(57)【要約】【課題】高温の炉内で製品の排気口に蓋部材を押圧して封止できる真空排気ヘッドを提供する。【解決手段】真空排気ヘッド１は、開口が製品２によって封止されて真空引き可能な真空排気空間５、および、開口と反対側に位置し、真空排気空間５と変形可能な隔壁７によって区分され、真空排気空間５と独立して真空引き可能な差圧駆動空間６を画定するヘッド本体４と、隔壁７に支持され、製品２の排気口９を封止する封止部材１０を保持し、隔壁７の変形によってヘッド本体４の開口に向かって移動可能な保持部材１１とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口が製品によって封止されて真空引き可能な真空排気空間、および、前記開口と反対側に位置し、前記真空排気空間と変形可能な隔壁によって区分され、前記真空排気空間と独立して真空引き可能な差圧駆動空間を画定するヘッド本体と、
前記隔壁に支持され、前記製品の排気口を封止する封止部材を保持し、前記隔壁の変形によって前記ヘッド本体の開口に向かって移動可能な保持部材とを有することを特徴とする真空排気ヘッド。
【請求項２】
前記保持部材は、前記隔壁に支持され、前記開口に向かって延伸するロッドの先端に設けられ、
さらに、前記真空排気空間内に、前記ロッドを軸方向に摺動可能に保持する案内部材を有することを特徴とする請求項１に記載の真空排気ヘッド。
【請求項３】
前記差圧駆動空間は、前記真空排気空間よりも断面積が小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の真空排気ヘッド。
【請求項４】
前記開口の周囲に、前記製品と密着するＯリングを有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の真空排気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品の排気口の封止機構を備える真空排気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルなどの製造工程では、製品内部の空気を真空排気し、必要に応じてガスを封入して、製品の排気口を封止する作業が必要とされる。高真空を実現するためには、製品を加熱しながら真空引きすることが必要である。排気口の封止方法としては、排気口に取り付けたチップ管を溶断する方法と、排気口に蓋部材を熱溶融性の接着剤（溶融金属など）で接着する方法とがある。
【０００３】
特許文献１乃至３に記載されているような真空排気ヘッドは、製品の排気口の周囲に密着することで封止される内部空間を有し、内部空間を真空引きすることで製品を真空引きすることができる。また、これらの真空排気ヘッドは、内部空間に、蓋部材を保持し、真空引き後に製品の排気口に蓋部材を押圧するロッドを備えているが、ロッドの摺動部の軸封が難しいので、製品の真空引きに際して、ロッドの軸封部を加熱しないようにする必要がある。
【０００４】
このため、特許文献１乃至３の真空排気装置では、真空排気ヘッド全体を炉内で加熱することができず、ロッドの軸封部を加熱炉（チャンバ）の外に出したまま真空引きを行う。さらに、これらの真空排気装置は、ロッドの先端またはその近傍に、小型のヒータを設けて、接着剤を溶融して蓋部材で排気口を封止する際にも、ロッドの軸封部に過剰な熱が加わらないようにしている。
【０００５】
一方、真空排気工程の効率化には、特許文献４に記載されているように、多数の製品を保持し、それぞれの製品に真空排気ヘッドを押圧できるカートを用い、カートごと加熱炉内で加熱して、多数の製品の真空引きを同時に行うことが好ましい。
【０００６】
しかしながら、上述のように、排気口に蓋部材を押圧するロッドを設けると、ロッドの軸封のために真空排気ヘッド全体を炉内で加熱することができないため、生産効率を高めることができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１３９９３５号公報
【特許文献２】特開２００１−１９５９８３号公報
【特許文献３】特開２００４−５５４８０号公報
【特許文献４】特許第３８６６０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記問題点に鑑みて、本発明は、高温の炉内で製品の排気口に蓋部材を押圧して排気口を封止できる真空排気ヘッドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明による真空排気ヘッドは、開口が製品によって封止されて真空引き可能な真空排気空間、および、前記開口と反対側に位置し、前記真空排気空間と変形可能な隔壁によって区分され、前記真空排気空間と独立して真空引き可能な差圧駆動空間を画定するヘッド本体と、前記隔壁に支持され、前記製品の排気口を封止する封止部材を保持し、前記隔壁の変形によって前記ヘッド本体の開口に向かって移動可能な保持部材とを有するものとする。
【００１０】
この構成によれば、真空排気空間と差圧駆動空間とを同時に真空引きして、製品内の気体を真空排気し、差圧駆動空間に空気を導入することで、隔壁を真空排気空間側に膨張させて保持部材を製品に向かって移動させ、製品の排気口に蓋部材を押圧して封止できる。また、この構成では、保持部材の駆動機構に軸封が必要ないので、真空排気ヘッドを炉内で加熱した状態でも駆動できる。
【００１１】
また、本発明の真空排気ヘッドは、前記保持部材は、前記隔壁に支持され、前記開口に向かって延伸するロッドの先端に設けられ、さらに、前記真空排気空間内に、前記ロッドを軸方向に摺動可能に保持する案内部材を有してもよい。
【００１２】
この構成によれば、ロッドの姿勢および移動方向が案内部材によって規制されるので、保持部材の移動が安定し、排気口の封止が確実である。
【００１３】
また、本発明の真空排気ヘッドにおいて、前記差圧駆動空間は、前記真空排気空間よりも断面積が小さくてもよい。
【００１４】
この構成によれば、真空排気空間と差圧駆動空間との境界に、段差ができるため、この段差に隔壁を固定できる。また、差圧駆動空間の容積を小さくすることで、真空排気空間と差圧駆動空間とを同時に真空引きすると、先に差圧駆動空間の内圧が低下するので、製品の真空引きが完了する前に保持部材が突出して製品の排出口を塞いでしまうことがない。
【００１５】
また、本発明の真空排気ヘッドにおいて、前記開口の周囲に、前記製品と密着するＯリングを有してもよい。
【００１６】
この構成によれば、真空排気ヘッドと製品との間の気密が確保できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、真空排気ヘッド内部の隔壁の変形によって保持部材を駆動し、製品の排気口を封止する蓋部材を製品に押圧するので、保持部材および保持部材の駆動機構が完全に真空排気ヘッドの内部に収容されている。このため、駆動機構の軸封が不要であり、熱に弱い部分がないので、真空排気ヘッド全体を加熱炉内で高温に晒すことができる。これにより、真空排気工程の簡素化や、処理能力の増大が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態の真空排気ヘッドの断面図である。
【図２】図１の真空排気ヘッドの排気口封止時の断面図である。
【図３】図１の真空排気ヘッドを多数備える処理カートである。
【図４】本発明の第２実施形態の真空排気ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の第１実施形態の真空排気ヘッド１を示す。真空排気ヘッド１は、プラズマディスプレイパネルのような中空の製品２と、真空源３とを接続し、製品２の内部の気体を真空排気して封止するためのものである。
【００２０】
真空排気ヘッド１は、上部が開口した概略有底筒状のヘッド本体４を有する。ヘッド本体４の内部空間は、上側の断面積の大きな真空排気空間５と、下側（開口と反対側）の断面積が小さい差圧駆動空間６とに、ゴム製の隔壁（ダイアフラム）７によって区分されている。ダイアフラム７は、真空排気空間５と差圧駆動空間６との段差部分に接着固定されている。
【００２１】
ダイアフラム７の中央には、ヘッド本体４の開口に向かって垂直に延伸するロッド８が固定されている。ロッド８は、上端に製品２の排気口９を封止するための蓋部材１０を保持するテーブル状の保持部材１１を有する。また、ロッド８は、真空排気空間５内に配設した板状の案内部材１２に摺動可能に保持されている。案内部材１２には、空気の通過を許す穴１２ａが形成されている。
【００２２】
ヘッド本体４は、真空排気空間５および差圧駆動空間６にそれぞれ開口する排気路１３，１４を有する。真空排気空間５および差圧駆動空間６は、それぞれ、耐圧ホース１５，１６を介して、真空源３から真空圧を供給（真空引き）するための真空回路１７に接続されている。
【００２３】
また、上端に開口を取り囲むようにＯリング１８を有し、製品２に気密に密着する。さらに、ヘッド本体４は、冷水源１９から供給される冷却水を循環させる冷却流路２０を有する。
【００２４】
真空回路１７は、真空排気空間５を真空遮断弁２１および流量調節弁２２を介して真空源３に接続し、真空排気空間５の内圧を検出するための圧力スイッチ２３を備える管路と、真空排気空間５に接続される前記管路から分岐し、連絡弁２４を介して差圧駆動空間６に接続され、差圧駆動空間６の内圧を検出するための圧力スイッチ２５を備える管路とを有する。
【００２５】
真空排気空間５に接続される管路には、真空排気空間５を大気開放するための真空排気空間開放弁２６が設けられ、差圧駆動空間６に接続される管路には、差圧駆動空間６を流量調節弁２７を介して大気開放する差圧駆動空間開放弁２８が設けられている。
【００２６】
また、真空回路１７は、真空排気空間５および差圧駆動空間６の内圧をオペレータが目視確認できるように、圧力計２９，３０も有している。
【００２７】
真空排気ヘッド１で製品２を真空引きするときは、ロッド８の保持部材１１に、接着剤３１を塗布した蓋部材１０を載置する。ロッド８は、真空排気空間５および差圧駆動空間６を大気開放した状態で、保持部材１１を真空排気空間５内に保持し、蓋部材１０を真空排気ヘッド１上に配置した製品２の排気口９から十分に離間させる。尚、このとき、ダイアフラム７は、ロッド８や保持部材１１などの重量によって、僅かに差圧駆動空間６側にたわんでいる。
【００２８】
真空排気ヘッド１および製品２を加熱炉内に配置して加熱を行いながら、真空回路１７の連絡弁２４を開放してから、真空遮断弁２１を開放することで、真空排気空間５および差圧駆動空間６を同時に真空引きする。真空排気ヘッド１は、Ｏリング１８によって製品２と密着し、製品２の排気口９、真空排気空間５内に配設された案内部材１２の穴１２ａおよび排気路１３を通して、製品２内の気体を真空回路１７へ排気する。
【００２９】
このとき、真空排気空間５は、製品２の内部空間と連通しているため容積が大きく、容積の小さい差圧駆動空間６が先に真空になる。このため、ゴム製の隔壁７は、差圧駆動空間６側に張り出すように弾性変形し、ロッド８を下降させる。これにより、製品２の真空引きが完了する前に、ロッド８が上昇して、接着剤３１を製品２に当接させることがない。
【００３０】
製品２の真空引きが完了すると、真空排気空間５と差圧駆動空間６との圧力差がなくなるので、隔壁７は、真空排気空間５および差圧駆動空間６を大気開放したときとほぼ同じ位置にロッド８を支持する。
【００３１】
真空回路１７は、製品２を真空引きした後、例えばプラズマディスプレイパネル用の発光ガス等の微量のガスを、真空排気空間５を介して製品２の内部に導入できるように、ガス供給路を有してもよい。
【００３２】
製品２の真空引きが完了（圧力スイッチ２３が所定の真空圧を検出）し、必要に応じて製品２にガスを供給したなら、真空回路１７の連絡弁２４を閉鎖してから、差圧駆動空間開放弁２８を開放して、差圧駆動空間６だけを大気開放する。すると、差圧駆動空間６の内圧が、真空排気空間５の内圧に比して高くなるので、図２に示すように、隔壁７は、真空排気空間５側に張り出し、ロッド８を押し上げる。これによって、保持部材１１は、ヘッド本体４の開口に向かって移動し、蓋部材１０を製品２に押圧して、蓋部材１０によって排気口９を覆う。
【００３３】
ヘッド本体４は、冷却流路１９内を循環する冷却水によって冷却され、ゴム製の隔壁７およびＯリング１８を耐熱温度以下に維持する。冷却水によって直接冷却されない製品２の排気口９周囲は、炉内温度の上昇に伴って温度が高くなるので、押圧された蓋部材１０に塗布した接着剤３１を融解させる。
【００３４】
その後、差圧駆動空間６の内圧を真空排気空間５よりも高く維持して蓋部材１０を押圧したまま、炉内温度を下げて接着剤３１を固化することで、排気口９の蓋部材１０による封止を確実なものとする。
【００３５】
続いて、炉内から真空排気ヘッド１を製品２と共に取り出した後、真空遮断弁２１を閉鎖してから真空排気空間開放弁２６を開放することによって、真空排気空間５を大気開放する。すると、再び、真空排気空間５と差圧駆動空間６との圧力差がなくなるので、隔壁７が下降して、ロッド８を後退させる。このとき、真空排気空間５が大気圧になることで、Ｏリング１８の密着力も失われ、真空排気ヘッド１と製品２とを分離して、製品２を次工程に送ることができるようになる。
【００３６】
真空排気ヘッド１において、隔壁７は、冷却水によって冷却されるヘッド本体４の内部に収容されており、直接、加熱炉の熱に晒されることがない。このため、隔壁７は、耐熱性に劣るとしても、真空排気ヘッド１を加熱炉内に配置した状態で、破断することなく膨張収縮可能である。尚、冷却水に変えて他の種類の冷却流体を用いてもよい。
【００３７】
また、真空排気ヘッド１において、差圧駆動空間６の大気開放速度、つまり、差圧駆動空間６への空気の供給速度を、流量調節弁２７の開度によって調節すれば、ロッド８の上昇速度を調節でき、接着剤３１の飛散を防止できる。
【００３８】
本発明の真空排気ヘッド１は、小型で、炉内で製品２と共に加熱することができるので、図３に示すように、多数の製品２を保持するカート３２に並列に取り付けて、多数の製品２を同時に真空排気、封止可能とできる。
【００３９】
図４に、本発明の第２実施形態の真空排気ヘッド１ａを示す。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００４０】
真空排気ヘッド１ａは、ロッド８の下端に円板３３が設けられ、ヘッド本体４の底壁と円板３３とによって両端を封止された金属製のベローズ３４により、差圧駆動空間６が画定されている。つまり、本実施形態では、ベローズ３４が真空排気空間５と差圧駆動空間６とを区分する隔壁である。
【００４１】
この真空排気ヘッド１ａにおいても、真空排気空間５と差圧駆動空間６との圧力差によって、ベローズ３４を伸縮させ、ロッド８を昇降することができる。
【００４２】
以上の実施形態では、案内部材１２によってロッド８の姿勢および移動方向を規制しているが、隔壁の膨張および収縮が安定していれば、案内部材１２を省略してもよく、それに伴ってヘッド本体４の高さを低くしてもよい。
【００４３】
また、本実施形態の真空回路１７の差圧駆動空間６に接続された管路には、エアコンプレッサ等からなる圧空源３５から、レギュレータ３６で圧力調整した圧縮空気が、圧空供給弁３７を介して供給できるようになっている。
【００４４】
差圧駆動空間６を大気開放した後、或いは、大気開放を省略して、連絡弁２４および差圧駆動空間開放弁２８を閉鎖した状態で、差圧駆動空間６に圧縮空気を供給することで、蓋部材１０を製品２により強い力で押圧することができる。これにより、差圧駆動空間６の断面積が小さい場合にも、蓋部材１０の製品２に対する密着を確保できる。
【００４５】
また、真空排気ヘッド１ａと製品２とを分離する際、真空排気空間開放弁２６を開放せず、連絡弁２４を開放して圧縮空気を真空排気空間５にも供給すれば、真空排気空間５に素早く空気を供給して、真空排気ヘッド１ａを迅速に製品２から分離できる。これは、真空回路１７の管路や耐圧ホース１５，１６の径が小さく、経路長が長い場合に、特に、有効である。
【符号の説明】
【００４６】
１…真空排気ヘッド
２…製品
３…真空源
４…ヘッド本体
５…真空排気空間
６…差圧駆動空間
７…隔壁
８…ロッド
９…排気口
１０…蓋部材
１１…保持部材
１２…案内部材
１３，１４…排気路
１７…真空回路
１８…Ｏリング
１９…冷水源
２０…冷却流路
３１…接着剤
３２…カート
３３…円板
３４…ベローズ（隔壁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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