JP5771018B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造等においてウエハ等の薄板状のワークを搬送するためのワーク搬送装置に関する。

半導体製造等の分野において、ウエハ等のワークを搬送する際にワーク搬送用のロボット（ワーク搬送装置）が用いられている。ワーク搬送装置は、たとえば、ウエハが収容されたロードポートと、プロセスチャンバとの間でワークの搬送を行うのに用いられる。

図７は、従来のワーク搬送装置を備えたワーク搬送システムの構成例を示す。同図に示されたワーク搬送システム９０は、２つのロードポート９１と、トランスファチャンバ９２と、プロセスチャンバ９３と、ワーク搬送装置９４とを備えている。ロードポート９１は、たとえば、複数のワークＷを保持したカセットを収容可能に構成されており、直線状に配列される。トランスファチャンバ９２は、複数のロードポート９１に隣接して設けられており、このトランスファチャンバ９２内にワーク搬送装置９４が配置される。ワーク搬送装置９４は、たとえば２段のアームおよびワーク保持用のハンドが互いに水平面内で回動自在に連結された水平多関節ロボットにより構成される。プロセスチャンバ９３は、トランスファチャンバ９２に対してロードポート９１とは反対側に隣接して設けられている。プロセスチャンバ９３においては、加熱処理、加工処理、あるいは検査処理などの処理がワークＷに対してなされる。

図８は、ワーク搬送装置９４の概略構成を表す側面図である。ワーク搬送装置９４は、中心軸が垂直方向に延びる筒状の固定ベース９４１と、昇降ベース９４２と、中空状の下段アーム９４３および上段アーム９４４と、ハンド９４５とを備えている。昇降ベース９４２は、固定ベース９４１に支持されており、図示しない昇降機構によって昇降可能とされている。下段アーム９４３は、昇降ベース９４２に対して垂直軸Ｏ１を中心として回動可能に基端が支持されており、図示しない下段アーム駆動機構によって回動させられる。上段アーム９４４は、下段アーム９４３の先端に対して垂直軸Ｏ２を中心として回動可能に基端が支持されており、図示しない上段アーム駆動機構によって回動させられる。

ハンド９４５は、上段アーム９４４の先端に対して垂直軸Ｏ３を中心として回動可能に基端が支持されており、ハンド駆動機構９４６によって垂直軸Ｏ３周りに回動させられる。ハンド駆動機構９４６は、昇降ベース９４２に支持されるハンド駆動用のモータ９４７、およびこのモータ９４７の回転出力をハンド９４５に伝達するハンド伝動機構９４８を含んで構成される。ハンド伝動機構９４８は、減速機９４９を有している。減速機９４９はハンド９４５の基端の直下に配されており、ハンド９４５の基端が減速機９４９の出力軸に連結されている。かかる構成により、モータ９４７を駆動させると、ハンド９４５は垂直軸Ｏ３周りに回動させられる。

そして、上記構成のワーク搬送装置９４においては、下段アーム駆動機構、上段アーム駆動機構、ハンド駆動機構９４６の動作を適宜制御することによって、すべてのロードポート９１およびプロセスチャンバ９３に対して、ワークＷの搬出入が可能とされている。

ワーク搬送装置９４によるワーク搬送において、搬送対象物であるワークＷは大型化する傾向にある。たとえば半導体製造において、ウエハ（ワークＷ）のサイズは直径３００ｍｍから４５０ｍｍにシフトしつつある。このようなワークＷの大型化に伴い、ロードポート９１内のカセットのピッチが大きくなり、昇降ストロークを大きくする必要がある。また、ワークＷが大きくなると、ワークＷの水平方向への移動距離も大きくする必要がある。

その一方、ロードポート９１およびプロセスチャンバ９３の間におけるワークＷの搬送時間は、生産性低下を防止する観点から延長することができず、ワークＷが大きくなっても同程度に保つ必要がある。したがって、ワークＷが大きくなると、下段アーム９４３、上段アーム９４４、およびハンド９４５の回動動作を相対的に高速で行う必要があり、各駆動機構を構成するモータや減速機も大型化する傾向にある。さらに、ワークＷの搬送先の高さ（ロードポート９１に対するワークＷの受け渡しが可能な下限位置）については、ワークＷが大きくなっても種々の制約によって変更できない場合がある。

このようなことから理解されるように、ワークＷが大型化する場合、ワーク搬送装置９４の高さを低く維持（低床化）しつつ高速でのワークＷの搬送を高精度で行うことが求められる。しかしながら、上記従来の構造のワーク搬送装置９４では、ハンド駆動用のモータ９４７が昇降ベース９４２に支持されているので、ハンド駆動に関してモータ９４７からハンド９４５に至るまでの動力伝達経路が比較的に長い。したがって、高速でのワーク搬送を行うのに適しておらず、上記要求を満たすことは困難であった。また、ワーク搬送を効率よく行う観点から、ワーク保持用の２つのハンドが上下に配されたダブルハンド式のワーク搬送装置も知られている。ダブルハンド式のワーク搬送装置の場合、追加のハンド用の駆動機構としてモータおよび伝動機構をさらに備えることになるので、ワーク搬送装置の全体の高さが嵩む傾向にある。このことは、低床化の阻害要因となり、ワークＷの大型化への対応がより困難になる。

特開２００３−１８８２３１号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、低床化を維持しつつ高速でのワーク搬送を行うのに適したワーク搬送装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明によって提供されるワーク搬送装置は、固定ベースと、上記固定ベースに支持されて昇降する昇降ベースと、上記昇降ベースに対して第１垂直軸を中心として回動可能に基端が支持された第１アームと、上記第１アームの先端に対して第２垂直軸を中心として回動可能に基端が支持された第２アームと、上記第２アームの先端に対して第３垂直軸を中心として回動可能に支持されたワーク保持用のハンドと、上記ハンドを回動駆動するハンド駆動機構と、を備え、上記ハンド駆動機構は、上記第１アームの内部に配置されたモータと、上記第１アームの内部ないし上記第２アームの内部に配置され、上記モータの回転出力を上記ハンドに伝達する伝動機構と、を含んでおり、上記伝動機構は、上記モータの直下に位置し、上記モータの出力軸の回転を減速する減速機と、この減速機の出力軸に取り付けられた第１プーリと、上記第２垂直軸に沿って軸転可能に配置された中間伝動軸と、この中間伝動軸の一端に取り付けられた第２プーリと、上記中間伝動軸の他端に取り付けられた第３プーリと、上記ハンドに一端が連結され、上記第３垂直軸に沿って軸転可能に配置された作動軸と、この作動軸の他端に取り付けられた第４プーリと、上記第１プーリと上記第２プーリ間に掛け回された第１無端ベルトと、上記第３プーリと上記第４プーリ間に掛け回された第２無端ベルトと、を含んでおり、上記第１アームは、上記第１垂直軸を中心とした回動において上記昇降ベースに干渉しないように下方に膨出する膨出部を有し、上記モータ、上記減速機、上記第１プーリ、上記第２プーリ、および上記第１無端ベルトは、上記膨出部の平面的領域内に位置しており、かつ、上記第１プーリ、上記第２プーリ、および上記第１無端ベルトは、上記膨出部の内部に配置されていることを特徴としている。

好ましい実施の形態においては、上記固定ベースから上記第１および第２アームを経由して上記ハンドまでつながる配線を備え、上記配線は、スリップリングを介して上記ハンドに接続されている。

好ましい他の実施の形態においては、上記第２アームの先端に対して上記第３垂直軸を中心として回動可能に支持されたワーク保持用の追加のハンドと、上記追加のハンドを回転駆動する追加のハンド駆動機構と、をさらに備え、上記追加のハンド駆動機構は、上記第１アームの内部に配置された追加のモータと、上記第１アームの内部ないし上記第２アームの内部に配置され、上記追加のモータの回転出力を上記追加のハンドに伝達する追加の伝動機構と、を含んでおり、上記追加の伝動機構は、上記追加のモータの直下に位置し、上記追加のモータの出力軸の回転を減速する追加の減速機と、この追加の減速機の出力軸に取り付けられた追加の第１プーリと、上記第２垂直軸に沿って軸転可能に上記中間伝動軸と同軸状に配置された追加の中間伝動軸と、この追加の中間伝動軸の一端に取り付けられた追加の第２プーリと、上記追加の中間伝動軸の他端に取り付けられた追加の第３プーリと、上記追加のハンドに一端が連結され、上記第３垂直軸に沿って軸転可能に上記作動軸と同軸状に配置された追加の作動軸と、この追加の作動軸の他端に取り付けられた追加の第４プーリと、上記追加の第１プーリと上記追加の第２プーリ間に掛け回された追加の第１無端ベルトと、上記追加の第３プーリと上記追加の第４プーリ間に掛け回された追加の第２無端ベルトと、を含んでおり、上記追加のモータ、上記追加の減速機、上記追加の第１プーリ、上記追加の第２プーリ、および上記追加の第１無端ベルトは、上記膨出部の平面的領域内に位置しており、かつ、上記追加の第１プーリ、上記追加の第２プーリ、および上記追加の第１無端ベルトは、上記膨出部の内部に配置されている。

好ましい実施の形態においては、上記第１アームは、上記第１垂直軸を中心とした回動において上記昇降ベースに干渉しないように下方に膨出する膨出部を有し、上記伝動機構の一部および上記追加の伝動機構の一部は、上記膨出部の内部に配置されている。

好ましい実施の形態においては、上記固定ベースから上記第１および第２アームを経由して上記ハンドおよび上記追加のハンドまでつながる配線を備え、上記配線は、スリップリングを介して上記ハンドおよび上記追加のハンドに接続されている。

本発明に係るワーク搬送装置においては、ハンドを駆動させるためのモータと伝動機構の一部とを第１アームの内部空間に配置することにより、第２アームの先端において伝動機構が占める高さを低く抑えることができ、また固定ベースないし昇降ベースの高さを実質的に低く抑えることができる。その結果、ワーク搬送装置の低床化を図ることができる。また、伝動機構が第１アームの内部ないし第２アームの内部に配置されているので、モータからハンドまでの動力伝達経路が比較的に短くなる。このような構成は、高速でのワーク搬送を高精度で行うのに適している。さらに、伝動機構の一部を担う減速機を第１アームの内部に配置する構成によれば、回動要素の剛性を実質的に向上させることができる。かかる構成によれば、ワークの大型化や高速での高精度のワーク搬送について、容易に対応することが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係るワーク搬送装置の一例を示す側面図である。 図１に示すワーク搬送装置の概略構造を示す縦断面図である。 図２の要部拡大図である。 図２の要部拡大図である。 ワーク吸着用の管路の概略構造を示す要部断面図である。 配線の概略構成を示す要部断面図である。 従来のワーク搬送装置を備えたワーク搬送システムの構成例を示す平面図である。 従来のワーク搬送装置の一例を示す側面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１〜図６は、本発明に係るワーク搬送装置の一例を示している。本実施形態のワーク搬送装置Ａは、固定ベース１と、昇降ベース２と、長手状の下段アーム３および上段アーム４と、ウエハ等の薄板状のワークＷを載置保持しうる２つのハンド５Ａ，５Ｂと、これらハンドを回動駆動させるハンド駆動機構６Ａ，６Ｂとを備え、たとえばウエハ等の薄板状のワークＷの搬送を行うように構成されたものである。

図２に表れているように、固定ベース１は、底壁部１１と、筒状の側壁部１２とを有し、略四角柱状の外形を有するハウジングとして構成されたものである。

昇降ベース２は、固定ベース１に対して昇降可能に支持されている。具体的には、たとえば、固定ベース１の内部には上下方向に延びる一対のガイドレール１３が設けられ、昇降ベース２に設けられたスライダ２１が上記ガイドレール１３に対して上下方向にスライド移動可能に支持されている。また、固定ベース１の内部にはネジ軸１４が回転自在に支持され、昇降ベース２には、上記ネジ軸１４に螺合するナット２２が設けられている。固定ベース１の下部には昇降用のモータ１５が設けられ、このモータ１５の出力軸に設けられたプーリ１６と、上記ネジ軸１４に設けられたプーリ１７との間に無端ベルト１８が掛け回されている。かかる構成により、昇降用のモータ１５が駆動すると、上記ネジ軸１４が回転させられ、当該ネジ軸１４の回転により、昇降ベース２が昇降させられる。このようにして、昇降ベース２を固定ベース１に対して昇降させる昇降機構が構成される。

昇降ベース２には、固定ベース１の側壁部１２に外側から緩く嵌合する筒状の昇降カバー２３が設けられている。昇降カバー２３は、昇降ベース２とともに昇降して固定ベース１の上部を常時覆うカバーである。この昇降カバー２３は、昇降ベース２が上限位置まで上昇した状態においてもその下端寄りの部分が固定ベース１の外周部にオーバーラップした状態を維持することができるように、十分な高さ寸法を有している。

昇降カバー２３の上部には、減速機２４が支持されている。減速機２４は、後述する下段アーム駆動機構を担うものであり、昇降カバー２３の上部に形成された開口に臨むように配置されている。本実施形態では、減速機２４として、たとえばクロスローラベアリングが内蔵されたユニットタイプのものが用いられる。後述する減速機３４，６２１ａ，６２１ｂについても同様にクロスローラベアリングが内蔵されたものが用いられる。

図２に表れているように、下段アーム３は、たとえば中空状の略四角柱形状とされており、長手方向が水平となる姿勢で昇降ベース２に支持されている。下段アーム３の基端３１の下部には開口が形成されており、この開口の周囲部分と上記減速機２４の出力軸とが連結されている。これにより、下段アーム３は、減速機２４を介して昇降ベース２に対して垂直軸Ｏ１を中心として回動可能に支持されている。

本実施形態では、下段アーム３は、下方に膨出する膨出部３３を有している。膨出部３３は、垂直軸Ｏ１を中心とした下段アーム３の回動において昇降ベース２（昇降カバー２３）に干渉しないように、下段アーム３の先端寄りに設けられている。

また、上記した昇降ベース２には下段アーム駆動用のモータ２５が設けられ、垂直軸Ｏ１から偏倚する位置に下段アーム用中間伝動軸２６が設けられている。この下段アーム用中間伝動軸２６は、軸受２６１を介して昇降ベース２に対して回転自在に支持されている。そして、モータ２５の出力軸に設けられたプーリ２５１と下段アーム用中間伝動軸２６の下端に設けられたプーリ２６２との間に無端ベルト２６３が掛け回され、下段アーム用中間伝動軸２６の上端に設けられたプーリ２６４と減速機２４の入力軸に設けられたプーリ２４１との間に無端ベルト２６５が掛け回されている。かかる構成により、下段アーム用のモータ２５が駆動すると、プーリ２５１、無端ベルト２６３、プーリ２６２、下段アーム用中間伝動軸２６、プーリ２６４、無端ベルト２６５、プーリ２４１、および減速機２４の連係によって、下段アーム３は、垂直軸Ｏ１周りに回動させられる。このようにして、下段アーム３を垂直軸Ｏ１周りに回動させる下段アーム駆動機構が構成される。

下段アーム３の先端３２の上部には、減速機３４が支持されている。減速機３４は、後述する上段アーム駆動機構を担うものであり、下段アーム３の先端３２の上部に形成された開口に臨むように配置されている。

上段アーム４は、たとえば中空状の略四角柱形状とされており、長手方向が水平となる姿勢で下段アーム３に支持されている。上段アーム４の基端４１の下部には開口が形成されており、この開口の周囲部分と上記減速機３４の出力軸とが連結されている。これにより、上段アーム４は、減速機３４を介して下段アーム３に対して垂直軸Ｏ２を中心として回動可能に支持されている。

また、上記した昇降ベース２には上段アーム駆動用のモータ２７が設けられ、減速機２４の中空部に貫通する状態で上段アーム用中間伝動軸２８が設けられている。この上段アーム用中間伝動軸２８は、軸受２８１を介して下段アーム３の基端３１の下部内周に支持されるとともに、軸受２８２を介してプーリ２４１の内周に支持されている。これにより、上段アーム用中間伝動軸２８は、垂直軸Ｏ２周りに回転自在とされている。そして、モータ２７の出力軸に設けられたプーリ２７１と上段アーム用中間伝動軸２８の下端に設けられたプーリ２８３との間に無端ベルト２８４が掛け回され、上段アーム用中間伝動軸２８の上端に設けられたプーリ２８５と減速機３４の入力軸に設けられたプーリ３４１との間に無端ベルト２８６が掛け回されている。かかる構成により、上段アーム用のモータ２７が駆動すると、プーリ２７１、無端ベルト２８４、プーリ２８３、上段アーム用中間伝動軸２８、プーリ２８５、無端ベルト２８６、プーリ３４１、および減速機３４の連係によって、上段アーム４は、垂直軸Ｏ２周りに回動させられる。このようにして、上段アーム４を垂直軸Ｏ２周りに回動させる上段アーム駆動機構が構成される。

ハンド５Ａ，５Ｂは、ボックス状の基部５１ａ，５１ｂと、先端が二股のフォーク状とされたワーク保持部５２ａ，５２ｂとを有し、中心線が水平となる姿勢で上段アーム４に支持されている。

また、ハンド５Ａ，５Ｂ（ワーク保持部５２ａ，５２ｂ）の適所には、ワークＷの有無を検出するための在荷センサ（図示略）が設けられている。当該在荷センサとしては、たとえば反射型フォトインタラプタが用いられる。

ハンド５Ａの基部５１ａには、垂直下向きに延びる筒状の作動軸５３ａが設けられている。図３に表れているように、この作動軸５３ａは、上段アーム４の先端４２の上部に形成された開口に嵌挿された状態で軸受４２１を介して上段アーム４に対して回転可能に支持されており、垂直軸Ｏ３に沿って配置されている。これにより、ハンド５Ａは、上段アーム４の先端４２に対して垂直軸Ｏ３を中心として回動可能に支持されている。

ハンド５Ｂの基部５１ｂには、垂直下向きに延びる筒状の作動軸５３ｂが設けられている。この作動軸５３ｂは、上記した作動軸５３ａに内挿された状態で軸受５３２，５３３を介して当該作動軸５３ａと同軸状に配置されている。これにより、ハンド５Ｂもまた、ハンド５Ａと同様に上段アーム４の先端４２に対して垂直軸Ｏ３を中心として回動可能に支持されている。

図２に表れているように、ハンド駆動機構６Ａ，６Ｂは、ハンド駆動用のモータ６１ａ，６１ｂと、モータ６１ａ，６１ｂの回転出力をハンド５Ａ，５Ｂに伝達するための伝動機構６２ａ，６２ｂとを備えている。

モータ６１ａ，６１ｂは、下段アーム３の内部に配置されており、伝動機構６２ａ，６２ｂは、下段アーム３の内部ないし上段アーム４の内部に配置されている。

より具体的には、伝動機構６２ａ，６２ｂはそれぞれ、モータ６１ａ，６１ｂの出力軸の回転を減速する減速機６２１ａ，６２１ｂと、中間伝動軸６２２ａ，６２２ｂと、上記した作動軸５３ａ，５３ｂとを備えて構成されている。

図４に表れているように、減速機６２１ａ，６２１ｂは、モータ６１ａ，６１ｂの出力軸に連結されており、下段アーム３の内部に収容されている。減速機６２１ａ，６２１ｂの出力軸には、プーリ６２３ａ，６２３ｂが設けられている。

中間伝動軸６２２ａ，６２２ｂは、下段アーム３の先端３２ないし上段アーム４の基端４１に跨るようにして、減速機３４の中空部に貫通する状態で設けられている。中間伝動軸６２２ｂは、軸受６３１を介して上段アーム４の基端４１の下部内周に支持されるとともに、軸受６３２を介してプーリ３４１の内周に支持されている。中間伝動軸６２２ｂの下端にはプーリ６２４ｂが設けられており、中間伝動軸６２２ｂの上端にはプーリ６２５ｂが設けられている。中間伝動軸６２２ａは、軸受６３３を介してプーリ６２５ｂの内周に支持されるとともに、軸受６３４を介してプーリ６２４ｂの内周に支持されている。中間伝動軸６２２ａの下端にはプーリ６２４ａが設けられており、中間伝動軸６２２ａの上端にはプーリ６２５ａが設けられている。中間伝動軸６２２ａ，６２２ｂは、上記構成から理解されるように、垂直軸Ｏ２に沿って回転可能とされており、互いに同軸状に配置されている。

作動軸５３ａの下端には、プーリ５３１ａが設けられている。また、作動軸５３ｂの下端には、プーリ５３１ｂが設けられている。

そして、減速機６２１ａ，６２１ｂの出力軸に設けられたプーリ６２３ａ，６２３ｂと中間伝動軸６２２ａ，６２２ｂの下端に設けられたプーリ６２４ａ，６２４ｂとの間に無端ベルト６２６ａ，６２６ｂが掛け回され、中間伝動軸６２２ａ，６２２ｂの上端に設けられたプーリ６２５ａ，６２５ｂと作動軸５３ａ，５３ｂの下端に設けられたプーリ５３１ａ，５３１ｂとの間に無端ベルト６２７ａ，６２７ｂが掛け回されている。かかる構成により、モータ６１ａ，６１ｂが駆動すると、減速機６２１ａ，６２１ｂ、プーリ６２３ａ，６２３ｂ、無端ベルト６２６ａ，６２６ｂ、プーリ６２４ａ，６２４ｂ、中間伝動軸６２２ａ，６２２ｂ、プーリ６２５ａ，６２５ｂ、無端ベルト６２７ａ，６２７ｂ、プーリ５３１ａ，５３１ｂ、および作動軸５３ａ，５３ｂの連係によって、ハンド５Ａ，５Ｂは、垂直軸Ｏ３周りに回動させられる。このようにして、ハンド５Ａ，５Ｂを垂直軸Ｏ３周りに回動させるハンド駆動機構６Ａ，６Ｂが構成される。

上記構成のワーク搬送装置Ａにおいては、下段アーム駆動機構、上段アーム駆動機構、およびハンド駆動機構６Ａ，６Ｂの動作を独立して制御することが可能であり、下段アーム３、上段アーム４、およびハンド５Ａ，５Ｂを垂直軸Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３周りに回動させることができる。したがって、下段アーム３、上段アーム４、およびハンド５Ａ，５Ｂのそれぞれの回動を適宜制御することにより、これらが垂直軸Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３周りに回動し得る範囲でハンド５Ａ，５Ｂを所望の位置に移動させることができる。また、昇降用のモータ１５を一方向に回転させることにより、昇降ベース２を上昇させることができ、モータ１５を他方向に回転させることにより、昇降ベース２を下降させることができる。これにより、ハンド５Ａ，５Ｂを所定範囲内で所望の高さに上下移動させることができる。

なお、固定ベース１と昇降カバー２３との間、昇降カバー２３と下段アーム３との間、下段アーム３と上段アーム４との間、および上段アーム４とハンド５Ａ，５Ｂとの間には、それぞれ、必要に応じて図示しないシール部材が介装される。これにより、ワーク搬送装置Ａの内部空間は外部に対して気密シールされ、たとえばワーク搬送装置Ａ内部のパーティクルが周囲へ拡散することは防止される。

本実施形態のワーク搬送装置Ａにおいては、ハンド５Ａ，５Ｂに載せたワークＷを的確に保持するために、真空吸引力を利用してワークＷを吸着保持するワーク保持機構が設けられている。

ワーク保持機構は、たとえば、固定ベース１または昇降ベース２に設けられる真空ポンプと、ハンド５Ａ，５Ｂに設けられる真空吸引口と、これら真空ポンプおよび真空吸引口を接続するための管路とを備えて構成される。上記のように各アーム３，４およびハンド５Ａ，５Ｂを相対回動するように構成する場合、各ハンド５Ａ，５Ｂの真空吸引口を真空ポンプに接続するための上記管路を、下段アーム３、上段アーム４およびハンド５Ａ，５Ｂの回動を妨げない状態で設ける必要がある。このような管路は、たとえば垂直軸Ｏ１，Ｏ２に沿うように設けられるパイプ軸と、アーム３，４内に設けられる配管と、垂直軸Ｏ３に沿うように設けられる軸方向流路と、ハンド５Ａ，５Ｂ内に設けられる分岐配管とを備えて構成される。

上記配管とパイプ軸の端部とは、アーム３，４内に設けられた中継室を介して連通しており、中継室とパイプ軸の端部とは、たとえばＯリングを介して気密かつ相対回転可能に接続されている。このような垂直軸Ｏ１，Ｏ２に沿うパイプ軸、中継室、およびアーム３，４内の配管の接続構造については、詳細な図示説明は省略するが、たとえば特開２００３−１８８２３１号公報記載の構造（同公報の図７参照）と同様の構造によって実現することが可能である。

図５は、上段アーム４およびハンド５Ａ，５Ｂの間におけるワーク吸着用の管路の概略構造を示している。同図に表れているように、ハンド５Ｂの作動軸５３ｂの下部および中間部には、環状の中継室（環状中継室５３４，５３５）が設けられている。環状中継室５３４は、上段アーム４内の配管４３に連通している。環状中継室５３４，５３５は、軸方向流路５３６を介して連通している。環状中継室５３５には、ハンド５Ｂの基部５１ｂに延びる分岐配管５３８が接続されている。また、ハンド５Ａの作動軸５３ａにおける環状中継室５３５に対応する位置には、ハンド５Ａの基部５１ａに延びる分岐配管５３７が設けられている。

そして、上段アーム４内の配管４３と環状中継室５３４との間にはＯリング５４が介装されており、これによって配管４３および環状中継室５３４は気密かつ相対回転可能に連通している。また、環状中継室５３５と分岐配管５３７との間にはＯリング５５が介装されており、これによって環状中継室５３５および分岐配管５３７は気密かつ相対回転可能連通している。

ハンド５Ａの分岐配管５３７の適所には、当該分岐配管５３７を開閉切り替えするための電磁弁（図示略）が設けられており、分岐配管５３７の端部は、たとえばワーク保持部５２ａに設けられた真空吸引口（図示略）に接続されている。また、ハンド５Ｂの分岐配管５３８の適所には、当該分岐配管５３８を開閉切り替えするための電磁弁が設けられており、分岐配管５３８の端部は、たとえばワーク保持部５２ｂに設けられた真空吸引口（図示略）に接続されている。

上記構成の管路を含むワーク保持機構によれば、下段アーム３、上段アーム４およびハンド５Ａ，５Ｂの相互間の回動位置関係がいずれの場合でも、上記真空吸引口に臨むワークＷを吸着保持することができる。また、ハンド５Ａ，５Ｂの分岐配管５３７，５３８に設けられた各電磁弁の開閉を適宜切り替えることによって、２つのハンド５Ａ，５Ｂについて各別にワークＷを吸着保持する状態とワークＷを吸着保持しない状態とを切り替えることができる。

本実施形態のワーク搬送装置Ａにおいては、ハンド５Ａ，５Ｂに設けられた上記在荷センサとの間での信号の伝送、および上記電磁弁に対する給電や信号の伝送を行うための配線を備えている。当該配線は、固定ベース１から昇降ベース２、下段アーム３および上段アーム４を経由してハンド５Ａ，５Ｂまでつながっている。また、上記配線は、固定ベース１および昇降ベース２の間、昇降ベース２および下段アーム３の間、ならびに下段アーム３および上段アーム４の間において、相対位置の変化に対応するように、たとえばカールコードのような多芯ケーブルやフラットケーブルによって構成される。

図６は、上段アーム４およびハンド５Ａ，５Ｂの間における上記配線の概略構成を示している。同図に表れているように、上段アーム４の先端４２には、下部から垂直上向きに延びる軸部４４が設けられており、この軸部４４の内部を配線４５が通っている。

ハンド５Ｂの作動軸５３ｂの内側には、スリップリング７が設けられている。スリップリング７は、回転体に対して環状の電路とブラシとを介して電気的接続をとるためのものであり、上記環状電路およびブラシに対して上段アーム４側の配線４５およびハンド５Ａ，５Ｂ側の配線５６が接続されている。このようにスリップリング７が設けられることによって、上段アーム４とハンド５Ｂ間のエンドレスでの相対回転を許容しつつ上段アーム４側の配線４５とハンド５Ａ，５Ｂ側の配線５６との電気的接続が適切に維持される。

ハンド５Ａ，５Ｂ側の配線５６は、分岐部を介してハンド５Ａ，５Ｂ内に各別に配されるハンド用配線５６ａ，５６ｂを含んで構成されており、ハンド用配線５６ａ，５６ｂは、上記在荷センサや上記電磁弁に接続されている。なお、ハンド５Ａに通じるハンド用配線５６ａは、ハンド５Ａ，５Ｂの回動による相対位置の変化に対応するように、たとえばフラットケーブルによって構成される。ハンド５Ａ，５Ｂの相対回動を許容するためには、ハンド用配線５６ａの長さに余裕をもたせておく必要がある。ここで、ハンド用配線５６ａがフラットケーブルによって構成される場合、ハンド５Ａ側に設けられたケース５７内の巻取り部５８に対し、ハンド用配線５６ａを、厚み方向に重なるように巻き付けることが可能である。

上記構成のワーク搬送装置Ａにおいて、ハンド５Ａ，５Ｂを回動駆動させるハンド駆動機構６Ａ，６Ｂは、モータ６１ａ，６１ｂ、およびモータ６１ａ，６１ｂの回転出力をハンド５Ａ，５Ｂに伝達するための伝動機構６２ａ，６２ｂを備えている。そして、上記モータ６１ａ，６１ｂは、下段アーム３の内部に配置され、伝動機構６２ａ，６２ｂは、下段アーム３の内部ないし上段アーム４の内部に配置されている。このような構成によれば、モータ６１ａ，６１ｂを下段アーム３の内部空間に効率よく配置することが可能である。したがって、ハンド駆動用のモータを固定ベース１ないし昇降ベース２の内部に配置する従来の構成と比べて、固定ベース１ないし昇降ベース２の高さを低く抑えることができる。このことは、ワーク搬送装置Ａの低床化に資する。

また、伝動機構６２ａ，６２ｂが下段アーム３の内部ないし上段アーム４の内部に配置された構成によれば、モータ６１ａ，６１ｂからハンド５Ａ，５Ｂまでの動力伝達経路が比較的に短くなる。したがって、本実施形態のワーク搬送装置Ａは、ハンド駆動用のモータを固定ベース１ないし昇降ベース２の内部に配置する従来の構成と比べて、高速でのワーク搬送を行うのに適している。

さらに、回動可能な下段アーム３の内部にモータ６１ａ，６１ｂが配置された構成によれば、回動しない固定ベース１ないし昇降ベース２の内部にハンド駆動用のモータが配置された従来の構成と比べて、ハンド５Ａ，５Ｂの駆動制御が容易となる。このことは、高速でのワーク搬送を高精度で行ううえで好ましい。

伝動機構６２ａ，６２ｂの一部を担う減速機６２１ａ，６２１ｂは、モータ６１ａ，６１ｂに隣接して下段アーム３の内部に配置されている。このような構成によれば、減速機６２１ａ，６２１ｂをも下段アーム３の内部空間に効率よく配置することが可能であり、ハンド駆動用の減速機をハンドの基端付近に配置する従来の構成と比べて、ハンド５Ａ，５Ｂの高さを実質的に低くすることができる。このことは、ワーク搬送装置Ａの低床化に資する。

また、減速機６２１ａ，６２１ｂは重量が比較的に大きいところ、これら減速機６２１ａ，６２１ｂを、下段アーム３から上段アーム４を経てハンド５Ａ，５Ｂに至る回動要素の先端寄りのハンド５Ａ，５Ｂ近傍に配置せずに、上記回動要素の基端寄りである下段アーム３内に配置している。これにより、上記回動要素の剛性を実質的に向上させることができ、たとえばワークＷの大型化や高速での高精度のワーク搬送について、容易に対応することが可能となる。

下段アーム３は、下方に膨出する膨出部３３を有し、この膨出部３３の内部に伝動機構６２ａ，６２ｂの一部（本実施形態では図４に示すように、減速機６２１ａ，６２１ｂ、プーリ６２３ａ，６２３ｂ、プーリ６２４ａ，６２４ｂ、および無端ベルト６２６ａ，６２６ｂ）が配置されている。このような構成によれば、下段アーム３の高さを実質的に低く維持しつつ、伝動機構６２ａ，６２ｂを下段アーム３内に効率よく配置することが可能である。このことは、ワーク搬送装置Ａの低床化を図るうえで好ましい。

本実施形態のワーク搬送装置Ａは、２つのハンド５Ａ，５Ｂを有するいわゆるダブルハンド式である。ダブルハンド式のワーク搬送装置Ａにおいても、図２〜図４を参照すると理解されるように、ハンド５Ａ，５Ｂの駆動のためのモータ６１ａ，６１ｂおよび伝動機構６２ａ，６２ｂを下段アーム３の内部に効率よく配置することできる。このことは、ワーク搬送装置Ａの低床化を図るうえで好ましい。

本実施形態では、ハンド５Ａとハンド５Ｂとの間の配線（ハンド用配線５６ａ）は、フラットケーブルによって構成され、当該ハンド用配線５６ａは、ハンド５Ａ側の巻取り部５８に巻回されている。詳細な図示説明は省略したが、このような構成によれば、巻取り部５８を収容するケース５７としては、フラットケーブルの幅と同程度の高さ寸法を確保すればよいので、ハンド５Ａ，５Ｂの高さを低く抑えることができる。本実施形態と異なり、ハンド用配線としてカールコードを用いた場合には、当該カールコードの動作範囲を確保するために配線収容用のケースの高さ寸法が大きくなり、また、ハンド用配線として中空状のスリップリングを用いた場合には、当該スリップリングの外形寸法が大きいためにスリップリング収容用のケースの高さが嵩張ってしまう。したがって、ハンド用配線５６ａをフラットケーブルによって構成することは、ハンド５Ａ，５Ｂの高さを低く抑えるのに適しており、ワーク搬送装置Ａの低床化に寄与する。

本実施形態のワーク搬送装置Ａは、上述のように真空吸引力を利用したワーク保持機構を備えており、ハンド５Ａ，５Ｂ内において分岐配管５３７，５３８に設けられた電磁弁によって、ハンド５Ａ，５Ｂについて各別にワークＷの吸着保持のオン−オフを切り替えることができる。このような構成によれば、真空吸引口が設けられるワーク保持部５２ａ，５２ｂに近い位置に上記電磁弁が設けられているので、ワークＷの吸着保持のオン−オフの応答性に優れている。このことは、高速でワーク搬送を行うのに適している。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るワーク搬送装置各部の具体的な構成は、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。

上記実施形態においては、２つのハンド５Ａ，５Ｂを具備するダブルハンド式の場合を例に挙げて説明したが、たとえば１つのハンドのみを具備するワーク搬送装置にも本発明は適用可能である。

Ａ ワーク搬送装置
Ｏ１ 垂直軸（第１垂直軸）
Ｏ２ 垂直軸（第２垂直軸）
Ｏ３ 垂直軸（第３垂直軸）
１ 固定ベース
２ 昇降ベース
３ 下段アーム（第１アーム）
４ 上段アーム（第２アーム）
５Ａ，５Ａ ハンド
６Ａ，６Ｂ ハンド駆動機構
７ スリップリング
３１ （第１アームの）基端
３２ （第１アームの）先端
３３ 膨出部
４１ （第２アームの）基端
４２ （第２アームの）先端
５３ａ，５３ｂ 作動軸
５３１ａ，５３１ｂ プーリ（第４プーリ）
６２ａ，６２ｂ 伝動機構
６２１ａ，６２１ｂ 減速機
６２２ａ，６２２ｂ 中間伝動軸
６２３ａ，６２３ｂ プーリ（第１プーリ）
６２４ａ，６２４ｂ プーリ（第２プーリ）
６２５ａ，６２５ｂ プーリ（第３プーリ）
６２６ａ，６２６ｂ 無端ベルト（第１無端ベルト）
６２７ａ，６２７ｂ 無端ベルト（第２無端ベルト）

Claims (4)

1. 固定ベースと、
   上記固定ベースに支持されて昇降する昇降ベースと、
   上記昇降ベースに対して第１垂直軸を中心として回動可能に基端が支持された第１アームと、
   上記第１アームの先端に対して第２垂直軸を中心として回動可能に基端が支持された第２アームと、
   上記第２アームの先端に対して第３垂直軸を中心として回動可能に支持されたワーク保持用のハンドと、
   上記ハンドを回動駆動するハンド駆動機構と、を備え、
   上記ハンド駆動機構は、上記第１アームの内部に配置されたモータと、上記第１アームの内部ないし上記第２アームの内部に配置され、上記モータの回転出力を上記ハンドに伝達する伝動機構と、を含んでおり、
   上記伝動機構は、上記モータの直下に位置し、上記モータの出力軸の回転を減速する減速機と、この減速機の出力軸に取り付けられた第１プーリと、上記第２垂直軸に沿って軸転可能に配置された中間伝動軸と、この中間伝動軸の一端に取り付けられた第２プーリと、上記中間伝動軸の他端に取り付けられた第３プーリと、上記ハンドに一端が連結され、上記第３垂直軸に沿って軸転可能に配置された作動軸と、この作動軸の他端に取り付けられた第４プーリと、上記第１プーリと上記第２プーリ間に掛け回された第１無端ベルトと、上記第３プーリと上記第４プーリ間に掛け回された第２無端ベルトと、を含んでおり、
   上記第１アームは、上記第１垂直軸を中心とした回動において上記昇降ベースに干渉しないように下方に膨出する膨出部を有し、
   上記モータ、上記減速機、上記第１プーリ、上記第２プーリ、および上記第１無端ベルトは、上記膨出部の平面的領域内に位置しており、かつ、
   上記第１プーリ、上記第２プーリ、および上記第１無端ベルトは、上記膨出部の内部に配置されていることを特徴とする、ワーク搬送装置。
2. 上記固定ベースから上記第１および第２アームを経由して上記ハンドまでつながる配線を備え、上記配線は、スリップリングを介して上記ハンドに接続されている、請求項１に記載のワーク搬送装置。
3. 上記第２アームの先端に対して上記第３垂直軸を中心として回動可能に支持されたワーク保持用の追加のハンドと、
   上記追加のハンドを回転駆動する追加のハンド駆動機構と、
   をさらに備え、
   上記追加のハンド駆動機構は、上記第１アームの内部に配置された追加のモータと、上記第１アームの内部ないし上記第２アームの内部に配置され、上記追加のモータの回転出力を上記追加のハンドに伝達する追加の伝動機構と、を含んでおり、
   上記追加の伝動機構は、上記追加のモータの直下に位置し、上記追加のモータの出力軸の回転を減速する追加の減速機と、この追加の減速機の出力軸に取り付けられた追加の第１プーリと、上記第２垂直軸に沿って軸転可能に上記中間伝動軸と同軸状に配置された追加の中間伝動軸と、この追加の中間伝動軸の一端に取り付けられた追加の第２プーリと、上記追加の中間伝動軸の他端に取り付けられた追加の第３プーリと、上記追加のハンドに一端が連結され、上記第３垂直軸に沿って軸転可能に上記作動軸と同軸状に配置された追加の作動軸と、この追加の作動軸の他端に取り付けられた追加の第４プーリと、上記追加の第１プーリと上記追加の第２プーリ間に掛け回された追加の第１無端ベルトと、上記追加の第３プーリと上記追加の第４プーリ間に掛け回された追加の第２無端ベルトと、を含んでおり、
   上記追加のモータ、上記追加の減速機、上記追加の第１プーリ、上記追加の第２プーリ、および上記追加の第１無端ベルトは、上記膨出部の平面的領域内に位置しており、かつ、
   上記追加の第１プーリ、上記追加の第２プーリ、および上記追加の第１無端ベルトは、上記膨出部の内部に配置されている、請求項１に記載のワーク搬送装置。
4. 上記固定ベースから上記第１および第２アームを経由して上記ハンドおよび上記追加のハンドまでつながる配線を備え、上記配線は、スリップリングを介して上記ハンドおよび上記追加のハンドに接続されている、請求項３に記載のワーク搬送装置。

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