JP2009127634A - ベローズ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性が高くしかもスペース効率及びコスト効率がよいベローズ機構を提供する。
【解決手段】ベローズ１２が伸張する際に作用する衝撃力は各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６が一定程度伸張したタイミングで各コイルスプリング機構部１３−１〜１３−３のバネ台座１３３ａとバネ台座１３３ｂとの間に装着されたコイルスプリング１３４によって弾性的に減衰されて衝撃吸収されるので、ベローズ１２の各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６における上方部分が設計上の安全限度を超えて衝撃的に過度に伸張されることが防止される。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば基板を搬送する搬送アームを有する基板搬送装置に用いられるベローズ機構に関するものである。

例えば液晶パネルなどの基板を用いた製品は、基板上に各種材料を成膜したり基板上の形成物に熱処理を施したり様々なプロセスを経ることによって完成する。
このプロセスが行なわれる基板処理装置では各処理室に基板を収納した収納室から基板を搬送し、処理室内にて基板を位置決めして各種プロセスを実行し、各種プロセス実行後の基板を各処理室から搬出して他の処理室若しくは収納室に搬入する基板搬送装置が用いられる。

係る基板搬送装置に関し、特許文献１には、真空チャンバ内に被処理物を搬送する搬送アームを有してチャンバ内に配設された搬送ロボットをチャンバ外に設けた昇降機構により昇降させるために、チャンバ内に昇降機構により進退するシャフトを気密に挿入し、シャフトの外周を覆うベローズによって気密を確保した被処理物搬送装置が開示された。

また特許文献２にはトンネル内部に被搬送物を搭載する搬送台車を備え、前記トンネル内部に前記被搬送物を載置する置台と、該置台を上下方向に前記トンネル内部が外気を遮断した状態のまま移動し、該置台の移動により前記搬送台車の通行が妨げられないようにした搬送装置であって、外部と気密封止されたベローズ機構が設けられ、このベローズ機構の内部には前記置台を支持する支持体が設けられ、上記ベローズ機構の外部には上記支持体を昇降させるエレベータ機構が設けられた搬送装置が開示された。

特開２０００−６８２１９号公報 特開平７−２３１０２８号公報

以上の特許文献１に開示された被処理物搬送装置や特許文献２に示された搬送装置のベローズ機構ではいずれもベローズが伸縮される際に、ベローズ各部に伸張方向での動きの不均一が生じ、場合によっては部分的に設計上の安全限度を超えて衝撃的に過度に伸張される結果、耐久性能が悪化することがあった。

また係る耐久性の悪化を防止するためにベローズ機構に特段の高価な制御機構を付設する様ではスペース効率及びコスト効率が悪化するという問題が生じる。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、耐久性が高くしかもスペース効率及びコスト効率がよいベローズ機構を提供することを目的とする。

すなわち本発明のベローズ機構は、ベローズの伸張を減衰するコイルスプリングを設けてなることを特徴とする。

前記ベローズは、基板を搬送する搬送アームの支柱が挿通されて内側が減圧される基板搬送装置のベローズとしてもよい。

前記ベローズが複数のブロックを積層板を介して積層してなり、前記ベローズの伸縮方向に沿って前記積層板に付勢可能に前記コイルスプリングが配設される様にしてもよい。

前記ベローズがｎ層のブロックを積層板を介して積層してなり、前記ベローズの伸縮方向に沿って積層板に対して付勢可能にｎ−１個の前記コイルスプリングが配設される様にすることもできる。

［作用］
本発明のベローズ機構によれば内部に気密な空間を規定するように伸縮自在に設けられたベローズには圧縮力が作用して短縮され、圧縮力が解放されて伸長し、その様にベローズが伸長される際のベローズの各ブロックの動きはコイルスプリングによって均一に規制され、各ブロックの動きが不均一となることによって各ブロックのベローズに過度な衝撃が加えられることが防止される。

本発明のベローズ機構はコイルスプリングによって簡易にベローズに発生する力を減衰してベローズに過度な衝撃が加えられることが防止され、スペース効率及びコスト効率良くベローズの耐久性能を向上することができる。

以下に本発明のベローズ機構を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明のベローズ機構を適用してなる基板処理装置の概略構成を示し、図に示すように基板処理装置１は、基板搬送装置２を介して基板処理室３及び基板収納室４を配置してなり、基板搬送装置２内側には搬送ロボット５が配置される。
例えば荷電粒子線を応用したエッチング処理装置においては液晶基板ステージを真空室である基板処理室３内に収納することが必須である。従って、その基板処理室３内に液晶基板等の被処理基板を供給したり搬出したりする基板搬送装置２も真空室として構成される必要がある。
そのため、以上の基板搬送装置２、基板処理室３は何れも図示しない真空ポンプによって抜気されて、その内側が真空状態に保持されるように気密に構成される。

搬送ロボット５は液晶基板等の被処理物６を載置する搬送アーム７を備え、その搬送アーム７はシャフト８に連結され、このシャフト８は基板搬送装置２に対して進退自在にかつ気密に取り付けられる。

被処理物６を扱う基板搬送装置２の外部に搬送ロボット５全体を昇降させる昇降機構９を配置する。この昇降機構９は昇降部１０及び支持部１１で構成される。
前記昇降機構９における動きを基板搬送装置２内の搬送ロボット５に伝えるシャフト８は、下端が昇降部１０の支持部１１に固定され、基板搬送装置２の底部から気密に内部に挿通されて上端が搬送ロボット５の搬送アーム７に連結される。

シャフト８が進退する基板搬送装置２を気密に保持するために、シャフト８を取り巻くように外周に被せてベローズ１２が配設され、ベローズ１２はその上端が基板搬送装置２に取り付けられると共に、その下端が真空室として構成される昇降機構９の支持部１１に取付けられ、これによりベローズ１２内外の気密が確保される。なお、ベローズ１２の材質には高耐圧、高耐熱とするために例えばステンレス鋼が使用される。

図２に示される様にベローズ１２は天板１２１と底板１２２間に４層のブロック１２３、１２４、１２５、１２６を積層板１２７、１２８、１２９介して積層して構成されて全長に渡る伸縮が均一化され、図３に示す短縮した状態から図２に示す伸長した状態へ移行する過程での不均一な伸張が防止される。

また各積層板１２７〜１２９にはベローズ１２の伸縮方向に沿って各積層板１２７に対して弾性力を付勢可能なコイルスプリング機構部１３−１〜１３−３が配設される。
この各コイルスプリング機構部１３−１〜１３−３はスプリング軸１３１の先端に係止部１３２が設けられ、この係止部１３２に係止されるバネ台座１３３ａとスプリング軸１３１に摺動可能に装着されたバネ台座１３３ｂとの間にコイルスプリング１３４が装着されてなる。

以上の各コイルスプリング機構部１３−１〜１３−３のうち天板１２１側の積層板１２７及び積層板１２８に先端部１３−１ｂ及び先端部１３−２ｂが取り付けられるコイルスプリング機構部１３−１、１３−２の基端部１３−１ａ及び基端部１３−２ａは天板１２１に固定される。
また積層板１２９に先端部１３−３ｂが取り付けられるコイルスプリング機構部１３−３の基端部１３−３ａは積層板１２９よりも上方に位置する積層板１２８に固定される。

各コイルスプリング機構部１３−１〜１３−３の各先端部１３−１ｂ〜１３−３ｂの積層板１２７〜１２９に対する取り付け態様は、天板１２１に最近接する積層板１２７と天板１２１間に配設されるコイルスプリング機構部１３−１にあっては、その先端部１３−１ｂのバネ台座１３３ｂが積層板１２７の下面に当接して支持される様に積層板１２７を貫通して設けられる。

同様に積層板１２８と天板１２１間に配設されるコイルスプリング機構部１３−２は、その先端部１３−２ｂのバネ台座１３３ｂが積層板１２８の下面に当接して支持される様に積層板１２８を貫通して設けられる。

また積層板１２９と積層板１２８間に配設されるコイルスプリング機構部１３−３は、その先端部１３−３ｂのバネ台座１３３ｂが積層板１２９の下面に当接して支持される様に積層板１２９を貫通して設けられる。

次に以上の様に構成された本発明のベローズ機構の動作につき説明する。
基板搬送装置２と昇降機構９との協働により被処理物６を保持している基板搬送装置２を、基板処理室３への被処理物６挿入高さ位置に合せる。基板搬送装置２を駆動して搬送アーム７を基板処理室３側へ伸ばし、被処理物６を基板処理室３内の載置位置まで搬送する。

昇降機構９でシャフトを一定量降下させることにより基板搬送装置２を降下して、基板搬送装置２から基板処理室３に被処理物６を移載する。
次に基板搬送装置２の搬送アーム７を縮めて元の位置に戻し、再度、基板搬送装置２と昇降機構９を協働して基板搬送装置２を動かし、昇降機構９によりシャフトを一定量上昇させることにより前記基板搬送装置２を上昇して、基板収納室４から搬送アーム７上に被処理物６を移載する。移載後、基板搬送装置２の搬送アーム７を縮めて搬送アーム７を元の位置に戻す。

以上の過程において昇降機構９がモータ（図示せず）によって駆動される都度にベローズ１２の圧縮伸張が生じ、その圧縮伸張は搬送ロボット５の動きに追随できる程度の加速度を伴ったものとされる結果、ベローズ１２には圧縮伸張の都度に圧縮方向若しくは伸張方向の衝撃力が作用する。
その際、ベローズ１２はその全長に渡る伸縮を均一化するために、積層板１２７〜１２９によって区分された４層のブロック１２３、１２４、１２５、１２６を積層して構成されており、そのため伸張時に衝撃力が作用する結果として各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６における上方部分が下方部分に比し伸張の程度が高くなる傾向を生じる。

しかし、ベローズ１２が伸張する際には各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６が一定程度伸張することによって、積層板１２７と天板１２１間に配設されるコイルスプリング機構部１３−１では、その先端部１３−１ｂのバネ台座１３３ｂが積層板１２７の下面に当接し、積層板１２８と天板１２１間に配設されるコイルスプリング機構部１３−２では、その先端部１３−２ｂのバネ台座１３３ｂが積層板１２８の下面に当接し、積層板１２９と積層板１２８間に配設されるコイルスプリング機構部１３−３では、その先端部１３−３ｂのバネ台座１３３ｂが積層板１２９の下面に当接する。

その結果、ベローズ１２が伸張する際に作用する衝撃力は各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６が一定程度伸張したタイミングで各コイルスプリング機構部１３−１〜１３−３のバネ台座１３３ａとバネ台座１３３ｂとの間に装着されたコイルスプリング１３４によって弾性的に減衰されて衝撃吸収される。

したがって、この様に衝撃吸収されて伸張速度が減衰された状態で各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６が図２に示される最伸張状態に到達するので、ベローズ１２の各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６における上方部分が設計上の安全限度を超えて衝撃的に過度に伸張されることが防止される。

以上の実施の形態に示す様に本発明の基板搬送装置およびその基板搬送装置を有してなる基板処理装置ではコイルスプリング機構部１３−１〜１３−３を積層板１２７〜１２９に対して弾性力を付勢可能に配設することによって、ベローズ１２が伸長される際の各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６の動きの不均一をコイルスプリング機構部１３−１〜１３−３によって均一に規制することが可能となり、設計上の安全限度を超えて衝撃的に過度に伸張されることを防止することができる。

すなわち、各ブロック１２３、１２４、１２５、１２６の動きが不均一となることに起因して各ブロックのベローズ１２に過度な衝撃が加えられることが防止され、それと同時にベローズ１２が伸長される際に水平方向への不必要な偏奇が生じることが防止され、ベローズ１２の耐久性能が向上される。

またコイルスプリング機構部１３−１〜１３−３は積層板１２７〜１２９の平面積の内側方において取り付けることが可能であり、その配設のために特にスペースの確保が必要となるようなことはなく、スペース効率が悪化するという問題もない。

また、コイルスプリング機構部１３−１〜１３−３は、例えば高価なパンタグラフを設ける場合に比し、遙かに安価でありかつ簡易に取り付けることが可能であり、その費用が基板処理装置１自体のコスト効率や基板処理プロセスのコスト効率を低下させるという問題もない。

本発明のベローズ機構を実施するための最良の形態を示すための基板処理装置の構成図である。 図１の部分拡大図である。 図１の更に他の部分拡大図である。 図３の部分拡大図である。

符号の説明

２・・・基板搬送装置、９・・・昇降機構、６・・・被処理物、７・・・搬送アーム、１２・・・ベローズ、１２７〜１２９・・・積層板、１２３、１２４、１２５、１２６・・・ブロック、１３−１〜１３−３・・・コイルスプリング機構部、１３３ａ，１３３ｂ・・・バネ台座、１３４・・・コイルスプリングコイルスプリング。

Claims (4)

1. ベローズの伸張を減衰するコイルスプリングを設けてなることを特徴とするベローズ機構。
2. 前記ベローズは、基板を搬送する搬送アームの支柱が挿通されて内側が減圧される基板搬送装置のベローズである請求項１に記載のベローズ機構。
3. 前記ベローズが複数のブロックを積層板を介して積層してなり、前記ベローズの伸縮方向に沿って前記積層板に付勢可能に前記コイルスプリングが配設される請求項１又は請求項２に記載のベローズ機構。
4. 前記ベローズがｎ層のブロックを積層板を介して積層してなり、前記ベローズの伸縮方向に沿って積層板に対して付勢可能にｎ−１個の前記コイルスプリングが配設される請求項１乃至請求項３の何れか一に記載のベローズ機構。

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