CN1282838C - 曳引驱动减速器和输送装置 - Google Patents

Abstract

一种曳引驱动减速器包括外接轴(20A，20B)、多根环绕着外接轴外圆周接触着布置的中间轴(30A，30B)和内接着中间轴外圆周的内接滚筒(40A，40B)，其中可旋转地支承着中间轴的支承件(10)是固定着的，一个驱动电机连接着多根中间轴中的至少一根，输出取自直径大于中间轴外径的外接轴。

Description

曳引驱动减速器和输送装置

技术领域

本发明涉及一种曳引驱动减速器，其包括一根外接轴、多根环绕着外接轴外圆周接触着布置的中间轴和一个内接着中间轴外圆周的内接滚筒。

本发明还涉及一种输送装置，其使用了作为驱动装置的曳引驱动减速器，减速器包括一根外接轴、多根环绕着外接轴外圆周接触着布置的中间轴和一个内接着中间轴外圆周的内接滚筒。

本发明还涉及一种用在输送装置中的双轴编码器结构。

背景技术

(1)在包括一根外接轴、多根环绕着外接轴外圆周接触着布置的中间轴和一个内接着中间轴外圆周的内接滚筒的曳引驱动减速器中，驱动电机的旋转从外接轴引入，中间轴被支承件可旋转地支承着，输出取自支承件，这种曳引驱动减速器是众所周知的(例如JP-A-58-119746)。

然而，在传统众所周知的曳引驱动减速器中，如果多根中间轴的直径存在偏差，则用于引出输出的支承件的旋转中心可能不与外接轴的中心一致。因此，取自支承件的输出可能出现旋转不均匀性，这一点是不利的。

也就是说，在传统曳引驱动减速器中，来自驱动电机的旋转力被引入外接轴上，与此相反，输出取自支承着中间轴的支承件。在这种情况下，如果因多根中间轴的直径存在偏差而导致内接滚筒的中心错位，则输出的旋转中心会绕着原始旋转中心旋转，旋转半径等于错位量，因此，旋转中心的错位将导致输出侧的旋转出现误差。

为此，本发明的一个目的是提供一种没有上述问题的曳引驱动减速器。

(2)在需要禁止微粒的精细加工领域，例如半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板加工领域，被输送的材料必然不能通过夹持(抓持被输送的材料)而被输送(无法保持)。因此，作为这种输送领域的运送方法，现在的状况是利用系统的输送装置进行输送，其中被输送材料只被放在(只被支承在)手臂(末端操作器)段。

然而，在这种输送装置中，支承件包括有机(例如橡胶或类似物)支承和无机(陶瓷或类似物)支承，因此有一个问题是，尽管有机支承的摩擦力相对较大，但不能用在高温部分中。此外，还有一种真空吸收系统，然而，尽管该系统可以用在空气中，但不能够用于产生在半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板的加工中希望使用的真空。此外，在真空吸收方法中，结构复杂而且成本高。

因此，在许多情况下，被输送的材料(晶片或类似物)只被手臂支承段的摩擦力保持着。然而，当这种材料被突然移动或在移动中出现振动时，被输送的材料会出现滑动和错位，从而会出现诸如产生颗粒、控制故障、被输送材料受损等缺点。因此，为了将输送装置用在这样的精确输送领域，需要有这样的输送装置，即它可以进行振动(加速度)极小的输送(平稳输送)。

在这种需要禁止颗粒和需要用于精确加工诸如半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板等的输送工具中，通常要使用直接传动(DD)系统驱动装置(JP-A-3-281183)。然而，在DD系统驱动装置中，由于输出密度(扭矩/体积，扭矩/电机功率)较小，因此存在的问题是驱动装置较大而且电源功率也较大。

一方面，为了实现驱动装置紧凑化的目的，现有一种使用了带齿轮机构的减速器的输送装置。通过使用带齿轮机构的减速器，驱动装置的紧凑化变得可行。然而，由于设有齿轮，因此有一个问题是存在游隙，或者会产生振动或噪音。此外，为了降低振动或噪音，在使用了带齿轮机构的减速器的输送装置中，控制会变得复杂，而成本较高。

为此，本发明的另一个目的是提供一种输送装置，其能够解决上述传统技术中伴随的问题，而且曳引驱动减速器被用作驱动装置，以及提供一种紧凑和低振动、低噪音的输送装置，其可以用在半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板加工中。

(3)在需要禁止颗粒和需要用于精确加工诸如半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板等的输送工具中，众所周知的是一种布置在真空中的光学编码器(例如JP-W-8-506771(USP5,720,590))。

在JP-W-8-506771中公开的输送装置中，由于编码器和轴承设在真空环境中，因此必须使用真空环境中要求采用的高成本编码器和轴承。此外，由于轴承用在真空环境中，因此在希望提高负载能力时，轴承将成为颗粒产生的一个因素。因此，有一个问题是负载能力不能提高。

为此，本发明的另一个目的是提供一种用在简单构造的输送装置中的双轴输出编码器结构。

发明内容

根据本发明的第一个方面，与现有技术相伴的问题可以通过这样一种曳引驱动减速器而解决，该减速器包括一根第一外接轴；多根第一中间轴，它们与第一外接轴的外圆周相接触；一个第一内接滚筒，其与第一中间轴的外圆周相接触；一个静止托架，其可旋转地支承着第一中间轴；以及一个驱动电机，其连接在至少一根第一中间轴上；其中，驱动电机的旋转输入从第一外接轴输出；第一外接轴的外径大于第一中间轴的外径，由此从第一外接轴获得减速旋转输出。

在本发明中，旋转被引入中间轴上，而输出取自安置在中心的外接轴。也就是说，由外接轴构成的输出轴设置在基准输出的旋转中心上，而支承件是固定的。根据这种结构，即使多根中间轴的直径存在偏差，但由于处于自由状态的内接滚筒也会因中间轴的直径偏差而出现变形，因此其旋转中心会同时错位。其结果是，因多根中间轴的直径偏差而导致的旋转误差不会产生在作为输出轴的外接轴上。

此外，本发明还可以应用在需要多个同轴输出的情况下。也就是说，在曳引驱动装置以这样的方式构造出来后，在包括一根外接轴、多根环绕着外接轴外的圆周布置的中间轴和一个内接着中间轴外圆周的内接滚筒的曳引驱动减速器中，曳引驱动减速器的特征在于：两根以上的外接轴同轴布置；相应的多根中间轴环绕着相应外接轴的外圆周接触着布置；一个可旋转地支承着相应中间轴的支承件是固定着的；旋转分别引入到成对中间轴中的至少一根上，输出取自相对应的外接轴，而且可以引出两个以上的同轴输出，此外，不带输出误差的输出可以取自同轴式输出轴。特别是，具有这种输出轴的曳引驱动减速器具有非常优秀的特性，例如，可以用作工业机器人的驱动段的驱动机构。

根据本发明的第二个方面，提供了一种输送装置，其包括一个驱动电机、一个被驱动电机驱动的驱动臂和一个连接在驱动臂顶端的输送台，其中驱动电机的输出通过一个曳引驱动减速器而传递到驱动臂上，该减速器包括外接轴、多根环绕着外接轴外圆周布置的中间轴和一个内接着中间轴外圆周的内接滚筒。

根据本发明的输送装置，驱动装置可以紧凑化，而且通过使用不带齿轮的减速器，可以实现光滑的驱动，振动和噪音可以降低，而且可以在不导致被输送材料错位的情况下实现输送。这是因为在使用了曳引驱动减速器后，不存在游隙(间隙)，因此在驱动启动时不会产生因间隙导致的冲击，这样，不会导致被输送材料的错位。

在本发明中，输送装置可以被制作成具有两根同轴布置的输出轴的装置，其中每根输出轴分别通过一个相应的曳引驱动减速器连接着一个相应的驱动电机，该减速器包括外接轴、多根环绕着外接轴外圆周布置的中间轴和一个内接着中间轴外圆周的内接滚筒，两个同轴输出可以取自两根输出轴。

在这种情况下，输送装置的两根同轴布置的输出轴和曳引驱动减速器的一个输出件可以彼此整体连接，或者可以通过诸如环形皮带等传动件相连。

曳引驱动减速器可以将一个用于可旋转地支承着多根中间轴的托架固定住，并且从成对中间轴中的至少一根引入旋转，输出取自相应的外接轴，或者也可以从外接轴输入旋转，并将一个内接着多根中间轴的内接滚筒固定住，而旋转输出取自可旋转地支承着多根中间轴的托架。

此外，如果本发明的输送装置是以这样的方式构造的，即前级减速器连接着曳引驱动减速器的前级，其中该前级减速器由一个曳引驱动减速器构成，该曳引驱动减速器包括外接轴、多根环绕着外接轴外圆周布置的中间轴和内接着中间轴外圆周的内接滚筒，则减速比可以进一步提高，而且不存在游隙(间隙)，因此在驱动启动时不会产生因间隙导致的冲击，而且为了不导致被输送材料的错位，这一点更希望采用。

此外，在本发明中，输送装置可以具有这样的特征，即位置探测器设在曳引驱动减速器的输出侧。在曳引驱动系统中，在其结构方面，被认为会有小的滑动产生在曳引驱动系统内。因此，当输送装置被这样构造，即位置探测器设在输出侧时，即使在曳引驱动减速器中产生了滑动，输出侧的旋转位置也可以被位置探测器探测到，因此滑动可以被适当地发现和校正。

此外，在本发明中，优选使输送装置具有这样的特征，即通过将外接轴的外径与中间轴的外径的二倍之和制作得不小于内接滚筒的内径，建立起了干涉，从而利用干涉提供出扭矩调节功能。在本发明中使用了曳引驱动减速器，即使输送装置的臂因某种可能而与任何材料发生碰撞，但由于可以通过产生滑动而避免冲击，因此输送装置也不会像使用了齿轮的减速器那样受损。此外，在如前所述设置了位置探测器后，可以容易地恢复位置。除此之外，如前所述，通过将外接轴的外径与中间轴的外径的二倍之和制作得不小于内接滚筒的内径而建立起干涉，由于可以利用干涉调节扭矩，因此可以容易地设置防撞负载。

根据本发明的第三个方面，可以通过以这样的方式构造系统而达到上述目的，即一种双轴输出编码器布置在被驱动电机驱动的用于输送被输送材料的输送装置中，电机连接着每根输出轴，输出轴是作为内轴和空心外轴同轴布置着的两根轴，而且电机是独立驱动的，编码器的特征在于：轴封设在内轴与外轴之间和外轴与圆筒形壳体之间；一个曳引驱动减速器布置在空气侧，该减速器由驱动电机以及外接轴、中间轴和内接滚筒构成，用以对驱动电机的旋转运动减速；以及内轴位置探测器穿过减速器，外轴位置探测器布置在轴封与减速器之间并设在空气侧。

本发明是一种被特别制作成同轴式双轴结构的输送装置。由于输出轴编码器在磁力式的情况下会有因减速器产生的摩擦粉末(铁粉)而导致误操作的可能性，因而不能安置在油中(与减速器相同的环境中)。因此，必须将输出轴编码器安置在空气中和无油的环境中。然而，在同轴式双轴结构中，不能将两根轴安置在相同位置上。这是因为，必须将接收侧探测器固定在固定位置上，而且特别是固定在内轴侧输出轴中，但因外轴输出轴(旋转轴)以及减速器均设在外侧，因此没有这种固定位置。根据这个问题，必须使内轴侧编码器的轴延伸到输出侧的相反侧，并且延伸到固定位置上。然而，在输出侧的相反侧通常安置着减速器或电机，而且在被制作成空心并被穿过时，结构会变复杂，因而驱动装置不能紧凑化。(编码器应当安置在电机下方)。与此相反，在本发明中，在采用了曳引驱动结构后，第一级曳引驱动和电机可以偏心布置，而且第一级曳引驱动和电机以及内轴侧输出编码器可以彼此并联布置。因此，可以实现紧凑化。在这一点上，在这种情况下，如第二个方面所述，内轴驱动电机和外轴驱动电机是并联布置的，而且内轴位置探测器安置在两个驱动电机的下端表面上方，即安置在两个驱动电机的装配空间中。此外，第一级曳引减速器可以适当地省略掉。

如前所述，当输出轴编码器布置在真空环境中时，耐用性和设备成本方面存在问题。具体地讲，在磁力式的情况下，由于探测器不能够承受真空环境，因此不能够布置在真空中。与此相反，在本发明中，由于位置探测器布置在空气一侧，并且位于减速器的油润滑部分的外侧，因此输送装置中的双轴输出编码器可以以低成本并且容易地安置。

在本发明中，内轴和外轴位置探测器优选被制作成磁力式的。磁力式位置探测器的价格低于光学式位置探测器。

本公开发明涉及到了日本专利申请No.2000-2090005(2000年7月10日提交)、2000-251607(2000年8月22日提交)和2000-280763(2000年9月14日提交)中包含的内容，它们被明确地表示整体结合在此作为参考。

附图说明

图1中示出了本发明的第一个实施例，图1A是用于显示本实施例结构的典型剖视图，图1B是沿着图1A中的线A-A的剖视图。

图2中示出了根据本发明的第二个实施例，其中图2A示出了示意性剖视图，图2B中示出了图2A中的位置A处的剖视图，图2C中示出了图2A中的位置B处的剖视图。

图3中示出了根据本发明的第三个实施例，并且是与图2A类似的示意性剖视图。

图4中示出了根据本发明的第四个实施例，其中图4A示出了示意性剖视图，图4B中示出了图4A中的位置A处的剖视图，图4C中示出了图4A中的位置B处的剖视图，图4D中示出了图4A中的位置C处的剖视图。

图5中示出了输送装置的一个实施例，其中图5A是纵向剖视图，图5B是图5A的A-A剖视图。

图6A是根据本发明的输送装置的另一个实施例的剖视图，图6B是用于显示连接在图6A中所示实施例的实心输出轴(内轴)的下端部分上的内轴位置探测器的探测部分的局部视图。

图7是图6中所示实施例的剖视图，其中图7A是图6A的A-A剖视图，图7B是图6A的B-B剖视图。

图8是图6中所示实施例的剖视图，其中图8A是图6A的C-C方向视图，图8B是图6A的D-D剖视图。

图9中示出了根据本发明的输送装置的另一个实施例，其中图9A是纵向剖视图，图9B是图9A的A-A剖视图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明。图1是根据本发明的使用了曳引驱动减速器的输送装置60的第一个实施例，图1A是用于显示本实施例结构的典型剖视图，图1B是沿着图1A中的线A-A的剖视图。在这一点上，尽管外接轴、中间轴和内接滚筒实际上是彼此接触的，但在图1A中为了清楚地显示，在它们之间示出了小间隙。此外，在图1B中，托架的视图被略去。

在本实施例中，如图1A所示，本发明的托架10通过上下板11和12形成为箱形，一个支柱部分13连接在两个板之间。一根输出轴21以伸出的方式设置在一根输出外接轴20的中央，而且输出外接轴20的输出轴21被一个安置在托架10的上板11的中央部分上的轴承23可旋转地支承着。在输出轴21的上端，设有输送装置60的一个臂61。

多根(图示的实施例中为三根)中间轴30环绕着外接轴20等距布置，并且与外接轴20的外圆周相接触。外接轴20的直径大于中间轴30的直径，如后文所解释，传入中间轴30的输入运动被减速并且从外接轴20输出。

一个内接滚筒40的内圆周内接着多根中间轴30的外侧。每根中间轴30的两端分别被设在构成托架10的上下板11和12中的轴承31可旋转地支承着。如上所述，曳引驱动减速器被构造出来。

一个驱动电机70连接着多个中间轴30中的至少一个，而且驱动力被引入中间轴30中。另一方面，在本实施例中，托架10处于固定状态，而输出取自外接轴20。在这一点上，作为本实施例的改型，内接滚筒40是固定的，输入从外接轴20引入，而输出取自托架10。

此外，为了进一步提高输送装置60的减速比，可以将另一个减速50附加设置在曳引驱动减速器的输入轴的前级上，即在图1所示的实施例中设置在中间轴30与驱动电机之间，或者在上述改型实施例中设置在外接轴20与驱动电机之间。该前级减速器50也可以是曳引驱动减速器。

接下来参照图2描述根据本发明的使用了曳引驱动减速器的输送装置60的第二个实施例，其中多个输出件同轴引出。图2中示出了根据本发明的第二个实施例，其中图2A是示意性剖视图，图2B是图2A中的位置A处的剖视图，图2C是图2A中的位置B处的剖视图。

由一对上下板11和12构成的托架10被一个支柱部分13连接着，并且形成为坚固的箱形形态。在托架10的中央部分同轴安置着一个带有空心输出轴21A的输出外接轴20A和一个带有输出轴21B的输出外接轴20B，该输出轴穿过输出外接轴20A的空心输出部分。在空心输出轴21A和输出轴21B的上端分别装配着输送装置60的臂部(第一臂61A和第二臂61B)。

如图2B和2C所示，多根中间轴30A和30B分别环绕着相应一个输出外接轴20A和20B安置，并与输出外接轴20A和20B的外圆周接触。在这一点上，如图2A所示，中间轴30A和30B的两端分别被托架10中的轴承31A和31B可旋转地支承着。

内接滚筒40A和40B分别设在相应中间轴30的外侧，内接滚筒40A和40B的内圆周表面与中间轴30A和30B的外侧接触。它们被划分为分别成对的外接轴20A和20B、多根中间轴30A和30B和内接滚筒40A和40B，而且在本实施例中，两个成对减速器的输出轴21A和21B同轴布置。如上所述，曳引驱动减速器被构造出来。

作为示例，驱动电机70A和70B分别连接着相应分组中间轴30A和30B的至少一根轴，而旋转输入被引入。此外，托架10被固定支承着。

这样，从中间轴30A和30B输入的原动力被减速，并且可以分别从输出轴21A和21B引出。在这一点上，为了进一步提高减速比，可以在相应曳引驱动减速器的输入轴的前级上，即在中间轴30A和30B与驱动电机70A和70B之间，分别附加设置另一个减速器50A和50B。根据本发明，即使是在这样的大减速比的情况下，也可以采用平面布置结构。

根据本发明的使用了曳引驱动减速器的输送装置的第三个实施例显示于图3中。在图2所示的实施例中，中间轴30A和30B和外接轴20A和20B分别被由一对上下板11和12构成的托架10支承着。然而，如果担心上下板11和12之间的距离变得过大，则优选采用图3所示的实施例。在这个实施例中，还有一张板14叠加在相应各组外接轴20A和20B、多根中间轴30A和30B和内接滚筒40A和40B之间，而托架10由三张板构成。

根据这种结构，支承着中间轴30A和30B的轴承31A与31A之间和31B与31B之间的距离可以减小，因而相应中间轴30A和30B的变形可以减小。此外，对于外接轴20A和20B也是这样，两侧可以由轴承23B施加支承，特别是可以将内侧内接轴20B设在板11和14之间，从而可以减小变形。

在上面的实施例中，输出轴21、21A和21B是单轴或双轴。然而，在本发明的框架内，本发明还可以应用在即使设有更多数量的输出轴21的情况中。这种情况的一个实例显示于图4中。在这一点上，在图4中略去了托架10。

在本实施例中，作为输出轴21的外接轴20具有三重结构，第二空心滚筒设在最外侧空心滚筒中，还有一根中间轴30穿过空心滚筒。其他结构与图2或3中所示的类似，因此不再详细描述。

根据本发明，即使上述多根中间轴30的直径出现偏差，但由于输出取自外接轴20，因此外接轴20很难出现旋转误差，从而可以获得良好的减速器，其没有不均匀的旋转，而只有均匀旋转。因此，对于输出旋转误差将导致严重问题的装置而言，可以获得非常有效的减速器。

接下来参照图5描述根据本发明的使用了曳引驱动减速器的输送装置60的一个更具体的实施例。图5中示出了使用了图1所示类型曳引驱动装置的输送装置60的实施例，其中特别规定内接滚筒是固定的，输入是从外接轴引入的，而输出取自托架。图5A是纵向剖视图，图5B是图5A的A-A剖视图。

输送装置60的臂(未示出)设在一个用于加工半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板的加工车间例如净室中，加工车间的内部被减压(所谓的处于真空状态)，而且输送装置以这样的方式构造，即用于驱动上述臂的驱动装置设在加工车间外侧，而输送装置的边界是一个输送装置装配架62的头部的板形部分62a。输送装置装配架62由头部的板形部分62a和滚筒部分62b构成，滚筒部分整体连接在板形部分62a上并伸向底侧。

轴承23设在输送装置装配架62的滚筒部分62b上，而输出轴21被轴承23可旋转地支承着。在输出轴21的上端连接着输送装置60的臂(未示出)，用以承载半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板。

根据本发明的曳引驱动减速器中的托架10通过上下板11和12形成为箱形，支柱部分13连接在两个板之间，而且托架10(上板11、下板12和支柱部分13)通过一个螺栓65整体式连接在输出轴21的下端部分上。

如图5A所示，轴承31设在上下板11和12中，而且中间轴30的两端被轴承31可旋转地支承着。此外，可旋转外接轴20穿过安置在下板12中央的孔，多根(在图示的实施例中为三根)中间轴30如图5B所示地环绕着外接轴20等距布置，并且与外接轴20的外圆周相接触。中间轴30的直径大于外接轴20的外径。内接滚筒40固定布置在输送装置装配架62的滚筒部分62b内侧，而且内接滚筒40的内圆周内接着多根中间轴30的外侧。

根据上面的描述，内接滚筒40是固定的，而曳引驱动减速器被这样构造出来，其中输入是从外接轴20引入的，而输出取自托架10。驱动电机70的旋转被减速，整体式连接在托架10上的输出轴21被驱动，输送装置60中的附着在输出轴21上端的臂(未示出)被启动。

在这一点上，在轴承23的上方输出轴21的内侧与输送装置装配架62的滚筒部分62b之间的间隙中，以及在形成于输送装置装配架62的板形部分62a中央的开口部分与输出轴21外侧之间的间隙中，设有一个轴封63，其由非接触式密封如磁性流体密封或接触式密封构成，而加工车间内的真空得以维持。此外，号码64表示一个油封，以防止油从曳引驱动减速器一侧泄漏出来。

在输出轴21上，有一个台肩部分21a形成在位于轴封63下方(即位于真空加工车间的外侧)并位于轴承23上方的部分上，而且一个圆环板形外轴位置探测器的编码板67通过一个螺栓68固定在台肩部分21a上。此外，一个探测部分69设在输送装置装配架62的滚筒部分62b的内侧，编码板67上的编码被探测，而且输出轴21的旋转位置被探测。

此外，为了进一步提高输送装置60的减速比，可以在曳引驱动减速器的输入轴的前级上，即在外接轴20与驱动电机70之间，附加设置另一个前级减速器50。本实施例中的前级减速器具有与上述曳引驱动减速器相同的结构，而且是这样类型的曳引驱动减速器，即内滚筒53是固定的，驱动电机70的旋转从外接轴51引入，输出取自托架54，托架54支承着许多外接着外接轴51的内接轴55，而外接轴51连接着驱动电机70的输出轴并将上述曳引驱动减速器外接轴20整体式连接在托架54上。

在本实施例的具有上述结构的输送装置60中，从驱动电机70输入的原动力被前级减速器50减速，而输出被传递到用于驱动输出轴21的外接轴20上。接下来，引入的旋转运动被第一级曳引驱动减速器减速，以带动输出轴21旋转并驱动连接在输出轴21上的臂61。

根据本实施例的输送装置，可以获得以下效果。在本实施例中，对于驱动装置的减速机构，由于使用了没有齿轮的曳引系统(滚动传动)或使用了摩擦系统(非金属摩擦传动)，因此可以输送诸如晶片等被输送材料，而不会滑动(错位)。此外，由于曳引系统中不像齿轮机构那样存在游隙(间隙)，因此不会在驱动启动时因间隙而产生冲击，因而不会导致被输送材料的滑动(错位)。因此，可以实现紧凑化、非常低的振动和低噪音。

此外，在曳引系统中，由于减速器中没有齿轮，因此通常被认为不适合用于高精度定位。然而，在上面的实施例中，通过在输出轴21上设置编码器(探测器的编码板67和探测部分69)，从而解决了上述不适合用于高精度定位的问题。

此外，在本实施例的输送装置中，由非接触式密封如磁性流体密封或接触式密封构成的轴封63设在轴承23的上方部分上，因而加工车间的真空可以维持，因此，输送装置在真空和空气中均可以使用。

此外，在输送装置60带有减速器的情况下，由于从输入至输出是机械式连接着的，因此即使在输送时因任何原因导致碰撞，但如果力矩在电机扭矩的上限之内，则输送装置仍会试图继续运动。因此，输送器60上的被输送材料有受损的可能性，而且在最坏的情况下，可能会有人被夹住并受伤。与此相反，在本发明的输送装置中，由于带曳引系统的减速器中不带齿轮，因此在出现扭矩大于预定值的情况后，会在曳引驱动装置内部产生滑动现象，从而可以吸收因碰撞导致的冲击。此外，即使如前所述因滑动导致了错位，但由于编码器设在输出侧，因此也能够容易地返回原始状态(返回原始点)。

下面参照图6至图8描述本发明的一个实施例。图6是使用了曳引驱动减速器的输送装置60的实施例的剖视图。图7A是图6A的A-A剖视图，图7B是图6A的B-B剖视图，图8A是图6A的C-C方向视图，图8B是图6A的D-D剖视图。

输送装置60的一个臂部(第一臂61A和第二臂61B)设在用于加工半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板的加工车间例如净室中，加工车间的内部被减压(所谓的真空状态)，而且系统以这样的方式构造，即用于驱动这些第一臂61A和第二臂61B的驱动装置设在加工车间外侧，而边界是一个圆筒形壳体62的头部的板形部分62a。圆筒形壳体62由头部的板形部分62a和滚筒部分62b构成，滚筒部分整体连接在板形部分62a上并伸向底侧。

彼此同轴的空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B被轴承23A和23B可旋转地支承在圆筒形壳体62上。也就是说，空心输出轴(外轴)21A被设在滚筒部分62b内侧的轴承23A可旋转地支承着，而实心输出轴(内轴)21B被设在空心输出轴(外轴)21A内侧的轴承23B可旋转地支承着。

均由非接触式密封如磁性流体密封或接触式密封构成的第一和第二轴封63分别设在空心输出轴(外轴)21A的位于轴承23B上方的内侧与实心输出轴(内轴)21B的外侧之间的间隙和形成于圆筒形壳体62的板形部分62a中央的开口部分与空心输出轴(外轴)21A外侧之间的间隙中，因而加工车间内的真空得以维持。

承载着半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板的第一臂61A和第二臂61B通过螺栓64A和64B固定在空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B上。

一个外接轴20A通过螺栓65A固定在输出轴(外轴)21A顶部的下端上。如图7A所示，外接轴20A是圆盘形的，它的中部是空心的，而且实心输出轴(内轴)21B可以穿过它。

此外，中间轴30A内接着环形内接滚筒40A的内表面。在这里，外接轴20A的外径与中间轴30A外径二倍之和被设置得不小于内接滚筒40A的内径，从而建立起干涉。通过这种干涉，可以为曳引驱动减速器提供出扭矩调节功能。在这一点上，在本实施例中，一个可旋转地支承着中间轴30A的托架10是固定的，在一根中间轴30A上连接着空心输出轴(外轴)21A的驱动前级减速器50A，此外，输出轴驱动电机70A的原动力可以通过驱动前级减速器50A传递出来，因而输出可以取自外接轴20A。在这一点上，在这些中间轴中，除连接着输出轴驱动电机70A的中间轴30A之外的中间轴30A’短于中间轴30A，如图6B所示。

此外，一个外接轴装配架66通过一个花键21Ba连接在外接轴20A的位于实心输出轴(内轴)21B下面的下方位置上，而外接轴20B通过一个螺栓65B固定在外接轴装配架66上。如图7B所示，外接轴20B是圆盘形的，它的中部是空心的，而且实心输出轴(内轴)21B可以穿过它。在外接轴20B中设有一个螺栓通孔20Ba，用以穿过一个用于固定外接轴20A的螺栓65A。

如图7B所示，在本实施例中，环绕着外接轴20B等距外接着三个中间轴30B，而且外接轴20B内接着一个环形内接滚筒40B。在这里，外接轴20B的外径与中间轴30B外径二倍之和被设置得大于内接滚筒40B的内径，从而建立起干涉。通过这种干涉，可以为曳引驱动减速器提供出扭矩调节功能。在这一点上，在本实施例中，托架10是固定的，在一根中间轴30B上连接着实心输出轴(内轴)21B的驱动前级减速器50B，此外，输出轴驱动电机70B的原动力可以通过驱动前级减速器50B传递出来，因而输出可以取自外接轴20B。在这一点上，在这些中间轴中，除连接着输出轴驱动电机70B的中间轴30B之外的中间轴30B’短于中间轴30B，如图6B所示。

在这一点上，在图7A和7B中，号码13表示一个托架支柱，用以牢固地连接上下板11、12和14。在图7B中，用于驱动空心输出轴(外轴)21A的中间轴30A的下端部分以非接触的状态穿过外接轴20B与内接滚筒40B之间的间隙。

一个台肩部分21Aa形成在轴封63下方(即位于真空加工车间的外侧)并位于空心输出轴(外轴)21A的轴承23的上方，而且一个圆环板形外轴位置探测器的编码板67A通过一个螺栓68A固定在台肩部分21Aa上。此外，在输送装置60的托架10一侧，设有外轴位置探测器的一个探测部分69A，编码板67A上的编码被探测，而且输出轴21A的旋转位置被探测。位置探测器是磁力式的。外轴位置探测器布置在轴封63与减速器之间。

一方面，一个圆盘形内轴位置探测器67B通过一个螺栓68B固定在实心输出轴(内轴)21B的下端顶部21Bb上(即位于真空加工车间的外侧)，而且如图6B所示，在输送装置60的托架10一侧，内轴位置探测器的一个探测部分69B设在编码盘67B的对面，而且输出轴21B的旋转位置被探测。该位置探测器是磁力式的。内轴位置探测器安置在平行布置着的驱动电机70A和70B之间的装配空间中。

在本实施例中，外轴前级减速器50A和内轴前级减速器50B分别是曳引式减速器，而且在减速器中，用于驱动空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B的外轴驱动电机70A和内轴驱动电机70B分别连接在相应的外接轴51上。在外接轴51的外圆周上等距外接着多根中间轴52，而中间轴52的外侧内接着内接滚筒53。减速器的内接滚筒53是固定的，输出取自托架54。这些取自托架54的输出分别被引入第一级中间轴30A和30B中。在这一点上，在这种减速器中，外接轴51的外径与中间轴62外径二倍之和也被设置得大于内接滚筒53的内径，从而建立起干涉。通过这种干涉，可以提供出扭矩调节功能。

此外，图6A中的参考号码100表示第三轴封，它的构造类似于轴封63，并且布置在外轴21A的外圆周与圆筒形壳体62的内圆周之间。图6A和6B中的参考号码102表示第四轴封，它的构造类似于轴封63，并且布置在内轴21B的外圆周与圆筒形壳体62的内圆周之间。轴封100和102确定出一个内腔，用以容纳外轴21A和内轴21B与中间轴30A和30B之间的连接部分和类似物。布置在外轴21A的外圆周与圆筒形壳体62的内圆周之间的轴封100和轴封63确定出一个内腔，用以容纳由探测板67A和探测部分69A构成的位置探测器。轴封100将这些内腔彼此隔开。由探测板67B和探测部分69B构成的位置探测器设在内轴21B上的一个从轴封102中伸出的部分上，并且布置在轴封100和102确定的内腔外侧。

在本实施例的具有上述结构的输送装置60中，从外轴驱动电机70A输入的原动力被前级减速器50A减速，而输出被传递到用于驱动输送装置60的外轴的中间轴30A上。接下来，引入的旋转运动被第一级曳引驱动减速器减速，以带动空心输出轴(外轴)21A旋转并驱动连接在空心输出轴(外轴)21A上的第一臂61A。通过这种方式，内轴驱动电机70B的旋转力被输入到内轴前级减速器50B中，并且在经过了预定的减速后被输入到后级内轴驱动减速器中间轴30B上，以通过实心输出轴(内轴)21B驱动第二臂61B。

根据本实施例的输送装置，可以获得以下效果。在本实施例中，两根输出轴同轴布置，因而输送装置是紧凑的。此外，对于驱动装置的减速机构，由于使用了没有齿轮的曳引系统(滚动传动)或摩擦系统(非金属摩擦传动)，因此可以输送诸如晶片等被输送材料，而不会滑动(错位)。此外，由于曳引系统中不像齿轮机构那样存在游隙(间隙)，因此不会在驱动启动时因间隙而产生冲击，因而不会导致被输送材料的滑动(错位)。因此，可以实现紧凑化、非常低的振动和低噪音。

此外，在曳引系统中，由于减速器中没有齿轮，因此通常被认为不适合用于高精度定位。然而，在上面的实施例中，通过在输出侧(即空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B)上设置编码器(探测器的编码板67A、67B和探测部分69A、69B)，从而解决了上述不适合用于高精度定位的问题。

此外，在本实施例的输送装置中，由磁性流体密封或接触式密封构成的轴封63设在空心输出轴(外轴)21A的位于轴承23B上方的内侧与实心输出轴(内轴)21B的外侧之间的间隙和形成于圆筒形壳体62的板形部分62a中央的开口部分与空心输出轴(外轴)21A外侧之间的间隙中，因而加工车间内的真空得以维持，而输送装置在真空和空气中均可以使用。

此外，在输送装置60带有减速器的情况下，由于从输入至输出是机械式连接着的，因此在输送时即使因任何原因导致碰撞，但如果力矩在电机扭矩的上限之内，则仍会出现输送装置试图继续运动的情况。因此，输送器60上的被输送材料有受损的可能性，而且在最坏的情况下，会有人被夹住并受伤的可能性。与此相反，在本实施例的输送装置中，由于带曳引系统的减速器中不带齿轮，因此在出现扭矩大于预定值的情况后，会在曳引驱动装置内部产生滑动现象，从而可以吸收因碰撞导致的冲击。此外，在本发明的输送装置中，通过调节外侧加压环(内接滚筒)的干涉度，可以自由设置曳引驱动的负载扭矩(导致滑动的扭矩)。此外，即使如前所述因滑动导致了错位，但由于编码器设在输出侧，因此也能够容易地返回原始状态(返回原始点)。

在这一点上，在本实施例中描述了带前级减速器50A和50B的装置，然而，也可以适宜地略去前级减速器50A和50B。

在本发明中，由于位置探测器布置在空气一侧，并且位于减速器的油润滑部分的外侧，因此输送装置中的双轴输出编码器可以容易地以低成本安置。

在本发明中，内轴和外轴位置探测器优选采用磁力式的。磁力式位置探测器的价格低于光学位置探测器。

此外，本发明是同轴式双轴结构的输送装置。在磁力式的情况下，由于输出轴编码器会有因减速器产生的摩擦粉末(铁粉)而导致误操作的可能性，因而不能安置在油中(与减速器相同的环境中)。因此，必须将输出轴编码器安置在空气中和无油的环境中。然而，在同轴式双轴结构中，不能将两根轴安置在相同位置上。这是因为，尽管必须将接收侧探测器固定在固定位置上，特别是固定在内轴侧输出轴中，但由于外轴输出轴(旋转轴)设在外侧，而且减速器也设在此处，因此没有位置固定该探测器。根据这个问题，必须使内轴侧编码器的轴延伸到输出侧的相反侧，并且延伸到固定位置上。然而，在输出侧的相反侧通常安置着减速器或电机，而且在被制作成空心并被穿过时，结构会变复杂，因而驱动装置不能紧凑化。(编码器应当安置在电机下方)。与此相反，在本发明中，在采用了曳引驱动结构后，第一级曳引驱动和电机可以偏心布置，而且第一级曳引驱动和电机以及内轴侧输出编码器可以彼此并联布置。因此，可以实现紧凑化。

图9中示出了另一个输送装置的特定实施例，图9A是纵向剖视图，图9B是图9A的A-A剖视图。

在图6至图8中所示的实施例中，空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B是同轴式双轴结构，而且这些空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B通过螺栓65A和65B固定在作为驱动装置的曳引减速器的外接轴20A和20B上。

与此相反，在图9所示的实施例中，尽管空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B是同轴式双轴结构，但这些空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B以及曳引减速器的输出轴(在本实施例中是托架10A和10B)是通过环形皮带连接着的，而且对于空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B二者而言，用于驱动输送装置60的曳引驱动减速器及其前级减速器可以被制作成相同结构。

环形皮带的带轮90A和90B通过螺栓固定或花键连接而整体式设置在空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B的下端部分上。

两组用于驱动输送装置60的曳引驱动减速器93A和93B(以下称作后级减速器)、输送装置的前级减速器50A和50B以及驱动电机70A和70B为空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B而设，而且在图9中，它们分别布置在空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B的左右侧位置上。

在这一点上，后级减速器93A和93B的结构与图5中所示的相同，而且曳引驱动减速器被这样构造出来，其中内接滚筒40A和40B是固定的，输入是从外接轴20A和20B引入的，而输出取自托架10A和10B。驱动电机70A和70B的旋转被减速，而整体式连接着托架10的输出轴21被驱动。环形皮带的带轮91A和91B整体式连接着输出轴95A和95B，后者分别连接着每个后级减速器93A和93B的托架10A和10B。

一条环形皮带92B张紧在形成于空心输出轴(外轴)21A下端部分上的环形皮带带轮90A与形成在与托架10B相连的输出轴95B上的环形皮带带轮91B之间，一条环形皮带92A张紧在形成于实心输出轴(内轴)21B下端部分上的环形皮带带轮90B与形成在与托架10A相连的输出轴上的环形皮带带轮92A之间。

此外，本实施例中的前级减速器50A和50B的结构与上述曳引驱动减速器相同，并且是这样类型的曳引驱动减速器，即其中一个内接滚筒53是固定的，驱动电机70A和70B的旋转从外接轴51引入，输出取自托架54，该托架54支承着许多外接着外接轴51的中间轴，而外接轴51连接在驱动电机70A和70B的输出轴上。

其他结构和操作与与图5或图6至图8所示的示实例相同，因此不再解释。

在这一点上，在图9中，位置探测器(编码板67A、67B和探测部分69A、69B)(在这一点上，在图9中未示出探测部分69B)设在空心输出轴(外轴)21A和实心输出轴(内轴)21B上。然而，在本实施例中，通过向带轮90A、90B、91A和91B施加压紧力，由于环形皮带92A、92B与带轮90A、90B、91A和91B之间的游隙可以消除，因此旋转位置探测器可以设在曳引驱动减速器93A和93B的输出轴上。

根据本发明的使用了驱动装置曳引驱动减速器的输送装置是紧凑化、低振动和低噪音的装置，特别是适于用作加工半导体晶片或LCD(液晶显示器)玻璃底板的输送装置。

Claims (6)

1.一种曳引驱动减速器，其包括：

一根第一外接轴；

多根第一中间轴，它们与第一外接轴的外圆周相接触；

一个第一内接滚筒，其与第一中间轴的外圆周相接触；

一个静止托架，其可旋转地支承着第一中间轴；以及

一个驱动电机，其连接在至少一根第一中间轴上；

其特征在于，驱动电机的旋转输入从第一外接轴输出；

第一外接轴的外径大于第一中间轴的外径，由此从第一外接轴获得减速旋转输出。

2.根据权利要求1所述的曳引驱动减速器，还包括：

一根空心第二外接轴，其相对于第一外接轴同轴布置；

多根第二中间轴，它们与第二外接轴的外圆周相接触；

一个第二内接滚筒，其与第二中间轴的外圆周相接触；

一个第二静止托架，其可旋转地支承着第二中间轴；以及

一个第二驱动电机，其连接在至少一根第二中间轴上，

其中，第二驱动电机的旋转输入从第二外接轴输出。

3.根据权利要求1所述的曳引驱动减速器，其特征在于，两根或多根第一外接轴同轴布置，从而获得两个或多个同轴输出。

4.一种输送装置，其包括：

根据权利要求1所述的曳引驱动减速器；

一个驱动臂，其连接着第一外接轴；以及

一个输送台，其连接着驱动臂的远端。

5.一种输送装置，其包括：

根据权利要求2所述的曳引驱动减速器；

第一和第二驱动臂，它们分别连接着第一和第二外接轴；以及

第一和第二输送台，它们分别连接着驱动臂的远端。

6.一种输送装置，其包括：

根据权利要求2所述的曳引驱动减速器；

一个圆筒形壳体，其可旋转地支承着第一和第二外接轴，并且容纳着第一和第二中间轴上的与第一和第二外接轴和第一和第二内接滚筒相接触的部分；

第一密封，其位于第一外接轴与第二外接轴之间；

第二密封，其位于第二外接轴与圆筒形壳体之间；

第三密封，其在不同于第二密封的位置上位于第二外接轴与圆筒形壳体之间；

第四密封，其位于第一外接轴与圆筒形壳体之间；

第一内腔，其由第一、第三和第四密封确定在圆筒形壳体中，用以容纳第一和第二中间轴的至少一部分；

第二内腔，其由第二和第三密封确定在圆筒形壳体与第二外接轴之间；

第一位置探测器，其设在第一外接轴上的从第四密封中伸出的部分上并且安置在第一内腔外侧；以及

第二位置探测器，其设在第二外接轴的一个部分上并且安置在第二内腔中。

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