JPH03223021A - 特殊環境下で用いられる搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、搬送装置に関し、特に、真空環境。

各種ガス環境等の特殊環境下で用いられる搬送装置に関
する。

［従来の技術］ 半導体プロセスでは、極めて清浄なりリーンルーム内で
ウェハ等を搬送するために搬送用ロボットと呼ばれる搬
送装置が用いられる。従来の搬送用ロボットには、コン
ベアを用いる方式と移動式台車を用いる方式とがあり、
後者の一例として専用軌道に沿ってステーション間をバ
ッテリや駆動装置を搭載した台車（可動部）が走行する
ものがある。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した搬送装置は、可動部にバッテリ等を搭載してい
るために、可動部の重量が大きく、かつ構造が複雑であ
るという問題点があった。

また、可動部の重量が大きいため、所定位置で停止させ
るのが困難であり、高度の位置決め精度が要求されるも
のには適用できないという問題点があった。

さらに、従来、各種の環境下、たとえば、高度にクリー
ンな環境、高真空環境あるいは各種ガス環境下で汎用的
に用いることのできる搬送装置がなく、その出現が望ま
れていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、可動部が軽量か
つ簡略であり、種々の特殊環境下で用いることのできる
搬送装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、非磁性体のバイブによって外側の特殊環境
と内側の大気とを隔離し、特殊環境下で可動子をバイブ
に沿って搬送する搬送装置であり、パイプ内で軸方向に
沿って移動する駆動手段と、非磁性体のバイブを介して
駆動手段と可動子とを磁気的にカップリングするカップ
リング手段とを備えて構成される。

［作用コ この発明では、非磁性体のバイブによって外側の特殊環
境と内側の大気とを隔離し、バイブ内で軸方向に沿って
移動する駆動手段により、特殊環境下に置かれた可動子
を磁気的なカップリングによって移動するようにしてい
る。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の搬送装置の構成を示す断
面図であり、第２図は第１図に示す線■−■に沿う拡大
断面図である。第１図および第２図を参照して、搬送装
置の例として磁気浮上搬送装置について説明する。磁気
浮上搬送装置は、搬送対象物体を搬送するためのスライ
ダ１と、スライダ１の走行を案内する案内レールとして
機能するバイブ２とを含む。この発明が適用された磁気
浮上搬送装置は高真空環境下で用いられるが、このよう
な環境下で用いられるとき、バイブ２の外側にあるもの
だけが真空環境にさらされ、パイプ２内の内部は真空環
境から隔離されるようになっている。バイブ２の内部は
大気環境と同様な環境となっている。バイブ２としては
、非磁性の金属たとえばステンレスが用いられる。バイ
ブ２の形状は、外部と内部の圧力差が大きい場合でも変
形しないように中空円筒状となっているが、圧力差に耐
え得るものであれば、四角形状でもその他の形状でも構
わない。バイブ２は第２図に示すように支持脚３により
支持される。

スライダ１はバイブ２を跨ぐようにしてバイブ２の軸方
向（第１図に示す矢印Ａ方向）に移動自在に設けられる
。スライダ１はウェハなどの搬送対象物体を載置するた
めの台４を含む。スライダ１の前半部および後半部のそ
れぞれ一部の内周面には、軟鉄５がはめ込まれている。

軟鉄５は第２図に示すように、厚みの厚い部分と厚みの
薄い部分とが円周方向に沿って形成されている。

バイブ２の内部には、円筒状の移動部材６が設けられる
。移動部材６の端部周囲には複数個の案内用ベアリング
７が取付けられていて、移動部材６がバイブ２内部を矢
印Ａ方向に円滑に移動できるようになっている。各案内
用ベアリング７はばね８によりバイブ２の内周面に押付
けられていて、移動部材６はバイブ２の半径方向および
円周方向には動かないようになっている。

スライダ１を電磁吸引力により浮上させ、かつスライダ
１と移動部材６とを磁気的にカップリングさせるために
、移動部材６の前半部および後半部にはそれぞれ一部の
電磁石９が設けられる。電磁石９は第２図に示すように
、移動部材６の周囲に放射状に設けられる。電磁石９は
、たとえば硅素鋼板からなる電磁石コアと、電磁石コア
の周囲に巻回されたコイル１０とを含む。第３図に示す
ように、移動部材６の前半部の電磁石９ａと、後半部の
電磁石９ｂとはそれぞれ対応する軟鉄５ａおよび５ｂに
対し、少しずらして配置される。これは、電磁石９と対
応する軟鉄５との間に吸引力を生じさせ、図示しない制
御回路によりダンピング効果が得られるようにするため
である。電磁石９と軟鉄５との間の隙間を検知するため
に、電磁石９の近傍には変位センサ１１が設けられる。

変位センサ１１に対向するようにして、スライダ１には
センサターゲット１５か設けられる。非磁性金属のバイ
ブ２を介して検出されたセンサターゲット１５と変位セ
ンサ１１のギャップに対応した変位センサ出力は上記制
御回路にフィードバックされ、電磁石９と軟鉄５との間
の隙間は常に一定となるように制御される。

なお、正確なギャップの検出が行なえるようにするため
に、好ましくは、上記非磁性金属のバイブ２は第１図に
示すように、低インピーダンスの抵抗１６を介してセン
サ回路の接地端子に接続される。これは、変位センサ１
１およびこれに隣接した電磁石９の搬送波による磁束変
化によりバイブ２に渦電流が生じ、この渦電流により変
位センサ１１が影響を受けるので、これを防止するため
である。

この実施例では、スライダ１の円周方向の位置制御は、
第２図に示すように、電磁石９の磁極面とそれに対向す
る軟鉄５との間に働く磁気吸引力の復元力によって自動
的に行なう。したがって、この実施例では、スライダ１
の円周方向の位置に関して能動的に制御する手段を設け
ていない。上記復元力を強化するために、第４図に示す
ように電磁石９あるいは軟鉄５を円周方向に少しずらし
て配置してもよい。このように配置することにより、復
元力が増大するわけは、円周方向分力が生じやすくなる
ためである。

第５図および第６図はこのように配置した場合の復元力
（円周方向のモーメント）を説明するための図である。

第５図に示すように、電磁石の磁極面９ｃと軟鉄５ｃと
の間の吸引力と、電磁石の磁極面９ｄと軟鉄５ｄとの間
の吸引力が等しい場合には、円周方向のモーメントはＯ
である。この状態から時計方向に少しずれて第６図に示
すような状態になると、反時計方向のモーメントが生じ
、第５図に示す状態に戻ることになる。

なお、復元力を強化するために、第７図に示すように軟
鉄５の厚みに段差を設けてもよい。

第１図において、移動部材６の一端には、タイミングベ
ルト１２の一端が取付けられ、移動部材６の他端にはタ
イミングベルト１２の他端が取付けられる。タイミング
ベルト１２は、２つのプーリ１３ａ、１３ｂにかけられ
ていて、このうち−端のプーリ１３ａはタイミングベル
ト駆動用モータ１４から回転力が与えられるようになっ
ている。

上述の説明かられかるように、スライダ１を移動するた
めの駆動部がバイブ２内にパックされているので、駆動
部を有するバイブ２を所望の場所に設置し、バイブ２の
外周にスライダ１を取付けるだけで磁気浮上搬送装置を
設置することができる。したがって、簡単な取付は工事
で搬送装置を取付けることができる。

また、スライダ１は、バッテリなどの重量物が設けられ
ていないので、軽量であり、簡単な構造である。

さらに、硅素鋼板からなる電磁石１機械的に接触する部
材およびコード類等はすべて真空環境から隔離されたバ
イブ２内部にあるので、真空環境が汚染されることはな
い。

上述のごとく磁気浮上搬送装置を構成し、タイミングベ
ルト駆動用モータ１４を駆動すると、プーリ１３ａが回
転し、それに伴ってタイミングベルト１２が移動し、移
動部材６がバイブ２内部を矢印Ａ方向に移動する。一方
、スライダ１は移動部材６に取付けられた電磁石９とス
ライダ１に取付けられた軟鉄５との磁気的作用による電
磁吸弓力により浮上し、かつ移動部材６と結合するため
、移動部材６の移動に応じて、スライダ１はバイブ２に
沿って走行する。

なお、上述の実施例では、タイミングベルトにより移動
部材６を移動させたが、タイミングベルトの代わりにボ
ールねじを用いてもよい。

また、電磁石と軟鉄との配置のうち、第４図ないし第７
図に示す復元力を強化する部分は円周上の一部に設けて
もよく、全周にわたって設けてもよい。

上述の実施例では、特殊環境として、真空環境の場合に
ついて説明したが、これに限らず、この実施例の磁気浮
上搬送装置は特殊なガス環境で用いることができる。こ
の場合において、真空あるいはガス環境等の特殊な環境
下に置かれるバイブ２およびスライダ１は、その環境に
適した材料であれば、金属以外の材料を用いて構成して
もよい。

第８図はこの発明の他の実施例の搬送装置を示す断面図
である。次に、第８図を参照して、この発明の他の実施
例について説明する。

この実施例においても、非磁性金属からなるバイブ２に
よって内側の大気環境と外側の真空環境とが隔離されて
いる。大気中の移動部材６は案内用ベアリング７により
案内され、パイプ２内に設けられたタイミングベルト１
２を介してタイミングベルト駆動用モータ１４により矢
印Ａ方向に駆動される。この移動部材６には、永久磁石
２１が装着されている。

一方、真空環境下のスライダ１は、バイブ２の外面には
め込まれており、スライダ１には、バイブ２に沿って走
行するための走行用ベアリング２２が装着されている。

走行用ベアリング２２によって環境を汚染しないために
、走行用ベアリング２２およびこのベアリングが転走す
るバイブ２の外面には、たとえば銀のイオンブレーティ
ングが施され、潤滑油などを用いなくとも、ベアリング
が滑らかに回転するようになっている。

また、スライダ１には、大気環境下にある移動部材６の
永久磁石２１と吸引して磁気カップリングを構成するた
めの永久磁石２３が装着されている。

タイミングベルト駆動用モータ１４を駆動すると、プー
リ１３ａが回転し、それに伴なってタイミングベルト１
２が移動し、タイミングベルト１２に取付けられた移動
部材６がバイブ２内部を矢印入方向に移動する。スライ
ダ１は、移動部材６に装着された永久磁石２１とスライ
ダ１に装着された永久磁石２３との磁気カップリングに
より、移動部材６の移動に応じて、バイブ２に沿って走
行する。

この実施例においても、第１図に示す磁気浮上搬送装置
と同様、駆動部はバイブ２内にパックされており、スラ
イダ１は軽量かつ簡略化されている。また、スライダが
走行する真空環境は汚染されないようになっている。

なお、上述の実施例では、スライダ１．移動部材６の双
方に永久磁石を装着したが、そのうちの一方は磁性部材
であってもよい。また、上述の実施例では、スライダは
走行用ベアリングの回転によってバイブの外面上を走行
するようにしているが、ベアリングの代わりにバイブの
外面とスライダの内面を接触させて、スライダをバイブ
の外面に沿って摺動させるようにしてもよい。この場合
にも、スライダの内面およびバイブの外面に上記イオン
ブレーティングを施すとよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、パイプ内に可動子を
駆動するための駆動手段を設け、バイブの外面に沿って
移動する可動子には、能動的な部品あるいは部材を設け
ないようにしたので、可動子は軽量となり、位置決め精
度が向上する。また、可動子の構造が簡略になる。

さらに、環境を汚染する恐れのある駆動手段をバイブに
よって特殊環境下から隔離するようにしたので、特殊環
境の汚染は防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は二の発明の一実施例の搬送装置の構成を示す断
面図である。第２図は第１図に示す線■−Ｈに沿う拡大
断面図である。第３図は第１図に示す搬送装置の軸方向
における電磁石と軟鉄の配置を示す図である。第４図は
第２図の円周方向における電磁石と軟鉄との配置を示す
図である。第５図および第６図は第２図に示す搬送装置
において、移動部材に対してスライダの位置が相対的に
ずれた場合に生ずる復元力を説明するための図である。 第７図は第２図に示すスライダにはめ込まれた軟鉄の断
面形状の変形例を示す図である。第８図はこの発明の他
の実施例の搬送装置の構成を示す断面図である。 図において、１はスライダ、２はバイブ、５は軟鉄、６
は移動部材、７は案内用ベアリング、９は電磁石、１２
はタイミングベルト、１４はタイミングベルト駆動用モ
ータ、２１および２３は永久磁石、２２は走行用ベアリ
ングを示す。 第２図 第３図 ８４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非磁性体のパイプによって外側の特殊環境と内側の大気
   とを隔離し、特殊環境下で可動子を前記パイプに沿って
   搬送する搬送装置であって、前記パイプ内で軸方向に沿
   って移動する駆動手段と、 前記パイプを介して前記駆動手段と前記可動子とを磁気
   的にカップリングするためのカップリング手段とを備え
   、 前記パイプ内の大気中で前記駆動手段を軸方向に駆動す
   ることにより、前記特殊環境中の前記可動子を軸方向に
   搬送することを特徴とする、特殊環境下で用いられる搬
   送装置。