JPH09323276A

JPH09323276A - 搬送装置及びロボットアーム

Info

Publication number: JPH09323276A
Application number: JP8140108A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Tsuji; 和彦辻; Yasuaki Murakami; 泰昭村上; Eisaku Takinami; 栄作滝波; Masaharu Suzuki; 雅晴鈴木
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1997-12-16
Also published as: KR980000805A; TW365569B; US5885052A

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送装置において、アーム部を薄くかつ剛性を
高め、しかも、発塵性を低下させる。【解決手段】アーム駆動用モータ１６が回転すると第
１アーム２０がその基端部を回動中心に回動する。第１
アーム２０の回動に基づいて従動プーリ２２及び駆動ギ
ア２５は第１アーム２０の回動中心を中心に公転する。
この時、プーリ駆動用モータ１６が停止していると、駆
動プーリ２１が停止しているためベルト２４を介して従
動プーリ２２が回転（自転）する。駆動ギア２５の公転
と従動プーリ２２の公転及び自転により、駆動ギア２５
に噛合する従動ギア２８は回転し駆動第２アーム３１を
第１アーム２０に対して相対回動させる。駆動第２アー
ム３１及び従動第２アーム３２とで平行リンク機構を構
成するハンド３４は、駆動第２アーム３１の回動で一方
向に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は搬送装置及びロボッ
トアームに関するものである。特に、半導体ウェハ、液
晶基板等の材料を製造装置に搬送するのに好適な搬送装
置及びロボットアームに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造装置に半導体ウェハを
搬送する搬送装置は、その主要部がロボットアームにて
構成されている。そのロボットアームとしてはベルト伝
達型ロボットアームとリンク型ロボットアームが知られ
ている。

【０００３】ベルト伝達型ロボットアームは、基端が連
結された第１回動軸を中心に回動する第１アームの先端
に第２回動軸を介して第２アームの基端部が回動可能に
支持されている。その第２アームの先端部には第３回動
軸を介して半導体ウェハを載置するハンドが回動可能に
支持されている。そして、第１アームの第１回動軸に固
着された第1固定プーリと第1アームと第２アームを回動
可能に支持した第２回動軸に固着した第２固定プーリと
の間には第１ベルトがかけられている。又、第２回動軸
の第２アーム側に固着した第３プーリと第３回動軸に固
着した第４プーリとの間には第２ベルトがかけられてい
る。

【０００４】そして、第１ベルトを介して第２プーリが
回転すると、第２アームがその第２回動軸を中心に回動
する。このとき、第２アームの回動方向は、第１アーム
の回動方向と反対方向である。従って、第２アームは、
第１アーム側に折れ曲がる状態になる。第２プーリの回
転とともに第３プーリが回転する。第３プーリが回転し
第２ベルトを介して第３プーリがが回転すると、ハンド
が第３回動軸を中心に回動する。このとき、ハンドの回
動方向は、第２アームの回動方向と反対の回動方向、即
ち、第１アームの回動方向と一致する。従って、ハンド
は、第２アーム側に折れ曲がる状態になる。

【０００５】そして、第１〜第３プーリのプーリ比を適
宜選択することによって、ハンドを直線運動させること
ができる。つまり、ベルト伝達型ロボットアームは、ハ
ンド上に半導体ウェハを載置し該ハンドを直線運動させ
ることにより半導体製造装置のチャンバに対して半導体
ウェハを出し入れする。

【０００６】一方、リンク型ロボットアームは、例え
ば、特表平７−５０７０１０に開示された関節アームが
ある。この関節アームは、肩端部において回転可能な一
対の上部アーム（前記第１アームに相当する）と、手首
端部において回転可能な一対の下部アーム（前記第２ア
ームに相当する）とが採用され、各対上部アームと下部
アームの肘端部は１つのリンクによって互いに連結され
ている。前記一対の上部アームの一方の上部アームは回
転する。一対の下部アームの手首部にはエンドイフェク
タ（前記ハンドに相当する）が取り付けられている。前
記リンクは、上部アームに固着したシャフトを回転させ
ると下部アームに固着したシャフトを反対方向に回転さ
せる帯体を備えている。

【０００７】そして、上部アームを回動させることによ
り、エンドイフェクタは直線運動する。従って、エンド
イフェクタ上に半導体ウェハを載置し該エンドイフェク
タを直線運動させることにより半導体製造装置のチャン
バに対して半導体ウェハが出し入れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体集積
回路装置は、半導体製造装置のチャンバの高温でかつ高
真空の環境のもとで製造される。従って、該チャンバに
対して半導体ウェハを出し入れする搬送装置のロボット
アームは、耐熱性に優れ、発塵性の無いものが求められ
ている。

【０００９】そして、前記したベルト伝達型ロボットア
ームにおいて、第４プーリには第２ベルトによる発塵が
外部流出しないように磁性流体シールが用いられてい
る。しかしながら、磁性流体シールは熱に弱い。高温下
のチャンバ内を該ロボットアームが出入りすると、磁性
流体シールは熱によって劣化し、発塵することがあり耐
久性に問題があった。

【００１０】又、前記したベルト伝達型ロボットアーム
の第２アームには、第２アームの両端部に設けた第３及
び第４プーリ間に第２ベルトがかけられている。この第
２ベルトの幅分だけ第２アームは厚くなる。この第２ア
ームの厚さは、該第２アームが出入りするチャンバの開
口部を大きくする要因となる。

【００１１】つまり、ロボットアームは、半導体ウェハ
をウェハ供給ステーションから予備室に取り込み予備室
に取り込んだウェハをチャンバ内に半導体ウェハを搬送
する。又、ロボットアームは、チャンバ内の半導体ウェ
ハを予備室まで取り出し、予備室に取り出したウェハを
ウェハ供出ステーションに搬送する。そして、ロボット
アームが、予備室と各ステーションとの間で半導体ウェ
ハの搬送を行っているときは、チャンバと予備室の間は
密閉される。又、予備室とチャンバとの間で半導体ウェ
ハの搬送を行っているときは、予備室とステーションの
間は密閉される。

【００１２】ところで、第２アームが出入りするチャン
バの開口部は小さくしたい。つまり、チャンバ内に発生
する塵埃が予備室に流出して他のチャンバに影響を与え
ることがないようにするためである。しかしながら、ベ
ルト伝達型ロボットアームはチャンバの開口部をその大
きくしなければならないことから、チャンバ内で発生す
る塵埃を予備室に流出させ易い点で不利である。

【００１３】一方、リンク型ロボットアームは、ベルト
伝達型ロボットアームのような上記問題点はない。しか
しながら、リンク型ロボットアームは、一対の上部アー
ムと同じく一対の下部アームをリンクにて連結するた
め、６箇所の軸部が存在しベルト伝達型ロボットアーム
に比べて多い。その６箇所の軸部は、各軸部に対して相
互に位置精度が要求されるため、各軸部の位置精度をだ
すのは非常に難しかった。従って、各軸部の位置精度が
悪いとリンクの動きは悪い。又、該リンク型ロボットア
ームは、一対の上部及び下部アームを平行リンク機構で
形成され剛性が低いことから、各アームは捻れ易くその
捻れにより各軸部は劣化し易かった。この軸部の劣化
は、リンクの動きの悪化につながり耐久性に問題があっ
た。近年、半導体ウェハ、液晶基板等の搬送材料の大型
化に伴いこの捻れは益々問題になってきている。

【００１４】又、リンクの動きの悪化は、半導体ウェハ
の搬送位置精度の低下につながる。つまり、ロボットア
ームは、各半導体ウェハをチャンバ内の常に同じ箇所に
搬送載置しなければならない。ロボットアームの搬送位
置精度が低下し載置位置がずれると、各半導体ウェハ上
に形成される半導体装置の製造条件が相違することにな
り製造される半導体集積回路装置の部留まりの低下をも
たらす。

【００１５】本発明の目的は、アーム部を薄くかつ剛性
を高くでき、しかも、発塵性の低い搬送装置及びロボッ
トアームを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基端
部に駆動プーリを先端部に従動プーリをそれぞれ回転可
能に配置するとともに両プーリにベルトをかけた第１ア
ームと、前記従動プーリの一側面に基端部がそれぞれ回
動可能に取着された一対の第２アームと、前記駆動一対
の第２アームの先端部が回動可能に連結され、両第２ア
ームとで平行リンク機構を構成するハンドと、前記第１
アームをその基端部を回動中心に回動させるアーム駆動
モータと、前記第１アームの基端部に回転可能に配置さ
れた駆動プーリを回転させるプーリ駆動モータと、前記
第１アーム又は駆動プーリと前記一対の第２アームの少
なくともいずれか一方の第２アームとの間に設けられ、
前記第１アームの回動、又は、第１アームの回動及び駆
動プーリの回転に基づいて前記一方の第２アームをその
基端部を回動中心に第１アームに対して相対回動させる
第２アーム回動機構とからなる搬送装置をその要旨とす
る。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１に記載の搬送
装置において、前記第２アーム回動機構が前記従動プー
リを回転可能に支持する固定軸に固着された駆動ギア
と、前記従動プーリの一側面に設けた支持軸に対して回
動可能に軸支された前記一方の第２アームに設けられ前
記駆動ギアと噛合する従動ギアとからなる。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１に記載の搬送
装置において、前記第２アーム回動機構は、前記従動プ
ーリを回転可能に支持する固定軸に固着された第１プー
リと、前記従動プーリの一側面に設けた支持軸に対して
回動可能に軸支された前記一方の第２アームに設けられ
た第２プーリと、その第１プーリと第２プーリとを連結
するベルトとからなる。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１に記載の搬送
装置において、前記第２アーム回動機構は、前記駆動プ
ーリの一側面に設けた第１プーリと、前記従動プーリの
一側面に設けた支持軸に対して回動可能に軸支された前
記一方の第２アームに設けられた第２プーリと、その第
１プーリと第２プーリとを連結するベルトとからなる。

【００２０】請求項５の発明は、基端部に駆動プーリを
先端部に従動プーリをそれぞれ回転可能に配置するとと
もに両プーリにベルトをかけた第１アームと、前記従動
プーリの一側面に基端部がそれぞれ回動可能に取着され
た一対の第２アームと、前記一対の第２アーム及び従動
第２アームの先端部が回動可能に連結され、両第２アー
ムとで平行リンク機構を構成するハンドと、前記第１ア
ーム又は駆動プーリと前記一対の第２アームの少なくと
もいずれか一方の第２アームとの間に設けられ、前記第
１アームの回動、又は、第１アームの回動及び駆動プー
リの回転に基づいて前記一方の第２アームをその基端部
を回動中心に第１アームに対して相対回動させる第２ア
ーム回動機構とからなるロボットアームをその要旨とす
る。

【００２１】請求項６の発明は、請求項５に記載のロボ
ットアームにおいて、前記第２アーム回動機構が前記従
動プーリを回転可能に支持する固定軸に固着された駆動
ギアと、前記従動プーリの一側面に設けた支持軸に対し
て回動可能に軸支された前記一方の第２アームに設けら
れ前記駆動ギアと噛合する従動ギアとからなる。

【００２２】請求項７の発明は、請求項５に記載のロボ
ットアームにおいて、前記第２アーム回動機構が前記従
動プーリを回転可能に支持する固定軸に固着された第１
プーリと、前記従動プーリの一側面に設けた支持軸に対
して回動可能に軸支された前記一方の第２アームに設け
られた第２プーリと、その第１プーリと第２プーリとを
連結するベルトとからなる。

【００２３】請求項８の発明は、請求項５に記載のロボ
ットアームにおいて、前記第２アーム回動機構が前記駆
動プーリの一側面に設けた第１プーリと、前記従動プー
リの一側面に設けた支持軸に対して回動可能に軸支され
た前記一方の第２アームに設けられた第２プーリと、そ
の第１プーリと第２プーリとを連結するベルトとからな
る。

【００２４】（作用）請求項１の発明によれば、搬送装
置は、アーム駆動モータが回転すると第１アームがその
基端部を回動中心に回動する。第１アームの回動に基づ
いて従動プーリは第１アームの回動中心を中心に公転す
る。一方、例えば、プーリ駆動モータを停止させ駆動プ
ーリを停止させてベルトを介して従動プーリを回転（自
転）させる。第１アームの回動及び駆動プーリの停止に
基づいて第２アーム駆動機構は、一方の第２アームをそ
の基端部を回動中心に第１アームに対して相対回動させ
る。一対の第２アームとでリンク機構を構成するハンド
は、一方の第２アームの回動で一方向に移動する。

【００２５】請求項２の発明によれば、搬送装置は、ア
ーム駆動モータが回転すると第１アームがその基端部を
回動中心に回動する。第１アームの回動に基づいて従動
プーリ及び駆動ギアは第１アームの回動中心を中心に公
転する。一方、例えば、プーリ駆動モータを停止させ駆
動プーリを停止させてベルトを介して従動プーリを回転
（自転）させる。駆動ギアの公転と従動プーリの公転及
び自転により、駆動ギアに噛合する従動ギアは回動し一
方の第２アームを第１アームに対して相対回動させる。
一対の第２アームとで平行リンク機構を構成するハンド
は、一方の第２アームの回動で一方向に移動する。

【００２６】請求項３の発明によれば、搬送装置は、ア
ーム駆動モータが回転すると第１アームがその基端部を
回動中心に回動する。第１アームの回動に基づいて従動
プーリ及び第１プーリは第１アームの回動中心を中心に
公転する。一方、例えば、プーリ駆動モータを停止させ
駆動プーリを停止させてベルトを介して従動プーリを回
転（自転）させる。第１プーリの公転と従動プーリの公
転及び自転により、第１プーリとベルトで連結する第２
プーリは回転し一方の第２アームを第１アームに対して
相対回動させる。一対の第２アームとで平行リンク機構
を構成するハンドは、一方の第２アームの回動で一方向
に移動する。

【００２７】請求項４の発明によれば、搬送装置は、ア
ーム駆動モータが回転すると第１アームがその基端部を
回動中心に回動する。第１アームの回動に基づいて従動
プーリは第１アームの回動中心に及び第２プーリは第１
プーリを中心に公転する。一方、例えば、プーリ駆動モ
ータを停止させ駆動プーリを停止させてベルトを介して
従動プーリを回転（自転）させる。第２プーリの公転と
従動プーリの公転及び自転により、第２プーリは回動し
一方の第２アームを第１アームに対して相対回動させ
る。一対の第２アームとで平行リンク機構を構成するハ
ンドは、一方の第２アームの回動で一方向に移動する。

【００２８】請求項５の発明によれば、ロボットアーム
は、第１アームがその基端部を回動中心に回動すると従
動プーリ及が第１アームの回動中心を中心に公転する。
一方、例えば、駆動プーリを停止させてベルトを介して
従動プーリを回転（自転）させる。第２アーム駆動機構
は、第１アームの回動及び従動プーリの回転に基づいて
一方の第２アームをその基端部を回動中心に第１アーム
に対して相対回動させる。一対の第２アームとでリンク
機構を構成するハンドは、一方の第２アームの回動で一
方向に移動する。

【００２９】請求項６の発明によれば、ロボットアーム
は、第１アームがその基端部を回動中心に回動すると従
動プーリ及び駆動ギアが第１アームの回動中心を中心に
公転する。一方、例えば、駆動プーリを停止させてベル
トを介して従動プーリを回転（自転）させる。駆動ギア
の公転と従動プーリの公転及び自転により、駆動ギアに
噛合する従動ギアは回動し一方の第２アームを第１アー
ムに対して相対回動させる。一対の第２アームとで平行
リンク機構を構成するハンドは、一方の第２アームの回
動で一方向に移動する。

【００３０】請求項７の発明によれば、ロボットアーム
は、第１アームがその基端部を回動中心に回動すると従
動プーリ及び第１プーリが第１アームの回動中心を中心
に公転する。一方、例えば、駆動プーリを停止させてベ
ルトを介して従動プーリを回転（自転）させる。第１プ
ーリの公転と従動プーリの公転及び自転により、第１プ
ーリとベルトで連結する第２プーリは回転し一方の第２
アームを第１アームに対して相対回動させる。一対の第
２アームとで平行リンク機構を構成するハンドは、一方
の第２アームの回動で一方向に移動する。

【００３１】請求項８の発明によれば、ロボットアーム
は、第１アームがその基端部を回動中心に回動すると従
動プーリが第１アームの回動中心に及び第２プーリは第
１プーリを中心に公転する。又、プーリ駆動モータが停
止していると、駆動プーリが停止してベルトを介して従
動プーリが回転（自転）する。第２プーリの公転と従動
プーリの公転及び自転により、第２プーリは回動し一方
の第２アームを第１アームに対して相対回動させる。一
対の第２アームとで平行リンク機構を構成するハンド
は、一方の第２アームの回動で一方向に移動する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の搬送装置を半導体
製造装置に用いられる半導体ウェハを搬送する搬送装置
に具体化した実施の形態について説明する。

【００３３】図１は、半導体ウェハを搬送する搬送装置
の要部を示す。昇降用モータ１１は、図示しない基台に
設置されている。昇降用モータ１１は、出力軸（図示せ
ず）が上方に向くように配置され、その出力軸を囲むよ
うにモータ本体にガイド部材１２が取着されている。ガ
イド部材１２に対して筒状の外部筐体１３が回転不能に
かつ上下方向に移動可能に嵌挿されている。外部筐体１
３の内部には、昇降のためのナット（図示しない）が回
転不能に取着されていて、昇降用モータ１１の前記出力
軸に取着したボールネジ（図示せず）が螺合するように
なっている。そして、昇降用モータ１１の出力軸が正逆
回転すると、ボールネジとそのネジに螺合したナットと
の公知の作用により、外部筐体１３はガイド部材１２に
沿って上下動（昇降）するようになっている。

【００３４】前記外部筐体１３の内部にはプーリ駆動用
モータ１４が固設されている。プーリ駆動用モータ１４
は、出力軸１４ａが上方に向くように配置され、その出
力軸１４ａは筒状の内部筐体１５の下面に連結固定され
ている。従って、内部筐体１５は、外部筐体１３内にお
いてプーリ駆動用モータ１４に支持されているととも
に、同モータ１４の出力軸１４ａが正逆回転すると、同
出力軸１４ａの中心軸線を回動中心として正逆回転す
る。内部筐体１５の上面には、円筒状の回転筒１５ａが
前記外部筐体１１の上面から回動可能に突出形成されて
いる。又、内部筐体１５の内部には、アーム駆動用モー
タ１６が固設されている。アーム駆動用モータ１６は、
その出力軸１６ａが上方に向くように配置され、その出
力軸１６ａは前記回転筒１５ａの中心軸線に沿って上方
に延出している。尚、本実施の形態では、各モータ１
１、１４、１６は、それぞれの出力軸の中心軸線が互い
に一致するように配置されている。

【００３５】前記出力軸１６ａの先端にはロボットアー
ムが取着される。以下、このロボットアームについて説
明する。アーム駆動用モータ１６の出力軸１６ａの先端
部は、第１アーム２０の基端部上面に形成された連結板
２０ｂに連結固定されている。従って、アーム駆動用モ
ータ１６の出力軸１６ａが正逆回転すると、第１アーム
２０は出力軸１６ａの中心軸線を回動中心に正逆方向に
回動する。第１アーム２０は、本実施の形態では、アル
ミ製であって上面が凹設されて収容部２０ａが形成され
ている。前記収容部２０ａの基端部側は、その底部が貫
通されその貫通部に駆動プーリ２１が下側から収容配置
されている。該駆動プーリ２１は、その中心軸線が前記
回転筒１５ａの中心軸線と一致するように配置されてい
る。該駆動プーリ２１は、第１アーム２０の基端部底面
を回転可能に貫通して延びる前記アーム駆動用モータ１
６の出力軸１６ａに回転可能に支持されているととも
に、前記回転筒１５ａの先端部に固着されている。従っ
て、プーリ駆動用モータ１４の出力軸１４ａが正逆回転
すると、駆動プーリ２１は正逆転する。この時、内部筐
体１５の回転により、アーム駆動用モータ１４本体が回
転し、第１アーム２０も駆動プーリ２１とともに正逆回
転することになる。

【００３６】前記収容部２０ａの先端部側には従動プー
リ２２が配設されている。該従動プーリ２２は、第１ア
ーム２０に固着された固定軸２３に回転可能に支持され
ている。該従動プーリ２２と前記駆動プーリ２１との間
には、ベルト２４がかけられている。従って、駆動プー
リ２１が前記プーリ駆動用モータ１４にて正逆回転する
と、従動プーリ２２はベルト２４を介して正逆回転す
る。尚、本実施の形態では、駆動プーリ２１と従動プー
リ２２のプーリ比は１対１にしている。

【００３７】前記従動プーリ２２を回転可能に支持した
固定軸２３の上部には駆動ギア２５が固着されている。
従って、駆動ギア２５は、従動プーリ２２が回転しても
回転しない。

【００３８】前記駆動ギア２５の両側方の従動プーリ２
２の上面には、第１支持軸２６と第２支持軸２７が固着
されている。第１支持軸２６と第２支持軸２７は、両軸
２６、２７を結ぶ線の中間位置が前記固定軸２３の軸芯
にくるように配置固着されている。第１支持軸２６に
は、前記駆動ギア２５と噛合する従動ギア２８が回動可
能に支持されている。従って、従動ギア２８は、駆動ギ
ア２５を中心に公転する時、同従動ギア２８は第１支持
軸２６の軸芯を回転中心に回転（自転）する。尚、本実
施の形態では、駆動ギア２５と従動ギア２８のギア比
は、１対１にしている。

【００３９】前記第１及び第２支持軸２６、２７には、
第２アームとしての駆動第２アーム３１と従動第２アー
ム３２がそれぞれ連結されている。駆動第２アーム３１
は、その基端部が第１支持軸に対して回動可能に支持さ
れているとともに前記従動ギア２８の上面に固着されて
いる。従って、従動ギア２８が回転すると、駆動第２ア
ーム３１は第１支持軸２６の軸芯を回動中心に回動す
る。駆動アーム３１の先端部は、支軸３３を介してハン
ド３４に対して回動可能に連結されている。

【００４０】従動第２アーム３２は、その基端部が第２
支持軸２７に対して回動可能に支持されている。又、従
動第２アーム３２の先端部は、支軸３５を介してハンド
３４に対して回動可能に連結されている。従って、駆動
及び従動第２アーム３１，３２及びハンド３４にて、平
行リンク機構が構成されている。つまり、平行リンク機
構上、駆動第２アーム３１がクランク、従動第２アーム
がてこ、ハンド３４が媒介節に相当する。その結果、駆
動第２アーム３１が回動することにより、ハンド３４は
前記第１支持軸２６と第２支持軸２７とを結ぶ線と常に
平行となる平行運動をすることになる。

【００４１】ハンド３４は、両側に二股上の載置部３４
ａを備え、その載置部３４ａに半導体ウェハ４０が載置
される。そして、本実施の形態では、ハンド３４と駆動
及び従動アーム３１，３２との相対位置関係は、駆動及
び従動アーム３１，３２が第１アーム２０に対して平行
に折り重なった状態において、ハンド３４が、図４
（ａ）に示すように同第１アーム２０の長手方向の軸線
に対して直角する方向に配置されるようになっている。

【００４２】次に、上記のように構成した搬送装置の作
用について説明する。尚、説明の便宜上、図４に示すよ
うに、ハンド３４が駆動プーリ２の中心軸線を右方向に
直線運動する場合について説明する。

【００４３】今、ハンド３４が、図４（ａ）に示すよう
に第１アーム２０の長手方向の軸線に対して直角の方向
に配置されるようになっている状態から、第１アーム２
０を図４において時計回り方向に回動させる。この回動
は、アーム駆動用モータ１６を駆動させることによって
行われる。この時、プーリ駆動用モータ１４は停止させ
ている。

【００４４】この第１アーム２０と駆動プーリ２１の回
動制御は以下のように行われる。図３に示すようＡ矢印
方向（時計回り方向）に回動するとき、駆動プーリ２１
は停止している。

【００４５】従って、第１アーム２０が図３（ａ）に示
す位置から図３（ｄ）に示す位置まで９０度回動すると
き、駆動プーリ２１は、プーリ駆動用モータ１４が停止
しているため、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように外部筐
体１３に対して静止している状態となる。

【００４６】駆動プーリ２１の停止と第１アーム２０の
時計回りの回転は、ベルト２４を介して従動プーリ２２
を固定軸２３の軸芯を回転中心として反時計回り方向に
回転させる。この時、駆動プーリ２１と従動プーリ２２
のプーリ比は、１対１なので、従動プーリ２２の回転角
は第１アーム２０の回動角と一致する。

【００４７】つまり、従動プーリ２２は、第１アーム２
０の９０度の回動によって、駆動プーリ２１の中心軸線
を回動中心に時計回り方向に９０度回る（公転）ととも
に、固定軸２３を回転中心に反時計回り方向に９０度回
転（自転）する。

【００４８】一方に、固定軸２３に固着された駆動ギア
２５は、固定軸２３に固着されているため従動プーリ２
２と同様に駆動プーリ２１の中心軸を回動中心に時計回
り方向に回動（公転）する。公転及び自転する従動プー
リ２２と、公転のみする駆動ギア２５により、駆動ギア
２５に噛合している従動ギア２８は第１支持軸２６を回
転中心として図３（ａ）〜（ｄ）に示すように反時計回
り方向に回転する。

【００４９】そして、第１支持軸２６を回転中心として
従動ギア２８が反時計回り方向に回転すると、駆動第２
アーム３１は第１支持軸２６を回転中心として反時計回
り方向に回動する。

【００５０】従って、駆動第２アーム３１は、図４
（ａ）〜（ｄ）に示すように反時計回り方向に回動して
図４（ｅ）に示す第１アーム２０と一直線上に配置され
る。この時、平行リンク機構を構成する従動第２アーム
３２及びハンド３４は、駆動第２アーム３１と同様に図
４（ｅ）に示すように第１アーム２０と一直線上に配置
される。つまり、ハンド３４は、図４（ａ）に示す位置
から右方向に平行移動するすることになる。

【００５１】尚、図４（ａ）に示す位置から第１アーム
２０を上記とは反対に反時計回り方向に９０度回動させ
ると、ハンド３４は図４（ａ）に示す位置から左方向に
平行移動する。又、プーリ駆動用プーリ１４を適宜回転
させることにより、ハンド３４のみを適宜回動させるこ
とができる。さらに、昇降用モータ１１を適宜回転させ
ることにより、ハンド３４の高さ位置を適宜変更させる
ことができる。

【００５２】次に、上記のように構成した搬送装置の特
徴を以下に述べる。（１）本実施の形態では、第１アーム２０を一方向に回
動させることにより、ハンド３４を図４（ａ）に示す位
置から左右方向に平行移動させることができる。従っ
て、ハンド３４の載置部３４ａに半導体ウェハ４０を載
置すれば、半導体ウェハ４０を一方向から他方向に搬送
させることができる。

【００５３】（２）本実施の形態では、ハンド３４の平
行移動は駆動及び従動第２アーム３１，３２とよりなる
平行リンク機構を採用している。従って、前記した従来
のベルト伝達型ロボットアームのように第２ベルトが使
用されない分だけ本実施の形態のロボットアームを薄く
することができる。その結果、ハンド３４と駆動及び従
動第２アーム３１，３２が出入りするチャンバの開口部
を小さくできる。そして、チャンバの開口部が小さくで
きる分だけ、チャンバから予備室への塵埃の流出を抑え
ることができる。

【００５４】（３）又、本実施の形態では、ベルトを使
用しないことからプーリも使用されない。その結果、プ
ーリに使用されている塵の外部流出を防止するための磁
性流体シールが使用されないことから、磁性流体シール
が熱によって劣化し、発塵するといった不具合は生じな
い。

【００５５】（４）本実施の形態では、第２アームの部
分のみを駆動及び従動第２アーム３１，３２の平行リン
クで構成したので、従来のリンク型ロボットアームに比
べて１つリンク機構が少ない。従って、その分だけ剛性
を強くすることができ、搬送材料が大型化してもアーム
が捻れることがなく各軸部の劣化を抑え円滑なリンクの
動きを持続させることができる。

【００５６】（５）しかも、本実施の形態では、リンク
機構の少ない分だけロボットアームの構造を簡単にする
ことができるとともに、各軸部の位置精度をだすことに
ついても容易となる。

【００５７】尚、本発明は、上記実施の形態に限定され
るものではなく、以下のように実施してもよい。（１）上記実施の形態では、ハンド３４の載置部３４ａ
を両側に形成したが、これを一方のみ載置部３４ａを形
成したハンド３４にて実施してもよい。

【００５８】（２）上記実施の形態では、第１アーム、
駆動及び従動プーリ、ベルト、駆動及び従動ギア、駆動
及び従動第２アーム、及び、ハンド等で構成したロボッ
トアームを半導体ウェハの搬送装置に利用したが、液晶
基板を搬送する搬送装置に用いてもよい。又、材料を把
持する構造のハンド３４に変更して材料を把持して搬送
する搬送装置に応用してもよい。勿論、本発明のロボッ
トアームは、搬送装置に以外の例えば加工部品又は組立
部品を把持して加工又は組立に使用する加工又は組立ロ
ボットのアームに使用してもよい。

【００５９】（３）図５（ａ），（ｂ）に示すように、
駆動プーリ２１の一側面で同プーリ２１の回転中心から
偏心位置に第１プーリ５１を固着する。又、前記従動プ
ーリ２２の一側面に設けた第１支持軸２６に対して前記
従動第２アームとともに一体回動可能に軸支された第２
プーリを設ける。そして、この第１及び第２プーリ５
１，５２間にベルト５３をかける。尚、第１プーリ５１
と第２プーリ５２のプーリ比は、２対１にしている。つ
まり、上記実施の形態の第２アーム回動機構を構成する
駆動及び従動ギア２５，２８に代えて第１，第２プーリ
５２及びベルト５３にて実施したものである。

【００６０】そして、図５（ａ）に示す状態から、前記
実施の形態と同様に第１アーム２０を駆動プーリ２１の
回転軸を回動中心に時計回り方向に９０度回動させると
ともに、駆動プーリ２１は停止させる。この時、第１プ
ーリ５１はその位置を保持し、第２プーリ５２は第１プ
ーリ５１を中心に時計回り方向に公転する。この時、第
１プーリ５１が回転不能に駆動プーリ２１に固着されて
いるため、第２プーリ５２は第１支持軸２６を中心に反
時計回り方向に１８０度回転する。従って、駆動アーム
３１は、第１支持軸２６を回動中心に１８０度反時計回
り方向に回動することになり、上記実施の形態で説明し
たように、ハンド３４は図４（ｅ）に示すように第１ア
ーム２０と一直線上の右方向に平行移動する。この場合
にも、上記実施の形態で説明したと同様な優れた各作用
効果を有する。

【００６１】（４）図６に示すように従動プーリ２２の
上面に左右方向に延出された鍔６１を取着した、そし
て、その左右方向に延びた鍔６１の両側にそれぞれ駆動
第２アーム３１と従動第２アーム３２を回動可能に連結
する。そして、駆動アーム３１が駆動ギア２５から離間
した分だけ駆動ギア２５及び従動ギア２８の径を大きく
したものである。従って、駆動アーム３１及び従動アー
ム３２が駆動ギア２５から離間した分だけ、ハンド３４
を大型化し剛性を上げることができる。

【００６２】（５）又、第２アーム回動機構を図７に示
すように変更して実施してもよい。第１プーリ７１を固
定軸２３に固着するとともに、第２プーリ７２を駆動第
２アーム３１に固着しかつ第１支持軸２６に回転可能に
支持する。又、第３プーリ７３を第２支持軸２７に回転
可能に支持する。さらに、従動プーリ２２上にテンショ
ンプーリ７４を回転可能に支持する。そして、これら各
プーリ７１〜７４に対して図７に示すようにベルト７５
をかける。

【００６３】この場合にも、上記実施の形態と同様に、
第１アーム２０を一方向に回動させることにより、ベル
ト７５を介して第２プーリ７２が回転してハンド３４を
図４（ａ）に示す位置から左右方向に平行移動させるこ
とができる。従って、上記実施の形態と同様な作用効果
を奏する。尚、第３プーリ７３は、従動第２アーム３２
に対して固定されていてもよい。

【００６４】（６）さらに、第２アーム回動機構を図８
に示すように変更して実施してもよい。第１プーリ８１
を固定軸２３に固着するとともに、第２プーリ８２を駆
動第２アーム３１に固着しかつ第１支持軸２６に回転可
能に支持する。又、第３プーリ８３を従動第２アーム３
２に固着しかつ第２支持軸２７に回転可能に支持する。
そして、第１プーリ８１と第２プーリ８４との間に第１
のオープンベルト８４で連結する。又、第１プーリ８１
と第３プーリ８３との間に第２のオープンベルト８５で
連結する。

【００６５】この場合にも、上記実施の形態と同様に、
第１アーム２０を一方向に回動させることにより、第１
及び第２オープンベルト８４、８５を介して第２及び第
３プーリ８２が回転してハンド３４を図４（ａ）に示す
位置から左右方向に平行移動させることができる。従っ
て、上記実施の形態と同様な作用効果を奏する。尚、第
３プーリ８３は、従動第２アーム３２に対して固定され
ていなくてもよい。又、第３プーリ８３及び第２のオー
プンベルト８５を設けなくてもよい。

【００６６】（７）前記実施の形態では、外部筐体１３
にプーリ駆動用モータ１４を固設し、プーリ駆動用モー
タ１４にて回転される内部筐体１５にアーム駆動用モー
タ１６を固設したが、これを図９に示すように変更して
もよい。

【００６７】すなわち、外部筐体１３にアーム駆動用モ
ータ１４を固設し内部筐体１５を回転させる。そして、
その内部筐体１５の回転筒１５ａの先端部を第１アーム
２０に固着する。一方、内部筐体１５にはプーリ駆動用
モータ１６を固設する。そして、プーリ駆動用モータ１
６の出力軸１６ａを駆動プーリ２１に連結固定させる。
この時、出力軸１６ａは、第１アーム２０に対して回転
可能に貫通している。この場合、アーム駆動用モータ１
４にて第１アーム２０を時計回り方向に９０度回動させ
るとともに、プーリ駆動用モータ１６にて駆動プーリ２
１を反時計回り方向に９０度回転させることにより、前
記実施の形態のようにハンド３４を図４に示すように平
行移動させることができる。そして、この場合において
も、前記実施の形態と同様な作用効果を奏する。

【００６８】（８）前記実施の形態では、駆動プーリ２
１と従動プーリ２２のプーリ比を１対１、駆動ギア２５
と従動ギア２８のギアを１対１としたが、これらの比は
特に限定されるものではなく用途に応じて適宜変更して
もよい。

【００６９】

【発明の効果】請求項１〜請求４の発明は、アーム部を
薄くかつ剛性を高くでき、しかも、発塵性を低くするこ
とができ、搬送装置として優れた効果を有する。

【００７０】請求項５〜請求８の発明は、アーム部を薄
くかつ剛性を高くでき、しかも、発塵性を低くすること
ができ、ロボットアームとして優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態を説明する搬送装置の要部斜視
図。

【図２】同じく第１アームの平面図。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は駆動及び従動プーリ、及び、
駆動及び従動プーリの動きを説明する説明図。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は搬送装置の各部材の動きを説
明する説明図。

【図５】（ａ）、（ｂ）は第２アーム回動機構の別例を
示す説明図。

【図６】同じく第２アーム回動機構の別例を示す説明
図。

【図７】同じく第２アーム回動機構の別例を示す要部平
面図。

【図８】同じく第２アーム回動機構の別例を示す要部平
面図。

【図９】同じく本発明の搬送装置の別例を示す要部斜視
図。

【符号の説明】

１４…プーリ駆動用モータ、１６…アーム駆動用モー
タ、２０…第１アーム、２１…駆動プーリ、２２…従動
プーリ、２４…ベルト、２５…駆動ギア、２６…第１支
持軸、２７…第２支持軸、２８…従動ギア、３１…駆動
第２アーム、３２…従動第２アーム、３４…ハンド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木雅晴愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基端部に駆動プーリを先端部に従動プー
リをそれぞれ回転可能に配置するとともに両プーリにベ
ルトをかけた第１アームと、前記従動プーリの一側面に基端部がそれぞれ回動可能に
取着された一対の第２アームと、前記一対の第２アームの先端部が回動可能に連結され、
両第２アームとで平行リンク機構を構成するハンドと、前記第１アームをその基端部を回動中心に回動させるア
ーム駆動モータと、前記第１アームの基端部に回転可能に配置された駆動プ
ーリを回転させるプーリ駆動モータと、前記第１アーム又は駆動プーリと前記一対の第２アーム
の少なくともいずれか一方の第２アームとの間に設けら
れ、前記第１アームの回動、又は、第１アームの回動及
び駆動プーリの回転に基づいて前記一方の第２アームを
その基端部を回動中心に第１アームに対して相対回動さ
せる第２アーム回動機構とからなる搬送装置。
【請求項２】請求項１に記載の搬送装置において、前
記第２アーム回動機構は、前記従動プーリを回転可能に
支持する固定軸に固着された駆動ギアと、前記従動プー
リの一側面に設けた支持軸に対して回動可能に軸支され
た前記一方の第２アームに設けられ前記駆動ギアと噛合
する従動ギアとからなる搬送装置。
【請求項３】請求項１に記載の搬送装置において、前
記第２アーム回動機構は、前記従動プーリを回転可能に
支持する固定軸に固着された第１プーリと、前記従動プ
ーリの一側面に設けた支持軸に対して回動可能に軸支さ
れた前記一方の第２アームに設けられた第２プーリと、
その第１プーリと第２プーリとを連結するベルトとから
なる搬送装置。
【請求項４】請求項１に記載の搬送装置において、前
記第２アーム回動機構は、前記駆動プーリの一側面に設
けた第１プーリと、前記従動プーリの一側面に設けた支
持軸に対して回動可能に軸支された前記一方の第２アー
ムに設けられた第２プーリと、その第１プーリと第２プ
ーリとを連結するベルトとからなる搬送装置。
【請求項５】基端部に駆動プーリを先端部に従動プー
リをそれぞれ回転可能に配置するとともに両プーリにベ
ルトをかけた第１アームと、前記従動プーリの一側面に基端部がそれぞれ回動可能に
取着された一対の第２アームと、前記一対の第２アームの先端部が回動可能に連結され、
両第２アームとで平行リンク機構を構成するハンドと、前記第１アーム又は駆動プーリと前記一対の第２アーム
の少なくともいずれか一方の第２アームとの間に設けら
れ、前記第２アームの回動、又は、第１アームの回動及
び駆動プーリの回転に基づいて前記一方の第２アームを
その基端部を回動中心に第１アームに対して相対回動さ
せる第２アーム回動機構とからなるロボットアーム。
【請求項６】請求項５に記載のロボットアームにおい
て、前記第２アーム回動機構は、前記従動プーリを回転
可能に支持する固定軸に固着された駆動ギアと、前記従
動プーリの一側面に設けた支持軸に対して回動可能に軸
支された前記一方の第２アームに設けられ前記駆動ギア
と噛合する従動ギアとからなるロボットアーム。
【請求項７】請求項５に記載のロボットアームにおい
て、前記第２アーム回動機構は、前記従動プーリを回転
可能に支持する固定軸に固着された第１プーリと、前記
従動プーリの一側面に設けた支持軸に対して回動可能に
軸支された前記一方の第２アームに設けられた第２プー
リと、その第１プーリと第２プーリとを連結するベルト
とからなるロボットアーム。
【請求項８】請求項５に記載のロボットアームにおい
て、前記第２アーム回動機構は、前記駆動プーリの一側
面に設けた第１プーリと、前記従動プーリの一側面に設
けた支持軸に対して回動可能に軸支された前記一方の第
２アームに設けられた第２プーリと、その第１プーリと
第２プーリとを連結するベルトとからなるロボットアー
ム。