(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の気圧状態に維持される第１のクリーンルームと、前記第１の気圧状態より低い第２の気圧状態に維持される第２のクリーンルームとの間に設けられる開口部に配設され、扉部材を開閉駆動することで前記開口部を閉状態と開状態とにする扉開閉装置であって、
前記開口部の上方縁部に沿って配設される磁性材料からなる丸棒部材と、前記丸棒部材の外周面から所定間隔を隔てた磁気吸引状態に保持されるとともに、前記扉部材の上方に固定される複数の第１の永久磁石から構成される上方支持手段と、
前記開口部の下方縁部に沿って配設され、前記扉部材の下方を支持する下方支持手段と、
往復移動する第２の永久磁石と、前記第２の永久磁石により磁気吸引されることで前記扉部材を前記開閉駆動する磁性部材とから構成される駆動手段とを具備することを特徴とする扉開閉装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、空気圧により中空筒体の内部を往復移動する前記第２の永久磁石と、前記第２の永久磁石により磁気吸引されることで前記扉部材を前記開閉駆動する磁性部材とから構成される空圧駆動手段であることを特徴とする請求項１に記載の扉開閉装置。
【請求項３】
前記複数の第１の永久磁石は、前記丸棒部材に対向する上面部と、側面部と、底面部を有した円筒形状に形成されるとともに、前記上面部と前記底面部は異極着磁され、かつ前記底面部と前記側面部の一部を第１の磁性材料で覆うことで、前記磁気吸引状態を保持することを特徴とする請求項１または２に記載の扉開閉装置。
【請求項４】
前記第１のクリーンルームに配置される第１の処理装置と前記第２のクリーンルームの間に設けられる第１の開口部を閉状態と開状態とにする第１の扉部材と、
前記第１のクリーンルームにおいて前記第１の処理装置に隣接して配置される第２の処理装置と前記第２のクリーンルームの間に設けられる第２の開口部を閉状態と開状態とにする第２の扉部材と、
前記第１の開口部と前記第２の開口部の上方縁部に併設される一対の前記上方支持手段と、
前記第１の開口部と前記第２の開口部の下方縁部に併設される一対の前記下方支持手段と、
前記第１の開口部と前記第２の開口部の下方縁部に併設される一対の前記駆動手段と、
前記第１の扉部材と前記第２の扉部材の開閉状態を検出する検出手段と、
前記一対の駆動手段と、前記検出手段に接続されるとともに、前記第１の扉部材と前記第２の扉部材とが同時に開状態にならないように駆動制御する制御手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の扉開閉装置。
【請求項５】
前記第１の扉部材と前記第２の扉部材とがすれ違う面に沿って、前記第１の永久磁石を覆うための第２の磁性材料を設けることを特徴とする請求項４に記載の扉開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は扉開閉装置に係り、特にクリーンルーム内で使用される防塵を目的とした開閉扉機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、クリーンルーム内で使用される開閉扉は防塵機能を備えたものが必要とされていた。そこで、扉の摩擦部分に吸引機構を備えた開閉扉や摩擦部分のない非接触式の扉開閉装置が使用されている。
【０００３】
非接触式扉開閉装置の場合において、第１の扉部材と第２の扉部材とを引き戸式に設けると、互いにすれ違う個所にわずかな隙間ができるが、一般にクリーンルーム内はクリーンルーム外より高圧であるため、たとえ隙間があっても外からの塵等の侵入は殆ど無いことが知られている。一方、塵発生の要因となる摩擦部分を無くした磁気利用の扉開閉装置として特開平２−１６７９７９号公報に示される機構が採用されている。
【０００４】
しかしながら、上記公報になる磁気を利用した扉開閉装置によれば、扉を開閉自在に支持するための支持手段と、扉を開閉駆動する駆動手段の双方に電磁石を利用しているので、製作コストが高くなり、しかも消費電力が多いために維持コストがかかるという問題があった。すなわち、電磁石は永久磁石に比べ、高価であり、電磁石の機能を維持させるためには常に電気の供給が必要であるが永久磁石を用いれば維持経費も必要なくなる。
【０００５】
一方、クリーンルーム内に設置される種々のウエハ処理装置の駆動源としては、空圧供給用の配管が設置済みである場合が多いことから、制御弁と配管を行なえば簡単に扉開閉のための駆動源を得ることが可能となる。
【０００６】
また、複数の永久磁石を扉に固定し、磁性体からなる丸棒部材に対向するように移動自在に設けることで、非接触状態で案内することができるが、単純に配置しただけでは、不要な部分においても磁気吸引力が作用してしまい、移動の際にかえって抵抗となってしまう。
【０００７】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、製作及び維持コストがかからない扉開閉装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、第１の気圧状態に維持される第１のクリーンルームと、前記第１の気圧状態より低い第２の気圧状態に維持される第２のクリーンルームとの間に設けられる開口部に配設され、扉部材を開閉駆動することで前記開口部を閉状態と開状態とにする扉開閉装置であって、前記開口部の上方縁部に沿って配設される磁性材料からなる丸棒部材と、前記丸棒部材の外周面から所定間隔を隔てた磁気吸引状態に保持されるとともに、前記扉部材の上方に固定される複数の第１の永久磁石から構成される上方支持手段と、前記開口部の下方縁部に沿って配設され、前記扉部材の下方を支持する下方支持手段と、往復移動する第２の永久磁石と、前記第２の永久磁石により磁気吸引されることで前記扉部材を前記開閉駆動する磁性部材とから構成される駆動手段とを具備することを特徴としている。
【０００９】
また、前記駆動手段は、空気圧により中空筒体の内部を往復移動する前記第２の永久磁石と、前記第２の永久磁石により磁気吸引されることで前記扉部材を前記開閉駆動する磁性部材とから構成される空圧駆動手段であることを特徴としている。
【００１０】
また、前記複数の第１の永久磁石は、前記丸棒部材に対向する上面部と、側面部と、底面部を有した円筒形状に形成されるとともに、前記上面部と前記底面部は異極着磁され、かつ前記底面部と前記側面部の一部を第１の磁性材料で覆うことで、前記磁気吸引状態を保持することを特徴としている。
【００１１】
また、前記第１のクリーンルームに配置される第１の処理装置と前記第２のクリーンルームの間に設けられる第１の開口部を閉状態と開状態とにする第１の扉部材と、前記第１のクリーンルームにおいて前記第１の処理装置に隣接して配置される第２の処理装置と前記第２のクリーンルームの間に設けられる第２の開口部を閉状態と開状態とにする第２の扉部材と、前記第１の開口部と前記第２の開口部の上方縁部に併設される一対の前記上方支持手段と、前記第１の開口部と前記第２の開口部の下方縁部に併設される一対の前記下方支持手段と、前記第１の開口部と前記第２の開口部の下方縁部に併設される一対の前記駆動手段と、前記第１の扉部材と前記第２の扉部材の開閉状態を検出する検出手段と、前記一対の駆動手段と、前記検出手段に接続されるとともに、前記第１の扉部材と前記第２の扉部材とが同時に開状態にならないように駆動制御する制御手段とを具備することを特徴としている。
【００１２】
そして、前記第１の扉部材と前記第２の扉部材とがすれ違う面に沿って、前記第１の永久磁石を覆うための第２の磁性材料を設けることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な各実施形態につき、添付の図面を参照して説明すると、図１は扉開閉装置の外観斜視図である。
【００１４】
本図において、開口部３ａ、３ｂを開状態または閉状態（図示では閉状態を示す）にするための扉部材４ａ、４ｂが２枚分設けられた様子を代表して図示しているが、一枚でも良いことは言うまでもなく、２枚にするか１枚にするかはワークＷの工程に応じて適宜設定されることになる。
【００１５】
さて、図中のハッチングで図示したクリーンルーム床面上には、ワークＷを不図示のワーク供給部から取り出すために、矢印Ｘ，Ｚ方向に図示のハンドを移動し、保持した後に、矢印Ｙ方向に移動し、矢印θ方向に旋回した後に、第１の気圧状態Ｐ１に維持される第１のクリーンルーム１内へ移載するためのロボット装置５３が設けられている。
【００１６】
このロボット装置５３は軌道５５上を移動し、ロボット装置５３を第１の気圧状態Ｐ１より低い第２の気圧状態Ｐ２に維持される第２のクリーンルーム２内を走行する構成としている。第１のクリーンルーム１と第２のクリーンルーム２の間には、上方の上フレーム８と下方の下フレーム９と左右の壁面で取り囲まれた開口部３ａ、３ｂが設けられており、この開口部３ａ、３ｂを介してワークＷの出し入れを行なう。この開口部３ａ、３ｂには、図示の第１の扉部材４ａと第２の扉部材４ｂとが夫々矢印Ｄ１，Ｄ２方向に移動する引き戸式に設けられており、第１の扉部材４ａの奥側の第１の処理装置５１と第２の扉部材４ｂの奥側の第２の処理装置５２のいずれかへのワークＷの出し入れを行なうようにして、同時には開くことがないように制御される。
【００１７】
以上のように引き戸式に扉部材を設けると、すれ違う個所にわずかな隙間ができるが、上記のように処理装置が配置されるクリーンルーム内はロボット装置が配置されるクリーンルームより高圧（Ｐ１＞Ｐ２）であるため、たとえ隙間があってもロボット装置側からの塵等の侵入は殆ど無い。
【００１８】
以上のように配設される第１の扉部材４ａと第２の扉部材４ｂは、下フレーム９に固定されるリニアガイドにより自重が支えられて矢印Ｄ１、Ｄ２方向及び逆方向に移動自在に支持される一方で、駆動装置２０、２０により個別に駆動される。また、第１の扉部材４ａと第２の扉部材４ｂの上端部は、上フレーム８に固定される丸棒部材５、５に対して第１の永久磁石６により磁気吸着されることで移動自在に支持される。
【００１９】
図２は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、上記のように移動する扉部材は樹脂カバー１１の凹溝部１１ａ内で数ミリ間隔を空け非接触状態で設けられた鉄製の円柱の丸棒部材５をガイドとするために、樹脂カバー１１をブラケット１４を介して固定している。
【００２０】
樹脂カバー１１の内部には第１の永久磁石６が部分的に複数埋め込まれており、単純にこの永久磁石と鉄製の丸棒部材５とを近づけると完全に磁気吸着されてしてしまうが、上に鉄、下に永久磁石付の固体として配置した場合には、鉄と永久磁石の磁気吸引力より永久磁石を固定した物体の自重が小さければ鉄によって磁石付の固体は持ち上げられてしまう、ここでは永久磁石６の吸引力よりわずかに扉部材側の重さを大きくすることで、非接触ではあるが磁気の吸引力で板状の扉部材４ａ、４ｂの姿勢を直立維持させるようにしている。
【００２１】
このために、丸棒部材５を鉄製とし、円弧側面を第１の永久磁石６による吸引状態に維持することで最も近い部分で扉部材が常に直立維持される。すなわち、永久磁石と鉄製の部材が向き合う面を平面同志とする場合よりも、磁気吸引の発生する個所をより厳密に限定することが可能となる。
【００２２】
また、第１の永久磁石６の周囲を樹脂性素材からなる樹脂カバー１１で覆うことにより、鉄製の部材と永久磁石とが接触してしまった場合でも非磁性体の樹脂カバーを介在させることで簡単に引き離すことが容易となる。また、永久磁石を上記のブラケット１４に対して固定するときに、樹脂カバーを設けないと磁石本体への取付け用ねじ穴等の加工が必要となるが、加工容易な樹脂カバー１１で覆うことで永久磁石本体への加工が不必要となる。
【００２３】
さらに、第１の永久磁石６は、丸棒部材に対向する上面部と、側面部と、底面部を有した円筒形状に形成されるとともに、上面部と底面部は異極着磁され、かつ底面部と側面部の一部を第１の磁性材料７で覆うことで、磁気吸引状態を保持することで磁力調整を図るようにしている。また、第１の扉部材４ａと第２の扉部材４ｂがすれ違う面に沿って、第１の永久磁石６を覆うための第２の磁性材料１３を樹脂カバー１１の側面に固定することで、磁力線の方向を制御し、すれ違い時における相手側の扉部材に対する不要な磁気吸引を防止している。
【００２４】
次に、図３（ａ）は、丸棒部材５と複数の第１の永久磁石６の磁気吸引の様子を示しＮ極、Ｓ極が厚さ方向に異極着磁されている外観斜視図であり、また、図３（ｂ）は、丸棒部材５と複数の第１の永久磁石６の磁気吸引の様子を示しＮ極、Ｓ極が移動方向に異極着磁されている外観斜視図である。
【００２５】
図３（ａ）において、丸棒部材５と複数の第１の永久磁石６間の磁気吸引を高めるためにＮ極、Ｓ極を交互に配置してフラックスＦが閉磁束回路を半径方向に形成している。すなわち、丸棒部材５と向き合う面をどちらか一方の極のみにすることで図示の磁力が働くようにしている。
【００２６】
また、図３（ｂ）のように磁力を働かせた方が双方から引っ張りあうことになり、より磁力か強くなる。磁力の方向はこの場合、永久磁石と丸棒部材の間のみ働けばよいが、永久磁石は周囲に対し四方に磁力を働かせる。そこで不必要な方向への磁力の働きを抑えるため磁石本体の約半分から下を上記の第１の磁性材料７で覆うようにしている。こうすることで磁石の下半分の磁力は周囲に対して働かないことになる。尚、図３（ａ）、（ｂ）において、永久磁石の形状を円筒形状とした場合を示したが、これに限定されず所定の磁力線を得ることができる永久磁石であればその形状はいかなるものでも良い。
【００２７】
再度、図２に基づき、扉部材４ａ、４ｂの構成について説明する。扉部材４ａ、４ｂは帯電防止を目的として塩ビ板部材１７から出来ているために、例えば１ｍ×１ｍ以上の広さになると強度面で不安定であるために補強材としてステンレス製枠１６で囲んで固定している。上記のブラケット１４はスペーサ１５を間に入れ共締めで扉部材に固定している。
【００２８】
また、扉部材４ａ、４ｂの重量を支持するために下フレーム９に固定された２本のリニアモーションガイド３０により移動自在に支持されるリニアブロック１９を夫々固定した下方のブラケット１８についても、図示のようにスペーサ１５を介在して共締めで扉部材に固定されている。
【００２９】
これらのブラケット１８には小窓部１８ａが穿設されており、この小窓部１８ａに空圧駆動装置２０のブラケット２５の先端部分が潜入することで、駆動装置２０の駆動力を伝達するように構成されている。以下に、駆動装置を空圧駆動する場合の構成について述べるが、この駆動装置としては、ステッピングモータの出力軸に固定されたボールネジに螺合することでガイドレール上を往復駆動される移動ブッシュから構成しても良く、種々の構成があることは言うまでもない。図４（ａ）は、空圧駆動装置２０の外観斜視図であり、図４（ｂ）は空圧駆動装置２０の要部断面図である。
【００３０】
図４において、空圧駆動装置２０はエアシリンダーの一種であるロッドレスシリンダーを利用している。この空圧駆動装置２０は、起動と停止時において低速で扉開閉が行なえるとともに、クリーンルーム内に設置した場合であっても完全な防塵効果が得られるように構成されている。
【００３１】
このために図４（ａ）、（ｂ）において、空圧駆動装置２０は中空筒型の非磁性材料から形成された筒部材３５の両端を塞ぐように端部部材２６、２６が固定されており、端部部材２６に接続される配管２４からエアの給排を筒部材３５の内部に行なうとともに、筒部材３５の中には両端にシャフト部材２３ａを固定し、図示のように筒部材３５の内周面を気密状態にすることで左右のシリンダ室を形成するようにした第２の永久磁石２２が左右に移動自在に設けられている。
【００３２】
また、筒部材３５の外周面には図２で述べたブラケット２５を固定した磁性体２１が筒部材３５の長手方向に移動するように設けられており、筒部材３５内の第２の永久磁石２２が空気供給にともない左右いずれかに移動すれば、磁性体２１が磁気吸引されることで同様に連動されるように構成されている。
【００３３】
さらに、端部部材２６には上記のシャフト２３ａが納まる空洞部２６ａが穿設されており、この空洞部２６ａの内径寸法がシャフト２３ａの外径よりクリアランス分大きく設定されており、また、シャフト２３ａの外周面には螺旋溝部２３ｈが空気を逃がすように形成されており、空洞部２６ａ内のエアを徐々に筒外に逃がすようにすることで、シャフト２３ａが空洞部２６ａに納まり最終位置に移動できるように構成されている。また、逆にシャフト２３ａが空洞部２６ａから外へ出る場合には、螺旋溝部２３ｈを通じて空気が徐々に筒部材３５内に供給されるので急激に突出しないことになる。以上のようなダンパー機能により、少なくとも停止時と起動時には、低速でスムーズな扉移動が行なえる。また、空洞部には、空気を供給及び排気する配管の他に、空気を排気する絞りを有する配管が設けられており、停止時の停止速度を制御可能にしている。
【００３４】
再度、図１において、処理装置が稼動中は、防塵のため、第１、第２の扉部材４ａ、４ｂは閉じているが、処理が終えて次の処理を行なう場合には、第１の扉部材４ａが上記の空圧駆動装置２０への空気供給によりセンサ（不図示）が感知するまで矢印Ｄ１方向に移動される。このとき低速で扉が開き始め、低速で停止する。
【００３５】
また、扉が前後に重なりあう場合があるが、この場合、上記の第１の永久磁石を利用しているため他方の扉のガイド部へ磁力がとび、互いに干渉しあうことで弊害が起こる可能性があるので、扉を前後に複数重ねて使用するときには図２に示すようにガイド部側面の第２の磁性材料１３で影響を解消している。
【００３６】
尚、本発明は、上記の実施形態に限定されず、請求の範囲に規定される種々の構成が可能であり、例えば扉を上下方向に移動するようにしても良い。  以上のように、永久磁石は磁石の回り一帯に磁力を生じさせるため、不必要な方向にも働くと弊害が起こる可能性があるが、上記のように必要方向のみに磁力を働かせるように不必要な方向に対しては磁性材料で覆うことで磁力方向をコントロールすることで解消した。
【００３７】
また、扉の開閉動作が速ければ周囲に風速を起こしクリーンルーム内の気流阻害になり塵を侵入させる可能性があるが、扉の開閉動作をスムーズに行いクリーンルーム内に塵を侵入させないようにした。すなわち、扉部材の開閉動作の起動・停止を低速で行ない埃の巻き上げ等をなくした。
【００３８】
さらに扉部材のガイド部は非接触であるため、上部にはわずかな隙間でき、さらに前後方向にも間隙ができるが、上記の圧力差から第２のクリーンルーム側からの挨の侵入はほとんど無い。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製作及び維持コストがかからない扉開閉装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略構成を示す外観斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】（ａ）は、丸棒部材５とＮ極、Ｓ極が厚さ方向に着磁されている第１の永久磁石６の磁気吸引の様子を示した外観斜視図、（ｂ）は、丸棒部材５とＮ極、Ｓ極が移動方向に着磁されている第１の永久磁石６の磁気吸引の様子を示した外観斜視図である。
【図４】（ａ）は空圧駆動装置２０の外観斜視図、（ｂ）は空圧駆動装置２０の要部断面図である。
【符号の説明】
１  第１のクリーンルーム
２  第２のクリーンルーム
３ａ、３ｂ  第１、第２の開口部
４ａ、４ｂ  第１、第２の扉部材
５  丸棒部材
６  第１の永久磁石
７  第１の強磁性材料
８  上フレーム
９  下フレーム
１１  樹脂カバー
１３  第２の磁性材料
２０  駆動装置（空圧）
２１  磁性体
２２  第２の永久磁石
２４  配管
２６  端部部材
３５  筒部材
【図１】
0004451544.tif 000002
【図２】
0004451544.tif 000003
【図３】
0004451544.tif 000004
【図４】
0004451544.tif 000005