(57)【要約】      （修正有）【課題】コストを低く抑えることができると共に、摩擦を軽減して部材の摩耗を避けることができる機械動力導入装置を提供する。【解決手段】仕切座２が真空チャンバーの気密状態を保つように真空チャンバーの壁体の外面に取り付けられている。入力手段３の入力軸座５が仕切座２の外部に回転可能に設けられ、複数の第１の磁性ユニット３３が入力軸座５に取り付けられている。出力手段４の出力軸座６が仕切座２の収容空間内に取り付けられ、複数の第２の磁性ユニット４３が出力軸座６に取り付けられている。複数の第２の磁性ユニット４３はそれぞれ第１の磁性ユニット３３に対応するように出力手段４の出力座体６１に取り付けられ、入力軸座５が回転すると、第１の磁性ユニット３３及び第２の磁性ユニット４３間の磁力作用によって回転するように設けられている。【選択図】図２
0003164117.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
壁体により設置空間を画成する中空状真空チャンバーを備えた真空処理装置の真空チャンバー内に設置される基体に外部から機械動力を導入する機械動力導入装置であって、
前記壁体の外面に前記真空チャンバーの気密状態を保つように取り付けられた筒体を形成し、かつその一端面をなす第１の端壁と、前記第１の端壁の周縁から一体に延伸して前記壁体と気密に係合して前記第１の端壁とで収容空間を画成する第１の周壁とを有する中空状の仕切座と、
前記仕切座の外部に回転可能に設けられた入力軸座と、前記入力軸座に取り付けられた複数の第１の磁性ユニットとを有し、前記入力軸座は、複数の前記第１の磁性ユニットを取付可能に前記仕切座を覆って設けられた入力座体と、前記入力座体より前記壁体から離れる方向にのびて設けられた入力軸とを有する入力手段と、
前記収容空間内に取り付けられた出力軸座と、前記出力軸座に取り付けられた複数の第２の磁性ユニットとを有し、前記出力軸座は、前記収容空間に取り付けられた出力座体と、前記出力座体の他端より前記壁体を貫通して前記設置空間内にのびて設けられた出力軸とを有し、複数の前記第２の磁性ユニットはそれぞれ複数の前記第１の磁性ユニットに対応するように前記出力座体に取り付けられ、前記出力軸座は、前記入力軸座が回転すると、前記第１の磁性ユニット及び前記第２の磁性ユニット間の磁力作用によって回転するように設けられた出力手段と、
を備えている機械動力導入装置。
【請求項２】
前記入力座体は、前記第１の端壁に近い第２の端壁と、前記第１の周壁と離れて前記第２の端壁の周縁から前記壁体側にのびて設けられた第２の周壁とを有し、
複数の前記第１の磁性ユニットはそれぞれ前記第２の周壁の外面に互いに所定の間隔をおいて設けられることを特徴とする請求項１に記載の機械動力導入装置。
【請求項３】
前記第２の周壁は互いに所定の間隔をおいて前記第２の周壁の外面より突出した複数の第１の係止部と、
複数の前記第１の係止部のうち隣接する２つの前記第１の係止部の間に前記第１の磁性ユニットが取り付けられるように形成された複数の第１の取付溝と、
前記第１の係止部の前記第１の取付溝側の両側面に形成された凹凸状の第１の段部とを有し、
前記第１の磁性ユニットはそれぞれ、前記第１の取付溝に取り付けられる複数の第１の磁性部材を有し、
各前記第１の磁性部材は前記第１の段部に対応して噛み合うよう凹凸状に形成された第２の段部を有することを特徴とする請求項２に記載の機械動力導入装置。
【請求項４】
前記入力手段は更に、前記入力座体と前記壁体との間に設けられた環状ブラケットと、それぞれが前記第１の取付溝のそれぞれに対応して設けられた複数の定位プレートとを有し、前記ブラケットと各前記定位プレートはそれぞれ、前記第１の磁性ユニットを前記第１の取付溝内に安定して取り付けられるように前記第１の磁性ユニットの両端側に設けられたことを特徴とする請求項３に記載の機械動力導入装置。
【請求項５】
前記出力軸座は、互いに所定の間隔をおいて前記出力座体の前記第１の周壁側の外面から突出された複数の第２の係止部を有し、複数の前記第２の係止部のうち隣接する２つの前記第２の係止部の間に前記第２の磁性ユニットが取り付けられる複数の第２の取付溝が形成され、
前記第２の係止部の前記第２の取付溝側の両側面に凹凸状の第３の段部が形成され、
前記第２の磁性ユニットはそれぞれ、前記第２の取付溝に取り付けられる複数の第２の磁性部材を有し、各前記第２の磁性部材は、前記第３の段部に対応して噛み合う凹凸状の第４の段部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の機械動力導入装置。
【請求項６】
前記第１および第２の磁性ユニットはそれぞれ、内側磁極と外側磁極を有し、前記第１の磁性ユニットの所定部位の内側磁極が前記対応する第２の磁性ユニットの対応する部位の外側磁極と異なる磁極となるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の機械動力導入装置。
【請求項７】
前記入力手段は更に、複数の前記第１の磁性ユニットにおける隣接する２つの前記第１の磁性ユニットの間に設けられた複数の補助磁性ユニットを有し、
前記補助磁性ユニットはそれぞれ、内側磁極と外側磁極を有し、前記補助磁性ユニットのうち前記入力座体の底部から所定高さにある部位の内側磁極が、隣接する前記第２の磁性ユニットのうち前記入力座体の底部から同じ高さにある部位の外側磁極と同一極となるように配置されたことを特徴とする請求項６に記載の機械動力導入装置。
【請求項８】
各前記第１の磁性ユニットは、互いに引き合って隣接することができる複数の第１の磁性部材を有し、複数の前記第１の磁性部材のうち一つの前記第１の磁性部材の内側磁極が隣接する別の前記第１の磁性部材の内側磁極と異なる磁極となるように配置され、
各前記第２の磁性ユニットは、互いに引き合って隣接することができる複数の第２の磁性部材を有し、複数の前記第２の磁性部材のうち一つの前記第２の磁性部材の内側磁極が隣接する別の前記第２の磁性部材の内側磁極と異なる磁極となり、且つ当該第２の磁性部材の外側磁極が対応する前記第１の磁性部材の内側磁極と異なる磁極となるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の機械動力導入装置。
【請求項９】
前記入力手段は更に前記入力軸座を取り囲むカバーを有し、
前記カバーは、前記入力軸を貫通させる第３の端壁と、前記第３の端壁の周縁から前記壁体側にのびて前記第３の端壁とで前記入力軸座を取り囲む囲い空間を画成する第３の周壁とを有することを特徴とする請求項２に記載の機械動力導入装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体デバイスの製造・加工に使用される真空処理装置において、真空処理装置における真空チャンバー内の構成部品を、外部から真空チャンバー内へ回転力等の動力を導入操作する機械動力導入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部（大気側）から真空チャンバー内へ回転力等の動力を伝達する回転導入手段としては、大気側から真空チャンバー内に回転軸を貫通させ、回転軸の一端側にハンドリングする基体（ウエハ等）を載置し、回転軸を回転させて、回転動力を基体側に導入することによって基体を回転させる回転導入装置が用いられている。
【０００３】
従来の回転導入装置として、真空チャンバーの密封をＯリング等の可塑性を有する材料のシールによって行うものがあり、このような回転導入装置は構成が単純で安価であることから広く使用されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾特許第Ｉ２４７８５５号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の回転導入装置の場合、Ｏリングが回転軸との間に介在するので、摩耗によりリークするおそれがあり、他の機械部品も摩擦により早く寿命が尽きることがある。
【０００６】
また、塑性材料を用いたシール部材の他に、シール部材の摩耗を防ぐためには例えば摩擦を起こさず長く使用できる利点を有する磁性流体を用いたシール部材等も実用されているが、磁性流体シールはＯリングよりも高価である。また、磁性流体シールは通常、超高真空に用いられるため、一般的な真空度で十分な真空処理装置に用いるには大がかりすぎる。
【０００７】
本考案は、上記問題点に鑑みてなされたもので、コストを低く抑えることができると共に、摩擦を軽減して部材の摩耗を避けることができる機械動力導入装置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】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本考案は、壁体により設置空間を画成する中空状真空チャンバーを備えた真空処理装置の真空チャンバー内に設置される基体に外部から機械動力を導入する機械動力導入装置であって、前記壁体の外面に前記真空チャンバーの気密を保つように取り付けられた筒体をし、その一端面をなす第１の端壁と、前記第１の端壁の周縁から一体に延伸して前記壁体と気密に係合して前記第１の端壁とで収容空間を画成する第１の周壁とを有する中空状の仕切座と、前記仕切座の外部に回転可能に設けられた入力軸座と、前記入力軸座に取り付けられた複数の第１の磁性ユニットとを有し、前記入力軸座は、複数の前記第１の磁性ユニットを取付可能に前記仕切座を覆って設けられた入力座体と、前記入力座体より前記壁体から離れる方向にのびて設けられた入力軸とを有する入力手段と、前記収容空間内に取り付けられた出力軸座と、前記出力軸座に取り付けられた複数の第２の磁性ユニットとを有し、前記出力軸座は、前記収容空間に取り付けられた出力座体と、前記出力座体の他端より前記壁体を貫通して前記設置空間内にのびて設けられた出力軸とを有し、複数の前記第２の磁性ユニットはそれぞれ複数の前記第１の磁性ユニットに対応するように前記出力座体に取り付けられ、前記出力軸座は、前記入力軸座が回転すると、前記第１の磁性ユニット及び前記第２の磁性ユニット間の磁力作用によって回転するように設けられた出力手段と、を備えている機械動力導入装置を提供する。
【考案の効果】
【０００９】
このように構成された本考案の機械動力導入装置においては、仕切座によって真空チャンバーの気密状態を保つことができる。また、入力軸と出力軸との間の動力伝達は第１および第２の磁性ユニットの磁力作用によって非接触的に行うことができるので、摩擦抵抗を大幅に軽減し、構成部品の摩耗を避けることができ、長く使用できる。また、第１および第２の磁性ユニットは安価で入手も容易な材料で製造することができるため、従来の磁性流体を用いたシール部材と比べてコストを大きく下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案に係る機械動力導入装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の同機械動力導入装置を示す分解斜視図である。
【図３】半導体加工処理装置等の真空チャンバーに設置された図１の同機械動力導入装置を示す断面図である。
【図４】図１の同機械動力導入装置を示す上面断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案の特徴及び利点は、添付の図面を参照して、以下の本考案の好適な実施形態の詳細な説明から明らかとなる。
【００１２】
本考案の好適な実施形態に係る機械動力導入装置は、半導体デバイスの製造・加工に使用される真空処理装置（図示せず）の真空チャンバー１内の構成部品を外部から回転力等の動力を導入操作するように用いられる。本実施形態では、外部から真空チャンバー１内へ回転力等の動力を導入するように、ほぼ円筒状に構成されており、仕切座２、入力手段３、出力手段４を備えている。
【００１３】
真空チャンバー１は、図３に示すように、壁体１１により基体の設置空間１０を画成する中空状に形成されており、壁体１１に外部に連通する貫通孔１１１が設けられている。
【００１４】
図１〜４に示すように、仕切座２は中空円筒状をなし、壁体１１の外面に真空チャンバー１の気密状態を保つように取り付けられており、壁体１１から離れて配置され、ほぼ円形状に形成された第１の端壁２１と、第１の端壁２１の周縁から一体に延伸して壁体１１と気密状態で係合して第１の端壁２１とで、出力手段４を設置する収容空間２０を画成する第１の周壁２２と、第１の周壁２２の周縁から半径方向に突き出た環状フランジ２３を有する。環状フランジ２３において所定の間隔をおいて数本のねじで真空チャンバー１の壁体１１に緊密にねじ止めている。仕切座２によって外部から真空チャンバー１の気密状態を保つことができる。
【００１５】
入力手段３は、仕切座２の外部に回転可能に設けられた入力軸座５と、入力軸座５に取り付けられた複数、例えば４つの第１の磁性ユニット３３と、入力軸座５を取り囲むカバー３２と、複数の第１の磁性ユニット３３における隣接する２つの第１の磁性ユニット３３の間に設けられた複数、例えば４つの補助磁性ユニット３４を有する。
【００１６】
入力軸座５は、複数の第１の磁性ユニット３３を取付可能に仕切座２を覆って設けられた入力座体５１と、入力座体５１より壁体１１から離れる方向にのびて設けられた入力軸５２とを有する。入力座体５１は、第１の端壁２１に近い第２の端壁５１１と、第１の周壁２２と離れて第２の端壁５１１の周縁から壁体１１側にのびて設けられた第２の周壁５１２とを有する。
【００１７】
第２の周壁５１２は互いに所定の角間隔をおいて第２の周壁５１２の外面より複数、例えば８つの第１の係止部５１３が突出され、複数の第１の係止部５１３における隣接する２つの第１の係止部５１３の間は第１の磁性ユニット３３が取り付けられる複数、例えば８つの第１の取付溝５１４が形成されている。第１の係止部５１３の第１の取付溝５１４側の両側面に凹凸状の第１の段部５１５が形成されている。
【００１８】
入力軸５２は、入力座体５１側の外面５３を有し、外面５３に図示しない動力源を連結する接合溝５４が形成され、動力源よりの駆動により回転可能になっている。
【００１９】
カバー３２は、入力軸５２を貫通させる第３の端壁３２１と、第３の端壁３２１の周縁から壁体１１側にのびて第３の端壁３２１とで入力軸座５を取り囲む囲い空間３０を画成する第３の周壁３２２とを有する。第３の端壁３２１は図示しないねじで第２の端壁５１１にねじ止めている。
【００２０】
第１の磁性ユニット３３及び補助磁性ユニット３４はそれぞれ、第２の周壁５１２の外面に互いに所定の間隔をおいて設けられており、各対応する第１の取付溝５１４に取り付けられる複数の第１の磁性部材３３１、補助磁性部材３４１を有し、各第１の磁性部材３３１、補助磁性部材３４１は第１の段部５１５に対応して噛み合うように第１の係止部５１３側のそれぞれの両側面に凹凸状の第２の段部３３２、係止段部３４２が形成されている。
【００２１】
入力手段３は更に、入力座体５１と壁体１１との間に設けられ、例えば第２の周壁５１２とほぼ同じ外径を有する環状ブラケット３１と、第１の取付溝５１４に対応して設けられた複数、例えば８つの定位プレート３５とを有する。ブラケット３１は第１の磁性ユニット３３、補助磁性ユニット３４が第１の取付溝５１４の下側開口から抜け不能に第１の取付溝５１４の下端開口を閉じるように、例えば図示しないねじで第２の周壁５１２の底部に固定されている。各定位プレート３５は、第１の磁性ユニット３３、補助磁性ユニット３４が第１の取付溝５１４内に安定して取り付けられ、第１の取付溝５１４から脱離しない役割を果たすように第１の取付溝５１４の上端開口を塞ぐように設けられている。
【００２２】
出力手段４は、収容空間２０に取り付けられた出力軸座６と、出力軸座６に取り付けられた複数例えば４つの第２の磁性ユニット４３とを有する。出力軸座６は、収容空間２０に取り付けられた出力座体６１と、出力座体６１の他端より壁体１１を貫通して設置空間１０内にのびて貫通孔１１１に嵌合されて設けられた出力軸６２とを有する。複数の第２の磁性ユニット４３はそれぞれ複数の第１の磁性ユニット３３に対応するように出力座体６１に取り付けられている。
【００２３】
出力軸６２は、第１の周壁２２側の外面６３を有し、外面６３に真空チャンバー１内の構成部材と連結される接合溝６４が形成され、真空チャンバー１内に回転力等の動力を導入するようになっている。
【００２４】
出力軸座６は更に、互いに所定の角間隔をおいて出力座体６１の第１の周壁２２側の外面から突出された複数、例えば４つの第２の係止部６１１を有し、複数の第２の係止部６１１のうち隣接する２つの第２の係止部６１１の間に第２の磁性ユニット４３が取り付けられる複数、例えば４つの第２の取付溝６１２が形成されている。第２の係止部６１１の第２の取付溝６１２側の両側面に凹凸状の第３の段部６１３が形成されている。
【００２５】
第２の磁性ユニット４３はそれぞれ、第２の取付溝６１２に取り付けられる複数の第２の磁性部材４３１を有し、各第２の磁性部材４３１は、第３の段部６１３に対応して噛み合う凹凸状の第４の段部４３２が形成されている。
【００２６】
出力座体６１の両端側に固定リング４１と固定プレート４２とが設けられ、入力座体５１の両端側に設けられたブラケット３１と定位プレート３５とほぼ同様な役割を有する。固定リング４１は第２の磁性ユニット４３が第２の取付溝６１２の下側開口から抜け不能に第２の取付溝６１２の下端開口を閉じるように、出力座体６１の底部に取り付けられている。固定プレート４２は、第２の磁性ユニット４３が第２の取付溝６１２内に安定して取り付けられ、第２の取付溝６１２から脱離しない役割を果たすよう第２の取付溝６１２の上端開口を閉じるように出力座体６１の上部に取り付けられている。
【００２７】
本考案の機械動力導入装置では摩擦抵抗を大幅に軽減し、構成部品の摩耗を避けるべく非接触的に行うことができるよう入力軸５２と出力軸６２との間の動力伝達は第１および第２の磁性ユニット３３、４３の磁力作用によって行うように構成されている。更にその磁力作用を強めるよう補助磁性ユニット３４を設けている。
【００２８】
この実施形態において、図３、４に示すように各第１の磁性ユニット３３、補助磁性ユニット３４、第２の磁性ユニット４３はそれぞれ、互いに引き合って隣接することができる複数の第１の磁性部材３３１、複数の補助磁性部材３４１、複数の第２の磁性部材４３１を有する。複数の第１の磁性部材３３１のうち一つの第１の磁性部材３３１の内側磁極が隣接する別の第１の磁性部材３３１の内側磁極と異なる磁極となるように配置されている。補助磁性部材３４１の配置も第１の磁性部材３３１と同様である。
【００２９】
各第２の磁性部材４３１の配置も第１の磁性部材３３１と同様であり、また当該第２の磁性部材４３１の外側磁極が対応する第１の磁性部材３３１の内側磁極と異なる磁極となるように配置されている。
【００３０】
また、補助磁性部材３４１と対応する第２の磁性部材４３１は、互いに反発するように、補助磁性ユニット３４のうち入力座体５１の底部から所定高さにある部位の補助磁性部材３４１の内側磁極が、隣接する第２の磁性ユニット４３のうち入力座体５１の底部から同じ高さにある部位の第２の磁性部材４３１の外側磁極と同一極となるように配置されている。
【００３１】
こうして、第１の取付溝５１４、第２の取付溝６１２内にそれぞれ複数の第１、第２、補助磁性部材３３１、４３１、３４１が安定的に定位されるように設けられている。
【００３２】
なお、本考案の機械動力導入装置の組立ての一例を下記の通り説明する。
【００３３】
入力手段３を組立てるとき、環状ブラケット３１をねじ等によって第２の周壁５１２の底部にねじ止め、第１の磁性部材３３１と補助磁性部材３４１とを対応する各第１の取付溝５１４に嵌入する。各第１の取付溝５１４の上端開口を塞ぐように各定位プレート３５を入れてねじ止める。
【００３４】
出力手段４を組立てるとき、固定リング４１を出力座体６１の真空チャンバー１側の下部において各第２の係止部６１１の下部に固定する。複数の第２の磁性部材４３１を対応する各第２の取付溝６１２に入れて固定プレート４２を出力座体６１の上部に取り付けて各第２の磁性ユニット４３を定位させる。そして、出力座体６１を覆って壁体１１の外面に真空チャンバー１の気密状態を保つように仕切座２を取り付ける。入力座体５１がさらに仕切座２を覆い、入力軸５２が第３の端壁３２１を貫通しながらカバー３２によって入力軸座５を取り囲む。
【００３５】
以上のように構成された機械動力導入装置の動作を以下に説明する。
【００３６】
入力軸５２と連結された外部の動力源によって入力軸５２を回転駆動する。入力軸５２が回転されると、第１の磁性ユニット３３及び補助磁性ユニット３４が連動する。第２の磁性ユニット４３が第１の磁性ユニット３３との間の磁力引き合い作用によって動かされ、出力軸座６が連動して回転される。そして補助磁性ユニット３４及び第２の磁性ユニット４３の間の反発作用によって、出力軸座６が安定して回転されることができる。なお、場合によって補助磁性ユニット３４の設置を省略することも可能である。
【００３７】
第１の磁性部材３３１は、一例として、強力磁性の永久磁石を用いる。なお、この実施形態において第１の磁性部材３３１を複数用いたが、十分に強い磁力をもつのであれば、１個だけを用いてもよい。第２の磁性部材４３１、補助磁性部材３４１についても同様である。
【００３８】
このように構成された本考案の機械動力導入装置においては、仕切座２によって真空チャンバー１の気密状態を高く保つことができるので、例えば、真空度が１０−７Ｔｏｒｒなどの真空処理装置に適用され得る。また、入力軸５２と出力軸６２との間の動力伝達は第１の磁性ユニット３３、補助磁性ユニット３４と第２の磁性ユニット４３の間の磁力作用によって非接触的に行うことができる。また、入力軸座５の第２の周壁５１２と第１の周壁２２とは接触せず、且つ第１の周壁２２と出力座体６１の外周面とは接触せずに設置されているので、摩擦抵抗を大幅に軽減することができ、構成部品の摩耗を避けることができ、長く使用できる。また、各磁性ユニットは永久強力磁石などの、安価で入手も容易な材料で製造することができるため、従来の磁性流体を用いたシール部材と比べてコストを大きく下げることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  真空チャンバー
１０  基体の設置空間
１１  壁体
１１１  貫通孔
２  仕切座
２０  収容空間
２１  第１の端壁
２２  第１の周壁
２３  フランジ
３  入力手段
３０  囲い空間
３１  ブラケット
３２  カバー
３２１  第３の端壁
３２２  第３の周壁
３３  第１の磁性ユニット
３３１  第１の磁性部材
３３２  第２の段部
３４  補助磁性ユニット
３４１  補助磁性部材
３４２  係止段部
３５  定位プレート
４１  固定リング
４２  固定プレート
４３  第２の磁性ユニット
４３１  第２の磁性部材
４３２  第４の段部
５  入力軸座
５１  入力座体
５１１  第２の端壁
５１２  第２の周壁
５１３  第１の係止部
５１４  第１の取付溝
５１５  第１の段部５１５
５２  入力軸
５３  外面
５４  接合溝
６  出力軸座
６１  出力座体
６１１  第２の係止部
６１２  第２の取付溝
６１３  第３の段部
６２  出力軸
６３  外面
６４  接合溝
【図１】
0003164117.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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