JP4420328B2 - 蓋体の開閉機構 - Google Patents

Description

本発明は、蓋体の開閉機構に係り、特に、容器本体にヒンジ結合されながらも、容器本体の開口に対して平行な姿勢で開閉動作することが求められる開閉機構に関する。本発明の開閉機構は、例えば、大重量で開閉に補助が必要な真空容器の蓋体等に好適である。

半導体装置の製造においては、半導体ウェハ等の被処理体に対して、例えば成膜処理やエッチング処理等の各種処理を施す工程があり、そのような処理を施すために、真空処理装置が用いられている。真空処理装置は、被処理体を収容して所定の処理を施す処理室、ロードロック室、搬送室等の真空にされる真空室が形成された真空容器を備えている。真空容器には、内部のメンテナンス等を行うための開口が形成され、その開口は、真空容器にヒンジ結合された蓋体によって密閉されるようになっている。

このような真空容器にあっては、蓋体と真空容器のいずれか一方に、密閉性を確保するための、Ｏリングあるいはパッキンとも呼ばれるシール部材が設けられる。ところが、蓋体が真空容器にヒンジ結合されていることから、蓋体の開閉時には、ヒンジ側から蓋体の裏面がシール部材に接触しながら押圧していくので、シール部材が捩れたり伸びたりする変形が起こり、密閉性を阻害する場合があった。このような問題は、特許文献１に記載されるように、開口に対して蓋体が平行な姿勢で開閉動作する構造であれば解決される。

米国特許第６,０５０,４４６号

上記特許文献１に記載の開閉機構は、蓋体の重心を通る支軸の両端に、蓋体の周縁に沿って湾曲するＵ字形のフレームを回動自在に支持し、このＵ字形フレームを、容器本体にヒンジ結合し、Ｕ字形フレームごと蓋体を開閉する構造である。ところが、このような開閉機構では、蓋体の周囲にＵ字形フレームを配するので、大型化とともに重量化が避けがたい。蓋体は、容器本体内が真空にされた際にも破損しないように、相応の重量を有するものであるから、重量の増加は開閉のしにくさを一層助長してしまうので、改善の余地があった。

よって本発明は、大型化することなく、開口に対し平行な姿勢で開閉動作が可能な蓋体の開閉機構を提供することを目的としている。

本発明は、容器本体に形成された開口の周縁の受け面に当接して開口を閉塞する蓋体を、容器本体にヒンジ結合して回動自在に支持する蓋体の開閉機構であって、容器本体に、第１ヒンジ軸を介してリンクが回動自在に支持され、このリンクの、第１ヒンジ軸よりも回動自由端側の位置に、該第１ヒンジ軸と平行な第２ヒンジ軸を介して蓋体が回動自在に支持され、この蓋体とリンクとの間に介在され、第２ヒンジ軸を支点にして蓋体をリンクから離間する方向に付勢する弾性部材と、この弾性部材の弾発力を調整する水平調整ボルトとにより、蓋体の裏面が受け面に設けられたシール部材に当接した際の該蓋体の姿勢が、受け面と平行にされることを特徴としている。

本発明によれば、蓋体は第１ヒンジ軸を支点として回動することにより開閉する。そして、蓋体が容器本体の受け面に近接した状態で第２ヒンジ軸を支点として微調整的に回動することにより、その姿勢を受け面に対して平行にすることができ、その平行状態は弾性部材によって保持される。したがって、この状態からさらに蓋体を閉めると、蓋体は平行な姿勢で受け面に当接する。受け面にシール部材を設けた場合、そのシール部材には蓋体から均等に押圧力が加わるので、捩れや伸び等の変形がシール部材に生じにくい。また、蓋体を閉める際にシール部材を押圧させるに必要な力が軽減されるので、操作性が向上する。

本発明は、蓋体における上記弾性部材よりも回動自由端側の位置と、容器本体との間にわたり、蓋体を開方向に付勢する開操作補助手段が設けられている形態に好適である。この場合、弾性部材よりも回動自由端側を力点として蓋体を開けると、蓋体は第２ヒンジ軸を支点としてリンク側に回動して衝突するおそれがあるが、上記弾性部材によってその衝突は防止され、その結果、蓋体およびリンクに損傷が生じない。

本発明では、リンクの回動に追従して開く蓋体の全開状態を、該リンクに当接することにより所定の開き角度に規制するリンクストッパを容器本体に設けた形態を含む。また、蓋体の回動方向にかかわらず、この蓋体が第２ヒンジ軸を支点として回動してもリンクに直接衝突することを防ぐために、リンクと蓋体とを常に離間させるスペーサ部材を設けるとよい。

本発明によれば、第１ヒンジ軸を支点として蓋体を回動させることにより蓋体は開閉し、第２ヒンジ軸を支点として蓋体を容器本体の開口の受け面と平行な姿勢に保持することができるので、大型化することなく、開口に対し平行な姿勢で開閉動作が可能な蓋体の開閉機構を提供することができるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、一実施形態の開閉機構が適用された真空容器１の平面を示しており、図中符号１０は容器本体、２０は閉状態の蓋体である。容器本体１０は直方体状で、上面が水平とされる上板部１１に、矩形状の開口１２が形成されている。蓋体２０は開口１２に相似する矩形状であって、その周縁の裏面が、容器本体１０の上板部１１における開口１２の周囲の受け面１３に当接して、開口１２を閉塞する。上板部１１の受け面１３には、開口１２を密閉するためのシール部材１４が設けられている。図２は蓋体２０が閉じて開口１２を閉塞した状態、図３は蓋体２０を全開にした状態の、それぞれ側面を示している。

蓋体２０は、図１において右側の一辺側が基端部とされ、この基端部の両端部が、対称的に構成される一対の開閉機構３０により、容器本体１０の上板部１１にヒンジ結合されて開閉自在に支持されている。蓋体２０は、開口１２を閉塞する蓋本体２１を主体とし、その基端部に、各開閉機構３０との連結部として、ベースプレート２２を介してブラケット２３が固定されている。

図４および図５は、開閉機構３０の詳細を示している。これら図は、図１における下側の開閉機構３０であるが、これと対をなす上側の開閉機構３０は、勝手違いで同一構成を有している。開閉機構３０は、容器本体１０の上板部１１上に固定されたベースプレート３１を備えている。このベースプレート３１には、一対の軸受３２，３３が、図４で上下方向（容器本体１０および蓋体２０の長手方向）に間隔をおいて形成されている。これら軸受３２，３３には、第１ヒンジ軸４１が架け渡されて固定されている。第１ヒンジ軸４１は、上板部１１の上面と平行で、かつ、容器本体１０の長手方向に沿って延びている。

第１ヒンジ軸４１には、図４および図５で左右方向に延び、長手方向の横断面が矩形状のリンク３４が、回動自在に取り付けられている。このリンク３４の、図中右端部である基端部の両側には、円筒状の軸受部３４ａが形成されており、これら軸受部３４ａにわたって、第１ヒンジ軸４１が貫通している。これによってリンク３４は第１ヒンジ軸４１、軸受３２，３３およびベースプレート３１を介して、容器本体１０に回動自在に支持されている。リンク３４の基端部であって、軸受部３４ａの先端側には、第１ヒンジ軸４１と平行な第２ヒンジ軸４２が固定されており、この第２ヒンジ軸４２に、蓋体２０のブラケット２３が回動自在に取り付けられている。

蓋体２０のブラケット２３は、ベースプレート２２を介して蓋本体２１の基端部側の上面に固定されている。このブラケット２３は、図５に示すように、リンク３４とほぼ平行な状態でリンク３４の下方に配され、後端部である基端部が、軸受プレート２４を介して第２ヒンジ軸４２に回動自在に取り付けられている。ブラケット２３は、両側の側壁部２３ａと、底板部２３ｂとを有する断面略Ｕ字状で、これら側壁部２３ａと底板部２３ｂとで形成される溝に、底板部２３ｂとの間に隙間を空けた状態で、リンク３４が嵌め込まれている。

軸受プレート２４は、ブラケット２３の基端部の各側壁部２３ａとリンク３４との間に挟まれ、その中心には第２ヒンジ軸４２が貫通している。軸受プレート２４は、各側壁部２３ａの内面に、複数（この場合４個）のボルト５０で固定されている。各ボルト５０は、ブラケット２３の側壁部２３ａの図示せぬボルト挿通孔を通され、軸受プレート２４にねじ込まれて締結される。ここで、ブラケット２３の側壁部２３ａのボルト挿通孔は、ボルト５０の直径に対して３ｍｍほど大きく、この隙間を利用して軸受プレート２４に対するブラケット２３の固定位置を上下左右に調整できるようになっている。

ブラケット２３の各側壁部２３ａの先端上部には、正面側（図４で左側）から見て門型のストッパプレート２５が架け渡され、ボルト５１で固定されている。このストッパプレート２５の中央部には、図５に示すように、上面から、ロックナット５２ａが装着されたストッパボルト（スペーサ部材）５２が貫通してねじ込まれている。一方、リンク３４の先端部の上面であって、ストッパボルト５２の下方に当たる部分には、その頭部にストッパボルト５２の先端が当接する受けボルト５３がねじ込まれている。また、リンク３４の先端部であって、上記ストッパボルト５２よりも基端部側には、図５に示すように、裏面から、ロックナット５４ａが装着されたストッパボルト（スペーサ部材）５４がねじ込まれている。

さらに、リンク３４の先端部であって、上記２つのボルト５３，５４の間には、上面から、ロックナット５５ａが装着された水平調整ボルト５５が貫通してねじ込まれている。この水平調整ボルト５５の先端は、リンク３４の裏面に形成された凹所３４ｂに臨んでおり、この凹所３４ｂには、水平調整ボルト５５に装着されたばね座５６が配されている。そして、このばね座５６とブラケット２３の底板部２３ｂとの間に、圧縮されたコイルばね（弾性部材）６０が装着されている。

第１ヒンジ軸４１が固定された軸受３２，３３のうちの外側の軸受３３の外面には、ジョイントプレート７０が固定され、このジョイントプレート７０には、上方に延びるアームプレート７１が固定されている。そして、このアームプレート７１の上端部には、図２に示すように、ばねシリンダ（開操作補助手段）８０が回動自在に連結されている。

このばねシリンダ８０は、円筒状のシリンダ本体８１の先端にピストン８２が挿入されており、シリンダ本体８１内に、ピストン８２を常に引っ張るばねが内蔵されているもので、シリンダ本体８１の基端部がアームプレート７１に、また、ピストン８２の先端部がステー２６を介して蓋本体２１の回動自由端である先端部に、それぞれ第１ヒンジ軸４１、第２ヒンジ軸４２と平行な軸方向のピン８３，８４を介して、回動自在に連結されている。ばねシリンダ８０により、蓋体２０はきわめて軽い操作力で開くことができ、また、閉める際には、ダンパー効果でショックが吸収されながら緩やかに閉めることができる。蓋体２０は、図７に示すように、ベースプレート３１の中央部の後端に形成されたリンクストッパ３５に、蓋本体２１の後端面の上部が当接することにより、全開時の開き角度が所定角度（例えば９０°前後）に規制される。

以上が、本実施形態の開閉機構３０、ならびにこの開閉機構３０によって蓋体２０が容器本体１０にヒンジ結合された真空容器の構成であり、次に、開閉機構３０の作用を説明する。

図２に示す蓋体２０が閉じた状態から、第１ヒンジ軸４１を支点として蓋体２０を図２で時計方向に回動させて開く。この開操作時には、ばねシリンダ８０の付勢力、すなわち内蔵されたばねがピストン８２を引っ張る力によって、操作力が補助される。図７に示すように、蓋本体２１の後端面の上部がリンクストッパ３５に当接することにより、図３に示す全開の状態となる。

この全開の状態から、蓋体２０を図３で反時計方向に回動させて閉じると、図５に示すように、容器本体１０の上板部１１の受け面１３に対面する蓋本体２１の周縁の裏面が、シール部材１４に当接する。この閉操作時には、ばねシリンダ８０のピストン８２が、内蔵されたばねを引っ張ることによりダンパー効果が生じ、蓋体２０は重量に反して緩やかに閉じていく。そして、蓋体２０は、第２ヒンジ軸４２を支点として僅かに回動し、蓋本体２１が水平となって裏面がシール部材１４に当接する。

ここで、蓋本体２１の水平状態が得られない場合には、水平調整ボルト５５を回転させてコイルばね６０の弾発力を調整し、蓋体２０を、第２ヒンジ軸４２を支点として回動させて水平に調整する。この後、容器本体１０の内部を真空にすることにより、図６に示すように蓋体２０は第１ヒンジ軸４１を支点として回動し、シール部材１４が押圧されて蓋本体２１の裏面が受け面１３に当接し、開口１２が閉塞される。

本実施形態の開閉機構３０によれば、蓋体２０を閉じる時に、蓋本体２１が容器本体１０の受け面１３に近接した状態で第２ヒンジ軸４２を支点として微調整的に回動することにより、その姿勢を受け面１３に対して平行に、すなわち水平にすることができ、その水平状態は、水平調整ボルト５５で弾発力が調整されるコイルばね６０により保持される。したがって、この状態からさらに蓋体２０が真空作用によって閉じられると、蓋本体２１は水平な姿勢で受け面１３に当接する。これにより、シール部材１４には蓋体２０から均等に押圧力が加わるので、捩れや伸び等の変形がシール部材１４に生じにくい。その結果、高い密閉性を得ることができ、また、シール部材１４を押圧する力が軽減するので、操作性が向上する。

蓋体２０を開ける際には、ばねシリンダ８０の先端（ピストン８２の先端）が連結されている蓋本体２１の先端部を力点として開く。この時、蓋体２０は第２ヒンジ軸４２を支点として開く方向にさらに回動しようとするが、その回動はコイルばね６０で規制される。このため、蓋体２０のブラケット２３がリンク３４に衝突することが防止され、そのブラケット２３およびリンク３４に損傷が生じない。

また、図７（ａ）に示すように、蓋体２０が全開の状態で、第２ヒンジ軸４２を支点としてさらに開く方向に蓋体２０が回動することが、ストッパボルト５４がブラケット２３の底板部２３ｂに当接することにより防止される。また、これとは逆に、図７（ｂ）に示すように、蓋体２０が全開の状態で、第２ヒンジ軸４２を支点として蓋体２０が閉じる方向に回動することが、ストッパボルト５２が受けボルト５３に当接することにより防止される。これらストッパボルト５２，５４は、それぞれロックナット５２ａ，５４ａを緩めてねじ込み量を調整し、再びロックナット５２ａ，５４ａを締結することで、蓋体２０の停止位置を、蓋体２０のブラケット２３がリンク３４に衝突しない位置に調整することができる。

上記実施形態では、蓋体２０は、蓋本体２１を主体とし、この蓋本体２１と、ベースプレート２２およびブラケット２３で構成されているが、蓋本体２１と、ベースプレート２２およびブラケット２３とを一体化させたものを蓋体としてもよい。

本発明の一実施形態の開閉機構が適用された真空容器の平面図である。 蓋体が閉じた状態の真空容器の一部断面側面図である。 蓋体が全開状態である真空容器の一部断面側面図である。 一実施形態の開閉機構の平面図である。 一実施形態の開閉機構の一部断面側面図である。 蓋体が閉じた状態での開閉機構の一部断面側面図である。 蓋体が全開状態での蓋体の状態を示す一部断面側面図である。

符号の説明

１０…容器本体、１２…開口、１３…受け面、２０…蓋体、３０…開閉機構、
３４…リンク、３５…リンクストッパ、４１…第１ヒンジ軸、４２…第２ヒンジ軸、
５２，５４…ストッパボルト（スペーサ部材）、６０…コイルばね（弾性部材）、
８０…ばねシリンダ（開操作補助手段）。

Claims (4)

1. 容器本体に形成された開口の周縁の受け面に当接して開口を閉塞する蓋体を、容器本体にヒンジ結合して回動自在に支持する蓋体の開閉機構であって、
   前記容器本体に、第１ヒンジ軸を介してリンクが回動自在に支持され、
   このリンクの、前記第１ヒンジ軸よりも回動自由端側の位置に、該第１ヒンジ軸と平行な第２ヒンジ軸を介して前記蓋体が回動自在に支持され、
   この蓋体と前記リンクとの間に介在され、前記第２ヒンジ軸を支点にして蓋体をリンクから離間する方向に付勢する弾性部材と、この弾性部材の弾発力を調整する水平調整ボルトとにより、前記蓋体の裏面が前記受け面に設けられたシール部材に当接した際の該蓋体の姿勢が、受け面と平行にされることを特徴とする蓋体の開閉機構。
2. 前記蓋体の、前記弾性部材よりも回動自由端側の位置と、前記容器本体との間にわたり、蓋体を開方向に付勢する開操作補助手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓋体の開閉機構。
3. 前記リンクの回動に追従して開く蓋体の全開状態を、該リンクに当接して所定の開き角度に規制するリンクストッパが、前記容器本体に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の蓋体の開閉機構。
4. 前記リンクと、前記第２ヒンジ軸を支点として回動する前記蓋体とを、常に離間させるスペーサ部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓋体の開閉機構。
   
   
   

Images