专利名称：驱动连接机构及具有该驱动连接机构的真空机械手的制作方法
技术领域：
本发明涉及将在固定的位置上被旋转驱动的主动旋转轴的旋转驱动力向可移动的被动旋转轴进行传递的驱动连接机构及具有该驱动连接机构的真空机械手。
背景技术：
在半导体制造装置等中，由在减压或真空下进行处理的多个工序，在这些工序中，有在真空容器内对基板进行搬送的工序。作为在真空容器内搬送基板的装置，已知有例如专利文献1所揭示的真空机械手。
该真空机械手，是在真空容器内收容有搬送部并将驱动部收容在大气侧的机台内的构件。在该真空机械手中，通过将驱动部的电机进行驱动，利用在真空容器内的2个皮带轮和挂架在这些皮带轮上的皮带将电机的旋转驱动力向臂或手进行传递。
日本专利特开2002-66976号公报但是，作为在真空中使用的皮带，已知有钢带及带倾角(日文デイツプ)的钢带，但是，钢带由于被挂架在皮带轮的外周上并利用其摩擦力进行驱动，故有产生打滑的可能性。又，钢带，即使考虑安全性而使用具有足够应力的皮带，当例如安装进度很差时，往往产生有应力异常集中的部位而能使皮带损坏或切断。又，带倾角的钢带，当不能正确地形成销节距和孔节距时，由于由销对其误差进行修正而使皮带受伤，故往往也可成为皮带损坏或切断的原因。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作成的，其目的在于，提供能不会发生打滑或切断地进行动力的传递的驱动连接机构及具有该驱动连接机构的真空机械手。
为了达到所述目的，本发明的驱动连接机构，将在固定的位置上被旋转驱动的主动旋转轴的旋转驱动力，向与该主动旋转轴的轴大致平行地延伸并沿与主动旋转轴大致正交的面进行移动的被动旋转轴进行传递，其特征在于，具有相对所述主动旋转轴向大致正交的方向延伸、一端部以所述主动旋转轴的轴为中心可旋转地被安装的第1臂；相对所述主动旋转轴向大致正交的方向延伸、一端部以所述被动旋转轴的轴为中心可旋转地被安装的第2臂；在所述第1臂的另一端部和所述第2臂的另一端部上可旋转地被安装着的中间轴；相对所述主动旋转轴向大致正交的方向延伸、一端部在所述主动旋转轴的偏心位置向与该主动旋转轴大致正交的方向可旋转地被轴安装、且另一端部在所述中间轴的偏心位置向与该中间轴大致正交的方向可旋转地被轴安装的2个以上的第1连杆；相对所述主动旋转轴向大致正交的方向延伸、一端部在所述中间轴的偏心位置向与该中间轴大致正交的方向可旋转地被轴安装、且另一端部在所述被动旋转轴的偏心位置向与该被动旋转轴大致正交的方向可旋转地被轴安装的2个以上的第2连杆，在所述主动旋转轴旋转时，通过所述第1连杆和所述第2连杆使所述被动旋转轴进行旋转驱动。
采用本发明，当使主动旋转轴进行旋转时，通过可旋转地被安装在主动旋转轴的偏心位置上的第1连杆使中间轴进行旋转。通过可旋转地被安装在中间轴的偏心位置上的第2连杆使被动旋转轴进行旋转并将主动旋转轴的旋转驱动力向被动旋转轴进行传递。又，当被动旋转轴进行移动时，第1臂和第2臂随其进行旋转并使中间轴进行移动，但由于中间轴始终可旋转地被支承在第1臂和第2臂上，故即使被动旋转轴移动也能将主动旋转轴的旋转驱动力向被动旋转轴传递。因此，本发明的驱动连接机构，由于不使用皮带，故能不会发生切断或打滑等地进行旋转驱动力的传递，可靠性高。又，因没有间隙等，故驱动传递精度也高。
在本发明的驱动连接机构中，最好是，所述第1连杆由2个第1连杆构成，在这些第1连杆的各两端部之间，分别配置着以所述主动旋转轴的轴或所述中间轴的轴为中心进行旋转的曲柄，在这些曲柄的偏心位置上，分别可旋转地轴安装着2个第1连杆的两端部，所述第2连杆由2个第2连杆构成，在这些第2连杆的各两端部之间，分别配置着以所述中间轴的轴或所述被动旋转轴的轴为中心进行旋转的曲柄，在这些曲柄的偏心位置上，分别可旋转地轴安装着2个第2连杆的两端部。
在本发明的驱动连接机构中，所述2个第1连杆被大致平行地配置着，且以大致30～150°(大致330～210°)的相位差被安装在所述曲柄上，所述2个第2连杆被大致平行地配置着，且以大致30～150°(大致330～210°)的相位差被安装在曲柄上，所述2个第1连杆被大致平行地配置着，且以大致90°的相位差被安装在曲柄上，所述2个第2连杆被大致平行地配置着，隔有大致90°的相位差且与所述第1连杆以大致180°的相位差被安装在曲柄上。
采用本发明，由于2个连杆以大致30～150°(大致330～210°)、尤其以大致90°(大致270°)的相位差被安装在曲柄上，故能以小的驱动力将主动旋转轴的旋转力向中间轴传递和将中间轴的旋转力向被动旋转轴传递，效率高。
在本发明的驱动连接机构中，最好是，在所述曲柄上，设有使该曲柄的重心位于旋转的轴上的平衡配重。采用本发明，由于利用平衡配重使曲柄的重心位于旋转的轴上，故能抑制旋转时的振动的发生。
在本发明的驱动连接机构中，最好是，所述主动旋转轴，在所述被动旋转轴在直线上进行移动时，被配设在使所述第1臂与所述第2臂交叉的位置上，所述中间轴，分别通过面对面双联向心推力轴承可旋转地支承在所述第1臂的另一端部和所述第2臂的另一端部上，以及所述第1臂的两端部的进行旋转的轴间的长度与所述第2臂的两端部的进行旋转的轴间的长度不同。
采用本发明，在被动旋转轴在直线上进行移动时，当使第1臂与第2臂交叉时，能使第1臂和第2臂的移动顺利地进行。又，由于用面对面双联向心推力轴承对第1臂和第2臂进行支承，故能吸收第1臂与第2臂重叠时的精度误差，能使第1臂和第2臂的移动更顺利地进行。又，由于第1臂的两端部的进行旋转的轴间的长度与第2臂的两端部的进行旋转的轴间的长度不同，故在第1臂与第2臂重叠时能使第1臂和第2臂的移动更顺利地进行。
又，本发明的真空机械手，其特征在于，具有前述的驱动连接机构。本发明的真空机械手，由于具有前述的本发明的驱动连接机构，故可靠性高，并且，驱动传递精度也高。
如上所述，采用本发明的驱动连接机构，当主动旋转轴进行旋转时，由于通过第1连杆和第2连杆使被动旋转轴旋转并将主动旋转轴的旋转驱动力向被动旋转轴进行传递，并且，即使被动旋转轴进行移动、也可利用第1臂和第2臂使主动旋转轴的旋转驱动力向被动旋转轴传递，因此，不会发生切断或打滑等地进行旋转驱动力的传递，可靠性高。又，因没有间隙等，故驱动传递精度也高。又，本发明的机械手，由于具有前述的本发明的驱动连接机构，故可靠性高，并且，驱动传递精度也高。
图1是表示本发明的真空机械手的一例的侧视图。
图2是表示本发明的真空机械手的一例的俯视图。
图3是表示本发明的真空机械手的搬送部本体的一例的局部概略剖视图。
图4是表示本发明的真空机械手的一例的立体图。
图5是表示本发明的驱动连接机构的一例的立体图。
图6是表示本发明的驱动连接机构的一例的俯视图。
图7是表示本发明的驱动连接机构的一例的结构图。
图8是图7中的用A所示的部分的放大剖视图。
图9是图7中的用B所示的部分的放大剖视图。
图10是图7中的用C所示的部分的放大剖视图。
图11是表示本发明的第1臂的一例的图，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图12是表示本发明的第2臂的一例的图，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图13是表示本发明的连杆的一例的图，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图14是表示本发明的曲柄的一例的图，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图15是表示本发明的第1旋转构件的一例的图，(a)是剖视图，(b)是图(a)中D-D线向视图，(c)是图(a)中的E-E线向视图。
图16是表示本发明的第2旋转构件的一例的图，(a)是剖视图，(b)是图(a)中F-F线向视图，(c)是图(a)中的G-G线向视图。
图17是表示本发明的第3旋转构件的一例的图，(a)是剖视图，(b)是俯视图。
图18是表示主动旋转轴进行直线移动时的第1臂和第2臂的轨迹的图。
图19是表示主动旋转轴进行直线移动时的第1臂和第2臂的轨迹的图。
图20是表示主动旋转轴进行直线移动时的第1臂和第2臂的轨迹的图。
具体实施例方式
以下，根据附图对本发明的驱动连接机构及具有该驱动连接机构的真空机械手进行详细说明。
(真空机械手)图1、图2和图4是表示本发明的真空机械手的一例的图。图3是表示本发明的真空机械手的搬送部本体的一例的图。本发明的真空机械手，如图1～图4所示，由配置在真空容器2(参照图8)内的搬送部3和配置在真空容器2外的驱动部4构成。搬送部3，由搬送部本体11；堆叠有基板等的叉(日文フオ一ク)部12；可对搬送部本体11直线往复移动地进行支承的导向部13构成。
搬送部本体11立设在真空容器2内。搬送部本体11，向重力方向延伸，并形成水平剖面大致为矩形。在搬送部本体11内，如图3所示，设有向其高度方向(重力方向)延伸的滚珠丝杠15。
滚珠丝杠15的上部可旋转地与上部轴承16进行轴连接，并且，下部可旋转地与下部轴承17进行轴连接，滚珠丝杠15可旋转地被支承。上部轴承16和下部轴承17，只要是一般已知的滚珠丝杠的轴承，不特别限定，可列举例如滚珠轴承等。
在滚珠丝杠15的上部轴承16与下部轴承17之间，轴安装有移动部18，该移动部18当滚珠丝杠15旋转驱动时就沿滚珠丝杠15上下地进行移动。在移动部18上安装着叉部12。
叉部12，如图1、图2和图4所示，由安装在移动部18上的安装体20和安装在该安装体20上的叉21构成。安装体20，形成为向水平方向延伸的细长的矩形箱状。在该安装体20的上下，在向水平方向延伸的同时以规定的间隔安装着多个例如上下6个合计12个的叉21。
搬送部本体11的底部，设有能对搬送部本体11直线往复移动地进行支承的导向部13。在真空容器2的底部，配设有移动电机23，通过该移动电机23的驱动，搬送部本体11被导向部13引导地进行移动。导向部13，通过凸缘24被固定在真空容器2的底部上。在导向部13的大致中央部的附近的真空容器2的底部上设有驱动部4。
驱动部4，如图8所示，具有使主动旋转轴31进行旋转驱动的驱动电机(未图示)。该驱动电机，是能进行正反旋转的电机，被配设在真空容器2的底部的外侧。由驱动电机的驱动而被旋转驱动的主动旋转轴31贯通真空容器2的底部并在真空容器2内向垂直方向延伸。具体地说，例如，在真空容器2的底部上设有例如圆筒状的贯通孔33，在该贯通孔33中，安装着向真空容器2的高度方向延伸的壁部34。
壁部34，例如，形成为外径比贯通孔33的直径小的尺寸的圆筒状。驱动箱35利用螺栓36等的紧固构件装拆自如地被安装在壁部34的下部，在该驱动箱35中收容有驱动电机等。
壁部34的下方的外周以密封状态被安装在真空容器2的底部上。该壁部34与真空容器2的底部的密封结构，不特别限定，但可使用例如波纹管41和O形圈42、43、44。具体地说，例如，固定体45利用螺栓46等的紧固构件被安装在形成贯通孔33的真空容器2的底部的内侧。固定体45，形成为外径比贯通孔33的直径大的直径、内径比贯通孔33的直径小的直径的环状，并被安装在与贯通孔33大致同轴上。在该固定体45与真空容器2的底部之间，设有第1的O形圈42以对其间进行密封。
在真空容器2的外侧的固定体45上，利用螺栓48等的紧固构件安装着第1安装体47。第1安装体47，形成为外径比贯通孔33的直径小且比固定体45的内径大的直径、内径比固定体45的直径小的直径的环状，在该第1安装体47与固定体45之间，设有第2的O形圈43以对其间进行密封。在第1安装体47上，安装着波纹管41的一端部。
在位于真空容器2内的壁部34的外周上，设有向其径向外方延伸的凸缘部49，在该凸缘部49的下面，利用螺栓51等的紧固构件安装着第2安装体50。第2安装体50，形成为外径比固定体45的内径稍小的直径的环状，在该第2安装体50与凸缘部49之间，设有第3的O形圈44以对其间进行密封。在该第2安装体50上，安装着波纹管41的另一端部，在第2安装体50与第1安装体47之间进行密封。利用该波纹管41和所述3个O形圈42、43、44，将壁部34与真空容器2的底部之间进行密封。壁部34的凸缘部49，以该凸缘部49的上面与安装板55的下面抵接的状态利用螺栓52等的紧固构件被安装在安装板55上，该安装板55，例如被固定在导向部13的凸缘24上。
在壁部34的内部，利用驱动电机进行旋转驱动的主动旋转轴31被设在大致同轴上。主动旋转轴31(壁部34)，配置在与滚珠丝杠15进行直线移动的大致中间部的直线大致正交的线上，利用设在壁部34内的轴承56可旋转地支承。
壁部34的上部，从安装板55向真空容器2内延伸，在该壁部34的内部，设有将壁部34与主动旋转轴31之间进行密封的密封构件57。作为密封构件57，只要能密封则不特别限定，例如，可使用磁性密封等。由此，对驱动箱35内与真空容器2内进行密封。主动旋转轴31的上部，形成为外径大的台阶状的挡止部31a。该主动旋转轴31的旋转驱动力通过驱动连接机构60向与滚珠丝杠15连接的被动旋转轴61传递。在滚珠丝杠15的下部，如图10所示，通过联轴器58、59在同轴上与被动旋转轴61连接着。
(驱动连接机构)图5～图7是表示本发明的驱动连接机构的一例的图。本发明的驱动连接机构60，如图5～图7所示，是将在固定的位置上被旋转驱动的主动旋转轴31的旋转驱动力向与主动旋转轴31的轴大致平行地延伸并在与主动旋转轴31大致正交的面、例如在直线上进行移动的被动旋转轴61进行传递的机构。
本发明的驱动连接机构60，具有一端部以主动旋转轴31的轴为中心可旋转地安装着的第1臂62；一端部以被动旋转轴61的轴为中心可旋转地安装着的第2臂63；第1臂62的另一端部和第2臂63的另一端部上可旋转地安装着的中间轴64；一端部在与该主动旋转轴31大致正交的方向可旋转地轴安装于主动旋转轴31的偏心位置上、且另一端部在与中间轴64大致正交的方向可旋转地轴安装于中间轴64的偏心位置上的2个以上的第1连杆65；一端部在与该中间轴64大致正交的方向可旋转地轴安装于中间轴64的偏心位置上、且另一端部在与被动旋转轴61大致正交的方向可旋转地轴安装于被动旋转轴61的偏心位置上的2个以上的第2连杆66。
第1臂62，相对主动旋转轴31向大致正交的方向延伸，第1臂62的一端部以主动旋转轴31的轴为中心沿与主动旋转轴31大致正交的面可旋转地被安装着(轴安装)。第1臂62，只要沿与主动旋转轴31的轴大致正交的面能进行旋转，其一端部的旋转支承结构不特别限定，也能可旋转地直接安装在主动旋转轴31上，而如图8所示，也可以可旋转地安装在壁部34上。
具体地说，例如，在第1臂62的一端部上，如图8和图11所示，设有与壁部34的外径大致相同或稍大尺寸内径的贯通孔62a，将壁部34插入该贯通孔62a中。在这些相互相对的壁部34的外周和贯通孔62a中，分别设有收容对第1臂62旋转自如地进行支承的轴承70的凹状的轴承收容部37、62b。形成这些轴承收容部37、62b的侧部(与安装板相反侧的侧部)38、62c，利用螺栓39、71等的紧固构件可装拆地安装在壁部34的上部或第1臂62的侧端部，以将第1臂62安装在壁部34上(将壁部34插入于贯通孔62a中)的状态就能将轴承70安装在轴承收容部37、62b中。作为该轴承70，只要能旋转地支承第1臂62则不特别限定，而在用壁部34支承第1臂62的场合，最好是交叉滚子轴承等，在用主动旋转轴31支承第1臂62的场合，最好是面对面双联向心推力轴承等。
第2臂63，相对主动旋转轴31向大致正交的方向延伸，第2臂63的一端部，如图10和图12所示，以被动旋转轴61的轴为中心沿与被动旋转轴61大致正交的面可旋转地被安装着(轴安装)。第2臂63，只要沿与被动旋转轴61的轴大致正交的面能进行旋转，其一端部的旋转支承结构不特别限定，也能可旋转地安装在搬送部本体11上，如图所示，也可以直接可旋转地安装在被动旋转轴61(下部被动旋转轴61a)上。
具体地说，例如，在被动旋转轴61(下部被动旋转轴61a)的下部附近，形成有外径大的台阶状的挡止部61b。在第2臂63的一端部上，设有与被动旋转轴61的挡止部61b的直径大致相同或稍大尺寸的内径的贯通孔63a，将被动旋转轴61设在该贯通孔63a中。在该贯通孔63a中，设有凹状的轴承收容部63b，在该轴承收容部63b中所收容的轴承72可旋转地对第2臂63进行支承，并能防止第2臂63从被动旋转轴61的拔出。形成轴承收容部63b的侧部(滚珠丝杠侧的侧部)63c，利用螺钉73等的紧固构件可装拆地安装在第2臂63的侧端部，以将第2臂63安装在被动旋转轴61上(将被动旋转轴61插入于贯通孔63a中)的状态就能将轴承72安装在轴承收容部63b中。作为该轴承72，只要能旋转地支承第2臂63则不特别限定，而在用被动旋转轴61支承第2臂63的场合，最好是面对面双联向心推力轴承等，在用搬送部本体11支承第2臂63的场合，最好是交叉滚子轴承等。
在第1臂62的另一端部和第2臂63的另一端部上，如图7和图9所示，可旋转地安装着中间轴64。中间轴64，以与主动旋转轴31的轴大致平行地延伸的状态相互可旋转地支承在第1臂62的另一端部和第2臂63的另一端部上。具体地说，例如，在中间轴64(第1中间轴64a)的下部附近，形成有外径大的台阶状的挡止部64b。在第1臂62的另一端部上，设有与中间轴64的挡止部64b的直径大致相同或稍大尺寸的内径的贯通孔62d，将中间轴64(第1中间轴64a)插入于该贯通孔62d中。在该贯通孔62d中，设有凹状的轴承收容部62e，在该轴承收容部62e中所收容的轴承74可旋转地对第1臂62进行支承，并能防止第1臂62从中间轴64(第1中间轴64a)的拔出。形成轴承收容部62e的上方的侧部62f、利用螺钉75等的紧固构件可装拆地安装在第1臂62的侧端部，以将第1臂62安装在中间轴64上(将中间轴64插入于贯通孔62d中)的状态就能将轴承74安装在轴承收容部62e中。作为该轴承74，只要能旋转地支承第1臂62、则不特别限定，而最好是面对面双联向心推力轴承等。
又，在中间轴64(第2中间轴64c)的中央部的稍上方，形成有外径大的台阶状的挡止部64d。在第2臂63的另一端部上，设有与中间轴64的挡止部64d的直径大致相同或稍大尺寸的内径的贯通孔63d，将中间轴64插入于该贯通孔63d中。在该贯通孔63d中，设有凹状的轴承收容部63e，在该轴承收容部63e中所收容的轴承76可旋转地对第2臂63进行支承，并能防止第2臂63从中间轴64的拔出。形成轴承收容部63e的上方的侧部64f，利用螺钉77等的紧固构件可装拆地安装在第2臂63的侧端部，以将第2臂63安装在中间轴64上(将中间轴64插入于贯通孔63d中)的状态就能将轴承76安装在轴承收容部63e中。作为该轴承76，只要能旋转地支承第2臂63、则不特别限定，而最好是面对面双联向心推力轴承等。由此，第1臂62和第2臂63以大致中间轴64的轴为轴心分别独立地进行旋转，即使被动旋转轴61进行直线移动、第1臂62和第2臂63也可在各自的两端部进行旋转，通过第1臂62和第2臂63使主动旋转轴31始终与被动旋转轴61连接着。
第1臂62的长度(第1臂62的两端部的进行旋转的轴间的长度)和第2臂63的长度(第2臂63的两端部的进行旋转的轴间的长度)，不特别限定，但形成为被动旋转轴61进行直线移动的最大长度的1/4以上的尺寸。第1臂62的长度和第2臂63的长度，根据主动旋转轴31的位置任意地决定。主动旋转轴31的配置位置，最好是当被动旋转轴61在直线上进行移动时，使第1臂62与第2臂63进行交叉的位置，例如，如图18和图19所示，配设在被动旋转轴61进行移动的直线的附近或其直线上。这是由于被动旋转轴61在直线上进行移动时、当第1臂62与第2臂63交叉，则第1臂62与第2臂63的移动能顺利地进行的缘故。另外，如图20所示，也可以将主动旋转轴31配置成即使被动旋转轴61进行移动、2个臂也不重叠。
又，第1臂62的长度与第2臂63的长度也可以是相同，但最好是不同的。这是由于在2个臂的长度为相同的场合、尽管难以吸收第1臂62与第2臂63重叠时的精度误差，但这时，通过用面对面双联向心推力轴承对第1臂62和第2臂63进行支承，就能吸收第1臂62与第2臂63重叠时的精度误差，能更顺利地进行第1臂62和第2臂63的移动。又，通过第1臂62的两端部的进行旋转的轴间的长度与第2臂63的两端部的进行旋转的轴间的长度不同，在第1臂62与第2臂63重叠时能更顺利地进行第1臂62和第2臂63的移动。
第1连杆65，是将主动旋转轴31的旋转驱动力向中间轴64进行传递的构件，一端部被轴安装在主动旋转轴31的偏心位置上，另一端部被轴安装在中间轴64的偏心位置上。第1连杆65的数目，不特别限定，一般为2个以上，例如，在图5～图9所示的形态中是2个。2个连杆(第1a连杆65a和第1b连杆65b)使用相同的连杆。第1连杆65(第1a连杆65a和第1b连杆65b)，向与主动旋转轴31大致正交的方向延伸，第1连杆65(第1a连杆65a和第1b连杆65b)的一端部沿与主动旋转轴31大致正交的面可旋转地被安装(轴安装)在主动旋转轴31的偏心位置上。
具体地说，例如，在主动旋转轴31的上部，依次地安装着第1旋转构件81；第1连杆的一方的连杆(第1a连杆65a)(第1偏心轴84)；第1曲柄82和第1连杆的其余的连杆(第1b连杆65b)(第2偏心轴87)。
第1旋转构件81，如图16所示，形成为细长的板状，在其一方的面的长度方向的大致中央部上，如图8和图16所示，设有主动旋转轴31的上部嵌合的轴嵌合凹部81a。即，主动旋转轴31的上部，从壁部34突出，在该突出的主动旋转轴31的上部安装有第1旋转构件81。
在轴嵌合凹部81a内，在其圆周方向以规定的间隔设有8个贯通孔。这些贯通孔中的第1旋转构件的中央线(向长度方向延伸的中央线)上的2个贯通孔，是在将第1旋转构件安装在主动旋转轴31上时的定位孔81b。其余的6个贯通孔，是利用螺栓83等的紧固构件将第1旋转构件安装在主动旋转轴31上用的设有螺钉槽的安装孔81c，在这些安装孔81c中，设有台阶状扩径后的扩径部81d以收容螺栓83等的头部。
在第1旋转构件81的一方的端部侧，设有与轴嵌合凹部81a内的8个贯通孔大致相同地配置的8个贯通孔。这些贯通孔中，第1旋转构件81的中央线(向长度方向延伸的中央线)上的2个贯通孔是安装第1偏心轴84时的定位孔81e，其余的6个贯通孔，是设有利用螺栓86等的紧固构件安装第1偏心轴84用的螺钉槽的安装孔81f，在这些安装孔81f中，设有收容螺栓等的头部地台阶状地扩径的扩径部81g。在该第1旋转构件81的一方的端部侧安装着第1偏心轴84。
在第1偏心轴84上，可旋转地安装着第1a连杆65a的一端部。即，在第1a连杆65a的一端部，如图8和图13所示，设有贯通孔65aa，在该贯通孔65aa上以插入有第1偏心轴84的状态将第1a连杆65a的一端部安装在第1偏心轴84上(轴安装)。在该第1a连杆65a的贯通孔65aa与第1偏心轴84之间，设有可旋转地支承第1a连杆65a的轴承85，作为该轴承85，只要能旋转地支承第1a连杆65a，则不特别限定。由此，就能将第1a连杆65a的一端部安装在主动旋转轴31的偏心位置。另外，在图8中，第1偏心轴84和第1a连杆65a等通常位于未图示的位置，但为了容易理解对应的关系，故记载在图面上。
在与第1偏心轴84的第1旋转构件81的相反侧，安装着第1曲柄82。第1曲柄82，如图14所示，形成为4个角部形成R的大致正方形的板状，在中央部设有以中心为轴的圆形的孔82a。在第1曲柄82的四角的1个上，设有与第1旋转构件81(的一方的端部侧)的8个贯通孔大致相同地配置的8个贯通孔。这些贯通孔中，2个贯通孔是在安装第1偏心轴84时的定位孔82b，是在将第1曲柄82安装在第1偏心轴84上时、使第1曲柄82的中心位于主动旋转轴31的轴上用的构件。其余的6个贯通孔，是利用螺栓86等的紧固构件安装在第1偏心轴84上用的孔82c，在这些孔82c中，设有收容螺栓86等的头部地台阶状地扩径的扩径部82d。
在与安装第1偏心轴84的部位邻接的一方的第1曲柄82的转角上，在与安装有第1偏心轴84的面的相反侧的面上设有安装第2偏心轴87用的8个贯通孔。这些贯通孔中，2个贯通孔是安装第2偏心轴87时的定位孔82e。其余的6个贯通孔，是利用螺栓88等的紧固构件安装于第2偏心轴87上用的孔82f，在这些孔82f中，设有收容螺栓88等的头部地台阶状地扩径的扩径部82g。即，安装在主动旋转轴31的上部的第1旋转构件81、第1偏心轴84、第1曲柄82和第2偏心轴87，就与主动旋转轴31一起一体地被旋转驱动。
又，在第1曲柄82上，最好是，设有使该曲柄82的重心位于主动旋转轴31上的平衡配重82h。平衡配重82h只要能使第1曲柄82的重心位于主动旋转轴31上则不特别限定，既可以与第1曲柄82设成一体，也可以另外地设置。
在第2偏心轴87上，如图8所示，可旋转地安装着(轴安装)第1b连杆65b的一端部。即，在第1b连杆65b的一端部设有贯通孔65ba，以在该贯通孔65ba中插入有第2偏心轴87的状态将第1b连杆65b的一端部安装在第2偏心轴87上。在该第1a连杆65a的贯通孔65ba与第1偏心轴87之间，设有可旋转地支承第1b连杆65b的轴承89，作为该轴承89，只要能旋转地支承第1b连杆65b，则不特别限定。由此，就能将第1b连杆65b的一端部安装在主动旋转轴31的偏心位置即与第1a连杆65a大致90°(大致270°)相位偏差的位置。对于2个第1连杆65a、65b在第1曲柄82上的安装位置不特别进行限定，但以大致30～150°(大致330～210°)的相位差进行安装为佳，最好是以大致90°(大致270°)的相位差进行安装。
另外，在图示例的形态中，作为第1连杆使用2个连杆，但也可以使用3个以上的连杆，该场合，能与通过曲柄将第1b连杆安装在第1a连杆上的情况大致同样地安装第3个以上的连杆。又，在使用3个以上的连杆的场合，最好是，这些连杆安装成相位差成为等间隔的状态。例如，在使用3个连杆的场合，最好是，以120°的相位差进行安装。
第1a连杆65a的另一端部和第1b的连杆65b的另一端部，如图7和图9所示，被安装在第1臂62与第2臂63之间的中间轴64的偏心位置上。第1a连杆65a的另一端部和第1b的连杆65b的另一端部向中间轴64的安装，与向主动旋转轴31的安装大致同样地进行。即，在与第1臂62相互旋转自如地支承着的第1中间轴64a的上部，依次地安装着第2旋转构件90、第1a连杆65a(第3偏心轴91)、第2曲柄92、第1b连杆65b(第4偏心轴93)和第3旋转构件94，该第3旋转构件被安装在与第2臂63相互旋转自如地支承着的第2中间轴64c的下部。即，第2旋转构件90、第3偏心轴91、第2曲柄92、第4偏心轴93和第3旋转构件94构成中间轴64的一部分。
第2旋转构件90，使用与所述第1旋转构件81相同的构件。在该第2旋转构件90的轴嵌合凹部90a内嵌合着第1中间轴64a的上部并利用螺栓96等的紧固构件将第2旋转构件90安装在第1中间轴64a上。在第2旋转构件90的一方的端部侧，利用螺栓等的紧固构件安装着第3偏心轴91。在该第3偏心轴91上，通过轴承97可旋转地轴安装着第1a连杆65a的另一端部，第1a连杆65a的另一端部被安装在中间轴64a的偏心位置上。
在与第3偏心轴91的第2旋转构件90的相反侧，中心成为中间轴64的轴上的状态地安装着第2曲柄92。第2曲柄92，使用与第1曲柄82相同的构件。在第2曲柄92上，以与第3偏心轴91大致90°(大致270°)的相位差安装着第4偏心轴93，在第4偏心轴93上，以与第1a连杆65a大致平行地配置的状态可通过轴承98可旋转地安装着(轴安装)第1b连杆65b的另一端部。
在第4偏心轴93的上部，安装着第3旋转构件94。第3旋转构件94，其形状与第1旋转构件81大致相同地形成，而不同点在于，8个贯通孔中的第3旋转构件94的向长度方向延伸的2个侧部附近的2个贯通孔，作为定位孔94a、94b而形成。在该第3旋转构件94的一方的端部侧利用螺栓99等的紧固构件安装着第3偏心轴93的上部，第2旋转构件90与第3旋转构件94被安装成相互大致正交的状态。在与安装有第3偏心轴93的面的相反侧的第3旋转构件94的中央部，利用螺栓100等的紧固构件安装着第2旋转轴64c的下部。这样，在中间轴64之间(第1中间轴64a与第2中间轴64c之间)，设有第2旋转构件90、第3偏心轴91、第2曲柄92、第4偏心轴93和第3旋转构件94，当主动旋转轴31被旋转驱动时，利用第1a连杆65a和第1b连杆65b构成为中间轴64被旋转驱动的状态。
第2连杆66，如图5～图7、图9所示，是将中间轴64的旋转驱动力向被动旋转轴61进行传递的构件，一端部被轴安装在中间轴64的偏心位置上，并且，另一端部被轴安装在被动旋转轴61的偏心位置上。第2连杆66的数目，不特别限定，但最好是与第1连杆65的数目相同，例如是2根等。
第2连杆66向中间轴64和被动旋转轴61的安装结构，是与第1连杆65的安装结构大致相同的结构。即，第2连杆66，由第2a连杆66a和第2b连杆66b的2根构成，第2a连杆66a和第2b连杆66b，使用相同的构件。第2a连杆66a和第2b连杆66b，仅是与第1连杆65在其长度方向的长度不同，而其它的形状形成为相同。又，在第2中间轴64c的上部，依次地安装着第4旋转构件101、第5偏心轴102(第2a连杆66a)、第3曲柄103和第6偏心轴104(第2b连杆66b)，这些第4旋转构件101、第5偏心轴102、第3曲柄103和第6偏心轴104就构成中间轴64的一部分。这些第4旋转构件101、第5偏心轴102、第3曲柄103和第6偏心轴104，分别使用与第1旋转构件81、第1偏心轴84、第1曲柄82和第2偏心轴87相同的构件。另外，在图9中，第3偏心轴91、第1a连杆65a、第5偏心轴102和第2a连杆66a等通常位于未图示的位置，但为了容易理解对应关系而记载在图面上。
使第2中间轴64c的上部与第4旋转构件101的轴嵌合凹部101a内嵌合并利用螺栓106等的紧固构件将第4旋转构件101安装在第2中间轴64c上。这时，第4旋转构件101被安装在第2中间轴64c上，以使第2a连杆66a的安装位置与第2旋转构件91成为以中间轴64的轴为中心相对的位置(大致偏移180°后的位置)的状态。在该第4旋转构件101的一方的端部侧利用螺栓等的紧固构件安装着第5偏心轴102。在该第5偏心轴102上，通过轴承107可旋转地轴安装着第2a连杆66a的一端部，第2a连杆66a的一端部被安装在中间轴64的偏心位置上。
在第5偏心轴102的第4旋转构件101的相反侧，中心处于中间轴64的轴上的状态地安装着第3曲柄103。第3曲柄103，以与第5偏心轴102大致90°(大致270°)的相位差安装着第6偏心轴104，第4旋转构件101、第5偏心轴102、第3曲柄103和第6偏心轴104与中间轴64一起进行旋转。在第6偏心轴104上，通过轴承108可旋转地轴安装着第2b连杆66b的一端部，2个第2连杆66a、66b以与第1连杆65a、65b大致180°的相位差、即与4个连杆66a、66b、65a、65b大致90°的相位差被配置着。
第2a连杆66a的另一端部和第2b连杆66b的另一端部，如图5～图7、图10所示，分别被安装在被动旋转轴61的偏心位置。第2a连杆66a的另一端部和第2b的连杆66b的另一端部向被动旋转轴61的安装，与第1a连杆65a的另一端部和第1b的连杆65b的另一端部向中间轴64的安装大致同样地进行。即，在第2臂63与相互旋转自如地支承着的下部被动旋转轴61a的上部，依次安装着第6旋转构件111、第7偏心轴112(第2a连杆66a)、第4曲柄113、第8偏心轴114(第2b连杆66b)和第7旋转构件115。这些第6旋转构件111、第7偏心轴112、第4曲柄113、第8偏心轴114和第7旋转构件115构成被动旋转轴61的一部分。这些第6旋转构件111、第7偏心轴112、第4曲柄113和第8偏心轴114，使用与第2旋转构件90、第3偏心轴91、第2曲柄92和第4偏心轴93相同的构件，第7旋转构件115使用仅形状不同而功能与第3旋转构件94大致相同的构件。另外，在图10中，第7偏心轴112和第2a连杆66a等通常位于不图示的位置，但为了容易理解对应关系而记载在图面上。
使下部被动旋转轴61a的上部与第6旋转构件111的轴嵌合凹部111a内嵌合并利用螺栓120等的紧固构件将第6旋转构件111安装在下部被动旋转轴61a上。将第7偏心轴112利用螺栓等的紧固构件安装在该第6旋转构件111的一方的端部侧。通过轴承121将第2a连杆66a可旋转地轴安装在该第7偏心轴112上，并将第2a连杆66a的另一端部安装在被动旋转轴61的偏心位置上。
在第7偏心轴112的第6旋转构件111的相反侧，中心处于被动旋转轴61的轴上的状态地安装着第4曲柄113。第4曲柄113，以与第7偏心轴112大致90°(大致270°)的相位差安装着第8偏心轴114，在该第8偏心轴114上，通过轴承122可旋转地轴安装着第2b连杆66b的另一端部。
在第8偏心轴114的上部，利用螺栓123等的紧固构件安装着第7旋转构件115。第7旋转构件115，如图17所示，是仅形状与第3旋转构件94不同而功能与第3旋转构件94大致相同的构件。在第7旋转构件115的一方的端部侧，与第3旋转构件94大致同样地设有8个贯通孔，但在第7旋转构件115的中央部以规定的间隔设有8个安装在用于在滚珠丝杠15的同轴上利用联轴器58、59连接的上部被动旋转轴61c上的贯通孔115a。由于该第7旋转构件115通过上部被动旋转轴61c与滚珠丝杠15连接着，故当被动旋转轴61旋转时，滚珠丝杠15就进行旋转。
接着，对本发明的驱动连接机构的作用进行说明。当驱动电机进行驱动而使主动旋转轴31进行旋转时，安装在该主动旋转轴31上的第1旋转构件81、第1偏心轴84、第1曲柄82和第2偏心轴87进行旋转。第1偏心轴84和第2偏心轴87进行偏心旋转，中间轴64通过安装在这些第1偏心轴84和第2偏心轴87上的第1a连杆65a和第1b连杆65b进行旋转。当中间轴64旋转时，安装在该中间轴64(第2旋转轴)上的第4旋转构件101、第5偏心轴102、第3曲柄103和第6偏心轴104进行旋转。第5偏心轴102和第6偏心轴104进行偏心旋转，被动旋转轴61通过安装在这些第5偏心轴102和第6偏心轴104上的第2a连杆66a和第2b连杆66b进行旋转。滚珠丝杠15被旋转驱动且叉部12向上下的一个方向进行移动。由此，利用叉部12进行基板等的装卸。
第1连杆65和第2连杆66，分别由2个连杆构成，这些连杆65a、65b、66a、66b由于以大致90°(大致270°)的相位差被安装着，故分别以较小的驱动力能将主动旋转轴31的旋转力向中间轴64传递并将中间轴64的旋转力向被动旋转轴61传递，效率高。
又，通过在第1曲柄82、第2曲柄92、第3曲柄103和第4曲柄113上设有平衡配重82h，使曲柄82、92、103、113的重心位于旋转的轴上，故能抑制旋转时的振动的发生。又，在中间轴64上，通过以错开90°的相位安装有4个连杆，故能更进一步抑制中间轴64上的振动的发生。由此，也能应对高速旋转。
又，在利用移动电机23的驱动使搬送部本体11沿导向部13进行直线移动时，由于可旋转地将第1臂62的一端部支承在壁部34上并将另一端部可旋转地支承在中间轴64上，并且，将第2臂63的一端部可旋转地支承在中间轴64上并将另一端部可旋转地支承在被动旋转轴61上，故第1臂62和第2臂63随此进行旋转而使中间轴64进行移动。即使中间轴64进行移动，由于始终能旋转地被支承在第1臂62和第2臂63上，故能将主动旋转轴31的旋转驱动力向被动旋转轴61传递。即，如中间轴64不能被第1臂62和第2臂63可旋转地支承，则中间轴64不旋转而不能传递旋转动力的缘故。
因此，本发明的驱动连接机构60，由于不使用皮带地进行旋转驱动力的传递，故不会发生切断或打滑等而能提高可靠性。又，因不会产生间隙等、驱动传递精度高。又，由于能对平面上任意部位输出驱动力，故通用性好。
又，本发明的驱动连接机构60，由于使用臂62、63及连杆65、66等，与皮带例如钢带相比刚性也高，故控制性也好、并能对远距离进行动力的传递。又，由于与皮带相比基本上无打滑，故基本上无起尘而能保持清洁的环境。又，由于臂62、63及连杆65、66等的构件本身不会弯曲变形，故寿命高、耐久性优异。
另外，在本发明的形态中，使用第1臂和第2臂的2个臂、以及第1连杆和第2连杆的2种连杆来传递旋转动力，还可使用第3臂及第3连杆来传递旋转动力，还可使用第4、第5臂来传递旋转动力。
权利要求
1.一种驱动连接机构，将在固定的位置上被旋转驱动的主动旋转轴的旋转驱动力，向与该主动旋转轴的轴大致平行地延伸并沿与主动旋转轴大致正交的面进行移动的被动旋转轴进行传递，其特征在于，具有朝与所述主动旋转轴大致正交的方向延伸、一端部以所述主动旋转轴的轴为中心可旋转地被安装的第1臂；朝与所述主动旋转轴大致正交的方向延伸、一端部以所述被动旋转轴的轴为中心可旋转地被安装的第2臂；在所述第1臂的另一端部和所述第2臂的另一端部上可旋转地被安装着的中间轴；朝与所述主动旋转轴大致正交的方向延伸、一端部向与该主动旋转轴大致正交的方向可旋转地被轴安装在所述主动旋转轴的偏心位置上、且另一端部向与该中间轴大致正交的方向可旋转地被轴安装在所述中间轴的偏心位置上的2个以上的第1连杆；朝与所述主动旋转轴大致正交的方向延伸、一端部向与该中间轴大致正交的方向可旋转地被轴安装在所述中间轴的偏心位置上、且另一端部向与该被动旋转轴大致正交的方向可旋转地被轴安装在所述被动旋转轴的偏心位置上的2个以上的第2连杆，在所述主动旋转轴旋转时，通过所述第1连杆和所述第2连杆使所述被动旋转轴旋转驱动。
2.如权利要求1所述的驱动连接机构，其特征在于，所述第1连杆由2个第1连杆构成，在这些第1连杆的各两端部之间，分别配置有以所述主动旋转轴的轴或所述中间轴的轴为中心进行旋转的曲柄，在这些曲柄的偏心位置上，分别可旋转地轴安装着2个第1连杆的两端部，所述第2连杆由2个第2连杆构成，在这些第2连杆的各两端部之间，分别配置有以所述中间轴的轴或所述被动旋转轴的轴为中心进行旋转的曲柄，在这些曲柄的偏心位置上，分别可旋转地轴安装着2个第2连杆的两端部。
3.如权利要求2所述的驱动连接机构，其特征在于，所述2个第1连杆大致平行地配置，且以大致30～150°的相位差安装在所述曲柄上，所述2个第2连杆大致平行地配置，且以大致30～150°的相位差安装在曲柄上。
4.如权利要求2或3所述的驱动连接机构，其特征在于，所述2个第1连杆大致平行地配置，且以大致90°的相位差安装在曲柄上，所述2个第2连杆大致平行地配置，隔有大致90°的相位差且与所述第1连杆以大致180°的相位差安装在曲柄上。
5.如权利要求2～4中任一项所述的驱动连接机构，其特征在于，在所述曲柄上，设有使该曲柄的重心位于旋转的轴上的平衡配重。
6.如权利要求1～5中任一项所述的驱动连接机构，其特征在于，所述主动旋转轴被配设在，所述被动旋转轴在直线上进行移动时，使所述第1臂与所述第2臂交叉的位置上。
7.如权利要求6所述的驱动连接机构，其特征在于，所述中间轴，分别通过面对面双联向心推力轴承可旋转地支承在所述第1臂的另一端部和所述第2臂的另一端部上。
8.如权利要求6或7所述的驱动连接机构，其特征在于，所述第1臂的两端部的进行旋转的轴间的长度与所述第2臂的两端部的进行旋转的轴间的长度不同。
9.一种真空机械手，其特征在于，具有所述权利要求1～8中任一项所述的驱动连接机构。
全文摘要
一种驱动连接机构，具有一端部以主动旋转轴(31)的轴为中心可旋转地进行安装的第1臂(62)；一端部以被动旋转轴(61)的轴为中心可旋转地进行安装的第2臂(63)；可旋转地安装在第1臂(62)的另一端部和第2臂(63)的另一端部上的中间轴(64)；一端部轴安装在主动旋转轴(31)的偏心位置上且另一端部轴安装在中间轴(64)的偏心位置上的2个以上的第1连杆(65a、65b)；一端部轴安装在中间轴(64)的偏心位置上且另一端部轴安装在被动旋转轴(61)的偏心位置上的2个以上的第2连杆(66a、66b)，在主动旋转轴(31)进行旋转时，通过第1连杆(65a、65b)和第2连杆(66a、66b)使被动旋转轴(61)旋转驱动，故提供能不会发生打滑或切断地进行动力的传递的驱动连接机构。
文档编号B25J9/06GK1623743SQ20041010014
公开日2005年6月8日 申请日期2004年12月2日 优先权日2003年12月2日
发明者矢泽隆之, 中岛弘登, 竹内靖典 申请人:株式会社三协精机制作所