真空装置
【課題】非接触式のシール機構を用いることにより、リークを起こすことなく真空槽外の動力源が生成する回転動力を真空槽内に導入する技術を提供する。
【解決手段】
真空槽２１の開口２２に筒状部材１１を設け、筒状部材１１と開口２２に挿通した動力伝達軸１２の一端を真空槽２１内に挿入し、他端を真空槽２１の外部に配置された動力源１６に取り付ける。筒状部材１１内周面の噴出装置１７からベアリングガスを噴出し、筒状部材１１と動力伝達軸１２とを非接触にする。真空槽２１内を大気圧より低い圧力にすると、動力伝達軸１２に真空槽２１内に引き込む力がかかり、第二の板状部材３２が球状部材３３を介して第一の板状部材３１に押しつけられ、動力伝達軸１２は一定の向きに維持される。動力源１６を動作させて動力伝達軸１２を回転移動させると、動力伝達軸１２は一定の向きに維持されたまま筒状部材１１と接触せずに回転移動する。
【解決手段】
真空槽２１の開口２２に筒状部材１１を設け、筒状部材１１と開口２２に挿通した動力伝達軸１２の一端を真空槽２１内に挿入し、他端を真空槽２１の外部に配置された動力源１６に取り付ける。筒状部材１１内周面の噴出装置１７からベアリングガスを噴出し、筒状部材１１と動力伝達軸１２とを非接触にする。真空槽２１内を大気圧より低い圧力にすると、動力伝達軸１２に真空槽２１内に引き込む力がかかり、第二の板状部材３２が球状部材３３を介して第一の板状部材３１に押しつけられ、動力伝達軸１２は一定の向きに維持される。動力源１６を動作させて動力伝達軸１２を回転移動させると、動力伝達軸１２は一定の向きに維持されたまま筒状部材１１と接触せずに回転移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気内に回転動力を導入する動力伝達装置を有する真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空雰囲気中で、処理対象物に対する真空処理を行う真空装置では、近年、装置の大型化に伴って動力源の高出力化が求められているが、真空槽内に配置できる真空対応のモータ等が大出力に対応していないため、動力源を真空槽の外側に配置した構成が採用されている。
【０００３】
図２は、そのような従来の真空装置１１０の内部構成図であり、真空槽１２１の壁面に形成された開口１２２に動力伝達軸１１２を挿入する場合、軸受筒１１１の内周面に、ベアリング等の軸受け１１３と、オーリング（Ｏリング）等のシール部材１１９とを配置しておき、動力伝達軸１１２を軸受筒１１１に挿通して、動力伝達軸１１２を、軸受け１１３とシール部材１１９とで取り囲んだ状態で、軸受筒１１１の端部を真空槽１２１の壁面に気密に固定しておく。
【０００４】
この状態では、動力伝達軸１１２は、軸受け１１３を介して、軸受筒１１１によって保持されており、動力伝達軸１１２の大気側の端部に取り付けられたモータ１１６を起動して、動力伝達軸１１２を、動力伝達軸１１２の中心軸線を中心とする回転移動させることができる。
【０００５】
しかしながら、従来の真空装置１１０では、動力伝達軸１１２と軸受け１１３とが接触しているため、動力伝達軸１１２と軸受け１１３との間の摩擦抵抗が大きく、また動力伝達軸１１２を動かすたびに摩擦により装置の寿命が短くなるという問題があった。
【０００６】
また、シール部材１１９は、軸受け１１３よりも真空槽１２１側に位置しており、真空排気装置１２５により真空槽１２１内に真空雰囲気が形成された状態で、動力伝達軸１１２と軸受筒１１１との間の隙間と開口１２２とを通って大気が真空槽１２１内に侵入しないように構成されているが、シール部材１１９は柔軟性を有する樹脂製であり、動力伝達軸１１２が回転移動するときに変形し、少量であるが、シール部材１１９と動力伝達軸１１２又は軸受筒１１１との間を通って開口１２２から真空槽１２１内に大気が侵入するという問題があった。
【０００７】
図３（ｂ）は、動力伝達軸１１２を静止させた状態で、真空槽１２１内を、低真空状態から高真空状態に真空排気したときの真空槽１２１内の圧力変化であり、シール部材１１９の機能によって真空槽１２１内への大気の侵入が無いことが分かるが、高真空状態に達した後、動力伝達軸１１２が回転移動したときは、図４（ｂ）のように真空槽１２１内の圧力が変動しており、大気の侵入があることが分かる。
【０００８】
なお、真空側と大気側とを溶接ベローズで完全に遮断したベローズ式のシール機構では、動力伝達軸の回転移動中にシール部からのリークは起こらないが、伝達遅延や伝達ロスが発生するため、真空槽内で高精度な位置決めを行うことは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１３０２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、非接触式のシール機構を用いることにより、リークを起こすことなく真空槽外の動力源が生成する回転動力を真空槽内に導入する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、壁面に開口が設けられた真空槽と、一端が前記真空槽の壁面に気密に固定され、内部が前記開口を介して前記真空槽内に接続された筒状部材と、前記筒状部材の内部に挿入され、前記筒状部材と非接触になることができる動力伝達軸と、前記筒状部材の内周面に、前記動力伝達軸を取り囲んで設けられ、前記動力伝達軸との間に隙間を形成して、供給されたガスを前記隙間に向けて噴出する環状の噴出装置と、前記噴出装置に大気よりも高圧のベアリングガスを供給する圧力ガス供給装置と、前記噴出装置と前記開口との間の部分の前記筒状部材の内周面に、前記動力伝達軸を取り囲んで設けられ、前記動力伝達軸と前記筒状部材の内周面との間の隙間を通過した前記ベアリングガスが到達する環状の排気溝と、一端が前記排気溝に接続された排気路に接続され、前記排気路を介して前記排気溝内を真空排気する真空排気装置と、前記真空槽の外部に配置され、前記動力伝達軸を前記真空槽に対して前記動力伝達軸の中心軸線を中心として回転させることができる動力源と、を有する真空装置であって、リング状に形成され、内側に前記動力伝達軸が非接触で挿入された状態で、前記筒状部材に固定された第一の板状部材と、前記第一の板状部材と対面され、前記動力伝達軸に固定された第二の板状部材と、前記第一、第二の板状部材の互いに向かい合う面に挟まれて配置された三個以上の球状部材とを有する真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記排気溝と前記排気路をそれぞれ複数個有し、複数の前記排気路のうち、前記真空槽に最近の前記排気溝に接続された前記排気路の排気コンダクタンスが、他の前記排気溝に接続された前記排気路の排気コンダクタンスよりも大きくされた真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記排気路の排気コンダクタンスは、前記真空槽に近い方の前記排気溝に接続された方が大きくされた真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記排気溝は前記排気部の長手方向に沿って並んで３つ以上配置された真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記ガス供給部から放出される前記ガスは乾燥窒素ガス又はＡｒガスのいずれか一方又は両方である真空装置である。
【００１２】
本発明の真空装置は、筒状部材の内周面の断面形状と、噴出装置の内周面の断面形状は、動力伝達軸の断面形状を大きくした相似形である。
噴出装置から高圧のベアリングガスをベアリング空間に向けて放出すると、ベアリングガスは、筒状部材と動力伝達軸の間の隙間からベアリング空間の外部に流出しようとし、筒状部材を動力伝達軸から離間させる反発力が発生する。
【００１３】
このとき、動力伝達軸と噴出装置との間や、動力伝達軸と筒状部材内周面との間の距離が短くなった部分の反発力は大きくなり、距離が長くなった部分の反発力は小さくなるから、動力伝達軸と噴出装置及び筒状部材とは相対的に移動し、互いの距離が等しく、反発力が均一になるように、噴出装置と筒状部材と動力伝達軸の中心軸線を一致させる。
【００１４】
そうすると、動力伝達軸が、噴出装置や筒状部材とは非接触になり、反発力より小さな力が加わっても、その状態が維持される。
このときは、動力伝達軸と噴出装置の間の隙間であるベアリング空間と、筒状部材の内周面と動力伝達軸の間の隙間も環状になっている。
【００１５】
ベアリング空間から、真空槽の内部側に向かうベアリングガスは、排出溝から真空排気される。
真空槽内が大気圧より低い圧力にされると、大気側と真空槽内の圧力差によって、動力伝達軸に真空槽内に吸引する力がかかり、第二の板状部材は第一の板状部材に向かって押しつけられ、第一、第二の板状部材の間に球状部材が挟まれて、動力伝達軸は一定の向きで静止される。
【００１６】
動力伝達軸に中心軸線を中心とする回転動力を伝達すると、球状部材は第一、第二の板状部材の間に挟まれた状態でそれぞれ自転して、動力伝達軸は一定の向きに維持されたまま筒状部材と接触せずに回転移動する。
【発明の効果】
【００１７】
真空槽内の真空雰囲気を維持しながら、真空槽の外部に配置された動力源から真空槽内に回転動力を導入できるので、真空槽内の処理対象物を回転移動することが可能となる。
動力伝達軸を真空槽内に引き込む力により動力伝達軸の向きは一定に維持されるので、動力伝達軸を軸ブレさせずに高速回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の真空装置の内部構成図
【図２】従来の真空装置の内部構成図
【図３】動力伝達軸を静止させた状態で真空槽内を真空排気したときの真空槽内の圧力の経時変化を示すグラフ （ａ）：本発明の真空装置の測定結果 （ｂ）：比較例の真空装置の測定結果
【図４】動力伝達軸をその中心軸線の周りに回動させたときの真空槽内の圧力の経時変化を示すグラフ （ａ）：本発明の真空装置の測定結果 （ｂ）：比較例の真空装置の測定結果
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の真空装置１０の構造を説明する。図１は、真空装置１０の内部構成図を示している。
真空装置１０は、真空槽２１と、動力伝達装置５とを有している。
動力伝達装置５は、筒状部材１１と、動力伝達軸１２と、動力源１６と、気体ベアリング装置６と、軸用排気装置７とを有している。
【００２０】
筒状部材１１は、内部中空の円筒形状であり、真空槽２１の壁面に設けられた開口２２と内部が連通するように、その一端が真空槽２１の外壁面に気密に固定されており、筒状部材１１の内部は開口２２を介して真空槽２１内に接続されている。
【００２１】
動力伝達軸１２は、断面円形であり、その断面直径は、筒状部材１１の断面の内周直径よりも小さくされ、筒状部材１１に挿通されている。符号３９は動力伝達軸１２の中心軸線を示している。
動力伝達軸１２の一端は、開口２２から真空槽２１の内部に挿入され、他端は、筒状部材１１からはみ出しており、はみ出した部分は、サポート部材３４とカップリング部材（軸継手）３５ａ、３５ｂとを介して動力源１６に取り付けられている。
気体ベアリング装置６は、噴出装置１７と、圧力ガス供給装置（コンプレッサー）１３とを有している。
【００２２】
筒状部材１１の内周面には、環状であって、動力伝達軸１２の周囲を取り囲むベアリング溝１８が設けられている。噴出装置１７はカーボン製多孔質体であり、環状に形成され、動力伝達軸１２を取り囲むようにベアリング溝１８の内部に配置され、筒状部材１１に固定されている。
【００２３】
噴出装置１７とベアリング溝１８の底面との間には、環状の隙間である供給空間１９が形成されている。筒状部材１１には、給気用貫通孔２６ａが形成されており、給気用貫通孔２６ａの一端の開口はベアリング溝１８の底面に露出され、他端の開口は筒状部材１１の外周面に露出されている。
給気用貫通孔２６ａの、筒状部材１１の外周側面に位置する開口は、給気用配管２６ｂによって、圧力ガス供給装置１３に接続されている。
【００２４】
圧力ガス供給装置１３は、大気圧よりも高い圧力のベアリングガスを供給する装置であり、ベアリングガスには、真空槽２１内で行われている目的物の真空処理に対して影響を与えないガスが望ましく、乾燥窒素ガス又はＡｒガスのいずれか一方のガス又は混合したガスを安価に用いることができる。
【００２５】
圧力ガス供給装置１３から放出されたベアリングガスは、給気用配管２６ｂと給気用貫通孔２６ａとを通って供給空間１９に供給される。従って、給気用貫通孔２６ａと給気用配管２６ｂによって、ベアリングガスが通ってベアリング溝１８の供給空間１９の部分に供給される給気路２６が形成されている。
【００２６】
噴出装置１７の断面の内周直径は、動力伝達軸１２の断面直径よりも大きく形成されており、噴出装置１７と動力伝達軸１２との間にも、環状の隙間であるベアリング空間２０が形成されている。
【００２７】
環状の噴出装置１７の外周面は供給空間１９に露出され、内周面はベアリング空間２０に露出しており、噴出装置１７の外周面と内周面には、それぞれ開口が複数個形成されている。外周面の複数の開口と内周面の複数の開口は、噴出装置１７の内部の複数の細孔によってそれぞれ接続されており、外周面に接する供給空間１９と、内周面に接するベアリング空間２０との間は、複数の細孔によって接続されている。
【００２８】
給気路２６を通過して圧力ガス供給装置１３から高圧のベアリングガスが外周面側の供給空間１９に供給されると、その供給空間１９の圧力は上昇し、外周面上の細孔の開口が導入口となり、内周面上の細孔の開口が噴出口となり、供給されたベアリングガスは細孔を通過してベアリング空間２０に向けて噴出され、筒状部材１１と動力伝達軸１２との間の隙間を通って、ベアリング空間２０の外部に流出しようとする。
【００２９】
軸用排気装置７は、筒状部材１１の内周面に形成された一又は二以上の排気溝１４1〜１４3と、排気溝１４1〜１４3内を真空排気する真空排気装置１５とを有している。
なお、後述するように、軸用排気装置７の真空排気装置１５は、真空槽２１内を真空排気する真空排気装置２５とは別の装置である。
【００３０】
本実施例では、軸用排気装置７は、三個の排気溝１４1〜１４3を有している。
各排気溝１４1〜１４3は環状であり、噴出装置１７と開口２２との間の部分に、動力伝達軸１２を取り囲んで設けられてる。各排気溝１４1〜１４3は、互いに離間しており、ベアリング溝１８と開口２２とからも離間している。
【００３１】
動力伝達軸１２は、噴出装置１７の環と各排気溝１４1〜１４3の環の中に挿通された状態であり、動力伝達軸１２が後述するように回転移動をしても、噴出装置１７と各排気溝１４1〜１４3とに、動力伝達軸１２が挿通された状態が維持されるようになっている。
【００３２】
軸用排気装置７は、筒状部材１１に設けられ、一端が排気溝１４1〜１４3にそれぞれ接続された排気用貫通孔２７1〜２７3と、筒状部材１１の外周上に配置された排気用貫通孔２７1〜２７3の他端と真空排気装置１５との間を接続する排気用配管２８1〜２８3とを有している。
【００３３】
各排気溝１４1〜１４3は、各排気用貫通孔２７1〜２７3と排気用配管２８1〜２８3とによって、真空排気装置１５に接続されており、従って、各排気用貫通孔２７1〜２７3と、各排気用貫通孔２７1〜２７3にそれぞれ接続された排気用配管２８1〜２８3とによって、排気溝１４1〜１４3を真空排気装置１５にそれぞれ接続する排気路２９1〜２９3が構成されている。
各排気溝１４1〜１４3は、幅、深さが互いに同じに形成されている。また、各排気路２９1〜２９3は、真空排気装置１５によって、互いに同じ排気速度で真空排気されている。
【００３４】
噴出装置１７とベアリング溝１８の底面との間の供給空間１９は、大気圧よりも高圧であり、ここでは、０．５Ｍ（５×１０5）Ｐａの圧力である。各排気溝１４1〜１４3は、真空排気装置１５によって真空排気されており、少なくとも、真空槽２１に最近の排気溝１４3は、大気圧よりも低圧な真空雰囲気にされている。
【００３５】
ベアリング溝１８とベアリング溝１８に最近の排気溝１４1との間と、互いに隣接する排気溝１４1〜１４3の間と、開口２２に最近の排気溝１４3と開口２２の間とは、動力伝達軸１２の外周面と筒状部材１１の内周面との間に形成された隙間によって接続されている。噴出装置１７と動力伝達軸１２との間のベアリング空間２０に噴出装置１７から噴出されたベアリングガスは、先ず、所定の流速で、ベアリング溝１８とベアリング溝１８に最近の排気溝１４1との間に位置する、動力伝達軸１２と筒状部材１１との間に形成された隙間を流れて、ベアリング溝１８に最近の排気溝１４1に流入する。
【００３６】
ベアリング溝１８に最近の排気溝１４1に流入したベアリングガスは、真空排気装置１５によって排気されるが、排気溝１４1内から排気されずに残ったベアリングガスは残留ガスとなって、流入した排気溝１４1よりも真空槽２１の開口２２に近い次段の排気溝１４2内に流入する。
その排気溝１４2内でも、真空排気装置１５によって流入したベアリングガスは排気され、残留ガスは、更に次段の排気溝１４3内に流入する。
【００３７】
このように、複数の排気溝１４1〜１４3が設けられていると、各排気溝１４1〜１４3内には、直前のベアリング溝１８又は直前の排気溝１４1、１４2からベアリングガスが流入し、流入したベアリングガスは、真空排気装置１５により、その排気溝１４1〜１４3内から排気され、残留ガスは、直後の排気溝１４2、１４3又は真空槽２１内に流入する。
【００３８】
本実施例では、各排気路２９1〜２９3の排気コンダクタンス（排気溝１４1〜１４3と真空排気装置１５との間の各排気路２９1〜２９3の排気コンダクタンス）は、開口２２に最も近い排気溝１４3に接続された排気路２９3の排気コンダクタンスがもっとも大きくされている。
【００３９】
従って、真空排気装置１５が同じ排気速度で、各排気路２９1〜２９3内を真空排気すると、開口２２に最近の排気溝１４3内の圧力が他の排気溝１４1、１４2内の圧力より低くなり、噴出装置１７から噴出された気体の真空槽２１内へのリークは減少する。
【００４０】
噴出装置１７に近い方の排気路の排気コンダクタンスよりも、開口２２に近い方の排気路の排気コンダクタンスの方が大きくされ、すなわち、開口２２に近い排気路ほど、排気コンダクタンスが大きくされていると、真空槽２１の開口２２に最近の排気溝１４3の圧力は更に低くなり、真空槽２１内へのリークを更に減少することができる。
【００４１】
真空槽２１には、各排気溝１４1〜１４3内を真空排気する真空排気装置１５とは別の真空排気装置２５が接続されており、真空槽２１内は、開口２２に最近の排気溝１４3内の圧力よりも低い圧力に真空排気されるようになっている。
【００４２】
噴出装置１７からベアリングガスが所定圧力以上の圧力で噴出されていると、動力伝達軸１２の外周表面は、噴出装置１７の内周表面と一定距離離間するようになる。このとき、筒状部材１１の内周面と、動力伝達軸１２の外周面との間も一定距離離間し、その結果、動力伝達軸１２は筒状部材１１の内周面上に浮いて、筒状部材１１とは非接触の状態になる。
【００４３】
真空槽２１内が大気圧よりも低い圧力に真空排気されたとき、動力伝達軸１２には、大気側の部分と真空槽２１内の部分の圧力差によって、真空槽２１内に吸引する力が加わる。
本発明の動力伝達装置５は、第一、第二の板状部材３１、３２と、三個以上の球状部材３３とを有している。
【００４４】
第一の板状部材３１はリング状に形成され、リングの内周直径は動力伝達軸１２の断面の直径よりも大きくされ、内側に動力伝達軸１２が非接触で挿入された状態で、筒状部材１１に固定されている。第一の板状部材３１の真空槽２１とは逆側の面は、筒状部材１１の中心軸線に対して直角に向けられている。
第二の板状部材３２は、第一の板状部材３１の真空槽２１とは逆側の面と対面して配置されている。
【００４５】
本実施例では、第二の板状部材３２はリング状に形成され、リングの内周直径は動力伝達軸１２の断面の直径よりも大きくされ、内側に動力伝達軸１２が非接触で挿入された状態で、第二の板状部材３２から見て第一の板状部材３１とは逆側に配置されたサポート部材３４に固定されており、サポート部材３４は動力伝達軸１２に固定されている。すなわち、第二の板状部材３２はサポート部材３４を介して動力伝達軸１２に固定されている。第二の板状部材３２の、第一の板状部材３１と対面する面は、動力伝達軸１２の中心軸線３９に対して直角に向けられている。
【００４６】
各球状部材３３は、互いに同じ大きさであり、第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面に挟まれて配置されている。
動力伝達軸１２に、筒状部材１１とは非接触の状態で、真空槽２１内に吸引する力が加わると、動力伝達軸１２に対して固定された第二の板状部材３２は、第一の板状部材３１に向かって押しつけられ、各球状部材３３が第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面とそれぞれ接触した状態で、静止され、動力伝達軸１２は真空槽２１内に移動しないようになっている。各球状部材３３は互いに同じ大きさであり、第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面は互いに平行な状態に維持される。
【００４７】
第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面はそれぞれ筒状部材１１の中心軸線と動力伝達軸１２の中心軸線に対して直角に設けられており、動力伝達軸１２を真空槽２１内に引き込む力により、第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面が互いに平行な状態に維持されているとき、筒状部材１１の中心軸線と動力伝達軸１２の中心軸線は互いに平行な状態に維持される。
【００４８】
動力源１６はモーターであり、動力源１６の回転軸は一方のカップリング部材３５ｂに固定され、他方のカップリング部材３５ａはサポート部材３４に固定されている。動力伝達軸１２が真空槽２１内に引き込まれる力により中心軸線３９と平行な方向に微少距離動いても、カップリング部材３５ａ、３５ｂは、動力源１６からサポート部材３４への回転動力の伝達を継続するようになっている。
【００４９】
動力源１６から回転動力を発生させると、回転動力はカップリング部材３５ａ、３５ｂを介して、サポート部材３４に固定された動力伝達軸１２に伝達され、動力伝達軸１２が筒状部材１１及び噴出装置１７と非接触の状態で、動力伝達軸１２を、動力伝達軸１２の中心軸線３９を中心に回転移動させることができるようになっている。
【００５０】
このとき、各球状部材３３は第一、第二の板状部材３１、３２と接触しながらそれぞれ自転して、第一、第二の板状部材３１、３２には摩擦力がかからないようになっている。従って、回転動力の伝達遅延や伝達ロスは発生せず、また装置の摩耗は生じない。
【００５１】
動力伝達軸１２を真空槽２１内に引き込む力により、動力伝達軸１２の中心軸線３９は筒状部材１１の中心軸線に対して平行な一定の向きに維持されており、動力伝達軸１２に遠心力がかかっても、動力伝達軸１２は一定の向きに維持されて傾かず、筒状部材１１の内周面と接触することはない。
【００５２】
この真空装置１０では、動力伝達軸１２の真空槽２１内に位置する先端部分には、基板ホルダ４１が設けられており、基板ホルダ４１に保持された目的物(処理対象物)４２を所望方向に向かせることができるようになっている。基板ホルダ４１に限らず、真空槽２１内に配置すべき装置、例えば測定装置を設けて、動力伝達軸１２の回転移動によって、向きを変更することもできる。
【００５３】
動力伝達軸１２が回転移動するとき、動力伝達軸１２と筒状部材１１との間は非接触が維持されており、動力伝達軸１２が筒状部材１１の内周面と接触することはなく、オーリングが変形してリークが生じることもない。
【００５４】
本発明の真空装置１０には、真空槽２１の外部に配置された動力源１６から真空槽内に回転移動力を導入する装置であれば、真空槽２１内で真空処理を行わず、例えば目的物の搬出入や、目的物の搬送を行う真空装置や、真空処理の対象ではない目的物を移動させる装置等も含まれる。
【００５５】
上記実施例では第二の板状部材３２はサポート部材３４を介して動力伝達軸１２に固定されているが、第二の板状部材３２が動力伝達軸１２に直接固定された構造も本発明に含まれる。
第二の板状部材３２が動力伝達軸１２に直接固定されている場合には、第二の板状部材３２の形状はリング状に限定されず、平板形状でもよい。この場合には、サポート部材３４を省略して、動力源１６の回転軸を、カップリング部材３５ａ、３５ｂを介して、第二の板状部材３２に直接固定してもよく、又は動力伝達軸１２に直接固定してもよい。
【実施例】
【００５６】
本発明の真空装置１０と、比較例である従来の真空装置１１０の動力伝達軸１２、１１２を静止させた状態で真空槽２１、１２１内を真空排気したときの、排気時間と真空槽２１、１２１内の圧力との関係を測定した。
【００５７】
本発明の真空装置１０の測定結果を図３（ａ）に示し、比較例の真空装置１１０の結果を同図（ｂ）に示す。
図２に示した従来の真空装置１１０では真空排気を開始してから４０００秒後に８．１×１０-5Ｐａに到達した。一方、本発明の装置１０では真空排気を開始してから７２００秒後に１．２×１０-4Ｐａに到達している。動力伝達軸１２、１１２が静止していた場合、比較例の方が真空排気を行いやすいことが分かるが、本発明の軸用排気装置７によっても実用上の真空排気速度が得られている。
【００５８】
次に、動力伝達軸１２をその中心軸線３９の周りに回動させたときの真空槽内の圧力の経時変化を計測した。
図４（ａ）は本発明の真空装置１０の測定結果、同図（ｂ）は比較例の真空装置１１０の測定結果を示している。
【００５９】
本発明の真空装置１０では真空槽２１内の圧力は変動しなかった。リークレートは１．２５×１０-6Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃであった。
比較例の真空装置１１０では、動力伝達軸１１２のシール部材１１９であるオーリングが歪み、オーリングの長さ方向に部分的な伸縮が生じ、リークが発生していた。リークレートは１×１０-4Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃであった。
【符号の説明】
【００６０】
１０……真空装置
１１……筒状部材
１２……動力伝達軸
１３……圧力ガス供給装置
１４1、１４2、１４3……排気溝
１５……真空排気装置
１６……動力源
１７……噴出装置
２１……真空槽
２２……開口
２９1、２９2、２９3……排気路
３１……第一の板状部材
３２……第二の板状部材
３３……球状部材
３９……中心軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気内に回転動力を導入する動力伝達装置を有する真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空雰囲気中で、処理対象物に対する真空処理を行う真空装置では、近年、装置の大型化に伴って動力源の高出力化が求められているが、真空槽内に配置できる真空対応のモータ等が大出力に対応していないため、動力源を真空槽の外側に配置した構成が採用されている。
【０００３】
図２は、そのような従来の真空装置１１０の内部構成図であり、真空槽１２１の壁面に形成された開口１２２に動力伝達軸１１２を挿入する場合、軸受筒１１１の内周面に、ベアリング等の軸受け１１３と、オーリング（Ｏリング）等のシール部材１１９とを配置しておき、動力伝達軸１１２を軸受筒１１１に挿通して、動力伝達軸１１２を、軸受け１１３とシール部材１１９とで取り囲んだ状態で、軸受筒１１１の端部を真空槽１２１の壁面に気密に固定しておく。
【０００４】
この状態では、動力伝達軸１１２は、軸受け１１３を介して、軸受筒１１１によって保持されており、動力伝達軸１１２の大気側の端部に取り付けられたモータ１１６を起動して、動力伝達軸１１２を、動力伝達軸１１２の中心軸線を中心とする回転移動させることができる。
【０００５】
しかしながら、従来の真空装置１１０では、動力伝達軸１１２と軸受け１１３とが接触しているため、動力伝達軸１１２と軸受け１１３との間の摩擦抵抗が大きく、また動力伝達軸１１２を動かすたびに摩擦により装置の寿命が短くなるという問題があった。
【０００６】
また、シール部材１１９は、軸受け１１３よりも真空槽１２１側に位置しており、真空排気装置１２５により真空槽１２１内に真空雰囲気が形成された状態で、動力伝達軸１１２と軸受筒１１１との間の隙間と開口１２２とを通って大気が真空槽１２１内に侵入しないように構成されているが、シール部材１１９は柔軟性を有する樹脂製であり、動力伝達軸１１２が回転移動するときに変形し、少量であるが、シール部材１１９と動力伝達軸１１２又は軸受筒１１１との間を通って開口１２２から真空槽１２１内に大気が侵入するという問題があった。
【０００７】
図３（ｂ）は、動力伝達軸１１２を静止させた状態で、真空槽１２１内を、低真空状態から高真空状態に真空排気したときの真空槽１２１内の圧力変化であり、シール部材１１９の機能によって真空槽１２１内への大気の侵入が無いことが分かるが、高真空状態に達した後、動力伝達軸１１２が回転移動したときは、図４（ｂ）のように真空槽１２１内の圧力が変動しており、大気の侵入があることが分かる。
【０００８】
なお、真空側と大気側とを溶接ベローズで完全に遮断したベローズ式のシール機構では、動力伝達軸の回転移動中にシール部からのリークは起こらないが、伝達遅延や伝達ロスが発生するため、真空槽内で高精度な位置決めを行うことは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１３０２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、非接触式のシール機構を用いることにより、リークを起こすことなく真空槽外の動力源が生成する回転動力を真空槽内に導入する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、壁面に開口が設けられた真空槽と、一端が前記真空槽の壁面に気密に固定され、内部が前記開口を介して前記真空槽内に接続された筒状部材と、前記筒状部材の内部に挿入され、前記筒状部材と非接触になることができる動力伝達軸と、前記筒状部材の内周面に、前記動力伝達軸を取り囲んで設けられ、前記動力伝達軸との間に隙間を形成して、供給されたガスを前記隙間に向けて噴出する環状の噴出装置と、前記噴出装置に大気よりも高圧のベアリングガスを供給する圧力ガス供給装置と、前記噴出装置と前記開口との間の部分の前記筒状部材の内周面に、前記動力伝達軸を取り囲んで設けられ、前記動力伝達軸と前記筒状部材の内周面との間の隙間を通過した前記ベアリングガスが到達する環状の排気溝と、一端が前記排気溝に接続された排気路に接続され、前記排気路を介して前記排気溝内を真空排気する真空排気装置と、前記真空槽の外部に配置され、前記動力伝達軸を前記真空槽に対して前記動力伝達軸の中心軸線を中心として回転させることができる動力源と、を有する真空装置であって、リング状に形成され、内側に前記動力伝達軸が非接触で挿入された状態で、前記筒状部材に固定された第一の板状部材と、前記第一の板状部材と対面され、前記動力伝達軸に固定された第二の板状部材と、前記第一、第二の板状部材の互いに向かい合う面に挟まれて配置された三個以上の球状部材とを有する真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記排気溝と前記排気路をそれぞれ複数個有し、複数の前記排気路のうち、前記真空槽に最近の前記排気溝に接続された前記排気路の排気コンダクタンスが、他の前記排気溝に接続された前記排気路の排気コンダクタンスよりも大きくされた真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記排気路の排気コンダクタンスは、前記真空槽に近い方の前記排気溝に接続された方が大きくされた真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記排気溝は前記排気部の長手方向に沿って並んで３つ以上配置された真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記ガス供給部から放出される前記ガスは乾燥窒素ガス又はＡｒガスのいずれか一方又は両方である真空装置である。
【００１２】
本発明の真空装置は、筒状部材の内周面の断面形状と、噴出装置の内周面の断面形状は、動力伝達軸の断面形状を大きくした相似形である。
噴出装置から高圧のベアリングガスをベアリング空間に向けて放出すると、ベアリングガスは、筒状部材と動力伝達軸の間の隙間からベアリング空間の外部に流出しようとし、筒状部材を動力伝達軸から離間させる反発力が発生する。
【００１３】
このとき、動力伝達軸と噴出装置との間や、動力伝達軸と筒状部材内周面との間の距離が短くなった部分の反発力は大きくなり、距離が長くなった部分の反発力は小さくなるから、動力伝達軸と噴出装置及び筒状部材とは相対的に移動し、互いの距離が等しく、反発力が均一になるように、噴出装置と筒状部材と動力伝達軸の中心軸線を一致させる。
【００１４】
そうすると、動力伝達軸が、噴出装置や筒状部材とは非接触になり、反発力より小さな力が加わっても、その状態が維持される。
このときは、動力伝達軸と噴出装置の間の隙間であるベアリング空間と、筒状部材の内周面と動力伝達軸の間の隙間も環状になっている。
【００１５】
ベアリング空間から、真空槽の内部側に向かうベアリングガスは、排出溝から真空排気される。
真空槽内が大気圧より低い圧力にされると、大気側と真空槽内の圧力差によって、動力伝達軸に真空槽内に吸引する力がかかり、第二の板状部材は第一の板状部材に向かって押しつけられ、第一、第二の板状部材の間に球状部材が挟まれて、動力伝達軸は一定の向きで静止される。
【００１６】
動力伝達軸に中心軸線を中心とする回転動力を伝達すると、球状部材は第一、第二の板状部材の間に挟まれた状態でそれぞれ自転して、動力伝達軸は一定の向きに維持されたまま筒状部材と接触せずに回転移動する。
【発明の効果】
【００１７】
真空槽内の真空雰囲気を維持しながら、真空槽の外部に配置された動力源から真空槽内に回転動力を導入できるので、真空槽内の処理対象物を回転移動することが可能となる。
動力伝達軸を真空槽内に引き込む力により動力伝達軸の向きは一定に維持されるので、動力伝達軸を軸ブレさせずに高速回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の真空装置の内部構成図
【図２】従来の真空装置の内部構成図
【図３】動力伝達軸を静止させた状態で真空槽内を真空排気したときの真空槽内の圧力の経時変化を示すグラフ （ａ）：本発明の真空装置の測定結果 （ｂ）：比較例の真空装置の測定結果
【図４】動力伝達軸をその中心軸線の周りに回動させたときの真空槽内の圧力の経時変化を示すグラフ （ａ）：本発明の真空装置の測定結果 （ｂ）：比較例の真空装置の測定結果
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の真空装置１０の構造を説明する。図１は、真空装置１０の内部構成図を示している。
真空装置１０は、真空槽２１と、動力伝達装置５とを有している。
動力伝達装置５は、筒状部材１１と、動力伝達軸１２と、動力源１６と、気体ベアリング装置６と、軸用排気装置７とを有している。
【００２０】
筒状部材１１は、内部中空の円筒形状であり、真空槽２１の壁面に設けられた開口２２と内部が連通するように、その一端が真空槽２１の外壁面に気密に固定されており、筒状部材１１の内部は開口２２を介して真空槽２１内に接続されている。
【００２１】
動力伝達軸１２は、断面円形であり、その断面直径は、筒状部材１１の断面の内周直径よりも小さくされ、筒状部材１１に挿通されている。符号３９は動力伝達軸１２の中心軸線を示している。
動力伝達軸１２の一端は、開口２２から真空槽２１の内部に挿入され、他端は、筒状部材１１からはみ出しており、はみ出した部分は、サポート部材３４とカップリング部材（軸継手）３５ａ、３５ｂとを介して動力源１６に取り付けられている。
気体ベアリング装置６は、噴出装置１７と、圧力ガス供給装置（コンプレッサー）１３とを有している。
【００２２】
筒状部材１１の内周面には、環状であって、動力伝達軸１２の周囲を取り囲むベアリング溝１８が設けられている。噴出装置１７はカーボン製多孔質体であり、環状に形成され、動力伝達軸１２を取り囲むようにベアリング溝１８の内部に配置され、筒状部材１１に固定されている。
【００２３】
噴出装置１７とベアリング溝１８の底面との間には、環状の隙間である供給空間１９が形成されている。筒状部材１１には、給気用貫通孔２６ａが形成されており、給気用貫通孔２６ａの一端の開口はベアリング溝１８の底面に露出され、他端の開口は筒状部材１１の外周面に露出されている。
給気用貫通孔２６ａの、筒状部材１１の外周側面に位置する開口は、給気用配管２６ｂによって、圧力ガス供給装置１３に接続されている。
【００２４】
圧力ガス供給装置１３は、大気圧よりも高い圧力のベアリングガスを供給する装置であり、ベアリングガスには、真空槽２１内で行われている目的物の真空処理に対して影響を与えないガスが望ましく、乾燥窒素ガス又はＡｒガスのいずれか一方のガス又は混合したガスを安価に用いることができる。
【００２５】
圧力ガス供給装置１３から放出されたベアリングガスは、給気用配管２６ｂと給気用貫通孔２６ａとを通って供給空間１９に供給される。従って、給気用貫通孔２６ａと給気用配管２６ｂによって、ベアリングガスが通ってベアリング溝１８の供給空間１９の部分に供給される給気路２６が形成されている。
【００２６】
噴出装置１７の断面の内周直径は、動力伝達軸１２の断面直径よりも大きく形成されており、噴出装置１７と動力伝達軸１２との間にも、環状の隙間であるベアリング空間２０が形成されている。
【００２７】
環状の噴出装置１７の外周面は供給空間１９に露出され、内周面はベアリング空間２０に露出しており、噴出装置１７の外周面と内周面には、それぞれ開口が複数個形成されている。外周面の複数の開口と内周面の複数の開口は、噴出装置１７の内部の複数の細孔によってそれぞれ接続されており、外周面に接する供給空間１９と、内周面に接するベアリング空間２０との間は、複数の細孔によって接続されている。
【００２８】
給気路２６を通過して圧力ガス供給装置１３から高圧のベアリングガスが外周面側の供給空間１９に供給されると、その供給空間１９の圧力は上昇し、外周面上の細孔の開口が導入口となり、内周面上の細孔の開口が噴出口となり、供給されたベアリングガスは細孔を通過してベアリング空間２０に向けて噴出され、筒状部材１１と動力伝達軸１２との間の隙間を通って、ベアリング空間２０の外部に流出しようとする。
【００２９】
軸用排気装置７は、筒状部材１１の内周面に形成された一又は二以上の排気溝１４1〜１４3と、排気溝１４1〜１４3内を真空排気する真空排気装置１５とを有している。
なお、後述するように、軸用排気装置７の真空排気装置１５は、真空槽２１内を真空排気する真空排気装置２５とは別の装置である。
【００３０】
本実施例では、軸用排気装置７は、三個の排気溝１４1〜１４3を有している。
各排気溝１４1〜１４3は環状であり、噴出装置１７と開口２２との間の部分に、動力伝達軸１２を取り囲んで設けられてる。各排気溝１４1〜１４3は、互いに離間しており、ベアリング溝１８と開口２２とからも離間している。
【００３１】
動力伝達軸１２は、噴出装置１７の環と各排気溝１４1〜１４3の環の中に挿通された状態であり、動力伝達軸１２が後述するように回転移動をしても、噴出装置１７と各排気溝１４1〜１４3とに、動力伝達軸１２が挿通された状態が維持されるようになっている。
【００３２】
軸用排気装置７は、筒状部材１１に設けられ、一端が排気溝１４1〜１４3にそれぞれ接続された排気用貫通孔２７1〜２７3と、筒状部材１１の外周上に配置された排気用貫通孔２７1〜２７3の他端と真空排気装置１５との間を接続する排気用配管２８1〜２８3とを有している。
【００３３】
各排気溝１４1〜１４3は、各排気用貫通孔２７1〜２７3と排気用配管２８1〜２８3とによって、真空排気装置１５に接続されており、従って、各排気用貫通孔２７1〜２７3と、各排気用貫通孔２７1〜２７3にそれぞれ接続された排気用配管２８1〜２８3とによって、排気溝１４1〜１４3を真空排気装置１５にそれぞれ接続する排気路２９1〜２９3が構成されている。
各排気溝１４1〜１４3は、幅、深さが互いに同じに形成されている。また、各排気路２９1〜２９3は、真空排気装置１５によって、互いに同じ排気速度で真空排気されている。
【００３４】
噴出装置１７とベアリング溝１８の底面との間の供給空間１９は、大気圧よりも高圧であり、ここでは、０．５Ｍ（５×１０5）Ｐａの圧力である。各排気溝１４1〜１４3は、真空排気装置１５によって真空排気されており、少なくとも、真空槽２１に最近の排気溝１４3は、大気圧よりも低圧な真空雰囲気にされている。
【００３５】
ベアリング溝１８とベアリング溝１８に最近の排気溝１４1との間と、互いに隣接する排気溝１４1〜１４3の間と、開口２２に最近の排気溝１４3と開口２２の間とは、動力伝達軸１２の外周面と筒状部材１１の内周面との間に形成された隙間によって接続されている。噴出装置１７と動力伝達軸１２との間のベアリング空間２０に噴出装置１７から噴出されたベアリングガスは、先ず、所定の流速で、ベアリング溝１８とベアリング溝１８に最近の排気溝１４1との間に位置する、動力伝達軸１２と筒状部材１１との間に形成された隙間を流れて、ベアリング溝１８に最近の排気溝１４1に流入する。
【００３６】
ベアリング溝１８に最近の排気溝１４1に流入したベアリングガスは、真空排気装置１５によって排気されるが、排気溝１４1内から排気されずに残ったベアリングガスは残留ガスとなって、流入した排気溝１４1よりも真空槽２１の開口２２に近い次段の排気溝１４2内に流入する。
その排気溝１４2内でも、真空排気装置１５によって流入したベアリングガスは排気され、残留ガスは、更に次段の排気溝１４3内に流入する。
【００３７】
このように、複数の排気溝１４1〜１４3が設けられていると、各排気溝１４1〜１４3内には、直前のベアリング溝１８又は直前の排気溝１４1、１４2からベアリングガスが流入し、流入したベアリングガスは、真空排気装置１５により、その排気溝１４1〜１４3内から排気され、残留ガスは、直後の排気溝１４2、１４3又は真空槽２１内に流入する。
【００３８】
本実施例では、各排気路２９1〜２９3の排気コンダクタンス（排気溝１４1〜１４3と真空排気装置１５との間の各排気路２９1〜２９3の排気コンダクタンス）は、開口２２に最も近い排気溝１４3に接続された排気路２９3の排気コンダクタンスがもっとも大きくされている。
【００３９】
従って、真空排気装置１５が同じ排気速度で、各排気路２９1〜２９3内を真空排気すると、開口２２に最近の排気溝１４3内の圧力が他の排気溝１４1、１４2内の圧力より低くなり、噴出装置１７から噴出された気体の真空槽２１内へのリークは減少する。
【００４０】
噴出装置１７に近い方の排気路の排気コンダクタンスよりも、開口２２に近い方の排気路の排気コンダクタンスの方が大きくされ、すなわち、開口２２に近い排気路ほど、排気コンダクタンスが大きくされていると、真空槽２１の開口２２に最近の排気溝１４3の圧力は更に低くなり、真空槽２１内へのリークを更に減少することができる。
【００４１】
真空槽２１には、各排気溝１４1〜１４3内を真空排気する真空排気装置１５とは別の真空排気装置２５が接続されており、真空槽２１内は、開口２２に最近の排気溝１４3内の圧力よりも低い圧力に真空排気されるようになっている。
【００４２】
噴出装置１７からベアリングガスが所定圧力以上の圧力で噴出されていると、動力伝達軸１２の外周表面は、噴出装置１７の内周表面と一定距離離間するようになる。このとき、筒状部材１１の内周面と、動力伝達軸１２の外周面との間も一定距離離間し、その結果、動力伝達軸１２は筒状部材１１の内周面上に浮いて、筒状部材１１とは非接触の状態になる。
【００４３】
真空槽２１内が大気圧よりも低い圧力に真空排気されたとき、動力伝達軸１２には、大気側の部分と真空槽２１内の部分の圧力差によって、真空槽２１内に吸引する力が加わる。
本発明の動力伝達装置５は、第一、第二の板状部材３１、３２と、三個以上の球状部材３３とを有している。
【００４４】
第一の板状部材３１はリング状に形成され、リングの内周直径は動力伝達軸１２の断面の直径よりも大きくされ、内側に動力伝達軸１２が非接触で挿入された状態で、筒状部材１１に固定されている。第一の板状部材３１の真空槽２１とは逆側の面は、筒状部材１１の中心軸線に対して直角に向けられている。
第二の板状部材３２は、第一の板状部材３１の真空槽２１とは逆側の面と対面して配置されている。
【００４５】
本実施例では、第二の板状部材３２はリング状に形成され、リングの内周直径は動力伝達軸１２の断面の直径よりも大きくされ、内側に動力伝達軸１２が非接触で挿入された状態で、第二の板状部材３２から見て第一の板状部材３１とは逆側に配置されたサポート部材３４に固定されており、サポート部材３４は動力伝達軸１２に固定されている。すなわち、第二の板状部材３２はサポート部材３４を介して動力伝達軸１２に固定されている。第二の板状部材３２の、第一の板状部材３１と対面する面は、動力伝達軸１２の中心軸線３９に対して直角に向けられている。
【００４６】
各球状部材３３は、互いに同じ大きさであり、第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面に挟まれて配置されている。
動力伝達軸１２に、筒状部材１１とは非接触の状態で、真空槽２１内に吸引する力が加わると、動力伝達軸１２に対して固定された第二の板状部材３２は、第一の板状部材３１に向かって押しつけられ、各球状部材３３が第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面とそれぞれ接触した状態で、静止され、動力伝達軸１２は真空槽２１内に移動しないようになっている。各球状部材３３は互いに同じ大きさであり、第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面は互いに平行な状態に維持される。
【００４７】
第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面はそれぞれ筒状部材１１の中心軸線と動力伝達軸１２の中心軸線に対して直角に設けられており、動力伝達軸１２を真空槽２１内に引き込む力により、第一、第二の板状部材３１、３２の互いに向かい合う面が互いに平行な状態に維持されているとき、筒状部材１１の中心軸線と動力伝達軸１２の中心軸線は互いに平行な状態に維持される。
【００４８】
動力源１６はモーターであり、動力源１６の回転軸は一方のカップリング部材３５ｂに固定され、他方のカップリング部材３５ａはサポート部材３４に固定されている。動力伝達軸１２が真空槽２１内に引き込まれる力により中心軸線３９と平行な方向に微少距離動いても、カップリング部材３５ａ、３５ｂは、動力源１６からサポート部材３４への回転動力の伝達を継続するようになっている。
【００４９】
動力源１６から回転動力を発生させると、回転動力はカップリング部材３５ａ、３５ｂを介して、サポート部材３４に固定された動力伝達軸１２に伝達され、動力伝達軸１２が筒状部材１１及び噴出装置１７と非接触の状態で、動力伝達軸１２を、動力伝達軸１２の中心軸線３９を中心に回転移動させることができるようになっている。
【００５０】
このとき、各球状部材３３は第一、第二の板状部材３１、３２と接触しながらそれぞれ自転して、第一、第二の板状部材３１、３２には摩擦力がかからないようになっている。従って、回転動力の伝達遅延や伝達ロスは発生せず、また装置の摩耗は生じない。
【００５１】
動力伝達軸１２を真空槽２１内に引き込む力により、動力伝達軸１２の中心軸線３９は筒状部材１１の中心軸線に対して平行な一定の向きに維持されており、動力伝達軸１２に遠心力がかかっても、動力伝達軸１２は一定の向きに維持されて傾かず、筒状部材１１の内周面と接触することはない。
【００５２】
この真空装置１０では、動力伝達軸１２の真空槽２１内に位置する先端部分には、基板ホルダ４１が設けられており、基板ホルダ４１に保持された目的物(処理対象物)４２を所望方向に向かせることができるようになっている。基板ホルダ４１に限らず、真空槽２１内に配置すべき装置、例えば測定装置を設けて、動力伝達軸１２の回転移動によって、向きを変更することもできる。
【００５３】
動力伝達軸１２が回転移動するとき、動力伝達軸１２と筒状部材１１との間は非接触が維持されており、動力伝達軸１２が筒状部材１１の内周面と接触することはなく、オーリングが変形してリークが生じることもない。
【００５４】
本発明の真空装置１０には、真空槽２１の外部に配置された動力源１６から真空槽内に回転移動力を導入する装置であれば、真空槽２１内で真空処理を行わず、例えば目的物の搬出入や、目的物の搬送を行う真空装置や、真空処理の対象ではない目的物を移動させる装置等も含まれる。
【００５５】
上記実施例では第二の板状部材３２はサポート部材３４を介して動力伝達軸１２に固定されているが、第二の板状部材３２が動力伝達軸１２に直接固定された構造も本発明に含まれる。
第二の板状部材３２が動力伝達軸１２に直接固定されている場合には、第二の板状部材３２の形状はリング状に限定されず、平板形状でもよい。この場合には、サポート部材３４を省略して、動力源１６の回転軸を、カップリング部材３５ａ、３５ｂを介して、第二の板状部材３２に直接固定してもよく、又は動力伝達軸１２に直接固定してもよい。
【実施例】
【００５６】
本発明の真空装置１０と、比較例である従来の真空装置１１０の動力伝達軸１２、１１２を静止させた状態で真空槽２１、１２１内を真空排気したときの、排気時間と真空槽２１、１２１内の圧力との関係を測定した。
【００５７】
本発明の真空装置１０の測定結果を図３（ａ）に示し、比較例の真空装置１１０の結果を同図（ｂ）に示す。
図２に示した従来の真空装置１１０では真空排気を開始してから４０００秒後に８．１×１０-5Ｐａに到達した。一方、本発明の装置１０では真空排気を開始してから７２００秒後に１．２×１０-4Ｐａに到達している。動力伝達軸１２、１１２が静止していた場合、比較例の方が真空排気を行いやすいことが分かるが、本発明の軸用排気装置７によっても実用上の真空排気速度が得られている。
【００５８】
次に、動力伝達軸１２をその中心軸線３９の周りに回動させたときの真空槽内の圧力の経時変化を計測した。
図４（ａ）は本発明の真空装置１０の測定結果、同図（ｂ）は比較例の真空装置１１０の測定結果を示している。
【００５９】
本発明の真空装置１０では真空槽２１内の圧力は変動しなかった。リークレートは１．２５×１０-6Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃであった。
比較例の真空装置１１０では、動力伝達軸１１２のシール部材１１９であるオーリングが歪み、オーリングの長さ方向に部分的な伸縮が生じ、リークが発生していた。リークレートは１×１０-4Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃであった。
【符号の説明】
【００６０】
１０……真空装置
１１……筒状部材
１２……動力伝達軸
１３……圧力ガス供給装置
１４1、１４2、１４3……排気溝
１５……真空排気装置
１６……動力源
１７……噴出装置
２１……真空槽
２２……開口
２９1、２９2、２９3……排気路
３１……第一の板状部材
３２……第二の板状部材
３３……球状部材
３９……中心軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面に開口が設けられた真空槽と、
一端が前記真空槽の壁面に気密に固定され、内部が前記開口を介して前記真空槽内に接続された筒状部材と、
前記筒状部材の内部に挿入され、前記筒状部材と非接触になることができる動力伝達軸と、
前記筒状部材の内周面に、前記動力伝達軸を取り囲んで設けられ、前記動力伝達軸との間に隙間を形成して、供給されたガスを前記隙間に向けて噴出する環状の噴出装置と、
前記噴出装置に大気よりも高圧のベアリングガスを供給する圧力ガス供給装置と、
前記噴出装置と前記開口との間の部分の前記筒状部材の内周面に、前記動力伝達軸を取り囲んで設けられ、前記動力伝達軸と前記筒状部材の内周面との間の隙間を通過した前記ベアリングガスが到達する環状の排気溝と、
一端が前記排気溝に接続された排気路に接続され、前記排気路を介して前記排気溝内を真空排気する真空排気装置と、
前記真空槽の外部に配置され、前記動力伝達軸を前記真空槽に対して前記動力伝達軸の中心軸線を中心として回転させることができる動力源と、
を有する真空装置であって、
リング状に形成され、内側に前記動力伝達軸が非接触で挿入された状態で、前記筒状部材に固定された第一の板状部材と、
前記第一の板状部材と対面され、前記動力伝達軸に固定された第二の板状部材と、
前記第一、第二の板状部材の互いに向かい合う面に挟まれて配置された三個以上の球状部材とを有する真空装置。
【請求項２】
前記排気溝と前記排気路をそれぞれ複数個有し、
複数の前記排気路のうち、前記真空槽に最近の前記排気溝に接続された前記排気路の排気コンダクタンスが、他の前記排気溝に接続された前記排気路の排気コンダクタンスよりも大きくされた請求項１記載の真空装置。
【請求項３】
前記排気路の排気コンダクタンスは、前記真空槽に近い方の前記排気溝に接続された方が大きくされた請求項１又は２のいずれか１項記載の真空装置。
【請求項４】
前記排気溝は前記排気部の長手方向に沿って並んで３つ以上配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の真空装置。
【請求項５】
前記ガス供給部から放出される前記ガスは乾燥窒素ガス又はＡｒガスのいずれか一方又は両方である請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の真空装置。
【請求項１】
壁面に開口が設けられた真空槽と、
一端が前記真空槽の壁面に気密に固定され、内部が前記開口を介して前記真空槽内に接続された筒状部材と、
前記筒状部材の内部に挿入され、前記筒状部材と非接触になることができる動力伝達軸と、
前記筒状部材の内周面に、前記動力伝達軸を取り囲んで設けられ、前記動力伝達軸との間に隙間を形成して、供給されたガスを前記隙間に向けて噴出する環状の噴出装置と、
前記噴出装置に大気よりも高圧のベアリングガスを供給する圧力ガス供給装置と、
前記噴出装置と前記開口との間の部分の前記筒状部材の内周面に、前記動力伝達軸を取り囲んで設けられ、前記動力伝達軸と前記筒状部材の内周面との間の隙間を通過した前記ベアリングガスが到達する環状の排気溝と、
一端が前記排気溝に接続された排気路に接続され、前記排気路を介して前記排気溝内を真空排気する真空排気装置と、
前記真空槽の外部に配置され、前記動力伝達軸を前記真空槽に対して前記動力伝達軸の中心軸線を中心として回転させることができる動力源と、
を有する真空装置であって、
リング状に形成され、内側に前記動力伝達軸が非接触で挿入された状態で、前記筒状部材に固定された第一の板状部材と、
前記第一の板状部材と対面され、前記動力伝達軸に固定された第二の板状部材と、
前記第一、第二の板状部材の互いに向かい合う面に挟まれて配置された三個以上の球状部材とを有する真空装置。
【請求項２】
前記排気溝と前記排気路をそれぞれ複数個有し、
複数の前記排気路のうち、前記真空槽に最近の前記排気溝に接続された前記排気路の排気コンダクタンスが、他の前記排気溝に接続された前記排気路の排気コンダクタンスよりも大きくされた請求項１記載の真空装置。
【請求項３】
前記排気路の排気コンダクタンスは、前記真空槽に近い方の前記排気溝に接続された方が大きくされた請求項１又は２のいずれか１項記載の真空装置。
【請求項４】
前記排気溝は前記排気部の長手方向に沿って並んで３つ以上配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の真空装置。
【請求項５】
前記ガス供給部から放出される前記ガスは乾燥窒素ガス又はＡｒガスのいずれか一方又は両方である請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の真空装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１２７３７６（Ｐ２０１２−１２７３７６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７７５０５（Ｐ２０１０−２７７５０５）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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