JP6760560B2 - 搬送ロボット - Google Patents

Description

本発明は、基板などのワークを搬送する搬送ロボットに関する。

液晶表示パネルの製造等の分野において、ガラス基板等の薄板状のワークを搬送する際に、搬送ロボットが用いられている。搬送ロボットは、例えば液晶パネルの製造工程において、各処理室（プロセスチャンバ）へのワークの搬入あるいは搬出用のロボットとして多用されている。

搬送ロボットのうち、水平直線状の移動経路に沿ってハンドを移動させるスライド式の機構（直線移動機構）をもつものが知られている。このようなハンドを水平直線状に移動させる搬送ロボットは、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載された搬送ロボットは、ガイド体（支持部）に支持された直線状に延びる一対のガイドレール上に移動部を配置し、この移動部をベルト駆動機構により駆動させるように構成されている。ガイド体は、昇降可能かつ旋回可能とされている。この直線移動機構においては、移動部は、ベルト駆動機構からの駆動力を受けて、ガイド体に支持されたガイドレール上を直線移動する。移動部には、ワークを載置するためのハンドが設けられている。ハンドには該ハンド上のワークを検出する検出センサが設けられている。

検出センサと制御部とを接続する配線はガイド体側の配線と移動部側の配線とに分離されており、ハンドがガイド体に対して進出してワークを受け渡す受け渡し位置にあるときと、後退してガイド体が旋回するときの原点位置にあるときに、接続するように構成されている。したがって、ハンドが受け渡し位置にあるときと、原点位置にあるときに、ワークの有無を検出することができる。

特開２０１４−６５０９２号公報

しかしながら、ハンドが受け渡し位置または原点位置にあるとき以外は、ワークの有無を検出できないという問題があった。また、各位置で配線が接続されるとき、各配線の端子同士が接触することでパーティクルが発生するという問題があった。一方、検出センサと制御部とを配線で常に接続した状態にすると、配線が内挿されるケーブルベア（登録商標）の摺動部においてパーティクルが発生したり、あるいは摺動部が損傷するといった不都合が生じうる。また、ケーブルベア（登録商標）が搬送ロボットの旋回動作等に制約をきたす虞れもある。さらに、配線自体も、屈曲状態が繰り返し変化することにより、損傷や断線等の不都合をきたす虞れがある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、支持部と移動部とを配線で接続する必要がない搬送ロボットを提供することを目的とする。

本発明の第１の側面によって提供される搬送ロボットは、支持部と、前記支持部に対して所定の移動経路上を移動可能に支持されており、ワークを載置するためのハンドを有する移動部とを備えており、前記支持部は、前記移動経路に沿って延び、前記移動経路に対して直交する方向の磁束を発生させる磁石部を備え、前記移動部は、前記磁束に鎖交するように配置されたコイルを備え、前記磁石部が発生させる磁束は、前記移動経路に沿う方向の位置によって変化することを特徴とする。この構成によると、移動部が移動経路に沿って移動することで、コイルに鎖交する磁束が変化する。したがって、コイルには電磁誘導による誘導電流が流れる。これにより、支持部と移動部とを配線で接続していなくても、移動部に配置される電力負荷に電力を供給することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記移動部は、前記コイルに流れる電流を整流する整流回路と、前記整流回路から出力される直流電力を蓄積する蓄電手段とをさらに備えている。この構成によると、コイルが出力する交流電力は、整流回路によって直流電力に変換され、蓄電手段に充電される。したがって、移動部が停止していて発電されない期間にも、蓄電手段に充電された電力を供給することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記磁石部は、複数の永久磁石を備えており、前記各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが前記移動経路に直交する方向を向くようにして、前記移動経路に沿う方向に並べて配置されている。この構成によると、移動経路に対して直交する方向の磁束を発生させ、当該磁束を移動経路に沿う方向の位置によって変化するようにできる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記各永久磁石は、隣接する永久磁石とはＮ極とＳ極とが互いに反対側になるように配置されている。この構成によると、移動部が移動経路に沿って移動したときの、コイル面に鎖交する磁束の変化が大きくなる。これにより、電磁誘導による誘導起電力を大きくすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが水平方向を向くようにして配置されている。この構成によると、水平方向の磁束を発生させることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが鉛直方向を向くようにして配置されている。この構成によると、鉛直方向の磁束を発生させることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持部は水平直線状のガイドレールを備えており、前記移動部は、前記ガイドレールに支持されて移動する。この構成によると、移動部を水平直線状の移動経路に沿って移動させることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、複数のアームをさらに備えており、前記移動部は、前記複数のアームが連動してそれぞれ回動することで、水平直線状に移動する。この構成によると、移動部を水平直線状の移動経路に沿って移動させることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記移動部は、前記支持部に対して回動可能に設けられている。この構成によると、移動部を水平円弧状の移動経路に沿って移動させることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記移動部は、電力負荷を備えており、前記電力負荷は、前記コイルから出力される電力によって駆動される。この構成によると、支持部と移動部とを配線で接続していなくても、電力負荷に電力を供給することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力負荷は、ワークを検出する検出センサと、前記検出センサによる検出結果を送信する通信部である。この構成によると、支持部と移動部とを配線で接続していなくても、検出センサによってワークを検出することができ、通信部によって検出結果を送信することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力負荷は、ワークを把持する把持機構である。この構成によると、支持部と移動部とを配線で接続していなくても、把持機構によってワークを把持することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記移動部を複数備えている。この構成によると、移動部が１つの場合より作業効率を向上することができる。

本発明によると、移動部が移動経路に沿って移動することで、コイルに鎖交する磁束が変化する。したがって、コイルには電磁誘導による誘導電流が流れる。これにより、支持部と移動部とを配線で接続していなくても、移動部に配置される電力負荷に電力を供給することができる。

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。

第１実施形態に係る搬送ロボットの全体を示す斜視図である。 第１実施形態に係る搬送ロボットの平面図である。 第１実施形態に係る搬送ロボットの側面図である。 第１実施形態に係る搬送ロボットにおける電力の供給を説明するための図であり、当該搬送ロボットの概略を単純化して示す斜視図である。 磁石部とコイルとの位置関係を示す図である。 第１実施形態に係るコイルの変形例である。 第１実施形態に係る移動部の他の実施例を示す平面図である。 第２実施形態に係る搬送ロボットの概略を単純化して示した図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は他の実施例を示す平面図である。 第３実施形態に係る搬送ロボットの概略を単純化して示した図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。 第４実施形態に係る搬送ロボットの概略を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 第５実施形態に係る搬送ロボットの概略を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 第６実施形態に係る搬送ロボットの概略を示しており、（ａ）は一部を省略した平面図であり、（ｂ）は側面図である。 第７実施形態に係る搬送ロボットの概略を示しており、（ａ）は一部を省略した平面図であり、（ｂ）は側面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、第１実施形態に係る搬送ロボットＡ１を示している。図１は、搬送ロボットＡ１の全体を示す斜視図である。図２は、搬送ロボットＡ１の平面図である。図３は、搬送ロボットＡ１の側面図である。なお、図３においては、移動部５Ａの位置が、図１および図２とは異なっている。

搬送ロボットＡ１は、例えば液晶表示パネル用のガラス基板等といった薄板状のワークＷを搬送するためのロボットである。本実施形態においては、搬送ロボットＡ１は、真空環境下でワークＷの搬送を行う真空ロボットである。また、搬送ロボットＡ１は、２つのハンドを備えている。図１〜図３に示すように、搬送ロボットＡ１は、固定部１、旋回部２、ガイド体３、および、移動部５Ａ，５Ｂを備えている。図１〜図３において、移動部５Ａ，５Ｂが移動する方向であるｘ方向、水平面内でｘ方向と直交する方向であるｙ方向、および、鉛直方向であるｚ方向で表されるローカル座標系に基づいて説明を行う（以下の図においても同様）。当該ローカル座標系は、旋回部２を基準に設定されており、旋回部２の旋回に応じてｘ方向およびｙ方向が回転し、旋回部２の昇降に応じてz方向に平行移動する。

固定部１は、床面に固定されており、旋回部２を昇降移動可能に、かつ、旋回可能に支持している。なお、固定部１は、ｘ方向およびｙ方向によって規定されるｘｙ平面に平行に移動可能であってもよい。本実施形態においては、固定部１は、有底円筒形状のアルミニウム製であり、上端部にはフランジ部が設けられている。なお、固定部１の形状、寸法、材質は限定されない。

旋回部２は、中空の円柱形状のアルミニウム製であり、固定部１の内部に配置されている。なお、旋回部２の形状、寸法、材質は限定されない。旋回部２は、固定部１の開口部から突出するようにして、昇降移動可能に設けられている。また、旋回部２は、固定部１に対して、ｚ方向に延びる旋回軸Ｏｓ周りに旋回可能に設けられている。旋回部２を昇降移動させるための駆動機構および旋回部２を旋回させるための駆動機構については、図示および説明を省略する。旋回部２は、旋回することでガイド体３の向きを変更して、移動部５Ａ，５Ｂの移動する方向を変更する。また、旋回部２は、昇降移動することで、ガイド体３の鉛直方向の位置を変更する。

ガイド体３は、アルミニウム製の平面視長矩形状の箱状とされている。なお、ガイド体３の形状、寸法、材質は限定されない。図示しないが、ガイド体３の内部には、移動部５Ａ，５Ｂを各別に支持するための一対ずつのガイドレール、および、移動部５Ａ，５Ｂをそれぞれ駆動するためのモータやベルトなどを有する各駆動機構が設けられている。また、ガイド体３は、旋回部２に固定されており、旋回部２が旋回することで、これにともなって旋回する。また、旋回部２が昇降移動することで、これにともなって昇降移動する。本実施形態においては、ガイド体３が、本発明の「支持部」に相当する。

移動部５Ａ，５Ｂは、ガイド体３に対して、ｘ方向に延びる水平直線状の移動経路ＧＬに沿ってスライド可能に設けられている。移動部５Ａは、その下部に形成された一対の支持アーム（図示なし）を備えている。当該支持アームは、ガイド体３の上面に形成されたスリット３１（図１参照）を貫通しており、ガイド体３の内部に設けられた一方の一対のガイドレールに支持されるとともに、一方の駆動機構のベルトに連結されている。これにより、移動部５Ａは、当該ガイドレールに沿って移動する。移動部５Ｂは、移動部５Ａの側方を迂回するように形成された一対の支持アーム５１を備えている。当該支持アーム５１は、ガイド体３の側面に形成されたスリット３２（図３参照）を貫通しており、ガイド体３の内部に設けられた他方の一対のガイドレールに支持されるとともに、他方の駆動機構のベルトに連結されている。これにより、移動部５Ｂは、当該ガイドレールに沿って移動する。したがって、移動部５Ａおよび移動部５Ｂは、互いに独立に、また、互いに接触することなく、移動することができる。

移動部５Ａには、ガイド体３の長手方向（ｘ方向）に延びるのハンド５３ａが、一体的に設けられている。移動部５Ｂにも同様に、ハンド５３ｂが、一体的に設けられている。これらハンド５３ａ，５３ｂは、薄板状のワークＷを水平姿勢で載置するためのものであり、それぞれ２本のホーク状の保持片からなる。本実施形態においては、移動部５Ａ，５Ｂは、アルミニウム製である。なお、移動部５Ａ，５Ｂの形状、寸法、材質は限定されない。

ハンド５３ａ，５３ｂの上面には、当該ハンド５３ａ，５３ｂ上のワークＷを検出するための検出センサ５４（図２参照）が設けられている。本実施形態においては、図２に表れているように、検出センサ５４は、ハンド５３ａ（５３ｂ）を構成する２本の保持片の各々において、基端側に１個、先端側に１個設けられている。すなわち、本実施形態では、ハンド５３ａ，５３ｂには検出センサ５４が４個ずつ設けられている。

本実施形態において、検出センサ５４は、ハンド５３ａ（５３ｂ）上にワークＷが載置されていることを検出可能なセンサである。検出センサ５４は、たとえば上方に付勢されたレバー式のスイッチ部を有し、ワークＷが載置されていないときにはスイッチ部が開く一方、ワークＷが載置されると当該ワークＷの荷重により当該スイッチ部が閉じるように構成されている。なお、検出センサ５４としては、ハンド５３ａ，５３ｂ上の所定位置にワークＷが載置されていることを検出可能であれば、他の構成のものを採用してもよい。例えば、反射型のフォトセンサなどであってもよい。検出センサ５４によるワークＷの検出信号は、図示しない通信部から図示しない制御装置に、無線通信により送信される。検出センサ５４および通信部に電力を供給するための構成については後述する。

図１および図２においては、移動部５Ａ（ハンド５３ａ）が、ガイド体３に対して進出した位置であり、ワークＷの受け渡しが可能な受け渡し位置にある状態を示している。一方、図３においては、移動部５Ａ（ハンド５３ａ）が固定部１の上方にある所定の位置（原点位置）にある状態を示している。移動部５Ａ，５Ｂは、動作をしていないときや、旋回部２が旋回を行うとき、原点位置に位置するように制御される。移動部５Ａ，５Ｂは、原点位置と受け渡し位置との間で、高速に往復直線移動を行い、原点位置と受け渡し位置とで停止した状態となる。なお、図１〜図３において、移動部５Ｂ（ハンド５３ｂ）は、原点位置に位置している。

搬送ロボットＡ１は、旋回部２を旋回させることで移動部５Ａ（ハンド５３ａ）および移動部５Ｂ（ハンド５３ｂ）の移動する方向（ｘ方向）を変更し、旋回部２を昇降移動させることで移動部５Ａ（ハンド５３ａ）および移動部５Ｂ（ハンド５３ｂ）の鉛直方向の位置を変更し、移動部５Ａ（ハンド５３ａ）および移動部５Ｂ（ハンド５３ｂ）をｘ方向に移動させる。搬送ロボットＡ１は、これらの各動作によって、プロセスチャンバへのワークの搬入およびプロセスチャンバからのワークの搬出を行う。

次に、搬送ロボットＡ１における、検出センサ５４および通信部への電力の供給について説明する。

搬送ロボットＡ１は、ガイド体３に磁石を配置し、移動部５Ａ，５Ｂに発電用のコイルを設けて、移動部５Ａ，５Ｂがガイド体３に対してスライド移動することで、電磁誘導により電力を発生させる。発生した電力は蓄電手段に充電され、検出センサ５４および通信部へ供給される。

図４および図５は、搬送ロボットＡ１における電力の供給を説明するための図である。図４は、搬送ロボットＡ１の概略を単純化して示す斜視図である。図４においては、移動部５Ａ、５Ｂを直方体形状に簡略化しており、移動部５Ａ、５Ｂのｚ方向の位置も無視して記載している（図５、図８、図９においても同様）。また、ガイド体３を、一部を切り取った状態で示している。図５は、磁石部３３とコイル５５ａ，５５ｂとの位置関係を示す図であり、（ａ）はｚ方向から見たものであり、（ｂ）はｙ方向からみたものである。

ガイド体３は、磁石部３３を備えている。磁石部３３は、複数の永久磁石が配置されたものであり、ｘ方向に延びる直方体形状をなしている。図５に示すように、各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とがｙ方向を向くようにして並列に、ｘ方向に多数配置されている。また、各永久磁石は、隣接する永久磁石とはＮ極とＳ極とが互いに反対側になるように配置されている。本実施形態においては、各永久磁石をｘ方向に間隔を空けて配置しているが、間隔を空けずに接触させて配置しても構わない。図４に示すように、磁石部３３は、ガイド体３の内部に固定されている。磁石部３３は、ｙ方向に直交する面である磁束発生面３３ａ，３３ｂを備えている。磁束発生面３３ａ，３３ｂは、ｙ方向の磁束を発生させる面である。本実施形態においては、図４における手前側の面を磁束発生面３３ａとし、磁束発生面３３ａの反対側の面を磁束発生面３３ｂとしている。図５（ａ）の磁力線（破線矢印参照）で示すように、磁束発生面３３ａ，３３ｂにおいては、ｘ方向に沿って、磁束の方向が交互に入れ替わっている。

移動部５Ａは、コイル５５ａ、直流電源回路５６、蓄電手段５７、通信部５８、制御部５９、および、検出センサ５４を備えている。直流電源回路５６、蓄電手段５７、通信部５８および制御部５９は、移動部５Ａの内部に配置されている。

コイル５５ａは、移動部５Ａの下方に、コイル面が磁束発生面３３ａに対向するように配置されている。コイル５５ａは、移動部５Ａの移動にともなってｘ方向に移動する（図５に示す実線矢印参照）。当該移動により、コイル面に鎖交する磁束が変化するので、電磁誘導によって、コイル５５ａには誘導電流が流れ、コイル５５ａの端子間には誘導起電力が発生する。磁束発生面３３ａの磁束はｘ方向に沿って方向が交互に入れ替わるので、コイル５５ａに鎖交する磁束およびその方向が変化し、コイル５５ａは、交流電力を出力する。

本実施形態においては、コイル５５ａは、巻き線が複数巻回された円筒形状のコイル（コイル面に直交する方向に積み上げるように巻き線が巻かれているコイル、いわゆるソレノイドコイル）である。なお、コイル５５ａの形状および巻き数は限定されない。例えば、巻き数が１のコイルであってもよい。また、例えば、図６（ａ）に示すように、円形の渦巻き状のコイル（コイル面と同じ面上で巻き線が巻かれているコイル）としてもよい。この場合、コイル５５ａの厚さ（ｙ方向の寸法）を大きくすることなく、コイル５５ａの誘導起電力を大きくすることができる。また、図６（ｂ）に示すように、矩形の筒形状のコイルとしてもよいし、図６（ｃ）に示すように、矩形の渦巻き状のコイルとしてもよい。

直流電源回路５６は、コイル５５ａから入力される交流電力を直流電力に変換して、蓄電手段５７に出力する。直流電源回路５６は、図示しない整流回路、平滑回路、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を備えている。整流回路は、例えば、４つのダイオードをブリッジ接続した全波整流回路であり、入力される交流電圧を整流し、直流電圧として、平滑回路に出力する。平滑回路は、整流回路から入力される直流電圧を平滑して、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、平滑回路から入力される直流電圧を所定の電圧に変換して、蓄電手段５７に出力する。なお、直流電源回路５６の構成は限定されず、交流電力を直流電力に変換するものであればよい。本実施形態においては、直流電源回路５６が、本発明の「整流回路」に相当する。

蓄電手段５７は、直流電源回路５６から入力される直流電力を蓄積するものであり、本実施形態ではキャパシタである。なお、リチウムイオン電池などの二次電池としてもよい。蓄電手段５７は、移動部５Ａの移動により発電された電力を充電する。これにより、移動部５Ａが停止していて発電されない期間にも、検出センサ５４などに電力を供給することができる。蓄電手段５７は、通信部５８、制御部５９および検出センサ５４に電力を供給する。

検出センサ５４は、ワークＷの有無を検出し、検出信号を制御部５９に出力する、制御部５９は、検出センサ５４から入力される検出信号を、通信部５８に出力して、通信部５８に送信させる。通信部５８は、無線通信によって、制御装置８に検出信号を送信する。

制御装置８は、搬送ロボットＡ１の制御を行うものであり、予め設定されたプログラムと、入力される各種信号に基づいて、搬送ロボットＡ１の各部を動作させる。通信部５８から送信されて、通信部８１によって受信された検出信号は、制御部８２に入力されて、制御に用いられる。制御装置８は、固定部１に内蔵されていてもよいし、固定部１にケーブルで接続されていてもよい。また、通信部８１は、ガイド体３に内蔵されて、制御装置８にケーブルで接続されていてもよい。

移動部５Ｂは、コイル５５ｂ、直流電源回路５６、蓄電手段５７、通信部５８、制御部５９、および、検出センサ５４を備えている。図４においては記載を省略しているが、直流電源回路５６、蓄電手段５７、通信部５８および制御部５９は、移動部５Ｂの内部に配置されている。

コイル５５ｂは、移動部５Ｂの下方に、コイル面が磁束発生面３３ｂに対向するように配置されている。つまり、コイル５５ｂは、磁石部３３を挟んで、コイル５５ａとは反対側に配置されている。なお、コイル５５ｂもコイル面が磁束発生面３３ａに対向するように、すなわち、コイル５５ａと同じ側に配置するようにしてもよい。この場合、移動部５Ａ，５Ｂの移動によって、コイル５５ａとコイル５５ｂとが接触しないように配置する必要がある。コイル５５ｂは、移動部５Ｂの移動にともなってｘ方向に移動する（図５に示す実線矢印参照）。当該移動により、コイル面に鎖交する磁束が変化するので、電磁誘導によって、コイル５５ｂには誘導電流が流れ、コイル５５ｂの端子間には誘導起電力が発生する。磁束発生面３３ｂの磁束はｘ方向に沿って方向が交互に入れ替わるので、コイル５５ｂに鎖交する磁束およびその方向が変化し、コイル５５ｂは、交流電力を出力する。コイル５５ｂは、コイル５５ａと同様、巻き線が複数巻回された円筒形状のコイルである。

移動部５Ｂの直流電源回路５６、蓄電手段５７、通信部５８、制御部５９、および、検出センサ５４は、移動部５Ａのものと同様である。

次に、本実施形態に係る搬送ロボットＡ１の作用および効果について説明する。

本実施形態によると、移動部５Ａ（５Ｂ）が移動経路ＧＬに沿って移動することで、コイル５５ａ（５５ｂ）のコイル面に鎖交する磁束が変化する。これにより、コイル５５ａ（５５ｂ）には電磁誘導による誘導電流が流れ、コイル５５ａ（５５ｂ）は交流電力を出力することができる。したがって、ガイド体３と移動部５Ａ（５Ｂ）とを配線で接続していなくても、移動部５Ａ（５Ｂ）に配置される検出センサ５４などに電力を供給することができる。よって、ガイド体３と移動部５Ａ（５Ｂ）とを配線で接続することによる不都合を解消することができる。

また、本実施形態によると、コイル５５ａ（５５ｂ）が出力する交流電力は、直流電源回路５６によって直流電力に変換され、蓄電手段５７に充電される。したがって、移動部５Ａ（５Ｂ）が停止していて発電されない期間にも、検出センサ５４などに電力を供給することができる。

本実施形態によると、磁石部３３が備える各永久磁石は、隣接する永久磁石とはＮ極とＳ極とが互いに反対側になるように配置されている。したがって、移動部５Ａ（５Ｂ）が移動経路ＧＬに沿って移動したときの、コイル５５ａ（５５ｂ）のコイル面に鎖交する磁束の変化が大きくなる。これにより、電磁誘導による誘導起電力を大きくすることができる。

本実施形態によると、２つの移動部５Ａ（５Ｂ）を備えている。したがって、移動部が１つの場合より作業効率を向上することができる。

なお、上記第１実施形態においては、磁石部３３の磁束発生面３３ａ（３３ｂ）の磁束の向きがｘ方向の位置によって変化する場合について説明したが、これに限られない。例えば、磁石部３３が備える各永久磁石のＮ極とＳ極とが同じ向きになるように配置して、磁束の向きが変化しない（常に同じ向きである）ようにしてもよい。この場合でも、各永久磁石の間隔を空けていれば、移動部５Ａ（５Ｂ）の移動によって、コイル５５ａ（５５ｂ）のコイル面に鎖交する磁束が変化するので、コイル５５ａ（５５ｂ）は交流電力を出力することができる。

上記第１実施形態においては、磁石部３３が備える磁石が永久磁石である場合について説明したが、これに限られない。磁石部３３が備える磁石は、例えば電磁石であってもよい。この場合、移動部５Ａ（５Ｂ）が移動するときだけ、磁束を発生させればよい。

上記第１実施形態においては、２つの移動部５Ａ，５Ｂを備えている場合について説明したが、これに限られない。移動部は１つだけであってもよいし、３つ以上備えていてもよい。多い方が、作業効率を向上することができる。一方、少ない方が、構造を簡単にすることができる。

上記第１実施形態においては、ハンド５３ａ（５３ｂ）に検出センサ５４を設ける場合について説明したが、これに限られない。その他の電力負荷を設けるようにしてもよい。例えば、ハンド５３ａ（５３ｂ）に把持機構を備えるようにしてもよい。

図７は、把持機構を説明するための図であり、移動部５Ａを示す平面図である。図７に示すように、把持機構は、係止部５２ａ、当接部５２ｂ、および、図示しない駆動機構を備えている。係止部５２ａは、ハンド５３ａの上面の先端部（移動部５Ａの移動方向（ｘ方向）前方側）に、固定されており、ワークＷの縁（移動部５Ａの移動方向前方側の縁）を係止する。本実施形態においては、係止部５２ａは各ハンド５３ａに１つずつ設けられている。当接部５２ｂは、ハンド５３ａの上面の基端部（移動部５Ａの移動方向後方側）に、ｘ方向に移動可能に設けられている。当接部５２ｂは、駆動機構によって、ワークＷ側に移動させられて、ワークＷの縁（係止部５２ａによって係止させられている縁とは反対側の縁）に当接する。本実施形態においては、当接部５２ｂは各ハンド５３ａに１つずつ設けられている。駆動機構は当接部５２ｂを移動させるものである。当接部５２ｂは、駆動機構がオフのとき、バネなどによって、移動部５Ａの移動方向後方側に移動させられている（図７の破線で示す当接部５２ｂ参照）。そして、当接部５２ｂは、駆動機構がオンになると、移動部５Ａの移動方向前方側に移動させられて、ワークＷの縁に当接して、係止部５２ａとの間でワークＷを把持する（図７の実線で示す当接部５２ｂ参照）。なお、係止部５２ａおよび当接部５２ｂの数、形状および配置場所は限定されない。また、把持機構は、他の構成であってもよい。例えば、静電チャックなどであってもよい。

この場合でも、ガイド体３と移動部５Ａとを配線で接続していなくても、蓄電手段５７から把持機構（駆動機構）に電力を供給することができる。

上記第１実施形態においては、蓄電手段５７を備えている場合について説明したが、これに限られない。例えば、移動部５Ａ（５Ｂ）が移動するときにのみワークＷを把持すればよいのであれば、移動部５Ａ（５Ｂ）が停止している間は電力を供給する必要がない。したがって、この場合は、蓄電手段５７を備えていなくてもよい。ただし、移動部５Ａ（５Ｂ）が停止している間も電力を供給する必要があるのであれば、蓄電手段５７を備える必要がある。

上記第１実施形態においては、磁石部３３のｙ方向に直交する面が磁束発生面３３ａ，３３ｂである場合について説明したが、これに限られない。磁石部３３のｚ方向に直交する面が磁束発生面３３ａ，３３ｂである場合について、第２実施形態として、以下に説明する。

図８（ａ），（ｂ）は、第２実施形態に係る搬送ロボットＡ２の概略を単純化して示した図である。図８（ａ）は側面図であり、図８（ｂ）は平面図である。図８（ａ），（ｂ）において、第１実施形態に係る搬送ロボットＡ１（図１〜図４参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図８（ａ），（ｂ）に示すように、搬送ロボットＡ２は、磁石部３３のｚ方向に直交する面が磁束発生面３３ａ，３３ｂである点で、第１実施形態に係る搬送ロボットＡ１と異なる。

磁石部３３に配置された各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とがｚ方向を向くようにして配置されており、磁束発生面３３ａ，３３ｂは、ｚ方向の磁束を発生させる。本実施形態においては、図８（ａ）における上側の面を磁束発生面３３ａとし、磁束発生面３３ａの反対側の面を磁束発生面３３ｂとしている。

コイル５５ａは、移動部５Ａの下方に、コイル面が磁束発生面３３ａに対向するように（つまり、水平になるように）配置されている。また、コイル５５ｂは、移動部５Ｂの下方に、磁石部３３の側方を迂回するようにして（図８（ａ）においては磁石部３３の向う側（紙面裏側）に迂回している）、コイル面が磁束発生面３３ｂに対向するように（つまり、水平になるように）配置されている。

第２実施形態においても、コイル５５ａ（５５ｂ）が移動部５Ａ（５Ｂ）の移動にともなってｘ方向に移動し、当該移動に応じて、コイル５５ａ（５５ｂ）のコイル面に鎖交する磁束が変化する。これにより、コイル５５ａ（５５ｂ）は、電磁誘導によって、交流電力を出力することができる。したがって、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、コイル５５ｂもコイル面が磁束発生面３３ａに対向するように、すなわち、コイル５５ａと同じ側に配置するようにしてもよい。この場合、移動部５Ａ，５Ｂの移動によって、コイル５５ａとコイル５５ｂとが接触しないように配置する必要がある。また、図８（ｃ）に示すように、磁石部３３を２つ配置して、コイル５５ａはコイル面が一方の磁石部３３の磁束発生面３３ａに対向するように配置し、コイル５５ｂはコイル面が他方の磁石部３３の磁束発生面３３ｂに対向するように配置してもよい。

上記第１および第２実施形態においては、磁石部３３がガイド体３の内部に配置されている場合について説明したが、これに限られない。磁石部３３は、ガイド体３の外部に配置されていてもよい。磁石部３３が、ガイド体３の側面に配置されている場合について、第３実施形態として、以下に説明する。

図９は、第３実施形態に係る搬送ロボットＡ３の概略を単純化して示した図である。図９（ａ）は側面図であり、図９（ｂ）は平面図である。図９において、第１実施形態に係る搬送ロボットＡ１（図１〜図４参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図９に示すように、搬送ロボットＡ３は、ガイド体３の側面（ｙ方向に直交する面）にそれぞれ磁石部３３が配置されている点で、第１実施形態に係る搬送ロボットＡ１と異なる。

一方の磁石部３３は、ガイド体３の一方の側面（図９（ｂ）における下側の面）に、磁束発生面３３ａがガイド体３とは反対側を向くように配置されている。他方の磁石部３３は、ガイド体３の他方の側面（図９（ｂ）における上側の面）に、磁束発生面３３ｂがガイド体３とは反対側を向くように配置されている。

コイル５５ａは、移動部５Ａの下方に、コイル面が磁束発生面３３ａに対向するように配置されている。また、コイル５５ｂは、移動部５Ｂの下方に、コイル面が磁束発生面３３ｂに対向するように配置されている。

第３実施形態においても、コイル５５ａ（５５ｂ）が移動部５Ａ（５Ｂ）の移動にともなってｘ方向に移動し、当該移動に応じて、コイル５５ａ（５５ｂ）のコイル面に鎖交する磁束が変化する。これにより、コイル５５ａ（５５ｂ）は、電磁誘導によって、交流電力を出力することができる。したがって、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、磁石部３３をガイド体３の一方の側面にのみ配置し、コイル５５ａおよびコイル５５ｂを同じ磁石部３３の同じ磁束発生面３３ａに対向するように配置してもよい。この場合、移動部５Ａ，５Ｂの移動によって、コイル５５ａとコイル５５ｂとが接触しないように配置する必要がある。また、磁石部３３をガイド体３の上面または下面に配置するようにしてもよい。これらの場合も、磁石部３３の磁束発生面３３ａ（３３ｂ）の向きに応じて、コイル５５ａ（５５ｂ）を、コイル面が磁束発生面３３ａ（３３ｂ）に対向するように配置すればよい。

上記第１ないし第３実施形態においては、移動部５Ａ，５Ｂがガイドレールに支持されてスライド式に直線移動する場合について説明したが、これに限られない。本発明は、例えば、複数のアームをそれぞれ回動させることで、ハンドを直線移動させる水平多関節型の搬送ロボットにも適用することができる。本発明を水平多関節型の搬送ロボットに適用した場合について、第４実施形態として、以下に説明する。

図１０は、第４実施形態に係る搬送ロボットＡ４の概略を示している。図１０（ａ）は、搬送ロボットＡ４の平面図である。図１０（ｂ）は、搬送ロボットＡ４の側面図であり、図１０（ａ）において右側の側面を見た図を示している。図１０において、第１実施形態に係る搬送ロボットＡ１（図１〜図４参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図１０に示すように、搬送ロボットＡ４は、水平多関節型の搬送ロボットである点で、第１実施形態に係る搬送ロボットＡ１と異なる。

図１０に示すように、搬送ロボットＡ４は、固定部１、旋回部２、第１アーム６、第２アーム７、および、ハンド５を備えている。図１０におけるローカル座標系は図１に示すものと同様であり、ハンド５が移動する方向をｘ方向としている。

固定部１および旋回部２は、第１実施形態に係る固定部１および旋回部２と同様のものである。第１アーム６は、旋回部２に対して、ｚ方向に延びる回動軸Ｏ₁周りに回動可能に設けられている。第１アーム６の回動軸Ｏ₁は、旋回軸Ｏｓに一致している（図１０（ｂ）参照）。第２アーム７は、第１アーム６に対して、ｚ方向に延びる回動軸Ｏ₂周りに回動可能に設けられている。回動軸Ｏ₂は、第１アーム６の先端側に配置されている。ハンド５は、第２アーム７に対して、ｚ方向に延びる回動軸Ｏ₃周りに回動可能に設けられている。回動軸Ｏ₃は、第２アーム７の先端側に配置されている。第１アーム６、第２アーム７およびハンド５を回動させるための駆動機構については、図示および説明を省略する。第１アーム６、第２アーム７およびハンド５がそれぞれ連動して回動することで、ハンド５は、ｘ方向に延びる水平直線状の移動経路ＧＬに沿って移動する（図１０（ａ）の矢印参照）。第１アーム６、第２アーム７およびハンド５は、ある程度の強度が必要であり、軽量であることが望ましいので、本実施形態においては、いずれもアルミニウム製としている。なお、これらの形状、寸法、材質は限定されない。

ハンド５は、動作をしていないときや、旋回部２が旋回するときには、旋回部２の上方の所定の位置である原点位置に位置している。図１０（ａ）に実線で示すハンド５、第１アーム６および第２アーム７は、ハンド５が原点位置にある状態を示している。一方、図１０（ａ）に破線で示すハンド５、第１アーム６および第２アーム７は、ハンド５がワークＷの受け渡しが可能な受け渡し位置にある状態を示している。ハンド５は、原点位置と受け渡し位置との間で、高速に往復直線移動を行い、原点位置と受け渡し位置とで停止した状態となる。

旋回部２の上方には、磁石部３３が配置されている。磁石部３３は、長手方向がハンド５の移動方向（ｘ方向）に一致するように、旋回部２の上面に、磁石支持部３４によって固定されている。磁石部３３および磁石支持部３４は、ハンド５、第１アーム６および第２アーム７に接触しないように配置されている。本実施形態においては、図１０（ｂ）における左側の面を磁束発生面３３ａとしている。なお、磁石部３３の長手方向の寸法は限定されない。ハンド５の移動距離がより長い場合は、ハンド５の移動範囲に合わせて、磁石部３３の長手方向の寸法を大きくしてもよい。また、検出センサ５４などに供給する電力を十分まかなえるのであれば、磁石部３３の長手方向の寸法をもっと短くしてもよい。

ハンド５は、コイル５５を備えている。コイル５５は、第１実施形態に係るコイル５５ａ（５５ｂ）と同様のものである。コイル５５は、ハンド５の下方に、コイル面が磁束発生面３３ａに対向するように配置されている。また、図示しないが、第１実施形態と同様に、ハンド５は、直流電源回路５６、蓄電手段５７、通信部５８、制御部５９、および、検出センサ５４を備えている。直流電源回路５６、蓄電手段５７、通信部５８および制御部５９は、ハンド５の内部に配置されている。検出センサ５４は、ハンド５の上面に配置されている。本実施形態においては、旋回部２が本発明の「支持部」に相当し、ハンド５が、本発明の「移動部」に相当する。

第４実施形態においても、コイル５５がハンド５の移動にともなってｘ方向に移動し、当該移動に応じて、コイル５５のコイル面に鎖交する磁束が変化する。これにより、コイル５５は、電磁誘導によって、交流電力を出力することができる。したがって、第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、第４実施形態においては、ハンド５を１つだけ備えている場合について説明したが、これに限られない。例えば、第１アーム６、第２アーム７およびハンド５をもう一組追加して、ハンド５を２つ備えるようにしてもよい。この場合、互いに接触しない構造にする必要がある。ハンド５を２つ備える場合は、構造が複雑になるが、作業効率を向上することができる。

上記第４実施形態においては、磁石部３３のｙ方向に直交する面が磁束発生面３３ａである場合について説明したが、これに限られない。磁石部３３のｚ方向に直交する面が磁束発生面３３ａである場合について、第５実施形態として、以下に説明する。

図１１は、第５実施形態に係る搬送ロボットＡ５の概略を示している。図１１（ａ）は、搬送ロボットＡ５の平面図である。図１１（ｂ）は、搬送ロボットＡ５の側面図である。図１１において、第４実施形態に係る搬送ロボットＡ４（図１０参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図１１に示すように、搬送ロボットＡ５は、磁石部３３のｚ方向に直交する面が磁束発生面３３ａである点で、第４実施形態に係る搬送ロボットＡ４と異なる。

磁石部３３は、磁束発生面３３ａから、ｚ方向の磁束を発生させる。コイル５５は、ハンド５の下方に、コイル面が磁束発生面３３ａに対向するように（つまり、水平になるように）配置されている。

第５実施形態においても、コイル５５がハンド５の移動にともなってｘ方向に移動し、当該移動に応じて、コイル５５のコイル面に鎖交する磁束が変化する。これにより、コイル５５は、電磁誘導によって、交流電力を出力することができる。したがって、第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

上記第４および第５実施形態においては、コイル５５をハンド５に配置して、コイル５５をハンド５とともに直線移動させる場合について説明したが、これに限られない。例えば、コイル５５を円弧軌道上を移動させる場合について、第６実施形態として、以下に説明する。

図１２は、第６実施形態に係る搬送ロボットＡ６の概略を示している。図１２（ａ）は、搬送ロボットＡ６の一部（第２アーム７およびハンド５）を省略した平面図である。図１２（ｂ）は、搬送ロボットＡ６の側面図である。図１２において、第４実施形態に係る搬送ロボットＡ４（図１０参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図１２に示すように、搬送ロボットＡ６は、磁石部３３が固定部１の上面に配置され、コイル５５が第１アーム６の下面に配置されている点で、第４実施形態に係る搬送ロボットＡ４と異なる。

固定部１の上面（第１アーム６に対向する面）には、固定部１の周方向の全周にわたって円弧状に延びているドーナツ状の磁石部３３が配置されている。磁石部３３に配置された各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とがｚ方向を向くようにして配置されており、磁束発生面３３ａは、ｚ方向の磁束を発生させる。

第１アーム６の下方には、コイル５５が、コイル面が磁束発生面３３ａに対向するように配置されている。なお、第１アーム６の下面に絶縁シートを配置し、当該絶縁シートの下面にコイル５５を配置するようにしてもよい。第１アーム６が磁束を通過させる素材であれば、コイル５５を第１アーム６の内部に配置するようにしてもよい。

図示しないが、コイル５５は、ハンド５の内部に配置された直流電源回路５６に接続している。コイル５５と直流電源回路５６とを接続する配線は、第１アーム６および第２アーム７の内部に配置されている。なお、直流電源回路５６、蓄電手段５７、通信部５８および制御部５９を第１アーム６内に配置し、ハンドに配置された検出センサ５４と直流電源回路５６とを配線で接続するようにしてもよい。

搬送ロボットＡ６は、ハンド５をｘ方向に移動させるとき、第１アーム６を旋回部２に対して回動軸Ｏ₁周りに回動させる。また、搬送ロボットＡ６は、ハンド５の移動方向（ｘ方向）を変更するとき、旋回部２を固定部１に対して旋回軸Ｏｓ周りに旋回させる。このとき、第１アーム６は、旋回部２の旋回にともなって、旋回軸Ｏｓ周りに回動する。つまり、これらの動作を行う場合、第１アーム６は、旋回軸Ｏｓ（回動軸Ｏ₁）を中心とする水平円弧状の移動経路を移動する。本実施形態においては、固定部１が本発明の「支持部」に相当し、第１アーム６が、本発明の「移動部」に相当する。

第６実施形態においては、コイル５５が第１アーム６の移動にともなって水平円弧状の移動経路を移動し、当該移動に応じて、コイル５５のコイル面に鎖交する磁束が変化する。これにより、コイル５５は、電磁誘導によって、交流電力を出力することができる。したがって、第６実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、第６実施形態においては、磁石部３３を、固定部１の周方向の全周にわたって延びるドーナツ状としているが、ハンド５のｘ方向への移動および旋回部２の旋回によっても、コイル５５が位置することがない領域には、磁石部３３が配置されていなくてもよい。

上記第６実施形態においては、磁石部３３を固定部１の上面に備えている場合について説明したが、これに限られない。例えば、磁石部３３を固定部１の側面に備えるようにしてもよい。磁石部３３を固定部１のフランジ部の側面に備えた場合を、第７実施形態として、以下に説明する。

図１３は、第７実施形態に係る搬送ロボットＡ７の概略を示している。図１３（ａ）は、搬送ロボットＡ７の一部（第２アーム７およびハンド５）を省略した平面図である。図１３（ｂ）は、搬送ロボットＡ７の側面図である。図１３において、第６実施形態に係る搬送ロボットＡ６（図１２参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図１３に示すように、搬送ロボットＡ７は、磁石部３３が固定部１のフランジ部の側面に配置されている点で、第６実施形態に係る搬送ロボットＡ６と異なる。

磁石部３３は、フランジ部の側面に、周方向に沿って、全周にわたって延びており、旋回軸Ｏｓ（回動軸Ｏ₁）を中心軸とする円筒形状になっている。磁石部３３に配置された各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが径方向を向くようにして配置されており、外周面である磁束発生面３３ａは、当該径方向の磁束を発生させる。

コイル５５は、第１アーム６の下方に、コイル面が磁束発生面３３ａに対向するように配置されている。

第７実施形態においても、コイル５５が第１アーム６の移動にともなって水平円弧状の移動経路を移動し、当該移動に応じて、コイル５５のコイル面に鎖交する磁束が変化する。これにより、コイル５５は、電磁誘導によって、交流電力を出力することができる。したがって、第７実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、旋回部２の昇降移動によって、コイル５５のコイル面に鎖交する磁束が大きく変化することを抑制するために、磁石部３３のz方向の寸法を大きくしてもよい。また、コイル５５のｚ方向の寸法を大きくしてもよい。

上記第１〜７実施形態においては、搬送ロボットＡ１〜Ａ７が矩形状のワークＷを搬送する場合について説明したが、これに限られない。ワークＷは、半導体基板などの円形状のワークであってもよい。

上記第１〜７実施形態においては、搬送ロボットＡ１〜Ａ７が真空環境下で使用される真空ロボットである場合について説明したが、これに限られない。本発明は、大気環境下で使用される大気ロボットにおいても適用することができる。

本発明に係る搬送ロボットは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る搬送ロボットの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７：搬送ロボット
１ ：固定部（支持部）
２ ：旋回部（支持部）
３ ：ガイド体（支持部）
３１ ：スリット
３２ ：スリット
３３ ：磁石部
３３ａ，３３ｂ ：磁束発生面
３４ ：磁石支持部
５Ａ，５Ｂ ：移動部
５ ：ハンド（移動部）
５１ ：支持アーム
５２ａ ：係止部（把持機構）
５２ｂ ：当接部（把持機構、電力負荷）
５３ａ，５３ｂ ：ハンド
５４ ：検出センサ（電力負荷）
５５ａ，５５ｂ，５５ ：コイル
５６ ：直流電源回路（整流回路）
５７ ：蓄電手段
５８ ：通信部（電力負荷）
５９ ：制御部
６ ：第１アーム（移動部）
７ ：第２アーム
８ ：制御装置
８１ ：通信部
８２ ：制御部
ＧＬ ：移動経路
Ｏｓ ：旋回軸
Ｏ₁，Ｏ₂ ：回動軸
Ｗ ：ワーク

Claims (13)

1. 支持部と、
   前記支持部に対して所定の移動経路上を移動可能に支持されており、ワークを載置するためのハンドを有する移動部と、
   を備えており、
   前記支持部は、前記移動経路に沿って延び、前記移動経路に対して直交する方向の磁束を発生させる磁石部を備え、
   前記移動部は、前記磁束に鎖交するように配置されたコイルを備え、
   前記磁石部が発生させる磁束は、前記移動経路に沿う方向の位置によって変化する、
   ことを特徴とする搬送ロボット。
2. 前記移動部は、
   前記コイルに流れる電流を整流する整流回路と、
   前記整流回路から出力される直流電力を蓄積する蓄電手段と、
   をさらに備えている、
   請求項１に記載の搬送ロボット。
3. 前記磁石部は、複数の永久磁石を備えており、
   前記各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが前記移動経路に直交する方向を向くようにして、前記移動経路に沿う方向に並べて配置されている。
   請求項１または２に記載の搬送ロボット。
4. 前記各永久磁石は、隣接する永久磁石とはＮ極とＳ極とが互いに反対側になるように配置されている。
   請求項３に記載の搬送ロボット。
5. 前記各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが水平方向を向くようにして配置されている、
   請求項３または４に記載の搬送ロボット。
6. 前記各永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが鉛直方向を向くようにして配置されている、
   請求項３または４に記載の搬送ロボット。
7. 前記支持部は水平直線状のガイドレールを備えており、
   前記移動部は、前記ガイドレールに支持されて移動する、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の搬送ロボット。
8. 複数のアームをさらに備えており、
   前記移動部は、前記複数のアームが連動してそれぞれ回動することで、水平直線状に移動する、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の搬送ロボット。
9. 前記移動部は、前記支持部に対して回動可能に設けられている、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の搬送ロボット。
10. 前記移動部は、電力負荷を備えており、
    前記電力負荷は、前記コイルから出力される電力によって駆動される、
    請求項１ないし９のいずれかに記載の搬送ロボット。
11. 前記電力負荷は、ワークを検出する検出センサと、前記検出センサによる検出結果を送信する通信部である、
    請求項１０に記載の搬送ロボット。
12. 前記電力負荷は、ワークを把持する把持機構である、
    請求項１０に記載の搬送ロボット。
13. 前記移動部を複数備えている、
    請求項１ないし１２のいずれかに記載の搬送ロボット。

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