JP6299454B2 - 搬送アーム - Google Patents

Description

本発明は搬送アームに関し、特に、ベルトとプーリを用いた伸縮機構を有する搬送アームに関する。

ベルトとプーリを用いた搬送機構（搬送アーム）が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の搬送機構では、基台部（第１フレーム）上に第１移動部（第２フレーム）と伸縮部とが並列して配置されており、エアシリンダの伸縮部材は第１移動部に連結されている。第１移動部は第１案内部（ガイドレール）を介して基台部上に取り付けられており、第１移動部の上には第２案内部（ガイドレール）を介して第２移動部（可動部）が取り付けられている。第１移動部の側面には２つのプーリが取り付けられており、ベルトが２つのプーリに掛け渡されている。ベルトは、基台部と第２案内部とに固定されている。

特許文献１に記載の搬送機構では、伸縮部材の伸縮に応じて、第１移動部は第１案内部に案内されて移動する。ベルトの一部は基台部に固定されているので、第１移動部が基台部に対して移動すると、ベルトはプーリのまわりを回転する。第２移動部は、ベルトの他の一部に固定されているので、ベルトの回転に合わせて、第２案内部に案内されて第１移動部に対して移動する。

特開２０１２−１６９５３４号公報

特許文献１に記載の搬送機構では、基台部上に第１移動部とエアシリンダとを並列して配置しなければならないので、第１移動部とエアシリンダの双方が収まるように基台部の面積を大きくする必要がある。これによって、搬送機構が大型化するという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためなされたものであり、小型化が可能な搬送アームを提供することを目的とする。

本発明の搬送アームは、第１フレームと、第１フレームに取り付けられた対をなす第１プーリと、第１プーリに掛け渡された第１ベルトと、を有する第１アーム部と、第１アーム部にガイドレールを介して並設されるとともに、第２フレームと、第２フレームに取り付けられた対をなす第２プーリと、第２プーリに掛け渡された第２ベルトと、を有する第２アーム部と、第２アーム部にガイドレールを介して配置された可動部と、を備え、第２フレームは、第１ベルトと第２ベルトとの間に配置され、第１ベルトに固定されており、可動部は、第２ベルトの一部に固定されており、第２ベルトの他の一部は、第１フレームに固定されている。

本発明の搬送アームでは、第１ベルトを回転させることにより、第２ベルトを第１フレームに対して固定したまま、第２フレームを第１フレームに対して移動させる。これにより、第２ベルトは第２プーリに案内されながら回転して、第２ベルトに固定された可動部は第２フレームに対して移動する。よって、第２フレームは第１フレームからせり出す方向に摺動し、可動部は第２フレームのせり出す方向の先端まで第２フレーム上を移動する。よって、可動部にワークを載せて搬送することができる。さらに、本発明の搬送アームでは、第１ベルト及び第２ベルトは第１フレームの左右に配置されているので、幅方向への小型化が可能である。したがって、本発明により小型化が可能な搬送アームを提供することができる。

本発明によれば、小型化が可能な搬送アームを提供することができる。

実施の形態１に係る搬送アームの縮み状態を示す斜視図である。 図１に示された搬送アームを別の角度から見た斜視図である。 実施の形態１に係る搬送アームの伸び状態を示す斜視図である。 図３に示された搬送アームを別の角度から見た斜視図である。 実施の形態２に係る搬送アームを示す斜視図である。 実施の形態２に係る搬送アームを示す平面図である。 実施の形態２に係る搬送アームにハンドを取り付けた状態を示す斜視図である。

[実施の形態１]
図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態１に係る搬送アームについて以下説明する。図１及び図２は搬送アームが縮んだ状態（縮み状態）を示しており、図３及び図４は搬送アームが伸びた状態（伸び状態）を示す。搬送アームは、先端に取り付けられたハンドによりウエハを把持し、前後に伸縮することにより、半導体製造装置からウエハを出し入れする用途に用いられる。

図１及び図２に示すように、搬送アーム１は、第１アーム部２と、第１アーム部２上にガイドレール３５を介して並設された第２アーム部３と、第２アーム部３上にガイドレール３６を介して配置されるとともに、ハンド８を取り付けるためのブラケット４（可動部）と、を有する。搬送アーム１において、第１アーム部２に対して第２アーム部３は前後に移動し、第２アーム部３に対してブラケット４が前後に移動する。

第１アーム部２は、長手形状の第１フレーム２１と、第１フレーム２１の一方の側面に取り付けられて対をなす第１プーリ２２，２３，２４と、第１プーリ２２，２３，２４に掛け渡された第１ベルト２５と、第１ベルト２５に外周側からテンションを与えるテンションプーリ２６と、第１プーリ２４に動力を供給するモータ５と、を有する。

第１フレーム２１の上面には、断面コの字状の凹部材２７が設けられている。第１プーリ２２，２３，２４は、第１フレーム２１の一方の側面に回転自在に取り付けられている。第１プーリ２２，２３は前後に離れて取り付けられており、第１プーリ２４は第１プーリ２３の下方に取り付けられている。第１プーリ２４はモータ５の回転軸に接続されており、モータ５の動力によって回転する。第１プーリ２４が回転すると、第１ベルト２５が回転する。テンションプーリ２６は、第１ベルト２５を外周側から押さえることにより、第１ベルト２５にテンションを与えている。

第２アーム部３は、長手形状の第２フレーム３１と、第２フレーム３１の第１プーリ２２，２３，２４と反対の側面に回転自在に取り付けられた対をなす第２プーリ３２，３３と、第２プーリ３２，３３に掛け渡された第２ベルト３４と、を有する。第２フレーム３１の下面に、凹部材２７と係合するガイドレール３５が設けられている。ブラケット４の下面には凹部材４１が設けられており、第２フレーム３１の上面には凹部材４１と係合するガイドレール３６が設けられている。第２フレーム３１には、第１ベルト２５を把持する第１クランプ３７が設けられ、第１クランプ３７は第１ベルト２５の一部を把持している。第２プーリ３２は第２フレーム３１の側面の前方に配置され、第２プーリ３３は第２フレーム３１の側面の後方に配置されている。

第２ベルト３４は、第１フレーム２１及び第２フレーム３１を挟むようにして第１ベルト２５と対向状態で配置されるとともに、第２プーリ３２，３３に掛け渡されている。すなわち、第１ベルト２５と第２ベルト３４は、第１フレーム２１及び第２フレーム３１の左右にそれぞれ配置されている。さらに、第１フレーム２１の第１ベルト２５と反対側に、第２ベルト３４を把持する第２クランプ２８が設けられている。第２ベルト３４の一部は第１フレーム２１の第２クランプ２８により把持されており、第２ベルト３４の他の一部はブラケット４の下面に設けられた第３クランプ４２により把持されている。

次に、搬送アーム１の動作について説明する。

図１において、モータ５の回転軸を回転させて第１プーリ２４を反時計回りに回転させると、第１プーリ２４の回転に合わせて第１ベルト２５が反時計回りに回転する。第１ベルト２５を反時計回りに回転させると第１クランプ３７は第１ベルト２５に牽引されて、第２フレーム３１が前方に向けて第１フレーム２１上を摺動し、第１フレーム２１に対して第２フレーム３１が前方にせり出す。第１クランプ３７は、第１プーリ２２と第１プーリ２３との間で前後に移動することができ、第１クランプ３７は、搬送アーム１の縮み状態（図１参照）のときに最も後側に位置し、伸び状態（図３参照）のときに最も前側に位置する。

図２に示すように、第２ベルト３４の一部は、第２クランプ２８により第１フレーム２１に対して固定されている。そのため、図４に示すように、第２フレーム３１が第１フレーム２１に対して前方にせり出すとき、第２フレーム３１の移動に合わせて第２ベルト３４は変形し、第２ベルト３４は第２プーリ３２，３３に案内されながら回転する。第２ベルト３４の他の一部に第３クランプ４２を介して固定されたブラケット４は、第２フレーム３１のせり出しに合わせて第２フレーム３１と同じく前方に移動する。

第２クランプ２８は、搬送アーム１の縮み状態（図１及び図２参照）のときに最も第２プーリ３２側に位置し、伸び状態（図３及び図４参照）のときに最も第２プーリ３３側に位置する。第３クランプ４２は、搬送アーム１の縮み状態（図１及び図２参照）のときに最も第２プーリ３３側に位置し、伸び状態（図３及び図４参照）のときに最も第２プーリ３２側に位置する。

図１及び図２に示すように、搬送アーム１では、第１ベルト２５及び第２ベルト３４は第１フレーム２１の左右にそれぞれ配置されている。そして、第２フレーム３１の上面及び下面にはガイドレール３５,３６が取り付けられていて、第１フレーム２１とブラケット４とが第２フレーム３１を上下に挟んだ構造になっている。これにより、エアシリンダを用いて第２アーム部３を伸縮させる場合よりも、搬送アーム１の幅方向への小型化が可能となる。

また、搬送アーム１では、第１プーリ２２，２３，２４、第２プーリ３２，３３、第１ベルト２５、及び、第２ベルト３４により第２フレーム３１及びブラケット４を前後に移動させている。これらの駆動に用いられる部品は全て第１フレーム２１及び第２フレーム３１の側面に取り付けられているので、第１フレーム２１及び第２フレーム３１の断面形状はシンプルになる。これにより、第１フレーム２１及び第２フレーム３１の加工コストが低減される。

さらに、搬送アーム１では、モータ５の動力を第１ベルト２５及び第１プーリ２２，２３，２４により第２フレーム３１に伝えることにより、第２フレーム３１を前後に移動させている。搬送アーム１では、用いられるモータが一つだけであり、可動する部分にモータがないため、配線の断線のおそれが少なく信頼性及び耐久性が高い。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、小型化が可能な搬送アームを提供することができる。

[実施の形態２]
図５及び図６に示すように、実施の形態２に係る搬送アーム５０は、並列して配置された２台の搬送ユニット５１，５２を有する。搬送ユニット５１，５２には回転軸７が取り付けられており、回転軸７を中心にして回転させることができる。搬送ユニット５１は図１及び図２に示す搬送アーム１と同じものであり、搬送ユニット５２は搬送ユニット５１の前後左右が入れ替わるように１８０°回転させたものである。

搬送ユニット５１，５２を構成する部材のうち、実施の形態１の搬送アーム１と同じ部材には、図１及び図２と同じ符号が付されている。実施の形態１と重複する部分の説明は省略し、相違点について以下説明する。

搬送ユニット５２のブラケット５３は、第２ベルト３４への固定位置が搬送ユニット５１のブラケット４と異なっている。搬送ユニット５１では、ブラケット４は縮み状態において第２ベルト３４の第２プーリ３３側に固定されている。それに対して、搬送ユニット５２では、ブラケット５３は縮み状態において第２ベルト３４の第２プーリ３２側になるよう固定されている。

搬送ユニット５１，５２では、第１プーリ２４を用いてモータ５を第１フレーム２１の下側に潜り込ませて配置しているので、幅方向の寸法を小さくすることができる。そして、２台の搬送ユニット５１，５２を互いに前後左右が入れ替わるように１８０°回転させた状態で並列して配置することにより、回転軸７を中心とした回転半径の小さいダブルアームの構成を実現することができる。

また、図７に示すように、搬送ユニット５１のブラケット４にワークを把持するハンド８Ａを取り付け、搬送ユニット５２のブラケット５３にワークを把持するハンド８Ｂを取り付けることができる。これにより、搬送ユニット５１に取り付けられたハンド８Ａと搬送ユニット５２に取り付けられたハンド８Ｂとを交互に出し入れしながら、半導体製造装置からのウエハの取り出し及び移動を行うことができる。

１，５０…搬送アーム ２…第１アーム部 ３…第２アーム部 ４，５３…ブラケット ５…モータ ２１…第１フレーム ２２，２３，２４…第１プーリ ２５…第１ベルト ３１…第２フレーム ３２，３３…第２プーリ ３４…第２ベルト ３５，３６…ガイドレール

Claims (1)

1. 第１フレームと、前記第１フレームに取り付けられた対をなす第１プーリと、前記第１プーリに掛け渡された第１ベルトと、を有する第１アーム部と、
   前記第１アーム部にガイドレールを介して並設されるとともに、第２フレームと、前記第２フレームに取り付けられた対をなす第２プーリと、前記第２プーリに掛け渡された第２ベルトと、を有する第２アーム部と、
   前記第２アーム部にガイドレールを介して配置された可動部と、
   をそれぞれ備える第１及び第２搬送ユニットが並列して配置された搬送アームであって、
   前記第１及び第２搬送ユニットのそれぞれにおいて、
   前記第２フレームは、前記第１ベルトと前記第２ベルトとの間に配置され、前記第１ベルトに固定されており、
   前記可動部は、前記第２ベルトの一部に固定されており、
   前記第２ベルトの他の一部は、前記第１フレームに固定されており、
   搬送アームが縮んだ状態において、
   前記第１搬送ユニットの前記可動部が固定されている前記第２ベルト上の第１位置は、対をなす前記第２プーリの一方の近傍であり、
   前記第２搬送ユニットの前記可動部が固定されている前記第２ベルト上の第２位置は、対をなす前記第２プーリの他方の近傍である、
   搬送アーム。

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