(57)【要約】【課題】  簡単な構成により、より正確な直線移動行程を実現できる直線移動機構およびこれを用いた搬送ロボット、さらにはハンドを２つ備えることによってワークの搬送効率を高めた搬送ロボットを提供する。【解決手段】  ガイド部材１と、このガイド部材１上に設定された水平直線状の移動行程に沿って移動可能な移動部２Ａ，２Ｂ材と、これら移動部材２Ａ，２Ｂを駆動する駆動機構３Ａ，３Ｂと、を備えた直線移動機構Ｂ１であって、駆動機構３Ａは、移動行程ＧＬを挟んで配置され、かつ同期駆動される一対の往復動機構を含んでおり、移動部材２Ａは、移動行程を挟んで離間する一対の連結部材２４ａにおいて、上記一対の往復動機構に連結されている。【選択図】  図５
2006123135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド部材と、このガイド部材上に設定された水平直線状の移動行程に沿って移動可能な移動部材と、この移動部材を駆動する駆動機構と、を備えた直線移動機構であって、
上記駆動機構は、上記移動行程を挟んで配置され、かつ同期駆動される一対の往復動機構を含んでおり、
上記移動部材は、上記移動行程を挟んで離間する一対の連結部材において、上記一対の往復動機構に連結されていることを特徴とする、直線移動機構。
【請求項２】
上記駆動機構は、上記移動行程を挟んで配置され、かつ互いに同期駆動される１対の出力ベルトを含んでおり、
上記１対の出力ベルトのうち、上記移動行程を挟んで互いに離間し、かつ上記移動行程の平行線に沿って往復動する１対の往復動区間により、上記一対の往復動機構が構成されている、請求項１に記載の直線移動機構。
【請求項３】
上記駆動機構は、互いに逆方向に同期回転する１対の駆動プーリを具備しており、
上記１対の出力ベルトは、それぞれが上記１対の駆動プーリの一方ずつに掛け回されていることにより、互いに逆方向に同期回転させられるとともに、
上記一対の出力ベルトのうち、上記移動行程に対して両外側に位置し、かつ上記移動行程の平行線に沿って延びる区間が、上記１対の往復動区間となっている、請求項２に記載の直線移動機構。
【請求項４】
上記１対の駆動プーリは、上記移動行程上に並んで配置されており、
上記各駆動プーリは、同軸上に配置されたギアと連結されているとともに、これらのギアが噛み合わされていることにより、上記１対の駆動プーリが互いに逆方向に同期回転させられる構成となっている、請求項３に記載の直線移動機構。
【請求項５】
上記移動部材は、上記移動行程に沿って相互に干渉することなく移動可能に上記ガイド部材に支持された第１移動部材および第２移動部材を含んでいるとともに、
上記駆動機構は、上記第１移動部材および上記第２移動部材をそれぞれ駆動するように上記ガイド部材に設けられた第１駆動機構および第２駆動機構を含んでおり、かつ、上記第１駆動機構は、上記１対の出力ベルトおよび上記１対の駆動プーリを具備している、請求項４に記載の直線移動機構。
【請求項６】
上記ガイド部材には、上記第１移動部材を移動可能に支持し、上記移動行程を挟んで位置する一対の第１ガイドレールと、上記第２移動部材を移動可能に支持し、上記一対の第１ガイドレールの内側において上記移動行程を挟んで位置する一対の第２ガイドレールとを備えている、請求項５に記載の直線移動機構。
【請求項７】
上記第１移動部材および上記第２移動部材は、それぞれ、主板部を備えている一方、上記第１移動部材の主板部は、上記第２移動部材の主板部より上位に位置しているとともに、上記第１移動部材は、その主板部の両側部から上記第２移動部材の主板部の両側部を迂回して延びる一対の支持アームを介して上記一対の第１ガイドレールに支持されている、請求項６に記載の直線移動機構。
【請求項８】
上記ガイド部材は、互いに区画された上位ハウジングおよび下位ハウジングを有する構造とされており、
上記第１駆動機構は、上記下位ハウジングに収納されている一方、上記第２駆動機構は、上記上位ハウジングに収納されている、請求項７に記載の直線移動機構。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の直線移動機構が固定ベースに対し、上記移動行程上における鉛直状の旋回軸を中心として上記ガイド部材が旋回しうるように支持されているとともに、上記移動部材には、板状ワークを載置しうるハンドが設けられていることを特徴とする、搬送ロボット。
【請求項１０】
上記直線移動機構はまた、上記固定ベースに対し、上記旋回軸に沿って昇降しうるように支持されている、請求項９に記載の搬送ロボット。
【請求項１１】
請求項８に記載の直線移動機構が固定ベースに対し、上記移動行程上における鉛直状の旋回軸を中心として上記ガイド部材が旋回しうるように支持されているとともに、上記第１移動部材および上記第２移動部材には、板状ワークを載置しうるハンドが設けられており、
上記固定ベース内に設けられた第１駆動源および第２駆動源と、上記第１駆動源および上記第２駆動源からの駆動力を上記第１駆動機構および上記第２駆動機構に伝達するための第１伝動軸および第２伝動軸とを備えているとともに、
上記第１伝動軸および上記第２伝動軸は、それぞれが上記旋回軸を中心軸とするように一方が他方に内挿通されていることを特徴とする、搬送ロボット。
【請求項１２】
上記第１伝動軸は、上記第２伝動軸に内挿通されているとともに、
上記上位ハウジングおよび上記下位ハウジングの双方に一部ずつが位置する第３伝動軸を備えており、
上記第３伝動軸のうち上記上位ハウジングに位置する部分には、上記第１伝動軸からベルトを介して駆動力が伝達されるためのプーリが設けられているとともに、上記第３伝動軸のうち上記下位ハウジングに位置する部分には、上記第１駆動機構の上記１対の駆動プーリの一方が設けられている一方、
上記第２伝動軸のうち上記上位ハウジングに位置する部分には、上記第２駆動機構を構成するベルトが掛け回されている、請求項１１に記載の搬送ロボット。
【請求項１３】
上記直線移動機構はまた、上記固定ベースに対し、上記旋回軸に沿って昇降しうるように支持されている、請求項１２に記載の搬送ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線移動機構およびこれを用いた搬送ロボットに関し、より詳しくは、基板等の薄板状のワークを直線状に搬送することができる搬送ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送ロボットのうち、直線状の移動行程に沿ってハンドを移動させる機構（直線移動機構）をもつものは、いわゆる多関節型ロボットに比較して構成が簡単で安価であり、たとえば、半導体装置の製造工程、あるいは、液晶表示パネルの製造工程において、各処理室へのウエハ、あるいはガラス基板等の薄板状ワークの搬入あるいは搬出用のロボットとして多用されている。
【０００３】
このような搬送ロボットにおける直線移動機構は、たとえば、特許文献１に示されるように、また、本願の図１１に示すように、ベースに対して平行四辺形リンクを２つ組み合わせたものが一般的である。すなわち、図１１に示した構成についていえば、ベースに固定されたベースプレート９１に対し、軸Ｏ１１を中心として第１主リンクアーム９２が揺動可能に支持されるとともに、軸Ｏ１２を中心として第１副リンクアーム９３が揺動可能に支持されている。第１主リンクアーム９２と第１副リンクアーム９３の先端には、中間プレート９６が軸Ｏ１３および軸Ｏ１４を中心として揺動可能に連結されて第１の平行四辺形リンクが形成される一方、中間プレート９６には、第２主リンクアーム９４が軸Ｏ１３を中心として揺動可能に連結されるとともに軸Ｏ１５を中心として第２副リンクアーム９５が揺動可能に支持されている。第２主リンクアーム９４と第２副リンクアーム９５の先端には、移動プレート９７が軸Ｏ１６および軸Ｏ１７を中心として揺動可能に連結された第２の平行四辺形リンクが形成される。移動プレート９７には、薄板状ワークＷを載置保持することができるハンド９８が取付けられている。
【０００４】
このような構成によれば、２つの平行四辺形リンクが変形しても、移動プレート９７ないしハンド９８の方向は一定に維持される。また、第１主リンクアーム９２および第２主リンクアーム９４の長さは同じに設定されているとともに、第１主リンクアーム９２には、これが軸Ｏ１１を中心として回動するとき、この回動方向とは逆方向に倍の角速度で第２主リンクアーム９４を軸Ｏ１３を中心として回動させるための機構が内蔵されている。これにより、第１主リンクアーム９２を回動駆動すると、移動プレート９７ないしハンド９８は、その方向性を一定に維持しながら、直線状の移動行程ＧＬを移動する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−６２５８号公報
【０００６】
ところで、最近においては、たとえば、半導体製造において取り扱うウエハの外径がますます大きくなり、また、液晶表示パネルの製造においても、パネルサイズが大きくなる傾向がある。それにともない、搬送ロボットにおけるハンドおよびこれに載置して搬送するべきワークの寸法が大きくなり、また、移動行程も長大化が求められている。そうすると、図１１に示した２つの平行四辺形リンクを組み合わせた直線移動機構においては、とりわけリンクアームが伸長した状態において、ワークやこれを支持するハンドの重みがリンクアーム全体を上下方向に撓ませてしまうという傾向が生まれ、正確な直線移動行程を確保しづらくなるという問題が生じる。
【０００７】
基本的な構成を変更することなくこの問題を解決するためには、各部の剛性をアップさせたり、軸受としてより精度のよい高価なものを採用せざるをえず、このことは、大幅なコストアップにつながる。また、リンク機構により所望の直線移動行程を実現する場合、基本的に、その移動行程が長大化するほど、コスト上昇を招くことなくその移動行程の正確な直線性を確保することが困難となる。たとえば図１１に示される直線移動機構の場合、加熱されたワークＷがハンド９８に載置されると、このワークＷからの輻射熱によって第２主リンクアーム９４が第１主リンクアーム９２よりも熱膨張しやすい。そうなると、第２主リンクアーム９４と第１主リンクアーム９２との長さに微妙な差が生じるため、直線状の移動行程に沿ってスムーズに移動できなくなる。また、移動行程の長さは、第１主リンクアーム９２の長さと第２主リンクアーム９４の長さによって変わるが、これらアームの長さを等しくする設計仕様では、一方のアームだけを長くするわけにいかず、移動行程を長くするには必ず両方のアームを長くしなければならない。
【０００８】
また、このような搬送ロボットは、半導体装置、あるいは液晶表示パネルの製造工程において、プロセスチャンバへワークを搬入し、あるいは搬出するために用いられる。たとえば、各プロセスチャンバへのワークの搬入、搬出は、大気搬送モジュールと各プロセスチャンバとの間に真空搬送モジュールを配置し、この真空搬送モジュールを介した搬送によって行われる。真空搬送モジュールは、周部に複数のプロセスチャンバが配置されたトランスポートチャンバと、大気搬送モジュールと上記トランスポートチャンバをつなぐロードロックとを備え、トランスポートチャンバ内に真空雰囲気下で作動可能なこの種の直進搬送ロボットが配置されて構成される。直進搬送ロボットは、ロードロック内のワークを受け取ってトランスポートチャンバ内に搬送し、そして、いずれかのプロセスチャンバ内にワークを搬入し、処理済みのワークをプロセスチャンバから受け取り、ロードロック内へ搬送するといった作動をする。
【０００９】
図１１に示した搬送ロボットは、ハンドを１つだけ有しているものであるため、上記したような真空搬送モジュール内でのワークの搬送を効率良く行うには、難点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、簡単な構成により、より正確な直線移動行程を実現できる直線移動機構およびこれを用いた搬送ロボット、さらにはハンドを２つ備えることによってワークの搬送効率を高めた搬送ロボットを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【００１２】
本発明の第１の側面によって提供される直線移動機構は、ガイド部材と、このガイド部材上に設定された水平直線状の移動行程に沿って移動可能な移動部材と、この移動部材を駆動する駆動機構と、を備えた直線移動機構であって、上記駆動機構は、上記移動行程を挟んで配置され、かつ同期駆動される一対の往復動機構を含んでおり、上記移動部材は、上記移動行程を挟んで離間する一対の連結部材において、上記一対の往復動機構に連結されていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、上記移動部材は、上記移動工程を挟んで離間した部分に互いに同期された駆動力が作用することとなる。このため、上記移動部材が移動される際には、この移動部材を上記移動工程に対して傾けるような力は作用せず、上記移動部材がこじるような動きをすることもない。したがって、上記移動部材をスムーズに移動させることが出来る。また、こじるような動きを防止するために、たとえば上記移動部材をことさらに高剛性化する必要もない。したがって、上記移動部材の軽量化が可能であり、上記移動部材の移動速度や停止精度の向上を図ることができる。
【００１４】
好ましい実施の形態においては、上記駆動機構は、上記移動行程を挟んで配置され、かつ互いに同期駆動される１対の出力ベルトを含んでおり、上記１対の出力ベルトのうち、上記移動行程を挟んで互いに離間し、かつ上記移動行程の平行線に沿って往復動する１対の往復動区間により、上記一対の往復動機構が構成されている。
【００１５】
好ましい実施の形態においては、上記駆動機構は、互いに逆方向に同期回転する１対の駆動プーリを具備しており、上記１対の出力ベルトは、それぞれが上記１対の駆動プーリの一方ずつに掛け回されていることにより、互いに逆方向に同期回転させられるとともに、上記一対の出力ベルトのうち、上記移動行程に対して両外側に位置し、かつ上記移動行程の平行線に沿って延びる区間が、上記１対の往復動区間となっている。
【００１６】
好ましい実施の形態においては、上記１対の駆動プーリは、上記移動行程上に並んで配置されており、上記各駆動プーリは、同軸上に配置されたギアと連結されているとともに、これらのギアが噛み合わされていることにより、上記１対の駆動プーリが互いに逆方向に同期回転させられる構成となっている。
【００１７】
このような構成によれば、上記駆動機構について、上記移動部材をスムーズに駆動可能な構成としつつ、比較的簡素な構造とすることが可能であり、軽量化および低コスト化に有利である。
【００１８】
好ましい実施の形態においては、上記移動部材は、上記移動行程に沿って相互に干渉することなく移動可能に上記ガイド部材に支持された第１移動部材および第２移動部材を含んでいるとともに、上記駆動機構は、上記第１移動部材および上記第２移動部材をそれぞれ駆動するように上記ガイド部材に設けられた第１駆動機構および第２駆動機構を含んでおり、かつ、上記第１駆動機構は、上記１対の出力ベルトおよび上記１対の駆動プーリを具備している。
【００１９】
好ましい実施の形態においては、上記ガイド部材には、上記第１移動部材を移動可能に支持し、上記移動行程を挟んで位置する一対の第１ガイドレールと、上記第２移動部材を移動可能に支持し、上記一対の第１ガイドレールの内側において上記移動行程を挟んで位置する一対の第２ガイドレールとを備えている。
【００２０】
好ましい実施の形態においては、上記第１移動部材および上記第２移動部材は、それぞれ、主板部を備えている一方、上記第１移動部材の主板部は、上記第２移動部材の主板部より上位に位置しているとともに、上記第１移動部材は、その主板部の両側部から上記第２移動部材の主板部の両側部を迂回して延びる一対の支持アームを介して上記一対の第１ガイドレールに支持されている。
【００２１】
好ましい実施の形態においては、上記ガイド部材は、互いに区画された上位ハウジングおよび下位ハウジングを有する構造とされており、上記第１駆動機構は、上記下位ハウジングに収納されている一方、上記第２駆動機構は、上記上位ハウジングに収納されている。
【００２２】
このような構成によれば、上下方向に重ね合わされた２つの移動部材を備える直線移動機構を適切に実現することができる。また、上記ガイド部材内においても、上記第１駆動機構および上記第２駆動機構を互いに干渉させることなく配置することが可能である。さらに、上位ハウジングおよび下位ハウジングを有する構造であることにより、上記直線移動機構は、平面視において不当に嵩張ることがなく、省スペース化に好適である。
【００２３】
本発明の第２の側面によって提供される搬送ロボットは、上記本発明の第１の側面によって提供される直線移動機構が固定ベースに対し、上記移動行程上における鉛直状の旋回軸を中心として上記ガイド部材が旋回しうるように支持されているとともに、上記移動部材には、板状ワークを載置しうるハンドが設けられていることを特徴としている。
【００２４】
好ましい実施の形態においては、上記直線移動機構はまた、上記固定ベースに対し、上記旋回軸に沿って昇降しうるように支持されている。
【００２５】
このような構成によれば、上述した直線移動機構を利用して、たとえばワークなどを正確かつ高速で搬送することができる。また、上記固定ベースに対して、上記直線移動機構を適宜旋回させることにより、たとえばこの搬送ロボットの上記固定ベースに対して放射状に配置された複数のプロセスチャンバに対して、任意のプロセスチャンバについてワークの受け渡しを行うことが可能である。
【００２６】
本発明の第３の側面によって提供される搬送ロボットは、本発明の第１の側面によって提供される直線移動機構が固定ベースに対し、上記移動行程上における鉛直状の旋回軸を中心として上記ガイド部材が旋回しうるように支持されているとともに、上記第１移動部材および上記第２移動部材には、板状ワークを載置しうるハンドが設けられており、上記固定ベース内に設けられた第１駆動源および第２駆動源と、上記第１駆動源および上記第２駆動源からの駆動力を上記第１駆動機構および上記第２駆動機構に伝達するための第１伝動軸および第２伝動軸とを備えているとともに、上記第１伝動軸および上記第２伝動軸は、それぞれが上記旋回軸を中心軸とするように一方が他方に内挿通されていることを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、上記直線移動機構を上記固定ベースに対して旋回させつつ、上記第１駆動源および上記第２駆動源から上記第１駆動機構および上記第２駆動機構へと適切に駆動力を伝達することが可能である。特に、上記第１駆動源および上記第２駆動源は、上記固定ベース内に収納されているために、たとえば本実施形態に係る搬送ロボットを真空下において使用する場合に、上記第１駆動源および上記第２駆動源を真空領域から気密された大気圧の環境におくことが可能であり、搬送ロボットの低コスト化に適している。
【００２８】
好ましい実施形態においては、上記第１伝動軸は、上記第２伝動軸に内挿通されているとともに、上記上位ハウジングおよび上記下位ハウジングの双方に一部ずつが位置する第３伝動軸を備えており、上記第３伝動軸のうち上記上位ハウジングに位置する部分には、上記第１伝動軸からベルトを介して駆動力が伝達されるためのプーリが設けられているとともに、上記第３伝動軸のうち上記下位ハウジングに位置する部分には、上記第１駆動機構の上記１対の駆動プーリの一方が設けられている一方、上記第２伝動軸のうち上記上位ハウジングに位置する部分には、上記第２の駆動機構を構成するベルトが掛け回されている。
【００２９】
このような構成によれば、たとえば本実施形態に係る搬送ロボットをメンテナンスする際に、上記第１伝動軸および上記第２伝動軸からの駆動力の伝達具合を調節する場合には、上記上位ハウジングを開放して作業可能とすれば、上記第１伝動軸および上記第２伝動軸について調節作業を行うことができる。したがって、この搬送ロボットの作業性を向上するのに適している。
【００３０】
好ましい実施の形態においては、上記直線移動機構はまた、上記固定ベースに対し、上記旋回軸に沿って昇降しうるように支持されている。
【００３１】
本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る直線移動機構およびこれを用いた搬送ロボットの好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００３３】
図１ないし図８は、本発明の第１の実施形態に係る搬送ロボットを示している。図１〜図４に表れているように、第１の実施形態に係る搬送ロボットＡ１は、概して、固定ベース２００に対して旋回軸Ｏｓを中心に旋回可能かつ昇降可能に支持された直線移動機構Ｂ１を備えている。この直線移動機構Ｂ１は、概して、テーブル状をしたガイド部材１と、このガイド部材１上に設定された水平直線状の移動行程ＧＬに沿って移動可能な第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂとを備えている。第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂには、たとえば、液晶パネル用のガラス基板等、薄板状のワークＷを載置保持しうるハンド２１ａ，２１ｂが取付けられている。
【００３４】
図５に良く表れているように、固定ベース２００は、底壁部２０１と円筒状側壁部２０２と天井壁２０３とを備えた、略円柱状の外形を有するハウジング２００Ａを備えており、天井壁２０３には、中心開口２０４が形成されている。この固定ベース２００の内部には、昇降ベース２１０が昇降可能に支持されている。昇降ベース２１０は、中心開口２０４よりも小径の外径をもち、上下方向に所定の寸法を有する円筒部２１１と、この円筒部２１１の下端に形成された外向フランジ部２１２とを有している。ハウジング２００Ａの円筒状側壁部２０２の内壁には、上下方向の直線ガイドレール２２０が複数取付けられているとともに、昇降ベース２１０の外向フランジ部２１２に設けた複数のガイド部材２２１が直線ガイドレール２２０に対して上下方向スライド移動可能に支持されている。これにより、昇降ベース２１０は、固定ベース２００に対し、図中上下方向に移動可能であり、このとき、この昇降ベース２１０の円筒部２１１の上部がハウジング２００Ａの中心開口２０４から出没する。固定ベース２００の天井壁２０３と昇降ベース２１０の外向フランジ部２１２との間には、この昇降ベース２１０の円筒部２１１を取り囲むようにして配置されたベローズ２３０の両端が連結されており、このベローズ２３０は、昇降ベース２１０の上下方向の移動にかかわらず、固定ベース２００の天井壁２０３と昇降ベース２１０の外向フランジ部２１２との間を気密シールする。
【００３５】
固定ベース２００の内部にはまた、ベローズ２３０の外側において、鉛直方向に配置されて回転するネジ軸２４１と、このネジ軸２４１に螺合され、かつ昇降ベース２１０の外向フランジ部２１２に貫通状に固定されたナット部材２４２とからなるボールネジ機構２４０が配置されている。ネジ軸２４１は、その下端に取付けたプーリ２４３に掛け回されたベルト２４４によってモータＭ１に連携されており、このモータＭ１の駆動により、正逆方向に回転させられる。このようにしてネジ軸２４１を回転することにより、昇降ベース２１０が昇降させられる。
【００３６】
直線移動機構Ｂ１は、昇降ベース２１０に対し、鉛直状の旋回軸Ｏｓを中心として旋回可能に支持される。直線移動機構Ｂ１の下部には、円筒部１５が形成されており、この円筒部１５が昇降ベース２１０の円筒部２１１の内部にベアリング３０２を介して回転可能に支持されている。そうして、直線移動機構Ｂ１の円筒部１５の下端部には、プーリ１５ａが一体的に形成されており、昇降ベース２１０の円筒部２１１の中間壁２１３に支持させたモータＭ２の出力軸に取り付けたプーリ３０４との間にベルト３０５が掛け回されている。これにより、モータＭ２を駆動することにより、直線移動機構Ｂ１が旋回軸Ｏｓを中心として旋回させられる。
【００３７】
昇降ベース２１０の円筒部２１１と直線移動機構Ｂ１の円筒部１５との間にはまた、ベアリング３０２より上位に位置するシール機構３０６が介装されている。このシール機構３０６より下位の空間は、ベローズ２３０の外周側の固定ベース２００内空間と連通しており、これにより、このような連通空間は、外部に対して気密シールされた閉じた空間となる。
【００３８】
直線移動機構Ｂ１の円筒部１５には、第１駆動機構３Ａと第２駆動機構３Ｂとに駆動力を伝達するための第１伝動軸２５１および第２伝動軸２５２が同軸状に挿通されている。より具体的には、第２伝動軸２５２は円筒状の軸とされ、円筒部１５の内側にベアリング２５３を介して回転可能に支持されているとともに、この第２伝動軸２５２の内部に、第１伝動軸２５１がベアリング２５４を介して回転可能に支持されている。第１伝動軸２５１の下端は、昇降ベース２１０の中間壁２１３に支持させたモータＭ３の出力軸に連結されている。第２伝動軸２５２の下端には、プーリ２５５が設けられており、昇降ベース２１０の中間壁２１３に支持させたモータＭ４の出力軸に取付けたプーリ２５６との間にベルト２５７が掛け回されている。ベアリング２５３，２５４の上位には、シール機構３０６が介装されている。なお、モータＭ３およびモータＭ４は、本発明でいう第１駆動源および第２駆動源の一例に相当する。また、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、いずれも真空領域から気密された空間におかれているため、たとえば真空用途などの特殊なモータを用いる必要がなく、大気圧での使用を前提とした一般的なモータを用いることができる。
【００３９】
図５に示すように、直線移動機構Ｂ１は、ガイド部材１と、このガイド部材１上に設けられた一対の第１ガイドレール４Ａと、一対の第２ガイドレール４Ｂとを有する。なお、図５および図６は、図２と異なり、第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂの双方が固定ベース２００の上方に位置する状態とされた搬送ロボットＡ１を示している。ガイド部材１は、水平方向に延びる長手軸線（移動行程ＧＬ）を有する平面視長矩形状をしているとともに、底壁１１、側壁１２、中壁１３、およびカバー１４を備えている。一対の第１ガイドレール４Ａは、ガイド部材１の底壁１１上に、移動行程ＧＬを挟んでこれに平行に、相互に所定間隔を置いて配置されている。一対の第２ガイドレール４Ｂは、一対の第１ガイドレール４Ａの内側において、移動行程ＧＬを挟んでこれに平行に配置されている。第１ガイドレール４Ａには、第１移動部材２Ａがその下部に設けたスライダ２２ａを介して移動行程ＧＬに沿って移動可能に支持され、第２ガイドレール４Ｂには、第２移動部材２Ｂがスライダ２２ｂを介して移動行程ＧＬに沿って移動可能に支持されている。各ガイドレール４Ａ，４Ｂの上方は、カバー１４により覆われている。
【００４０】
第１移動部材２Ａと第２移動部材２Ｂとは、図１および図２に表れているように、ガイド部材１の幅方向に所定長さ延びる水平板状の主板部２０ａ，２０ｂを備えている。これら主板部２０ａ，２０ｂは、図３および図４に示すように、すきまを介して上下に重なるように位置させられ、互いに干渉することなく移動行程ＧＬに沿って移動可能である。
【００４１】
図５に示すように、第２移動部材２Ｂの主板部２０ｂは、その下部に形成された支持アーム２３ｂ、およびこの支持アーム２３ｂの下面に左右一対設けた上記スライダ２２ｂを介して一対の第２ガイドレール４Ｂに支持されている。一方、第１移動部材２０Ａの主板部２０ａは、その幅方向両端部から第２移動部材２Ａの主板部２０ａの両側部を迂回して延びる一対の支持アーム２３ａ、およびこの支持アーム２３ａに設けたスライダ２２ａを介して一対の第１ガイドレール４Ａに支持されている。これにより、第１移動部材２Ａと第２移動部材２Ｂとは、全体としても、互いに干渉することなく移動行程ＧＬに沿って移動可能であるとともに、第１移動部材２Ａについては、その主板部２０ａが両持ち状に第１ガイドレール４Ａに支持されるため、安定的な支持状態を得ることができる。なお、第１移動部材２Ａにおいては、一対の支持アーム２３ａがガイド部材１の側壁１２とカバー１４との間に形成したスリット１４ａを貫通している。この１対の支持アーム２３ａには、１対の連結部材２４ａが設けられており、これらの連結部材２４ａは、中壁１３に形成された１対のスリット１３ａを貫通して第１駆動機構３Ａに連結されている。また、第２移動部材２Ｂにおいては、スリット１４ｂを貫通する支持アーム２３ｂから延びる連結部材２４ｂを介して第２駆動機構３Ｂに連結されている。
【００４２】
図１〜図３に示されているように、各主板部２０ａ，２０ｂには、ガイド部材１の長手方向に延びるホーク状のハンド２１ａ，２１ｂが一体的に形成されており、これらのハンド２１ａ，２１ｂ上には、液晶表示パネルの製造用ガラス基板等の、比較的大型の薄板状ワークＷが載置保持される。
【００４３】
第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂをそれぞれ上記のようにガイド部材１の移動行程ＧＬに沿って移動させるための第１駆動機構３Ａおよび第２駆動機構３Ｂは、以下に説明するように構成されている。
【００４４】
すなわち、第１駆動機構３Ａおよび第２駆動機構３Ｂは、図５および図６に示すように、ガイド部材１内に収納されている。ガイド部材１は、その内部において上位ハウジング１０ａおよび下位ハウジング１０ｂに区画された構造となっている。第１駆動機構３Ａは、下位ハウジング１０ｂ内に収納されており、第２駆動機構３Ｂは、上位ハウジング１０ａ内に収納されている。
【００４５】
図８に示すように、第１駆動機構３Ａは、第３伝動軸３１、第４伝動軸３２、１対の出力ベルト４１ａ，４１ｂを具備している。図６に示すように、上位ハウジング１０ａ内において、第１伝動軸２５１の上端に設けられたプーリ２５１ａと第３伝動軸３１の上端に設けられたプーリ３１ｂとには、ベルト４０が掛け回されている。これにより、第１伝動軸２５１からの駆動力が第３伝動軸３１へと伝達される。第３伝動軸３１は、中壁１３にベアリング３７を介して移動行程ＧＬ上の垂直Ｏ１を中心として回転可能に支持されている。第３伝動軸３１の下端は、下位ハウジング１０ｂ内に位置している。第４伝動軸３２は、中壁１３にベアリング３８を介して移動行程ＧＬ上の垂直軸Ｏ２を中心として回転可能に支持されている。このように、第３伝動軸３１および第４伝動軸３２は、移動行程ＧＬ上に並んで配置されており、下位ハウジング１０ｂ内にほぼ同寸法だけ突出している。
【００４６】
第３伝動軸３１および第４伝動軸３２の下端には、駆動プーリ３１ａ，３２ｂおよびギア３１ｃ、３２ｃが形成されている。ギア３１ｃ、３２ｃは、互いに噛み合っており、これにより第１伝動軸２５１からの駆動力により、第３伝動軸３１と第４伝動軸３２とが互いに逆方向に同期して回転させられる構成となっている。駆動プーリ３１ａ，３２ａのそれぞれには、出力ベルト４１ａ，４１ｂが掛け回されている。出力ベルト４１ａ，４１ｂは、それぞれ１対ずつのプーリ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂにも掛け回されている。１対ずつのプーリ３３ａ，３３ｂは、側壁１２に沿ようにして移動工程ＧＬを挟んで対称に配置されている。また、１対ずつのプーリ３３ａ，３３ｂのそれぞれは、下位ハウジング１０ｂの長手方向両端に離間して配置されている。一対ずつのプーリ３４ａ，２４ｂは、それぞれが第３伝動軸３１および第４伝動軸３２から移動工程ＧＬと垂直な方向に離間して配置されている。出力ベルト４１ａ，４１ｂは、１対ずつのプーリ３３ａ，３３ｂをその内側に含むように掛け回されている。一方、一対ずつのプーリ３４ａ，３４ｂは、出力ベルト４１ａ，４１ｂの外側に位置している。出力ベルト４１ａ，４１ｂは、これらのプーリ３４ａ，３４ｂに掛け回されることにより、第３伝動軸３１および第４伝動軸３２の側へと引き出されて、駆動プーリ３１ａ，３２ａに掛け回されている。これにより、出力ベルト４１ａ，４１ｂのうち、１対ずつのプーリ３３ａ，３３ｂ間に掛けられた区間は、移動行程ＧＬを挟んで離間しつつ、移動行程ＧＬの平行線に沿って延びる区間３Ａａ，３Ａｂとなっている。第３伝動軸３１および第４伝動軸３２に駆動力が伝達されると、駆動プーリ３１ａ，３２ａは、互いに逆方向Ｒ１，Ｒ２に同期して回転させられる。このとき、区間３Ａａ，３Ａｂにおいては、出力ベルト４１ａ，４１ｂの進行方向は、ともに方向Ｎ１となり同方向である。このように、区間３Ａａ，３Ａｂは、移動行程ＧＬを挟んで離間しつつ、出力ベルト４１ａ，４１ｂが同方向に同期して往復動する１対の往復動機構を構成している。出力ベルト４１ａ，４１ｂのうち区間３Ａａ，３Ａｂにある部分に第１移動部材２Ａの１対の連結部材２４ａが連結されており、これにより、第１移動部材２Ａは、第１駆動機構３Ａにより移動行程ＧＬに沿って移動自在とされている。
【００４７】
第２駆動機構３Ｂは、図７に示すように、出力ベルト４２、および一対ずつのプーリ３５，３６を備えており、図５に示すように、上位ハウジング１０ａ内に収納されている。第２伝動軸２５２の上端には、プーリ２５２ａが設けられている。このプーリ２５２ａには、図７に示す出力ベルト４２が掛け回されている。出力ベルト４２は、上位ハウジング１０ａ内において、１対ずつのプーリ３５，３６にも掛け回されている。１対のプーリ３５は、移動工程ＧＬと第２ガイドレール４Ｂの間において、上位ハウジング１０ａの長手方向に互いに離間して配置されている。１対のプーリ３６は、第２伝動軸２５２に添うようにして、第２伝動軸２５２に対して移動工程ＧＬと垂直な方向に離間して配置されている。出力ベルト４２は、１対のプーリ３５をその内側に含むように掛け回されている。一方、一対のプーリ３６は、出力ベルト４２の外側に位置している。出力ベルト２は、１対のプーリ３６に掛け回されることにより、第２伝動軸２５２の側へと引き出されて、第２伝動軸２５２のプーリ２５２ａに掛け回されている。この結果、出力ベルト４２のうち、移動行程ＧＬに対する外側において１対のプーリ３５間に掛けられた区間は、移動行程ＧＬから離間しつつ、これと平行な区間となっている。第２伝動軸２５２から出力ベルト４２に駆動力が伝達されると、出力ベルト４２は回転させられるとともに、１対のプーリ３５間の区間においては、移動行程ＧＬの平行線に沿って往復動することとなる。出力ベルト４２のうち１対のプーリ４２間にある部分には、第２移動部材２Ｂの連結部材２４ｂが連結されている。これらにより、第２移動部材２Ｂは、第２駆動機構２Ｂにより移動行程ＧＬに沿って移動自在とされている。
【００４８】
次に、上記構成を備える搬送ロボットＡ１の動作について、説明する。
【００４９】
前述したように、図５に示すモータＭ３の駆動力が第１伝動軸２５１を介して第１駆動機構３Ａに伝達されると、図８に示す第１移動部材２Ａが移動行程ＧＬに沿って移動させられる一方、図５に示すモータＭ４の駆動力が第２伝動軸２５２を介して第２駆動機構３Ｂに伝達されると、図７に示す第２移動部材２Ｂが移動行程ＧＬに沿って移動させられる。また、第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂは、互いに干渉することが防止されている。したがって、第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂの移動は、それぞれ独立して行うことができる。たとえば、図１に示すように、第１移動部材２Ａを固定ベース２００上方の待機位置におき、第２移動部材２Ｂを移動行程ＧＬに沿って移動させて前進位置におくと、第２移動部材２Ｂにより、ワークＷの受け渡しを行うことができる。また、この状態においては、第１移動部材２Ａ上に別のワークＷを保持しておくことも可能である。これとは逆に、第１移動部材２Ａを上記前進位置においてワークＷの受け渡しを行うとともに、第２移動部材２Ｂを上記待機位置において別のワークＷを保持させておくことも可能である。このように、搬送ロボットＡ１によれば、２つのワークＷを同時に保持するとともに、それぞれを独立して受け渡しすることが可能であり、半導体の製造工程におけるウエハの搬送や、液晶表示パネルの製造工程におけるガラス基板の搬送をフレキシブルに行って、製造効率を向上させることができる。
【００５０】
また、搬送ロボットＡ１においては、直線移動機構Ｂ１が、固定ベース２００に対して旋回および昇降可能とされている。たとえば、トランスポートチャンバと、このトランスポートチャンバを中心として放射状に連結された複数のプロセスチャンバを備える製造装置において、搬送ロボットＡ１の固定ベース２００を上記トランスポートチャンバに設置する。このような構成によれば、搬送ロボットＡ１の直線移動機構Ｂ１を適宜旋回させることにより、上記複数のプロセスチャンバのうち任意のプロセスチャンバ内へとハンド２１ａ，２１ｂを進入させて、ワークＷの受け渡しを行うことができる。また、各プロセスチャンバ内において、各工程の高さに応じてワークＷを適切に昇降させることができる。したがって、搬送ロボットＡ１によれば、製造装置の省スペース化や、製造工程の多機能化および高効率化を図るのに好適である。
【００５１】
本実施形態においては、第１移動部材２Ａは、第２移動部材２Ｂとの干渉を避けるために、比較的大型の枠状とされている。このような構成の第１移動部材２Ａを、本実施形態とは異なり、その一箇所だけを支持して移動行程ＧＬ上を移動させると、移動行程ＧＬ上の箇所を支持しない限りは、こじるような動きが生じる。このような動きは、正確なハンドリングを阻害してしまう。また、こじるような動きを抑制するためには、第１移動部材２Ａ全体の剛性を高める手段もあるが、第１移動部材２Ａの重量が増加することとなるため、第１移動部材の移動速度や停止精度などの低下が問題となる。本実施形態においては、第１移動部材２Ａは、１対の連結部材２４ａにより、移動行程ＧＬを挟んでほぼ対称な箇所で支持されているため、こじるような動きを防止して移動行程ＧＬ上をスムーズに移動可能である。したがって、第１移動部材２Ａ全体の重量増を回避しつつ、その移動速度および停止精度の向上を図ることができる。
【００５２】
また、本実施形態においては、第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂの移動距離を延長するには、第１駆動機構２Ａおよび第２駆動機構２Ｂの第１ガイドレール４Ａおよび第２ガイドレール４Ｂや、出力ベルト４１ａ，４１ｂ，４２を長尺化することにより容易に対応することができる。このような延長を行っても、第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂは、第１ガイドレール４Ａおよび第２ガイドレール４Ｂに支持される構造であるために、その剛性を高くすることが可能であり、移動速度や動作精度が低下することを回避できる。
【００５３】
第１駆動機構３Ａは、互いに逆方向に同期回転する１対の出力ベルト４１ａ，４１ｂを備えることにより、区間３Ａａ，３Ａｂにおいて移動行程ＧＬの平行線に沿って同期して第１移動部材２Ａを駆動可能である。したがって、第１移動部材２Ａの１対の連結部材２４ａには第１移動部材２Ａが移動させられる際に相対変位が生じるおそれが無く、第１移動部材２Ａをスムーズに移動させるのに好適である。また、第１移動部材２Ａは、移動工程ＧＬを挟んで離間した１対の連結部材２４ａを介して駆動されるために、第１移動部材２Ａの幅方向における剛性をそれほど高くすることなく、スムーズな移動が可能である。したがって、第１移動部材２Ａの軽量化にも適している。なお、１対の駆動プーリ３１ａ，３２ａを用いていることにより、このような同期された駆動を容易に達成するとともに、第１駆動機構３Ａが複雑化することを回避できる。
【００５４】
さらに、本実施形態においては、第１駆動機構２Ａおよび第２駆動機構２Ｂは、第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂを互いに独立して駆動可能としながら、ガイド部材１内に比較的コンパクトに収納されている。特に第１駆動機構２Ａおよび第２駆動機構２Ｂを下位ハウジング１０ｂおよび上位ハウジング１０ａに独立して収納することにより、平面視において不当に嵩張ることを防止できる。また、１対の出力ベルト４１ａ，４１ｂのうち移動工程ＧＬに対して両外側に位置する区間２Ａａ，２Ａｂにおいて第１移動部材２Ａと連結される構成であることにより、第１駆動機構３Ａは、第１移動部材２Ａからその幅方向に大きく突出することが無く、省スペース化を図ることができる。これらに加えて、第１伝動軸２５１および第２伝動軸２５２の双方の上端が上位ハウジング１０ａ内にあるために、たとえば搬送ロボットＡ１のメンテナンスに際して、カバー１４をはずすことにより、第１伝動軸２５１および第２伝動軸２５２に掛け回されたベルト４０および出力ベルト４２の調整を容易に行うことができる。
【００５５】
第１駆動機構３Ａおよび第２駆動機構３Ｂは、カバー１４により覆われているために、たとえばワークＷが比較的高温であってもその輻射熱を直接受けることがなく、熱膨張などが生じにくい。したがって、ワークＷが高温となる製造工程に用いられた場合であっても、本実施形態の搬送ロボットＡ１は、高い動作精度を実現可能である。
【００５６】
図９は、本発明に係る直線移動機構および搬送ロボットの第２の実施形態を示している。図示された直線移動機構Ｂ２および搬送ロボットＡ２は、第１駆動機構３Ａの構成が、上述した本発明の第１の実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、図９以降の図面においては、上記第１の実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
【００５７】
図９は、下位ハウジング１０ｂを含む水平面における搬送ロボットＡ２の断面図である。本実施形態の第１駆動機構３Ａは、第３伝動軸３１のみを備えている。第３伝動軸の上端に設けられたプーリ（図示略）には、図外の上位ハウジング内において、第１伝動軸２５１とともにベルト４０が掛け回されている。また、下位ハウジング１０ｂ内においては、第３伝動軸３１には、上下方向において重ねるように二つの駆動プーリ３１ａが設けられている。これらの駆動プーリ３１ａには、それぞれ出力ベルト４１ａ，４１ｂが掛け回されている。これにより、本実施形態においては、出力ベルト４１ａ，４１ｂは、同一方向に同期して回転させられる。出力ベルト４１ａ，４１ｂのうち、第３伝動軸３１が方向Ｒ１に回転させられたときに方向Ｎ１へと進行する区間３Ａａ，３Ａｂにおいて、１対の連結部材２４ａが連結されている。
【００５８】
このような実施形態によっても、１対の連結部材２４ａを介して第１移動部材２Ａをスムーズに移動させることができる。また、第３伝動軸３１のみにより、２つの出力ベルト４１ａ，４１ｂを駆動する構成であることにより、第１駆動機構３Ａとしても簡素化を図るのに有利である。
【００５９】
図１０は、本発明に係る直線移動機構および搬送ロボットの第３の実施形態を示している。図示された直線移動機構Ｂ３および搬送ロボットＡ３においては、第１伝動軸２５１および第２伝動軸２５２と第１駆動機構３Ａおよび第２駆動機構３Ｂとの連携が、上述した第１実施形態および第２実施形態と異なった構成となっている。
【００６０】
具体的には、まず、第１伝動軸２５１に第２伝動軸２５２が内挿通された構成となっており、上述した実施形態とは、第１伝動軸２５１および第２伝動軸２５２の位置関係が逆である。第２伝動軸２５２は、その上端が上位ハウジング１０ａに突出している一方、第１伝動軸２５１は、その上端が下位ハウジング１０ｂ内に位置している。そして、上位ハウジング１０ａ内において、第２伝動軸２５２からの駆動力が第２駆動機構３Ｂに伝達される一方、下位ハウジング１０ｂ内において、第１伝動軸２５１からの駆動力が駆動機構３Ａに伝達されている。第１駆動機構３Ａおよび第２駆動機構３Ｂの具体的な構成については、たとえば上述した第１実施形態と同様の構成とすればよい。
【００６１】
本実施形態によれば、第１実施形態において図６に示すように、第３伝動軸３１を用いて上位ハウジング１０ａから下位ハウジング１０ｂへと駆動力を伝達する必要がない。したがって、直線移動機構Ｂ１の構成を簡素化することが可能である。
【００６２】
なお、本発明に係る直線移動機構および搬送ロボットは、上記した各実施形態に限定されるものではない。
【００６３】
上記第１実施形態等では、第１駆動機構３Ａの出力ベルト４１ａ，４１ｂ、および第２駆動機構３Ｂの出力ベルト４２は、いわゆる平ベルトとされているが、本発明はこれに限定されず、たとえば、スチールベルトやワイヤを用いてもよい。
【００６４】
搬送ロボットとしては、第１移動部材２Ａおよび第２移動部材２Ｂを備えるものに限定されず、たとえば、上記第１実施形態の第１移動部材２Ａおよび第１駆動機構３Ａのみを備えたいわゆるワンハンドロボットとしてもよい。この場合にも、ワークの長大化や、搬送距離の延長に適切に対応することができる。
【００６５】
上記実施形態では、真空雰囲気下で用いることを前提として説明をしたが、もちろん、本発明に係る搬送ロボットは、大気圧下で用いるものとして構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る搬送ロボットの全体斜視図である。
【図２】図１に示す搬送ロボットの平面図である。
【図３】図１に示す搬送ロボットの側面図である。
【図４】図１に示す搬送ロボットの正面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図およびその部分拡大図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る搬送ロボットの断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る搬送ロボットの断面図である。
【図１１】従来の搬送ロボットの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ１，Ａ２，Ａ３      搬送ロボット
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３      直線移動機構
ＧＬ    移動行程
Ｏｓ    旋回軸
Ｏ１，Ｏ２  垂直軸
Ｗ    ワーク
１      ガイド部材
１１    底壁
１２    側壁
１３    中壁
１３ａ  スリット
１４    カバー
１４ａ，１４ｂ  スリット
２Ａ    第１移動部材
２Ｂ    第２移動部材
２０ａ，２０ｂ  主板部
２１ａ，２１ｂ  ハンド
２２ａ，２２ｂ  スライダ
２３ａ，２３ｂ  支持アーム
２４ａ，２４ｂ  連結部材
３１    第３伝動軸
３１ａ  駆動プーリ
３１ｂ  プーリ
３１ｃ  ギア
３２    第４伝動軸
３２ａ  駆動プーリ
３２ｃ  ギア
４０    ベルト
４１ａ，４１ｂ  出力ベルト
４２    出力ベルト
２５１  第１伝動軸
２５２  第２伝動軸
【図１】
2006123135.tif 000003
【図２】
2006123135.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006123135.tif 000009
【図８】
2006123135.tif 000010
【図９】
2006123135.tif 000011
【図１０】
2006123135.tif 000012
【図１１】
2006123135.tif 000013