基板搬送装置
【課題】基板のクランプおよび解除を自動化するとともに、大型化に伴う基板の持つたわみ量を減少させて固定保持させることと、これに伴い成膜時に成膜面側に凸となる変形を阻止することのできる基板搬送装置を提供する。
【解決手段】基板保持枠１１に基板１２を保持して搬送を行うための基板搬送装置であって、基板保持枠１１に回動可能に支持されたクランプ軸１３と、クランプ軸１３に取り付けられ基板１２周辺を押圧保持するクランプアーム１４と、クランプ軸１３を基板押圧方向に付勢するバネ１５とから成る保持機構１６を備えた。
【解決手段】基板保持枠１１に基板１２を保持して搬送を行うための基板搬送装置であって、基板保持枠１１に回動可能に支持されたクランプ軸１３と、クランプ軸１３に取り付けられ基板１２周辺を押圧保持するクランプアーム１４と、クランプ軸１３を基板押圧方向に付勢するバネ１５とから成る保持機構１６を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄膜太陽電池等の製造工程において、ガラス基板にシリコンの成膜処理が行われており、複数のガラス基板を所定の間隔で垂直に保持する基板搬送装置が使用されている。また、太陽電池のコストダウンを図るために、ガラス基板の大型化が進んでいる。例えば、ガラス基板の大きさは、１０００ｍｍ以上×１０００ｍｍ以上、板厚４〜５ｍｍ、重量１０〜３０ｋｇであり、これを自動化して基板搬送装置へ、セットし固定することが要請されている。更に、基板が大型化すると基板面に形成する薄膜の膜厚を均一にするために、基板を電極に対して高精度で正対保持する必要がある。
【０００３】
従来、内層基板の黒化処理等に用いられる基板処理用キャリアーとして、特許文献１に開示されたような構成のものが知られている。これは、四角形状の外枠の左右に平行なガイドバーを鉛直に固定し、このガイドバーに両端の固定された支持板に基板の上端をクランプするクリップを取り付けるとともに、ガイドバーに両端が移動可能に取り付けられた支持板に基板の下端をクランプするクリップを取り付け、両端クリップで基板の上端および下端をクランプするものである。
また別の例として、ガラス基板を縦に保持する基板搬送装置において、人間が２人で１枚ずつ基板を基板保持枠へ搭載し、図１０に示すように基板１の各辺を２カ所のクランプポイント２でクランプしていた。そして、クランプの目的は、主に基板１の転倒防止であった。
【特許文献１】特許第３２４３０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された基板搬送装置では、人間が基板の各辺の２カ所をバネ操作でクランプあるいは解除していたため、作業に手数がかかり量産装置に対応していなかった。
また、クランプポイントが基板各辺の２カ所の例では、転倒防止を主目的としていたために、保持した基板が成膜時に成膜面側に凸となる変形を阻止することができず、基板全体に均一の薄膜を形成することが出来ないという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記に鑑み提案されたもので、基板のクランプおよび解除を自動化するとともに、大型化に伴う基板の持つたわみ量を減少させて固定保持させることと、これに伴い成膜時に成膜面側に凸となる変形を阻止することのできる基板搬送装置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】
【０００６】
本発明に係る基板搬送装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明は、基板保持枠に基板を保持して搬送を行うための基板搬送装置であって、前記基板保持枠に回動可能に支持されたクランプ軸と、前記クランプ軸に取り付けられ基板周辺を押圧保持するクランプアームと、前記クランプ軸を基板押圧方向に付勢するバネとから成る保持機構を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明において、前記クランプ軸は、前記基板保持枠の４辺に沿ってそれぞれ配設されており、複数が連動可能に連結され、前記バネの付勢力に抗して前記クランプアームを解除可能であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記バネは、コイルバネであることを特徴とする。
また、本発明において、前記バネは、定荷重バネであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明において、前記クランプアームは、前記基板の各辺の２種類のクランプポイントを押圧するように配設したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明において、前記基板保持枠の下端に配設されて前記基板を載置するための載置パッドを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、基板のクランプおよび解除を自動化できるとともに、成膜時に成膜面側に凸となる変形を阻止して、均一な成膜を達成することができる。
【００１２】
また、クランプ軸を操作することでクランプアームを開閉して基板の保持および取り出しを自動化することができる。
【００１３】
また、コイルバネを設けることで、バネの取り付けスペースを小さく構成して、基板搬送装置をコンパクトにすることができる。
また、定荷重バネを設けることで、クランプアームの開閉に必要なトルクを小さくすると共に、常に一定のトルクで開閉することができる。また、クランプ軸に必要以上の負荷をかけることなく開閉することができる。
【００１４】
また、前記クランプアームは、前記基板の各辺を少なくとも１箇所押圧するので、基板の成膜時の反り、および基板の平面度による反りを抑制することができる。
また、載置パッドを設けたので、基板を精確に位置決めできるとともに、ロボットアームを使用した基板の着脱作業の自動化に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第一の実施形態に係る基板搬送装置１０について図面を参照して説明する。
図１は、基板搬送装置１０を示す斜視図であり、図２は、本発明の基板搬送装置１０の基板保持枠１１を示す斜視図である。
【００１６】
基板搬送装置１０は、基板保持枠１１に基板１２を保持して搬送を行うものであって、基板保持枠１１に回動可能に支持されたクランプ軸１３と、このクランプ軸１３に取り付けられ基板周辺を押圧保持するクランプアーム１４と、クランプ軸１３を基板押圧方向にバネ付勢するコイルバネ１５とから成る保持機構１６を備えている。
【００１７】
基板搬送装置１０は、複数の基板保持枠１１を走行方向に対して直角方向に所定間隔を有して立設してある。本実施例では、６枚の基板保持枠１１が配設されている。また、基板搬送装置１０は、下端に車輪１０ａを備えており、製造ラインに沿って移動することができる。
基板搬送装置１０は、搭載位置で搭載された複数の基板を基板保持枠１１で保持して、プラズマＣＶＤ装置内に移送し、シリコン薄膜を基板面に形成した後、基板取り出し位置まで搬送するものである。
【００１８】
基板保持枠１１は、基板１２より少し小さい開口部１１ａを有しており、開口部１１ａの周縁に沿ってクランプ軸１３が配設されている。
クランプ軸１３は、基板保持枠１１に固定された支持腕１７によって回動自在に支持されている。また、互いに直交するクランプ軸１３は、図３に示すように、２本ずつ端部に取り付けられた傘歯車１８によって噛み合っている。更に、鉛直に取り付けられたクランプ軸１３は、その下端が基板保持枠１１の下まで延設されており、操作端部１９となっている。
この操作端部１９は、基板搬送装置１０が基板１２の搭載位置或いは取り出し位置に在る場合に、外部の駆動手段によって回動操作される。また、基板保持枠１１の開口部１１ａの下端には、基板１２を載置するための載置パッド２２が配設されている。
【００１９】
また、クランプ軸１３には、基板１２を押圧する方向にクランプアーム１４をバネ付勢するコイルバネ１５が取り付けられている。コイルバネ１５の一端は、クランプ軸１３に固定されており、他端は支持腕１７に固定されている。
従って、コイルバネ１５は、常時クランプアーム１４が基板を押圧方向に付勢しており、操作端部１９を外部の駆動手段によって操作した場合に、クランプアーム１４がバネ力に抗して解放される。
本実施の形態では、コイルバネ１５は一つのクランプ軸１３に２個取り付けられている。また、操作端部１９は、約１８０度回転する。
【００２０】
クランプ軸１３は、基板１２の周縁近傍を押圧保持するクランプアーム１４が固定されている。
クランプアーム１４は、図４に示すように、Ｕ字状の部材がナット２０で固定されており、先端部に基板１２を押圧するための環状部材２１が取り付けられている。
また、クランプアーム１４は、基板１２の各辺が２種類のクランプポイントＡ，Ｂで押さえつけられるように配置する。すなわち、基板１２の四隅に位置するクランプポイントＡと、各クランプポイントＡの間に位置するクランプポイントＢとで押さえつけられるように配置する。なお、クランプポイントＢの数は、長辺と短辺とで異なる数にしてもよい。
【００２１】
本実施形態では、図５に示すように、基板１２の長辺が５箇所のクランプポイントで押さえられると共に、短辺が５箇所のクランプポイントで押さえられるようにクランプアーム１２を配置している。
具体的には、基板１２の上辺と下辺を押さえるクランプ軸１３には、５個のクランプアーム１４が取り付けられ、両端側のクランプ軸１３には、３個のクランプアーム１４が取り付けられる。すなわち、基板１２の上辺と下辺を押さえるクランプ軸１３の両端に取り付けられたクランプアーム１４が、基板１２の四隅のクランプポイントＡを押さえ、長辺と短辺とを重複して押さえつけている。
このようにクランプアーム１４を配置することにより、基板１２の各辺が５箇所のクランプポイントで押さえられている。
【００２２】
各クランプポイントの意味は、図５に示すように、クランプポイントＡは、基板１２の持つたわみ量を減少させて固定保持させることと、これに伴い成膜時の基板１２の反り防止を強制するものである。
基板１２は、成膜時に成膜面側に凸変形するため、変形によりマスクとの間に隙間ができないように基板１２の四隅をクランプポイントＡで押さえる。
また、クランプポイントＢは、基板の平面度による反りの防止を強制するものである。
基板１２の平面度のたわみ量を許容する押圧力で各辺を押さえる。そのため、クランプポイントＢは、各辺の中心およびクランプポイントＡと辺の中心点との中央も押さえる。
すなわち、クランプポイントＢは、各辺３箇所となる。なお、クランプポイントＢは、各辺において１箇所以上あればよく、その数や配置を適宜変更することが可能である。
【００２３】
以上のようにクランプポイントＡ、Ｂを配置することにより、基板１２の転倒防止のみならず、成膜時の反りおよび、基板の平面度による反りを防止することができる。
【００２４】
次に、以上のように構成された本発明の基板搬送装置１０の動作について説明する。
先ず、プラズマＣＶＤ製造ラインの基板搭載位置において、不図示のロボットアームによって水平に置かれた基板１２を倒立させ、基板保持枠１１の載置パッド２２上に置かれる。この際、不図示の駆動手段によって操作端部１９が回動操作され、コイルバネ１５のバネ力に抗して、クランプアーム１４が解放されている。
【００２５】
更に、基板１２がロボットアームによって正しい位置に押し付けられると、不図示の駆動手段から操作端部１９が解放され、コイルバネ１５のバネ力によってクランプアーム１４が基板１２を保持固定する。
クランプ軸１３は、傘歯車１８によって、２本ずつ連結されているので、基板保持枠１１の下端に配置された２個の操作端部１９を操作することで、全てのクランプアーム１４を開閉することができる。
【００２６】
本実施例では、基板搬送装置は、６枚の基板を搭載することができる。上述した動作を繰り返して、ロボットアームによって６枚の基板を搭載した基板搬送装置１０は、プラズマＣＶＤ装置へ搬送され、シリコン膜が形成される。
シリコン膜が形成された基板１２は、基板搬送装置１０によってプラズマＣＶＤ装置から排出され、製造ラインの基板取り出し位置へ運ばれる。
【００２７】
基板取り出し位置では、不図示のロボットアームによって基板１２が吸着保持された後、不図示の駆動手段によって操作端部１９が回動操作され、コイルバネ１５のバネ力に抗して、クランプアーム１４が解放される。このようにして、成膜された基板が順次取り出される。
【００２８】
以上のように本発明の基板搬送装置１０では、従来では人間により行われていた基板の搭載作業およびクランプ作業をロボットによって自動化することができる。
また、成膜時の基板の反りや平面度による反りをクランプアーム１４を適宜な位置に配設することにより抑制し、大型の基板であっても均一な膜厚を形成することができる。
【００２９】
次に、本発明の第二の実施形態に係る基板搬送装置５０について図６から図９を参照して説明する。なお、図６から図９において、図１から図５の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
図６は、基板搬送装置５０の保持機構５６の一部を示す図である。基板搬送装置５０は、上述した基板搬送装置１とほぼ同様の構成のものであるが、保持機構５６を保持機構１６と異なる構成としたものである。
【００３１】
基板搬送装置５０は、基板保持枠１１に回動可能に支持された４本のクランプ軸５３と、このクランプ軸５３に取り付けられて基板周辺を押圧保持するクランプアーム部５４と、クランプ軸５３を基板押圧方向にバネ付勢するコイルバネ５５とからなる保持機構５６を備えている。
【００３２】
クランプ軸５３は、２つのシャフト５３ａ、５３ｂがカップリング５３ｃにより軸締結されたものであり、開口部１１ａの周縁に沿って配設されて、基板保持枠１１に固定された複数のボールベアリング５７によって回動自在に支持されている。
なお、鉛直に取り付けられたクランプ軸５３は、その下端が基板保持枠１１の下まで延設されており、操作端部１９となっている。
【００３３】
シャフト５３ａの軸締結部の反対側端部には傘歯車１８が設けられ、互いに直交する２本のシャフト軸５３の傘歯車１８が噛み合っている。これら一組の傘歯車１８は、２つのギアハウジング５８にそれぞれ収容されている。
【００３４】
ギアハウジング５８は、基板保持枠１１に固定されるＬ字型部材５８ａと、Ｌ字型部材５８ａに固定される調整部５８ｂと、このＬ字型部材５８ａと調整部５８ｂとに固定されて２本のシャフト５３ａを回動自在に支持する２つのアンギュラ軸受５８ｃとを備えている。
【００３５】
Ｌ字型部材５８ａは、直角を形成する２面が２つのシャフト５３ａの軸方向に沿うように基板保持枠１１の外方側に固定されている。この２面のうち一方の端部には、一方のシャフト５３ａを回動自在に支えるアンギュラ軸受５８ｃが備えられており、他方の端部には、ボルトにより固定された調整部５８ｂが備えられている。
調整部５８ｂは、他方のシャフト５３ａを回動自在に支えるアンギュラ軸受５８ｃが固定されている。
【００３６】
このギアハウジング５８は、各部材が固定されて一体的になっているものであり、各アンギュラ軸受け５８ｃに各シャフト５３ａを取り付けると、これらシャフト５３ａに設けられた傘歯車１８が最適な噛み合い状態となるように設定されている。
【００３７】
図７は、保持機構５６におけるコイルバネ５５の取付状態を示す図である。
コイルバネ５５（５５Ｒ，５５Ｌ）は、ピッチを大きくして隙間が形成されるように巻かれたものであり、各クランプ軸５３の中央付近に２つずつ設けられている。また、各クランプ軸５３の２つのコイルバネ５５は、右巻きのコイルバネ５５Ｒと左巻きのコイルバネ５５Ｌとが一組に取り付けられたものであり、各コイルバネ５５の一端は基板保持枠１１に固定されており、他端はクランプ軸５３に固定されている。
【００３８】
このコイルバネ５５は、基板保持枠１１の外側にねじった上で固定されており、常時クランプアーム部５４が基板１２の押圧方向に付勢しており、操作端部１９を外部の駆動手段によって操作した場合に、クランプアーム部５４がバネ力に抗し解放される。
【００３９】
図８はクランプアーム部５４の組み立て構成図である。
クランプアーム部５４は、クランプアーム１４と、周面に形成された平面に２つの貫通孔６１ａが設けられた半円筒部６１と、半円筒部６１に固定されて半円筒部６１と円筒を形成する半円筒部６２と、クランプアーム１４に取り付けられるチューブ状部材６３とから概略構成されている。
【００４０】
クランプアーム１４には、先端部に基板１２と接触するチューブ状部材６３が取り付けられている。このクランプアーム１４は、クランプアーム１４の両端部のネジ部１４ａの一部が半円筒部６１の貫通孔６１ａに挿入されて、ネジ部１４ａに螺着可能なナット６０ｂが上下から螺着することによりナット６０ｂが半円筒部６１を挟むようにして固定されている。なお、下方からネジ部１４ａに螺着されるナットは、他の部材と干渉しないようになっている。
【００４１】
半円筒部６１は、略半円筒形状のものであって、周面に略矩形の平面が形成されたものである。半円筒部６１と半円筒部６２は、互いの半円筒状の空間により円柱状の空間が形成されるように不図示のボルトで固定される。このとき、この半円筒部６１と半円筒部６２が形成する円柱状の空間の円周の長さは、クランプ軸５３（シャフト５３ａ，５３ｂ）の円周の長さよりも僅かに短いものであり、半円筒部６１と半円筒部６２が密着して固定されることで、クランプ軸５３が半円筒部６１と半円筒部６２とに強固に固定されている。
このようにクランプアーム１４は、半円筒部６１及び半円筒部６２を介してクランプ軸５３に固定されている。
【００４２】
このクランプアーム部５４は、基板搬送装置５０の稼働場所において基板１２が最適にクランプされるように微調整されている。
なお、クランプポイントについては上述した基板搬送装置１０と異ならない。
【００４３】
次に、以上のように構成された本発明の基板搬送装置５０の動作について説明する。
先ず、上述した基板搬送装置１０と同様に、倒立されたガラス基板が基板保持枠１１の載置パッド２２上に置かれ、不図示の駆動手段によって操作端部１９が回動操作される。
【００４４】
この操作端部１９への回動操作により鉛直に備えられたクランプ軸５３全体が円滑に回動すると共にギアハウジング内において最適状態で噛み合っている傘歯車１８が円滑に回動し、これに伴って水平に取り付けられたクランプ軸５３が円滑に回動する。
【００４５】
より具体的には、シャフト５３ａの回動がカップリング５３ｃを介してシャフト５３ｂに伝達される。このとき、コイルバネ５５は、シャフト５３ｂに捩られることにより、その巻数が増え、ピッチ間の距離が短くなると共に全長が僅かに増加する。この増加分によりシャフト５３ｂを並進させる力が発生するが、各シャフト５３ｂに備えられた２つのコイルバネ５５は、右ねじりと左ねじりのものが一組となって備えられているので、この並進する力は互いに打ち消し合うように作用する。更に、並進させる力が完全に打ち消されずにシャフト５３ｂが移動しても、カップリング５３ｃがその変位分を吸収するため、シャフト５３ａにこの並進力が伝わることがない。
従って、傘歯車１８は、予め設定した最適な噛み合い状態が維持されつつ、操作端部１９の回動をクランプ軸５３に伝達する。
【００４６】
更に、コイルバネ５５は、その巻数が増えてもピッチ間の距離が短くなるだけで、密着することがないので、密着による摩擦力が発生しない。また、ボールベアリング５７、アンギュラ軸受５８ｃが円滑に回動しながらクランプ軸５３を支持する。
従って、傘歯車１８の回転に伴ってクランプ軸５３が円滑に回動する。
【００４７】
クランプ軸５３の回動により、このクランプ軸５３に固定されたクランプアーム部５４のクランプアーム１４が解放された状態で基板１２が正しい位置に押し付けられると、不図示の駆動手段から操作端部１９が解放され、コイルバネ５５のバネ力によってクランプアーム１４が基板１２を最適に保持固定する。
この際、クランプアーム１４に取り付けられたチューブ状部材６３は、クランプアーム１４との接触面に働く摩擦力が大きくクランプアーム１４からその位置がずれることがない。
【００４８】
上述した動作を繰り返して、基板搬送装置５０に搭載された６枚の基板１２が、プラズマＣＶＤ装置へ搬送され、シリコン膜が形成された後、製造ラインの基板取り出し位置へ運ばれる。そして、不図示のロボットアームによって基板１２が吸着保持された後、不図示の駆動手段によって操作端部１９が回動操作され、クランプアーム１４が解放される。このようにして、成膜された基板が順次取り出される。
【００４９】
以上のように本発明の基板搬送装置５０では、上述した基板搬送装置１０と同様の効果を得ることができる他、傘歯車１８が最適に噛み合うと共にクランプ軸５３が円滑に回動するので、クランプアーム１４の解放をスムーズに行うことができる。
【００５０】
すなわち、このギアハウジング５８は、各アンギュラ軸受け５８ｃに各シャフト５３ａを取り付けると、これらシャフト５３ａに設けられた傘歯車１８が最適な噛み合い状態となるように設定されている。これにより、組み付け時の誤差を防止することができる。
【００５１】
更に、コイルバネ５５の巻数が増えてシャフト５３ｂを並進させる力が発生しても、各シャフト５３ｂに備えられた２つのコイルバネ５５は、右ねじりと左ねじりのものが一組となって備えられているので、この並進する力は互いに打ち消し合うように作用する。これにより、シャフト５３ｂを並進させようとする力を低減させることができる。
【００５２】
また、並進させる力が完全に打ち消されずにシャフト５３ｂが移動したとしても、カップリング５３ｃがその変位分を吸収するため、シャフト５３ａにこの並進力が伝わることがない。これにより、シャフト５３ａが移動して、傘歯車１８の噛み合い状態が変化することを防止することができる。
【００５３】
従って、シャフト５３ｂが移動して傘歯車１８の最適な噛み合い状態が損なわれることがないので、傘歯車１８の噛み合い抵抗を最小限にして操作端部１９の回動をクランプ軸５３に効率よく伝達することができる。なお、シャフト５３ａとシャフト５３ｂに芯ズレが生じてもカップリング５３ｃにより、傘歯車１８の噛み合い状態に影響することはない。
【００５４】
更に、コイルバネ５５は、その巻数が増えてもピッチ間の距離が短くなるだけで、密着することがないので、密着による摩擦力が発生しない。また、ボールベアリング５７、アンギュラ軸受５８ｃが円滑に回動しながらクランプ軸５３を支持する。
従って、傘歯車１８の回転に伴ってクランプ軸５３が円滑に回動して、操作端部１９の回動操作を容易にすることができると共に、コイルバネ５５の付勢力をクランプアーム部５４のクランプ力に変えることができる。
【００５５】
また、クランプアーム１４に取り付けられたチューブ状部材６３は、クランプアーム１４との接触面に働く摩擦力が大きくクランプアーム１４からその位置がずれることがない。また、仮にずれたとしても、その一部が基板１２の先端部に留まる。これにより、クランプアーム１４と基板１２が直接接触することがなくなり、基板１２への傷つきを防止することができる。
【００５６】
また、上述したように、クランプアーム部５４が所謂半割り構造となっているので、基板搬送装置５０の稼働場所において基板１２が最適にクランプされるように微調整することができる。これにより、例えば、クランプ軸５３の製作精度やクランプアーム１４の製作精度や初期の取り付け精度に影響を受けずに基板１２に対するクランプ力やその接触角度を最適に設定することができる。
【００５７】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５８】
例えば、上述した各実施形態では、コイルバネ１５，５５を用いてクランプアーム１４、クランプアーム部５４を付勢させたが、これに代えて図１０に示す定荷重バネ装置７０を用いてもよい。
図９において、定荷重バネ装置７０は、定荷重ばね７１と、クランプ軸１３と平行となるように基板保持枠１１に固定されたドラム７２とから構成されている。
【００５９】
定荷重ばね７１は、長尺薄板のばね用鋼材を略一定の曲率にて成形したもので、長手方向の外端部をクランプ軸１３に向かって引き出し、定荷重ばね７１がドラム７２に反り返って巻き取られるよう、言い換えれば、ドラム７２への巻回方向と逆方向に巻き取られるようクランプ軸１３の周面に螺子止めされている。
そして、クランプ軸１３を回転させてクランプ軸１３に定荷重ばね７１を巻き付けることで、その巻き付け方向と逆方向の常に一定のトルク（巻き戻しトルク）が発生するようになっている。
【００６０】
このような構成により、定荷重ばね７１は略一定の曲率にて成形されているので、巻き取られた定荷重ばね７１の長さに係わらず、定荷重ばね７１がドラム７２に巻き戻ろうとする一定のトルクが得られる。
【００６１】
このように定荷重ばね７１を用いることで、コイルバネ１５，５５を用いた場合に比べて、クランプアーム１４等の開閉に必要なトルクを小さくすることができる。すなわち、コイルバネ１５，５５を用いる場合には、バネ付勢のために初期ねじり角を与えており、クランプアーム１４、クランプアーム部５４を解放する際には、更に初期ねじり角に解放のためのねじり角が必要となる。
つまり、コイルバネ１５，５５の場合には、ねじり角が大きくなることに比例してクランプアーム１４等の開閉に必要なトルクが大きくなる傾向があるが、定荷重バネ７１を用いれば、常に一定のトルクでクランプアーム１４の開閉が可能である。また、クランプ軸５３に必要以上の負荷をかけることなく開閉することが可能となる。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、クランプ軸を２本ずつ傘歯車で連結する例について説明したが、４本のクランプ軸を全て歯車で連結し、操作端部１９を一箇所にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る基板搬送装置１０を示す斜視図である。
【図２】基板搬送装置１０の基板保持枠１１を示す斜視図である。
【図３】基板保持枠１１の保持機構１６を示す説明図である。
【図４】基板保持枠１１の要部拡大図である。
【図５】基板クランプポイントを示す説明図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る基板搬送装置５０の保持機構５６の一部を示す図である。
【図７】保持機構５６におけるコイルバネ５５の取付状態を示す図である。
【図８】クランプアーム部５４の組み立て構成図である。
【図９】本発明の実施形態に係る定荷重バネ７０の取付状態を示す図である。
【図１０】従来の基板クランプポイントを示す説明図ある。
【符号の説明】
【００６４】
１０，５０…基板搬送装置 １１…基板保持枠 １１ａ…開口部 １２…基板 １３，５３…クランプ軸 １４…クランプアーム １５…コイルバネ １６，５６…保持機構 １７…支持腕 １８…傘歯車 １９…操作端部 ２０…ナット ２１…環状部材 ２２…載置パッド、７１…定荷重バネ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄膜太陽電池等の製造工程において、ガラス基板にシリコンの成膜処理が行われており、複数のガラス基板を所定の間隔で垂直に保持する基板搬送装置が使用されている。また、太陽電池のコストダウンを図るために、ガラス基板の大型化が進んでいる。例えば、ガラス基板の大きさは、１０００ｍｍ以上×１０００ｍｍ以上、板厚４〜５ｍｍ、重量１０〜３０ｋｇであり、これを自動化して基板搬送装置へ、セットし固定することが要請されている。更に、基板が大型化すると基板面に形成する薄膜の膜厚を均一にするために、基板を電極に対して高精度で正対保持する必要がある。
【０００３】
従来、内層基板の黒化処理等に用いられる基板処理用キャリアーとして、特許文献１に開示されたような構成のものが知られている。これは、四角形状の外枠の左右に平行なガイドバーを鉛直に固定し、このガイドバーに両端の固定された支持板に基板の上端をクランプするクリップを取り付けるとともに、ガイドバーに両端が移動可能に取り付けられた支持板に基板の下端をクランプするクリップを取り付け、両端クリップで基板の上端および下端をクランプするものである。
また別の例として、ガラス基板を縦に保持する基板搬送装置において、人間が２人で１枚ずつ基板を基板保持枠へ搭載し、図１０に示すように基板１の各辺を２カ所のクランプポイント２でクランプしていた。そして、クランプの目的は、主に基板１の転倒防止であった。
【特許文献１】特許第３２４３０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された基板搬送装置では、人間が基板の各辺の２カ所をバネ操作でクランプあるいは解除していたため、作業に手数がかかり量産装置に対応していなかった。
また、クランプポイントが基板各辺の２カ所の例では、転倒防止を主目的としていたために、保持した基板が成膜時に成膜面側に凸となる変形を阻止することができず、基板全体に均一の薄膜を形成することが出来ないという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記に鑑み提案されたもので、基板のクランプおよび解除を自動化するとともに、大型化に伴う基板の持つたわみ量を減少させて固定保持させることと、これに伴い成膜時に成膜面側に凸となる変形を阻止することのできる基板搬送装置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】
【０００６】
本発明に係る基板搬送装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明は、基板保持枠に基板を保持して搬送を行うための基板搬送装置であって、前記基板保持枠に回動可能に支持されたクランプ軸と、前記クランプ軸に取り付けられ基板周辺を押圧保持するクランプアームと、前記クランプ軸を基板押圧方向に付勢するバネとから成る保持機構を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明において、前記クランプ軸は、前記基板保持枠の４辺に沿ってそれぞれ配設されており、複数が連動可能に連結され、前記バネの付勢力に抗して前記クランプアームを解除可能であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記バネは、コイルバネであることを特徴とする。
また、本発明において、前記バネは、定荷重バネであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明において、前記クランプアームは、前記基板の各辺の２種類のクランプポイントを押圧するように配設したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明において、前記基板保持枠の下端に配設されて前記基板を載置するための載置パッドを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、基板のクランプおよび解除を自動化できるとともに、成膜時に成膜面側に凸となる変形を阻止して、均一な成膜を達成することができる。
【００１２】
また、クランプ軸を操作することでクランプアームを開閉して基板の保持および取り出しを自動化することができる。
【００１３】
また、コイルバネを設けることで、バネの取り付けスペースを小さく構成して、基板搬送装置をコンパクトにすることができる。
また、定荷重バネを設けることで、クランプアームの開閉に必要なトルクを小さくすると共に、常に一定のトルクで開閉することができる。また、クランプ軸に必要以上の負荷をかけることなく開閉することができる。
【００１４】
また、前記クランプアームは、前記基板の各辺を少なくとも１箇所押圧するので、基板の成膜時の反り、および基板の平面度による反りを抑制することができる。
また、載置パッドを設けたので、基板を精確に位置決めできるとともに、ロボットアームを使用した基板の着脱作業の自動化に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第一の実施形態に係る基板搬送装置１０について図面を参照して説明する。
図１は、基板搬送装置１０を示す斜視図であり、図２は、本発明の基板搬送装置１０の基板保持枠１１を示す斜視図である。
【００１６】
基板搬送装置１０は、基板保持枠１１に基板１２を保持して搬送を行うものであって、基板保持枠１１に回動可能に支持されたクランプ軸１３と、このクランプ軸１３に取り付けられ基板周辺を押圧保持するクランプアーム１４と、クランプ軸１３を基板押圧方向にバネ付勢するコイルバネ１５とから成る保持機構１６を備えている。
【００１７】
基板搬送装置１０は、複数の基板保持枠１１を走行方向に対して直角方向に所定間隔を有して立設してある。本実施例では、６枚の基板保持枠１１が配設されている。また、基板搬送装置１０は、下端に車輪１０ａを備えており、製造ラインに沿って移動することができる。
基板搬送装置１０は、搭載位置で搭載された複数の基板を基板保持枠１１で保持して、プラズマＣＶＤ装置内に移送し、シリコン薄膜を基板面に形成した後、基板取り出し位置まで搬送するものである。
【００１８】
基板保持枠１１は、基板１２より少し小さい開口部１１ａを有しており、開口部１１ａの周縁に沿ってクランプ軸１３が配設されている。
クランプ軸１３は、基板保持枠１１に固定された支持腕１７によって回動自在に支持されている。また、互いに直交するクランプ軸１３は、図３に示すように、２本ずつ端部に取り付けられた傘歯車１８によって噛み合っている。更に、鉛直に取り付けられたクランプ軸１３は、その下端が基板保持枠１１の下まで延設されており、操作端部１９となっている。
この操作端部１９は、基板搬送装置１０が基板１２の搭載位置或いは取り出し位置に在る場合に、外部の駆動手段によって回動操作される。また、基板保持枠１１の開口部１１ａの下端には、基板１２を載置するための載置パッド２２が配設されている。
【００１９】
また、クランプ軸１３には、基板１２を押圧する方向にクランプアーム１４をバネ付勢するコイルバネ１５が取り付けられている。コイルバネ１５の一端は、クランプ軸１３に固定されており、他端は支持腕１７に固定されている。
従って、コイルバネ１５は、常時クランプアーム１４が基板を押圧方向に付勢しており、操作端部１９を外部の駆動手段によって操作した場合に、クランプアーム１４がバネ力に抗して解放される。
本実施の形態では、コイルバネ１５は一つのクランプ軸１３に２個取り付けられている。また、操作端部１９は、約１８０度回転する。
【００２０】
クランプ軸１３は、基板１２の周縁近傍を押圧保持するクランプアーム１４が固定されている。
クランプアーム１４は、図４に示すように、Ｕ字状の部材がナット２０で固定されており、先端部に基板１２を押圧するための環状部材２１が取り付けられている。
また、クランプアーム１４は、基板１２の各辺が２種類のクランプポイントＡ，Ｂで押さえつけられるように配置する。すなわち、基板１２の四隅に位置するクランプポイントＡと、各クランプポイントＡの間に位置するクランプポイントＢとで押さえつけられるように配置する。なお、クランプポイントＢの数は、長辺と短辺とで異なる数にしてもよい。
【００２１】
本実施形態では、図５に示すように、基板１２の長辺が５箇所のクランプポイントで押さえられると共に、短辺が５箇所のクランプポイントで押さえられるようにクランプアーム１２を配置している。
具体的には、基板１２の上辺と下辺を押さえるクランプ軸１３には、５個のクランプアーム１４が取り付けられ、両端側のクランプ軸１３には、３個のクランプアーム１４が取り付けられる。すなわち、基板１２の上辺と下辺を押さえるクランプ軸１３の両端に取り付けられたクランプアーム１４が、基板１２の四隅のクランプポイントＡを押さえ、長辺と短辺とを重複して押さえつけている。
このようにクランプアーム１４を配置することにより、基板１２の各辺が５箇所のクランプポイントで押さえられている。
【００２２】
各クランプポイントの意味は、図５に示すように、クランプポイントＡは、基板１２の持つたわみ量を減少させて固定保持させることと、これに伴い成膜時の基板１２の反り防止を強制するものである。
基板１２は、成膜時に成膜面側に凸変形するため、変形によりマスクとの間に隙間ができないように基板１２の四隅をクランプポイントＡで押さえる。
また、クランプポイントＢは、基板の平面度による反りの防止を強制するものである。
基板１２の平面度のたわみ量を許容する押圧力で各辺を押さえる。そのため、クランプポイントＢは、各辺の中心およびクランプポイントＡと辺の中心点との中央も押さえる。
すなわち、クランプポイントＢは、各辺３箇所となる。なお、クランプポイントＢは、各辺において１箇所以上あればよく、その数や配置を適宜変更することが可能である。
【００２３】
以上のようにクランプポイントＡ、Ｂを配置することにより、基板１２の転倒防止のみならず、成膜時の反りおよび、基板の平面度による反りを防止することができる。
【００２４】
次に、以上のように構成された本発明の基板搬送装置１０の動作について説明する。
先ず、プラズマＣＶＤ製造ラインの基板搭載位置において、不図示のロボットアームによって水平に置かれた基板１２を倒立させ、基板保持枠１１の載置パッド２２上に置かれる。この際、不図示の駆動手段によって操作端部１９が回動操作され、コイルバネ１５のバネ力に抗して、クランプアーム１４が解放されている。
【００２５】
更に、基板１２がロボットアームによって正しい位置に押し付けられると、不図示の駆動手段から操作端部１９が解放され、コイルバネ１５のバネ力によってクランプアーム１４が基板１２を保持固定する。
クランプ軸１３は、傘歯車１８によって、２本ずつ連結されているので、基板保持枠１１の下端に配置された２個の操作端部１９を操作することで、全てのクランプアーム１４を開閉することができる。
【００２６】
本実施例では、基板搬送装置は、６枚の基板を搭載することができる。上述した動作を繰り返して、ロボットアームによって６枚の基板を搭載した基板搬送装置１０は、プラズマＣＶＤ装置へ搬送され、シリコン膜が形成される。
シリコン膜が形成された基板１２は、基板搬送装置１０によってプラズマＣＶＤ装置から排出され、製造ラインの基板取り出し位置へ運ばれる。
【００２７】
基板取り出し位置では、不図示のロボットアームによって基板１２が吸着保持された後、不図示の駆動手段によって操作端部１９が回動操作され、コイルバネ１５のバネ力に抗して、クランプアーム１４が解放される。このようにして、成膜された基板が順次取り出される。
【００２８】
以上のように本発明の基板搬送装置１０では、従来では人間により行われていた基板の搭載作業およびクランプ作業をロボットによって自動化することができる。
また、成膜時の基板の反りや平面度による反りをクランプアーム１４を適宜な位置に配設することにより抑制し、大型の基板であっても均一な膜厚を形成することができる。
【００２９】
次に、本発明の第二の実施形態に係る基板搬送装置５０について図６から図９を参照して説明する。なお、図６から図９において、図１から図５の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
図６は、基板搬送装置５０の保持機構５６の一部を示す図である。基板搬送装置５０は、上述した基板搬送装置１とほぼ同様の構成のものであるが、保持機構５６を保持機構１６と異なる構成としたものである。
【００３１】
基板搬送装置５０は、基板保持枠１１に回動可能に支持された４本のクランプ軸５３と、このクランプ軸５３に取り付けられて基板周辺を押圧保持するクランプアーム部５４と、クランプ軸５３を基板押圧方向にバネ付勢するコイルバネ５５とからなる保持機構５６を備えている。
【００３２】
クランプ軸５３は、２つのシャフト５３ａ、５３ｂがカップリング５３ｃにより軸締結されたものであり、開口部１１ａの周縁に沿って配設されて、基板保持枠１１に固定された複数のボールベアリング５７によって回動自在に支持されている。
なお、鉛直に取り付けられたクランプ軸５３は、その下端が基板保持枠１１の下まで延設されており、操作端部１９となっている。
【００３３】
シャフト５３ａの軸締結部の反対側端部には傘歯車１８が設けられ、互いに直交する２本のシャフト軸５３の傘歯車１８が噛み合っている。これら一組の傘歯車１８は、２つのギアハウジング５８にそれぞれ収容されている。
【００３４】
ギアハウジング５８は、基板保持枠１１に固定されるＬ字型部材５８ａと、Ｌ字型部材５８ａに固定される調整部５８ｂと、このＬ字型部材５８ａと調整部５８ｂとに固定されて２本のシャフト５３ａを回動自在に支持する２つのアンギュラ軸受５８ｃとを備えている。
【００３５】
Ｌ字型部材５８ａは、直角を形成する２面が２つのシャフト５３ａの軸方向に沿うように基板保持枠１１の外方側に固定されている。この２面のうち一方の端部には、一方のシャフト５３ａを回動自在に支えるアンギュラ軸受５８ｃが備えられており、他方の端部には、ボルトにより固定された調整部５８ｂが備えられている。
調整部５８ｂは、他方のシャフト５３ａを回動自在に支えるアンギュラ軸受５８ｃが固定されている。
【００３６】
このギアハウジング５８は、各部材が固定されて一体的になっているものであり、各アンギュラ軸受け５８ｃに各シャフト５３ａを取り付けると、これらシャフト５３ａに設けられた傘歯車１８が最適な噛み合い状態となるように設定されている。
【００３７】
図７は、保持機構５６におけるコイルバネ５５の取付状態を示す図である。
コイルバネ５５（５５Ｒ，５５Ｌ）は、ピッチを大きくして隙間が形成されるように巻かれたものであり、各クランプ軸５３の中央付近に２つずつ設けられている。また、各クランプ軸５３の２つのコイルバネ５５は、右巻きのコイルバネ５５Ｒと左巻きのコイルバネ５５Ｌとが一組に取り付けられたものであり、各コイルバネ５５の一端は基板保持枠１１に固定されており、他端はクランプ軸５３に固定されている。
【００３８】
このコイルバネ５５は、基板保持枠１１の外側にねじった上で固定されており、常時クランプアーム部５４が基板１２の押圧方向に付勢しており、操作端部１９を外部の駆動手段によって操作した場合に、クランプアーム部５４がバネ力に抗し解放される。
【００３９】
図８はクランプアーム部５４の組み立て構成図である。
クランプアーム部５４は、クランプアーム１４と、周面に形成された平面に２つの貫通孔６１ａが設けられた半円筒部６１と、半円筒部６１に固定されて半円筒部６１と円筒を形成する半円筒部６２と、クランプアーム１４に取り付けられるチューブ状部材６３とから概略構成されている。
【００４０】
クランプアーム１４には、先端部に基板１２と接触するチューブ状部材６３が取り付けられている。このクランプアーム１４は、クランプアーム１４の両端部のネジ部１４ａの一部が半円筒部６１の貫通孔６１ａに挿入されて、ネジ部１４ａに螺着可能なナット６０ｂが上下から螺着することによりナット６０ｂが半円筒部６１を挟むようにして固定されている。なお、下方からネジ部１４ａに螺着されるナットは、他の部材と干渉しないようになっている。
【００４１】
半円筒部６１は、略半円筒形状のものであって、周面に略矩形の平面が形成されたものである。半円筒部６１と半円筒部６２は、互いの半円筒状の空間により円柱状の空間が形成されるように不図示のボルトで固定される。このとき、この半円筒部６１と半円筒部６２が形成する円柱状の空間の円周の長さは、クランプ軸５３（シャフト５３ａ，５３ｂ）の円周の長さよりも僅かに短いものであり、半円筒部６１と半円筒部６２が密着して固定されることで、クランプ軸５３が半円筒部６１と半円筒部６２とに強固に固定されている。
このようにクランプアーム１４は、半円筒部６１及び半円筒部６２を介してクランプ軸５３に固定されている。
【００４２】
このクランプアーム部５４は、基板搬送装置５０の稼働場所において基板１２が最適にクランプされるように微調整されている。
なお、クランプポイントについては上述した基板搬送装置１０と異ならない。
【００４３】
次に、以上のように構成された本発明の基板搬送装置５０の動作について説明する。
先ず、上述した基板搬送装置１０と同様に、倒立されたガラス基板が基板保持枠１１の載置パッド２２上に置かれ、不図示の駆動手段によって操作端部１９が回動操作される。
【００４４】
この操作端部１９への回動操作により鉛直に備えられたクランプ軸５３全体が円滑に回動すると共にギアハウジング内において最適状態で噛み合っている傘歯車１８が円滑に回動し、これに伴って水平に取り付けられたクランプ軸５３が円滑に回動する。
【００４５】
より具体的には、シャフト５３ａの回動がカップリング５３ｃを介してシャフト５３ｂに伝達される。このとき、コイルバネ５５は、シャフト５３ｂに捩られることにより、その巻数が増え、ピッチ間の距離が短くなると共に全長が僅かに増加する。この増加分によりシャフト５３ｂを並進させる力が発生するが、各シャフト５３ｂに備えられた２つのコイルバネ５５は、右ねじりと左ねじりのものが一組となって備えられているので、この並進する力は互いに打ち消し合うように作用する。更に、並進させる力が完全に打ち消されずにシャフト５３ｂが移動しても、カップリング５３ｃがその変位分を吸収するため、シャフト５３ａにこの並進力が伝わることがない。
従って、傘歯車１８は、予め設定した最適な噛み合い状態が維持されつつ、操作端部１９の回動をクランプ軸５３に伝達する。
【００４６】
更に、コイルバネ５５は、その巻数が増えてもピッチ間の距離が短くなるだけで、密着することがないので、密着による摩擦力が発生しない。また、ボールベアリング５７、アンギュラ軸受５８ｃが円滑に回動しながらクランプ軸５３を支持する。
従って、傘歯車１８の回転に伴ってクランプ軸５３が円滑に回動する。
【００４７】
クランプ軸５３の回動により、このクランプ軸５３に固定されたクランプアーム部５４のクランプアーム１４が解放された状態で基板１２が正しい位置に押し付けられると、不図示の駆動手段から操作端部１９が解放され、コイルバネ５５のバネ力によってクランプアーム１４が基板１２を最適に保持固定する。
この際、クランプアーム１４に取り付けられたチューブ状部材６３は、クランプアーム１４との接触面に働く摩擦力が大きくクランプアーム１４からその位置がずれることがない。
【００４８】
上述した動作を繰り返して、基板搬送装置５０に搭載された６枚の基板１２が、プラズマＣＶＤ装置へ搬送され、シリコン膜が形成された後、製造ラインの基板取り出し位置へ運ばれる。そして、不図示のロボットアームによって基板１２が吸着保持された後、不図示の駆動手段によって操作端部１９が回動操作され、クランプアーム１４が解放される。このようにして、成膜された基板が順次取り出される。
【００４９】
以上のように本発明の基板搬送装置５０では、上述した基板搬送装置１０と同様の効果を得ることができる他、傘歯車１８が最適に噛み合うと共にクランプ軸５３が円滑に回動するので、クランプアーム１４の解放をスムーズに行うことができる。
【００５０】
すなわち、このギアハウジング５８は、各アンギュラ軸受け５８ｃに各シャフト５３ａを取り付けると、これらシャフト５３ａに設けられた傘歯車１８が最適な噛み合い状態となるように設定されている。これにより、組み付け時の誤差を防止することができる。
【００５１】
更に、コイルバネ５５の巻数が増えてシャフト５３ｂを並進させる力が発生しても、各シャフト５３ｂに備えられた２つのコイルバネ５５は、右ねじりと左ねじりのものが一組となって備えられているので、この並進する力は互いに打ち消し合うように作用する。これにより、シャフト５３ｂを並進させようとする力を低減させることができる。
【００５２】
また、並進させる力が完全に打ち消されずにシャフト５３ｂが移動したとしても、カップリング５３ｃがその変位分を吸収するため、シャフト５３ａにこの並進力が伝わることがない。これにより、シャフト５３ａが移動して、傘歯車１８の噛み合い状態が変化することを防止することができる。
【００５３】
従って、シャフト５３ｂが移動して傘歯車１８の最適な噛み合い状態が損なわれることがないので、傘歯車１８の噛み合い抵抗を最小限にして操作端部１９の回動をクランプ軸５３に効率よく伝達することができる。なお、シャフト５３ａとシャフト５３ｂに芯ズレが生じてもカップリング５３ｃにより、傘歯車１８の噛み合い状態に影響することはない。
【００５４】
更に、コイルバネ５５は、その巻数が増えてもピッチ間の距離が短くなるだけで、密着することがないので、密着による摩擦力が発生しない。また、ボールベアリング５７、アンギュラ軸受５８ｃが円滑に回動しながらクランプ軸５３を支持する。
従って、傘歯車１８の回転に伴ってクランプ軸５３が円滑に回動して、操作端部１９の回動操作を容易にすることができると共に、コイルバネ５５の付勢力をクランプアーム部５４のクランプ力に変えることができる。
【００５５】
また、クランプアーム１４に取り付けられたチューブ状部材６３は、クランプアーム１４との接触面に働く摩擦力が大きくクランプアーム１４からその位置がずれることがない。また、仮にずれたとしても、その一部が基板１２の先端部に留まる。これにより、クランプアーム１４と基板１２が直接接触することがなくなり、基板１２への傷つきを防止することができる。
【００５６】
また、上述したように、クランプアーム部５４が所謂半割り構造となっているので、基板搬送装置５０の稼働場所において基板１２が最適にクランプされるように微調整することができる。これにより、例えば、クランプ軸５３の製作精度やクランプアーム１４の製作精度や初期の取り付け精度に影響を受けずに基板１２に対するクランプ力やその接触角度を最適に設定することができる。
【００５７】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５８】
例えば、上述した各実施形態では、コイルバネ１５，５５を用いてクランプアーム１４、クランプアーム部５４を付勢させたが、これに代えて図１０に示す定荷重バネ装置７０を用いてもよい。
図９において、定荷重バネ装置７０は、定荷重ばね７１と、クランプ軸１３と平行となるように基板保持枠１１に固定されたドラム７２とから構成されている。
【００５９】
定荷重ばね７１は、長尺薄板のばね用鋼材を略一定の曲率にて成形したもので、長手方向の外端部をクランプ軸１３に向かって引き出し、定荷重ばね７１がドラム７２に反り返って巻き取られるよう、言い換えれば、ドラム７２への巻回方向と逆方向に巻き取られるようクランプ軸１３の周面に螺子止めされている。
そして、クランプ軸１３を回転させてクランプ軸１３に定荷重ばね７１を巻き付けることで、その巻き付け方向と逆方向の常に一定のトルク（巻き戻しトルク）が発生するようになっている。
【００６０】
このような構成により、定荷重ばね７１は略一定の曲率にて成形されているので、巻き取られた定荷重ばね７１の長さに係わらず、定荷重ばね７１がドラム７２に巻き戻ろうとする一定のトルクが得られる。
【００６１】
このように定荷重ばね７１を用いることで、コイルバネ１５，５５を用いた場合に比べて、クランプアーム１４等の開閉に必要なトルクを小さくすることができる。すなわち、コイルバネ１５，５５を用いる場合には、バネ付勢のために初期ねじり角を与えており、クランプアーム１４、クランプアーム部５４を解放する際には、更に初期ねじり角に解放のためのねじり角が必要となる。
つまり、コイルバネ１５，５５の場合には、ねじり角が大きくなることに比例してクランプアーム１４等の開閉に必要なトルクが大きくなる傾向があるが、定荷重バネ７１を用いれば、常に一定のトルクでクランプアーム１４の開閉が可能である。また、クランプ軸５３に必要以上の負荷をかけることなく開閉することが可能となる。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、クランプ軸を２本ずつ傘歯車で連結する例について説明したが、４本のクランプ軸を全て歯車で連結し、操作端部１９を一箇所にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る基板搬送装置１０を示す斜視図である。
【図２】基板搬送装置１０の基板保持枠１１を示す斜視図である。
【図３】基板保持枠１１の保持機構１６を示す説明図である。
【図４】基板保持枠１１の要部拡大図である。
【図５】基板クランプポイントを示す説明図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る基板搬送装置５０の保持機構５６の一部を示す図である。
【図７】保持機構５６におけるコイルバネ５５の取付状態を示す図である。
【図８】クランプアーム部５４の組み立て構成図である。
【図９】本発明の実施形態に係る定荷重バネ７０の取付状態を示す図である。
【図１０】従来の基板クランプポイントを示す説明図ある。
【符号の説明】
【００６４】
１０，５０…基板搬送装置 １１…基板保持枠 １１ａ…開口部 １２…基板 １３，５３…クランプ軸 １４…クランプアーム １５…コイルバネ １６，５６…保持機構 １７…支持腕 １８…傘歯車 １９…操作端部 ２０…ナット ２１…環状部材 ２２…載置パッド、７１…定荷重バネ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持枠に基板を保持して搬送を行うための基板搬送装置であって、
前記基板保持枠に回動可能に支持されたクランプ軸と、
前記クランプ軸に取り付けられ基板周辺を押圧保持するクランプアームと、
前記クランプ軸を基板押圧方向に付勢するバネとから成る保持機構を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項２】
前記クランプ軸は、
前記基板保持枠の４辺に沿ってそれぞれ配設されており、
複数が連動可能に連結され、
前記バネの付勢力に抗して前記クランプアームを解除可能であることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記バネは、コイルバネであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記バネは、定荷重バネであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
【請求項５】
前記クランプアームは、
前記基板の各辺の２種類のクランプポイントを押圧するように配設したことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項６】
前記基板保持枠の下端に配設されて前記基板を載置するための載置パッドを設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項１】
基板保持枠に基板を保持して搬送を行うための基板搬送装置であって、
前記基板保持枠に回動可能に支持されたクランプ軸と、
前記クランプ軸に取り付けられ基板周辺を押圧保持するクランプアームと、
前記クランプ軸を基板押圧方向に付勢するバネとから成る保持機構を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項２】
前記クランプ軸は、
前記基板保持枠の４辺に沿ってそれぞれ配設されており、
複数が連動可能に連結され、
前記バネの付勢力に抗して前記クランプアームを解除可能であることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記バネは、コイルバネであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記バネは、定荷重バネであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
【請求項５】
前記クランプアームは、
前記基板の各辺の２種類のクランプポイントを押圧するように配設したことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【請求項６】
前記基板保持枠の下端に配設されて前記基板を載置するための載置パッドを設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の基板搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３０６１６３（Ｐ２００８−３０６１６３Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０８１７（Ｐ２００８−３０８１７）
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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