【手続補正書】
【提出日】平成18年12月12日(2006.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持するハンド部を有するロボットにおいて、前記ハンド部を上下動可能に支持する第１のフレームと、該第１のフレームを上下動可能に支持する第２のフレームとを備え、前記第１のフレーム内には、前記ハンド部を上下動させる第１のボールねじと、前記第２のフレームに対し前記第１のフレームを上下動させる第２のボールねじとを上下方向に並列させて配列し、さらに、前記第１のボールねじと一体となって回転する第１の歯車および前記第２のボールねじと一体となって回転する第２の歯車と直接または間接的に連結されている第１のモータを収納してなることを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記第１のフレームと第２のフレームとの間に介在する上下動可能な第３のフレーム、および該第３のフレームを相対的に上下動させる第３のボールねじ、ギア、及び第２のモータを備えることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記第１、第２の歯車と、これら第１、第２の歯車のいずれか一方に噛合する仲介ギアと、該仲介ギアと噛合する前記第１のモータに設けられたピニオン及び当該第１のモータとが前記第１のフレームの上端部に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１のフレームの底部に排気手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載のロボット。
【請求項５】
前記第１のモータで前記第１のボールねじと第２のボールねじとを同時にかつ逆方向に回転させ、前記第１のフレームに対して、前記ハンド部と前記第２のフレームとが相対的に逆方向に移動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項６】
前記第２のフレームは、台座に対して旋回可能に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のロボット。
【請求項７】
前記第２のフレームには上下２箇所のガイドが設けられており、この上下２箇所のガイドは、前記第１のフレームに設けられた上下に延びる被ガイド部を支持し、当該第１のフレームを上下方向に案内することを特徴とする請求項５に記載のロボット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ワークを保持するハンド部を有するロボットにおいて、ハンド部を上下動可能に支持する第１のフレームと、該第１のフレームを上下動可能に支持する第２のフレームとを備え、第１のフレーム内には、ハンド部を上下動させる第１のボールねじと、第２のフレームに対し第１のフレームを上下動させる第２のボールねじとを上下方向に並列させて配列し、さらに、第１のボールねじと一体となって回転する第１の歯車および第２のボールねじと一体となって回転する第２の歯車と直接または間接的に連結されている第１のモータを収納してなることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
モータを駆動すると、この第１のモータと連結されている歯車列が回転し、これに伴い第１ボールねじと第２ボールねじとが回転する。回転する第１のボールねじは、第１のフレームに対してハンド部を相対移動させる。回転する第２のボールねじは、第２のフレームに対して第１のフレームを相対移動させる。結局、ハンド部は、各相対速度を合わせた速度で上下動することになり、両相対速度が同じなら通常の２倍の速度で上下動することができる。また、第１のモータを逆回転させれば当然にハンド部は逆方向へと移動することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボットにおいて、第１のフレームと第２のフレームとの間に介在する上下動可能な第３のフレーム、および該第３のフレームを相対的に上下動させる第３のボールねじ、ギア、及び第２のモータを備えるというものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項1または請求項２に記載のロボットにおいて、第１、第２の歯車と、これら第１、第２の歯車のいずれか一方に噛合する仲介ギアと、該仲介ギアと噛合する第１のモータに設けられたピニオン及び当該第１のモータとが第１のフレームの上端部に配置されているというものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のロボットにおいて、第１のフレームの底部に排気手段を設けたものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のロボットにおいて、第１のモータで第１のボールねじと第２のボールねじとを同時にかつ逆方向に回転させ、第１のフレームに対して、ハンド部と第２のフレームとが相対的に逆方向に移動するようにしたものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のロボットにおいて、第２のフレームは、台座に対して旋回可能に設けられているものである。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のロボットにおいて、第２のフレームには上下２箇所のガイドが設けられており、この上下２箇所のガイドは、第１のフレームに設けられた上下に延びる被ガイド部を支持し、当該第１のフレームを上下方向に案内するものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項１記載のロボットによると、ハンド部と第２のフレームの間に介在する第１のフレーム、およびこの第１のフレーム内に収納された第１のモータ、各ボールねじ、ギアといった各駆動装置により、ハンド部に対し２段分の動作をさせることができる。したがって、ハンド部の上下ストローク長さを大きくとる必要があるのであれば、ハンド部の相対ストローク長さと第１のフレームの相対ストローク長さをそれぞれ１／２程度ずつ延ばせばよく、従来のように支柱フレームのみを延長しなければならないというようなことがない。つまり、従来であれば支柱フレームのみを高くしなければならなかったのに対し、本発明によれば支柱（つまり第２のフレーム）を必要延長距離の半分程度高くするだけで済むから支柱（第２のフレーム）を従来ほど高くしなくてよい。換言すれば、装置高さを従来ロボットより低くした上で、ハンド部の上下ストロークを従来ロボットよりも大きくすることが可能となる。したがって装置全体のバランスをとりつつストロークを延長することが可能となり、装置全体としての大型化・重量化を避けつつハンド部の長い上下ストローク長を確保しやすくなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
しかも、本発明にかかるロボットにおいては、各ボールねじと第１のモータとが歯車を介して連結されており、１段分のモータ（単一のモータ）によって両ボールねじを駆動できることから、モータの増加ならびに消費電流の増加を抑えることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項２に記載のロボットによると、第３のフレームをさらに増やした分だけ、各フレームの縮小時における装置全高を抑えつつもさらなるストローク長を獲得することが可能となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項３に記載のロボットによると、フレームの端部に設けられたギアボックス（変速機）とボールねじによる駆動力伝達機構を構成しているため、ベルトやピニオンラック等による構成とした場合に比較して狭小なスペースに駆動力伝達機構を配置することができる。また、フレームの中間部に構造材配置の障害となるような物がなく、十分な剛性を得るための構造材を設けるスペースを確保できる。そのうえ、全体としても、同等の高さ（ストローク）のロボットに比較して省スペースの構成とすることが可能となる。
また、請求項４に記載のロボットのように、第１のフレームの底部に排気手段を設けても良い。
また、請求項５に記載のロボットのように、第１のモータで第１のボールねじと第２のボールねじとを同時にかつ逆方向に回転させ、第１のフレームに対して、ハンド部と第２のフレームとが相対的に逆方向に移動するようにしても良い。
また、請求項６に記載のロボットのように、第２のフレームは、台座に対して旋回可能に設けられていても良い。
さらに、請求項７に記載のロボットのように、第２のフレームには上下２箇所のガイドが設けられており、この上下２箇所のガイドは、第１のフレームに設けられた上下に延びる被ガイド部を支持し、当該第１のフレームを上下方向に案内するようにしても良い。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図１〜図３に本発明の一実施形態を示す。本発明にかかるロボットはワーク１を保持するハンド部２を有するものであり、さらに本実施形態にかかるロボットは、ハンド部２を上下動可能に支持する第１のフレーム３と、該第１のフレーム３を上下動可能に支持する第２のフレーム４とを備え、第１のフレーム３内には、ハンド部２を上下動させる第１のボールねじ５と、第２のフレーム４に対し第１のフレーム３を上下動させる第２のボールねじ６とを上下方向に並列させて配列し、さらに、第１のボールねじ５と一体となって回転する第１の歯車７および第２のボールねじ６と一体となって回転する第２の歯車８と直接または間接的に連結されている第１のモータ９を収納しているというものである。
より具体的には、本実施形態において、第１のモータ９及びギア輪列（歯車７，８、ピニオン９ａ、仲介歯車２１等）は、ギアボックス２２（これらを「駆動機構」という）に収納されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、第１のフレーム３内には、第１のボールねじ５と第２のボールねじ６とが両者とも軸方向を鉛直にした状態で並列して配列されている。また、第１のボールねじ５および第２のボールねじ６を回転させるため第１のモータ９がこの第１のフレーム３内に収納されている（図１参照）。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
第１のボールねじ５は、第１のフレーム３に対してハンド部２を相対的に上下させるための送り機構として機能するねじであり、第１のフレーム３内において軸受け１９等によって回転可能な状態で支持されている（図１参照）。この第１のボールねじ５の上端付近には第１の歯車７が取り付けられて一体となっている（図２参照）。第１のモータ９の回転はこの第１の歯車７を介して第１のボールねじ５に伝達される。さらに、第１のボールねじ５の途中ではナット部材（以下「第１のナット部材」という）１４が噛み合った状態となっている。上述した第２のナット部材１５と同様、この第１のナット部材１４と第１のボールねじ５との間には複数の鋼球が介在しており、これら鋼球によって第１のボールねじ５の回転時における摩擦が極めて小さくなっている。第１のナット部材１４は、被ガイド部材１８と同様、本実施形態のように第１のアーム１０と第２のアーム１１が介在している場合には第２のアーム１１の支持体２８に設けられ、第１のアーム１０や第２のアーム１１がなければハンド部２に直接設けられている。第１のボールねじ５が回転すると第１のナット部材１４が上下動し、搬送腕（ハンド部２、第１のアーム１０、第２のアーム１１からなる）を上下に移動させる（図１、図３参照）。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
第２のボールねじ６は第１のフレーム３を上下させるための送り機構として機能するねじであり、第１のフレーム３内において軸受け２０等によって回転可能な状態で支持されている（図１参照）。この第２のボールねじ６の上端付近には第２の歯車８が取り付けられて一体となっている（図２参照）。第１のモータ９の回転はこの第２の歯車８を介して第２のボールねじ６に伝達される。さらに、第２のボールねじ６の途中では上述したように第２のナット部材１５が噛み合った状態となっている。第２のナット部材１５は第２のフレーム４上に固定されていることから、第２のボールねじ６が回転すると第１のフレーム３が当該第２のボールねじ６と一緒に上下動する。なお、本実施形態では第２のボールねじ６として第１のボールねじ５を同じものを使用しており、第１のボールねじ５が右ねじであれば第２のボールねじ６も右ねじということになる。このように両者に同じねじを用いることは低コスト化を図りうる点で有利である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
第１のモータ９は、第１の歯車７および第２の歯車８と直接または間接的に連結されており、これら歯車７，８を介して第１のボールねじ５と第２のボールねじ６を回転させるものである。例えば本実施形態の場合は、大ギア２１ａと小ギア２１ｂとが同軸上で一体化された仲介ギア２１を使って動力を伝達することとしている（図２参照）。すなわち、ギアボックス２２内に仲介ギア２１を設け、第１のモータ９のピニオン９ａをこの仲介ギア２１の大ギア２１ａに噛合させ、また、小ギア２１ｂを第１の歯車７に噛合させている（図２参照）。第２の歯車８は、第１の歯車７とのだけ噛合している。このようなギア列においては、第１のモータ９→ピニオン９ａ→仲介ギア２１→第１の歯車７→第２の歯車８  というように動力が伝達される。ここで、第１の歯車７と第２の歯車８とが直接噛合していることから、本実施形態における第１のボールねじ５と第２ボールねじ６は常に互いに逆回転することになる。なお、図２においては、第１のボールねじ５と第２のボールねじ６が右ねじであって、ハンド部２と第１のフレーム３とがともに上昇する場合における各部材の回転方向を矢印で示している。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以上のように、本実施形態のロボットにおいては１つの駆動手段（第１のモータ９）で２本の軸（第１のボールねじ５と第２のボールねじ６）を同時にかつ逆方向に回転させる構造をとっていることから、第１のフレーム３の昇降動作、およびハンド部２の相対的な昇降動作を常に同時に行うことができる。つまり、２段のスライド機構が同時に動作する構造を有する本実施形態のロボットにおいては、ハンド部２が通常の２倍の速度で昇降（上下動）することができ、尚かつハンド部２の絶対的なストローク（図１中において符号Ｓで示している）についても通常の２倍の長さを確保することができる。このように、フレームを分割するとともに分割した数のスライド機構を併設したことにより、例えば長いストロークが必要な場合であってもフレームを単純に延長しなくて済み、装置の小型化、軽量化を図れるという点で有効である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
さらに、第１のモータ９及びギア輪列（歯車７，８、ピニオン９ａ、仲介歯車２１等）を収納したギアボックス２２（これらを「駆動機構」という）が、第１のフレーム３の上端部に配置しているので、ロボット（中でも駆動機構）の保守作業を行う際、第１のフレーム３を低い位置に移動させれば駆動機構の位置が作業者にとって保守作業を行い易いものになるという利点がある。特に、第１のフレーム３が最下位の位置にある場合には、作業中に当該第１のフレーム３がそれ以上降下（落下）することもないためその分安全に保守作業を行うことができる。更に、第１のフレーム３の下端側が空きスペースとなるのでそのスペースに排気ファン等からなる排気手段２９を設けることができるようになり、このような排気手段２９を設けることによってクリーンな環境での作業が要請される液晶等のガラス基板搬送に適した構造とすることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では２段のスライド機構（つまり、第２のフレーム４に対して第１のフレーム３が上下動する機構、および第１のフレーム３に対してハンド部２が相対的に上下動する機構という２つのスライド機構）を設けるとともにこれら両スライド機構を１つの駆動手段（第１のモータ９）で同時に動作させることとしたが、これは一例にすぎず、３段のスライド機構とすることもできる。すなわち、例えば図４に示すロボットのように第１のフレーム３と第２のフレーム４との間に介在する上下動可能な第３のフレーム２３を設け、これを第３のボールねじ２４、第３のナット部材２５，図示しないギア、別個の第２のモータ２６などからなるスライド機構によって相対的に上下動させることもできる（図４参照）。このようにフレームをさらに分割し、その分だけスライド機構を多く設けるようにすれば縮小時の装置の全高Ａを抑えつつもさらなるストローク長を獲得することが可能となる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、本実施形態においては第１のモータ９及びギア輪列（歯車７，８、ピニオン９ａ、仲介歯車２１等）よりなるギアボックス２２（これらを「駆動機構」という）を設けていたが、これら第１の歯車７、第２の歯車８、仲介ギア２１、第１のモータ９および当該第１のモータ９のピニオン９ａなどを、ギアボックス２２に収納せずに例えば第１のフレーム３の上端部に配置することもできる。ギアボックス２２に収納せずに第１のフレーム３の上端部に配置しても、ロボット（中でも駆動機構）の保守作業を行う際、第１のフレーム３を低い位置に移動させれば駆動機構の位置が作業者にとって保守作業を行い易いものになるという利点がある。特に、第１のフレーム３が最下位の位置にある場合には、作業中に当該第１のフレーム３がそれ以上降下（落下）することもないためその分安全に保守作業を行うことができる。更に、第１のフレーム３の下端側が空きスペースとなるのでそのスペースに排気ファン等からなる排気手段２９を設けることができるようになり、このような排気手段２９を設けることによってクリーンな環境での作業が要請される液晶等のガラス基板搬送に適した構造とすることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、図４に示したような３段式のロボットにおいて、ストロークを最大に確保するために、第２のフレーム（固定フレーム）４の全長に渡ってガイド部３０を配置し、第３のフレーム２３の被ガイド部材３１を案内することができる（図４参照）。なお、第２のフレーム（固定フレーム）４の全長を使うほどのストロークを確保する必要がない場合であれば、空きスペースとなる第２のフレーム（固定フレーム）４の下部に駆動部を配置することもできる。ただし、第２のモータ２６等の駆動部の配置位置はこれに限定されるものではなく、例えば当該第２のフレーム４の上端側に配置しても良い。この場合、保守作業は、第１のフレーム３及び第２のフレーム４を最も全高の低い最下位位置に移動させ、第３のフレーム（中間フレーム）２３の上側に設けた蓋などを開けて行うことができ、更に第１のフレーム３のギアボックス２２と同時に、作業中にフレームが不意に降下することもなく、その分だけ安全に保守作業を行うことができる。また、下端に排気機構等を設けることができることは勿論である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
１  ワーク
２  ハンド部
３  第１のフレーム
４  第２のフレーム
５  第１のボールねじ
６  第２のボールねじ
７  第１の歯車
８  第２の歯車
９  第１のモータ
２１  仲介ギア