JP2023114384A - 基板搬送ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し位置決め精度を高めることが可能な基板搬送ロボットを提供する。【解決手段】基板搬送ロボット１００は、水平多関節型のロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０と、を備える。基板保持ハンド２０は、第１基板保持ハンド２１と、第１基板保持ハンド２１の上方に配置され、第１基板保持ハンド２１とは別個に動作する第２基板保持ハンド２２とを含む。ロボットアーム１０は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを駆動するための手首関節ＪＴ３を含む。手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１を回動させる第１回動軸４１を回動可能に支持する第１軸受け４２と、第２基板保持ハンド２２を回動させる第２回動軸４３を回動可能に支持する第２軸受け４４とを有する。第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、玉軸受けである。【選択図】図３

Description

この開示は、基板搬送ロボットに関する。

従来、ロボットアームを備える基板搬送ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ガラス基板などの搬送対象物を搬送するための水平多関節ロボットが開示されている。このロボットは、アームと、アームの先端側に回動可能に連結されるハンドとを備える。アームとハンドとの連結部は、関節部となっている。関節部には、ハンドを回動させるための減速機および軸受が配置されている。この軸受は、クロスローラベアリングである。

特許第６２７１２６６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたロボットでは、軸受がクロスローラベアリングであるため、円筒状のコロからなるローラの偏りが存在する場合がある。この場合、ロボットの繰り返し動作を行うと、繰り返し動作ごとにローラの偏りが変動するとともに、ローラの偏りの変動に起因して軸受の摩擦が変動する。また、軸受の摩擦が変動すると、軸受の摩擦の変動に起因して関節部の回転量が変動するため、関節部の回転量の変動に起因してロボットの繰り返し動作の位置が変動する。このため、軸受けにクロスローラベアリングを使用する場合には、繰り返し位置決め精度を高めることが困難であるという問題点がある。

この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、繰り返し位置決め精度を高めることが可能な基板搬送ロボットを提供することである。

この開示の第１の局面による基板搬送ロボットは、水平多関節型のロボットアームと、ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドと、を備え、基板保持ハンドは、第１基板保持ハンドと、第１基板保持ハンドの上方に配置され、第１基板保持ハンドとは別個に動作する第２基板保持ハンドとを含み、ロボットアームは、第１基板保持ハンドと第２基板保持ハンドとを駆動するための手首関節を含み、手首関節は、第１基板保持ハンドを回動させる第１回動軸を回動可能に支持する第１軸受けと、第２基板保持ハンドを回動させる第２回動軸を回動可能に支持する第２軸受けとを有し、第１軸受けと第２軸受けとは、玉軸受けである。

この開示の第１の局面による基板搬送ロボットは、上記のように、第１軸受けと第２軸受けとを、玉軸受けであるように構成する。これにより、第１軸受けと第２軸受けとしてクロスローラベアリングを使用する場合と異なり、円筒状のコロからなるローラではなく球状の玉を転動体として使用することができるので、ローラの偏りの変動に起因して、軸受けの摩擦の変動および手首関節の回転量の変動が発生することを回避することができる。その結果、基板搬送ロボットの繰り返し動作の位置に変動が発生することを抑制することができるので、繰り返し位置決め精度を高めることができる。

この開示の第２の局面による基板搬送ロボットは、水平多関節型のロボットアームと、ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドと、を備え、ロボットアームは、第１アーム部と、一方端部が第１アーム部に接続されるとともに他方端部に基板保持ハンドが接続される第２アーム部と、第２アーム部を駆動するためのアーム部関節とを含み、アーム部関節は、第２アーム部を回動させるアーム部回動軸を回動可能に支持するアーム部回動軸軸受けを有し、アーム部回動軸軸受けは、高さ方向において、第１アーム部と第２アーム部とに跨るように配置されている。

この開示の第２の局面による基板搬送ロボットは、上記のように、アーム部回動軸軸受けを、高さ方向において、第１アーム部と第２アーム部とに跨るように配置する。これにより、アーム部回動軸受けを第１アーム部または第２アーム部に配置する場合と異なり、第１アーム部または第２アーム部にアーム部回動軸受けの全体を収納する程の高さが必要なくなるので、第１アーム部または第２アーム部が高さ方向に大型化することを抑制することができる。その結果、基板搬送ロボットが高さ方向に大型化することを抑制することができる。

繰り返し位置決め精度を高めることができる。

第１実施形態による基板搬送ロボットの構成の概略を示す図である。 第１実施形態による基板搬送ロボットの構成を示す断面図である。 図２の第１アームの周辺の構成を示す部分拡大図である。 図２の第２アームの周辺の構成を示す部分拡大図である。 第２実施形態による基板搬送ロボットの構成を示す断面図である。

以下、本開示を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（基板搬送ロボットの構成）
図１から図４までを参照して、第１実施形態による基板搬送ロボット１００の構成について説明する。図１に示すように、基板搬送ロボット１００は、基板Ｗを搬送するロボットである。基板搬送ロボット１００は、クリーンルーム２００に配置されている。また、基板搬送ロボット１００は、真空環境下に配置されている。具体的には、基板搬送ロボット１００は、真空室２０１内に配置されている。

基板搬送ロボット１００は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０と、ベース部３０とを備える。基板保持ハンド２０は、基板Ｗを保持する。基板Ｗは、たとえば、半導体ウェハである。半導体ウェハは、処理室２０２において所定の処理が行われる。基板搬送ロボット１００は、半導体ウェハを処理室２０２に繰り返し搬送する繰り返し動作を行う。

また、基板保持ハンド２０は、第１基板保持ハンド２１と、第１基板保持ハンド２１の上方に配置され、第１基板保持ハンド２１とは別個に動作する第２基板保持ハンド２２とを含む。

ロボットアーム１０は、水平多関節型のロボットアームである。ロボットアーム１０は、第１アーム部１１と、第２アーム部１２とを含む。また、ロボットアーム１０は、肩関節ＪＴ１と、肘関節ＪＴ２と、手首関節ＪＴ３とを含む。第１アーム部１１の一方端部は、肩関節ＪＴ１を介してベース部３０に接続されている。第２アーム部１２の一方端部は、肘関節ＪＴ２を介して第１アーム部１１の他方端部に接続されている。第２アーム部１２の他方端部には、手首関節ＪＴ３を介して第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とが接続されている。なお、肩関節ＪＴ１は、第１関節の一例である。また、肘関節ＪＴ２は、第２関節およびアーム部関節の一例である。

肩関節ＪＴ１は、第１アーム部１１を駆動するために設けられている。具体的には、肩関節ＪＴ１は、ベース部３０に対して第１アーム部１１を、上下方向に延びる第１回転軸線Ａ１周りに回転させる。肘関節ＪＴ２は、第２アーム部１２を駆動するために設けられている。具体的には、肘関節ＪＴ２は、第１アーム部１１に対して第２アーム部１２を、上下方向に延びる第２回転軸線Ａ２周りに回転させる。手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを駆動するために設けられている。具体的には、手首関節ＪＴ３は、第２アーム部１２に対して第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを、上下方向に延びる第３回転軸線Ａ３周りに回転させる。なお、手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを、別個に回転させることが可能である。なお、肩関節ＪＴ１、肘関節ＪＴ２および手首関節ＪＴ３の詳細については、後述する。

図２に示すように、ベース部３０は、ロボットアーム１０を昇降させるための昇降機構３１を含む。昇降機構３１は、モータ３１１と、ベルトプーリ機構３１２と、ボールねじ機構３１３と、トルクチューブ３１４とを有する。モータ３１１は、昇降の駆動源である。モータ３１１は、ベルトプーリ機構３１２を介してボールねじ機構３１３に接続されている。ボールねじ機構３１３は、トルクチューブ３１４に接続されており、モータ３１１からの駆動力により、トルクチューブ３１４を昇降させる。トルクチューブ３１４は、ロボットアーム１０の第１アーム部１１の一方端部に接続されており、ボールねじ機構３１３からの駆動力により、第１アーム部１１を介してロボットアーム１０を昇降させる。

（手首関節）
ここで、第１実施形態では、図２および図３に示すように、手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１を回動させる第１回動軸４１を回動可能に支持する第１軸受け４２と、第２基板保持ハンド２２を回動させる第２回動軸４３を回動可能に支持する第２軸受け４４とを有する。第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、玉軸受けである。具体的には、第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、アンギュラ玉軸受けであり、２つずつ設けられている。第１軸受け４２と第２軸受け４４との各軸受けは、転動体としての玉と、玉を保持する保持器と、外輪と、内輪とを有する。玉は、保持器に保持されることにより、偏りなく配置されている。

また、第１実施形態では、第２回動軸４３は、第１回動軸４１の径方向内方に配置され、第１回動軸４１よりも上方に延びている。２つの第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部および下部にそれぞれ配置されている。２つの第２軸受け４４は、高さ方向であるＺ方向において、離間して配置されている。２つの第２軸受け４４のうち、上側の第２軸受け４４が、軸方向一方のアキシアル荷重を受け、下側の第２軸受け４４が軸方向他方のアキシアル荷重を受ける。また、上側の第２軸受け４４は、径方向において、第１基板保持ハンド２１のハウジング部２１１と、第２回動軸４３との間に配置されている。また、下側の第２軸受け４４は、径方向において、第１回動軸４１と、第２回動軸４３との間に配置されている。

また、２つの第１軸受け４２は、２つの第２軸受け４４の間において、第１回動軸４１に配置されている。２つの第１軸受け４２は、高さ方向であるＺ方向において、隣接して配置されている。また、２つの第１軸受け４２のうち、上側の第１軸受け４２が、軸方向一方のアキシアル荷重を受け、下側の第１軸受け４２が軸方向他方のアキシアル荷重を受ける。また、２つの第１軸受け４２は、径方向において、第２アーム部１２のハウジング部１２１と、第１回動軸４１との間に配置されている。

また、第１実施形態では、第２回動軸４３の下部に配置された第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部に配置された第２軸受け４４よりも、サイズが小さい。具体的には、第２回動軸４３の下部に配置された第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部に配置された第２軸受け４４よりも、高さ方向および径方向のサイズが小さい。また、第２回動軸４３は、上側の第２軸受け４４が配置される部分が、下側の第２軸受け４４が配置される部分よりも、大径に形成されている。具体的には、第２回動軸４３は、第１回動軸４１よりも上方に配置される部分が、第１回動軸４１と径方向にオーバーラップする部分よりも、大径に形成されている。なお、２つの第１軸受け４２は、サイズが同じである。

また、第１実施形態では、手首関節ＪＴ３には、ハンド駆動機構５０が設けられている。ハンド駆動機構５０と第１軸受け４２とは、水平方向であるＹ方向において、オーバーラップするように配置されている。具体的には、ハンド駆動機構５０と、２つの第１軸受け４２のうちの下側の第１軸受け４２とは、水平方向であるＹ方向において、オーバーラップするように配置されている。なお、Ｙ方向は、第２アーム部１２の長手方向でもある。

ハンド駆動機構５０は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とに対応するように、２つ設けられている。なお、図２および図３では、便宜上、２つのハンド駆動機構５０のうちの一方については、全体を図示し、２つのハンド駆動機構５０のうちの他方については、後述するギア５２１の一部のみを図示している。２つのハンド駆動機構５０は、駆動対象のハンドが異なることを除いて、基本的には同様の構成を有する。このため、２つのハンド駆動機構５０のうちの一方について詳細に説明する。

ハンド駆動機構５０は、モータ５１と、動力伝達部５２とを含む。モータ５１は、第２基板保持ハンド２２を駆動するための駆動源である。動力伝達部５２は、モータ５１からの駆動力を第２回動軸４３に伝達する。動力伝達部５２は、ギア５２１を含む複数のギアを有する。ギア５２１は、出力側が第２回動軸４３と同軸に配置されたギア５３に接続されている。ギア５３は、第２回動軸４３と一体的に回転するように、第２回動軸４３に締結固定されている。ギア５３が回転されると、第２回動軸４３が回動される。

なお、他方のハンド駆動機構５０では、ギア５２１は、出力側が第１回動軸４１の下部に一体的に形成されたギア部４１１に接続されている。ギア部４１１が回転されると、第１回動軸４１が回動される。

また、第２アーム部１２は、ハンド駆動機構５０と手首関節ＪＴ３との下方に配置されるハウジング部１２２が薄肉部として形成されている。これにより、ハンド駆動機構５０と手首関節ＪＴ３とを下方にずらして配置可能であるので、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを下方にずらして配置可能である。その結果、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制可能である。第２アーム部１２は、ハウジング部１２２と、ハウジング部１２２に接続され、ハウジング部１２２よりも第１アーム部１１側に配置されるハウジング部１２３とを有する。ハウジング部１２２は、高さ方向であるＺ方向において、ハウジング部１２３よりも厚みが小さくなるように形成されている。

（肩関節および肘関節）
また、第１実施形態では、図２および図４に示すように、肩関節ＪＴ１は、第１アーム部１１を回動させる第３回動軸６１を回動可能に支持する第３軸受け６２を有する。肘関節ＪＴ２は、第２アーム部１２を回動させる第４回動軸７１を回動可能に支持する第４軸受け７２を有する。第３軸受け６２と第４軸受け７２とは、玉軸受けである。具体的には、第３軸受け６２と第４軸受け７２とは、アンギュラ玉軸受けであり、２つずつ設けられている。第３軸受け６２と第４軸受け７２との各軸受けは、転動体としての玉と、玉を保持する保持器と、外輪と、内輪とを有する。玉は、保持器に保持されることにより、偏りなく配置されている。なお、第４回動軸７１は、アーム部回動軸の一例である。また、第４軸受け７２は、アーム部回動軸軸受けの一例である。

また、２つの第３軸受け６２は、第３回動軸６１に配置されている。２つの第３軸受け６２は、高さ方向であるＺ方向において、隣接して配置されている。また、２つの第３軸受け６２のうち、上側の第３軸受け６２が、軸方向一方のアキシアル荷重を受け、下側の第３軸受け６２が軸方向他方のアキシアル荷重を受ける。また、２つの第３軸受け６２は、径方向において、第１アーム部１１のハウジング部１１１と、第３回動軸６１との間に配置されている。また、２つの第３軸受け６２は、サイズが同じである。

また、第１実施形態では、第３軸受け６２は、少なくとも一部が第１アーム部１１の水平方向であるＹ方向に延びる部分１１２よりも下方に突出するように配置されている。具体的には、２つの第３軸受け６２のうち、上側の第３軸受け６２の一部と、下側の第３軸受け６２の全体とが部分１１２よりも下方に突出するように配置されている。また、第３回動軸６１も、第３軸受け６２と径方向にオーバーラップする部分から下側の部分が、部分１１２よりも下方に突出するように配置されている。部分１１２は、第１アーム部１１の下側のハウジング部である。なお、Ｙ方向は、第１アーム部１１の長手方向でもある。

また、２つの第４軸受け７２は、第４回動軸７１に配置されている。２つの第４軸受け７２は、高さ方向であるＺ方向において、隣接して配置されている。また、２つの第４軸受け７２のうち、上側の第４軸受け７２が、軸方向一方のアキシアル荷重を受け、下側の第４軸受け７２が軸方向他方のアキシアル荷重を受ける。また、２つの第４軸受け７２は、径方向において、第１アーム部１１のハウジング部１１３と、第４回動軸７１との間に配置されている。また、２つの第４軸受け７２は、サイズが同じである。

また、第１実施形態では、第４軸受け７２は、高さ方向であるＺ方向において、第１アーム部１１と第２アーム部１２とに跨るように配置されている。すなわち、第４軸受け７２は、水平方向であるＹ方向において、第１アーム部１１と第２アーム部１２とにオーバーラップするように配置されている。また、肘関節ＪＴ２では、第２アーム部１２が第１アーム部１１の一部を上方および側方から覆うように、第１アーム部１１と第２アーム部１２とが接続されている。具体的には、第２アーム部１２は、上方に突出するハウジング部１１３を上方および側方から覆う凹部１２４を有する。凹部１２４は、上方に窪んでいる。また、凹部１２４は、高さ方向であるＺ方向に延びる側壁部が、ハウジング部１１３と水平方向であるＹ方向に隣接して配置されている。

また、肩関節ＪＴ１には、第１アーム部駆動機構８０が設けられている。第１アーム部駆動機構８０は、モータ８１と、動力伝達部８２とを含む。モータ８１は、第１アーム部１１を駆動するための駆動源である。動力伝達部８２は、モータ８１からの駆動力を第３回動軸６１に伝達する。動力伝達部８２は、ギア８２１を含む複数のギアを有する。ギア８２１は、第３回動軸６１と同軸に配置されているとともに、第３回動軸６１と一体的に回転するように、第３回動軸６１に締結固定されている。ギア８２１が回転されると、第３回動軸６１が回動される。

また、肘関節ＪＴ２には、第２アーム部駆動機構９０が設けられている。第２アーム部駆動機構９０は、モータ９１と、動力伝達部９２とを含む。モータ９１は、第２アーム部１２を駆動するための駆動源である。動力伝達部９２は、モータ９１からの駆動力を第４回動軸７１に伝達する。動力伝達部９２は、ギア９２１を含む複数のギアを有する。ギア９２１は、第４回動軸７１と同軸に配置されているとともに、第４回動軸７１と一体的に回転するように、第４回動軸７１に締結固定されている。ギア９２１が回転されると、第４回動軸７１が回動される。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、上記のように、基板搬送ロボット１００は、水平多関節型のロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０と、を備え、基板保持ハンド２０は、第１基板保持ハンド２１と、第１基板保持ハンド２１の上方に配置され、第１基板保持ハンド２１とは別個に動作する第２基板保持ハンド２２とを含み、ロボットアーム１０は、第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とを駆動するための手首関節ＪＴ３を含み、手首関節ＪＴ３は、第１基板保持ハンド２１を回動させる第１回動軸４１を回動可能に支持する第１軸受け４２と、第２基板保持ハンド２２を回動させる第２回動軸４３を回動可能に支持する第２軸受け４４とを有し、第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、玉軸受けである。

上記構成により、第１軸受け４２と第２軸受け４４としてクロスローラベアリングを使用する場合と異なり、円筒状のコロからなるローラではなく球状の玉を転動体として使用することができるので、ローラの偏りの変動に起因して、軸受けの摩擦の変動および手首関節ＪＴ３の回転量の変動が発生することを回避することができる。その結果、基板搬送ロボット１００の繰り返し動作の位置に変動が発生することを抑制することができるので、繰り返し位置決め精度を高めることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、基板搬送ロボット１００は、水平多関節型のロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に配置される基板保持ハンド２０と、を備え、ロボットアーム１０は、第１アーム部１１と、一方端部が第１アーム部１１に接続されるとともに他方端部に基板保持ハンド２０が接続される第２アーム部１２と、第２アーム部１２を駆動するための肘関節ＪＴ２とを含み、肘関節ＪＴ２は、第２アーム部１２を回動させる第４回動軸７１を回動可能に支持する第４軸受け７２を有し、第４軸受け７２は、高さ方向において、第１アーム部１１と第２アーム部１２とに跨るように配置されている。

上記構成により、第４回動軸７１受けを第１アーム部１１または第２アーム部１２に配置する場合と異なり、第１アーム部１１または第２アーム部１２に第４軸受け７２の全体を収納する程の高さが必要なくなるので、第１アーム部１１または第２アーム部１２が高さ方向に大型化することを抑制することができる。その結果、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができる。なお、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができることは、クロスローラベアリングに比べて高さ方向の厚みが大きくなりやすい玉軸受けを使用する場合において、特に効果的である。

また、第１実施形態では、上記のように、第１軸受け４２と第２軸受け４４とは、アンギュラ玉軸受けであり、２つずつ設けられている。これにより、２つのアンギュラ玉軸受けにより、軸方向の両側のアキシアル荷重を適切に受けることができるので、軸方向の両側のアキシアル荷重を適切に受けながら、繰り返し位置決め精度を高めることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２回動軸４３は、第１回動軸４１の径方向内方に配置され、第１回動軸４１よりも上方に延びており、２つの第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部および下部にそれぞれ配置されており、２つの第１軸受け４２は、２つの第２軸受け４４の間において、第１回動軸４１に配置されている。これにより、２つの第２軸受け４４により、第２回動軸４３を容易に支持することができるとともに、２つの第１軸受け４２により、第１回動軸４１を容易に支持することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２回動軸４３の下部に配置された第２軸受け４４は、第２回動軸４３の上部に配置された第２軸受け４４よりも、高さ方向のサイズが小さい。これにより、２つの第１軸受け４２と２つの第２軸受け４４とを設けるために、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化しやすい場合にも、極力、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、手首関節ＪＴ３には、ハンド駆動機構５０が設けられており、ハンド駆動機構５０と第１軸受け４２とは、水平方向において、オーバーラップするように配置されている。これにより、ハンド駆動機構５０と第１軸受け４２とが水平方向においてオーバーラップしないように配置されている場合に比べて、ロボットアーム１０が高さ方向に大型化することを抑制することができる。その結果、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができる。なお、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができることは、クロスローラベアリングに比べて高さ方向の厚みが大きくなりやすい玉軸受けを使用する場合において、特に効果的である。

また、第１実施形態では、上記のように、ロボットアーム１０は、第１アーム部１１と、一方端部が第１アーム部１１に接続されるとともに他方端部に第１基板保持ハンド２１と第２基板保持ハンド２２とが接続される第２アーム部１２と、第１アーム部１１を駆動するための肩関節ＪＴ１と、第２アーム部１２を駆動するための肘関節ＪＴ２とをさらに含み、肩関節ＪＴ１は、第１アーム部１１を回動させる第３回動軸６１を回動可能に支持する第３軸受け６２を有し、肘関節ＪＴ２は、第２アーム部１２を回動させる第４回動軸７１を回動可能に支持する第４軸受け７２を有し、第１軸受け４２と第２軸受け４４と第３軸受け６２と第４軸受け７２とは、玉軸受けである。これにより、手首関節ＪＴ３だけでなく、肩関節ＪＴ１と肘関節ＪＴ２とにおいても、ローラの偏りの変動に起因して、軸受けの摩擦の変動および肩関節ＪＴ１と肘関節ＪＴ２との各関節の回転量の変動が発生することを回避することができる。その結果、基板搬送ロボット１００の繰り返し動作の位置に変動が発生することをより抑制することができるので、繰り返し位置決め精度をより高めることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１軸受け４２と第２軸受け４４と第３軸受け６２と第４軸受け７２とは、アンギュラ玉軸受けである。これにより、第１軸受け４２と第２軸受け４４と第３軸受け６２と第４軸受け７２とを、高精度の動作に適したアンギュラ玉軸受けにより、構成することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第３軸受け６２は、少なくとも一部が第１アーム部１１の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されている。これにより、第３軸受け６２が第１アーム部１１の水平方向に延びる部分よりも上方に配置される場合に比べて、第１アーム部１１が高さ方向に大型化することを抑制することができる。その結果、基板搬送ロボット１００が高さ方向に大型化することを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、肘関節ＪＴ２では、第２アーム部１２が第１アーム部１１の一部を上方および側方から覆うように、第１アーム部１１と第２アーム部１２とが接続されている。これにより、第４軸受け７２を高さ方向において第１アーム部１１と第２アーム部１２とに跨るように容易に配置することができるので、第１アーム部１１または第２アーム部１２が高さ方向に大型化することを容易に抑制することができる。また、第２アーム部１２が第１アーム部１１の一部を上方および側方から覆うので、第２アーム部１２により第１アーム部１１との接続部分の剛性を高めることができる。これらの結果、第２アーム部１２により第１アーム部１１との接続部分の剛性を高めながら、第１アーム部１１または第２アーム部１２が高さ方向に大型化することを容易に抑制することができる。

［第２実施形態］
図５を参照して、第２実施形態による基板搬送ロボット３００について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図５に示すように、第２実施形態による基板搬送ロボット３００の手首関節ＪＴ３は、上記第１実施形態の第１軸受け４２と第２軸受け４４とに代えて、第１基板保持ハンド２１を回動させる第１回動軸４１を回動可能に支持する第１軸受け２４２と、第２基板保持ハンド２２を回動させる第２回動軸４３を回動可能に支持する第２軸受け２４４とを有する。第１軸受け２４２と第２軸受け２４４とは、玉軸受けである。具体的には、第１軸受け２４２は、深溝玉軸受けであり、２つ設けられている。第２軸受け２４４は、深溝玉軸受けであり、３つ設けられている。第１軸受け２４２と第２軸受け２４４との各軸受けは、転動体としての玉と、玉を保持する保持器と、外輪と、内輪とを有する。玉は、保持器に保持されることにより、偏りなく配置されている。

３つの第２軸受け２４４のうちの２つは、第２回動軸４３の上側に配置され、残りの１つは、下側に配置されている。３つの第２軸受け２４４は、高さ方向であるＺ方向において、離間して配置されている。また、上側の２つの第２軸受け２４４は、径方向において、第１基板保持ハンド２１のハウジング部２１１と、第２回動軸４３との間に配置されている。また、下側の１つの第２軸受け２４４は、径方向において、第１回動軸４１と、第２回動軸４３との間に配置されている。

また、２つの第１軸受け２４２は、２つの第２軸受け２４４の間において、第１回動軸４１に配置されている。２つの第１軸受け２４２は、高さ方向であるＺ方向において、隣り合って配置されている。また、２つの第１軸受け２４２は、径方向において、第２アーム部１２のハウジング部１２１と、第１回動軸４１との間に配置されている。

ここで、第２実施形態では、３つの第２軸受け２４４のうちの２つの第２軸受け２４４が、第１基板保持ハンド２１内のハンド空間Ｓ１と、ロボットアーム１０の第２アーム部１２内のアーム空間Ｓ２とを接続する貫通孔２２１の下方に配置されるとともに、貫通孔２２１の下方において予圧されている。また、３つの第２軸受け２４４のうちの残りの１つの第２軸受け２４４が、貫通孔２２１の上方にさらに配置されている。なお、便宜上、以下では、貫通孔２２１の下方の２つの第２軸受け２４４のうち、上側の第２軸受け２４４を、第２軸受け２４４ａと呼び、下側の第２軸受け２４４を、第２軸受け２４４ｂと呼ぶ。

第２軸受け２４４ａは、第２回動軸４３の大径部４３ａにより、軸方向一方に予圧されている。第２回動軸４３の大径部４３ａには、第２軸受け２４４ａを軸方向一方に押圧する予圧部４３ｂが設けられている。予圧部４３ｂは、下方に突出する突起である。第２軸受け２４４ａは、予圧部４３ｂにより下方に押圧されることにより、予圧されている。なお、第２軸受け２４４ａは、予圧用軸受けと言うこともできる。

第２軸受け２４４ｂは、ギア５３により、軸方向他方に予圧されている。ギア５３には、第２軸受け２４４ｂを軸方向他方に押圧する予圧部５３ａが設けられていている。予圧部５３ａは、上方に突出する突起である。第２軸受け２４４ｂは、予圧部５３ａにより上方に押圧されることにより、予圧されている。なお、図５では、便宜上、第２軸受け２４４ａおよび第２軸受け２４４ｂの予圧位置を１個所だけ図示している。

第２軸受け２４４ａおよび第２軸受け２４４ｂは、軸方向に互いに対向するように予圧されている。

貫通孔２２１は、第１基板保持ハンド２１のセンサ配線などの配線を配置するために設けられている。貫通孔２２１は、第２回動軸４３に設けられた貫通孔２２２に接続されている。貫通孔２２１は、貫通孔２２２を介して、ハンド空間Ｓ１と、アーム空間Ｓ２とを接続する。貫通孔２２１は、第１基板保持ハンド２１から第２回動軸４３の貫通孔２２２まで、水平方向に延びるように形成されている。貫通孔２２２は、軸方向に延びるように形成されている。第１基板保持ハンド２１の配線は、貫通孔２２１および貫通孔２２２を介して、ハンド空間Ｓ１からアーム空間Ｓ２まで配置されている。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、第１軸受け２４２と第２軸受け２４４とは、玉軸受けである。これにより、上記第１実施形態と同様に、繰り返し位置決め精度を高めることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、２つの第２軸受け２４４ａ、２４４ｂが、第１基板保持ハンド２１内のハンド空間Ｓ１と、ロボットアーム１０内のアーム空間Ｓ２とを接続する貫通孔２２１の下方に配置されるとともに、貫通孔２２１の下方において予圧されている。これにより、２つの第２軸受け２４４ａ、２４４ｂが貫通孔２２１を挟んで予圧される場合と異なり、予圧による負荷が貫通孔２２１に掛かることを回避することができるとともに、貫通孔２２１により予圧が逃げることに起因して軸受けに掛かる予圧が小さくなることを回避することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、第２軸受け２４４が、貫通孔２２１の上方にさらに配置されている。これにより、貫通孔２２１の上方の第２軸受け２４４と、貫通孔２２１の下方の２つの第２軸受け２４４とにより、第２回動軸４３を確実に回動可能に支持することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべ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。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、基板搬送ロボットが、２つの基板保持ハンドを備える例を示したが、本開示はこれに限られない。基板搬送ロボットが、１つまたは３つ以上の基板保持ハンドを備えていてもよい。

また、上記第１実施形態では、第１軸受けと第２軸受けとが、アンギュラ玉軸受けである例を示し、上記第２実施形態では、第１軸受けと第２軸受けとが、深溝玉軸受けである例を示したが、本開示はこれに限られない。第１軸受けと第２軸受けとが、アンギュラ玉軸受けおよび深溝玉軸受け以外の玉軸受けであってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第３軸受けと第４軸受けとが、アンギュラ玉軸受けである例を示したが、本開示はこれに限られない。第３軸受けと第４軸受けとが、アンギュラ玉軸受け以外の深溝玉軸受けなどの玉軸受けであってもよい。また、第１軸受けと第２軸受けと第３軸受けと第４軸受けとの全てが同じ種類の玉軸受けである必要はなく、第１軸受けと第２軸受けと第３軸受けと第４軸受けとの一部が、異なる種類の玉軸受けであってもよい。また、第３軸受けと第４軸受けとが、クロスローラベアリングなどであってもよい。

また、上記第１実施形態では、第２回動軸の下部に配置された第２軸受けが、第２回動軸の上部に配置された第２軸受けよりも、高さ方向のサイズが小さい例を示したが、本開示はこれに限られない。第２回動軸の上部に配置された第２軸受けが、第２回動軸の下部に配置された第２軸受けよりも、高さ方向のサイズが小さくてもよい。また、２つの第２軸受けが、サイズが同じであってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ハンド駆動機構と第２軸受けとが、水平方向において、オーバーラップするように配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。ハンド駆動機構と第２軸受けとが、水平方向において、オーバーラップするように配置されていなくてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ロボットアームが、２つのアーム部を含む例を示したが、本開示はこれに限られない。ロボットアームが、３つ以上のアーム部を含んでいてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第４軸受けが、高さ方向において、第１アーム部と第２アーム部とに跨るように配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。第４軸受けの全体が、第１アーム部または第２アーム部に配置されていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第３軸受けが、一部が第１アーム部の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。第３軸受けの全体が、第１アーム部の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されていてもよい。また、第３軸受けの全体が、第１アーム部の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されていなくてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、基板搬送ロボットが、真空環境下に配置される真空ロボットである例を示したが、本開示はこれに限られない。基板搬送ロボットが、大気環境下に配置される大気ロボットであってもよい。

また、上記第２実施形態では、２つの第２軸受けが貫通孔の下方に配置され、１つの第２軸受けが貫通孔の上方に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、貫通孔の上方には第２軸受けが配置されず、２つの第２軸受けが貫通孔の下方に配置されて予圧されてもよい。

１０ ロボットアーム
１１ 第１アーム部
１２ 第２アーム部
２０ 基板保持ハンド
２１ 第１基板保持ハンド
２２ 第２基板保持ハンド
４１ 第１回動軸
４２、２４２ 第１軸受け
４３ 第２回動軸
４４、２４４、２４４ａ、２４４ｂ 第２軸受け
５０ ハンド駆動機構
６１ 第３回動軸
６２ 第３軸受け
７１ 第４回動軸（アーム部回動軸）
７２ 第４軸受け（アーム部回動軸軸受け）
１００、３００ 基板搬送ロボット
１１２ 第１アーム部の水平方向に延びる部分
２２１ 貫通孔
ＪＴ１ 肩関節（第１関節）
ＪＴ２ 肘関節（第２関節、アーム部関節）
ＪＴ３ 手首関節
Ｓ１ ハンド空間
Ｓ２ アーム空間

Claims (14)

1. 水平多関節型のロボットアームと、
   前記ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドと、を備え、
   前記基板保持ハンドは、第１基板保持ハンドと、前記第１基板保持ハンドの上方に配置され、前記第１基板保持ハンドとは別個に動作する第２基板保持ハンドとを含み、
   前記ロボットアームは、前記第１基板保持ハンドと前記第２基板保持ハンドとを駆動するための手首関節を含み、
   前記手首関節は、前記第１基板保持ハンドを回動させる第１回動軸を回動可能に支持する第１軸受けと、前記第２基板保持ハンドを回動させる第２回動軸を回動可能に支持する第２軸受けとを有し、
   前記第１軸受けと前記第２軸受けとは、玉軸受けである、基板搬送ロボット。
2. 前記第１軸受けと前記第２軸受けとは、アンギュラ玉軸受けであり、２つずつ設けられている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。
3. 前記第２回動軸は、前記第１回動軸の径方向内方に配置され、前記第１回動軸よりも上方に延びており、
   ２つの前記第２軸受けは、前記第２回動軸の上部および下部にそれぞれ配置されており、
   ２つの前記第１軸受けは、２つの前記第２軸受けの間において、前記第１回動軸に配置されている、請求項２に記載の基板搬送ロボット。
4. 前記第２回動軸の下部に配置された前記第２軸受けは、前記第２回動軸の上部に配置された前記第２軸受けよりも、高さ方向のサイズが小さい、請求項３に記載の基板搬送ロボット。
5. 前記手首関節には、ハンド駆動機構が設けられており、
   前記ハンド駆動機構と前記第１軸受けとは、水平方向において、オーバーラップするように配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板搬送ロボット。
6. 前記ロボットアームは、第１アーム部と、一方端部が前記第１アーム部に接続されるとともに他方端部に前記第１基板保持ハンドと前記第２基板保持ハンドとが接続される第２アーム部と、前記第１アーム部を駆動するための第１関節と、前記第２アーム部を駆動するための第２関節とをさらに含み、
   前記第１関節は、前記第１アーム部を回動させる第３回動軸を回動可能に支持する第３軸受けを有し、
   前記第２関節は、前記第２アーム部を回動させる第４回動軸を回動可能に支持する第４軸受けを有し、
   前記第１軸受けと前記第２軸受けと前記第３軸受けと前記第４軸受けとは、玉軸受けである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板搬送ロボット。
7. 前記第１軸受けと前記第２軸受けと前記第３軸受けと前記第４軸受けとは、アンギュラ玉軸受けである、請求項６に記載の基板搬送ロボット。
8. 前記第４軸受けは、高さ方向において、前記第１アーム部と前記第２アーム部とに跨るように配置されている、請求項６または請求項７に記載の基板搬送ロボット。
9. 前記第３軸受けは、少なくとも一部が前記第１アーム部の水平方向に延びる部分よりも下方に突出するように配置されている、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の基板搬送ロボット。
10. ２つの前記第２軸受けが、前記第１基板保持ハンド内のハンド空間と、前記ロボットアーム内のアーム空間とを接続する貫通孔の下方に配置されるとともに、前記貫通孔の下方において予圧されている、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板搬送ロボット。
11. 前記第２軸受けが、前記貫通孔の上方にさらに配置されている、請求項１０に記載の基板搬送ロボット。
12. 水平多関節型のロボットアームと、
    前記ロボットアームの先端に配置される基板保持ハンドと、を備え、
    前記ロボットアームは、第１アーム部と、一方端部が前記第１アーム部に接続されるとともに他方端部に前記基板保持ハンドが接続される第２アーム部と、前記第２アーム部を駆動するためのアーム部関節とを含み、
    前記アーム部関節は、前記第２アーム部を回動させるアーム部回動軸を回動可能に支持するアーム部回動軸軸受けを有し、
    前記アーム部回動軸軸受けは、高さ方向において、前記第１アーム部と前記第２アーム部とに跨るように配置されている、基板搬送ロボット。
13. 前記アーム部関節では、前記第２アーム部が前記第１アーム部の一部を上方および側方から覆うように、前記第１アーム部と前記第２アーム部とが接続されている、請求項１２に記載の基板搬送ロボット。
14. 前記アーム部回動軸軸受けは、玉軸受けである、請求項１２または請求項１３に記載の基板搬送ロボット。

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