JPH10199959A - 直進動作ロボット - Google Patents

直進動作ロボット

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JPH10199959A
JPH10199959A JP496797A JP496797A JPH10199959A JP H10199959 A JPH10199959 A JP H10199959A JP 496797 A JP496797 A JP 496797A JP 496797 A JP496797 A JP 496797A JP H10199959 A JPH10199959 A JP H10199959A
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JP
Japan
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slit
frame base
cover plate
labyrinth
shaped
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JP496797A
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English (en)
Inventor
Taro Harima
太郎 播磨
Michio Kamiyama
道男 神山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体を大型化および部品点数を増加する
ことなく、少ない空気吸引流量をもってロボット本体内
部よりの塵埃の放出を効果的に抑制すること。 【解決手段】 塵埃吸引方式のクリーン直進動作ロボッ
トにおいて、スリット状空隙23の外側に、このスリッ
ト状空隙23に連続するラビリンス流路53を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、直進動作ロボッ
トに関し、特に半導体製造用の、空気中に浮遊する微粒
子量を制御されたクリーンルーム内で使用される直進動
作ロボットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10,図11は、従来の直進動作ロボ
ットを示している。この直進動作ロボットは、上方が開
放された横転コの字形断面の長方体状のフレーム基台1
を有し、フレーム基台1内の底面部に敷設されたリニア
ガイドレール3上に搬送台(スライダ)5が直進移動可
能に設けられている。
【0003】フレーム基台1内にはボールねじ棒7が回
転可能に取り付けられており、搬送台5にはボールねじ
棒7とねじ係合したボールナット9が取り付けられてお
り、ボールナット9の回転により、搬送台5が図10の
紙面を直角に貫通する方向に直進移動する。
【0004】搬送台5は、上面部に設けられた二つの頂
部11のみが後述するスリット状空隙23を貫通してフ
レーム基台1より外部に突出、露呈しており、この頂部
11によりフレーム基台1上において図示されていない
被搬送物の直進搬送を行う。
【0005】搬送台5には被搬送物に対して電力、電気
信号、圧縮空気を供給する配管13が設けられており、
搬送台5とフレーム基台1との間には一端を搬送台5に
接続され、他端をフレーム基台1に接続されて搬送台5
の直進移動に応じて移動する屈曲配線15が設けられて
いる。
【0006】フレーム基台1の上方開口部は、左右2枚
の側部カバープレート17,19と、1枚の中央カバー
プレート21とにより、側部カバープレート17と中央
カバープレート21との間と、もう1枚の側部カバープ
レート19と中央カバープレート21との間にそれぞれ
頂部11の通過を直進移動ストロークの全域に亙って許
すスリット状空隙23をおいて閉じられている。
【0007】フレーム基台1の下底部には吸引口ポート
25が形成されており、吸引口ポート25には排気ダク
ト27が接続されている。
【0008】上述のような従来の直進動作ロボットにお
いては、図示されていないモータによりボールねじ棒7
を回転させ、ボールねじ棒7とボールナット9とのねじ
係合によってボールねじ棒7の回転運動をボールナット
9の直進運動に変換し、搬送台5を直進運動させる。
【0009】ボールナット9内におけるボールねじ棒7
とのねじ係合部には、摩擦低減のために複数の鋼球(図
示省略)が組み込まれており、この鋼球がボールねじ棒
7ののねじ溝を転がることにより摩耗し、塵埃が発生す
る。加えて、ボールナット9内の鋼球を潤滑するために
潤滑油やグリスがボールナット9には封入されており、
鋼球の転動により、図12に示されているように、潤滑
油やグリスの油脂飛沫Aがボールナット9から外部へ飛
散することが避けられない。
【0010】半導体製造などの微細製造で用いられるク
リーンルームでは、空気中の塵埃が製造対象のウエハな
どに付着することによって生産が著しく損なわれる。こ
のために、このようなクリーンルームでは、空気中の微
粒子の濃度を所定値以下に制御することが行われてい
る。たとえば、米国連邦規格FS209Dなどに定めら
れているクラス100のクリーンルームでは、1立方フ
ィート(およそ28.3リットル)の空気中に直径0.
5μmの粒子が100個以下であるように制御されてい
る。
【0011】このために、クリーンルームの中で用いら
れる機器は、接触シールなどの擦れを生じる機構を排除
したり、タイミングベルトをゴムから摩耗しにくい材質
のポリウレタンに交換するなどの対策が取られている。
【0012】上述のような直進運動ロボットをクリーン
ルームで用いる場合には、ボールナット9に組み込まて
いる鋼球とボールねじ棒7との摩耗による金属粉末やボ
ールナット9の潤滑油や潤滑グリスの油脂飛沫がクリー
ンルーム内に飛散放出しないよう、排気ダクト27を接
続された吸引口ポート25よりフレーム基台1内の空気
を吸引してフレーム基台1内をクリーンルームに比べて
負圧とすることにより、スリット状空隙23より金属粉
末や油脂飛沫等の塵埃がクリーンルーム内へ放出される
ことを防いでいる。
【0013】図13,図14は、特開平6−24426
5号公報に開示されている従来の直進動作ロボットを示
している。なお、図13,図14に於いて、図10,図
11に対応する部分は図10,図11に付した符号と同
一の符号を付けてその説明を省略する。
【0014】この直進動作ロボットでは、フレーム基台
1内に、スリット状空隙23の所定間隔をおいて対向す
る仕切板29がスリット状空隙23の長手方向全域に亙
って架設されている。搬送台5は、ボールナット9を取
り付けられた下部搬送台5aと頂部11を有する上部搬
送台5bとの結合体により構成され、下部搬送台5aと
上部搬送台5bとの間に仕切板29が通るトンネル状空
隙31が形成されている。
【0015】仕切板29は、図14に示されているよう
に、搬送台5が存在しない部分において、吸引口ポート
25よりのフレーム基台1内の空気吸引によってスリッ
ト状空隙23からフレーム基台1内に流入する空気の流
れに対して、側部カバープレート17,19、中央カバ
ープレート21と共働して屈曲流路33を画定し、ラビ
リンスシールの効果によって圧力損失を生じさせる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図1
0,図11に示されている従来の直進動作ロボットにお
いては、搬送台5が存在しない部分では、図11に示さ
れているように、スリット状空隙23がフレーム基台1
内に直接連通しているため、フレーム基台1内の内部を
負圧に維持するためには、大量の流量の空気を吸引口ポ
ート25から吸引する必要があり、大容量の負圧ポンプ
が必要になると云う欠点がある。
【0017】これに対し、特開平6−244265号公
報に示されている直進動作ロボットでは、仕切板29と
側部カバープレート17,19と中央カバープレート2
1とによって構成される屈曲流路33によるラビリンス
シール効果によって生じた圧力損失により、開口部であ
るスリット状空隙23からフレーム基台1内へ流入する
空気の流れが抑制され、図10,図11に示されている
ような従来の直進運動ロボットの場合に比べて少ない吸
引空気流量で、フレーム基台1の内部とクリーンルーム
との圧力の差を生成することが可能となる。これによ
り、空気の吸引流量を削減でき、吸引ブロワーや真空ポ
ンプを小形のものとすることができるから、クリーンル
ームのクリーン度を維持する為に消費されるエネルギー
を削減することが可能となる。
【0018】屈曲流路33によるラビリンスシールは、
オイルシールなどの接触式のシールとは異なり、非接触
式シールであるので、摩耗することがなく、摩耗による
塵埃の発生が皆無であるので、クリーンルームにおける
シール方式としては最適である。
【0019】しかしながら、特開平6−244265号
公報に示されているような直進動作ロボットでは、仕切
板29が搬送台5を貫通するためのトンネル状空隙31
を設けるために、搬送台5を少なくとも上下2個からな
る部分に分割しなければならない。従来の直進動作ロボ
ットと比べて搬送台5を上部搬送台5aと下部搬送台5
bとに分割することは、それらの部品の製作工程や組立
工程、さらに締結部品などの増加を回避することができ
ない。
【0020】クリーンルームは、空気中の微粒子濃度を
制御するために、天井より高性能フィルターを通した清
浄空気を流し、床は網状として天井より吹き込んた空気
を回収する空気流路を設けるなど、空気清浄度の制御の
ために多くの資金とエネルギーを必要とする高価な空間
となっている。このため、クリーンルームで用いられる
機器については、この高価な空間を極力、占有しないこ
とが強く求められている。
【0021】特開平6−244265号公報で提案され
ている直進動作ロボットの構造においては、トンネル状
空隙31の分だけ搬送台5およびこれを収容するフレー
ム基台1の高さが高くなり、貴重なクリーンルームにお
ける占有容積が大きくなる。
【0022】この占有容積の拡大を抑えるためには、仕
切板29の板厚を薄くしてトンネル状空隙31の高さ寸
法を抑える必要がある。仕切板29は、搬送台5の動作
領域全域に亘ってボールねじ棒7の軸線方向に架設さ
れ、1000mm近いものとなるにも拘らず、平薄板
で、断面曲げモーメントが小さいので、中間部で比較的
大きい撓みが生じることが避けられない。
【0023】搬送台5の剛性低下をきたさないために
は、トンネル状空隙31を、小さくしなければならない
が、仕切板29との隙間をあまり小さくすると、仕切板
29の撓みにより搬送台5と仕切板29とが接触する事
態を生じることになる。搬送台5と仕切板29とが接触
すると、新たな金属摩耗粉の発生は避けられない。
【0024】半導体製造においては、種々の塵埃のなか
で、金属の塵埃はウエハに付着した場合に深刻な影響を
製品に及ぼすため、最も避けなければならない塵埃であ
る。
【0025】このため、剛性の低下を受け入れてでも、
トンネル状空隙の高さを大きくしなければならないと云
う問題があった。
【0026】さらに、特開平6−244265号公報で
提案されているロボットの構造においては、フレーム基
台1と側部カバープレート17,19、中央カバープレ
ート21により構成される室内に仕切板29が収納され
なければならないので、装置全体の大きさ、特に高さを
小さく保つためには、仕切板29の下方に限られた部分
に配置される屈曲配線(ケーブル)15の屈曲部分の半
径も、図15に示されているように、小さくしなければ
ならない。
【0027】この屈曲配線15の半円部分は、搬送台5
の動作に応じて移動するものであるから、屈曲配線15
には、繰り返し曲げが加えられ、この屈曲半径が小さく
なると、屈曲配線15に加わる曲げ応力が大きくなり、
屈曲配線15の寿命が短くなると云う問題も生じる。
【0028】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、塵埃吸引方式のクリーン直進動作
ロボットにおいて、装置(ロボット)全体を大型化およ
び部品点数を増加することなく、少ない空気吸引流量を
もってロボット本体内部よりの塵埃の放出を効果的に抑
制し、しかもロボット本体内部におけるケーブルの取り
回しに制約を与えず、ケーブルの寿命を短くするような
問題も生じることがない直進動作ロボットを得ることを
目的としている。
【0029】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による直進動作ロボットは、上方が開放
された横転コの字形断面の長方体状のフレーム基台内に
搬送台が直進移動可能に設けられ、前記フレーム基台内
に前記搬送台の直進移動の駆動機構を有し、フレーム基
台の上方開放部が搬送台の直進移動方向に長いスリット
状空隙を有するカバープレートにより閉じられ、前記搬
送台のスリット状空隙を前記搬送台の頂部が貫通して外
部に露呈し、フレーム基台内が外部への塵埃放出防止の
ために負圧状態に保たれる直進動作ロボットにおいて、
前記スリット状空隙の外側に、当該スリット状空隙に連
続するラビリンス流路が設けられているものである。
【0030】この発明による直進動作ロボットでは、ラ
ビリンス流路を通ってスリット状空隙よりフレーム基台
内に空気が流れ込み、ラビリンス流路を流れる際に受け
る流路抵抗による圧力損失により、フレーム基台内に対
する空気流入量が抑制される。
【0031】つぎの発明による直進動作ロボットは、上
述の発明による直進動作ロボットにおいて、前記ラビリ
ンス流路は前記カバープレートの折曲拡張部によってス
リット状空隙に対して鈎形に画定されているものであ
る。
【0032】この発明による直進動作ロボットでは、ラ
ビリンス流路がカバープレートの折曲拡張部によって別
部品を必要とすることなく鈎形に画定される。
【0033】つぎの発明による直進動作ロボットは、上
述の発明による直進動作ロボットにおいて、前記カバー
プレートは水平配置された平板状の左右2枚の側部カバ
ープレートと1枚の中央カバープレートにより構成され
て左右の側部カバープレートと中央カバープレートとの
間にそれぞれにスリット状空隙が形成され、前記中央カ
バープレートは、前記側部カバープレートと同一高さ位
置に配置される中央水平板部以外に、折曲拡張部とし
て、前記中央水平板部の左右両縁部より垂直に折曲して
存在する左側垂直板部および右側垂直板部と、前記左側
垂直板部の上縁部より外側に水平に折曲して存在する左
側水平板部と、前記右側垂直板部の上縁部より外側に水
平に折曲して存在する右側水平板部とを有して全体で溝
形の横断面形状を有し、前記左側水平板部と前記右側水
平板部とが前記左右の側部カバープレートの上方部にそ
れぞれに重なるように延在していることにより、前記側
部カバープレートと共働して前記ラビリンス流路を画定
しているものである。
【0034】この発明による直進動作ロボットでは、2
段の絞り部からなる2段ラビリンスによるラビリンス流
路が画定され、このラビリンス流路を流れる際に受ける
流路抵抗による圧力損失により、フレーム基台内に対す
る空気流入量が抑制される。
【0035】つぎの発明による直進動作ロボットは、上
述の発明による直進動作ロボットにおいて、前記中央カ
バープレートの前記左側水平板部と前記右側水平板部の
先端縁部のそれぞれに更に下向きに折曲されたリップ片
部が設けられ、前記左右の側部カバープレートのそれぞ
れのスリット状空隙の側の端縁部に上向きに折曲された
リップ片部が設けられているものである。
【0036】この発明による直進動作ロボットでは、3
段の絞り部からなる3段ラビリンスによるラビリンス流
路が画定され、このラビリンス流路を流れる際に受ける
流路抵抗による圧力損失により、フレーム基台内に対す
る空気流入量が抑制される。
【0037】つぎの発明による直進動作ロボットは、上
方が開放された横転コの字形断面の長方体状のフレーム
基台内に搬送台が直進移動可能に設けられ、前記フレー
ム基台内に当該フレーム基台に回転可能に取り付けられ
た送りねじ棒と前記搬送台に設けられて前記送りねじ棒
のねじ係合する送りねじ式の直進駆動機構を有し、フレ
ーム基台の上方開放部が搬送台の直進移動方向に長いス
リット状空隙を有するカバープレートにより閉じられ、
前記搬送台のスリット状空隙を前記搬送台の頂部が貫通
して外部に露呈し、フレーム基台内が外部への塵埃放出
防止のために負圧状態に保たれる直進動作ロボットにお
いて、前記搬送台の端面にボールナットおよびボールね
じ棒の上方を覆う庇が設けられているものである。
【0038】この発明による直進動作ロボットでは、ボ
ールナットから発生する潤滑油や潤滑グリスの飛沫が庇
によって遮られ、フレーム基台内(ロボット本体内)に
とどまる。
【0039】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明に係る直進動作ロボットの実施の形態を詳細に説明す
る。なお、以下に説明するこの発明の実施の形態におい
て上述の従来例と同一構成の部分は、上述の従来例に付
した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。
【0040】(実施の形態1)図1〜図3はこの発明に
よる直進動作ロボットの実施の形態1を示している。
【0041】この直進動作ロボットでは、中央カバープ
レート51が従来のものとは異なっている。中央カバー
プレート51は、水平配置された平板状の左右の側部カ
バープレート17,19と同一高さ位置に配置される中
央水平板部51a以外に、折曲拡張部として、中央水平
板部51aの左右両縁部より垂直に折曲して存在する左
側垂直板部51bおよび右側垂直板部51cと、左側垂
直板部51bの上縁部より外側に水平に折曲して存在す
る左側水平板部51dと、右側垂直板部51cの上縁部
より外側に水平に折曲して存在する右側水平板部51e
とを有し、全体で溝形の横断面形状を有している。
【0042】中央カバープレート51は、中央水平板部
51aの左右両側端部で、側部カバープレート17,1
9との間に従来のものと同等のスリット状空隙23を画
定している。左側垂直板部51b、右側垂直板部51c
の高さ寸法はさほど高くなく、左側水平板部51d、右
側水平板部51eはそれぞれ、スリット状空隙23の横
幅寸法より長く、側部カバープレート17,19の上方
部に重なるように延在している。
【0043】これによりスリット状空隙23の外側に鈎
形(横転L形)断面のラビリン流路53が連続形成され
る。
【0044】搬送台5の頂部11は、ラビリンス流路5
3の形状に倣って折曲形成され、スリット状空隙23お
よびラビリンス流路53を通って外部に突出、露呈して
いる。
【0045】上述のように構成されたクリーンルーム用
の直進動作ロボットにおいても、排気ダクト27を接続
された吸引口ポート25よりフレーム基台1内の空気を
吸引してフレーム基台1内をクリーンルームに比べて負
圧とすることにより、スリット状空隙23より金属粉末
や油脂飛沫等の塵埃がクリーンルーム内へ放出されるこ
とを防ぐ。
【0046】フレーム基台1内が負圧であることによ
り、スリット状空隙23よりフレーム基台1内に空気が
流れ込むが、スリット状空隙23の外側には鈎形断面の
ラビリン流路53が連続しているから、図2に示されて
いるように搬送台5が通り抜けたあとの部分でも、ラビ
リンス流路53を流れる際に受ける流路抵抗による圧力
損失により、フレーム基台1内に対する空気流入量が抑
制される。
【0047】これにより、少ない空気吸引流量をもって
フレーム基台1内を高い負圧状態に維持できるようにな
り、ロボット本体内部よりの塵埃の放出が効果的に抑制
される。
【0048】つぎに、図10に示されている従来の直進
動作ロボットの場合に比べて、L字形のラビリンス流路
53を構成したことによる圧力損失によって漏れ空気量
が削減されるかについて検討する。
【0049】図4(a)に示されているように、ラビリ
ンス流路53に流入した空気は空気の持つ慣性と粘性の
ために入口より更に縮んだ流れ線となる。
【0050】このときの縮みは、中央カバープレート5
1の縁部分が流れに対して対向する姿勢をもっている。
これは、オリフィスの絞り片先端傾き角度βが0°の場
合と見なすことができる。また、入口において十分に広
い空間からラビリンス流路53に空気が吸い込まれるの
で、流路と絞り口径の比率である開口比率ε/tは0と
見なすことができる。小茂鳥和生著:非接触シール論:
コロナ社;1973年215頁から、絞り先端傾き角度
β=0°で、開口比0の場合における縮流係数は0.5
である。
【0051】したがって、空気の流れは、ラビリンス流
路53の入口の半分の幅まで絞り込まれる。
【0052】つぎに、空気は、ラビリンス流路53の直
角の曲り部分にて左側垂直板部51b、右側垂直板部5
1cの壁面に衝突し、この衝突によって流れが淀み、入
口付近で縮んだ流れが膨張する。
【0053】さらに、空気はスリット状空隙23よりロ
ボット本体内(フレーム基台1の内部空間)へ流れ込ん
でいく。この部分は一種のオリフィスと見なすことがで
き、ラビリンス流路53の入口と同様に、空気の慣性と
粘性によって、再度、空気の流れは絞られる。
【0054】したがって、ラビリンス流路53を通じて
スリット状空隙23よりロボット本体内部へ漏れ入って
くる空気の流路は、図4(b)に示すような2段の絞り
部V1,V2からなる2段ラビリンスと見なすことがで
きる。
【0055】この2段ラビリンスにおける漏れ流量は、
小茂鳥和生著:非接触シール論:コロナ社;1973年
70頁から、数1に示す式で求められる。
【0056】
【数1】
【0057】ここでの記号は、つぎの通りである。 G :漏れ流量 α :流量係数 F :絞り口面積 Φ :ラビリンス関数 g :重力加速度 P0 :入口圧力 T0 :入口温度 R :理想ガス定数
【0058】流れ流量Gを求めるにあたって、数1の左
辺の係数を求めていく。流量係数αは、上述の入口部で
の縮流係数と流入空気の速度から求めまる速度係数の積
である。空気の場合には、速度係数はほとんど1と見な
せるので、流量係数αは、縮流係数に等しい。この2段
ラビリンスの場合は、流量係数αを0.5と見なす。
【0059】ラビリンス関数Φは、無次元化数であり、
絞り数、入口と出口の圧力の比率λ、流体の比熱比κで
求められる値である。この値は図5に示されているグラ
フから求めることができる。この場合は、空気なので、
κ=1.4である。ロボット本体をクリーンルームに対
して5%低い負圧にするものとすると、圧力比λは0.
95となる。
【0060】図5より、横軸の圧力比λ=0.95から
垂線をあげて、ラビリンスが2段なので、絞り数n=2
の曲線との交わる点の高さから、ラビリンス関数Φは、
0.23と、読み取ることができる。
【0061】したがって、漏れ流量G1 は、数2の通り
となる。
【0062】
【数2】
【0063】つぎに、図11の断面で示される従来の直
進動作ロボットにおけるスリット状空隙23からの漏れ
流量G0 を考える。
【0064】図11に示すスリット状空隙23は1段だ
けの絞りを持つオリフィスと考えることができる。オリ
フィスの漏れ流量Gは数1から求めることができる。こ
のとき、ラビリンス関数Φとして、絞り数n=1の曲線
を用いて求める。
【0065】まず、カバープレートの端部が流れに対し
て直角であるので、流量係数αは、絞り片先端傾き角度
0°の値で0.611である。
【0066】つぎに、ラビリンス関数Φを求める。上述
の場合と同じく、ロボット内部をクリーンルームに対し
て5%の負圧に保つものとすると、圧力比λ=0.95
より垂線をあげて、絞り数n=1の曲線との交点を求め
る。この交点の高さは、0.32である。したがって、
漏れ流量G0 は数3の通りとなる。
【0067】
【数3】
【0068】ここで、両者の漏れ流量を比較するにあた
って、スリット状空隙23の隙間幅、長手方向長さが等
しいものとすると、絞り口面積Fは互いに等しい。また
周囲の圧力P0 と温度T0 も等しいものとする。
【0069】上述の実施の形態1の場合と従来の直進動
作ロボットにおいて、同等の負圧を維持するために吸引
する空気流量の比率は、G1 をG0 で除することで求め
られる。
【0070】この比率は0.587となることから、こ
の実施の形態1では、従来の直進動作ロボットに比べて
4割少ない吸引流量で同等の内部負圧を保つことができ
る。
【0071】特開平6−244265号公報で提案され
ている直進動作ロボットでは、図13に示されているよ
うに、仕切板29が搬送台5を貫通するためのトンネル
状空隙31を設けるために、搬送台5を少なくとも上部
搬送台5aと下部搬送台5bの2個からなる部品に分割
しなければならないが、実施の形態1では、図10に示
されているような従来の直進動作ロボットと同様に、搬
送台5に何らのトンネル状の空隙を設ける必要がないの
で、一体の部品にて搬送台5を構成することが可能であ
る。このことにより、特開平6−244265号公報で
提案されている直進動作ロボットに比べて、部品の製造
工程や組立工程、締結部品などの増加を回避することが
できる。
【0072】また、トンネル状空隙31が不要であるこ
とから、搬送台5の剛性を低下させることがない。これ
によって、特開平6−244265号公報で提案されて
いる直進動作ロボットに比べて搬送台5の振動を回避
し、良好な制御特性を得ることが可能となる。
【0073】また、特開平6−244265号公報で提
案されている直進動作ロボットにおいては、フレーム基
台1と側部カバープレート17,19、中央カバープレ
ート21とで構成されるロボット本体の内部に仕切板2
9が収納されなければならないので、装置全体の大き
さ、特に高さを小さく保つためには、仕切板29を薄く
し、搬送台5の剛性低下をきたさないためには、トンネ
ル状空隙31は、小さくしなければならないが、仕切板
29との隙間をあまり小さくすると、仕切板29の撓み
により搬送台5と仕切板29が接触し、金属摩耗粉の発
生は避けられないが、実施の形態1による直進動作ロボ
ットでは、仕切板29自体が存在しないから、金属摩耗
粉は発生することがない。
【0074】従来は、上述のような金属摩耗粉の発生を
回避するためには、トンネル状空隙31の高さを大きく
して、仕切板29と搬送台5との隙間を大きくしなけれ
ばならず、これは装置の大型化を招来する。
【0075】実施の形態1による直進動作ロボットで
は、中央カバープレート51が凹字形(溝形)の横断面
形状を呈しているから、この中央カバープレート51の
断面曲げモーメントを大きくすることができる。断面曲
げモーメントが大きいと、撓みを小さくできるので、搬
送台5と中央カバープレート51との隙間を小さくする
ことができ、これに応じてスリット状空隙23の横幅を
小さくできる。
【0076】このように、スリット状空隙23の横幅を
小さくできると、ロボット本体内部を負圧に維持するた
めの吸引によるスリット状空隙23よりの漏れ空気量が
小さくなり、吸引口ポート25に排気ダクト27を介し
て接続される吸引ブロワーもしくは真空ポンプのエネル
ギー消費を小さくすることが可能となる。
【0077】また、特開平6−244265号公報で提
案されているロボットでは、屈曲配線15の配置位置
は、ロボット本体内の仕切板29より下方の位置に限ら
れ、装置全体の大きさ、特に高さを小さく保つために
は、このことに応じて屈曲配線15の屈曲部分の半径を
小さくしなければならないが、実施の形態1による直進
動作ロボットでは、ロボット本体内部に仕切板29が設
けられていないので、屈曲配線15を配置できるスペー
スが大きく、屈曲配線15の屈曲部分の半径を大きくす
ることができる。このことにより、屈曲配線15に加わ
る曲げ応力が小さくなり、その寿命を延ばして信頼性を
高く保つことができる。
【0078】搬送台5の端面部には、図6に示されてい
るように、ボールナット9およびボールねじ棒7の上方
を覆うように庇55が取り付けられている。
【0079】ボールナット9から発生する潤滑油もしく
は潤滑グリスの飛沫Aは、庇55によって遮られてロボ
ット本体内にとどまり、やがて吸引口ポート25からク
リーンルーム外へ排出される。
【0080】庇55は、特開平6−244265号公報
で提案されている直進動作ロボットの仕切板29のよう
に、搬送台5と摩擦する虞れはないので、金属摩耗粉を
生じてクリーンルームを汚染することはない。
【0081】(実施の形態2)図7,図8はこの発明に
よる直進動作ロボットの実施の形態2を示している。な
お、図7,図8に於いて、図1〜図3に対応する部分は
図1〜図3に付した符号と同一の符号を付けてその説明
を省略する。
【0082】この直進動作ロボットでは、中央カバープ
レート51の左側水平板部51d、右側水平板部51e
の先端縁部に、更に下向きに折曲されたリップ片部51
f,51gが設けられ、また側部カバープレート17,
19のそれぞれのスリット状空隙23の側の端縁部には
上向きに折曲されたリップ片部17a,19aが設けら
れている。
【0083】これにより、ラビリンス流路53は実施の
形態1のものより更に複雑なラビリンスになり、漏れ空
気流量の削減がより一層効果的に行われ、より一層少な
い空気吸引流量をもってフレーム基台1内を高い負圧状
態に維持できるようになる。
【0084】つぎに、上述のようなラビリンス流路53
を構成したことによる圧力損失によって漏れ空気量が、
図10に示されている従来の直進動作ロボットの場合に
比べて削減されるかについて検討する。
【0085】ラビリンス流路53を通じてスリット状空
隙23よりロボット本体内部へ漏れ入ってくる空気は、
図9(a)に示されているように、リップ片部51f
(51g)を有するラビリンス流路53の入口で絞られ
てから、ラビリンス流路53に入り、中央カバープレー
ト51の内壁にぶつかり、淀むことにより膨張する。
【0086】つぎに、空気がラビリンス流路53内を側
方へ流れる際に、この空気は、側部カバープレート17
(19)のリップ片部17a(19a)によって絞ら
れ、そして、実施の形態1における場合と同様に、L字
形に流路が曲る際に再度膨張する。そして、スリット状
空隙23より空気がロボット本体内部に流入する際に3
回目の縮流が発生する。そこで、この流路は模式的には
図9(b)に示すような3段の絞り部V1,V2,V3
からなるラビリンスと見なすことができる。
【0087】漏れ流量Gを求めるにあたって、上述の数
1の左辺の係数を求めていく。
【0088】流量係数αは、ラビリンス流路53の入口
での縮流係数と流入空気の速度から求まる速度係数の積
である。空気の場合は、速度係数はほとんど1とみなせ
るので、流量係数αは縮流係数に等しい。この3段ラビ
リンスの場合は、流量係数αを0.5とみなす。
【0089】ラビリンス関数Φは、無次元化数で、絞り
数、入口と出口の圧力の比率λ、流体の比熱比κで求め
られる値である。この値は実施の形態1における場合と
同等に、図5に示すグラフから求めることができる。こ
の場合は、空気なのでκ=1.4である。ロボット本体
をクリーンルームに対して5%低い負圧にするものとす
ると、圧力比λは0.95となる。
【0090】図5より、横軸の圧力比λ=0.95から
垂線をあげて、ラビリンスが3段なので絞り数n=3の
曲線と交わる点の高さから、ラビリンス関数Φは、0.
18と読み取ることができる。
【0091】したがって、漏れ流量G2 は、数4の通り
となる。
【0092】
【数4】
【0093】この実施の形態2の直進動作ロボットの場
合と従来の直進動作ロボットにおいて、同等の負圧を維
持するために吸引する空気流量の比率は、G2 をG0
除することで求められる。
【0094】この比率は0.459となることから、実
施の形態2の直進動作ロボットでは、従来の直進動作ロ
ボットに比べて半分の吸引流量で同等の内部負圧を保つ
ことができる。
【0095】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による直進動作ロボットによれば、ラビリンス流路を
通ってスリット状空隙よりフレーム基台内に空気が流れ
込み、ラビリンス流路を流れる際に受ける流路抵抗によ
る圧力損失により、フレーム基台内に対する空気流入量
が抑制されるから、漏れ流量を減じてロボット本体内部
を負圧に維持するための空気吸引流量を削減することが
できる。
【0096】また、この発明による直進動作ロボットに
よれば、搬送台にトンネル状空隙を設けることなくスリ
ット状空隙に対してラビリンス効果をもたせることがで
きるので、搬送台を単一部品で構成でき、装置全体を大
型化および部品点数を増加することなく、少ない空気吸
引流量をもってロボット本体内部よりの塵埃の放出を効
果的に抑制できる。
【0097】また、この発明による直進動作ロボットに
よれば、ロボット本体内部に仕切板を置かないので、ケ
ーブルの取り回しが容易であることを保ちながらロボッ
ト本体内部からの塵埃の放出を抑制することが可能とな
る。
【0098】つぎの発明による直進動作ロボットによれ
ば、ラビリンス流路がカバープレートの折曲拡張部によ
って別部品を必要とすることなく鈎形に画定されるか
ら、部品点数を増加することなく、少ない空気吸引流量
をもってロボット本体内部よりの塵埃の放出を効果的に
抑制できる。
【0099】つぎの発明による直進動作ロボットによれ
ば、2段の絞り部からなる2段ラビリンスによるラビリ
ンス流路が画定され、このラビリンス流路を流れる際に
受ける流路抵抗による圧力損失により、フレーム基台内
に対する空気流入量が抑制されるから、漏れ流量を減じ
てロボット本体内部を負圧に維持するための空気吸引流
量を削減することができ、また中央カバープレートの断
面曲げモーメントが大きくなり、曲げ剛性が高くなるか
ら、撓みが小さくなり、搬送台とカバープレートのクリ
アランスの変化が小さくなって、擦れなどによる発塵を
回避できる。同時に搬送台とカバープレートのクリアラ
ンスを小さくできるので、装置を小型にすることが可能
となる。また、スリット状空隙の横幅を小さくすること
が可能となり、ロボット本体内部を負圧に維持するため
の吸引空気量を節約することができる。
【0100】この発明による直進動作ロボットでは、3
段の絞り部からなる3段ラビリンスによるラビリンス流
路が画定され、このラビリンス流路を流れる際に受ける
流路抵抗による圧力損失により、フレーム基台内に対す
る空気流入量がより一層抑制されるから、漏れ流量を減
じてロボット本体内部を負圧に維持するための空気吸引
流量をより一層削減することができ、また中央カバープ
レートの断面曲げモーメントが大きくなり、曲げ剛性が
高くなるから、撓みが小さくなり、搬送台とカバープレ
ートのクリアランスの変化が小さくなって、擦れなどに
よる発塵を回避できる。同時に搬送台とカバープレート
のクリアランスを小さくできるので、装置を小型にする
ことが可能となる。また、スリット状空隙の横幅を小さ
くすることが可能となり、ロボット本体内部を負圧に維
持するための吸引空気量を節約することができる。
【0101】つぎの発明による直進動作ロボットによれ
ば、ボールナットから発生する潤滑油や潤滑グリスの飛
沫が庇によって遮られ、ロボット本体内にとどまり、潤
滑油や潤滑グリスの飛沫がロボット本体外へ飛散するこ
とが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による直進動作ロボットの実施の形
態1を搬送台が位置している部分について示す断面図で
ある。
【図2】 この発明による直進動作ロボットの実施の形
態1を搬送台が位置していない部分について示す断面図
である。
【図3】 この発明による直進動作ロボットの実施の形
態1を示す斜視図である。
【図4】 (a)はこの発明による直進動作ロボットの
実施の形態1のラビリンス流路における空気の流れを模
式的に示す説明図、(b)はそれと等価の絞り流路を示
す説明図である。
【図5】 全圧力比と絞り数とに対するラビリンス関数
の特性を示すグラフである。
【図6】 この発明による直進動作ロボットの実施の形
態1における庇設置部を示す側面図である。
【図7】 この発明による直進動作ロボットの実施の形
態2を搬送台が位置している部分について示す断面図で
ある。
【図8】 この発明による直進動作ロボットの実施の形
態2を搬送台が位置していない部分について示す断面図
である。
【図9】 (a)はこの発明による直進動作ロボットの
実施の形態2のラビリンス流路における空気の流れを模
式的に示す説明図、(b)はそれと等価の絞り流路を示
す説明図である。
【図10】 従来の直進動作ロボットを搬送台が位置し
ている部分について示す断面図である。
【図11】 従来の直進動作ロボットを搬送台が位置し
ていない部分について示す断面図である。
【図12】 従来の直進動作ロボットにおけるボールナ
ットよりの油脂の飛散を示す側面図である。
【図13】 従来の直進動作ロボットを搬送台が位置し
ている部分について示す断面図である。
【図14】 従来の直進動作ロボットを搬送台が位置し
ていない部分について示す断面図である。
【図15】 従来の直進動作ロボットのケーブル取り回
しを示す側面図である。
【符号の説明】
1 フレーム基台,5 搬送台,7 ボールねじ棒,9
ボールナット,11頂部,15 屈曲配線,17,1
9 カバープレート,23 スリット状空隙 25 吸引口ポート,27 排気ダクト,51 中央カ
バープレート,53 ラビリン流路,55 庇。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上方が開放された横転コの字形断面の長
    方体状のフレーム基台内に搬送台が直進移動可能に設け
    られ、前記フレーム基台内に前記搬送台の直進移動の駆
    動機構を有し、フレーム基台の上方開放部が搬送台の直
    進移動方向に長いスリット状空隙を有するカバープレー
    トにより閉じられ、前記搬送台のスリット状空隙を前記
    搬送台の頂部が貫通して外部に露呈し、フレーム基台内
    が外部への塵埃放出防止のために負圧状態に保たれる直
    進動作ロボットにおいて、 スリット状空隙の外側に、当該スリット状空隙に連続す
    るラビリンス流路が設けられていることを特徴とする直
    進動作ロボット。
  2. 【請求項2】 前記ラビリンス流路は前記カバープレー
    トの折曲拡張部によってスリット状空隙に対して鈎形に
    画定されていることを特徴とする請求項1に記載の直進
    動作ロボット。
  3. 【請求項3】 前記カバープレートは水平配置された平
    板状の左右2枚の側部カバープレートと1枚の中央カバ
    ープレートにより構成されて左右の側部カバープレート
    と中央カバープレートとの間にそれぞれにスリット状空
    隙が形成され、 前記中央カバープレートは、前記側部カバープレートと
    同一高さ位置に配置される中央水平板部以外に、折曲拡
    張部として、前記中央水平板部の左右両縁部より垂直に
    折曲して存在する左側垂直板部および右側垂直板部と、
    前記左側垂直板部の上縁部より外側に水平に折曲して存
    在する左側水平板部と、前記右側垂直板部の上縁部より
    外側に水平に折曲して存在する右側水平板部とを有して
    全体で溝形の横断面形状を有し、前記左側水平板部と前
    記右側水平板部とが前記左右の側部カバープレートの上
    方部にそれぞれに重なるように延在していることによ
    り、前記側部カバープレートと共働して前記ラビリンス
    流路を画定していることを特徴とする請求項2に記載の
    直進動作ロボット。
  4. 【請求項4】 前記中央カバープレートの前記左側水平
    板部と前記右側水平板部の先端縁部のそれぞれに更に下
    向きに折曲されたリップ片部が設けられ、前記左右の側
    部カバープレートのそれぞれのスリット状空隙の側の端
    縁部に上向きに折曲されたリップ片部が設けられている
    ことを特徴とする請求項3に記載の直進動作ロボット。
  5. 【請求項5】 上方が開放された横転コの字形断面の長
    方体状のフレーム基台内に搬送台が直進移動可能に設け
    られ、前記フレーム基台内に当該フレーム基台に回転可
    能に取り付けられた送りねじ棒と前記搬送台に設けられ
    て前記送りねじ棒のねじ係合する送りねじ式の直進駆動
    機構を有し、フレーム基台の上方開放部が搬送台の直進
    移動方向に長いスリット状空隙を有するカバープレート
    により閉じられ、前記搬送台のスリット状空隙を前記搬
    送台の頂部が貫通して外部に露呈し、フレーム基台内が
    外部への塵埃放出防止のために負圧状態に保たれる直進
    動作ロボットにおいて、 前記搬送台の端面にボールナットおよびボールねじ棒の
    上方を覆う庇が設けられていることを特徴とする直進動
    作ロボット。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005291382A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Kss Kk 電動リニアアクチュエータ
CN100409130C (zh) * 2006-07-10 2008-08-06 北京工业大学 智能迷宫机器人
JP2011091323A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Tokyo Electron Ltd 半導体製造装置
JP2011119327A (ja) * 2009-12-01 2011-06-16 Tokyo Electron Ltd 基板搬送装置および基板処理システム
JPWO2016153051A1 (ja) * 2015-03-25 2018-02-15 大日本印刷株式会社 検査装置
JP2019118962A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボット

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005291382A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Kss Kk 電動リニアアクチュエータ
JP4515801B2 (ja) * 2004-03-31 2010-08-04 ケーエスエス株式会社 電動リニアアクチュエータ
CN100409130C (zh) * 2006-07-10 2008-08-06 北京工业大学 智能迷宫机器人
JP2011091323A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Tokyo Electron Ltd 半導体製造装置
JP2011119327A (ja) * 2009-12-01 2011-06-16 Tokyo Electron Ltd 基板搬送装置および基板処理システム
JPWO2016153051A1 (ja) * 2015-03-25 2018-02-15 大日本印刷株式会社 検査装置
JP2019118962A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボット

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