JP2008006535A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】減圧雰囲気下のチャンバー内で作業を行う産業用ロボットにおいて、当該産業用ロボットのアームを駆動するためのアーム駆動用モータの冷却を確実にかつ効率的に行う。
【解決手段】産業用ロボット１において、アーム部３と、アーム部３近傍に配置され、アーム部３を動作させるための駆動源６が収納された収納室４と、を有し、アーム部３及び収納室４が減圧雰囲気下のチャンバー内に設置され、収納室４内には駆動源６を冷却する局所冷却機構が備えられている。そして、局所的な冷却は、例えば、圧縮空気が流通可能なアルミパイプをアーム駆動用モータの周囲に巻回し、このアルミパイプに圧縮空気を流通させることによって行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、産業用ロボットに関し、さらに詳しくは、例えば液晶製造装置や半導体製造装置等の減圧雰囲気下で用いられる産業用ロボットに関する。

減圧雰囲気下（より具体的には真空下）のチャンバー内に設置される産業用ロボットにおいては、当該産業用ロボット内部に組み込まれたモータ等から発生する熱を除去することが重要となる。

減圧雰囲気下のチャンバー（以下、適宜「真空チャンバー」という場合がある。）内に設置される産業用ロボットにおいて発生する熱を除去する技術として、モータなどの発熱部品が多数個収容された産業用ロボットの内部を冷却気体が万遍なく循環できるような冷却機構が特許文献１に紹介されている。同文献１の図１に示された冷却機構を同図の符号を用いて説明すると、冷却気体の供給は、電−空レギュレータ３５及び操作弁３３を介して送気装置３１から産業用ロボットＲの下部から行われる。一方、この冷却気体の排出は、産業用ロボットＲの先端部（同文献１の図２における第６軸系）付近に設置された排気口から操作弁３４を介して産業用ロボット用真空装置３２によって強制排気されることによって行われる。このように、産業用ロボットＲの下部（一端側）から冷却媒体を供給し、同産業用ロボットＲの先端（他端側）付近から冷却媒体を排気することにより、産業用ロボットＲの内部を冷却気体が万遍なく循環するようになっている。
特開平５−８４６９２号公報（段落００２４〜００２５、図１、２）

しかしながら、本発明者等の検討によれば、特許文献１で開示された冷却機構では十分な冷却を行うことが困難であることが判明した。特に、関節部により回転可能に連結されて駆動源による回動力を伝達し所望の動作をさせるアーム部を旋回させる動作を行う産業用ロボットや、アーム部を往復運動させる動作を行う産業用ロボットの場合には、上記冷却の問題がより顕著に発生することが判明した。

例えば、旋回動作を行う産業用ロボットにおいては、旋回動作（回動動作）をより高精度に行うことを目的に、上記アーム部に当該アーム部の旋回を行うための駆動源（より具体的には、アーム駆動用モータ）を近づけて配置したいという技術的な要望がある。当然ながら、アーム部を往復運動させる動作を行う産業用ロボットにおいても同様の技術的な要望は存在する。この場合、産業用ロボットのアーム部は真空チャンバー内に設置されて、アーム部内も真空（減圧雰囲気）状態となる。一方、駆動源が収納される収納室は、駆動源を冷却するために大気で満たされることが必要となる。ところが、産業用ロボットのアーム部に駆動源を近づけて配置しようとすると、収納室も真空チャンバー内に配置する必要がでてくる。ここで、駆動源で発生する熱は、空気による伝播ができないので、真空チャンバー内への放熱がされにくいため、熱が収納室内に滞留しやすくなり、駆動源の冷却が不足する傾向となる。つまり、駆動源の放熱は金属間の熱伝導と空気伝導により行われるが、駆動源が収容される収納室内部には空気が存在するものの、収納室外は真空となっている。このため、真空チャンバー内における空気による冷却は望めない。また、アーム部と駆動源とを近づけて配置する結果、駆動源は収納室内上部に設置されることが多い。このため、駆動源から発生する熱は、収納室内で上方に移動して駆動源周辺に滞留しやすくなる。

上記駆動源の冷却不足の課題は、産業用ロボットの小型化のために、収納室を小型化するとより顕著になる。つまり、収納室が小さくなる分、駆動源から発生する熱が収納室内により滞留しやすくなる。ここで、駆動源の冷却を確実に行うために収納室内を空冷する場合、冷却空気の循環量を多くする必要がでてくる。このような多量の冷却空気の循環は、冷却コストの上昇を招くこととなる。

また、減圧雰囲気下のチャンバー内おいて、ＩＣ等の製造に用いられるＣＶＤ（化学気相成長法）処理やフォトレジスト膜等の製造に用いられるエッチング処理のように、発熱を伴う処理が行われる場合においては、駆動源による発熱に加えてチャンバー内の発熱による影響もある。このため、駆動源の冷却効率を上げることがより一層重要となる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、減圧雰囲気下のチャンバー内に設置される産業用ロボットにおける、アーム部を動作させるための駆動源の冷却をより効率的かつ確実に行うことが可能となる産業用ロボットを提供することにある。

上記目的の下、本発明者等は鋭意検討を行った結果、主たる発熱源となる駆動源を冷却する局所冷却機構を設けることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。

つまり、本発明の要旨は、アーム部と、当該アーム部近傍に配置され、前記アーム部を動作させるための駆動源が収納された収納室と、を有し、前記アーム部及び前記収納室が減圧雰囲気下のチャンバー内に設置され、前記収納室内には前記駆動源を冷却する局所冷却機構が備えられていることを特徴とする産業用ロボット、にある。

この発明によれば、駆動源を冷却する局所冷却機構を備えることにより、収納室における主たる発熱源であり、かつ熱がこもりやすい駆動源の冷却を効率的にかつ低コストで行うことができる。

また本発明の産業用ロボットにおいては、前記アーム部を複数有し、当該アーム部ごとに駆動源及び局所冷却機構を備えることが好ましい。

この発明によれば、アーム部を複数有することによって、処理装置から短時間でのガラス等の平板部材の出し入れが可能となる。

また本発明の産業用ロボットにおいては、前記局所冷却機構が、圧縮空気が流通可能なヒートパイプを前記駆動源に巻回して形成された冷却手段を有することが好ましい。

この発明によれば、駆動源の胴体に圧縮空気が流れるヒートパイプが巻回されて冷却手段を構成するので、駆動源と冷却手段の間での熱交換が効率的に行われやすくなる。なお、本発明においては、冷却に用いられるパイプを「ヒートパイプ」と呼んでいる。

また上記冷却手段を用いる場合においては、前記ヒートパイプは、当該ヒートパイプ内を流通した圧縮空気が前記収納室内へと流出するように、当該ヒートパイプの一端側が前記収納室内に解放されていることが好ましい。

この発明によれば、ヒートパイプの一端側がモータ収納室内に解放されるようになっているので、上記一端側から収納室内部に圧縮空気が排出されて、収納室全体の冷却も行うことができるようになる。

上記冷却手段を用いる場合においては、前記局所冷却機構が温度検知センサを有し、前記駆動源の周囲が冷却開始必要温度に達したことを前記温度検知センサが検知した場合に前記冷却手段に前記圧縮空気の流通を開始し、前記駆動源の周囲が産業用ロボット停止温度に達したことを前記温度検知センサが検知した場合に前記産業用ロボットの動作を停止する制御機構を有するようにすることも好ましい。

この発明によれば、駆動源の周囲温度を検知して圧縮空気のＯＮ／ＯＦＦや産業用ロボットの動作を停止できるようになるので、冷却コストを低廉に抑えつつ、産業用ロボットの動作安全性をより向上させることができる。

さらに、本発明の産業用ロボットにおいては、前記減圧雰囲気下のチャンバー内において、ＣＶＤ（化学気相成長法）処理又はエッチング処理が行われることが好ましい。

この発明によれば、チャンバー内で行われるＣＶＤ処理やエッチング処理による発熱により駆動源周囲の温度が高くなりやすくなるために、駆動源を集中的に冷却する意義が大きくなる。

さらに、本発明の産業用ロボットにおいては、前記アーム部が回動可能なアーム部又は往復運動可能なアーム部であることが好ましい。

この発明によれば、前記収納室内に駆動源を集中的に冷却する局所冷却機構を備えたので、駆動源を自由にレイアウトしやすくなる。このため、様々なタイプのアーム部の構造を実現することができる。

本発明の産業用ロボットによれば、減圧雰囲気下のチャンバー内に設置されるアーム部を動作させる駆動源の冷却を、より確実に行うことができる。また、効率的で冷却コストの低い産業用ロボットが提供される。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。なお、本発明の産業用ロボットは、その技術的特徴を有する範囲内において、以下の説明及び図面に限定されない。なお、下記説明においては、駆動源として一般的に用いられるモータ（アーム駆動用モータ）を例にとって説明するが、本発明に用いる駆動源はモータに限られないことはいうまでもない。また、モータを例にとって説明することに伴い、駆動源を収納する収納室を「モータ収納室」と呼んでいる。同様に、収納室のうち駆動源が収納される部分を「モータ収納部分」と呼んでいる。

［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態に係る産業用ロボットの模式的な平面図を示す。図１に示す産業用ロボット１は、アーム部が旋回動作を行うタイプであり、回動可能なアーム部３、当該アーム部３を回動させるためのアーム駆動用モータが収納されたモータ収納室４、及びアーム部３とモータ収納室４を支持する基台２より構成される。

アーム部３は、第一アーム３ａ、第二アーム３ｂ、及びハンド３ｃからなる。そして、図１には図示していないが、第一アーム３ａとモータ収納室４との間、第一アーム３ａと第二アーム３ｂとの間、及びハンド３ｃと第二アーム３ｂとの間、がそれぞれ関節部となっている。そしてこれらの関節部を介して、第一アーム３ａ、第二アーム３ｂ、及びハンド３ｃが回転可能に連結されている。

ハンド３ｃ上には、液晶用のガラス基板等の平板状部材が載置される。そして、第一アーム３ａ、第二アーム３ｂ、及びハンド３ｃの動き（旋回）を制御することによって、ハンド３ｃ上に載置された平板状部材は搬送される。

モータ収納室４は、上述の通り、アーム部３を駆動するためのアーム駆動用モータ（図１には図示しない）を収納している。また、モータ収納室４内において、アーム駆動用モータはモータ収納部分５に収納されている。モータ収納室４においてモータ収納部分５を特に設けたのは、モータ収納室４を全体として小型化するためである。

モータ収納室４は、図１に示すとおり、アーム部３の近傍に配置されることとなる。具体的には、図１においては、モータ収納室４は第一アーム３ａに隣接して設けられている。モータ収納室４に収納されたアーム駆動用モータとアーム部３とを近接して設置することにより、アーム部３の旋回動作をより精密に行いやすい。アーム部３の回動機構については後述する。

モータ収納室４及びアーム部３は、真空チャンバー（図１には図示しない）内に配置されている。ハンド３ｃで搬送される部材が液晶用のガラス基板である場合には、真空チャンバー内でフォトレジスト作製のためのエッチング処理が通常行われることになるために、真空チャンバー内の温度が上がりやすい。このため、アーム駆動用モータを集中的に冷却する局所冷却機構の採用の意義が大きい。

真空チャンバーの構成等について、図２、３を用いて説明する。図２は、図１のＡ−Ａ’面における模式的な断面図を示す。また、図３は、モータ収納室（モータ収納部分）を拡大した模式的断面図を示す。ここで、図２、３において図１と同一の要素については同一の符号を用いている。また、図２、３の模式的断面図では、本発明の理解を助けるために、モータ収納室４及び中空回転軸１４の回動機構及び上下機構に関する装置の詳細、及びアーム部３の回動機構に関する装置の詳細は省略している。このような回動機構や上下機構については、当業者によく知られている機構を適宜用いることができる。

アーム部３及びモータ収納室４は、図２に示されるように、真空チャンバー７内に設置されており、基台２は真空チャンバー７の外（大気中）に設置されている。これにより、アーム部３の回転精度を高くしつつ、産業用ロボット１のうち真空チャンバー７内に設置されるユニットの大きさをコンパクトにできるとともに、真空チャンバー７もコンパクトに設計しやすくなる。

モータ収納室４は、中空回転軸１４上に設けられている。図２では記載を省略しているが、アーム部３及びモータ収納室４の上下動及び旋回動作を行うために、中空回転軸１４は上下動機構及び回動機構が設けられている。このような上下動機構及び回動機構については、当業者によく知られているものを用いることができるのでここでの説明は省略する。なお、中空回転軸１４の上下動に合わせて、ベローズ１６が伸縮するようになっている。また、中空回転軸１４と基台２とを別体として設けることによって、中空回転軸１４と基台２との間に隙間が形成されることになる。この隙間には、ベアリング１５が上下２カ所に設けられるが、図２に示すように、上記隙間から真空チャンバー７内に空気がリークしないように、ベアリング１５で挟まれた部分に磁気シール２３が設けられている。これにより、中空回転軸１４と基台２との間のシール性を確保することができ、真空チャンバー７内での製造に支障を来すことがなくなる。そして、中空回転軸１４の上下動及び回動により、モータ収納室４ひいてはアーム部３が上下動及び回動することとなる。

モータ収納室４は、本実施の形態においては、中空回転軸１４及び基台２よりも上方で、かつアーム部３よりも下方の領域（図２において点線部分で囲んだ領域）をいう。モータ収納室４は、内部が大気で満たされるとともに、アーム部３を回動させるためのアーム駆動用モータ６が設置されている。具体的には、アーム駆動用モータ６は、モータ収納室４のモータ収納部分５内に設置されている。そして、アーム駆動用モータ６の周囲（胴体回り）には、ヒートパイプとしてのアルミパイプ８をらせん状に巻回した冷却手段９が形成されている（図３参照）。冷却手段９を構成するアルミパイプ８の上端９ａ（一端側）は、モータ収納室４内部に解放されている。一方、冷却手段９を構成するアルミパイプ８の下端９ｂ（他端側）は、柔軟な樹脂製チューブ２５に接続されている（図３参照）。そして、この樹脂製チューブ２５が電磁弁１０に接続されている（図２参照）。さらに、電磁弁１０と、基台２の外部の圧縮空気発生装置（図２には図示しない）との間も柔軟な樹脂製チューブ２５で接続されている。なお、柔軟な樹脂製チューブ２５の代わりにアルミパイプ８をそのまま用いてもよいことはいうまでもない。逆に、樹脂製のパイプであっても、アーム駆動用モータ６との熱交換がある程度確保できるようなものであれば、ヒートパイプとして用いることができる。

アーム駆動用モータ６の集中的な冷却は、以下のようにして行われる。つまり、基台２の外に設置された圧縮空気発生装置（図２には図示しない）から流入した圧縮空気が、樹脂製チューブ２５の内部をモータ収納室４に向かって登っていく。この圧縮空気は、冷却手段９を構成するアルミパイプ８の下端９ｂを経由し、アルミパイプ８内部をらせん状に上方向へ流れた後に、冷却手段９を構成するアルミパイプ８の上端９ａからモータ収納室４内へと流出する。ここで、冷却手段９のアルミパイプ８に圧縮空気を流通させることによって、冷却手段９とアーム駆動用モータ６との間で熱交換が行われる。この結果、アーム駆動用モータ６が集中的に冷却される。このように、図２に示す産業用ロボット１においては、局所冷却機構は圧縮空気が流通する冷却手段９を有することになる。

冷却手段９を構成するアルミパイプ８内をらせん状に上方向へと流れた圧縮空気は、冷却手段９を構成するアルミパイプ８の上端９ａからモータ収納室４へと流出する。そして、この流出した圧縮空気は、モータ収納室４内部を循環した後に、基台２へと流れていく（図３参照）。このようなモータ収納室４内部の空気が循環されることによって、モータ収納室４の温度も低く保たれやすくなる。

アーム駆動用モータ６とモータ収納部分５との配置関係は以下のように設定される。つまり、本実施の形態において、図３に示すように、モータ収納室４内において、アーム駆動用モータ６が収納されたモータ収納部分５における、モータ収納部分５の天井５ｒからアーム駆動用モータの上端６ｔまでの距離Ｇを、モータ収納部分５の高さＬの１／１０以下とすることが好ましい。より具体的には、上記距離Ｇを２ｃｍ以下に設計することが好ましい。

これにより、モータ収納室４の小型化が達成できる。ただ、モータ収納部分５の天井５ｒとアーム駆動用モータ６とが接近することになるために、アーム駆動用モータ６で発生した熱がモータ収納部分５の天井５ｒ付近で滞留しやすくなる。この結果、アーム駆動用モータ６の温度が上がりやすくなる。従って、アーム駆動用モータ６の冷却を確保することがより重要となり、冷却手段９による集中的な冷却を行う意義がより大きくなる。

一方、アーム駆動用モータ６がモータ収納部分の天井５ｒに接触することがないように、モータ収納部分５の天井５ｒからアーム駆動用モータ６の上端６ｔまでの距離Ｇを、通常モータ収納部分５の高さＬの１／４０以上とする。具体的には、上記距離Ｇは、通常５ｍｍ以上とする。

なお、「モータ収納部分の天井からアーム駆動用モータの上端までの距離」とは、モータ収納部分５の天井５ｒとアーム駆動用モータ６の上端６ｔとの間の距離が最も小さくなる部分における、当該距離をいう。つまり、図３の産業用ロボット１においては、モータ収納部分５の天井５ｒもアーム駆動用モータ６の上端６ｔも平面となっているので、上記距離は一定である。しかし、実際の産業用ロボットにおいては、モータ収納部分の天井及びアーム駆動用モータの上端がそれぞれ平面とはならない場合も考えられる。この場合には、モータ収納部分の天井とアーム駆動用モータの上端とが最も接近する部分における、モータ収納部分の天井とアーム駆動用モータの上端と間の距離が、「モータ収納部分の天井からアーム駆動用モータの上端までの距離」となる。また、「モータ収納部分の高さ」とは、モータ収納室内においてアーム駆動用モータが存在する領域における、モータ収納室の底面から天井までの最大距離をいう。

次に、温度検知センサとしての第一、第二の温度検知センサ１２、１３を用いた制御機構について説明する。図３に示すように、アーム駆動用モータ６には、台座１１が設けられている。そして、台座１１上に、冷却開始温度検知用の第一の温度検知センサ１２、及び産業用ロボット１の停止温度検知用の第二の温度検知センサ１３が設置されている。同図に示すように、第一の温度検知センサ１２及び第二の温度検知センサ１３は、アーム駆動用モータ６の温度を精度よく検出するために、アーム駆動用モータ６の近傍に配置されている。第一、第二の温度検知センサ１２、１３及び電磁弁１０を用いて、冷却手段９への圧縮空気の流通（アーム駆動用モータ６の冷却）のＯＮ／ＯＦＦの制御、及び、産業用ロボット１の動作を停止する操作が行われる。

冷却手段９への圧縮空気のＯＮ／ＯＦＦの制御は以下のようにして行われる。まず、冷却開始温度検知用の第一の温度検知センサ１２が冷却開始必要温度（例えば４０℃）を検知すると、電磁弁１０が開いて冷却手段９への圧縮空気の流入を開始する。これによって、アーム駆動用モータ６と冷却手段９との間で熱交換が行われ、アーム駆動用モータ６の温度が低下する。そして、アーム駆動用モータ６の冷却により、周囲温度が冷却開始必要温度（例えば４０℃）以下になったことを第一の温度検知センサ１２が検知した場合には、電磁弁１０の作動により圧縮空気が遮断される。以上の操作により、アーム駆動用モータ６の冷却が必要とされる場合にのみ冷却が行われることになり、冷却コストの低減を図ることができる。

一方、産業用ロボット１の強制停止は以下のようにして行われる。例えば、圧縮空気発生装置や電磁弁１０の故障、産業用ロボット１のスペックを超える長時間使用等の不測の事態が起こった場合、アーム駆動用モータ６が高温（例えば８０℃を超えるような高温）となって、産業用ロボット１が危険な状態に置かれる場合も考えられる。そこで、産業用ロボット１においては、アーム駆動用モータの周囲が上記のような高温（産業用ロボット停止温度）に達し、第二の温度検知センサ１３がこれを検知した場合には、エラーが出力されて産業用ロボット１の動作を強制的に停止するようになっている。産業用ロボット１の強制停止は、第二の温度検知センサ１３が産業用ロボット停止温度（例えば８０℃）を検知すると同時に停止させる方法もある。また、産業用ロボット１の全体の動作がいくつかの動作ステップから構成され、これら動作ステップの一つの動作ステップを産業用ロボット１が動作中の場合は、当該動作ステップを終了するポジションまで産業用ロボット１を動作させた後に強制停止を行う方法もある。産業用ロボット１を復帰させる際の便宜からは、後者の強制停止の方法を用いることが好ましい。

第一、第二の温度検知センサ１２、１３を用いた制御機構の制御の流れを、図４を用いて説明する。図４は、第一の温度検知センサ１２による冷却開始必要温度の検知に伴う冷却動作のＯＮ／ＯＦＦの制御動作、及び第二の温度検知センサ１３による産業用ロボット停止温度の検知に伴う産業用ロボット１の強制停止動作、の一連の流れを示すフローチャートである。具体的には、図４には、上記説明した電磁弁１０の開閉による圧縮空気の流入・停止による冷却動作の開始・停止、及び、産業用ロボット１の強制終了の方法が示されている。

産業用ロボット１の動作が開始されると、図４に示すように、ステップＦ１において、第二の温度検知センサ１３により、アーム駆動用モータ６の周囲が産業用ロボット停止温度（例えば８０℃）に達しているか否かの検出が行われる。第二の温度検知センサ１３が８０℃を検知しない限り（第二の温度検知センサ１３がＯＦＦの限り）、ステップＦ２に進む。ステップＦ２においては、第一の温度検知センサ１２により、アーム駆動用モータ６の周囲が冷却開始必要温度（例えば４０℃）に達しているか否かの検出が行われる。ここで、第一の温度検知センサ１２が４０℃を検知しない限り、第一の温度検知センサ１２はＯＦＦの状態を保持し、冷却が行われることはない（電磁弁１０が閉じられて「冷却停止」の状態となる）。一方、第一の温度検知センサ１２が４０℃を検知すると、電磁弁１０が開いて圧縮空気の冷却手段９への流入が開始されてアーム駆動用モータ６の冷却が開始される（「冷却開始」の状態）。

以後、ステップＦ１に戻り、第二の温度検知センサ１３が８０℃を検知しない限り、ステップＦ１→ステップＦ２→冷却開始（続行）又は冷却停止（停止状態の続行）→ステップ１・・・が繰り返し行われることになる。但し、ステップＦ２にて、第一の温度検知センサ１２により、アーム駆動用モータ６の周囲温度が４０℃以下となったことが検知された場合には、電磁弁１０を閉じて圧縮空気の流入を遮断する（「冷却停止」の状態）。一方、上記冷却動作が行われているにも関わらず、又は、電磁弁１０の故障等の不測の事態により、ステップＦ１において第二の温度検知センサ１３が８０℃（産業用ロボット停止温度）を検知した場合には、第二の温度検知センサ１３がＯＮの状態となり、産業用ロボット１のソフトウェアにエラー出力が行われ、産業用ロボット１の強制停止が行われる。

次に、アーム駆動用モータ６によるアーム部３の回動について説明する。図５は、図２において、モータ収納室及びアーム部を拡大した模式的断面図を示す。図５において図１、２、３と同一の要素については同一の符号を用いている。また、図５の模式的断面図では、同図の特徴的な構成をわかりやすく示すことを目的に、アーム駆動用モータ６及び第一アーム３ａ（アーム部３）の回動機構以外の所定の要素についての記載を適宜省略している。

アーム駆動用モータ６には、図５に示されるように、タイミングプーリー１７が接続されている。一方、アーム回転軸２１にも、アーム駆動用減速機２０を介してタイミングプーリー１８が接続されている。これらアーム回転軸２１、アーム駆動用減速機２０、及びタイミングプーリー１８がアーム部３（第一アーム３ａ）の関節部を構成している。そして、タイミングプーリー１７及びタイミングプーリー１８には、アーム駆動用モータ６側の動力をアーム回転軸２１側に伝えるためのタイミングベルト１９が掛けられている。

アーム部３（第一アーム３ａ）の回動は以下のようにして行われる。つまり、アーム駆動用モータ６の回転に伴う駆動力は、タイミングプーリー１７及びタイミングベルト１９を介して、タイミングプーリー１８ひいてはアーム駆動用減速機２０に伝わる。アーム駆動用減速機２０はアーム回転軸２１に直接接続されているので、上記駆動力はアーム駆動用減速機２０における所定の減速比によって減速されてアーム回転軸２１に伝わる。この結果、アーム回転軸２１の回動が行われる。このようにして、アーム駆動用モータ６による回転力がアーム部３に伝達されて、アーム部３が所望の動作を行うことになる。

なお、アーム回転軸２１を回動可能とすることに伴って、アーム回転軸２１とモータ収納室４の外壁との間に隙間が形成される。この隙間には、ベアリング２２が上下２カ所に設けられるが、この隙間から真空チャンバー（図４には図示しない）内に空気がリークしないように、ベアリング２２で挟まれた部分に磁気シール２４が設けられている。これにより、アーム回転軸２１とモータ収納室４との間のシール性を確保することができ、真空チャンバー内での製造に支障を来すことがなくなる。

（本実施の形態の主な効果）
本実施の形態に示す産業用ロボット１によれば、以下の各効果も発現しやすくなる。（１）例えばシャフトやギヤープーリ等の駆動連結部品を削減しやすくなる、（２）アーム部３と駆動源としてのアーム駆動用モータ６とを近づけることが可能となるので、アーム部３の動作精度を上げることができる、（３）駆動系の剛性が上がり高速化を可能にしやすい、（４）駆動源をアーム駆動用モータ６とする場合には、連結部品が少なくイナーシャが小さく、小さなモータを使用しやすくなるので、コストを低廉に抑えることができる、（５）モータ収納室４と他の部分との連結の為の部材を配線のみとしやすく、分解が容易でベローズ、磁気シールなどの定期交換部品の交換が容易に行いやすい、（６）アーム駆動用モータ６のレイアウトの自由度が高いので、アーム部３の様々な動作機構が簡単に達成しやすい。

［第二の実施形態］
次に、本発明の産業用ロボットの他の好ましい実施形態について説明する。本発明の産業用ロボットは、アーム部を複数有し、当該アーム部ごとに駆動源（より具体的には、アーム駆動用モータ）及び局所冷却機構を備えることが好ましい。このような産業用ロボットの具体例を図６に示す。

図６は、アームを二つ有する（ダブルアーム）タイプの産業用ロボットの模式的平面図及び模式的側面図を示す。具体的には、図６（ａ）は、ダブルアームタイプの産業用ロボットの模式的平面図を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）のダブルアームタイプの産業用ロボットの模式的側面図を示す。なお、図６において図１、２、３、５と同一の要素については同一の符号を用いている。

産業用ロボット３０は、図６（ａ）に示すように、アーム部３を２つ有している。そしてアーム部ごとにアーム駆動用モータ（図５には図示しない）を有する。それぞれのアーム駆動用モータに対応して、当該アーム駆動用モータが収納されるモータ収納部分５が２つモータ収納室４に設けられている。このようなダブルアームの構成を採用することにより、処理装置から短時間でのガラス等の平板部材の出し入れを行うことが可能になる。

［第三の実施形態］
上記第一の実施形態及び第二の実施形態においては、アーム部として回動可能なタイプを用いたが、本発明では、アーム部は回動可能なタイプに限られることはない。例えば、アーム部として、往復運動可能なスライドタイプを用いてもよい。本実施の形態においては、このようなスライドタイプのアーム部を用いている。具体的には、本実施の形態においては、スライドタイプのアーム部と、このアーム部を往復運動させるための駆動源が収納された収納室とが真空チャンバー内に設置される。

スライドタイプのアーム部を用いる産業用ロボットの一例として、ワークを保持するワーク保持部を有して往復運動する第一アームと、この第一アームを連結して第一アームと同じ方向に往復運動する第二アームとでアーム部を構成する形態を挙げることができる。そして、このアーム部の往復運動は、上記第一アームの動作を優先して上記アーム部を所定の座標位置まで移動させる制御装置を設けることによって行われる。そして、上記アーム部を移動させる駆動源（例えばモータ）の冷却を局所的に行えば、アーム部の高精度な動作を確保しつつ、駆動源の効率的かつ確実な冷却が可能となる。

上記アーム部以外の構成は、基本的には上記第一の実施形態、第二の実施形態と同様とすればよいので、ここでの説明は省略する。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の応用例は種々考えられるが、そのいくつかを以下に紹介する。

例えば、本発明の産業用ロボットは半導体製造用装置として用いることもできる。具体的には、半導体の基板を搬送する産業用ロボットとして用いることができる。半導体の製造工程においては、基板上にシリコンなどの薄膜がＣＶＤ（化学気相成長法）処理によって形成される。従って、真空チャンバー内の温度が上がりやすくなり、本発明の局所冷却機構を用いる意義が大きくなる。

また、上記実施の形態においては、局所冷却機構を構成する冷却手段として、アルミパイプを用いている。これは、アルミの熱伝導率、剛性、加工特性等を総合的に考慮したものである。但し、本発明の局所冷却機構をヒートパイプで形成する場合、ヒートパイプの素材はアルミニウムに限定されるものではない。アルミニウム以外の素材として、銅、黄銅等も用いることができる。

さらに、局所冷却機構についても、上記実施の形態においては圧縮空気を用いて冷却する例を説明したが、冷媒は空気に限られず、水や不凍液等であってもよい。さらに、冷却手段についても、ヒートパイプをらせん状に巻回するもののみでなく、様々な形態のものを用いることができることはいうまでもない。例えば、水冷エンジンのように駆動源（例えばモータ）の外形にジャケットを追加するような冷却手段を用いてもよい。

本発明の産業用の産業用ロボットは、例えば液晶製造装置や半導体製造装置等の減圧雰囲気下で用いられる産業用ロボットとして有効である。

本発明の第一の実施形態に係る産業用ロボットの模式的な平面図を示す。 図１のＡ−Ａ’面における模式的な断面図を示す。 モータ収納室（モータ収納部分）を拡大した模式的断面図を示す。 第一の温度検知センサ１２による冷却開始必要温度の検知に伴う冷却動作のＯＮ／ＯＦＦの制御動作、及び第二の温度検知センサ１３による産業用ロボット停止温度の検知に伴う産業用ロボット１の強制停止動作、の一連の流れを示すフローチャートである。 図２において、モータ収納室及びアーム部を拡大した模式的断面図を示す。 アームを二つ有する（ダブルアーム）タイプの産業用ロボットの模式的平面図及び模式的側面図を示す。

符号の説明

１、３０ 産業用ロボット
２ 基台
３ アーム部
３ａ 第一アーム
３ｂ 第二アーム
３ｃ ハンド
３ｃ１、３ｃ２、３ｃ３ 支持柱
４ モータ収納室
５ モータ収納部分
５ｒ モータ収納部分の天井
６ アーム駆動用モータ
６ｔ アーム駆動用モータの上端
７ 真空チャンバー
８ アルミパイプ
９ 冷却手段
１０ 電磁弁
１１ 台座
１２、１３ 第一、第二の温度検知センサ
１４ 中空回転軸
１５、２２ ベアリング
１６ ベローズ
１７、１８ タイミングプーリー
１９ タイミングベルト
２０ アーム駆動用減速機
２１ アーム回転軸
２３、２４ 磁気シール
２５ 樹脂製チューブ

Claims (7)

1. アーム部と、当該アーム部近傍に配置され、前記アーム部を動作させるための駆動源が収納された収納室と、を有し、
   前記アーム部及び前記収納室が減圧雰囲気下のチャンバー内に設置され、
   前記収納室内には前記駆動源を冷却する局所冷却機構が備えられていることを特徴とする産業用ロボット。
2. 前記アーム部を複数有し、当該アーム部ごとに駆動源及び局所冷却機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボット。
3. 前記局所冷却機構が、圧縮空気が流通可能なヒートパイプを前記駆動源に巻回して形成された冷却手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の産業用ロボット。
4. 前記ヒートパイプは、当該ヒートパイプ内を流通した圧縮空気が前記収納室内へと流出するように、当該ヒートパイプの一端側が前記収納室内に解放されていることを特徴とする請求項３に記載の産業用ロボット。
5. 前記局所冷却機構が温度検知センサを有し、
   前記駆動源の周囲が冷却開始必要温度に達したことを前記温度検知センサが検知した場合に前記冷却手段に前記圧縮空気の流通を開始し、前記駆動源の周囲が産業用ロボット停止温度に達したことを前記温度検知センサが検知した場合に前記産業用ロボットの動作を停止する制御機構を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の産業用ロボット。
6. 前記減圧雰囲気下のチャンバー内において、ＣＶＤ（化学気相成長法）処理又はエッチング処理が行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
7. 前記アーム部が回動可能なアーム部又は往復運動可能なアーム部であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
   
   

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