JPH0453693A - クリーンロボツトの関節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はクリーンロボットの関節装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 近年、半導体製造工場ではクリーンルーム内への発塵を
防止したロボット、いわゆるクリーンロボットが多数使
用されている。

Ｗ４６図〜Ｗ４８図は、このような従来のクリーンロボ
ットを示すもので１図中、（１）はクリーンロボット、
　（ｌａ）はクリーンルーム内のグレーチングと呼ばれ
る多数の貫通穴を有する床（５）上に据付けられたクリ
ーンロボットの本体部、（２）はクリーンロボット（１
）の本体部（ｌａ）に昇降自在に取付けられた昇降体、
（３）はアームである。

アーム（３）は第１アーム（３Ａ）と第２アーム（３Ｂ
）とからなり、第１アーム（３Ａ）と昇降体（２）とは
第１関節（４Ａ）で、また第１アーム（３Ａ）と第２ア
ーム（３Ｂ）とは第２関節（４Ｂ）で接続されている。

さらに第２アーム（３Ｂ）の先端には第３関節（４Ｃ）
が取付けられており、一般には第３関節（４Ｃ）の下面
にワーク（図示せず）を把持するハンド装置（図示せず
）が取付けられる。

第６図および第８図は、第３関節（４Ｃ）の断面図で図
中、（６）は第２アーム（３Ｂ）に固定され下面に輪状
の凹部（６ａ）を有する基体で、この基体（６）にはサ
ーボ−モータ（７）が出力軸（７ａ）を下方に向けて取
付けられ、さらに出力軸（７ａ）には遊星減速機（８）
が連結されている。

（９）はほぼ円板状の底体（９ａ）に円筒体（９ｂ）が
立設するように固定された回動体で、軸受（ｌＯ）によ
り基体（６）に枢支され、さらに回動体（９）の底体（
９ａ）は遊星減速機（８）の駆動部（８ａ）に連結され
ている。

そしてサーボモータ　（７）が運転され遊星減速機（８
）の駆動部（８ａ）が駆動されると、これに連結された
回動体（９）が所定量だけ回動するよう構成されている
。

なお９回動体（９）の下面（９ａ”）には通常ハンド等
（図示せず）が取付けられる。

（６ｂ）は基体（６）の凹部（６ａ）に円筒体（９ｂ）
の外壁に対向して輪状に形成されたラビリンス溝で、二
のラビリンス溝（６ｂ）の３個所が排気ホース（ｌｌａ
）および排気ポンプ（ｌｌｂ）からなる排気装置（１１
）に接続されている。

そして、排気装置（１１）が運転されるとクリーンルー
ム内の空気は回動体（９）と基体（６）との隙間〔９ｃ
）からラビリンス溝（６ｂ）へ流入し、ラビリンス溝（
６ｂ）の３個所からそれぞれ同量づつ排気装置を経て床
（５）下部へ排気される。

従来のクリーンロボットの関節装置は以上のように構成
されており、制御装置（図示せず）に制御されて昇降体
（２）、第１関節（４Ａ）、第２関節（４Ｂ）、第３関
節（４Ｃ）が駆動されると、クリーンロボット　（１）
は所定の動作を実行する。

そして、ロボットが動作すると軸受（１０）から多量の
塵が発生する。

しかし、排気装置（１１）が運転されているので。

例えば第３関節（４Ｃ）の回動体（９）が回動すると。

軸受（１０）から発生した塵は第７図に矢印で示したよ
うにラビリンス溝（６ｂ）→排気ホース（ｌｌａ）→排
気ポンプ（ｌｌｂ）を経て床（５）下部へ排気される。

従って、軸受（１０）から発生した塵がクリーンルーム
内へ排出されることはない。

なお、ここでは第３関節（４Ｃ）について説明したが、
第１関節（４Ａ）および第２関節（４Ｂ）の構造も第３
関節（４Ｃ）にほぼ同一である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のクリーンロボットの関節装置は、ク
リーンルーム内の空気が回動体（９）と。

基台（６）との隙間（９ｃ）からラビリンス溝（６ｂ）
へ吸引されることにより、軸受（ｌＯ）から発生した塵
も吸引されることになり、クリーンルーム内への発馬を
防止している。

しかし、上述の隙間（９ｃ）からラビリンス溝（６ｂ）
へ空気が吸引される速度（以下吸引速度という）は一定
ではなく９例えば排気ホース（ｌｌａ）の直近のＡ点に
おける吸引速度Ｖａは排気ホース（ｌｌａ）から最も遠
いＢ点における吸引速度Ｖａに対してＶａ＞Ｖｂの関係
となる。

これはＡ点における吸引圧Ｐａに対してＢ点における吸
引圧ＰａがＰ　ａ　＞　Ｐ　ｂの関係となり、Ａ点がＢ
点に比べてクリーンルーム内の空気をより多く吸引する
からである。

そこで、Ｂ点における吸引速度ｖｂが発塵防止に必要な
限界速度（例えば毎秒０．３ｍ）以下に低下しないよう
、ラビリンス溝（６ｂ）の複数個所に排気ホース（Ｕａ
）を接続し、Ｂ点における吸引圧ｐｂを確保する方法が
採られ１例えばこの従来例ではラビリンス溝（６ｂ）の
３個所にそれぞれ排気ホース（ｌｌａ）が接続されてい
る。

なお、当然乍らロボットによっては３個所以上のものも
あり得る。

以上説明したように従来のクリーンロボットの関節装置
では、第６図に示した第３関節（４Ｃ）のように、複数
本の排気ホース（ｌｌａ）が接続されることになり、こ
のロボットが動作しアーム（３Ａ）　（３Ｂ）が旋回す
ると隣接する排気ホース（ｌｌａ）が互いに接触して擦
れ、接触個所からクリーンルーム内に発塵するという問
題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためなされたもの
で、複数本の排気ホース（ｌｌａ）が互いに接触し、接
触個所から発塵するのを防止したクリーンロボットの関
節装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るクリーンロボットの関節装置はアームに
固定された基体と、有底円筒体からなり円筒内面と基体
との間で内室を形成するように基体に枢支された回動体
と、内室の空気を内室外へ排気する１本の排気ホースと
を有し１回動体の円筒壁と基体との対向部分で回動体が
基体に枢支された部分より外気側から内室に連通した複
数の通気孔を、基体または回動体のいずれかに設け、内
室を排気ホースにより内室内の空気を排気した時内室内
が均等の吸引圧となる大きさにしである。

［作用］ 上記のように構成されたクリーンロボットの関節装置は
、１本の排気ホースにより内室内の空気を排気した時、
内室内に均等の吸引圧が発生するため９回動体の円筒壁
と基体との対向部分で回動体が基体に枢支された部分よ
り外気側の空気は。

複数の通気孔を通り内室に均等に流入し、その後１本の
排気ホースにより内室外へ排気される。

［実施例］ 以下この発明の一実施例を第１図および第２図により説
明する。

図中、第６図〜第８図に示された従来装置と同一または
相当部分については同一符号を付し、その説明は省略し
相違部分を説明する。

（２０）は第２アーム（３Ｂ）に固定され下面に輪状の
凹部（２０ａ）を有する基体、　（２１）はほぼ円板状
の底体（２１ａ）に円筒体（２１ｂ）が立設するように
固定されて構成された有底円筒体からなる回動体で。

基体（２０）の凹部（２０ａ）に円筒体（２１ｂ）の開
放端側が挿入されて円筒内に内室（２１ｃ）を形成する
よう配置され、さらに基体（２０）の凹部（２０ａ）と
円筒体（２１ｂ）の内壁との間に設けられた軸受（ｌＯ
）により基体（２０）に枢支されている。

（ｚｏｂ）は基体（２０）の凹部（２０ａ）に輪状に形
成されたラビリンス溝で９円筒体（２１ｂ）の外壁に対
向し軸受（ｌＯ）より外気側に配置されている。

（２１ｄ）は円筒体（２１ｂ）に設けられた通気孔でラ
ビリンス溝（２０ｂ）に対向する部分から内室（２１ｃ
）に連通しており、第２図に示すように回動体（２１）
の回動中心（Ｒ）より放射する方向にほぼ等しい距離を
おいて３個所配置されている。

（２１ｅ）は回動体（２１）の底体（２１ａ）に設けら
れた排気孔で、−側が内室（２１ｃ）に他側が底体（２
１ａ）の外周部に開口しており、底体（２１ａ）の外周
部の開口部には１本の排気ホース（ｌｌａ）が接続され
。

排気装置（１１）が運転されると内室（２１ｃ）内の空
気はクリーンルームの床（５）下部すなわち内室外へ排
気されるよう構成しである。

なお、基体（２０）と回動体（２１）との間で形成され
る内室（２１ｃ）は排気装置（１１）が運転されると内
室（２１ｃ）内が負圧となり均等の吸引圧が発生する大
きさ（例えば３００立方センチメートル）を有している
ものである。

次に、この実施例の動作について説明する。

クリーンロボット　（１）が動作し同時に排気装置（１
１）が運転されると内室（２１ｃ）内が負圧となるため
、クリーンルーム内の空気が回動体（２１）と基体（２
０）との隙間（２０ｃ）からラビリンス溝（２０ｂ）へ
流入しこの後２通気孔（２１ｄ）→内室（２１ｃ）→排
気孔（２１ｅ）→排気装置（１１）を経てクリーンルー
ムの床（５）下部へ排気される。

この時、内室（２１ｃ）内は均等の吸引圧になるため９
通気孔（２１ｄ）を通ってラビリンス溝（２０ｂ）から
内室（２１ｃ）へ流れる空気量は３個所の通気孔（２１
ｄ）とも同じになる。

そこで軸受（１Ｇ）から発生しラビリンス溝（２０ｂ）
へ流入した塵は直近の通気孔（２１ｄ）から同量づつ均
等に内室（２１ｃ）内へ流入し、この後１本の排気ホー
ス（ｌｌａ）を通り内室（２１ｃ）外へ排出される。

すなわち第３関節（４Ｃ）の軸受（ｌＯ）から発生した
塵は、第３関節（４Ｃ）に接続された１本の排気ホース
（ｌｌａ）により内室（２１ｃ）外へ排出される。

従って、ロボットが動作しても従来装置のように関節に
接続された複数本の排気ホース（ｌｌａ）が互いに接触
して擦れ、接触個所からクリーンルームへ発塵すること
がない。

第３図は、この発明による他の実施例を示す第２図相当
図である。

この実施例は円筒体（２３）に設けた通気孔（２３ａ）
を第−の実施例より多く４個所としたもので、これによ
れば通気孔（２３ａ）の直近の０点と１通気孔（２３ａ
）から最も遠いＤ点とのラビリンス溝（２０ｂ）におけ
る吸引圧の差が第一の実施例より少くなるため、隙間（
２０ｃ）からラビリンス溝（２０ｂ）内へ吸引される空
気の吸引速度の差が少くなり吸引速度の管理が易しいと
いう効果がある。

なお１通気孔（２３ａ）の数を更に多くするとより効果
があることは言うまでもない。

第４図は、この発明にかかる。さらに他の実施例を示す
第１図相当図である。

図において（３１）は底体（３１ａ）に円筒体（３１ｂ
）が固定されて構成された回動体で、二〇回動体（３１
）は基体（３０）に対し円筒体（３１ｂ）が外側から対
向する位置に軸受（ｌＯ）が設けられて基体（３０）に
枢支されている。

さらに１回動体（３１）には基体（３０）に対向し軸受
（１０）より外気側に輪状にラビリンス溝（３１ｄ）が
設けである。

（３０ａ）はラビリンス溝（３１ｄ）と内室（３１ｃ）
とが連通ずるよう基体（３０）に設けた複数の通気孔で
ある。

（３１ｅ）は底体（３１ａ）に設けられた排気孔で、底
体（３１ａ）の外周部の開口部には１本の排気ホース（
ｌｌａ）が接続されている。

排気装置（１１）が運転されると、内室（３１ｃ）内に
均等の吸引圧が発生するため、クリーンルーム内の空気
は基体（３０）と回動体（３１）との隙間（３０ｃ）か
らラビリンス溝（３１ｄ）へ流入し、第４図に矢印で示
したように通気孔（３０ａ）、内室（３１ｃ）を通りそ
の後排気ホース（ｌｌａ）を経てクリーンルーム内の床
（５）下部へ排気される。

従って、この実施例においても軸受（１０）から発生し
た塵を１本の排気ホース（ｌｌａ）により内室（２１ｃ
）外へ排出されることができるので、従来装置のように
複数の排気ホース（ｌｌａ）が互いに接触して擦れ、接
触個所からクリーンルームへ発塵することがない。

なお、この場合、第５図に示したように、排気ホース（
ｌｌａ）が接続される排気孔（３０ｂ）を基体（３０）
側に設けることも可能である。

［発明の効果］ 以上説明した通り、この発明によるクリーンロボットの
関節装置は、アームに基体が固定され。

この基体に有底円筒体からなる回動体が円筒内面と基体
との間で内室を形成するように枢支され。

さらに内室の空気を内室外へ排気する１本の排気ホース
が設けられ２回動体の円筒壁と基体との対向部分で回動
体が基体に枢支された部分より外気側から内室に連通し
た複数個の通気孔が、基体または回動体のいずれかに設
けてあり、内室は排気ホースにより内室内の空気を排気
した時、内室内が均等の吸引圧になる大きさにしてあり
、排気装置が運転され内室内の空気が排気ホースにより
内室外へ排気されると内室内には均等の吸引圧が発生し
、複数個設けられた通気孔を介して内室側へ流れる空気
量はどの通気孔とも同じになるので回ノ 動体が基体に枢支された部分から発生した塵は。

直近の通気孔を通り同量づつ均等に内室内へ流入し、こ
の後１本の排気ホースにより内室外へ排出することがで
きるため、複数のホースを使用する必要がなく２枚先部
からの塵を確実に吸引できるとともにホースからクリー
ンルームへの発馬を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるクリーンロボットの関節装置
の一実施例を示す断面図、第２図はＩｉ１図の■−■矢
視断面図、第３図はこの発明による他の実施例を示す第
２図相当図、第４図および第５図はこの発明によるさら
に他の実施例を示す第１図相当図、第６図は従来のクリ
ーンロボットを示す概念図、第７図は従来の関節装置を
示す第１図相当図、第８図は第７図の■−■矢視断面図
である。 図において、１・・・クリーンロボット、３Ａ、３Ｂ・
・・アーム、６，２０．３０・・・基体、９，２１゜３
１−・・回動体、１１ａ・・・排気ホース、２１ｃ、３
１ｃ・・・内室、２１ｅ、３１ｅ・・・通気孔である。 なお。 角図中。 同一符号は同一または相当部分 を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アームに固定された基体と、有底円筒体からなり円筒内
   面と上記基体との間で内室を形成するように上記基体に
   枢支された回動体と、上記内室の空気を上記内室外へ排
   気する１本の排気ホースとを有し、上記回動体の円筒壁
   と上記基体との対向部分で、上記回動体が基体に枢支さ
   れた部分より外気側から上記内室に連通した複数の通気
   孔を、上記基体または上記回動体のいずれかに設け、上
   記内室を上記排気ホースにより上記内室内の空気を排気
   した時、上記内室内が均等の吸引圧となる大きさとした
   ことを特徴とするクリーンロボットの関節装置。