KR100538534B1 - 반송로봇의 시일구조 - Google Patents

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KR100538534B1 KR10-2004-0025219A KR20040025219A KR100538534B1 KR 100538534 B1 KR100538534 B1 KR 100538534B1 KR 20040025219 A KR20040025219 A KR 20040025219A KR 100538534 B1 KR100538534 B1 KR 100538534B1
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Abstract

본 발명은 아암의 상하방향의 스트로크량이 증대하여도 시일구조의 대형화를 초래하지 않고 또한 높은 내성이 요구되는 일도 없으며, 또 고가의 자성 유체 시일을 사용하지 않아도 시일성을 충분히 확보할 수 있는 반송로봇의 시일구조를 제공하는 것이다.
본체 하우징(11)의 상단부(11a)와 아암 구동축(13)의 바깥 둘레면과의 사이에, 아암 구동축 바깥 둘레면에 압접되는 고리형상 메카니컬 시일(51)과, 고리형상 메카니컬 시일(51)을 유지하는 고리형상 시일 유지부재(54)와, 본체 하우징 상단부 (11a)와 고리형상 시일 유지부재(54)와의 사이에 설치되고, 고리형상 시일 유지부재 (54)를 부동 가능하게 유지하여 아암 구동축(13)의 경사 이동에 따라 고리형상 메카니컬 시일(51)의 자세를 조정하는 부동 유지수단(55)을 설치하였다.

Description

반송로봇의 시일구조{SEAL STRUCTURE OF TRANSFER ROBOT}
본 발명은, 진공작업실에서 반도체 웨이퍼 또는 플랫 패널용 유리기판 등 기판의 반송작업을 행하는 반송로봇의 시일구조에 관한 것이다.
진공작업용 반송로봇은, 진공작업실을 오염시키지 않기 위한 시일구조를 채용하고 있고, 종래부터의 시일구조로서, 아암의 상하방향으로의 이동(승강동작)에 대해서는 벨로즈에 의해 시일성의 확보를 도모하고, 또 아암의 회전에 대해서는 자성 유체 시일에 의해 시일성의 확보를 도모하도록 한 시일구조가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).
[특허문헌 1]
일본국 특개2001-24045 공보
[특허문헌 2]
일본국 특개2001-269890 공보
그러나, 최근 아암의 상하방향의 스트로크량은 증대하고 있고, 이 스트로크량의 증대에 따라 벨로즈가 대형화함과 동시에 벨로즈에 높은 내성이 요구된다. 또 자성 유체 시일의 비용은 매우 비싸다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 시일구조의 문제점에 착안하여 아암의 상하방향의 스트로크량이 증대하여도 시일구조의 대형화를 초래하지 않고 또한 높은 내성이 요구되는 일도 없으며, 또 고가의 자성 유체 시일을 사용하지 않아도 시일성을 충분히 확보할 수 있는 반송로봇의 시일구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 반송로봇의 시일구조는, 본체 하우징으로부터 위쪽으로 돌출한 아암을 구비하고, 그 아암에 승강동작, 회전동작 및 굴신(屈伸)동작을 시키는 반송로봇에 있어서, 상기 본체 하우징의 상단부와 아암 구동축의 바깥 둘레면과의 사이에, 상기 아암 구동축 바깥 둘레면에 압접되는 고리형상 메카니컬 시일과, 상기 고리형상 메카니컬 시일을 유지하는 고리형상 시일 유지부재와, 상기 본체 하우징 상단부와 상기 고리형상 시일 유지부재와의 사이에 설치되고, 상기 고리형상 시일 유지부재를 부동 가능하게 유지하여 상기 아암 구동축의 경사이동에 따라 상기 고리형상 메카니컬 시일의 자세(姿勢)를 조정하는 부동 유지수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 반송로봇의 시일구조에 있어서, 아암이 최하단 위치 부근까지 하강하고, 신장한 아암의 선단에서 중량이 큰 기판을 유지한 상태에서는 기판의 중량에 의해 아암 구동축은 경사이동한다. 이 아암 구동축이 경사이동하였을 때, 립시일 등 저렴한 고리형상 메카니컬 시일의 자세는 부동 유지수단의 작용에 의해 아암 구동축의 경사이동에 따라 조정된다. 이 고리형상 메카니컬 시일의 자세조정에 의하여 고리형상 메카니컬 시일이 아암 구동축으로부터 받는 압력분포는 거의 균일 하게 되어 시일성의 확보와 고리형상 메카니컬 시일의 긴 수명화를 도모할 수 있다. 또한, 부동 유지수단을 설치하지 않은 경우, 아암 구동축의 경사이동에 의해 고리형상 메카니컬 시일이 아암 구동축으로부터 받는 압력분포는 불균일하게 되기 때문에, 시일성의 확보가 곤란하게 되고, 또 고리형상 메카니컬 시일이 열화되기 쉬워진다.
상기 고리형상 시일 유지부재와 상기 부동 유지수단과의 사이를 시일하는 벨로즈를 설치함으로써, 고리형상 시일 유지부재를 부동시키는 것에 수반하여 발생한 고리형상 시일 유지부재와 부동 유지수단과의 사이의 간극에 의한 진공작업실과 본체 하우징 내부와의 연통상태가, 벨로즈에 의해 차단되게 되어, 진공작업실의 오염을 방지할 수 있다. 또 벨로즈는 고리형상 시일 유지부재와 부동 유지수단과의 사이에 배치되는 것으로, 아암의 승강동작에 따라 신축하는 것은 아니기 때문에, 아암의 상하방향의 스트로크량이 증대하여도 벨로즈를 대형화하지 않아도 되고, 또 벨로즈의 내성을 높일 필요도 없다.
상기 아암 구동축은, 상기 아암을 회전동작시키는 아암 제 1 구동축이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 반송로봇의 주요부 구성도를 나타낸다.
도 1에 있어서, 반송로봇은, 본체부(1)와 아암(2)으로 구성되고, 아암(2)은 본체부(1)의 하우징 즉 본체 하우징(11)으로부터 위쪽으로 돌출하고, 진공작업실 (100) 내에 있어서, 본체 하우징(11) 내에 배치된 승강기구(12), 아암 제 1 구동축 (13) 및 아암 제 2 구동축(14)에 의해 승강동작(Z축 이동), 회전동작(θ축 회전) 및 굴신동작(A축 이동)을 행하여, 선단부(도시 생략)에 반도체 웨이퍼 또는 플랫 패널용 유리기판 등 기판(도시 생략)을 유지하여 반송작업을 행한다.
아암 제 1 구동축(13)은, 엑츄에이터(도시 생략)와 아암(2)의 케이스(21)와의 사이를 연결하여, 아암(2)을 회전동작시키는 구동축이고, 또 아암 제 2 구동축(14)은, 다른 엑츄에이터(도시 생략)와 아암(2)의 케이스(21) 내의 풀리(도시 생략) 사이를 연결하여 아암(2)을 굴신동작시키는 구동축이다. 아암 제 1 구동축(13) 및 아암제 2 구동축(14)은, 동일축상에 배치되어 서로 간섭하지 않고 회전 자유롭다.
승강기구(12)는, 아암 제 1 구동축(13)과 아암 제 2구동축(14)을 탑재한 대(12a)의 바깥 둘레부에 설치된 복수의 승강부재(12b)와, 본체 하우징(11)의 안 둘레면에 설치되어, 각 승강부재(l2b)와 걸어맞춰지면서 각 승강부재(12b)의 상하방향으로의 직선 이동을 가능하게 하는 가이드부재(12c)를 구비하고, 엑츄에이터(도시 생략)에 의하여 승강부재(12b)를 승강동작시킴으로써, 아암 제 1 구동축(13) 및 아암 제 2 구동축(14)이 승강하여, 아암(2)이 승강한다.
반송로봇에는 진공작업실(100)과 대기측의 본체 하우징 내부(200) 사이를 시일하기 위한 시일구조(3)가 설치되어 있다.
시일구조(3)는, 본체 하우징(11)의 상단부(11a)측에 설치되어 있다. 시일구조(3)는, 아암 제 1 구동축(13)의 안 둘레면과 아암 제 2 구동축(14)의 바깥 둘레면과의 사이를 시일하기 위한 제 1 시일구조(4)와, 아암 제 1 구동축(13)의 바깥 둘레면과 본체 하우징(11) 사이를 시일하기 위한 제 2 시일구조(5)로 구성된다.
제 1 시일구조(4)는, 아암 제 2 구동축(14)의 바깥 둘레면에 압접되는 고리형상 립시일(lip seal) 등으로 이루어지는 고리형상 메카니컬 시일(41)과, 고리형상 메카니컬 시일(41)의 사이에 충전된 그리스(42)와, 필요에 따라 고리형상 메카니컬 시일(41)의 바깥쪽에 배치되는 고리형상 더스트 시일(43)과, 고리형상 메카니컬 시일 (41) 및 고리형상 더스트 시일(43)을 안쪽 오목부에서 밀어 넣어 유지하는 고리형상 시일 유지부재(44)에 의하여 구성된다.
제 2 시일구조(5)는, 아암 제 1 구동축(13)의 바깥 둘레면에 압접되는 고리형상 립시일 등으로 이루어지는 고리형상 메카니컬 시일(51)과, 고리형상 메카니컬 시일(51)의 사이에 충전된 그리스(52)와, 필요에 따라 고리형상 메카니컬 시일(51)의 바깥쪽에 배치되는 고리형상 더스트 시일(53)과, 고리형상 메카니컬 시일(51) 및 고리형상 더스트 시일(53)을 안쪽 오목부에서 밀어 넣어 유지하는 고리형상 시일 유지부재(54)와, 본체 하우징 상단부(11a)와 고리형상 시일 유지부재(54) 사이에 설치되어, 고리형상 시일 유지부재(54)를 부동 가능하게 유지하는 부동 유지수단(55)에 의하여 구성된다.
부동 유지수단(55)은, 본체 하우징(11)의 천정판의 안쪽에 고정된 중공 원판부(55a)와, 이 중공 원판부(55a)에 아래쪽으로 고리형상으로 연장되도록 고정된 유지부(55b)와, 유지부(55b)의 하단에 배치된 직동 베어링부(55c)와, 바깥쪽이 직동 베어링부(55c)와 걸어맞춰지고, 또한 안쪽이 고리형상 시일 유지부재(54)의 하단에 고정된 중공 원판부(55d)와, 위쪽의 중공 원판부(55a)와 아래쪽의 중공 원판부(55d) 사이에 배치된 벨로즈(55e)에 의하여 구성된다.
상기한 바와 같이 구성되는 반송로봇에 있어서, 아암(2)이 도 1에 나타낸 상태, 즉 최하단 위치 부근까지 하강한 상태일 때, 신장한 아암(2)의 선단에서 중량이 큰 기판을 유지하면, 기판의 중량에 의해 아암 제 1 구동축(13)은 경사 이동한다. 이 아암 제 1 구동축(13)이 경사 이동하였을 때, 고리형상 메카니컬 시일(51)의 자세는 부동 유지수단(55)의 작용에 의해 아암 제 1 구동축(13)의 경사 이동에 따라 조정된다. 즉, 아암 제 1 구동축(13)이 경사 이동하면, 중공 원판부(55d)가 직동 베어링부(55c)에 의해 반경방향으로 이동하여, 고리형상 메카니컬 시일(51)의 자세가 조정된다. 이 고리형상 메카니컬 시일(51)의 자세조정에 의하여 고리형상 메카니컬 시일 (51)이 아암 제 l 구동축(13)으로부터 받는 압력분포는 거의 균일하게 되어 시일성의 확보와 고리형상 메카니컬 시일(51)의 긴 수명화를 도모할 수 있다.
또, 벨로즈(55e)는 고리형상 시일 유지부재(54)를 부동시키는 것에 수반하여 발생한 고리형상 시일 유지부재(54)와 부동 유지수단(55) 사이의 간극에 의한 진공작업실(100)과 본체 하우징 내부(200)와의 연통상태를 차단하기 때문에 진공작업실 (100)의 오염을 방지할 수 있다. 또 벨로즈(55e)는, 고리형상 시일 유지부재(54)와 부동 유지수단(55)과의 사이에 배치되는 것으로, 아암(2)의 승강동작에 따라 신축하는 것은 아니기 때문에, 아암(2)의 상하방향의 스트로크량이 증대하여도 벨로즈(55e)는 대형화되지 않게 되고, 또 벨로즈(55e)의 내성은 높일 필요도 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 반송로봇의 주요부 구성도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 아암 11 : 본체 하우징
l3 : 아암 제 1 구동축(아암 구동축) 51 : 고리형상 메카니컬 시일
54 : 고리형상 시일 유지부재 55 : 부동 유지수단
55e : 벨로즈

Claims (3)

  1. 본체 하우징으로부터 위쪽으로 돌출한 아암을 구비하고, 상기 아암에 승강동작, 회전동작 및 굴신동작을 시키는 반송로봇에 있어서,
    상기 본체 하우징의 상단부와 아암 구동축의 바깥 둘레면과의 사이에,
    상기 아암 구동축 바깥 둘레면에 압접되는 고리형상 메카니컬 시일과,
    상기 고리형상 메카니컬 시일을 유지하는 고리형상 시일 유지부재와,
    상기 본체 하우징 상단부와 상기 고리형상 시일 유지부재와의 사이에 설치되고, 상기 고리형상 시일 유지부재를 부동 가능하게 유지하여 상기 아암 구동축의 경사이동에 따라 상기 고리형상 메카니컬 시일의 자세를 조정하는 부동 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 반송로봇의 시일구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고리형상 시일 유지부재와 상기 부동 유지수단과의 사이를 시일하는 벨로즈를 설치한 것을 특징으로 하는 반송로봇의 시일구조.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 아암 구동축은, 상기 아암을 회전동작시키는 아암 제 1 구동축인 것을 특징으로 하는 반송로봇의 시일구조.
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