JPS61192490A - クリ−ンル−ム用ロボツトのア−ム構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、工業用ロボットの新規構造に関し、特に集積
回路や精密機器等の製造、組立等が行われるクリーンル
ーム内の防塵条件下で使用されるクリーンルーム用ロボ
ットにおけるロボットアームの新規構造に関する。

〔従来技術と問題点〕

工業用ロボットを集積回路の製造ライン等の防塵室（ク
リーンルーム）において用いるには、ロボットの作業動
作に伴って塵埃の発生が無いような構造に構成されるこ
とが要請されると同時に多様な動作機能を備えることが
要請される。従って防塵条件の無い開放空間で用いられ
ていた従来からの工業用ロボットを安易に転用した構造
では、ロボットの動作部から部材間の相対接触動作に伴
って微細な粉塵が発生したり、潤滑油脂類の漏洩成分が
落下する等の不具合が生ずるため、クリーンルームの防
塵条件を設計条件に採り入れた新規構造を具備すると共
に従来の工業用ロボットと同様に多様な動作機能を具備
したクリーンルーム用ロボットの提供が解決すべき問題
点とされている。

依って本発明の目的は、このような問題点の解決に当っ
て、クリーンルーム内における塵埃発生が回避できると
共にかつロボット動作の機能向上の一環として軽量かつ
剛性にすぐれたロボ・ノドアームの構造を提供せんとす
るものである。

〔解決手段〕

上述の発明目的に鑑みて、本発明はクリーンルーム内を
移動するロボットアームを中空筺体形状の保持ケーシン
グ内部に設けた直線移動発生機構に結合部材で結合し、
前記保持ケーシングに対し相対直線移動可能に形成した
クリーンルーム用ロボットにおいて、上記ロボットアー
ムを中空筒体構造に形成すると共にその筒壁をハニカム
構造にしたことを特徴とするクリーンルーム用ロボット
のアーム構造を提供せんとするものである。なお、上記
ハニカム構造のロボットアームの製造は、ハニカム板を
成型加工、曲げ加工によって所望の筒体形状に形成し、
ハニカム板の接合端には当て板を充当し、ボルトねしに
よって機械的に固定すれば良い。以下、本発明を添付図
面に示す実施例に基いて詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明によるクリーンルーム用ロボットのロボ
ットアーム部分の構造を示した開蓋状態の平面図、第２
図は第１図の矢視ｎ−ｔｒ方向から見た側面における要
部を断面した断面図、第３図は第１図に示したロボット
アーム部分を具備した本発明に係るクリーンルーム用ロ
ボットの一部を断面して示した正面図である。

さて、第１図、第２図を参照すると、ロボットアームを
ロボット可動部としたクリーンルーム用ロボットのロボ
ットアーム部分１０が示されており、ロボットアーム部
分１０は、中空筺体として形成されたケーシング１２と
筒体構造を有したロボットアーム１４とををし、後者の
ロボットアーム１４は第１図の矢印Ｒ方向に直線移動が
可能な部材として具備されている。上記ケーシング１２
の第１図における右方端底部には防塵カバー１６に囲繞
された減速装置付きモータ１８が固設されており、この
モータ１８の出力軸に取付けられたプーリ２０には伝動
ベルト２２が架設され、この伝動ベルト２２を介し、更
に上記ケーシング１２の内部に軸受２４　、２４によっ
て軸承されたボールねじ軸２６の右端近傍に取付けられ
た被動プーリ２８を介してボールねじ軸２６を正逆両方
向に回転駆動する構造が設けられている。上記ボールね
じ軸２６は、ロボットアーム１４の直線移動方向、つま
り矢印Ｒ方向に沿って延設され、第２図に示された摺動
部材３０に組み込まれたボールナツト（図示なし）が係
合することにより、ボールねし軸２６の正逆両回転に従
って摺動部材３０が矢印Ｒ方向に摺動するようになって
いる。この摺動部材３０は、上記ボールねじ軸２６の両
側に設けられた直線運動ガイド手段における軌道３２　
、３２にそれぞれ嵌設された直、ｖ！運動体３４　、３
６と一体に結合され、上記軌道３２と直線運動体３４及
び軌道３２と直線運動体３６の２　Ｍｉの直線運動ガイ
ド手段の案内によって円滑に直線移動する構造に形成さ
れている。上記摺動部材３０は更にその上面において中
空の結合部材３８と結合されており、この結合部材３８
はケーシング１２のロボットアーム１４と対面した一側
面に開設された長尺開口１２ａから外部に突出した位置
にフランジ３８ａを有し、このフランジ３８ａによって
ロボットアーム１４の第１図における右端に固定されて
いる。すなわち、結合部材３８は摺動部材３０、ボール
ねじ軸２６、ｂ軌道３２、直線運動体３４　、３６等か
ら構成された直線移動発生機構からの直線運動をロボッ
トアーム１４に伝達して該ロボットアーム１４の矢印Ｒ
方向における直線移動を起動させる直動伝達部材を形成
しているものである。なお、結合部材３８は上記ケーシ
ング１２の長尺開口１２ａに沿って直線移動する際に長
尺開口１２ａの要部と非接触を常に保つように微小空隙
を介して設けられており、故に結合部材３８とケーシン
グ１２との部材間の相対接触は回避されている。また、
結合部材３８の中空内孔を貫通してケーシング１２の内
部からロボットアーム１４の内部には該ロボノトアーム
１４に取付けられるロボットハンド等の作業具（図示な
し）を制御するための圧力空気ケーブル、電気ケーブル
等のケーブル４０が延設され、ロボットアーム１４の中
空路１４ａを経て、上記作業具に配管される。第１図に
おいては、直線運動体３４゜３６と一体結合された摺動
部材３０が左端位置に達した状態を破線で図示しである
が、このように摺動部材３０が左端位置に達すれば、同
じストロークに亘って結合部材３日を介してロボットア
ーム１４が左方に移動される。故にロボットアーム１４
の左端に掴みハンド等の作業具を取付ければ、該作業具
の作業対象領域への接近と離反の再動作をロボットアー
ム１４の非接触直線運動に従って制御することができる
のである。

他方、上記結合部材３８における直線移動方向に見た前
側面４２ａと後側面４２ｂとに両端を結合させた帯部材
４４が、ケーシング１２の長尺開口１２ａに沿って該開
口１２ａの上、下部に軸承配設された案内ローラ４５及
びケーシング１２内の四カ所の隅部に配設された適宜数
のテンションローラ４６を経て周回状に張設されている
。この帯部材４４はケーシング１２の長尺開口１２ａを
閉じてケーシング１２の内部空間を外部空間から隔絶し
ている。帯部材４４は結合部材３８と共に移動するから
ケーシング１２の長尺開口１２ａはロボットアーム１４
の直線運動作用の間、常に帯部材４４で閉じられている
。また、帯部材４４はステンレス鋼板やバネ鋼板等の平
滑面を有した防錆金属薄板で形成され、しかも案内ロー
ラ４５及びテンションローラ４６とはケーシング１２の
内部で接触するから、これに伴う塵埃発生がケーシング
１２外のクリーンルーム内を汚染することは無い。更に
帯部材４４と長尺開口１２ａの口唇部端縁とは微小空隙
を隔て、非接触を保つように配設され、部材間の相互接
触に起因した塵埃発生を防止する配慮がなされている。

なお、後述のように、本発明のクリーンルーム用ロボッ
トはその内部空間を外部空間に対して負圧状態に維持す
る構成が採られるために、ケーシング１２の内部におい
て生ずる部材間の相対接触運動に伴う塵埃発生があって
も塵埃自体がケーシング１２の外部に漏出することは無
いのである。また、上記負圧状態はケーシング１２の開
口１２ａに沿って微小空隙が形成されていても圧力勾配
として外部より内部が低圧に保持されれば塵埃の漏出を
防止できるから、何ら支障なく、むしろ長尺開口１２ａ
の近くで部材間の相対接触を防止できる点で有利である
。なお、ケーシング１２は蓋部材５０によって上方開口
は閉塞されている。

さて、こ＼で、本発明によれば、と述したケーシング１
２の長尺開口１２ａに沿って直線運動する既述のロボッ
トアーム１４は第３図に示すように筒体構造の筒壁が周
知のノじカム□構造を具備しているのである。このよう
に、ロボットアーム１４がハニカム構造の筒壁を有した
筒体構造を具備すると、ロボットアーム１４が長尺部材
に形成される場合に６重量の軽減が充分に図られ、故に
ケーシング１２とロボットアーム１４との間を結合部材
３８で片持梁構造に支持して直線移動の伝達が行われる
構成もにかかわらず、結合部の機械的強度を保持し、か
つ直線運動における良好な追従性ないし加減速性能及び
停止性能を得ることができるのである。また、ロボット
アーム１４自体の剛性も確保することができるから、外
部衝撃に対する所望の強度を得ることもできる。

なお、ロボットアーム１４をハニカム構造の筒体に形成
するには、予め２枚の金属薄板、例えば゛アルミ薄板の
間に同じく金属材料からなるノ＼ニカムを挟設し、上記
２枚の金属薄板を真空圧着でノ＼ニカムに強固に結合し
た周知のハニカム板を用い、これを成形型によって円筒
体又は角筒体の形状に曲げ加工法で成形し、接合面を第
３図に図示の如（、当て板１４ｂと締着ボルトねし、１
４Ｃとで固定した筒体を形成することによって比較的容
易に加工、組立てすることが可能である。筒体構造のロ
ボットアーム１４の中空通路１４ａは既述のようにケー
ブル配管路として用いることができる。

第４図を参照すると、上述したロボ・ノドアーム部分１
０を有したクリーンルーム用ロボットが示されており、
本実施例では、ロボットアーム部分ＩＯがコラム５２の
頂部に設けられた構成を有し、このコラム５２は下部に
設けられたベルト・プーリ機構５４を介してモータＭ、
で正逆回転作用を受けるボールねじ軸５６及び該ボール
ねじ軸５６に係合したボールナツト（図示なし）を有し
て上。

下に移動する摺動体５７、直線運動ガイド手段５８等か
らなる上、工作動機構とを格納し、上記摺動体５７の上
、下動に従ってロボットアーム部分ＩＯを上下動させる
共に上記ボールねじ軸５６の縦軸心線に対して同心に設
けられた被駆動歯車６０及びこれに噛合した駆動歯車（
図に表われていない。）からなる旋回作動機構によって
コラム５２自体がロボットアーム部分ＩＯと共に旋回し
得る構成とが設けられており、このためにコラム５２は
中空形状を有し、かつカバー上半体５２ａ、カバー下半
体５２ｂからなる筒形カバーがコラム５２に被着され、
コラム５２の内部をクリーンルーム空間から隔絶してい
る。なお、モータＭ、は上述したように上、工作動機構
の駆動源を形成するモータであり、モータＭ２は上述し
た旋回作動機構の駆動源を形成するモータである。

なお、上記コラム５２の下底には台座６２とアタッチメ
ント６４とが設けられ、上記コラム５２の内部空間及び
前述したロボットアーム部１０のケーシング１２の内部
空間を上記台座６２とコラム下半体５２ｂとによって形
成された空間６６及びアタッチメント６４の内部空間６
８を経て、外部のサクション系路に接続し、ケーシング
１２の内部空間や、コラム５２の内部空間をロボットの
設置されたクリーンルームの空間に対して負圧状態に維
持することが可能に構成されている。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明はクリーンルー
ム内を移動するロボットアームを中空筺体形状の保持ケ
ーシングの内部に設けた直線移動発生機構に結合部材で
結合し、前記保持ケーシングに対し相対直線移動可能に
形成したクリーンルーム用ロボットにおいて、ロボット
アームを中空筒体構造に形成すると共にその筒壁をハニ
カム構造にしたから、ロボットアームを長尺に形成した
場合でも直線運動における追従性を良好にする軽量構造
が得られ、かつロボットアームの機械的強度、剛性を確
保し、更に結合部材を介して片持式支持構造としても結
合材に掛る負荷の軽減を達成できる効果を有する。また
、筒体構造の中空通路を各種の制御ケーブルの配管路に
用いることが可能であるという有利もある。勿論、ハニ
カム板は比較的低コストの材料として人手が可能である
からコスト低減等の経済的メリットも得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクリーンルーム用ロボットの要部
構成を示した平面図、第２図は第１図の矢視■−Ｆ方向
から見た側面における要部を断面した断面図、第３図は
ロボットアームの部分詳細構造を示す斜視図、第４図は
同クリーンルーム用ロボットの一部を断面した正面図。 １０・・・ロボットアーム部分、 １２・・・ケーシング、　　１２ａ・・・長尺開口、１
４・・・ロボットアーム、３８・・・結合部材。 第１回 第２回 第４回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クリーンルーム内を移動するロボットアームを中空
   筺体形状の保持ケーシングの内部に設けた直線移動発生
   機構に結合部材で結合し、前記保持ケーシングに対し相
   対直線移動可能に形成したクリーンルーム用ロボットに
   おいて、前記ロボットアームを中空筒体構造に形成する
   と共にその筒壁をハニカム構造にしたことを特徴とする
   クリーンルーム用ロボットのアーム構造。 ２、前記中空筒体構造のロボットアームをハニカム板の
   成型構造体によって形成した特許請求の範囲第１項に記
   載のクリーンルーム用ロボットのアーム構造。