WO2011135986A1 - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

産業用ロボット（１）は、本体部（３）と、第１アーム（４）と、第２アーム（５）と、第３アーム（６）と、本体部（３）と第１アーム（４）とを繋ぐ第１減速機（２１）と、第１アーム（４）と第２アーム（５）とを繋ぐ第２減速機（２２）と、第１減速機（２１）の入力軸（２５）と第２減速機（２２）の入力軸（３２）とを連結する連結機構（２３）と、第３アーム（６）を回転駆動する第２駆動用モータ（４０）とを備えている。第２アーム（５）と第３アーム（６）とを繋ぐ第３関節部の移動軌跡が直線状となるように、第１減速機（２１）の減速比および第２減速機（２２）の減速比が設定されるとともに、連結機構（２３）が所定の速比で入力軸（２５）と入力軸（３２）とを連結している。また、第（２）駆動用モータ（４０）は、第２アーム（５）の、第３関節部よりも先端側に、かつ、第１アーム（４）側へ突出するように第２アーム（５）取り付けられている。

Description

産業用ロボット

　本発明は、複数の関節部を有する多関節型の産業用ロボットに関する。

　従来、半導体ウエハ等のワークを搬送する産業用ロボットとして、基台と、リンク機構と、アーム部と、ハンド部とから構成された産業用ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の産業用ロボットでは、リンク機構は、基台に回動可能に取り付けられる基台側リンク部と、基台側リンク部に回動可能に取り付けられるアーム部側リンク部とを備えている。

　基台側リンク部は、基台に内蔵されたリンク機構モータに回動可能に保持されている。また、基台側リンク部には、基台に固定される基台側プーリと、アーム部側リンク部に固定されるアーム部側プーリと、基台側プーリとアーム部側プーリとに架け渡されるベルトとが内蔵されている。この産業用ロボットでは、基台側プーリとアーム部側プーリとは、その径の比が２：１となるように形成されており、リンク機構モータが回動すると、アーム部側リンク部の先端側は、直線動作を行うように構成されている。

　また、この産業用ロボットでは、アーム部は、アーム部側リンク部の先端側に回転可能に取り付けられている。このアーム部は、アーム部側リンク部に内蔵されたアーム部モータに連結されている。アーム部モータは、上下方向を回転軸の方向としてアーム部側リンク部に内蔵されている。

特開２００７－１５２４９０号公報

　特許文献１に記載の産業用ロボットでは、基台側プーリの径とアーム部側プーリの径との比が２：１となっている。また、基台側プーリとアーム部側プーリとに架け渡されるベルトには、アーム部側リンク部、アーム部およびハンド部の負荷がかかる。そのため、基台側リンク部の内部に配置される基台側プーリ、アーム部側プーリおよびベルトが大型化しやすい。したがって、この産業用ロボットでは、基台側リンク部が大型化しやすくなり、その結果、産業用ロボットが大型化しやすくなる。

　また、この産業用ロボットでは、アーム部モータが上下方向を回転軸の方向としてアーム部側リンク部に内蔵されているため、アーム部側リンク部が厚くなる。そのため、この産業用ロボットでは、ハンド部の高さが高くなりやすく、ロボットがアクセス可能な最低高さ（パスライン）が高くなるおそれがある。

　そこで、本発明の課題は、小型化が可能でかつパスラインを低くすることが可能な産業用ロボットを提供することにある。

　上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、本体部と、その基端側が本体部に回動可能に取り付けられる第１アームと、その基端側が第１アームの先端側に回動可能に取り付けられる第２アームと、その基端側が第２アームの先端側に回転可能に取り付けられる先端側動作部と、本体部と第１アームとを繋ぐ第１関節部を構成する第１減速機と、第１アームと第２アームとを繋ぐ第２関節部を構成する第２減速機と、第２アームと先端側動作部とを繋ぐ第３関節部と、第１減速機の入力軸である第１入力軸と第２減速機の入力軸である第２入力軸とを連結するとともに第１アームの内部に配置される連結機構と、第１入力軸に連結される第１駆動用モータと、先端側動作部を回転駆動する第２駆動用モータとを備え、第３関節部の移動軌跡が直線状となるように、第１減速機の減速比および第２減速機の減速比が設定されるとともに、連結機構が所定の速比で第１入力軸と第２入力軸とを連結し、第２駆動用モータは、第２アームの、第３関節部よりも先端側に、かつ、第１アーム側へ突出するように第２アームに取り付けられていることを特徴とする。

　本発明の産業用ロボットでは、第２駆動用モータは、第２アームの、第３関節部よりも先端側に、かつ、第１アーム側へ突出するように第２アームに取り付けられている。そのため、第２アームの、第２関節部と第３関節部との間に第２駆動用モータが内蔵される場合と比較して、第２アームを薄くすることが可能になる。したがって、本発明では、産業用ロボットのパスラインを低くすることが可能になる。

　また、本発明では、連結機構は、第１減速機の入力軸である第１入力軸と第２減速機の入力軸である第２入力軸とを連結している。そのため、連結機構にかかる負荷を小さくすることが可能になる。したがって、第１アームの内部に配置される連結機構を小型化することが可能になり、第１アームを小型化することが可能になる。また、第１アームを小型化することが可能になるため、第１アーム側へ突出するように第２駆動用モータが第２アームに取り付けられていても、第２アームを大型化させることなく、第１アームと第２駆動用モータとの干渉を防止することが可能になる。すなわち、本発明では、第１アーム側へ突出するように第２駆動用モータが第２アームに取り付けられていても、第１アームと第２駆動用モータとの干渉を防止しつつ、第２アームを小型化することが可能になる。このように、本発明では、第１アームおよび第２アームを小型化することが可能になる。また、本発明では、上述のように、第２アームを薄くすることが可能になる。したがって、本発明では、産業用ロボットを小型化することが可能になる。

　また、本発明では、第１減速機によって第１関節部が構成され、第２減速機によって第２関節部が構成されているため、第１関節部および第２関節部の剛性を高めることが可能になる。

　本発明において、産業用ロボットは、第１減速機および／または第２減速機の中心を通過するように配置される中空状の中空軸を備え、第１入力軸および／または第２入力軸は、中空軸の外周側に回転可能に配置されていることが好ましい。このように構成すると、第１関節部や第２関節部が減速機で構成されている場合であっても、第１関節部や第２関節部では、中空軸の内周側を使って、産業用ロボットの配線を引き回すことが可能になる。すなわち、第１関節部や第２関節部において、減速機の外周側に配線を引き回すためのスペースを設けなくても、産業用ロボットの配線を引き回すことが可能になる。したがって、第１関節部および／または第２関節部の径を小さくすることが可能になり、産業用ロボットを小型化することが可能になる。

　本発明において、第３関節部は、第３減速機で構成されていることが好ましい。このように構成すると、第３関節部の剛性を高めることが可能になる。

　本発明において、産業用ロボットは、第３減速機の中心を通過するように配置される中空状の第２中空軸を備え、第３減速機の入力軸である第３入力軸は、第２中空軸の外周側に回転可能に配置されていることが好ましい。このように構成すると、第３関節部が減速機で構成されている場合であっても、第３関節部では、第２中空軸の内周側を使って、産業用ロボットの配線を引き回すことが可能になる。すなわち、第３関節部において、減速機の外周側に配線を引き回すためのスペースを設けなくても、産業用ロボットの配線を引き回すことが可能になる。したがって、第３関節部の径を小さくすることが可能になり、産業用ロボットを小型化することが可能になる。

　本発明において、連結機構は、たとえば、第１入力軸に固定される第１プーリと、第２入力軸に固定される第２プーリと、第１プーリと第２プーリとに架け渡されるベルトとを備えている。

　本発明において、先端側動作部は、その基端側が第２アームの先端側に回転可能に取り付けられる第３アームと、その基端側が第３アームの先端側に回転可能に取り付けられるハンドと、ハンドを回転駆動するハンド駆動機構とを備え、ハンド駆動機構は、ハンド駆動用モータと、ハンド駆動用モータの出力軸に取り付けられるハンド用減速機と、ハンド用減速機に取り付けられるハンド用プーリとを備え、ハンド用プーリは、略筒状に形成され、ハンド駆動用モータの本体の外周面の一部を覆うようにハンド用減速機に取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、ハンド用プーリが、ハンド駆動用モータの本体の外周面の一部を覆うようにハンド用減速機に取り付けられているため、ハンド駆動機構の高さを低くして、産業用ロボットのパスラインを低くすることが可能になる。

　本発明において、ハンド用減速機は、ハンド駆動用モータの出力軸の外周面を覆うようにハンド駆動用モータの出力軸に取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、ハンド駆動機構の高さをより低くして、産業用ロボットのパスラインをより低くすることが可能になる。

　本発明において、先端側動作部は、ハンドとして、上下方向に重なるように配置される第１ハンドと第２ハンドとを備えるとともに、ハンド駆動機構として、第１ハンドを回転駆動する第１ハンド駆動機構と第２ハンドを回転駆動する第２ハンド駆動機構とを備え、第１ハンド駆動機構は、ハンド駆動用モータとしての第１ハンド駆動用モータと、ハンド用減速機としての第１ハンド用減速機と、ハンド用プーリとしての第１ハンド用プーリとを備え、第２ハンド駆動機構は、ハンド駆動用モータとしての第２ハンド駆動用モータと、ハンド用減速機としての第２ハンド用減速機と、ハンド用プーリとしての第２ハンド用プーリとを備え、第１ハンド駆動用モータと第２ハンド駆動用モータとは、略同じ高さで配置され、第１ハンド用減速機と第２ハンド用減速機とは、略同じ高さで配置され、第１ハンド用プーリと第２ハンド用プーリとは、上下方向にずれた位置に配置されていることが好ましい。このように構成すると、先端側動作部が２個のハンドを備えている場合であっても、ハンド駆動機構の高さを低くして、産業用ロボットのパスラインを低くすることが可能になる。

　以上のように、本発明の産業用ロボットでは、小型化が可能でかつパスラインを低くすることが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの概略側面図である。 図１のＥ－Ｅ方向から産業用ロボットを示す概略平面図である 図１に示す産業用ロボットが使用される半導体製造システムの概略平面図である。 図１に示す産業用ロボットの内部構成を示す断面図である。 図４に示す第１減速機およびその周辺部分の構成を示す拡大断面図である。 図４に示す第２減速機およびその周辺部分の構成を示す拡大断面図である。 図４のＦ部の拡大図である。 図７に示す第１ハンド駆動用モータおよびその周辺部分の構成を示す拡大断面図である。 図７に示す第２ハンド駆動用モータおよびその周辺部分の構成を示す拡大断面図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

　（産業用ロボットの概略構成）
　図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の概略側面図である。図２は、図１のＥ－Ｅ方向から産業用ロボット１を示す概略平面図である。図３は、図１に示す産業用ロボット１が使用される半導体製造システム１６の概略平面図である。なお、図２では、ハンド７、８の図示を省略している。

　本形態の産業用ロボット１は、半導体ウエハ２（図３参照）を搬送するための多関節型のロボットである。この産業用ロボット１は、図１に示すように、本体部３と、本体部３に回動可能に取り付けられる第１アーム４と、第１アーム４に回動可能に取り付けられる第２アーム５と、第２アーム５に回転可能に取り付けられる第３アーム６と、第３アーム６に回転可能に取り付けられるハンド７、８とを備えている。なお、以下の説明では、産業用ロボット１を「ロボット１」とし、半導体ウエハ２を「ウエハ２」とする。

　また、ロボット１は、第１アーム４および第２アーム５を回動させて第１アーム４と第２アーム５とからなるアーム部９を伸縮させるアーム部駆動機構１１と、第３アーム６を回転駆動する第３アーム駆動機構１２と、ハンド７を回転駆動するハンド駆動機構１３と、ハンド８を回転駆動するハンド駆動機構１４とを備えている。

　図３に示すように、ロボット１は、たとえば、半導体製造システム１６に組み込まれて使用される。具体的には、ロボット１は、半導体製造システム１６の入り口に配置され、カセット１７に収納されているウエハ２を取り出して処理装置１８の中へウエハ２を収納する。

　本体部３は、円筒状に形成されている。本体部３の内部には、第１アーム４を昇降させる昇降機構（図示省略）が収納されている。第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６は、中空状に形成されている。第１アーム４の基端側は、本体部３に回動可能に取り付けられている。第２アーム５の基端側は、第１アーム４の先端側に回動可能に取り付けられている。第３アーム６の基端側は、第２アーム５の先端側に回転可能に取り付けられている。本形態では、上下方向において、本体部３と第１アーム４と第２アーム５と第３アーム６とが下側からこの順番で配置されている。

　ハンド７は、図３に示すように、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されており、二股状になっているハンド７の先端部にウエハ２が搭載される。ハンド８は、ハンド７と同形状に形成されており、二股状になっているハンド８の先端部にウエハ２が搭載される。

　ハンド７、８の基端側は、第３アーム６の先端側に回転可能に取り付けられている。ハンド７、８は、上下方向で重なるように配置されている。具体的には、ハンド７が上側に配置され、ハンド８が下側に配置されている。また、ハンド７、８は、第３アーム６よりも上側に配置されている。本形態では、たとえば、ハンド７は第１ハンドであり、ハンド８は第２ハンドである。また、本形態では、第３アーム６とハンド７、８とによって、その基端側が第２アーム５の先端側に回転可能に取り付けられる先端側動作部が構成されている。

　なお、図３では、ハンド８の図示を省略している。また、本形態のロボット１の動作時には、ハンド７とハンド８とが上下方向で重なる場合もあるが、ほとんどの場合、ハンド７とハンド８とは、上下方向で重なっていない。たとえば、図３の二点鎖線で示すように、ハンド７がカセット７の中へ入り込んでいるときには、ハンド８は、本体部３側へ回転しており、カセット７の中に入っていない。このときのハンド７に対するハンド８の回転角度は、たとえば、１２０°～１５０°である。

　（アーム部駆動機構の構成）
　図４は、図１に示す産業用ロボット１の内部構成を示す断面図である。図５は、図４に示す第１減速機２１およびその周辺部分の構成を示す拡大断面図である。図６は、図４に示す第２減速機２２およびその周辺部分の構成を示す拡大断面図である。

　アーム部駆動機構１１は、駆動源となる第１駆動用モータ２０と、第１駆動用モータ２０の動力を減速して第１アーム４に伝達するための第１減速機２１と、第１駆動用モータ２０の動力を減速して第２アーム５に伝達するための第２減速機２２と、第１減速機２１と第２減速機２２とを連結する連結機構２３とを備えている。

　第１駆動用モータ２０は、本体部３の内部に配置されている。この第１駆動用モータ２０の出力軸には、プーリ２４が固定されている。

　第１減速機２１は、本体部３と第１アーム４とを繋ぐ第１関節部を構成している。この第１減速機２１は、たとえば、波動歯車装置であるハーモニックドライブ（登録商標）であり、図５に示すように、ウェーブジェネレータ２５と、サーキュラスプライン２６と、フレクスプライン２７とから構成されている。フレクスプライン２７は、本体部３に固定されている。サーキュラスプライン２６は、第１アーム４の基端側に固定されている。ウェーブジェネレータ２５の下端には、プーリ２８が固定されている。このプーリ２８と第１駆動用モータ２０の出力軸に固定されるプーリ２４とには、ベルト２９が架け渡されている。

　第１アーム４の基端側には、第１減速機２１の中心を通過するように配置される中空軸３０が固定されている。ウェーブジェネレータ２５は、中空軸３０の外周側に回転可能に配置されている。本形態では、中空軸３０の内周側を利用して、所定の配線が引き回されている。

　第２減速機２２は、第１アーム４と第２アーム５とを繋ぐ第２関節部を構成している。この第２減速機２２は、第１減速機２１と同形状のハーモニックドライブ（登録商標）であり、図６に示すように、ウェーブジェネレータ３２と、サーキュラスプライン３３と、フレクスプライン３４とから構成されている。フレクスプライン３４は、第２アーム５の基端側に固定されている。サーキュラスプライン３３は、第１アーム４の先端側に固定されている。

　第１アーム４の先端側には、第２減速機２２の中心を通過するように配置される中空軸３５が固定されている。ウェーブジェネレータ３２は、中空軸３５の外周側に回転可能に配置されている。本形態では、中空軸３５の内周側を利用して、所定の配線が引き回されている。

　連結機構２３は、ウェーブジェネレータ２５の上端に固定されるプーリ３６と、ウェーブジェネレータ３２の下端に固定されるプーリ３７と、プーリ３６、３７に架け渡されるベルト３８とを備えている。プーリ３６、３７およびベルト３８は、第１アーム４の内部に配置されている。

　ウェーブジェネレータ２５の下端に固定されるプーリ２８には、上述のように、ベルト２９を介して第１駆動用モータ２０の出力軸が連結されており、本形態のウェーブジェネレータ２５は、第１減速機２１の入力軸である第１入力軸となっている。また、ウェーブジェネレータ３２には、ウェーブジェネレータ２５、ベルト２９、３８およびプーリ２８、３６、３７を介して第１駆動用モータ２０の出力軸が連結されており、本形態のウェーブジェネレータ３２は、第２減速機２２の入力軸である第２入力軸となっている。また、プーリ３６は、第１入力軸であるウェーブジェネレータ２５に固定される第１プーリであり、プーリ３７は、第２入力軸であるウェーブジェネレータ３２に固定される第２プーリである。

　本形態では、第１減速機２１と第２減速機２２とは同形状の減速機であるが、その減速比は異なっている。また、本形態では、第１減速機２１の減速比、第２減速機２２の減速比およびプーリ３６の径とプーリ３７の径との比は、第２アーム５と第３アーム６とを繋ぐ第３関節部を構成する後述の第３減速機４１の中心の移動軌跡が直線状となるように設定されている。すなわち、連結機構２３は、第３減速機４１の中心の移動軌跡が直線状となるように、第１減速機２１および第２減速機２２の減速比を考慮した上で、所定の速比でウェーブジェネレータ２５、３２を連結している。具体的には、上下方向から見たときに、アーム部９の伸縮時の第３減速機４１の中心の移動軌跡が第１減速機２１の中心を通過する直線Ｌ（図２、図３参照）となるように、プーリ３６の径とプーリ３７の径との比が設定されている。

　（第３アーム駆動機構の構成）
　図７は、図４のＦ部の拡大図である。第３アーム部駆動機構１２は、駆動源となる第２駆動用モータ４０と、第２駆動用モータ４０の動力を減速して第３アーム６に伝達するための第３減速機４１とを備えている。

　第２駆動用モータ４０は、第２アーム５の先端側に取り付けられている。具体的には、第２駆動用モータ４０は、第２アーム５の、第３減速機４１が配置された箇所よりも先端側に固定されている。第２駆動用モータ４０は、第２アーム５の先端側に固定されており、図４に示すように、第２駆動用モータ４０の本体は、第２アーム５の下面よりも第１アーム４側（すなわち、下側）へ突出している。第２駆動用モータ４０の出力軸には、プーリ４２が固定されている。なお、第２アーム５の下面よりも下側へ突出している第２駆動用モータ４０の本体部分は、カバーによって覆われている。

　また、第２駆動用モータ４０は、アーム部９が縮んだとき（図２、図４等に示す状態のとき）に、第２駆動用モータ４０の本体が第１アーム４の基端側の側方に配置されて第１アーム４と干渉しないように、第２アーム５の先端側に固定されている。また、図２に示すように、アーム部９が縮んだときに、第２駆動用モータ４０が本体部３の外周面よりも径方向外側へはみ出さないように、第２駆動用モータ４０が第２アーム５の先端側に固定されている。

　第３減速機４１は、第２アーム５と第３アーム６とを繋ぐ第３関節部を構成している。この第３減速機４１は、ハーモニックドライブ（登録商標）であり、図７に示すように、ウェーブジェネレータ４５と、サーキュラスプライン４６と、フレクスプライン４７とから構成されている。フレクスプライン４７は、第３アーム６に固定されている。サーキュラスプライン４６は、第２アーム５の先端側に固定されている。ウェーブジェネレータ４５の下端には、プーリ４８が固定されている。このプーリ４８と第２駆動用モータ４０の出力軸に固定されるプーリ４２とには、ベルト４９が架け渡されている。このように、プーリ４８にはベルト４９を介して第２駆動用モータ４０の出力軸が連結されており、本形態のウェーブジェネレータ４５は、第３減速機４１の入力軸である第３入力軸となっている。

　第２アーム５の先端側には、第３減速機４１の中心を通過するように配置される第２中空軸としての中空軸５０が固定されている。ウェーブジェネレータ４５は、中空軸５０の外周側に回転可能に配置されている。本形態では、中空軸５０の内周側を利用して、所定の配線が引き回されている。

　（ハンド駆動機構の構成）
　図８は、図７に示すハンド駆動用モータ５２およびその周辺部分の構成を示す拡大断面図である。図９は、図７に示すハンド駆動用モータ５８およびその周辺部分の構成を示す拡大断面図である。

　ハンド駆動機構１３は、駆動源となるハンド駆動用モータ５２と、ハンド駆動用モータ５２の動力を減速してハンド７に伝達するためのハンド用減速機５３と、ハンド用減速機５３に取り付けられるプーリ５４と、ハンド７に取り付けられるプーリ５５と、プーリ５４、５５に架け渡されるベルト５６とを備えている。図７に示すように、ハンド駆動用モータ５２、ハンド用減速機５３、プーリ５４、５５およびベルト５６は、第３アーム６の内部に配置されている。

　ハンド駆動機構１４は、ハンド駆動機構１３と同様に、駆動源となるハンド駆動用モータ５８と、ハンド駆動用モータ５８の動力を減速してハンド８に伝達するためのハンド用減速機５９と、ハンド用減速機５９に取り付けられるプーリ６０と、ハンド８に取り付けられるプーリ６１と、プーリ６０、６１に架け渡されるベルト６２とを備えている。図７に示すように、ハンド駆動用モータ５８、ハンド用減速機５９、プーリ６０、６１およびベルト６２は、第３アーム６の内部に配置されている。

　ハンド駆動用モータ５２、５８は、同じモータである。このハンド駆動用モータ５２、５８は、上下方向から見たときに第３減速機４１の中心軸に対して点対称に配置されている。本形態では、ハンド駆動用モータ５２が第３減速機４１の中心軸よりも第３アーム６の先端側に固定され、ハンド駆動用モータ５８が第３減速機４１の中心軸よりも第３アーム６の基端側に固定されている。また、ハンド駆動用モータ５２、５８は、略同じ高さで配置されている。

　ハンド用減速機５３は、ハーモニックドライブ（登録商標）であり、図８に示すように、ウェーブジェネレータ６５と、サーキュラスプライン６６と、フレクスプライン６７とから構成されている。フレクスプライン６７には、プーリ５４が固定されている。サーキュラスプライン６６は、第３アーム６に固定されている。ウェーブジェネレータ６５は、ハンド駆動用モータ５２の出力軸に固定されている。本形態では、ハンド用減速機５３の厚さがハンド駆動用モータ５２の出力軸の長さとほぼ同程度となっており、ハンド用減速機５３は、ハンド駆動用モータ５２の出力軸の外周面を覆うように配置されている。

　ハンド用減速機５９は、ハンド用減速機５３と同じ（同形状の）ハーモニックドライブ（登録商標）であり、図９に示すように、ウェーブジェネレータ６９と、サーキュラスプライン７０と、フレクスプライン７１とから構成されている。フレクスプライン７１には、プーリ６０が固定されている。サーキュラスプライン７０は、第３アーム６に固定されている。ウェーブジェネレータ６９は、ハンド駆動用モータ５８の出力軸に固定されている。本形態では、ハンド用減速機５９の厚さがハンド駆動用モータ５８の出力軸の長さとほぼ同程度となっており、ハンド用減速機５９は、ハンド駆動用モータ５８の出力軸の外周面を覆うように配置されている。また、本形態では、ハンド用減速機５３、５９は、略同じ高さで配置されている。

　プーリ５４は、略円筒状に形成されている。図８に示すように、プーリ５４の上端がフレクスプライン６７の下端に固定されており、プーリ５４は、ハンド駆動用モータ５２の本体５２ａの上端側の外周面の一部を覆っている。プーリ５４の側面の下端側には、ベルト５６が係合する係合部５４ａが形成されている。

　プーリ６０は、上下方向の長さがプーリ５４よりも短い略円筒状に形成されている。図９に示すように、プーリ６０の上端がフレクスプライン７１の下端に固定されており、プーリ６０は、ハンド駆動用モータ５８の本体５８ａの上端側の外周面の一部を覆っている。プーリ６０の側面には、ベルト６２が係合する係合部６０ａが形成されている。

　図７に示すように、プーリ５５は、ハンド７の基端側に固定される中空軸７３の下端側に固定されている。すなわち、プーリ５５は、中空軸７３を介してハンド７に固定されている。プーリ６１は、ハンド８の基端側に固定される中空軸７４の下端に固定されている。すなわち、プーリ６１は、中空軸７４を介してハンド８に固定されている。中空軸７４は、中空軸７３の外周面を覆うように中空軸７３と同心状に配置されており、プーリ５５、６１は、上下方向で重なるように配置されている。本形態では、プーリ５５が下側に配置され、プーリ６１が上側に配置されている。また、プーリ５５、６１が上下方向で重なるように配置されているため、プーリ５４の係合部５４ａと、プーリ６０の係合部６０ａとは、上下方向にずれた位置に配置されている。本形態では、係合部５４ａが下側に配置され、係合部６０ａが上側に配置されている。

　なお、本形態では、プーリ５４、６０は、ハンド用減速機５３、５９に取り付けられるハンド用プーリである。また、ハンド駆動機構１３は、第１ハンドであるハンド７を回転駆動する第１ハンド駆動機構であり、ハンド駆動機構１４は、第２ハンドであるハンド８を回転駆動する第２ハンド駆動機構である。さらに、ハンド駆動用モータ５２は、第１ハンド駆動用モータであり、ハンド駆動用モータ５８は、第２ハンド駆動用モータであり、ハンド用減速機５３は、第１ハンド用減速機であり、ハンド用減速機５９は、第２ハンド用減速機であり、プーリ５４は、第１ハンド用プーリであり、プーリ６０は、第２ハンド用プーリである。

　（産業用ロボットの概略動作）
　以上のように構成されたロボット１では、第１駆動用モータ２０が駆動すると、図３に示すように、第３減速機４１の中心が直線Ｌ上を移動するように、アーム部９が伸縮する。また、第２駆動用モータ４０が駆動すると、第３減速機４１を中心にして、第３アーム６がアーム部９に対して相対回転する。さらに、ハンド駆動用モータ５２が駆動すると、中空軸７３を中心にしてハンド７が第３アーム６に対して相対回転し、ハンド駆動用モータ５８が駆動すると、中空軸７４を中心にしてハンド８が第３アーム６に対して相対回転する。

　以上の動作を組み合わせて、ロボット１は、カセット１７に収納されているウエハ２を取り出して処理装置１８の中へウエハ２を収納する。なお、ロボット１がウエハ２を搬送する際には、本体部３の内部に配置された昇降機構によって、必要に応じて、アーム部９、第３アーム６およびハンド７、８が昇降する。

　（本形態の主な効果）
　以上説明したように、本形態では、第２駆動用モータ４０は、第２アーム５の、第３減速機４１が配置された箇所よりも先端側に、かつ、第１アーム４側へ突出するように第２アーム５に取り付けられている。そのため、第２アーム５の、第２減速機２２と第３減速機４１との間に第２駆動用モータ４０が内蔵される場合と比較して、第２アーム５を薄くすることが可能になる。

　また、本形態では、ハンド駆動用モータ５２の本体５２ａの上端側の外周面の一部を覆うようにプーリ５４がハンド用減速機５３に固定され、ハンド駆動用モータ５８の本体５８ａの上端側の外周面の一部を覆うようにプーリ６０がハンド用減速機５９に固定されている。また、本形態では、ハンド駆動用モータ５２の出力軸の長さとほぼ同程度の厚さのハンド用減速機５３が、ハンド駆動用モータ５２の出力軸の外周面を覆うように配置され、ハンド駆動用モータ５８の出力軸の長さとほぼ同程度の厚さのハンド用減速機５９が、ハンド駆動用モータ５８の出力軸の外周面を覆うように配置されている。そのため、ハンド駆動用モータ５２、５８の出力軸にハンド用減速機５３、５９が固定され、かつ、ハンド用減速機５３、５９にプーリ５４、６０が固定されている場合であっても、ハンド駆動機構１３、１４の高さを低くして、第３アーム６を薄くすることが可能になる。

　特に、本形態では、プーリ５４の形状とプーリ６０の形状とが異なっているため、ハンド駆動用モータ５２、５８が略同じ高さで配置され、ハンド用減速機５３、５９が略同じ高さで配置されているにもかかわらず、プーリ５４の係合部５４ａと、プーリ６０の係合部６０ａとが上下方向にずれた位置に配置されている。したがって、ロボット１が２個のハンド７、８を備えている場合であっても、第３アーム６を薄くすることが可能になる。

　このように、本形態では、第２アーム５および第３アーム６を薄くすることが可能になる。したがって、本形態では、ハンド７、８の上面までの高さを低くすることが可能になり、ロボット１のパスラインを低くすることが可能になる。

　本形態では、第１減速機２１の入力軸であるウェーブジェネレータ２５と、第２減速機２２の入力軸であるウェーブジェネレータ３２とが連結機構２３によって連結されている。そのため、連結機構２３にかかる負荷を小さくすることが可能になる。したがって、第１アーム４の内部に配置される連結機構２３を小型化することができ、第１アーム４を小型化することが可能になる。

　また、本形態では、第１アーム４を小型化することができるため、第２駆動用モータ４０の本体が第２アーム５の下面よりも第１アーム４側へ突出するように第２駆動用モータ４０が第２アーム５の先端側に固定されていても、第２アーム５を大型化させることなく、アーム部９が縮んだときの第２駆動用モータ４０の本体と第１アーム４との干渉を防止することができる。すなわち、本形態では、第１アーム４側へ突出するように第２駆動用モータ４０が第２アーム５に取り付けられていても、アーム部９が縮んだときの第２駆動用モータ４０の本体と第１アーム４との干渉を防止しつつ、第２アーム５を小型化することが可能になる。

　このように、本形態では、第１アーム４および第２アーム５を小型化することが可能になる。また、本形態では、上述のように、第２アーム５および第３アーム６を薄くすることが可能になる。したがって、本形態では、ロボット１を小型化することが可能になる。

　本形態では、第１減速機２１は、本体部３と第１アーム４とを繋ぐ第１関節部を構成し、第２減速機２２は、第１アーム４と第２アーム５とを繋ぐ第２関節部を構成し、第３減速機４１は、第２アーム５と第３アーム６とを繋ぐ第３関節部を構成している。そのため、第１関節部、第２関節部および第３関節部の剛性を高めることが可能になる。

　本形態では、第１減速機２１の中心を通過するように配置される中空軸３０、第２減速機２２の中心を通過するように配置される中空軸３５、および、第３減速機４１の中心を通過するように配置される中空軸５０の内周側を利用して所定の配線が引き回されている。そのため、第１関節部、第２関節部および第３関節部が減速機で構成されている場合であっても、第１関節部、第２関節部および第３関節部において、減速機の外周側で配線を引き回す必要がない。したがって、本形態では、第１関節部、第２関節部および第３関節部の径を小さくすることが可能になり、ロボット１を小型化することが可能になる。

　（他の実施の形態）
　上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

　上述した形態では、第１減速機２１のフレクスプライン２７が本体部３に固定され、サーキュラスプライン２６が第１アーム４の基端側に固定されるとともに、第２減速機２２のフレクスプライン３４が第２アーム５の基端側に固定され、サーキュラスプライン３３が第１アーム４の先端側に固定されている。この他にもたとえば、サーキュラスプライン２６が本体部３に固定され、フレクスプライン２７が第１アーム４の基端側に固定されるとともに、サーキュラスプライン３３が第２アーム５の基端側に固定され、フレクスプライン３４が第１アーム４の先端側に固定されても良い。すなわち、第１減速機２１および第２減速機２２が上下反転されて配置されても良い。この場合には、第３減速機４１の中心の移動軌跡が直線状となるように、プーリ３６の径とプーリ３７の径との比が設定される。また、第３減速機４１が上下反転されて配置されても良い。

　上述した形態では、第１減速機２１、第２減速機２２および第３減速機４１は、ハーモニックドライブ（登録商標）であるが、第１減速機２１、第２減速機２２および／または第３減速機４１は、ハーモニックドライブ（登録商標）以外の中空構造の歯車装置であっても良い。たとえば、第１減速機２１、第２減速機２２および／または第３減速機４１は、サイクロ減速機（登録商標）であっても良いし、ＲＶ（Ｒｏｔｏｒ　Ｖｅｃｔｏｒ）減速機、あるいは、遊星歯車減速機等であっても良い。また、第１減速機２１、第２減速機２２および／または第３減速機４１は、第１ハイポイドギアと、第１ハイポイドギアに噛合する第２ハイポイドギアとを備える減速機であっても良い。また、第１減速機２１、第２減速機２２および／または第３減速機４１は、中空構造となっていなくても良い。

　上述した形態では、連結機構２３は、プーリ３６、３７とベルト３８とによって構成されている。この他にもたとえば、連結機構２３は、歯車列によって構成されても良い。また、連結機構２３は、スプロケットとチェーンとによって構成されても良い。

　上述した形態では、第３アーム６とハンド７、８とによって、その基端側が第２アーム５の先端側に回転可能に取り付けられる先端側動作部が構成されている。この他にもたとえば、ハンド７、８によって先端側動作部が構成されても良い。また、所定のエンドエフェクターによって先端側動作部が構成されても良い。

　上述した形態では、第３減速機４１によって第２駆動用モータ４０の動力が減速されて第３アーム６に伝達されている。この他にもたとえば、第３減速機４１に代えて、プーリとベルトとによって、あるいは、スプロケットとチェーンとによって、第２駆動用モータ４０の動力が減速されて第３アーム６に伝達されても良い。

　上述した形態では、第３アーム６の先端側に２個のハンド７、８が取り付けられているが、第３アーム６の先端側に１個のハンドが取り付けられても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、半導体ウエハ２を搬送するためのロボットであるが、ロボット１は、液晶用のガラス基板等の他の搬送対象物を搬送する搬送用ロボットであっても良いし、組立用ロボット等の搬送用ロボット以外の産業用ロボットであっても良い。

　上述した形態では、ハンド７、８は、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されているが、ハンド７、８は、その他の形状に形成されても良い。また、上述した形態では、ハンド７、８が同形状に形成されているが、またハンド７、８は、同形状でなくてもよい。

　１　ロボット（産業用ロボット）
　３　本体部
　４　第１アーム
　５　第２アーム
　６　第３アーム（先端側動作部の一部）
　７　ハンド（第１ハンド、先端側動作部の一部）
　８　ハンド（第２ハンド、先端側動作部の一部）
　１３　ハンド駆動機構（第１ハンド駆動機構）
　１４　ハンド駆動機構（第２ハンド駆動機構）
　２０　第１駆動用モータ
　２１　第１減速機（第１関節部）
　２２　第２減速機（第２関節部）
　２３　連結機構
　２５　ウェーブジェネレータ（第１入力軸）
　３０、３５　中空軸
　３２　ウェーブジェネレータ（第２入力軸）
　３６　プーリ（第１プーリ）
　３７　プーリ（第２プーリ）
　３８　ベルト
　４０　第２駆動用モータ
　４１　第３減速機（第３関節部）
　４５　ウェーブジェネレータ（第３入力軸）
　５０　中空軸（第２中空軸）
　５２　ハンド駆動用モータ（第１ハンド駆動用モータ）
　５３　ハンド用減速機（第１ハンド用減速機）
　５４　プーリ（ハンド用プーリ、第１ハンド用プーリ）
　５８　ハンド駆動用モータ（第２ハンド駆動用モータ）
　５９　ハンド用減速機（第２ハンド用減速機）
　６０　プーリ（ハンド用プーリ、第２ハンド用プーリ）

Claims (8)

1. 　本体部と、その基端側が前記本体部に回動可能に取り付けられる第１アームと、その基端側が前記第１アームの先端側に回動可能に取り付けられる第２アームと、その基端側が前記第２アームの先端側に回転可能に取り付けられる先端側動作部と、前記本体部と前記第１アームとを繋ぐ第１関節部を構成する第１減速機と、前記第１アームと前記第２アームとを繋ぐ第２関節部を構成する第２減速機と、前記第２アームと前記先端側動作部とを繋ぐ第３関節部と、前記第１減速機の入力軸である第１入力軸と前記第２減速機の入力軸である第２入力軸とを連結するとともに前記第１アームの内部に配置される連結機構と、前記第１入力軸に連結される第１駆動用モータと、前記先端側動作部を回転駆動する第２駆動用モータとを備え、
   　前記第３関節部の移動軌跡が直線状となるように、前記第１減速機の減速比および前記第２減速機の減速比が設定されるとともに、前記連結機構が所定の速比で前記第１入力軸と前記第２入力軸とを連結し、
   　前記第２駆動用モータは、前記第２アームの、前記第３関節部よりも先端側に、かつ、前記第１アーム側へ突出するように前記第２アームに取り付けられていることを特徴とする産業用ロボット。
2. 　前記第１減速機および／または前記第２減速機の中心を通過するように配置される中空状の中空軸を備え、
   　前記第１入力軸および／または前記第２入力軸は、前記中空軸の外周側に回転可能に配置されていることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
3. 　前記第３関節部は、第３減速機で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
4. 　前記第３減速機の中心を通過するように配置される中空状の第２中空軸を備え、
   　前記第３減速機の入力軸である第３入力軸は、前記第２中空軸の外周側に回転可能に配置されていることを特徴とする請求項３記載の産業用ロボット。
5. 　前記連結機構は、前記第１入力軸に固定される第１プーリと、前記第２入力軸に固定される第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリとに架け渡されるベルトとを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の産業用ロボット。
6. 　前記先端側動作部は、その基端側が前記第２アームの先端側に回転可能に取り付けられる第３アームと、その基端側が前記第３アームの先端側に回転可能に取り付けられるハンドと、前記ハンドを回転駆動するハンド駆動機構とを備え、
   　前記ハンド駆動機構は、ハンド駆動用モータと、前記ハンド駆動用モータの出力軸に取り付けられるハンド用減速機と、前記ハンド用減速機に取り付けられるハンド用プーリとを備え、
   　前記ハンド用プーリは、略筒状に形成され、前記ハンド駆動用モータの本体の外周面の一部を覆うように前記ハンド用減速機に取り付けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の産業用ロボット。
7. 　前記ハンド用減速機は、前記ハンド駆動用モータの出力軸の外周面を覆うように前記ハンド駆動用モータの出力軸に取り付けられていることを特徴とする請求項６記載の産業用ロボット。
8. 　前記先端側動作部は、前記ハンドとして、上下方向に重なるように配置される第１ハンドと第２ハンドとを備えるとともに、前記ハンド駆動機構として、前記第１ハンドを回転駆動する第１ハンド駆動機構と前記第２ハンドを回転駆動する第２ハンド駆動機構とを備え、
   　前記第１ハンド駆動機構は、前記ハンド駆動用モータとしての第１ハンド駆動用モータと、前記ハンド用減速機としての第１ハンド用減速機と、前記ハンド用プーリとしての第１ハンド用プーリとを備え、
   　前記第２ハンド駆動機構は、前記ハンド駆動用モータとしての第２ハンド駆動用モータと、前記ハンド用減速機としての第２ハンド用減速機と、前記ハンド用プーリとしての第２ハンド用プーリとを備え、
   　前記第１ハンド駆動用モータと前記第２ハンド駆動用モータとは、略同じ高さで配置され、前記第１ハンド用減速機と前記第２ハンド用減速機とは、略同じ高さで配置され、前記第１ハンド用プーリと前記第２ハンド用プーリとは、上下方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項６または７記載の産業用ロボット。

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