JPH06193632A - 回転装置 - Google Patents
回転装置Info
- Publication number
- JPH06193632A JPH06193632A JP4346696A JP34669692A JPH06193632A JP H06193632 A JPH06193632 A JP H06193632A JP 4346696 A JP4346696 A JP 4346696A JP 34669692 A JP34669692 A JP 34669692A JP H06193632 A JPH06193632 A JP H06193632A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- vacuum
- side rotor
- vacuum side
- permanent magnet
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空側に転がり軸受やベローズを用いる必要
がなく、耐久性，耐食性に優れ、無発塵で高速回転が可
能な回転装置を提供する。 【構成】 隔壁（２１）によって分離された真空側にロ
ータ（１１）を配置し、ロータ（１１）の上段部に設け
たリング状永久磁石（１２ｂ）と、これに対向するよう
に上部ケーシング（１９）にリング状永久磁石（１２
ａ）を設けるとともに、ロータ（１１）の他方側に電磁
石継鉄（１５）を設け、これに対向するように上部ケー
シング（１９）に電磁石（１３）を配置し、これによっ
てロータ（１１）を磁気支持する。ロータ（１１）の他
方面に複数の円柱状永久磁石（１６ａ）を設け、これら
に対向するように回転板（１７）にも同様の永久磁石
（１６ｂ）を設けて磁気カップリングし、モータ（１
８）の回転力をロータ（１１）に伝達する。
がなく、耐久性，耐食性に優れ、無発塵で高速回転が可
能な回転装置を提供する。 【構成】 隔壁（２１）によって分離された真空側にロ
ータ（１１）を配置し、ロータ（１１）の上段部に設け
たリング状永久磁石（１２ｂ）と、これに対向するよう
に上部ケーシング（１９）にリング状永久磁石（１２
ａ）を設けるとともに、ロータ（１１）の他方側に電磁
石継鉄（１５）を設け、これに対向するように上部ケー
シング（１９）に電磁石（１３）を配置し、これによっ
てロータ（１１）を磁気支持する。ロータ（１１）の他
方面に複数の円柱状永久磁石（１６ａ）を設け、これら
に対向するように回転板（１７）にも同様の永久磁石
（１６ｂ）を設けて磁気カップリングし、モータ（１
８）の回転力をロータ（１１）に伝達する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は回転装置に関し、たと
えば真空中あるいは腐食性ガス雰囲気中で使用される真
空用ターンテーブルのような回転装置に関する。
えば真空中あるいは腐食性ガス雰囲気中で使用される真
空用ターンテーブルのような回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の真空用回転導入機構を用い
た真空用ターンテーブルの断面図である。図５におい
て、回転軸１０はハウジング２に設けられた真空用軸受
５とジョイント４に設けられた真空用軸受６とによって
支持されている。ジョイント４はベローズ３の一端に溶
接され、ベローズ３の他端はハウジング２に溶接されて
いる。ハウジング２は回転軸１に沿って筒状に形成され
ており、筒の下端部にはモータ７が設けられ、モータ７
を回転することにより、ジョイント４がすりこぎ運動を
行なう。ジョイント４のすりこぎ運動は、ジョイント４
に固定された真空用軸受６を介して回転軸１０を回転さ
せる。
た真空用ターンテーブルの断面図である。図５におい
て、回転軸１０はハウジング２に設けられた真空用軸受
５とジョイント４に設けられた真空用軸受６とによって
支持されている。ジョイント４はベローズ３の一端に溶
接され、ベローズ３の他端はハウジング２に溶接されて
いる。ハウジング２は回転軸１に沿って筒状に形成され
ており、筒の下端部にはモータ７が設けられ、モータ７
を回転することにより、ジョイント４がすりこぎ運動を
行なう。ジョイント４のすりこぎ運動は、ジョイント４
に固定された真空用軸受６を介して回転軸１０を回転さ
せる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図５に示した真空用タ
ーンテーブルにおいて、真空用転がり軸受５，６は固体
潤滑剤が使用され、一般のグリース潤滑の転がり軸受に
比較して、耐久性に劣るという欠点がある。また、真空
用軸受５，６を交換するためには、装置単体の分解だけ
ではなく、全体を一旦大気に戻し、その後、再度長時間
のベーキングおよび真空排気を行なわなければならない
という手間がかかる。さらに、真空用軸受５，６，ベロ
ーズ３からの発塵が問題になり、高速回転させることが
困難であり、半導体製造プロセスにおけるＣＶＤ，エッ
チング装置などにおいては、プロセスガスとして腐食性
ガスが混入することがあり、真空用軸受５，６およびベ
ローズ３の耐食性に問題があった。
ーンテーブルにおいて、真空用転がり軸受５，６は固体
潤滑剤が使用され、一般のグリース潤滑の転がり軸受に
比較して、耐久性に劣るという欠点がある。また、真空
用軸受５，６を交換するためには、装置単体の分解だけ
ではなく、全体を一旦大気に戻し、その後、再度長時間
のベーキングおよび真空排気を行なわなければならない
という手間がかかる。さらに、真空用軸受５，６，ベロ
ーズ３からの発塵が問題になり、高速回転させることが
困難であり、半導体製造プロセスにおけるＣＶＤ，エッ
チング装置などにおいては、プロセスガスとして腐食性
ガスが混入することがあり、真空用軸受５，６およびベ
ローズ３の耐食性に問題があった。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、真
空側に転がり軸受やベローズを用いる必要がなく、耐久
性，耐食性に優れ、無発塵で高速回転が可能な回転装置
を提供することである。
空側に転がり軸受やベローズを用いる必要がなく、耐久
性，耐食性に優れ、無発塵で高速回転が可能な回転装置
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は非磁性隔壁に
よって大気側と真空側とが分離され、真空側ロータが能
動制御式磁気軸受と受動制御式磁気軸受とによって、真
空中においてケーシング内の所定位置に保持され、かつ
大気側ロータにより回転駆動される回転装置であって、
受動制御式軸受は、真空側ロータ下部端面に取付けられ
た第１の永久磁石群と、非磁性隔壁を介して真空側ロー
タ下部の一方面に対向するように大気側ロータの外面に
取付けられた第２の永久磁石群とを含み、能動制御式磁
気軸受は、真空側ロータ下部の他方面に取付けられた磁
性部材と、真空側ロータ下部の多方面に対向するように
してケーシングに取付けられた電磁石とを備えて構成さ
れる。
よって大気側と真空側とが分離され、真空側ロータが能
動制御式磁気軸受と受動制御式磁気軸受とによって、真
空中においてケーシング内の所定位置に保持され、かつ
大気側ロータにより回転駆動される回転装置であって、
受動制御式軸受は、真空側ロータ下部端面に取付けられ
た第１の永久磁石群と、非磁性隔壁を介して真空側ロー
タ下部の一方面に対向するように大気側ロータの外面に
取付けられた第２の永久磁石群とを含み、能動制御式磁
気軸受は、真空側ロータ下部の他方面に取付けられた磁
性部材と、真空側ロータ下部の多方面に対向するように
してケーシングに取付けられた電磁石とを備えて構成さ
れる。
【０００６】
【作用】この発明に係る回転装置は、非磁性隔壁によっ
て分離された大気側に大気側ロータを配置し、真空側に
真空側ロータを配置し、真空側ロータの下部端面に第１
の永久磁石を取付け、この第１の永久磁石に非磁性隔壁
を介して対向するように大気側ロータに第２の永久磁石
を設けるとともに、真空側ロータの下部の他方面に磁性
部材を設け、この磁性部材に対向するようにケーシング
に電磁石を設け、この電磁石と磁性部材とによって真空
側ロータを磁気軸受し、第１および第２の永久磁石によ
り大気側ロータの回転を真空側ロータに伝達することに
より、無発塵で高速回転が可能になる。
て分離された大気側に大気側ロータを配置し、真空側に
真空側ロータを配置し、真空側ロータの下部端面に第１
の永久磁石を取付け、この第１の永久磁石に非磁性隔壁
を介して対向するように大気側ロータに第２の永久磁石
を設けるとともに、真空側ロータの下部の他方面に磁性
部材を設け、この磁性部材に対向するようにケーシング
に電磁石を設け、この電磁石と磁性部材とによって真空
側ロータを磁気軸受し、第１および第２の永久磁石によ
り大気側ロータの回転を真空側ロータに伝達することに
より、無発塵で高速回転が可能になる。
【０００７】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の縦断面図であ
り、図２は図１に示した真空側のロータおよび回転板に
埋込まれた円柱状永久磁石の配置を示す図であり、図３
は図１に示したリング状永久磁石の形状を示す図であ
り、図４は電磁石と変位センサの配置を示す図である。
り、図２は図１に示した真空側のロータおよび回転板に
埋込まれた円柱状永久磁石の配置を示す図であり、図３
は図１に示したリング状永久磁石の形状を示す図であ
り、図４は電磁石と変位センサの配置を示す図である。
【０００８】図１において、上部ケーシング１９と隔壁
２１とによって真空側と大気側とが分離され、真空側に
はロータ１１が配置され、大気側には下部ケーシング２
０が配置され、その内部に回転板１７とモータ１８とが
配置される。ロータ１１の上端部はテーブル１１ａが形
成されており、さらにロータ１１の中段部および上部ケ
ーシング１９には、同じ寸法のリング状永久磁石１２
ａ，１２ｂがそれぞれ異極が対向するように配置され、
ロータ１１に上方向に吸引力が作用するようにされてい
る。
２１とによって真空側と大気側とが分離され、真空側に
はロータ１１が配置され、大気側には下部ケーシング２
０が配置され、その内部に回転板１７とモータ１８とが
配置される。ロータ１１の上端部はテーブル１１ａが形
成されており、さらにロータ１１の中段部および上部ケ
ーシング１９には、同じ寸法のリング状永久磁石１２
ａ，１２ｂがそれぞれ異極が対向するように配置され、
ロータ１１に上方向に吸引力が作用するようにされてい
る。
【０００９】一方、ロータ１１の下端面には、図２に示
すように、円筒状永久磁石１６ａが同一円周上に複数個
埋設され、隔壁２１を介した回転板１７上にも同じ寸法
の円柱状永久磁石１６ｂが同じ数だけ同一ピッチで配置
されている。そして、ロータ１１側の永久磁石１６ａと
回転板１７側の永久磁石１６ｂのそれぞれの対向する磁
石面は異極配置とされ、磁気カップリングされる。この
部分の吸引力は、ロータ１１に下方向への吸引力を作用
する。上部の永久磁石１２ａ，１２ｂによる吸引力は、
下部の永久磁石１６ａ，１６ｂと作用方向が反対となる
ため、アキシャル方向の力はある程度キャンセルされ、
電磁石１３への適当なバイアス力が与えられるととも
に、半径方向の復元力も得られる。
すように、円筒状永久磁石１６ａが同一円周上に複数個
埋設され、隔壁２１を介した回転板１７上にも同じ寸法
の円柱状永久磁石１６ｂが同じ数だけ同一ピッチで配置
されている。そして、ロータ１１側の永久磁石１６ａと
回転板１７側の永久磁石１６ｂのそれぞれの対向する磁
石面は異極配置とされ、磁気カップリングされる。この
部分の吸引力は、ロータ１１に下方向への吸引力を作用
する。上部の永久磁石１２ａ，１２ｂによる吸引力は、
下部の永久磁石１６ａ，１６ｂと作用方向が反対となる
ため、アキシャル方向の力はある程度キャンセルされ、
電磁石１３への適当なバイアス力が与えられるととも
に、半径方向の復元力も得られる。
【００１０】なお、必ず下向きのバイアス力が与えられ
るように、永久磁石１６ａ，１６ｂの吸引力が調節され
る。
るように、永久磁石１６ａ，１６ｂの吸引力が調節され
る。
【００１１】上部ケーシング１９の下面には、電磁石１
３と変位センサ１４が図４に示すように４個ずつ配置さ
れる。ロータ１１のアキシャル方向変位，アキシャル軸
に直交する２軸の回転方向の変位を４つの変位センサ１
４の出力信号を演算することによって求めることがで
き、それぞれの信号を図示しないＰＩＤ調節器で処理
し、加減算して４個の電磁石１３に流れる電流が制御さ
れる。
３と変位センサ１４が図４に示すように４個ずつ配置さ
れる。ロータ１１のアキシャル方向変位，アキシャル軸
に直交する２軸の回転方向の変位を４つの変位センサ１
４の出力信号を演算することによって求めることがで
き、それぞれの信号を図示しないＰＩＤ調節器で処理
し、加減算して４個の電磁石１３に流れる電流が制御さ
れる。
【００１２】このようにして、３軸能動制御を行ない、
上下の永久磁石１２ａ，１２ｂおよび１６ａ，１６ｂの
復元力により、半径方向の受動制御を行なうことで、ロ
ータ１１を磁気浮上させることができる。この状態で、
モータ１８を駆動して、回転板１７を回転させると、円
柱状永久磁石１６ａ，１６ｂの間の磁気カップリングに
より、モータ１８の回転力がロータ１１に伝達され、ロ
ータ１１が回転する。
上下の永久磁石１２ａ，１２ｂおよび１６ａ，１６ｂの
復元力により、半径方向の受動制御を行なうことで、ロ
ータ１１を磁気浮上させることができる。この状態で、
モータ１８を駆動して、回転板１７を回転させると、円
柱状永久磁石１６ａ，１６ｂの間の磁気カップリングに
より、モータ１８の回転力がロータ１１に伝達され、ロ
ータ１１が回転する。
【００１３】なお、電磁石１３，変位センサ１４などの
能動部品はすべてＳＵＳ３１６Ｌなどのキャン構造でケ
ーシング中に設けられており、これらからの放出ガスは
封止され、かつ腐食ガスからも保護される。
能動部品はすべてＳＵＳ３１６Ｌなどのキャン構造でケ
ーシング中に設けられており、これらからの放出ガスは
封止され、かつ腐食ガスからも保護される。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、能動
制御式磁気軸受と永久磁石同士の吸引力を用いた受動制
御式磁気軸受とによって、ターンテーブルのロータを非
接触で磁気支持し、大気側に設けられた駆動部からの回
転力を磁気カップリングにより隔壁を介して真空中のロ
ータに伝達することができるので、従来のように真空側
に転がり軸受やベローズを用いる必要がなくなり、耐久
性，耐食性に優れ、無発塵で高速回転の回転装置を実現
できる。
制御式磁気軸受と永久磁石同士の吸引力を用いた受動制
御式磁気軸受とによって、ターンテーブルのロータを非
接触で磁気支持し、大気側に設けられた駆動部からの回
転力を磁気カップリングにより隔壁を介して真空中のロ
ータに伝達することができるので、従来のように真空側
に転がり軸受やベローズを用いる必要がなくなり、耐久
性，耐食性に優れ、無発塵で高速回転の回転装置を実現
できる。
【図１】この発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】図１に示した真空側のロータおよび回転板に埋
込まれた円柱状永久磁石の配置を示す図である。
込まれた円柱状永久磁石の配置を示す図である。
【図３】図１に示したリング状永久磁石の形状を示す図
である。
である。
【図４】電磁石と変位センサの配置を示す図である。
【図５】従来の真空用回転導入機構を用いた真空用ター
ンテーブルの断面図である。
ンテーブルの断面図である。
１１ ロータ １２ａ，１２ｂ リング状永久磁石 １３ 電磁石 １４ 変位センサ １５ 電磁石継鉄 １６ａ，１６ｂ 円柱状永久磁石 １７ 回転板 １８ モータ １９ 上部ケーシング ２０ 下部ケーシング ２１ 隔壁
Claims (2)
- 【請求項１】 非磁性隔壁によって大気側と真空側とが
分離され、真空側ロータが能動制御式磁気軸受と受動制
御式磁気軸受とによって、真空中においてケーシング内
の所定位置に保持され、かつ大気側ロータにより回転駆
動される回転装置であって、 前記受動制御式軸受は、 前記真空側ロータ下部端面に取付けられた第１の永久磁
石群と、 前記非磁性隔壁を介して前記真空側ロータ下部の一方面
に対向するように前記大気側ロータの外面に取付けられ
た第２の永久磁石群を含み、 前記能動制御式磁気軸受は、 前記真空側ロータ下部の他方面に取付けられた磁性部材
と、 前記真空側ロータ下部の他方面に対向するようにして、
前記ケーシングに取付けられた電磁石とを含み、 前記真空側ロータは、前記ケーシング外からの磁気的作
用により、前記ケーシング内の所定の位置に保持される
ことを特徴とする、回転装置。 - 【請求項２】 前記真空側ロータ上部に設けられるリン
グ状の第３の永久磁石と、 前記第３の永久磁石に対向するように前記ケーシングに
設けられる第４のリング状永久磁石とを含む請求項１の
回転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346696A JPH06193632A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 回転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346696A JPH06193632A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 回転装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06193632A true JPH06193632A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18385204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4346696A Pending JPH06193632A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 回転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06193632A (ja) |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4346696A patent/JPH06193632A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031028 |