JP2004304102A - 気密容器内の回転体に対する接続構造、回転駆動機構、及び搬送装置 - Google Patents
気密容器内の回転体に対する接続構造、回転駆動機構、及び搬送装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】電線を真空雰囲気に曝さずに真空容器内の回転体まで配設する。
【解決手段】真空容器の隔壁１０Ｈに、真空容器の内部空間Ｃ１に連続する凹空間Ｃ２を有したハウジング２０を設け、その凹空間に中空の回転体３０を配置し、回転体の内部に、自身の外周側に回転体の内部空間Ａ２を気密に画成する複数の有底円筒体４０を配設し、各有底円筒体の内部に回転軸５０を配設する。ハウジング２０の外周に、回転体３０に回転力を与える第１のステータコイル６１を配設し、各有底円筒壁４０の外周に、各回転軸５０に回転力を与える第２のステータコイル６３を配設する。真空容器の外部空間Ａ１と回転体の内部空間Ａ２とをベローズ７０で連通し、ベローズの中に回転体の内部空間Ｃ２内のステータコイル６３につながる電線１０２を通し、ベローズを回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設する。
【選択図】 図１
【解決手段】真空容器の隔壁１０Ｈに、真空容器の内部空間Ｃ１に連続する凹空間Ｃ２を有したハウジング２０を設け、その凹空間に中空の回転体３０を配置し、回転体の内部に、自身の外周側に回転体の内部空間Ａ２を気密に画成する複数の有底円筒体４０を配設し、各有底円筒体の内部に回転軸５０を配設する。ハウジング２０の外周に、回転体３０に回転力を与える第１のステータコイル６１を配設し、各有底円筒壁４０の外周に、各回転軸５０に回転力を与える第２のステータコイル６３を配設する。真空容器の外部空間Ａ１と回転体の内部空間Ａ２とをベローズ７０で連通し、ベローズの中に回転体の内部空間Ｃ２内のステータコイル６３につながる電線１０２を通し、ベローズを回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体デバイスの製造に関わる基板処理装置の真空容器内などに配置された回転体（搬送装置の旋回軸等）に対して、ケーブル（電線）等を真空雰囲気に触れないように外部から接続するための気密容器内の回転体に対する接続構造、同接続構造を備えた回転駆動装置、同回転駆動機構を含む基板等の搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造に利用される基板処理装置には、複数のチャンバ間で基板を搬送するための搬送装置が備わっている。この種の搬送装置として、例えばアーム式の搬送装置があるが、このアーム式の搬送装置は、真空雰囲気に維持される搬送室（気密容器）に装備され、真空雰囲気中でアームの伸縮と旋回を行うことで基板の搬送作業を行う。
【０００３】
この種のアーム式の搬送装置は、一般的にアーム伸縮用の回転軸とアーム旋回用の回転軸とを有しており、アーム伸縮用の回転軸を２本、アーム旋回用の回転軸上に互いに平行に設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図８、図９は従来の基板搬送装置の例を示す。図において、１、２は可動アームアッセンブリで、これらはアーム伸縮用の２本の回転軸３、４にそれぞれ取り付けられており、各回転軸３、４を回転することにより独立に伸縮動作する。また、５はアーム旋回用の旋回軸で、この旋回軸５を回転することにより、２つの可動アームアッセンブリ１、２を旋回させることができるようになっている。
【０００５】
この場合、搬送作業に直接関与する可動アームアッセンブリ１、２は真空圧領域中に配されるものの、図示略の駆動モータなどの駆動機構は、パーティクルやガスの発生あるいは発熱の影響などを極力抑える目的から、真空圧領域の外の大気圧領域に配されている。その際、真空圧領域と大気圧領域とを遮断するためのシール手段として、固定部（ハウジング等）と可動部（回転軸等）の隙間に磁気シール（図示略）が設けられている。
【０００６】
一方、磁気シール等のシール手段を用いない例として、隔壁により真空圧領域と大気圧領域とを完全に遮断し、隔壁の外側から磁力を及ぼすことで、隔壁の内側にある回転体を回転させる磁気カップリング式の回転駆動機構を採用した搬送装置が提案されている。その例として、真空圧領域と大気圧領域とを気密ハウジングによって完全に遮断し、ハウジングの外部に駆動コイル（ステータコイル）を配置し、ハウジングの壁を介して、ハウジングの内部に配置した回転軸のロータ磁石に駆動コイルの発生する磁力を作用させることで、回転軸に回転力を与えるものがある。特に、同軸構造に設けた２つの回転軸を、ハウジングの外側に設けた各駆動コイルでそれぞれ独立に回転駆動させるものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３３８５５４号公報（図７）
【特許文献２】
特許公報第２７６１４３８号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、小径の回転軸とその周囲開口の隙間を磁気シールするような場合は特に問題とならないが、前記のアーム旋回用の軸のように径の大きな回転体（旋回軸）と周囲開口との隙間を磁気シールするような場合は、多量の磁性流体が必要となることから、真空雰囲気中に磁性流体の粒子が混入し、パーティクル発生の原因となる可能性がある。
【０００９】
また、そのような問題を避けるために、前述のように隔壁で真空圧領域と大気圧領域を完全に遮断し、隔壁の外側から磁力を利用して隔壁の内側の回転体を回転させるようにすることが考えられる。しかし、この技術は、特許文献２に記載されるように、２本の回転軸が同軸に配置されている場合には有効であるが、大きな旋回軸の中に、軸位置が互いに異なる小さな回転軸が配置されているような軸配置の場合には採用が難しい。
【００１０】
即ち、特許文献２の技術のように２軸が同軸の場合は、内側の軸を外側の軸から突出させた部分にロータ磁石を設けることで、軸方向に並べて各軸のロータ磁石を配置することができ、従って、隔壁の外側の各軸のロータ磁石に対応した位置に、それぞれロータ磁石の全周を均等に取り囲むように駆動コイルを配置することで、各駆動コイルの発生する磁力を各軸のロータ磁石に及ぼして回転軸を回転させることができる。しかし、隔壁の内側に配した回転体上に更に第２、第３の別の回転軸が２本あるような場合は、第１の回転軸である回転体の上に第２、第３の回転軸の駆動部を配置せざるを得ず、従って、回転体の内部に気密の空間を確保して第２、第３の回転軸用の駆動部を収容したとしても、回転体の内部にまで大気側から電線等を通す必要があり、この点で、電線等が真空雰囲気に曝される可能性があることから採用が難しかった。
【００１１】
本発明は、上記事情を考慮し、電線等を真空雰囲気に曝さずに気密容器外から気密容器内の回転体にまで配設することのできる気密容器内の回転体に対する接続構造、同接続構造を備えた回転駆動装置、同回転駆動機構を含む基板等の搬送装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち、請求項１の発明は、気密容器の内部と外部を仕切る隔壁の一部に、該気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、該ハウジングの凹空間の内部に中空の回転体を回転自在に配置し、前記気密容器の外部空間と前記回転体の内部空間とを、気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に接続し、該可撓チューブを、前記回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部とをつなぐ電線を通したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記気密容器の内部空間が真空圧空間であり、前記回転体の内部空間及び気密容器の外部空間が大気圧空間であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記ハウジングに、前記回転体に向かって突出し内部に気密容器の外部空間に通じる通路を有した固定側突出部を設けると共に、前記回転体に、前記ハウジングに向かって突出し内部に回転体の内部空間に通じる通路を有した可動側突出部を設け、前記固定側突出部と可動側突出部の各通路の前記凹空間に臨む開口を前記回転体の回転方向に対向配置し、両開口に前記可撓チューブの両端を接続したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記固定側突出部と可動側突出部の各通路の前記凹空間に臨む開口を、前記回転体の回転中心から略等しい距離の位置に配置し、前記可撓チューブを、前記回転体の回転中心を中心とする円周に沿って配設したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記回転体に、該回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に前記可動側突出部を設けると共に、前記ハウジングに、前記切欠部に収容されるように前記固定側突出部を設け、前記可撓チューブを前記切欠部内に収容したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記ハウジングに、前記回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に前記固定側突出部を設けると共に、前記回転体に、前記切欠部に収容されるように前記可動側突出部を設け、前記可撓チューブを前記切欠部内に収容したことを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記固定側突出部と可動側突出部を、前記回転体の回転軸線方向に互いに位置を異ならせて配置し、前記可撓チューブを、前記回転体の外周に巻き付くように螺旋状に配したことを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明は、気密容器の内部と外部を仕切る隔壁の一部に、該気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、該ハウジングの凹空間の内部に軸受を介して中空の回転体を回転自在に配置し、該回転体の内部に、自身の外周側に前記回転体の内部空間を気密に画成する複数の有底円筒体を前記回転体の回転軸線と平行に配設し、各有底円筒体の内部にそれぞれ軸受を介して回転軸を回転自在に配設し、前記ハウジングの外周部に、外部から給電されることで前記ハウジングの壁を介して前記回転体に回転力を与える第１の駆動部を配設し、前記各有底円筒壁の外周部に、外部から給電されることで前記有底円筒体の壁を介して前記各回転軸に回転力を与える第２の駆動部をそれぞれ配設し、前記気密容器の外部空間と前記回転体の内部空間とを、前記気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に連通し、該可撓チューブを、前記回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設し、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部空間内に配設された前記第２の駆動部とをつなぐ電線を通したことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の発明は、請求項９記載の回転駆動機構を含む搬送装置において、前記有底円筒体の端部開口から突出した前記回転軸の先端に、該各回転軸の回転により伸縮動作する可動アームアッセンブリを取り付けることで、該各回転軸をアーム伸縮駆動用の駆動軸とし、前記回転体を、前記可動アームアッセンブリを旋回させるための旋回駆動用の駆動軸としたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態の回転駆動機構Ｍの縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。この回転駆動機構Ｍは、基板搬送装置の主要部をなすもので、本発明の実施形態の「気密容器内の回転体に対する連通構造」を含むものでもある。
【００２３】
図１において、１０Ｈは真空容器（気密容器）１０の底部隔壁である。この底部隔壁１０Ｈは、真空容器１０の内部Ｃと外部Ａを仕切るものであり、その一部に形成された開口１０ａの外側には、真空容器１０の内部空間Ｃ１に連続する凹空間Ｃ２を有するハウジング２０が固定されている。ここで、真空容器１０の内部空間Ｃ１は真空圧空間、外部空間Ａ１は大気圧空間である。
【００２４】
ハウジング２０は、上下端にフランジ２１ａ、２１ｂを有する円筒状のハウジング本体２１と、このハウジング本体２１の底面開口をＯリング９１を介して気密に閉鎖する底部カバー２２とからなり、上端フランジ２１ａをＯリング９２を介して真空容器１０の底部隔壁１０Ｈにボルト止めすることにより、真空容器１０の底部に気密に固定されている。
【００２５】
ハウジング２０の円柱状の凹空間Ｃ２の内部には、第１軸（旋回軸）としての中空の回転体３０が同心状に配設されている。この回転体３０は、円筒状のハウジング本体２１の内周面に所定の隙間をもって外周面が対向する円筒壁３１と、その上下の端面開口を塞ぐ上端壁３２及び下端部カバー３３とを有するもので、下端部カバー３３は、Ｏリング９３を介して円筒壁３１の下端に気密に後付けされている。そして、この回転体３０は、円筒壁３１と円筒状ハウジング本体２１の間に介在させた軸受８１、８２によって、鉛直な回転軸線Ｌ１の周りに回転自在に支持されている。
【００２６】
回転体３０の上端壁３２には、回転体３０の回転軸線Ｌ１を挟んだ点対称位置に２つの開口３２ａが設けられており、各開口３２ａから回転体３０の内部に、それぞれ小径の有底円筒体４０が挿入されている。回転体３０の上側端壁３２の各開口３２ａと各有底円筒体４０の挿入部分との隙間は気密に封止され、それにより、有底円筒体４０の外周側には、回転体３０の内部空間Ａ２が気密に画成されている。
【００２７】
２つの有底円筒体４０は、回転体３０の回転軸線Ｌ１と平行に配されており、各有底円筒体４０の内部の円柱状空間には、それぞれ軸受８３、８４を介して第２軸及び第３軸としての回転軸５０が回転自在に配設されている。各回転軸５０の上端は有底円筒体４０の上端開口４１より上に突出しており、各回転軸５０の回転軸線Ｌ２、Ｌ３は、回転体３０の回転軸線Ｌ１と平行に設定されている。
【００２８】
また、第１軸としての回転体３０を駆動するための手段として、円筒状のハウジング本体２１の外周にステータコイル（第１の駆動部）６１が設けられ、回転体３０の円筒壁３１の外周にロータ磁石６２が設けられている。同様に、各回転軸５０を駆動するための手段として、それぞれの有底円筒体４０の外周にステータコイル（第２の駆動部）６３が設けられ、各回転軸５０の外周にロータ磁石６４が設けられている。ここでは、各ステータコイル６１、６３の発生する磁界を円筒状のハウジング本体２１及び有底円筒体４０の壁を隔ててロータ磁石６２、６４に作用させるために、円筒状のハウジング本体２１及び有底円筒体４０は非磁性材料より構成されている。
【００２９】
ステータコイル６１、６３とロータ磁石６２、６４のそれぞれの組は、ＤＣブラシレスモータの一部を構成しており、これにより、円筒状のハウジング本体２１の外周のステータコイル６１によって回転磁界を発生させることで、回転体３０を回転させることができ、有底円筒体４０の外周のステータコイル６３によって回転磁界を発生させることで、回転軸５０を回転させることができるようになっている。また、図示しないが、回転体３０や回転軸５０の回転位置検出のための検出手段が必要箇所に設けられている。
【００３０】
ところで、各ステータコイル６１、６３や前記検出手段には、真空容器１０の外部から電線を接続しなくてはならない。この点、円筒状のハウジング本体２１の外周のステータコイル６１に関しては、該ステータコイル６１が真空容器１０の外部に配置されているので、電線１０１の配索に全く問題はないが、有底円筒体４０の外周のステータコイル６３に関しては、該ステータコイル６３が回転体３０の内部空間Ａ２の中に配置されているので、真空領域（凹空間Ｃ２）を通過して、真空容器１０の外部空間（大気圧空間）Ａ１から回転体３０の内部空間Ａ２にまで電線１０２を配索しなくてはならない。前記検出手段に関する電線についても同様である。
【００３１】
しかし、真空領域を通過する際に、電線１０２を真空雰囲気に露出させることは、パーティクル発生防止の点などからできない。そこで、本実施形態の回転駆動機構Ｍでは、次のような工夫が施されている。
【００３２】
即ち、真空容器１０の外部空間Ａ１と回転体３０の内部空間Ａ２とを、真空容器１０の内部空間Ｃ１に対して気密に保持された内部通路を有するベローズ（可撓チューブ）７０で接続し、その内部通路を通して電線１０２を配索しているのである。
【００３３】
この点について、図３、図４を用いて詳しく説明する。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視部分の斜視図、図４は回転体３０が回転した際の同部分の各状態を示す平面図である。
【００３４】
ベローズ７０は長手方向に伸縮自在のものであり、真空容器１０の外部空間Ａ１と回転体３０の内部空間Ａ２とを気密に連通している。ここでは、ベローズ７０は、回転体３０の回転に応じて伸縮するように、回転体３０の回転方向に沿って配設されている。なお、ベローズ７０は、径方向にはほとんど変形しない構造になっており、また、真空雰囲気を汚染しない材質（金属や樹脂）により製作されている。
【００３５】
図３に示すように、ハウジング２０の底部カバー２２の内周には、回転体３０の下端部カバー３３の外周に向かって突出し内部に真空容器１０の外部空間Ａ１に通じる通路（図示略）を有した固定側突出部７１が設けられている。また、回転体３０の下端部カバー３３の外周には、ハウジング２０の底部カバー２２の内周に向かって突出し内部に回転体３０の内部空間Ａ２に通じる通路（図示略）を有した可動側突出部７２が設けられている。
【００３６】
これら固定側突出部７１と可動側突出部７２の各通路の凹空間Ｃ２に臨む開口７１ａ、７２ａ（ベローズ７０の接続により隠れているので符号のみ付す）は、回転体３０の回転方向に対向する向きに配置されている。各開口７１ａ、７２ａは、回転体３０の回転中心（回転軸線Ｌ１）から略等しい距離の位置に配置されており、両開口７１ａ、７１ｂにベローズ７０の両端が気密に接続され、それにより、ベローズ７０が、回転体３０の回転中心を中心とする円周に沿って配設されている。
【００３７】
なお、図１に示すように、回転体３０の下側端壁３３には、回転体３０の回転中心（回転軸線Ｌ１）を中心とする円周に沿った切欠部７６が設けられており、可動側突出部７２はその切欠部７６内に設けられ、固定側突出部７１はその切欠部７６内に収容されるように設けられ、ベローズ７０はその切欠部７６内に収容されている。このようにすることで、固定側突出部７１、可動側突出部７２、ベローズ７０の取り合い部分のコンパクト化が図られている。
【００３８】
次に作用を述べる。
このように構成された回転駆動機構Ｍにおいては、ハウジング２０の外部に配したステータコイル６１に通電することで、回転体３０を適当な角度範囲で旋回させることができる。また、有底円筒体４０の外部に配したステータコイル６３に通電することで、回転軸５０を回転させることができる。
【００３９】
図４（ａ）、（ｂ）は９０度の範囲で回転体３０を回転させた場合を示しているが、このように回転体３０を回転させた際にも、ベローズ７０が回転体３０の回転に追従して伸縮するので、回転体３０の回転を妨げることなく、ベローズ７０の内部通路の気密を安定して保つことができる。従って、回転体３０の内部空間Ｃ２とベローズ７０の内部通路とを完全に真空雰囲気から隔離した状態に保つことができ、ベローズ７０に通した電線１０２を真空雰囲気に曝すことなく、回転体３０の内部に引き入れることができる。また、回転体３０及び有底円筒体４０の壁を用いて、ステータコイル６３を収容した回転体３０の内部空間Ａ２を完全に真空領域から遮断しているので、回転体３０と真空容器１０の開口１０ａとの隙間をシールする必要がなく、従来この部分に使用していた磁気シールを排除することができる。よって、磁気シールによる真空領域の汚染の可能性を無くすことができる。
【００４０】
以上の構成の回転駆動機構Ｍは基板搬送装置の主要部をなすもので、有底円筒体４０の上端開口４１から突出した回転軸５０の先端に、図８、図９に示すような可動アームアッセンブリを取り付けることで、搬送装置を構成することができる。その場合、回転軸５０の回転により可動アームアッセンブリを伸縮動作させるので、各回転軸５０がアーム伸縮駆動用の駆動軸として機能する。また、回転体３０を回転させることで可動アームアッセンブリを旋回させることができるので、回転体３０が可動アームアッセンブリの旋回軸として機能する。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、図１に示した実施の形態では、回転体３０の下端部カバー３３側に切欠部７６を形成して、ベローズ７０をその切欠部７６に収容していたが、ハウジング２０の底板２２に、回転体３０の回転中心（回転軸線Ｌ１）を中心とする円周に沿った切欠部７６を設け、固定側突出部７１をその切欠部７６内に設けると共に、可動側突出部７２をその切欠部７６内に収容されるように設け、ベローズ７０を切欠部７６内に収容してもよい。このようにしても、固定側突出部７１、可動側突出部７２、ベローズ７０の取り合い部のコンパクト化を図ることができる。
【００４２】
また、前記の実施形態では、回転体３０の回転角度範囲が９０度である場合を示したが、回転体３０の回転角度範囲は９０度未満あるいは９０度以上であってもよい。また、３６０度に近い範囲またはそれぞれ以上の角度範囲で回転体３０を回転させる場合には、突出部７１、７２やベローズ７０が互いに干渉する可能性が出てくるので、図５の実施形態のようにする。
【００４３】
即ち、固定側突出部７１と可動側突出部７２を、回転体３０の回転軸線方向に互いに高さ位置を異ならせて配置し、ベローズ７０を、回転体３０の外周に巻き付けるように螺旋状に配設する。そうすることで、ベローズ７０同士の干渉、及び、ベローズ７０と突出部７１、７２との干渉、突出部７１、７２同士の干渉を避けながら、回転体３０の回転に伴うベローズ７０の伸縮動作の安定を保証することができる。
【００４４】
その際、ベローズ７０の長さ方向の中間位置を支えるための支持枠７３を回転体３０に取り付け、この支持枠７３にベローズ７０の中間部分を通すことで、両突出部７１、７２の中間の高さにベローズ７０の中間点を保持し、ベローズ７０の無用な弛み等を防止して、ベローズ７０の伸縮の安定を図ることができる。この場合、図６に示すように、支持枠７３は、一定高さの位置で回転体３０の外周を転動可能なバンド７４に取り付けておく。回転体３０に対してバンド７４を一定高さで回転可能に取り付けるには、例えば、バンド７４の背面にベアリングを取り付け、そのベアリングを回転体３０の外周の所定高さ位置に嵌合固定すればよい。
【００４５】
そうすることで、回転体３０の回転（矢印Ｒ１で示す回転）と独立して、バンド７４を回転自在（矢印Ｒ２で示す方向に回転自在）とすることができ、ベローズ７０の伸縮に合わせて支持枠７３を追従移動させることができ、ベローズ７０を安定支持することができるようになる。
【００４６】
また、伸縮に伴ってベローズ７０の傾斜角が変化する可能性があるので、ベローズ７０にリング７５を取り付け、リング７５の胴部に突設した軸７５ａを、支持枠７３の孔７３ａに嵌めておく。こうすることで、ベローズ７０の中間支持部が矢印Ｒ３のように自由に揺動できるようになり、ベローズ７０に無理な力が作用しなくなる。
【００４７】
また、前記実施形態では、回転軸５０の駆動を、有底円筒体４０の周壁を介して、周壁の外側のステータコイル６３から内側のロータ磁石６４に磁力を及ぼすことで行う場合を示したが、図７の実施形態の回転駆動機構Ｍ２のように、直接モータ６８、６９を回転軸５０に連結して駆動するようにしてもよい。
【００４８】
その場合は、回転体３０の内部空間Ａ２にモータ６８、６９を配置し、回転体３０の内部空間Ａ２を真空領域から遮断するために、回転体３０の上端壁に対する回転軸５０の貫通部分に磁気シール２００を設けて、回転体３０の内部空間Ａ２を密閉する。そして、回転体３０の内部空間Ａ２と真空容器１０の外部空間Ａ１とをベローズ７０で連通し、ベローズ７０の内部に電線１０２を配索する。
【００４９】
この場合、回転軸５０の貫通部に磁気シール２００を使用するが、回転軸５０の周囲の隙間は、回転体３０の周囲の隙間に比べて格段に小さいので、真空雰囲気に対する磁気シール２００の影響は無視することができる。
【００５０】
なお、２本の回転軸５０の軸間寸法の縮小を図る際に、回転軸５０の駆動部分の径方向寸法によって制約が出るような場合は、例えば、図７に示すように、径方向の寸法の大きな部分（図示例の場合はモータ６８、６９）を、軸方向（図では高さ方向）に位置をずらして配置することにより、駆動部分の干渉を避けながら回転軸５０の軸間寸法を縮小することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）請求項１の発明によれば、気密容器の内外を仕切る隔壁の一部に、気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、該ハウジングの凹空間の内部に中空の回転体を回転自在に配置し、気密容器の外部空間と回転体の内部空間とを、気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に接続し、該可撓チューブを、回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設したので、回転体の内部空間と可撓チューブの内部通路とを、完全に気密容器の内部空間から隔離した状態に保つことができる。従って、その可撓チューブの内部通路を通して、例えば電線を配線することにより、気密容器の内部空間の雰囲気に曝すことなく、電線を気密容器外から回転体の内部に引き込むことができる。また、その可撓チューブは、回転体の回転に追従して伸縮するので、回転体の回転を妨げることなく、チューブの内外の遮蔽状態を保持することができる。
【００５２】
（２）請求項２の発明によれば、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部とをつなぐ電線を通したので、電線を気密容器の内部空間の雰囲気に曝すことなく、気密容器外から回転体の内部に引き込むことができる。
【００５３】
（３）請求項３の発明によれば、前記気密容器の内部空間が真空圧空間、回転体の内部空間及び気密容器の外部空間が大気圧空間となっているので、回転体の内部空間と可撓チューブの内部通路とを大気圧状態に維持し、気密容器の内部空間を真空圧状態に維持することができ、真空圧領域と大気圧領域を完全に遮断することができる。
【００５４】
（４）請求項４の発明によれば、前記ハウジングに、前記回転体に向かって突出し内部に気密容器の外部空間に通じる通路を有した固定側突出部を設けると共に、回転体に、ハウジングに向かって突出し内部に回転体の内部空間に通じる通路を有した可動側突出部を設け、固定側突出部と可動側突出部の各通路の凹空間に臨む開口を回転体の回転方向に対向配置し、両開口に可撓チューブの両端を接続したので、可撓チューブを無理のない楽な形態で配設することができ、可撓チューブ内に電線を配設した場合にも、可撓チューブの伸縮による電線の挙動を安定化することができる。
【００５５】
（５）請求項５の発明によれば、前記固定側突出部と可動側突出部の各通路の凹空間に臨む開口を、回転体の回転中心から略等しい距離の位置に配置し、可撓チューブを、回転体の回転中心を中心とする円周に沿って配設したので、可撓チューブを自然な形で配設することができ、可撓チューブに極力無理な応力が発生しないようにすることができる。
【００５６】
（６）請求項６の発明によれば、前記回転体に、該回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に可動側突出部を設けると共に、ハウジングに、切欠部に収容されるように固定側突出部を設け、可撓チューブを切欠部内に収容したので、可動側突出部と固定側突出部と可撓チューブの取り合い部分のコンパクト化を図ることができ、回転体とハウジングとの隙間を最小に抑えることができる。
【００５７】
（７）請求項７の発明によれば、前記ハウジングに、前記回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に固定側突出部を設けると共に、前記回転体に、前記切欠部に収容されるように前記可動側突出部を設け、前記可撓チューブを前記切欠部内に収容したので、可動側突出部と固定側突出部と可撓チューブの取り合い部分のコンパクト化を図ることができ、回転体とハウジングとの隙間を最小に抑えることができる。
【００５８】
（８）請求項８の発明によれば、前記固定側突出部と可動側突出部を、前記回転体の回転軸線方向に互いに位置を異ならせて配置し、前記可撓チューブを、回転体の外周に巻き付くように螺旋状に配したので、回転体を３６０度以上の角度範囲で回転させる場合にも、気密容器の外部空間と回転体の内部空間とを可撓チューブによって気密に連通することができる。
【００５９】
（９）請求項９の発明によれば、気密容器の内外を仕切る隔壁の一部に、気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、ハウジングの凹空間の内部に軸受を介して中空の回転体を回転自在に配置し、回転体の内部に、自身の外周側に前記回転体の内部空間を気密に画成する複数の有底円筒体を前記回転体の回転軸線と平行に配設し、各有底円筒体の内部にそれぞれ軸受を介して回転軸を回転自在に配設し、前記ハウジングの外周部に、外部から給電されることで前記ハウジングの壁を介して前記回転体に回転力を与える第１の駆動部を配設し、前記各有底円筒壁の外周部に、外部から給電されることで前記有底円筒体の壁を介して前記各回転軸に回転力を与える第２の駆動部をそれぞれ配設し、前記気密容器の外部空間と前記回転体の内部空間とを、前記気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に連通し、該可撓チューブを、前記回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設し、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部空間内に配設された前記第２の駆動部とをつなぐ電線を通したので、回転体の内部空間と可撓チューブの内部通路とを、完全に気密容器の内部空間から隔離した状態に保つことができ、その可撓チューブの内部通路に通した電線を気密容器の内部空間の雰囲気に曝すことなく、気密容器外から回転体の内部に引き込むことができる。また、その可撓チューブは、回転体の回転に追従して伸縮するので、回転体の回転を妨げることなく、チューブの内外の遮蔽状態を保持することができる。
【００６０】
（１０）請求項１０の発明によれば、前記有底円筒体の端部開口から突出した前記回転軸の先端に、該各回転軸の回転により伸縮動作する可動アームアッセンブリを取り付けることで、該各回転軸をアーム伸縮駆動用の駆動軸とし、前記回転体を、前記可動アームアッセンブリを旋回させるための旋回駆動用の駆動軸としたので、基板処理装置の搬送装置として適用することにより、パーティクルの発生を極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の回転駆動機構の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視部分の斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、図３において回転体３０が回転した際の同部分の各状態をそれぞれ示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の回転駆動機構の一部構成を示す概略斜視図である。
【図６】図５のＶＩ矢視部の分解斜視図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の回転駆動機構の縦断面図である。
【図８】従来の基板搬送装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】従来の基板搬送装置の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 真空容器
１０Ｈ 真空容器の隔壁
２０ ハウジング
３０ 回転体
４０ 有底円筒体
５０ 回転軸
６１ ステータコイル（第１の駆動部）
６３ ステータコイル（第２の駆動部）
７０ ベローズ（可撓チューブ）
７１ 固定側突出部
７１ａ 開口
７２ 可動側突出部
７２ａ 開口
７６ 切欠部
１０２ 電線
Ａ 真空容器の外部
Ａ１ 真空容器の外部空間（大気圧空間）
Ａ２ 回転体の内部空間（大気圧空間）
Ｃ 真空容器の内部
Ｃ１ 真空容器の内部空間
Ｃ２ 凹空間
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２ 回転軸線
Ｍ，Ｍ２ 回転駆動機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体デバイスの製造に関わる基板処理装置の真空容器内などに配置された回転体（搬送装置の旋回軸等）に対して、ケーブル（電線）等を真空雰囲気に触れないように外部から接続するための気密容器内の回転体に対する接続構造、同接続構造を備えた回転駆動装置、同回転駆動機構を含む基板等の搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造に利用される基板処理装置には、複数のチャンバ間で基板を搬送するための搬送装置が備わっている。この種の搬送装置として、例えばアーム式の搬送装置があるが、このアーム式の搬送装置は、真空雰囲気に維持される搬送室（気密容器）に装備され、真空雰囲気中でアームの伸縮と旋回を行うことで基板の搬送作業を行う。
【０００３】
この種のアーム式の搬送装置は、一般的にアーム伸縮用の回転軸とアーム旋回用の回転軸とを有しており、アーム伸縮用の回転軸を２本、アーム旋回用の回転軸上に互いに平行に設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図８、図９は従来の基板搬送装置の例を示す。図において、１、２は可動アームアッセンブリで、これらはアーム伸縮用の２本の回転軸３、４にそれぞれ取り付けられており、各回転軸３、４を回転することにより独立に伸縮動作する。また、５はアーム旋回用の旋回軸で、この旋回軸５を回転することにより、２つの可動アームアッセンブリ１、２を旋回させることができるようになっている。
【０００５】
この場合、搬送作業に直接関与する可動アームアッセンブリ１、２は真空圧領域中に配されるものの、図示略の駆動モータなどの駆動機構は、パーティクルやガスの発生あるいは発熱の影響などを極力抑える目的から、真空圧領域の外の大気圧領域に配されている。その際、真空圧領域と大気圧領域とを遮断するためのシール手段として、固定部（ハウジング等）と可動部（回転軸等）の隙間に磁気シール（図示略）が設けられている。
【０００６】
一方、磁気シール等のシール手段を用いない例として、隔壁により真空圧領域と大気圧領域とを完全に遮断し、隔壁の外側から磁力を及ぼすことで、隔壁の内側にある回転体を回転させる磁気カップリング式の回転駆動機構を採用した搬送装置が提案されている。その例として、真空圧領域と大気圧領域とを気密ハウジングによって完全に遮断し、ハウジングの外部に駆動コイル（ステータコイル）を配置し、ハウジングの壁を介して、ハウジングの内部に配置した回転軸のロータ磁石に駆動コイルの発生する磁力を作用させることで、回転軸に回転力を与えるものがある。特に、同軸構造に設けた２つの回転軸を、ハウジングの外側に設けた各駆動コイルでそれぞれ独立に回転駆動させるものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３３８５５４号公報（図７）
【特許文献２】
特許公報第２７６１４３８号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、小径の回転軸とその周囲開口の隙間を磁気シールするような場合は特に問題とならないが、前記のアーム旋回用の軸のように径の大きな回転体（旋回軸）と周囲開口との隙間を磁気シールするような場合は、多量の磁性流体が必要となることから、真空雰囲気中に磁性流体の粒子が混入し、パーティクル発生の原因となる可能性がある。
【０００９】
また、そのような問題を避けるために、前述のように隔壁で真空圧領域と大気圧領域を完全に遮断し、隔壁の外側から磁力を利用して隔壁の内側の回転体を回転させるようにすることが考えられる。しかし、この技術は、特許文献２に記載されるように、２本の回転軸が同軸に配置されている場合には有効であるが、大きな旋回軸の中に、軸位置が互いに異なる小さな回転軸が配置されているような軸配置の場合には採用が難しい。
【００１０】
即ち、特許文献２の技術のように２軸が同軸の場合は、内側の軸を外側の軸から突出させた部分にロータ磁石を設けることで、軸方向に並べて各軸のロータ磁石を配置することができ、従って、隔壁の外側の各軸のロータ磁石に対応した位置に、それぞれロータ磁石の全周を均等に取り囲むように駆動コイルを配置することで、各駆動コイルの発生する磁力を各軸のロータ磁石に及ぼして回転軸を回転させることができる。しかし、隔壁の内側に配した回転体上に更に第２、第３の別の回転軸が２本あるような場合は、第１の回転軸である回転体の上に第２、第３の回転軸の駆動部を配置せざるを得ず、従って、回転体の内部に気密の空間を確保して第２、第３の回転軸用の駆動部を収容したとしても、回転体の内部にまで大気側から電線等を通す必要があり、この点で、電線等が真空雰囲気に曝される可能性があることから採用が難しかった。
【００１１】
本発明は、上記事情を考慮し、電線等を真空雰囲気に曝さずに気密容器外から気密容器内の回転体にまで配設することのできる気密容器内の回転体に対する接続構造、同接続構造を備えた回転駆動装置、同回転駆動機構を含む基板等の搬送装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち、請求項１の発明は、気密容器の内部と外部を仕切る隔壁の一部に、該気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、該ハウジングの凹空間の内部に中空の回転体を回転自在に配置し、前記気密容器の外部空間と前記回転体の内部空間とを、気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に接続し、該可撓チューブを、前記回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部とをつなぐ電線を通したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記気密容器の内部空間が真空圧空間であり、前記回転体の内部空間及び気密容器の外部空間が大気圧空間であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記ハウジングに、前記回転体に向かって突出し内部に気密容器の外部空間に通じる通路を有した固定側突出部を設けると共に、前記回転体に、前記ハウジングに向かって突出し内部に回転体の内部空間に通じる通路を有した可動側突出部を設け、前記固定側突出部と可動側突出部の各通路の前記凹空間に臨む開口を前記回転体の回転方向に対向配置し、両開口に前記可撓チューブの両端を接続したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記固定側突出部と可動側突出部の各通路の前記凹空間に臨む開口を、前記回転体の回転中心から略等しい距離の位置に配置し、前記可撓チューブを、前記回転体の回転中心を中心とする円周に沿って配設したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記回転体に、該回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に前記可動側突出部を設けると共に、前記ハウジングに、前記切欠部に収容されるように前記固定側突出部を設け、前記可撓チューブを前記切欠部内に収容したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記ハウジングに、前記回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に前記固定側突出部を設けると共に、前記回転体に、前記切欠部に収容されるように前記可動側突出部を設け、前記可撓チューブを前記切欠部内に収容したことを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造において、前記固定側突出部と可動側突出部を、前記回転体の回転軸線方向に互いに位置を異ならせて配置し、前記可撓チューブを、前記回転体の外周に巻き付くように螺旋状に配したことを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明は、気密容器の内部と外部を仕切る隔壁の一部に、該気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、該ハウジングの凹空間の内部に軸受を介して中空の回転体を回転自在に配置し、該回転体の内部に、自身の外周側に前記回転体の内部空間を気密に画成する複数の有底円筒体を前記回転体の回転軸線と平行に配設し、各有底円筒体の内部にそれぞれ軸受を介して回転軸を回転自在に配設し、前記ハウジングの外周部に、外部から給電されることで前記ハウジングの壁を介して前記回転体に回転力を与える第１の駆動部を配設し、前記各有底円筒壁の外周部に、外部から給電されることで前記有底円筒体の壁を介して前記各回転軸に回転力を与える第２の駆動部をそれぞれ配設し、前記気密容器の外部空間と前記回転体の内部空間とを、前記気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に連通し、該可撓チューブを、前記回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設し、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部空間内に配設された前記第２の駆動部とをつなぐ電線を通したことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の発明は、請求項９記載の回転駆動機構を含む搬送装置において、前記有底円筒体の端部開口から突出した前記回転軸の先端に、該各回転軸の回転により伸縮動作する可動アームアッセンブリを取り付けることで、該各回転軸をアーム伸縮駆動用の駆動軸とし、前記回転体を、前記可動アームアッセンブリを旋回させるための旋回駆動用の駆動軸としたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態の回転駆動機構Ｍの縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。この回転駆動機構Ｍは、基板搬送装置の主要部をなすもので、本発明の実施形態の「気密容器内の回転体に対する連通構造」を含むものでもある。
【００２３】
図１において、１０Ｈは真空容器（気密容器）１０の底部隔壁である。この底部隔壁１０Ｈは、真空容器１０の内部Ｃと外部Ａを仕切るものであり、その一部に形成された開口１０ａの外側には、真空容器１０の内部空間Ｃ１に連続する凹空間Ｃ２を有するハウジング２０が固定されている。ここで、真空容器１０の内部空間Ｃ１は真空圧空間、外部空間Ａ１は大気圧空間である。
【００２４】
ハウジング２０は、上下端にフランジ２１ａ、２１ｂを有する円筒状のハウジング本体２１と、このハウジング本体２１の底面開口をＯリング９１を介して気密に閉鎖する底部カバー２２とからなり、上端フランジ２１ａをＯリング９２を介して真空容器１０の底部隔壁１０Ｈにボルト止めすることにより、真空容器１０の底部に気密に固定されている。
【００２５】
ハウジング２０の円柱状の凹空間Ｃ２の内部には、第１軸（旋回軸）としての中空の回転体３０が同心状に配設されている。この回転体３０は、円筒状のハウジング本体２１の内周面に所定の隙間をもって外周面が対向する円筒壁３１と、その上下の端面開口を塞ぐ上端壁３２及び下端部カバー３３とを有するもので、下端部カバー３３は、Ｏリング９３を介して円筒壁３１の下端に気密に後付けされている。そして、この回転体３０は、円筒壁３１と円筒状ハウジング本体２１の間に介在させた軸受８１、８２によって、鉛直な回転軸線Ｌ１の周りに回転自在に支持されている。
【００２６】
回転体３０の上端壁３２には、回転体３０の回転軸線Ｌ１を挟んだ点対称位置に２つの開口３２ａが設けられており、各開口３２ａから回転体３０の内部に、それぞれ小径の有底円筒体４０が挿入されている。回転体３０の上側端壁３２の各開口３２ａと各有底円筒体４０の挿入部分との隙間は気密に封止され、それにより、有底円筒体４０の外周側には、回転体３０の内部空間Ａ２が気密に画成されている。
【００２７】
２つの有底円筒体４０は、回転体３０の回転軸線Ｌ１と平行に配されており、各有底円筒体４０の内部の円柱状空間には、それぞれ軸受８３、８４を介して第２軸及び第３軸としての回転軸５０が回転自在に配設されている。各回転軸５０の上端は有底円筒体４０の上端開口４１より上に突出しており、各回転軸５０の回転軸線Ｌ２、Ｌ３は、回転体３０の回転軸線Ｌ１と平行に設定されている。
【００２８】
また、第１軸としての回転体３０を駆動するための手段として、円筒状のハウジング本体２１の外周にステータコイル（第１の駆動部）６１が設けられ、回転体３０の円筒壁３１の外周にロータ磁石６２が設けられている。同様に、各回転軸５０を駆動するための手段として、それぞれの有底円筒体４０の外周にステータコイル（第２の駆動部）６３が設けられ、各回転軸５０の外周にロータ磁石６４が設けられている。ここでは、各ステータコイル６１、６３の発生する磁界を円筒状のハウジング本体２１及び有底円筒体４０の壁を隔ててロータ磁石６２、６４に作用させるために、円筒状のハウジング本体２１及び有底円筒体４０は非磁性材料より構成されている。
【００２９】
ステータコイル６１、６３とロータ磁石６２、６４のそれぞれの組は、ＤＣブラシレスモータの一部を構成しており、これにより、円筒状のハウジング本体２１の外周のステータコイル６１によって回転磁界を発生させることで、回転体３０を回転させることができ、有底円筒体４０の外周のステータコイル６３によって回転磁界を発生させることで、回転軸５０を回転させることができるようになっている。また、図示しないが、回転体３０や回転軸５０の回転位置検出のための検出手段が必要箇所に設けられている。
【００３０】
ところで、各ステータコイル６１、６３や前記検出手段には、真空容器１０の外部から電線を接続しなくてはならない。この点、円筒状のハウジング本体２１の外周のステータコイル６１に関しては、該ステータコイル６１が真空容器１０の外部に配置されているので、電線１０１の配索に全く問題はないが、有底円筒体４０の外周のステータコイル６３に関しては、該ステータコイル６３が回転体３０の内部空間Ａ２の中に配置されているので、真空領域（凹空間Ｃ２）を通過して、真空容器１０の外部空間（大気圧空間）Ａ１から回転体３０の内部空間Ａ２にまで電線１０２を配索しなくてはならない。前記検出手段に関する電線についても同様である。
【００３１】
しかし、真空領域を通過する際に、電線１０２を真空雰囲気に露出させることは、パーティクル発生防止の点などからできない。そこで、本実施形態の回転駆動機構Ｍでは、次のような工夫が施されている。
【００３２】
即ち、真空容器１０の外部空間Ａ１と回転体３０の内部空間Ａ２とを、真空容器１０の内部空間Ｃ１に対して気密に保持された内部通路を有するベローズ（可撓チューブ）７０で接続し、その内部通路を通して電線１０２を配索しているのである。
【００３３】
この点について、図３、図４を用いて詳しく説明する。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視部分の斜視図、図４は回転体３０が回転した際の同部分の各状態を示す平面図である。
【００３４】
ベローズ７０は長手方向に伸縮自在のものであり、真空容器１０の外部空間Ａ１と回転体３０の内部空間Ａ２とを気密に連通している。ここでは、ベローズ７０は、回転体３０の回転に応じて伸縮するように、回転体３０の回転方向に沿って配設されている。なお、ベローズ７０は、径方向にはほとんど変形しない構造になっており、また、真空雰囲気を汚染しない材質（金属や樹脂）により製作されている。
【００３５】
図３に示すように、ハウジング２０の底部カバー２２の内周には、回転体３０の下端部カバー３３の外周に向かって突出し内部に真空容器１０の外部空間Ａ１に通じる通路（図示略）を有した固定側突出部７１が設けられている。また、回転体３０の下端部カバー３３の外周には、ハウジング２０の底部カバー２２の内周に向かって突出し内部に回転体３０の内部空間Ａ２に通じる通路（図示略）を有した可動側突出部７２が設けられている。
【００３６】
これら固定側突出部７１と可動側突出部７２の各通路の凹空間Ｃ２に臨む開口７１ａ、７２ａ（ベローズ７０の接続により隠れているので符号のみ付す）は、回転体３０の回転方向に対向する向きに配置されている。各開口７１ａ、７２ａは、回転体３０の回転中心（回転軸線Ｌ１）から略等しい距離の位置に配置されており、両開口７１ａ、７１ｂにベローズ７０の両端が気密に接続され、それにより、ベローズ７０が、回転体３０の回転中心を中心とする円周に沿って配設されている。
【００３７】
なお、図１に示すように、回転体３０の下側端壁３３には、回転体３０の回転中心（回転軸線Ｌ１）を中心とする円周に沿った切欠部７６が設けられており、可動側突出部７２はその切欠部７６内に設けられ、固定側突出部７１はその切欠部７６内に収容されるように設けられ、ベローズ７０はその切欠部７６内に収容されている。このようにすることで、固定側突出部７１、可動側突出部７２、ベローズ７０の取り合い部分のコンパクト化が図られている。
【００３８】
次に作用を述べる。
このように構成された回転駆動機構Ｍにおいては、ハウジング２０の外部に配したステータコイル６１に通電することで、回転体３０を適当な角度範囲で旋回させることができる。また、有底円筒体４０の外部に配したステータコイル６３に通電することで、回転軸５０を回転させることができる。
【００３９】
図４（ａ）、（ｂ）は９０度の範囲で回転体３０を回転させた場合を示しているが、このように回転体３０を回転させた際にも、ベローズ７０が回転体３０の回転に追従して伸縮するので、回転体３０の回転を妨げることなく、ベローズ７０の内部通路の気密を安定して保つことができる。従って、回転体３０の内部空間Ｃ２とベローズ７０の内部通路とを完全に真空雰囲気から隔離した状態に保つことができ、ベローズ７０に通した電線１０２を真空雰囲気に曝すことなく、回転体３０の内部に引き入れることができる。また、回転体３０及び有底円筒体４０の壁を用いて、ステータコイル６３を収容した回転体３０の内部空間Ａ２を完全に真空領域から遮断しているので、回転体３０と真空容器１０の開口１０ａとの隙間をシールする必要がなく、従来この部分に使用していた磁気シールを排除することができる。よって、磁気シールによる真空領域の汚染の可能性を無くすことができる。
【００４０】
以上の構成の回転駆動機構Ｍは基板搬送装置の主要部をなすもので、有底円筒体４０の上端開口４１から突出した回転軸５０の先端に、図８、図９に示すような可動アームアッセンブリを取り付けることで、搬送装置を構成することができる。その場合、回転軸５０の回転により可動アームアッセンブリを伸縮動作させるので、各回転軸５０がアーム伸縮駆動用の駆動軸として機能する。また、回転体３０を回転させることで可動アームアッセンブリを旋回させることができるので、回転体３０が可動アームアッセンブリの旋回軸として機能する。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、図１に示した実施の形態では、回転体３０の下端部カバー３３側に切欠部７６を形成して、ベローズ７０をその切欠部７６に収容していたが、ハウジング２０の底板２２に、回転体３０の回転中心（回転軸線Ｌ１）を中心とする円周に沿った切欠部７６を設け、固定側突出部７１をその切欠部７６内に設けると共に、可動側突出部７２をその切欠部７６内に収容されるように設け、ベローズ７０を切欠部７６内に収容してもよい。このようにしても、固定側突出部７１、可動側突出部７２、ベローズ７０の取り合い部のコンパクト化を図ることができる。
【００４２】
また、前記の実施形態では、回転体３０の回転角度範囲が９０度である場合を示したが、回転体３０の回転角度範囲は９０度未満あるいは９０度以上であってもよい。また、３６０度に近い範囲またはそれぞれ以上の角度範囲で回転体３０を回転させる場合には、突出部７１、７２やベローズ７０が互いに干渉する可能性が出てくるので、図５の実施形態のようにする。
【００４３】
即ち、固定側突出部７１と可動側突出部７２を、回転体３０の回転軸線方向に互いに高さ位置を異ならせて配置し、ベローズ７０を、回転体３０の外周に巻き付けるように螺旋状に配設する。そうすることで、ベローズ７０同士の干渉、及び、ベローズ７０と突出部７１、７２との干渉、突出部７１、７２同士の干渉を避けながら、回転体３０の回転に伴うベローズ７０の伸縮動作の安定を保証することができる。
【００４４】
その際、ベローズ７０の長さ方向の中間位置を支えるための支持枠７３を回転体３０に取り付け、この支持枠７３にベローズ７０の中間部分を通すことで、両突出部７１、７２の中間の高さにベローズ７０の中間点を保持し、ベローズ７０の無用な弛み等を防止して、ベローズ７０の伸縮の安定を図ることができる。この場合、図６に示すように、支持枠７３は、一定高さの位置で回転体３０の外周を転動可能なバンド７４に取り付けておく。回転体３０に対してバンド７４を一定高さで回転可能に取り付けるには、例えば、バンド７４の背面にベアリングを取り付け、そのベアリングを回転体３０の外周の所定高さ位置に嵌合固定すればよい。
【００４５】
そうすることで、回転体３０の回転（矢印Ｒ１で示す回転）と独立して、バンド７４を回転自在（矢印Ｒ２で示す方向に回転自在）とすることができ、ベローズ７０の伸縮に合わせて支持枠７３を追従移動させることができ、ベローズ７０を安定支持することができるようになる。
【００４６】
また、伸縮に伴ってベローズ７０の傾斜角が変化する可能性があるので、ベローズ７０にリング７５を取り付け、リング７５の胴部に突設した軸７５ａを、支持枠７３の孔７３ａに嵌めておく。こうすることで、ベローズ７０の中間支持部が矢印Ｒ３のように自由に揺動できるようになり、ベローズ７０に無理な力が作用しなくなる。
【００４７】
また、前記実施形態では、回転軸５０の駆動を、有底円筒体４０の周壁を介して、周壁の外側のステータコイル６３から内側のロータ磁石６４に磁力を及ぼすことで行う場合を示したが、図７の実施形態の回転駆動機構Ｍ２のように、直接モータ６８、６９を回転軸５０に連結して駆動するようにしてもよい。
【００４８】
その場合は、回転体３０の内部空間Ａ２にモータ６８、６９を配置し、回転体３０の内部空間Ａ２を真空領域から遮断するために、回転体３０の上端壁に対する回転軸５０の貫通部分に磁気シール２００を設けて、回転体３０の内部空間Ａ２を密閉する。そして、回転体３０の内部空間Ａ２と真空容器１０の外部空間Ａ１とをベローズ７０で連通し、ベローズ７０の内部に電線１０２を配索する。
【００４９】
この場合、回転軸５０の貫通部に磁気シール２００を使用するが、回転軸５０の周囲の隙間は、回転体３０の周囲の隙間に比べて格段に小さいので、真空雰囲気に対する磁気シール２００の影響は無視することができる。
【００５０】
なお、２本の回転軸５０の軸間寸法の縮小を図る際に、回転軸５０の駆動部分の径方向寸法によって制約が出るような場合は、例えば、図７に示すように、径方向の寸法の大きな部分（図示例の場合はモータ６８、６９）を、軸方向（図では高さ方向）に位置をずらして配置することにより、駆動部分の干渉を避けながら回転軸５０の軸間寸法を縮小することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）請求項１の発明によれば、気密容器の内外を仕切る隔壁の一部に、気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、該ハウジングの凹空間の内部に中空の回転体を回転自在に配置し、気密容器の外部空間と回転体の内部空間とを、気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に接続し、該可撓チューブを、回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設したので、回転体の内部空間と可撓チューブの内部通路とを、完全に気密容器の内部空間から隔離した状態に保つことができる。従って、その可撓チューブの内部通路を通して、例えば電線を配線することにより、気密容器の内部空間の雰囲気に曝すことなく、電線を気密容器外から回転体の内部に引き込むことができる。また、その可撓チューブは、回転体の回転に追従して伸縮するので、回転体の回転を妨げることなく、チューブの内外の遮蔽状態を保持することができる。
【００５２】
（２）請求項２の発明によれば、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部とをつなぐ電線を通したので、電線を気密容器の内部空間の雰囲気に曝すことなく、気密容器外から回転体の内部に引き込むことができる。
【００５３】
（３）請求項３の発明によれば、前記気密容器の内部空間が真空圧空間、回転体の内部空間及び気密容器の外部空間が大気圧空間となっているので、回転体の内部空間と可撓チューブの内部通路とを大気圧状態に維持し、気密容器の内部空間を真空圧状態に維持することができ、真空圧領域と大気圧領域を完全に遮断することができる。
【００５４】
（４）請求項４の発明によれば、前記ハウジングに、前記回転体に向かって突出し内部に気密容器の外部空間に通じる通路を有した固定側突出部を設けると共に、回転体に、ハウジングに向かって突出し内部に回転体の内部空間に通じる通路を有した可動側突出部を設け、固定側突出部と可動側突出部の各通路の凹空間に臨む開口を回転体の回転方向に対向配置し、両開口に可撓チューブの両端を接続したので、可撓チューブを無理のない楽な形態で配設することができ、可撓チューブ内に電線を配設した場合にも、可撓チューブの伸縮による電線の挙動を安定化することができる。
【００５５】
（５）請求項５の発明によれば、前記固定側突出部と可動側突出部の各通路の凹空間に臨む開口を、回転体の回転中心から略等しい距離の位置に配置し、可撓チューブを、回転体の回転中心を中心とする円周に沿って配設したので、可撓チューブを自然な形で配設することができ、可撓チューブに極力無理な応力が発生しないようにすることができる。
【００５６】
（６）請求項６の発明によれば、前記回転体に、該回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に可動側突出部を設けると共に、ハウジングに、切欠部に収容されるように固定側突出部を設け、可撓チューブを切欠部内に収容したので、可動側突出部と固定側突出部と可撓チューブの取り合い部分のコンパクト化を図ることができ、回転体とハウジングとの隙間を最小に抑えることができる。
【００５７】
（７）請求項７の発明によれば、前記ハウジングに、前記回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に固定側突出部を設けると共に、前記回転体に、前記切欠部に収容されるように前記可動側突出部を設け、前記可撓チューブを前記切欠部内に収容したので、可動側突出部と固定側突出部と可撓チューブの取り合い部分のコンパクト化を図ることができ、回転体とハウジングとの隙間を最小に抑えることができる。
【００５８】
（８）請求項８の発明によれば、前記固定側突出部と可動側突出部を、前記回転体の回転軸線方向に互いに位置を異ならせて配置し、前記可撓チューブを、回転体の外周に巻き付くように螺旋状に配したので、回転体を３６０度以上の角度範囲で回転させる場合にも、気密容器の外部空間と回転体の内部空間とを可撓チューブによって気密に連通することができる。
【００５９】
（９）請求項９の発明によれば、気密容器の内外を仕切る隔壁の一部に、気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、ハウジングの凹空間の内部に軸受を介して中空の回転体を回転自在に配置し、回転体の内部に、自身の外周側に前記回転体の内部空間を気密に画成する複数の有底円筒体を前記回転体の回転軸線と平行に配設し、各有底円筒体の内部にそれぞれ軸受を介して回転軸を回転自在に配設し、前記ハウジングの外周部に、外部から給電されることで前記ハウジングの壁を介して前記回転体に回転力を与える第１の駆動部を配設し、前記各有底円筒壁の外周部に、外部から給電されることで前記有底円筒体の壁を介して前記各回転軸に回転力を与える第２の駆動部をそれぞれ配設し、前記気密容器の外部空間と前記回転体の内部空間とを、前記気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に連通し、該可撓チューブを、前記回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設し、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部空間内に配設された前記第２の駆動部とをつなぐ電線を通したので、回転体の内部空間と可撓チューブの内部通路とを、完全に気密容器の内部空間から隔離した状態に保つことができ、その可撓チューブの内部通路に通した電線を気密容器の内部空間の雰囲気に曝すことなく、気密容器外から回転体の内部に引き込むことができる。また、その可撓チューブは、回転体の回転に追従して伸縮するので、回転体の回転を妨げることなく、チューブの内外の遮蔽状態を保持することができる。
【００６０】
（１０）請求項１０の発明によれば、前記有底円筒体の端部開口から突出した前記回転軸の先端に、該各回転軸の回転により伸縮動作する可動アームアッセンブリを取り付けることで、該各回転軸をアーム伸縮駆動用の駆動軸とし、前記回転体を、前記可動アームアッセンブリを旋回させるための旋回駆動用の駆動軸としたので、基板処理装置の搬送装置として適用することにより、パーティクルの発生を極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の回転駆動機構の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視部分の斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、図３において回転体３０が回転した際の同部分の各状態をそれぞれ示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の回転駆動機構の一部構成を示す概略斜視図である。
【図６】図５のＶＩ矢視部の分解斜視図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の回転駆動機構の縦断面図である。
【図８】従来の基板搬送装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】従来の基板搬送装置の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 真空容器
１０Ｈ 真空容器の隔壁
２０ ハウジング
３０ 回転体
４０ 有底円筒体
５０ 回転軸
６１ ステータコイル（第１の駆動部）
６３ ステータコイル（第２の駆動部）
７０ ベローズ（可撓チューブ）
７１ 固定側突出部
７１ａ 開口
７２ 可動側突出部
７２ａ 開口
７６ 切欠部
１０２ 電線
Ａ 真空容器の外部
Ａ１ 真空容器の外部空間（大気圧空間）
Ａ２ 回転体の内部空間（大気圧空間）
Ｃ 真空容器の内部
Ｃ１ 真空容器の内部空間
Ｃ２ 凹空間
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２ 回転軸線
Ｍ，Ｍ２ 回転駆動機構
Claims (10)
- 気密容器の内部と外部を仕切る隔壁の一部に、該気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、該ハウジングの凹空間の内部に中空の回転体を回転自在に配置し、前記気密容器の外部空間と前記回転体の内部空間とを、気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に接続し、該可撓チューブを、前記回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設したことを特徴とする気密容器内の回転体に対する接続構造。
- 前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部とをつなぐ電線を通したことを特徴とする請求項１記載の気密容器内の回転体に対する接続構造。
- 前記気密容器の内部空間が真空圧空間であり、前記回転体の内部空間及び気密容器の外部空間が大気圧空間であることを特徴とする請求項１または２記載の気密容器内の回転体に対する接続構造。
- 前記ハウジングに、前記回転体に向かって突出し内部に気密容器の外部空間に通じる通路を有した固定側突出部を設けると共に、前記回転体に、前記ハウジングに向かって突出し内部に回転体の内部空間に通じる通路を有した可動側突出部を設け、前記固定側突出部と可動側突出部の各通路の前記凹空間に臨む開口を前記回転体の回転方向に対向配置し、両開口に前記可撓チューブの両端を接続したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の気密容器内の回転体に対する接続構造。
- 前記固定側突出部と可動側突出部の各通路の前記凹空間に臨む開口を、前記回転体の回転中心から略等しい距離の位置に配置し、前記可撓チューブを、前記回転体の回転中心を中心とする円周に沿って配設したことを特徴とする請求項４記載の気密容器内の回転体に対する接続構造。
- 前記回転体に、該回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に前記可動側突出部を設けると共に、前記ハウジングに、前記切欠部に収容されるように前記固定側突出部を設け、前記可撓チューブを前記切欠部内に収容したことを特徴とする請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造。
- 前記ハウジングに、前記回転体の回転中心を中心とする円周に沿った切欠部を設け、その切欠部内に前記固定側突出部を設けると共に、前記回転体に、前記切欠部に収容されるように前記可動側突出部を設け、前記可撓チューブを前記切欠部内に収容したことを特徴とする請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造。
- 前記固定側突出部と可動側突出部を、前記回転体の回転軸線方向に互いに位置を異ならせて配置し、前記可撓チューブを、前記回転体の外周に巻き付くように螺旋状に配したことを特徴とする請求項５記載の気密容器内の回転体に対する接続構造。
- 気密容器の内部と外部を仕切る隔壁の一部に、該気密容器の内部空間に連続する凹空間を有したハウジングを設け、該ハウジングの凹空間の内部に軸受を介して中空の回転体を回転自在に配置し、該回転体の内部に、自身の外周側に前記回転体の内部空間を気密に画成する複数の有底円筒体を前記回転体の回転軸線と平行に配設し、各有底円筒体の内部にそれぞれ軸受を介して回転軸を回転自在に配設し、前記ハウジングの外周部に、外部から給電されることで前記ハウジングの壁を介して前記回転体に回転力を与える第１の駆動部を配設し、前記各有底円筒壁の外周部に、外部から給電されることで前記有底円筒体の壁を介して前記各回転軸に回転力を与える第２の駆動部をそれぞれ配設し、前記気密容器の外部空間と前記回転体の内部空間とを、前記気密容器の内部空間に対して気密に保持された内部通路を有し長手方向に伸縮自在な可撓チューブで相互に連通し、該可撓チューブを、前記回転体の回転に応じて伸縮自在となるように回転体の回転方向に沿って配設し、前記可撓チューブの内部通路に、前記気密容器の外部と回転体の内部空間内に配設された前記第２の駆動部とをつなぐ電線を通したことを特徴とする回転駆動機構。
- 請求項９記載の回転駆動機構を含む搬送装置において、前記有底円筒体の端部開口から突出した前記回転軸の先端に、該各回転軸の回転により伸縮動作する可動アームアッセンブリを取り付けることで、該各回転軸をアーム伸縮駆動用の駆動軸とし、前記回転体を、前記可動アームアッセンブリを旋回させるための旋回駆動用の駆動軸としたことを特徴とする搬送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003097794A JP2004304102A (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | 気密容器内の回転体に対する接続構造、回転駆動機構、及び搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003097794A JP2004304102A (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | 気密容器内の回転体に対する接続構造、回転駆動機構、及び搬送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2004304102A true JP2004304102A (ja) | 2004-10-28 |
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ID=33409489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003097794A Pending JP2004304102A (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | 気密容器内の回転体に対する接続構造、回転駆動機構、及び搬送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007190629A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Nidec Sankyo Corp | ロボット |
| WO2007087295A2 (en) * | 2006-01-25 | 2007-08-02 | Protedyne Corporation | Scara-type robotic system |
-
2003
- 2003-04-01 JP JP2003097794A patent/JP2004304102A/ja active Pending
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