JP2009146865A - Object holding arm - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an object holding arm capable of improving positional accuracy in a reciprocating direction of a holding object such as a semiconductor wafer. <P>SOLUTION: A first arm element 20 is rotatably supported around a first rotation center 10, and a second rotation center 11 is defined at a tip. A second arm element 60 is rotatably supported with respect to the first arm element around a second rotation center, and a third rotation center 12 is defined at a tip. A drive force generation mechanism 57 for extension/contraction rotates the second arm element with respect to the first arm element. When the second arm element rotates by a first angle by the drive force generation mechanism for extension/contraction, the first arm element rotates by an angle half as much as the first angle in a direction opposite to the rotating direction of the second arm element. A holding member 80 is rotatably supported with respect to the second arm element around the third rotation center. When the attitudes of the first and second arm elements are changed, the holding member carries out translatory movement. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、対象物保持アームに関し、特にイオン注入装置において、イオン注入すべき半導体ウエハを保持して、イオンビームの経路と交差するように半導体ウエハを移動させてイオン注入を行うイオン注入装置に適した対象物保持アームに関する。   The present invention relates to an object holding arm, and more particularly, to an ion implantation apparatus that holds a semiconductor wafer to be ion-implanted and moves the semiconductor wafer so that it intersects the path of an ion beam. It relates to a suitable object holding arm.

図１９に、下記の特許文献１に開示されているイオン注入装置に用いられる半導体ウエハ保持アームの斜視図を示す。水平回転機構１２０が、水平回転軸１２１とモータ１２２を含んで構成される。水平回転軸１２１とモータ１２２の駆動軸との間にタイミングベルト１２３が懸架されている。モータ１２２が駆動されて水平回転軸１２１が回転する。   FIG. 19 is a perspective view of a semiconductor wafer holding arm used in the ion implantation apparatus disclosed in Patent Document 1 below. The horizontal rotation mechanism 120 includes a horizontal rotation shaft 121 and a motor 122. A timing belt 123 is suspended between the horizontal rotating shaft 121 and the drive shaft of the motor 122. The motor 122 is driven to rotate the horizontal rotating shaft 121.

アーム駆動機構１３０が水平回転軸１２１の上端に取り付けられている。モータ１２２を駆動することにより、アーム駆動機構１３０を水平回転軸１２１を中心として回転させることができる。アーム駆動機構１３０は、二軸構造を有するアーム駆動軸１３１、モータ１３４及び１３５を含んで構成される。アーム駆動軸１３１は、中軸１３２と外軸１３３から構成され、水平に保持されている。   An arm drive mechanism 130 is attached to the upper end of the horizontal rotation shaft 121. By driving the motor 122, the arm driving mechanism 130 can be rotated about the horizontal rotation shaft 121. The arm drive mechanism 130 includes an arm drive shaft 131 having a biaxial structure and motors 134 and 135. The arm drive shaft 131 includes a middle shaft 132 and an outer shaft 133 and is held horizontally.

中軸１３２とモータ１３４の駆動軸との間にタイミングベルト１３６が懸架されており、モータ１３４により中軸１３２が回転する。外軸１３３とモータ１３５の駆動軸との間にタイミングベルト１３７が懸架されており、モータ１３５により外軸１３３が回転する。   A timing belt 136 is suspended between the middle shaft 132 and the drive shaft of the motor 134, and the middle shaft 132 is rotated by the motor 134. A timing belt 137 is suspended between the outer shaft 133 and the drive shaft of the motor 135, and the outer shaft 133 is rotated by the motor 135.

伸縮アーム１４０が、外軸１３３に取り付けられた第１の腕要素１４１と、その先端に回転可能に取り付けられた第２の腕要素１４２を含んで構成される。第２の腕要素１４２の先端に、ウエハ保持台１５０が回転可能に取り付けられている。   The telescopic arm 140 includes a first arm element 141 attached to the outer shaft 133 and a second arm element 142 rotatably attached to the tip thereof. A wafer holding table 150 is rotatably attached to the tip of the second arm element 142.

中軸１３２と外軸１３３を同時に回転させると、伸縮アーム１４０が第１の腕要素１４１、第２の腕要素１４２、及びウエハ保持台１５０の相対位置を変化させることなく回転する。中軸１３２を固定して外軸１３３のみを回転させると、第１の腕要素１４１と第２の腕要素１４２とがその挟角を変化させ、伸縮アーム１４０が伸縮する。中軸１３２を固定していることによる拘束力は、プーリとベルトによって第２の腕要素１４２に伝達される。このとき、ウエハ保持台１５０がウエハ載置面と第２の腕要素１４２との角度を伸縮アーム１４０の伸縮に対応して変化させる。このため、伸縮アーム１４０を伸縮させてもウエハ載置面の向きは変化しない。伸縮アーム１４０を伸縮させることにより、ウエハを往復運動させることができる。   When the middle shaft 132 and the outer shaft 133 are rotated simultaneously, the telescopic arm 140 rotates without changing the relative positions of the first arm element 141, the second arm element 142, and the wafer holder 150. When the middle shaft 132 is fixed and only the outer shaft 133 is rotated, the first arm element 141 and the second arm element 142 change the included angle, and the telescopic arm 140 expands and contracts. The restraining force due to fixing the middle shaft 132 is transmitted to the second arm element 142 by the pulley and the belt. At this time, the wafer holder 150 changes the angle between the wafer mounting surface and the second arm element 142 in accordance with the expansion / contraction of the extendable arm 140. For this reason, even if the telescopic arm 140 is expanded and contracted, the orientation of the wafer mounting surface does not change. By extending and retracting the telescopic arm 140, the wafer can be reciprocated.

中軸１３２を固定し、外軸１３３を回転させることにより、ウエハ保持台１５０を並進移動させることができる。中軸１３２と外軸１３３とを同時に回転させることにより、ウエハ保持台１５０のウエハ載置面の向きを変化させることができる。   By fixing the middle shaft 132 and rotating the outer shaft 133, the wafer holder 150 can be translated. By rotating the middle shaft 132 and the outer shaft 133 simultaneously, the orientation of the wafer mounting surface of the wafer holder 150 can be changed.

特開平１０−１３４７６１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-134761

図１９に示した従来例においては、中軸１３２を固定することによる拘束力が、プーリとベルトによって第２の腕要素１４２に伝達される。このため、ベルトの伸びやスリップ等により、第１の腕要素１４１と第２の腕要素１４２との間の角度の精度が低下する。この角度が変動すると、アーム駆動軸１３１からウエハ保持台１５０までの距離が変動してしまう。これにより、往復運動する方向に関して、半導体ウエハの位置精度が低下してしまう。   In the conventional example shown in FIG. 19, the restraining force by fixing the middle shaft 132 is transmitted to the second arm element 142 by the pulley and the belt. For this reason, the precision of the angle between the 1st arm element 141 and the 2nd arm element 142 falls by extension, slip, etc. of a belt. When this angle varies, the distance from the arm drive shaft 131 to the wafer holding table 150 varies. As a result, the positional accuracy of the semiconductor wafer is reduced in the reciprocating direction.

本発明の目的は、半導体ウエハ等の保持対象物の往復運動方向の位置精度を高めることができる保持アームを提供することである。   An object of the present invention is to provide a holding arm capable of enhancing the positional accuracy of a holding object such as a semiconductor wafer in the reciprocating direction.

本発明の一観点によると、ｘｙｚ直交座標系を定義したとき、ｚ軸に平行な第１の回転中心(10)を中心として、ｘｙ面に平行な面内で回転可能に支持されるとともに、該第１の回転中心から長手方向に離れた位置に第２の回転中心(11)を画定する第１の腕要素(20)と、前記第２の回転中心を中心として、前記第１の腕要素に対してｘｙ面に平行な面内で回転可能に支持されるとともに、前記第１の回転中心から第２の回転中心までの距離と同じ距離だけ、前記第２の回転中心から長手方向に離れた位置に第３の回転中心(12)を画定する第２の腕要素(60)と、前記第１の腕要素に対して第２の腕要素を、前記第２の回転中心を中心として回転させる伸縮用駆動力発生機構(57)と、前記伸縮用駆動力発生機構によって、前記第２の腕要素が前記第１の腕要素に対して、第１の角度だけ回転したとき、前記第１の回転中心を中心として、前記第１の腕要素が、該第２の腕要素の回転方向とは反対方向に、該第１の角度の１／２の角度だけ回転するように、該第１の腕要素に前記伸縮用駆動力発生機構の回転力を伝達する回転力伝達機構と、前記第３の回転中心を中心として、前記第２の腕要素に対してｘｙ面内に平行な方向に回転可能に支持され、処理対象物を保持する保持部材(80)と、前記伸縮用駆動力発生機構を動作させて前記第１の腕要素及び第２の腕要素の姿勢を変化させたとき、前記保持部材が並進移動するように該保持部材の姿勢を保持する姿勢保持機構(21,61)と、前記第２の腕要素上の固定点が、前記第１の回転中心と前記第３の回転中心との双方に直交する直線と平行な直線に沿って移動するように、該固定点を案内する案内機構とを有する対象物保持アームが提供される。   According to one aspect of the present invention, when an xyz orthogonal coordinate system is defined, the xyz orthogonal coordinate system is supported so as to be rotatable in a plane parallel to the xy plane around the first rotation center (10) parallel to the z axis. A first arm element (20) defining a second rotation center (11) at a position longitudinally away from the first rotation center; and the first arm centered on the second rotation center. The element is supported so as to be rotatable in a plane parallel to the xy plane, and in the longitudinal direction from the second rotation center by the same distance as the distance from the first rotation center to the second rotation center. A second arm element (60) defining a third center of rotation (12) at a distant position; a second arm element with respect to the first arm element; and the second center of rotation as a center. The second arm element is made to move to the first arm element by the expansion / contraction driving force generation mechanism (57) to be rotated and the expansion / contraction driving force generation mechanism. On the other hand, when the first arm element is rotated by a first angle, the first arm element is rotated in the direction opposite to the rotation direction of the second arm element around the first rotation center. A rotational force transmission mechanism that transmits the rotational force of the expansion / contraction drive force generation mechanism to the first arm element so as to rotate by an angle that is ½ of the angle, and the third rotational center as a center. The first arm element is supported so as to be rotatable in a direction parallel to the xy plane and holds the object to be processed, and the expansion / contraction driving force generating mechanism is operated to operate the first arm element. A posture holding mechanism (21, 61) for holding the posture of the holding member so that the holding member translates when the posture of the arm element and the second arm element is changed; Is fixed along a straight line parallel to a straight line perpendicular to both the first rotation center and the third rotation center. An object holding arm having a guide mechanism for guiding the fixed point so as to move is provided.

伸縮用駆動力発生機構が、第１の腕要素に対して第２の腕要素を回転させるため、両者のなす角度を高精度に制御することが可能である。両者の角度が高精度に制御されると、第１の回転中心から第３の回転中心までの距離の精度を高めることができる。   Since the expansion / contraction driving force generation mechanism rotates the second arm element with respect to the first arm element, the angle formed by the both can be controlled with high accuracy. When the angle between the two is controlled with high accuracy, the accuracy of the distance from the first rotation center to the third rotation center can be increased.

図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに、それぞれ第１の実施例による対象物保持アームの側面図、正面図、及び平面図を示す。第１の実施例による対象物保持アームは、例えば、イオン注入装置に用いられる。イオンビーム１００の進行方向をｘ軸、鉛直方向をｙ軸とするｘｙｚ直交座標系を定義する。   1A, 1B, and 1C show a side view, a front view, and a plan view of an object holding arm according to the first embodiment, respectively. The object holding arm according to the first embodiment is used, for example, in an ion implantation apparatus. An xyz orthogonal coordinate system is defined in which the traveling direction of the ion beam 100 is the x axis and the vertical direction is the y axis.

基台９０に、ｚ軸に平行な第１の回転中心１０が画定されている。第１の腕要素２０が、基台９０に対して、第１の回転中心１０を中心として回転可能に支持されている。第１の腕要素２０は、第１の回転中心１０から、第１の腕要素２０の長手方向に離れた位置に、ｚ軸に平行な第２の回転中心１１を画定する。   A first rotation center 10 parallel to the z axis is defined on the base 90. The first arm element 20 is supported so as to be rotatable about the first rotation center 10 with respect to the base 90. The first arm element 20 defines a second rotation center 11 parallel to the z-axis at a position away from the first rotation center 10 in the longitudinal direction of the first arm element 20.

第２の腕要素６０が、第１の腕要素２０に対して、第２の回転中心１１を中心として回転可能に支持されている。第２の腕要素６０は、第２の回転中心１１から、第２の腕要素６０の長手方向に離れた位置に、ｚ軸に平行な第３の回転中心１２を画定する。第２の回転中心１１から第３の回転中心１２までの距離は、第１の回転中心１０から第２の回転中心１１までの距離と等しい。   The second arm element 60 is supported so as to be rotatable about the second rotation center 11 with respect to the first arm element 20. The second arm element 60 defines a third rotation center 12 parallel to the z-axis at a position away from the second rotation center 11 in the longitudinal direction of the second arm element 60. The distance from the second rotation center 11 to the third rotation center 12 is equal to the distance from the first rotation center 10 to the second rotation center 11.

保持部材８０が、第２の腕要素６０に対して、第３の回転中心１２を中心として回転可能に支持されている。保持部材８０は、処理対象物、例えば半導体ウエハ８１を、その表面がｚ軸に平行になるように保持する。   The holding member 80 is supported with respect to the second arm element 60 so as to be rotatable about the third rotation center 12. The holding member 80 holds the object to be processed, for example, the semiconductor wafer 81 so that the surface thereof is parallel to the z axis.

第１の腕要素２０の長手方向（ｘｙ面内において、第１の回転中心１０と第２の回転中心１１とを結ぶ直線の方向）と、第２の腕要素６０の長手方向（ｘｙ面内において、第２の回転中心１１と第３の回転中心１２とを結ぶ直線の方向）とのなす角度を変化させることにより、保持アームを伸縮させることができる。保持アームを周期的に伸縮させることにより、保持部材８０に保持した半導体ウエハ８１を往復運動させることができる。   The longitudinal direction of the first arm element 20 (in the xy plane, the direction of the straight line connecting the first rotation center 10 and the second rotation center 11) and the longitudinal direction of the second arm element 60 (in the xy plane) The holding arm can be expanded and contracted by changing the angle formed between the second rotation center 11 and the third rotation center 12 (the direction of the straight line connecting the second rotation center 11 and the third rotation center 12). By periodically extending and retracting the holding arm, the semiconductor wafer 81 held on the holding member 80 can be reciprocated.

半導体ウエハ８１の運動の正確性を高めるために、第１の腕要素２０に溝部を備えるガイド（ガイドレール）１８０、第２の腕要素６０にガイド１８０の溝部に整合する被案内部１８１が設けられている。被案内部１８１はガイド１８０の溝部内を移動する。   In order to improve the accuracy of the movement of the semiconductor wafer 81, a guide (guide rail) 180 having a groove portion in the first arm element 20 and a guided portion 181 aligned with the groove portion of the guide 180 are provided in the second arm element 60. It has been. The guided portion 181 moves in the groove portion of the guide 180.

イオンビーム１００の経路と交差するように半導体ウエハ８１を往復運動させることにより、半導体ウエハ８１にイオン注入が行われる。   By reciprocating the semiconductor wafer 81 so as to intersect the path of the ion beam 100, ion implantation is performed on the semiconductor wafer 81.

第１及び第２の腕要素２０、６０の内部には大気が充満し、第１及び第２の腕要素２０、６０の外部は真空状態である。   The inside of the first and second arm elements 20 and 60 is filled with air, and the outside of the first and second arm elements 20 and 60 is in a vacuum state.

図２に、対象物保持アームの、より詳細な側面図を示す。第１の腕要素２０は、端部近傍（基部）に取り付けられた回転軸９２を介して、基台９０（図１Ａ〜図１Ｃ）に支持されており、回転軸９２の中心を通る第１の回転中心１０を中心として、ｘｙ面内で回転可能である。第１の腕要素２０の、第１の回転中心１０から離れた位置（先端の近傍）に、ｚ軸に平行な第２の回転中心１１が画定されている。   FIG. 2 shows a more detailed side view of the object holding arm. The first arm element 20 is supported by a base 90 (FIGS. 1A to 1C) via a rotation shaft 92 attached in the vicinity of the end portion (base portion), and passes through the center of the rotation shaft 92. The rotation center 10 can be rotated in the xy plane. A second rotation center 11 parallel to the z-axis is defined at a position away from the first rotation center 10 (near the tip) of the first arm element 20.

第１の腕要素２０内に、第１の平行リンク機構２１が収容されている。第１の平行リンク機構２１は、４本のリンク２１Ａ〜２１Ｄを持ち、ｘｙ面内に平行な面内で変形する平行四辺形を画定する。一対のリンク２１Ａと２１Ｂとが、相互に平行な一対の辺に対応し、他の一対のリンク２１Ｃ及び２１Ｄが、相互に平行な他の一対の辺に対応する。リンク２１Ａに対応する辺は、第１の回転中心１０を通過すると共に、第１の回転中心１０を中心として回転可能であり、リンク２１Ｂに対応する辺は、第２の回転中心１１を通過すると共に、第２の回転中心１１を中心として回転可能である。リンク２１Ａに、連結軸２５を介して、第１の回転中心１０を中心として回転する方向の駆動力が印加される。第１の腕要素２０を支持する回転軸９２には、回転方向の駆動力が印加されない。第１の腕要素２０及びリンク２１Ａの支持部の構造については、図５を参照して後述する。   A first parallel link mechanism 21 is accommodated in the first arm element 20. The first parallel link mechanism 21 has four links 21 </ b> A to 21 </ b> D and defines a parallelogram that deforms in a plane parallel to the xy plane. The pair of links 21A and 21B correspond to a pair of sides parallel to each other, and the other pair of links 21C and 21D correspond to another pair of sides parallel to each other. The side corresponding to the link 21 </ b> A passes through the first rotation center 10 and can rotate around the first rotation center 10, and the side corresponding to the link 21 </ b> B passes through the second rotation center 11. At the same time, it can rotate around the second rotation center 11. A driving force in the direction of rotation about the first rotation center 10 is applied to the link 21 </ b> A via the connecting shaft 25. A driving force in the rotational direction is not applied to the rotating shaft 92 that supports the first arm element 20. The structure of the support portion of the first arm element 20 and the link 21A will be described later with reference to FIG.

第２の腕要素６０は、その一方の端部近傍（基部）において、第２の回転中心１１を中心として、第１の腕要素２０に対して回転可能に支持されている。第２の腕要素６０の、第２の回転中心１１から離れた端部（先端）に、ｚ軸に平行な第３の回転中心１２が画定されている。   The second arm element 60 is supported so as to be rotatable with respect to the first arm element 20 around the second rotation center 11 in the vicinity of one end (base) thereof. A third rotation center 12 parallel to the z-axis is defined at the end (tip) of the second arm element 60 away from the second rotation center 11.

第２の腕要素６０内に、第２の平行リンク機構６１が収容されている。第２の平行リンク機構６１は、４本のリンク６１Ａ〜６１Ｄを持ち、ｘｙ面内に平行な面内で変形する平行四辺形を画定する。一対のリンク６１Ａと６１Ｂとが、相互に平行な一対の辺に対応し、他の一対のリンク６１Ｃ及び６１Ｄが、相互に平行な他の一対の辺に対応する。リンク６１Ａに対応する辺は、第２の回転中心１１を通過すると共に、第２の回転中心１１を中心として回転可能であり、リンク６１Ｂに対応する辺は、第３の回転中心１２を通過すると共に、第３の回転中心１２を中心として回転可能である。   A second parallel link mechanism 61 is accommodated in the second arm element 60. The second parallel link mechanism 61 has four links 61A to 61D, and defines a parallelogram that deforms in a plane parallel to the xy plane. The pair of links 61A and 61B correspond to a pair of sides parallel to each other, and the other pair of links 61C and 61D correspond to another pair of sides parallel to each other. The side corresponding to the link 61A passes through the second rotation center 11 and can rotate around the second rotation center 11, and the side corresponding to the link 61B passes through the third rotation center 12. At the same time, it can rotate around the third rotation center 12.

第１の腕要素２０と第２の腕要素６０との連結部分に、関節機構４０が設置されている。関節機構４０は、第１の平行リンク機構２１を構成するリンク２１Ｂと、第２の平行リンク機構を構成するリンク６１Ａとの相対位置関係を固定する。このため、第１の平行リンク機構２０を構成する基部側のリンク２１Ａの長手方向を固定（例えば、ｙ軸に平行に）すると、第２の平行リンク機構６０の先端側のリンク６１Ｂの長手方向も固定される（例えば、ｙ軸に平行になる）。なお、「リンクの長手方向」とは、１つのリンクと、その両端にそれぞれ連結される他のリンクとの回転中心を含む平面と、回転中心に直交する平面との交線の方向を意味する。   A joint mechanism 40 is installed at a connecting portion between the first arm element 20 and the second arm element 60. The joint mechanism 40 fixes the relative positional relationship between the link 21B constituting the first parallel link mechanism 21 and the link 61A constituting the second parallel link mechanism. Therefore, when the longitudinal direction of the base side link 21A constituting the first parallel link mechanism 20 is fixed (for example, parallel to the y axis), the longitudinal direction of the link 61B on the distal end side of the second parallel link mechanism 60 Is also fixed (eg, parallel to the y-axis). The “longitudinal direction of the link” means the direction of the line of intersection between a plane including the center of rotation of one link and other links respectively connected to both ends of the link and a plane orthogonal to the center of rotation. .

保持部材８０は、第３の回転中心１２を中心として回転可能に、第２の腕要素６０に支持されている。さらに、保持部材８０は、支軸６２を介して、第２のリンク機構６１の先端側のリンク６１Ｂに固定されている。このため、保持部材８０は、リンク６１Ｂの回転に連動する。リンク２１Ａを固定した状態で、保持アームを伸縮させたとき、保持部材８０は、その姿勢を維持したまま並進移動する。すなわち、第１の平行リンク機構２１及び第２の平行リンク機構６１は、保持部材８０の姿勢を保持するための姿勢保持機構として作用する。   The holding member 80 is supported by the second arm element 60 so as to be rotatable about the third rotation center 12. Further, the holding member 80 is fixed to the link 61 </ b> B on the distal end side of the second link mechanism 61 via the support shaft 62. For this reason, the holding member 80 is interlocked with the rotation of the link 61B. When the holding arm is expanded and contracted with the link 21A fixed, the holding member 80 translates while maintaining its posture. That is, the first parallel link mechanism 21 and the second parallel link mechanism 61 act as a posture holding mechanism for holding the posture of the holding member 80.

リンク１８２が、リンク２１Ｃとリンク２１Ｄとの間に、リンク２１Ａと平行に形成される。リンク１８２は、第１の回転中心１０と平行な回転中心を中心として回転可能に、リンク２１Ｃ及び２１Ｄに、その両端近傍を支持されている。このためリンク１８２は、リンク２１Ａと常に平行を保つ。   A link 182 is formed between the link 21C and the link 21D in parallel with the link 21A. The link 182 is supported in the vicinity of both ends thereof by the links 21C and 21D so as to be rotatable around a rotation center parallel to the first rotation center 10. For this reason, the link 182 always maintains parallel with the link 21A.

第１の回転中心１０と第３の回転中心１２の双方に直交する直線と平行な直線に沿ってガイド１８０が設けられる。ガイド１８０については、図７を用いて後述する。ガイド１８０は、保持部材８０の並進運動の正確性を高めるために用いられる。   A guide 180 is provided along a straight line parallel to a straight line orthogonal to both the first rotation center 10 and the third rotation center 12. The guide 180 will be described later with reference to FIG. The guide 180 is used to improve the accuracy of translational movement of the holding member 80.

図３に、関節機構４０の側面図を示す。関節機構４０は、第３の平行リンク機構４１、第４の平行リンク機構４２、形状拘束機構５０、及び伸縮用駆動力発生機構５７を含む。   FIG. 3 shows a side view of the joint mechanism 40. The joint mechanism 40 includes a third parallel link mechanism 41, a fourth parallel link mechanism 42, a shape restraining mechanism 50, and an expansion / contraction driving force generation mechanism 57.

第３の平行リンク機構４１は、第１の平行リンク機構２１と、共有リンク２１Ｂ、リンク２１Ｃの一部、及びリンク２１Ｄの一部を共有する。これらのリンクと、リンク４１Ａにより、第３の平行リンク機構４１が構成される。リンク４１Ａは、第１の平行リンク機構の一対のリンク２１Ｃ及び２１Ｄに連結されている。第３の平行リンク機構４１は、これら４本のリンクにより、ｘｙ面に平行な平行四辺形を画定している。   The third parallel link mechanism 41 shares the shared link 21B, a part of the link 21C, and a part of the link 21D with the first parallel link mechanism 21. These links and the link 41A constitute a third parallel link mechanism 41. The link 41A is connected to a pair of links 21C and 21D of the first parallel link mechanism. The third parallel link mechanism 41 defines a parallelogram parallel to the xy plane by these four links.

第４の平行リンク機構４２は、共有リンク２１Ｂに関して、第３の平行リンク機構４１とは反対側に配置されており、第１の平行リンク機構２１と、共有リンク２１Ｂの一部を共有する。第４の平行リンク機構４２は、さらに、リンク４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄを含む。これら４本のリンクにより、ｘｙ面に平行な平行四辺形を画定している。リンク４２Ｂは、共有リンク２１Ｂに対応する辺と平行な辺を画定し、リンク４２Ｃ及び４２Ｄの各々は、共有リンク２１Ｂとリンク４２Ｂとを連結する。   The fourth parallel link mechanism 42 is arranged on the opposite side of the shared link 21B from the third parallel link mechanism 41, and shares a part of the shared link 21B with the first parallel link mechanism 21. The fourth parallel link mechanism 42 further includes links 42B, 42C, and 42D. These four links define a parallelogram parallel to the xy plane. The link 42B defines a side parallel to the side corresponding to the shared link 21B, and each of the links 42C and 42D connects the shared link 21B and the link 42B.

第３の平行リンク機構４１の、共有リンク２１Ｂに隣り合うリンク２１Ｃ、２１Ｄの長さが、第４の平行リンク機構４２の、共有リンク２１Ｂに隣り合うリンク４２Ｃ、４２Ｄの長さと等しい。なお、「リンクの長さ」とは、１つのリンクと、その両端にそれぞれ連結された他のリンクとの回転中心間の間隔を意味する。   The length of the links 21C and 21D adjacent to the shared link 21B of the third parallel link mechanism 41 is equal to the length of the links 42C and 42D adjacent to the shared link 21B of the fourth parallel link mechanism 42. The “link length” means a distance between the rotation centers of one link and other links respectively connected to both ends thereof.

形状拘束機構５０は、分岐部５０Ａと、一対のローラ５０Ｂ、５０Ｃで構成される。分岐部５０Ａは、第３の平行リンク機構４１のリンク４１Ａから分岐して、共有リンク２１Ｂと交差し、さらに第４の平行リンク機構４２のリンク４２Ｂと交差する。ｘｙ面内において、リンク４２Ｂと、分岐部５０Ａとは直交する。ローラ５０Ｂ及び５０Ｃは、第４の平行リンク機構４２のリンク４２Ｂに取り付けられており、リンク４２Ｂと分岐部５０Ａとの交差箇所において、分岐部５０Ａを挟むように配置されている。ローラ５０Ｂ及び５０Ｃは、リンク４２Ｂに対して、分岐部５０Ａの、共有リンク２１Ｂの長手方向に関する位置を拘束し、長手方向に直交する方向への移動を許容する。これにより、共有リンク２１Ｂの長手方向に関し、第４の平行リンク機構４２のリンク４２Ｂに対して、第３の平行リンク機構４１のリンク４１Ａの位置が拘束される。すなわち、第３の平行リンク機構４１の形状と、第４の平行リンク機構４２の形状との関係を拘束する。   The shape restraining mechanism 50 includes a branch portion 50A and a pair of rollers 50B and 50C. The branch portion 50A branches from the link 41A of the third parallel link mechanism 41, intersects the shared link 21B, and further intersects the link 42B of the fourth parallel link mechanism 42. In the xy plane, the link 42B and the branch part 50A are orthogonal to each other. The rollers 50B and 50C are attached to the link 42B of the fourth parallel link mechanism 42, and are arranged so as to sandwich the branch portion 50A at the intersection of the link 42B and the branch portion 50A. The rollers 50B and 50C restrain the position of the branch portion 50A in the longitudinal direction of the shared link 21B with respect to the link 42B, and allow movement in a direction perpendicular to the longitudinal direction. Thereby, the position of the link 41A of the third parallel link mechanism 41 is restrained with respect to the link 42B of the fourth parallel link mechanism 42 in the longitudinal direction of the shared link 21B. That is, the relationship between the shape of the third parallel link mechanism 41 and the shape of the fourth parallel link mechanism 42 is constrained.

伸縮用駆動力発生機構５７は、レバー５７Ａと連結部材５７Ｂとを含む。さらに、図４に示す伸縮用モータ５７Ｄ及びレバー５７Ｃを含む。レバー５７Ａは、支軸５５から、その半径方向に伸びる。支軸５５は、第２の腕要素６０に固定されており、第２の回転中心１１に沿って軸方向に延在する。連結部材５７Ｂは、レバー５７Ａの先端から、第２の回転中心１１と平行な方向に延在して、図４に示すレバー５７Ｃに連結されている。   The expansion / contraction drive force generation mechanism 57 includes a lever 57A and a connecting member 57B. Further, it includes a telescopic motor 57D and a lever 57C shown in FIG. The lever 57A extends from the support shaft 55 in the radial direction. The support shaft 55 is fixed to the second arm element 60, and extends in the axial direction along the second rotation center 11. The connecting member 57B extends from the tip of the lever 57A in a direction parallel to the second rotation center 11, and is connected to the lever 57C shown in FIG.

連結部材１９８は、レバー５７Ａから第２の回転中心１１と平行な方向に延在して、第４の平行リンク機構４２のリンク４２Ｂに連結されている。この連結部において、連結部材１９８は、第２の回転中心１１に平行な第４の回転中心１３を中心として、リンク４２Ｂに対して回転可能である。第４の回転中心１３は、第４の平行リンク機構４２のリンク４２Ｂに対応する辺と直交する。さらに、ｘｙ面内において、第４の回転中心１３と第２の回転中心１１とを結ぶ直線が、第４の平行リンク機構４２の一対のリンク４２Ｃ、４２Ｄの長手方向と平行である。   The connecting member 198 extends from the lever 57A in a direction parallel to the second rotation center 11 and is connected to the link 42B of the fourth parallel link mechanism 42. In this connection portion, the connection member 198 is rotatable with respect to the link 42B around the fourth rotation center 13 parallel to the second rotation center 11. The fourth rotation center 13 is orthogonal to the side corresponding to the link 42 </ b> B of the fourth parallel link mechanism 42. Further, in the xy plane, a straight line connecting the fourth rotation center 13 and the second rotation center 11 is parallel to the longitudinal direction of the pair of links 42C and 42D of the fourth parallel link mechanism 42.

第２の回転中心１１と第４の回転中心１３とを結ぶ直線を、第２の回転中心１１側に延長した直線上に、図１に示した第３の回転中心１２が位置するように、第２の腕要素６０が、支軸５５に取り付けられている。このため、第２の回転中心１１と第３の回転中心１２とを結ぶ仮想直線が、第４の平行リンク機構４２の、共有リンク２１Ｂに隣り合うリンク４２Ｃ、４２Ｄの長手方向と平行になる。   The third rotation center 12 shown in FIG. 1 is positioned on a straight line extending from the second rotation center 11 and the fourth rotation center 13 to the second rotation center 11 side. A second arm element 60 is attached to the support shaft 55. Therefore, an imaginary straight line connecting the second rotation center 11 and the third rotation center 12 is parallel to the longitudinal direction of the links 42C and 42D adjacent to the shared link 21B of the fourth parallel link mechanism 42.

図４に、図３の一点鎖線Ｌ４−Ｌ４における断面図を示す。図３とともに、これを参照する。第１の腕要素２０及び第２の腕要素６０内に空洞が形成されている。第１の腕要素２０の側面の、第２の回転中心１１に対応する位置に、開口が形成されている。第２の腕要素６０の側面から第２の回転中心１１に沿って支軸５５が伸びる。支軸５５は、第１の腕要素２０の側面に形成された開口を通って、第１の腕要素２０内に挿入されている。支軸５５は、真空シール機能をもつ軸受けにより、第１の腕要素２０に対して、第２の回転中心１１を中心として回転可能に支持されている。支軸５５内に、軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、第１の腕要素２０内の空洞と、第２の腕要素６０内の空洞とが、この貫通孔を通して相互に繋がっている。   4 shows a cross-sectional view taken along one-dot chain line L4-L4 in FIG. This is referred to together with FIG. A cavity is formed in the first arm element 20 and the second arm element 60. An opening is formed at a position corresponding to the second rotation center 11 on the side surface of the first arm element 20. A support shaft 55 extends along the second rotation center 11 from the side surface of the second arm element 60. The support shaft 55 is inserted into the first arm element 20 through an opening formed in the side surface of the first arm element 20. The support shaft 55 is rotatably supported around the second rotation center 11 with respect to the first arm element 20 by a bearing having a vacuum sealing function. A through hole penetrating in the axial direction is formed in the support shaft 55, and the cavity in the first arm element 20 and the cavity in the second arm element 60 are connected to each other through the through hole. Yes.

連結軸２２が、支軸５５に形成された貫通孔に挿入されており、その両端が、それぞれ第１の腕要素２０内の空洞、及び第２の腕要素６０内の空洞まで挿入されている。連結軸２２は、軸受けにより、支軸５５に対して、第２の回転中心１１を中心として回転可能に支持されている。   The connecting shaft 22 is inserted into a through-hole formed in the support shaft 55, and both ends thereof are inserted to a cavity in the first arm element 20 and a cavity in the second arm element 60, respectively. . The connecting shaft 22 is supported by a bearing so as to be rotatable about the second rotation center 11 with respect to the support shaft 55.

第１の腕要素２０内に配置された共有リンク２１Ｂが、連結軸２２の端部に固定され、第２の腕要素６０内に配置されたリンク６１Ａが、連結軸２２の他端に固定されている。このため、共有リンク２１Ｂが第２の回転中心１１を中心として回転すると、第２の腕要素６０内のリンク６１Ａも、第２の回転中心１１を中心として、共有リンク２１Ｂと同じ方向に、同じ角度だけ回転する。   The shared link 21 </ b> B disposed in the first arm element 20 is fixed to the end of the connecting shaft 22, and the link 61 </ b> A disposed in the second arm element 60 is fixed to the other end of the connecting shaft 22. ing. For this reason, when the shared link 21B rotates around the second rotation center 11, the link 61A in the second arm element 60 is also the same in the same direction as the shared link 21B around the second rotation center 11. Rotate by an angle.

共有リンク２１Ｂに、第１の平行リンク機構２０を構成するリンク２１Ｃ、２１Ｄ、及び第４の平行リンク機構４２を構成するリンク４２Ｃ、４２Ｄが連結している。これらのリンク２１Ｃ、２１Ｄ、４２Ｃ、４２Ｄの各々は、共有リンク２１Ｂに対して、第２の回転中心１１と平行な回転中心を中心として回転可能に支持されている。リンク４２Ｃ及び４２Ｄは、それぞれリンク２１Ｃ及び２１Ｄの取り付け位置よりもやや内側に取り付けられている。   Links 21C and 21D constituting the first parallel link mechanism 20 and links 42C and 42D constituting the fourth parallel link mechanism 42 are connected to the shared link 21B. Each of these links 21C, 21D, 42C, and 42D is supported so as to be rotatable about a rotation center parallel to the second rotation center 11 with respect to the shared link 21B. The links 42C and 42D are attached slightly inside the attachment positions of the links 21C and 21D, respectively.

リンク４２Ｃ、４２Ｄは、リンク２１Ｃ、２１Ｄと、共有リンク２１Ｂを挟んで反対側に配置される。   The links 42C and 42D are arranged on the opposite side across the links 21C and 21D and the shared link 21B.

第１の拘束機構５０の分岐部５０Ａが、リンク４１Ａの中央から図３紙面右方向（図４紙面左方向）に伸びる。   The branch portion 50A of the first restraining mechanism 50 extends from the center of the link 41A in the right direction in FIG. 3 (the left direction in FIG. 4).

第２の腕要素６０内に配置された第２の平行リンク機構６１のリンク６１Ｃ及び６１Ｄが、それぞれリンク６１Ａの両端に連結されている。リンク６１Ｃ及びリンク６１Ｄの各々は、リンク６１Ａに対して、第２の回転中心１１に平行な回転中心を中心として回転可能に支持されている。   The links 61C and 61D of the second parallel link mechanism 61 disposed in the second arm element 60 are connected to both ends of the link 61A, respectively. Each of the link 61C and the link 61D is supported so as to be rotatable about a rotation center parallel to the second rotation center 11 with respect to the link 61A.

伸縮用モータ５７Ｄが、第１の腕要素２０に固定されている。伸縮用モータ５７Ｄの回転軸は、第２の回転中心１１を中心として回転する。この回転軸から半径方向にレバー５７Ｃが伸びる。レバー５７Ｃの先端に、連結部材５７Ｂが連結している。伸縮用モータ５７Ｄの回転軸を回転させると、レバー５７Ｃ、連結部材５７Ｂ、及びレバー５７Ａを介して、支軸５５に回転力が伝達され、第２の腕要素６０が回転する。すなわち、第１の腕要素２０の長手方向と、第２の腕要素６０の長手方向とのなす角度が変化する。このように、伸縮用モータ５７Ｄ、レバー５７Ｃ、連結部材５７Ｂ、及びレバー５７Ａは、保持アームを伸縮させるための伸縮用駆動力発生機構５７として作用する。   A telescopic motor 57 </ b> D is fixed to the first arm element 20. The rotation shaft of the telescopic motor 57 </ b> D rotates around the second rotation center 11. A lever 57C extends in the radial direction from the rotation axis. A connecting member 57B is connected to the tip of the lever 57C. When the rotation shaft of the telescopic motor 57D is rotated, the rotational force is transmitted to the support shaft 55 via the lever 57C, the connecting member 57B, and the lever 57A, and the second arm element 60 rotates. That is, the angle formed by the longitudinal direction of the first arm element 20 and the longitudinal direction of the second arm element 60 changes. In this manner, the expansion / contraction motor 57D, the lever 57C, the connecting member 57B, and the lever 57A act as an expansion / contraction driving force generation mechanism 57 for extending / contracting the holding arm.

図５に、図２の一点鎖線Ｌ５−Ｌ５における断面図を示す。第１の腕要素２０の側面から、支軸９２が、第１の回転中心１０に沿って伸びる。支軸９２は、真空シール機能をもつ軸受けにより、基台９０に対して、第１の回転中心１０を中心として回転可能に支持されている。支軸９２内に、第１の回転中心１０に沿う貫通孔が形成されている。この貫通孔に、連結軸２５が挿入されている。連結軸２５は、支軸９２に対して、第１の回転中心１０を中心として回転可能に支持されている。   FIG. 5 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line L5-L5 in FIG. A support shaft 92 extends along the first rotation center 10 from the side surface of the first arm element 20. The support shaft 92 is supported so as to be rotatable about the first rotation center 10 with respect to the base 90 by a bearing having a vacuum sealing function. A through hole along the first rotation center 10 is formed in the support shaft 92. The connecting shaft 25 is inserted into the through hole. The connecting shaft 25 is supported with respect to the support shaft 92 so as to be rotatable about the first rotation center 10.

連結軸２５の、第１の腕要素２０内の端部に、第１の平行リンク機構２１のリンク２１Ａが固定的に取り付けられている。リンク２１Ａの両端に、それぞれリンク２１Ｃ及びリンク２１Ｄが連結している。リンク２１Ｃ及びリンク２１Ｄの各々は、リンク２１Ａに対して、第１の回転中心１０に平行な回転中心を中心として回転可能に支持されている。   A link 21A of the first parallel link mechanism 21 is fixedly attached to the end of the connecting shaft 25 in the first arm element 20. A link 21C and a link 21D are connected to both ends of the link 21A. Each of the link 21C and the link 21D is supported so as to be rotatable about a rotation center parallel to the first rotation center 10 with respect to the link 21A.

連結軸２５の、他方の端部（基台９０内の端部）は、回転用モータ９１に連結されている。回転用モータ９１は、連結軸２５に、第１の回転中心１０と中心として回転する回転力を付与する。回転用モータ９１と連結軸９２とは、ベルトとプーリとを介して連結してもよいし、平行リンク機構を介して連結してもよい。回転用モータ９１を停止させておくと、リンク２１Ａの姿勢が保持される。   The other end (the end in the base 90) of the connecting shaft 25 is connected to the rotation motor 91. The rotation motor 91 gives the connecting shaft 25 a rotational force that rotates around the first rotation center 10. The rotation motor 91 and the connecting shaft 92 may be connected via a belt and a pulley, or may be connected via a parallel link mechanism. If the rotation motor 91 is stopped, the posture of the link 21A is maintained.

連結軸２５に、第１の回転中心１０に沿う貫通孔が形成されている。この貫通孔内には、図４に示した伸縮用モータ５７Ｄへの電源供給ケーブル等が配置される。   A through hole is formed in the connecting shaft 25 along the first rotation center 10. In this through hole, a power supply cable to the telescopic motor 57D shown in FIG. 4 is disposed.

図６に、図２の一点鎖線Ｌ６−Ｌ６における断面図を示す。第２の腕要素６０の側面に開口が形成されている。この開口を、第２の腕要素６０の内側から外側まで、支軸６２が貫通している。支軸６２は、真空シール機能をもつ軸受けにより、第２の腕要素６０に対して、第３の回転中心１２を中心として回転可能に支持されている。第２の腕要素６０内の支軸６２の先端に、リンク６１Ｂが固定的に取り付けられている。第２の腕要素６０の外側の、支軸６２の端部に、図１Ａ〜図１Ｃに示した保持部材８０が固定的に取り付けられている。   6 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line L6-L6 in FIG. An opening is formed in the side surface of the second arm element 60. The support shaft 62 passes through the opening from the inside to the outside of the second arm element 60. The support shaft 62 is supported by the bearing having a vacuum sealing function so as to be rotatable about the third rotation center 12 with respect to the second arm element 60. A link 61B is fixedly attached to the tip end of the support shaft 62 in the second arm element 60. A holding member 80 shown in FIGS. 1A to 1C is fixedly attached to an end portion of the support shaft 62 outside the second arm element 60.

リンク６１Ｂの両端に、それぞれリンク６１Ｃ及びリンク６１Ｄが連結している。リンク６１Ｃ及びリンク６１Ｄの各々は、リンク６１Ｂに対して、第３の回転中心１２に平行な回転中心を中心として回転可能に支持されている。   A link 61C and a link 61D are connected to both ends of the link 61B. Each of the link 61C and the link 61D is supported so as to be rotatable about a rotation center parallel to the third rotation center 12 with respect to the link 61B.

図７に、図２の一点鎖線Ｌ７−Ｌ７における断面図を示す。本図は、リンク１８２の長手方向の中央部（リンク２１Ａ、リンク２１Ｃの一部、リンク２１Ｄの一部、及びリンク１８２で画定される平行四辺形のリンク１８２に対応する辺の中点）の断面を含む断面図である。   7 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line L7-L7 in FIG. This figure shows the central portion of the link 182 in the longitudinal direction (the midpoint of the side corresponding to the parallelogram link 182 defined by the link 21A, a part of the link 21C, a part of the link 21D, and the link 182). It is sectional drawing containing a cross section.

リンク１８２上方の第１の腕要素２０上面に開口が形成されている。この開口を通って、第１の腕要素２０の外部から内部に連結軸１８３が挿入されている。連結軸１８３は、真空シール機能をもつ軸受けにより、第１の腕要素２０に対して、第１の回転中心１０に平行な回転中心を中心として回転可能に支持されている。連結軸１８３の、第１の腕要素２０の外部にある端部に、ガイド１８０が固定されている。連結軸１８３の、第１の腕要素２０の内部にある端部は、リンク１８２に固定されている。このためガイド１８０とリンク１８２の長手方向とは常に平行を保つ。第２の腕要素６０の底面には、ガイド１８０の溝部に整合する被案内部１８１が形成されている。被案内部１８１は、たとえばガイド１８０の溝部の一方の側面に接触する側面を有するローラであり、ガイド１８０の溝部内を移動可能である。   An opening is formed in the upper surface of the first arm element 20 above the link 182. Through this opening, a connecting shaft 183 is inserted from the outside to the inside of the first arm element 20. The connecting shaft 183 is supported by the bearing having a vacuum sealing function so as to be rotatable about the rotation center parallel to the first rotation center 10 with respect to the first arm element 20. A guide 180 is fixed to the end of the connecting shaft 183 that is outside the first arm element 20. The end of the connecting shaft 183 inside the first arm element 20 is fixed to the link 182. Therefore, the guide 180 and the longitudinal direction of the link 182 are always kept parallel. A guided portion 181 that aligns with the groove portion of the guide 180 is formed on the bottom surface of the second arm element 60. The guided portion 181 is a roller having a side surface that contacts one side surface of the groove portion of the guide 180, for example, and is movable in the groove portion of the guide 180.

図８に、第３の平行リンク機構４１、第４の平行リンク機構４２、及び伸縮用駆動力発生機構５７を模式的に示す。   FIG. 8 schematically shows the third parallel link mechanism 41, the fourth parallel link mechanism 42, and the expansion / contraction drive force generation mechanism 57.

リンク４１Ａ、２１Ｃ、２１Ｄ、及び共有リンク２１Ｂにより、第３の平行リンク機構４１の平行四辺形が画定される。リンク４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、及び共有リンク２１Ｂの一部により、第４の平行リンク機構４２の平行四辺形が画定される。伸縮用駆動力発生機構５７のレバー５７Ａに対応する直線が、第２の回転中心１１と第４の回転中心１３とを接続している。   A parallelogram of the third parallel link mechanism 41 is defined by the links 41A, 21C, 21D and the shared link 21B. The parallelograms of the fourth parallel link mechanism 42 are defined by the links 42B, 42C, 42D and a part of the shared link 21B. A straight line corresponding to the lever 57 </ b> A of the expansion / contraction driving force generation mechanism 57 connects the second rotation center 11 and the fourth rotation center 13.

第３の平行リンク機構４１の、共有リンク２１Ｂに隣り合うリンク２１Ｃと、第４の平行リンク機構４２の、共有リンク２１Ｂに隣り合うリンク４２Ｃとが、共有リンク２１Ｂの長さ方向に関して同一の向きに、同じ角度だけ傾くように、図３に示した形状拘束機構５０により、第３の平行リンク機構４１と第４の平行リンク機構４２との形状が定まる。すなわち、図８において、角度θ１とθ２とが等しくなる。   The link 21C adjacent to the shared link 21B of the third parallel link mechanism 41 and the link 42C adjacent to the shared link 21B of the fourth parallel link mechanism 42 are in the same direction with respect to the length direction of the shared link 21B. In addition, the shapes of the third parallel link mechanism 41 and the fourth parallel link mechanism 42 are determined by the shape restraining mechanism 50 shown in FIG. That is, in FIG. 8, the angles θ1 and θ2 are equal.

第４の平行リンク機構４２のリンク４２Ｃに対応する辺と、レバー５７Ａに対応する直線とが常に平行であるため、共有リンク２１Ｂに対応する辺と、レバー５７Ａに対応する直線とのなす角θ３は、角θ２と等しい。角θ１は、第１の回転中心１０と第２の回転中心１１とを結ぶ直線（第１の腕要素２０の長手方向）と、共有リンク２１Ｂの長手方向とのなす角に等しい。角θ３は、第２の回転中心１１と第３の回転中心１２とを結ぶ直線（第２の腕要素６０の長手方向）と、共有リンク２１Ｂの長手方向とのなす角に等しい。   Since the side corresponding to the link 42C of the fourth parallel link mechanism 42 and the straight line corresponding to the lever 57A are always parallel, the angle θ3 formed by the side corresponding to the shared link 21B and the straight line corresponding to the lever 57A. Is equal to the angle θ2. The angle θ1 is equal to an angle formed by a straight line connecting the first rotation center 10 and the second rotation center 11 (longitudinal direction of the first arm element 20) and the longitudinal direction of the shared link 21B. The angle θ3 is equal to the angle formed by the straight line connecting the second rotation center 11 and the third rotation center 12 (longitudinal direction of the second arm element 60) and the longitudinal direction of the shared link 21B.

図５に示した回転用モータ９１を停止させて、図４に示した伸縮用モータ５７Ｄを動作させる場合を考える。回転用モータ９１が停止しているため、図２に示した第１の平行リンク機構２１の基部側のリンク２１Ａの姿勢が保持される。このため、共有リンク２１Ｂの長手方向も固定される。伸縮用モータ５７Ｄを動作させると、図８に示した伸縮用駆動力発生機構５７のレバー５７Ａに対応する直線が、第２の回転中心１１を中心として回転する。共有リンク２１Ｂの長手方向が固定されているため、角度θ３が変化する。   Consider a case where the rotation motor 91 shown in FIG. 5 is stopped and the telescopic motor 57D shown in FIG. 4 is operated. Since the rotation motor 91 is stopped, the posture of the link 21A on the base side of the first parallel link mechanism 21 shown in FIG. 2 is maintained. For this reason, the longitudinal direction of the shared link 21B is also fixed. When the expansion / contraction motor 57D is operated, a straight line corresponding to the lever 57A of the expansion / contraction drive force generation mechanism 57 shown in FIG. 8 rotates about the second rotation center 11. Since the longitudinal direction of the shared link 21B is fixed, the angle θ3 changes.

角度θ３が大きくなると、角度θ１も同じ大きさだけ大きくなる。このため、第１の腕要素２０の長手方向と、第２の腕要素６０の長手方向とのなす角度は、角度θ１の増分の２倍の大きさだけ小さくなる。言い換えると、第１の腕要素２０に対して、第２の腕要素６０が第１の角度だけ回転すると、第１の腕要素２０は、第１の回転中心１０を中心として、第２の腕要素６０とは反対方向に、第１の角度の１／２の角度だけ回転する。   As the angle θ3 increases, the angle θ1 also increases by the same amount. For this reason, the angle formed by the longitudinal direction of the first arm element 20 and the longitudinal direction of the second arm element 60 is reduced by twice the increment of the angle θ1. In other words, when the second arm element 60 is rotated by the first angle with respect to the first arm element 20, the first arm element 20 is centered on the first rotation center 10 and the second arm element 20 is rotated. Rotate in the opposite direction to element 60 by an angle that is half the first angle.

図２に示すように、第１の回転中心１０から第２の回転中心１１までの距離と、第２の回転中心１１から第３の回転中心１２までの距離とが等しいため、第１の回転中心１０と第３の回転中心１２とを結ぶ直線の向きは変化しない。すなわち、第１の腕要素２０と第２の腕要素６０とで構成される対象物保持アームは、回転することなく、その長さのみが変化する。このとき、第２の平行リンク機構６１の先端側のリンク６１Ｂの長手方向は変化しない。このため、対象物保持アームを伸縮させても、保持部材８０の姿勢は変化しない。   As shown in FIG. 2, since the distance from the first rotation center 10 to the second rotation center 11 is equal to the distance from the second rotation center 11 to the third rotation center 12, the first rotation. The direction of the straight line connecting the center 10 and the third rotation center 12 does not change. That is, only the length of the object holding arm constituted by the first arm element 20 and the second arm element 60 changes without rotating. At this time, the longitudinal direction of the link 61B on the distal end side of the second parallel link mechanism 61 does not change. For this reason, even if the object holding arm is expanded and contracted, the posture of the holding member 80 does not change.

次に、伸縮用モータ５７Ｄを停止させた状態で、回転用モータ９１を回転させる場合を考える。伸縮用モータ５７Ｄが停止しているため、図２において、第１の腕要素２０の長手方向と、第２の腕要素６０の長手方向とのなす角度は不変である。この状態で、第１の平行リンク機構２１の基部側のリンク２１Ａが第１の回転中心１０を中心として回転するため、保持アームは、その形状を保持したまま回転する。   Next, consider a case where the rotation motor 91 is rotated while the telescopic motor 57D is stopped. Since the telescopic motor 57D is stopped, the angle formed by the longitudinal direction of the first arm element 20 and the longitudinal direction of the second arm element 60 in FIG. 2 is unchanged. In this state, since the link 21A on the base side of the first parallel link mechanism 21 rotates around the first rotation center 10, the holding arm rotates while maintaining its shape.

上記実施例では、プーリとベルトが用いられていないため、ベルトの伸びやスリップに起因する動作精度の低下を防止することができる。また、第１の腕要素２０の長手方向と第２の腕要素６０の長手方向とのなす角度が、伸縮用モータ５７Ｄの回転角により直接的に制御される。このため、両者のなす角度の精度を高めることができる。更に、ガイド１８０と被案内部１８１とを用いることで、第１の腕要素２０と第２の腕要素６０の動作の精密性を高めることができる。   In the above embodiment, since the pulley and the belt are not used, it is possible to prevent the operation accuracy from being lowered due to the elongation or slip of the belt. Further, the angle formed by the longitudinal direction of the first arm element 20 and the longitudinal direction of the second arm element 60 is directly controlled by the rotation angle of the telescopic motor 57D. For this reason, the precision of the angle which both makes can be raised. Furthermore, by using the guide 180 and the guided portion 181, it is possible to improve the precision of the operation of the first arm element 20 and the second arm element 60.

上記実施例において、図３に示した第４の平行リンク機構４２の一対のリンク４２Ｃ及び４２Ｄの一方を省略することも、原理的には可能である。例えば、リンク４２Ｄを省略した場合、リンク４２Ｄの機能が、伸縮用駆動力発生機構５７のレバー５７Ａ及び連結部材１９８で代替されることになる。すなわち、伸縮用駆動力発生機構５７のレバー５７Ａと連結部材１９８、共有リンク２１Ｂ、リンク４２Ｃ、及びリンク４２Ｂが、第４の平行リンク機構４２を構成すると考えることができる。   In the above embodiment, it is possible in principle to omit one of the pair of links 42C and 42D of the fourth parallel link mechanism 42 shown in FIG. For example, when the link 42 </ b> D is omitted, the function of the link 42 </ b> D is replaced by the lever 57 </ b> A and the connecting member 198 of the expansion / contraction driving force generation mechanism 57. That is, it can be considered that the lever 57A, the connecting member 198, the shared link 21B, the link 42C, and the link 42B of the expansion / contraction driving force generating mechanism 57 constitute the fourth parallel link mechanism 42.

同様に、第１の平行リンク機構２１の一対のリンク２１Ｃ及び２１Ｄの一方を省略してもよい。このとき、第１の腕要素２０を構成する剛性体が、第１の平行リンク機構２１の一つのリンクとして機能する。また、同様に、第２の平行リンク機構６１の一対のリンク６１Ｃ及び６１Ｄの一方を省略してもよい。このとき、第２の腕要素２０を形成する剛性体が、第２の平行リンク機構２１の一つのリンクとして機能する。   Similarly, one of the pair of links 21C and 21D of the first parallel link mechanism 21 may be omitted. At this time, the rigid body constituting the first arm element 20 functions as one link of the first parallel link mechanism 21. Similarly, one of the pair of links 61C and 61D of the second parallel link mechanism 61 may be omitted. At this time, the rigid body forming the second arm element 20 functions as one link of the second parallel link mechanism 21.

また、たとえばリンク２１Ｂ、６１Ｂ等は直線状に形成されていなくてもよい。たとえばリンク２１Ｂ、６１Ｂはともに、屈曲点（屈曲位置）が回転中心１１、１２に配置された同形状で同じ向きのくの字型部材であってもよい。この場合、第２の回転中心１１と第３の回転中心１２とを結ぶ仮想直線、リンク２１Ｂ、６１Ｂの屈曲点（屈曲位置）から一方側に対応する辺、及びリンク６１Ｃに対応する辺で１つの仮想的な平行四辺形が形成され、第２の回転中心１１と第３の回転中心１２とを結ぶ仮想直線、リンク２１Ｂ、６１Ｂの屈曲点（屈曲位置）から他方側に対応する辺、及びリンク６１Ｄに対応する辺でもう１つの仮想的な平行四辺形が形成されることになる。   Further, for example, the links 21B, 61B, etc. may not be formed in a straight line. For example, both the links 21B and 61B may be shaped like a U-shaped member having the same shape and the same direction in which the bending points (bending positions) are arranged at the rotation centers 11 and 12, respectively. In this case, an imaginary straight line connecting the second rotation center 11 and the third rotation center 12, a side corresponding to one side from the bending point (bending position) of the links 21B and 61B, and a side corresponding to the link 61C are set to 1. Two virtual parallelograms are formed, a virtual straight line connecting the second rotation center 11 and the third rotation center 12, a side corresponding to the other side from the bending point (bending position) of the links 21B and 61B, and Another virtual parallelogram is formed on the side corresponding to the link 61D.

図９〜図１１を参照して、第２の実施例による対象物保持アームについて説明する。   The object holding arm according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

図９は、第２の実施例による対象物保持アームの側面図であり、第１の実施例による対象物保持アームの側面図を示す図２に対応する。   FIG. 9 is a side view of the object holding arm according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 2 showing a side view of the object holding arm according to the first embodiment.

第２の実施例は、ガイド１８０及び被案内部１８１の設置位置において第１の実施例と異なる。第２の実施例においては、第１の回転中心１０と第３の回転中心１２の双方に直交する直線に沿ってガイド１８０が設けられる。このため図７に示されている第１の腕要素２０上面の開口、リンク１８２、及び連結軸１８３は、第２の実施例には現れない。なお、第２の実施例には、第１の実施例には用いられない取り付け部材１９０が用いられる。   The second embodiment differs from the first embodiment in the installation positions of the guide 180 and the guided portion 181. In the second embodiment, the guide 180 is provided along a straight line that is orthogonal to both the first rotation center 10 and the third rotation center 12. Therefore, the opening on the upper surface of the first arm element 20, the link 182, and the connecting shaft 183 shown in FIG. 7 do not appear in the second embodiment. In the second embodiment, an attachment member 190 that is not used in the first embodiment is used.

図１０は、図９の一点鎖線Ｌ１０−Ｌ１０における断面図である。基台９０に、回転用モータ９１が設置されている。回転用モータ９１は、連結軸２５を、基台９０に対して第１の回転中心１０の周囲に回転させることができる。連結軸２５は、真空シール機能をもつ軸受けにより、基台９０に対して、第１の回転中心１０を中心として回転可能に支持されている。連結軸２５は、基台９０の上面に設けられた開口を通って、基台９０の上方まで引き出されている。連結軸２５の先端に、取り付け部材１９０が固定的に取り付けられている。   10 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line L10-L10 in FIG. A rotation motor 91 is installed on the base 90. The rotation motor 91 can rotate the connecting shaft 25 around the first rotation center 10 with respect to the base 90. The connecting shaft 25 is supported by a bearing having a vacuum sealing function so as to be rotatable about the first rotation center 10 with respect to the base 90. The connecting shaft 25 is drawn to the upper side of the base 90 through an opening provided on the upper surface of the base 90. An attachment member 190 is fixedly attached to the tip of the connecting shaft 25.

取り付け部材１９０は、第１の腕要素２０の端部において、第１の腕要素２０の底面下方から上面上方まで、第１の腕要素２０の周囲をめぐるように延在している。第１の腕要素２０の上面には、回転中心１０に対応する位置に開口が形成されている。取り付け部材１９０の、たとえば円筒形状に形成された一部が、この開口内に挿入され、真空シール機能をもつ軸受けを介して第１の腕要素２０上面開口の縁と接触している。円筒形状部分の中心線と第１の回転中心１０とは一致する。第１の腕要素２０は、取り付け部材１９０の円筒形状部分に、第１の回転中心１０を回転軸として回転可能に支持されている。   The attachment member 190 extends at the end of the first arm element 20 so as to go around the first arm element 20 from below the bottom surface of the first arm element 20 to above the top surface. An opening is formed on the upper surface of the first arm element 20 at a position corresponding to the rotation center 10. A part of the attachment member 190 formed in, for example, a cylindrical shape is inserted into the opening and is in contact with the edge of the upper surface opening of the first arm element 20 through a bearing having a vacuum sealing function. The center line of the cylindrical portion coincides with the first rotation center 10. The first arm element 20 is supported on the cylindrical portion of the attachment member 190 so as to be rotatable about the first rotation center 10 as a rotation axis.

取り付け部材１９０の円筒形状部分の、第１の腕要素２０内の端部に、第１の平行リンク機構２１のリンク２１Ａが固定的に取り付けられている。リンク２１Ａの両端に、それぞれリンク２１Ｃ及びリンク２１Ｄが連結している。リンク２１Ｃ及びリンク２１Ｄの各々は、リンク２１Ａに対して、第１の回転中心１０に平行な回転中心を中心として回転可能に支持されている。   A link 21 </ b> A of the first parallel link mechanism 21 is fixedly attached to an end portion of the cylindrical portion of the attachment member 190 in the first arm element 20. A link 21C and a link 21D are connected to both ends of the link 21A. Each of the link 21C and the link 21D is supported so as to be rotatable about a rotation center parallel to the first rotation center 10 with respect to the link 21A.

第１の腕要素２０の上面上方の取り付け部材１９０上面に、一方向（本図においては紙面垂直方向）に長い溝部を有するガイド１８０が固定的に取り付けられている。第１の腕部材２０の第１の回転中心１０と第２の腕部材６０の第３の回転中心１２とは、ともにガイド１８０の溝部の長さ方向にのびる中心線と交わる。   On the upper surface of the attachment member 190 above the upper surface of the first arm element 20, a guide 180 having a groove portion that is long in one direction (the direction perpendicular to the paper surface in this figure) is fixedly attached. The first rotation center 10 of the first arm member 20 and the third rotation center 12 of the second arm member 60 both intersect the center line extending in the length direction of the groove portion of the guide 180.

回転用モータ９１を停止させておくと、リンク２１Ａの姿勢が固定される。この状態で、図４に示した伸縮用モータ５７Ｄを動作させると、第１の腕要素２０が第１の回転中心１０を中心として回転する。リンク２１Ａの姿勢が固定されているため、図９に示した第１の回転中心１０と第３の回転中心１２とを結ぶ直線は回転することなく、第１の回転中心１０と第３の回転中心１２と間隔のみが変動する。すなわち、第１の腕要素２０と第２の腕要素６０とからなる伸縮アームが伸縮する。   If the rotation motor 91 is stopped, the posture of the link 21A is fixed. When the telescopic motor 57D shown in FIG. 4 is operated in this state, the first arm element 20 rotates about the first rotation center 10. Since the posture of the link 21A is fixed, the straight line connecting the first rotation center 10 and the third rotation center 12 shown in FIG. 9 does not rotate, and the first rotation center 10 and the third rotation Only the center 12 and the spacing vary. That is, the telescopic arm composed of the first arm element 20 and the second arm element 60 expands and contracts.

このとき、第２の平行リンク機構６１の先端側のリンク６１Ｂが回転しないため、保持部材８０の姿勢が保たれる。   At this time, since the link 61B on the distal end side of the second parallel link mechanism 61 does not rotate, the posture of the holding member 80 is maintained.

伸縮用モータ５７Ｄを停止させた状態で、回転用モータ９１のみを動作させると、第１の腕要素２０、第２の腕要素６０、及び保持部材８０からなる伸縮アームは、その形状を保ったまま、第１の回転中心１０を中心として、回転する。なお、連結軸２５は、第１の回転中心１０と一致させる必要はない。連結軸２５を、第１の回転中心１０からずれた位置において、取り付け部材１９０に取り付けると、伸縮アームは、第１の回転中心１０からずれた連結軸２５を中心として、形状を保ったまま回転する。   When only the rotation motor 91 is operated with the expansion / contraction motor 57D stopped, the expansion / contraction arm composed of the first arm element 20, the second arm element 60, and the holding member 80 maintains its shape. It rotates around the first rotation center 10 as it is. The connecting shaft 25 does not need to coincide with the first rotation center 10. When the connecting shaft 25 is attached to the attachment member 190 at a position displaced from the first rotation center 10, the telescopic arm rotates around the connection shaft 25 displaced from the first rotation center 10 while maintaining its shape. To do.

図１１に、図９の一点鎖線Ｌ１１−Ｌ１１における断面図を示す。第２の腕要素６０の上面に開口が形成されている。この開口を、第２の腕要素６０の内側から外側まで、支軸６２が貫通している。支軸６２は、真空シール機能をもつ軸受けによって、第２の腕要素６０に対して、第３の回転中心１２を中心として回転可能に支持されている。第２の腕要素６０内の支軸６２の先端に、リンク６１Ｂが固定的に取り付けられている。支軸６２の外側の先端に、保持部材８０が固定的に取り付けられている。   FIG. 11 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line L11-L11 in FIG. An opening is formed in the upper surface of the second arm element 60. The support shaft 62 passes through the opening from the inside to the outside of the second arm element 60. The support shaft 62 is supported by the bearing having a vacuum sealing function so as to be rotatable about the third rotation center 12 with respect to the second arm element 60. A link 61B is fixedly attached to the tip end of the support shaft 62 in the second arm element 60. A holding member 80 is fixedly attached to the outer end of the support shaft 62.

リンク６１Ｂの両端に、それぞれリンク６１Ｃ及びリンク６１Ｄが連結している。リンク６１Ｃ及びリンク６１Ｄの各々は、リンク６１Ｂに対して、第３の回転中心１２に平行な回転中心を中心として回転可能に支持されている。   A link 61C and a link 61D are connected to both ends of the link 61B. Each of the link 61C and the link 61D is supported so as to be rotatable about a rotation center parallel to the third rotation center 12 with respect to the link 61B.

第２の腕要素６０の底面上の、たとえば第３の回転中心１２が通る位置に、被案内部１８１が固定的に設置されている。被案内部１８１は、図１０に示したガイド１８０の溝部内を移動可能であるように、溝部の断面形状と整合する形状に形成されている。   The guided portion 181 is fixedly installed on the bottom surface of the second arm element 60, for example, at a position where the third rotation center 12 passes. The guided portion 181 is formed in a shape that matches the cross-sectional shape of the groove portion so as to be movable in the groove portion of the guide 180 shown in FIG.

第２の実施例のその他の構成は、第１の実施例と同様である。   Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

第２の実施例による対象物保持アームの効果は、第１の実施例によるそれと同様である。   The effect of the object holding arm according to the second embodiment is the same as that according to the first embodiment.

次に、図１２〜図１５を参照して、第３の実施例による保持アームについて説明する。   Next, a holding arm according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.

図１２に、第３の実施例による保持アームの概略側面図を示す。第１の平行リンク機構２１及び第２の平行リンク機構６１は、図２に示した第１の実施例による保持アームのものと同一の構成を有する。第３の実施例では、図３に示した第１の実施例による保持アームの第３の平行リンク機構４１、第４の平行リンク機構４２、形状拘束機構５０に代えて、第１のプーリ４６、第２のプーリ４５、及びベルト４７を含む。ベルト４７は、第１のプーリ４６と第２のプーリ４５とに架け渡されている。第２のプーリ４５の半径は、第１のプーリ４６の半径の１／２である。   FIG. 12 shows a schematic side view of the holding arm according to the third embodiment. The first parallel link mechanism 21 and the second parallel link mechanism 61 have the same configuration as that of the holding arm according to the first embodiment shown in FIG. In the third embodiment, instead of the third parallel link mechanism 41, the fourth parallel link mechanism 42, and the shape restraining mechanism 50 of the holding arm according to the first embodiment shown in FIG. A second pulley 45 and a belt 47. The belt 47 is stretched between the first pulley 46 and the second pulley 45. The radius of the second pulley 45 is ½ of the radius of the first pulley 46.

図１３に、第１の腕要素２０と第２の腕要素６０との連結部分の、より詳細な側面図を示す。第２のプーリ４５が、第２の回転中心１１を中心として回転可能に支持されている。   In FIG. 13, the more detailed side view of the connection part of the 1st arm element 20 and the 2nd arm element 60 is shown. The second pulley 45 is supported so as to be rotatable about the second rotation center 11.

図１４に、図１２及び図１３に示した一点鎖線Ｌ１４−Ｌ１４における断面図を示す。以下、図４に示した第１の実施例による保持アームの構成との相違点に着目して説明する。   14 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line L14-L14 shown in FIGS. Hereinafter, the description will be made focusing on differences from the configuration of the holding arm according to the first embodiment shown in FIG.

第３の実施例では、第４の平行リンク機構４２を構成するリンク４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄが配置されていない。その代わりに、伸縮用モータ５７Ｄの回転軸に、第２のプーリ４５が固定的に取り付けられている。第２のプーリ４５にベルト４７が架け渡されている。なお、第３の実施例では、図１４において、第１の平行リンク機構２１を構成するリンク２１Ｃ及び２１Ｄが、共有リンク２１Ｂの下側に配置されている。ただし、第１の実施例の場合と同様に、リンク２１Ｃ及び２１Ｄを、共有リンク２１Ｂの上側に配置してもよい。   In the third embodiment, the links 42B, 42C, and 42D constituting the fourth parallel link mechanism 42 are not arranged. Instead, the second pulley 45 is fixedly attached to the rotating shaft of the telescopic motor 57D. A belt 47 is stretched around the second pulley 45. In the third embodiment, in FIG. 14, the links 21C and 21D constituting the first parallel link mechanism 21 are arranged below the shared link 21B. However, as in the case of the first embodiment, the links 21C and 21D may be arranged above the shared link 21B.

図１５に、図１２に示した一点鎖線Ｌ１５−Ｌ１５における断面図を示す。以下、図５に示した第１の実施例による保持アームの構成との相違点に着目して説明する。   FIG. 15 is a sectional view taken along one-dot chain line L15-L15 shown in FIG. The following description will be made focusing on differences from the structure of the holding arm according to the first embodiment shown in FIG.

第３の実施例では、第１の平行リンク機構２１のリンク２１Ａに代えて、第１のプーリ４６が配置されている。第１のプーリ４６にベルト４７が架け渡されている。さらに、第１のプーリ４６に、第１の平行リンク機構２１のリンク２１Ｃ及び２１Ｄが連結している。第１のプーリ４６は、第１の平行リンク機構２１の１つのリンクとしての機能を有する。回転用モータ９１を動作させることにより、連結軸２５を介して第１のプーリ４６を、第１の回転中心１０を中心として回転させることができる。   In the third embodiment, instead of the link 21A of the first parallel link mechanism 21, a first pulley 46 is arranged. A belt 47 is stretched around the first pulley 46. Furthermore, the links 21 </ b> C and 21 </ b> D of the first parallel link mechanism 21 are connected to the first pulley 46. The first pulley 46 has a function as one link of the first parallel link mechanism 21. By operating the rotation motor 91, the first pulley 46 can be rotated about the first rotation center 10 via the connecting shaft 25.

第３の実施例において、回転用モータ９１を停止させて、伸縮用モータ５７Ｄを動作させる場合を考える。伸縮用モータ５７Ｄを動作させると、第１の腕要素２０と第２の腕要素６０とのなす角度が変化する。すなわち、図１２において、第１の第１の回転中心１０と第２の回転中心１１とを結ぶ直線と、第２の回転中心１１と第３の回転中心１２とを結ぶ直線とのなす角度が変化する。   In the third embodiment, consider a case where the rotation motor 91 is stopped and the telescopic motor 57D is operated. When the telescopic motor 57D is operated, the angle formed by the first arm element 20 and the second arm element 60 changes. That is, in FIG. 12, an angle formed by a straight line connecting the first first rotation center 10 and the second rotation center 11 and a straight line connecting the second rotation center 11 and the third rotation center 12 is Change.

第２のプーリ４５が、伸縮用モータ４５の回転軸に固定されているため、第２のプーリ４５も回転する。回転用モータ９１が停止しているため、第１のプーリ４６は回転しない。このため、第２のプーリ４５が第１のプーリ４６の回りを公転する。公転の向きは、第１の腕要素２０に対して第２の腕要素６０を回転させた向きと反対である。   Since the second pulley 45 is fixed to the rotating shaft of the telescopic motor 45, the second pulley 45 also rotates. Since the rotation motor 91 is stopped, the first pulley 46 does not rotate. For this reason, the second pulley 45 revolves around the first pulley 46. The direction of revolution is opposite to the direction in which the second arm element 60 is rotated with respect to the first arm element 20.

また、第２のプーリ４５の半径が第１のプーリ４６の半径の１／２であるため、第２のプーリ４５が第１のプーリ４６の回りを公転する角度は、第１の腕要素２０に対して第２の腕要素６０を回転させた角度の１／２である。このため、第１の実施例の場合と同様に、第２の腕要素６０を第１の腕要素２０に対して、第１の角度だけ回転させると、第１の腕要素２０は、第２の腕要素６０とは反対向きに、第１の角度の１／２の角度だけ回転する。   Further, since the radius of the second pulley 45 is ½ of the radius of the first pulley 46, the angle at which the second pulley 45 revolves around the first pulley 46 is determined by the first arm element 20. ½ of the angle at which the second arm element 60 is rotated. Therefore, as in the first embodiment, when the second arm element 60 is rotated by the first angle with respect to the first arm element 20, the first arm element 20 is The arm element 60 rotates in an opposite direction to the half of the first angle.

このとき、第１のプーリ４６が兼ねる第１の平行リンク機構２１Ａの基部側のリンク２１Ａが固定されているため、保持部材８０の姿勢が保持される。   At this time, since the link 21A on the base side of the first parallel link mechanism 21A that the first pulley 46 also serves is fixed, the posture of the holding member 80 is held.

第３の実施例においても、第１の腕要素２０の長手方向と、第２の腕要素６０の長手方向とのなす角度は、伸縮用モータ５７Ｄの回転によって直接的に制御されるため、その精度は高い。このため、第１の回転中心１０から第３の回転中心１２までの距離は、第１の実施例の場合と同様に、高精度に制御される。   Also in the third embodiment, the angle formed by the longitudinal direction of the first arm element 20 and the longitudinal direction of the second arm element 60 is directly controlled by the rotation of the telescopic motor 57D. The accuracy is high. For this reason, the distance from the 1st rotation center 10 to the 3rd rotation center 12 is controlled with high precision like the case of the 1st example.

ベルト４７の伸びやスリップが生じると、第１の腕要素２０の回転方向の位置に誤差が生じ得る。ただし、この誤差は僅かであるため、図１Ａにおいて、保持機構８０の姿勢には、ほとんど誤差が生じない。第１の回転中心１０から第３の回転中心１２までの距離が長い場合に、第１の腕要素２０の回転方向の位置の誤差により、保持部材８０のｘ軸方向の位置に、誤差が生じる。ところが、イオン注入において、このｘ軸方向の位置の誤差は大きな問題にはならない。   When the belt 47 is stretched or slipped, an error may occur in the position of the first arm element 20 in the rotational direction. However, since this error is slight, there is almost no error in the posture of the holding mechanism 80 in FIG. 1A. When the distance from the first rotation center 10 to the third rotation center 12 is long, an error occurs in the position of the holding member 80 in the x-axis direction due to an error in the position of the first arm element 20 in the rotation direction. . However, in the ion implantation, the position error in the x-axis direction is not a big problem.

図１６Ａ〜図１６Ｃを参照して、保持部材８０に保持された半導体ウエハの軌跡と、イオンビームとの関係について説明する。   With reference to FIGS. 16A to 16C, the relationship between the locus of the semiconductor wafer held by the holding member 80 and the ion beam will be described.

図１６Ａに示すように、イオンビーム１００がｘ軸の正の向きに進行する。一般的に、イオンビーム１００は、進行するに従って徐々に広がる。イオンビーム１００の中心線と交差する位置に、第１の回転中心１０が配置される。第２の回転中心１１は、第１の回転中心１０よりも下流側に配置される。   As shown in FIG. 16A, the ion beam 100 travels in the positive direction of the x-axis. In general, the ion beam 100 gradually spreads as it travels. The first rotation center 10 is disposed at a position that intersects the center line of the ion beam 100. The second rotation center 11 is disposed downstream of the first rotation center 10.

保持アーム１０を伸縮させたときの第３の回転中心１２の軌跡を、直線Ｂで表す。図１６Ａは、軌跡Ｂが、イオンビーム１００の進行方向と直交する場合を示している。直線Ｂは、第１の回転中心１０を通過し、かつイオンビーム１００の中心線に直交する。半導体ウエハ８１が、第３の回転中心１２を含む位置に保持されていると、半導体ウエハ８１の軌跡Ａは、第３の回転中心１２の軌跡Ｂと一致する。   A locus of the third rotation center 12 when the holding arm 10 is expanded and contracted is represented by a straight line B. FIG. 16A shows a case where the trajectory B is orthogonal to the traveling direction of the ion beam 100. The straight line B passes through the first rotation center 10 and is orthogonal to the center line of the ion beam 100. When the semiconductor wafer 81 is held at a position including the third rotation center 12, the locus A of the semiconductor wafer 81 coincides with the locus B of the third rotation center 12.

ｘｙ面内において、イオンビーム１００の両端と、軌跡Ａとの交点を、それぞれＰ１及びＱ１とし、と第１の回転中心１０をＯとする。このとき、線分Ｐ１Ｏと線分Ｑ１Ｏとの長さは等しい。 In the xy plane, intersections between both ends of the ion beam 100 and the locus A are P 1 and Q 1 , respectively, and the first rotation center 10 is O. At this time, the lengths of the line segment P 1 O and the line segment Q 1 O are equal.

図１６Ｂに、保持アームを第１の回転中心１０を中心として回転させた場合の、第３の回転中心１２の軌跡Ｂと、半導体ウエハ８１の軌跡Ａとを示す。軌跡Ａ及びＢは、ｘ軸に対して斜めになる。ｘｙ面内において、イオンビーム１００の両端と、軌跡Ａとの交点のうち、イオンビーム１００の上流側の交点をＰ２とし、下流側の交点をＱ２とする。イオンビーム１００が徐々に広がっているため、線分Ｑ２Ｏが線分Ｐ２Ｏよりも長くなる。従って、半導体ウエハ８１を交点Ｑ２側へ振るときには、交点Ｐ２側へ振るときよりも振り幅を大きくしなければならない。 FIG. 16B shows the locus B of the third rotation center 12 and the locus A of the semiconductor wafer 81 when the holding arm is rotated about the first rotation center 10. Trajectories A and B are oblique with respect to the x-axis. in the xy plane, both ends of the ion beam 100, of the intersection of the locus A, the intersection of the upstream side of the ion beam 100 and P 2, to the intersection of the downstream side and Q 2. Since the ion beam 100 gradually spreads, the line segment Q 2 O becomes longer than the line segment P 2 O. Therefore, when the shake semiconductor wafer 81 to the intersection Q 2 side, it is necessary to increase the swing width than when you shake the intersection P 2 side.

図１６Ｃに示す実施例においては、半導体ウエハ８１が、第１の回転中心１０よりもイオンビーム１００の上流側に保持される。具体的には、半導体ウエハ８１が、第３の回転中心１２の軌跡Ｂを挟んで、第２の回転中心１１とは反対側に保持される。半導体ウエハの被処理表面（イオン注入を行うべき表面）は、第３の回転中心１２の軌跡Ｂと平行になり、かつ軌跡Ｂとは反対側（イオンビーム１００の上流側）を向く。半導体ウエハ８１の軌跡Ａは、軌跡Ｂよりもやや上流側に位置することになる。軌跡Ａと軌跡Ｂとの間隔を、オフセット量と呼ぶこととする。   In the embodiment shown in FIG. 16C, the semiconductor wafer 81 is held on the upstream side of the ion beam 100 from the first rotation center 10. Specifically, the semiconductor wafer 81 is held on the side opposite to the second rotation center 11 across the locus B of the third rotation center 12. The surface of the semiconductor wafer to be processed (surface on which ion implantation is to be performed) is parallel to the locus B of the third rotation center 12 and faces away from the locus B (upstream side of the ion beam 100). The locus A of the semiconductor wafer 81 is located slightly upstream of the locus B. The interval between the trajectory A and the trajectory B is called an offset amount.

イオンビーム１００の両側の縁と、半導体ウエハ８１の軌跡Ａとの交点のうち、イオンビーム１００の上流側の交点をＰ３とし、下流側の交点をＱ３とする。ｘｙ面において、第３の回転中心１２が第１の回転中心１０と一致したときの、半導体ウエハの中心位置をＣとすると、オフセット量（線分ＯＣの長さ）を適切に選択することにより、線分Ｐ３Ｃと線分Ｑ３Ｃとの長さを等しくすることができる。 And opposite edges of the ion beam 100, of the intersection of the locus A of the semiconductor wafer 81, the intersection of the upstream side of the ion beam 100 and P 3, the intersection of the downstream and Q 3. In the xy plane, when the center position of the semiconductor wafer when the third rotation center 12 coincides with the first rotation center 10 is C, the offset amount (the length of the line segment OC) is appropriately selected. The lengths of the line segment P 3 C and the line segment Q 3 C can be made equal.

なお、線分Ｐ３Ｃと線分Ｑ３Ｃとの長さは、イオンビーム１００の広がりの程度、イオンビーム１００の進行方向に対する軌跡Ａの傾きの大きさに依存する。オフセット量は、実際のイオンビーム１００の広がりの程度、及び実際にイオン注入を行うときの軌跡Ａの傾け角等に基づいて、線分Ｐ３Ｃと線分Ｑ３Ｃとの長さの差がなるべく小さくなるように選択することが好ましい。 The lengths of the line segment P 3 C and the line segment Q 3 C depend on the extent of the ion beam 100 and the magnitude of the inclination of the locus A with respect to the traveling direction of the ion beam 100. The offset amount is the difference in length between the line segment P 3 C and the line segment Q 3 C based on the extent of the actual ion beam 100 spreading and the inclination angle of the locus A when the ion implantation is actually performed. Is preferably selected to be as small as possible.

図１７を参照して、上述の実施例の変形例による対象物保持アームについて説明する。図１７は、図１Ｃに対応する対象物保持アームの平面図である。   With reference to FIG. 17, an object holding arm according to a modification of the above-described embodiment will be described. FIG. 17 is a plan view of the object holding arm corresponding to FIG. 1C.

変形例においては、中空部材１９１が、第２の腕要素６０に対して、第３の回転中心１２を中心として回転可能に支持されている。このため、半導体ウエハ８１を保持する保持部材８０は、中空部材１９１を介して、第２の腕要素６０に対し、第３の回転中心１２を中心として回転可能に支持されることになる。   In the modification, the hollow member 191 is supported so as to be rotatable about the third rotation center 12 with respect to the second arm element 60. For this reason, the holding member 80 that holds the semiconductor wafer 81 is supported by the second arm element 60 via the hollow member 191 so as to be rotatable about the third rotation center 12.

中空部材１９１の内部には、モータ１９２が設置されている。回転軸１９３がモータ１９２に取り付けられている。モータ１９２は、第５の回転中心１４を回転中心として回転軸１９３を回転させることができる。回転軸１９３は、中空部材１９１に設けられた開口を通って、中空部材１９１の外部に延在する。   A motor 192 is installed inside the hollow member 191. A rotating shaft 193 is attached to the motor 192. The motor 192 can rotate the rotation shaft 193 with the fifth rotation center 14 as the rotation center. The rotating shaft 193 extends outside the hollow member 191 through an opening provided in the hollow member 191.

中空部材１９１の外部において、保持部材８０が回転軸１９３の端部に固定されている。保持部材８０は、真空シール機能をもつ軸受けにより、中空部材１９１に対して、第５の回転中心１４を中心として回転可能に支持される。変形例による対象物保持アームは、保持部材８０に保持された半導体ウエハ８１を第５の回転中心１４を回転中心として回転させることができる。   The holding member 80 is fixed to the end of the rotating shaft 193 outside the hollow member 191. The holding member 80 is supported by the bearing having a vacuum sealing function so as to be rotatable about the fifth rotation center 14 with respect to the hollow member 191. The object holding arm according to the modified example can rotate the semiconductor wafer 81 held by the holding member 80 around the fifth rotation center 14 as the rotation center.

なお、モータ１９２に電力を伝えるモータ線１９４、及びモータ１９４の駆動により発生した熱を冷却する冷却水を運搬する水管１９５はともに、第２の腕要素６０内部から中空部材１９１内部に導入される。また、冷却水の漏出を防止する冷却水用ロータリーシール１９６が、回転軸１９３の周囲に設けられている。   The motor wire 194 that transmits electric power to the motor 192 and the water pipe 195 that carries cooling water that cools the heat generated by driving the motor 194 are both introduced from the second arm element 60 into the hollow member 191. . Further, a cooling water rotary seal 196 for preventing leakage of the cooling water is provided around the rotating shaft 193.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto.

図１８に、第２の実施例による対象物保持アームの変形例を示す。図１８は、第２の実施例を示す図１０に対応する断面図である。   FIG. 18 shows a modification of the object holding arm according to the second embodiment. FIG. 18 is a sectional view corresponding to FIG. 10 showing the second embodiment.

変形例においては、第１の腕要素２０の下面の回転中心１０に対応する位置に開口が形成される。また、取り付け部材１９０の円筒形状部分は、第１の腕要素２０の下面側に形成され、第１の腕要素２０下面の開口内に、真空シール機能をもつ軸受けを介して挿入される。リンク２１Ａとリンク２１Ｃとは、第１の腕要素２０内において実施例とは上下的位置関係を逆にして配置される。取り付け部材１９０の円筒形状部分は、リンク２１Ａに固定的に取り付けられる。   In the modification, an opening is formed at a position corresponding to the rotation center 10 on the lower surface of the first arm element 20. The cylindrical portion of the attachment member 190 is formed on the lower surface side of the first arm element 20 and is inserted into the opening on the lower surface of the first arm element 20 via a bearing having a vacuum seal function. The link 21 </ b> A and the link 21 </ b> C are arranged in the first arm element 20 with the vertical positional relationship reversed from that of the embodiment. The cylindrical portion of the attachment member 190 is fixedly attached to the link 21A.

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

第１の実施例による保持アームの側面図、正面図、及び平面図である。It is the side view, front view, and top view of a holding arm by a 1st example. 第１の実施例による保持アームの側面図である。It is a side view of the holding arm by the 1st example. 第１の実施例による保持アームの関節部分の詳細な側面図である。It is a detailed side view of the joint part of the holding arm according to the first embodiment. 第１の実施例による保持アームの関節部分の断面図である。It is sectional drawing of the joint part of the holding | maintenance arm by 1st Example. 第１の実施例による保持アームの基部の断面図である。It is sectional drawing of the base of the holding arm by a 1st Example. 第１の実施例による保持アームの先端部の断面図である。It is sectional drawing of the front-end | tip part of the holding | maintenance arm by 1st Example. ガイドの断面を含む断面図である。It is sectional drawing containing the cross section of a guide. 第１の実施例による保持アームの関節部分の平行リンク機構を模式的に示す線図である。It is a diagram which shows typically the parallel link mechanism of the joint part of the holding | maintenance arm by 1st Example. 第２の実施例による対象物保持アームの側面図である。It is a side view of the target object holding arm by the 2nd example. 第２の実施例による保持アームの第１の回転中心を含む断面図である。It is sectional drawing containing the 1st rotation center of the holding arm by a 2nd Example. 第２の実施例による保持アームの第３の回転中心を含む断面図である。It is sectional drawing containing the 3rd rotation center of the holding arm by a 2nd Example. 第３の実施例による保持アームの側面図である。It is a side view of the holding arm by the 3rd example. 第３の実施例による保持アームの関節部分の詳細な側面図である。It is a detailed side view of the joint part of the holding | maintenance arm by 3rd Example. 第３の実施例による保持アームの関節部分の断面図である。It is sectional drawing of the joint part of the holding | maintenance arm by 3rd Example. 第３の実施例による保持アームの基部の断面図である。It is sectional drawing of the base part of the holding arm by a 3rd Example. イオンビームと、半導体ウエハの軌跡との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between an ion beam and the locus | trajectory of a semiconductor wafer. 変形例による保持アームの平面図である。It is a top view of the holding arm by a modification. 第２の実施例による対象物保持アームの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the target object holding arm by a 2nd Example. 従来のイオン注入装置に用いられている保持アームの斜視図である。It is a perspective view of the holding arm used for the conventional ion implantation apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 第１の回転中心
１１ 第２の回転中心
１２ 第３の回転中心
１３ 第４の回転中心
１４ 第５の回転中心
２０ 第１の腕要素
２１ 第１の平行リンク機構
２１Ａ、２１Ｃ、２１Ｄ リンク
２１Ｂ 共有リンク
２２ 連結軸
２５ 連結軸
４０ 関節機構
４１ 第３の平行リンク機構
４１Ａ リンク
４２ 第４の平行リンク機構
４２Ｂ〜４２Ｄ リンク
５０ 形状拘束機構
５０Ａ 分岐部
５０Ｂ、５０Ｃ ローラ
５５ 支軸
５７ 伸縮用駆動力発生機構
５７Ａ レバー
５７Ｂ 連結部材
５７Ｃ レバー
５７Ｄ 伸縮用モータ
６０ 第２の腕要素
６１ 第２の平行リンク機構
６１Ａ〜６１Ｄ リンク
６２ 支軸
８０ 保持部材
８１ 半導体ウエハ
９０ 基台
９１ 回転用モータ
９２ 回転軸
１８０ ガイド
１８１ 被案内部
１８２ リンク
１８３ 連結軸
１９０ 取り付け部材
１９１ 中空部材
１９２ モータ
１９３ 回転軸
１９４ モータ線
１９５ 水管
１９６ 冷却水用ロータリーシール
１９８ 連結部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st rotation center 11 2nd rotation center 12 3rd rotation center 13 4th rotation center 14 5th rotation center 20 1st arm element 21 1st parallel link mechanism 21A, 21C, 21D Link 21B Shared link 22 Connecting shaft 25 Connecting shaft 40 Joint mechanism 41 Third parallel link mechanism 41A Link 42 Fourth parallel link mechanisms 42B to 42D Link 50 Shape restraining mechanism 50A Branch portion 50B, 50C Roller 55 Support shaft 57 Extending and contracting drive force Generation mechanism 57A Lever 57B Connecting member 57C Lever 57D Telescopic motor 60 Second arm element 61 Second parallel link mechanism 61A-61D Link 62 Support shaft 80 Holding member 81 Semiconductor wafer 90 Base 91 Rotating motor 92 Rotating shaft 180 Guide 181 Guided portion 182 Link 183 Connection shaft 190 Mounting member 191 Hollow member 192 Motor 193 Rotating shaft 194 Motor wire 195 Water pipe 196 Cooling water rotary seal 198 Connecting member

Claims (8)

ｘｙｚ直交座標系を定義したとき、ｚ軸に平行な第１の回転中心(10)を中心として、ｘｙ面に平行な面内で回転可能に支持されるとともに、該第１の回転中心から長手方向に離れた位置に第２の回転中心(11)を画定する第１の腕要素(20)と、
前記第２の回転中心を中心として、前記第１の腕要素に対してｘｙ面に平行な面内で回転可能に支持されるとともに、前記第１の回転中心から第２の回転中心までの距離と同じ距離だけ、前記第２の回転中心から長手方向に離れた位置に第３の回転中心(12)を画定する第２の腕要素(60)と、
前記第１の腕要素に対して第２の腕要素を、前記第２の回転中心を中心として回転させる伸縮用駆動力発生機構(57)と、
前記伸縮用駆動力発生機構によって、前記第２の腕要素が前記第１の腕要素に対して、第１の角度だけ回転したとき、前記第１の回転中心を中心として、前記第１の腕要素が、該第２の腕要素の回転方向とは反対方向に、該第１の角度の１／２の角度だけ回転するように、該第１の腕要素に前記伸縮用駆動力発生機構の回転力を伝達する回転力伝達機構と、
前記第３の回転中心を中心として、前記第２の腕要素に対してｘｙ面内に平行な方向に回転可能に支持され、処理対象物を保持する保持部材(80)と、
前記伸縮用駆動力発生機構を動作させて前記第１の腕要素及び第２の腕要素の姿勢を変化させたとき、前記保持部材が並進移動するように該保持部材の姿勢を保持する姿勢保持機構(21,61)と、
前記第２の腕要素上の固定点が、前記第１の回転中心と前記第３の回転中心との双方に直交する直線と平行な直線に沿って移動するように、該固定点を案内する案内機構と
を有する対象物保持アーム。 When the xyz orthogonal coordinate system is defined, the first rotation center (10) parallel to the z-axis is supported as a center in a plane parallel to the xy plane, and the longitudinal axis extends from the first rotation center. A first arm element (20) defining a second center of rotation (11) at a position away from the direction;
Centered on the second rotation center, the first arm element is supported so as to be rotatable in a plane parallel to the xy plane, and the distance from the first rotation center to the second rotation center A second arm element (60) defining a third center of rotation (12) at a distance longitudinally away from the second center of rotation by the same distance as
An expansion / contraction driving force generating mechanism (57) for rotating the second arm element with respect to the first arm element about the second rotation center;
When the second arm element is rotated by a first angle with respect to the first arm element by the expansion / contraction driving force generation mechanism, the first arm is centered on the first rotation center. The telescopic driving force generating mechanism is applied to the first arm element such that the element rotates in an opposite direction to the rotation direction of the second arm element by an angle that is ½ of the first angle. A rotational force transmission mechanism for transmitting rotational force;
A holding member (80) that is rotatably supported in a direction parallel to the xy plane with respect to the second arm element around the third rotation center, and holds a processing object;
Posture holding that holds the posture of the holding member so that the holding member translates when the posture of the first arm element and the second arm element is changed by operating the driving force generating mechanism for expansion and contraction. Mechanism (21, 61),
The fixed point on the second arm element is guided so as to move along a straight line parallel to a straight line orthogonal to both the first rotation center and the third rotation center. An object holding arm having a guide mechanism. 前記姿勢保持機構は、
ｘｙ面内で変形する平行四辺形を画定する第１の平行リンク機構(21)であって、相互に平行な２つの辺に対応するリンクの一方が、前記第１の回転中心(10)を中心として回転し、他方が、前記第２の回転中心(11)を中心として回転する第１の平行リンク機構と、
ｘｙ面内で変形する平行四辺形を画定する第２の平行リンク機構(61)であって、相互に平行な２つの辺に対応するリンクの一方が、前記第２の回転中心を中心として回転し、他方が、前記第３の回転中心(13)を中心として回転し、該第２の回転中心を中心として回転するリンクが、前記第１の平行リンク機構の、該第２の回転中心を中心として回転するリンクに固定的に取り付けられている前記第２の平行リンク機構と
を有し、
前記保持部材は、前記第２の平行リンク機構の、前記第３の回転中心を中心として回転するリンクに固定的に取り付けられている請求項１に記載の対象物保持アーム。 The posture holding mechanism is
A first parallel link mechanism (21) defining a parallelogram deforming in an xy plane, wherein one of the links corresponding to two sides parallel to each other defines the first rotation center (10). A first parallel link mechanism that rotates about the center and the other rotates about the second center of rotation (11);
A second parallel link mechanism (61) defining a parallelogram deforming in the xy plane, wherein one of the links corresponding to two mutually parallel sides rotates around the second rotation center And the other rotates around the third center of rotation (13), and the link that rotates about the second center of rotation serves as the second center of rotation of the first parallel link mechanism. The second parallel link mechanism fixedly attached to a link rotating as a center,
The object holding arm according to claim 1, wherein the holding member is fixedly attached to a link of the second parallel link mechanism that rotates about the third rotation center. 前記回転力伝達機構は、
ｘｙ面内で変形する平行四辺形を画定する第１の平行リンク機構(21)であって、相互に平行な２つの辺に対応するリンクの一方が、前記第１の回転中心(10)を中心として回転し、他方が、前記第２の回転中心(11)を中心として回転する第１の平行リンク機構(21)と、
ｘｙ面内で変形する平行四辺形を画定する第３の平行リンク機構(41)であって、１つのリンクが、前記第１の平行リンク機構の、前記第２の回転中心を中心として回転するリンクと共有されており、該共有リンクに平行な辺に対応するリンクが、前記第１の平行リンク機構の、前記共有リンクに連結された２本のリンクに連結されている第３の平行リンク機構(41)と、
ｘｙ面内で変形する平行四辺形を画定する第４の平行リンク機構(42)であって、１つのリンクが、前記第１の平行リンク機構の、前記第２の回転中心を中心として回転するリンクと共有されており、前記共有リンクに平行な辺に対応するリンクが前記第３の平行リンク機構とは反対側に配置されており、前記共有リンクに連結されたリンクの長さが、前記第３の平行リンク機構の、前記共有リンクに連結されたリンクの長さと等しい第４の平行リンク機構(42)と、 前記第３の平行リンク機構の、前記共有リンクに連結されたリンクと、前記第４の平行リンク機構の、前記共有リンクに連結されたリンクとが、前記共有リンクの長手方向に関して、同じ向きに、同じ角度だけ傾くように、該第３及び第４の平行リンク機構の形状を拘束する第１の拘束機構(50)と
を含み、前記伸縮用駆動力発生機構は、前記第２の腕要素の長手方向と、前記第４の平行リンク機構の、前記共有リンクに連結されたリンクの長手方向とが平行になるように、前記第４の平行リンク機構の形状を変化させる請求項１に記載の対象物保持アーム。 The rotational force transmission mechanism is
A first parallel link mechanism (21) defining a parallelogram deforming in an xy plane, wherein one of the links corresponding to two sides parallel to each other defines the first rotation center (10). A first parallel link mechanism (21) that rotates about the center and the other rotates about the second center of rotation (11);
a third parallel link mechanism (41) defining a parallelogram deforming in an xy plane, wherein one link rotates about the second rotation center of the first parallel link mechanism; A third parallel link that is shared with the link and that corresponds to a side parallel to the shared link is connected to two links of the first parallel link mechanism that are connected to the shared link. Mechanism (41),
a fourth parallel link mechanism (42) defining a parallelogram deforming in an xy plane, wherein one link rotates about the second rotation center of the first parallel link mechanism; A link corresponding to a side parallel to the shared link is disposed on a side opposite to the third parallel link mechanism, and a length of the link connected to the shared link is A fourth parallel link mechanism (42) equal to the length of the link connected to the shared link of the third parallel link mechanism; a link connected to the shared link of the third parallel link mechanism; The third parallel link mechanism of the fourth parallel link mechanism and the link connected to the shared link are inclined in the same direction and at the same angle with respect to the longitudinal direction of the shared link. The first to constrain the shape A telescopic drive force generation mechanism including: a longitudinal direction of the second arm element; and a longitudinal direction of a link connected to the shared link of the fourth parallel link mechanism. The object holding arm according to claim 1, wherein the shape of the fourth parallel link mechanism is changed so that the two are parallel to each other. 前記第１の拘束機構(50)は、
前記第３の平行リンク機構(41)に含まれるリンクのうち前記共有リンクと対向するリンクから分岐して、該共有リンク、及び前記第４の平行リンク機構(42)に含まれるリンクのうち該共有リンクと対向するリンクと交差する分岐部と、
前記第４の平行リンク機構(42)に含まれるリンクのうち該共有リンクと対向するリンクに設けられ、該リンクに対して、前記分岐部の、前記共有リンクの長手方向に関する位置を拘束し、長手方向に直交する方向への移動を許容する拘束器と
を含む請求項３に記載の対象物保持アーム。 The first restraining mechanism (50) includes:
Of the links included in the third parallel link mechanism (41), branching off from the link facing the shared link, the shared link and the link included in the fourth parallel link mechanism (42) A branch that intersects the link opposite the shared link;
Of the links included in the fourth parallel link mechanism (42), provided in a link facing the shared link, the position of the branch portion in the longitudinal direction of the shared link is constrained with respect to the link, The object holding arm according to claim 3, further comprising a restrainer that allows movement in a direction perpendicular to the longitudinal direction. 前記案内機構は、
前記第１の腕要素の、前記第２の腕要素に対向する面の上方に形成されたガイドレールと、
前記第２の腕要素の、前記第１の腕要素に対向する面上に形成され、前記ガイドレールに沿って移動可能な移動部材と
を含み、
前記ガイドレールは、前記第１の平行リンク機構の、前記第１の回転中心を中心として回転するリンクと平行になるように支持されている請求項２乃至４のいずれか１項に記載の対象物保持アーム。 The guide mechanism is
A guide rail formed above a surface of the first arm element facing the second arm element;
A movable member formed on a surface of the second arm element facing the first arm element and movable along the guide rail,
5. The object according to claim 2, wherein the guide rail is supported so as to be parallel to a link that rotates about the first rotation center of the first parallel link mechanism. 6. Object holding arm. 前記回転力伝達機構は、
前記第１の回転中心を中心として回転する第１のプーリ(46)と、
前記第２の回転中心を中心として、前記第２の腕要素との相対位置関係を保った状態で回転し、前記第１のプーリの半径の１／２の半径を持つ第２のプーリ(45)と、
前記第１のプーリと第２のプーリとに架け渡されたベルト(47)と
を含む請求項１に記載の対象物保持アーム。 The rotational force transmission mechanism is
A first pulley (46) rotating about the first center of rotation;
A second pulley (45) that rotates around the second rotation center while maintaining a relative positional relationship with the second arm element and has a radius that is ½ of the radius of the first pulley. )When,
The object holding arm according to claim 1, comprising a belt (47) spanned between the first pulley and the second pulley. 前記伸縮用駆動力発生機構は、本体に対して回転軸が回転する伸縮用モータを含み、本体と回転軸との一方が、前記第１の腕要素に固定的に取り付けられ、他方が、前記第２の腕要素に固定的に取り付けられている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の対象物保持アーム。   The expansion / contraction drive force generation mechanism includes an expansion / contraction motor whose rotation shaft rotates with respect to the main body, and one of the main body and the rotation shaft is fixedly attached to the first arm element, and the other is the The object holding arm according to claim 1, which is fixedly attached to the second arm element. さらに、
前記第１の腕要素に対する第２の腕要素の相対位置を固定した状態で、前記第１の腕要素を前記第１の回転中心を中心として回転させる回転用駆動力発生機構(91)を有し、
前記保持部材が処理対象物を保持した状態で、前記伸縮用駆動力発生機構を動作させたとき、前記第３の回転中心の軌跡(B)を挟んで、前記第２の回転中心とは反対側に処理対象物が保持され、該処理対象物の被処理表面が、該第３の回転中心の軌跡と平行になり、かつ該被処理表面が、該軌跡とは反対側を向く請求項１乃至７のいずれか１項に記載の対象物保持アーム。 further,
A rotation driving force generation mechanism (91) for rotating the first arm element around the first rotation center in a state where the relative position of the second arm element with respect to the first arm element is fixed; And
When the expansion / contraction driving force generating mechanism is operated in a state where the holding member holds the object to be processed, the trajectory (B) of the third rotation center is sandwiched and opposite to the second rotation center. The processing object is held on the side, the surface to be processed of the processing object is parallel to the locus of the third rotation center, and the surface to be processed is directed to the opposite side of the locus. The object holding arm according to claim 1.
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