特許 7463222 磁気カップリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-29

(45)【発行日】2024-04-08

(54)【発明の名称】磁気カップリング装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 49/00 20060101AFI20240401BHJP

【ＦＩ】

F16H49/00 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020129000

(22)【出願日】2020-07-30

(65)【公開番号】P2022025862

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-03-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木本 昭洋

(72)【発明者】

【氏名】田口 純之介

(72)【発明者】

【氏名】吉本 訓

(72)【発明者】

【氏名】岸本 徳彦

(72)【発明者】

【氏名】林 啓太

【審査官】小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０２０５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８７１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３１７６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２８５５５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状扇形の第１永久磁石が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列された駆動側磁石列と、
環状扇形又は扇形の第２永久磁石が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列され、かつ、第１永久磁石の磁極面と第２永久磁石の磁極面が向かい合うように配列された従動側磁石列と、を有し、
駆動側磁石列を回転駆動させることで、従動側磁石列を従動回転させる磁気カップリング装置であって、
複数の前記第１永久磁石のうちの特定の第１永久磁石の径方向の第１中心線と、複数の前記第２永久磁石のうちの特定の第２永久磁石の径方向の第２中心線とを、異極どうしが向かい合うように重ね合わせた状態で、中心線どうしが重ねられた前記特定の第１永久磁石及び前記特定の第２永久磁石に隣接する第１永久磁石及び第２永久磁石も含めて、反発力が作用する反発領域の面積が、吸引力が作用する吸引領域の面積の５～１５％になるように設定され、
前記重ね合わせた状態において、前記特定の第１永久磁石及びこれに隣接する第１永久磁石には、それぞれ反発領域と吸引領域が形成されることを特徴とする磁気カップリング装置。

【請求項2】

環状扇形の第１永久磁石が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列された駆動側磁石列と、
環状扇形又は扇形の第２永久磁石が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列され、かつ、第１永久磁石の磁極面と第２永久磁石の磁極面が向かい合うように配列された従動側磁石列と、を有し、
駆動側磁石列を回転駆動させることで、従動側磁石列を従動回転させる磁気カップリング装置であって、
複数の前記第１永久磁石のうちの特定の第１永久磁石の径方向の第１中心線と、複数の前記第２永久磁石のうちの特定の第２永久磁石の径方向の第２中心線とを、異極どうしが向かい合うように重ね合わせた状態で、中心線どうしが重ねられた前記特定の第１永久磁石及び前記特定の第２永久磁石に隣接する第１永久磁石及び第２永久磁石も含めて、反発力が作用する反発領域の面積が、吸引力が作用する吸引領域の面積の５～１５％になるように設定され、
前記従動側磁石列は、駆動側磁石列の回転軸の周囲に、かつ、前記駆動側磁石列を搭載した円板内の領域において、円周方向に沿って複数配置されていることを特徴とする磁気カップリング装置。

【請求項3】

前記第１永久磁石および前記第２永久磁石は、隙間なく周方向に沿って配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気カップリング装置。

【請求項4】

前記従動側磁石列を前記第１永久磁石の径方向に沿って移動させる機構が備えられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の磁気カップリング装置。

【請求項5】

前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石の磁極面に強磁性体からなるポールピースが設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の磁気カップリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１永久磁石が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列された駆動側磁石列と、第２永久磁石が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列され、かつ、第１永久磁石の磁極面と第２永久磁石の磁極面が向かい合うように配列された従動側磁石列と、を有し、駆動側磁石列を回転駆動させることで、従動側磁石列を従動回転させる磁気カップリング装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

かかる磁気カップリングは、非接触で動力を伝達する方法として知られている。例えば、半導体の製造工程において、半導体ウェハなどの成膜対象物を回転させつつ成膜を行うＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの真空成膜装置がある。このような真空成膜装置では、駆動側磁石列の回転軸の周囲に複数の従動側磁石列を配置した磁気カップリング装置を用い、駆動側から物理的に遮断された真空雰囲気の従動側に回転を伝達することで、駆動側の動力系から発生するパーティクルを遮断しながら成膜対象物を回転させて各種の膜を成膜することができる。

【0003】

例えば、特許文献１の基板処理装置は、円環状の駆動ギアの表面には短冊状の永久磁石が周方向に沿って配列され（駆動側磁石列）、従動ギアの表面にも短冊状の永久磁石が周方向に沿って配列されている（従動側磁石列）。従動ギアと駆動ギアの間には大気雰囲気と真空雰囲気を仕切るための仕切り部材が設けられている。従動ギアと一体回転する載置台の上にウェハが載置される。

【0004】

特許文献２は、所定の空隙を保ち、対向させた駆動側と被駆動側の各回転円盤の外周部に、放射状の永久磁石をＮ極、Ｓ極と交互に異極配列して、該磁気歯の磁気の吸引及び、反発にてトルクを伝達する磁気歯車を開示する。この磁気歯車に用いられる永久磁石は、放射状曲線（例えばインボリュート曲線）となる形状を呈している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－１１３４３１号公報

【文献】特開２００５－１１４１６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のような真空成膜装置において、成膜対象物に均一に成膜するためには、従動側磁石列を１ｒｐｍ程度の低速で安定して定速回転させる必要がある。しかしながら、特許文献１，２に開示される磁気カップリング装置では、従動側の追従性が良くなく、定速回転ができなかったり、回転開始時や回転停止時に動きが不安定になるという問題があった。

【0007】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、従動側磁石列の追従性がよく、安定して定速回転が可能な磁気カップリング装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため本発明に係る、磁気カップリング装置は、
環状扇形の第１永久磁石が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列された駆動側磁石列と、
環状扇形又は扇形の第２永久磁石が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列され、かつ、第１永久磁石の磁極面と第２永久磁石の磁極面が向かい合うように配列された従動側磁石列と、を有し、
駆動側磁石列を回転駆動させることで、従動側磁石列を従動回転させる磁気カップリング装置であって、
複数の前記第１永久磁石のうちの特定の第１永久磁石の径方向の第１中心線と、複数の前記第２永久磁石のうちの特定の第２永久磁石の径方向の第２中心線とを、異極どうしが向かい合うように重ね合わせた状態で、中心線どうしが重ねられた前記特定の第１永久磁石及び前記特定の第２永久磁石に隣接する第１永久磁石及び第２永久磁石も含めて、反発力が作用する反発領域の面積が、吸引力が作用する吸引領域の面積の５～１５％になるように設定されていることを特徴とするものである。

【0009】

かかる構成による磁気カップリング装置の作用・効果を説明する。この構成によると、駆動側磁石列に配列される第１永久磁石は、環状扇形を呈している。ここで、環状扇形とは、半径の大きな扇形から半径の小さな扇形を切り取った形状のことを指す。すなわち、２つの円弧と２つの半径により囲まれた図形を表すものである。一方、従動側磁石列に配列される第２永久磁石は、環状扇形または扇形を呈している。

【0010】

第１永久磁石と第２永久磁石は、磁極が交互に異極になるように周方向に沿って複数配列される。すなわち、Ｓ極とＮ極が交互に配置される。通常は、従動側磁石列は駆動側磁石列よりも半径が小さく、１つの駆動側磁石列に対して１つまたは複数の従動側磁石列が配置される。駆動側磁石列を回転させることで、従動側磁石列を従動回転させることができる。

【0011】

上記において、第１永久磁石と第２永久磁石は所定の位置関係になるように設定されている。すなわち、特定の第１永久磁石の径方向の第１中心線と、特定の第２永久磁石の径方向の第２中心線とを、異極どうし（Ｎ極とＳ極）が向かい合うように重ね合わせた状態で、特定の第１永久磁石及び特定の第２永久磁石に隣接する第１永久磁石及び第２永久磁石も含めて、反発領域の面積が、吸引領域の面積の５～１５％になるように設定されている。かかる範囲に設定することで、従動側磁石列の追従性を改善し、安定して定速回転が可能であることを確認することができた。

【0012】

本発明において、前記第１永久磁石および前記第２永久磁石は、隙間なく周方向に沿って配列されることが好ましい。隙間なく配列させることで、所望の回転トルクを伝達することができる。

【0013】

本発明において、前記従動側磁石列を前記径方向に沿って移動させる機構が備えられていることが好ましい。かかる機構を設けることで、前述の反発領域と吸引領域の面積比が適切になるように調整することができる。

【0014】

本発明において、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石の磁極面に強磁性体からなるポールピースが設けられていることが好ましい。これにより、磁場を均一化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1A】本発明に係る磁気カップリング装置１００を模式的に表した平面図

【図1B】図１Ａに示す磁気カップリング装置の側面図（断面図）

【図2A】駆動側磁石列の磁石配列と従動側磁石列の磁石配列およびそれらの位置関係を示す平面図

【図2B】磁石の磁極を示す断面図

【図3】従動側磁石列を回転させる原理を説明する図

【図4】第１永久磁石と第２永久磁石の好ましい形状を説明する図

【図5】従動側磁石列のずらしを説明する図

【図6】実施例１，２の実験結果を示すグラフ

【図7】比較例１の実験結果を示すグラフ

【図8】比較例２の実験結果を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明に係る磁気カップリング装置の好適な実施形態をまず説明する。図１Ａは、本発明に係る磁気カップリング装置１００を模式的に表した平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示す磁気カップリング装置の側面図（断面図）である。図２Ａは、駆動側磁石列の磁石配列と従動側磁石列の磁石配列およびそれらの位置関係を示す平面図であり、図２Ｂは、磁石の磁極を示す断面図である。

【0017】

＜磁気カップリング装置の構成＞
駆動側磁石列１０は、円板１２の表面（上面）に多数の第１永久磁石１４が周方向に沿って配列されている。図２Ａは、円板１２の一部を示しているが、第１永久磁石１４の磁極が交互に異極になるように、すなわち、Ｓ極とＮ極が交互になるように配列されている。第１永久磁石１４は、円板１２に対してネジなどの機械的な手段により固定する。あるいは、接着剤を用いて固定してもよい。

【0018】

駆動側磁石列１０は、回転軸１６を中心としてモーター等により回転駆動される。駆動機構については、周知の構成でよく、図示を省略する。

【0019】

従動側磁石列２０は支持板３０の下面側に５つ設けられている。なお、従動側磁石列２０の配置個数に関しては、特定の数値に限定されるものではない。従動側磁石列２０は、回転軸２６を中心として回転可能であり、後述するように、駆動側磁石列１０が回転することにより、それに追従して回転する。

【0020】

第１永久磁石１４の形状は環状扇形である。ここで、環状扇形とは、半径の大きな扇形から半径の小さな扇形を切り取った形状を指すものである。すなわち、２つの円弧と２つの半径により囲まれた図形を指す。ここでいう円弧の中心は、円板１２の中心と一致する。また、２つの半径は、円板１２の中心を通る直線である。

【0021】

環状扇形は４つの角部を有するが、角部は鋭利である必要はなく、製造上の理由などにより丸み（Ｒ形状）を帯びていてもよい。あるいは、適宜の大きさの面取りを施してもよい。

【0022】

図２Ａに示すように、第１永久磁石１４は、周方向に沿って隙間なく環状に配列されている。隙間なく配列するために、第１永久磁石１４は環状扇形に形成されている。なお、「隙間なく」とは、可能な限り隙間がないように配列することをいう。隙間が完全にゼロになることを意味するのではなく、第１永久磁石１４の表面粗度等によってわずかな不可避の隙間が存在することがあるが、かかる場合も「隙間なく」の定義に含まれる。また、組み立て上や製造上の誤差により不可避な隙間が形成される場合も同様である。

【0023】

第１永久磁石１４の配列個数（磁極数）は、磁気カップリング装置１００の大きさにもよるが２０極～３２０極程度である。

【0024】

従動側磁石列２０は、円板２２の表面（下面）に多数の第２永久磁石２４が周方向に沿って配列されている。図１Ｂに示すように、第１永久磁石１４の磁極と第２永久磁石２４の磁極は、平行に対向するように配列されている。第１永久磁石１４の磁極と第２永久磁石２４の磁極の間は、所定の距離を隔てて配置される（図２Ｂも参照）。

【0025】

円板２２の中心に回転軸２６が一体的に取り付けられており、円板２２と回転軸２６が一体的に支持板３０に対して回転可能に支持されている。回転軸２６は、円板１２の回転軸１６の周囲に円周方向に沿って等間隔に配置されている。

【0026】

なお、本発明に係る磁気カップリング装置１００が真空成膜装置に使用される場合には、駆動側磁石列１０は大気雰囲気に置かれ、従動側磁石列２０は真空雰囲気に置かれる。そのため、従動側磁石列２０を含めた従動側の装置は、不図示の仕切り部材により仕切られている。真空成膜装置に関する基本構成は周知であるので図示及び説明を省略する。

【0027】

図２Ａに示すように、円板２２の下面に配列された第２永久磁石２４は扇形に形成されているが、第１永久磁石１４と同様に環状扇形であってもよい。第２永久磁石２４の配列極数は６極であるが、これに限定されるものではない。ただし、好ましい極数（個数）は、磁気カップリング装置１００の大きさにもよるが、４極～４８極程度である。

【0028】

第２永久磁石２４が扇形の場合、扇形は３つの角部を有するが、第１永久磁石１４と同様に、角部は鋭利である必要はなく、製造上の理由等により丸み（Ｒ形状）を帯びていてもよい。あるいは、適宜の大きさの面取りを施してもよい。

【0029】

第２永久磁石２４の極数が少なくなると、従動側磁石列２０の追従性が悪くなる。また、極数が多すぎると、隣接する第２永久磁石２４の間の不可避の隙間の面積の影響が大きくなり、回転トルクが低下するという問題がある。この点は、第１永久磁石１４の場合も同様である。

【0030】

第１永久磁石１４と第２永久磁石２４の具体的な素材としては、希土類磁石が好ましく、例えば、サマリウムコバルト磁石やネオジウム磁石が選択される。ただし、特定の素材に限定されるものではない。

【0031】

＜永久磁石の相対的な位置関係＞
次に、第１永久磁石１４と第２永久磁石２４の相対的な位置関係について説明する。図２Ａにおいては、駆動側磁石列１０の一部と、複数の従動側磁石列２０のうちの１つのみを示している。

【0032】

多数の第１永久磁石１４のうちの任意の１つを特定の第１永久磁石１４０とし、それに隣接する２つの第１永久磁石に符号１４１を割り当てる。なお、特定の第１永久磁石１４０については、どの第１永久磁石１４であってもよく、説明の便宜上、特定の第１永久磁石１４０とするものである。

【0033】

一方、多数の第２永久磁石２４のうちの任意の１つを特定の第２永久磁石２４０とする。これに隣接する２つの第２永久磁石に符号２４１を割り当てる。ここで、特定の第１永久磁石１４０の磁極としてＳ極を選択した場合には、特定の第２永久磁石２４０の向かい合う磁極はＮ極となる状態を考える。特定の第１永久磁石１４０の磁極がＮ極の場合には、特定の第２永久磁石２４０の向かい合う磁極はＳ極となる状態を考える。この状態は、図２Ｂに示すように、異極同士が向かい合っており、両者の間には吸引力が大きく作用するので、駆動側磁石列１０と従動側磁石列２０とは安定した状態で停止している。

【0034】

第１永久磁石１４の径方向の第１中心線Ｘ１は、環状扇形を左右に等しく分割する直線であり、回転軸１６の中心を通る直線である。第２永久磁石２４の径方向の第２中心線Ｘ２は、扇形を左右に等しく分割する直線であり、回転軸２６の中心を通る直線である。図２Ａに示すように、特定の第１永久磁石１４０の第１中心線Ｘ１と特定の第２永久磁石２４０の第２中心線Ｘ２とは一致しており重なっている。図２Ｂは、中心線Ｘ１，Ｘ２で切断した断面図である。

【0035】

図２Ａに示すように、吸引領域Ｙとして３つの吸引領域Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３が存在する。反発領域Ｚとして、４つの反発領域Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４が存在する。吸引領域Ｙ１においては、特定の第１永久磁石１４０と特定の第２永久磁石２４０の間に吸引力が作用する。吸引領域Ｙ２，Ｙ３においては、特定の第１永久磁石１４０と特定の第２永久磁石２４０に隣接する第１永久磁石１４１と第２永久磁石２４１の間に吸引力が作用する。

【0036】

反発領域Ｚ１，Ｚ２においては、特定の第１永久磁石１４０と隣接する第２永久磁石２４１の間に反発力が作用する。反発領域Ｚ３，Ｚ４においては、隣接する第１永久磁石１４１と特定の第２永久磁石２４０の間に反発力が作用する。

【0037】

図２Ａでは、中心線Ｘ１，Ｘ２を挟んで、第１反発領域Ｚ１，Ｚ３と第２反発領域Ｚ２，Ｚ４の面積が同じである。従って、この状態では回転トルクは発生せずに安定した状態で停止する。

【0038】

また、図２Ａの状態では、駆動側磁石列１０の外周側端部の位置と、従動側磁石列２０の外周側端部の位置は一致している。

【0039】

＜従動回転の原理＞
次に、駆動側磁石列１０を回転させて従動側磁石列２０を回転させるときの原理について図３を用いて説明する。図３（ａ）は、図２Ａの状態と同じである。図３（ｂ）は、左の状態から駆動側磁石列１０を時計方向に所定の角度回転させた状態の駆動側磁石列１０に対する従動側磁石列２０の相対的位置関係を示している。すなわち、駆動側磁石列１０を時計方向に所定の角度だけ回転させたとき、従動側磁石列２０が駆動側磁石列１０に対して相対的に反時計回りにθ°回転した状態になることを示している。

【0040】

図３（ａ）の状態は、安定して停止している状態であるが、駆動側磁石列１０が時計回りに回転すると、従動側磁石列２０は駆動側磁石列１０に対して相対的に反時計回りに回転した状態となり、第１反発領域Ｚ１，Ｚ３の面積は第２反発領域Ｚ２，Ｚ４の面積よりも大きくなり不安定な状態となる。そのため図３（ａ）の位置に戻る方向、すなわち、従動側磁石列２０が時計方向に回転する方向にトルクが発生する。従って、駆動側磁石列１０が時計回りに回転を続けることで、従動側磁石列２０は追従して時計回りに自転を続けることになる。

【0041】

図２Ａにおける第１反発領域Ｚ１，Ｚ３の面積をαとし、駆動側磁石列１０がθ゜回転したときの第１反発領域Ｚ１，Ｚ３の面積の増加分をΔαとすると、第１反発領域Ｚ１，Ｚ３の面積はα＋Δα、第２反発領域Ｚ２，Ｚ４の面積はα－Δαとなる。第１反発領域Ｚ１，Ｚ３と第２反発領域Ｚ２，Ｚ４の面積が同じになる方向、すなわち、Δα＝０になる方向に従動側磁石列２０は回転する。このとき、第１反発領域Ｚ１，Ｚ３の面積αが狭いほうがαに対するΔαの影響が大きくなるため、従動側磁石列２０の回転トルクが俊敏に発生して駆動側磁石列１０に対する追従性が高まる。

【0042】

逆に、第１反発領域Ｚ１，Ｚ３の面積αが狭すぎると停止時のブレーキがなくなり、従動側磁石列２０がオーバーランする恐れがある。発明者らの検討によれば、反発領域Ｚ１～Ｚ４（対向する面が同極（Ｓ極とＳ極、Ｎ極とＮ極））のトータルの面積が、吸引領域Ｙ１～Ｙ３（対向する面が異極（Ｓ極とＮ極、Ｎ極とＳ極））の５～１５％であれば、従動側磁石列２０の駆動側磁石列１０に対する従動性がよく、定速回転することができ、さらに、回転開始及び回転停止時の動きもスムーズであることを見出した。

【0043】

以上の条件を満たすためには、図４に示すように、駆動側磁石列１０の第１永久磁石１４の周方向の幅Ｗ１と従動側磁石列２０の第２永久磁石２４の周方向の幅Ｗ２に関して、Ｗ２はＷ１の５０％～１５０％であることが好ましい。また、第１永久磁石１４の径方向の高さＨ１と第２永久磁石２４の径方向の高さＨ２に関して、駆動側磁石列１０と従動側磁石列２０の位置が図２Ａの位置のとき、磁石１４と外側半分の磁石２４（図２Ａの例では３個）の重なり合う領域を確保し、かつ、磁石１４が内側半分の磁石２４（図２Ａの例では３個）に重ならない大きさであること、具体的には、後述の従動側磁石列２０の位置を回転軸１６側にずらした場合も想定すると、Ｈ１はＨ２の５０～１５０％であることが好ましい。
また、従動側磁石列２０は、図５に示すように、第２永久磁石２４の外周端部が第１永久磁石１４の外周端部から第２永久磁石２４の径方向の高さＨ２の０～５０％だけ、駆動側磁石列１０の回転中心の方向（第１永久磁石１４の径方向）にずらして支持されていてもよい。これにより、駆動側磁石列１０の磁石の極数と従動側磁石列２０の磁石の極数を変えることなく、反発領域の面積と吸引領域の面積の比率を調整することができる。また、位置をずらすことで従動側磁石列２０の追従性を改善できる可能性がある。

【0044】

従動側磁石列２０を径方向に沿って移動させるための機構は種々の機構が考えられ、特定の機構に限定されるものではない。例えば、従動側磁石列２０と回転軸２６を径方向に沿って移動させるために、支持板３０にスリットを形成して回転軸２６をガイドさせるような機構を採用することができる。位置が調整された後は、ボルト・ナットのような機構により位置を固定させる。

【0045】

表１は、第１永久磁石１４および第２永久磁石２４の極数や幅Ｗ１，Ｗ２・高さＨ１，Ｈ２を変えた場合の反発領域／吸引領域の面積の比率の計算例を示している。表１の例では、駆動側磁石列１０の半径は８６ｍｍ、従動側磁石列２０の半径が３２ｍｍであるが、本発明はかかる数値に限定されるものではなく、磁気カップリング装置１００の大きさがどのようなものであっても適用される。また、表１において、従動側磁石列２０の位置は、すでに説明したように、第２永久磁石２４の「ずらし」が０の場合を「基準」とし、図５のように従動側磁石列２０を内径側に２ｍｍずらした場合を「ずらし」としている。

【表1】

【0046】

第１永久磁石１４と第２永久磁石２４の表面（互いに対向する面）にポールピースを配置してもよい。ポールピースは、好ましくは、強磁性体により形成され、磁石から発生する磁場を均一化させることができる。ポールピースの大きさは各磁石を覆うような形状にすることができる。

【実施例】

【0047】

表２の実施例１，２および比較例１，２に関して、実際に磁気カップリング装置を作成し、従動側磁石列２０を回転速度１ｒｐｍで定速回転させる実験を行った。その場合、従動側磁石列２０が途中で０．２秒以上停止した箇所、回転停止時の従動側磁石列２０のずれ角度（オーバーランの大きさ）、追従性（理想の定速回転と従動側磁石列の回転角度の一致度）について調べた。その結果を表２及び図６～図８に示す。図６～図８は、１回転させるまでの動作を示すものであるが、それ以後も同様の直線状のグラフになる。

【0048】

実施例１の追従性の実験結果は図６に示す通りであり、実施例２の追従性の結果も実施例１と同様であり図６に示すとおりである。図７は、比較例１の実験結果を示し、図８は、比較例２の実験結果を示す。回転数のモニターは周知のエンコーダを取り付けることで行うことができる。

【表2】

【0049】

表２から分かるように、反発領域の面積／吸引領域の面積が５～１５％の範囲内である実施例１および実施例２は、回転途中で停止することはなく、回転停止時のオーバーランも０．４～０．６゜の範囲内に収まっており小さかった。図６からも分かるように、時間軸に対する従動側磁石列の回転角度は理想の定速回転とほぼ同じ直線上にあり、回転数１ｒｐｍで定速回転していることが分かった。

【0050】

これに対し、反発領域の面積／吸引領域の面積が５～１５％の範囲から外れている比較例１では、回転停止時のオーバーランは実施例１，２と同等に小さかったものの、図７に示すように時間に対する従動側磁石列の回転角度が理想の直線上になく、従動側磁石列の追従性が悪く、定速回転できていないことが分かった。また、従動側磁石列の位置を内径側に２ｍｍずらせた比較例２では、図８に示すように従動側磁石列の追従性は多少改善されたものの、１回転当たり０．２秒以上の途中停止が２回発生し、回転停止時のオーバーランの角度も実施例１，２よりも大きかった。かかる途中停止は、傷、パーティクルの発生、均一な成膜に悪影響を及ぼすので、０．２秒よりも抑制する必要がある。

【0051】

＜別実施形態＞
本発明に係る磁気カップリング装置は、主として真空成膜装置に用いられるものであるが、それ以外の用途の装置に用いられてもよい。

【0052】

図２に示すように、特定の第１永久磁石１４０に隣接する永久磁石１４１は両側に１つずつ２つであるが、駆動側磁石列１０や従動側磁石列２０の大きさ、第１・第２永久磁石１４，２４の大きさによっては、反発領域や吸引領域が、隣接する永久磁石に対して更に隣接する永久磁石に及ぶ場合もありうる。「隣接する」の定義として、このように更に隣接する永久磁石も含まれうる。

【符号の説明】

【0053】

１００ 磁気カップリング装置
１０ 駆動側磁石列
１２ 円板
１４，１４０，１４１ 第１永久磁石
１６ 回転軸
２０ 従動側磁石列
２２ 円板
２４，２４０，２４１ 第２永久磁石
２６ 回転軸
３０ 支持板
Ｘ１ 第１中心線
Ｘ２ 第２中心線
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３ 吸引領域
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４ 反発領域
Ｗ１，Ｗ２ 幅
Ｈ１，Ｈ２ 高さ

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】