JP2001349044A

JP2001349044A - 扉開閉装置

Info

Publication number: JP2001349044A
Application number: JP2000169548A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kamichika; 哲郎神近
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-12-21
Anticipated expiration: 2020-06-06
Also published as: KR20010110639A; TW518390B; KR100628977B1; JP4451544B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製作及び維持コストがかからず、かつクリー
ンルーム内に配置される処理装置の空気圧を駆動源とし
た扉開閉装置の提供。【解決手段】第１の気圧状態Ｐ１に維持される第１の
クリーンルーム１と、第１の気圧状態より低い第２の気
圧状態Ｐ２に維持される第２のクリーンルーム２との間
に設けられる開口部３ａ、３ｂに配設され、扉部材４
ａ、４ｂを開閉駆動することで開口部を閉状態と開状態
とにする扉開閉装置であって、開口部の上方縁部に沿っ
て配設される磁性材料からなる丸棒部材５、５と、丸棒
部材の外周面から所定間隔を隔てた磁気吸引状態に保持
され扉部材の上方に固定される複数の第１の永久磁石６
と、扉部材の下方を支持するリニアモーションガイドと
リニアブロックとにより扉部材を開閉駆動する駆動装置
２０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は扉開閉装置に係り、
特にクリーンルーム内で使用される防塵を目的とした開
閉扉機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、クリーンルーム内で使用され
る開閉扉は防塵機能を備えたものが必要とされていた。
そこで、扉の摩擦部分に吸引機構を備えた開閉扉や摩擦
部分のない非接触式の扉開閉装置が使用されている。

【０００３】非接触式扉開閉装置の場合において、第１
の扉部材と第２の扉部材とを引き戸式に設けると、互い
にすれ違う個所にわずかな隙間ができるが、一般にクリ
ーンルーム内はクリーンルーム外より高圧であるため、
たとえ隙間があっても外からの塵等の侵入は殆ど無いこ
とが知られている。一方、塵発生の要因となる摩擦部分
を無くした磁気利用の扉開閉装置として特開平２−１６
７９７９号公報に示される機構が採用されている。

【０００４】しかしながら、上記公報になる磁気を利用
した扉開閉装置によれば、扉を開閉自在に支持するため
の支持手段と、扉を開閉駆動する駆動手段の双方に電磁
石を利用しているので、製作コストが高くなり、しかも
消費電力が多いために維持コストがかかるという問題が
あった。すなわち、電磁石は永久磁石に比べ、高価であ
り、電磁石の機能を維持させるためには常に電気の供給
が必要であるが永久磁石を用いれば維持経費も必要なく
なる。

【０００５】一方、クリーンルーム内に設置される種々
のウエハ処理装置の駆動源としては、空圧供給用の配管
が設置済みである場合が多いことから、制御弁と配管を
行なえば簡単に扉開閉のための駆動源を得ることが可能
となる。

【０００６】また、複数の永久磁石を扉に固定し、磁性
体からなる丸棒部材に対向するように移動自在に設ける
ことで、非接触状態で案内することができるが、単純に
配置しただけでは、不要な部分においても磁気吸引力が
作用してしまい、移動の際にかえって抵抗となってしま
う。

【０００７】したがって、本発明は上記の問題点に鑑み
て成されたものであり、製作及び維持コストがかからな
い扉開閉装置の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明によれば、第１の気圧状
態に維持される第１のクリーンルームと、前記第１の気
圧状態より低い第２の気圧状態に維持される第２のクリ
ーンルームとの間に設けられる開口部に配設され、扉部
材を開閉駆動することで前記開口部を閉状態と開状態と
にする扉開閉装置であって、前記開口部の上方縁部に沿
って配設される磁性材料からなる丸棒部材と、前記丸棒
部材の外周面から所定間隔を隔てた磁気吸引状態に保持
されるとともに、前記扉部材の上方に固定される複数の
第１の永久磁石から構成される上方支持手段と、前記開
口部の下方縁部に沿って配設され、前記扉部材の下方を
支持する下方支持手段と、往復移動する第２の永久磁石
と、前記第２の永久磁石により磁気吸引されることで前
記扉部材を前記開閉駆動する磁性部材とから構成される
駆動手段とを具備することを特徴としている。

【０００９】また、前記駆動手段は、空気圧により中空
筒体の内部を往復移動する前記第２の永久磁石と、前記
第２の永久磁石により磁気吸引されることで前記扉部材
を前記開閉駆動する磁性部材とから構成される空圧駆動
手段であることを特徴としている。

【００１０】また、前記複数の第１の永久磁石は、前記
丸棒部材に対向する上面部と、側面部と、底面部を有し
た円筒形状に形成されるとともに、前記上面部と前記底
面部は異極着磁され、かつ前記底面部と前記側面部の一
部を第１の磁性材料で覆うことで、前記磁気吸引状態を
保持することを特徴としている。

【００１１】また、前記第１のクリーンルームに配置さ
れる第１の処理装置と前記第２のクリーンルームの間に
設けられる第１の開口部を閉状態と開状態とにする第１
の扉部材と、前記第１のクリーンルームにおいて前記第
１の処理装置に隣接して配置される第２の処理装置と前
記第２のクリーンルームの間に設けられる第２の開口部
を閉状態と開状態とにする第２の扉部材と、前記第１の
開口部と前記第２の開口部の上方縁部に併設される一対
の前記上方支持手段と、前記第１の開口部と前記第２の
開口部の下方縁部に併設される一対の前記下方支持手段
と、前記第１の開口部と前記第２の開口部の下方縁部に
併設される一対の前記駆動手段と、前記第１の扉部材と
前記第２の扉部材の開閉状態を検出する検出手段と、前
記一対の駆動手段と、前記検出手段に接続されるととも
に、前記第１の扉部材と前記第２の扉部材とが同時に開
状態にならないように駆動制御する制御手段とを具備す
ることを特徴としている。

【００１２】そして、前記第１の扉部材と前記第２の扉
部材とがすれ違う面に沿って、前記第１の永久磁石を覆
うための第２の磁性材料を設けることを特徴としてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な各実施形
態につき、添付の図面を参照して説明すると、図１は扉
開閉装置の外観斜視図である。

【００１４】本図において、開口部３ａ、３ｂを開状態
または閉状態（図示では閉状態を示す）にするための扉
部材４ａ、４ｂが２枚分設けられた様子を代表して図示
しているが、一枚でも良いことは言うまでもなく、２枚
にするか１枚にするかはワークＷの工程に応じて適宜設
定されることになる。

【００１５】さて、図中のハッチングで図示したクリー
ンルーム床面上には、ワークＷを不図示のワーク供給部
から取り出すために、矢印Ｘ，Ｚ方向に図示のハンドを
移動し、保持した後に、矢印Ｙ方向に移動し、矢印θ方
向に旋回した後に、第１の気圧状態Ｐ１に維持される第
１のクリーンルーム１内へ移載するためのロボット装置
５３が設けられている。

【００１６】このロボット装置５３は軌道５５上を移動
し、ロボット装置５３を第１の気圧状態Ｐ１より低い第
２の気圧状態Ｐ２に維持される第２のクリーンルーム２
内を走行する構成としている。第１のクリーンルーム１
と第２のクリーンルーム２の間には、上方の上フレーム
８と下方の下フレーム９と左右の壁面で取り囲まれた開
口部３ａ、３ｂが設けられており、この開口部３ａ、３
ｂを介してワークＷの出し入れを行なう。この開口部３
ａ、３ｂには、図示の第１の扉部材４ａと第２の扉部材
４ｂとが夫々矢印Ｄ１，Ｄ２方向に移動する引き戸式に
設けられており、第１の扉部材４ａの奥側の第１の処理
装置５１と第２の扉部材４ｂの奥側の第２の処理装置５
２のいずれかへのワークＷの出し入れを行なうようにし
て、同時には開くことがないように制御される。

【００１７】以上のように引き戸式に扉部材を設ける
と、すれ違う個所にわずかな隙間ができるが、上記のよ
うに処理装置が配置されるクリーンルーム内はロボット
装置が配置されるクリーンルームより高圧（Ｐ１＞Ｐ
２）であるため、たとえ隙間があってもロボット装置側
からの塵等の侵入は殆ど無い。

【００１８】以上のように配設される第１の扉部材４ａ
と第２の扉部材４ｂは、下フレーム９に固定されるリニ
アガイドにより自重が支えられて矢印Ｄ１、Ｄ２方向及
び逆方向に移動自在に支持される一方で、駆動装置２
０、２０により個別に駆動される。また、第１の扉部材
４ａと第２の扉部材４ｂの上端部は、上フレーム８に固
定される丸棒部材５、５に対して第１の永久磁石６によ
り磁気吸着されることで移動自在に支持される。

【００１９】図２は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図であ
る。本図において、既に説明済みの構成部品については
同様の符号を附して説明を割愛すると、上記のように移
動する扉部材は樹脂カバー１１の凹溝部１１ａ内で数ミ
リ間隔を空け非接触状態で設けられた鉄製の円柱の丸棒
部材５をガイドとするために、樹脂カバー１１をブラケ
ット１４を介して固定している。

【００２０】樹脂カバー１１の内部には第１の永久磁石
６が部分的に複数埋め込まれており、単純にこの永久磁
石と鉄製の丸棒部材５とを近づけると完全に磁気吸着さ
れてしてしまうが、上に鉄、下に永久磁石付の固体とし
て配置した場合には、鉄と永久磁石の磁気吸引力より永
久磁石を固定した物体の自重が小さければ鉄によって磁
石付の固体は持ち上げられてしまう、ここでは永久磁石
６の吸引力よりわずかに扉部材側の重さを大きくするこ
とで、非接触ではあるが磁気の吸引力で板状の扉部材４
ａ、４ｂの姿勢を直立維持させるようにしている。

【００２１】このために、丸棒部材５を鉄製とし、円弧
側面を第１の永久磁石６による吸引状態に維持すること
で最も近い部分で扉部材が常に直立維持される。すなわ
ち、永久磁石と鉄製の部材が向き合う面を平面同志とす
る場合よりも、磁気吸引の発生する個所をより厳密に限
定することが可能となる。

【００２２】また、第１の永久磁石６の周囲を樹脂性素
材からなる樹脂カバー１１で覆うことにより、鉄製の部
材と永久磁石とが接触してしまった場合でも非磁性体の
樹脂カバーを介在させることで簡単に引き離すことが容
易となる。また、永久磁石を上記のブラケット１４に対
して固定するときに、樹脂カバーを設けないと磁石本体
への取付け用ねじ穴等の加工が必要となるが、加工容易
な樹脂カバー１１で覆うことで永久磁石本体への加工が
不必要となる。

【００２３】さらに、第１の永久磁石６は、丸棒部材に
対向する上面部と、側面部と、底面部を有した円筒形状
に形成されるとともに、上面部と底面部は異極着磁さ
れ、かつ底面部と側面部の一部を第１の磁性材料７で覆
うことで、磁気吸引状態を保持することで磁力調整を図
るようにしている。また、第１の扉部材４ａと第２の扉
部材４ｂがすれ違う面に沿って、第１の永久磁石６を覆
うための第２の磁性材料１３を樹脂カバー１１の側面に
固定することで、磁力線の方向を制御し、すれ違い時に
おける相手側の扉部材に対する不要な磁気吸引を防止し
ている。

【００２４】次に、図３（ａ）は、丸棒部材５と複数の
第１の永久磁石６の磁気吸引の様子を示しＮ極、Ｓ極が
厚さ方向に異極着磁されている外観斜視図であり、ま
た、図３（ｂ）は、丸棒部材５と複数の第１の永久磁石
６の磁気吸引の様子を示しＮ極、Ｓ極が移動方向に異極
着磁されている外観斜視図である。

【００２５】図３（ａ）において、丸棒部材５と複数の
第１の永久磁石６間の磁気吸引を高めるためにＮ極、Ｓ
極を交互に配置してフラックスＦが閉磁束回路を半径方
向に形成している。すなわち、丸棒部材５と向き合う面
をどちらか一方の極のみにすることで図示の磁力が働く
ようにしている。

【００２６】また、図３（ｂ）のように磁力を働かせた
方が双方から引っ張りあうことになり、より磁力か強く
なる。磁力の方向はこの場合、永久磁石と丸棒部材の間
のみ働けばよいが、永久磁石は周囲に対し四方に磁力を
働かせる。そこで不必要な方向への磁力の働きを抑える
ため磁石本体の約半分から下を上記の第１の磁性材料７
で覆うようにしている。こうすることで磁石の下半分の
磁力は周囲に対して働かないことになる。尚、図３
（ａ）、（ｂ）において、永久磁石の形状を円筒形状と
した場合を示したが、これに限定されず所定の磁力線を
得ることができる永久磁石であればその形状はいかなる
ものでも良い。

【００２７】再度、図２に基づき、扉部材４ａ、４ｂの
構成について説明する。扉部材４ａ、４ｂは帯電防止を
目的として塩ビ板部材１７から出来ているために、例え
ば１ｍ×１ｍ以上の広さになると強度面で不安定である
ために補強材としてステンレス製枠１６で囲んで固定し
ている。上記のブラケット１４はスペーサ１５を間に入
れ共締めで扉部材に固定している。

【００２８】また、扉部材４ａ、４ｂの重量を支持する
ために下フレーム９に固定された２本のリニアモーショ
ンガイド３０により移動自在に支持されるリニアブロッ
ク１９を夫々固定した下方のブラケット１８について
も、図示のようにスペーサ１５を介在して共締めで扉部
材に固定されている。

【００２９】これらのブラケット１８には小窓部１８ａ
が穿設されており、この小窓部１８ａに空圧駆動装置２
０のブラケット２５の先端部分が潜入することで、駆動
装置２０の駆動力を伝達するように構成されている。以
下に、駆動装置を空圧駆動する場合の構成について述べ
るが、この駆動装置としては、ステッピングモータの出
力軸に固定されたボールネジに螺合することでガイドレ
ール上を往復駆動される移動ブッシュから構成しても良
く、種々の構成があることは言うまでもない。図４
（ａ）は、空圧駆動装置２０の外観斜視図であり、図４
（ｂ）は空圧駆動装置２０の要部断面図である。

【００３０】図４において、空圧駆動装置２０はエアシ
リンダーの一種であるロッドレスシリンダーを利用して
いる。この空圧駆動装置２０は、起動と停止時において
低速で扉開閉が行なえるとともに、クリーンルーム内に
設置した場合であっても完全な防塵効果が得られるよう
に構成されている。

【００３１】このために図４（ａ）、（ｂ）において、
空圧駆動装置２０は中空筒型の非磁性材料から形成され
た筒部材３５の両端を塞ぐように端部部材２６、２６が
固定されており、端部部材２６に接続される配管２４か
らエアの給排を筒部材３５の内部に行なうとともに、筒
部材３５の中には両端にシャフト部材２３ａを固定し、
図示のように筒部材３５の内周面を気密状態にすること
で左右のシリンダ室を形成するようにした第２の永久磁
石２２が左右に移動自在に設けられている。

【００３２】また、筒部材３５の外周面には図２で述べ
たブラケット２５を固定した磁性体２１が筒部材３５の
長手方向に移動するように設けられており、筒部材３５
内の第２の永久磁石２２が空気供給にともない左右いず
れかに移動すれば、磁性体２１が磁気吸引されることで
同様に連動されるように構成されている。

【００３３】さらに、端部部材２６には上記のシャフト
２３ａが納まる空洞部２６ａが穿設されており、この空
洞部２６ａの内径寸法がシャフト２３ａの外径よりクリ
アランス分大きく設定されており、また、シャフト２３
ａの外周面には螺旋溝部２３ｈが空気を逃がすように形
成されており、空洞部２６ａ内のエアを徐々に筒外に逃
がすようにすることで、シャフト２３ａが空洞部２６ａ
に納まり最終位置に移動できるように構成されている。
また、逆にシャフト２３ａが空洞部２６ａから外へ出る
場合には、螺旋溝部２３ｈを通じて空気が徐々に筒部材
３５内に供給されるので急激に突出しないことになる。
以上のようなダンパー機能により、少なくとも停止時と
起動時には、低速でスムーズな扉移動が行なえる。ま
た、空洞部には、空気を供給及び排気する配管の他に、
空気を排気する絞りを有する配管が設けられており、停
止時の停止速度を制御可能にしている。

【００３４】再度、図１において、処理装置が稼動中
は、防塵のため、第１、第２の扉部材４ａ、４ｂは閉じ
ているが、処理が終えて次の処理を行なう場合には、第
１の扉部材４ａが上記の空圧駆動装置２０への空気供給
によりセンサ（不図示）が感知するまで矢印Ｄ１方向に
移動される。このとき低速で扉が開き始め、低速で停止
する。

【００３５】また、扉が前後に重なりあう場合がある
が、この場合、上記の第１の永久磁石を利用しているた
め他方の扉のガイド部へ磁力がとび、互いに干渉しあう
ことで弊害が起こる可能性があるので、扉を前後に複数
重ねて使用するときには図２に示すようにガイド部側面
の第２の磁性材料１３で影響を解消している。

【００３６】尚、本発明は、上記の実施形態に限定され
ず、請求の範囲に規定される種々の構成が可能であり、
例えば扉を上下方向に移動するようにしても良い。以
上のように、永久磁石は磁石の回り一帯に磁力を生じさ
せるため、不必要な方向にも働くと弊害が起こる可能性
があるが、上記のように必要方向のみに磁力を働かせる
ように不必要な方向に対しては磁性材料で覆うことで磁
力方向をコントロールすることで解消した。

【００３７】また、扉の開閉動作が速ければ周囲に風速
を起こしクリーンルーム内の気流阻害になり塵を侵入さ
せる可能性があるが、扉の開閉動作をスムーズに行いク
リーンルーム内に塵を侵入させないようにした。すなわ
ち、扉部材の開閉動作の起動・停止を低速で行ない埃の
巻き上げ等をなくした。

【００３８】さらに扉部材のガイド部は非接触であるた
め、上部にはわずかな隙間でき、さらに前後方向にも間
隙ができるが、上記の圧力差から第２のクリーンルーム
側からの挨の侵入はほとんど無い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製作及び維持コストがかからない扉開閉装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示す外観斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図３】（ａ）は、丸棒部材５とＮ極、Ｓ極が厚さ方向
に着磁されている第１の永久磁石６の磁気吸引の様子を
示した外観斜視図、（ｂ）は、丸棒部材５とＮ極、Ｓ極
が移動方向に着磁されている第１の永久磁石６の磁気吸
引の様子を示した外観斜視図である。

【図４】（ａ）は空圧駆動装置２０の外観斜視図、
（ｂ）は空圧駆動装置２０の要部断面図である。

【符号の説明】

１第１のクリーンルーム２第２のクリーンルーム３ａ、３ｂ第１、第２の開口部４ａ、４ｂ第１、第２の扉部材５丸棒部材６第１の永久磁石７第１の強磁性材料８上フレーム９下フレーム１１樹脂カバー１３第２の磁性材料２０駆動装置（空圧）２１磁性体２２第２の永久磁石２４配管２６端部部材３５筒部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の気圧状態に維持される第１のクリ
ーンルームと、前記第１の気圧状態より低い第２の気圧
状態に維持される第２のクリーンルームとの間に設けら
れる開口部に配設され、扉部材を開閉駆動することで前
記開口部を閉状態と開状態とにする扉開閉装置であっ
て、前記開口部の上方縁部に沿って配設される磁性材料から
なる丸棒部材と、前記丸棒部材の外周面から所定間隔を
隔てた磁気吸引状態に保持されるとともに、前記扉部材
の上方に固定される複数の第１の永久磁石から構成され
る上方支持手段と、前記開口部の下方縁部に沿って配設され、前記扉部材の
下方を支持する下方支持手段と、往復移動する第２の永久磁石と、前記第２の永久磁石に
より磁気吸引されることで前記扉部材を前記開閉駆動す
る磁性部材とから構成される駆動手段とを具備すること
を特徴とする扉開閉装置。
【請求項２】前記駆動手段は、空気圧により中空筒体
の内部を往復移動する前記第２の永久磁石と、前記第２
の永久磁石により磁気吸引されることで前記扉部材を前
記開閉駆動する磁性部材とから構成される空圧駆動手段
であることを特徴とする請求項１に記載の扉開閉装置。
【請求項３】前記複数の第１の永久磁石は、前記丸棒
部材に対向する上面部と、側面部と、底面部を有した円
筒形状に形成されるとともに、前記上面部と前記底面部
は異極着磁され、かつ前記底面部と前記側面部の一部を
第１の磁性材料で覆うことで、前記磁気吸引状態を保持
することを特徴とする請求項１または２に記載の扉開閉
装置。
【請求項４】前記第１のクリーンルームに配置される
第１の処理装置と前記第２のクリーンルームの間に設け
られる第１の開口部を閉状態と開状態とにする第１の扉
部材と、前記第１のクリーンルームにおいて前記第１の処理装置
に隣接して配置される第２の処理装置と前記第２のクリ
ーンルームの間に設けられる第２の開口部を閉状態と開
状態とにする第２の扉部材と、前記第１の開口部と前記第２の開口部の上方縁部に併設
される一対の前記上方支持手段と、前記第１の開口部と前記第２の開口部の下方縁部に併設
される一対の前記下方支持手段と、前記第１の開口部と前記第２の開口部の下方縁部に併設
される一対の前記駆動手段と、前記第１の扉部材と前記第２の扉部材の開閉状態を検出
する検出手段と、前記一対の駆動手段と、前記検出手段に接続されるとと
もに、前記第１の扉部材と前記第２の扉部材とが同時に
開状態にならないように駆動制御する制御手段とを具備
することを特徴とする請求項１に記載の扉開閉装置。
【請求項５】前記第１の扉部材と前記第２の扉部材と
がすれ違う面に沿って、前記第１の永久磁石を覆うため
の第２の磁性材料を設けることを特徴とする請求項４に
記載の扉開閉装置。