KR20170022853A - 비접촉 급전 장치 및 비접촉 급전 장치를 구비한 처리 장치 - Google Patents

비접촉 급전 장치 및 비접촉 급전 장치를 구비한 처리 장치 Download PDF

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Abstract

밀폐 용기의 내부에 급전선을 배치하고 있어도, 손실로서 급전선에 발생한 열을 방열할 수 있는 처리 장치를 제공한다.
밀폐 용기의 내부를 이동 가능한 이동부와, 이동부에 대해 밀폐 용기의 외부로부터 전력을 급전 가능한 비접촉 급전 장치를 구비하고, 비접촉 급전 장치는, 급전부와 방열체를 구비하고, 급전부는, 급전선과 급전 트랜스를 구비하고, 급전선은, 이동부의 이동 방향을 따라 배치된 급전 영역부를, 밀폐 용기의 내부에 갖고, 급전 트랜스는, 밀폐 용기의 내부에 있어서 급전 영역부에 비접촉으로 대향하도록 배치됨과 함께, 이동부와 함께 이동하도록 설치되고, 방열체는, 급전 영역부에 열전도 가능하게 접속된 일단부측 부분과 밀폐 용기의 외부로 도출된 타단부측 부분을 구비하여, 급전 영역부에 발생하는 열의 일부를 밀폐 용기의 외부에서 방열시키도록 구성된다.

Description

비접촉 급전 장치 및 비접촉 급전 장치를 구비한 처리 장치{CONTACTLESS POWER FEEDING APPARATUS AND PROCESSING APPARATUS HAVING CONTACTLESS POWER FEEDING APPARATUS}
본 발명은 비접촉 급전 장치 및 밀폐 용기의 내부에서 반도체 웨이퍼 기판, 유리 기판 등의 피처리체를 반송하거나, 그 밖의 처리를 하거나 하는 처리 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 처리 장치로서, 종래, 리니어 모터의 구동에 의해 이동 가능하게 된 이동체를 구비한 것이 제안되어 있다. 도시하지 않지만, 예를 들어 보유 지지대 상에 배치된 급전선과, 급전선의 상측에 직접 대향하도록 배치된 급전 트랜스와, 급전 트랜스에 베이스 등의 부재를 통해 적재된 이동체를 구비한 처리 장치가 제안되어 있다. 즉, 이 처리 장치에서는, 급전선 및 급전 트랜스는, 대기 중에 있어서, 비접촉으로 대향시킨 구성이다.
그런데, 반도체 웨이퍼 기판, 유리 기판 등의 피처리체는, 대기압보다 낮은 압력인 진공 상태에 있어서 처리되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 이동체를 밀폐 용기에 수용하는 것이 생각되어진다. 이동체를 밀폐 용기에 수용한 구성의 처리 장치로서, 예를 들어 하기 특허문헌 1에 기재된 것이 제안되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 처리 장치에서는, 진공 상태를 유지하는 것이 가능한 밀폐 용기의 외부에 1차 급전선이 배치되어 있다. 또한, 밀폐 용기의 내부에, 1차 급전선에 비접촉으로 급전되는 급전 트랜스, 급전 트랜스의 이동에 수반하여 이동하는 이동체가 배치되어 있다. 즉, 급전 트랜스는, 1차 급전선에, 밀폐 용기의 격벽을 통해 밀폐 용기의 내부에 배치되어 있다.
특허문헌 1의 처리 장치에서는, 1차 급전선에 고주파 전류를 흐르게 하고, 자속수를 시간적으로 변화시킴으로써 급전 트랜스를 통해 자기적으로 결합되는, 당해 급전 트랜스의 2차 권선에 전압이 유기되고, 이에 의해 1차 급전선으로부터 2차 권선에 전력이 공급된다. 또한, 2차 권선은 공진 회로로 되어 있어, 무효 전력을 적게 하고, 전력 전송 효율을 증대시키고 있다.
그러나, 1차 급전선과 2차 권선의 자기 결합은 서로의 사이에 존재하는 공간 폭에 의존하므로, 특허문헌 1의 처리 장치와 같이, 1차 급전선으로부터 격벽을 통해 2차 권선에 급전을 행하는 경우에는, 그만큼 1차 급전선과 2차 권선 사이의 공간 폭이 넓어지므로, 공간 폭이 넓어진 분만큼 1차 급전선으로부터 2차 권선으로의 전력 전송 효율이 저하된다고 하는 문제가 있다.
일본 특허 제5470770호 공보
따라서, 1차 급전선과 2차 권선 사이의 공간 폭을 가능한 한 작게 하기 위해, 1차 급전선 및 급전 트랜스(2차 권선)의 양쪽을 밀폐 용기의 내부에 배치함으로써, 격벽을 통하지 않고 양자를 직접적으로 대향시켜 결합 계수를 높게 하고, 전송 효율을 향상시키는 구성이 생각되어진다. 그러나 그렇게 되면, 1차 급전선 및 2차 권선의 발열이 문제가 된다.
일반적으로, 방열 방법으로서 열전도, 대류 및 복사가 알려져 있다. 그러나, 밀폐 용기라고 하는 폐쇄된 공간에 있어서는, 어느 방열 방법도 기대할 수 없다. 특히, 밀폐 용기의 내부를 진공 상태로 하면, 열전도나 대류는 전혀 기대할 수 없고, 복사에서조차 유효한 방열 방법은 아니다. 그렇게 되면, 1차 급전선 및 2차 권선에서 손실로서 발생하는 열은, 밀폐 용기의 내부에 채워진다. 또한, 이러한 문제는, 밀폐 용기의 내부를 진공 상태로 하는 경우에 한하지 않고, 대기압으로서 사용하는 처리 장치에서도 마찬가지로 지적된다.
따라서 본 발명은, 상기 과제에 비추어, 밀폐 용기의 내부에 1차 급전선 및 2차 권선을 구비한 급전 트랜스를 배치하고 있어도, 확실하게 방열을 행할 수 있는 처리 장치 및 1차 급전선에 발생한 열을 방열할 수 있는 비접촉 급전 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은, 밀폐 용기와, 당해 밀폐 용기의 내부를 이동 가능한 이동부를 상기 밀폐 용기의 내부에 구비한 처리 장치에 사용되고, 상기 이동부에 대해 상기 밀폐 용기의 외부로부터 전력을 급전 가능한 비접촉 급전 장치이며, 급전부와 방열체를 구비하고, 상기 급전부는, 급전선과 급전 트랜스를 구비하고, 상기 급전선은, 상기 이동부의 이동 방향을 따라 배치된 급전 영역부를, 상기 밀폐 용기의 내부에 갖고, 상기 급전 트랜스는, 상기 밀폐 용기의 내부에 있어서 상기 급전 영역부에 비접촉으로 대향하도록 배치됨과 함께, 상기 이동부와 함께 이동하도록 설치되고, 상기 방열체는, 상기 급전 영역부에 열전도 가능하게 접속된 일단부측 부분과 상기 밀폐 용기의 외부로 도출된 타단부측 부분을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성을 구비한 본 발명의 비접촉 급전 장치에서는, 이동부를 이동시키기 위한 전력은, 급전선의 급전 영역부로부터 급전 트랜스를 통해, 예를 들어 이동부에 탑재된 모터 등에 전력이 공급되고, 급전선의 급전 영역부에 가해진 전력의 일부는 손실에 의해 열로 변화하지만, 방열체의 일단부측 부분을 급전 영역부에 열전도 가능하게 접속하고, 타단부측 부분을 밀폐 용기의 외부로 도출시키고 있으므로, 밀폐 용기의 내부에 급전선을 배치하여 급전 영역부와 급전 트랜스를 비접촉으로 대향하도록 배치한 구성이라도, 손실로서 급전선에 발생한 열이 방열된다.
본 발명의 처리 장치에서는, 상기 방열체의 일단부측 부분은 상기 급전 영역부에 전기적으로 접속되고, 상기 방열체의 타단부측 부분으로부터 상기 급전 영역부에 급전되는 구성을 채용할 수 있다.
상기 구성과 같이, 급전 영역부에 공급하는 전력을, 방열체의 타단부측 부분을 사용하여 밀폐 용기의 외부에 있어서 얻도록 함으로써, 급전선과 방열체를 겸용할 수 있다.
본 발명의 처리 장치에서는, 상기 방열체의 일단부측 부분과 상기 급전선의 급전 영역부의 접속부가, 당해 급전 영역부의 길이 방향의 복수 개소에 배치되고, 상기 급전 트랜스의 이동 위치에 관계없이, 당해 급전 트랜스가 존재하는 위치마다 동일 수의 상기 접속부가 존재하도록, 당해 접속부가 배치된 구성을 채용할 수 있다.
상기 구성에 따르면, 방열체의 일단부측 부분 및 급전선의 급전 영역부의 접속부가 복수 개소에 배치되어 있어도, 급전 트랜스의 이동 위치에 관계없이, 급전 트랜스가 존재하는 위치마다 동일 수의 접속부가 존재하면, 방열체에 대향하는 위치에 급전 트랜스가 존재함으로써 발생하는 와전류가 평균화되어, 급전 트랜스의 출력 변동이 억제된다.
본 발명의 처리 장치에서는, 상기 밀폐 용기는 그 내부를 대기압보다 낮게 유지하는 것이 가능하게 된 구성을 채용할 수 있다.
상기 구성에 따르면, 특히, 밀폐 용기는 그 내부를 대기압보다 낮게 유지함으로써, 대기압의 경우보다도 밀폐 용기의 내부에 있는 급전 영역부에서의 방열이 되기 어려운 상태가 되지만, 그 경우라도, 급전 영역부에 발생하는 열의 일부는, 밀폐 용기의 외부에 있어서, 방열체의 타단부측 부분으로부터 방열된다.
본 발명의 처리 장치는, 밀폐 용기와, 당해 밀폐 용기의 내부를 이동 가능한 이동부와, 상기 어느 하나에 기재된 비접촉 급전 장치를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 급전선의 급전 영역부에 가해진 전력의 일부는 손실에 의해 열로 변화하지만, 방열체의 일단부측 부분을 급전 영역부에 열전도 가능하게 접속하고, 타단부측 부분을 밀폐 용기의 외부로 도출시키고 있으므로, 밀폐 용기의 내부에서 급전 영역부와 급전 트랜스를 비접촉으로 대향하도록 배치한 구성이라도, 손실로서 급전선에 발생한 열이 방열된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 나타낸 진공 처리 장치의 개략 측면 단면도.
도 2는 동 급전 트랜스의 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태를 나타낸 진공 처리 장치의 개략 측면 단면도.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태를 나타낸 진공 처리 장치의 사시도.
도 5는 동 전체 구성의 측면도.
도 6은 동 전체 구성을 나타낸 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 제4 실시 형태를 나타낸 진공 처리 장치의 개략 측면 단면도.
도 8은 본 발명의 제5 실시 형태를 나타낸 진공 처리 장치의 사시도.
도 9는 동 전체 구성을 나타낸 측면도.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 비접촉 급전 장치를, 밀폐 용기의 내부를 대기압보다 낮게 유지하여 사용하는 진공 처리 장치에 사용한 경우를 예로 설명한다. 이 진공 처리 장치는, 반도체 웨이퍼 기판, 유리 기판 등의 피처리체를 반송하거나, 그 밖의 처리를 하거나 하는 데 사용된다.
제1 실시 형태에 있어서의 진공 처리 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 밀폐 용기(감압 용기라고도 함)(2)와, 이동부(3)와, 비접촉 급전 장치(4)를 구비하고 있다. 우선, 비접촉 급전 장치(4) 이외의 진공 처리 장치(1)의 개략 구성을 설명한다.
밀폐 용기(2)는, 전체를 직육면체 형상으로 형성되고, 외벽(20)에 의해 내외가 구획되어 있다. 밀폐 용기(2)의 내부는 진공실(22)로 되어 있다. 밀폐 용기(2)의 저벽(21)의 양측에 한 쌍의 레일이 평행하게 부설되어 있다(도시하지 않음). 이동부(3)는, 레일을 따라 이동이 안내되는 상자 형상의 이동체(8)와, 이동체(8)의 이동과 함께 이동 가능하게 구성된 급전 트랜스(14)와, 이동체(8)의 내부에 배치되는 모터 등으로 이루어지는 구동부(부하)(10)를 구비한다. 이동체(8)의 이동 경로는, 밀폐 용기(2)의 길이 방향을 따르는 방향이다.
다음으로, 본 발명의 특징적인 구성을 구비한 비접촉 급전 장치(4)에 대해 설명한다. 비접촉 급전 장치(4)는, 고주파 전원부(12)와, 급전선(13)과, 급전 트랜스(14)와, 방열체(15)를 구비한다. 고주파 전원부(12)는 밀폐 용기(2)의 외부에 배치되고, 상용 전원(16)에 접속된다. 급전선(13)은 1차 급전선이므로, 이하 1차 급전선(13)이라 한다. 1차 급전선(13)은, 왕복의 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)를 구비하고 있다. 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)는, 도전성 재료(예를 들어 알루미늄제)로 형성되고, 도시하지 않지만, 각각 단면이 원형으로 형성되어 있다.
제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)는, 각각의 길이 방향 도중 부분이 밀폐 용기(2)의 내부에 배치된 직선상의 급전 영역부(131A, 132A)를 구비하고 있다. 급전 영역부(131A, 132A)는, 저벽(21)에 대해 일정한 높이로 이격되도록 위치 유지되어 있다. 급전 영역부(131A, 132A)는, 밀폐 용기(2)의 길이 방향을 포함하는 수평면 내에 있고, 서로 간격을 두고 평행하게 배치되어 있다. 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)는, 레일을 따라, 당해 레일의 사이에 배치되어 있다.
제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 일단부측 부분(길이 방향 일단부측 부분)은 연속적으로 절곡되어 일체화되어 있다. 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 타단부측 부분은 하방을 향해 직각으로 절곡되고, 저벽(21)에 장착된 진공 시일 기구(18)를 통해 밀폐 용기(2)의 외부에서 노출되도록 도출된 원기둥 형상(로드 형상)의 방열체(15)로 되어 있다. 타단부측 부분인 방열체(15)가, 고주파 전원부(12)에 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시 형태에서는, 자성체로 이루어지는 코어(19) 및 2차 권선(191)으로 이루어지는 픽업 코일이, 1차 급전선(13)과 대향하여, 상기 급전 트랜스(14)를 구성하고 있다. 구체적으로, 급전 트랜스(14)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 1차 급전선(13)에 대해 비접촉으로 자기적으로 결합된 코어(19)와, 코어(19)에 설치된 2차 권선(191)과, 급전 트랜스(14)의 상단부면에 설치된 베이스(7)와, 베이스(7)를 급전 트랜스(14)의 상단부면에 설치하기 위한 걸림 부재(140)를 구비한다.
코어(19)는, 저벽(21)에 대해 부상한 상태에 있고, 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)에 공급된 전력이, 코어(19)측에 비접촉 급전되는 구성으로 되어 있다. 코어(19)는, 기부(190A)와, 기부(190A)의 양측 및 중심으로부터 수하되는 3개의 다리부(190B, 190C)를 구비하여 하측을 개방한 단면 E자 형상으로 형성되어 있다. 2차 권선(191)은, 중심의 다리부(190C)에 권회되어 있다. 다리부(190B, 190C)의 사이의 각각의 공간에 있어서의 상측 부근에, 1차 급전선(13)의 급전 영역부(131A), 혹은 급전 영역부(132A)가 삽입되어 있다. 또한, 2차 권선(191)을 다리부(190C)에 고정하기 위해, 급전 영역부(131A, 132A)와 기부(190A) 사이의 간극에, 코어(19)의 이동에 지장 없도록 수지재를 충전하는 것이 생각되어진다.
걸림 부재(140)는, 코어(19)의 상단부에 측방으로 돌출되도록 형성된 플랜지부(19a)에 대해 상하 방향에서 걸리는 것으로서 코어(19)의 길이를 갖고, 코어(19)의 상단부 측부에 한 쌍으로 설치되어 있다. 베이스(7)는, 코어(19)의 상단부면에 적재됨과 함께, 양측 측부가 걸림 부재(140)의 상단부면에 적재되고, 설치 나사(8a)를 베이스(7)의 상방으로부터, 베이스(7)를 통해 걸림 부재(140)에 나사 결합함으로써, 걸림 부재(140)가 코어(19)의 플랜지부(19a)에 압접하여, 베이스(7)가 코어(19)의 상단부면에 고정되어 있다.
상기 구성의 비접촉 급전 장치(4)를 구비한 진공 처리 장치(1)에서는, 고주파 전원부(12)로부터 1차 급전선(13)[제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)]의 급전 영역부(131A, 132A)에 공급된 전력(고주파 전류)에 의해 발생하는 자계의 전자기 유도로, 2차 권선(191)으로부터 구동부(10)에 전력이 공급된다. 급전 영역부(131A, 132A), 코어(19) 및 2차 권선(191)은 밀폐 용기(2)의 내부에 배치되고, 양자를 직접적으로 대향시키고 있으므로, 높은 결합 계수를 확보할 수 있다. 공급된 전력에 의해 구동부(10)가 구동되고, 밀폐 용기(2)의 내부의 진공실(22)에 있어서, 이동체(8)가 이동 경로를 따르도록, 선형적으로 왕복 이동한다.
고주파 전원부(12)로부터 1차 급전선(13)의 급전 영역부(131A, 132A)에 전력이 공급되면 손실이 발생하고, 이 손실은, 1차 급전선(13)의 온도를 상승시키는 열이 된다. 특히, 본 실시 형태의 경우에는, 급전 영역부(131A, 132A)에는 고주파 전원부(12)로부터 전력이 공급되므로, 1차 급전선(13)의 온도는 상승되기 쉽다. 그리고 급전 영역부(131A, 132A)는, 진공실(22)에 배치되어 있고, 특히 방열하기 어려운 환경하에 있다.
일반적으로, 방열 방법으로서 열전도, 대류 및 복사가 알려져 있다. 그러나, 밀폐 용기(2)라고 하는 폐쇄된 공간 내에 발열체인 1차 급전선(13)을 배치하는 경우에는, 1차 급전선(13)을 개방된 용기에 배치하는 경우에 비해 열전도나 대류의 효과가 감소하고, 1차 급전선(13)이나 용기 내부의 온도가 상승되어 버린다. 밀폐 용기(2)의 내부를 대기압보다 낮은 압력 상태(예를 들어 진공 상태)로 하면, 열전도나 대류에 의한 방열 효과는 더욱 감소하고, 특히 고진공 상태 이상의 진공도에 있어서는, 열전도 및 대류는 전혀 기대할 수 없고, 방열 능력이 현저하게 저하된다. 바꾸어 말하면, 비접촉 급전 장치(4)에서는, 1차 급전선(13)에 있어서 손실로서 발생하는 열에 의해, 1차 급전선(13)이 과열될 수 있는 상태가 된다.
그러나, 본 실시 형태에 있어서의 비접촉 급전 장치(4)에는, 급전 영역부(131A, 132A)에 열전도 가능하게 접속되어 밀폐 용기(2)의 외부로 도출된 방열체(15)가 설치되어 있다. 이로 인해, 급전 영역부(131A, 132A)에 발생하는 열의 일부가 밀폐 용기(2)의 외부에서 방열되므로, 급전 영역부(131A, 132A)[1차 급전선(13)]를 과열시키지 않는다.
또한, 1차 급전선(13)의 일부가 밀폐 용기(2)의 외부로 도출되어 있고, 이 도출 부분이 방열체(15)로서 사용됨으로써, 그만큼, 밀폐 용기(2)의 내부에 있어서, 방열을 위해 사용하는 부재의 부품 개수가 많아지는 것을 억제할 수 있다.
본 발명은 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형이 가능하다. 그 밖에, 각 부의 구체적 구성에 대해서도 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 도 3을 참조하면서, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 급전 영역부(131A, 132A)를 밀폐 용기(2)의 내부에 배치하고, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 각각의 일단부측 부분, 타단부측 부분을 각각 저벽(21)으로부터, 진공 시일 기구(18)를 통해 밀폐 용기(2)의 외부로 도출시키고 있다.
그리고, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의, 밀폐 용기(2)의 외부로 도출시킨 부분이 방열체(15)로서 사용되는 구성이다. 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 일단부측 부분인 방열체(15)에는 고주파 전원부(12)가 접속되어 있다. 또한, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 타단부측 부분인 방열체(15)끼리는, 밀폐 용기(2)의 외부에서 전기적으로 접속되어 있다.
다른 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 그 설명을 반복하지 않는다. 그리고, 제2 실시 형태에 따르면, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 타단부측 부분끼리를 밀폐 용기(2)의 내부에서 접속하지 않고, 밀폐 용기(2)의 외부에 노출시켜 접속하고 있는 분만큼, 방열체(15)의 개수가 증가하고 있다. 이로 인해, 방열 능력이 더욱 향상된다. 또한, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 타단부측 부분끼리를 밀폐 용기(2)의 내부에서 접속하지 않음으로써, 방열체(15)의 연장을 용이하게 할 수 있다. 다른 작용 효과는 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면서, 본 발명의 제3 실시 형태를 설명한다. 제3 실시 형태에 있어서의 진공 처리 장치(1)는, 밀폐 용기(2)와, 이동부(3)와, 비접촉 급전 장치(4)를 구비하고 있다.
밀폐 용기(2)는, 전체가 직육면체 형상으로 형성되고, 외벽(20)에 의해 내외가 구획되어 있다. 밀폐 용기(2)의 내부는 진공실(22)로 되어 있다. 밀폐 용기(2)의 저벽(21)의 양측에, 밀폐 용기(2)의 길이 방향을 따르는 한 쌍의 레일(5)이 평행하게 부설되어 있다(도 4 참조). 이동부(3)는, 레일(5)에 4개의 지지 다리(6)를 통해 설치 지지되는 베이스(7)와, 베이스(7)에 적재 지지된 상자 형상의 이동체(8)와, 이동체(8)의 이동과 함께 이동 가능하게 구성된 급전 트랜스(14)와, 이동체(8)의 내부에 배치되는 모터 등으로 이루어지는 구동부(부하)(10)를 구비한다. 이동체(8)의 이동 경로는 레일(5)에 의해 형성된다. 즉, 이동 경로는, 밀폐 용기(2)의 길이 방향을 따르는 방향에 있다.
다음으로, 본 발명의 특징적인 구성을 구비한 비접촉 급전 장치(4)에 대해 설명한다. 비접촉 급전 장치(4)는, 고주파 전원부(12)와, 급전선(13)과, 급전 트랜스(14)와, 방열체(15)를 구비한다. 고주파 전원부(12)는 밀폐 용기(2)의 외부에 배치되고, 상용 전원(16)에 접속된다. 급전선(13)은 1차 급전선이며, 왕복의 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)를 구비하고 있다. 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)는, 레일(5)의 사이에 서로 평행하게 배치되어 있다. 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)는, 도전성 재료(예를 들어 알루미늄)로 형성되고, 각각 단면이 원형으로 형성되어 있다.
제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)는, 모두 길이 방향의 동일한 위치에서 2분할되어, 길이 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 길이 방향 일측과 길이 방향 타측의 제1 급전선부(131), 길이 방향 일측과 길이 방향 타측의 제2 급전선부(132)는, 각각 배치가 다를 뿐이며 구성은 동일하다. 이로 인해, 이하에, 길이 방향 일측의 제1 급전선부(131), 길이 방향 일측의 제2 급전선부(132)의 설명을 하고, 이것을 가지고 길이 방향 타측의 제1 급전선부(131), 길이 방향 타측의 제2 급전선부(132)의 설명에 겸용한다.
이하, 길이 방향 일측의 제1 급전선부(131)를, 「일측의 제1 급전선부(131)」라고 칭하고, 길이 방향 타측의 제1 급전선부(131)를, 「타측의 제1 급전선부(131)」라고 칭하고, 길이 방향 일측의 제2 급전선부(132)를, 「일측의 제2 급전선부(132)」라고 칭하고, 길이 방향 타측의 제2 급전선부(132)를, 「타측의 제2 급전선부(132)」라고 칭한다.
일측의 제1 급전선부(131), 일측의 제2 급전선부(132)는, 각각의 길이 방향 도중 부분이 밀폐 용기(2)의 내부에 배치된 직선상의 급전 영역부(131A, 132A)를 구비하고 있다. 급전 영역부(131A, 132A)는, 저벽(21)에 대해 일정한 높이로 이격되도록, 지지대(17)를 통해 위치 유지되어 있다(도 4 참조). 급전 영역부(131A, 132A)는, 레일(5)을 따라, 레일(5)의 사이에 배치되어 있다.
이들 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 일단부측 부분(길이 방향 일단부측 부분)은 하방을 향해 직각으로 절곡되고, 저벽(21)에 장착된 진공 시일 기구(18)를 통해 밀폐 용기(2)의 외부에서 노출되도록 도출된 로드 형상의 방열체(15)로 되어 있다. 이 일단부측 부분인 방열체(15)가, 고주파 전원부(12)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 타단부측 부분은 하방을 향해 직각으로 절곡되고, 저벽(21)에 장착된 진공 시일 기구(18)를 통해 밀폐 용기(2)의 외부에서 노출되도록 도출되어, 로드 형상의 방열체(15)로 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 방열체(15)는, 밀폐 용기(2)의 외부에서 노출되어 있는 영역으로서 특정하지만, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132) 중, 급전 영역부(131A, 132A) 이외의 부분으로서 특정할 수도 있다.
일측의 제1 급전선부(131)에 대해, 길이 방향으로 간격을 두고, 일측의 제1 급전선부(131)와 마찬가지의 구성을 구비한 타측의 제1 급전선부(131)가 설치되어 있다. 일측의 제2 급전선부(132)에 대해, 길이 방향으로 간격을 두고, 일측의 제2 급전선부(132)와 마찬가지의 구성을 구비한 타측의 제2 급전선부(132)가 설치되어 있다.
각 제1 급전선부(131)의 구성은 마찬가지이며, 각 제2 급전선부(132)의 구성은 마찬가지이며, 타측의 제1 급전선부(131), 타측의 제2 급전선부(132)도 그 일단부측 부분, 타단부측 부분이 저벽(21)에 장착된 진공 시일 기구(18)를 통해 밀폐 용기(2)의 외부에서 노출되도록 도출되어, 로드 형상의 방열체(15)로 되어 있다. 즉, 제3 실시 형태에 있어서의 방열체(15)는 8개 설치되어 있다. 각 방열체(15)가 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)를 일체적으로 절곡하여 형성되어 있음으로써, 급전 영역부(131A, 132A)와 방열체(15)는, 전열 가능하게 접속되어 있다. 또한, 급전 영역부(131A, 132A)와 방열체(15)는 전기적으로 접속되어 있다. 이 경우, 방열체(15)는 급전선(13)을 겸하고 있다.
일측의 제1 급전선부(131)의 타단부측 부분과, 타측의 제1 급전선부(131)의 일단부측 부분끼리, 즉, 양 제1 급전선부(131)의 방열체(15)끼리는, 전기적으로 접속되어 있다. 일측의 제2 급전선부(132)의 타단부측 부분과, 타측의 제2 급전선부(132)의 일단부측 부분끼리, 즉, 양 제2 급전선부(132)의 방열체(15)끼리는, 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 타측의 제1 급전선부(131)의 타단부측 부분과, 타측의 제2 급전선부(132)의 타단부측 부분끼리, 즉, 방열체(15)끼리는 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 급전 트랜스(14)의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 그 설명을 반복하지 않는다. 단, 본 실시 형태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 급전 트랜스(14)는 복수개, 길이 방향으로 인접하도록 설치되어 있다.
상기 구성의 비접촉 급전 장치(4)를 구비한 진공 처리 장치(1)에서는, 고주파 전원부(12)로부터 급전선(13)[제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)]의 급전 영역부(131A, 132A)에 공급된 전력(고주파 전류)에 의해 발생하는 자계의 전자기 유도로, 2차 권선(191)으로부터 구동부(10)에 전력이 공급된다. 급전 영역부(131A, 132A) 및 급전 트랜스(14)는 밀폐 용기(2)의 내부에 배치되고, 양자를 직접적으로 대향시키고 있으므로, 결합 계수를 확보할 수 있다. 공급된 전력에 의해 구동부(10)가 구동되고, 레일(5)에 지지 다리(6)가 안내되면서, 밀폐 용기(2)의 내부의 진공실(22)에 있어서, 이동체(8)가 지지 다리(6)와 함께 이동 경로를 따르도록, 선형적으로 왕복 이동한다.
고주파 전원부(12)로부터 급전선(13)의 급전 영역부(131A, 132A)에 전력이 공급되면 손실이 발생하고, 이 손실은, 급전선(13)의 온도를 상승시키는 열이 된다. 특히, 본 실시 형태의 경우에는, 급전 영역부(131A, 132A)에는 고주파 전원부(12)로부터 전력이 공급되므로, 급전선(13)의 온도는 상승하기 쉽다. 그리고 급전 영역부(131A, 132A)는, 진공실(22)에 배치되어 있고, 특히 방열하기 어려운 환경하에 있다.
그러나, 본 실시 형태에 있어서의 비접촉 급전 장치(4)에는, 급전 영역부(131A, 132A)에 열전도 가능하게 접속된 일단부측 부분과 밀폐 용기(2)의 외부로 도출된 타단부측 부분을 구비한 방열체(15)가 설치되어 있다. 이로 인해, 급전 영역부(131A, 132A)에 발생하는 열의 일부가 밀폐 용기(2)의 외부에서 방열되고, 급전 영역부(131A, 132A)를 과열시키지 않는다.
다른 작용 효과는, 제2 실시 형태와 마찬가지이며, 또한 제3 실시 형태에 따르면, 또한 길이 방향으로, 상기한 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)와 마찬가지의 구성의 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)를 증설(연장 설치)하고, 그 방열체(15)끼리를 접속함으로써, 원하는 길이 방향 길이를 구비한 진공 처리 장치(1)[진공실(22)]를 용이하게 얻을 수 있다.
반대로, 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)를 더욱 짧게 분설하는 것도 가능하다. 이와 같이 함으로써, 방열체(15)의 수가 증가하므로, 그만큼 방열 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제4 실시 형태를, 도 7을 참조하면서 설명한다. 제4 실시 형태에서는, 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)는, 모두 길이 방향에서 3분할되어, 길이 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)가, 모두 길이 방향에서 3분할됨으로써, 각각의 제1 급전선부(131) 및 제2 급전선부(132)에 있어서, 3개의 급전 영역부(131A, 132A)가 설치되어 있다.
제1 급전선부(131)의 분할 위치와 제2 급전선부(132)의 분할 위치는, 길이 방향에서 위치 어긋나 있고, 제1 급전선부(131)의 분할 위치, 제2 급전선부(132)의 분할 위치에서, 각각 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 길이 방향 양측부를 밀폐 용기(2)의 외부에서 노출시켜 방열체(15)로 하도록, 저벽(21)으로부터, 진공 시일 기구(18)를 통해 도출시키고 있다.
제1 급전선부(131)에 있어서, 길이 방향 도중의 방열체(15)끼리는 전기적으로 접속되어 있다. 제2 급전선부(132)에 있어서, 길이 방향 도중의 방열체(15)끼리는 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 길이 방향 일측 단부의 방열체(15)는, 밀폐 용기(2)의 외부에 있어서, 고주파 전원부(12)에 접속되어 있다. 길이 방향 타측 단부의 방열체(15)끼리는, 전기적으로 접속되어 있다.
전술한 제1 급전선부(131)의 분할 위치와 제2 급전선부(132)의 분할 위치의 길이 방향에서의 위치 어긋남량은, 급전 트랜스(14)의 이동 위치에 관계없이, 급전 트랜스(14)가 존재하는 위치마다, 제1 급전선부(131)의 분할 위치와 제2 급전선부(132)의 분할 위치에 설치한 간격이 1개소만 존재하도록 설정되어 있다. 다른 구성은 제3 실시 형태와 마찬가지이므로, 동일한 기능을 갖는 구성 부품에는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 반복하지 않는다.
상기 구성에 따르면, 급전 트랜스(14)가 존재하는 위치에 있어서의 급전선부의 분할 위치(즉, 급전 영역부가 없는 부분)를, 제3 실시 형태에 비해 반감시킬 수 있다. 이로 인해, 분할되어 조인트 부분을 구비한 제1 급전선부(131)와, 분할되어 조인트 부분을 구비한 제2 급전선부(132)의 조합이라도, 조인트 부분에서의 출력 수하를 절반으로 억제할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면서, 제5 실시 형태를 설명한다. 제5 실시 형태에 있어서의 비접촉 급전 장치(4)에서는, 제1 급전선부(131)는, 길이 방향에서 2분할되어 길이 방향으로 간격을 두고 배치되고, 또한 일측의 제1 급전선부(131)와 타측의 제1 급전선부(131)는, 중앙의 제1 급전선부(조인트용 급전선)(1311)로 전기적으로 접속되어 있다. 양측의 제1 급전선부(131)에 비해 중앙의 제1 급전선부(1311)의 길이 방향 치수가 짧게 설정되어 있다. 또한, 중앙의 제1 급전선부(1311)는, 길이 방향 전부가 급전 영역부로 되어 있다.
제2 급전선부(132)는, 길이 방향에서 2분할되어 길이 방향으로 간격을 두고 배치되고, 또한 일측의 제2 급전선부(132)와 타측의 제2 급전선부(132)는, 중앙의 제2 급전선부(1321)로 전기적으로 접속되어 있다. 양측의 제2 급전선부(132)에 비해 중앙의 제2 급전선부(1321)의 길이 방향 치수가 짧게 설정되어 있다.
길이 방향에서 인접하는 제1 급전선부(131, 1311)는 도전성 재료로 이루어지는 접속 부재(133)를 통해 접속되어 있다. 길이 방향에서 인접하는 제2 급전선부(132, 1321)는 도전성 재료로 이루어지는 접속 부재(133)를 통해 접속되어 있다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 접속 부재(133)는, 평판 형상의 적재편(133a)과, 적재편(133a)의 길이 방향 단부로부터 수하되는 수하부(133b)를 구비하여 L자 앵글 형상으로 형성되어 있다.
제1 급전선부(131, 1311)끼리의 접속 부분에 있어서, 한 쌍의 접속 부재(133)의 수하부(133b)끼리가, 길이 방향에서 대향하도록 배치된다. 제2 급전선부(132, 1321)끼리의 접속 부분에 있어서, 한 쌍의 접속 부재(133)의 수하부(133b)끼리가, 길이 방향에서 대향하도록 배치된다. 그리고, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 길이 방향 단부가 접속 부재(133)의 적재편(133a)에 적재되어 비스 고정되어 있다.
한 쌍의 접속 부재(133)에 있어서의 수하부(133b)의 사이에, 도전성 재료로 이루어지는 방열체(15)인 환봉(각봉이어도 됨)의 상단부가 끼워 넣어져, 방열체(15)가 1차 급전선(13)에 열전도 가능하게 접속되어 있다.
바꾸어 말하면, 방열체(15)는, 상단부측이 제1 급전선부(131, 1311)에 접속되고, 타단부측이 제1 급전선부(131, 1311)에 대해 직하방으로 연장되어 밀폐 용기(2)의 저벽(21)을 관통하고, 용기 밖으로 노출된 상태에 있다. 또한, 방열체(15)는, 상단부측이 제2 급전선부(132, 1321)에 접속되고, 타단부측이 제2 급전선부(132, 1321)에 대해 직하방으로 연장되어 밀폐 용기(2)의 저벽(21)을 관통하고, 용기 밖으로 노출된 상태에 있다.
또한, 한 쌍의 접속 부재(133)는, 길이 방향 양측의 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 양단부에도 접속되어 있고, 이 접속 부재(133)에 방열체(15)가 열전도 가능, 또한 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)의 양단부에 접속된 방열체(15)가 관통하는 저벽(21)의 관통 구멍에는, 방열체(15)와의 간극을 막는 진공 시일 기구(18)가 설치되어 있다.
길이 방향 일측 단부의 한 쌍의 방열체(15)는, 고주파 전원부(12)에 접속됨과 함께, 제1 급전선부(131), 혹은 제2 급전선부(132)에 열전도 가능하게, 또한 전기적으로 접속되어 있다. 길이 방향 타측의 단부에 배치된 한 쌍의 방열체(15)는 서로 전기적으로 접속되고, 제1 급전선부(131), 혹은 제2 급전선부(132)에 열전도 가능하게, 또한 전기적으로 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)에 발생하는 열은, 방열체(15)에 의해, 밀폐 용기(2)의 외부에서 방열된다.
제5 실시 형태에서는, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)를 3개로 분할하고 있다. 이로 인해, 길이 방향 길이가 동일한 급전선을 1개로 형성하는 경우에 비해, 각 제1 급전선부(131, 1311), 제2 급전선부(132, 1321)에 발생하는 열을 억제할 수 있다.
또한, 제1 급전선부(1311), 제2 급전선부(1321)는, 방열체(15)를 수하하고, 제1 급전선부(131), 제2 급전선부(132)와의 조합에 의해 측면에서 볼 때 T자형으로 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 제1 급전선부(1311), 제2 급전선부(1321)는, 전로 부분을 확보한 구성으로 되어 있고, 급전선부 분할 위치에 간격을 두지 않고, 길이 방향 전부에 급전 영역부가 형성된다. 따라서, 급전선부가 분할되어 있었다고 해도, 급전 트랜스(14)의 출력 수하가 억제된다.
또한, 고주파 전류는 제1 급전선부(1311), 제2 급전선부(1321)를 흐르지만, 방열체(15)는 단순히 수하되어 있는 구성이므로, 고주파 전류는 방열체(15)에는 흐르지 않는다. 이로 인해, 방열체(15)에는 통전에 의한 온도 상승이 없다. 이 구성으로부터, 제1 급전선부(131, 1311), 제2 급전선부(132, 1321)에 발생한 열이 방열체(15)로 방열되기 쉽고, 따라서, 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
제5 실시 형태에서는, 급전 영역부(131A, 132A)에, 제1 급전선부(1311), 제2 급전선부(1321)를 1개소씩 배치한 경우를 예시하였다. 그러나, 급전 영역부(131A, 132A)를 복수 개소로 분할하여, 조인트용 급전선인 제1 급전선부(1311), 제2 급전선부(1321)로 접속하는 것도 가능하다. 이때, 제1 급전선부(1311), 제2 급전선부(1321)의 배치 위치를, 급전 트랜스(14)의 이동 위치에 관계없이, 급전 트랜스(14)가 존재하는 위치마다 존재하도록 설정하면, 방열체(15)에 대향하는 위치에 급전 트랜스(14)가 존재함으로써 발생하는 와전류가 평균화되어, 급전 트랜스(14)에 의한 전력에의 변환 효율의 저하나, 급전 트랜스(14) 출력 변동이 억제되고, 안정된 출력이 얻어진다.
상기 각 실시 형태에 있어서, 1차 급전선으로서 절연층으로 피복한 케이블을 사용해도 되고, 또한 상기 각 실시 형태에서는 1차 급전선으로서 알루미늄을 예시하였지만, 구리재, 그 밖의 도전체여도 되는 것은 물론이다.
1차 급전선으로서 케이블을 사용하는 경우에는, 1차 급전선이 절연층에 피복되어 있다. 그리고, 전술한 이유에 의해, 비접촉 급전 장치(4)에서는, 1차 급전선(13)에 있어서 손실로서 발생하는 열은, 1차 급전선(13)을 과열시켜 버릴 우려가 있다. 이러한 과열은, 1차 급전선(13)의 절연층의 소손을 초래하거나, 혹은 당해 소손에 더하여, 절연층이나 도체인 급전선으로부터 가스를 발생시킨다. 그리고 이 가스는, 밀폐 용기(2)의 내부의 진공도를 저하시킨다.
그러나, 본 발명에서는, 급전 영역부에 열전도 가능하게 접속되어 밀폐 용기(2)의 외부로 도출된 방열체(15)가 설치되어 있고, 급전 영역부에 발생하는 열의 일부는, 밀폐 용기(2)의 외부에 있어서 방열체(15)로부터 방열된다. 이로 인해, 급전 영역부(131A, 132A)[1차 급전선(13)]를 과열시키지 않는다. 그 결과, 1차 급전선(13)의 절연층을 소손시키지 않고, 또한 절연층이나 급전선으로부터 열에 의한 가스를 발생시키는 일이 없고, 따라서, 밀폐 용기(2)의 내부의 진공도를 저하시키지 않는다.
상기 각 실시 형태에서는, 방열체는 밀폐 용기의 저벽으로부터 외부로 도출한 구성으로 하였다. 그러나, 방열체는 밀폐 용기의 저벽에 한정하지 않는 외벽(천장벽을 포함함)으로부터 도출할 수도 있다. 급전선도 마찬가지로, 밀폐 용기의 저벽으로부터 도입, 도출하는 구성에 한정하지 않고, 밀폐 용기의 저벽에 한정하지 않는 외벽으로부터 도입, 도출할 수 있다. 급전 트랜스도 마찬가지로, 밀폐 용기의 저벽측에 배치하는 것에 한정되지 않고, 밀폐 용기의 저벽에 한정하지 않는 외벽을 따라 이동하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 밀폐 용기의 내부를 대기압보다 낮게 유지하여 사용하는 진공 처리 장치에 사용한 경우를 예로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 밀폐 용기의 내부에 급전 영역부를 배치하여, 밀폐 용기의 내부를 대기압에서 사용하는 처리 장치에도 적용할 수 있다.
1 : 진공 처리 장치
2 : 밀폐 용기
3 : 이동부
4 : 비접촉 급전 장치
8 : 이동체
13 : 1차 급전선
14 : 급전 트랜스
15 : 방열체
19 : 코어
21 : 저벽
22 : 진공실
131, 1311 : 제1 급전선부
131A, 132A : 급전 영역부
132, 1321 : 제2 급전선부
191 : 2차 권선

Claims (9)

  1. 밀폐 용기와, 당해 밀폐 용기의 내부를 이동 가능한 이동부를 상기 밀폐 용기의 내부에 구비한 처리 장치에 사용되고, 상기 이동부에 대해 상기 밀폐 용기의 외부로부터 전력을 급전 가능한 비접촉 급전 장치이며,
    급전부와 방열체를 구비하고,
    상기 급전부는, 급전선과 급전 트랜스를 구비하고,
    상기 급전선은, 상기 이동부의 이동 방향을 따라 배치된 급전 영역부를, 상기 밀폐 용기의 내부에 갖고,
    상기 급전 트랜스는, 상기 밀폐 용기의 내부에 있어서 상기 급전 영역부에 비접촉으로 대향하도록 배치됨과 함께, 상기 이동부와 함께 이동하도록 설치되고,
    상기 방열체는, 상기 급전 영역부에 열전도 가능하게 접속된 일단부측 부분과 상기 밀폐 용기의 외부로 도출된 타단부측 부분을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 비접촉 급전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열체의 일단부측 부분은 상기 급전 영역부에 전기적으로 접속되고, 상기 방열체의 타단부측 부분으로부터 상기 급전 영역부에 급전되는, 비접촉 급전 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방열체의 일단부측 부분과 상기 급전선의 급전 영역부의 접속부가, 당해 급전 영역부의 길이 방향의 복수 개소에 배치되고, 상기 급전 트랜스의 이동 위치에 관계없이, 당해 급전 트랜스가 존재하는 위치마다 동일 수의 상기 접속부가 존재하도록, 당해 접속부가 배치되어 있는, 비접촉 급전 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밀폐 용기는, 그 내부를 대기압보다 낮게 유지하는 것이 가능하게 된, 비접촉 급전 장치.
  5. 밀폐 용기와, 당해 밀폐 용기의 내부를 이동 가능한 이동부와, 제1항 또는 제2항에 기재된 비접촉 급전 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 밀폐 용기는, 그 내부를 대기압보다 낮게 유지하는 것이 가능하게 된, 비접촉 급전 장치.
  7. 밀폐 용기와, 당해 밀폐 용기의 내부를 이동 가능한 이동부와, 제3항에 기재된 비접촉 급전 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
  8. 밀폐 용기와, 당해 밀폐 용기의 내부를 이동 가능한 이동부와, 제4항에 기재된 비접촉 급전 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
  9. 밀폐 용기와, 당해 밀폐 용기의 내부를 이동 가능한 이동부와, 제6항에 기재된 비접촉 급전 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 처리 장치.
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