JP2009033018A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベローズの交換を容易に行うことができる搬送装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る搬送装置Ａ１は、中央に開口１３２Ｂを有する天井壁１３を備え、天井壁１３が真空室に対して連結固定される固定ベース１と、筒部２１を有し、筒部２１が開口１３２Ｂから出没するように固定ベース１に昇降可能に支持された昇降ベース２と、昇降ベース２に搭載され、水平面内の移動行程に沿ってワークを移動させる直線移動機構６と、筒部２１を取り囲むように配置され、天井壁１３および昇降ベース２に対して端部が取り付けられてこれらの間を気密シールする筒状のベローズ１４と、を備え、天井壁１３は、第１部分１３１および環状の第２部分１３２を含み、第１部分１３１が上記真空室に対して連結固定される一方、第２部分１３２が第１部分１３１に対して分離可能に連結され、第２部分１３２にベローズ１４の一端部が取り付けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、真空雰囲気下においてワークを搬送するための搬送装置に関する。

薄板状のワークを真空雰囲気下において搬送するための搬送装置としては、たとえば下記の特許文献１に開示されたものがある。この搬送装置は、旋回ベースに支持されたリンクアーム機構が設けられ、このリンクアーム機構の先端部に基板等の板状ワークを水平に保持可能なハンドが設けられたものである。旋回ベースは、固定ベースに対して昇降可能に支持された円筒状の昇降ベースに搭載されている。より詳細には、固定ベースは中央に開口を有する天井壁を備え、昇降ベースは、その筒部が昇降動作にともなって固定ベースの開口から出入させられる。そして、昇降ベースの昇降動作に応じて旋回ベースに支持されたハンドが所定の高さに配置される。固定ベース上で旋回ベースが鉛直状の旋回軸周りに旋回すると、それに伴ってリンクアーム機構が旋回させられ、リンクアーム機構が揺動すると、ハンドに保持された板状ワークが水平面内で直線的に移動させられる。これにより、板状ワークが所定位置から他の位置へと搬送させられる。

固定ベースと昇降ベースとの間には、筒状のベローズが設けられている（特許文献１の図２１参照）。ベローズは、昇降ベースの筒部を取り囲むように配置され、上端部が固定ベースの天井壁に取り付けられる一方、下端部が昇降ベースの下部に取り付けられている。ベローズは、昇降ベースの昇降動作に追従して一定範囲内で伸縮自在となっており、固定ベースの天井壁と、昇降ベースとの間を常に気密シールする。これにより、上記搬送装置においては、昇降ベースの昇降動作にかかわらず、昇降ベースの内側空間を大気圧雰囲気とすることが可能になっている。このため、上記搬送装置を真空雰囲気下において使用する場合でも、各種動作を生じさせる駆動用のモータについては、上記の大気圧雰囲気下に配置することにより、大気圧下での使用を前提とした一般的なモータを使用することができる。

このような構成の搬送装置は、たとえば、半導体装置、あるいは液晶表示パネルの製造工程において、プロセスチャンバへワークを搬入し、あるいは搬出するために用いられ、トランスポートチャンバなどの真空室内に配置される。当該配置に際しては、固定ベースの天井壁が上記真空室の底壁に密封状態で連結固定される。搬送装置の稼動時には、昇降動作、旋回動作、直線移動動作の各動作が繰り返されることにより、板状ワークが搬送される。このような真空プロセスでは、製品の生産性向上の観点から生産サイクルタイムの短縮化が求められている。これにともない、搬送装置の各動作も高速化が要求されており、昇降動作についても高速化が進められてきた。その結果、ベローズについては、従来よりもクラック発生などの破損が起こり易くなってきている。かかる破損の原因としては、たとえば、高速での伸縮動作によって、ベローズに作用する慣性力などの荷重が大きくなっていることが考えられる。すなわち、昇降動作の高速化にともなってベローズ破損の問題が表出してきた。

ベローズが破損すると、当該破損部から真空漏れが生じることによって真空室内の真空度が低下するので、ベローズを交換しなければならない。しかしながら、ベローズは固定ベースの天井壁に取り付けられており、また、天井壁は真空室の底壁に固定されている。このため、ベローズを交換するには天井壁を真空室の底壁から取り外す必要があり、ベローズの交換作業が大掛かりで煩雑なものとなっていた。このことは、結果として、搬送装置の動作の高速化を通じて製品の生産性向上を図るうえで、阻害要因となっていた。

特開２００５−１２５４７９号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、ベローズの交換を容易に行うことができる搬送装置を提供することをその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明によって提供される搬送装置は、中央に開口を有する天井壁を備え、この天井壁が真空室に対して連結固定される固定ベースと、筒部を有し、この筒部が上記開口から出没するように上記固定ベースに対して昇降可能に支持された昇降ベースと、この昇降ベースに搭載され、水平面内の所望の移動行程に沿ってワークを移動させるための直線移動機構と、上記筒部を取り囲むように配置され、上記天井壁および上記昇降ベースのそれぞれに対して端部が取り付けられることにより、上記天井壁と上記昇降ベースとの間を気密シールする筒状のベローズと、を備えた搬送装置であって、上記天井壁は、第１部分および環状を有する第２部分を含み、上記第１部分が上記真空室に対して連結固定される一方、上記第２部分が上記第１部分に対して分離可能に連結されており、上記第２部分に対して上記ベローズの一端部が取り付けられていることを特徴としている。

このような構成の搬送装置によれば、ベローズを交換する際には、天井壁のうち、真空室に連結固定される第１部分については当該連結固定状態を維持したまま、第２部分を第１部分から分離することによりベローズを抜き出すことが可能となる。したがって、ベローズの交換を容易に行うことができる。

好ましい実施の形態においては、上記第２部分は、上記第１部分に対して、上方から載置させられた状態で連結されている。

好ましい実施の形態においては、上記第１部分と上記第２部分との間には、環状のシール機構が介装されている。

図１〜図５は、本発明の実施形態に係る搬送装置を示している。搬送装置Ａ１は、たとえば液晶表示パネル用の基板等といった薄板状のワークを搬送するためのものである。この搬送装置Ａ１は、図１〜図３によく表れているように、固定ベース１と、昇降ベース２と、この昇降ベース２を固定ベース１に対して昇降させる昇降機構３と、昇降ベース２に搭載された旋回ベース４と、この旋回ベース４を鉛直状の旋回軸Ｏｓ周りに旋回させる旋回機構５とを備えている。旋回ベース４には、直線移動機構６が支持され、この直線移動機構６には、一対のハンド７Ａ，７Ｂが各別に支持されている。ハンド７Ａ，７Ｂは、上記薄板状のワークＷを水平姿勢で保持するためのものである。

図３によく表れているように、固定ベース１は、底壁部１１と筒状の側壁部１２と天井壁１３とを備えた、略柱状の外形を有するハウジング１Ａを備えている。底壁部１１は、後述するモータＭ１や昇降機構３のネジ軸３２１を取り付けるための部分であり、適所に開口部１１Ａが形成されている。図３または図５に表れているように、ハウジング１Ａの側壁部１２には、鉛直方向に沿ってガイドレール３１１が２箇所に設けられている。ガイドレール３１１は、後述するスライドガイド機構３１を構成するものである。

天井壁１３は、環状の外側フランジ１３１と環状の内側フランジ１３２とを含んで構成されており、内側フランジ１３２は外側フランジ１３１に対して上下に分離可能に連結されている。より詳細には、図４によく表れているように、外側フランジ１３１の内周縁部には、下側位置において内周側に突出する係止鍔部１３１Ａが形成される一方、内側フランジ１３２の外周縁部には、上側位置において外周側に突出する係止鍔部１３２Ａが形成されており、外側フランジ１３１と内側フランジ１３２との連結部は、インロウ嵌め合いとされている。これにより、内側フランジ１３２は、外側フランジ１３１に対して上方から載置して連結することが可能となっており、連結時には、内側フランジ１３２は外側フランジ１３１に対して高い精度で位置決めされる。なお、外側フランジ１３１と内側フランジ１３２とは、複数のボルト１３３を介して連結される。係止鍔部１３１Ａと係止鍔部１３２Ａの当接部分には、たとえばＯリングなどからなる環状のシール機構１３４が介装されている。このシール機構１３４によって、外側フランジ１３１と内側フランジ１３２との間が気密シールされる。また、外側フランジ１３１は側壁部１２に取り付けられており、内側フランジ１３２の中央には中心開口１３２Ｂが形成されている。

昇降ベース２は、図３に表れているように、上下方向に所定の寸法を有する円筒状の内側筒部２１と、筒状の外側筒部２２と、これら筒部２１，２２の下端どうしをつなぐ底壁部２３とを備える。内側筒部２２は、固定ベース１の天井壁１３の上記中心開口１３２Ｂよりも小径の外径を有する。外側筒部２２の上端は内側筒部２１の上端よりも低位にある。

昇降機構３は、昇降ベース２を固定ベース１に対して昇降させるためのものであり、図３または図５に表れているように、２つのスライドガイド機構３１と２つのネジ送り機構３２とを備えて構成されている。各スライド移動機構３１は、上記したガイドレール３１１と、昇降ベース２に設けられた２つのガイド部材３１２（図３では破線ハッチングを付す）とを備え、これらガイド部材３１２はガイドレール３１１に対してスライド可能に係合されている。これにより、昇降ベース２は、固定ベース１に対し、図３の上下方向に所定範囲内で移動可能であり、このとき、昇降ベース２の内側筒部２１がハウジング１Ａの中心開口１３２Ｂから出没する。このような構成のスライドガイド機構３１としては、たとえばリニアモーションベアリングを内蔵したリニアガイドを採用することができる。

ネジ送り機構３２は、昇降ベース２に対して昇降動作の駆動力を付与するためのものであり、図３に表れているように、鉛直方向に配置されて回転するネジ軸３２１と、このネジ軸３２１に螺合されたナット部材３２２とからなるボールネジ機構として構成されたものである。２つのネジ送り機構３２は、図５によく表れているように、旋回軸Ｏｓを挟んで対向し、かつそれぞれが旋回軸Ｏｓからほぼ同じ距離隔てた位置に設けられている。

ネジ軸３２１は、図３に表れているように、その両端近傍において固定ベース１に対して回転可能に支持されている。ナット部材３２２は、昇降ベース２の外側筒部２２の外周部分に固定されている。２本のネジ軸３２１の下端部には、それぞれ同径のプーリ３２１ａが設けられている。図５に表れているように、２本のネジ軸３２１は、これらプーリ３２１ａに掛け回されたベルト３２３によってモータＭ１に連係されている。これにより、モータＭ１を駆動させると、２本のネジ軸３２１は正逆方向に同期して回転させられ、このようにして両ネジ軸３２１を回転駆動させることにより、昇降ベース２がガイドレール３１１に沿って昇降させられる。

図３または図４に表れているように、固定ベース１の天井壁１３と昇降ベース２の底壁部２３との間には、昇降ベース２の内側筒部２１を取り囲むようにしてベローズ１４が配置されている。ベローズ１４の上端部および下端部は、固定ベース１の内側フランジ１３２および昇降ベース２の底壁部２３に対して、複数ずつのボルト１５，１６を介して着脱可能に取り付けられている。これにより、ベローズ１４は、昇降ベース２の上下方向の移動にかかわらず、固定ベース１の天井壁１３と昇降ベース２の底壁部２３との間を気密シールする。なお、図５においては、ベローズ１４の記載を省略している。

旋回ベース４は、ハウジング４１と、その下方につながる円筒軸４２とを備えている。ハウジング４１と円筒軸４２とは、たとえば図示しない複数のボルトを介して連結されており、上下に分離可能となっている。ハウジング４１が円筒軸４２に連結された状態において、ハウジング４１と円筒軸４２との間は図示しないシール機構によって気密シールされている。

円筒軸４２は、昇降ベース２の内側筒部２１の内部にベアリング４４１を介して旋回軸Ｏｓを中心として回転可能に支持されている。内側筒部２１と円筒軸４２との間にはまた、シール機構４４２が設けられている。このシール機構４４２は、当該シール機構４４２よりも上位の空間と、シール機構４４２よりも下方の昇降ベース２の内側空間とを遮蔽して気密性を保持するものである。

旋回機構５は、昇降ベース２の上下方向の位置にかかわらず、旋回ベース４を旋回軸Ｏｓ周りに旋回させるためのものであり、図３に表れているように、旋回ベース４の円筒軸４２の下端に設けられたプーリ４２１と、このプーリ４２１に掛け回されたベルト４５１とを備えて構成されている。プーリ４２１は、ベルト４５１を介して昇降ベース２の内側筒部２１内に支持されたモータＭ２に連係されている。これにより、モータＭ２を駆動させると、旋回ベース４が旋回軸Ｏｓ周りに旋回する。

旋回ベース４の円筒軸４２には、後述するリンクアーム機構６２Ａ，６２Ｂに駆動力を伝達するための伝動軸４６，４７が旋回軸Ｏｓに沿って同軸状に挿通されている。伝動軸４７は、円筒状の軸とされ、円筒軸４２の内側にベアリング４４３を介して回転可能に支持されている。伝動軸４６は、伝動軸４７の内側にベアリング４４４を介して回転可能に支持されている。伝動軸４６の下端は、昇降ベース２の内側筒部２１内に支持されたモータＭ３の出力軸に連結されている。一方、伝動軸４７の下端には、プーリ４７１が設けられており、このプーリ４７１と、内側筒部２１内に支持されたモータＭ４の出力軸に取り付けたプーリとの間にベルト４５２が掛け回されている。伝動軸４６，４７の上端には、それぞれプーリ４６２，４７２が形成されている。

直線移動機構６は、ハンド７Ａ，７Ｂを水平直線状の移動行程ＧＬに沿って搬送するためのものであり、図３に表れているように、ガイド部材４３上に設けられたガイドレール６１Ａ，６１Ｂと、ハンド７Ａ，７Ｂに水平方向の駆動力を伝達するリンクアーム機構６２Ａ，６２Ｂとを有する。

ガイドレール６１Ａ，６１Ｂを支持するガイド部材４３は、水平方向に長手軸線（移動行程ＧＬ）を有する平面視長矩形状をしているとともに、旋回ベース４のハウジング４１に固定されている。より具体的には、図３に示すように、旋回ベース４は、ハウジング４１の中央上方につながる支柱部４１１を有しており、この支柱部４１１の上部にガイド部材４３が一体的に設けられている。なお、ガイド部材４３の上面は、各ガイドレール６１Ａ，６１Ｂの上方を覆うカバー４３１によって覆われている。

ハンド７Ａは、その下部に形成された支持アーム７１ａ、および支持アーム７１ａに設けられたスライダ６１１Ａを介して、内側の一対のガイドレール６１Ａに支持されている。ハンド７Ｂは、ハンド７Ａの側方を迂回するように形成された一対の支持アーム７１ｂ、および支持アーム７１ｂに設けられたスライダ６１１Ｂを介して、外側の一対のガイドレール６１Ｂに支持されている。

ハンド７Ａ，７Ｂには、ガイド部材４３の長手方向に延びる複数のホーク状の保持片７２ａ，７２ｂが一体的に設けられており、これらの保持片７２ａ，７２ｂ上に上記薄板状のワークＷが載置保持される。また、ハンド７Ａの支持アーム７１ａには、延長部７３ａが連設されており、この延長部７３ａは、ガイド部材４３に形成されたスリットを貫通するとともに外側のガイドレール６１Ｂの下方を通って外側に延ばされている。延長部７３ａには、リンクアーム機構６２Ａのアーム６２４（図３において右側のもの）の先端部が回転可能に連結されている。一方、ハンド７Ｂの支持アーム７１ｂには、軸７３ｂが連設されており、この軸７３ｂには、リンクアーム機構６２Ｂのアーム６２４（図３において左側のもの）の先端部が回転可能に連結されている。

リンクアーム機構６２Ａ，６２Ｂは、それぞれ、複数のアーム６２１〜６２４を連結して構成されたものである。リンクアーム機構６２Ａ，６２Ｂの主な構成および動作については、従来のものと同様であるため、詳細な説明を省略する。アーム６２１の基端部６２１ａは、旋回ベース４のハウジング４１の上部に設けられた開口にベアリング４４５を介して回転可能に支持されている。基端部６２１ａの下端には、減速機構６２５を介して回転軸６２０が連結されている。基端部６２１ａとハウジング４１の上部との間には、ベアリング４４５よりも上位において、気密性を保持するためのシール機構４４６が設けられている。これにより、ハウジング４１の内部、およびこの内部から円筒軸４２を介して連通する昇降ベース２の内側空間は、外部に対して気密シールされている。

リンクアーム機構６２Ａの回転軸６２０（図３において右側）の下端には、プーリ６２０ａが設けられており、このプーリ６２０ａと、伝動軸４６のプーリ４６２との間にベルト４５３が掛け回されている。これにより、モータＭ３を駆動させると、このモータＭ３の回転駆動力は、伝動軸４６、およびベルト４５３の連係によって回転軸６２０に伝達され、リンクアーム機構６２Ａが駆動させられる。一方、リンクアーム機構６２Ｂの回転軸６２０（図３において左側）の下端には、プーリ６２０ｂが設けられており、このプーリ６２０ｂと、伝動軸４７のプーリ４７２との間にベルト４５４が掛け回されている。これにより、モータＭ４を駆動させると、このモータＭ４の回転駆動力は、ベルト４５２、伝動軸４７、およびベルト４５４の連係によって回転軸６２０に伝達され、リンクアーム機構６２Ｂが駆動させられる。

一方のリンクアーム機構６２Ａが駆動すると、それに連動して下側のハンド７Ａが内側２つのガイドレール６１Ａに支持されながら水平にスライドする。他方のリンクアーム機構６２Ｂが駆動すると、上側のハンド７Ｂが、ハンド７Ａに干渉することなく外側２つのガイドレール６１Ｂに支持されながら水平にスライドする。その際、ハンド７Ａとリンクアーム機構６２Ａとを連結する延長部７３ａは、ガイド部材４３に妨げられることなくスライドする。これにより、ハンド７Ａ，７Ｂの保持片７２ａ，７２ｂに載せられたワークＷが安定した姿勢で配置される。

上記構成の搬送装置Ａ１は、たとえば液晶表示パネルの製造工程において、プロセスチャンバへワークを搬入し、あるいは搬出するために用いられる。この場合、搬送装置Ａ１は、たとえば、周部に複数のプロセスチャンバが配置された真空室としてのトランスポートチャンバ内に真空雰囲気下で配置される。具体的には、図３において仮想線で示すように、トランスポートチャンバの底壁Ｂには搬送装置Ａ１を取り付けるための開口Ｂ１が形成されている。搬送装置Ａ１は、固定ベース１の天井壁１３の外側フランジ１３１を介して底壁Ｂに密封状態で連結固定されており、天井壁１３よりも上位にある要素がトランスポートチャンバの内部空間に位置するように配置される。

近年、真空プロセスにおいて、製品の生産性向上の観点から生産サイクルタイムの短縮化が求められており、搬送装置Ａ１においては、各種機構の動作について高速化が図られている。昇降動作についても高速化が図られており、その結果、ベローズ１４に関しては、従来に比べて破損し易くなってきている。

これに対し、本実施形態の搬送装置Ａ１においては、天井壁１３は、分離可能に連結された外側フランジ１３１と内側フランジ１３２とを含んで構成されているとともに、外側フランジ１３１がトランスポートチャンバの底壁Ｂに固定される一方、内側フランジ１３２にベローズ１４の上端部が取り付けられている。

ベローズ１４を交換する際には、まず、旋回ベース４のハウジング４１を円筒軸４２から分離して取り外す。次いで、昇降ベース２の底壁部２３に設けられたボルト１６を外し、ベローズ１４の下端部を底壁部２３から分離する。次いで、天井壁１３の内側フランジ１３２と外側フランジ１３１とを連結するボルト１５を外し、内側フランジ１３２を上方に引き上げることによって、この内側フランジ１３２に一体的に取り付けられたベローズ１４を抜き出すことができる。このように、ベローズ１４の交換に際しては、外側フランジ１３１については上記底壁Ｂへの連結固定状態を維持したまま、ベローズ１４を抜き出すことが可能となる。したがって、当該交換作業が簡素化され、ベローズ１４の交換を容易に行うことができる。

また、搬送装置Ａ１では、内側フランジ１３２は、外側フランジ１３１に対して上方から載置するだけで連結可能な構成とされている。このため、ベローズ１４の交換に際しては、内側フランジ１３２の取り外し、および取り付けの作業を簡便に行うことができ、かかる構成は、ベローズ１４の交換作業の簡素化を図るうえで好適である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る搬送装置の各部の具体的な構成は、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。

たとえば直線移動機構としては、ハンドを案内するためのガイドレールを備えない構成を採用してもよい。また、直線移動機構として、リンクアーム機構に代えて、ガイドレール上に移動可能に支持されたハンドをベルトによって駆動させる機構を採用してもよい。

また、ワークを載置するハンドとしては、上記実施形態のように２つのハンド７Ａ，７Ｂを備えるものに限定されず、たとえば、１つのハンドのみを備えたいわゆるワンハンド式の構成としてもよい。

本発明に係る搬送装置の一例を示す全体斜視図である。 図１に示す搬送装置の側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図３の部分拡大図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

符号の説明

Ａ１ 搬送装置
ＧＬ 移動行程
Ｗ ワーク
１ 固定ベース
２ 昇降ベース
６ 直線移動機構
７Ａ，７Ｂ ハンド
１３ 天井壁
１４ ベローズ
２１ 内側筒部（筒部）
１３１ 外側フランジ（第１部分）
１３２ 内側フランジ（第２部分）
１３２Ｂ 中心開口（開口）
１３４ シール機構

Claims (3)

1. 中央に開口を有する天井壁を備え、この天井壁が真空室に対して連結固定される固定ベースと、筒部を有し、この筒部が上記開口から出没するように上記固定ベースに対して昇降可能に支持された昇降ベースと、この昇降ベースに搭載され、水平面内の所望の移動行程に沿ってワークを移動させるための直線移動機構と、上記筒部を取り囲むように配置され、上記天井壁および上記昇降ベースのそれぞれに対して端部が取り付けられることにより、上記天井壁と上記昇降ベースとの間を気密シールする筒状のベローズと、を備えた搬送装置であって、
   上記天井壁は、第１部分および環状を有する第２部分を含み、上記第１部分が上記真空室に対して連結固定される一方、上記第２部分が上記第１部分に対して分離可能に連結されており、
   上記第２部分に対して上記ベローズの一端部が取り付けられていることを特徴とする、搬送装置。
2. 上記第２部分は、上記第１部分に対して、上方から載置させられた状態で連結されている、請求項１に記載の搬送装置。
3. 上記第１部分と上記第２部分との間には、環状のシール機構が介装されている、請求項２に記載の搬送装置。

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