(57)【要約】【課題】潤滑材の補充のためのメンテナンスの頻度を低減し、摩擦抵抗の少ないシール機構及びこのシール機構を搭載した処理装置を提供すること。【解決手段】シール機構１００のリップシール１２は、駆動軸２５を囲うように配置されており、そのリップ部１２ｂは、駆動軸２５と接触するシール部１２ｃを有している。壁部材１５は、装着部材３０の下部の開口を塞ぐように、また、リップシール１２に対向するように駆動軸２５に取り付けられている。少なくとも装着部材３０及び壁部材１５により、潤滑材１６を収容可能な容器が形成される。壁部材１５と保持ベース体６０との間には、潤滑材１６が通らないように設定された隙間１７が設けられている。このような構成により、潤滑材１６を収容するスペースを確保しつつ、シール機構１００と駆動軸２５との接触部分を、リップシール１２のシール部１２ｃのみとすることができる。【選択図】図１
2010067540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周囲に配置されたシール部材と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記シール部材を前記回転軸に接触させるように保持することが可能な保持ベース体と、
少なくとも前記回転軸と前記保持ベース体と共に、潤滑材を収容可能な容器を形成する壁部材と
を具備するシール機構。
【請求項２】
請求項１に記載のシール機構であって、
前記容器は、前記回転軸、前記保持ベース体、前記壁部材及び前記シール部材により形成されるシール機構。
【請求項３】
請求項２に記載のシール機構であって、
前記保持ベース体は、
内周面を有する周壁と、
前記シール部材を前記周壁の前記内周面に装着する装着部材と
を有するシール機構。
【請求項４】
請求項２に記載のシール機構であって、
前記壁部材は、前記保持ベース体との間に潤滑材が通らないように設定された隙間をあけて、前記回転軸に取り付けられているシール機構。
【請求項５】
請求項２に記載のシール機構であって、
前記壁部材は、前記回転軸との間に潤滑材が通らないように設定された隙間をあけて、前記保持ベース体に取り付けられているシール機構。
【請求項６】
請求項２に記載のシール機構であって、
前記壁部材は、前記シール部材に対向するように配置され、
前記回転軸は、鉛直方向に沿うように配置され、
前記シール機構は、
前記回転軸の回転により発生する力を利用して前記潤滑材を前記壁部材側から前記シール部材側へ汲み上げる汲み上げ機構をさらに具備するシール機構。
【請求項７】
請求項６に記載のシール機構であって、
前記汲み上げ機構は、前記回転軸の周囲に設けられた、螺旋状の流路を有するシール機構。
【請求項８】
請求項６に記載のシール機構であって、
前記汲み上げ機構は、前記壁部材側から前記シール部材側へ向かうにしたがって広がるように形成されたカップ状のガイド部材を有するシール機構。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載のシール機構を搭載した処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なるガスで満たされたそれぞれの空間、あるいは、異なる圧力雰囲気をシールするシール機構及びこのシール機構を搭載した処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば大気圧側と真空側との間をシールする機構としては、Ｏリング、ペースト材、あるいは粘度の高いオイル等が用いられる。特に、大気圧側から回転駆動力を真空側に導入する回転導入機構のシール方法として、摩擦摺動部分の摩擦低減も兼ねたグリース（低粘度のもの）や潤滑オイル等の潤滑材がシール材として用いられる場合もある。このような潤滑材として、磁性流体が用いられる場合もある（例えば、特許文献１参照の明細書段落[００３２]）。【０００３】
このような潤滑材は消耗品であるため、例えば潤滑材を補充する等のメンテナンスが必要となる。特に、上記回転導入機構では真空側へ潤滑材が少しずつ流出するので、潤滑材の補充が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５８５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のシール装置では、磁性流体を保持するための空間、つまり磁性流体を収容する容積が少ないため、少しの量でも磁性流体が減少してしまうとシール性能が劣化する。このため、メンテナンスの頻度が多くなるという欠点がある。また、磁性流体を保持するための磁極部が多数あるので、すなわちシール部が多数あるので、回転軸の摺動抵抗が大きくなるという問題もある。【０００６】
ウィルソンシール等のように、ある程度の潤滑材の収容空間を備えたシール機構もある。しかし、ウィルソンシールは、線接触でシールする部分を少なくとも２箇所備えているので、回転軸とその周囲の固定部との間の摩擦抵抗は大きい。【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、潤滑材の補充のためのメンテナンスの頻度を低減し、摩擦抵抗の少ないシール機構及びこのシール機構を搭載した処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態によるシール機構は、シール部材と、保持ベース体と、壁部材とを具備する。  
前記シール部材は、回転軸の周囲に配置されている。  
前記保持ベース体は、前記回転軸の周囲に配置され、前記シール部材を前記回転軸に接触させるようにシール部材を保持することが可能である。  
前記壁部材は、少なくとも前記回転軸と前記保持ベース体と共に潤滑材を収容可能な容器を形成するように前記回転軸に取り付けられている。【０００９】
本発明の一形態によるシール機構では、前記壁部材が、前記回転軸との間に、潤滑材が通らないように設定された隙間をあけて設けられ、少なくとも前記回転軸と前記保持ベース体と前記壁部材とで前記潤滑材を収容可能な容器を形成するように前記保持ベース体に取り付けられていてもよい。【００１０】
本発明の一形態による処理装置は、駆動軸と、シール部材と、保持ベース体と、壁部材とを具備する。  
前記シール部材は、前記駆動軸の周囲に配置されている。  
前記保持ベース体は、前記駆動軸の周囲に配置され、前記シール部材を前記駆動軸に接触させるように保持することが可能である。  
前記壁部材は、少なくとも前記駆動軸と前記保持ベース体と共に潤滑材を収容可能な容器を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるシール機構を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるシール機構を示す図である。
【図３】本発明のさらに別の実施形態によるシール機構であり、汲み上げ機構を備えるものを示す断面図である。
【図４】図３のシール機構のアタッチメントを示す断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態によるシール機構を示す断面図であり、上記汲み上げ機構の他の実施形態を示す図である。
【図６】本実施形態による各シール機構のうちいずれか１つが適用された搬送装置を示す平面図である。
【図７】図６に示す搬送装置を示す斜視図である。
【図８】図６に示す搬送装置の全体構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態によるシール機構は、シール部材と、保持ベース体と、壁部材とを具備する。  
前記シール部材は、回転軸の周囲に配置されている。  
前記保持ベース体は、前記回転軸の周囲に配置され、前記シール部材を前記回転軸に接触させるように前記シール部材を保持することが可能である。  
前記壁部材は、前記保持ベース体との間に、潤滑材が通らないように設定された隙間をあけて設けられた壁部材であって、少なくとも前記保持ベース体と前記壁部材とで前記潤滑材を収容可能な容器を形成するように前記回転軸に取り付けられている。
【００１３】
壁部材と保持ベース体とで形成される容器に潤滑材を収容することができ、かつ、潤滑材が通らない程度の隙間が壁部材と保持ベース体との間に形成されている。したがって、潤滑材を収容するスペースを確保しつつ、シール機構と回転軸との接触部分を、シール部材の、回転軸の周囲に対向する線状のシール部材のみとすることができる。その結果、潤滑材の補充のためのメンテナンスの頻度を低減し、シール機構と回転軸との摩擦抵抗を少なくすることができる。
【００１４】
「保持ベース体」には、後述する周壁、及びシール部材をその周壁に装着する装着部材の両方の概念が含まれてもよく、あるいは、周壁及び装着部材のいずれか一方の概念が含まれてもよい。
【００１５】
前記容器は、前記保持ベース体、前記壁部材及び前記シール部材により形成されていてもよい。これにより、潤滑材を収容するスペースの容積を大きくすることができる。
【００１６】
前記保持ベース体は、内周面を有する周壁と、前記シール部材を前記周壁の前記内周面に装着する装着部材とを有してもよい。この場合、上記隙間は、壁部材と周壁の内周面との間に設けられていてもよいし、壁部材と装着部材との間に設けられていてもよい。あるいは壁部材と、周壁の内周面及び装着部の両方との間に設けられていてもよい。
【００１７】
前記壁部材は、前記シール部材に対向するように配置されていてもよい。この場合、前記シール機構は、前記回転軸が鉛直方向に沿うように配置され、かつ、回転可能な場合、前記回転軸の回転により発生する力を利用して前記潤滑材を前記壁部材側から前記シール部材側へ汲み上げる汲み上げ機構をさらに具備してもよい。これにより、容器内に収容された潤滑材がシール部材へ行きわたりやすくなり、シール部材の長寿命化を図ることができる。
【００１８】
前記汲み上げ機構は、前記回転軸の周囲に設けられた、螺旋状の流路を有してもよい。すなわち、潤滑材は、前記回転軸が回転することによって螺旋状の流路を通って汲み上げられる。あるいは、前記汲み上げ機構は、前記壁部材側から前記シール部材側へ向かうにしたがって広がるように形成されたカップ状のガイド部材を有してもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態によるシール機構は、シール部材と、保持ベース体と、壁部材とを具備する。  
前記シール部材は、シール部材を有し、回転軸の周囲に配置されている。  
前記保持ベース体は、前記回転軸の周囲に配置され、前記シール部材を前記回転軸に接触させるように前記シール部材を保持することが可能である。  
前記壁部材は、前記回転軸との間に、潤滑材が通らないように設定された隙間をあけて設けられ、少なくとも前記回転軸と前記保持ベース体と共に前記潤滑材を収容可能な容器を形成するように前記保持ベース体に取り付けられている。
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態によるシール機構を示す断面図である。
【００２２】
このシール機構１００は、図示しないモータ等による回転運動を、回転軸２５を介して例えば図１中の下方の大気圧側Ａから上方の真空側Ｂへ伝達するための回転導入機構において、その大気圧側Ａと真空側Ｂとを気密にシールする機能を有する。
【００２３】
シール機構１００は、リップシール１２と、保持ベース体６０と、壁部材１５とを備えている。
【００２４】
シール部材としての例えばリップシール１２は、回転軸２５を囲うように配置されている。リップシール１２は、円板状の上板部１２ａと、上板部１２ａから回転軸２５の回転の内周側へ向かうにしたがって斜め下方に延び、回転軸２５で折り返されるように形成されたリップ部１２ｂとを有する。リップ部１２ｂは、回転軸２５と接触するシール部１２ｃを有している。リップシール１２は、シール部１２ｃにおける回転軸２５との接触面積が小さくなるような形状に形成されているが、特にその形状は限定されない。特に、リップ部１２ｂは、シール部１２ｃと回転軸２５との接触する部分が線状（回転軸２５に垂直な平面で見ると円形状）になるように形成されている。
【００２５】
上板部１２ａの形状は、円板形状に限られず、つまり回転軸２５に垂直な平面で見て円形に限られず、多角形、楕円形、それらの組合せの形状であってもよい。あるいは、上板部１２ａの形状は、回転軸２５の回転の周方向に連続的に形成されていなくてもよく、断続的に形成されていてもよい。
【００２６】
リップシール１２の材料としては、例えば天然ゴム、合成ゴム、弾性プラスチック等のエラストマ等が用いられる。
【００２７】
リップシール１２のリップ部１２ｂの外周側には、リング状またはコイル状の押さえ部材１４が設けられている。押さえ部材１４は、シール部１２ｃを回転軸２５側に押圧してシール作用を補助するものである。
【００２８】
保持ベース体６０は、周壁となるハウジング１０と、回転軸２５の周囲に設けられリップシール１２をハウジング１０の内周面１０ａに装着する装着部材３０とにより構成される。
【００２９】
装着部材３０は、リップシール１２のシール部１２ｃを回転軸２５に接触させるように保持する。「接触させるように」とは、潤滑材１６がこのシール機構１００に供給された場合に、ミクロ的に見れば、回転軸２５とシール部１２ｃとの間に潤滑材１６による膜が形成される状態も含んでもよい。
【００３０】
装着部材３０は、例えば、中央に回転軸２５を通す穴１１ａ及び１３ａがそれぞれ設けられた容器状の２つの部材１１及び１３でなる。それらの容器状部材１１及び１３によりリップシール１２の上板部１２ａが挟まれるようにしてリップシール１２が保持される。装着部材３０の容器状部材１１の垂直部１１ｂが、大気圧側Ａと真空側Ｂとの気密性が維持できるようにハウジング１０の内周面１０ａに装着されている。その垂直部１１ｂとハウジング１０の内周面１０ａとは、例えば図示しないＯリング等により気密性が確保されてもよいし、垂直部１１ｂと内周面１０ｂとが、溶接、溶着等の気密性を維持できる接合方法により接合されてもよい。
【００３１】
装着部材３０の材料としては、例えば金属、プラスチック、ゴム等が用いられるが、リップシール１２を保持し、かつ、ハウジング１０との間で気密性を維持できるような材料であれば、どのようなものであってもよい。
【００３２】
壁部材１５は、装着部材３０の下部の開口を塞ぐように、また、リップシール１２に対向するように回転軸２５に取り付けられている。壁部材１５の中央には貫通穴１５ｃが設けられ、その貫通穴１５ｃに回転軸２５が挿通されて固定されている。回転軸２５、装着部材３０、壁部材１５及びリップシール１２により、潤滑材１６を収容可能な容器が形成される。潤滑材１６は、リップシール１２のシール部１２ｃと回転軸２５との間における摺動による摩擦を低減する機能を有する。
【００３３】
なお、図１では、容器内に潤滑材１６が実質的に満杯で収容されているが、例えば少なくともシール部１２ｃの高さ位置まで満たされるような量の潤滑材１６が容器内に収容されていてもよい。
【００３４】
壁部材１５の貫通穴１５ｃの内周面に回転軸２５が接続されている。その接続手段としては、例えば図示しないＯリング、溶接、溶着等が用いられればよい。Ｏリングが用いられる場合であっても、回転軸２５の回転の動作時に、なるべく回転軸２５と壁部材１５とが一体的に所定の剛性を持って動くように、壁部材１５及び回転軸２５が接続されていればよい。したがって、回転軸２５の回転速度が高速である場合、Ｏリングではなく、溶接、溶着等により両者が接続されていてもよい。しかしながら、必ずしも両者が一体的に動くことを要しない。
【００３５】
壁部材１５と保持ベース体６０との間には、潤滑材１６が通らないように設定された隙間１７が設けられている。つまり、その隙間１７のサイズが、潤滑材１６が通らないように設定されている。例えば、壁部材１５は、小径部１５ａとその下部に設けられた大径部１５ｂとでなる。小径部１５ａの外周面が、装着部材３０の下端部と対面し、大径部１５ｂの外周面とハウジング１０の内周面１０ａとが対面して、隙間１７が形成されている。
【００３６】
隙間１７は、潤滑材１６の種類（温度-粘性特性等）、シール機構１００の周囲の温度等に応じて、潤滑材１６が漏れ出ない程度に適宜設定されればよい。隙間１７は、典型的には、１ｍｍ〜数ｍｍに設定される。潤滑材１６としては、増ちょう剤等の粘性を高める材料が潤滑油に加えられた一般的なものが用いられればよい。しかし、真空側の汚染を防ぐためには、真空用の潤滑材（例えばYVAC1：ソルベイソレキシス社製）を使用することができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態によるシール機構１００では、少なくとも回転軸２５と壁部材１５と保持ベース体６０とで形成される容器に潤滑材１６を収容することができ、かつ、潤滑材１６が通らない程度の隙間１７が壁部材１５と保持ベース体６０との間に形成されている。したがって、潤滑材１６を収容するスペースを確保しつつ、シール機構１００と回転軸２５との接触部分を、リップシール１２のシール部１２ｃのみとすることができる。その結果、潤滑材１６の補充のためのメンテナンスの頻度を低減し、また、シール機構１００と回転軸２５との摺動抵抗を少なくすることができる。このように摩擦抵抗が少ないので、回転軸２５を回転させる駆動源の負荷を小さくできる（駆動源を小型化できる）。摺動熱による温度上昇も小さい。また、シール部１２ｃの磨耗も少なくなり、パーティクルの発生、シールの劣化を抑制できるので、シール機構１００の長寿命化を図ることができる。
【００３８】
特に、回転軸２５、装着部材３０、壁部材１５及びリップシール１２により、潤滑材１６の容器が形成されるので、潤滑材１６を収容するスペースの容積を大きくすることができる。
【００３９】
図２は、本発明の他の実施形態によるシール機構を示す図である。これ以降の説明では、図１等に示した実施形態によるシール機構１００が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４０】
図１に示したシール機構１００では、壁部材１５が回転軸２５に接続されていた。図２に示すシール機構２００では、壁部材３５が保持ベース体６０に接続されている。典型的には、壁部材３５の外周面がハウジング１０の内周面１０ａに接続されている。その接続手段としては、上記同様に例えばＯリング、溶接、溶着等が用いられればよい。また、壁部材３５の中央には回転軸２５が通る貫通穴３５ｂが設けられ、その貫通穴３５ｂの内周面と回転軸２５の外周面との間には、潤滑材１６が通らない程度に設定された隙間１７が設けられている。壁部材３５、保持ベース体６０及びリップシール１２により潤滑材１６の容器が形成されている。
【００４１】
このようなシール機構２００によっても、上記シール機構１００と同様の効果が得られる。
【００４２】
図３は、本発明のさらに別の実施形態によるシール機構を示す断面図である。
【００４３】
このシール機構３００の回転軸２５には螺旋状の流路３３ａを備えたアタッチメント３３が取り付けられている。アタッチメント３３は、リップシール１２に対向するように配置された壁部材５５と、リップシール１２との間に設けられている。流路３３ａの表面の形状は、このような曲面に限られず、平面であってもよいし、平面及び曲面の組合せであってもよい。更に、図３では、壁部材５５が回転軸２５に接続されているが、図２のように、壁部材５５が保持ベース体６０に接続されていてもよい。
【００４４】
図４は、そのアタッチメント３３を示す断面図である。アタッチメント３３は、その中央に回転軸２５が挿通されて固定されるための穴３３ｂを有する。回転軸２５を中心として螺旋状の流路３３ａが配置されるように、アタッチメント３３が回転軸２５に取り付けられている。
【００４５】
壁部材５５の外周面５５ａと、保持ベース体６０のハウジング１０との間には、潤滑材１６が通らないように設定された隙間１７が設けられている。
【００４６】
回転軸２５が回転することで、アタッチメント３３が所定の方向に回転する。これにより、潤滑材１６はアタッチメント３３により撹拌され、潤滑材１６は螺旋状の流路３３ａに沿って壁部材１５側からリップシール１２側へ汲み上げられる（汲み上げ機構）。この場合、潤滑材１６が汲み上げられるような、アタッチメント３３の流路の方向及び回転軸２５の回転方向の組合せが適宜設定されればよい。揺動させる場合等にはラチェット機構を入れても良い。
【００４７】
このような汲み上げ機構によれば、少なくとも保持ベース体６０及び壁部材５５により形成される容器内に収容された潤滑材１６が、シール部１２ｃへ行きわたりやすくなり、シール部１２ｃの長寿命化を図ることができる。
【００４８】
図４に示した実施形態において、アタッチメント３３がなく、回転軸２５が、潤滑材１６の流路を構成する螺旋状の溝を有していてもよい。
【００４９】
図５は、本発明のさらに別の実施形態によるシール機構を示す断面図であり、上記汲み上げ機構の他の実施形態を示す図である。
【００５０】
シール機構４００に備えられた汲み上げ機構は、壁部材６５側からリップシール１２側へ向かうにしたがって広がるように形成されたカップ状のガイド部材（ベーン）３４を有する。ガイド部材３４の下端部が壁部材６５に接続されて固定され、上端部は開口されている。
【００５１】
カップ状とは、その側周面が、典型的には円錐面の一部でなる形状をいう。しかし、円錐ではなく、角錐であってもよい。図５で示した断面で見て、ガイド部材３４の内周面３４ａの傾きは直線であるが、それが曲線形状であってもよいし、直線及び曲線の組合せからなっていてもよい。
【００５２】
壁部材６５には、ガイド部材３４の内側（回転軸２５側）と外側を連通する連通路６５ｂが設けられている。これにより、例えば仮にガイド部材３４の上端部より潤滑材１６の液面が低くなった場合でも、ガイド部材３４の内外で潤滑材１６を流通させることができる。このような連通路６５ｂは、１つでもよいし、複数あってもよい。
【００５３】
なお、回転軸２５は、壁部材６５側に設けられた小径部２５ｂと、リップシール１２側に設けられた大径部２５ａとを有し、大径部２５ａの周囲にリップシール１２が配置されている。しかし、回転軸２５は、図１〜図３に示したものと同様のものでもよい。
【００５４】
回転軸２５が回転することで、回転軸２５に取り付けられた壁部材６５が回転するとともにガイド部材３４が回転する。このとき、潤滑材１６はその粘性によりガイド部材３４に引きずられるようにして回転する。このとき、潤滑材１６には遠心力が発生するので、ガイド部材３４の内側にある潤滑材１６がガイド部材３４の内周面３４ａに沿ってリップシール１２側へ汲み上げられる。
【００５５】
このような汲み上げ機構によっても、少なくとも保持ベース体６０及び壁部材６５により形成された容器内に収容された潤滑材１６が、シール部１２ｃへ行きわたりやすくなり、シール部１２ｃの長寿命化を図ることができる。
【００５６】
図５では、壁部材６５が回転軸２５に接続されているが、図２のように、壁部材６５が保持ベース体６０に接続されていてもよい。この実施形態では、回転軸２５が回転すると潤滑材１６はその粘性により回転軸２５に引きずられるようにして回転する。このとき、潤滑材１６には遠心力が発生するので、ガイド部材３４の内側にある潤滑材１６がガイド部材３４の内周面３４ａに沿ってリップシール１２側へ汲み上げられる。
【００５７】
次に、以上説明した各シール機構１００、２００、３００及び４００のうちいずれか１つが適用された処理装置、例えば搬送装置について説明する。
【００５８】
図６は、その搬送装置を示す平面図であり、図７は、その斜視図である。
【００５９】
図６及び図７に示すように、搬送装置におけるリンク機構は、第１リンク機構２０ａ及び第２リンク機構２０ｂから構成されている。第１リンク機構２０ａは、第１平行リンク２１及び第３平行リンク２３から構成され、第２リンク機構２０ｂは、第２平行リンク２２及び第４平行リンク２４から構成されている。
【００６０】
第１平行リンク２１は、第１アーム２１ａと第４アーム２１ｂとを含み、第２平行リンク２２は、第２アーム２２ａと第３アーム２２ｂとを含む。第３平行リンク２３は、第５アーム２３ａと第６アーム２３ｂとを含み、第４平行リンク２４は、第７アーム２４ａと第８アーム２４ｂとを含んでいる。
【００６１】
第１アーム２１ａは、第１駆動軸２５に固定して取り付けられ、第２アーム２２ａは、第２駆動軸２６に固定して取り付けられている。第３アーム２２ｂは、第１駆動軸２５に回転可能に取り付けられ、第４アーム２１ｂは、第２駆動軸２６に回転可能に取り付けられている。そのため、これらの第１アーム２１ａと第４アーム２１ｂ、第２アーム２２ａと第３アーム２２ｂのような一対のアームは同じ方向に回転されるように構成されている。この場合、固定して取り付ける手段及び回転可能に取り付ける手段には、特に制限はなく、公知のキー等や軸受等の手段でよい。
【００６２】
第１アーム２１ａの一端には、ギアボックス２７中のギア２７ａが固定され、このギア２７ａにはまた第５アーム２３ａの一端が旋回可能に連結されている。ギア２７ｂには第６アーム２３ｂの一端が固定され、また第４アーム２１ｂの一端が旋回可能に連結されている。第３アーム２２ｂの一端には、ギアボックス２８中のギア２８ａが固定され、このギア２８ａにはまた第７アーム２４ａの一端が旋回可能に連結されており、ギア２８ｂには第８アーム２４ｂの一端が固定され、また第２アーム２２ａの一端が旋回可能に連結されている。これらのギア２７ａ、２７ｂ、２８ａ及び２８ｂは、接続させる平行リンク、すなわち第１平行リンク２１と第３平行リンク２３との間、また、第２平行リンク２２と第４平行リンク２４との間の回転を相互に逆になるように構成されている。これらの第５アーム２３ａと第６アーム２３ｂ、第７アーム２４ａと第８アーム２４ｂのような一対のアームは同じ方向に回転されるように構成されている。
【００６３】
第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６は、駆動源が配置されている筐体４０のフランジ部である軸支持台４１を貫通して設けられている。
【００６４】
上記した各アームを含んだ各平行リンクの取り付けは、次のようにして行われる。まず、第１平行リンク２１を第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６に取り付ける際には、第１平行リンクの第１アーム２１ａと第１駆動軸２５とはキー等により固定連結され、第１平行リンク２１の第４アーム２１ｂと第２駆動軸２６とは軸受等のように回転運動を可能とする部材により回転可能なように取り付けられる。第２平行リンク２２を第１駆動軸２５ 及び第２駆動軸２６に取り付ける際には、第２平行リンク２２の第２アーム２２ａと第２駆動軸２６とはキー等により固定連結され、第２平行リンク２２の第３アーム２２ｂと第１駆動軸２５とは軸受等のように回転運動をする部材により回転可能なように取り付けられる。
【００６５】
上記したように、第１平行リンク２１と第２平行リンク２２とは、その取り付け軸を２ 本とし、１本の取り付け軸に２つのアームが取り付けられるように軸を共用している。そのため、構成部材を減らすことができ、搬送装置の総重量及び製造費用の削減可能となる。また、第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６の２本のみで２つの平行リンクを取り付けている。したがって、従来技術のように、駆動軸２本と従動軸２本との計４本の軸を間隔を空けて配置して２本の平行リンクを取り付けている搬送装置の場合と比較し、その間隔の分だけ旋回半径が小さくなるため、省スペースの装置を提供できる。
【００６６】
上記した第３平行リンク２３及び第４平行リンク２４の先端には、それぞれ、第１保持部３１ａ及び第２保持部３２ａが取り付けられ、これらの保持部３１ａ及び３２ａのそれぞれの先端には基板等の被処理体の受け渡しをするための第１ピックアップ３１ｂ及び 第２ピックアップ３２ｂが取り付けられている。
【００６７】
回転運動を行うアクチュエータを小型化するためには、その内部の構造物を中心軸に対して非対称に配置せざるを得ないことがあるが、このような構造の場合、真空排気された際に各内部構造物に均等に力が加わらない。そのため、アクチュエータの内部に不均一な外力が加わり、場合によっては内部構造物に歪みを生じさせてしまう可能性がある。このような歪みの対策として、通常、構造物自体の剛性を上げたり、別途保持部材を取り付けたりしているが、アクチュエータ自体が大きくなってしまうという問題がある。そこで、本実施形態では、アクチュエータの内部構造物(筐体の内部構造物)を保護するためにアクチュエータの外部に取り付けられた保護部材に剛性を持たせ、アクチュエータ側と多数の取り付け接点を持たせる。これにより、アクチュエータ自体を大きくすることなく、真空排気等によりアクチュエータに加わる不均一な力によるアクチュエータの歪み等の変形を抑制できる。この保護部材は、例えばステンレススチール、鉄等のようなヤング率の大きな材料や、断面二次モーメントが大きくなるような形状で製造されればよい。
【００６８】
次に、上記した第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６が取り付けられた搬送装置全体の構造(第１リンク機構２０ａ及び第２リンク機構２０ｂの全体は図示せず)を示す図８、上で説明した図６及び図７を参照して、搬送装置の動作を説明する。図８は、搬送装置の全体構造の断面図である。図８において、図６及び図７と同じ構成部材は、特に断らない限り、同じ参照番号を付する。
【００６９】
第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６は筐体４０のフランジ部（軸支持台）４１を貫通して設置されている。第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６の下端には、モータ等の第１駆動源４２ａ及び第２駆動源４２ｂが筐体４０内にそれぞれ設けられている。
【００７０】
第１駆動源４２ａ及び第２駆動源４２ｂにより、第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６がそれぞれ回転させられ、その回転にしたがって、第１平行リンク２１及び第２平行リンク２２が回転させられる。
【００７１】
第１平行リンク２１及び第２平行リンク２２の回転は、それぞれ、ギアを介して、第３平行リンク２３及び第４平行リンク２４に対して、逆の回転を与えるように構成されている。そのため、第１保持部３１ａ及び第２保持部３２ａが、第１駆動軸２５と第２駆動軸２６とを結ぶ直線上を前後に直線的に運動できるようになる。
【００７２】
その結果、第１ピックアップ３１ｂ及び第２ピックアップ３２ｂが基板を把持した状態で直線運動し、基板が搬送される。この場合、第１リンク機構２０ａと第２リンク機構２０ｂとは、相互に水平面に対する高さが異なるように配置されているので、両方のリンク機構同士、すなわち第１ピックアップ３１ｂ及び第２ビックアップ３２ｂ同士が衝突することなくすれ違うことができるようになっている。
【００７３】
図６〜図８では、第１リンク機構２０ａが上方に位置し、また、第２リンク機構２０ｂが下方に位置するように配置されている例を示したが、それらが逆の配置位置でもよいのはもちろんである。
【００７４】
第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６の周囲には、例えば図１に示したシール機構１００が各駆動軸当り少なくとも１つ設けられている。シール機構１００の代わりに、上記シール機構２００、３００及び４００のうちいずれが設けられていてもよい。駆動源等が配置されている筐体４０の内部において、第１リンク機構２０ａ及び第２リンク機構２０ｂを含めた基板の搬送側の真空状態が確保されるように構成されている。
【００７５】
第１駆動源４２ａが動作することにより、第１駆動軸２５を介して第１平行リンク２１が回転する。第１平行リンク２１にはギアボックス２７を介して第３平行リンク２３が取り付けられており、この第３平行リンク２３は第１平行リンク２１の回転と反対方向に同角度動作するように構成されているので、第１リンク機構２０ａの伸縮動作中は第１保持部３１ａ及び第１ピックアップ３１ｂが常に一定方向を向くことができる。これにより、第１保持部３１ａ及び第１ビックアップ３１ｂは、第１駆動軸２５と第２駆動軸２６とを結ぶ直線上を前後に移動する。
【００７６】
同様に、第２駆動源４２ｂが動作することにより、第２駆動軸２６を介して第２平行リンク２２が回転する。第２平行リンク２２にはギアボックス２８を介して第４平行リンク２４が取り付けられており、この第４平行リンク２４は第２平行リンク２２の回転と反対方向に同角度動作するように構成されているので、第２リンク機構２０ａの伸縮動作中は第２保持部３２ａ及び第２ピックアップ３２ｂが常に一定方向を向くことができる。これにより、第２保持部３２ａ及び第２ピックアップ３２ｂは、第２駆動軸２６と第１駆動軸２５とを結ぶ直線上を前後に移動する。
【００７７】
この場合、第１保持部３１ａに取り付けられた第１ピックアップ３１ｂ及び第２保持部３２ａに取り付けられた第２ピックアップ３２ｂにより、基板等の被処理体が搬送される。第１ピックアップ及び第２ピックアップをそれぞれ含む各リンク機構は、相互に上下に間隔をあけて配置されている。
【００７８】
また、第１駆動軸２５及び第２駆動軸２６を含む支持台４３の全体は、第１プーリ４４と第１ベルト５１とを介して、モータ等の第３駆動源４５と連結されている。そのため、第３駆動源４５が動作することで、第１平行リンク２１及び第２平行リンク２２のそれぞれにギアを介して接続された第３平行リンク２３及び第４平行リンク２４の各先端部にそれそれ設けられた第１保持部３１ａ及び第２保持部３２ａが、任意の方向に旋回する。
【００７９】
支持台４３と支持部材４６との間には、図１に示したシール機構１００（上記したように、シール機構２００、３００及び４００でもよい。）が設けられている。支持台４３または支持部材４６は、図１〜図５における保持ベース体６０のハウジング１０に相当する。上記旋回動作が行われる時でも、基板搬送側の真空状態を維持することが可能となっている。これにより、この搬送装置を搭載した図示しない真空処理装置は、処理室の数や配置等を自由に変更することができる。第３駆動源４５は、支持台４３に直結されていてもよい。
【００８０】
さらに、本実施形態による搬送装置においては、第１リンク機構２０ａ及び第２リンク機構２０ｂを鉛直方向へ移動させる鉛直移動機構が設けられている。例えば、図８に示すように、支持部材４６は、ボールネジ４７等の昇降機能を有する部材を介して、モータである第４駆動源４８及び第２プーリ４９と第２ベルト５２に連結されているので、第４駆動源４８を動作させることにより、支持部材４６が昇降する。これにより、第１リンク機構２０ａ及び第２リンク機構２０ｂ、すなわち第１平行リンク２１及び第２平行リンク２２にそれぞれ接続された第３平行リンク２３及び第４平行リンク２４の各先端部にそれそれ設けられた第１保持部３１ａ及び第２保持部３２ａを昇降させることができる。これにより、この搬送装置を搭載した真空処理装置は、その配置等を自由に変更することが可能となる。第４駆動源４８は、ボールネジ４７等に直結されていてもよい。
【００８１】
支持部材４６と筐体４０のフランジ部４１との間には、昇降運動を行う時でも気密状態が維持されるようにベローズのような伸縮性部材が設けられている。
【００８２】
図８に示すように、筐体４０の内部の構造物を保護するために、筐体４０の外周にステンレススチール、鉄等から作製されたヤング率の大きな保護部材５０が取り付けられている。保護部材５０と筐体４０側との間の多数の取り付け接点が設けられることにより、筐体４０のサイズを自体を大きくすることなく、真空排気等によりアクチュエータに加わる不均一な力による筐体４０の内部の構造物の歪み等の変形を抑制できる。
【００８３】
本実施形態によるシール機構１００等によれば、潤滑材の充填の周期が長い。また、リップシール１２のシール部１２ｃと駆動軸２５（または２６等）との摺動抵抗が小さいので、磨耗粉の発生が少なくクリーンであると共に、寿命が長く、真空側に設置された被処理体の処理効率の向上が期待できる。また、この搬送装置によれば、第１平行リンク２１と第２平行リンク２２との取り付け軸が共用されているので、構成部材を減らすことができ、搬送装置の総重量及び製造費用の削減が可能である。また、取り付け軸が共用されることにより、旋回半径が小さくなり、省スペース化が達成できる。また、旋回半径が小さくなると、旋回動作中に被処理体（例えばシリコンウエハ）に加わる遠心を小さくできるので、その分旋回速度を速くすることが可能となる。よって、被処理体を真空処理室の所定の位置に装入したり取り出すことを順次連続して１工程で能率的に行うことができる。その結果、作業時間も短縮化でき、被処理体の処理時間が短縮でき、被処理体上に異物が付着することもない。
【００８４】
したがって、このような搬送装置を備えた真空処理装置は、半導体製造装置の分野において、成膜等の処理に有効に利用できる。
【００８５】
本発明による実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【００８６】
上記実施形態に係るシール機構１００、２００、３００、４００は、大気圧側Ａと真空側Ｂとをシールする機構として説明した。しかし、異なる種類のガスで満たされたそれぞれの空間をシールする機構として、それらのシール機構が用いられてもよい。
【００８７】
リップシール１２は上記したように、図１〜図３、図５に示した形状に限られず、Ｏリングの形状、あるいはその他の形状であってもよい。
【００８８】
駆動軸２５は鉛直方向で用いられる場合に限られず、水平または斜めで用いられる場合も考えられる。あるいは、駆動軸２５が水平になったり鉛直になったり、駆動軸２５が動くような処理装置にも、上記シール機構１００、２００、３００、４００を適用することができる。
【００８９】
シール機構１００、２００、３００、４００が適用され得る処理装置として、上記の説明では、搬送装置を例に挙げた。しかし、処理装置は、搬送装置に限られず、駆動軸２５が回転及びストロークのうち少なくとも一方を行うような処理装置であれば、どのようなものであってもよい。搬送装置は、上記のように、基板を搬送するものに限られず、その他の物を搬送する搬送装置であってもよい。
【００９０】
搬送装置の他、処理装置の例としては、エッチング装置、成膜装置、レジスト塗布装置、露光装置、現像装置等、その他様々な装置がある。あるいは、基板等の被処理体を処理する処理装置に限られず、工作、建築、土木用の機械にも、シール機構１００、２００、３００、４００を適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１２…リップシール
１２ｃ…シール部
１５、３５、５５、６５…壁部材
１７…隙間
２５、２６…駆動軸
３０…装着部材
３３ａ…螺旋状の流路
３３…アタッチメント
３４…ガイド部材
６０…保持ベース体
１００、２００、３００、４００…シール機構
【図１】
2010067540.tif 000003
【図２】
2010067540.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010067540.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010067540.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
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2010067540.tif 000012
2010067540.tif 000013
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