KR100825365B1 - 진공용 직선반송장치 - Google Patents

Abstract

진공 프로세스실에 통하는 로드 수용통부 내에, 선단이 상기 진공 프로세스실로 연장되어 축선방향으로 이동하는 작업용 로드와, 그 로드를 비접촉으로 지지하는 2개의 정압기체베어링과, 상기 로드를 구동하는 마그넷 커플링식 구동기구의 내부 이동체를 수용함과 아울러, 상기 로드 수용통부의 일부에 흡인에 의한 배기부를 설치하고, 그 배기부로부터의 배기에 의해 상기 로드 수용통부 내의 압력을 상기 진공 프로세스실의 압력보다 저하시킨다.

Description

진공용 직선반송장치{STRAIGHT CONVEYING DEVICE FOR VACUUM}

도 1은, 본 발명에 따른 진공용 직선반송장치의 일실시예의 전체적인 구성을 나타내는 종단면도이다.

도 2는, 상기 실시예에 있어서의 정압기체베어링 기구의 제어계를 포함하는 종단면도이다.

도 3은, 상기 실시예에 있어서의 구동기구의 구성을 나타내는 부분확대 종단면도이다.

도 4는, 도 3에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ위치에서의 단면도이다.

도 5는, 상기 실시예에 있어서의 플로팅 조인트의 구성을 나타내는 부분확대 종단면도이다.

도 6은, 상기 실시예에 있어서의 회전 억제기구의 구성을 나타내는 부분확대 종단면도이다.

도 7은, 도 6에 있어서의 Ⅶ-Ⅶ위치에서의 단면도이다.

도 8은, 회전 억제기구의 다른 실시예를 나타내는 종단면도이다.

도 9는, 도 6에 있어서의 Ⅸ-Ⅸ위치에서의 확대 단면도이다.

본 발명은, 진공용 직선반송장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 진공환경하나 청정환경하에서 사용하는 공작물의 직선반송을 위한 반송장치에 관한 것이다.

진공대응이 가능한 직선반송장치로서, 구동력전달부에 마그넷 커플링식의 비접촉 전달방식, 접촉부에 미끄럼 베어링이나 볼 부시 등 접촉 지지방식을 이용한 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌1 참조).

그러나, 접촉부가 접촉 지지방식의 경우, 구동속도상승에 따른 먼지 발생에 의한 청정도 저하, 베어링 마찰 진행에 의한 내구성 저하를 회피하기 위해서 구동속도의 고속화가 제한되어, 공작물 처리 생산성의 저하를 초래한다는 문제가 있었다.

또한, 진공 프로세스실에 형성된 개구를 통해서 그 진공 프로세스실 내에 반송 로드를 삽입하고, 상기 개구와 상기 반송 로드를 차동 배기 시일에 의해 시일 하고, 그 차동 배기 시일을 상기 반송 로드를 지지하는 정압기체베어링의 하우징과 동일한 하우징 내에 구성한 것도 이미 알려져 있다(예컨대, 특허문헌2 참조).

그러나, 특허문헌2에 기재된 것은, 정압기체베어링으로부터 유출되는 공기가 반송장치를 설치한 실내에 직접 배기되고, 또한, 상기 반송 로드를 상기 정압기체베어링 이외에 볼 부시 등의 접촉 지지방식의 베어링으로 지지하고 있기 때문에, 기본적으로 먼지의 발생을 방지할 수 없고, 로드의 구동속도의 상승에 따라 먼지의 발생이 보다 증대되어, 그것에 의해 상기 장치를 설치한 클린룸의 청정도가 저하하 며, 베어링 마모의 진행에 의해 상기 장치의 내구성이 저하한다는 문제가 있었다.

일본 특허공개 평7-205078호 공보

일본 특허공개 2002-303323호 공보

본 발명의 기술적 과제는, 상기 문제점을 해결하여, 먼지 발생에 의한 청정도 저하 억제와, 구동속도향상이 양립하는 진공용 직선반송장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 작업용 로드를 비접촉으로 구동할 수 있고, 또한, 상기 로드나 상기 로드용 구동기구의 슬라이딩에 따른 마찰이나 먼지의 발생 등을 억제한 진공용 직선반송장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 상기 작업용 로드를 비슬라이딩으로 지지할 수 있고, 또한, 상기 로드의 구동기구에 의해 먼지가 발생하더라도 그 먼지를 완전히 배제시킬 수 있는 진공용 직선반송장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 진공용 직선반송장치는, 진공 프로세스실에 통하는 로드 수용통부 내에, 선단이 상기 진공 프로세스실로 연장되어 축선방향으로 이동하는 작업용 로드와, 이 로드를 공기층의 개재에 의해 비접촉으로 지지하는 2개의 정압기체베어링과, 상기 로드를 구동하는 마그넷 커플링식 구동기구의 내부 이동체를 수용함과 아울러, 상기 로드 수용통부의 일부에 흡인에 의한 배기부를 설치하고, 상기 구동기구는, 구동수단에 의해 구동되어 상기 로드 수용통부의 외부를 축방향으로 이동시키는 외부 이동체와, 상기 로드에 연결되어 상기 외부 이동체에 자기(磁氣) 결합되고, 상기 외부 이동체의 구동력이 비접촉으로 전달됨으로써 상기 외부 이동체에 추종하여 이동하는 상기 내부 이동체를 갖고, 상기 배기부는, 상기 진공 프로세스실과 상기 정압기체베어링 사이의 위치에 설치되고, 상기 배기부로부터의 배기에 의해 상기 로드 수용통부 내의 압력을 상기 진공 프로세스실의 압력보다 저하시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 내부 이동체가, 자기 결합을 위한 자석이 장착되어 상기 로드 수용통부의 내주면과 비접촉의 상태로 배치된 본체부와, 그 본체부의 축방향 양측에 설치되어 상기 로드 수용통부의 내주면에 구름 접촉하는 전동(轉動) 베어링부를 갖고 있는 것이다.

이 경우, 상기 전동 베어링부가, 상기 본체부의 축선의 주위에 방사상으로 배치되어 상기 로드 수용통부의 내주면에 구름 접촉하는 복수의 전동체를 가짐과 아울러, 이들 전동체가, 상기 본체부의 반경방향으로 이동 조절가능하도록 배치되어 있어서, 그 이동 조절에 의해 상기 내주면에 대한 접촉압을 조정할 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상기 로드와 상기 내부 이동체가 플로팅 조인트에 의해 접속되어 있어서, 그 플로팅 조인트가, 상기 로드 또는 내부 이동체의 한쪽에 축심과 직교하는 방향으로 변위가능하도록 접속되는 조인트 부재와, 다른쪽에 접속되어 이 조인트 부재에 요동 가능하게 결합되는 요동 축을 갖고 있어도 된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 로드의 회전을 억제하는 회전 억제기구를 설치할 수도 있다. 이 회전 억제기구는, 상기 로드측에 부착된 내부자석과, 상기 로드 수용통부측에 부착된 외부자석을 갖고 있어서, 이들 내부자석과 외부자석의 자기흡인력에 의해 상기 로드의 회전을 억제하도록 구성되어 있거나, 또는, 상기 로드에 편심상태로 부착된 웨이트부로 구성되어 있어도 상관없다.

또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 2개의 정압기체베어링 중 제 1 정압기체베어링이, 상기 로드 수용통부를 형성하는 베어링 하우징에 고정적으로 지지되고, 또한, 다른쪽의 제 2 정압기체베어링이, 상기 베어링 하우징에 액츄에이터를 통해서 로드의 축선과 직교하는 방향으로 변위가능하도록 지지되어 있어서, 상기 제 2 정압기체베어링의 축심을 제 1 정압기체베어링에 대하여 변위시킴으로써, 상기 로드가 이들 양 정압기체베어링과 접촉하는 것을 방지가능하도록 구성되어 있는 것이다.

상술한 본 발명의 진공용 직선반송장치에 의하면, 작업용 로드를 비접촉으로 구동할 수 있고, 또한, 상기 로드나 상기 로드용 구동기구의 슬라이딩에 따른 마찰이나 먼지의 발생 등을 억제할 수도 있어, 먼지 발생에 의한 청정도 저하 억제와, 구동속도향상이 양립하는 진공용 직선반송장치를 제공하는 것이 가능하다.

도 1은, 본 발명에 따른 진공용 직선반송장치의 일실시예를 나타내고 있다. 동 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 진공용 직선반송장치는, 개략적으로는, 반도체의 제조 등에 제공하는 진공 프로세스 쳄버(1)에 대해서 공작물의 출입 등을 행하는 수평구동의 작업용 로드(2)를 구비하고, 그 로드(2)의 선단에 트레이(도시생략)를 설치하여, 그 로드(2)를 그 축선방향으로 구동하도록 한 것으로, 수 평배치의 상기 로드(2)를 지지하는 정압기체베어링 기구(3)와, 상기 로드(2)를 그 축선방향으로 구동하는 마그넷 커플링식의 구동기구(5)와, 그 구동기구(5)의 내부 이동체(52)와 상기 로드(2)를 연결하는 플로팅 조인트(6)와, 로드(2)의 회전을 억제하는 회전 억제기구(7)를 구비하고 있다.

상기 로드(2)를 포함하는 그 구동계는, 상기 프로세스 쳄버(1)와 연통하여 진공계를 구성하는 로드 수용통부(20) 내에 배치되고, 그들이 외부환경으로부터 격리되어 있다.

더욱 구체적으로는, 상기 로드(2)와, 이것에 연결된 회전 억제기구(7)에 있어서의 통부 내 수용부재와, 플로팅 조인트(6)와, 마그넷 커플링식의 구동기구(5)에 있어서의 내부 이동체(52) 등은, 이하에 설명하는 지지 블록(10), 베어링 블록(11), 튜브(51) 등의 내부에 형성된 상기 로드 수용통부(20) 내에 있다.

또한, 여기서는, 상기 로드(2)를, 그 선단에 상기 트레이를 설치하여 축선방향으로 구동하고, 공작물을 반송하도록 한 것으로서 설명하지만, 상기 로드(2)는, 공작물의 반송용뿐만 아니라, 상기 로드(2)의 선단에 각종 작업용 기재를 설치하여, 임의의 작업용 로드로 할 수도 있다.

상기 로드(2)를 지지하는 정압기체베어링 기구(3)는, 도 2에 명료하게 나타내는 바와 같이, 로드(2)를 그 축선방향의 간격을 둔 2개소에서 지지하는 제 1 및 제 2 정압기체베어링(31,32)을 구비하고 있어서, 이들 기체베어링이, 상기 지지 블록(10)과 베어링 블록(11)으로 이루어지는 베어링 하우징(9)에 지지되어 있다. 이 중 상기 제 1 정압기체베어링(31)은, 상기 베어링 하우징(9)에 고정적으로 지지되 어 있다. 즉, 도시하지 않은 기대 상에 설치된 제 2 정압기체베어링(32)을 위한 상기 지지 블록(10)으로부터, 상기 로드(2)의 전방측을 향해 상기 베어링 블록(11)이 돌출되게 설치되고, 이 베어링 블록(11) 내에 베어링부재(31a)를 수용함으로써, 상기 제 1 정압기체베어링(31)이 구성되어 있다.

상기 베어링부재(31a)는, 다공 또는 다공질재료로 이루어지고, 로드(2)와의 사이에 미소 간극을 개재시켜서, 그 간극에 형성되는 공기층을 통해서 로드(2)를 비접촉으로 지지하도록 한 것이고, 상기 베어링 블록(11) 내에는 상기 공기층을 형성하기 위한 압축공기를 송급하는 공기 이송구(12)가 형성되어 있다.

또한, 상기 베어링 블록(11) 내에 있어서의 베어링부재(31a)의 쳄버(1)측에, 상기 공기 이송구(12)로부터 송급된 공기를 흡인에 의해 배출하기 위한 흡인구(13)를 구비한 배기부가 설치되어 있다.

상기 흡인구(13)에 있어서 적절한 흡인을 행하지 않으면, 제 1 정압기체베어링(31)에 있어서 공기 이송구(12)로부터 공급되는 공기가 프로세스 쳄버(1) 내에 유입되어, 상기 쳄버(1) 내의 진공유지가 곤란하게 된다. 그 때문에, 프로세스 쳄버(1)와 흡인구(13) 내를 미소 통기 단면에서 연통시키고, 흡인구(13)의 부분은, 거기에 접속되는 진공펌프에 의해, 제 1 정압기체베어링(31)으로부터 쳄버(1) 내로 공기가 유입되는 것을 억제할 수 있도록, 상기 쳄버(1) 내의 압력보다 약간 낮게 설정된다. 그 결과, 프로세스 쳄버(1) 내의 진공유지가 가능하게 되고, 또한, 상기 흡인구(13)로부터의 배기에 의해 프로세스 쳄버 내로의 먼지 유입 방지에 의한 청정도 확보가 가능하게 된다. 또한, 이 흡인구(13)로부터의 흡인은, 상기 프로세스 쳄버(1)의 진공도 확보함과 동시에, 제 1 정압기체베어링(31)으로부터 공기를 배출하면서도 베어링 배압을 확보하고, 로드의 비접촉 지지를 가능하게 하는 것임이 필요하다.

한편, 상기 제 2 정압기체베어링(32)은, 상기 제 1 정압기체베어링(31)보다는 로드(2)의 후방측에 치우친 위치, 즉, 상기 제 1 정압기체베어링(31)에 대하여 프로세스 쳄버(1)와는 반대인 측에 있어서, 상기 지지 블록(10) 내에 형성한 베어링실(10a) 내에, 베어링부재(32a)를 수용한 베어링 블록(33)을 배치함으로써 구성되고, 가동 지지기구(34)에 의해 상하로 변위가능하도록 지지되어 있다.

상기 베어링 블록(33) 내에 수용된 베어링부재(32a)는, 상기 제 1 정압기체베어링(31)에 있어서의 베어링부재(31a)와 마찬가지로, 다공 또는 다공질재료로 이루어지고, 로드(2)와의 사이에 미소 간극을 개재시켜서, 그 간극에 형성되는 공기층을 통해서 로드(2)를 비접촉으로 지지하는 것이다.

상기 가동 지지기구(34)는, 상기 로드(2)에 작용하는 변동 부하(모멘트)에 따라서, 제 1 및 제 2 정압기체베어링(31,32)에 지지되는 로드(2)의 표면의 일부가, 그들 정압기체베어링(31,32)에 있어서의 베어링부재(31a 또는 32a)와 접촉하는 것을 억제하는 방향으로, 제 1 정압기체베어링(31)에 대하여 제 2 정압기체베어링(32)의 축심을 상대적으로 변위시키는 것으로, 그 변위를 위한 액츄에이터(35)를 구비하고 있다.

더욱 구체적으로 설명하면 상기 제 2 정압기체베어링(32)의 베어링 블록(33)은, 그 상면에 연결한 연결부재(36)의 주위에 벨로스로 이루어지는 가동 시일부 재(37)를 설치함으로써, 이 가동 시일부재(37)에 의해 지지 블록(10) 내의 베어링실(10a)에 있어서의 상부 개구의 주위에 매달려져 있고, 이것에 의해, 상기 가동 시일부재(37)의 외측의 베어링실(10a) 내 공간을 외부로부터 격리하고, 이 공간을, 상기 베어링실(10a)의 내측 바닥에 개구시킨 배기용 흡인구(15)를 통해서 진공펌프에 접속하도록 하고 있다.

또한, 상기 연결부재(36)는, 그 중앙에 공기 이송구(38)를 형성하여, 그것을 베어링 블록(33)의 개구를 통해서 베어링부재(32a)의 주위에 연통시키고, 상기 공기 이송구(38)를 통해서, 베어링부재(32a)와 로드(2)의 표면 사이에 공기층을 형성하기 위한 압축공기를 송급하도록 하고 있다. 공기 이송구(38)를 통해서 베어링부재(32a) 내에 공급되어, 베어링실(10a) 내로 배출된 압축공기는, 상기 흡인구(15)로부터 흡인 배출되지만, 이 공기의 배출을 행하면서도 베어링 배압을 확보하여, 로드(2)의 비접촉 지지를 가능하게 하기 위한 압력관계를 유지시키는 것이 필요하다.

상기 지지 블록(10) 상에는, 상술한 바와 같이, 제 2 정압기체베어링(32)의 축심을 변위시키기 위한 가동 지지기구(34)를 구성하는 상기 액츄에이터(35)가 설치되어 있다. 이 액츄에이터(35)는, 상기 지지 블록(10) 상에 고정된 수용 보디(40) 내에, 압력수용부재로서의 다이어프램(41)에 의해 상하로 구획된 압력실(42a,42b)을 구비하고, 상기 다이어프램(41)에 고정판(43a,43b)을 통해서 세워 설치한 다이어프램 축(44a,44b)을 수용 보디(40)에 시일을 통해서 슬라이딩 가능하게 지지시키고, 이들 다이어프램 축(44a,44b) 내에는, 상기 연결부재(36)에 형성한 공기 이송구(38)에 연통하는 통과구멍(45a,45b)을 형성하여, 외부로 도출되는 다이어프램 축(44a)의 선단에는, 압축공기의 공급원에 접속하기 위한 조인트(46)를 연결하고, 또한, 상기 베어링 블록(33)측으로 연장되는 다이어프램 축(44b)은, 그 선단을 상기 연결부재(36)에 세워 형성한 볼록축부(36a)에 연결되어 있다. 또한, 상기 다이어프램(41)에 의해 구획된 수용 보디(40) 내의 압력실(42a,42b)은, 각각, 관조인트(47a,47b)를 통해서, 제어장치에 의해 제어된 유체압을 출력하는 압력조정밸브에 접속되어 있다.

따라서, 상기 가동 지지기구(34)에 의하면, 압력조정밸브로부터 출력되는 유체압에 의해 상기 액츄에이터(35)의 다이어프램(41)이 상하로 구동되고, 그 다이어프램(41)의 양면측에 급배되는 공기압력의 밸런스에 의해, 그 다이어프램(41)에 연결한 다이어프램 축(44a,44b) 및 연결부재(36)를 통해서, 베어링 블록(33)이 상하방향의 제어된 위치로 변위하게 된다.

또한, 상기 액츄에이터(35)는, 로드(2)에 작용하는 모멘트량에 따라 제 2 정압기체베어링(32)의 축심을 조정할 수 있는 것이면 되고, 그 때문에, 상기 압력수용부재로서는, 다이어프램(41)뿐만 아니라, 피스톤의 양측에 제어된 유체 압력을 작용시키는 실린더 등을 이용할 수도 있다.

상기 제어장치는, 로드(2)에 작용하는 부하(모멘트)에 따라, 상기 압력조정밸브에 의해 액츄에이터(35)에 있어서의 압력실(42a,42b)에 필요한 유체압을 공급하도록 제어하기 위한 것이다. 상기 로드에 작용하는 부하는, 로드(2)의 축선방향 구동에 따라 변동하는 로드(2)의 정압기체베어링(31)으로부터 프로세스 쳄버(1)측으로 돌출하는 부분의 중량이나, 로드(2)의 선단에 설치된 작업용 기재에 작용하는 외력에 기초하는 모멘트로서, 이들을 제어장치에 있어서의 상기 로드(2)의 구동 프로그램, 예컨대, 제어장치에 있어서 미리 구동기구(5)에 있어서의 내부 이동체(52)의 이동위치나, 로드(2)의 선단에 부하되는 외력에 따라 연산한 모멘트이고, 제 2 정압기체베어링(32)은, 그 연산결과에 기초하여 상기 액츄에이터(35)가 구동되는 것이다.

상기 마그넷 커플링식의 구동기구(5)는, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 지지부재(50)에 지지되어 상기 로드 수용통부(20)의 일부를 형성하는 튜브(51) 내에, 상기 내부 이동체(52)를 수용함과 아울러, 그 튜브(51)의 외측에, 상기 내부 이동체(52)와 자기 결합된 외부 이동체(56)가 설치되어 있다.

상기 외부 이동체(56)는, 상기 튜브의 외부에 배치된 적절한 구동수단에 의해 구동됨으로써, 상기 튜브(51)의 외주면을 따라 그 축선방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 이 구동수단에는, 평균 구동속도를 최대화하는 쇼크 레스 액츄에이터(shock less actuator)를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 내부 이동체(52) 및 외부 이동체(56)는, 축선방향으로 착자된 링형상의 마그넷(53a 및 57a)과, 링형상의 요크(53b 및 57b)를, 교대로 적층하여 이들을 결합함으로써 구성된 본체부(53 및 57)를 구비하고 있다.

상기 내부 이동체(52)의 본체부(53)에 있어서의 링형상의 마그넷(53a) 및 요크(53b)의 외경은, 상기 튜브(51)의 내경보다 약간 작고, 또한, 상기 외부 이동체(56)의 본체부(57)에 있어서의 링형상의 마그넷(57a) 및 요크(57b)의 내경은, 상 기 튜브(51)의 외경보다 약간 크다.

따라서, 상기 내부 이동체(52)와 외부 이동체(56) 사이의 마그넷 커플링에 의한 동력전달은, 상호 비접촉의 상태에서 행하여진다.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 내부 이동체(52)의 본체부(53)는, 교대로 적층된 링형상의 마그넷(53a) 및 요크(53b)를 샌드위치형상으로 끼우는 1쌍의 링형상의 끝판(58,58)과, 이들 부재의 중앙부의 구멍을 관통함과 아울러 상기 끝판(58,58)의 양측으로부터 축방향으로 돌출하는 축(59)과, 상기 축(59)의 양단부에 끼워맞추는 1쌍의 단부 축부재(60,60)를 갖고 있고, 상기 끝판(58,58)의 지름은 상기 요크(53b)의 지름보다 약간 작다.

따라서, 상기 내부 이동체(52)의 본체부(53)는, 그 지름이 상기 튜브(51)의 내경보다 작기 때문에, 상기 본체부(53)는 상기 튜브(51)의 내주면에 대하여 비접촉상태로 이동할 수 있다.

상기 축(59)은, 상기 링형상의 끝판(58), 마그넷(53a), 요크(53b)의 중앙부의 구멍과 거의 동일 지름이며 이들 부재에 삽입되는 중앙 축부(59a)와, 그 중앙 축부(59a)의 좌측에 인접하여 상기 중앙 축부(59a)의 지름보다 큰 지름이고 좌측의 끝판(58)의 이동을 규제하는 스토퍼부(59b)와, 그 스토퍼부(59b)의 좌측 및 상기 중앙 축부(59a)의 우측으로부터 각각 돌출하여 상기 중앙 축부(59a)보다 작은 지름의 좌측 축부(59c) 및 우측 축부(59d)로 이루어지는 1개의 봉으로 구성되어 있다.

상기 좌측 축부(59c) 및 우측 축부(59d)는, 상기 1쌍의 단부 축부재(60,60) 및 후술하는 조절장치(83)의 본체부재(83a)의 내부에 각각 삽입되고, 또한, 상기 좌측 축부(59c) 및 우측 축부(59d)의 선단부에는, 후술하는 너트(84,85)가 나사 결합되는 수나사부(59e,59f)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 우측 축부(59d)의 상기 중앙 축부(59a)와 인접하는 개소에는, 너트(81)가 나사 결합되는 수나사부(59g)가 형성되어 있다.

상기 축(59)에, 좌측의 끝판(58), 교대로 적층한 링형상의 요크(53b)와 링형상의 마그넷(53a), 및 우측의 끝판(58)을, 상기 축(59)의 우측에서부터 순차적으로 끼워 설치하여, 이들 부재를, 상기 수나사부(59g)에 나사 결합한 상기 너트(81)로 쪼여 상기 스토퍼부(59b)에 누름으로써, 상기 부재가 축(59)에 일체적으로 결합되어 있다.

상기 단부 축부재(60)는, 그 축방향의 일단에, 축심에 대하여 경사진 경사면(60a)을 갖고, 타단에 상기 끝판(58)에 접촉하는 끝면(60b)을 갖고, 그 내부에는, 상기 축(59)이 삽입되는 구멍과, 상기 스토퍼부(59) 또는 너트(81)가 수납되는 공간부(60d)를 갖고 있다.

또한, 상기 내부 이동체(52)는, 상기 본체부(53)의 축방향의 양단부에, 상기 튜브(51)의 내주면에 구름 접촉하는 1쌍의 전동 베어링부(54,54)를 갖고 있다. 그 전동 베어링부(54)는, 상기 단부 축부재(60)의 주위에 방사상으로 위치하여 상기 튜브(51)의 내주면에 구름 접촉하는 복수의 롤러형을 한 전동체(82)와, 그 전동체(82)를 상기 단부 축부재(60)의 선단의 경사면(60a)을 따라 반경방향으로 이동시키는 상기 조절장치(83)를 구비하고 있다.

상기 전동체(82)는, 이 실시예에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 원주방향 으로 균등한 간격으로 3개 설치되어 있다.

또한, 상기 전동체(82)에는, 미립자 발생 저감효과가 있는 특수표면처리가 실시되어 있다.

상기 조절장치(83)는, 상기 축(59)의 좌측 축부(59c) 또는 우측 축부(59d)가 중심구멍을 관통하고 있는 원형의 상기 본체부재(83a)와, 그 본체부재(83a)에 방사 방향으로 변위가능하도록 지지되어서 상기 각 전동체(82)를 유지하는 복수의 유지부재(83b)와, 상기 축(59)의 선단의 상기 수나사부(59e,59f)에 나사 결합되어 상기 본체부재(83a)를 축방향으로 압압하는 상기 너트(84,85)를 갖고 있다. 상기 본체부재(83a)는, 상기 축(59)의 축선방향으로 이동 가능이고, 또한, 상기 유지부재(83b)는, 상기 단부 축부재(60)의 경사면(60a)에 슬라이딩 가능하게 접촉하는 경사면을 갖고, 이 경사면을 따라 상기 본체부재(83a)의 반경방향(즉, 상기 축(59)의 축과 직교하는 방향)으로 이동가능하다.

상기 너트(85)는, 상기 수나사부(59f)에 나사 결합되는 통상의 육각 너트로서, 그 육각 너트를 육각 렌치 등의 공구로 쪼임으로써, 상기 본체부재(83a)를 상기 축(59)의 축방향으로 이동시킬 수 있다. 그리고 상기 본체부재(83a)가 축방향으로 이동하면, 상기 유지부재(83b)가 상기 단부 축부재(60)의 경사면(60a)을 따라 상기 본체부재(83a)의 반경방향으로 이동하기 때문에, 상기 유지부재(83b)에 유지된 상기 전동체(82)도 반경방향으로 이동하고, 상기 전동체(82)와 상기 튜브(51)의 내주면의 클리어런스 즉 접촉압이 조정된다.

또한, 상기 너트(84)는, 플로팅 조인트(6)측에 위치하여 상기 수나사부(59e) 에 나사 결합되는 원형의 너트로서, 도 3~도 4에 나타내는 바와 같이, 외주면에 연결용 수나사부가 형성된 머리부(84a)와, 그 머리부(84a)보다 작은 지름의 목부(84b)와, 그 머리부(84a)보다 큰 지름이며 외주면의 일부에 회전 조작용 공구를 걸게 하기 위한 평탄부를 구비한 몸통부(84c)를 구비하고, 내부에 상기 수나사부(59e)가 나사 결합되는 암 나사부가 형성되어 있다.

상기 너트(84)는, 상기 머리부(84a)를 통해서 상기 플로팅 조인트(6)에 연결할 수 있고, 상기 플로팅 조인트(6)와의 연결을 해제한 상태에서, 상기 몸통부(84c)의 평탄부에 렌치 등의 공구를 걸어서 회전이동시키고, 상기 본체부재(83a)를 축방향으로 이동시킴으로써, 상술한 바와 같이, 상기 본체부재(83a)에 의해 유지부재(83b)를 통해서 상기 전동체(82)를 반경방향으로 이동시키고, 상기 전동체(82)와 상기 튜브(51)의 내주면의 접촉압을 조정할 수 있다.

상기 구동기구(5)의 내부 이동체(52)는, 그 본체부(53)가 상기 튜브(51)의 내주면에 대하여 비접촉이고, 양단의 전동 베어링부(54)가 상기 튜브(51)에 구름 접촉하도록 되어 있어서, 그 튜브(51)에 대하여 슬라이딩하는 부분을 가지지 않기 때문에, 상기 내부 이동체(52)가 이동할 때의 마찰을 저감할 수 있음과 아울러, 먼지의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 내부 이동체(52)는, 그 전동 베어링부(54,54)와 상기 튜브(51)의 내주면의 클리어런스를 조정할 수 있기 때문에, 마그넷 커플링에 의해 발생하는 내부 이동체(52)의 전동 베어링부(54)의 반경방향의 저항을 작게 조정할 수 있고, 그 때문에, 먼지의 발생을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 상기 내부 이동체(52)와 상기 로드(2)를 연결하는 플로팅 조인트(6)는, 도 5에 상세하게 나타내는 바와 같이, 상기 내부 이동체(52)의 일단측에 위치하는 전동 베어링부(54)의 너트(84)에 나사결합되는 통형상의 연결부재(61)와, 그 연결부재(61)와 캡(66) 사이에 상기 연결부재(61)의 축선에 대하여 직교하는 방향으로 이동 가능하게 유지된 평행 이동판(63)과, 그 평행 이동판(63)에 연결축(62b)을 통해서 연결됨으로써, 상기 평행 이동판(63)과 일체가 되어 상기 연결부재(61)의 축심과 직교하는 방향으로 이동하는 조인트 부재(62)와, 그 조인트 부재(62)의 요동 축 유지부(62a)에 요동 가능하게 접속된 요동 축(65)을 구비하고 있다.

상기 평행 이동판(63)은, 리테이너에 유지된 복수의 볼(64a)를 갖는 전동부재(64)에 의해 양측으로부터 끼움지지되어 있어서, 상기 연결부재(61)의 단부에 나사결합되는 밑면이 있는 통형상의 상기 캡(66) 내에 상기 전동부재(64)와 함께 변위하도록 수납되어 있다.

상기 캡(66)은, 그 저부벽에 상기 조인트 부재(62)의 연결축(62b)이 여유를 갖고서 삽입통과하는 개구를 갖고 있어서, 상기 연결부재(61)의 외주의 수나사부(61a)에 나사결합되고, 상기 저부벽과 연결부재(61)의 끝면(61b) 사이에, 상기 평행 이동판(63)과 그 양측의 상기 전동부재(64)를 끼워지지함으로써, 상기 조인트 부재(62)를 상기 연결부재(61)의 축선에 대하여 직교하는 방향으로 평행 이동가능하도록 유지하고 있다.

또한, 상기 조인트 부재(62)는, 요동 축(65)의 볼부(65a)를 회전이동 가능하게 유지하는 상기 요동 축 유지부(62a)와, 그 요동 축 유지부(62a)를 상기 평행 이 동판(63)에 연결하는 상기 연결축(62b)을 갖고, 이 요동 축(65)은, 상기 로드(2)의 단부에 연결되어 있다.

상기 요동 축(65)과 상기 조인트 부재(62)의 요동 축 유지부(62a)에 의해 상기 플로팅 조인트(6)의 요동부가 구성되고, 상기 평행 이동판(63)에 의해 상기 플로팅 조인트(6)의 평행 이동부가 구성되고, 상기 조인트 부재(62)의 연결축(62b)에 의해 상기 요동부와 평행 이동부가 서로 연결되어 있다.

상기 구동기구(5)의 내부 이동체(52)와 상기 로드(2) 사이에 이러한 플로팅 조인트(6)를 개재시킴으로써, 정압기체베어링(31,32)에 지지된 상기 로드(2)와, 상기 튜브(51)의 내주면에 구름 접촉하는 전동 베어링부(54)에 의해 기계적으로 구속되는 상기 내부 이동체(52)의, 축선의 어긋남을 흡수시킬 수 있다. 또한, 상기 로드(2)가 길이가 긴 경우의 휨량의 증가나 직진도 저하 등에 대해서도, 정압기체베어링(31,32)에 대한 축심 확보가 용이하게 되기 때문에, 비접촉 지지에 필요한 자유도가 확보된다. 또한, 이러한 축심 확보의 필요성이 낮은 경우에는, 이 플로팅 조인트(6)를 생략할 수도 있다.

또한, 상기 로드(2)에는, 그 회전을 억제하는 회전 억제기구(7)가 설치되어 있다. 이 회전 억제기구(7)는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 로드(2)에 형성된 단면 원형의 중공축부분(71)에 배치된 것으로, 그 중공축부분(71)의 내부에 있어서 상기 로드(2)측에 설치된 내부자석조립체(73)와, 상기 중공축부분(71)의 외부에 있어서 지지부재(50)에 고정의 통형상 하우징(75)에 설치된 외부자석조립체(74)의, 자기흡인력에 의해 상기 로드(2)의 회전을 억제하는 것이다.

보다 구체적으로, 상기 중공축부분(71)의 내부에는, 스플라인 축(72)이 상기 로드(2)와 일체를 이루도록 연결됨과 아울러, 상기 스플라인 축(72)에 원기둥 형상의 자석 홀더(73b)가, 상기 스플라인 축(72)에 대하여 축선방향으로는 슬라이딩 가능하지만 회전방향으로는 서로 고정된 상태로 장착되고, 상기 자석 홀더(73b)의 외주에 복수의 내부자석(73a)을 설치함으로써, 상기 내부자석조립체(73)가 형성되어 있다. 이것에 대해서, 상기 중공축부분(71)의 외측에는, 상기 제 2 정압기체베어링(32)에 있어서의 지지 블록(10)과 구동기구(5)에 있어서의 지지부재(50) 사이에, 상기 통형상 하우징(75)이 고정되고, 이 통형상 하우징(75)의 내부에, 원통형의 자석 홀더(74b)를 통해서 복수의 외부자석(74a)을 설치함으로써, 상기 외부자석조립체(74)가 구성되어 있다.

상기 내부자석(73a)과 외부자석(74a)은, 서로 동일 수로 서로 마주 대하는 위치를 차지하고 있다.

따라서, 구동기구(5)에 의해 로드(2)가 그 축선방향으로 구동되어도, 외부자석조립체(74)와 그것에 대응하는 위치에 스플라인 축(72) 상을 이동하는 내부자석조립체(73)의 자력 결합에 의해, 로드(2)의 회전이 억제된다.

상기 스플라인 축(72)으로서, 도시한 예에서는 육각 축이 나타내어져 있지만, 축선방향의 키 홈을 갖는 것이어도 되고, 이 경우에는, 상기 자석 홀더(73b)에 이 키 홈에 끼워맞추는 키가 형성된다.

이와 같이, 상기 외부자석조립체(74)를 로드(2)의 중공축부분(71)에 접촉시키는 일 없이 고정적으로 설치함으로써, 비접촉식으로 로드(2)의 회전 억제가 가능 하게 되지만, 상기 외부자석조립체(74)를 로드(2)의 중공축부분(71)의 주위에서 회전시키도록 구성하면, 이것에 추종시켜 로드를 회전시킬 수 있으므로, 프로세스 쳄버(1) 내에서 공작물의 반전 등을 행하게 하는 것도 가능하게 된다.

도 8 및 도 9는, 회전 억제기구(7)의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

이 회전 억제기구(7)는, 상기 로드(2)에 있어서의 단면 원형의 중공축부분(71) 내에 편재해서 배치된 축방향으로 연장되는 단면 노치된 원형상의 웨이트부(77)로 구성되어 있고, 이 웨이트부(77)는, 상기 중공축부분(71)의 양단에 삽입되는 고정용 1쌍의 플러그로 그 양측으로부터 끼워지지됨으로써, 상기 중공축부분(71) 내에 그 축선으로부터 편재해서 고정된다.

이 회전 억제기구(7)는, 상기 로드(2)의 중공축부분(71) 내에 웨이트부(77)가 편재해서 배치되어 있으므로, 상기 로드(2)에 회전 거동이 생긴 경우에도 회전을 억제할 수 있고, 또한, 가령 로드(2)가 회전하였더라도, 오뚜기와 같은 원리로, 회전한 로드(2)를 원래의 상태로 자동적으로 복원시킬 수 있다.

상기 진공용 직선반송장치는, 일단측이 진공 프로세스실(1) 내에 삽입되는 로드(2)가 비접촉으로 반송되고, 그 로드(2)를 구동하는 구동기구(5)의 내부 이동체(52)가 마그넷 커플링식의 자기 결합에 의해 비접촉으로 동력 전달되기 때문에, 로드(2)나 그 로드(2)를 구동하는 구동기구(5)의 접촉에 의한 마찰을 억제할 수 있고, 그 때문에, 로드(2)나 로드(2)의 구동기구(5)에서의 먼지의 발생을 억제할 수 있음과 아울러 로드(2)의 구동속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 진공용 직선반송장치는, 로드(2) 및 그 로드(2)를 구동하는 구동기구(5)의 내부 이동체(52)를 로드 수납 통부(20) 내에 이동할 수 있게 수납하고, 2개의 정압기체베어링(31,32) 중 적어도 진공 프로세스실(1)에 가까운 제1정압기체베어링(31)과 진공 프로세스실 사이의 위치가 흡인구(13,15)로 이루어지는 배기부를 형성하고, 이 배기부로부터의 배기에 의해 로드 수납 통부(20) 내의 압력을 진공 프로세스실(1)의 압력보다 저하시키도록 함으로써, 가령 상기 구동기구(5)에 의한 로드(2)의 구동에 의해 먼지가 발생하였더라도, 상기 배기부로부터 상기 먼지를 완전히 배제시킬 수 있어, 먼지가 진공 프로세스실(1) 내에 유입되는 일이 없다.

이상에 있어서, 본 발명에 따른 진공용 직선반송장치에 대해서 상세히 서술하였지만, 본 발명은, 반드시 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 상기 실시예에서는, 상기 전동부재(82)에 미립자 발생 저감효과가 있는 특수표면처리를 실시하고 있지만, 마찰이 발생할 우려가 있는 다른 개소에 상기 미립자 발생 저감효과가 있는 특수표면처리를 실시해도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 로드 수용통부에 있어서의 정압기체베어링의 부근에 배기부(흡인구(13,15))를 설치하고, 거기에 진공펌프를 접속해서 진공 배기하고 있지만, 상기 배기부는 그 외의 장소에 설치해도 되고, 예컨대, 상기 구동기구(5)의 부근의 먼지가 발생할 가능성이 있는 부분에 배기부를 설치하여, 그 먼지를 포함하는 기체를 진공 배기하도록 구성해도 된다.

본 발명의 진공용 직선반송장치에 의하면, 먼지 발생에 의한 청정도 저하 억제와, 구동속도향상이 양립할 수 있으며, 작업용 로드를 비접촉으로 구동할 수 있고, 또한, 상기 로드나 상기 로드용 구동기구의 슬라이딩에 따른 마찰이나 먼지의 발생 등을 억제할 수 있고, 상기 작업용 로드를 비슬라이딩으로 지지할 수 있고, 또한, 상기 로드의 구동기구에 의해 먼지가 발생하더라도 그 먼지를 완전히 배제시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 진공 프로세스실에 통하는 로드 수용통부 내에, 선단이 상기 진공 프로세스실로 연장되어 축선방향으로 이동하는 작업용 로드와, 이 로드를 공기층의 개재에 의해 비접촉으로 지지하는 2개의 정압기체베어링과, 상기 로드를 구동하는 마그넷 커플링식 구동기구의 내부 이동체를 수용함과 아울러, 상기 로드 수용통부의 일부에 흡인에 의한 배기부를 설치하고,

   상기 구동기구는, 구동수단에 의해 구동되어 상기 로드 수용통부의 외부를 축방향으로 이동시키는 외부 이동체와, 상기 로드에 연결되어 상기 외부 이동체에 자기 결합되고, 상기 외부 이동체의 구동력이 비접촉으로 전달됨으로써 상기 외부 이동체에 추종하여 이동하는 상기 내부 이동체를 갖고,

   상기 배기부는, 상기 진공 프로세스실과 상기 정압기체베어링 사이의 위치에 설치되어, 상기 배기부로부터의 배기에 의해 상기 로드 수용통부 내의 압력을 상기 진공 프로세스실의 압력보다 저하시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공용 직선반송장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 내부 이동체가, 자기 결합을 위한 자석이 장착되어 상기 로드 수용통부의 내주면과 비접촉의 상태로 배치된 본체부와, 그 본체부의 축방향 양측에 설치되어 상기 로드 수용통부의 내주면에 구름 접촉하는 전동 베어링부를 갖는 것을 특징으로 하는 진공용 직선반송장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 전동 베어링부가, 상기 본체부의 축선의 주위에 방사상으로 배치되어 상기 로드 수용통부의 내주면에 구름 접촉하는 복수의 전동체를 갖고, 이들 전동체는, 상기 본체부의 반경방향으로 이동 조절가능하도록 배치되어 있어서, 그 이동 조절에 의해 상기 내주면에 대한 접촉압을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 진공용 직선반송장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로드와 상기 내부 이동체가 플로팅 조인트에 의해 접속되어 있어서, 그 플로팅 조인트가, 상기 로드 또는 내부 이동체의 한쪽에 축심과 직교하는 방향으로 변위가능하도록 접속되는 조인트 부재와, 다른쪽에 접속되어 이 조인트 부재에 요동 가능하게 결합되는 요동 축을 갖는 것을 특징으로 하는 진공용 직선반송장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공용 직선반송장치는 상기 로드의 회전을 억제하는 회전 억제기구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 진공용 직선반송장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 회전 억제기구는, 상기 로드측에 부착된 내부자석과, 상기 로드 수용통부측에 부착된 외부자석을 갖고 있어서, 이들 내부자석과 외부자석의 자기흡인력에 의해 상기 로드의 회전을 억제하도록 구성되어 있는 것을 특징 으로 하는 진공용 직선반송장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 회전 억제기구는 상기 로드에 편심상태로 부착된 웨이트부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공용 직선반송장치.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 정압기체베어링 중 제 1 정압기체베어링이, 상기 로드 수용통부를 형성하는 베어링 하우징에 고정적으로 지지되고, 또한, 다른쪽의 제 2 정압기체베어링이, 상기 베어링 하우징에 액츄에이터를 통해서 로드의 축선과 직교하는 방향으로 변위가능하도록 지지되어 있어서, 상기 제 2 정압기체베어링의 축심을 제 1 정압기체베어링에 대하여 변위시킴으로써, 상기 로드가 상기 양 정압기체베어링에 접촉하는 것을 방지가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공용 직선반송장치.

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