KR20140079464A

KR20140079464A - 산업용 로봇

Info

Publication number: KR20140079464A
Application number: KR1020147012779A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 야자와; 마사고 시바; 히로토 나카지마; 마사시 후지와라
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2014-06-26
Also published as: US20140305248A1; US9399285B2; CN103930243A; CN103917339A; JP2013103331A; JP5959221B2; US9387584B2; US20140312640A1; CN103930243B; KR101626687B1; KR101623665B1; JP5959241B2; JP2013103330A; KR20140079465A; CN103917339B

Abstract

본 발명은, 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 베어링의 마모나 손상을 억제하는 것 및, 아암의 변형을 억제하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공한다. 이 산업용 로봇은, 예를 들어 아암과 본체부(7)의 연결부로 되는 관절부(20)에서 아암을 지지하는 베어링(59)을 구비하고 있다. 관절부(20)에 있어서, 아암은, 본체부(7)를 향하여 돌출되는 제1 볼록부(48)를 구비하고, 본체부(7)는 제1 볼록부(48)를 수용하는 제1 오목부가 형성되는 제1 수용부(49)를 구비하고 있다. 제1 볼록부(48) 및 제1 수용부(49)는 베어링(59)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되고, 제1 오목부 내에는, 베어링(59)보다도 열전도율이 높은 반고체 상태의 열전도성 물질이 배치되어 있다. 또한, 본체부(7)는 베어링(59)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되고 대기 중에 배치되는 방열부(51)와, 베어링(59)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되고 제1 수용부(49)과 방열부(51)를 연결하는 접속부(50)를 구비하고 있다.

Description

산업용 로봇{INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 소정의 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 관한 것이다.

종래, 액정 디스플레이용 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇은, 유리 기판이 탑재되는 핸드와, 그 선단측에 핸드가 회전 가능하게 연결되는 아암과, 아암의 기단부측이 회전 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고 있다. 아암은, 제1 아암부와 제2 아암부에 의하여 구성되어 있으며, 제1 아암부의 기단부측은 본체부에 회전 가능하게 연결되고, 제2 아암부의 기단부측은 제1 아암부의 선단측에 회전 가능하게 연결되어 있다. 본체부와 제1 아암부의 연결부로 되는 관절부에는, 제1 아암부를 회전 가능하게 지지하는 볼 베어링이나 롤러 베어링 등의 구름 베어링이 배치되고, 제1 아암부와 제2 아암부의 연결부로 되는 관절부에는, 제2 아암부를 회전 가능하게 지지하는 구름 베어링이 배치되어 있다. 관절부에 배치되는 구름 베어링은, 볼이나 롤러 등의 전동체와, 전동체에 점 접촉 또는 선 접촉하는 내륜 및 외륜을 구비하고 있다.

일본 특허 공개 제2010-23195호 공보

최근 들어, 산업용 로봇으로 반송되는 유리 기판은 대형화되고 있으며, 또한, 반송 시에 있어서의 유리 기판의 온도가 높아지는 경향이 있기 때문에, 반송되는 유리 기판이 갖는 열량이 커지고 있다. 열방사(열복사)나 핸드를 통한 열전도에 의하여 유리 기판으로부터 아암에 높은 열이 전달되어, 관절부에 배치되는 베어링(구름 베어링)에 높은 열이 가해지면, 켄칭되어 있는 베어링의 경도가 저하되거나, 베어링 내의 그리스의 점도가 저하되어 유막이 끊어질 우려가 있기 때문에, 베어링이 마모되기 쉬워지거나, 손상되기 쉬워지거나 할 우려가 있다. 또한, 유리 기판으로부터 전해지는 높은 열이 아암에 가해지면, 아암이 크게 변형될 우려가 있고, 그 결과, 유리 기판의 반송 정밀도가 저하될 우려가 있다.

대기 중에서 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇의 경우, 유리 기판으로부터 아암에 전달된 열을, 관절부에 있어서, 열방사를 이용하여 본체부에 전달하는 것 및, 베어링의 내륜 및 외륜과 전동체 사이의 열전도를 이용하여 본체부에 전달하는 것이 가능한 것 외에, 공기의 열전도를 이용하여 본체부에 전달하는 것이 가능하다. 그로 인하여, 내륜 및 외륜과 전동체가 점 접촉 또는 선 접촉하고 있어, 내륜 및 외륜과 전동체의 접촉 면적이 작더라도, 관절부를 통하여 아암으로부터 본체부에 열을 방산하는 것이 가능해진다. 따라서, 대기 중에서 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇의 경우에는, 유리 기판으로부터 아암에 전달되는 열의 영향으로 인하여, 베어링이 과도하게 마모, 손상되거나, 아암이 크게 변형되는 등의 문제는 발생하기 어렵다.

그러나, 진공 중에서 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇의 경우, 유리 기판으로부터 산업용 로봇에 전달되는 열을, 관절부에 있어서, 열방사를 이용하여 본체부에 전달하는 것 및, 접촉 면적이 작은 내륜 및 외륜과 전동체 사이의 열전도를 이용하여 본체부에 전달하는 것은 가능하지만, 공기의 열전도를 이용하여 본체부에 전달할 수 없다. 그 때문에, 진공 중에서 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇의 경우에는, 관절부를 통하여 아암으로부터 본체부에 열을 방산하기 어려워지고, 그 결과, 유리 기판으로부터 아암에 전달되는 열의 영향으로 인하여, 베어링이 과도하게 마모, 손상되거나, 아암이 크게 변형된다는 등의 문제가 발생하기 쉬워진다.

따라서, 본 발명의 과제는, 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 열의 영향에 의한 베어링의 마모나 손상을 억제하는 것 및, 열의 영향에 의한 아암의 변형을 억제하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 산업용 로봇은, 진공 중에서 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서, 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 핸드가 그 선단측에 연결되는 아암과, 아암의 기단부측이 회전 가능하게 연결되는 본체부와, 아암과 본체부의 연결부로 되는 제1 관절부에서 아암을 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링을 구비하고, 아암 또는 본체부 중 어느 한쪽은, 제1 관절부에, 아암 또는 본체부 중 어느 다른 쪽을 향하여 돌출되는 제1 볼록부를 구비하며, 아암 또는 본체부 중 어느 다른 쪽은, 제1 관절부에, 제1 볼록부를 수용하는 제1 오목부가 형성되는 제1 수용부를 구비하고, 제1 볼록부 및 제1 수용부는, 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되며, 제1 오목부 내에는, 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 액체 상태, 반고체 상태 또는 겔 상태의 제1 열전도성 물질이 배치되고, 본체부는, 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성됨과 함께 대기 중에 배치되어 열을 방산하는 방열부와, 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성됨과 함께 본체부가 갖는 제1 수용부 또는 제1 볼록부와 방열부를 연결하는 접속부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로봇에서는, 아암 또는 본체부 중 어느 한쪽은, 아암과 본체부의 연결부로 되는 제1 관절부에 제1 볼록부를 구비하고, 아암 또는 본체부 중 어느 다른 쪽은, 제1 관절부에, 제1 볼록부를 수용하는 제1 오목부가 형성되는 제1 수용부를 구비하고 있다. 또한, 제1 볼록부 및 제1 수용부는, 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되고, 제1 오목부 내에는, 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 액체 상태, 반고체 상태 또는 겔 상태의 제1 열전도성 물질이 배치되어 있다. 그로 인하여, 본 발명에서는, 산업용 로봇이 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 반송 대상물로부터 아암에 전달된 열을, 제1 관절부에 있어서, 열방사를 이용하여 본체부에 전달하는 것 및, 제1 베어링의 열전도를 이용하여 본체부에 전달하는 것 외에, 제1 볼록부, 제1 열전도성 물질 및 제1 수용부의 열전도를 이용하여 본체부에 효율적으로 전달하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명에서는, 반송 대상물로부터 아암에 전달된 열을 아암으로부터 본체부에 효율적으로 방산하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에서는, 본체부는, 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성됨과 함께 대기 중에 배치되어 열을 방산하는 방열부와, 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성됨과 함께 본체부가 갖는 제1 수용부 또는 제1 볼록부와 방열부를 연결하는 접속부를 구비하고 있기 때문에, 아암으로부터 본체부에 전달된 열을, 접속부의 열전도를 이용하여, 방열부에 효율적으로 방산하는 것이 가능해지고, 방열부에서 대기 중에 열을 효율적으로 방산하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 본 발명에서는, 산업용 로봇이 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 반송 대상물로부터 아암에 전달된 열을 효율적으로 방열부에 방산하고, 방열부로부터 방산하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명의 산업용 로봇에서는, 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 열의 영향에 의한 제1 베어링의 마모나 손상을 억제하는 것 및, 열의 영향에 의한 아암의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 아암은, 그 기단부측이 본체부에 회전 가능하게 연결되는 제1 아암부와, 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회전 가능하게 연결되는 제2 아암부를 구비하고, 제1 아암부와 제2 아암부의 연결부로 되는 제2 관절부에는, 제2 아암부를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링이 배치되며, 제1 아암부 또는 제2 아암부 중 어느 한쪽은, 제2 관절부에, 제1 아암부 또는 제2 아암부 중 어느 다른 쪽을 향하여 돌출되는 제2 볼록부를 구비하고, 제1 아암부 또는 제2 아암부 중 어느 다른 쪽은, 제2 관절부에, 제2 볼록부를 수용하는 제2 오목부가 형성되는 제2 수용부를 구비하며, 제2 볼록부 및 제2 수용부는, 제2 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되고, 제2 오목부 내에는, 제2 베어링보다도 열전도율이 높은 액체 상태, 반고체 상태 또는 겔 상태의 제2 열전도성 물질이 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 산업용 로봇이 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 반송 대상물로부터 제2 아암부에 전달된 열을, 제2 관절부에 있어서, 열방사를 이용하여 제1 아암부에 전달하는 것 및, 제2 베어링의 열전도를 이용하여 제1 아암부에 전달하는 것 외에, 제2 볼록부, 제2 열전도성 물질 및 제2 수용부의 열전도를 이용하여 제1 아암부에 효율적으로 전달하는 것이 가능해진다. 따라서, 반송 대상물로부터 제2 아암부에 전달된 열을 제1 아암부를 통하여 본체부에 효율적으로 방산하는 것이 가능해진다. 그 결과, 산업용 로봇이 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 열의 영향에 의한 제2 베어링의 마모나 손상을 억제하는 것 및, 열의 영향에 의한 제2 아암부의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 핸드는, 예를 들어 제2 아암부의 선단측에 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 예를 들어 제1 볼록부는, 아암에 형성됨과 함께 대략 원통 형상으로 형성되고, 제1 오목부는, 본체부에 형성됨과 함께 대략 원환 형상으로 형성되어 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 제2 볼록부는, 제2 아암부에 형성됨과 함께 대략 원기둥 형상으로 형성되고, 제2 수용부는, 제1 아암부에 형성됨과 함께 대략 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있다.

본 발명에 있어서, 제1 열전도성 물질은, 그리스인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 본체부에 대한 아암의 회전 시에, 제1 볼록부의 측면 등과 제1 오목부의 측면 등이 접촉하더라도, 본체부에 대한 아암의 회전에 지장을 초래하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 본체부에 대한 아암의 회전 시에, 제1 볼록부의 측면 등과 제1 오목부의 측면 등이 접촉하더라도, 제1 볼록부 및 제1 오목부의 마모나 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 제2 열전도성 물질은, 그리스인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회전 시에, 제2 볼록부의 측면 등과 제2 오목부의 측면 등이 접촉하더라도, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회전에 지장을 초래하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 아암부에 대한 제2 아암부의 회전 시에, 제2 볼록부의 측면 등과 제2 오목부의 측면 등이 접촉하더라도, 제2 볼록부 및 제2 오목부의 마모나 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 본체부는, 대기 중에 배치되어 방열부의 열을 방산시키는 방열 기구를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 방열 기구는, 예를 들어 방열부에 형성 또는 고정되는 복수의 방열용 핀과, 핀을 향하여 공기를 보내는 송풍기를 구비하고 있다. 이와 같이 구성하면, 방열 기구에 의하여, 방열부의 열을 효과적으로 방산하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 진공 영역에의 공기의 유입을 방지하는 자성 유체 시일과 제1 베어링을 갖는 자성 유체 시일부를 제1 관절부에 구비하고, 제1 수용부는, 대략 통 형상으로 형성되고, 그 내주측에서 자성 유체 시일부를 보유 지지하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 반송 대상물이나 아암으로부터 자성 유체 시일부에 전달된 열을, 제1 수용부 및 접속부의 열전도 등을 이용하여 효율적으로 방열부에 풀어 주는 것이 가능해진다. 따라서, 열의 영향에 의한 자성 유체 시일부의 손상을 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 진공 영역에의 공기의 유입을 방지하는 자성 유체 시일과 제1 베어링을 갖는 자성 유체 시일부를 제1 관절부에 구비함과 함께, 자성 유체 시일부를 냉각하는 냉각 기구를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 냉각 기구는, 예를 들어 자성 유체 시일부에 형성되는 냉각용 공기의 유로와, 유로에 냉각용 공기를 공급하는 공급 기구를 구비하고 있다. 이와 같이 구성하면, 열의 영향에 의한 자성 유체 시일부의 손상을 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 예를 들어 본체부를 승강시키는 승강 기구를 구비하고, 방열부에는, 승강 기구의 일부가 설치되어 있다. 이 경우에는, 승강 기구의 일부를 설치하기 위한 부재로서, 방열부를 이용할 수 있다. 따라서, 승강 기구의 일부를 설치하기 위한 부재를 산업용 로봇에 별도로 설치하는 경우와 비교하여, 산업용 로봇의 구성을 간소화하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 반송 대상물은, 예를 들어 액정 디스플레이용 유리 기판이다. 상술한 바와 같이, 최근 들어, 산업용 로봇으로 반송되는 유리 기판이 갖는 열량이 크게 되어 있지만, 본 발명에서는, 진공 중에서 반송되는 유리 기판이 갖는 열량이 크더라도, 열의 영향에 의한 제1 베어링의 마모나 손상을 억제하는 것 및, 열의 영향에 의한 아암의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.

이상과 같이, 본 발명의 산업용 로봇에서는, 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 열의 영향에 의한 베어링의 마모나 손상을 억제하는 것 및, 열의 영향에 의한 아암의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 산업용 로봇의 평면도이다.
도 2는, 도 1의 (B)의 E-E 방향에서 산업용 로봇을 도시하는 측면도이다.
도 3은, 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 개략 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는, 도 3의 F부의 확대도이다.
도 5는, 도 3의 G부의 확대도이다.
도 6은, 도 3의 H부의 확대도이다.
도 7은, 도 6의 J부의 확대도이다.
도 8은, 도 6의 K부의 확대도이다.
도 9는, 도 6의 L-L 방향에서 본체부의 하단부측 및 승강 기구의 하단부측의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 개략 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 산업용 로봇(1)의 평면도이다. 도 2는, 도 1의 (B)의 E-E 방향에서 산업용 로봇(1)을 도시하는 측면도이다. 도 3은, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 개략 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」이라고 함)은 반송 대상물인 액정 디스플레이용 유리 기판(2)(이하, 「기판(2)」이라고 함)을 반송하기 위한 로봇이다. 본 형태의 로봇(1)은, 특히 대형 기판(2)의 반송에 적합한 대형 로봇이며, 예를 들어 1변이 2.5m 정도인 직사각형의 기판(2)을 반송한다. 또한, 로봇(1)은 비교적 온도가 높은 기판(2)의 반송에 적합한 로봇이며, 예를 들어 500℃ 정도의 기판(2)을 반송한다. 또한, 로봇(1)은 진공 중에서 기판(2)을 반송한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 로봇(1)은 기판(2)이 탑재되는 2개의 핸드(3, 4)와, 핸드(3)가 그 선단측에 회전 가능하게 연결되는 아암(5)과, 핸드(4)가 그 선단측에 회전 가능하게 연결되는 아암(6)과, 아암(5, 6)의 기단부측이 회전 가능하게 연결되는 본체부(7)와, 본체부(7)를 승강시키는 승강 기구(8)를 구비하고 있다. 핸드(3, 4)는, 기판(2)이 탑재되는 복수의 포크부(11)를 구비하고 있다. 본체부(7) 및 승강 기구(8)는 대략 원판 형상으로 형성되는 저판(12)과 대략 원통 형상으로 형성되는 케이스(13)를 포함하는 대략 바닥이 있는 원통 형상의 케이스체 내에 수용되어 있다. 케이스(13)의 상단부에는, 원판 형상으로 형성된 플랜지(14)가 고정되어 있다. 플랜지(14)에는, 본체부(7)의 상단부측 부분이 배치되는 관통 구멍이 형성되어 있다.

핸드(3, 4) 및 아암(5, 6)은, 본체부(7)의 상측에 배치되어 있다. 또한, 핸드(3, 4) 및 아암(5, 6)은, 플랜지(14)의 상측에 배치되어 있다. 로봇(1)은 상술한 바와 같이, 진공 중에서 기판(2)을 반송하기 위한 로봇이며, 도 2에 도시한 바와 같이, 로봇(1)의, 플랜지(14)의 하단부면보다도 상측의 부분은, 진공 영역 VR 중에 배치되어 있다. 한편, 로봇(1)의, 플랜지(14)의 하단부면보다도 하측의 부분은, 대기 영역 AR 중(대기 중)에 배치되어 있다.

아암(5)은 제1 아암부(16)와 제2 아암부(17)에 의하여 구성되어 있다. 또한, 아암(6)은 아암(5)과 공통의 제1 아암부(16)와 제2 아암부(18)에 의하여 구성되어 있다. 제1 아암부(16)는 양 갈래 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 제1 아암부(16)는 대략 V 형상으로 형성되어 있다. 제1 아암부(16) 및 제2 아암부(17, 18)는, 중공형으로 형성되어 있다. 또한, 제1 아암부(16) 및 제2 아암부(17, 18)는, 알루미늄 합금으로 형성되어 있다.

제1 아암부(16)의 기단부측은, 본체부(7)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 양 갈래 형상으로 형성되는 제1 아암부(16)의 한쪽 선단측에, 제2 아암부(17)이 회전 가능하게 연결되고, 제1 아암부(16)의 다른 한쪽 선단측에, 제2 아암부(18)가 회전 가능하게 연결되어 있다. 제2 아암부(17)의 선단측에는, 핸드(3)가 회전 가능하게 연결되고, 제2 아암부(18)의 선단측에는, 핸드(4)가 회전 가능하게 연결되어 있다. 아암(5, 6)과 본체부(7)의 연결부(즉, 제1 아암부(16)와 본체부(7)의 연결부)는 제1 관절부(20)로 되어 있다. 제1 아암부(16)와 제2 아암부(17)의 연결부는, 제2 관절부(21)로 되어 있고, 제1 아암부(16)와 제2 아암부(18)의 연결부는, 제2 관절부(22)로 되어 있다.

본 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 수평 방향에서 보았을 때, 제2 아암부(17, 18)는, 제1 아암부(16)보다도 상측에 배치되어 있다. 또한, 제2 아암부(18)는 제2 아암부(17)보다도 상측에 배치되어 있다. 또한, 수평 방향에서 보았을 때, 핸드(3, 4)는, 제2 아암부(17)와 제2 아암부(18) 사이에 배치되어 있다. 구체적으로는, 제2 아암부(17)의 상면측에 핸드(3)가 연결되고, 제2 아암부(18)의 하면측에서 핸드(4)가 연결되어 있으며, 수평 방향에서 보았을 때, 핸드(3)의 상측에 핸드(4)가 배치되어 있다. 또한, 아암(5, 6)이 수축되어 있을 때, 로봇(1)을 상측에서 보면, 도 1의 (B)에 도시한 바와 같이, 핸드(3)와 핸드(4)가 겹쳐져 있다.

(제2 관절부의 구성)

도 4는, 도 3의 F부의 확대도이다. 도 5는, 도 3의 G부의 확대도이다.

제2 관절부(21)에는, 제2 아암부(17)를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링으로서의 베어링(23)이 배치되어 있다. 또한, 제2 관절부(21)에서는, 제1 아암부(16)의 내부에 풀리(24)가 배치되고, 제2 아암부(17)의 내부에 풀리(25)가 배치되어 있다. 제2 아암부(17)는 제1 아암부(16)를 향하여(즉, 하측을 향하여) 돌출되는 제2 볼록부로서의 축 부재(26)를 제2 관절부(21)에 구비하고 있다. 제1 아암부(16)는 축 부재(26)를 수용하는 제2 수용부로서의 통 부재(27)를 제2 관절부(21)에 구비하고 있다.

베어링(23)은 구름 베어링이며, 외륜과 내륜을 구비하고 있다. 베어링(23)의 외륜의 외주면은, 대략 원통 형상으로 형성되는 통 부재(76)의 내주면에 고정되어 있다. 베어링(23)의 내륜의 내주면은, 대략 원통 형상으로 형성되는 통 부재(77)의 외주면에 고정되어 있다. 본 형태에서는, 제2 관절부(21)에 4개의 베어링(23)이 배치되어 있으며, 4개의 베어링(23) 중 2개의 베어링(23)은 통 부재(76, 77)의 상단부측에 배치되고, 나머지 2개의 베어링(23)은 통 부재(76, 77)의 하단부측에 배치되어 있다. 베어링(23) 및 통 부재(76, 77)는, 철계의 금속으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 베어링(23) 및 통 부재(76, 77)는, 스테인레스강에 의하여 형성되어 있다. 통 부재(76)의 상단부는, 제2 아암부(17)의 기단부측에 고정되어 있다. 통 부재(77)의 하단부는, 제1 아암부(16)의 선단측에 고정되어 있다.

풀리(24)는 통 부재(76)의 하단부측에 고정되어 있다. 제1 관절부(20)에 있어서, 제1 아암부(16)의 내부에 배치되는, 후술하는 풀리(46)와 풀리(24)에는, 벨트(28)가 걸쳐져 있다.

풀리(25)는 통 부재(77)의 상단부에 고정되어 있다. 핸드(3)와 제2 아암부(17)의 연결부에 있어서, 제2 아암부(17)의 내부에 배치되는 풀리(29)(도 3 참조)와 풀리(25)에는, 벨트(30)가 걸쳐져 있다. 풀리(29)는 핸드(3)의 기단부측에 고정되어 있다. 또한, 제2 아암부(17)의 선단측의 내부에는, 고정 축(31)(도 3 참조)이 고정되어 있으며, 풀리(29)는 베어링을 개재하여 고정 축(31)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

축 부재(26)는 단차가 있는 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 또한, 축 부재(26)는 베어링(23)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있다. 구체적으로는, 축 부재(26)는 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 축 부재(26)의 상단부측은, 제2 아암부(17)의 본체의 기단부측에 고정되어 있다. 축 부재(26)는 그 축 중심과 베어링(23)의 축 중심이 대략 일치하도록 배치되어 있고, 축 부재(26)의 상단부측 부분의 외주측에는, 풀리(25)가 배치되어 있다. 축 부재(26)의 하단부측은, 제1 아암부(16)의 선단측의 내부에 인입되어 있다.

통 부재(27)는 저부(27a)와 통부(27b)를 갖는 대략 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 통 부재(27)는 베어링(23)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있다. 구체적으로는, 통 부재(27)는 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 저부(27a)는 제1 아암부(16)의 본체의 선단측에 고정되어 있다. 통 부재(27)는 그 축 중심과 베어링(23)의 축 중심이 대략 일치하도록 통 부재(77)의 내주측에 배치되어 있다.

통 부재(27)의 내주측(즉, 통부(27b)의 내주측)에는, 축 부재(26)의 하단부측이 수용되어 있다. 통부(27b)의 내주면의 상단부측에는, 베어링(32)이 설치되어 있다. 베어링(32)은 축 부재(26)의 하단부측을 회전 가능하게 지지하고 있다. 통부(27b)의 내측 직경은, 수용되는 축 부재(26)의 하단부측의 외측 직경보다도 약간 크게 되어 있고, 통부(27b)의 내주면과 축 부재(26)의 하단부측의 외주면 사이에는, 약간의 간극이 형성되어 있다. 예를 들어, 통부(27b)의 내주면과 축 부재(26)의 하단부측의 외주면 사이에는, 전체 둘레에 걸쳐, 0.1㎜ 정도의 간극이 형성되어 있다. 본 형태에서는, 통 부재(27)의 내주측은, 제2 볼록부인 축 부재(26)를 수용하는 제2 오목부로 되어 있다.

통 부재(27)의 내주측에는, 제2 열전도성 물질로서의 반고체 상태의 그리스가 배치되어 있다. 즉, 통부(27b)의 내주면과 축 부재(26)의 하단부측의 외주면 사이에는, 그리스가 충전되어 있다. 이 그리스는, 열전도성이 우수한 열전도성 그리스이며, 이 그리스의 열전도율은, 베어링(23)의 열전도율보다도 높게 되어 있다. 또한, 이 그리스의 진공 중에서의 증기압은 낮게 되어 있다. 예를 들어, 이 그리스는, 「Nye Lubricants」사의 「NyeTorr 5386」(제품명)이다.

통 부재(27)의 저부(27a)에는, 통 부재(27)의 내주측에 그리스를 공급하기 위한 공급 구멍이 형성되어 있다. 이 공급 구멍에는, 그리스 니플이 설치되어 있고, 그리스 니플 및 그리스 니플에 접속되는 호스 등의 배관 부품을 통하여, 통 부재(27)의 내주측에 그리스가 공급된다. 또한, 통 부재(27)의 통부(27b)의 내주면의 상단부측에는, 그리스 저장소(27c)가 형성되어 있다. 그리스 저장소(27c)는 베어링(32)의 하측에 형성되어 있다. 그리스 저장소(27c)의 내측 직경은, 통부(27b)의 다른 부분의 내측 직경보다도 크게 되어 있다.

제2 관절부(22)에는, 제2 아암부(18)를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링으로서의 베어링(33)이 배치되어 있다. 또한, 제2 관절부(22)에서는, 제1 아암부(16)의 내부에 풀리(34)가 배치되고, 제2 아암부(18)의 내부에 풀리(35)가 배치되어 있다. 제2 아암부(18)는 제1 아암부(16)를 향하여(즉, 하측을 향하여) 돌출되는 제2 볼록부로서의 축 부재(36)를 제2 관절부(22)에 구비하고 있다. 제1 아암부(16)는 축 부재(36)를 수용하는 수용 부재로서의 통 부재(37)를 제2 관절부(22)에 구비하고 있다.

베어링(33)은 베어링(23)과 마찬가지로, 구름 베어링이며, 외륜과 내륜을 구비하고 있다. 베어링(33)의 외륜의 외주면은, 대략 원통 형상으로 형성되는 통 부재(86)의 내주면에 고정되어 있다. 베어링(33)의 내륜의 내주면은, 대략 원통 형상으로 형성되는 통 부재(87)의 외주면에 고정되어 있다. 본 형태에서는, 제2 관절부(22)에 4개의 베어링(33)이 배치되어 있으며, 4개의 베어링(33) 중 2개의 베어링(33)은 통 부재(86, 87)의 상단부측에 배치되고, 나머지의 2개의 베어링(33)은 통 부재(86, 87)의 하단부측에 배치되어 있다. 베어링(33) 및 통 부재(86, 87)는, 베어링(23) 및 통 부재(76, 77)와 마찬가지로, 철계의 금속으로 형성되어 있고, 스테인레스강에 의하여 형성되어 있다. 통 부재(86)의 상단부는, 제2 아암부(18)의 기단부측에 고정되고, 통 부재(87)의 하단부는, 제1 아암부(16)의 선단측에 고정되어 있다.

풀리(34)는 통 부재(86)의 하단부측에 고정되어 있다. 제1 관절부(20)에 있어서, 제1 아암부(16)의 내부에 배치되는 후술하는 풀리(47)와 풀리(34)에는, 벨트(38)가 걸쳐져 있다.

풀리(35)는 통 부재(87)의 상단부에 고정되어 있다. 핸드(4)와 제2 아암부(18)의 연결부에 있어서, 제2 아암부(18)의 내부에 배치되는 풀리(39)(도 3 참조)와 풀리(35)에는, 벨트(40)가 걸쳐져 있다. 풀리(39)는 핸드(3)의 기단부측에 고정되어 있다. 또한, 제2 아암부(18)의 선단측의 내부에는, 고정 축(41)(도 3 참조)이 고정되어 있고, 풀리(39)는 베어링을 개재하여 고정 축(41)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

축 부재(36)는 축 부재(26)와 마찬가지로, 단차가 있는 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 또한, 축 부재(36)는 축 부재(26)와 마찬가지로, 베어링(23)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있으며, 구체적으로는, 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 축 부재(36)의 상단부측은, 제2 아암부(18)의 본체의 기단부측에 고정되어 있다. 축 부재(36)는 그 축 중심과 베어링(33)의 축 중심이 대략 일치하도록 배치되어 있고, 축 부재(36)의 상단부측 부분의 외주측에는, 풀리(35)가 배치되어 있다. 축 부재(36)의 하단부측은, 제1 아암부(16)의 선단측의 내부에 인입되어 있다.

통 부재(37)는 통 부재(27)와 마찬가지로, 저부(37a)와 통부(37b)를 갖는 대략 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 통 부재(37)는 통 부재(27)와 마찬가지로, 베어링(23)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있고, 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 저부(37a)는 제1 아암부(16)의 본체의 선단측에 고정되어 있다. 통 부재(37)는 그 축 중심과 베어링(33)의 축 중심이 대략 일치하도록 통 부재(87)의 내주측에 배치되어 있다.

통 부재(37)의 내주측(즉, 통부(37b)의 내주측)에는, 축 부재(36)의 하단부측이 수용되어 있다. 통부(37b)의 내주면의 상단부측에는, 베어링(42)이 설치되어 있다. 베어링(42)은 축 부재(36)의 하단부측을 회전 가능하게 지지하고 있다. 통부(37b)의 내측 직경은, 수용되는 축 부재(36)의 하단부측의 외측 직경보다도 약간 크게 되어 있고, 통부(37b)의 내주면과 축 부재(36)의 하단부측의 외주면 사이에는, 약간의 간극이 형성되어 있다. 예를 들어, 통부(37b)의 내주면과 축 부재(36)의 하단부측의 외주면 사이에는, 전체 둘레에 걸쳐, 0.1㎜ 정도의 간극이 형성되어 있다. 본 형태에서는, 통 부재(37)의 내주측은, 제2 볼록부인 축 부재(36)를 수용하는 제2 오목부로 되어 있다.

통 부재(37)의 내주측에는, 제2 열전도성 물질로서의 반고체 상태의 그리스가 배치되어 있다. 즉, 통부(37b)의 내주면과 축 부재(36)의 하단부측의 외주면 사이에는, 그리스가 충전되어 있다. 이 그리스는, 통부(27b)의 내주면과 축 부재(26)의 하단부측의 외주면 사이에 충전되는 그리스와 동일한 그리스이며, 이 그리스의 열전도율은, 베어링(33)의 열전도율보다도 높게 되어 있다. 또한, 이 그리스의 진공 중에서의 증기압은 낮게 되어 있다.

통 부재(37)의 저부(37a)에는, 통 부재(37)의 내주측에 그리스를 공급하기 위한 공급 구멍이 형성되어 있다. 이 공급 구멍에는, 그리스 니플이 설치되어 있으며, 그리스 니플 및 그리스 니플에 접속되는 호스 등의 배관 부품을 통하여, 통 부재(37)의 내주측에 그리스가 공급된다. 또한, 통 부재(37)의 통부(37b)의 내주면의 상단부측에는, 그리스 저장소(37c)이 형성되어 있다. 그리스 저장소(37c)은 베어링(42)의 하측에 형성되어 있다. 그리스 저장소(37c)의 내측 직경은, 통부(37b)의 다른 부분의 내측 직경보다도 크게 되어 있다.

(제1 관절부, 본체부 및 승강 기구의 구성)

도 6은, 도 3의 H부의 확대도이다. 도 7은, 도 6의 J부의 확대도이다. 도 8은, 도 6의 K부의 확대도이다. 도 9는, 도 6의 L-L 방향으로부터 본체부(7)의 하단부측 및 승강 기구(8)의 하단부측의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.

제1 관절부(20)에는, 진공 영역 VR에의 공기의 유입을 방지하는 자성 유체 시일(81 내지 83)을 갖는 자성 유체 시일부(45)가 배치되어 있다. 제1 관절부(20)에서는, 제1 아암부(16)의 내부에, 풀리(46, 47)가 상하 방향으로 겹치도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 풀리(46)가 하측에 배치되고, 풀리(47)가 상측에 배치되어 있다. 제1 아암부(16)는 본체부(7)를 향하여(즉, 하측을 향하여) 돌출되는 제1 볼록부로서의 통 부재(48)를 제1 관절부(20)에 구비하고 있다. 본체부(7)는 통 부재(48)를 수용하는 제1 수용부로서의 통 부재(49)를 제1 관절부(20)에 구비하고 있다. 또한, 본체부(7)는 본체부(7)의 외주면을 구성하는 대략 원통 형상의 측면 부재(50)와, 본체부(7)의 하단부측 부분을 구성하는 저면 부재(51)와, 저면 부재(51)의 열을 방산시키는 방열 기구(52)를 구비하고 있다.

자성 유체 시일부(45)는 그 축 중심과 본체부(7)의 축 중심이 대략 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 자성 유체 시일부(45)는 도 7에 도시한 바와 같이, 자성 유체 시일부(45)의 직경 방향의 중심에 배치되는 중실 회전 축(53)과, 중실 회전 축(53)의 외주면을 덮도록 중실 회전 축(53)과 동심 형상으로 배치되는 중공 회전 축(54)과, 중공 회전 축(54)의 외주면을 덮도록 중실 회전 축(53) 및 중공 회전 축(54)과 동심 형상으로 배치되는 중공 회전 축(55)과, 자성 유체 시일부(45)의 외주면을 구성하는 측면부(56)를 구비하고 있다.

본체부(7)의 직경 방향에 있어서, 중실 회전 축(53)과 중공 회전 축(54) 사이에는, 베어링(57)이 배치되고, 중공 회전 축(54)과 중공 회전 축(55) 사이에는, 베어링(58)이 배치되며, 중공 회전 축(55)과 측면부(56) 사이에는, 제1 베어링으로서의 베어링(59)이 배치되어 있다. 또한, 본체부(7)의 직경 방향에 있어서, 중실 회전 축(53)과 중공 회전 축(54) 사이의 상단부측에는, 자성 유체 시일(81)이 배치되고, 중공 회전 축(54)과 중공 회전 축(55) 사이의 상단부측에는, 자성 유체 시일(82)이 배치되며, 중공 회전 축(55)과 측면부(56) 사이의 상단부측에는, 자성 유체 시일(83)이 배치되어 있다.

베어링(57 내지 59)은 구름 베어링이다. 중실 회전 축(53)의 외주면에는, 베어링(57)의 내륜이 고정되어 있다. 중공 회전 축(54)의 내주면에는, 베어링(57)의 외륜이 고정되고, 중공 회전 축(54)의 외주면에는, 베어링(58)의 내륜이 고정되어 있다. 중공 회전 축(55)의 내주면에는, 베어링(58)의 외륜이 고정되고, 중공 회전 축(55)의 외주면에는, 베어링(59)의 내륜이 고정되어 있다. 측면부(56)에는, 베어링(59)의 외륜이 고정되어 있다. 중실 회전 축(53), 중공 회전 축(54, 55), 측면부(56) 및 베어링(57 내지 59)은 철계의 금속으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 중실 회전 축(53), 중공 회전 축(54, 55), 측면부(56) 및 베어링(57 내지 59)은 스테인레스강에 의하여 형성되어 있다.

중실 회전 축(53)의 상단부측에는, 풀리(47)가 고정되어 있다. 상술한 바와 같이, 풀리(34)와 풀리(47)에는, 벨트(38)가 걸쳐져 있다. 중실 회전 축(53)의 하단부에는, 모터(60)가 연결되어 있다. 중공 회전 축(54)의 상단부측에는, 풀리(46)가 고정되어 있다. 상술한 바와 같이, 풀리(24)와 풀리(46)에는, 벨트(28)가 걸쳐져 있다. 중공 회전 축(54)의 하단부측에는, 기어 등의 동력 전달 기구를 개재하여 모터(61)가 연결되어 있다. 중공 회전 축(55)의 상단부측에는, 제1 아암부(16)의 기단부측이 고정되어 있다. 중공 회전 축(55)의 하단부측에는, 기어 등의 동력 전달 기구를 개재하여 모터(62)가 연결되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 자성 유체 시일부(45)의 내부에는, 자성 유체 시일부(45)를 냉각하기 위한 냉각용 공기가 통과하는 유로(63)가 형성되어 있다. 유로(63)에는, 유로(63)에 냉각용 공기를 공급하는 압축기 등의 공급 기구(도시 생략)가 호스 등의 소정의 배관 부품을 개재하여 접속되어 있다. 공급 기구로부터 공급되는 냉각용 공기는, 자성 유체 시일부(45)의 하단부측으로부터 자성 유체 시일부(45)의 내부에 유입되어, 자성 유체 시일부(45)의 상단부측을 통과한 후에, 자성 유체 시일부(45)의 하단부측으로부터 유출된다. 예를 들어, 냉각용 공기는, 도 7의 화살표 V의 방향으로 흘러, 자성 유체 시일부(45)를 냉각한다. 본 실시 형태에서는, 유로(63) 및 공급 기구 등에 의하여, 자성 유체 시일부(45)를 냉각하기 위한 냉각 기구가 구성되어 있다.

통 부재(48)는 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 통 부재(48)는 중실 회전 축(53), 중공 회전 축(54, 55), 측면부(56) 및 베어링(57 내지 59)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있다. 구체적으로는, 통 부재(48)는 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 통 부재(48)의 상단부측은, 제1 아암부(16)의 본체의 기단부측에 고정되어 있다. 통 부재(48)는 그 축 중심과 자성 유체 시일부(45)의 축 중심이 대략 일치하도록 배치되어 있다. 통 부재(48)의 하단부측은, 본체부(7)의 내부에 인입되어 있다.

통 부재(49)는 플랜지부(49a)를 갖는 차양이 구비된 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 통 부재(49)는 중실 회전 축(53), 중공 회전 축(54, 55), 측면부(56) 및 베어링(57 내지 59)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있으며, 구체적으로는, 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 통 부재(49)는 플랜지부(49a)의 하면이 측면 부재(50)의 상단부에 접촉한 상태에서, 측면 부재(50)의 상단부측에 고정되어 있다. 플랜지부(49a)는 플랜지(14)보다도 상측에 배치되어 있다. 또한, 통 부재(49)는 그 축 중심과 자성 유체 시일부(45)의 축 중심이 대략 일치하도록 배치되어 있다. 통 부재(49)의 내주측에는, 자성 유체 시일부(45)가 배치되어 있고, 자성 유체 시일부(45)의 측면부(56)는 통 부재(49)에 고정되어 있다. 즉, 통 부재(49)는 그 내주측에서 자성 유체 시일부(45)를 보유 지지하고 있다. 측면부(56)의 외주면은, 통 부재(49)의 내주면에 접촉하고 있다.

통 부재(49)의 플랜지부(49a)에는, 통 부재(48)를 수용하는 제1 오목부로서 오목부(49b)가 플랜지부(49a)의 상면으로부터 하측을 향하여 오목해지도록 형성되어 있다. 오목부(49b)은 그 축 중심과 자성 유체 시일부(45)의 축 중심이 대략 일치하는 대략 원환 형상으로 형성되어 있다. 본체부(7)의 직경 방향에 있어서의 통 부재(48)의 두께는, 오목부(49b)의 폭보다도 약간 작게 되어 있고, 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면 사이에는, 약간의 간극이 형성되어 있다. 예를 들어, 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면 사이에는, 전체 둘레에 걸쳐, 0.5㎜ 정도의 간극이 형성되어 있다.

오목부(49b)에는, 제1 열전도성 물질로서의 반고체 상태의 그리스가 배치되어 있다. 즉, 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면 사이에는, 그리스가 충전되어 있다. 이 그리스는, 통부(27b)의 내주면과 축 부재(26)의 하단부측의 외주면 사이에 충전되는 그리스와 동일한 그리스이며, 이 그리스의 열전도율은, 베어링(59)의 열전도율보다도 높게 되어 있다. 또한, 이 그리스의 진공 중에서의 증기압은 낮게 되어 있다.

통 부재(49)의 플랜지부(49a)에는, 그 외주측으로부터 오목부(49b)에 그리스를 공급하기 위한 공급 구멍이 형성되어 있다. 이 공급 구멍에는, 그리스 니플(44)이 설치되어 있으며, 그리스 니플(44) 및 그리스 니플(44)에 접속되는 호스 등의 배관 부품을 통하여, 오목부(49b)에 그리스가 공급된다. 또한, 오목부(49b)의 측면의 상단부측에는, 그리스 저장소(49c)가 형성되어 있다. 그리스 저장소(49c)는 오목부(49b)의 측면으로부터 직경 방향의 내측 및 외측으로 오목해지도록 형성되어 있다.

측면 부재(50)는 상술한 바와 같이, 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 측면 부재(50)의 하단부에는, 직경 방향의 외측으로 퍼지는 원환 형상의 플랜지부(50a)가 형성되어 있다. 또한, 측면 부재(50)는 중실 회전 축(53), 중공 회전 축(54, 55), 측면부(56) 및 베어링(57 내지 59)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있으며, 구체적으로는, 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 측면 부재(50)의 내주측에는, 통 부재(49)의 하단부측, 자성 유체 시일부(45)의 하단부측, 중공 회전 축(54)과 모터(61)를 연결하는 동력 전달 기구 및, 중공 회전 축(55)과 모터(62)를 연결하는 동력 전달 기구 등이 배치되어 있다. 측면 부재(50)의 상단부측의 내주면에는, 통 부재(49)의 외주면이 접촉하고 있다.

저면 부재(51)는 도 9에 도시한 바와 같이, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 대략 정사각형 형상으로 되는 대략 직육면체의 블록 형상으로 형성되어 있다. 또한, 저면 부재(51)는 중실 회전 축(53), 중공 회전 축(54, 55), 측면부(56) 및 베어링(57 내지 59)보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있으며, 구체적으로는, 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 저면 부재(51)는 본체부(7)가 가장 상승되어 있을 때도, 대기 영역 AR 중(대기 중)에 배치되어 있다. 즉, 저면 부재(51)는 항상, 대기 중에 배치되어 있다.

저면 부재(51)의 중심에는, 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있고, 이 관통 구멍 내에, 모터(60 내지 62)가 배치되어 있다. 저면 부재(51)의 상면에는, 측면 부재(50)의 플랜지부(50a)의 하면이 고정되어 있다. 플랜지부(50a)의 하면은, 저면 부재(51)의 상면에 접촉하고 있다. 또한, 도 9에서는, 모터(60 내지 62), 중실 회전 축(53), 중공 회전 축(54), 중공 회전 축(54)과 모터(61)를 연결하는 동력 전달 기구 및, 중공 회전 축(55)과 모터(62)를 연결하는 동력 전달 기구 등의 도시를 생략하고 있다.

승강 기구(8)는 상하 방향을 축 방향으로 하여 배치되는 나사 부재(66)와, 나사 부재(66)에 걸림 결합하는 너트 부재(67)와, 나사 부재(66)를 회전시키는 모터(68)를 구비하고 있다. 나사 부재(66), 너트 부재(67) 및 모터(68)는 저면 부재(51)의 4개의 측면 중, 서로 평행한 2개의 측면 각각의 외측에 배치되어 있다. 또한, 승강 기구(8)는 본체부(7)를 상하 방향으로 안내하기 위한 가이드 축(69)과, 가이드 축(69)에 걸림 결합하여 상하 방향으로 슬라이드되는 가이드 블록(70)을 구비하고 있다. 가이드 축(69) 및 가이드 블록(70)은 저면 부재(51)의 4코너 각각에 배치되어 있다.

나사 부재(66)의 하단부측은, 저판(12)에 회전 가능하게 지지되고, 나사 부재(66)의 상단부측은, 베어링을 개재하여, 플랜지(14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 너트 부재(67)는 저면 부재(51)의 측면에 고정 또는 형성되는 너트 보유 지지 부재(71)에 보유 지지되어 있다. 모터(68)의 출력 축은, 풀리 및 벨트 등을 개재하여 나사 부재(66)의 하단부측에 연결되어 있다. 가이드 축(69)의 하단부측은, 저판(12)에 고정되고, 가이드 축(69)의 상단부측은, 플랜지(14)에 고정되어 있다. 가이드 블록(70)은 저면 부재(51)의 4코너에 형성되는 블록 보유 지지부(51a)에 보유 지지되어 있다. 모터(68)가 회전하면, 나사 부재(66)가 회전하여, 너트 부재(67)가 승강한다. 너트 부재(67)가 승강하면, 가이드 축(69) 및 가이드 블록(70)으로 안내되는 저면 부재(51)의 승강에 수반하여, 본체부(7)가 아암(5, 6) 및 핸드(3, 4)와 함께 승강한다.

또한, 측면 부재(50)의 외주측에는, 진공 영역 VR에의 공기의 유입을 방지하기 위한 벨로즈(72)가 배치되어 있다. 벨로즈(72)의 하단부는, 측면 부재(50)의 플랜지부(50a)에 고정되고, 벨로즈(72)의 상단부는, 플랜지(14)에 고정되어 있다. 모터(68)가 회전하여 본체부(7)가 승강하면, 벨로즈(72)가 신축한다.

방열 기구(52)는 도 9에 도시한 바와 같이, 복수의 핀(73a)을 갖는 방열 부재(73)와, 핀(73a)을 향하여 공기를 보내는 송풍기(팬)(74)를 구비하고 있다. 방열 부재(73)는 저면 부재(51)의 4개의 측면 각각에 형성 또는 고정되어 있다. 송풍기(74)는, 예를 들어 핀(73a)의 선단부에 설치되어 있다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 제1 아암부(16) 및 제2 아암부(17, 18)가 알루미늄 합금으로 형성됨과 함께, 제2 아암부(17, 18)의 본체에 고정되는 축 부재(26, 36) 및 제1 아암부(16)의 본체에 고정되는 통 부재(27, 37)는, 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 또한, 통 부재(27, 37)의 내주면과 축 부재(26, 36)의 하단부측의 외주면 사이에는, 열전도성이 우수한 그리스가 충전되어 있다. 그로 인하여, 본 형태에서는, 로봇(1)이 온도가 높은 기판(2)을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 열방사나 핸드(3, 4)를 통한 열전도에 의하여 기판(2)으로부터 제2 아암부(17, 18)에 전달된 열을, 제2 관절부(21, 22)에 있어서, 열방사를 이용하여 제1 아암부(16)에 전달하는 것 및, 베어링(23, 33) 및 통 부재(76, 77, 86, 87)의 열전도를 이용하여 제1 아암부(16)에 전달하는 것 외에, 축 부재(26, 36), 그리스 및 통 부재(27, 37)의 열전도를 이용하여 효율적으로 제1 아암부(16)에 전달하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 기판(2)으로부터 제2 아암부(17, 18)에 전달된 열을 제1 아암부(16)에 효율적으로 방산하는 것이 가능해진다.

또한, 본 형태에서는, 제1 아암부(16)의 본체에 고정되는 통 부재(48)가 알루미늄 합금으로 형성됨과 함께, 본체부(7)를 구성하는 통 부재(49)는 알루미늄 합금으로 형성되고, 통 부재(49)의 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면 사이에는, 열전도성이 우수한 그리스가 충전되어 있다. 그로 인하여, 본 형태에서는, 로봇(1)이 온도가 높은 기판(2)을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 기판(2) 및 제2 아암부(17, 18)로부터 제1 아암부(16)에 전달된 열을, 제1 관절부(20)에 있어서, 열방사를 이용하여 본체부(7)에 전달하는 것 및, 자성 유체 시일부(45)의 열전도를 이용하여 전달하는 것 외에, 통 부재(48, 49) 및 그리스의 열전도를 이용하여 효율적으로 본체부(7)에 전달하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 제1 아암부(16)에 전달된 열을 본체부(7)에 효율적으로 방산하는 것이 가능해진다.

또한, 본 형태에서는, 측면 부재(50) 및 저면 부재(51)는 알루미늄 합금으로 형성되어 있기 때문에, 제1 아암부(16)로부터 본체부(7)에 전달된 열을, 측면 부재(50)의 열전도를 이용하여, 대기 중에 배치되는 저면 부재(51)에 효율적으로 방산하는 것이 가능해지고, 그 결과, 저면 부재(51)로부터 대기 중에 열을 방산하는 것이 가능해진다. 특히 본 형태에서는, 복수의 핀(73a)을 갖는 방열 부재(73)가 저면 부재(51)의 측면에 형성 또는 고정되고, 핀(73a)의 선단부에 송풍기(74)가 설치되어 있기 때문에, 저면 부재(51)에 전달된 열을, 대기 중에 효율적으로 방산하는 것이 가능해진다.

이와 같이, 본 형태에서는, 로봇(1)이 온도가 높은 기판(2)을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 기판(2)으로부터 제2 아암부(17, 18) 및 제1 아암부(16)에 전달된 열을, 저면 부재(51)에 효율적으로 방산하고, 저면 부재(51)로부터 대기 중에 효율적으로 방산하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 로봇(1)이 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 열의 영향에 의한 제1 아암부(16) 및 제2 아암부(17, 18)의 변형을 억제하는 것 및, 열의 영향에 의한 베어링(23, 33, 57 내지 59)의 마모나 손상을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 본 형태에서는, 로봇(1)이 온도가 높은 반송 대상물을 진공 중에서 반송하는 경우에도, 열의 영향에 의한 벨트(28, 30, 38, 40)의 손상을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 본 형태에서는, 저면 부재(51)는 대기 중에 배치되어 열을 방산하는 방열부이며, 측면 부재(50)는 제1 수용부인 통 부재(49)와 방열부인 저면 부재(51)를 연결하는 접속부이다.

본 형태에서는, 자성 유체 시일부(45)는 통 부재(49)의 내주측에 보유 지지되어 있다. 그로 인하여, 기판(2) 등으로부터 자성 유체 시일부(45)에 전달된 열을, 통 부재(49), 측면 부재(50) 및 저면 부재(51)의 열전도 등을 이용하여 저면 부재(51)에 효율적으로 방산하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 베어링(57 내지 59)을 포함하는 자성 유체 시일부(45)의, 열의 영향에 의한 손상을 방지하는 것이 가능해진다. 특히, 본 형태에서는, 자성 유체 시일부(45)의 내부에 냉각용 공기가 통과하는 유로(63)가 형성되고, 유로(63)에 냉각용 공기를 공급하는 공급 기구가 유로(63)에 접속되어 있다. 그로 인하여, 본 형태에서는, 열의 영향에 의한 자성 유체 시일부(45)의 손상을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.

본 형태에서는, 통 부재(27, 37)의 내주면과 축 부재(26, 36)의 하단부측의 외주면 사이에 그리스가 충전되어 있다. 그로 인하여, 제1 아암부(16)에 대한 제2 아암부(17, 18)의 회전 시에, 통 부재(27, 37)의 내주면과 축 부재(26, 36)의 하단부측의 외주면이 가령 접촉하더라도, 제1 아암부(16)에 대한 제2 아암부(17, 18)의 회전에 지장을 초래하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 본 형태에서는, 제1 아암부(16)에 대한 제2 아암부(17, 18)의 회전 시에, 통 부재(27, 37)의 내주면과 축 부재(26, 36)의 하단부측의 외주면이 가령 접촉하더라도, 통 부재(27, 37) 및 축 부재(26, 36)의 마모나 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

마찬가지로, 본 형태에서는, 통 부재(49)의 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면 사이에 그리스가 충전되어 있기 때문에, 본체부(7)에 대한 제1 아암부(16)의 회전 시에, 통 부재(49)의 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면이 가령 접촉하더라도, 본체부(7)에 대한 제1 아암부(16)의 회전에 지장을 초래하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 본 형태에서는, 본체부(7)에 대한 제1 아암부(16)의 회전 시에, 통 부재(49)의 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면이 가령 접촉하더라도, 통 부재(48, 49)의 마모나 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

본 형태에서는, 너트 부재(67)는 저면 부재(51)의 측면에 고정 또는 형성되는 너트 보유 지지 부재(71)에 보유 지지되고, 가이드 블록(70)은 저면 부재(51)의 4코너에 형성되는 블록 보유 지지부(51a)에 보유 지지되어 있다. 즉, 본 형태에서는, 제1 아암부(16) 및 제2 아암부(17, 18)로부터 전달된 열을 대기 중에 방산시키는 저면 부재(51)를 승강 기구(8)의 일부를 설치하기 위한 부재로서 이용하고 있다. 그로 인하여, 본 형태에서는, 승강 기구(8)의 일부를 설치하기 위한 부재를 로봇(1)에 별도로 설치하는 경우와 비교하여, 로봇(1)의 구성을 간소화하는 것이 가능해진다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양향 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에서는, 축 부재(26, 36)가 제2 아암부(17, 18)의 본체에 고정되고, 통 부재(27, 37)가 제1 아암부(16)의 본체에 고정되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 통 부재(27, 37)에 상당하는 통 부재가 제2 아암부(17, 18)의 본체에 고정되고, 축 부재(26, 36)에 상당하는 축 부재가 제1 아암부(16)의 본체에 고정되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 통 부재(48)가 제1 아암부(16)의 본체에 고정되고, 통 부재(49)가 측면 부재(50)에 고정되어 있지만, 통 부재(49)에 상당하는 통 부재가 제1 아암부(16)의 본체에 고정되고, 통 부재(48)에 상당하는 통 부재가 측면 부재(50)에 고정되어도 된다.

상술한 형태에서는, 통부(27b, 37b)의 내주면과 축 부재(26, 36)의 하단부측의 외주면 사이에, 열전도성이 우수한 열전도성 그리스가 충전되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 열전도성이 우수하고, 또한, 진공 중에서의 증기압이 낮은 것이면, 통부(27b, 37b)의 내주면과 축 부재(26, 36)의 하단부측의 외주면 사이에, 그리스이외의 열전도성 물질이 충전되어도 된다. 이 경우에는, 이 열전도성 물질은, 윤활성을 구비하고 있어도 되고, 윤활성을 구비하고 있지 않아도 된다.

마찬가지로, 상술한 형태에서는, 통 부재(49)의 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면 사이에, 열전도성이 우수한 그리스가 충전되어 있지만, 열전도성이 우수하고, 또한, 진공 중에서의 증기압이 낮은 것이면, 통 부재(49)의 오목부(49b)의 측면과 통 부재(48)의 측면 사이에, 그리스 이외의 열전도성 물질이 충전되어도 된다. 이 경우에는, 이 열전도성 물질은, 윤활성을 구비하고 있어도 되고, 윤활성을 구비하고 있지 않아도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 방열 기구(52)는 저면 부재(51)의 4개의 측면 각각에 배치되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 방열 기구(52)는 저면 부재(51)의 4개의 측면 중 3개의 측면 각각에 배치되어도 되고, 2개의 측면 각각에 배치되어도 되며, 1개의 측면에 배치되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 방열 기구(52)는 송풍기(74)를 구비하고 있지만, 핀(73a)에 의하여 저면 부재(51)의 열을 충분히 방산할 수 있는 것이면, 방열 기구(52)는 송풍기(74)를 구비하고 있지 않아도 된다. 또한, 송풍기(74)에 의하여 저면 부재(51)의 열을 충분히 방산할 수 있는 것이면, 방열 기구(52)는 방열 부재(73)를 구비하고 있지 않아도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 통 부재(49)와 측면 부재(50)는 별도의 부재로 형성되어 있으나, 통 부재(49)와 측면 부재(50)가 일체로 형성되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 측면 부재(50)과 저면 부재(51)는 별도의 부재로 형성되어 있지만, 측면 부재(50)와 저면 부재(51)가 일체로 형성되어도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 아암(6)은 아암(5)과 공통의 제1 아암부(16)와 제2 아암부(18)에 의하여 구성되어 있지만, 아암(6)은 제1 아암부(16)와 별개로 설치된 제1 아암부와 제2 아암부(18)에 의하여 구성되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 아암(5, 6)은, 제1 아암부(16)와 제2 아암부(17, 18)의 2개의 아암부에 의하여 구성되어 있지만, 아암(5, 6)은, 1개의 아암부에 의하여 구성되어도 되고, 3개 이상의 아암부에 의하여 구성되어도 된다.

상술한 형태에서는, 베어링(23, 33, 57 내지 59)은 구름 베어링이지만, 베어링(23, 33, 57 내지 59)은 미끄럼 베어링이어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)에 의하여 반송되는 반송 대상물은 기판(2)이지만, 로봇(1)에 의하여 반송되는 반송 대상물은 반도체 웨이퍼 등이어도 된다.

1: 로봇(산업용 로봇)
2: 기판(유리 기판, 반송 대상물)
3, 4: 핸드
5, 6: 아암
7: 본체부
8: 승강 기구
16: 제1 아암부
17, 18: 제2 아암부
20: 제1 관절부
21, 22: 제2 관절부
23, 33: 베어링(제2 베어링)
26, 36: 축 부재(제2 볼록부)
27, 37: 통 부재(제2 수용부)
45: 자성 유체 시일부
48: 통 부재(제1 볼록부)
49: 통 부재(제1 수용부)
49b: 오목부(제1 오목부)
50: 측면 부재(접속부)
51: 저면 부재(방열부)
52: 방열 기구
59: 베어링(제1 베어링)
63: 유로(냉각 기구의 일부)
73a: 핀
74: 송풍기
81 내지 83: 자성 유체 시일

Claims

진공 중에서 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇에 있어서,
상기 반송 대상물이 탑재되는 핸드와, 상기 핸드가 그 선단측에 연결되는 아암과, 상기 아암의 기단부측이 회전 가능하게 연결되는 본체부와, 상기 아암과 상기 본체부의 연결부로 되는 제1 관절부에서 상기 아암을 회전 가능하게 지지하는 제1 베어링을 구비하고,
상기 아암 또는 상기 본체부 중 어느 한쪽은, 상기 제1 관절부에, 상기 아암 또는 상기 본체부 중 어느 다른 쪽을 향하여 돌출되는 제1 볼록부를 구비하며,
상기 아암 또는 상기 본체부 중 어느 다른 쪽은, 상기 제1 관절부에, 상기 제1 볼록부를 수용하는 제1 오목부가 형성되는 제1 수용부를 구비하고,
상기 제1 볼록부 및 상기 제1 수용부는, 상기 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되며,
상기 제1 오목부 내에는, 상기 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 액체 상태, 반고체 상태 또는 겔 상태의 제1 열전도성 물질이 배치되고,
상기 본체부는, 상기 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성됨과 함께 대기 중에 배치되어 열을 방산하는 방열부와, 상기 제1 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성됨과 함께 상기 본체부가 갖는 상기 제1 수용부 또는 상기 제1 볼록부와 상기 방열부를 연결하는 접속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항에 있어서,
상기 아암은, 그 기단부측이 상기 본체부에 회전 가능하게 연결되는 제1 아암부와, 상기 제1 아암부의 선단측에 그 기단부측이 회전 가능하게 연결되는 제2 아암부를 구비하고,
상기 제1 아암부와 상기 제2 아암부의 연결부로 되는 제2 관절부에는, 상기 제2 아암부를 회전 가능하게 지지하는 제2 베어링이 배치되며,
상기 제1 아암부 또는 상기 제2 아암부 중 어느 한쪽은, 상기 제2 관절부에, 상기 제1 아암부 또는 상기 제2 아암부 중 어느 다른 쪽을 향하여 돌출되는 제2 볼록부를 구비하고,
상기 제1 아암부 또는 상기 제2 아암부 중 어느 다른 쪽은, 상기 제2 관절부에, 상기 제2 볼록부를 수용하는 제2 오목부가 형성되는 제2 수용부를 구비하며,
상기 제2 볼록부 및 상기 제2 수용부는, 상기 제2 베어링보다도 열전도율이 높은 재료로 형성되고,
상기 제2 오목부 내에는, 상기 제2 베어링보다도 열전도율이 높은 액체 상태, 반고체 상태 또는 겔 상태의 제2 열전도성 물질이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제2항에 있어서,
상기 핸드는, 상기 제2 아암부의 선단측에 회전 가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 볼록부는, 상기 아암에 형성됨과 함께 대략 원통 형상으로 형성되고,
상기 제1 오목부는, 상기 본체부에 형성됨과 함께 대략 원환 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제2 볼록부는, 상기 제2 아암부에 형성됨과 함께 대략 원기둥 형상으로 형성되고,
상기 제2 수용부는, 상기 제1 아암부에 형성됨과 함께 대략 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 열전도성 물질은, 그리스인 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제2항, 제3항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 열전도성 물질은, 그리스인 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체부는, 대기 중에 배치되어 상기 방열부의 열을 방산시키는 방열 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제8항에 있어서,
상기 방열 기구는, 상기 방열부에 형성 또는 고정되는 복수의 방열용 핀과, 상기 핀을 향하여 공기를 보내는 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
진공 영역에의 공기의 유입을 방지하는 자성 유체 시일과 상기 제1 베어링을 갖는 자성 유체 시일부를 상기 제1 관절부에 구비하고,
상기 제1 수용부는, 대략 통 형상으로 형성되고, 그 내주측에서 상기 자성 유체 시일부를 보유 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
진공 영역에의 공기의 유입을 방지하는 자성 유체 시일과 상기 제1 베어링을 갖는 자성 유체 시일부를 상기 제1 관절부에 구비함과 함께, 상기 자성 유체 시일부를 냉각하는 냉각 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제11항에 있어서,
상기 냉각 기구는, 상기 자성 유체 시일부에 형성되는 냉각용 공기의 유로와, 상기 유로에 냉각용 공기를 공급하는 공급 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체부를 승강시키는 승강 기구를 구비하고,
상기 방열부에는, 상기 승강 기구의 일부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반송 대상물은, 액정 디스플레이용 유리 기판인 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.