(57)【要約】【課題】  この発明は、非接触伝導によって発塵なく、かつ発ガスなく、クリーンルーム又は真空中で仕事をすることを目的としたものである。【解決手段】  この発明は、複数のアームに夫々駆動軸を固定し、各駆動軸に夫々マグネット輪を固定すると共に、前記各駆動軸の各マグネット輪間に、遊動マグネット輪を非接触状に架設したことを特徴とする磁気による非接触駆動装置により解決した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアームに夫々駆動軸を固定し、各駆動軸に夫々マグネット輪を固定すると共に、前記各駆動軸の各マグネット輪間に、遊動マグネット輪を非接触状に架設したことを特徴とする磁気による非接触駆動装置。
【請求項２】
遊動マグネット輪は単数又は複数としたことを特徴とした請求項１記載の磁気による非接触駆動装置。
【請求項３】
遊動マグネット輪は、同一外径又は異なる外径としたことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気による非接触駆動装置。
【請求項４】
輪体の外周部へ発ガス防止層を設けたことを特徴とする磁気による非接触駆動装置用マグネット輪。
【請求項５】
発ガス防止層は複数層とし、少なくともニッケル系金属メッキ層と銅系金属メッキ層を含むことを特徴とした請求項４記載の磁気による非接触駆動装置用マグネット輪。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大気クリーンルーム中、又は真空装置中で使用することを目的とした磁気による非接触駆動装置及びこれに用いるマグネット輪に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来ロボットアームの駆動装置としては、ベルト型又はギア型が一般的に知られており、採用されている。前記装置は発塵が多いので、これを防止する為に前記装置を完全に囲うケースで封止し、定期的なメンテナンスによってケース内を清掃し、グリースなどを補充している。然し乍ら真空中に設置する場合には、グリースの使用ができない。
【０００３】
従来非接触型磁気伝導装置は提案され、搬送装置の駆動装置として採用されている。また先端にハンドを有するアームを水平方向に非接触で支持し、移動させる磁気軸受と、リニアモータからなる水平駆動部と、該水平駆動部を搭載した浮上体を非接触で支持し回転させるロボット又は真空内磁気浮上ロボットの提案がある。
【特許文献１】特許第２９４９４９３号
【特許文献２】特開平６−２３６８７
【特許文献３】特開平４−４６７８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記ギヤー連動型又はベルト連動型のロボットアームは、クリーンルーム中はもとより、真空装置中では、発塵、発ガスが多量の為に、精密機器の製造などには使用できない問題点がある。
【０００５】
また前記の改良案とされているケースによる封止装置は、定期的清掃を必要とするのみならず、グリース使用ができない真空中で使用不可能になる問題点がある。
【０００６】
また機械的接触部を有しないロボットの発明は、発塵の点で改善されるけれども、アームの運動について制約があるのみならず、発ガスが多大の為に真空中の使用が困難になる問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、非接触磁気伝導によって発塵源を著しく少なくすると共に、円滑な伝導（等速はもとより、増減速も可能）を達成した。また発ガス防止層を設けることにより、真空内作業についてもガスの発生（異物混入）を極力少なくし、クリーン度を著しく向上させて、前記従来の問題点を解決したのである。
【０００８】
現在各種産業分野において、技術の高度化に伴い、作業環境のクリーン化が要求され、クリーン化の高度性が問題視されている。特に伝導系においては、接触部から生じる発塵を如何に少なくするかが、クリーン化の程度を左右することになっている。
【０００９】
また作業環境のクリーン化と共に、真空内作業も採用され、発塵防止と共に発ガス防止も重要視されているが、未だ完全な発ガス防止は困難とされている。例えば、真空環境下に一定時間収容した後であっても、発ガスを防止できない。そこで、使用すべき物（軸、ケース及び磁石輪など）の外壁に、発ガス防止層を設ければ、ほぼ満足すべき発ガス防止ができる知見を得た。前記発ガス防止層は、現時点で単層よりも複層の方が安定性がよい。
【００１０】
即ちこの発明は、複数のアームに夫々駆動軸を固定し、各駆動軸に夫々マグネット輪を固定すると共に、前記各駆動軸の各マグネット輪間に、遊動マグネット輪を非接触状に架設したことを特徴とする磁気による非接触駆動装置であり、遊動マグネット輪は単数又は複数としたものであり、遊動マグネット輪は、同一外径又は異なる外径としたものである。
【００１１】
次に他の発明は、輪体の外周部へ発ガス防止層を設けたことを特徴とする磁気による非接触駆動装置用マグネット輪であり、発ガス防止層は複数層とし、少なくともニッケル系金属メッキ層と銅系金属メッキ層を含むものである。
【００１２】
前記発明において、発ガス防止層は複層（例えば４層）であって、その中には、ニッケル系金属メッキ層を含むことが好ましい。
【００１３】
前記発ガスにおいては、マグネット輪及びその軸からの発ガスを防止することを目的としているので、マグネット輪及びその軸を発ガス防止層で覆うことになるのであるが、その層からの発ガスも防止しなければならない。
【００１４】
前記マグネット輪には、その軸心と平行（又は角度をなして）に一定幅の磁石が非磁着層を介してＮ極とＳ極が交互に着磁してあって、駆動側のマグネット輪と、遊動側のマグネット輪とは微小間隙（例えば０．５ｍｍ以下）で対向している。前記駆動輪と、遊動輪とのＮ極とＳ極が互に反発して駆動力を発生することになる。
【００１５】
前記発明における発ガス防止は、真空中にある総ての物に施さなければならない。例えば、アーム類、駆動軸、駆動輪、遊動輪、遊動輪の軸及び各軸受である。
【００１６】
前記各駆動系及び連動系並びにアーム類は、材質が異なるので、夫々に適した発ガス防止層を設けなければならない。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、非接触磁気駆動装置であるから、クリーンルーム内における発塵が著しく低減され、超低発塵のクリーンルーム内作業を提供できる効果がある。
【００１８】
また駆動力伝達機構各部の外壁に、発ガス防止層を設けた場合には、真空中における発ガスが確実に防止され、発ガスによる悪影響を防止し得る効果がある。
【００１９】
前記発ガス防止層は超薄層である為に、磁気駆動力に影響はない。前記発ガス防止処理により、例えば１０−５Ｐａ代での真空中作業が可能となる効果がある。
【００２０】
また異常な負荷がかかると、二つの磁石輪が個別に空転し、トルクリミッターの働きをする為に伝導系の破損が皆無になる効果がある。
【００２１】
またメンテナンスすべき部分が少なくなるので、メンテナンスサイクルを飛躍的に長く（従来の１０倍以上）する効果がある。また、作業環境が変わっても（大気中と、真空中が交互に変わっても）伝導系に影響が少なく、作業環境の変化の為の高度の設計、施工等が不必要になる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明は、複数のアームを駆動軸で順次連結し、各駆動軸に、マグネット輪を固定すると共に、前記駆動軸のマグネット輪間に、遊動用のマグネット輪を微小間隙で対向架設し、伝導系を構成した。
【００２３】
即ち先端ハンドを有するアームの基端に固定した駆動軸を、中間アームケースの先端部へ回転自在に架設する。前記中間アームケースの基端部へ駆動軸を固定すると共に、該駆動軸を基部アームケースの先端部へ回転自在に架設し、基部アームケースの基端部へ、前記駆動軸を固定し、前記各駆動軸へ夫々マグネット輪を固定すると共に、各同一ケース内のマグネット輪間に遊動マグネット輪を介装架設してこの発明の駆動系を完成した。
【００２４】
前記は、アーム３本について述べたが、アームの数に限定はない。またマグネット輪の直径は適宜定めると共に、回転数は同一、加速又は減速の駆動系を自由に組み込むことができる。
【実施例１】
【００２５】
この発明の実施例を図１、２、３について説明すると、耐食アルミ製の支持管１の外側に、Ｎ極、Ｓ極を交互に着磁したマグネット輪５をＯリング２の介装のもとに嵌着固定する。
【００２６】
前記マグネット輪５を用いた駆動装置の組立について説明すると、ハンド６を有するアーム７の基部の下面に、駆動軸８の上端面を当接してボルト９で固定する。前記駆動軸８の下端部には、マグネット輪５ａを固定した支持管１が固定され、前記駆動軸８はケース１０の一端部へ回転自在に架設されている。
【００２７】
前記ケース１０の他端部に回転軸１１がボルト１２により固定され、回転軸１１の上部及び下部に固定した支持管１、１に、マグネット輪５ｂ、５ｃが固定されると共に、回転軸１１はケース１３の一端部へ回転自在に架設してある。
【００２８】
前記ケース１３の他端部へ回転軸１４をボルト１６で固定すると共に、回転軸１４へ支持管１を介してマグネット５ｄを固定してある。
【００２９】
前記ケース１０内のマグネット輪５ａ、５ｂ間には、遊動のマグネット輪５ｅ、５ｆ、５ｇが介装されて動力を伝達している。
【００３０】
前記実施例において、ステッピングモータ（図示してない）で駆動軸１４を回転すると、その回転は、駆動軸１４のマグネット輪５ｄを回転し、マグネット輪５ｄにより、遊動のマグネット輪５ｈ、５ｉ、５ｊを順次回転してマグネット輪５ｃを回転させるので、回転軸１１が回転し、これに伴ってケース１０も回転する。またマグネット輪５ｃ、回転軸１１及びマグネット輪５ｂが回転し、ついでマグネット輪５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ａも回転するので、ついで回転軸８を経てアーム７を回転する。前記のようにして、ハンド６は回転軸１４を中心にして広い範囲をカバーすることができる。
【００３１】
前記伝導系は総て無接触であるから、伝導系から発塵されるおそれはきわめて小さくなる。
【００３２】
前記実施例のマグネット輪を真空中で使用する場合には、マグネット輪５の外壁へ発ガス防止層１５を設ける（図３（ｅ））。前記発ガス防止層１５は、発ガスのない（又は極めて少ない）金属をメッキして設ける。例えばニッケルメッキ３、銅メッキ４を交互に施し、４層にする。このメッキ層は４層に限定されないが、層が少ないと（例えば１層）、発ガスのおそれがあり、多層（５層又はそれ以上）にすると、隣接マグネット輪の間隔が広くなって伝達力の低下を招くおそれがあるので、通常４層を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）この発明のアームの実施例の一部を省略した平面図、（ｂ）同じくアームを動かした平面図。
【図２】（ａ）同じく一部断面した伸長正面図、（ｂ）同じく一部拡大断面図。
【図３】（ａ）同じくマグネット輪の断面図、（ｂ）同じく一部断面図、（ｃ）同じく支持管に固定した場合の平面図、（ｄ）同じく一部断面図、（ｅ）同じく発ガス防止層の説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１  支持管
２  Ｏリング
３  ニッケルメッキ
４  銅メッキ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ  マグネット輪
６  ハンド
７  アーム
８、１１、１４  回転軸
１０、１３  ケース
１５  発ガス防止層
【図１】
2006296018.tif 000003
【図２】
2006296018.tif 000004
【図３】
2006296018.tif 000005