JPH11333778A - 搬送用ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ハンド部材の基部側の高さを可及的に小さく
すると共に、コンパクトで生産性の良好な搬送用ロボッ
ト装置を提供する。 【解決手段】 平行クランク機構１８を有する搬送用ロ
ボット装置で、固定用枠体１に夫々第１及第２の回転駆
動機構６，７による第１及第２の回転軸２，３が第１支
点Ｏ_１を中心に同軸的に回転し、平行クランクは第１、
第２リンクが第１の５中間リンク９，１０で連結された
第１の平行四節リンク１２と、第２リンクとハンド用リ
ンク１５が第２の中間リンク１３，１４で連結された第
２の平行四節リンク１６より成り、第１及第２の中間リ
ンク長さは同一に形成され、両中間リンク間に回転伝達
機構１７が配置され、平行四節リンクの第２のものは第
１のものに対し、第１支点側にオフセットされ、ハンド
用リンクの自由端部のハンド部材は水平方向に直線移動
可能と共に、第１支点を中心として自在に旋回可能に構
成した。

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
液晶基板製造装置等に用いられて、特には、真空雰囲気
下で被加工物を処理室間に搬送するための搬送用ロボッ
ト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に半導体製造装置や液晶基板製造装
置等においては、被加工物、例えばウエハを載置するた
めのハンド部材をアームにより水平方向に直線的に移動
させると共に、ハンド部材を先端に取付けたアームを水
平方向に旋回させる搬送用ロボット装置が用いられ、こ
の搬送用ロボット装置の旋回軸を中心とした放射状の複
数箇所に各種の製造工程にたずさわる処理室が配置され
て、搬送用ロボット装置により、適宜の処理室間に被加
工物が搬入・搬出されている。

【０００３】従来、搬送用ロボット装置としては、例え
ば、図１５乃至図１７に示される装置が提言されてい
る。すなわち、図１５乃至図１７において、８１は、適
宜の駆動機により軸芯Ｏ1のまわりに旋回される水平旋
回台、８２は水平旋回台８１の軸芯Ｏ1 と平行な第１支
点Ｐ1 のまわりで回転自在に支持された第１のアーム
で、この第１のアーム８２は旋回台８１に取付けられた
適宜の駆動機により適宜に回転駆動される。８３は第１
のアーム８２に対して第１支点Ｐ1 に平行な第２支点Ｑ
1 のまわりで回転自在に支持された第２のアーム、８４
は第２のアーム８３に対して第２支点Ｑ1 に平行な第３
支点Ｒ1 のまわりで回転自在に支持されたハンド部材、
８５は、第１支点Ｐ1 を軸芯として旋回台８１に固定さ
れた第１の回転伝達部材、８６は、第２支点Ｑ1 を軸芯
として第２のアーム８３に固定された第２の回転伝達部
材、８７は、第２支点Ｑ1 を軸芯として第１のアーム８
２に固定された第３の回転伝達部材、８８は、第３支点
Ｒ1 を軸芯としてハンド部材８４に固定された第４の回
転伝達部材、８９および９０は、第１の回転伝達部材８
５と第２の回転伝達部材８６および第３の回転伝達部材
８７と第４の回転伝達部材８８との間に夫々配設された
第１および第２の連結具である。なお、第１および第２
の支点の間隔Ｓと、第３および第４の支点の間隔Ｓとが
同一で、かつ第１の回転伝達部材８５と第２の回転伝達
部材８６および第４の回転伝達部材８８と第３の回転伝
達部材８７との半径比が夫々２：１に形成されている。
勿論、第１乃至第４の回転伝達部材８５乃至８８は、チ
ェーンスプロケットあるいはプーリーが適宜に用いら
れ、これらに応じて第１および第２の連結具８９，９０
はチェーンあるいは歯付ベルト等が適宜に用いられる。

【０００４】上記８２乃至９０により搬送用ロボット装
置が構成されている。この搬送用ロボット装置におい
て、今、仮に旋回台８１が固定の状態に維持されている
ものとする。図１６において、第１，第２および第３支
点Ｐ1 ，Ｑ1 ，Ｒ1 が一直線上に位置する状態で駆動機
により第１のアーム８２が第１支点Ｐ1 を中心として反
時計方向に角度θだけ回動されたものとする。

【０００５】今、第１の回転伝達部材８５は固定状態に
あり、このときに第２支点Ｑ1 がＱ11の位置まで角度θ
だけ反時計方向に移動すれば、第１および第２の回転伝
達部材８５，８６間に配設された第１の連結具８９のう
ち、Ｙ1 方向のものは第１の回転伝達部材８５に巻きつ
き、Ｙ2 方向のものは第１の回転伝達部材８５から巻戻
された状態となる。すなわち、図１６において第１の連
結具８９はａ1 およびａ2 ロの方向に移動する。これに
より第２の回転伝達部材８６は第２支点Ｑ1 を中心とし
て時計方向に回動される。ところで第１の回転伝達部材
８５と第２の回転伝達部材８６とは半径比が２：１であ
るため、上記のごとく、第１のアーム８２が第１支点Ｐ
1 を中心として角度θだけ反時計方向に回動すれば、第
２の回転伝達部材８６は第２支点Ｑ11を中心として角度
２θだけ時計方向に回動される。この場合、第２の回転
伝達部材８６は第２のアーム８３に固定されているた
め、第２の回転伝達部材８６と第２のアーム８３とは第
２支点Ｑ1 を中心として角度２θだけ時計方向に回動さ
れる。すなわち、第１，第２および第３支点Ｐ1 ，Ｑ1
，Ｒ1 が一直線上に位置する状態で第１のアーム８２
が第１支点Ｐ1 を中心として反時計方向に角度θだけ回
動されると、仮想的に第３支点はＲ11の位置に回動され
るが、この場合、上記のごとく、第２の回転伝達部材８
６は第２支点Ｑ11を中心として角度２θだけ時計方向に
回動される。このため、第３支点Ｒ11は第２支点Ｑ11を
中心として角度２θだけ時計方向に回動されて、Ｒ12の
位置に回動される。従って、上記のごとく第１のアーム
８２が上記のごとく第１支点Ｐ1 を中心として反時計方
向に角度θだけ回動されたときの第３支点Ｒ12の位置
は、第１および第２のアーム８２，８３の回動前の第１
および第３支点Ｐ1 ，Ｒ1 を結ぶ直線状に位置してい
る。

【０００６】さらに、上記のごとく、第２のアーム８３
により仮想的にＲ11に位置する第３支点が第２支点Ｑ11
を中心として角度２θだけ、すなわちＲ12の位置まで時
計方向に回動された場合、第１のアーム８２に固定され
た第３の回転伝達部材８７と第４の回転伝達部材８８と
の間に配設された第２の連結具９０のうち、Ｙ2 方向の
ものは第３の回転伝達部材８７に巻きつき、Ｙ1 方向の
ものは第３の回転伝達部材８７から巻戻された状態とな
る。すなわち、図１６において第２の連結具９０は、ｂ
1 およびｂ2 の方向に移動する。これにより第４の回転
伝達部材８８は第３支点Ｒ12を中心として反時計方向に
回動される。ところで、上記のごとく、第２のアーム８
３が第２支点Ｑ11を中心として角度２θだけ時計方向に
回動すれば、第４の回転伝達部材８８と第３の回転伝達
部材８７とは半径比が２：１であるため、第４の回転伝
達部材８８は第３支点Ｒ12を中心として角度θだけ反時
計方向に回動され、結果として、第４の回転伝達部材８
８の特定点Ｃ0 は第１および第３支点Ｐ1 ，Ｒ12を結ぶ
直線上の点Ｃ1 に位置されることとなる。

【０００７】上記のごとく、第１のアーム８２が第１支
点Ｐ1 を中心として反時計方向に回動され、この場合、
第４の回転伝達部材８８に固定されたハンド部材８４
は、第１のアーム８２の回動前の第１および第３支点Ｐ
1 ，Ｒ1 を結ぶ直線上で、初期姿勢を維持しつつ移動さ
れる。

【０００８】上記のごとく、ハンド部材８４を直線移動
および旋回させる搬送用ロボット装置を設置し、この搬
送用ロボット装置の旋回軸芯を中心とした円周方向の放
射状の複数箇所に、例えば６箇所に適宜の処理室７１〜
７６を配置して、被加工物の搬送処理が適宜に行なわれ
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の搬送用ロボット装置においては、図１５および図１
６に示されるごとく、ハンド部材８４が初期姿勢を維持
しつつ第１および第３支点Ｐ1 ，Ｒ1 を結ぶ直線上で移
動されるために、第２のアーム８３の先端部には、第４
の回軸伝達部材８８および第２の連結具９０が配置され
ている。このため、第３支点Ｒ1 近傍の装置としての高
さＨ1 が嵩高くなり、第２のアーム８３の先端部、換言
すればハンド部材８４の基部側を真空処理室内に出入り
させる際には、真空処理室に設けられる窓を大きくしな
ければならない。

【００１０】さらに、ハンド部材８４を直線移動させる
ための回転駆動機は、水平旋回台８１に搭載されて、水
平旋回台８１と共に旋回されるが、この回転用駆動機に
は固定の枠体側から給電用のケーブルが配線されるた
め、このケーブルの段線防止として旋回角度、すなわち
旋回回数が制限されていた。このため、初期設置状態に
対して、水平旋回台８１の旋回中心Ｐ1 に対する時計廻
りおよび反時計廻りの旋回角度が許容値、例えば夫々５
４０度以内となるように制限するための電気的監視装置
が必要であり、装置が高価となる割りには、装置として
の使い勝手が悪かった。

【００１１】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ハンド部材の基部側の高さを可及的に
小さくすると共に、生産性の良好な搬送用ロボット装置
を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１の発明は、内側の第１リンクと外側の第２リ
ンクとを一対の第１の中間リンクで連結した第１の平行
四節リンクと、前記第２リンクとハンド用リンクとを一
対の第２の中間リンクで連結した第２の平行四節リンク
とよりなる平行クランク機構を有する搬送用ロボット装
置に適用される。その特徴とするところは、固定の枠体
と、水平旋回軸の軸芯である第１支点のまわりで前記固
定の枠体に回転自在に同軸に支持された第１および第２
の回転軸と、前記固定の枠体に取付けられて、前記第１
および第２の回転軸に各々連結された第１および第２の
回転駆動機とを具備し、前記平行クランク機構は、第１
の平行四節リンクにおける一個の関節が前記第１支点と
同軸に配置されて、第１の中間リンクの基端部の一方側
と旋回台をなす第１リンクとが前記第１および第２の回
転軸に取付けられ、第１および第２の中間リンクが同一
のリンク長さに形成され、第２の平行四節リンクが第１
の平行四節リンクに対して前記水平旋回軸側にオフセッ
トされ、ハンド用リンクの自由端部にハンド部材が水平
方向に突設され、第１および第２の中間リンク間に回転
伝達機構が配置されて、ハンド部材が第１支点を通る水
平方向に適宜に直線移動されると共に、ハンド部材が第
１支点を中心として自在に旋回されることである。

【００１３】本第２の発明は、本第１の発明において、
前記ハンド部材は、前記ハンド用リンクから相反して突
出する２個のハンド部材が取付けられてなることを特徴
としている。

【００１４】本第３の発明は、本第１又は第２の発明に
おいて、前記同軸に支持された第１および第２の回転軸
は、気密用の磁性流体シールを介して回転自在に支持さ
れてなることを特徴としている。

【００１５】＜作用＞上記のごとく、本第１の発明にお
いては、内側の第１リンクと外側の第２リンクとを一対
の第１の中間リンクで連結した第１の平行四節リンク
と、前記第２リンクとハンド用リンクとを一対の第２の
中間リンクで連結した第２の平行四節リンクとよりなる
平行クランク機構を有する搬送用ロボット装置に置い
て、固定の枠体と、水平旋回軸の軸芯である第１支点の
まわりで前記固定の枠体に回転自在に同軸に支持された
第１および第２の回転軸と、前記固定の枠体に取付けら
れて、前記第１および第２の回転軸に各々連結された第
１および第２の回転駆動機とを具備し、前記平行クラン
ク機構は、第１の平行四節リンクにおける一個の関節が
前記第１支点と同軸に配置されて、第１の中間リンクの
基端部の一方側と旋回台をなす第１リンクとが前記第１
および第２の回転軸に取付けられ、第１および第２の中
間リンクが同一のリンク長さに形成され、第２の平行四
節リンクが第１の平行四節リンクに対して前記水平旋回
軸側にオフセットされ、ハンド用リンクの自由端部にハ
ンド部材が水平方向に突設され、第１および第２の中間
リンク間に回転伝達機構が配置されて、ハンド部材が第
１支点を通る水平方向に適宜に直線移動されると共に、
ハンド部材が第１支点を中心として自在に旋回されるた
め、ハンド部材が第１支点を通る水平方向に直線移動さ
れる際に、すなわち、第１の回転軸の回転と共に第１お
よび第２の平行四節リンクが平行移動して、ハンド部材
が水平方向に直線移動されるが、この場合、第２の平行
四節リンクが第１の平行四節リンクに対して前記水平旋
回軸側にオフセットされているため、前記第２リンク側
に着目すれば、第２リンクと前記第１の中間リンクとの
関節部に対して、第２リンクと前記第２の中間リンクと
の関節部の方が水平旋回軸側に接近した状態となる。す
なわち、第２の平行四節リンクが水平方向に平行移動す
る際に、第２リンクと第１の中間リンクとの関節部より
も水平旋回軸側に接近した、第２リンクと第２の中間リ
ンクとの関節部を支点として第２の平行四節リンクが平
行移動するため、第２の平行四節リンクが突出するよう
に水平搬送方向に直線移動する場合、第２リンクから前
方に傾動して突出する第２の中間リンクの傾動動作領域
が、平面的にみて可及的に小さくなる。このように、前
記平行クランク機構の動作により、特に、ハンド部材が
第１支点を通る水平方向に直線移動される場合に、第２
の平行四節リンクにおける第２の中間リンクの平面的に
必要な傾動動作領域が可及的に小さくなるため、すなわ
ち、上記第２の中間リンクの傾動動作に必要な、平面的
にみた搬送中心からの空間が小さくすみ、このため、ハ
ンド部材出入り用の真空処理室の窓の幅を可及的に小さ
くすることができる。

【００１６】さらに、ハンド部材が取付けられるハンド
用リンクは、従前のような回転伝達部材や回転連結具を
用いることなく、可及的に薄くできるリンク結合により
支持されて、ハンド部材の基部側の高さＨ2 を可及的に
小さくすることができるため、結果としてハンド部材出
入り用の真空処理室の窓の高さを可及的に小さくするこ
とができる。

【００１７】勿論、この種の搬送用ロボット装置は、水
平旋回軸を中心とした放射状の複数箇所に各種の製造工
程にたずさわる処理室が配置されるため、上記のごと
く、ハンド部材出入り用の真空処理室の窓の幅および高
さを可及的に小さくすることにより、各々の処理室での
所望雰囲気の形成行程が短縮される。このため、真空雰
囲下で処理が行われる半導体製造装置等の搬送用ロボッ
ト装置として、特に好適である。

【００１８】さらに、ハンド部材を回動させる機構が簡
素化され、かつ、第１および第２の回転軸は垂直線を軸
芯として同軸に回転支持されているため、第１および第
２の回転軸を回転自在に支持する回転軸受を可及的に小
径とすることができ、装置としての平面的スペースがコ
ンパクトとなり、しかも小径の回転軸受を使用するため
装置が安価となる。

【００１９】さらにまた、第１および第２の回転駆動機
は固定の枠体に取付けられているため、ハンド部材を角
度に制限されることなく水平方向に旋回させることがで
きる。このため、ハンド部材は、旋回角度、すなわち旋
回方向の回動角度の確認が必要であった従来の装置に比
較して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回されて被加
工物の搬送を行なうことができるため、従来に比べて装
置の使い勝手、すなわち生産性がよい。要するに、本第
１の発明によればコンパクトで使い勝手が良く、かつ安
価で生産性の良好な搬送用ロボット装置を実現すること
ができる。

【００２０】さらに本第２の発明によれば、ハンド部材
は、ハンド用リンクから相反して突出する２個のハンド
部材が取付けられているため、ハンド部材の直線移動方
向および旋回移動方向を適宜に選定することにより、被
加工物の搬入・搬出のタクトタイムを少なくすることが
でき、生産性が良好である。

【００２１】さらに本第３の発明によれば、第１および
第２の回転軸を同軸に回転自在に支持する、特に高価な
気密用の磁性流体シールを可及的に小径とすることがで
きるため装置が安価となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施例によ
り詳細に説明する。図１乃至図１０において、１は固定
の枠体、２および３は、水平旋回軸の軸芯である第１支
点Ｏ1 のまわりで固定の枠体１に回転自在に同軸に支持
された第１および第２の回転軸で、適宜に回転軸受を介
して支持されている。例えば、固定の枠体１は真空室
Ｖ．Ｃに取付けられるが、真空状態を維持するために、
夫々の回転軸部には気密用の磁性流体シール４および５
が配設されている。

【００２３】６および７は、第１および第２の回転駆動
機で、この第１および第２の回転駆動機６，７は、適宜
に連結された減速機、スプロケットあるいはプーリー等
の回転伝達部材およびチェーンあるいは歯付ベルト等の
回転連結具を介して、第１および第２の回転軸２，３に
連結されている。

【００２４】８は旋回台をなす第１リンクで、この第１
リンク８と外側の第２リンク１１とが一対の第１の中間
リンク９，１０で連結されて第１の平行四節リンク１２
が形成されている。第２リンク１１とハンド用リンク１
５とが一対の第２の中間リンク１３，１４で連結されて
第２の平行四節リンク１６が形成されるが、第１の中間
リンク９，１０と第２の中間リンク１３，１４とは同一
のリンク長さに形成されていて、第１の中間リンク９，
１０と第２リンク１１との夫々の枢支点である第３支点
Ｏ3，Ｏ3 を結ぶ直線に対して、第２の中間リンク１
３，１４と第２リンク１１との夫々の枢支点である第４
支点Ｏ4 ，Ｏ4 を結ぶ直線がＸ2 方向に位置するよう
に、第２の平行四節リンク１６が第１の平行四節リンク
１２に対して前記水平旋回軸側、即ち第１支点Ｏ1 方向
にオフセットされている。言い換えれば、第２の平行四
節リンク１６のハンド用リンク１５と、第２の中間リン
ク１３，１４との枢支点Ｏ5 ，Ｏ5 の位置は、第１支点
Ｏ1 よりもＸ2 方向側の位置となるように配置されてい
る。なお、第１リンク８は第２の回転軸３に固定され
て、第２の回転駆動機７により回転される。

【００２５】１７は第１および第２の中間リンク間に配
設された回転伝達機構で、例えば、この回転伝達機構１
７は第１の中間リンク１０に固定された第１の歯車１７
Ａと、この第１の歯車１７Ａに噛合うように第２の中間
リンク１４に固定された第２の歯車１７Ｂとにより形成
されている。なお、第１リンク８と第１の中間リンク
９，１０とは、例えば、Ｙ方向に離間する第１支点Ｏ1
及び第２支点Ｏ2 廻りに枢支されている。この場合、例
えば、旋回台、すなわち第１リンク８の水平旋回軸の軸
芯と第１支点Ｏ1 とが一致され、かつ第１の中間リンク
１０が第１の回転軸２に固定されて、第１の回転駆動機
６により回転される。上記第１の回転軸２，第１の回転
駆動機６と第１および第２の平行四節リンク１２，１６
により平行クランク機構１８が構成されている。

【００２６】なお、ハンド用リンク１５の自由端部には
ハンド部材１９が水平方向に突設されて、このハンド部
材１９は、後述するように、適宜に第１および第２の支
点Ｏ1 ，Ｏ2 を通る水平方向に直線移動されると共に、
他方、ハンド部材１９は第１支点Ｏ1 を中心として旋回
される。

【００２７】上記１乃至１９により搬送用ロボット装置
が構成されている。なお、図示の場合、ハンド部材１９
は、ハンド用リンク１５から相反して突出する２個のハ
ンド部材１９Ａ，１９Ｂが取付けられている。勿論、垂
直の第１支点Ｏ1 を中心とした放射状の複数箇所に適宜
に複数の処理室が設けられることは、従来と同様であ
る。

【００２８】上記構成において、平行クランク機構１８
の動作について説明する。なお、図２に示されるごと
く、今仮に、第１および第２の支点Ｏ1 ，Ｏ2 を通る直
線が前後方向の直線であるものとする。

【００２９】図１乃至図４において、第１の回転軸２及
び第１の中間リンク１０が、第１の回転駆動機６により
第１支点Ｏ1 を中心として、図２の時計方向に角度θだ
け回動されると、第１の平行四節リンク１２は第１支点
Ｏ1 及び第２支点Ｏ2 を支点としてＹ1 方向に平行に移
動する。この場合、第１の中間リンク１０は第２リンク
１１に対して第３支点Ｏ3 を中心として時計方向に角度
θだけ回動された状態となる。これにより、回転伝達機
構１７、例えば第１及び第２の歯車１７Ａ，１７Ｂを介
して第２の中間リンク１４が、第２リンク１１に対して
第４支点Ｏ4 を中心として反時計方向に角度θだけ回動
されて、第２の平行四節リンク１６が第４の支点Ｏ4 ，
Ｏ4 を支点としてＹ1 方向に平行に移動する。

【００３０】すなわち、図７において、同一のリンク長
さに形成された第１の中間リンク９，１０及び第２の中
間リンク１３，１４のリンク長さを各々Ｌ1 とし、第３
および第４の支点Ｏ3 ，Ｏ4 の間隔、すなわちオフセツ
ト量をＬ2 とすれば、第５および第１の支点Ｏ5 ，Ｏ1
の間隔Ｘ11は、当然Ｌ2 と等しくなる。

【００３１】さらに、図７の状態から図８の状態となる
ように、第１の中間リンク１０が第１支点Ｏ1 を中心と
して時計方向に角度θだけ回動される場合、図８に示さ
れるごとく、夫々の支点のＸ方向の間隔を、例えば、Ｘ
12、Ｘ13およびＸ14とすれば、Ｘ12＋Ｘ14＝Ｘ13＋Ｌ2
であり、かつ、 Ｘ12＝Ｌ1 ＣＯＳθ Ｘ13＝Ｌ1 ＣＯＳθ であるため、Ｘ14＝Ｌ2 であることが分かる。すなわ
ち、Ｘ11＝Ｘ14＝Ｌ2 であるため、第１の中間リンク１
０が第１支点Ｏ1 を中心として時計方向あるいは反時計
方向に回動されると、ハンド用リンク１５は、第５支点
Ｏ5 ，Ｏ5 を通る同一直線線上を、初期姿勢を維持しつ
つＹ方向に移動される。

【００３２】すなわち、平行クランク機構１８によりハ
ンド用リンク１５がＹ方向に移動する場合、ハンド用リ
ンク１５は、第１支点Ｏ1 と第５支点Ｏ5 との水平方向
の間隙Ｌ2 を維持しつつ水平方向に直線移動される。な
お、図２に示されるごとく、ハンド用リンク１５の自由
端部にＹ方向に突設される２個のハンド部材１９Ａ，１
９Ｂは、ハンド部材１９Ａ，１９ＢのＹ方向に向かう中
心線と、第１支点Ｏ1 および第２支点Ｏ2 を通る直線と
が一致するように取り付けられるため、結局、ハンド用
リンク１５がＹ方向に移動する場合、ハンド部材１９に
載置された被加工物の中心が、第１支点Ｏ1 および第２
支点Ｏ2 を通る直線上を水平方向に移動される。

【００３３】例えば、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示
されるごとく、ハンド部材１９がＹ方向に直線移動する
ように、平行クランク機構１８が水平半径方向に突出さ
れて、例えば、ハンド部材１９Ａに対して被加工物の搬
入・搬出が行われる。この後、平行クランク機構１８が
屈折されて、ハンド部材１９Ａが第１支点Ｏ1 方向に引
寄せられた状態、例えば図２に示される状態が、ハンド
部材１９の水平旋回状態である。

【００３４】このように、ハンド部材１９が水平旋回状
態に配置されている場合に、第１および第２の回転駆動
機６，７が互いに同期して回転駆動されて、第１および
第２の回転軸２，３が同一方向に同一角速度で回転され
ると、第１および第２の回転軸２，３に取付けられた各
部が全体として同一方向に回動する。このため、図４に
示された状態を維持しつつ、第１および第２の回転軸
２，３に取付けられた各部全体が、図２における第１支
点Ｏ1 を中心として時計方向または反時計方向に旋回さ
れる

【００３５】このように、ハンド部材１９が第１支点Ｏ
1 を中心として適宜の角度旋回された後、ハンド部材１
９Ａ，１９Ｂが第１支点Ｏ1 を通る水平方向に自在に選
択して突出されて、ハンド部材１９Ａ，１９Ｂへの被加
工物の搬入・搬出が行われる。

【００３６】なお、図９及び図１０に示されるごとく、
第１及び第２の中間リンク間に配設される回転伝達機構
１７は、第１の中間リンク９，１０の第３支点Ｏ3 と同
軸に固定された、例えばプーリー１７Ｃと、第２の中間
リンク１３，１４の第４支点Ｏ4 と同軸に固定されたプ
ーリー１７Ｄと、このプーリー１７Ｃ，１７Ｄ間に張設
されたベルト１７Ｅとにより構成することができる。

【００３７】ところで、ハンド部材１９を真空処理室内
に出入りさせるために、真空処理室に窓が設けられる
が、この窓と本発明に係る搬送用ロボット装置との状況
について、以下に説明する。上記真空処理室の窓をでき
るだけ小さくするために、例えば図１１において２点鎖
線で示されるごとく、被加工物を載置したハンド部材１
９が通過するための上部広幅空間VCW1と、この上部広幅
空間VCW1に連通して、上部空間より幅の狭い下部空間VC
W2とからなる窓VCW が設けられる。この下部空間VCW2に
おいて、第１支点Ｏ1 を通る垂直面から下部空間VCW2の
Ｘ1 方向の端部までの間隔をＷ10、下部空間VCW2のＸ方
向の開口寸法をＷ20とする。

【００３８】さて、本発明に係る搬送用ロボット装置
は、ハンド部材１９の直線移動時には、図１および図２
に示される状態に適宜に選択される。ところで、図２に
示される状態から、ハンド部材１９ＡがＹ1 方向に直線
移動するように、平行クランク機構１８が水平半径方向
に伸ばされると、ハンド部材１９Ａが真空処理室の窓VC
W を通過するとともに、ハンド部材１９Ａを支持する第
２の平行四節リンク１６の先端部が窓VCW の下部空間VC
W2内に挿通される。ところで、図２に示されるごとく、
第２の平行四節リンク１６は第１の平行四節リンク１２
に対して水平旋回軸側、即ち第１支点Ｏ1 方向にオフセ
ットされている。換言すれば、第１の平行四節リンク１
２における第２リンク１１と第１の中間リンク９，１０
との枢支点である第３支点Ｏ3 に対して、第２の平行四
節リンク１６における第２リンク１１と第２の中間リン
ク１３，１４との枢支点である第４支点Ｏ4 が、第１支
点Ｏ1 方向にオフセットされている。勿論、第１および
第２の平行四節リンク１２、１６における第１および第
２の中間リンク９，１０、１３、１４は同一のリンク長
さであるため、第２の平行四節リンク１６におけるハン
ド用リンク１５と、第２の中間リンク１３，１４との枢
支点Ｏ5 ，Ｏ5 の位置は、第１支点Ｏ1 よりもＸ2 方向
側の位置となっている。

【００３９】従って、図２の状態から平行クランク機構
１８がＹ1 方向に伸ばされる場合、第２の平行四節リン
ク１６における第２の中間リンク１３，１４は、上記第
３支点Ｏ3 に対して第１支点Ｏ1 方向にオフセットされ
た、第４支点Ｏ4 を枢支点としてＹ1 方向に傾動する。
このため、図１２において、第２の平行四節リンク１６
がＹ1 方向に突出するように水平搬送方向に直線移動す
る場合、第２リンク１１から前方に傾動して突出する第
２の中間リンク１３、１４の傾動動作領域が、平面的に
みて可及的に小さくなる。すなわち、第１および第２の
支点Ｏ1 、Ｏ2 を通る、いわゆる搬送中心線から第２の
中間リンク１３、１４の傾動動作に必要なＸ1 方向の間
隔Ｗ10が小さくて済む。

【００４０】これに対して、図１３に示されるごとく、
仮にこの種の平行クランク機構１８であつて、第１の平
行四節リンク１２における上記第３支点Ｏ3 と、第２の
平行四節リンク１６における上記第４支点Ｏ4 とが同軸
である場合、すなわち、第２の平行四節リンク１６が第
１の平行四節リンク１２に対して第１支点Ｏ1 方向にオ
フセットされずに配置されている場合、平行クランク機
構１８が水平搬送方向に直線移動するときに、第２の平
行四節リンク１６における第２の中間リンク１３，１４
は、第１支点Ｏ1 からＸ1 方向に離間した上記第４支点
Ｏ4 （＝第３支点Ｏ3 ）を枢支点としてＹ1 方向に傾動
する。この場合、図１３において、第２の平行四節リン
ク１６が突出するように水平搬送方向に直線移動する場
合、第２リンク１１から前方に傾動して突出する第２の
中間リンク１３、１４の傾動動作領域が、平面的にみて
大きくなる。このため、第１および第２の支点Ｏ1 、Ｏ
2 を通る、いわゆる搬送中心線から第２の中間リンク１
３、１４の傾動動作に必要なＸ1 方向の間隔が大きくな
る。例えば、この間隔Ｗ11は、図１２に示される間隔Ｗ
10に対して大きい値となる。

【００４１】なお、図１２および図１３に示されるごと
く、水平方向に突出する２個のハンド部材１９Ａ、１９
Ｂを使用する場合には、第１支点Ｏ1 を中心として平行
クランク機構１８が１８０度旋回された状態で、ハンド
部材１９ＢがＹ1 方向に移動される。すなわち、各々図
１２および図１３において、第２リンク１１は第１およ
び第２の支点Ｏ1 、Ｏ2 を通る直線に対して左右対称と
なった状態で使用されるため、上記各々の間隔Ｗ10、Ｗ
11は搬送中心線からＸ2 方向にも必要な値となる。この
ため、２個のハンド部材１９Ａ、１９Ｂを使用する場合
には、結局、第２の平行四節リンク１６の先端部が挿通
される窓VCW の下部空間VCW2の開口寸法Ｗ20は、各々上
記間隔Ｗ10、Ｗ11の２倍の値となる。

【００４２】以上、要するに、平行クランク機構１８に
よりハンド部材１９が水平搬送方向に直線移動される
が、第２の平行四節リンク１６は第１の平行四節リンク
１２に対して第１支点Ｏ1 方向にオフセットされている
ため、第２の平行四節リンクにおける第２の中間リンク
の傾動動作に必要な、平面的にみた搬送中心からの空間
が小さく、このため、ハンド部材出入り用の真空処理室
の窓の幅を可及的に小さくすることができる。

【００４３】さらに、ハンド部材１９が取付けられるハ
ンド用リンク１５は、従前のような回転伝達部材や回転
連結具を用いることなく、可及的に薄くできるリンク結
合により支持されて、ハンド部材１９の基部側の高さＨ
2 を可及的に小さくすることができるため、結果として
ハンド部材出入り用の真空処理室の窓を可及的に小さく
することができる。

【００４４】勿論、この種の搬送用ロボット装置は、水
平旋回軸を中心とした放射状の複数箇所に各種の製造工
程にたずさわる処理室が配置されるため、上記のごと
く、ハンド部材出入り用の真空処理室の窓の幅および高
さを可及的に小さくすることにより、各々の処理室での
所望雰囲気の形成行程が短縮される。

【００４５】さらに、第１および第２の回転軸２、３
は、垂直線を軸芯として同軸に回転支持されているた
め、第１および第２の回転軸２、３を回転自在に支持す
る回転軸受および気密用の磁性流体シールを夫々可及的
に小径とすることができ、装置としての平面的スペース
がコンパクトとなり、かつ小径の回転軸受および小径の
磁性流体シールを使用するため装置が安価となる。

【００４６】さらにまた、第１および第２の回転駆動機
６，７は固定の枠体に取付けられているため、ハンド部
材を角度に制限されることなく水平方向に旋回させるこ
とができる。このため、ハンド部材は、旋回角度、すな
わち旋回方向の回動角度の確認が必要であった従来の装
置に比較して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回され
て被加工物の搬送を行なうことができるため、従来に比
べて装置の使い勝手、すなわち生産性がよい。

【００４７】なお、図１４に示されるごとく、ハンド部
材を１個とすることができるが、ハンド部材として、ハ
ンド用リンクから相反して突出する２個のハンド部材が
取付けられていれば、ハンド部材の直線移動方向および
旋回移動方向を適宜に選定することにより、被加工物の
搬入・搬出のタクトタイムを少なくすることができる。
要するに、本発明によれば、コンパクトで使い勝手が良
く、かつ安価で生産性の良好な搬送用ロボット装置を実
現することができる。したがって、真空雰囲下で処理が
行われる半導体製造装置等の搬送用ロボット装置とし
て、特に好適である。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本第１の
発明に係る搬送用ロボット装置は、内側の第１リンクと
外側の第２リンクとを一対の第１の中間リンクで連結し
た第１の平行四節リンクと、前記第２リンクとハンド用
リンクとを一対の第２の中間リンクで連結した第２の平
行四節リンクとよりなる平行クランク機構を有する搬送
用ロボット装置に置いて、固定の枠体と、水平旋回軸の
軸芯である第１支点のまわりで前記固定の枠体に回転自
在に同軸に支持された第１および第２の回転軸と、前記
固定の枠体に取付けられて、前記第１および第２の回転
軸に各々連結された第１および第２の回転駆動機とを具
備し、前記平行クランク機構は、第１の平行四節リンク
における一個の関節が前記第１支点と同軸に配置され
て、第１の中間リンクの基端部の一方側と旋回台をなす
第１リンクとが前記第１および第２の回転軸に取付けら
れ、第１および第２の中間リンクが同一のリンク長さに
形成され、第２の平行四節リンクが第１の平行四節リン
クに対して前記水平旋回軸側にオフセットされ、ハンド
用リンクの自由端部にハンド部材が水平方向に突設さ
れ、第１および第２の中間リンク間に回転伝達機構が配
置されて、ハンド部材が第１支点を通る水平方向に適宜
に直線移動されると共に、ハンド部材が第１支点を中心
として自在に旋回される。この場合、平行クランク機構
によりハンド部材が水平搬送方向に直線移動されるとき
には、第２の平行四節リンクは第１の平行四節リンクに
対して第１支点Ｏ1 方向にオフセットされているため、
第２の平行四節リンクにおける第２の中間リンクの傾動
動作に必要な、平面的にみた搬送中心からの空間が小さ
く、このため、ハンド部材出入り用の真空処理室の窓の
幅を可及的に小さくすることができる。さらに、ハンド
部材が取付けられるハンド用リンクは、従前のような回
転伝達部材や回転連結具を用いることなく、可及的に薄
くできるリンク結合により支持されて、ハンド部材の基
部側の高さを可及的に小さくすることができるため、結
果としてハンド部材出入り用の真空処理室の窓を可及的
に小さくすることができる。勿論、この種の搬送用ロボ
ット装置は、水平旋回軸を中心とした放射状の複数箇所
に各種の製造工程にたずさわる処理室が配置されるた
め、上記のごとく、ハンド部材出入り用の真空処理室の
窓を可及的に小さくすることにより、各々の処理室での
所望雰囲気の形成行程が短縮される。

【００４９】さらに、第１および第２の回転駆動機は固
定の枠体に取付けられているため、ハンド部材を角度に
制限されることなく水平方向に旋回させることができ
る。このため、ハンド部材は、旋回角度、すなわち旋回
方向の回動角度の確認が必要であった従来の装置に比較
して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回されて被加工
物の搬送を行なうことができるため、従来に比べて装置
の使い勝手、すなわち生産性がよい。

【００５０】さらに、第１および第２の回転軸は、垂直
線を軸芯として同軸に回転支持されているため、第１お
よび第２の回転軸を回転自在に支持する回転軸受および
気密用の磁性流体シールを夫々可及的に小径とすること
ができ、装置としての平面的スペースがコンパクトとな
り、かつ小径の回転軸受および小径の磁性流体シールを
使用するため装置が安価となる。

【００５１】なお、ハンド部材として、ハンド用リンク
から相反して突出する２個のハンド部材が取付けられて
いれば、ハンド部材の直線移動方向および旋回移動方向
を適宜に選定することにより、被加工物の搬入・搬出の
タクトタイムを少なくすることができる。要するに、本
発明によれば、コンパクトで使い勝手が良く、かつ安価
で生産性の良好な搬送用ロボット装置を実現することが
できる。したがって、真空雰囲下で処理が行われる半導
体製造装置等の搬送用ロボット装置として、特に好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図

【図２】図１においてハンド部材が旋回可能な状態に配
置された状態を示す平面図

【図３】図１の正面図

【図４】図２におけるIV−IV線断面図

【図５】図２におけるＶ−Ｖ線断面図

【図６】図２におけるVI−VI線断面図

【図７】図２の要部の動作状態を説明するための平面図

【図８】図２の要部の動作状態を説明するための概略平
面相当図

【図９】図４の要部の変形例を示す拡大平面図

【図１０】図９におけるＸ−Ｘ線断面図

【図１１】図１の使用状況を説明するための正面図

【図１２】図１１の平面相当図

【図１３】図１２の説明を明確にするためのものであつ
て、本発明の対象外の構成を例示した平面相当図

【図１４】本発明の他の実施例を示す斜視図

【図１５】従来例を示す縦断面正面図

【図１６】図１５の動作状態を説明するための平面図

【図１７】図１５の使用状態を説明するための平面図

【符号の説明】

１ 固定の枠体 ２，３ 第１および第２の回転軸 ４，５ 気密用の磁性流体シール ６，７ 第１および第２の回転駆動機 ８ 第１リンク（＝旋回台） ９，１０ 対をなす第１の中間リンク １１ 第２リンク １２ 第１の平行四節リンク １３，１４ 対をなす第２の中間リンク １５ ハンド用リンク １６ 第２の平行四節リンク １７ 回転伝達機構 １８ 平行クランク機構 １９ ハンド部材 Ｏ1 水平旋回軸の軸芯である第１支点 Ｏ2 第２支点 Ｏ3 第３支点 Ｏ4 第４支点 Ｏ5 第５支点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側の第１リンクと外側の第２リンクと
   を一対の第１の中間リンクで連結した第１の平行四節リ
   ンクと、前記第２リンクとハンド用リンクとを一対の第
   ２の中間リンクで連結した第２の平行四節リンクとより
   なる平行クランク機構を有する搬送用ロボット装置に置
   いて、 固定の枠体と、水平旋回軸の軸芯である第１支点のまわ
   りで前記固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第１
   および第２の回転軸と、前記固定の枠体に取付けられ
   て、前記第１および第２の回転軸に各々連結された第１
   および第２の回転駆動機とを具備し、 前記平行クランク機構は、第１の平行四節リンクにおけ
   る一個の関節が前記第１支点と同軸に配置されて、第１
   の中間リンクの基端部の一方側と旋回台をなす第１リン
   クとが前記第１および第２の回転軸に取付けられ、第１
   および第２の中間リンクが同一のリンク長さに形成さ
   れ、第２の平行四節リンクが第１の平行四節リンクに対
   して前記水平旋回軸側にオフセットされ、ハンド用リン
   クの自由端部にハンド部材が水平方向に突設され、第１
   および第２の中間リンク間に回転伝達機構が配置され
   て、ハンド部材が第１支点を通る水平方向に適宜に直線
   移動されると共に、ハンド部材が第１支点を中心として
   自在に旋回されることを特徴とする搬送用ロボット装
   置。
2. 【請求項２】 前記ハンド部材は、前記ハンド用リンク
   から相反して突出する２個のハンド部材が取付けられて
   なる請求項１に記載の搬送用ロボット装置。
3. 【請求項３】 前記同軸に支持された第１および第２の
   回転軸は、気密用の磁性流体シールを介して回転自在に
   支持されてなる請求項１又は２に記載の搬送用ロボット
   装置。