JP4286441B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送装置に関する。より詳しくは、本発明は、内軸と中空状の外軸との同軸２軸の出力軸をもって、各出力軸に接続され独立して駆動させる駆動モータによって搬送物を搬送する搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハやＬＣＤ（液品表示）ガラス基盤などのパーティクルを嫌う精巧な処理を必要とする分野で用いる搬送装置において、光学式エンコーダを真空中に配置することが知られている。（例えば、特表平８−５０６７７１号公報）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この特表平８−５０６７７１号公報に開示された搬送装置では、エンコーダや軸受が、真空雰囲気中に設けられているため、真空雰囲気仕様の高価なエンコーダや軸受を使用しなければならない。更に、軸受が真空雰囲気中で使用されるため、負荷容量を大きくしようとすると、パーティクルの発生原因となり、負荷容量を大きくできない問題があった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、２軸出力の位置検出器を、安価に且つ容易に配置することができる搬送装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、内軸と中空状の外軸との同軸２軸の出力軸をもって、各出力軸に接続され独立して駆動させる駆動モータによって搬送物を搬送する搬送装置において、
前記内軸と前記外軸との間および前記外軸と前記外軸の周囲に位置する円筒ハウジングとの間にそれぞれ軸シールが介在しており、
第一駆動モータおよび外接軸と該外接軸に接触する中間軸と該中間軸に接触する内接円筒とからなり該第一駆動モータの回転を減速する第一トラクションドライブ減速機が大気側に配置され、
第二駆動モータおよび外接軸と該外接軸に接触する中間軸と該中間軸に接触する内接円筒とからなり該第二駆動モータの回転を減速する第ニトラクションドライブ減速機が大気側に配置され、
前記内軸と前記第一トラクションドライブ減速機の前記外接軸とが結合されるとともに、前記外軸と前記第二トラクションドライブ減速機の前記外接軸とが結合され、
前記内軸の位置検出器が前記内軸の前記第一駆動モータ側の端部に位置する大気側に設けられて、該内軸の回転位置を検出しており、
前記外軸の位置検出器が外軸用の前記軸シールと前記第一および第ニトラクションドライブ減速機との間に位置するとともに、前記外軸と前記円筒ハウジングとの間に位置して大気側に設けられて、該外軸の回転位置を検出していることを特徴とする搬送装置により、上記の目的を達成する。
【０００６】
本発明は特に同軸２軸配置とした搬送装置である。
出力軸エンコーダは、磁気式の場合に、減速機から出る摩耗粉（鉄粉）により、誤動作を引き起こす可能性があるので、オイル中（減速機と同じ雰囲気）に配置できない。これにより、出力軸エンコーダは、大気中且つオイルレス雰囲気に、配置しなければならない。しかし、同軸２軸では、同じ場所に２軸を配置できない。なぜなら、受け側センサを固定部に配置する必要があるが、特に内軸側出力軸は、外側に外軸出力軸（回転軸）がある上に減速機もあるため、固定する場所がない。この問題より、必然的に、内軸側のエンコーダは、出力側と反対方向に軸を伸ばして、固定部まで持ってこないとならないが、通常は、出力の反対側には、減速機やモータがあり、それを中空にして貫通させると、構造も複雑になり、駆動装置もコンパクトにならない。（モータの下にエンコーダを配置しなければならない。）
これに対して、本発明のように、トラクションドライブの構造にすることによって、１段目トラクションドライブとモータを、オフセットに配置することができる。１段目トラクションドライブとモータと内軸側の位置検出器とを並列に配置することができる。これにより、コンパクト化を図ることができる。なお、この場合には、請求項２に記載のように、内軸の駆動モータと外軸の駆動モータが並列に配置され、内軸の位置検出器が両駆動モータの下端面よりも上、すなわち、両駆動モータの配置空間内に位置している。また、１段目トラクションドライブは適宜省略してもよい。
【０００７】
上述のように、出力軸エンコーダを真空雰囲気に設置することは耐久性や設備費から問題がある。特に磁気式とすると、センサ側が真空雰囲気に耐えられないため真空中に配置できない。これに対して、本発明においては、位置検出器を大気側に配置し、更に減速機の油潤滑部外に設けるため、搬送装置における２軸出力エンコーダを安価に且つ容易に配置することができる。
【０００８】
本発明においては、内軸および外軸の位置検出器を磁気式とすることが好ましい。磁気式位置検知器は光学式位置検知器に比べ安価である。
【０００９】
【実施例】
以下、図１〜図３を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は、トラクションドライブ減速機を用いた搬送装置６０の実施例を示す断面図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図であり、図３（ａ）は図１のＣ−Ｃ矢視図、図３（ｂ）は図１のＤ−Ｄ断面図である。
【００１０】
搬送装置６０のアーム部（第１アーム６１Ａおよび第２アーム６１Ｂ）がクリーンルームなどの、半導体ウエハやＬＣＤ（液品表示）ガラス基盤などを処理する処理室内部に設けられており、処理室内部は減圧されており（いわゆる真空状態）、これら第１アーム６１Ａおよび第２アーム６１Ｂを駆動する駆動装置が処理室の外に設けられている構造となっており、その境界が円筒ハウジング６２の頭部の板状部６２ａとなっている。円筒ハウジング６２は、頭部の板状部６２ａと、板状部６２ａと一体的に取着され下方に突出した円筒部６２ｂとから構成されている。
【００１１】
互いに同軸状となった中空出力軸（外軸）２１Ａおよび中実出力軸（内軸）２１Ｂが、円筒ハウジング６２に対し、軸受２３Ａ、２３Ｂによって回転可能に支承されている。すなわち、中空出力軸（外軸）２１Ａは円筒部６２ｂの内部に設けられた軸受２３Ａにより回転可能に支承され、中実出力軸（内軸）２１Ｂは中空出力軸（外軸）２１Ａの内部に設けられた軸受２３Ｂにより回転可能に支承されている。
【００１２】
軸受２３Ｂの上方の中空出力軸（外軸）２１Ａの内側と中実出力軸（内軸）２１Ｂの外側との間隙および円筒ハウジング６２の板状部６２ａの中心に形成された開口部と中空出力軸（外軸）２１Ａの外側との間隙には、磁性流体シール等の非接触型シールまたは接触形シールからなる軸シール６３Ｂ、６３Ａを設けて、処理室内部の真空を保っている。
【００１３】
中空出力軸（外軸）２１Ａおよび中実出力軸（内軸）２１Ｂにはそれぞれ半導体ウエハやＬＣＤ（液品表示）ガラス基盤などを取り扱う第１アーム６１Ａおよび第２アーム６１Ｂがボルト６４Ａ、６４Ｂにより取着されている。
【００１４】
中空円筒軸からなる出力軸（外軸）２１Ａには、その下端先端部にボルト６５Ａにより外接軸２０Ａが締結されている。外接軸２０Ａは、図２（ａ）に示すように、円板状をしており、その中心部は中空となっていて、中実出力軸（内軸）２１Ｂが貫通可能となっている。外接軸２０Ａの外周面には、実施例においては３本の中間軸３０Ａが等配的に接触している。
【００１５】
更に、中間軸３０Ａはドーナツ形状をした内接円筒４０Ａの内面に内接している。ここに、外接軸２０Ａの外径と中間軸３０Ａの外径の２倍の和を、内接円筒４０Ａの内径より大きくして締め代を設定し、その締め代によってトラクションドライブ減速機にトルク調整機能を具備させている。なお、本実施例では中間軸３０Ａを回転支持するキャリア１０を固定しており、中間軸３０Ａの１本には、中空出力軸（外軸）２１Ａの駆動用前段減速機５０Ａが連結され、更に、この外軸用前段減速機５０Ａを介して外軸駆動モータ７０Ａからの動力が伝達され、これによって、外接軸２０Ａから出力が取出せるようになっている。なお、中間軸のうち、外軸駆動モータ７０Ａに接続される１本の中間軸３０Ａ以外の中間軸３０Ａ′は図１（ｂ）に示すように中間軸３０Ａより短くなっている。
【００１６】
また、中実状軸出力軸（内軸）２１Ｂの下部の、前述した外接軸２０Ａの下方位置には、外接軸取着用のマウント６６がスプライン２１Ｂａによって結合されており、この外接軸取付用マウント６６にボルト６５Ｂによって外接軸２０Ｂが締結されている。外接軸２０Ｂは、図２（ｂ）に示すように、円板状をしており、その中心部は中空となっていて中実出力軸（内軸）２１Ｂの下端部が貫通可能となっている。この外接軸２０Ｂには上述した外接軸２０Ａを定着するためのボルト６５Ａを通すためのボルト通し穴２０Ｂａが設けられている。
【００１７】
外接軸２０Ｂの周囲に、図２（ｂ）に示すように、この実施例においては３本の中間軸３０Ｂが等配的に外接しており、この外接軸２０Ｂはドーナツ形状をした内接円筒４０Ｂに内接している。ここに、外接軸２０Ｂの外径と中間軸３０Ｂの外径の２倍の和を、内接円筒４０Ｂの内径より大きくして締め代を設定し、その締め代によってトラクションドライブ減速機にトルク調整機能を具備させている。なお、本実施例ではキャリア１０を固定しており、中間軸３０Ｂの１本には中実出力軸（内軸）２１Ｂの駆動用前段減速機５０Ｂが連結され、更に、この内軸用前段減速機５０Ｂを介して内軸駆動モータ７０Ｂからの動力が伝達され、これによって、外接軸２０Ｂから出力が取出せるようになっている。なお、中間軸のうち、内軸駆動モータ７０Ｂに接続される１本の中間軸３０Ｂ以外の中間軸３０Ｂ′は図１（ｂ）に示すように中間軸３０Ｂより短くなっている。
【００１８】
なお、図２（ａ）および（ｂ）において、符号１３は上下のプレート１１、１２、１４を一体的に強固に連結するためのキャリアの柱である。図２（ｂ）においては、外接軸２０Ｂと内接円筒４０Ｂとの間隙を、中空円筒出力軸（外軸）２１Ａを駆動する中間軸３０Ａの下端部が非接触状態で貫通している。
【００１９】
中空出力軸（外軸）２１Ａには、軸シール６３Ａの下方（すなわち、真空処理室の外部）で且つ軸受２３Ａの上方に肩部２１Ａａが形成されており、この肩部２１Ａａにドーナツ板状の外軸用位置検出器の符号板６７Ａがボルト６８Ａにより止着されている。また、搬送装置６０のキャリア１０側には外軸用位置検出器の検出部６９Ａが設けられており、上述の符号板６７Ａの符号を検出して出力軸２１Ａの回転位置を検出するようになっている。この位置検知器は磁気式である。外軸用位置検出器は、軸シール６３Ａと減速機との間に配置されている。
【００２０】
一方、中実出力軸（内軸）２１Ｂの下端先端部２１Ｂｂ（すなわち、真空処理室の外部）には、円板状をした内軸用位置検出器の符号板６７Ｂがボルト６８Ｂにより止着されており、この符号板６７Ｂに対向して搬送装置６０のキャリア１０側には、図１（ｂ）に示すように、内軸用位置検出器の検出部６９Ｂが設けられており、出力軸２１Ｂの回転位置を検出するようになっている。この位置検知器は磁気式である。内軸用位置検出器は、並列に配置した駆動モータ７０Ａ、７０Ｂの配置空間内に位置している。
【００２１】
この実施例においては、上述した外軸用前段減速機５０Ａおよび内軸用前段減速機５０Ｂは、それぞれトラクションドライブタイプの減速機であり、この減速機においてはそれぞれの外接軸５１に、中空出力軸（外軸）２１Ａおよび中実出力軸（内軸）２１Ｂを駆動する外軸駆動モータ７０Ａおよび内軸駆動モータ７０Ｂがそれぞれ連結されている。この外接軸５１の外周に複数の中間軸５２が等配的に外接しており、この中間軸５２の外側は内接円筒５３に内接している。この減速機の内接円筒５３を固定しキャリア５４から出力を取出す。これらキャリア５４からの出力を、それぞれ上述した第１段の中間軸３０Ａ、３０Ｂに入力するようになっている。なお、この減速機においても、外接軸５１の外径と中間軸５２の外径の２倍の和を、内接円筒５３の内径より大きくして締め代を設定し、その締め代によってトルク調整機能を具備させている。
【００２２】
上記構成からなる本実施例の搬送装置６０においては、外軸駆動用モータ７０Ａから入力された動力は、前段減速機５０Ａにより減速され、その出力は搬送装置６０の外軸駆動用の中間軸３０Ａに入力される。そしてこの入力された回転は第１段のトラクションドライブ減速機により減速されて中空出力軸（外軸）２１Ａを回転させ、その中空出力軸（外軸に）２１Ａに取付けられた第１アーム６１Ａを駆動する。また同様に内軸駆動用モータ７０Ｂの回転力は内軸用前段減速機５０Ｂに入力され、ここで所定の減速が行われた後、後段の内軸駆動用減速機の中間軸３０Ｂに入力され、中実状出力軸（内軸）２１Ｂを介し第２アーム６１Ｂを駆動するようになっている。
【００２３】
本実施例の搬送装置によれば次のような効果が奏せられる。本実施例では、２本の出力軸が同軸状に配置されており、搬送装置がコンパクトである。また、駆動装置の減速機構に、歯が存在しないトラクション方式（転がり伝達）または、フリクション方式（非金属による摩擦伝達）を用いており、ウエハなどの搬送物に滑り（ずれ）を生じることなく搬送でき、また、トラクション方式は、歯車機構に見られるようなバックラッシュ（ガタ）もないため、駆動始めのガタによる衝撃もなくなり、搬送物に滑り（ずれ）を生じさせない。このため、上記コンパクト化、極低振動化、低騒音化が可能となった。
【００２４】
また、トラクション方式では、減速機に歯がないため、従来高精度位置決めに不向きとされているが、上記実施例では出力側（すなわち、中空出力軸（外軸）２１Ａおよび中実出力軸（内軸）２１Ｂ）に位置検出器としてのエンコーダ（符号板６７Ａ、６７Ｂおよび位置検出器の検出部６９Ａ、６９Ｂ）を持たせることによって、この高精度位置決めに不向きという問題を解決している。
【００２５】
更に、本実施例の搬送装置は、軸受２３Ｂの上方の中空出力軸（外軸）２１Ａの内側と中実出力軸（内軸）２１Ｂの外側との間隙および円筒ハウジング６２の板状部６２ａの中心に形成された開口部と中空出力軸（外軸）２１Ａの内側との間隙には、磁性流体シールまたは接触式シールからなる軸シール６３Ｂを設けて、処理室内部の真空を保っており、真空中、大気中でも使用可能である。
【００２６】
更に、減速機を有する搬送装置６０の場合、入力から出力まで機械的に繋がっているため、搬送時、何かの原因によって衝突を引き起こしても、モータの上限トルク以内なら、動き続けようとし、搬送物や搬送装置６０を損傷したりすることがあり、最悪の場合、人間が挟まれ損傷する恐れもある。これに対し、本実施例の搬送装置では、トラクション方式を有する減速機は、歯が存在しないため、ある一定以上のトルクが作用するとトラクションドライブ内部で、滑り現象を生じるため、衝突による衝撃を吸収することができる。その上、本実施例の搬送装置では、外側加圧リング（内接円筒）の締め代を調整することによって、自由にトラクションドライブの負荷トルク（滑りが発生するトルク）を設定することが可能である。また、滑りにより、位置ズレが生じても、上述のように、出力側にエンコーダを有するため、容易に復帰（原点復帰など）も可能である。
【００２７】
なお、本実施例では、前段減速機５０Ａ、５０Ｂのあるものについて述べたが、前段減速機５０Ａ、５０Ｂは適宜省略してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明においては、位置検出器を大気側に配置し、更に減速機の油潤滑部外に設けるため、搬送装置における２軸出力の位置検出器を安価に且つ容易に配置することができる。
【００２９】
本発明においては、特に請求項２のように、内軸および外軸の位置検出器を磁気式とすることが好ましい。磁気式位置検知器は光学式位置検知器に比べ安価である。
【００３０】
また、本発明は同軸２軸配置とした搬送装置である。
出力軸エンコーダは、磁気式の場合に、減速機から出る摩耗粉（鉄粉）により、誤動作を引き起こす可能性があるので、オイル中（減速機と同じ雰囲気）に配置できない。これにより、出力軸エンコーダは、大気中且つオイルレス雰囲気に、配置しなければならない。しかし、同軸２軸では、同じ場所に２軸を配置できない。なぜなら、受け側センサを固定部に配置する必要があるが、特に内軸側出力軸は、外側に外軸出力軸（回転軸）がある上に減速機もあるため、固定する場所がない。この問題より、必然的に、内軸側のエンコーダは、出力側と反対方向に軸を伸ばして、固定部まで持ってこないとならないが、通常は、出力の反対側には、減速機やモータがあり、それを中空にして貫通させると、構造も複雑になり、駆動装置もコンパクトにならない。（モータの下にエンコーダを配置しなければならない。）。
これに対して、本発明のように、トラクションドライブの構造にすることによって、１段目トラクションドライブとモータを、オフセットに配置することができ、１段目トラクションドライブとモータと内軸側出力の位置検出器を並列に配置することができる。これにより、コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明に係る搬送装置の実施例の断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す実施例の中実出力軸（内軸）の下端部に取着した内軸用位置検出器の検出部を示す部分図である。る。
【図２】 図１に示す実施例の断面図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】 図１に示す実施例の断面図であり、（ａ）は図１の５Ｃ−Ｃ矢視図、図３（ｂ）は図１のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１０ キャリア
１１、１２、１４ プレート
１３ 柱部
２０Ａ、２０Ｂ 出力外接軸
２１Ａ、２１Ｂ 出力軸
２３ 軸受
３０Ａ、３０Ｂ 中間軸
４０Ａ、４０Ｂ 内接円筒
３１Ａ、３１Ｂ 軸受
５０Ａ、５０Ｂ 減速機
６３Ａ、６３Ｂ
軸シール
６７Ａ 外軸用磁気式位置検出器の符号板
６７Ｂ 内軸用磁気式位置検出器の符号板
６９Ａ 外軸用磁気式位置検出器の検出部
６９Ｂ 内軸用磁気式位置検出器の検出部
７０Ａ、７０Ｂ 駆動モータ

Claims (3)

1. 内軸（２１Ｂ）と中空状の外軸（２１Ａ）との同軸２軸の出力軸をもって、各出力軸（２１Ｂ、２１Ａ）に接続され独立して駆動させる駆動モータ（７０Ａ、７０Ｂ）によって搬送物を搬送する搬送装置において、
   前記内軸（２１Ｂ）と前記外軸（２１Ａ）との間および前記外軸（２１Ａ）と前記外軸の周囲に位置する円筒ハウジング（６２）との間にそれぞれ軸シール（６３Ｂ、６３Ａ）が介在しており、
   第一駆動モータ（７０Ｂ）および外接軸（２０Ｂ）と該外接軸に接触する中間軸（３０Ｂ）と該中間軸に接触する内接円筒（４０Ｂ）とからなり該第一駆動モータ（７０Ｂ）の回転を減速する第一トラクションドライブ減速機（５０Ｂ）が大気側に配置され、
   第二駆動モータ（７０Ａ）および外接軸（２０Ａ）と該外接軸に接触する中間軸（３０Ａ）と該中間軸に接触する内接円筒（４０Ａ）とからなり該第二駆動モータの回転を減速する第二トラクションドライブ減速機（５０Ａ）が大気側に配置され、
   前記内軸（２１Ｂ）と前記第一トラクションドライブ減速機（５０Ｂ）の前記外接軸（２０Ｂ）とが結合されるとともに、前記外軸（２１Ａ）と前記第二トラクションドライブ減速機（５０Ａ）の前記外接軸（２０Ａ）とが結合され、
   前記内軸（２１Ｂ）の位置検出器（６７Ｂ、６９Ｂ）が前記内軸（２１Ｂ）の前記第一駆動モータ（７０Ａ）側の端部に位置する大気側に設けられて、該内軸（２１Ｂ）の回転位置を検出しており、
   前記外軸（２１Ａ）の位置検出器（６７Ａ、６９Ａ）が外軸用の前記軸シール（６３）と前記第二および第ニトラクションドライブ減速機（５０Ｂ、５０Ａ）との間に位置するとともに、前記外軸（２１Ａ）と前記円筒ハウジング（６２）との間に位置して大気側に設けられて、該外軸（２１Ａ）の回転位置を検出している
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 内軸（２１Ｂ）の駆動モータ（７０Ｂ）と外軸（２１Ａ）の駆動モータ（７０Ａ）が並列に配置され、内軸（２１Ｂ）の位置検出器（６７Ｂ、６９Ｂ）が前記各駆動モータ（７０Ａ、７０Ｂ）の配置空間内にあることを特徴とする請求項１記載の搬送装置
3. 前記内軸（２１Ｂ）の位置検出器（６７Ｂ、６９Ｂ）は符号板（６７Ｂ）および検出部（６９Ｂ）からなり、該符号板（６７Ｂ）は前記円筒ハウジング（６２）に設けられ、該検出部（６９Ｂ）は該内軸（２１Ｂ）に設けられており、
   前記外軸（２１Ａ）の位置検出器（６７Ａ、６９Ａ）は符号板（６７Ａ）および検出部（６９Ａ）からなり、該符号板（６７Ａ）は前記円筒ハウジング（６２）に設けられ、該検出部（６９Ａ）は該外軸（２１Ａ）に設けられていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。

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