JP2012030361A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動距離を延長しても、直線移動機構全体の重量化、および旋回動作による慣性力の増大を適切に回避する。
【解決手段】搬送装置Ａ１は、固定ベース１と、垂直状の旋回軸線Ｏｓ周りに旋回可能な旋回ベース２と、旋回ベース２に支持された直線移動機構３と、直線移動機構３に支持され、ワークＷを水平直線状の移動行程に沿って搬送するハンド４Ａ，４Ｂと、軸線Ｏｓに沿って配置され、固定ベース１内のモータＭ３，Ｍ４からの駆動力を直線移動機構３に伝達するための伝動軸２５，２６とを備える。直線移動機構３は、水平軸線Ｏ１周りに回転可能な駆動プーリ３３５、および、垂直面内に沿うように駆動プーリ３３５に掛け回され、移動行程の平行線に沿って往復動する出力ベルト３３７を含んで構成された駆動機構３３Ａ，３３Ｂと、出力ベルト３３７に連結されたハンド４Ａ，４Ｂを移動可能に支持するガイドレール３２Ａ，３２Ｂとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、搬送装置に関し、より詳しくは、基板等の薄板状のワークを直線状に搬送することができる搬送装置に関する。

搬送装置のうち、直線状の移動行程に沿ってハンドを移動させる機構（直線移動機構）をもつものは、いわゆる多関節型ロボットに比較して構成が簡単で安価であり、たとえば、半導体製造装置の製造工程、あるいは、液晶表示パネルの製造工程において、各処理室へのウエハ、あるいはガラス基板等の薄板状のワークの搬入あるいは搬出用として多用されている。

このような薄板状のワークを搬送するための搬送装置としては、たとえば下記の特許文献１に開示されたものがある。この搬送装置は、旋回ベースに支持された直線移動機構としてのリンクアーム機構が設けられ、このリンクアーム機構の先端部に基板等の板状ワークを水平に保持可能なハンドが設けられたものである。旋回ベースは、固定ベースに対して旋回可能に支持されており、固定ベース上でこの旋回ベースが垂直状の旋回軸線周りに旋回すると、それに伴ってリンクアーム機構が旋回させられる。固定ベースの内部には、リンクアーム機構を駆動させるための駆動源が設けられているとともに、この駆動源からの駆動力をリンクアーム機構に伝達するための伝動軸が旋回ベースの内部まで延びるように設けられている。リンクアーム機構は、複数のアームが回転可能に連結された２つの平行四辺形リンクを有する構成とされており、固定ベース内の上記駆動源からの駆動力が伝動軸を介して伝達されることによって駆動させられる。リンクアーム機構が駆動すると、ハンドに保持された板状ワークが水平面内で直線的に移動させられる。これにより、板状ワークが所定位置から他の位置へと搬送させられる。

近年では、たとえば、液晶表示パネルの製造において取り扱うパネルサイズが大型化する傾向にある。それに伴い、搬送装置において搬送するべきワークもまた、大型化するとともに相当の重量を有するようになり、また、ワークを保持するハンドの移動距離についても長大化が求められる。

しかしながら、上記従来の搬送装置では、ワークの重量が嵩むと、これを支持するリンクアーム機構においても所定の高い剛性を備えることが必要になり、当該リンクアーム機構の重量化を招く。

また、ハンドの移動距離を大きくするには、リンクアーム機構を構成するアームの長さを長くする必要がある。そうすると、リンクアーム機構は、全体として上記旋回軸線から遠ざかる位置に変位することになり、これと上記リンクアーム機構の重量化とが相俟って、上記旋回ベースの旋回動作の開始時および停止時においては、旋回ベースに大きな慣性力が作用することになる。その結果、旋回用の駆動源として出力の大きいものが必要になり、好ましくない。

特開２００５−１８６２５９号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、直線移動機構によって移動させられるハンドの移動距離の長大化のニーズに対しても、直線移動機構の全体の重量化、および旋回動作にともなう慣性力の増大を適切に回避することができる搬送装置を提供することをその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明によって提供される搬送装置は、固定ベースと、この固定ベースに対して垂直状の旋回軸線周りに旋回可能に支持された旋回ベースと、この旋回ベースに支持された直線移動機構と、この直線移動機構に支持され、この直線移動機構の作動によりワークを水平直線状の移動行程に沿って搬送するハンドと、上記固定ベース内に配置された駆動源と、上記旋回軸線に沿って配置され、上記駆動源からの駆動力を上記直線移動機構に伝達するための伝動軸と、を備えた搬送装置であって、上記直線移動機構は、水平軸線周りに回転可能に支持された駆動プーリを含む複数のプーリ、および、垂直面内に沿うように上記複数のプーリに掛け回され、上記移動行程の平行線に沿う所定の区間を往復動する出力ベルトを含んで構成された駆動機構と、上記ハンドを移動可能に支持するガイドレールと、を有し、上記ハンドは、連結部材を介して上記出力ベルトに連結されており、上記駆動機構は、上記伝動軸と上記駆動プーリとの間に介在させられるベベルギア機構と、上記旋回軸線の平行線に沿って配置される回転軸と、上記伝動軸の回転を上記回転軸に伝達する伝達部と、を備え、上記ベベルギア機構は、上記回転軸の一端に設けられた第１のベベルギアと、この第１のベベルギアに噛み合わされ、上記回転軸の回転を上記駆動プーリに伝達するための第２のベベルギアと、を有することを特徴としている。

本発明に係る搬送装置においては、ハンドは、ガイドレールに支持されるとともに、ベルト式の駆動機構により駆動させられるように構成されている。このような構成によれば、ハンドの移動距離を延長するには、ガイドレール、および出力ベルトを長尺化することにより容易に対応することが可能である。このため、ハンドの移動距離の長大化によって直線移動機構が重量化するのを適切に回避することができる。

また、駆動機構において、出力ベルトは、垂直面内に沿うように駆動プーリを含む複数のプーリに掛け回されており、伝動軸から駆動プーリへの駆動力の伝達は、ベベルギア機構を介してなされる。このような構成によれば、旋回軸線の近傍にベベルギア機構や駆動プーリなどの駆動力伝達経路を効率よく配置することができる。したがって、このような構成によれば、旋回動作の開始時および停止時において、旋回ベースに作用する慣性力が増大するのを回避することができる。

好ましい実施の形態においては、上記旋回ベースは、上下に分離可能に連結された上位部と下位部とを備えており、上記伝達部は、上記上位部に対して上記旋回軸線周りに回転可能に支持された連係部材と、上記伝動軸に対して上方から係合させられ、かつ上記連係部材に対して着脱可能に設けられた係合部材と、を備える。

このような構成によれば、搬送装置を必要に応じて上下に分離することができるので、たとえば据え付け時などにおいて取り扱い易いものとなる。すなわち、移動行程の長大化にともなって直線移動機構が比較的に長尺となるところ、この直線移動機構を旋回ベースの上位部に支持させた状態で分離することが可能となるので、上記据え付け時などにおいても、搬送装置の取り扱いが容易になる。

好ましい実施の形態においては、上記ハンドは、上記移動行程に沿って相互に干渉することなく移動可能とされた第１および第２のハンドを含み、上記駆動機構は、上記第１および第２のハンドをそれぞれ駆動する第１および第２の駆動機構を含んでいるとともに、上記伝動軸は、上記第１および第２の駆動機構に対応して同軸状に配置された第１および第２の伝動軸からなっており、上記ベベルギア機構は、上記第１および第２の駆動機構、ならびに上記第１および第２の伝動軸にそれぞれ対応するように構成された第１および第２のベベルギア機構を含んでいる。

上記構成の搬送装置は、ハンドを２つ備え、当該２つのハンドが別個独立して駆動させられるいわゆる２アーム式の搬送装置においても好適に適用することができる。

好ましい実施の形態においては、上記第１および第２の伝動軸は、その一方が他方に内挿通されている。

本発明の参考例に係る搬送装置の全体斜視図である。 図１に示す搬送装置の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図３の部分拡大図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る搬送装置の全体斜視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う部分断面図である。 図８のＸ−Ｘ線に沿う部分断面図である。 図７のＸＩ−ＸＩ線に沿う部分断面図である。 本発明の実施形態に係る搬送装置の分離手順を説明するための部分拡大断面図である。

以下、本発明に係る搬送装置の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１〜図５は、本発明の参考例に係る搬送装置を示している。搬送装置Ａ１は、たとえば液晶表示パネル用の基板等といった薄板状のワークＷを搬送するためのものである。この搬送装置Ａ１は、図１〜図３に表れているように、固定ベース１と、この固定ベース１に対して垂直状の旋回軸Ｏｓ周りに旋回可能に支持された旋回ベース２と、旋回ベース２に支持された直線移動機構３と、直線移動機構３に各別に支持された一対のハンド４Ａ，４Ｂと備えている。ハンド４Ａ，４Ｂは、上記薄板状のワークＷを水平姿勢で保持するためのものである。

図３によく表れているように、固定ベース１は、底壁部１１と、円筒状の側壁部１２と天井壁１３とを備えた、略円柱状の外形を有するハウジング１Ａを備えており、天井壁１３には、中心開口１３Ａが形成されている。

固定ベース１の内部には、昇降ベース１４が支持されている。昇降ベース１４は、中心開口１３Ａよりも小径の外径をもち、上下方向に所定の寸法を有する円筒部１４１と、この円筒部１４１の下端に形成された外向フランジ部１４２とを有している。ハウジング１Ａの側壁部１２の内壁には、上下方向の直線ガイドレール１５が複数取り付けられているとともに、昇降ベース１４の外向フランジ部１４２に設けた複数のガイド部材１６が直線ガイドレール１５に対して上下方向スライド移動可能に支持されている。これにより、昇降ベース１４は、固定ベース１に対し、上下方向に所定範囲内で移動可能であり、このとき、昇降ベース１４の円筒部１４１の上部がハウジング１Ａの中心開口１３Ａから出没する。

固定ベース１の天井壁１３と昇降ベース１４の外向フランジ部１４２との間には、この昇降ベース１４の円筒部１４１を取り囲むようにして配置されたベローズ１７の両端が連結されている。このベローズ１７は、昇降ベース１４の上下方向の移動にかかわらず、固定ベース１の天井壁１３と昇降ベース１４の外向フランジ部１４２との間を気密シールする。

固定ベース１の内部にはまた、ベローズ１７の外側において、鉛直方向に配置されて回転するネジ軸１８１と、このネジ軸１８１に螺合され、かつ昇降ベース１４の外向フランジ部１４２に貫通状に固定されたナット部材１８２とからなるボールネジ機構１８が配置されている。ネジ軸１８１は、その下端に取付けたプーリ１８３に掛け回されたベルト１８４によってモータＭ１に連係されており、このモータＭ１の駆動により、正逆方向に回転させられる。このようにしてネジ軸１８１を回転することにより、昇降ベース１４が昇降させられる。

旋回ベース２は、図３に表れているように、円筒軸２１と、その上方に一体的につながる上板２２とを備えている。円筒軸２１は、昇降ベース１４の円筒部１４１の内部にベアリング２３１を介して旋回軸線Ｏｓを中心として回転可能に支持されている。円筒部１４１と円筒軸２１との間にはまた、ベアリング２３１よりも上位に位置するシール機構２３２が介装されている。シール機構２３２は、当該シール機構２３２よりも上方の空間と、シール機構２３２よりも下方の昇降ベース１４の内側空間とを遮蔽して気密性を保持するものである。円筒軸２１の下端には、プーリ２１１が一体的に形成されており、このプーリ２１１と円筒部１４１内に支持されたモータＭ２の出力軸に取り付けたプーリとの間にベルト２４１が掛け回されている。これにより、モータＭ２を駆動させると、旋回ベース２が旋回軸線Ｏｓ周りに旋回する。

図３および図４に表れているように、旋回ベース２の円筒軸２１には、後述する第１および第２の駆動機構３３Ａ，３３Ｂに駆動力を伝達するための第１および第２の伝動軸２５，２６が旋回軸Ｏｓに沿って同軸状に挿通されている。第２の伝動軸２６は、円筒状の軸とされ、円筒軸２１の内側にベアリング２３３を介して回転可能に支持されている。第１の伝動軸２５は、第２の伝動軸２６の内側にベアリング２３４を介して回転可能に支持されている。第１の伝動軸２５の下端は、円筒部１４１内に支持されたモータＭ３の出力軸に連結されている。また、第１の伝動軸２５の上端には、ベベルギア２５２が設けられている。一方、第２の伝動軸２６の下端には、プーリ２６１が設けられており、このプーリ２６１と、円筒部１４１内に支持されたモータＭ４の出力軸に取り付けたプーリとの間にベルト２４２が掛け回されている。第２の伝動軸２６の上端には、ベベルギア２６２が設けられている。

直線移動機構３は、ハンド４Ａ，４Ｂを水平直線状の移動行程ＧＬに沿って搬送するためのものであり、図３に表れているように、ガイド部材３１と、このガイド部材３１上に設けられたガイドレール３２Ａ，３２Ｂと、ハンド４Ａ，４Ｂに水平方向の駆動力を伝達する第１および第２の駆動機構３３Ａ，３３Ｂとを有する。

ガイド部材３１は、水平方向に延びる長手軸線（移動行程ＧＬ）を有する平面視長矩形状をしているとともに、底壁３１１、側壁３１２、中壁３１３、およびカバー３１４を備えている。このガイド部材３１はまた、旋回ベース２の上板２２に固定されており、旋回ベース２が旋回させられると、これにともなって旋回する。ガイド部材３１の底壁３１１と旋回ベース２の上板２２との間は図示しないシール部材によって気密シールされている。内側の一対のガイドレール３２Ａは、中壁３１３に支持され、外側の一対のガイドレール３２Ｂは、側壁３１２に支持されている。

ハンド４Ａは、その下部に形成された一対の支持アーム４１ａ、および支持アーム４１ａに設けられたスライダ３２１Ａを介して、一対のガイドレール３２Ａに支持されている。ハンド４Ｂは、ハンド４Ａの側方を迂回するように形成された一対の支持アーム４１ｂ、および支持アーム４１ｂに設けられたスライダ３２１Ｂを介して、一対のガイドレール３２Ｂに支持されている。各ガイドレール３２Ａ，３２Ｂの上方は、カバー３１４によって覆われている。ハンド４Ａの支持アーム４１ａは、カバー３１４の上面に形成されたスリット３１４ａを貫通しており、支持アーム４１ａには、連結部材４２ａが設けられている。連結部材４２ａは、中壁３１３に形成されたスリットを貫通して後述する第１の駆動機構３３Ａの出力ベルト３３７に連結されている。また、ハンド４Ｂにおいては、支持アーム４１ｂは、カバー３１４の側面に形成されたスリット３１４ｂを貫通しており、支持アーム４１ｂには、連結部材４２ｂが設けられている。連結部材４２ｂは、中壁３１３に形成されたスリットを貫通して第２の駆動機構３３Ｂの出力ベルト３３７に連結されている。

図１〜図３によく表れているように、ハンド４Ａ，４Ｂには、ガイド部材３１の長手方向に延びる複数のホーク状の保持片４３ａ，４３ｂが一体形成されており、これらの保持片４３ａ，４３ｂ上に上記薄板状のワークＷが載置保持される。なお、図３および図５においては、図１および図２と異なり、ハンド４Ａ，４Ｂの双方が固定ベース１の上方に位置する状態を示している。

第１および第２の駆動機構３３Ａ，３３Ｂは、ハンド４Ａ，４Ｂを各別に移動行程ＧＬに沿って移動させるためのものである。第１および第２の駆動機構３３Ａ，３３Ｂは、基本的に同様の構成を有しているので、以下に第１の駆動機構３３Ａの構成について具体的に説明し、第２の駆動機構３３Ｂについては適宜説明を省略する。

第１の駆動機構３３Ａは、図３〜図５に表れているように、伝動軸３３１，３３２と、ベベルギア機構３３３Ａと、減速機構３３４と、駆動プーリ３３５と、プーリ３３６ａ〜３３６ｆと、出力ベルト３３７とを備え、ガイド部材３１内に収容されている。伝動軸３３１は、ガイド部材３１によって、旋回軸線Ｏｓに対して直交する水平軸線Ｏ１周りに回転可能に支持されている。伝動軸３３１の一端（図中右側）には、ベベルギア３３１ａが設けられており、このベベルギア３３１ａは、第１の伝動軸２５の上端に設けられたベベルギア２５２と噛み合っている。ベベルギア機構３３３Ａは、ベベルギア２５２およびベベルギア３３１ａによって構成されており、第１の伝動軸２５の旋回軸線Ｏｓ周りの回転を水平軸線Ｏ１周りの回転に変換したうえで駆動プーリ３３５に伝達するためのものである。伝動軸３３１の他端は減速機構３３４の入力軸に連結されている。

伝動軸３３２は、ガイド部材３１によって水平軸線Ｏ１周りに回転可能に支持されている。伝動軸３３２の一端は、減速機構３３４の出力軸に連結されている。伝動軸３３２の他端（図中左側）には駆動プーリ３３５が設けられている。また、伝動軸３３２とガイド部材３１との間には、シール機構３３８が介装されている。このシール機構３３８によって、ガイド部材３１の内部から旋回ベース２を介して連通する昇降ベース１４の内側空間は、外部に対して気密シールされている。なお、必要に応じて伝動軸３３１および伝動軸３３２の間に図示しないカップリングジョイントを設けてもよい。

図５に表れているように、プーリ３３６ａ〜３３６ｆは、ガイド部材３１内においてそれぞれ所定の水平軸線周りに回転可能に支持されている。出力ベルト３３７は、駆動プーリ３３５およびプーリ３３６ａ〜３３６ｆに対し、垂直面内に沿うように掛け回されている。プーリ３３６ａ，３３６ｂは、ガイド部材３１の長手方向（移動行程ＧＬに沿う方向）の両端部近傍に設けられている。一方、プーリ３３６ｃ，３３６ｄ，３３６ｅ，３３６ｆは、駆動プーリ３３５の近傍に設けられており、そのうちのプーリ３３６ｃ，３３６ｄは、出力ベルト３３７の外側に配置されている。これにより、出力ベルト３３７には、適度な張力が付与されている。出力ベルト３３７としては、たとえばタイミングベルトが好適に用いられる。

このような構成により、モータＭ３を駆動させると、モータＭ３の回転駆動力は第１の伝動軸２５を介して第１の駆動機構３３Ａに伝達される。当該駆動機構３３Ａにおいては、ベベルギア機構３３３Ａによって旋回軸線Ｏｓ周りの回転から水平軸線Ｏ１周りの回転へと回転の軸方向が変換されるとともに、減速機構３３４によって減速されたうえで、駆動プーリ３３５が回転させられる。この駆動プーリ３３５の回転に伴って出力ベルト３３７が所定の垂直面内において往復動する。

プーリ３３６ａ，３３６ｂは、移動行程ＧＬの平行線に沿って配置されている。そして、図５において出力ベルト３３７におけるプーリ３３６ａ，３３６ｂの上方に位置する領域は、移動行程ＧＬと平行な区間３４ａとなっており、出力ベルト３３７は、この区間３４ａにおいて往復動しうるように構成されている。出力ベルト３３７における上記区間３４ａの所定部位には、ハンド４Ａの支持アーム４１ａから延びる連結部材４２ａが連結されている。これにより、ハンド４Ａは、第１の駆動機構３３Ａの駆動により、内側２つのガイドレール３２Ａに支持されながら移動行程ＧＬに沿って水平にスライドする。

第２の駆動機構３３Ｂにおいては、図４に表れているように、伝動軸３３１，３３２は、旋回軸線Ｏｓを挟んで第１の駆動機構３３Ａの伝動軸３３１，３３２に対向するように配置され、それぞれ水平軸線Ｏ１周りに回転可能とされている。伝動軸３３１の一端（図中左側）にはベベルギア３３１ａが設けられており、このベベルギア３３１ａは、第２の伝動軸２６の上端に設けられたベベルギア２６２と噛み合っている。これらのベベルギア２６２およびベベルギア３３１ａによってベベルギア機構３３３Ｂが構成されている。

モータＭ４を駆動させると、モータＭ４の回転駆動力は、ベルト２４２、第２の伝動軸２６を介して第２の駆動機構３３Ｂに伝達される。当該駆動機構３３Ｂにおいては、ベベルギア機構３３３Ｂによって旋回軸線Ｏｓ周りの回転から水平軸線Ｏ１周りの回転へと回転の軸方向が変換されるとともに、減速機構３３４によって減速されたうえで、駆動プーリ３３５が回転させられる。この駆動プーリ３３５の回転に伴って出力ベルト３３７が所定の垂直面内において往復動する。また、出力ベルト３３７における所定部位には、ハンド４Ｂの支持アーム４１ｂから延びる連結部材４２ｂが連結されている。これにより、ハンド４Ｂは、第２の駆動機構３３Ｂの駆動により、外側２つのガイドレール３２Ｂに支持されながら移動行程ＧＬに沿って水平にスライドする。

上記構成の搬送装置Ａ１は、たとえば液晶表示パネルの製造工程において、プロセスチャンバへワークを搬入し、あるいは搬出するために用いられる。この場合、搬送装置Ａ１は、たとえば周部に複数のプロセスチャンバが配置されたトランスポートチャンバ内に真空雰囲気下で配置される。

近年では、液晶表示パネルの取り扱うパネルサイズが大型化する傾向にあり、これにともなってハンド４Ａ，４Ｂの移動距離の長大化が求められる。本参考例の搬送装置Ａ１においては、ハンド４Ａ，４Ｂは、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂに支持されているとともに、ベルト式の駆動機構３３Ａ，３３Ｂによって駆動させられるように構成されている。したがって、ハンド４Ａ，４Ｂの移動距離を延長するには、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂ、および出力ベルト３３７を長尺化することにより容易に対応することができる。このため、たとえば本参考例とは異なるリンクアーム機構によって直線移動機構を構成する場合と比べて、上記移動距離の長大化よって直線移動機構３が重量化するのを適切に回避することができる。

また、搬送装置Ａ１においては、第１および第２の駆動機構３３Ａ，３３Ｂの駆動源であるモータＭ３，Ｍ４は、旋回動作をともなわない昇降ベース１４（固定ベース１）内に配置されているので、旋回ベース２内にモータＭ３，Ｍ４の配線類を引き回す必要がない。したがって、旋回ベース２についてはエンドレス旋回が可能であり、ワークＷの搬送をフレキシブルに行って製造効率を向上させることが期待できる。

加えて、第１および第２の駆動機構３３Ａ，３３Ｂにおいては、第１および第２の伝動軸２５，２６から駆動プーリ３３５，３３５への駆動力の伝達は、ベベルギア機構３３３Ａ，３３３Ｂを介してなされ、出力ベルト３３７，３３７は、垂直面内に沿うように掛け回されている。このような構成によれば、ベベルギア機構３３３Ａ，３３３Ｂから駆動プーリ３３５，３３５に至る駆動力伝達経路を旋回軸線Ｏｓの近傍に効率よく配置することができる。このような配置の工夫により、ハンド４Ａ，４Ｂの移動距離の長大化に対応可能なベルト方式を採用しつつ、旋回ベース２の旋回動作の開始時および終了時において、旋回ベース２に作用する慣性力が増大するのを適切に回避することができる。その結果、旋回用のモータＭ２としては比較的に出力の小さいものを採用することができ、省スペース化や省電力化にも寄与する。

また、ベベルギア機構３３３Ａ，３３３Ｂを構成するベベルギア２５２，２６２は、第１および第２の伝動軸２５，２６の上端にそれぞれ設けられている。かかる構成によれば、駆動プーリ３３５，３３５を旋回軸線Ｏｓに対してより近傍に配置することが可能になり、旋回ベース２に作用する慣性力が増大するのを回避するうえで好適である。また、減速機構３３４は、比較的に重量が嵩む傾向にあるところ、本参考例ではベベルギア３３１ａと駆動プーリ３３５との間に設けられており、旋回軸線Ｏｓの比較的に近傍に配置されている。このような構成は、駆動機構３３Ａ，３３Ｂに対応する減速機構３３４を設ける場合においても、旋回ベース２に対する慣性力が増大するのを回避するうえで好適である。

図６〜図１１は、本発明の実施形態に係る搬送装置Ａ２を示している。なお、図６以降の図面においては、上記参考例と同一または類似の要素には同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。

本実施形態に係る搬送装置Ａ２は、図６および図７に表れているように、固定ベース１と、旋回ベース２’と、直線移動機構３’と、一対のハンド４Ａ，４Ｂとを備え、上記参考例の搬送装置Ａ１と同様に、薄板状のワークＷを直線状の移動行程ＧＬに沿って搬送するためのものである。なお、図７および図１１においては、図６と異なり、ハンド４Ａ，４Ｂの双方が固定ベース１の上方に位置する状態を示している。

本実施形態の搬送装置Ａ２は、上下に分離可能に構成されたものであり、これに伴って主として旋回ベース２’および直線移動機構３’において種々の変更が施されている点において上記参考例における搬送装置Ａ１と相違している。

旋回ベース２’は、図７によく表れているように、円筒軸２１’（下位部）とその上方につながるハウジング２２’（上位部）とを備えている。円筒軸２１’とハウジング２２’とは、複数の締結ボルト２７（図７においては１つのみが示されている）を介して連結されており、上下に分離可能となっている。ハウジング２２’が円筒軸２１’に連結された状態において、円筒軸２１’とハウジング２２’との間は図示しないシール部材によって気密シールされている。円筒軸２１’の上部には位置決め用の複数のノックピン２１２（図７においては１つのみが示されている）が立設されており、当該ノックピン２１２は、ハウジング２２’に形成されたピン孔２２１に嵌入されている。

ハウジング２２’は、後述する駆動機構３３Ａ’，３３Ｂ’の一部を収容保持する部分である。ハウジング２２’の中央上部には開口２２２が形成されており、この開口２２２の下方に環状の支持部材２２３が連結固定されている。また、図９に表れているように、支持部材２２３の所定部位には、旋回軸線Ｏｓの平行線に沿う貫通孔２２４が形成されている。

第１および第２の伝動軸２５，２６は、その上端の構成が上記参考例と異なる。本実施形態においては、図９によく表れているように、第１および第２の伝動軸２５，２６の上端には、それぞれ、ベベルギア２５２，２６２に代えてスプライン軸部２５３，２６３が形成されている。

直線移動機構３’は、ガイド部材３１と、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂと、第１および第２の駆動機構３３Ａ’，３３Ｂ’とを有する。

図７に表れているように、ガイド部材３１においては、中壁３１３の中央部に開口３１３Ａが形成されており、この開口３１３Ａには、この開口３１３Ａを気密状態で塞ぐ蓋体３１５が着脱可能に取り付けられている。カバー３１４には、中央部に開口３１４Ａが形成されており、この開口３１４Ａには、この開口３１４Ａを塞ぐ蓋体３１６が着脱可能に取り付けられている。このガイド部材３１はまた、旋回ベース２’のハウジング２２’に固定されている。

第１および第２の駆動機構３３Ａ’，３３Ｂ’は、上記参考例における第１および第２の駆動機構３３Ａ，３３Ｂに比べて、第１および第２の連係部材３５，３６、第１および第２の係合部材３７，３８、ならびに回転軸３３９，３３９を追加的に備えている点が主な相違点である。第１および第２の駆動機構３３Ａ’，３３Ｂ’は、類似の構成を有しているので、以下に主として第１の駆動機構３３Ａ’について説明し、第２の駆動機構３３Ｂ’については適宜説明を省略する。

図９によく表れているように、第１および第２の連係部材３５，３６は、ハウジング２２’の支持部材２２３に対し、旋回軸線Ｏｓに沿って同軸状に挿通されている。第１の連係部材３５は、円筒軸３５１と、この円筒軸３５１に対して周方向外方に突出する鍔部３５２とを有し、支持部材２２３の内側にベアリングを介して回転可能に支持されている。鍔部３５２は、第１の連係部材３５の回転面内において、上記支持部材２２３の下方に重なるように設けられている。鍔部３５２の周縁には、プーリ３５３が設けられている。また、鍔部３５２の所定部位には、旋回軸線Ｏｓの平行線に沿う貫通孔３５４が形成されている。

第２の連係部材３６は、円筒軸３６１と、この円筒軸３６１に対して周方向外方に突出する鍔部３６２とを有し、第１の連係部材３５の円筒軸３５１にベアリングを介して回転可能に支持されている。円筒軸３６１は、第１の連係部材３５の円筒軸３５１の内側に位置している。鍔部３６２は、第２の連係部材３６の回転面内において、上記支持部材２２３および鍔部３５２の下方に重なるように設けられている。鍔部３６２の周縁には、プーリ３６３が設けられている。また、鍔部３６２の所定部位には、旋回軸線Ｏｓの平行線に沿う貫通孔３６４が形成されている。

ここで、支持部材２２３の貫通孔２２４、ならびに第１および第２の連係部材３５，３６の貫通孔３５４，３６４は、それぞれその中心が、旋回軸線Ｏｓを共通中心とする同心円上に位置するように配置されている。これにより、これらの貫通孔２２４，３５４，３６４は、鉛直軸線Ｏｓに沿う一直線上に並ぶ状態とすることが可能である。図９に表れているように、この状態において貫通孔２２４，３５４，３６４にピン５１を挿通することにより、第１および第２の連係部材３５，３６の支持部材２２３に対する相対回転が阻止される。

第１の連係部材３５の円筒軸３５１の上端には、第１の係合部材３７が取付ボルト５２を介して着脱可能に設けられている。より具体的には、第１の係合部材３７は、円筒軸３７１と、この円筒軸３７１の上端に設けられ、第１の連係部材３５の円筒軸３５１に重ね合わされた外向フランジ部３７２とを有する。円筒軸３７１の下端には、上記第１の伝動軸２５の上端に形成されたスプライン軸部２５３に係合するスプラインボス部３７３が形成されている。これにより、第１の係合部材３７は、第１の伝動軸２５に対し、上方から係合させることが可能となっている。

第２の連係部材３６の円筒軸３６１の上端には、第２の係合部材３８が取付ボルト５３を介して着脱可能に設けられている。より具体的には、第２の係合部材３８は、円筒軸３８１と、この円筒軸３８１の上端に設けられ、第２の連係部材３６の円筒軸３６１に重ね合わされた外向フランジ部３８２とを有する。円筒軸３８１の下端には、上記第２の伝動軸２６の上端に形成されたスプライン軸部２６３に係合するスプラインボス部３８３が形成されている。これにより、第２の係合部材３８は、第２の伝動軸２６に対し、上方から係合させることが可能となっている。ここで、円筒軸３８１は、第１の係合部材３７の円筒軸３７１の外側、かつ第２の連係部材３６の円筒軸３６１の内側に配置されている。このため、第２の係合部材３８を第２の連係部材３６から取り外した状態においては、第２の伝動軸２６のスプライン軸部２６３と第２の連係部材３６の円筒軸３６１との間には、円筒軸３８１の厚みに相当する隙間がある。

第１の駆動機構３３Ａ’において、回転軸３３９は、旋回ベース２’のハウジング２２’上部から垂下する円筒状の支持部２２５によって垂直軸線Ｏ２周りに回転可能に支持されている。この垂直軸線Ｏ２は、旋回軸線Ｏｓに対し、移動行程ＧＬに沿う方向に変位した位置に設定されている。回転軸３３９の下端には、プーリ３３９ａが設けられており、このプーリ３３９ａと、第１の連係部材３５のプーリ３５３との間にベルト３９１が掛け回されている。一方、回転軸３３９の上端には、ベベルギア３３９ｂが設けられている。

伝動軸３３１は、図１０によく表れているように、支持部２２５によって水平軸線Ｏ３周りに回転可能に支持されている。伝動軸３３１の一端に設けられたベベルギア３３１ａは、回転軸３３９の上端のベベルギア３３９ｂと噛み合っている。ベベルギア３３９ｂおよびベベルギア３３１ａによってベベルギア機構３３３Ａ’が構成されている。

伝動軸３３２は、ハウジング２２’に取り付けられた支持部材２２６によって水平軸線Ｏ３周りに回転可能に支持されている。支持部材２２６とハウジング２２’との間は図示しないシール部材によって気密シールされている。

図８または図１１に表れているように、出力ベルト３３７は、駆動プーリ３３５、およびプーリ３３６ａ〜３３６ｄに掛け回されている。プーリ３３６ａ，３３６ｂは、ガイド部材３１の長手方向（移動行程ＧＬに沿う方向）の両端部近傍に設けられている。一方、プーリ３３６ｃ，３３６ｄは、駆動プーリ３３５の近傍に設けられており、かつ、出力ベルト３３７の外側に配置されている。これにより、出力ベルト３３７には、適度な張力が付与されている。

このような構成により、モータＭ３を駆動させると、モータＭ３の回転駆動力は、第１の伝動軸２５を介して第１の駆動機構３３Ａ’に伝達され、当該駆動機構３３Ａ’においては、第１の係合部材３７、第１の連係部材３５、およびベルト３９１の連係によってベベルギア機構３３３Ａ’に伝達される。そして、ベベルギア機構３３３Ａ’によって旋回軸線Ｏｓ周りの回転から水平軸線Ｏ３周りの回転へと回転の軸方向が変換されるとともに、減速機構３３４によって減速されたうえで、駆動プーリ３３５が回転させられる。この駆動プーリ３３５の回転に伴って出力ベルト３３７が所定の垂直面内において往復動する。また、出力ベルト３３７における所定部位には、ハンド４Ａの支持アーム４１ａから延びる連結部材４２ａが連結されている。これにより、ハンド４Ａは、第１の駆動機構３３Ａ’の駆動により、内側２つのガイドレール３２Ａに支持されながら移動行程ＧＬに沿って水平にスライドする。

第２の駆動機構３３Ｂ’においては、図９に表れているように、回転軸３３９は、垂直軸線Ｏ４周りに回転可能に支持されている。この垂直軸線Ｏ４は、旋回軸線Ｏｓを挟んで上記垂直軸線Ｏ２に対向して位置する。回転軸３３９（図中右側）の下端には、プーリ３３９ａが設けられており、このプーリ３３９ａと、第２の連係部材３６のプーリ３６３との間にベルト３９２が掛け回されている。回転軸３３９の上端には、ベベルギア３３９ｂが設けられている。第２の駆動機構３３Ｂ’の伝動軸３３１は、水平軸線Ｏ５周りに回転可能に支持されており、この伝動軸３３１の一端に設けられたベベルギア３３１ａは、上記ベベルギア３３９ｂと噛み合っている。ベベルギア３３９ｂおよびベベルギア３３１ａによってベベルギア機構３３３Ｂ’が構成されている。

モータＭ４を駆動させると、駆動モータＭ４の回転駆動力は、ベルト２４２および第２の伝動軸２６を介して第２の駆動機構３３Ｂ’に伝達され、当該駆動機構３３Ｂ’においては、第２の係合部材３８、第２の連係部材３６、およびベルト３９２の連係によってベベルギア機構３３３Ｂ’に伝達される。そして、ベベルギア機構３３３Ｂ’によって旋回軸線Ｏｓ周りの回転から水平軸線Ｏ５周りの回転へと回転の軸方向が変換されるとともに、減速機構３３４によって減速されたうえで、駆動プーリ３３５が回転させられる。この駆動プーリ３３５の回転に伴って出力ベルト３３７が所定の垂直面内において往復動する。また、出力ベルト３３７における所定部位には、ハンド４Ｂの支持アーム４１ｂから延びる連結部材４２ｂが連結されている。これにより、ハンド４Ｂは、第２の駆動機構３３Ｂ’の駆動により、外側２つのガイドレール３２Ｂに支持されながら移動行程ＧＬに沿って水平にスライドする。

本実施形態の搬送装置Ａ２においては、ハンド４Ａ，４Ｂは、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂに支持されているとともに、ベルト式の駆動機構３３Ａ’，３３Ｂ’によって駆動させられるように構成されている。したがって、ハンド４Ａ，４Ｂの移動距離を延長するには、ガイドレール３２Ａ，３２Ｂ、および出力ベルト３３７を長尺化することにより容易に対応することができる。このため、たとえば本実施形態とは異なるリンクアーム機構によって直線移動機構を構成する場合と比べて、上記移動距離の長大化によって直線移動機構３’が重量化するのを適切に回避することができる。

搬送装置Ａ２においては、第１および第２の駆動機構３３Ａ’，３３Ｂ’の駆動源であるモータＭ３，Ｍ４は、旋回動作をともなわない昇降ベース１４内に配置されている。このため、旋回ベース２’についてはエンドレス旋回が可能であり、ワークＷの搬送をフレキシブルに行って製造効率を向上させることが期待できる。

また、第１および第２の駆動機構３３Ａ’，３３Ｂ’においては、第１および第２の伝動軸２５，２６から駆動プーリ３３５，３３５への動力の伝達は、ベベルギア機構３３３Ａ’，３３３Ｂ’を介してなされ、出力ベルト３３７，３３７は、垂直面内に沿うように掛け回されている。このような構成によれば、ベベルギア機構３３３Ａ’，３３３Ｂ’から駆動プーリ３３５，３３５に至る駆動力伝達経路を旋回軸線Ｏｓの近傍に効率よく配置することができる。このような配置の工夫により、ハンド４Ａ，４Ｂの移動距離の長大化に対応可能なベルト方式を採用しつつ、旋回ベース２’の旋回動作の開始時および終了時において、旋回ベース２’に作用する慣性力が増大するのを適切に回避することができる。その結果、旋回用のモータＭ２としては比較的に出力の小さいものを採用することができ、省スペース化や省電力化にも寄与する。

さらに、本実施形態の搬送装置Ａ２においては、たとえば据え付け時などの際には、直線移動機構３’を支持するとともに鉛直軸線Ｏｓ周りに旋回する旋回ベース２’は、上述したように、上位部であるハウジング２２’と下位部である円筒軸２１’とに分離することができる。

円筒軸２１’からハウジング２２’を分離する際には、たとえば図１２を参照して説明する以下の手順によって行う。まず、ハンド４Ａ，４Ｂの支持アーム４１ａ，４１ｂをそれぞれ蓋体３１６の上方から退避させたうえで、蓋体３１６および蓋体３１５を取り外す。

次に、モータＭ３，Ｍ４を駆動させることにより第１および第２の連係部材３５，３６をそれぞれ支持部材２２３に対して回転させて、支持部材２２３の貫通孔２２４、ならびに第１および第２の連係部材３５，３６の貫通孔３５４，３６４が一直線上に並ぶ状態にする。この状態でこれらの貫通孔２２４，３５４，３６４にピン５１を挿通する。これにより、第１および第２の連係部材３５，３６は、支持部材２２３に対して回転不能となる。

次に、取付ボルト５２を緩めて第１の係合部材３７を第１の連係部材３５から取り外し、この第１の係合部材３７を、ハウジング２２’の開口２２２およびガイド部材３１の開口３１３Ａ，３１４Ａを通じて上方に引き抜く。これにより、第１の伝動軸２５と第１の連係部材３５との連係が解除される。次に、取付ボルト５３を緩めて第２の係合部材３８を第２の連係部材３６から取り外し、この第２の係合部材３８を、ハウジング２２’の開口２２２およびガイド部材３１の開口３１３Ａ，３１４Ａを通じて上方に引き抜く。これにより、第２の伝動軸２６と第２の連係部材３６との連係が解除される。

次に、締結ボルト２７を緩めて旋回ベース２’の円筒軸２１’およびハウジング２２’の連結状態を解除する。

次いで、たとえばガイド部材３１の上部の適所に図示しない吊りフックを係止させ、当該吊りフックを引き上げることにより、旋回ベース２’のハウジング２２’、およびハウジング２２’に支持された直線移動機構３’について、これらが一体となった状態で、固定ベース１側から分離することができる。

円筒軸２１’（下位部）に対するハウジング２２’（上位部）の連結は、分離の際とは逆の手順によって行うことができる。すなわち、まず、ハウジング２２’を円筒軸２１’に載置し、締結ボルト２７を締めつけることにより、ハウジング２２’と円筒軸２１’とを連結する。ここで、ノックピン２１２によって円筒軸２１’に対するハウジング２２’の位置決めが高精度でなされており、分離前とほぼ同じ相対位置関係を維持することができる。次いで、第２の係合部材３８を第２の連係部材３６に取り付け、その後に第１の係合部材３７を第１の連係部材３５に取り付ける。次いで、ピン５１を取り外し、第１および第２の連係部材３５，３６を支持部材２２３に対して相対回転可能な状態にする。

このような構成の搬送装置Ａ２によれば、ハンド４Ａ，４Ｂの移動距離を延長するのに際してガイド部材３１やガイドレール３２Ａ，３２Ｂを含む直線移動機構３’の長手方向寸法を長尺化しても、上記のように直線移動機構３’を旋回ベース２’のハウジング２２’に支持させた状態で分離することができるため、据え付け時などにおいても、搬送装置Ａ２の取り扱いが容易になる。

また、搬送装置Ａ２においては、第１および第２の係合部材３７，３８を取り外した状態において、第１および第２の伝動軸２５，２６のうち外側に位置する第２の伝動軸２６と、第１および第２の連係部材３５，３６のうち内側に位置する第２の連係部材３６との間には、鉛直軸線Ｏｓの周方向に第２の係合部材３８の円筒軸３８１の厚み相当量の間隙空間Ｓ１が確保される。このため、旋回ベース２’のハウジング２２’（上位部）を円筒軸２１’（下位部）に対して分離し、あるいは連結する際に、ハウジング２２’を上下移動させたとしても第２の伝動軸２６と第２の連係部材３８とが接触するのを回避することができ、これらの部材がこじる、あるいは変形するといった問題が生じることもない。

また、搬送装置Ａ２においては、旋回ベース２’のハウジング２２’（上位部）を円筒軸２１’（下位部）に対して分離する際に、上述したように、支持部材２２３ならびに第１および第２の連係部材３５，３６のそれぞれに形成された貫通孔２２４，３５４，３６４に対して共通のピン５１を挿通しておくことにより、第１および第２の連係部材３５，３６のそれぞれをハウジング２２’に対して回転不能となるように仮固定しておくことができる。このとき、第１および第２の伝動軸２５，２６については、モータＭ３，Ｍ４のブレーキ機能によってその回転が阻止されている。このため、第１および第２の係合部材３７，３８を第１および第２の連係部材３５，３６に取り付ける際に、第１の連係部材３５と第１の伝動軸２５、および第２の連係部材３６と第２の伝動軸２６のそれぞれの位置関係が変化することはない。したがって、第１および第２の係合部材３７，３８を取り付ける際に位置合わせなどの調整が不要となり、取り扱いの面で好適である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る搬送装置の各部の具体的な構成は、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。

ワークを載置するハンドとしては、上記実施形態のように２つのハンド４Ａ，４Ｂを備えるものに限定されず、たとえば、１つのハンドのみを備えたいわゆるワンハンド式の構成としてもよい。

上記実施形態では、出力ベルト３３７はタイミングベルトとされているが、これに限定されず、たとえば、平ベルトやスチールベルト、あるいはワイヤを用いて構成してもよい。

上記実施形態では、真空雰囲気下で用いることを前提として説明をしたが、もちろん、本発明に係る搬送装置は、大気圧下で用いるものとして構成することも可能である。

Ａ１，Ａ２ 搬送装置
ＧＬ 移動行程
Ｍ３ モータ（駆動源）
Ｍ４ モータ（駆動源）
Ｏｓ 旋回軸線
Ｏ１，Ｏ３，Ｏ５ 水平軸線
Ｗ ワーク
１ 固定ベース
２，２’ 旋回ベース
３，３’ 直線移動機構
４Ａ ハンド（第１の）
４Ｂ ハンド（第２の）
２１’ 円筒軸（下位部）
２２’ ハウジング（上位部）
２５ 第１の伝動軸
２６ 第２の伝動軸
３２Ａ，３２Ｂ ガイドレール
３３Ａ，３３Ａ’ 第１の駆動機構
３３Ｂ，３３Ｂ’ 第２の駆動機構
３４ａ 区間
３５ 第１の連係部材
３６ 第２の連係部材
３７ 第１の係合部材
３８ 第２の係合部材
４２ａ，４２ｂ 連結部材
２５２，２６２ ベベルギア（第１のベベルギア）
３３１ａ ベベルギア（第２のベベルギア）
３３３Ａ，３３３Ａ’ ベベルギア機構（第１のベベルギア機構）
３３３Ｂ，３３３Ｂ’ ベベルギア機構（第２のベベルギア機構）
３３４ 減速機構
３３５ 駆動プーリ
３３６ａ〜３３６ｆ プーリ
３３７ 出力ベルト
３３９ 回転軸
３３９ｂ ベベルギア（第１のベベルギア）

Claims (4)

1. 固定ベースと、この固定ベースに対して垂直状の旋回軸線周りに旋回可能に支持された旋回ベースと、この旋回ベースに支持された直線移動機構と、この直線移動機構に支持され、この直線移動機構の作動によりワークを水平直線状の移動行程に沿って搬送するハンドと、上記固定ベース内に配置された駆動源と、上記旋回軸線に沿って配置され、上記駆動源からの駆動力を上記直線移動機構に伝達するための伝動軸と、を備えた搬送装置であって、
   上記直線移動機構は、水平軸線周りに回転可能に支持された駆動プーリを含む複数のプーリ、および、垂直面内に沿うように上記複数のプーリに掛け回され、上記移動行程の平行線に沿う所定の区間を往復動する出力ベルトを含んで構成された駆動機構と、上記ハンドを移動可能に支持するガイドレールと、を有し、
   上記ハンドは、連結部材を介して上記出力ベルトに連結されており、
   上記駆動機構は、上記伝動軸と上記駆動プーリとの間に介在させられるベベルギア機構と、上記旋回軸線の平行線に沿って配置される回転軸と、上記伝動軸の回転を上記回転軸に伝達する伝達部と、を備え、
   上記ベベルギア機構は、上記回転軸の一端に設けられた第１のベベルギアと、この第１のベベルギアに噛み合わされ、上記回転軸の回転を上記駆動プーリに伝達するための第２のベベルギアと、を有することを特徴とする、搬送装置。
2. 上記旋回ベースは、上下に分離可能に連結された上位部と下位部とを備えており、
   上記伝達部は、上記上位部に対して上記旋回軸線周りに回転可能に支持された連係部材と、上記伝動軸に対して上方から係合させられ、かつ上記連係部材に対して着脱可能に設けられた係合部材と、を備える、請求項１に記載の搬送装置。
3. 上記ハンドは、上記移動行程に沿って相互に干渉することなく移動可能とされた第１および第２のハンドを含み、
   上記駆動機構は、上記第１および第２のハンドをそれぞれ駆動する第１および第２の駆動機構を含んでいるとともに、
   上記伝動軸は、上記第１および第２の駆動機構に対応して同軸状に配置された第１および第２の伝動軸からなっており、
   上記ベベルギア機構は、上記第１および第２の駆動機構、ならびに上記第１および第２の伝動軸にそれぞれ対応するように構成された第１および第２のベベルギア機構を含んでいる、請求項１または２に記載の搬送装置。
4. 上記第１および第２の伝動軸は、その一方が他方に内挿通されている、請求項３に記載の搬送装置。

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