JP2003025262A - ワーク搬送用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワークの搬送可能範囲を拡大することができる
アーム回動形のワーク搬送用ロボットを提供する。 【解決手段】前段側アームＢと後段側アームＣとハンド
Ｄとからなるアーム機構をアーム機構駆動装置Ａにより
駆動するアーム回動形のワーク搬送用ロボットにおい
て、各アームを個別に駆動するモータとハンド駆動用の
モータとを駆動装置Ａに設けた支持フレームに集中配置
し、後段側アームＣを駆動するモータの回転を前段側ア
ームＢの中空部内に設けた後段側アーム用伝導機構を通
して後段側アームＣに伝達する。ハンド駆動用モータの
回転は前段側アームＢの中空部内及び後段側アームＣの
中空部内に設けたハンド用伝導機構を通してハンドＤに
伝達し、各アームＢ，Ｃ及びハンドＤをエンドレスに回
転させ得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶基板製造装置
や半導体製造装置等において、基板やウェーハ等のワー
クを搬送するために用いるワーク搬送用ロボットに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶基板製造装置や半導体製造装置にお
いては、基板やウェハ等のワークを搬送する際にロボッ
トを用いている。この種の目的に用いるワーク搬送用ロ
ボットとしては、前段のアーム機構と後段のアーム機構
との２段のアーム機構を備えた回動アーム形のロボット
が多く用いられている。

【０００３】図９及び図１０は、従来の回動アーム形ワ
ーク搬送用ロボットＲ´の構成を概略的に示したもの
で、図９はその外観を示す斜視図、図１０はアーム機構
部分を上方から見てその構成を概略的に示した構成図で
ある。

【０００４】図９及び図１０に示したワーク搬送用ロボ
ットＲ´は、電動機等により回転駆動される出力軸を有
するアーム機構駆動装置Ａ´と、前段側及び後段側の２
つのアームＢ´及びＣ´と、ハンドＤ´とから構成され
ている。

【０００５】２つのアームＢ´及びＣ´のうち、前段側
アームＢ´は、その一端Ｂａ´が入力部となっていて、
該一端Ｂａ´がアーム機構駆動装置Ａ´の出力軸に取り
付けられている。したがって、アームＢ´はアーム機構
駆動装置Ａ´により駆動されて、該駆動装置の出力軸の
中心軸線を中心にして回動する。

【０００６】また後段アームＣ´はその一端Ｃａ´が入
力部となっていて、該一端Ｃａ´が前段側アームＢ´の
他端Ｂｂ´に回動自在に支持されている。この後段側ア
ームＣ´は、図１０に示した機構により、前段側アーム
Ｂ´の回動に伴って、前段側アームと反対方向に回動す
る。

【０００７】ハンドＤ´は、後段側アームの他端Ｃｂ´
に回動自在に支持されていて、後段側アームＣ´に対し
て相対的に、該後段側アームＣ´と反対方向に回動しつ
つ、図示の矢印Ｙ方向に沿って直線移動する。

【０００８】更に詳細に説明すると、前段側アームＢ´
は、垂直方向に延びる第１の軸線Ｏ1 ´−Ｏ1 ´を中心
に回動し得るように、その一端が図示しない旋回部材に
回動自在に支持されている。前段側アームＢ´は中空に
形成されていて、該前段側アームの中空部内には、中心
軸線を第１の軸線Ｏ1 ´−Ｏ1 ´に一致させた状態で前
記旋回部材に固定された固定プーリＰ1 ´が配置されて
いる。前段側アームＢ´の他端Ｂｂ´側の中空部内には
回転プーリＰ2 ´が、その中心軸線を第１の軸線と平行
な第２の軸線Ｏ2 ´−Ｏ2 ´に一致させた状態で回転自
在に支持され、前段側アームＢ´内の固定プーリＰ1 ´
と回転プーリＰ2 ´との間にベルトＶ1´が掛け渡され
ている。

【０００９】後段側アームＣ´は、その一端が回転プー
リＰ2 ´に接続されて、回転プーリＰ2 ´の回転に伴っ
て、第２の軸線Ｏ2 ´−Ｏ2 ´を中心に回動させられ
る。後段側アームＣ´も中空に形成されていて、その一
端側の中空部内には、中心軸線を第２の軸線Ｏ2 ´−Ｏ
2 ´に一致させた状態で前段側アームＢ´の他端に固定
された固定プーリＰ3 ´が配置されている。後段側アー
ムＣ´の他端側の中空部内には、第１及び第２の軸線と
平行な第３の軸線Ｏ3 ´−Ｏ3 ´に中心軸線を一致させ
た状態で回転プーリＰ4 ´が支持され、この回転プーリ
Ｐ4 ´と固定プーリＰ3 ´とにベルトＶ2 ´が掛け渡さ
れている。

【００１０】図示のワーク搬送用ロボットＲ´において
は、前段側アームＢ´の一端側に設けられた固定プーリ
Ｐ1 ´の有効径と、前段側アームの他端側に設けられた
回転プーリＰ2 ´の有効径との比が２対１に設定され、
後段側アームＣ´の一端側に設けられた固定プーリＰ3
´の有効径と該後段側アームの他端側に設けられた回転
プーリＰ4 ´の有効径との比が１対２に設定されてい
る。また前段側アームＢ´内に設けられた固定プーリＰ
1 ´の中心と回転プーリＰ2 ´の中心との間の距離が、
後段側アームＣ´内に設けられた固定プーリＰ3 ´の中
心Ｏ2 ´と回転プーリＰ4 ´の中心Ｏ3 ´との間の距離
に等しく設定されている。

【００１１】ハンドＤ´は、ほぼＵ字形を呈するように
形成された基部Ｄａ´と、互いに平行に配置されて一端
が基部Ｄａ´の両端に固定された１対のハンド部材Ｄｂ
´，Ｄｂ´とからなっている。このハンドＤ´は、その
基部Ｄａ´の中心を回転プーリＰ4 ´の回転中心Ｏ3 ´
に一致させた状態で、後段側アームＣ´の回転プーリＰ
4 ´に接続されている。ハンドＤ´の１対のハンド部材
Ｄｂ´，Ｄｂ´の上に液晶基板等の図示しないワークが
載置される。

【００１２】図９及び図１０に示した搬送用ロボットに
おいては、前段側アームＢ´が、図示しない電動駆動装
置により駆動されて、固定プーリＰ1 ´の中心軸線を回
動中心として回動させられる。今図１０において前段側
アームＢ´が反時計方向に回動させられたとすると、こ
のアームＢ´の回動により、固定プーリＰ1 ´がアーム
Ｂ´に対して相対的に時計方向に回転する。この固定プ
ーリＰ1 ´の相対的な回転は、ベルトＶ1 ´を介して回
転プーリＰ2 ´に伝達されるため、回転プーリＰ2 ´が
時計方向に回転する。これにより、回転プーリＰ2 ´に
一端が接続されている後段側アームＣ´が、固定プーリ
Ｐ2 ´の中心軸線を回動中心として、前段側アームＢ´
に対して時計方向に回動する。

【００１３】後段側アームＣ´が時計方向に回動する
と、固定プーリＰ3 ´がアームＣ´に対して相対的に反
時計方向に回転する。この固定プーリＰ3 ´の回転は、
ベルトＶ2 ´を介して回転プーリＰ4 ´に伝達されるた
め、該回転プーリＰ4 ´が反時計方向に回転し、ハンド
Ｄ´が後段側アームＣ´に対して反時計方向に回動す
る。

【００１４】前段側アームＢ´内の固定プーリＰ1 ´の
有効径と回転プーリＰ2 ´の有効径の比、及び後段側ア
ームＣ´内の固定プーリＰ3 ´の有効径と回転プーリＰ
4 ´の有効径との比が前述のように設定されていること
により、後段側アームＣ´は前段側アームＢ´の回動角
度の２倍の角度だけ前段側アームＢ´の回動方向と反対
方向に回動し、ハンドＤ´は後段側アームＣ´の回動角
度の１／２の角度だけ後段のアームＣ´の回動方向と反
対方向に回動する。そのため、ハンドＤ´は、アームＢ
´及びＣ´の回動に伴って、固定プーリＰ1 ´の中心と
回転プーリＰ4´の中心とを結ぶ直線Ｏｙ−Ｏｙに沿っ
て（Ｙ方向に）直線移動する。

【００１５】上記のように、図９及び図１０に示したロ
ボットにおいては、固定プーリＰ1´の中心軸線を回動
中心としてアームＢ´を回動させることにより、ハンド
Ｄ´に保持したワークを直線移動させることができる。
また固定プーリＰ1 ´を保持した旋回部材（図示せ
ず。）を固定プーリＰ1 ´の中心軸線の回りに回転させ
ることにより、全体を旋回させてワークの搬送方向を任
意の方向に向けることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】図９及び図１０に示し
たワーク搬送用ロボットは、例えば、トランスファチャ
ンバと、該トランスファチャンバを囲むように配置され
たロードロックチャンバ及び複数のプロセスチャンバと
を備えた液晶基板製造装置や半導体製造装置のトランス
ファチャンバ内に配置されて、ロードロックチャンバや
プロセスチャンバへのワーク（液晶基板やウェハ等）の
搬入、搬出を行うために用いられる。

【００１７】ところが、従来の回動アーム形のワーク搬
送ロボットＲ´は、旋回部材を特定の方向に向けた状態
では、ハンドＤ´が、一方向（上記の例ではＹ方向）に
沿った前進運動と後退運動しか行うことができないた
め、ワークの搬送方向が制限されるという問題があっ
た。

【００１８】例えば、上記のロボットでは、ハンドＤ´
を図１０のＹ方向に対して直角なＸ方向に移動させるこ
とはできないため、ワークの搬入及び搬出を行うチャン
バがＸ方向に複数個並べて設けられている場合には、ロ
ボットを各チャンバの前まで移動させないと、各チャン
バへのワークの搬入、搬出を行うことができない。その
ため、複数のプロセスチャンバやロードロックチャンバ
がＸ方向に並設されている液晶製造装置や、半導体製造
装置に上記従来のロボットを適用する場合には、Ｘ方向
に移動自在な移動台の上にロボット全体を支持して、該
移動台によりロボットを各チャンバの前まで移動させる
ことができるようにしておく必要があった。

【００１９】このように、従来のワーク搬送用ロボット
は、ハンドの移動方向が一方向に制限されていたため、
種々の方向にワークの搬送を行おうとすると、移動台等
の他の機構と組み合わせて用いることが必要であった。
そのため、ロボットを含む搬送装置の機械的構成が複雑
になり、該搬送装置を組み込む液晶や半導体の製造装置
が大形になるという問題があった。

【００２０】なお前段側アーム、後段側アーム及びハン
ドをそれぞれ駆動するモータを個別に設けて、各アーム
を個別に駆動することにより、ハンドの移動可能範囲を
拡大するようにしたワーク搬送用ロボットも開発されて
いる。

【００２１】図１１は、その一例を示したもので、同図
において、Ａ´はアーム機構駆動装置、Ｂ´及びＣ´は
それぞれ前段側アーム及び後段側アーム、Ｄ´はハンド
である。

【００２２】この例では、アーム機構駆動装置Ａ´内に
前段側アームＢ´を駆動するモータと、後段側アームＣ
´を駆動するモータ（いずれも図示せず。）とが設けら
れていて、前段側アーム駆動用モータの回転は減速機Ｇ
1 ´を介して前段側アームＢ´に伝達され、後段側アー
ム駆動用モータの回転は、前段側アームＢ´の中空部内
に設けられたベルト伝導機構Ｖa ´と減速機Ｇ2 ´とを
介して後段側アームＣ´に伝達されている。また前段側
アームＢ´と後段側アームＣ´とを連結している関節部
に突設されたモータ収容ケース部Ｂｍｃ´内にハンド駆
動用モータＭ´が取り付けられ、このモータＭ´の回転
は、後段側アームＣ´の中空部内に設けられたベルト伝
導機構Ｖb ´と減速機Ｇ3 ´とを介してハンドＤ´に伝
達されている。

【００２３】図１１に示したロボットでは、ハンド駆動
用モータＭ´への配線Ｌ´を前段側アームＢ´の中空部
内を通してアーム機構駆動装置Ａ´内に導く必要があっ
たため、前段側アームＢ´の回動可能範囲が制限され
て、ハンドＤ´の移動可能範囲が制限されるという問題
があった。ハンドの移動可能範囲を拡大して、ワークの
搬送可能範囲を拡大するためには、前段側アーム、後段
側アーム及びハンドのすべてをエンドレスに回動させる
ことができるようにするのが望ましい。

【００２４】本発明の目的は、前段側アーム、後段側ア
ーム及びハンドのすべてをエンドレスに回動させること
ができるようにして、ハンドの移動可能範囲を拡大し、
ワークの搬送可能範囲の拡大を図ることができるように
したワーク搬送用ロボットを提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、支持フレーム
と、第１の軸線を中心にして回動し得るように前記支持
フレームに一端が回動自在に支持された中空の前段側ア
ームと、第１の軸線と平行な第２の軸線を中心にして回
動し得るように前段側アームの他端に一端が回動自在に
支持された中空の後段側アームと、第１及び第２の軸線
と平行な第３の軸線を中心にして回動し得るように後段
側アームの他端に一端が回動自在に支持されたワーク保
持用のハンドとを備えたワーク搬送用ロボットを対象と
する。

【００２６】本発明においては、前段側アームの一端側
に、軸線を第１の軸線に一致させた状態で互いに同軸的
に設けられた後段側アーム用駆動軸及びハンド用駆動軸
と、後段側アームの一端側に、軸線を第２の軸線に一致
させた状態で設けられたハンド用中継軸と、支持フレー
ムに支持された前段側アーム駆動用モータ、後段側アー
ム駆動用モータ及びハンド駆動用モータと、前段側アー
ム駆動用モータの回転を前段側アームの一端に伝達する
前段側アーム用動力伝達装置と、後段側アーム駆動用モ
ータの回転を後段側アーム用駆動軸に伝達する第１の後
段側アーム用伝導機構と、前段側アームの中空部内で後
段側アーム用駆動軸の回転を後段側アームの一端に伝達
する第２の後段側アーム用伝導機構とを備えた後段側ア
ーム用動力伝達装置と、ハンド駆動用モータの回転をハ
ンド用駆動軸に伝達する第１のハンド用伝導機構と、前
段側アームの中空部内で前記ハンド用駆動軸の回転をハ
ンド用中継軸に伝達する第２のハンド用伝導機構と、後
段側アームの中空部内でハンド用中継軸の回転を前記ハ
ンドの一端に伝達する第３のハンド用伝導機構とを備え
たハンド用動力伝達装置とが設けられる。

【００２７】上記のように構成すると、前段側アーム、
後段側アーム及びハンドをそれぞれエンドレスに回動さ
せることができるため、従来のアーム回動形搬送ロボッ
トに比べて、ハンドの可動範囲を拡大して、ロボット単
体でのワークの搬送可能範囲を拡大することができる。
したがって、ワークを搬送するチャンバが複数個ある場
合でも、従来必要とした移動台を用いることなく、ロボ
ット単体で各チャンバへのワークの搬送を行わせること
ができる。

【００２８】また上記のように構成すると、アームの関
節部分にモータを取り付ける必要がないため、アーム機
構の可動部の質量の軽減を図って、アームの慣性を小さ
くすることができ、アームの動きを軽快にして搬送動作
を迅速に行わせることができる。

【００２９】更に、上記のように構成すると、各アーム
及びハンドの変位の自由度を高めることができるため、
常にワークを許容される最短の経路で目標位置に移動さ
せるように各アーム及びハンドを制御して、ワークの移
動に要する時間を短縮することができる。

【００３０】本発明の好ましい態様では、以下のａ〜ｍ
の要素によりワーク搬送用ロボットの主要部が構成され
る。

【００３１】ａ．前段側アームに連結された出力部と該
出力部の内側に同心的に配置された入力部とを有して、
前記第１の軸線に中心軸線を一致させた状態で支持フレ
ームに支持された前段側アーム用減速機。

【００３２】ｂ．第１の軸線に軸線を一致させ、かつ前
記前段側アーム用減速機の入力部を回転自在に貫通した
状態で設けられた中空のハンド用駆動軸。

【００３３】ｃ．第１の軸線に軸線を一致させ、かつ前
記ハンド用駆動軸を回転自在に貫通した状態で設けられ
た後段側アーム用駆動軸。

【００３４】ｄ．後段側アームの一端に連結された出力
部と該出力部の内側に同心的に配置された入力部とを有
して、第２の軸線に中心軸線を一致させた状態で前段側
アームの中空部内に配置されて、該前段側アームの他端
側に支持された後段側アーム用減速機。

【００３５】ｅ．軸線を第２の軸線に一致させ、かつ後
段側アーム用減速機の入力部を貫通した状態で設けられ
て、一端及び他端がそれぞれ前段側アームの中空部内及
び後段側アームの中空部内に配置されたハンド用中継
軸。

【００３６】ｆ．ハンドの一端に連結された出力部と該
出力部の内側に同心的に配置された入力部とを有して、
第３の軸線に中心軸線を一致させた状態で後段側アーム
の中空部内で該後段側アームの他端側に支持されたハン
ド用減速機。

【００３７】ｇ．支持フレームに支持された前段側アー
ム駆動用モータ、後段側アーム駆動用モータ及びハンド
駆動用モータ。

【００３８】ｈ．前段側アーム駆動用モータの回転を前
段側アーム用減速機の入力部に伝達する前段側アーム用
伝導機構。

【００３９】ｉ．後段側アーム駆動用モータの回転を後
段側アーム用駆動軸に伝達する第１の後段側アーム用伝
導機構。

【００４０】ｊ．前段側アームの中空部内で後段側アー
ム用駆動軸の回転を後段側アーム用減速機の入力部に伝
達する第２の後段側アーム用伝導機構。

【００４１】ｋ．支持フレーム側でハンド駆動用モータ
の回転をハンド用駆動軸に伝達する第１のハンド用伝導
機構。

【００４２】ｌ．前段側アームの中空部内でハンド用駆
動軸の回転をハンド用中継軸に伝達する第２のハンド用
伝導機構。

【００４３】ｍ．後段側アームの中空部内で前記ハンド
駆動用中継軸の回転を前記ハンド用減速機の入力部に伝
達する第３のハンド用伝導機構。

【００４４】上記前段側アーム用減速機、後段側アーム
用減速機、及びハンド用減速機としては、コンパクトで
バックラッシュが少ないハーモニック減速機を用いるの
が好ましい。ハーモニック減速機は、サーキュラスプラ
インと、該サーキュラスプラインの内側に配置されたウ
ェーブジェネレータと、サーキュラスプラインとウェー
ブジェネレータとの間に介在するフレックススプライン
とを備えた公知のもので、ウェーブジェネレータが入力
部を構成し、サーキュラスプラインが出力部を構成す
る。

【００４５】また第１の後段側アーム用伝導機構、第２
の後段側アーム用伝導機構、及び第１ないし第３のハン
ド用伝導機構をそれぞれ構成する伝導機構は、歯付きプ
ーリと歯付きベルトとにより構成されるベルト伝導機構
を用いるのが好ましい。

【００４６】多くの場合、前段側アーム、後段側アーム
及びハンドは、それぞれの中心軸線である第１の軸線な
いし第３の軸線を垂直方向に向けた状態で配置される。

【００４７】また本発明の好ましい態様では、支持フレ
ームが、固定フレームと、該固定フレームに昇降自在に
支持された昇降フレームとを備えていて、該昇降フレー
ムに前段側アームと、前段側アーム駆動用モータと、後
段側アーム駆動用モータと、ハンド駆動用モータとが支
持される。

【００４８】本発明に係わるワーク搬送用ロボットにお
いて、ハンドに保持されたワークを吸着保持するために
該ハンドに真空吸引口を設ける場合には、各アーム及び
ハンドのエンドレスの回動を妨げることなく、ハンドの
真空吸引口に真空を供給し得るようにする必要がある。

【００４９】そのためには、例えば、第１の軸線上に位
置させた状態で支持フレーム及び前段側アーム内にそれ
ぞれ設けられた第１及び第２の中継室と、第２の軸線上
に位置させた状態で前記前段側アーム内及び後段側アー
ム内にそれぞれ設けられた第３及び第４の中継室と、第
３の軸線上に位置させた状態で後段側アーム内及びハン
ドの一端にそれぞれ設けられた第５及び第６の中継室
と、第１の軸線に沿って配置されて一端及び他端がそれ
ぞれ第１の中継室の壁部及び第２の中継室の壁部を気密
かつ回転自在に貫通した状態で両中継室に接続された第
１のパイプ軸と、第２の軸線に沿って配置されて一端及
び他端がそれぞれ第３の中継室の壁部及び第４の中継室
の壁部を気密かつ回転自在に貫通した状態で両中継室に
接続された第２のパイプ軸と、第３の軸線に沿って配置
されて一端及び他端がそれぞれ前記第５の中継室の壁部
及び第６の中継室の壁部を気密かつ回転自在に貫通した
状態で両中継室に接続された第３のパイプ軸と、第１の
中継室内を真空ポンプに接続するために支持フレーム側
に設けられた支持フレーム側配管と、前段側アーム内で
第２の中継室内と第３の中継室内とを接続する前段側ア
ーム内配管と、後段側アーム内で前記第４の中継室と第
５の中継室とを接続する後段側アーム内配管と、ハンド
側で第６の中継室と真空吸引口とを接続するハンド側真
空供給経路とを備えた構成とすればよい。

【００５０】また第１の軸線上に位置させた状態で前記
支持フレーム及び前記前段側アーム内にそれぞれ設けら
れた第１及び第２の中継室と、第２の軸線上に位置させ
た状態で前段側アーム内及び後段側アーム内にそれぞれ
設けられた第３及び第４の中継室と、第３の軸線上に位
置させた状態で後段側アーム内及びハンドの一端にそれ
ぞれ設けられた第５及び第６の中継室と、ハンド用駆動
軸及び後段側アーム用駆動軸の回転を許容する状態で第
１の軸線に沿って設けられて一端及び他端がそれぞれ第
１の中継室及び第２の中継室に接続された第１のパイプ
軸と、ハンド用中継軸の回転を許容する状態で第２の軸
線に沿って設けられて一端及び他端がそれぞれ第３の中
継室及び第４の中継室に接続された第２のパイプ軸と、
周囲の部材の回転を許容する状態で第３の軸線に沿って
設けられて一端及び他端がそれぞれ第５の中継室及び第
６の中継室に接続された第３のパイプ軸と、第１の中継
室内を真空ポンプに接続するために支持フレーム側に設
けられた支持フレーム側配管と、前段側アーム内で第２
の中継室内と第３の中継室内とを接続する前段側アーム
内配管と、後段側アーム内で第４の中継室と第５の中継
室とを接続する後段側アーム内配管と、ハンド側で第６
の中継室と真空吸引口とを接続するハンド側真空供給経
路とを備えた構成としてもよい。この場合、アームの回
動を妨げないようにするため、第１ないし第３のパイプ
軸のそれぞれの一端及び他端のうちの少なくとも一方
は、対応する中継室の壁部を気密かつ回転自在に貫通し
た状態で該中継室に接続する。

【００５１】なお本発明によれば、ロボット単体として
のワークの搬送可能範囲を拡大することができるため、
設置箇所の状況によっては、従来必要とした移動台を省
略することができるが、本発明に係わるロボットを移動
台と組み合わせて、ワークの搬送可能範囲を更に拡大す
ることを妨げるものではない。

【００５２】

【発明の実施の形態】図１ないし図６は、本発明の一実
施形態の構成を示したもので、図１及び図２はそれぞれ
外観を示した正面図及び上面図、図３は縦断面図、図４
は図２のＳ4−Ｓ4 線に沿って断面して示した要部の断
面図、図５は図３のＳ5 −Ｓ5 線断面図、図６は昇降フ
レームを上昇させた状態の縦断面図である。

【００５３】図１ないし図３において、Ａはアーム機構
駆動装置、Ｂ及びＣはそれぞれ前段側アーム機構及び後
段側アーム機構、Ｄはハンドであり、これらによりワー
ク搬送用ロボットＲが構成されている。なお図２に示し
たＷは、ハンドＤの上に保持されたワーク（例えば半導
体ウェハ）である。

【００５４】図３に示したように、アーム機構駆動装置
Ａは、円筒状に形成された固定フレーム１を備えてい
る。固定フレーム１は駆動装置Ａの機構部を収容するケ
ーシングを兼ねるもので、この例では、固定フレーム１
がその軸線Ｏ−Ｏを垂直方向に向けた状態で配置され
る。固定フレーム１の底板１０１は正方形状に形成さ
れ、底板１０１の四隅には、ロボットを取付け箇所に固
定するためのボルトを挿通する取付け孔１０２が形成さ
れている。また固定フレーム１の下端寄りの部分の外面
には、１対の把手１０３，１０３が固定されている。

【００５５】固定フレーム１の内側には、上下方向に延
びる支柱２が設けられていて、この支柱２に昇降フレー
ム３が昇降自在に支持され、固定フレーム１と昇降フレ
ーム３とにより、アーム機構を支持する支持フレーム４
が構成されている。

【００５６】更に詳述すると、支柱２は、図５に示され
ているように、固定フレーム１と中心軸線を共有する円
筒面の形状を呈する外周面２０１を有していて、外周面
２０１を固定フレーム１に近接させた状態で配置され、
その下端が固定フレーム１の底板１０１に固定されてい
る。支柱２には、上下方向に延びる溝２０２が、外周面
２０１と反対側に開口した状態で設けられ、支柱２の上
端及び下端寄りの位置には、溝２０２の上端及び下端を
それぞれ終端する端部壁２０３及び２０４が形成されて
いる。支柱２の溝２０２の開口部の両側（支柱の両端）
には、上下方向に平行に延びる平坦な端面２０５，２０
５が形成され、これらの端面２０５，２０５には、固定
フレーム内を上下方向に平行に延びる１対のガイドレー
ル５，５（図５参照）が固定されている。ガイドレール
５，５はそれぞれ鳩尾状の断面形状を有するように形成
されていて、昇降フレーム３に固定されたスライダ６，
６にそれぞれ設けられた断面鳩尾状の溝にガイドレール
５，５がスライド自在に嵌合されている。この例では、
支柱２と、ガイドレール５，５と、スライダ６，６とに
より、昇降フレーム３を固定フレーム１に対して昇降自
在に支持する昇降フレーム支持機構が構成されている。

【００５７】支柱２の上端側及び下端側の端部壁２０３
及び２０４にはそれぞれ軸受８及び９（図３参照）が取
り付けられ、これらの軸受により、支柱２の溝２０２内
を上下方向（垂直方向）に延びるボールネジ１０が支持
されている。昇降フレーム３の下端には、溝２０２内に
挿入された張り出し部３０１が形成され、この張り出し
部３０１に固定されたボールナット１１にボールネジ１
０が螺合されている。固定フレーム１内の下部には昇降
用モータ１２が、その出力軸を下方に向けた状態で配置
されている。昇降用モータ１２は、固定フレーム１の底
板１０１に架台１３を介して固定され、モータ１２の回
転軸に取り付けられた歯付きプーリ１４と、ボールネジ
１０の下端に取り付けられた歯付きプーリ１５とに歯付
きベルト１６が掛け渡されている。

【００５８】したがって、モータ１２が駆動されると、
その回転がプーリ１４とベルト１６とプーリ１５とを介
してボールネジ１０に伝達され、このボールネジの回転
により、ボールナット１１が昇降フレーム３とともに昇
降させられる。この例では、ボールネジ１０及びボール
ナット１１からなる螺進機構と、昇降用モータ１２と、
プーリ１４及び１５と、ベルト１６とにより、昇降フレ
ーム３を昇降させる昇降機構が構成されている。

【００５９】昇降フレーム３には、固定フレーム１の円
筒部に外側から緩く嵌合する円筒状の昇降カバー１７が
固定されている。昇降カバー１７は、昇降フレーム３と
ともに昇降してアーム機構駆動装置Ａの機構部を覆うカ
バーで、昇降フレーム３が上限位置まて上昇した状態で
もその下端寄りの部分が固定フレーム１の外周部にオー
バラップした状態を保持して、アーム機構駆動装置Ａの
機構部を覆うことができるように、十分な高さ寸法を有
している。

【００６０】図示の例では、昇降フレーム３の最上部に
減速機収容室３ａが形成され、この減速機収容室３ａの
下方にベルトやプーリを収容するための凹部３ｂが形成
されている。減速機収容室３ａの天井部に相当する部分
を貫通させた状態で上方に開口した孔３ｃが形成され、
減速機収容室３ａの底部には、凹部３ｂ内に開口した孔
３ｄが形成されている。孔３ｃ及び３ｄは、円筒状の固
定フレーム１の中心軸線Ｏ−Ｏに対して一定の距離ΔＤ
だけオフセットした位置を垂直方向に伸びるように設定
された第１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 にそれぞれの中心軸線を一
致させた状態で設けられている。

【００６１】減速機収容室３ａ内には、後記する前段側
アーム駆動用モータの回転を前段側アームＢに伝達する
前段側アーム用減速機２０が収容されている。本実施形
態では、前段側アーム用減速機２０として、ハーモニッ
ク減速機を用いている。ハーモニック減速機は、サーキ
ュラスプラインと、該サーキュラスプラインの内側に配
置されたウェーブジェネレータと、サーキュラスプライ
ンとウェーブジェネレータとの間に介在するフレックス
スプラインとを備えた公知のもので、ウェーブジェネレ
ータ及びサーキュラスプラインがそれぞれ減速機の入力
部及び出力部を構成する。

【００６２】前段側アームＢは、天板部２１ａと底板部
２１ｂと側板部２１ｃとを有する中空のアーム構成部材
２１からなっていて、その長手方向を水平方向に向けた
状態で前記第１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心に回動するよう
に、その一端Ｂａ寄りの部分が昇降フレーム３に支持さ
れる。

【００６３】図示の例では、前段側アームＢの一端Ｂａ
寄りに位置させた状態でアーム構成部材２１の底板部２
１ｂにボス部２１B1が形成され、このボス部２１B1が昇
降フレーム３の上部の孔３ｃを通して減速機２０の出力
部に固定されることにより、前段側アームＢが減速機２
０を介して昇降フレーム３に回動自在に支持されてい
る。

【００６４】前段側アーム用減速機２０の入力部には、
減速機収容室３ａと凹部３ｂとを連絡する孔３ｄを通し
て、前段側アーム駆動用の歯付きプーリ２３が取り付け
られている。

【００６５】第１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 に中心軸線を一致さ
せ、かつ歯付きプーリ２３及び前段側アーム用減速機２
０の入力部を回転自在に貫通させた状態で、中空の（管
状の）ハンド用駆動軸２４が設けられている。このハン
ド用駆動軸２４は、軸受２５を介して前段側アームを構
成するアーム構成部材２１のボス部２１B1の内周に支持
されるとともに、軸受２６を介してプーリ２３の内周に
支持されている。ハンド用駆動軸２４は、その下端及び
上端がそれぞれ昇降フレーム３の凹部３ｂ内及び前段側
アームＢの中空部内に達するように設けられていて、凹
部３ｂ内に位置する駆動軸２４の下端には、プーリ２３
の下方に配置された第１のハンド駆動用歯付きプーリ２
７が取り付けられている。また駆動軸２４の上端には、
第２のハンド駆動用歯付きプーリ２８が取り付けられて
いる。

【００６６】更に第１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 に軸線を一致さ
せ、かつ中空のハンド用駆動軸２４を回転自在に貫通し
た状態で、後段側アーム用駆動軸３０が設けられてい
る。この後段側アーム用駆動軸３０は、軸受３１及び３
２を介してプーリ２７の内周部及びプーリ２８の内周部
に回転自在に支持されるとともに、下端が昇降フレーム
３の凹部３ｂの底部に軸受３３を介して支持されてい
る。後段側アーム用駆動軸３０はその下端及び上端が昇
降フレーム３の凹部３ｂ内及び前段側アームＢの中空部
内に達するように設けられていて、凹部３ｂ内に位置す
る駆動軸３０の下端には、歯付きプーリ２７の下方に配
置された第１の後段側アーム駆動用歯付きプーリ３５が
取り付けられ、前段側アームＢの中空部内に位置する駆
動軸３０の上端には歯付きプーリ２８の上方に配置され
た第２の後段側アーム駆動用歯付きプーリ３６が取り付
けられている。

【００６７】後段側アームＣは、前段側アームＢと同様
に天板部４１ａと底板部４１ｂと側板部４１ｃとを有す
る中空のアーム構成部材４１からなっている。後段側ア
ームＣを構成するアーム構成部材４１は、その長手方向
を水平方向に向けた状態で配置されて、第１の軸線Ｏ1
−Ｏ1 と平行に（垂直方向に）延びる第２の軸線Ｏ2−
Ｏ2 を中心に回動するように、その一端Ｃａ側の底板部
が前段側アームＢを構成するアーム構成部材２１の他端
Ｂｂ側の天板部２１ａに軸受４２を介して支持されてい
る。

【００６８】前段側アームＢを構成するアーム構成部材
２１の他端Ｂｂ側の天板部の内側には、ハーモニック減
速機からなる後段側アーム用減速機４３が、その中心軸
線を第２の軸線Ｏ2 −Ｏ2 に一致させた状態で取り付け
られている。この減速機４３の出力部は、後段側アーム
Ｃを構成するアーム構成部材４１の一端Ｃａ側の底板部
に連結されている。

【００６９】後段側アーム用減速機４３の入力部には、
中心軸線を第２の軸線Ｏ2 −Ｏ2 に一致させた状態で設
けられた第３の後段側アーム駆動用歯付きプーリ４４が
接続されている。

【００７０】中心軸線を第２の軸線Ｏ2 −Ｏ2 に一致さ
せ、かつ後段側アーム用減速機４３の入力部とプーリ４
４とを回転自在に貫通させた状態で、ハンド用中継軸４
５が設けられている。この中継軸は、軸受４６を介して
アーム構成部材４１の底板部に回転自在に支持されると
ともに、軸受４７を介してプーリ４４の内周部に回転自
在に支持されている。

【００７１】ハンド用中継軸４５は、その下端及び上端
がそれぞれ前段側アームＢの中空部内及び後段側アーム
Ｃの中空部内に達するように設けられていて、ハンド用
中継軸４５の下端にはプーリ４４の下方に配置された第
３のハンド駆動用歯付きプーリ４８が取り付けられ、中
継軸４５の上端には第４のハンド駆動用歯付きプーリ４
９が取り付けられている。

【００７２】後段側アームＣの他端Ｃｂ側のアーム構成
部材の天板部４１ａには、上方に突出した環状の突起４
１A1が、その中心軸線を第１及び第２の軸線と平行な第
３の軸線Ｏ3 −Ｏ3 に一致させた状態で形成され、この
突起４１A1の内側にハーモニック減速機からなるハンド
用減速機５０が、その中心軸線を第３の軸線Ｏ3 −Ｏ3
に一致させた状態で取り付けれている。

【００７３】ハンドＤは、カップ状に形成された基部５
１ａと、基部５１ａに一端が固定された腕部５１ｂと、
腕部５１ｂの他端に中央部が固定された翼部５１ｃと、
翼部５１ｃに一端が固定されたワーク保持板部５１ｄと
からなっていて、その基部５１ａが、後段側アームＣの
他端Ｃｂ側の突起４１A1に軸受５２を介して回動自在に
支持されるとともに、前記ハンド用減速機５０の出力部
に連結されている。

【００７４】ハンド用減速機５０の入力部には、中心軸
線を第３の軸線Ｏ3 −Ｏ3 に一致させた状態で、第５の
ハンド駆動用歯付きプーリ５３が取り付けられている。

【００７５】前段側アームＢの中空部内に設けられた第
２及び第３の後段側アーム駆動用歯付きプーリ３６及び
４４は、同じ高さの位置に配置されていて、これらのプ
ーリ３６及び４４に後段側アーム駆動用歯付きベルト５
５が掛け渡されている。

【００７６】また前段側アームＢの中空部内に設けられ
た第２及び第３のハンド駆動用歯付きプーリ２８及び４
８も同じ高さの位置に配置されていて、これらのプーリ
２８及び４８にハンド駆動用歯付きベルト５６が掛け渡
されている。

【００７７】また後段側アームＣの中空部内に設けられ
た第４及び第５のハンド駆動用歯付きベルト４９及び５
３にハンド駆動用歯付きベルト５７が掛け渡されてい
る。

【００７８】図４及び図５に示したように、昇降フレー
ム３の上部に前段側アーム駆動用モータ６０がその出力
軸を上方に向けた状態で取り付けられ、モータ６０の出
力軸に歯付きプーリ６１が取り付けられている。歯付き
プーリ６１とプーリ２３とに歯付きベルト６２が掛け渡
され、モータ６０の回転がプーリ６１とベルト６２とプ
ーリ２３とを介して減速機２０の入力部に伝達されてい
る。この例では、プーリ２３及び６１とベルト６２とに
より、前段側アーム駆動用モータ６０の回転を前段側ア
ーム用減速機２０の入力部に伝達する前段側アーム用伝
導機構が構成され、この伝導機構と減速機２０とによ
り、モータ６０の回転を前段側アームＢの一端に伝達す
る前段側アーム用動力伝達装置が構成されている。

【００７９】昇降フレーム３の上部にはまた、ハンド駆
動用モータ６５（図３参照）が取り付けられ、このハン
ド駆動用モータ６５の出力軸に歯付きプーリ６６が取り
付けられている。歯付きプーリ６６とハンド駆動軸の下
端に取り付けられた歯付きプーリ２７とに歯付きベルト
６７が掛け渡され、ハンド駆動用モータ６５の回転がプ
ーリ６６とベルト６７とプーリ２７とを介してハンド用
駆動軸２４に伝達されている。この例では、プーリ２７
及び６６とベルト６７とにより、ハンド駆動用モータ６
５の回転をハンド用駆動軸２４に伝達する第１のハンド
用伝導機構が構成されている。また前段側アームＢの中
空部内に配置されたプーリ２８及び４８とベルト５６と
により、前段側アームの中空部内でハンド用駆動軸２４
の回転をハンド用中継軸４５に伝達する第２のハンド用
伝導機構が構成されている。更に、後段側アームＣの中
空部内に配置されたプーリ４６及び５３とベルト５７と
により、後段側アームの中空部内でハンド駆動用中継軸
４５の回転をハンド用減速機５０の入力部に伝達する第
３のハンド用伝導機構が構成され、上記第１ないし第３
のハンド用伝導機構と減速機５０とにより、ハンド駆動
用モータ６５の回転を前段側アームの中空部内及び後段
側アームの中空部内を通してハンドＤの一端に伝達する
ハンド用動力伝達装置が構成されている。

【００８０】また図４及び図５に示すように、昇降フレ
ーム３の上部には、後段側アーム駆動用モータ７０が取
り付けられ、このモータ７０の出力軸に歯付きプーリ７
１が取り付けられている。歯付きプーリ７１と後段側ア
ーム用駆動軸３０の下端に取り付けられた歯付きプーリ
３５とに歯付きベルト７２が掛け渡され、モータ７０の
回転がプーリ７１とベルト７２とプーリ３５とを介して
後段側アーム用駆動軸３０に伝達されるようになってい
る。

【００８１】この例では、プーリ３５及び７１とベルト
７２とにより、後段側アーム駆動用モータ７０の回転を
後段側アーム用駆動軸３０に伝達する第１の後段側アー
ム用伝導機構が構成されている。またプーリ３６と、ベ
ルト５５と、プーリ４４とにより、前段側アームＢの中
空部内で後段側アーム用駆動軸３０の回転を後段側アー
ム用減速機４３の入力部に伝達する第２の後段側アーム
用伝導機構が構成され、上記第１及び第２の後段側アー
ム用伝導機構と減速機４３とにより、後段側アーム駆動
用モータ７０の回転を前段側アームの中空部内で後段側
アーム用減速機の入力部に伝達する後段側アーム用動力
伝達装置が構成されている。

【００８２】固定フレーム１の下部の側面には、各モー
タへの給電を行うためのコネクタや、計器類、あるいは
スイッチ類が取り付けられた制御盤７５（図１参照）が
取り付けられている。

【００８３】上記のワーク搬送用ロボットにおいては、
前段側アーム駆動用モータ６０を駆動することにより、
前段側アームＢをエンドレスに回動させることができ
る。また後段側アーム駆動用モータ７０（図４参照）を
駆動することにより、後段側アームＣを、エンドレスに
回動させることができる。更に、ハンド駆動用モータ６
５（図３参照）を回転させることにより、ハンドＤをエ
ンドレスに回動させることができる。

【００８４】したがって、前段側アームＢ，後段側アー
ムＣ及びハンドＤのそれぞれの回動量と回動方向とを適
宜に制御することにより、ハンドＤを種々の方向に移動
させることができる。

【００８５】また昇降用モータ１２を一方向に回転させ
ることにより、図６に示すように、昇降フレーム３をア
ームＢ，Ｃ及びハンドＤとともに上昇させることがで
き、昇降用モータ１２を他方向に回転させることにより
昇降フレーム３を下降させることができる。これによ
り、ハンドＤに保持したワークの上下位置を変化させる
ことができる。

【００８６】上記のように、本発明に係わる搬送用ロボ
ットにおいては、前段側アーム、後段側アーム、及びハ
ンドをそれぞれ個別にエンドレスに回動させることがで
きるため、ハンドに多様な動きを行わせることができ、
ロボット単体でのワークの搬送可能範囲を従来よりも拡
大することができる。

【００８７】例えば、図９及び図１０に示した従来の搬
送用ロボットでは、ワークを図１０のＹ方向にしか移動
させることができなかったため、ワークをロボットによ
る搬送方向に対して直角なＸ方向に移動させる必要があ
る場合には、Ｘ方向に移動する移動台の上にロボットを
搭載して、該移動台によりロボットをＸ方向に移動させ
る必要があったが、本発明に係わるロボットを用いれ
ば、ロボットを動かすことなくワークをＸ方向及びＹ方
向に移動させることができる。ハンドＤに保持したワー
クＷをＸ方向に平行移動させる際の各アーム及びハンド
の動かし方の一例を図７（Ａ）ないし（Ｄ）に示した。
この例では、前段側アームＢ及び後段側アームＣを時計
方向に回動させてハンドＤの回動中心をＸ方向に移動さ
せながら、ハンドＤを後段側アームの回動に合せて反時
時計方向に回動させることにより、ハンドＤを一定の向
きに向けた状態を保持しつつ、Ｘ方向に平行移動させて
いる。このようなアーム及びハンドの動きは、モータ６
０，６５及び７０の回転をマイクロコンピュータを用い
て制御することにより、容易に行わせることができる。

【００８８】図８（Ａ）ないし（Ｅ）は、トランスファ
チャンバ８０に、ロードロックチャンバ８１と、２つの
プロセスチャンバ８２及び８３とが接続された半導体製
造装置のトランスファチャンバ８０内に上記実施形態の
搬送用ロボットを配置して、一方のプロセスチャンバ８
２内のウェハ（ワーク）Ｗを他方のプロセスチャンバ８
３内に搬送する際のロボットの動きを順を追って示した
ものである。図示の例では、本発明に係わるロボットＲ
を、２つのプロセスチャンバ８２及び８３から等距離の
位置に配置している。

【００８９】この例では、図８（Ａ）の過程で一方のプ
ロセスチャンバ８２内のウェハＷを受け取り、図８
（Ｂ）の過程でウェハＷをプロセスチャンバ８２から搬
出している。その後、図８（Ｃ）及び（Ｄ）の過程でウ
ェハＷを横方向（プロセスチャンバの並設方向）に平行
移動させて、他方のプロセスチャンバ８３の前まで移動
させ、図８（Ｅ）の過程でウェハをプロセスチャンバ８
３内に搬入している。

【００９０】このように、本発明に係わるロボットによ
れば、ロボットをチャンバの並設方向に移動させること
なく、定位置に固定したままで複数のチャンバ内へのワ
ークの搬入、搬出を行わせることができるため、ロボッ
トをチャンバの並設方向に移動させる移動台を省略して
搬送装置の構成を簡単にすることができ、半導体等の製
造装置の小形化を図ることができる。

【００９１】また上記のように構成すると、図１１に示
したロボットのようにアームの関節部分にモータを取り
付ける必要がないため、アーム機構の可動部の質量の軽
減を図って、アームの慣性を小さくすることができ、ア
ームの動きを軽快にして搬送動作を迅速に行わせること
ができる。

【００９２】更に、上記のように、各アーム及びハンド
をエンドレスに回動させることができるようにしておく
と、各アーム及びハンドの変位の自由度を高めることが
できるため、常にワークを許容される最短の経路で目標
位置に移動させるように各アーム及びハンドを制御し
て、ワークの移動に要する時間を短縮することができ
る。

【００９３】図８には図示してないが、ロボットＲを図
示の定位置に固定したままで、アームＢ，Ｃ及びハンド
Ｄを適宜に動かすことにより、ロードロックチャンバ８
１内へのワークの出し入れをも行わせることができる。

【００９４】上記の例では、各減速機としてハーモニッ
ク減速機を用いたが、入力部と出力部とが同軸的に配置
される他の形式の減速機、例えば遊星歯車機構を用いた
減速機を用いることもできる。

【００９５】上記の例では、アーム機構を支持する支持
フレーム４を固定フレーム１と昇降フレーム３とにより
構成したが、ワークを上下方向に移動させる必要がない
場合には、昇降フレームを設けることなく、固定フレー
ムのみにより支持フレームを構成することができる。

【００９６】通常、ワーク搬送用ロボットにおいては、
ハンドに載せたワークＷをしっかりと保持するために、
真空吸引力を利用してワークを吸着保持するワーク保持
装置を設ける。

【００９７】本発明に係わるロボットにおいて、ハンド
にワーク保持装置を設ける場合には、該ワーク保持装置
の真空吸引口を真空ポンプに接続するための管路を、各
アーム及びハンドのエンドレスの回動を妨げない状態で
設ける必要がある。そのためには、この管路を例えば、
第１ないし第３の軸線に沿うように設けたパイプ軸と、
アーム内に設けた配管とにより構成するようにすればよ
い。

【００９８】ハンドに設けるワーク保持装置の真空吸引
口と真空ポンプとを接続するための管路の構成例を図１
２に概略的に示した。

【００９９】図１２において８５及び８６はそれぞれ第
１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 上に位置させた状態で支持フレーム
４側及び前段側アームＢ内にそれぞれ設けられた第１及
び第２の中継室、８７及び８８はそれぞれ第２の軸線Ｏ
2 −Ｏ2 上に位置させた状態で前段側アームＢ内及び後
段側アームＣ内にそれぞれ設けられた第３及び第４の中
継室、８９及び９０はそれぞれ第３の軸線Ｏ3 −Ｏ3 上
に位置させた状態で後段側アームＣ内及びハンドＤの一
端にそれぞれ設けられた第５及び第６の中継室である。
第１ないし第６の中継室８５ないし９０は、真空を供給
する配管を中継するためのもので、密閉構造を有してい
る。

【０１００】また後段側アーム用駆動軸３０の軸芯部を
貫通して、第１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 に沿って延びるように
第１のパイプ軸９１が設けられ、この第１のパイプ軸９
１の一端及び他端がそれぞれ第１の中継室の壁部及び第
２の中継室の壁部をＯリングを介して気密かつ回転自在
に貫通して両中継室内に導入されている。

【０１０１】更に、ハンド用中継軸４５の軸芯部を貫通
して、第２の軸線Ｏ2 −Ｏ2 に沿って延びるように第２
のパイプ軸９２が設けられ、この第２のパイプ軸９２の
一端及び他端がそれぞれ第３の中継室８７の壁部及び第
４の中継室８８の壁部をＯリングを介して気密かつ回転
自在に貫通して両中継室内に導入されている。

【０１０２】またハンド用減速機５０の軸芯部及びハン
ド駆動用歯付きプーリ５３の軸芯部を貫通して、第３の
軸線Ｏ3 −Ｏ3 に沿って延びるように第３のパイプ軸９
３が設けられ、この第３のパイプ軸の一端及び他端がそ
れぞれ第５の中継室８９の壁部及び第６の中継室９０の
壁部をＯリングを介して気密かつ回転自在に貫通して両
中継室内に導入されている。

【０１０３】支持フレーム４側に設けられた第１の中継
室８５には支持フレーム側配管９４の一端が接続されて
いる。この支持フレーム側配管９４は、第１の中継室８
５内を真空ポンプに接続するための配管で、その他端は
バルブ等を介してアーム機構駆動装置Ａの外部に配置さ
れる図示しない真空ポンプに接続される。

【０１０４】また第２の中継室８６内は、前段側アーム
Ｂ内に配置された前段側アーム内配管９５を介して第３
の中継室８７に接続され、第４の中継室８８は、後段側
アームＣ内に配置された後段側アーム内配管９６を介し
て第５の中継室８９内に接続されている。

【０１０５】ハンドＤのワーク保持部５１ｄには、該保
持部５１ｄに載せられるワークに対向する真空吸引口
（図示せず。）が設けられ、この真空吸引口は、ワーク
保持部５１ｄ及び翼部５１ｃの肉厚部内に設けられた真
空引き用の通路と配管９７とからなるハンド側真空供給
経路を介して第６の中継室９０内に接続されている。

【０１０６】図１２に示した例では、図示しない真空ポ
ンプから支持フレーム側配管９４と第１の中継室８５と
第１のパイプ軸９１と第２の中継室８６と前段側アーム
内配管９５と第３の中継室８７と第２のパイプ軸９２と
第４の中継室８８と後段側アーム内配管９６と第５の中
継室８９と第３のパイプ軸９３と第６の中継室９０と配
管９７とを含むハンド側真空供給経路とを通して真空吸
引口に至る真空供給用配管系が構成され、この配管系を
通して真空吸引口に真空が供給される。

【０１０７】図１２に示したように構成すると、第１な
いし第３のパイプ軸９１ないし９３は、アームＢ，Ｃ及
びハンドＤがそれぞれ回動する際に、それぞれのパイプ
軸の両端が接続された中継室に対して自在に回転するの
で、前段側アームＢ、後段側アームＣ及びハンドＤのエ
ンドレスの回転を何等妨げることなく、ハンドＤに設け
られる真空吸引口に真空を供給してワークの吸着保持を
行わせることができる。

【０１０８】図１２に示した例では、各パイプ軸をその
両端が接続される中継室に対して回転自在に設けている
が、第１ないし第３のパイプ軸９１ないし９３のそれぞ
れの片端を対応する中継室に固定的に接続し、他端を対
応する中継室に回転自在に接続して、各パイプ軸の周囲
の部分を各パイプ軸を中心に自在に回転させるように構
成してもよい。

【０１０９】すなわちこの場合は、第１のパイプ軸９１
を後段側アーム用駆動軸３０に対して相対的に回転し得
る状態で第１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 に沿って設けて、該第１
のパイプ軸９１の一端及び他端をそれぞれ第１の中継室
８５及び第２の中継室８６に接続する。この場合、第１
のパイプ軸９１の一端及び他端をそれぞれ第１の中継室
８５及び第２の中継室８６の壁部を気密かつ回転自在に
貫通させた状態で両中継室に接続するようにしてもよい
が、第１のパイプ軸９１の一端及び他端のうちの一方の
みを、対応する中継室の壁部を気密かつ回転自在に貫通
した状態で該中継室に接続し、他端は対応する中継室に
固定的に接続するようにしてもよい。

【０１１０】また、第２のパイプ軸９２をハンド用中継
軸４５に対して相対的に回転し得る状態で前記第２の軸
線Ｏ2 −Ｏ2 に沿って設けて、該第２のパイプ軸の一端
及び他端をそれぞれ第３の中継室８７及び第４の中継室
８８に接続する。

【０１１１】更に、第３のパイプ軸９３を、プーリ５３
及び減速機５０に対して相対的に回転し得る状態で第３
の軸線Ｏ3 −Ｏ3 に沿って設けて、該第３のパイプ軸の
一端及び他端をそれぞれ第５の中継室８９及び第６の中
継室９０に接続する。

【０１１２】第２のパイプ軸９２と第３及び第４の中継
室８７及び８８との接続の仕方、並びに第２のパイプ軸
９３と第５及び第６の中継室８９及び９０との接続の仕
方は、第１のパイプ軸と第１及び第２の中継室との接続
の仕方と同様であり、第２のパイプ軸９２及び第３のパ
イプ軸９３のそれぞれの一端及び他端のうちの少なくと
も一方は、対応する中継室の壁部を気密かつ回転自在に
貫通した状態で該中継室に接続する。

【０１１３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、前段側
アーム、後段側アーム及びハンドをそれぞれ個別に駆動
するモータを設けて、これらのモータを前段側アームの
一端側に集中配置し、後段側アーム駆動用モータの回転
を前段側アームの中空部内を通して後段側アームに伝達
するとともに、ハンド駆動用モータの回転を前段側アー
ムの中空部内及び後段側アームの中空部内を通してハン
ドに伝達するようにしたので、前段側アーム、後段側ア
ーム及びハンドをそれぞれエンドレスに回動させること
ができる。したがって、従来のアーム回動形搬送ロボッ
トに比べて、各アーム及びハンドの可動範囲を拡大する
ことができ、ロボット単体でのワークの搬送可能範囲を
拡大することができる。

【０１１４】また本発明によれば、アームの関節部分に
モータを取り付ける必要がないため、アーム機構の可動
部の質量の軽減を図って、アームの慣性を小さくするこ
とができ、アームの動きを軽快にして搬送動作を迅速に
行わせることができる。

【０１１５】更に、本発明によれば、各アーム及びハン
ドの変位の自由度を高めることかできるため、ワークを
最短の経路で目標位置に移動させるように各アーム及び
ハンドを制御して、ワークの移動に要する時間を短縮す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるロボットの一実施形態の外観を
示した正面図である。

【図２】図１のロボットの上面図である。

【図３】図１のロボットの縦断面図である。

【図４】図２のＳ4 −Ｓ4 線に沿って断面した要部の断
面図である。

【図５】図３のＳ5 −Ｓ5 線断面図である。

【図６】図１のロボットにおいて、昇降フレームを上昇
させた状態を示した縦断面図である。

【図７】（Ａ）ないし（Ｄ）は本発明に係わるロボット
の動作の一例を示した動作説明図である。

【図８】（Ａ）ないし（Ｅ）は本発明に係わるロボット
を半導体製造装置等のトランスファチャンバ内に配置し
て用いる場合の動作の一例を示した動作説明図である。

【図９】従来のアーム回動形ロボットの外観を示した斜
視図である。

【図１０】図９のロボットを上方から見て、そのアーム
機構の構成を概略的に示した構成図である。

【図１１】従来の他のワーク搬送用ロボットの構成を一
部断面して示した正面図である。

【図１２】本発明に係わるロボットにおいて、ハンドに
真空吸引力を利用したワーク保持装置を設ける場合に、
ワーク保持装置の真空吸引口に真空を供給する配管系の
構成の一例を示した構成図である。

【符号の説明】

Ａ…アーム機構駆動装置、Ｂ…前段側アーム、Ｃ…後段
側アーム、Ｄ…ハンド、１…固定フレーム、２…支柱、
３…昇降フレーム、４…支持フレーム、１０…ボールネ
ジ、１１…ボールナット、１２…昇降用モータ、２０…
前段側アーム用減速機、２３，２７，２８，３５，３
６，４４，４８，４９，５３…歯付きプーリ、２４…ハ
ンド用駆動軸、３０…後段側アーム用駆動軸、４３…後
段側アーム用減速機、４５…ハンド用中継軸、５０…ハ
ンド用減速機、５５，５６，５７，６２，６７，７２…
歯付きベルト。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月２２日（２００２．３．２
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C007 AS01 AS24 BS15 BT01 CT04 CV07 CW07 CY03 DS01 ES17 FS01 HS27 HT02 HT21 HT26 5F031 CA02 CA05 FA01 FA02 FA11 GA02 GA08 GA43 GA46 LA07 LA11 LA12 LA13 LA14 PA30

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持フレームと、第１の軸線を中心にし
   て回動し得るように前記支持フレームに一端が回動自在
   に支持された中空の前段側アームと、前記第１の軸線と
   平行な第２の軸線を中心にして回動し得るように前記前
   段側アームの他端に一端が回動自在に支持された中空の
   後段側アームと、前記第１及び第２の軸線と平行な第３
   の軸線を中心にして回動し得るように前記後段側アーム
   の他端に一端が回動自在に支持されたワーク保持用のハ
   ンドとを備えたワーク搬送用ロボットであって、 前記前段側アームの一端側に、軸線を前記第１の軸線に
   一致させた状態で互いに同軸的に設けられた後段側アー
   ム用駆動軸及びハンド用駆動軸と、 前記後段側アームの一端側に、軸線を前記第２の軸線に
   一致させた状態で設けられたハンド用中継軸と、 前記支持フレームに支持された前段側アーム駆動用モー
   タ、後段側アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータ
   と、 前記前段側アーム駆動用モータの回転を前記前段側アー
   ムの一端に伝達する前段側アーム用動力伝達装置と、 前記後段側アーム駆動用モータの回転を前記後段側アー
   ム用駆動軸に伝達する第１の後段側アーム用伝導機構
   と、前記前段側アームの中空部内で前記後段側アーム用
   駆動軸の回転を前記後段側アームの一端に伝達する第２
   の後段側アーム用伝導機構とを備えた後段側アーム用動
   力伝達装置と、 前記ハンド駆動用モータの回転を前記ハンド用駆動軸に
   伝達する第１のハンド用伝導機構と、前記前段側アーム
   の中空部内で前記ハンド用駆動軸の回転を前記ハンド用
   中継軸に伝達する第２のハンド用伝導機構と、前記後段
   側アームの中空部内で前記ハンド用中継軸の回転を前記
   ハンドの一端に伝達する第３のハンド用伝導機構とを備
   えたハンド用動力伝達装置とを具備し、 前記前段側アーム、後段側アーム及びハンドが、エンド
   レスに回動し得るように構成されているワーク搬送用ロ
   ボット。
2. 【請求項２】 支持フレームと、第１の軸線を中心にし
   て回動し得るように前記支持フレームに一端が回動自在
   に支持された中空の前段側アームと、前記第１の軸線と
   平行な第２の軸線を中心にして回動し得るように前記前
   段側アームの他端に一端が回動自在に支持された中空の
   後段側アームと、前記第１及び第２の軸線と平行な第３
   の軸線を中心にして回動し得るように前記後段側アーム
   の他端に一端が回動自在に支持されたワーク保持用のハ
   ンドとを備えたワーク搬送用ロボットであって、 前記前段側アームに連結された出力部と該出力部の内側
   に同心的に配置された入力部とを有して、前記第１の軸
   線に中心軸線を一致させた状態で前記支持フレームに支
   持された前段側アーム用減速機と、 前記第１の軸線に軸線を一致させ、かつ前記前段側アー
   ム用減速機の入力部を回転自在に貫通した状態で設けら
   れた中空のハンド用駆動軸と、 前記第１の軸線に軸線を一致させ、かつ前記ハンド用駆
   動軸を回転自在に貫通した状態で設けられた後段側アー
   ム用駆動軸と、 前記後段側アームの一端に連結された出力部と該出力部
   の内側に同心的に配置された入力部とを有して、前記第
   ２の軸線に中心軸線を一致させた状態で前記前段側アー
   ムの中空部内に配置されて、該前段側アームの他端側に
   支持された後段側アーム用減速機と、 軸線を前記第２の軸線に一致させ、かつ前記後段側アー
   ム用減速機の入力部を貫通した状態で設けられて、一端
   及び他端がそれぞれ前記前段側アームの中空部内及び後
   段側アームの中空部内に配置されたハンド用中継軸と、 前記ハンドの一端に連結された出力部と該出力部の内側
   に同心的に配置された入力部とを有して、前記第３の軸
   線に中心軸線を一致させた状態で前記後段側アームの中
   空部内で該後段側アームの他端側に支持されたハンド用
   減速機と、 前記支持フレームに支持された前段側アーム駆動用モー
   タ、後段側アーム駆動用モータ及びハンド駆動用モータ
   と、 前記前段側アーム駆動用モータの回転を前記前段側アー
   ム用減速機の入力部に伝達する前段側アーム用伝導機構
   と、 前記後段側アーム駆動用モータの回転を前記後段側アー
   ム用駆動軸に伝達する第１の後段側アーム用伝導機構
   と、 前記前段側アームの中空部内で前記後段側アーム用駆動
   軸の回転を前記後段側アーム用減速機の入力部に伝達す
   る第２の後段側アーム用伝導機構と、 前記支持フレーム側で前記ハンド駆動用モータの回転を
   前記ハンド用駆動軸に伝達する第１のハンド用伝導機構
   と、 前記前段側アームの中空部内で前記ハンド用駆動軸の回
   転を前記ハンド用中継軸に伝達する第２のハンド用伝導
   機構と、 前記後段側アームの中空部内で前記ハンド駆動用中継軸
   の回転を前記ハンド用減速機の入力部に伝達する第３の
   ハンド用伝導機構と、 を具備し、 前記前段側アーム、後段側アーム及びハンドが、エンド
   レスに回動し得るように構成されているワーク搬送用ロ
   ボット。
3. 【請求項３】 前記前段側アーム用減速機、後段側アー
   ム用減速機、及びハンド用減速機は、ハーモニック減速
   機からなっている請求項２に記載のワーク搬送用ロボッ
   ト。
4. 【請求項４】 前記第１の後段側アーム用伝導機構、前
   記第２の後段側アーム用伝導機構、及び前記第１ないし
   第３のハンド用伝導機構をそれぞれ構成する伝導機構
   は、歯付きプーリと歯付きベルトとにより構成されるベ
   ルト伝導機構からなっている請求項１ないし３のいずれ
   か一つに記載のワーク搬送用ロボット。
5. 【請求項５】 前記前段側アーム、後段側アーム及びハ
   ンドは、前記第１の軸線ないし第３の軸線を垂直方向に
   向けた状態で配置され、 前記支持フレームは、固定フレームと、該固定フレーム
   に昇降自在に支持された昇降フレームとを備えていて、
   該昇降フレームに前記前段側アームと、前段側アーム駆
   動用モータと、後段側アーム駆動用モータと、ハンド駆
   動用モータとが支持され、 昇降用モータを駆動源として前記支持フレームを昇降さ
   せる昇降機構が前記固定フレームに取り付けられている
   請求項１ないし４のいずれか一つに記載のワーク搬送用
   ロボット。
6. 【請求項６】 前記ハンドに保持されたワークを吸着す
   るために該ハンドに設けられた真空吸引口と、 前記第１の軸線上に位置させた状態で前記支持フレーム
   及び前記前段側アーム内にそれぞれ設けられた第１及び
   第２の中継室と、 前記第２の軸線上に位置させた状態で前記前段側アーム
   内及び後段側アーム内にそれぞれ設けられた第３及び第
   ４の中継室と、 前記第３の軸線上に位置させた状態で前記後段側アーム
   内及び前記ハンドの一端にそれぞれ設けられた第５及び
   第６の中継室と、 前記第１の軸線に沿って配置されて一端及び他端がそれ
   ぞれ前記第１の中継室の壁部及び第２の中継室の壁部を
   気密かつ回転自在に貫通した状態で両中継室に接続され
   た第１のパイプ軸と、 前記第２の軸線に沿って配置されて一端及び他端がそれ
   ぞれ前記第３の中継室の壁部及び第４の中継室の壁部を
   気密かつ回転自在に貫通した状態で両中継室に接続され
   た第２のパイプ軸と、 前記第３の軸線に沿って配置されて一端及び他端がそれ
   ぞれ前記第５の中継室の壁部及び第６の中継室の壁部を
   気密かつ回転自在に貫通した状態で両中継室に接続され
   た第３のパイプ軸と、 前記第１の中継室内を真空ポンプに接続するために前記
   支持フレーム側に設けられた支持フレーム側配管と、 前記前段側アーム内で前記第２の中継室内と第３の中継
   室内とを接続する前段側アーム内配管と、 前記後段側アーム内で前記第４の中継室と第５の中継室
   とを接続する後段側アーム内配管と、 前記ハンド側で前記第６の中継室と前記真空吸引口とを
   接続するハンド側真空供給経路と、 を更に備えている請求項１ないし５のいずれか一つに記
   載のワーク搬送用ロボット。
7. 【請求項７】 前記ハンドに保持されたワークを吸着す
   るために該ハンドに設けられた真空吸引口と、 前記第１の軸線上に位置させた状態で前記支持フレーム
   及び前記前段側アーム内にそれぞれ設けられた第１及び
   第２の中継室と、 前記第２の軸線上に位置させた状態で前記前段側アーム
   内及び後段側アーム内にそれぞれ設けられた第３及び第
   ４の中継室と、 前記第３の軸線上に位置させた状態で前記後段側アーム
   内及び前記ハンドの一端にそれぞれ設けられた第５及び
   第６の中継室と、 ハンド用駆動軸及び後段側アーム用駆動軸の回転を許容
   する状態で前記第１の軸線に沿って設けられて一端及び
   他端がそれぞれ前記第１の中継室及び第２の中継室に接
   続された第１のパイプ軸と、 ハンド用中継軸の回転を許容する状態で前記第２の軸線
   に沿って設けられて一端及び他端がそれぞれ前記第３の
   中継室及び第４の中継室に接続された第２のパイプ軸
   と、 周囲の部材の回転を許容する状態で前記第３の軸線に沿
   って設けられて一端及び他端がそれぞれ前記第５の中継
   室及び第６の中継室に接続された第３のパイプ軸と、 前記第１の中継室内を真空ポンプに接続するために前記
   支持フレーム側に設けられた支持フレーム側配管と、 前記前段側アーム内で前記第２の中継室内と第３の中継
   室内とを接続する前段側アーム内配管と、 前記後段側アーム内で前記第４の中継室と第５の中継室
   とを接続する後段側アーム内配管と、 前記ハンド側で前記第６の中継室と前記真空吸引口とを
   接続するハンド側真空供給経路と、 を更に備え、 前記第１ないし第３のパイプ軸のそれぞれの一端及び他
   端のうちの少なくとも一方は、対応する中継室の壁部を
   気密かつ回転自在に貫通した状態で対応する中継室に接
   続されている請求項１ないし５のいずれか一つに記載の
   ワーク搬送用ロボット。