JP2009193850A - 排気ヘッドおよび真空排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接続すべきフレキシブルチューブの数が少ない排気ヘッドを提供する。
【解決手段】排気ヘッド１は、チップ管４を受け入れ可能なチップ管挿入室５と、チップ管挿入室５の内側に全周に亘って露出するように設けられ、内圧の上昇によってチップ管挿入室５とチップ管４との隙間を封止する膨張シールリング７と、膨張シールリング７と連通し、チップ管挿入室５を囲むように形成されたジャケット８と、チップ管挿入室５の内部の気体を排気するための真空排気流路１１と、ジャケット８に冷却水を供給する冷却水供給流路１２と、ジャケット８から冷却水を排出する冷却水排出流路１３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気ヘッドおよび真空排気装置に関する。

プラズマディスプレイパネルの製造などでは、製品に取り付けたチップ管に排気ヘッドを装着して真空引きする真空排気装置が使用される。

例えば、特許文献１には、図５に示すようなプラズマディスプレイパネル４１を真空引きするための真空排気装置用の従来の排気ヘッド４２が記載されている。従来の排気ヘッド４２は、チップ管４３を受け入れるチップ管挿入室４４を画定するカップ部材４５と、チップ管挿入室４４の口部に設けられ、内部に加圧空気が供給されて膨張し、カップ部材４５とチップ管４３との隙間を封止する膨張シールリング４６と、カップ部材４５および膨張シールリング４６の外周に密着して設けられ、カップ部材４５および膨張シールリング４６を冷却するために冷却水が挿通されるジャケット４７とを有する。

従来の排気ヘッドは、チップ管挿入室４４内の空気を排気する流路となる真空排気管４８と、膨張シールリング４６に圧縮空気を供給する流路となる圧空接続管４９と、ジャケット４７に冷却水を供給する流路となる冷却水供給管５０と、ジャケット４７から流出する冷却水の流路となる冷却水排出管５１とを有する。排気ヘッド４２は、チップ管４３への装着時やチップ管４３の溶断時に移動する必要があるので、真空排気管４８、圧空接続管４９、冷却水供給管５０および冷却水排出管５１は、それぞれ、他の排気ヘッドと共有するヘッダ配管に、フレキシブルチューブ（不図示）を介して接続される。

これらは加熱炉内において処理されるため、排気ヘッド４２に接続される４本のフレキシブルチューブには耐熱性が要求されるため、可撓性が十分ではない。このため、これらのフレキシブルチューブが排気ヘッド４２の可動範囲を制限したり、排気ヘッド４２の動作の調整を難しくしていた。
特許第３６７０９９７号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、接続すべきフレキシブルチューブの数が少ない排気ヘッドおよびフレキシブルチューブの接続数が少ない真空排気装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による排気ヘッドは、チップ管を受け入れ可能なチップ管挿入室と、前記チップ管挿入室の内側に全周に亘って露出するように設けられ、内圧の上昇によって前記チップ管挿入室と前記チップ管との隙間を封止する膨張シールリングと、前記膨張シールリングと連通し、前記チップ管挿入室を囲むように形成されたジャケットと、前記チップ管挿入室の内部の気体を排気するための真空排気流路と、前記ジャケットに冷却水を供給する冷却水供給流路と、前記ジャケットから前記冷却水を排出する冷却水排出流路とを有するものとする。

この構成によれば、膨張シールリングを冷却水の水圧によって膨張させ、チップ管挿入室とチップ管との隙間を封止できるので、膨張シールリングを膨張させるために圧縮空気等を供給する必要がなく、排気ヘッドに接続するフレキシブルチューブが少なくて済む。

また、本発明の排気ヘッドにおいて、前記膨張シールリングの外周と前記ジャケットの内壁とが当接してもよい。

この構成によれば、膨張シールリングとジャケットとの接続が容易であり、さらに、ジャケットが膨張シールリングの外側への拡径を規制することで、膨張シールリングの内圧の上昇により効率よく内径を縮小させられる。

また、本発明の排気ヘッドにおいて、前記ジャケットの内壁が前記チップ管挿入室の内壁を構成してもよい。

この構成によれば、排気ヘッドの部品点数が少なく、装置を簡略化できる。

また、本発明による真空排気装置は、前記排気ヘッドのいずれかを備えるものとする。

この構成によれば、膨張シールリングを膨張させるために圧縮空気等を供給する必要がなく、排気ヘッドに接続するフレキシブルチューブが少ないので、フレキシブルチューブによる排気ヘッドの動作の制限が少なく、排気ヘッドの精密な移動が可能である。

また、本発明の真空排気装置は、前記ジャケット内の圧力を調節する圧力調節手段をさらに備えてもよい。

この構成によれば、圧力調節手段によって膨張シールリングの膨張力を調節できるので、膨張シールリングによるチップ管のシールが適切に行える。

膨張シールリングを冷却水の水圧によって膨張させ、チップ管挿入室とチップ管との隙間を封止できるので、膨張シールリングを膨張させるために圧縮空気等を供給する必要がなく、排気ヘッドに接続するフレキシブルチューブが少なくて済む。このため、排気ヘッドを精密に移動できる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の第１実施形態の排気ヘッド１を示す。排気ヘッド１は、プラズマディスプレイパネル用ガラスパネル２の内部を、ガラスパネル２の開口部２ａにガラスペースト（フリットシール）３で接続したチップ管４を介して真空引きするためのものである。

排気ヘッド１は、チップ管４を受け入れるチップ管挿入室５を形成するカップ部材６と、カップ部材６の上端に配置され、チップ管挿入室５の内側に露出する膨張シールリング７と、カップ部材６および膨張シールリング７の外周に嵌装されたジャケット８と、カップ部材６、膨張シールリング７およびジャケット８を上下から挟み込む上端板９および下端板１０とを有する。

膨張シールリング７は、中空の環状に成型された耐熱性ゴムからなり、外周に内部空間を開口する加圧孔７ａが形成されている。ジャケット８は、両端を封止した二重管からなり、膨張シールリング７の加圧孔７ａに連通する連通孔８ａが形成されている。加圧孔７ａと連通孔８ａとは、気密に接続されている。

また、排気ヘッド１は、下端板１０を貫通し、カップ部材６に接続され、チップ管挿入室５と連通する真空排気管１１と、下端板１０を貫通し、ジャケット８にその内部空間に連通するように接続された冷却水供給管１２および冷却水排出管１３とを有する。

下端板１０は、固定架台１４に固定した案内筒１５に挿入される案内軸１６を有し、排気ヘッド１は、固定架台１４に対して上下可能に取り付けられる。さらに、上端板９と固定架台１４との間には圧縮ばね１７が配設され、排気ヘッド１を上向きに付勢している。

真空排気管１１は、チップ管挿入室５の内部の空気を真空引きし、チップ管４を介してガラスパネル２の内部を真空にするための真空排気流路を提供し、冷却水供給管１２および冷却水排出管１３は、ジャケット８に冷却水を挿通させるために、冷却水を供給する冷却水供給流路および冷却水を排出する冷却水排出流路を提供する。ジャケット８に供給された冷却水の圧力は、連通孔８ａおよび加圧孔７ａを介して、膨張シールリング７を内部から加圧して膨張させる。

さらに、図２に、複数の排気ヘッド１を備える真空排気装置１８の構成を示す。各排気ヘッド１の真空排気管１１は、それぞれ、真空に耐え得る耐熱性のフレキシブルチューブ１９を介して真空ブランチヘッダ２０に接続され、冷却水供給管１２および冷却水排出管１３は、それぞれ、耐熱性のフレキシブルチューブ２１，２２を介して、冷却水供給ブランチヘッダ２３および冷却水戻りブランチヘッダ２４に接続されている。

真空ブランチヘッダ２０は、ストップバルブ２５を介して、併設された複数の真空排気装置１８に真空源を提供する真空メインヘッダ２６に接続されている。冷却水供給ブランチヘッダ２３は、ストップバルブ２７を介して冷却水供給メインヘッダ２８に接続され、冷却水戻りブランチヘッダ２４は、ストップバルブ２９および調節弁（圧力調節手段）３０、または、ストップバルブ２９および調節弁３０をバイパスするバイパス弁３１を介して冷却水戻りメインヘッダ３２に接続されている。調節弁３０は、冷却水の流量を制限して、冷却水戻りブランチヘッダ２４に背圧を生成し、ジャケット８の内圧を調節するために用いられる。

真空排気装置１８では、先ず、チップ管挿入室５にチップ管４をガラスペースト３を載せた状態で挿入し、ストップバルブ２７，２９，３１を開放することで、各排気ヘッド１のジャケット８内に冷却水を循環させる。ジャケット８の内圧は、バイパス弁３１を閉じることにより、調節弁３０によって設定された値、例えば０．４ＭＰａに昇圧される。これにより、膨張シールリング７の内圧も等しく上昇し、膨張シールリング７は、内側に膨張（内径が収縮）し、チップ管４の外周に圧接される。これにより、チップ管挿入室５とチップ管４との隙間を封止してチップ管挿入室５を閉塞し、排気ヘッド１にチップ管４を保持させる。このとき、膨張シールリング７は、外周がジャケット８の内壁に当接しているために外側に拡径することができず、内圧の上昇は効率よく内径の縮小をもたらす。

続いて、不図示のロボット等により、ガラスパネル２を位置決めして、その開口部２ａがチップ管４およびガラスペースト３の上端に位置するように載置する。このとき、圧縮ばね１７が圧縮されることで、チップ管４およびガラスペースト３とガラスパネル２との圧接力が確保される。加熱炉において、ガラスパネル２を加熱することでガラスペースト３が溶着し、ガラスパネル２とチップ管４との間の気密が保たれる。そして、ストップバルブ２５を開放し、ガラスパネル２内の空気をチップ管４およびチップ管挿入室５、さらに、真空ブランチヘッダ２０を介して吸引することで、ガラスパネル２の内部を高真空に真空引きできる。ガラスパネル２を十分に真空引きできたなら、排気ヘッド１上に露出するチップ管４の中央部をガスバーナー等で加熱しながら、排気ヘッド１を引き下げることで、チップ管４を溶断して封止することができる。また、チップ管４を溶断して封止する前に、真空引きに用いた経路を利用してキセノン等のガスを導入し、ガラスパネル２内に封入することもできる。

排気ヘッド１は、ジャケット８内に冷却水が循環しているので、加熱炉内でも高温にならず、熱膨張による変形などによってチップ管４を破断させることがない。さらに、冷却水は、膨張シールリング７を膨張させる圧力を与えるので、チップ管４のシールのために圧縮空気などを必要としない。これにより、排気ヘッド１は、冷却水の供給と排出のためのフレキシブルチューブ２１，２２と、真空引きのためのフレキシブルチューブ１９との３本のフレキシブルチューブが接続されるだけでよい。よって、排気ヘッド１は、可動範囲が広く、３本のフレキシブルチューブ１９，２１，２２からのみ弾性力による外力を受けるので、位置決めや、チップ管４の溶断時にチップ管４の下端を引き下げる動作が容易に、且つ、精密に行うことができる。

さらに、図３に、本発明の第２実施形態の排気ヘッド１ａを示す。なお、以降の説明において、先に説明したものと同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。排気ヘッド１ａは、ジャケット８が、連通孔８ａが形成された内筒８ｂと内筒８ｂの外側に配置した外筒８ｃとの両端を、上端板９および下端板１０で封止することで形成されている。また、チップ管挿入室５の内壁は、内筒８ｂによって、つまり、ジャケット８の内壁によって構成されている。

本実施形態の排気ヘッド１ａは、第１実施形態と比べて、部品点数が少なく、構造が簡単であり、製作コストが低いという長所を有する。

さらに、図４に、本発明の第３実施形態の排気ヘッド１ｂを示す。排気ヘッド１ｂは、内筒８ｂと上端板９との間に一定の幅の隙間を形成し、この隙間を、帯状またはこの隙間に係合するように成型した耐熱ゴムからなる膨張シールリング３３によって封止している。本実施形態の膨張シールリング３３も、ジャケット８の内圧の上昇に伴って、チップ管挿入室５の内部に突出するように膨張し、チップ管４を気密に保持し、チップ管挿入室５を封止する。このように、膨張シールリング３３は、チップ管挿入室５の内側に全周に亘って露出し、ジャケット８の内圧によって内側に向かって膨張するものであれば、その形状は問わない。

また、本実施形態のジャケット８は、内筒８ｂと外筒８ｃとの間に、上部が上端板９に届かない少し短い仕切り筒８ｄを有し、外筒８ｃと仕切り筒８ｄとの間に冷却水供給管１２が接続され、内筒８ｂと仕切り筒８ｄとの間に冷却水排出管１３が接続されている。これにより、排気ヘッド１ｂを冷却水供給ブランチヘッダ２３および冷却水戻りブランチヘッダ２４に接続したとき、冷却水供給管１２から供給された冷却水は、仕切り筒８ｄの上端に達するまで、冷却水排出管１３に流れ込むことができない。これによってエア抜きの手間を省略することが可能になる。

本発明の第１実施形態の排気ヘッドの断面図。 図１の排気ヘッドを有する真空排気装置の概略図。 本発明の第２実施形態の排気ヘッドの断面図。 本発明の第３実施形態の排気ヘッドの断面図。 従来の排気ヘッドの断面図。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ…排気ヘッド
２…ガラスパネル
４…チップ管
５…チップ管挿入室
７…膨張シールリング
７ａ…加圧孔
８…ジャケット
８ａ…連通孔
８ｂ…内筒（内壁）
１１…真空排気管（真空排気流路）
１２…冷却水供給管（冷却水供給流路）
１３…冷却水排出管（冷却水排出流路）
１９…フレキシブルチューブ
２１，２２…フレキシブルチューブ
３０…調節弁（圧力調節手段）
３３…膨張シールリング

Claims (5)

1. チップ管を受け入れ可能なチップ管挿入室と、
   前記チップ管挿入室の内側に全周に亘って露出するように設けられ、内圧の上昇によって前記チップ管挿入室と前記チップ管との隙間を封止する膨張シールリングと、
   前記膨張シールリングと連通し、前記チップ管挿入室を囲むように形成されたジャケットと、
   前記チップ管挿入室の内部の気体を排気するための真空排気流路と、
   前記ジャケットに冷却水を供給する冷却水供給流路と、
   前記ジャケットから前記冷却水を排出する冷却水排出流路とを有することを特徴とする排気ヘッド。
2. 前記膨張シールリングの外周と前記ジャケットの内壁とが当接することを特徴とする請求項１に記載の排気ヘッド。
3. 前記ジャケットの内壁が前記チップ管挿入室の内壁を構成することを特徴とする請求項１または２に記載の排気ヘッド。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の排気ヘッドを備えることを特徴とする真空排気装置。
5. 前記ジャケット内の圧力を調節する圧力調節手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の真空排気装置。

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