KR20050105138A - Vacuum sealing structure of motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초고진공압 구현은 물론, 고온에서 장시간 사용하여도 진공 실링을 유지할 수 있는 모터의 진공실링구조에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum sealing structure of a motor that can maintain an ultra high vacuum pressure, as well as maintain a vacuum sealing even at a high temperature for a long time.
상기 본 발명은 모터가 일측에 결합된 하우징을 구비하고, 하우징 내측에 모터에 의해 회전력을 전달받는 샤프트를 구비한 모터의 진공실링구조에 있어서, 샤프트 외주에 결합되고, 하우징 내면에 접하는 한쌍의 씨일부재; 및 상기 한쌍의 씨일부재 사이에 중첩된 탄력부재를 포함하며, 하우징 일측의 하우징 캡을 결합하면, 상기 탄력부재에 의해 한쌍의 씨일부재가 내주면은 상기 샤프트에 말착되고 외주면은 하우징 내벽에 밀착되면서 진공 실링을 이루는 것을 특징으로 한다.The present invention has a housing in which a motor is coupled to one side, and in a vacuum sealing structure of a motor having a shaft in which a rotational force is transmitted by a motor inside the housing, a pair of seals coupled to the outer periphery of the shaft and in contact with the inner surface of the housing. absence; And a resilient member overlapped between the pair of seal members, and when the housing cap of one side of the housing is coupled, the pair of seal members are attached to the shaft by the resilient member and the outer periphery is closely adhered to the inner wall of the housing by the resilient member. It is characterized by forming a sealing.
Description
본 발명은 진공실링구조에 관한 것으로, 특히, 초고진공압 구현은 물론, 고온에서 장시간 사용하여도 진공 실링을 유지할 수 있는 모터의 진공실링구조에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum sealing structure, and more particularly, to a vacuum sealing structure of a motor capable of maintaining a vacuum sealing even in a long time at high temperature as well as realizing ultra-high vacuum pressure.
일반적으로, 반도체 공정 중 진공상태에서 보트(boat)에 웨이퍼(wafer)를 적재한 후 로테이션을 위해 R 축(axis)을 사용하고 있다. 이때, 파티클(Particle) 발생 없이 진공기밀을 유지하면서 대기압에서의 동력전달을 가능케 하는 자성유체 씨일(magnetic fluid seal)이라는 특수한 씨일(seal)을 채용하고 있다.In general, an R axis is used for rotation after loading a wafer in a boat in a vacuum state during a semiconductor process. At this time, a special seal called a magnetic fluid seal is employed, which enables power transmission at atmospheric pressure while maintaining vacuum tightness without generating particles.
그런데, 상기와 같은 웨이퍼 작업은 대략 70℃∼80℃ 정도의 고온에서 행하여지는데, By the way, the wafer operation as described above is performed at a high temperature of about 70 ℃ to 80 ℃,
장시간 사용 시 하우징 안쪽에 주입된 액체 자석이 자성을 잃으면서 외부로 흘러내려 자성유체 씨일이 파괴되면서 오류를 유발하는데 문제점이 있었다.The liquid magnet injected into the housing when used for a long time flows to the outside while losing the magnetism, causing the magnetic fluid seal to be destroyed, causing a problem.
더욱이, 상기 유체자성 씨일은 보수 시 많은 시간이 소요되며, 매우 고가이기 때문에 새로운 부품으로 교환 시 비용의 증가와 함께 및 장비의 다운 타임(down time) 증가를 유발하고 있다.Moreover, the fluid magnetic seals are time consuming to repair and are very expensive, leading to an increase in cost and an increase in down time of the equipment when replacing with new parts.
또한, 유체자성 씨일은 자석의 특성상 65℃ 이상 인가 시, 탈자 현상이 일어 날 수 있어 65℃ 이하에서 사용하도록 권장하고 있으며, 만약 65℃ 이상에서 사용 시에는 별도의 냉각을 실시해야 하는데, 종래기술에서는 유체작성 씨일을 냉각하기 위한 별도의 장치를 구비할 수 있는 환경이 되지 못하기 때문에, 고온에서의 유체자성 씨일의 장기간 사용이 어려운 문제점이 있었다.In addition, the fluid magnetic seal is recommended to be used at 65 ℃ or less because the demagnetization phenomenon may occur when applied to 65 ℃ or more due to the characteristics of the magnet, if you use at 65 ℃ or more, the conventional cooling In the case of the environment that can be provided with a separate device for cooling the fluid creation seal, there is a problem that it is difficult to use the fluid magnetic seal at high temperature for a long time.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 초고진공압 구현은 물론, 고온에서 장시간 사용하여도 진공 실링을 유지할 수 있는 모터의 진공실링구조를 제공하는 데 있다.The first object of the present invention for solving the above problems is to provide a vacuum sealing structure of the motor that can maintain the vacuum sealing even in a long time at high temperature as well as the implementation of ultra-high vacuum pressure.
본 발명의 제2 목적은 기존에 사용 중인 제품과 외각 및 모터의 사양이 동일하게 하여 별도의 수정작업 없이 바로 설비에 적용할 수 있어 설치 비용 및 시간을 최소화할 수 있는 모터의 진공실링구조를 제공하는 데 있다.The second object of the present invention is to provide the vacuum sealing structure of the motor which can minimize the installation cost and time since the specifications of the outer shell and the motor and the motor and the same specification of the present invention can be applied to the equipment without additional modification work. There is.
본 발명의 제3 목적은 간단한 구조를 통해 유지보수 시간을 단축시킬 수 있고, 이에 따라 유지보수 비용을 절감할 수 있는 모터의 진공실링구조를 제공하는 데 있다.A third object of the present invention is to provide a vacuum sealing structure of a motor that can shorten the maintenance time through a simple structure, thereby reducing the maintenance cost.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터가 일측에 결합된 하우징을 구비하고, 하우징 내측에 모터에 의해 회전력을 전달받는 샤프트를 구비한 모터의 진공실링구조에 있어서, 샤프트 외주에 결합되고, 하우징 내면에 접하는 한쌍의 씨일부재; 및 상기 한쌍의 씨일부재 사이에 중첩된 탄력부재를 포함하며, 하우징 일측의 하우징 캡을 결합하면, 상기 탄력부재에 의해 한쌍의 씨일부재가 내주면은 상기 샤프트에 말착되고 외주면은 하우징 내벽에 밀착되면서 진공 실링을 이루는 것을 특징으로 하는 모터의 진공실링구조를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a vacuum sealing structure of a motor having a housing having a motor coupled to one side, the shaft having a rotational force transmitted by the motor inside the housing, coupled to the outer periphery of the shaft, the housing inner surface A pair of seal members in contact with; And a resilient member overlapped between the pair of seal members, and when the housing cap of one side of the housing is coupled, the pair of seal members are attached to the shaft by the resilient member and the outer periphery is closely adhered to the inner wall of the housing by the resilient member. It provides a vacuum sealing structure of the motor, characterized in that the sealing is made.
상기 한쌍의 씨일부재는 O-링으로 사용하는 것이 가능하며, 또한 상기 탄력부재는 접시형 와셔 스프링으로 사용하는 것이 가능하다.The pair of seal members can be used as O-rings, and the resilient member can be used as a dish washer spring.
더욱이 본 발명은 상기 하우징 외주에 한쌍의 씨일부재를 감싸는 방열수단을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 방열수단은 하우징에 결합되는 원통부; 및 원통부 외주에 방사형으로 연장형성된 다수의 핀을 포함한다.Furthermore, the present invention may further include a heat dissipation means surrounding the pair of seal members on the outer circumference of the housing. In this case, the heat dissipation means is a cylindrical portion coupled to the housing; And a plurality of pins extending radially around the cylindrical portion.
따라서, 본 발명에 있어서는 상기한 바와 같이 다수의 접시형 와셔 스프링의 특성(반발력)과 한쌍의 O-링 우수한 실링 특성을 이용하여 진공 실링(vacuum seal)의 장점을 그대로 살리고, 회전 시에도 초고진공(ultra high vacuum) 구현은 물론 장시간 사용하여도 진공 실링이 파괴되지 않는 이점이 있다.Therefore, in the present invention, as described above, by utilizing the characteristics (repulsive force) of a plurality of dish-type washer spring and a pair of O-ring excellent sealing properties, the advantage of the vacuum seal (vacuum seal) as it is, even during high vacuum (ultra high vacuum) implementation, as well as long time use has the advantage that the vacuum sealing is not broken.
또한, 본 발명은 특수 O-링 및 방열판을 구비하여 고온에 의한 진공 실링 파괴에 대한 대응할 수 있다.In addition, the present invention is equipped with a special O-ring and heat sink to cope with the vacuum sealing failure due to high temperature.
더욱이, 기존에 사용 중인 제품과 외각 및 모터사양이 동일하므로, 곧 바로 설비에 적용할 수 있어 추가적 수정이 필요 없고, 간단한 구조로 인해 간편한 유지보수가 가능하며, 간단한 구조를 통해 비숙련자도 손쉽게 조치할 수 있어 원가절감 및 생산성 향상을 기대할 수 있다.Moreover, since the exterior and motor specifications are the same as the existing products, it can be applied immediately to the facility, so no additional modification is required, simple maintenance is possible due to the simple structure, and the unskilled person can easily take action through the simple structure. As a result, cost reduction and productivity improvement can be expected.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모터의 진공실링구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the vacuum sealing structure of the motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 모터의 진공실링구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모터의 진공실링구조를 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2 도시된 샤프트에 결합된 접시형 와셔 스프링을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 하우징에 결합된 방열판을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a vacuum sealing structure of a motor according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a vacuum sealing structure of the motor according to the present invention, Figure 3 is a dish-type washer coupled to the shaft shown in FIG. 4 is a perspective view illustrating a spring, and FIG. 4 is a perspective view illustrating a heat sink coupled to the housing illustrated in FIG. 2.
먼저, 본 발명의 모터의 진공실링구조는 하우징(11)과, 하우징(11) 일측에 브라켓(41)에 의해 고정된 모터(40)를 구비한다. 상기 하우징(11) 내측에는 모터(40)에 의해 회전력을 전달받아 진공 분위기에서 웨이퍼(도시하지 않음)가 안착된 보트(도시하지 않음)를 회전시키기 위한 샤프트(15)가 배치된다.First, the vacuum sealing structure of the motor of the present invention includes a housing 11 and a motor 40 fixed by a bracket 41 on one side of the housing 11. The shaft 15 is disposed inside the housing 11 to rotate a boat (not shown) in which a rotational force is transmitted by the motor 40 to seat a wafer (not shown) in a vacuum atmosphere.
상기 샤프트(15) 하부에는 모터(40)의 회전력을 전가받기 위해 헬리컬기어(17)가 결합된다. 또한, 상기 샤프트(15)의 헤드(15a) 측과 하단에는 각각 샤프트(15)의 회전을 원활하게 행할 수 있도록 각각 제1 및 제2 베어링(16a, 16b)이 배치된다.The helical gear 17 is coupled to the lower portion of the shaft 15 to receive the rotational force of the motor 40. In addition, first and second bearings 16a and 16b are disposed on the head 15a side and the lower end of the shaft 15 so as to smoothly rotate the shaft 15, respectively.
상기 샤프트 헤드(15a) 하단과 하우징 캡(19) 사이에는 제1 O-링(21) 및 제2 O-링(23)이 배치되며, 상기 한쌍의 O-링(21, 23)의 사이에는 도 3과 같은 다수의 접시형 와셔 스프링(25)이 적층 결합된다.A first O-ring 21 and a second O-ring 23 are disposed between the lower end of the shaft head 15a and the housing cap 19, and between the pair of O-rings 21, 23. A plurality of dish-type washer springs 25 as shown in Figure 3 are laminated.
또한, 상기 한쌍의 O-링(21, 23) 및 접시형 와셔 스프링(25)의 사이사이에는 각각 와셔(27)가 배치된다.In addition, a washer 27 is disposed between the pair of O-rings 21 and 23 and the dish washer spring 25, respectively.
이 경우, 하우징(11) 끝쪽의 하우징 캡(19)을 결합하면, 상기 다수의 접시형 와셔 스프링(25)은 약, 2.5mm 정도 압축되면서 상기 한쌍의 O-링(21, 23)의 내주면은 상기 샤프트(15)에 밀착되고 외주면은 하우징(11) 내벽에 밀착되면서 진공 실링을 구현할 수 있다.In this case, when the housing cap 19 at the end of the housing 11 is coupled, the plurality of dish-type washer springs 25 are compressed by about 2.5 mm while the inner circumferential surfaces of the pair of O-rings 21 and 23 are In close contact with the shaft 15 and an outer circumferential surface of the housing 11, the vacuum sealing may be realized.
또한 이와 같은 실링구조는, 샤프트(15)가 회전 시, 샤프트(15)에 편심이 가해지거나 한쌍의 O-링(21, 23)이 마찰에 의해 약간씩 마모가 생길 수 있는데, 이때 접시형 와셔 스프링(25)의 탄발력에 의해 발생한 갭만큼 한쌍의 O-링(21, 23)을 더 내측과 외측으로 팽창되게 함으로써 회전 시에도 진공 리킹(leaking) 발생을 완벽하게 차단 할 수 있다. 물론 장 시간 사용 하여도 진공 실링이 파괴되지 않는 장점이 있다.In addition, such a sealing structure, when the shaft 15 is rotated, the eccentricity is applied to the shaft 15, or a pair of O-rings (21, 23) may be slightly worn out by friction, wherein the dish washer By causing the pair of O-rings 21 and 23 to expand inward and outward as much as the gap generated by the spring force of the spring 25, it is possible to completely prevent the occurrence of vacuum leaking even during rotation. Of course, even if used for a long time there is an advantage that the vacuum sealing is not broken.
한편, 상기 하우징(11)의 외주에 형성된 요홈(11a)에는 방열수단(30)이 결합된다(도 1 참조). 상기 방열수단(30)은 요홈(11a)에 결하되는 원통부(31)와 원통부 (31) 외주에 방사형으로 연장형성된 다수의 핀(33)을 포함한다.On the other hand, the heat dissipation means 30 is coupled to the recess 11a formed on the outer circumference of the housing 11 (see FIG. 1). The heat dissipation means 30 includes a cylindrical portion 31 which is attached to the recess 11a and a plurality of fins 33 extending radially on the outer circumference of the cylindrical portion 31.
이와 같이 방열수단(30)을 구비하는 것은 물론, 종래의 자성유체 씰의 문제점인 열 손상에 의한 진공 씰 파괴에 대응하여 고열에 견딜 수 있는 특수 0-링(kla)을 사용하여 효과적인 열 배출이 일어나게 함으로서 기존 실링문제를 해결할 수 있다.The heat dissipation means 30 as well as the effective heat dissipation by using a special 0-ring (kla) that can withstand high heat in response to the vacuum seal failure caused by thermal damage, which is a problem of the conventional magnetic fluid seal This can solve the existing sealing problem.
더욱이, 본 발명은 기존에 사용 중인 제품과 외각 및 모터 사양이 동일 함으로 바로 설비에 적용 할 수 있어 추가적 수정이 필요 없기 때문에 설치비용 및 작업시간을 최소화 할 수 있다.Moreover, the present invention can be directly applied to the installation because the exterior and motor specifications are the same as the existing product in use, it is possible to minimize the installation cost and work time because no additional modification is required.
또한, 문제 발생시 종래의 자성유체 씰은 매우 복잡한 구조를 갖고 있으며, 자성유체라는 특수한 액체를 이용 하기 때문에 특별한 기술과 노하우가 필요하므로 비용과 시간이 많이 소요되는 반면에, 본 발명의 경우, 간단히 적은 비용과 시간으로 비숙련자도 손쉽게 조치 할 수 있어 원가절감 및 생산성 향상을 기대 할 수 있다.In addition, when a problem occurs, the conventional magnetic fluid seal has a very complicated structure, and because it uses a special liquid called a magnetic fluid, special technology and know-how are required, which requires a lot of cost and time. Cost and time can be easily handled by unskilled workers, which can be expected to reduce costs and improve productivity.
상기와 같이 구성된 본 발명의 하우징(11)을 별도의 테스트용 히팅 플레이트(Heating Plate) 위에 올려놓고 하우징(11) 온도가 현재 설비에 인가되는 온도인 80℃가 되도록 가열 한 상태에서, 샤프트(15)를 회전시켜 시간 경과 후 리킹체크(Leaking Check)를 실시하였다. 그 결과는 아래 표 1에 나타난 바와 같다.The housing 11 of the present invention configured as described above is placed on a separate heating plate for testing and heated to a temperature of 80 ° C., which is a temperature currently applied to the facility, and the shaft 15 ) Was rotated to perform a leaking check. The results are shown in Table 1 below.
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 리킹률은 리킹 검출 베이스압력에 바하여 거의 차이가 없는 우수한 진공 리킹상태를 보여준다.As can be seen from Table 1, the leaking rate of the present invention shows an excellent vacuum leaking state with almost no difference based on the leaking detection base pressure.
상기한 바와 같이 본 발명은 다수의 접시형 와셔 스프링의 특성(반발력)과 한쌍의 O-링 우수한 실링특성을 이용하여 진공 실링(vacuum seal)의 장점을 그대로 살리고, 회전 시에도 초고진공(ultra high vacuum) 구현은 물론 장시간 사용하여도 진공 실링이 파괴되지 않는 이점이 있다.As described above, the present invention takes advantage of the vacuum seal by using the characteristics of a plurality of dish washer springs (repulsive force) and a pair of O-ring excellent sealing properties, and the ultra high vacuum even during rotation. The vacuum sealing is advantageous in that the vacuum sealing is not broken even after long use.
또한 본 발명은 특수 O-링 및 방열판을 구비하여 고온에 의한 진공 실링 파괴에 대한 대응할 수 있다.The present invention is also equipped with special O-rings and heat sinks to cope with vacuum sealing failure due to high temperatures.
더욱이, 기존에 사용 중인 제품과 외각 및 모터사양이 동일하므로, 곧 바로 설비에 적용 할 수 있어 추가적 수정이 필요 없고, 간단한 구조로 인해 간편한 유지보수가 가능하며, 간단한 구조를 통해 비숙련자도 손쉽게 조치 할 수 있어 원가절감 및 생산성 향상을 기대 할 수 있다.Moreover, since the exterior and motor specifications are the same as the existing products, it can be applied immediately to the facility, so no additional modification is required, simple maintenance is possible due to the simple structure, and even the unskilled person can easily take action through the simple structure. As a result, cost reduction and productivity improvement can be expected.
도 1은 본 발명에 따른 모터의 진공실링구조를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a vacuum sealing structure of a motor according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 모터의 진공실링구조를 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view showing a vacuum sealing structure of a motor according to the present invention;
도 3은 도 2 도시된 샤프트에 결합된 접시형 와셔 스프링을 나타내는 사시도,3 is a perspective view showing a dish washer spring coupled to the shaft shown in FIG.
4는 도 2에 도시된 하우징에 결합된 방열판을 나타내는 사시도이다. 4 is a perspective view illustrating a heat sink coupled to a housing illustrated in FIG. 2.
*도면 내 주요부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawing *
11: 하우징 15: 샤프트11: housing 15: shaft
21,23: O-링 25: 접시형 와셔 스프링21,23: O-ring 25: dish washer spring
30: 방열수단 40: 모터30: heat dissipation means 40: motor
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