電子ビーム加工で使用するためのチャンバ構造
【課題】 電子ビーム加工で使用するためのチャンバ構造を提供する。
【解決手段】 ワークピースの真空電子ビーム溶接用のチャンバ構造１００は、チャンバを画定しかつ少なくとも１つのロード／アンロード開口部３０を有するチャンバハウジング２６と、ロード／アンロード開口部３０を囲みかつロード／アンロード開口部３０に対して回転軸線を中心に回転可能であるようにチャンバハウジング２６に支持されるリング２と、ロード／アンロード開口部３０をシールして閉じるためにリング２に接続されかつロード／アンロード開口部３０に対してリング２と共に回転可能であるチャンバ閉鎖部３とを備えること特徴とする。
【解決手段】 ワークピースの真空電子ビーム溶接用のチャンバ構造１００は、チャンバを画定しかつ少なくとも１つのロード／アンロード開口部３０を有するチャンバハウジング２６と、ロード／アンロード開口部３０を囲みかつロード／アンロード開口部３０に対して回転軸線を中心に回転可能であるようにチャンバハウジング２６に支持されるリング２と、ロード／アンロード開口部３０をシールして閉じるためにリング２に接続されかつロード／アンロード開口部３０に対してリング２と共に回転可能であるチャンバ閉鎖部３とを備えること特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム加工で、特に、ワークピースの真空電子ビーム溶接で使用するためのチャンバ構造、特に、小型チャンバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークピースの真空電子ビーム溶接のような電子ビーム加工は、通常、保持ツールがワークピースの側に配置されるチャンバ内で行われる。保持ツールは、ワークピースと共に供給され、閉鎖可能なチャンバ開口部を通してアンロードされる。
【０００３】
シームを溶接装置とワークピースとの間に溶接するために必要な相対移動は、例えば、電子ビームの磁気偏向によって、または電子ビーム発生器を移動させることによって、または１つ以上の軸を有するマニピュレータを使用してワークピースを移動させることによって、またはこれらの方法の組み合わせによって行われる。
【０００４】
特に、小型チャンバ内で小型ワークピースを溶接する場合、小型チャンバの開口部を通したワークピースの交換がしばしば困難になるために時間を浪費する。そのため、これらのような小型ワークピースの大規模な製造のために、ワークピースを移動させるためのマニピュレータを伴う保持ツールを、取り外し可能なチャンバ基板に取り付けることができる機械が開発されてきた。取り外し可能なチャンバ基板は、ワークピースを交換するために下降させることができるチャンバ閉鎖部の一形態でもある。複数のワークピースを保持するように、チャンバ基板を設計することもできる。
【０００５】
高価な電子ビーム溶接設備のサイクル時間を最小にするために、交換可能な２つのチャンバ基板を交互に使用することが知られている。この場合、一方のワークピースはチャンバ外の１つのチャンバ基板で交換することができ、他方のワークピースは第２のチャンバ基板を使用してチャンバ内で溶接される。次に、ワークピースを保持している基板が交換される。
【０００６】
これらのようなチャンバ構造では、チャンバに配置されるマニピュレータのマニピュレータ軸を移動させるための駆動装置は、例えば、チャンバ基板に取り付けられる。前記駆動装置には、可撓性接続ラインを介して流体が供給される。
【０００７】
（特許文献１）は、イオンビームを発生させるためのイオンビーム源と、ワークピースの１つの表面にイオンを注入するためにワークピースが位置決めされる真空チャンバまたは注入チャンバとを有するイオン注入装置を開示している。イオン注入装置は、注入チャンバに接続されかつワークピースを保持するワークピース保持構造を有する。ワークピース保持構造は、ワークピースが回転できるように注入チャンバに嵌合される回転構成要素と、回転構成要素に移動可能に接続される移動構成要素とを備える。
【０００８】
（特許文献２）は、イオンビームを発生させるためのイオンビーム源と、ワークピースの１つの表面にイオンを注入するためにワークピースが位置決めされる真空チャンバまたは注入チャンバとを備えるイオン注入装置を開示している。イオン注入装置は、注入チャンバの１つの壁部の開口部を通って注入チャンバの内部領域内に延びる走査アームを有するワークピース保持構造を備える。
【０００９】
（特許文献３）は、任意の所望の幾何学的構造のワークピースに硬化工程および溶接工程を行うために使用される旋回可能な電子銃を開示している。２部分ハウジングは電子銃と被注入物との間に配置され、またこのハウジングの分離箇所は斜めに延びる。駆動要素は、分離箇所の領域に配置され、駆動ディスクを間に有する２つのディスクからなる。駆動ディスクの回転中に、これらのディスク群、すなわちハウジングの部分は、適切な歯付き要素によって互いに移動される。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６７１０３６０Ｂ２号明細書
【特許文献２】米国特許第７０３０３９５Ｂ２号明細書
【特許文献３】独国特許発明第４４２５０９０Ｃ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、小型ワークピースを効率的に加工できる、電子ビーム加工で使用するためのチャンバ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、請求項１に記載のチャンバ構造によって達成される。
別の有利な実施形態は従属請求項に規定されている。
【００１３】
本発明のチャンバ構造は、チャンバを画定しかつ少なくとも１つのロード／アンロード開口部を有するチャンバハウジングと、ロード／アンロード開口部を囲み、かつロード／アンロード開口部に対して回転軸線を中心に回転可能であるようにチャンバハウジングに支持されるリングと、ロード／アンロード開口部をシールして閉じるためにリングに接続可能でありかつロード／アンロード開口部に対してリングと共に回転可能であるチャンバ閉鎖部とを備える。本発明の１つの基本的な考えは、例えばチャンバ基板の形状であり得るチャンバ閉鎖部を駆動して回転軸線を中心に回転させることであり、したがって、チャンバ内にマニピュレータを物理的に設ける必要なしにマニピュレータ軸を提供することである。
【００１４】
本発明のチャンバ構造は、リングを駆動し、リングに接続されたチャンバ閉鎖部も回転するように駆動する回転駆動装置を備えることが好ましい。
【００１５】
本発明のチャンバ構造は、チャンバが真空にされる多数の例において、負圧のみによって、チャンバ閉鎖部をリングに保持できる。大きな力が負圧に抗する場合、例えば、チャンバ閉鎖部がチャンバ基板の形状であり、重いワークピースが保持されている場合、本発明のチャンバ構造は、ロック手段によって、チャンバ閉鎖部をリングにロックできることが好ましい。
【００１６】
本発明のチャンバ構造は、ポンプを備え、チャンバハウジングは、チャンバを真空にするためのおよび流体をチャンバに流入させるための入口／出口開口部を備えることが好ましい。
【００１７】
本発明のチャンバ構造は、チャンバ閉鎖部を上昇させてチャンバ閉鎖部をリングに接続することによって、チャンバハウジングのロード／アンロード開口部を閉じるための、およびチャンバ閉鎖部を下降させることによってロード／アンロード開口部を開くための昇降手段を備えることが好ましい。
【００１８】
本発明のチャンバ構造は、チャンバ閉鎖部が、回転軸線を中心に回転させるためにリングに接続可能な外部要素と、ロード／アンロード開口部がチャンバ閉鎖部によって閉じられている状態において、チャンバに対面する外部要素の側に配置される内部要素とを備えることが好ましい。
【００１９】
内部要素は、移動可能であり、外部要素に対して選択的にロックできることが好ましい。その結果、別のマニピュレータ軸を設けることが可能になる。
【００２０】
本発明のチャンバ構造は、内部要素に回転不能に接続された軸と、楔状の環状間隙を形成する軸に対向する外部要素の環状面と、環状間隙に相補的であり、かつ軸の長手方向軸線の周りでまたその長手方向軸線と同軸に移動可能であるように配置される楔形状のリングと、内部要素と外部要素との間に強制嵌合を生じさせるために、軸の長手方向軸線の方向においてリングを環状間隙に付勢するばねとを備えるカップリングを備えることが好ましい。外部要素に対する内部要素の選択的な移動およびロックが許容される。
【００２１】
本発明のチャンバ構造は、外部要素に対する内部要素の移動を選択的に許容できるようにするために、楔状のリングがばねの付勢に抗して移動可能であることが好ましい。
【００２２】
内部要素は、外部要素の回転中に、例えば昇降手段のような外部手段に接続されるように適合され、この外部手段によって、内部要素を回転不能に保持できるか、または外部要素の回転とは独立して内部要素を回転駆動できることが好ましい。
【００２３】
本発明のチャンバ構造は、外部要素または内部要素に配置される歯付きリングと、外部要素および内部要素によって他の要素に保持され、歯付きリングに係合し、外部要素および内部要素の相対運動によって駆動でき、歯付きリングを回転させるために駆動軸（例えばワークピース保持手段）に接続される歯車とを備えることが好ましい。
【００２４】
実施形態の別の特徴および利点は、図面に基づく実施形態の説明によって明確にされる。
【実施例】
【００２５】
チャンバハウジングに隣接してまたはその中に配置できる電子ビーム発生器、偏向コイル等のような電子ビーム加工用の別の手段は、図面に示されていない。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態によるチャンバ構造１００の一実施形態を示している。チャンバ構造１００は、チャンバハウジング２６を備えている。チャンバハウジング２６は、チャンバ２３を画定している。チャンバ２３では、ワークピースの真空電子ビーム溶接のような電子ビーム加工を行うことができる。本実施形態では、チャンバハウジング２６は、環状円筒の壁部１とカバー２２とロード／アンロード開口部３０とを備える。壁部１の円筒軸線により、チャンバ２３の垂直軸線が規定される。カバー２２は、垂直軸線の方向においてチャンバ２３の上部境界を形成する。ロード／アンロード開口部３０は、垂直軸線の方向においてチャンバハウジング２６の下面に形成され、環状円筒の壁部１と同一の直径を有する環状形状である。
【００２７】
チャンバ構造１００はリング２をさらに備える。環状のリング２は外歯システム２ａを備える。リング２は、ロード／アンロード開口部３０を有するチャンバハウジング２６の側面において、ロード／アンロード開口部３０を画定するようにその開口部３０を囲むべく、軸受３６と環状のシール５とを介して壁部１の外側に支持および配置される。リング２は、その中心点にある回転軸線３１を中心に、玉軸受の形態の軸受３６を介してロード／アンロード開口部３０に対して回転可能である。本実施形態の回転軸線３１は壁部１の円筒軸線に一致する。シール５はチャンバハウジング２６とリング２との間に配置される。シール５は、例えば、乾性油または表面油を流動させることができる、ドイツ連邦共和国のヴァインハイムにあるフロイデンベルク社（Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＯリングシールである。
【００２８】
チャンバ構造１００はチャンバ閉鎖部３も有する。本実施形態では、チャンバ閉鎖部３は環状板状の基板である。チャンバ閉鎖部３は、ロード／アンロード開口部３０のシール閉鎖部用のリング２に接続可能である。閉鎖状態において、リング２の溝に保持される環状シール３７はリング２とチャンバ閉鎖部３との間に配置される。閉鎖状態において、チャンバ閉鎖部３は、リング２にのみ接続され、このようにして、リング２と共に、壁部１に対して回転可能である。
【００２９】
チャンバ構造１００は回転駆動装置４をさらに備える。回転駆動装置４は、電動モータのようなモータ４ａと駆動軸４ｂとピニオン４ｃとを備える。ピニオン４ｃは駆動軸４ｂに回転不能に設けられる。モータ４ａは駆動軸４ｂを駆動する。ピニオン４ｃがリング２の外歯システム２ａに係合するように、回転駆動装置４が壁部１の外側に配置される。
【００３０】
チャンバ構造１００は壁部１の入口／出口開口部３２とポンプ３３とをさらに備える。本実施形態では、ポンプ３３は、壁部１の外側に配置され、またライン３５を介して壁部１の入口／出口開口部３２に、すなわちチャンバ２３に接続される。
【００３１】
チャンバ構造１００は、本実施形態において昇降手段６の形態の外部手段をさらに備える。一例として、昇降手段６は空圧式であり得る。本実施形態において、チャンバ閉鎖部３を方向Ｈに上昇させてリング２に対してチャンバ閉鎖部３を移動させ、チャンバ閉鎖部３を方向Ｓに下降させてリング２から取り外すために、昇降手段６が設けられる。本実施形態では、方向ＨとＳは回転軸線３１に対して同軸である。
【００３２】
チャンバ構造１００は代替構造を備え得る。いくつかの別形態について以下に説明する。
【００３３】
チャンバハウジングの壁部およびカバーを一体形成することが可能である。ロード／アンロード開口部をチャンバの各側面に設け得る。複数のロード／アンロード開口部を設けることが可能であり、またチャンバハウジングの任意の所望の位置に配置することが可能である。さらに、チャンバハウジングは、任意の所望の形状を有することが可能であり、例えば箱状であってもよい。チャンバハウジングは、リングを回転運動するように取り付けることができる環状接管、取付具等をロード／アンロード開口部に備えれば十分である。ロック手段（図示はしない）は、リングに直接または隣接して設けることができ、例えば、チャンバ閉鎖部とリングとの間の差込嵌合部の形態、または円筒がリングを通してチャンバ閉鎖部に挿入されるプラグ接続部であってもよい。
【００３４】
図１に示されている第１の実施形態を参照して、チャンバ構造１００の作動について以下に説明する。
【００３５】
昇降手段６は、方向Ｈにおいてチャンバ閉鎖部３をリング２まで上昇させることによってチャンバ閉鎖部３を移動させる。この工程により、チャンバ閉鎖部３がロード／アンロード開口部３０を閉じることになる。次に、ポンプ３３を作動させることによって、入口／出口開口部３２とライン３５とを介して、負圧がチャンバ２３内に発生される。このようにして、チャンバ閉鎖部３がリング２にまたはその上に保持される。チャンバ閉鎖部３を確実に固定するために、例えば、重いワークピースによって荷重が生じることによって、チャンバ２３内の負圧にもかかわらずチャンバ閉鎖部３がリング２から外れることを、付加的に設けたロック装置によって防止できる。チャンバ２３内の負圧を維持するために、シール５が壁部１とリング２との間に設けられ、シール３７がチャンバ閉鎖部３とリング２との間に設けられる。負圧がチャンバ２３内に発生して、チャンバ閉鎖部３がリング２にまたはその上に保持されるとすぐに、昇降手段６がチャンバ閉鎖部３から方向Ｓに取り外される。この状態は図１に示されている。
【００３６】
回転駆動装置４用のモータ４ａは、この状態において、駆動軸４ｂと、外歯システム２ａに係合するピニオン４ｃとを介してリング２を回転駆動することが可能である。この工程中に、リング２は、軸受３６において壁部１の外側に沿って回転する。チャンバ閉鎖部３をリング２に接続した結果、リング２が回転するときに、リング２と共にチャンバ閉鎖部３が回転する。
【００３７】
チャンバ２３を開くために、昇降手段６が方向Ｈに移動される。チャンバ閉鎖部３を方向Ｓに下降させることによってロード／アンロード開口部３０を開くことができるように、空気のような流体が、ポンプ３３、ライン３５および入口／出口開口部３２を介して、および／または図示されていない弁を介してチャンバ２３に入れられる。
【００３８】
第１の実施形態は、チャンバの内部に駆動軸を設けることなく、また駆動軸がチャンバの壁部を貫通することなく、ワークピース用の運動軸が内部に設けられるチャンバ構造を提供する。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２は、チャンバ構造１００の第２の実施形態を示している。第２の実施形態は、以下に説明するチャンバ閉鎖部３の構成と特徴とを除いて、第１の実施形態に一致する。第１の実施形態と同様に、チャンバ閉鎖部３は基板の形状である。本実施形態のチャンバ閉鎖部３は外部要素１２と内部要素１４とカップリング２７とを備える。
【００４０】
第１の実施形態のチャンバ閉鎖部３と同様に、外部要素１２は、回転軸線３１を中心に回転させるためにリング２に接続可能である。外部要素１２は、中央の貫通孔４２を有する中央の凹部４１を外側に有する環状板状である。ロック手段４３は、中央の凹部４１に回転不能に配置され、またロック手段４３の内側において回転軸線３１の周りに円錐環状面３４を有する。回転軸線３１は円錐環状面３４の円錐軸線に一致する。
【００４１】
ロード／アンロード開口部３０が、チャンバ閉鎖部３によって閉じられている状態において、内部要素１４はチャンバ２３に対面するように外部要素１２の内部に配置される。外部要素１２に対面する側において、内部要素１４は突出部３９を備える。内部要素１４は、回転軸線３１に対して同軸方向にある貫通孔４０も備える。
【００４２】
本実施形態では、カップリング２７は、軸９、外部要素１２の環状面３４、リング１５およびばね１６を備える。軸９は内部要素１４に回転不能に接続されかつそれにシールされる。軸９が環状面３４に対向して配置されて、楔状の環状間隙Ｆを形成する。チャンバ２３の反対側の軸９の端部に、軸９は溝１１を有する。リング１５は、環状間隙Ｆの楔形状に相補的な楔形状を有する。リング１５は、回転軸線３１に一致する軸９の長手方向軸線の周りに配置される。リング１５は長手方向軸線と同軸に移動可能である。ばね１６は、リング１５を環状間隙Ｆに付勢するように、外部要素１２に対面する側の内部要素１４に配置される。
【００４３】
本実施形態では、チャンバ構造１００は歯付きリング８をさらに備える。歯付きリング８は、内部要素１４に対面する側において、外部要素１２の貫通孔４２と同心に形成される。歯付きリング８の歯システム４４は、本実施形態において、内歯システムである（軸９の長手方向軸線の方向の半径方向内側）。
【００４４】
チャンバ構造１００は歯車７をさらに備える。歯車７はワークピース保持手段（図示はしない）の駆動軸２１に設けられる。歯車７はピニオンであり、歯システム４４を介して歯付きリング８に係合する。駆動軸２１は貫通孔４０を通ってチャンバ２３内に延びる。
【００４５】
チャンバ構造１００は環状シール３８をさらに備える。シール３８は、軸９の長手方向軸線の周りに同心に、内部要素１４と外部要素１２との間の貫通孔４２に配置される。一例として、シール３８は、ドイツ連邦共和国のヴァインハイムにあるフロイデンベルク社（Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＯリングシールである。
【００４６】
チャンバ閉鎖部３は、軸受１３、例えば玉軸受をさらに備える。軸受１３は、外部要素１２と内部要素１４との間の歯付きリング８の半径方向外側に設けられる。
【００４７】
昇降手段６はスプライン１０をさらに備える。スプライン１０は昇降手段６に配置され、またスプライン１０の形状は溝１１の形状に相補的である。
【００４８】
本実施形態では、昇降手段６を使用するチャンバ閉鎖部３によるロード／アンロード開口部３０の開閉、負圧の発生、およびチャンバ２３への流体の流入が、第１の実施形態と同様に行われる。
【００４９】
図２は、ロード／アンロード開口部３０が、チャンバ閉鎖部３によって閉じられ、負圧がチャンバ２３内に発生され、昇降手段６がチャンバ閉鎖部３から取り外されている状態を示している。この状態において、リング２が、駆動軸４ｂとピニオン４ｃとを介して回転装置のモータによって駆動された場合、内部要素１４および外部要素１２が共に回転する。内部要素１４と外部要素１２の同時回転は、内部要素１４と外部要素１２との間の強制嵌合によって生じる。ばね１６が、軸９の長手方向軸線の方向においてリング１５を環状間隙Ｆに付勢するカップリング２７によって、強制嵌合が生じる。
【００５０】
外部要素１２に対する内部要素１４の移動を選択的に許容するために、ばね１６の付勢に抗してリング１５を移動させることができる。本実施形態では、この移動が、昇降手段６を方向Ｈに上昇させることによって許容される。この工程中に、昇降手段６に配置されるスプライン１０が溝１１に係合する。その結果、リング１５は、ばね１６の付勢に抗して移動される。この状態では、内部要素１４は、スプライン１０を溝１１に係合させることによって回転不能に保持される。リング２がこの状態において回転手段のモータの駆動軸４ｂおよびピニオン４ｃを介して駆動された場合、外部要素１２は内部要素１４の回転運動なしに回転する。外部要素１２のおよび内部要素１４の互いの相対運動により、歯車７が、歯付きリング８を介して駆動され、このようにして、駆動軸２１も回転するように駆動される。
【００５１】
代わりに、外部要素１２の回転とは独立して内部要素１４が回転するように、或る装置（図示はしない）によって、内部要素１４を駆動してもよい。
【００５２】
昇降手段６が方向Ｓに下降された場合、内部要素１４と外部要素１２との間に強制嵌合が再び生じる。この理由は、スプライン１０が溝１１から取り外され、またリング１５が、ばね１６によって環状間隙Ｆに付勢されるからである。
【００５３】
（第３の実施形態）
図３は、チャンバ構造１００の第３の実施形態を示している。第３の実施形態は、以下に説明する特徴を除いて、第２の実施形態に一致する。歯車７が係合する歯付きリング８の歯システム４４は半径方向外側に形成される。
【００５４】
本実施形態のチャンバ構造１００はチャンバ２３内にマニピュレータ２８を備える。本実施形態では、マニピュレータ２８はウォーム軸１８と平坦なディスク１７とを備える。ウォーム軸１８は歯車７の駆動軸２１に配置される。ディスク１７は、回転軸２４を中心に回転できるようにウォーム軸１８に配置される。回転軸２４は駆動軸２１に対して垂直である。
【００５５】
外部要素１２が内部要素１４に対して移動している状態において、歯車７は、歯付きリング８を介して駆動され、このようにして、駆動軸２１も回転するように駆動される。次に、ウォーム軸１８を介して、駆動軸２１は、回転軸２４を中心に回転させるようにディスク１７を駆動する。
【００５６】
（第４の実施形態）
図４は、チャンバ構造１００の第４の実施形態を示している。第４の実施形態は、以下に説明する特徴を除いて、第２の実施形態に一致する。歯車７が係合する歯付きリング８の歯システム４４は半径方向外側に形成される。
【００５７】
本実施形態のチャンバ構造１００は、チャンバ２３内にマニピュレータ２９を備える。本実施形態では、マニピュレータ２９は、ウォーム軸１８と、スピンドル２０と、直線移動可能なテーブル１９とを備える。ウォーム軸１８は歯車７の駆動軸２１に配置される。スピンドル２０は、駆動軸２１が回転できるように、ウォーム軸１８の駆動軸２１に対して垂直に配置される。テーブル１９は、スピンドル２０の移動軸２５に沿って移動可能である。
【００５８】
外部要素１２が内部要素１４に対して移動している状態において、歯車７が歯付きリング８を介して駆動され、このようにして、駆動軸２１も回転するように駆動される。次に、駆動軸２１が、ウォーム軸１８とスピンドル２０とを介して移動軸２５に沿ってテーブル１９を駆動する。
【００５９】
別の実施形態では、図３または図４に示されている特徴を有するチャンバ構造１００は、交互に作動される外部要素１２および内部要素１４の相対運動を、異なる軸２４、２５に伝達することを許容する作動手段（図示はしない）をチャンバ２３内に設けることができる。さらに、マニピュレータ２８、２９の複数の動作位置に対応する軸９の対応する箇所に、複数の溝１１を設けることができ、昇降手段６が方向Ｈに上昇されているときに、前記複数の溝１１にスプライン１０が係合する。
【００６０】
例えば二重チャンバの形状であるチャンバ構造の別の実施形態（図示はしない）は、３つのチャンバ閉鎖部が１２０°の間隔で配置され、かつ加工動作の時間を最小にするために２つのチャンバに交互に流体を供給する。
【００６１】
必要に応じて、説明した実施形態の特徴のすべてを組み合わせることができる。
【００６２】
出願時の記載のために、かつ実施形態および／または特許請求の範囲の特徴を組み合わせるのとは独立して、請求された発明を限定するために、発明の詳細な説明および／または特許請求の範囲に開示されているすべての特徴が、別個にまた互いに独立して開示されるように意図されることは明らかである。出願時の記載のために、また特に価値範囲を限定するように、請求された発明を限定するために、実体群のすべての価値範囲または価値指標が、可能なあらゆる中間価値または中間実体を開示していることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態のチャンバ構造の断面図であり、チャンバ構造の垂直軸線に沿った断面図。
【図２】第２の実施形態のチャンバ構造の部分断面図であり、チャンバ構造の垂直軸線に沿った部分断面図。
【図３】第３の実施形態のチャンバ構造の部分断面図であり、チャンバ構造の垂直軸線に沿った部分断面図。
【図４】第４の実施形態のチャンバ構造の部分断面図であり、チャンバ構造の垂直軸線に沿った部分断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１ 壁部
２ リング
２ａ 外歯システム
３ チャンバ閉鎖部
４ 駆動装置
４ａ モータ
４ｂ 駆動軸
４ｃ ピニオン
５ シール
６ 昇降手段
７ 歯車
８ 歯付きリング
９ 軸
１０ スプライン
１１ 溝
１２ 外部要素
１３ 軸受
１４ 内部要素
１５ リング
１６ ばね
１７ ディスク
１８ ウォーム軸
１９ テーブル
２０ スピンドル
２１ 駆動軸
２２ カバー
２３ チャンバ
２４ 回転軸
２５ 移動軸
２６ チャンバハウジング
２７ カップリング
２８ マニピュレータ
２９ マニピュレータ
３０ ロード／アンロード開口部
３１ 回転軸線
３２ 入口／出口開口部
３３ ポンプ
３４ 環状面
３５ ライン
３６ 軸受
３７ シール
３８ シール
３９ 突出部
４０ 貫通孔
４１ 凹部
４２ 貫通孔
４３ ロック手段
４４ 歯システム
１００ チャンバ構造
Ｈ 昇降手段６の上昇方向
Ｓ 昇降手段６の下降方向
Ｆ 外部要素１２と内部要素１４との間の間隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム加工で、特に、ワークピースの真空電子ビーム溶接で使用するためのチャンバ構造、特に、小型チャンバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークピースの真空電子ビーム溶接のような電子ビーム加工は、通常、保持ツールがワークピースの側に配置されるチャンバ内で行われる。保持ツールは、ワークピースと共に供給され、閉鎖可能なチャンバ開口部を通してアンロードされる。
【０００３】
シームを溶接装置とワークピースとの間に溶接するために必要な相対移動は、例えば、電子ビームの磁気偏向によって、または電子ビーム発生器を移動させることによって、または１つ以上の軸を有するマニピュレータを使用してワークピースを移動させることによって、またはこれらの方法の組み合わせによって行われる。
【０００４】
特に、小型チャンバ内で小型ワークピースを溶接する場合、小型チャンバの開口部を通したワークピースの交換がしばしば困難になるために時間を浪費する。そのため、これらのような小型ワークピースの大規模な製造のために、ワークピースを移動させるためのマニピュレータを伴う保持ツールを、取り外し可能なチャンバ基板に取り付けることができる機械が開発されてきた。取り外し可能なチャンバ基板は、ワークピースを交換するために下降させることができるチャンバ閉鎖部の一形態でもある。複数のワークピースを保持するように、チャンバ基板を設計することもできる。
【０００５】
高価な電子ビーム溶接設備のサイクル時間を最小にするために、交換可能な２つのチャンバ基板を交互に使用することが知られている。この場合、一方のワークピースはチャンバ外の１つのチャンバ基板で交換することができ、他方のワークピースは第２のチャンバ基板を使用してチャンバ内で溶接される。次に、ワークピースを保持している基板が交換される。
【０００６】
これらのようなチャンバ構造では、チャンバに配置されるマニピュレータのマニピュレータ軸を移動させるための駆動装置は、例えば、チャンバ基板に取り付けられる。前記駆動装置には、可撓性接続ラインを介して流体が供給される。
【０００７】
（特許文献１）は、イオンビームを発生させるためのイオンビーム源と、ワークピースの１つの表面にイオンを注入するためにワークピースが位置決めされる真空チャンバまたは注入チャンバとを有するイオン注入装置を開示している。イオン注入装置は、注入チャンバに接続されかつワークピースを保持するワークピース保持構造を有する。ワークピース保持構造は、ワークピースが回転できるように注入チャンバに嵌合される回転構成要素と、回転構成要素に移動可能に接続される移動構成要素とを備える。
【０００８】
（特許文献２）は、イオンビームを発生させるためのイオンビーム源と、ワークピースの１つの表面にイオンを注入するためにワークピースが位置決めされる真空チャンバまたは注入チャンバとを備えるイオン注入装置を開示している。イオン注入装置は、注入チャンバの１つの壁部の開口部を通って注入チャンバの内部領域内に延びる走査アームを有するワークピース保持構造を備える。
【０００９】
（特許文献３）は、任意の所望の幾何学的構造のワークピースに硬化工程および溶接工程を行うために使用される旋回可能な電子銃を開示している。２部分ハウジングは電子銃と被注入物との間に配置され、またこのハウジングの分離箇所は斜めに延びる。駆動要素は、分離箇所の領域に配置され、駆動ディスクを間に有する２つのディスクからなる。駆動ディスクの回転中に、これらのディスク群、すなわちハウジングの部分は、適切な歯付き要素によって互いに移動される。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６７１０３６０Ｂ２号明細書
【特許文献２】米国特許第７０３０３９５Ｂ２号明細書
【特許文献３】独国特許発明第４４２５０９０Ｃ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、小型ワークピースを効率的に加工できる、電子ビーム加工で使用するためのチャンバ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、請求項１に記載のチャンバ構造によって達成される。
別の有利な実施形態は従属請求項に規定されている。
【００１３】
本発明のチャンバ構造は、チャンバを画定しかつ少なくとも１つのロード／アンロード開口部を有するチャンバハウジングと、ロード／アンロード開口部を囲み、かつロード／アンロード開口部に対して回転軸線を中心に回転可能であるようにチャンバハウジングに支持されるリングと、ロード／アンロード開口部をシールして閉じるためにリングに接続可能でありかつロード／アンロード開口部に対してリングと共に回転可能であるチャンバ閉鎖部とを備える。本発明の１つの基本的な考えは、例えばチャンバ基板の形状であり得るチャンバ閉鎖部を駆動して回転軸線を中心に回転させることであり、したがって、チャンバ内にマニピュレータを物理的に設ける必要なしにマニピュレータ軸を提供することである。
【００１４】
本発明のチャンバ構造は、リングを駆動し、リングに接続されたチャンバ閉鎖部も回転するように駆動する回転駆動装置を備えることが好ましい。
【００１５】
本発明のチャンバ構造は、チャンバが真空にされる多数の例において、負圧のみによって、チャンバ閉鎖部をリングに保持できる。大きな力が負圧に抗する場合、例えば、チャンバ閉鎖部がチャンバ基板の形状であり、重いワークピースが保持されている場合、本発明のチャンバ構造は、ロック手段によって、チャンバ閉鎖部をリングにロックできることが好ましい。
【００１６】
本発明のチャンバ構造は、ポンプを備え、チャンバハウジングは、チャンバを真空にするためのおよび流体をチャンバに流入させるための入口／出口開口部を備えることが好ましい。
【００１７】
本発明のチャンバ構造は、チャンバ閉鎖部を上昇させてチャンバ閉鎖部をリングに接続することによって、チャンバハウジングのロード／アンロード開口部を閉じるための、およびチャンバ閉鎖部を下降させることによってロード／アンロード開口部を開くための昇降手段を備えることが好ましい。
【００１８】
本発明のチャンバ構造は、チャンバ閉鎖部が、回転軸線を中心に回転させるためにリングに接続可能な外部要素と、ロード／アンロード開口部がチャンバ閉鎖部によって閉じられている状態において、チャンバに対面する外部要素の側に配置される内部要素とを備えることが好ましい。
【００１９】
内部要素は、移動可能であり、外部要素に対して選択的にロックできることが好ましい。その結果、別のマニピュレータ軸を設けることが可能になる。
【００２０】
本発明のチャンバ構造は、内部要素に回転不能に接続された軸と、楔状の環状間隙を形成する軸に対向する外部要素の環状面と、環状間隙に相補的であり、かつ軸の長手方向軸線の周りでまたその長手方向軸線と同軸に移動可能であるように配置される楔形状のリングと、内部要素と外部要素との間に強制嵌合を生じさせるために、軸の長手方向軸線の方向においてリングを環状間隙に付勢するばねとを備えるカップリングを備えることが好ましい。外部要素に対する内部要素の選択的な移動およびロックが許容される。
【００２１】
本発明のチャンバ構造は、外部要素に対する内部要素の移動を選択的に許容できるようにするために、楔状のリングがばねの付勢に抗して移動可能であることが好ましい。
【００２２】
内部要素は、外部要素の回転中に、例えば昇降手段のような外部手段に接続されるように適合され、この外部手段によって、内部要素を回転不能に保持できるか、または外部要素の回転とは独立して内部要素を回転駆動できることが好ましい。
【００２３】
本発明のチャンバ構造は、外部要素または内部要素に配置される歯付きリングと、外部要素および内部要素によって他の要素に保持され、歯付きリングに係合し、外部要素および内部要素の相対運動によって駆動でき、歯付きリングを回転させるために駆動軸（例えばワークピース保持手段）に接続される歯車とを備えることが好ましい。
【００２４】
実施形態の別の特徴および利点は、図面に基づく実施形態の説明によって明確にされる。
【実施例】
【００２５】
チャンバハウジングに隣接してまたはその中に配置できる電子ビーム発生器、偏向コイル等のような電子ビーム加工用の別の手段は、図面に示されていない。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態によるチャンバ構造１００の一実施形態を示している。チャンバ構造１００は、チャンバハウジング２６を備えている。チャンバハウジング２６は、チャンバ２３を画定している。チャンバ２３では、ワークピースの真空電子ビーム溶接のような電子ビーム加工を行うことができる。本実施形態では、チャンバハウジング２６は、環状円筒の壁部１とカバー２２とロード／アンロード開口部３０とを備える。壁部１の円筒軸線により、チャンバ２３の垂直軸線が規定される。カバー２２は、垂直軸線の方向においてチャンバ２３の上部境界を形成する。ロード／アンロード開口部３０は、垂直軸線の方向においてチャンバハウジング２６の下面に形成され、環状円筒の壁部１と同一の直径を有する環状形状である。
【００２７】
チャンバ構造１００はリング２をさらに備える。環状のリング２は外歯システム２ａを備える。リング２は、ロード／アンロード開口部３０を有するチャンバハウジング２６の側面において、ロード／アンロード開口部３０を画定するようにその開口部３０を囲むべく、軸受３６と環状のシール５とを介して壁部１の外側に支持および配置される。リング２は、その中心点にある回転軸線３１を中心に、玉軸受の形態の軸受３６を介してロード／アンロード開口部３０に対して回転可能である。本実施形態の回転軸線３１は壁部１の円筒軸線に一致する。シール５はチャンバハウジング２６とリング２との間に配置される。シール５は、例えば、乾性油または表面油を流動させることができる、ドイツ連邦共和国のヴァインハイムにあるフロイデンベルク社（Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＯリングシールである。
【００２８】
チャンバ構造１００はチャンバ閉鎖部３も有する。本実施形態では、チャンバ閉鎖部３は環状板状の基板である。チャンバ閉鎖部３は、ロード／アンロード開口部３０のシール閉鎖部用のリング２に接続可能である。閉鎖状態において、リング２の溝に保持される環状シール３７はリング２とチャンバ閉鎖部３との間に配置される。閉鎖状態において、チャンバ閉鎖部３は、リング２にのみ接続され、このようにして、リング２と共に、壁部１に対して回転可能である。
【００２９】
チャンバ構造１００は回転駆動装置４をさらに備える。回転駆動装置４は、電動モータのようなモータ４ａと駆動軸４ｂとピニオン４ｃとを備える。ピニオン４ｃは駆動軸４ｂに回転不能に設けられる。モータ４ａは駆動軸４ｂを駆動する。ピニオン４ｃがリング２の外歯システム２ａに係合するように、回転駆動装置４が壁部１の外側に配置される。
【００３０】
チャンバ構造１００は壁部１の入口／出口開口部３２とポンプ３３とをさらに備える。本実施形態では、ポンプ３３は、壁部１の外側に配置され、またライン３５を介して壁部１の入口／出口開口部３２に、すなわちチャンバ２３に接続される。
【００３１】
チャンバ構造１００は、本実施形態において昇降手段６の形態の外部手段をさらに備える。一例として、昇降手段６は空圧式であり得る。本実施形態において、チャンバ閉鎖部３を方向Ｈに上昇させてリング２に対してチャンバ閉鎖部３を移動させ、チャンバ閉鎖部３を方向Ｓに下降させてリング２から取り外すために、昇降手段６が設けられる。本実施形態では、方向ＨとＳは回転軸線３１に対して同軸である。
【００３２】
チャンバ構造１００は代替構造を備え得る。いくつかの別形態について以下に説明する。
【００３３】
チャンバハウジングの壁部およびカバーを一体形成することが可能である。ロード／アンロード開口部をチャンバの各側面に設け得る。複数のロード／アンロード開口部を設けることが可能であり、またチャンバハウジングの任意の所望の位置に配置することが可能である。さらに、チャンバハウジングは、任意の所望の形状を有することが可能であり、例えば箱状であってもよい。チャンバハウジングは、リングを回転運動するように取り付けることができる環状接管、取付具等をロード／アンロード開口部に備えれば十分である。ロック手段（図示はしない）は、リングに直接または隣接して設けることができ、例えば、チャンバ閉鎖部とリングとの間の差込嵌合部の形態、または円筒がリングを通してチャンバ閉鎖部に挿入されるプラグ接続部であってもよい。
【００３４】
図１に示されている第１の実施形態を参照して、チャンバ構造１００の作動について以下に説明する。
【００３５】
昇降手段６は、方向Ｈにおいてチャンバ閉鎖部３をリング２まで上昇させることによってチャンバ閉鎖部３を移動させる。この工程により、チャンバ閉鎖部３がロード／アンロード開口部３０を閉じることになる。次に、ポンプ３３を作動させることによって、入口／出口開口部３２とライン３５とを介して、負圧がチャンバ２３内に発生される。このようにして、チャンバ閉鎖部３がリング２にまたはその上に保持される。チャンバ閉鎖部３を確実に固定するために、例えば、重いワークピースによって荷重が生じることによって、チャンバ２３内の負圧にもかかわらずチャンバ閉鎖部３がリング２から外れることを、付加的に設けたロック装置によって防止できる。チャンバ２３内の負圧を維持するために、シール５が壁部１とリング２との間に設けられ、シール３７がチャンバ閉鎖部３とリング２との間に設けられる。負圧がチャンバ２３内に発生して、チャンバ閉鎖部３がリング２にまたはその上に保持されるとすぐに、昇降手段６がチャンバ閉鎖部３から方向Ｓに取り外される。この状態は図１に示されている。
【００３６】
回転駆動装置４用のモータ４ａは、この状態において、駆動軸４ｂと、外歯システム２ａに係合するピニオン４ｃとを介してリング２を回転駆動することが可能である。この工程中に、リング２は、軸受３６において壁部１の外側に沿って回転する。チャンバ閉鎖部３をリング２に接続した結果、リング２が回転するときに、リング２と共にチャンバ閉鎖部３が回転する。
【００３７】
チャンバ２３を開くために、昇降手段６が方向Ｈに移動される。チャンバ閉鎖部３を方向Ｓに下降させることによってロード／アンロード開口部３０を開くことができるように、空気のような流体が、ポンプ３３、ライン３５および入口／出口開口部３２を介して、および／または図示されていない弁を介してチャンバ２３に入れられる。
【００３８】
第１の実施形態は、チャンバの内部に駆動軸を設けることなく、また駆動軸がチャンバの壁部を貫通することなく、ワークピース用の運動軸が内部に設けられるチャンバ構造を提供する。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２は、チャンバ構造１００の第２の実施形態を示している。第２の実施形態は、以下に説明するチャンバ閉鎖部３の構成と特徴とを除いて、第１の実施形態に一致する。第１の実施形態と同様に、チャンバ閉鎖部３は基板の形状である。本実施形態のチャンバ閉鎖部３は外部要素１２と内部要素１４とカップリング２７とを備える。
【００４０】
第１の実施形態のチャンバ閉鎖部３と同様に、外部要素１２は、回転軸線３１を中心に回転させるためにリング２に接続可能である。外部要素１２は、中央の貫通孔４２を有する中央の凹部４１を外側に有する環状板状である。ロック手段４３は、中央の凹部４１に回転不能に配置され、またロック手段４３の内側において回転軸線３１の周りに円錐環状面３４を有する。回転軸線３１は円錐環状面３４の円錐軸線に一致する。
【００４１】
ロード／アンロード開口部３０が、チャンバ閉鎖部３によって閉じられている状態において、内部要素１４はチャンバ２３に対面するように外部要素１２の内部に配置される。外部要素１２に対面する側において、内部要素１４は突出部３９を備える。内部要素１４は、回転軸線３１に対して同軸方向にある貫通孔４０も備える。
【００４２】
本実施形態では、カップリング２７は、軸９、外部要素１２の環状面３４、リング１５およびばね１６を備える。軸９は内部要素１４に回転不能に接続されかつそれにシールされる。軸９が環状面３４に対向して配置されて、楔状の環状間隙Ｆを形成する。チャンバ２３の反対側の軸９の端部に、軸９は溝１１を有する。リング１５は、環状間隙Ｆの楔形状に相補的な楔形状を有する。リング１５は、回転軸線３１に一致する軸９の長手方向軸線の周りに配置される。リング１５は長手方向軸線と同軸に移動可能である。ばね１６は、リング１５を環状間隙Ｆに付勢するように、外部要素１２に対面する側の内部要素１４に配置される。
【００４３】
本実施形態では、チャンバ構造１００は歯付きリング８をさらに備える。歯付きリング８は、内部要素１４に対面する側において、外部要素１２の貫通孔４２と同心に形成される。歯付きリング８の歯システム４４は、本実施形態において、内歯システムである（軸９の長手方向軸線の方向の半径方向内側）。
【００４４】
チャンバ構造１００は歯車７をさらに備える。歯車７はワークピース保持手段（図示はしない）の駆動軸２１に設けられる。歯車７はピニオンであり、歯システム４４を介して歯付きリング８に係合する。駆動軸２１は貫通孔４０を通ってチャンバ２３内に延びる。
【００４５】
チャンバ構造１００は環状シール３８をさらに備える。シール３８は、軸９の長手方向軸線の周りに同心に、内部要素１４と外部要素１２との間の貫通孔４２に配置される。一例として、シール３８は、ドイツ連邦共和国のヴァインハイムにあるフロイデンベルク社（Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＯリングシールである。
【００４６】
チャンバ閉鎖部３は、軸受１３、例えば玉軸受をさらに備える。軸受１３は、外部要素１２と内部要素１４との間の歯付きリング８の半径方向外側に設けられる。
【００４７】
昇降手段６はスプライン１０をさらに備える。スプライン１０は昇降手段６に配置され、またスプライン１０の形状は溝１１の形状に相補的である。
【００４８】
本実施形態では、昇降手段６を使用するチャンバ閉鎖部３によるロード／アンロード開口部３０の開閉、負圧の発生、およびチャンバ２３への流体の流入が、第１の実施形態と同様に行われる。
【００４９】
図２は、ロード／アンロード開口部３０が、チャンバ閉鎖部３によって閉じられ、負圧がチャンバ２３内に発生され、昇降手段６がチャンバ閉鎖部３から取り外されている状態を示している。この状態において、リング２が、駆動軸４ｂとピニオン４ｃとを介して回転装置のモータによって駆動された場合、内部要素１４および外部要素１２が共に回転する。内部要素１４と外部要素１２の同時回転は、内部要素１４と外部要素１２との間の強制嵌合によって生じる。ばね１６が、軸９の長手方向軸線の方向においてリング１５を環状間隙Ｆに付勢するカップリング２７によって、強制嵌合が生じる。
【００５０】
外部要素１２に対する内部要素１４の移動を選択的に許容するために、ばね１６の付勢に抗してリング１５を移動させることができる。本実施形態では、この移動が、昇降手段６を方向Ｈに上昇させることによって許容される。この工程中に、昇降手段６に配置されるスプライン１０が溝１１に係合する。その結果、リング１５は、ばね１６の付勢に抗して移動される。この状態では、内部要素１４は、スプライン１０を溝１１に係合させることによって回転不能に保持される。リング２がこの状態において回転手段のモータの駆動軸４ｂおよびピニオン４ｃを介して駆動された場合、外部要素１２は内部要素１４の回転運動なしに回転する。外部要素１２のおよび内部要素１４の互いの相対運動により、歯車７が、歯付きリング８を介して駆動され、このようにして、駆動軸２１も回転するように駆動される。
【００５１】
代わりに、外部要素１２の回転とは独立して内部要素１４が回転するように、或る装置（図示はしない）によって、内部要素１４を駆動してもよい。
【００５２】
昇降手段６が方向Ｓに下降された場合、内部要素１４と外部要素１２との間に強制嵌合が再び生じる。この理由は、スプライン１０が溝１１から取り外され、またリング１５が、ばね１６によって環状間隙Ｆに付勢されるからである。
【００５３】
（第３の実施形態）
図３は、チャンバ構造１００の第３の実施形態を示している。第３の実施形態は、以下に説明する特徴を除いて、第２の実施形態に一致する。歯車７が係合する歯付きリング８の歯システム４４は半径方向外側に形成される。
【００５４】
本実施形態のチャンバ構造１００はチャンバ２３内にマニピュレータ２８を備える。本実施形態では、マニピュレータ２８はウォーム軸１８と平坦なディスク１７とを備える。ウォーム軸１８は歯車７の駆動軸２１に配置される。ディスク１７は、回転軸２４を中心に回転できるようにウォーム軸１８に配置される。回転軸２４は駆動軸２１に対して垂直である。
【００５５】
外部要素１２が内部要素１４に対して移動している状態において、歯車７は、歯付きリング８を介して駆動され、このようにして、駆動軸２１も回転するように駆動される。次に、ウォーム軸１８を介して、駆動軸２１は、回転軸２４を中心に回転させるようにディスク１７を駆動する。
【００５６】
（第４の実施形態）
図４は、チャンバ構造１００の第４の実施形態を示している。第４の実施形態は、以下に説明する特徴を除いて、第２の実施形態に一致する。歯車７が係合する歯付きリング８の歯システム４４は半径方向外側に形成される。
【００５７】
本実施形態のチャンバ構造１００は、チャンバ２３内にマニピュレータ２９を備える。本実施形態では、マニピュレータ２９は、ウォーム軸１８と、スピンドル２０と、直線移動可能なテーブル１９とを備える。ウォーム軸１８は歯車７の駆動軸２１に配置される。スピンドル２０は、駆動軸２１が回転できるように、ウォーム軸１８の駆動軸２１に対して垂直に配置される。テーブル１９は、スピンドル２０の移動軸２５に沿って移動可能である。
【００５８】
外部要素１２が内部要素１４に対して移動している状態において、歯車７が歯付きリング８を介して駆動され、このようにして、駆動軸２１も回転するように駆動される。次に、駆動軸２１が、ウォーム軸１８とスピンドル２０とを介して移動軸２５に沿ってテーブル１９を駆動する。
【００５９】
別の実施形態では、図３または図４に示されている特徴を有するチャンバ構造１００は、交互に作動される外部要素１２および内部要素１４の相対運動を、異なる軸２４、２５に伝達することを許容する作動手段（図示はしない）をチャンバ２３内に設けることができる。さらに、マニピュレータ２８、２９の複数の動作位置に対応する軸９の対応する箇所に、複数の溝１１を設けることができ、昇降手段６が方向Ｈに上昇されているときに、前記複数の溝１１にスプライン１０が係合する。
【００６０】
例えば二重チャンバの形状であるチャンバ構造の別の実施形態（図示はしない）は、３つのチャンバ閉鎖部が１２０°の間隔で配置され、かつ加工動作の時間を最小にするために２つのチャンバに交互に流体を供給する。
【００６１】
必要に応じて、説明した実施形態の特徴のすべてを組み合わせることができる。
【００６２】
出願時の記載のために、かつ実施形態および／または特許請求の範囲の特徴を組み合わせるのとは独立して、請求された発明を限定するために、発明の詳細な説明および／または特許請求の範囲に開示されているすべての特徴が、別個にまた互いに独立して開示されるように意図されることは明らかである。出願時の記載のために、また特に価値範囲を限定するように、請求された発明を限定するために、実体群のすべての価値範囲または価値指標が、可能なあらゆる中間価値または中間実体を開示していることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態のチャンバ構造の断面図であり、チャンバ構造の垂直軸線に沿った断面図。
【図２】第２の実施形態のチャンバ構造の部分断面図であり、チャンバ構造の垂直軸線に沿った部分断面図。
【図３】第３の実施形態のチャンバ構造の部分断面図であり、チャンバ構造の垂直軸線に沿った部分断面図。
【図４】第４の実施形態のチャンバ構造の部分断面図であり、チャンバ構造の垂直軸線に沿った部分断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１ 壁部
２ リング
２ａ 外歯システム
３ チャンバ閉鎖部
４ 駆動装置
４ａ モータ
４ｂ 駆動軸
４ｃ ピニオン
５ シール
６ 昇降手段
７ 歯車
８ 歯付きリング
９ 軸
１０ スプライン
１１ 溝
１２ 外部要素
１３ 軸受
１４ 内部要素
１５ リング
１６ ばね
１７ ディスク
１８ ウォーム軸
１９ テーブル
２０ スピンドル
２１ 駆動軸
２２ カバー
２３ チャンバ
２４ 回転軸
２５ 移動軸
２６ チャンバハウジング
２７ カップリング
２８ マニピュレータ
２９ マニピュレータ
３０ ロード／アンロード開口部
３１ 回転軸線
３２ 入口／出口開口部
３３ ポンプ
３４ 環状面
３５ ライン
３６ 軸受
３７ シール
３８ シール
３９ 突出部
４０ 貫通孔
４１ 凹部
４２ 貫通孔
４３ ロック手段
４４ 歯システム
１００ チャンバ構造
Ｈ 昇降手段６の上昇方向
Ｓ 昇降手段６の下降方向
Ｆ 外部要素１２と内部要素１４との間の間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム加工用のチャンバ構造（１００）であり、
チャンバ（２３）を画定しかつ少なくとも１つのロード／アンロード開口部（３０）を有するチャンバハウジング（２６）と、
前記ロード／アンロード開口部（３０）を囲むように前記チャンバハウジング（２６）に支持され、かつ前記ロード／アンロード開口部（３０）に対して回転軸線（３１）を中心に回転可能であるリング（２）と、
前記ロード／アンロード開口部（３０）をシールして閉じるために前記リング（２）に接続可能でありかつ前記ロード／アンロード開口部（３０）に対して前記リング（２）と共に回転可能であるチャンバ閉鎖部（３）と、
を備えるチャンバ構造（１００）。
【請求項２】
前記リング（２）用の回転駆動装置（４）をさらに備える請求項１に記載のチャンバ構造。
【請求項３】
前記チャンバハウジング（２６）と前記リング（２）との間に設けられるシール（５）をさらに備える請求項１または２に記載のチャンバ構造。
【請求項４】
前記リング（２）と前記チャンバ閉鎖部（３）とをロックするためのロック手段をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項５】
前記チャンバ閉鎖部（３）が板状である請求項１から４のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項６】
前記チャンバハウジング（２６）が、流体を前記チャンバ（２３）から排出するためのおよび流体を前記チャンバ（２３）に流入させるための入口／出口開口部（３２）を備え、ポンプ（３３）が前記チャンバ（２３）を真空にするために設けられる請求項１〜５のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項７】
前記チャンバ閉鎖部（３）を上昇および下降させるための昇降手段（６）をさらに備える請求項１から６のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項８】
前記チャンバ閉鎖部（３）が、
前記回転軸線（３１）を中心に回転させるために前記リング（２）に接続可能な外部要素（１２）と、
前記チャンバ閉鎖部（３）によって前記ロード／アンロード開口部（３０）が閉じられている状態において、前記チャンバ（２３）に対面する前記外部要素（１２）の側に配置される内部要素（１４）と、
を備える請求項１から７のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項９】
前記外部要素（１２）に対して前記内部要素（１４）を選択的に移動させてロックすることができる請求項８に記載のチャンバ構造。
【請求項１０】
前記内部要素（１４）に回転不能に接続される軸（９）と、
楔状の環状間隙（Ｆ）を形成する前記軸（９）に対向する前記外部要素（１２）の環状面（３４）と、
前記環状間隙（Ｆ）に相補的でありかつ前記軸（９）の長手方向軸線の周りでまた該長手方向軸線と同軸に移動可能であるように配置される楔状のリング（１５）と、
前記内部要素（１４）と前記外部要素（１２）との間に強制嵌合を生じさせるために、前記軸（９）の前記長手方向軸線の方向において前記リング（１５）を前記環状間隙（Ｆ）に付勢するばね（１６）と、
を備えるカップリング（２７）をさらに備える請求項８または９に記載のチャンバ構造。
【請求項１１】
前記外部要素（１２）に対する前記内部要素（１４）の移動を選択的に許容するために、前記ばね（１６）の前記付勢に抗して楔状の前記リング（１５）を移動させることができる請求項１０に記載のチャンバ構造。
【請求項１２】
前記外部要素（１２）の回転中に、前記内部要素（１４）と前記外部要素（１２）とが共に回転するように前記内部要素（１４）を保持すべく、または前記外部要素（１２）の回転とは独立して前記内部要素（１４）を回転駆動すべく適合される外部装置（６）に、前記内部要素（１４）が接続されるように適合される請求項９から１１のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項１３】
前記外部装置が前記昇降手段（６）である請求項１２に記載のチャンバ構造。
【請求項１４】
前記外部要素（１２）または前記内部要素（１４）に配置された歯付きリング（８）と、
前記外部要素（１２）および前記内部要素の他の要素に保持され、前記歯付きリング（８）に係合し、前記外部要素および前記内部要素（１２、１４）の相対運動によって駆動できる少なくとも１つの歯車（７）と、
前記歯車（７）を回転させるために前記歯車（７）に接続される少なくとも１つの駆動軸（２１）と、
をさらに備える請求項８から１３のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項１５】
前記チャンバ（２３）内にワークピースを位置決めするためのマニピュレータ（２８、２９）と、
前記マニピュレータ（２８、２９）の回転軸（２４）および／または移動軸（２５）を駆動するために前記駆動軸（２１）に接続されかつ前記マニピュレータ（２８、２９）に接続されるウォーム軸（１８）と、
をさらに備える請求項１４に記載のチャンバ構造。
【請求項１６】
前記ウォーム軸が、前記駆動軸（２１）の回転を複数の被駆動軸（２４、２５）の１つ以上の軸に選択的に伝達する前記チャンバ（２３）内の作動手段である請求項１４または１５に記載のチャンバ構造。
【請求項１７】
前記マニピュレータ（２８、２９）の複数の動作位置に応じて対応する複数の溝（１１）が前記軸（９）の適切な箇所に設けられ、前記昇降手段（６）の上昇時にスプライン（１０）が前記対応する複数の溝に係合可能であるように適合される請求項１５または１６に記載のチャンバ構造。
【請求項１】
電子ビーム加工用のチャンバ構造（１００）であり、
チャンバ（２３）を画定しかつ少なくとも１つのロード／アンロード開口部（３０）を有するチャンバハウジング（２６）と、
前記ロード／アンロード開口部（３０）を囲むように前記チャンバハウジング（２６）に支持され、かつ前記ロード／アンロード開口部（３０）に対して回転軸線（３１）を中心に回転可能であるリング（２）と、
前記ロード／アンロード開口部（３０）をシールして閉じるために前記リング（２）に接続可能でありかつ前記ロード／アンロード開口部（３０）に対して前記リング（２）と共に回転可能であるチャンバ閉鎖部（３）と、
を備えるチャンバ構造（１００）。
【請求項２】
前記リング（２）用の回転駆動装置（４）をさらに備える請求項１に記載のチャンバ構造。
【請求項３】
前記チャンバハウジング（２６）と前記リング（２）との間に設けられるシール（５）をさらに備える請求項１または２に記載のチャンバ構造。
【請求項４】
前記リング（２）と前記チャンバ閉鎖部（３）とをロックするためのロック手段をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項５】
前記チャンバ閉鎖部（３）が板状である請求項１から４のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項６】
前記チャンバハウジング（２６）が、流体を前記チャンバ（２３）から排出するためのおよび流体を前記チャンバ（２３）に流入させるための入口／出口開口部（３２）を備え、ポンプ（３３）が前記チャンバ（２３）を真空にするために設けられる請求項１〜５のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項７】
前記チャンバ閉鎖部（３）を上昇および下降させるための昇降手段（６）をさらに備える請求項１から６のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項８】
前記チャンバ閉鎖部（３）が、
前記回転軸線（３１）を中心に回転させるために前記リング（２）に接続可能な外部要素（１２）と、
前記チャンバ閉鎖部（３）によって前記ロード／アンロード開口部（３０）が閉じられている状態において、前記チャンバ（２３）に対面する前記外部要素（１２）の側に配置される内部要素（１４）と、
を備える請求項１から７のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項９】
前記外部要素（１２）に対して前記内部要素（１４）を選択的に移動させてロックすることができる請求項８に記載のチャンバ構造。
【請求項１０】
前記内部要素（１４）に回転不能に接続される軸（９）と、
楔状の環状間隙（Ｆ）を形成する前記軸（９）に対向する前記外部要素（１２）の環状面（３４）と、
前記環状間隙（Ｆ）に相補的でありかつ前記軸（９）の長手方向軸線の周りでまた該長手方向軸線と同軸に移動可能であるように配置される楔状のリング（１５）と、
前記内部要素（１４）と前記外部要素（１２）との間に強制嵌合を生じさせるために、前記軸（９）の前記長手方向軸線の方向において前記リング（１５）を前記環状間隙（Ｆ）に付勢するばね（１６）と、
を備えるカップリング（２７）をさらに備える請求項８または９に記載のチャンバ構造。
【請求項１１】
前記外部要素（１２）に対する前記内部要素（１４）の移動を選択的に許容するために、前記ばね（１６）の前記付勢に抗して楔状の前記リング（１５）を移動させることができる請求項１０に記載のチャンバ構造。
【請求項１２】
前記外部要素（１２）の回転中に、前記内部要素（１４）と前記外部要素（１２）とが共に回転するように前記内部要素（１４）を保持すべく、または前記外部要素（１２）の回転とは独立して前記内部要素（１４）を回転駆動すべく適合される外部装置（６）に、前記内部要素（１４）が接続されるように適合される請求項９から１１のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項１３】
前記外部装置が前記昇降手段（６）である請求項１２に記載のチャンバ構造。
【請求項１４】
前記外部要素（１２）または前記内部要素（１４）に配置された歯付きリング（８）と、
前記外部要素（１２）および前記内部要素の他の要素に保持され、前記歯付きリング（８）に係合し、前記外部要素および前記内部要素（１２、１４）の相対運動によって駆動できる少なくとも１つの歯車（７）と、
前記歯車（７）を回転させるために前記歯車（７）に接続される少なくとも１つの駆動軸（２１）と、
をさらに備える請求項８から１３のいずれか一項に記載のチャンバ構造。
【請求項１５】
前記チャンバ（２３）内にワークピースを位置決めするためのマニピュレータ（２８、２９）と、
前記マニピュレータ（２８、２９）の回転軸（２４）および／または移動軸（２５）を駆動するために前記駆動軸（２１）に接続されかつ前記マニピュレータ（２８、２９）に接続されるウォーム軸（１８）と、
をさらに備える請求項１４に記載のチャンバ構造。
【請求項１６】
前記ウォーム軸が、前記駆動軸（２１）の回転を複数の被駆動軸（２４、２５）の１つ以上の軸に選択的に伝達する前記チャンバ（２３）内の作動手段である請求項１４または１５に記載のチャンバ構造。
【請求項１７】
前記マニピュレータ（２８、２９）の複数の動作位置に応じて対応する複数の溝（１１）が前記軸（９）の適切な箇所に設けられ、前記昇降手段（６）の上昇時にスプライン（１０）が前記対応する複数の溝に係合可能であるように適合される請求項１５または１６に記載のチャンバ構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−４５４７（Ｐ２００８−４５４７Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００７−１５８００６（Ｐ２００７−１５８００６）
【出願日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５０７１９８７３８）オール ウェルディング テクノロジーズ アーゲー (3)
【氏名又は名称原語表記】Ａｌｌ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｅｍｍｙ−Ｎｏｅｔｈｅｒ−Ｓｔｒａｓｅ ２， ＤＥ−８２２１６ Ｍａｉｓａｃｈ Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５８００６（Ｐ２００７−１５８００６）
【出願日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５０７１９８７３８）オール ウェルディング テクノロジーズ アーゲー (3)
【氏名又は名称原語表記】Ａｌｌ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｅｍｍｙ−Ｎｏｅｔｈｅｒ−Ｓｔｒａｓｅ ２， ＤＥ−８２２１６ Ｍａｉｓａｃｈ Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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