JPH10156770A

JPH10156770A - ハンドリング用ロボット

Info

Publication number: JPH10156770A
Application number: JP32440296A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Suwa; 達徳諏訪; Kazuhiro Hatake; 一尋畠; Shunsuke Sugimura; 俊輔杉村
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 1998-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】２つのロボットリンク機構の没入動作を、突
出動作より小さくでき、トランスファチャンバの大きさ
を大きくすることなくハンドリング用ロボットの突出量
を大きくする。【解決手段】第１，第２のロボットリンク機構Ｂ₁，
Ｂ₂を、回転台に対してそれぞれ独立して回転自在に支
持した第１，第２の駆動リンク機構７３，７４と、この
各駆動リンク機構の先端に、この各第１駆動リンク機構
の回転に従って同期回転させて連結した第１，第２の従
動リンク機構７８，７９と、この各従動リンク機構の先
端に連結された第１，第２の搬送台ｂ₁，ｂ₂にて構成
し、この第１，第２のロボットリンク機構の駆動リンク
機構の駆動軸と、回転台７０に支持された１つの回転駆
動源とを、回転駆動源の両方向へのそれぞれの回転角度
θを、一方の駆動軸の回転角がθ₁、他方の駆動軸の回
転角がθ₂、ただしθ₁≠θ₂となるように回転を伝達
する両方向回動リンク機構に連結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置
や、ＬＣＤ製造装置等のように、１つのトランスファチ
ャンバの周囲に複数のステーションとなるプロセスチャ
ンバを配設し、各プロセスチャンバにて加工処理される
ウエハ等の薄板状のワークを、トランスファチャンバを
経由して、このトランスファチャンバに設けたハンドリ
ング用ロボットにて、１つのプロセスチャンバから他の
プロセスチャンバへ搬送するようにしたマルチチャンバ
タイプの製造装置における上記ハンドリング用ロボット
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マルチチャンバタイプの半導体製造装置
は図１に示すようになっていて、トランスファチャンバ
１の周囲に、複数のプロセスチャンバからなるプロセス
チャンバステーション２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ
と、外部に対してワークを受け渡しを行うワーク受け渡
しステーション３とが配設されており、トランスファチ
ャンバ１内は常時真空装置にて真空状態が保たれてい
る。

【０００３】そして上記トランスファチャンバ１は図２
に示すようになっていて、これの中心部に、図３に示す
ようなハンドリング用ロボットＡが回転可能に備えてあ
り、周壁で、かつ各プロセスチャンバステーション２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ及びワーク受け渡しステー
ション３に対向する仕切り壁５には各プロセスチャンバ
ステーションへのワークの出入口となるゲート６が設け
てある。このゲート６はトランスファチャンバ２の内側
に各ゲート６に対向して設けられた図示しない開閉扉に
て開閉されるようになっている。

【０００４】この種の半導体製造装置に用いられる従来
のハンドリング用ロボットとしては、同一方向作動型の
ハンドリング用ロボットＡ（特開平７−２２７７７７号
公報）が知られている。

【０００５】上記従来の技術の同一方向作動型のハンド
リング用ロボットＡは図３と図４に示すようになってい
る。

【０００６】トランスファチャンバ内に設けられるハン
ドリング用ロボットＡはトランスファチャンバ側に固着
される円筒状のケース２２を有しており、このケース２
２の上端には回転テーブル２３がフランジ２４を介して
回転自在に、かつ上下動自在に設けられている。この回
転テーブル２３の下端面から被駆動軸２５が突設されて
いる。そしてこの第１の被駆動軸２５は上記ケース２２
内に設けられた第１の駆動源２６に連結されていて、こ
の第１の駆動源２６が作動して上記第１の被駆動軸２５
が回転することにより回転テーブル２３が回転されるよ
うになっている。なお、回転テーブル２３を上下駆動す
る駆動源は図示を省略する。

【０００７】上記回転テーブル２３の上面には一対の第
１のリンク２８ａ，２８ｂのそれぞれの中間部が枢着さ
れている。この一対の第１のリンク２８ａ，２８ｂの一
方のリンク２８ａの枢支部にケース２２内に延設される
第２の被駆動軸２９の一端が固着してあり、この第２の
被駆動軸２９の先端に上記ケース２２内に設けられた第
２の駆動源３０に連結されており、第１のリンク２８
ａ，２８ｂの一方のリンク２８ａはこの第２の駆動源３
０にて第２の被駆動軸２９を介して回転されるようにな
っている。

【０００８】上記一対の第１のリンク２８ａ，２８ｂの
それぞれの一端には、第２の支軸３１ａ，３１ｂを介し
て一対の第２のリンク３２ａ，３２ｂが回転自在に連結
されている。そしてこの一対の第２のリンク３２ａ，３
２ｂの先端にフォーク状の第１の搬送台８ａ′が連結さ
れている。

【０００９】また、上記第１のリンク２８ａ，２８ｂの
それぞれの他端には、第３の支軸３４ａ，３４ｂを介し
て一対の第３のリンク３５ａ，３５ｂが回転自在に連結
されている。そしてこの一対の第３のリンク３５ａ，３
５ｂの先端にフォーク状の第２の搬送台８ｂ′が連結さ
れている。

【００１０】そして上記第２の支軸３１ａ，３１ｂは第
１のリンク２８ａ，２８ｂに対して回転自在になってい
るが、第２のリンク３２ａ，３２ｂとは一体状になって
いる。また、上記第３の支軸３４ａ，３４ｂも第１のリ
ンク２８ａ，２８ｂに対して回転自在になっているが、
第３のリンク３５ａ，３５ｂとは一体状になっている。

【００１１】上記両搬送台８ａ′，８ｂ′は、上下方向
に位置がずれていて、図３に示す状態から、第１の搬送
台８ａ′が後退方向に移動され、第２の搬送台８ｂ′が
前進方向に移動されたときに互いに干渉しないようにな
っている。そしてこのとき、両搬送台８ａ′，８ｂ′は
上下方向に重なった状態で交差するようになっている。

【００１２】上記第２の支軸３１ａ，３１ｂのそれぞれ
は第１のリンク２８ａ，２８ｂの下側に突出してあり、
この各突出部に互いに噛合する同一歯数の一対の第２の
歯車３６ａ，３６ｂが固着されている。また第３の支軸
３４ａ，３４ｂのそれぞれも第１のリンク２８ａ，２８
ｂの下側に突出してあり、この各突出部に図４に示すよ
うに互いに噛合する同一歯数の一対の第３の歯車３７
ａ，３７ｂが固着されている。この両対の歯車３６ａ，
３６ｂ，３７ａ，３７ｂはそれぞれ同期機構３８ａ，３
８ｂを構成している。

【００１３】上記両同期機構３８ａ，３８ｂにより、一
対の第１のリンク２８ａ，２８ｂのうちの一方のリンク
２８ａが、第２の被駆動軸２９を介して第２の駆動源３
０により正転方向、あるいは逆転方向に回転されること
により、その回転は第１，第２の同期機構３８ａ，３８
ｂを介して第１のリンク２８ａ，２８ｂの他のリンク２
８ｂ及び第２，第３のリンク３２ａ，３２ｂ，３５ａ，
３５ｂに伝達され、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すよう
に、一対の搬送台８ａ′，８ｂ′が同一方向へ互いに逆
向きに出没動作される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のハンドリン
グ用ロボットＡにあっては、上記したように、一対の第
１リンク２８ａ，２８ｂの中間部が枢支され、これの両
端部に、それぞれ搬送台８ａ′，８ｂ′を固着した第
２，第３のリンク３２ａ，３２ｂ，３５ａ，３５ｂが連
結されていて、第１のリンク２８ａ，２８ｂが一方へ回
動したときに、一方の、例えば第２のリンク３２ａ，３
２ｂが突出動作し、第３のリンク３５ａ，３５ｂが没入
動されるようになっているが、この一方のリンクの突出
動ストロークと他方のリンクの没入動ストロークが同一
となっている。

【００１５】このため、図４（ａ），（ｂ）において、
突出側の搬送台８ａ′の突出量をさらに大きくするため
に、第１のリンク２８ａ，２８ｂの回転を大きくして第
１のリンク２８ａ，２８ｂに対する第２のリンク３２
ａ，３２ｂの回転角を大きくすると、没入動作する方の
第３のリンク３５ａ，３５ｂもこれと同一角度だけ回動
し、その大きさによっては、この第３のリンク３５ａ，
３５ｂの先端部が第１のリンク２８ａ，２８ｂの先端の
回転軌跡より大きくなってしまう。

【００１６】トランスファチャンバ１の大きさは、没入
作動側のリンク先端が接触しない大きさが必要である
が、このトランスファチャンバ１の大きさは装置全体を
小型化するために小さい程望ましい。

【００１７】ところが、上記従来のハンドリング用ロボ
ットＡでは、没入側のリンクの回動角が、突出側のリン
クの回動角とが同一であるため、搬送台の突出方向への
動作量を大きくすると、没入側のリンクの動作量が没入
方向に大きくなり、ハンドリング用ロボットの回転中心
から没入側のリンクの先端が第１のリンクの回転軌跡よ
り大きくなってしまい、その分だけトランスファチャン
バ１が大きくなってしまうという問題があった。

【００１８】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、交互に突出動作と没入動作を行うようにした第
１，第２のロボットリンク機構のそれぞれの待機状態か
らの突出ストロークと没入ストロークを変えて、この没
入ストロークを突出ストロークに対して小さくでき、こ
れにより、トランスファチャンバの大きさを大きくする
ことなくハンドリング用ロボットの突出量を大きくする
ことができるようにしたハンドリング用ロボットを提供
することを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明に係る請求項１に記載のハンドリン
グ用ロボットは、先端部に被処理物を載置する搬送台を
有し、伸縮動作することにより、この搬送台を出没動作
する第１，第２のロボットリンク機構を、交互に出没動
作すると共に、一体状に回転可能にしてなるハンドリン
グ用ロボットにおいて、第１，第２のロボットリンク機
構を、回転台に対してそれぞれ独立して回転自在に支持
した第１，第２の駆動リンク機構と、この各駆動リンク
機構の先端に、この各第１駆動リンク機構の回転に従っ
て同期回転するようにして連結した第１，第２の従動リ
ンク機構と、この各従動リンク機構の先端に連結された
第１，第２の搬送台にて構成し、この第１，第２のロボ
ットリンク機構のそれぞれの駆動リンク機構の駆動軸
と、１つの回転駆動源とを、回転駆動源の両方向へのそ
れぞれの回転角度θを、一方の駆動軸の回転角がθ₁、
他方の駆動軸の回転角がθ₂、ただしθ₁≠θ₂となる
ように回転を伝達する両方向回動リンク機構を介して連
結した構成となっており、第１，第２のロボットリンク
機構は、それぞれの駆動リンク機構を駆動軸で回転する
ことにより、それぞれの駆動リンク機構、従動リンク機
構を介して搬送台が交互に出没動作される。そして回転
台を回転することにより、両ロボットリンク機構が一体
状になって回転される。

【００２０】上記第１，第２のロボットリンク機構のそ
れぞれの駆動軸は、両方向回動リンク機構を介して１つ
の回転駆動源にて同一方向へ互いに異なる回転角θ₁，
θ₂にて回転される。すなわち、回転駆動軸を一方へθ
だけ回転すると、一方のロボットリンク機構の駆動リン
ク機構はθ₁、他方の駆動リンク機構はθ₂だけそれぞ
れ同一方向に回動される。両ロボットリンク機構は、そ
れぞれの駆動リンク機構が同一方向へ回転することによ
り、一方のロボットリンク機構の従動リンク機構が駆動
リンク機構に対して伸長動作し、他方のロボットリンク
機構の従動リンク機構が短縮動作され、それぞれの従動
リンク機構の先端部に設けた搬送台の一方が突出動し、
他方の従動リンク機構の先端部に設けた搬送台が没入動
する。第１，第２のロボットリンク機構のそれぞれの駆
動リンク機構は、上記突出動作する方が、没入動作する
方より、大きな回転角となって回転される。従って一方
の搬送台が所定ストロークの突出動作を行ったときの他
方の搬送台の没入動作のストロークは小さくなり、トラ
ンスチャンバ内での没入側のロボットリンク機構の占め
る大きさを小さくできる。

【００２１】また、請求項２記載のハンドリング用ロボ
ットは、請求項１記載のハンドリング用ロボットにおけ
る両方向回動リンク機構を、第１，第２のロボットリン
ク機構の一方の駆動軸に一端を固着した第１従動リンク
と、他方の駆動軸に一端を固着した第２従動リンクと、
この両従動リンクのそれぞれの先端に一端を連結、他端
を相互に連結した第１，第２の駆動リンクと、一端を回
転駆動源の駆動部に固着し、他端を上記両駆動リンクの
連結部に連結したモータリンクとから構成した構成とな
っている。

【００２２】さらに、請求項３記載のハンドリング用ロ
ボットは、請求項１記載のハンドリング用ロボットにお
ける両方向回動リンク機構を、第１，第２のロボットリ
ンク機構の一方の駆動軸に固着した第１の従動歯車と、
他方の駆動軸に固着した第２の従動歯車と、回転駆動源
の回転軸に固着され、上記第１従動軸に噛合する第１駆
動歯車と、第２従動歯車に噛合する第２駆動歯車とから
なり、少なくとも１組の互いに噛合する従動歯車と駆動
歯車を楕円歯車とした構成となっている。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、交互に突出動作と没入
動作を行うようにした第１，第２のロボットリンク機構
のそれぞれの待機状態からの突出ストロークと没入スト
ロークを変えて、この没入ストロークを突出ストローク
に対して小さくでき、これにより、トランスファチャン
バの大きさを大きくすることなくハンドリング用ロボッ
トの突出量を大きくすることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図５以下に
基づいて説明する。図５、図６はこの実施例の構成及び
作動を模式的に示すものであり、その具体的な構成を図
７に示す。図中７０はトランスファチャンバ１のフレー
ム１ａに回転自在に支承された回転台であり、この回転
台７０の回転中心に２本の駆動軸８５，８６が同軸状に
してこの回転台７０に対して相互に回転自在に支承され
ている。そして上記回転台７０はトランスファチャンバ
１のフレーム１ａ側に固着された第１のモータユニット
７２ａに正転及び逆転方向に駆動されるようになってお
り、また、駆動軸８５，８６は両方向回動リンク機構Ｘ
₁を介して回転台７０側に固着された第２のモータユニ
ット７２ｂにて正転及び逆転方向に駆動されるようにな
っている。

【００２５】７３と７４は上記駆動軸８５，８６の軸心
に対して両側に配置される第１、第２のロボットリンク
機構Ｂ₁，Ｂ₂の平行リンク構成にしたそれぞれの駆動
リンク機構であり、この第１，第２の駆動リンク機構７
３，７４はそれぞれ平行に配置される駆動リンク７３
ａ，７４ａと、従動リンク７３ｂ，７４ｂと、各両リン
ク７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂのそれぞれの先端を
連結する連結リンク７３ｃ，７４ｃとからなっている。

【００２６】そして上記第１，第２の駆動リンク機構７
３，７４のそれぞれの駆動リンク７３ａ，７４ａの基端
部は上記駆動軸８５，８６に固着結合されている。また
それぞれの従動リンク７３ｂ，７４ｂの基端は、回転台
７０の回転中心に対して離間角度αだけ離間する位置と
なるようにして回転台７０に枢支されている。各駆動リ
ンク機構７３，７４の連結リンク７３ｃ，７４ｃの両端
の支持軸７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂにはそれぞれ
同一歯数で、かつ互いに各両リンクのもの相互で歯合す
る歯車７７ａ，７７ｂ，７７ｂ，７７ｄが各支持軸と一
体構成にて設けてある。この各支持軸のうち、駆動リン
ク７３ａ，７４ａの先端に位置する支持軸７５ａ，７６
ａが各駆動リンク７３ａ，７４ａに一体結合され、他の
ものはそれぞれリンクに対して回転自在となっている。

【００２７】７８，７９は上記第１、第２のロボットリ
ンク機構Ｂ₁，Ｂ₂のそれぞれの駆動リンク機構７３，
７４の先端側に連結され、かつ各駆動リンク機構７３，
７４と同一大きさの平行リンク構成にした第１、第２の
従動リンク機構であり、この各従動リンク機構７８，７
９はそれぞれ平行に配置される駆動リンク７８ａ，７９
ａと、従動リンク７８ｂ，７９ｂからなっており、各リ
ンクの基端のうち、駆動リンク７８ａ，７９ａの基端が
上記第１，第２の駆動リンク機構７３，７４のそれぞれ
の従動リンク７３ｂ，７４ｂ側の支持軸７５ｂ，７６ｂ
に一体結合され、従動リンク７８ｂ，７９ｂの基端は各
支持軸７５ａ，７６ａに回転自在に連結されている。そ
して各従動リンク機構７８，７９のリンクの先端側のリ
ンク８０ａ，８０ｂにこれと一体状にして搬送台ｂ₁，
ｂ₂が連結されている。両従動リンク機構７８，７９の
各リンク形状及び両搬送台ｂ₁，ｂ₂の形状から両搬送
台ｂ₁，ｂ₂は図７に示すように上下方向に同一位置と
なっている。また搬送台ｂ₁，ｂ₂の基端部も相互に干
渉しないようになっている。

【００２８】またこのときの両搬送台ｂ₁，ｂ₂は両従
動リンク機構７８，７９の先端側のリンク８０ａ，８０
ｂの延長線上に向けて配置されており、従ってこの両搬
送台ｂ₁，ｂ₂は回転台７０の回転中心に対して上記離
間角度αだけ回転方向に位置がずれされている。なお図
７において、８１は磁性流体シールである。

【００２９】上記第１、第２の駆動軸８５，８６の各基
端は上記したように、回転台７０に支持された１個の第
２のモータユニット７２ｂに第１の両方向回動リンク機
構Ｘ₁を介して連結されており第２のモータユニット７
２ｂが一方向に回転することにより、第１のロボットリ
ンク機構Ｂ₁の駆動リンク機構７３と第２のロボットリ
ンク機構Ｂ₂の駆動リンク機構７４が同一方向に、かつ
異なる回転角にて回転されるようになっている。

【００３０】この両方向回動リンク機構Ｘ₁は図８から
図１０に示すようになっていて、第１の駆動軸８５に一
端を連結した第１従動リンク８７ａと第２の駆動軸８６
に一端を連結した第２従動リンク８７ｂと、この各リン
ク８７ａ，８７ｂのそれぞれの先端に連結した第１駆動
リンク８８ａ、第２駆動リンク８８ｂとからなり、この
両第２駆動リンク８８ａ，８８ｂの先端は連結されてリ
ンク構成となっている。そしてこの両駆動リンク８８
ａ，８８ｂの先端の連結部に、上記回転台７０に支持さ
れた第２のモータユニット７２ｂの駆動部に一端を固着
したモータリンク８９の先端が連結されている。このモ
ータリンク８９は上記平行リンク機構の内側に配置され
ている。

【００３１】図９、図１０は上記第１の両方向回動リン
ク機構Ｘ₁を模式的に示したもので、第２のモータユニ
ット７２ｂを駆動してモータリンク８９を、例えば上側
から見て右方向に所定角θだけ回転すると、両方向回動
リンク機構Ｘ₁は図１０に示すように右側へゆがんだ状
態となって回動する。このときの回動方向に上流側に位
置する第１従動リンク８７ａの回転角をθ₁、下流側に
位置する第２従動リンク８７ｂの回転角をθ₂とすると
θ₁＞θ₂となる。また、モータリンク８９を逆方向
（左方向）に回転するとθ₁＜θ₂となる。

【００３２】この実施例の作用を以下に説明する。図６
に示す待機状態で、第２のモータユニット７２ｂを右方
向にθだけ回転すると、両方向回動リンク機構Ｘ₁の作
用により、第１のロボットリンク機構Ｂ₁の駆動リンク
機構７３がθ₁だけ右方向に回転し、第２のロボットリ
ンク機構Ｂ₂の駆動リンク機構７４が右方向にθ₂だけ
回転し、これに従って各ロボットリンク機構Ｂ₁，Ｂ₂
の従動リンク機構７８，７９が歯車伝動により各駆動リ
ンク機構７３，７４の先端に対して左方向に各駆動リン
ク機構７３，７４の回転角と同じθ₁，θ₂にわたって
回転する。これにより、上記各リンク機構が平行リンク
機構であることにより、第１の搬送台ｂ₁はα₁方向に
沿って突出動作し、第２の搬送台ｂ₂はα₂方向に沿っ
て没入動作する。このとき、θ₁＞θ₂であることによ
り、両ロボットリンク機構Ｂ₁，Ｂ₂の従動リンク機構
の絶対動作量は、第２のロボットリンク機構Ｂ₂側、す
なわち、没入側の方が相対的に小さくなる。

【００３３】従って、この没入動作時における第２の従
動リンク機構７９の先端部の回転台７０の中心からの位
置を、駆動リンク機構７４の先端より内側に収めること
ができ、この従動リンク機構７９の没入動作が、没入側
のロボットリンク機構の回転半径拡大の要因になること
がない。

【００３４】モータリンク８９を左方向にθだけ回転す
ると、両ロボットリンク機構Ｂ₁，Ｂ₂は上記動作と全
く逆の動作を行って、第１の搬送台ｂ₁のα₁に沿って
没入動し、第２の搬送台ｂ₂はα₂に沿って突出動す
る。このとき、第１の駆動リンク機構７３は左方向へθ
₂だけ回転し、第２の駆動リンク機構７４は左方向へθ
₁だけ回転（θ₁＞θ₂）することにより、没入動作側
である第１のロボットリンク機構Ｂ₁の没入動作量が、
第２のロボットリンク機構Ｂ₂の突出動作動量より小さ
くなりこの第１のロボットリンク機構Ｂ₁の従動リンク
機構７８の先端部の回転台７０の中心からの位置が駆動
リンク機構７４の先端より内側に収められる。

【００３５】上記図９に示した構成の両方向回動リンク
機構Ｘ₁において、モータリンク８９の回転方向上流側
のリンクの回転角θ₁（θ₂）の方が下流側の回転角θ
₂（θ₁）より大きくなることを図１０、図１１を参照
して説明する。ここで、第１、第２の従動リンク８７
ａ，８７ｂのそれぞれの長さをＬ₁、第１、第２の駆動
リンク８８ａ，８８ｂのそれぞれの長さをＬ₂、モータ
リンク８７の長さをＬ₃、第１、第２の駆動リンク８８
ａ，８８ｂの結合関節と第１、第２の駆動軸８５，８６
の軸心Ｏ間の距離をＲ、モータリンク８９の回転角を
θ、第１の従動リク８７ａの回転角をθ₁、第２の従動
リンク８７ｂの回転角をθ₂、第１、第２の従動リンク
８７ａ，８７ｂのなす角度を２ψとすると、θ₁，θ₂
は下記数式（１），（２）に示すようになり、これを線
図で示すと図１１に示すようになる。図１１及び表１に
おいて、モーターリンク８９の右方向回転をマイナス方
向とする。

【００３６】

【数１】

【００３７】

【表１】

【００３８】上記式（１），（２）と図１１の線図及び
表１により明らかなように、モータリンク８９の回転に
より従動する第１、第２の従動リンク８７ａ，８７ｂに
より回動する第１、第２の駆動リンク機構７３，７４の
それぞれの作動角度は、突出動作ではθ₁だけ回転し、
没入動作ではθ₂だけ回転し、突出動作に対して没入動
作の作動角度が小さくなる。なお図１１はＬ₁：Ｌ₂：
Ｌ₃：Ｌ₄＝１：１：１．８：０．８の場合である。

【００３９】図１２から図１５は他の実施例である第２
の両方向回動リンク機構Ｘ₂を示すもので、第２のモー
タユニット７２ｂに回動されるモータリンク８９を、上
記図８で示した実施例における第１の両方向回動リンク
機構Ｘ₁と同じ構成の平行リンク機構の外側に連結した
構成となっている。

【００４０】この第２の両方向回動リンク機構Ｘ₂の場
合、モータリンク８９が図１２、図１３において、右方
向に所定角θだけ回転すると、この両方向回動リンク機
構Ｘ₂は、上記第１の場合とは逆に左側へゆがんだ状態
となって回動する。このときのモータリンク８９の回動
方向の上流側に位置する第１従動リンク８７ａの回転角
をθ₁、下流側に位置する第２の従動リンク８７ｂの回
転角をθ₂とするとθ₁＞θ₂となる。なお、この第２
の両方向回動リンク機構Ｘ₂の上記θ₁，θ₂の回転方
向は第１の両方向回動リンク機構Ｘ₁の場合と逆方向と
なる。このことから、この第２の両方向回動リンク機構
Ｘ₂の各駆動軸８５，８６と図５、図６に示す第１、第
２の駆動リンク機構７３，７４との連結は第１の両方向
回動リンク機構Ｘ₁の場合と逆になっていて、モータリ
ンク８９の右方向への回転方向上流側の従動リンク８７
ａに固着した駆動軸８５を第２のロボットリンク機構Ｂ
₂の第２の駆動リンク機構７４に、また下流側の従動リ
ンク８７ｂに固着した駆動軸８６を第１のロボットリン
ク機構Ｂ₁の第１の駆動リンク機構７３にそれぞれ連結
する。

【００４１】上記図１４に示した構成の第２の両方向回
動リンク機構Ｘ₂においてモータリンク８９の回転方向
上流側のリンクの回転角θ₁（θ₂）の方が下流側のリ
ンクの回転角θ₁（θ₂）より大きくなることを図１５
を参照して説明する。ここで各構成部材の諸元は上記し
た第１の両方向回動リンク機構Ｘ₁のものと同じである
とすると、θ₁，θ₂は下記の数式（３），（４）に示
すようになり、これを線図で示すと図１５に示すように
なる。図１５及び表２において、モータリンク８９の右
方向回転をプラスとする。

【００４２】

【数２】

【００４３】

【表２】

【００４４】上記式（３），（４）と図１５の線図及び
表２により明らかなように、モータリンク８９の回転に
より従動する第１、第２の従動リンク８７ａ，８７ｂに
より回動する第１、第２の駆動リンク機構７３，７４
は、突出方向にθ₁だけ回転し、没入方向へθ₂だけ回
転し、突出動作に対して没入動作の作動角度が小さくな
る。なお図１５はＬ₁：Ｌ₂：Ｌ₃：Ｌ₄＝１：１：
１：２の場合である。

【００４５】上記した実施例の第２の両方向作動リンク
機構Ｘ₂では第１、第２のロボットリンク機構Ｂ₁，Ｂ
₂のそれぞれの駆動リンク機構７３，７４の駆動軸８
５，８６を同軸状にした例を示したが、これは図１６に
示すようにＳだけ離間してもよい。図１７はこの駆動軸
８５，８６を離間した場合の第１、第２のロボットリン
ク機構Ｂ₁′，Ｂ₂′を駆動するための第３の両方向回
動リンク機構Ｘ₃を示すもので、この構成は上記第１の
両方向回動リンク機構Ｘ₁に対して、駆動軸が離間して
いること以外は同じ構成となっていて、この実施例の説
明は上記第１の両方向回動リンク機構Ｘ₁のものに準じ
て説明する。

【００４６】図１７において、モータリンク８９が図に
おいて右方向に所定角θだけ回転すると、この両方向回
動リンク機構Ｘ₃は、右側へゆがんだ状態となって回動
する。このときの回動方向上流側に位置する第１従動リ
ンク８７ａの回転角をθ₁、下流側に位置する第２従動
リンク８７ｂの回転角をθ₂とするとθ₁＞θ₂とな
る。また、モータリンク８９を逆方向（左方向）に回転
するとθ₁＜θ₂となる。

【００４７】このときの上記θ₁＞θ₂となることの説
明を図１７を参照して説明する。モータリンク８９がθ
だけ右方向へ回転したときの第１、第２の従動リンク８
７ａ，８７ｂのそれぞれの回転角θ₁，θ₂は下記の数
式（５），（６）に示すようになり、Ｌ₁＝Ｌ₂の場合
は数式（７），（８）に示すようになる。そしてこれを
線図で示すと図１８に示すようになる。なお、この図１
８はＬ₁：Ｌ₂：Ｌ₃：Ｌ₄：Ｓ＝１：１：１．８：
０．８：０．２の場合である。そしてこれを表で示すと
表３に示すようになる。

【００４８】

【数３】

【００４９】

【表３】

【００５０】この実施例においても、上記の場合と同様
にモータリンク８９の回転によって大きく回動する方の
駆動軸が突出動作する方の駆動リンク機構７３，７４に
対応して連結する。

【００５１】第４の両方向回動リンク機構Ｘ₄は第２の
両方向回動リンク機構Ｘ₂の駆動軸を離間したものであ
り、図１９において、モータリンク８９が図において右
方向に所定角θだけ回転すると、この両方向回動リンク
機構Ｘ₄は図１９に示すように、左側へゆがんだ状態で
回動する。このときのモータリンク８９の回動方向上流
側に位置する第１従動リンク８７ａの回転角をθ₁、下
流側に位置する第２従動リンク８７ｂの回転角をθ₂と
するとθ₁＞θ₂となる。またモータリンク８９を逆方
向（左方向）に回転するとθ₁＜θ₂となる。

【００５２】このときの上記θ₁＞θ₂となることの説
明を図１９を参照して説明する。モータリンク８９がθ
だけ回転したときの第１、第２の従動リンク８７ａ，８
７ｂのそれぞれの回転角θ₁，θ₂は下記の数式
（９），（１０）に示すようになり、Ｌ₁，Ｌ₂の場合
は数式（１１），（１２）に示すようになる。そしてこ
れを線図で示すと図２０に示すようになる。なおこの図
２０はＬ₁：Ｌ₂：Ｌ₃：Ｌ₄：Ｓ＝１：１：１：２：
０．２の場合である。そしてこれを表で示すと表４に示
すようになる。この実施例の場合、第１の従動リンク８
７ａに結合した第１の駆動軸を図１６に示した第１のロ
ボットアーム機構Ｂ₁′の駆動部に連結し、第２の従動
リンク８７ｂに結合した第２の駆動軸を第２のロボット
アーム機構Ｂ₂′の駆動部に連結する。

【００５３】

【数４】

【００５４】

【表４】

【００５５】上記した第１，第２，第３，第４の両方向
回動リンク機構Ｘ₁，Ｘ₂，Ｘ₃，Ｘ₄はそれぞれリン
ク機構を用いた例で説明したが、これは楕円歯車機構を
用いてもよい。図２１にその実施例である第５の両方向
回動リンク機構Ｘ₅を示す。

【００５６】第２のモータユニット７２ｂの出力軸９０
に第１楕円歯車９１と第１正円歯車９２とが固着してあ
り、第１，第２のロボットリンク機構の同軸状に配置さ
れた一方の駆動軸８５に上記第１楕円歯車９１に噛合す
る第２楕円歯車９３が、また他方の駆動軸８６に上記第
１正円歯車９２に噛合する第２正円歯車９４がそれぞれ
固着されている。各楕円歯車９１，９３はそれぞれの一
方の焦点位置で各軸８５，９０に固着されている。

【００５７】この構成において、第２のモータユニット
７２ｂの回転軸９０が、例えば、図２２に示す中立状態
から図２３に示すように、θ₁だけ左方向に回転する
と、第２楕円歯車９３は右方向にθ₂だけ回転する。こ
のとき、両楕円歯車９１，９３の対向配置姿勢により、
θ₁＜θ₂となる。一方このとき、第２正円歯車９４の
回転角はθ₁である。これにより、この第１の駆動軸８
５はθ₂、第２の駆動軸８６はθ₁だけそれぞれ右方向
に回転し、θ₁＜θ₂であることにより、第１の駆動軸
８５の方が第２の駆動軸８６より大きく回転する。

【００５８】一方回転軸９０が、図２２に示す中立状態
から右方向にθ₁だけ回転すると、上記と同様に、第２
楕円歯車９３は左方向にθ₂′だけ回転し、第２の正円
歯車９４はθ₁だけ左方向に回転する。このとき、両楕
円歯車９１，９３の対向配置姿勢によりθ₁＞θ₂′と
なる。従って今度は第２の駆動軸８６の回転角を左方向
にθ₂に、第１の駆動軸８５の回転角を左方向にθ
₁（θ₁＜θ₂）にするためには、回転軸９０の回転角
θ₁を上記したこれより大きいθ₂だけ右方向に回転す
る。これにより、第２楕円歯車９３はθ₁だけ左方向に
回転し、一方第２の正円歯車９４はθ₂だけ左方向に回
転する。このことから、第２のモータユニット７２ｂを
右方向へθ₂だけ回転することにより、第１の駆動軸８
５はθ₁、第２の駆動軸８６はθ₂だけそれぞれ左方向
に回転し、θ₁＜θ₂であることにより、第２の駆動軸
８６の方が第１の駆動軸８５より大きく回転する。

【００５９】従って、上記第１の駆動軸８５に、例え
ば、図５で示す第１のロボットリンク機構Ｂ₁を、第２
の駆動軸８６に第２のロボットリンク機構Ｂ₂をそれぞ
れ結合した場合、第１のロボットリンク機構Ｂ₁を突出
動作し、第２のロボットリンク機構Ｂ₂を没入動作する
ときには第２のモータユニット７２ｂをθ₁だけ左方向
に回転し、逆方向に作動するときにはθ₂だけ右方向に
回転する。

【００６０】上記第５の両方向回動リンク機構Ｘ₅の場
合、楕円歯車と正円歯車とを組合わせた構成としたが、
図２４から図２６に示すように、この両正円歯車９２，
９４を互いに噛合する楕円歯車９２′，９４′に置き換
えてもよい。図２６にその作用状態を示すこの場合、モ
ータユニット７２ｂが中立状態からある角度回転したと
きの第１の駆動軸８５の回転角度と、モータユニット７
２ｂが逆方向に同一角度回転したときの第２の駆動軸８
６の回転角とが等しくなり、第１，第２のロボットリン
ク機構Ｃ₁，Ｃ₂を制御するための計算が符号が異なる
のみで同一になり、制御しやすくなる。

【００６１】上記実施例における第１，第２のロボット
リンク機構Ｂ₁，Ｂ₂、Ｂ₁′，Ｂ₂′の駆動リンク機
構と従動リンク機構は平行リンク構成にしたが、この両
リンク機構は図２７に示すようにベルトリンク構成にし
てもよい。図２７は一方のロボットリンク機構Ｃを示す
もので、図示しない回転台に回転自在に支持された第１
アーム１０１、この第２アーム１０１の先端部に回転自
在に連結された第２アーム１０２、この第２アーム１０
２の先端に回動自在に連結された搬送台１０３とは、上
記第１アーム１０１の回動基部に、同心状に支承された
第１プーリ１０４と、第１アーム１０１と第２アーム１
０２との連結部に、これらの回動中心と同心に、かつ軸
１０５にて連結されて第１アーム１０１に支承された第
２プーリ１０６と、第２アーム１０２に支承された第３
プーリ１０７と、第２アーム１０２の先端部で上記搬送
台１０３の回転軸１０８に固着して支承された第４プー
リ１０９と、上記第１，第２のプーリ１０４，１０６に
巻掛けた第１ベルト１１０、第３，第４のプーリ１０
７，１０９に巻掛けた第２ベルト１１１とからなってい
る。

【００６２】そして、第１アーム１０１に回転基部はプ
ーリ１１２，１１３及びベルト１１４を介して第１のモ
ータユニット１１５に、また第１プーリ１０４の軸１１
６は第２のモータユニット１１７に連結されている。上
記第１プーリ１０４と第２プーリ１０６の径比は２：
１、第３プーリ１０７と第４プーリ１０９の径比は１：
２になっている。

【００６３】上記構成において、第２のモータユニット
１１７を停止した状態で第１のモータユニット１１５を
駆動して第１アーム１０１を一方へ回転すると、第１プ
ーリ１０４は第１アーム１０１に対して相対的に同じ回
転角で逆転した状態になり、この第１プーリ１０４の回
転角が第１ベルト１１０を介して第２プーリ１０６に２
倍に増速されて伝わり、第２のアーム１０２が第１アー
ム１０１の回転方向とは逆方向に、これの２倍の回転角
で回転される。このとき、第２アーム１０２の回転基端
側に位置する第３プーリ１０７は上記第１プーリ１０４
と同様に第２アーム１０２の回転方向とは逆方向に相対
回転され、これにより、搬送台１０３が第２アーム１０
２の回転方向とは逆方向に、かつ１／２の回転角で回転
される。

【００６４】上記第１モータユニット１１５による正
転、逆転の回転動作により搬送台１０３が第１アーム１
０１の回転基部に対して放射状に出没動作がなされる。
そして、第１，第２の両モータユニット１１５，１１７
を同一方向に、同一回転角で回転することにより、ロボ
ットリンク機構Ｄの全体が回転される。

【００６５】この実施例では一方のロボットリンク機構
のみについて説明したが、このロボットリンク機構は上
記各実施例と同様に２組を一対のロボットリンク機構と
して用い、これを協動して一方の搬送台を突出動作した
ときには、他方の搬送台を没入動作するようにする。

【００６６】またこの実施例では、出没動作用と、回転
用の２つのモータユニット１１５，１１７を用いた例を
示したが、この実施例における一対のロボットリンク機
構の各第１アームの駆動軸に、上記第４の実施例におけ
る各両方向回動リンク機構Ｘ₁〜Ｘ₅を連結して用い
る。これによって、搬送台の突出動作量に対して没入動
作の動作量を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マルチチャンバタイプの製造装置の一例である
半導体製造装置の概略的な平面図である。

【図２】トランスファチャンバを示す斜視図ある。

【図３】従来のハンドリング用ロボットを示す斜視図で
ある。

【図４】（ａ），（ｂ）は他の従来のハンドリング用ロ
ボットの作用説明図である。

【図５】本発明の実施例の作用状態を示す平面図であ
る。

【図６】本発明の実施例の待機状態を示す平面図であ
る。

【図７】本発明の実施例の構成を示す断面図である。

【図８】第１の両方向回動リンク機構を示す斜視図であ
る。

【図９】第１の両方向回動リンク機構の作用説明図であ
る。

【図１０】第１の両方向回動リンク機構のリンク長と回
転角度等の関係を示す説明図である。

【図１１】第１の両方向回動リンク機構のモータリンク
の回転角に対する第１，第２の駆動軸の回転角の変化を
示す線図である。

【図１２】第２の両方向回動リンク機構を示す斜視図で
ある。

【図１３】第２の両方向回動リンク機構の作用説明図で
ある。

【図１４】第２の両方向回動リンク機構のリンク長と回
転角度等の関係を示す説明図である。

【図１５】第１の両方向回動リンク機構のモータリンク
の回転角に対する第１，第２の駆動軸の回転角の変化を
示す線図である。

【図１６】本発明の他の実施例の待機状態を示す平面図
である。

【図１７】第３の両方向回動リンク機構のリンク長と回
転角度等の関係を示す説明図である。

【図１８】第３の両方向回動リンク機構のモータリンク
の回転角に対する第１，第２の駆動軸の回転角の変化を
示す線図である。

【図１９】第４の両方向回動リンク機構のリンク長と回
転角度等の関係を示す説明図である。

【図２０】第４の両方向回動リンク機構のモータリンク
の回転角に対する第１，第２の駆動軸の回転角の変化を
示す線図である。

【図２１】第５の両方向回動リンク機構を示す斜視図で
ある。

【図２２】第５の両方向回動リンク機構の待機状態を示
す説明図である。

【図２３】第５の両方向回動リンク機構の作動状態を示
す説明図である。

【図２４】第５の両方向回動リンク機構の他例を示す断
面図である。

【図２５】第５の両方向回動リンク機構の他例の待機状
態を示す説明図である。

【図２６】第５の両方向回動リンク機構の作用状態を示
す説明図である。

【図２７】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…トランスファチャンバ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…プロセスチャンバステ
ーション３…ワーク受け渡しステーション５…仕切り壁６…ゲート８ａ，８ｂ，８ａ′，８ｂ′，１０３…搬送台２８ａ，２８ｂ，３２ａ，３２ｂ，３５ａ，３５ｂ…リ
ンク２３…回転テーブル２５，２９…被駆動軸２６，３０…駆動軸７０…回転台８５，８６…駆動軸７２ａ，７２ｂ…モータユニット７３，７４…駆動リンク機構７８，７９…従動リンク機構８７ａ，８７ｂ…従動リンク８８ａ，８８ｂ…駆動リンク８７…モータリンク９１，９３，９２′，９４′…楕円歯車９２，９４…正円歯車１０４，１０６，１０７，１０９，１１２，１１３…プ
ーリ１１０，１１１，１１４…ベルトＡ…ハンドリング用ロボットＢ₁，Ｂ₂，Ｂ₁′，Ｂ₂′，Ｃ₂，Ｄ…ロボットリン
ク機構Ｗ₁，Ｗ₂…ウエハＸ₁，Ｘ₂，Ｘ₃，Ｘ₄，Ｘ₅…両方向回動リンク機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部に被処理物を載置する搬送台を有
し、伸縮動作することにより、この搬送台を出没動作す
る第１，第２のロボットリンク機構を、交互に出没動作
すると共に、一体状に回転可能にしてなるハンドリング
用ロボットにおいて、第１，第２のロボットリンク機構
を、回転台に対してそれぞれ独立して回転自在に支持し
た第１，第２の駆動リンク機構と、この各駆動リンク機
構の先端に、この各駆動リンク機構の回転に従って同期
回転するようにして連結した第１，第２の従動リンク機
構と、この各従動リンク機構の先端に連結された第１，
第２の搬送台にて構成し、この第１，第２のロボットリ
ンク機構のそれぞれの駆動リンク機構の駆動軸と、１つ
の回転駆動源とを、回転駆動源の両方向へのそれぞれの
回転角度θを、一方の駆動軸の回転角がθ₁、他方の駆
動軸の回転角がθ₂、ただしθ₁≠θ₂となるように回
転を伝達する両方向回動リンク機構を介して連結したこ
とを特徴とするハンドリング用ロボット。
【請求項２】請求項１記載のハンドリング用ロボット
における両方向回動リンク機構を、第１，第２のロボッ
トリンク機構の一方の駆動軸に一端を固着した第１従動
リンクと、他方の駆動軸に一端を固着した第２従動リン
クと、この両従動リンクのそれぞれの先端に一端を連
結、他端を相互に連結した第１，第２の駆動リンクと、
一端を回転駆動源の駆動部に固着し、他端を上記両駆動
リンクの連結部に連結したモータリンクとから構成した
ことを特徴とするハンドリング用ロボット。
【請求項３】請求項１記載のハンドリング用ロボット
における両方向回動リンク機構を、第１，第２のロボッ
トリンク機構の一方の駆動軸に固着した第１の従動歯車
と、他方の駆動軸に固着した第２の従動歯車と、回転駆
動源の回転軸に固着され、上記第１従動軸に噛合する第
１駆動歯車と、第２従動歯車に噛合する第２駆動歯車と
からなり、少なくとも１組の互いに噛合する従動歯車と
駆動歯車を楕円歯車としたことを特徴とするハンドリン
グ用ロボット。