JP7079861B2 - ロボットハンド及びそれを備えるロボット - Google Patents

Description

本発明は、ロボットハンド及びそれを備えるロボットに関する。

従来から、基板を把持するためのロボットハンドが知られている。このようなロボットハンドが、例えば、特許文献１のウェハ搬送ロボットで提案されている。

特許文献１には、超音波モータの移動子をハンドの先端側に前進させることで、可動爪がロボットハンドの先端側に固定された固定爪側にウェハを押圧し、可動爪及び固定爪によりウェハの縁部が把持されることが記載されている。

特開２００２－２６４０６５号公報

ところで、特許文献１及びその他の従来からあるロボットハンドは、基板を把持するとき、基板から反力を受けることに起因して、基板を把持できない場合があった。

そこで、本発明は、確実に基板を把持することが可能な、ロボットハンド及びそれを備えるロボットを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係るロボットハンドは、基板の把持位置が規定されたベース体と、前記ベース体の先端側に設けられ、前記基板を把持するとき、前記基板の縁部の第１部分に当接する第１当接部と、前記ベース体の基端側に設けられ、前記基板を把持するとき、前記基板の縁部の第２部分に当接する第２当接部を有する回転体と、前記回転体の軸孔に挿通される軸部を有し、前記ベース体の先端側へと移動することによって、前記回転体を前記ベース体の先端側へと移動させる可動体と、を備え、前記軸部は、その中心軸線が前記ベース体の厚み方向に伸延し、前記回転体は、前記軸部に対して前記軸部の軸方向に遊びを有するように取り付けられ、前記可動体及び前記回転体が前記基板を把持するときよりも前記ベース体の基端側に移動した状態において、前記回転体の縁部に当接することで、前記回転体が前記軸方向に移動することを規制するための移動規制部をさらに備える。

上記構成によれば、可動体及び回転体が基板を把持するときよりもベース体の基端側に移動した状態において、回転体が移動規制部によって可動体の軸部の軸方向に移動することを規制される。これにより、本発明の一実施形態に係るロボットハンドは、確実に基板を把持することが可能となる。

本発明によれば、確実に基板を把持することが可能な、ロボットハンド及びそれを備えるロボットを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドを厚み方向から見たときの概略図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドの係合部材を示す図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドのガイド部材を示す図２のＩＶ－ＩＶ断面図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドの一部拡大断面図であり、（Ａ）が可動体及び回転体並びにその周辺部分の厚み方向に沿った拡大断面図であり、（Ｂ）が可動体の軸部及び回転体並びにその周辺部分の厚み方向に沿った拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドが、収容装置内に縦置きにして収容された半導体ウェハを把持する様子を上方から見たときの概略図であり、（Ａ）が初期状態を示し、（Ｂ）が半導体ウェハを把持した状態を示す。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドが、収容装置内に縦置きにして収容された半導体ウェハを把持する様子をベース体の厚み方向から見たときの概略図であり、（Ａ）が半導体ウェハを持ち上げる直前の状態を示し、（Ｂ）が半導体ウェハを持ち上げて把持した状態を示す。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドの回転体が移動規制部によって軸方向の移動を規制された状態を示す図７（Ａ）のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドの回転体が、基端側から先端側へと移動する様子を示す概略図であり、（Ａ）が図７（Ａ）のＩＸＡ－ＩＸＡ断面図、（Ｂ）が図７（Ｂ）のＩＸＢ－ＩＸＢ断面図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドの変形例の要部構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るロボットハンドの変形例の回転体が、基端側から先端側へと移動する様子を示す概略図であり、（Ａ）が、回転体が軸方向の移動を規制されている状態を示す断面図、（Ｂ）が、回転体が軸方向の移動を規制されていない状態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るロボットハンド、並びにそれを備えるロボット及びロボットシステムについて、添付図面に基づき説明する。なお、本実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

（ロボットシステム１０）
図１は、本実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係るロボットシステム１０は、円板状の半導体ウェハＷ（基板）を把持して搬送するロボット２０と、半導体ウェハＷを縦置きにして収容するための収容装置１１０と、を備える。

（ロボット２０）
図１に示すように、本実施形態に係るロボット２０は、旋回可能な手首部３６を有する水平多関節型の３軸ロボットとして構成され、３つの関節軸を備える。ロボット２０は、基台２２と、当該基台２２の上面に設けられる上下方向に伸縮可能な昇降軸２４と、を備える。昇降軸２４は、例えば、図示しないエアシリンダなどで伸縮可能に構成される。

また、ロボット２０は、昇降軸２４の上端部に取り付けられるロボットアーム３０と、ロボットアーム３０の先端部に取り付けられるロボットハンド４０と、ロボットアーム３０及びロボットハンド４０の動作を制御するロボット制御装置９０と、をさらに備える。

（ロボットアーム３０）
ロボットアーム３０は、水平方向に延びる第１リンク３２と、当該第１リンク３２の先端部に連結されて水平方向に延びる第２リンク３４と、当該第２リンク３４の先端部に連結される手首部３６と、手首部３６の先端部に連結されるハンド基部３８と、を有する。

第１リンク３２は、その基端部が図示しないサーボモータで駆動する関節軸を介して昇降軸２４の上端部に連結される。これにより、第１リンク３２は、昇降軸２４の軸心を通って鉛直方向に延びる第１軸線ＡＸ_１周りに回動可能である。

第２リンク３４は、その基端部が図示しないサーボモータで駆動する関節軸を介して第１リンク３２の先端部に連結される。これにより、第２リンク３４は、第１リンク３２の先端部を通って鉛直方向に延びる第２軸線ＡＸ_２周りに回動可能である。

手首部３６は、その基端部が図示しないサーボモータで駆動する旋回軸を介して第２リンク３４の先端部に連結される。これにより、手首部３６は、第２リンク３４の軸心を通って水平方向に延びる旋回軸線ＡＸ^´周りに旋回可能である。

ハンド基部３８は、その基端部が図示しないサーボモータで駆動する関節軸を介して手首部３６の先端部に連結される。これにより、ハンド基部３８は、手首部３６の先端部を通って鉛直方向に延びる第３軸線ＡＸ_３周りに回動可能である。

（ロボットハンド４０）
図２は、本実施形態に係るロボットハンドを厚み方向から見たときの概略図である。図２に示すように、本実施形態に係るロボットハンド４０は、ハンド基部３８の先端部に装着される。ロボットハンド４０は、基端と先端を結ぶ長さ方向と、長さ方向に直交する幅方向と、長さ方向及び幅方向に直交する厚み方向とが規定されるベース体４１を備える。ベース体４１は、幅方向の中央を長さ方向に延びる中心線Ｌと、当該中心線Ｌ上に半導体ウェハＷの中心が位置するような把持位置（図７（Ｂ）参照）と、がさらに規定される。

ベース体４１は、その基端側に設けられるベース基部４２と、当該ベース基部４２から枝分かれして先端側に延びる２つのベース枝部４４と、を有する。ベース基部４２及び２つのベース枝部４４は一体的に形成される。また、ベース基部４２の基端側には、厚み方向に見て四角形状の切欠き４３が穿設される。上記のように構成されることで、ベース体４１は、その厚み方向に見て、概ねＹ字形状である。

ロボットハンド４０は、２つのベース枝部４４の主面の先端部にそれぞれ突設され、半導体ウェハＷの縁部の第１部分に係合する係合部材５０と、ベース基部４２の主面の幅方向における両縁部それぞれに突設されるガイド部材５５と、をさらに備える。

図３は、本実施形態に係るロボットハンドの係合部材を示す図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。２つの係合部材５０は、それぞれ、対応するベース枝部４４の主面上に固定して設けられる。なお、当該２つの係合部材５０は、図２に示すように、中心線Ｌに関して互いに線対称である。したがって、ここでは一方の係合部材５０についてのみ説明し、他方の係合部材５０の同様となる説明は繰り返さない。

図３に示すように、係合部材５０は、ベース枝部４４の主面の先端側に向かうに連れてベース枝部４４の主面から離間するように傾斜した傾斜面５１と、当該傾斜面５１の先端から屈曲してベース体４１の厚み方向に起立する起立面５２と、当該起立面５２の上端においてベース体４１の基端側に向けて突設されるフランジ５３と、を有する。

本実施形態では、起立面５２が、半導体ウェハＷを把持するとき、当該半導体ウェハＷの縁部の第１部分に当接する第１当接部５２ａを構成する（図７（Ｂ）参照）。当該第１当接部５２ａ（及び起立面５２）は、ベース体４１の厚み方向に見て、半導体ウェハＷの縁部に対応した円弧状である。

図４は、本実施形態に係るロボットハンドのガイド部材を示す図２のＩＶ－ＩＶ断面図である。２つのガイド部材５５は、それぞれ、ベース基部４２の主面上に固定して設けられる。なお、当該２つのガイド部材５５は、図２に示すように、中心線Ｌに関して互いに線対称である。したがって、ここでは一方のガイド部材５５についてのみ説明し、他方のガイド部材５５の同様となる説明は繰り返さない。

図４に示すように、ガイド部材５５は、ベース基部４２の主面の先端側に向かうに連れてベース基部４２の主面に近づくように傾斜した傾斜面５６と、当該傾斜面５６の基端から屈曲してベース体４１の厚み方向に起立する起立面５７と、を有する。

図５は、本発明の一実施形態に係るロボットハンドの一部拡大断面図であり、（Ａ）が可動体及び回転体並びにその周辺部分の厚み方向に沿った拡大断面図であり、（Ｂ）が可動体の軸部及び回転体並びにその周辺部分の厚み方向に沿った拡大断面図である。図５（Ａ）に示すように、ロボットハンド４０は、ベース基部４２の主面に近接して設けられる回転体６０と、中心線Ｌに沿って往復運動可能な可動体７０と、をさらに備える。回転体６０及び可動体７０は、それぞれ、中心線Ｌ上に設けられる。

回転体６０は、ベース体４１の厚み方向に見て（すなわち、図２のように見て）、円形状の縁部６２を有し、且つ、その中心に軸孔６８が穿設される。図５（Ｂ）に示すように、回転体６０の縁部６２は、ベース体４１側の端部からベース体４１の厚み方向に延びた後、軸孔６８から遠ざかるように屈曲してベース体４１の厚み方向にさらに延びる。

本実施形態に係るロボットハンド４０は、回転体６０の縁部６２が上記のような形状を有することで、把持された状態の半導体ウェハＷの第２部分が厚み方向においてベース体４１から離間する側に移動することを規制される。また、上記のように２つの係合部材５０それぞれがフランジ５３を有することで、把持された状態の半導体ウェハＷの第１部分に当該２つの係合部材５０それぞれが係合する。このような構造により、ロボットハンド４０は、半導体ウェハＷを安定して把持することが可能となる。

そして、本実施形態では、回転体６０の縁部６２の一部が、半導体ウェハＷを把持するとき、中心線Ｌ上で当該半導体ウェハＷの縁部の第２部分に当接する第２当接部６２ａを構成する。

また、回転体６０の軸孔６８の内壁は、ベース体４１の幅方向に見て、ベース体４１とのなす角度が鋭角であるように傾斜する。本実施形態では、当該軸孔６８の内壁の一部が、後述する摺動面６８ａを構成する。これにより、本実施形態では、第２当接部６２ａ及び摺動面６８ａは、双方ともに回転体６０に含まれる。また、摺動面６８ａは、中心線Ｌ上の第２当接部６２ａよりも基端側に設けられ、当該第２当接部６２ａと一体的に移動可能である。

図５に示すように、可動体７０は、可動部材７１と、当該可動部材７１の先端部に固定される軸部材７５（軸部）と、を有する。ここで、図５（Ａ）に示すように、ロボットハンド４０は、ベース体４１の厚み方向においてベース体４１を基準として回転体６０及び軸部材７５とは反対側に設けられるレール部材８０と、可動部材７１を駆動するための図示しないアクチュエータと、をさらに備える。

レール部材８０は、中心線Ｌに沿って延び、可動部材７１の基端部が摺動可能に取り付けられる。可動部材７１を駆動するためのアクチュエータは、例えば、電動モータと動力伝達機構（例えば、ラック・アンド・ピニオン又はボールねじ等）とを有する構造であってもよいし、空気圧シリンダ、又は油圧シリンダ等で構成されてもよい。アクチュエータは、ロボット制御装置９０によりその動作が制御される。アクチュエータは、ロボットハンド４０が装着されるハンド基部３８に支持されてもよい。

可動部材７１は、その基端部がレール部材８０に取り付けられ中心線Ｌに沿って延びる第１部分７２と、当該第１部分７２の先端部の上面から中心線Ｌに沿って延びる第２部分７４と、を有する。そして、第２部分７４の先端部の上面に設けられる凹部７４ａに軸部材７５の基端部が連結される。凹部７４ａ及び軸部材７５は、それぞれ、ベース体４１の厚み方向に見て（すなわち、図２のように見て）、ベース基部４２に穿設される切欠き４３と重なるように配置される。

上記構造を有することで、可動部材７１（並びに軸部材７５及び回転体６０）は、ベース体４１及びその他の部材に妨げられることなく、中心線Ｌに沿って往復運動することが可能となる。また、上記構造を有することで、ベース体４１の厚み方向において、第２当接部６２ａが半導体ウェハＷから受ける反力の力点位置は、可動体７０が中心線Ｌ上を先端側へと移動する推力の力点位置に相違する。

軸部材７５は、可動部材７１の凹部７４ａに連結される基端部７６と、当該基端部７６の上端に設けられるテーパー部７７と、テーパー部７７の上端から径方向に突出するフランジ７８と、を有する。軸部材７５の基端部７６及びテーパー部７７は、それぞれ、回転体６０の軸孔６８に対応した径寸法である。軸部材７５のフランジ７８の径寸法は、回転体６０の軸孔６８の径寸法よりも大きい。

回転体６０の軸孔６８に軸部材７５の基端部７６及びテーパー部７７が挿通されることで、回転体６０が軸部材７５に対して長さ方向と幅方向とが交わる平面上で移動可能な範囲が規制される。換言すれば、第２当接部６２ａ及び摺動面６８ａが被摺動面７７ａに対して長さ方向と幅方向とが交わる平面上で移動可能な範囲が規制される。

さらに、回転体６０の軸孔６８の縁部が、可動部材７１の凹部７４ａの縁部と軸部材７５のフランジ７８との間に挟まれて配置されることで、回転体６０が軸部材７５に対して厚み方向に移動可能な範囲が規制される。換言すれば、第２当接部６２ａ及び摺動面６８ａが被摺動面７７ａに対して長さ方向と厚み方向とが交わる平面上で移動可能な範囲が規制される。

図５（Ｂ）に示すように、軸部材７５は、その中心軸線がベース体４１の厚み方向に伸延する。そして、回転体６０は、軸部材７５に対して当該軸部材７５の軸方向に遊びを有するように取り付けられる。

本実施形態では、上記のように回転体６０が配置されることで、可動部材７１及び軸部材７５は、回転体６０が軸部材７５に対して移動可能な範囲を規制する移動規制構造を協働して構成する。換言すれば、上記のように回転体６０が配置されることで、可動部材７１及び軸部材７５は、第２当接部６２ａ及び摺動面６８ａが被摺動面７７ａに対して移動可能な範囲を規制する移動規制構造を協働して構成する。

軸部材７５の基端部７６は、ベース体４１の厚み方向において、横断面積が均一である。一方、テーパー部７７は、ベース体４１（及び基端部７６）に近づくに連れて横断面積が小さくなる。これにより、テーパー部７７の外面は、ベース体４１の幅方向に見て、ベース体４１とのなす角度が回転体６０の軸孔６８の内壁に対応した鋭角であるように傾斜する。そして、本実施形態では、当該テーパー部７７の外面の一部が、後述する被摺動面７７ａを構成する。

上記構成を有することで、可動体７０は、半導体ウェハＷを把持するとき、中心線Ｌ上をベース体４１の先端側へと移動することによって、軸部材７５の被摺動面７７ａで回転体６０の摺動面６８ａを押圧して、摺動面６８ａ及び第２当接部６２ａを有する回転体６０をベース体４１の先端側へと移動させることが可能である。

具体的には、半導体ウェハＷを把持するとき、可動体７０が中心線Ｌ上をベース体４１の先端側へと移動し、回転体６０の第２当接部６２ａが半導体ウェハＷから反力を受けることで、当該回転体６０の摺動面６８ａが可動体７０の被摺動面７７ａ上を摺動する。これに伴い、当該回転体６０がベース体４１の側へと移動する。

（ロボット制御装置９０）
ロボット制御装置９０は、基台２２の内部に設けられる。ロボット制御装置９０の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、公知のプロセッサ（例えば、ＣＰＵ等）が記憶部（例えば、メモリ等）に格納されるプログラムに従って動作することで実現されてもよい。

（収容装置１１０）
図１に示すように、収容装置１１０は、作業現場の壁面に固定して設けられる。また、収容装置１１０は、半導体ウェハＷを鉛直方向に延在するように縦置きにして収容する構造を有する。ここで、図６に基づき、収容装置１１０の構造について説明する。

図６は、本実施形態に係るロボットハンドが、収容装置内に縦置きにして収容された半導体ウェハを把持する様子を上方から見たときの概略図であり、（Ａ）が初期状態を示し、（Ｂ）が半導体ウェハを把持した状態を示す。図６（Ａ）に示すように、収容装置１１０は、ロボット２０に対向する前面が開放された箱状のシェル１１２と、当該シェル１１２の前方に設けられる開閉可能な扉（図示せず）とを備える。

シェル１１２の底板１１４の内面には、複数の底板溝１１６が設けられる。当該複数の底板溝１１６は、それぞれ、シェル１１２の前面と背面を結ぶ方向に延び、同左面と右面を結ぶ方向に等間隔（例えば、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の間隔）で並列して設けられる。複数の底板溝１１６の内壁は、それぞれ、後述する図７に示すように、シェル１１２の左面と右面を結ぶ方向に見て、半導体ウェハＷの縁部に対応した円弧状である。

シェル１１２の背板１２４の内面には、複数の背板溝１２６が設けられる。当該複数の背板溝１２６は、それぞれ、シェル１１２の底面と上面を結ぶ方向に延び、同左面と右面を結ぶ方向に等間隔（例えば、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の間隔）で並列して設けられる。そして、複数の背板溝１２６は、それぞれ、シェル１１２の左面と右面を結ぶ方向において、複数の底板溝１１６と同じ位置に設けられる。

上記構成を有することで、収容装置１１０は、半導体ウェハＷの縁部をシェル１１２の底板溝１１６及び背板溝１２６に嵌合させることで、当該半導体ウェハＷを縦置きにして複数収納することが可能である。

ここで、図６及び図７に基づき、収容装置１１０内に縦置きにして収納された半導体ウェハＷを収容装置１１０の外部へと取り出す手順の一例について説明する。

図７は、本実施形態に係るロボットハンドが、収容装置内に縦置きにして収容された半導体ウェハを把持する様子をベース体の厚み方向から見たときの概略図であり、（Ａ）が半導体ウェハを持ち上げる直前の状態を示し、（Ｂ）が半導体ウェハを持ち上げて把持した状態を示す。

まず、図６（Ａ）に示す初期状態からロボットアーム３０の手首部３６を旋回させることで、ロボットハンド４０のベース体４１が鉛直方向に延在した状態としたあと、ロボットアーム３０の姿勢を変更することで、図６（Ｂ）に示すように、ロボットハンド４０を、収容装置１１０内に縦置きにして収納された半導体ウェハＷを把持可能な位置及び姿勢とする。ここで、前記半導体ウェハＷを把持可能な位置及び姿勢とは、図７（Ａ）に示すように、２つの係合部材５０の起立面５２、２つのガイド部材５５の起立面５７、及び、回転体６０の縁部６２の全てが半導体ウェハＷの縁部に対向（又は当接）するようなロボットハンド４０の位置及び姿勢のことをいう。

そして、可動体７０が中心線Ｌ上を先端側へと移動することによって、回転体６０の第２当接部６２ａで半導体ウェハＷを先端側へと押圧する。これにより、半導体ウェハＷは、回転体６０によってベース体４１の基端側から２つの係合部材５０の起立面５２に押し付けられる。上記のようにして、ロボットハンド４０は、縦置きにされた半導体ウェハＷを把持する。

さらに、ロボットハンド４０は、半導体ウェハＷを把持した状態で半導体ウェハＷが載置された箇所から（図７（Ｂ）において底板溝１１６から）離間する方向へと移動することで、当該半導体ウェハＷを収容装置１１０の底板溝１１６から離間させる。このときの状態が図７（Ｂ）に示される。

最後に、ロボットアーム３０の姿勢を変更することで、ロボットハンド４０を収容装置１１０の外部へと移動させる。上記のようにして、本実施形態に係るロボットシステム１０は、収容装置１１０内に縦置きにして収納された半導体ウェハＷを収容装置１１０の外部へと取り出すことができる。

（移動規制部８４）
図２に示すように、ロボットハンド４０は、可動体７０及び回転体６０が半導体ウェハＷを把持するときよりもベース体４１の基端側に移動した状態において、回転体６０の縁部６２に当接することで、回転体６０が軸部材７５の軸方向に移動することを規制するための移動規制部８４をさらに備える。

移動規制部８４は、ハンド基部３８の先端部に取り付けられ、その形状は、中心線Ｌに関して線対称である。移動規制部８４は、ベース体４１の幅方向に延びる移動規制基部８６と、移動規制基部８６の幅方向における一方端部から先端側に延びる移動規制枝部８７ａと、移動規制基部８６の幅方向における他方端部から先端側に延びる移動規制枝部８７ｂと、を有する。

図８は、本実施形態に係るロボットハンドの回転体が移動規制部によって軸方向の移動を規制された状態を示す図７（Ａ）のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。図９は、本実施形態に係るロボットハンドの回転体が、基端側から先端側へと移動する様子を示す概略図であり、（Ａ）が図７（Ａ）のＩＸＡ－ＩＸＡ断面図、（Ｂ）が図７（Ｂ）のＩＸＢ－ＩＸＢ断面図である。

図８及び図９に示すように、移動規制枝部８７ａの先端には、その厚み方向における回転体６０側に凹部８８ａが設けられる。凹部８８ａは、長さ方向に延びる直方体状であり、その先端側及び内側が開放されている。凹部８８ａの先端には、回転体６０の縁部６２をその内部へと案内するための案内部８９ａが設けられる。なお、移動規制枝部８７ｂにも、移動規制枝部８７ａの凹部８８ａ及び案内部８９ａと同様に、凹部８８ｂ及び案内部８９ｂが設けられる。

（効果）
図７（Ａ）に示すように、本実施形態に係るロボットハンド４０は、縦置きにされた半導体ウェハＷを把持しようとするとき、可動体７０及び回転体６０を、半導体ウェハＷを把持するときよりもベース体４１の基端側に移動させたうえで、２つの係合部材５０の起立面５２、２つのガイド部材５５の起立面５７、及び、回転体６０の縁部６２の全てを、半導体ウェハＷの縁部に対向（又は当接）させる。

そして、例えば、この状態からロボットハンド４０によって半導体ウェハＷをすくい上げると、半導体ウェハＷは、回転体６０を含む３つのガイド（すなわち、下側の係合部材５０、下側のガイド部材５５、及び回転体６０）によって保持される。しかし、このとき、回転体６０の軸方向に遊びがあるので、半導体ウェハＷがガタ付いて不安定な状態となる。

特に、回転体６０が軸方向においてベース体４１側に移動している状態で半導体ウェハＷをすくい上げに行くと、回転体６０の第２当接部６２ａが半導体ウェハＷの縁部に当接せず、回転体６０のベース体４１とは反対側の主面が、半導体ウェハＷのベース体４１と対向する主面に当接してしまうことも考えられる。

そして、このような状態で回転体６０を中心線Ｌ上の先端側に移動させると、半導体ウェハＷがロボットハンド４０から外れ出てしまう（すなわち、回転体６０によって半導体ウェハＷが図７において紙面手前側に押し出されてしまう）ことが懸念される。

そこで、本実施形態では、図８及び図９に示すように、可動体７０及び回転体６０が半導体ウェハＷを把持するときよりもベース体４１の基端側に移動した状態において、回転体６０の縁部６２に当接することで、回転体６０が軸方向に移動することを規制するための移動規制部８４が設けられる。なお、移動規制部８４に設けられる凹部８８ａ、８８ｂの内壁が、回転体６０のうちの軸方向におけるベース体４１とは反対側の主面の縁部に当接することで、回転体６０が軸方向に移動することを規制される。

これにより、回転体６０は、半導体ウェハＷを把持するときよりもベース体４１の基端側に移動しているとき、移動規制部８４に当接することで、その位置及び姿勢が固定される。これにより、例えば、回転体６０を先端側に移動させたとき、上記のように半導体ウェハＷがロボットハンド４０から外れ出てしまうことがない。その結果、本実施形態に係るロボットハンド４０は、確実に半導体ウェハＷを把持することが可能となる。

なお、本実施形態に係るロボットハンド４０は、回転体６０の第２当接部６２ａが半導体ウェハＷから反力を受けることで、当該回転体６０の摺動面６８ａが可動体７０の被摺動面７７ａ上を摺動する。これにより、当該回転体６０の第２当接部６２ａがベース体４１の側へと移動するので、第２当接部６２ａが半導体ウェハＷから反力を受けることでベース体４１から離間するように移動してしまうことを抑制することができる。その結果、本実施形態に係るロボットハンド４０は、いっそう確実に半導体ウェハＷを把持することが可能となる。

（変形例）
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

図１０は、上記実施形態に係るロボットハンドの変形例の要部構成を示す概略図である。なお、本変形例に係るロボットハンド４０´は、移動規制部８４´の構造を除き、上記実施形態で説明したロボットハンド４０と同じ構造を備える。したがって、同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。

図１０に示すように、本変形例の移動規制部８４´は、第１移動規制部８５ａ及び第２移動規制部８５ｂで構成される。第１移動規制部８５ａ及び第２移動規制部８５ｂは、中心線Ｌに関して線対称となるように、ベース体４１の幅方向において間隔を空けて設けられる。

図１１は、本変形例の回転体が、基端側から先端側へと移動する様子を示す概略図であり、（Ａ）が、回転体が軸方向の移動を規制されている状態を示す断面図、（Ｂ）が、回転体が軸方向の移動を規制されていない状態を示す断面図である。図１１に示すように、本変形例に係る移動規制部８４´（換言すれば、第１移動規制部８５ａ及び第２移動規制部８５ｂ）は、回転体６０のうちの周面（縁部）に当接することで、回転体６０が軸方向に移動することを規制することが可能である。

なお、上記実施形態及び本変形例に限定されず、移動規制部は、回転体のうちの少なくとも軸方向におけるベース体とは反対側の主面の縁部に当接することで、回転体が軸方向に移動することを規制してもよい。さらに、移動規制部は、回転体の縁部のうち、軸方向における前記ベース体とは反対側の主面の縁部、及び、周面以外の部分に当接することで、回転体が軸方向に移動することを規制してもよい。

（その他の変形例）
上記実施形態及びその変形例では、可動部材７１に軸部材７５が連結される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、可動部材７１及び軸部材７５が一体的に形成されることで、可動体７０全体が一つの部材で構成されてもよい。換言すれば、可動体は、可動部と、当該可動部と一体的に形成される軸部とを有する構成であってもよい。

上記実施形態及びその変形例では、ベース体４１が、ベース基部４２と、当該ベース基部４２と一体的に形成される２つのベース枝部４４とを有する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ベース体は、その先端側で枝分かれしないことでベース枝部を有さず、ベース体の主面の先端側に１つ又は複数の第１当接部が設けられる構造であってもよい。或いは、ベース体は、ベース基部と、当該ベース基部と一体的に形成される３つ以上のベース枝部とを備え、３つ以上のベース枝部の主面それぞれに第１当接部が設けられる構造であってもよい。

上記実施形態及びその変形例では、基板が円板状の半導体ウェハＷとして構成される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、基板は、その厚み方向に見て四角形の板状の半導体ウェハとして構成されてもよいし、その他の形状の半導体ウェハであってもよいし、或いは、半導体ウェハ以外の基板であってもよい。

上記実施形態及びその変形例では、ロボット２０は、旋回可能な手首部３６を有する水平多関節型の３軸ロボットとして構成される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ロボットは、旋回可能な手首部を有しなくてもよいし、水平多関節型の１軸若しくは２軸、又は４軸以上のロボットとして構成されてもよい。或いは、ロボットは、極座標型ロボットとして構成されてもよいし、円筒座標型ロボットとして構成されてもよいし、直角座標型ロボットとして構成されてもよいし、垂直多関節型ロボットとして構成されてもよいし、又は、その他のロボットとして構成されてもよい。

（まとめ）
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係るロボットハンドは、基板の把持位置が規定されたベース体と、前記ベース体の先端側に設けられ、前記基板を把持するとき、前記基板の縁部の第１部分に当接する第１当接部と、前記ベース体の基端側に設けられ、前記基板を把持するとき、前記基板の縁部の第２部分に当接する第２当接部を有する回転体と、前記回転体の軸孔に挿通される軸部を有し、前記ベース体の先端側へと移動することによって、前記回転体を前記ベース体の先端側へと移動させる可動体と、を備え、前記軸部は、その中心軸線が前記ベース体の厚み方向に伸延し、前記回転体は、前記軸部に対して前記軸部の軸方向に遊びを有するように取り付けられ、前記可動体及び前記回転体が前記基板を把持するときよりも前記ベース体の基端側に移動した状態において、前記回転体の縁部に当接することで、前記回転体が前記軸方向に移動することを規制するための移動規制部をさらに備える。

上記構成によれば、可動体及び回転体が基板を把持するときよりもベース体の基端側に移動した状態において、回転体が移動規制部によって可動体の軸部の軸方向に移動することを規制される。これにより、本発明の一実施形態に係るロボットハンドは、確実に基板を把持することが可能となる。

前記移動規制部は、前記回転体のうちの少なくとも前記軸方向における前記ベース体とは反対側の主面の縁部に当接することで、前記回転体が前記軸方向に移動することを規制してもよい。

上記構成によれば、本発明の一実施形態に係るロボットハンドは、いっそう確実に基板を把持することが可能となる。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係るロボットは、上記いずれかの構成を備えるロボットハンドと、前記ロボットハンドがその先端に取り付けられるロボットアームと、を備える。

上記構成によれば、上記いずれかの構成を備えるロボットハンドを備えるので、確実に基板を把持することが可能となる。

１０ ロボットシステム
２０ ロボット
２２ 基台
２４ 昇降軸
３０ ロボットアーム
３２ 第１リンク
３４ 第２リンク
３６ 手首部
３８ ハンド基部
４０、４０´ ロボットハンド
４１ ベース体
４２ ベース基部
４３ 切欠き
４４ ベース枝部
５０ 係合部材
５１ 傾斜面
５２ 起立面
５２ａ 第１当接部
５３、７８ フランジ
５５ ガイド部材
５６ 傾斜面
５７ 起立面
６０ 回転体
６２ 縁部
６２ａ 第２当接部
６８ 軸孔
６８ａ 摺動面
７０ 可動体
７１ 可動部材
７２ 第１部分
７４ 第２部分
７４ａ 凹部
７５ 軸部材
７６ 基端部
７７ テーパー部
７７ａ 被摺動面
８０ レール部材
８４、８４´ 移動規制部
８５ａ 第１移動規制部
８５ｂ 第２移動規制部
８６ 移動規制基部
８７ａ、８７ｂ 移動規制枝部
９０ ロボット制御装置
１１０ 収容装置
１１２ シェル
１１４ 底板
１１６ 底板溝
１２４ 背板
１２６ 背板溝

Claims (3)

1. 基板の把持位置が規定されたベース体と、
   前記ベース体の先端側に設けられ、前記基板を把持するとき、前記基板の縁部の第１部分に当接する第１当接部と、
   前記ベース体の基端側に設けられ、前記基板を把持するとき、前記基板の縁部の第２部分に当接する第２当接部を有する回転体と、
   前記回転体の軸孔に挿通される軸部を有し、前記ベース体の先端側へと移動することによって、前記回転体を前記ベース体の先端側へと移動させる可動体と、を備え、
   前記軸部は、その中心軸線が前記ベース体の厚み方向に伸延し、前記回転体は、前記軸部に対して前記軸部の軸方向に遊びを有するように取り付けられ、
   前記可動体及び前記回転体が前記基板を把持するときよりも前記ベース体の基端側に移動した状態において、前記回転体の縁部に当接することで、前記回転体が前記軸方向に移動することを規制するための移動規制部をさらに備える、ロボットハンド。
2. 前記移動規制部は、前記回転体のうちの少なくとも前記軸方向における前記ベース体とは反対側の主面の縁部に当接することで、前記回転体が前記軸方向に移動することを規制する、請求項１に記載のロボットハンド。
3. 請求項１又は２に記載のロボットハンドと、
   前記ロボットハンドがその先端に取り付けられるロボットアームと、を備える、ロボット。

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