[發明專利]齒條-小齒輪機構、真空處理裝置、齒條-小齒輪機構的驅動控制方法、驅動控制程序及記錄介質

無效

• 申請號: 200980149561.5
• 申請日: 2009-12-09
• 公開（公告）號: CN102245934A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 田中康友
• 申請（專利權）人: 佳能安內華股份有限公司
• 主分類號: F16H19/04
• 分類號: F16H19/04;B65G49/06;C23C14/56;C23C16/44;H01L21/677
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及作為搬運機構的齒條-小齒輪機構、具有該齒條-小齒輪機構的真空處理裝置、齒條-小齒輪機構的驅動控制方法、驅動控制程序及記錄有該驅動控制程序的記錄介質。

背景技術

齒條-小齒輪由小齒輪和在方棒材的一個面上沿寬度方向加工有齒的齒條組合而構成，它是將小齒輪的旋轉動作轉換成齒條的直線動作的機構，被應用于汽車轉向機構、搬運機構等。

例如，在連續式濺鍍(inline?sputter)裝置等真空處理裝置中，用帶有齒條的載放臺依次搬運用于保持基板的基板托盤并在各真空室之間進行交接，對基板進行所期望的處理。即，將齒條固定于基板托盤，使該齒條與設于各真空室的小齒輪嚙合而旋轉驅動該齒條，將該齒條依次交接到下一工序的真空室的小齒輪，由此搬運基板托盤。

但是，在將齒條從當前工序的小齒輪向下一工序的小齒輪交接而使齒條與下一工序的小齒輪嚙合時，每每齒條與小齒輪的齒尖彼此發生碰撞。若齒尖彼此發生碰撞，則會給驅動機構帶來負荷，使其發生破損，或者齒條的齒攀到小齒輪的齒上而不能進行搬運，或者返回正常嚙合時的碰撞致使基板破損、起塵從而導致產品不良。

于是，為了解決這樣的狀況不佳問題，有技術方案提出設置單向離合器，或者使小齒輪向垂直于小齒輪軸的方向或軸向退避(逃がす)。這些技術方案都是基于這樣的構思而發明的，即：即使齒尖彼此有碰撞也能即刻自動恢復到正常的嚙合狀態。

此外，也有技術方案提出：由傳感器及控制機構對小齒輪的停止角度進行準確的管理，使齒條與小齒輪的齒尖在不發生碰撞的情況下進行接合。

除此之外，還有一種齒條-小齒輪機構的方案提出利用機械部件事先使小齒輪的相位與齒條匹配(例如，參照專利文獻1)。具體而言，該機構中，用彈簧支承球體構件并將其推向凸輪的凹部，使其與凸輪的凹部接觸，將小齒輪軸的停止角度設定于規定位置，并且用小齒輪導向件和齒條導向件在小齒輪與齒條嚙合之前使該小齒輪與齒條相位匹配。根據該結構，能夠在不引起齒尖彼此的碰撞的情況下，使齒條與小齒輪嚙合。

另外有一種方案提出了具有步進電動機驅動式的小齒輪和同步驅動部件的搬運裝置，其中，所述步進電動機驅動式的小齒輪沿縱向設有多個，其中至少有一個被配置為與齒條嚙合的狀態，所述同步驅動部件至少將每兩個小齒輪同步驅動(例如，參照專利文獻2)。

專利文獻1：日本特開平8-74961號公報

專利文獻2：日本特開平9-29130號公報

可是，以往的設置單向離合器的技術及使小齒輪退避的技術都是在當時不對齒條與小齒輪的相位關系進行修正，在其后使其恢復正常的嚙合的思想。因此，根本就不能避免齒條與小齒輪的碰撞，存在損傷齒尖的憂患。

此外，在設置離合器的情況下，齒條的運動方向被限制為一個方向。使小齒輪退避的技術需要中間齒輪，因此設置空間增大，而且滑動部分增加而在機構上變得復雜。

根據專利文獻1的技術，能夠基于由彈簧支承的球體構件和凸輪的位置關系管理小齒輪的停止位置，從原理上具有在齒條與小齒輪之間不發生齒尖彼此碰撞這樣的優點。然而，關于小齒輪的旋轉，以高速進行旋轉驅動力傳遞的情況下，旋轉停止角度的精度受到機械構造部分的限制。因此，不能使小齒輪始終停止在固定的位置，在機械構造部分也產生松動，而且還有摩擦產生，因此存在必須不斷反復進行機械構造部分的調整這樣的問題。

此外，利用傳感器與控制機構管理小齒輪的停止位置的技術，是使小齒輪和齒條的相位完全一致之后才允許兩者嚙合，從這一點可以認為這一技術在原理上完全不成立。然而，特別是考慮將其應用于真空處理裝置時，在該裝置中也有進行400℃左右的高溫處理的情況，這就產生了考慮傳感器等受熱量的影響及齒條的熱膨脹等因素的必要性。

根據專利文獻2的技術，由同步驅動部件將至少每兩個小齒輪同步驅動，進行在齒條與下一工序的小齒輪嚙合之前取得同步的控制。然而，并不能說小齒輪的齒完全不會碰到齒條的齒，一旦小齒輪的齒碰到齒條的齒，則電動機的扭矩值上升而發生過載錯誤，或發生齒的破損，不能繼續進行搬運。

發明內容

本發明的第1個目的在于提供一種齒條-小齒輪機構以及具有該齒條-小齒輪機構的真空處理裝置，該齒條-小齒輪機構能夠以簡單的機構避免齒條和小齒輪的相位錯位而引起的齒尖彼此的碰撞，使齒條與小齒輪順暢地嚙合。

此外，本發明的第2個目的在于提供一種齒條-小齒輪機構以及具有該齒條-小齒輪機構的真空處理裝置，該齒條-小齒輪機構不需要復雜的機構就能夠在基板的搬運過程中自動調整齒條和與之嚙合著的小齒輪的嚙合關系，連續進行穩定的搬運。