【手続補正書】
【提出日】平成21年6月17日(2009.6.17)
【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】
モータの可動子または固定子の何れか一方を囲うための枠体を構成すると共に、内部を中空とする筐体と前記筐体に密着するように取付けられたキャンとを有し、該キャンの少なくとも一部を樹脂で構成してなる真空用モータにおいて、
前記キャンは金属製フレームおよび繊維強化プラスチック製フレームとで一体成形されていることを特徴とする真空用モータ。
【請求項２】
前記金属製フレームがメタルＯリングを介して前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の真空用モータ。
【請求項３】
モータの可動子または固定子の何れか一方を囲うための枠体を構成すると共に、内部を中空とする筐体と前記筐体に密着するように取付けられたキャンとを有し、該キャンの少なくとも一部を樹脂で構成してなる真空用モータにおいて、
前記キャンは金属製フレームおよび繊維強化プラスチック製フレームとで一体成形されており、
前記繊維強化プラスチック製フレームの少なくとも真空雰囲気に曝される面がめっき処理されためっき皮膜により形成されていることを特徴とする真空用モータ。
【請求項４】
前記金属製フレームがメタルＯリングを介して前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の真空用モータ。
【請求項５】
前記金属製フレームが溶接によって前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の真空用モータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】真空用モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置内におけるウエハ搬送等の真空環境で使用される真空用モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空環境で使用される機器には、ガス放出が少ないことが要求される。真空中でのガス放出は、材料表面に吸着された物質の離脱や、材料内部に吸蔵されるガスの拡散により生ずる。そこで、真空環境で使用される機器は、ガス放出が少ない材料で構成されるのが一般的である。
このような真空環境で使用される機器として、モータの可動子または固定子の何れか一方を囲うための枠体を構成し、ガラス布をエポキシ樹脂で固めて構成してなるキャン構造を有する真空用モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は従来のキャンの構成を示す構成説明図である。
図５において、１０１は金属製筐体、１０２は樹脂製キャン、１０６は樹脂板である。
従来の真空用モータに採用されるキャン構造としては、ガラス繊維を充填した樹脂、もしくはカーボン繊維を充填した樹脂で構成したことにより、ヤング率を高くできるとともに薄肉化が可能であり、モータの重量を軽くすることが可能である。
図６は従来の真空用モータをリニアモータに適用した場合の構成を示す側断面図である。
図６において、固定子１００は、内部を中空とする口の字形の金属製筐体１０１、金属製筐体１０１の外形を象った板状の樹脂製キャン１０２、樹脂製キャン１０２を金属製筐体１０１に固定するためのキャン固定用ボルト１０３、キャン固定用ボルト１０３の通し穴を持ち、樹脂製キャン１０２を均等な荷重でもって押さえるための押え版１０４、金属製筐体１０１の中空内に配置された３相の電機子巻線１０８、電機子巻線１０８を固定している巻線固定枠１０９、金属製筐体１０１と樹脂製キャン１０２の中を冷媒が通過する冷媒通路１１０、金属製筐体１０１の縁よりも少し大きめに象られたＯリング１１１、巻線固定枠１０９と金属製筐体１０１を固定するための巻線固定用ボルト１１２により構成されている。
また、前記固定子１００の両側面には、磁気的空隙を介して可動子２００は配置されており、可動子２００は、界磁ヨーク２０２と、界磁ヨーク２０２の内側表面に交互に極性が異なるように隣り合わせに並べて配設した複数の界磁用の永久磁石２０３と、界磁ヨーク支持部材２０１から構成されると共に、ロ字状の断面形状を有している。
しかしながら、固定子１００が真空雰囲気中に曝される場合、樹脂製キャン１０２からのガス放出により、到達真空度が良くならないという問題がある。その改善策として、樹脂製キャン１０２の真空雰囲気に曝されている面を、ガスバリア性に優れた皮膜で被覆することでガス放出速度を低減し、到達真空度を高めている。皮膜には、めっき法による金属皮膜、ゾルゲル法によるセラミックス皮膜、イオンプレーティング法やスパッタ法などのドライプロセスによる無機薄膜などがあるが、作業のしやすさなどから、めっき皮膜が最も良く用いられる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−４５７２号公報（第１−３頁）
【特許文献２】特開２００２−２７２０８６号公報（第３−４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、樹脂製キャンと金属製筐体とが完全に密着していないと、固定子内部のガスが樹脂製キャンと金属製筐体との接触面を通り抜けて真空雰囲気に放出されるため、目的の真空度に到達しないといった問題や、放出されたガスにより真空環境が汚染されるといった問題がある。
また、密着性を改善するために樹脂製キャンと金属製筐体との間にフッ素樹脂製のＯリングを使用しても、Ｏリングからのガス放出のために真空度が高くならないという問題がある。
そこで、本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、真空用モータ内部からのガス放出を抑制するとともに、真空環境を汚染することのない真空用モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１の発明は、モータの可動子または固定子の何れか一方を囲うための枠体を構成すると共に、内部を中空とする筐体と前記筐体に密着するように取付けられたキャンとを有し、該キャンの少なくとも一部を樹脂で構成してなる真空用モータにおいて、前記キャンは金属製フレームおよび繊維強化プラスチック製フレームとで一体成形されていることを特徴としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の真空用モータにおいて、前記金属製フレームがメタルＯリングを介して前記筐体に固定されていることを特徴としている。
請求項３の発明は、モータの可動子または固定子の何れか一方を囲うための枠体を構成すると共に、内部を中空とする筐体と前記筐体に密着するように取付けられたキャンとを有し、該キャンの少なくとも一部を樹脂で構成してなる真空用モータにおいて、前記キャンは金属製フレームおよび繊維強化プラスチック製フレームとで一体成形されており、前記繊維強化プラスチック製フレームの少なくとも真空雰囲気に曝される面がめっき処理されためっき皮膜により形成されていることを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項３に記載の真空用モータにおいて、前記金属製フレームがメタルＯリングを介して前記筐体に固定されていることを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項３または４に記載の真空用モータにおいて、前記金属製フレームが溶接によって前記筐体に固定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１および３に記載の発明によると、金属製フレームでキャンを固定できるので、筐体への取り付けが容易になり、キャンと筐体との密着性が良くなる。
また、請求項１および３に記載の発明によると、金属製フレームと繊維強化プラスチック製フレームとが密着しているので別途封止する必要がなく、固定子内部からのガス放出を防ぐことができる。
また、請求項２、４および５に記載の発明によると、キャンと筐体との接合に樹脂などを使用しないので真空環境を汚染することがなく、容易に固定子内部からのガス放出を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものについてはその説明を省略し、異なる点について説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明の第１実施例を示す真空用モータのキャンの側断面図である。
図において、１は筐体、２はキャン、３は繊維強化プラスチック製フレーム、４は金属製フレーム、５はキャン固定用ボルト、６はメタルＯリングである。
本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、金属製フレーム４と繊維強化プラスチック製フレーム３とを一体成形することでキャン２を構成しており、金属製フレーム４と筐体１をキャン固定用ボルト５で締め付けることで、キャン２を筐体１に固定している点である。
【０００９】
次にキャンの製造方法について説明する。
ＳＵＳ３１６Ｌを所定の形状に加工した金属製フレーム４に、キャンの形状に合わせた金型を取り付けた。金型にはあらかじめ離形剤を塗布した。エポキシ樹脂を含浸させ半硬化させた炭素繊維プリプレグシートを金型上に所定の枚数積層し、その外側を離型剤を塗布した金型で固定し、さらに同一のエポキシ樹脂を注入した。なお、炭素繊維の他にガラス繊維のプリプレグシートがあるが、今回は剛性の高い炭素繊維を使用した。炭素繊維プリプレグシートの積層部分を真空排気しながら外部から加熱加圧して一体成形し、キャンとした。加熱条件は１５０℃、６時間とした。このキャンを図１の様にメタルＯリング６を介して筐体１に取り付け、キャン固定用ボルト５で締め付けた。
キャン２を取り付けた真空用モータの固定子をチャンバ内に設置して真空排気し、質量分析計で固定子内部からのリークの有無を調べたところ、リークによるとみられる空気成分は検出されなかった。
本発明の第１実施例は、キャンを金属製フレームと繊維強化プラスチック製フレームとで一体成形する構成にしたので、金属製フレームと繊維強化プラスチック製フレームとの密着性ならびに、金属製フレームと筐体との封止が容易になり、真空用モータ内部からのガス放出を防ぐことができる。
【実施例２】
【００１０】
図２は本発明の第２実施例を示す真空用モータのキャンの側断面図である。
図において、７は溶接部、８はめっき皮膜である。
第２実施例が第１実施例と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、繊維強化プラスチック製フレーム３の少なくとも真空雰囲気に曝される面がめっき処理されためっき皮膜８を形成された点と、金属製フレーム４と筐体1は溶接部７において溶接によって固定されている点である。
【００１１】
次にキャンの製造方法について説明する。
金属製フレーム４と繊維強化プラスチック製フレーム３との一体成形は、実施例１と同一の手順でおこなった。一体成形後繊維強化プラスチック製フレーム３の表面にめっき皮膜を形成するために、硫酸で表面を所定の時間エッチングした。触媒としてパラジウムを付与した後、無電解ニッケルめっき皮膜、電気ニッケルめっき皮膜、光沢電気ニッケルめっき皮膜を各々約０．００５ｍｍ形成した。なお、トータルのめっき厚さが０．０１ｍｍ以下になるとガスバリア性が低下するという問題がある。一方、０．０３ｍｍ以上になると内部応力が増大し、クラックや剥離が発生しやすくなるという問題がある。
したがって、めっき皮膜が０．０１ないし０．０３ｍｍの厚さになるように各層の厚さを調整するのがよい。めっき皮膜形成後のキャン２を筐体１に固定し、接合面全周を溶接した。
【００１２】
このように構成された真空用モータの固定子をチャンバ内に設置して、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を調べた。図３は第２実施例における真空用モータの固定子の排気時間と圧力との関係を表した特性図である。第２実施例による真空用モータの固定子の圧力は、従来例よりも１桁程度低くなっている。
本発明の第２実施例は、繊維強化プラスチック製フレームの真空雰囲気に曝される面をめっき皮膜で覆い、溶接によりキャンを筐体に取り付ける構成にしたので、樹脂などの有機物が真空雰囲気に曝されることがなくなり、真空環境を汚染することがなくなる。
【実施例３】
【００１３】
次に、本発明の第３実施例におけるキャンの製造方法について説明する。
第３実施例は、第２実施例と同様の手順で繊維強化プラスチック製フレーム３の表面にめっき皮膜を形成した後真空加熱炉に入れ、真空ポンプで排気しながら１１０℃で２４時間加熱した。真空加熱後のキャン２を筐体１に固定し、接合面全周を溶接した。
【００１４】
このように構成された第３実施例の真空用モータの固定子をチャンバ内に設置して、室温で排気した時の排気時間と圧力との関係を調べた。図４は第３実施例における真空用モータの固定子の排気時間と圧力との関係を表した特性図である。第３実施例による真空用モータの固定子の圧力は、従来例の約１／２０になっている。
本発明の第３実施例は、繊維強化プラスチック製フレームの真空雰囲気に曝される面をめっき皮膜で覆った後、真空加熱処理するようにしたので、めっき処理液やめっき皮膜内部に含有されるガスの放出を抑制でき、真空環境を汚染することがなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
樹脂の露出部をなくすことによって真空度低下を防ぐことができるので、真空搬送用リニアモータのエンコーダという用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例を示す真空用モータのキャンの側断面図、
【図２】第２実施例を示す真空用モータのキャンの側断面図、
【図３】第２実施例における真空用モータの固定子の排気時間と圧力との関係を表した特性図、
【図４】第３実施例における真空用モータの固定子の排気時間と圧力との関係を表した特性図、
【図５】従来の真空用モータのキャンの側断面図、
【図６】従来の真空用モータをリニアモータに適用した場合の構成を示す側断面図
【符号の説明】
【００１７】
１、１０１  筐体、
２、１０２  キャン、
３  繊維強化プラスチック製フレーム、
４  金属製フレーム、
５、１０３  キャン固定用ボルト、
６、メタルＯリング（メタルシール）、
７  溶接部、
８  めっき皮膜、
１００  固定子、
１０４  押え板、
１０５  端子台、
１０６  樹脂板、
１０７  フッ素樹脂皮膜、
１０８  電機子巻線、
１０９  巻線固定枠、
１１０  冷媒通路、
１１１  Ｏリング、
１１２  巻線固定用ボルト、
２００  可動子、
２０１  界磁ヨーク支持部材、
２０２  界磁ヨーク、
２０３  永久磁石、
２０４  冷媒供給口、
２０５  冷媒排出口