CN101799037B - 具冷却效果的转轴装置 - Google Patents

Abstract

一种具冷却效果的转轴装置，包含一个轴座单元与一支轴杆，轴座单元包括一个穿设于真空腔体的中空基座、分别安装于基座内的一个气密衬套与至少一个轴承，及一个套置于基座外且与基座相配合界定出一个环绕基座的冷却空间的冷却套管，且基座穿设有分别与冷却空间连通的一个注水孔与一个排水孔。轴杆是贯穿气密衬套与轴承地延伸入中空腔体内，并可被驱动而绕自体轴心枢转。透过该转轴装置具有可输入冷却液进行冷却降温的冷却空间的结构设计，可使转轴装置在真空腔体作业期间，能够保持在一预定温度范围，可大幅降低其热膨胀变形量，而保有气密效果。

Description

具冷却效果的转轴装置

【技术领域】

本发明涉及一种转轴装置，特别是涉及一种安装于真空腔体的转轴装置。

【背景技术】

如图1所示，为一种安装在半导体制程所使用的真空腔体900上的转轴装置1，该转轴装置1是穿设固定于真空腔体900的腔壁901上，并可透过绕自体轴心转动的轴杆11来驱动一个安装在真空腔体900内的阀门902。这种转轴装置1使用时，虽然已可借由其结构设计而达到完全气密的效果，但是因真空腔体900内部进行半导体制程作业时，真空腔体900内部通常会处于高温状态，此高温状态会导致转轴装置1温度升高，由于转轴装置1的组成构件的材质并非完全相同，也就是组成构件的热膨胀系数不尽相同，所以当转轴装置1温度过高时，容易导致其内部构件因热膨胀变形，而影响其整体气密效果，引发外界空气经由组成构件间的缝隙窜入真空腔体900内的现象，其中，又因轴杆11是可转动地直接穿设于腔壁901上，所以当轴杆11与腔壁901间的热膨胀幅度差异较大时，较容易因为轴杆11的转动，而造成外界空气经由轴杆11与腔壁901间的缝隙进入真空腔体900中，致使真空腔体900无法确保维持在真空状态下，而导致制程失误，因而有待改进。

【发明内容】

本发明的目的是在于提供一种具冷却效果的转轴装置。

本发明具冷却效果的转轴装置，适用于安装在一个真空腔体上，该真空腔体具有一个界定出一个真空容室的腔壁，该腔壁穿设有一个连通真空容室的插孔。该转轴装置是穿设固定于该插孔中，并包含一个轴座单元，及一支安装于轴座单元的轴杆，该轴座单元包括一个安装于腔壁外壁面并贯穿插孔地延伸入真空容室内的中空的基座、一个安装于基座内的中空的气密衬套、至少一个安装于基座内的轴承，及一个套置于基座外且与基座外周面相配合界定出一个环绕基座的中空冷却空间的冷却套管，且该基座位于真空腔体外的部位穿设有一个用以将冷却液注入冷却空间的注水孔，及一个用以供冷却空间中的冷却液排出的排水孔。该轴杆是安装于该轴承中，且气密贯穿该气密衬套地延伸入真空容室内，并可被驱动而绕自体轴心枢转。

本发明的有益效果在于：透过该转轴装置具有可供注入与排出低温冷却液的冷却空间的结构设计，可使转轴装置在真空腔体作业期间，能够冷却降温而保持在一预定温度范围，可大幅降低其热膨胀变形量，而维持其气密效果。

【附图说明】

图1是一般安装于真空腔体的转轴装置侧视剖面图；

图2是本发明具冷却效果的转轴装置的第一个实施例的立体图；

图3是该第一个实施例安装于一个真空腔体的侧视剖面图；

图4是本发明具冷却效果的转轴装置的第二个实施例安装于一个真空腔体的侧视剖面图。

【具体实施方式】

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

在本发明被详细描述的前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

如图2、3所示，本发明具冷却效果的转轴装置的第一个实施例，适用于安装在一个真空腔体2上，该真空腔体2具有一个界定出一个真空容室20的腔壁21，且该腔壁21穿设有一个连通真空容室20的插孔210。

该转轴装置包含一个穿设于插孔210中而安装固定于该腔壁21上的轴座单元3，及一支可绕自体轴心枢转地穿设于该轴座单元3中的轴杆4。

该轴座单元3包括一个限位靠抵于腔壁21外壁面并贯穿该插孔210地延伸入真空容室20内的中空基座31、一个气密靠抵于基座31内周面且气密套抵于该轴杆4外周面的气密衬套32、二个沿基座31长度方向间隔设置于基座31两相反端部中并供轴杆4可转动地穿设定位的轴承33、一个径向间隔地套接固定于基座31外并延伸入真空容室20中的冷却套管34、一个气密塞装固定于基座31位于真空容室20内的端部中的内端盖35，及多个间隔塞抵于内端盖35内周面与轴杆4外周面的油封36。

该基座31具有一个限位靠抵于该腔壁21外壁面的外端部311，及一个自外端部311一体延伸穿过插孔210而延伸入真空容室20内的安装管部314。该气密衬套32具有一个嵌装定位于安装管部314中且套置于轴杆4外的管体321、多个嵌装固定于管体321内周面且分别气密套抵于轴杆4外周面的内气密垫圈322，及多个嵌装固定于管体321外周面且气密靠抵于安装管部314内周面的外气密垫圈323。

所述轴承33是分别位于气密衬套32的两相反端侧，而分别安装于基座31的外端部311与安装管部314中。该冷却套管34是套置于该安装管部314外，并与该安装管部314外周面相配合界定出一个沿安装管部314长度方向延伸，且环绕于安装管部314外的环状冷却空间340，而该基座31的外端部311穿设有分别与冷却空间340连通的一个注水孔312与一个排水孔313。该内端盖35是气密塞装固定于该安装管部314末端区段中，而封闭该基座31末端开口。

该转轴装置使用时，可经由该注水孔312将冷却液(图未示)注入该冷却空间340中，借由该冷却液吸收传导至轴杆4、气密衬套32与基座31…等构件的热能，并将已吸收热能而温度升高的冷却液自排水孔313排出，透过不断以相对低温的冷却液注入该冷却空间340中并将热能带走的方式，可持续且快速散除传导至整个转轴装置的热能，使转轴装置降温冷却，而能够在真空腔体2内部进行半导体制程作业期间，维持在一预定温度范围内，避免内部构件因温度过高而致使热膨涨幅度差异过大，或因气密衬套32的内、外气密垫圈322、323无法承受高温而老化变形，而破坏转轴装置的整体气密效果。

且因该转轴装置是以其不会转动的基座31与冷却套管34插装靠抵于插孔210内缘，并将该轴杆4穿设于基座31内部的轴承33上，而未与腔壁21接触，所以轴杆4转动时，不会影响整个转轴装置与腔壁21间的密合度。

如图4所示，本发明具冷却效果的转轴装置的第二个实施例与第一个实施例的差异处只在于：该油封36的设置位置。为方便说明，以下只就本实施例与第一个实施例差异处进行说明。

在本实施例中，只设置一个油封36，且该油封36是局部往下嵌置于气密衬套32的管体321的顶端部中，并套抵于轴杆4顶端部外周面。

由于本实施例的使用方式与功效都与第一个实施例相同，因此不再详述。

综上所述，透过上述冷却空间340可通以低温冷却液进行冷却降温，及与腔壁21接触的构件不会相对腔壁21转动的结构设计，可使转轴装置在真空腔体2作业期间，能够冷却降温而保持在一预定温度范围，可大幅降低转轴装置的组成构件的热膨胀变形量，使转轴装置保有气密效果，所以能够确保真空腔体2在作业期间可维持在真空状态下，进而可提高制程品质。

Claims (7)

1.一种具冷却效果的转轴装置，适用于安装在一个真空腔体上，该真空腔体具有一个界定出一个真空容室的腔壁，该腔壁穿设有一个连通真空容室的插孔，该转轴装置是穿设固定于该插孔中，其特征在于：该转轴装置包含一个轴座单元及一支安装于轴座单元的轴杆，该轴座单元包括一个安装于腔壁上并贯穿插孔地延伸入真空容室内的中空的基座、一个安装于基座内的中空的气密衬套、至少一个安装于基座内的轴承，及一个套置于基座外且与基座外周面相配合界定出一个环绕基座的中空的冷却空间的冷却套管，且该基座位于真空腔体外的部位穿设有一个用以将冷却液注入冷却空间的注水孔，及一个用以供冷却空间中的冷却液排出的排水孔，该轴杆是安装于该轴承中且气密贯穿该气密衬套地延伸入真空容室内，并能够被驱动而绕自体轴心枢转。

2.如权利要求1所述的具冷却效果的转轴装置，其特征在于：该基座具有一个限位靠抵于腔壁外壁面且穿设有所述注水孔与排水孔的环状外端部，及一个自该外端部一体延伸贯穿该插孔而延伸入真空容室内的中空的安装管部，该气密衬套是安装于该安装管部中。

3.如权利要求2所述的具冷却效果的转轴装置，其特征在于：该冷却套管是沿该安装管部长度方向延伸，而该冷却空间是沿该安装管部长度方向延伸地环绕于该安装管部外。

4.如权利要求2或3所述的具冷却效果的转轴装置，其特征在于：该气密衬套具有一个安装固定于基座中且套置于轴杆外的中空的管体、多个间隔嵌置于管体内周面且分别气密套抵于轴杆外周面的内气密垫圈，及多个间隔嵌置于管体外周面且分别气密塞抵于基座内周面的外气密垫圈。

5.如权利要求4所述的具冷却效果的转轴装置，其特征在于：该轴座单元还包括一个气密安装固定于该基座位在真空容室内的端部中并套置于轴杆外的内端盖，及至少一个安装于内端盖中且气密套抵于轴杆外周面的油封。

6.如权利要求4所述的具冷却效果的转轴装置，其特征在于：该轴座单元还包括至少一个嵌装于气密衬套的管体中且气密套抵于轴杆外周面的油封。

7.如权利要求4所述的具冷却效果的转轴装置，其特征在于：该轴座单元包括二个轴承，且所述轴承是分别位于气密衬套两相反端侧，而分别套抵于轴杆外周面。

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