特開 2023-54398 産業用ロボットおよび製造システム

(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】P2023054398

(43)【公開日】2023-04-14

(54)【発明の名称】産業用ロボットおよび製造システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/06 20060101AFI20230407BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20230407BHJP

【ＦＩ】

B25J9/06 D

H01L21/68 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021163212

(22)【出願日】2021-10-04

(71)【出願人】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 一樹

(72)【発明者】

【氏名】志村 芳樹

(72)【発明者】

【氏名】矢澤 隆之

【テーマコード（参考）】

3C707

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C707AS25

3C707BS15

3C707BS26

3C707CY27

3C707HS27

3C707HT02

3C707HT26

3C707HT40

3C707NS12

5F131AA03

5F131BA33

5F131CA17

5F131CA37

5F131CA55

5F131DA33

5F131DA42

5F131DB04

5F131DB52

5F131DB54

5F131DB58

5F131DB76

5F131DB92

5F131JA12

5F131JA33

(57)【要約】

【課題】真空中で搬送対象物を搬送する産業用ロボットにおいて、汎用性を高めることが可能で、かつ、真空領域と大気領域との境界部分のシール構造を簡素化することが可能な産業用ロボットを提供する。
【解決手段】産業用ロボット１は、２個のハンド８、９と、ハンド８、９のそれぞれが回動可能に連結される２個の先端側アーム部１３、１４と２個の先端側アーム部１３、１４が回動可能に連結される共通アーム部１５とを有するアーム１０と、共通アーム部１５が先端側に回動可能に連結されるスイングアーム１１と、スイングアーム１１の基端側が回動可能に連結される本体部１２と、スイングアーム１１に対してアーム１０を伸縮させてハンド８、９を水平方向に直線的に移動させるとともにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させるアーム駆動機構と、本体部１２に対してスイングアーム１１を回動させるスイングアーム駆動機構とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送対象物が搭載される２個のハンドと、上下方向を回動の軸方向として２個の前記ハンドのそれぞれが先端側に回動可能に連結される２個の先端側アーム部と上下方向を回動の軸方向として２個の前記先端側アーム部の基端側が回動可能に連結される共通アーム部とを有するアームと、上下方向を回動の軸方向として前記共通アーム部が先端側に回動可能に連結されるスイングアームと、上下方向を回動の軸方向として前記スイングアームの基端側が回動可能に連結される本体部と、前記スイングアームに対して前記アームを伸縮させて前記ハンドを水平方向に直線的に移動させるとともに前記スイングアームに対して前記共通アーム部を回動させるアーム駆動機構と、前記本体部に対して前記スイングアームを回動させるスイングアーム駆動機構とを備えることを特徴とする産業用ロボット。

【請求項2】

２個の前記ハンドのうちの一方の前記ハンドを第１ハンドとし、他方の前記ハンドを第２ハンドとし、前記第１ハンドが連結される前記先端側アーム部を第１先端側アーム部とし、前記第２ハンドが連結される前記先端側アーム部を第２先端側アーム部とすると、
前記アーム駆動機構は、前記共通アーム部に対して前記第１先端側アーム部を回動させるとともに前記第１先端側アーム部に対して前記第１ハンドを回動させる第１駆動機構と、前記共通アーム部に対して前記第２先端側アーム部を回動させるとともに前記第２先端側アーム部に対して前記第２ハンドを回動させる第２駆動機構と、前記スイングアームに対して前記共通アーム部を回動させる第３駆動機構とを備えることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。

【請求項3】

請求項２に記載の産業用ロボットと、上下方向から見たときの形状が長方形状または正方形状となるトランスファーチャンバーとを備え、
前記ハンド、前記アームおよび前記スイングアームは、前記トランスファーチャンバーの内部に配置され、
上下方向から見たときに長方形状または正方形状をなす前記トランスファーチャンバーの一辺に平行な方向を第１方向とし、前記ハンドの基端から前記ハンドの先端に向かう方向をハンド長手方向とし、前記本体部に対する前記スイングアームの回動中心をアーム回動中心とすると、
前記スイングアームが回動するときに、前記第１駆動機構および前記第２駆動機構は停止しており、
前記スイングアームの先端側が前記アーム回動中心よりも前記第１方向の一方側に配置されている状態、または、前記スイングアームの先端側が前記アーム回動中心よりも前記第１方向の他方側に配置されている状態で前記スイングアームが回動するときに、前記ハンド長手方向が前記第１方向に対して傾いているとともに、前記第３駆動機構は、前記ハンドの向きが一定になるように前記スイングアームに対して前記共通アーム部を回動させることを特徴とする製造システム。

【請求項4】

前記スイングアームの先端側が前記アーム回動中心よりも前記第１方向の一方側に配置されている状態、または、前記スイングアームの先端側が前記アーム回動中心よりも前記第１方向の他方側に配置されている状態で前記スイングアームが回動するときに、前記ハンド長手方向が前記第１方向に対して９０°傾いていることを特徴とする請求項３記載の製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送対象物を搬送するための産業用ロボットに関する。また、本発明は、かかる産業用ロボットを備える製造システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、真空中で液晶ディスプレイ用のガラス基板を搬送する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は、２個のハンドと、２個のハンドが回動可能に連結されるアームと、アームが回動可能に連結される本体部とを備えている。アームは、２個のハンドのそれぞれが先端側に回動可能に連結される２個の先端側アーム部と、２個の先端側アーム部の基端側が回動可能に連結される１個の共通アーム部とから構成されている。

【0003】

特許文献１に記載の産業用ロボットでは、ハンドは、本体部に対して水平方向に直線的に移動可能となっている。具体的には、ハンドは、上下方向から見たときに、本体部に対する共通アーム部の回動中心を通過する直線に沿って本体部に対して移動可能になっており、本体部に対する共通アーム部の回動中心を中心とする放射状に移動可能になっている。すなわち、ハンドは、上下方向から見たときに、共通アーム部の回動中心を中心とする径方向に移動可能になっており、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、共通アーム部の回動中心を中心とする径方向へのガラス基板の搬送が可能になっている。

【0004】

また、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、ハンド、アームおよび本体部の上端側部分は、真空チャンバーの中に配置されている。すなわち、ハンド、アームおよび本体部の上端側部分は、真空領域の中（真空中）に配置されている。真空領域と大気領域との境界部分には、大気領域から真空領域への空気の流入を防止するためのシール部材が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－１５８３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の産業用ロボットでは、本体部に対する共通アーム部の回動中心を中心とする径方向へのガラス基板の搬送が可能になっているが、径方向以外の方向へガラス基板を搬送することができない。そのため、この産業用ロボットは、特定の製造システムでは使用することができるが、この産業用ロボットを使用することができる製造システムは限られる。すなわち、特許文献１に記載の産業用ロボットは、汎用性が高くない。この産業用ロボットの汎用性を高めるためには、たとえば、本体部を水平方向に移動させる移動機構を設ければ良い。しかしながら、この場合には、上端側部分が真空領域の中に配置される本体部が水平方向に移動するため、真空領域と大気領域との境界部分のシール構造が複雑になる。

【0007】

そこで、本発明の課題は、真空中で搬送対象物を搬送する産業用ロボットにおいて、汎用性を高めることが可能で、かつ、真空領域と大気領域との境界部分のシール構造を簡素化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。また、本発明の課題は、かかる産業用ロボットを備える製造システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、搬送対象物が搭載される２個のハンドと、上下方向を回動の軸方向として２個のハンドのそれぞれが先端側に回動可能に連結される２個の先端側アーム部と上下方向を回動の軸方向として２個の先端側アーム部の基端側が回動可能に連結される共通アーム部とを有するアームと、上下方向を回動の軸方向として共通アーム部が先端側に回動可能に連結されるスイングアームと、上下方向を回動の軸方向としてスイングアームの基端側が回動可能に連結される本体部と、スイングアームに対してアームを伸縮させてハンドを水平方向に直線的に移動させるとともにスイングアームに対して共通アーム部を回動させるアーム駆動機構と、本体部に対してスイングアームを回動させるスイングアーム駆動機構とを備えることを特徴とする。

【0009】

本発明の産業用ロボットは、共通アーム部が先端側に回動可能に連結されるスイングアームと、スイングアームの基端側が回動可能に連結される本体部と、スイングアームに対してハンドを水平方向に直線的に移動させるとともにスイングアームに対して共通アーム部を回動させるアーム駆動機構と、本体部に対してスイングアームを回動させるスイングアーム駆動機構とを備えている。そのため、本発明では、スイングアームを用いて、本体部に対するスイングアームの回動中心を中心とする径方向以外の方向にも搬送対象物を搬送することが可能になる。したがって、本発明では、産業用ロボットの汎用性を高めることが可能になる。

【0010】

また、本発明では、本体部を水平方向に移動させなくても、本体部に対するスイングアームの回動中心を中心とする径方向以外の方向に搬送対象物を搬送することが可能になるため、たとえば、ハンド、アームおよびスイングアームに加えて、本体部の上端側部分が真空領域に配置されていても、真空領域と大気領域との境界部分のシール構造を簡素化することが可能になる。

【0011】

本発明において、２個のハンドのうちの一方のハンドを第１ハンドとし、他方のハンドを第２ハンドとし、第１ハンドが連結される先端側アーム部を第１先端側アーム部とし、第２ハンドが連結される先端側アーム部を第２先端側アーム部とすると、たとえば、アーム駆動機構は、共通アーム部に対して第１先端側アーム部を回動させるとともに第１先端側アーム部に対して第１ハンドを回動させる第１駆動機構と、共通アーム部に対して第２先端側アーム部を回動させるとともに第２先端側アーム部に対して第２ハンドを回動させる第２駆動機構と、スイングアームに対して共通アーム部を回動させる第３駆動機構とを備えている。

【0012】

本発明の産業用ロボットは、上下方向から見たときの形状が長方形状または正方形状となるトランスファーチャンバーを備える製造システムに用いることができる。この製造システムでは、ハンド、アームおよびスイングアームは、トランスファーチャンバーの内部に配置され、上下方向から見たときに長方形状または正方形状をなすトランスファーチャンバーの一辺に平行な方向を第１方向とし、ハンドの基端からハンドの先端に向かう方向をハンド長手方向とし、本体部に対するスイングアームの回動中心をアーム回動中心とすると、スイングアームが回動するときに、第１駆動機構および第２駆動機構は停止しており、スイングアームの先端側がアーム回動中心よりも第１方向の一方側に配置されている状態、または、スイングアームの先端側がアーム回動中心よりも第１方向の他方側に配置されている状態でスイングアームが回動するときに、ハンド長手方向が第１方向に対して傾いているとともに、第３駆動機構は、ハンドの向きが一定になるようにスイングアームに対して共通アーム部を回動させることが好ましい。

【0013】

このように構成すると、スイングアームが回動するときに、ハンド長手方向が第１方向に対して傾いているとともに、ハンドの向きが一定になるように第３駆動機構がスイングアームに対して共通アーム部を回動させるため、第１方向におけるトランスファーチャンバーの幅が狭くなっていても、スイングアームが回動するときの、トランスファーチャンバーの第１方向の内壁面と、ハンドおよびアームとの干渉を防止することが可能になる。また、このように構成すると、スイングアームが回動するときに、ハンドの向きが一定になるように第３駆動機構がスイングアームに対して共通アーム部を回動させるため、スイングアームが回動しているときの、ハンドに搭載される搬送対象物の状態を安定させることが可能になる。

【0014】

本発明において、スイングアームの先端側がアーム回動中心よりも第１方向の一方側に配置されている状態、または、スイングアームの先端側がアーム回動中心よりも第１方向の他方側に配置されている状態でスイングアームが回動するときに、たとえば、ハンド長手方向が第１方向に対して９０°傾いている。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、本発明では、真空中で搬送対象物を搬送する産業用ロボットの汎用性を高めることが可能になるとともに、真空領域と大気領域との境界部分のシール構造を簡素化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットが製造システムに組み込まれた状態を示す平面図である。

【図2】図１に示すアームおよびスイングアームの内部の構成を説明するための断面図である。

【図3】図１に示す本体部の内部の構成を説明するための断面図である。

【図4】図１に示す産業用ロボットの、スイングアームの回動動作時の状態を説明するための平面図である。

【図5】図１に示す産業用ロボットの、スイングアームの回動動作時の状態を説明するための平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

（産業用ロボットおよび製造システムの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１が製造システム３に組み込まれた状態を示す平面図である。図２は、図１に示すアーム１０およびスイングアーム１１の内部の構成を説明するための断面図である。図３は、図１に示す本体部１２の内部の構成を説明するための断面図である。

【0019】

本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、たとえば、搬送対象物である有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ用のガラス基板２や液晶ディスプレイ用のガラス基板２（以下、「基板２」とする。）を搬送するためのロボットである。ロボット１は、ディスプレイの製造システム３に組み込まれて使用される水平多関節ロボットである。ロボット１は、真空中で基板２を搬送する。

【0020】

製造システム３は、トランスファーチャンバー４（以下、「チャンバー４」とする。）と、チャンバー４の周囲に配置される複数のプロセスチャンバー５、６（以下、「チャンバー５、６」とする。）とを備えている。製造システム３は、たとえば、２個のチャンバー５と２個のチャンバー６とを備えている。チャンバー４～６は、真空チャンバーであり、チャンバー４～６の内部は、真空になっている。チャンバー４の内部には、ロボット１の一部が配置されている。ロボット１の一部を構成する後述のフォーク部１９がチャンバー５、６の中に入り込むことで、ロボット１は、チャンバー５、６の間で基板２を搬送する。チャンバー５、６には、各種の装置等が配置されており、ロボット１で搬送された基板２が収容される。また、チャンバー５、６では、基板２に対して各種の処理が行われる。

【0021】

チャンバー４は、たとえば、上下方向から見たときの形状が正方形状となる略直方体の箱状に形成されている。以下の説明では、上下方向から見たときに正方形状をなすチャンバー４の外周面に平行な２つの方向のうちの一方の方向（図１のＸ方向）を「前後方向」とし、上下方向と前後方向とに直交する他方の方向（図１のＹ方向）を「左右方向」とする。また、前後方向の一方側（図１のＸ１方向側）を「前」側とし、前側の反対側（図１のＸ２方向側）を「後ろ側」とし、左右方向の一方側（図１のＹ１方向側）を「右」側とし、右側の反対側（図１のＹ２方向側）を「左」側とする。

【0022】

２個のチャンバー５は、チャンバー４の後ろ側に配置されている。２個のチャンバー５は、左右方向で隣り合うように配置されている。２個のチャンバー６は、チャンバー４の前側に配置されている。２個のチャンバー６は、左右方向で隣り合うように配置されている。チャンバー４とチャンバー５との接続部分、および、チャンバー４とチャンバー６との接続部分には、ゲートが設置されている。

【0023】

ロボット１は、基板２が搭載されるハンド８、９と、ハンド８、９が連結されるアーム１０と、アーム１０が連結されるスイングアーム１１と、スイングアーム１１が連結される本体部１２とを備えている。本形態のロボット１は、２個のハンド８、９を備えている。ハンド８、９は、アーム１０に回動可能に連結されている。具体的には、ハンド８、９は、アーム１０の先端側に回動可能に連結されている。アーム１０は、スイングアーム１１の先端側に回動可能に連結されている。具体的には、アーム１０の基端側がスイングアーム１１の先端側に回動可能に連結されている。本体部１２には、スイングアーム１１の基端側が回動可能に連結されている。

【0024】

アーム１０は、２個のハンド８、９のそれぞれが先端側に回動可能に連結される２個の先端側アーム部１３、１４と、２個の先端側アーム部１３、１４の基端側が回動可能に連結されるとともにスイングアーム１１の先端側に回動可能に連結される共通アーム部１５とを備えている。本形態のアーム１０は、２個の先端側アーム部１３、１４と１個の共通アーム部１５とによって構成されている。

【0025】

ハンド８は、先端側アーム部１３の先端側に回動可能に連結されている。ハンド９は、先端側アーム部１４の先端側に回動可能に連結されている。本形態のハンド８は、第１ハンドであり、ハンド９は、第２ハンドである。また、本形態の先端側アーム部１３は、第１先端側アーム部であり、先端側アーム部１４は、第２先端側アーム部である。

【0026】

ハンド８は、先端側アーム部１３に対して上下方向を回動の軸方向として回動可能になっている。ハンド９は、先端側アーム部１４に対して上下方向を回動の軸方向として回動可能になっている。先端側アーム部１３、１４は、共通アーム部１５に対して上下方向を回動の軸方向として回動可能になっている。共通アーム部１５は、スイングアーム１１に対して上下方向を回動の軸方向として回動可能になっている。スイングアーム１１は、本体部１２に対して上下方向を回動の軸方向として回動可能になっている。

【0027】

ハンド８は、ハンド９よりも上側に配置されている。先端側アーム部１３は、ハンド８よりも上側に配置されている。先端側アーム部１４は、ハンド９よりも下側に配置されている。共通アーム部１５は、先端側アーム部１４よりも下側に配置されている。すなわち、先端側アーム部１３、１４は、共通アーム部１５よりも上側に配置されている。共通アーム部１５は、スイングアーム１１よりも上側に配置されている。すなわち、アーム１０は、スイングアーム１１よりも上側に配置されている。スイングアーム１１は、本体部１２よりも上側に配置されている。

【0028】

本体部１２は、有底円筒状に形成されるケース体１６（図３参照）と、ケース体１６の上端の開口を覆う蓋体１７とから構成されている。蓋体１７の外径は、ケース体１６の外径よりも大きくなっている。蓋体１７の外周側部分は、ケース体１６の径方向の外側に広がる鍔部１７ａとなっている。本体部１２に対するスイングアーム１１の回動中心をアーム回動中心Ｃとすると、上下方向から見たときに、チャンバー４の中心とアーム回動中心Ｃとが一致している。すなわち、チャンバー４の中心とアーム回動中心Ｃとが一致するように、本体部１２が設置されている。

【0029】

本形態では、ロボット１の、鍔部１７ａの下面よりも上側の部分は、チャンバー４の中に配置されており、ハンド８、９、アーム１０およびスイングアーム１１は、チャンバー４の中に配置されている。すなわち、ロボット１の、鍔部１７ａの下面よりも上側の部分は、真空領域ＶＲの中（真空中）に配置されている（図３参照）。一方、ロボット１の、鍔部１７ａの下面よりも下側の部分は、大気領域ＡＲの中（大気中）に配置されている。

【0030】

ハンド８、９は、アーム１０に連結される基部１８と、基板２が搭載されるフォーク部１９とを備えている。ハンド８の基部１８は、先端側アーム部１３の先端側に回動可能に連結され、ハンド９の基部１８は、先端側アーム部１４の先端側に回動可能に連結されている。フォーク部１９は、基部１８から水平方向へ突出するように基部１８に固定されている。基板２は、フォーク部１９の先端側部分に搭載される。本形態では、チャンバー５、６の奥行が深くなっており、フォーク部１９の長さは長くなっている。すなわち、ハンド８、９の長さは長くなっている。

【0031】

先端側アーム部１３、１４は、上下方向から見たときの形状が細長い長円形状となるとともに上下方向の厚さが比較的薄いブロック状に形成されている。共通アーム部１５は、略Ｖ形状のブロック状に形成されている。略Ｖ形状に形成される共通アーム部１５の中心部分（頂点部分）は、スイングアーム１１の先端側に回動可能に連結されている。また、略Ｖ形状に形成される共通アーム部１５の一方の先端側に先端側アーム部１３の基端側が回動可能に連結され、共通アーム部１５の他方の先端側に先端側アーム部１４の基端側が回動可能に連結されている。スイングアーム１１は、上下方向から見たときの形状が細長い長方形状となるとともに上下方向の厚さが比較的薄いブロック状に形成されている。

【0032】

先端側アーム部１３、１４および共通アーム部１５は、中空状に形成されている。すなわち、アーム１０は、中空状に形成されている。また、スイングアーム１１は、中空状に形成されている。中空状に形成される先端側アーム部１３、１４の内部は真空となっている。一方、中空状に形成される共通アーム部１５およびスイングアーム１１の内部は、大気圧となっている。

【0033】

水平方向において、スイングアーム１１に対する共通アーム部１５の回動中心と共通アーム部１５に対する先端側アーム部１３の回動中心との距離と、共通アーム部１５に対する先端側アーム部１３の回動中心と先端側アーム部１３に対するハンド８の回動中心との距離とが等しくなっており、スイングアーム１１に対する共通アーム部１５の回動中心と共通アーム部１５に対する先端側アーム部１４の回動中心との距離と、共通アーム部１５に対する先端側アーム部１４の回動中心と先端側アーム部１４に対するハンド９の回動中心との距離とが等しくなっている。また、水平方向において、スイングアーム１１に対する共通アーム部１５の回動中心と共通アーム部１５に対する先端側アーム部１３の回動中心との距離と、スイングアーム１１に対する共通アーム部１５の回動中心と共通アーム部１５に対する先端側アーム部１４の回動中心との距離とが等しくなっている。

【0034】

アーム１０は、スイングアーム１１と共通アーム部１５との連結部である関節部２０からハンド８、９の先端（具体的には、フォーク部１９の先端）が離れるように伸びる位置と、ハンド８、９の先端が関節部２０に近づくように縮む位置との間でスイングアーム１１に対して伸縮可能となっている。本形態では、関節部２０からハンド８の先端が離れるように、アーム１０の、先端側アーム部１３側の部分が伸びるときには、アーム１０の、先端側アーム部１４側の部分は縮んでおり、関節部２０からハンド９の先端が離れるように、アーム１０の、先端側アーム部１４側の部分が伸びるときには、アーム１０の、先端側アーム部１３側の部分は縮んでいる。スイングアーム１１に対してアーム１０が伸縮するときには、ハンド８、９は、スイングアーム１１に対して一定方向を向いた状態で水平方向に直線的に移動する。

【0035】

（アーム駆動機構、スイングアーム駆動機構およびブレーキ機構等の構成）
図２、図３に示すように、ロボット１は、スイングアーム１１に対してハンド８、９を水平方向に直線的に移動させるとともにスイングアーム１１に対してアーム１０を回動させるアーム駆動機構２４と、本体部１２に対してスイングアーム１１を回動させるスイングアーム駆動機構２５と、本体部１２に対するスイングアーム１１の回動を停止させるためのブレーキ機構２６と、本体部１２に対してスイングアーム１１を昇降させるスイングアーム昇降機構２７とを備えている。

【0036】

アーム駆動機構２４は、スイングアーム１１に対してアーム１０を伸縮させてハンド８、９を水平方向に直線的に移動させる（すなわち、アーム１０を伸縮させることでスイングアーム１１に対してハンド８、９を水平方向に直線的に移動させる）とともにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。アーム駆動機構２４は、共通アーム部１５に対して先端側アーム部１３を回動させるとともに先端側アーム部１３に対してハンド８を回動させる第１駆動機構３１と、共通アーム部１５に対して先端側アーム部１４を回動させるとともに先端側アーム部１４に対してハンド９を回動させる第２駆動機構３２と、スイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる第３駆動機構３３とを備えている。

【0037】

第１駆動機構３１は、モータ３４と、モータ３４に連結される減速機３５とを備えている。減速機３５は、中空波動歯車装置であり、共通アーム部１５と先端側アーム部１３との連結部に配置されている。また、第１駆動機構３１は、減速機３５の入力軸に固定されるプーリ３６と、先端側アーム部１３の基端側の内部に配置されるプーリ３７と、先端側アーム部１３の先端側の内部に配置されるプーリ３８とを備えている。プーリ３７のピッチ円径とプーリ３８のピッチ円径との比は１：２に設定されている。

【0038】

モータ３４は、サーボモータであり、モータ３４の回転位置を検知するためのエンコーダを備えている。モータ３４は、共通アーム部１５の内部に配置されている。モータ３４の出力軸には、プーリが固定されている。このプーリとプーリ３６とにはベルト４０が架け渡されている。減速機３５の出力軸には、円筒状に形成される回動軸４１の下端が固定されている。回動軸４１の上端は、先端側アーム部１３の基端側の下面に固定されている。減速機３５の出力軸の外周側には、磁性流体シールが配置されている。

【0039】

先端側アーム部１３の基端側の内部には、プーリ３７を回動可能に支持する支持軸が設置されている。プーリ３７は、固定部材４２を介して共通アーム部１５の一方の先端側に固定されている。固定部材４２は、先端側アーム部１３および共通アーム部１５の外部に配置されている。先端側アーム部１３の先端側の内部には、プーリ３８を回動可能に支持する支持軸が設置されている。プーリ３８の下端には、ハンド８の基部１８が固定されている。プーリ３７とプーリ３８とには、ベルト４３が架け渡されている。

【0040】

第２駆動機構３２は、第１駆動機構３１とほぼ同様に構成されており、モータ４４と、モータ４４に連結される減速機４５とを備えている。減速機４５は、中空波動歯車装置であり、共通アーム部１５と先端側アーム部１４との連結部に配置されている。また、第２駆動機構３２は、減速機４５の入力軸に固定されるプーリ４６と、先端側アーム部１４の基端側の内部に配置されるプーリ４７と、先端側アーム部１３の先端側の内部に配置されるプーリ４８とを備えている。プーリ４７のピッチ円径とプーリ４８のピッチ円径との比は１：２に設定されている。

【0041】

モータ４４は、サーボモータであり、モータ４４の回転位置を検知するためのエンコーダを備えている。モータ４４は、共通アーム部１５の内部に配置されている。モータ４４の出力軸には、プーリが固定されている。このプーリとプーリ４６とにはベルト５０が架け渡されている。減速機４５の出力軸は、先端側アーム部１４の基端側の下面に固定されている。減速機４５の出力軸の外周側には、磁性流体シールが配置されている。

【0042】

先端側アーム部１４の基端側の内部には、プーリ４７を回動可能に支持する支持軸が設置されている。プーリ４７は、固定部材５２を介して共通アーム部１５の他方の先端側に固定されている。固定部材５２は、先端側アーム部１４および共通アーム部１５の外部に配置されている。先端側アーム部１４の先端側の内部には、プーリ４８を回動可能に支持する支持軸が設置されている。プーリ４８の上端には、ハンド９の基部１８が固定されている。プーリ４７とプーリ４８とには、ベルト５３が架け渡されている。

【0043】

第３駆動機構３３は、モータ５４と、モータ５４に連結される減速機５５と、減速機５５の入力軸に固定されるプーリ５６とを備えている。減速機５５は、中空波動歯車装置であり、関節部２０に配置されている。モータ５４は、サーボモータであり、モータ５４の回転位置を検知するためのエンコーダを備えている。モータ５４は、スイングアーム１１の内部に配置されている。モータ５４の出力軸には、プーリが固定されている。このプーリとプーリ５６とにはベルト５８が架け渡されている。減速機５５の出力軸は、共通アーム部１５の基端部（中心部）の下面に固定されている。減速機５５の出力軸の外周側には、磁性流体シールが配置されている。

【0044】

スイングアーム駆動機構２５は、モータ６２と、モータ６２に連結される減速機６３と、減速機６３の入力軸に固定されるプーリ６４とを備えている。減速機６３は、中空波動歯車装置である。モータ６２は、サーボモータであり、モータ６２の回転位置を検知するためのエンコーダを備えている。モータ６２および減速機６３は、ケース体１６の内部に配置されている。モータ６２の出力軸には、プーリ６５が固定されている。プーリ６４とプーリ６５とにはベルト６６が架け渡されている。減速機６３の出力軸には、円筒状に形成される回動軸６８の下端が固定されている。回動軸６８の上端は、スイングアーム１１の基端側の下面に固定されている。蓋体１７の中心には、回動軸６８が配置される貫通孔が形成されている。回動軸６８の外周側には、磁性流体シールおよびベローズが配置されている。

【0045】

ブレーキ機構２６は、無励磁作動型の電磁ブレーキである。ブレーキ機構２６は、モータ６２の回転軸に固定される回転板と、回転板を挟んで配置される制動板およびアーマチュアと、アーマチュアを回転板に向かって付勢する圧縮コイルバネ等のバネ部材と、コイルが巻回されるヨークとを備えている。ブレーキ機構２６では、コイルが無励磁状態のときに制動力が作用し、コイルが励磁状態のときに制動力が作用しない。

【0046】

スイングアーム昇降機構２７は、スイングアーム駆動機構２５と一緒にスイングアーム１１を昇降させる。スイングアーム昇降機構２７は、ケース体１６の内部に配置されている。スイングアーム昇降機構２７は、モータ７０と、モータ７０の動力で回転するボールネジ７１と、ボールネジ７１のネジ軸に固定されるプーリ７２とを備えている。モータ７０は、サーボモータであり、モータ７０の回転位置を検知するためのエンコーダを備えている。ボールネジ７１のネジ軸は、ケース体１６に回転可能に保持されている。ボールネジ７１のナット部材は、スイングアーム駆動機構２５を保持する可動フレーム７３に固定されている。モータ７０の出力軸には、プーリ７４が固定されている。プーリ７２とプーリ７４とにはベルト７５が架け渡されている。

【0047】

（ロボットの動作）
図４、図５は、図１に示すロボット１の、スイングアーム１１の回動動作時の状態を説明するための平面図である。

【0048】

チャンバー５に基板２を搬入する基板２の搬入時、および、チャンバー５から基板２を搬出する基板２の搬出時には、ハンド８、９の先端が後ろ側に配置されるとともにハンド８、９の基端が前側に配置された状態で、アーム１０が伸縮する。具体的には、チャンバー５への基板２の搬入時、および、チャンバー５からの基板２の搬出時には、ハンド８の先端が後ろ側に配置されるとともにハンド８の基端が前側に配置された状態で、アーム１０の、先端側アーム部１３側の部分が伸縮して、ハンド８が一定方向を向いた状態で前後方向に直線的に移動するか、または、ハンド９の先端が後ろ側に配置されるとともにハンド９の基端が前側に配置された状態で、アーム１０の、先端側アーム部１４側の部分が伸縮して、ハンド９が一定方向を向いた状態で前後方向に直線的に移動する。

【0049】

同様に、チャンバー６への基板２の搬入時、および、チャンバー６からの基板２の搬出時には、ハンド８の先端が前側に配置されるとともにハンド８の基端が後ろ側に配置された状態で、アーム１０の、先端側アーム部１３側の部分が伸縮して、ハンド８が一定方向を向いた状態で前後方向に直線的に移動するか、または、ハンド９の先端が前側に配置されるとともにハンド９の基端が後ろ側に配置された状態で、アーム１０の、先端側アーム部１４側の部分が伸縮して、ハンド９が一定方向を向いた状態で前後方向に直線的に移動する。すなわち、ハンド８、９の基端からハンド８、９の先端に向かうハンド８、９の長手方向をハンド長手方向とすると、チャンバー５、６への基板２の搬入時、および、チャンバー５、６からの基板２の搬出時には、ハンド長手方向と前後方向とが一致した状態でハンド８、９が前後方向に直線的に移動するようにアーム１０が伸縮する。

【0050】

チャンバー５、６への基板２の搬入時、および、チャンバー５、６からの基板２の搬出時には、本体部１２に対してスイングアーム１１が停止している。すなわち、チャンバー５、６への基板２の搬入時、および、チャンバー５、６からの基板２の搬出時には、本体部１２に対してスイングアーム１１が停止している状態で、ハンド８、９がスイングアーム１１に対して前後方向に直線的に移動する。チャンバー５、６への基板２の搬入時、および、チャンバー５、６からの基板２の搬出時には、ブレーキ機構２６のコイルは無励磁状態になっている。すなわち、ブレーキ機構２６は、チャンバー５、６への基板２の搬入時、および、チャンバー５、６からの基板２の搬出時に作動して本体部１２に対するスイングアーム１１の回動停止状態を維持している。

【0051】

本体部１２に対してスイングアーム１１が回動するときには、第１駆動機構３１および第２駆動機構３２は停止している。すなわち、本体部１２に対してスイングアーム１１が回動するときには、モータ３４、４４が停止しており、スイングアーム１１に対してアーム１０は伸縮しない。また、本体部１２に対してスイングアーム１１が回動するときには、アーム１０は縮んでおり、ハンド８とハンド９とが上下方向で重なっている。このときには、ハンド８のフォーク部１９の真下にハンド９のフォーク部１９が配置されている。

【0052】

たとえば、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも後ろ側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、図４（Ａ）～（Ｃ）に示すように、ハンド長手方向は前後方向に対して傾いている。具体的には、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも後ろ側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、ハンド長手方向は前後方向に対して９０°傾いており、ハンド長手方向は左右方向と一致している。

【0053】

また、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも後ろ側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の向きが一定になるようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。たとえば、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも後ろ側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の先端が左側を向いた状態を維持するようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。

【0054】

また、たとえば、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも前側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように、ハンド長手方向は前後方向に対して傾いている。具体的には、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも前側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、ハンド長手方向は前後方向に対して９０°傾いており、ハンド長手方向は左右方向と一致している。

【0055】

また、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも前側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の向きが一定になるようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。たとえば、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも前側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の先端が右側を向いた状態を維持するようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。

【0056】

また、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも右側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、図４（Ｄ）～（Ｆ）に示すように、ハンド長手方向は左右方向に対して傾いている。具体的には、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも右側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、ハンド長手方向は左右方向に対して９０°傾いており、ハンド長手方向は前後方向と一致している。

【0057】

また、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも右側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の向きが一定になるようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。たとえば、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも右側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の先端が後ろ側を向いた状態を維持するようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。

【0058】

また、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも左側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、図５（Ｄ）～（Ｆ）に示すように、ハンド長手方向は左右方向に対して傾いている。具体的には、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも左側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、ハンド長手方向は左右方向に対して９０°傾いており、ハンド長手方向は前後方向と一致している。

【0059】

また、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも左側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の向きが一定になるようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。たとえば、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも左側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の先端が前側を向いた状態を維持するようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。

【0060】

このように、上下方向から見たときに正方形状をなすチャンバー４の一辺に平行な方向（すなわち、前後方向または左右方向）を第１方向とすると、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも第１方向の一方側に配置されている状態、または、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも第１方向の他方側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、ハンド長手方向が第１方向に対して傾いている。具体的には、ハンド長手方向が第１方向に対して９０°傾いている。

【0061】

また、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも第１方向の一方側に配置されている状態、または、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも第１方向の他方側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときには、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の向きが一定になるようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させる。

【0062】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のロボット１は、共通アーム部１５が先端側に回動可能に連結されるスイングアーム１１と、スイングアーム１１の基端側が回動可能に連結される本体部１２と、スイングアーム１１に対してハンド８、９を水平方向に直線的に移動させるとともにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させるアーム駆動機構２４と、本体部１２に対してスイングアーム１１を回動させるスイングアーム駆動機構２５とを備えている。そのため、本形態では、スイングアーム１１を用いて、アーム回動中心Ｃ（すなわち、本体部１２に対するスイングアーム１１の回動中心）を中心とする径方向以外の方向にも基板２を搬送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の汎用性を高めることが可能になる。

【0063】

また、本形態では、本体部１２を水平方向に移動させなくても、アーム回動中心Ｃを中心とする径方向以外の方向に基板２を搬送することが可能になるため、ハンド８、９、アーム１０およびスイングアーム１１に加えて、本体部１２の上端側部分（具体的には、鍔部１７ａの下面よりも上側の部分）が真空領域ＶＲに配置されていても、真空領域ＶＲと大気領域ＡＲとの境界部分のシール構造を簡素化することが可能になる。

【0064】

本形態では、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも後ろ側または前側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、ハンド長手方向は前後方向に対して傾いているとともに、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の向きが一定になるようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させている。そのため、本形態では、チャンバー４の前後方向の幅が狭くなっていても、スイングアーム１１が回動するときに、チャンバー４の内部に配置されるハンド８、９およびアーム１０とチャンバー４の前後方向の内壁面との干渉を防止することが可能になる。

【0065】

同様に、本形態では、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも右側または左側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、ハンド長手方向は左右方向に対して傾いているとともに、第３駆動機構３３は、ハンド８、９の向きが一定になるようにスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させているため、チャンバー４の左右方向の幅が狭くなっていても、スイングアーム１１が回動するときの、チャンバー４の左右方向の内壁面とハンド８、９およびアーム１０との干渉を防止することが可能になる。

【0066】

また、本形態では、スイングアーム１１が回動するときに、ハンド８、９の向きが一定になるように第３駆動機構３３がスイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させるため、スイングアーム１１が回動しているときの、ハンド８、９に搭載される基板２の状態を安定させることが可能になる。

【0067】

（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。

【0068】

上述した形態において、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも後ろ側または前側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、ハンド長手方向は、前後方向に対して９０°以外の角度で傾いていても良い。同様に、スイングアーム１１の先端側がアーム回動中心Ｃよりも右側または左側に配置されている状態でスイングアーム１１が回動するときに、ハンド長手方向は、左右方向に対して９０°以外の角度で傾いていても良い。

【0069】

上述した形態において、スイングアーム１１が回動するときに、チャンバー４の内壁面とハンド８、９およびアーム１０との干渉を防止することができるのであれば、第３駆動機構３３は停止していても良い。すなわち、スイングアーム１１が回動するときに、スイングアーム１１に対して共通アーム部１５を回動させなくても良い。また、上述した形態において、チャンバー４の中心とアーム回動中心Ｃとがずれていても良い。また、上述した形態において、チャンバー４は、上下方向から見たときの形状が長方形状となる略直方体の箱状に形成されていても良い。

【0070】

上述した形態において、スイングアーム１１に対する共通アーム部１５の回動中心と共通アーム部１５に対する先端側アーム部１３の回動中心との水平方向の距離と、スイングアーム１１に対する共通アーム部１５の回動中心と共通アーム部１５に対する先端側アーム部１４の回動中心との水平方向の距離とが異なっていても良い。また、上述した形態において、先端側アーム部１３の長さと先端側アーム部１４の長さとが異なっていても良い。たとえば、先端側アーム部１３が先端側アーム部１４より長くなっていても良い。

【0071】

上述した形態では、共通アーム部１５は、略Ｖ形状のブロック状に形成されているが、共通アーム部１５は、上下方向から見たときの形状が細長い長円形状または長方形状となるとともに上下方向の厚さが比較的薄いブロック状に形成されていても良い。また、上述した形態において、ロボット１によって搬送される搬送対象物はガラス基板以外のものであっても良い。たとえば、ロボット１によって搬送される搬送対象物は半導体ウエハ等であっても良い。

【符号の説明】

【0072】

１ ロボット（産業用ロボット）
２ 基板（ガラス基板、搬送対象物）
３ 製造システム
４ チャンバー（トランスファーチャンバー）
８ ハンド（第１ハンド）
９ ハンド（第２ハンド）
１０ アーム
１１ スイングアーム
１２ 本体部
１３ 先端側アーム部（第１先端側アーム部）
１４ 先端側アーム部（第２先端側アーム部）
１５ 共通アーム部
２４ アーム駆動機構
２５ スイングアーム駆動機構
３１ 第１駆動機構
３２ 第２駆動機構
３３ 第３駆動機構
Ｃ アーム回動中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】