WO2011080897A1 - 駆動装置及び搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アームユニットの駆動時に発生する反作用により加えられる応力に耐え得る、剛性の高い駆動装置、及びこれを備えた搬送装置を提供すること。【解決手段】駆動装置（５０）は、フレーム（６０）と、フレーム（６０）に搭載されたアクチュエータ（７０）とを備える。フレーム（６０）は、鋳造により一体成形されて形成される。フレーム（６０）は、搬送チャンバの隔壁に接続可能な接続部（６１）と、接続部（６１）に対向して設けられた対向部としての底板部（６２）と、接続部（６１）と底板部（６２）とを連結する複数の連結部（６３）とを有する。アクチュエータ（７０）は、同軸で３軸のシャフト（７５）（２本の回転シャフト（７１、７２）、及び１本の旋回シャフト（７３））と、３つのモータ（７４）と、これらの３つのモータ（７４）による回転の駆動力を、３本のシャフト（７５）に伝達する伝達機構とを備える。フレーム（６０）が一体成形されていることにより、剛性の高い駆動装置（５０）を実現できる。

Description

駆動装置及び搬送装置

　本発明は、半導体基板やガラス基板等を搬送する搬送装置及びこれに用いられる駆動装置に関する。

　半導体製造分野等において、真空中あるいはプロセスガス雰囲気中等でウェハ、ガラス基板等の搬送対象物を搬送するための搬送手段として、多関節アームを備える搬送装置がある。このような搬送装置は、アームを伸縮あるいは旋回させることにより、アームの先端を任意の位置に移動させ、搬送対象物を搬送する。アームには水平方向の回転動力により水平方向に伸縮あるいは旋回し、鉛直方向に昇降することで３次元的な移動を可能とするものがある。この場合、アームを駆動する駆動部には水平方向の回転動力を生成する機構及び鉛直方向に昇降する機構が必要となる。

　例えば、特許文献１に記載の搬送装置は、駆動部の主要部分を収容するケーシングと、ケーシング内に収容された駆動部支持フレームとを備えている。駆動部支持フレームは、アーム等を伸縮及び旋回させるための複数のモータ等を支持している。駆動部支持フレームは、ケーシングの底部に配置されたモータにより、ボールネジの機構を介して、鉛直方向に設けられたリニアガイドレールに沿って、ケーシング内で昇降する。駆動部支持フレームが昇降することで、アームの全体が昇降する（例えば、特許文献１の段落[００１６]、図１参照）。

　ケーシングの上部には基底プレートが接続され、基底プレートは、真空環境内の基台（固定部）に形成された開口部に設置されている。つまり、基台に形成された開口部から搬送装置（の駆動部）が吊り下げられるように、駆動部が基底プレートに支持されている。

特開２００８－１３５６３０号公報

　このような搬送装置では、アームの駆動時に、駆動部からアームに加えられる力が反作用として駆動部支持フレーム及びケーシングに加えられるため、駆動部支持フレームやケーシングに応力が発生する。特に、アームの旋回駆動時には、ケーシングには、鉛直方向を軸に回転する力が加えられ、基底プレートとの接続部分にはせん断応力が発生する。その結果、ケーシングのその接続部分にねじれが発生したり、接続部分が破損したりするおそれがある。

　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、アームユニットの駆動時に発生する反作用により加えられる応力に耐え得る、剛性の高い駆動装置、及びこれを備えた搬送装置を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る駆動装置は、隔壁を有するチャンバ内に配置される、搬送対象物を搬送することが可能な搬送体を駆動する駆動装置であって、アクチュエータと、フレームとを具備する。
　前記アクチュエータは、前記搬送体を駆動する。
　前記フレームは、一体成形により形成され、前記チャンバの前記隔壁に接続されており、前記アクチュエータを搭載する。

　本発明の一形態に係る搬送装置は、搬送体と、アクチュエータと、フレームとを具備する。
　前記搬送体は、隔壁を有するチャンバ内に配置され、搬送対象物を搬送することが可能である。
　前記アクチュエータは、搬送体を駆動する。
　前記フレームは、一体成形により形成され、前記チャンバの前記隔壁に接続されており、前記アクチュエータを搭載する。

本発明の第１の実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る搬送装置が適用されるクラスタ型の真空処理装置を模式的に示す平面図である。 第１の実施形態に係る搬送装置の駆動ユニットを示す斜視図である。 第１の実施形態に係る駆動ユニットを示す平面図である。 第１の実施形態に係る駆動ユニットのフレームを示す斜視図である。 第１の実施形態に係るフレームを示す平面図である。 第１の実施形態に係る駆動ユニットのアクチュエータを示す斜視図である。 図４に示すＡ－Ａ線における模式的な断面図である。 第１の実施形態に係る支持ベースを示す平面図である。 第１の実施形態に係る支持ベースを示す底面図である。 第１の実施形態に係る旋回ブロック内の構造を示す模式的な断面図である。 第１の実施形態に係る旋回ブロック内のギアの係合状態を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。 第２の実施形態に係る搬送装置の駆動ユニットを示す斜視図である。 第２の実施形態に係る駆動ユニットのアクチュエータを示す斜視図である。 第２の実施形態に係るアクチュエータの要部断面図である。 第２の実施形態に係る駆動ユニットのフレームを示す斜視図である。

　一形態に係る駆動装置は、隔壁を有するチャンバ内に配置される、搬送対象物を搬送することが可能な搬送体を駆動する駆動装置であって、アクチュエータと、フレームとを具備する。
　前記アクチュエータは、前記搬送体を駆動する。
　前記フレームは、一体成形により形成され、前記チャンバの前記隔壁に接続されており、前記アクチュエータを搭載する。

　フレームが一体成形により形成されているので、フレームの剛性を高めることができ、フレームの耐久性を向上させることができる。このフレームの一部が隔壁に接続されているので、アクチュエータにより搬送体が駆動される時に発生する反作用による応力がフレームに加えられても、フレームの破損等を確実に防止することができる。

　前記アクチュエータは、旋回用シャフトと、モータと、支持ベースとを有してもよい。
　前記旋回用シャフトは、前記搬送体に接続され、前記搬送体を旋回させる。
　前記モータは、前記旋回用シャフトに回転の駆動力を与える。
　前記支持ベースは、前記旋回用シャフト及び前記モータを支持する。

　すなわち、アクチュエータは、支持ベースにより旋回用シャフト及びモータが一体化されている。これにより、作業者が、このように一体化されたアクチュエータをフレームに組み付けることにより、容易に搬送装置の駆動装置を組み立てることができる。駆動装置は、上記アクチュエータ及びフレームを含むものである。

　前記搬送体は、多関節型のアームユニットであってもよい。その場合、前記アクチュエータは、前記アームユニットのアームを伸縮させるための伸縮用シャフトをさらに有する。

　前記フレームは、接続部と、対向部と、連結部とを有してもよい。
　前記接続部は、前記隔壁に接続される。
　前記対向部は、前記接続部に対向して配置されている。
　前記連結部は、前記支持ベースが前記接続部と前記対向部との間に配置されるように、前記接続部と前記対向部とを連結する。

　このような構成によれば、作業者は、接続部側または対向部側から、一体化されたアクチュエータをフレーム内に挿入するようにして、フレームにアクチュエータを組み付けることができる。

　前記アクチュエータは、前記接続部と前記対向部との間で、前記支持ベースを昇降させる昇降機構をさらに有してもよい。昇降機構により支持ベースが昇降駆動されることにより、搬送体を昇降させることができる。

　前記接続部または前記対向部は、切り欠き部を有し、前記昇降機構は、前記切り欠き部に設けられた昇降駆動源ユニットを有してもよい。昇降駆動源ユニットが切り欠き部に設けられることにより、駆動装置の小型化を実現することができる。

　前記搬送体は、多関節型のアームユニットであって複数設けられてもよい。
　その場合、前記アクチュエータは、第１の回転シャフトと、第２の回転シャフトと、旋回シャフトと、モータとを有していればよい。
　前記第１の回転シャフトは、前記複数のアームユニットのうちの第１のアームユニットに接続され、前記第１のアームユニットが有するアームを伸縮させる。
　前記第２の回転シャフトは、前記複数のアームユニットのうちの第２のアームユニットに接続され、前記第２のアームユニットが有するアームを伸縮させる。
　前記旋回シャフトは、前記第１のアームユニット及び前記第２のアームユニットを一体的に旋回させる。
　前記モータは、前記第１の回転シャフト、前記第２の回転シャフト及び前記旋回シャフトをそれぞれ駆動する。

　前記モータは、前記第１のアームユニット及び前記第２のアームユニットが旋回する方向に沿って、等角度間隔で配置されてもよい。これにより、各モータを介してフレーム等に加えられる応力を均等に分散することができる。

　前記アクチュエータは、昇降モータと、複数のガイド軸とをさらに有してもよい。
　前記昇降モータは、前記シャフトが延びる方向に沿って前記支持ベースを昇降させる。
　前記複数のガイド軸は、前記シャフトが回転する方向に沿って等角度間隔で配置され、前記昇降モータによる前記支持ベースの昇降動作をガイドする。

　これにより、特に搬送体が旋回する時に、ガイド軸に加えられる応力やガイド軸を介してフレームに加えられる応力を均等に分散することができる。

　前記連結部は、前記旋回用シャフトを中心とする円周上に等角度間隔で複数配置されてもよい。これにより、特に搬送体が旋回する時に、連結部及び接続部に加えられる応力を均等に分散することができる。

　前記搬送体は、多関節型の多二つのアームユニットでもよい。
　その場合、前記アクチュエータは、回転シャフトと、旋回シャフトと、モータとを有する。
　前記回転シャフトは、前記アームユニットに接続され、前記アームユニットが有するアームを伸縮させる。
　前記旋回シャフトは、前記アームユニットを旋回させる。
　前記モータは、前記回転シャフト及び前記旋回シャフトをそれぞれ駆動する。

　本発明の一形態に係る搬送装置は、搬送体と、アクチュエータと、フレームとを具備する。
　前記搬送体は、隔壁を有するチャンバ内に配置され、搬送対象物を搬送することが可能である。
　前記アクチュエータは、搬送体を駆動する。
　前記フレームは、一体成形により形成され、前記チャンバの前記隔壁に接続されており、前記アクチュエータを搭載する。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

＜第１の実施形態＞
　図１は、本発明の一実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。

　搬送装置１００は、搬送対象物としての基板Ｇを、真空下で処理する各処理室等の間で搬送する。基板Ｇとしては、ディスプレイ装置に搭載されるガラス基板が挙げられる。搬送装置１００は、上部に設けられた２つの搬送体としてのアームユニット３０と、これらのアームユニット３０の下方側でこれらのアームユニット３０に接続され、アームユニット３０を駆動する駆動ユニット５０（駆動装置）とを備える。

　２つのアームユニット３０は、第１アーム１、第２アーム２、第３アーム３、第４アーム４、リンク部材５、ハンドベース６、ハンド部材７をそれぞれ有し、そして、２つのアームユニット３０に共通の旋回ブロック８を有している。２つのアームユニット３０は、それぞれ独立して伸縮することが可能となっている。また、旋回ブロック８は、後述するように駆動ユニット５０で駆動される１本の旋回シャフト７３により旋回される。旋回ブロック８が旋回することにより２つのアームユニット３０が共に旋回する。２つのアームユニット３０の構成は実質的に同じであり、以下、一方のアームユニット３０の構成について説明する。

　第１アーム１及び第２アーム２により平行リンクが構成され、また、第３アーム３及び第４アーム４により平行リンクが構成されている。第１アーム１及び第２アーム２のそれぞれの一端には、第１関節軸１１が旋回ブロック８を介して駆動ユニット５０に接続されている。後述するように、これらの第１関節軸１１は、駆動ユニット５０に設けられた１本の共通のシャフト７１（または７２）（図８参照）に、旋回ブロック８を介して接続されている。駆動ユニット５０においてその１本のシャフト７１（または７２）が回転駆動されることにより、１つのアームユニット３０が伸縮する。

　第１アーム１及び第２アーム２のそれぞれの他端には第２関節軸１２が設けられている。第３アーム３及び第４アーム４の一端には、ガイド軸１５が設けられ、ガイド軸１５は後述するようにガイドプレート１６に接続されている。第３アーム３及び第４アーム４のそれぞれの他端には、第３関節軸１３を介してＴ字状で板状のハンドベース６が接続されている。ハンドベース６には、例えば２本の長い部材を有するハンド部材７が取り付けられ、ハンド部材７に基板Ｇが載置されるようになっている。ハンド部材７には、例えば真空吸着により基板Ｇを支持する図示しない機構が設けられている。

　第３アーム３及び第４アーム４のガイド軸１５及び第３関節軸１３の間であって、第３関節軸１３よりガイド軸１５に近い側には、上記第２関節軸１２が接続されている。これら第２関節軸１２を介して、第１アーム１及び第２アーム２が第３アーム３及び第４アーム４にそれぞれ接続されている。

　リンク部材５は、第１アーム１及び第２アーム２の、第１関節軸１１及び第２関節軸１２の間であって、第１関節軸１１より第２関節軸１２に近い側において、リンク軸１４を介して第１アーム１及び第２アーム２に接続されている。リンク部材５は、第１アーム１及び第２アーム２による平行リンクの機能を補助するものである。

　ガイド軸１５の、第３アーム３及び第４アーム４が接続された側とは反対側の端部には、軸受ローラ１８が接続されている。軸受ローラ１８は、ガイドプレート１６に取り付けられたカムプレート１７の長孔状に形成されたカム溝１７ａに係合しており、アームユニット３０の伸縮駆動に伴い、カム溝１７ａ内でスライドする。また、ガイドプレート１６は、上記リンク軸１４を介して第１アーム１及び第２アーム２に接続されている。

　第３アーム３及び第４アーム４が、第１アーム１及び第２アーム２に対して実質的に０°の角度になるようにアームユニット３０が駆動された時、つまり、アームユニット３０のフットプリントが最も小さくなるように折り畳まれた時、軸受ローラ１８は、カム溝１７ａ内において、駆動ユニット５０の中心軸（同軸の３本のシャフト７５）から遠い方のカム溝１７ａの端部に位置される。

　逆に、第３アーム３及び第４アーム４が、第１アーム１及び第２アーム２に対して最も大きい角度になるようにアームユニット３０が駆動された時、軸受ローラ１８は、カム溝１７ａ内において、駆動ユニット５０の同軸の３本のシャフト７５から近い方のカム溝１７ａの端部に位置される。

　アームユニット３０の伸縮駆動時において、ハンド部材７、ハンドベース６、ガイドプレート１６及びリンク部材５は、向きを変えることなく移動する。一方のアームユニット３０の第３アーム３及び第４アーム４の高さと、他方のアームユニット３０の第３アーム３及び第４アーム４の高さとが異なるように、ガイド軸１５や第２関節軸１２の長さが設定されている。これにより、両アームユニット３０が干渉せずに伸縮駆動することができる。

　第３アーム３及び第４アーム４のそれぞれの一端の動きが、一方向に自由となり、その一方向でガイド軸１５及びカムプレートによりガイドされる。その一方向とは、つまりアームユニット３０が伸縮する方向に直交する方向である。

すなわち、ガイド機構１０は、第２の平行リンク機構３２の端部の動きをＹ軸方向で拘束するように作用する。したがって、第２の平行リンク機構３２の作用端である保持部６７の動作及びそのポジショニングを高精度に制御することができる。また、ガイド機構１０により、アームユニット３０の小型化を実現しつつ、大型の基板Ｇの搬送時においても、要求されるその大型の基板Ｇの占有フットプリントに見合う、アームユニット３０の動作範囲を確保することができる。

　図２は、例えば、本実施形態に係る搬送装置１００が適用されるクラスタ型の真空処理装置を示す平面図である。この真空処理装置２００は、複数の真空処理ユニット２１０と、ロードロックユニット２２０と、これら真空処理ユニット２１０及びロードロックユニット２２０に各ゲート２０５を介して接続された搬送ユニット１５０とを備える。真空処理ユニット２１０は、例えばＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、またはその他の真空処理を行うユニットである。

　搬送ユニット１５０は、例えば真空状態を維持することが可能な搬送チャンバ１５１を有し、搬送装置１００のアームユニット３０は搬送チャンバ１５１内に配置されている。後述するように、搬送装置１００の駆動ユニット５０は、搬送チャンバ１５１外に配置されている。搬送装置１００は、ロードロックユニット２２０及び各真空処理ユニット２１０へアクセスして、基板Ｇを搬送することができる。

　搬送装置１００が適用される装置として、このようなクラスタ型のものに限られず、種々の真空処理装置２００に適用可能である。

　図３は、駆動ユニット５０を示す斜視図であり、図４は、その平面図である。駆動ユニット５０は、アクチュエータ７０と、アクチュエータ７０を搭載したフレーム６０を備える。

　図５は、フレーム６０を示す斜視図であり、図６は、その平面図である。このフレーム６０は、鉄鋼、アルミニウム、マグネシウム等の金属材料で構成され、鋳造により一体成形されて形成される。フレーム６０は、上記搬送チャンバ１５１の隔壁１５２（図８参照）に接続可能な接続部６１と、接続部６１に対向して設けられた対向部としての底板部６２と、接続部６１と底板部６２とを連結する複数の連結部６３とを有する。

　接続部６１はリング状に形成され、フランジ６１ａを有している。なお、接続部６１には蓋６５が着脱可能となっている。図示せずとも、フランジ６１ａには、ボルトが通される複数の穴が形成されている。このフランジ６１ａが、図８に示すように、隔壁１５２に形成された開口部１５２ａにボルト５３により固定されることで、フレーム６０が隔壁１５２に固定される。

　連結部６３は、例えば３つ設けられ、アームユニット３０の旋回方向に沿って（シャフト７５を中心とする円周上に）等角度間隔、つまり１２０°間隔で配置されている。また、連結部６３において、底板部６２側より接続部６１側に近い側が、底板部６２側に比べて幅広に形成されている。

　本実施形態では、フレーム６０が一体成形により形成されていることにより、フレーム６０の剛性を高めることができ、フレーム６０の耐久性を向上させることができる。特に、アームユニット３０の駆動時にアクチュエータ７０に発生する反作用により加えられる応力に対して十分な耐性を有するフレーム６０を実現することができる。

　また、フレーム６０が一体成形により形成されることで、部品点数を削減することができ、駆動ユニット５０の組み立てが容易になる。

　連結部６３がアームユニット３０の旋回方向に沿って等角度間隔で配置されていることにより、特にアームユニット３０が旋回する時に、連結部６３及び接続部６１に加えられる応力を均等に分散することができる。

　連結部６３の接続部６１側は、アームユニット３０の駆動時に発生する反作用による応力のうち、大きなせん断応力が加えられる部分となる。接続部６１側が底板部６２側より幅広に形成されることにより、上記応力に耐え得る剛性の高いフレーム６０を実現することができる。

　図７は、アクチュエータ７０を示す斜視図である。図８は、図４に示すＡ－Ａ線における模式的な断面図である。図８では、アクチュエータ７０がフレーム６０に搭載された状態を示している。

　アクチュエータ７０は、同軸で３軸のシャフト７５（２本の回転シャフト７１、７２、及び１本の旋回シャフト７３）と、３つのモータ７４と、これらの３つのモータ７４による回転の駆動力を、３本のシャフト７５に伝達する伝達機構とを備える。旋回シャフト７３及び回転シャフト７２は、中空状に形成されている。旋回シャフト７３内にそれより小さい径を有する回転シャフト７２が配置され、回転シャフト７２内にそれより小さい径を有する回転シャフト７１が配置される。図８に示すように、伝達機構は、典型的には、各モータ７４に接続された駆動プーリ７６と、各シャフト７１、７２及び７３にそれぞれ設けられた従動プーリ８３と、これら駆動プーリ７６及び従動プーリ８３の間にそれぞれ架け渡されたベルト７７とを有する。

　アクチュエータ７０は、これら、３軸のシャフト７５及びモータ７４等を支持する支持ベース４０を備えている。図９は、支持ベース４０を示す平面図である。図１０は、その支持ベース４０を示す底面図である。この支持ベース４０は、鋳造により一体成形されて形成される。

　支持ベース４０の実質的に中央には、３軸のシャフト７５が通る開口４９が形成されている。また、図９及び図１０に示すように、支持ベース４０は、開口４９の周囲で、３軸のシャフト７５の回転方向（アームユニット３０の旋回方向）に沿って等角度間隔に配置された、モータ取り付け部４２を有する。モータ取り付け部４２は、各シャフト７１、７２及び７３の従動プーリ８３の高さ位置に応じて、それぞれ高さが異なるように配置されており、これによりモータ７４が異なる高さに配置される。モータ取り付け部４２にはネジ穴４２ａが形成され、モータ７４はネジにより支持ベース４０に固定される。

　回転シャフト７１及び回転シャフト７２の間、回転シャフト７２及び旋回シャフト７３の間には、それぞれ真空シール軸受８２が設けられている。また、旋回シャフト７３と、支持ベース４０上に立設された外筒８１との間にも、同様に真空シール軸受８２が設けられている。外筒８１の外周側において、支持ベース４０と、フレーム６０の接続部６１の裏面側との間にはベローズ７９が設置されている。このような構成により、ベローズ７９の外側が大気圧で、搬送チャンバ１５１の隔壁１５２内を真空状態に維持することが可能となる。

　図３に示すように、アクチュエータ７０は、支持ベース４０を昇降駆動させる昇降機構３５（図７では図示せず）を有する。昇降機構３５は、底板部６２に取り付けられた昇降駆動源ユニット３６と、昇降駆動源ユニット３６から延びるように設けられ、昇降駆動源ユニット３６により回転駆動されるボールネジ３７とを有する。昇降駆動源ユニット３６のボールネジ３７を駆動する駆動機構としては、図示しない昇降モータ、ベルト及びプーリ等（プーリの一部は図示している。）により構成される。

　昇降駆動源ユニット３６は、底板部６２に形成された切り欠き部６２ａ（図５参照）にボルト等により固定されている。図８～１０に示すように、支持ベース４０には、ボールネジ３７が挿通される挿通部４３が形成され、例えば図３、８に示すように、挿通部４３の下部にボールナット７８が固定されている。このように切り欠き部６２ａが設けられ、この切り欠き部６２ａに昇降駆動源ユニット３６が配置されることにより、駆動ユニット５０の小型化を実現することができる。また、フレーム６０及びアクチュエータ７０に対して昇降駆動源ユニット３６を容易に装着することができる。

　支持ベース４０は、各シャフト７１、７２及び７３の回転方向に沿って等角度間隔に配置された複数のガイド部４１を有する。これらのガイド部４１は、昇降ガイド軸６４（図３、８等参照）が挿通される穴４１ａと、昇降ガイド軸６４を支持する軸受（ブッシュ）とをそれぞれ有し、昇降ガイド軸６４による支持ベース４０の円滑な昇降動作を確保する。昇降ガイド軸６４は、図５に示したフレーム６０の底板部６２に設けられた穴状の装着部６９に装着され、固定される。昇降ガイド軸６４は例えば３本設けられ、各シャフト７１、７２及び７３の回転方向に沿って１２０°間隔で配置されている。昇降機構３５のボールネジ３７が回転すると、ボールナット７８がその回転の動力を受け、支持ベース４０がガイド部４１で昇降ガイド軸６４にガイドされながら昇降する。支持ベース４０が昇降することにより、旋回ブロック８及び両方のアームユニット３０が昇降する。

　以上のように、本実施形態では、アクチュエータ７０は、支持ベース４０によりシャフト及びモータ７４が一体化されている。したがって、作業者が、このように一体化されたアクチュエータ７０を接続部６１側からフレーム６０内に挿入するようにしてフレーム６０に組み付けることにより、容易に駆動ユニット５０を組み立てることができる。また、フレーム６０にアクチュエータ７０を組み立てた後においても、昇降駆動源ユニット３６をフレーム６０及びアクチュエータ７０に対して容易に組み付けることができる。

　本実施形態では、モータ７４が、等角度間隔で配置されているので、アームユニット３０の旋回時に、各モータ７４を介してフレーム６０に加えられる応力を均等に分散することができる。また、昇降ガイド軸６４も同様に等角度間隔に配置されているので、ガイド軸６４に加えられる応力やガイド軸６４を介してフレーム６０に加えられる応力を均等に分散することができる。

　図１１は、旋回ブロック８内の構造を示す模式的な断面図であり、図１２は旋回ブロック８内のギアの係合状態を示す平面図である。

　旋回ブロック８は、旋回シャフト７３に固定されたケース２７を有する。ケース２７内において、回転シャフト７１にはギア２１が固定され、回転シャフト７２にはギア２２が固定されている。ギア２２の中央には、回転シャフト７１が通る穴が形成され、これらのギア２１及び２２は同軸で配置されている。

　一方のアームユニット３０の第１アーム１及び第２アーム２にそれぞれ接続された第１関節軸１１には、上記ギア２１に噛み合うギア２５ａ及び２５ｂがそれぞれ固定されている。これらのギア２５ａ及び２５ｂは、水平面内で並んで配置されている。

　また、同様に、他方のアームユニット３０の第１アーム１及び第２アーム２にそれぞれ接続された第１関節軸１１には、ギア２２に噛み合うギア２６ａ及び２６ｂがそれぞれ固定されている。これらのギア２６ａ及び２６ｂは、水平面内で並んで配置されている。

　図１１に示すように、ギア２５ａ及び２５ｂが並ぶ面の高さは、ギア２６ａ及び２６ｂが並ぶ面の高さと異なる。なお、図１１を分かりやすくするため、一方のアームユニット３０の第１関節軸１１を図示し、他方のアームユニット３０の第１関節軸１１を図示していない。旋回ブロック８内において、第１関節軸１１は、軸受２３を介して筒状のケース２４にそれぞれ収容されている。これらケース２４は、旋回ブロック８のケース２７に固定されている。

　このような構成により、駆動ユニット５０は、同軸の回転シャフト７１及び７２を用いて両アームユニット３０を独立して伸縮駆動し、それらに同軸の旋回シャフト７３を用いて両アームユニット３０を旋回させることができる。なお、旋回シャフト７３により、旋回ブロック８が旋回する時、慣性力により駆動軸１１が、ケース３７に相対的に回転するので、その回転を抑えるように回転シャフト７１及び７２が駆動されてもよい。あるいは、旋回シャフト７３の回転駆動に同期するように、回転シャフト７１及び７２が駆動されてもよい。

＜第２の実施形態＞
　図１３は、本発明の第２の実施形態に係る搬送装置を概略的に示す斜視図である。本実施形態の搬送装置２００は、搬送体としてのアームユニット２１０と、アームユニット２１０を旋回、伸縮及び昇降駆動する駆動ユニット２２０（駆動装置）とを備える。

　アームユニット２１０は、多関節アーム２０１と、多関節アーム２０１の先端に形成されたハンド部材２０２と、多関節アーム２０１を支持する旋回ブロック２０３とを有する。多関節アーム２０１は、第１アーム２０１ａと第２アーム２０１ｂとの連結体で構成されている。第１アーム２０１ａの一端は旋回ブロック２０３に接続され、その他端は回動軸Ｒ２を介して第２アーム２０２の一端に回転自在に接続されている。第２アーム２０１ｂの他端は、回動軸Ｒ３を介してハンド部材２０２に回転自在に接続されている。

　上述のように構成されるアームユニット２１０は、いわゆるＳＣＡＲＡ（Selective Compliance Assembly Robot Arm）型の基板搬送ロボットを構成する。後述するように、駆動ユニット２２０は旋回シャフト２７３と回転シャフト２７１とを有する。旋回シャフト２７３は、旋回ブロック２０３に接続されており、旋回ブロック２０３とともにアームユニット２１０を水平面内で旋回させる。回転シャフト２７１は、旋回ブロック２０３を貫通して第１アーム２０１ａの一端部に取り付けられた回動軸Ｒ１に接続される。回動軸Ｒ１と回動軸Ｒ２とは第１のタイミングベルト（図示略）を介して連結され、回動軸Ｒ２と回動軸Ｒ３とは第２のタイミングベルト（図示略）を介して連結されている。これにより、上記回転シャフトの回転方向によって、多関節アーム２０１が伸縮駆動される。

　次に、駆動ユニット２２０の構成について説明する。

　図１４は、駆動ユニット２２０の斜視図である。駆動ユニット２２０は、アクチュエータ２７０と、アクチュエータ２７０を搭載したフレーム２６０とを備える。図１５は、アクチュエータ２７０の斜視図であり、図１６は、アクチュエータ２７０の要部の断面図である。図１７は、フレーム２６０の斜視図である。

　フレーム２６０は、鉄鋼、アルミニウム、マグネシウム等の金属材料で構成され、鋳造により一体成形されて形成される。フレーム２６０は、搬送チャンバの隔壁（図８参照）に接続可能な接続部２６１と、接続部２６１に対向して設けられた対向部としての底板部２６２と、接続部２６１と底板部２６２とを連結する複数の連結部２６３とを有する。

　接続部２６１はリング状に形成され、フランジ２６１ａを有している。なお、接続部２６１には蓋２６５が着脱可能となっている。図示せずとも、フランジ２６１ａには、ボルトが通される複数の穴が形成されている。このフランジ２６１ａが、上記隔壁に形成された開口部に複数のボルトにより固定されることで、フレーム２６０が隔壁に固定される。連結部２６３は、例えば３つ設けられ、アームユニット２１０の旋回方向に沿って等角度間隔、つまり１２０°間隔で配置されている。

　本実施形態では、フレーム２６０が一体成形により形成されていることにより、フレーム２６０の剛性を高めることができ、フレーム２６０の耐久性を向上させることができる。特に、アームユニット２１０の駆動時にアクチュエータ２７０に発生する反作用により加えられる応力に対して十分な耐性を有するフレーム２６０を実現することができる。

　また、フレーム２６０が一体成形により形成されることで、部品点数を削減することができ、駆動ユニット２２０の組み立てが容易になる。

　連結部２６３がアームユニット２１０の旋回方向に沿って等角度間隔で配置されていることにより、特にアームユニット２１０が旋回する時に、連結部２６３及び接続部２６１に加えられる応力を均等に分散することができる。

　アクチュエータ２７０は、同軸で２軸のシャフト２７５（１本の回転シャフト２７１及び１本の旋回シャフト２７３）と、２つのモータＭ１及びＭ２とを備える。モータＭ１は、回転シャフト２７１の下端に接続され、回転シャフト２７１を回転させる。モータＭ１は、フレーム２６０の底板部２６２の中央に形成された開口２６２ａ（図１７）を貫通する。モータＭ２は、回転伝達機構を介して旋回シャフト２７３を回転させる。モータＭ２と低板部２６２との干渉を防止するため、底板部２６２には薄肉部２６２ｂ（図１７）が形成されている。

　旋回シャフト２７３は、中空状に形成されており、旋回シャフト２７３の内部にそれより小さい径を有する回転シャフト２７１が配置されている。図１５及び図１６に示すように、伝達機構は、典型的には、モータＭ１に接続された駆動プーリ２７６と、旋回シャフト２７３に設けられた従動プーリ２８３と、これら駆動プーリ２７６及び従動プーリ２８３の間に架け渡されたベルト２７７とを有する。

　アクチュエータ２７０は、これら、２軸のシャフト２７５及びモータＭ１、Ｍ２等を支持する支持ベース２４０を備えている。この支持ベース２４０は、例えばフレーム２６０と同種の金属材料によって、鋳造により一体成形されて形成される。

　支持ベース２４０の実質的に中央には、２軸のシャフト２７５が通る開口２４９が形成されている。伝達機構は、支持ベース２４０の開口２４９の直下に配置されている。図１６に示すように、伝達機構は、ベルト２７７の張力を調整するための調整ユニット２９０を有する。調整ユニット２９０は、モータＭ２を支持する可動体２９１と、支持ベース２４０に固定され、可動体２９１を支持する固定板２９２と、固定板２９２に対して可動体２９１を移動させることが可能な調整部２９３とを有する。

　調整ユニット２９０は、支持ベース２４０に固定されたブラケット２９３ａと、このブラケット２９３ａに螺合し、可動体２９１に当接する先端部を有するボルト部材２９３ｂとを有する。モータＭ１の駆動軸は、可動体２９１の底面に形成された長穴２９１ａを貫通して回転シャフト２７１に連結されている。可動体２９１と固定板２９２との間には直線的なガイドレール２９４が設置されている。調整ユニット２９０は、ボルト部材２９３ｂの回転操作によって、駆動プーリ２７６と従動プーリ２８３とが相互に離間する方向と近接する方向とに、可動体２９１を固定板２９２に対して相対移動させる。これにより、アクチュエータ２７０の大型化を回避しつつ、ベルト張力の調整機構が実現される。

　回転シャフト２７１及び旋回シャフト２７３の間には、真空シール軸受が設けられている。また、旋回シャフト２７３と、支持ベース２４０上に立設された外筒２８１との間にも、同様に真空シール軸受が設けられている。図１４に示すように、外筒２８１の外周側において、支持ベース２４０と、フレーム２６０の接続部２６１に設けられた蓋２６５には、ベローズ２７９が設置されている。このような構成により、ベローズ２７９の外側が大気圧で、搬送チャンバの隔壁内を真空状態に維持することが可能となる。

　アクチュエータ２７０は、支持ベース２４０をフレーム２６０に対して昇降駆動させる昇降機構２３６を有する。昇降機構２３６は、底板部２６２に取り付けられたモータＭ３と、モータＭ３により回転駆動されるボールネジ２３７とを有する。ボールネジ２３７の上端部は、蓋２６５の裏面に回転自在に支持されている。

　モータＭ３は、底板部２６２に形成された切り欠き部２６２ａ（図１４、図１７参照）にボルト等により固定されている。図１４に示すように、支持ベース２４０には、ボールネジ２３７が挿通される挿通部２４３が形成され、挿通部２４３の下部にボールナット２７８が固定されている。このように切り欠き部２６２ａが設けられ、この切り欠き部２６２ａにモータＭ３が配置されることにより、駆動ユニット２２０の小型化を実現することができる。また、フレーム２６０及びアクチュエータ２７０に対して昇降機構２３６を容易に装着することができる。

　支持ベース２４０は、各シャフト２７１及び２７３の回転方向に沿って等角度間隔に配置された複数のガイド部２４１を有する。これらのガイド部２４１は、昇降ガイド軸２６４（図１４参照）が挿通される穴２４１ａと、昇降ガイド軸２６４を支持する軸受（ブッシュ）とをそれぞれ有し、昇降ガイド軸２６４による支持ベース４０の円滑な昇降動作を確保する。昇降ガイド軸２６４の上端部は、蓋２６５に固定されており、下端部は、フレーム２６０の底板部２６２に設けられた穴状の装着部２６９に装着され、固定される。昇降ガイド軸２６４は例えば４本設けられ、各シャフト２７１及び２７３の回転方向に沿って９０°間隔で配置されている。昇降機構２３６のボールネジ２３７が回転すると、ボールナット２７８がその回転の動力を受け、支持ベース２４０がガイド部２４１で昇降ガイド軸２６４にガイドされながら昇降する。支持ベース２４０が昇降することにより、旋回ブロック２０３及びアームユニット２１０が昇降する。

　以上のように、本実施形態では、アクチュエータ２７０は、支持ベース２４０によりシャフト２７５及びモータＭ１、Ｍ２が一体化されている。したがって、作業者が、このように一体化されたアクチュエータ７０を接続部２６１側からフレーム２６０内に挿入するようにしてフレーム２６０に組み付けることにより、容易に駆動ユニット２２０を組み立てることができる。また、フレーム２６０にアクチュエータ２７０を組み立てた後においても、昇降機構２３６をフレーム２６０及びアクチュエータ２７０に対して容易に組み付けることができる。

　本実施形態では、昇降ガイド軸２６４が同様に等角度間隔に配置されているので、ガイド軸２６４に加えられる応力やガイド軸２６４を介してフレーム２６０に加えられる応力を均等に分散することができる。

　このような構成により、駆動ユニット２２０は、回転シャフト２７１を用いてアームユニット２１０を伸縮駆動し、旋回シャフト２７３を用いてアームユニット２１０を旋回させることができる。

　本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。

　上記実施形態では、基板としてガラス基板Ｇを例に挙げたが、半導体ウェハの基板であってもよい。搬送対象物として、基板に限られず、種々の部品、製品、その他の物でもよい。

　図２において、搬送装置１００は真空のチャンバで用いられる形態を説明したが、大気圧下で用いられてもよい。

　上記実施形態では、アクチュエータ７０の各シャフト７１、７２及び７３を回転駆動する機構として、ベルト駆動機構を例に挙げた。しかし、ベルト駆動機構の代わりにギア駆動機構が用いられてもよい。あるいは、各シャフトの回転軸と、これらを回転させるそれぞれのモータの回転軸が一致する形態、つまりシャフトに直接モータがそれぞれ接続される形態であってもよい。

　上記実施形態では、搬送対象物を搬送する搬送体として、多関節型のアームユニット（アームロボット）を例に挙げたが、これに代えて、直動型のスライダユニット（スライダ型ロボット）であってもよい。この場合、このスライダユニットに例えば１つの旋回シャフトが接続され、スライダユニットが旋回駆動される。このようなスライダユニットも、上下２段等、複数段で設けられていてもよい。なお、このスライダユニットが有する搬送対象物を保持するハンド部材は、スライダユニット自身が有する、ベルト駆動機構、リニアモータ駆動機構、ラックアンドピニオン駆動機構、ボールネジ駆動機構等、公知の駆動機構により駆動されればよい。

　Ｇ…基板
　３０、２１０…アームユニット
　３５、２３６…昇降機構
　３６…昇降駆動源ユニット
　４０、２４０…支持ベース
　４１、２４１…ガイド部
　４１ａ、２４１ａ…穴
　５０、２２０…駆動ユニット
　６０、２６０…フレーム
　６１、２６１…接続部
　６２、２６２…底板部
　６２ａ、２６２ａ…切り欠き部
　６３、２６３…連結部
　６４、２６４…昇降ガイド軸
　７０、２７０…アクチュエータ
　７１、２７１…回転シャフト
　７２…回転シャフト
　７３、２７３…旋回シャフト
　７４、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３…モータ
　１００、２００…搬送装置
　１５１…搬送チャンバ
　１５２…隔壁

Claims (13)

1. 　隔壁を有するチャンバ内に配置される、搬送対象物を搬送することが可能な搬送体を駆動する駆動装置であって、
   　前記搬送体を駆動するためのアクチュエータと、
   　一体成形により形成され、前記チャンバの前記隔壁に接続された、前記アクチュエータを搭載したフレームと
   　を具備する駆動装置。
2. 　請求項１に記載の駆動装置であって、
   　前記アクチュエータは、
   　前記搬送体に接続され、前記搬送体を旋回させるための旋回用シャフトと、
   　前記旋回用シャフトに回転の駆動力を与えるモータと、
   　前記旋回用シャフト及び前記モータを支持する支持ベースと
   　を有する駆動装置。
3. 　請求項２に記載の駆動装置であって、
   　前記搬送体は、多関節型のアームユニットであり、
   　前記アクチュエータは、前記アームユニットのアームを伸縮させるための伸縮用シャフトをさらに有する駆動装置。
4. 　請求項２に記載の駆動装置であって、
   　前記フレームは、
   　前記隔壁に接続された接続部と、
   　前記接続部に対向して配置された対向部と、
   　前記支持ベースが前記接続部と前記対向部との間に配置されるように、前記接続部と前記対向部とを連結する連結部と
   　を有する駆動装置。
5. 　請求項４に記載の駆動装置であって、
   　前記アクチュエータは、前記接続部と前記対向部との間で、前記支持ベースを昇降させる昇降機構をさらに有する駆動装置。
6. 　請求項５に記載の駆動装置であって、
   　前記接続部または前記対向部は、切り欠き部を有し、
   　前記昇降機構は、前記切り欠き部に設けられた昇降駆動源ユニットを有する駆動装置。
7. 　請求項１に記載の駆動装置であって、
   　前記搬送体は、多関節型のアームユニットであって複数設けられ、
   　前記アクチュエータは、
   　前記複数のアームユニットのうちの第１のアームユニットに接続され、前記第１のアームユニットが有するアームを伸縮させるための第１の回転シャフトと、
   　前記複数のアームユニットのうちの第２のアームユニットに接続され、前記第２のアームユニットが有するアームを伸縮させるための第２の回転シャフトと、
   　前記第１のアームユニット及び前記第２のアームユニットを一体的に旋回させるための旋回シャフトと、
   　前記第１の回転シャフト、前記第２の回転シャフト及び前記旋回シャフトをそれぞれ駆動するモータと
   　を有する駆動装置。
8. 　請求項７に記載の駆動装置であって、
   　前記モータは、前記第１のアームユニット及び前記第２のアームユニットが旋回する方向に沿って、等角度間隔で配置されている駆動装置。
9. 　請求項５に記載の駆動装置であって、
   　前記アクチュエータは、
   　前記旋回用シャフトが延びる方向に沿って前記支持ベースを昇降させるための昇降モータと、
   　前記旋回用シャフトが回転する方向に沿って等角度間隔で配置され、前記昇降モータによる前記支持ベースの昇降動作をガイドする複数のガイド軸と
   　をさらに有する駆動装置。
10. 　請求項９に記載の駆動装置であって、
    　前記支持ベースは、前記複数のガイド軸をそれぞれ支持する複数のガイド部を有する駆動装置。
11. 　請求項２に記載の駆動装置であって、
    　前記連結部は、前記旋回用シャフトを中心とする円周上に等角度間隔で複数配置されている駆動装置。
12. 　請求項１に記載の駆動装置であって、
    　前記搬送体は、多関節型の単一のアームユニットであり、
    　前記アクチュエータは、
    　前記アームユニットに接続され、前記アームユニットが有するアームを伸縮させるための回転シャフトと、
    　前記アームユニットを旋回させるための旋回シャフトと、
    　前記回転シャフト及び前記旋回シャフトをそれぞれ駆動するモータと
    　を有する駆動装置。
13. 　隔壁を有するチャンバ内に配置され、搬送対象物を搬送することが可能な搬送体と、
    　前記搬送体を駆動するためのアクチュエータと、
    　一体成形により形成され、前記チャンバの前記隔壁に接続された、前記アクチュエータを搭載したフレームと
    　を具備する搬送装置。

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