JP5814040B2 - 可動配線配管接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、配線や配管が可動体に接続される場合において、可動体が動くことにより配線や配管に擦れが生じて磨耗するのを防ぐことができる可動配線配管接続装置に関する。

可動体に配線や配管（以下「配線配管」という。）の一端が接続され、他端が配線配管が固定体に接続される場合においては、可動体の運動によって可動体や固定体に配線配管が接触して摩擦が生じるため、配線配管に潤滑剤を塗布することにより摩擦を低減する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、直径の太い配線配管を使用する必要がある駆動軸においては、キャタピラ（登録商標）のような形状の収納部に配線配管を収納して駆動させることも行なわれているが、この場合は、湾曲する配線配管が内部で絡まらないようにするために、収納部内には十分な空間を必要とするため、それにともない装置も大型化することになる。そこで、配線配管をフラット形状に束ね、束ねられた配線配管が、可動体と固定体との間のスペースにおいてＵ字状に湾曲し回転体に巻きつけるような構造にすることで、省スペース化及び低摩耗を可能とすることも提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開平１０−０９２５４２号公報 特開２００７−２２９９０４号公報

しかし、配線配管の束は、固定体側と可動体側との２箇所のみで固定されるため、配線配管の移動距離が長くなった場合には、配線配管の湾曲部分が大きく広がり、湾曲部分の外側と固定体等との間に擦れが生じる。また、配線配管の重みにより固定されていない中間部分に垂れが発生しやすく、垂れた部分が固定体に接触して擦れが生じる。そのため、配線配管の移動距離が長くなった場合でも、配線配管が固定体に接触して擦れが発生しないようにすることが求められている。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、配線配管が可動体と固定体とに固定される場合において、配線配管の中間部分が固定体に接触して擦れが生じないようにすることにある。

第一の発明は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルを２個以上支持するターンテーブルと、ターンテーブルを支持するターンテーブルベースとを備えた加工装置に搭載される可動配線配管接続装置に関するもので、ターンテーブルベースは、ターンテーブルの回転中心を回転可能に支持する円柱形状の回転支持部を備え、回転支持部の外壁を囲う形で回転中心と同じ回転中心を有する円筒形状のケーブル巻き取り回転部がターンテーブルの下側に設置されており、ケーブル巻き取り回転部の外周側に回転中心と同じ中心を有しターンテーブルベースに固定された帯状のケーブル外周ガイド部を備え、ケーブル巻き取り回転部とケーブル外周ガイド部との間にはケーブル格納エリアが形成され、複数の配線配管が並列に接着された帯状のフラット配線配管の一端がケーブル巻き取り回転部に固定され、他端はターンテーブルベースに固定され、ケーブル格納エリアには、ターンテーブル上側から見てフラット配線配管がＵ字形状に湾曲してフラット配線配管が格納され、フラット配線配管は、ターンテーブルの回転動作でケーブル巻き取り回転部に巻き取られる巻き取り回転方向と、ケーブル巻き取り回転部から離間しケーブル外周ガイド部に押し付けられる反巻き取り回転方向とに湾曲し、フラット配線配管がケーブル巻き取り回転部に最も巻き取られた状態をターンテーブルの原点位置とし、原点位置を基準とする所定角度内でターンテーブルが往復回転動作可能であり、ケーブル格納エリアには、原点位置から反巻き取り回転方向への動作時に、ケーブル巻き取り回転部の回転中心から放射方向に押し出される力により離間するフラット配線配管の押し出される距離を制限するガイド手段と、ターンテーブルの所定角度内における回転往復動作時、重みで垂れ下がるフラット配線配管の湾曲部分が移動する範囲においてフラット配線配管を下側から支えるサポート手段と、フラット配線配管の湾曲部分の外周に湾曲可能な樹脂プレートが被覆され、樹脂プレートにより摩擦抵抗を抑える摩擦抑制手段と、を備え、ガイド手段は、ケーブル巻き取り回転部の回転軸と平行な軸を回転軸とする円筒形状の垂直ローラがケーブル格納エリアに配設されて構成され、垂直ローラは、ケーブル巻き取り回転部の外周と同心円の同一円周上に配置され、ターンテーブルが原点位置にある時にケーブル巻き取り回転部に巻き取られたフラット配線配管と垂直ローラの外周とが接触しない間隔を確保して２個以上配設しており、サポート手段は、ターンテーブルの回転中心から放射状に延びる方向を回転軸とする水平ローラがケーブル格納エリアに配設されて構成される。

第二の発明は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルを支持してＸ方向に直動可能なテーブルベースと、テーブルベースを直動可能に支持する基台とを備えた加工装置に搭載される可動配線配管接続装置に関するもので、Ｘ軸方向に延びるケーブル格納エリアを備え、複数の配線配管が並列に接着された帯状のフラット配線配管の一端がテーブルベースに固定され、他端が該基台に固定され、基台の上側から見てフラット配線配管がＵ字形状に湾曲してケーブル格納エリアに格納され、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向を回転軸とする水平ローラがケーブル格納エリアに２個以上配設され、フラット配線配管の下側を支えるサポート手段と、湾曲可能な樹脂プレートにより構成され、フラット配線配管の湾曲部分の外周に被覆され、樹脂プレートにより摩擦抵抗を抑制する摩擦抑制手段とを備える。

第一の発明では、ターンテーブルの回転によってフラット配線配管がケーブル巻き取り回転部の回転中心から放射方向に押し出されても、ケーブル格納エリアに設けたガイド手段によって押し出される距離が制限されるため、フラット配線配管が外周側にあるケーブル外周ガイド部に接触しない。また、ケーブル格納エリアに設けたサポート手段によってフラット配線配管が自重で垂れ下がるのを防ぐため、フラット配線配管がその下方にある固定体に接触するのを防ぐことができる。さらに、フラット配線配管が湾曲する場合におけるその湾曲部分の外周には湾曲可能な樹脂プレートが被覆されて構成される摩擦抑制手段が設けられているため、ケーブル外周ガイド部と接触してもフラット配線配管自体に磨耗が生じることはない。したがって、フラット配線配管の擦れが生じて破損等することがない。

第二の発明では、チャックテーブルの直動によってフラット配線配管が湾曲しても、フラット配線配管がサポート手段によって下方から支持されるため、フラット配線配管の下部と固定体とが擦れて磨耗することがない。また、フラット配線配管の湾曲部分の外周に湾曲可能な樹脂プレートが被覆されて構成される摩擦抑制手段が配設されており、フラット配線配管が固定体に対して直接接触することがないため、固定体との間で擦れが生じて破損等することがない。

加工装置に備えた可動配線配管接続装置の第一の例を示す正面図である。 可動配線配管接続装置の例を示す断面図である。 フラット配線配管の例を示す斜視図である。 加工装置のターンテーブルが回転した場合における第一の例の可動配線配管接続装置の状態を示す断面図である。 加工装置に備えた可動配線配管接続装置の第二の例を示す正面図である。 加工装置のチャックテーブルが直動した場合における第二の例の可動配線配管接続装置の状態を示す平面図である。 加工装置に備えた可動配線配管接続装置の第三の例を示す正面図である。 加工装置のチャックテーブルが直動した場合における第三の例の可動配線配管接続装置の状態を示す平面図である。

図１に示す加工装置１では、被加工物であるウェーハＷを保持する２個以上のチャックテーブル２が、ターンテーブル３によって自転可能に支持されている。チャックテーブル１は、被加工物を吸引保持する保持部２０と、保持部２０から垂下する軸部２１とを備えている。

ターンテーブル３は、円盤状に形成されており、その中心部から回転軸３０が垂下している。ターンテーブル３は、ターンテーブルベース４によって回転可能に支持されている。ターンテーブル３の回転軸３０は、ターンテーブルベース４を構成する円筒形状の回転支持部４０によって回転可能に支持されている。

各チャックテーブル２の軸部２１は、ターンテーブル３に設けられた貫通孔３１に挿通され、図示しないベアリングによって回転可能に支持されている。軸部２１には、ベルト２２が巻かれており、ベルト２２がモータ２３によって駆動されることによりチャックテーブル２が自転する構成となっている。

図２に示す可動配線配管接続装置１００は、図１に示した加工装置１の動作に必要とされる配線や配管を、電圧、吸引力、水等の供給源に接続する装置であり、回転支持部４０の外壁を囲う形で、ターンテーブル４の回転中心と同じ回転中心を有する円筒形状のケーブル巻き取り回転部５がターンテーブル４の下側に設置されている。ケーブル巻き取り回転部５は、ターンテーブル３の回転軸３０ともに回転する。

ケーブル巻き取り回転部５の外周側には、ターンテーブル３の回転中心と同じ中心を有し、ターンテーブルベース４に固定された帯状のケーブル外周ガイド部６を備えている。そして、ケーブル巻き取り回転部５とケーブル外周ガイド部６との間のリング状の空間は、ケーブル格納エリア７を構成している。

ケーブル格納エリア７には、図３に示すように複数の配線配管８０ａ〜８０ｇが並列に接着された帯状のフラット配線配管８が収容される。図３の例におけるフラット配線配管８は、その両端が、電線群８ａ、吸引ホース群８ｂ及び給水ホース群８ｃとがスペーサ８１を介在させた状態で、固定金具８２によって束ねられ、ボルト８３によって固定されている。フラット配線配管８は、全体が湾曲可能となっている。

フラット配線配管８の一端は、図２に示したように、ケーブル巻き取り回転部５とともに回転する分配部９に固定され、分配部９からそれぞれのチャックテーブル２に配線配管が分配され、チャックテーブル２に対して回転、吸引等の動作に必要な電力や吸引力等を供給している。一方、フラット配線配管８の他端は、ターンテーブルベース４に固定され、外部の供給源に連結されている。フラット配線配管８は、ターンテーブル３の上方から見た状態では、Ｕ字形状に湾曲してケーブル格納エリア７に格納されている。

図２に示すように、フラット配線配管８には、Ｕ字状に湾曲した際にその湾曲の外周側となる部分に摩擦抑制手段１０を備えている。摩擦抑制手段１０は、例えば薄く形成され湾曲可能な樹脂プレートにより構成される。摩擦抑制手段の材質は特に限定されないが、接触抵抗が小さいものが適している。例えばＳＵＳ３０４、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ナイロン等を使用することができる。

図２に示すように、ターンテーブル３が矢印Ａ方向（巻き取り回転方向）に回転してフラット配線配管８が巻き取られていき、フラット配線配管８がケーブル巻き取り回転部５に最も巻き取られたときのターンテーブル３の位置を原点位置とする。

一方、ターンテーブル３が原点位置から矢印Ｂ方向（反巻き取り方向）に回転すると、フラット配線配管８がケーブル巻き取り回転部５から離間し、ケーブル外周ガイド部６に押し付けられるように湾曲する。このようにして、図４に示すように、前記原点位置を基準として反巻き取り方向に所定角度（例えば３００度）ターンテーブル３が回転したときのターンテーブル３の位置を、回転限界位置という。ターンテーブル３は、原点位置と回転限界位置との間で往復回転動作可能となっている。

図２及び図４に示すように、ケーブル格納エリア７には、ケーブル巻き取り回転部５に巻き取られたフラット配線配管８の外周側の位置に、ターンテーブル３が原点位置から反巻き取り方向に回転する際に、フラット配線配管８がテーブル巻き取り回転部５の回転中心から離間し放射方向に押し出される距離を制限するガイド手段１１が配設されている。

ガイド手段１１は、ケーブル巻き取り回転部５の回転軸と平行な軸を回転軸とする円筒形状の垂直ローラ垂直１１０がケーブル格納エリア７に複数配設されて構成されている。垂直ローラ１１０は、ケーブル巻き取り回転部５の外周と同心円の同一円周上に複数配設されている。垂直ローラ１１０は、ケーブル巻き取り回転部５に巻き取られたフラット配線配管８と接触しない間隔が確保された状態で２個以上配設されている。

図２及び図４に示すように、ケーブル格納エリア７には、フラット配線配管８を下側から支えるサポート手段１２が配設されている。サポート手段１２は、ターンテーブル３が原点位置から回転限界位置までにおける規制された範囲内で回転移動動作を行う際に、フラット配線配管８が自重で垂れ下がる位置に配設されている。フラット配線配管８が自重で垂れ下がる位置は、具体的には、フラット配線配管がＵ字状に湾曲した状態で移動する範囲である。

サポート手段１２は、ターンテーブル３の回転中心から放射状に伸びる方向を軸とする円筒または円柱形状の複数の水平ローラ１２０により構成されている。サポート手段１２は、図示の例では３つの水平ローラ１２０を備えているが、水平ローラ１２０の数は何個でもよい。

図１に示した加工装置１では、各チャックテーブル２に保持されたウェーハＷに対して研削等の加工が行われ、ターンテーブル３が回転して順次加工が行われていく。したがって、ターンテーブル３が原点位置から回転限界位置まで回転する。しかし、ターンテーブル３の回転にともないフラット配線配管８が外周側に押し出されても、ガイド手段１１によって放射方向に押し出される距離が制限されるため、フラット配線配管８がケーブル外周ガイド部６に接触することがない。また、フラット配線配管８がＵ字状に湾曲しても、その部分はサポート手段１２によって下方から支持されているため、フラット配線配管８が垂れ下がってターンテーブルベース４に接触することがない。したがって、フラット配線配管８が固定体に対して接触して磨耗等が生じることがない。さらに、フラット配線配管８の湾曲する部分の外周側には摩擦抑制手段１０が被覆されているため、フラット配線配管１０の外周側が擦れて磨耗することもない。

図５に示す加工装置１３は、ウェーハＷを保持するチャックテーブル１４と、チャックテーブル１４を支持してＸ方向に直動可能なテーブルベース１５と、テーブルベース１５を直動可能に支持する基台１６とを備えている。テーブルベース１５の下部からは軸部１５０が垂下しており、チャックテーブル１４は、軸部１５０を中心として回転可能となっている。

図５に示す可動配線配管接続装置２００は、加工装置１３の動作に必要とされる配線や配管を、電圧、吸引力、水等の供給源に接続する装置であり、加工装置１３の下方に設置されている。

テーブルベース１５には、図３に示したフラット配線配管８と同様に、複数の配線配管が並列に接着された帯状のフラット配線配管８’が収容される。加工装置１３では、図１に示した加工装置１とは異なり、チャックテーブル１４が１つのみであるため、電線、吸引ホース、給水ホース等が１つの帯状に束ねられている。

フラット配線配管８’は、図６に示すように、その一端がテーブルベース１５の軸部１５０に固定され、他端は基台１６に固定され、外部の供給源に連結されている。テーブルベース１５に固定された一端は、電圧、吸引力、水等の供給源に連結されている。

図５に示すように、基台１６には、軸部１５０の可動域に、フラット配線配管８’を収容するための空間であるケーブル格納エリア１６０が形成されている。ケーブル格納エリア１６０は、Ｘ軸方向に延びる横長の空間となっている。ケーブル格納エリア１６０においては、基台１６の上方から見てフラット配線配管８’がＵ字状に湾曲している。

ケーブル格納エリア１６０には、Ｘ軸方向に対して水平に直交する方向であるＹ軸方向を回転軸とする円柱又は円筒形状の水平ローラ１７０が２個以上並列に配設されている。複数の水平ローラ１７０は、フラット配線配管８’の下側を支えるサポート手段１７を構成している。

図６に示すように、フラット配線配管８’の湾曲する部分の外周側には、摩擦抑制手段１８を備えている。摩擦抑制手段１８は、例えば薄く形成され湾曲可能な樹脂プレートにより構成される。摩擦抑制手段の材質は特に限定されないが、接触抵抗が小さいものが適している。

図６に示すように、チャックテーブル１４を支持するテーブルベース１５が実線で示した左端位置（原点位置）にある状態では、フラット配線配管８’は、サポート手段１７の上方でＵ字状に湾曲している。その状態からチャックテーブル１４がＸ軸方向に（右方向に）移動すると、フラット配線配管８’の他端が基台１６に固定されたままの状態となっているため、テーブルベース１５が中間位置にある状態では、Ｕ字上に湾曲した部分も、サポート手段１７によって下方から支持されながらＸ軸方向に移動していく。

そしてさらにテーブルベース１５が原点位置から離れる方向に移動すると、Ｕ字状に湾曲した部分がさらに右端側に移動するが、このときも、サポート手段１７が湾曲した部分を下方から支持する。

また、フラット配線配管８’の湾曲する部分の外周側には、摩擦抑制手段１８が被覆されているため、フラット配線配管８’が擦れて磨耗することもない。

なお、図７及び図８に示す加工装置１３’のように、テーブルベース１５の可動域の側部にケーブル格納エリア１６０’を設け、そこにフラット配線配管８’’を収容するようにしてもよい。この場合も、フラット配線配管８’’の一端がテーブルベース１５に固定され、他端は基台１６に固定され、外部の供給源に連結される。

図８に示す可動配線配管接続装置３００は、加工装置１３’の動作に必要とされる配線や配管を、電圧、吸引力、水等の供給源に接続する装置であり、主として加工装置１３’の側部に設置されている。

ケーブル格納エリア１６０’は、Ｘ軸方向に延びる横長の空間となっている。ケーブル格納エリア１６０’においては、図７に示すように、基台１６の上方から見てフラット配線配管８’がＵ字状に湾曲している。

ケーブル格納エリア１６０’には、Ｘ軸方向に対して水平に直交する方向であるＹ軸方向を回転軸とする円柱又は円筒形状の水平ローラ１７０’が２個以上並列に配設されている。複数の水平ローラ１７０’は、フラット配線配管８’’の下側を支えるサポート手段１７’を構成している。

図７に示すように、フラット配線配管８’’の湾曲する部分の外周側には、摩擦抑制手段１８を備えている。摩擦抑制手段１８は、例えば薄く形成され湾曲可能な樹脂プレートにより構成される。

図７に示すように、チャックテーブル１４を支持するテーブルベース１５が実線で示した左端位置（原点位置）にある状態では、フラット配線配管８’’は、サポート手段１７’の上方でＵ字状に湾曲している。その状態からチャックテーブル１４がＸ軸方向に（右方向に）移動すると、フラット配線配管８’’の他端が基台１６に固定されたままの状態となっているため、テーブルベース１５が中間位置にある状態では、Ｕ字上に湾曲した部分が、サポート手段１７’によって下方から支持されながらＸ軸方向に移動していく。

そしてさらにテーブルベース１５が原点位置から離れる方向に移動すると、Ｕ字状に湾曲した部分が右端に移動するが、このときも、サポート手段１７’が湾曲した部分を下方から支持する。

また、フラット配線配管８’’の湾曲する部分の外周側には、摩擦抑制手段１８が被覆されているため、フラット配線配管８’’が擦れて磨耗することもない。

１：加工装置
２：チャックテーブル ２０：保持部 ２１：軸部 ２２：ベルト ２３：モータ
３：ターンテーブル ３０：回転軸 ３１：貫通孔
４：ターンテーブルベース ４０：回転支持部
５：ケーブル巻き取り回転部
６：ケーブル外周ガイド部
７：ケーブル格納エリア
８、８’、８’’：フラット配線配管
８ａ；電線群 ８ｂ：吸引ホース群 ８ｃ：給水ホース群
８１：スペーサ ８２：固定金具 ８３：ボルト
９：分配部
１０：摩擦抑制手段
１１：ガイド手段 １１０：垂直ローラ
１２：サポート手段 １２０：水平ローラ
１３、１３’：加工装置
１４：チャックテーブル
１５：テーブルベース １５０：軸部
１６：基台 １６０、１６０’：ケーブル格納エリア
１７：サポート手段 １７０、１７０’：水平ローラ
１８：摩擦抑制手段
１００、２００、３００：可動配線配管接続装置

Claims (2)

1. ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを２個以上支持するターンテーブルと、該ターンテーブルを支持するターンテーブルベースとを備えた加工装置に搭載される可動配線配管接続装置であって、
   該ターンテーブルベースは、該ターンテーブルの回転中心を回転可能に支持する円柱形状の回転支持部を備え、該回転支持部の外壁を囲う形で該回転中心と同じ回転中心を有する円筒形状のケーブル巻き取り回転部が該ターンテーブルの下側に設置されており、
   該ケーブル巻き取り回転部の外周側に該回転中心と同じ中心を有し該ターンテーブルベースに固定された帯状のケーブル外周ガイド部を備え、
   該ケーブル巻き取り回転部と該ケーブル外周ガイド部との間にはケーブル格納エリアが形成され、
   複数の配線配管が並列に接着された帯状のフラット配線配管の一端が該ケーブル巻き取り回転部に固定され、他端は該ターンテーブルベースに固定され、該ケーブル格納エリアには、該ターンテーブル上側から見て該フラット配線配管がＵ字形状に湾曲して該フラット配線配管が格納され、
   該フラット配線配管は、該ターンテーブルの回転動作で該ケーブル巻き取り回転部に巻き取られる巻き取り回転方向と、該ケーブル巻き取り回転部から離間し該ケーブル外周ガイド部に押し付けられる反巻き取り回転方向とに湾曲し、該フラット配線配管が該ケーブル巻き取り回転部に最も巻き取られた状態を該ターンテーブルの原点位置とし、該原点位置を基準とする所定角度内で該ターンテーブルが往復回転動作可能であり、
   該ケーブル格納エリアには、該原点位置から該反巻き取り回転方向への動作時に、該ケーブル巻き取り回転部の回転中心から放射方向に押し出される力により離間する該フラット配線配管の押し出される距離を制限するガイド手段と、
   該ターンテーブルの該所定角度内における回転往復動作時、重みで垂れ下がる該フラット配線配管の湾曲部分が移動する範囲において該フラット配線配管を下側から支えるサポート手段と、
   該フラット配線配管の該湾曲部分の外周に湾曲可能な樹脂プレートが被覆され、該樹脂プレートにより摩擦抵抗を抑える摩擦抑制手段と、
   を備え、
   該ガイド手段は、該ケーブル巻き取り回転部の回転軸と平行な軸を回転軸とする円筒形状の垂直ローラが該ケーブル格納エリアに配設されて構成され、該垂直ローラは、該ケーブル巻き取り回転部の外周と同心円の同一円周上に配置され、該ターンテーブルが該原点位置にある時に該ケーブル巻き取り回転部に巻き取られた該フラット配線配管と該垂直ローラの外周とが接触しない間隔を確保して２個以上配設しており、
   該サポート手段は、該ターンテーブルの回転中心から放射状に延びる方向を回転軸とする水平ローラが該ケーブル格納エリアに配設されて構成される
   可動配線配管接続装置。
2. ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを支持してＸ方向に直動可能なテーブルベースと、該テーブルベースを直動可能に支持する基台とを備えた加工装置に搭載される可動配線配管接続装置であって、
   Ｘ軸方向に延びるケーブル格納エリアを備え、
   複数の配線配管が並列に接着された帯状のフラット配線配管の一端が該テーブルベースに固定され、他端が該基台に固定され、該基台の上側から見て該フラット配線配管がＵ字形状に湾曲して該ケーブル格納エリアに格納され、
   該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向を回転軸とする水平ローラが該ケーブル格納エリアに２個以上配設され、該フラット配線配管の下側を支えるサポート手段と、
   湾曲可能な樹脂プレートにより構成され、該フラット配線配管の湾曲部分の外周に被覆され、該樹脂プレートにより摩擦抵抗を抑制する摩擦抑制手段と、
   を備えた可動配線配管接続装置。

Images