(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心体軸と、該偏心体軸に設けられた偏心体と、該偏心体が貫通し、該偏心体の回転により揺動回転される内歯揺動体と、該内歯揺動体と噛合する外歯歯車とからなる複数組の偏心揺動型減速機および前記偏心揺動型減速機の組数と同数の同軸状に配置された出力軸からなり、前記複数組の偏心揺動型減速機は複数の駆動モータにより駆動され、前記複数組の偏心揺動型減速機の外歯歯車が軸線方向に間隔を開けて対応する各出力軸に取着されており、前記複数組の偏心揺動型減速機の偏心体軸を回転自在に支持する支持体を固定するとともに、該複数組の各偏心体軸から回転を入力し、前記外歯歯車から前記複数の各出力軸へ同軸出力可能とした同軸複数軸出力機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸状に配置した複数の出力軸から出力可能とした同軸複数軸出力機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやＬＣＤ（液晶表示）ガラス基盤などのパーティクルを嫌う精巧な処理を必要とする分野では、搬送物をチャッキング（搬送物をつかむなど）して搬送できない（把持できない）。このため、このような搬送分野でのハンドリング方式としては、ハンド（エンドエフェクタ）部の上に搬送物が載っているだけ（支持のみ）の方式の搬送装置で搬送することが現状である。
【０００３】
しかし、このような搬送装置では、支持にも、有機物（ラバーなど）支持と、無機物（セラミックなど）支持があり、有機物支持の方が、比較的摩擦力が大きいが、高温部には使えないという問題がある。
【０００４】
このため、多くの場合に、搬送物（ウエハなど）は、ハンド支持部との摩擦力のみで保持している。しかし、かかる搬送物が、突然移動させられたり、振動しながら移動させられたりすると、搬送物が滑ってズレを引き起こされ、パーティクルの発生・位置決め不良、搬送物の損傷などの不具合が出てくる。このため、このように精巧な搬送分野に用いられる搬送装置には、極力小さい振動（加速度）で搬送（なめらかな搬送）できることが可能な駆動装置が要求される。
【０００５】
このような半導体ウエハやＬＣＤ（液晶表示）ガラス基盤などの、パーティクルを嫌い、精巧な処理を必要とする搬送装置においては、従来は、ダイレクトドライブ（ＤＤ）方式の駆動装置が用いられていた（特開平３−２８１１８３号公報）。しかし、ＤＤ方式の駆動装置は、出力密度（トルク／体積、トルク／モータ容量）が小さいため、駆動装置が大きく、電源容量も大きくなるという問題があった。
【０００６】
一方、駆動装置のコンパクト化を図るために、歯車機構を有する減速機を用いた搬送装置もある。歯車機構を有する減速機を用いることによって、駆動装置のコンパクト化を可能にすることができる。
【０００７】
また、特開平２−１０７８４６号公報には、偏心体軸と、偏心体軸に設けられた偏心体と、偏心体が貫通し、偏心体の回転により揺動回転される内歯揺動体と、内歯揺動体と噛合する外歯歯車とからなる偏心揺動型減速機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−２８１１８３号公報
【特許文献２】特開平２−１０７８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような半導体ウエハやＬＣＤガラス基盤等の搬送装置において、リンク機構を有するアームを伸縮・旋回動作させるためには、同軸複数（例えば２）軸の駆動装置とすることが好ましい。
【００１０】
しかしながら、上述した搬送装置に用いられている歯車機構を有する減速機を同軸複数軸に接続しようとすると、複数の減速機を同一平面上（同一軸上ではない）に配置して、更に歯車等を介さねばならず、配置に限界があった。
【００１１】
また、特開平２−１０７８４６号公報に記載されたものでは、同軸複数（例えば２）軸を出力できる構造となっていない。２軸以上の出力を設けるためには、減速機を並列に配置しなければならず、特開平２−１０７８４６号公報に記載されたものでは同軸に構成することができず、半導体ウエハやＬＣＤガラス基盤等の搬送装置に用いると、搬送装置が大型化していた。
【００１２】
本発明は、上述したような従来技術に付随する種々の問題を解消して、構造の簡単な同軸複数軸（２軸以上）の出力を取り出せるようにした同軸複数軸出力機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記の課題を、偏心体軸と、該偏心体軸に設けられた偏心体と、該偏心体が貫通し、該偏心体の回転により揺動回転される内歯揺動体と、該内歯揺動体と噛合する外歯歯車とからなる複数組の偏心揺動型減速機および前記偏心揺動型減速機の組数と同数の同軸状に配置された出力軸からなり、前記複数組の偏心揺動型減速機は複数の駆動モータにより駆動され、前記複数組の偏心揺動型減速機の外歯歯車が軸線方向に間隔を開けて対応する各出力軸に取着されており、前記複数組の偏心揺動型減速機の偏心体軸を回転自在に支持する支持体を固定するとともに、該複数組の各偏心体軸から回転を入力し、前記外歯歯車から前記複数の各出力軸へ同軸出力可能とした同軸複数軸出力機構により達成する。
【００１４】
偏心揺動型減速機は、偏心体軸を回転支持するキャリアが剛体で構成されるため、本発明によれば、搬送物が高重量となっても、小型・コンパクトな搬送装置とすることができ、高重量物の搬送が可能である。
【００１５】
また、本発明の実施例においては、前記搬送装置が同軸状に配置された複数の出力軸を有しており、前記偏心揺動型減速機を軸方向に複数個配置し、前記複数の出力軸から同軸状の出力の取出しを可能とした偏心揺動型減速機を用いた搬送装置とすることが好ましい。この構成とすることにより、複数の偏心揺動型減速機を軸方向に上下に配置でき、搬送装置を小型・コンパクトとすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、従来技術に付随する種々の問題を解消して、構造の簡単な同軸複数軸（２軸以上）の出力を取り出せるようにした同軸複数軸出力機構が提供される。
【００１７】
本発明によれば、同軸２軸構成の駆動部とできるため、コンパクト化が可能となる。
【００１８】
偏心揺動型減速機は、偏心体軸を回転支持するキャリアが剛体で構成されるため、本発明を搬送装置に用いることにより、搬送物が高重量となっても、小型・コンパクトな搬送装置とすることができ、高重量物の搬送が可能である。
【００１９】
また、本発明に係る同軸複数軸出力機構を搬送装置に用い、偏心揺動型減速機を軸方向に複数個配置し、複数の出力軸から同軸状の出力の取出しを可能とした偏心揺動型減速機を用いた搬送装置とすることにより、複数の偏心揺動型減速機を軸方向に上下に配置でき、搬送装置を小型・コンパクトとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１の横断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ断面図である。
【図４】参考例の縦断面図である。
【図５】図４のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】別の参考例の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１および図２は、２本の出力軸を同軸状に配置した本発明に係る同軸複数軸出力機構を用いた搬送装置の実施例を示し、図１は本発明の一実施例の縦断面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ断面図、図３は図１の横断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ断面図である。
【００２２】
搬送装置１０のアーム１１、２１がクリーンルームなどの、半導体ウエハやＬＣＤ（液晶表示）ガラス基盤などを処理する処理室内部に設けられており、処理室内部は減圧されており（いわゆる真空状態）、アーム１１、２１を駆動する駆動装置３０が処理室の外に設けられている構造となっており、その境界が搬送装置１０取着用マウント４０となっている。アーム１１、２１の先端には、半導体ウエハや基板等を載置する公知の搬送台（図示せず）が接続されている。
【００２３】
搬送装置１０は、中空出力軸（外軸）１２と中空出力軸１２の中空部を貫通する中実出力軸（内軸）２２との複数（実施例では２）の出力軸を同軸状に有する。なお、符号３１は駆動装置３０のキャリアを示す。
【００２４】
搬送装置１０取着用マウント４０の下面と搬送装置１０のキャリア３１の間に伸縮自在なベローズ４１を密封状に設けて互いに同軸状となった中空出力軸（外軸）１２、中実出力軸（内軸）２２の周囲をシールして、アーム１１、２１を駆動する駆動装置３０が処理室の外に設けられている構造となっている。
【００２５】
中空出力軸（外軸）１２上に真空シール１９が設けられ、中実出力軸（内軸）２２上に真空シール２９が設けられている。真空シール１９、２１は、処理室内部の真空を保ったり、処理室内部への塵芥の放出を防止したりするものである。図示した実施例では、各真空シール１９、２１は、それぞれ軸方向に３つ重ねられている。下側の２つは駆動装置側から処理室側へ大気が漏れないようにしており、一方、アーム１１、２１側の１つは、処理室内部へ塵芥を放出しないようにしている。真空シール１９、２１は、例えばリップシールを軸に押し当てるようにした接触式シールや、磁性流体シール等が使用される。接触式シールは装置をコンパクトにすることができ、メンテナンスが容易に行なえると言うメリットがある。
【００２６】
互いに同軸状となった中空出力軸（外軸）１２および中実出力軸（内軸）２２が、搬送装置１０のキャリア３１に対し、軸受１３、２３によって回転可能に支承されている。すなわち、中空出力軸（外軸）１２はキャリア３１の内部に設けられた軸受１３により回転可能に支承され、中実出力軸（内軸）２２は中空出力軸（外軸）１２の内部に設けられた軸受２３により中空出力軸（外軸）１２内で回転可能に支承されている。
【００２７】
中空出力軸（外軸）１２および中実出力軸（内軸）２２にはそれぞれ半導体ウエハやＬＣＤ（液晶表示）ガラス基盤などを取り扱う第１アーム１１および第２アーム２１がボルト１４、２４により取着されている。
【００２８】
互いに同軸状となった中空出力軸（外軸）１２および中実出力軸（内軸）２２には、それぞれ外軸駆動モータ５１および内軸駆動モータ６１から対応する偏心揺動型減速機７０を介して、中空出力軸（外軸）１２および中実出力軸（内軸）２２に軸線方向に間隔を開けて取着された外歯歯車１５、２５を経て、駆動力が伝達される。
【００２９】
上述したように、複数（２本）の出力軸１２、２２には、軸線方向に間隔を開けてそれぞれ外歯歯車１５、２５が取着されている。すなわち、中空出力軸（外軸）１２の下端部には、ドーナツ形状をした一方の外歯歯車（外軸用外歯歯車）１５がボルト１６により締結されている。中実出力軸（内軸）２２は中空出力軸（外軸）１２および外軸用外歯歯車１５の中空部を貫通しており、その下端部には他方の円板状をした外歯歯車（内軸用外歯歯車）２５がボルト２６により締結されている。
【００３０】
複数（２本）の出力軸１２、２２に軸線方向に間隔を開けて取着された両外歯歯車（外軸用外歯歯車、内軸用外歯歯車）１５、２５は、それぞれ偏心揺動型減速機７０の外歯歯車である。
【００３１】
各偏心揺動型減速機７０（図１の実施例では、符号７０１と７０２で示した）は偏心体軸７１（図１の実施例では、符号７１１と７１２で示した）と、偏心体軸７１に設けられた偏心体７２（図１の実施例では、符号７２１と７２２で示した）と、偏心体７２が貫通し、偏心体７２の回転により揺動回転される内歯揺動体７５（図１の実施例では、符号７５１と７５２で示した）と、内歯揺動体７５と噛合する前述した外歯歯車１５、２５とから構成されており、偏心体軸７１を支承しているキャリア３１は本発明の支持体であり、回転に対して固定されている。
【００３２】
以下に説明する構造により、外軸駆動モータ５１および内軸駆動モータ６１から偏心揺動型減速機７０を経て、両出力軸１２、２２に軸線方向に間隔を開けて取着された両外歯歯車（外軸用外歯歯車、内軸用外歯歯車）１５、２５へ動力が伝達される。なお、各偏心揺動型減速機７０の構造は類似しており、図中、中空出力軸（外軸）１２の駆動用の要素には添字１を付し、また、中実出力軸（内軸）２２の駆動用の要素には添字２を付しているが、以下の説明では添字は省略している。
【００３３】
図１に示すように、中空出力軸（外軸）１２および中実出力軸（内軸）２２の回転軸線の下方延長線上に外軸減速機用センタギア１８および内軸減速機用センタギア２８がそれぞれ回転可能に同軸状に設けられている。各センタギア１８、２８はそれぞれ上下の歯車とそれを連結するボスとが一体に形成されている。
【００３４】
更に、図１に示すように、外軸駆動モータ５１および内軸駆動モータ６１が搬送装置１０のキャリア３１の下端部に取着されている。外軸駆動モータ５１および内軸駆動モータ６１の出力軸にはそれぞれピニオン５２、６２が設けられており、各ピニオン５２、６２は対応する外軸減速機用センタギア１８、内軸減速機用センタギア２８の下側の歯車に噛合している。各外軸減速機用センタギア１８、内軸減速機用センタギア２８の上側歯車は外軸減速機用アイドラギア１７、内軸減速機用アイドラギア２７を介して、それぞれ対応する伝動歯車７３と噛合している。
【００３５】
本実施例では、伝動歯車７３は各出力軸（中空出力軸（外軸）１２、中実出力軸（内軸）２２）の軸心回りに３個設けられており、各伝動歯車７３は対応するアイドラギア１７、２７と噛合しており駆動力が伝達される。なお、伝動歯車７３の数は３個に限定されるものではなく、１個以上であれば足りる。
【００３６】
各伝動歯車７３はそれぞれ対応する偏心体軸７１に設けられ、偏心体軸７１は偏心体７２を有する。各偏心体軸７１は軸受７４に支持されている。偏心体７２は２枚の内歯揺動体７５を貫通し、偏心体７２の外周と内歯揺動体７５の貫通穴の内周との間にコロ７７（図３（ａ））を設けている。内歯揺動体７５は、ピン７６からなる内歯を有し、前述したように、中空出力軸（外軸）１２に締結された外歯歯車（外軸用外歯歯車）１５および中実出力軸（内軸）２２に締結された外歯歯車（内軸用外歯歯車）２５と噛合している。
【００３７】
上述の構成としたので、駆動モータ５１、６１の出力軸の回転は、ピニオン５２、６２、センタギア１８、２８、アイドラギア１７、２７を介して、伝動歯車７３に伝えられ、伝動歯車７３によって偏心体軸７１が回転される。偏心体軸７１の回転は偏心体７２を回転させ、内歯揺動体７５が揺動回転する。一方、前述のように、偏心体軸７１を回転可能に支承しているキャリア３１は回転に対して固定されている。このため、内歯揺動体７５と噛合する外歯歯車１５、２５が減速回転される。
【００３８】
本実施例では、３本の偏心体軸７１に複数のアイドラギア１７、２７を介して駆動モータ５１、６１からの回転が同時に入力されるようになっているが、１本の偏心体軸７１に駆動モータ５１、６１からの回転を直接入力してもよく、このようにすることによって、前段に減速機構を設ける場合、それらをそれぞれの偏心体軸の先端に並列に配置することができる。
【００３９】
更に本実施例においては、図２に示すように、搬送装置１０のキャリア３１の上下に設置したブラケット３２と搬送装置１０のハウジング３４の内部との間に公知の形式のリニアガイド３３を複数個設けて搬送装置１０のキャリア３１がハウジング３４内部において昇降可能としている。
【００４０】
また、キャリア３１の底面中央部に直線移動用のメネジ部３５を取着し、ハウジング３４内部の底面には上記メネジ部３５に螺合するボールネジ３６部を垂直に設け、ハウジング３４内部に設置した垂直駆動用モータ３７とボールネジ部３６とを歯車３８、３９により連結している。
【００４１】
従って、垂直駆動用モータ３７の回転により、ボールネジ部３６およびメネジ部３５を介して、搬送装置１０がハウジング３４に対してキャリア３１ごと昇降する。この昇降に際して、前述した伸縮自在なベローズ４１により、シールは保たれる。
【００４２】
この実施例によれば、小型コンパクトな搬送装置が提供され、同軸２軸構成の駆動部とできるため、コンパクト化が可能となる。
【００４３】
図４は、参考例の縦断面図であり、図５は図４のＤ−Ｄ断面図である。この参考例においては、並列に配置された２つの駆動モータにそれぞれ連結された２つの偏心揺動型減速機を上下に配置し、両偏心揺動型減速機のキャリアを連結するとともに固定部材に接続して、両偏心揺動型減速機の内歯歯車から２つの出力を取出すようにしている。図１および図２と同一の部材には同じ引用符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００４４】
図４において、上下に配置された２つの偏心揺動型減速機７０は、それぞれ偏心体軸７１と、偏心体軸７１を両持ち支持するキャリア３１と、外歯を有しキャリア３１に支承された外歯歯車７８と、外歯と噛合う内歯を有する内歯歯車７５とからなる。
【００４５】
図４の下端部に外軸駆動モータ５１および内軸駆動モータ６１が左右に並列に配置され、外軸駆動モータ５１および内軸駆動モータ６１は上下に配置した２つの偏心揺動型減速機（下側の外軸用偏心揺動型減速機、上側の内軸用偏心揺動型減速機）７０、７０に連結されている。すなわち、外軸駆動モータ５１の出力軸にはピニオン５２が設けられており、ピニオン５２は上下２段の外軸減速機用センタギア１８を介して外軸用偏心揺動型減速機７０の偏心体軸７１と連結している。また、内軸駆動モータ６１の出力軸にはピニオン６２が設けられており、ピニオン６２は上下２段の内軸減速機用センタギア２８を介して、外軸用偏心揺動型減速機７０の中空部を貫通して、内軸用偏心揺動型減速機７０の偏心体軸７１と連結している。
【００４６】
上下に配置した２つの偏心揺動型減速機７０、７０のキャリア３１、３１はボルト８１により連結されている。また、互いに連結したキャリア３１、３１はボルト８２により固定部材である搬送装置のハウジング３４に接続している。
【００４７】
この構成により、外軸駆動モータ５１の回転は、下側の外軸用偏心揺動型減速機７０により減速されて、外軸用偏心揺動型減速機７０の内歯歯車７５を経て内歯歯車７５にボルトで８４で連結された外軸１２から第１アーム１１に伝達される。一方、内軸駆動モータ６１の回転は上側の内軸用偏心揺動型減速機７０により減速されて、内軸用偏心揺動型減速機７０の内歯歯車７５を経て内歯歯車７５にボルトで８５で連結された内軸２２から第２アーム２１に伝達される。
【００４８】
図６は、更に別の参考例の縦断面図である。この参考例においては、左右に並列に配置された原動用および従動用の２つの駆動モータ５１、６１にそれぞれ連結された原動用および従動用の２つの偏心揺動型減速機（下側の原動用偏心揺動型減速機、上側の従動用偏心揺動型減速機）７０、７０を上下に配置し、下側に配置された原動用偏心揺動型減速機のキャリア３１を固定部材に接続するとともに内歯歯車７５から原動用駆動アームの出力を取出し、従動用偏心揺動型減速機は内歯歯車を原動用偏心揺動型減速機の内歯歯車に連結してキャリアから従動用駆動アームの出力を取出すようにしている。図１〜図５と同一の部材には同じ引用符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００４９】
図６において、上下に配置された２つの偏心揺動型減速機７０は、図５の参考例と同様に、それぞれ偏心体軸７１と、偏心体軸７１を両持ち支持するキャリア３１と、外歯を有しキャリア３１に支承された外歯歯車７８と、外歯と噛合う内歯を有する内歯歯車７５とからなる。
【００５０】
図６の下端部に原動用外軸駆動モータ５１および従動用内軸駆動モータ６１が並列に配置され、原動用外軸駆動モータ５１および従動用内軸駆動モータ６１は下側に配置した原動用および上側に配置した従動用の２つの偏心揺動型減速機７０、７０に連結されている。すなわち、原動用外軸駆動モータ５１の出力軸にはピニオン５２が設けられており、ピニオン５２は上下２段の外軸減速機用センタギア１８を介して原動用偏心揺動型減速機７０の偏心体軸７１と連結している。また、内軸駆動モータ６１の出力軸にはピニオン６２が設けられており、ピニオン６２は上下２段の内軸減速機用センタギア２８を介して、原動用偏心揺動型減速機７０の中空部を貫通して、従動用偏心揺動型減速機７０の偏心体軸７１と連結している。
【００５１】
上下に配置した２つの偏心揺動型減速機７０、７０の内歯歯車７５、７５はボルト８１により連結している。
【００５２】
この構成により、原動用外軸駆動モータ５１の回転は、下側の原動用外軸用偏心揺動型減速機７０により減速されて、原動用外軸用偏心揺動型減速機７０の内歯歯車７５を経て内歯歯車７５にボルトで８４で連結された原動用外軸１２から原動アーム１１に伝達される。一方、従動用偏心揺動型減速機７０の内歯歯車７５は原動用減速機の内歯歯車７５と連結されているので、従動用偏心揺動型減速機７０のキャリア３１は原動用駆動モータ５１と従動用駆動モータ６１との回転差で減速される。従動用偏心揺動型減速機７０の内歯歯車７５は従動軸（内軸）２２にボルト８６で連結されており、従動軸（内軸）２２は原動用駆動モータ５１と従動用駆動モータ６１との差動で減速され、従動アーム（第２アーム）２１を原動アーム１１に従動して回転する。
【００５３】
この構成の参考例の作用の一例を説明する。例えば、外軸１２および内軸２２を同方向にほぼ同量回転させる場合について言えば、外軸１２は原動用駆動モータ５１の回転によって原動用外軸用偏心揺動型減速機７０を介して直接回動され、また、内軸２２も原動用駆動モータ５１によって所定量回動される。このため、従動用駆動モータ６１、従動用外軸用偏心揺動型減速機７０によって内軸２２を目的の位置となるように作動回転させることができる。なお、上記の説明は差動回転の一例であり、この実施例に限らず種々の場合に適宜差動回転を採用することができる。
【００５４】
図４〜図６に示す参考例においては、内軸および外軸を駆動する２つの駆動モータを横に並設するとともに内軸用および外軸用の減速機を軸方向に上下に設けており、両減速機のキャリアまたは内歯歯車を連結するとともに固定部材に接続しており、小型・コンパクトな搬送装置が得られる。
【００５５】
また、減速機が中空孔を有するため、減速機を軸方向に上下に設けても、（中空）出力軸や駆動モータの出力回転を伝達する部材を貫通することができ、同軸出力が得易くなる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  搬送装置
１１、２１  アーム
１２  中空出力軸（外軸）
１５、２５  外歯歯車
２２  中実出力軸（内軸）
３０  駆動装置
３１  キャリア（支持体）
３４  ハウジング（固定部材）
５１、６１  駆動モータ
７０  偏心揺動型減速機
７１  偏心体軸
７２  偏心体
７３  伝動歯車
７５  内歯揺動体（内歯歯車）
７８  外歯歯車
【図１】
0005160672.tif 000002
【図２】
0005160672.tif 000003
【図３】
0005160672.tif 000004
【図４】
0005160672.tif 000005
【図５】
0005160672.tif 000006
【図６】
0005160672.tif 000007