KR20220115908A - 진공용 로봇, 진공용 모터, 진공 모터용 인코더 - Google Patents

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KR20220115908A
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마사노부 하라다
히로미츠 아카에
노리히사 이와사키
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가부시키가이샤 야스카와덴키
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Abstract

[과제] 진공 모터용 인코더에서의 불순물 가스의 발생을 저감한다.
[해결수단] 제1 진공용 모터(M1)는, 축방향으로 연장되는 제1 선회축 부재(73)와, 제1 선회축 부재(73)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(97)과, 제1 선회축 부재(73)와 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크(145)와, 비자성 재료로 구성되고, 베어링(97)을 지지하는 제1 브래킷(95)과, 제1 브래킷(95)에 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부(151)와, 오목부(151)에 의해 형성되는 박육부(185)를 개재하여 디스크(145)와 축방향으로 대향하도록 배치되고, 슬릿을 검출하는 센서 유닛(147)을 가지며, 센서 유닛(147)이 배치되고 대기압이 되는 공간과, 디스크(145)가 배치되고 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 박육부(185)에 의해 격절(隔絶)된다.

Description

진공용 로봇, 진공용 모터, 진공 모터용 인코더{VACUUM ROBOT, VACUUM MOTOR, AND VACUUM MOTOR ENCODER}
개시한 실시형태는, 진공용 로봇, 진공용 모터 및 진공 모터용 인코더에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 진공용 모터를 구비한 진공용 로봇이 기재되어 있다. 진공용 모터는, 표면에 신호를 생성하는 부호가 배치되는 회전판과, 회전판의 표면과 대향하여 배치되고, 신호를 검출할 수 있는 센서와, 내부에 센서가 배치되고, 센서와 대향하는 부분에 개구가 마련되는 센서실과, 개구를 막도록 마련되고, 신호를 투과하는 투과창을 가지며, 센서실의 내부 공간이 회전판이 배치되는 공간으로부터 분리된다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2012-231652호 공보
상기 종래 기술의 구조에서는, 센서실의 개구와 투과창 사이에 시일재에 의한 시일 처리를 하는 것이 일반적이다. 그러나, 시일재가 가열되면, 회전판이 배치된 공간으로 불순물 가스가 방출될 가능성이 있다는 과제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 불순물 가스의 발생을 저감할 수 있는 진공용 로봇, 진공용 모터 및 진공 모터용 인코더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 관점에 의하면, 진공용 모터와, 상기 진공용 모터에 의해 구동되는 아암을 가지며, 상기 진공용 모터는, 축방향으로 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 샤프트와 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크와, 비자성 재료로 구성되고, 상기 베어링을 지지하는 베어링 지지 부재와, 상기 베어링 지지 부재에 상기 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부와, 상기 오목부에 의해 형성되는 박육부를 개재하여 상기 디스크와 상기 축방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 슬릿을 검출하는 자기식 센서를 가지며, 상기 자기식 센서가 배치되고 대기압이 되는 공간과, 상기 디스크가 배치되고 상기 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 상기 박육부에 의해 격절(隔絶)되는 것인, 진공용 로봇이 적용된다.
또한, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 축방향으로 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 샤프트와 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크와, 비자성 재료로 구성되고, 상기 베어링을 지지하는 베어링 지지 부재와, 상기 베어링 지지 부재에 상기 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부와, 상기 오목부에 의해 형성되는 박육부를 개재하여 상기 디스크와 상기 축방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 슬릿을 검출하는 자기식 센서를 가지며, 상기 자기식 센서가 배치되고 대기압이 되는 공간과, 상기 디스크가 배치되고 상기 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 상기 박육부에 의해 격절되는 것인, 진공용 모터가 적용된다.
또한, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 축방향으로 연장되고 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 샤프트와 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크와, 비자성 재료로 구성되고 상기 베어링을 지지하는 베어링 지지 부재에 상기 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부에 의해 형성되는 박육부를 개재하여 상기 디스크와 상기 축방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 슬릿을 검출하는 자기식 센서를 가지며, 상기 자기식 센서가 배치되고 대기압이 되는 공간과, 상기 디스크가 배치되고 상기 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 상기 박육부에 의해 격절되는 것인, 진공 모터용 인코더가 적용된다.
본 발명의 진공용 로봇 등에 의하면, 불순물 가스의 발생을 저감할 수 있다.
도 1은 로봇 시스템의 개략 구성의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 2는 진공용 로봇의 동력 기구의 개략 구성의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 3은, 진공용 모터의 진공 모터용 인코더 및 제1 브래킷의 구성의 일례를 나타내는, 제1 브래킷을 선회축의 축방향 하측으로부터 본 하면도이다.
도 4는 도 3에서의 IV-IV 단면에 의한 단면도이다.
도 5는 도 3에서의 V-V 단면에 의한 단면도이다.
도 6은 센서 헤드 기판과 센서 지지 부재의 조립 구조의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 센서 헤드 기판과 센서 지지 부재를 조립하여 구성한 중간 유닛과 신호 처리 기판의 조립 구조의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 중간 유닛과 신호 처리 기판을 조립하여 구성한 센서 유닛의 구조의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 9는 센서 유닛과 제1 브래킷의 조립 구조의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
이하, 일실시형태에 관해 도면을 참조하면서 설명한다.
<1. 로봇 시스템의 구성>
우선, 도 1을 참조하면서, 본 실시형태에 관한 로봇 시스템(1)의 구성의 일례에 관해 설명한다. 도 1은, 로봇 시스템(1)의 개략 구성의 일례를 나타내는 개념도이다.
로봇 시스템(1)은, 진공 환경 하에 워크(W)를 반송하는 진공용 로봇(3)을 구비하는 워크 처리 시스템이며, 예컨대 반도체 제조 시스템이나 액정 제조 시스템 등, 다양한 용도에 적용 가능하다. 본 실시형태에서는, 로봇 시스템(1)이 반도체 웨이퍼에 처리를 행하는 반도체 제조 시스템인 경우에 관해 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 로봇 시스템(1)은, 진공용 로봇(3)과, 반송실(5)과, 처리실(7)과, 카세트실(9)을 갖는다. 로봇 시스템(1)은, 반도체 웨이퍼인 워크(W)를 1장마다 연속 처리하는 멀티 챔버 방식의 처리 시스템이다.
반송실(5)은, 위쪽에서 본 형상이 예컨대 대략 육각형상이며, 진공용 로봇(3)이 배치된다. 반송실(5)의 주위에는, 반송실(5)을 둘러싸도록 처리실(7)과 카세트실(9)이 배치된다. 처리실(7)에서는 워크(W)에 대하여 소정의 처리가 행해지고, 카세트실(9)에서는 워크(W)의 반입, 반출이 행해진다. 반송실(5)은, 소정의 크기로 개구되는 복수의 접속구(5a)를 갖고, 처리실(7)은, 소정의 크기로 개구되는 접속구(7a)를 각각 가지며, 카세트실(9)은, 소정의 크기로 개구되는 접속구(9a)를 각각 갖는다. 접속구(5a, 7a)끼리와 접속구(5a, 9a)끼리는, 개폐 가능한 게이트 밸브(11)에 의해 각각 접속된다. 또한, 카세트실(9)에는, 외부로 개구되는 개구부(9b)가 마련되고, 개폐 가능한 게이트 밸브(13)에 의해 밀봉된다. 이러한 구성에 의해, 반송실(5), 처리실(7), 카세트실(9)은, 서로 기밀하게 유지하는 것이 가능하다.
반송실(5) 및 각 처리실(7)은, 대기압보다 낮은 소정의 압력으로 감압된 상태(진공 상태라고도 함)가 된다. 카세트실(9)은, 진공 상태와 대기압 상태가 적절하게 반복된다. 즉, 게이트 밸브(13)를 개방하여 외부로부터 워크 카세트(15)를 반입할 때에는, 카세트실(9)은 대기압 상태가 된다. 한편, 게이트 밸브(11)를 개방하여 반송실(5)과 접속할 때에는, 카세트실(9)은 반송실(5)과 동일한 정도의 압력까지 감압되어 진공 상태가 된다. 워크 카세트(15)에는 등간격으로 지지 선반(도시 생략)이 마련되고, 처리 전 혹은 처리 후의 워크(W)가 다단으로 격납된다.
진공용 로봇(3)은, 수평 다관절형의 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)을 갖는 스칼라 로봇이며, 반송실(5)의 대략 중앙 위치에 배치된다. 제1 아암(17)은 선단에 제1 핸드(21)를 가지며, 제2 아암(19)은 선단에 제2 핸드(23)를 갖는다. 진공용 로봇(3)은, 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)을 선회 및 신축시키는 것에 의해, 제1 핸드(21) 및 제2 핸드(23)에 워크(W)를 얹어 원하는 위치에 반송한다. 구체적으로는, 진공용 로봇(3)은, 선회 장치(24)(후술하는 도 2 참조)에 의해, 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)을 모두 축소시킨 상태에서 함께 선회시킨다. 또한, 진공용 로봇(3)은, 소정의 게이트 밸브(11)가 개방된 상태에서, 제1 아암(17) 또는 제2 아암(19)을 신축시켜, 제1 핸드(21) 또는 제2 핸드(23)를 접속구들(5a, 7a, 9a)을 통해 처리실(7) 또는 카세트실(9)에 출납시킨다. 이때, 제1 핸드(21) 또는 제2 핸드(23)에 워크(W)를 얹는 것에 의해, 처리실(7) 또는 카세트실(9)로부터 워크(W)를 꺼낸다. 또한, 제1 핸드(21) 또는 제2 핸드(23)로부터 워크(W)를 내려 놓는 것에 의해, 처리실(7) 또는 카세트실(9)에 워크(W)를 넣는다.
또한, 진공용 로봇(3)은, 승강 장치(25)(후술하는 도 2 참조)에 의해 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)을 상하 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 예컨대 제1 핸드(21) 및 제2 핸드(23)를 승강시켜, 처리실(7)의 처리 선반(도시 생략)이나 워크 카세트(15)의 지지 선반 등에 대하여 워크(W)를 들어 올리거나 놓거나 하는 것이 가능하다. 또한, 예컨대 소정의 처리실(7)의 접속구(7a)와 접속되는 접속구(5a)나, 워크 카세트(15)에서의 특정 위치의 지지 선반 등에 대하여, 제1 핸드(21) 및 제2 핸드(23)를 승강시켜 높이 위치를 조정하는 것이 가능하다.
또, 전술한 로봇 시스템(1)의 구성은 일례이며, 전술한 내용에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 반송실(5)의 형상은 육각형 이외의 다각형(예컨대 삼각형, 사각형, 오각형, 팔각형 등)이어도 좋다. 이 경우, 처리실(7)이나 카세트실(9)의 수나 배치는, 반송실(5)의 형상에 따라서 적절하게 변경된다.
<2. 진공용 로봇의 동력 기구>
다음으로, 도 2를 참조하면서, 진공용 로봇(3)의 동력 기구의 일례에 관해 설명한다. 도 2는, 진공용 로봇(3)의 동력 기구의 개략 구성의 일례를 나타내는 개념도이다. 또, 도 2에서는 시일 부재 등의 도시는 적절하게 생략한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 진공용 로봇(3)은, 베이스부(27)와, 제1 아암(17)과, 제2 아암(19)을 갖는다. 베이스부(27)는, 대략 원통형의 부재이며, 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)을 선회 및 신축 가능하게 지지한다. 베이스부(27)는, 제1 아암(17)의 신축 동작, 제2 아암(19)의 신축 동작, 및, 선회 장치(24)에 의한 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)의 선회 동작의 구동원인, 3개의 진공용 모터(M1, M2, M3) 등을 내장한다.
제1 아암(17)(아암의 일례)은, 제1 기부 링크(29)와, 제1 중간 링크(31)와, 제1 핸드(21)를 갖는다. 제1 기부 링크(29)는, 베이스부(27)의 상부(상세하게는 제2 아암(19)의 제2 기부 링크(39)의 상부)에 선회축(AX0) 둘레로 회전 가능하게 마련된다. 제1 중간 링크(31)는, 제1 기부 링크(29)의 선단부에 연결 부재(33)를 통해 제1 회전축(AX1) 둘레로 회전 가능하게 연결된다. 제1 핸드(21)는, 제1 중간 링크(31)의 선단부에 연결 부재(35)를 통해 제2 회전축(AX2) 둘레로 회전 가능하게 연결된다.
제2 아암(19)(아암의 일례)은, 제2 기부 링크(39)와, 제2 중간 링크(41)와, 제2 핸드(23)를 갖는다. 제2 기부 링크(39)는, 베이스부(27)의 상부에 선회축(AX0) 둘레로 회전 가능하게 마련된다. 제2 중간 링크(41)는, 제2 기부 링크(39)의 선단부에 연결 부재(43)를 통해 제3 회전축(AX3) 둘레로 회전 가능하게 연결된다. 제2 핸드(23)는, 제2 중간 링크(41)의 선단부에 연결 부재(45)를 통해 제4 회전축(AX4) 둘레로 회전 가능하게 연결된다.
제1 아암(17)은, 제1 기부 링크(29)의 내부에 배치되는 풀리들(49, 51) 및 벨트(53)와, 제1 중간 링크(31)의 내부에 배치되는 풀리들(55, 57) 및 벨트(59)를 갖는다. 풀리(49)는 제1 기부 링크(29)의 기단부에 배치되고, 풀리(51)는 제1 기부 링크(29)의 선단부에 배치된다. 벨트(53)는 풀리들(49, 51)에 걸친다. 풀리(55)는 제1 중간 링크(31)의 기단부에 배치되고, 풀리(57)는 제1 중간 링크(31)의 선단부에 배치된다. 벨트(59)는 풀리들(55, 57)에 걸친다.
마찬가지로, 제2 아암(19)은, 제2 기부 링크(39)의 내부에 배치되는 풀리들(61, 63) 및 벨트(65)와, 제2 중간 링크(41)의 내부에 배치되는 풀리들(67, 69) 및 벨트(71)를 갖는다. 풀리(61)는 제2 기부 링크(39)의 기단부에 배치되고, 풀리(63)는 제2 기부 링크(39)의 선단부에 배치된다. 벨트(65)는 풀리들(61, 63)에 걸친다. 풀리(67)는 제2 중간 링크(41)의 기단부에 배치되고, 풀리(69)는 제2 중간 링크(41)의 선단부에 배치된다. 벨트(71)는 풀리들(67, 69)에 걸친다.
또, 벨트들(53, 59, 65, 71)은, 강판 등의 금속으로 형성되어도 좋고, 고무나 수지 등으로 형성되어도 좋다. 또한, 벨트들(53, 59, 65, 71)은, 톱니가 있는 벨트이어도 좋고, 톱니가 없는 평벨트나 V-벨트 등이어도 좋다. 또한, 풀리들(49, 51, 55, 57, 61, 63, 67, 69)은, 톱니가 있는 풀리이어도 좋고, 톱니가 없는 평풀리나 V-풀리 등이어도 좋다.
진공용 로봇(3)은, 선회축(AX0)의 축방향으로 각각 연장되는 제1 선회축 부재(73), 제2 선회축 부재(75) 및 제3 선회축 부재(77)를 갖는다. 제1 선회축 부재(73)(샤프트의 일례)는, 선회축(AX0) 둘레로 회전 가능하게 지지되는 중실 또는 중공의 축부재이다. 제2 선회축 부재(75)(샤프트의 일례)는, 제1 선회축 부재(73)의 직경 방향 외측에 동심형으로 배치되고, 선회축(AX0) 둘레로 회전 가능하게 지지되는 중공의 축부재이다. 제3 선회축 부재(77)(샤프트의 일례)는, 제2 선회축 부재(75)의 직경 방향 외측에 동심형으로 배치되고, 선회축(AX0) 둘레로 회전 가능하게 지지되는 중공의 축부재이다. 제1 선회축 부재(73), 제2 선회축 부재(75) 및 제3 선회축 부재(77)는, 각각 별도의 진공용 모터에 연결되고, 서로 상대 회전 가능하게 이루어진다.
제1 선회축 부재(73)의 상단은 제1 기부 링크(29)의 기단부에 고정된다. 제3 선회축 부재(77)의 상단은 제2 기부 링크(39)의 기단부에 고정된다. 제2 선회축 부재(75)의 상단측에는 풀리들(49, 61)이 고정된다. 풀리(49)는 풀리(61)보다 상측에 배치된다.
제1 기부 링크(29)의 선단부의 바닥면에는 고정축(79)이 고정된다. 고정축(79)의 하단측에는 풀리(51)가 회전 가능하게 지지된다. 고정축(79)의 상단측에는 풀리(55)가 고정된다. 풀리(51)에는, 연결 부재(33)를 통해 제1 중간 링크(31)의 기단부가 고정된다. 제1 중간 링크(31)의 선단부의 바닥면에는 고정축(81)이 고정된다. 고정축(81)에는 풀리(57)가 회전 가능하게 지지된다. 풀리(57)에는, 연결 부재(35)를 통해 제1 핸드(21)의 기단부가 고정된다. 풀리들(49, 51, 55, 57)의 각각의 직경(풀리 직경)은, 예컨대 제1 핸드(21)가 선회축(AX0)을 중심으로 하는 직경 방향을 따라 직진하도록 적절한 비율(풀리비)로 설정된다.
마찬가지로, 제2 기부 링크(39)의 선단부의 바닥면에는 고정축(83)이 고정된다. 고정축(83)의 하단측에는 풀리(63)가 회전 가능하게 지지된다. 고정축(83)의 상단측에는 풀리(67)가 고정된다. 풀리(63)에는, 연결 부재(43)를 통해 제2 중간 링크(41)의 기단부가 고정된다. 제2 중간 링크(41)의 선단부의 바닥면에는 고정축(85)이 고정된다. 고정축(85)에는 풀리(69)가 회전 가능하게 지지된다. 풀리(69)에는, 연결 부재(45)를 통해 제2 핸드(23)의 기단부가 고정된다. 풀리들(61, 63, 67, 69)의 각각의 직경(풀리 직경)은, 예컨대 제2 핸드(23)가 선회축(AX0)을 중심으로 하는 직경 방향을 따라 직진하도록 적절한 비율(풀리비)로 설정된다.
제1 선회축 부재(73)의 하단에는 마그넷(87)이 마련된다. 마그넷(87)의 직경 방향 외측에는, 마그넷(87)과 대향하도록 고정자 코일(89)이 마련된다. 고정자 코일(89)은 원통형의 프레임(91)의 내주면에 고정된다. 프레임(91)의 부하측(도 2 중 상측)에는 제1 커버(93)가 고정되고, 프레임(91)의 반부하측(도 2 중 하측)에는 제1 브래킷(95)이 고정된다. 제1 브래킷(95)은, 제1 선회축 부재(73)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(97)을 지지 부재(99)를 통해 간접적으로 지지한다. 따라서, 제1 브래킷(95)은 「베어링 지지 부재」의 일례에 상당한다. 마그넷(87), 고정자 코일(89), 프레임(91), 제1 커버(93), 제1 브래킷(95), 베어링(97) 및 지지 부재(99) 등이 제1 진공용 모터(M1)를 구성한다.
마찬가지로, 제2 선회축 부재(75)의 하단에는 마그넷(101)이 마련된다. 마그넷(101)의 직경 방향 외측에는, 마그넷(101)과 대향하도록 고정자 코일(103)이 마련된다. 고정자 코일(103)은 원통형의 프레임(105)의 내주면에 고정된다. 프레임(105)의 부하측(도 2 중 상측)에는 제2 커버(107)가 고정되고, 프레임(105)의 반부하측(도 2 중 하측)에는 제2 브래킷(109)이 고정된다. 제2 브래킷(109)은, 제2 선회축 부재(75)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(111)을, 지지 부재(113)를 통해 간접적으로 지지한다. 따라서, 제2 브래킷(109)은 「베어링 지지 부재」의 일례에 상당한다. 마그넷(101), 고정자 코일(103), 프레임(105), 제2 커버(107), 제2 브래킷(109), 베어링(111) 및 지지 부재(113) 등이 제2 진공용 모터(M2)를 구성한다.
마찬가지로, 제3 선회축 부재(77)의 하단에는 마그넷(115)이 마련된다. 마그넷(115)의 직경 방향 외측에는, 마그넷(115)과 대향하도록 고정자 코일(117)이 마련된다. 고정자 코일(117)은 원통형의 프레임(119)의 내주면에 고정된다. 프레임(119)의 부하측(도 2 중 상측)에는 제3 커버(121)가 고정되고, 프레임(119)의 반부하측(도 2 중 하측)에는 제3 브래킷(123)이 고정된다. 제3 브래킷(123)은, 제3 선회축 부재(77)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(125)을, 지지 부재(127)를 통해 간접적으로 지지한다. 따라서, 제3 브래킷(123)은 「베어링 지지 부재」의 일례에 상당한다. 마그넷(115), 고정자 코일(117), 프레임(119), 제3 커버(121), 제3 브래킷(123), 베어링(125) 및 지지 부재(127) 등이 제3 진공용 모터(M3)를 구성한다.
각 진공용 모터(M1, M2, M3)는, 베이스부(27)의 내측에서, 선회축(AX0)의 축방향으로 적층되어 배치된다. 제3 진공용 모터(M3)가 상측, 제1 진공용 모터(M1)가 하측, 제2 진공용 모터(M2)가 이들의 중간에 위치한다.
제2 진공용 모터(M2)가 정지하여 제2 선회축 부재(75)가 정지한 상태에서, 제1 진공용 모터(M1)가 구동하여 제1 선회축 부재(73)가 선회축(AX0) 둘레로 회전하면, 제1 아암(17)이 신축한다. 또한, 제2 진공용 모터(M2)가 정지하여 제2 선회축 부재(75)가 정지한 상태에서, 제3 진공용 모터(M3)가 구동하여 제3 선회축 부재(77)가 선회축(AX0) 둘레로 회전하면, 제2 아암(19)이 신축한다. 또, 제2 진공용 모터(M2)가 정지하여 제2 선회축 부재(75)가 정지한 상태에서, 제1 진공용 모터(M1) 및 제3 진공용 모터(M3)가 동시에 구동하여 제1 선회축 부재(73) 및 제3 선회축 부재(77)가 선회축(AX0) 둘레로 동시에 회전하면, 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)이 동시에 신축한다.
또한, 제1 진공용 모터(M1), 제2 진공용 모터(M2) 및 제3 진공용 모터(M3)가 동시에 구동하여 제1 선회축 부재(73), 제2 선회축 부재(75) 및 제3 선회축 부재(77)가 동일한 회전 속도로 동일한 회전 방향으로 동일한 각도만큼 회전하면, 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)은 서로 신축 동작을 행하지 않고, 서로의 선회축(AX0) 둘레의 둘레 방향의 위치 관계를 유지한 채로 선회축(AX0) 둘레로 선회한다. 또, 제1 진공용 모터(M1), 제2 진공용 모터(M2), 제3 진공용 모터(M3), 제1 선회축 부재(73), 제2 선회축 부재(75) 및 제3 선회축 부재(77) 등이 선회 장치(24)를 구성한다.
진공용 로봇(3)은, 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)을 둘레 방향의 위치 관계를 유지한 채로 선회축(AX0)의 축방향(상하 방향)으로 함께 승강시키는, 승강 장치(25)를 갖는다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 승강 장치(25)는, 슬라이더(129)와, 이송 나사(131)와, 승강 모터(133)와, 리니어 가이드(135) 등을 갖는다. 승강 모터(133)는, 지지 부재(137)에 의해 베이스부(27)의 내부에서의 진공용 모터들(M1, M2, M3)의 측방에 설치된다. 이송 나사(131)는, 도시하지 않은 베어링에 의해, 지지 부재(137) 및 베이스부(27)의 상단부에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 진공용 모터들(M1, M2, M3)은, 리니어 가이드(135)에 의해 베이스부(27)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 마련된다. 승강 모터(133)의 하측에 배치되는 출력축에는 풀리(139)가 마련되고, 이송 나사(131)의 하단부에는 풀리(141)가 마련된다. 벨트(143)는 풀리들(139, 141)에 걸친다. 승강 모터(133)는, 풀리들(139, 141) 및 벨트(143)에 의해 이송 나사(131)를 회전시킨다. 슬라이더(129)는, 진공용 모터들(M1, M2, M3)의 적어도 하나에 연결되고, 이송 나사(131)의 회전에 의해 상하 방향으로 이동한다. 이와 같이 하여, 승강 모터(133)의 구동에 의해, 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)이, 제1 진공용 모터(M1), 제2 진공용 모터(M2) 및 제3 진공용 모터(M3) 등과 함께 선회축(AX0)의 축방향으로 승강한다. 또, 승강 장치(25)의 설치 위치는, 진공용 모터들(M1, M2, M3)의 측방으로 한정되지 않고, 예컨대 진공용 모터들(M1, M2, M3)의 아래쪽에 설치해도 좋다. 또한, 승강 장치(25)를 베이스부(27)의 외부에 설치해도 좋다.
또, 진공용 로봇(3)이 진공 상태의 반송실(5)에 배치되는 것에 의해, 진공 공간에 연통하는 각 진공용 모터(M1, M2, M3)의 내부 공간은, 진공 상태가 된다. 한편, 각 진공용 모터(M1, M2, M3)의 외부 공간이며, 승강 장치(25)나 리니어 가이드(135) 등이 배치되는, 베이스부(27)의 내부 공간은, 대기압 상태가 된다.
진공용 모터(M1, M2, M3)의 각각은, 각 모터의 회전 위치(회전 속도 또는 회전 가속도이어도 좋음)를 검출하는 진공 모터용 인코더(E1, E2, E3)를 각각 갖는다. 상세한 것은 후술하지만, 제1 진공용 모터(M1)의 진공 모터용 인코더(E1)의 일부는 제1 브래킷(95)의 내부에 수용된다. 또한, 제2 진공용 모터(M2)의 진공 모터용 인코더(E2)의 일부는 제2 브래킷(109)의 내부에 수용된다. 또한, 제3 진공용 모터(M3)의 진공 모터용 인코더(E3)의 일부는 제3 브래킷(123)의 내부에 수용된다.
<3. 진공 모터용 인코더와 브래킷의 구성>
다음으로, 도 3∼도 9를 참조하면서, 진공 모터용 인코더와 브래킷의 구성의 일례에 관해 설명한다. 도 3은, 제1 진공용 모터(M1)의 진공 모터용 인코더(E1) 및 제1 브래킷(95)의 구성의 일례를 나타내는, 제1 브래킷(95)을 선회축(AX0)의 축방향 하측으로부터 본 하면도이다. 도 4는, 도 3에서의 IV-IV 단면에 의한 단면도이며, 진공 모터용 인코더(E1)를 부분적으로 확대한 부분 확대도를 포함한다. 도 5는, 도 3에서의 V-V 단면에 의한 단면도이다. 도 6는, 센서 헤드 기판과 센서 지지 부재의 조립 구조의 일례를 나타내는 분해 사시도, 도 7은, 센서 헤드 기판과 센서 지지 부재를 조립하여 구성한 중간 유닛과 신호 처리 기판의 조립 구조의 일례를 나타내는 분해 사시도, 도 8은, 중간 유닛과 신호 처리 기판을 조립하여 구성한 센서 유닛의 구조의 일례를 나타내는 사시도, 도 9는, 센서 유닛과 제1 브래킷의 조립 구조의 일례를 나타내는 분해 사시도이다. 또, 도 4에서는 진공 모터용 인코더(E1) 및 제1 브래킷(95) 이외의 제1 진공용 모터(M1)의 구성의 도시를 생략한다.
도 3∼도 5에 나타낸 바와 같이, 진공 모터용 인코더(E1)는, 디스크(145)와, 센서 유닛(147)을 갖는다. 디스크(145)는, 고정 부재(149)에 의해 제1 선회축 부재(73)의 하단에 고정되고(도 2 참조), 제1 선회축 부재(73)와 함께 회전할 수 있게 배치된다. 디스크(145)는 자성 재료로 구성되고, 둘레 방향을 따라 복수의 슬릿(도시 생략)이 형성된다. 본 실시형태에서는, 디스크(145)의 직경 방향으로 동심원형으로 복수(예컨대 5개)의 슬릿의 트랙이 형성된다. 또, 트랙의 수는 1개이어도 좋고 5 이외의 복수이어도 좋다. 또한, 슬릿은 오목부이어도 좋고 관통 구멍이어도 좋다.
센서 유닛(147)(자기식 센서의 일례)은, 복수의 부품을 조합한 유닛으로서 구성되고, 디스크(145)의 슬릿을 자기식으로 검출하여 검출 신호를 출력한다. 센서 유닛(147)은, 고체의 전기 저항이 자계에 의해 변화하는 자기 저항 효과를 이용하여 슬릿을 계측한다. 본 실시형태에서는, 센서 유닛(147)이 반도체 자기 저항 소자(SMR)를 구비하는 경우를 일례로서 설명하지만, 이외에도, 예컨대 이방성 자기 저항 소자(AMR), 거대 자기 저항 소자(GMR), 터널 자기 저항 소자(TMR) 등을 이용해도 좋다.
제1 브래킷(95)의 하측(도 4에서의 하측. 도 5에서의 상측. 축방향의 일방측의 일례. 반부하측이라고도 함)의 표면(95a)에는, 상측(도 4에서의 상측. 도 5에서의 하측. 축방향의 타방측의 일례. 부하측이라고도 함)을 향해 축방향으로 함몰되도록 오목부(151)가 형성된다. 센서 유닛(147)은 오목부(151)에 수용되고, 오목부(151)에 의해 형성되는 박육부(185) 등을 개재하여 디스크(145)와 축방향으로 대향하도록 배치된다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 오목부(151)는, 센서 유닛(147)의 축방향의 두께보다 큰 축방향의 깊이를 갖고, 센서 유닛(147)을 제1 브래킷(95)의 하측의 표면(95a)으로부터 돌출되지 않도록 수용한다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 센서 유닛(147)은, 센서 헤드 기판(153)과, 센서 지지 부재(155)와, 신호 처리 기판(157)을 갖는다. 이들 센서 헤드 기판(153), 센서 지지 부재(155) 및 신호 처리 기판(157)은, 상측(도 4에서의 상측, 도 5에서의 하측)으로부터 순서대로 축방향으로 적층되어 오목부(151)에 수용된다. 오목부(151)는, 적층된 센서 헤드 기판(153), 센서 지지 부재(155) 및 신호 처리 기판(157)의 축방향의 두께의 합계보다 큰 축방향의 깊이를 갖는다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 센서 헤드 기판(153)은, 기판 본체(159)와, 자기 저항 소자(161)와, 바이어스 마그넷(163)과, 커넥터(165)와, 고정 너트(167)를 갖는다. 기판 본체(159)는, 예컨대 대략 사각형상의 기판이다. 자기 저항 소자(161)는, 기판 본체(159)의 하측에 복수(이 예에서는 5개) 마련되고, 제1 브래킷(95)의 가장 얇은 부분인 박육부(185)를 개재하여 디스크(145)와 대향하여 배치된다. 또, 자기 저항 소자(161)의 수는 5개에 한정되지는 않고, 디스크(145)에 형성되는 슬릿의 트랙 수와 동일한 수이면 된다. 바이어스 마그넷(163)은, 기판 본체(159)의 대략 중앙부에 형성되는 오목부(159a)에 감합된다. 이것에 의해, 자기 저항 소자(161)는, 바이어스 마그넷(163)과 디스크(145) 사이에 배치된다. 또, 바이어스 마그넷(163)의 상면은, 센서 지지 부재(155)의 하면에, 예컨대 접착에 의해, 고정된다. 커넥터(165)는, 기판 본체(159)의 한 변의 외주 단부 근방에 설치되고, 센서 지지 부재(155)의 커넥터 삽입 관통 구멍(173a)을 관통하여 신호 처리 기판(157)의 커넥터(169)(도 5, 도 7 참조)와 접속된다. 이들 커넥터(165, 169)에 의해, 센서 헤드 기판(153)과 신호 처리 기판(157) 사이의 통신이 확보된다. 고정 너트(167)는, 예컨대 기판 본체(159)의 네 모서리 근방에 복수(이 예에서는 4개) 마련된다. 각 고정 너트(167)에는, 센서 지지 부재(155)의 볼트 삽입 관통 구멍(173b)에 삽입 관통되는 고정 볼트(171)가 각각 체결된다. 이것에 의해, 센서 헤드 기판(153)과 센서 지지 부재(155)가 조립되어 고정된다. 본 실시형태에서는, 센서 헤드 기판(153)과 센서 지지 부재(155)가 조립된 부품을, 설명의 편의상 「중간 유닛(172)」이라고도 한다.
센서 지지 부재(155)는, 센서 헤드 기판(153)을 지지하고, 오목부(151)에 고정하기 위한 부재이다. 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 센서 지지 부재(155)는 부재 본체(173)를 갖는다. 부재 본체(173)는, 긴 변 방향이 선회축(AX0) 둘레의 둘레 방향을 대략 따르도록 연장되는 대략 장방형상의 제1 부재 본체부(173A)와, 제1 부재 본체부(173A)로부터 직경 방향(선회축(AX0)을 중심으로 하는 직경 방향) 외측을 향해 돌출되는 대략 장방형상의 제2 부재 본체부(173B)를 갖는다. 제1 부재 본체부(173A)의 둘레 방향 양측에는, 전술한 볼트 삽입 관통 구멍(173b)이 2개씩 형성된다. 4개의 고정 볼트(171)가 4개의 볼트 삽입 관통 구멍(173b)에 각각 삽입 관통되어, 센서 헤드 기판(153)의 고정 너트(167)에 각각 체결된다. 둘레 방향 일방측의 2개의 볼트 삽입 관통 구멍(173b, 173b) 사이에는, 전술한 커넥터 삽입 관통 구멍(173a)이 형성된다. 제1 부재 본체부(173A)의 볼트 삽입 관통 구멍(173b)보다 더 둘레 방향 외측에는, 센서 유닛(147)을 제1 브래킷(95)에 고정하기 위한 고정 볼트(175)(도 9 참조)가 삽입 관통되는 볼트 삽입 관통 구멍(173c)이 2개씩 형성된다. 제2 부재 본체부(173B)의 네 모서리 근방에는, 신호 처리 기판(157)을 센서 지지 부재(155)에 고정하기 위한 복수(이 예에서는 4개)의 볼트 체결 구멍(174d)이 형성된다. 볼트 체결 구멍(174d)의 내측에는 각각 나사홈이 형성되고, 복수(이 예에서는 4개)의 고정 볼트(177)(도 7 참조)가 볼트 체결 구멍(174d)에 각각 체결된다.
센서 지지 부재(155)는, 본 실시형태에서는 비자성 재료로 형성된다. 그것에 의해, 예컨대 바이어스 마그넷(163)에 의한 자력에 의해 주위의 관련 없는 자성체를 끌어당기는 것을 피할 수 있다. 비자성 재료로는, 예컨대, 비자성 스테인레스, 수지, 세라믹, 티탄 합금, 알루미늄 합금 등을 사용할 수 있다. 또한, 센서 지지 부재(155)는, 본 실시형태에서는, 제1 브래킷(95)과 동일한 정도의 강도를 갖는 재료로 형성된다. 그것에 의해, 센서 지지 부재(155)를 제1 브래킷(95)에 견고하게 고정할 수 있다. 제1 브래킷(95)과 동일한 정도의 강도를 갖는 재료로는, 예컨대, 스테인레스, 합금강, 티탄 합금 등을 사용할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 센서 지지 부재(155)는 예컨대 비자성 스테인레스재로 형성된다.
신호 처리 기판(157)은 센서 헤드 기판(153)의 신호를 처리한다. 예컨대, 센서 헤드 기판(153)으로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 외부 기기와 직렬 통신을 행하기 위한 신호 처리를 실행한다. 또, 그 이외의 신호 처리를 행해도 좋다. 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 신호 처리 기판(157)은, 기판 본체(179)와, 커넥터(183)를 갖는다. 기판 본체(179)는, 선회축(AX0) 둘레의 둘레 방향을 따라 원호형으로 연장되는 대략 부채형상의 제1 기판 본체부(179A)와, 제1 기판 본체부(179A)로부터 직경 방향(선회축(AX0)을 중심으로 하는 직경 방향) 외측을 향해 돌출되는 대략 장방형상의 제2 기판 본체부(179B)를 갖는다. 제1 기판 본체부(179A)의 둘레 방향 양측에는, 긴 구멍(179a)이 2개씩 형성된다. 각 긴 구멍(179a)에는, 중간 유닛(172)이 조립될 때에 고정 볼트(171)의 헤드부가 각각 수용된다. 또한, 긴 구멍(179a)에 의해, 센서 지지 부재(155)의 볼트 삽입 관통 구멍(173c)이 노출된다. 이것에 의해, 센서 유닛(147)을 제1 브래킷(95)에 고정할 때에, 고정 볼트(175)를 긴 구멍(179a)에 의해 노출되는 볼트 삽입 관통 구멍(173c)에 삽입 관통시켜, 제1 브래킷(95)의 오목부(151)에 형성되는 볼트 체결 구멍(181)(도 9 참조)에 각각 체결시키는 것이 가능하다. 제2 기판 본체부(179B)의 네 모서리 근방에는, 전술한 고정 볼트(177)를 삽입 관통시키기 위한 복수(이 예에서는 4개)의 볼트 삽입 관통 구멍(179b)이 형성된다. 볼트 삽입 관통 구멍(179b)에 삽입 관통되는 고정 볼트(177)는, 센서 지지 부재(155)의 볼트 체결 구멍(174d)에 각각 체결된다. 이것에 의해, 신호 처리 기판(157)과 중간 유닛(172)이 조립되어 고정된다. 본 실시형태에서는, 신호 처리 기판(157)과 중간 유닛(172)이 조립된 부품을 「센서 유닛(147)」이라고 한다. 제2 기판 본체부(179B)의 직경 방향 외측 단부에는 커넥터(183)가 마련된다. 커넥터(183)는, 제1 브래킷(95)의 외주면(95b)에 형성되는 개구부(95c)에 배치됨으로써 외부에 노출된다(도 3 및 도 9 참조). 커넥터(183)에는, 전원의 공급이나 외부 기기와의 통신을 행하기 위한 케이블의 커넥터(도시 생략)가 접속된다.
제1 브래킷(95)은 비자성 재료로 구성된다. 비자성 재료는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제1 브래킷(95)이 베어링 하중을 받는 구조 부재인 것, 및, 후술하는 박육부(185)가 대기압과 진공의 기압차에 견딜 필요가 있기 때문에, 예컨대 강도가 높은 비자성 스테인레스 등이 적합하다. 단, 그 외의 비자성 재료를 이용해도 좋다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 브래킷(95)의 하측(도 9에서의 상측. 축방향의 일방측의 일례. 반부하측이라고도 함)의 표면(95a)에는, 상측(도 9에서의 하측. 축방향의 타방측의 일례. 부하측이라고도 함)을 향해 축방향으로 함몰되도록 오목부(151)가 형성된다. 오목부(151)는, 축방향의 함몰이 제1 브래킷(95)의 직경 방향의 외측의 외주면(95b)(직경 방향의 외측 표면의 일례)에 이르도록 형성된다. 이것에 의해, 제1 브래킷(95)의 외주면(95b)에는 개구부(95c)가 형성된다. 또, 오목부(151)는, 예컨대 절삭 가공에 의해 형성된다. 또, 절삭 이외에도, 예컨대 오목부가 형성된 브래킷의 주형에 액체 금속을 흘려 넣어 주조에 의해 성형해도 좋다.
오목부(151)는, 축방향의 깊이가 단계적으로 상이하도록 형성되고, 오목부(151)의 바닥부는 복수의 단차부를 갖는 스텝형으로 형성된다. 오목부(151)의 대략 중앙부는 축방향의 깊이가 가장 깊고, 그 바닥부에 박육부(185)가 형성된다. 박육부(185)는, 제1 브래킷(95)에서 축방향의 두께가 가장 얇은 부분이며(예컨대 0.2 mm 정도), 축방향으로부터 볼 때 예컨대 2개의 긴 구멍이 사각형에 의해 접속된 형상으로 형성된다(도 9 참조). 전술한 자기 저항 소자(161)는, 박육부(185)를 개재하여, 디스크(145)의 표면과 축방향으로 미소한 간극(예컨대 0.6 mm 정도)을 두고 배치된다. 박육부(185)에 의해, 센서 유닛(147)이 배치되고 대기압이 되는 공간과, 디스크(145)가 배치되고 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 진공 공간이 격절(隔絶)된다.
박육부(185)의 주위는, 축방향의 깊이가 박육부(185)보다 얕고, 박육부(185)를 둘러싸도록 축방향으로부터 볼 때 대략 사각형상의 수용부(187)가 형성된다. 수용부(187)의 바닥부는, 박육부(185)보다 축방향의 두께가 두껍다. 수용부(187)는, 센서 헤드 기판(153)의 일부 또는 전부를 수용한다. 센서 헤드 기판(153)의 자기 저항 소자(161) 이외의 부분은, 이 수용부(187)의 바닥부에 접촉 또는 미소한 간극을 두고 배치된다.
수용부(187)의 직경 방향 외측은, 축방향의 깊이가 수용부(187)보다 얕고, 직경 방향을 따라 신장하도록 홈부(189)가 형성된다. 홈부(189)의 바닥부는, 수용부(187)의 바닥부보다 축방향의 두께가 두껍다. 홈부(189)는, 제1 브래킷(95)의 외주면(95b)에 이르도록 형성되고, 개구부(95c)에 연통된다. 홈부(189)는, 센서 지지 부재(155)의 제2 부재 본체부(173B)에 대응하는 형상으로 형성되고, 신호 처리 기판(157)을 센서 지지 부재(155)에 고정하기 위한 고정 볼트(177)의 선단이 오목부(151)에 접촉하지 않도록 여유 범위를 형성한다.
수용부(187) 및 홈부(189)의 주위는, 축방향의 깊이가 홈부(189)보다 더 얕고, 수용부(187) 및 홈부(189)의 둘레 방향 양측 및 수용부(187)의 직경 방향 내측을 둘러싸도록 신호 처리 기판(157)에 대응하는 형상의 부착부(191)가 형성된다. 부착부(191)의 바닥부는, 홈부(189)의 바닥부보다 축방향의 두께가 더 두껍다. 부착부(191)에서의 수용부(187)의 둘레 방향 양측에는, 전술한 볼트 체결 구멍(181)이 2개씩 형성된다. 볼트 체결 구멍(181)의 내측에는 각각 나사홈이 형성되고, 센서 지지 부재(155)의 볼트 삽입 관통 구멍(173c)을 삽입 관통한 고정 볼트(175)가 볼트 체결 구멍(181)에 체결됨으로써, 센서 유닛(147)이 제1 브래킷(95)의 오목부(151)에 수용되어 고정된다. 이때, 각 고정 볼트(175)는 각각 심 부재(193)(도 5 및 도 9 참조)에 삽입 관통되어 볼트 체결 구멍(181)에 체결된다. 심 부재(193)는, 센서 지지 부재(155)의 표면과 부착부(191)의 표면의 갭을 조정함으로써, 자기 저항 소자(161)의 표면과 디스크(145)의 표면의 갭을 조정하기 위한 부재이다.
도 3 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 브래킷(95)은, 오목부(151)의 직경 방향의 외측의 적어도 일부를 덮는 2개의 벽부(195)를 갖는다. 2개의 벽부(195)는, 제1 브래킷(95)의 외주 단부에서 오목부(151)의 둘레 방향 양측으로부터 서로 접근하도록 둘레 방향을 따라 연장되고, 2개의 벽부(195) 사이에 전술한 개구부(95c)가 형성된다. 한편, 제1 브래킷(95)의 외주 단부 근방에는, 둘레 방향의 복수 개소(이 예에서는 45도 간격의 8개소)에 축방향으로 관통하는 복수(이 예에서는 8개)의 볼트 구멍(197)이 형성된다. 각 볼트 구멍(197)에는, 제1 브래킷(95)을 프레임(91)에 고정하기 위한 고정 볼트(도시 생략)가 각각 삽입 관통된다. 2개의 벽부(195)의 각각에는, 복수의 볼트 구멍(197)의 일부(이 예에서는 하나의 벽부(195)에 하나씩. 총 2개)가 형성된다. 또, 볼트 구멍(197)의 배치 및 수는 상기 이외로 해도 좋다. 또한, 볼트 구멍(197)은 어느 한쪽의 벽부(195)에만 형성되어도 좋고, 2 이상의 볼트 구멍(197)이 하나의 벽부(195)에 형성되어도 좋다.
또, 제2 진공용 모터(M2)의 진공 모터용 인코더(E2) 및 제2 브래킷(109), 제3 진공용 모터(M3)의 진공 모터용 인코더(E3) 및 제3 브래킷(123)에 관해서는, 제2 브래킷(109) 및 제3 브래킷(123)에 제1 선회축 부재(73) 및 제2 선회축 부재(75)를 삽입 관통시키기 위한 관통 구멍이 각각 마련되어 있지만, 그 외에는 상기 제1 진공용 모터(M1)의 진공 모터용 인코더(E1) 및 제1 브래킷(95)과 동일한 구성이므로 설명을 생략한다.
<4. 센서 유닛의 조립 순서>
다음으로, 도 6∼도 9를 참조하면서, 센서 유닛(147)의 조립 순서의 일례에 관해 설명한다.
우선, 도 6에 나타낸 바와 같이, 바이어스 마그넷(163)을 오목부(159a)에 감합시키면서, 센서 지지 부재(155)의 볼트 삽입 관통 구멍(173b)에 삽입 관통된 고정 볼트(171)를, 센서 헤드 기판(153)의 고정 너트(167)에 각각 체결한다. 이것에 의해, 센서 헤드 기판(153)과 센서 지지 부재(155)가 조립되어 고정되고, 중간 유닛(172)이 조립된다.
다음으로, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 신호 처리 기판(157)의 볼트 삽입 관통 구멍(179b)에 삽입 관통된 고정 볼트(177)를, 센서 지지 부재(155)의 볼트 체결 구멍(174d)에 각각 체결한다. 이것에 의해, 신호 처리 기판(157)과 중간 유닛(172)이 조립되어 고정되고, 센서 유닛(147)이 조립된다.
그 후, 도 9에 나타낸 바와 같이, 고정 볼트(175)를 긴 구멍(179a)에 의해 노출되는 볼트 삽입 관통 구멍(173c)에 삽입 관통시켜, 제1 브래킷(95)의 오목부(151)에 형성되는 볼트 체결 구멍(181)에 각각 체결시킨다. 이것에 의해, 센서 유닛(147)이 제1 브래킷(95)의 오목부(151)에 수용되어 고정된다. 이것에 의해, 센서 헤드 기판(153)의 자기 저항 소자(161)가 제1 브래킷(95)의 박육부(185)를 개재하여 디스크(145)와 축방향으로 대향하여 배치되고, 진공 모터용 인코더(E1)가 제조된다.
<5. 실시형태의 효과>
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 진공용 로봇(3)은, 진공용 모터들(M1, M2, M3)과, 진공용 모터들(M1, M2, M3)에 의해 구동되는 제1 아암(17) 및 제2 아암(19)을 가지며, 진공용 모터들(M1, M2, M3)은, 축방향으로 연장되는 제1 선회축 부재(73), 제2 선회축 부재(75) 및 제3 선회축 부재(77)(이하 「제1 선회축 부재(73) 등」이라고 함)와, 제1 선회축 부재(73) 등을 회전 가능하게 지지하는 베어링들(97, 111, 125)과, 제1 선회축 부재(73) 등과 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크(145)와, 비자성 재료로 구성되고, 베어링들(97, 111, 125)을 지지하는 제1 브래킷(95), 제2 브래킷(109) 및 제3 브래킷(123)(이하 「제1 브래킷(95) 등」이라고 함)과, 제1 브래킷(95) 등에 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부(151)와, 오목부(151)에 의해 형성되는 박육부(185)를 개재하여 디스크(145)와 축방향으로 대향하도록 배치되고, 슬릿을 검출하는 센서 유닛(147)을 가지며, 센서 유닛(147)이 배치되고 대기압이 되는 공간과, 디스크(145)가 배치되고 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 박육부(185)에 의해 격절된다.
본 실시형태에서는, 제1 브래킷(95) 등에 축방향으로 함몰되도록 오목부(151)를 형성하고, 상기 오목부(151)에 의해 형성된 박육부(185)를 개재하여 센서 유닛(147)과 디스크(145)를 대향하여 배치한다. 박육부(185)는 제1 브래킷(95) 등의 일부이며, 제1 브래킷(95) 등에 개구를 마련하여 밀봉하는 구성으로 하지 않기 때문에, 센서 유닛(147)과 디스크(145) 사이에 시일재에 의한 시일 처리가 불필요해진다. 이것에 의해, 시일재의 가열에 기인하는 불순물 가스의 발생을 저감할 수 있다. 특히, 본 실시형태와 같이 반도체 제조 시스템으로서 진공 환경 하에서 작업을 행하는 진공용 로봇(3)의 경우, 깨끗한 환경이 요구되는 진공 공간측에 시일재의 가열에 기인하는 불순물 가스가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 브래킷(95) 등을 비자성 재료로 구성하기 때문에, 박육부(185)를 충분히 얇게 형성하는 것에 의해, 센서 유닛(147)에 의한 슬릿의 검출 정밀도를 확보할 수 있다. 또한, 제1 브래킷(95) 등은 베어링 하중을 받는 구조 부재이기 때문에, 전체적으로 강도가 높다. 이 때문에, 오목부(151)를 마련하여 박육부(185)를 형성하더라도, 필요한 강도를 확보할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 센서 유닛(147)은 오목부(151)에 수용된다. 이것에 의해, 센서 유닛(147)을 배치하기 위한 스페이스(예컨대 센서실 등)를 제1 브래킷(95) 등의 외부에 별도로 마련할 필요가 없어져, 진공용 모터들(M1, M2, M3) 및 진공용 로봇(3)을 소형화할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 오목부(151)는, 센서 유닛(147)의 축방향의 두께보다 큰 축방향의 깊이를 갖는다. 이것에 의해, 센서 유닛(147)이 제1 브래킷(95) 등의 표면으로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 센서 유닛(147)을 보호할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 센서 유닛(147)은, 센서 헤드 기판(153)과, 센서 헤드 기판(153)을 지지하는 센서 지지 부재(155)와, 센서 헤드 기판(153)의 신호를 처리하는 신호 처리 기판(157)을 가지며, 센서 헤드 기판(153), 센서 지지 부재(155) 및 신호 처리 기판(157)은, 축방향으로 적층되어 오목부(151)에 수용되고, 오목부(151)는, 적층된 센서 헤드 기판(153), 센서 지지 부재(155) 및 신호 처리 기판(157)의 축방향의 두께보다 큰 축방향의 깊이를 갖는다.
이것에 의해, 센서 유닛(147)을, 디스크(145)의 슬릿을 검출하는 검출 기능(센서 헤드 기판(153)), 기판을 오목부(151)에 지지 고정하는 지지 고정 기능(센서 지지 부재(155)), 검출 신호를 처리하는 신호 처리 기능(신호 처리 기판(157))의 3개의 기능을 갖춘 복수의 부품을 조합한 센서 유닛으로서 구성할 수 있다. 또한, 적층된 센서 헤드 기판(153), 센서 지지 부재(155) 및 신호 처리 기판(157) 중의 어느 것이 제1 브래킷(95) 등의 표면으로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 이들 부품을 보호할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 센서 지지 부재(155)는 비자성 재료로 구성된다. 이것에 의해, 예컨대 바이어스 마그넷(163)에 의한 자력에 의해 주위의 관련 없는 자성체를 끌어당기는 것을 피할 수 있다. 또한, 비자성 재료로서, 예컨대 제1 브래킷(95)과 동일한 정도의 강도를 갖는 재료를 사용한 경우에는, 센서 지지 부재(155)(센서 지지 부재(155)에 고정된 센서 헤드 기판(153) 및 신호 처리 기판(157)을 포함)를 제1 브래킷(95)에 견고하게 고정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 진공용 로봇(3)은, 복수대의 진공용 모터(M1, M2, M3)를 갖고, 복수대의 진공용 모터(M1, M2, M3)는 축방향으로 적층되어 배치된다.
본 실시형태에서는, 센서 유닛(147)을 제1 브래킷(95) 등의 표면으로부터 돌출되지 않도록 오목부(151)에 수용하기 때문에, 복수대의 진공용 모터(M1, M2, M3)를 축방향으로 적층시킨 경우에도, 센서 유닛(147)이 인접하는 진공용 모터와 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 컴팩트한 진공용 로봇(3)을 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 오목부(151)는, 제1 브래킷(95) 등의 축방향의 일방측의 표면(95a)에 축방향의 타방측을 향해 함몰되도록 형성되고, 또한, 축방향의 함몰이 제1 브래킷(95) 등의 직경 방향의 외측의 외주면(95b)에 이르도록 형성된다.
이것에 의해, 제1 브래킷(95) 등의 외주면(95b)에 오목부(151)에 의한 개구부(95c)를 형성할 수 있다. 이것에 의해, 오목부(151)에 수용되는 센서 유닛(147)의 배선을 개구부(95c)를 통해 직경 방향 외측으로 인출할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 센서 유닛(147)은, 센서 헤드 기판(153)과, 센서 헤드 기판(153)의 신호를 처리하는 신호 처리 기판(157)을 가지며, 신호 처리 기판(157)은, 오목부(151)에 의해 외주면(95b)에 형성되는 개구부(95c)에 배치되는 커넥터(183)를 갖는다.
이것에 의해, 신호 처리 기판(157)의 커넥터(183)를 개구부(95c)로부터 외부에 노출시킬 수 있기 때문에, 외부 배선의 접속 작업이 용이해진다. 또한, 신호 처리 기판(157)에 의해 예컨대 센서 출력 신호를 직렬 변환함으로써 배선의 절약이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 센서 유닛(147)은, 센서 헤드 기판(153)과, 센서 헤드 기판(153)을 지지하는 센서 지지 부재(155)를 가지며, 오목부(151)는, 박육부(185)보다 축방향의 두께가 두껍고, 센서 지지 부재(155)가 부착되는 부착부(191)를 내부에 갖는다.
이와 같이, 박육부(185)보다 두께가 두꺼운 부착부(191)에 센서 헤드 기판(153) 등을 지지하는 센서 지지 부재(155)를 부착하는 것에 의해, 센서 지지 부재(155)를 제1 브래킷(95) 등에 고정하기 위한 고정 볼트(175)의 체결 여유(체결 깊이)를 확보할 수 있다. 이것에 의해, 센서 유닛(147)을 오목부(151) 내에 안정적으로 고정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 특히, 제1 브래킷(95) 등은, 오목부(151)의 직경 방향의 외측의 적어도 일부를 덮는 벽부(195)를 갖고, 벽부(195)에는, 제1 브래킷(95) 등의 둘레 방향의 복수 개소에 배치되고 축방향으로 관통하는 복수의 볼트 구멍(197)의 일부가 형성된다.
이것에 의해, 오목부(151)를 형성하는 것에 기인하여, 제1 브래킷(95) 등을 프레임들(91, 105, 119)에 고정하기 위한 볼트에 의한 체결 개소가 감소하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제1 브래킷(95) 등의 프레임에 대한 체결 강도를 확보할 수 있다.
<6. 변형예>
또, 개시한 실시형태는, 상기에 한정되는 것이 아니라, 그 취지 및 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 변형이 가능하다.
예컨대, 이상에서는, 진공용 로봇(3)이 2개의 아암(17, 19)을 갖는 경우를 일례로서 설명했지만, 아암의 수는 2개에 한정되는 것이 아니라, 1개의 아암이어도 좋고, 3개 이상의 아암을 구비한 진공용 로봇으로 해도 좋다.
또한 이상에서는, 3개의 진공용 모터(M1, M2, M3)가 축방향으로 적층되어 배치된 경우를 일례로서 설명했지만, 진공용 모터의 수는 3대에 한정되는 것이 아니라, 1대, 2대 또는 4대 이상으로 해도 좋다.
또한 이상에서는, 센서 유닛(147)이, 센서 헤드 기판(153), 센서 지지 부재(155) 및 신호 처리 기판(157)을 갖는 경우를 일례로서 설명했지만, 유닛의 구성은 이것에 한정되는 것이 아니다. 상기 이외의 기판을 구비해도 좋고, 예컨대 기판을 직접 오목부(151)에 부착하는 구조로 하여, 센서 지지 부재(155)를 구비하지 않는 구조로 해도 좋다.
또, 이상의 설명에서, 「수직」, 「평행」, 「평면」 등의 기재가 있는 경우에는, 상기 기재는 엄밀한 의미가 아니다. 즉, 이들 「수직」, 「평행」, 「평면」이란, 설계상, 제조상의 공차, 오차가 허용되며, 「실질적으로 수직」, 「실질적으로 평행」, 「실질적으로 평면」이라는 의미이다.
또한, 이상의 설명에서, 외관상의 치수나 크기, 형상, 위치 등이 「동일하다」, 「같다」, 「동등하다」, 「상이하다」 등의 기재가 있는 경우는, 상기 기재는 엄밀한 의미가 아니다. 즉, 이들 「동일하다」, 「같다」, 「동등하다」, 「상이하다」란, 설계상, 제조상의 공차, 오차가 허용되며, 「실질적으로 동일하다」, 「실질적으로 같다」, 「실질적으로 동등하다」, 「실질적으로 상이하다」라는 의미이다.
또한, 이상에 설명한 것 외에도, 상기 실시형태나 각 변형예에 의한 수법을 적절하게 조합하여 이용해도 좋다. 기타, 일일이 예시는 하지 않지만, 상기 실시형태나 각 변형예는, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 변경이 가해져 실시되는 것이다.
3: 진공용 로봇 17: 제1 아암(아암)
19: 제2 아암(아암) 73: 제1 선회축 부재(샤프트)
75: 제2 선회축 부재(샤프트) 77: 제3 선회축 부재(샤프트)
95: 제1 브래킷(베어링 지지 부재)
95a: 표면(축방향의 일방측의 표면)
95b: 외주면(직경 방향의 외측 표면) 95c: 개구부
109: 제2 브래킷(베어링 지지 부재)
123: 제3 브래킷(베어링 지지 부재)
97: 베어링 111: 베어링
125: 베어링 145: 디스크
147: 센서 유닛(자기식 센서) 151: 오목부
153: 센서 헤드 기판 155: 센서 지지 부재
157: 신호 처리 기판 183: 커넥터
185: 박육부 191: 부착부
195: 벽부 197: 볼트 구멍
M1: 제1 진공용 모터 M2: 제2 진공용 모터
M3: 제3 진공용 모터

Claims (13)

  1. 진공용 모터와,
    상기 진공용 모터에 의해 구동되는 아암
    을 가지며,
    상기 진공용 모터는,
    축방향으로 연장되는 샤프트와,
    상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과,
    상기 샤프트와 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크와,
    비자성 재료로 구성되고, 상기 베어링을 지지하는 베어링 지지 부재와,
    상기 베어링 지지 부재에 상기 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부와,
    상기 오목부에 의해 형성되는 상기 베어링 지지 부재의 박육부를 개재하여 상기 디스크와 상기 축방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 슬릿을 검출하는 자기식 센서
    를 가지며,
    상기 자기식 센서가 배치되고 대기압이 되는 공간과, 상기 디스크가 배치되고 상기 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 상기 박육부에 의해 격절(隔絶)되는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기식 센서는,
    상기 오목부에 수용되는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오목부는,
    상기 자기식 센서의 상기 축방향의 두께보다 큰 상기 축방향의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자기식 센서는,
    센서 헤드 기판과,
    상기 센서 헤드 기판을 지지하는 센서 지지 부재와,
    상기 센서 헤드 기판의 신호를 처리하는 신호 처리 기판
    을 가지며,
    상기 센서 헤드 기판, 상기 센서 지지 부재 및 상기 신호 처리 기판은,
    상기 축방향으로 적층되어 상기 오목부에 수용되고,
    상기 오목부는,
    적층된 상기 센서 헤드 기판, 상기 센서 지지 부재 및 상기 신호 처리 기판의 상기 축방향의 두께보다 큰 상기 축방향의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서 지지 부재는,
    비자성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공용 로봇은,
    복수대의 상기 진공용 모터를 갖고,
    상기 복수대의 진공용 모터는,
    상기 축방향으로 적층되어 배치되는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부는,
    상기 베어링 지지 부재의 상기 축방향의 일방측의 표면에 상기 축방향의 타방측을 향해 함몰되도록 형성되고, 또한, 상기 축방향의 함몰이 상기 베어링 지지 부재의 직경 방향의 외측 표면에 이르러 상기 직경 방향 외측 표면에 개구부가 생성되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자기식 센서는,
    센서 헤드 기판과,
    상기 센서 헤드 기판의 신호를 처리하는 신호 처리 기판
    을 가지며,
    상기 신호 처리 기판은, 커넥터를 갖고,
    상기 커넥터는, 상기 개구부에 배치되어 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기식 센서는,
    센서 헤드 기판과,
    상기 센서 헤드 기판을 지지하는 센서 지지 부재
    를 가지며,
    상기 오목부는,
    상기 박육부보다 상기 축방향의 두께가 두껍고, 상기 센서 지지 부재가 부착되는, 부착부를 내부에 갖는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링 지지 부재는,
    상기 베어링 지지 부재의 둘레 방향의 복수 개소에 배치되고 상기 축방향으로 관통하는 복수의 볼트 구멍과,
    상기 오목부의 직경 방향의 외측의 적어도 일부를 덮고, 상기 둘레 방향으로 연장되는 벽부를 갖고,
    상기 벽부에는,
    상기 복수의 볼트 구멍의 일부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공용 로봇.
  11. 축방향으로 연장되는 샤프트와,
    상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과,
    상기 샤프트와 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크와,
    비자성 재료로 구성되고, 상기 베어링을 지지하는 베어링 지지 부재와,
    상기 베어링 지지 부재에 상기 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부와,
    상기 오목부에 의해 형성되는 상기 베어링 지지 부재의 박육부를 개재하여 상기 디스크와 상기 축방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 슬릿을 검출하는 자기식 센서
    를 가지며,
    상기 자기식 센서가 배치되고 대기압이 되는 공간과, 상기 디스크가 배치되고 상기 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 상기 박육부에 의해 격절되는 것을 특징으로 하는 진공용 모터.
  12. 진공 모터용 인코더로서,
    상기 진공 모터는, 축방향으로 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 비자성 재료로 구성되고, 상기 베어링을 지지하는 베어링 지지 부재와, 상기 베어링 지지 부재에 상기 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부
    를 갖고,
    상기 인코더는,
    상기 샤프트와 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크와,
    상기 오목부에 의해 형성되는 상기 베어링 지지 부재의 박육부를 개재하여 상기 디스크와 상기 축방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 슬릿을 검출하는 자기식 센서
    를 가지며,
    상기 자기식 센서가 배치되고 대기압이 되는 공간과, 상기 디스크가 배치되고 상기 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 상기 박육부에 의해 격절되는 것을 특징으로 하는 진공 모터용 인코더.
  13. 반도체 제조 시스템으로서,
    진공 환경 하에서 반도체 웨이퍼를 반송하는 진공용 로봇이 배치되는 반송실과,
    상기 반송실의 주위에 배치되고, 상기 반도체 웨이퍼에 미리 정해진 처리를 행하기 위한 복수의 처리실
    을 구비하고,
    상기 진공용 로봇은,
    진공용 모터와,
    상기 진공용 모터에 의해 구동되는 아암
    을 가지며,
    상기 진공 모터는,
    축방향으로 연장되는 샤프트와,
    상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과,
    상기 샤프트와 함께 회전할 수 있게 배치되고, 슬릿이 형성되는 디스크와
    비자성 재료로 구성되고, 상기 베어링을 지지하는 베어링지지 부재와,
    상기 베어링 지지 부재에 상기 축방향으로 함몰되도록 형성되는 오목부와,
    상기 오목부에 의해 형성되는 상기 베어링 지지 부재의 박육부를 개재하여 상기 디스크와 상기 축방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 슬릿을 검출하는 자기식 센서
    를 갖고,
    상기 자기식 센서가 배치되고 대기압이 되는 공간과, 상기 디스크가 배치되고 상기 대기압보다 낮은 압력으로 감압되는 공간이, 상기 박육부에 의해 격절(隔絶)되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
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