特開 2023-57011 アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023057011

(43)【公開日】2023-04-20

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/124 20060101AFI20230413BHJP

   F16J 15/3232 20160101ALI20230413BHJP

   F16J 15/3236 20160101ALI20230413BHJP

   F16J 15/43 20060101ALI20230413BHJP

   F16J 15/53 20060101ALI20230413BHJP

   H02K 11/225 20160101ALI20230413BHJP

   H02K 9/19 20060101ALI20230413BHJP

   H02K 5/20 20060101ALI20230413BHJP

【ＦＩ】

H02K5/124

F16J15/3232

F16J15/3236

F16J15/43

F16J15/53

H02K11/225

H02K9/19 A

H02K5/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】21

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022090658

(22)【出願日】2022-06-03

(31)【優先権主張番号】P 2021165988

(32)【優先日】2021-10-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100109036

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 重幸

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 逸男

(72)【発明者】

【氏名】片岡 隆

(72)【発明者】

【氏名】田口 俊文

【テーマコード（参考）】

3J006

3J042

3J043

5H605

5H609

5H611

【Ｆターム（参考）】

3J006AA01

3J006AB03

3J006AE25

3J006AE30

3J006AE41

3J006CA02

3J042AA05

3J042AA12

3J042BA04

3J043AA16

3J043CA02

3J043CB13

3J043CB30

3J043HA01

3J043HA03

5H605AA01

5H605AA03

5H605BB05

5H605BB10

5H605BB17

5H605CC01

5H605CC10

5H605DD09

5H605DD13

5H605EB10

5H609BB03

5H609BB19

5H609PP02

5H609PP05

5H609QQ02

5H609QQ04

5H609QQ08

5H609RR26

5H609RR31

5H611AA01

5H611BB01

5H611BB07

5H611PP07

5H611QQ01

5H611QQ03

5H611RR01

5H611UA08

(57)【要約】

【課題】コンパクトで且つ信頼性の高い真空シール構造を備えるアクチュエータを提供すること。
【解決手段】アクチュエータは、ロータ及びステータを有するモータと、前記モータを収容するハウジングと、前記モータにより回転駆動され、一端が真空チャンバ内に位置し、他端が大気側に位置する回転伝達部材と、前記回転伝達部材を回転可能に支持する軸受と、前記真空チャンバと前記大気側の間に形成された少なくとも１つの中間真空室と、前記中間真空室の大気側を封止する樹脂シールと、前記中間真空室の真空チャンバ側を封止する磁性流体シールと、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータ及びステータを有するモータと、
前記モータを収容するハウジングと、
前記モータにより回転駆動され、一端が真空チャンバ内に位置し、他端が大気側に位置する回転伝達部材と、
前記回転伝達部材を回転可能に支持する軸受と、
前記真空チャンバと前記大気側の間に形成された少なくとも１つの中間真空室と、
前記中間真空室の大気側を封止する樹脂シールと、
前記中間真空室の真空チャンバ側を封止する磁性流体シールと、
を備えるアクチュエータ。

【請求項2】

前記磁性流体シールは、１重の磁性流体で構成される１層の磁性流体シールである請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

前記中間真空室は低真空用の真空ポンプで減圧され、前記真空チャンバは高真空用の真空ポンプで減圧される請求項２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記中間真空室と前記真空チャンバの圧力差は１００Ｐａ以下である請求項３に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記樹脂シールはフッ素系樹脂からなるシールである請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項6】

前記軸受は大気側に配置される請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項7】

前記軸受はフッ素系グリースで潤滑される請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項8】

前記軸受には、定位置予圧又は定圧予圧が付与されている請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項9】

前記アクチュエータは前記回転伝達部材の回転を検出する回転センサをさらに備え、前記回転センサは電子的な素子を含まないレゾルバからなる請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項10】

前記回転センサの被検出体と、前記モータのロータは、前記回転伝達部材に直接接続されている請求項９に記載のアクチュエータ。

【請求項11】

前記モータは永久磁石を使用しないＳＲ（Switched Reluctance）型モータである請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項12】

前記モータは高温下で使用できるサーボモータである請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項13】

前記樹脂シールは、環状のリップ面を有する接触タイプのシールである請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項14】

前記樹脂シールはＶ型またはＵ型のフッ素シールである請求項１～４のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項15】

前記アクチュエータは、前記真空チャンバを内部に有する外部装置の所定の面に取り付けられ、前記磁性流体シールは前記ハウジング内に位置しており、
前記アクチュエータは、前記外部装置の所定の面と、前記磁性流体シールとの間に冷却構造を備える請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項16】

前記冷却構造は、前記モータのハウジングの一部に形成された溝と、前記溝を流れる冷媒とを有する請求項１５に記載のアクチュエータ。

【請求項17】

前記溝の形状は、前記回転伝達部材の回転中心軸を通る断面で見た場合、前記回転中心軸に向かって長辺を有する矩形である請求項１６に記載のアクチュエータ。

【請求項18】

前記矩形の長辺は、前記外部装置の前記所定の面から前記磁性流体シールに伝わる熱の伝導方向に平行である請求項１７に記載のアクチュエータ。

【請求項19】

前記冷媒は、気体または液体である請求項１６～１８のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項20】

前記溝は、前記回転中心軸を中心とした略環状の溝である請求項１６～１８のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項21】

前記冷却構造は、前記アクチュエータの外部から前記冷媒を前記溝に導入する冷媒導入部と、前記冷媒を前記溝から前記アクチュエータの外部へ排出する冷媒排出部とを備える請求項１６～１８のいずれかに記載のアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はアクチュエータに関し、特に真空シール構造を備えるアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

真空環境（例えば、真空チャンバ内）で加工プロセス等を行う製造装置では、製造装置へ回転力を導入する回転導入装置（アクチュエータ）からの発塵を極力抑える必要がある。従来、回転導入装置からのごみの発生を抑制する目的で、回転導入装置内に磁性流体シールが真空シールとして設置される場合がある。真空側と大気側の圧力差が大きい場合、磁性流体シールがバースト現象を起こさないようにするために、磁性流体シールは何層も重ねて使用される。

【0003】

例えば、特許文献１には、回転導入装置のハウジング内に回転軸を軸封して設け、当該回転軸を介して真空チャンバ内に位置する回転体を大気側から封止した状態で回転駆動する回転導入装置が開示されている。特許文献１では、ハウジングと回転軸との間に真空チャンバへ通じるオリフィス部を設け、ハウジング内に当該オリフィス部から大気側へ通じる排気口が設けられている。また、回転軸をハウジングに対して軸封するための磁性流体軸封装置が設けられている。大気側から真空チャンバに向かって、多重の磁性流体シール、排気口、オリフィスが配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平４－３２１８８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の構成では、磁性流体シールを何層も重ねて使用するので、回転導入装置（アクチュエータ）の真空シール構造のサイズが大きくなってしまう。
本発明は上記課題を解決すべく、コンパクトで且つ信頼性の高い真空シール構造を備えるアクチュエ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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一つの態様によるアクチュエータは、ロータ及びステータを有するモータと、前記モータを収容するハウジングと、前記モータにより回転駆動され、一端が真空チャンバ内に位置し、他端が大気側に位置する回転伝達部材と、前記回転伝達部材を回転可能に支持する軸受と、前記真空チャンバと前記大気側の間に形成された少なくとも１つの中間真空室と、前記中間真空室の大気側を封止する樹脂シールと、前記中間真空室の真空チャンバ側を封止する磁性流体シールと、を備える。

【0007】

上記アクチュエータでは、樹脂シールと磁性流体シールと１つ以上の中間真空室とにより真空シール構造が構成される。

【0008】

好ましくは、前記磁性流体シールは、１重の磁性流体で構成される１層の磁性流体シールである。前記中間真空室は低真空用の真空ポンプで減圧され、前記真空チャンバは高真空用の真空ポンプで減圧されてよい。好ましくは、前記中間真空室と前記真空チャンバの圧力差は１００Ｐａ以下である。前記樹脂シールは、例えば、フッ素系樹脂からなるシールである。
前記軸受は、大気側に配置されてよい。また、前記軸受は、フッ素系グリースで潤滑されてよい。好ましくは、前記軸受には、定位置予圧又は定圧予圧が付与される。

【0009】

前記アクチュエータは前記回転伝達部材の回転を検出する回転センサをさらに備えてよい。好ましくは、前記回転センサは電子的な素子を含まないレゾルバからなる。
好ましくは、前記モータは永久磁石を使用しないＳＲ型モータである。
好ましくは、前記回転センサの被検出体と、前記モータのロータは、前記回転伝達部材に直接接続される。
好ましくは、前記モータは、高温下で使用できるサーボモータである。
前記樹脂シールは、環状のリップ面を有する接触タイプのシールであってよい。前記樹脂シールは、例えば、Ｖ型またはＵ型のフッ素シールである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、アクチュエータは、コンパクトで且つ信頼性の高い真空シール構造を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は本発明の実施形態１に係るアクチュエータの概略図である。

【図2】図２は図１のアクチュエータの概念図である。

【図3】図３は樹脂シールの断面図である。

【図4】図４は実施形態２のアクチュエータの垂直断面図である。

【図5】図５は実施形態２のアクチュエータの水平断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。尚、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で変更及び修正等をすることが可能である。

【0013】

実施形態１
本発明の実施形態１に係るアクチュエータ１０を図１～図３に基づいて説明する。
図１は、アクチュエータ１０の概略図である。本実施形態のアクチュエータ１０は、真空チャンバ２２内で加工プロセス等を行う製造装置２０の底面２０ａに取り付けられている。図１の右側において、アクチュエータ１０と製造装置２０の間には、ターボ分子ポンプ３０とドライポンプ４０が設けられている。製造装置２０は、例えば、半導体製造装置である。製造装置２０は真空チャンバ２２を有している。製造装置２０が半導体製造装置である場合、真空チャンバ２２内には、半導体ウエハを把持して移動させる回転機構（例えば、アーム等。図示せず。）が設けられる。製造装置２０が半導体ウエハを加工する装置である場合、良好な加工品質を達成するために、真空チャンバ２２内に塵等が侵入しないことが求められる。アクチュエータ１０は、製造装置２０内の回転機構へ回転力を導入するので回転導入装置と称してもよい。製造装置２０が半導体製造装置である場合、アクチュエータ１０は高温下で使用されることになる。製造装置２０はアクチュエータ１０から見ると外部装置であり、製造装置２０は真空チャンバ２２を内部に有している。製造装置２０の底面２０ａは、アクチュエータ１０が取り付けられる所定の面である。

【0014】

アクチュエータ１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２内で回転可能に設けられた回転伝達部材５８と、回転伝達部材５８を回転可能に支持する第１軸受１６、第２軸受１７と、モータ１８と、磁性流体シール５０と、樹脂シール５２と、第１検出器５４と、第２検出器５６とを有する。モータ１８はハウジング１２内に収容されている。符号２４は第１軸受１６と第２軸受１７の回転中心軸を示している。図１において、回転伝達部材５８の軸方向（Ｚ方向）を上下方向と称する。また、図１において回転中心軸２４から右側を径方向外方（Ｘ方向）と称することがある。第１軸受１６及び第２軸受１７は、大気側に配置されている。第１軸受１６の転動体１６ｃ及び第２軸受１７の転動体１７ｃの潤滑は、例えば、グリース潤滑を採用する。グリース潤滑の場合、例えば、フッ素系グリースを使用する。モータ１８は、例えば、高温下で使用することができるサーボモータである。
第１軸受１６は、内輪１６ａ、外輪１６ｂ及び転動体１６ｃにより構成されている。第２軸受１７は、第１軸受１６の下方に設けられ、内輪１７ａ、外輪１７ｂ及び転動体１７ｃにより構成されている。第１軸受１６の内輪１６ａと第２軸受１７の内輪１７ａの間には、内輪間座３８が設けられている。第１軸受１６の外輪１６ｂと第２軸受１７の外輪１７ｂの間には、外輪間座３９が設けられている。内輪間座３８と外輪間座３９により、第１軸受１６と第２軸受１７には、定位置予圧が付与される。

【0015】

ハウジング１２は、ステンレス製またはアルミ製で、円筒形状を有している。ハウジング１２は、第１軸受１６の内輪１６ａと第２軸受１７の内輪１７ｂを支持する軸受支持部１２ａを有している。軸受支持部１２ａは回転中心軸２４に沿って延びている。また、ハウジング１２は、軸受支持部１２ａの下部から径方向外方に延びる水平部１２ｂと、水平部１２ｂの端部から上方に延びる外周部１２ｃと、外周部１２ｃの上端から製造装置２０に至る上部１２ｄと、上部１２ｄの下に位置する延出部（排気通路下部形成部）１２ｅとを有している。上部１２ｄは、ボルト（図示せず）により製造装置２０に固定されている。排気通路下部形成部１２ｅは、ボルト（図示せず）により上部１２ｄに固定されている。上部１２ｄと外周部１２ｃは一体である。水平部１２ｂは、外周部１２ｃにボルト３４で固定されている。ハウジング１２の軸受支持部１２ａ～排気通路下部形成部１２ｅは、製造装置２０に対して固定されている。
出力軸１５は、上部フランジ１５ａ、中間フランジ１５ｂ及び下部フランジ１５ｃを有する。上部フランジ１５ａ～下部フランジ１５ｃは、まとめて回転体と称してもよい。下部フランジ１５ｃは径方向に延びる部分５９を有する。当該部分５９はモータ１８のロータ１８ｂの回転を出力軸１５に伝達する部分であるので、回転伝達部（または回転伝達部材）５９と称する。

【0016】

モータ１８はアクチュエータ１０の駆動部である。モータ１８は、例えば、ＳＲモータ(Switched Reluctance Motor)である。ＳＲモータはスタート時に高トルクを生成することができる。また、ＳＲモータは高速回転が可能である。ＳＲモータは、永久磁石を必要としない。
モータ１８は、ステータ１８ａと、ロータ（回転子）１８ｂと、コイル１８ｄと、コイル１８ｄをリード線に繋ぐ結線部１８ｃとを有する。モータ１８のステータ１８ａはハウジング１２の上部１２ｄにボルト３６で固定されている。ロータ１８ｂは回転伝達部材５８を介して出力軸１５に接続されている。より詳しくは、ロータ１８ｂは回転伝達部材５８を介して、出力軸１５の回転伝達部材５９に接続されている。よって、ロータ１８ｂの回転は、回転伝達部材５８及び回転伝達部５９を介して出力軸１５の中間フランジ１５ｂ及び上部フランジ１５ａに伝達される。回転力伝達部材５８はロータ１８ｂに接続されている。また、回転伝達部材５８は第１軸受１６の外輪１６ｂと第２軸受１７の外輪１７ｂにも接続されている。回転伝達部材５８と回転伝達部材５９はボルト（図示せず）により締結されている。尚、モータ１８は制御回路（図示せず）により制御される。

【0017】

ハウジング１２の軸受支持部１２ａの径方向内側には第１検出器５４と、第２検出器５６が取り付けられている。本実施形態では、第１検出器５４はアブソリュートレゾルバであり、第２検出器５６はインクリメンタルレゾルバである。第１検出器５４は第２検出器５６の上に位置している。第１検出器５４は、回転伝達部材５９の回転角度の絶対値（１回転の絶対角度）を出力するエンコーダである。第２検出器５６は、回転伝達部材５９の回転速度に比例した周波数のパルスを発生する。第２検出器５６は、パルス数をカウントすることで回転伝達部材５９の回転量を検出することができる。第２検出器５６は、高分解能で相対角度を検出する検出器である。第１検出器５４及び第２検出器５６は、回転センサであり、電気的な素子を使用しないレゾルバである。第１検出器５４、第２検出器５６と、モータ１８との間には第１軸受１６、第２軸受１７及び軸受支持部１２ａが位置しているので、モータ１８から発生する磁力（磁界）が第１検出器５４及び第２検出器５６に達することを抑制することができる。

【0018】

第１検出器５４の径方向内側には、所定の間隙をおいて、第１被検出体５５が設けられている。第１被検出体５５は、レゾルバロータと称してもよい。その場合、第１検出器５４をレゾルバステータと称してもよい。第２検出器５６の径方向内側には、所定の間隙をおいて、第２被検出体５７が設けられている。第２被検出体５７も、レゾルバロータと称してよい。その場合、第２検出器５６をレゾルバステータと称してもよい。第１被検出体５５及び第２被検出体５７は、回転伝達部材５９と共に回転する。第１被検出体５５及び第２被検出体５７は、例えば、低炭素鋼からなる。第１検出器５４及び第２検出器５６の出力（検出結果）は、モータ１８の制御装置に入力される。

【0019】

出力軸１５の下部フランジ１５ｃには、第１検出器５４に検出される第１被検出体５５が取り付けられていると共に、第２検出器５６に検出される第２被検出体５７が取り付けられている。よって、第１被検出体５５と第２被検出体５７とモータ１８の回転子１８ｂは、共に回転する。

【0020】

上部フランジ１５ａの上端は、真空チャンバ２２内に位置している。上部フランジ１５ａの上端には、真空チャンバ２２内で所定の動作や処理を行う機構（例えば、ロボットアーム等）が接続されている。モータ１８の駆動により回転伝達部材５８、５９が回転し、出力軸１５の回転により上記機構が回転する。

【0021】

中間フランジ１５ｂの右側には中間真空室６０が形成されている。中間真空室６０の右端には樹脂シール５２が設けられている。樹脂シール５２はフッ素系樹脂からなる。ハウジング１２の外周部１２ｃには、樹脂シール５２からモータ１８の収容空間に至る大気通路２５が形成されている。大気通路２５内の圧力は大気圧である。
磁性流体シール５０は、中間真空室６０と真空チャンバ２２の間に位置して、中間フランジ１５ｂを軸封している。本実施形態では、磁性流体シール５０を１層のみ配置している。磁性流体シール５０の１層とは、磁性流体のシール部が１巻であることを意味する。磁性流体シール５０は、公知の構成を有し、磁石と磁性部材と磁性流体を有し、磁性流体によりシール部が形成される。

【0022】

ハウジング１２の上部１２ｄ及び排気通路下部形成部１２ｅにはＬ字を９０度右に倒した形状の排気通路２７が形成されている。排気通路２７の水平部分は、ハウジング１２の上部１２ｄに形成されている。排気通路２７の下部は、排気通路下部形成部１２ｅに形成されている。排気通路２７の出口２７ａには、カップリング２８が設けられている。カップリング２８には、真空引き用管２９ａを介してドライポンプ４０が接続されている。排気通路２７の入口２７ｂは、排気通路下部形成部１２ｅの下面に形成され、中間真空室６０に開口している。よって、本実施形態では、樹脂シール５２と磁性流体シール５０の間に中間真空室６０が形成され、中間真空室６０は排気通路２７、カップリング２８及び真空引き用管２９ａにより、ドライポンプ４０に接続される。ドライポンプ４０の駆動により、中間真空室６０内の圧力を例えば１０Ｐａ程度に減ずることができる。ドライポンプ４０とターボ分子ポンプ３０は真空引き用管２９ｂにより接続されている。ターボ分子ポンプ３０の低圧側は真空引き用管２９ｃを介して製造装置２０の真空チャンバ２２に接続されている。真空チャンバ２２内の圧力はターボ分子ポンプ３０の駆動により例えば１×１０^－４Ｐａ程度に減ずることができる。ドライポンプ４０とターボ分子ポンプ３０を繋ぐ管２９ｂの上端（ターボ分子ポンプ３０に接続する端）の圧力は、例えば、１００Ｐａ程度である。本実施形態では、排気通路２７の排気により、差動排気効果が生じ、真空チャンバ２２の内部が高い真空度に減圧・維持される。真空チャンバ２２と中間真空室６０の圧力差は１００Ｐａ以下であることが好ましい。
尚、図１では回転中心軸２４の左側が示されていないが、アクチュエータ１０の構造は回転中心軸２４を中心として左右対称である。出力軸１５は１つのモータ１５で回転中心軸２４回りに回転させられる。

【0023】

図２は図１の構成を簡略化した図である。図２から分かるように、本実施形態では大気側から真空チャンバ２２に向かって、樹脂シール５２、中間真空室６０、１層の磁性流体シール５０が配置されている。また、磁性流体シール５０と樹脂シール５２により、回転伝達部材５９及び中間フランジ１５ｂはハウジング１２内に軸封状態で設けられている。中間真空室６０は比較的低真空用の真空ポンプであるドライポンプ４０により減圧され、真空チャンバ２２は高真空用の真空ポンプであるターボ分子ポンプ３０で真空にされる。樹脂シール５２と、中間真空室６０と、１層の磁性流体シール５０とにより、真空シール構造が形成されている。

【0024】

図３は樹脂シール５２の拡大断面図である。樹脂シール５２は、回転中心軸２４を中心にした環状の部材である。
図３に示すように、樹脂シール５２は断面Ｕ字（またはＶ字）状の本体６２と、本体６２の内側に設けられたスプリング６３とからなる。本体６２は樹脂製（例えば、フッ素樹脂製）である。本体６２は、内側の垂直部分６２ａと外側の垂直部分６２ｂを有する。また、内側の垂直部分６２ａの上部にはリップ面６２ｃが形成されている。リップ面６２ｃは、回転中心軸２４を中心にした環状面になっている。樹脂シール５２はＵ型またはＶ型のフッ素シールである。

【0025】

樹脂シール５２の内側の垂直部分６２ａは、ハウジング１２の排気通路下部形成部１２ｅに接触する。樹脂シール５２の外側の垂直部分６２ｂは回転伝達部材５９に接触する。つまり、樹脂シール５２の内周面を規定する垂直部分６２ａは固定体であるハウジング１２に接触し、樹脂シール５２の外周面を規定する垂直部分６２ｂは回転体の一部である回転伝達部材５９に接触する。よって、樹脂シール５２は接触型のシールである。
スプリング６３は金属製（例えば、ステンレス鋼）である。スプリング６３は付勢部材であり、断面Ｕ字（またはＶ字）状の弾性体である。スプリング６３により、本体６２の垂直部分６２ａ、６２ｂが広がるように付勢される。本実施形態では、スプリング６３の付勢力と本体６２の弾性変形による力とにより、リップ面６２ｃをハウジング１２の排気通路下部形成部１２ｅ側に付勢する（押し付ける）ことができる。樹脂シール５２はリップシールと称されることもある。スプリング６３の上方には、大気通路２５が延びている。

【0026】

本実施形態では、樹脂シール５２と磁性流体シール５０を設けているが、樹脂シール５２の方が真空チャンバ２２から遠い位置に配置されている。接触型のシールである樹脂シール５２は、回転伝達部材５９との擦れにより、粉塵を発生する。しかし、樹脂シール５２と真空チャンバ２２の間には磁性流体シール５０が位置しているので、当該粉塵は磁性流体シール５０により進行が妨げられ、真空チャンバ２２に侵入しない。また、磁性流体シール５０と樹脂シール５２の間にある回転伝達部材５９の表面に付着している粉塵も、磁性流シール５０により進行が妨げられ真空チャンバ２２に侵入しない。軸受１６、１７は大気側に位置しているので、軸受１６、１７から発塵があった場合、当該塵は樹脂シール５２により進行が妨げられるので、中間真空室６０に侵入しない。

【0027】

真空側と大気側の圧力差が大きい場合、一般的に、磁性流体シールはバースト現象を防ぐために何層も重ねて使用する必要があるが、本実施形態においては中間真空室６０を設けることによって磁性流体シール５０が負うべき圧力差を小さく設定できるために磁性流体シール５０を何層も設ける必要はなく、１層で十分である。
本実施形態では、モータ１８、第１検出器５４、第２検出器５６、第１軸受１６及び第２軸受１７がアクチュエータ１０の下部に配置されるが、上部にあるシール構造（磁性流体シール５０、樹脂シール５２）によって発塵が抑制される。よって、コンパクトで信頼性の高い低発塵真空シール構造が提供されることになる。
アクチュエータ１０は、例えば、一般産業用設備や半導体製造設備などで回転位置決め動作が必要な機器に用いられる。特に、真空で加工プロセス等を行う製造装置に適している。

【0028】

尚、本発明は上記した実施形態１に限定されない。
例えば、上記した実施形態１において、真空チャンバ２２の圧力Ｐ１と中間真空室６０の圧力の数値例を記載したが、これらは単なる例示であり、２つの減圧室を有する構造であれば、本発明を適用することができる。
軸受１６、１７の配置や、第１検出器５４及び第２検出器５６の配置は、図示した配置に限定されない。第１検出器５４はアブソリュートレゾルバ以外の回転センサでもよい。第２検出器５６はインクリメンタルレゾルバ以外の回転センサでもよい。

【0029】

真空チャンバ２２を真空引きするポンプはターボ分子ポンプに限定されない。中間真空室６０を真空引きするポンプもドライポンプ４０に限定されない。
第１軸受１６及び第２軸受１７には内輪間座３８及び外輪間座３９により定位置予圧が付与されるとしたが、予圧バネにより定圧予圧を付与する構造にしてもよい。
樹脂シール５２の付勢部材としてスプリング６３を設けたが、スプリング６３以外の付勢部材を採用してもよい。また、本体６２の剛性及び弾性によってはスプリング６３を設けなくてもよい。
上記した実施形態１では、大気側と真空チャンバ２２の間に１つの中間真空室６０を設けたが、中間真空室６０の数は複数でもよい。
製造装置２０からアクチュエータ１０に伝わる熱により磁性流体シール５０に悪影響が出る可能性がある場合には、アクチュエータ１０内に冷却構造を設けてもよい。

【0030】

実施形態２
次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施形態２のアクチュエータ１０Ａを説明する。実施形態２では、製造装置２０からアクチュエータ１０Ａに伝わる熱により磁性流体シール５０に悪影響が出ないようにするために、アクチュエータ１０Ａ内に冷却構造７０を設けている。
図４は図１に対応する図であり、実施形態２のアクチュエータ１０Ａの垂直断面図を示している。アクチュエータ１０Ａは、真空チャンバ２２を内部に有する外部装置（製造装置２０）の所定の面（底面２０ａ）に取り付けられている。図５はアクチュエータ１０Ａの水平断面図（図４の５－５矢視断面図）を示している。以下の記載では実施形態１との相違点を主に説明する。実施形態１と同じ構成には同じ参照符号を付け、説明を省略する。尚、図４及び図５では、図１に示したカップリング２８、管２９ａ～２９ｃ、ターボ分子ポンプ３０、ドライポンプ４０等は省略されている。

【0031】

アクチュエータ１０Ａの基本構造は、実施形態１のアクチュエータ１０とほぼ同じである。
以下に、図４の回転中心軸２４の右側の構成を説明する。
ロータ１８ｂは回転伝達部材５８に取り付けられている。ロータ１８ｂの回転は、回転伝達部材５８及び５９を介して、出力軸１５の中間フランジ１５ｂ及び上部フランジ１５ａに伝達される。
回転伝達部材５８の上部には樹脂シール５２が設けられている。中間真空室６０の上方には磁性流体シール５０が設けられている。中間真空室６０から延びる排気通路２７は、カップリング２８（図１）を介してドライポンプ４０（図１）に接続されている。ドライポンプ４０、ターボ分子ポンプ３０（図１）、これらポンプを繋ぐ管２９a～２９ｃは実施形態１と同じである。磁性流体シール５０はハウジング１２内に位置している。

【0032】

実施形態２のハウジング１２の外周部１２ｃは、図４では縦長の矩形で示されている（実際は、円環状）。外周部１２ｃの上には、第１上部１２ｄａと第２上部１２ｄｂが位置している。第１上部１２ｄａは第２上部１２ｄｂにボルト７２により固定されている。第１上部１２ｄａは第２上部１２ｄｂから分離可能になっている。排気通路２７は第１上部１２ｄａに形成されている。第１上部１２ｄａは第２上部１２ｄｂの間には、第１冷媒シール７３ａと第２冷媒シール７３ｂが設けられている。符号１１はアクチュエータ１０Ａの上面（つまり、第１上部１２ｄａの上面）である。

【0033】

次に、図４の回転中心軸２４の左側の構成を説明する。
本実施形態では、第１上部１２ｄａの下面に、上方に窪む溝７４が形成されている。つまり、溝７４はハウジング１２の一部に形成されている。溝７４は図５に示すように、Ｃ字を１８０度回転したような形を呈している。溝７４のＣ字形状は、図５では、第１上部１２ｄａの外周に沿ってほぼ一周する略環状である。
本実施形態では、溝７４に冷媒７５を流すことにより、図４の矢印Ｈ２で示した熱を溝７４内を流れる冷媒により冷却する。溝７４は冷却冷媒管路と称してもよい。冷媒は、液体（例えば、水、蒸留水）または気体（例えば、空気）である。

【0034】

第１上部１２ｄａの外周には、溝７４に冷媒を導入するための冷媒導入部７６が設けられている。アクチュエータ１０Ａの外部に設けられた冷媒供給源８０から冷媒導入部７６に供給される冷媒７５は、冷媒導入部７６から溝７４の入口７４ａに入り、その後、図５で反時計回りに溝７４内を流れて、溝７４の出口７４ｂに至る。溝７４を流れる冷媒７５により熱Ｈ２を冷却する。熱Ｈ２を冷却した冷媒７５は、溝７４の出口７４ｂから冷媒排出部７７を通って冷媒供給源８０に戻る。冷媒は冷媒供給源８０に戻る途中に放熱・冷却される。低温になった冷媒は、冷媒供給源８０から冷媒導入部７６を介して、再び溝７４に導入される。第１冷媒シール７３ａと第２冷媒シール７３ｂにより、冷媒７５が溝７４から漏れないようにしている。冷却構造７０は、溝７４と、溝７４を流れる冷媒７５と、冷媒７５を溝７４に導入する冷媒導入部７６と、冷媒７５を溝７４から排出する冷媒排出部７７とを有する。

【0035】

図４に示したように、冷媒導入部７６は、第１上部１２ｄａの外周部から径方向内方に延びる水平部７６ａと、水平部７６ａの下流端から垂直方向下側に延びる垂直部７６ｂとを有する。垂直部７６ｂの下流端（下端）が溝７４の入口７４ａに到達している。冷媒排出部７７は、冷媒導入部７６と同様な構造を有している。

【0036】

製造装置２０の種類や構造によっては、製造装置２０の作動中に製造装置２０が高温になる場合がある。例えば、製造装置２０が半導体製造装置である場合、製造装置２０内でウエハを加熱するヒータの温度が９００～１０００℃になることもある。製造装置２０の温度が上昇すると、製造装置２０の底面２０ａからアクチュエータ１０Ａの上面１１を通って、製造装置２０の熱がアクチュエータ１０Ａに伝わる。より詳しくは、真空チャンバ２２を区画する壁２２ａから熱がアクチュエータ１０Ａに伝導する。図４の矢印Ｈ１は、製造装置２０の壁２２ａからアクチュエータ１０Ａへ伝導する熱の流れを示している。図４から分かるように、製造装置２０からの熱はまず下方に伝導し（矢印Ｈ１）、その後、アクチュエータ１０Ａ内で半径方向内方に伝導する（矢印Ｈ２）。矢印Ｈ２の前方、つまり熱の流れの下流には、磁性流体シール５０が設けられている。本実施形態では、矢印Ｈ２の熱が磁性流体シール５０に到達する前に、当該熱を冷却するために、冷却構造７０をアクチュエータ１０Ａに設けている。つまり、本実施形態では、冷却構造７０が製造装置２０の底面２０ａと磁性流体シール５０との間に設けられている。磁性流体シール５０の耐熱性は低い場合もある。本実施形態では、溝７４を流れる冷媒により、磁性流体シール５０が高温になるのを防止（あるいは抑制）している。

【0037】

本実施形態では、たとえ第１冷媒シール７３ａ及び／または第２冷媒シール７３ｂのシール性が損なわれたとしても、溝７４が大気側にあるので、溝７４内を流れる冷媒が真空チャンバ２２側に漏れることはない。

【0038】

図４から分かるように、溝７４の断面は横長の矩形である。つまり、熱Ｈ２が伝わる方向（伝導方向）と溝７４の矩形断面の長辺が平行である。よって、溝７４の断面が正方形（又は円）である場合に比べて、熱Ｈ２が半径方向内方に伝導する際に、熱Ｈ２と溝７４（冷媒７５）が並列している区間を長くとることができる。その結果、熱Ｈ２の冷却を効率良く行うことができる。

【0039】

尚、実施形態２は上記した構成に限定されない。例えば、溝７４はハウジング１２の第２上部１２ｄｂに形成してもよい。
また、図４において溝７４の断面形状は横長の矩形に限定されない。例えば、製造装置２０の温度上昇が比較的低い場合には、溝７４の断面形状を正方形または円形にしてもよい。
図５では、溝７４のＣ字形状は、第１上部１２ｄａの外周にそってほぼ一周（略３６０度）する形状になっているが、ほぼ一周しなくてもよい。
図４の構成では、冷媒導入部７６と冷媒排出部７７をそれぞれ１つずつ設けたが、冷媒導入部７６の数と冷媒排出部７７の数は複数でもよい。

【符号の説明】

【0040】

１０…アクチュエータ、１０Ａ…アクチュエータ、１２…ハウジング、１５…出力軸（回転体）、１６、１７…軸受、１８…モータ、２０…製造装置、２０ａ…製造装置の底面、２２…真空チャンバ、２４…回転中心軸、２５…大気通路、２７…排気通路、３０…ターボ分子ポンプ、４０…ドライポンプ、５０…磁性流体シール、５２…樹脂シール、５４…第１検出器（回転センサ）、５６…第２検出器（回転センサ）、６０…中間真空室、６２ｃ…リップ面、６３…スプリング、７０…冷却構造、７４…溝、７５…冷媒、Ｈ１…熱の流れ、Ｈ２…熱の流れ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】