JPH0440873Y2

JPH0440873Y2 -

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Publication number: JPH0440873Y2
Application number: JP1986144121U
Authority: JP
Priority date: 1986-09-22
Filing date: 1986-09-22
Publication date: 1992-09-25
Also published as: JPS6350693U

Description

【考案の詳細な説明】考案の技術分野本考案は、クリーンルームで用いられる多関節
型の産業用ロボツトに関する。

考案の背景および従来技術半導体部品や集積回路などの電子部品は、空気
中の微粒子や雑菌などの付着を避け、精密で高品
質の製品を作り出すために、洗浄空間いわゆるク
リーンルームで、清潔な作業環境の下に、加工さ
れ、かつ組み立てられる。そして、このクリーン
ルーム内では、通常、天井から床面に向けて清浄
空気が吹き出されており、空気中の微粒子などが
床面で吸引され、クリーンルーム外に排出できる
ようになつている。

一方、制御技術の進歩により、産業用ロボツト
の用途は、電子部品、特に超小型の半導体部品な
どの供給や組み立てにも用いられるようになつて
いる。

ところで、電子部品などの供給・組み立て用の
ロボツトは、通常、水平多関節型であり、先端の
アームの部分に作業用のチヤツクを備え、その下
端部分でウエーハなどの部品を把持し、必要な位
置に供給するようになつている。この場合、ウエ
ーハなどの半導体部品は、供給動作時に、産業用
ロボツトの機械要素の下方に位置している。この
ため、清浄空気の空気流が天井から床面に向けて
流れているとき、その産業用ロボツトの可動部分
や駆動部分にゴミ等が発生すると、そのゴムが清
浄空気流に乗つて、下流側の半導体部品に付着し
やすい状態になる。このような理由から、従来の
いわゆる多関節型のロボツトは、半導体部品など
に悪影響を及ぼすことから、そのままではクリー
ンルーム内での用に適さないことになる。

そこで、実用新案登録出願人は、クリーンルー
ム内で使用に適切な産業用ロボツトを提供するこ
とを目的として「クリーンロボツト」（実願昭59
−149680号）等をすでに提案している。これらの
ロボツトは、クリーンルーム内での用途に適して
はいるが、専用の特殊ロボツトとなるため、クリ
ーン対策のための構成が複雑、面倒となるばかり
か、コスト的にも高くつくという欠点があつた。

考案の目的したがつて、本考案の目的は、電子部品などの
組み立て、供給過程で、産業用ロボツトに起因す
るゴミの影響を受けないようにするとともに、普
及型ロボツトをクリーンロボツトとして使用する
ことにより、クリーン対策のための構成の簡素化
およびコストの低減を図ることのできるクリーン
ロボツトを提供するにある。

考案の概要そこで、本考案は、水平多関節ロボツトの固定
支持部、旋回アーム部を、回転軸部のみ小空間を
残してカバーにより外気と遮断し、各カバー間を
ダクトで通気接続し、このダクト内にアーム間等
の配線、配管を通し、固定支持部上のダクトを分
岐して吸気源と接続させるように構成している。
このような構成では、水平多関節ロボツトの内部
で、可動部分や駆動部分にゴミ等が発生したとし
ても、その内部のゴミがダクトを通じ、吸気源に
のみ流れ込むため、そのゴミが外部に飛散せず、
下流側の電子部品に付着することはなく、ゴミの
発生の影響を直接受けないことになる。

実施例の構成以下、図に示す実施例を用いて本考案の詳細を
説明する。

第１図は、本考案に係わるクリーンロボツト１
の全体的な構成を示している。このクリーンロボ
ツト１は、ロボツト本体として水平多関節ロボツ
トを用いており、この水平多関節ロボツトは、据
え付け位置に取り付けられる基台２の部分で、第
１アーム３を垂直方向の軸線を中心として、回動
自在に支持し、またこの第１アーム３の先端部分
で、第２アーム４の後端部分に連結され、同様に
垂直方向の軸線を中心として回動自在に備えてい
る。

前記基台２は、側面から見てコの字状に組み立
てられており、３つの部材、すなわち台枠７、機
枠８、および保持枠９によつて一体的に組み立て
られている。前記台枠７は、中空体であり、その
内部でハーモニツクドライブ（登録商標）式の減
速機５を収納しており、また前記機枠８は、下向
きの状態で駆動用のモータ６を保持している。こ
のモータ出力軸１０の回転は、プーリ１１，１２
およびこれらに巻き掛けられたエンドレス状のベ
ルト１３によつて、減速機５の入力軸１４に伝達
される。またこの入力軸１４の回転は、減速機５
のウエーブジユネレータ１５によつて、これと台
枠７に固定されたサーキユラスプライス１６との
間の出力側のフレクスプライン１７に大きな減速
比の下に伝達される。なお、入力軸１４は、上下
位置で、軸受け１４ａによつて回転自在に支えら
れている。

一方、前記第１アーム３は、その他端の下側部
分で、その回動中心に取り付けられた第１軸１８
によつて、基台２、すなわち台枠７に対し、軸受
け１９を介し、回動自在に支持されている。この
第１軸１８は、前記減速機５の出力側のフレクス
プライン１７に連結されており、またその中心部
分で前記入力軸１４を回転自在に支持している。
なお、この第１軸１８の外周面に第１アーム３の
回動角の範囲で、円周方向の溝２０が形成されて
おり、これと台枠７の上面に取り付けられた度当
り２１との当接関係によつて、第１アーム３の回
動範囲が規制されている。また、この第１アーム
３の回転角度は、その下面に取り付けられた回転
板２２と、台枠７の上面に取り付けられたセンサ
ー２３とによつて、電気的に検出される。

そして、前記保持枠９は、第１軸１８と同じ軸
線上で、作業軸２６を駆動するためのモータ２
７、および、中空軸２４を固定している。この中
空軸２４は、第１アーム３の後端部分の内部に臨
み、軸受け２５によつて第１アーム３の後端上方
部分を回動自在に支持している。この結果、この
第１アーム３は、下方の部分で、第１軸１８によ
り、台枠７に対し、また上方部分で、同軸上の中
空軸２４によつて、保持枠９に対し、いわゆる両
持ちの状態で回動自在に支持されている。そし
て、この中空軸２４は、その内部でハーモニツク
ドライブ式の減速機２９を収納している。モータ
出力軸２８の回転は、その減速機２９のウエーブ
ジエネレータ３０に与えられ、これと中空軸２４
に固定されたサーキユラスプライン３１との間の
フレクスプライン３２に大減速比の下に伝達さ
れ、出力側の回転軸３３に伝達される。この回転
軸３３は、前記中空軸２４の下方の部分で軸受け
３４によつて回転自在に支持され、その一部を中
空軸２４から突出させ、その突出部分で、プーリ
３５およびセンサー板３６を保持している。この
センサー板３６は、作業軸２６の回転量を検出す
るためのものであり、中空軸２４に取り付けられ
たセンサー３７と対応している。

また、前記第２アーム４は、その後端部分で、
第２軸３８、および中空突軸３９により、第１ア
ーム３の先端部分に対し、回動自在に支持されて
いる。すなわち、第２軸３８は、第１アーム３の
先端部分下方側に取り付け座４０によつて固定さ
れており、第２アーム４の後端の中空孔４４部分
に対し、軸受け４１により、回転自在となつてい
る。なお、この第２軸３８は、その下端部分で、
中継用の２つのプーリ４２，４３を回転自在に支
持している。また前記中空突軸３９は、第２アー
ム４の中空孔４４の上面側で、この第２アーム４
に対し、固定されており、第１アーム３側の支持
板４５に対し、軸受け４６によつて回転可能な状
態となつており、またその内部で、上下の軸受け
４７によつて、回転軸４８を第２軸３８と同軸上
で回転自在に保持している。前記支持板４５は、
取り付けねじなどによつて、第１アーム３の先端
側上面に位置決めピン４９などの嵌り合いによつ
て正確に位置決めされた状態で取り付けられてお
り、軸受けハウジング５０の部分で、前記軸受け
４６を保持している。

また前記第２アーム４は、その中空孔４４の内
部でハーモニツクドライブ式の減速機５１を収納
している。この減速機５１は、回転軸４８を入力
軸とし、入力側のウエーブジエネレータ５２、中
空孔４４に固定された出力側のサーキユラスプラ
イン５３、および固定側のフレクスプライン５４
によつて、大きな減速比で、第２アーム４に回転
を伝達するようになつている。この第２アーム４
の駆動源は、例えば第１アーム３の中間部分に取
り付けられたモータ５５となつている。そのモー
タ出力軸５６の回転は、プーリ５７，５８および
ベルト５９によつて、前記回転軸４８に伝達され
る。なお、中空突軸３９の上端部分に位置検出用
の円板状の検出板６０が取り付けられており、こ
れと対応し、支持板４５にセンサー６１が取り付
けられている。

次に、第２アーム４は、その先端部分で、垂直
方向の作業軸２６、およびこれに平行な送りねじ
６２を軸受け６３，６４により、それぞれ回転自
在に支持している。この送りねじ６２は、ねじ部
分で送りナツト６５とねじ対偶をなしており、さ
らに上端部分で、軸受け６６により、第２アーム
４の上面に取り付けられた支持ブラケツト６７に
対し回転自在に支持されている。そして、前記送
りナツト６５は、連結体６８、その内部の軸受け
６９によつて、作業軸２６の上端部分にその回転
を許す状態で連結されている。なお、この作業軸
２６の上方にエアチヤツクなどを駆動するため、
回転継手７０が取り付けられている。

この送りねじ６２の駆動用のモータ７１は、第
２アーム４のほぼ中央部分に取り付けられてお
り、そのモータ出力軸７２の回転は、中空出力軸
７４、そのプーリ７５，７６およびベルト７７に
よつて、送りねじ６２に伝達されるようになつて
いる。また、前記中空出力軸７４は、第２アーム
４に固定された電磁ブレーキ７３にも連結されて
いる。前記作業軸２６はスプライン７８によつ
て、スプライン筒７９に対し、軸線方向に移動可
能で、回転のみを受ける状態で支持されており、
下端部分でホルダー（図示せず）を保持してい
る。そして、前記回転軸３３の回転は、プーリ３
５，４２に巻き掛けられたエンドレス状のベルト
８０を介し、さらにプーリ４３、スプライン筒７
９の下端に取り付けられたプーリ８１、それらに
巻き掛けられたエンドレス状のベルト８２によつ
て作業軸２６に伝達されるようになつている。こ
れらのベルト８０，８２の中間部分に張力調整用
のプーリ８３，８４がそれぞれ設けられている。

また、クリーンロボツト１のロボツト本体を成
す水平多関節ロボツトの固定支持部である基台
２、旋回アーム部を成す第１、第２アーム３，
４、さらにベルト５９，８０，８２、作業軸２
６、送りねじ６２、モータ７１等がカバー８５〜
９１によつて覆われている。ただし、これらカバ
ー８５〜９１のうち、回転軸部を成す作業軸２６
と第２アーム４との下方に位置するカバー８８
は、この作業軸２６との干渉を避けるために作業
軸２６の下端部との間に小空間９２を設けた構成
となつている。また、第２アーム４が第１アーム
３に対して回動する際、干渉しないように第１ア
ーム３の下方を覆うカバー８７の前端部と前記カ
バー８８の後端部との間にも小空間９３を設けた
構成となつている。また第１アーム３とカバー８
５，８６との間にも、第１アーム３の運動を許す
ために、小空間１００，１０１が形成されてい
る。このように、水平多関節ロボツトは、カバー
８５〜９１によつて、その殆ど全外周が覆われた
構成となつており、外気から遮断されている。特
に、水平多関節ロボツトの下方を覆つているカバ
ー８７，８８において、開口しているのは、前記
小空間９２，９３のみであり、したがつて、ロボ
ツトの可動部分や駆動部分にゴミ等が発生したと
しても、その下方に位置しているウエーハなどの
半導体部品に対してゴミ等が清浄空気流に乗つて
落下して付着するようなことは極力防止できる。

また、第２アーム４の上方を覆つているカバー
９０と、第１アーム３の上方を覆つているカバー
９１との間、およびこのカバー９１と前記基台２
の上方を覆つているカバー８６との間はそれぞれ
ダクト９４，９５を連絡し、その内部を通気接続
している。中間位置のカバー９１には、このカバ
ー９１の内部の空間と別の空間を形成する中継シ
ール部９６が取り付けられており、この中継シー
ル部９６に隣接する２本のダクト９４，９５は、
それぞれの一端で中継シール部９６に固定され、
その内部に通じている。そして、中継シール部９
６の内部空間は、通気・配線用の孔９７によつて
カバー９１の内部に連絡されている。ここで、中
継シール部９６の内部空間は、固定支持部側のカ
バー８６の内部、固定支持部側旋回アーム９１の
内部、さらに先端側旋回アームのカバー９０の内
部の吸気圧力を有効に分配し、かつ調整するため
に形成されており、孔９７とともに吸気圧力の調
整機能を営む。

一方、前記ダクト９４，９５内には、図示は省
略するが、第１アーム３、第２アーム４間の配
線、モータ５５，７１等に対する配線および配管
等が通されている。前記孔９７は、通気・配線用
であるが、カバー８６，９０，９１の内部で、吸
気圧を均等に作用させるために、開口有効面積の
絞りとしても機能する。また、前記基台２の上方
を覆うカバー８６に連結されたダクト９５の端部
には分岐部９５ａが設けられており、この分岐部
９５ａには、吸引管９８の一端部が接続されてい
る。そして、この吸引管９８の他端部は吸引源で
ある真空ポンプ９９に接続されている。なお、こ
の真空ポンプ９９は、吸引管９８によりカバー８
６に直接接続されていてもよい。

実施例の作用次に、以上のように構成されたクリーンロボツ
ト１の作用を説明する。

このクリーンロボツト１は、基台２の部分でク
リーンルームの床面に据え付けられ、第１アーム
３、第２アーム４の旋回運動、および作業軸２６
の上下運動、および回転運動によつて、必要な作
業を行う。すなわち、駆動用のモータ６が回転す
ると、その回転が減速機５によつて減速され、第
１軸１８に伝達されるため、第１アーム３は、そ
の第１軸１８に駆動されて、第１軸１８および中
空軸２４の軸線を回転中心として、旋回運動を行
う。また第２アーム４の旋回運動は、モータ５５
によつて与えられる。すなわち、そのモータ５５
の回転は、回転軸４８に与えられ、減速機５１に
よつて減速され、出力側のサーキユラスプライン
５３に伝達されるため、第２アーム４は、下方の
第２軸３８、および上方の中空突軸３９を中心と
して、第１アーム３に対し、旋回運動を行う。こ
のような第１アーム３、および第２アーム４の旋
回運動によつて、作業軸２６は、動作範囲内で、
所定の位置に位置決めされる。

一方、この作業軸２６の回転は、モータ２７に
よつて与えられる。すなわちこのモータ２７の回
転は、減速機２９によつて減速され、出力側の回
転軸３３、ベルト８０，８２、さらにスプライン
筒７９によつて、作業軸２６に伝達される。また
この作業軸２６の上下運動は、モータ７１によつ
て与えられる。このモータ７１の回転は、ベルト
７７を介し送りねじ６２に伝達され、その回転方
向に応じて、送りナツト６５は、送りねじ６２の
方向に沿つて上下方向に移動する。これによつ
て、作業軸２６は上下運動、および回転運動を行
いながら、下端のホルダーの部分で半導体部品な
どを保持し、所定の供給動作や組み立て動作を行
う。

さて、第１アーム３、第２アーム４の屈曲運動
中に、可動部分や駆動部分にゴミが発生したとし
ても、ロボツト本体である水平多関節ロボツトは
そのカバー８５〜９１によつて殆ど覆われている
ので、そのゴミ等が下流側の半導体部品に付着す
るようなことはない。また、第１アーム３および
第２アーム４の内部に発生したゴミは、真空ポン
プ９９がダクト９４，９５、吸引管９８を介し
て、吸引され、外部に排出するから、それらのゴ
ミがクリーンルーム内に飛散するようなこともな
い。

そして、中継シール部９６によつて形成された
内部空間は、ダクト９５の吸気圧をダクト９４の
入口側と通気用の孔９７に均等適切な状態で分配
する。また通気用の孔９７は、開口有効面積の絞
り効果によつて、中継シール部９６内とカバー９
１内との圧力を調整する。このため、吸気源とし
ての真空ポンプ９９の吸気圧は旋回アーム先端部
まで均等に作用する。なお、カバー８８と作業軸
２６の下端部との間、およびカバー８７の前端部
とカバー８８の後端部との間に小空間９２，９３
が設けられているが、これらは必要最小限度に開
けられ、吸気口となるので、クリーンルーム内の
清浄度にはさほど影響を与えるものではない。

このクリーンロボツト１は、その名称の通り、
クリーンルーム内の使用を前提として開発された
が、吸引管９８を真空ポンプ９９の排気口に接続
することにより、作業環境の悪い場所で、切り粉
や粉塵の内部侵入を防止するという用途にも、そ
のままの構造で活用することもできる。

考案の効果以上説明したように、本考案に係わるクリーン
ロボツトによれば、水平多関節ロボツトの外周を
殆どカバーで覆つて外気より遮断するようにし、
かつこれらカバー間をダクトで通気接続し、これ
らダクトを吸気源と接続するよう構成したので、
旋回アーム部の可動部分や駆動部分にゴミ等が発
生したとしても、ダクト、吸気源を介して外部に
排出される。したがつて、前記ゴミ等がクリーン
ルームの清浄度に悪影響を及ぼすようなことはな
く、良好な作業環境が維持できる。また、クリー
ン対策の構成としては、既存の水平多関節ロボツ
トにカバー、ダクト、吸気源を追加しただけであ
るので、従来に比べてクリーン対策のための構成
の簡素化を図ることができる。さらに、従来のよ
うに専用の特殊ロボツトを用意する必要はなく、
既存の水平多関節ロボツトをそのまま使用できる
ので、コスト的にも安価に製作できる。

特に、本考案では、中間位置のカバーに中継シ
ール部が形成されており、この中継シール部の内
部空間が通気・配線用の孔を通じてその位置のカ
バーに通じており、また隣り合う２本のダクトに
通じているため、三者の間で吸気圧が適切に分配
されるため、複数のカバーが吸気源の位置から遠
ざかつていても、それらの間ではほぼ均等な吸気
圧が得られ、防塵効果がロボツトアームの先端部
分についても確保できる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係わるクリーンロボツトの一実施
例を示す断面図である。１……クリーンロボツト、２……基台、３……
第１アーム、４……第２アーム、２６……作業
軸、８５，８６，８７，８８，８９，９０，９１
……カバー、９２，９３，１００，１０１……小
空間、９４，９５……ダクト、９５ａ……分岐
部、９８……吸引管、９９……真空ポンプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

水平多関節ロボツトの固定支持部、第１アーム
および第２アームを、回転軸部のみ小空間を残し
てそれぞれカバーにより外気と遮断し、上記第１
アームのカバーの上に当該カバーの空間と別の空
間を形成する中継シール部を配置し、上記固定支
持部のカバーと上記中継シール部とを、また上記
中継シール部と第２アームのカバーとをそれぞれ
ダクトで通気可能な状態で接続するとともに、上
記第１アームのカバーの内部空間と中継シール部
の内部空間とを通気・配線用でしかも開口有効面
積の絞りとして機能する孔によつて連通状態と
し、さらに固定支持部上のカバーおよびダクトの
いずれかを吸気源に接続してなることを特徴とす
るクリーンロボツト。