JP4833266B2 - アーム装置 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動されることによって回転する駆動アーム部、及び、駆動アーム部の回転に従って駆動アーム部に対して回転する従動アーム部を有したアーム装置に関する。
従来、アーム装置として、図16及び図17に示すようなアーム装置900が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
アーム装置900は、駆動されることによって回転軸911を中心に回転する駆動アーム部910と、駆動アーム部910の回転に従って駆動アーム部910に対して回転する従動アーム部920と、互いに回転可能に連結された複数のリンク931、932、933、934、935、936を有して駆動アーム部910及び従動アーム部920の回転をリンク931、932、933、934、935、936によって同期させる同期リンク部930と、従動アーム部920の先端側に取り付けられたハンド940とを備えていた。
また、同期リンク部930は、回転軸911が延在する矢印911aで示す方向で駆動アーム部910及び従動アーム部920の間に配置されていた。
そして、アーム装置900は、例えば、図17に示すように壁部990に形成された穴991にハンド940側を通過させて、通過させたハンド940で作業を行うことがあった。
特開2000−208588号公報(第11−12頁、第14−16図)
しかしながら、上記従来のアーム装置900においては、駆動アーム部910の少なくとも一部が穴991に挿入されるとき、ハンド940の従動アーム部920側とは反対側の端940aと、駆動アーム部910の従動アーム部920側とは反対側の端910aとの矢印911aで示す方向での厚み901が、穴991の矢印911aで示す方向での幅992以下でなければならず、幅992が厚み901より小さいとき、駆動アーム部910は穴991に挿入されることができないという問題が有った。
そこで、本発明は、従来と比較して先端側を薄型化することができるアーム装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のアーム装置は、駆動されることによって基端側の回転軸を中心に回転する駆動アーム部と、前記駆動アーム部の先端側に回転可能に支持されるとともに前記駆動アーム部に対し前記回転軸が延在する方向の一方側に配置された従動アーム部と、互いに回転可能に連結されて前記回転軸が延在する方向に重なった複数のリンクを有し、前記駆動アーム部が駆動されるとき、前記駆動アーム部及び前記従動アーム部を前記複数のリンクによって互いに逆方向に同期して回転させる同期リンク部とを備え、前記駆動アーム部及び前記従動アーム部は、それぞれ平行リンク機構として構成されるとともにそれぞれの平行リンク機構の一部となる共通リンクを関節として伸長及び収縮し、前記同期リンク部の前記複数のリンクは、それぞれ前記共通リンクに回転可能に連結された前記駆動アーム部の一部のリンク及び前記従動アーム部の一部のリンクを前記共通リンクに対して互いに逆方向に同期して回転させるよう、前記共通リンク、前記駆動アーム部の一部のリンク及び前記従動アーム部の一部のリンクにそれぞれの一部として一体に設けられた3つのリンク部分を有するとともに、前記駆動アーム部の一部のリンクに対して回転可能に連結された第1のリンクと、前記第1のリンク及び前記共通リンクに対して回転可能に連結された第2のリンクと、前記第2のリンク及び前記従動アーム部の一部のリンクに対して回転可能に連結された第3のリンクとを有し、前記第1のリンク、前記第2のリンク及び前記第3のリンクは、前記回転軸が延在する方向で前記駆動アーム部に対して前記従動アーム部側とは反対側に配置されたものであり、好ましくは、前記同期リンク部の前記第1のリンク、前記第2のリンク及び前記第3のリンクは、前記共通リンクに対して、前記駆動アーム部及び前記従動アーム部が収縮するときに前記共通リンクが移動する側に配置されているものである。
この構成により、本発明のアーム装置は、駆動アーム部の回転軸が延在する方向で駆動アーム部に対して従動アーム部側とは反対側に同期リンク部の第1〜第3のリンクが配置されることになり、従動アーム部の駆動アーム部側とは反対側の端と、駆動アーム部の従動アーム部側とは反対側の端との回転軸が延在する方向での厚みを従来と比較して小さくすることができ、従来と比較してアーム装置の先端側を薄型化することができる。
なお、上記のいずれかに記載のアーム装置と、内部に前記アーム装置を収納した収納部とを備え、前記収納部は、内部及び外部を連通させる連通口が形成され、前記アーム装置は、予め設定された長さに伸長したときに前記連通口に前記駆動アーム部の少なくとも一部が挿入されるように、前記収納部に収納された作業装置ユニットや作業装置を構成することもできる。
このようにすると、アーム装置が、予め設定された長さに伸長したときに連通口に駆動アーム部の少なくとも一部が挿入され、駆動アーム部が連通口に挿入されない構成と比較して作業装置ユニットや作業装置を小型化することができる。
本発明によれば、従来と比較して先端側を薄型化することができるアーム装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
(第1の実施の形態)
まず、第1の実施の形態に係るアーム装置の構成について説明する。
図1から図6までにおいて、本実施の形態に係るアーム装置100は、駆動されることによって回転軸111を中心に回転する駆動アーム部110と、駆動アーム部110の回転に従って駆動アーム部110に対して回転する従動アーム部130と、駆動アーム部110及び従動アーム部130の回転を同期させる同期リンク部150とを備えている。
ここで、駆動アーム部110は、基部121と、回転軸111を中心に回転可能に基部121に支持されたリンク122と、回転軸111とは異なる回転軸112を中心に回転可能に基部121に支持されたリンク123(駆動アーム部の一部のリンク)と、リンク122及びリンク123に回転可能に連結されたリンク124(共通リンク)とを有しており、基部121、リンク122、リンク123及びリンク124によって平行リンク機構を構成している。
また、従動アーム部130は、リンク124と、リンク124に回転可能に連結されたリンク141及びリンク142と、リンク141及びリンク142に回転可能に連結されて図示していないハンドを取り付けるハンド取付部143とを有しており、リンク124、リンク141、リンク142及びハンド取付部143によって平行リンク機構を構成している。
また、同期リンク部150は、リンク123、リンク124及びリンク142(それぞれの一部として一体に設けられた3つのリンク部分;図2、図5参照)と、リンク124に回転可能に連結されたリンク161(第2のリンク)と、リンク142及びリンク161に回転可能に連結されたリンク162(第3のリンク)と、リンク123及びリンク161に回転可能に連結されたリンク163(第1のリンク)とを有している。
なお、リンク123、リンク124、リンク142、リンク161、リンク162及びリンク163は、リンク123及びリンク142がリンク124に対して同期して逆方向に回転するように互いに連結されており、同期リンク部150は、リンク123、リンク124、リンク142、リンク161、リンク162及びリンク163によって駆動アーム部110及び従動アーム部130の回転を同期させるようになっている。
また、同期リンク部150のリンク161、リンク162及びリンク163の一部は、回転軸111が延在する矢印111aで示す方向で駆動アーム部110に対して従動アーム部130側とは反対側に配置されている。
また、駆動アーム部110は、矢印111aで示す方向で従動アーム部130側とは反対側に、矢印111aで示す方向に重なったリンク161の一部を通過させる切欠き122aが形成されている。
なお、アーム装置100は、簡略化すると図7に示すようになる。
次に、本実施の形態に係るアーム装置の動作について説明する。
図示していないモータによってリンク122が基部121に対して回転軸111を中心に回転させられると、駆動アーム部110が回転軸111を中心に回転する。
駆動アーム部110が回転軸111を中心に回転すると、同期リンク部150が駆動アーム部110及び従動アーム部130の回転を同期させるので、従動アーム部130は、駆動アーム部110の回転に従って駆動アーム部110に対して回転する。
したがって、アーム装置100は、モータによってリンク122が基部121に対して回転軸111を中心に回転させられることによって、図1に示すように収縮することや、図4に示すように伸長することができる。なお、アーム装置100は、図1に示す状態から図4に示すように基部121に対してハンド取付部143を前進させることができるだけでなく、図1に示す状態から基部121に対してハンド取付部143を後退させることもできる。
また、リンク122を基部121に対して回転させるモータとは別の図示していないモータによって基部121が回転軸111を中心に回転させられると、アーム装置100自体が回転軸111を中心に回転する。
以上に説明したように、アーム装置100は、矢印111aで示す方向で駆動アーム部110に対して従動アーム部130側とは反対側に同期リンク部150のリンク161、リンク162及びリンク163の一部が配置されているので、図6及び図7に示すように、従動アーム部130の駆動アーム部110側とは反対側の端130aと、駆動アーム部110の従動アーム部130側とは反対側の端110aとの矢印111aで示す方向での厚み101を従来と比較して小さくすることができ、従来と比較して先端側を薄型化することができる。
また、アーム装置100は、駆動アーム部110が、矢印111aで示す方向で従動アーム部130側とは反対側に、矢印111aで示す方向に重なったリンク161の一部を通過させる切欠き122aを形成しているので、駆動アーム部110に対して従動アーム部130側とは反対側に配置された同期リンク部150の駆動アーム部110側とは反対側の端150aと、従動アーム部130の駆動アーム部110側とは反対側の端130aとの矢印111aで示す方向での厚み102を、駆動アーム部110が切欠き122aを形成していない場合と比較して駆動アーム部110の剛性を維持しつつ小さくすることができる。
なお、アーム装置100は、本実施の形態において、同期リンク部150を備えていたが、本発明によれば、駆動アーム部110及び従動アーム部130の回転をリンクによって同期させるものであれば、同期リンク部150に代えて他の同期リンク部を備えていても良い。例えば、アーム装置100は、図16に示すような同期リンク部930を同期リンク部150に代えて備えていても良い。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係るアーム装置の構成について説明する。
図8において、本実施の形態に係るアーム装置200は、駆動されることによって回転軸211を中心に回転する駆動アーム部210と、駆動アーム部210の回転に従って駆動アーム部210に対して回転する従動アーム部230と、互いに回転可能に連結された複数のリンクを有して駆動アーム部210及び従動アーム部230の回転をリンクによって同期させる同期リンク部250とを備えている。
なお、駆動アーム部210、従動アーム部230及び同期リンク部250の構成は、以下に述べる構成を除いて、図1に示すアーム装置100の駆動アーム部110、従動アーム部130及び同期リンク部150の構成と同様である。したがって、以下においては、駆動アーム部210、従動アーム部230及び同期リンク部250の構成のうち、駆動アーム部110、従動アーム部130及び同期リンク部150の構成と異なる構成についてのみ説明する。
同期リンク部250は、回転軸211が延在する矢印211aで示す方向で駆動アーム部210及び従動アーム部230の間に配置されている。
また、駆動アーム部210は、矢印211aで示す方向で従動アーム部230との間に、矢印211aで示す方向に重なった同期リンク部250のリンクの少なくとも一部を通過させる切欠き222aが形成されている。
なお、本実施の形態に係るアーム装置200の動作は、第1の実施の形態に係るアーム装置100の動作とほぼ同様であるので、説明を省略する。
以上に説明したように、アーム装置200は、駆動アーム部210が、矢印211aで示す方向で従動アーム部230との間に、矢印211aで示す方向に重なった同期リンク部250のリンクの少なくとも一部を通過させる切欠き222aを形成しているので、従動アーム部230の駆動アーム部210側とは反対側の端230aと、駆動アーム部210の従動アーム部230側とは反対側の端210aとの矢印211aで示す方向での厚み201を、駆動アーム部210の剛性を維持しつつ従来と比較して小さくすることができ、従来と比較して先端側を薄型化することができる。
なお、本発明によれば、従動アーム部230が、矢印211aで示す方向で駆動アーム部210との間に、矢印211aで示す方向に重なった同期リンク部250のリンクの少なくとも一部を通過させる切欠きを形成していても良い。
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態に係るアーム装置の構成について説明する。
図9及び図10において、本実施の形態に係るアーム装置260は、第1の実施の形態に係るアーム装置100(図4及び図6参照)において駆動アーム部110(図4及び図6参照)を駆動アーム部270に代えたものである。したがって、アーム装置260の構成のうちアーム装置100の構成と同様な構成については、アーム装置100の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
また、駆動アーム部270は、駆動アーム部110(図4及び図6参照)においてリンク122(図4及び図6参照)をリンク271に代えたものである。
なお、リンク122の構成と、リンク271の構成とは、以下に述べる構成を除いて同一である。
リンク122は、矢印111aで示す方向で従動アーム部130側とは反対側に、矢印111aで示す方向に重なったリンク161の一部を通過させる切欠き122a(図4及び図6参照)が形成されているのに対して、リンク271は、リンク161及びリンク163の一部を通過させる溝271aが矢印111aで示す方向の中央部分に形成されている。
なお、本実施の形態に係るアーム装置260の動作は、第1の実施の形態に係るアーム装置100の動作とほぼ同様であるので、説明を省略する。
以上に説明したように、アーム装置260は、駆動アーム部270が、同期リンク部150の少なくとも一部を通過させる溝271aを形成しているので、従動アーム部130の駆動アーム部270側とは反対側の端130aと、駆動アーム部270の従動アーム部130側とは反対側の端270aとの矢印111aで示す方向での厚みを従来と比較して小さくすることができ、従来と比較して先端側を薄型化することができる。
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態に係るアーム装置の構成について説明する。
図11及び図12において、本実施の形態に係るアーム装置280は、第1の実施の形態に係るアーム装置100(図4及び図6参照)において駆動アーム部110(図4及び図6参照)を駆動アーム部290に代えたものである。したがって、アーム装置280の構成のうちアーム装置100の構成と同様な構成については、アーム装置100の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
また、駆動アーム部290は、駆動アーム部110(図4及び図6参照)においてリンク122(図4及び図6参照)をリンク291に代えたものである。
なお、リンク122の構成と、リンク291の構成とは、以下に述べる構成を除いて同一である。
リンク122は、矢印111aで示す方向で従動アーム部130側とは反対側に、矢印111aで示す方向に重なったリンク161の一部を通過させる切欠き122a(図4及び図6参照)が形成されているのに対して、リンク291は、リンク161の一部を通過させる溝291aが形成されている。
なお、本実施の形態に係るアーム装置280の動作は、第1の実施の形態に係るアーム装置100の動作とほぼ同様であるので、説明を省略する。
以上に説明したように、アーム装置280は、駆動アーム部290が、同期リンク部150の少なくとも一部を通過させる溝291aを形成しているので、従動アーム部130の駆動アーム部290側とは反対側の端130aと、駆動アーム部290の従動アーム部130側とは反対側の端290aとの矢印111aで示す方向での厚みを従来と比較して小さくすることができ、従来と比較して先端側を薄型化することができる。
(第5の実施の形態)
5の実施の形態は、第1の実施の形態に係るアーム装置を備えた作業装置として構成されている。
図13から図15までにおいて、本実施の形態に係る作業装置300は、第1の実施の形態に係るアーム装置100と、アーム装置100を収納した収納室(メインチャンバー)315aが内部に形成された収納部315とを有した作業ユニット310を備えている。なお、収納部315は、収納室315aと外部とを連通させる連通口316、連通口317及び連通口318が形成されている。
また、作業装置300は、連通口316の開閉を行うゲート部321と、連通口317の開閉を行うゲート部322と、連通口318の開閉を行うゲート部323と、連通口316を介して収納室315aに連通する連通室(サイドチャンバー)330aが内部に形成された連通部330と、連通口317を介して収納室315aに連通する連通室(サイドチャンバー)340aが内部に形成された連通部340とを備えている。
ここで、収納室315a、連通室330a及び連通室340aは、図示していない減圧装置によって減圧されるようになっている。
また、連通室330a及び連通室340aは、ウエハを処理する図示していない処理装置を収納している。
また、アーム装置100は、図14及び図15に示すように、予め設定された長さ以上に伸長したときに駆動アーム部110の少なくとも一部が連通口316に挿入される位置に収納室315aに収納されている。
また、アーム装置100は、図示していないが、ハンド取付部143にハンドが取り付けられている。
次に、本実施の形態に係る作業装置の動作について説明する。
アーム装置100が図13に示す状態であるとき、ゲート部323が開き、収納部315の外部に設置された図示していない装置が、収納部315の連通口318及びゲート部323を介してアーム装置100のハンドにウエハを保持させた後、ゲート部323が閉じる。
ゲート部323が閉じると、アーム装置100自体が回転軸111を中心に矢印191に示す方向に略90度回転して停止する。
アーム装置100が回転を停止すると、ゲート部321が開き、アーム装置100が、図14及び図15に示すように伸長して収納部315の連通口316及びゲート部321を介して連通室330aに先端側を移動させて処理装置までウエハを搬送し、収縮して収納室315aに先端側を移動させた後、ゲート部321が閉じる。
ゲート部321が閉じると、処理装置がウエハの処理を開始する。
処理装置によるウエハの処理が終了すると、ゲート部321が開き、アーム装置100は、再び伸長して連通室330aに先端側を移動させ、処理装置からウエハを受け取り、収縮して収納室315aに先端側を移動させた後、ゲート部321が閉じる。
ゲート部321が閉じると、アーム装置100自体が回転軸111を中心に矢印192に示す方向に略90度回転して停止し、連通室330aに収納された処理装置によるウエハの処理と同様に、連通室340aに収納された処理装置によるウエハの処理も行われる。
そして、連通室340aに収納された処理装置によるウエハの処理が終了すると、ゲート部323が開き、収納部315の外部に設置された図示していない装置が、収納部315の連通口318及びゲート部323を介してアーム装置100のハンドからウエハを受け取る。
以上に説明したように、アーム装置100が、予め設定された長さに伸長したときに連通口316に駆動アーム部110の少なくとも一部が挿入される位置に収納部315に収納されているので、収納部315は、駆動アーム部110が連通口316に挿入されない構成と比較して、容積を減少させることができる。したがって、作業ユニット310及び作業装置300は、駆動アーム部110が連通口316に挿入されない構成と比較して、小型化することができるとともに、収納室315aを減圧する減圧装置への負担を減少することができる。
また、上述したように、アーム装置100が従来と比較して先端側を薄型化することができるので、作業ユニット310及び作業装置300は、図15に示すように、回転軸111が延在する矢印111aで示す方向での連通口316の幅316aを従来と比較して小さくすることができる。
なお、作業ユニット310及び作業装置300は、本実施の形態において、アーム装置100自体が回転して伸縮を行う構成であったが、本発明によれば、アーム装置100自体が回転せずに単に伸縮だけを行う構成であっても良い。
また、作業ユニット310及び作業装置300は、本実施の形態において、第1の実施の形態に係るアーム装置100を備えていたが、本発明によれば、第2の実施の形態に係るアーム装置200(図8参照)、第3の実施の形態に係るアーム装置260(図9参照)又は第4の実施の形態に係るアーム装置280(図11参照)をアーム装置100に代えて備えていても良い。
本発明の第1の実施の形態に係るアーム装置の収縮した状態での上面図 図1に示す状態でのアーム装置の概略構成図 図1の矢印Aで示す方向から見たアーム装置の側面図 図1に示すアーム装置の伸長した状態での上面図 図4に示す状態でのアーム装置の概略構成図 図4の矢印Bで示す方向から見たアーム装置の側面図 図1に示すアーム装置の模式図 本発明の第2の実施の形態に係るアーム装置の模式図 本発明の第3の実施の形態に係るアーム装置の伸長した状態での上面図 図9の矢印Cで示す方向から見たアーム装置の側面図 本発明の第4の実施の形態に係るアーム装置の伸長した状態での上面図 図11の矢印Dで示す方向から見たアーム装置の側面図 本発明の第5の実施の形態に係る作業装置の上面断面図 図13に示す状態とは異なる状態での作業装置の上面断面図 図14の矢印Eで示す方向から見た作業装置の断面図 従来のアーム装置の概略構成図 図16に示すアーム装置の模式図
符号の説明
100 アーム装置
110 駆動アーム部(平行リンク機構)
111 回転軸
122 リンク(一部のリンクに対して平行に配置されたリンク)
122a 切欠き(駆動アーム部に従動アーム部側とは反対側に形成された切欠き)
123 リンク(駆動アーム部の一部のリンク)
124 共通リンク
130 従動アーム部(平行リンク機構)
150 同期リンク部
161 リンク(第2のリンク、複数のリンク)
162 リンク(第3のリンク、複数のリンク)
163 リンク(第1のリンク、複数のリンク)
200 アーム装置
210 駆動アーム部(平行リンク機構)
211 回転軸
222a 切欠き(駆動アーム部に従動アーム部側に形成された切欠き)
230 従動アーム部(平行リンク機構)
250 同期リンク部
260 アーム装置
270 駆動アーム部(平行リンク機構)
271 リンク(一部のリンクに対して平行に配置されたリンク)
271a 溝(駆動アーム部に形成された切欠き)
300 作業装置
310 作業ユニット
315 収納部
316 連通口
330 連通部

Claims (2)

  1. 駆動されることによって基端側の回転軸を中心に回転する駆動アーム部と、
    前記駆動アーム部の先端側に回転可能に支持されるとともに前記駆動アーム部に対し前記回転軸が延在する方向の一方側に配置された従動アーム部と、
    互いに回転可能に連結されて前記回転軸が延在する方向に重なった複数のリンクを有し、前記駆動アーム部が駆動されるとき、前記駆動アーム部及び前記従動アーム部を前記複数のリンクによって互いに逆方向に同期して回転させる同期リンク部とを備え、
    前記駆動アーム部及び前記従動アーム部は、それぞれ平行リンク機構として構成されるとともにそれぞれの平行リンク機構の一部となる共通リンクを関節として伸長及び収縮し、
    前記同期リンク部の前記複数のリンクは、それぞれ前記共通リンクに回転可能に連結された前記駆動アーム部の一部のリンク及び前記従動アーム部の一部のリンクを前記共通リンクに対して互いに逆方向に同期して回転させるよう、前記共通リンク、前記駆動アーム部の一部のリンク及び前記従動アーム部の一部のリンクにそれぞれの一部として一体に設けられた3つのリンク部分を有するとともに、前記駆動アーム部の一部のリンクに対して回転可能に連結された第1のリンクと、前記第1のリンク及び前記共通リンクに対して回転可能に連結された第2のリンクと、前記第2のリンク及び前記従動アーム部の一部のリンクに対して回転可能に連結された第3のリンクとを有し、
    前記第1のリンク、前記第2のリンク及び前記第3のリンクは、前記回転軸が延在する方向で前記駆動アーム部に対して前記従動アーム部側とは反対側に配置されたことを特徴とするアーム装置。
  2. 前記同期リンク部の前記第1のリンク、前記第2のリンク及び前記第3のリンクは、前記共通リンクに対して、前記駆動アーム部及び前記従動アーム部が収縮するときに前記共通リンクが移動する側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアーム装置。
JP2008214261A 2008-08-22 2008-08-22 アーム装置 Expired - Fee Related JP4833266B2 (ja)

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