する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１２】
前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続し、前記気体通路よりも前記孔の径方向外側から、前記隙間の部分に気体を供給する給気通路を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１３】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する第１溝と、
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方、かつ前記第１溝よりも前記孔の径方向外側に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する第２溝と、を有し、
前記気体通路は、前記第１溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続し、前記給気通路は、前記第２溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続する、請求項１２に記載の回転機構。
【請求項１４】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方、かつ前記第１溝と前記第２溝との間に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在し、前記ハウジングの外側と接続される第３溝を有する、請求項１３に記載の回転機構。
【請求項１５】
前記ハウジングの、前記気体通路よりも前記孔の径方向外側に開口して前記回転部材と対向し、かつ前記孔の周方向に沿って延在する開口部を有し、
前記給気通路は、前記開口部と接続する、請求項１２に記載の回転機構。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の回転機構を備える、工作機械。
【請求項１７】
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の回転機構を備える、半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転機構、工作機械及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送装置、半導体製造装置又は工作機械等には、回転ステージを回転させたり、工具又は工作物を回転させたりする回転機構が用いられる。このような回転機構として、例えば、特許文献１には、静圧気体軸受スピンドルが記載されている。この静圧気体軸受スピンドルは、ハウジングのスリーブ取付孔にチャック用スリーブと軸受スリーブとが上下に取付けられ、その両スリーブ間に形成された排気空間をハウジングに設けられた排気路を介して外部に連通させる。主軸の上端には、ワークを支持するテーブルが取付けられる。チャック用スリーブには、テーブルに形成されたワーク吸着用の吸引凹部に連通する吸引路が設けられる。主軸と軸受スリーブ間のラジアル軸受すきまに供給された圧縮気体を排気空間および排気路から外部に排出させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１７６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、チャック用スリーブと主軸間の隙間に圧縮気体が流れ込んだ場合に、その圧縮気体をチャック用スリーブに形成された吸引路に吸引してハウジング上に圧縮気体が流出するのを防止することで、主軸を支持する圧縮気体中の粉塵がテーブル上に載置されたワーク表面に付着するのを防止するものである。しかし、主軸の外部から主軸とチャック用スリーブとの間に異物が侵入し、主軸の支持に影響を与える可能性がある。
【０００５】
本発明は、回転機構が有するシャフトの外部からの異物の侵入を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに設けられた孔に挿通されるシャフトと、前記ハウジングに設置されて前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記シャフトの一端部に設けられて前記シャフトともに回転し、かつ前記孔の径方向外側まで張り出した部分が前記ハウジングと所定の大きさの隙間を有して対向する回転部材と、前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続して、前記隙間の部分の気体を前記ハウジングの外部に通過させる気体通路と、を含む、回転機構である。
【０００７】
この回転機構は、シャフトが挿通される孔の径方向外側まで張り出した回転部材の部分が、ハウジングと所定の大きさの隙間を有して対向しており、気体通路から隙間の部分の気体をハウジングの外部に通過させる。このような構造により、この回転機構は、孔とシャフトとの間よりも回転機構の外側から隙間の気体を排出するので、シャフトの外部からの異物の侵入を抑制することができる。
【０００８】
前記軸受は、外輪、前記外輪の径方向内側に配置される内輪及び前記外輪と前記内輪との間に配置される転動体を有する転がり軸受であり、前記孔と前記シャフトとで囲まれる空間は、前記回転部材側及び前記外輪と内輪との間に開口することが好ましい。このようにすることで、ハウジングの内部の気体は、軸受の外輪と内輪との間、空間、隙間及び気体通路を通ってハウジングの外側に排出される。このように、孔とシャフトとで囲まれる空間は、軸受で発生した熱をハウジングの外側に排出できるので、軸受の温度上昇を抑制することができる。
【０００９】
前記ハウジングは、前記シャフトの他端部にローターが連結される電動機を内部に備えており、前記電動機には冷却用の気体が供給されることが好ましい。このようにすることで、電動機の温度上昇を抑制できる。
【００１０】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する溝を有し、前記気体通路は、前記溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続することが好ましい。溝は孔の周囲に設けられるので、溝全体から隙間の気体がハウジングの外側に排出される。この作用により、この回転機構は、異物の侵入及びハウジング内部の発塵の流出が効果的に抑制される。
【００１１】
前記溝は、前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分に設けられ、前記気体通路は、前記ハウジングに設けられ、かつ前記溝に開口することが好ましい。このようにすることで、異物の侵入及びハウジング内部の発塵の流出が効果的に抑制される。
【００１２】
前記溝は、前記孔の径方向に向かって複数設けられることが好ましい。この回転機構は、ハウジングの径方向に向かって複数の溝を有するので、シール機能が向上する。また、この回転機構は、複数の溝により、シャフトの外部からの異物の侵入をより効果的に抑制することができる。また、回転部材とハウジングとの間の隙間を洗浄液等の液体で洗浄する際に、外側の溝から洗浄液を供給し、洗浄液をハウジングの外側及び内側の溝から回収することができる。このようにすることで、この回転機構は、洗浄液が軸受に浸入することを抑制することができる。
【００１３】
前記溝は、前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分に設けられ、前記気体通路は、前記ハウジングに設けられ、かつ前記ハウジングの前記溝と対向する位置に開口することが好ましい。このようにすることで、回転部材の質量が小さくなるため、回転部材の慣性モーメントを小さくすることができる。
【００１４】
前記溝は、前記孔の径方向に向かって複数設けられることが好ましい。この回転機構は、ハウジングの径方向に向かって複数の溝を有するので、シール機能が向上する。また、この回転機構は、複数の溝により、シャフトの外部からの異物の侵入をより効果的に抑制することができる。また、回転部材とハウジングとの間の隙間を洗浄液等の液体で洗浄する際に、外側の溝から洗浄液を供給し、洗浄液をハウジングの外側及び内側の溝から回収することができる。このようにすることで、この回転機構は、洗浄液が軸受に浸入することを抑制できる。
【００１５】
前記回転部材を、その厚み方向に貫通する貫通孔を有し、前記回転部材の前記ハウジングとは反対側から、前記貫通孔、前記隙間及び前記気体通路を介して気体を排出することが好ましい。このようにすることで、気体通路を利用して回転部材に真空チャック等の吸着機構を設けることができる。
【００１６】
前記ハウジングは、前記気体通路とは異なる気体通路を有し、前記気体通路とは異なる気体通路は、前記隙間の部分の気体を前記ハウジングの外部に通過させることが好ましい。この回転機構は、回転部材に真空チャック等の吸着機構を設けた場合、気体通路から吸引機構からの気体を吸引し、この気体通路から隙間の気体をハウジングの外部に排出させることができる。隙間の気体は気体通路から排出されるので、吸着機構用の気体通路は、隙間からの気体を排出する量が低減される。その結果、吸着機構の排気系の流量を低減できる。また、吸着機構の排気系は圧力損失が低減されるので、チャック圧を高めることができる。
【００１７】
前記ハウジングは、前記ハウジングと前記シャフトとの間から気体を吸引するための通路を有することが好ましい。洗浄液による隙間の洗浄中、ハウジングとシャフトとの間から気体を吸引することにより、軸受側に洗浄液が浸入することを抑制できる。
【００１８】
前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続し、前記気体通路よりも前記孔の径方向外側から、前記隙間の部分に気体を供給する給気通路を有することが好ましい。この回転機構は、給気通路から隙間に供給される気体によって、隙間の径方向内側へ、ハウジングの外部から液体等の異物が侵入することを抑制できる。また、この回転機構は、給気通路からの気体が気体通路からハウジングの外部に排出されるので、ハウジングの内部に、給気通路からの高圧の気体が流入することを抑制することができる。
【００１９】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する第１溝と、前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方、かつ前記第１溝よりも前記孔の径方向外側に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する第２溝と、を有し、前記気体通路は、前記第１溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続し、前記給気通路は、前記第２溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続することが好ましい。この回転機構は、第１溝及び第２溝により、回転体及びハウジングの周方向全域にわたって、効率よく隙間に高圧の気体を行き渡らせ、かつ隙間から効率よく気体を排出できる。
【００２０】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方、かつ前記第１溝と前記第２溝との間に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在し、前記ハウジングの外側と接続される第３溝を有することが好ましい。この回転機構は、給気通路から隙間に流出した高圧の気体第３溝に集めて、ハウジングの外部に放出することができるので、給気通路から供給された高圧の気体が気体通路に流れる流量を低減できる。
【００２１】
前記ハウジングの、前記気体通路よりも前記孔の径方向外側に開口して前記回転部材と対向し、かつ前記孔の周方向に沿って延在する開口部を有し、前記給気通路は、前記開口部と接続することが好ましい。この回転機構は、給気通路から開口部を介して供給された高圧の気体が、ハウジングの径方向外側に排出されるので、給気通路からの高圧の気体が排気通路に流れる流量を小さくすることができる。
【００２２】
本発明に係る工作機械は、前述した回転機構を備えるので、この工作機械が備えるシャフトの外部からの異物の侵入を抑制することができる。
【００２３】
本発明に係る半導体製造装置は、前述した回転機構を備えるので、この半導体製造装置が備えるシャフトの外部からの異物の侵入を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、回転機構が有するシャフトの外部からの異物の侵入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施形態１に係る回転機構を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る回転機構の隙間の拡大図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図４は、実施形態１の変形例に係る回転機構を示す拡大図である。
【図５】図５は、実施形態１の変形例に係る回転機構の平面図である。
【図６】図６は、実施形態２に係る回転機構を示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態３に係る回転機構を示す断面図である。
【図８】図８は、実施形態４に係る回転機構を示す断面図である。
【図９】図９は、実施形態４に係る回転機構の隙間の拡大図である。
【図１０】図１０は、図８のＢ−Ｂ矢視図である。
【図１１】図１１は、実施形態５に係る回転機構を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１３】図１３は、実施形態６に係る回転機構を示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施形態７に係る回転機構を示す断面図である。
【図１５】図１５は、実施形態８に係る回転機構を示す断面図である。
【図１６】図１６は、実施形態９に係る回転機構を示す断面図である。
【図１７】図１７は、図１６のＤ−Ｄ矢視図である。
【図１８】図１８は、実施形態１０に係る回転機構を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１は、実施形態１に係る回転機構を示す断面図である。図１は、回転機構１の回転中心軸Ｚｒを含み、かつ回転中心軸Ｚｒと平行な平面で回転機構１を切った断面を示している。図２は、実施形態１に係る回転機構の隙間の拡大図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視図である。回転機構１は、回転を伝達する機械要素であり、例えば、工作機械、真空チャンバ等の特殊環境下で使用される搬送装置、半導体製造装置又はフラットパネルディスプレイ製造装置等に適用される。ここでは、一例として、回転機構１が、スピンドルを回転軸として備えるスピンドルユニットである場合を説明するが、回転機構１の適用対象はこれに限定されるものではない。
【００２８】
回転機構１は、ハウジング２と、シャフト４と、軸受６Ａ、６Ｂと、回転部材５と、気体通路７とを含む。ハウジング２は、軸受６Ａ、６Ｂを収容する部材である。本実施形態において、ハウジング２は、筒状の部材である側部２Ａと、側部２Ａの一端部に設けられた第１部材２Ｂと、側部２Ａの他端部に設けられた第２部材２Ｃとを有する。側部２Ａ、第１部材２Ｂ及び第２部材２Ｃは、ハウジング２の一部である。本実施形態において、側部２Ａは円筒形状の部材であり、一端部から他端部、すなわち第１部材２Ｂから第２部材２Ｃに向かう貫通孔２Ｉを有している。
【００２９】
第１部材２Ｂ及び第２部材２Ｃは、いずれも板状の部材である。本実施形態において、第１部材２Ｂ及び第２部材２Ｃの形状は、平面視が円形であるが、これらの形状は円形に限定されない。第１部材２Ｂは、シャフト４の回転中心軸Ｚｒを含み、かつ厚さ方向に貫通する孔２ＢＨを有している。第２部材２Ｃは、貫通孔２ＣＨを有している。貫通孔２ＣＨには、給電ケーブル３Ｃが挿通される。給電ケーブル３Ｃは、ハウジング２の内部、すなわち側部２Ａと第１部材２Ｂと第２部材２Ｃとで囲まれる部分に設けられる電動機３に電力を供給する。
【００３０】
シャフト４は、回転機構１の出力軸であり、ハウジング２、より具体的にはハウジング２の第１部材２Ｂに設けられた孔２ＢＨに挿入されて第１部材２Ｂを貫通する。軸受６Ａ、６Ｂは、ハウジング２、本実施形態では、ハウジング２の内部に設置されてシャフト４を回転可能に支持する。本実施形態において、シャフト４は、２個の軸受６Ａ、６Ｂによってハウジング２に支持されるが、軸受の数は２個に限定されない。
【００３１】
軸受６Ａ、６Ｂは、外輪６ａと、転動体６ｂと、内輪６ｃとを含む。内輪６ｃは、外輪６ａの径方向内側に配置される。このように、本実施形態において、軸受６Ａ、６Ｂは、いずれも転がり軸受である。転動体６ｂは、外輪６ａと内輪６ｃとの間に配置される。軸受６Ａ、６Ｂは、ハウジング２の側部２Ａが有する貫通孔２Ｉの内壁２Ｗに外輪６ａが接している。このような構造により、軸受６Ａ、６Ｂは、ハウジング２に取り付けられる。本実施形態において、両方の軸受６Ａ、６Ｂは、いずれも玉軸受であるが、転がり軸受としての軸受６Ａ、６Ｂの種類は玉軸受に限定されない。また、本実施形態において、軸受６Ａ、６Ｂは、いずれも転がり軸受であるが、滑り軸受であってもよい。
【００３２】
回転部材５は、シャフト４の一端部４ＴＡに設けられてシャフト４とともに回転する。回転部材５は、シャフト４の一端部４ＴＡとは反対側の面５ＳＢに物体が載置される。本実施形態において、回転部材５は、板状の部材であって平面視が円形である。回転部材５は、ハウジング２の第１部材２Ｂに設けられた孔２ＢＨの径方向外側まで張り出している。孔２ＢＨの径方向外側まで張り出した部分（以下、適宜フランジ部という）５Ｆは、図２に示すように、ハウジング２と所定の隙間１０を有して対向している。
【００３３】
隙間１０は、ハウジング２が有する第１部材２Ｂの回転部材５と対向する面２ＢＳと、回転部材５の第１部材２Ｂと対向する面５ＳＡとの間に形成される。隙間１０が、ハウジング２の内部と外部との間を封止するシール部となる。図２に示す隙間１０の大きさｔは、例えば、数μｍから数十μｍの大きさである。
【００３４】
気体通路７は、ハウジング２の回転部材５と対向する部分、より具体的にはハウジング２の第１部材２Ｂに設けられる。気体通路７は、第１部材２Ｂの回転部材５と対向する面２ＢＳと、面２ＢＳとつながる側部２ＢＥとを接続し、第１部材２Ｂを貫通している。このような構造により、気体通路７は、隙間１０とハウジング２の外側とを接続して、隙間１０の部分の気体をハウジング２の外部に通過させる。本実施形態において、気体通路７には排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、気体通路７内の気体（本実施形態では空気）を吸引して排出する。排気装置５０は、例えば、ポンプである。
【００３５】
本実施形態においては、図１、図２及び図３に示すように、ハウジング２が有する第１部材２Ｂの回転部材５と対向する部分である面２ＢＳに、溝８が形成される。溝８は、図３に示すように、第１部材２Ｂが有する孔２ＢＨの周方向に沿って延在する。また、図１、図２及び図３に示すように、気体通路７は、溝８に開口する。具体的には、溝８の底部に気体通路７が開口する。図３には、気体通路７の開口部７Ｈが現れている。
【００３６】
本実施形態において、回転機構１が有する気体通路７は１個であるが、その数は限定されない。回転機構１が複数の気体通路７を有する場合、気体通路７は、回転中心軸Ｚｒの周りに等間隔で設けられることが好ましい。気体通路７からは、隙間１０の気体が通過してハウジング２の外側に排出されるが、複数の気体通路７の間隔を等間隔とすることにより、気体が排出されるバランスが向上するので好ましい。
【００３７】
ハウジング２の内部には、電動機３が設けられている。電動機３は、ローター３Ｒと、ローター３Ｒの径方向外側に設けられたステーター３Ｓとを含む。ステーター３Ｓは、側部２Ａが有する貫通孔２Ｉの内壁２Ｗに取り付けられる。ローター３Ｒは、シャフト４の他端部に連結される。このような構造により、ローター３Ｒとシャフト４と回転部材５とは、一体となって回転中心軸Ｚｒの周りを回転する。本実施形態において、電動機３の形式は問わない。
【００３８】
本実施形態においては、前述したように、気体通路７から隙間１０の気体がハウジング２の外側に排出されることにより、回転機構１の外部からシャフト４とハウジング２との間への異物の侵入、軸受６Ａ、６Ｂへの異物の侵入及びハウジング２の内部からの発塵が回転機構１の外側に流出することが抑制される。ハウジング２の内部からの発塵は、例えば、軸受６Ａ、６Ｂからの発塵及び電動機３からの発塵がある。後述するように、回転機構１は、溝８を必ずしも有する必要はないが、溝８は孔２ＢＨの周囲に設けられるので、溝８全体から隙間１０の気体がハウジングの外側に排出される。この作用により、回転機構１は、異物の侵入及びハウジング２内部の発塵の流出が効果的に抑制される。このため、回転機構１は、軸受６Ａ、６Ｂに、転がり軸受又は滑り軸受等のように、気体供給を必要としない機械式の軸受を用いることができる。
【００３９】
軸受６Ａ、６Ｂに転がり軸受を用いると、回転部材５に搭載される物体からの荷重以外に起因する理由による、隙間１０方向におけるシャフト４の変位が抑制される。このため、隙間１０の大きさｔを小さくして、封止性能を向上させることができる。隙間１０の大きさｔは、シャフト４の精度（封止面方向の振れ）、ハウジング２側における封止面の平面度及びシャフト４に対する直角度に対して、一定の裕度を持たせることにより決定される。前述した封止面は、ハウジング２側においては、第１部材２Ｂの回転部材５側の面２ＢＳであり、回転部材５側においては、回転部材５の第１部材２Ｂ側の面５ＳＡである。
【００４０】
回転機構１は、軸受６Ａの内輪６ｃがシャフト４の回転部材５側に設けられた環状のスペーサ９と接している。回転部材５とシャフト４とは、図１に示すように、例えばボルトＢＬＴによって締結され、固定される。スペーサ９は、軸受６Ａと回転部材５との間に配置される。軸受６Ａは、外輪６ａがハウジング２の第１部材２Ｂに接する。また、軸受６Ａの内輪６ｃと軸受６Ｂの内輪６ｃとが接し、かつ軸受６Ｂの内輪６ｃに環状のスペーサ４Ｓが接触した状態で、スペーサ４Ｓ側からシャフト４にロックナット４Ｎがねじ込まれる。スペーサ４Ｓは、シャフト４の電動機３側に配置される。
【００４１】
ロックナット４Ｎが締め込まれることにより、軸受６Ａ、６Ｂは、スペーサ４Ｓ及びスペーサ９の間、かつロックナット４Ｎと回転部材５との間に固定される。軸受６Ａ、６Ｂがハウジング２の側部２Ａの内壁２Ｗに取り付けられると、軸受６Ａの外輪６ａはハウジング２の第１部材２Ｂに接して、シャフト４は、回転中心軸Ｚｒ方向に位置決めされる。このように、回転機構１は、回転中心軸Ｚｒ方向におけるシャフト４の基準を、回転部材５側に配置してある。このような構造により、回転部材５の姿勢及び位置並びに隙間１０の大きさｔは、シャフト４の熱変形、例えば回転中心軸Ｚｒ方向における伸び等の影響を受けにくいという利点がある。
【００４２】
本実施形態において、シャフト４及び軸受６Ａ、６Ｂは、例えば、次のような手順によりハウジング２に取り付けられる。まず、軸受６Ａ、６Ｂがハウジング２、より具体的には側部２Ａの内壁２Ｗに取り付けられる。次に、シャフト４の一端部４ＴＡ側にスペーサ９を取り付けた状態で、一端部４ＴＡに回転部材５を取り付ける。この状態で、シャフト４を、その他端部からハウジング２の第１部材２Ｂの孔２ＢＨを通して、軸受６Ａ、６Ｂの内輪６ｃに差し込む。シャフト４が軸受６Ａ、６Ｂに取り付けられたら、シャフト４にスペーサ４Ｓを取り付けた後、ロックナット４Ｎをシャフト４の他端部からねじ込んで、シャフト４を軸受６Ａ、６Ｂに取り付ける。
【００４３】
ハウジング２の第１部材２Ｂの孔２ＢＨ内には、スペーサ９及びシャフト４が配置される。本実施形態においては、シャフト４に取り付けられるスペーサ９及びスペーサ４Ｓもシャフトの一部とみなす。孔２ＢＨとスペーサ９、すなわちシャフト４とで囲まれる空間は、第１部材２Ｂの回転部材５側及び軸受６Ａ、６Ｂの外輪６ａと内輪６ｃとの間に開口している。この空間は、隙間１０と、軸受６Ａ、６Ｂの外輪６ａと内輪６ｃとの間とを接続している。このような構造により、軸受６Ａ、６Ｂの外輪６ａと内輪６ｃとの間を通して、ハウジング２の内部の気体は、空間を通って隙間１０に移動することができる。このため、排気装置５０が隙間１０の気体を吸引し、排出することにより、ハウジング２の内部の気体は、軸受６Ａ、６Ｂの外輪６ａと内輪６ｃとの間、空間、隙間１０及び気体通路７を通ってハウジング２の外側に排出される。このように、前述した空間は、電動機３及び軸受６Ａ、６Ｂで発生した熱をハウジング２の外側に排出できるので、これらの温度上昇を抑制することができる。結果として、軸受６Ａ、６Ｂ及びシャフト４の熱変形が抑制されるので、回転機構１は、高い回転精度を実現することができる。また、前述した熱変形が抑制されるので、回転機構１は、電動機３及びシャフト４を、発熱をともなう高加減速で回転させたり、高速で回転させたりすることもできる。
【００４４】
回転機構１は、軸受６Ａ、６Ｂに、転がり軸受を用いる。軸受６Ａ、６Ｂは、外輪６ａがハウジング２の側部２Ａの内壁２Ｗに取り付けられ、内輪６ｃがシャフト４に取り付けられる。このような構造において、ハウジング２の内部の封止を確保するためには、シャフト４とハウジング２の第１部材２Ｂに設けられた孔２ＢＨとの隙間を管理する必要がある。このためには、ハウジング２側の軸心と、軸受６Ａ、６Ｂが支持するシャフト４の軸心とを一致させる必要がある。両者を一致させるためには、ハウジングの加工精度を高くすることが要求される。このため、回転機構１に、転がり軸受又は滑り軸受等のように静圧軸受以外の軸受が用いられる場合、回転部材５とハウジング２の第１部材２Ｂとの間に隙間１０を形成することが、封止効率を向上させるために有効である。
【００４５】
静圧軸受は、停電等が発生することにより気体の供給が停止すると、軸受としての機能を喪失する。このため、第１部材２Ｂと回転部材５との間に封止用の隙間を設ける場合は、静圧軸受の隙間よりも封止用の隙間の方を大きくする必要がある。このため、静圧軸受は、封止用の隙間を一定以上に小さくすることが困難である。本実施形態において、軸受６Ａ、６Ｂは転がり軸受であるが、転がり軸受は、静圧軸受とは異なり、停電等の影響を受けない。このため、回転機構１は、軸受６Ａ、６Ｂに転がり軸受を用いると、隙間１０の大きさｔを、回転部材５と第１部材２Ｂとが接触しない範囲で小さくすることができるので、封止効率が向上する。
【００４６】
回転機構１は、シャフト４の回転が停止している間等に液体状の異物が隙間１０に侵入することを抑制するために、回転部材５の直径を、ハウジング２の第１部材２Ｂの直径よりも大きくすることが好ましい。気体通路７又は気体通路７とは別に設けた、溝８に接続する通路から、例えば溶剤等の洗浄液を供給し、隙間１０を洗浄できるようにしてもよい。本実施形態において、ハウジング２は、側部２Ａと第１部材２Ｂとが別部品となっているが、このような構造には限定されない。例えば、鋳造等の製造方法によって、側部２Ａと第１部材２Ｂとを一体の構造物として製造してもよい。
【００４７】
（変形例）
図４は、実施形態１の変形例に係る回転機構を示す拡大図である。図５は、実施形態１の変形例に係る回転機構の平面図である。図５は、図１のＡ−Ａ矢視に相当する位置から回転機構１’を見た状態を示している。この回転機構１’は、実施形態１の回転機構１と略同様であるが、溝８を有さない点が異なる。回転機構１’は、第１部材２Ｂに、図３等に示す溝８を有していないので、第１部材２Ｂの回転部材５側の面２ＢＳに、気体通路７が直接開口する。図５に示すように、本変形例において、回転機構１’の第１部材２Ｂは、複数個（この例では４個）の気体通路７を有している。図５には、それぞれの気体通路７の開口部７Ｈが現れている。
【００４８】
このような構造によっても、回転機構１’は、排気装置５０によって気体通路７から隙間１０の気体がハウジング２の外側に排出されるので、実施形態１の回転機構１と同様の作用及び効果が得られる。回転機構１’は、第１部材２Ｂに溝８を設ける必要がないので、製造が容易になるという利点がある。
【００４９】
さらに、気体通路７から隙間１０に、ハウジング２の周囲の気体よりも圧力の高い気体を供給してもよい。このようにすると、気体通路７から供給される気体が回転部材５及びハウジング２の第１部材２Ｂの径方向外側に流出するので、隙間１０が封止される。その結果、ハウジング２の外部から液体等が隙間１０へ侵入することを抑制できる。
【００５０】
以上、実施形態１及びその変形例について説明したが、実施形態１及びその変形例の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。この場合、実施形態１及びその変形例の一部の構成のみを適用してもよいし、すべての構成を適用してもよい。
【００５１】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る回転機構を示す断面図である。実施形態２の回転機構１ａは、実施形態１の回転機構１と同様であるが、回転部材５ａに溝８ａが設けられる点が異なる。回転機構１ａの他の構造は、回転機構１と同様である。
【００５２】
回転機構１ａの回転部材５ａは、第１部材２Ｂの面２ＢＳと対向する面５ＳＡａに溝８ａが設けられている。溝８ａは、回転中心軸Ｚｒの周りに、回転部材５ａの周方向に沿って設けられる。第１部材２Ｂの回転部材５ａと対向する面２ＢＳには、気体通路７が開口している。溝８ａは、気体通路７の開口部７Ｈと対向する位置に設けられる。
【００５３】
回転機構１ａは、回転部材５ａに溝８ａを有する。このため、回転部材５ａは、溝８ａの分、質量が小さくなる。結果として回転部材５ａの慣性モーメントが小さくなるので、回転部材５ａの応答性が向上する。本実施形態では、溝８ａを回転部材５ａのみに設けたが、さらに、第１部材２Ｂの溝８ａと対向する部分に、例えば、図１、図２及び図３に示すような溝８を設けてもよい。このようにすると、隙間１０の気体の排気効率が向上するので、封止性能をより向上させることができる。
【００５４】
以上、実施形態２について説明したが、実施形態２の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。この場合、実施形態２の一部の構成のみを適用してもよいし、すべての構成を適用してもよい。
【００５５】
（実施形態３）
図７は、実施形態３に係る回転機構を示す断面図である。実施形態３の回転機構１ｂは、実施形態１の回転機構１と同様であるが、ハウジング２ｂ内の電動機３に気体が供給される点が異なる。回転機構１ｂの他の構造は、回転機構１と同様である。
【００５６】
回転機構１ｂのハウジング２ｂが有する第２部材２Ｃｂは、ハウジング２ｂに収納されている電動機３側の端部（他端部）に取り付けられている。回転機構１ｂのハウジング２ｂが有する第２部材２Ｃｂは、給気口２ＣＳを有している。給気口２ＣＳは、第２部材２Ｃｂを、その厚み方向に貫通している。給気口２ＣＳから、電動機３に気体（本実施形態では空気）が供給される。
【００５７】
本実施形態において、給気口２ＣＳには、送風装置５１が接続されている。送風装置５１は、給気口２ＣＳを介して、ハウジング２ｂの内部に配置された電動機３に気体を供給する。この気体により、電動機３が冷却される。また、送風装置５１から供給された気体は、軸受６Ａ、６Ｂも冷却する。このため、回転機構１ｂは、シャフト４の熱変形を抑制することができる。シャフト４の熱変形が抑制されることにより、回転機構１ｂは、シャフト４を高速で回転させることができる。
【００５８】
回転機構１ｂは、ハウジング２ｂの気密性を高めた上で、給気口２ＣＳに加えてハウジング２ｂの内部と真空タンク又は真空発生源とを接続する。この真空タンク又は真空発生源は、停電等の非常時に排気装置５０が停止して隙間１０の封止機能が維持できなくなった場合でも、真空を維持できる。このような構造とすることにより、回転機構１ｂは、停電時等にはハウジング２ｂ内と真空タンク又は真空発生源とを接続することにより、隙間１０による封止機能の低下を抑制する。この構造が用いられる場合、ハウジング２の電動機３が収納されている部分の容積は小さくすることが好ましい。
【００５９】
以上、実施形態３について説明したが、実施形態３の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。この場合、実施形態２の一部の構成のみを適用してもよいし、すべての構成を適用してもよい。
【００６０】
（実施形態４）
図８は、実施形態４に係る回転機構を示す断面図である。図８は、回転機構１ｃの回転中心軸Ｚｒを含み、かつ回転中心軸Ｚｒと平行な平面で回転機構１ｃを切った断面を示している。図９は、実施形態４に係る回転機構の隙間の拡大図である。図１０は、図８のＢ−Ｂ矢視図である。実施形態４の回転機構１ｃは、実施形態１の回転機構１と同様であるが、回転部材５ｃが真空チャック機構を備える点が異なる。回転機構１ｃの他の構造は、回転機構１と同様である。
【００６１】
回転機構１ｃの回転部材５ｃは、凹部１１Ｕを有している。凹部１１Ｕには、真空チャック１１が設けられている。また、回転部材５ｃは、厚み方向に向かって貫通する貫通孔１２を有する。貫通孔１２は、ハウジング２の第１部材２Ｂ側と凹部１１Ｕとを接続する。貫通孔１２は、第１部材２Ｂの溝８と対向する位置に設けられる。本実施形態において、第１部材２Ｂは、回転中心軸Ｚｒの周りに、第１部材２Ｂの周方向に沿って複数（本例では４個）の貫通孔１２を有する。貫通孔１２の数は限定されるものではなく、１個でもよい。
【００６２】
排気装置５０は、第１部材２Ｂに設けられた気体通路７、溝８、隙間１０及び回転部材５ｃの貫通孔１２を介して、真空チャック１１から気体（例えば空気）を吸引する。すると、真空チャック１１に搭載された物体が、これに吸着される。また、排気装置５０の排気動作によって、隙間１０が封止の機能を発揮する。このように、回転機構１ｃは、真空チャック１１の真空の経路を、隙間１０によって封止することができる。真空チャック１１は、多孔質体であってもよい。
【００６３】
回転機構１ｃは、実施形態２と同様に、第１部材２Ｂに溝８を設ける代わりに、回転部材５ｃに溝８を設けてもよい。また、回転機構１ｃは、実施形態３と同様に、電動機３へ冷却用の気体を供給する給気口２ＣＳ及び送風装置５１を備えていてもよい。
【００６４】
以上、実施形態４について説明したが、実施形態４の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。この場合、実施形態４の一部の構成のみを適用してもよいし、すべての構成を適用してもよい。
【００６５】
（実施形態５）
図１１は、実施形態５に係る回転機構を示す断面図である。図１１は、回転機構１ｄの回転中心軸Ｚｒを含み、かつ回転中心軸Ｚｒと平行な平面で回転機構１ｄを切った断面を示している。図１２は、図１１のＣ−Ｃ矢視図である。実施形態５の回転機構１ｄは、図６に示す実施形態２の回転機構１ａと同様であるが、回転部材５ｄに複数の溝８ｄ及び溝１３が設けられる点及びハウジング２ｄの第１部材２Ｂｄには気体通路７と、これとは異なる気体通路１４とが設けられる点が異なる。回転機構１ｄの他の構造は、回転機構１ａと同様である。以下において、適宜、気体通路７を第１気体通路７と称し、気体通路７とは異なる気体通路１４を、適宜、第２気体通路１４と称する。
【００６６】
図１１及び図１２に示すように、溝８ｄ及び溝１３は、第１部材２Ｂｄが有する孔２ＢＨｄの周方向に向かって延在する。溝８ｄ及び溝１３は、回転部材５ｄの、第１部材２Ｂｄの面２ＢＳと対向する面５Ａｄであって、孔２ＢＨｄの径方向に向かって設けられる。本実施形態では、溝８ｄが溝１３の径方向外側に設けられている。本実施形態において、溝８ｄ及び溝１３は、いずれも回転部材５ｄに設けられるが、両方がハウジング２ｄの第１部材２Ｂｄに設けられてもよいし、一方が第１部材２Ｂに、他方が回転部材５ｄに設けられてもよい。このように、回転機構１ｄは、孔２ＢＨｄの径方向に向かって複数の溝を有していればよい。
【００６７】
第１部材２Ｂｄの回転部材５ｄと対向する面２ＢＳｄには、第１気体通路７及び第２気体通路１４が開口している。溝８ｄは、第１気体通路７の開口部７Ｈと対向する位置に設けられる。溝１３は、第２気体通路１４の開口部１４Ｈと対向する位置に設けられる。本実施形態において、図１２に示すように溝８の幅Ｗ１は、溝１３の幅Ｗ２よりも大きいが、両者の大きさの関係はこれに限定されない。
【００６８】
本実施形態において、第２気体通路１４には排気装置５２が接続されている。排気装置５２は、第２気体通路１４内の気体（本実施形態では空気）を吸引して排出する。排気装置５２は、例えば、ポンプである。このように、第２気体通路１４と第１気体通路７とは、それぞれ異なる排気装置５２と排気装置５０とで、内部の気体が吸引される。
【００６９】
本実施形態において、回転機構１ｄは、ハウジング２ｄの第１部材２Ｂｄが有する孔２ＢＨｄの径方向に向かって複数（本実施形態では２個）の溝８ｄ及び溝１３を有するので、シール機能が向上する。排気装置５０及び排気装置５２は、第１気体通路７及び第２気体通路１４を介して隙間１０の気体を吸引する。隙間１０の気体がハウジング２ｄの外側に排出されることにより、回転機構１ｄの外部からシャフト４とハウジング２ｄとの間への異物の侵入、軸受６Ａ、６Ｂへの異物の侵入及びハウジング２の内部からの発塵が回転機構１ｄの外側に流出することが抑制される。このように、回転機構１ｄは、複数の溝８ｄ及び溝１３により、シャフト４の外部からの異物の侵入をより効果的に抑制することができる。
【００７０】
隙間１０が汚れるのは、ハウジング２ｄの外部の雰囲気に含まれるミスト及び回転機構１ｄに飛散する液体によるものである。液体は、例えば、工作機械では旋盤における切削油又は研削盤における研削液等、半導体製造装置では研磨液又は洗浄液等である。回転機構１ｄは、孔２ＢＨｄの径方向外側に設けられた溝８ｄと、溝８ｄの径方向内側に設けられた溝１３とを有している。このため、回転機構１ｄは、回転部材５ｄとハウジング２ｄとの間の隙間１０を洗浄液等の液体で洗浄する際に、径方向外側の溝８ｄから洗浄液を供給し、その洗浄液をハウジング２ｄの外側の溝８ｄ及び径方向内側の溝１３から回収することができる。このようにすることで、この回転機構１ｄは、洗浄液が軸受６Ａ、６Ｂに浸入することを抑制することができる。
【００７１】
以上、実施形態５について説明したが、実施形態５の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。この場合、実施形態５の一部の構成のみを適用してもよいし、すべての構成を適用してもよい。
【００７２】
（実施形態６）
図１３は、実施形態６に係る回転機構を示す断面図である。図１３は、回転機構１ｅの回転中心軸Ｚｒを含み、かつ回転中心軸Ｚｒと平行な平面で回転機構１ｅを切った断面を示している。実施形態６の回転機構１ｅは、図１１に示す実施形態５の回転機構１ｄと同様であるが、回転部材５ｅが真空チャック機構を備える点が異なる。回転機構１ｅの他の構造は、回転機構１ｄと同様である。
【００７３】
回転機構１ｅの回転部材５ｅは、凹部１１Ｕを有している。凹部１１Ｕには、真空チャック１１が設けられている。また、回転部材５ｅは、厚み方向に向かって貫通する貫通孔１２を有する。貫通孔１２は、ハウジング２の第１部材２Ｂ側と凹部１１Ｕとを接続する。貫通孔１２は、第１部材２Ｂの溝８ｅと対向する位置に設けられる。本実施形態において、第１部材２Ｂは、回転中心軸Ｚｒの周りに、第１部材２Ｂの周方向に沿って複数（本例では４個）の貫通孔１２を有する。貫通孔１２の数は限定されるものではなく、１個でもよい。
【００７４】
排気装置５０は、第１部材２Ｂに設けられた第１気体通路７、溝８ｅ、隙間１０及び回転部材５ｄの貫通孔１２を介して、真空チャック１１から気体（例えば空気）を吸引する。すると、真空チャック１１に搭載された物体が、これに吸着される。また、排気装置５０の排気動作によって、隙間１０が封止の機能を発揮する。このように、回転機構１ｄは、真空チャック１１の真空の経路を、隙間１０によって封止することができる。真空チャック１１は、多孔質体であってもよい。
【００７５】
回転機構１ｅは、回転部材５ｅに真空チャック１１等の吸着機構を設けた場合、第１気体通路７を介して真空チャック１１からの気体を吸引することができる。また、回転機構１ｅは、第１気体通路７とは異なる第２気体通路１４から隙間１０の気体を排出することができる。この場合、排気装置５２が第２気体通路１４から気体を吸引する。このようにすることで、真空チャック１１用の気体通路、すなわち第１気体通路７は、隙間１０からの気体を排出する量が低減される。その結果、真空チャック１１の排気系の流量を低減できる。真空チャック１１の排気系は圧力損失が低減されるので、真空チャック１１が吸引する圧力（チャック圧）を高めることができる。例えば、第２気体通路１４を設けることにより、第１気体通路７及び第２気体通路１４の流量が略１／２になる。このため、第１気体通路７内及び第２気体通路１４内での圧力損失が低減される。回転機構１ｅは、比較的高いチャック圧を得ている場合は、第１気体通路７のみの場合と比較して、チャック圧を約１．１倍等に高めることができる。回転機構１ｅは、第１気体通路７のみの場合と同一のチャック圧が必要な場合、隙間１０を大きくすることができる。
【００７６】
回転機構１ｅは、実施形態５と同様に、回転部材５ｅに溝８ｅ及び溝１３を設ける代わりに、ハウジング２ｅの第１部材２Ｂｅに溝８及び溝１３を設けてもよい。また、回転機構１ｅは、実回転部材５ｅに溝８ｅ又は溝１３のいずれか一方が設けられ、ハウジング２ｅには、溝８又は溝１３のうち回転部材５ｅに設けられていない方が設けられてもよい。さらに、本実施形態においって、回転機構１ｅは、溝８及び溝１３の両方を有していなくてもよい。この場合、貫通孔１２は、第１気体通路７の第１部材２Ｂｅの開口部と対向し、第２気体通路１４は、第１部材２Ｂｅの開口部から隙間１０の部分の気体を吸引する。
【００７７】
排気装置５０による気体の吸引が一時的に停止しても、排気装置５２は、貫通孔１２、溝８ｅ及び第１気体通路７の径方向内側に設けられた溝１３からの気体の吸引を継続できる。このため、回転機構１ｅは、真空チャック１１をＯＦＦにしたときも、溝１３から軸受６Ａ、６Ｂ側からの気体をハウジング２ｅの外部に排出することができる。回転機構１ｅは、軸受６Ａ、６Ｂ側の気体及び発塵がハウジング２ｅの外部に流出することを抑制することができる。
【００７８】
以上、実施形態６について説明したが、実施形態６の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。この場合、実施形態６の一部の構成のみを適用してもよいし、すべての構成を適用してもよい。
【００７９】
（実施形態７）
図１４は、実施形態７に係る回転機構を示す断面図である。図１４は、回転機構１ｆの回転中心軸Ｚｒを含み、かつ回転中心軸Ｚｒと平行な平面で回転機構１ｆを切った断面を示している。実施形態７の回転機構１ｆは、図６に示す実施形態２の回転機構１ａと同様であるが、ハウジング２ｆが、ハウジング２ｆとシャフト４との間から気体を吸引するための通路１５を有する点が異なる。
【００８０】
回転機構１ｆのハウジング２ｆ、本実施形態では第１部材２Ｂｆは、通路１５を有する。通路１５は、第１部材２Ｂｆの径方向に沿って延在する通路である。通路１５は、第１部材２Ｂｆの径方向外側における側部と貫通孔２Ｈｆとを貫通し、第１部材２Ｂｆの外側と貫通孔２Ｈｆの内側とを接続している。本実施形態において、貫通孔２Ｈｆは、内周面２Ｈｆｗに、貫通孔２Ｈｆの周方向に沿って延在する溝１６を有する。通路１５は、溝１６に開口している。本実施形態において、通路１５の数は１本であるが、通路１５の数はこれに限定されない。
【００８１】
前述した実施形態６の溝１３は、内部の真空度が比較的小さくて済む。このため、溝１３が設けられる部分の隙間１０は、比較的大きな大きさ、例えば、前述したように数μｍから数十μｍであればよい。このため、回転機構１ｆは、回転部材５ｆ又は第１部材２Ｂｆに溝１３が設けられる代わりに、貫通孔２Ｈｆの内周面２Ｈｆｗに溝１６が設けられている。そして、排気装置５２は、溝１６に開口する通路１５から、ハウジング２ｆの第１部材２Ｂｆとシャフト４との間から気体を吸引する。排気装置５２は、例えば、洗浄液による隙間１０の洗浄中、第１部材２Ｂｆとシャフト４との間から通路１５を介して気体を吸引することにより、軸受６Ａ、６Ｂに洗浄液が浸入することを抑制できる。本実施形態では、貫通孔２Ｈｆの内周面２Ｈｆｗに溝１６が設けられているが、溝１６は、必ずしも貫通孔２Ｈｆに設けられなくてもよい。
【００８２】
（実施形態８）
図１５は、実施形態８に係る回転機構を示す断面図である。図１５は、回転機構１ｇの回転中心軸Ｚｒを含み、かつ回転中心軸Ｚｒと平行な平面で回転機構１ｇを切った断面を示している。実施形態８の回転機構１ｇは、気体通路７と、給気通路１８を備える。気体通路７は、隙間１０とハウジング２ｇの外側とを接続して、隙間１０の部分の気体をハウジング２ｇの外部に通過させる。以下において、気体通路７を、適宜排気通路７と称する。給気通路１８は、隙間１０とハウジング２ｇの外側とを接続し、気体通路７よりも２ＢＨｇ孔の径方向外側から、隙間１０の部分に気体を供給する。
【００８３】
給気通路１８は、第１部材２Ｂｇの回転部材５ｇと対向する面２ＢＳと、面２ＢＳとつながる側部２ＢＥとを接続し、第１部材２Ｂｇを貫通している。給気通路１８は、第１部材２Ｂｇの回転部材５ｇと対向する面２ＢＳに開口している。このような構造により、給気通路１８は、隙間１０とハウジング２ｇの外側とを接続して、隙間１０の部分に気体を供給する。本実施形態において、給気通路１８には給気装置５４が接続されている。給気装置５４は、給気通路１８に気体（本実施形態では空気）を供給する。給気装置５４は、例えば、ポンプであり、ハウジング２ｇの周囲よりも高圧の気体を給気通路１８に供給する。
【００８４】
本実施形態において、回転部材５ｇの、ハウジング２ｇの第１部材２Ｂｇと対向する部分、すなわち回転部材５ｇの面５Ａｇには、第１溝８ｇと第２溝１７とが設けられる。第１溝８ｇ及び第２溝１７は、いずれも孔２ＢＨｇの周方向に沿って延在する。第２溝１７は、第１溝８ｇよりも孔２ＢＨの径方向外側に設けられている。本実施形態において、第１溝８ｇと第２溝１７とは、いずれも回転中心軸Ｚｒを中心とする同心円となっている。
【００８５】
排気通路７の開口７Ｈは第１溝８ｇと対向し、給気通路１８の開口１８Ｈは第２溝１７と対向する。排気通路７は、第１溝８ｇの位置で隙間１０とハウジング２ｇの外側とを接続し、給気通路１８は、第２溝１７の位置で隙間１０とハウジング２ｇの外側とを接続する。本実施形態において、第１溝８ｇ及び第２溝１７は、いずれも回転部材５ｇに設けられているが、ハウジング２ｇが備える第１部材２Ｂｇに設けられていてもよい。すなわち、第１溝８ｇ及び第２溝１７は、ハウジング２ｇの第１部材２Ｂｇの回転部材５ｇと対向する部分及び回転部材５ｇのハウジング２ｇの第１部材２Ｂｇと対向する部分の少なくとも一方に設けられていればよい。
【００８６】
給気通路１８の第１部材２Ｂｇの開口部１８Ｈは、排気通路７の第１部材２Ｂｇの開口部７Ｈよりも孔２ＢＨｇの径方向外側に開口している。このような構造により、回転機構１ｇは、給気装置５４によって、給気通路１８から第２溝１７を介して隙間１０に供給される気体によって、隙間１０及び第２溝１７の径方向内側へ、ハウジング２ｇの外部から液体等の異物が侵入することを抑制できる。排気装置５０は、排気通路７及び第１溝８ｇを介して給気通路１８から隙間１０に供給される高圧の気体を吸引して、隙間１０ハウジング２ｇの外部に排出する。このため、回転機構１ｇは、ハウジング２ｇの内部の軸受６Ａ、６Ｂに、給気通路１８からの高圧の気体が流入することを抑制することができる。
【００８７】
回転機構１ｇは、第１溝８ｇ及び第２溝１７を有していなくてもよい。しかし、回転機構１ｇは、第１溝８ｇ及び第２溝１７を有することにより、回転体５ｇ及びハウジング２ｇの第１部材２Ｂｇの周方向全域にわたって、効率よく隙間１０に高圧の気体を行き渡らせ、かつ隙間１０から効率よく気体を排出できるので好ましい。
【００８８】
本実施形態において、第１溝８ｇの幅Ｗｉは、第２溝１７の幅Ｗｏよりも大きい。このようにすることで、排気通路７は、第１溝８ｇの径方向において、広い領域から隙間１０の気体を吸引できるので、第１溝８ｇを超えて、液体又は気体等が軸受６Ａ、６Ｂ側に向かうことを効果的に抑制することができる。
【００８９】
第２溝１７の径方向外側の隙間１０は、第２溝１７の径方向内側の隙間よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、回転機構１ｇは、第２溝１７に供給された気体を、ハウジング２ｇの外部に効率よく放出させることができる。
【００９０】
回転機構１ｇは、図１３に示す真空チャック１１を備えていてもよい。この場合、図１３に示す貫通孔１２は、第１溝８ｇに接続される。排気装置５０は、図１３に示す貫通孔１２、第１溝８ｇ及び排気通路７を介して気体を吸引することにより、真空チャック１１に物体を吸着させることができる。
【００９１】
回転機構１ｇは、ハウジング２ｇの内部を封止する性能が高いので、シャフト４に液体が吹き付けられるような環境で使用される場合に好ましい。また、回転機構１ｇは、ハウジング２ｇの周囲から吸引される気体又は液体が、ハウジング２ｇの第１部材２Ｂｇ又は回転部材５ｇの表面に堆積することにより隙間１０が小さくなるような環境で使用される場合にも好適である。
【００９２】
以上、実施形態８について説明したが、実施形態８の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。この場合、実施形態８の一部の構成のみを適用してもよいし、すべての構成を適用してもよい。
【００９３】
（実施形態９）
図１６は、実施形態９に係る回転機構を示す断面図である。図１７は、図１６のＤ−Ｄ矢視図である。この回転機構１ｈは、実施形態８の回転機構１ｇと同様であるが、第１溝８ｇと第２溝１７との間に第３溝１９を有する点が異なる。回転機構１ｈの他の構成は、回転機構１ｇと同様である。
【００９４】
第３溝１９は、孔２ＢＨｈの周方向に沿って延在し、ハウジング２ｈの第１部材２Ｂｈの外側と接続される。本実施形態において、第３溝１９は、回転体５ｈの、ハウジング２ｈの第１部材２Ｂｈと対向する面５Ａｈに設けられるが、ハウジング２ｈの第１部材２Ｂｈの、回転部材５ｈと対向する面２ＢＳに設けられていてもよい。第３溝１９は、回転体５ｈの面５Ａｈ及びハウジング２ｈの第１部材２Ｂｈの面２ＢＳに設けられていてもよい。このように、第３溝１９は、ハウジング２ｈの回転部材５ｈと対向する部分及び回転部材５ｈのハウジング２ｈと対向する部分の少なくとも一方に設けられていればよい。
【００９５】
図１７に示すように、ハウジング２ｈの第１部材２Ｂｈは、通路３０を有している。第１部材２Ｂｈは、第３溝１９と対向する部分に通路３０の開口部３０Ｈｉを有している。また、第１部材２Ｂｈは、側部２ＢＥに、通路３０の開口部３０Ｈｏを有している。このような構造により、通路３０は、図１６に示す、回転部材５ｈとハウジング２ｈの第１部材２Ｂｈとの間の隙間１０と、ハウジング２ｈの第１部材２Ｂｈの外側とを連通する。
【００９６】
給気通路１８から第２溝１７に供給された高圧の気体の圧力に応じて、第１溝８ｇから排気通路７に流れる気体の流量（以下、適宜排気流量という）が大きくなる。第３溝１９は、第２溝１７から流出した高圧の気体を集めて、通路３０からハウジング２ｈの外部に放出するので、第３溝１９は、排気流量を低減することができる。本実施形態の回転機構１ｈは、第２溝１７の径方向外側の隙間１０を、径方向内側の隙間１０よりも大きくしなくても、第２溝１７に供給された気体を、ハウジング２ｈの外部に効率よく放出させることができる。
【００９７】
回転機構１ｈは、図１３に示す真空チャック１１を備えていてもよい。この場合、図１３に示す貫通孔１２は、第１溝８ｇに接続される。排気装置５０は、図１３に示す貫通孔１２、第１溝８ｇ及び排気通路７を介して気体を吸引することにより、真空チャック１１に物体を吸着させることができる。回転機構１ｈは、第３溝１９によって排気流量を低減できるので、排気装置５０の排気能力が第３溝１９を設けない場合と同等であれば、チャック圧を大きくすることができる。チャック圧が第３溝１９を設けない場合と同等であれば、排気装置５０の排気能力は小さくてもよい。
【００９８】
以上、実施形態９について説明したが、実施形態９の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。この場合、実施形態９の一部の構成のみを適用してもよいし、すべての構成を適用してもよい。
【００９９】
（実施形態１０）
図１８は、実施形態１０に係る回転機構を示す断面図である。この回転機構１ｉは、ハウジング２ｉの、排気通路７よりも孔２ＢＨｉの径方向外側に開口して回転部材５ｉと対向し、かつ孔の２ＢＨｉの周方向に沿って延在する開口部２２を有する。給気通路１８ｉは、開口部２３と接続している。
【０１００】
回転機構１ｉが有するハウジング２ｊの第１部材２Ｂｉは、側面２ＢＥに、周方向に沿った凹部２ＢＵを有している。凹部２ＢＵには、環状の部材２０が取り付けられている。環状の部材２０は、凹部２ＢＵの外周面２Ｂｓｗと、ハウジング２ｉの第２部材２Ｃｉ側で接している。環状の部材２０の回転機構１ｉ側は、凹部２ＢＵの外周面２Ｂｓｗとの間に隙間２２Ｓが形成されている。この隙間２２Ｓがハウジング２ｉの第１部材２Ｂｉの回転部材５ｉ側における面２ＢＳに開口して、開口部２２となる。隙間２２Ｓは、例えば、気体軸受のスロット絞りが利用できる。
【０１０１】
環状の部材２０は、内周面に、周方向に沿った溝２１を有している。溝２１は、隙間２２Ｓ及び給気通路１８ｉと接続している。給気装置５４は、給気通路１８ｉから溝２１を介して隙間２２Ｓに気体を供給することにより、開口部２２から回転部材５ｉと第１部材２Ｂｉとの間に、これらの周方向に向かって均一に気体を噴射することができる。例えば、給気通路１８ｉが１つであっても、隙間２２Ｓ及び開口部２２は、回転部材５ｉ及び第１部材２Ｂｉの周方向に向かって気体を均一に噴射させることができる。この気体が、ハウジング２ｉの外部に放出されることにより、シールが実現できる。気体を均一に噴射させることを目的として、開口部２２の幅を大きくしたい場合には、隙間２２Ｓに流入する気体の流量を抑制するための調整機器を、給気通路１８ｉ又はこれに接続された通路に設けることができる。
【０１０２】
回転部材５ｉは、回転部材５ｉの、ハウジング２ｉの第１部材２Ｂｉと対向する面５Ａｉに、孔２ＢＨｉの周方向に沿って延在する溝８ｉを有する。溝８ｉは、ハウジング２ｉの第１部材２Ｂｉの、回転部材５ｉと対向する面２ＢＳに設けられていてもよいし、回転部材５ｉ及び第１部材２Ｂｉの両方に設けられていてもよい。排気通路７の開口部７Ｈは、溝８ｉと対向しており、排気装置５０は、排気通路７を介して、隙間１０及び溝８ｉ内の気体を吸引する。
【０１０３】
回転機構１ｉは、回転部材５ｉと環状の部材２０との間に隙間２３を有している。隙間２３は、開口部２２とつながっている。このような構造により、開口部２２から流出した気体は、隙間２３を通ってハウジング２ｉの外部に効率よく排出される。このため、回転機構１ｇは、給気通路１８ｉから供給された高圧の気体が、溝８ｉを通って排気通路７に流れる流量を小さくすることができる。また、回転機構１ｉは、図１６に示す、実施形態９の回転機構１ｈと比較して、回転部材５ｈ及びハウジング２ｈの第１部材２Ｂｈの直径を小さくすることもできる。
【０１０４】
以上、実施形態１から実施形態１０を説明したが、前述した内容により実施形態１から実施形態１０が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施形態１から実施形態１０の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ  回転機構
２、２ｂ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉ  ハウジング
２ＣＳ  給気口
２ＢＨ、２ＢＨｄ  孔
２Ａ  側部
２Ｂ、２Ｂｄ、２Ｂｅ、２Ｂｆ、２Ｂｇ、２Ｂｈ、２Ｂｉ  第１部材
２Ｃ、２Ｃｂ  第２部材
２Ｉ  貫通孔
２Ｈｆｗ  内周面
３  電動機
４  シャフト
４Ｓ、９  スペーサ
５、５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ  回転部材
６Ａ、６Ｂ  軸受
６ａ  外輪
６ｂ  転動体
６ｃ  内輪
７  気体通路（第１気体通路、排気通路）
７Ｈ  開口部
８、８ａ、８ｄ、８ｅ、８ｉ、１３、１６  溝
８ｇ  第１溝
１０、２２Ｓ、２３  隙間
１１  真空チャック
１２  貫通孔
１４  気体通路（第２気体通路）
１５  通路
１７  第２溝
１８  給気通路
１９  第３溝
２０  環状の部材
２２  開口部
３０  通路
５０、５２  排気装置
５１  送風装置
５４  給気装置
ＢＬＴ  ボルト
Ｚｒ  回転中心軸
【図１】
2015155705.tif 000003
【図２】
2015155705.tif 000004
【図３】
2015155705.tif 000005
【図４】
2015155705.tif 000006
【図５】
2015155705.tif 000007
【図６】
2015155705.tif 000008
【図７】
2015155705.tif 000009
【図８】
2015155705.tif 000010
【図９】
2015155705.tif 000011
【図１０】
2015155705.tif 000012
【図１１】
2015155705.tif 000013
【図１２】
2015155705.tif 000014
【図１３】
2015155705.tif 000015
【図１４】
2015155705.tif 000016
【図１５】
2015155705.tif 000017
【図１６】
2015155705.tif 000018
【図１７】
2015155705.tif 000019
【図１８】
2015155705.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月30日(2015.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに設けられた孔に挿通されるシャフトと、
前記ハウジングに設置されて前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトの一端部に設けられて前記シャフトとともに回転し、かつ前記孔の径方向外側まで張り出した部分が前記ハウジングと隙間を有して対向する回転部材と、
前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続して、前記隙間の部分の気体を前記ハウジングの外部に通過させる気体通路と、を含み、
前記回転部材を、その厚み方向に貫通する貫通孔を有し、
前記回転部材の前記ハウジングとは反対側から、前記貫通孔、前記隙間及び前記気体通路を介して気体を排出する
回転機構。
【請求項２】
前記軸受は、外輪、前記外輪の径方向内側に配置される内輪及び前記外輪と前記内輪との間に配置される転動体を有する転がり軸受であり、
前記孔と前記シャフトとで囲まれる空間は、前記回転部材側及び前記外輪と内輪との間に開口する、請求項１に記載の回転機構。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記シャフトの他端部にローターが連結される電動機を内部に備えており、
前記電動機には冷却用の気体が供給される、請求項１又は請求項２に記載の回転機構。
【請求項４】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する溝を有し、
前記気体通路は、前記溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項５】
前記溝は、前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分に設けられ、
前記気体通路は、前記ハウジングに設けられ、かつ前記溝に開口する、請求項４に記載の回転機構。
【請求項６】
前記溝は、前記孔の径方向に向かって複数設けられる、請求項５に記載の回転機構。
【請求項７】
前記溝は、前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分に設けられ、
前記気体通路は、前記ハウジングに設けられ、かつ前記ハウジングの前記溝と対向する位置に開口する、請求項４に記載の回転機構。
【請求項８】
前記溝は、前記孔の径方向に向かって複数設けられる、請求項７に記載の回転機構。
【請求項９】
前記ハウジングは、前記気体通路とは異なる気体通路を有し、
前記気体通路とは異なる気体通路は、前記隙間の部分の気体を前記ハウジングの外部に通過させる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記ハウジングと前記シャフトとの間から気体を吸引するための通路を有する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１１】
前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続し、前記気体通路よりも前記孔の径方向外側から、前記隙間の部分に気体を供給する給気通路を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１２】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する第１溝と、
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方、かつ前記第１溝よりも前記孔の径方向外側に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在する第２溝と、を有し、
前記気体通路は、前記第１溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続し、前記給気通路は、前記第２溝の位置で前記隙間と前記ハウジングの外側とを接続する、請求項１１に記載の回転機構。
【請求項１３】
前記ハウジングの前記回転部材と対向する部分及び前記回転部材の前記ハウジングと対向する部分の少なくとも一方、かつ前記第１溝と前記第２溝との間に設けられて、前記孔の周方向に沿って延在し、前記ハウジングの外側と接続される第３溝を有する、請求項１２に記載の回転機構。
【請求項１４】
前記ハウジングの、前記気体通路よりも前記孔の径方向外側に開口して前記回転部材と対向し、かつ前記孔の周方向に沿って延在する開口部を有し、
前記給気通路は、前記開口部と接続する、請求項１１に記載の回転機構。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の回転機構を備える、工作機械。
【請求項１６】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の回転機構を備える、半導体製造装置。