JP7119007B2 - 第１チャンバおよび第２チャンバを有するアセンブリ - Google Patents

第１チャンバおよび第２チャンバを有するアセンブリ Download PDF

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Description

本発明は、第１チャンバおよび少なくとも１つの第２チャンバと、揺動部材を揺動させるための少なくとも１つの揺動アクチュエータと、を備え、前記揺動部材が前記第１チャンバに配置され、前記第１チャンバおよび前記第２チャンバの中間に少なくとも１つの中間壁部材が配置されているアセンブリに関する。
一般的なアセンブリは、揺動部材が第１チャンバにおいて揺動される際、揺動部材を揺動させるための揺動アクチュエータは第２チャンバに配置される場合に使用される。この区分は、例えば第１チャンバが特定の圧力および／または温度条件下でプロセスを実行する必要があるプロセスチャンバである場合、および／または、第１チャンバで特殊なガスまたは流体組成を調整する必要がある場合、第１チャンバにおける連続プロセスを可能にする。一般的なアセンブリの例は、いわゆる真空バルブであり、この場合、アクチュエータにおけるパーティクルの発生が第１チャンバの支障の原因とならないように、アクチュエータは第１チャンバまたはプロセスチャンバには配置されていない。
一般的なアセンブリでは、例えば、シャフトは、密封された形状に従って中間壁部材を通過し、偏心部材を介してそこを揺動運動できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
米国特許第５２４３８６７号明細書
本発明の目的は、一般的なアセンブリのために、揺動部材における揺動アクチュエータの運動の新しい伝動方式を提案することにある。
この目的のために、本発明のアセンブリは、少なくとも部分的に環状に形成された伝動部材、前記揺動アクチュエータによって回転軸線のまわりに回転可能であり、少なくとも１つのまたは２つの貫通開口部が前記中間壁部材を貫通していることを特徴とする。
言い換えると、揺動アクチュエータによって回転軸線のまわりに回転され、かつ、第１チャンバおよび第２チャンバを隔離する中間壁部材における少なくとも１つの、好ましくは２つの貫通開口部を通過する、少なくとも部分的に環状の伝動部材を提案する。中間壁部材は、隔離機能を強調するために隔壁と呼ばれる場合がある。
少なくとも部分的に環状の伝動部材は伝動リングと呼ばれることもあり、この伝動リングはリングの一部であってもよく、すなわち、必ずしも完全に閉じたリングである必要はない。
本質的な特徴は、リングの一般的な定義から既に導出されるように、環状の伝動部材が内側開口部または内側空間を取り囲んでいることにある。当該内側開口部には、中間壁部材の一部が配置されることが好ましい。伝動部材は、その環状部分において貫通開口部または２つの貫通開口部を通過することが好ましい。２つの貫通開口部がある場合、それらは中間壁部材に相互に離間して配置されていることが好ましい。それぞれの貫通開口部は、回転軸線が位置する平面を定義することが好ましい。２つの貫通開口部がある場合、これは両方の貫通開口部に該当するが、必ずしも同じ平面にある必要はない。
第１チャンバは、所望の圧力および／または温度条件および／またはプロセスチャンバに存在するガスまたは流体の所望の組成を調節しうるプロセスチャンバであってもよい。
揺動アクチュエータは、第２チャンバに配置されていることが好ましい。この場合、第２チャンバはアクチュエータチャンバとも呼ばれる。これは、揺動アクチュエータが、アクチュエータチャンバに配置されうる、それ自体のハウジングを有することを排除するものではない。揺動アクチュエータおよびそのハウジングは、全体的にまたは部分的にのみ第２チャンバに配置されてもよい。
少なくとも部分的に環状の伝動部材により、回転軸線に平行な方向に測定されるリングの高さは、当該リングの外径よりかなり小さいことが好ましい。回転軸線に平行な方向に測定されるリングの高さは、当該リングの外径の最大で半分であり、好ましくは最大で３分の１または最大で４分の１である。
好ましい実施形態では、伝動部材は、第１チャンバのみならず第２チャンバにも配置されている。これはいずれの場合にも当てはまる。ただし、これは特定の動作状態にのみ適用されることもある。伝動部材は第２チャンバにのみ配置されることが好ましい。これは、伝動部材の支持部材およびアクチュエータが、好ましくは第２チャンバにおいて実現されるまたは存在することを意味する。さらに、第２チャンバにおいて回転軸線のまわりに回転するため、伝動部材は揺動アクチュエータと係合していることが好ましい。揺動部材は、第１チャンバにおいて伝動部材に対して取り付けられていることが好ましい。原則として、揺動部材は、部分的に環状の伝動部材が通過する中間壁部材の貫通開口部を通過することはできない。
揺動部材は、例えば、アセンブリのバルブ開口部を閉じるための閉塞部材として機能する。バルブ開口部は、第１チャンバに配置されていることが好ましい。閉塞部材は、例えば、バルブプレート、バルブニードルまたはその他のバルブに作用する。そのような場合、本発明に係るアセンブリは、バルブとも呼ばれる場合がある。特に、それは真空技術に適用される真空バルブであることが好ましい。通常、真空技術は、０．００１ｍｂａｒまたは０．１Ｐａ以下の動作圧力に達する場合に使用される。真空バルブは、これらの圧力範囲および／または環境に対する相当の差圧のために設計されたバルブである。真空バルブが、大気圧よりも低い圧力、すなわち１ｂａｒ未満の圧力用に設計されている場合も一般的である。本発明に係るアセンブリは、一般的に、差圧に適したバルブ、言い換えれば、差圧バルブとして設計されていてもよい。特に、これは、少なくとも１ｂａｒの差圧に対してバルブ開口部を封止するのに適した閉塞部材を有するバルブである。差圧は、閉位置にある閉塞部材の両側における圧力の偏差である。差圧は、特に、閉塞部材に対して流体によって及ぼされる圧力から生じる。
揺動部材は、閉塞部材である必要はない。基本的に、揺動部材は、すべての可能な実施形態で実現され、さまざまな用途に適用される。例えば、揺動部材は、第１チャンバにおける対象物体を処理および／または取り扱いおよび／または動かすためのハンドリング装置であってもよい。ハンドリング装置は、既知のすべてのハンドリング装置を包含します。それは、特にロボットアームであってもよい。これは、例えば伸縮可能、揺動可能、回転可能であってもよい。そこには、グリッパ、真空グリッパまたはその他のアクチュエータが搭載されてもよい。
本発明の好ましい変形実施形態において、少なくとも貫通開口部の領域において、部分的に環状の伝動部材が中間壁部材に対して封止されている。したがって、例えば伝動部材が少なくとも１つのシールリングによって中間壁部材に対して封止されうる。他の実施形態では、伝動部材が少なくとも部分的に好ましくは第１チャンバに配置され、少なくとも１つのベローズに囲まれ、当該ベローズにより中間壁部材に対して封止されている。この場合、ベローズも環状部分として形成されることが好ましい。ベローズは、回転軸線のまわりの伝動部材の回転運動によって、当該回転方向に応じて伸縮可能または圧縮可能である。ベローズは、例えばダイヤフラムである。ベローズは、金属製またはステンレス鋼またはニッケルベース合金等の合金製であってもよい。しかし、それは、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標）またはＰＴＦＥ）からなるエラストマーベローズであってもよい。
少なくとも部分的に環状の伝動部材は、少なくともシール部材またはベローズがそれを支える領域において、丸みを帯びた形状、円形または楕円形の横断面を有することが好ましい。
好ましい実施形態では、伝動部材が、回転軸線のまわりの回転に加えて、少なくとも１つの補足変位方向について変位可能である。この目的のため、補足アクチュエータが設けられている。補足変位方向は、例えば回転軸線に平行な方向であってもよい。
揺動アクチュエータおよび補足アクチュエータのそれぞれは、基本的に手動操作のアクチュエータであってもよい。揺動アクチュエータおよび／または補足アクチュエータは、好ましくはモータアクチュエータであり、従来技術から知られているすべての形態が、ここで考えられるそれぞれの意図された用途に適している。したがって、回動モータだけでなく、直動モータにも使用されうる。例えば電動式、空気圧式、油圧式、またはその他の駆動方式のモータが使用されうる。したがって、前述のアクチュエータの設計にはさまざまな可能性がある。
完全を期すため、伝動部材のみに言及されている場合、少なくとも部分的に環状の伝動部材を常に意味していることを指摘しておく。
本発明の構成例は、様々な実施形態を参照して、以下の図面を用いて説明される。
本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第１実施形態に関する説明図。 本発明の第２実施形態に関する説明図。 本発明の第２実施形態に関する説明図。 本発明の第３実施形態に関する説明図。 本発明の第４実施形態に関する説明図。 本発明の第４実施形態に関する説明図。 本発明の第５実施形態に関する説明図。 本発明の第５実施形態に関する説明図。
本発明の第１実施形としてのアセンブリはバルブ、特に真空バルブとして実現されている。図１および図２には、本発明に係るアセンブリのハウジング１４の外観図が示されている。ここでは、閉塞部材として形成された揺動部材４によって開放または閉塞されるバルブ開口部９が示されている。ハウジング１４は、後述するように、第１チャンバ１および第２チャンバ２を中間壁部材５とともに取り囲むハウジング壁部材１９を備えている。
図１には、バルブ開口部９が、プレート状の閉塞部材として形成された揺動部材４により開放された状態が示されている。図２において、バルブプレートとして形成された揺動部材４がバルブ開口部９を閉塞している。
図３および図４には、本発明の第１実施形態としてのアセンブリの解放されたハウジング１４の外観図が示されている。中間壁部材５によって相互に分離されている第１チャンバ１および第２チャンバ２がここでは明確に確認できる。第１チャンバ１には、バルブプレートとして形成されている揺動部材４が設けられ、当該揺動部材４によってハウジング１４のバルブ開口部９が図３に示されているように開放され、かつ、図４に示されているように閉塞される。揺動部材４は、第１チャンバ１において、部分的に環状に形成された本発明に係る伝動部材６に対して取り付けられまたは固定されている。回転軸線７のまわりで伝動部材６を回動させるための揺動アクチュエータ３が、本実施形態では第２チャンバ２に設けられている。図５の断面図からよくわかるように、部分的に環状に形成された伝動部材６は、本実施形態では、中間壁部材５の相互に離間した２つの貫通開口部８を貫通している。本実施形態の伝動部材６は、それぞれの貫通開口部８の領域において、中間壁部材５に対して封止されている。第１実施形態において、これはベローズ１１によって実現されている。ベローズ１１は、第１チャンバ１に配置され、かつ、それぞれの伝動部材６の部分を囲んでいる。ベローズ１１は、伝動部材６が回転軸線７のまわりに回転することによって、回転方向に応じて伸縮するまたは圧縮される。当該構成のアセンブリにより、第２チャンバ２において揺動アクチュエータ３により実現される回転軸線７のまわりの回転運動が、第１チャンバ１における少なくとも部分的に環状の伝動部材６により伝達され、伝動部材６に対して固定された揺動部材４が、図３に示されている閉位置および図４に示されている位置の間で揺動方向１８について往復するように揺動されうる。
図５に示されている断面図において特によく確認できるように、第１揺動アクチュエータ３は、シリンダチャンバ２０において空気圧および／または油圧によって動かされるように配置されているラック１７を備えている。各シリンダチャンバ２０の適当な加圧により、詳細は説明しないが、ラック１７はその長手方向に往復運動される。伝動部材６の歯車部１６に対して螺合または噛合することにより、ラック１７の長手方向への運動が伝動部材６に対して伝達され、伝動部材６がラック１７の変位方向に応じて回転軸線７のまわりで回動される。伝動部材６の当該回転運動は、揺動部材４の一方の揺動方向１８への対応する揺動運動をもたらす。
揺動部材４を揺動方向１８だけでなく、ここでは回転軸線７に対して平行な補足変位方向にも移動させるために、第１実施形態では補足アクチュエータ１２が設けられている。第１実施形態では、補足アクチュエータ１２は、それぞれがハウジングに固定されたシリンダ２４において変位可能に設けられたピストン２３からなるピストンシリンダ装置である。シリンダ２４におけるピストン２３の変位は、既知の方式にしたがって油圧または空気圧により実現され、ここでは詳細な図示または説明は省略される。少なくとも部分的に環状の伝動部材６は、ヨーク１５を介してピストン２３に連結されている。回転軸線７に沿ってピストン２３が変位することで、回転軸線７に平行な伝動部材６が動かされ、ここではバルブプレートとして形成された揺動部材４が回転軸線７に平行な方向に対応して動かされる。
図６、図７および図８には、図５の切断線Ａ－Ａに沿った断面図が示されている。図６には、バルブプレートとして形成された揺動部材４がバルブ開口部９を覆う一方で、ハウジング１４のバルブシート２２に対して押し付けられていない状態が示されている。シリンダ２４の適当な加圧により、揺動部材４は、封止のためにかつ最終的な閉位置に到達するために、図７に示されているように、揺動部材４がそのシール部材２１において、例えば下側のバルブシート２２に対して回転軸線７と平行な方向に押し付けられうる。図８には、揺動部材４が、そのシール部材２１を介して上側のバルブシート２２に封止状態で押圧されている状態が示されている。回転軸線７に平行な対応する運動は、補足アクチュエータ１２によって実現される。
図９および図１０のそれぞれには、図５の切断線Ｂ－Ｂに沿った断面図が示されている。図９および図１０を比較すると、少なくとも部分的に環状の伝動部材６が貫通開口部８において回転軸線７に沿って上下に変位することが明確に分かる。図９は、図７に示されている揺動部材４の位置に対応し、図１０は、図８に示されている揺動部材４の位置に対応している。ベローズ１１を使用することにより、第１チャンバ１と第２チャンバ２との間のそれぞれのベローズ１１による封止が影響を受けることなく、回転軸線７に平行な伝動部材６のこのような変位が可能である。
図１１および図１２には、本発明の第２実施形態のアセンブリが示されている。これは、図１～図１０に示されている第１実施形態の変形実施形態であるため、本質的な相違点のみを説明する。そうでなければ、第１実施形態に関する前記説明事項が参照され、それは適宜適用される。
第１実施形態と比較して本質的な相違点として、第２実施形態では、伝動部材６を中間壁部材５に対して封止するため、ベローズ１１ではなく少なくとも１つのシールリング１０が用いられていることが図１１および１２に示されている。当該シールリング１０は、中間壁部材５と伝動部材６との間のそれぞれの貫通開口部８の領域に配置され、これにより伝動部材６が中間壁部材５に対して封止されている。各シールリング１０の相応の弾性および相応の厚さにより、シールリング１０の封止効果が損なわれることなく、回転軸線７に平行な補足変位方向１３について伝動部材６が変位することが可能である。
図１３には、第１実施形態の変形実施形態である本発明のさらなる実施形態が例示されている。ここでも、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。第１実施形態と比較した第３実施形態の本質的な相違点は、揺動部材４が、ここでは閉塞部材ではなく、第１チャンバ１において動かされる対象物体を動かすための例示的かつ概略的に示されたハンドリングデバイスである点である。これは、図１３において、揺動部材４の把持部２５によって概略的に示されている。これは、ここでは極めて簡略的に示されており、伝動部材６に取り付けられている揺動部材４は、ロボットアームまたは他のハンドリングデバイスであってもよい。それは、伸縮自在、揺動可能または屈曲可能に形成されてもよい。これはすべて従来技術でそれ自体既知であり、詳細な説明および詳細な図示は不要である。
図１４および１５には、第１実施形態と比較して、揺動アクチュエータ３および補足アクチュエータ１２として異なるアクチュエータが用いられた変形実施形態が示されている。この第４実施形態では、揺動アクチュエータ３は、ここでバルブディスクとして形成された揺動部材４が揺動方向１８に揺動できるように、伝動部材６の歯車１６と相互作用する電気モータ、油圧モータまたはその他のモータによって駆動される歯車２６を有している。伝動部材６を回転軸線７に平行な補足変位方向１３に変位させるための補足アクチュエータ１２は、モータによって駆動されるギア２７と係合するラック２８を有している。ラック２８は、ヨーク１５に対して、ひいては伝動部材６に対して連結されているので、補足変位方向１３についてのラック２８の運動は、伝動部材６、ひいては揺動部材４の回転軸線７に平行な方向についての対応する運動をもたらす。図１５には、図１４の切断線Ｃ－Ｃに沿った断面図が示されている。
図１６および図１７には、本発明の第５実施形態が示されている。図１７には、図１６の切断線Ｄ－Ｄに沿った断面図が示されている。第１実施形態の変形実施形態である第５実施形態においては、揺動アクチュエータ３は、揺動部材４を揺動方向１８に揺動させるためのウォームギアを備えている。このウォームギアは、一方ではモータ２９により駆動されるウォーム３１により、他方では伝動部材６の対応する歯車１６により構成されている。このようなウォームギアはそれ自体既知であるため、さらなる説明は必要ではない。回転軸線７に平行な補足変位方向１３への変位を実現するために、補足アクチュエータ１２は、スピンドル３２を回転させるモータ３０を有している。スピンドル３２は、ここでは詳細には示されていない雄ねじにおいて、ハウジング１４に固定された雌ねじ３３に係合する。その結果、スピンドル３２が回転することにより、当該スピンドル３２がそれに取り付けられたヨーク１５、伝動部材６および揺動部材４とともに、回転軸線７に平行な補足変位方向１３に変位する。
ここで示されている変形実施形態では、揺動アクチュエータ３だけではなく、補足アクチュエータ１２についても、既知のアクチュエータにより多様な形態で構成されていてもよい。
１‥第１チャンバ、２‥第２チャンバ、３‥揺動アクチュエータ、４‥揺動部材、５‥中間壁部材、６‥伝動部材、７‥回転軸線、８‥貫通開口部、９‥バルブ開口部、１０‥シールリング、１１‥ベローズ、１２‥補足アクチュエータ、１３‥補足変位方向、１４‥ハウジング、１５‥ヨーク、１６‥歯車、１７‥ラック、１８‥揺動方向、１９‥ハウジング壁部材、２０‥シリンダチャンバ、２１‥シール部材、２２‥バルブシート、２３‥ピストン、２４‥シリンダ、２５‥把持部、２６‥ギア、２７‥ギア、２８‥ねじロッド、２９‥モータ、３０‥モータ、３１‥ウォーム、３２‥スピンドル、３３‥雌ねじ。

Claims (12)

  1. 第１チャンバ（１）および少なくとも１つの第２チャンバ（２）と、揺動部材（４）を揺動させるための少なくとも１つの揺動アクチュエータ（３）と、を備え、前記揺動部材（４）が前記第１チャンバ（１）に配置され、前記第１チャンバ（１）および前記第２チャンバ（２）の中間に少なくとも１つの中間壁部材（５）が配置されているアセンブリであって、
    少なくとも部分的に環状に形成された伝動部材（６）が、前記揺動アクチュエータ（３）によって回転軸線（７）のまわりに回転可能であり、少なくとも１つのまたは２つの貫通開口部（８）が前記中間壁部材（５）を貫通し、
    前記伝動部材（６）が、前記回転軸線（７）のまわりに回転することに加えて、少なくとも１つの補足アクチュエータ（１２）によって、少なくとも１つの補足変位方向（１３）、または、前記回転軸線（７）に対して平行な補足変位方向（１３）に変位可能であることを特徴とするアセンブリ。
  2. 請求項１記載のアセンブリにおいて、
    前記第１チャンバ（１）および前記第２チャンバ（２）の両方における前記伝動部材（６）が配置されていることを特徴とするアセンブリ。
  3. 請求項１または２に記載のアセンブリにおいて、
    前記揺動アクチュエータ（３）が少なくとも部分的に前記第２チャンバ（２）に配置されていることを特徴とするアセンブリ。
  4. 請求項１～３のうちいずれか１項に記載のアセンブリにおいて、
    前記伝動部材（６）が、前記第２チャンバ（２）において回転軸線（７）のまわりの回転のために前記揺動アクチュエータ（３）に対して係合していることを特徴とするアセンブリ。
  5. 請求項１～４のうちいずれか１項に記載のアセンブリにおいて、
    前記伝動部材（６）が、前記第２チャンバ（２）にのみ取り付けられていることを特徴とするアセンブリ。
  6. 請求項１～５のうちいずれか１項に記載のアセンブリにおいて、
    前記揺動部材（４）が前記第１チャンバ（１）において前記伝動部材（６）に対して固定されていることを特徴とするアセンブリ。
  7. 請求項１～６のうち１項に記載のアセンブリにおいて、
    前記揺動部材（４）が、前記アセンブリまたは前記第１チャンバ（１）のバルブ開口部（９）を閉塞する閉塞部材またはバルブプレートであることを特徴とするアセンブリ。
  8. 請求項１～７のうち１項に記載のアセンブリにおいて、
    前記揺動部材（４）が、前記第１チャンバ（１）において対象物体を処理する、操作する、あるいは、動かすための操作装置であることを特徴とするアセンブリ。
  9. 請求項１～８のうち１項に記載のアセンブリにおいて、
    前記伝動部材（６）が、少なくとも前記貫通開口部（８）の領域において前記中間壁部材（５）に対して封止されていることを特徴とするアセンブリ。
  10. 請求項９記載のアセンブリにおいて、
    前記伝動部材（６）が、少なくとも１つのシールリング（１０）によって中間壁部材（５）に対して封止されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
  11. 請求項９記載のアセンブリにおいて、
    前記伝動部材（６）が少なくとも部分的に、前記第１チャンバ（１）において、少なくとも１つのベローズ（１１）により取り囲まれ、かつ、前記ベローズ（１１）によって前記中間壁部材（５）に対して封止されていることを特徴とするアセンブリ。
  12. 請求項１１記載のアセンブリにおいて、
    前記ベローズ（１１）が、回転方向に応じて前記回転軸線（７）のまわりに前記伝動部材（６）が回転することによって、回転方向に応じて伸縮可能または圧縮可能であることを特徴とするアセンブリ。
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