JP4505714B2 - 真空用油圧ショックアブソーバ - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造分野、その他真空機器、クリーンルーム内での作動機器などに用いられる真空用油圧ショックアブソーバに関する。

従来、油圧ショックアブソーバは、シリンダ内を移動可能なピストンを有し、ピストンの移動により、シリンダ内に充填された液体がオリフィスを通じて流動することにより衝撃吸収するショックアブソーバが知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、この種の油圧ショックアブソーバでは、ピストンロッドをシリンダ外へ突出させるためのピストンロッド挿通孔を有する蓋部材が液密に配設され、ピストンロッドから油洩れを起こさないように構成されている。
特開２０００−２２７１３５号公報

しかし、このような構造の油圧ショックアブソーバでは、半導体製造分野、その他真空機器、クリーンルーム内での作動機器などにおいて、真空中（超高真空中）で使用すると、ピストンロッドから油洩れを生じたり、ショックアブソーバ自体の材料による錆を発生するなど、使用に充分耐えることができなかった。
また、真空での使用を可能にするため、密封性の高い金属ベローズなどを用いたショックアブソーバを用いた例はあるが、高価であり、かつ大型化するなど設置スペースを大きく取ってしまうなど、経済的にも構造的にも不利な欠点を生じて、使用に耐えないものであった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、特に超高真空を必要とする半導体製造装置のような環境でも油洩れの危険性が少ない真空用油圧ショックアブソーバを提供することにある。
本発明の別の目的は、半導体製造装置の中でも非磁性体材料しか使用できない装置のような場合にも、十分に使用できる真空用油圧式ショックアブソーバを提供することにある。

請求項１に係る発明は、内部に真空部を有する半導体製造装置に用いられる真空用油圧ショックアブソーバにおいて、内部に油を封入充填する開口を有する有底チューブと、前記有底チューブ内を摺動するピストンと、一端側が前記ピストンと一体化され、他端側が前記有底チューブから突出して前記真空部側に位置するピストンロッドと、前記有底チューブ内に配置され、その軸心を前記ピストンロッドが貫通するとともに前記ピストンロッドをガイドする第１ガイド部材と、前記第１ガイド部材の内部スペースに配置されるアキュムレータと、前記有底チューブの開口端側に配置され、その軸心を前記ピストンロッドが貫通するとともに前記ピストンロッドをガイドする第２ガイド部材と、前記第２ガイド部材の前記有底チューブの開口端部側と同じ側に位置する開口端側の内径側に配置され、前記ピストンロッドの外周面を摺動させる真空シール装置とを備え、前記真空シール装置を、前記有底チューブ内部に封入された油の前記真空部側への漏洩を防止するように、第１Ｏリングと、第２Ｏリングと、前記第１Ｏリングと前記第２Ｏリングとの間に保持される真空用グリースとで構成して成ることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、前記真空用グリースが、前記第１Ｏリングと前記第２Ｏリングとの間に狭持したグリース保持リング内に保持されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、前記チューブが、外側チューブとその内側に配置された内側チューブとを有し、多孔オリフィス構造を備えた一定減衰力式であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３の何れか１項記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、構成部品の全てを非磁性体材料で構成して成ることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、内部に真空部を有する半導体製造装置に用いられる真空用油圧ショックアブソーバにおいて、内部に油を封入充填する開口を有する有底チューブと、前記有底チューブ内を摺動するピストンと、一端側が前記ピストンと一体化され、他端側が前記有底チューブから突出して前記真空部側に位置するピストンロッドと、前記有底チューブ内に配置され、その軸心を前記ピストンロッドが貫通するとともに前記ピストンロッドをガイドする第１ガイド部材と、前記第１ガイド部材の内部スペースに配置されるアキュムレータと、前記有底チューブの開口端側に配置され、その軸心を前記ピストンロッドが貫通するとともに前記ピストンロッドをガイドする第２ガイド部材と、前記第２ガイド部材の前記有底チューブの開口端部側と同じ側に位置する開口端側の内径側に配置され、前記ピストンロッドの外周面を摺動させる真空シール装置と、前記第２ガイド部材の前記ピストン側端部に配置されるシールパッキンとを備え、前記真空シール装置を、前記有底チューブ内部に封入された油の前記真空部側への漏洩を防止するように、第１Ｏリングと、第２Ｏリングと、前記第１Ｏリングと前記第２Ｏリングとの間に保持される真空用グリースとで構成し、前記シールパッキンから前記真空シール装置端までの距離をピストンストロークより大きく設定して成る。

請求項６に係る発明は、請求項５記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、前記真空用グリースが、前記第１Ｏリングと前記第２Ｏリングとの間に狭持したグリース保持リング内に保持されていることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、前記チューブが、外側チューブとその内側に配置された内側チューブとを有し、多孔オリフィス構造を備えた一定減衰力式であることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項５ないし請求項７の何れか１項記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、構成部品の全てを非磁性体材料で構成して成ることを特徴とする。

本発明によれば、チューブとピストンロッドの外周面との間に設けた真空シール装置が、第１Ｏリングおよび第２Ｏリングとその間に保持された真空用グリースとにより、内部の油の外部への漏洩を防止でき、仮に磨耗紛などが発生したとしても、外部へ漏洩するのを防止でき、真空状態でも充分使用できる。
また、真空シール装置が、第１Ｏリングおよび第２Ｏリングとその間に設置したグリース保持リング内に真空用グリースを保持するようにしているので、ピストンロッドとの間に長期間にわたって真空用グリースを保持することができ、真空での作動においても、油圧ショックアブソーバの使用が容易となる。

本発明による真空用油圧ショックアブソーバは、発塵が極めて少なく、クリーンルーム用としても有効である。

以下、本発明の詳細について、実施形態を示す図面により説明する。
図１は、本実施形態に係る真空用油圧ショックアブソーバＡの断面図を示している。
本実施形態に係る真空用油圧ショックアブソーバＡにおいて、有底の円筒状チューブ１は、有底の円筒状外側チューブ２内に、側壁３ａに軸方向に向かって複数のオリフィス４ａを穿設して成るオリフィス機構４を形成した有底の円筒状内側チューブ３を挿入配置することによって構成されている。また、円筒状チューブ１は、底部１ａ側において、円筒状外側チューブ２の内周と円筒状内側チューブ３の外周との間に形成された油路１５にアキュームレータ５を備えている。

円筒状内側チューブ３内には、油６が封入されるとともに、コイルバネ７が配置されている。コイルバネ７の一端７ａが円筒状内側チューブ３の底部３ｂに当接し、他端７ｂが円筒状内側チューブ３内に配したバネガイド８にガイドされている。このバネガイド８は、円筒状内側チューブ３内を摺動するピストン９を挟んでピストロッド１０と一体的に固定されている。

ピストンロッド１０は、円筒状外側チューブ２内に装着されたそれぞれ円筒状を為す第１ガイド部材１１、第２ガイド部材１２、第３ガイド部材１３の内径側に摺動自在に嵌合されるとともに、円筒状チューブ１から突出して外部に延びている。
第１ガイド部材１１は、一端１１ａが円筒状内側チューブ３の側壁３ａの端部に当接している。第１ガイド部材１１の外周側には、アキュームレータ１４を備えている。アキュームレータ１４は、円筒状外側チューブ２と円筒状内側チューブ３との間に形成された油路１５に連絡しており、油路１５はオリフィス機構４および還流孔２６を介して円筒状内側チューブ３の内側に連絡している。また、第１ガイド部材１１の他端１１ｂの外径側端は、第２ガイド部材１２の一端１２ａに当接し、内径側端は、Ｕ形パッキン（シールパッキン）１６を介して接している。Ｕ形パッキン１６は、ピストンロッド１０の外周面と摺接している。Ｕ形パッキン１６の位置は、後述する真空シール装置２２を構成する第１Ｏリング１８までの距離（間隔）Ｌが、ピストン９のストロークＳより大きく設定してある。すなわち、ピストン９が最も前進したときにも、ピストンロッド１０に付着した円筒状内側チューブ３内の油６の油膜が真空シール装置２２に達しないようにしている。

第２ガイド部材１２と第３ガイド部材１３との間には、真空シール装置２２が配置されている。第２ガイド部材１２の第３ガイド部材１３寄りの内径側には、第３ガイド部材１３の側面との間で円筒状空間を形成するための環状凹部２３が形成されている。真空シール装置２２は、環状凹部２３の最深部２３ａ側から開口端２３ｂに向かって、バックアップリング１７、第１Ｏリング１８、内径側に真空用グリース２０を保持したグリース保持リング１９、第２Ｏリング２１を順に嵌め込むことによって構成されている。この真空シール装置２２に保持される真空用グリース２０は、フッ素系グリースが、真空中でも気化し難いので好ましい。また、真空用グリース２０は、ピストンロッド１０の往復動時にその外周面に膜状に付着し、密封度をアップすることができる。また、この真空シール装置２２は、作動による磨耗粉やショックアブソーバ内の空気、さらに減圧により発生する油６中の気泡などが外部へ漏洩（流出）するのを防止するものである。

真空シール装置２２の開口端２３ｂ側は、第３ガイド部材１３により封止されるとともに、円筒状外側チューブ２の開口端２ａの外周に刻設したねじ部２４に蓋２５を螺着することによって封止されている。
次に、斯くして構成された本実施形態に係る真空用油圧ショックアブソーバＡの作用を説明する。

真空側に位置するピストンロッド１０の端部１０ａに図１で左方向に押し込み力が働くと、ピストンロッド１０が図１で左方へ押圧される。
これに伴って、バネガイド８およびピストン９がコイルバネ７を圧縮しながら移動を始める。円筒状内側チューブ３に形成されているオリフィス機構４で速度を制御されながら（速度を吸収しながら）移動し、所定位置で停止する。戻りは、コイルバネ７の力でピストン９およびピストンロッド１０を図１で右方へ押し戻すことにより、図１の状態に復帰する。

ピストンロッド１０の往復動により、円筒状内側チューブ３側からの油６が漏れてきても、グリース保持部材１９内に装着された真空用グリース２０、両側の第１Ｏリング１８，第２Ｏリング２１によって真空室側へ漏れ出ることがない。そのため、真空を汚染しない。
ショックアブソーバの油封入側位置と、真空シール装置２２とは、ピストン９の往復動によるストロークＳ分より離れており、図１の状態で、ピストンロッド１０が左方へ移動し、最も左方へ動いた時でも、この真空シール装置２２の左端の第１Ｏリング１８位置より外側へは行かないような関係に配置し、さらに、第１Ｏリング１８からピストン９のストロークＳ以上離れた位置へＵパッキン１６が装着されているので、ショックアブソーバの油封入側位置と、真空シール装置２２とを確実に分離することができる。

以上のような動作において、ピストンロッド１０の外周面は真空シール装置２２において、第１Ｏリング１８および第２Ｏリング２１とその間に保持された真空用グリース２０とにより、内部の油６が真空シール装置２２のグリース２０に混ざりかつ真空用グリース２０と一緒に外部（真空中など）へ漏洩して、環境（真空）やワークを汚染することがなく、また、仮に磨耗紛などが発生したとしても、外部へ漏洩するのを防止でき、真空状態でも充分使用できる。

本実施形態では、真空中での使用を考慮し、真空中に露出する円筒状外側チューブ２、円筒状内側チューブ３、ピストロッド１０、第３ガイド部材１３、蓋２５などは何れもステンレス鋼などの耐食性材料により形成されているものである。
さらに、スパッタリング装置のように、磁性を有する材料を使用できない装置に取り付ける場合、上記部品は勿論、コイルバネ７、バネガイド８、ピストン９、第１ガイド部材１１、第２ガイド部材１２、グリース保持リング１９についても非磁性体材料で形成する。非磁性体材料としては、チタンおよびその合金、ベリリウム銅およびその合金、合成樹脂などが有効である。このような非磁性体材料を使用することにより、半導体製造装置、特にスパッタリング装置などに使われる駆動装置用のショックアブソーバとして使用できる。

また、本実施形態では、多孔オリフィス構造である一定減圧力式について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の方式によるショックアブソーバ、例えばダッシュポット方式によるものやリリーフ弁付などの特殊減衰力式などでも、同様に採用できる。
また、本実施形態では、有底の円筒状チューブ１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、角形形状など、他の形状であっても良い。

また、本実施形態では、真空シール装置２２を第２ガイド部材１２の環状凹部２３内にバックアップリング１７、第１Ｏリング１８、グリース保持リング１９、真空用グリース２０および第２Ｏリング２１を装着して構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第２ガイド部材１２に別途に組立てらえた真空シール装置２２を組み付けるようにしても良い。

本実施形態に係る真空用油圧ショックアブソーバを示す正面断面図である。

符号の説明

１ 円筒状チューブ
２ 円筒状外側チューブ
３ 円筒状内側チューブ
４ オリフィス機構
５，１４ アキュームレータ
６ 油
７ コイルバネ
８ バネガイド
９ ピストン
１０ ピストロッド
１１ 第１ガイド部材
１２ 第２ガイド部材
１３ 第３ガイド部材
１５ 油路
１６ Ｕ形パッキン
１７ バックアップリング
１８ 第１Ｏリング
１９ グリース保持リング
２０ 真空用グリース
２１ 第２Ｏリング
２２ 真空シール装置
２３ 環状凹部
２５ 蓋
２６ 還流孔
Ｌ Ｕ形パッキン１６から第１Ｏリング１８までの距離（間隔）
Ｓ ピストン９のストローク

Claims (8)

1. 内部に真空部を有する半導体製造装置に用いられる真空用油圧ショックアブソーバにおいて、
   内部に油を封入充填する開口を有する有底チューブと、
   前記有底チューブ内を摺動するピストンと、
   一端側が前記ピストンと一体化され、他端側が前記有底チューブから突出して前記真空部側に位置するピストンロッドと、
   前記有底チューブ内に配置され、その軸心を前記ピストンロッドが貫通するとともに前記ピストンロッドをガイドする第１ガイド部材と、
   前記第１ガイド部材の内部スペースに配置されるアキュムレータと、
   前記有底チューブの開口端側に配置され、その軸心を前記ピストンロッドが貫通するとともに前記ピストンロッドをガイドする第２ガイド部材と、
   前記第２ガイド部材の前記有底チューブの開口端部側と同じ側に位置する開口端側の内径側に配置され、前記ピストンロッドの外周面を摺動させる真空シール装置と
   を備え、
   前記真空シール装置を、前記有底チューブ内部に封入された油の前記真空部側への漏洩を防止するように、第１Ｏリングと、第２Ｏリングと、前記第１Ｏリングと前記第２Ｏリングとの間に保持される真空用グリースとで構成して成る
   ことを特徴とする真空用油圧ショックアブソーバ。
2. 請求項１記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、
   前記真空用グリースが、前記第１Ｏリングと前記第２Ｏリングとの間に狭持したグリース保持リング内に保持されている
   ことを特徴とする真空用油圧ショックアブソーバ。
3. 請求項１または請求項２記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、
   前記チューブが、外側チューブとその内側に配置された内側チューブとを有し、多孔オリフィス構造を備えた一定減衰力式である
   ことを特徴とする真空用油圧ショックアブソーバ。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、
   構成部品の全てを非磁性体材料で構成して成る
   ことを特徴とする真空用油圧ショックアブソーバ。
5. 内部に真空部を有する半導体製造装置に用いられる真空用油圧ショックアブソーバにおいて、
   内部に油を封入充填する開口を有する有底チューブと、
   前記有底チューブ内を摺動するピストンと、
   一端側が前記ピストンと一体化され、他端側が前記有底チューブから突出して前記真空部側に位置するピストンロッドと、
   前記有底チューブ内に配置され、その軸心を前記ピストンロッドが貫通するとともに前記ピストンロッドをガイドする第１ガイド部材と、
   前記第１ガイド部材の内部スペースに配置されるアキュムレータと、
   前記有底チューブの開口端側に配置され、その軸心を前記ピストンロッドが貫通するとともに前記ピストンロッドをガイドする第２ガイド部材と、
   前記第２ガイド部材の前記有底チューブの開口端部側と同じ側に位置する開口端側の内径側に配置され、前記ピストンロッドの外周面を摺動させる真空シール装置と、
   前記第２ガイド部材の前記ピストン側端部に配置されるシールパッキンと
   を備え、
   前記真空シール装置を、前記有底チューブ内部に封入された油の前記真空部側への漏洩を防止するように、第１Ｏリングと、第２Ｏリングと、前記第１Ｏリングと前記第２Ｏリングとの間に保持される真空用グリースとで構成し、
   前記シールパッキンから前記真空シール装置端までの距離をピストンストロークより大きく設定して成る
   ことを特徴とする真空用油圧ショックアブソーバ。
6. 請求項５記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、
   前記真空用グリースが、前記第１Ｏリングと前記第２Ｏリングとの間に狭持したグリース保持リング内に保持されている
   ことを特徴とする真空用油圧ショックアブソーバ。
7. 請求項５または請求項６記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、
   前記チューブが、外側チューブとその内側に配置された内側チューブとを有し、多孔オリフィス構造を備えた一定減衰力式である
   ことを特徴とする真空用油圧ショックアブソーバ。
8. 請求項５ないし請求項７の何れか１項記載の真空用油圧ショックアブソーバにおいて、
   構成部品の全てを非磁性体材料で構成して成る
   ことを特徴とする真空用油圧ショックアブソーバ。