(57)【要約】      （修正有）【課題】高クリーン度用ロボットに適用でき、円滑に駆動される関節体及びこれを使用した多関節ロボットの提供。【解決手段】第１アーム３の他端部に回転不能に設けられた、中心軸線に沿う貫通孔を持つ固定軸体２０と、第２アーム４の一端部に固定され、かつ、固定軸体と同軸に回動可能に固定軸体を内装し、周面の開口部から前記第２アーム内への貫通孔を持つ回動軸体２１及びその駆動手段２４と、第１アームに回動可能に軸支され、周面に開口部を備えたリール２２と、回動軸体の回動に連動して前記リールを回動させる回動伝達手段２３と、固定軸体の貫通孔内に配設される第１電線２５と、前記リールの内部を通って前記リールの開口部から延在し、前記リールの外周面を少なくとも１回巻回されてから前記回動軸体の周面に少なくとも１回巻回され、前記回動軸体の開口部から貫通孔内を延在する第２電線２６と、を有する。【選択図】  図３
2005319534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部を中心にして回動可能な第１アームの他端部に回転不能に設けられ、かつ中心軸線に沿って貫通する貫通孔を有する固定軸体と、
第２アームの一端部に固定され、前記固定軸体の中心軸線と同軸となり、かつ固定軸体に対して回動可能に、固定軸体を内装し、周面に開口する開口部から前記第２アーム内に連通する貫通孔を有する回動軸体と、
前記回動軸体を回動させる回動軸体回動手段と、
前記第１アームに回動可能に軸支され、周面に開口する開口部を備えたリールと、
前記回動軸体の回動に連動して前記リールを回動させる回動伝達手段と、
前記固定軸体の貫通孔内に配設される第１電線と、
前記リールの内部を通って前記リールの開口部から延在し、前記リールの外周面を少なくとも１回巻回されてから前記回動軸体の周面に少なくとも１回巻回され、前記回動軸体の開口部から貫通孔内を延在する第２電線と、
を有することを特徴とする関節構造体。
【請求項２】
前記回動軸体回動手段は、前記回動軸体の外周に設けられた第１ベルトプーリと前記リールの外周に設けられた第２ベルトプーリと前記第１ベルトプーリとに巻回されたベルトとを有することを特徴とする前記請求項１に記載の関節構造体。
【請求項３】
前記請求項２に記載のベルトの張力を調節するベルト張力調節手段が設けられてなる前記請求項２に記載の関節構造体。
【請求項４】
前記ベルト張力調節手段は、前記第１ベルトプーリと前記第２ベルトプーリとに架け渡されたベルトにおける、互いに向き合っているベルト部分を、締め付けるように形成されて成る前記請求項３に記載の関節構造体。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の関節構造体を備えてなることを特徴とする多関節ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、関節構造体及び多関節ロボットに関し、さらに詳しくは、例えば半導体製造現場におけるように非常に高度のクリーン度が要求される現場にて稼動するロボットに組み込まれることができ、しかも駆動時に塵埃を発生することがなく、関節を円滑に駆動することのできる間接構造体及びこれを組み込んでなる多関節ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般産業機械や、スパッタ装置のチャンバ内部等で、人間の手作業の代わりとして、ロボットアームが使用されている。
【０００３】
このロボットアームとしては、例えば、「旋回可能なアームの先端に更に別のアームを旋回可能に接続する形で複数本のアームを接続した多段ロボットアームと、前記多段ロボットアームの各アームの旋回位置を制御する制御装置とを備える搬送装置であって、先端アームは、当該先端アームの所望の移動軌跡に対応する指示ラインを有し、所定位置において、前記指示ラインを検出する検出器を備え、前記制御装置は、前記検出器が前記指示ラインを検出するように前記多段ロボットアームを制御することを特徴とする多段ロボットアームを有する搬送装置」が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
そして、この多段ロボットアームは、「ロボット本体２１と、ロボット本体２１の回転軸に回転可能に取り付けられた第１アーム２２と、第１アーム２２の先端の回転軸に回転可能に取り付けられた第２アーム２３と、第２アーム２３の先端の回転軸に回転可能に取り付けられた第３アーム２４とを有する。ここでは第３アーム２４を先端アームと呼ぶ。第３アーム２４の先端には、マスク５０を固定する静電チャックが設けられている。制御装置４０は、各アームが取り付けられる回転軸の回転位置を制御する。ここでは、先端アーム２４が同じ方向を維持したまま、すなわち先端アーム２４は直線移動するように制御される。」のように構成されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０３７５４号公報（請求項１、図３、段落番号[００３０]）
【０００６】
この特許文献１に記載されている構成の多段ロボットアームにおいては、例えば、前記第３アーム２４を回動させる前記動力源を動作させる電力線は、第２アーム２３の先端の回転軸内に設けられるか、または、外部に設けられるかのいずれかであった。
【０００７】
上記のような構成の多段ロボットアームを動作させるためには、電力線のみならず、例えば、前記第３アーム２４を回動させる動力源の動作を制御する制御信号を伝達する信号線も別途必要となる。
【０００８】
しかしながら、これら電力線および信号線を近接して配置すると、例えば、電力線から発生する電気的ノイズが信号線に伝わる場合がある。そのため、信号線に電気的ノイズが伝わり、誤った信号を各部に伝達して、ロボットアームの誤作動を招くという問題点が生ずる。
【０００９】
また、アームの回動の際に、電力線等が他の部材にからまることや、たるむことが生じ、ロボットアームの関節を円滑に駆動させることができないという問題点がある。
【００１０】
ところで、一般に多関節ロボットアームとも称される多段ロボットアームは、半導体製造現場等でも多用される。半導体製造現場においては、高度のクリーン度例えばクラス１のクリーン度が要求される。従来の多関節ロボットアームにおいては、このクリーン度を阻害しないように、各アームを駆動する減速機付きモータがアームの中に内装される。しかしながら、各アームに配設されるモータ又は減速機付きモータへの配線がアームの外側に配設されることがある。アームの外側に配設された配線は、アームの回動等により相互に擦れ合い、アームの回動等によらなくても何らかの原因で擦れ合うことにより、微量な塵埃が発生して多関節ロボット設置の製造現場におけるクリーン度が低下するという問題がある。
【００１１】
そのようなクリーン度低下を防止するために、配線をアーム内に配設すると言う技法が考慮されねばならなくなる。配線には、上述したように、モータに電力を供給する動力線とモータに各種信号を送出するための信号線とが必要である。なぜならば、多関節ロボットにおける極めて微妙な運動を実行するアームを回動するためには例えばステッピングモータが必要であり、このステッピングモータは微小な回転角を信号線から供給される信号に基づいて実現するからである。
【００１２】
アームと他のアームとを結合する関節部位に設けられた一つの相通孔内に信号線と動力線とが配設されるときには、アームの回動により配線が折り返され、又は捩れが発生し、その結果として、微小な塵埃の発生はもとより、断線、及び周辺構造物への絡み及び巻きつき等が発生するといった問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明は、このような従来の問題点を解消し、電線同士の擦れ、又は捩れが発生することがなく、したがって、塵埃の発生がなく、電線の断線、絡み、もつれ等の発生がなく、また誤動作のない関節構造体、およびこのような関節構造体を組み込んでなる多関節ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するための手段として
請求項１は、一端部を中心にして回動可能な第１アームの他端部に回転不能に設けられ、かつ中心軸線に沿って貫通する貫通孔を有する固定軸体と、
第２アームの一端部に固定され、前記固定軸体の中心軸線と同軸となり、かつ固定軸体に対して回動可能に、固定軸体を内装し、周面に開口する開口部から前記第２アーム内に連通する貫通孔を有する回動軸体と、
前記回動軸体を回動させる回動軸体回動手段と、
前記第１アームに回動可能に軸支され、周面に開口する開口部を備えたリールと、
前記回動軸体の回動に連動して前記リールを回動させる回動伝達手段と、
前記固定軸体の貫通孔内に配設される第１電線と、
前記リールの内部を通って前記リールの開口部から延在し、前記リールの外周面を少なくとも１回巻回されてから前記回動軸体の周面に少なくとも１回巻回され、前記回動軸体の開口部から貫通孔内を延在する第２電線と、
を有することを特徴とする関節構造体であり、
請求項２は、前記回動軸体回動手段は、前記回動軸体の外周に設けられた第１ベルトプーリと前記リールの外周に設けられた第２ベルトプーリと前記第１ベルトプーリとに巻回されたベルトとを有することを特徴とする前記請求項１に記載の関節構造体であり、
請求項３は、前記請求項２に記載のベルトの張力を調節するベルト張力調節手段が設けられてなる前記請求項２に記載の関節構造体であり、
請求項４は、前記ベルト張力調節手段は、前記第１ベルトプーリと前記第２ベルトプーリとに架け渡されたベルトにおける、互いに向き合っているベルト部分を、締め付けるように形成されて成る前記請求項３に記載の関節構造体であり、
請求項５は、前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の関節構造体を備えてなることを特徴とする多関節ロボットである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る関節構造体においては、回動軸体は時計方向又は反時計方向に回動可能である。回動軸体回動手段により回動軸体を回動させると、回動伝達手段によりリールが回動する。リールの回動が、リールにおける電線配設路に挿通されている電線をリールの外周面に巻き取る方向であると、回動軸体の回動は、回動軸体の外周面に巻き回した電線を送り出す方向である。これとは逆に、リールの回動が、リールにおける電線配設路に挿通されている電線をリールの外周面から送り出す方向であると、回動軸体の回動は、回動軸体の外周面に巻き回した電線を巻き取る方向である。前記リールの開口部から延在し、前記リールの外周面を少なくとも１回巻回されてから前記回動軸体の周面に少なくとも１回巻回され、前記回動軸体の開口部から貫通孔内を延在する第２電線は、リール及び回動軸体の外周面から巻き戻され、巻き取られる。したがって、巻き戻され、また、巻き取られる第２電線は屈曲することがないので、電線の破断、電線の弛み、電線のもつれと言った問題がない。つまり、この発明は、電線の破断、弛み及び縺れと言った問題のない関節構造体を提供することができる。
【００１６】
この発明においては、固定軸体の中心軸線に沿って開通する貫通孔に第１電線が配設され、回動軸体に設けられた貫通孔内に第２電線が配設されているから、換言すると第１電線と第２電線とが分け隔てられた状態で配設されているから、第１電線と第２電線とが相接して配設される場合のように、一方の電線が信号線であるときにその信号線が他の電線からのノイズを受信することがなく、したがって、第２アームを駆動するための動力線及び信号線からなる第１電線及び第２電線により、第２アームを誤動作なく正確に駆動することができる。
【００１７】
この発明に係る関節構造体においては、第１アームの他端部に固定的に設置された固定軸体に対して、これを内装するように、しかもこの固定軸体に対して回動可能に固定軸体に取り付けられた回転軸体が第２アームの一端部に、固定的に設置されている。したがって、回動軸体回動手段により回動軸体を回動させると、第２アームが第１アームの一端で回動する。回動軸体が回動しても固定軸体が回動しないので、固定軸体の貫通孔に配設された電線が捩れることはない。
【００１８】
この発明においては、回動伝達手段を、第１ベルトプーリと第２ベルトプーリとベルトとで形成することができる。このような構成を有する回動伝達手段であると、歯車、チェーン等を利用した回動伝達手段におけるような装置構成の複雑化を避けることができる。
【００１９】
また、ベルト張力調整手段が設けられていると、前記ベルトの張力が適切に調整されることになり、したがって、第１ベルトプーリ及び第２ベルトプーリの表面でベルトが滑動することがなく、これによって、第２アームを正確に回動させることができる。
【００２０】
この発明に係る関節構造体を備えて成る多関節ロボットにおいては、関節構造体において第１電線及び第２電線が分離して配設されているので、電線同士の接触により発生するであろう塵埃の発生がない。また、第１電線及び第２電線がアームの回動に応じて弛み、捩れ、又は縺れることがない。第１電線及び第２電線が分離して配設されているので、誤動作のない多関節ロボットが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１を参照しながらこの発明の一実施形態に係るロボットアーム１について説明する。ただし、図１に記載されたロボットアーム１は、この発明の一例であり、この発明に係るロボットアーム１は、図１に記載されたロボットアームに限られることはない。
【００２２】
ロボットアーム１は、一般産業機械や、スパッタ装置のチャンバ内部等で使用される。ロボットアーム１は、図１に示されるように、ロボットアーム本体２と、第１アーム３と、第２アーム４と、第３アーム５と、フィンガー６とを備えてなる。
【００２３】
［ロボットアーム本体］
ロボットアーム本体２は、第１アーム３と、第２アーム４と、第３アーム５と、フィンガー６との全体を支持すると共に、第１アーム３の一端部を直接に支持する。ロボットアーム本体２は、図２にその一部が示されているように、枠体７と、この枠体７にベアリング８等により回動可能に支持され、かつ内部に中心軸線に沿って貫通するように設けられた軸配設孔９を有する回動支持軸体１０と、この軸配設孔９内に挿入配置された第１回転軸体１１とを有する。
【００２４】
前記枠体７は、内部が中空に形成されてなる円筒形状を有している。
【００２５】
さらに、このロボットアーム本体２は、前記回動支持軸体１０を回転させるための第１モータ（図示せず。）と、前記第１回転軸体１１を回転させるための第２モータ（図示せず。）とを備える。前記第１モータおよび第２モータには減速機が付設され、またいずれのモータも制御手段（図示せず。）により微小回転角をもって回転可能である。このように所望の微小回転角をもって回転可能なモータとしてステッピングモータ等が採用される。このロボット本体２には、図示は略すが、前記第１アーム３等に電力を供給する電源や、動作の指示をする制御部等を内蔵している。
【００２６】
［第１アーム］
第１アーム３は、図２〜図４に示されるように、アーム筐体１２と、第１アーム駆動構造体１３と、第２アーム関節構造体１４とを有する。
【００２７】
アーム筐体１２は、アーム筐体１２の側面部を構成する第１アーム側面板１５と、アーム筐体１２の上面部を構成し、開閉可能な第１アーム用蓋板１６と、アーム筐体１２の底部を形成する第１アーム底面板１７とを備えて、前記第１アーム底面板１７の縁辺に第１アーム側面板１５を立設形成し、第１アーム側面板１５の上端縁により形成される上部開口を第１アーム用蓋板１６で覆蓋することにより全体としてボックス状に形成されてなる。しかも、このアーム筐体１２は、前記第１アーム側面板１５、第１アーム用蓋板１６及び第１アーム底面板１７とを組み合わせる際に、それぞれの板が接合する部位にＯ−リング等の封止部材を介装させることにより、アーム筐体１２の内部が外部に対して気密状態となるように形成される。
【００２８】
第１アーム駆動構造体１３は、第１アーム３を回動自在に可動させる構造体である。第１アーム駆動構造体１３は、前記第１アーム底面板１７の一端部近傍に頂部が固定された回動支持軸体１０と、この回動支持軸体１０を回動させる第１モータ（図示せず。）とを備え、第１モータの駆動により回動支持軸体１０を回動させ、これによって第１アーム３を水平面内において左右に回動させることができるようになっている。
【００２９】
第２アーム関節構造体１４は、この発明の関節構造体の一例であり、第２アーム４を回動させる機能を有する。
【００３０】
第２アーム関節構造体１４は、固定軸体２０、回動軸体２１、リール２２、回動伝達手段２３、回動軸体回動手段２４、第１電線２５、及び第２電線２６を備える。
【００３１】
前記固定軸体２０は、一端部を中心にして回動可能な第１アーム３の他端部における第１アーム底面板１７に、例えばボルト等により回転不能に固定設置され、かつ中心軸線に沿って貫通する貫通孔として、図３に示されるように、上端面に開口する上端開口部と下端部近傍の周側面に開口する側面開口部とを連通するように開設された貫通孔２７を有する。なお、この貫通孔２７は、第１電線を挿入配設するのであるから、第１電線挿入孔と称することもできる。
【００３２】
前記回動軸体２１は、上端面から下端面に貫通していて、前記回動軸体２０を挿入するに充分な空間を有する回動軸体挿入孔２８を有する。この回動軸体２１は、第２アーム４の一端部に固定されるように例えば第２アーム底面板２９の下面に回転不能に固定設置され、前記固定軸体２０の中心軸線と前記回動軸体挿入孔２８の中心軸線とが共通になるように、前記回動軸体挿入孔２８内に下から前記固定軸体２０を挿入配置し、回動軸体挿入孔２８内の上下に配置された軸受け３０により、前記固定軸体２０に対して回動可能に支持される。
【００３３】
この回動軸体２１は、その上端面に開口する開口部からその外周面に開口する開口部に連通する貫通孔３１を備える。この貫通孔３１は、第２電線を挿入配置するので、第２電線挿入孔と称することもできる。前記第２アーム底面板２９には、回動軸体２１の上端面に開口する開口部に対応した位置に、挿通孔３６が開設される。したがって、回動軸体２１の外周面に開口する開口部から、貫通孔３１、回動軸体２１の上端面における開口部及び挿通孔３６を通じて、第２アーム４における第２アーム筐体３５内へと、第２電線を配設することができる。
【００３４】
なお、第１アーム底面板１７に立設された固定軸体２０の上端に開口する開口部に対応する第２アーム底面板の位置にも、挿通孔３７が開設される。したがって、固定軸体２０の下端部近傍における外周面に開口する開口部から、貫通孔２７及び挿通孔３７を通じて、第２アーム筐体３５内へと、第１電線を配設することができる。
【００３５】
前記リール２２は、図６に示されるように、上下にフランジ３２Ａ，３２Ｂを有する円板であり、その外周面には、第２電線２６を挿通するための挿通孔３３が開設される。
【００３６】
このリール２２は、第１アーム底面板１７に縦に立設された支持軸３４の上部で、軸受けを介して回転可能に、支持される。この支持軸３４の中心軸線と前記回動軸体２１及び固定軸体２０の中心線とが平行であるように、支持軸３４が配置される。
【００３７】
前記回動伝達手段２３は、前記回動軸体２１の回動に連動して前記リール２２を回動させる手段であり、図示する例においては、前記回動軸体２１の外周面と前記リール２２の外周面とに架け渡されたベルト３８である。
【００３８】
前記回動軸体回動手段２４は、回動軸体２１を回動させる手段である。この例においては、回動軸体２１の外周面に設けられた第１ベルトプーリ３９と、第１回転軸１１の頂部に装着された第２ベルトプーリ４０と、前記第１ベルトプーリ３９と前記第２ベルトプーリ４０とに架け渡されたプーリーベルト４１とを備える。さらに、図４に示されるように、この回動軸体回動手段２４は、ベルト張力調節手段４２を有する。
【００３９】
このベルト張力調節手段４２は、図４及び図６によく示されるように、支持軸３４に装着されたウォームホイール４３と、このウォームホイール４３に噛み合うウォーム歯車４４と、前記ウォーム歯車４３に皿ネジ等により固定的に装着され、かつ前記支持軸３４を中にして互いに反対方向に水平に延在する一対の水平支持体４４，４４と、この水平支持体４４，４４それぞれの先端部に取り付けられた支持ピン４５，４５と、この支持ピン４５，４５に回転可能に装着されたテンションローラ４６，４６とを備えてなり、前記テンションローラ４６，４６は、前記プーリーベルト４１を押さえるように接している。このベルト張力調節手段４２においては、前記ウォーム歯車４４を取り付けた回転軸４７の一端を例えばハンドル（図示せず。）等により回転させることによりウォーム歯車４４を回転させると、このウォーム歯車４４に噛み合うウォームホイール４３が回動し、このウォーム歯車４４の回動により一対の水平支持体４４，４４が支持軸３４を中心にして時計方向又は反時計方向に回動し、その回動によりテンションローラ４６，４６がプーリーベルト４１を押さえるように回動し、またはプーリーベルト４１の押さえを緩めるように回動し、その結果としてプーリーベルト４１の張力が調節されるようになっている。以上の説明により明らかなように、ウォーム歯車４４を取り付けた回転軸４７を回転操作することにより、テンションローラ４６，４６の位置が変わり、これによってプーリーベルト４１の張力が調整される。
【００４０】
前記第１電線２５は、図示する例においては、第２アーム筐体３５内に配置された第３モータ（図示せず。）に電力を供給する動力線である。この第１電線２５は、ロボットアーム本体２内に設置された例えば変圧器等を含む電源から第１アーム筐体１２内に延在し、第１アーム筐体１２内の適宜部位に延長配設された後に、固定軸体２０の下端部近傍におけるその外周面に開口する開口部から貫通孔２７内に配設され、固定軸体２０の上端に開口する開口部から第２アーム筐体３５の挿通孔３７を通って第２アーム筐体３５内に配置された第３モータ（図示せず。）に接続される。
【００４１】
第２電線２６は、第２アーム筐体３５内に配置された第３モータ（図示せず。）に動作指令信号を電送する信号線である。この第２電線２６は、ロボットアーム本体２内に設置された例えば変圧器等を含む電源から第１アーム筐体１２内に延在し、第１アーム筐体１２内の適宜部位に延長配設された後に、図６に示されるように、支持軸３４に形成された電線配設貫通孔４８内に挿通され、リール２２における挿通孔３３からリール２２の外側に引き出され、図５（ａ）に示されるように、リール２２の外周面に少なくとも１回巻き回された後に回動軸体２１の外周面に少なくとも１回巻き回され、図３に示されるように、回動軸体２１の外周面に開口する開口部から貫通孔３１の中に案内され、貫通孔３１内に配設され、挿通孔３６を通って第２アーム筐体３５内に延設され、第２アーム筐体３５内に設置される第３モータ（図示せず。）に接続される。
【００４２】
ここにおいて、前記リール２２の外周面に第２電線２６が少なくとも１回巻回され、また前記回動軸体２１の外周面に少なくとも１回巻回されていることに、意味がある。すなわち、前記リール２２における挿通孔３３から引き出された第２電線２６が直ちに回動軸体２１における外周面開口部に至り、回動軸体２１の貫通孔３１内に配設されるとすると、回動軸体２１の回動に応じてリール２２が回動することにより、挿通孔３３において第２電線２６の折り曲げ動作が繰り返され、折り曲げ動作の繰り返しにより生じる第２電線２６における疲労により挿通孔３３において第２電線２６が断線するおそれがある。同様な断線のおそれは、回動軸体２１の外周面に開口する開口部においても存在する。ところが、この発明においては、リール２２の外周面に、少なくとも１回、第２電線２６を巻き回し、また回動軸体２１の外周面に、少なくとも１回、第２電線２６を巻き回しているので、例えば、図５（ａ）に示されるように、回動軸体２１を時計方向に回動させると、回動軸体２１の外周面に巻き回されている第２電線２６が折線方向に送り出されてリール２２の外周面に巻き取られ、回動軸体２１を反時計方向に回動させると、リール２２の外周面に巻き回されている第２電線２６が折線方向に送り出されて回動軸体２１の外周面に巻き取られることになり、回動軸体２１の外周面における開口部及びリール２２における挿通孔３３にて第２電線２６が屈曲することがないので、第２電線６の断線等の虞がなくなる。
【００４３】
［第２アーム］
前記第２アーム４は、第２アーム関節構造体１４によって第１アーム３に支持され、第３アーム５を回動可能に支持する第３アーム関節構造体５０を装備する。
【００４４】
第２アーム４は、図３にも示されているように、第２アーム筐体３５を備え、この第２アーム筐体３５内に、図示しない第３モータと第３アーム関節構造体５０とを装備する。また、第２アーム筐体３５内においては、図５（ｃ）に示されるように、第２アーム筐体３５における底面にて、第１電線２５及び第２電線２６が例えば固定金具等により固定され、次いで第３モータ（図示せず）に結線されている。
【００４５】
第３アーム関節構造体５０は、回動軸体回動手段が回動軸体を第３モータにより回動させることの外は、前記第２アーム関節構造体１４と同様の構造を有する。
【００４６】
[第３アーム]
第３アーム５は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、固定フィンガ５１及び可動フィンガ５２を備えるフィンガ６と、前記固定フィンガ５１及び可動フィンガ５２を垂直面内で回転乃至回動させ、また、前記可動フィンガ５２を固定フィンガ５１に対して前進又は後進させるフィンガ駆動部５３とを備えて成る。
【００４７】
なお、図１（ａ）において、５４で示されるのは、固定フィンガ５１及び可動フィンガ５２で例えば円盤状のシリコンウエハー５５を把持する場合に、前記シリコンウエハー５５を保護するための緩衝部材例えばゴムロールである。フィンガ駆動部５３は、例えばフィンガ６を回転乃至回動するための回転手段及び可動フィンガ５３の前進及び後進を駆動する前後進手段等により形成される。
【００４８】
[ロボットアームの作用]
この発明の一例であるロボットアーム１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように長く延びた状態から、図７に示されるように、ロボットアーム１が縮まっている状態にまで、動作させることができる。
【００４９】
先ず、ロボットアーム本体２に内蔵された第１モータを駆動すると、第１モータの駆動により回動支持体１０が回動する。回動支持体１０の回転角度は、制御手段により制御される。回動支持体１０が回動することにより、第１アーム３の全体が、回動する。
【００５０】
ロボットアーム本体２に内蔵された第２モータを駆動すると、図２に示されるように、第１回転軸１１が回動して第２ベルトプーリ４０が回動し、プーリーベルト４１によりその回動力が第１ベルトプーリ３９に伝達され、これにより、回動軸体２１が回動する。回動軸体２１の回転角度は、第１回転軸１１の回転角度により決定され、第１回転軸１１の回転角度は、第２モータを制御する制御手段により決定される。
【００５１】
前記回動軸体２１が回動すると、図５（ｂ）に示されるように、ベルト３８によりリール２２が回動する。この例においては図５（ｂ）に示されるように、回動軸体２１の回転方向とリール２２の回転方向とは順方向である。回動軸体２１が時計方向に回動することにより回動軸体２１の外周面に巻回されている第２電線２６を送り出すと、時計方向に回動するリール２２の外周面に第２電線２６が巻回される。これとは逆に、回動軸体２１が反時計方向に回動すると、これに連動して反時計方向に回動するリール２２の外周面に巻回されている第２電線２６が送り出され、送り出された第２電線２６を回動軸体２１がその外周面に巻き取る。したがって、回動軸体２１の外周面における開口部及びリール２２における挿通孔３３で第２電線２６が回動毎に屈曲することがないので、第２電線２６が屈曲の繰り返しによる断線を起こすことがない。
【００５２】
一方、第１電線２５は、回動軸体２１における回動軸体挿入孔２８に内装された固定軸体２０における貫通孔２７内に挿通配置されているので、回動軸体２１の回動にも拘わらず第１電線２５が捩れることはない。
【００５３】
なお、プーリーベルト４１の張力を適正に調節する必要があるときには、ベルト張力調節手段４２を操作する。すなわち、図４に示されるように、回転軸４７の一端を例えばハンドル（図示せず。）等により回転させることによりウォーム歯車４４を回転させる。そうすると、このウォーム歯車４４に噛み合うウォームホイール４３が回動し、このウォーム歯車４４の回動により一対の水平支持体４４，４４が支持軸３４を中心にして時計方向又は反時計方向に回動し、その回動によりテンションローラ４６，４６がプーリーベルト４１を押さえるように回動し、またはプーリーベルト４１の押さえを緩めるように回動し、その結果としてプーリーベルト４１の張力が調節される。
【００５４】
第１電線２５及び第２電線２６は、第２アーム筐体３５内に配置された第３モータに結線される。この第１電線２５が固定軸体２０における貫通孔２７内に挿通配置され、第２電線２６は回転軸体２１における貫通孔３１に挿通配置されることにより、第１電線２５と第２電線２６とが分離した状態になっているので、第２電線２６が信号線である場合に、第２電線２６は第１電線２５からの雑音を拾うことが極めて少なくなり、したがって第２電線２６により供給される信号により駆動される第３モータが誤動作をすることがなくなる。
【００５５】
第２アーム４が、図２に示すように第１回転軸１１の回動により、左右に回動する。
【００５６】
この第２アーム４に対して第３アーム５は、前記第２アーム関節構造体１４と同様の構造を有する第３アーム関節構造体５０により回動する。また、第３アーム５０におけるフィンガー６は、第３アーム５０内に装備されたフィンガ駆動部５３により駆動される。
【００５７】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、この発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は、この発明に含まれるものである。
【００５８】
なお、前記実施形態においては、３つのアームを有する３段のロボットアームの例を説明しているが、これに限られず、４段、５段以上のロボットアームにおいても、本実施形態に係る第２アーム関節構造体１４の構成を採用することができる。例えば、第１アーム、第２アーム、第３アーム、および第４のアームを有する４段のロボットアームの場合には、第１アーム、第２アーム（この発明の第２アームに相当）、第３アームをこの発明に係るロボットアームの第２アーム関節構造体１４を適用できる組み合わせと考えて、この構造を採用することは当然であるが、第２アーム、第３アーム（この発明の第２アームに相当）、第４のアームをこの発明に係るロボットアームの第２アーム関節構造体１４を適用できる組み合わせと考えて、この構造を採用することもできる。
【００５９】
前記実施形態においては、第１電線２５が動力線であり、第２電線２６が信号線であるが、第１信号線２５が信号線であり、第２電線２６が動力線であっても良い。
【００６０】
前記回動伝達手段２３としてのベルト３８は、図８（ｂ）に示すように、たすきがけとなるように回動軸体２１とリール２２とに架け渡してもよい。このようにベルト３８を架け渡す場合には、回動軸体２１の回転方向とリールの回転方向とは逆方向になるので、第２電線２６は、図８（ａ）に示されるように、回転軸体２１の外周面に時計方向に巻回する一方、リール２２には反時計方向に巻回する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、この発明に係るロボットアームの一例を示す概略図であり、図１（ａ）は概略平面図であり、図１（ｂ）は概略正面図である。
【図２】図２は、この発明に係るロボットアームの一例における第１アームの内部構造を示す概略図である。
【図３】図３は、この発明に係るロボットアームの一例における第１アームの内部構造であって、二系統の電線を配設する状態を示す概略図である。
【図４】図４は、この発明に係るロボットアームの一例における第１アームの内部構造を平面から見た状態を示す概略図である。
【図５】図５は、この発明に係るロボットアームの一例における第１アームの部分詳細を示す図であり、図５（ａ）は図３におけるＢ−Ｂ線断面を示す部分断面図であり、図５（ｂ）は図３におけるＣ−Ｃ線断面を示す部分断面図であり、図５（ｃ）は図におけるＤ−Ｄ線断面を示す部分断面図である。
【図６】図６は、図３におけるＥ−Ｅ線断面を示す部分断面図である。
【図７】図７は、この発明の一例であるロボットアームが最小に縮まっている状態を示す概略図である。
【図８】図８は、この発明のロボットアームの他の例における第１アームの部分詳細を示す図であり、図８（ａ）は回動軸体とリールとに第２電線を架け渡した状態を示す概略図であり、図８（ｂ）は回動軸体とリールとにベルトを架け渡した状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  ロボットアーム
２  ロボットアーム本体
３  第１アーム
４  第２アーム
５  第３アーム
６  フィンガー
７  枠体
８  ベアリング
９  軸配設孔
１０  回動支持軸体
１１  第１回転軸体
１２  アーム筐体
１３  第１アーム駆動構造体
１４  第２アーム関節構造体
１５  第１アーム側面板
１６  第１アーム用蓋板
１７  第１アーム底面板
２０  固定軸体
２１  回動軸体
２２  リール
２３  回動伝達手段
２４  回動軸体回動手段
２５  第１電線
２６  第２電線
２７  貫通孔
２８  回動軸体挿入孔
２９  第２アーム底面板
３０  軸受け
３１  貫通孔
３２Ａ  フランジ
３３  挿通孔
３４  支持軸
３５  第２アーム筐体
３６  挿通孔
３７  挿通孔
３８  ベルト
３９  第１ベルトプーリ
４０  第２ベルトプーリ
４１  プーリーベルト
４２  ベルト張力調節手段
４３  ウォームホイール
４４  ウォーム歯車
４５  支持ピン
４６  テンションローラ
４７  回転軸
４８  電線配設貫通孔
５０  第３アーム関節構造体
５１  固定フィンガ
５２  可動フィンガ
５３  フィンガ駆動部
５４  ゴムロール
５５  シリコンウエハー
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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