JP4607367B2

JP4607367B2 - Fluid cylinder device

Info

Publication number: JP4607367B2
Application number: JP2001112741A
Authority: JP
Inventors: 公男石井; 伸市宮城
Original assignee: Kuroda Pneumatics Ltd
Current assignee: Kuroda Pneumatics Ltd
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: JP2002310107A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体シリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の流体シリンダ装置としては、例えば、実公平７−２２５２９号公報に記載されているものが知られている。
実公平７−２２５２９号公報第１図には、シリンダチューブ１とリニアベアリング７が直列に結合し、ピストンロッド５に設けた複数の溝９にリニアベアリング７のベアリング列７ａが摺動自在に係合されたシリンダ装置が開示されている。
【０００３】
しかし、半導体の製造装置等に使用される場合は、ロッド先端側は真空、腐食性ガスといった特殊環境下に置かれることが多い。
この流体シリンダ装置では、ピストンロッド５のパッキン１２の形状を、複数の溝９が設けられたピストンロッド５の断面形状に合致するように製作しなければならない。そのため、特殊な形状のパッキンではコストが上がるうえ、十分なシール力が得られなかったり、寿命が短くなったりする欠点があった。
【０００４】
また、リニアベアリングの潤滑油も特殊環境下では蒸発や変質してしまう欠点を有している。
さらに、ピストンロッドの材質も、ガイド機構を保持するためには、焼き入れ可能な軸受け鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼とする必要があり、特殊環境下では短期間で発錆してしまう問題点があった。
【０００５】
これらの欠点からこの流体シリンダ装置を特殊環境下で使用することはほとんど不可能であった。
これに対して、図６に示す流体シリンダ装置のように、ガイド部５０とシリンダロッド５１を直列に連結してピストンロッド５２でガイドロッド５３を駆動し、ガイドロッド５３で出力ロッド５４を駆動する方法もあった。
【０００６】
この流体シリンダ装置は、出力ロッド５４のみが特殊環境下に置かれ、ガイドロッド５３はふつ素ゴム等の耐環境シールでシールされる。
出力ロッド５４の材質は金属からのガスの発生の抑止や腐食性ガスによる腐食の防止を考慮した最適なものとすることができる。
また、出力ロッド５４の断面形状も単純な円形でよいので、安価で長寿命な市販の耐環境シールを使用することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この流体シリンダ装置では、ピストンロッド５２とガイドロッド５３を直列に連結し、さらにガイドロッド５３と出力ロッド５４を連結した構成のため、シリンダストロークに比較して全長が非常に長くなってしまうという欠点を有している。
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、高精度かつ高剛性でしかもコンパクトな廻り止め機構を備え、特殊環境下の使用に適用できる付き流体シリンダ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、半導体の製造装置に用いられ、ロッド先端側が真空、腐食性ガス雰囲気下に置かれる流体シリンダ装置において、一端にフランジを有する筒状のボディと、前記ボディのフランジに取り付けられるボディカバーと、前記ボディの内径側へ固定したナット部材と、前記ナット部材にスプライン結合手段により軸方向のみ移動自在に係合した軸部材と、耐食材で構成するとともに円形断面を為し、前記ボディ内で前記軸部材の一側に他端側が固定されるとともに前記ボディの一端から一端側が前記真空、腐食性ガス雰囲気下にさらに突出して伸びるロッド部と、前記ボディカバーに取り付けられ前記ロッド部の外周面に密着する耐環境シールと、前記軸部材のロッド部装着側と反対側に装着されるロッドカバーと、前記ロッドカバーと前記ボディのロッド部装着側と反対側の内部に形成されるピストン室と、前記ピストン室に摺動自在に配置したピストンと、前記ピストンに一端部が固着され、前記ロッドカバーを貫通して他端部が外方へ伸びるピストンロッドと、前記ピストンロッドの他端部に固定されるフランジ板と前記ボディとを固定するタイロッドとを備え、前記ピストン室への流体の給排動作により前記軸部材が前記ナット部材を介して前記ボディに対して軸方向に往復作動するとともに、前記軸部材に伴われて前記ロッド部の一端部側が前記耐環境シールにより前記真空、腐食性ガス雰囲気下の真空度を壊さず、腐食性ガスを漏らさず軸方向に往復作動するよう構成したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施形態に係る廻り止めガイド付き流体シリンダ装置を示す。なお、図１，図２ともタイロッドを一部省略して図示している。
本実施形態に係る廻り止めガイド付き流体シリンダ装置１は、円筒形のボディ２の内部にスプラインを形成したナット３を装着するとともに、このナット３に外周部にスプラインシャフト４が形成されている軸部材５を係合挿着されている。図５において、１９はスプラインの溝を示す。
【００１３】
軸部材５の一端側には、出力ロッド６の一端側が出力ロッド取付ボルト７を介して取り付け固定されており、出力ロッド６の他端側はボディ２の耐環境シール８を装着したボディカバー９から突出し、図示しないワークを動作させる。ここで、出力ロッド６は、耐食材で構成され、円形断面とされている。
軸部材５の内部には、ピストン１０によって区画される空気室１１ａ，１１ｂが形成されている。空気室１１ａ，１１ｂがピストン室を形成する。
【００１４】
軸部材５の他端側には、供給ポートＢを備えたロッドカバー１２が装着され、供給ポートＢから流入した流体は空気室１１ｂへ供給される。ピストン１０には、内部に空気室１１ａへの連通孔１３を備えたピストンロッド１４が取り付けられ、ピストンロッド１４の他端側はフランジ板１５に取り付けられている。
フランジ板１５には、連通孔１３へ流体を供給する供給ポートＡが開口する。フランジ板１５はタイロッド１６によりボディ２のエンドカバー１７に固着されている。なお、タイロッド１６の全長はピストンストロークと略同一に設定されている。
【００１５】
このように構成された本実施形態に係る廻り止めガイド付き流体シリンダ装置１は、ボディ２のフランジ２０が半導体の製造装置等の所定場所へ取り付けられて出力ロッド６が特殊環境内で用いられる。
図１の状態において、図示しない供給手段および切換手段により、供給ポートＡに流体が供給され、供給ポートＢが排気の状態になると、連通孔１３を経て空気室１１ａに流体が流入し、空気室１１ｂの流体は供給ポートＢから排出される。
【００１６】
ピストン１０およびピストンロッド１４は、フランジ１５とともにタイロッド１６によりボディ２に固着されているため、外周部にスプラインシャフト４が形成されている軸部材５および出力ロッド６が図の左方向へ前進し、最終的に図２の状態となる。その際、軸部材５とロッドカバー９の間の空間部の空気はボディ２に設けられた貫通孔１８から排出される。
【００１７】
このように、ピストン室への流体の供給排気動作により、軸部材５がスプラインナット３を介してボデイ２に対して軸方向に往復動作することができる。
なお、本実施形態では、ナット３と軸部材５との間の軸方向のみ移動白在に構成する手段としてスプライン結合を説明したが、本発明は、それに限定されず、例えば軸部材外形を四角形とか六角形にし、それに見合う内径形状のナットとしても良い。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、スプラインシヤフトを構成する軸部材の中にシリンダ機構を組み込んだことにより、シリンダ自体が軸方向のガイド部となるため、高精度でかつ高剛性の廻り止めガイド付き流体シリンダ装置をコンパクトに製作することができる。
また、本発明によれば、出力ロッド部がガイド部と別体となっているので、材質を使用する環境に合わせた最適なものとすることができ、形状も単純な円形断面とすることで、市販の安価で長寿命かつシール性に優れた耐環境性パッキンを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体シリンダ装置を、出力ロッドが後退した状態で示す一部破断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る流体シリンダ装置を、出力ロッドが前進した状態で示す一部破断面図である。
【図３】図１に示す一実施形態に係る流体シリンダ装置の上面図である。
【図４】図２に示す一実施形態に係る流体シリンダ装置のｘ−ｘ線断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る流体シリンダ装置の斜視図である。
【図６】従来の流体シリンダ装置の断面図である。
【符号の説明】
１廻り止めガイド付き流体シリンダ装置
２ボディ
３ナット
４スプラインシャフト
５軸部材
６出力ロッド
７出力ロッド取付ボルト
８耐環境シール
９ボディカバー
１０ピストン
１１ａ，１１ｂ空気室
１２ロッドカバー
１３連通孔
１４ピストンロッド
１５フランジ板
１６タイロッド
１７エンドカバー
Ａ，Ｂ供給ポート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid cylinder device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of fluid cylinder device, for example, what is described in Japanese Utility Model Publication No. 7-22529 is known.
In FIG. 1 of the Japanese Utility Model Publication No. 7-22529, the cylinder tube 1 and the linear bearing 7 are coupled in series, and the bearing row 7a of the linear bearing 7 is slidably engaged with a plurality of grooves 9 provided in the piston rod 5. A combined cylinder device is disclosed.
[0003]
However, when used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, the rod tip side is often placed in a special environment such as vacuum or corrosive gas.
In this fluid cylinder device, the shape of the packing 12 of the piston rod 5 must be manufactured to match the cross-sectional shape of the piston rod 5 provided with the plurality of grooves 9. For this reason, the packing with a special shape has increased costs, and has a drawback that a sufficient sealing force cannot be obtained and the life is shortened.
[0004]
Further, the lubricating oil for linear bearings also has a drawback that it evaporates or deteriorates in a special environment.
Furthermore, to maintain the guide mechanism, the piston rod must also be made of hardenable bearing steel or martensitic stainless steel, which rusts in a short period of time under special circumstances. there were.
[0005]
Because of these drawbacks, it has been almost impossible to use this fluid cylinder device in a special environment.
On the other hand, like the fluid cylinder device shown in FIG. 6, the guide portion 50 and the cylinder rod 51 are connected in series, the guide rod 53 is driven by the piston rod 52, and the output rod 54 is driven by the guide rod 53. There was also a way.
[0006]
In this fluid cylinder device, only the output rod 54 is placed in a special environment, and the guide rod 53 is sealed with an environmental seal such as fluoro rubber.
The material of the output rod 54 can be optimized in consideration of suppression of gas generation from the metal and prevention of corrosion due to corrosive gas.
Further, since the cross-sectional shape of the output rod 54 may be a simple circular shape, a commercially available environmentally resistant seal that is inexpensive and has a long life can be used.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this fluid cylinder device, since the piston rod 52 and the guide rod 53 are connected in series, and the guide rod 53 and the output rod 54 are further connected, the total length becomes very long compared to the cylinder stroke. Has the disadvantages.
The present invention has been made to solve such conventional problems, and its object is to provide a fluid cylinder device with a high-precision, high-rigidity and compact detent mechanism that can be applied to use in special environments. Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is used in a semiconductor manufacturing apparatus, the rod end side of the vacuum, the fluid cylinder device is placed in a corrosive gas atmosphere, a tubular body having a flange at one end, to the flange of the body None the body cover attached, a nut member fixed to the inner diameter side of the body, a shaft member engaged movably only axially by the nut member in a spline coupling means, the circular cross-section as well as configured in corrosion-resistant material, a rod portion whose one end from one end of the shaft end side is fixed Rutotomoni the body on one side of the member within the body extends the vacuum, and further protrudes a corrosive gas atmosphere, mounted on the body cover said rod portion and environmental sealing to close contact with the outer peripheral surface of the rod cover mounted on the opposite side of the rod part mounting side of the shaft member, the b A piston chamber formed in the interior of the opposite side of the compartment cover and the rod part mounting side of the body, a piston disposed slidably in the piston chamber, one end is fixed to the piston, it passes through the rod cover the other end and a piston rod extending outwardly, and a tie rod for fixing the said flange plate body which is fixed to the other end of the piston rod, the feed and discharge operations of fluid into the piston chamber Te The shaft member reciprocates in the axial direction with respect to the body via the nut member, and the one end side of the rod portion is accompanied by the shaft member in the vacuum or corrosive gas atmosphere by the environmental seal. It is characterized in that it is configured to reciprocate in the axial direction without breaking the degree of vacuum and without leaking corrosive gas .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
1 to 5 show a fluid cylinder device with a detent guide according to an embodiment of the present invention. In FIGS. 1 and 2, the tie rod is partially omitted.
A fluid cylinder device 1 with a detent guide according to the present embodiment is provided with a nut 3 having a spline formed inside a cylindrical body 2 and a shaft having a spline shaft 4 formed on the outer periphery of the nut 3. The member 5 is engaged and inserted. In FIG. 5, reference numeral 19 denotes a spline groove.
[0013]
One end side of the output rod 6 is fixedly attached to one end side of the shaft member 5 via an output rod mounting bolt 7, and the other end side of the output rod 6 is attached to the body cover 9 on which the environment-resistant seal 8 of the body 2 is mounted. Projects and moves a workpiece (not shown). Here, the output rod 6 is made of a corrosion-resistant material and has a circular cross section.
Air chambers 11 a and 11 b defined by the piston 10 are formed inside the shaft member 5. The air chambers 11a and 11b form a piston chamber.
[0014]
A rod cover 12 having a supply port B is attached to the other end side of the shaft member 5, and the fluid flowing in from the supply port B is supplied to the air chamber 11b. A piston rod 14 provided with a communication hole 13 for connecting to the air chamber 11 a is attached to the piston 10, and the other end side of the piston rod 14 is attached to a flange plate 15.
A supply port A for supplying fluid to the communication hole 13 is opened in the flange plate 15. The flange plate 15 is fixed to the end cover 17 of the body 2 by a tie rod 16. The total length of the tie rod 16 is set to be substantially the same as the piston stroke.
[0015]
In the fluid cylinder device 1 with the detent guide according to the present embodiment configured as described above, the output rod 6 is used in a special environment with the flange 20 of the body 2 attached to a predetermined place such as a semiconductor manufacturing apparatus.
In the state of FIG. 1, when supply fluid and supply device (not shown) supply fluid to supply port A and supply port B enters an exhaust state, fluid flows into air chamber 11a through communication hole 13, and the air chamber The fluid of 11b is discharged from the supply port B.
[0016]
Since the piston 10 and the piston rod 14 are fixed to the body 2 by the tie rod 16 together with the flange 15, the shaft member 5 and the output rod 6 in which the spline shaft 4 is formed on the outer peripheral portion advance in the left direction in the figure, Finally, the state shown in FIG. 2 is obtained. At that time, the air in the space between the shaft member 5 and the rod cover 9 is discharged from the through hole 18 provided in the body 2.
[0017]
In this manner, the shaft member 5 can reciprocate in the axial direction with respect to the body 2 via the spline nut 3 by supplying and exhausting the fluid to the piston chamber.
In the present embodiment, spline coupling has been described as means for configuring the movement between the nut 3 and the shaft member 5 so as to move only in the axial direction. Or a hexagonal shape, and a nut with an inner diameter that matches it.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the cylinder itself becomes an axial guide portion by incorporating the cylinder mechanism in the shaft member constituting the spline shaft, the fluid cylinder device with a high-precision and high-rigidity detent guide is provided. Can be made compact.
Further, according to the present invention, since the output rod portion is a separate body from the guide portion, it can be optimized according to the environment in which the material is used, and the shape can also be a simple circular cross section. It is possible to use a commercially available environmentally resistant packing that is inexpensive, has a long life, and has excellent sealing properties.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken sectional view showing a fluid cylinder device according to an embodiment of the present invention with an output rod retracted.
FIG. 2 is a partially broken sectional view showing a fluid cylinder device according to an embodiment of the present invention in a state where an output rod is advanced.
FIG. 3 is a top view of the fluid cylinder device according to the embodiment shown in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view of the fluid cylinder device according to the embodiment shown in FIG. 2 taken along line xx.
FIG. 5 is a perspective view of a fluid cylinder device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional fluid cylinder device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid cylinder device with a detent guide 2 Body 3 Nut 4 Spline shaft 5 Shaft member 6 Output rod 7 Output rod mounting bolt 8 Environmental seal 9 Body cover 10 Piston 11a, 11b Air chamber 12 Rod cover 13 Communication hole 14 Piston rod 15 Flange Plate 16 Tie rod 17 End cover A, B Supply port

Claims

半導体の製造装置に用いられ、ロッド先端側が真空、腐食性ガス雰囲気下に置かれる流体シリンダ装置において、
一端にフランジを有する筒状のボディと、
前記ボディのフランジに取り付けられるボディカバーと、
前記ボディの内径側へ固定したナット部材と、
前記ナット部材にスプライン結合手段により軸方向のみ移動自在に係合した軸部材と、
耐食材で構成するとともに円形断面を為し、前記ボディ内で前記軸部材の一側に他端側が固定されるとともに前記ボディの一端から一端側が前記真空、腐食性ガス雰囲気下にさらに突出して伸びるロッド部と、
前記ボディカバーに取り付けられ前記ロッド部の外周面に密着する耐環境シールと、
前記軸部材のロッド部装着側と反対側に装着されるロッドカバーと、
前記ロッドカバーと前記ボディのロッド部装着側と反対側の内部に形成されるピストン室と、
前記ピストン室に摺動自在に配置したピストンと、
前記ピストンに一端部が固着され、前記ロッドカバーを貫通して他端部が外方へ伸びるピストンロッドと、
前記ピストンロッドの他端部に固定されるフランジ板と前記ボディとを固定するタイロッドとを備え、
前記ピストン室への流体の給排動作により前記軸部材が前記ナット部材を介して前記ボディに対して軸方向に往復作動するとともに、前記軸部材に伴われて前記ロッド部の一端部側が前記耐環境シールにより前記真空、腐食性ガス雰囲気下の真空度を壊さず、腐食性ガスを漏らさず軸方向に往復作動するよう構成した
ことを特徴とする流体シリンダ装置。 In a fluid cylinder device used in semiconductor manufacturing equipment, where the rod tip side is placed in a vacuum, corrosive gas atmosphere,
A cylindrical body having a flange at one end ;
A body cover attached to the flange of the body;
A nut member fixed to the inner diameter side of the body,
A shaft member engaged movably only axially by spline coupling means to said nut member,
A circular cross section as well as configured in corrosion-resistant material, one end side of the vacuum from the shaft one end side is fixed to the side Rutotomoni said body member within said body, extending further protrudes a corrosive gas atmosphere The rod part,
An environmental seal attached to the body cover and in close contact with the outer peripheral surface of the rod part;
A rod cover mounted on the opposite side of the rod member mounting side of the shaft member ;
A piston chamber formed in the interior of the opposite side of the rod part mounting side of the body and the rod cover,
A piston slidably disposed in the piston chamber;
One end is fixed to the piston, a piston rod other end extending outwardly through said rod cover,
A flange plate fixed to the other end of the piston rod and a tie rod for fixing the body ;
The shaft member reciprocates in the axial direction with respect to the body via the nut member by the fluid supply / discharge operation of the piston chamber, and one end side of the rod portion is accompanied by the shaft member. A fluid cylinder device configured to reciprocate in the axial direction without damaging the degree of vacuum in a vacuum or corrosive gas atmosphere by an environmental seal and without leaking corrosive gas .