JP2696074B2 - ロボットのアーム構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ搬送装置等に適
用される、旋回しかつ所定の旋回位置で先端部が直進運
動を行うように屈伸するロボットのアーム構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体メモリの原料であるウエハを所定
の加工セクションに搬送するための搬送装置に適用され
るものとして、従来図８に示すようなロボットのアーム
構造が知られている（電子材料１９９１年８月号）。

【０００３】図８に示すロボットのアーム構造は、先端
でウエハを搬送する伸縮可能のアーム１０と、このアー
ム１０を支持するベース部２０とからなる基本構成を有
し、アーム１０は、基部アーム１１０と、中間アーム１
２０と先端アーム１３０とが基端側から順次屈伸可能に
接続されて形成されている。アーム１０はベース部２０
の上に配設され、２個の電動モータ（後述するドラム用
モータ４０および軸用モータ５０）によって伸縮可能に
構成されており、特に先端部（詳細は図示せず）にウエ
ハを載せ、あるいは把持して搬送する先端アーム１３０
は正逆の直線運動が行われるようになっている。

【０００４】上記ベース部２０の略中央部には支持軸４
４０が立設され、この支持軸４４０回りに回転自在に縦
長のプーリ４３０が設けられている。このプーリ４３０
の上端部にはベースドラム３１０が支持軸４４０の軸心
回りに回転可能に固設されている。また、ベース部２０
には上記ドラム用モータ４０が固定され、このドラム用
モータ４０の駆動軸４１０には駆動プーリ４２０が固設
されている。また、ベース部２０には他の支持軸４５０
が立設され、この支持軸４５０回りにプーリ４６０およ
びプーリ４７０が軸心回りに回転自在に設けられてい
る。そして、上記駆動プーリ４２０とプーリ４６０との
間には動力ベルト６０が張設されているとともに、プー
リ４７０および縦長プーリ４３０間にはベルト６１０が
張設されている。

【０００５】上記ベースドラム３１０の外周面には軸用
モータ５０が取り付けられ、この軸用モータ５０の駆動
軸５１０に駆動プーリ５２０が固設されている。また、
ベースドラム３１０の外周面上で上記軸用モータ５０に
対向する位置にはブラケット５８０が突設されており、
このブラケット５８０に軸心回りに回転自在に支持軸５
５０が設けられ、さらにこの支持軸５５０にプーリ５６
０およびプーリ５７０が取り付けられている。

【０００６】一方、ベースドラム３１０の内部には上記
支持軸４４０と同心の基部アーム軸３４０がベースドラ
ム３１０と一体に設けられており、その上部はベースド
ラム３１０の天井部を貫通して上部に突出している。こ
の基部アーム軸３４０の下端部には上記プーリ５７０に
対応したプーリ５３０が設けられており、ベースドラム
３１０の周面における両プーリ５３０，５７０に対する
対向部分には貫通窓５９０が穿設されている。上記駆動
プーリ５２０とプーリ５６０間には動力ベルト７０が張
設されているとともに、上記プーリ５７０とプーリ５３
０間には貫通窓５９０を介してベルト７１０が張設され
ている。

【０００７】上記基部アーム軸３４０はそのベースドラ
ム３１０から上部に露出した部分にベースドラム３１０
と一体に回転する第１プーリ３６０が設けられていると
ともに、頂部に基部アーム１１０の基端側が固定されて
いる。また、基部アーム１１０の先端側には上記基部ア
ーム軸３４０と平行な中間アーム軸３５０が基部アーム
１１０を回転自在に貫通して設けられ、この中間アーム
軸３５０の下端部に第２プーリ３７０が一体に設けられ
ているとともに、中間アーム軸３５０の基部アーム１１
０よりも上方側に第３プーリ３８０が一体に設けられて
いる。上記基部アーム１１０の有効長（軸間距離）は、
上記中間アーム１２０有効長と同じに設定されている。

【０００８】さらに中間アーム軸３５０の上端部には中
間アーム１２０の基端側が固定され、その先端部に上記
中間アーム軸３５０に平行な先端アーム軸３３０が中間
アーム１２０を回転自在に貫通して設けられている。上
記先端アーム軸３３０の下端部には第４プーリ３９０が
一体に設けられているとともに、頂部には先端アーム１
３０が一体に取り付けられている。

【０００９】そして、上記第１プーリ３６０と第２プー
リ３７０間には第１ベルト３６７０が張設されていると
ともに、上記第３プーリ３８０と第４プーリ３９０間に
は第２ベルト３８９０が張設されている。

【００１０】上記アーム構造において、ドラム用モータ
４０および軸用モータ５０を同一速度で回転駆動させれ
ば、プーリ４３０とプーリ５３０とが同一速度で回転す
るように、プーリ４７０およびプーリ４３０それぞれの
径寸法比、並びに駆動プーリ５２０、プーリ５６０、プ
ーリ５７０およびプーリ５３０それぞれの径寸法比が適
切に設定されている。

【００１１】そして、上記第１プーリ３６０と第２プー
リ３７０との径寸法比は２：１に設定されているととも
に、上記第３プーリ３８０と第４プーリ３９０との径寸
法比は１：２に設定されている。

【００１２】図８に示す従来のロボットのアーム構造は
以上のように構成されているので、ドラム用モータ４０
および軸用モータ５０を互いに逆方向に同一回転速度で
回転駆動させると、ドラム用モータ４０の回転は、駆動
軸４１０、動力ベルト６０、プーリ４６０、支持軸４５
０、プーリ４７０およびベルト６１０を介してプーリ４
３０に伝達され、このプーリ４３０と一体のベースドラ
ム３１０を回転させるとともに、軸用モータ５０の回転
は、駆動軸５１０、駆動プーリ５２０、動力ベルト７
０、プーリ５６０、支持軸５５０、プーリ５７０、ベル
ト７１０、プーリ５３０、および基部アーム軸３４０を
介して基部アーム１１０に伝達される。

【００１３】上記基部アーム１１０の一方向への旋回に
よって、第１プーリ３６０に第１ベルト３６７０が巻き
付き、その結果、第２プーリ３７０は他方向に回転し、
この第２プーリ３７０の他方向への回転によって中間ア
ーム１２０が他方向に旋回する。この中間アーム１２０
の他方向への旋回によって第２ベルト３８９０が第３プ
ーリ３８０に巻き付き、この第３プーリ３９０の他方向
への回転によって先端アーム１３０は他方向に旋回す
る。一方上記ベースドラム３１０の回転によって、同ド
ラム３１０に搭載されているアーム１０は、その時々の
屈伸姿勢のまま他方向に旋回する。

【００１４】そして、基部アーム１１０の有効長と中間
アーム１２０の有効長とが等しく設定されていること、
並びに第１プーリ３６０と第２プーリ３７０との径寸法
比は２：１に設定されているとともに、上記第３プーリ
３８０と第４プーリ３９０との径寸法比は１：２に設定
されていることから、ドラム用モータ４０および軸用モ
ータ５０を互いに逆方向に同一速度で正逆回転駆動させ
ることにより、先端アーム１３０は直線的に進退するこ
とになる。また、軸用モータ５０を停止した状態でドラ
ム用モータ４０を正逆回転駆動させることによって、屈
伸姿勢が維持された状態でアーム１０をベースドラム３
１０の軸心回りに旋回させることが可能になる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図８に示す
従来のアーム構造においては、アーム１０の屈伸操作
は、上記軸用モータ５０によってのみ行われるようにな
っており、しかも中間アーム１２０と先端アーム１３０
とは第１ベルト３６７０と第２ベルト３８９０とによっ
て回転するようになっているとともに、第２プーリ３７
０の径を第１プーリ３６０の径の半分にすることによっ
て中間アーム１２０を基部アーム１１０の２倍の角速度
で旋回させるようにしている。

【００１６】従って、第２プーリ１２０は、先端アーム
１３０が付設され、大きなトルクが必要であるにも拘ら
ず、第１プーリ３６０の径と第２プーリ３７０の径とが
等しい場合、あるいは第２プーリ３７０の径が第１プー
リ３６０の径よりも大きい場合に比べて、大きな旋回力
を得ることができない。そこで第２プーリ３７０の径を
大きくすることが考えられるが、そうすると先端アーム
１３０が直進しなくなる。従って、第２プーリ３７０を
大きなトルクで旋回させようとすれば、軸用モータ５０
を高出力の高価なものに取り換える以外に方策はなく、
製造コストが増大するという問題点を有していた。

【００１７】また、第２プーリ３７０の径は第１プーリ
３６０の径よりも小さく寸法設定されているため、第２
プーリ３７０の第１ベルト３６７０に対する接触面積
が、第１プーリ３６０に対する接触面積に比べて小さい
ため、第１ベルト３６７０と第２プーリ３７０との間で
スリップが起こり易く、回転力の伝達が良好に行われな
くなる可能性が大きいという問題点を有していた。

【００１８】また、先端アームの径方向への直線的な移
動は、アーム１０と、上記各軸と、上記各プーリとの幾
何学的な結合によって達成されているため、これらの内
のいずれかに寸法上の誤差が存在した場合には、先端ア
ームに径方向への直進運動をさせることができなくな
る。また、各部品を完全に理論的に要求される寸法にす
ることは不可能である。従って、上記誤差を許容する
か、部品の交換を行う他に方策はない。また、ロボット
を長期間に亘って使用した結果、上記誤差は増加する。
従って、当業者によってこの問題点の解決が嘱望されて
いた。

【００１９】また、このようなロボットにおいては、ア
ーム１０は、ドラム用モータ４０のみによって回転され
る、アーム１０および軸用モータ５０を搭載したベース
ドラム３１０によって周方向に旋回されるようになって
いるため、大きな負荷に対応するためにドラム用モータ
４０のトルクを大きなものにしなければならず、製造コ
ストが嵩むという問題点を有していた。

【００２０】また、他のロボットのアーム構造が、実開
昭６２−１５００８７号公報に記載されている。基本的
には図８に示すアーム構造と同様であるが、アームの周
方向への旋回は、ベースドラム３１０の回転のみによる
のではなく、基部アーム、および先端アームの付設され
た中間アームの双方の回転との関係で実行されるように
なっている点が異なっている。特にアームの駆動機構に
は、中間アーム駆動機構が設けられている。アームの屈
伸運動は、図８に示すアーム構造が、主に軸用モータ５
０（アーム駆動モータ）および基部アーム１１０の固定
された基部アーム軸３４０の存在によって行われるよう
に構成されているのと実質的に同様である。

【００２１】上記中間アームの駆動機構は、中間アーム
用モータ、モータの出力軸、この出力軸に固定された第
１出力プーリ、この第１出力プーリにベルトで連結され
た第１伝達プーリ、および中間アームプーリにベルトで
連結された第２伝達プーリを有している。

【００２２】上記第２伝達プーリは、上記第１プーリ３
６０と同等である。上記第２伝達プーリは上記第１伝達
プーリに固定されている。伝達プーリーの軸は上記基部
アーム軸３４０に一致する。第１および第２伝達プーリ
の径は、中間アームプーリおよび出力プーリの２倍の径
に寸法設定されている。

【００２３】さらに、中間アーム用モータの出力軸は、
第２出力プーリに固定されている。一方、上記基部アー
ム用モータの出力軸に第３伝達プーリが固定されてい
る。また第２出力プーリは、第３伝達プーリに連結され
ている。第２出力プーリは、第１出力プーリと同径であ
るとともに、第３伝達プーリは第１および第２伝達プー
リと同径である。従って、第２出力プーリと第３伝達プ
ーリの径の比は１：２になっている。

【００２４】このロボットのアーム構造において、全体
のアームが周方向に回転するときは、アーム駆動モータ
が停止された状態で、中間アーム用モータが駆動され
る。中間アーム用モータのトルクは、出力軸の一方、第
２出力プーリおよびアーム駆動軸によって基部アームに
伝達される。このトルクの伝達によって、中間アームお
よび先端アームを備えた基部アームが中間アーム用モー
タと同一方向に半分の角速度で回転する。

【００２５】また、中間アーム用モータのトルクは、出
力軸、第１出力プーリ、第１および第２伝達プーリ、並
びに中間アームプーリを介して中間アームに伝達され
る。このトルクの伝達によって、先端アームを有する中
間アームが中間アーム用モータと同じ方向に回転する。
この場合、中間アームプーリは、その旋回速度の２倍の
角速度で回転するトルクを受ける。しかしながら、基部
アームの半分の角速度は、ベルトとの関連において反対
方向への回転の原因になるため、中間アームは基部アー
ムに対して回転しないことになる。そして、アームは屈
伸しない状態で周方向に旋回する。

【００２６】このロボットのアーム構造は、先の従来例
のロボットのアーム構造と比較して、アームを周方向に
旋回させるためのモータへの負荷の点で改善されてい
る。特に、軸用モータ５０および基部アーム１０を備え
たベースドラム３１０を回転させる機構が、基部アーム
および先端アームを備えた中間アームの回転機構に置き
換えられている点が特徴的である。いいかえれば、ドラ
ム用モータ４０が中間アーム用モータに置き換えられて
いるのである。

【００２７】しかしながら、このロボットのアーム構造
においては、中間アームプーリの径は、第２伝達プーリ
の径の半分に寸法設定されており、しかも径方向へのア
ームの運動は、アーム用モータの駆動のみで行われるよ
うになっている。従って、先に述べた従来のロボットの
アーム構造の問題点は解決されていない。

【００２８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、動力の伝達に無駄がなく、確実にア
ームに屈伸運動を行わせることができ、かつ、アームを
構成する部材の寸法誤差を容易に補償して確実に直進運
動を行い得るようにすることができるロボットのアーム
構造を提供することを目的としている。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
ロボットのアーム構造は、基部アーム、中間アームおよ
び先端アームからなる屈伸可能なアーム部材と、基部ア
ームの基端側に固定されたベース輪と、このベース輪に
同軸でかつベース輪とは独立して回転する伝達輪と、基
部アームの先端側に基部アームの旋回とは独立して設け
られかつ中間アームの基端側に固定されたアーム輪と、
アーム輪に同軸でかつ基部アームに固定された固定輪
と、中間アームの先端側に設けられ、中間アームの旋回
とは独立して回転し、先端アームに固定され、かつ、上
記固定輪の２倍の径を有した動手輪と、ベース輪を回転
する第１モータと、アーム輪を回転する第２モータと、
上記伝達輪とアーム輪との間に介在された第１伝達手段
と、上記固定輪と動手輪との間に介在された第２伝達手
段と、上記第１モータおよび第２モータの回転駆動を制
御する制御装置とから構成され、上記動手輪と固定輪と
の間の軸間距離は、固定輪とベース輪との間の軸間距離
と同一寸法に設定され、上記ベース輪は、筒状体によっ
て形成され、この筒状体はベアリングを介してベース部
に取り付けられているとともに、第１モータの駆動によ
って回転するように接続され、上記筒状体と同軸の駆動
軸が設けられ、この駆動軸は上記筒状体の内壁面に支持
されて回転可能に設けられ、駆動軸の頂部に伝達輪が固
定されているとともに、ベース部に固定された第２モー
タの駆動によって回転するように接続され、上記制御装
置は、上記アーム部材を旋回させるために、第１モータ
および第２モータを同一方向に回転駆動させるように制
御するとともに、上記先端アームを径方向に直進させる
ために、基部アームの旋回に応じて伝達輪および第１伝
達手段を介して回転するアーム輪が、ベース輪に対して
２倍の角速度で反対方向に回転するように第１モータお
よび第２モータの角速度を制御するように構成されてい
ることを特徴とするものである。

【００３０】本発明の請求項２記載のロボットのアーム
構造は、請求項１記載のロボットのアーム構造におい
て、上記伝達輪とアーム輪とは同一径であることを特徴
とするものである。

【００３１】本発明の請求項３記載のロボットのアーム
構造は、請求項１または２記載のロボットのアーム構造
において、上記ベース輪、伝達輪、アーム輪、固定輪お
よび動手輪はプーリを有しているとともに、上記第１伝
達手段および第２伝達手段は無端ベルトからなることを
特徴とするものである。

【００３２】本発明の請求項４記載のロボットのアーム
構造は、請求項１乃至３のいずれかに記載のロボットの
アーム構造において、上記基部アームおよび中間アーム
は、それぞれ箱状のハウジングを有し、上記伝達輪およ
びアーム輪は上記基部アームのハウジングに内装され、
上記固定輪および動手輪は中間アームのハウジングに内
装されていることを特徴とするものである。

【００３３】本発明の請求項５記載のロボットのアーム
構造は、請求項１乃至４のいずれかに記載のロボットの
アーム構造において、上記第１モータ、第２モータおよ
びベース輪は箱状のモータ用ハウジングに内装されてい
ることを特徴とするものである。

【００３４】本発明の請求項６記載のロボットのアーム
構造は、請求項５記載のロボットのアーム構造におい
て、上記ベース輪は筒状体によって形成され、この筒状
体はベアリングを介して上記モータ用ハウジングに取り
付けられているとともに、第１モータにその駆動によっ
て回転するように接続され、上記筒状体と同軸の駆動軸
が設けられ、この駆動軸は上記筒状体の内壁面に支持さ
れて回転可能に設けられ、駆動軸の頂部に伝達輪が固定
されているとともに、第２モータにその駆動によって回
転するように接続されていることを特徴とするものであ
る。

【００３５】本発明の請求項７記載のロボットのアーム
構造は、請求項１乃至６のいずれかに記載のロボットの
アーム構造において、上記制御装置は、パルス電流によ
って第１モータおよび第２モータを制御するように構成
されていることを特徴とするものである。

【００３６】

【作用】上記請求項１記載のロボットのアーム構造によ
れば、先端アームをアーム部材の旋回中心から径方向に
移動させるために、２台のモータ（第１モータおよび第
２モータ）が駆動される。第１モータは基部アームを旋
回中心回りに回動させるように駆動され、同時に第２モ
ータは、互いに接続状態で回転するアーム輪と伝達輪の
うちのアーム輪を伝達輪の２倍の角速度で回転させるよ
うに回転駆動される。すなわち、基部アームの旋回速度
の２倍の旋回速度で中間アームが旋回するように第２モ
ータの角速度が設定される。従って、アーム部材を製造
するとき、組み立てるとき、あるいはアーム部材が老朽
化したときに生じるアーム部材の寸法上の誤差を、ただ
単に第２モータの角速度を変更することで補償すること
ができる。

【００３７】さらに、２台のモータを使用することによ
って、アーム輪の径を伝達輪の径に影響されることな
く、自由に設定することが可能になる。従って、アーム
輪の径を伝達輪の径よりも大きく寸法設定することによ
って、アーム輪により大きなトルクが与えられる。

【００３８】上記請求項２記載のロボットのアーム構造
によれば、伝達輪とアーム輪とは同一径に寸法設定され
ているため、基部アームおよび中間アームを駆動させる
第１モータおよび第２モータの駆動制御が簡単になる。

【００３９】上記請求項３記載のロボットのアーム構造
によれば、ベース輪、伝達輪、アーム輪、固定輪および
動手輪はプーリを有しているとともに、上記第１伝達手
段および第２伝達手段は無端ベルトが適用されているた
め、アーム構造が軽量になるとともに、製造コストが低
減する。

【００４０】上記請求項４記載のロボットのアーム構造
によれば、基部アームおよび中間アームは、それぞれ箱
状のハウジングを有し、上記伝達輪およびアーム輪は上
記基部アームのハウジングに内装され、上記固定輪およ
び動手輪は中間アームのハウジングに内装されているた
め、アーム構造のアーム部材に関する駆動部分が外部か
ら遮断され、駆動部分への埃の付着等が抑止される。

【００４１】上記請求項５記載のロボットのアーム構造
によれば、第１モータ、第２モータおよびベース輪は箱
状のモータ用ハウジングに内装されているため、上記両
モータは外部から遮断され、モータの駆動によって生じ
る微細な粉塵の外気への飛散が抑止される。

【００４２】上記請求項６記載のロボットのアーム構造
によれば、ベース輪は筒状体によって形成され、この筒
状体はベアリングを介して上記モータ用ハウジングに取
り付けられているとともに、第１モータにその駆動によ
って回転するように接続され、上記筒状体と同軸の駆動
軸が設けられ、この駆動軸は上記筒状体の内壁面に支持
されて回転可能に設けられ、駆動軸の頂部に伝達輪が固
定されているとともに、第２モータにその駆動によって
回転するように接続されているため、回転駆動を伝達す
る構造がハウジングによって封じ込まれた状態になって
おり、アーム部材等の駆動によって生じる微細な粉塵の
外気への飛散が抑止される。

【００４３】上記請求項７記載のロボットのアーム構造
によれば、制御装置は、パルス電流によって第１モータ
および第２モータを制御するように構成されているた
め、各モータの回転駆動の角速度が確実に制御される。

【００４４】

【実施例】図１は、本発明に係るロボットのアーム構造
の一例を示す一部切欠き斜視図であり、図２はその側面
断面視の説明図である。本実施例においてはロボットの
アーム構造として半導体製造工場におけるウエハの搬送
装置に用いられるものを例示している。これらの図に示
すように、ロボットのアーム構造は、ウエハを保持する
先端部が直線運動するように伸縮するウエハ搬送用のア
ーム１と、このアーム１を支持するベース部２とからな
る基本構成を有している。

【００４５】まず上記アーム１は、ベース部２に回転可
能に基端側が接続された基部アーム１１と、この基部ア
ーム１１の先端側に基端側が屈伸可能に接続され、基部
アーム１１と等しい有効長を有する中間アーム１２と、
この中間アーム１２の先端側に基端側が屈伸可能に接続
された先端アーム１３とから構成されている。なお、有
効長とは各アーム１１，１２の軸間距離をいい、具体的
には基部アーム１１の場合は後述する基部アーム軸３４
の軸心と中間アーム軸３５の軸心との間の距離であり、
中間アーム１２の場合は中間アーム軸３５の軸心と後述
する先端アーム軸３３の軸心との間の距離である。

【００４６】また、上記ベース部２は中空箱状に形成さ
れ、この中空部分に密閉状態のベース室２１が設定され
ている。このベース室２１内には後述する駆動手段とし
てのドラム用モータ（第１モータ）４および軸用モータ
（第２モータ）５が内装されている。またベース部２の
天井部２２の略中央部には貫通穴２３が穿設され、この
貫通穴２３にベアリング２４を介して軸心回りに回転自
在に円筒状のベースドラム（ベース輪）３１がその上部
をベース部２から外部に突出させた状態で嵌装されてい
る。

【００４７】このベースドラム３１の先端には基部アー
ム１１が固定されている。この基部アーム１１は横長の
箱体によって構成され、内部に基部アーム室１４が形成
されている。上記ベースドラム３１の先端面には基部ア
ーム１１の基端側の下面部がネジ止めその他で固定され
ている。従って、基部アーム１１はベースドラム３１の
軸心回りに上記ベアリング２４を介してベースドラム３
１と共回り可能になっている。

【００４８】また、基部アーム１１の先端側には軸心回
りに回転自在であって、上記ベースドラム３１と平行に
設定された円筒状のアームドラム（アーム輪）３２が設
けられている。具体的には、基部アーム室１４先端側の
天井部に貫通穴１１ａが穿設され、この貫通穴１１ａに
ベアリング１１ｂを介して軸心回りに回転自在にアーム
ドラム３２がその上部を外部に突出させた状態で嵌装さ
れている。

【００４９】そして、このアームドラム３２の上端に中
間アーム１２が固定されている。この中間アーム１２も
上記基部アーム１１と同様に内部に中間アーム室１５を
有する箱体で形成され、その基端側下面部がアームドラ
ム３２の上面部にネジ止めその他で固定され、アームド
ラム３２と中間アーム１２とが一体に結合された状態に
なっている。従って、中間アーム１２はアームドラム３
２の軸心回りにベアリング１１ｂを介して回転可能にな
っている。

【００５０】さらに、中間アーム１２の先端側には軸心
回りに回転自在であって、上記アームドラム３１と平行
に設定された先端アーム軸３３が設けられている。この
先端アーム軸３３は中間アーム１２の先端側天井部に穿
設された貫通穴１２ａにベアリング１２ｂを介して嵌装
され、その上部が外部に突出されている。

【００５１】上記先端アーム軸３３の上部には径方向に
向けて横長平板状の先端アーム１３がその基端側でネジ
止めあるいは溶接止めで固定されている。この先端アー
ム１３の先端部にウエハＷを載置あるいは把持可能な構
造が形成されており（詳細は図示せず）、ウエハＷの搬
送を行い得るようになっている。

【００５２】以上のように各ドラムや軸の回転支持部分
にベアリング２４，１１ｂ，１２ｂが適用されているの
で、軸心回りに基部アーム１１、中間アーム１２および
先端アーム１３を円滑に回転させることが可能になる。

【００５３】上記ベースドラム３１には、同心状で基部
アーム軸３４が軸心回りに回転自在に貫装され、上端は
基部アーム室１４内に密封されている。また、上記アー
ムドラム３２には同心の中間アーム軸３５が貫装され、
上端は中間アーム室１５内に突出している。中間アーム
軸３５の下端部は基部アーム１１の先端側に固定されて
いる。そして、上記基部アーム軸３４の先端部には第１
プーリ（伝達輪）３６が固設されている。また、上記ア
ームドラム３２の下端部には第２プーリ３７が固設さ
れ、中間アーム軸３５回りにアームドラム３２と一体で
回転可能になっている。中間アーム軸３５の上端部には
第３プーリ（固定輪）３８が固設され、さらに、先端ア
ーム軸３３の下端部には第４プーリ（動手輪）３９が固
設されている。

【００５４】そして、第１プーリ３６と第２プーリ３７
との間に第１ベルト（第１伝達手段）３６７が張設さ
れ、第３プーリ３８と第４プーリ３９との間に第２ベル
ト（第２伝達手段）３８９が張設されている。従って、
まずベースドラム３１が一方向に回転すると、これと一
体の基部アーム１１が一方向に回転し、第１ベルト３６
７は第１プーリ３６に巻き付くことになる。見方を変え
れば、第１プーリ３６は基部アーム１１に対して他方向
に相対回転することになる。そして第１プーリ３６が他
方向に回転すると、この回転は第１ベルト３６７を介し
て第２プーリ３７に伝達され、この第２プーリ３７と一
体のアームドラム３２を回転させることになる。そして
このアームドラム３２の回転によってそれと一体の中間
アーム１２が他方向に回転する。ところで、中間アーム
軸３５は基部アーム１１と一体であるため、基部アーム
１１の一方向への回転によって、中間アーム１２が他方
向に回転すると、この回転によって第４プーリ３９は第
２ベルト３８９に巻き付き、この第２ベルト３８９の循
環移動によって一方向に回転しようとする。しかし、第
４プーリ３９は、中間アーム１２の他方向への回転によ
って他方向へも回転するため、結局上記第２ベルト３８
９による一方向への回転量と、中間アーム１２の旋回に
よる他方向への回転量との差し引きの回転量だけいずれ
かの方向に回転することになる。

【００５５】そして、本発明においては、上記第１プー
リ３６の径寸法と第２プーリ３７の径寸法との比が１：
１に設定されているとともに、上記第３プーリ３８の径
寸法と第４プーリ３９の径寸法とが１：２に設定されて
いる。従って、後に詳述するように、アーム１が屈伸運
動を行うと、先端アーム軸３３の軸心が、常にこの軸心
と基部アーム軸３４の軸心とを結ぶ直線上、またはこの
直線の延長線上を通るようになるとともに、先端アーム
１３は常に同一の径方向に延びた状態になる。

【００５６】上記ベース部２のベース室２１内には、上
記ベースドラム３１を回転させるためのドラム用モータ
４と、上記基部アーム軸３４を回転させるための軸用モ
ータ５とが内設されている。具体的には、ドラム用モー
タ４および軸用モータ５の双方がベースドラム３１を挟
んで互いに対向するようにベース室２１の床面に据付け
られている。

【００５７】そして、上記ドラム用モータ４には第１駆
動軸４１が設けられ、この第１駆動軸４１には第１駆動
プーリ４２が固設されている。この第１駆動プーリ４２
に対応して上記ベースドラム３１の下端側に第５プーリ
４３が固設されている。第１駆動プーリ４２と第５プー
リ４３との間には第１動力ベルト６が張設されている。
また、上記軸用モータ５には第２駆動軸５１が設けら
れ、この第２駆動軸５１には第２駆動プーリ５２が固設
され、この第２駆動プーリ５２に対応して上記基部アー
ム軸３４の下端側に第６プーリ５３が設けられている。
これら第２駆動プーリ５２と第６プーリ５３との間に第
２動力ベルト７が張設されている。

【００５８】そして、第１駆動プーリ４２の径寸法と第
５プーリ４３の径寸法との比は、第２駆動プーリ５２の
径寸法と第６プーリ５３の径寸法との比と等しく設定さ
れているため、ドラム用モータ４および軸用モータ５を
同一角速度で回転駆動させることによって、ベースドラ
ム３１および基部アーム軸３４は同じ角速度で回転す
る。

【００５９】本実施例においては、上記第１ベルト３６
７、第２ベルト３８９、第１動力ベルト６および第２動
力ベルト７として内周面に歯面が形成された同期ベルト
が適用されている。また、上記第１プーリ３６、第２プ
ーリ３７、第３プーリ３８、第１駆動プーリ４２および
第２駆動プーリ５２のいずれについても外周面には上記
ベルトの歯面に対応した歯面が形成されている。従っ
て、ドラム用モータ４および軸用モータ５の回転駆動
を、上記ベルトを介して上記各プーリに確実に伝達する
ことが可能になる。

【００６０】また、ドラム用モータ４および軸用モータ
５として、パルス電流が供給されることによってパルス
周期に比例した回転駆動を行ういわゆるパルス制御モー
タが適用されている。かかるパルス制御モータを適用す
ることにより、電流値そのものを制御しなくても、パル
ス電流のパルス周期を制御するだけで所望の正逆回転数
を確実に得ることが可能になる。すなわち、パルス制御
モータを適用することにより、先端アーム１３の直進退
の移動量、移動速度を容易に得ることが可能になると共
に、各モータ４，５の回転方向を変えるだけでアーム１
の伸縮およびアーム１の旋回のいずれかに切り換え可能
であり、アーム１を自動制御する上で極めて有効であ
る。

【００６１】そして、ベース部２の近傍には制御装置９
が設けられており、この制御装置９から、所定のパルス
周期を有するパルス電流が、ドラム用モータ４および軸
用モータ５に出力されるようになっている。本実施例に
おいては、アーム１に屈伸運動をさせるときは、ドラム
用モータ４および軸用モータ５に、それらが互いに逆方
向に回転するための同一パルス数の電流が供給され、ア
ーム１を旋回させるときは、上記両モータ４，５に、そ
れらが同一方向に回転するための同一パルス数の信号が
出力されるようになっている。

【００６２】本発明のロボットのアーム構造は以上のよ
うに構成されているので、ドラム用モータ４を一方向
に、軸用モータ５を他方向に回転させれば、まずドラム
用モータ４の回転駆動は、第１駆動軸４１、第１駆動プ
ーリ４２、第１動力ベルト６および第５プーリ４３を介
してベースドラム３１に伝達される。また、軸用モータ
５の回転駆動は、第２駆動軸５１、第２駆動プーリ５
２、第２動力ベルト７および第６プーリ５３を介して基
部アーム軸３４に伝達される。そしてこの場合、第１駆
動プーリ４２の径寸法と第５プーリ４３の径寸法との比
は、第２駆動プーリ５２の径寸法と第６プーリ５３の径
寸法との比と等しくなるように設定されているため、ド
ラム用モータ４および軸用モータ５に同一速度の正逆回
転力を与え、ベースドラム３１および基部アーム軸３４
の角速度の絶対値は常に同じになる。

【００６３】そして、ドラム用モータ４の一方向への回
転駆動による基部アーム１１の回転によって第１ベルト
３６７は第１プーリ３６に巻き付くため、この巻き付き
によって第１ベルト３６７は他方向に第１プーリ３６と
第２プーリ３７間を循環移動しこの循環移動によって第
２プーリ３７は他方向に回転することになる。

【００６４】同時に軸用モータ５は他方向へ同一の角速
度で回転駆動するため、その回転は基部アーム軸３４を
介して第１プーリ３６に伝達され、結局第２プーリ３７
の回転角度はドラム用モータ４による基部アーム１１の
回転角度と軸用モータ５による第１プーリ３６の回転角
度との合計角度になる。

【００６５】そして、ベースドラム３１を回転させるド
ラム用モータ４と、基部アーム軸３４を回転させる軸用
モータ５とは、ベースドラム３１および基部アーム軸３
４の回転角度の絶対値が同じになるように設定されてい
るため、上記合計角度は基部アーム１１の一方向への回
転角度に対し他方向へ２倍となる。

【００６６】しかも、基部アーム１１の有効長（基部ア
ーム軸３４の軸心と第２プーリ３７の軸心との間の距
離）と中間アーム１２の有効長（第２プーリ３７の軸心
と先端アーム軸３３の軸心との間の距離）とは同じに設
定されているため、先端アーム軸３３は、基部アーム軸
３４の軸心の径方向に対する１本の放射線上を移動する
ことになる。

【００６７】また、上記アームドラム３２の他方向への
回転は、中間アーム軸３５を介して基部アーム１１と一
体の第３プーリ３８と、第２ベルト３８９とによって第
４プーリ３９を回転させるため、先端アーム１３を中間
アーム１２に対して一方向に回転させることになる。そ
してこの場合、第３プーリ３８の径寸法と第４プーリ３
９の径寸法とは１：２に設定されているため、第４プー
リ３９は中間アーム１２の回転角の１／２になる。一
方、中間アーム１２の他方向への回転によって先端アー
ム軸３３は他方向に回転するため、上記第４プーリ３９
の一方向への回転との間で相殺され、先端アーム１３は
その姿勢方向が前述した１本の放射線上に維持された状
態で移動することになる。

【００６８】一方、ドラム用モータ４および軸用モータ
５の双方を同じ方向に回転駆動させれば、ベースドラム
３１の回転方向と同じ方向に基部アーム軸３４も軸心回
りに回転するため、ベースドラム３１と共回りしている
基部アーム１１に対して基部アーム軸３４は相対回転せ
ず、従って第１ベルト３６７の第１プーリ３６および中
間アーム軸３５間の循環移動は起こらず、アームドラム
３２は基部アーム１１に対して回転せず、その結果基部
アーム１１および中間アーム１２間の屈伸並びに中間ア
ーム１２および先端アーム１３間の屈伸は起こらず、ア
ーム１はその屈伸姿勢が保持された状態でドラム用モー
タ４および軸用モータ５の回転方向に応じて基部アーム
軸３４の軸心回りに正逆旋回することになる。

【００６９】また、ベース部２のベース室２１内にドラ
ム用モータ４、軸用モータ５およびベースドラム３１の
下端側が内設され、基部アーム１１の基部アーム室１４
内に第１プーリ３６、第２プーリ３７およびアームドラ
ム３２の下端側が内設され、中間アーム１２の中間アー
ム室１５内に第３プーリ３８、第４プーリ３９および先
端アーム軸３３の基端側が内設され、すべての可動部分
が密封状態になっているため、可動部分において発生す
る微細な粉塵や潤滑オイルの外部への飛散を有効に防止
することが可能になる。

【００７０】図７は、中間アームの先端部が直線運動を
する幾何学的原理を説明するための説明図である。この
図においては、三角形ＯＡＢのＯが基部アーム軸３４の
軸心を表し、線分ＯＡが基部アーム１１の有効長、線分
ＡＢが中間アーム１２の有効長をそれぞれ表している。
点Ｂが中間アーム１２の先端アーム軸３３の軸心であ
る。また、先端アーム軸３３の軸心が紙面の上方に延ば
された状態を三角形ＯＡ′Ｂ′で表している。この場合
線分ＯＡ′が基部アーム１１の有効長であり、線分Ａ′
Ｂ′が中間アーム１２の有効長である。また、点Ｃ、
Ｃ′およびＣ″は、先端アーム１３のウエハＷの位置を
表している。

【００７１】そして、本発明は、基部アーム１１が基部
アーム軸３４（点Ｏ）回りに例えば反時計方向に角αだ
け回動したときには、中間アーム１２（線分ＡＢ）はア
ームドラム３２（点Ａ）回りに角２αだけ時計方向に回
動するように構成されているのである。従って、もし中
間アーム１２がアームドラム３２（点Ａ）回りに回動し
ない状態で基部アーム１１が基部アーム軸３４（点Ｏ）
回りに角αだけ回動した場合の破線で示す中間アーム１
２（線分Ａ′Ｂ″）と、中間アーム１２をアームドラム
３２回りに回動させたときの中間アーム１２（線分Ａ′
Ｂ′）とでつくる角ｘが２αになっていることが証明さ
れれば、先端アーム軸３３の軸心はどのように基部アー
ム１１を基部アーム軸３４回りに回動させても、一点鎖
線で示す直線上を移動することになる。それを証明すれ
ば以下の通りとなる。

【００７２】すなわち、三角形ＯＡ′Ｂ′において、 角Ｂ′ＯＡ′＋角ＯＡ′Ｂ′＋角Ａ′Ｂ′Ｏ＝180° 故に β＋（180°−２（α＋β））＋ｘ＋β＝180° これを解いて ｘ＝２α となる。

【００７３】また、先端アーム１３は、中間アーム１２
に対して反時計方向に角αだけ回転しなければならな
い。もし、先端アーム１３が反時計方向に角αだけ回転
しないのであれば、先端アーム１３は、伸長した状態の
三角形ＯＡ′Ｂ′における線分Ｂ′Ｃ″で表される位置
にくる。しかし実際には基部アーム１１は、反時計方向
に角αだけ旋回するため、結局先端アーム１３は周方向
に姿勢変更せずに線分ＯＡの延長線上の線分Ｂ′Ｃ′の
位置にくる。

【００７４】以上の作用について、図３〜図６を用いて
具体的に説明する。まず図３は、アームの平面視の説明
図であり、先端アームが基準位置にある状態を例示して
いる。図３に示す状態では、紙面において基部アーム１
１は基部アーム軸３４から右斜め上に向けて４５°で傾
斜し、それに続く中間アーム１２は基部アーム１１の延
長線に対して左斜め上に向けて９０°で傾斜し、さらに
先端アーム１３は中間アーム１２の延長線に対して右４
５°、すなわちまっすぐに上方に向いている。

【００７５】この状態において図１および図２に示すド
ラム用モータ４を反時計方向に回転駆動させるととも
に、軸用モータ５を時計方向に回転駆動させて、ベース
ドラム３１を基部アーム軸３４回りに反時計方向に４５
°回転させ、かつ、第１プーリ３６を基部アーム軸３４
の軸心回りに時計方向に４５°回転させたとする。

【００７６】そうすると、ベースドラム３１の反時計方
向の回動によって第２プーリ３７は基部アーム１１に対
して４５°の時計方向の回動を行うとともに、軸用モー
タ５による積極的な第１プーリ３６の時計方向への４５
°回動によって、それらが加算されて第２プーリ３７は
基部アーム１１に対して９０°時計方向に相対回動し、
図４に示すように基部アーム１１と中間アーム１２とは
紙面上方に向かって一直線上に並んだ状態になる。

【００７７】図５は、先端アームが基準位置から後方に
直退した状態を例示している。この場合は、基部アーム
１１が時計方向に９０°回動した例であるが、上記と同
様の作用で先端アーム１３は直線的に後退する。

【００７８】図６は、アームが図３に示す基準姿勢を維
持した状態で基部アーム軸回りに時計方向に９０°回動
した状態を示している。この例の場合は、ドラム用モー
タ４および軸用モータ５の双方は基部アーム軸３４の軸
心回りに時計方向に回転させられる。そうすることによ
って、ベースドラム３１と基部アーム軸３４とは共に時
計方向に同じ回転速度で回転するため、両者の間で回転
速度の差が得られず、従って第１プーリ３６は基部アー
ム１１に対して相対回動せず、その結果アームドラム３
２および先端アーム軸３３も回動せず、結局基部アーム
１１、中間アーム１２および先端アーム１３の屈曲姿勢
が保持された状態でアーム１は旋回し、図６に示すよう
な状態になる。

【００７９】また、上記ドラム用モータ４および軸用モ
ータ５は、上記制御装置９から供給される制御信号によ
って回転制御されるようになっているため、制御装置９
からの制御信号がドラム用モータ４および軸用モータ５
にそれぞれ出力され、それらはそれぞれ所定の方向に回
転する。そして、ドラム用モータ４および軸用モータ５
の回転速度は、制御信号（パルス電流）によって制御さ
れるようになっており、この制御はパルス数によって行
われる。ドラム用モータ４の回転速度は、要求されるア
ーム１の屈伸速度および旋回速度に応じて決定され、軸
用モータ５の回転速度は、各駆動軸、プーリ、ベルトお
よびドラムの機械的な結合に応じて決定される。

【００８０】特に、実際の操業に先立って、アーム１
は、その先端アーム１３の所定の径方向への屈伸の駆動
状態がテストされる。そして、先端アーム１３が上記所
定の径方向に対し、機械的な結合上の狂いによって誤差
が生じるような屈伸運動をする場合には、軸用モータ５
に供給されるパルス電流のパルス数が変更され、軸用モ
ータ５の回転速度が調整される。この調整によって、基
部アーム１１に対する中間アーム１２の回転速度が２倍
の角速度になるように設定されるのである。

【００８１】そして、本発明においては、上記のように
アーム１の旋回およびアーム１の屈伸の双方に関して基
部アーム１１を旋回させるドラム用モータ４および中間
アーム１２を旋回させる軸用モータ５が使用される。従
って、中間アーム１２の回転速度を基部アーム１１の回
転速度の２倍にするためにそれぞれのプーリの径の比を
２：１に設定することが要求される従来のロボットのア
ーム構造に比較して、本発明のアーム構造は、アーム１
を所定の径方向に沿うようにより正確に直進させること
ができる。その理由は、軸用モータ５の回転駆動の角速
度を調整することによって、中間アーム１２の角速度を
基部アーム１１の角速度の２倍になるように容易に速度
設定することができるからである。これによって、ベル
トやプーリの寸法上の製造誤差や組立て誤差、あるいは
長期間の使用によって生じた老朽化による摩耗誤差が補
償されるのである。

【００８２】これに対して、従来のロボットのアーム構
造においては、一つのモータによってのみ先端アーム１
３の直進運動を賄うようになっているため、上記のよう
な寸法誤差を補償することは不可能である。

【００８３】また、ドラム用モータ４および軸用モータ
５の双方を用いてアーム１に屈伸運動を行わせるように
したことによって、第２プーリ３７の径および第１プー
リ３６の径の比を所定の値に設定することに意を払う必
要はない。換言すれば、本発明のアーム構造において
は、従来のように第２プーリ３７の径をあえて第１プー
リ３６の径の半分にする必要はないのである。逆に、第
２プーリ３７の径を第１プーリ３６の径よりも大きくす
ることも可能である。

【００８４】なお、上記の実施例においては、第１プー
リ３６および第２プーリ３７の径の比は、１：１に設定
されている。この１：１の比は、ドラム用モータ４およ
び軸用モータ５の駆動制御を容易にするために採用され
ている。

【００８５】しかしながら、本発明は上記の比が１：１
であることに限定されるものではなく、中間アーム１２
の回転に必要なトルクや、ドラム用モータ４および軸用
モータ５の出力、その他の条件を考慮して、２：１ある
いは１：２あるいはその他の比に設定することが可能で
ある。また、上記実施例においては、伝達機構としてベ
ルトとプーリが用いられているが、それらの代りにチエ
ンとスプロケットとを用いてもよい。

【００８６】さらに、駆動機構や伝達機構はすべてベー
ス室２１、基部アーム室１４および中間アーム室１５内
に設けられているため、モータやベルトやプーリの稼働
によって発生する微細な粉塵が外気に放出されるのが防
止される。

【００８７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のロボットのアー
ム構造によれば、基部アームの旋回速度の２倍の旋回速
度で中間アームが旋回するように第２モータの角速度を
設定すればよいため、アーム部材を製造するとき、組み
立てるとき、あるいはアーム部材が老朽化したときに生
じるアーム部材の寸法上の誤差を、ただ単に第２モータ
の角速度を変更することで補償することができ、常に正
常にアーム部材を屈伸させる上で極めて有効である。

【００８８】また、２台のモータを使用することによっ
て、アーム軸の径を伝達輪の径に影響されることなく、
自由に設定することか可能になるため、例えば、アーム
軸の径を伝達輪の径よりも大きく寸法設定することによ
って、アーム輪により大きなトルクが与えられ、アーム
部材の屈伸動作をより確実に行う上で好都合である。さ
らには、第２モータはベース部に固定されて設けられて
おり、アーム部材の旋回時に、第１モータと第２モータ
を同期させて回転させることにより、アーム部材を旋回
させることができ、このアーム部材の旋回時に、第１モ
ータが第２モータを一緒に旋回させるような構成でない
ため、旋回部分の慣性モーメントを小さくすることがで
き、したがって、第１モータは小さな出力のものでも高
速で旋回させることができ、また、モータやそれに付随
するエンコーダ等の配線も揺動しないものとしているた
め、断線等の問題も起こらないし、可動部に配線が無い
ため同じ方向に何回でも回転させることが可能である。
さらにまた、ベース輪と駆動輪を互いに同じ回転角で逆
に回転させることで、先端アームを直線的に動かすこと
ができる。つまり、第１モータと第２モータの大きさを
同じにしておき、かつ、同じ減速比で各々ベース輪と駆
動輪が回転されるようしておくことにより、互いのモー
タの反動トルクが打ち消し合い、これにより、高速でア
ームを伸縮させても、アーム先端にぶれを生じることが
ない。

【００８９】本発明の請求項２記載のロボットのアーム
構造によれば、伝達輪とアーム輪とは同一径に寸法設定
されているため、基部アームおよび中間アームを駆動さ
せる第１モータおよび第２モータの駆動制御が簡単にな
る。

【００９０】本発明の請求項３記載のロボットのアーム
構造によれば、ベース輪、伝達輪、アーム輪、固定輪お
よび動手輪はプーリを有しているとともに、上記第１伝
達手段および第２伝達手段は無端ベルトが適用されてい
るため、アーム構造を軽量にし、かつ、製造コストを低
減する上で有効である。

【００９１】本発明の請求項４記載のロボットのアーム
構造によれば、基部アームおよび中間アームは、それぞ
れ箱状のハウジングを有し、上記伝達輪およびアーム輪
は上記基部アームのハウジングに内装され、上記固定輪
および動手輪は中間アームのハウジングに内装されてい
るため、アーム構造のアーム部材に関する駆動部分が外
部から遮断され、駆動部分への埃の付着等が抑止され
る。

【００９２】本発明の請求項５記載のロボットのアーム
構造によれば、第１モータ、第２モータおよびベース輪
は箱状のモータ用ハウジングに内装されているため、上
記両モータは外部から遮断され、モータの駆動によって
生じる微細な粉塵の外気への飛散が有効に抑止される。

【００９３】本発明の請求項６記載のロボットのアーム
構造によれば、回転駆動を伝達する機構がハウジングに
よって封じ込まれた状態になっており、アーム部材等の
駆動によって生じる粉塵の外気への飛散が確実に抑止さ
れる。

【００９４】本発明の請求項７記載のロボットのアーム
構造によれば、制御装置は、パルス電流によって第１モ
ータおよび第２モータを制御するように構成されている
ため、各モータの回転駆動の角速度が確実に制御され、
正確に先端アームに直進運動をさせる上で好都合であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロボットのアーム構造の一例を示
す一部切欠き斜視図である。

【図２】図１に示すロボットのアーム構造の側面断面視
の説明図である。

【図３】本発明の作用を説明するためのアームの平面視
の説明図であり、先端アームが基準位置にある状態を例
示している。

【図４】本発明の作用を説明するためのアームの平面視
の説明図であり、先端アームが基準位置から前方に直進
した状態を例示している。

【図５】本発明の作用を説明するためのアームの平面視
の説明図であり、先端アームが基準位置から後方に直退
した状態を例示している。

【図６】本発明の作用を説明するためのアームの平面視
の説明図であり、アームが図３に示す基準姿勢を維持し
た状態で基部アーム軸回りに時計方向に９０°回動した
状態を示している。

【図７】中間アームの先端部が直線運動をすることの幾
何学的原理を説明するための説明図である。

【図８】従来のロボットのアーム構造を例示する一部切
欠き斜視図である。

【符号の説明】 １ アーム１ １１ 基部アーム １２ 中間アーム １３ 先端アーム １４ 基部アーム室 １５ 中間アーム室 ２ ベース部 ２１ ベース室 ２２ 天井部 ３１ ベースドラム（ベース輪） ３２ アームドラム（アーム輪） ３３ 先端アーム軸 ３４ 基部アーム軸 ３５ 中間アーム軸 ３６ 第１プーリ（伝達輪） ３７ 第２プーリ ３８ 第３プーリ（固定輪） ３９ 第４プーリ（動手輪） ３６７ 第１ベルト（第１伝達手段） ３８９ 第２ベルト（第２伝達手段） ４ ドラム用モータ（第１モータ） ４１ 第１駆動軸 ４２ 第１駆動プーリ ４３ 第５プーリ ５ 軸用モータ（第２モータ） ５１ 第２駆動軸 ５２ 第２駆動プーリ ５３ 第６プーリ ６ 第１動力ベルト ７ 第２動力ベルト

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基部アーム、中間アームおよび先端アー
   ムからなる屈伸可能なアーム部材と、基部アームの基端
   側に固定されたベース輪と、このベース輪に同軸でかつ
   ベース輪とは独立して回転する伝達輪と、基部アームの
   先端側に基部アームの旋回とは独立して設けられかつ中
   間アームの基端側に固定されたアーム輪と、アーム輪に
   同軸でかつ基部アームに固定された固定輪と、中間アー
   ムの先端側に設けられ、中間アームの旋回とは独立して
   回転し、先端アームに固定され、かつ、上記固定輪の２
   倍の径を有した動手輪と、ベース輪を回転する第１モー
   タと、アーム輪を回転する第２モータと、上記伝達輪と
   アーム輪との間に介在された第１伝達手段と、上記固定
   輪と動手輪との間に介在された第２伝達手段と、上記第
   １モータおよび第２モータの回転駆動を制御する制御装
   置とから構成され、上記動手輪と固定輪との間の軸間距
   離は、固定輪とベース輪との間の軸間距離と同一寸法に
   設定され、上記ベース輪は、筒状体によって形成され、
   この筒状体はベアリングを介してベース部に取り付けら
   れているとともに、第１モータの駆動によって回転する
   ように接続され、上記筒状体と同軸の駆動軸が設けら
   れ、この駆動軸は上記筒状体の内壁面に支持されて回転
   可能に設けられ、駆動軸の頂部に伝達輪が固定されてい
   るとともに、ベース部に固定された第２モータの駆動に
   よって回転するように接続され、上記制御装置は、上記
   アーム部材を旋回させるために、第１モータおよび第２
   モータを同一方向に回転駆動させるように制御するとと
   もに、上記先端アームを径方向に直進させるために、基
   部アームの旋回に応じて伝達輪および第１伝達手段を介
   して回転するアーム輪が、ベース輪に対して２倍の角速
   度で反対方向に回転するように第１モータおよび第２モ
   ータの角速度を制御するように構成されていることを特
   徴とするロボットのアーム構造。
2. 【請求項２】 上記伝達輪とアーム輪とは同一径である
   ことを特徴とする請求項１記載のロボットのアーム構
   造。
3. 【請求項３】 上記ベース輪、伝達輪、アーム輪、固定
   輪および動手輪はプーリを有しているとともに、上記第
   １伝達手段および第２伝達手段は無端ベルトからなるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のロボットのアー
   ム構造。
4. 【請求項４】 上記基部アームおよび中間アームは、そ
   れぞれ箱状のハウジングを有し、上記伝達輪およびアー
   ム輪は上記基部アームのハウジングに内装され、上記固
   定輪および動手輪は中間アームのハウジングに内装され
   ていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
   載のロボットのアーム構造。
5. 【請求項５】 上記第１モータ、第２モータおよびベー
   ス輪は箱状のモータ用ハウジングに内装されていること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のロボッ
   トのアーム構造。
6. 【請求項６】 上記ベース輪は筒状体によって形成さ
   れ、この筒状体はベアリングを介して上記モータ用ハウ
   ジングに取り付けられているとともに、第１モータにそ
   の駆動によって回転するように接続され、上記筒状体と
   同軸の駆動軸が設けられ、この駆動軸は上記筒状体の内
   壁面に支持されて回転可能に設けられ、駆動軸の頂部に
   伝達輪が固定されているとともに、第２モータにその駆
   動によって回転するように接続されていることを特徴と
   する請求項５記載のロボットのアーム構造。
7. 【請求項７】 上記制御装置は、パルス電流によって第
   １モータおよび第２モータを制御するように構成されて
   いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
   のロボットのアーム構造。