JP6007111B2 - 産業用ロボット - Google Patents

Description

本発明は、真空中で使用される産業用ロボットに関する。

従来、真空中で基板を搬送する真空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に記載の真空ロボットは、基板が搭載されるハンドと、ハンドが先端側に連結されるアームと、アームの基端側が連結される本体部とを備えている。アームは、本体部に回動可能に連結されるアームベースと、その基端側がアームベースに回動可能に連結される第１アームと、その基端側が第１アームの先端側に回動可能に連結される第２アームとを備えている。

特許文献１に記載の真空ロボットでは、アームベースおよび第１アームは、中空状に形成されている。アームベースの内部には、アームを駆動するアーム駆動用モータと、アーム駆動用モータの回転を減速して第１アームへ伝達する第１減速機が配置されている。第１減速機の出力軸には、第１アームの基端側が固定されている。第１アームの先端側には、アーム駆動用モータの回転を減速して第２アームへ伝達する第２減速機が配置されている。第２減速機の出力軸には、第２アームの基端側が固定されている。

また、特許文献１に記載の真空ロボットでは、本体部の一部が真空容器の底面に固定されており、アームおよびハンドは、真空中に配置されている。中空状に形成されるアームベースおよび第１アームの内部空間では、気密性が確保されており、アームベースおよび第１アームの内部空間は、大気圧となっている。また、この真空ロボットでは、上下方向に２分割される略有底円筒状の２個の分割ケース体が互いに接合されることでアームベースが構成されている。２個の分割ケース体の接合部には、アームベースの内部空間の気密性を確保するために、環状のシール部材が配置されており、このシール部材を挟んだ状態で、２個の分割ケース体が接合されている。

特開２０１１−１０１９１２号公報

特許文献１に記載の真空ロボットでは、２個の分割ケース体は、環状のシール部材を挟んだ状態で接合されている。したがって、この真空ロボットでは、ロボットが大型化して、アームベースが大型化すると、シール部材も大型化するため、アームベースを組み立てる際のシール部材の取り扱いが煩雑になる。また、シール部材の取り扱いが煩雑になると、２個の分割ケース体の間にシール部材を確実に挟むことができないといった作業ミスが発生して、アームベースの内部空間の気密性を確保できなくなるおそれも高くなる。

そこで、本発明の課題は、真空中に配置されるとともにその内部空間の少なくとも一部が大気圧となっているアームを有する産業用ロボットにおいて、産業用ロボットが大型化しても、アームの内部空間の気密性を確保するためのシール部材を取り付ける際の作業ミスを低減することが可能な産業用ロボットを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、平板状の第１平面部と、第１平面部と所定の隙間を介して略平行に対向配置される平板状の第２平面部と、第１平面部の外周端と第２平面部の外周端とを繋ぐ側面部とを有するアームを備え、アームの少なくとも一部は、第１平面部と第２平面部と側面部とに囲まれる内部空間を有する中空状に形成されるとともに、アームは、真空中に配置され、アームの内部空間は、大気圧となっており、第１平面部には、内部空間に通じる複数の貫通孔が形成され、アームは、第１平面部に固定され貫通孔を塞ぐ複数の蓋部材と、第１平面部と蓋部材との間に配置され内部空間からの空気の流出を防止する複数のシール部材とを備え、第２平面部の、第１平面部との対向面には、第１平面部と第２平面部との対向方向から見たときに貫通孔と少なくとも一部が重なる複数の凹部が窪むように形成されていることを特徴とする。

本発明の産業用ロボットでは、真空中に配置されるとともにその内部空間が大気圧となっているアームを構成する第１平面部に、内部空間に通じる複数の貫通孔が形成されている。また、本発明では、アームは、第１平面部に固定され複数の貫通孔を塞ぐ複数の蓋部材と、第１平面部と蓋部材との間に配置され内部空間からの空気の流出を防止する複数のシール部材とを備えている。そのため、本発明では、産業用ロボットが大型化してアームが大型化しても、複数のシール部材のそれぞれの大きさを小さくすることが可能になり、その結果、アームを組み立てる際に、シール部材を容易に取り扱うことが可能になる。したがって、本発明では、産業用ロボットが大型化しても、アームの内部空間の気密性を確保するためのシール部材を取り付ける際の作業ミスを低減することが可能になる。

ここで、真空中に配置されるアームの内部空間が大気圧となっている場合、中空状に形成されるアームは、内部の圧力によって外側に膨らむように変形する。本発明では、第２平面部の、第１平面部との対向面に、第１平面部と第２平面部との対向方向から見たときに貫通孔と少なくとも一部が重なる複数の凹部が窪むように形成されているため、第１平面部と第２平面部との対向方向の両外側に向かって略均等にアームが膨らむようにアームを変形させることが可能になる。すなわち、第２平面部の第１平面部との対向面に凹部が形成されていない場合には、複数の貫通孔が形成される第１平面部の強度が第２平面部の強度よりも低くなるため、アームは、内部の圧力によって、アームの第２平面部側よりもアームの第１平面部側が外側に向かって大きく膨らむように変形しやすくなるが、本発明では、第２平面部の第１平面部との対向面に、複数の凹部が形成されており、第２平面部の強度を第１平面部の強度に近づけることが可能になるため、第１平面部側と第２平面部側との両外側に向かって略均等にアームが膨らむようにアームを変形させることが可能になる。したがって、本発明では、第１平面部に複数の貫通孔が形成されていても、第１平面部と第２平面部との対向方向における一方側へ傾くようにアームが変形したり、捩れるようにアームが変形したりするのを抑制することが可能になり、その結果、アームの先端側の位置精度を確保することが可能になる。

本発明において、第１平面部と第２平面部との対向方向から見たときに、貫通孔の内周面と凹部の内周面とが略一致していることが好ましい。また、本発明において、貫通孔は、円形状に形成され、凹部は、貫通孔の内径と内径の等しい円形状に形成されていることが好ましい。このように構成すると、第１平面部と第２平面部との対向方向の両外側に向かって均等にアームが膨らむようにアームを変形させやすくなる。したがって、第１平面部に複数の貫通孔が形成されていても、第１平面部と第２平面部との対向方向における一方側へ傾くようにアームが変形したり、捩れるようにアームが変形したりするのを効果的に抑制することが可能になり、その結果、アームの先端側の位置精度を高めることが可能になる。

本発明において、内部空間は、貫通孔から挿入される切削用工具を用いた切削加工によって形成され、第１平面部と第２平面部と側面部とが一体となっていることが好ましい。このように構成すると、互いに別体で形成された第１平面部と第２平面部と側面部とが接合されることで内部空間が形成される場合と比較して、内部空間からの空気の流出を防止しやすくなる。また、このように構成すると、鋳物によって、第１平面部と第２平面部と側面部とが一体に形成されている場合と比較して、第１平面部、第２平面部および側面部から真空中へ放出されるガス（アウトガス）の放出量を低減することが可能になる。

以上のように、本発明では、真空中に配置されるとともにその内部空間の少なくとも一部が大気圧となっているアームを有する産業用ロボットにおいて、産業用ロボットが大型化しても、アームの内部空間の気密性を確保するためのシール部材を取り付ける際の作業ミスを低減することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットが有機ＥＬディスプレイの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１に示す産業用ロボットの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 図２に示す産業用ロボットの内部構造を側面から説明するための断面図である。 図３に示す第１アーム部および関節部の拡大図である。 図３に示す第２アーム部および関節部の拡大図である。 図５に示す第２アーム部のアーム部本体の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面の断面図である。 図６（Ａ）のＦ部の拡大図である。 図６（Ｂ）のＧ部の拡大図である。 図１に示すプロセスチャンバーから基板を搬出して他のプロセスチャンバーへ搬入する際の産業用ロボットの動きを説明するための図である。 本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの平面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（産業用ロボットの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１が有機ＥＬディスプレイの製造システム３に組み込まれた状態を示す平面図である。図２は、図１に示す産業用ロボット１の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図３は、図２に示す産業用ロボット１の内部構造を側面から説明するための断面図である。

本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、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（以下、「基板２」とする。）を搬送するためのロボットである。このロボット１は、比較的大型の基板２の搬送に適したロボットである。ロボット１は、図１に示すように、有機ＥＬ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。

製造システム３は、中心に配置される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を囲むように配置される複数のプロセスチャンバー５〜１０（以下、「チャンバー５〜１０」とする。）とを備えている。チャンバー４およびチャンバー５〜１０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を構成する後述のフォーク部２１がチャンバー５〜１０内に入り込むことで、ロボット１は、チャンバー５〜１０間で基板２を搬送する。すなわち、ロボット１は、真空中で基板２を搬送する。チャンバー５〜１０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５〜１０では、基板２に対して各種の処理が行われる。

図２、図３に示すように、ロボット１は、基板２が搭載されるハンド１３と、ハンド１３がその先端側に回動可能に連結されるアーム１４と、アーム１４の基端側が回動可能に連結される本体部１５と、本体部１５を昇降させる昇降機構１６とを備えている。本体部１５および昇降機構１６は、略有底円筒状のケース体１７の中に収容されている。ケース体１７の上端には、円板状に形成されたフランジ１８が固定されている。フランジ１８には、本体部１５の上端側部分が配置される貫通孔が形成されている。なお、図２（Ａ）では、本体部１５、昇降機構１６およびケース体１７等の図示を省略している。

ハンド１３およびアーム１４は、本体部１５の上側に配置されている。また、ハンド１３およびアーム１４は、フランジ１８の上側に配置されている。上述のように、ロボット１の一部は、チャンバー４の内部に配置されている。具体的には、ロボット１の、フランジ１８の下端面よりも上側の部分がチャンバー４の内部に配置されている。すなわち、ロボット１の、フランジ１８の下端面よりも上側の部分は、真空領域ＶＲの中に配置されており、ハンド１３およびアーム１４は、真空中に配置されている。一方、ロボット１の、フランジ１８の下端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。

ハンド１３は、アーム１４に連結される基部２０と、基板２が搭載される４本のフォーク部２１とを備えている。フォーク部２１は、直線状に形成されている。４本のフォーク部２１のうちの２本のフォーク部２１は、互いに所定の間隔をあけた状態で平行に配置されている。この２本のフォーク部２１は、基部２０から水平方向の一方側へ突出するように基部２０に固定されている。残りの２本のフォーク部２１は、基部２０から水平方向の一方側へ突出する２本のフォーク部２１と反対側に向かって基部２０から突出するように基部２０に固定されている。

アーム１４は、第１アーム部２３と第２アーム部２４との２個のアーム部によって構成されている。第１アーム部２３および第２アーム部２４は、中空状に形成されている。すなわち、アーム１４の全体は、中空状に形成されている。第１アーム部２３の基端側は、本体部１５に回動可能に連結されている。第１アーム部２３の先端側には、第２アーム部２４の基端側が回動可能に連結されている。すなわち、第１アーム部２３と第２アーム部２４は互いに相対回動可能に連結されている。第２アーム部２４の先端側には、ハンド１３が回動可能に連結されている。

アーム１４と本体部１５との連結部（すなわち、第１アーム部２３と本体部１５との連結部）は、関節部２５となっている。第１アーム部２３と第２アーム部２４との連結部は、関節部２６となっている。アーム１４とハンド１３との連結部（すなわち、第２アーム部２４とハンド１３との連結部）は、関節部２７となっている。第１アーム部２３に対する第２アーム部２４の回動中心と本体部１５に対する第１アーム部２３の回動中心との距離は、第１アーム部２３に対する第２アーム部２４の回動中心と第２アーム部２４に対するハンド１３の回動中心との距離と等しくなっている。

第１アーム部２３は、本体部１５から水平方向の一方側へ伸びるように、本体部１５に取り付けられている。第１アーム部２３には、第１アーム部２３が伸びる方向と反対側（すなわち、水平方向の他方側）へ本体部１５から伸びるカウンターウエイト２８が取り付けられている。第２アーム部２４は、第１アーム部２３よりも上側に配置されている。また、ハンド１３は、第２アーム部２４よりも上側に配置されている。

本体部１５には、本体部１５に対して第１アーム部２３を回動させるためのモータ３１が取り付けられている。また、本体部１５は、第１アーム部２３の基端側が固定される中空回転軸３２と、モータ３１の回転を減速して第１アーム部２３に伝達する減速機３３と、減速機３３のケース体を保持するとともに中空回転軸３２を回動可能に保持する略円筒状の保持部材３４とを備えている。

減速機３３は、その径方向の中心に貫通孔が形成された中空減速機である。この減速機３３は、その貫通孔の軸中心と中空回転軸３２の軸中心とが一致するように配置されている。減速機３３の入力側には、プーリおよびベルトを介してモータ３１が連結されている。減速機３３の出力側には、中空回転軸３２の下端が固定されている。中空回転軸３２の上端には、第１アーム部２３の基端側の下面が固定されている。中空回転軸３２は、保持部材３４の内周側に配置されており、中空回転軸３２の外周面と保持部材３４の内周面との間には軸受が配置されている。

関節部２５には、真空領域ＶＲへの空気の流出を防ぐ磁性流体シール３５が配置されている。磁性流体シール３５は、中空回転軸３２の外周面と保持部材３４の内周面との間に配置されている。また、関節部２５には、真空領域ＶＲへの空気の流出を防ぐためのベローズ３６が配置されている。具体的には、磁性流体シール３５の外周側であって、かつ、保持部材３４の外周側にベローズ３６が配置されている。ベローズ３６の下端は、保持部材３４に固定され、ベローズ３６の上端は、フランジ１８に固定されている。昇降機構１６を構成する後述のモータ４０が回転して本体部１５が昇降すると、ベローズ３６が伸縮する。

昇降機構１６は、上下方向を軸方向として配置されるネジ部材３８と、ネジ部材３８に係合するナット部材３９と、ネジ部材３８を回転させるモータ４０とを備えている。ネジ部材３８は、ケース体１７の底面側に回転可能に取り付けられている。モータ４０は、ケース体１７の底面側に取り付けられている。ネジ部材３８は、プーリおよびベルトを介してモータ４０に連結されている。ナット部材３９は、所定のブラケットを介して本体部１５に取り付けられている。本形態では、モータ４０が回転すると、ネジ部材３８が回転して、本体部１５がナット部材３９と一緒に昇降する。

（第１アーム部、第２アーム部の内部の構成および関節部の構成）
図４は、図３に示す第１アーム部２３および関節部２６の拡大図である。図５は、図３に示す第２アーム部２４および関節部２７の拡大図である。

上述のように、第１アーム部２３および第２アーム部２４は、中空状に形成されている。中空状に形成される第１アーム部２３の内部空間４５には、第１アーム部２３に対して第２アーム部２４を回動させるためのモータ４６と、第２アーム部２４に対してハンド１３を回動させるためのモータ４７とが配置されている。関節部２６は、モータ４６の回転を減速して第２アーム部２４に伝達する減速機４８を備えている。減速機４８は、その径方向の中心に貫通孔が形成された中空減速機である。また、関節部２６は、中空回転軸５０と、中空回転軸５０の外周側に、かつ、中空回転軸５０と同軸上に配置される中空回転軸５１とを備えている。なお、中空回転軸５０の外周面と中空回転軸５１の内周面との間には、軸受が配置されている。

減速機４８の入力側には、プーリ５２、５３およびベルト５４を介してモータ４６が連結されている。減速機４８の出力側には、中空回転軸５１の下端が固定されている。減速機４８は、その貫通孔の軸中心と中空回転軸５１の軸中心とが一致するように配置されている。中空回転軸５１の上端は、第２アーム部２４の基端側の下面に固定されている。減速機４８のケース体は、略円筒状に形成される保持部材５５に固定されている。保持部材５５は、第１アーム部２３の先端側に固定されている。また、保持部材５５は、中空回転軸５１の外周側に配置されている。モータ４６が回転すると、プーリ５２、５３、ベルト５４および減速機４８等を介してモータ４６の動力が第２アーム部２４の基端側に伝達されて、第２アーム部２４が回動する。

中空回転軸５０の下端側には、プーリ５７が固定されている。モータ４７の出力軸には、プーリ５８が固定されている。プーリ５７とプーリ５８とには、ベルト５９が架け渡されている。中空回転軸５０の上端には、プーリ６０が固定されている。プーリ６０は、中空状に形成される第２アーム部２４の基端側の内部に配置されている。関節部２７は、モータ４７の回転を減速してハンド１３に伝達する減速機６１と、中空回転軸６２とを備えている。減速機６１は、その径方向の中心に貫通孔が形成された中空減速機である。

減速機６１の入力側には、プーリ６３が固定されている。プーリ６０とプーリ６３とには、ベルト６４が架け渡されている。減速機６１の出力側には、中空回転軸６２の下端が固定されている。減速機６１は、その貫通孔の軸中心と中空回転軸６２の軸中心とが一致するように配置されている。中空回転軸６２の上端は、ハンド１３の基部２０の下面に固定されている。減速機６１のケース体は、略円筒状に形成される保持部材６５に固定されている。保持部材６５は、第２アーム部２４の先端側に固定されている。また、保持部材６５は、中空回転軸６２の外周側に配置されている。モータ４７が回転すると、プーリ５７、５８、６０、６３、ベルト５９、６４および減速機６１等を介してモータ４７の動力がハンド１３の基部２０に伝達されて、ハンド１３が回動する。

第１アーム部２３の内部空間４５は密閉されており、内部空間４５の圧力は大気圧となっている。また、第２アーム部２４の内部空間６６も密閉されており、内部空間６６の圧力も大気圧となっている。すなわち、アーム１４の内部空間４５、６６は、大気圧となっている。なお、内部空間４５と内部空間６６とは、中空回転軸５０の内周側を介して通じている。

上述のように、モータ４６、４７は、内部空間４５に配置されている。また、減速機４８は、第１アーム部２３の先端側において、内部空間４５に配置され、減速機６１は、第２アーム部２４の先端側において、内部空間６６に配置されている。すなわち、モータ４６、４７および減速機４８、６１は、大気中に配置されている。モータ４６には、モータ４６を冷却するための冷却用パイプ７０が巻回されている。この冷却用パイプ７０には、圧縮空気が供給可能となっており、冷却用パイプ７０の内部を通過する圧縮空気によって、モータ４６が冷却される。なお、本形態では、モータ４７の発熱量はモータ４６の発熱量に比べて小さいため、モータ４７には、冷却用パイプが巻回されていない。

関節部２６には、内部空間４５の密閉状態を確保するための磁性流体シール７１が配置され、関節部２７には、内部空間６６の密閉状態を確保するための磁性流体シール７２が配置されている。すなわち、関節部２６には、内部空間４５から真空領域ＶＲへの空気の流出を防ぐ磁性流体シール７１が配置され、関節部２７には、内部空間６６から真空領域ＶＲへの空気の流出を防ぐ磁性流体シール７２が配置されている。磁性流体シール７１は、中空回転軸５１の外周面と保持部材５５の内周面との間に配置され、磁性流体シール７２は、中空回転軸６２の外周面と保持部材６５の内周面との間に配置されている。なお、内部空間６６には、ベルト６４の張力を調整するためのテンションプーリ７３が配置されている。

（第１アーム部および第２アーム部の構成）
図６は、図５に示す第２アーム部２４のアーム部本体８０の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面の断面図である。図７は、図６（Ａ）のＦ部の拡大図である。図８は、図６（Ｂ）のＧ部の拡大図である。

第２アーム部２４は、アーム部本体８０と複数の蓋部材８１とを備えている。アーム部本体８０は、アーム部本体８０の上面を構成する上面部８０ａと、アーム部本体８０の下面を構成するとともに上面部８０ａと所定の隙間を介して略平行に対向配置される下面部８０ｂと、上面部８０ａの外周端と下面部８０ｂの外周端とを繋ぐ側面部８０ｃとから構成されている。上面部８０ａおよび下面部８０ｂは、細長い略長円形の平板状に形成されており、上下方向で対向している。側面部８０ｃは、上下方向から見たときの形状が細長い略長円形状となる筒状に形成されている。上面部８０ａと下面部８０ｂと側面部８０ｃとによって囲まれた空間は、内部空間６６となっている。本形態の上面部８０ａは、第１平面部であり、下面部８０ｂは、第２平面部である。以下の説明では、上面部８０ａおよび下面部８０ｂの、第２アーム部２４の基端側を「基端側」とし、上面部８０ａおよび下面部８０ｂの、第２アーム部２４の先端側を「先端側」とする。

上面部８０ａの先端側には、中空回転軸６２や保持部材６５が挿通される挿通孔８０ｄが形成されている。上面部８０ａの基端側には、関節部２６を組み立てるための作業用孔８０ｅが形成されている。挿通孔８０ｄおよび作業用孔８０ｅは、上面部８０ａを貫通する丸孔状に形成されている。上面部８０ａの、挿通孔８０ｄと作業用孔８０ｅとの間には、内部空間６６に通じる複数の貫通孔８０ｆが形成されている。本形態では、４個の貫通孔８０ｆが一定のピッチで上面部８０ａに形成されている。貫通孔８０ｆは、丸孔状に形成されている。すなわち、貫通孔８０ｆは、円形状に形成されている。また、本形態では、作業用孔８０ｅの内径と貫通孔８０ｆの内径とが等しくなっている。

上面部８０ａの上面には、円環状の溝部８０ｇが下側へ窪むように形成されている。本形態では、５個の溝部８０ｇが形成されている。５個の溝部８０ｇのうちの４個の溝部８０ｇのそれぞれは、４個の貫通孔８０ｆのそれぞれを囲むように形成され、残りの１個の溝部８０ｇは、作業用孔８０ｅを囲むように形成されている。

下面部８０ｂの基端側には、中空回転軸５０が挿通される挿通孔８０ｋが形成されている。下面部８０ｂの先端側には、関節部２７を組み立てるための作業用孔８０ｍが形成されている。挿通孔８０ｋおよび作業用孔８０ｍは、下面部８０ｂを貫通する丸孔状に形成されている。挿通孔８０ｋは、上面部８０ａに形成される作業用孔８０ｅの下側に形成され、作業用孔８０ｍは、上面部８０ａに形成される挿通孔８０ｄの下側に形成されている。

下面部８０ｂの上面（すなわち、上面部８０ａとの対向面）には、下側へ窪む複数の凹部８０ｎが形成されている。凹部８０ｎは、下面部８０ｂを貫通しないように形成されている。本形態では、４個の凹部８０ｎが一定のピッチで形成されている。凹部８０ｎは、円形状に形成されている。具体的には、凹部８０ｎは、貫通孔８０ｆの内径と内径の等しい円形状に形成されている。４個の凹部８０ｎは、４個の貫通孔８０ｆのピッチと同じピッチで形成されている。また、凹部８０ｎは、上下方向から見たときに、貫通孔８０ｆと重なるように形成されており、上下方向から見たときに、貫通孔８０ｆの内周面と凹部８０ｎの内周面とが略一致している。なお、最も基端側に配置される凹部８０ｎには、テンションプーリ７３を取り付けるための取付座８０ｐが形成されている。

アーム部本体８０は、アルミニウム合金で形成されている。このアーム部本体８０は、アルミニウム合金のブロックを切削加工することで形成されており、上面部８０ａと下面部８０ｂと側面部８０ｃとは一体となっている。すなわち、内部空間６６は、貫通孔８０ｆ、挿通孔８０ｄ、８０ｋおよび作業用孔８０ｅ、８０ｍから挿入される切削工具を用いた切削加工によって形成されており、切削加工によって内部空間６６が形成されることで、上面部８０ａ、下面部８０ｂおよび側面部８０ｃも形成される。

蓋部材８１は、貫通孔８０ｆの内径よりも外径の大きな円板状に形成されている。蓋部材８１の外径は、円環状に形成される溝部８０ｇの外径よりも大きくなっている。蓋部材８１は、貫通孔８０ｆを塞ぐように上面部８０ａの上面に固定されている。上面部８０ａと蓋部材８１との間には、内部空間６６からの空気の流出を防止する環状のシール部材（図示省略）が配置されている。このシール部材は、貫通孔８０ｆを囲むように形成される溝部８０ｇに嵌め込まれている。

作業用孔８０ｅは、蓋部材８１と同形状に形成される蓋部材８２によって覆われている。すなわち、蓋部材８２は、作業用孔８０ｅを塞ぐように上面部８０ａの上面に固定されている。上面部８０ａと蓋部材８２との間には、内部空間６６からの空気の流出を防止する環状のシール部材（図示省略）が配置されている。このシール部材は、作業用孔８０ｅを囲むように形成される溝部８０ｇに嵌め込まれている。下面部８０ｂの下面には、作業用孔８０ｍを塞ぐように円板状の蓋部材８３が固定されている。下面部８０ｂと蓋部材８３との間には、内部空間６６からの空気の流出を防止する環状のシール部材（図示省略）が配置されている。このシール部材は、蓋部材８３の外周側に形成される円環状の溝部に嵌め込まれている。

第１アーム部２３は、第２アーム部２４と同様に、アーム部本体８５と複数の蓋部材８６とを備えている。アーム部本体８５は、図４に示すように、アーム部本体８５の上面を構成する上面部８５ａと、アーム部本体８５の下面を構成するとともに上面部８５ａと所定の隙間を介して略平行に対向配置される下面部８５ｂと、上面部８５ａの外周端と下面部８５ｂの外周端とを繋ぐ側面部８５ｃとから構成されている。上面部８５ａおよび下面部８５ｂは、細長い略長円形の平板状に形成されている。側面部８５ｃは、上下方向から見たときの形状が細長い略長円形状となる筒状に形成されている。上面部８５ａと下面部８５ｂと側面部８５ｃとによって囲まれた空間は、内部空間４５となっている。本形態の上面部８５ａは、第１平面部であり、下面部８５ｂは、第２平面部である。以下の説明では、上面部８５ａおよび下面部８５ｂの、第１アーム部２３の基端側を「基端側」とし、上面部８５ａおよび下面部８５ｂの、第１アーム部２３の先端側を「先端側」とする。

上面部８５ａの先端側には、中空回転軸５０、５１や保持部材５５が挿通される挿通孔８５ｄが形成されている。また、上面部８５ａの先端側には、モータ４６、４７を取り付けるための作業用孔８５ｅが形成され、上面部８５ａの基端側には、関節部２５を組み立てるための作業用孔８５ｆが形成されている。挿通孔８５ｄおよび作業用孔８５ｅ、８５ｆは、上面部８５ａを貫通する丸孔状に形成されている。

上面部８５ａの、作業用孔８５ｅと作業用孔８５ｆとの間には、内部空間４５に通じる複数の貫通孔８５ｇが形成されている。本形態では、２個の貫通孔８５ｇが所定のピッチで上面部８５ａに形成されている。貫通孔８５ｇは、丸孔状に形成されている。すなわち、貫通孔８５ｇは、円形状に形成されている。また、本形態では、作業用孔８５ｅ、８５ｆの内径と貫通孔８５ｇの内径とが等しくなっている。上面部８５ａの上面には、円環状の溝部が下側へ窪むように形成されている。本形態では、５個の溝部が形成されている。５個の溝部のそれぞれは、挿通孔８５ｄ、作業用孔８５ｅ、８５ｆおよび２個の貫通孔８５ｇのそれぞれを囲むように形成されている。

下面部８５ｂの先端側には、関節部２６を組み立てたり、モータ４６、４７を取り付けたりするための作業用孔８５ｍが形成されている。作業用孔８５ｍは、下面部８５ｂを貫通する丸孔状に形成されている。また、作業用孔８５ｍは、上面部８５ａに形成される挿通孔８５ｄおよび作業用孔８５ｅの下側に形成されている。

下面部８５ｂの上面（すなわち、上面部８５ａとの対向面）には、下側へ窪む複数の凹部８５ｎが形成されている。凹部８５ｎは、下面部８５ｂを貫通しないように形成されている。本形態では、２個の凹部８５ｎが所定のピッチで形成されている。凹部８５ｎは、円形状に形成されている。具体的には、凹部８５ｎは、貫通孔８５ｇの内径と内径の等しい円形状に形成されている。２個の凹部８５ｎは、２個の貫通孔８５ｇのピッチと同じピッチで形成されている。また、凹部８５ｎは、上下方向から見たときに、貫通孔８５ｇと重なるように形成されており、上下方向から見たときに、貫通孔８５ｇの内周面と凹部８５ｎの内周面とが略一致している。

アーム部本体８５は、アーム部本体８０と同様に、アルミニウム合金のブロックを切削加工することで形成されており、上面部８５ａと下面部８５ｂと側面部８５ｃとは一体となっている。すなわち、内部空間４５は、貫通孔８５ｇ、挿通孔８５ｄおよび作業用孔８５ｅ、８５ｆ、８５ｍから挿入される切削工具を用いた切削加工によって形成されており、切削加工によって内部空間４５が形成されることで、上面部８５ａ、下面部８５ｂおよび側面部８５ｃも形成される。

蓋部材８６は、貫通孔８５ｇの内径よりも外径の大きな円板状に形成されている。蓋部材８６の外径は、上面部８５ａの上面に形成される円環状の溝部の外径よりも大きくなっている。蓋部材８６は、貫通孔８５ｇを塞ぐように上面部８５ａの上面に固定されている。上面部８５ａと蓋部材８６との間には、内部空間４５からの空気の流出を防止する環状のシール部材（図示省略）が配置されている。このシール部材は、貫通孔８５ｇを囲むように形成される溝部に嵌め込まれている。

また、上面部８５ａの上面には、蓋部材８６と同形状に形成される蓋部材８７が作業用孔８５ｆを塞ぐように固定されている。上面部８５ａと蓋部材８７との間には、内部空間４５からの空気の流出を防止する環状のシール部材（図示省略）が配置されている。このシール部材は、作業用孔８５ｆを囲むように形成される溝部に嵌め込まれている。また、上面部８５ａの上面には、略有底円筒状に形成される蓋部材８８が作業用孔８５ｅを塞ぐように固定されている。上面部８５ａと蓋部材８８との間には、内部空間４５からの空気の流出を防止する環状のシール部材（図示省略）が配置されている。このシール部材は、作業用孔８５ｅを囲むように形成される溝部に嵌め込まれている。

下面部８５ｂの下面には、作業用孔８５ｍを塞ぐように円板状の蓋部材８９が固定されている。下面部８５ｂと蓋部材８９との間には、内部空間４５からの空気の流出を防止する環状のシール部材（図示省略）が配置されている。このシール部材は、蓋部材８９の外周側に形成される円環状の溝部に嵌め込まれている。

（産業用ロボットの概略動作）
図９は、図１に示すプロセスチャンバー５から基板２を搬出してプロセスチャンバー６へ基板２を搬入する際の産業用ロボット１の動きを説明するための図である。

以上のように構成されたロボット１は、モータ３１、４０、４６、４７を駆動させて、チャンバー５〜１０間で基板２を搬送する。たとえば、図９に示すように、ロボット１は、チャンバー５から基板２を搬出してチャンバー６へ基板２を搬入する。すなわち、ロボット１は、図９（Ａ）に示すように、アーム１４を伸ばしてチャンバー５内で基板２を搭載した後、図９（Ｂ）に示すように、第１アーム部２３と第２アーム部２４とが上下方向で重なるまでアーム１４を縮めてチャンバー５から基板２を搬出する。その後、ロボット１は、ハンド１３を１８０°回動させてから、アーム１４を伸ばして、図９（Ｃ）に示すように、チャンバー６へ基板２を搬入する。

基板２の搬出時および搬入時には、ハンド１３および第１アーム部２３は、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動角度と、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動角度が等しく、かつ、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動方向と、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動方向とが逆方向となるように回動する。すなわち、モータ３１、４７は、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動角度と、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動角度が等しく、かつ、本体部１５に対する第１アーム部２３の回動方向と、第２アーム部２４に対するハンド１３の回動方向とが逆方向となるように回転する。そのため、基板２の搬出時および搬入時におけるハンド１３の向きが一定に保たれる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、アーム部本体８０に複数の貫通孔８０ｆが形成されており、貫通孔８０ｆを塞ぐ蓋部材８１とアーム部本体８０の上面部８０ａとの間に、大気圧となっている内部空間６６からの空気の流出を防止する環状のシール部材が配置されている。そのため、本形態では、ロボット１が大型化して第２アーム部２４が大型化しても、複数のシール部材のそれぞれの大きさを小さくすることが可能になり、その結果、第２アーム部２４を組み立てる際にシール部材を容易に取り扱うことが可能になる。同様に、本形態では、アーム部本体８５に複数の貫通孔８５ｇが形成されており、貫通孔８５ｇを塞ぐ蓋部材８６とアーム部本体８５の上面部８５ａとの間に、大気圧となっている内部空間４５からの空気の流出を防止する環状のシール部材が配置されている。そのため、本形態では、ロボット１が大型化して第１アーム部２３が大型化しても、複数のシール部材のそれぞれの大きさを小さくすることが可能になり、その結果、第１アーム部２３を組み立てる際にシール部材を容易に取り扱うことが可能になる。したがって、本形態では、ロボット１が大型化しても、アーム１４の内部空間４５、６６の気密性を確保するためのシール部材を取り付ける際の作業ミスを低減することが可能になる。

ここで、本形態では、真空中に配置される第２アーム部２４の内部空間６６が大気圧となっているため、中空状に形成される第２アーム部２４は、内部の圧力によって外側に膨らむように変形するが、本形態では、アーム部本体８０の下面部８０ｂの上面に、上下方向から見たときに貫通孔８０ｆと重なる凹部８０ｎが形成されているため、上下両側に向かって略均等に第２アーム部２４が膨らむように第２アーム部２４を変形させることが可能になる。

すなわち、下面部８０ｂの上面に凹部８０ｎが形成されていない場合には、複数の貫通孔８０ｆが形成される上面部８０ａの強度が下面部８０ｂの強度よりも低くなるため、第２アーム部２４は、内部の圧力によって、下側よりも上側が大きく膨らむように変形しやすくなるが、本形態では、下面部８０ｂの上面に凹部８０ｎが形成されており、下面部８０ｂの強度を上面部８０ａの強度に近づけることが可能になるため、上下両側に向かって略均等に第２アーム部２４が膨らむように第２アーム部２４を変形させることが可能になる。したがって、本形態では、上面部８０ａに複数の貫通孔８０ｆが形成されていても、上下方向の一方側へ傾くように第２アーム部２４が変形したり、捩れるように第２アーム部２４が変形したりするのを抑制することが可能になる。

同様に、本形態では、真空中に配置される第１アーム部２３の内部空間４５が大気圧となっているため、中空状に形成される第１アーム部２３は、内部の圧力によって外側に膨らむように変形するが、本形態では、アーム部本体８５の下面部８５ｂの上面に、上下方向から見たときに貫通孔８５ｇと重なる凹部８５ｎが形成されているため、上下両側に向かって略均等に第１アーム部２３が膨らむように第１アーム部２３を変形させることが可能になる。したがって、本形態では、上面部８５ａに複数の貫通孔８５ｇが形成されていても、上下方向の一方側へ傾くように第１アーム部２３が変形したり、捩れるように第１アーム部２３が変形したりするのを抑制することが可能になる。

このように、本形態では、上面部８０ａ、８５ａに複数の貫通孔８０ｆ、８５ｇが形成されていても、上下方向の一方側へ傾くようにアーム１４が変形したり、捩れるようにアーム１４が変形したりするのを抑制することが可能になるため、アーム１４の先端側の位置精度を確保することが可能になる。したがって、本形態では、上面部８０ａ、８５ａに複数の貫通孔８０ｆ、８５ｇが形成されていても、チャンバー５〜１０の所定の位置へ基板２を精度良く搬送することが可能になる。すなわち、本形態では、基板２の目標到達位置からのずれを抑制して基板２の搬送精度を高めることが可能になる。

特に本形態では、上下方向から見たときに、貫通孔８０ｆの内周面と凹部８０ｎの内周面とが略一致し、かつ、貫通孔８５ｇの内周面と凹部８５ｎの内周面とが略一致しているため、上下両側に向かって略均等に第１アーム部２３、第２アーム部２４が膨らむように第１アーム部２３、第２アーム部２４を変形させやすくなる。したがって、本形態では、上面部８０ａ、８５ａに複数の貫通孔８０ｆ、８５ｇが形成されていても、上下方向の一方側へ傾くようにアーム１４が変形したり、捩れるようにアーム１４が変形したりするのを効果的に抑制することが可能になり、その結果、アーム１４の先端側の位置精度を高めることが可能になる。

本形態では、アーム部本体８０、８５は、アルミニウム合金のブロックを切削加工することで形成されている。そのため、本形態では、互いに別体で形成された上面部８０ａ、８５ａと下面部８０ｂ、８５ｂと側面部８０ｃ、８５ｃとが接合されることでアーム部本体８０、８５が形成されている場合と比較して、内部空間４５、６６からの空気の流出を防止しやすくなる。また、本形態では、アーム部本体８０、８５が鋳物によって形成されている場合と比較して、アーム部本体８０、８５から真空中へ放出されるガス（アウトガス）の放出量を低減することが可能になる。

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

上述した形態では、アーム１４は、１個の第１アーム部２３と１個の第２アーム部２４とによって構成されている。この他にもたとえば、図１０に示すように、アーム１４は、１個の第１アーム部２３と、２個の第２アーム部２４とによって構成されても良い。この場合には、第１アーム部２３は、略Ｖ形状あるいは直線状に形成されており、その中心部が本体部１５に回動可能に連結される基端部となっている。また、図１０に示すように、第１アーム部２３の２個の先端側のそれぞれに第２アーム部２４が回動可能に連結されており、第１アーム部２３の２個の先端側のそれぞれに関節部２６が形成されている。また、この場合には、たとえば、ハンド１３の基部２０に、水平方向の一方側へ突出する２本のフォーク部２１のみが取り付けられる。なお、図１０では、上述した形態の構成と同一の構成、または、上述した形態の構成に対応する構成については、同一の符号を付している。

また、上述した形態では、ロボット１は、１本のアーム１４を備えているが、図１１に示すように、ロボット１は、本体部１５にその基端側が回動可能に連結される２本のアーム１４を備えていても良い。この場合には、たとえば、ハンド１３の基部２０に、水平方向の一方側へ突出する２本のフォーク部２１のみが取り付けられる。なお、図１１では、上述した形態の構成と同一の構成、または、上述した形態の構成に対応する構成については、同一の符号を付している。

上述した形態では、凹部８０ｎは、上下方向から見たときに、貫通孔８０ｆと重なるように形成されており、上下方向から見たときに、貫通孔８０ｆの内周面と凹部８０ｎの内周面とが略一致している。この他にもたとえば、凹部８０ｎは、上下方向から見たときに、凹部８０ｎの一部が貫通孔８０ｆと重なるように形成され、上下方向から見たときに、貫通孔８０ｆの内周面と凹部８０ｎの内周面とがずれていても良い。同様に、上述した形態では、凹部８５ｎは、上下方向から見たときに、貫通孔８５ｇと重なるように形成されており、上下方向から見たときに、貫通孔８５ｇの内周面と凹部８５ｎの内周面とが略一致しているが、凹部８５ｎは、上下方向から見たときに、凹部８５ｎの一部が貫通孔８５ｇと重なるように形成され、上下方向から見たときに、貫通孔８５ｇの内周面と凹部８５ｎの内周面とがずれていても良い。

上述した形態では、凹部８０ｎの内径は、貫通孔８０ｆの内径と等しくなっている。この他にもたとえば、凹部８０ｎの内径は、貫通孔８０ｆの内径より大きくても良いし、貫通孔８０ｆの内径より小さくても良い。同様に、凹部８５ｎの内径は、貫通孔８５ｇの内径と等しくなっているが、凹部８５ｎの内径は、貫通孔８５ｇの内径より大きくても良いし、貫通孔８５ｇの内径より小さくても良い。また、上述した形態では、貫通孔８０ｆ、８５ｇは、円形状に形成されているが、貫通孔８０ｆ、８５ｇは、多角形状に形成されても良いし、楕円形状または長円形状に形成されても良い。また、上述した形態では、凹部８０ｎ、８５ｎは、円形状に形成されているが、凹部８０ｎ、８５ｎは、多角形状に形成されても良いし、楕円形状または長円形状に形成されても良い。

上述した形態では、凹部８０ｎ、８５ｎは、下面部８０ｂ、８５ｂを貫通しないように形成されている。この他にもたとえば、凹部８０ｎ、８５ｎは、下面部８０ｂ、８５ｂを貫通するように形成されても良い。この場合には、下面部８０ｂ、８５ｂの下面に、凹部８０ｎ、８５ｎを塞ぐ蓋部材が固定される。また、この蓋部材と下面部８０ｂ、８５ｂとの間には、内部空間４５、６６からの空気の流出を防止するシール部材が配置される。

上述した形態では、第１アーム部２３の内部空間４５および第２アーム部２４の内部空間６６が大気圧となっている。この他にもたとえば、内部空間４５または内部空間６６が真空となっていても良い。また、上述した形態では、アーム１４は、第１アーム部２３と第２アーム部２４との２個のアーム部によって構成されているが、アーム１４は、１個のアーム部によって構成されても良いし、３個以上のアーム部によって構成されても良い。アーム１４が３個以上のアーム部によって構成される場合には、全てのアーム部の内部空間が大気圧となっていても良いし、内部空間が真空となっているアーム部があっても良い。

上述した形態では、ロボット１は、第１アーム部２３に対して第２アーム部２４を回動させるためのモータ４６と、第２アーム部２４に対してハンド１３を回動させるためのモータ４７とを備えている。この他にもたとえば、１台のモータによって、第１アーム部２３に対して第２アーム部２４が回動し、かつ、第２アーム部２４に対してハンド１３が回動するように、モータからアーム１４への動力の伝達機構が構成されても良い。

上述した形態では、ロボット１によって搬送される搬送対象物は有機ＥＬディスプレイ用の基板２であるが、ロボット１によって搬送される搬送対象物は、液晶ディスプレイ用のガラス基板であっても良いし、半導体ウエハ等であっても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、搬送対象物を搬送するためのロボットであるが、ロボット１は、溶接ロボット等の他の用途で使用されるロボットであっても良い。

１ ロボット（産業用ロボット）
１４ アーム
４５、６６ 内部空間
８０ａ、８５ａ 上面部（第１平面部）
８０ｂ、８５ｂ 下面部（第２平面部）
８０ｃ、８５ｃ 側面部
８０ｆ、８５ｇ 貫通孔
８０ｎ、８５ｎ 凹部
８１、８６ 蓋部材

Claims (4)

1. 平板状の第１平面部と、前記第１平面部と所定の隙間を介して略平行に対向配置される平板状の第２平面部と、前記第１平面部の外周端と前記第２平面部の外周端とを繋ぐ側面部とを有するアームを備え、
   前記アームの少なくとも一部は、前記第１平面部と前記第２平面部と前記側面部とに囲まれる内部空間を有する中空状に形成されるとともに、前記アームは、真空中に配置され、
   前記内部空間は、大気圧となっており、
   前記第１平面部には、前記内部空間に通じる複数の貫通孔が形成され、
   前記アームは、前記第１平面部に固定され前記貫通孔を塞ぐ複数の蓋部材と、前記第１平面部と前記蓋部材との間に配置され前記内部空間からの空気の流出を防止する複数のシール部材とを備え、
   前記第２平面部の、前記第１平面部との対向面には、前記第１平面部と前記第２平面部との対向方向から見たときに前記貫通孔と少なくとも一部が重なる複数の凹部が窪むように形成されていることを特徴とする産業用ロボット。
2. 前記対向方向から見たときに、前記貫通孔の内周面と前記凹部の内周面とが略一致していることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
3. 前記貫通孔は、円形状に形成され、
   前記凹部は、前記貫通孔の内径と内径の等しい円形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
4. 前記内部空間は、前記貫通孔から挿入される切削用工具を用いた切削加工によって形成され、
   前記第１平面部と前記第２平面部と前記側面部とが一体となっていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の産業用ロボット。

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