(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット本体に第一の回転軸回りに揺動自在に連結されたロボットハンドによって把持した搬送物を、該搬送物の把持する前の状態に対して傾斜した状態に保持して搬送するロボットハンドのチルト機構において、
前記ロボット本体または前記ロボットハンドのいずれか一方に第二の回転軸回りに回転可能に設けられたローラと、
前記ロボット本体または前記ロボットハンドの他方に前記第二の回転軸と直交する直動方向に直動可能に設けられ、前記ロボット本体または前記ロボットハンドの一方に設けられた前記ローラの周面と接して前記ロボット本体に対して前記ロボットハンドを前記第一の回転軸回りの所定位置で保持するとともに前記直動方向に対して傾斜して形成された傾斜面を有するローラ摺動部材とを具備し、
該ローラ摺動部材を前記ロボット本体または前記ロボットハンドの他方に対して直動させて、前記傾斜面における前記ローラの周面の接する位置を前記直動方向に変化させることで前記ロボット本体に対する前記ロボットハンドの前記第一の回転軸回りの角度を変化させるように構成したことを特徴とするロボットハンドのチルト機構。
【請求項２】
前記ロボットハンドは、前記第一の回転軸と平行に配設されたリニアガイドと、
該リニアガイドに沿ってそれぞれ摺動することで、前記搬送物の把持、開放を行う一対のグリップを有し、
前記ローラ摺動部材は、前記リニアガイドに、該リニアガイドに沿う方向を前記直動方向として直動可能に設けられ、
前記ローラは、前記第二の回転軸が前記リニアガイドと直交するようにして回転可能であるとともに、前記第一の回転軸と平行な軸回りにも揺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載のロボットハンドのチルト機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にウエーハカセットなどを搬送するのに用いられるロボットハンドのチルト機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば半導体の製造を行うクリーンルームにおいては、移載ロボットを搭載した無人搬送車によりウエーハカセット（ウエーハを多数収納する容器）の搬送を行っている。
このような移載ロボットには、従来より複数の関節で連結されたアームを有する多関節形のものが一般的に使用されている。このような移載ロボットのアーム先端には、ウエーハカセットのようなワークを把持するためのグリップ機構を備えたロボットハンドが取り付けられている。また、ウエーハカセットのようなワークを搬送するロボットハンドには、搬送時におけるウエーハの飛び出しを防止するため、カセットの開口部側を上向きに傾斜させるチルト機構が設けられている。
【０００３】
図５は、従来のチルト機構を備えたロボットハンドを示したもので、図中の符号１はロボットハンド、２ａ，２ｂはロボット本体側に連結されたアーム、３はアーム２ａ，２ｂ間を連結する関節、４はチルト機構、５はウエーハカセット、６は外部装置の受入ポートである。
このロボットハンド１は、図示省略のグリップ機構によりウエーハカセット５を把持した後、チルト機構４を作動させて、ウエーハカセット５の開口部５ａ側が上向きとなるよう角度αだけ傾斜させた状態（想像線で表示）を維持し、たとえば外部装置の受入ポート６へ搬送するようになっている。このようにウエーハカセット５を傾斜させた状態で搬送するのは、ロボットハンド１に生じる加減速動作により、開口部５ａより内部に収納されたウエーハが飛び出すのを防止するためである。なお、受入ポート６内への搬送が完了すると、チルト機構４を作動させてウエーハカセット５を水平状態（実線で表示）に戻し、グリップ機構の把持を解除して所定位置に載置する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロボットハンドのチルト機構は、ロボットハンド１で搬送するワークの受入、搬送及び搬入に必要なスペースを考慮すると、できるだけ薄くて小さものが望まれる。
しかしながら、図５に示した従来のチルト機構４は、ロボットハンド１の上部に配設されているため、アーム２ａ上端からウエーハカセット５下端までの高さ寸法が大きくなり、結果として受入ポート６の高さ寸法Ｈが大きくなるという問題がある。
また、チルト機構４をロボットハンド１の横（ウエーハカセット５の側面）に配設した場合、受入ポート６の幅寸法が大きくなるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、チルト機構部が薄型化されたロボットハンドのチルト機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため以下の手段を採用した。請求項１記載のロボットハンドのチルト機構は、ロボット本体に第一の回転軸回りに揺動自在に連結されたロボットハンドによって把持した搬送物を、該搬送物の把持する前の状態に対して傾斜した状態に保持して搬送するロボットハンドのチルト機構において、前記ロボット本体または前記ロボットハンドのいずれか一方に第二の回転軸回りに回転可能に設けられたローラと、前記ロボット本体または前記ロボットハンドの他方に前記第二の回転軸と直交する直動方向に直動可能に設けられ、前記ロボット本体または前記ロボットハンドの一方に設けられた前記ローラの周面と接して前記ロボット本体に対して前記ロボットハンドを前記第一の回転軸回りの所定位置で保持するとともに前記直動方向に対して傾斜して形成された傾斜面を有するローラ摺動部材とを具備し、該ローラ摺動部材を前記ロボット本体または前記ロボットハンドの他方に対して直動させて、前記傾斜面における前記ローラの周面の接する位置を前記直動方向に変化させることで前記ロボット本体に対する前記ロボットハンドの前記第一の回転軸回りの角度を変化させるように構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
このようなロボットハンドのチルト機構によれば、傾斜面の高低差を利用してロボットハンドを傾斜させることができるので、チルト機構の薄型化が可能となる。
【０００８】
請求項２記載のロボットハンドのチルト機構は、前記ロボットハンドは、前記第一の回転軸と平行に配設されたリニアガイドと、該リニアガイドに沿ってそれぞれ摺動することで、前記搬送物の把持、開放を行う一対のグリップを有し、前記ローラ摺動部材は、前記リニアガイドに、該リニアガイドに沿う方向を前記直動方向として直動可能に設けられ、前記ローラは、前記第二の回転軸が前記リニアガイドと直交するようにして回転可能であるとともに、前記第一の回転軸と平行な軸回りにも揺動可能に設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
このようなロボットハンドのチルト機構によれば、チルト機構とグリップ開閉機構とにおいて同一のガイドを利用することができるようになり、傾斜面を利用しての薄型化に加えて、部品共用による小型化も可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るロボットハンドのチルト機構の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
第１実施形態を示す図１において、符号１０はロボットハンド、２０はロボット本体（アーム先端）であり、ロボットハンド１０は、ロボット本体２０に対し一対のヒンジ２１を介して揺動自在に連結されている。また、ロボット本体２０にはヒンジ２１との間に距離を設けた位置に支持部材２２が下向きに突設され、その先端（下端）部近傍において、ヒンジ２１の軸２１ａと平行に配設された回転軸２３ａによりローラ２３が回動自在に支持されている。このため、ローラ２３の周面とロボット本体２０との間には、所定の間隙が形成されている。
【００１１】
一方、ロボットハンド１０には、ヒンジ２１の軸２１ａ及びローラ２３の回転軸２３ａと直交する方向に直動可能なローラ摺動部材として、スライドテーブル１１が設けられている。このスライドテーブル１１は、スライドガイド１２のガイドレール１２ａに沿って回転軸２３ａと直交する方向に摺動するが、その駆動手段としては、たとえば図２に示すようなリニアアクチュエータ１３がある。このリニアアクチュエータ１３は、その伸縮ロッド１３ａが連結部材１４を介してスライドテーブル１１と連結されているので、該リニアアクチュエータ１３を作動させることによって、スライドテーブル１１をガイドレール１２ａに沿って摺動させることができる。
【００１２】
また、スライドテーブル１１のローラ２３との対向面（下面）には、ローラ２３の周面と接する傾斜面１１ａが形成されている。この傾斜面１１ａは、スライドテーブル１１の直動（摺動）方向において、中央部から端部側へ高さｈを増すように形成されている。換言すれば、スライドテーブル１１の傾斜面１１ａは、ヒンジ２１側からローラ２３側へ徐々に高さｈを増して、水平面であるスライドガイド１２から下方への厚みが増すようになっている。
【００１３】
そして、図１（ａ）に示すように、スライドテーブル１１がヒンジ２１側の所定位置にあるとき、高さｈは比較的小さく、結果としてロボットハンド１０は水平位置に保持されている。この状態からリニアアクチュエータ１３を作動させ、スライドテーブル１１をヒンジ２１側（左側）へ摺動させると、ローラ２３の周面に接する傾斜面の高さｈは徐々に高くなる。このため、ロボットハンド１０がヒンジ２１を中心に揺動し、図１（ｂ）に示すように、スライドテーブル１１を設けた側の端部（右側端部）が押し上げられてチルト（傾斜）した状態のチルト位置となる。すなわち、ローラ２３の周面とロボット本体２０との間隙は一定であるため、ローラ２３の周面に接する傾斜面１１ａの高さｈが変化した分だけヒンジ２１を支点にして揺動自在のロボットハンド１０が持ち上げられ、従って、スライドテーブル１１がその作動範囲内で最もヒンジ２１側へ移動した時、リニアアクチュエータ１３を停止するとチルト角がαとなって保持されるのである。
【００１４】
このようにロボットハンド１０がチルト位置にある状態では、図５の従来技術に示したように、ロボットハンド１０に把持されたウエーハカセットなどのワークも角度αだけ傾斜した状態に保持される。
なお、図１（ｂ）に示したチルト位置から図１（ａ）に示した水平位置に戻すときには、リニアアクチュエータ１３を逆方向へ作動させればよく、この時、ヒンジ２１の位置とロボットハンド１０及びワークなどの重心位置とを考慮しておくことで、ロボットハンド１０は重力により自動的に復帰する。
【００１５】
このように構成されたチルト機構は、スライドテーブル１１に形成した傾斜面１１ａの高低差を利用してロボットハンド１０を傾斜させているので、上下方向にそれほど大きな寸法を必要とせず、チルト機構を備えたロボットハンド１０の薄型化が可能となる。
なお、上述した実施形態では、ローラ２３をロボット本体２０側に設置し、傾斜面１１ａを形成したスライドテーブル１１をロボットハンド１０側に設置したが、逆の配置、すなわちローラ２３をロボットハンド１０側に設置し、傾斜面１１ａを形成したスライドテーブル１１をロボット本体２０側に設置することも可能であることはいうまでもない。
【００１６】
続いて、本発明に係るロボットハンドのチルト機構の第２実施形態を図３及び図４に示して説明する。
この第２実施形態では、上述したローラ２３の代わりに揺動ローラ３０を採用し、かつ、上述した傾斜面１１ａの移動（摺動）方向をロボットハンド１０のグリップ開閉方向と同一にする点が第１実施形態と異なっている。
【００１７】
この実施形態における揺動ローラ３０は、回転軸３１に凸曲面のローラ支持面３２を備え、該ローラ支持面３２に対して揺動ローラ３０の凹曲面３０ａが摺動可能に結合されている。このため、揺動ローラ３０は、回転軸３１を中心とした回動に加えて、図３（ｂ）に示すように、回転軸３１と直交する位置から左右両方向への揺動が可能となっており、回転軸３１に対し傾斜した状態でも両方向へ回転することができる。
【００１８】
また、図４において、符号の４０はリニアガイド、４１Ｌ、４１Ｒはグリップ開閉機構のグリップ、４２Ｌ、４２Ｒはグリップアクチュエータであり、左右一対のグリップ４１Ｌ，４１Ｒを開閉操作することで、ワークを把持したり開放したりすることができる。
この場合、左右一対のグリップ４１Ｌ，４１Ｒは、それぞれがグリップアクチュエータ４２Ｌ，４２Ｒに連結されたグリップ連結板４３Ｌ，４３Ｒと一体の摺動部４４Ｌ，４４Ｒを備えている。そして、グリップ４１Ｌ，４１Ｒは、グリップ連結板４３Ｌ，４３Ｒからそれぞれ一対突設されたグリップシャフト４５Ｌ，４５Ｒの先端に取り付けられ、グリップアクチュエータ４２Ｌ，４２Ｒを作動させることで、摺動部４４Ｌ，４４Ｒがリニアガイド４０に沿って摺動し開閉動作が行われる。
【００１９】
このようなグリップ機構のリニアガイド４０を共用するため、本実施形態の傾斜面１１ａは、リニアアクチュエータ１３に連結された連結部材１４と一体的に設けられた摺動部１４ａに連結され、該摺動部１４ａがリニアガイド４０に沿って摺動するように構成されている。このため、チルト機構を作動させる傾斜面１１ａの移動方向は、ロボットハンド１０のグリップ４１Ｌ，４１Ｒ開閉方向と同一になる。
【００２０】
上述した構成としたので、リニアガイド４０に沿ってヒンジ２１の軸方向２１ａへ移動する傾斜面１１ａがチルト動作により傾斜した場合でも、図３（ｂ）に示すように、揺動ローラ３０が傾斜面１１ａに追従した状態で回動可能となる。従って、ローラ３０のスムーズな回動を確保できるので、グリップ機構のリニアガイド４０をチルト機構に共用できるようになり、ロボットハンド１０のより一層の小型化が可能となる。
なお、このような作用効果は、上述した揺動ローラ３０に代えて、第１実施形態に示したローラ２３のローラ面を凸状の曲面としたものを採用しても同様に得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のロボットハンドのチルト機構によれば、傾斜面の高低差を利用してロボットハンドを傾斜させることができるので、ロボットハンドの薄型化が可能となる。
また、リニアアクチュエータを採用できるので、アクチュエータ自体の小型化も可能となる。
さらに、揺動可能なローラを採用し、傾斜面をグリップ機構と同一方向に移動させるようにしたので、リニアガイドの共用化が可能となってロボットハンドを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るロボットハンドのチルト機構の第１実施形態を示す正面図で、（ａ）はロボットハンドが水平位置にある状態、（ｂ）はロボットハンドがチルト位置にある状態である。
【図２】  図１のロボットハンドを示す平面図である。
【図３】  本発明に係るロボットハンドのチルト機構の第２実施形態を示す図で、（ａ）はロボットハンドが水平位置にある状態の正面図、（ｂ）はロボットハンドがチルト位置にある状態の要部拡大図である。
【図４】  図２のロボットハンドを示す平面図である。
【図５】  従来のロボットハンドのチルト機構を示す構成図である。
【符号の説明】
１０    ロボットハンド
１１    スライドテーブル
１１ａ  傾斜面
１２    スライドガイド
１３    リニアアクチュエータ
１４    連結部材
２０    ロボット本体（アーム先端）
２１    ヒンジ
２２    支持部材
２３    ローラ
３０    揺動ローラ
４０    リニアガイド
【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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