JP2000218585A - 回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アームブラケットを回転駆動するためのモー
タユニットの出力軸の長さを短くできるようにする。 【解決手段】 モータ支持部２１ｂに支持されるステー
タ１６ａ，１６ｂと、このステータの内側に位置し、外
周に上記ステータに対向するロータ１５ａ，１５ｂを設
けた出力軸２２ａ，２２ｂとからなるモータユニット１
４ａ，１４ｂの出力軸に、アームブラケット２４ａ，２
４ｂ等の出力部材を結合した回転駆動装置において、上
記モータユニットの出力軸の出力側端部を支持部材に軸
受２３ａ，２３ｂを介して支持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの出力軸の
先端部に出力部材であるアームの一端部を固着したアー
ムブラケットを結合し、モータの出力軸の駆動によりア
ームブラケットを回転してアームの回動作動を行うよう
にした回転駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の回転駆動装置としては、回転出
力部を真空状態にして構成した半導体製造装置や、ＬＣ
Ｄ製造装置がある。そして例えばマルチチャンバタイプ
の半導体製造装置のように、１つのトランスファチャン
バの周囲に複数のステーションとなるプロセスチャンバ
を配設し、各プロセスチャンバにて加工処理されるウエ
ハ等の薄板状のワークを、トランスファチャンバを経由
して搬送するトランスファチャンバに設けたハンドリン
グ用ロボットに用いられる。

【０００３】マルチチャンバタイプの半導体製造装置は
図１に示すようになっていて、トランスファチャンバ１
の周囲に、複数のプロセスチャンバからなるプロセスチ
ャンバステーション２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅと、
外部に対してワークの受け渡しを行うワーク受け渡しス
テーション３とが配設されており、トランスファチャン
バ１内は常時真空装置にて真空状態が保たれている。

【０００４】そして上記トランスファチャンバ１は図２
に示すようになっていて、これの中心部にハンドリング
用ロボットＡが回転可能に備えてあり、周壁で、かつプ
ロセスチャンバステーション２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，
２ｅ及びワーク受け渡しステーション３に対向する仕切
り壁５には各プロセスチャンバステーションへのワーク
の出入口となるゲート６が設けてある。このゲート６は
トランスファチャンバ１の内側に各ゲート６に対向して
設けられて図示しない開閉扉にて開閉されるようになっ
ている。

【０００５】上記ハンドリング用ロボットＡはいわゆる
フロッグレッグ式の双腕型といわれているものが用いら
れていて、その構成は図３から図６に示すようになって
いる。

【０００６】回転中心に対して同長の２本のアーム７
ａ，７ｂがそれぞれ回転可能に設けられている。一方同
一形状の２つの搬送台８ａ，８ｂを有しており、この各
搬送台８ａ，８ｂの基部に、同長の２本のリンク９ａ，
９ｂの一端が連結されている。この両リンク９ａ，９ｂ
の一端は搬送台８ａ，８ｂに対してフロッグレッグ式の
搬送台姿勢規制機構を介して連結されており、両リンク
９ａ，９ｂは各搬送台８ａ，８ｂに対して完全に対称方
向に回転するようになっている。そして各搬送台８ａ，
８ｂに連結した２本のリンクのうちの一方のリンクは一
方のアームに、他方のリンクは他方のアームにそれぞれ
連結されている。

【０００７】図４は上記フロッグレッグ式の搬送台姿勢
規制機構を示すもので、搬送台８ａ、８ｂに連結される
２本のリンク９ａ，９ｂの先端部は図４（ａ）に示すよ
うに互いに噛合う歯車９ｃ，９ｃからなる歯車構成によ
り結合されており、搬送台８ａ，８ｂに対するリンク９
ａ，９ｂの姿勢角θＲ、θＬが常に同じになるようにし
ている。これにより、搬送台８ａ，８ｂは常にトランス
ファチャンバ１の半径方向に向けられると共に、半径方
向へ動作される。上記リンク９ａ，９ｂの連結は歯車に
代えて、図４（ｂ）に示すようにたすき掛けしたベルト
９ｄによるものもある。

【０００８】図５は上記アーム７ａ，７ｂをそれぞれ独
立して回転するための従来の回転駆動装置を示すもので
ある。各アーム７ａ，７ｂの基部はそれぞれ、リング状
のアームブラケット１０ａ，１０ｂに固着されている。
そしてこの各アームブラケット１０ａ，１０ｂはそれぞ
れモータユニットの出力軸１１ａ，１１ｂの先端部に固
着されている。この各出力軸１１ａ，１１ｂは、一方の
出力軸１１ａを中空にし、他方の出力軸１１ｂをこの中
空内を貫通させて同心状に配置されていて、このそれぞ
れの出力軸１１ａ，１１ｂはトランスファチャンバ１に
固着される支持部材１２ａ，１２ｂに回転自在に支持さ
れている。またこの各出力軸１１ａ，１１ｂはトランス
ファチャンバ１に固着される支持部材１３ａ．１３ｂに
支持されるモータユニット１４ａ，１４ｂの出力部に連
結されている。

【０００９】この各モータユニット１４ａ，１４ｂは各
出力軸１１ａ，１１ｂに固着されたロータ１５ａ，１５
ｂと支持部材１３ａ，１３ｂに固着されたステータ１６
ａ、１６ｂとからなり、この両者間の誘導起電力にてロ
ータ１５ａ，１５ｂが回転されるものである。そしてこ
の各モータユニット１４ａ，１４ｂのロータ１５ａ，１
５ｂとステータ１６ａ，１６ｂ間には真空封止体である
真空隔壁部材１７ａ，１７ｂが支持部材１２ａ，１２ｂ
と一体構成にして設けてあり、出力軸１１ａ，１１ｂ部
からトランスファチャンバ１内が出力軸１１ａ，１１ｂ
の支持部の外部に対して気密状態となっている。

【００１０】図６の（ａ），（ｂ）は上記したハンドリ
ング用ロボットＡの作用を示すもので、図６（ａ）に示
すように、両アーム７ａ，７ｂが回転中心に対して直径
方向に対称位置にあるときには、両搬送台８ａ，８ｂに
対してリンク９ａ，９ｂが拡開するよう回転された状態
となり、従って両搬送台８ａ，８ｂは回転中心側へ移動
されている。

【００１１】この状態で回転駆動装置が駆動されて両ア
ーム７ａ，７ｂを同一方向に回転することにより、両搬
送台８ａ，８ｂは半径方向の位置を維持したまま回転中
心に対して回転される。また図６（ａ）に示す状態か
ら、両アーム７ａ，７ｂを、これらが互いに近付く方向
（互いに逆方向）に回転することにより、図６（ｂ）に
示すように、両アーム７ａ，７ｂでなす角度が小さくな
る方に位置する搬送台８ａがリンク９ａ，９ｂに押され
て放射方向外側へ突出動されて、トランスファチャンバ
１に対して放射方向外側に隣接して設けられた上記ステ
ーション２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，３のうちの１
つのステーション内に突入する。

【００１２】このとき、他方の搬送台は回転中心側へ移
動されるが、各アーム７ａ，７ｂとリンク９ａ，９ｂと
のなす角度の関係上、その移動量はわずかとなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記ハンドリング用ロ
ボットＡ等を回転駆動するための回転駆動装置にあって
は、各モータユニットはトランスファチャンバ１の外側
に配置し、このモータユニットの出力軸をトランスファ
チャンバ１内に位置するアームブラケットに連結しなけ
ればならないことから、モータユニットの出力軸はモー
タ駆動部より出力部材側へ長く突出する構成になってい
る。

【００１４】従来のこのような回転駆動装置にあって
は、図５に示すように、各モータユニット１４ａ，１４
ｂの出力軸１１ａ，１１ｂは各モータユニット１４ａ，
１４ｂのロータ１５ａ，１５ｂ、ステータ１６ａ，１６
ｂからなる駆動部の軸方向両側位置でそれぞれ軸受１８
ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅにて支持する構成
になっている。

【００１５】このため、各モータユニットの両端に軸受
を設けなければならないが、真空隔壁部は構造的に剛性
が弱く、軸受の支持力が真空隔壁部に働かないような構
造にする必要があり、この部分の構成部品の点数が多く
なり、またモータユニットの長さが長くなるという問題
があった。

【００１６】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、アームブラケットを回転駆動するモータユニット
の長さを短くできると共に、これの軸受構造を簡素化す
ることができ、さらに、上記モータユニットのステータ
とロータとの間に気密用の隔壁を設ける場合において、
この隔壁を単純な形状で、かつ少ない部品点数で構成で
きるようにした回転駆動装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、本発明に係る回転駆動装置は、モータ
支持部に支持されるステータと、このステータの内側に
位置し、外周に上記ステータに対向するロータを設けた
出力軸とからなるモータユニットの出力軸に、アームブ
ラケット等の出力部材を結合した回転駆動装置におい
て、上記モータユニットの出力軸の出力側端部を支持部
材に軸受を介して支持した構成となっている。

【００１８】また、モータ支持部に支持されるステータ
と、このステータの内側に位置し、外周に上記ステータ
に対向するロータを設けた出力軸とからなる複数のモー
タユニットを、同心状に、かつ軸方向に位置をずらせて
配置し、各モータユニットの出力軸にアームブラケット
等の出力部材を結合した回転駆動装置において、上記各
モータユニットの出力軸を環状に配置し、最外側に位置
する出力軸の出力側端部をフレーム側に固着した支持部
材に軸受を介して支持し、内側の出力軸の出力側端部を
上記最外側の出力軸の内側に順次相互に軸受を介して支
持し、この各軸受部を軸方向に略同一位置にした構成と
なっている。

【００１９】また上記各回転駆動装置において、モータ
ユニットのステータとロータとの間に、先端を閉じ、基
端を支持部材に固着した気密壁となる真空隔壁部材を介
装した。

【００２０】上記構成によれば、モータユニットの出力
軸は、これの出力側端部だけで支持されることになっ
て、出力部とは反対側の端部での支持がなくなり、その
分この出力軸の長さを短くできてモータユニット全体の
長さを短くできる。そして上記出力軸は出力側の１個所
で支持できるので、この支持構造を簡単にすることがで
きる。

【００２１】また、複数のモータユニットを同心状で、
かつ軸方向に位置をずらせて配置し、上記した作用効果
のほかに、各モータユニットの出力軸の出力側端を軸受
にて支持した構成にあっては、各出力軸の軸受部が軸方
向に略同一位置になることにより、この軸受部分の軸方
向への大きさを小さくできる。また、各モータユニット
の出力軸を環状に配置し、最外側に位置する出力軸の出
力側端部をフレーム側に固着した支持部材に軸受を介し
て支持し、内側の出力軸の出力側端部を上記最外側の出
力軸の内側に順次相互に軸受を介して支持したことによ
り、各軸受のハウジングを各出力軸が兼ねることにな
り、軸受構造のための部品点数を少なくできる。

【００２２】さらに、モータユニットのロータとステー
タとの間に真空隔壁部材を配置してロータより内側を真
空にするようにした場合の真空隔壁部材の構造を有底の
円筒状の一体構造にすることができ、これを単純な形状
で、かつ少ない部品点数で構成することができる。また
一体構造とすることで、Ｏリング等の真空シール部が少
なくなり、大気と真空との隔離の信頼性が向上する。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図７以下に
基づいて説明する。なおこの実施の形態において、図６
まで示した従来の構成部材と同一部材は同一符号を付し
て説明する。

【００２４】図７は本発明の第１の実施の形態を示すも
ので、図中２１はトランスファチャンバ１の中心部に固
着される支持部材である。この支持部材２１の上側、す
なわち、トランスファチャンバ１の内側に筒状に対向す
る部分は円筒状の軸受支持部２１ａとなっている。また
支持部材２１の下側、すなわち、トランスファチャンバ
１の外側へ突出する部分はモータ支持部材２１ｂとなっ
ている。

【００２５】支持部材２１のモータ支持部２１ｂには第
１、第２のモータユニット１４ａ，１４ｂが図５に示し
た従来の構成と同様に同心状にして軸方向に位置をずら
せて支持されている。第１のモータユニット１４ａの出
力軸２２ａは中空になっていて、下側に位置する第２の
モータユニット１４ｂの出力軸２２ｂはこの第１のモー
タユニット１４ａの軸心を同心状に貫通している。そし
て、第１の出力軸２２ａの外周部に第１のロータ１５ａ
が設けてあり、これに対向する第１のステータ１６ａが
モータ支持部２１ｂの内周部に取付けてあり、また第２
の出力軸２２ｂの外周部に第２のロータ１５ｂが設けて
あり、これに対向する第２のステータ１６ｂがモータ支
持部２１ｂの内周部に取付ける。

【００２６】各モータユニット１４ａ，１４ｂのうち、
半径方向外側に位置する第１のモータユニット１４ａの
出力軸２２ａの出力側端部は、軸受２３ａを介して支持
部材２１の軸受支持部２１ａに回転自在に支持されてい
る。また半径方向内側に位置する第２のモータユニット
１４ｂの出力軸２２ｂの出力側端部は、軸受２３ｂを介
して上記第１の出力軸２２ａの内側に回転自在に支持さ
れている。

【００２７】これにより、両モータユニット１４，１４
ｂの各出力軸２２ａ，２２ｂは、それぞれの出力側端部
にて、かつ軸方向の略同一位置にて回転自在に支持され
る。そしてこの各出力軸２２ａ，２２ｂは回転駆動装置
の出力部近くで支持される。

【００２８】第１の出力軸２２ａと第２の出力軸２２ｂ
のそれぞれの出力側端部に第１のアームブラケット２４
ａ、第２のアームブラケット２４ｂが一体状に固着され
ている。この各アームブラケット２４ａ，２４ｂは各出
力軸２２ａ，２２ｂを支持する軸受部分を覆うように帽
子状に形成されて軸方向に積層状に配置されている。そ
して各アームブラケット２４ａ，２４ｂに第１・第２の
各アーム７ａ，７ｂの基端が結合されている。

【００２９】上記軸受２３ａ，２３ｂは剛性を保つた
め、例えばクロスローラタイプを１つ、あるいは玉軸受
を２つ組み合わせたものを用いる。

【００３０】この構成によれば、第１・第２のモータユ
ニット１４ａ，１４ｂの各出力軸２２ａ，２２ｂは、そ
れぞれの出力側端部において、かつ軸方向に略同一位置
で片持ち状に支持される。

【００３１】上記した第１の実施の形態では、各モータ
ユニット１４ａ，１４ｂの駆動部は支持部材２１のモー
タ支持部２１ｂ内に収納されており、トランスファチャ
ンバ１内が真空になる場合、このモータ支持部２１ｂ内
も真空処理される。

【００３２】この場合、コイル部材で構成されるステー
タ１６ａ，１６ｂが真空の雰囲気内に配置される。この
ステータ１６ａ，１６ｂにより真空の雰囲気を汚染しな
いために、このステータ１６ａ，１６ｂの材質及び構成
に厳しい制約が課せられる。

【００３３】図８は上記不具合を解消するようにした第
２の実施の形態を示す。すなわち、第１・第２のモータ
ユニット１４ａ，１４ｂのロータとステータは略同一構
成で、各対となるロータとステータの対向部は第１・第
２の各モータユニット１４ａ，１４ｂ相互で連通されて
いる。そこで、両モータユニット１４ａ，１４ｂのロー
タとステータとの間に、先端部が第２のモータユニット
１４ｂの下流側で閉じられる円筒状の真空隔壁部材２５
を介装する。この真空隔壁部材２５の基端部（上端部）
は支持部材２１に気密状に固着してあり、これにより、
各モータユニット１４ａ，１４ｂのロータ側が真空とな
るトランスファチャンバ１の内側に位置され、ステータ
側が大気側となる。上記真空隔壁部材２５には非磁性体
が用いられるが、例えば真空中での放出ガスの少ないス
テンレスを用いる。

【００３４】図９は本発明の第３の実施の形態を示すも
ので、この実施の形態は１軸の場合である。一対のロー
タ１５とステータ１６とを有する１つのモータユニット
１４の出力軸２２の出力側端部が支持部材２１′に軸受
２３を介して回転自在に支持されている。そしてこの出
力軸２２の出力側端部に１つのアームブラケット２４が
固着されており、このアームブラケット２４に１つのア
ーム７の基端が結合されている。

【００３５】そして上記ロータ１５にステータ１６との
対向間に先端を閉じた円筒状の隔壁２５′が、基端を支
持部材２１′に固着して介装してある。

【００３６】この実施の形態においても、モータユニッ
ト１４の出力軸２２は回転駆動装置の出力部近くの１個
所で支持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】マルチチャンバタイプの製造装置の一例である
半導体製造装置の概略的な平面図である。

【図２】トランスファチャンバとハンドリング用ロボッ
トの関係を示す分解斜視図である。

【図３】ハンドリング用ロボットの一例を示す斜視図で
ある。

【図４】（ａ），（ｂ）は搬送台姿勢規制機構を示す説
明図である。

【図５】ハンドリング用ロボットのアーム回転機構に用
いる回転駆動装置の従来例を示す断面図である。

【図６】（ａ），（ｂ）はハンドリング用ロボットの作
用説明図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態の要部を概略的に示
す断面図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態の要部を概略的に示
す断面図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態の要部を概略的に示
す断面図である。

【符号の説明】

Ａ…ハンドリング用ロボット １…トランスファチャンバ ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…プロセスチャンバステ
ーション ３…ワーク受け渡しステーション ５…仕切り壁 ６…ゲート ７，７ａ，７ｂ…アーム ８ａ，８ｂ…搬送台 ９ａ，９ｂ…リンク ９ｃ…歯車 ９ｄ…ベルト １０ａ，１０ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ…アームブラケ
ット １１ａ，１１ｂ，２２，２２ａ，２２ｂ…出力軸 １３ａ，１３ｂ，２１，２１′…支持部材 １４，１４ａ，１４ｂ…モータユニット １５，１５ａ，１５ｂ…ロータ １６，１６ａ，１６ｂ…ステータ １７ａ，１７ｂ，２５，２５′…真空隔壁部材 １８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，２３，２３
ａ，２３ｂ…軸受 ２１ａ…軸受支持部 ２１ｂ…モータ支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳田 峰男 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 3F060 EA01 EB12 EC12 GA13 5F031 CA05 GA04 GA42 GA44 GA47 GA48 GA50 MA06 MA09 NA05 NA09 5H605 AA07 BB05 BB17 CC03 CC10 DD09 EA06 EB10 GG06 5H607 AA11 BB01 BB07 BB14 BB23 BB25 CC01 DD02 DD03 DD07 DD16 FF34 GG04 GG08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ支持部に支持されるステータと、
   このステータの内側に位置し、外周に上記ステータに対
   向するロータを設けた出力軸とからなるモータユニット
   の出力軸に、アームブラケット等の出力部材を結合した
   回転駆動装置において、 上記モータユニットの出力軸の出力側端部を支持部材に
   軸受を介して回転自在に支持したことを特徴とする回転
   駆動装置。
2. 【請求項２】 モータ支持部に支持されるステータと、
   このステータの内側に位置し、外周に上記ステータに対
   向するロータを設けた出力軸とからなる複数のモータユ
   ニットを、同心状に、かつ軸方向に位置をずらせて配置
   し、各モータユニットの出力軸にアームブラケット等の
   出力部材を結合した回転駆動装置において、 上記各モータユニットの出力軸を環状に配置し、最外側
   に位置する出力軸の出力側端部をフレーム側に固着した
   支持部材に軸受を介して回転自在に支持し、内側の出力
   軸の出力側端部を上記最外側の出力軸の内側に順次相互
   に軸受を介して回転自在に支持し、この各軸受部を軸方
   向に略同一位置にしたことを特徴とする回転駆動装置。
3. 【請求項３】 モータユニットのステータとロータとの
   間に、先端を閉じ、基端を支持部材に固着した気密壁と
   なる真空隔壁部材を介装したことを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の回転駆動装置。