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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-123550(P2015-123550A)
(43)【公開日】2015年7月6日
(54)【発明の名称】多関節ロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 19/00 20060101AFI20150609BHJP
【ＦＩ】
B25J19/00 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】38
(21)【出願番号】特願2013-270133(P2013-270133)
(22)【出願日】2013年12月26日
(71)【出願人】
【識別番号】000002059
【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100130498
【弁理士】
【氏名又は名称】佐野 禎哉
(72)【発明者】
【氏名】三重野 靖理
(72)【発明者】
【氏名】占部 雄士
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS24
3C707BS15
3C707BS26
3C707CT04
3C707CY03
3C707CY09
3C707CY12
3C707CY13
3C707CY28
3C707ES02
3C707ES17
3C707ET08
3C707HS14
3C707HT02
3C707HT07
3C707HT20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ハンドの内部と外部との境界部分に形成したロッド用の挿入孔を通じて、ハンドの内部からハンドの外部に粉塵が放出される事態を防止・抑制してクリーン度を高めることが可能な多関節ロボットを提供する。【解決手段】ハンド６として、載置プレート６１を支持する支持フレーム６２に設けた境界壁Ｆ２のうち、クランプ機構７Ｂの一部であるロッド７４の通過領域に形成した第１空洞部ＦＳ１に、一対のシールド部材Ｄ１，Ｄ２を配置し、これらシールド部材Ｄ１，Ｄ２によって仕切られたシールド空間ＤＳに、負圧とされた通気路Ｖを連通させ、この通気路Ｖを通じてシールド空間ＤＳを吸引可能に構成した。
【選択図】図２６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースを基点として相対位置変更可能に設けられたアーム要素と、当該アーム要素の先端部に設けたハンドと、当該ハンドに載置したワークを保持するクランプ機構とを備えた多関節ロボットであって、
前記ハンドが、
前記ワークを載置する載置プレートと、
前記載置プレートを支持し且つ前記クランプ機構の一部を収容可能な内部空間と当該ハンドの外部との境界部分を形成する境界壁を有する支持フレームと、
前記境界壁のうち前記クランプ機構の一部を構成する進退動作可能なロッドの通過領域に形成した第１空洞部において前記ロッドの進退方向に所定距離隔てて配置される一対のシールド部材と、
前記第１空洞部のうち前記一対のシールド部材によって仕切られた空間であって且つ前記シールド部材に形成した挿通孔に挿通した前記ロッドが存在する空間であるシールド空間から前記内部空間に連通し負圧とされた通気路とを備えたものであり、
前記通気路を通じて前記シールド空間を吸引可能に構成していることを特徴とする多関節ロボット。
前記ハンドが、
前記ワークを載置する載置プレートと、
前記載置プレートを支持し且つ前記クランプ機構の一部を収容可能な内部空間と当該ハンドの外部との境界部分を形成する境界壁を有する支持フレームと、
前記境界壁のうち前記クランプ機構の一部を構成する進退動作可能なロッドの通過領域に形成した第１空洞部において前記ロッドの進退方向に所定距離隔てて配置される一対のシールド部材と、
前記第１空洞部のうち前記一対のシールド部材によって仕切られた空間であって且つ前記シールド部材に形成した挿通孔に挿通した前記ロッドが存在する空間であるシールド空間から前記内部空間に連通し負圧とされた通気路とを備えたものであり、
前記通気路を通じて前記シールド空間を吸引可能に構成していることを特徴とする多関節ロボット。
【請求項2】
前記クランプ機構が、前記ロッドを複数備えたものであり、
前記境界壁に、前記ロッドと同数の前記第１空洞部にそれぞれ配置した前記一対のシールド部材によって仕切られた前記各シールド空間を相互に連通させる第２空洞部を形成し、前記第２空洞部を介して相互に連通する複数の前記シールド空間を共通の前記通気路を通じて吸引可能に構成している請求項１に記載の多関節ロボット。
前記境界壁に、前記ロッドと同数の前記第１空洞部にそれぞれ配置した前記一対のシールド部材によって仕切られた前記各シールド空間を相互に連通させる第２空洞部を形成し、前記第２空洞部を介して相互に連通する複数の前記シールド空間を共通の前記通気路を通じて吸引可能に構成している請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項3】
高さ方向において相互に略平行に２つの前記ハンドを前記アーム要素の先端部に設けている請求項１又は２に記載の多関節ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハ等の精密加工品を搬送するために用いられる多関節ロボットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、半導体製造に用いるウェーハ等の精密加工品をワークとして搬送するためにワーク搬送ロボットが使用されている。これらの多くは、下記特許文献１に開示されるように、昇降可能に構成されたベースを基点として、複数のアーム要素を水平旋回可能としながら順次接続させたアームを備えた多関節ロボットとして構成されている。具体的には、ベース上に第１アーム要素を回転可能に設けるとともに、この第１アームの先端には第２アーム要素が回転可能に設けられる。さらに、第２アームの先端には２つのハンドが上下に平行となるように設けられ、同一の軸心回りに回転可能に構成されている。
【0003】
上記のような多関節ロボットは、ガラス基板の搬送等、半導体製造以外にも多く用いられているが、精密加工品を取り扱う場面で使用されることが多いため、優れた位置精度が要求されている。また、搬送時間を短縮するために高速化のニーズも大きい。さらには、クリーンルーム内で使用されることも多いことから粉塵を発しないことも必要とされる。
【0004】
また、ハンドに載置したワークを保持するクランプ機構を備えた多関節ロボットも知られており、クランプ機構の一部をハンドの内部空間に収容しつつ、クランプ機構の一部を構成する進退移動可能な部材（例えば下記特許文献２におけるロッド）をハンドの内部空間から外部（ハンドの外部）に亘る領域に配置し、このロッドの進退移動によって、ワークを保持したり、その保持状態を解除できるように構成されている多関節ロボットも考えられている。このような多関節ロボットにおいて、ロッドは、ハンドのうちクランプ機構の一部を収容する内部空間と、ハンドの外部との境界部分を形成する境界壁を貫通する姿勢で配置されていることが多い。そして、境界壁のうち、ロッドが貫通する領域全体に挿通孔を形成し、この挿通孔に挿入したロッドの進退移動をスムーズに行えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２−１６１８５８号公報
【特許文献2】特願２０１３−１１５０８７出願明細書、図面
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、ハンドの内部における気体は、例えばアーム要素やハンドを駆動させる駆動モータ等によって暖められ、上方へ向かいながらハンドの先端側に向かう気流となり、パーツ同士の隙間を通ってハンドの外部に流れ出ようとする。特に、真空空間でワークを取り扱う多関節ロボット（真空ロボット）では、真空度が低い側から高い側に向かって、すなわち、ハンドの内部空間から外部（ワーク側）へと流れる気流が生じ易いといえる。したがって、ハンドの内部で生じた粉塵や、アーム要素の内部で生じてハンドの内部に到達した粉塵は、このような気体と同じ経路を辿って流れる。そして、クランプ機構の一部を構成する進退動作可能なロッドを、境界壁に形成した挿通孔に挿通させて、境界壁を貫通する姿勢で配置した場合、ロッドのスムーズな進退移動を確保するために形成されるロッドと挿入孔との隙間を通じて、気体及びそれに含まれる粉塵が、ハンドの内部からハンドの外部、特にワークの周辺に放出されるおそれがある。なお、ロッドの進退移動時に摺動部分となるロッド及び挿通孔で生じた粉塵もロッドと挿入孔との隙間を通じて、ハンドの外部に放出されるおそれがある。
【0007】
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、主たる目的は、ハンドのうちハンドの内部と外部との境界部分に形成される挿入孔、具体的には、ハンド上に載置したワークを保持するクランプ機構のうちハンドの内部空間からハンドの外部に亘る領域に配置されるロッドの進退移動を確保すべく形成したロッド用挿通孔を通じて、ハンドの内部からハンドの外部に粉塵が放出される事態を防止・抑制してワークの取扱い環境のクリーン度を高めることが可能な多関節ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち本発明は、ベースを基点として相対位置変更可能に設けられたアーム要素と、アーム要素の先端部に設けたハンドと、ハンドに載置したワークを保持するクランプ機構とを備えた多関節ロボットに関するものである。そして、本発明の多関節ロボットは、ハンドとして、ワークを載置する載置プレートと、載置プレートを支持し且つクランプ機構の一部を収容可能な内部空間と当該ハンドの外部との境界部分を形成する境界壁を有する支持フレームと、境界壁のうちクランプ機構の一部を構成する進退動作可能なロッドの通過領域に形成した第１空洞部においてロッドの進退方向に所定距離隔てて配置される一対のシールド部材と、第１空洞部のうち一対のシールド部材によって仕切られた空間であって且つシールド部材に形成した挿通孔に挿通したロッドが存在する空間であるシールド空間から支持フレームの内部空間に連通し負圧とされた通気路とを備えたものを適用し、通気路を通じてシールド空間を吸引可能に構成していることを特徴としている。なお、本発明におけるロッドは、断面形状が円形のものに限らず、断面形状が多角形のものであってもよい。
【0009】
このように、支持フレームの内部空間とハンドの外部との境界部分である境界壁に、一対のシールド部材によって仕切られたシールド空間を形成し、このシールド空間及び支持フレームの内部空間に連通して負圧とされた通気路を通じてシールド空間を吸引可能に構成した本発明の多関節ロボットであれば、支持フレームの内部からハンドの外部に亘る領域に配置されるロッドを、各シールド部材に形成した挿入孔に挿入させることで、ロッドの進退移動をスムーズに行える構造を確保しつつ、支持フレームの内部空間からハンドの外部に通じる空間となる挿入孔とロッドとの隙間をシールド空間に連通させ、このシールド空間、具体的には一対のシールド部材によって仕切られた狭い空間であるシールド空間を効率良く通気路を通じて吸引することができ、支持フレームの内部空間からシールド空間に到達した粉塵や、ロッドの進退移動時に摺動部分となる挿通孔及びロッドで生じた粉塵を、シールド空間から通気路に吸引して、支持フレームの内部からハンドの外部、特にワークの周辺に粉塵が放出される事態を防止・抑制することができる。さらに、本発明であれば、ロッドのうちシールド空間に存在する部分を、進退移動時に他の部材に対して摺動しない部分にすることができるため、例えば、境界壁のうちロッドの通過領域全体に挿入孔を形成し、この挿入孔にロッドを挿入する構成と比較して、進退移動時における摺動部分を低減することができ、摺動に起因する発塵自体を抑制できるという効果も奏する。
【0010】
特に、クランプ機構によるワーク保持機能を高めたり、クランプ機構の動作の安定性を高める等の目的を果たすために、クランプ機構として、ロッドを複数備えたものを適用する場合には、境界壁に、ロッドと同数の第１空洞部にそれぞれ配置した一対のシールド部材によって仕切られた各シールド空間を相互に連通させる第２空洞部を形成し、第２空洞部を介して相互に連通する複数のシールド空間を共通の通気路を通じて吸引可能に構成することが好ましい。このような構成であれば、各ロッドの進退移動を確保しつつ、シールド空間毎に通気路を個別に設定する構成と比較して、構造の単純化を図ることができるとともに、吸引に要するパーツ（吸引ノズルや吸引配管）の数を最小限に抑えることができ、コスト面においても有利である。
【0011】
また、本発明の多関節ロボットでは、ワーク搬送処理能力を向上すべく、高さ方向において相互に略平行に２つのハンドをアーム要素の先端部に設けた構成を採用することができる。このような構成においても、高さ方向に隣り合う各ハンドにそれぞれ上述の構成を適用することによって、各ハンドの内部（支持フレームの内部）からハンドの外部に粉塵が放出される事態を防止・抑制することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、境界壁のうちロッドが通過する領域に空洞部を設定し、この空洞部に、ロッドの進退移動方向に沿って所定距離隔てて配置した一対のシールド部材によって、空洞部全体のうち、シールド部材によって仕切られた狭い空間をシールド空間とし、このシールド空間を、負圧にされた通気路を通じて吸引することによって、支持フレームの内部からシールド空間に到達した粉塵や、シールド空間に連通する部分であって且つロッドの摺動部分に該当する部分で生じた粉塵は、シールド空間からハンドの外部に向かわずに通気路に向かう気流に乗って吸引されることになり、シールド部材の挿通孔とこの挿通孔に挿通したロッドとの隙間を経由して、支持フレームの内部からハンドの外部、特にワーク周辺に粉塵が放出される事態を防止・抑制してクリーン度を高めることが可能な多関節ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態に係る多関節ロボットの斜視図。
【図2】同多関節ロボットの側断面図。
【図3】同多関節ロボットにおけるベース近傍を拡大して示す側断面図。
【図4】同多関節ロボットにおける第１アーム要素と第２アーム要素との接続部近傍を拡大して示す側断面図。
【図5】同多関節ロボットにおけるハンドの駆動機構を拡大して示す側断面図。
【図6】同多関節ロボットにおける第２アーム要素よりカバーを取り外した状態を拡大して示す平面図。
【図7】同多関節ロボットにおける第２アーム要素よりカバーを取り外した状態を拡大して示す底面図。
【図10】同多関節ロボットにおける第２アーム要素とハンドとの接続部近傍を拡大して示す側断面図。
【図11】同多関節ロボットのうち第２アーム要素の先端部から先端側上カバーを省略した状態を示す拡大斜視図。
【図20】同多関節ロボットにおける第２シール部材の全体斜視図。
【図21】同多関節ロボットにおける第２アーム要素の先端部を所定高さ位置で切断し、且つ第１シール部材及び第２シール部材を省略した状態を模式的に示す俯瞰図。
【図22】同多関節ロボットにおける上側ハンドからカバーを取り外した状態を模式的に示す図。
【図26】同多関節ロボットにおける上側ハンドの一部を所定の高さ位置で切断した状態の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【0015】
本実施形態に係る多関節ロボット１は、図１に示すように、半導体製造に用いる円板状のワークであるウェーハＷを搬送するワーク搬送ロボットとして構成したものである。多関節ロボット１は、クリーンルーム内に設けられ、ベース２を基点として、アーム１Ａを構成する複数のアーム要素３、４、及びハンド５，６を順次回転可能に接続したものである。図１には、多関節ロボット１のうちハンド５，６を含むアーム１Ａ全体をベース２に対して最も伸展させた状態を示し、本実施形態においては、このアーム１Ａの延びる方向を前側（先端側）として、これと反対側を後側（基端側）として定義する。
【0016】
図１及び図２（図２は、多関節ロボット１の側断面図を示すものであり、同図では、断面部分に付す平行斜線（ハッチング）を省略している）に示すように、ベース２は、固定ベース２Ａと、この固定ベース２Ａにより昇降可能に支持された可動ベース２Ｂとから構成されている。可動ベース２Ｂ上では、第１アーム要素３がその基端部３ａにおいて支持されており、鉛直方向に設定された回転軸心ＳＴを中心として回転可能とされている。そして、第１アーム要素３の先端部３ｂでは、第２アーム要素４がその基端部４ａにおいて支持されており、鉛直方向に設定された回転軸心ＳＲを中心として回転可能とされている。さらには、第２アーム要素４の先端部４ｂでは、下側ハンド５と上側ハンド６とが上下に平行に配置されつつ、同一の回転軸心ＳＨを中心として回転可能に支持されている。下側ハンド５及び上側ハンド６は、それぞれウェーハＷを載置するための載置プレート５２，６２と、載置プレート５２，６２を支持する支持フレーム５１，６１とを備え、クランプ機構７Ａ，７Ｂ（図２参照）によって載置プレート５２，６２上でウェーハＷをそれぞれ保持することが可能となっている。
【0017】
可動ベース２Ｂは、図２に示すように、固定ベース２Ａの内部において昇降機構２Ｅを介して接続されている。第１アーム要素３は、可動ベース２Ｂによって回転自在に支持されるとともに、可動ベース２Ｂの内部に設けられた駆動機構３Ｒによって回転可能とされている。また、第１アーム要素３の先端部３ｂには第２アーム要素４が支持されるとともに、これを回転させるための駆動機構４Ｒが第１アーム要素３の内部に収容されている。さらに、第２アーム要素４の先端部４ｂには下側ハンド５と上側ハンド６が同一の回転軸心ＳＨを中心に回転可能に支持されるとともに、これらを回転させるための駆動機構５Ｒ，６Ｒが第２アーム要素４の内部にそれぞれ収容されている。また、各ハンド５，６は、それぞれクランプ機構７Ａ，７Ｂを備えている。
【0018】
第１アーム要素３は、フレーム３１を中心として、上カバー３２及び下カバー３３が着脱自在に取り付けられており、これらを取り外した際には上記駆動機構４Ｒを露出させることができるようになっている。また、第２アーム要素４は、フレーム４１を中心として、上カバー４２及び下カバー４３が着脱自在に取り付けられており、これらを取り外した際には上記駆動機構５Ｒ，６Ｒを露出させることができるようになっている。さらに、下側ハンド５と上側ハンド６における支持フレーム５１，６１にも、カバー５１ａ，６１ａが着脱自在に設けられており、これらカバー５１ａ，６１ａを取り外した場合にはクランプ機構７Ａ，７Ｂの全体を露出させることができるようになっている。
【0019】
ベース２は、図３（同図は、多関節ロボット１におけるベース２及びベース２の近傍を拡大して示す側断面図である）に示すように、底壁２１１及び底壁２１１から立ち上がる立壁２１２を有する側断面視逆Ｔ字状のフレーム２１の前側に前面カバー２１ａを配置し、フレーム２１の後側に背面カバー２１ｂを配置するとともに、フレーム２１の側方に（同図における紙面奥行き方向）に図示しない側面カバーを配置することで外周を覆い、上方が開放された内部空間２Ａ１を有する枠体状の固定ベース２Ａと、フレーム２２を中心としてカバー２２ａを設けることで内部空間２Ｂ１を形成した枠体状の可動ベース２Ｂとを備え、固定ベース２Ａに対して可動ベース２Ｂを昇降可能に構成したものである。
【0020】
可動ベース２Ｂのフレーム２２は、固定ベース２Ａの立壁２１２と平行に配置された立壁２２１と、略水平姿勢で配置される上部壁２２２とを備えている。また、ベース２は、固定上下方向に延びるガイドレール２３ｂと、ガイドレール２３ｂに噛み合うリニアブロック２３ａとによって構成するリニアガイド２３を備え、可動ベース２Ｂの立壁２２１に固定したリニアブロック２３ａを、固定ベース２Ａに設けたガイドレール２３ｂに噛み合わせた状態で、可動ベース２Ｂがガイドレール２３ｂに沿って上下方向に直動するように構成している。
【0021】
また、固定ベース２Ａには、ボールネジ２４を構成するネジ軸２４ａが上下方向に沿って配置され、このネジ軸２４ａと噛み合うガイドブロック２４ｂを可動ベース２Ｂに固定して取り付けている。したがって、ネジ軸２４ａが回転することによって可動ベース２Ｂを固定ベース２Ａに対して昇降移動させることができる。より具体的には、ネジ軸２４ａの下端にはプーリ２５が一体的に設けられるとともに、ネジ軸２４ａと平行にモータ２６が配置され、この軸先端に設けたプーリ２６ａと上記プーリ２５とが無限軌道体である無端ベルト２７によって接続されている。こうすることで、モータ２６を駆動してネジ軸２４ａを回転させることにより、ガイドブロック２４ｂをネジ軸２４ａに沿って移動させ、ガイドレール２３ｂに沿って可動ベース２Ｂを昇降させることができる。
【0022】
このように、本実施形態の多関節ロボット１では、リニアガイド２３、ボールネジ２４、モータ２６、プーリ２５，２６ａ及び無端ベルト２７によって、可動ベース２Ｂを昇降させる昇降機構２Ｅを構成している。
【0023】
ここで、モータ２６が、リニアガイド２３およびボールネジ２４を挟んで、可動ベース２Ｂのフレーム２２とは反対側に設けられていることから、高出力が得られる大型のものとした場合であっても、可動ベース２Ｂの内部空間２Ｂ１に影響を及ぼすことなく、この内部空間２Ｂ１を広く確保することが可能となっている。
【0024】
また、可動ベース２Ｂのフレーム２２における上部壁２２２の上面には、減速機３５が設けられ、上部壁２２２より下方に向けて突出させた減速機３５の入力軸３５ａにプーリ３６を一体的に設けている。さらに、このプーリ３６の軸心と平行となる姿勢でモータ３７が配置され、モータ３７の軸先端に設けたプーリ３７ａと上記プーリ３６とを無限軌道体である無端ベルト３８によって接続するようにしている。減速機３５の上部にある出力軸３５ｂは、円筒状に形成された回転軸３４に接続され、この回転軸３４の上端部に、第１アーム要素３を構成するフレーム３１を接続している。すなわち、モータ３７が回転することによって、プーリ３６を介して減速機３５の入力軸３５ａに駆動力が伝達され、減速機３５の出力軸３５ｂと回転軸３４及び第１アーム要素３とが一体となって回転するようになっている。
【0025】
このように、本実施形態の多関節ロボット１では、減速機３５、モータ３７、プーリ３６，３７ａ、無端ベルト３８によって第１アーム要素３を回転させる駆動機構３Ｒを構成している。
【0026】
可動ベース２Ｂの内部空間２Ｂ１には、モータ３７、及び図示しない配線配管を収容している。ここで、配線配管とは、駆動用電力または検出信号を伝達するための電気配線ケーブルや、シリンダ等の駆動に用いるエアやオイル等を供給あるいは吸引するための配管チューブのうちのいずれか一方、あるいは双方を合わせて称するものである。
【0027】
上部壁２２２の上方には、減速機３５と、第１アーム要素３を支持する回転軸３４とを配置し、回転軸３４の内部空間３４ａには、第２アーム要素４を駆動するためのモータ４６を収容している。
【0028】
上述したように、可動ベース２Ｂの昇降に用いるモータ２６が、リニアガイド２３及びボールネジ２４を挟んで可動ベース２Ｂのフレーム２２とは反対側に配置されていることから、可動ベース２Ｂにおける内部空間２Ｂ１を広く確保することが可能になっているため、この内部空間２Ｂ１に、モータ３７、減速機３５、回転軸３４、モータ４６及び図示しない配線配管を、余裕を持たせつつ配置することが可能となっている。そのため、高出力・高速化を目的にモータ３７，４６として大型のものを用いた場合でも、ベース２の高さ寸法が大きくなることを避けることができる。こうすることで、ウェーハＷが大型化した場合であっても、可動ベース２Ｂが最も低い位置になった場合におけるアーム１Ａの最低高さを低くすることができ、搬送するウェーハＷを保管するためのＦＯＵＰ等の搬送ラックの高さ寸法の増大を防ぐことが可能となる。
【0029】
次に、第１アーム要素３と第２アーム要素４との間の接続構造について、図４（同図は、多関節ロボット１における第１アーム要素３と第２アーム要素４との接続部分近傍を拡大して示す側断面図である）を用いて説明を行う。本実施形態では、第１アーム要素３側より駆動力を与えることで第２アーム要素４を回転させることができるように構成している。ここで、第１アーム要素３と第２アーム要素４との関係に着目すると、第１アーム要素３に対して第２アーム要素４を相対回転させるための駆動力のみを与えた場合、第１アーム要素３は、回転動作を行わない固定側アーム要素であり、第２アーム要素４は、回転動作を行う相対回転側アーム要素であると捉えることができる。
【0030】
第１アーム要素３を構成するフレーム３１の先端部３ｂにおいては、上下方向に軸方向を一致させた円筒状に形成された円筒壁部３１ａと、上下方向、すなわち第１アーム要素３における厚み方向の中心よりやや下方で略水平に形成された中間壁部３１ｂとを備えている。
【0031】
円筒壁部３１ａの内部には、第２アーム要素４を支持するための回転支持体としての減速機４４を収容するための内部空間３１Ｓが形成されており、この内部空間３１Ｓは、第２アーム要素４側に向けて開放、すなわち開口が形成されたものとなっている。円筒壁部３１ａの内部においては、中間壁部３１ｂの上面に減速機４４を設け、この減速機４４の入力軸４４ａを、中間壁部３１ｂに形成した中心孔３１ｂ１を通じて下方に突出させてプーリ４５に接続している。また、減速機４４の出力軸４４ｂは、上方に突出し、第２アーム要素４を構成するフレーム４１の底壁４１ａに接続され、第２アーム要素４と一体となって回転可能となっている。なお、図中における減速機４４は模式的に示したものに過ぎず、実際の断面構造とは異なるものである。
【0032】
この減速機４４の入力軸４４ａに駆動力を与えるものは、図３に示す上述のモータ４６である。モータ４６は、第１アーム要素３を構成するフレーム３１の一部に固定されており、その回転軸にはプーリ４６ａが設けられている。そして、このプーリ４６ａと図４に示すプーリ４５とが無限軌道体である無端ベルト４７によって接続されている。こうすることで、モータ４６を駆動することにより、プーリ４６ａ，４５が無端ベルト４７を介して同期回転し、減速機４４の出力軸４４ｂと一体に第２アーム要素４を回転させることが可能となっている。
【0033】
このように、本実施形態の多関節ロボット１では、モータ４６、プーリ４５，４６ａ、無端ベルト４７、減速機４４によって、上述した第２アーム要素４を回転させるための駆動機構４Ｒを構成している。
【0034】
駆動機構４Ｒは内部において転がり又は摺動する部分を備えているため、摩耗による粉塵が発生することになり、こうした傾向は汎用品を用いる限り高出力・高速になるにつれて顕著になっていく。本実施形態では、無端ベルト４７及びプーリ４５を中間壁部３１ｂよりも下方に配置し、この配置空間を下カバー３３によって封止しているため、無端ベルト４７とプーリ４５との間の摩擦に起因する粉塵が、第１アーム要素３の外部へ放出する事態を防止・抑制することができる。
【0035】
ところで、第１アーム要素３に対する第２アーム要素４の相対回転動作を円滑に行えるように、第１アーム要素３と第２アーム要素４との間、より具体的には、図４に示すように、内部空間３１Ｓを構成する円筒壁部３１ａと第２アーム要素４を構成するフレーム４１における底壁４１ａとの間に空隙Ｘが形成される。この空隙Ｘを通じて、減速機４４の内部で生じる粉塵が外部（クリーンルーム内）に放出される可能性がある。減速機４４は、一般的な構成として内部のグリスを保持するためのオイルシール（図示省略）を備えているものの、回転時における摺動部分からの発塵を効果的に抑制することはできず、上述したような高出力・高速化に対応する場合、さらには半導体の高精細化に対応する場合には、発塵対策として不十分といえる。そのため、本実施形態においては、第２アーム要素のうち底壁４１ａの下面においてリング状のシール部材４９を設け、このシール部材４９を円筒壁部３１ａの上端に近接する位置に配置することによって、空隙Ｘを小さくしている。
【0036】
また、中間壁部３１ｂには、円筒壁部３１ａ近くの位置に吸引部として機能する貫通孔３１ｂ２を形成し、この貫通孔３１ｂ２に接続された図示しない配管チューブ（吸引配管）を介して内部空間３１Ｓ内の気体を吸引できるように構成している。この配管チューブは、第２アーム要素４から第１アーム要素３内へと引き込まれた配線配管ＣＴと一緒になって第１アーム要素３内を引き回され、ベース２を通じて多関節ロボット１の外部であってクリーンルーム内のクリーン管理に悪影響を与えない場所へと引き出されている。こうすることで、貫通孔３１ｂ２から吸引された気体は、多関節ロボット１の外部に設けられた所定の排出先へと排出されて処理され、多関節ロボット１の存在する周辺環境（クリーンルーム）へ粉塵を放出しないようにすることが可能である。また、内部空間３１Ｓの気体を吸引することによって内部空間３１Ｓにおける圧力を下げることにもなるため、内部空間３１Ｓの気体及びこれに含まれる粉塵が、第１アーム要素３と第２アーム要素４との空隙Ｘを通じて外部（クリーンルーム内）に放出されることを一層抑制することが可能となっている。
【0037】
次に、第２アーム要素４と、第３アーム要素となる下側ハンド５及び上側ハンド６との間での接続構造について図５及び図１０（図５は、下側ハンド５及び上側ハンド６を回転させるために第２アーム要素４内に設けた駆動機構５Ｒ，６Ｒを拡大して示す側断面図であり、図１０は、多関節ロボット１における第２アーム要素４と下側ハンド５及び上側ハンド６との接続部分近傍をさらに拡大して示す側断面図である）を用いて説明を行う。
【0038】
本実施形態では、第２アーム要素４側より駆動力を与えることで下側ハンド５及び上側ハンド６を回転させることができるように構成している。第２アーム要素４を構成するフレーム４１は、先端部４ｂにおいて、上下方向に軸方向を一致させた円筒状をなす円筒壁部４１ｂと、上下方向、すなわち第２アーム要素４における厚み方向（高さ方向）の中心よりもやや上方の位置で略水平に形成された中間壁部４１ｃとを有するものである。
【0039】
下側ハンド５を構成する支持フレーム５１は、略円筒状に形成された第１回転軸５３に接続されている。第１回転軸５３は、円筒壁部４１ｂの内部において、軸受５４ａを介して中間壁部４１ｃに回転可能に支持されている。そして、第１回転軸５３の下端にはプーリ５４を接続し、プーリ５４の回転とともに第１回転軸５３及び下側ハンド５が一体的に回転するようになっている。
【0040】
第１回転軸５３の軸心に形成された貫通孔５３ａと連通するように、支持フレーム５１にも孔部５１ｄが形成されており、これら貫通孔５３ａ及び孔部５１ｄに第２回転軸６３を、軸心が第１回転軸４３と同一になる姿勢で挿通して配置している。第２回転軸６３の下端は、第１回転軸５３の下端に接続したプーリ５４よりも下方にまで延び、このプーリ５４の下方に平行に配置されたプーリ６４と接続されている。第２回転軸６３の下端に接続したプーリ６４は、円筒壁部４１ｂの下端近傍において軸受６４ａを介して回転可能に支持されている。そのため、プーリ６４の回転とともに第２回転軸６３及び上側ハンド６が一体的に回転するようになっている。第２回転軸６３は、第１回転軸５３と軸心が同一になるように配置されていることから、上側ハンド６は下側ハンド５と共通の回転軸心ＳＨ（図２参照）を中心に回転するようになっている。
【0041】
本実施形態の多関節ロボット１では、軸受５４ａ，６４ａとして、外輪側をフレーム４１に対し固定されて内輪側を回転自在とされたクロスローラベアリングを適用している。これにより、第１回転軸５３，第２回転軸６３をその下端近くの１箇所のみでそれぞれ支持しているにもかかわらず効果的にモーメントを受けることが可能となっており、各ハンド５，６の先端が垂れ下がるようにして回転中心が傾く現象を抑制することが可能となっている。なお、クロスローラベアリングに代えて４点接触玉軸受を用いて同様の構成とすることも可能である。
【0042】
各ハンド５，６を回転させるため、第１回転軸５３，第２回転軸６３とそれぞれ一体化されているプーリ５４，６４に対して駆動力を与える機構は、次のように構成されている。
【0043】
すなわち、図５に示すように、第１回転軸５３に対して駆動力を与える第１モータ５６は、第２アーム要素４の内部における基端部４ａに近い位置に設けられている。そして、このモータ５６の駆動力が第１中間伝達軸５５を介して第１回転軸５３に伝達されるようになっている。また、第２回転軸６３に対して駆動力を与える第２モータ６６は、第２アーム要素４の内部において上記第１モータ５６よりもやや先端部４ｂ側の位置に設けられている。そして、この第２モータ６６の駆動力が、第２モータ６６と第１中間伝達軸５５との間に配置された第２中間伝達軸６５を介して第２回転軸６３に伝達されるようになっている。
【0044】
なお、第１モータ５６、第２モータ６６、第１中間伝達軸５５、及び第２中間伝達軸６５は、図６及び図７（図６は上カバー４２を取り外した第２アーム要素４の拡大平面模式図であり、図７は下カバー４３を取り外した第２アーム要素４の拡大底面模式図である）に示すように、平面視においてこれらが設けられている第２アーム要素４の延在する方向に沿って、上側ハンド６及び下側ハンド５の共通の回転軸心ＳＨに向かって同一直線上に配置されている。
【0045】
第１モータ５６及び第２モータ６６は、同一の仕様のものを用いており、それぞれをブラケット５６ｃ，６６ｃを用いて第２アーム要素４のフレーム４１に固定している。この際、双方のモータ軸５６ａ，６６ａはともに上方向に延びる向きとしているが、第１モータ５６が第２モータ６６に対して若干、上側に位置するようにしている。また、これらのモータ軸５６ａ，６６ａには、同一直径のプーリ５６ｂ，６６ｂがそれぞれ設けられている。
【0046】
第１中間伝達軸５５及び第２中間伝達軸６５は、それぞれの軸本体５５ｓ，６５ｓを軸受ユニット５５ｃ，６５ｃを用いてフレーム４１に固定し、この軸受ユニット５５ｃ，６５ｃによって上方向に突出した位置において大径プーリ５５ａ，プーリ６５ａを設けるとともに、軸受ユニット５５ｃ，６５ｃより下方向に突出した位置において、小径プーリ５５ｂ，６５ｂを設けている。なお、第１回転軸５３，第２回転軸６３にそれぞれ設けたプーリ５４，６４は、上述した大径プーリ５５ａ，６５ａと同一の直径としている。軸受ユニット５５ｃ，６５ｃは、それぞれ内部に軸受を備えていることで、軸本体を５５ｓ，６５ｓを回転自在に支承することができる。
【0047】
第１中間伝達軸５５は、具体的には、図８（同図は、図６に示すＡ−Ａ断面矢視図を模式的に示す図である）に示すような形態でフレーム４１に取り付けられている。フレーム４１は、第２アーム要素４が延在する方向に直交する平面で切断する場合において略Ｈ形の断面形状をしているとともに、中間壁部４１ｃの中心に開口４１ｄが形成されており、この開口４１ｄを上下に挿通させるように第１中間伝達軸５５を設けている。すなわち、第１中間伝達軸５５における軸本体５５ｓを回転自在に支持する軸受ユニット５５ｃを下方から中間壁部４１ｃに対してネジ止めすることで、中間壁部４１ｃを挿通する形態で軸本体５５ｓを起立させる。そして、この軸本体５５ｓの上端に大径プーリ５５ａを設け、下端に小径プーリ５５ｂを設けることにより、中間壁部４１ｃよりも上方に大径プーリ５５ａを配し、中間壁部４１ｃよりも下方に小径プーリ５５ｂを配する。
【0048】
同様に、第２中間伝達軸６５は、図９（図６に示すＢ−Ｂ断面矢視図を模式的に示す図である）に示すような形態でフレーム４１に取り付けられている。略Ｈ形の断面形状をなすフレーム４１の中間壁部４１ｃの中心に開口４１ｄが形成されており、この開口４１ｄを上下に挿通させるように第２中間伝達軸６５を設けている。すなわち、第２中間伝達軸６５における軸本体６５ｓを回転自在に支持する軸受ユニット６５ｃを中間壁部４１ｃに対して下方からネジ止めすることで、中間壁部４１ｃを挿通する形態で軸本体６５ｓを起立させる。そして、この軸本体６５ｓの上端に大径プーリ６５ａを設け、下端に小径プーリ６５ｂをそれぞれ設けることにより、中間壁部４１ｃよりも上方に大径プーリ６５ａを配し、中間壁部４１ｃよりも下方にプーリ小径６５ｂを配する。
【0049】
第１中間伝達軸５５は、図５及び図１０に示すように、第２中間伝達軸６５に対してやや上方にずらして配置されており、この第１中間伝達軸５５に設けている大径プーリ５５ａは、第１モータ５６に設けたプーリ５６ｂと上下方向に対応する位置（同じ高さ位置）とされ、両者の間は無端ベルト５７によって接続されている。同様に、第２中間伝達軸６５に設けている大径プーリ６５ａは、第２モータ６６に設けたプーリ６６ｂとの間で上下方向に対応する位置（同じ高さ位置）とされ、両者の間は無端ベルト６７によって接続されている。
【0050】
また、第１中間伝達軸５５において軸受ユニット５５ｃを挟んで、大径プーリ５５ａと反対側に設けられた小径プーリ５５ｂは、第１回転軸５３に設けたプーリ５４と上下方向に対応する位置（同じ高さ位置）に配されており、両者の間は無端ベルト５８によって接続されている。同様に、第２中間伝達軸６５において軸受ユニット６５ｃを挟んで、大径プーリ６５ａと反対側に設けられた小径のプーリ小径６５ｂは、第２回転軸６３に設けたプーリ６４と上下方向に対応する位置（同じ高さ位置）に配されており、両者の間は無端ベルト６８によって接続されている。
【0051】
このようにして、４つの無端ベルト５７，５８，６７，６８は、第１回転軸５３，第２回転軸６３の軸方向にそれぞれ異なる位置にずらして配されていることから、互いに干渉することがないようになっている。
【0052】
図６及び図７に示すように、上述した４つの無端ベルト５７，５８，６７，６８のうち、第１中間伝達軸５５に設けた大径プーリ５５ａと第１モータ５６に設けたプーリ５６ｂとを接続する無端ベルト５７と、第２中間伝達軸６５に設けた大径プーリ６５ａと第２モータ６６に設けたプーリ６６ｂとを接続する無端ベルト６７は、フレーム４１における中間壁部４１ｃよりも上側に配置され、第１中間伝達軸５５に設けた小径プーリ５５ｂと第１回転軸５３に設けたプーリ５４とを接続する無端ベルト５８と、第２中間伝達軸６５に設けた小径のプーリ小径６５ｂと第２回転軸６３に設けたプーリ６４とを接続する無端ベルト６８は、中間壁部４１ｃよりも下側に配置されている。すなわち、組み立て時においてはフレーム４１の上方向から２つの無端ベルト５７，６７を取り付けたり、調整することができ、フレーム４１の下方向から２つの無端ベルト５８，６８を取り付けたり、調整することができ、作業性が良く、組み立て工数を減らすことが可能となっている。
【0053】
より具体的には、図６に示すように、第２アーム要素４の延伸方向において、第２モータ６６に設けたプーリ６６ｂ、及び第２中間伝達軸６５に設けた大径プーリ６５ａは、第１モータ５６に設けたプーリ５６ｂと、第１中間伝達軸５５に設けた大径プーリ５５ａとの間に配置されるとともに、これらのプーリ５６ｂ，５５ａより低い位置に設定されている。そのため、下方の無端ベルト６７の取り付け・調整を行った後に上方の無端ベルト５７の取り付け・調整を行うことで、簡単に作業を行うことができる上に、無端ベルト５７，６７の相互干渉を防止することも可能となっている。
【0054】
また、図７に示すように、第１中間伝達軸５５に設けた小径プーリ５５ｂは、第２中間伝達軸６５に設けた小径のプーリ小径６５ｂと、第２回転軸６３に設けたプーリ６４との間に配置されるとともに、これらより高い位置、すなわちフレーム４１の中間壁部４１ｃ寄りの位置に設定されている。そのため、上方の無端ベルト５８の取り付け・調整を行った後に下方の無端ベルト６８の取り付け・調整を行うことで、簡単に作業を行うことができる上に、無端ベルト５８，６８の相互干渉を防止することも可能となっている。
【0055】
上記のように、図５に示す第１モータ５６が無端ベルト５７によって第１中間伝達軸５５と接続されるとともに、第１中間伝達軸５５がプーリ５４を介して無端ベルト５８によって第１回転軸５３と接続されていることから、第１モータ５６の駆動力によって、第１回転軸５３及び下側ハンド５を回転させることが可能となっている。すなわち、第１モータ５６及びプーリ５６ｂ、並びに、第１中間伝達軸５５、プーリ５４、無端ベルト５７，５８は、下側ハンド５を回転させるための駆動機構５Ｒを構成している。
【0056】
同様に、第２モータ６６は無端ベルト６７によって第２中間伝達軸６５と接続されるとともに、第２中間伝達軸６５がプーリ６４を介して無端ベルト６８によって第２回転軸６３と接続されていることから、第２モータ６６の駆動力によって、第２回転軸６３及び上側ハンド６を回転させることが可能となっている。すなわち、第２モータ６６及びプーリ６６ｂ、並びに、第２中間伝達軸６５、プーリ６４、無端ベルト６７，６８は、上側ハンド６を回転させるための駆動機構６Ｒを構成している。
【0057】
このようにハンド５，６を回転させるに際し、第１モータ５６，第２モータ６６の回転がそれぞれ２段階で大きく減速されて伝達されることになるため、減速機等の特殊な装置を用いる必要がなく、汎用的な部品を用いて低コスト化を図るとともに、高出力を得ながら、高い位置決め精度を得ることが可能となっている。
【0058】
ここで、ハンド５，６は、上述したウェーハＷを保持するためのクランプ機構７Ａ，７Ｂを備えていることから、これを動作させるための複数の配線配管ＣＴが各ハンド５，６の内部、具体的には各支持フレーム５１，６１の内部に引き回される。そして、これら配線配管ＣＴは、第２アーム要素４の内部を通り、第１アーム要素３の内部を経由して、ベース２にまで引き回されるようになっている。
【0059】
先端部が上側ハンド６の支持フレーム６１における所定箇所に接続される複数の配線配管ＣＴ（上側ハンド６に付帯する配線配管であり、以下では「上側ハンド配線配管ＣＴ（６）」と称す）は、図１０に示すように、第２回転軸６３の高さ方向に貫通し且つ中心が第２回転軸６３の軸中心（回転中心）と一致するように形成した貫通孔６３ａを通じて、第２回転軸６３の下方向に引き出され、第２アーム要素４の内部に至るようになっている。このように上側ハンド配線配管ＣＴ（６）を貫通孔６３ａ、すなわち上側ハンド６の回転中心及びその周辺空間に配することにより、上側ハンド６の回転によっても、上側ハンド配線配管ＣＴ（６）と第２アーム要素４との相対位置は変化することがない。したがって、上側ハンド配線配管ＣＴ（６）の引き回しを容易に行うことができるとともに、他の部品への引っ掛かりや上側ハンド配線配管ＣＴ（６）同士の絡まりを抑制して、損傷を防ぐことが可能となっている。
【0060】
一方、下側ハンド５の回転中心及びその周囲には第２回転軸６３を配置しているため、先端部が下側ハンド５の支持フレーム５１における所定箇所に接続される配線配管ＣＴ（下側ハンド５に付帯する配線配管であり、以下では「下側ハンド配線配管ＣＴ（５）」と称す）は、下側ハンド５の回転中心に通すことができないため、本実施形態の多関節ロボット１では次のような構成を採用している。
【0061】
すなわち、本実施形態に係る多関節ロボットは、図１０に示すように、第１回転軸５３の軸心周りの外周面を内周面８１とし且つ当該内周面に対して第１回転軸５３の径方向に所定距離隔てて対向する面を外周面８２とするリング状の配線配管収容部８を備え、この配線配管収容部８に、下側ハンド５から引き込んだ下側ハンド配線配管ＣＴ（５）を渦巻き状に収容して第２アーム要素４の内部へ引き出すように構成している。
【0062】
配線配管収容部８は、図１５（同図は図１０の要部拡大図である）に示すように、第１回転軸５３の外周に配置され且つ上方に開放された有底円筒状の収容ケース４８を主体として構成されたものである。この収容ケース４８は、第１回転軸５３が挿通可能な開口部４８１を中央に形成した底壁４８２と、底壁４８２の外周縁から起立する起立壁４８３とを一体に備えたものであり、起立壁４８３の内周面が、配線配管収容部８の外周面８２として機能する。収容ケース４８は、第２アーム要素４の前端部分における内部に固定されている。
【0063】
本実施形態では、第１回転軸５３として、第１回転軸本体５３１と、第１回転軸本体５３１の上端部分から径方向外側に突出させた上端側鍔部５３２と、第１回転軸本体５３１の下端部分から径方向外側に突出させた下端側鍔部５３３とを一体に有するものを適用している。そして、第１回転軸本体５３１の外周面が、配線配管収容部８の内周面８１として機能し、下端側鍔部５３３の上向き面が、収容ケース４８のうち底壁４８２の上向き面と共に配線配管収容部８の底面８３として機能する。つまり、収容ケース４８は、底壁４８２の中心部に形成した開口部４８１の開口縁を、第１回転軸５３が有する下端側鍔部５３３の外周面に僅かな隙間を介して近接させた状態で、第１回転軸５３の外周に配置されている。
【0064】
第１回転軸５３が有する下端側鍔部５３３の上向き面と、収容ケース４８が有する底壁の上向き面とによって形成される配線配管収容部８の底面８３は、全体的に略フラットな平滑面であるが、「配線配管収容部８の底面８３のうち内周面８１に連続する内輪部分８４」、つまり、下端側鍔部５３３の上向き面のうち第１回転軸本体５３１の外周面に連続する部分と、「配線配管収容部８の底面８３のうち外周面８２に連続する外輪部分８５」、つまり、底壁４８２の上向き面のうち起立壁４８３の内周面に連続する部分を、それぞれ他の部分よりも高くなるようにテーパ形状に設定している。
【0065】
具体的には、下端側鍔部５３３の上向き面のうち第１回転軸本体５３１の外周面に連続する部分を、第１回転軸本体５３１の外周面に近付くにつれて漸次高くなる直線状のテーパ面に設定している。また、収容ケース４８が有する底壁４８２の上向き面のうち起立壁４８３の内周面に連続する部分を、起立壁４８３の内周面に近付くにつれて漸次高くなる直線状のテーパ面に設定している。ここで、内輪部分８４の勾配と、外輪部分８５の勾配は、同じであってもよいし、相互に異ならせてもよい。なお、収容ケース４８の起立壁４８３は、内周面が円周面を形成するように構成している限り外周面側の形状を問わず、第２アーム要素４内に収まるならば如何なる形状としてもよい。
【0066】
配線配管収容部８は、第２アーム要素４の内部に配置されている。配線配管収容部８の内部空間である配線配管収容空間８Ｓは、内周面８１（第１回転軸本体５３１の外周面）と、底面８３（下端側鍔部５３３の上向き面，底壁の上向き面）と、外周面８２（起立壁の内周面）とによって仕切られ、さらに、第１回転軸５３の上端側鍔部５３２の下向き面と、径方向において上端側鍔部５３２に隙間無く接触した状態で固定される第１シール部材５３ｃの下向き面とによって略封止されている。
【0067】
第１シール部材５３ｃは、概略リングをなし、中心部に上端側鍔部５３２の外周面に嵌合する開口部５３ｃａを形成したものである（図１５参照）。本実施形態では、上端側鍔部５３２として、外周面のうち下端部分から径方向に突出する突出固定部５３４を一体に有するものを適用し、第１シール部材５３ｃとして、突出固定部５３４に載置した状態でねじ止めにより固定される上段部５３ｃ１と、上端側鍔部５３２の下向き面（突出固定部５３４の下向き面を含む）と略面一となる下向き面を有する下段部５３ｃ２とを一体に備えたものを適用している。
【0068】
また、本実施形態の多関節ロボット１は、下側ハンド５の内部から配線配管収容空間８Ｓに引き込む下側ハンド配線配管ＣＴ（５）が挿通可能な引込孔５３ｂ（図１０参照）と、配線配管収容空間８Ｓからアーム要素４の内部へと引き出される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）が挿通可能な引出孔４８ｂ（後述する図１２参照）とを備えている。
【0069】
引込孔５３ｂは、図１０に示すように、第１回転軸５３のうち上端側鍔部５３２に形成された高さ方向に貫通する孔である。この引込孔５３ｂは、下側ハンド５のうち支持フレーム５１の内部空間に連通し、この引込孔５３ｂを通じて支持フレーム５１の内部空間から配線配管収容空間８Ｓに引き込んで渦巻き状に配される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち、最も配線配管収容部の内周面８１（第１回転軸５３の外周面）に近い位置で巻かれる部分（最も内周の巻き部分）の少なくとも一部が配線配管収容部８の内周面８１に添接し得るように、本実施形態では、平面視において配線配管収容部８の内周面８１に連続する位置又は極めて近い位置に引込孔５３ｂを形成している。したがって、この引込孔５３ｂを介して下側ハンド５における支持フレーム５１の内部空間から配線配管収容空間８Ｓのうち内周面８１に接触又は近接するスペースへと下側ハンド配線配管ＣＴ（５）を引き入れることができる。
【0070】
本実施形態の多関節ロボット１は、複数本（図示例では３本）の下側ハンド配線配管ＣＴ（５）を有しており、各下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち配線配管収容空間８Ｓに収容される部分を、所定方向に並べた形態で接着処理等によって帯状に束ねたフラットチューブ（フラットケーブル、或いはハイブリッドケーブルとも称される）の形態にし、引込孔５３ｂから配線配管収容空間８Ｓに引き入れたフラットチューブ状の下側ハンド配線配管ＣＴ（５）が、高さ方向に各下側ハンド配線配管ＣＴ（５）が並ぶ姿勢で渦巻き状に配されるように構成している（図１０参照）。特に、本実施形態では、配線配管収容空間８Ｓに渦巻き状に配される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）（フラットチューブ）のうち最も内周の巻き部分の全部又は一部が、配線配管収容部８のうち上述のテーパ形状に設定した内輪部分８４に接触するように構成している。
【0071】
引出孔４８ｂは、図１２及び図１６（図１２は図１０におけるＣ−Ｃ断面を模式的に示す図であり、図１６は図１２におけるＰ−Ｐ断面を模式的に示す図である）に示すように、配線配管収容空間８Ｓの外周面８２側の位置において、配線配管収容部８の外周面８２（収容ケース４８が備える起立壁４８３の内周面）に開口し且つ第２アーム要素４の内部空間に連通する孔である。本実施形態では、配線配管収容部８の外周面８２に開口する引出孔４８ｂの開口下縁を、上述のテーパ形状に設定した外輪部分８５のうち最も高い位置（頂部）と同じ高さ位置に設定し（図１６参照）、配線配管収容部８に渦巻き状に配される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち少なくとも引出孔４８ｂから配線配管収容空間８Ｓ外に引き出される直前の部分が、外輪部分８５に接触するように構成している。この引出孔４８ｂを介して下側ハンド配線配管ＣＴ（５）を配線配管収容空間８Ｓから第２アーム要素４の内部に引き出すようにしている。本実施形態では、引出孔４８ｂとして、収容ケース４８の起立壁４８３に形成され且つ第２アーム要素４の長手方向に沿って貫通する孔を適用している（図１２参照）。特に、本実施形態では、起立壁４８３のうち外周面側の平面形状を、前端側部分に設定した部分円弧形状と、後端側部分に設定した方形状とを組み合わせた形状に設定している。すなわち、収容ケース４８の平面形状は、先端側部分に設定した円形と、後端側部分に設定した方形とを組み合わせた形状であり、後端の左右２箇所には角部４８４がある。これにより、起立壁４８３の後端側部分は、起立壁４８３の前端側部分よりも分厚くなり（前後方向における肉厚部分の寸法が大きくなり）、起立壁４８３の後端側部分では、収容ケース４８の角部４８４に近い部分ほど分厚くなる。本実施形態の引出孔４８ｂは、起立壁４８３の後端側部分であって且つ収容ケース４８のうち一方の角部４８４に近い部分を前後方向に貫通するように形成されている。なお、本実施形態では、収容ケース４８のうち他方の角部４８４に近い部分に、高さ方向に貫通する吸引配管用貫通孔４８ｃを形成し、この吸引配管用貫通孔４８ｃ内に吸引ノズルＮ及び吸引ノズルに接続した吸引配管を配置している。なお、吸引ノズルＮは適宜の手段を介して上カバー４２に支持されている。
【0072】
そして、本実施形態の多関節ロボット１では、複数本の下側ハンド配線配管ＣＴ（５）を、帯状に束ねたフラットチューブ状にして引込孔５３ｂから配線配管収容空間８Ｓに引き込み、フラットチューブ状にある複数本の下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち最も下側に配される下側ハンド配線配管のみが配線配管収容部８の底面８３に接触し得る姿勢で第１回転軸５３を中心に例えば１周半ほどゼンマイバネのように渦巻き状に配し、配線配管収容部８の外周面８２（起立壁４８３の内周面）に開口する引出孔４８ｂから第２アーム要素４の内部に引き出すように構成している。
【0073】
本実施形態の多関節ロボット１では、下側ハンド５が、図１２に示す基準位置にある場合、配線配管収容空間８Ｓに配置される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち最も内周の巻きの多くの部分がテーパ形状の内輪部分８４に接触するとともに、引出孔４８ｂから配線配管収容空間８Ｓ外に引き出される直前の部分がテーパ形状の外輪部分８５に接触するように設定している。なお、配線配管収容空間８Ｓに収容される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の長さは、以下に説明する下側ハンド５の回転動作に左右されることなく略一定となるように、下側ハンド配線配管ＣＴ（５）は引込孔５３ｂや引出孔４８ｂに対して固定されている。
【0074】
また、配線配管収容空間８Ｓにおいてフラットチューブ状に束ねられている複数の下側ハンド配線配管ＣＴ（５）は、引出孔４８ｂの出口近傍でフラットチューブ状ではなくなり、下側ハンド配線配管個ＣＴ単位で個別に扱えるようにされている（図１２参照）。
【0075】
また、下側ハンド５が、図１３に示すように、図１２に示す基準位置に対して平面視時計周りに回転した場合、引込孔５３ｂの位置も下側ハンド５の回転中心軸ＳＨ周りに相対的に移動して、下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち引込孔５３ｂから引き込まれる位置（引込位置）も変化し、配線配管収容空間８Ｓ内における第１回転軸５３周りの下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の周回数は減少するが、渦巻き状に配されていた配線配管ＣＴが配線配管収容部８の外周面８２（収容ケース４８が備える起立壁の内周面）に向かって広がるように位置を変化することから、引込孔５３ｂの位置変化、すなわち下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の引込位置の変化による影響を吸収することができる。下側ハンド５が平面視時計周りに回転した場合において、配線配管収容空間８Ｓに配置される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち巻き始めの部分がテーパ形状の内輪部分８４に接触するとともに、配線配管収容部８の外周面に近い位置で周回する部分であって且つ引出孔４８ｂから配線配管収容空間８Ｓ外に引き出される直前の部分までがテーパ形状の外輪部分８５に接触する。
【0076】
また、下側ハンド５が、図１４に示すように、図１２に示す基準位置に対して平面視反時計周りに回転した場合、引込孔５３ｂの位置も下側ハンド５の回転中心軸ＳＨ周りに相対的に移動して、下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち引込孔５３ｂから引き込まれる位置（引込位置）も変化し、配線配管収容空間８Ｓ内における第１回転軸５３周りの下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の周回数は増加するが、渦巻き状に配されていた配線配管ＣＴが配線配管収容部８の内周面８１（第１回転軸５３の外周面）に巻き付くように内側に向けて位置を変化することから、引込孔５３ｂの位置変化、すなわち下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の引込位置の変化による影響を吸収することができる。下側ハンド５が平面視反時計周りに回転した場合において、配線配管収容空間８Ｓに配置される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち、最も内周の巻き部分の略全部がテーパ形状の内輪部分８４に接触するとともに、配線配管収容空間８Ｓ外に引き出される直前の部分がテーパ形状の外輪部分８５に接触する。
【0077】
このように、下側ハンド５の回転に伴う引込孔５３ｂの位置変化、すなわち下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の引込位置の変化に伴って、渦巻き状に配されている下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の収容状態が変化する場合であっても、配線配管収容空間８Ｓで渦巻き状に配される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）が、あたかもゼンマイバネのように第１回転軸５３の径方向に拡縮させるように渦巻き状の形態を変化させることで対応することができる。また、引込孔５３ｂ，引出孔４８ｂに対して下側ハンド配線配管ＣＴ（５）は固定されていることから、配線配管収容空間８Ｓよりも外側の空間、具体的には、下側ハンド５の内部空間、第２アーム要素４の内部空間で下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の位置は変化することがなく、これら下側ハンド５の内部空間、及び第２アーム要素４の内部空間の部分における配線配管ＣＴの擦れや引っ掛かりを抑制することが可能となっている。
【0078】
特に、本実施形態では、下側ハンド５の回転動作に伴って、下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の引込位置が変化した場合であっても、配線配管収容空間８Ｓに配置される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち最も内周の巻き部分の全部又は一部（巻き始めの部分）がテーパ形状の内輪部分８４に接触するとともに、少なくとも引出孔４８ｂから配線配管収容空間８Ｓ外に引き出される直前の部分がテーパ形状の外輪部分８５に接触するように構成している。そして、これら内輪部分８４及び外輪部分８５が、何れも配線配管収容部８の底面８３の他の部分よりも高く設定されたテーパ面を有するものであるため、図１６乃至図１８（図１７は、図１３におけるＱ−Ｑ断面を模式的に示す図であり、図１８は、図１４におけるＲ−Ｒ断面を模式的に示す図である）に示すように、渦巻き状に配された下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち、これら内輪部分８４と外輪部分８５に接触している部分以外の部分は、配線配管収容部８の底面８３に接触し難く、渦巻き状に配された下側ハンド配線配管ＣＴ（５）全体が配線配管収容部８の底面８３に接触する態様と比較して、配線配管収容部８の底面８３に対する下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の接触面積を減少させることができ、下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の摩耗を低減し、摩耗に起因する発塵を防止・抑制することができる。
【0079】
さらに、本実施形態では、複数本の下側ハンド配線配管ＣＴ（５）を並列させて帯状に束ねたフラットチューブを配線配管収容空間８Ｓに配するように構成しているため、渦巻き状にした際の形態がより安定化するとともに、配線配管ＣＴ（５）相互の擦れ等による損傷を抑えることが可能であるとともに、フラットチューブの剛性により、渦巻き状に配される下側ハンド配線配管ＣＴ（５）のうち、内輪部分８４と外輪部分８５に接触している部分を除く部分を、内輪部分８４や外輪部分８５と接触している部分と略同じ高さ位置に保持して、配線配管収容部８の底面８３から浮いた状態に維持することができる。その結果、配線配管収容部８の底面８３に対する下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の接触する部分を、内輪部分８４に接触している部分と、外輪部分８５に接触している部分のみに限定することができ、より一層の摩耗低減を図ることができ、発塵を防止・抑制することができる。また、フラットチューブ（フラットケーブル）状にすることにより、複数の下側ハンド配線配管ＣＴ（５）が一体化され、単独の下側ハンド配線配管ＣＴ（５）に比べて高い剛性を有していることから、上記ゼンマイバネのような変形をより円滑に行うことも可能である。
【0080】
本実施形態の多関節ロボット１は、第１回転軸５３の外周面（具体的には上端側鍔部５３２の外周面）に密着させた状態で第１回転軸５３に固定した第１シール部材５３ｃによって、配線配管収容空間８Ｓを封止できるように構成している。しかしながら、第１回転軸５３のスムーズな回転動作を確保するためには、第１シール部材５３ｃを収容ケース４８の起立壁４８３の上端に密着させる構成は積極的に採用することができない。したがって、本実施形態では、第１シール部材５３ｃを、起立壁４８３の上端よりも僅かに上方に配置している。その結果、第１シール部材５３ｃと起立壁４８３の上端との間には、図１５及び図１９（図１９は図１５の一部拡大図である）に示すように、第２アーム要素４の内部空間に連通する僅かな空隙（以下では「収容ケース空隙Ｓ１」と称す）が形成される。
【0081】
さらにまた、本実施形態の多関節ロボット１では、第２アーム要素４における上カバー４２を、基端側上カバー４２ａと先端側上カバー４２ｂとを用いて構成し、先端側上カバー４２ｂを第１回転軸５３の外周に配置している。そして、第１回転軸５３のスムーズな回転動作を確保すべく、先端側上カバー４２ｂと第１回転軸５３との間には、図１５及び図１９に示すように、第１回転軸５３周りに周回する空隙Ｓ２（以下では、第１回転軸周り空隙Ｓ２）と称す）が形成される。この第１回転軸周り空隙Ｓ２は、第２アーム要素４の内部空間から多関節ロボット１の外部（クリーンルーム内）に至る空隙であり、第２アーム要素４の内部空間に存在する粉塵が、第１回転軸周り空隙Ｓ２を通じて外部であるクリーンルーム内に放出される可能性がある。特に、第１回転軸周り空隙Ｓ２が通じる外部は、ハンド５，６によって保持するウェーハＷに近い空間であり、第１回転軸周り空隙Ｓ２から外部に放出された粉塵がウェーハＷに付着するおそれがある。ここで、上述の収容ケース空隙Ｓ１は、第２アーム要素４の内部空間に連通する空隙であるため、配線配管収容空間８Ｓにおいて下側ハンド配線配管ＣＴ（５）の摩耗により発生した粉塵が、収容ケース空隙Ｓ１を通じて第２アーム要素４の内部空間に放出された場合、その粉塵が、第１回転軸周り空隙Ｓ２を通じて多関節ロボット１の外部へ放出され得る。
【0082】
そこで、本実施形態の多関節ロボット１では、第１回転軸周り空隙Ｓ２を通じて多関節ロボット１の外部へ粉塵が放出する事態を抑制すべく、以下のような構成を採用している。
【0083】
すなわち、本実施形態の多関節ロボット１では、径方向において第１回転軸５３の外周面に隙間無く密着した状態で固定される上述の第１シール部材５３ｃを、高さ方向において先端側上カバー４２ｂに近接する位置に設け、第２アーム要素４の内部空間から第１回転軸周り空隙Ｓ２に通じる空間を狭めるようにしている。
【0084】
さらにまた、本実施形態の多関節ロボット１は、第１シール部材５３ｃとして、上述したように、第１回転軸５３の上端側鍔部５３２に備えた突出固定部５３４に載置した状態でねじ止めにより固定される上段部５３ｃ１と、上端側鍔部５３２の下向き面（突出固定部５３４の下向き面を含む）と略面一となる下向き面を有する下段部５３ｃ２とを一体に備えたものを適用している。そして、図１９に示すように、下段部５３ｃ２の上向き面には、第１回転軸５３の軸心を中心とし且つ上方に突出するリング状の上方突出円環部５３ｃｔを形成している。本実施形態の第１シール部材５３ｃは、同心円状に複数（図示例では３つ）の上方突出円環部５３ｃｔを下段部５３ｃ２の上向き面に一体に形成したものである。さらに、本実施形態の多関節ロボット１は、第１シール部材５３ｃの上方突出円環部５３ｃｔに対して、第１回転軸５３の径方向においてあそびをもった状態で嵌合する下方突出円環部４２ｃｔを下向き面に形成した第２シール部材４２ｃを備えている。
【0085】
第２シール部材４２ｃは、図２０に示すように、第１シール部材５３ｃの上段部５３ｃ１が挿通可能な上段部用挿通孔４２ｃ１を有し、また、図１９に示すように、第１シール部材５３ｃの下段部５３ｃ２を上方から被覆する部分の下向き面に、複数（図示例では３つ）の下方突出円環部４２ｃｔを同心円状に形成したものである。第２シール部材４２ｃの平面形状は、上述の収容ケース４８が有する起立壁４８３のうち外周面側の形状に対応した形状、つまり、先端側部分に設定した円形と、後端側部分に設定した方形とを組み合わせた形状であり、後端の左右２箇所には角部４２ｃ２が形成される。本実施形態では、第２シール部材４２ｃの後端における左右２箇所の角部４２ｃ２のうち、一方の角部４２ｃ２近傍に、厚み方向（高さ方向）に貫通する吸引用貫通孔４２ｃ３を形成するとともに、第２シール部材４２ｃの上向き面に、径方向において上段部用挿通孔４２ｃ１に連続し且つ上段部用挿通孔４２ｃ１よりも一周り大きい径で周回するリング状凹部４２ｃ４と、リング状凹部４２ｃ４から吸引用貫通孔４２ｃ３に通じる溝状の吸引通路４２ｃ５を形成している。これら吸引用貫通孔４２ｃ３、リング状凹部４２ｃ４及び各吸引通路４２ｃ５は、先端側上カバー４２ｂによって蓋封される空間である。本実施形態では、吸引用貫通孔４２ｃ３を、収容ケース４８に形成した上述の吸引配管用貫通孔４８ｃに連通する位置に形成し、これら吸引用貫通孔４２ｃ３及び吸引配管用貫通孔４８ｃに、共通の吸引ノズルＮを挿入して装着し、吸引ノズルＮの先端（吸引口）が吸引用貫通孔４２ｃ３内において上方に向かって露出するように構成している。この吸引ノズルＮは、吸引配管用貫通孔４８ｃ内において図示しない配管チューブ（吸引配管）に接続され、これら吸引ノズルＮ及び吸引配管を介して、吸引用貫通孔４２ｃ３を終端とする吸引経路Ｋ、及び吸引経路Ｋに通じる空間の圧力を下げて、吸引用貫通孔４２ｃ３に通じる空間内の気体を吸引して、その気体及び気体に含まれる粉塵を上述した吸引部３１ｂ２（図４参照）と同一の所定の排出先、つまり、クリーンルームのクリーン度に悪影響を与えない場所へと排出できるように構成している。
【0086】
本実施形態の多関節ロボット１は、相互に連通するリング状凹部４２ｃ４、吸引通路４２ｃ５及び吸引用貫通孔４２ｃ３と、これらリング状凹部４２ｃ４、吸引通路４２ｃ５及び吸引用貫通孔４２ｃ３を上方から被覆する先端側上カバー４２ｂとによって仕切られた吸引経路Ｋを形成し、リング状凹部４２ｃ４を吸引経路Ｋの始端として捉え、吸引用貫通孔４２ｃ３を吸引経路Ｋの終端として捉えた場合、第１回転軸５３を周回する３６０度の範囲において吸引経路Ｋの始端を形成し、リング状凹部４２ｃ４から吸引通路４２ｃ５を経由して吸引用貫通孔４２ｃ３に至る吸引経路Ｋを積極的に吸引することができる。
【0087】
特に、本実施形態では、図１１（同図は第２アーム要素４と各ハンド５，６との接続部分であって先端側上カバー４２ｂを省略した図である）及び図２０に示すように、吸引経路Ｋの終端を１箇所で集合させ且つ吸引経路Ｋの始端側に向けて複数の管状に分岐させている。具体的には、リング状凹部４２ｃ４における相互に異なる複数の位置（図示例では、リング状凹部４２ｃ４の外周面における略等角３箇所）からそれぞれ共通の吸引用貫通孔４２ｃ３に通じる複数の吸引通路４２ｃ５を形成し、各吸引通路４２ｃ５が吸引用貫通孔４２ｃ３に連通するように構成している。ここで、各吸引通路４２ｃ５のうち少なくとも吸引経路Ｋの始端であるリング状部４２ｃ４に開口している部分の高さ位置は、第１回転軸５３の外周面のうち通気孔５３５の高さ位置と略同一である。
【0088】
そして、本実施形態の多関節ロボット１は、吸引経路Ｋの始端であるリング状凹部４２ｃ４から管状部分である複数の吸引通路４２ｃ５を経由して終端である共通の吸引用貫通孔４２ｃ３に至る全ての吸引経路Ｋを積極的に吸引できるように構成されている。本実施形態では、吸引経路Ｋにおける管状部分を形成する吸引通路４２ｃ５を複数設けることにより、吸引通路４２ｃ５が１つである場合と比較して、吸引経路Ｋを多く確保することができるのみならず、吸引経路Ｋの始端であるリング状凹部４２ｃ４から終端である吸引用貫通孔４２ｃ３に亘って連続的に形成された広がった空間を通じて吸引する構成と比較して、第１回転軸５３の軸心を中心とするリング状凹部４２ｃ４のうち相対的に吸引用貫通孔４２ｃ３から遠い位置に作用する吸引力を、リング状凹部４２ｃ４のうち相対的に吸引用貫通孔４２ｃ３に近い位置に作用する吸引力と同等な程度に維持することができ、吸引力の均等化、つまり吸引効率の向上を実現している。
【0089】
第２シール部材４２ｃは、図１９に示すように、先端側上カバー４２ｂの下面に取り付けられ、先端側上カバー４２ｂを第２アーム要素のフレーム４１に固定した状態で、第１シール部材５３ｃの上方突出円環部５３ｃｔと、第２シール部材４２ｃの下方突出円環部４２ｃｔが、第１回転軸５３の径方向において僅かな隙間を介して連続するように相互に隣り合う。また、本実施形態では、第１回転軸５３の回転動作に支障を来さないようにすべく、第１シール部材５３ｃと第２シール部材４２ｃが高さ方向においても相互に密着しないように、僅かな隙間を確保している。このような第１シール部材５３と第２シール部材４２ｃとの間において形成され且つ第１回転軸５３の径方向において凹凸状の空隙Ｓ３（ジグザグに折れ曲がった形態の空隙Ｓ３）は、上方突出円環部５３ｃｔ及び下方突出円環部４２ｃｔが第１回転軸５３の径方向に僅かなあそびを介して相互に隣り合った断面串歯状をなす極めて狭い空隙（以下では、「ラビリンス状空隙Ｓ３」と称す）となり、高いシール機能を発揮する。
【0090】
また、本実施形態の多関節ロボット１では、上方突出円環部５３ｃｔと下方突出円環部４２ｃｔとの隙間であるラビリンス状空隙Ｓ３が、図１９に示すように、第１シール部材５３ｃの上段部５３ｃ１の外周面と、第２シール部材４２ｃの上段部用挿通孔４２ｃ１との空隙Ｓ４（以下では、「シール部材軸周り空隙Ｓ４」と称す）に連通し、このシール部材軸周り空隙Ｓ４が、第２シール部材４２ｃの上向き面と先端側上カバー４２ｂの下向き面との間に形成した吸引経路Ｋの始端、つまり、リング状凹部４２ｃ４に通じるように構成している。したがって、ラビリンス状空隙Ｓ３を通過し、さらに、シール部材軸周り空隙Ｓ４を通過した気体及びそれに含まれる粉塵は、吸引経路Ｋ（リング状凹部４２ｃ４、吸引通路４２ｃ５、吸引用貫通孔４２ｃ３）を通じて積極的に吸引される。
【0091】
なお、リング状凹部４２ｃ４は、図１９に示すように、先端側上カバー４２ｂと、この先端側上カバー４２ｂに近接する位置に配置した第１シール部材５３ｃとの間に形成される僅かな隙間である狭小空隙Ｓ５（本発明における「共通の空隙」）にも連通し、この狭小空隙Ｓ５が、先端側上カバー４２ｂと第１回転軸５３との間に形成される第１回転軸周り空隙Ｓ２に連通しているため、ラビリンス状空隙Ｓ３を経由してリング状凹部４２ｃ４に到達した気体に含まれる粉塵が第１回転軸周り空隙Ｓ２を通じて外部であって且つクリーンルーム内におけるウェーハＷ近傍の空間へ放出される事態が懸念される。
【0092】
しかしながら、本実施形態において、ラビリンス状空隙Ｓ３を通過してリング状凹部４２ｃ４に到達した気体及びそれに含まれる粉塵は、吸引経路Ｋに沿って積極的に吸引されるため、リング状凹部４２ｃ４から先端側上カバー４２ｂと第１シール部材５３ｃとの隙間である狭小空隙Ｓ５に向かって粉塵が流れる事態を防止・抑制することができる。
【0093】
以上の構成により、第２アーム要素４の内部空間に存在する粉塵が、先端側上カバー４２ｂと第１回転軸５３との間において第１回転軸５３周りに周回する第１回転軸周り空隙Ｓ２を通じて外部に放出される事態を防止・抑制することができる。
【0094】
上述の構成を採用した本実施形態の多関節ロボット１は、配線配管収容空間８Ｓにおいて下側ハンド配線配管ＣＴ（５）が摺動することによる粉塵が生じ、この粉塵が、収容ケース空隙Ｓ１から第２アーム要素４の内部空間に流出したとしても、第２アーム要素４の内部空間から第１回転軸周り空隙Ｓ２を通じて外部（クリーンルーム内）へ放出される事態を効果的に防止・抑制することが可能である。
【0095】
さらに、本実施形態では、第２シール部材４２ｃを、上カバー４２を構成する基端側上カバー４２ａと先端側上カバー４２ｂとの接続部分を下方から被覆する位置に配置しているため、寸法誤差等に起因して基端側上カバー４２ａと先端側上カバー４２ｂとの接続部分に隙間が生じた場合であっても、この隙間を第２シール部材４２ｃによって封止することができ、この隙間から粉塵が外部（クリーンルーム内）へ放出される事態も防止・抑制することができる。
【0096】
また、本実施形態の多関節ロボット１では、プーリ５４を介して第１回転軸５３を回転自在に支持する軸受５４ａを比較的下方に位置付けて、第２シール部材４２ｃ，第１シール部材５３ｃから大きく離間した位置に軸受５４ａを配置していることから、粉塵の放出を一層抑制することも可能となっている。さらに、本実施形態の多関節ロボット１では、プーリ５４を軸受５４ａよりもさらに下方に配置していることから、プーリ５４と無端ベルト５８との間での摺動に伴う粉塵の放出も、効果的に抑制することが可能となっている。
【0097】
そして、本実施形態の多関節ロボット１では、図１５及び図１９に示すように、上側ハンド６を一体回転可能に支持する第２回転軸６３を、下側ハンド５の孔部５１ｄ、及び孔部５１ｄに連通する第１回転軸５３の貫通孔５３ａに挿通した状態において、第２回転軸６３のスムーズな回転動作を可能にすべく、第２回転軸６３の外周面と、下側ハンド５の孔部５１ｄ及び第１回転軸５３の内周面（貫通孔５３ａ）との間に空隙Ｓ６(以下では、「第２回転軸周り空隙Ｓ６」と称す)を形成している。また、第１回転軸５３の下端に設けた上述のプーリ５４と第２回転軸６３の外周面との間にも第２回転軸周り空隙Ｓ６は形成されている。この第２回転軸周り空隙Ｓ６は、第２回転軸６３周りに周回するリング状に形成され、且つプーリ５４の下縁から孔部５１ｄの上縁に至るまで高さ方向に延伸する。プーリ５４と、第２回転軸６３の下端に設けた上述のプーリ６４とは、高さ方向に所定の空隙（以下では、「プーリ間空隙」と称す）を介して高さ方向に並び、プーリ間空隙がプーリ５４，６４の外周側において第２アーム要素４の内部空間に連通していることから、この第２回転軸周り空隙Ｓ６は、プーリ間空隙を介して第２アーム要素４の内部空間に連通する空隙である。以下の説明では、第２回転軸周り空隙Ｓ６のうち、第２回転軸６３の外周面と第１回転軸５３の内周面（貫通孔５３ａ）との空隙を「軸間空隙Ｓ７」と称す。
【0098】
ここで、上側ハンド６と下側ハンド５との間には、図１９に示すように、各ハンド６，５の相対回転動作をスムーズに行えるように、高さ方向に所定寸法の空隙Ｓ８（以下では、「ハンド間空隙Ｓ８」と称す）が形成され、このハンド間空隙Ｓ８は、上述の第２回転軸周り空隙Ｓ６に連通する空隙である。したがって、第２回転軸６３や、プーリ６４を介して第２回転軸６３を回転自在に支持する軸受６４ａから生じる粉塵が、第２回転軸周り空隙Ｓ６からハンド間空隙Ｓ８を通じて外部（クリーンルーム内）へ放出され得る。
【0099】
そこで、本実施形態の多関節ロボット１では、軸間空隙Ｓ７を上昇する気体に含まれる粉塵がハンド間空隙Ｓ８から外部へ放出される事態を回避すべく、図１９に示すように、第１回転軸５３として、軸間空隙Ｓ７に連通し且つ第１回転軸５３の径方向に直線状に延伸する通気孔５３５を放射状に複数有するものを適用し、通気孔５３５を上述の吸引経路Ｋに連通させている。本実施形態では、図２１（同図は、第２アーム要素４の先端部４ｂのうち通気孔５３５を通る所定高さ位置で切断した状態を模式的に示す図であり、同図では第１シール部材５３ｃ及び第２シール部材４２ｃを省略している）に示すように、第１回転軸５３のうち、上述の上端側鍔部５３２に複数の通気孔５３５を形成している。周方向における通気孔５３５同士の間隔は均等であってもよいが、本実施形態では周方向においてランダムな間隔で計１１本の通気孔５３５を形成している。特に、本実施形態の第１回転軸５３では、上端側鍔部５３２の所定箇所に上述の引込孔５３ｂを形成しているため、この引込孔５３ｂを形成した領域に対して第１回転軸５３の軸心を挟んで対向する部分に形成する通気孔５３５の数を、他の領域よりも多く設定している。
【0100】
通気孔５３５を有する第１回転軸５３の回転動作によって、各通気孔５３５における気流は、第１回転軸５３の径方向に沿って内周から外周へ向かう流れになる。各通気孔５３５は、図１９に示すように、内周側において、第２回転軸６３の外周面と第１回転軸５３の貫通孔５３ａとの隙間である軸間空隙Ｓ７に連通し、外周側において、上端側鍔部５３２の突出固定部５３４に固定した第１シール部材５３ｃと先端側上カバー４２ｂとの隙間である上述の狭小空隙Ｓ５に連通している。ここで、狭小空隙Ｓ５は、第２シール部材４３ｃと先端側上カバー４２ｂとの間で形成される吸引経路Ｋの始端、つまり、リング状凹部４２ｃ４に連通している。したがって、通気孔５３５は、狭小空隙Ｓ５を介して吸引経路Ｋに連通している。そして、本実施形態の多関節ロボット１では、吸引経路Ｋの圧力を下げていることによって、軸間空隙Ｓ７から通気孔５３５を経由して狭小空隙Ｓ５に到達した気体及びその気体に含まれる粉塵を吸引経路Ｋに積極的に吸引することができる。
【0101】
このような構成を採用した本実施形態の多関節ロボット１によれば、第２アーム要素４の内部で生じる粉塵を、軸間空隙Ｓ７、通気孔５３５、狭小空隙Ｓ５、リング状凹部４２ｃ４、吸引通路４２ｃ５をこの順で流れる気体と共に吸引用貫通孔４２ｃ３（吸引ノズルＮ）に吸引することができ、上側ハンド６と下側ハンド５との間で形成されるハンド間空隙Ｓ８から外部への粉塵の放出を防止・抑制することが可能である。
【0102】
なお、上述したように、第１シール部材５３ｃと先端側上カバー４２ｂとの隙間である狭小空隙Ｓ５は、先端側上カバー４２ｂと第１回転軸５３との間に形成される第１回転軸周り空隙Ｓ２に連通している。したがって、軸間空隙Ｓ７及び通気孔５３５を経由して狭小空隙Ｓ５に到達した気体及びそれに含まれる粉塵が、第１回転軸周り空隙Ｓ２を通じて外部へ放出される事態が懸念される。しかしながら、狭小空隙Ｓ５は、吸引経路Ｋの始端であるリング状凹部４２ｃ４に連通しているため、軸間空隙Ｓ７及び通気孔５３５を経由して狭小空隙Ｓ５に到達した気体及びそれに含まれる粉塵は、吸引経路Ｋに沿って積極的に吸引され、第１回転軸周り空隙Ｓ２から粉塵が放出される事態を防止・抑制することができる。
【0103】
また、本実施形態では、軸間空隙Ｓ７に沿って上昇した気体が、通気孔５３５に向かって流れ易くするように、気体の流れ方向に沿って見た通気孔５３５の開口面積を、軸間空隙Ｓ７のうち少なくとも通気孔５３５が交差する部分における気体の流れ方向に沿って見た開口面積よりも大きく設定している。さらに、軸間空隙Ｓ７のうち、通気孔５３５が交差する部分よりも上方の部分における気体の流れ方向に沿って見た開口面積を、他の部分よりも小さく設定する（狭める）ことによって、軸間空隙Ｓ７に沿って上昇した気体が、通気孔５３５に向かってより一層流れ易くなるように構成している。
【0104】
さらにまた、本実施形態の多関節ロボット１では、ラビリンス状空隙Ｓ３及び軸間空隙Ｓ７の両方が直接又は他の空隙を通じて共通の吸引経路Ｋに連通するように構成しているため、ラビリンス状空隙Ｓ３に連通する吸引経路Ｋと、軸間空隙Ｓ７に連通する吸引経路Ｋとを別々に設ける態様と比較して、吸引経路Ｋ毎に必要な吸引ノズル及び吸引配管の組み合わせ数が１つで足りることになり、構造の簡素化を図ることができるとともに、吸引配管が増えることに起因するアーム要素４や各ハンド５，６の回転動作時の抵抗の増加や配管の引き回し処理の煩雑化を解消することが可能である。
【0105】
また、第２アーム要素４の内部において、駆動機構５Ｒ，６Ｒや軸受５４ａ，６４ａの転がりや摺動に伴って生じる粉塵、或いはプーリ５４，６４と無端ベルト５８，６８との間での摺動に伴って生じる粉塵は、駆動機構５Ｒ，６Ｒ等の駆動によって暖められた上昇気流になる気体と共に上方へ、つまりハンド５，６に向かって流れる。このような粉塵を含む気体の流れは、第２アーム要素４の先端部４ｂにおいて上述のラビリンス状空隙Ｓ３又は軸間空隙Ｓ７に進入しようとする流れとなる。このうち、第２要素４の先端部４ｂにおいて軸間空隙Ｓ７に向かう流れは、図９及び図１５に示すように、第１回転軸５３に取り付けたプーリ５４と第２回転軸６３に取り付けたプーリ６４との隙間、及び第１回転軸５３と第２回転軸６３との隙間を通過する流れになる。本実施形態では、高さ方向に対向するプーリ５４の下向き面とプーリ６４の上向き面との間の隙間、及び高さ方向に対向する第１回転軸５３の下向き面と第２回転軸６３の上向き面との間の隙間を、それぞれ部分的に狭めるラビリンス構造を採用している。
【0106】
具体的には、高さ方向に対面するプーリ５４，６４同士の間に第１ラビリンス形成部材９（Ａ）を配置し、高さ方向に対面する第１回転軸５３と第２回転軸６３との間に第２ラビリンス形成部材９（Ｂ）を配置している。各ラビリンス形成部材９（Ａ），９（Ｂ）は、ラビリンス形成部材９（Ａ），９（Ｂ）を配置する隙間において高さ方向に向かい合う面のうち相対的に上方の面（第１回転軸５３に取り付けたプーリ５４の下向き面、第１回転部材５３の下向き面）に接触する円環状の平板円環部と、平板円環部の内周縁から下方に垂下させた内周側垂下片と、平板円環部の外周縁から下方に垂下させた外周側垂下片とを一体に備えものである。このような各ラビリンス形成部材９（Ａ），９（Ｂ）を、内周側垂下片及び外周側垂下片の下端が、ラビリンス形成部材９（Ａ），９（Ｂ）を配置する隙間において高さ方向に向かい合う面のうち相対的に上方の面（第２回転軸６３に取り付けたプーリ６４の上向き面、第２回転部材６３の下向き面）に近接する位置に取り付けることによって、プーリ５４，６４の外周側から内周側に向かって延伸するプーリ５４，６４同士の隙間を部分的に狭めたり、プーリ５４，６４同士の隙間と軸間空隙Ｓ７との間に形成される隙間を部分的に狭めることができる。
【0107】
本実施形態では、各ラビリンス形成部材９（Ａ），９（Ｂ）の平板円環部に、所定ピッチで複数のネジ孔を形成し、このネジ孔に下方から挿入したボルトによって、各ラビリンス形成部材９（Ａ），９（Ｂ）を、プーリ５４や第１回転軸５３に固定している。特に、高さ方向に対向するプーリ５４の下向き面とプーリ６４の上向き面との間の隙間に配置するラビリンス形成部材９（Ａ）に関しては、このラビリンス形成部材９（Ａ）を固定するボルトによってプーリ５４を第１回転軸５３に固定することもできる。なお、各ボルトのボルト頭は、内周側垂下片及び外周側垂下片の下端よりも高い位置に収まり、径方向においてこれら内周側垂下片及び外周側垂下片によって被覆されている。したがって、各ラビリンス形成部材９（Ａ），９（Ｂ）は、スペーサとして機能するとともに、ボルトカバーとしても機能する。
【0108】
このような各ラビリンス形成部材９（Ａ），９（Ｂ）を配置することによって、第２アーム要素４の先端部４ｂにおいてプーリ５４，６４同士の隙間から軸間空隙Ｓ７に向かって気体及びそれに含まれる粉塵が流れ難くなり、結果として、軸間空隙Ｓ７を経由して上側ハンド６と下側ハンド５との間のハンド間空隙Ｓ８を通じて粉塵が外部へ放出する事態をより一層高い確率で防止・抑制することができる。
【0109】
次に、下側ハンド５，上側ハンド６、及びこれら各ハンド５，６にそれぞれ設けられる下側クランプ機構７Ａ，上側クランプ機構７Ｂについて説明する。下側ハンド５及び上側ハンド６は、原則として高さ方向における各部品の相対位置の設定が異なるのみであり、平面視した場合には部品間の位置関係はほぼ同一になっている。また、下側クランプ機構７Ａ及び上側クランプ機構７Ｂの位置関係も下側ハンド５及び上側ハンド６の位置関係に準じるものであり。そのため、以下では、上側ハンド６及び上側クランプ機構７Ｂを例にして説明を行う。
【0110】
上側ハンド６は、上述したように支持フレーム６１に対して、載置プレート６２を取り付けたものとなっている。支持フレーム６１は、フレーム底部Ｆ１と、フレーム底部Ｆ１から立ち上がり且つ後述するクランプ機構７Ｂの構成パーツを収容可能な内部空間６Ｓとハンド６の外部との境界部分を形成する境界壁Ｆ２と、載置プレート６２のうち後端部に形成した切欠部６２１によって二股状となっている後端突出部６２２が嵌合可能な嵌合凹部（図示省略）とを備えたものである。
【0111】
図２２に示すように、境界壁Ｆ２は、幅方向（同図における矢印ｘ方向）に沿って直線状に延伸する前方境界壁Ｆ３と、前方境界壁Ｆ３の両側縁から後方に延伸する側方境界壁Ｆ４と、側方境界壁Ｆ４の後端同士を結ぶ平面視部分円弧状の後方境界壁Ｆ５とによって構成され、これらを相互に連続させている。このような周回する境界壁Ｆ２の上端部には、カバー６１ａが嵌合可能な凹段部Ｆ６を形成し、この凹段部Ｆ６にカバー６１ａを嵌合さえて取り付けることによって、内部空間６Ｓを上方から被覆することができる。
【0112】
本実施形態の多関節ロボット１は、支持フレーム６１の嵌合凹部に載置プレート６２の後端突出部６２２を嵌合させて固定した状態において、図２２に示すように、境界壁Ｆ２のうち前方境界壁Ｆ３の幅方向中央部分が載置プレート６２の切欠部６２１に臨み、支持フレーム６１と載置プレート６２との間に、前方境界壁Ｆ３及び切欠部６２１によって前後方向（同図に示すｙ方向）及び幅方向（同図に示すｘ方向）が包囲されて高さ方向にのみ開口する可動部ブロック移動用空隙７Ｓを形成している。可動部ブロック移動用空隙７Ｓは、ハンド５の外部であるクリーンルーム内に開放されている空隙である。なお、以下の説明における前後方向又は後述する進退方向は、図２２に示す矢印ｙ方向を意味し、幅方向は、同図に示す矢印ｘ方向を意味する。図２４以降の各図にもこれらｗ方向，ｙ方向を矢印で示している。
【0113】
また、本実施形態の多関節ロボット１は、載置プレート６２のうち、切欠部６２１よりも僅かに前方に寄った部分と、二股状に分かれた先端側の部分とにそれぞれ２つずつ、合計４つ設けた固定ブロック７１を配置している（図２２参照）。４つの固定ブロック７１は、協働して１つのウェーハＷを載置可能なワーク載置台として機能する。各固定ブロック７１は、上向き面にテーパ面７１ａを有し、テーパ面７１ａがウェーハＷの中心方向に向かって漸次低くなる傾斜面となる姿勢で配置されている。載置プレート６２の先端側に設けた固定ブロック７１の上向き面には、載置プレート６２の後端（基端）側に設けた固定ブロック７１の上向き面よりも高く設定され且つテーパ面７１ａよりもウェーハＷの中心から遠い位置に段差部７１ｂを設けている。各段差部７１ｂは、それぞれテーパ面７１ａに連続するものであり、次に説明する可動ブロック７２に押圧されて先端側に移動するウェーハＷの周縁が当たるように構成されている。
【0114】
上側クランプ機構７Ｂは、固定ブロック７１上に載置されたウェーハＷを固定ブロック７１と協働して保持するものである。本実施形態のクランプ機構７Ｂは、上述した境界壁Ｆ２の前端部のうち幅方向中央部分が臨む可動部ブロック移動用空隙７Ｓの内部に配置されて上側ハンド６の長手方向に沿って進退移動可能な可動ブロック７２を備えている。本実施形態では、この可動ブロック７２の進退移動経路の延長線上に、４つの固定ブロック７１同士を結ぶ仮想直線で規定される矩形の中心、つまりウェーハＷの中心が一致するように設定している。
【0115】
可動ブロック７２は、図２３に示すように、前端部の下向き面に、ウェーハＷの中心方向に向かって漸次高くなるテーパ面７２ａを備えている。可動ブロック７１は、４つの固定ブロック７１上に載置したウェーハＷに接触し得ない退避位置と、退避位置よりもウェーハＷの中心方向に向かって前進した前進位置との間で移動可能に設定されている。そして、退避位置にある可動ブロック７１を、載置プレート６２の先端側に設けた２つの固定ブロック７１の段差部７１ｂにウェーハＷの縁部が当接するまで前進させて、可動ブロック７２のテーパ面７２ａでウェーハＷを押しながら移動させることによって、上側ハンド６上におけるウェーハＷの相対位置を精密に調整することができるとともに、可動ブロック７２のテーパ面７２ａによって、ウェーハＷを下方に押しつけつつウェーハＷを安定した状態で保持することができる。
【0116】
上側クランプ機構７Ｂは、図２２及び図２４（図２４は図２２の要部拡大図である）に示すように、可動部ブロック移動用空隙７Ｓにおいて可動ブロック７２を支持する可動ブロック支持部材７３Ｂと、先端部を可動ブロック支持部材７３Ｂに連結したロッド７４と、支持フレーム６１の内部空間６Ｓにおいてロッド７４の後端部を支持するロッド支持部材７５Ｂと、先端部でロッド支持部材７５Ｂを支持し且つハンド６の長手方向（延在方向）に沿って直動自在とされたスライドガイド７６と、先端部にスライドガイド７６が取り付けられたシリンダ軸７７ａを有するシリンダ７７とを備えている。
【0117】
ロッド７４は、支持フレーム６１が有する境界壁Ｆ２のうち前方境界壁Ｆ３の幅方向中央部分であって且つ可動部ブロック移動用空隙７Ｓに臨む部分を貫通するような姿勢で配置される。本実施形態の上側クランプ機構７Ｂは、左右一対のロッド７４を備えている。
【0118】
各ロッド７４の先端部に取り付けられる可動ブロック支持部材７３Ｂと、各ロッド７４の後端部に取り付けられるロッド支持部材７５Ｂは、相互に平行となる姿勢で配置されている。また、スライドガイド７６の直動方向及びロッド７４の長手方向が、シリンダ軸７７ａの動作中心線７７ｂと平行となるように設定している。シリンダ軸７７ａの動作中心線７７ｂは、ハンド６の長手方向に対して平行である。
【0119】
上側クランプ機構７Ｂを構成する上述の各部品のうち、可動ブロック７２及び可動ブロック支持部材７３Ｂは、可動部ブロック移動用空隙７Ｓに配置され、ロッド支持部材７５Ｂ、スライドガイド７６及びシリンダ７７は支持フレーム６１の内部空間６Ｓに配置されて、ロッド７４は、支持フレーム６１の内部空間６Ｓから前方境界壁Ｆ３を通過して可動部ブロック移動用空隙７Ｓに至る領域に配置されている。
【0120】
本実施形態では、シリンダ７７としては、図２２に示すように、圧力媒体としての圧縮空気によって作動する単動式のものを適用し、配線配管ＣＴ（６）を通じて図示しない供給源より圧縮空気を供給することによって、シリンダ軸７７ａが引き込まれ（後退し）、圧縮空気を排出することでシリンダ軸７７が突出（前進）するようになっている。そのため、シリンダ７７に圧縮空気を供給した状態から排出状態へと移行してシリンダ軸７７ａを突出（前進）させることで、スライドガイド７６、ロッド支持部材７５Ｂ、ロッド７４，７４、可動ブロック支持部材７３Ｂ、及び可動ブロック７２がウェーハＷの中心に向かって一体に前進し、前進位置に位置付けられる可動ブロック７２のテーパ面７１ａと、載置プレート６２の先端側に設けた固定ブロック７１の段差部７１ｂとによってウェーハＷを把持した状態で保持することが可能となっている。
【0121】
また、シリンダ７７に圧縮空気を供給してシリンダ軸７７ａを引き込む（後退させる）ことで、スライドガイド７６、ロッド支持部材７５Ｂ、ロッド７４，７４、可動ブロック支持部材７３Ｂ、及び可動ブロック７２がウェーハＷの中心から離れる方向に向かって一体に移動（後退）し、可動ブロック７２がウェーハＷに接触しない退避位置に移動することで、ウェーハＷの保持状態を解除することができる。
【0122】
このように、本実施形態では、圧縮空気の供給がない場合にウェーハＷの保持を行うように設定していることから、圧縮空気の供給が予期せず停止された場合であっても、不意にウェーハＷの保持が解除される危険が生じないように設定している。また、本実施形態の上側ハンド６は、駆動するシリンダ軸７７ａの進退移動距離を把握すべく、センサを支持フレーム６１の内部に配置している。具体的には、シリンダ軸７７ａと一体に進退移動するスライドガイド７６に、板状の被センシング部材７６ａを固定し、この被センシング部材７６ａが通過する位置に配置した位置センサ７６ｂによって、被センシング部材７６ａの通過（存在の有無）を検知することで、シリンダ軸７７ａの進退移動状況を把握することができるように設定している。これらセンサ７６ｂの配線配管ＣＴ（６）や、シリンダ７７に圧縮空気を給気したり、排気するための配線配管ＣＴ（６）は、上側ハンド６に付帯する配線配管であり、上述したように、第２回転軸６３の軸心に形成した貫通孔６３ａを経由して第２アーム要素４の内部空間に引き出されて、その後適宜の場所まで引き回されている。なお、図２２では一部の上側ハンド配線配管ＣＴ（６）を省略している。また、本実施形態では、ロッド支持部材７５Ｂの進退移動を案内するガイドレール７Ｇａと、スライドガイド７６の進退移動を案内するガイドレール７Ｇｂとを支持フレーム６１の内部空間６Ｓに設けている。
【0123】
そして、本実施形態の多関節ロボット１では、図２４乃至図２６（図２５は図２４の一部拡大図であり、図２６は上側ハンド６の一部を所定の高さ位置で切断した状態の斜視図である）に示すように、境界壁Ｆ２のうち進退動作可能なロッド７４が通過する領域を空洞（第１空洞部ＦＳ１）に設定し、この第１空洞部ＦＳ１においてロッド７４の進退方向（図２４に示す矢印Ｙ方向）に所定距離隔てて一対のシールド部材Ｄ１，Ｄ２を配置している。具体的には、前方境界壁Ｆ３に第１空洞部ＦＳ１を形成し、第１空洞部ＦＳ１の前端側及び後端側にそれぞれ別体のシールド部材Ｄ１，Ｄ２を圧入して取り付けている。各シールド部材Ｄ１，Ｄ２には、ロッド７４が挿通可能なロッド挿通孔Ｄ１１，Ｄ２１を形成している。各ロッド挿通孔Ｄ１１，Ｄ２１の開口径は、ロッド７４の直径よりも僅かに大きく設定され、ロッド７４の進退移動時にロッド挿通孔Ｄ１１，Ｄ２１に対してロッド７４が摺動する。本実施形態で用いる各シールド部材Ｄ１，Ｄ２は、耐食性に優れたものであり、ロッド挿通孔Ｄ１１，Ｄ２１に対するロッド７４の摺動に起因する発塵を防止・抑制することができる。
【0124】
本実施形態のクランプ機構７Ｂは、左右一対のロッド７４を備えたものであるため、境界壁Ｆ２（前方境界壁Ｆ３）に、前後方向に貫通する第１空洞部ＦＳ１をロッド７４と同数、すなわち２つ形成している。本実施形態の上側ハンド６は、各第１空洞部ＦＳ１の前端側及び後端側にそれぞれ別体のシールド部材Ｄ１，Ｄ２を圧入して取り付け、各第１空洞部ＦＳ１のうち前後方向に離間して設けたシールド部材Ｄ１，Ｄ２によって仕切られるシールド空間ＤＳを形成している。本実施形態の各シールド部材Ｄ１，Ｄ２は、第１空洞部ＦＳ１に対して幅方向に隙間無く嵌合する本体部と、本体部の幅寸法よりも大きい幅寸法に設定した側方突出部Ｄ１２，Ｄ２２とを有するものである。
【0125】
本実施形態では、このような平面視Ｔ字状をなす各シールドＤ１，Ｄ２に対応させて、境界壁Ｆ２（前方境界壁Ｆ３）のうち第１空洞部ＦＳ１に連続する部分に、シールド部材Ｄ１，Ｄ２の側方突出部Ｄ１２，Ｄ２２が嵌合可能な側方凹部ＦＳ３を形成し、側方凹部ＦＳ３に各シールド部材Ｄ１，Ｄ２の側方突出部Ｄ１２，Ｄ２２を嵌合させることによって、第１空洞部ＦＳ１に装着したシールド部材Ｄ１，Ｄ２が第１空洞部ＦＳ１で前後方向や幅方向にふらつく事態を規制することができ、第１空洞部ＦＳ１に対する各シールド部材Ｄ１，Ｄ２の良好な取付状態を確保することができる。
【0126】
そして、本実施形態の上側ハンド６は、シールド空間ＤＳから支持フレーム６１の内部空間６Ｓに連通し負圧とされた通気路Ｖを備え、通気路Ｖを通じてシールド空間ＤＳを吸引可能に構成している。通気路Ｖは、入口がシールド空間ＤＳに開口し、出口が境界壁Ｆ２によって囲まれる支持フレーム６１の内部空間６Ｓに開口するものであり、出口に接続した配管ノズル及び配線配管（何れも図示省略）を通じて所定の吸引先に吸引可能なものである。本実施形態の上側ハンド６は、境界壁Ｆ２に、左右一対のシールド空間ＤＳを相互に連通させる第２空洞部ＦＳ２を形成している。したがって、これら左右一対のシールド空間ＤＳは、第２空洞部ＦＳ２を介して相互に連通する空間となり、これら２つのシールド空間ＤＳを共通の通気路Ｖによって吸引することが可能である。本実施形態では、何れか一方のシールド空間ＤＳに入口が開口する（臨む）単一の通気路Ｖを境界壁Ｆ２に設けている。
【0127】
本実施形態の上側ハンド６は、境界壁Ｆ２に、何れか一方のシールド空間ＤＳ及び支持フレーム６１の内部空間６Ｓに連通する平面視Ｌ字状の第３空洞部を形成し、この第３空洞部に、通気路Ｖを有する吸引用ブロックＶ１を嵌め込んで取り付けている。本実施形態では、ロッド７４の進退方向に延伸するように吸引用ブロックＶ１の内部に形成した吸引孔Ｖ２と、平面視においてロッド７４の進退方向と直交する方向（幅方向）に延伸するように吸引用ブロックＶ１に形成した溝状の吸引溝Ｖ３とによって通気路Ｖを構成している。吸引孔Ｖ２は、単独で管状の通気路Ｖ（の一部）を形成するものである一方、吸引溝Ｖ３は、境界壁Ｆ２の第３空洞部に吸引用ブロックＶ１を嵌めて取り付けた状態で対面する境界壁Ｆ２と協働して管状の通気路Ｖ（の一部）を形成するものである。本実施形態では、吸引溝Ｖ３がシールド空間ＤＳに連通し、吸引用ブロックＶ１が支持フレーム６１の内部空間６Ｓに連通している。
【0128】
そして、通気路Ｖのうち支持フレーム６１の内部空間６Ｓに連通する出口に、吸引ノズル及び吸引ノズルに接続した吸引配管（何れも図示省略）を配置して、これら吸引ノズル及び吸引配管を介して、通気路Ｖ、及び通気路Ｖの入口に通じる空間、つまりシールド空間ＤＳの圧力を下げて、通気路Ｖに通じるシールド空間ＤＳ内の気体を吸引して、その気体及び気体に含まれる粉塵を上述した吸引部３１ｂ２（図４参照）と同一の所定の排出先、つまり、クリーンルームのクリーン度に悪影響を与えない場所へと排出できるように構成している。
【0129】
したがって、各クランプ機構７を構成するロッド７４が進退移動する場合に摺動部分となるロッド７４及び各シールド部材のロッド挿通孔Ｄ１１，Ｄ２１から粉塵が生じたり、シールド空間ＤＳを仕切るシールド部材Ｄ１，Ｄ２のうち相対的に支持フレーム６１に近い方のシールド部材Ｄ２（後端側のシールド部材Ｄ２）のロッド挿通孔Ｄ２１を通じて支持フレーム６１の内部空間６Ｓからシールド空間ＤＳに粉塵が進入した場合であっても、シールド空間ＤＳの気体及びそれに含まれる粉塵を、通気路Ｖを通じて所定の排出先に排出することができ、シールド部材Ｄ１，Ｄ２のうち相対的に支持フレーム６１から遠い方のシールド部材Ｄ１（前端側のシールド部材Ｄ１）のロッド挿通孔Ｄ１１を通じて粉塵が可動部ブロック移動用空隙７Ｓ、つまりハンド５の外部（クリーンエリア内）に放出される事態を防止・抑制することができる。
【0130】
特に、本実施形態では、ロッド７４の本数に対応させて形成した複数のシールド空間ＤＳ同士を第２空洞部ＦＳ２によって相互に連通させ、各シールド空間ＤＳに対して共通の通気路Ｖを通じて吸引することができ、各シールド空間ＤＳを吸引するための通気路をシールド空間ＤＳ毎に個別に設ける態様と比較して、構造の簡素化及び低コスト化を図ることができるとともに、少なくとも通気路と同数分必要な吸引配管が増加することに伴うデメリット、吸引配管同士の絡まりや接触に起因する発塵を防止・抑制することができる。
【0131】
本実施形態の多関節ロボット１では、図２３に示すように、上側ハンド６を構成する支持フレーム６１及び載置プレート６２の下面６１ｂ，６２ｂ同士を略同一平面となるように設定する一方で、下側ハンド５における載置プレート５２の下面５２ｂが、その載置プレート５２を支持する支持フレーム５１の下面５１ｂに対して、上方にオフセットされて支持フレーム５１の厚み方向中心よりも上側に位置するようになっている。そのため、下側ハンド５における載置プレート５２と、上側ハンド６における載置プレート６２とは、ハンド５，６の相対回転時においても互いに干渉することがない範囲で、高さ方向に近接して配置されている。
【0132】
また、下側ハンド５，上側ハンド６における各クランプ機構７Ａ，７Ｂの構成要素は同一であるものの、可動ブロック支持部材７３Ｂ，７３Ｂ及びロッド支持部材７５Ａ，７５Ｂの形状が異なることで、支持フレーム５１，６１に対する載置プレート５２，６２の高さ位置の相違に対応することが可能となっている。
【0133】
具体的には、まず、各ハンド５，６におけるシリンダ７７，７７は、支持フレーム５１，６１のうちフレーム底部Ｆ１，Ｆ１の上面のほぼ同一の位置に設けられている。同様に、シリンダ７７，７７のシリンダ軸７７ａ，７７ａに接続されるスライドガイド７６，７６も、フレーム底部Ｆ１の上面に対してほぼ同じ高さ位置に設けられている。
【0134】
下側ハンド５のクランプ機構７Ａを構成するロッド支持部材７５Ａにおいては、シリンダ７７の動作中心線７７ｂよりも上方の位置でロッド７４と接続されている。また、このロッド７４に接続される可動ブロック支持部材７３Ａは、可動ブロック７２の重心位置がロッド７４よりも上方となる位置で可動ブロック７２を支持するように設定されている。そのため、下側ハンド５においてはシリンダ７７の動作中心線７７ｂよりも、可動ブロック７２の重心位置を上方に設定することが可能となっている。こうすることで、載置プレート５２を支持フレーム５１に対して上方にオフセットした位置としても、これに対応してクランプ機構７Ａを構成することが可能となっている。
【0135】
他方、上側ハンド６のクランプ機構７Ｂを構成するロッド支持部材７５Ｂにおいては、シリンダ７７の動作中心線７７ｂよりも下方の位置でロッド７４と接続されている。また、このロッド７４に接続される可動ブロック支持部材７３Ｂは、可動ブロック７２の重心位置がロッド７４よりも下方となる位置で可動ブロック７２を支持するように設定されている。そのため、上側ハンド６においてはシリンダ７７の動作中心線７７ｂよりも、可動ブロック７２の重心位置を下方に設定することが可能となっている。こうすることで、載置プレート６２を支持フレーム６１の下面６１ｂとほぼ同一の高さ位置にある場合であっても、これに対応してクランプ機構７Ｂを構成することが可能となっている
【0136】
各クランプ機構７Ａ，７Ｂにおいて、シリンダ７７の動作中心線７７ｂと、可動ブロック７２の重心位置を高さ方向に異ならせ、この重心位置近傍でウェーハＷの側面（周縁）に可動ブロック７２が当接するように設定した場合、ウェーハＷの保持に際してモーメントが作用することになる。こうしたモーメントは、スライドガイド７６によって吸収することができるため、シリンダ７７から可動ブロック７２までの間に接続される各部に対し負担を生じさせることがなく、位置決め精度を向上することも可能となっている。
【0137】
このようなクランプ機構７Ａ，７Ｂを採用したことによって、ウェーハＷの重量増加に対応してシリンダ７７の大型化を図った場合でも、支持フレーム５１，６１の内部にシリンダ７７をはじめとしたクランプ機構７Ａ，７Ｂの主要部を収容させつつ、好適なウェーハＷの保持力を得ることができるとともに、載置プレート５２，６２を上下方向に近接させて配置することができるようになっている。そのため、この載置プレート５２，６２を用いて保持するウェーハＷ同士の間隔を小さくすることができ、ウェーハＷの搬送や交換に要する時間を短縮することが可能となる。また、載置プレート５２，６２により保持されるウェーハＷ同士の間隔の減少に伴って、搬送ラック内に収容するウェーハＷのピッチを減少することが許容される場合には、同一の搬送ラックであればウェーハＷの収容枚数を増加させることが可能となる。さらには、同一の収容枚数を維持する場合には搬送ラック全体の上下寸法を小さくし、これに対応させて多関節ロボット１全体の昇降ストロークを小さくすることで、ウェーハＷの移動に要する時間をさらに短縮させるとともに、装置全体を小型化して設置スペースを低減することも可能となる。
【0138】
上記のように構成した本実施形態の多関節ロボット１は、図示しない制御装置を用いることで、ベース２に対する下側ハンド５及び上側ハンド６の位置及び向き、並びに、ウェーハＷの保持及び保持の解除を行うことが可能とされている。
【0139】
すなわち、図２乃至図４に示すように、昇降機構２Ｅを構成するモータ２６の制御を行うことによって、ボールネジ２４を駆動させ、固定ベース２Ａに対して可動ベース２Ｂを昇降させることが可能となっている。また、駆動機構３Ｒを構成するモータ３７の制御を行うことで、可動ベース２Ｂに対して第１アーム要素３を回転させるとともに、駆動機構４Ｒを構成するモータ４６の制御を行うことで、第１アーム要素３に対して第２アーム要素４を回転させることが可能となっている。さらには、駆動機構５Ｒを構成するモータ５６及び駆動機構６Ｒを構成するモータ６６の制御を行うことで、第２アーム要素４に対して第３アーム要素としての下側ハンド５及び上側ハンド６を回転させることが可能となっている。加えて、下側ハンド５及び上側ハンド６が備えるクランプ機構７Ａ，７Ｂを構成するシリンダ７７，７７に対して圧縮空気を非供給とする、すなわち圧縮空気の排除を行うことにより、ウェーハＷの保持を行うとともに、圧縮空気を供給することでウェーハＷの保持解除を行うが可能となっている。
【0140】
こうした動作を行うことによって、ハンド５，６により保持したウェーハＷを所定の位置より他の位置へと移送させたり、所定の位置にあるウェーハＷの交換を行ったりすることが可能となっている。
【0141】
そして、下側ハンド５にも、上側ハンド６に準じた粉塵放出対策を講じている。具体的には、図２７に示すように、境界壁Ｆ２のうち進退動作可能なロッド７４が通過する領域に第１空洞部ＦＳ１を形成し、この第１空洞部ＦＳ１に、ロッド７４の進退方向に所定距離隔てて配置した一対のシールド部材Ｄ１，Ｄ２によって、第１空洞部ＦＳ１をさらに小さく仕切るシールド空間ＤＳを形成している。本実施形態の下側クランプ機構７（Ａ）もまた、左右一対のロッド７４を備えたものであるため、境界壁Ｆ２（前方境界壁Ｆ３）に、第１空洞部ＦＳ１をロッド７４と同数、すなわち２つ形成し、各第１空洞部ＦＳ１にそれぞれ前後一対のシールド部材Ｄ１，Ｄ２を取り付けて、ロッド７４と同数のシールド空間ＤＳを形成している。各シールド部材Ｄ１，Ｄ２には、ロッド挿通孔Ｄ１１，Ｄ２１が形成されている。
【0142】
シールド部材Ｄ１，Ｄ２として側方突出部Ｄ１２，Ｄ２２を有するものを適用している点、境界壁Ｆ２（前方境界壁Ｆ３）のうち第１空洞部ＦＳ１に連続する部分に側方突出部Ｄ１２，Ｄ２２が嵌合可能な側方凹部ＦＳ２を形成している点、境界壁Ｆ２に形成した第２空洞部ＦＳ２によって左右一対のシールド空間ＤＳを相互に連通させている点、第２空洞部ＦＳ２を介して相互に連通するシールド空間ＤＳを共通の通気路Ｖによって吸引する点、及び境界壁Ｆ２に何れか一方のシールド空間ＤＳ及び支持フレーム５１の内部空間５Ｓに連通する平面視Ｌ字状の第３空洞部に、通気路Ｖを有する吸引用ブロックＶ４を嵌め込んで取り付けている点、これらの構成も上側ハンド６と同様に、または上側ハンド６に準じて下側ハンド５に採用している。なお、下側ハンド５に設ける吸引用ブロックＶ４は、平面視においてロッド７４の進退方向と直交する方向（幅方向）に延伸してシールド空間ＤＳに直接連通する吸引孔Ｖ５と、ロッド７４の進退方向に延伸して支持フレーム５１の内部空間５Ｓに連通する吸引孔Ｖ６とによって通気路Ｖを形成している。
【0143】
そして、通気路Ｖのうち支持フレーム５１の内部空間５Ｓに連通する出口に、吸引ノズル及び吸引ノズルに接続した吸引配管（何れも図示省略）を配置して、これら吸引ノズル及び吸引配管を介して、通気路Ｖ、及び通気路Ｖの入口に通じる空間、つまりシールド空間ＤＳの圧力を下げて、通気路Ｖに通じるシールド空間ＤＳ内の気体を吸引して、その気体及び気体に含まれる粉塵を上述した吸引部３１ｂ２（図４参照）と同一の所定の排出先、つまり、クリーンルームのクリーン度に悪影響を与えない場所へと排出できるように構成している。
【0144】
したがって、ロッド７４が進退移動する場合に摺動部分となるロッド７４及び各シールド部材のロッド挿通孔Ｄ１１，Ｄ２１から粉塵が生じたり、後端側のシールド部材Ｄ２に形成したロッド挿通孔Ｄ２１を通じて支持フレーム５１の内部空間５Ｓからシールド空間ＤＳに粉塵が進入した場合であっても、シールド空間ＤＳの気体及びそれに含まれる粉塵を、通気路Ｖを通じて所定の排出先に排出することができ、シールド部材Ｄ１，Ｄ２のうち前端側のシールド部材Ｄ１に形成しているロッド挿通孔Ｄ１１を通じて粉塵が外部（クリーンエリア内）に放出される事態を防止・抑制することができる等、上述の上側ハンド６に関する説明で列挙した作用効果を得ることができる。
【0145】
このように、本実施形態に係る多関節ロボット１は、支持フレーム５１，６１の内部空間５Ｓ，６Ｓとハンド５，６の外部との境界部分である境界壁Ｆ２に、一対のシールド部材Ｄ１，Ｄ２によって仕切られたシールド空間ＤＳを形成し、シールド空間ＤＳ及びハンド５，６の内部空間５Ｓ，６Ｓに連通して負圧とされた通気路Ｖを通じてシールド空間ＤＳを吸引可能に構成しているため、ハンド５，６の内部空間５Ｓ，６Ｓからハンド５，６の外部に亘る領域に配置されるロッド７４を、各シールド部材Ｄ１，Ｄ２に形成した挿入孔Ｄ１１，Ｄ２１に挿入させることで、ロッド７４の進退移動をスムーズに行える構造を確保しつつ、ハンド５，６の内部空間５Ｓ，６Ｓからハンド５，６の外部に通じる空間となる挿入孔Ｄ１１，Ｄ２１とロッド７４との隙間をシールド空間ＤＳに連通させ、このシールド空間ＤＳ、具体的には一対のシールド部材Ｄ１，Ｄ２によって仕切られた狭い空間であるシールド空間ＤＳを効率良く通気路Ｖを通じて吸引することができ、支持フレーム５１，６１の内部空間５Ｓ，６Ｓからシールド空間ＤＳに到達した粉塵や、ロッドの進退移動時に摺動部分となる挿入孔Ｄ１１，Ｄ２１及びロッド７４挿通孔で生じた粉塵を、シールド空間ＤＳから通気路Ｖに吸引して、支持フレーム５１，６１の内部空間５Ｓ，６Ｓからハンド５，６の外部、特にウェーハＷの周辺に粉塵が放出される事態を防止・抑制することができる。
【0146】
さらに、本実施形態に係る多関節ロボット１は、ロッド７４のうちシールド空間ＤＳに存在する部分を、進退移動時に他の部材に対して摺動しない部分にすることができるため、例えば、境界壁Ｆ２のうちロッド７４の通過領域全体に挿入孔を形成し、この挿入孔にロッドを挿入する構成と比較して、進退移動時における摺動領域の低減化を図ることができ、摺動に起因する発塵自体を抑制できるという効果も奏する。
【0147】
特に、本実施形態に係る多関節ロボット１では、クランプ機構７Ａ，７Ｂとして、ロッドを複数（図示例では２本）備えたものを適用し、境界壁Ｆ２に、ロッドと同数の第１空洞部ＦＳ１を形成して、各第１空洞部ＦＳ１にそれぞれ一対のシールド部材Ｄ１，Ｄ２を配置することで複数のシールド空間ＤＳを形成するとともに、これら各シールド空間を相互に連通させる第２空洞部ＦＳ２を形成している。このような構成を採用することによって、第２空洞部ＦＳ２を通じて相互に連通する複数のシールド空間ＤＳを共通の通気路Ｖを通じて吸引することが可能になり、シールド空間ＤＳ毎に通気路を個別に設定する構成と比較して、構造の単純化を図ることができるとともに、吸引に要するパーツ（吸引ノズルや吸引配管）の数を最小限に抑えることができ、コスト面においても有利である。
【0148】
加えて、本実施形態に係る多関節ロボット１は、第２アーム要素４の先端部に上側ハンド６及び下側ハンド５を高さ方向に略平行に設けているため、ワンハンドタイプのウェーハ搬送ロボットと比較して、ウェーハ搬送処理能力を高めることができる。そして、各ハンド５，６に上述の粉塵放出対策を講じているため、各ハンド５，６の内部（支持フレーム５１，６２の内部５Ｓ，６Ｓ）から各ハンド５，６の外部に粉塵が放出される事態を防止・抑制することができる。
【0149】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、シールド部材の形状やサイズは、境界壁に形成する第１空洞部の開口形状やサイズに応じて適宜変更することができる。したがって、シールド部材の平面視形状も、上述の平面視Ｔ字形状に限らず、Ｉ字形状、Ｌ字形状、十字形等、どのような形状であっても構わない。また、弾性を有する素材からシールド部材を形成し、このようなシールド部材を弾性変形させた状態で第１空洞部に一旦挿入して、挿入後にシールド部材自体の弾性復帰力を利用して第１空洞部に密着するように設定してもよい。
【0150】
また、上述の実施形態では、境界壁に形成した第３空洞部に、通気路を有する吸引用ブロックを取り付けることで、支持フレームの内部空間及びシールド空間に連通する通気路を実現する態様を例示したが、加工が可能であれば、境界壁に通気路を直接形成する態様を採用することもできる。
【0151】
ロッドが３本以上の場合には、ロッドと同数の第１空洞部を境界壁に形成し、各第１空洞部にそれぞれ配置した一対のシールド部材によって仕切られた各シールド空間同士を１又は複数の第２空洞部によって連通させ、これら相互に連通する複数のシールド空間を共通の通気路を通じて吸引可能に構成すればよい。
【0152】
なお、本発明は、複数のシールド空間をそれぞれ個別の通気路によって吸引可能に構成する態様を積極的に排除するものではない。
【0153】
ロッドが１つである場合には、第１空洞部も１つで足り、この第１空洞部に配置した一対のシールド部材によって仕切られたシールド空間を、通気路を通じて吸引できるように構成すればよい。
【0154】
また、通気路は管状であることが好ましく、通気路の平面視形状が、上述のＬ字形状以外の形状であっても構わない。
【0155】
シールド部材は、例えば、耐摩耗性、耐薬品性、耐熱性に優れた素材で形成されていることが好ましく、具体的には、芳香族、特にポリエーテルケトンが好ましく、また、全芳香族、なかでもポリイミド等が好ましいが、これらの素材以外の素材から形成したシールド部材を適用することも可能である。
【0156】
また、アーム要素の数を適宜増減させたり、ハンドの数を適宜増減させるように変更して構成することも可能である。
【0157】
また、本発明に係る多関節ロボットを、ウェーハ以外の物品をワークとして取り扱うロボットとすることも可能である。
【0158】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【0159】
１…多関節ロボット（ワーク搬送ロボット）２…ベース
３…第１アーム要素
４…第２アーム要素
５，６…ハンド（下側ハンド，上側ハンド）
５１，６１…支持フレーム
５２，６２…載置プレート
７Ａ，７Ｂ…クランプ機構
７４…ロッド
Ｄ１，Ｄ２…シールド部材
Ｄ１１，Ｄ２１…挿通孔
ＤＳ…シールド空間
Ｆ２…境界壁
ＦＳ１…第１空洞部
ＦＳ２…第２空洞部
Ｖ…通気路
Ｗ…ウェーハ（ワーク）