アクチュエータ及び基板搬送ロボット
【課題】 内軸用のマグネットと外軸用のマグネットとを一体とすることで、低コストのアクチュエータを提供すること。
【解決手段】 アクチュエータは、中空構造を有し、中空構造の内側を真空排気可能に構成され、中空構造の外周側で第１コイル部を保持するハウジングと、ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第２コイル部を有する内軸と、内軸の回転軸と同軸にハウジングの内部において回転自在に支持されており、内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、外軸の外周側で第１コイル部に対向し、外軸の内周側で第２コイル部に対向する磁石と、内軸とハウジングの一方に設けられた整流子と、内軸とハウジングの他方に設けられ、内軸が少なくとも回転する際には整流子と摺接するブラシと、を備え、第２コイル部は、整流子とブラシを介して給電される。
【解決手段】 アクチュエータは、中空構造を有し、中空構造の内側を真空排気可能に構成され、中空構造の外周側で第１コイル部を保持するハウジングと、ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第２コイル部を有する内軸と、内軸の回転軸と同軸にハウジングの内部において回転自在に支持されており、内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、外軸の外周側で第１コイル部に対向し、外軸の内周側で第２コイル部に対向する磁石と、内軸とハウジングの一方に設けられた整流子と、内軸とハウジングの他方に設けられ、内軸が少なくとも回転する際には整流子と摺接するブラシと、を備え、第２コイル部は、整流子とブラシを介して給電される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータ及び基板搬送ロボットに関する。特に、半導体ウエハ基板や、液晶ディスプレイ、太陽電池基板、あるいは光通信機器用基板を搬送する基板搬送ロボット、基板搬送ロボットに用いるアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６、７の参照により、従来のアクチュエータ、基板搬送ロボットおよびプロセス処理装置（例えば、特許文献１を参照）を説明する。図７に示す複数のプロセス処理装置（以下、「処理室」）１−６は、基板搬送ロボット５１を中心にして放射状に配置されている。基板搬送ロボット５１は、搬送室６０の内部に配置され、ロードロック室（ＬＬ１）から搬入された基板を処理室１−６のそれぞれに搬送する。各処理室で処理された基板は、最終的にロードロック室（ＬＬ２）から排出される。基板搬送ロボット５１は、第１アーム５２の回転（＋α度）動作と、第２アーム５３の回転（−２α度）動作と、を同時に行うことにより、第２アームの先端に構成されている基板保持プレート５４の軌道が直線的になるように動作可能である。処理室１−６は、基板搬送ロボット５１を中心にして放射状に配置されている。第１アーム５２および第２アーム５３の回転動作に基づいて基板保持プレート５４を直線的に動作させることより、基板搬送ロボット５１は各処理室に基板を搬送することが可能である。処理室で基板の処理が終了した後に、基板搬送ロボット５１は処理室から基板を排出し、次の処理を行う別の処理室に基板を移載する。
【０００３】
基板搬送ロボット５１の概略を説明する。ベルト５５と連結された内軸４８０は固定のまま（未回転）、外軸４９０を回転させると、第１アーム５２は中心軸を中心に回転（＋α角）する。第１アーム５２の内部で所定の歯数のプーリ５８と接続されたベルト５５の働きにより、第２アーム５３は第１アーム５２の回転とは逆の方向に所定倍の角度（例えば２倍：−２α角）だけ動作する。基板保持プレート５４は、第１アーム５２と同一方向に同一角度回転することができるように構成されているため、結果的に、外軸４９０の回転運動を行うだけで、基板保持プレート５４を直線的に動かす直動動作が可能になる。この直動動作により、基板保持プレート５４に載置された基板を処理室内に搬送することができる。処理室で基板の処理が終了した後に、基板搬送ロボット５１は、直動動作により処理室から基板を排出する。そして、基板搬送ロボット５１の外軸４９０と内軸４８０を同期させて同一方向に回転させることにより、基板搬送ロボット５１の向きを変えて、別の処理室へ基板を移載（以下アームの公転）することが可能である。
【０００４】
特許文献２には、ベルトを排除して構成されたアームが提案されている。特許文献２のアームの場合、アームの公転時は、図７と同様に外軸、内軸を同期させて同一方向に回転させることにより基板搬送ロボットの向きを変えることができる。また、第１アームの駆動と第２アームの駆動とを同期させて、特許文献１と同様にそれぞれ所定の角度だけ回転させることにより、直動動作を実現している。更に、基板を載せかえるために、基板搬送ロボットの基板保持プレートを上下動させる上下機構を搭載している基板搬送ロボットもある。各処理室における基板処理は真空環境で行うため、基板搬送ロボット５１は真空チャンバとして機能する搬送室６０の真空環境を悪化することなく動作可能に構成されている。
【０００５】
図６の基板搬送ロボットは、第１アームを動作させる回転駆動機構と第２アームを動作させる回転駆動機構とを有している（上側モータ４００、下側モータ４１０）。基板搬送ロボットは、基板を保持する基板保持プレートと連結されているアームに接続されている駆動軸を直接駆動するロータとステータのセットを２セット有する。真空対応の場合、ロータとステータの間に真空隔壁の機能を有するハウジング４３０が設けられる。ハウジング４３０から真空チャンバの間では、外軸４９０の回りはベローズ４９５で覆われハウジング内部の気密状態が保持されている。永久磁石を有したロータ（内軸ロータ４４０、外軸ロータ４５０）は、ハウジング４３０に固定されているステータ（内軸ステータ４４５、外軸ステータ４５５）とそろえられて配置されている。下側モータ４１０により駆動される内軸４８０と上側モータ４００により駆動される外軸４９０とは同軸になるように配置され、上側モータ４００と下側モータ４１０とが上下に直列に設けられた構成になっている。また、回転位置検出用のセンサ（内軸用エンコーダ４６０、外軸用エンコーダ４６５）が設けられ、駆動軸の回転位置、回転角度を検出することが可能である。
【０００６】
基板搬送ロボットはステータ（内軸ステータ４４５、外軸ステータ４５５）に供給された電力に基づいて、ロータ（内軸ロータ４４０、外軸ロータ４５０）を所定の角度、回転させて、基板保持プレート５４に載置された基板を、図７で説明したように搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特登録０２７６１４３８号公報
【特許文献２】特開平１０−１２８６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図６に示す構成では、ロータとステータのセットが直列に配置されているため、回転駆動機構の回転軸方向に長くなる。そのため、基板を搬送する基板搬送ライン（パスライン）も合わせて高くする必要がある。すなわち、各処理室装置全体の基板搬送ライン（パスライン）も高くすることが必要とされ、装置全体は大型化せざるを得ないものとなった。
【０００９】
また、内軸ロータ４４０および外軸ロータ４５０に用いられる磁石、例えば、ネオジム磁石は高価な材料であり、内軸用および外軸用として別体の磁石を使用した場合、アクチュエータのコストアップにつながるという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は駆動機構の回転軸方向の長さをコンパクトにしたアクチュエータを提供することを目的とする。あるいは、内軸用のマグネットと外軸用のマグネットとを一体とすることで、低コストのアクチュエータを提供することを目的する。
【００１１】
上記の目的のうち少なくともいずれか一つを達成する本発明の一つの側面にかかるアクチュエータは、
中空構造を有し、当該中空構造の内側を真空排気可能に構成され、当該中空構造の外周側で第１コイル部を保持するハウジングと、
前記ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第２コイル部を有する内軸と、
前記内軸の回転軸と同軸に前記ハウジングの内部において回転自在に支持されており、前記内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、
前記外軸の外周側で前記第１コイル部に対向し、前記外軸の内周側で前記第２コイル部に対向する磁石と、
前記内軸と前記ハウジングの一方に設けられた整流子と、
前記内軸と前記ハウジングの他方に設けられ、前記内軸が少なくとも回転する際には前記整流子と摺接するブラシと、を備え、
前記第２コイル部は、前記整流子と前記ブラシを介して給電されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、駆動機構の回転軸方向の長さをコンパクトにしたアクチュエータの提供が可能になる。
【００１３】
あるいは、本発明によれば、内軸用のマグネットと外軸用のマグネットとを一体とすることで、低コストのアクチュエータの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るアクチュエータの構成を説明する図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図を示す図。
【図３】本発明の実施形態にかかるアクチュエータを基板搬送ロボットの駆動モータに適用した例を示す図。
【図４】本発明の実施形態の変形例１を示す図。
【図５】本発明の実施形態の変形例２を示す図。
【図６】従来の基板搬送ロボットを説明する図。
【図７】従来の基板搬送ロボットを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１６】
（アクチュエータの構成）
図１の参照により本発明の実施形態に係るアクチュエータの構成を説明する。尚、以下の説明では、真空環境のチャンバ内でアクチュエータを駆動する構成を例示的に説明しているが、本発明の趣旨は、この例に限定されるものではなく、大気圧環境で駆動するアクチュエータにも適用可能である。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態にかかるアクチュエータ１０００の縦断面図である。アクチュエータ１０００は同心円状に配置された２つの軸（内軸、外軸）を独立に回転駆動することが可能である。２つの軸のうち、相対的に内側にある軸を内軸１１０とし、相対的に外側にある軸を外軸１２０とする。内軸１１０を駆動するモータを内軸モータ１１３とし、外軸１２０を駆動するモータを外軸モータ１２３とする。内軸モータ１１３の外周側に外軸モータ１２３が、内軸モータ１１３の回転軸を基準として同軸に配置されている。内軸モータ１１３と外軸モータ１２３を同軸に配置することで回転軸方向の長さを短くすることができる。また、動作速度を揃えるために発生トルクを変化させる工夫により、同期回転時の制御応答性を揃えることができる。
【００１８】
外軸用ステータ１２２は、真空隔壁として機能するハウジング１２９を有し、ハウジング１２９には所定数のティース１２８が設けられている。各ティース１２８には導線が巻き付けられて外軸用コイル１２４（第１コイル部）が形成されている。外軸用コイル１２４（第１コイル部）には、外部から所定の電力を供給することが可能である。本実施形態の外軸用ステータ１２２は、別体として形成されたティース１２８と真空隔壁を組み立てて構成しているが、ティース１２８とハウジング１２９とを一体で形成し真空隔壁として構成することも可能である。外軸用ステータ１２２またはティース１２８は、ケイ素鋼板やパーマロイなど鉄損の少ない材質で構成されている。また、これらの材質で構成された板材を軸方向（上下方向）に多数枚積層させて構成するとより好適である。
【００１９】
なお、真空隔壁は、ティース１２８と外軸１２０の間の空間を気密に区切る薄い管状の部材であり、真空隔壁の内側が真空排気可能に構成されている。さらに、ティース１２８の一部を真空隔壁の真空側に突出させてもよい。この場合には、真空隔壁にティース１２８の一端部を挿通する穴部をティース１２８の数だけ形成し、ティース１２８と真空隔壁の穴部に隙間が生じないように組み立てることができる。また、真空隔壁の内側に突出させたヨークを備えてもよい。この場合は、真空隔壁内側のティース１２８の端部に対応する部分にヨークを貼り付けるとよい。もちろん、内側面に凹凸を有する真空隔壁として形成してもよい。
【００２０】
ハウジング１２９は構成部材の接合部分にＯリング５００を挟み込むことにより気密状態が保持された中空構造を有し、その内部は真空チャンバ１０１と連通しており、真空排気可能である。ハウジング１２９から真空チャンバ１０１へと延びる外軸１２０の周囲は気密保持部材（ベローズ１９０）に覆われ、ハウジング１２９内部の気密状態が保持されている。中空構造を有するハウジング１２９の内部で、内軸１１０はベアリング６００により支持され、外軸１２０はベアリング７００により回転自在に支持されている。内軸１１０と外軸１２０とは独立に回転可能である。
【００２１】
ハウジング１２９の内側が内軸１１０と外軸１２０とが配設される真空排気可能な領域である。ハウジング１２９の外側は大気側に曝されており、この大気側に外周ヨーク１２７、ティース１２８、外軸用コイル１２４が配置されている。底面部材１８０と円筒部材１８１とにより構成されるハウジング１００内には、真空側にブラシ１３２と外軸用読み取りヘッド１３４ａと内軸用読み取りヘッド１３６ａとが配置されている。ハウジング１００を構成する底面部材１８０と円筒部材１８１との間にはＯリング５０１を挟み込むことにより気密状態が保持されている。
【００２２】
外軸１２０は、外軸用ステータ１２２の内側にベアリング７００を介して配設されており、出力軸としての管状（円筒状）の外軸シャフト１１５に、管状に形成された磁石部材１１７が連結されて構成されており、磁石部材１１７は外軸用コイル１２４（第１コイル部）が保持されているハウジング１２９の内側（内周側）と対向している。外軸シャフト１１５の下端には外軸用読み取りヘッド１３４ａと対になるディスク１３４ｂが取り付けられている。外軸用読み取りヘッド１３４ａとディスク１３４ｂとで外軸１２０の回転角度を測定するエンコーダ１３４の主要な構成部材をなしている。
【００２３】
磁石部材１１７は、外軸用ステータ１２２及び外軸シャフト１１５の軸線を一致させた状態で、外軸シャフト１１５に固定されている。本実施形態における磁石部材１１７は、管状の外軸シャフト１１５を径方向に貫通して取り付けられた所定数の永久磁石２２７とから構成されている。尚、管状の外軸シャフト１１５の内周面と外周面に所定数の永久磁石を並べて取り付けて、磁石部材１１７を構成してもよい。永久磁石２２７は、外軸シャフト１１５の径方向に磁束が向くように磁化されたセグメント型の複数の永久磁石から構成されている。本実施形態においては、上下方向に細長い１６枚の矩形状のセグメント磁石が、極性が互い違いになるように外軸シャフト１１５の回りに配列されている。磁石材料としては、例えば、サマリウム系（Ｓｍ系）やネオジム系（Ｎｄ系）、フェライト系など任意の永久磁石を適用することができる。なお、永久磁石２２７は、コギングを抑えるためスキュー角度を有して外軸シャフト１１５に取り付けられると好適である。
【００２４】
内軸１１０は、外軸１２０の内側にベアリング６００を介して配設されており、出力軸としての内軸シャフト１１６に内軸用コイル１１２（第２コイル部）が連結されて構成されている。内軸用コイル１１２（第２コイル部）は、磁石部材１１７と対向して配設されており、磁石部材１１７との間でモータとしての機能を果たすように構成されている。１セットの磁石部材１１７と、１セットの外軸用コイル１２４（第１コイル部）と、１セットの内軸用コイル１１２（第２コイル部）と、より２つの軸（内軸１１０、外軸１２０）を駆動が可能にしたものである。また、内軸１１０の下方側には整流子１３１がブラシ１３２と摺接する位置に配置されており、ブラシ１３２によって内軸用コイル１１２（第２コイル部）への給電が行われる。内軸１１０の内軸シャフト１１６の下方には読み取りヘッド１３６ａと対になるディスク１３６ｂが取り付けられている。読み取りヘッド１３６ａとディスク１３６ｂとで回転角度を測定するエンコーダ１３６の主要な構成部材をなしている。整流子１３１は内軸１１０とハウジングの一方に設けられ、内軸用コイル１１２（第２コイル部）と電気的に接続されている。ブラシ１３２は内軸１１０とハウジングの他方に設けられ、内軸１１０が少なくとも回転する際には整流子１３１と摺接する。
【００２５】
以下に、図１のＡ−Ａ断面図を示す図２の参照により本発明の特徴的な構成について説明する。ハウジング１２９の内部には所定数のティース１２８が設けられている。各ティース１２８には導線が巻き付けられて外軸用コイル１２４（第１コイル部）が形成されている。内軸用コイル１１２（第２コイル部）は、内軸シャフト１１６の外周側に放射状に取り付けられた６つのティース２０１のそれぞれに導線が巻回されて構成された部材であり、内軸シャフト１１６と中心軸を揃えて接続されている。各ティース２０１は、上下方向に配置された略板状の部材であるため、各ティースに巻回された導線は上下方向に細長いコイルを形成する。また、各ティース２０１は磁石部材１１７と対向する側にコアホルダ部２０２を備えている。
【００２６】
整流子１３１は、内軸１１０が回転する際にブラシ１３２と摺接するように内軸シャフト１１６の外周に取り付け可能な導電性の部材であり、給電配線を介してブラシ１３２から供給された電力を、内軸駆動の電力に変換して内軸用コイル１１２のそれぞれに供給する。ブラシ１３２は、整流子１３１に摺接するようにハウジング１００の内側に取り付けられた部材であり、ばねなどの付勢部材により整流子１３１に常時押圧されている。ブラシ１３２は、外部の電源（不図示）に接続されている。
【００２７】
なお、本実施形態では、整流子１３１を内軸１１０に、ブラシ１３２をハウジング１００に取り付ける構成であるが、整流子１３１をハウジング１００に取り付ける構成であってもよいことはもちろんである。また、ブラシ１３２又は整流子１３１のうち、遠心方向の内側に位置する部材が内軸１１０の回転によって外側に変形する構成とすると、ブラシ１３２と整流子１３１は内軸１１０の回転時のみ摺接するようにすることができる。
【００２８】
なお、図２に示す例では、外軸用コイル１２４（第１コイル部）の構成として、例えば、３相８極２４コイルを使用している。また、磁石部材１１７の構成として１６極を使用し、内軸用コイル１１２（第２コイル部）として６コイルとした構成例を示しているが、コイル数や極数の組み合わせとしてはこの例に限定されず、他の組み合わせを適宜採用することも可能である。また、本実施形態においては、外軸用コイル１２４（第１コイル部）や内軸用コイル１１２に巻回される導線として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）絶縁皮膜された直径１．０ｍｍワイヤーが用いられているが、ポリエステルエナメルワイヤーなどの導線を適宜用いることができるものとする。ただし、ガス放出量が少ないＰＴＦＥ絶縁皮膜のワイヤーがより好適である。
【００２９】
（アクチュエータの動作）
次に、アクチュエータ１０００の内軸１１０と外軸１２０の動作について説明する。まず、内軸１１０のみ回転させるときは、外軸用コイル１２４へ電力を供給して、発生させた磁界により外軸１２０の磁石部材１１７を固定する。その状態で、ブラシ１３２から内軸用コイル１１２を励起して内軸１１０を回転させる。このとき、外軸用コイル１２４は励起させるコイルを変化させないことで、磁石部材１１７が回転しないようにするとともに、内軸用コイル１１２よりも強く磁石部材１１７を磁気結合させている。従って、外軸用コイル１２４と磁石部材１１７との間で、外軸１２０の位置を保持するサーボロックの状態、すなわち、外軸用コイル１２４と磁石部材１１７とは実質的にＤＣモータ（サーボモータ）を構成した状態となっている。内軸用コイル１１２に供給する電力の向きを変えることで内軸１１０を逆回転させることができる。
【００３０】
外軸１２０のみ回転させるときは、外軸用コイル１２４は励起させるコイルを順次変化させて磁石部材１１７を回転させる。このとき、内軸１１０のエンコーダ１３６からの検出値に応じてブラシ１３２から内軸用コイル１１２に電力を供給して、内軸１１０が磁石部材１１７の磁界の影響で回転しないようにしている。内軸用コイル１１２と磁石部材１１７との間で実質的にＤＣモータ（サーボモータ）を構成した状態となっている。なお、エンコーダ１３６の検出値を用いずに、予め設定した電力をブラシ１３２から供給する構成でもよい。外軸用コイル１２４に供給する電力の向きを変えることで外軸１２０を逆回転させることができる。内軸１１０と外軸１２０を同時に同一方向に回転（公転動作）させる場合、内軸１１０のエンコーダ１３６からの検出値と、外軸１２０のエンコーダ１３４からの検出値を同期させながら内軸１１０と外軸１２０を回転させる。
【００３１】
内軸１１０の回転速度を変化させるには、ブラシ１３２から内軸用コイル１１２への給電を行う。このとき、内軸１１０は、磁石部材１１７に対して相対的に変位するため、エンコーダ１３６の検出値に基づいて回転角度や回転速度を制御する。内軸１１０を逆方向に回転させるときは、外軸用コイル１２４は励起させるコイルを順次変化させて磁石部材１１７を逆回転させるとともに、ブラシ１３２から内軸用コイル１１２への給電を行う。このとき、内軸１１０は、磁石部材１１７に対して相対的に変位するため、エンコーダ１３６の検出値に基づいて回転角度や回転速度を制御する。
【００３２】
（基板搬送ロボットへの適用）
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ１０００を基板搬送ロボットの駆動モータ（駆動源）に適用することが可能である。図３（ａ）は、内部が真空排気可能な搬送室３０１にベローズ１９０を介して基板搬送ロボット３５１を取り付けた構成例を示している。上下動機構３３７をモータケーシング３５０に取り付けることで搬送室３０１に対してモータケーシング３５０（アクチュエータ１０００）の上下方向の位置を操作することができる。図３（ｂ）に示すように基板搬送ロボット３５１は多関節タイプのロボットであり、基板３４１を保持して搬送するアーム機構３３６を備えている。アーム機構３３６は、基板を載置することが可能な基板保持器３３６ａ、２つのアーム３３６ｂ、３３６ｃを有している。アクチュエータ１０００の外軸１２０の回転によりアーム３３６ｃを駆動し、内軸１１０の回転によりアーム３３６ｂを駆動することができる。基板保持器３３６ａは、基板３４１を載置することが可能であり、アーム３３６ｂの一端で回転自在に支持されている。アーム３３６ｂの他端はアーム３３６ｃ上で回転自在に支持されている。
【００３３】
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ１０００を基板搬送ロボットに適用し、電子デバイスを製造するための電子デバイスの製造システムを構成することも可能である。電子デバイスとしては、例えば、半導体、液晶ディスプレイ、太陽電池、あるいは光通信機器用デバイス等が含まれる。電子デバイスの製造システムで実行される電子デバイスの製造方法は、アクチュエータ１０００を用いた基板搬送ロボットを用いて基板を搬送する搬送工程と、少なくとも一つのプロセス処理装置において、搬送工程で搬送された基板に対して、デバイス製造プロセスを実行するプロセス実行工程とを有する。
【００３４】
本実施形態によれば、駆動機構の回転軸方向の長さをコンパクトにしたアクチュエータの提供が可能になる。あるいは、本実施形態によれば、内軸用のマグネットと外軸用のマグネットとを一体とすることで、低コストのアクチュエータの提供が可能になる。
【００３５】
（変形例１）
図４の参照により、図１で説明したアクチュエータ１０００の構成の変形例１を説明する。例えば、図４に示すように、内軸１１０は少なくとも一部が円筒部（中空構造）になっている。内軸１１０には、内軸用コイル１１２（第２コイル部）へ給電するための給電配線をとおすための配線用穴４７７が設けられている。内軸用コイル１１２（第２コイル部）と整流子１３１とを電気的に接続する給電配線は、内軸１１０の外周面から円筒部の内部（中空構造の内部）へ連通する配線用穴４７７をとおり、内軸１１０の円筒部の内部（中空構造の内部）に配線される。内軸１１０を回転自在に支持するベアリング６００が内軸１１０の下部に配置される構造の場合、配線用穴４７７を介して給電配線を内軸１１０の内側に配線してベアリング６００と給電配線との干渉を回避する。内軸１１０の下端の開口部から再び内軸１１０の外側に給電配線を出すように引き回し、整流子１３１に接続されるよう構成することが可能である。本変形例１によれば、ベアリング６００と給電配線との干渉を機構部品を追加することなく、効果的に回避することが可能になる。
【００３６】
（変形例２）
図５の参照により、図１で説明したアクチュエータ１０００の構成の変形例２を説明する。図５に示す構造では、整流子１３１は内軸１１０の中空構造の内周面に配置されている。ブラシ１３２は、内軸１１０の内部において、内軸１１０が回転する際に整流子１３１と摺接可能に配置されている。配線用穴４７７を介して給電配線は内軸１１０の内側に配線されており、給電配線と整流子１３１とが内軸１１０の内部で接続している。内軸１１０の下端にはパーティクルカバー５５５が設けられている。パーティクルカバー５５５には、ブラシ１３２と外部の電源（不図示）とを接続する電源配線を通すための開口部５５６が設けられている。電源配線は開口部５５６をとおり外部の電源に接続される。本変形例２によれば、ブラシ１３２と整流子１３１とを内軸１１０の内部に配置したことで、ブラシ１３２と整流子１３１との摺接により発生した粒子（パーティクル）が真空チャンバ１０１へ入り込むことを防止することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０１ 真空チャンバ
１１２ 内軸用コイル
１１７ 磁石部材
１２４ 外軸用コイル
１３１ 整流子
１３２ ブラシ
２２７ 永久磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータ及び基板搬送ロボットに関する。特に、半導体ウエハ基板や、液晶ディスプレイ、太陽電池基板、あるいは光通信機器用基板を搬送する基板搬送ロボット、基板搬送ロボットに用いるアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６、７の参照により、従来のアクチュエータ、基板搬送ロボットおよびプロセス処理装置（例えば、特許文献１を参照）を説明する。図７に示す複数のプロセス処理装置（以下、「処理室」）１−６は、基板搬送ロボット５１を中心にして放射状に配置されている。基板搬送ロボット５１は、搬送室６０の内部に配置され、ロードロック室（ＬＬ１）から搬入された基板を処理室１−６のそれぞれに搬送する。各処理室で処理された基板は、最終的にロードロック室（ＬＬ２）から排出される。基板搬送ロボット５１は、第１アーム５２の回転（＋α度）動作と、第２アーム５３の回転（−２α度）動作と、を同時に行うことにより、第２アームの先端に構成されている基板保持プレート５４の軌道が直線的になるように動作可能である。処理室１−６は、基板搬送ロボット５１を中心にして放射状に配置されている。第１アーム５２および第２アーム５３の回転動作に基づいて基板保持プレート５４を直線的に動作させることより、基板搬送ロボット５１は各処理室に基板を搬送することが可能である。処理室で基板の処理が終了した後に、基板搬送ロボット５１は処理室から基板を排出し、次の処理を行う別の処理室に基板を移載する。
【０００３】
基板搬送ロボット５１の概略を説明する。ベルト５５と連結された内軸４８０は固定のまま（未回転）、外軸４９０を回転させると、第１アーム５２は中心軸を中心に回転（＋α角）する。第１アーム５２の内部で所定の歯数のプーリ５８と接続されたベルト５５の働きにより、第２アーム５３は第１アーム５２の回転とは逆の方向に所定倍の角度（例えば２倍：−２α角）だけ動作する。基板保持プレート５４は、第１アーム５２と同一方向に同一角度回転することができるように構成されているため、結果的に、外軸４９０の回転運動を行うだけで、基板保持プレート５４を直線的に動かす直動動作が可能になる。この直動動作により、基板保持プレート５４に載置された基板を処理室内に搬送することができる。処理室で基板の処理が終了した後に、基板搬送ロボット５１は、直動動作により処理室から基板を排出する。そして、基板搬送ロボット５１の外軸４９０と内軸４８０を同期させて同一方向に回転させることにより、基板搬送ロボット５１の向きを変えて、別の処理室へ基板を移載（以下アームの公転）することが可能である。
【０００４】
特許文献２には、ベルトを排除して構成されたアームが提案されている。特許文献２のアームの場合、アームの公転時は、図７と同様に外軸、内軸を同期させて同一方向に回転させることにより基板搬送ロボットの向きを変えることができる。また、第１アームの駆動と第２アームの駆動とを同期させて、特許文献１と同様にそれぞれ所定の角度だけ回転させることにより、直動動作を実現している。更に、基板を載せかえるために、基板搬送ロボットの基板保持プレートを上下動させる上下機構を搭載している基板搬送ロボットもある。各処理室における基板処理は真空環境で行うため、基板搬送ロボット５１は真空チャンバとして機能する搬送室６０の真空環境を悪化することなく動作可能に構成されている。
【０００５】
図６の基板搬送ロボットは、第１アームを動作させる回転駆動機構と第２アームを動作させる回転駆動機構とを有している（上側モータ４００、下側モータ４１０）。基板搬送ロボットは、基板を保持する基板保持プレートと連結されているアームに接続されている駆動軸を直接駆動するロータとステータのセットを２セット有する。真空対応の場合、ロータとステータの間に真空隔壁の機能を有するハウジング４３０が設けられる。ハウジング４３０から真空チャンバの間では、外軸４９０の回りはベローズ４９５で覆われハウジング内部の気密状態が保持されている。永久磁石を有したロータ（内軸ロータ４４０、外軸ロータ４５０）は、ハウジング４３０に固定されているステータ（内軸ステータ４４５、外軸ステータ４５５）とそろえられて配置されている。下側モータ４１０により駆動される内軸４８０と上側モータ４００により駆動される外軸４９０とは同軸になるように配置され、上側モータ４００と下側モータ４１０とが上下に直列に設けられた構成になっている。また、回転位置検出用のセンサ（内軸用エンコーダ４６０、外軸用エンコーダ４６５）が設けられ、駆動軸の回転位置、回転角度を検出することが可能である。
【０００６】
基板搬送ロボットはステータ（内軸ステータ４４５、外軸ステータ４５５）に供給された電力に基づいて、ロータ（内軸ロータ４４０、外軸ロータ４５０）を所定の角度、回転させて、基板保持プレート５４に載置された基板を、図７で説明したように搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特登録０２７６１４３８号公報
【特許文献２】特開平１０−１２８６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図６に示す構成では、ロータとステータのセットが直列に配置されているため、回転駆動機構の回転軸方向に長くなる。そのため、基板を搬送する基板搬送ライン（パスライン）も合わせて高くする必要がある。すなわち、各処理室装置全体の基板搬送ライン（パスライン）も高くすることが必要とされ、装置全体は大型化せざるを得ないものとなった。
【０００９】
また、内軸ロータ４４０および外軸ロータ４５０に用いられる磁石、例えば、ネオジム磁石は高価な材料であり、内軸用および外軸用として別体の磁石を使用した場合、アクチュエータのコストアップにつながるという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は駆動機構の回転軸方向の長さをコンパクトにしたアクチュエータを提供することを目的とする。あるいは、内軸用のマグネットと外軸用のマグネットとを一体とすることで、低コストのアクチュエータを提供することを目的する。
【００１１】
上記の目的のうち少なくともいずれか一つを達成する本発明の一つの側面にかかるアクチュエータは、
中空構造を有し、当該中空構造の内側を真空排気可能に構成され、当該中空構造の外周側で第１コイル部を保持するハウジングと、
前記ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第２コイル部を有する内軸と、
前記内軸の回転軸と同軸に前記ハウジングの内部において回転自在に支持されており、前記内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、
前記外軸の外周側で前記第１コイル部に対向し、前記外軸の内周側で前記第２コイル部に対向する磁石と、
前記内軸と前記ハウジングの一方に設けられた整流子と、
前記内軸と前記ハウジングの他方に設けられ、前記内軸が少なくとも回転する際には前記整流子と摺接するブラシと、を備え、
前記第２コイル部は、前記整流子と前記ブラシを介して給電されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、駆動機構の回転軸方向の長さをコンパクトにしたアクチュエータの提供が可能になる。
【００１３】
あるいは、本発明によれば、内軸用のマグネットと外軸用のマグネットとを一体とすることで、低コストのアクチュエータの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るアクチュエータの構成を説明する図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図を示す図。
【図３】本発明の実施形態にかかるアクチュエータを基板搬送ロボットの駆動モータに適用した例を示す図。
【図４】本発明の実施形態の変形例１を示す図。
【図５】本発明の実施形態の変形例２を示す図。
【図６】従来の基板搬送ロボットを説明する図。
【図７】従来の基板搬送ロボットを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１６】
（アクチュエータの構成）
図１の参照により本発明の実施形態に係るアクチュエータの構成を説明する。尚、以下の説明では、真空環境のチャンバ内でアクチュエータを駆動する構成を例示的に説明しているが、本発明の趣旨は、この例に限定されるものではなく、大気圧環境で駆動するアクチュエータにも適用可能である。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態にかかるアクチュエータ１０００の縦断面図である。アクチュエータ１０００は同心円状に配置された２つの軸（内軸、外軸）を独立に回転駆動することが可能である。２つの軸のうち、相対的に内側にある軸を内軸１１０とし、相対的に外側にある軸を外軸１２０とする。内軸１１０を駆動するモータを内軸モータ１１３とし、外軸１２０を駆動するモータを外軸モータ１２３とする。内軸モータ１１３の外周側に外軸モータ１２３が、内軸モータ１１３の回転軸を基準として同軸に配置されている。内軸モータ１１３と外軸モータ１２３を同軸に配置することで回転軸方向の長さを短くすることができる。また、動作速度を揃えるために発生トルクを変化させる工夫により、同期回転時の制御応答性を揃えることができる。
【００１８】
外軸用ステータ１２２は、真空隔壁として機能するハウジング１２９を有し、ハウジング１２９には所定数のティース１２８が設けられている。各ティース１２８には導線が巻き付けられて外軸用コイル１２４（第１コイル部）が形成されている。外軸用コイル１２４（第１コイル部）には、外部から所定の電力を供給することが可能である。本実施形態の外軸用ステータ１２２は、別体として形成されたティース１２８と真空隔壁を組み立てて構成しているが、ティース１２８とハウジング１２９とを一体で形成し真空隔壁として構成することも可能である。外軸用ステータ１２２またはティース１２８は、ケイ素鋼板やパーマロイなど鉄損の少ない材質で構成されている。また、これらの材質で構成された板材を軸方向（上下方向）に多数枚積層させて構成するとより好適である。
【００１９】
なお、真空隔壁は、ティース１２８と外軸１２０の間の空間を気密に区切る薄い管状の部材であり、真空隔壁の内側が真空排気可能に構成されている。さらに、ティース１２８の一部を真空隔壁の真空側に突出させてもよい。この場合には、真空隔壁にティース１２８の一端部を挿通する穴部をティース１２８の数だけ形成し、ティース１２８と真空隔壁の穴部に隙間が生じないように組み立てることができる。また、真空隔壁の内側に突出させたヨークを備えてもよい。この場合は、真空隔壁内側のティース１２８の端部に対応する部分にヨークを貼り付けるとよい。もちろん、内側面に凹凸を有する真空隔壁として形成してもよい。
【００２０】
ハウジング１２９は構成部材の接合部分にＯリング５００を挟み込むことにより気密状態が保持された中空構造を有し、その内部は真空チャンバ１０１と連通しており、真空排気可能である。ハウジング１２９から真空チャンバ１０１へと延びる外軸１２０の周囲は気密保持部材（ベローズ１９０）に覆われ、ハウジング１２９内部の気密状態が保持されている。中空構造を有するハウジング１２９の内部で、内軸１１０はベアリング６００により支持され、外軸１２０はベアリング７００により回転自在に支持されている。内軸１１０と外軸１２０とは独立に回転可能である。
【００２１】
ハウジング１２９の内側が内軸１１０と外軸１２０とが配設される真空排気可能な領域である。ハウジング１２９の外側は大気側に曝されており、この大気側に外周ヨーク１２７、ティース１２８、外軸用コイル１２４が配置されている。底面部材１８０と円筒部材１８１とにより構成されるハウジング１００内には、真空側にブラシ１３２と外軸用読み取りヘッド１３４ａと内軸用読み取りヘッド１３６ａとが配置されている。ハウジング１００を構成する底面部材１８０と円筒部材１８１との間にはＯリング５０１を挟み込むことにより気密状態が保持されている。
【００２２】
外軸１２０は、外軸用ステータ１２２の内側にベアリング７００を介して配設されており、出力軸としての管状（円筒状）の外軸シャフト１１５に、管状に形成された磁石部材１１７が連結されて構成されており、磁石部材１１７は外軸用コイル１２４（第１コイル部）が保持されているハウジング１２９の内側（内周側）と対向している。外軸シャフト１１５の下端には外軸用読み取りヘッド１３４ａと対になるディスク１３４ｂが取り付けられている。外軸用読み取りヘッド１３４ａとディスク１３４ｂとで外軸１２０の回転角度を測定するエンコーダ１３４の主要な構成部材をなしている。
【００２３】
磁石部材１１７は、外軸用ステータ１２２及び外軸シャフト１１５の軸線を一致させた状態で、外軸シャフト１１５に固定されている。本実施形態における磁石部材１１７は、管状の外軸シャフト１１５を径方向に貫通して取り付けられた所定数の永久磁石２２７とから構成されている。尚、管状の外軸シャフト１１５の内周面と外周面に所定数の永久磁石を並べて取り付けて、磁石部材１１７を構成してもよい。永久磁石２２７は、外軸シャフト１１５の径方向に磁束が向くように磁化されたセグメント型の複数の永久磁石から構成されている。本実施形態においては、上下方向に細長い１６枚の矩形状のセグメント磁石が、極性が互い違いになるように外軸シャフト１１５の回りに配列されている。磁石材料としては、例えば、サマリウム系（Ｓｍ系）やネオジム系（Ｎｄ系）、フェライト系など任意の永久磁石を適用することができる。なお、永久磁石２２７は、コギングを抑えるためスキュー角度を有して外軸シャフト１１５に取り付けられると好適である。
【００２４】
内軸１１０は、外軸１２０の内側にベアリング６００を介して配設されており、出力軸としての内軸シャフト１１６に内軸用コイル１１２（第２コイル部）が連結されて構成されている。内軸用コイル１１２（第２コイル部）は、磁石部材１１７と対向して配設されており、磁石部材１１７との間でモータとしての機能を果たすように構成されている。１セットの磁石部材１１７と、１セットの外軸用コイル１２４（第１コイル部）と、１セットの内軸用コイル１１２（第２コイル部）と、より２つの軸（内軸１１０、外軸１２０）を駆動が可能にしたものである。また、内軸１１０の下方側には整流子１３１がブラシ１３２と摺接する位置に配置されており、ブラシ１３２によって内軸用コイル１１２（第２コイル部）への給電が行われる。内軸１１０の内軸シャフト１１６の下方には読み取りヘッド１３６ａと対になるディスク１３６ｂが取り付けられている。読み取りヘッド１３６ａとディスク１３６ｂとで回転角度を測定するエンコーダ１３６の主要な構成部材をなしている。整流子１３１は内軸１１０とハウジングの一方に設けられ、内軸用コイル１１２（第２コイル部）と電気的に接続されている。ブラシ１３２は内軸１１０とハウジングの他方に設けられ、内軸１１０が少なくとも回転する際には整流子１３１と摺接する。
【００２５】
以下に、図１のＡ−Ａ断面図を示す図２の参照により本発明の特徴的な構成について説明する。ハウジング１２９の内部には所定数のティース１２８が設けられている。各ティース１２８には導線が巻き付けられて外軸用コイル１２４（第１コイル部）が形成されている。内軸用コイル１１２（第２コイル部）は、内軸シャフト１１６の外周側に放射状に取り付けられた６つのティース２０１のそれぞれに導線が巻回されて構成された部材であり、内軸シャフト１１６と中心軸を揃えて接続されている。各ティース２０１は、上下方向に配置された略板状の部材であるため、各ティースに巻回された導線は上下方向に細長いコイルを形成する。また、各ティース２０１は磁石部材１１７と対向する側にコアホルダ部２０２を備えている。
【００２６】
整流子１３１は、内軸１１０が回転する際にブラシ１３２と摺接するように内軸シャフト１１６の外周に取り付け可能な導電性の部材であり、給電配線を介してブラシ１３２から供給された電力を、内軸駆動の電力に変換して内軸用コイル１１２のそれぞれに供給する。ブラシ１３２は、整流子１３１に摺接するようにハウジング１００の内側に取り付けられた部材であり、ばねなどの付勢部材により整流子１３１に常時押圧されている。ブラシ１３２は、外部の電源（不図示）に接続されている。
【００２７】
なお、本実施形態では、整流子１３１を内軸１１０に、ブラシ１３２をハウジング１００に取り付ける構成であるが、整流子１３１をハウジング１００に取り付ける構成であってもよいことはもちろんである。また、ブラシ１３２又は整流子１３１のうち、遠心方向の内側に位置する部材が内軸１１０の回転によって外側に変形する構成とすると、ブラシ１３２と整流子１３１は内軸１１０の回転時のみ摺接するようにすることができる。
【００２８】
なお、図２に示す例では、外軸用コイル１２４（第１コイル部）の構成として、例えば、３相８極２４コイルを使用している。また、磁石部材１１７の構成として１６極を使用し、内軸用コイル１１２（第２コイル部）として６コイルとした構成例を示しているが、コイル数や極数の組み合わせとしてはこの例に限定されず、他の組み合わせを適宜採用することも可能である。また、本実施形態においては、外軸用コイル１２４（第１コイル部）や内軸用コイル１１２に巻回される導線として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）絶縁皮膜された直径１．０ｍｍワイヤーが用いられているが、ポリエステルエナメルワイヤーなどの導線を適宜用いることができるものとする。ただし、ガス放出量が少ないＰＴＦＥ絶縁皮膜のワイヤーがより好適である。
【００２９】
（アクチュエータの動作）
次に、アクチュエータ１０００の内軸１１０と外軸１２０の動作について説明する。まず、内軸１１０のみ回転させるときは、外軸用コイル１２４へ電力を供給して、発生させた磁界により外軸１２０の磁石部材１１７を固定する。その状態で、ブラシ１３２から内軸用コイル１１２を励起して内軸１１０を回転させる。このとき、外軸用コイル１２４は励起させるコイルを変化させないことで、磁石部材１１７が回転しないようにするとともに、内軸用コイル１１２よりも強く磁石部材１１７を磁気結合させている。従って、外軸用コイル１２４と磁石部材１１７との間で、外軸１２０の位置を保持するサーボロックの状態、すなわち、外軸用コイル１２４と磁石部材１１７とは実質的にＤＣモータ（サーボモータ）を構成した状態となっている。内軸用コイル１１２に供給する電力の向きを変えることで内軸１１０を逆回転させることができる。
【００３０】
外軸１２０のみ回転させるときは、外軸用コイル１２４は励起させるコイルを順次変化させて磁石部材１１７を回転させる。このとき、内軸１１０のエンコーダ１３６からの検出値に応じてブラシ１３２から内軸用コイル１１２に電力を供給して、内軸１１０が磁石部材１１７の磁界の影響で回転しないようにしている。内軸用コイル１１２と磁石部材１１７との間で実質的にＤＣモータ（サーボモータ）を構成した状態となっている。なお、エンコーダ１３６の検出値を用いずに、予め設定した電力をブラシ１３２から供給する構成でもよい。外軸用コイル１２４に供給する電力の向きを変えることで外軸１２０を逆回転させることができる。内軸１１０と外軸１２０を同時に同一方向に回転（公転動作）させる場合、内軸１１０のエンコーダ１３６からの検出値と、外軸１２０のエンコーダ１３４からの検出値を同期させながら内軸１１０と外軸１２０を回転させる。
【００３１】
内軸１１０の回転速度を変化させるには、ブラシ１３２から内軸用コイル１１２への給電を行う。このとき、内軸１１０は、磁石部材１１７に対して相対的に変位するため、エンコーダ１３６の検出値に基づいて回転角度や回転速度を制御する。内軸１１０を逆方向に回転させるときは、外軸用コイル１２４は励起させるコイルを順次変化させて磁石部材１１７を逆回転させるとともに、ブラシ１３２から内軸用コイル１１２への給電を行う。このとき、内軸１１０は、磁石部材１１７に対して相対的に変位するため、エンコーダ１３６の検出値に基づいて回転角度や回転速度を制御する。
【００３２】
（基板搬送ロボットへの適用）
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ１０００を基板搬送ロボットの駆動モータ（駆動源）に適用することが可能である。図３（ａ）は、内部が真空排気可能な搬送室３０１にベローズ１９０を介して基板搬送ロボット３５１を取り付けた構成例を示している。上下動機構３３７をモータケーシング３５０に取り付けることで搬送室３０１に対してモータケーシング３５０（アクチュエータ１０００）の上下方向の位置を操作することができる。図３（ｂ）に示すように基板搬送ロボット３５１は多関節タイプのロボットであり、基板３４１を保持して搬送するアーム機構３３６を備えている。アーム機構３３６は、基板を載置することが可能な基板保持器３３６ａ、２つのアーム３３６ｂ、３３６ｃを有している。アクチュエータ１０００の外軸１２０の回転によりアーム３３６ｃを駆動し、内軸１１０の回転によりアーム３３６ｂを駆動することができる。基板保持器３３６ａは、基板３４１を載置することが可能であり、アーム３３６ｂの一端で回転自在に支持されている。アーム３３６ｂの他端はアーム３３６ｃ上で回転自在に支持されている。
【００３３】
本発明の実施形態にかかるアクチュエータ１０００を基板搬送ロボットに適用し、電子デバイスを製造するための電子デバイスの製造システムを構成することも可能である。電子デバイスとしては、例えば、半導体、液晶ディスプレイ、太陽電池、あるいは光通信機器用デバイス等が含まれる。電子デバイスの製造システムで実行される電子デバイスの製造方法は、アクチュエータ１０００を用いた基板搬送ロボットを用いて基板を搬送する搬送工程と、少なくとも一つのプロセス処理装置において、搬送工程で搬送された基板に対して、デバイス製造プロセスを実行するプロセス実行工程とを有する。
【００３４】
本実施形態によれば、駆動機構の回転軸方向の長さをコンパクトにしたアクチュエータの提供が可能になる。あるいは、本実施形態によれば、内軸用のマグネットと外軸用のマグネットとを一体とすることで、低コストのアクチュエータの提供が可能になる。
【００３５】
（変形例１）
図４の参照により、図１で説明したアクチュエータ１０００の構成の変形例１を説明する。例えば、図４に示すように、内軸１１０は少なくとも一部が円筒部（中空構造）になっている。内軸１１０には、内軸用コイル１１２（第２コイル部）へ給電するための給電配線をとおすための配線用穴４７７が設けられている。内軸用コイル１１２（第２コイル部）と整流子１３１とを電気的に接続する給電配線は、内軸１１０の外周面から円筒部の内部（中空構造の内部）へ連通する配線用穴４７７をとおり、内軸１１０の円筒部の内部（中空構造の内部）に配線される。内軸１１０を回転自在に支持するベアリング６００が内軸１１０の下部に配置される構造の場合、配線用穴４７７を介して給電配線を内軸１１０の内側に配線してベアリング６００と給電配線との干渉を回避する。内軸１１０の下端の開口部から再び内軸１１０の外側に給電配線を出すように引き回し、整流子１３１に接続されるよう構成することが可能である。本変形例１によれば、ベアリング６００と給電配線との干渉を機構部品を追加することなく、効果的に回避することが可能になる。
【００３６】
（変形例２）
図５の参照により、図１で説明したアクチュエータ１０００の構成の変形例２を説明する。図５に示す構造では、整流子１３１は内軸１１０の中空構造の内周面に配置されている。ブラシ１３２は、内軸１１０の内部において、内軸１１０が回転する際に整流子１３１と摺接可能に配置されている。配線用穴４７７を介して給電配線は内軸１１０の内側に配線されており、給電配線と整流子１３１とが内軸１１０の内部で接続している。内軸１１０の下端にはパーティクルカバー５５５が設けられている。パーティクルカバー５５５には、ブラシ１３２と外部の電源（不図示）とを接続する電源配線を通すための開口部５５６が設けられている。電源配線は開口部５５６をとおり外部の電源に接続される。本変形例２によれば、ブラシ１３２と整流子１３１とを内軸１１０の内部に配置したことで、ブラシ１３２と整流子１３１との摺接により発生した粒子（パーティクル）が真空チャンバ１０１へ入り込むことを防止することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０１ 真空チャンバ
１１２ 内軸用コイル
１１７ 磁石部材
１２４ 外軸用コイル
１３１ 整流子
１３２ ブラシ
２２７ 永久磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造を有し、当該中空構造の内側を真空排気可能に構成され、当該中空構造の外周側で第１コイル部を保持するハウジングと、
前記ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第２コイル部を有する内軸と、
前記内軸の回転軸と同軸に前記ハウジングの内部において回転自在に支持されており、前記内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、
前記外軸の外周側で前記第１コイル部に対向し、前記外軸の内周側で前記第２コイル部に対向する磁石と、
前記内軸と前記ハウジングの一方に設けられた整流子と、
前記内軸と前記ハウジングの他方に設けられ、前記内軸が少なくとも回転する際には前記整流子と摺接するブラシと、を備え、
前記第２コイル部は、前記整流子と前記ブラシを介して給電されることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記内軸は、少なくとも一部が中空構造を有し、
前記第２コイル部に電気的に接続された給電配線は、前記内軸の外周面から前記中空構造の内部へ連通する配線用穴をとおり、前記内軸の前記中空構造の内部を通って配線されることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記整流子は、前記内軸の前記中空構造の内周面に配置されており、
前記ブラシは、前記内軸の前記中空構造の内部において、前記内周面に配置された前記整流子と摺接することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載されたアクチュエータを備えることを特徴とする基板搬送ロボット。
【請求項１】
中空構造を有し、当該中空構造の内側を真空排気可能に構成され、当該中空構造の外周側で第１コイル部を保持するハウジングと、
前記ハウジングの内部において回転自在に支持され、外周に第２コイル部を有する内軸と、
前記内軸の回転軸と同軸に前記ハウジングの内部において回転自在に支持されており、前記内軸の外周側を囲むように配置されている円筒状の外軸と、
前記外軸の外周側で前記第１コイル部に対向し、前記外軸の内周側で前記第２コイル部に対向する磁石と、
前記内軸と前記ハウジングの一方に設けられた整流子と、
前記内軸と前記ハウジングの他方に設けられ、前記内軸が少なくとも回転する際には前記整流子と摺接するブラシと、を備え、
前記第２コイル部は、前記整流子と前記ブラシを介して給電されることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記内軸は、少なくとも一部が中空構造を有し、
前記第２コイル部に電気的に接続された給電配線は、前記内軸の外周面から前記中空構造の内部へ連通する配線用穴をとおり、前記内軸の前記中空構造の内部を通って配線されることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記整流子は、前記内軸の前記中空構造の内周面に配置されており、
前記ブラシは、前記内軸の前記中空構造の内部において、前記内周面に配置された前記整流子と摺接することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載されたアクチュエータを備えることを特徴とする基板搬送ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３９４０（Ｐ２０１２−２３９４０Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２１９３（Ｐ２０１０−１６２１９３）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
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