WO2009136567A1 - 物品搬送ロボット装置 - Google Patents

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WO2009136567A1
WO2009136567A1 PCT/JP2009/058294 JP2009058294W WO2009136567A1 WO 2009136567 A1 WO2009136567 A1 WO 2009136567A1 JP 2009058294 W JP2009058294 W JP 2009058294W WO 2009136567 A1 WO2009136567 A1 WO 2009136567A1
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WO
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wiring
horizontal
base
robot
article
Prior art date
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PCT/JP2009/058294
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English (en)
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Inventor
康彦 橋本
吉田　俊明
吉田　哲也
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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Priority to JP2010511049A priority patent/JP5507450B2/ja
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20305—Robotic arm
    • Y10T74/20311—Robotic arm including power cable or connector

Definitions

  • the present invention relates to an article carrying robot apparatus for holding an article such as a semiconductor wafer, carrying it to a target position and transferring it.
  • a semiconductor wafer transfer robot apparatus is installed in a clean room to take out and hold a semiconductor wafer from a base station and transfer it to a target station according to the next manufacturing process.
  • the FIG. 8 shows a schematic configuration of such a semiconductor wafer transfer robot apparatus.
  • a semiconductor wafer transfer robot apparatus 100 shown in FIG. 8 is supported by a horizontal base 101, a vertical support 102 that is supported by the horizontal base 101 so as to be movable along the horizontal direction, and a vertical support 102 that can be moved up and down.
  • the robot main body 103 includes a robot base 103a supported by the vertical support column 102 so as to be movable up and down, and a plurality of (two in this example) robot arms 103b and 103c connected to the robot base 103a so as to be able to turn horizontally. And a robot hand 103d connected to the robot arm 103c on the distal end side.
  • the operation and control wiring / pipe bundle 104 is driven by a motor for horizontal movement of the vertical support column 102, vertical movement of the robot base 103a, and horizontal rotation of the robot arms 103b and 103c and the robot hand 103d. It consists of a power supply cable for a mechanism part (not shown), further compressed air or vacuum piping, a control signal line such as a sensor.
  • Such a wiring / pipe bundle 104 is inserted into a base-side protective cylinder 105 made of a rigid pipe that is horizontally fixed on the horizontal base 101 and passes through a flexible cable bear (registered trademark) 106. It is introduced into the inside of the side portion of the vertical column 102 and is distributed and connected to each mechanism.
  • the cable bear 106 is indicated by a virtual line.
  • a cable bear 106 for example, the one described in Japan and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-37153 is used.
  • the cable bear 106 itself is also rubbed between its component parts and is likely to generate dust.
  • the generation of such dust greatly affects product quality. Therefore, measures are also taken to cover the cable bear 106 with another cover. Conversion was inevitable.
  • An object of the present invention is to provide an article transport robot apparatus that can reduce the stress on wiring and / or piping while reducing the size of the entire apparatus and is suitable for transporting articles such as semiconductor wafers.
  • an article transport robot apparatus includes a horizontal base, a horizontal moving body supported by the horizontal base so as to be movable in the horizontal direction, and an article supported by the horizontal moving body.
  • the horizontal moving body includes a vertical support
  • the robot body is supported by the vertical support so as to be movable up and down
  • the restraint is swingable with the upper end of the vertical support as the fulcrum.
  • a base side protection cylinder fixed to the horizontal base is further included, and at least one of the wiring and the piping passes from the base side protection cylinder to the support column side protection cylinder and the fulcrum portion. It is introduced into the vertical column.
  • a flexible tube into which at least one of the wiring and piping is inserted is connected between the base side protection cylinder and the support side protection cylinder.
  • a sliding agent is applied in the flexible tube.
  • the fulcrum portion includes a cylindrical member provided so that an axial center is substantially horizontal at an introduction port portion such as a wiring provided in a side portion of the horizontal moving body, and a radial bearing externally fitted to the cylindrical member And a support ring member externally fitted to the outer ring of the radial bearing, and the restraint is fixedly supported by the support ring member.
  • a sealing material for preventing discharge of particles is provided at a connection portion between the horizontal moving body and the restraining body.
  • the article is a semiconductor wafer.
  • the article transport robot device preferably includes a horizontal base, a vertical column supported by the horizontal base in a movable manner along the horizontal direction, and one or more hands for gripping the article.
  • At least one of the wiring and piping is horizontal From inside the rigid base-side protective cylinder fixed to the base, inside the vertical pillar after passing through the above-mentioned fulcrum and inside the rigid pillar-side protective cylinder that is swingably supported by the vertical pillar as the fulcrum. It is introduced in the feature.
  • a flexible tube through which at least one of the wiring and the piping is inserted is connected between the base side protection cylinder and the column side protection cylinder.
  • a sliding agent is applied in the flexible tube.
  • the fulcrum part is a cylindrical member provided so that the axial center is substantially horizontal at an introduction port part such as a wiring established on the side part of the vertical support, and a radial bearing externally fitted to the cylindrical member,
  • the support ring member is externally fitted to the outer ring of the radial bearing, and the support-side protection cylinder is fixedly supported by the support ring member.
  • the article is a semiconductor wafer.
  • a sealing material for preventing particle discharge is provided between the vertical support and the support portion of the introduction port portion such as a wiring.
  • the restraint body swings around the fulcrum portion following the horizontal movement of the horizontal moving body along the horizontal base, so that the bending angle of at least one of the wiring and the piping Therefore, the stress of at least one of the wiring and the piping at the bent portion is relieved, and the fatigue wear of at least one of the wiring and the piping and the generation of particles due to this are reduced. Further, the movable range of at least one of the bent portions of the wiring and the piping accompanying the horizontal movement of the horizontal moving body along the horizontal base can be reduced, and the generation factor of particles can be reduced accordingly.
  • the restraining body is swingably supported around a fulcrum provided on the horizontal moving body, so that when the horizontal moving body is in the standby position, the restraining body is in a vertical state by its own weight, Since at least one bent portion of the wiring and the piping does not protrude from the side portion of the device, the device can be made compact.
  • the apparatus is configured in a compact manner and at least one of the wiring and the piping is not stressed, and the movable range of the bent portion can be reduced, the semiconductor wafer installed in the clean room can be transported.
  • its aptitude is greatly improved.
  • the bent portion of at least one of the wiring and the piping is protected and horizontal. Smooth bending associated with the horizontal movement of the moving body can be maintained, generation of particles caused by bending stress of the bent portion can be suppressed, and influence on the conveyed product can be avoided.
  • a simple flexible tube can be used instead of a conventional large cable bear, etc., and wear and particle generation due to bending stress of the flexible tube itself are suppressed, Contributes to further downsizing of equipment.
  • a lubricant is applied to the flexible tube, dust generation due to friction between the flexible tube and at least one of the wiring and piping can be suppressed, and adverse effects due to leakage of particles from the flexible tube. No worries. This is particularly effective when the conveyed product is a semiconductor wafer.
  • the fulcrum portion is a cylindrical member provided so that the axis is horizontal at the introduction port portion such as a wiring established on the side portion of the horizontal moving body, and a radial bearing externally fitted to the cylindrical member, If it is configured by a support ring member that is externally fitted to the outer ring of the radial bearing, and the restraint body is fixedly supported on the support ring member, the restraint body accompanying the horizontal movement of the horizontally movable body by the function of the radial bearing. Can be smoothly and accurately performed using the fulcrum portion as a fulcrum, and at least one of wiring and piping from the restraint body to the horizontal moving body can be introduced without difficulty through the cylindrical member. .
  • a sealing material is provided at the connecting portion between the horizontal moving body and the restraining body, so that particles generated inside can be prevented from being discharged to the outside, and can be cleaned. Degradation is prevented.
  • FIG. 1 is a front view conceptually showing one embodiment of an article carrying robot apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a section line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the section line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along section line IV-IV in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along a section line VV in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along section line VI-VI in FIG. 5.
  • FIGS. 7A to 7D are diagrams for comparing the movements of the article transport robot apparatus of the embodiment and the conventional apparatus, and FIGS. 7A and 7B show the apparatus of the present invention.
  • FIG. 7C and FIG. 7D show the movement of the conventional apparatus corresponding thereto. It is a front view which shows the conventional article conveyance robot apparatus notionally.
  • FIG. 1 conceptually shows a semiconductor wafer transfer robot apparatus installed in a clean room.
  • the illustrated semiconductor wafer transfer robot apparatus 1 includes a horizontal base 2, a vertical support (horizontal moving body) 3 that is supported by the horizontal base 2 so as to be movable in the horizontal direction, and a vertical support 3 that can move up and down.
  • the supported article transporting robot main body 4 and the horizontal base 2 and the vertical column 3 are arranged over the robot main body 4 and its related mechanism part, and at least one of operation and control wiring and piping (hereinafter referred to as wiring / piping). And 5).
  • the robot body 4 includes a robot base 4a supported by the vertical support column 3 so as to be movable up and down, and a plurality of (main books) connected to the robot base 4a through the vertical support shafts 4ba, 4ca, and 4da so as to be horizontally rotatable.
  • the robot arm 4b, 4c of 2) and a robot hand 4d connected to the robot arm 4c on the distal end side so as to be angularly displaceable are included.
  • the robot hand 4d at the tip takes out a semiconductor wafer (not shown) as an article to be transferred from a base station (not shown) and moves it in a three-dimensional manner by the connecting relationship in which the hand 4d can be rotated horizontally. It is configured so that it can be transported and transferred to (not shown).
  • the robot body 4 can be moved up and down with respect to the vertical support 3 and the vertical support 3 is supported by the horizontal base 2 so as to be movable in the horizontal direction. This establishes a two-dimensional operating mechanism of the robot body 4 within the region.
  • the robot body 4 itself is composed of a plurality of robot arms 4b and 4c that are connected to each other so as to be able to turn horizontally, and includes one or more hands 4d that are supported so as to be able to turn horizontally.
  • the operation of taking out the article placed on the machine, transporting it to a desired destination station, and transferring it can be arbitrarily executed based on a predetermined operation sequence.
  • the robot body 4 has a fork-shaped robot hand 4d at the tip, and picks up a semiconductor wafer or a container containing a plurality of semiconductor wafers placed on the base station, conveys them, and places them on the target station. Repeat the operation.
  • an operating mechanism for example, a pinion mechanism of a rack and pinion mechanism for reciprocating the vertical support 3 in the horizontal direction with respect to the horizontal base 2, and a mechanism for moving the robot base 4 a up and down (For example, a ball screw mechanism), a motor as a drive source thereof, a position detection sensor for the vertical support column 3 and the robot base 4a, a control unit, a fluid operation mechanism unit configured by a compressed air pressure source and an absorption source, and the like Has been.
  • a ball screw mechanism for example, a motor as a drive source thereof, a position detection sensor for the vertical support column 3 and the robot base 4a, a control unit, a fluid operation mechanism unit configured by a compressed air pressure source and an absorption source, and the like
  • the robot base 4a is constituted by an operating mechanism for horizontally turning each of the robot arms 4b and 4c and the robot hand 4d, a drive source such as a motor, these position detection sensors, a compressed air pressure source and an absorption source, and the like.
  • a fluid operation mechanism portion and the like are disposed.
  • a wiring / pipe bundle 5 composed of these power supply cables for operation or control, compressed air or vacuum pipes, control signal lines, etc. is a rigid pipe fixed horizontally on the horizontal base 2.
  • a column-side protection cylinder made of a rigid pipe that is inserted into a base-side protection tube 6 and is bent and passes through a bent portion, and is supported on the side of the vertical column 3 with the upper end serving as a fulcrum 7A within a vertical surface area.
  • (Restraining body) 7 is inserted into the vertical support 3 and is introduced into the vertical support 3 through the fulcrum 7A at the top of the vertical support 3 to be distributed and connected to the mechanisms.
  • Wiring and piping (not shown) for each mechanism part of the robot base 4a are further introduced from the vertical support 3 into the robot base 4a.
  • a flexible tube 8 (see FIG. 5) formed in a bellows shape made of synthetic resin or light metal is connected between the base side protective cylinder 6 and the support side protective cylinder 7 to protect both the wiring / pipe bundle 5.
  • the bent portion between the tubes 6 and 7 is covered with the flexible tube 8.
  • the flexible tube 8 is shown with a virtual line for convenience. Since the base side protection cylinder 6 and the support column side protection cylinder 7 are formed of rigid pipes, the shape (linearity) of the inserted wiring / pipe bundle 5 is maintained.
  • FIGS. 2 to 4 are diagrams for explaining in detail a mechanism for swingingly supporting the column-side protection cylinder 7 with respect to the vertical column 3 with the upper end as a fulcrum 7A.
  • the fulcrum portion 7A has a saddle-shaped cross section fixed to a wiring introduction port portion 3a opened on the side of the vertical support column 3 with bolts 9a so that the axis 7o is horizontal. It is constituted by a cylindrical member 9, a radial type bearing (rolling bearing) 10 that is externally fitted to the cylindrical member 9, and a supporting ring member 11 having a bowl-shaped cross section that is externally fitted to the outer ring 10 a of the radial bearing 10.
  • the protective cylinder 7 is fixedly supported on the supporting ring member 11 by bolts 11a.
  • the inner ring 10 b of the radial bearing 10 is sandwiched between the bowl-shaped portion of the cylindrical member 9 and the positioning ring 9 b, and the inner ring 10 b is fixed to the cylindrical member 9.
  • the column-side protection cylinder 7 has a bowl-shaped protection cylinder body 7a having a concave cross section made of a rigid material such as a steel plate, and a lid member 7c fixed to the opening of the bowl-shaped protection cylinder body 7a with a bolt 7b.
  • a circular hole 7d is formed in the bottom of the bowl-shaped protective cylinder main body 7a, and the support ring member 11 is fixed around the circular hole 7d by a bolt 11a.
  • the outer ring 10a of the bearing 10 is sandwiched between the periphery of the circular hole 7d and the flanged portion of the support ring member 11, and the support-side protection cylinder 7 and the outer ring 10a of the bearing 10 are integrated.
  • the column-side protection cylinder 7 is pivoted by the external fitting fixation relationship by the inner ring 10b of the bearing 10 to the cylindrical member 9 fixed to the vertical column 3 and the integral fixation relationship between the column-side protection cylinder 7 and the outer ring 10a of the bearing 10. It can be swung in a vertical plane around the center 7o. Further, in order to prevent generation of particles from between the cylindrical member 9 for fixing the inner ring 10b and the outer ring 10a of the radial bearing 10 and the support ring member 11, circular rings are provided on the outer ring 10a and the inner ring 10b as indicated by reference numerals 12c and 12d.
  • a labyrinth seal that is a sealing material in which annular partition walls are alternately formed in the axial direction is disposed.
  • the labyrinth seal refers to a non-contact seal that suppresses gas leakage using pressure loss caused by bending a flow path.
  • the inside of the vertical support column 3 and the inside of the support column side protection tube 7 are connected via the cylindrical member 9 and the wiring port 3a of the vertical support column 3. Communicate.
  • the wiring / pipe bundle 5 introduced from the lower end of the support-side protection cylinder 7 through the flexible tube 8 from the base-side protection cylinder 6 is connected to the vertical support column from the upper end cylindrical member 9 and the wiring introduction port 3a. 3 is distributed and connected to each of the operating mechanisms.
  • a U-shaped wiring regulation member 12 is fixed to the introduction side end face of the lower wiring / pipe bundle 5 of the supporting ring member 11 by a bolt 12a.
  • the regulating member 12 and the end face of the supporting ring member 11 are connected to each other.
  • the wiring / pipe bundle 5 is inserted into the space 12b formed between the two, and is introduced into the vertical column 3. This suppresses the dispersion of the wiring / pipe bundle 5 when the support-side protection cylinder 7 swings, reduces the friction between the wiring / pipe bundles 5, and smoothes the swinging of the support-side protection cylinder 7. I am trying. Since the shape of the space 12b formed by the cutout of the wiring regulating member 12 is various, the wiring / pipe bundle 5 has various thicknesses. Further, in order not to cause scratches or the like on the wiring / pipe bundle 5, it is desirable to form the wiring / pipe bundle 5 with curved portions having no corners.
  • FIG. 5 and 6 show the detailed structure of the introduction portion of the wiring / pipe bundle 5 at the lower end of the support column side protective cylinder 7.
  • FIG. A lower end lid member 7e is fixed to the lower end portion of the bowl-shaped protective cylinder main body 7a in the support column side protective cylinder 7 by a bolt 7f.
  • a circular hole 7ea is formed in the lower end cover member 7e, and a male screw portion 13a of the pipe joint 13 bonded to the distal end of the flexible tube 8 is inserted into the circular hole 7ea.
  • a flange portion 13b is formed at the base of the male screw portion 13a, and the lower end lid member 7e is sandwiched between the nut 13c and the flange portion 13b that are screwed into the male screw portion 13a inserted into the circular hole 7ea.
  • the lower end cover member 7e and the flexible tube 8 are connected via 13.
  • a similar pipe joint (not shown) is bound to the proximal end side of the flexible tube 8 and is connected to the distal end portion of the base side protective cylinder 6.
  • the flexible tube 8 and the pipe joint 13 are bound by an adhesive or the like.
  • the wiring / pipe bundle 5 introduced into the base side protective cylinder 6 is introduced into the support column side protective cylinder 7 through the flexible tube 8, and the wiring / pipe bundle 5 is bent together with the flexible tube 8 in the flexible tube 8. It is made free.
  • the vertical support 3 can reciprocate horizontally along the horizontal base 2 as indicated by an arrow a while maintaining the vertical state as shown in FIG.
  • the solid line position in FIG. 1 indicates the standby position
  • the two-dot chain line position indicates the maximum movement position of the vertical column 3. Therefore, the distance L between the two positions indicates the maximum movable range of the vertical column 3.
  • the column side protection cylinder 7 is brought into a substantially vertical state along the vertical column 3 by its own weight, so that the bent portion of the wiring / pipe bundle 5 is approximately 90. It will be bent at °. In such a bent state, the bent portion of the wiring / pipe bundle 5 does not protrude from the side portion of the vertical column 3, and thus the apparatus is configured compactly.
  • the vertical column 3 moves so as to pull the wiring / pipe bundle 5, but the column-side protection cylinder 7 receives the pulling action and becomes a fulcrum. It swings around the portion 7A as a fulcrum and is inclined as shown in FIG. As a result, the bent portion of the wiring / pipe bundle 5 is refracted at an angle larger than 90 °, but is not refracted to 180 ° as in the prior art.
  • the stress applied to the wiring / pipe bundle 5 due to this refraction is smaller than that of the prior art, and the fatigue wear of the wiring / pipe bundle 5 due to the stress is suppressed, and dust generation due to this is also suppressed. If a lubricant such as clean room grease is applied to the inner surface of the flexible tube 8, dust generation due to friction between the wiring / pipe bundle 5 and the flexible tube 8 can be suppressed.
  • the robot base 4a moves up and down, and the robot arms 4b and 4c and the robot hand 4d turn horizontally to move the semiconductor from the base station.
  • the wafer is taken out and held on the robot hand 4d at the tip.
  • the vertical support 3 again starts horizontal movement and transports the semiconductor wafer to the target station.
  • the semiconductor wafer is moved to the target station by the lifting and lowering movement of the robot base 4a and the horizontal turning movements of the robot arms 4b and 4c and the robot hand 4d. Included.
  • Such an operation is repeated in the clean room.
  • the horizontal turning range of the robot arms 4b and 4c and the robot hand 4d varies depending on the specifications of the apparatus, but is generally a range of 270 ° around the support shaft 4ba.
  • FIGS. 7A to 7D the movement of the support column side protective cylinder 7 will be described in comparison with a conventional example.
  • 7A and 7B show the movement of the vertical column 3 in the article transport robot apparatus 1 according to the present invention, and the two-dot chain line in FIG. 7A indicates the initial state of the movement of the vertical column 3.
  • 7B shows a state in which the vertical support 3 has moved up to the maximum movement distance L, respectively.
  • 7C and 7D show the movement of the vertical support 102 in the conventional apparatus illustrated in FIG. 8 in correspondence with FIGS. 7A and 7B.
  • the movable range (the straight line portion between the bending start point at the standby position and the bending start point at the maximum movement position) LM with bending at the bent portion of the wiring / pipe bundle 5 is smaller than 1 ⁇ 2 L (LM ⁇ 1 / 2L).
  • the swing angle of the column-side protection cylinder 7 becomes maximum, and the refraction angle of the bent portion of the wiring / pipe bundle 5 becomes larger than that in the case of FIG. It never reaches °. Therefore, the range of the bent portion of the wiring / pipe bundle 5 including the movable range LM can be reduced, which is extremely effective for reducing the size of the apparatus and reducing the generation factors such as dust.
  • the movable range with the bent portion of the wiring / pipe bundle 104 (the bending start point at the standby position and the maximum moving position).
  • the wiring / pipe bundle 104 moves while maintaining the bending angle at 180 ° at the bending portion.
  • the moving part is constantly subjected to stress such as squeezing, and therefore, fatigue wear of the wiring / pipe bundle 104 and associated dust generation are likely to occur.
  • the bending angle gradually becomes larger and smaller than 90 °, and this is repeated, but a large refraction angle such as 180 °. None become.
  • the semiconductor wafer transfer robot apparatus has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to transfer robot apparatuses such as other electronic parts and precision parts.
  • it is suitable for a transfer robot apparatus for these parts installed in a clean room.
  • a horizontal movement mechanism of the vertical support 3, a vertical raising / lowering mechanism of the robot body 4, a horizontal turning mechanism of the robot arms 4 b and 4 c and the robot hand 4 d, and the like are employed in a conventionally known robot device of this type.
  • Each mechanism can be applied.
  • the radial bearing 10 was shown as a mechanism which rocks the support
  • the robot body 4 including one robot hand 4d is described.
  • a plurality of robot hands may be provided on the robot arm 4c on the distal end side. Can produce various effects.
  • the wiring / pipe bundle 5 may move to some extent in the support-side protective cylinder (restraint) 7.
  • the support column side protection cylinder (restraint body) 7 is not necessarily configured by a rigid pipe, and may be flexible as long as the deformation of the wiring / pipe bundle 5 can be limited to some extent.
  • the straight tubular support column side protection cylinder 7 is used, but it is not always necessary to have a straight tubular shape, and for example, a shape curved along the bending direction of the wiring / pipe bundle 5 can be used.
  • the deformation of the wiring / pipe bundle 5 may be limited by the restraining body (support column side protection cylinder) 7 supported so as to be swingable around the fulcrum portion 7A of the horizontal moving body (vertical support column) 3. .

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Abstract

　本発明の物品搬送ロボット装置は、水平基台と、前記水平基台に水平方向に移動自在に支持された水平移動体と、前記水平移動体に支持された物品搬送用ロボット本体と、前記水平基台から前記ロボット本体に導かれる配線及び配管の少なくとも一方と、前記水平移動体に設けられた支点部まわりに揺動自在に支持された拘束体であって、前記配線及び配管の少なくとも一方の一部分の変形を制限する拘束体と、を備える。

Description

物品搬送ロボット装置
　本発明は、半導体ウエハなどの物品を保持して目的位置に搬送し移載するための物品搬送ロボット装置に関する。
　半導体ウエハの製造設備においては、クリーンルーム内に、ベースステーションから半導体ウエハを取出して保持し、次の製造工程に応じた目的ステーションに搬送して移載するための半導体ウエハの搬送ロボット装置が設置される。このような半導体ウエハ搬送ロボット装置の概略構成を図８に示す。
　図８に示す半導体ウエハ搬送ロボット装置１００は、水平基台１０１と、前記水平基台１０１に水平方向に沿って移動自在に支持された垂直支柱１０２と、前記垂直支柱１０２に上下昇降自在に支持された半導体ウエハの搬送用ロボット本体１０３と、前記水平基台１０１および垂直支柱１０２内にわたって配設され、前記ロボット本体１０３およびその関連機構部の作動用および制御用配線／配管束１０４とを有する。
　ロボット本体１０３は、垂直支柱１０２に上下昇降自在に支持されるロボットベース１０３ａと、このロボットベース１０３ａに対して水平旋回自在に連接された複数（本例では２）のロボットアーム１０３ｂ，１０３ｃと、先端側のロボットアーム１０３ｃに連結されるロボットハンド１０３ｄとを含む。
　このような、水平基台１０１に対する垂直支柱１０２の水平方向への移動自在な支持関係、ロボットベース１０３ａの垂直支柱１０２に対する上下昇降自在な支持関係およびロボットベース１０３ａに対する複数のロボットアーム１０３ｂ，１０３ｃおよびロボットハンド１０３ｄの水平旋回自在な連結関係によって、先端のロボットハンド１０３ｄに保持された半導体ウエハ（図示せず）を、３次元的に移動させて目的位置へ搬送および移載することが可能とされている。
　そして、前記作動用および制御用配線／配管束１０４は、前記垂直支柱１０２の水平移動、ロボットベース１０３ａの上下昇降ならびに各ロボットアーム１０３ｂ，１０３ｃおよびロボットハンド１０３ｄの水平旋回のためのモータなど各駆動機構部（図示せず）用電力供給ケーブル、さらには圧縮空気あるいは真空配管、センサなどの制御信号線などからなる。
　このような配線／配管束１０４は、水平基台１０１の上に水平に固定された剛性パイプからなる基台側保護筒１０５内に挿通され、屈曲自在なケーブルベア（登録商標）１０６内を経て垂直支柱１０２の側部の内部に導入されて各機構部などに振り分け接続されている。図８では、便宜上、ケーブルベア１０６を仮想線で示している。このようなケーブルベア１０６としては、たとえば日本国・特開２００３－３７１５３号公報に記載されたものが用いられる。
　図８のように構成されたロボット装置１００の場合、垂直支柱１０２が水平基台１０１に沿って水平移動する際、配線／配管束１０４は、ケーブルベア１０６内に挿通された状態で支持され、１８０°反転された状態を保ちながら、水平基台１０１の上を垂直支柱１０２の動きに追動する。
　このように大きな角度で屈曲される屈曲部では、配線／配管束１０４に大きなストレスがかかり、配線／配管束１０４の疲労損耗やケーブルベア１０６との擦れ合いからパーティクルとも呼ばれる塵埃の発生の原因となるため、屈曲部の曲率半径Ｒを大きくする必要がある。そのため、垂直支柱１０２が待機位置（図８における実線位置）にある場合における、屈曲部の装置側方への突出量Ｄが大きくなり、装置のコンパクト化を図る上で障害となる。
　また、図８において、実線位置と２点鎖線位置との間（距離Ｌ）が垂直支柱１０２の最大移動範囲とすると、配線／配管束１０４の屈曲部は１８０°反転された状態で移動することになるから、屈曲部における屈曲を伴った可動範囲（待機位置における屈曲開始点と最大移動位置での屈曲開始点間の直線部分）Ｌｍは、１／２Ｌと等しい（Ｌｍ＝１／２Ｌ）ことになる。そのため、この可動範囲Ｌｍを含みケーブルベア１０６によって支持されるべき屈曲部の範囲を大きく確保する必要があり、それだけ塵埃等の発生要因が増えることになる。
　さらに、屈曲部の屈曲角度が大きいので、ケーブルベア１０６自体も、その構成部品同士の間で擦れ合って塵埃を発生し易くなる。特に、半導体ウエハの製造設備においては、このような塵埃の発生は製品品質に大きく影響を及ぼすので、ケーブルベア１０６部分をさらに別のカバーで覆うような処置も講じられており、製造設備の大型化は避けられなかった。
　本発明の目的は、装置全体のコンパクト化を図ると共に、配線及び／又は配管に対するストレスを少なくすることができ、半導体ウエハなどの物品の搬送に好適な物品搬送ロボット装置を提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明による物品搬送ロボット装置は、水平基台と、前記水平基台に水平方向に移動自在に支持された水平移動体と、前記水平移動体に支持された物品搬送用ロボット本体と、前記水平基台から前記ロボット本体に導かれる配線及び配管の少なくとも一方と、前記水平移動体に設けられた支点部まわりに揺動自在に支持された拘束体であって、前記配線及び配管の少なくとも一方の一部分の変形を制限する拘束体と、を備えたことを特徴とする。
　好ましくは、前記水平移動体は、垂直支柱を含み、前記ロボット本体は、前記垂直支柱に昇降自在に支持されており、前記拘束体は、前記垂直支柱の上端部を前記支点部として揺動自在に支持された支柱側保護筒を含む。
　好ましくは、前記水平基台に固定された基台側保護筒をさらに含み、前記配線および配管の少なくとも一方は、前記基台側保護筒内から、前記支柱側保護筒内および前記支点部を経て前記垂直支柱内に導入されている。
　好ましくは、前記基台側保護筒および前記支柱側保護筒間には、前記配線および配管の少なくとも一方が挿通されるフレキシブルチューブが連結されている。
　好ましくは、前記フレキシブルチューブ内には、滑動剤が塗布されている。
　好ましくは、前記支点部は、前記水平移動体の側部に開設された配線等導入口部に軸心がほぼ水平となるよう設けられた円筒部材と、前記円筒部材に外嵌されたラジアル軸受と、前記ラジアル軸受の外輪に外嵌された支持用リング部材とよって構成され、前記拘束体は、前記支持用リング部材に固着支持されている。
　好ましくは、前記水平移動体と前記拘束体との接続部分には、パーティクルの排出を防止するシール材が設けられている。
　好ましくは、前記物品は、半導体ウエハである。
　本発明による物品搬送ロボット装置は、好ましくは、水平基台と、前記水平基台に水平方向に沿って移動自在に支持された垂直支柱と、物品を把持する１または複数のハンドを備え、前記垂直支柱に上下昇降自在に支持された物品搬送用ロボット本体と、前記ロボット本体およびその関連機構部の駆動に必要な配線および配管の少なくとも一方とを含み、前記配線および配管の少なくとも一方は、水平基台に固定された剛体製の基台側保護筒内から、前記垂直支柱に上端を支点部として揺動自在に支持された剛体製の支柱側保護筒内および前記支点部を経て垂直支柱内に導入されていることを特徴とする。
　好ましくは、前記基台側保護筒および支柱側保護筒間には、前記配線および配管の少なくとも一方が挿通されるフレキシブルチューブが連結されている。
　好ましくは、前記フレキシブルチューブ内には、滑動剤が塗布されている。
　好ましくは、前記支点部は、垂直支柱の側部に開設された配線等導入口部に軸心がほぼ水平となるよう設けられた円筒部材と、前記円筒部材に外嵌されたラジアル軸受と、前記ラジアル軸受の外輪に外嵌された支持用リング部材とよって構成され、前記支柱側保護筒は、前記支持用リング部材に固着支持されている。
　好ましくは、前記物品は、半導体ウエハである。
　好ましくは、前記垂直支柱と配線等導入口部の支持部との間には、パーティクルの排出を防止するシール材が設けられる。
［発明の効果］
　本発明の物品搬送ロボット装置によれば、水平移動体の水平基台に沿った水平移動に追動して拘束体が支点部を支点として揺動するので、配線および配管の少なくとも一方の屈曲角度を、従来のように大きく設定する必要がなく、屈曲部における配線および配管の少なくとも一方のストレスが緩和され、配線および配管の少なくとも一方の疲労損耗やこれによるパーティクルの発生が少なくなる。また、水平移動体の水平基台に沿った水平移動に伴う、配線および配管の少なくとも一方の屈曲部の可動範囲も小さくすることができ、それだけパーティクルの発生要因を少なくすることができる。
　さらに、拘束体が、水平移動体に設けられた支点部まわりに揺動自在に支持されていることによって、水平移動体が待機位置にあるときは、拘束体が自重により垂直状態となって、配線および配管の少なくとも一方の屈曲部が装置の側部に突出することがなくなるから、装置のコンパクト化が図られる。
　このように、装置がコンパクトに構成され、かつ配線および配管の少なくとも一方に大きなストレスがかからず、加えて屈曲部の可動範囲を小さくすることができることから、クリーンルーム内に設置される半導体ウエハ搬送用ロボット装置に適用した場合、その適性が飛躍的に向上する。
　好ましくは、基台側保護筒および支柱側保護筒間に、配線および配管の少なくとも一方が挿通されるフレキシブルチューブを連結するようにすれば、配線および配管の少なくとも一方の屈曲部を保護すると共に水平移動体の水平移動に伴う円滑屈曲を維持し、屈曲部の屈曲ストレスにより発生するパーティクルの発生を抑え、搬送物品に対する影響を回避することができる。
　特に、屈曲部の屈曲角度が小さいことから、従来のような大掛かりなケーブルベアなどに代えて簡易なフレキシブルチューブを用いることができ、フレキシブルチューブ自体の屈曲ストレスによる損耗およびパーティクルの発生も抑制され、装置のコンパクト化に一層寄与する。この場合、フレキシブルチューブ内に滑動剤を塗布しておくようにすれば、フレキシブルチューブと配線および配管の少なくとも一方との擦れ合いによる発塵が抑えられ、フレキシブルチューブ内からのパーティクルの漏れ出しによる悪影響の懸念もなくなる。特に、搬送物品が半導体ウエハの場合に有効である。
　また、好ましくは、支点部を、水平移動体の側部に開設された配線等導入口部に軸心が水平となるよう設けられた円筒部材と、円筒部材に外嵌されたラジアル軸受と、ラジアル軸受の外輪に外嵌された支持用リング部材とよって構成し、拘束体を支持用リング部材に固着支持させるようにすれば、ラジアル軸受の機能によって、水平移動体の水平移動に伴う拘束体の揺動を、この支点部を支点として円滑かつ的確に行わせことができると共に、拘束体内から水平移動体内への配線および配管の少なくとも一方の導入を、円筒部材を経て無理なく行うことができる。
　さらに本発明によれば、好ましくは、水平移動体と拘束体との接続部分にはシール材が設けられているので、内部で発生したパーティクルが外部へ排出されてしまうことが防がれ、清浄度の低下が防がれる。
本発明の物品搬送ロボット装置の一実施形態を概念的に示す正面図である。 図１の切断面線ＩＩ－ＩＩから見た断面図である。 図２の切断面線ＩＩＩ－ＩＩＩから見た断面図である。 図３の切断面線ＩＶ－ＩＶから見た断面図である。 図１の切断面線Ｖ－Ｖから見た断面図である。 図５の切断面線ＶＩ－ＶＩから見た断面図である。 図７（Ａ）～図７（Ｄ）は、同実施形態の物品搬送ロボット装置と従来の装置との動きを比較する図であり、図７（Ａ），図７（Ｂ）が本発明装置の動きを、図７（Ｃ），図７（Ｄ）がこれに対応する従来装置の動きを示している。 従来の物品搬送ロボット装置を概念的に示す正面図である。
　本発明の物品搬送ロボット装置の一実施形態を図１～図７を参照して説明する。図１は、クリーンルームに設置される半導体ウエハの搬送ロボット装置を概念的に示している。図示の半導体ウエハ搬送ロボット装置１は、水平基台２と、水平基台２に水平方向に沿って移動自在に支持された垂直支柱（水平移動体）３と、垂直支柱３に上下昇降自在に支持された物品搬送用ロボット本体４と、水平基台２および垂直支柱３内にわたり配設され、ロボット本体４およびその関連機構部の作動用および制御用配線および配管の少なくとも一方（以下、配線／配管束と記す）５とを含む。
　ロボット本体４は、垂直支柱３に上下昇降自在に支持されるロボットベース４ａと、このロボットベース４ａに対して、垂直支軸４ｂａ，４ｃａ，４ｄａを介し互いに水平旋回自在に連接された複数（本実施形態では２）のロボットアーム４ｂ，４ｃと、先端側のロボットアーム４ｃに角変位自在に連結されるロボットハンド４ｄを含む。
　このような、水平基台２に対する垂直支柱３の水平方向への移動自在な支持関係、ロボットベース４ａの垂直支柱３に対する上下昇降自在な支持関係およびロボットベース４ａに対する各ロボットアーム４ｂ，４ｃおよびロボットハンド４ｄの水平旋回自在な連結関係によって、先端のロボットハンド４ｄがベースステーション（図示せず）から搬送対象物品としての半導体ウエハ（図示せず）を取出して、３次元的に移動させて目的ステーション（図示せず）へ搬送および移載することができるように構成されている。
　即ち、本実施形態においては、ロボット本体４が、垂直支柱３に対して上下昇降可能とされ、かつ、垂直支柱３が水平基台２に水平方向に移動自在に支持されているから、垂直面域内におけるロボット本体４の２次元的な作動機構がこれによって確立される。しかも、ロボット本体４自体は、互いに水平旋回自在に連接された複数のロボットアーム４ｂ，４ｃによって構成されており、かつ、水平旋回自在に支持された１または複数のハンド４ｄを備えるので、ベースステーションに置かれた物品の取出し、所望の目的ステーションヘの搬送および移載動作を、所定の動作シーケンスに基づき任意に実行させることができる。
　ロボット本体４は、先端のロボットハンド４ｄがフォーク形状とされており、ベースステーションに置かれた半導体ウエハあるいは半導体ウエハを複数枚収容するコンテナを掬い上げ、これを搬送して目的ステーションの上に置くような動作を繰り返す。
　垂直支柱３内には、垂直支柱３を水平基台２に対して水平方向に往復移動させるための作動機構（たとえば、ラックアンドピニオン機構のピニオン機構）、ロボットベース４ａを上下昇降させるための機構（たとえば、ボールネジ機構）、これらの駆動源としてのモータ、垂直支柱３およびロボットベース４ａの位置検出センサ、制御部、ならびに圧縮空気圧源および吸収源などによって構成される流体作動機構部などが配設されている。
　また、ロボットベース４ａ内には、各ロボットアーム４ｂ，４ｃおよびロボットハンド４ｄを水平旋回させるための作動機構およびモータなどの駆動源、これらの位置検出センサ、ならびに圧縮空気圧源および吸収源などによって構成される流体作動機構部などが配設されている。
　これらの作動用あるいは制御用の電力供給ケーブル、圧縮空気あるいは真空配管、制御信号線などからなる配線／配管束５（５ａ－５ｅ）は、水平基台２の上に水平に固定された剛性パイプからなる基台側保護筒６内に挿通され、屈曲部を経て、垂直支柱３の側部に上端を支点部７Ａとして垂直面域内で揺動自在に支持された剛性パイプからなる支柱側保護筒（拘束体）７内に挿通され、さらに、垂直支柱３の上部で支点部７Ａを経て垂直支柱３の内部に導入されて前記各機構部などに振り分け接続されている。
　ロボットベース４ａの前記各機構部に対する配線および配管（図示せず）は、垂直支柱３内からさらにロボットベース４ａ内に導入されている。基台側保護筒６と支柱側保護筒７との間には、合成樹脂あるいは軽金属製の蛇腹状に形成されたフレキシブルチューブ８（図５参照）が連結され、配線／配管束５の両保護筒６，７間の屈曲部はこのフレキシブルチューブ８によって覆われている。図１では、便宜上、フレキシブルチューブ８を仮想線で示している。基台側保護筒６および支柱側保護筒７が剛性パイプによって構成されていることにより、挿通された配線／配管束５の形状（直線性）の保持がなされる。
　図２～図４は、垂直支柱３に対して、上端を支点部７Ａとして支柱側保護筒７を揺動自在に支持する機構を詳細に説明する図である。図２～図４において、前記支点部７Ａは、垂直支柱３の側部に開設された配線等導入口部３ａに、軸心７ｏが水平となるようにボルト９ａによって固定された断面鉤形の円筒部材９と、円筒部材９に外嵌されたラジアルタイプ軸受（転がり軸受）１０と、ラジアル軸受１０の外輪１０ａに外嵌された断面鉤形の支持用リング部材１１とよって構成され、支柱側保護筒７は支持用リング部材１１にボルト１１ａによって固着支持されている。円筒部材９の鉤形部分と位置決めリング９ｂとによってラジアル軸受１０の内輪１０ｂを挟持し、円筒部材９に対して内輪１０ｂを固定している。
　支柱側保護筒７は、鋼板などの剛性材からなる断面凹形の樋状保護筒本体７ａと、この樋状保護筒本体７ａの開口部にボルト７ｂによって固着された蓋部材７ｃとを有する。樋状保護筒本体７ａの底部に円孔７ｄが開設され、この円孔７ｄの周囲に前記支持用リング部材１１がボルト１１ａによって固着されている。円孔７ｄの周囲と支持用リング部材１１の鉤形部分とによって軸受１０の外輪１０ａを挟持し、支柱側保護筒７と軸受１０の外輪１０ａとが一体化されている。
　したがって、垂直支柱３に固定された円筒部材９に対する軸受１０の内輪１０ｂによる外嵌固定関係と、支柱側保護筒７と軸受１０の外輪１０ａとの一体固定関係によって、支柱側保護筒７が軸心７ｏの周りの垂直面域内で揺動可能とされる。またラジアル軸受１０の内輪１０ｂと外輪１０ａとを固定する円筒部材９と支持用リング部材１１との間からのパーティクル発生を防止するため、参照符１２ｃ，１２ｄのように外輪１０ａおよび内輪１０ｂに円環状の隔壁を軸線方向に交互に形成したシール材であるラビリンスシールを配置する。なお、本実施形態においてラビリンスシールとは、流路を屈曲させることによって生じる圧力損失を利用して、ガスの漏洩を抑制する非接触シールをいう。
　前記のような支柱側保護筒７の揺動支点部７Ａの構造において、円筒部材９および垂直支柱３の配線等導入口部３ａを介し、垂直支柱３の内部と支柱側保護筒７の内部とが連通する。後記するように基台側保護筒６からフレキシブルチューブ８を介して支柱側保護筒７の下端より導入された配線／配管束５は、上端の円筒部材９および配線等導入口部３ａから垂直支柱３の内部に導入され、前記各作動機構部などに振り分けて接続される。
　支持用リング部材１１の下部の配線／配管束５の導入側端面には、Ｕ形の配線等規制部材１２がボルト１２ａによって固着されており、この規制部材１２と支持用リング部材１１の端面との間に形成される空所１２ｂ内に配線／配管束５を挿通させた上で垂直支柱３内に導入するようにしている。これによって、支柱側保護筒７の揺動時における配線／配管束５のばらけなどを抑え、配線／配管束５同士の擦れ合いを少なくすると共に、支柱側保護筒７の揺動の円滑性を図っている。配線等規制部材１２の切欠により形成される空所１２ｂの形状は、配線／配管束５の太さが種々であるため、これらをコンパクトに纏められるよう、図のような形状とすることが望ましく、また、配線／配管束５に擦り傷などを生じさせないため、角部のない曲線部で形成することが望ましい。
　図５および図６は、支柱側保護筒７の下端部における配線／配管束５の導入部分の詳細構造を示している。支柱側保護筒７における樋状保護筒本体７ａの下端部には、下端蓋部材７ｅがボルト７ｆによって固定されている。下端蓋部材７ｅには円孔７ｅａが開設され、この円孔７ｅａにはフレキシブルチューブ８の先端に結着された管継手１３の雄ねじ部１３ａが挿入される。雄ねじ部１３ａ部の基部には、鍔部１３ｂが形成され、円孔７ｅａに挿入された雄ねじ部１３ａに螺着されたナット１３ｃと鍔部１３ｂとによって、下端蓋部材７ｅを挟持して管継手１３を介した下端蓋部材７ｅとフレキシブルチューブ８との連結がなされる。
　フレキシブルチューブ８の基端側には、同様の管継手（図示せず）が結着されており、基台側保護筒６の先端部に連結されている。フレキシブルチューブ８と管継手１３とは、接着剤などによって結着されている。基台側保護筒６に導入された配線／配管束５は、フレキシブルチューブ８内を経て支柱側保護筒７に導入され、このフレキシブルチューブ８内では、配線／配管束５はフレキシブルチューブ８と共に屈曲自在とされる。
　このような構成の物品搬送ロボット装置１において、垂直支柱３は、図１に示すように垂直状態を保ったまま矢印ａのように水平基台２に沿って往復水平移動が可能とされる。図１の実線位置は待機位置を、２点鎖線位置は垂直支柱３の最大移動位置を示している。したがって、両位置間の距離Ｌは垂直支柱３の最大可動範囲を示す。垂直支柱３が実線位置（待機位置）にあるときは、支柱側保護筒７は自重により垂直支柱３に沿ってほぼ垂直な状態とされ、これにより、配線／配管束５の屈曲部はほぼ９０°に屈曲した状態となる。このような屈曲状態では、配線／配管束５の屈曲部は垂直支柱３の側部から突出することがなく、したがって、装置がコンパクトに構成される。
　そして、垂直支柱３が待機位置から２点鎖線位置に向かって移動する際、垂直支柱３は配線／配管束５を引っ張るように移動するが、支柱側保護筒７はこの引張り作用を受けて支点部７Ａを支点として揺動し、図１のように傾斜した状態となる。これによって、配線／配管束５の屈曲部は９０°よりも大きな角度に屈折されることになるが、従来のように１８０°にまで屈折されることはない。
　したがって、この屈折による配線／配管束５にかかるストレスは従来に比べ小さく、ストレスによる配線／配管束５の疲労損耗が抑制され、これによる発塵も抑えられる。フレキシブルチューブ８の内面に、クリーンルーム用グリースのような滑動剤を塗布しておけば、配線／配管束５とフレキシブルチューブ８との擦れ合いによる発塵も抑えることができる。
　物品搬送ロボット装置１は、垂直支柱３が水平移動をし、ベースステーションに達すると、ロボットベース４ａが上下昇降して、各ロボットアーム４ｂ，４ｃおよびロボットハンド４ｄが水平旋回してベースステーションから半導体ウエハを取り出し、先端のロボットハンド４ｄ上に保持させる。再度垂直支柱３が水平移動を開始して半導体ウエハを目的ステーションに搬送し、ロボットベース４ａの昇降動作および各ロボットアーム４ｂ，４ｃおよびロボットハンド４ｄの水平旋回動作によって、半導体ウエハを目的ステーションに移載する。このような動作が、クリーンルーム内で繰り返される。ロボットアーム４ｂ，４ｃおよびロボットハンド４ｄの水平旋回範囲は、装置の仕様によって異なるが、一般的には前記支軸４ｂａ周りの２７０°の範囲とされる。
　支柱側保護筒７の動きについて、図７（Ａ）～図７（Ｄ）を参照して、従来の例と比較して説明する。図７（Ａ）および図７（Ｂ）は本発明に係る物品搬送ロボット装置１における垂直支柱３の動きを示し、図７（Ａ）の２点鎖線は垂直支柱３の移動の初期の状態を、図７（Ｂ）の２点鎖線は垂直支柱３が最大移動距離Ｌまで移動した状態をそれぞれ示している。また、図７（Ｃ）および図７（Ｄ）は、図８に例示した従来装置における垂直支柱１０２の動きを図７（Ａ）および図７（Ｂ）に対応させて示している。
　図７（Ａ）に示すように、垂直支柱３が距離Ｌａ分移動すると、配線／配管束５が引っ張られ、これにより支柱側保護筒７が支点部７Ａを支点として図のように揺動する。このとき、配線／配管束５の支柱側保護筒７との連結部分（屈曲部の先端部）Ｐは、図７（Ａ）のように水平成分Ｌｘおよび垂直成分Ｌｙによる斜め上向き方向の移動量Ｌｖをもって移動する。この移動量Ｌｖは、垂直支柱３の移動距離Ｌａよりはるかに小さいことが理解される。このように、移動量Ｌｖを伴う前記連結部Ｐの移動方向は斜め上方に向くから、垂直支柱３の移動に伴い配線／配管束５の屈曲部の屈折角は９０°より徐々に大きくなってゆく。
　そして、図７（Ｂ）に示すように、垂直支柱３が最大移動距離Ｌに達したとき、前記水平成分Ｌｘおよび垂直成分Ｌｙによる斜め上向き方向の移動量Ｌｖも最大となるが、このときの移動量Ｌｖも、垂直支柱３の最大移動距離Ｌよりはるかに小さいことが理解される。そのため、配線／配管束５の屈曲部における屈曲を伴った可動範囲（待機位置における屈曲開始点と最大移動位置での屈曲開始点間の直線部分）ＬＭを１／２Ｌより小さく（ＬＭ＜１／２Ｌ）することができる。また、垂直支柱３の移動に伴い支柱側保護筒７の揺動角度が最大となり、これによって配線／配管束５の屈曲部の屈折角は、図７（Ａ）の場合より大きくなるが、１８０°に至ることがない。したがって、前記可動範囲ＬＭを含む配線／配管束５の屈曲部の範囲を小さくすることができ、このことは、装置のコンパクト化、および塵埃等の発生要因の低減に極めて有効である。
　これに対し、従来のロボット装置の場合、図７（Ｃ）に示すように、垂直支柱１０２が距離Ｌａ分移動したとき、配線／配管束１０４の垂直支柱１０２との連結部分（屈曲部の先端部）Ｐ０も、水平方向に距離Ｌａ分移動することになる。また、屈曲部の屈折角度は初期の１８０゜が維持されたまま垂直支柱１０２の水平移動がなされる。そして、図７（Ｄ）に示すように、垂直支柱１０２が最大移動距離Ｌに達したとき、前記連結部分（屈曲部の先端部）Ｐ０の移動量も最大となるが、この移動量は、垂直支柱１０２の最大移動距離Ｌと等しいことが理解される。しかも、屈曲部の屈曲角度を１８０°に保ったまま移動がなされるから、前述の通り、配線／配管束１０４の屈曲部における屈曲を伴った可動範囲（待機位置における屈曲開始点と最大移動位置での屈曲開始点間の直線部分）Ｌｍは１／２Ｌに等しく（Ｌｍ＝１／２Ｌ）、そのため、可動範囲Ｌｍを含む配線／配管束１０４の屈曲部の範囲を大きく確保する必要がある。それだけ、装置が大型化し、塵埃等の発生要因も増えることになる。
　このように、従来の装置の場合は、垂直支柱１０２が往復水平移動を繰り返す際に、配線／配管束１０４が、屈曲部において屈曲角度を１８０°に保ったまま移動することになるから、この移動部分には、しごかれるようなストレスが常時付加され、そのため配線／配管束１０４の疲労損耗およびこれに伴う発塵が生じ易くなる。然るに、本発明の場合は、垂直支柱３が往復水平移動を繰り返す際、屈曲角度が９０°より徐々に大きくなり、また小さくなり、これを繰り返すことになるが、１８０°のような大きな屈折角になることがない。しかも、付加されるストレスの一部が支柱側保護筒７の揺動に吸収されるから、配線／配管束５の疲労損耗およびこれに伴う発塵が抑制される。さらに、配線／配管束５の屈曲部は、フレキシブルチューブ８によって覆われているから、その内部で擦れ合いなどによる多少の発塵があったとしても、これが外部に漏れ出ることがなく、搬送される半導体ウエハに悪影響をおよぼすことがない。
　なお、前記実施形態では、半導体ウエハの搬送用ロボット装置について述べたが、これに限らず、他の電子部品や精密部品などの搬送用ロボット装置にも本発明を適用することができる。特に、クリーンルーム内に設置されるこれら部品の搬送ロボット装置に好適である。また、垂直支柱３の水平移動機構、ロボット本体４の上下昇降機構、各ロボットアーム４ｂ，４ｃおよびロボットハンド４ｄの水平旋回自在な連接機構などとしては、従来公知のこの種ロボット装置に採用される各機構を適用することができる。さらに、支柱側保護筒７を揺動させる機構としてラジアル軸受１０を用いた例を示したが、これに限定されず、他の軸受や枢動機構を採用することも可能である。
　また、前記実施形態では、１つのロボットハンド４ｄを備えるロボット本体４について述べたが、本発明の他の実施形態では先端側のロボットアーム４ｃに複数のロボットハンドが、設けられてもよく、同様な効果を奏することができる。
　なお、支柱側保護筒（拘束体）７の中では、配線／配管束５はある程度動いても良い。また、支柱側保護筒（拘束体）７は、必ずしも剛性パイプで構成する必要はなく、配線／配管束５の変形をある程度制限できるものであれば可撓性を有していても良い。また、本実施形態では直管状の支柱側保護筒７を用いているが、必ずしも直管状である必要はなく、例えば、配線／配管束５の撓み方向に沿って湾曲した形状にすることもできる。要するに、水平移動体（垂直支柱）３の支点部７Ａまわりに揺動自在に支持された拘束体（支柱側保護筒）７によって、配線／配管束５の変形を制限するように構成すれば良い。
　以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の範囲内で適宜変更することができる。

Claims (8)

  1. 　水平基台と、
    　前記水平基台に水平方向に移動自在に支持された水平移動体と、
    　前記水平移動体に支持された物品搬送用ロボット本体と、
    　前記水平基台から前記ロボット本体に導かれる配線及び配管の少なくとも一方と、
    　前記水平移動体に設けられた支点部まわりに揺動自在に支持された拘束体であって、前記配線及び配管の少なくとも一方の一部分の変形を制限する拘束体と、を備えたことを特徴とする物品搬送ロボット装置。
  2. 　前記水平移動体は、垂直支柱を含み、
    　前記ロボット本体は、前記垂直支柱に昇降自在に支持されており、
    　前記拘束体は、前記垂直支柱の上端部を前記支点部として揺動自在に支持された支柱側保護筒を含むことを特徴とする請求項１記載の物品搬送ロボット装置。
  3. 　前記水平基台に固定された基台側保護筒をさらに含み、
    　前記配線および配管の少なくとも一方は、前記基台側保護筒内から、前記支柱側保護筒内および前記支点部を経て前記垂直支柱内に導入されていることを特徴とする請求項２記載の物品搬送ロボット装置。
  4. 　前記基台側保護筒および前記支柱側保護筒間には、前記配線および配管の少なくとも一方が挿通されるフレキシブルチューブが連結されていることを特徴とする請求項３に記載の物品搬送ロボット装置。
  5. 　前記フレキシブルチューブ内には、滑動剤が塗布されていることを特徴とする請求項４に記載の物品搬送ロボット装置。
  6. 　前記支点部は、前記水平移動体の側部に開設された配線等導入口部に軸心がほぼ水平となるよう設けられた円筒部材と、前記円筒部材に外嵌されたラジアル軸受と、前記ラジアル軸受の外輪に外嵌された支持用リング部材とよって構成され、
    　前記拘束体は、前記支持用リング部材に固着支持されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の物品搬送ロボット装置。
  7. 　前記水平移動体と前記拘束体との接続部分には、パーティクルの排出を防止するシール材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の物品搬送ロボット装置。
  8. 　前記物品は、半導体ウエハであることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の物品搬送ロボット装置。
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