JP6081985B2 - 重量のある旋回体の旋回装置 - Google Patents

Description

本発明は、重量のある旋回体の旋回装置に関する。

特許文献１に、半導体デバイスのような被検査体の電気的特性を測定するプローブ装置のテストヘッド（蓋体）を支持軸周りで旋回させることによって開閉する旋回装置が開示されている。このプローブ装置のテストヘッドは、年々大型化が進み、近年では、数トンクラスのテストヘッドも設計されつつある。

テストヘッドは、モータと減速機とが一体化されたギヤモータによって駆動される。通常、この種のテストヘッドは、０度（水平状態）から旋回が開始され、ほぼ１８０度開いた状態まで旋回される構成とされている。

特開２００６−９８３８８号公報

このような重量のあるテストヘッドを鉛直位置を越えて旋回（開閉）させる場合、鉛直に立った状態を過ぎた位置で駆動系のバックラッシがテストヘッドの自重によって反転し、巨大なテストヘッドが「ゴトン」という衝撃的な音を立てて位置ずれを起こす現象が発生するという問題があった。

特許文献１では、このような問題に対し、比較的バックラッシの小さなウォーム減速機構を採用することを提案しているが、なお、バックラッシを完全になくすことはできていない、というのが実状である。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、重量のある旋回体が駆動系のバックラッシの反転によって旋回中に位置ずれを起こす不具合を、低コストで解消することをその課題としている。

本発明は、重量のある旋回体を、鉛直位置を超えて旋回させる旋回装置であって、第１モータ、および該第１モータによって駆動される第１減速機と、第２モータ、および該第２モータによって駆動される第２減速機と、を備え、前記第１減速機の出力部材と前記第２減速機の出力部材が、前記旋回体の旋回軸に連結され、前記旋回体の旋回の起点から特定の旋回角度まで、前記第１モータおよび第２モータで前記旋回軸を駆動する第１の駆動工程と、前記特定の旋回角度以降、前記第１、第２モータの少なくとも一方を別の駆動態様に変えて前記旋回軸を駆動する第２の駆動工程と、を切り換える制御手段を備え、前記第１減速機の前記出力部材を支持する軸受機構および前記第２減速機の前記出力部材を支持する軸受機構を前記旋回軸のヒンジ機構として利用し、前記第１減速機および第２減速機自体が、前記旋回体のヒンジ機構を構成することにより、上記課題を解決したものである。

本発明の上記構成において、「鉛直位置」とは、旋回体の旋回の起点面や終点面、あるいは旋回装置が設置される床面に対して垂直な方向ということではなく、地球の中心と、旋回体の旋回軸の軸心と、旋回体の重心が一直線上に並ぶ位置のことを意味している。旋回体の重心と旋回体の旋回軸の軸心とを結ぶ直線が、地面（地球の表面）と垂直になる位置と言い換えることもできる。

本発明では、重量のある旋回体を旋回させるに当たって、それぞれ第１、第２モータによって別々に駆動される第１減速機と第２減速機を用意し、この第１減速機と第２減速機の動力を（共通の）動力伝達部材に同時に伝達する。そして、旋回体の旋回の起点から特定の旋回角度までは、該第１モータおよび第２モータを共に駆動して旋回体を駆動する（第１の駆動工程）。特定の旋回角度以降は、第１、第２モータの少なくとも一方を別の駆動態様で駆動するようにする（第２の駆動工程）。

この結果、旋回体の駆動開始時、すなわち大きな駆動トルクを必要とするときには第１モータと第２モータが共同して旋回体を駆動することができる。また、バックラッシの反転が生じる近傍では、旋回体の駆動には大きな駆動トルクは必要ないため、第１モータと第２モータの駆動態様を変えることで、第１減速機と第２減速機とで旋回体の駆動にバックラッシがない状態を形成でき、バックラッシの反転による位置ずれが発生するのを防止することができる。

なお、本発明は、「重量のある旋回体を、鉛直位置を越えて旋回させる旋回装置であって、第１モータ、および該第１モータによって駆動される第１減速機と、第２モータ、および該第２モータによって駆動される第２減速機と、を備え、前記第１減速機の出力部材と前記第２減速機の出力部材が、前記旋回体の旋回軸に連結され、前記第１減速機の減速比と前記第２減速機の減速比が異なっており、前記第１減速機の前記出力部材を支持する軸受機構および前記第２減速機の前記出力部材を支持する軸受機構を前記旋回軸のヒンジ機構として利用し、前記第１減速機および第２減速機自体が、前記旋回体のヒンジ機構を構成することを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。」と捉えることもできる。

また、本発明は、「重量のある旋回体を、鉛直位置を越えて旋回させる旋回装置であって、第１モータ、および該第１モータによって駆動される第１減速機と、第２モータ、および該第２モータによって駆動される第２減速機と、を備え、前記第１減速機の出力部材と前記第２減速機の出力部材が、前記旋回体の旋回軸に連結され、前記第１モータの容量と前記第２モータの容量が異なっており、前記第１減速機の前記出力部材を支持する軸受機構および前記第２減速機の前記出力部材を支持する軸受機構を前記旋回軸のヒンジ機構として利用し、前記第１減速機および第２減速機自体が、前記旋回体のヒンジ機構を構成することを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。」と捉えることもできる。

本発明によれば、重量のある旋回体が駆動系のバックラッシの反転によって旋回中に位置ずれを起こす不具合を、低コストで解消することができる。

本発明の実施形態の一例に係る重量のある旋回体の旋回装置の要部断面図 上記実施形態の要部拡大図 上記実施形態に係る旋回装置の全体を示す概略斜視図 上記実施形態に係る旋回装置の蓋体の旋回角度と駆動制御態様との関係を示すグラフ 本発明の他の実施形態の一例に係る旋回装置の要部平面図 図５の矢視ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図 本発明のさらに他の実施形態の一例に係る旋回装置の要部斜視図 図７の実施形態に係る旋回装置の全体を示す概略斜視図 （Ａ）本発明のさらに他の実施形態の一例に係る旋回装置の概略斜視図、および（Ｂ）概略正面図 （Ａ）本発明のさらに他の実施形態の一例に係る旋回装置の概略斜視図、および（Ｂ）概略正面図 （Ａ）本発明のさらに他の実施形態の一例に係る旋回装置の概略斜視図、および（Ｂ）概略正面図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る重量のある旋回体の旋回装置の要部断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は、その全体を示す概略斜視図である。

図３を参照して、この旋回装置１２は、半導体製造装置（親装置）１４の蓋体（重量のある旋回体）１６を開閉（旋回）させるためのものである。半導体製造装置１４にあっては、その製造工程で定期的に製品の出し入れや清掃のために重量のある蓋体１６を装置上面１４Ａに対して（鉛直位置を越えて）１８０度開閉させる必要がある。

蓋体１６は、大きなものでは、数トンに達し、非常に重量がある。蓋体１６は、フレーム１８と該フレーム１８に取付けられた蓋体本体２０とで主に構成されている。フレーム１８は、駆動シャフト（旋回軸）２２に片持ち状態で取付けられた２本のアーム部材１８Ａ、１８Ｂと、該アーム部材１８Ａ、１８Ｂの先端部を連結する連結部材１８Ｃとで構成されている。なお、駆動シャフト２２は、支持部材２３のヒンジ機構Ｈ１に回転自在に支持されている。前記蓋体本体２０は、この連結部材１８Ｃに固定され、２本のアーム部材１８Ａ、１８Ｂとほぼ並行に延在されている。

フレーム１８がほぼ水平のときに丁度、半導体製造装置１４の上面１４Ａを閉塞し、駆動シャフト２２が回転することで、蓋体１６全体が開いていくように構成されている。すなわち、蓋体１６は、全閉状態（水平位置：開度０度）から、ほぼ直立した半開状態（鉛直位置：開度９０度）を超え、全開状態（水平位置：開度１８０度）の位置まで開けることができる。なお、蓋体１６を閉めるときは、駆動シャフト２２を逆に回転させることにより、開度１８０度の位置から同じ軌跡を逆に辿り、該蓋体１６を閉めることができる。本実施形態においては、開度９０度が鉛直位置となるように、半導体製造装置１４が設置されている。

図１、図２を参照して、この旋回装置１２は、第１モータ２４、および該第１モータ２４によって駆動される第１駆動系３４の第１ベベルピニオン（第１歯車）２６と、第２モータ２８および該第２モータ２８によって駆動される第２駆動系３６の第２ベベルピニオン（第２歯車）３０と、第１ベベルピニオン２６と第２ベベルピニオン３０の動力が同時に伝達される第１、第２駆動系兼用の単一の共通ベベルギヤ（動力伝達部材）３２を備えている。

第１駆動系３４を駆動する第１モータ２４と、第２駆動系３６を駆動する第２モータ２８は、独立した電源駆動系にて別々の駆動が可能である。第１駆動系３４と第２駆動系３６は、構造的には全く同一であるため、以下、第１駆動系３４に着目して説明する。

第１駆動系３４は、前記第１モータ２４、前段減速機構３８、中間減速機構４０、および最終減速機構４２を備える。

前記第１モータ２４は、３相の誘導モータである。この実施形態では、該第１モータ２４には、いわゆるインバータ制御機構は設けられていない。安全のため、ブレーキ機構（図示略）は第１モータ２４の反負荷側に付設されているが、本実施形態を実施するに当たっては、特にブレーキ機構は必要としない。

前段減速機構３８と中間減速機構４０は、共に偏心揺動型の遊星歯車機構で構成されている。二つの減速機構３８、４０は、容量（大きさ）が異なるだけで、同一の構造を有しているため、ここでは、便宜上、図２を参照しながら中間減速機構４０に対して付された符号を用いて、両減速機構３８、４０の構成を説明する。

（前段減速機構３８の図示せぬ出力軸と連結された）中間減速機構４０の入力軸４４には、キー４６を介して揺動体４８が連結されている。揺動体４８には、２つの偏心体５０が互いに１８０度の位相差で設けられている。各偏心体５０の外周には、ころ軸受５２を介して外歯歯車５４が組み付けられている。外歯歯車５４は、内歯歯車５６に内接噛合している。内歯歯車５６は、この実施形態ではケーシング５８と一体化された内歯歯車本体５６Ａと、該内歯歯車本体５６Ａに支持された支持ピン５６Ｂと、該支持ピン５６Ｂに回転自在に組み付けられ当該内歯歯車５６の内歯を構成する外ローラ５６Ｃ等で構成されている。内歯歯車５６の内歯の数（外ローラ５６Ｃの数）は、外歯歯車５４の外歯の数よりも僅かだけ（この例では１だけ）多い。

外歯歯車５４には、内ローラ孔６０が形成されており、該内ローラ孔６０を内ローラ６２の被せられた内ピン６４が遊嵌している。内ピン６４は、該中間減速機構４０の出力軸６６の一部であるフランジ部６６Ａに圧入されている。

中間減速機構４０の出力軸６６は、中空部６６Ｂを有するホローシャフトとされ、該中空部６６Ｂ内に最終減速機構４２の入力軸６８が挿入されている。

中間減速機構４０の出力軸６６と最終減速機構４２の入力軸６８は、スプライン７０を介して円周方向に連結されている。なお、最終減速機構４２の入力軸６８は、段部６８Ａを有している。この段部６８Ａは、中間減速機構４０の出力軸６６の端部に当接している。また、出力軸６６の段部６６Ｃには、負荷側への移動が拘束された連結ブロック７２が当接しており、入力軸６８は、この連結ブロック７２を介してボルト７４によって反負荷側に引き寄せられている。これにより、最終減速機構４２の入力軸６８は、中間減速機構４０の出力軸６６に対し、軸方向いずれの側にも移動不能に連結されている。

なお、中間減速機構４０の出力軸６６と最終減速機構４２の入力軸６８は、一対の円錐ころ軸受７６、７８によってケーシング５８に支持されている。

最終減速機構４２の入力軸６８の先端には、前記第１ベベルピニオン（第１駆動系の第１歯車）２６が直切り形成されている。

図１に戻って、第２駆動系３６も、第２モータ２８、前段減速機構８０、中間減速機構８２、および最終減速機構８４を備える。具体的な構成は、第１駆動系３４と同一である。第２駆動系３６の最終減速機構８４は、第１駆動系３４の第１ベベルピニオン２６に対応する第２ベベルピニオン３０（第２駆動系の第２歯車）を有している。

第１ベベルピニオン２６と第２ベベルピニオン３０は、それぞれ共通ベベルギヤ３２に同時に噛合している。すなわち、この共通ベベルギヤ３２は、第１駆動系３４と第２駆動系３６の一部を兼用しており、本実施形態における「第１歯車と第２歯車の動力が同時に伝達される動力伝達部材」に相当している。共通ベベルギヤ３２は、キー８６を介して旋回装置１２の前記駆動シャフト２２に連結されている。

次に、この旋回装置１２の作用を説明しながら、該旋回装置１２の駆動方法を説明する。

第１モータ２４の図示せぬモータ軸が回転すると、前段減速機構３８の図示せぬ入力軸が回転する。既に説明したように、前段減速機構３８の構造は、中間減速機構４０の構造と同一であり、減速機構３８、４０の作用も同一であるため、便宜上、中間減速機構４０の符号を参照しながら二つの減速機構３８、４０の作用を説明する。

入力軸４４が回転すると、揺動体４８が一体的に回転する。揺動体４８が回転すると、２つの偏心体５０が１８０度の位相差で偏心回転し、ころ軸受５２を介して２枚の外歯歯車５４がそれぞれ１８０度の位相差で揺動する。各外歯歯車５４は、内歯歯車５６に内接噛合している。このため、外歯歯車５４は、１回揺動する毎に内歯歯車５６に対して１歯分だけ円周方向の位相がずれる（自転する）。この自転成分が内ローラ６２および内ピン６４を介して出力軸６６のフランジ部６６Ａに伝達される。これにより、１／（外歯歯車の歯数）の減速比の減速が実現できる。なお、外歯歯車５４の揺動成分は、内ローラ６２および内ローラ孔６０の遊嵌によって吸収される。

前段減速機構３８と中間減速機構４０は、この順で直列に配置されているため、結局、該前段減速機構３８と中間減速機構４０は、第１モータ２４の回転を、１／｛（外歯歯車５４の歯数）×外歯歯車５４の歯数）｝の高減速比で減速することになる。

中間減速機構４０の出力軸６６が回転すると、スプライン７０を介して最終減速機構４２の入力軸６８が回転し、該入力軸６８に設けられている第１ベベルピニオン２６が回転する。第１ベベルピニオン２６の回転動力は、共通ベベルギヤ３２に伝達される。この伝達の際に、該第１ベベルピニオン２６と共通ベベルギヤ３２との噛合により、両者２６、３２の歯数比に応じた最終減速機構４２の減速がさらに行われ、結局、共通ベベルギヤ３２を含む第１駆動系３４によって、総減速比１／２０００程度の減速がなされる。なお、本発明では減速比は特に限定されない。

また、上記と全く同様の減速作用が、第２駆動系３６においても行われる。

本実施形態においては、結局、以下のような駆動方法にて、旋回駆動がなされる。

以下、図４を合わせて参照しながら、詳細に説明する。
＜領域Ａ：特定の旋回角度θ１まで＞
半導体製造装置１４の上面１４Ａを閉塞した状態から蓋体１６を開き始めるときは、特定の旋回角度（起点からの開き角度）θがθ１までは、第１モータ２４および第２モータ２８の双方の電源がオンとされ、第１駆動系３４および第２駆動系３６の双方が共同して蓋体１６を駆動する（第１の駆動工程）。なお、この角度「θ１」は、第１モータ２４のみ（１台のモータのみ）で蓋体１６を駆動できる角度より大きければよく、蓋体１６の重量や第１駆動系３４のトルク等を考慮して適宜に設定される。

第１の駆動工程では、第１駆動系３４の第１ベベルピニオン２６および第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０は、双方とも、共通ベベルギヤ３２の「開時駆動面」で噛合する。ここで「開時駆動面」とは、「蓋体１６を開くときに第１ベベルピニオン２６または第２ベベルピニオン３０が共通べべルギヤ３２を駆動するときに当接する駆動側の歯面」を指している。すなわち、特定の旋回角度θ１までは、第１、第２モータ２４、２８の駆動力は、いずれも蓋体１６の開駆動に活用される。総減速比が１／２０００と大きいため、蓋体１６は、起点（開度０：水平の全閉の状態）から、ゆっくりと旋回を開始する。
＜領域Ｂ：特定の旋回角度θ１後の駆動期＞
やがて、蓋体１６の旋回角度が、特定の旋回角度θ１に至ると、この実施形態では、ここで、作業員が第１モータ２４または第２モータ２８のいずれか（ここでは第２モータ２８）の電源をオフとする（駆動態様を変えた第２の駆動工程）。蓋体１６は、重量のある旋回体であり、減速比が非常に大きいことから、蓋体１６の開いていく速度は遅く、したがって、作業員の手動によっても、適切な時期にオフ操作を確実に行うことができる。

領域Ｂでは、電源がオンの状態のまま維持されている第１モータ２４は、そのまま回転を続けるため、蓋体１６自体は第１駆動系３４の第１ベベルピニオン２６と共通ベベルギヤ３２との開時駆動面での噛合が維持された状態で旋回を続ける。

一方、第２モータ２８は、電源がオフとされるため、第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０の回転速度が低下し、（特定の旋回角度θ１までは共通ベベルギヤ３２との開時駆動面で噛合していた）第２ベベルピニオン３０は、共通ベベルギヤ３２との「開時制動面」で噛合するようになる。ここで、「開時制動面」とは、「蓋体１６を開くときに第１ベベルピニオン２６または第２ベベルピニオン３０が共通べべルギヤ３２を制動するときに当接する制動側の歯面（開時駆動面と反対側の歯面）」を指している。これは、第２駆動系３６が、共通ベベルギヤ３２の回転によって回転させられる逆駆動状態（蓋体１６の開操作から見た場合には制動状態）となることを意味している。

この逆駆動時のトルク（制動トルク）は、第２駆動系３６および第２モータ２８が出力側（共通べべルギヤ３２側）から駆動されるときの回転抵抗に相当する。要するに、領域Ｂでは、蓋体１６は、第２ベベルピニオン３０側からの制動トルクを受けつつ、（この制動力よりも大きい）第１モータ２４の駆動力によって開方向に旋回を続けることになる。

第１モータ２４は、自身の駆動力のみで第２駆動系３６の制動トルクに抗して蓋体１６を駆動し続けることになるが、この状態での蓋体１６の自重は、ほぼ全量が駆動シャフト２２によって支持されており、第１モータ２４が蓋体１６の旋回に要するトルクは、極めて低くなっているため、１個だけの駆動でも十分に旋回を維持することが可能である。
＜領域Ｃ：バックラッシ反転期＞
やがて、蓋体１６の旋回角度は、９０度（鉛直位置）を超え、従来ならばバックラッシが反転することによって蓋体１６の位置ずれが発生していた旋回角度（便宜上バックラッシ反転角度と称す）に至る。このとき、蓋体１６は自重によって、第１モータ２４の回転による旋回速度よりも速い速度で旋回しようとする。従来は、このときのいわゆるバックラッシの反転が、大きな音とともに蓋体１６が位置ずれを起こす原因となっていた。

しかしながら、本実施形態では、このとき、既に第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０は、共通ベベルギヤ３２の開時制動面側で噛合するとともに、制動トルクを共通ベベルギヤ３２に対して与え続けている。しかも、旋回角度θは、バックラッシ反転角度の近傍であり、未だ蓋体１６の自重による開速度を速めようとする力は弱い。したがって、蓋体１６が位置ずれを起こす現象を効果的に回避することができる。

蓋体１６の自重による影響が次第に大きくなると、第１駆動系３４の第１ベベルピニオン２６は、共通ベベルギヤ３２の開時制動面側での噛合に移行する。第１ベベルピニオン２６が共通ベベルギヤ３２の開時制動面側で噛合するようになると、その後は、第１駆動系３４の回生制動力と第２駆動系３６の回転抵抗による制動力にて（より速く開こうとする）蓋体１６を支えながら旋回が続けられる。ここまでが、この実施形態における第２駆動工程である。この一連の作用は、作業者が特定の旋回角度θ１で第２モータ２４の電源をオフとするだけで、あとは全て自動でなされる。
＜領域Ｄ：第２の特定の旋回角度θ２以降＞
第１駆動系３４の第１ベベルピニオン２６および第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０の双方が共通ベベルギヤ３２の開時制動面側で噛合する状態に至った時点（蓋体１６が第２の特定の旋回角度θ２まで旋回した時点）を見計らって、作業者は、第２モータ２８の電源を再びオンとする（第２の駆動工程と異なる第３の駆動工程）。なお、この角度「θ２」は、鉛直位置（９０度）よりも大きく、かつ第１モータ２４のみ（１台のモータのみ）では蓋体１６を回生制動し切れない角度より小さい角度であればよく、蓋体１６の重量や第１駆動系３４の回生制動力等を考慮して適宜に設定される。

第３の駆動工程に入ると、以降は、第１、第２駆動系３４、３６の双方が回生制動状態となって蓋体１６の開方向の速度増大を抑えながら旋回が継続されることになる。この実施形態の場合、第２の駆動工程と異なる第３の駆動工程は、実質的には第１の駆動工程と同一である。これにより、蓋体１６の開操作の開始から終了まで、蓋体１６のバックラッシの反転による位置ずれがなく、しかも、旋回速度が殆ど変わらない駆動を行うことができる。

なお、蓋体１６が１８０度開いた状態から０度にまで閉められるときは、上記開操作と第１、第２モータの回転方向が上記と逆になるだけで、全く同様な作用が得られる。

本実施形態によれば、第１モータ２４および第２モータ２８の電源を、独立して（作業者が）操作するだけで簡単にバックラッシの反転による蓋体１６の位置ずれを防止することができる。

また、本実施形態では、第１駆動系３４の第１ベベルピニオン（第１歯車）２６の動力と、第２駆動系３６の第２ベベルピニオン（第２歯車）３０の動力が、共通の単一の動力伝達部材である共通ベベルギヤ３２に伝達されるように構成され、かつ、この共通ベベルギヤ３２が、各駆動系３４、３６の最終減速機構（最終段）４２、８４の歯車であるため、この部分でのバックラッシをなくすことにより、蓋体１６の位置ずれ現象を非常に効果的に解消することができる。

また、採用されている第１、第２モータ２４、２８は、一般的な誘導モータであり、複雑な制御も必要としないため、低コストである。とりわけ、駆動トルクの必要な旋回開始（あるいは旋回終了付近）においては、２系統の駆動系の駆動力（あるいは回生制動力）を活用することができるため、１個当たりのモータの容量は、従来のほぼ半分で済ますことができている。したがって、低コストな上に、装置全体を小型化でき、取り扱いも容易である。本実施形態では、最終減速機構４２、８４が直交減速機構であるため、半導体製造装置１４から第１、第２駆動系３４、３６が突出する距離Ｌ１を最小限に抑えることができ、この点でも、半導体製造装置１４全体の小型化を実現できている。

また、前記複雑な制御を必要としないという作用効果は、単にコスト的な面だけでなく、半導体製造装置１４の蓋体１６の旋回装置１２は、旋回の制御系から発散される電気的ノイズを極端に嫌うため、当該「電気的ノイズの低減」という意味でも有効である。

なお、上記実施形態においては、第１の駆動工程と異なる第２の駆動工程を、第２モータ２８の電源をオフとする手法で実現するようにしていたが、本発明においては、この第２の駆動工程は、これ以外にもさまざまな制御手法（変形例）が考えられる。

第１に、上記実施形態では、作業者自身が、旋回の途中で「手動で」第２モータ２８の電源をオフとするようにしていたが、制御手段での切り換えによって自動的にオフとされるようにしてもよい。このためには、その時点での蓋体１６の旋回角度を検出あるいは確認する手段（旋回開始からの経過時間のカウントで代用してもよい）を備えた上で、前記制御手段として、『蓋体１６の旋回の起点（旋回角度０度）から特定の旋回角度θ１まで、第１モータ２４および第２モータ２８で蓋体１６の駆動シャフト（旋回軸）２２を駆動する第１の駆動工程と、前記特定の旋回角度θ１以降、第１、第２モータ２４、２８の少なくとも一方（例えば第２モータ２８）を別の駆動態様（例えばオフとする制御態様）で駆動する第２の駆動工程と、を切り換える』制御手段を、旋回装置１２に備えるようにすればよい。

また、例えば、第１、第２モータのいずれかがインバータ制御機構を有している場合には、第２の駆動工程は、該インバータ制御機構を有している方のモータを、有していない方のモータに対して相対的に「減速する」ように切り換える工程としてもよい。これにより、基本的に先の実施形態と同様の作用を得ながら、当該「減速の程度」により、減速された方の駆動系での開時制動面に掛け得るトルクをより積極的に調整することができる。

また、いずれかのモータがインバータ制御機構を有している場合には、第２の駆動工程は、該インバータ制御機構を有している方のモータを、有していない方のモータに対して相対的に「増速する」ように切り換える工程としてもよい。このようにしても、結果として基本的に先の実施形態と同様の作用を得ながら、当該「増速の程度」により、相対的に遅くなった方の駆動系での開時制動面に掛け得るトルクを間接的に調整することができる。また、この一方のモータの回転速度を他方に対して増速する手法では、「第１、第２モータに負荷があまり掛かっていないとき（Ｂの領域）では、蓋体の旋回速度を積極的に速める」という新たな効果が得られる。これにより、蓋体が１８０度にまで開き切るまでの時間をより短縮することができるようになる。

もちろん、一方のモータを減速するとともに、他方のモータを増速するようにしてもよい。モータの数も２個に限定されない。３個以上有している場合には、順に電源をオフとすることで、駆動力や制動力の急変を緩和することもできようになる。

また、一方のモータがインバータ制御機構を有している場合には、該一方のモータに対して、電流制限をかけることにより発生トルクを制限する方法を用いてもよい。これにより、トルク制限を掛けられなかったモータの負荷が必然的に大きくなり、滑りが大きくなって回転速度が低下する。一方、トルク制限を掛けられた方のモータは、受け持つトルクが小さい分（負荷が軽いため）小さな滑りで速い回転を維持することができ、結果として共通ベベルギヤの第１、第２ベベルピニオンを共通ベベルギヤの開時駆動面および開時制動面の双方にそれぞれ噛合させることができる。

なお、「一方のモータを減速する」という作用に着目するならば、（必ずしもインバータ制御機構を有していなくても、代わりに電磁ブレーキや摩擦ブレーキ等のブレーキ機構を備えてさえいれば）該ブレーキ機構を備えた一方のモータに対してのみ、制動を掛けることでも同様の作用効果を得ることができる。また、「制動の程度」により、減速された方の駆動系での開時制動面に掛け得るトルクを積極的に調整することもできる。つまり、本発明において、「モータの駆動態様を変える」とは、モータ自体を制御する態様を変える場合だけでなく、モータに付随する装置を制御することによってモータの駆動態様を変える場合も含まれる。

ところで、上記実施形態においては、第１駆動系３４の第１ベベルピニオン２６と第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０が、（第１、第２駆動系３４、３６に兼用の）単一の共通ベベルギヤ（動力伝達部材）３２に同時に噛合する構成が採用されていた。しかしながら、本発明は、必ずしもこのような構成でなくても実現可能である。

この具体的な構成例を図５および図６に示す。

この実施形態では、第１モータ８８、および第１駆動系９０の最終段に第１ベベルピニオン（図示略）および該第１ベベルピニオンと噛合する第１ベベルギヤ９２を有する第１減速機９４と、第２モータ９６、および第２駆動系９８の最終段に第２ベベルピニオン（図示略）および該第２ベベルピニオンと噛合する第２ベベルギヤ１００を有する第２減速機１０２を備えている。

また、第１減速機９４の最終段の第１ベベルギヤ９２が固定された出力軸（出力部材）９５および第２減速機１０２の最終段の第２ベベルギヤ１００が固定された出力軸（出力部材）１０１が、単一の被駆動部材（動力伝達部材）である駆動シャフト（旋回軸）１０４にキー１０６、１０８を介して連結されている。

この実施形態にあっては、第１駆動系９０の第１ベベルピニオンと第１ベベルギヤ９２、および、第２駆動系９８の第２ベベルピニオンと第２ベベルギヤ１００が、開時駆動面と開時制動面をそれぞれ独自に有していることになる。

しかし、このような構成であっても、例えば、第２駆動工程において、速度が遅くなるように駆動態様が変えられたモータ（第１モータ８８または第２モータ９６）が取付けられている側の駆動系では、当該駆動系のベベルピニオンとベベルギヤが該ベベルギヤの開時制動面側で当接するようになる。また、速度が変わるような制御の変更が特に行われなかった方の駆動系では、開時駆動面での当接がそのまま維持されることになる。これは、上記実施形態における第１駆動系３４と第２駆動系３６の共通ベベルギヤ３２に対する第１ベベルピニオン２６または第２ベベルピニオン３０の当接態様と同等であり、被駆動部材である駆動シャフト２２に対する作用とも同等である。したがって、この構成によっても、上記構成と同様の基本的な作用を得ることができる。

さらに、この実施形態に係る構成では、第１、第２減速機９４、１０２自体は、通常の（独立した単体の）減速機を使用することができる。そのため、他の用途にも使用可能な汎用の減速機を使用することができるという大きなメリットが得られる。より具体的にメリットの例を挙げると、例えば、一般にベベルピニオンとベベルギヤの製造を行う場合、両者は「ペア」で製造される。すなわち、仕上げ工程において、微細な砥粒の存在する環境下でいわゆる馴染み運転を行い、両者の歯当たりを調整する作業等が行われる。先の実施形態では、１つのべべルギヤに２つのベベルピニオンが噛合するため、この調整作業の実行が実際には困難な場合があると考えられる。しかしながら、この実施形態では、２セットのベベルピニオンとベベルギヤの歯当たりを１セットずつ別々に調整した汎用の減速機を使用できるため、駆動系の製造が容易である。そのため、コスト的、あるいは納期的な面で、この構成の方が先の実施形態よりも、むしろ有利になる場合も多いと考えられる。

図７および図８に、さらに他の実施形態の一例を示す。

先の実施形態においては、いずれも最終段の減速機構に直交減速機構が採用されていたが、この実施形態では、最終段に、平行軸減速機構１１０が採用されている。第１駆動系１１４は第１モータ１１１によって駆動され、第２駆動系１１８は第２モータ１１３によって駆動される。第１駆動系１１４の最終段の第１スパーピニオン１１６、および第２駆動系１１８の最終段の第２スパーピニオン１２０がそれぞれ第１、第２歯車に相当し、第１スパーピニオン１１６、および第２スパーピニオン１２０が同時に噛合しているスパーギヤ１２２が、動力伝達部材に相当している。

この実施形態では、平行軸減速機構１１０が採用されていることから、先の実施形態よりもさらに低コストでの製造が実現できる。また、２つの第１、第２スパーピニオン１１６、１２０と１つのスパーギヤ１２２の噛合についても、先の実施形態のような直交系ほどは、シビアな歯当たり調整を必要としないため、この面でもより低コストな製造が可能である。

なお、上記実施形態においては、第１、第２モータおよび第１、第２駆動系は、いずれも同一の（構成および容量の）ものが使用されていた。しかしながら、本発明は、必ずしも第１、第２モータ、あるいは第１、第２駆動系は同一の構成、あるいは容量である必要はない。特に、モータの容量が異なると、駆動力あるいは旋回角度に応じて負荷が変わってきたときの両モータの滑り特性が異なってくるため、速度の変化に対する影響や、回生制動時の制動特性も異なってくる。これは、換言するならば、より１台１台の旋回装置の個別的な事情により合致した特性を得ることができるようになる可能性が高くなるということであり、設計の自由度が拡大する。また、それぞれの駆動系の構成を異ならせることにより、より好ましい作用効果が得られることもある。例えば、常に駆動している側の最終段をベベルギヤセットで構成し、電源をオフとする側の駆動系をハイポイドギヤセットあるいはウォームギヤセットで構成することにより、常に駆動している側の駆動効率を高く維持しながら、電源がオフとされた側で発生される逆駆動抵抗（制動力）をより高める設計が可能である。

なお、上記実施形態においては、電気的ノイズの発生低減、および低コスト化を意図して、特定の旋回角度θ１、θ２における駆動工程の切り換えを作業者が手動で行うようにしていたが、旋回角度θ１だけでなく、θ２における駆動工程の切り換えについても、旋回装置自体にこの切り換え機能を持たせるように制御手段を構成してもよいのは言うまでもない。

また、上記実施形態においては、いずれもバックラッシが不可避的に存在する歯車減速機構にて第１、第２駆動系が構成される例が示されていた。しかし、例えば、旋回体の駆動系が、トラクションローラによる駆動やプーリによる駆動のように、それ自体にはバックラッシがない駆動機構で構成されているような場合であっても、駆動系全体の中にキーやスプライン等が存在し、この部分でバックラッシが発生する虞がある場合にも、本発明は有効に適用可能である。

また、上記実施形態においては、旋回体が水平から水平まで１８０度旋回する例が示されていたが、鉛直位置を跨ぐ旋回である限り、旋回の具体的な角度は問われない。

ここで、これまでの実施形態では、「特定の旋回角度以降は、別の駆動態様で駆動するようにするように制御する」構成を採用していた。すなわち、一方の駆動系が他方の駆動系に対して、旋回角に依存して相対的に「制動」として機能するように構成していた。

しかし、本発明は、敢えて特定の旋回角度で駆動態様を切り換えなくても、例えば、第１駆動系の構成と第２駆動系の構成に適正な「差別化」を行うことにより、自動的に同様な切り換えが行われるように構成することもできる。

以下、この第１駆動系の構成と第２駆動系の構成を「差別化」するタイプの実施形態の例について詳細に説明する。

このタイプの実施形態では、例えば、先ず、第１モータによって駆動される第１駆動系と第２モータによって駆動される第２駆動系を用意し、この第１駆動系と第２駆動系の動力が（共通の）動力伝達部材に同時に伝達されるように構成する。その際、第１駆動系と第２駆動系で差別化がなされる。差別化の第１の例としては、第１駆動系の減速比と第２駆動系の減速比を異ならせる構成が考えられる。差別化の別の一例としては、第１駆動系の第１モータの容量と第２駆動系の第２モータの容量を異ならせる構成が考えられる。

これらの差別化により、駆動系のバックラッシの反転によって旋回体に位置ずれが発生するのを防止できる。

以下、減速比を異ならせることによって差別化する例から、より具体的に説明する。

この実施形態においても、基本的なハード構成としては、例えば既に説明した構成（図１〜図３の構成）を利用できる。ただし、この実施形態では、第２駆動系３６の減速比Ｇ２が、第１駆動系３４の減速比Ｇ１に対して、いずれかの歯車の歯数を僅かだけ（例えば１〜２だけ）多く（または少なく）することによって、僅かだけ大きくなるように設定している（減速比Ｇ１＜減速比Ｇ２）。この第２駆動系３６の減速比Ｇ２の減速比の変更は、具体的には第２駆動系３６のどの部位の歯車の歯数を変えることによって行ってもよい。第２駆動系３６の特定の歯車の歯数を変えることによって第２駆動系３６全体の減速比Ｇ２がどの程度変わってくるかは、変える部分の歯車の種類および歯数によって異なる。このため、第１、第２駆動系３４、３６の間に発生させようとする全体の「速度差」を考慮して、適宜の部位の歯車の歯数を僅かだけ変えるようにすればよい。なお、どの程度変えるべきは、後述するように、意図する設計手法に依る。

第１駆動系３４の減速比Ｇ１と第２駆動系３６の減速比Ｇ２が異なっていたとしても、共通ベベルギヤ３２および該共通ベベルギヤ３２と一体的に回転する駆動シャフト２２は、（剛体であるため）特定の回転速度で回転する。この回転速度は、さまざまな要素、例えば、減速比Ｇ１とＧ２の比、蓋体１６に現に掛かる旋回負荷、第１、第２誘導モータ２４、２８の同期回転速度に対する滑り率−トルク特性等に依存して決まる。旋回負荷は、旋回開始からの旋回角度θによってリアルタイムで変化するため、第１、第２誘導モータ２４、２８の滑りもリアルタイムで変化し、したがって蓋体１６の実回転速度もリアルタイムで変化する。

但し、第１駆動系３４も第２駆動系３６も駆動シャフト２２を同一の方向（蓋体１６の開方向）に駆動しているため、蓋体１６の旋回が停滞したり、戻ったりすることはない。

第１、第２駆動系３４、３６の減速比Ｇ１、Ｇ２が異なる場合の代表的な設計例を以下に２つ示す。

第１の設計例は、第１、第２誘導モータ２４、２８の容量を、大きめに確保し、かつ減速比Ｇ１、Ｇ２の相違を比較的大きめに設定することで、旋回開始時を含め第２ベベルピニオン３０を、常時、共通ベベルギヤ３２と「開時制動面」で噛合させる設計である。第２の設計例は、比較的小さめの容量の第１、第２誘導モータ２４、２８を用い、かつ減速比Ｇ１、Ｇ２の相違を比較的小さめに設定することで、旋回負荷の高い旋回開始時には、第１、第２ベベルピニオン２６、３０の双方が共通ベベルギヤ３２の「開時駆動面」で噛合して蓋体１６の駆動に寄与する設計である。

前述したように、「開時駆動面」とは、「蓋体１６を開くときに第１ベベルピニオン２６または第２ベベルピニオン３０が共通べべルギヤ３２を駆動するときに当接する駆動側の歯面」を指す。また、「開時制動面」とは、「蓋体１６を開くときに第１ベベルピニオン２６または第２ベベルピニオン３０が共通べべルギヤ３２を制動するときに当接する制動側の歯面（開時駆動面と反対側の歯面）」を指す。なお、第１、第２のいずれの設計例においても、減速比Ｇ１、Ｇ２の具体的な値は、意図する動作が実現できるように適切に設定されればよく、特に限定されない。

第１の設計例から説明する。

第１の設計例は、比較的小さな滑り率でも蓋体１６を駆動できるように、第１、第２誘導モータ２４、２８の容量を、大きめに確保し、かつ減速比Ｇ１、Ｇ２の相違を比較的大きめに設定するものである。これにより、第１駆動系３４の第１ベベルピニオン（第１歯車）２６を、常時、共通ベベルギヤ（動力伝達部材）３２と開時駆動面で噛合させ、かつ第２駆動系３６の第２ベベルピニオン（第２歯車）３０を、常時、共通ベベルギヤ３２と「開時制動面」で噛合させることができる。

より具体的に説明すると、第１、第２誘導モータ２４、２８の容量が大きい場合、蓋体１６は、比較的小さな滑り率（同期回転速度に近い回転速度）で駆動される。このため、減速比Ｇ１とＧ２の相違によってもたらされる第１、第２駆動系３４、３６の回転速度の相違がこの滑り率よりも大きくなり、第１ベベルピニオン２６は共通ベベルギヤ３２と開時駆動面で噛合し、第２ベベルピニオン３０は共通ベベルギヤ３２と開時制動面で噛合するようになる。蓋体１６との速度差は第１、第２誘導モータ２４、２８の滑りで吸収される。

この噛合態様は、蓋体１６が鉛直位置に近づいても変わらない。したがって、従来ならばバックラッシが反転してしまうような鉛直位置を越えた位置まで旋回が進行してきても、第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０が、常に、共通ベベルギヤ３２に対して回生制動力を与え続けており、蓋体１６が位置ずれを起こす現象を効果的に回避することができる。

蓋体１６が鉛直位置を越えると、蓋体１６の自重が旋回速度を速めようとする方向に働くようになるが、第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０が共通ベベルギヤ３２の開時制動面で噛合して強い回生制動力を与え続けるため、蓋体１６は、暴走することなくゆっくりと開操作を継続する。

このときの第１ベベルピニオン２６の噛合状態（開時駆動面での噛合か、開時制動面での噛合か）は、第２駆動系３６側の回生制動力の強さ、および蓋体１６のそのときの旋回負荷（マイナス負荷）の強さに依る。この第１の設計例では、第１、第２誘導モータ２８の容量が大きいため、第１誘導モータ２４は、共通ベベルギヤ３２の開時駆動面で（軽負荷で）噛合することが多いと考えられる。速度差分は、第１誘導モータ２４での滑りで吸収される。もし、第２誘導モータ２８の回生制動力だけでは十分な回生制動ができず、第２誘導モータ２８の同期回転速度よりも実回転速度がかなり速くなるときは、第１誘導モータ２４も開時制動面側で噛合するようになり、第１、第２誘導モータ２４、２８の双方の回生制動力にて蓋体１６の支持がなされる。

いずれにしても、蓋体１６の開操作に当たっては、第１、第２誘導モータ２４、２８の電源をオンとするだけで、特別な制御を全く行うことなく、バックラッシの反転による位置ずれの生じない旋回駆動を行うことができる。

次に、第１、第２駆動系３４、３６の減速比Ｇ１、Ｇ２を異ならせる場合の第２の設計例について説明する。この第２の設計例は、比較的小さめの容量の第１、第２誘導モータ２４、２８を用い、誘導モータの「負荷が掛かると滑り率が大きくなる特性」を、積極的に活用したものである。

すなわち、この第２の設計例では、旋回負荷の高い旋回開始時には、第１、第２ベベルピニオン２６、３０の双方が共通ベベルギヤ３２の開時駆動面で噛合し、鉛直位置の近傍で第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０が開時制動面側で噛合し、その後は、第１、第２ベベルピニオン２６、３０の双方が共通ベベルギヤ３２の開時制動面で噛合する。

より具体的には、第１、第２誘導モータ２４、２８の容量（基本的な発生トルク）があまり大きくない場合、回転速度が速く設定されている第１駆動系３４の第１ベベルピニオン２６は、共通ベベルギヤ３２側の開時駆動面で噛合し、旋回角度θが小さいときの大きな旋回負荷を受けることによって大きく滑る。この滑りにより、第２駆動系３６の第２ベベルピニオン３０の回転速度を下回るほどに回転速度が低下すると、結局、第１ベベルピニオン２６と第２ベベルピニオン３０の双方が滑りを伴って共通ベベルギヤ３２の開時駆動面で噛合するようになる。

第２誘導モータ２８の滑りは、第２駆動系３６の減速比が大きい分、第１誘導モータ２４の滑りよりも小さい。しかし、第２駆動系３６は、第１駆動系３４よりも減速比が大きいため、（第２誘導モータ２８の滑りが小さくて発生トルクが小さくても）第２ベベルピニオン３０から共通ベベルギヤ３２に伝達されるトルクはそのまま小さくはない。結局、第１ベベルピニオン２６と第２ベベルピニオン３０の負担する負荷がほぼ同一となるような第１、第２誘導モータ２４、２８の滑り率（あるいは蓋体１６の回転速度）にて第１、第２駆動系３４、３６がバランスし、両駆動系３４、３６が共同して蓋体１６の駆動に寄与するようになる。

しかしながら、やがて、蓋体１６の旋回角度θが鉛直位置の近傍に近づくに従って、旋回負荷は急減していくため、第１誘導モータ２４の滑りが僅かとなり、（先の第１の設計例と類似した状態となって）第２ベベルピニオン３０は、開時制動面で噛合するようになり、共通ベベルギヤ３２に対して回生制動力を与える。そして、旋回角度θが鉛直位置を越えて全開に近づいてゆくと、第１ベベルピニオン２６も開時制動面で噛合するようになって、第１、第２誘導モータが共同して回生制動力を発生する状態が形成される。

この第２の設計例では、第１、第２誘導モータ２４、２８として、容量の小さなモータを使用することができ、小型、低コストで、取り扱いの容易な旋回装置を得ることができる。

次に、第１駆動系と第２駆動系の差別化を第１、第２誘導モータ２４、２８の容量の相違（基本的な発生トルクの大小）によって行う設計例（第３の設計例）について説明する。

今、例えば、基本的に一方のモータのみで蓋体１６を駆動することができるような大きな容量のモータとこれより小さな容量のモータとを用意したとする（減速比は、同一でも異なっていてもよい、ここでは理解を容易にするために同一であると仮定して説明する）。

第１誘導モータ２４よりも第２誘導モータ２８の方が容量が大きい誘導モータであるとすると、この場合、大きな容量の第２誘導モータ２８は、小さな容量の第１誘導モータ２４と同じトルクを受け持つ場合に滑りが小さい（速い回転速度で回転できる）。

第１、第２誘導モータ２４、２８の電源をオンとすることで蓋体１６の駆動が開始されると、容量が大きな第２誘導モータ２８は、滑りを伴いながらも、蓋体１６の旋回負荷を受け止め、同期回転速度よりも（小さな）滑りの分だけ遅い回転速度で蓋体１６を駆動する。即ち蓋体１６は、基本的に第２誘導モータ２８の滑りで規定される回転速度で旋回する。

このとき、容量の小さな第１誘導モータは、同じトルクを出力するには、より遅い回転速度とならなければならない状況にある。しかるに、共通ベベルギヤ３２は、それよりも速い回転速度で現に回転している。第１誘導モータ２４は、この回転速度（滑り率）では、共通ベベルギヤ３２をより速く回転させるだけのトルクを出力することはできない。一方、共通ベベルギヤ３２の側は、（第２駆動系３６での駆動により）第１ベベルピニオン２６を駆動し得る大きな回転トルクで回転している。したがって、第１ベベルピニオン２６は、結局、共通ベベルギヤ３２の開時制動面で噛合し、むしろ共通べべルギヤ３２側から回転トルクを受けることになる。これは、蓋体１６の開操作に対し、抵抗となる状態で（回生制動を発生する状態）で回転することを意味する。

鉛直位置に近づき、旋回負荷が変わっても（軽くなっても）旋回負荷が正である限り、第１ベベルピニオン２６が開時制動面側で噛合するという状況は変わらない。鉛直位置を越えて従来ならばバックラッシが反転するような位置にまで蓋体が旋回してきた場合、従来ならば、進行方向後側に存在していたバックラッシ分の位置ずれが発生したが、本実施形態では、旋回負荷が反転したときに、第１ベベルピニオンは既に共通べべルギヤ３２の開時制動面側で噛合しているため（バックラッシはなく）、直ちに回生制動を増大させ得る状況にある。そのため、このように容量の異なる二つのモータを用いても、位置ずれが発生するのを、第１駆動系３４側の回生制動によって回避することができる。なお、鉛直位置を過ぎて蓋体１６の自重の影響が大きくなると、第１誘導モータ２４および第２誘導モータ２８の双方に対して回生制動が掛かるようになる。

このように、減速比の相違の差別化、およびモータ容量の差別化のいずれの差別化においても、上記第１〜第３設計例にあっては、電気的な制御を全く行う必要がない。すなわち、蓋体１６の旋回開始時に第１、第２誘導モータ２４、２８の電源をオンとし、旋回終了時にオフとするだけで、蓋体１６の開操作の開始から終了まで、蓋体１６のバックラッシの反転による位置ずれがなく、しかも、蓋体１６を十分にコントロールできる旋回を行うことができる。

なお、蓋体１６を閉めるときは、上記開操作と第１、第２誘導モータ２４、２８の回転方向が逆になり、旋回開始位置と旋回終了位置が上記とは逆になるだけで、全く同様な作用が得られる。

また、本実施形態では、第１駆動系３４の第１ベベルピニオン（第１歯車）２６の動力と、第２駆動系３６の第２ベベルピニオン（第２歯車）３０の動力が、共通の単一の動力伝達部材である共通ベベルギヤ（単一の歯車）３２に伝達されるように構成され、かつ、この共通ベベルギヤ３２が、各駆動系３４、３６の最終減速機構（最終段）４２、８４の歯車であるため、この部分でのバックラッシをなくすことにより、蓋体１６の位置ずれ現象を非常に効果的に解消することができる。

また、本実施形態では、最終減速機構４２、８４が直交減速機構であるため、半導体製造装置１４から第１、第２駆動系３４、３６が突出する距離Ｌ１を最小限に抑えることができ、この点でも、半導体製造装置１４全体の小型化を実現できている。

さらに、採用されている第１、第２誘導モータ２４、２８は、一般的な誘導モータであり、旋回のための制御を全く必要としないため、低コストである。また、この特別な制御を必要としないという作用効果は、単にコスト的な面だけでなく、半導体製造装置１４の蓋体１６の旋回装置１２は、旋回の制御系から発散される電気的ノイズを極端に嫌うため、当該「電気的ノイズの低減」という意味でも有効である。

なお、以上の説明では、減速比を異ならせる設計例について２例、モータ容量を異ならせる設計例について１例のみを掲げていたが、本発明は、必ずしもこれらの設計例のみに限定されるものではない。特に、モータ容量による差別化にあっては、蓋体１６の旋回負荷が「大きな正」の値から「小さな正」、「０」、「負」の値へと変化するものであり、また、誘導モータの滑りの度合い（回転速度）がこの旋回負荷に依存すると共に、依存の程度（滑り−負荷特性）が、モータ容量ごとに異なるものであるため、これらの特性を利用して２つの駆動系に速度差を発生させる設計は、具体的にはこのほかにも種々の設計が考えられる。

さらに、本発明では、速度比による差別化とモータ容量による差別化を組み合わせるようにしてもよく、この場合、設計の自由度は格段に広がり、無駄がなく（小さな容量の誘導モータを使用でき）、かつ鉛直位置近傍でより確実に制動を効かせることもできるようになる。

なお、本発明においては、誘導モータの数（駆動系の数）も２個（２系統）に限定されない。例えば、３個の誘導モータを有している場合には、１個の共通べべルギヤにそれぞれのベベルピニオンを同時に噛合させるようにすればよい。この場合、全ての駆動系に減速比、あるいは容量についての差別化をしてもよく、特に差別化されていないグループがあってもよい。あるいは、この「１対の誘導モータ」については減速比による差別化、この「１対の誘導モータ」については容量による差別化、というように組み合わせてもよい。これにより、一層きめ細かく旋回体をコントロールできるようになるだけでなく、１個当たりの誘導モータの容量をさらに低減することができるようになる。

なお、このような減速比やモータ容量で差別化する場合においても、先の図５、図６を用いて説明したような、２つの減速機を共通の駆動シャフト（旋回軸）に連結する構成や、図７、図８を用いて説明したような、最終段に、平行軸減速機構を使用する構成を同様に採用することができる。

さらには、先の旋回角度に依存した制御に係る実施形態を採用する場合を含め、図９〜図１１に示されるような構成を採用することもできる。

図９（Ａ）、（Ｂ）に示した例では、基本構成は、図５、図６で説明した構成と共通している。なお、先の実施形態と実質的に同様の部分には、同一の符号を用い、重複説明は省略する。具体的には、第１駆動系９０を有する第１減速機９４と、第２駆動系９８を有する第２減速機１０２とを備え、第１減速機９４の（ホロー構造の）出力軸（出力部材）９５と第２減速機１０２の出力軸（出力部材）１０１が、駆動シャフト（旋回軸）１０４（２２相当）に連結される構成をベースとしている。

ここで、当該旋回装置１２が組み込まれている半導体製造装置（親装置）１４の蓋体１６は、設置面Ｆ上に構築した支持部材２３を介して自立している。支持部材２３は、ヒンジ機構Ｈ１を有している。具体的には、支持部材２３に設けられた貫通孔に駆動シャフト１０４が挿通され、支持部材２３との滑り接触により、あるいは軸受を介して駆動シャフト１０４が回転自在に支持されている。また、この図９の実施形態では、第１減速機９４および第２減速機１０２は、駆動シャフト１０４の両端に組み付けられ、旋回のための駆動力（または制動力）を該駆動シャフト１０４の両側から提供している。すなわち、蓋体１６のフレーム１８のアーム部材１８Ａ、１８Ｂを挟んで、駆動シャフト１０４を、両側から駆動または制動している。このため、（図５、図６の例のように）該駆動シャフト１０４が一端側から強く捻られることがなく、したがって、蓋体１６が旋回に伴って傾いたりすることがなく、機構的により円滑な旋回が可能である。

図１０（Ａ）、（Ｂ）に示した例も、やはり図５、図６を用いて説明した構成、すなわち、２つの減速機を共通の駆動シャフト（旋回軸）１０４に連結する構成をベースとしている。しかし、この実施形態では、第１減速機９４および第２減速機１０２自体が、当該旋回装置の組み込まれている半導体製造装置（親装置）１４の壁面１４Ａにプレート１５２を介して固定され、かつ、該第１減速機９４および第２減速機１０２のそれぞれのホロー構造の出力軸９５、１０１が、短い駆動シャフト１０４を一体回転可能に支持している。

この結果、第１減速機９４および第２減速機１０２は、蓋体（旋回体）１６のヒンジ機構Ｈ２を構成している。この構成は、蓋体１６を第１、第２減速機９４、１０２がもともと有しているホロー構造の出力軸９５、１０１の軸受機構（図６参照）を、駆動シャフト１０４のヒンジ機構Ｈ２として利用するものであり、先の実施形態における支持部材２３に形成したような旋回装置１２側での駆動シャフト１０４のヒンジ機構Ｈ１を省略できるようになる分、より低コスト化が可能である。

また、図１１（Ａ）、（Ｂ）は、図１０の変形例を示している。この例では、当該旋回装置１２の組み込まれている半導体製造装置（親装置）１４が、一般に蓋体１６に近い上部に真空引きをするチャンバ１４Ｂが設けられていて、変形を嫌うことを考慮している。すなわち、第１減速機９４および第２減速機１０２を、当該旋回装置１２が組み込まれている半導体製造装置１４のより強度の高いベース部（特定の部分）１４Ｃに連結した土台１６０上に固定したＬ字状の支持脚１６２を介して、該半導体製造装置１４にそれぞれ固定するようにしている。この第１減速機９４および第２減速機１０２の支持脚１６２への固定により、該第１減速機９４および第２減速機１０２自体が、ヒンジ機構Ｈ２を構成するときの固定部が形成される。

第１減速機９４および第２減速機１０２が、ヒンジ機構Ｈ２を構成する場合は、該第１減速機９４および第２減速機１０２を固定した周辺は、蓋体１６の自重や旋回トルクの反力により、変形し易いが、この構成により、変形を嫌うチャンバ１４Ｂには、蓋体１６の自重や旋回トルクの反力が掛からないため、該チャンバ１４Ｂが変形するのを最小限に抑えることができる。

なお、上記駆動系の「差別化」を行う実施形態においては、第１、第２駆動系は、いずれも歯数以外は同一の構成のものが使用されていた。しかしながら、この場合の第１、第２駆動系は必ずしも同一の構成である必要はない。例えば、駆動により寄与する側と制動により寄与する側が決まっている場合等にあっては、駆動により寄与する側の駆動系の一部をベベルギヤセットで構成し、制動により寄与する側の駆動系の一部をハイポイドギヤセットあるいはウォームギヤセットで構成することにより、全体の駆動効率を高く維持しながら、回生制動状態に入ったときの制動力をより高める設計が可能である。

さらに、上記実施形態においては、（旋回角度に依存して駆動態様を変更する実施形態を含めて、いずれも）第１、第２モータとして「誘導モータ」を用いることで、該誘導モータの有する「滑り量（回転速度）によって発生するトルクが異なる特性」や、「負荷側からの強制的な速度変更を滑りによって吸収する特性」等を有効に活用し、特に、制御系を全く有しない旋回装置を低コストで構築することに寄与させていた。しかし、本発明に係る第１、第２モータは、必ずしも「誘導モータ」でなければならないものではない。また、本発明の第１、第２モータは、必ずしもモータ自体が滑りを吸収する機能を有していなければならないものでもない。例えば、滑りを吸収するという点に関しては、駆動系内に流体継手やパウダクラッチのような滑りを許容する機構を介在させれば、（モータ自体に滑り吸収機能がなくても）問題なく、２つの駆動系の速度差を吸収することは可能である。また、第１、第２モータのいずれか一方が誘導モータでなくても（滑りを許容しないモータであっても）他方が誘導モータであれば、第１、第２駆動系の速度差を十分吸収可能である。また、いずれかまたは双方の駆動系に何らかの「制御系」を持たせるならば、双方とも誘導モータでなくても（例えば磁石モータのようなものであっても）、また、駆動系に滑りを吸収可能な機構を特に有しなくても、本発明の意図する作用効果を実現することは可能である。すなわち、本発明は、第１、第２モータの駆動に、（第１、第２モータが誘導モータの場合を含め）補助的に何らかの制御を行うことを禁止するものではない。

本発明は、重量のある旋回体を、鉛直位置を超えて旋回させる旋回装置の駆動に利用可能である。

２０１２年３月１６日に出願された日本国出願番号２０１２−０６１２３８、２０１２年３月１６日に出願された日本国出願番号２０１２−０６１２３９の明細書、図面、及び特許請求の範囲における開示は、その全体がこの明細書中に参照により援用されている。

１２…旋回装置
１４…半導体製造装置
１６…蓋体
２２…駆動シャフト
２４…第１モータ
２６…第１ベベルピニオン
２８…第２モータ
３０…第２ベベルピニオン
３２…共通ベベルギヤ
３４…第１駆動系
３６…第２駆動系
３８…前段減速機構
４０…中間減速機構
４２…最終減速機構

Claims (7)

1. 重量のある旋回体を、鉛直位置を超えて旋回させる旋回装置であって、
   第１モータ、および該第１モータによって駆動される第１減速機と、
   第２モータ、および該第２モータによって駆動される第２減速機と、を備え、
   前記第１減速機の出力部材と前記第２減速機の出力部材が、前記旋回体の旋回軸に連結され、
   前記旋回体の旋回の起点から特定の旋回角度まで、前記第１モータおよび第２モータで前記旋回軸を駆動する第１の駆動工程と、前記特定の旋回角度以降、前記第１、第２モータの少なくとも一方を別の駆動態様に変えて前記旋回軸を駆動する第２の駆動工程と、を切り換える制御手段を備え、
   前記第１減速機の前記出力部材を支持する軸受機構および前記第２減速機の前記出力部材を支持する軸受機構を前記旋回軸のヒンジ機構として利用し、前記第１減速機および第２減速機自体が、前記旋回体のヒンジ機構を構成する
   ことを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。
2. 重量のある旋回体を、鉛直位置を越えて旋回させる旋回装置であって、
   第１モータ、および該第１モータによって駆動される第１減速機と、
   第２モータ、および該第２モータによって駆動される第２減速機と、を備え、
   前記第１減速機の出力部材と前記第２減速機の出力部材が、前記旋回体の旋回軸に連結され、
   前記第１減速機の減速比と前記第２減速機の減速比が異なっており、
   前記第１減速機の前記出力部材を支持する軸受機構および前記第２減速機の前記出力部材を支持する軸受機構を前記旋回軸のヒンジ機構として利用し、前記第１減速機および第２減速機自体が、前記旋回体のヒンジ機構を構成する
   ことを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。
3. 重量のある旋回体を、鉛直位置を越えて旋回させる旋回装置であって、
   第１モータ、および該第１モータによって駆動される第１減速機と、
   第２モータ、および該第２モータによって駆動される第２減速機と、を備え、
   前記第１減速機の出力部材と前記第２減速機の出力部材が、前記旋回体の旋回軸に連結され、
   前記第１モータの容量と前記第２モータの容量が異なっており、
   前記第１減速機の前記出力部材を支持する軸受機構および前記第２減速機の前記出力部材を支持する軸受機構を前記旋回軸のヒンジ機構として利用し、前記第１減速機および第２減速機自体が、前記旋回体のヒンジ機構を構成する
   ことを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記第１、第２モータが、誘導モータである
   ことを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。
5. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記第１減速機の前記出力部材および前記第２減速機の前記出力部材は、ホロー部を有する出力軸とされ、当該ホロー部に前記旋回軸が挿入されて連結される
   ことを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。
6. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記第１減速機および第２減速機が、当該旋回装置が組み込まれている親装置の特定の部分に連結された土台上に固定された支持脚を介して該親装置に固定されている
   ことを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。
7. 請求項６において、
   前記親装置は、半導体製造装置であり、
   前記特定の部分は、前記半導体製造装置のチャンバよりも下方に位置するベース部である
   ことを特徴とする重量のある旋回体の旋回装置。

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