(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を保管する収納棚が縦横に複数列設された棚群を有するストッカーに用いられ、前記物品を所定の収納棚に搬入或いは該所定の収納棚から搬出するスタッカクレーンであって、
前記棚群に沿って走行可能且つ昇降可能な可動ベースと、
該可動ベースに取り付けられ、前記収納棚との間で物品の授受を行うロボットと、
を備え、
前記ロボットは、
前記物品を位置決め載置するための位置合せ嵌合手段が設けられた載置部を有するハンド部と、
該ハンド部を先端側に連結し、該ハンド部が常時一定方向を保った状態で進退させることで縮退形態と伸長形態との間で形態を変化させるアーム機構と、
前記ハンド部に設けられ、前記物品の所定箇所に係止可能な係止部材を有し、該係止部材を前記アーム機構の形態の変化に連動して動作させる押圧支持手段と、
を備え、
前記押圧支持手段は、前記アーム機構が前記伸長形態にあるときは、前記係止部材を、前記載置部に載置された前記物品と平面視して重なる箇所がなく且つ前記物品の所定箇所から上方に離間した位置にある第１の状態とし、前記アーム機構が前記縮退形態にあるときは、前記係止部材を、水平方向に回動させながら下降させて、前記物品の前記所定箇所を押圧支持する位置にある第２の状態とするように動作し、
前記可動ベースは、前記アーム機構が縮退形態でスタッカクレーン搬送を行うことを特徴とするスタッカクレーン。
【請求項２】
物品が半導体基板を挿脱自在に収納するＦＯＵＰであり、押圧支持手段が作用する所定個所がＦＯＵＰ前面上方部であることを特徴とする請求項１に記載のスタッカクレーン。
【請求項３】
物品の所定個所の押圧支持手段が次の構成要素（Ａ）〜（Ｇ）からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のスタッカクレーン。
（Ａ）ロボットのアーム機構の先端部に位置するハンド部の所定位置に立設されるポール
（Ｂ）前記アーム機構において、前記ハンド部に連結され、当該ハンド部の伸縮駆動を行うアームの所定位置に立設される構造物
（Ｃ）前記構造物に対して上方部に向けて傾斜して設けられるベアリング
（Ｄ）前記ベアリングにおいて傾斜状態を維持しつつ回動自在に支持されるクランプ部材
（Ｅ）前記クランプ部材の側方部に伸びる連結部材
（Ｆ）前記連結部材の先端部に設けられる前記係止部材
（Ｇ）前記アーム機構が前記連結部材とポールと係合のない伸長形態にあるときは、前記係止部材が物品の所定個所から離れ、かつ平面視において前記係止部材と物品とに重なる個所が生じないように前記クランプ部材を回動させ、前記アーム機構が前記ポールと係合する縮退形態にあるときは、前記連結部材とポールの係合に伴い、前記係止部材と前記物品の所定個所との間で生じる押圧力を促進する方向の可動部材の回転を妨げないばね部材
【請求項４】
物品の所定個所の押圧支持手段が次の構成要素（Ａ）〜（Ｌ）からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のスタッカクレーン。
（Ａ）ロボットのアーム機構の先端部に位置するハンド部の所定位置に立設される第一の構造物
（Ｂ）前記第一の構造物において垂直方向に回転自在に支持される第一の軸
（Ｃ）前記第一の軸の下端部に固定された第一のプーリ
（Ｄ）前記第一の軸の上端部に設けられたねじ形成体
（Ｅ）前記ねじ形成体に螺合して第一の軸の回転に伴って上下動するクランプ部材
（Ｆ）前記クランプ部材の物品側に伸びる連結部材を介して固定される前記係止部材
（Ｇ）前記第一の構造物の上部平面に立設され、前記連結部材に係合し可動部材の回動範囲を、アーム機構の縮退形態時には前記係止部材が物品の所定個所に対向し、アーム機構の伸長形態時には前記係止部材が平面視において前記物品と前記係合部材とに重なる個所が生じないように規制する一対のポール
（Ｈ）前記ハンド部に連結され、当該ハンド部の伸縮駆動を行うアームの所定位置に立設される第二の構造物
（Ｉ）前記第二の構造物に対して回動自在であって垂直方向に支持される第二の軸
（Ｊ）前記第二の軸に固定され前記第一のプーリとベルトを介して係合する第二のプーリ
（Ｋ）前記第二の軸に固定される歯車
（Ｌ）前記ハンド部における前記歯車に噛合う位置であって、少なくとも前記ロボットのハンド部と前記アームとの角度変位を見込む範囲に位置する歯部形成部材
【請求項５】
物品の所定個所の押圧支持手段が次の構成要素（Ａ）〜（Ｊ）からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のスタッカクレーン。
（Ａ）ロボットのアーム機構の先端部に位置するハンド部の所定位置に立設される第一の構造物
（Ｂ）ロボットのハンド部の所定位置に立設されるポール
（Ｃ）前記第一の構造物において回動自在であって垂直方向に摺動できるように軸支された第一の軸
（Ｄ）前記第一の軸の上端部に固定される第一のクランプ部材
（Ｅ）前記第一のクランプ部材から前記第一の軸と直交する方向の連結部材を介して設けられ、ロボットのアーム機構が縮退形態にあるときに前記物品の所定個所を押圧する係止部材
（Ｆ）前記第一の軸の下端部に固定される第二のクランプ部材
（Ｇ）前記第二のクランプ部材を上方に押し上げる方向に復帰力を及ぼすばね部材
（Ｈ）前記第二のクランプ部材から前記第一の軸から直交する方向に伸びる第二の軸
（Ｉ）前記ハンド部に連結され、当該ハンド部の伸縮駆動を行うアームの所定位置に立設される第二の構造物
（Ｊ）前記第二の構造物において斜め上方に伸び、互いに上下方向に向けて並行に配置され、相互の間隙に前記第二の軸を係合し、前記ポールと前記第二の軸との係合作用を伴ってロボットのアーム機構が縮退形態においては、前記係止部材が物品の所定個所を押圧し、ロボットのアーム機構が伸長形態においては、前記係止部材が物品から離れ、かつ、平面視にて係止部材と物品と重なる個所が生じないように規制する一対の案内部材
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿脱自在に基板（ウエハ等）を収納する物品（ＦＯＵＰ等）に対する位置合せ嵌合手段（キネマティックカップリング機構等）を有する多数の棚を備えたストッカーにおいて、物品の棚への搬入或いは物品の棚からの搬出を自在に行うロボットを備えたスタッカクレーンであって、物品搬送時の安定保持機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンルーム内の工程内環状軌道に沿って配置されるウエハの各種表面処理（洗浄、成膜、レジスト、ＣＶＤ、検査ほか）を行う一連の半導体製造装置（以下、ステーションという）の中で必要な処理を行うために前記ウエハを収納したＦＯＵＰを、台車（懸垂式昇降搬送装置用台車等）を用いて搬送することが多い。
このような表面処理を受ける前あるいは少なくとも一部の表面処理を終えたウエハを収納したＦＯＵＰは夫々タグに付された情報により特定され、以降の必要な表面処理がこのタグ情報に基づきコンピュータによって管理される。
【０００３】
この際、各ステーションは表面処理の種類の相違に応じて処理に要する時間が相違し、工程時間の調整などの理由により、ＦＯＵＰを一時待機させるためストッカーが設けられている。
このストッカーは、多数のＦＯＵＰ載置用棚と、所定の棚へのＦＯＵＰの搬入或いは所定の棚からＦＯＵＰを搬出するスタッカクレーンを備えている。
【０００４】
さて、このようにストッカー内の荷役作業を行うスタッカクレーンにて被搬送体例えば、ＦＯＵＰを搬送する際、当該ＦＯＵＰ下面と、スタッカクレーンの可動ベースに設けられているロボットのＦＯＵＰ載置用ハンド部の表面とは、キネマティックカップリング機構等の位置合せ嵌合手段において互いの相対位置が変化しないように考慮されている。
ところで、ストッカー内でのＦＯＵＰの荷役作業効率向上に伴って、スタッカクレーンの搬送速度は高速化が要望され、この搬送速度の高速化のため、急加速と急停止は当然となり、特に始動時及び停止時において位置合せ嵌合手段は、かなりの慣性力を受ける。
【０００５】
ついては、被搬送物としてのＦＯＵＰは、キネマティックカップリング機構等の位置合せ嵌合手段において、ロボットのＦＯＵＰ載置用ハンド部上の適正な位置決め状態が維持できず、ＦＯＵＰが前記ロボットのＦＯＵＰ載置用ハンド部から落下する恐れがあった。
このようなＦＯＵＰの落下事故を防止するための手段として下記特許文献１がある。
この特許文献１は、ＦＯＵＰがスタッカクレーンにて搬送中に受ける慣性力によって落下することを防止するため下記第１〜第３の実施例を開示している。
【０００６】
先ず、この第１〜第３の実施例は、
（１）図１４に示されるストッカー５１において、半導体基板収納用キャリア（ＦＯＵＰ）５８を第一のキネマティックカップリング機構により、正確な位置決めのうえ保管し、整然と配列されている棚群５２の前面に対向する上下左右の２次元平面内において移動可能に可動ベース５９を備える構成
（２）前記可動ベース５９の表面に図１〜図１３に開示の第一アーム部３、第二アーム部４からなるアーム機構及びハンド部２からなるロボットが設けられ、前記ハンド部２はキャリア（ＦＯＵＰ）１０の前面を含む平面に対して垂直方向にのみ移動できるように調整できる構成
（３）前記ロボット機構のハンド部２の表面と、キャリア１０（図１４における符号５８に対応）の底面とは第二のキネマティックカップリング機構によって互いの相対位置を一定に規制する構成
を基礎としている。
【０００７】
前記（１）〜（３）の各構成を基礎として、
第一の実施例：
図１〜図５において、棚用天板６３からキャリア１０を搬送アーム１で取出すに当り、ハンド部２の伸長位置（平面視にて図５の状態）から、平面視にて図４に示される状態を経て縮退位置（平面視にて図１の状態）に移行する。
この際、キャリア落下防止手段５は第一アーム３の角度変位に伴って、図５、図４、図１の状態に順次変位し、当該キャリア落下防止手段５の部材５ｄは、前記ハンド部２の伸長位置では、キャリア１０を被わず、図２、図３に示される縮退位置では、キャリアの上方の所定個所を被う。
これによって、搬送アーム１のハンド部２上にキネマティック連結機構によって位置決めされているキャリア１０は搬送の初期及び終期に受ける慣性力による落下が防止される。    
【０００８】
第二の実施例：
図６〜図９において、棚用天板６３からキャリア１０を搬送アーム２０で取出すに当り、ハンド部２の伸長位置（平面視にて図６の状態）から、縮退位置（平面視にて図８の状態）に移行する。
この際、図６及び図７に示されるハンド部２の伸長位置においては、キャリア１０側に形成した保持溝部１３の開口からハンド部２に設けられた係止部材１４の突出部１４ａが係合する。
この状態において、図８及び図９に示されるハンド部２が縮退位置に移行する過程で、係止部材１４の被押圧部１４ｂが第一アーム部３に設けられたピン１２により応力を受ける。
これによって、係止部材１４は変位し、その突出部１４ａの先端部が保持溝部１３の凹部１３ａに移行し、更なるピン１２による係止部材１４の被押圧部１４ｂへの応力が加わると、バネ１５を圧縮し、係止部材１４の突出部１４ａと、保持溝部１３の凹部１３ａとの係合が的確に維持され、当該キャリア１０のハンド部２からの落下を防止する。
【０００９】
第三の実施例：
図１０〜図１３において、棚用天板６３からキャリア１０を搬送アーム３０で取出すに当り、ハンド部２は伸長位置（平面視にて図１０の状態）から、縮退位置（平面視にて図１２の状態）に移行する。
この際、図１０及び図１１に示されるハンド部２の伸長位置においては、キャリア１０側に形成した保持溝部１７の開口からハンド部２側に設けられ、プーリ１８の円板部１８ｂと一体的に回動する係止部１８ａが嵌合できるようになっている。
そして、このハンド部２が伸長位置から縮退位置に移行する過程で、第一アーム３の角度変位に伴ってプーリ１８が回転し、係止部１８ａは前記保持溝部１３に係止され、キャリア１０のハンド部２からの落下を防止できる。
【特許文献１】特開２００２−２６５０１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般に、半導体製造用基板としてのウエハに洗浄、ＣＶＤほか多くの各種表面処理を施すためにウエハは多数枚（例えば、２４枚）挿脱自在に収納する多くのＦＯＵＰを用い、これらのＦＯＵＰに収納され、懸垂式昇降搬送装置など適宜の搬送手段によって工程内環状軌道乃至工程間環状軌道に沿って搬送される。
そして、このＦＯＵＰの搬送経路（特に、工程内環状軌道）に配置される各種表面処理用ステーションにおいて所望の表面処理を受ける。
【００１１】
このような各種表面処理を行うステーションのほかに何ら表面処理を受けていないウエハを収納したＦＯＵＰ、或いは必要とする表面処理を一部又は全部完了したＦＯＵＰを保管するストッカーが所定の場所に配置されている。
ところで、半導体の利用分野の拡大、各分野の需要の増大に伴って、ウエハの表面処理も多様化し、所要枚数も増加の一途を辿っている。
このような状況によって、ストッカーの規模も大型化し、当該ストッカー内において縦横の平面に沿って配列されるＦＯＵＰ用収納棚の数量も多く、かつ、ウエハの大型化に伴って、ストッカー内の収納棚に沿う所定の平面を走行するスタッカクレーンの走行距離は増し、併せて迅速なＦＯＵＰの搬送が要求される。
【００１２】
したがって、スタッカクレーンによるＦＯＵＰの搬送をより効率的に行うためにはスタッカクレーンの高速搬送が要求される。
このようにスタッカクレーンによるＦＯＵＰの高速搬送において、等速走行においては高速走行であっても特に慣性力を受ける余地はない。
しかし、スタッカクレーンの停止状態から高速走行に移行する加速度及び高速走行から停止時の減速度は搬送効率向上のために増す必要があり、この加減速時に被搬送物としてのＦＯＵＰに加えられる慣性力は大となる。
【００１３】
この慣性力は、とりわけスタッカクレーンの可動ベースの降下開始時、上昇終了時、左右の動作開始乃至終了時において、前記可動ベースに設置されているロボットの支持アームと被搬送物品（ＦＯＵＰ）とのキネマティックカップリング機構が外れる方向の応力を及ぼす。
このような応力による前記ロボットの支持アームと被搬送物品（ＦＯＵＰ）との位置決め嵌合手段（キネマティックカップリング機構）が外れると被搬送物品（ＦＯＵＰ）はもはや前記ロボットの支持アーム上から滑り、落下に至る。場合によっては、被搬送物品（ＦＯＵＰ）は前記ロボットの支持アーム上を滑ることなく飛散することも考えられる。
このような事態は、前記特許文献１の種々の手段にて回避される。
【００１４】
しかし、前記特許文献１に開示の各種手段においては、被搬送物品（ＦＯＵＰ）と前記ロボットのハンド部との位置決め嵌合手段（キネマティックカップリング機構等）は、大きな慣性力を受けて外れることは回避されるにしても、被搬送物品（ＦＯＵＰ）に対して前記慣性力に伴い発生する振動を阻止するほど前記ロボットのハンド部と、被搬送物品（ＦＯＵＰ）とを強固に一体化することは困難である。
このように被搬送物品（ＦＯＵＰ）に振動が伝わると、その内部に収納されているウエハ等の基板は被搬送物品（ＦＯＵＰ）内に位置する支持部材との接触面との間に摩擦を生じる。この摩擦によりウエハが摩耗し摩耗粉を発生し、摩耗粉がウエハの他の表面に付着してフォトリソグラフィーなどの工程でパターン欠陥を発生させるなど、ウエハ等の基板の表面に異常を来し、不良品誘発の原因となる恐れがある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、ウエハ等の基板を挿脱自在に収納できるＦＯＵＰ等の物品を、当該物品を保管するために縦横に多数整列して設けられる棚群の所定の収納棚に対して授受するロボットのハンド部において、当該ハンド部を駆動するアーム機構の伸長形態においては、ロボットのハンド部は物品をキネマティックカップリング機構のみで支持し、当該ハンド部を駆動するアーム機構の縮退形態に移行する過程にて物品の所定個所を押圧する手段を設け、前記物品をスタッカクレーンにて搬送するに際して前記ロボットのハンド部からの物品の落下防止はもとより物品の受ける慣性力によって生ずる振動を抑制し、物品内の基板等の収納物を保護することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１６】
前記課題を解決するため、請求項１に記載のスタッカクレーンは、物品を保管する収納棚が縦横に複数列設された棚群を有するストッカーに用いられ、前記物品を所定の収納棚に搬入或いは該所定の収納棚から搬出するスタッカクレーンであって、前記棚群に沿って走行可能且つ昇降可能な可動ベースと、該可動ベースに取り付けられ、前記収納棚との間で物品の授受を行うロボットと、を備え、前記ロボットは、前記物品を位置決め載置するための位置合せ嵌合手段が設けられた載置部を有するハンド部と、該ハンド部を先端側に連結し、該ハンド部が常時一定方向を保った状態で進退させることで縮退形態と伸長形態との間で形態を変化させるアーム機構と、前記ハンド部に設けられ、前記物品の所定箇所に係止可能な係止部材を有し、該係止部材を前記アーム機構の形態の変化に連動して動作させる押圧支持手段と、を備え、前記押圧支持手段は、前記アーム機構が前記伸長形態にあるときは、前記係止部材を、前記載置部に載置された前記物品と平面視して重なる箇所がなく且つ前記物品の所定箇所から上方に離間した位置にある第１の状態とし、前記アーム機構が前記縮退形態にあるときは、前記係止部材を、水平方向に回動させながら下降させて、前記物品の前記所定箇所を押圧支持する位置にある第２の状態とするように動作し、前記可動ベースは、前記アーム機構が縮退形態でスタッカクレーン搬送を行うことを特徴とする
【００１７】
前記請求項１の発明によれば、
（１）多数の棚を有する各種物品収納用ストッカー内で稼動するスタッカクレーンに関し、その可動ベースにセットされたロボットが被搬送物品を把持して高速搬送する場合において、特に始動時及び制動時に受ける慣性力が大きくなっても、ロボットのハンド部と物品とは、キネマティックカップリング機構等の位置決め嵌合手段にて相互の位置関係を維持できるとともに、物品は前記位置決め嵌合手段と物品の所定個所に作用する押圧支持手段とでガタなく押さえられるので前記慣性力による振動を抑制することができる。
（２）アーム機構の伸長形態から縮退形態の変化に伴って物品の所定個所を押圧できるから別途アクチュエータを備える必要がなく、このアクチュエータに付随する配線が不要となり、この配線によるロボットのアーム機構における動作の制限をなくすことができる。
等の効果が得られる。
【００１８】
請求項２に記載のスタッカクレーンは、請求項１に記載のスタッカクレーンにおいて、ストッカーにおいて、物品が半導体基板を挿脱自在に収納するＦＯＵＰであり、押圧支持手段が作用する所定個所がＦＯＵＰ前面上方部であることを特徴とする。
この請求項２に係る発明によれば、引用先の請求項１に係る発明の効果は元より、とりわけＦＯＵＰに着脱可能に収納される基板のＦＯＵＰ内における支持部材との接触面において生じる振動が抑制され、この振動に起因する摩擦と磨耗粉の発生を大幅に軽減することができ、前記基板が損傷し、不良化することをかなりの確率にて防止できる。
【００１９】
請求項３に記載のスタッカクレーンは、請求項１叉は２に記載のスタッカクレーンにおいて、物品の所定個所の押圧支持手段が次の構成要素（Ａ）〜（Ｇ）からなることを特徴とする。
（Ａ）ロボットのアーム機構の先端部に位置するハンド部の所定位置に立設されるポール
（Ｂ）前記アーム機構において、前記ハンド部に連結され、当該ハンド部の伸縮駆動を行うアームの所定位置に立設される構造物
（Ｃ）前記構造物に対して上方部に向けて傾斜して設けられるベアリング
（Ｄ）前記ベアリングにおいて傾斜状態を維持しつつ回動自在に支持されるクランプ部材
（Ｅ）前記クランプ部材の側方部に伸びる連結部材
（Ｆ）前記連結部材の先端部に設けられる前記係止部材
（Ｇ）前記アーム機構が前記連結部材とポールと係合のない伸長形態にあるときは、前記係止部材が物品の所定個所から離れ、かつ平面視において前記係止部材と物品とに重なる個所が生じないように前記クランプ部材を回動させ、前記アーム機構が前記ポールと係合する縮退形態にあるときは、前記連結部材とポールの係合に伴い、前記係止部材と前記物品の所定個所との間で生じる押圧力を促進する方向の可動部材の回転を妨げないばね部材
【００２０】
この請求項３に係る発明によれば、引用先の請求項１叉は２に係る発明の効果は元より、
（１）ベアリングとばね部材の特有の組合せ、並びにハンド部の所定位置に立設されるポールに連結部材が沿うことで当該連結部材の可動部材を有しない側の端部に取付けられた係止部材が物品（ＦＯＵＰ）の所定個所に対して略垂直に振り下ろされるため、ロボットによる物品（ＦＯＵＰ）の把持力が的確に得られる。
（２）クランプ部材において連結部材を固定している個所が、平面視においてハンド部とアーム機構との連結個所に略一致することになるので外ぶれせず、ロボットのアーム機構の伸縮に伴って生じるハンド部とアーム機構との相対回転の際にポールと構造物との干渉を生じる恐れはない
などの効果が得られる。
【００２１】
請求項４に記載のスタッカクレーンは、請求項１叉は２に記載のスタッカクレーンにおいて、物品の所定個所の押圧支持手段が次の構成要素（Ａ）〜（Ｌ）からなることを特徴とする。
（Ａ）ロボットのアーム機構の先端部に位置するハンド部の所定位置に立設される第一の構造物
（Ｂ）前記第一の構造物において垂直方向に回転自在に支持される第一の軸
（Ｃ）前記第一の軸の下端部に固定された第一のプーリ
（Ｄ）前記第一の軸の上端部に設けられたねじ形成体
（Ｅ）前記ねじ形成体に螺合して第一の軸の回転に伴って上下動するクランプ部材
（Ｆ）前記クランプ部材の物品側に伸びる連結部材を介して固定される前記係止部材
（Ｇ）前記第一の構造物の上部平面に立設され、前記連結部材に係合し可動部材の回動範囲を、アーム機構の縮退形態時には前記係止部材が物品の所定個所に対向し、アーム機構の伸長形態時には前記係止部材が平面視において前記物品と前記係合部材とに重なる個所が生じないように規制する一対のポール
（Ｈ）前記ハンド部に連結され、当該ハンド部の伸縮駆動を行うアームの所定位置に立設される第二の構造物
（Ｉ）前記第二の構造物に対して回動自在であって垂直方向に支持される第二の軸
（Ｊ）前記第二の軸に固定され前記第一のプーリとベルトを介して係合する第二のプーリ
（Ｋ）前記第二の軸に固定される歯車
（Ｌ）前記ハンド部における前記歯車に噛合う位置であって、少なくとも前記ロボットのハンド部と前記アームとの角度変位を見込む範囲に位置する歯部形成部材
【００２２】
この請求項４に係る発明によれば、引用先の請求項１叉は２に係る発明の効果は元より、
ロボットのアーム機構の伸長形態及び縮退形態の変化の過程において自動的に第一の軸が
回転し、この軸の回転に伴って、ねじ形成体が回転し、クランプ部材が上下動制御を受け、且つ一対のポールによって、係止部材の平面上の動作範囲が規制される。
この動作に伴って係止部材は、アーム機構が伸長形態においては物品の所定位置を押圧し、アーム機構が縮退形態においては物品と係止部材とは平面視にて重なることがないように的確な位置変化が得られる。
【００２３】
請求項５に記載のスタッカクレーンは、請求項１叉は２に記載のスタッカクレーンにおいて、物品の所定個所の押圧支持手段が次の構成要素（Ａ）〜（Ｊ）からなることを特徴とする。
（Ａ）ロボットのアーム機構の先端部に位置するハンド部の所定位置に立設される第一の構造物
（Ｂ）ロボットのハンド部の所定位置に立設されるポール
（Ｃ）前記第一の構造物において回動自在であって垂直方向に摺動できるように軸支された第一の軸
（Ｄ）前記第一の軸の上端部に固定される第一のクランプ部材
（Ｅ）前記第一のクランプ部材から前記第一の軸と直交する方向の連結部材を介して設けられ、ロボットのアーム機構が縮退形態にあるときに前記物品の所定個所を押圧する係止部材
（Ｆ）前記第一の軸の下端部に固定される第二のクランプ部材
（Ｇ）前記第二のクランプ部材を上方に押し上げる方向に復帰力を及ぼすばね部材
（Ｈ）前記第二のクランプ部材から前記第一の軸から直交する方向に伸びる第二の軸
（Ｉ）前記ハンド部に連結され、当該ハンド部の伸縮駆動を行うアームの所定位置に立設される第二の構造物
（Ｊ）前記第二の構造物において斜め上方に伸び、互いに上下方向に向けて並行に配置され、相互の間隙に前記第二の軸を係合し、前記ポールと前記第二の軸との係合作用を伴ってロボットのアーム機構が縮退形態においては、前記係止部材が物品の所定個所を押圧し、ロボットのアーム機構が伸長形態においては、前記係止部材が物品から離れ、かつ、平面視にて係止部材と物品と重なる個所が生じないように規制する一対の案内部材
【００２４】
この請求項５に係る発明によれば、引用先の請求項１叉は２に係る発明の効果は元より、
ロボットのアーム機構の伸長形態及び縮退形態の変化の過程において前記第二の軸が自動的に一対の案内部材に案内され、アーム機構の縮退形態時には、前記ポールと第二の軸との係合作用を伴って、係止部材の上下、平面上の各動作範囲が規制される。
この動作に伴って係止部材は、アーム機構が伸長形態においては物品の所定位置を押圧し、アーム機構が縮退形態においては物品と係止部材とは平面視にて重なることがないように的確な位置変化が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
先ず、図面の概要を述べると、図１はＦＯＵＰ用ストッカーの内部機構を表示する斜視概略図、図２はストッカー内で稼動するスタッカクレーンの可動ベースに支持されるロボットのアーム機構が縮退形態にある場合の斜視図、図３は図２の要部拡大図、図４はアーム機構が縮退形態にある場合におけるロボットの平面概略図、図５はアーム機構が縮退形態にある場合におけるロボットの正面概略図、図６はアーム機構が縮退形態にある場合におけるロボットの右側面概略図、図７はアーム機構が縮退形態にある場合におけるロボットの左側面概略図、図８はアーム機構が伸長形態にある場合おける平面概略図、図９はアーム機構が伸長形態にある場合におけるロボットの正面概略図、図１０はアーム機構が伸長形態にある場合のロボットの右側面概略図である。
【００２６】
図１は、クリーンルーム内等に設置されたストッカー１の概略を示すものである。当該ストッカー１は物品（ＦＯＵＰ）８を保管する収納棚２ａを上下左右に多数列設した棚群２と、所定の収納棚２ａに物品（ＦＯＵＰ）８を搬入又は搬出するスタッカクレーン３とを有している。そして、スタッカクレーン３は、棚群２に沿って走行自在且つ昇降自在な可動ベース９と、この可動ベース９に設けられ、棚群２に向って伸縮自在なアーム機構を有するロボット７とを備えており、このロボット７にて、物品（ＦＯＵＰ）８を保持するとともに収納棚２ａに対する搬入および搬出を行う。また、前記可動ベース９は、棚群２に平行な走行レール４を走行する走行部５と、当該走行部５に縦設されたポスト部６との各動作の組合せによって、前記棚群２に対向する平面の任意の位置に移動制御を受ける。
【００２７】
次に本願発明の要部機構についてロボットのアーム機構の異なる形態の各種方向からみた図２〜図１０に基づいて説明する。各図において、ロボット７は、アーム機構７ａを構成する第一のアーム７ａｘ及び第二のアーム７ａｙ、ハンド部７ｂから構成される。
前記、アーム機構７ａを構成する第一のアーム７ａｘ及び第二アーム７ａｙの各一端は回動可能に連結され、第一のアーム７ａｘの他端は前記図１における可動ベース９の中央部近傍の所定位置に回動可能に連結される。そして、第二のアーム７ａｙの他端はハンド部７ｂの基端部７ｂｘにおける所定個所に回動可能に連結され、物品（ＦＯＵＰ）８の載置部７ｂｙには、物品（ＦＯＵＰ）８が後述するキネマティックカップリング手段にて正確に位置決めされて載置される。
【００２８】
なお、ロボット７の構成要素としてのアーム機構７ａを構成する第一アーム７ａｘ、第二アーム７ａｙ及びハンド部７ｂは、周知の手段によって、駆動される。
即ち、前記第一アーム７ａｘ及び第二アーム７ａｙ相互間の角度の制御に伴って、図２〜図７に示すロボット７の縮退形態と図８〜図１０に示すロボット７の伸長形態とを得るように制御される。
この際、ハンド部７ｂは、前記ロボット７の縮退形態から伸長形態への変化或いはこの反対方向の変化が何れの過程においても常時一定方向（図１における棚群２の前面に対して直交する方向）を保って進退する。
【００２９】
さて、ロボット７のハンド部７ａにおける物品（ＦＯＵＰ）８の載置部７ｂｙ上にキネマティックカップリング手段によって位置決めされた物品（ＦＯＵＰ）８の搬送時の安定保持機構手段について説明すると次の通りである。
図２〜図１０において、１１はポールで、ロボット７のハンド部７ｂの所定個所（具体的には後述）に立設される。１２は構造物で、前記ハンド部７ｂに連結される第二のアーム７ａｙの所定個所（具体的には後述）に立設される。１３はベアリングで、固定部材１３ａと、当該固定部材１３ａに対して回動自在に支持される可動部材１３ｂとからなり、固定部材１３ａは、前記構造物１２において、所定の傾斜角度（具体的には後述）を有して支持される。
【００３０】
１４はクランプ部材で、前記ベアリング１３の可動部材１３ｂに固定され、前記所定の傾斜状態を保って回動自在に支持される。１５は係止部材で、前記クランプ部材１４に対して連結部材１６を介して固定される。
ところで、前記構造物１２の固定位置（前記所定個所）、ポール１１の固定位置（前記所定個所）及びベアリング１３の傾斜角度（前記所定角度）は、当該連結部材１６と前記ポール１１とが、係合状態を保ってアーム機構７ａが縮退形態に移行する際に物品（ＦＯＵＰ）８の平面視前面中央部を押圧するように設定される。
【００３１】
１７はばね部材で、構造物１２とクランプ部材１４とから伸びる支持部材相互間に設けられ、アーム機構７ａが伸長形態に移行し、ポール１１と連結部材１６とが離れる際に係止部材１５を上方に回動させるように付勢する。これに伴って、係止部材１５は物品（ＦＯＵＰ）８から離れ、アーム機構７ａが伸長形態に達したときには、図８〜図１０に示されるように係止部材１５と物品（ＦＯＵＰ）８とは、平面視において重なる部分がないようにベアリング１３の可動部材１３ｂの許容回転角度を規制している。
【００３２】
なお、ロボット７のハンド部７ａの動作により収納棚２ａの棚板２ａｘに物品（ＦＯＵＰ）８を搬入し、或いは前記棚板２ａｘに載置されている物品（ＦＯＵＰ）８を搬出するに際して、ロボット７のハンド部７ｂ及び前記棚板２ａｘは、物品（ＦＯＵＰ）８の正確なる位置決めのために夫々３個ずつの突起１８ａ〜１８ｃ、１９ａ〜１９ｃを有している。
そして、図８に示されるように、物品（ＦＯＵＰ）８の底面には、これらの突起１８ａ〜１８ｃ、１９ａ〜１９ｃに対応して嵌合する凹部が形成されており、物品（ＦＯＵＰ）８及びロボット７のハンド部７ｂと、物品（ＦＯＵＰ）８及び前記棚板２ａｘとは、夫々キネマティックカップリング機構を構成している。
【００３３】
前記図１〜図１０の構成においてその作用について説明する。
先ず、スタッカクレーン３の可動ベース９に設置されているロボット７が物品（ＦＯＵＰ）８を支持していない状態において、所定の収納棚２ａの位置まで到達し、この収納棚２ａの棚板２ａｘ上にある物品（ＦＯＵＰ）８を保持し、他の収納棚２ａ或いは図示しない物品（ＦＯＵＰ）８の搬出口に移送させる工程を説明する。
【００３４】
第一工程：
図８に示されるように、アーム機構７ａを伸長形態とし、ハンド部７ｂが棚板２ａｘの直下に位置させる。
第二工程：
スタッカクレーン３の可動ベース９を上昇させ、棚板２ａｘに形成した突起１８ａ〜１８ｃと、これに対向する物品（ＦＯＵＰ）８の底面に形成されている凹部との第一のキネマティックカップリング機構による嵌合を解除するとともに、ハンド部７ｂに形成された突起１９ａ〜１９ｃと、これに対向する物品（ＦＯＵＰ）８の底面に形成されている凹部との第二のキネマティックカップリング機構による嵌合にて物品（ＦＯＵＰ）８はハンド部７ｂに正確に位置決めのうえ支持される。
この工程では、係止部材１５と物品（ＦＯＵＰ）８との平面視において重なる部分はないように構成されているため、両者が干渉する恐れはない。
【００３５】
第三工程：
アーム機構７ａが伸長形態から縮退形態に移行する過程において、図３に示すようにポール１１と連結部材１６が係合し、更なるアーム機構７ａの縮退が進むにつれてクランプ部材１４はベアリング１３の可動部材１３ｂを中心に時計回りに回転し、クランプ部材１４の左端に位置するばね部材１４が伸張し、クランプ部材１４の右端に位置する係止部材１５は物品（ＦＯＵＰ）８の前面中央平面部を押圧するに至る。
第四工程：
可動ベース９の走行に伴って、ロボット７に把持された物品（ＦＯＵＰ）８は図示しない表面処理用ステーション或いは所定の他の収納棚２ａまで移送される。
一方、図示しない物品（ＦＯＵＰ）８用搬入口よりストッカー１内に搬入され、前記可動ベース９に設置されたロボット７において把持された物品（ＦＯＵＰ）８が所定の収納棚２ａの棚板２ａｘに正規に位置決めのうえ載置するに際しては、前記第一〜第四各工程の順序を逆にすればよい。
【００３６】
なお、前記ロボット用ハンド部の物品（ＦＯＵＰ）載置部７ｂｙと物品（ＦＯＵＰ）との適正な位置決め手段を広く採用されているキネマティックカップリング手段を用いる例を説明したが、このキネマティックカップリング手段に限定されず、他の位置決め嵌合手段を採用することもできる。
【実施例１】
【００３７】
次に、前記構成と均等な作用をなす変形例について図１１〜図１４を参照して説明する。
図１１はアーム機構７ａの縮退形態におけるロボット７の周辺機構を示す斜示図、図１２は図１１の要部拡大図、図１３はアーム機構７ａの伸長形態におけるロボット７の周辺機構を示す斜示図、図１４は図１３の要部拡大図である。
なお、前記図１〜図１０の構成と共通構成要素については同一符号を付し、その説明の
重複を避ける。
図１１〜図１４において、２１は第一の構造物で、ロボット７のハンド部７ｂの所定位置に立設される。２２は第一の軸で、前記構造物２１の上下位置に距離を隔てて配置されている軸受部材２１ａ、２１ｂにおいて垂直方向を維持しつつ、回動自在に支持される。
【００３８】
２２ａは第一のプーリで、前記第一の軸２２の下方部に固定される。２２ｂはねじ形成体で、前記第一の軸２２の上方部に固定され、クランプ部材２３に対して回動自在に螺合している。この螺合状態は、アーム機構７ａの縮退形態に移行するときにはクランプ部材２３を降下させ、アーム機構７ａの伸長形態に移行するときにはクランプ部材２３を上昇させるように構成されている。２４は係止部材で、連結部材２５を介して前記クランプ部材２３に固定される。２６ａ、２６ｂは一対のポールで、前記第一の構造物２１の上方に位置する平面部材２１ｃの所定位置に立設される。この所定位置とは、ポール２６ａと、連結部材２５とが係合するときは係止部材２４の底面が物品（ＦＯＵＰ）８の前面部における平面中央部に対向し、ポール２６ｂと、連結部材２５とが係合するときは係止部材２４の底面が平面視において物品（ＦＯＵＰ）８から離れる位置を示す。
【００３９】
２７は第二の構造物で、アーム機構７ａの構成要素としての第二アーム７ａyの所定位置に立設される。２８は第二の軸で、前記第二の構造物２７に対して垂直方向に立設され、回動自在に支持される。２８ａは第二のプーリで、第二の軸２８に固定され、ベルト２９にて前記第一のプーリ２２ａとの動力伝達機能を得ている。２８ｂは歯車で、前記第二の軸２８に固定されている。３０は歯部形成部材で、前記ハンド部７ｂ側に設けた歯車に噛合う位置であって、少なくともロボット７のハンド部７ｂと、当該ハンド部７ｂに連結される第二のアーム７ａｙとの角度変位を見込む範囲に位置している。
【００４０】
前記図１１〜図１４に開示の構成において、その作用を説明する。
先ず、アーム機構７ａが伸長形態にある場合は、図１３、図１４に示されるように歯車２８ｂは歯部形成部材３０において図１４における左端部と係合し、連結部材２５はポール２６ｂ係合している。この際、クランプ部材２３は、ロボット７のアーム機構７ａの縮退形態から伸長形態に変化する過程において、ロボット７のハンド部７ｂに設けられている歯部形成部材３０と歯車２８ｂとの噛合いと、ベルト２９の動力伝達機能とによって上方に押し上げられている。これに伴い、係止部材２４は平面視において物品（ＦＯＵＰ）８から離れているため当該物品（ＦＯＵＰ）８をストッカー１内の収納棚２ａ（図１参照）の棚板２ａｘ（図６参照）への載置又は棚板２ａｘからの搬出は的確に行われる。
【００４１】
次に、ロボット７のハンド部７ｂ上に物品（ＦＯＵＰ）８を的確な位置決めのうえ載置した後、アーム機構７ａが縮退形態に移行するに当り、歯車２８ｂの歯部形成部材３０との噛合い位置は図１４の状態から図１２の状態に変化する。
この過程において、ベルト２９の動力伝達機能によって第一の軸２２が回転し、これに伴い、連結部材２５はポール２６ａと係合するまで回転し、これと同時に或いはその後、ねじ形成部材２２ｂと螺合するクランプ部材２３は下降し、物品（ＦＯＵＰ）８の前面部の中央表面部を押圧する。
これによって、物品（ＦＯＵＰ）８はロボット７に強固に把持され、高速搬送に際して受ける慣性力によって物品（ＦＯＵＰ）８に伝達される振動は抑制され、物品（ＦＯＵＰ）８内に収納されるウエハ等の基板の損傷を防止する。
【実施例２】
【００４２】
次に、前記構成と均等な作用をなす更なる変形例について図１５〜図１８を参照して説
明する。図１５はアーム機構７ａの縮退形態におけるロボット７の周辺機構を示す斜示図、図１６は図１５の要部拡大図、図１７はアーム機構７ａの伸長形態におけるロボット７の周辺機構を示す斜示図、図１８は図１７の要部拡大図である。
なお、前記図１〜図１０の構成と共通構成要素については同一符号を付し、その説明の
重複を避ける。
【００４３】
図１５〜図１８において、４１は第一の構造物、４２はポールで、夫々ロボット７のハンド部７ｂの所定位置に立設される。４３は第一の軸で、前記第一の構造物４１に設けられている軸受部材４１ａ、４１ｂにおいて回動自在であって、垂直方向に摺動自在に支持される。４４は第一のクランプ部材で、前記第一の軸４３の上端部に固定される。４５は係止部材で、前記第一のクランプ部材４４から前記第一の軸４３と直交する方向の連結部材４６を介して設けられ、ロボット７のアーム機構７ａが縮退形態時に物品（ＦＯＵＰ）８の前面中央平面部を押圧する。４７は第二のクランプ部材で、前記第一の軸４３の下端部に固定される。
【００４４】
４８はばね部材で、前記第二のクランプ部材４７を上方に押し上げる方向に復帰力を及ぼす。４９は第二の軸で、前記第二のクランプ部材４７から前記第一の軸４３に直交する方向に伸びている。５０は第二の構造物で、ロボット７のハンド部７ｂに連結され、当該ハンド部７ｂの伸縮動作を行うアーム７ａｙの所定位置に立設される。５１ａ、５１ｂは一対の案内部材で、前記第二の構造物５０において斜め上方に伸び、互いに上下方向に向けて平行に配置され、相互の間隔に前記第二の軸４９を係合させ、前記ポール４２と前記第二の軸４９との係合作用を伴ってロボット７のアーム機構７ａが縮退形態においては前記係止部材４５が物品（ＦＯＵＰ）８の前面部中央平面部を押圧し、前記ロボット７のアーム機構７ａが物品（ＦＯＵＰ）８から離れ、かつ、平面視において係止部材４５と物品（ＦＯＵＰ）８とが重なる部分がないように規制する。
【００４５】
前記図１５〜図１８に開示の構成において、その作用を説明する。
先ず、アーム機構７ａが伸長形態にある場合は、図１７、図１８に示されるように第二の軸４９と案内部材５１ｂとが係合し、ロボット７のアーム機構７ａが縮退形態から伸長形態に変化する過程において、ばね部材４８の復帰力により第二のクランプ部材が上昇することに伴い係止部材４５は上昇する。この係止部材４５の上昇と同時に軸４９と案内部材５１ｂとの係合状態の変位によって係止部材４５は、平面視右回りに回動する。これに伴い、係止部材４５は平面視において物品（ＦＯＵＰ）８から離れているため当該物品（ＦＯＵＰ）８をストッカー１内の収納棚２ａ（図１参照）の棚板２ａｘ（図６参照）への載置又は棚板２ａｘからの搬出は的確に行われる。
【００４６】
次に、ロボット７のハンド部７ｂ上に物品（ＦＯＵＰ）８を的確な位置決めのうえ載置した後、アーム機構７ａが縮退形態に移行するに当り、ポール４２と第二の軸４９とが係合し、更にアーム機構７ａの縮退状況が進行する過程で、図１６に示す通りの状態となる。
即ち、第二の軸４９は案内部材５１ａとの係合にて係止部材４５は平面視左方向に回動するとともに、ばね部材４８の復帰力に抗してクランプ部材４７とともに下降し、物品（ＦＯＵＰ）８の前面部の中央表面部を押圧する。
これによって、物品（ＦＯＵＰ）８はロボット７に強固に把持され、高速搬送に際して受ける慣性力によって物品（ＦＯＵＰ）８に伝達される振動は抑制され、物品（ＦＯＵＰ）８内に収納されるウエハ等の基板の損傷を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＦＯＵＰ用ストッカーの内部機構を表示する斜視概略図である。
【図２】ストッカー内で稼動するスタッカクレーンの可動ベースに支持されるロボットのアーム機構が縮退形態にある場合の斜視図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】アーム機構が縮退形態にある場合のロボットの平面概略図である。
【図５】アーム機構が縮退形態にある場合におけるロボットの正面概略図である。
【図６】アーム機構が縮退形態にある場合におけるロボットの右側面概略図である。
【図７】アーム機構が縮退形態にある場合におけるロボットの左側面概略図である。
【図８】アーム機構が伸長形態にある場合おける平面概略図である。
【図９】アーム機構が伸長形態にある場合におけるロボットの正面概略図である。
【図１０】アーム機構が伸長形態にある場合のロボットの右側面概略図である。
【図１１】実施例１におけるアーム機構７ａの縮退形態におけるロボット７の周辺機構を示す斜示図である。
【図１２】図１１の要部拡大図である。
【図１３】アーム機構７ａの伸長形態におけるロボット７の周辺機構を示す斜示図である。
【図１４】図１３の要部拡大図である。
【図１５】実施例２におけるアーム機構７ａの縮退形態におけるロボット７の周辺機構を示す斜示図である。
【図１６】図１５の要部拡大図である。
【図１７】アーム機構７ａの伸長形態におけるロボット７の周辺機構を示す斜示図である。
【図１８】図１７の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・・・・・・・・・・・・・・・・ストッカー
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・棚群
２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・収納棚
２ａｘ・・・・・・・・・・・・・・・・棚板
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・スタッカクレーン
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・ロボット
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・アーム機構
７ａｘ、７ａｙ・・・・・・・・・・・・アーム
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・ハンド部
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・物品（ＦＯＵＰ）
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・可動ベース
１１、２６ａ、２６ｂ、４２・・・・・・ポール
１２、２１、２７、４１、５０・・・・・構造物
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・ベアリング
１４、２３、４４、４７・・・・・・・・クランプ部材
１５、２４、４５・・・・・・・・・・・係止部材
１６、２５、４６・・・・・・・・・・・連結部材
１７、４８・・・・・・・・・・・・・・ばね部材
１８ａ〜１８ｃ、１９ａ〜１９ｃ・・・・突起
２２、２８、４３、４９・・・・・・・・軸
２２ａ、２８ａ・・・・・・・・・・・・プーリ
２２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ形成体
２８ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・歯車
２９・・・・・・・・・・・・・・・・・ベルト
３０・・・・・・・・・・・・・・・・・歯部形成部材
５１ａ、５１ｂ・・・・・・・・・・・・案内部材
【図１】
0004826941.tif 000002
【図２】
0004826941.tif 000003
【図３】
0004826941.tif 000004
【図４】
0004826941.tif 000005
【図５】
0004826941.tif 000006
【図６】
0004826941.tif 000007
【図７】
0004826941.tif 000008
【図８】
0004826941.tif 000009
【図９】
0004826941.tif 000010
【図１０】
0004826941.tif 000011
【図１１】
0004826941.tif 000012
【図１２】
0004826941.tif 000013
【図１３】
0004826941.tif 000014
【図１４】
0004826941.tif 000015
【図１５】
0004826941.tif 000016
【図１６】
0004826941.tif 000017
【図１７】
0004826941.tif 000018
【図１８】
0004826941.tif 000019