(57)【要約】【課題】発熱源を有し、真空槽内で移動する移動体を常時効率よく冷却することができ、メンテナンスに手間がかからない真空処理装置を提供することである。【解決手段】真空槽１の床に敷設された軌道３に沿わせた凹溝９の底に設けた磁性体の受熱部１ｂと、これと対向するように移動体としてのロボット２側に設けた放熱部２ｂとの間に満たした磁性流体１１を、放熱部２ｂに設けたリニアモータの２次磁極としての永久磁石４と受熱部１ｂの磁性体の間に発生する磁束に吸着して、受熱部１ｂと移動体側の放熱部２ｂとの間に保持することにより、放熱部２ｂの熱を磁性流体１１を介して受熱部１ｂに伝達して、真空槽１内で移動する移動体を常時効率よく冷却でき、かつ、メンテナンスに手間がかからないようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源を有し、真空槽内で移動する移動体を備えた真空処理装置において、前記真空槽の内面に、前記移動体の移動経路に沿わせて磁性体で形成された受熱部を設け、前記移動する移動体側の前記受熱部と対向する部位に、前記発熱源から発生する熱を放熱する放熱部を設けて、該放熱部に磁石または磁石とヨークを設け、前記対向する受熱部と放熱部との間に磁性流体を満たして、該磁性流体を介して前記放熱部の熱を前記受熱部に伝達し、前記移動体を冷却するようにしたことを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱源を有し、真空槽内で移動する移動体を備えた真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体等の精密部品の製造装置や検査装置には、真空槽内でロボットや搬送台等の移動体を、モータ等の駆動装置によって移動させ、ワークの組立や検査等を行う真空処理装置が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１に記載されたものでは、ロボットを支持する支持台をリニアモータによって移動させるようにしている。また、特許文献２に記載されたものでは、作業テーブルを超音波モータで移動させるようにしている。なお、ここで言う真空槽は、内部の気圧が大気圧よりも低く設定された広義の真空槽とする。
【０００３】
このような真空槽内で移動するロボットや搬送台等の移動体には、外部から電力を供給されるアクチュエータ用の電磁石コイルや圧電素子、制御用の回路基板等によって発熱する発熱源を有するものがある。このような真空槽内の移動体の発熱源から発生する熱は、空気が十分に存在する大気中とは異なり、空気中へあまり拡散されないので、移動体が異常に高温となる。このため、移動体に組み込まれた電気部品や移動体を支持する軸受部品等が早期に劣化する問題がある。延いては、これらの移動体と接触するワークも熱影響によって不良品となる恐れがある。
【０００４】
このような発熱源を有し、真空槽内で移動する移動体を冷却する手段としては、真空槽よりも高い気圧で移動体の発熱源を機密に収容する容器を設け、発熱源の発熱で温度上昇した容器内の気体を、これよりも温度の低い気体と交換する交換機構を設けたもの（例えば、特許文献１参照）、移動体の発熱部と真空槽に設けた放熱部を金属ベルト等の伝熱手段で連結し、発熱部で発生した熱を放熱部まで熱伝導させるもの（例えば、特許文献２参照）、および、移動体の発熱部と真空槽に設けた放熱部をループ細管で連結し、ループ細管を循環する作動媒体によって、発熱部で発生した熱を放熱部まで搬送して外部に放熱するもの（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３７０９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２８８１８８号公報
【特許文献３】特開２００６−２４６６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された真空処理装置は、移動体の発熱源を収容する容器を所定の位置に移動させて、気体を交換する交換機構と接続する必要があり、移動体を常時冷却することができないので、移動体を交換機構から離れた位置に長時間移動させることができない問題がある。
【０００７】
特許文献２に記載された真空処理装置は、移動体の発熱部を常時冷却することはできるが、移動体の移動距離が長くて、伝熱手段の長さが長くなると、その熱抵抗が大きくなり、熱伝導による放熱効率が低下する問題がある。また、金属ベルト等の伝熱手段も、移動体の移動に伴って屈曲状態が繰り返し変化するので疲労破壊する恐れがあり、メンテナンスに手間がかかる。
【０００８】
特許文献３に記載された真空処理装置も、移動体の発熱部を常時冷却することはできるが、移動体の移動に伴ってループ細管の屈曲度合いが繰り返し変化し、ループ細管が疲労によって損傷する恐れがあり、メンテナンスに手間がかかる問題がある。また、真空槽内に張り渡されたループ細管が、ワークの組立や検査の邪魔になる問題もある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、発熱源を有し、真空槽内で移動する移動体を常時効率よく冷却することができ、メンテナンスに手間がかからない真空処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、発熱源を有し、真空槽内で移動する移動体を備えた真空処理装置において、前記真空槽の内面に、前記移動体の移動経路に沿わせて磁性体で形成された受熱部を設け、前記移動する移動体側の前記受熱部と対向する部位に、前記発熱源から発生する熱を放熱する放熱部を設けて、該放熱部に磁石または磁石とヨークを設け、前記対向する受熱部と放熱部との間に磁性流体を満たして、該磁性流体を介して前記放熱部の熱を前記受熱部に伝達し、前記移動体を冷却する構成を採用した。
【００１１】
すなわち、真空槽の内面に移動体の移動経路に沿わせて設けた磁性体の受熱部と、これと対向するように移動体側に設けた放熱部との間に満たした磁性流体を、放熱部に設けた磁石または磁石とヨークと受熱部の磁性体の間に発生する磁束に吸着し、移動体側の放熱部と一緒に移動させて受熱部との間に保持することにより、放熱部の熱を磁性流体を介して受熱部に伝達して、真空槽内で移動する移動体を常時効率よく冷却でき、かつ、メンテナンスに手間がかからないようにした。なお、真空槽の内面の受熱部に伝達された熱は、受熱部を真空槽の外面に露出させたり、受熱部と真空槽の外部との間に熱交換手段を設けたりすることにより、容易に外部へ放出することができる。
【００１２】
前記磁性流体は、炭化水素系油、エステル系油、フッ素系油等のベース油中に、マグネタイト、マンガン亜鉛フェライト等の強磁性微粒子を分散させた磁性コロイド溶液であり、液体でありながら磁石に引き寄せられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る真空処理装置は、真空槽の内面に移動体の移動経路に沿わせて設けた磁性体の受熱部と、これと対向するように移動体側に設けた放熱部との間に満たした磁性流体を、放熱部に設けた磁石によって、磁性体の受熱部と移動する移動体側の放熱部との間に保持することにより、放熱部の熱を磁性流体を介して受熱部に伝達するようにしたので、真空槽内で移動する移動体を常時効率よく冷却でき、かつ、メンテナンスに手間がかからないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】真空処理装置の実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１の横断平面図
【図３】（ａ）は図１の移動体の近傍を拡大して示す縦断正面図、（ｂ）は（ａ）のIIIb−IIIb線に沿った断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この真空処理装置は、図１および図２に示すように、大気圧よりも気圧が低く設定された真空槽１内で、移動体としてのロボット２とその搬送台２ａをリニアモータによって移動させるものであり、図示は省略するが、ロボット２には発熱源となるアクチュエータ部品や制御用部品等が組み込まれている。搬送台２ａは、真空槽１の床に敷設された直線状の軌道３に直動軸受３ａで支持されている。搬送台２ａの下面には発熱源から発生する熱を放熱する放熱部２ｂが設けられており、その下側にリニアモータの２次磁極となる永久磁石４が取付けられている。また、真空槽１の外側には、搬送台２ａの移動位置を制御する制御装置５と、軌道３と平行に延びるボールネジ６が設けられ、そのねじ軸６ａに螺着されたナット６ｂに、リニアモータの電機子７が２次磁極の永久磁石４と対向するように取付けられており、ボールネジ６がモータ６ｃで回転駆動されると、電機子７はナット６ｂと一緒にねじ軸６ａに沿って移動する。なお、真空槽１には、ワーク等を搬入、搬出するゲート１ａが左右の２箇所に設けられ、搬送台２ａには、その移動位置を検出するための位置センサ８が取付けられている。
【００１６】
前記制御装置５は、位置センサ８で検出された搬送台２ａの移動位置に基づいて、ボールネジ６とリニアモータの作動を制御する。位置センサ８は、光スイッチ、光波距離計、磁気センサ、レゾルバ等とされ、真空槽１の内部から外部に向けて搬送台２ａの位置情報を送信する機能を有する。制御装置５は、位置センサ８の検出出力に基づいて、ボールネジ６のモータ６ｃを駆動して、ナット６ｂに取り付けられたリニアモータの電機子７を移動させるとともに、電機子７の磁極を切り換えて、２次磁極の永久磁石４を電機子７に追随させ、永久磁石４が取り付けられた搬送台２ａを所望の位置に移動させる。
【００１７】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記真空槽１の床には、搬送台２ａの２本の軌道３に沿ってその間で延びる凹溝９が設けられ、この凹溝９の底に、搬送台２ａの下面に設けられた放熱部２ｂと対向するように、磁性体の鋼板で形成された受熱部１ｂが設けられている。また、凹溝９部分の床の外側面には、受熱部１ｂが受ける熱を冷却する冷却デバイス１０が設けられている。この冷却デバイス１０には、冷却ファン、ペルチェ素子、ヒートパイプ、冷凍機、冷却フィン等が用いられる。これらの冷却デバイス１０の種類によっては、その配置位置は必ずしも凹溝９部分の外側でなくてもよいが、冷却効率を高めるためには、凹溝９部分の近傍にあることが望ましい。また、受熱部１ｂを熱伝導体で冷却デバイス１０に接続してもよい。
【００１８】
前記対向する放熱部２ｂと受熱部１ｂの間には磁性流体１１が満たされている。この磁性流体１１は、フッ素系油のベース液中に、マグネタイトの強磁性微粒子を分散させた磁性コロイド溶液であり、２次磁極の永久磁石４と受熱部１ｂの磁性体の間に発生する磁束に吸着され、搬送台２ａと一緒に移動する放熱部２ｂと受熱部１ｂの間に保持される。したがって、放熱部２ｂの熱が磁性流体１１を介して受熱部１ｂに伝達され、移動するロボット２と搬送台２ａを常時冷却することができる。なお、フッ素系油は飽和蒸気圧が小さいので、高真空の真空槽中でも蒸発して真空度を低下させる恐れはない。
【００１９】
上述した実施形態では、磁性流体をベース油としてのフッ素系油に、強磁性微粒子としてのマグネタイトを分散させたものとしたが、ベース油は炭化水素系油、エステル系油等とすることもでき、強磁性微粒子はマンガン亜鉛フェライト等とすることもできる。
【００２０】
上述した実施形態では、移動体をリニアモータで移動させ、磁性流体をリニアモータの２次磁極となる永久磁石と受熱部の磁性体の間に発生する磁束に吸着するようにしたが、移動体は回転モータ等の他の駆動手段で移動させることもできる。また、この駆動手段が、磁性流体を引き寄せる永久磁石や電磁石等の磁石のないものである場合は、別途の磁石または磁石とヨークを放熱部に設けるとよい。
【００２１】
上述した実施形態では、真空槽の床に凹溝を設け、凹溝の中に磁性流体を満たしたが、この凹溝を省略して、平坦な床面上で、対向する放熱部と受熱部の間で磁性流体を満たすこともできる。また、真空槽の床上で放熱部と受熱部を対向させるようにしたが、放熱部と受熱部を真空槽の壁の内側で対向させることもできる。
【００２２】
上述した実施形態では、搬送台の軌道を直線状のものとしたが、搬送台の軌道は湾曲または屈曲して延びるものであってもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１  真空槽
１ａ  ゲート
１ｂ  受熱部
２  ロボット
２ａ  搬送台
２ｂ  放熱部
３  軌道
３ａ  直動軸受
４  永久磁石
５  制御装置
６  ボールねじ
６ａ  ねじ軸
６ｂ  ナット
６ｃ  モータ
７  電機子
８  位置センサ
９  凹溝
１０  冷却デバイス
１１  磁性流体
【図１】
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【図２】
2013074145.tif 000004
【図３】
2013074145.tif 000005