(57)【要約】【課題】真空環境下でもガスが漏れ出ることがないモータを提供する。【解決手段】第一支持体１６ｂはハウジング１１に取り付けられる。そして、第一隔壁１６ａの両端部は、第一支持体１６ｂに対して溶接部Ｍでそれぞれ溶接によって気密に接合されている。また、第一支持体１６ｂはハウジング１１に対してシール部材２５で気密に封止される。これによって、ハウジング１１の内壁と、第一隔壁部材１６によって囲まれたステータ１３が気密に封止される。【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、該ハウジングに回転可能に支持されたシャフトおよび該シャフトの周囲に設けられた磁気部材からなるロータと、該ロータを取り巻くように配されたステータと、を有し、前記ロータと前記ステータとの間に発生させた磁界によって前記ロータを回転させるモータであって、
前記磁気部材と前記ステータとの間に配された隔壁と、該隔壁の端部を支持する支持体とからなる隔壁部材を備え、
前記隔壁と前記支持体とは溶接構造をなすことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記隔壁部材は、第一隔壁部材および第二隔壁部材からなり、
前記第一隔壁部材は、前記ステータの側面に沿って広がる第一支持体と、前記シャフトの軸方向に沿って広がり前記第一支持体に溶接された第一隔壁とを備え、前記ハウジングとの間で前記ステータを気密に封止し、
前記第二隔壁部材は、前記磁気部材の側面に沿って広がる第二支持体と、前記シャフトの軸方向に沿って広がり前記第二支持体に溶接された第二隔壁とを備え、前記シャフトとの間で前記磁気部材を気密に封止することを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記隔壁には、屈曲防止用のリブが一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のモータ。
【請求項４】
前記隔壁は金属板であり、かつ前記隔壁と前記支持体とは互いに異なる材料からなることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のモータ。
【請求項５】
前記支持体と前記ハウジングとの間を気密に封止するシール部材を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のモータ。
【請求項６】
前記磁気部材および前記ステータは、磁石または電磁コイルから構成されていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関し、詳しくは構成部材から発生したガスの漏洩を防止するを技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、マルチチャンバ型ＣＶＤ装置などの真空装置には、仕込・取出室や処理室などの間で被成膜物を搬送するための搬送装置が備えられている。こうした搬送装置は、例えば基板を支持して動かすローラや、このローラを回転させるモータなどから構成されている。従来、搬送装置に用いられるモータは、真空環境となるチャンバの外側、即ち外気に接するところに配置され、モータシャフト（回転軸）をチャンバの中に配されたローラに接続することによって、チャンバ内のローラを回転させていた。このため、モータシャフトがチャンバの壁面を突き抜ける部分には、チャンバ内の気密を保つための気密シールが設けられている。
【０００３】
しかし、搬送装置のモータをチャンバ外に設置して、気密シールを介してモータシャフトをチャンバ内のローラに接続する構造では、搬送装置全体が大型化してしまい、真空装置の小型化の障害となっていた。また、モータシャフトとチャンバ壁面との間に気密シールが必要になるなど構造が複雑化するといった課題もあった。更に、こうした気密シールはモータシャフトの回転数が５００ｒｐｍ程度までしかチャンバ内の気密を保つことができず、モータの回転数を例えば２０００〜３０００ｒｐｍ程度まで高めて被成膜物を高速搬送する際の障害となっていた。
【０００４】
このため、搬送装置のモータをチャンバの内部に配置した搬送装置を備えた真空装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。モータをチャンバの内部に配置することによって、モータシャフトとチャンバ壁面との間の気密シールが不要になり、構成を簡単にして真空装置の小型化が可能になるとともに、チャンバ内部の気密を保ちつつモータの回転数を高めて被成膜物の高速搬送が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７７６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、チャンバ内に設置されたモータは、チャンバ内の減圧に伴って必然的に真空環境下に置かれることになる。モータの内部には、コイルや磁石などの磁気部材設けられており、こうしたコイルや磁石などは真空環境下に置かれるとガスが発生するという課題があった。即ち、磁石は一般的に多孔質材料であり、多数の空孔からガスが放出される。
【０００７】
また、コイルは巻回した金属線をモールドしている接着剤やその溶媒がガス化して放出される。こうしたモータを構成するコイルや磁石などから放出されたガスがチャンバ内に拡散すると、被成膜物が汚染される懸念があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、真空環境下でもガスが漏れ出ることがないモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は次のようなモータを提供する。
即ち、本発明のモータは、ハウジングと、該ハウジングに回転可能に支持されたシャフトおよび該シャフトの周囲に設けられた磁気部材からなるロータと、該ロータを取り巻くように配されたステータと、を有し、前記ロータと前記ステータとの間に発生させた磁界によって前記ロータを回転させるモータであって、
前記磁気部材と前記ステータとの間に配された隔壁と、該隔壁の端部を支持する支持体とからなる隔壁部材を備え、前記隔壁と前記支持体とは溶接構造をなすことを特徴とする。
【００１０】
前記隔壁部材は、第一隔壁部材および第二隔壁部材からなり、
前記第一隔壁部材は、前記ステータの側面に沿って広がる第一支持体と、前記シャフトの軸方向に沿って広がり前記第一支持体に溶接された第一隔壁とを備え、前記ハウジングとの間で前記ステータを気密に封止し、
前記第二隔壁部材は、前記磁気部材の側面に沿って広がる第二支持体と、前記シャフトの軸方向に沿って広がり前記第二支持体に溶接された第二隔壁とを備え、前記シャフトとの間で前記磁気部材を気密に封止することを特徴とする。
【００１１】
前記隔壁には、屈曲防止用のリブが一体に形成されていることを特徴とする。
また、前記隔壁は金属板であり、かつ前記隔壁と前記支持体とは互いに異なる材料からなることを特徴とする。
【００１２】
前記支持体と前記ハウジングとの間を気密に封止するシール部材を更に備えたことを特徴とする。
また、前記磁気部材および前記ステータは、磁石または電磁コイルから構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のモータによれば、真空環境下に設置したとしても、モータを構成するロータやステータから生じたガスが、ハウジングの外部に放出されることがない。即ち、ロータやステータは、ハウジングやシャフトと隔壁部材とで覆われる。しかも、隔壁部材を構成する隔壁と支持体とは、溶接部によって気密に溶接されている。また、支持体はハウジングに対して気密に取り付けられている。これによって、ロータやステータは、隔壁部材とハウジングやシャフトによって囲まれた空間内に気密に封止された状態となる。
【００１４】
従って、ロータの磁気部材やステータが、磁石や、金属細線を巻回させて樹脂材料でモールドした電磁コイルなと、真空環境でガスが生じやすいものであっても、ロータの磁気部材やステータを隔壁部材で気密に覆うことによって、ロータやステータから発生したガスがモータの外部に漏れ出ることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態におけるモータ（真空モータ）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るモータについて、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は発明の趣旨をより良く理解させるために、一例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１７】
図１は、本発明の第一実施形態におけるモータの一構成例を示す断面図である。
例えば真空装置の基板搬送機構に用いられる真空モータ（モータ）１０は、ハウジング（外装体）１１と、このハウジング１１に収容されるロータ１２、およびステータ１３とを備えている。ロータ１２は、シャフト２１と、このシャフト２１の周囲に形成された磁気部材２２とを有している。
【００１８】
ハウジングは、例えば、金属や樹脂等から構成され、シャフト２１の軸方向Ｌに沿った２箇所に軸受１４ａ，１４ｂが形成される。軸受１４ａ，１４ｂは、例えばベアリングおよびベアリングを支持する受け部材などから構成されていればよい。
【００１９】
シャフト２１は、ハウジング１１に取り付けられた軸受１４ａ，１４ｂによって回転軸方向に沿った２箇所で軸支される。これによってロータ１２はハウジング１１の内部で回転可能に支持される。
【００２０】
シャフト２１の周面に形成された磁気部材２２は、例えば永久磁石から構成されている。具体的には、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石などが挙げられる。こうした永久磁石は、磁性体粒子を粉砕したものを成型し焼結することによって得られるものが多く、内部に微細な空洞があり、真空環境でガスが生じやすい。
【００２１】
ステータ１３はハウジング１１に固着され、ロータ１２に対して所定の間隔を開けてロータ１２の周りを取り巻くように形成されている。ステータ１３は、例えば電磁コイルから構成されている。電磁コイルは、例えば、銅などの細線を磁性体の周りに巻回させ、接着剤などの樹脂材料でモールドしたものからなる。こうした接着剤などの樹脂材料は、真空環境では樹脂の構成材料そのものや溶剤などが揮発してガス化し放出されやすい。
【００２２】
真空モータ（モータ）１０は、ステータ１３を構成する電磁コイルに外部から電力を供給することによって、ロータ１２の磁気部材２２と、ステータ１３との間に磁界が生じ、シャフト２１が磁気部材２２とともに回転する。
【００２３】
ロータ１２の磁気部材２２と、ステータ１３との間には、隔壁部材１５が配されている。本実施形態においては、隔壁部材１５は、第一隔壁部材１６と、第二隔壁部材１７とから構成される。
第一隔壁部材１６は、第一隔壁１６ａと、この第一隔壁１６ａの端部に一体に形成された第一支持体（支持体）１６ｂとからなる。第一隔壁１６ａは、シャフト２１の軸方向Ｌに沿って広がり、ステータ１３のロータ１２側露出面を覆うように配されている。
第一支持体１６ｂは、ステータ１３の両側面にそれぞれ沿って広がり、第一隔壁１６ａよりも厚みが厚くなるように形成されている。
【００２４】
こうした第一支持体１６ｂはハウジング１１に取り付けられる。そして、第一隔壁１６ａの両端部は、第一支持体１６ｂに対して溶接部Ｍでそれぞれ溶接によって気密に接合されている。また、第一支持体１６ｂはハウジング１１に対してシール部材２５で気密に封止される。これによって、ハウジング１１の内壁と、第一隔壁部材１６によって囲まれたステータ１３が気密に封止される。
【００２５】
第一隔壁１６ａは、例えば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ＳＵＳなど発塵やガス放出の少ない金属板から形成されていれば良い。また、第一支持体１６ｂも、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ＳＵＳなどの金属から形成されていれば良い。第一隔壁１６ａは、例えば、厚みが０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度の金属板であれば良い。これら第一隔壁１６ａと第一支持体１６ｂとは、互いに異なる部材から構成されるのが好ましいが、同じ部材であっても良く限定されるものではない。
【００２６】
こうした第一隔壁１６ａと第一支持体１６ｂとの溶接部Ｍは、例えば、アーク溶接、スポット溶接、シーム溶接、レーザ溶接、ガス溶接など各種溶接法による直接溶接によって溶接される。また、低融点のロウ材などを用いた間接溶接（ロウ接）であってもよい。
【００２７】
第一隔壁１６ａの溶接部Ｍに隣接する部分、および中央付近には、リブ２６が形成されている。リブ２６は、例えばシャフト２１の軸方向Ｌに沿って広がる第一隔壁１６ａを成す金属板の一部を、背骨状に屈曲させた部位である。
【００２８】
第一隔壁１６ａにリブ２６を形成することによって、厚みの薄い軽量な金属板を第一隔壁１６ａとして用いた場合であっても、第一隔壁１６ａが応力によって湾曲したり、座屈してしまうことを防止し、面広がり方向の強度を高めることができる。
【００２９】
また、シール部材２５は、シャフト２１の軸心周りに延びるＯリングであればよく、真空環境においても弾性が保持される弾性部材からなる。シール部材２５を構成する弾性部材の具体例としては、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ニトリル樹脂、アチレンプロピレンゴム、アクリルゴムなどが挙げられるが、真空環境中で構成材料のガスなどが発生しないものを選択することが好ましい。
【００３０】
第二隔壁部材１７は、第二隔壁１７ａと、この第二隔壁１７ａの端部に一体に形成された第二支持体（支持体）１７ｂとからなる。第二隔壁１７ａは、シャフト２１の軸方向Ｌに沿って広がり、磁気部材２２のステータ１３側露出面を覆うように配されている。
第二支持体１７ｂは、磁気材料２２の両側面にそれぞれ沿って広がり、第二隔壁１７ａよりも厚みが厚くなるように形成されている。
【００３１】
こうした第二支持体１７ｂはシャフト２１に取り付けられる。そして、第二隔壁１７ａの両端部は、第二支持体１７ｂに対して溶接部Ｍでそれぞれ溶接によって気密に接合されている。また、第二支持体１７ｂはシャフト２１に対してシール部材２８によって気密に封止される。これによって、シャフト２１の周面と、第二隔壁部材１７によって囲まれた磁気部材２２が気密に封止される。そして、シャフト２１の回転によって、磁気部材２２とともに第二隔壁部材１７も一体に回転する。
【００３２】
第二隔壁１７ａは、例えば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ＳＵＳなど発塵の少ない金属板から形成されていれば良い。また、第二支持体１７ｂも、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ＳＵＳなどの金属から形成されていれば良い。第二隔壁１７ａは、例えば、厚みが０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度の金属板であれば良い。これら第二隔壁１７ａと第一支持体１７ｂとは、互いに異なる部材から構成されるのが好ましいが、同じ部材であっても良く限定されるものではない。
【００３３】
こうした第二隔壁１７ａと第二支持体１７ｂとの溶接部Ｍは、例えば、アーク溶接、スポット溶接、シーム溶接、レーザ溶接、ガス溶接など各種溶接法による直接溶接によって溶接される。また、低融点のロウ材などを用いた間接溶接（ロウ接）であってもよい。
【００３４】
第二隔壁１７ａの溶接部Ｍに隣接する部分、および中央付近には、第一隔壁１６ａと同様にリブ２７が形成されている。リブ２７は、例えばシャフト２１の軸方向Ｌに沿って広がる第二隔壁１７ａを成す金属板の一部を、背骨状に屈曲させた部位である。
【００３５】
第二隔壁１７ａにリブ２７を形成することによって、厚みの薄い軽量な金属板を第二隔壁１７ａとして用いた場合であっても、第二隔壁１７ａが応力によって湾曲したり、座屈してしまうことを防止し、面広がり方向の強度を高めることができる。
【００３６】
また、シール部材２８は、シャフト２１の軸心周りに延びるＯリングであればよく、真空環境においても弾性が保持される弾性部材からなる。シール部材２８を構成する弾性部材の具体例としては、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ニトリル樹脂、アチレンプロピレンゴム、アクリルゴムなどが挙げられるが、真空環境中で構成材料のガスなどが発生しないものを選択することが好ましい。
【００３７】
なお、シャフト２１の一方の端側には、この真空モータ（モータ）１０の軸位置や回転数を検出するためのエンコーダ２９がさらに形成されていることも好ましい。こうしたエンコーダは、例えば、指標が形成されシャフトと共に回転する回転板と、指標を検出するセンサなどから構成される。
【００３８】
以上のような構成の本発明の一実施形態の真空モータ（モータ）１０によれば、例えばこの真空モータ１０を真空装置における被成膜物（基板）を搬送するための搬送モータとして用い、真空環境となるチャンバ内に設置したとしても、ロータ１２の磁気部材２２から生じたガスやステータ１３から生じたガスが、ハウジング１１の外部に放出されることがない。
【００３９】
即ち、電磁コイルなどから構成されるステータ１３は、ハウジング１１の内壁面と第一隔壁部材１６によって覆われる。しかも、第一隔壁部材１６を構成する第一隔壁１６ａと第一支持体１６ｂとは、溶接部Ｍによって気密に溶接されている。また、第一支持体１６ｂはハウジング１１に対してシール部材２５によって気密に取り付けられている。これによって、ステータ１３は、第一隔壁部材１６とハウジング１１によって囲まれた空間内に気密に封止された状態となる。
【００４０】
ステータ１３を構成する電磁コイルは、例えば、銅などの細線を巻回させ、接着剤などの樹脂材料でモールドしたものからなり、真空環境ではモールドした樹脂そのものや溶剤などが揮発してガス化しやすいが、ステータ１３全体を第一隔壁部材１６とハウジング１１で区画された領域内で気密に覆うことによって、ステータ１３からガスが発生したとしても、真空モータ１０の外部にこうしたガスが漏れ出ることを防止する。
【００４１】
一方、ロータ１２の磁気部材２２は、シャフト２１の周面と第二隔壁部材１７によって覆われる。しかも第二隔壁部材１７を構成する第二隔壁１７ａと第二支持体１７ｂとは、溶接部Ｍによって気密に溶接されている。また、第二支持体１７ｂはシャフト２１に対してシール部材２８によって気密に取り付けられている。これによって、磁気材料２２は、シャフト２１の周面と第二隔壁部材１７によって囲まれた空間内に気密に封止された状態となる。
【００４２】
磁気部材２２は、例えば、永久磁石から構成されており、こうした永久磁石のうち、特に焼結体は内部に微細な空洞があり、真空環境でガスが生じやすいが、磁気材料２２全体を第二隔壁部材１７とシャフト２１の周面の間で気密に覆うことによって、磁気部材２２からガスが発生したとしても、真空モータ１０の外部にこうしたガスが漏れ出ることを防止する。
【００４３】
従って、本実施形態の真空モータ１０を真空装置のチャンバ内など真空環境になるところに設置しても、真空モータ１０のロータ１２やステータ１３で生じたガスがチャンバ内に放出されることがなく、成膜不良や被成膜物の不純物汚染といった不具合を防止することが可能になる。
【００４４】
また、第一隔壁部材１６や第二隔壁部材１７は、第一隔壁１６ａや第二隔壁１７ａの端部を支える第一支持体１６ｂ、第二支持体１７ｂだけを第一隔壁１６ａや第二隔壁１７ａよりも厚みを厚くし、それ以外のステータ１３や磁気部材２２を覆う第一隔壁１６ａや第二隔壁１７ａは厚みの薄くしている。これによって、ハウジング１１の内部に第一隔壁部材１６や第二隔壁部材１７を設けても、真空モータ１０のサイズが大幅に大きくなることを防止し、不純物ガスを放出せず、かつコンパクトな真空モータ１０を実現できる。
【００４５】
上述した実施形態では、ロータ１２の磁気部材２２を永久磁石、ステータ１３を電磁コイルから構成しているが、逆にロータの磁気部材を電磁コイル、ステータを永久磁石で構成してもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、ロータ１２とステータ１３との間に、第一隔壁部材１６と第二隔壁部材１７の２つの隔壁部材１５を形成している。しかし、例えば一方の永久磁石に真空環境においてもガスの発生が少ないものを用いることによって、ロータの磁気材料、あるいはステータのいずれか一方だけを気密に封止する１つの隔壁部材から構成してもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、第一隔壁部材１６の第一支持体１６ｂはハウジング１１とは別体で形成され、ハウジング１１に対してシール部材２５を介して気密に接合している。しかしながら、こうした第一支持体１６ｂをハウジング１１の一部として一体に形成し、こうしたハウジング１１の一部である第一支持体１６ｂに対して第一隔壁１６ａを溶接する構成であってもよい。
【００４８】
同様に、第二隔壁部材１７の第二支持体１７ｂはシャフト２１とは別体で形成され、シャフト２１に対してシール部材２８を介して気密に接合している。しかしながら、こうした第二支持体１７ｂをシャフト２１の一部（例えば周方向外側に飛び出た壁面）として一体に形成し、こうしたシャフト２１の一部である第二支持体１７ｂに対して第二隔壁１７ａを溶接する構成であってもよい。
【００４９】
なお、本発明のモータは、モータの種類に限定されず、各種方式のモータに適用可能である。表１に、本発明の構成を適用可能なモータの種類、およびそのステータ、ロータの組み合わせを例示する。
【００５０】
【表１】
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【符号の説明】
【００５１】
１０  真空モータ（モータ）、１１  ハウジング、１２  ロータ、１３  ステータ、１５  隔壁部材、１６ａ  隔壁、１６ｂ  支持体、２１  シャフト、２２  磁気部材。
【図１】
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