説明

真空処理チャンバに容器を送り込み、該チャンバから容器を取り出すためのロック装置

本発明は、真空処理チャンバに容器を送り込み、該チャンバから容器を取り出すためのロック装置であって、容器のためのキャリアプレートを備え、該プレートが、回転輸送手段に締結され、該輸送手段の直線部分に設けられるロックチャンネルを通じて輸送され、それにより、該チャンネルと共にシール効果を得るロック装置に関する。該プレートは、ロックチャンネルの吸引孔または換気孔を通過して移動される。このようにして、差圧ステージを形成できる。装置は、柔軟に寸法設定できるとともに、高い費用効率で製造できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、真空処理チャンバに対する容器の送り込みおよび取り出しを連続的に行なうためのロック装置に関する。
【背景技術】
【0002】
前述したようなロック装置は、例えばPETボトルの気密を高めるために例えば真空コーティングプロセスにおいて必要とされ、その目的のため、PETボトルは、通常、約10〜40mbarの真空中で処理される。このため、経済的な製造プロセスにおいては、連続的なロックインおよびロックアウトが不可欠である。
【0003】
一般的なロック装置は例えば欧州登録特許第0943699号から知られる。このロックは、ロックチャンバホイールが内部に回転可能に装着されて成る回転ハウジングを備え、該ハウジング内には、ロックされるべき容器をロードおよびアンロードするための開口を有するロックチャンバが周囲に設けられる。
【0004】
回転ハウジングは、ロックホイールの外周シールによって互いから大気シールされるロックチャンバを真空引きするための吸引パイプを備える。外側室および真空処理室にそれぞれある装填ステーションと排出ステーションとの間のロックチャンバは差圧ステージを形成しており、ロックチャンバ圧力は、処理室の方向で回転しつつ、通常は外側室に広がる大気圧から処理室に広がる圧力まで減少される。
【0005】
しかしながら、回転ハウジングおよびロックチャンバホイールの複雑な製造に起因して、異なる容器サイズおよび形状に対する装置のその後の適合が高価であり、または全く不可能である。大型の容器に関しても十分に大きいロックチャンバを差圧ステージにとって十分な数で設けることができるように、それに対応してロックホイールの直径を増大させることが更に必要である。これは、望ましくない場合がある幅広い構造形状を伴う。
【0006】
独国特許公報DE 27 47 061 Aから知られる他のロック装置は、圧力ステージ部分を通じて真空コーティングチャンバ内へテープを閉じ込め、または該チャンバからテープを締め出すために使用される。該ロック装置は、前後に配置され、スリット状のダイヤフラムによって互いに離間される幾つかの固定されたロックチャンバを備える。コーティングされるべきテープは、スリットダイヤフラムおよびロックチャンバを介してバッキングテープへ輸送される。チャンバ間で圧力降下を生み出すことができるように、ダイヤフラムは、バッキングテープおよびコーティングされるべきテープの断面に対して適合されなければならない。しかしながら、そのような装置は、容器を閉じ込めて締め出すために使用できない。これは、テープとは異なり、これらの容器が移動方向で見て一定の断面を備えていないからであり、あるいは、個々のボトル間の隙間が避けられないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、真空コーティング室への容器の送り込みおよび真空コーティング室から大気圧を伴う室への容器の取り出しを連続的に行なうことができるが、前述した不都合な制約を含まない、包括的なロック装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この目的は、請求項1の特徴を有するロック装置によって達成される。したがって、ロック装置は、直線部分を備える回転輸送手段を、容器を保持するために輸送手段に距離を隔てて配置されるキャリアプレートと、少なくとも一部が直線部分に沿って延びるロックチャンネル(ロック経路)であって、該ロックチャンネルを通じて容器が輸送手段により輸送されるロックチャンネルと共に備えており、キャリアプレートは、圧力の降下をロックチャンネル内で生み出すことができるようなシール効果をチャンネル壁と共に得るように具現化される。
【0009】
ロック装置は、キャリアプレートを交換することにより及び/又はキャリアプレート間の距離を変えることにより、変化する要求に対して柔軟に、安価に適合させることができる。
【0010】
吸引孔または換気孔がチャンネル壁に具現化されることが有益である。それにより、厄介な導管をチャンネル内に設ける必要なく、ロックチャンネルを真空引き、または換気することができる。
【0011】
1つの有利な実施形態において、キャリアプレートは、少なくとも吸引孔または換気孔に面する側の部分が、吸引孔または換気孔のクリアランスよりも厚く、それにより、孔をキャリアプレートによって閉じることができる。したがって、ロックチャンネル内の圧力補償のタイミングを図ることができる。
【0012】
輸送手段の移動方向では、更なる吸引孔または換気孔が距離を隔てて配置されることが好ましい。これにより、区分毎に差圧を伴う吸引または換気を行なうことができる。
【0013】
キャリアプレートの前側と後側との間で段階的な圧力差を生み出すことができるのが特に有利である。これにより、ロックチャンネル内の異なる圧力の領域をキャリアプレートと共に移動させることができる。
【0014】
ロックチャンネルは、真空処理チャンバへ向けて圧力が減少される差圧ステージとして具現化されることが好ましい。それにより、ボトルを処理チャンバ内の真空に段階的に適合させることができる。
【0015】
特に有利な実施形態において、キャリアプレートはそれぞれ、縁部を取り囲み、チャンネル壁に接触して配置される少なくとも1つのシールを備える。それにより、キャリアプレートのシール効果を高めることができる。
【0016】
上下に配置される2つのチェーン、歯付きラック、テンションバー、または、ベルトの形態で輸送手段を具現化することが更に有益である。これにより、キャリアプレートに対する均一な出力伝達が可能になるとともに、プレートがロックチャンネル内で傾けられるのが防止される。
【0017】
特に有利な実施形態において、キャリアプレートは、チャンネル壁でプレートを支持するローラを備える。それにより、プレートが傾けられ、または引っ掛かることが防止される。また、ローラは、プレートがチャンネル壁に対してほぼ均一な距離を全周にわたって維持することに留意し、したがって、均一なシール効果が得られる。
【0018】
キャリアプレートは、輸送手段に中心で固定されることが好ましい。それにより、支持ローラに作用するモーメントを防止できる。
【0019】
チャンネル壁は、半ボウル状部材によって接続されるプレート状の側方セグメントを備えるのが有益である。これにより、良好なシール効果、および、安価な製造、ならびに、異なるボトルサイズに対する適合が可能である。
【0020】
以下、図面に示される好ましい実施形態に関連して、本発明を更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明に係る好ましいロック装置の平面図を示している。
【図2】調整処理チャンバを有する図1のロック装置の斜視図を示している。
【図3】図1のロック装置の詳細図を示している。
【図4】チェーンセグメントおよびボトルを伴うキャリアプレートの斜視図を示している。
【図5】本発明に係る差圧ロックの概略断面を平面図で示している。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図1に示される本発明に係るロック装置は、互いに上下に配置される2つのチェーン3、5(図1には、上側チェーン3のみが示されている)の形態を成す輸送手段を備えており、これらのチェーンは矢印Aの方向で2つのチェーンホイール7、9の周囲を移動するとともに、該チェーンには、処理されるべきボトル13を保持するためのキャリアプレート11が、移動方向に対して略直交する姿勢で規則正しい距離Bを隔てて設けられている。チェーン3、5の直線部分の大部分は、ロックチャンネル15、17を貫通して延びている。
【0023】
図2によれば、チェーンホイール7は、通常の大気圧の外側室19内に配置され、一方、チェーンホイール9(図2には図示せず)は、真空引きされた処理チャンバ21内に配置されている。ボトル13は、装填領域23で供給されて、排出領域25で再び除去される(装填および排出は示されていない)。
【0024】
ロックチャンネル15の壁27には吸引孔29が距離Bを隔てて設けられており、該吸引孔には、適切なポンプ、例えば真空ポンプ(図示せず)が、それぞれの印加圧力pが移動方向Aで減少されるように接続されている。
【0025】
図1によれば、換気孔31が、同様に距離Bを隔ててロックチャンネル17の壁27に設けられている。これらの換気孔には、適切なポンプを、それぞれの印加圧力pが移動方向Aで増大されるように接続することができる。しかしながら、例えば適切に寸法付けられた外側室19への接続部(図示せず)により、あるいは、真空を再循環させるための入口チャンネル15への短絡により、換気孔31を通じてロックチャンネル17を受動的に換気することもできる。
【0026】
図3および図4から分かるように、チェーン3、5はチェーンセグメント3a、5aから成り、該チェーンセグメントの両端はそれぞれキャリアプレート11の中心に取り付けられる。この目的のため、1つのチェーン接続リンク33がそれぞれキャリアプレート11の(移動方向Aに面する)前側および後側に設けられている。
【0027】
各キャリアプレート11は、ボトル11を保持するための1つのクランプ35をそれぞれプレート前側およびプレート後側に備えるとともに、ロックチャンネル15、17の壁27でキャリアプレートを支持するローラ37を備える。キャリアプレート11は、図5に示されるようにチャンネル壁に接触して配置されるそれぞれの1つのシール41を受ける2つの周溝39を更に備える。溝41間の距離は、吸引孔29または換気孔31のそれぞれに面するキャリアプレート11の側で広げられる。それにより、キャリアプレート11には、その(移動方向Aの)長さCが吸引孔29または換気孔31のクリアランスDよりも大きいシール領域43が設けられる(図5には、一例として吸引孔が示されている)。
【0028】
チェーンセグメント3a、5aは、ローラチェーンとして具現化されるのが好ましい。均一な長さのチェーンセグメント3a、5aは、それらにより容易に製造することができ、チェーン接続リンク33によって固定できる。しかしながら、歯付きラック、テンションバー、または、ベルトに基づいて本発明に係る輸送手段を具現化することもできる。
【0029】
チェーンホイール7は、移動可能に装着されるのが好ましい。このようにすると、チェーン3、5の張力を調整できる。チェーンホイール7、9の外周には、キャリアプレート11が係合する溝44が距離Bを隔てて設けられる。また、チェーンホイール7、9はチェーン3、5のリンクに更に係合できる。チェーン3、5の代わりに歯付きラックが使用される場合には、これらの歯付きラックを歯車によって駆動させることができる。
【0030】
ロックチャンネル15、17はそれぞれ、半円断面を有する2つの半ボウル状部材47とボルト締結される2つの長方形プレート45を備える。これは、柔軟なモジュールアセンブリを可能にする。結果として得られるチャンネル断面は、キャリアプレート11の良好なシール効果を更に可能にする。しかしながら、ロックチャンネル15、17はそれぞれ、異なる断面を有することもでき、及び/又は、異なる数の個々の部品から成ることもでき、または一体品から形成することもできる。ロックチャンネル15、17は、金属、特に硬化可能スチールから形成されるのが好ましい。
【0031】
ロックチャンネル17の吸引孔29は、穿孔として具現化されることが好ましいが、他の断面、例えば長方形断面を有することもできる。図2では、5つの吸引孔29がそれぞれ上下に配置されている。しかしながら、異なる数も可能である。全ての吸引孔29をキャリアプレート11のシール領域43によって同時に閉じることができるのは明白である。これは、ロックチャンネル19の換気孔31に関しても当てはまる。すなわち、吸引孔29および換気孔31は、プロセス中にキャリアプレート11がこれらの孔に同時に差し掛かってこれらの孔を閉じるように配置されて形成される。
【0032】
図2では、5つの吸引孔29から成る2つのグループがそれぞれ移動方向Aに示されている。機能の説明において詳しく示すように、これらのグループは、図1に示される2つの換気孔31のように、2つの差圧ステージに対応する。しかしながら、差圧ステージの数は図5に示されるように異ならせることができる。同様に、吸引側および換気側の圧力ステージの数が異なることもできる。
【0033】
図示の実施形態において、圧力ステージは、チャンネル壁27の孔29、31を通じた吸引または換気に基づく。しかしながら、別の手段として、孔29、31を、ロックチャンネル15、17内での内部吸引または換気、例えばロックチャンネル15、17内の及び/又はチャンネル壁27の適切な導管と置き換えることも考えられる。
【0034】
キャリアプレート11は、特殊鋼またはアルミニウムなどの金属、もしくはプラスチックから形成されるのが好ましく、また、キャリアプレートの形状は、シール41またはシールギャップ(図示せず)によって均一なシール効果が得られるようにロックチャンネル15、17の断面に適合される。
【0035】
シール41はシールリップとして具現化される。しかしながら、シールの数は、図示の実施形態から上方へ、または下方へそれることができる。別の手段として、他のシール手段を使用することもでき、あるいは、キャリアプレート11をロックチャンネル15、17の断面に非常に正確に適合させることにより、シール41が無くても、例えばシールギャップを伴って、シール領域43を含む十分なシール効果が得られるようにすることもできる。
【0036】
キャリアプレート11はローラ37によってロックチャンネル15、17内で支持され、それにより、プレート11が傾いたり、または引っ掛かったりせず、また、例えばこのような均一なシールギャップを伴って均一なシール効果を得るために、プレート11がチャンネル壁27に対してほぼ均一な距離を全周にわたって維持する。ローラ37の図示の数および位置は、一例として与えられており、特に吸引孔29の位置に依存する。ロックチャンネル15、17の外側では、キャリアプレート11がローラ37で案内される必要はない。
【0037】
チェーン接続リンク33はキャリアプレート11の中心に配置される。したがって、チェーン3、5は、支持ローラ37に及ぼすモーメントを回避するためにキャリアプレート11の上端および下端の中心で作用する。例えば歯付きラック、テンションバー、または、ベルトなどの他の駆動手段が用いられる場合には、接続リンク33がこれらと適合するように具現化される。
【0038】
クランプ35は、ボトル13が上側チェーン3と下側チェーン5との間で保持されるように配置される。
【0039】
以下、図5に示される隣り合うボトル13a、13bに関連して、実施形態に示されるロック装置の機能について説明する。ここで、「隣り合う」ボトルとは、これらのボトルがロックチャンネル内で略同じ圧力に晒され、圧力の降下によってキャリアプレート11a、11bにより「隣り合わない」ボトルから分離されることを意味する。
【0040】
チェーン3、5は、例えばチェーンホイール7に作用するモータ(図示せず)によって連続的に駆動される。吸引孔29a、29b、29cのそれぞれでは、真空p、p、pが連続的に印加される。ここで、p>p>pである。
【0041】
処理されるべきボトル13a、13bは、領域23において適切な装填ステーション(例えば、共通のスターホイール)によりキャリアプレート11a、11bのクランプ35に引き渡されて、入口側のロックチャンネル15へと搬送される。そこで、ボトル13a、13bは最初に通常の大気圧を受ける。フロントプレート11bが第1の吸引孔29aを通過すると直ぐに、プレート11a、11b間の領域が吸引孔29aと連通して吸引圧力pまで最大限に真空引きされ、一方、チェーン輸送が同時に続けられる。この真空引きステップは、リアプレート11aが第1の吸引孔29aに差し掛かかることにより第1の吸引孔を閉じるまで続けられる。キャリアプレート11および吸引孔29が互いに対して同じ距離Bにほぼ配置されると、同時に、フロントプレート11bが第2の吸引孔29bに差し掛かる。
【0042】
ここでフロントプレート11bが第2の吸引孔29bを通過すると直ぐに、プレート11a、11b間の領域は、リアプレート11aが第2の吸引孔29bに差し掛かかることにより第2の吸引孔を閉じるまで、第2の吸引孔29bと連通して吸引圧力pまで最大限に真空引きされる。したがって、プレート11a、11b間の領域は、この時点までに2段階で真空引きされ、そのため、差圧ステージが実現される。
【0043】
この手続きは、更に低い圧力の更なる吸引孔29、例えば図5に示される第3の吸引孔29cに差し掛かることにより、プレート11a、11b間の領域内の圧力が所望の圧力レベル、例えば処理チャンバ21の圧力レベルへと下げられるまで繰り返すことができる。
【0044】
その後、ボトルは、真空チャンバ21内に入ってそこで処理された(例えば、プラズマが生成される間にコーティングされた)後、出口側のロックチャンネル17に到達する。このロックチャンネルでは、プレート11a、11b間の圧力が、換気孔31に差し掛かることにより再び徐々に増大される。この手続きは、前述した段階的な真空引きに類似するが、反対の経路を辿る。
【0045】
既知の回転ロックとは異なり、本発明に係るロックは、製造が面倒なチャンバロータまたはロータハウジングなどの高価な構成要素を何ら伴わずに済む。その代わり、本発明では、例えばキャリアプレート11などの略均一な、または規格化された構成要素を伴う異なる差圧ステージを必要に応じて実現して改良できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空処理チャンバ(21)に対する容器(13)の送り込みおよび取り出しを連続的に行なうためのロック装置(1)であって、
直線部分を備える回転式の輸送手段(3、5)と、
容器を保持するために前記輸送手段に距離(B)を隔てて配置されるキャリアプレート(11)と、
少なくとも一部が前記直線部分に沿って延びるロックチャンネル(15、17)であって、該ロックチャンネルを通じて容器が前記輸送手段により輸送される、ロックチャンネル(15、17)と
を有し、
前記キャリアプレートが、圧力の降下を前記ロックチャンネル内で生ずることができるようなシール効果をチャンネル壁と共に得るように構成されている、ロック装置。
【請求項2】
吸引孔(29)または換気孔(31)が前記チャンネル壁(27)に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のロック装置。
【請求項3】
前記キャリアプレート(11)が、少なくとも前記吸引孔(29)または前記換気孔(31)に面する側の部分が、前記吸引孔(29)または換気孔(31)のクリアランス(D)よりも厚く、それにより、前記キャリアプレートが前記孔を通過して輸送される間に前記孔が前記キャリアプレートによって一時的に閉じられることを特徴とする請求項2に記載のロック装置。
【請求項4】
距離(B)を隔てて配置される更なる吸引孔(29)または換気孔(31)が前記輸送手段の移動方向において設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載のロック装置。
【請求項5】
前記キャリアプレート(11)の前側と後側との間の前記ロックチャンネル(15、17)内で段階的な圧力差を生み出すことができることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のロック装置。
【請求項6】
前記ロックチャンネル(15、17)が、前記真空処理チャンバ(21)へ向けて圧力が減少される差圧ステージとして構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のロック装置。
【請求項7】
前記キャリアプレート(11)がそれぞれ、前記チャンネル壁(27)に接触して配置される少なくとも1つの周回シール(41)を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のロック装置。
【請求項8】
前記輸送手段(3、5)が、上下に配置される2つのチェーン、歯付きラック、テンションバー、または、ベルトの形態を成して構成されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のロック装置。
【請求項9】
前記キャリアプレート(11)が、前記チャンネル壁(27)で前記キャリアプレート(11)を支持するローラ(37)を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のロック装置。
【請求項10】
前記キャリアプレート(11)がその中心で前記輸送手段(3、5)に固定されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のロック装置。
【請求項11】
前記チャンネル壁(27)が、半ボウル状部材(47)によって接続されるプレート状の側方セグメント(45)を備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のロック装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公表番号】特表2011−511156(P2011−511156A)
【公表日】平成23年4月7日(2011.4.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−544593(P2010−544593)
【出願日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【国際出願番号】PCT/EP2008/010848
【国際公開番号】WO2009/097888
【国際公開日】平成21年8月13日(2009.8.13)
【出願人】(506040652)クロネス アクティェンゲゼルシャフト (55)
【Fターム(参考)】