JPH0637014B2 - 移送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本発明は対象物を移送する能動構造に関するものであ
り、特にワークステーション相互間で工作物を移動させ
る丸形クランク軸と駆動棒のアセンブリに関するもので
ある。

Ｂ．従来技術 現在利用できる技術では、直線的又は非直線的にある距
離だけ対象物を運ぶ機械的、電気機械的装置は実に多種
多様である。製造業での組立ライン出現以来、工具や工
作物を一定の距離運ぶため多くの装置、機構が開発され
ている。

このような従来技術の例として米国特許第４０７５９４
９号がある。「カート・プッシング装置」（CART PUSHI
NG APPARATUS）と題し、整列した複数のカートを所定経
路に沿って間欠的に押す装置について説明している。こ
の装置には一対の揺動押し棒があり、この上に複数のラ
グ突起が並び、これがカートの下面の一部に係合して、
押し棒が前方へ動くときにカートを前へ押す。押し棒が
逆方向へ動くとき、ラグはカートから離れ、これによっ
てカートは静止状態に保たれる。

米国特許第２１３６９５号は、「昇降・搬送動作の改
良」（IMPROVEMENT IN MOVEMENTS FOR ELEVATING AND C
ONVEYING）と題し、２列の棒とクランクの組合わせまた
はこれと同等の要素で揺動と縦方向の動きを与え、棒の
１列が、他方の列の後方へ、下向きに動作すると同時に
前方へ、上向きに動作し、これにより、移送される品物
は、ベースの前面に沿って連続的に、確実に移動できる
機構について述べている。

米国特許第４３４５８６７号は、「コークス乾燥焼入プ
ラント」（COKE DRY QUENCHING PLANT）と題して、各リ
フトがキャリッジを備え、キャリッジが本体を移送し
て、コークスをホイスティング・シャフトから上方へ、
コークス投入手段まで運び、下方へ降りるリフト構造を
示している。またプラントには、ホイスティング・シャ
フトから出ているリフトと同じ平面の焼入室に沿ってト
レッスルが設置され、リフトのキャリッジを水平方向
へ、トレッスルに沿って、これと垂直に移動させる手段
がある。

米国特許第１９１９１９９号は、「円筒形物体のコンベ
ア」と題して、管状フラスコその他の円筒形対象物の列
を、対象物それぞれの間隔が一定に保たれ、その軸はコ
ンベアの長手方向の軸と正確に垂直な状態で、間欠的な
転がり運動により装置から装置へ送る機械的手段を持っ
たコンベアについて述べている。

一般的な関連分野としてはこのほか、米国特許第２００
９９２７号、同第１５３２０２２号、英国特許第８０８
００３号、西ドイツ特許第４９７３０３号、同第８８７
１７５号がある。

Ｃ．発明が解決しようとする問題点 半導体ウエハ、パッケージ、記憶ディスク媒体などのサ
ンプルを製造時にプロセス工具間で移送するのは容易で
はない。様々な処理段階を進むときの汚染によって歩留
りと信頼性が低下し、コストの上昇につながるからであ
る。化合物による汚染は、工具間でサンプルを移送する
とき室温の影響を受けることから、またプロセス工具ま
わりの不純物から生じる。粒子による汚染は、プロセス
工具でも、たとえば機械的動作に伴う摩擦、特に揺動に
よっても、清浄度を最大にしたクリーンルームでさえも
生じる。

ここから高度なコンピュータ構成要素の製造法が種々考
案されているが、その一つに、制御された環境、たとえ
ば不活性ガスや真空中で、サンプルを処理ステーション
から処理ステーションへまたは工具から工具へ送るとい
う方法がある。これは特に、低圧の化学蒸着法や分子線
エピタキシなどの工程に適した方法である。このような
工程では、工程自体に必要な超高真空状態が刺激となっ
て、ベローズや磁気駆動による動作、チェーンリンク駆
動など様々な方法を用いた真空移送装置が開発されてい
る。積荷固定式のサンプル搬入段は通常はこの方式の一
部として含まれる。この方式は、移送装置を大きなクリ
ーンルーム環境よりも小規模の制御された環境内におく
ことによって汚染を管理しようとするものである。

しかし、既存のサンプル移送機構、特に高真空、超高真
空中で作動可能な機構はかなり複雑でコスト高になる。
長尺のベローズやチェーン駆動系は、機械的動作から粒
子が生じやすい。さらに、このような機構はモジュラ型
ではない。つまり移送距離を長くしたり、角を曲がって
方向を変えたり、サンプルを一段高く上げるといった変
更を許容するようにはなっていない。

本発明の目的は、対象物を移送するため改良を加えた能
動構造を提供することである。

本発明の目的は、丸型クランク軸と駆動棒の装置を含
み、改良を加えた能動構造を提供することである。

本発明の目的は、処理ステーションから処理ステーショ
ンへ工作物を移送するモジュラ型の能動構造を提供する
ことである。

Ｄ．問題点を解決するための手段 本発明の目的解決手段は、複数の駆動棒を間隔をあけて
クランク軸に接続し、クランク軸の回転に合わせて工作
物駆動機構と順次係合させるよう改良を加えたクランク
軸と駆動棒の装置を提供することである。

本発明は在来の方法に比べ多大の利点を持ち、改良を加
えた移送構造を提供する。クランク軸駆動装置を使うこ
とによって駆動系は大幅に簡素化し、可動部分は少なく
て済むために低コスト化が図られ、工具における粒子の
発生も抑えられる。この駆動機構は全体がサンプルの下
に位置し、粒子による汚染は最小になる。また、モジュ
ール化を進めた設計であるため、移送ラインを延長で
き、垂直、水平の両方向で９０度の回転に容易に対応で
きる。

Ｅ．実施例 第１図は本発明による移送装置の実施例の側面図を示
す。工作物トレイや受け皿（１０）などの移送手段は、
一対の細長い平行レール１２上を、既定の経路に沿って
移動する。トレイ１０には車輪１４があり、これによっ
てトレイはスムーズに２本のレール１２上を動く。トレ
イ１０には特に４つの車軸があり、それぞれに玉軸受で
取り付けた２個の車輪があるため、トレイの動きはレー
ル軸の方向に限られる。トレイ１０に変更を加えること
もできる。この場合、車輪をトレイ１０に追加し、レー
ル１２の下側にする。車輪のレールの上下に置けば、前
部車軸がレール間の隙間にきてこれを通過するとき、ト
レイ１０が転倒するのを防げる。

移送装置の、トレイ１０を移動させる駆動装置にはクラ
ンク軸要素１６、１８があり、これらは常に同位相で動
作する。第２図に示すとおり、２本のクランク軸１６、
１８にある３本の細長い駆動棒２０、２２、２４は玉軸
受により、これに対応し、軸からずれて１２０度宛離隔
した３点２６、２８、３０につながる。これによって３
本の駆動棒２０、２２、２４は水平に保たれ、いずれの
クランク軸でも、起動される推進力が働かなくなること
は決してない。この移送駆動装置は、モジュラ型の移送
管を用いた環境（調整雰囲気または真空室）に置き、ク
ランク軸は、第２図に示す簡素な回転式フィードスルー
により、外側から駆動される。第２図はクランク軸の一
つ（クランク軸１６など）の端面図で、４つの回転部１
６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄが駆動棒２０、２２、２
４を支える。クランク軸アセンブリ１６が回転すると、
各駆動棒はクランク軸の1/4回転で上昇・前進し、次の1
/4回転で下降・前進、３番目の1/4回転で下降・後進、
最後の1/4回転で上昇・後進する。駆動棒に１２０度間
隔で離れているため、その動きは逐次的である。駆動棒
を３本使うのは１例にすぎず、別の車輪をクランク軸に
加える場合は、４本の駆動棒（９０度間隔）を使え、他
の場合も同様である。

第１図の構成で、駆動棒２０、２２、２４は上述のとお
り水平、垂直の両方向へ動く。トレイ１０を駆動棒２
０、２２、２４で移送する動きを与えるには、駆動棒の
高位置（上昇位置）における一方向への動きを利用す
る。ばね負荷を加えた、垂直動作が可能な３組のピック
アップ腕３２及び板材３６を可動トレイ１０に取り付
け、それぞれ第３図のように駆動棒のすぐ上で位置合わ
せする。駆動棒は、上に動くとき、その上にあるピック
アップ腕に係合し、駆動棒がこのように運動するとき、
その高位置における水平方向の動きはサンプル段へ伝え
られる。さらに、クランク軸が回転するとき、この駆動
棒は下降し、よってサンプル段から外れ、このあと、次
の駆動棒が、これに代わるに充分な高さまで上昇するこ
とによって、サンプル段は同じ水平方向へ前進する。

ばね負荷を加えたピックアップ腕は垂直方向に自由に一
定の範囲内で動く。そのため、クランク軸が回転すると
き、駆動棒の高さの変化に容易に対応できる。駆動棒が
ピックアップ腕に触れると、その間の少しの摩擦が揺動
を防ぎ、駆動棒からトレイ１０へ水平運動を伝える。ト
レイは、その玉軸受の支持により、水平方向にきわめて
容易に動く。３本の駆動棒の水平方向における速度は常
に異なるため、その運動を起動する方法は二つに一つで
ある。まず、駆動棒がピックアップに係合する高さは、
駆動棒／ピックアップ腕の組が１度に１組だけ接触する
よう設定できる。これは駆動棒とそのピックアップ腕間
の揺動摩擦を防ぎ、粒子の発生は最小になる。もう一つ
の方法では、ばね負荷を加えたピックアップ腕を、駆動
棒／ピックアップ腕の組が２組同時に接触するよう、水
平方向に充分な自由度（遊び）を与えて製造することが
できる。

本発明の移送装置は、ワークステーションの並びが直線
でないモジュラ型の場合に適している。この場合、工作
物は、移送装置のなかの所要の接続部でトレイ１０から
持ち上げ、トレイを通過させ、レール上を１番目のトレ
イと直角に移動する２番目のトレイに工作物を置ける。
レールそれぞれに隙間を設ければ、直交する２本のレー
ルを横切ることも可能になる。これができるのは、トレ
イと車輪１４を４軸設計としているからである。このよ
うな横断運動の場合、各駆動装置はそれぞれ垂直方向に
多少ずらして設置できる。さらに、工作物を持ち上げる
ロボットは、高さをかなり変えて工作物を上下させ、他
の移送ラインに乗せることができる。

Ｆ．発明の効果 本発明による装置を他の既存の移送装置と比較すれば、
駆動装置が頑丈であり、剛性の駆動棒を玉軸受によって
クランク軸に結合するため、運動距離を長くすることが
できるという利点をもつ。また、一つのアセンブリの長
さに制限がない。この点は、チェーンのテンションによ
って長さが制限されるチェーン駆動装置と対照的であ
る。駆動装置は機械的に強固なため、軸方向に長く延長
でき、これによって各モジュールはより自由に接続さ
れ、提示の装置をモジュラ型とし、各方向で移動距離を
伸ばせるのはもちろん、直交方向でのサンプル動作にも
対応できる。クランク軸アセンブリは全体がサンプル面
の下側に装着され、よってサンプルの表面に粒子が落ち
るのを防ぐほか表面を傷つける可動部分は少ない。対照
的に、従来法による装置では、チェーン駆動装置の無数
のリンクのように、可動面積、揺動面積がはるかに大き
い。

本装置の用途として、移送装置を真空雰囲気中において
もよく、装置はこの雰囲気に容易になじむ。標準的な真
空装置、たとえばステンレス鋼玉軸受や一般の回転運動
装置などを使えば、高温で真空度がきわめて高い処理に
も難なく対応できる。本装置はほかに、純度の高い不活
性ガスなど、大気圧の気体雰囲気を制御した清浄な環境
でも採用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理によるクランク軸と駆動棒を含む
移送装置の側面の概略図である。 第２図は第１図に示すクランク軸と駆動棒のアセンブリ
の前面図である。 第３図は第１図に示す移送装置の上面図である。 １０……トレイ、１２……平行レール、１６、１８……
クランク軸、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ……クラ
ンク軸輪、２０、２２、２４……クランク棒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミシエル・ジエラール・エテイエンヌ・ジ スレン・ルニエ ベルギー国ナムール・ベルギー、ビイー 5002、ル・ドウ・ボー・ヴアロン200番地 (72)発明者 ゲーリー・ウエイン・ルブロフ アメリカ合衆国ニユーヨーク州、ワツカブ ツク、レツドコート・レーン（番地なし) (56)参考文献 実開 昭62−65412（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭51−13738（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行に延びた１対の枠部材（例えば１２）
   を含んだ枠構造部と、 上記平行に延びた１対の枠部材の上方に配置されてその
   上を移動するのに適した少くとも１つの移送手段（例え
   ば１０）と、 上記平行に延びた１対の枠部材の下方に配置されて上記
   移送手段を動かすための駆動構造体であって、上記平行
   な枠部材に対して平行に且つ一定の距離だけ相互に離し
   て配置された第１及び第２の回転クランク軸（例えば１
   ６、１８）とより成り、 上記クランク軸は共通の回転軸上に配置した複数枚のク
   ランク軸輪（例えば１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ）
   を含むことと、 上記駆動構造体は両端が夫々上記クランク軸輪の側面
   に、等角度間隔で連結された複数本のクランク棒（例え
   ば２０、２２、２４）を含むことと、 上記少くとも１つの移送手段は、その下部に可撓的に設
   けた接触素子（例えば３２及び３６）を含むことと、 上記クランク軸輪が回転するとき、上記複数本のクラン
   ク棒が上記移送手段の下部に設けた接触素子と順次的に
   接触状態になって、上記移送手段を上記平行に延びたク
   ランク棒上の予定の経路に沿って直線的に移動させるよ
   うになっていること、とを特徴とする移送装置。