JP2017064900A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発塵を抑制し、製造費用を削減することができる搬送装置を提供する。【解決手段】レール上を移動し、物体を搬送する搬送部と、駆動源の動力を前記搬送部に伝達するアーム機構とを備える搬送装置において、前記アーム機構は、一端部が前記駆動源に連結された回転可能な主動アームと、一端部が前記搬送部に連結された従動アームと、該従動アーム及び主動アームそれぞれの他端部を連結しており、前記主動アームの回転を前記従動アームに伝達するギア機構とを有することを特徴とする搬送装置。【選択図】図１

Description

本発明は物体を搬送する搬送装置に関する。

特許文献１には、ベルト機構とガイドによるベルトスライド式真空搬送ロボットが開示されている。また特許文献２には、アームスライド式真空搬送ロボットが開示されている。

特開２００８−２７２８４７号公報 特開２０１４−７８６９３号公報

特許文献１に記載の搬送ロボットにあっては、ベルトが真空領域に露出しており、ベルトの磨耗により発生する塵（パーティクル）が清浄な環境を害する。

特許文献２に記載の搬送ロボットはモータ、減速機を収納可能な中空構造の大きな第１アームと、該第１アーム及びスライディング部材に連結した第２アームとを備える。第１アームの構造は複雑であり、第１アームの製造費用は嵩む。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、発塵を抑制し、製造費用を削減することができる搬送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る搬送装置は、レール上を移動し、物体を搬送する搬送部と、駆動源の動力を前記搬送部に伝達するアーム機構とを備える搬送装置において、前記アーム機構は、一端部が前記駆動源に連結された回転可能な主動アームと、一端部が前記搬送部に連結された従動アームと、該従動アーム及び主動アームそれぞれの他端部を連結しており、前記主動アームの回転を前記従動アームに伝達するギア機構とを有することを特徴とする。

本発明においては、主動アーム及び従動アームがギア機構を介して連結されており、ベルトを使用する場合に比べて発塵が抑制される。また主動アームの一端部が駆動源に連結されており、主動アームはモータを収容しないので、中空構造を主動アームに設ける必要は無く、主動アームの構成は簡素化される。

本発明に係る搬送装置は、前記ギア機構は、前記主動アームの他端部に連結された第１ギアと、該第１ギアに噛合しており、前記従動アームの他端部に連結された第２ギアとを有することを特徴とする。

本発明においては、主動アーム及び従動アームを第１ギア及び第２ギアにそれぞれ連結し、駆動源から搬送部への動力伝達を円滑に行う。

本発明に係る搬送装置は、前記第１ギアは、第１ギア部と、該第１ギア部から突出した第１軸部とを備え、前記第２ギアは、前記第１ギアに噛合する第２ギア部と、該第２ギア部から前記第１軸部の反対方向に突出した第２軸部とを備え、前記主動アームは前記第１軸部に連結し、前記従動アームは第２軸部に連結していることを特徴とする。

本発明においては、第１軸部及び第２軸部は互いに反対方向に突出し、主動アーム及び従動アームは第１軸部及び第２軸部に連結している。主動アーム及び従動アームが回転しても、両者は干渉しない。両者が干渉する場合、アーム機構の移動可能範囲は、両者が干渉しない範囲に限定される。主動アーム及び従動アームは干渉しないので、アーム機構の移動可能範囲は、両者が干渉する場合に比べて長くなり、レールの長手方向において、アーム機構の移動可能範囲に対してアーム機構の長さ、換言すれば主動アーム及び従動アームの長さを短くすることができる。

本発明に係る搬送装置は、前記駆動源は前記レールの長手方向中央部の隣に配置されていることを特徴とする。

本発明においては、主動アームの一端部（基端部）は駆動源に連結し、レールの長手方向中央部に位置する。レールの略半分の長さを移動できるようにアーム機構が構成されていれば、アーム機構はレールの中央部を始点にして、レールの両端間に亘って移動することができる。

本発明に係る搬送装置は、主動アーム及び従動アームがギア機構を介して連結されているので、ベルトを使用する場合に比べて発塵を抑制することができる。また主動アームの一端部が駆動源に連結されており、主動アームは駆動源を収容しないので、主動アームの構成を簡素化することができる。

搬送装置を略示する平面図である。 搬送装置を略示する斜視図である。 搬送装置を略示する断面図である。 第１アーム機構を略示する平面図である。 ギア機構を略示する平面図である。 ギア機構略示する側面断面図である。 第２アーム機構を略示する平面図である。

以下本発明を実施の形態に係る搬送装置１００を示す図面に基づいて説明する。図１は搬送装置１００を略示する平面図、図２は搬送装置を略示する斜視図、図３は搬送装置１００を略示する断面図である。なお図１において、二点鎖線は、図１の左右方向中央から右側又は左側に移動した第１アーム機構１０及び第２アーム機構２０を示す。図１及び図２において、後述する第１ハンド保持部材３３の記載を省略している。

図１及び図２に示すように、搬送装置１００は水平方向に延びた横長形状をなし、平面視多角形の収容室６０に収容されている。収容室６０の各壁面は複数のチャンバー６１それぞれの壁面を構成する。所定のチャンバー６１内に基板処理装置（図示略）が配されている。収容室６０の壁面には、開口（図示略）及び該開口を開閉する扉（図示略）が設けられている。搬送装置１００は、床から上方に突出した軸回りに回転可能な支持軸５０に支持されている。搬送装置１００による基板の搬送は、例えば以下のように行われる。支持軸５０の回転によって、搬送装置１００の一端部は、いずれかのチャンバー６１の扉の前に配置される。前記チャンバー６１には基板処理装置が配置されている。前記チャンバー６１の扉が開き、搬送装置１００は前記チャンバー６１から基板処理装置にて処理された基板を取り出す。支持軸５０は回転し、搬送装置１００の他端部は他のチャンバー６１の扉の前に配置される。他のチャンバー６１の扉は開き、搬送装置１００によって他のチャンバー６１に基板が搬送される。

図３に示すように、搬送装置１００は、支持軸５０の上端部に連結された支持枠１を備える。図１に示すように、支持枠１には、水平方向に延びた二つの第１ガイドレール３１、３１と、該第１ガイドレール３１に平行な二つの第２ガイドレール４１、４１とが支持されている。二つの第１ガイドレール３１、３１の間に、二つの第２ガイドレール４１、４１が配置されている。第１ガイドレール３１及び第２ガイドレール４１の長さは略同じであり、長手方向において、第１ガイドレール３１及び第２ガイドレール４１の端部は略同じ位置にある。

二つの第１ガイドレール３１、３１には、それぞれ第１スライダ３２が摺動可能に設けられている。第１スライダ３２は、第１ガイドレール３１から第２ガイドレール４１の反対側に突出しており、第１ガイドレール３１上を摺動する摺動子３２ａと、該摺動子３２ａの突出端部から上方に突出した突出部３２ｂとを備える。二つの突出部３２ｂ、３２ｂの間に第１ハンド保持部材３３が架設されている。第１スライダ３２及び第１ハンド保持部材３３は搬送部を構成する。

二つの第２ガイドレール４１、４１には、それぞれ第２スライダ４２が摺動可能に設けられている。第２スライダ４２は、第２ガイドレール４１から第１ガイドレール３１側に突出しており、第２ガイドレール４１上を摺動する摺動子４２ａと、該摺動子４２ａの突出端部から上方に突出した突出部４２ｂと、該突出部４２ｂの上側に設けた上部部材４２ｃとを備える。二つの突出部４２ｂ、４２ｂの間に上部部材４２ｃが架設されている。上部部材４２ｃの上側に第２ハンド保持部材４３が設けられている。第２スライダ４２及び第２ハンド保持部材４３は搬送部を構成する。

第２スライダ４２及び第２ハンド保持部材４３は、第１ハンド保持部材３３の下側且つ二つの突出部３２ｂ、３２ｂの間に、干渉することなく配置されている。即ち、第１スライダ３２及び第１ハンド保持部材３３と、第２スライダ４２及び第２ハンド保持部材４３とは互いに干渉することなく、第１ガイドレール３１及び第２ガイドレール４１上をそれぞれ摺動する。

図１に示すように、支持枠１には二つの駆動源２、２が支持されている。二つの駆動源２、２は二つの第１ガイドレール３１、３１の長手方向中央部の隣にそれぞれ配置されている。平面視において、第１ガイドレール３１に直交する方向にて、駆動源２は、第１ガイドレール３１における第２ガイドレール４１の反対側に配置されている。

駆動源２はモータ３と、該モータ３に伝動部材を介して連結された減速機４とを備える。平面視において、第１ガイドレール３１に直交する方向にて、二つの減速機４、４は支持枠１の両端部にそれぞれ位置する。第１ガイドレール３１の長手方向において、減速機４は第１ガイドレール３１及び第２ガイドレール４１の略中央に位置する。

図３に示すように、一方の減速機４の出力軸４ａが支持枠１から上方に突出している。出力軸４ａの周囲には真空シール部材が設けられており、出力軸４ａと支持枠１との隙間を封止している。出力軸４ａには、後述する第１アーム機構１０が連結される。第１ガイドレール３１の長手方向において、出力軸４ａは、第１ガイドレール３１の中央に対応する位置に配されている。

他方の減速機４の出力軸４ｂも支持枠１から上方に突出している。出力軸４ｂの周囲には真空シール部材が設けられており、出力軸４ｂと支持枠１との隙間を封止している。前記出力軸４ｂには、後述する第２アーム機構２０が連結される。第２ガイドレール４１の長手方向において、出力軸４ｂは、第２ガイドレール４１の中央に対応する位置に配されている。

図４は、第１アーム機構１０を略示する平面図である。前記出力軸４ａに、第１アーム機構１０が連結されている。第１アーム機構１０は、減速機４に連結された主動アーム１１と、従動アーム１２と、該従動アーム１２及び主動アーム１１を連結するギア機構１３とを備える。

主動アーム１１の一端部（換言すれば主動アーム１１の基端部）は出力軸４ａに連結されている。従動アーム１２の一端部は、ベアリング１４を介して、第１スライダ３２の摺動子３２ａに連結されている。主動アーム１１及び従動アーム１２の各他端部は、ギア機構１３を介して連結されている。

出力軸４ａの軸方向、即ち上下方向において、主動アーム１１及び従動アーム１２は異なる位置に配されている。本実施例においては、主動アーム１１は従動アーム１２の下側に位置する。なお主動アーム１１は従動アーム１２の上側に位置してもよい。

第１アーム機構１０は、少なくとも第１ガイドレール３１の略半分の長さを移動することができるように構成されている。上述したように、主動アーム１１の基端部は出力軸４ａに連結されており、出力軸４ａは第１ガイドレール３１の中央に対応する位置に配されている。そのため、第１アーム機構１０は、第１ガイドレール３１の中央部と第１ガイドレール３１の両端部それぞれとの間を移動することができる。換言すれば、第１アーム機構１０は、第１ガイドレール３１の全長を移動することができる。

図５は、ギア機構１３を略示する平面図、図６は、ギア機構１３を略示する側面断面図である。ギア機構１３は、ギアボックス１３ａと、該ギアボックス１３ａに収容された第１ギア１３１と、ギアボックス１３ａに収容されており、第１ギア１３１に噛合する第２ギア１３２とを備える。ギアボックス１３ａは第１ガイドレール３１に平行な方向に延びた平面視矩形状に形成されており、その上面は開口している。ギアボックス１３ａの一端部の底面に上下に貫通した第１貫通孔１３ｂが設けられている。該第１貫通孔１３ｂには第１ベアリング１３ｃが同軸的に嵌合されている。第１ベアリング１３ｃは、例えば組み合わせアンギュラベアリングである。

第１ベアリング１３ｃは第１ギア１３１を支持している。第１ギア１３１は、第１ベアリング１３ｃに支持され、上下に延びた第１軸部１３１ａと、該第１軸部１３１ａの上端部に設けられた第１ギア部１３１ｂとを備える。第１ギア部１３１ｂはギアボックス１３ａ内に配置されている。第１軸部１３１ａの下端部はギアボックス１３ａの下側に突出している。第１軸部１３１ａの下端部には主動アーム１１の他端部が連結している。

ギアボックス１３ａの上面の開口に蓋１３ｄが設けられており、蓋１３ｄには上下に貫通した第２貫通孔１３ｅが設けられている。ギアボックス１３ａの長手方向において、第２貫通孔１３ｅは第１貫通孔１３ｂの反対側に配されている。第２貫通孔１３ｅには第２ベアリング１３ｆが同軸的に嵌合されている。第２ベアリング１３ｆは、例えば組み合わせアンギュラベアリングである。

第２ベアリング１３ｆは第２ギア１３２を支持している。第２ギア１３２は、第２ベアリング１３ｆに支持され、上下に延びた第２軸部１３２ａと、該第２軸部１３２ａの下端部に設けられた第２ギア部１３２ｂとを備える。第２ギア部１３２ｂはギアボックス１３ａ内に配置されており、第１ギア部１３１ｂに噛合している。第２軸部１３２ａの上端部は蓋１３ｄの上側に突出している。第２軸部１３２ａの上端部には従動アーム１２の他端部が連結している。

出力軸４ａが軸回りに回転した場合、主動アーム１１はその一端部を回転中心にして回転し、ギア機構１３も主動アーム１１の一端部を回転中心にして回転する。主動アーム１１の他端部は第１ギア１３１に連結されているので、第１ギア１３１は、その軸回りに回転し、第２ギア１３２も回転する。第２ギア１３２の回転によって、従動アーム１２はその他端部を回転中心にして回転し、従動アーム１２の一端部に連結した第１スライダ３２及び第１ハンド保持部材３３が第１ガイドレール３１上を移動する（図１〜図３参照）。第１アーム機構１０は水平方向に伸縮する。

図３に示すように、他方の減速機４の出力軸４ｂが支持枠１から上方に突出している。出力軸４ｂの周囲には真空シール部材が設けられており、出力軸４ｂと支持枠１との隙間を封止している。出力軸４ｂには第２アーム機構２０が連結される。

図７は、第２アーム機構２０を略示する平面図である。第２アーム機構２０は、第１アーム機構１０と同様に、減速機４に連結された主動アーム２１と、従動アーム２２と、該従動アーム２２及び主動アーム２１を連結するギア機構２３とを備える。以下、第２アーム機構２０の説明においては、第１アーム機構１０との相違点について主に説明し、同様な構成については、その詳細な説明を省略する。

ギア機構２３は、ギアボックス２３ａと、該ギアボックス２３ａに収容された第１ギア２３１と、ギアボックス２３ａに収容されており、第１ギア２３１に噛合する第２ギア２３２とを備える。なお第１ギア２３１及び第２ギア２３２の回転軸は出力軸４ｂと略平行である。

第２スライダ４２と従動アーム２２の他端部とは連結部材４４によって連結されている。従動アーム２２の他端部はベアリング２４を介して、連結部材４４に連結されている。連結部材４４、ベアリング２４及び従動アーム２２は、第１ガイドレール３１及び第１スライダ３２に干渉しないように、第１ガイドレール３１及び第１スライダ３２の下側に配されている。

出力軸４ｂが軸回りに回転した場合、主動アーム２１はその一端部を回転中心にして回転し、ギア機構２３も、主動アーム２１の一端部を回転中心にして回転する。主動アーム２１の他端部は第１ギア２３１に連結されているので、第１ギア２３１は、その軸回りに回転し、第２ギア２３２も回転する。第２ギア２３２の回転によって、従動アーム２２はその他端部を回転中心にして回転し、従動アーム２２の一端部に連結した第２スライダ４２及び第２ハンド保持部材４３が第２ガイドレール４１上を移動する。第２アーム機構２０は水平方向に伸縮する。

第２アーム機構２０は、少なくとも第２ガイドレール４１の略半分の長さを移動することができるように構成されている。主動アーム２１の基端部は出力軸４ｂに連結されており、出力軸４ｂは第２ガイドレール４１の中央に対応する位置に配されている。そのため、第２アーム機構２０は、第２ガイドレール４１の中央部と第２ガイドレール４１の両端部それぞれとの間を移動することができる。換言すれば、第２アーム機構２０は、第２ガイドレール４１の全長を移動することができる。

実施の形態に係る搬送装置１００は、ベルトからの発塵によって清浄な環境を害することなく、ベルトスライド式真空搬送ロボットと同様の高精度な搬送を行うことができる。

ベルトを使用した場合、ベルトの伸びによる動力伝達の遅延が発生する。実施の形態にあっては、主動アーム１１、２１及び従動アーム１２、２２を第１ギア１３１、２３１及び第２ギア１３２、２３２にそれぞれ連結しているので、駆動源２から第１スライダ３２、第１ハンド保持部材３３、第２スライダ４２及び第２ハンド保持部材４３への動力伝達を、上述した遅延を発生させることなく、行うことができる。また、ベルトの伸びがないので、位置決め精度が悪くならない。

また第１軸部１３１ａ及び第２軸部１３２ａは互いに反対方向に突出し、主動アーム１１及び従動アーム１２は第１軸部１３１ａ及び第２軸部１３２ａに連結している。主動アーム１１及び従動アーム１２が回転しても、両者は干渉しない。両者が干渉する場合、アーム機構１０の移動可能範囲は、両者が干渉しない範囲に限定される。主動アーム１１及び従動アーム１２は干渉しないので、アーム機構１０の移動可能範囲は、両者が干渉する場合に比べて長くなり、第１ガイドレール３１の長手方向において、アーム機構１０の移動可能範囲に対してアーム機構１０の長さ、換言すれば主動アーム１１及び従動アーム１２の長さを短くすることができる。

また主動アーム１１、２１の一端部（基端部）は駆動源２に連結し、第１ガイドレール３１及び第２ガイドレール４１の長手方向中央部に位置する。少なくとも第１ガイドレール３１及び第２ガイドレール４１の略半分の長さを移動できるように、第１アーム機構１０及び第２アーム機構２０が構成されているので、第１アーム機構１０及び第２アーム機構２０は第１ガイドレール３１及び第２ガイドレール４１の中央部を始点にして、第１ガイドレール３１及び第２ガイドレール４１の両端間に亘って移動することができる。

また従来の搬送ロボットに比べて、実施の形態は以下の点で優位性がある。従来、第１アーム（主動アーム１１、２１に相当）の内部にはモータが配置されていた。更に第１アームにはモータの回転を伝達する回転軸と、ケーブルが通過する通路とが設けられていた。回転軸は、第１アームと第２アーム（従動アーム１２、２２に相当）との連結部分に配置されており、回転軸及び通路には真空シール部材がそれぞれ設けられていた。即ち、第１アームを製造するためには、モータ、回転軸及び真空シール部材等を配置可能な複雑な構造を実現する為の金型又は複雑な切削が必要であり、更に１個のアームに対して２個の真空シール部材が必要であった。

一方、実施の形態においては、主動アーム１１、１２の構成は簡素化されている。そのため、金型を使用することなく、単純な削りだしによって主動アーム１１、２１を製造することができる。なお主動アーム１１、１２の構造は限定されず、例えば中空構造又は中実構造を採用することができる。

更に駆動源２が主動アーム１１、２１の基端部付近に配置されているので、主動アーム１１、１２の基端部にのみ、真空シール部材を設ければよく、１個のアームに対する真空シール部材の数を削減することができる。その結果、特許文献２の従来ロボットと略同等か又はそれ以下の費用で、搬送装置を製作することができる。

また実施の形態においては、駆動源２を、主動アーム１１、２１と従動アーム１２、２２との連結部分ではなく、主動アーム１１、２１の基端部近傍に配置したため、モータ３と、支持軸５０との距離が短くなり、支持軸５０に関するイナーシャ（トルク）を軽減させることができる。

また従来、第１アームと第２アームとの連結部分近傍にモータが配置されていたので、基板処理装置を収容するチャンバーの壁面にモータが接近し、モータは、チャンバーの壁面からの輻射熱の影響を受け易かった。実施の形態においては、モータ３が主動アーム１１、２１の基端部近傍に配置されているため、従来技術に比べて、モータ３はチャンバー６１の壁面から離れており、輻射熱の影響を受け難くなる。

上述した搬送装置１００は、第１アーム機構１０及び第２アーム機構２０を備えているが、いずれか一方のみを備えていてもよい。また実施の形態においては、減速機４の出力軸４ａ、４ｂは上方に突出しているが、水平方向に突出していてもよい。この場合、第１アーム機構１０及び第２アーム機構２０は上下方向に伸縮し、第１ハンド保持部材３３及び第２ハンド保持部材４３を移動させる。

搬送装置１００は基板以外の物体、例えば工作機械によって加工されたワークを搬送してもよい。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

２ 駆動源
３ モータ
４ 減速機
４ａ、４ｂ 出力軸
１０ 第１アーム機構
２０ 第２アーム機構
１１、２１ 主動アーム
１２、２２ 従動アーム
１３、２３ ギア機構
１３１、２３１ 第１ギア
１３２、２３２ 第２ギア
１３１ａ 第１軸部
１３１ｂ 第１ギア部
１３２ａ 第２軸部
１３２ｂ 第２ギア部
３１ 第１ガイドレール（レール）
３２ 第１スライダ（搬送部）
３３ 第１ハンド保持部材（搬送部）
４１ 第２ガイドレール（レール）
４２ 第２スライダ（搬送部）
４３ 第２ハンド保持部材（搬送部）
１００ 搬送装置

Claims (4)

1. レール上を移動し、物体を搬送する搬送部と、駆動源の動力を前記搬送部に伝達するアーム機構とを備える搬送装置において、
   前記アーム機構は、
   一端部が前記駆動源に連結された回転可能な主動アームと、
   一端部が前記搬送部に連結された従動アームと、
   該従動アーム及び主動アームそれぞれの他端部を連結しており、前記主動アームの回転を前記従動アームに伝達するギア機構と
   を有すること
   を特徴とする搬送装置。
2. 前記ギア機構は、
   前記主動アームの他端部に連結された第１ギアと、
   該第１ギアに噛合しており、前記従動アームの他端部に連結された第２ギアと
   を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記第１ギアは、
   第１ギア部と、
   該第１ギア部から突出した第１軸部と
   を備え、
   前記第２ギアは、
   前記第１ギアに噛合する第２ギア部と、
   該第２ギア部から前記第１軸部の反対方向に突出した第２軸部と
   を備え、
   前記主動アームは前記第１軸部に連結し、前記従動アームは第２軸部に連結していること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
4. 前記駆動源は前記レールの長手方向中央部の隣に配置されていること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の搬送装置。

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