JP6474678B2 - Work transfer device - Google Patents
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Description
本発明は、ワーク搬送装置に関し、当該ワーク搬送装置は、たとえば、ガラス基板やウエハ等の薄板状ワークを搬送するのに適する。
The present invention relates to a word over click transporting device, the workpiece transfer apparatus, for example, suitable for carrying the thin plate-shaped work such as a glass substrate or wafer.
たとえば特許文献1には、薄板状ワークを搬送するのに適したワーク搬送装置が示されている。同文献に示されたワーク搬送装置は、昇降ベースに対して垂直第1軸周りに回動可能な第1アームと、この第1アームの先端部に対して垂直第2軸を中心として回動可能な第2アームと、この第2アームの先端部に対して垂直第3軸を中心として回動可能な2つのハンドとを備える。2つのハンドは、独立して回動制御可能であり、この2つのハンドを独立して回動させるための2つのモータは、第1アーム内に設けられている。各モータの回転出力は、各モータに直結して設けられる減速機によって減速された後、ベルト・プーリ伝動機構を介して各ハンド回動軸に伝達される。
For example,
上記のように、特許文献1に示されたワーク搬送装置では、ハンドを回動させるための動力をモータの回転出力を減速した後にベルト・プーリ伝動機構により伝動しているため、ベルトにはより大きな張力が作用する可能性があり、ハンドの回動を精密に制御するためには、ベルトは材質および形態においてより張力に対して強いものを採用する必要があり、また、このベルトが掛け回されるプーリないしこのプーリが取付けられて回転する軸および軸受構造にも、所定以上の強度を要する。このようなことは、ワーク搬送装置のとくに第1アームないし第2アームの大型化と重量増加の原因となる。
As described above, in the work conveying device disclosed in
一方、ハンドを回動させるためのモータの回転をそのままベルト・プーリ伝動機構を介して第2アームの先端部まで伝え、ハンド回動軸において減速機を配置するようにすると、ベルトは高速でプーリ間を掛け回るため、当該ベルトにはそれほど大きな張力が作用せず、ベルトに伸びが生じるといったこともなくなり、その結果ハンドの回動制御をより精密に行うことができるようになる。 On the other hand, if the rotation of the motor for rotating the hand is transmitted as it is to the tip of the second arm via the belt / pulley transmission mechanism, and the speed reducer is arranged on the hand rotation shaft, the belt will move at high speed. Since the belt is wound around, the belt does not receive such a great tension, and the belt is not stretched. As a result, the rotation control of the hand can be performed more precisely.
しかしながら、そのように構成する場合、第2アームの先端部に減速機が配置されることになることから、その重量に耐えうるように、特に第1アームと第2アームとの連結部の強度を高める必要が生じ、その分、ワーク搬送装置全体の重量増加を招く。 However, in such a configuration, since the speed reducer is disposed at the tip of the second arm, particularly the strength of the connecting portion between the first arm and the second arm so as to withstand the weight. Need to be increased, and the weight of the entire workpiece transfer device is increased accordingly.
また、第2アームの先端部において、2つのハンドのための同軸状の2つのハンド回動軸に各別に減速機を連携させる必要があることから、2つの減速機が上下方向に積層した構成とならざるをえない。その結果、第2アームの先端部の上下厚みが増大し、ワーク搬送装置の低床化を阻害することとなる。特許文献1に示されたワーク搬送装置は、真空環境での作動に対応していないが、真空環境での作動に対応するように構成する場合、第2アームの内部を大気圧に保持するために上記2つのハンド回動軸と第2アームとの間にシール機構を組み込む必要があり、第2アームの先端部の上下厚みがさらに増大することになる。
Moreover, since it is necessary to link a reduction gear separately to two coaxial hand rotation shafts for two hands at the tip of the second arm, the two reduction gears are stacked in the vertical direction. It must be. As a result, the top and bottom thicknesses of the tip of the second arm increase, which hinders lowering the floor of the work transfer device. The workpiece transfer device disclosed in
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、上下高さの増大を抑制した同軸状2軸の減速機構を備えるワーク搬送装置を提供することをその課題とする。
The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide a workpiece transfer device including a coaxial two-axis reduction mechanism that suppresses an increase in vertical height.
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。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.
本発明によって提供されるワーク搬送装置は、支持ベースと、この支持ベースに対して主旋回軸周りに旋回可能に連結された支持アームと、この支持アームに対して肘関節軸周りに回動可能に連結されたハンド保持アームと、このハンド保持アームに対して手首関節軸周りに回動可能に連結された少なくとも2つのハンドと、を備えたワーク搬送装置であって、
支持部材に対して回転可能に支持された中空状の第1入力軸と、上記第1入力軸と同一軸線をもち、上記第1入力軸の内部で上記第1入力軸に対して相対回転可能な第2入力軸と、上記支持部材に対して上記第1入力軸と同一軸線をもって回転可能に支持された中空状の第1出力軸と、上記第1入力軸と同一軸線をもち、上記第1出力軸の内部で上記第1出力軸に対して相対回転可能な第2出力軸と、上記第1入力軸と上記第1出力軸との間に介在させられる第1減速機と、上記第2入力軸と上記第2出力軸との間に介在させられる第2減速機と、を備え、上記第1減速機は、第1固定部と、当該第1固定部に対して相対回転可能な第1入力部と、当該第1入力部の回転に対して所定の減速比で回転する第1出力部と、を含み、上記第2減速機は、第2固定部と、当該第2固定部に対して相対回転可能な第2入力部と、当該第2入力部の回転に対して所定の減速比で回転する第2出力部と、を含み、上記第1減速機において、上記第1固定部は上記支持部材に固定され、上記第1入力部は上記第1入力軸に連結され、上記第1出力部は上記第1出力軸に連結されており、
上記第2減速機において、上記第2固定部は上記第1出力軸に固定され、上記第2入力部は上記第2入力軸に連結され、上記第2出力部は上記第2出力軸に連結されている、同軸状2軸の減速機構を含み、
上記少なくとも2つのハンドのうちの2つのハンドは、上記同軸状2軸の減速機構の上記第1出力軸および上記第2出力軸の回転によって駆動させられることを特徴とする。
Workpiece transfer apparatus which is in the onset Ming Thus provided, the supporting base, a support arm pivotally connected around the main pivot axis relative to the support base, times around the elbow joint axis relative to the support arm A workpiece transfer device comprising: a hand holding arm that is movably connected; and at least two hands that are connected to the hand holding arm so as to be rotatable around a wrist joint axis.
A hollow first input shaft that is rotatably supported by a support member, and has the same axis as the first input shaft, and is rotatable relative to the first input shaft within the first input shaft. A second input shaft, a hollow first output shaft rotatably supported on the support member with the same axis as the first input shaft, and the same axis as the first input shaft. A second output shaft capable of rotating relative to the first output shaft within the first output shaft; a first speed reducer interposed between the first input shaft and the first output shaft; A second speed reducer interposed between the two input shafts and the second output shaft, wherein the first speed reducer is rotatable relative to the first fixed portion and the first fixed portion. A first input unit, and a first output unit that rotates at a predetermined reduction ratio with respect to the rotation of the first input unit. Includes a second fixed portion, a second input portion that can rotate relative to the second fixed portion, and a second output portion that rotates at a predetermined reduction ratio with respect to the rotation of the second input portion. In the first reduction gear, the first fixed portion is fixed to the support member, the first input portion is connected to the first input shaft, and the first output portion is connected to the first output shaft. Has been
In the second speed reducer, the second fixed portion is fixed to the first output shaft, the second input portion is connected to the second input shaft, and the second output portion is connected to the second output shaft. is comprises a reduction mechanism of the axial 2-axis,
Two of the at least two hands are driven by rotation of the first output shaft and the second output shaft of the coaxial two-axis reduction mechanism .
好ましい実施の形態では、上記第1減速機および上記第2減速機は、それぞれ、ウェーブ・ジェネレータ、フレクスプライン、およびサーキュラ・スプラインを含むハーモニックドライブ(登録商標)であり、上記第1減速機において、上記第1固定部は上記フレクスプラインであり、上記第1入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第1出力部は上記サーキュラ・スプラインであり、上記第2減速機において、上記第2固定部は上記フレクスプラインであり、上記第2入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第2出力部は上記サーキュラ・スプラインである。 In a preferred embodiment, each of the first reduction gear and the second reduction gear is a harmonic drive (registered trademark) including a wave generator, a flex spline, and a circular spline. In the first reduction gear, The first fixed unit is the flex spline, the first input unit is the wave generator, the first output unit is the circular spline, and the second reducer includes the second fixed unit. Is the flexspline, the second input unit is the wave generator, and the second output unit is the circular spline.
好ましい実施の形態ではまた、上記第1減速機における上記第1固定部は上記フレクスプラインであり、上記第1入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第1出力部は上記サーキュラ・スプラインであり、上記第2減速機における上記第2固定部は上記サーキュラ・スプラインであり、第2入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第2出力部は上記フレクスプラインである。 In a preferred embodiment, the first fixed unit in the first reduction gear is the flexspline, the first input unit is the wave generator, and the first output unit is the circular spline. In the second speed reducer, the second fixed portion is the circular spline, the second input portion is the wave generator, and the second output portion is the flex spline.
好ましい実施の形態ではさらに、上記第1減速機における上記第1固定部は上記サーキュラ・スプラインであり、上記第1入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第1出力部は上記フレクスプラインであり、上記第2減速機における上記第2固定部は上記フレクスプラインであり、上記第2入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第2出力部は上記サーキュラ・スプラインである。 In a preferred embodiment, the first fixed part in the first reduction gear is the circular spline, the first input part is the wave generator, and the first output part is the flex spline. In the second speed reducer, the second fixed portion is the flexspline, the second input portion is the wave generator, and the second output portion is the circular spline.
好ましい実施の形態ではまた、上記第1減速機における上記第1固定部はサーキュラ・スプラインであり、上記第1入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第1出力部は上記フレクスプラインであり、上記第2減速機における上記第2固定部は上記サーキュラ・スプラインであり、上記第2入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第2出力部は上記フレクスプラインである。 In a preferred embodiment, the first fixed part in the first reduction gear is a circular spline, the first input part is the wave generator, and the first output part is the flex spline. The second fixed part in the second reduction gear is the circular spline, the second input part is the wave generator, and the second output part is the flex spline.
好ましい実施の形態では、上記支持部材と上記第1出力軸との間には第1シール構造が介在させられ、上記第1出力軸と上記第2出力軸との間には第2シール構造が介在させられている。 In a preferred embodiment, a first seal structure is interposed between the support member and the first output shaft, and a second seal structure is interposed between the first output shaft and the second output shaft. Intervened.
好ましい実施の形態ではまた、上記第1シール構造および上記第2シール構造は、磁性流体シールである。 In a preferred embodiment, the first seal structure and the second seal structure are magnetic fluid seals.
好ましい実施の形態では、上記支持部材は上記ハンド保持アームもしくはこれと一体的な部材であり、上記第1入力軸および第2入力軸には、上記ハンド保持アームの内部において、第1最終プーリおよび第2最終プーリが取付けられており、上記第1入力軸は、上記第1最終プーリに掛け回される無端ベルトを含む第1ベルト・プーリ伝動機構を介して、上記第2入力軸は、上記第2最終プーリに掛け回される無端ベルトを含む第2ベルト・プーリ伝動機構を介して、それぞれ回転駆動させられる。 In a preferred embodiment, the support member is the hand holding arm or a member integral with the hand holding arm, and the first input shaft and the second input shaft include a first final pulley and an inside of the hand holding arm. A second final pulley is attached, and the first input shaft is connected to the second input shaft via a first belt-pulley transmission mechanism including an endless belt wound around the first final pulley. Each is driven to rotate through a second belt / pulley transmission mechanism including an endless belt wound around the second final pulley.
好ましい実施の形態ではまた、上記2つのハンドを駆動するためのモータは、上記支持アームの内部に設けられている。 In a preferred embodiment, a motor for driving the two hands is provided inside the support arm.
好ましい実施の形態ではさらに、上記支持アームは、相互に回動可能に連結された2またはそれ以上の支持アーム部材によって構成されており、最先端側の支持アーム部材に上記肘関節軸が位置している。 In a preferred embodiment, the support arm is constituted by two or more support arm members that are rotatably connected to each other, and the elbow joint axis is located on the support arm member on the most distal side. ing.
好ましい実施の形態では、上記支持ベース、上記支持アームおよび上記ハンド保持アームの内部は、外部に対して気密シールされている。 In a preferred embodiment, the inside of the support base, the support arm, and the hand holding arm is hermetically sealed with respect to the outside.
上記構成の同軸状2軸の減速機構によれば、第2減速機の第2固定部は、第1減速機によって減速される第1出力軸に固定されている。第2出力軸は、第1出力軸の内部に位置するので、第2減速機は、第1出力軸の内部に配置することが可能となる。その結果、第1減速機と第2減速機との各出力軸の軸線方向における占有領域の多くの部分を第1出力軸の内部に配することができる。したがって、上記構成の同軸状2軸の減速機構は、その上下高さの増大を抑制することができる。 According to the coaxial two-axis reduction mechanism configured as described above, the second fixed portion of the second reduction gear is fixed to the first output shaft that is decelerated by the first reduction gear. Since the second output shaft is located inside the first output shaft, the second reduction gear can be arranged inside the first output shaft. As a result, many portions of the occupied area in the axial direction of the output shafts of the first reduction gear and the second reduction gear can be arranged inside the first output shaft. Therefore, the coaxial biaxial reduction mechanism configured as described above can suppress an increase in the vertical height.
また、上記構成のワーク搬送装置によれば、ハンド保持アームにおける手首関節周りに独立して回動可能な2つのハンドの各ハンド軸を減速する第1減速機および第2減速機を含む減速機構の上下高さの増大が抑制されるので、ハンド保持アームの先端部の上下厚みおよび重量の増大が抑制される。その結果、ワーク搬送装置の低床化を図ることができる。 Moreover, according to the workpiece conveyance apparatus of the said structure, the speed reduction mechanism containing the 1st speed reducer and the 2nd speed reducer which decelerate each hand axis | shaft of the two hands which can be rotated independently around the wrist joint in a hand holding arm. Therefore, the increase in the vertical thickness and weight of the tip of the hand holding arm is suppressed. As a result, the floor of the work transfer device can be reduced.
本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1ないし図4は、本発明の第1実施形態に係るワーク搬送装置10を示す。このワーク搬送装置10は、固定ベース100と、支持ベース200と、支持アーム300と、ハンド保持アーム400と、2つのハンド510,520とを有する。このワーク搬送装置は、たとえば、真空環境で行う処理システムにおけるトランスファ・チャンバTC内に設置される。
1 to 4 show a
図2に良く表れているように、固定ベース100は、支持ベース200を昇降可能に収容保持している。支持ベース200は、その上部が固定ベース100の天井板101に設けた開口102から突出するようにして、上下方向ガイド(図示略)によって昇降可能に支持される。また、この支持ベース200は、昇降用モータ103の回転がベルト・プーリ伝動機構104を介して伝達されるボールねじ機構105によって昇降させられる。
As clearly shown in FIG. 2, the fixed
支持ベース200はまた、筒状の外郭壁201と、後記する真空シールユニット250で囲まれた空間S2を有する。固定ベース100は、筒状外郭壁106と、底板107と、天井板101と、上記支持ベース200の外郭壁201の外側において当該外郭壁201の下部と上記天井壁101との間に介装したジャバラ部材108とで囲まれた空間S1を有し、当該空間S1と上記空間S2とは連通させられているとともに、筒状外郭壁106に通気路109を設けることによりこれらの空間S1,S2は大気に開放させられている。換言すると、上記空間S1,S2は、上記外郭壁201、上記ジャバラ部材108および真空シールユニット250により、トランスファ・チャンバTC内の真空圧から遮断される。なお、上記空間S1,S2の大気圧は、トランスファ・チャンバTC内の真空圧から遮断されつつ上記支持アーム300ないしハンド保持アーム400の内部に導入されるが、これについては後に詳述する。
The
支持ベース200の内部には、支持アーム300を鉛直方向に延びる主旋回軸X1周りに旋回させるため支持アーム用モータ220と、この支持アーム用モータ220の回転出力を伝動する伝動機構221と、この伝動機構221の回転出力を減速する支持アーム用減速機230とが収容されている。この支持アーム用減速機230は、遊星歯車機構を内蔵したものや、ハーモニックドライブ(登録商標)等、公知のものを使用することができる。
Inside the
上記したように、支持アーム300は、真空シールユニット250を介して支持ベース200に対して主旋回軸X1周りに旋回可能に支持されている。この真空シールユニット250は、たとえば、支持ベース200側の筒状軸(図示略)に対して支持アーム300側の筒状軸(図示略)を回転可能に支持するとともに、これらの筒状軸間に、たとえば、磁性流体シールからなるシール構造(図示略)を施したものとして構成される。支持アーム300の内部は、この真空シールユニット250と、当該支持アーム300とハンド保持アーム400との間に配置される後記する真空シールユニット360とによって、トランスファ・チャンバTC内の真空圧から遮断される。支持アーム300側の筒状軸(図示略)を介して、上記空間S1,S2の大気圧が支持アーム300の内部空間S3に導入され、また、この筒状軸(図示略)を介して、支持アーム300内に配置される後記するハンド保持アーム用モータ313、ハンド用モータ311,312を制御駆動するためのハーネス部材(図示略)や、ハンド510,520に備えることがある吸着部に負圧を供給するためのチューブ(図示略)が当該支持アーム300内に引き込まれる。
As described above, the
支持アーム300は、水平方向に延び、気密構造を有するケース301を備える。この支持アーム300内には、当該支持アーム300に対してハンド保持アーム400を肘関節軸X2周りに回動させるためのハンド保持アーム用モータ313と、2つのハンド510,520を後記する手首関節軸X3周りに回動させるための2つのハンド用モータ311,312とが収容されている。
The
支持アーム300の先端部300aとハンド保持アーム400の基端部400aとの間には、支持アーム300に対してハンド保持アーム400を肘関節軸X2周りに回動可能に連結するとともに、2つのハンド510,520を回動させるための動力を伝達する、肘関節軸X2と同軸状の第1および第2伝動軸321,322を含む真空シールユニット360が設けられている。
Between the
上記真空シールユニット360は、たとえば、支持アーム300側の筒軸部(図示略)の内側にハンド保持アーム400側の筒軸部(図示略)を回動可能に支持するとともに、これら筒軸部(図示略)間に磁性流体シール等のシール構造を介装し、ハンド保持アーム400側の筒軸部(図示略)の内側に中空状の第2伝動軸322を回転可能に支持するとともにこれらハンド保持アーム400側の筒軸部(図示略)と第2伝動軸322との間に磁性流体シール等のシール構造(図示略)を介装し、第2伝動軸322の中空部にたとえば中空状とした第1伝動軸321を回転可能に支持するとともに、これら第2伝動軸322と第1伝動軸321との間に磁性流体シール等のシール構造(図示略)を介装して構成される。かかる構成により、支持アーム300の内部空間S3は、気密シールされるとともに、ハンド保持アーム400の内部空間S4に連通させられ、当該内部空間S4にも大気圧が導入される。
The
支持アーム300内に設けられたハンド保持アーム用モータ313の出力は、ベルト・プーリ伝動機構330およびハンド保持アーム用減速機334を介して上記ハンド保持アーム400に伝達され、これを肘関節軸X2周りに回動させる。ベルト・プーリ伝動機構330は、ハンド保持アーム用モータ313の出力部に取付けたプーリ331と、ハンド保持アーム用減速機334の入力部に取り付けたプーリ332と、これらプーリ331,332間に掛け回された無端ベルト333とによって構成される。これにより、ハンド保持アーム用モータ313の回転出力は、そのままベルト・プーリ伝動機構330によってハンド保持アーム用減速機334に伝達され、ハンド保持アーム400は、ハンド保持アーム用減速334機によって減速された角速度で肘関節軸X2周りに回動させられる。
The output of the hand holding
支持アーム300内に設けられた2つのハンド用モータ311,312の回転出力は、それぞれ、ベルト・プーリ伝動機構340,350を介して上記第1伝動軸321,および第2伝動軸322に伝達される。ベルト・プーリ伝動機構340は、ハンド用モータ311の出力部に取付けたプーリ341と、第1伝動軸321の下端に取付けたプーリ342と、これらプーリ341,342間に掛け回された無端ベルト343とによって構成され、ベルト・プーリ伝動機構350は、ハンド用モータ312の出力部に取付けたプーリ351と、第2伝動軸322の下端に取付けたプーリ352と、これらプーリ351,352間に掛け回された無端ベルト353とによって構成される。これにより、2つのハンド用モータ311,312の回転出力は、それぞれ、減速機による減速が行われることなく第1伝動軸321および第2伝動軸322の回転として伝達される。
The rotational outputs of the two
ハンド保持アーム400は、水平方向に延び、気密構造を有するケース401を備える。ハンド保持アーム400の先端部には、手首関節軸X3を中心として、2つのハンド(第1ハンド510および第2ハンド520(図1))が同軸状に回動可能に支持されている。2つのハンド510,520を回動させるための動力は、上記肘関節軸X2における第1伝動軸321および第2伝動軸322の回転をベルト・プーリ伝動機構410,420によって伝達しているが、本実施形態では、図4に略示するように、磁性流体シールユニット600によってハンド保持アーム400のケース401の内部空間S4の気密性を保持しつつ、当該磁性流体シールユニット600に組み込まれた独特の同軸状2軸の減速機構600Aを介して上記2つのハンド510,520を回動させるように構成している。以下、これを詳説する。
The
図4は、上記第1減速機610および第2減速機620を含む同軸状2軸の減速機構600Aが組み込まれた磁性流体シールユニット600の構成を略示的に示す。上記同軸状2軸の減速機構600Aは、第1減速機610と、第2減速機620とが上下方向に延びる手首関節軸X3に沿って上下方向に積み重なって構成されている。本実施形態においては、第1減速機610と第2減速機620は、いずれも、ハーモニックドライブ(登録商標)が採用されている。
FIG. 4 schematically shows a configuration of a magnetic
第1減速機610は、ハンド保持アーム400のケース401の先端部上壁401aと一体的な固定部材402に固定されたフレクスプライン611(第1固定部)と、上記固定部材402およびフレクスプライン611の中心孔402a,611aを貫通して上記手首関節軸X3に沿って延び、かつ回転可能に支持された中空状の第1入力軸612と、当該第1入力軸612に取付けられたウェーブ・ジェネレータ613(第1入力部)と、第1出力軸614と一体的なサーキュラ・スプライン615(第1出力部)と、を備える。第2減速機620は、上記中空状の第1入力軸612の内部を上記肘関節軸X3に沿って延び、第1入力軸612と相対回転可能な第2入力軸622と、当該第2入力軸622に取付けられたウェーブ・ジェネレータ623(第2入力部)と、上記第1出力軸614に一体的に連結されたサーキュラ・スプライン625(第2固定部)と、第2出力軸624と一体的なフレクスプライン621(第2出力部)と、を備える。第1出力軸614は、上記ケース401に一体的に取付けられた筒状ハウジング403に対し、ベアリング616を介して回転可能に支持されている。第2出力軸624は、上記中空状の第1出力軸614の内部において、ベアリング626を介して回転可能に支持されている。なお、図においては、煩雑化を避けるため、第1入力軸612および第2入力軸622を回転可能に支持するためのベアリング等の構成は省略して示してある。
The
よく知られているように、ハーモニックドライブ(登録商標)は、ウェーブ・ジェネレータ613,623と、フレクスプライン611,621と、サーキュラ・スプライン615,625とを主構成要素として有しており、回転入力部材がウェーブ・ジェネレータ613,623に連結され、フレクスプライン611,621とサーキュラ・スプライン615,625のうちの一方がベース部材(固定部材)に固定され、他方が減速された回転出力部材となる。本実施形態においては、第1減速機610および第2減速機620は、いずれも、ウェーブ・ジェネレータ613,623が回転入力部材(第1入力軸612および第2入力軸622)に連結されている点は共通するが、第1減速機610においてはフレクスプライン611が固定部材402に固定され、サーキュラ・スプライン615が回転出力部材となって上記第1出力軸614に連結されている一方、第2減速機620においてはサーキュラ・スプライン625がベース部材としての第1出力軸614に一体的に連結され、フレクスプライン621が回転出力部材となって第2出力軸624に連結されている。しかも、本実施形態では、第2減速機620は、ベース部材として、たとえばハンド保持アーム400のケース401といった固定部材ではなく、駆動状態によっては回転することもある第1出力軸614を選択している点が特徴的である。
As is well known, the harmonic drive (registered trademark) has
上記磁性流体シールユニット600はまた、上記筒状ハウジング403と第1出力軸614との間に介装された磁性流体シール631、および第1出力軸614と第2出力軸624との間に介装された磁性流体シール632を含む。これにより、ハンド保持アーム400の先端部の上壁401aから同軸状の第1出力軸614および第2出力軸624を突出させながら、ハンド保持アーム400の内部空間S4に導入された大気圧は、トランスファ・チャンバTCの真空圧から遮断される。
The magnetic
図1および図2に戻って、上記第1出力軸614には、上記2つのハンド510,520のうちの下位に位置する第1ハンド510が取付けられ、上記第2出力軸624には、上記2つのハンド510,520のうちの上位に位置する第2ハンド520が取付けられる。
Returning to FIGS. 1 and 2, the
上記肘関節軸X2に沿って配置され、上端がハンド保持アーム400内に至る上記第1伝動軸321および第2伝動軸322の回転は、それぞれ、ベルト・プーリ伝動機構410,420を介して上記磁性流体シールユニット600における第1入力軸612および第2入力軸622に伝達される(図4)。ベルト・プーリ伝動機構410は、第1伝動軸321の上端部に取付けたプーリ411と、第1入力軸612に取付けたプーリ412と、これらプーリ411,412間に掛け回された無端ベルト413とによって構成され、ベルト・プーリ伝動機構420は、第2伝動軸322の上端部に取付けたプーリ421と、第2入力軸622に取付けたプーリ422と、これらプーリ421,422間に掛け回された無端ベルト423とによって構成される。これにより、支持アーム300内の2つのハンド用モータ311,312の回転出力は、それぞれ、第1伝動軸321および第2伝動軸322の回転を介して、第1入力軸612および第2入力軸622の回転として上記磁性流体シールユニット600に伝達され、第1入力軸612および第2入力軸622の回転は、上記第1減速機610および第2減速機620によって所定の回転角速度に減速された上で、上記第1ハンド510および第2ハンド520を上記手首軸X3周りに個別に回動させる(図4)。
The rotation of the
次に上記した第1実施形態に係るワーク搬送装置10の作動状態について説明する。
Next, the operation state of the
昇降用モータの作動により、支持ベース200が昇降させられ、これにより、第1ハンド510および第2ハンド520の上下位置を変更することができる。支持アーム用モータ220の作動により、支持アーム300を主旋回軸X1周りに旋回させることができる。ハンド保持アーム用モータ313の作動により、支持アーム300に対してハンド保持アーム400を肘関節軸X2周りに回動させることができる。2つのハンド用モータ311,312の作動により、2つのハンド510,520を手首関節軸X3周りに個別に回動させることができる。
The
ハンド保持アーム用モータ313の回転出力は、減速されることなくベルト・プーリ伝動機構330によってハンド保持アーム用減速機334に伝達され、このハンド保持アーム用減速機334の出力部の回転によってハンド保持アーム400を肘関節軸X2周りに回動させる。したがって、ベルト・プーリ伝動機構330における無端ベルト333は高速でプーリ331,332間を掛け回るため、当該無端ベルト331,332にはそれほど大きな張力が作用せず、無端ベルト331,332に伸びや弛みが生じるといったこともなくなり、その結果、ハンド保持アーム400の回動制御をより精密に行うことができるようになる。
The rotation output of the hand holding
第1ハンド510のためのハンド用モータ311の回転出力は、ベルト・プーリ伝動機構340およびベルト・プーリ伝動機構410によって磁性流体シールユニット600における第1減速機610の第1入力軸612に伝達され、この第1減速機610の第1出力軸614の回転によって第1ハンド510を手首軸X3周りに回動させる。したがって、ベルト・プーリ伝動機構340およびベルト・プーリ伝動機構410において各無端ベルト343,413は高速でプーリ341,342,411,412間を掛け回るため、当該無端ベルト343,413にはそれほど大きな張力が作用せず、無端ベルト343,413に伸びが生じるといったこともなくなり、その結果、第1ハンド510の回動制御をより精密に行うことができる。同様に、第2ハンド520のためのハンド用モータ312の回転出力は、ベルト・プーリ伝動機構350およびベルト・プーリ伝動機構420によって磁性流体シールユニット600における第2減速機620の第2入力軸622に伝達され、この第2減速機620の第2出力軸624の回転によって第2ハンド520を手首軸X3周りに回動させる。したがって、ベルト・プーリ伝動機構350およびベルト・プーリ伝動機構420において各無端ベルト353,423は高速でプーリ351,352,421,422間を掛け回るため、当該無端ベルト353,423にはそれほど大きな張力が作用せず、無端ベルト353,423に伸びが生じるといったこともなくなり、その結果、第2ハンド520の回動制御をより精密に行うことができる。
The rotation output of the
上記したように、磁性流体シールユニット600において、第1減速機610においてはフレクスプライン611が固定部材402に固定され、サーキュラ・スプライン615が回転出力部材となって上記第1出力軸614に連結されている一方、第2減速機620においてはサーキュラ・スプライン625がベース部材としての第1出力軸614に一体的に連結され、フレクスプライン621が回転出力部材となって第2出力軸624に連結されている。すなわち、本実施形態では、第2減速機620は、ベース部材として、たとえばハンド保持アーム400のケース401といった固定部材ではなく、駆動状態によっては回転することもある第1出力軸614を選択している。
As described above, in the magnetic
この構成において、第1ハンド510と第2ハンド520のうち、第2ハンド520のみを選択的に回動させる場合には、図4から理解できるように、第2ハンド520のための第2減速機620のサーキュラ・スプライン625が固定される第1出力軸614は回転しないので、第2入力軸622のみを回転させることによって、第2減速機620によって規定される所定の減速比によって、第2出力軸624ないし第2ハンド520を所望の角速度で回動させることができる。
In this configuration, when only the
一方、第1ハンド510と第2ハンド520のうち、第1ハンド510のみを選択的に回転させる場合には、図4から理解できるように、第1入力軸612が回転すれば、第2ハンド520のための第2減速機620のサーキュラ・スプライン625が固定される第1出力軸614も回転するので、これにより第2入力軸622もサーキュラ・スプライン625に対して相対的に回転することとなり、その結果、第2出力軸624も回転してしまう。したがって、かかる状態を解消するために、第1入力軸612を回転させることによって生じる第2減速機620におけるサーキュラ・スプライン625と第2入力軸622の相対回転が生じないように、第2入力軸622を所定方向に回転させる制御を行えばよい。
On the other hand, when only the
上記のように、本実施形態における磁性流体シールユニット600に組み込まれた第1減速機610および第2減速機620は、第2減速機620のサーキュラ・スプライン625を、ハンド保持アーム400ないしこれと一体的な固定部材ではなく、第1減速機610の第1出力軸614に固定しているので、それだけ、上下に積み重なる第1減速機610と第2減速機620の上下方向合計高さ寸法を節約することができ、また、第2減速機620を第1減速機610で減速される第1出力軸614の内部に配置することができる。したがって、ワーク搬送装置10のハンド保持アーム400の先端部に2つの減速機610,620が配置されるにもかかわらず、これらの減速機610,620ないしこれを含む磁性流体シールユニット600の特に上下方向寸法のコンパクト化および軽量化を図ることができる。
As described above, the
上記したように、ハーモニックドライブ(登録商標)は、ウェーブ・ジェネレータ613と、フレクスプライン611,621と、サーキュラ・スプライン615,625とを主構成要素として有しており、回転入力部材がウェーブ・ジェネレータ613,623に連結され、フレクスプライン611,621とサーキュラ・スプライン615,625のうちの一方がベース部材(固定部材)に固定され、他方が減速された回転出力部材となる。上記した第1実施形態の同軸状2軸の減速機構600Aにおいては、第1減速機610についてはフレクスプライン611が固定部材402に固定され、サーキュラ・スプライン615が回転出力部材となって上記第1出力614軸に連結されている一方、第2減速機620においてはサーキュラ・スプライン625がベース部材としての第1出力軸614に一体的に連結され、フレクスプライン621が回転出力部材となって第2出力軸624に連結されているが、これを次のように変更することも可能である。
As described above, the harmonic drive (registered trademark) has the
図5は、磁性流体シールユニット600に含まれる同軸状2軸の減速機構600Bについて、第2実施形態を示す。同図において、図4に示した第1実施形態の構成と同一または類似の部材または部分には、同一の符号を付してある。この第2実施形態では、第1減速機610において、サーキュラ・スプライン615が固定部材402に固定され、プレクスプライン611が回転出力部材となって第1出力軸614に連結されている一方、第2減速機620においてはサーキュラ・スプライン625がベース部材としての第1出力軸614に一体的に連結され、フレクスプライン621が回転出力部材となって第2出力軸624に連結されている。このような構成によっても、第1実施形態について上述したのと同様もしくは近似の作動状態を得ることができる。
FIG. 5 shows a second embodiment of a coaxial
図6は、磁性流体シールユニット600に含まれる同軸状2軸の減速機構600Cについて、第3実施形態を示す。同図において、図4に示した第1実施形態の構成と同一または類似の部材または部分には、同一の符号を付してある。この第3実施形態では、第1減速機610において、サーキュラ・スプライン615が固定部材402に固定され、プレクスプライン611が回転出力部材となって第1出力軸614に連結されている一方、第2減速機620においてはフレクスプライン621がベース部材としての第1出力軸614に一体的に連結され、サーキュラ・スプライン625が回転出力部材となって第2出力軸624に連結されている。このような構成によっても、第1実施形態について上述したのと同様もしくは近似の作動状態を得ることができる。
FIG. 6 shows a third embodiment of a coaxial
図7は、磁性流体シールユニットに含まれる同軸状2軸の減速機構600Dについて、第4実施形態を示す。同図において、図4に示した第1実施形態の構成と同一または類似の部材または部分には、同一の符号を付してある。この第4実施形態では、第1減速機610において、フレクスプライン611が固定部材402に固定され、サーキュラ・スプライン615が回転出力部材となって第1出力軸614に連結されている一方、第2減速機620においてはフレクスプライ621ンがベース部材としての第1出力軸614に一体的に連結され、サーキュラ・スプライン625が回転出力部材となって第2出力軸624に連結されている。このような構成によっても、第1実施形態について上述したのと同様もしくは近似の作動状態を得ることができる。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of a coaxial
もちろん、この発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内でのあらゆる設計変更は、すべて本発明の範囲に含まれる。 Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all design changes within the scope of the claims are all included in the scope of the present invention.
たとえば、各実施形態では、第1減速機610および第2減速機620をいずれもハーモニックドライブ(登録商標)としたが、減速機の形態はこれに限定されず、たとえば、遊星歯車機構を用いたものを採用することができる。
For example, in each embodiment, the
各実施形態では、シール機構を磁性流体シールとしているが、真空圧を遮断して内部の大気圧を維持できる軸用シール機構であれば、いずれの軸用シール機構を採用してもよい。 In each embodiment, the seal mechanism is a magnetic fluid seal, but any shaft seal mechanism may be employed as long as it is a shaft seal mechanism that can block the vacuum pressure and maintain the internal atmospheric pressure.
また、ワーク搬送装置の構成も、実施形態に限定されない。実施形態では、支持アームおよびハンド保持アームをいずれも1つとしているが、支持アームとして、複数の支持アームを内部の気密性を保持しつつ回動可能に連結したものとし、ハンド保持アームとしても、複数のハンド保持アームを内部の気密性を保持しつつ回動可能に連結したものとしてもよい。 Moreover, the structure of a workpiece conveyance apparatus is not limited to embodiment. In the embodiment, both the support arm and the hand holding arm are provided as one. However, as the support arm, a plurality of support arms are connected so as to be rotatable while maintaining the internal airtightness. A plurality of hand holding arms may be connected so as to be rotatable while maintaining the airtightness inside.
さらに、実施形態は、2つのハンド510,520をハンド保持アーム400に保持しているが、3つまたはそれ以上のハンドを保持した構成を採用することもできる。
Furthermore, although the embodiment holds the two
X1 主旋回軸
X2 肘関節軸
X3 手首関節軸
10 ワーク搬送装置
100 固定ベース
200 支持ベース
220 支持アーム用モータ
300 支持アーム
400 ハンド保持アーム
401 ケース(ハンド保持アームの)
402 固定部材
410 ベルト・プーリ伝動機構(第1ベルト・プーリ伝動機構)
412 プーリ(第1最終プーリ)
413 無端ベルト
420 ベルト・プーリ伝動機構(第2ベルト・プーリ伝動機構)
422 プーリ(第2最終プーリ)
423 無端ベルト
510 ハンド(第1ハンド)
520 ハンド(第2ハンド)
600 磁性流体シールユニット
600A 同軸状2軸の減速機構
610 第1減速機
611 フレクスプライン(第1固定部)
612 第1入力軸
613 ウェーブ・ジェネレータ(第1入力部)
614 第1出力軸
615 サーキュラ・スプライン(第1出力部)
620 第2減速機
621 フレクスプライン(第2出力部)
622 第2入力軸
623 ウェーブ・ジェネレータ(第2入力部)
624 第2出力軸
625 サーキュラ・スプライン(第2固定部)
631 磁性流体シール
632 磁性流体シール
X1 Main pivot axis X2 Elbow joint axis X3 Wrist
402
412 pulley (first final pulley)
413
422 pulley (second final pulley)
423
520 hand (second hand)
600 Magnetic
612
614
620
622
624
631
Claims (7)
支持部材に対して回転可能に支持された中空状の第1入力軸と、
上記第1入力軸と同一軸線をもち、上記第1入力軸の内部で上記第1入力軸に対して相対回転可能な第2入力軸と、
上記支持部材に対して上記第1入力軸と同一軸線をもって回転可能に支持された中空状の第1出力軸と、上記第1入力軸と同一軸線をもち、上記第1出力軸の内部で上記第1出力軸に対して相対回転可能な第2出力軸と、
上記第1入力軸と上記第1出力軸との間に介在させられる第1減速機と、
上記第2入力軸と上記第2出力軸との間に介在させられる第2減速機と、
を備え、
上記第1減速機は、第1固定部と、当該第1固定部に対して相対回転可能な第1入力部と、当該第1入力部の回転に対して所定の減速比で回転する第1出力部と、を含み、
上記第2減速機は、第2固定部と、当該第2固定部に対して相対回転可能な第2入力部と、当該第2入力部の回転に対して所定の減速比で回転する第2出力部と、を含み、
上記第1減速機において、上記第1固定部は上記支持部材に固定され、上記第1入力部は上記第1入力軸に連結され、上記第1出力部は上記第1出力軸に連結されており、
上記第2減速機において、上記第2固定部は上記第1出力軸に固定され、上記第2入力部は上記第2入力軸に連結され、上記第2出力部は上記第2出力軸に連結されている、同軸状2軸の減速機構を含み、
上記少なくとも2つのハンドのうちの2つのハンドは、上記同軸状2軸の減速機構の上記第1出力軸および上記第2出力軸の回転によって駆動させられることを特徴とする、ワーク搬送装置。 A support base, a support arm coupled to the support base so as to be pivotable about a main pivot axis, a hand holding arm coupled to the support arm so as to be pivotable about an elbow joint axis, and the hand A workpiece transfer device comprising: at least two hands rotatably connected to a holding arm around a wrist joint axis;
A hollow first input shaft rotatably supported with respect to the support member;
A second input shaft having the same axis as the first input shaft and capable of rotating relative to the first input shaft within the first input shaft;
A hollow first output shaft that is rotatably supported on the support member with the same axis as the first input shaft, and has the same axis as the first input shaft. A second output shaft rotatable relative to the first output shaft;
A first speed reducer interposed between the first input shaft and the first output shaft;
A second speed reducer interposed between the second input shaft and the second output shaft;
With
The first speed reducer includes a first fixed portion, a first input portion that can rotate relative to the first fixed portion, and a first rotation that rotates at a predetermined reduction ratio with respect to the rotation of the first input portion. An output unit,
The second speed reducer includes a second fixed portion, a second input portion that can rotate relative to the second fixed portion, and a second rotation that rotates at a predetermined reduction ratio with respect to the rotation of the second input portion. An output unit,
In the first speed reducer, the first fixing portion is fixed to the support member, the first input portion is connected to the first input shaft, and the first output portion is connected to the first output shaft. And
In the second speed reducer, the second fixed portion is fixed to the first output shaft, the second input portion is connected to the second input shaft, and the second output portion is connected to the second output shaft. is comprises a reduction mechanism of the axial 2-axis,
Two of the at least two hands are driven by the rotation of the first output shaft and the second output shaft of the coaxial two-axis reduction mechanism .
上記第1減速機において、上記第1固定部は上記フレクスプラインであり、上記第1入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第1出力部は上記サーキュラ・スプラインであり、
上記第2減速機において、上記第2固定部は上記フレクスプラインであり、上記第2入力部は上記ウェーブ・ジェネレータであり、上記第2出力部は上記サーキュラ・スプラインである、請求項1に記載のワーク搬送装置。 The first reducer and the second reducer are harmonic drives (registered trademark) each including a wave generator, a flex spline, and a circular spline.
In the first speed reducer, the first fixed portion is the flexspline, the first input portion is the wave generator, the first output portion is the circular spline,
The said 2nd reduction device WHEREIN: The said 2nd fixing | fixed part is the said flexspline, the said 2nd input part is the said wave generator, The said 2nd output part is the said circular spline. Work transfer device .
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