(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台と、
前記支持台に中間部が鉛直方向の第１の軸線を中心にして回転自在に接続された第１のアームと、
前記第１のアームの一方の端部に基端部が鉛直方向の第２の軸線を中心にして回転自在に接続された第２のアームと、
前記第２のアームの先端部に基端部が鉛直方向の第３の軸線を中心にして回転自在に接続された第３のアームと、
前記第３のアームの先端部に中央部が鉛直方向の第４の軸線を中心にして回転自在に接続された第１の基板支持体と、
前記第１のアームの他方の端部に基端部が鉛直方向の第５の軸線を中心にして回転自在に接続された第４のアームと、
前記第４のアームの先端部に基端部が鉛直方向の第６の軸線を中心にして回転自在に接続された第５のアームと、
前記第５のアームの先端部に中央部が鉛直方向の第７の軸線を中心にして回転自在に接続された第２の基板支持体と、
前記第１のアーム、前記第２のアーム、前記第３のアーム、前記第４のアーム、前記第５のアーム、前記第１の基板支持体及び前記第２の基板支持体を駆動させる駆動手段と、
を備え、
前記第２のアーム、前記第３のアーム及び前記第１の基板支持体と、前記第４のアーム、前記第５のアーム及び前記第２の基板支持体とが鉛直方向において互いに離間して配置され、
前記第１のアーム、前記第２のアーム、前記第３のアーム、前記第４のアーム及び前記第５のアームを重ね合わせた状態において、前記第１の軸線、前記第４の軸線及び前記第７の軸線が一致すると共に、前記第５の軸線が前記第３の軸線よりも外方に配置されるよう、構成されている基板搬送用ロボット。
【請求項２】
前記第１の基板支持体は、前記第３のアームとの接続部を中心とした回転対称形であり、前記第２の基板支持体は、前記第５のアームとの接続部を中心とした回転対称形である、請求項１に記載の基板搬送用ロボット。
【請求項３】
前記第１のアームにおける前記第１の軸線と前記第２の軸線との間の長さをＬ１、前記第２のアームにおける前記第２の軸線と前記第３の軸線との間の長さをＬ２、前記第３のアームにおける前記第３の軸線と前記第４の軸線との間の長さをＬ３、前記第１のアームにおける前記第１の軸線と前記第５の軸線との間の長さをＬ４、前記第４のアームにおける前記第５の軸線と前記第６の軸線との間の長さをＬ５、前記第５のアームにおける前記第６の軸線と前記第７の軸線との間の長さをＬ６とした場合において、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＝Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６、Ｌ１＋Ｌ３＝Ｌ２及びＬ４＋Ｌ６＝Ｌ５の関係を満たすよう構成されている、請求項１又は２に記載の基板搬送用ロボット。
【請求項４】
前記駆動手段が、
前記支持台に対して前記第１のアームを回転駆動する第１の駆動モータと、
前記第１のアームに取り付けられた第２の駆動モータと、
前記第２の駆動モータからの動力により前記第２のアーム、前記第３のアーム及び前記第１の基板支持体を動作させる第１のベルト伝動機構と、
前記第１のアームに取り付けられた第３の駆動モータと、
前記第３の駆動モータからの動力により前記第４のアーム、前記第５のアーム及び前記第２の基板支持体を動作させる第２のベルト伝動機構と、
を備えており、
前記第１の駆動モータにより前記第１のアームを回転駆動した場合に、前記支持台に対する前記第１のアームの回転角αに対し、前記第１のアームに対する前記第２のアームの回転角及び前記第２のアームに対する第３のアームの回転角が２倍の角度２αとなり、前記第３のアームに対する前記第１の基板支持体の回転角が前記回転角αと同じ角度となるよう、前記第１のベルト伝動機構のプーリの直径が定められると共に、前記第１の駆動モータにおける出力軸の回転角に応じて前記第２の駆動モータの駆動が制御されるようになっており、
前記第１の駆動モータにより前記第１のアームを回転駆動した場合に、前記支持台に対する前記第１のアームの回転角αに対し、前記第１のアームに対する前記第４のアームの回転角及び前記第４のアームに対する第５のアームの回転角が２倍の角度２αとなり、前記第５のアームに対する前記第２の基板支持体の回転角が前記回転角αと同じ角度となるよう、前記第２のベルト伝動機構のプーリの直径が定められると共に、前記第１の駆動モータにおける出力軸の回転角に応じて前記第３の駆動モータの駆動が制御されるようになっている、請求項３に記載の基板搬送用ロボット。
【請求項５】
前記第１のベルト伝動機構及び前記第２のベルト伝動機構のそれぞれに減速機が介設されている、請求項４に記載の基板搬送用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型表示装置や半導体デバイス、その他のプリント基板等の製造現場において、ガラス基板や半導体基板等の基板を搬送するための多関節型ロボットに関し、特にダブルアーム式のロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面型液晶表示装置を製造するために用いられるガラス基板は、生産性の向上という要請から、１枚のガラス基板から少しでも多くの枚数の液晶表示装置を取ることができるよう大型化する傾向にある。現在、例えばガラス基板にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を作るアレイ工程においては、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ×０．７ｍｍ又は７３０ｍｍ×９２０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板を使用しており、更に大型化が検討されている。その一方で、液晶表示装置の軽量化という要請から、ガラス基板は薄型化の傾向がある。
【０００３】
ガラス基板を製造装置間で搬送する場合、従来においては、カセットに複数枚のガラス基板を収納し、そのカセットを無人搬送車により搬送するバッチ式の搬送方式が採られていたが、前述したようにガラス基板の大型化、薄型化に伴い、カセットや無人搬送車によるガラス基板の取扱いが困難となってきている。
【０００４】
このため、近年においては、ガラス基板を１枚ずつ製造装置間、或いは、製造装置と受渡し台との間で搬送する枚葉式の基板搬送用ロボットが採用されつつある。その一方で、搬送効率は可能な限り上げるべきであるという要請もあるため、図５に示すようなダブルアーム式の基板搬送用ロボット１が開発されている。
【０００５】
図５に示すロボット１は、２本のアームアセンブリ２，３を備えており、各アームアセンブリ２，３は２本のアーム２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂを屈曲可能に接続して構成されている。各アームアセンブリ２，３の基端部は支持台４の回転板５に枢支されている。また、各アームアセンブリ２，３の先端部には、基板支持体であるフォーク５，６が枢支されている。このような構成において、回転板５、アームアセンブリ２，３及びフォーク５，６を適当な駆動手段により動作させることで、フォーク５，６を水平方向に移動させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の基板搬送用ロボット１においては、各アームアセンブリ２，３を折り畳んだ状態では、アーム２ａ，２ｂ；３ａ，３ｂが外方に張り出した形となるため、ストロークを大きくとろうとすると、アーム張出し量が大きくなり、ロボット１を設置するための面積ないしはアーム動作範囲の増大を招くという問題がある。
【０００７】
また、図５に示す従来の基板搬送用ロボット１では、フォーク５，６が片持ち梁状に支持されている関係で、フォーク５，６の先端（自由端）側が常に挿入側となる。このため、例えば、ロボット１を中心にして相対する位置にある製造装置等にガラス基板を搬入する場合には、回転板５を回転してアームアセンブリ２，３全体を回転させたり、フォーク５，６をアームアセンブリ２，３に対して回転させたりし、フォーク５，６の先端を挿入すべき装置に向ける必要があった。
【０００８】
しかしながら、このような回転動作を行う場合、ガラス基板Ｓが脆弱であるため急停止や急発進は好ましくなく、十分に加減速をもって扱う必要がある。このため、搬送時間が長くなり、製品の製造効率も低下してしまうという問題点がある。また、フォーク５，６を回転させた場合、フォーク５，６上のガラス基板Ｓに大きな遠心力が作用するため、ガラス基板Ｓが落下する等のおそれもある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記問題点を解決することができる、小型で搬送効率の良いダブルアーム式の基板搬送用ロボットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、支持台と、この支持台に中間部が鉛直方向の第１の軸線を中心にして回転自在に接続された第１のアームと、第１のアームの一方の端部に基端部が鉛直方向の第２の軸線を中心にして回転自在に接続された第２のアームと、第２のアームの先端部に基端部が鉛直方向の第３の軸線を中心にして回転自在に接続された第３のアームと、第３のアームの先端部に中央部が鉛直方向の第４の軸線を中心にして回転自在に接続された第１の基板支持体と、第１のアームの他方の端部に基端部が鉛直方向の第５の軸線を中心にして回転自在に接続された第４のアームと、第４のアームの先端部に基端部が鉛直方向の第６の軸線を中心にして回転自在に接続された第５のアームと、第５のアームの先端部に中央部が鉛直方向の第７の軸線を中心にして回転自在に接続された第２の基板支持体と、第１のアーム、第２のアーム、第３のアーム、第４のアーム、第５のアーム、第１の基板支持体及び第２の基板支持体を駆動させる駆動手段と、を備える基板搬送用ロボットにおいて、第２のアーム、第３のアーム及び第１の基板支持体と、第４のアーム、第５のアーム及び第２の基板支持体とが鉛直方向において互いに離間して配置され、且つ、第１のアーム、第２のアーム、第３のアーム、第４のアーム及び第５のアームを重ね合わせた状態において、第１の軸線、第４の軸線及び第７の軸線が一致すると共に、第５の軸線が第３の軸線よりも外方に配置されるよう、構成されていることを特徴としている。
【００１１】
かかる構成の基板搬送用ロボットは、第１、第２及び第３のアームからなるアームアセンブリと、第１、第４及び第５のアームからなるアームアセンブリを具備するダブルアーム式となる。また、これらのアームアセンブリを折り畳んだ状態、すなわち、第１〜第５のアームを重ね合わせた状態においては、第１の軸線、第４の軸線及び第７の軸線が一致するが、この状態ではアームアセンブリは第１のアームから外方に張り出すことはなく、極めてコンパクトな形態となる。
【００１２】
第１及び第２の基板支持体は、それぞれ、中央部が第３及び第５のアームに回転自在に接続されているため、基板支持体の両端部のいずれを進行方向の前端とし、その側から製造装置等に基板を挿入することができる。従って、当該ロボットを挟む２つの製造装置間で基板を搬送する場合、基板を回転させることなく、そのままの向きで搬送することが可能となる。
【００１３】
なお、第１及び第２の基板支持体は、それぞれ、第３及び第５のアームとの接続部を中心とした回転対称形、例えばＨ形状とすることが好ましい。
【００１４】
また、第１のアームにおける第１の軸線と第２の軸線との間の長さをＬ１、第２のアームにおける第２の軸線と第３の軸線との間の長さをＬ２、第３のアームにおける第３の軸線と第４の軸線との間の長さをＬ３、第１のアームにおける第１の軸線と第５の軸線との間の長さをＬ４、第４のアームにおける第５の軸線と第６の軸線との間の長さをＬ５、第５のアームにおける第６の軸線と第７の軸線との間の長さをＬ６とした場合において、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＝Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６、Ｌ１＋Ｌ３＝Ｌ２及びＬ４＋Ｌ６＝Ｌ５の関係を満たすよう構成することが有効である。
【００１５】
この関係において、両アームアセンブリの第１の軸線からの最大伸長量は等しくなる。また、第１のアームを回転駆動した場合に、支持台に対する第１のアームの回転角αに対し、第１のアームに対する第２のアームの回転角及び第２のアームに対する第３のアームの回転角が２倍の角度２αとなり、第３のアームに対する第１の基板支持体の回転角が回転角αと同じ角度となるように動作させれば、第４の軸線は第１の軸線に直交する所定の基準線に沿って移動することになる。もう一方のアームアセンブリについても同様であり、第７の軸線を前記基準線に沿って移動させることができる。
【００１６】
なお、このような動作を行わせるための駆動手段は、支持台に対して第１のアームを回転駆動する第１の駆動モータと、第１のアームに取り付けられた第２の駆動モータと、第２の駆動モータからの動力により第２のアーム、第３のアーム及び第１の基板支持体を動作させる第１のベルト伝動機構と、第１のアームに取り付けられた第３の駆動モータと、第３の駆動モータからの動力により第４のアーム、第５のアーム及び第２の基板支持体を動作させる第２のベルト伝動機構とを備えるものが好適である。そして、各ベルト伝動機構のプーリの寸法を適宜定め、第１の駆動モータに関連して第２又は第３のモータを制御することで、上記動作が得られる。
【００１７】
また、第１のベルト伝動機構及び第２のベルト伝動機構のそれぞれに、動力伝達経路の途中に減速機を介設することが好ましい。これにより、第２及び第３のモータにかかる負荷を小さくすることができるからである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を付することとする。
【００１９】
図１〜図４は、本発明によるダブルアーム式基板搬送用ロボット１０の一実施形態を示している。このロボット１０は、ガラス基板Ｓを水平移送するためのものであり、図１に明示するように、基本的には、支持台１１と、この支持台１１に取り付けられた第１及び第２のアームアセンブリ１２，１３とから構成されている。
【００２０】
第１のアームアセンブリ１２は、第１、第２及び第３のアーム１４，１５，１６から構成され、第２のアームアセンブリ１３は、第１、第４及び第５のアーム１４，１７，１８から構成されている。第１のアーム１４については両アームアセンブリ１２，１３で共用されている。
【００２１】
第１のアーム１４は長尺の中空箱状体であり、その下板部の中間部には中空筒状の支持軸１９が固着されている。支持軸１９は、ベース１１の上板部に形成された円形の開口部に嵌合され、クロスローラベアリング（以下、単に「ベアリング」という）２０によりベース１１に対して水平面内で回転自在に支持されている。また、ベース１１の上板部の下面には、ブラケット２１を介して第１の駆動モータ２２が固定されたおり、この駆動モータ２２の出力軸には適当な減速機２３を介して歯付きプーリ（以下、単に「プーリ」という）２４が取り付けられている。一方、支持軸１９の下部にもプーリ２５が同軸に固定されており、このプーリ２５と第１の駆動モータ２２側のプーリ２４との間に歯付き伝動ベルト（以下、単に「伝動ベルト」という）２６が巻き掛けられている。従って、第１の駆動モータ２２を駆動させてプーリ２４，２５を回転させることで、支持軸１９、ひいては第１のアーム１４は鉛直方向に延びる軸線（第１の軸線）Ｃ１を中心にして任意の角度に回転される。
【００２２】
第１のアームアセンブリ１２における第２のアーム１５及び第３のアーム１６も、第１のアーム１４と同様、長尺の中空箱状体である。第２のアーム１５の基端部は、第１のアーム１４の一方の端部内に設けられた減速機２７の回転円板２８に固定されており、第２のアーム１５は第１のアーム１４に対し、鉛直方向に延びる回転円板の軸線（第２の軸線）Ｃ２を中心として回転可能となっている。また、第２のアーム１５の先端部における上板部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に環状の支持軸２９がベアリング３０を介して回転自在に取り付けられている。支持軸２９の上端部には第３のアーム１６の基端部が固定されており、これにより第３のアーム１６は第２のアーム１５に対して鉛直方向に延びる支持軸の軸線（第３の軸線）Ｃ３を中心に回転可能となっている。
【００２３】
第２のアーム１５及び第３のアーム１６は、第１のアーム１４に対して固定された第２の駆動モータ３１により駆動される。第２の駆動モータ３１は支持軸１９内に収容され固定されており、その出力軸の上端部は第１のアーム１４内に突出している。第２の駆動モータ３１の出力軸の上端部にはプーリ３２が固定されている。また、第１のアーム１４の一方の端部内には減速機２７が配設されているが、この減速機２７には、下部に入力部となるプーリ３３が設けられ、上部は出力部となる回転円板２８が設けられている。減速機２７の中間部は第１のアーム１４に固定され、図示しないが、プーリ３３の回転を減速（好ましくは１／５０程度の減速比で減速）して回転円板２８に伝える適当な減速機構３４から構成されている。減速機２７のプーリ３３と、第２の駆動モータ３１に取り付けられたプーリ３２との間には伝動ベルト３５が巻き掛けられている。第２のアーム１５の基端部は減速機２７における回転円板２８に固定されているため、第２の駆動モータ３１を駆動した場合、第２のアーム１５は第１のアーム１４に対して軸線Ｃ２を中心にして回転駆動される。この場合、第２の駆動モータ３１の出力軸の回転角により、第１のアーム１４に対する第２のアーム１５の回転角が一義的に定まる。すなわち、第２の駆動モータ３１の出力軸の回転方向により、減速機２７の回転円板２８の回転方向も定まり、ひいては第１のアーム１４に対する第２のアーム１５の回転方向も定まる。また、第２の駆動モータ３１の出力軸の回転速度により、第１のアーム１４に対する第２のアーム１５の回転速度も決まるのである。
【００２４】
減速機２７におけるプーリ３３、減速機構３４及び回転円板２８は同軸に配置され、これらの中心には貫通孔が設けられている。この貫通孔に、第１のアーム１４に固定金具３６を介して固定された固定軸３７が通され、第２のアーム１５の基端部内に延びている。固定軸３７の上端部にはプーリ３８が固定されている。一方、第３のアーム１６に固定された支持軸２９の下端部にもプーリ３９が固定されており、プーリ３８，３９間には伝動ベルト４０が巻き掛けられている。従って、第２のアーム１５に対してプーリ３８を相対的に回転させると、プーリ３９が伝動ベルト４０により第２のアーム１５に対して回転し、第３のアーム１６が軸線Ｃ３を中心にして第２のアーム１５に対して回転する。
【００２５】
第２のアーム１５の先端部内には、固定金具４１により下端が固定された固定軸４２が配置されている。この固定軸４２は、支持軸２９及びプーリ３９の中心穴を同軸に通り、第３のアーム１６の下板部に形成された貫通孔から第３のアーム１６内に鉛直方向に延び、その上端部にプーリ４３が固定されている。第３のアーム１６の上板部には、その先端部に貫通孔が形成されており、この貫通孔に環状の支持軸４４がベアリング４５を介して回転自在に取り付けられている。支持軸４４の下端部にはプーリ４６が同軸に固定され、このプーリ４６と固定軸４２上のプーリ４３との間に伝動ベルト４７が巻き掛けられている。支持軸４４の上端には、ガラス基板を水平に支持する第１の基板支持体４８が取り付けられている。
【００２６】
かかる構成においては、第３のアーム１６に対してプーリ４３，４６を相対的に回転させると、第１の基板支持体４８が、鉛直方向に延びる軸線（第４の軸線）Ｃ４を中心にして、第３のアーム１６に対して水平面内で回転することは、第２のアーム１５と第３のアーム１６との間の関係と同様である。
【００２７】
第１の基板支持体４８は図２〜図４に示すように略Ｈ形状であり、その形態からフォークとも称されるものである。このＨ形フォーク４８は、その中央部が第１のアームアセンブリ１２の先端部に接続されている。より詳細には、フォーク４８の重心が支持軸４４の中心軸線、すなわち第４の軸線Ｃ４上に実質的に配置されるよう、支持軸４４の上端に接続されている。また、Ｈ形のフォーク４８は、第４の軸線Ｃ４を中心とした回転対称形となっている。更に、図２に示すように、ガラス基板Ｓは、その重心がフォーク４８の重心とほぼ一致するように、すなわち第４の軸線Ｃ４上に実質的に位置するように、フォーク４８により支持されるようになっている。ガラス基板Ｓはフォーク４８に適正な姿勢で支持された際、その長辺がフォーク４８の長辺と同方向に向けられて支持される。このような形状のフォーク４８は、各端部（短辺側端部）が同形であるため、そのいずれを製造装置等への挿入側としてもよいことは理解されよう。
【００２８】
なお、図示していないが、このフォーク４８の表面には、ガラス基板Ｓを吸引して固定するための真空パッドが適宜配置されている。各真空パッドからの吸引ホースはフォーク４８内を通り、支持軸４４を貫通し、更に中空構造の各固定軸４２，３７を通って導かれる。そして、その吸引ホースは第２の駆動モータ３１と支持軸１９及びプーリ２５の隙間を通り、外部の吸引ポンプに接続されている。
【００２９】
第２のアームアセンブリ１３は、機構的には第１のアームアセンブリ１２と実質的に同じであり、以下、同様な部分にについては簡単に説明する。
【００３０】
第２のアームアセンブリ１３における第４のアーム１７及び第５のアーム１８はそれぞれ第１のアームアセンブル１２における第２のアーム１５及び第３のアーム１６に相当するものである。第４のアーム１７の基端部は、第１のアーム１４の他端に接続されている。第１のアーム１４のこの端部には、鉛直方向上方に延びる筒状体４９が設けられており、この筒状体４９内の上部に配置された、前述の減速機２７と同様な減速機５０の回転円板５１に第４のアーム１７が固定されているのである。従って、第４のアーム１７は第１のアーム１４に対し、鉛直方向に延びる回転円板５１の軸線（第５の軸線）Ｃ５を中心として回転可能となっている。
【００３１】
筒状体４９は、フォーク４８と第５のアーム１７とを鉛直方向において互いに離間させるために設けられたものである。これにより、第２のアームアセンブリ１３の第４及び第５のアーム、並びに第５のアームの先端部に回転自在に接続された第２の基板支持体５２は、第１のアームアセンブリ１２及びフォーク４８の上方で動作されることになる。
【００３２】
第４のアーム１７の先端部における上板部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に環状の支持軸５３がベアリング５４を介して回転自在に取り付けられている。支持軸５３の上端部には第５のアーム１８の基端部が固定されており、これにより第５のアーム１８は第４のアーム１７に対して鉛直方向に延びる支持軸５３の軸線（第６の軸線）Ｃ６を中心に回転可能となっている。
【００３３】
第４のアーム１７及び第５のアーム１８は、第１のアーム１４に対して固定された第３の駆動モータ５５により駆動される。駆動モータ５５の出力軸の上端部にはプーリ５６が固定されている。このプーリ５６と、減速機５０の入力部に接続されたプーリ５７との間には伝動ベルト５８が巻き掛けられている。
【００３４】
減速機５０におけるプーリ５７、減速機構５９及び回転円板５１の中心を通る貫通孔には、第１のアーム１４に固定金具６０を介して固定された固定軸６１が通され、第４のアーム１７の基端部内に延びている。固定軸６１の上端部にはプーリ６２が固定されている。一方、第５のアーム１８に固定された支持軸５３の下端部にもプーリ６３が固定されており、プーリ６２，６３間には伝動ベルト６４が巻き掛けられている。
【００３５】
更に、第４のアーム１７の先端部内には、固定金具６５により下端が固定された固定軸６６が配置されている。この固定軸６６は、支持軸５３及びプーリ６３の中心穴を同軸に通り、第５のアーム１８内に鉛直方向に延び、その上端部にプーリ６７が固定されている。第５のアーム１８の上板部には、その先端部に貫通孔が形成されており、この貫通孔に環状の支持軸６８がベアリング６９を介して回転自在に取り付けられている。支持軸６８の下端部にはプーリ７０が同軸に固定され、このプーリ７０と固定軸６６上のプーリ６７との間に伝動ベルト７１が巻き掛けられている。
【００３６】
支持軸６８の上端には、ガラス基板を水平に支持する第２の基板支持体５２であるＨ形フォーク５２が取り付けられている。このフォーク５２は、前述したフォーク４８と同一構成であり、フォーク４８と同様、その重心が支持軸６８の中心軸線、すなわち第７の軸線Ｃ７上に実質的に配置されるよう、支持軸６８の上端に接続されている。
【００３７】
なお、図１において符号７２，７３，７４．７５，７６，７７はそれぞれ伝動ベルト３５，４０，４７，５８，６４，７１に適正な張力を与えるためのアイドラを示している。また、図示しないが、第１〜第３の駆動モータ２２，３１，５５の出力軸には、それぞれ、回転角（回転方向及び回転数）を検出するエンコーダ等の回転角検出手段が設けられており、その出力は駆動モータ２２，３１，５５を制御するためのサーボコントローラに接続されている。
【００３８】
更に、本実施形態において各部材は寸法的な特徴を有している。まず、各アーム１４，１５，１６，１７，１８の長さについては、第１のアーム１４の中間部から一方の端部までの長さ（軸線Ｃ１，Ｃ２間距離）をＬ１、第２のアーム１５の長さ（軸線Ｃ２，Ｃ３間距離）をＬ２、第３のアーム１６の長さ（軸線Ｃ３，Ｃ４間距離）をＬ３、第１のアーム１４の中間部から他方の端部までの長さ（軸線Ｃ１，Ｃ５間距離）Ｌ４、第４のアーム１７の長さ（軸線Ｃ５，Ｃ６間距離）をＬ５、第５のアーム１６の長さ（軸線Ｃ６，Ｃ７間距離）をＬ６とした場合、第１及び第２のアームアセンブリ１２，１３の最大伸長距離が等しくなるよう、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＝Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６とされている。また、更に、第１のアームアセンブリ１２と第２のアームアセンブリ１３とが干渉しないようにするために、少なくともＬ１＋Ｌ４＞Ｌ２の条件を満たすよう設定されている。例えば、アームアセンブリ１３の最大伸張距離を１８００ｍｍとした場合、Ｌ１＝５８０、Ｌ２＝９１０ｍｍ、Ｌ３＝３３０、Ｌ４＝５３０ｍｍ、Ｌ５＝９１０ｍｍ、Ｌ６＝３８０ｍｍとすることが適当である。
【００３９】
プーリの直径については、プーリ３８の直径をＤ１、プーリ３９の直径をＤ２、プーリ４３の直径をＤ３、プーリ４６の直径をＤ４、プーリ６２の直径をＤ５、プーリ６３の直径をＤ６、プーリ６７の直径をＤ７、プーリ７０の直径をＤ８とした場合、Ｄ１：Ｄ２＝１：１、Ｄ３：Ｄ４＝１：２、Ｄ５：Ｄ６＝１：１、Ｄ７：Ｄ８＝１：２の関係とされている。
【００４０】
次に、上述したような構成の基板搬送用ロボット１０の動作について説明する。
【００４１】
まず、ロボット１０の初期位置は、図１及び図２の（ｂ）に示すように、第１及び第２のアームアセンブリ１２，１３は各アーム１４，１５，１６，１７，１８が互いに重なり合った状態に折り畳まれている。この初期位置の状態において、フォーク４８の重心（軸線Ｃ４）は、第１のアーム１６の回転中心である軸線Ｃ１と同軸に配置される。また、フォーク５２の重心（軸線Ｃ７）も軸線Ｃ１と同軸に配置される。この状態においては、軸線Ｃ５は軸線Ｃ３よりも外方に位置されるが、これは第２のアーム１５の先端部が第２のアームアセンブリ１３における筒状体４６に接しないための一条件となるものである。
【００４２】
次いで、初期位置の状態から第１のアームアセンブリ１３を伸ばす場合には、第１の駆動モータ２２の駆動を制御して、第１のアーム１４を支持台１１に対して図２の（ｃ）の矢印Ａ方向に回転させる。この際、同時に第２の駆動モータ３１を制御し、第２のアーム１５を第１のアーム１４に対して矢印Ｂ方向に回転させる。また、支持台１１に対する第１のアーム１４の回転角をαとした場合、第１のアーム１４に対する第２のアーム１５の回転角が常に２αとなるように、第２の駆動モータ３１を制御する。
【００４３】
この時、固定軸３７のプーリ３８は第２のアーム１５に対して見かけ上、２αの回転角で逆回転されることになる。このため、プーリ３８に伝動ベルト４０でオープン巻掛け式で連結されたプーリ３９も第２のアーム１５に対してプーリ３８と同方向に相対回転運動することになる。また、プーリ３８の直径Ｄ１とプーリ３９の直径Ｄ２は等しいため、プーリ３９の回転角はプーリ３８の回転角と同一、すなわち２αとなる。プーリ３９は支持軸２９を介して第３のアーム１６と一体となっているため、第３のアーム１６は、第２のアーム１５に対して軸線Ｃ３を中心として、矢印Ｃ方向に角度２αだけ回転する。
【００４４】
このように第２及び第３のアーム１５，１６は第１のアーム１４の回転に伴って同期的に動作する。かかる場合、第１のアーム１４の中間部から一端までの長さＬ１と第３のアーム１６の長さＬ３の和は、第２のアーム１５の長さＬ２と等しくされているので、常に、第３のアーム１６の先端部の軸線Ｃ４、すなわちフォーク４８の重心（ガラス基板Ｓの重心）は、軸線Ｃ１に直交する基準線Ｒに沿って直線的に移動することになる。
【００４５】
更に、第２のアーム１５の先端部にて固定された固定軸４２のプーリ４３は第３のアーム１６に対して見かけ上、２αの回転角で逆回転されることになる。このため、プーリ４３に伝動ベルト４７で連結されたプーリ４６も第３のアーム１６に対してプーリ４３と同方向に回転する。一方、プーリ４６の直径Ｄ４はプーリ４３の直径Ｄ３の２倍であるため、プーリ４６の回転角はプーリ４３の回転角の半分、すなわちαとなる。プーリ４６は支持軸４４を介してフォーク４８と一体となっているため、フォーク４８は第３のアーム１６に対して軸線Ｃ４を中心として、角度αだけ回転し、その向きは支持台１１に対して常に一定の状態を維持する。
【００４６】
最終的には、第１〜第３のアーム１４，１５，１６がほぼ直線状に整列される。この状態では、ロボット１０に隣接して配置された装置５００内にフォーク４８が挿入され、例えば従来から知られた移載リフト機構（図示しない）等を用いてガラス基板Ｓの受渡しを行うことが可能となる。
【００４７】
初期位置に戻す場合には、第１のアーム１４を図２の（ｃ）の矢印Ａ方向とは逆方向に回転させ、第２の駆動モータ３１を上記とは逆の態様で同期的に制御すればよい。
【００４８】
また、初期位置からフォーク４８を図２において左方向に移動させ装置５１０内に挿入する場合には、初期位置にある第１のアームアセンブリ１２を上記とは逆の態様で動作させればよい（図２の（ａ）参照）。この場合も、フォーク４８はそのままの向きを維持し、前記とは反対側の端部が第１のアームアセンブリ１２の伸長方向の前端となって製造装置５１０に挿入されることになる。従って、製造装置５００から製造装置５１０へのガラス基板Ｓの搬送に際し、ガラス基板Ｓを支持台１１に対して回転させるような動作は一切ない。よって、アームアセンブリの伸縮運動を行ってからアームアセンブリ全体の回転を行う必要がある従来のロボット（図５参照）に比して、搬送時間の短縮化を図ることができる。また、ガラス基板Ｓには遠心力が作用しないため、安定した搬送を行うことができる。
【００４９】
なお、第１のアームアセンブリ１２及びフォーク４８が動作する際、第１のアームアセンブリ１２における第２及び第３のアーム１５，１６並びにフォーク４８は、第２のアームアセンブリ１３の第１のアーム１４と第４のアーム１７の間で動作するため、第２のアームアセンブリ１３が障害となることはない。
【００５０】
第２のアームアセンブリ１３は機構的には第１のアームアセンブリ１２と実質的に同じであるため、第１の駆動モータ２２及び第３の駆動モータ５５を上記と同様に制御することで、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２のアームアセンブリ１３も伸縮運動を行うことができる。この際、第１のアーム１４の中間部から他端までの長さＬ４と第５のアームの長さＬ６の和は、第４のアームの長さＬ５と等しくされているので、第２のアームアセンブリ１３についても、その先端部に取り付けられたフォーク５２の重心Ｃ７は、軸線Ｃ１に直交する基準線Ｒに沿って直線的に移動する。勿論、この場合、第２のアームアセンブリ１３の第４及び第５のアーム１７，１８並びにフォーク５２は第１のアームアセンブリ１２及びフォーク４８の上方で、これらと干渉することなく、自在に動作される。
【００５１】
更に、第１の駆動モータ２２に同期させて第２及び第３の両駆動モータ３１，５５を駆動することで、第１及び第２のアームアセンブリ１２，１３を同時に伸縮させることも可能である（図４の（ａ）（ｂ）参照）。これは、装置５００から装置５１０にガラス基板Ｓを搬送すると同時に、装置５１０から装置５００へのガラス基板Ｓの搬送を可能とするものである。例えば、装置５１０が、ガラス基板Ｓを複数枚収容するカセットが配置されるチャンバであり、装置５００がＰＶＤ装置等の製造装置である場合、一方のアームアセンブリ１３のフォーク５２により未処理のガラス基板Ｓをチャンバ５１０から製造装置５００に搬送している間に、他方のアームアセンブリ１２のフォーク４８により処理済みのガラス基板Ｓ’を製造装置５００からチャンバ５１０内のカセットに戻すというような搬送処理が可能となり、搬送処理の能率は大幅に向上する。
【００５２】
第１及び第２のアームアセンブリ１２，１３の伸縮方向を変更する場合には、第２及び第３の駆動モータ３１，５５を停止した状態を保ち、第１の駆動モータ２２のみを駆動させればよい。すなわち、この場合、第１のアーム１４が支持台１１に対して回転するが、第２のアーム１５、第３のアーム１６及びフォーク４８、並びに第４のアーム１７、第５のアーム１８及びフォーク５２は第１のアーム１４に対して静止した状態を保つため、伸縮方向（基準線Ｒ）が軸線Ｃ１を中心として周方向に変位される。
【００５３】
なお、支持軸１９内に配置された第２の駆動モータ３１が、第２のアーム１５、第３のアーム１６及びフォーク４８の駆動源となり、第３の駆動モータ５５が、第４のアーム１７、第５のアーム１８及びフォーク５２の駆動源となっており、これらを動作させるためには比較的大きなトルクを要する。しかし、駆動モータ３１，５５からのベルト伝動機構の動力伝達経路の途中に減速機２７，５０が配置されているため、駆動モータ３１，５５及び伝動ベルト３５，５８にかかる負担は小さなものとなっている。従って、駆動モータ３１，５５及び伝動ベルト３５，５８の小型化と耐久性の向上を図ることができる。
【００５４】
ここで、上述した構成のロボット１０の設置面積若しくは動作範囲は、図２〜図４及び図５を比較しても分かるように、従来のロボット１よりも相当に小さくなっている。これは、初期状態ないしは収縮状態とした場合、本発明の構成ではアーム１４〜１８を重なり合うように配置することができるためである。すなわち、フォーク４８，５２の重心Ｃ４，Ｃ７を同一の基準線Ｒに沿って移動させようとした場合、各アームアセンブリ１２，１３を構成する３本のアームの長さ（軸線間距離）の関係を上記の如くＬ１＋Ｌ３＝Ｌ２且つＬ４＋Ｌ６＝Ｌ５とすれば足るため、Ｌ１＋Ｌ４＞Ｌ２という関係となるようアームの長さを調整することができ、これによって第１から第５までのアーム１４〜１８を重ね合わせた状態とすることが可能となるのである。
【００５５】
設置面積を小さくするこどできるという効果は、装置５００，５１０とロボット１０を収容するハウジング５２０との間にゲートバルブ５３０，５４０等が配置されている場合、ゲートバルブ５３０，５４０の小型化にも寄与するものである。また、ロボット１０を収容するハウジング５２０の容積が小さくなるので、ハウジング５２０内を効率的に清浄化することも可能となり、パーティクル等を嫌うガラス基板Ｓの搬送に適している。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００５７】
例えば、上記実施形態における基板支持体はＨ形フォークとなっているが、その形状は特にＨ形である必要ない。基板支持体はその中央部においてアームアセンブリの先端部に回転可能に支持され、両端部がそれぞれ装置等への挿入側端部となり得るものであるならば、本発明は適用可能である。
【００５８】
また、上記実施形態ではアームアセンブリを伸縮させる駆動手段が駆動モータとベルト伝動機構とからなるが、ベルト伝動機構に代えて、歯車伝動を応用した他の型式の伝動機構とすることができる。
【００５９】
また、例えば支持台自体を昇降機構により上下させることで、円筒座標系のロボットとしても用いることができる。
【００６０】
更に、上記実施形態ではガラス基板を搬送することとしているが、半導体ウェハやプリント基板等の搬送にも本発明のロボットを用いることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ダブルアーム式の基板搬送用ロボットの動作範囲ないしは設置面積が著しく小さくなる。従って、当該ロボットを使用した設備全体のレイアウトの自由度が増す。また、ロボットをハウジング等で囲った場合には、ハウジングの容積を小さくすることができ、これによってハウジング内部を効率的に清浄化することもできる。
【００６２】
更に、本発明においては、基板支持体の両端のいずれを挿入側としても良いので、基板を回転させることなく、ロボットの一方の側から他方の側に基板を直線的に搬送することが可能となる。従って、基板を回転させることによる搬送時間のロスがなくなり、ひいてはその基板の対する処理全体の効率が向上する。また、搬送中の基板の回転がないことは、２本のアームアセンブリを用いて２枚の基板を搬送する場合の効率を大幅に向上させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダブルアーム式基板搬送用ロボットの一実施形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は図１のロボットの一動作態様を示す概略説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は図１のロボットの別の動作態様を示す概略説明図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は図１のロボットの更に別の動作態様を示す概略説明図である。
【図５】従来のダブルアーム式ロボットを示す平面図である。
【符号の説明】
１０…ロボット、１１…支持台、１２…第１のアームアセンブリ、１３…第２のアームアセンブリ、１４…第１のアーム、１５…第２のアーム、１６…第３のアーム、１７…第４のアーム、１８…第５のアーム、２２…第１の駆動モータ、３１…第２の駆動モータ、４８…Ｈ形フォーク（第１の基板支持体）、５２…Ｈ形フォーク（第２の基板支持体）、５５…第３の駆動モータ。
【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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