JP2012023940A - アクチュエータ及び基板搬送ロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アクチュエータは、中空構造を有し、中空構造の内側を真空排気可能に構成され、中空構造の外周側で第1コイル部を保持するハウジングと、ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第2コイル部を有する内軸と、内軸の回転軸と同軸にハウジングの内部において回転自在に支持されており、内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、外軸の外周側で第1コイル部に対向し、外軸の内周側で第2コイル部に対向する磁石と、内軸とハウジングの一方に設けられた整流子と、内軸とハウジングの他方に設けられ、内軸が少なくとも回転する際には整流子と摺接するブラシと、を備え、第2コイル部は、整流子とブラシを介して給電される。
【選択図】 図1
Description
中空構造を有し、当該中空構造の内側を真空排気可能に構成され、当該中空構造の外周側で第1コイル部を保持するハウジングと、
前記ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第2コイル部を有する内軸と、
前記内軸の回転軸と同軸に前記ハウジングの内部において回転自在に支持されており、前記内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、
前記外軸の外周側で前記第1コイル部に対向し、前記外軸の内周側で前記第2コイル部に対向する磁石と、
前記内軸と前記ハウジングの一方に設けられた整流子と、
前記内軸と前記ハウジングの他方に設けられ、前記内軸が少なくとも回転する際には前記整流子と摺接するブラシと、を備え、
前記第2コイル部は、前記整流子と前記ブラシを介して給電されることを特徴とする。
図1の参照により本発明の実施形態に係るアクチュエータの構成を説明する。尚、以下の説明では、真空環境のチャンバ内でアクチュエータを駆動する構成を例示的に説明しているが、本発明の趣旨は、この例に限定されるものではなく、大気圧環境で駆動するアクチュエータにも適用可能である。
次に、アクチュエータ1000の内軸110と外軸120の動作について説明する。まず、内軸110のみ回転させるときは、外軸用コイル124へ電力を供給して、発生させた磁界により外軸120の磁石部材117を固定する。その状態で、ブラシ132から内軸用コイル112を励起して内軸110を回転させる。このとき、外軸用コイル124は励起させるコイルを変化させないことで、磁石部材117が回転しないようにするとともに、内軸用コイル112よりも強く磁石部材117を磁気結合させている。従って、外軸用コイル124と磁石部材117との間で、外軸120の位置を保持するサーボロックの状態、すなわち、外軸用コイル124と磁石部材117とは実質的にDCモータ(サーボモータ)を構成した状態となっている。内軸用コイル112に供給する電力の向きを変えることで内軸110を逆回転させることができる。
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ1000を基板搬送ロボットの駆動モータ(駆動源)に適用することが可能である。図3(a)は、内部が真空排気可能な搬送室301にベローズ190を介して基板搬送ロボット351を取り付けた構成例を示している。上下動機構337をモータケーシング350に取り付けることで搬送室301に対してモータケーシング350(アクチュエータ1000)の上下方向の位置を操作することができる。図3(b)に示すように基板搬送ロボット351は多関節タイプのロボットであり、基板341を保持して搬送するアーム機構336を備えている。アーム機構336は、基板を載置することが可能な基板保持器336a、2つのアーム336b、336cを有している。アクチュエータ1000の外軸120の回転によりアーム336cを駆動し、内軸110の回転によりアーム336bを駆動することができる。基板保持器336aは、基板341を載置することが可能であり、アーム336bの一端で回転自在に支持されている。アーム336bの他端はアーム336c上で回転自在に支持されている。
図4の参照により、図1で説明したアクチュエータ1000の構成の変形例1を説明する。例えば、図4に示すように、内軸110は少なくとも一部が円筒部(中空構造)になっている。内軸110には、内軸用コイル112(第2コイル部)へ給電するための給電配線をとおすための配線用穴477が設けられている。内軸用コイル112(第2コイル部)と整流子131とを電気的に接続する給電配線は、内軸110の外周面から円筒部の内部(中空構造の内部)へ連通する配線用穴477をとおり、内軸110の円筒部の内部(中空構造の内部)に配線される。内軸110を回転自在に支持するベアリング600が内軸110の下部に配置される構造の場合、配線用穴477を介して給電配線を内軸110の内側に配線してベアリング600と給電配線との干渉を回避する。内軸110の下端の開口部から再び内軸110の外側に給電配線を出すように引き回し、整流子131に接続されるよう構成することが可能である。本変形例1によれば、ベアリング600と給電配線との干渉を機構部品を追加することなく、効果的に回避することが可能になる。
図5の参照により、図1で説明したアクチュエータ1000の構成の変形例2を説明する。図5に示す構造では、整流子131は内軸110の中空構造の内周面に配置されている。ブラシ132は、内軸110の内部において、内軸110が回転する際に整流子131と摺接可能に配置されている。配線用穴477を介して給電配線は内軸110の内側に配線されており、給電配線と整流子131とが内軸110の内部で接続している。内軸110の下端にはパーティクルカバー555が設けられている。パーティクルカバー555には、ブラシ132と外部の電源(不図示)とを接続する電源配線を通すための開口部556が設けられている。電源配線は開口部556をとおり外部の電源に接続される。本変形例2によれば、ブラシ132と整流子131とを内軸110の内部に配置したことで、ブラシ132と整流子131との摺接により発生した粒子(パーティクル)が真空チャンバ101へ入り込むことを防止することができる。
112 内軸用コイル
117 磁石部材
124 外軸用コイル
131 整流子
132 ブラシ
227 永久磁石
Claims (4)
- 中空構造を有し、当該中空構造の内側を真空排気可能に構成され、当該中空構造の外周側で第1コイル部を保持するハウジングと、
前記ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第2コイル部を有する内軸と、
前記内軸の回転軸と同軸に前記ハウジングの内部において回転自在に支持されており、前記内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、
前記外軸の外周側で前記第1コイル部に対向し、前記外軸の内周側で前記第2コイル部に対向する磁石と、
前記内軸と前記ハウジングの一方に設けられた整流子と、
前記内軸と前記ハウジングの他方に設けられ、前記内軸が少なくとも回転する際には前記整流子と摺接するブラシと、を備え、
前記第2コイル部は、前記整流子と前記ブラシを介して給電されることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記内軸は、少なくとも一部が中空構造を有し、
前記第2コイル部に電気的に接続された給電配線は、前記内軸の外周面から前記中空構造の内部へ連通する配線用穴をとおり、前記内軸の前記中空構造の内部を通って配線されることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記整流子は、前記内軸の前記中空構造の内周面に配置されており、
前記ブラシは、前記内軸の前記中空構造の内部において、前記内周面に配置された前記整流子と摺接することを特徴とする請求項2に記載のアクチュエータ。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載されたアクチュエータを備えることを特徴とする基板搬送ロボット。
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