KR20110082179A - 씰 기구 및 처리 장치 - Google Patents

Abstract

윤활재의 보충을 위한 메인트넌스의 빈도를 저감하고, 마찰 저항이 적은 씰 기구 및 이 씰 기구를 탑재한 처리 장치를 제공하는 것이다.
씰 기구(100)의 립 씰(12)은, 구동축(25)을 둘러싸도록 배치되고 있고, 그 립부(12b)는, 구동축(25)과 접촉하는 씰부(12c)를 구비하고 있다. 벽부재(15)는, 장착 부재(30)의 하부의 개구를 메우도록, 또, 립 씰(12)에 대향하도록 구동축(25)에 장착되고 있다. 적어도 장착 부재(30) 및 벽부재(15)에 의해, 윤활재(16)를 수용 가능한 용기가 형성된다. 벽부재(15)와 보관 유지 베이스체(60)와의 사이에는, 윤활재(16)가 통하지 않게 설정된 간격(17)이 설치되고 있다. 이러한 구성에 의해, 윤활재(16)를 수용하는 스페이스를 확보하면서, 씰 기구(100)와 구동축(25)과의 접촉 부분을, 립 씰(12)의 씰부(12c) 만으로 할 수 있다.

Description

씰 기구 및 처리 장치{SEAL MECHANISM AND TREATMENT DEVICE}

본 발명은, 상이한 가스로 채워진 각각의 공간, 또는 상이한 압력 분위기를 씰(seal) 하는 씰 기구 및 이 씰 기구를 탑재한 처리 장치에 관한 것이다.

종래부터, 예컨대 대기압 측과 진공 측 사이를 씰 하는 기구로는, O링, 페이스트(paste)재료, 또는 점도가 높은 오일 등이 이용된다. 특히, 대기압 측으로부터 회전 구동력을 진공 측으로 도입하는 회전 도입 기구의 씰 방법으로서 마찰 접동 부분의 마찰 저감을 겸한 윤활유(저점도의 것)나 윤활 오일 등의 윤활재가 씰 재료로서 이용되는 경우도 있다. 이러한 윤활재로서 자성 유체가 이용되는 경우도 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조의 명세서 단락 [0032]).

이러한 윤활재는 소모품이기 때문에, 예컨대 윤활재를 보충하는 등의 메인트넌스가 필요하다. 특히, 상기 회전 도입 기구에서는 진공 측으로 윤활재가 조금씩 유출하기 때문에, 윤활재의 보충이 필요하다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 2007-258573호 공보

상기 특허 문헌 1의 씰 장치에서는, 자성 유체를 보관 유지하기 위한 공간, 즉 자성 유체를 수용하는 용적이 작기 때문에, 조금의 양이라도 자성 유체가 감소하게 되면 씰 성능이 열화 한다. 이 때문에, 메인트넌스의 빈도가 많아진다고 하는 결점이 있다. 또한, 자성 유체를 보관 유지하기 위한 자극부(磁極部)가 다수 있기 때문에, 즉 씰부가 다수 있기 때문에, 회전축의 접동 저항이 커진다고 하는 문제도 있다.

윌슨 씰(willson seal) 등과 같이, 어느 정도의 윤활재의 수용 공간을 갖춘 씰 기구도 있다. 하지만, 윌슨 씰은, 선접촉으로 씰 하는 부분을 적어도 2개소 갖추고 있으므로, 회전축과 그 주위의 고정부 사이의 마찰 저항은 크다.

이상과 같은 사정에 고려하여, 본 발명의 목적은, 윤활재의 보충을 위한 메인트넌스의 빈도를 저감하고, 마찰 저항이 적은 씰 기구 및 이 씰 기구를 탑재한 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 의한 씰 기구는, 씰 부재와, 보관 유지 베이스체와 벽부재를 구비한다.

상기 씰 부재는, 회전축의 주위에 배치되고 있다.

상기 보관 유지 베이스체는, 상기 회전축의 주위에 배치되어, 상기 씰 부재를 상기 회전축에 접촉시키도록 씰 부재를 보관 유지하는 것이 가능하다.

상기 벽부재는, 적어도 상기 회전축과 상기 보관 유지 베이스체와 함께 윤활재를 수용할 수 있는 용기를 형성하도록 상기 회전축에 장착되고 있다.

본 발명의 일 형태에 의한 씰 기구에서는, 상기 벽부재가, 상기 회전축과의 사이에, 윤활재가 통하지 않게 설정된 간격을 두고 설치되어, 적어도 상기 회전축과 상기 보관 유지 베이스체와 상기 벽부재에서 상기 윤활재를 수용할 수 있는 용기를 형성하도록 상기 보관 유지 베이스체에 장착되고 있어도 무방하다.

본 발명의 일 형태에 의한 처리 장치는, 구동축과, 씰 부재와, 보관 유지 베이스체와, 벽부재를 구비한다.

상기 씰 부재는, 상기 구동축의 주위에 배치되고 있다.

상기 보관 유지 베이스체는, 상기 구동축의 주위에 배치되어, 상기 씰 부재를 상기 구동 축으로 접촉시키도록 보관 유지하는 것이 가능하다.

상기 벽부재는, 적어도 상기 구동축과 상기 보관 유지 베이스체와 함께 윤활재를 수용할 수 있는 용기를 형성한다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 의한 씰 기구를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 씰 기구를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 의한 씰 기구이고, 펌핑(pumping) 기구를 구비하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 씰 기구의 어태치먼트(attachment)를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 의한 씰 기구를 나타내는 단면도이며, 상기 펌핑 기구의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 실시 형태에 의한 각 씰 기구 중 어느 하나가 적용된 반송 장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시하는 반송 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시하는 반송 장치의 전체 구조의 단면도이다.

본 발명의 일실시 형태에 의한 씰 기구는, 씰 부재와, 보관 유지 베이스체와, 벽부재를 구비한다.

상기 씰 부재는, 회전축의 주위에 배치되고 있다.

상기 보관 유지 베이스체는, 상기 회전축의 주위에 배치되어, 상기 씰 부재를 상기 회전축에 접촉시키도록 상기 씰 부재를 보관 유지하는 것이 가능하다.

상기 벽부재는, 상기 보관 유지 베이스체와의 사이에, 윤활재가 통하지 않게 설정된 간격을 두고 설치된 벽부재이며, 적어도 상기 보관 유지 베이스체와 상기 벽부재로 상기 윤활재를 수용할 수 있는 용기를 형성하도록 상기 회전축에 장착되고 있다.

벽부재와 보관 유지 베이스체로 형성되는 용기에 윤활재를 수용할 수 있고, 한편 윤활재가 통하지 않는 정도의 간격이 벽부재와 보관 유지 베이스체와의 사이에 형성되고 있다. 따라서, 윤활재를 수용하는 스페이스를 확보하면서, 씰 기구와 회전축과의 접촉 부분을, 씰 부재의, 회전축의 주위에 대향하는 선 형상의 씰 부재 만으로 할 수 있다. 그 결과, 윤활재의 보충을 위한 메인트넌스의 빈도를 저감하고, 씰 기구와 회전축과의 마찰 저항을 줄일 수 있다.

「보관 유지 베이스체」에는, 후술하는 주벽(peripheral wall), 및 씰 부재를 그 주벽에 장착하는 장착 부재의 양쪽 모두의 개념이 포함되어도 무방하고, 또는 주벽 및 장착 부재 중 어느 하나의 개념이 포함되어도 무방하다.

상기 용기는, 상기 보관 유지 베이스체, 상기 벽부재 및 상기 씰 부재에 의해 형성되고 있어도 무방하다. 이것에 의해, 윤활재를 수용하는 스페이스의 용적을 크게 할 수 있다.

상기 보관 유지 베이스체는, 내주면을 갖는 주벽과, 상기 씰 부재를 상기 주벽의 상기 내주면에 장착하는 장착 부재를 가져도 무방하다. 이 경우, 상기 간격은, 벽부재와 주벽의 내주면과의 사이에 설치되고 있어도 무방하고, 벽부재와 장착 부재와의 사이에 설치되고 있어도 무방하다. 또는 벽부재와 주벽의 내주면 및 장착부의 양쪽 모두의 사이에 설치되고 있어도 무방하다.

상기 벽부재는, 상기 씰 부재에 대향하도록 배치되고 있어도 무방하다. 이 경우, 상기 씰 기구는, 상기 회전축이 연직 방향에 따르도록 배치되고, 한편 회전 가능한 경우, 상기 회전축의 회전에 의해 발생하는 힘을 이용하여 상기 윤활재를 상기 벽부재 측으로부터 상기 씰 부재 측으로 펌핑하는 펌핑 기구를 더 구비하여도 무방하다. 이에 의해, 용기 내에 수용된 윤활재가 씰 부재로 쉽게 넘어가게 되어, 씰 부재의 장기 수명화를 도모할 수 있다.

상기 펌핑 기구는, 상기 회전축의 주위에 설치된, 나선 형상의 유로를 가져도 무방하다. 즉, 윤활재는, 상기 회전축이 회전하는 것에 의해 나선 형상의 유로를 통해 펌핑된다. 또는, 상기 펌핑 기구는, 상기 벽부재 측으로부터 상기 씰 부재 측으로 향해짐에 따라 퍼지도록 형성된 컵 형상의 가이드 부재를 가져도 무방하다.

본 발명의 일실시 형태에 의한 씰 기구는, 씰 부재와, 보관 유지 베이스체와, 벽부재를 구비한다.

상기 씰 부재는, 회전축의 주위에 배치되고 있다.

상기 보관 유지 베이스체는, 상기 회전축의 주위에 배치되고, 상기 씰 부재를 상기 회전축에 접촉시키도록 상기 씰 부재를 보관 유지하는 것이 가능하다.

상기 벽부재는, 상기 회전축과의 사이에, 윤활재가 통하지 않게 설정된 간격을 두고 설치되고, 적어도 상기 회전축과 상기 보관 유지 베이스체와 함께 상기 윤활재를 수용할 수 있는 용기를 형성하도록 상기 보관 유지 베이스체에 장착되고 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 의한 씰 기구를 나타내는 단면도이다.

이 씰 기구(100)는, 도시하지 않는 모터 등에 의한 회전운동을, 회전축(25)를 통해 예컨대 도 1 내에서 아랫쪽의 대기압 측 A로부터 윗쪽의 진공 측 B에 전달하기 위한 회전 도입 기구에서, 그 대기압 측 A와 진공 측 B를 기밀하게 씰 하는 기능을 가진다.

씰 기구(100)는, 립 씰(lip seal, 12)과, 보관 유지 베이스체(60)와, 벽부재(15)를 구비하고 있다.

씰 부재로서의 예컨대 립 씰(12)은, 회전축(25)을 둘러싸도록 배치되고 있다. 립 씰(12)은, 원판 형상의 상판부(12a)와, 상판부(12a)로부터 회전축(25)의 회전의 내주측으로 향함에 따라 기울기 아랫쪽으로 연장되고, 회전축(25)에서 접혀 겹치도록 형성된 립부(12b)를 구비한다. 립부(12b)는, 회전축(25)과 접촉하는 씰부(12c)를 가지고 있다. 립 씰(12)는, 씰부(12c)에서의 회전축(25)과의 접촉 면적이 작아지는 것과 같은 형상으로 형성되고 있지만, 특별히 그 형상은 한정되지 않는다. 특히, 립부(12b)는, 씰부(12c)와 회전축(25)과의 접촉하는 부분이 선 형상(회전축(25)에 수직인 평면에서 보면 원형 모양)이 되도록 형성되어 있다.

상판부(12a)의 형상은, 원판 형상에 한정되지 않고, 즉 회전축(25)에 수직인 평면에서 보아 원형에 한정되지 않고, 다각형, 타원형, 이들 조합의 형상이라도 무방하다. 또는, 상판부(12a)의 형상은, 회전축(25)의 회전의 주방향으로 연속적으로 형성되어 있지 않아도 무방하고, 단속적으로 형성되고 있어도 무방하다.

립 씰(12)의 재료로서는, 예컨대 천연고무, 합성고무, 탄성 플라스틱 등의 엘라스토머(Elastomer) 등이 이용된다.

립 씰(12)의 립부(12b)의 외주 측에는, 링 형상 또는 코일 형상의 누름 부재(14)가 설치되고 있다. 누름 부재(14)는, 씰부(12c)를 회전축(25) 측으로 압압(押?)하여 씰 작용을 보조하는 것이다.

보관 유지 베이스체(60)는, 주벽이 되는 하우징(10)과, 회전축(25)의 주위에 설치되어 립 씰(12)을 하우징(10)의 내주면(10a)에 장착하는 장착 부재(30)에 의해 구성된다.

장착 부재(30)는, 립 씰(12)의 씰부(12c)를 회전축(25)에 접촉시키도록 보관 유지한다. 「접촉시키도록」은, 윤활재(16)가 이 씰 기구(100)에 공급되었을 경우에, 미크로(micro)적으로 보면, 회전축(25)과 씰부(12c)와의 사이에 윤활재(16)에 의한 막이 형성되는 상태도 포함하여도 무방하다.

장착 부재(30)는, 예컨대 중앙에 회전축(25)을 통하는 홀(11a 및 13a)이 각각 설치된 용기 형상의 2개의 부재(11 및 13)가 된다. 그러한 용기 형상 부재(11 및 13)에 의해 립 씰(12)의 상판부(12a)가 끼도록 하여 립 씰(12)이 보관 유지된다. 장착 부재(30)의 용기 형상 부재(11)의 수직부(11b)는, 대기압 측 A와 진공 측 B와의 기밀성을 유지할 수 있도록 하우징(10)의 내주면(10a)에 장착되고 있다. 그 수직부(11b)와 하우징(10)의 내주면(10a)은, 예컨대 도시하지 않는 O링 등에 의해 기밀성이 확보되어도 무방하고, 수직부(11b)와 내주면(10a)이, 용접, 용착 등의 기밀성을 유지할 수 있는 접합 방법에 의해 접합되어도 무방하다.

장착 부재(30)의 재료로서는, 예컨대 금속, 플라스틱, 고무 등이 이용되지만, 립 씰(12)을 보관 유지하고, 한편 하우징(10)과의 사이에 기밀성을 유지할 수 있는 것 같은 재료이면, 어떠한 것이라도 무방하다.

벽부재(15)는, 장착 부재(30)의 하부의 개구를 메우도록, 또한, 립 씰(12)에 대향하도록 회전축(25)에 장착되고 있다. 벽부재(15)의 중앙에는 관통홀(15c)이 설치되고, 그 관통홀(15c)에 회전축(25)이 삽입 통과되어 고정되고 있다. 회전축(25), 장착 부재(30), 벽부재(15) 및 립 씰(12)에 의해, 윤활재(16)를 수용 가능할 수 있는 용기가 형성된다. 윤활재(16)는, 립 씰(12)의 씰부(12c)와 회전축(25)과의 사이에서의 접동에 의한 마찰을 저감하는 기능을 가진다.

또한, 도 1에서는, 용기 내에 윤활재(16)가 실질적으로 가득 차게 수용되고 있지만, 예컨대 적어도 씰부(12c)의 높이 위치까지 채워지는 것 같은 양의 윤활재(16)가 용기 내에 수용되고 있어도 무방하다.

벽부재(15)의 관통홀(15c)의 내주면에 회전축(25)이 접속되고 있다. 그 접속 수단으로서는, 예컨대 도시하지 않는 O링, 용접, 용착 등이 이용되어도 무방하다. O링이 이용되는 경우이라도, 회전축(25)의 회전의 동작시에, 가능한 한 회전축(25)과 벽부재(15)가 일체적으로 소정의 강성을 가지고 움직이도록, 벽부재(15) 및 회전축(25)가 접속되고 있으면 무방하다. 따라서, 회전축(25)의 회전 속도가 고속인 경우, O링은 아니고, 용접, 용착 등에 의해 양자가 접속되고 있어도 무방하다. 하지만, 반드시 양자가 일체적으로 움직이는 것을 필요로 하지 않는다.

벽부재(15)와 보관 유지 베이스체(60)와의 사이에는, 윤활재(16)가 통하지 않게 설정된 간격(17)이 설치되고 있다. 즉, 그 간격(17)의 사이즈가, 윤활재(16)가 통하지 않게 설정되어 있다. 예컨대, 벽부재(15)는, 소경부(15a)와 그 하부에 설치된 대경부(15b)로 이루어진다. 소경부(15a)의 외주면이, 장착 부재(30)의 하단부와 대면하고, 대경부(15b)의 외주면과 하우징(10)의 내주면(10a)이 대면하여, 간격(17)이 형성되고 있다.

간격(17)은, 윤활재(16)의 종류(온도-점성 특성 등), 씰 기구(100)의 주위의 온도 등에 따라, 윤활재(16)가 빠져 나오지 않는 정도로 적당히 설정되면 무방하다. 간격(17)은, 전형적으로는, 1 mm~수mm로 설정된다. 윤활재(16)로서는, 증점제(thickener) 등의 점성을 높이는 재료가 윤활유에 더해진 일반적인 것이 이용되면 무방하다. 하지만, 진공 측의 오염을 막기 위해서는, 진공용의 윤활재(예컨대 YVAC1 : 솔베이솔레시스 사 제품)를 사용할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의한 씰 기구(100)에서는, 적어도 회전축(25)과 벽부재(15)와 보관 유지 베이스체(60)로 형성되는 용기에 윤활재(16)를 수용할 수 있고, 한편 윤활재(16)가 통하지 않는 정도의 간격(17)이 벽부재(15)와 보관 유지 베이스체(60)와의 사이에 형성되고 있다. 따라서, 윤활재(16)를 수용하는 스페이스를 확보하면서, 씰 기구(100)와 회전축(25)과의 접촉 부분을, 립 씰(12)의 씰부(12c) 만으로 할 수 있다. 그 결과, 윤활재(16)의 보충을 위한 메인트넌스의 빈도를 저감하고, 또 씰 기구(100)와 회전축(25)과의 접동 저항을 줄일 수 있다. 이와 같이 마찰 저항이 적기 때문에, 회전축(25)를 회전시키는 구동원의 부하를 작게 할 수 있다(구동원을 소형화 할 수 있다). 접동열에 의한 온도 상승도 작다. 또, 씰부(12c)의 마모도 적게 되고, 파티클의 발생, 씰의 열화를 억제할 수 있으므로, 씰 기구(100)의 장기 수명화를 도모 할 수 있다.

특히, 회전축(25), 장착 부재(30), 벽부재(15) 및 립 씰(12)에 의해, 윤활재(16)의 용기가 형성되므로, 윤활재(16)를 수용하는 스페이스의 용적을 크게 할 수 있다.

도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 씰 기구를 나타내는 도면이다. 이 이후의 설명에서는, 도 1 등에 도시한 실시 형태에 의한 씰 기구(100)가 포함한 부재나 기능 등에 대해 동일한 것은 설명을 간략화 또는 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.

도 1에 도시한 씰 기구(100)에서는, 벽부재(15)가 회전축(25)에 접속되고 있다. 도 2에 도시하는 씰 기구(200)에서는, 벽부재(35)가 보관 유지 베이스체(60)에 접속되고 있다. 전형적으로는, 벽부재(35)의 외주면이 하우징(10)의 내주면(10a)에 접속되고 있다. 그 접속 수단으로서는, 상기와 같이 예컨대 O링, 용접, 용착 등이 이용되면 무방하다. 또, 벽부재(35)의 중앙에는 회전축(25)이 통과하는 관통홀(35b)이 설치되고, 그 관통홀(35b)의 내주면과 회전축(25)의 외주면과의 사이에는, 윤활재(16)가 통하지 않는 정도로 설정된 간격(17)이 설치되고 있다. 벽부재(35), 보관 유지 베이스체(60) 및 립 씰(12)에 의해 윤활재(16)의 용기가 형성되고 있다.

이러한 씰 기구(200)에 의해서도, 상기 씰 기구(100)와 같은 효과를 얻을 수 있다.

도 3은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 의한 씰 기구를 나타내는 단면도이다.

이 씰 기구(300)의 회전축(25)에는 나선 형상의 유로(33a)를 구비한 어태치먼트(attachment, 33)가 장착되고 있다. 어태치먼트(33)는, 립 씰(12)에 대향하도록 배치된 벽부재(55)와, 립 씰(12)과의 사이에 설치되고 있다. 유로(33a)의 표면의 형상은, 이러한 곡면에 한정되지 않고, 평면이라도 무방하고, 평면 및 곡면의 조합이라도 무방하다. 더욱이, 도 3에서는, 벽부재(55)가 회전축(25)에 접속되고 있지만, 도 2와 같이, 벽부재(55)가 보관 유지 베이스체(60)에 접속되고 있어도 무방하다.

도 4는, 그 어태치먼트(33)를 나타내는 단면도이다. 어태치먼트(33)는, 그 중앙에 회전축(25)이 삽입되어 통과되어 고정되기 위한 홀(33b)를 구비한다. 회전축(25)을 중심으로 하여 나선 형상의 유로(33a)가 배치되도록, 어태치먼트(33)가 회전축(25)에 장착되고 있다.

벽부재(55)의 외주면(55a)과, 보관 유지 베이스체(60)의 하우징(10)과의 사이에는, 윤활재(16)가 통하지 않게 설정된 간격(17)이 설치되고 있다.

회전축(25)이 회전 함으로써, 어태치먼트(33)가 소정의 방향으로 회전한다. 이에 의해, 윤활재(16)는 어태치먼트(33)에 의해 교반(攪拌)되어, 윤활재(16)가 나선 형상의 유로(33a)에 따라 벽부재(55) 측으로부터 립 씰(12) 측으로 펌핑된다(펌핑 기구). 이 경우, 윤활재(16)가 펌핑되는 것과 같은, 어태치먼트(33)의 유로의 방향 및 회전축(25)의 회전 방향의 조합이 적당히 설정되면 무방하다. 요동시키는 경우 등에는 라쳇 기구(ratchet mechanism)를 포함하여도 무방하다.

이러한 펌핑 기구에 의하면, 적어도 보관 유지 베이스체(60) 및 벽부재(55)에 의해 형성되는 용기 내에 수용된 윤활재(16)가, 씰부(12c)로 쉽게 건너가져, 씰부(12c)의 장기 수명화를 도모 할 수 있다.

도 4에 도시한 실시 형태에서, 어태치먼트(33)가 없고, 회전축(25)이, 윤활재(16)의 유로를 구성하는 나선 형상의 골을 가지고 있어도 무방하다.

도 5는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 의한 씰 기구를 나타내는 단면도이며, 상기 펌핑 기구의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.

씰 기구(400)에 구비된 펌핑 기구는, 벽부재(65) 측으로부터 립 씰(12) 측으로 향함에 따라 퍼지도록 형성된 컵 형상의 가이드 부재(베인(vane), 34)를 구비한다. 가이드 부재(34)의 하단부가 벽부재(65)에 접속되어 고정되고, 상단부는 개구 되고 있다.

컵 형상이란, 그 측주면이, 전형적으로는 원추면의 일부가 되는 형상을 일컫는다. 하지만, 원추는 아니고, 각추라도 무방하다. 도 5에 도시한 단면에서 보아, 가이드 부재(34)의 내주면(34a)의 기울기는 직선이지만, 그것이 곡선 형상이라도 무방하고, 직선 및 곡선의 조합으로 구성되어 있어도 무방하다.

벽부재(65)에는, 가이드 부재(34)의 내측(회전축(25) 측)과 외측을 연결하여 통하는 연통로(65b)가 설치되고 있다. 이에 의해, 예컨대 만일 가이드 부재(34)의 상단부 보다 윤활재(16)의 액면이 낮아지게 되는 경우에도, 가이드 부재(34)의 내외에서 윤활재(16)를 유통시킬 수 있다. 이러한 연통로(65b)는, 1개라도 무방하고, 다수 이라도 무방하다.

또한, 회전축(25)은, 벽부재(65) 측에 설치된 소경부(25b)와, 립 씰(12) 측에 설치된 대경부(25a)를 구비하고, 대경부(25a)의 주위에 립 씰(12)이 배치되고 있다. 하지만, 회전축(25)은, 도 1~도 3에 도시한 것과 같은 것이라도 무방하다.

회전축(25)이 회전 함에 따라, 회전축(25)에 장착된 벽부재(65)가 회전 함과 동시에 가이드 부재(34)가 회전한다. 이 때, 윤활재(16)는 그 점성에 의해 가이드 부재(34)로 끌려가도록 하여 회전한다. 이 때, 윤활재(16)에는 원심력이 발생하기 때문에, 가이드 부재(34)의 내측에 있는 윤활재(16)가 가이드 부재(34)의 내주면(34a)에 따라 립 씰(12) 측으로 펌핑된다.

이러한 펌핑 기구에 의해도, 적어도 보관 유지 베이스체(60) 및 벽부재(65)에 의해 형성된 용기 내에 수용된 윤활재(16)가, 씰부(12c)로 쉽게 건너가져, 씰부(12c)의 장기 수명화를 도모할 수 있다.

도 5에서는, 벽부재(65)가 회전축(25)에 접속되고 있지만, 도 2와 같이, 벽부재(65)가 보관 유지 베이스체(60)에 접속되고 있어도 무방하다. 이 실시 형태에서는, 회전축(25)이 회전하면 윤활재(16)는 그 점성에 의해 회전축(25)에 끌려가도록 하여 회전한다. 이 때, 윤활재(16)에는 원심력이 발생하기 때문에, 가이드 부재(34)의 내측에 있는 윤활재(16)가 가이드 부재(34)의 내주면(34a)에 따라 립 씰(12) 측에 펌핑된다.

다음으로, 이상 설명한 각 씰 기구(100, 200, 300및 400) 중 어느 하나가 적용된 처리 장치, 예컨대 반송 장치에 대해서 설명한다.

도 6은, 그 반송 장치를 나타내는 평면도이고, 도 7은, 그 사시도이다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 반송 장치에서의 링크 기구는, 제1 링크 기구(20a) 및 제2 링크 기구(20b)로 구성되어 있다. 제1 링크 기구(20a)는, 제1 평행 링크(21) 및 제3 평행 링크(23)로 구성되고, 제2 링크 기구(20b)는, 제2 평행 링크(22) 및 제4 평행 링크(24)로 구성되어 있다.

제1 평행 링크(21)는, 제1 암(21a)과 제4 암(21b)를 포함하고, 제2 평행 링크(22)는, 제2 암(22a)과 제3 암(22b)을 포함한다. 제3 평행 링크(23)는, 제5 암(23a)과 제6 암(23b)를 포함하고, 제4 평행 링크(24)는, 제7 암(24a)과 제8 암(24b)를 포함하고 있다.

제1 암(21a)은, 제1 구동축(25)에 고정하여 장착되고, 제2 암(22a)은, 제2 구동축(26)에 고정하여 장착되고 있다. 제3 암(22b)은, 제1 구동축(25)에 회전 가능하게 장착되고, 제4 암(21b)은, 제2 구동축(26)에 회전 가능하게 장착되고 있다. 그 때문에, 이러한 제1 암(21a)과 제4 암(21b), 제2 암(22a)과 제3 암(22b)과 같은 한 쌍의 암은 동일 방향으로 회전되도록 구성되어 있다. 이 경우, 고정하여 장착되는 수단 및 회전 가능하게 장착되는 수단에는, 특별히 제한은 없고, 공지의 키 등이나 베어링 등의 수단이라도 무방하다.

제1 암(21a)의 일단에는, 기어박스(27) 중의 기어(27a)가 고정되고, 그 기어(27a)에는 또한 제5 암(23a)의 일단이 선회 가능하게 연결되고 있다. 기어(27b)에는 제6 암(23b)의 일단이 고정되고, 또한 제4 암(21b)의 일단이 선회 가능하게 연결되고 있다. 제3 암(22b)의 일단에는, 기어박스(28) 중의 기어(28a)가 고정되고, 이 기어(28a)에는 또한 제7 암(24a)의 일단이 선회 가능하게 연결되고 있고, 기어(28b)에는 제8 암(24b)의 일단이 고정되고, 또한 제2 암(22a)의 일단이 선회 가능하게 연결되고 있다. 이러한 기어(27a, 27b, 28a 및 28b)는, 접속시키는 평행 링크, 즉 제1 평행 링크(21)와 제3 평행 링크(23)와의 사이, 또한 제2 평행 링크(22)와 제4 평행 링크(24)와의 사이의 회전을 서로 역이 되도록 구성되어 있다. 이러한 제5 암(23a)과 제6 암(23b), 제7 암(24a)과 제8 암(24b)과 같은 한 쌍의 암은 동일한 방향으로 회전되도록 구성되어 있다.

제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)은, 구동원이 배치되고 있는 케이스(40)의 플랜지부인 축지지대(41)를 관통하여 설치되고 있다.

상기한 각 암을 포함한 각 평행 링크의 장착은, 다음과 같이 하여 수행된다. 우선, 제1 평행 링크(21)를 제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)에 장착할 때에는, 제1 평행 링크의 제1 암(21a)과 제1 구동축(25)과는 키 등에 의해 고정 연결되고, 제1 평행 링크(21)의 제4 암(21b)과 제2 구동축(26)과는 베어링 등과 같이 회전운동을 가능하게 하는 부재에 의해 회전 가능하도록 장착된다. 제2 평행 링크(22)를 제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)에 장착할 때에는, 제2 평행 링크(22)의 제2 암(22a)과 제2 구동축(26)과는 키 등에 의해 고정 연결되고, 제2 평행 링크(22)의 제3 암(22b)과 제1 구동축(25)과는 베어링 등과 같이 회전운동을 하는 부재에 의해 회전 가능하도록 장착된다.

상기한 바와 같이, 제1 평행 링크(21)와 제2 평행 링크(22)는, 그 장착축을 2개로 하고, 1개의 장착축에 2개의 암이 장착되도록 축을 공용하고 있다. 그 때문에, 구성 부재를 줄일 수 있고, 반송 장치의 총 중량 및 제조 비용의 삭감이 가능해진다. 또한, 제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)의 2개만으로 2개의 평행 링크를 장착하고 있다. 따라서, 종래 기술과 같이, 구동축 2개와 종동축 2개의 합계 4개의 축을 간격을 두어 배치하여 2개의 평행 링크를 장착하고 있는 반송 장치의 경우와 비교하고, 그 간격의 분만큼 선회 반경이 작아지기 때문에, 공간절약의 장치를 제공할 수 있다.

상기한 제3 평행 링크(23) 및 제4 평행 링크(24)의 선단에는, 각각, 제1 보관 유지부(31a) 및 제2 보관 유지부(32a)가 장착되고, 이러한 보관 유지부(31a 및 32a) 각각의 선단에는 기판 등의 피처리체의 교환을 하기 위한 제1 픽업(31b) 및 제2 픽업(32b)이 장착되고 있다.

회전운동을 실시하는 액츄에이터를 소형화하기 위해서는, 그 내부의 구조물을 중심축에 대해 비대칭으로 배치하지 않으면 안 되지만, 이러한 구조의 경우, 진공 배기되었을 때에 각 내부 구조물에 균등하게 힘이 가해지지 않는다. 그 때문에, 액츄에이터의 내부에 불균일한 외력이 가해져, 경우에 따라서는 내부 구조물에 왜곡을 일으키게 하는 가능성이 있다. 이러한 왜곡의 대책으로서 통상, 구조물 자체의 강성을 올리거나, 별도 보관 유지 부재를 장착하거나 하고 있지만, 액츄에이터 자체가 커져 버리는 문제가 있다. 이 때문, 본 실시 형태에서는, 액츄에이터의 내부 구조물(케이스의 내부 구조물)을 보호하기 위해서 액츄에이터의 외부에 장착된 보호 부재에 강성을 갖게 하고, 액츄에이터 측과 다수의 장착 접점을 갖게 한다. 이에 의해, 액츄에이터 자체를 크게 하지 않고, 진공 배기 등에 의해 액츄에이터에 가하는 불균일한 힘에 의한 액츄에이터의 왜곡 등의 변형을 억제할 수 있다. 이 보호 부재는, 예컨대 스테인레스 스틸, 철 등과 같은 탄성계수(Young's modulus)가 큰 재료나, 단면2차 모멘트가 커지는 것 같은 형상으로 제조되면 무방하다.

다음으로, 상기한 제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)이 장착된 반송 장치 전체의 구조(제1 링크 기구(20a) 및 제2 링크 기구(20b)의 전체는 도시하지 않음)를 나타내는 도 8, 위에서 설명한 도 6 및 도 7을 참조하여, 반송 장치의 동작을 설명한다. 도 8은, 반송 장치의 전체 구조의 단면도이다. 도 8에서, 도 6 및 도 7과 동일한 구성 부재는, 특별히 한정하지 않는 이상 동일한 참조 번호를 부여한다.

제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)은 케이스(40)의 플랜지부(축지지대, 41)를 관통하여 설치되어 있다. 제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)의 하단에는, 모터 등의 제1 구동원(42a) 및 제2 구동원(42b)이 케이스(40) 내에 각각 설치되고 있다.

제1 구동원(42a) 및 제2 구동원(42b)에 의해, 제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)이 각각 회전되고, 그 회전에 따라, 제1 평행 링크(21) 및 제2 평행 링크(22)가 회전된다.

제1 평행 링크(21) 및 제2 평행 링크(22)의 회전은, 각각 기어를 통해, 제3 평행 링크(23) 및 제4 평행 링크(24)에 대해서, 역의 회전을 주도록 구성되어 있다. 그 때문에, 제1 보관 유지부(31a) 및 제2 보관 유지부(32a)가, 제1 구동축(25)과 제2 구동축(26)을 연결하는 직선 상을 전후에서 직선적으로 운동할 수 있게 된다.

그 결과, 제1 픽업(31b) 및 제2 픽업(32b)이 기판을 파지한 상태에서 직선 운동하여, 기판이 반송된다. 이 경우, 제1 링크 기구(20a)와 제2 링크 기구(20b)는, 서로 수평면에 대한 높이가 상이하도록 배치되고 있기 때문에, 양쪽의 링크 기구끼리, 즉 제1 픽업(31b) 및 제2 픽업(32b) 서로가 충돌하지 않고 엇갈릴 수 있게 되어 있다.

도 6~도 8에서는, 제1 링크 기구(20a)가 윗쪽에 위치하고, 또한, 제2 링크 기구(20b)가 아랫쪽에 위치하도록 배치되고 있는 예를 나타냈지만, 이들이 역으로 배치되는 위치로도 무방하다는 것은 물론이다.

제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)의 주위에는, 예컨대 도 1에 도시한 씰 기구(100)가 각 구동축 당 적어도 1개 설치되고 있다. 씰 기구(100) 대신에, 상기 씰 기구(200, 300 및 400) 중 적어도 하나가 설치되고 있어도 무방하다. 구동원 등이 배치되고 있는 케이스(40)의 내부에서, 제1 링크 기구(20a) 및 제2 링크 기구(20b)를 포함한 기판의 반송측의 진공 상태가 확보되도록 구성되어 있다.

제1 구동원(42a)이 동작 함으로써, 제1 구동축(25)을 통해 제1 평행 링크(21)가 회전한다. 제1 평행 링크(21)에는 기어박스(27)를 통해 제3 평행 링크(23)가 장착되고 있고, 이 제3 평행 링크(23)는 제1 평행 링크(21)의 회전과 반대 방향으로 동각도(同角度) 동작하도록 구성되어 있으므로, 제1 링크 기구(20a)의 신축 동작 중은 제1 보관 유지부(31a) 및 제1 픽업(31b)이 항상 일정 방향을 향할 수 있다. 이에 의해, 제1 보관 유지부(31a) 및 제1 픽업(31b)은, 제1 구동축(25)과 제2 구동축(26)을 연결하는 직선상을 전후로 이동한다.

동일하게, 제2 구동원(42b)이 동작 함으로써, 제2 구동축(26)을 통해 제2 평행 링크(22)가 회전한다. 제2 평행 링크(22)에는 기어박스(28)를 통해 제4 평행 링크(24)가 장착되고 있고, 이 제4 평행 링크(24)는 제2 평행 링크(22)의 회전과 반대 방향으로 동각도 동작하도록 구성되어 있으므로, 제2 링크 기구(20b)의 신축 동작 중은 제2 보관 유지부(32a) 및 제2 픽업(32b)이 항상 일정 방향을 향할 수 있다. 이에 의해, 제2 보관 유지부(32a) 및 제2 픽업(32b)는, 제2 구동축(26)와 제1 구동축(25)을 연결하는 직선상을 전후로 이동한다.

이 경우, 제1 보관 유지부(31a)에 장착된 제1 픽업(31b) 및 제2 보관 유지부(32a)에 장착된 제2 픽업(32b)에 의해, 기판 등의 피처리체가 반송된다. 제1 픽업 및 제2 픽업을 각각 포함한 각 링크 기구는, 서로 상하로 간격을 두어 배치되고 있다.

또한, 제1 구동축(25) 및 제2 구동축(26)을 포함한 지지대(43)의 전체는, 제1 풀리(pulley, 44)와 제1 벨트(51)를 통해, 모터 등의 제3 구동원(45)과 연결되고 있다. 그 때문에, 제3 구동원(45)이 동작하기 때문에, 제1 평행 링크(21) 및 제2 평행 링크(22)의 각각에 기어를 통해 접속된 제3 평행 링크(23) 및 제4 평행 링크(24)의 각 선단부에 각각 설치된 제1 보관 유지부(31a) 및 제2 보관 유지부(32a)가, 임의의 방향으로 선회한다.

지지대(43)와 지지 부재(46)와의 사이에는, 도 1에 도시한 씰 기구(100)(상기한 바와 같이, 씰 기구(200, 300 및 400)이라도 무방하다.)가 설치되고 있다. 지지대(43) 또는 지지 부재(46)는, 도 1~도 5에서의 보관 유지 베이스체(60)의 하우징(10)에 상당한다. 상기 선회 동작을 수행할 때에도, 기판 반송측의 진공 상태를 유지하는 것이 가능해지고 있다. 이에 의해, 이 반송 장치를 탑재한 도시하지 않는 진공 처리 장치는, 처리실의 수나 배치 등을 자유롭게 변경할 수 있다. 제3 구동원(45)은, 지지대(43)에 직결되고 있어도 무방하다.

게다가 본 실시 형태에 의한 반송 장치에서는, 제1 링크 기구(20a) 및 제2 링크 기구(20b)를 연직 방향에 이동시키는 연직 이동 기구가 설치되고 있다. 예컨대, 도 8에 도시한 바와 같이, 지지 부재(46)는, 볼 나사(47) 등의 승강 기능을 갖는 부재를 통해, 모터인 제4 구동원(48) 및 제2 풀리(49)와 제2 벨트(52)에 연결되고 있으므로, 제4 구동원(48)을 동작 시킴으로써, 지지 부재(46)가 승강한다. 이에 의해, 제1 링크 기구(20a) 및 제2 링크 기구(20b), 즉 제1 평행 링크(21) 및 제2 평행 링크(22)에 각각 접속된 제3 평행 링크(23) 및 제4 평행 링크(24)의 각 선단부에 각각 설치된 제1 보관 유지부(31a) 및 제2 보관 유지부(32a)를 승강시킬 수 있다. 이에 의해, 이 반송 장치를 탑재한 진공 처리 장치는, 그 배치 등을 자유롭게 변경하는 것이 가능해진다. 제4 구동원(48)은, 볼 나사(47) 등에 직결되고 있어도 무방하다.

지지 부재(46)와 케이스(40)의 플랜지부(41)와의 사이에는, 승강 운동을 실시할 때에도 기밀 상태가 유지되도록 벨로우즈(bellows)와 같은 신축성 부재가 설치되고 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 케이스(40)의 내부의 구조물을 보호하기 위해서, 케이스(40)의 외주에 스테인레스 스틸, 철 등으로 제작된 탄성계수가 큰 보호 부재(50)가 장착되고 있다. 보호 부재(50)와 케이스(40) 측과의 사이의 다수의 설치 접점이 설치 됨으로써, 케이스(40)의 사이즈 자체를 크게 하지 않고, 진공 배기 등에 의해 액츄에이터에 가하는 불균일한 힘에 의한 케이스(40)의 내부의 구조물의 왜곡 등의 변형을 억제할 수 있다.

본 실시 형태에 의한 씰 기구(100) 등에 의하면, 윤활재의 충전의 주기가 길다. 또한, 립 씰(12)의 씰부(12c)와 구동축(25)(또는 26 등)과의 접동 저항이 작기 때문에, 마모가루의 발생이 적고 클린하다는 것과 함께, 수명이 길고, 진공 측에 설치된 피처리체의 처리 효율의 향상을 기대할 수 있다. 또한, 이 반송 장치에 의하면, 제1 평행 링크(21)와 제2 평행 링크(22)와의 장착축이 공용되고 있으므로, 구성 부재를 줄일 수 있고, 반송 장치의 총중량 및 제조 비용의 삭감이 가능하다. 또한, 장착축이 공용 됨으로써, 선회 반경이 작아지고, 공간 절약화를 달성할 수 있다. 또한, 선회 반경이 작아지면, 선회 동작 중에 피처리체(예컨대, 실리콘 웨이퍼)에 가하는 원심을 작게 할 수 있기 때문에, 그 만큼 선회 속도를 빠르게 하는 것이 가능해진다. 따라서, 피처리체를 진공 처리실의 소정의 위치로 장입하거나 꺼내는 것을 순차 연속하여 1 공정으로 능률적으로 실시할 수 있다. 그 결과, 작업시간도 단축화 할 수 있고, 피처리체의 처리 시간을 단축할 수 있고, 피처리체 상에 이물질이 부착하지 않는다.

따라서, 이러한 반송 장치를 구비한 진공 처리 장치는, 반도체 제조장치의 분야에서, 성막 등의 처리에 유효하게 이용할 수 있다.

본 발명에 의한 실시의 형태는, 이상 설명한 실시의 형태로 한정되지 않고, 다른 다양한 실시 형태가 고려될 수 있다.

상기 실시 형태와 관련되는 씰 기구(100, 200, 300, 400)는, 대기압 측 A와 진공 측 B를 씰 하는 기구로서 설명하였다. 하지만, 상이한 종류의 가스로 채워진 각각의 공간을 씰 하는 기구로서, 이들 씰 기구가 이용되어도 무방하다.

립 씰(12)은 상기한 바와 같이, 도 1~도 3, 도 5에 도시한 형상에 한정되지 않고, O링의 형상, 또는 그 외의 형상이라도 무방하다.

구동축(25)은 연직 방향으로 이용되는 경우에 한정되지 않고, 수평 또는 경사에서 이용되는 경우도 고려될 수 있다. 또는, 구동축(25)이 수평이 되거나 연직이 되거나, 구동축(25)이 동작하는 것 같은 처리 장치에도, 상기 씰 기구(100, 200, 300, 400)을 적용할 수 있다.

씰 기구(100, 200, 300, 400)이 적용될 수 있는 처리 장치로서, 상기의 설명에서는, 반송 장치를 예시하였다. 하지만, 처리 장치는, 반송 장치에 한정되지 않고, 구동축(25)이 회전 및 스트로크 중 적어도 한쪽을 실시하는 것 같은 처리 장치이면, 어떠한 것이라도 무방하다. 반송 장치는, 상기와 같이, 기판을 반송하는 것에 한정되지 않고, 그 외의 물건을 반송하는 반송 장치이라도 무방하다.

반송 장치 이외, 처리 장치의 예로는, 에칭 장치, 성막 장치, 레지스터 도포 장치, 노광 장치, 현상 장치 등, 그 외 다양한 장치가 있다. 또는, 기판 등의 피처리체를 처리하는 처리 장치에 한정되지 않고, 공작, 건축, 토목용의 기계에도, 씰 기구(100, 200, 300, 400)를 적용할 수 있다.

12 립 씰
12c 씰부
15, 35, 55, 65 벽부재
17 간격
25, 26 구동축
30 장착 부재
33a 나선 형상의 유로
33 어태치먼트
34 가이드 부재
60 보관 유지 베이스체
100, 200, 300, 400 씰 기구

Claims (9)

1. 회전축의 주위에 배치된 씰 부재와,
   상기 회전축의 주위에 배치되고, 상기 씰 부재를 상기 회전축에 접촉시키도록 보관 유지하는 것이 가능한 보관 유지 베이스체와,
   적어도 상기 회전축과 상기 보관 유지 베이스체와 함께, 윤활재를 수용할 수 있는 용기를 형성하는 벽부재
   를 구비하는 씰 기구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 용기는, 상기 회전축, 상기 보관 유지 베이스체, 상기 벽부재 및 상기 씰 부재에 의해 형성되는 씰 기구.
3. 제2항에 있어서,
   상기 보관 유지 베이스체는,
   내주면을 갖는 주벽과,
   상기 씰 부재를 상기 주벽의 상기 내주면에 장착하는 장착 부재
   를 구비하는 씰 기구.
4. 제2에 있어서,
   상기 벽부재는, 상기 보관 유지 베이스체와의 사이에 윤활재가 통하지 않게 설정된 간격을 두고, 상기 회전축에 장착되고 있는 씰 기구.
5. 제2항에 있어서,
   상기 벽부재는, 상기 회전축과의 사이에 윤활재가 통하지 않게 설정된 간격을 두고, 상기 보관 유지 베이스체에 장착되고 있는 씰 기구.
6. 제2항에 있어서,
   상기 벽부재는, 상기 씰 부재에 대향하도록 배치되고,
   상기 회전축은, 연직 방향에 따르도록 배치되며,
   상기 씰 기구는,
   상기 회전축의 회전에 의해 발생하는 힘을 이용하여 상기 윤활재를 상기 벽부재 측으로부터 상기 씰 부재 측에 펌핑하는 펌핑 기구
   를 더 구비하는 씰 기구.
7. 제6항에 있어서,
   상기 펌핑 기구는, 상기 회전축의 주위에 설치된, 나선 형상의 유로를 갖는 씰 기구.
8. 제6항에 있어서,
   상기 펌핑 기구는, 상기 벽부재 측으로부터 상기 씰 부재 측으로 향함에 따라 퍼지도록 형성된 컵 형상의 가이드 부재를 구비하는 씰 기구.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 씰 기구를 탑재한 처리 장치.

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