(57)【要約】【課題】加熱に起因したリブの熱膨張によるリークを防止することが可能な真空チャンバを提供する。【解決手段】互いに対向する内壁面である第１壁面と第２壁面とを有する筐体２０と、第１壁面を内壁面とする壁面を扉取付壁面とし、この扉取付壁面に設けられた開口部１８をシール部材２６を介して密閉する扉１２と、筐体２０の内部に配置された加熱機構２４と、第１及び第２壁面の間で、大気圧状態において、一端が第１壁面と離間し、他端が第２壁面に固定されたリブ２２とを備える。この真空チャンバは、扉１２が開口部１８を密閉することにより、筐体２０の内部が真空排気可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する内壁面である第１壁面と第２壁面とを有する筐体と、
前記第１壁面を内壁面とする壁面を扉取付壁面とし、該扉取付壁面に設けられた開口部をシール部材を介して密閉する扉と、
前記筐体の内部に配置された加熱機構と、
前記第１及び第２壁面の間で、大気圧状態において、一端が前記第１壁面と離間し、他端が前記第２壁面に固定されたリブ
とを備え、前記扉が前記開口部を密閉することにより、前記筐体の内部が真空排気可能となることを特徴とする真空チャンバ。
【請求項２】
前記シール部材が、前記開口部を囲んで前記扉取付壁面の外壁面に設けられた溝に配置され、
前記加熱機構の加熱温度での熱膨張による前記第２壁面から前記第１壁面に向かう方向の前記リブの伸び量と前記リブの一端と前記第１壁面との間隙との差が、大気圧状態において前記シール部材が前記溝の上面から飛び出した前記シール部材の部分の高さより小さいことを特徴とする請求項１に記載の真空チャンバ。
【請求項３】
前記リブの一端に、前記第２壁面に設けられたねじ穴にねじ止めして前記間隙を調整するねじ部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空チャンバ。
【請求項４】
互いに対向する内壁面である第１壁面と第２壁面とを有する筐体と、
前記第１壁面を内壁面とする壁面を扉取付壁面とし、該扉取付壁面に設けられた開口部をシール部材を介して密閉する扉と、
前記筐体の内部に配置された加熱機構と、
前記第１及び第２壁面の間で、大気圧状態において、一端が前記第２壁面と離間し、他端が前記第１壁面に固定されたリブ
とを備え、前記扉が前記開口部を密閉することにより、前記筐体の内部が真空排気可能となることを特徴とする真空チャンバ。
【請求項５】
前記シール部材が、前記開口部を囲んで前記扉取付壁面の外壁面に設けられた溝に配置され、
前記加熱機構の加熱温度での熱膨張による前記第１壁面から前記第２壁面に向かう方向の前記リブの伸び量と前記リブの一端と前記第２壁面との間隙との差が、大気圧状態において前記シール部材が前記溝の上面から飛び出した前記シール部材の部分の高さより小さいことを特徴とする請求項４に記載の真空チャンバ。
【請求項６】
前記リブの一端に、前記第１壁面に設けられたねじ穴にねじ止めして前記間隙を調整するねじ部を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の真空チャンバ。
【請求項７】
前記間隙が、前記筐体の真空排気による前記扉のたわみ量と前記つぶし代との差より大きいことを特徴とする請求項２又は５に記載の真空チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に加熱機構を有する真空チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空チャンバ内部を真空排気すると、真空チャンバには大きな圧力がかかる。この圧力により、真空チャンバが撓んで変形する。そのため、真空チャンバには強度を補強するためのリブが設けられる。
【０００３】
真空チャンバ内部で加熱処理を行う場合、真空チャンバ内部に加熱機構が設けられる。真空チャンバ内壁にリブを設けると、加熱処理の際にリブが加熱され熱膨張する。リブは強度補強のため対向する真空チャンバ内壁に接して配置される。そのため、リブの熱膨張により筐体壁面が押し広げられ、真空チャンバのリークの原因となることがある。
【０００４】
真空チャンバ内壁にリブを設ける場合、リブの熱膨張による真空チャンバのリークを防止する解決策として、加熱温度を制限してリブの熱膨張を低減することが考えられる。しかし、処理に必要な温度以下に加熱温度を制限することはできない。
【０００５】
リブの熱膨張による真空チャンバのリークを防止する他の解決策として、リブを筐体の外壁に取り付けること（特許文献１参照。）が考えられる。しかし、リブを筐体の外壁に取り付けると、真空チャンバが大型化するため好ましくない。
【０００６】
リブの熱膨張による真空チャンバのリークを防止する更に他の解決策として、加熱機構とリブの間に熱遮蔽板を設けること、あるいは、筐体の板厚又は材質を変更して強度を増加させること等が考えられる。加熱機構とリブの間に熱遮蔽板を設けると、部品点数が増えコストアップになる。また、熱遮蔽板により、真空チャンバ内部の有効な寸法が減少してしまう。また、筐体の板厚又は材質を変更して強度を増加させると、コストアップになる。
【０００７】
このように、従来の真空装置では、強度補強のためリブを真空チャンバ内部に設けると、真空チャンバ内部でのリブの熱膨張による真空チャンバのリークを防止することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４００３４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記問題点を鑑み、本発明は、真空排気による変形を抑制し、リブの熱膨張によるリークを防止することが可能な真空チャンバ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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の態様は、（ａ）互いに対向する内壁面である第１壁面と第２壁面とを有する筐体と、（ｂ）第１壁面を内壁面とする壁面を扉取付壁面とし、この扉取付壁面に設けられた開口部をシール部材を介して密閉する扉と、（ｃ）筐体の内部に配置された加熱機構と、（ｄ）第１及び第２壁面の間で、大気圧状態において、一端が第１壁面と離間し、他端が第２壁面に固定されたリブとを備える真空チャンバであることを要旨とする。本発明の態様に係る真空チャンバは、扉が開口部を密閉することにより、筐体の内部が真空排気可能となる。
【００１１】
本発明の他の態様は、（ａ）互いに対向する内壁面である第１壁面と第２壁面とを有する筐体と、（ｂ）第１壁面を内壁面とする壁面を扉取付壁面とし、この扉取付壁面に設けられた開口部をシール部材を介して密閉する扉と、（ｃ）筐体の内部に配置された加熱機構と、（ｄ）第１及び第２壁面の間で、大気圧状態において、一端が第２壁面と離間し、他端が第１壁面に固定されたリブとを備える真空チャンバであることを要旨とする。この他の態様に係る真空チャンバは、扉が開口部を密閉することにより、筐体の内部が真空排気可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、真空排気による変形を抑制し、リブの熱膨張によるリークを防止することが可能な真空チャンバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空装置の構成の概略を示す上面図である。
【図２】図１に示した真空装置のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した真空装置のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る真空装置の真空排気の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る真空装置の真空排気の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る真空装置の加熱機構による加熱の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る真空装置の他の例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの構成等が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
又、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１６】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る真空装置は、図１〜図３に示すように、互いに対向する内壁面である第１壁面と第２壁面とを有する筐体２０と、第１壁面を内壁面とする壁面を扉取付壁面とし、この扉取付壁面に設けられた開口部１８をシール部材２６を介して密閉する扉１２と、筐体２０の内部に配置された加熱機構２４と、第１及び第２壁面の間で、大気圧状態において、一端が第１壁面と離間し、他端が第２壁面に固定されたリブ２２とを備える真空チャンバ１０と、この真空チャンバ１０の内部を排気する排気装置１６等を備える。図１に示すように、排気装置１６は、配管１４を通して真空チャンバ１０を真空排気する。
【００１７】
この真空チャンバの扉取付壁面は、真空排気されていないとき（以下において「大気圧状態」という。）において平面であり、扉１２が開口部１８を密閉することにより、筐体２０の内部が真空排気可能となる。扉１２を取り付ける扉取付壁面となる壁面は、筐体２０の任意の壁面に設定可能であり、例えば、図１〜図３においては、筐体２０の上面を扉取付壁面とする場合について例示しているが、図１〜図３に示す態様に限定されるものではなく、真空装置の設計仕様に応じて扉取付壁面は任意の壁面を選択可能である。同様に、第１壁面と第２壁面も真空装置の設計仕様に応じて任意の壁面を選択して定義することが可能であり、互いに対向する内壁面であれば良い。
【００１８】
図２及び図３に示すように、扉取付壁面の外壁面には、開口部１８を囲んで溝２８が設けられ、溝２８にシール部材２６が配置される。扉１２は、シール部材２６と接触するように設けられる。真空チャンバ１０の内部が大気圧状態のときは、シール部材２６は圧縮されない自由状態となる。よって、「つぶし代Ｇ」が、自由状態でのシール部材２６が溝２８の上面から飛び出した部分の寸法として定義できる。
【００１９】
図２及び図３に示すように、リブ２２の一端が、常温においては、間隙Ｓで第１壁面と離間し、リブ２２の他端が溶接部２３により第２壁面に固定される。なお、開口部１８の領域には、加熱対象（図示省略）の出し入れのためリブは配置されない。
【００２０】
筐体２０、扉１２、及びリブ２２には、アルミニウム（Ａｌ）やステンレス鋼等が使用可能である。シール部材２６として、ゴム製のＯリング、角ガスケット等が用いられる。加熱機構２４の加熱温度は、加熱対象により異なる。例えば、加熱対象がカーボンプレートの場合、加熱温度は約４５０℃である。
【００２１】
排気装置１６により真空チャンバ１０を真空排気すると、リブ２２が常温のとき、図４に示すように、筐体２０が内部方向にたわむ。第１壁面がリブ２２の一端と接触すると、それ以上の筐体２０のたわみが抑制される。このように、リブ２２は、間隙Ｓ以上の筐体２０の変形を防止する。扉１２は、真空チャンバ１０外部の大気圧によりシール部材２６を圧縮してつぶし代Ｇがほぼゼロとなるようにつぶし、開口部１８を密閉する。
【００２２】
しかしながら、開口部１８上方の扉１２は、リブ２２が常温のとき、図５に示すように、開口部１８がリブ２２に接触しないので、間隙Ｓを超えてたわみ量Ｄでたわむ。扉１２の端部には、たわみにより、筐体２０との間に間隙Ｇｖが生じる。例えば、リブ２２が常温のとき、たわみ量Ｄと間隙Ｓとの差がつぶし代Ｇより大きくなると、扉１２の端部の間隙Ｇｖがつぶし代Ｇと同程度となったり、つぶし代Ｇを超えるようになる。その結果、リブ２２が常温のとき、扉１２によるシール部材２６の圧縮が不十分となり、真空チャンバ１０のリークを招いてしまう。したがって、間隙Ｓは、たわみ量Ｄとつぶし代Ｇとの差より大きくすることが要求される。また、間隙Ｓをたわみ量Ｄより大きくすると、真空排気による真空チャンバ１０の変形を防止することができない。したがって、リブ２２が常温のときの間隙Ｓは、たわみ量Ｄ以下とすることが望ましい。
【００２３】
図６に示すように、真空チャンバ１０内部が大気圧の状態で加熱機構２４により加熱が行われると、加熱機構２４の近傍に配置されたリブ２２が昇温され、熱膨張によりリブ２２が伸びる。リブ２２は、開口部１８が設けられた側の第１壁面に対向する第２壁面で溶接部２３により固定されている。したがって、リブ２２は、リブ２２の一端と第１壁面との間の間隙が常温時の間隙Ｓより小さくなるように、加熱温度での伸び量Ｘで第１壁面の方向に伸びる。
【００２４】
加熱機構２４での加熱時には、図６に示すように、リブ２２の一端と第１壁面との間の間隙（Ｓ−Ｘ）は間隙Ｓより小さくなり、常温時に比べて筐体２０の真空排気による変形を小さくすることができる。しかし、伸び量Ｘが間隙Ｓより大きい場合には、筐体２０の第１壁面が熱膨張したリブ２２により押し上げられ、シール部材２６のつぶし代Ｇが小さくなってしまう。したがって、加熱時の真空チャンバ１０のリークを防止するためには、リブ２２の加熱温度での伸び量Ｘと間隙Ｓとの差がシール部材２６のつぶし代Ｇより小さいことが望ましい。
【００２５】
例えば、材質がＳＵＳ３０４で、寸法が２３５０ｍｍ×１８１０ｍｍ×２７０ｍｍの筐体２０と、材質がＳＵＳ３０４で、寸法が２２５０ｍｍ×１８５０ｍｍ、厚さが３０ｍｍの扉１２を用いる。また、シール部材２６として、太さが８．４ｍｍのＯリングを用いる。溝２８の深さは、６．５ｍｍであり、つぶし代Ｇは１．９ｍｍである。このような真空チャンバ１０を真空排気すると、扉１２のたわみ量Ｄは、約３．２ｍｍとなる。したがって、間隙Ｓとしては、たわみ量Ｄとつぶし代Ｇとの差の１．３ｍｍより大きく、かつたわみ量Ｄの３．２ｍｍ以下とする。
【００２６】
また、加熱機構２４によるリブ２２の加熱温度を３００℃とすると、リブ２２の伸び量Ｘは１．３ｍｍである。したがって、間隙Ｓとしては、伸び量Ｘとつぶし代Ｇとの和の３．２ｍｍより小さくする。その結果、間隙Ｓとしては、１．３ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲に設定すればよい。
【００２７】
本発明の実施の形態では、リブ２２が常温のとき、リブ２２の一端と第１壁面との間に間隙Ｓを設けている。間隙Ｓは、真空排気による扉１２のたわみ量とシール部材２６のつぶし代との差より大きく、かつたわみ量以下にする。また、加熱機構２４による加熱温度でのリブ２２の伸び量と間隙Ｓとの差をシール部材２６のつぶし代より小さくする。その結果、真空排気による筐体２０の変形を抑制し、加熱機構２４による加熱時のリブの熱膨張による真空チャンバ１０のリークを防止することが可能となる。
【００２８】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００２９】
例えば、上記の実施の形態の説明では、大気圧状態において、一端が第１壁面と離間し、他端が第２壁面に固定されたリブ２２とを備える真空チャンバ１０を例示的に説明したが、リブ２２が熱膨張を起こす方向の一方に間隙があれば良いので、リブ２２の他端と第１壁面に対向する第２壁面との間に間隙を設けてもよい。即ち、図示を省略しているが、本発明の他の実施の形態に係る真空チャンバは、互いに対向する内壁面である第１壁面と第２壁面とを有する筐体と、第１壁面を内壁面とする壁面を扉取付壁面とし、この扉取付壁面に設けられた開口部をシール部材を介して密閉する扉と、筐体の内部に配置された加熱機構と、第１及び第２壁面の間で、大気圧状態において、一端が第２壁面と離間し、他端が第１壁面に固定されたリブとを備えるように構成可能である。この本発明の他の実施の形態に係る真空チャンバの扉取付壁面とこの扉取付壁面に対向する壁面は、大気圧状態において平面であり、扉が開口部を密閉することにより、筐体の内部が真空排気可能となる。
【００３０】
又、本発明の実施の形態において、リブ２２は溶接部２３により筐体２０の一壁面に固定されている。しかし、リブ２２の固定は限定されない。例えば、図７に示すように、筐体２０の一壁面に設けたねじ穴３０にリブ２２の端部に設けたねじ部３２をねじ込み、固定ナット３４で固定してもよい。この場合、ねじ部３２のねじ穴３０へのねじ込み量を調整することにより、間隙Ｓの調整を行うことができる。
【００３１】
このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０…真空チャンバ
１２…扉
１４…配管
１６…排気装置
１８…開口部
２０…筐体
２２…リブ
２３…溶接部
２４…加熱機構
２６…シール部材
２８…溝
３０…穴
３２…部
３４…固定ナット
【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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【図６】
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【図７】
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