JPH106258A - 薄型ワークの搬送用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉塵の発生を極めて少なくし、直進性の優れ
たワークの搬送用ロボットを提供すること。 【解決手段】 ロボットＭは、機枠２１の上部に配設さ
れる固定リンク２５と、固定リンク２５に連結される第
１主アーム２３と、第１副アーム２４と、第１主アーム
２３と第１副アーム２４を先端側で連結する第１可動リ
ンク２６と、を有して第１平行４節リンク機構を備える
とともに、第１可動リンク２６と、第１可動リンク２６
に連結される第２主アーム４３と、第２副アーム４４
と、第２主アーム４３と第２副アーム４４の先端側で連
結する第２可動リンク４７と、を備えて第２平行４節リ
ンク機構とを、備えて構成されている。第１主アーム２
３には駆動軸２７が連結され、駆動モータによって駆動
される。第１可動リンク２６には駆動手段が配設され第
１主アーム２３の駆動を第２主アーム４３に伝達する。
第２可動リンク４７には、ワークＷを吸着保持するハン
ド５３が取り付けられ、第１主アーム２３の回転によ
り、ワークＷを直線的に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス基板やシ
リコンウェハ等の薄型ワーク（以下、ワークという）を
直線的に移動する搬送用ロボットに関し、さらに、ワー
クを直線的に移動するための新規な構造を提供すること
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラス基板やシリコンウェハ等の
薄型のワークを搬送する搬送装置はワークを直線的に移
動するため、ワークを保持するハンドアームを含め３個
のアームが使用され、各アームを駆動させるために、各
アーム内にプーリとベルトとを配設するように構成され
ていた。例えば、従来の搬送装置Ｍ１は図１２に示され
ている。

【０００３】駆動装置から入力軸２を介して所定の角度
で回動される第１アーム３と、第１アーム３に駆動連結
される第２アーム４と、ワークＷを載置する１個のハン
ド５が配設されていた。

【０００４】第１アーム３には、駆動装置から連結され
る入力軸２が固定され、駆動装置機台１に支持される第
１プーリ７と、第２アーム４に支持され第１プーリ７に
第１ベルト８を介して齒合連結される第２プーリ９とが
配設されている。第２アーム４には、第１アーム３に支
持される軸１０に連結される第３プーリ１２と、ハンド
５に支持され第３プーリ１２に第２ベルト１３を介して
齒合連結される第４プーリ１４が配設されている。

【０００５】第１プーリ７と第２プーリ９とのプーリ比
は２：１に形成され、また第３プーリ１２と第４プーリ
とのプーリ比は１：２に形成されている。そのためハン
ド５の先端を直線的に移動することができる。

【０００６】また、第１プーリ７は、第１アーム３及び
入力軸２に対して所定角度回動可能に配設され、第２プ
ーリ９は、第１アーム３及び軸１０に所定角度回動可能
に配設され、第３プーリ１２は、軸１０に取り付けられ
第２アーム４に所定角度回動可能に配設され、第４プー
リ１４は、ハンド５に固定され第２アーム４に固定され
た軸１５に所定角度回動可能に配設されている。

【０００７】そして、駆動装置からの駆動によって、入
力軸２が所定角度回転されると第１アーム３が回転し、
その位相差で第１プーリ７が回転する。第１プーリ７の
回転により第１ベルト８で齒合連結されている第２プー
リ９が回転する。第２プーリ９が回転すると第２アーム
４が回転し、その位相差で第３プーリ１２および第４プ
ーリ１４が回転する。そして第４プーリ１４の回転によ
りハンド５が所定角度回転し、ハンド５に載置されたワ
ークＷを直線的に搬送するように構成されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ワークがシリ
コンウェハやガラス基板等の薄型ワークの場合は、この
ワーク搬送は、通常、クリーンルーム内で行なわれ、ク
リーンルーム内で行なわれる作業においては、塵埃や油
滴の飛散等は極度に避けなければならない。しかし、最
近のこのワークの需要の増加に伴って、クリーンルーム
内に設置する機械が増えてくると、クリーンルーム内が
煩雑になり、各機械から発生する塵埃も少なくない。特
に、従来のようにベルトを使用しているものでは、ベル
トの摩耗による粉塵が発生し、その粉塵がワークに付着
する可能性が多い。さらにベルトの伸びや張り具合によ
りハンドの直進性に微妙に影響を及ぼすことがある。

【０００９】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、従来のベルト式を変更して、塵埃の発生を極めて
少なくし、直進性をより向上するとともに強度的にも向
上できる搬送用ロボットを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわる搬送
用ロボットは、上記の課題を解決するために、以下のよ
うに構成するものである。即ち、ワークを直線的に搬送
するロボットであって、機枠に回動可能に支持される第
１主アームと、前記第１主アームと略同一長さで前記第
１主アームと平行に配設されるとともに、前記機枠に回
転可能に支持される第１副アームと、前記第１主アーム
と前記第１副アームの先端で、前記第１主アームと前記
第１副アームとを連結する第１リンク部材と、を備えて
第１平行４節リンク機構が構成され、前記第１リンク部
材に回転可能に支持され、略同一長さに形成される第２
主アーム、第２副アームと、前記第２主アームと前記第
２副アームとの先端部で、前記第２主アームと前記第２
副アームとを連結する第２リンク部材と、を備えて第２
平行４節リンク機構が構成され、前記機枠内に配置され
前記第１主アームを駆動する第１駆動手段と、前記第１
リンク部材内に配置され前記第２主アームまたは前記第
２副アームを駆動する第２駆動手段と、を有するととも
に、前記第２リンク部材にワークを保持するハンドが配
設され、前記第１駆動手段により前記ハンドが直線的に
移動できるように構成されることを特徴とするものであ
る。

【００１１】また、前記第１主アームと前記第１副アー
ムとが、それぞれ逆Ｌ字形またはＬ字形に形成され、前
記第１主アームと前記第１副アームとが、略平行四辺形
を構成できるように配置され、前記第２主アームと前記
第２副アームとが、それぞれＬ字形または逆Ｌ字形に形
成され、前記第２主アームと前記第２副アームとが、略
平行四辺形を構成できるように配置されることを特徴と
するものであれば好ましい。

【００１２】さらに好ましくは、前記第２駆動手段が、
齒合関係を有する少なくとも２個のギアを備えて構成さ
れることを特徴とするものであれば良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００１４】図１及び図２は、ワークＷを直線的に搬送
するロボットＭの平面図を示すものであり、図１はアー
ム体が屈折する状態を示し、図２はアーム体が伸長する
状態を示すものである。また、図３は、図２における正
面図を示すものである。

【００１５】ロボットＭの機枠２１上に第１アーム体２
２と第２アーム体４２が配設されている。第１アーム体
２２は、逆Ｌ字形に形成される第１主アーム２３、第１
副アーム２４と、機枠２１上に配設され第１主アーム２
３と第２副アーム２４の元部を連結する固定リンク２
５、第１主アーム２３と第１副アーム２４の先端部に連
結される第１可動リンク２６とを備えて構成され、第１
主アーム２３、第１副アーム２４、固定リンク２５、第
１可動リンク２６とで平行４節リンク機構を構成してい
る。

【００１６】図４〜５は、第１主アーム２３と第１副ア
ーム２４の元部側を示す図であり、第１主アーム２３
は、機枠２１内に配設される図示しない駆動モータに駆
動軸２７を介して連結され、機枠１上に取り付けられる
固定リンク２５の上方で、固定リンク２５を貫通する駆
動軸２７とキー部材２８により固定されている。そし
て、元部側（機枠側）２３ａが第１副アーム２４側に屈
折されて逆Ｌ字形に形成され先端側２３ｂが図６〜７に
示される可動リンク２６に連結される。第１副アーム２
４は、元部側２４ａが固定リンク２５に固定される固定
ピン２９に軸受け３０を介して嵌合され、先端側２４ｂ
が第１主アーム２３側に屈折される逆Ｌ字形に形成され
て、図６〜７に示される第１可動リンク２６に連結され
る。

【００１７】図６〜７は第１可動リンク２６の詳細を示
す図であり、第１可動リンク２６は中空状に形成され、
内部に第１歯車３２、第２歯車３３が齒合されながら配
設されている。第１歯車３２は、第１可動リンク２６に
軸受け３４に回動可能に支持される軸３５に、キー部材
３６を介して固定されている。そして、軸３５の下部に
は、第１可動リンク２６の下方で、第１主アーム２３の
先端部２３ｂがキー部材３７を介して固定連結されてい
る。従って、第１主アーム２３が駆動モータによって回
転されると、その駆動が第１歯車３２に伝達される。

【００１８】第２歯車３３は、第１可動リンク２６に軸
受け３８に回動可能に支持される軸３９に、キー部材４
０を介して固定され、第１歯車３２に齒合されている。
そして、軸３９の上部には、第１可動リンク２６の上方
で、第２アーム体４２を構成する第２主アーム４３がキ
ー部材４５を介して固定連結されている。従って、第１
歯車３２の回転が第２歯車３３を介して第２主アーム４
３に伝達される。

【００１９】さらに、第１可動リンク２６には、軸３５
と軸３９との中心線を結ぶ延長線上に軸４１が固定支持
されている。軸４１の下部に、第１可動リンク２６の下
方で、第１副アーム２４の先端部２４ｂが軸受け３１を
介して回動可能に連結され、軸４１の上部に、第１可動
リンク２６の上方で、第２アーム体４２を構成する第２
副アーム４４が軸受け４６を介して回動可能に連結され
ている。軸３５と軸４１との距離Ｐ２は、第１主アーム
２３の元部２３ａに連結される駆動軸２７と第１副アー
ム２４の元部２４ａに連結される固定ピン２９との距離
Ｐ１と、略同寸法に設定されている。そして、駆動軸２
７と軸３５との距離と、固定ピン２９と軸４１との距離
も略同寸法に設定されている。これによって、第１アー
ム体２２は平行４節リンク機構を構成することができ
る。従って、第１主アーム２３と第１副アーム２４が駆
動軸２７によって回動されると、第１可動リンク２６は
固定リンク２５に対して常に平行を保ったまま、固定リ
ンク２５に対して回動することになる。

【００２０】第２アーム体４２は、図１に示されるよう
に、第１可動リンク２６の軸３９に連結されＬ字形に形
成される第２主アーム４３と、軸４１に連結されＬ字形
に形成される第２副アーム４４と、第２主アーム４３、
第２副アーム４４の第１可動リンク２６側と対する側の
先端側で連結される第２可動リンク４７と、を有して構
成されている。そして、第２主アーム４３、第２副アー
ム４４、第１可動リンク２６、第２可動リンク４７と
で、平行４節リンク機構を構成している。

【００２１】第２主アーム４３の元部側４３ａ（図６参
照）は、前述のごとく第１可動リンク２６の軸３９に連
結され、元部側４３ａが第２副アーム側に屈折されてＬ
字形に形成され、先端側４３ｂは、図８〜９に示される
ように、第２可動リンク４７の下方で、第２可動リンク
４７に固定支持される軸４８の下部に軸受け４９を介し
て回動可能に連結されている。第２副アーム４４の元部
側４４ａ（図６参照）は、前述のように第１可動リンク
２６の軸４１に連結され、図８〜９に示されるように、
先端側４４ｂが、第２主アーム側に屈折されてＬ字形に
形成され、第２可動リンク４７の下方で、第２可動リン
ク４７に固定支持される軸５０の下部に軸受け５１を介
して回動可能に連結されている。そして、第１可動リン
ク２６の軸３９と軸４１との距離Ｐ３と、第２可動リン
ク４７の軸４８と軸５０との距離Ｐ４は略同寸法に設定
され、第２主アーム４３の連結される軸３９と軸４８と
の距離と、第２副アーム４４の連結される軸４１と軸５
０との距離も略同寸法に設定される。これによって平行
４節リンク機構が構成される。また、第１主アーム２３
の元部側２３ａと先端側２３ｂで連結される軸間の距離
と、第２主アーム４３の元部側４３ａと先端側４３ｂと
の距離は略同一寸法に設定される。

【００２２】第２可動リンク４７の上面には、ワークＷ
を吸着保持するハンド５３が第２可動リンク４７に図示
しないボルト等によって固定されている。従って、第２
歯車３３の回転により、第２主アーム４３が第１可動リ
ンク２６の軸３９を中心に回転されると、第２副アーム
４４も追随して軸４１中心に回転され、その結果、第２
可動リンク４７は第１可動リンク２６の回りを、第１可
動リンク２６と平行に保持されたまま回転されることに
なる。そして、ワークＷを保持するハンドは直線状に移
動される。

【００２３】なお、それぞれのアームは、それぞれ連結
される軸に対して、符号を記さない軸用止め輪により上
下方向を規制されているが、これに限られるものではな
い。また、本実施の形態では、軸とアームとの連結手
段、軸と歯車との連結手段をキー部材や軸受けを使用し
ているが、これに限るものでなく、通常使用される連結
手段で設計されるものであればよい。さらに、アームの
上下方向の規制手段についても軸用止め輪に限られるも
のではない。

【００２４】次に、上記のように構成されるロボットの
作用について説明する。

【００２５】ハンド５３は、まず図１に示される位置に
配置されている。この時、第１アーム体２２、第２アー
ム体４２は屈曲される状態にある。次に、図示しないカ
セットに収納されている薄型上のワークＷを取りに行く
ために、ハンド５３を図１中左方向に移動するように駆
動モータが作動され、駆動軸２７が、図１中、反時計方
向に回転される。駆動軸２７に固定連結される第１主ア
ーム２３は反時計方向に回転すると、平行４節リンク機
構を構成する第１アーム体２２は固定リンク２５の回り
を反時計方向に回転する。そして、第１可動リンク２６
は固定リンク２５と平行を維持しながら固定リンク２５
の回りを反時計方向に回転する。

【００２６】第１可動リンク２６の軸３５は、第１主ア
ーム２３に固定連結され第１可動リンク２６には回動可
能に連結されているため、第１可動リンク２８は第１主
アーム２３の回転する分、軸３５の回りを回転する。そ
して、第１副アーム２４は第１主アーム２３の回転に追
随されながら、軸４１の回りを回転する。

【００２７】また、第１歯車３２は軸３５に固定連結さ
れているため、軸３５の回りを回転しない。しかし、第
１歯車３２に齒合する第２歯車３３は、第１歯車３２が
第１主アーム２３とともに駆動軸２７を中心に反時計方
向に回転する分、その位相差で、軸３９の中心に対して
軸３９とともに時計方向に回転する。第２主アーム４３
は軸３９に固定連結されているため、軸３９とともに時
計方向に回転する。第２副アーム４４は、第２主アーム
４３の回転に追随されながら軸４１の回りを回転する。
第２主アーム４３の先端側４３ｂ及び、第２副アーム４
４の先端側４４ｂは、それぞれ第２可動リンク４７の軸
４８及び、軸５０の回りを時計方向に回転するととも
に、第２可動リンク４７は、第１可動リンク２６に対し
て平行を維持しながら第１可動リンク２６の回りを時計
方向に回転する。

【００２８】このように、第２アーム体４２が第１可動
リンク２６の回りを時計方向に回転する時、第２可動リ
ンク４７は、第１可動リンク２６に対して、回転による
上下方向の移動差が生じるが、第１可動リンク２６も、
固定リンク２５に対して、上下移動差を生じているの
で、第１主アーム２３の連結軸間の距離と、第２主アー
ム４３の連結軸間と、の距離が略同一寸法で設定される
本形態では、それぞれの移動差は打ち消され、第２可動
リンク４７は左方向に直線的に移動される。従って、ハ
ンド５３も直線的に移動されることになる。

【００２９】図２は、第１アーム体２２と第２アーム体
４２とが左方向に移動され、第２アーム体４２が第１ア
ーム体２２に対して一直線上に配置される状態を示すも
のである。この状態を可能にするのは、第１主アーム２
３と第１副アーム２４がそれぞれ内側に向かって逆Ｌ字
形に形成され、第２主アーム４３と第２副アーム４４が
それぞれ内側に向かってＬ字形に形成されていることに
よる。第１主アーム２３の元部側２３ａの屈折する長さ
が第１副アーム２４の幅以上の大きく設定されていれば
よい。そして、その他のアームも同様である。

【００３０】この状態を図３に示される正面図から見る
と、機枠２１上に固定リンク２５が配置され、固定リン
ク２５上に配置される第１主アーム２３、第１副アーム
２４の先端側上方に第１可動リンク２６が配置され、第
１可動リンク２６の上方に、第２主アーム４３、第２副
アーム４４が配置され、第２主アーム４３、第２副アー
ム４４の先端側に第２可動リンク４７が配置されてい
る。そして、第２可動リンク４７の上面にはハンド５３
が、図３中、左方向に向かって配置され、ワークＷを保
持している。

【００３１】この状態でワークＷを吸着保持し、ハンド
５３を、機枠２１内に配置される図示しない上下駆動用
のモータ等で僅かに上昇した後、ハンド５３を右方向に
移動するため、駆動軸２７を図示しない駆動モータで時
計方向に回転する。第１主アーム２３及び第１副アーム
２４は固定リンク２５の回りを時計方向に回転され、第
２歯車３２が軸３９の中心に対して反時計方向に回転さ
れることに伴って、第２主アーム４３及び第２副アーム
４４は第１可動リンク２６の回りを反時計方向に回転す
る。その後の作動は前述と反対の作動で行なわれ、ワー
クＷを保持するハンド５３は直線的に右方向に移動され
る。

【００３２】なお、本形態においては、第１アーム体２
２を構成しているアームが逆Ｌ字形で第２アーム体４２
を構成しているアームがＬ字形に形成されているが、逆
に形成するようにしてもよい。また、駆動軸２７を第１
副アーム２４側に連結するようにしてもよい。さらに、
第１可動リンク２６に配設される第１歯車３２を軸４１
を介して第１副アーム２４に連結し、第２歯車３３と齒
合するようにしてもよい。また、固定リンク２５をなく
して、第１副アーム２４を直接機枠２１に回転可能に配
設することもできる。また、駆動軸２７と固定ピン２９
に歯車を配設し、その間に中間歯車を齒合させれば、第
１主アームと第１副アームの２か所で積極的に駆動させ
ることもできる。

【００３３】さらに、別の形態としては、図１０〜１１
に示されるように、各アームをコ字形、または逆コ字形
に形成することができる。この場合、第１主アーム６
３、第１副アーム６４、第２主アーム６５、第２副アー
ム６６の第１可動リンク２６、第２可動リンク４７との
連結する軸は、図１０において一直線上に配置され、ハ
ンド５３の移動する範囲をさらに広くすることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明のロボットによれば、前記ロボッ
トは、機枠上に配設される第１主アーム、第１副アーム
と、前記第１主アームと前記第１副アームとをその先端
で連結する第１リンク部材とを備えて、第１平行４節リ
ンク機構を構成している。さらに前記第１リンク部材に
連結される第２主アーム、第２副アームと、前記第２主
アーム、第２副アームの先端で連結される第２リンク部
材と、前記第１リンク部材とを備えて第２平行４節リン
ク機構を構成している。そして前記第１主アームを駆動
する第１駆動手段と、第２主アームを駆動する第２駆動
手段を有しているので、前記第２リンク部材にハンドア
ームを配設することによって、ワークを直線的に搬送す
ることができる。従って、従来のようにプーリとベルト
を使用する必要がない。そのため、ベルトから発生する
粉塵がなくなり、直進性の優れた搬送ロボットを提供す
ることができる。

【００３５】また、各アームがそれぞれ内側に向かって
Ｌ字形または逆Ｌ字形に形成されているので搬送範囲を
広くすることができる。

【００３６】さらに、前記第２駆動手段が少なくとも２
個の歯車を備えて構成されているため、強度的に向上
し、確実に第２主アームを駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるロボットの平面図

【図２】同各アームの伸長した状態を示す図

【図３】同図２における正面図

【図４】同図１における固定リンク部の詳細を示す平面
図

【図５】同図４の正面断面図

【図６】同第１可動リンク部の詳細を示す一部平面断面
図

【図７】同図６の正面断面図

【図８】同第２可動リンク部の詳細を示す平面図

【図９】同図８の正面断面図

【図１０】本発明の別の形態を示すロボットの平面図

【図１１】同図１０における各アームの屈折した状態を
示す図

【図１２】従来の搬送ロボットを示す断面図

【符号の説明】

Ｍ…ロボット Ｗ…ワーク ２１…機枠 ２２…第１アーム体 ２３…第１主アーム ２４…第１副アーム ２５…固定リンク ２６…第１可動リンク ２７…駆動軸 ２９…固定ピン ３２…第１歯車 ３３…第２歯車 ３５、３９、４１、４８、５０…軸 ４２…第２アーム体 ４３…第２主アーム ４４…第２副アーム ４７…第２可動リンク ５３…ハンド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを直線的に搬送するロボットであ
   って、 機枠に回動可能に支持される第１主アームと、前記第１
   主アームと略同一長さで前記第１主アームと平行に配設
   されるとともに、前記機枠に回転可能に支持される第１
   副アームと、前記第１主アームと前記第１副アームの先
   端で、前記第１主アームと前記第１副アームとを連結す
   る第１リンク部材と、を備えて第１平行４節リンク機構
   が構成され、 前記第１リンク部材に回転可能に支持され、略同一長さ
   に形成される第２主アーム、第２副アームと、前記第２
   主アームと前記第２副アームとの先端部で、前記第２主
   アームと前記第２副アームとを連結する第２リンク部材
   と、を備えて第２平行４節リンク機構が構成され、 前記機枠内に配置され前記第１主アームを駆動する第１
   駆動手段と、前記第１リンク部材内に配置され前記第２
   主アームまたは前記第２副アームを駆動する第２駆動手
   段と、を有するとともに、前記第２リンク部材にワーク
   を保持するハンドが配設され、 前記第１駆動手段により前記ハンドが直線的に移動でき
   るように構成されることを特徴とする薄型ワークの搬送
   用ロボット。
2. 【請求項２】 前記第１主アームと前記第１副アームと
   が、それぞれ逆Ｌ字形またはＬ字形に形成され、前記第
   １主アームと前記第１副アームとが、略平行四辺形を構
   成できるように配置され、前記第２主アームと前記第２
   副アームとが、それぞれＬ字形または逆Ｌ字形に形成さ
   れ、前記第２主アームと前記第２副アームとが、略平行
   四辺形を構成できるように配置されることを特徴とする
   請求項１記載の薄型ワークの搬送用ロボット。
3. 【請求項３】 前記第２駆動手段が、齒合関係を有する
   少なくとも２個のギアを備えて構成されることを特徴と
   する請求項１記載の薄型ワーク搬送用ロボット。