(57)【要約】      （修正有）【課題】改善されたモータ回転子を提供する。【解決手段】モータ回転子は、磁石支持体２０と、該磁石支持体に保持された磁石（永久磁石４０）と、該磁石を取り囲むスリーブ６０と、磁石支持体とスリーブとの間の空隙内で磁石をシールするように配置された第１の円周シール及び第２の円周シール（Ｏリングシール５２、５０）とを備える。このように、磁石を作動環境内の化学物質から流体的に分離するか又は保護するために、磁石は、シールと併せて磁石支持体及びスリーブを再利用することでカプセル化される。これは、環境内の有害な化学物質で引き起こされる磁石に対する損傷を防止するのを助ける。【選択図】図１Ｂ
0003217140.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
磁石支持体と、
前記磁石支持体に保持された磁石と、
前記磁石を取り囲むスリーブと、
前記磁石支持体と前記スリーブとの間の空隙内で前記磁石をシールするように配置された第１の円周シール及び第２の円周シールと、
を備える、モータ回転子。
【請求項２】
前記第１の円周シール及び前記第２の円周シールは、前記磁石の軸端に配置される、請求項１に記載のモータ回転子。
【請求項３】
前記磁石は、前記第１の円周シールと前記第２の円周シールとの間で軸方向に延びる、請求項１又は２に記載のモータ回転子。
【請求項４】
前記磁石支持体及び前記スリーブは、前記第１の円周シール及び前記第２の円周シールを超えて軸方向に延びる、請求項１から３のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項５】
前記磁石支持体は、前記磁石を前記磁石支持体上の所定の軸方向位置に配置するように位置決めされた環状肩部を有する、請求項１から４のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項６】
前記第１の円周シールは、前記環状肩部の近くに配置される、請求項５に記載のモータ回転子。
【請求項７】
前記環状肩部は、前記第１の円周シールを収容する寸法の第１の円周凹部を定める、請求項５又は６に記載のモータ回転子。
【請求項８】
前記磁石支持体は、前記第２の円周シールを収容する寸法の第２の円周凹部を定める、請求項１から７のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項９】
前記スリーブは、前記第１の円周シール及び前記第２の円周シールで保持される、請求項１から８のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項１０】
前記スリーブ及び前記磁石支持体は、前記第１の円周シール及び前記第２の円周シールを圧縮する寸法である、請求項１から９のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項１１】
前記第１の円周シール及び前記第２の円周シールは、植込用樹脂シール及びＯリングシールのうちの１つから成る、請求項１から１０のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項１２】
前記第１の円周シール及び前記第２の円周シールは、合成ゴム及びフッ素重合体エラストマー化合物から成る、請求項１から１１のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項１３】
前記磁石は、リング磁石で構成される、請求項１から１２のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項１４】
前記リング磁石は、複数のＣ形磁石セグメントで構成される、請求項１３に記載のモータ回転子。
【請求項１５】
前記磁石は、希土類磁石で構成される、請求項１から１４のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項１６】
前記磁石は、鉄−ボロン及びサマリウムコバルトから成る群のうちの１つから構成される、請求項１から１５のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項１７】
前記第１の円周シール及び前記第２の円周シールは、前記磁石を前記磁石支持体と前記スリーブとの間の空隙内で気密シールするように配置される、請求項１から１６のいずれかに記載のモータ回転子。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれかに記載のモータ回転子を備える真空ポンプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はモータ回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは公知である。電気モータにおいて、非回転部すなわち固定子に対して回転する回転子組立体が設けられる。モータの１つの構成において、固定子は、１又は２以上の磁石を有する回転子組立体を取り囲む１又は２以上のコイルを有する。コイルを付勢すると回転子組立体が固定子の内部で回転する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
モータは有用であるが、その作動は想定外の結果をもたらす場合がある。従って、改善された回転子を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様ではモータ回転子が提供され、このモータ回転子は、磁石支持体と、該磁石支持体に保持された磁石と、該磁石を取り囲むスリーブと、磁石支持体とスリーブとの間の空隙内で磁石をシールするように配置された第１の円周シール及び第２の円周シールとを備える。第１の態様は、例えば、環境内の化学物質が回転子を攻撃するか又はその性能を低下させる可能性がある厳しい化学環境内でモータをさせる場合に見出される、モータを厳しい環境で作動させる場合に、性能を維持するために磁石をその環境から密封することが望ましい場合があることを認識する。
【０００５】
従って、回転子が提供される。回転子は電気モータ用とすることができる。回転子は、磁石支持体又はホルダーを備えることができる。また、回転子は、磁石支持体に支持されるか又は固定される１又は２以上の磁石を備えることができる。また、回転子は、磁石を取り囲むか又が内部に収容することができるスリーブ又はハウジングを備えることができる。また、回転子は、少なくとも１つ、好ましくは一対の円周シール又は環状シールを備えることができる。このシールは、磁石支持体とスリーブとの間に作られた空隙又は隙間の中の磁石をシールするように配置することができる。このように、磁石を作動環境内の化学物質から流体的に分離するか又は保護するために、磁石は、シールと併せて磁石支持体及びスリーブを再利用することでカプセル化される。これは、環境内の有害な化学物質で引き起こされる磁石に対する損傷を防止するのを助ける。
【０００６】
１つの実施形態において、第１の円周シール及び第２の円周シールは、磁石の軸端に配置される。従って、シールは磁石の両端に配置するか又は位置決めすることができる。
【０００７】
１つの実施形態において、磁石は、第１の円周シールと第２の円周シールとの間で軸方向に延びる。従って、磁石は、シールの間に設けることができる。
【０００８】
１つの実施形態において、磁石支持体及びスリーブは、第１の円周シール及び第２の円周シールを超えて軸方向に延びる。従って、磁石支持体及び／又はスリーブは、シールを保持するためにシールを超えて軸方向に延びることができる。
【０００９】
１つの実施形態において、磁石支持体は、磁石を磁石支持体上の所定の軸方向位置に配置するように位置決めされた環状肩部を有する。従って、磁石支持体は、外面から半径方向に立ち上がる肩部又は突出部を有することができ、これに対して磁石が当接し、磁石を磁石支持体上の選択された軸方向位置に配置することができる。これは磁石をコイルと位置合わせするのを助ける。
【００１０】
１つの実施形態において、第１の円周シールは、環状肩部の近くに配置される。従って、環状肩部は、第１のシールの近くに配置されて第１のシールの位置決めを助けることができる。
【００１１】
１つの実施形態において、環状肩部は、第１の円周シールを収容する寸法の第１の円周凹部を定める。従って、環状肩部は、その中に円周シールが着座することができる磁石支持体の外面上の円周溝の一部を少なくとも部分的に定めるか又は提供することができる。
【００１２】
１つの実施形態において、磁石支持体は、第２の円周シールを収容する寸法の第２の円周凹部を定める。磁石支持体の外面上に別の円周溝を設けることは、シールを所定位置の保持するのを助ける。
【００１３】
１つの実施形態において、スリーブは、第１の円周シール及び第２の円周シールで保持される。従って、スリーブ、磁石、及びシールを所定位置に保持するために、スリーブは、円周シール上に配置すること又は所定位置に保持することができる。
【００１４】
１つの実施形態において、スリーブ及び磁石支持体は、第１の円周シール及び第２の円周シールを圧縮する寸法である。従って、シールは、これを所定位置に保持して磁石のシーリングを改善するために、スリーブと磁石支持体との間で圧縮又は圧迫され得る。
【００１５】
１つの実施形態において、第１の円周シール及び第２の円周シールは、植込用樹脂シール及びＯリングシールのうちの１つから成る。
【００１６】
１つの実施形態において、第１の円周シール及び第２の円周シールは、合成ゴム及びフッ素重合体エラストマー化合物から成る。
【００１７】
１つの実施形態において、磁石は、リング磁石で構成される。
１つの実施形態において、リング磁石は、複数のＣ形磁石セグメントで構成される。
【００１８】
１つの実施形態において、回転子は、磁石を磁石支持体に固定するよう作動可能な固着手段を備える。
１つの実施形態において、磁石は、希土類磁石で構成される。
１つの実施形態において、磁石は、鉄−ボロン及びサマリウムコバルトから成る群のうちの１つから構成される。
【００１９】
１つの実施形態において、第１の円周シール及び第２の円周シールは、磁石を磁石支持体とスリーブとの間の空隙内で気密シールするように配置される。
【００２０】
第２の態様では、第１の態様のモータ回転子を備えた真空ポンプが提供される。
【００２１】
第３の態様では方法が提供され、本方法は、磁石支持体を準備する段階と、磁石支持体に保持された磁石を準備する段階と、磁石を取り囲むスリーブを準備する段階と、磁石支持体とスリーブとの間の空隙内で磁石をシールするように第１の円周シール及び第２の円周シールを配置する段階と、を含む。
【００２２】
１つの実施形態において、本方法は、第１の円周シール及び第２の円周シールを磁石の軸端に配置する段階を含む。
【００２３】
１つの実施形態において、磁石は、第１の円周シールと第２の円周シールとの間で軸方向に延びる。
１つの実施形態において、磁石支持体及びスリーブは、第１の円周シール及び第２の円周シールを超えて軸方向に延びる。
【００２４】
１つの実施形態において、本方法は、磁石を磁石支持体上の環状肩部に対して配置する段階を含み、磁石を磁石支持体上の所定の軸方向位置に配置する。
【００２５】
１つの実施形態において、本方法は、第１の円周シールを環状肩部の近くに配置する段階を含む。
１つの実施形態において、本方法は、第１の円周シールを環状肩部によって定められかつ第１の円周シールを収容する寸法の第１の円周凹部に収容する段階を含む。
１つの実施形態において、本方法は、第２の円周シールを磁石支持体によって定められた第２の円周凹部に収容する段階を含む。
【００２６】
１つの実施形態において、本方法は、第１の円周シール及び第２の円周シールでスリーブを保持する段階を含む。
１つの実施形態において、本方法は、スリーブ及び磁石支持体を、第１の円周シール及び第２の円周シールを圧縮するように寸法決めする段階を含む。
【００２７】
１つの実施形態において、第１の円周シール及び第２の円周シールは、植込用樹脂シール及びＯリングシールのうちの１つから成る。
１つの実施形態において、第１の円周シール及び第２の円周シールは、合成ゴム及びフッ素重合体エラストマー化合物から成る。
【００２８】
１つの実施形態において、磁石は、リング磁石で構成される。
１つの実施形態において、リング磁石は、複数のＣ形磁石セグメントで構成される。
【００２９】
１つの実施形態において、本方法は、磁石を磁石支持体に固定する段階を含む。
１つの実施形態において、磁石は、希土類磁石で構成される。
１つの実施形態において、磁石は、鉄−ボロン及びサマリウムコバルトから成る群のうちの１つから構成される。
【００３０】
１つの実施形態において、第１の円周シール及び第２の円周シールは、磁石を磁石支持体とスリーブとの間の空隙内で気密シールするように配置される。
【００３１】
さらに別の特定かつ好ましい態様は、添付の独立クレーム及び従属クレームに列挙されている。従属クレームの特徴は、適切な場合にかつクレームに明確に列挙されているもの以外の組み合せで独立クレームの特徴と組み合わせることができる。
【００３２】
装置特徴部がある機能を提供するように作動可能であると記載される場合、これは、その機能を提供するか又はその機能を提供するように適応又は構成された装置特徴を含むことを理解されたい。
本考案の実施形態は、以下に添付図面を参照して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】モータ回転子１０の側面図である。
【図１Ｂ】モータ回転子１０の側断面図である。
【図１Ｃ】モータ回転子１０の斜視図である。
【図１Ｄ】モータ回転子１０の他の斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００３４】
実施形態を詳細に検討する前に、最初に概略を提示することとする。各実施形態は、厳しい化学環境内で化学攻撃に左右されない電気モータ回転子組立体を提供する。詳細には、各実施形態は、モータ回転子の磁石と磁石を磁石支持体に固定するために使用される何らかの接着剤とが、モータの作動環境内に存在する化学物質に対して気密シールされる構成を提供する。一般に、磁石は、単体構造とすること又はＣ形構成要素で形成することができ、磁石支持体上に収容される表面環状永久磁石を備える。磁石支持体は、モータ回転子が配置される環境内に存在する化学物質からの化学攻撃から磁石を保護するための気密シール筐体の一部を形成する。一部の実施形態において、磁石は、接着剤を使用して磁石支持体に固定される。円筒スリーブは、磁石を取り囲むように同軸に配置され、組み立て時に磁石の半径方向外向きの表面を機械的損傷から保護し、磁石を強力な遠心力の下で所定位置に保持するのを助け、気密シール筐体の一部をもたらす。磁石の両側において円周シールが設けられ、これは同様に気密シール筐体の一部をもたらし、磁石の各軸端をシールし、モータ支持体、スリーブ、及びそれらの円周シールによって定められた環状空隙の中に磁石を完全に取り囲む。当該気密シールは、回転子モータの作動時に環状永久磁石を化学攻撃から保護し、存在する場合は何らかの接着剤を保護する。
【００３５】
回転子組立体
図１Ａは、１つの実施形態による全体を１０で示すモータ回転子を例示する側面図である。図１Ｂは、モータ回転子１０の側断面図である。図１Ｃは、モータ回転子１０の斜視図である。図１Ｄは、モータ回転子１０の他の斜視図である。モータ回転子１０は、磁石支持体２０を備える。この実施例において、磁石支持体２０は、磁石のための良好な磁気回路をもたらすＣ４５Ｅ炭素鋼から形成される。磁石支持体は、以下に説明するように、輪郭形成された内面及び外面を備えた細長い円筒である。磁石支持体２０は、回転子の軸（図示せず）を受け入れるように形作られた半径方向内側ボア２５を定める。磁石支持体２０は輪郭形成された半径方向外面２７を有する。外面２７の第１の部分２７Ａは円筒形であり、軸端３０から第１の肩部２７Ｂまで延びており、第１の肩部は、第１の部分２７Ａから半径方向に立ち上がっている。第２の肩部２７Ｄは、第１の部分２７Ａから半径方向に立ち上がっており、第１の肩部２７Ｂから軸方向に離れて配置され、第１の肩部２７Ｂと一緒になって円周溝２７Ｃを定める。第２の肩部２７Ｄは、第１の肩部２７Ｂの高さよりも大きな高さで半径方向に立ち上がる。
【００３６】
また、モータ回転子１０は、半径方向内面４３、半径方向外面４７、及び環状端部４１、４９を有する円筒形環状リングである、表面環状永久磁石４０を備える。この実施形態において、表面環状永久磁石４０は、ネオジム−鉄−ボロン又はサマリウム−コバルトで作られている。
【００３７】
また、モータ回転子１０は、Ｏリングシール５２、５０を備え、それぞれ軸端３０に接近して及び溝２７Ｃ内に配置される。この実施形態において、Ｏリングシールは、Ｖｉｔｏｎ（商標）で作られている。第１の部分２７Ａは、Ｏリングシール５２の補助的な保持を助けるために、随意的に軸端３０の近くに細い溝を備えることができる。
【００３８】
また、モータ回転子１０はスリーブ６０を備え、スリーブ６０は、表面環状永久磁石４０及びＯリングシール５０、５２に同軸に配置されかつこれらを円周方向に取り囲む。この実施形態において、スリーブ６０は、内面６３及び外面６５を有する円筒に形成されたグレード３０３のステンレス鋼である。
【００３９】
以下に回転子モータ１０の組み立てを説明する。磁石支持体２０を準備し、表面環状永久磁石４０を軸端３０から第１の部分２７Ａに軸長に沿って第１の肩部２７Ｂに当接するまで移動させる。外面２７と内面４３との間に位置する何らかの接着剤は、表面環状永久磁石４０を磁石支持体２０に接着するので、表面環状永久磁石２０がモータの周囲コイル（図示せず）によって付勢されるとこの磁石支持体２０は回転する。
【００４０】
Ｏリング５０は溝２７Ｃに収容され、Ｏリング５２は、軸端３０を移動して表面環状永久磁石４０の軸端に当接し、（設けられている場合）軸端３０の近くの細い溝に保持される。
【００４１】
次に、スリーブ６０は、軸端３０からＯリング５２（表面環状永久磁石４０によって所定位置に保持される）上、表面環状永久磁石４０（第１の肩部２７Ｂによって所定位置に保持される）上、及びＯリング５０（第２の肩部２７Ｄによって所定位置に保持される）上を移動する。
【００４２】
磁石支持体２０、スリーブ６０、及びＯリング５０、５２の相対寸法は、Ｏリング５０、５２を圧縮して表面環状永久磁石４０の両方の軸端において気密円周シールを形成するようになっている。
【００４３】
従って、表面環状永久磁石４０は、該表面環状永久磁石４０自体又は表面環状永久磁石４０を磁石支持体２０上に固定するのに使用した何らかの接着剤を劣化させる可能性がある化学物質の侵入から気密シールされることを理解できる。
【００４４】
前述の実施形態はＯリングシールを使用するが、埋込用樹脂を使用できること及びそれに応じて外面２７の輪郭が変化する可能性があることも理解できるはずである。また、当該埋込用樹脂の適用は、一般に真空状態下で生じることを理解できるはずである。
【００４５】
従来、永久磁石モータの解決策は、どちらかといえば緩（ｂｅｎｉｇｎ）真空／低真空用途向けであった。このような永久磁石モータの解決策は、その安価で単純な構造に起因して、主として表面環状永久磁石モータのデザインに関するものであった。しかしながら、前述のように、これらのデザインの磁石及び接着剤の両方は、特に中真空及び高真空用途において化学攻撃を受けやすい。
【００４６】
各実施形態は、表面環状永久磁石モータの用途適合性を低ロードロック用途から中真空及び高真空用途まで広げるようにデザインされている、気密シールされた支持体を用いて、表面環状永久磁石モータデザインの堅牢性及び信頼性を改善する。
【００４７】
希土類磁石及び接着剤、特にネオジム−鉄−ボロンの使用は、例えば、水素及びフッ素の高濃度レベルの特定の真空用途時に長期にわたる化学攻撃を受けやすい。経時的に接着剤及び磁石組立体は脆弱になる可能性がある、性能低下及び最終的にモータ故障につながる。この故障モードの結果として、一般的に誘導モータ技術が中真空及び高真空用途で使用されてきており、表面環状永久磁石モータ技術は、軽度ロードロック用途、特に半導体加工用途でのみ使用されている。
【００４８】
各実施形態は、気密シールされた磁石構成を提供し、これは希土類磁石及び接着剤の両方を化学攻撃から保護する。これは、中真空及び高真空用途のためのより信頼性の高いモータ構成をもたらので、多くの半導体加工用途で高効率の同期モータを使用することが可能になる。
【００４９】
各実施形態は以下の構成要素を含む。
１．Ｃ４５Ｅ炭素鋼磁石支持体−これは磁石のための良好な磁気回路をもたらす。
２．支持体に機械加工された２つのＯリング溝−これは２つのＯリングシールのための信頼性の高い位置決めを可能にする。
３．２つのＶＩＴＯＮ（商標）Ｏリング−ＶＩＴＯＮ（商標）は、中真空及び高真空用途向けの実績のある材料である。
４．ネオジム−鉄−ボロン（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）磁石リング−これは優れた磁石強度でもってコスト効果の高い磁石解決策をもたらす。
５．グレード３０３ステンレス鋼の保護用スリーブ。
【００５０】
ＶＩＴＯＮ（商標）Ｏリングの使用は、磁石及び接着剤のための気密シールを可能にする。また、Ｏリング圧縮は保護用ステンレス鋼スリーブを所定位置に保持するので、外側シール面上の接着剤の必要性が排除される。
【００５１】
各実施形態は、表面環状永久磁石モータを半導体真空用途に使用するのを可能にする。しかしながら、この手法は他の工業用途で使用することができる。
【００５２】
本考案の例示的な実施形態は、添付図面を参照して本明細書に詳細に開示されているが、本考案は、詳細な実施形態に限定されず、当業者であれば、実用新案登録請求の範囲及びその均等物で定義される本考案の範疇から逸脱することなく種々の変形及び変更を行うことができることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５３】
１０  モータ回転子
２０  磁石支持体
２５  内側ボア
２７  外面
２７Ａ  第１の部分
２７Ｂ  第１の肩部
２７Ｃ  溝
２７Ｄ  第１の肩部
３０  軸端
４０  永久磁石
４３  内面
４７  外面
４１、４９  環状端部
５２、５０  Ｏリングシール
６０  スリーブ
６３  内面
６５  外面
【図１Ａ】
0003217140.tif 000003
【図１Ｂ】
0003217140.tif 000004
【図１Ｃ】
0003217140.tif 000005
【図１Ｄ】
0003217140.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月14日(2018.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
0003217140.tif 000007
【図１Ｂ】
0003217140.tif 000008
【図１Ｃ】
0003217140.tif 000009
【図１Ｄ】
0003217140.tif 000010