(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を載置するためのハンド部材を夫々先端に取付けた第１および第２のアーム機構を有し、該ハンド部材を水平方向に直線移動させると共に該ハンド部材を水平方向に旋回させる２アーム方式の搬送用ロボット装置において、固定の枠体と、水平旋回軸の軸芯である第１支点のまわりで前記固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第１乃至第３の回転軸と、前記固定の枠体に取付けられて、前記第１乃至第３の回転軸に夫々連結された第１乃至第３の回転駆動機とを具備し、かつ、前記第１の回転軸に取付けられた第１アームと、前記第１アームに対して第１支点に平行な第２支点のまわりで回転自在な外側リンクと、平面視で第２支点を跨いだ外側の位置で対をなす第３支点のまわりで外側リンクに対して回転自在に支持された１対の中間リンクと、１対の中間リンクの自由端部で対をなす第４支点のまわりで回転自在に支持された内側リンクであって、該内側リンク、１対の中間リンクおよび外側リンクにより、第３および第４の支点の間隔と第１および第２の支点の間隔とが同一に形成された平行四節リンクと、第２の回転軸に固定された第１の回転伝達部材と、第２支点を軸芯として外側リンクに固定された第２の回転伝達部材と、第２支点を軸芯として第１のアームに固定された第３の回転伝達部材と、第３支点を軸芯として中間リンクに固定された第４の回転伝達部材と、第１の回転伝達部材と第２の回転伝達部材および第３の回転伝達部材と第４の回転伝達部材との間に夫々配設された第１および第２の回転連結具とにより第１のアーム機構が構成されると共に、該第１のアーム機構と実質的に同一構造の第２のアーム機構が第３の回転軸に連結され、かつ該第１および第２のアーム機構が第１支点を境に左右に配置され、前記平行四節リンクの夫々の内側リンクに上下方向に離間する第１および第２のハンド部材を取付け、該第１および第２のハンド部材が適宜に第１支点を通る水平方向に直線移動されると共に、該第１および第２のハンド部材が第１支点を中心として同時に旋回されることを特徴とする２アーム方式の搬送用ロボット装置。
【請求項２】
前記第１支点を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構における前記夫々の平行四節リンクは、夫々の中間リンクが同一平面内に配置されてなる請求項１記載の２アーム方式の搬送用ロボット装置。
【請求項３】
前記第１支点を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構における前記夫々の平行四節リンクは、一方の内側リンクが中間リンクの上部に配置され、他方の内側リンクが中間リンクの下部に配置されてなる請求項１又は２に記載の２アーム方式の搬送用ロボット装置。
【請求項４】
前記ハンド部材は、前記内側リンクから相反して突出する２個のハンド部材が取付けられてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の２アーム方式の搬送用ロボット装置。
【請求項５】
前記同軸に支持された第１乃至第３の回転軸は、気密用の磁性流体シールを介して回転自在に支持されてなる請求項１ないし４のいずれかに記載の２アーム方式の搬送用ロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置や液晶基板製造装置等に用いられて、特には、真空雰囲気下で被加工物を処理室間に搬送するための２アーム方式の搬送用ロボット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体製造装置や液晶基板製造装置等においては、被加工物、例えばウエハを載置するためのハンド部材をアームにより水平方向に直線的に移動させると共に、ハンド部材を先端に取付けたアームを水平方向に旋回させる搬送用ロボット装置が用いられ、この搬送用ロボット装置の旋回軸を中心とした放射状の複数箇所に各種の製造工程にたずさわる処理室が配置されて、搬送用ロボット装置により、適宜の処理室間に被加工物が搬入・搬出されている。
【０００３】
ところで、搬送処理の能率化を図るため、夫々のアームの先端にハンド部材を取付けた、いわゆる２アーム方式の搬送用ロボットが使用されている。
【０００４】
従来、２アーム方式の搬送用ロボット装置としては、例えば、図１４乃至図１７に示される装置が提言されている。
すなわち、図１４乃至図１７において、８０は固定の枠体、８１は、固定の枠体８０に対して適宜の駆動機により軸芯Ｏ１のまわりに旋回される水平旋回台、８２は水平旋回台８１の軸芯Ｏ１と平行な第１支点Ｐ１のまわりで回転自在に支持された第１のアームで、この第１のアーム８２は旋回台８１に取付けられた適宜の駆動機により適宜に回転駆動される。
８３は第１のアーム８２に対して第１支点Ｐ１に平行な第２支点Ｑ１のまわりで回転自在に支持された第２のアーム、８４は第２のアーム８３に対して第２支点Ｑ１に平行な第３支点Ｒ１のまわりで回転自在に支持されたハンド部材、８５は、第１支点Ｐ１を軸芯として旋回台８１に固定された第１の回転伝達部材、
８６は、第２支点Ｑ１を軸芯として第２のアーム８３に固定された第２の回転伝達部材、８７は、第２支点Ｑ１を軸芯として第１のアーム８２に固定された第３の回転伝達部材、８８は、第３支点Ｒ１を軸芯としてハンド部材８４に固定された第４の回転伝達部材、
８９および９０は、第１の回転伝達部材８５と第２の回転伝達部材８６および第３の回転伝達部材８７と第４の回転伝達部材８８との間に夫々配設された第１および第２の回転連結具である。なお、第１および第２の支点の間隔Ｓと、第２および第３の支点の間隔Ｓとが同一で、かつ第１の回転伝達部材８５と第２の回転伝達部材８６および第４の回転伝達部材８８と第３の回転伝達部材８７との半径比が夫々２：１に形成されている。
勿論、第１乃至第４の回転伝達部材８５乃至８８は、チェーンスプロケットあるいはプーリーが適宜に用いられ、これらに応じて第１および第２の回転連結具８９，９０はチェーンあるいは歯付ベルト等が適宜に用いられる。
【０００５】
上記８２乃至９０により第１のアーム機構９１が構成され、この第１のアーム機構とＸ−Ｘ線に対して線対称に構成された第２のアーム機構９２が、軸芯Ｏ1 と平行な第２支点Ｐ2 のまわりで回転自在に支持されている。
すなわち、軸芯Ｏ1 と第１及び第２の支点Ｐ1 、Ｐ2 との間隔は同一である。
上記８０乃至９２により２アーム方式の搬送用ロボット装置が構成されている。
この搬送用ロボット装置において、第１及び第２のアーム機構９１、９２の動作は線対称であるが、実質的に同一であるため、第１のアーム機構９１の動作について説明する。
今、仮に旋回台８１が固定の枠体８０に対して固定の状態に維持されているものとする。
図１６において、第１，第２および第３支点Ｐ1 ，Ｑ1 ，Ｒ1 が一直線上に位置する状態で駆動機により第１のアーム８２が第１支点Ｐ1 を中心として反時計方向に角度θだけ回動されたものとする。
【０００６】
今、第１の回転伝達部材８５は固定状態にあり、このときに第２支点Ｑ１がＱ１１の位置まで角度θだけ反時計方向に移動すれば、第１および第２の回転伝達部材８５，８６間に配設された第１の回転連結具８９のうち、Ｙ１方向のものは第１の回転伝達部材８５に巻きつき、Ｙ２方向のものは第１の回転伝達部材８５から巻戻された状態となる。
すなわち、図１６において第１の回転連結具８９はａ１およびａ２の方向に移動する。これにより第２の回転伝達部材８６は第２支点Ｑ１を中心として時計方向に回動される。
ところで第１の回転伝達部材８５と第２の回転伝達部材８６とは半径比が２：１であるため、上記のごとく、第１のアーム８２が第１支点Ｐ１を中心として角度θだけ反時計方向に回動すれば、第２の回転伝達部材８６は第２支点Ｑ１１を中心として角度２θだけ時計方向に回動される。
この場合、第２の回転伝達部材８６は第２のアーム８３に固定されているため、第２の回転伝達部材８６と第２のアーム８３とは第２支点Ｑ１を中心として角度２θだけ時計方向に回動される。
すなわち、第１，第２および第３支点Ｐ１，Ｑ１，Ｒ１が一直線上に位置する状態で第１のアーム８２が第１支点Ｐ１を中心として反時計方向に角度θだけ回動されると、仮想的に第３支点はＲ１１の位置に回動されるが、この場合、上記のごとく、第２の回転伝達部材８６は第２支点Ｑ１１を中心として角度２θだけ時計方向に回動される。
このため、第３支点Ｒ１１は第２支点Ｑ１１を中心として角度２θだけ時計方向に回動されて、Ｒ１２の位置に回動される。
従って、上記のごとく第１のアーム８２が上記のごとく第１支点Ｐ１を中心として反時計方向に角度θだけ回動されたときの第３支点Ｒ１２の位置は、第１および第２のアーム８２，８３の回動前の第１および第３支点Ｐ１，Ｒ１を結ぶ直線状に位置している。
【０００７】
さらに、上記のごとく、第２のアーム８３により仮想的にＲ11に位置する第３支点が第２支点Ｑ11を中心として角度２θだけ、すなわちＲ12の位置まで時計方向に回動された場合、第１のアーム８２に固定された第３の回転伝達部材８７と第４の回転伝達部材８８との間に配設された第２の回転連結具９０のうち、Ｙ2 方向のものは第３の回転伝達部材８７に巻きつき、Ｙ1 方向のものは第３の回転伝達部材８７から巻戻された状態となる。
すなわち、図１６において第２の回転連結具９０は、ｂ1 およびｂ2 の方向に移動する。これにより第４の回転伝達部材８８は第３支点Ｒ12を中心として反時計方向に回動される。
ところで、上記のごとく、第２のアーム８３が第２支点Ｑ11を中心として角度２θだけ時計方向に回動すれば、第４の回転伝達部材８８と第３の回転伝達部材８７とは半径比が２：１であるため、第４の回転伝達部材８８は第３支点Ｒ12を中心として角度θだけ反時計方向に回動され、結果として、第４の回転伝達部材８８の特定点Ｃ0 は第１および第３支点Ｐ1 ，Ｒ12を結ぶ直線上の点Ｃ1 に位置されることとなる。
【０００８】
上記のごとく、第１のアーム８２が第１支点Ｐ1 を中心として反時計方向に回動され、この場合、第４の回転伝達部材８８に固定されたハンド部材８４は、第１のアーム８２の回動前の第１および第３支点Ｐ1 ，Ｒ1 を結ぶ直線上で、初期姿勢を維持しつつ第１のアーム機構９１がＸ方向に駆動される。
【０００９】
同様に、第２のアーム機構９２が第１および第３支点Ｐ2 ，Ｒ2 を結ぶ直線上で、初期姿勢を維持しつつＸ方向に駆動される。
この第１および第２のアーム機構９１、９２の夫々のハンド部材８４Ａ、８４Ｂは、支点Ｐ1 、Ｐ2 間の位置となるように取付けられると共に、ハンド部材８４Ａ、８４Ｂの先端部は上下方向に間隔を設けて取付けられているため、第１および第２のアーム機構９１、９２の直線移動時に、夫々のハンド部材８４、８４は相互に干渉することなく軸芯Ｏ1 を通るＸ−Ｘ線に沿って移動する。
さらに、水平旋回台８１が軸芯Ｏ1 のまわりに旋回されることにより、第１および第２のアーム機構９１、９２が同時に軸芯Ｏ1 のまわりに旋回される。
【００１０】
このように、２アーム方式の搬送用ロボット装置の旋回軸芯Ｏ1 を中心とした円周方向の放射状の複数箇所に、例えば６箇所に適宜の処理室７１〜７６を配置して、被加工物の搬送処理が適宜に行なわれている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の搬送用ロボット装置においては、図１５および図１６に示されるごとく、ハンド部材８４が初期姿勢を維持しつつ第１および第３支点Ｐ1 ，Ｒ1 を結ぶ直線上で移動されるために、第２のアーム８３の先端部には、第４の回転伝達部材８８および第２の回転連結具９０が配置されている。
このため、第３支点Ｒ1 近傍の装置としての高さＨ1 が嵩高くなり、第２のアーム８３の先端部、換言すればハンド部材８４の基部側を真空処理室内に出入りさせる際には、真空処理室に設けられる窓を大きくしなければならない。
【００１２】
さらに、上記従来の２アーム方式の搬送用ロボット装置においては、図１４乃至図１６に示されるごとく、第１および第２のアーム機構９１，９２の回転駆動軸の軸芯Ｐ1 ，Ｐ2 は水平旋回台８１の旋回軸の軸芯Ｏ1 を跨いで配置されているため、水平旋回台８１の回転半径が大きくなる。
このため、水平旋回台８１を固定の枠体８０に回転自在に取付けるための回転用軸受９３，９３や、この回転部分を上下方向に対して気密に維持するための磁性流体シール９４が大径となり、装置が大径化すると共に大径の回転用軸受９３，９３および大径の磁性流体シール９４の使用により装置が高価となっていた。
【００１３】
さらに、第１および第２のアーム機構９１，９２のハンド部材８４Ａ，８４Ｂを夫々直線移動させるための回転駆動機は、水平旋回台８１に搭載されて、水平旋回台８１と共に旋回されるが、この回転用駆動機には固定の枠体８０側から給電用のケーブルが配線されるため、このケーブルの断線防止として旋回角度、すなわち旋回回数が制限されていた。
このため、初期設置状態に対して、水平旋回台８１の旋回中心Ｏ1 に対する時計廻りおよび反時計廻りの旋回角度が許容値、例えば夫々５４０度以内となるように制限するための電気的監視装置が必要であり、装置が高価となる割りには、装置としての使い勝手が悪かった。
【００１４】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ハンド部材の基部側の高さを可及的に小さくすると共に、コンパクトで生産性の良好な２アーム方式の搬送用ロボット装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本第１の発明は、被加工物を載置するためのハンド部材を夫々先端に取付けた第１および第２のアーム機構を有し、該ハンド部材を水平方向に直線移動させると共に該ハンド部材を水平方向に旋回させる２アーム方式の搬送用ロボット装置に適用される。
その特徴とするところは、固定の枠体と、水平旋回軸の軸芯である第１支点のまわりで前記固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第１乃至第３の回転軸と、前記固定の枠体に取付けられて、前記第１乃至第３の回転軸に夫々連結された第１乃至第３の回転駆動機とを具備し、かつ、前記第１の回転軸に取付けられた第１アームと、前記第１アームに対して第１支点に平行な第２支点のまわりで回転自在な外側リンクと、平面視で第２支点を跨いだ外側の位置で対をなす第３支点のまわりで外側リンクに対して回転自在に支持された１対の中間リンクと、１対の中間リンクの自由端部で対をなす第４支点のまわりで回転自在に支持された内側リンクであって、該内側リンク、１対の中間リンクおよび外側リンクにより、第３および第４の支点の間隔と第１および第２の支点の間隔とが同一に形成された平行四節リンクと、第２の回転軸に固定された第１の回転伝達部材と、第２支点を軸芯として外側リンクに固定された第２の回転伝達部材と、第２支点を軸芯として第１のアームに固定された第３の回転伝達部材と、第３支点を軸芯として中間リンクに固定された第４の回転伝達部材と、第１の回転伝達部材と第２の回転伝達部材および第３の回転伝達部材と第４の回転伝達部材との間に夫々配設された第１および第２の回転連結具とにより第１のアーム機構が構成されると共に、該第１のアーム機構と実質的に同一構造の第２のアーム機構が第３の回転軸に連結され、かつ該第１および第２のアーム機構が第１支点を境に左右に配置され、前記平行四節リンクの夫々の内側リンクに上下方向に離間する第１および第２のハンド部材を取付け、該第１および第２のハンド部材が適宜に第１支点を通る水平方向に直線移動されると共に、該第１および第２のハンド部材が第１支点を中心として同時に旋回されることである。
【００１６】
さらに、本第２の発明は、本第１の発明において、前記第１支点を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構における前記夫々の平行四節リンクは、夫々の中間リンクが同一平面内に配置されてなることを特徴としている。
【００１７】
さらに、本第３の発明は、本第１または第２の発明において、前記第１支点を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構における前記夫々の平行四節リンクは、一方の内側リンクが中間リンクの上部に配置され、他方の内側リンクが中間リンクの下部に配置されてなることを特徴としている。
【００１８】
さらに、本第４の発明は、本第１ないし第３のいずれかの発明において、前記ハンド部材は、前記内側リンクから相反して突出する２個のハンド部材が取付けられてなることを特徴としている。
【００１９】
さらに、本第５の発明は、本第１ないし第４のいずれかの発明において、前記同軸に支持された第１乃至第３の回転軸は、気密用の磁性流体シールを介して回転自在に支持されてなることを特徴としている。
【００２０】
＜作用＞
第１および第２のアーム機構が第１支点を境に左右に配置され、前記平行四節リンクの夫々の内側リンクに上下方向に離間する第１および第２のハンド部材を取付け、該第１および第２のハンド部材が適宜に第１支点を通る水平方向に直線移動されると共に、該第１および第２のハンド部材が第１支点を中心として同時に旋回されるため、第１支点まわりの回転力を第４の回転伝達部材に伝達する機構が簡素化され、装置としての平面的スペースがコンパクトとなり、
かつ、第１乃至第３の回転軸は、垂直線を軸芯として同軸に回転支持されているため、第１乃至第３の回転軸を回転自在に支持する回転軸受を可及的に小径とすることができるため、結果として装置がコンパクトとなり、しかも小径の回転軸受を使用するため装置が安価となる。
さらに、夫々の平行四節リンクのうち対をなす第３支点が第２支点を跨いで、第１支点の外側にオフセットされて、第３および第４の支点の間隔が第１および第２の支点の間隔と同一に形成されているため、第１支点を同軸の回転軸として第１支点を境に左右に配置された第１および第２のアーム機構が作動されると、夫々の平行四節リンクの内側リンクは、相対向する内側リンクの水平方向の間隙を一定に維持しつつ、第１支点を通る水平方向の直線と平行に移動することができる。
しかも、第１および第２のハンド部材が取付けられる内側リンクは、従前のような回転伝達部材や回転連結具を用いることなく、可及的に薄くできるリンク結合により支持されて、結果として２個のハンド部材の基部側の高さを可及的に小さくすることができるため、ハンド部材出入り用の真空処理室の窓を可及的に小さくすることができる。
このため、真空雰囲下で処理が行われる半導体製造装置等の搬送用ロボット装置として、特に好適である。
さらに、第１乃至第３の回転駆動機は固定の枠体に取付けられているため、第１および第２のハンド部材を水平方向に旋回させるときには、旋回方向の回動角度に制限があった従来の装置と比較して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回させて被加工物の搬送を行なうことができるため、従来に比べて装置の使い勝手、すなわち生産性が良好である。
要するに、本第１の発明によればハンド部材の基部側の高さを可及的に小さくすると共に、コンパクトで生産性の良好な２アーム方式の搬送用ロボット装置を実現することができる。
【００２１】
本第２の発明によれば、第１支点を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構における夫々の平行四節リンクは、夫々の中間リンクが同一平面内に配置されてなるため、２個のハンド部材の基部側の高さを小さくすることができる。
【００２２】
本第３の発明によれば、第１支点を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構における前記夫々の平行四節リンクは、一方の内側リンクが中間リンクの上部に配置され、他方の内側リンクが中間リンクの下部に配置されてなるため、２個のハンド部材の基部側の高さＨ2 を可及的に小さくすることができる。
【００２３】
本第４の発明によれば、ハンド部材は、前記内側リンクから相反して突出する２個のハンド部材が取付けられてなるため、単一の旋回位置で４個の被加工物の搬入・搬出が行われて、被加工物の搬入・搬出におけるタクトタイムを少なくすることができる。
【００２４】
本第５の発明によれば、第１支点のまわりで固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第１乃至第３の回転軸が気密用の磁性流体シールを介して回転自在に支持されてなるため、気密用の磁性流体シールを夫々可及的に小径とすることができ、装置が安価となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
図１乃至図１０において、１は固定の枠体、２乃至４は、水平旋回軸の軸芯である第１支点Ｏ1 のまわりで固定の枠体１に回転自在に同軸に支持された第１乃至第３の回転軸で、適宜に回転軸受を介して支持されている。
例えば、固定の枠体１は真空室Ｖ．Ｃに取付けられるが、真空状態を維持するために、夫々の回転軸部には気密用の磁性流体シール５乃至７が配設されている。
【００２６】
８乃至１０は第１乃至第３の回転駆動機で、この第１乃至第３の回転駆動機８乃至１０は、適宜に連結された減速機、スプロケットあるいはプーリー等の回転伝達部材およびチェーンあるいは歯付ベルト等の回転連結具を介して、第１乃至第３の回転軸２乃至４に連結されている。
【００２７】
１１は第１の回転軸２に取付けられた第１アーム、１２は第１アーム１１に対して第１支点Ｏ1 に平行な第２支点Ｏ2 のまわりで回転自在に支持された外側リンク、１３，１４は平面視で第２支点Ｏ2 を跨いだ外側の位置で対をなす第３支点Ｏ3 のまわりで外側リンク１２に対して回転自在に支持された１対の中間リンク、１５は１対の中間リンク１３，１４の自由端部で対をなす第４支点Ｏ4 のまわりで回転自在に支持された内側リンクで、この内側リンク１５、１対の中間リンク１３，１４および外側リンク１２により平行四節リンク１６が形成されている。
なお、この平行四節リンク１６は、第３および第４の支点Ｏ3 ，Ｏ4 の間隔が第１および第２の支点Ｏ1 ，Ｏ2 の間隔と同一に形成されている。
【００２８】
１７は第２の回転軸３に固定された第１の回転伝達部材、１８は第２支点Ｏ2 を軸芯として外側リンク１２に固定された第２の回転伝達部材、１９は第２支点Ｏ2 を軸芯として第１のアーム１１に固定された第３の回転伝達部材、２０は第３支点Ｏ3 を軸芯として中間リンク１３，１４に固定された第４の回転伝達部材、２１，２２は第１の回転伝達部材１７と第２の回転伝達部材１８および第３の回転伝達部材１９と第４の回転伝達部材２０との間に夫々配設された第１および第２の回転連結具である。
なお、第１の回転伝達部材１７と第２の回転伝達部材１８および第３の回転伝達部材１９と第４の回転伝達部材２０とは夫々同一直径のものが採用されている。
上記１１乃至２２により第１のアーム機構２３が構成されている。
【００２９】
上記第１のアーム機構２３と実質的に同一構造の第２のアーム機構４３、すなわち３１乃至４２により構成される第２のアーム機構４３が第３の回転軸４に連結されている。
【００３０】
すなわち、図１乃至図４に示されるごとく、第１および第２のアーム機構２３，４３が第１支点Ｏ1 を境に左右に配置されている。
この第１および第２のアーム機構２３，４３の平行四節リンク１６，３６の夫々の内側リンク１５，３５には、上下方向に離間する第１および第２のハンド部材２４，４４が取付けられている。
なお、この第１および第２のハンド部材２４，４４は、後述するように、適宜に第１支点Ｏ1 を通る水平方向に直線移動されると共に、第１および第２のハンド部材２４，４４が第１支点Ｏ1 を中心として同時に旋回される。
【００３１】
上記１乃至４４により２アーム方式の搬送用ロボット装置が構成されている。勿論、垂直の第１支点Ｏ1 を中心とした放射状の複数箇所に適宜に複数の処理室が設けられることは、従来と同様である。
【００３２】
上記構成において、例えば第１のアーム機構２３の動作について説明する。
なお、図３に示されるごとく、今仮に、第１および第２の支点Ｏ1 ，Ｏ2 を通る直線が左右方向の直線、すなわちＸ方向の直線と平行であるものとする。
【００３３】
図３および図４において、第１の回転駆動機８により第１の回転軸２が第１支点Ｏ1 を中心として時計方向に角度θだけ回動されると、図８（Ｂ）に示されるごとく、第１アーム１１が第１支点Ｏ1 を中心として時計方向に角度θだけ回動される。
この場合、第２の回転軸３に連結された第２の回転駆動機９が停止状態に維持されていると、第２の回転軸３に固定された第１の回転伝達部材１７は固定の状態に維持される。
【００３４】
したがって、図８（Ａ）の状態から図８（Ｂ）の状態となるように第１アーム１１が角度θだけ回動されると、第１および第２の回転伝達部材１７，１８間に配設された第１の回転連結具２１のうち、Ｙ1 方向のものは、固定された第１の回転伝達部材１７から巻戻され、Ｙ2 方向のものは第１の回転伝達部材１７に巻きついた状態となる。
すなわち、図８（Ｂ）において、第１の回転連結具２１はａ1 およびａ2 の方向に移動する。これにより第２の回転伝達部材１８は第２支点Ｏ2 を中心として反時計方向に角度θだけ回動される。
この第２の回転伝達部材１８は外側リンク１２に固定されているため、結局、図８（Ａ）の状態から図８（Ｂ）の状態となるように第１アーム１１が角度θだけ回動されると、外側リンク１２は初期の姿勢を維持しつつ位置変位される。
【００３５】
次に、上記における第３および第４の回転伝達部材１９，２０と、第２の回転連結具２２との状態について説明する。
すなわち、図９（Ａ）の状態から図９（Ｂ）の状態となるように第１アーム１１が角度θだけ回動されると、第１アーム１１に固定された第３の回転伝達部材１９が初期の状態に対して、第２支点Ｏ2 を中心として時計方向に角度θだけ回動された状態となり、第２の回転連結具２２がｂ1 およびｂ2 の方向に移動する。
これにより第４の回転伝達部材２０は第３支点Ｏ3 を中心として反時計方向に角度θだけ回動される。
【００３６】
すなわち、図９（Ａ）の状態から図９（Ｂ）の状態となるように第１アーム１１が角度θだけ回動されると、第４の回転伝達部材２０は初期状態に対して、第３支点Ｏ3 を中心として反時計方向に角度θだけ回動された状態となる。
ところで第４の回転伝達部材２０，２０は中間リンク１３，１４に固定されているため、上記のごとく第１アーム１１が第１支点Ｏ1 を中心として時計方向に角度θだけ回動されると、外側リンク１２、１対の中間リンク１３，１４および内側リンク１５により形成される平行四節リンク１６は、図１０（Ａ）の状態から図１０（Ｂ）の状態となるように平行に移動する。
【００３７】
なお、この平行四節リンク１６は、第３および第４の支点Ｏ3 ，Ｏ4 の間隔が第１および第２の支点Ｏ1 ，Ｏ2 の間隔と同一に形成され、かつ第１の回転伝達部材１７と第２の回転伝達部材１８および第３の回転伝達部材１９と第４の回転伝達部材２０とは夫々同一直径のものが採用されているため、図１０（Ａ）の状態から図１０（Ｂ）の状態となるように、第１アーム１１が第１支点Ｏ1 を中心として時計方向に角度θだけ回動されると、平行四節リンク１６は初期状態に対して、第３支点Ｏ3 を中心として反時計方向に角度θだけ平行に移動された状態となる。
【００３８】
ところで、図１０（Ａ）において、第１および第２の支点Ｏ1 ，Ｏ2 の間隔および第３および第４の支点Ｏ3 ，Ｏ4 の間隔をＬ1 とし、第２および第３の支点Ｏ2 ，Ｏ3 の間隔をＬ2 とすれば、第４および第１の支点Ｏ4 ，Ｏ1 の間隔Ｘ11は、当然Ｌ2 と等しくなる。
さらに、図１０（Ｂ）に示されるごとく、夫々の支点のＸ方向の間隔を、例えば、Ｘ12、Ｘ13およびＸ14とすれば、Ｘ12＋Ｌ2 ＝Ｘ13＋Ｘ14であり、かつ、
Ｘ12＝Ｌ1 ＣＯＳθ
Ｘ13＝Ｌ1 ＣＯＳθ
であるため、Ｘ14＝Ｌ2 であることが分かる。
すなわち、Ｘ11＝Ｘ14＝Ｌ2 であるため、第１アーム１１が第１支点Ｏ1 を中心として時計方向あるいは反時計方向に回動されると、平行四節リンク１６は、第４の支点Ｏ4 ，Ｏ4 を通る直線が同一線上となるように平行に移動される。
【００３９】
したがって、平行四節リンク１６の内側リンク１５は、第１支点Ｏ1 と内側リンク１５との水平方向の間隙Ｌ0 を維持しつつ第１支点Ｏ1 を通る水平方向の直線と平行に移動される。
勿論、第１および第２のアーム機構２３，４３に取付けられる第１および第２のハンド部材２４，４４は、夫々のハンド部材の中心が第１支点Ｏ1 を通る水平方向の直線上となるように夫々第２および第１のアーム機構４３，２３側に張出されているが、すでに述べたように、第１および第２のハンド部材２４，４４は、上下に離間して夫々の内側リンク１５，３５に突設されているため、第１および第２のハンド部材２４，４４が、自在に水平方向に直線移動されても、これらのハンド部材２４，４４とアーム機構４３，２３とが当接することはない。
【００４０】
したがって、例えば図１（Ｂ）に示されるごとく、第１のハンド部材２４がＹ1 方向に直線移動するように、第１のアーム機構２３が水平半径方向に伸ばされた所定の位置で、第１のハンド部材２４に対して被加工物が搬入・搬出される。この後、第１のアーム機構２３が屈折されて、第１のハンド部材２４が第１支点Ｏ1 方向に引寄せられた状態、例えば図１（Ａ）に示される状態が、第１のハンド部材２４の水平旋回状態である。
【００４１】
このように、第１のハンド部材２４が水平旋回状態に配置されている場合に、第２のアーム機構４３が作動される。
この場合、第２のハンド部材４４をＹ1 方向に位置変位させるために、図３において、第１アーム３１は第１支点Ｏ1 を中心として反時計方向に移動されるが、第２のアーム機構４３の動作は、第１のアーム機構２３の動作と基本的に同一である。
すなわち、第２のハンド部材４４をＹ1 方向に位置変位させる場合には、第３の回転駆動機４のみが駆動され、第２のアーム機構４３が水平方向に伸ばされた所定の位置で、第２のハンド部材４４に対して被加工物が搬入・搬出される。
この後、第２のアーム機構４３が屈折されて、第２のハンド部材４４が第１支点Ｏ1 方向に引寄せられた水平旋回状態に配置される。
【００４２】
さて、第１および第２のハンド部材２４，４４が水平旋回状態に配置されている場合に、第１乃至第３の回転駆動機８乃至１０が互いに同期して回転駆動されて、第１乃至第３の回転軸２乃至４が同一方向に同一角速度で回転されると、第１乃至第３の回転軸２乃至４に取付けられた各部が全体として同一方向に移動する。
このため、図４に示された状態を維持しつつ、第１乃至第３の回転軸２乃至４に取付けられた各部全体が、図３における第１支点Ｏ1 を中心として時計方向または反時計方向に旋回される
【００４３】
このように、第１および第２のハンド部材２４，４４が同時に適宜の角度旋回された後、第１および第２のハンド部材２４，４４が第１支点Ｏ1 を通る水平方向に自在に選択して個別に突出されて、第１および第２のハンド部材２４，４４への被加工物の搬入・搬出が行われる。
【００４４】
上記のごとく、固定の枠体と、水平旋回軸の軸芯である第１支点のまわりで前記固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第１乃至第３の回転軸と、前記固定の枠体に取付けられて、前記第１乃至第３の回転軸に夫々連結された第１乃至第３の回転駆動機とを具備し、かつ、前記第１の回転軸に取付けられた第１アームと、前記第１アームに対して第１支点に平行な第２支点のまわりで回転自在な外側リンクと、平面視で第２支点を跨いだ外側の位置で対をなす第３支点のまわりで外側リンクに対して回転自在に支持された１対の中間リンクと、１対の中間リンクの自由端部で対をなす第４支点のまわりで回転自在に支持された内側リンクであって、該内側リンク、１対の中間リンクおよび外側リンクにより、第３および第４の支点の間隔と第１および第２の支点の間隔とが同一に形成された平行四節リンクと、第２の回転軸に固定された第１の回転伝達部材と、第２支点を軸芯として外側リンクに固定された第２の回転伝達部材と、第２支点を軸芯として第１のアームに固定された第３の回転伝達部材と、第３支点を軸芯として中間リンクに固定された第４の回転伝達部材と、第１の回転伝達部材と第２の回転伝達部材およびと第３の回転伝達部材と第４の回転伝達部材との間に夫々配設された第１および第２の回転連結具とにより夫々第１および第２のアーム機構が構成されていれば、第１支点Ｏ1 まわりの回転力を第４の回転伝達部材２０，４０に伝達する機構が簡素化され、装置としての平面的スペースがコンパクトとなる。
【００４５】
さらに、夫々の平行四節リンクのうち対をなす第３支点Ｏ3 が第２支点Ｏ2 を跨いだ外側に位置されて、すなわち外側にオフセットされて、第３および第４の支点Ｏ3 ，Ｏ4 の間隔が第１および第２の支点Ｏ1 ，Ｏ2 の間隔と同一に形成されているため、第１支点Ｏ1 を同軸の駆動軸として第１支点Ｏ1 を境に左右に配置された第１および第２のアーム機構２３，４３が作動されると、夫々の平行四節リンクの内側リンク１５，３５は、相対向する内側リンク１５，３５の水平方向の間隙を一定に維持しつつ、第１支点Ｏ1 を通る水平方向の直線と平行に移動することができる。
しかも、第１および第２のハンド部材２４，４４が取付けられる内側リンク１５，３５は、従前のような回転伝達部材や回転連結具を用いることなく、可及的に薄くできるリンク結合により支持されて、結果として２個のハンド部材２４，４４の基部側の高さＨ2 を可及的に小さくすることができるため、、ハンド部材出入り用の真空処理室の窓を可及的に小さくすることができる。
【００４６】
さらに、第１乃至第３の回転軸２乃至４は、垂直線を軸芯として同軸に回転支持されているため、第１乃至第３の回転軸２乃至４を回転自在に支持する回転軸受および気密用の磁性流体シール５乃至７を夫々可及的に小径とすることができ、装置がコンパクトとなり、かつ小径の回転軸受および小径の磁性流体シールを使用するため装置が安価となる。
このため、真空雰囲下で処理が行われる半導体製造装置等の搬送用ロボット装置として、特に好適である。
なお、２アーム方式の搬送用ロボット装置の旋回軸芯Ｏ1 を中心とした円周方向の放射状の複数箇所に適宜の処理室が配置されるが、第１および第２のアーム機構の駆動軸は水平旋回軸の軸芯である第１支点Ｏ1 の回りに同軸に支持されているため、第１および第２のアーム機構の旋回状況の如何に拘らず、搬送用ロボット装置と円周方向の複数の処理室との関係は常に一定の位置関係に維持される。
【００４７】
さらに、第１乃至第３の回転駆動機８乃至１０は固定の枠体１に取付けられているため、第１および第２ハンド部材２４，４４を水平方向に旋回させるときには、角度に制限されることなく旋回させることができる。
このため、ハンド部材２４，４４は、旋回角度、すなわち旋回方向の回動角度の確認が必要であった従来の装置に比較して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回されて被加工物の搬送を行なうことができるため、従来に比べて装置の使い勝手、すなわち生産性が良好である。
【００４８】
さらに、平行四節リンクのうち、夫々の中間リンクが同一平面内に配置されていれば、２個のハンド部材２４，４４の基部側の高さＨ2 を小さくすることができる。
【００４９】
図１１及び図１２は、本発明の他の実施例を示す図であって、内側リンク１５，３５に取付けられるハンド部材は、水平方向に相反して突出する夫々２個のハンド部材２４，２４，４４，４４が取付けられる。
この場合、２個のハンド部材は、例えば、Ｙ1 およびＹ2 方向の端部に適宜に位置変位されて、単一の旋回位置で４個の被加工物の搬入・搬出が行われる。
なお、２個のハンド部材は単一の処理室に対して同時に同方向に直線移動されることはないが、移動方向を適宜に選定することにより、例えば、相互に異なる方向に移動させれば被加工物の搬入・搬出のタクトタイムを少なくすることができるため、生産性が良好である。
【００５０】
図１３は、平行四節リンクの変形例を示す図であって、第１支点Ｏ1 を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構２３，４４における夫々の平行四節リンクは、例えば、一方の内側リンク３５が中間リンクの上部に配置され、他方の内側リンク１５が中間リンクの下部に配置されて、夫々の内側リンク１５，３５にハンド部材が取付けられる。
このように、内側リンクおよびハンド部材を配置すれば、２個のハンド部材の基部側の高さＨ2 を可及的に小さくすることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本第１の発明に係る搬送用ロボット装置は、被加工物を載置するためのハンド部材を夫々先端に取付けた第１および第２のアーム機構を有し、該ハンド部材を水平方向に直線移動させると共に該ハンド部材を水平方向に旋回させる２アーム方式の搬送用ロボット装置において、
固定の枠体と、水平旋回軸の軸芯である第１支点のまわりで前記固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第１乃至第３の回転軸と、前記固定の枠体に取付けられて、前記第１乃至第３の回転軸に夫々連結された第１乃至第３の回転駆動機とを具備し、かつ、前記第１の回転軸に取付けられた第１アームと、前記第１アームに対して第１支点に平行な第２支点のまわりで回転自在な外側リンクと、平面視で第２支点を跨いだ外側の位置で対をなす第３支点のまわりで外側リンクに対して回転自在に支持された１対の中間リンクと、１対の中間リンクの自由端部で対をなす第４支点のまわりで回転自在に支持された内側リンクであって、該内側リンク、１対の中間リンクおよび外側リンクにより、第３および第４の支点の間隔と第１および第２の支点の間隔とが同一に形成された平行四節リンクと、第２の回転軸に固定された第１の回転伝達部材と、第２支点を軸芯として外側リンクに固定された第２の回転伝達部材と、第２支点を軸芯として第１のアームに固定された第３の回転伝達部材と、第３支点を軸芯として中間リンクに固定された第４の回転伝達部材と、第１の回転伝達部材と第２の回転伝達部材および第３の回転伝達部材と第４の回転伝達部材との間に夫々配設された第１および第２の回転連結具とにより第１のアーム機構が構成されると共に、該第１のアーム機構と実質的に同一構造の第２のアーム機構が第３の回転軸に連結され、かつ該第１および第２のアーム機構が第１支点を境に左右に配置され、前記平行四節リンクの夫々の内側リンクに上下方向に離間する第１および第２のハンド部材を取付け、該第１および第２のハンド部材が適宜に第１支点を通る水平方向に直線移動されると共に、該第１および第２のハンド部材が第１支点を中心として同時に旋回されるため、第１支点まわりの回転力を第４の回転伝達部材に伝達する機構が簡素化され、装置としての平面的スペースがコンパクトとなり、
かつ、第１乃至第３の回転軸は、垂直線を軸芯として同軸に回転支持されているため、第１乃至第３の回転軸を回転自在に支持する回転軸受を可及的に小径とすることができるため、結果として装置がコンパクトとなり、しかも小径の回転軸受を使用するため装置が安価となる。
さらに、夫々の平行四節リンクのうち対をなす第３支点が第２支点を跨いで、第１支点の外側にオフセットされて、第３および第４の支点の間隔が第１および第２の支点の間隔と同一に形成されているため、第１支点を同軸の回転軸として第１支点を境に左右に配置された第１および第２のアーム機構が作動されると、夫々の平行四節リンクの内側リンクは、相対向する内側リンクの水平方向の間隙を一定に維持しつつ、第１支点を通る水平方向の直線と平行に移動することができる。
しかも、第１および第２のハンド部材が取付けられる内側リンクは、従前のような回転伝達部材や回転連結具を用いることなく、可及的に薄くできるリンク結合により支持されて、結果として２個のハンド部材の基部側の高さを可及的に小さくすることができるため、ハンド部材出入り用の真空処理室の窓を可及的に小さくすることができる。
このため、真空雰囲下で処理が行われる半導体製造装置等の搬送用ロボット装置として、特に好適である。
なお、２アーム方式の搬送用ロボット装置の旋回軸芯Ｏ1 を中心とした円周方向の放射状の複数箇所に適宜の処理室が配置されるが、第１および第２のアーム機構の駆動軸は水平旋回軸の軸芯である第１支点Ｏ1 の回りに同軸に支持されているため、第１および第２のアーム機構の旋回状況の如何に拘らず、搬送用ロボット装置と円周方向の複数の処理室との関係は常に一定の位置関係に維持される。
さらに、第１乃至第３の回転駆動機は固定の枠体に取付けられているため、第１および第２のハンド部材を水平方向に旋回させるときには、旋回方向の回動角度に制限があった従来の装置と比較して、旋回角度に関係なく自在位置に旋回させて被加工物の搬送を行なうことができるため、従来に比べて装置の使い勝手、すなわち生産性が良好である。
要するに、本第１の発明によればハンド部材の基部側の高さを可及的に小さくすると共に、コンパクトで生産性の良好な２アーム方式の搬送用ロボット装置を実現することができる。
【００５２】
本第２の発明によれば、第１支点を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構における夫々の平行四節リンクは、夫々の中間リンクが同一平面内に配置されてなるため、２個のハンド部材の基部側の高さを小さくすることができる。
【００５３】
本第３の発明によれば、第１支点を境に左右に配置される第１および第２のアーム機構における前記夫々の平行四節リンクは、一方の内側リンクが中間リンクの上部に配置され、他方の内側リンクが中間リンクの下部に配置されてなるため、２個のハンド部材の基部側の高さＨ2 を可及的に小さくすることができる。
【００５４】
本第４の発明によれば、ハンド部材は、前記内側リンクから相反して突出する２個のハンド部材が取付けられてなるため、単一の旋回位置で４個の被加工物の搬入・搬出が行われて、被加工物の搬入・搬出におけるタクトタイムを少なくすることができる。
【００５５】
本第５の発明によれば、第１支点のまわりで固定の枠体に回転自在に同軸に支持された第１乃至第３の回転軸が気密用の磁性流体シールを介して回転自在に支持されてなるため、気密用の磁性流体シールを夫々可及的に小径とすることができ、装置が安価となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図で、図１（Ａ）は第１及び第２のアーム機構２３，４３が屈曲された、旋回状態を示す図であり、図１（Ｂ）は第１のアーム機構２３により第１のハンド部材２４が直線移動される状態を示す図である。
【図２】図１の正面図
【図３】図１の平面図
【図４】図１における縦断面正面図
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面図
【図６】図４におけるVI−VI線断面図
【図７】図１の先端部を示す拡大斜視図
【図８】図４の要部の動作状態を説明するための平面図
【図９】図４の要部の動作状態を説明するための平面図
【図１０】図４の要部の動作状態を説明するための平面図
【図１１】本発明の他の実施例を示す平面図
【図１２】図１１の斜視図
【図１３】平行四節リンク１６，３６の変形例を示す正面図
【図１４】従来例を示す要部断面正面図
【図１５】図１４の縦断面側面図
【図１６】図１４の動作状態を説明するための平面図
【図１７】図１４の使用状態を説明するための平面図
【符号の説明】
１      固定の枠体
２乃至４    第１乃至第３の回転軸
５乃至７    気密用の磁性流体シール
８乃至１０  第１乃至第３の回転駆動機
１１，３１    第１アーム
１２，３２    外側リンク
１３，１４    対をなす中間リンク
３３，３４    対をなす中間リンク
１５，３５    内側リンク
１６，３６    平行四節リンク
１７，３７    第１の回転伝達部材
１８，３８    第２の回転伝達部材
１９，３９    第３の回転伝達部材
２０，４０    第４の回転伝達部材
２１，４１    第１の回転連結具
２２，４２    第２の回転連結具
２３          １１乃至２２からなる第１のアーム機構
２４          第１のハンド部材
４３          ３１乃至４２からなる第２のアーム機構
４４          第２のハンド部材
【図１】
0003722598.tif 000002
【図２】
0003722598.tif 000003
【図３】
0003722598.tif 000004
【図４】
0003722598.tif 000005
【図５】
0003722598.tif 000006
【図６】
0003722598.tif 000007
【図７】
0003722598.tif 000008
【図８】
0003722598.tif 000009
【図９】
0003722598.tif 000010
【図１０】
0003722598.tif 000011
【図１１】
0003722598.tif 000012
【図１２】
0003722598.tif 000013
【図１３】
0003722598.tif 000014
【図１４】
0003722598.tif 000015
【図１５】
0003722598.tif 000016
【図１６】
0003722598.tif 000017
【図１７】
0003722598.tif 000018