JP2013130219A - 直動機構および直動機構を備えたロボット - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく動作すること。
【解決手段】上記の課題を解決するために、基部に対して取り付けられるガイド部材と、かかるガイド部材の軸方向に沿って摺動可能に設けられるスライダとを備えるように直動機構を構成する。また、ガイド部材は、上記の軸方向と略直交する所定の締結方向から締結部材によって上記の基部へ締結され、さらに、上記の軸方向および上記の締結方向の双方と略直交する直交方向から押圧部材によって押圧される。
【選択図】図４Ｄ

Description

開示の実施形態は、直動機構および直動機構を備えたロボットに関する。

従来、アームの終端可動部に設けられたハンド上へ液晶パネルディスプレイに用いられるガラス基板などの基板を載置して搬送するロボットが知られている。かかるロボットは、前述のアームやハンドを直動軸や回転軸に沿って動作させる、いわゆる、多軸ロボットであることが多い。

たとえば、特許文献１には、上下動するベースの直動軸に対して回転可能に軸支された第１アームと、第１アームに対して回転可能に軸支された第２アームと、第２アームに対して回転可能に取り付けられたハンドとを備えた基板の搬送ロボットが開示されている。

なお、直動軸には、レールなどのガイド部材が用いられるのが一般的である。以下では、説明の便宜上、直動軸を「レール」と記載する場合がある。

特開平１１−７７５６６号公報

しかしながら、従来のロボットには、近年、液晶パネルディスプレイの大型化が進んで基板の重量が増したことにより、ロボットにおいて使用されているレールを含む直動機構にかかる荷重が増大し、レールがずれるなどして所望の動作精度が得られない場合があるという問題が出てきた。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、精度よく動作することができる直動機構および直動機構を備えたロボットを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る直動機構は、ガイド部材と、スライダとを備える。前記ガイド部材は、基部に対して取り付けられる。前記スライダは、前記ガイド部材の軸方向に沿って摺動可能に設けられる。また、前記ガイド部材は、前記軸方向と略直交する所定の締結方向から締結部材によって前記基部へ締結され、さらに、前記軸方向および前記締結方向の双方と略直交する直交方向から押圧部材によって押圧される。

実施形態の一態様によれば、精度よく動作することができる。

図１は、第１の実施形態に係るロボットの模式斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係るロボットを真空チャンバへ設置した状態を示す模式側面図である。 図３Ａは、胴体部の模式平面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示すＡ−Ａ線断面図である。 図４Ａは、図３Ｂに示すＢ−Ｂ線略断面図である。 図４Ｂは、従来の摺接部の拡大図である。 図４Ｃは、図４Ｂに示すＧ２部の拡大図である。 図４Ｄは、第１の実施形態に係る摺接部の拡大図である。 図５は、第２の実施形態に係る直動機構の要部の模式図である。 図６は、第３の実施形態に係る直動機構の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する直動機構および直動機構を備えたロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、ガラス基板などの薄板状の基板を「ワーク」と記載することとし、かかるワークを、真空チャンバ内において搬送するロボットを主に例に挙げて説明を行う。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るロボットの構成について図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係るロボット１の模式斜視図である。

なお、説明を分かりやすくするために、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向き（すなわち、「鉛直方向」）を負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。したがって、ＸＹ平面に沿った方向は、「水平方向」を指す。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。

また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの１個にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した１個とその他とは同様の構成であるものとする。

図１に示すように、ロボット１は、水平方向に伸縮する２つの伸縮アームを備える多軸ロボットである。具体的には、ロボット１は、胴体部１０と、アームユニット２０とを備える。

胴体部１０は、アームユニット２０の下部に設けられるユニットである。胴体部１０は、筒状の筐体１１内に直動機構を備えており、かかる直動機構を用いてアームユニット２０を鉛直方向に沿って昇降させる。

具体的には、直動機構は、胴体部１０が備える昇降フランジ部１５を鉛直方向に沿って直動させることによって、かかる昇降フランジ部１５上に固定されるアームユニット２０を昇降させる。なお、かかる直動機構の詳細については、図３Ａ以降を用いて後述する。

筐体１１の上部には、フランジ部１２が形成される。ロボット１は、フランジ部１２が真空チャンバに固定されることによって、真空チャンバに設置された状態となる。かかる点については、図２を用いて説明する。

アームユニット２０は、昇降フランジ部１５を介して胴体部１０と連結するユニットである。具体的には、アームユニット２０は、アームベース２１と、第１アーム部２２と、第２アーム部２３と、ハンドベース２４と、補助アーム部２５とを備える。

アームベース２１は、昇降フランジ部１５に対して回転可能に支持される。アームベース２１は、モータや減速機等からなる旋回機構を備えており、かかる旋回機構を用いて回転する。

具体的には、旋回機構は、出力軸が胴体部１０に固定された減速機に対してモータの回転を伝達ベルト経由で入力する。これにより、アームベース２１は、減速機の出力軸を旋回軸として水平方向に自転する。

なお、アームベース２１は、大気圧に保たれた箱状の収納部を内部に備え、かかる収納部内に、モータや減速機、伝達ベルト等を備える。これにより、後述するように、ロボット１を真空チャンバ内で使用する場合であっても、グリス等の潤滑油の乾燥を防止することもできる他、発塵によって真空チャンバ内が汚染されることを防止することができる。

アームベース２１の上部には、第１アーム部２２の基端部が、図示しない第１減速機を介して回転可能に連結される。また、第１アーム部２２の先端部の上部には、第２アーム部２３の基端部が、図示しない第２減速機を介して回転可能に連結される。

そして、第２アーム部２３の先端部には、ハンドベース２４が回転可能に連結される。ハンドベース２４は、ワークを保持するためのエンドエフェクタ２４ａ（いわゆる、ハンド）を上部に備え、第１アーム部２２および第２アーム部２３の回転動作に伴って直線的に移動する。

かかるエンドエフェクタ２４ａの直線的な移動は、ロボット１が、第１アーム部２２および第２アーム部２３を同期的に動作させることによって行われる。

具体的に説明する。ロボット１は、第１減速機および第２減速機の双方を１つのモータを用いて回転させることで、第２アーム部２３を第１アーム部２２と同期して動作させる。このとき、ロボット１は、第１アーム部２２に対する第２アーム部２３の回転量がアームベース２１に対する第１アーム部２２の回転量の２倍となるように、第１アーム部２２および第２アーム部２３を回転させる。

たとえば、ロボット１は、第１アーム部２２がアームベース２１に対してα度回転するならば、第２アーム部２３が第１アーム部２２に対して２α度回転するように第１アーム部２２および第２アーム部２３を回転させる。これにより、ロボット１は、エンドエフェクタ２４ａを直線的に移動させることができる。

第１減速機、第２減速機、モータ、伝達ベルトといった駆動機構は、真空チャンバ内の汚染防止等の観点から、大気圧に保たれた第１アーム部２２の内部に収納される。

補助アーム部２５は、移動中のエンドエフェクタ２４ａが常に一定の方向を向くように、第１アーム部２２および第２アーム部２３の回転動作と連動してハンドベース２４の回転を規制するリンク機構である。

具体的には、補助アーム部２５は、第１リンク部２５ａと、中間リンク部２５ｂと、第２リンク部２５ｃとを備える。

第１リンク部２５ａは、基端部がアームベース２１に対して回転可能に連結され、先端部において中間リンク部２５ｂの先端部と回転可能に連結される。また、中間リンク部２５ｂは、基端部が第１アーム部２２と第２アーム部２３との連結軸と同軸上に軸支され、先端部が第１リンク部２５ａの先端部と回転可能に連結される。

第２リンク部２５ｃは、基端部において中間リンク部２５ｂと回転可能に連結され、先端部においてハンドベース２４の基端部と回転可能に連結される。また、ハンドベース２４は、先端部において第２アーム部２３の先端部と回転可能に連結され、基端部において第２リンク部２５ｃと回転可能に連結される。

第１リンク部２５ａは、アームベース２１、第１アーム部２２および中間リンク部２５ｂと共に第１平行リンク機構を形成する。すなわち、第１アーム部２２が基端部を中心として回転すると、第１リンク部２５ａおよび中間リンク部２５ｂが、それぞれ第１アーム部２２およびアームベース２１と平行な状態を保ちながら回転する。

また、第２リンク部２５ｃは、第２アーム部２３、ハンドベース２４および中間リンク部２５ｂと共に第２平行リンク機構を形成する。すなわち、第２アーム部２３が基端部を中心として回転すると、第２リンク部２５ｃおよびハンドベース２４が、それぞれ第２アーム部２３および中間リンク部２５ｂと平行な状態を保ちながら回転する。

中間リンク部２５ｂは、第１平行リンク機構によってアームベース２１と平行な状態を保ちながら回転する。このため、第２平行リンク機構のハンドベース２４もアームベース２１と平行な状態を保ちながら回転する。この結果、ハンドベース２４の上部に取り付けられるエンドエフェクタ２４ａは、アームベース２１と平行な状態を保ちながら直線的に移動することとなる。

このように、ロボット１は、第１平行リンク機構および第２平行リンク機構の２つの平行リンク機構を用いて、エンドエフェクタ２４ａの向きを一定に保つ。これにより、たとえば第２アーム部内にプーリや伝達ベルトを設け、これらプーリや伝達ベルトを用いてエンドエフェクタの向きを一定方向に維持する場合と比較して、プーリや伝達ベルトに起因する発塵を抑えることができる。

また、補助アーム部２５によってアーム全体の剛性を高めることができるため、エンドエフェクタ２４ａの動作時の振動を低減することができる。したがって、エンドエフェクタ２４ａの動作時の振動に起因する発塵の抑制に資することができる。

また、図１に示すように、ロボット１は、第１アーム部２２、第２アーム部２３、ハンドベース２４および補助アーム部２５から構成される伸縮アーム部を２組有する、いわゆる双腕ロボットとして構成することができる。これにより、ロボット１は、たとえば、一方の伸縮アーム部を用いて所定の搬送位置からワークを取り出しつつ、他方の伸縮アーム部を用いてかかる搬送位置へ新たなワークを搬入するといった並行作業を行うことができる。

次に、ロボット１を真空チャンバへ設置した状態について図２を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係るロボット１を真空チャンバへ設置した状態を示す模式側面図である。

図２に示すように、ロボット１は、胴体部１０に形成されたフランジ部１２が、真空チャンバ３０の底部に形成された開口部３１の縁部に対してシール部材を介して固定される。これにより、真空チャンバ３０は密閉された状態となり、真空ポンプ等の減圧装置によって内部が減圧状態に保たれる。なお、胴体部１０の筐体１１は、真空チャンバ３０の下部から突出しており、真空チャンバ３０を支持する支持部３５によって形成される空間内に配置される。

ロボット１は、真空チャンバ３０内においてワークの搬送作業を行う。たとえば、ロボット１は、第１アーム部２２および第２アーム部２３を用いてエンドエフェクタ２４ａを直線的に移動させることで、図示しないゲートバルブを介して真空チャンバ３０と接続される他の真空チャンバからワークを取り出す。

つづいて、ロボット１は、エンドエフェクタ２４ａを引き戻したのち、旋回軸Ｏを中心にアームベース２１を水平方向に回転させることで、ワークの搬送先となる他の真空チャンバに対してアームユニット２０を正対させる。そして、ロボット１は、第１アーム部２２および第２アーム部２３を用いてエンドエフェクタ２４ａを直線的に移動させることで、ワークの搬送先となる他の真空チャンバへワークを搬入する。

真空チャンバ３０は、ロボット１の形状に合わせて形成される。たとえば、図２に示すように、真空チャンバ３０には、底面に凹部が形成されており、かかる凹部に対して、アームベース２１や昇降フランジ部１５といった下方へ突出するロボット１の部位が納められる。このように、真空チャンバ３０をロボット１の形状に合わせて形成することで、チャンバ内の容積を小さくすることができる。したがって、真空チャンバ３０の減圧状態を容易に維持することが可能となる。

なお、真空チャンバ３０内の空間は、最小旋回姿勢を取ったアームユニット２０が回転可能なスペースおよびアームユニット２０が昇降装置によって昇降するのに必要なスペースが確保される。ここで、最小旋回姿勢とは、旋回軸Ｏを中心とするアームユニット２０の回転半径が最小となるロボット１の姿勢のことである。

以下、第１の実施形態に係る直動機構の詳細について、図３Ａ以降を用いて説明してゆく。図３Ａは、胴体部１０の模式平面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示すＡ−Ａ線断面図である。

図１および図２を用いた説明と一部重複するが、図３Ａに示すように、胴体部１０は、その上部に、フランジ部１２と、昇降フランジ部１５とを備える。

また、胴体部１０は、その内部に、昇降フランジ部１５を鉛直方向に沿って昇降させる直動機構５０を備える。直動機構５０は、レールベース５１を１対備える。レールベース５１は、筐体１１（図３Ｂ参照）の内周面に対向して配置され、かつ、固定される。すなわち、筐体１１の内周面は、直動機構５０の基部にあたる。

また、図３Ｂに示すように、直動機構５０は、鉛直方向に略平行な軸Ｓ１および軸Ｓ２に沿って設けられるレール５１ａ（ガイド部材）を備える。レール５１ａは、ねじなどの締結部材を用いてレールベース５１（図３Ａ参照）に固定される。

また、図３Ｂに示すように、直動機構５０は、レール５１ａに対して摺動可能に設けられるスライダブロック５２（スライダ）を備える。いわゆる「リニアガイド」は、かかるレール５１ａおよびスライダブロック５２を含んで構成される。なお、以下では、レール５１ａおよびスライダブロック５２が摺動可能に接する部位を「摺接（しゅうせつ）部」と記載する。

スライダブロック５２は、昇降フランジ部１５の基台にあたる昇降フランジベース１５ａと連結され、昇降フランジ部１５と一体化される。

また、直動機構５０は、同じく昇降フランジベース１５ａに連結されたボールナットを含むボールねじ部５３を備える。ボールねじ部５３は他に、ボールねじ、モータ等を含んで構成され、モータの回転運動を鉛直方向に略平行な軸Ｓ３に沿った直線運動へ変換する。

かかる直動機構５０の構成により、昇降フランジ部１５は、鉛直方向に沿って昇降することが可能となる。

なお、図３Ｂに示すように、昇降フランジ部１５は中空構造であり、かかる中空部分に配管１５ｂを設けることによってケーブル類の配線を容易にすることが可能である。

次に、図４Ａ〜図４Ｄを用いて、第１の実施形態に係る直動機構５０を構成する各部材の取り付け構造について説明する。図４Ａは、図３Ｂに示したＢ−Ｂ線略断面図である。なお、図４Ａの外枠線は、筐体１１の内周面を簡略的に示している。

また、図４Ｂは、従来の摺接部Ｇ１’の拡大図であり、図４Ｃは、図４Ｂに示すＧ２部の拡大図である。また、図４Ｄは、第１の実施形態に係る摺接部Ｇ１の拡大図である。

図４Ａに示すように、直動機構５０は、摺接部Ｇ１を備える。なお、以下では、説明上、従来の摺接部を示す場合には、便宜的に「Ｇ１’」の符号を付すこととする。

また、図４Ａに示す、ボールねじ部５３に隣接する開口部１５ｃは、前述の配管１５ｂを挿通する開口部である。

ここで、従来の摺接部Ｇ１’について説明しておく。図４Ｂに示すように、従来の摺接部Ｇ１’では、直動機構５０を構成する各部材は、ねじなどの締結部材を用いて、所定の締結方向からのみ締結されていた。なお、以下では、締結部材が「ねじ」であるものとして説明するが、図示上、「おねじ」や「めねじ」などのねじ溝は省略する。また、後述する押圧部材である「押しねじ」と対比する観点から、締結部材である「ねじ」を「締結ねじ」と記載する。

たとえば、図４Ｂに示すように、レール５１ａはレールベース５１に対し、Ｘ軸の正方向から締結ねじＣ１を用いて締結されていた。また、スライダブロック５２の構成部材である第１ブロック５２ａ、第２ブロック５２ｂおよび第３ブロック５２ｃはそれぞれ、締結ねじＣ２あるいは締結ねじＣ３を用いてＸ軸の正負方向から締結されていた。

かかるＸ軸に沿った所定の締結方向は、そもそも反りの入りやすいレール５１ａを確実に抑え込みつつ、スライダブロック５２を滑らかに摺動させるためである。

なお、部材同士の締結においては、各部材の寸法誤差やばらつきなどにより、締結された部材間に隙間が生じる場合がある。たとえば、図４Ｂに示すように、レール５１ａとレールベース５１との間や、第１ブロック５２ａと第２ブロック５２ｂとの間、第２ブロック５２ｂと第３ブロック５２ｃとの間などに隙間ｉが生じうる。また、図４Ｃに示すように、レール５１ａと締結ねじＣ１との間などにも隙間ｉが生じうる。

ここで、図１の説明で述べた伸縮アーム部が、伸びる動作を行ったものとする。このとき、たとえば、図４Ｃに示すＧ２部には、フランジ部１２中央部の昇降フランジ部１５（図３Ａ参照）を介して、両矢印１０１で示す向きのモーメント荷重などの荷重が加わる。かかる荷重は、伸縮アーム部が伸びた状態となるほど増大する。

このとき、たとえば、図４Ｃに示すような隙間ｉが生じていた場合、かかる両矢印１０１向きに加わる荷重によってレール５１ａが隙間ｉの範囲内を滑り、レール５１ａがずれてしまうおそれがある（図中の破線のレール５１ａ’参照）。すなわち、レール５１ａとレールベース５１とが相対的に変位することによってガタつきが生じてしまい、直動機構５０の動作精度を落としてしまうおそれがある。

そこで、図４Ｄに示すように、第１の実施形態に係る直動機構５０では、ガイド部材の軸方向に略直交する所定の締結方向から締結部材を用いて締結された摺接部Ｇ１の構成部材を、さらに、軸方向および締結方向の双方に略直交する直交方向から押圧部材を用いて押圧することとした。

具体的には、図４Ｄに示すように、摺接部Ｇ１の構成部材について、レール５１ａの軸方向（Ｚ軸方向）と、かかる軸方向に略直交する所定の締結方向（Ｘ軸方向）との双方に略直交する直交方向（Ｙ軸方向）から押しねじなどの押圧部材を用いて押圧する。

たとえば、レール５１ａは、押しねじＰ１を用いてＹ軸の負方向から正方向へ押圧される（図中の矢印２０１参照）。このとき、レールベース５１の凹部の側壁５１ｂには、押しねじＰ１によってレール５１ａの端面が押し当てられる。すなわち、側壁５１ｂは、レール５１ａの位置決めのための基準面（押し当て面）となる。

また、第１ブロック５２ａは、押しねじＰ２を用いてＹ軸の負方向から正方向へ押圧される（図中の矢印２０２参照）。このとき、第２ブロック５２ｂの凹部の側壁５２ｂａには、押しねじＰ２によって第１ブロック５２ａの端面が押し当てられる。すなわち、側壁５２ｂａは、第１ブロック５２ａの位置決めのための基準面となる。

また、第２ブロック５２ｂは、押しねじＰ３を用いてＹ軸の負方向から正方向へ押圧される（図中の矢印２０３参照）。このとき、第３ブロック５２ｃの凹部の側壁５２ｃａには、押しねじＰ３によって第２ブロック５２ｂの端面が押し当てられる。すなわち、側壁５２ｃａは、第２ブロック５２ｂの位置決めのための基準面となる。

これにより、摺接部Ｇ１の構成部材を締結する締結部材が、図４Ｄの両矢印１０１に示すモーメント荷重などの荷重によってすべりを起こすのを防止することができる。また、摺接部Ｇ１の構成部材の位置決めを精度よく行うことができる。すなわち、直動機構５０および直動機構５０を備えるロボット１を精度よく動作させることができる。

なお、図４Ｄの押しねじＰ１〜Ｐ３は、ねじ頭を有した形状で示したが、その形状を限定するものではない。たとえば、ねじ頭を有さない、いわゆる「いもねじ」のような全ねじであってもよい。

上述してきたように、第１の実施形態に係る直動機構および直動機構を備えるロボットは、基部に対して取り付けられるガイド部材と、かかるガイド部材の軸方向に沿って摺動可能に設けられるスライダとを備える。また、ガイド部材は、上記の軸方向と略直交する所定の締結方向から締結部材によって上記の基部へ締結され、さらに、上記の軸方向および上記の締結方向の双方と略直交する直交方向から押圧部材によって押圧される。

したがって、第１の実施形態に係る直動機構および直動機構を備えるロボットによれば、精度よく動作することができる。

ところで、上述した第１の実施形態では、対向配置されるガイド部材が１対である場合について説明したが、２対以上であってもよい。そこで、以下に示す第２の実施形態では、ガイド部材が２対である場合について、図５を用いて説明する。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る直動機構５０ａの要部の模式図である。なお、図５は、図４Ａに対応しており、ガイド部材が２対である点以外は図４Ａと略同様であるので、以下では、両者に共通する説明を省略する。

また、図５では、締結ねじの図示を省略しているが、所定の締結方向はこれまで通りＸ軸に沿っているものとする。また、図５では、図４Ｂおよび図４Ｄに示した隙間ｉの図示を省略している。また、第２の実施形態に係る直動機構５０ａは、第１の実施形態に係るロボット１と同一構成のロボットに備えられるものとする。

図５に示すように、第２の実施形態に係る直動機構５０ａは、Ｘ軸方向に沿って対向配置されたガイド部材（すなわち、それを含む摺接部Ｇ１）を２対備える。

ここで、Ｘ軸に略平行な軸ＡＸ１に沿って対向配置された１対の摺接部Ｇ１については、矢印２０１、矢印２０２および矢印２０３に示す部位が、押しねじによってＹ軸の負方向から正方向へ押圧される。

また、Ｘ軸に略平行な軸ＡＸ２に沿って対向配置された１対の摺接部Ｇ１については、矢印２０４および矢印２０５に示す部位が、押しねじによってＹ軸の正方向から負方向へ押圧される。

このように、押しねじによる押圧方向は、ガイド部材の軸方向（Ｚ軸方向）および所定の締結方向（Ｘ軸方向）の双方と略直交する直交方向（Ｙ軸方向）であればその向きは問わない。

なお、図５では、２対の摺接部Ｇ１をＸ軸に沿って並列に配置した例を示しているが、これに限られるものではない。

たとえば、１対の摺接部Ｇ１は、図５に示す通りＸ軸に沿って対向配置させ、もう１対の摺接部Ｇ１は、Ｙ軸に沿って対向配置させてもよい。かかる場合、Ｙ軸に沿って対向配置された１対の摺接部Ｇ１については、押しねじによる押圧がＸ軸方向に沿って行われることとなる。

上述してきたように、第２の実施形態に係る直動機構および直動機構を備えるロボットは、基部に対して対向配置される２対以上のガイド部材と、かかるガイド部材の軸方向に沿って摺動可能に設けられるスライダとを備える。また、ガイド部材は、上記の軸方向と略直交する所定の締結方向から締結部材によって上記の基部へ締結され、さらに、上記の軸方向および上記の締結方向の双方と略直交する直交方向から押圧部材によって押圧される。

したがって、第２の実施形態に係る直動機構および直動機構を備えるロボットによれば、安定的、かつ、高精度に動作することができる。

ところで、上述した各実施形態では、ガイド部材を少なくとも１対で１組として対向配置させる場合を例に挙げたが、対（つい）の組み合わせでなくともよい。たとえば、胴体部の筐体の横断面が略真円である場合に、３個のガイド部材を１組として、筐体の内周面に１２０度間隔で配置してもよい。

また、上述した各実施形態では、直動機構のガイド部材が鉛直方向に沿っている場合について説明したが、これに限られるものではなく、たとえば、水平方向であってもよい。そこで、以下に示す第３の実施形態では、直動機構のガイド部材が水平方向である場合について、図６と既出の図４Ｄとを用いて説明する。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る直動機構５０ｂの説明図である。なお、図６には、説明の便宜上、直動機構５０ｂを備えるロボット１ａを３軸ロボットとして構成した例を示しているが、直動機構５０ｂを備えていれば、軸数や関節の回転方向を限定するものではない。また、図６では、ロボット１ａをごく簡略化して示してある。

図６に示すように、第３の実施形態に係るロボット１ａは、直動機構５０ｂと、第１関節部１ａａと、第２関節部１ａｂと、エンドエフェクタ１ａｃとを備える。なお、図６で、これらを相互に結ぶ実線はアームを示している。

直動機構５０ｂは、壁面５０１を基部として水平方向に配設された水平ガイドＳ４と、上述した各実施形態と同一構成の摺接部Ｇ１とを備え、かかる水平ガイドＳ４に沿った両矢印４０１方向にアーム全体を直動させる。第１関節部１ａａは、両矢印４０２方向に回転する関節部である。第２関節部１ａｂは、両矢印４０３方向に旋回する関節部である。

そして、直動機構５０ｂには、たとえば、第１関節部１ａａが回転してアーム全体が伸びた場合や、摺接部Ｇ１が水平ガイドＳ４の端部に達した場合などに、両矢印１０１に示すモーメント荷重などの荷重がかかる。

また、直動機構５０ｂを含むロボット１ａ全体にはさらに、矢印３０１に示す重力も作用している。

ここで、図４Ｄを、説明の便宜上、図６におけるＹ軸の正方向からみた場合の摺接部Ｇ１の拡大図とみなす。したがって、図４Ｄに示したＸＹＺの直交座標軸は以下参照せず、図４Ｄの紙面下方を鉛直下向きとみなすこととする。

図４Ｄに示すように、第３の実施形態に係る直動機構５０ｂの摺接部Ｇ１についても、レール５１ａの軸方向および摺接部Ｇ１の所定の締結方向の双方と略直交する直交方向から押圧部材を用いた押圧を行うことができる。

このとき、摺接部Ｇ１には、図６に示した重力が作用しているため、かかる重力による付勢力を併用して、押しねじＰ１〜Ｐ３による押圧は鉛直上向きから鉛直下向き（図４Ｄの紙面上方から紙面下方）に行うことで足りる。なお、かかる点は逆の、鉛直下向きから鉛直上向きの押圧を行うことを妨げるものではない。

また、図６に示した水平ガイドＳ４が、壁面５０１ではなく、床面５０２を基部として配設される場合にも無論、これまで説明してきた取り付け手法を用いることができるのは言うまでもない。

上述してきたように、第３の実施形態に係る直動機構および直動機構を備えるロボットは、基部に対して水平方向に設けられるガイド部材と、かかるガイド部材の軸方向に沿って摺動可能に設けられるスライダとを備える。また、ガイド部材は、上記の軸方向と略直交する所定の締結方向から締結部材によって上記の基部へ締結され、さらに、上記の軸方向および上記の締結方向の双方と略直交する直交方向から押圧部材によって押圧される。

したがって、第３の実施形態に係る直動機構および直動機構を備えるロボットによれば、ガイド部材が壁面などに設けられる場合であっても、精度よく動作することができる。

なお、上述した各実施形態では、締結部材および押圧部材がねじである場合を例示したが、これに限られるものではない。たとえば、リベットなどであってもよいし、ねじやリベットなどを組み合わせることとしてもよい。

また、上述した各実施形態では、押圧部材によってガイド部材およびスライダの端面を押圧する場合について説明したが、これに限られるものではなく、たとえば、締結部材を締結方向と略直交する方向から直に押圧することとしてもよい。

また、ガイド部材に対するスライダの摺接構造は特に限定されない。たとえば、ベアリングなどの転動体を利用したものでもよいし、油圧などを利用したものでもよい。

また、上述した各実施形態では、ロボットが、主に基板の搬送ロボットである場合について説明したが、直動案内するガイド部材に沿って動作するロボットであればよく、ロボットの用途などを問わない。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１、１ａ ロボット
１０ 胴体部
１１ 筐体
１２ フランジ部
１５ 昇降フランジ部
１５ａ 昇降フランジベース
２０ アームユニット
２１ アームベース
２２、２２ａ 第１アーム部
２３ 第２アーム部
２４ ハンドベース
２４ａ エンドエフェクタ
２５ 補助アーム部
３０ 真空チャンバ
５０、５０ａ、５０ｂ 直動機構
５１ レールベース
５１ａ レール
５１ｂ 側壁
５２ スライダブロック
５２ａ 第１ブロック
５２ｂ 第２ブロック
５２ｂａ 側壁
５２ｃ 第３ブロック
５２ｃａ 側壁
５３ ボールねじ部
５０１ 壁面
５０２ 床面
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 締結ねじ
Ｇ１、Ｇ１’ 摺接部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 押しねじ
Ｓ４ 水平ガイド

Claims (10)

1. 基部に対して取り付けられるガイド部材と、
   前記ガイド部材の軸方向に沿って摺動可能に設けられるスライダと
   を備え、
   前記ガイド部材は、
   前記軸方向と略直交する所定の締結方向から締結部材によって前記基部へ締結され、さらに、前記軸方向および前記締結方向の双方と略直交する直交方向から押圧部材によって押圧されること
   を特徴とする直動機構。
2. 前記スライダは、
   前記締結方向から前記締結部材によって相互に締結される複数の部材からなり、さらに、前記直交方向から前記押圧部材によって押圧されること
   を特徴とする請求項１に記載の直動機構。
3. 前記ガイド部材は、
   前記締結方向から前記締結部材によって相互に締結される複数の部材からなり、さらに、前記直交方向から前記押圧部材によって押圧されること
   を特徴とする請求項１または２に記載の直動機構。
4. 前記押圧部材は、
   前記締結部材を介して相互に締結される部材のうち一方の部材を、他方の部材に設けられた押し当て面へ向けて押圧すること
   を特徴とする請求項１、２または３に記載の直動機構。
5. 前記ガイド部材は、
   鉛直方向に沿って設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の直動機構。
6. 前記ガイド部材は、
   水平方向に沿って設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の直動機構。
7. 前記基部は、
   壁面であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の直動機構。
8. 請求項１〜７のいずれか一つに記載の直動機構
   を備えることを特徴とするロボット。
9. 略筒状に形成された筐体
   を備え、
   前記ガイド部材は、
   前記筐体の内周面を前記基部として、前記内周面に少なくとも１対が対向配置されることを特徴とする請求項８に記載のロボット。
10. 前記ガイド部材は、
    前記内周面に２対が対向配置されることを特徴とする請求項９に記載のロボット。

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