JPH05277972A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造で多関節リンクを回動させて、狭い
スペースに設置することができ、ワークを直線的に移動
させることができる搬送装置を提供する。 【構成】正逆２方向にしかも同時に反対方向に回転する
左右一対の支軸１を設け、この左右一対の支軸１にそれ
ぞれ左右の第一アーム２の基端部を固定する。左右の第
一アーム２の先端部に中間軸３を介して左右の第二アー
ム４を回動自在に連結する。左右の第二アーム４の先端
に左右の先端軸５を介して１つのワーク保持手段６を取
り付ける。支軸１と同軸に装置のフレームに固定された
スプロケット７を設け、この固定スプロケット７と前記
中間軸３の外周に設けたスプロケット８の間にタイミン
グベルト９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、液晶表示器の
ガラス基板などのワークを搬送するための搬送装置に関
するものであって、特に、狭いスペースの中でワークを
直線的に移動することができる搬送装置に係る。

【０００２】

【従来技術】半導体の製造ラインを始めとして、現在の
自動化された製造装置においては、一般にロボットハン
ドと呼ばれる搬送装置が使用されている。この種の搬送
装置は、アームの先端で吸着あるいは把持したワーク
を、アームを回動させることにより、所定の箇所に搬送
するものである。図５はこのような搬送装置の最も一般
的な従来技術を示すもので、支軸５０を中心として回動
するアーム５１の先端でワークＭを持ち上げ、アーム５
１を反対側に回動させることにより、ワークＭを移動さ
せるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来技術は、 ワークＭを直線的に移動させることが困難である。

【０００４】ワークＭをアーム５１先端から支軸５０
部分まで移動させることができない。

【０００５】支軸５０をワークＭの移動経路上に置く
ことができない。

【０００６】アーム全体の長さを利用すると、ワーク
の向きが反転してしまう。

【０００７】アーム５０の屈曲或いは伸縮のための機
構を内蔵する必要があるため、アームが太くなる。

【０００８】などの不都合があり、これらの不都合から
狭いスペースでワークを直線的に移動させることが要求
される場所では使用できないという問題点があった。

【０００９】このような問題点を解決するために、アー
ム５１を多関節リンクとして途中から屈曲させたり、シ
リンダ構造として伸縮自在とした搬送装置も提案されて
いるが、いずれもその構造が複雑であるとか、制御が困
難であるとかの問題があって、簡単に使用することがで
きなかった。

【００１０】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、簡単
な構造で多関節リンクを回動させることにより、狭いス
ペースに設置することができ、しかも、ワークを直線的
に移動させることができる搬送装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の搬送装置は、図１の平面図に示すよう
に、装置のフレームに駆動手段によって正逆２方向にし
かも同時に反対方向に回転する左右一対の支軸１を設
け、この左右一対の支軸１にそれぞれ左右の第一アーム
２の基端部を固定し、これら左右の第一アーム２の先端
部に中間軸３を介して左右の第二アーム４を回動自在に
連結し、これら左右の第二アーム４の先端に左右の先端
軸５を介して１つのワーク保持手段６を取り付け、前記
各第一アーム２とその中間軸３との間には、第一アーム
２の支軸外周に装置のフレームに固定されたスプロケッ
ト７を設け、この固定スプロケット７と前記中間軸３の
外周に設けたスプロケット８の間に回転力伝達手段９を
設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項２の搬送装置は、装置のフレームを
固定フレームと、この固定フレームに対して昇降自在に
支持された昇降フレームとから構成し、この昇降フレー
ム上に前記支軸、その駆動手段、第一アーム、第二アー
ム及びワーク保持手段を設けると共に、前記固定フレー
ムと昇降フレームの間には昇降フレームの駆動装置を設
けたことを特徴とする。

【００１３】請求項３の搬送装置は、前記回転力伝達手
段として、タイミングベルトを使用したことを特徴とす
る。

【００１４】請求項４の搬送装置は、第一アーム、第二
アーム及びワークの保持手段を、板状部材から構成した
ことを特徴とする。

【００１５】請求項５の搬送装置は、ワーク保持手段
が、ワーク表面に沿って設けられた吸着板と、この吸着
板に設けられた吸排気口と、この吸排気口に接続された
吸排気制御装置を備えていることを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記のような構成を有する請求項１の搬送装置
では、図１に示す通り、左右の第一アーム２及び第二ア
ーム４が平行に位置している状態において、左右の支軸
１，１が同時に反対方向に回転すると、それに伴って左
右の第一アーム２がその先端が外側に開くように反対方
向に回動する。この時、各支軸外周に設けられた固定ス
プロケット７と中間軸外周のスプロケット８との間に設
けられた回転力伝達手段９により、左右のアームの中間
軸３には各支軸１と反対方向の回転が伝達され、左右の
第二アーム４はその中間軸３を支点として、第一アーム
２とは反対方向、即ちその基端が外側に開くようにに回
動する。その結果、左右の第一アーム２と第二アーム４
とが中間軸３の部分から外側に向かってくの字形に屈曲
する。この場合、左右の第二アーム４の先端は、ワーク
保持手段６に対して先端軸５を介して回動自在に連結さ
れているため、左右の第二アーム４の先端の間隔は広が
ることはない。

【００１７】このようにして、保持手段６とそれに保持
されたワークＭは、くの字形に屈曲した左右の第一アー
ム２と第二アーム４に支持された状態で支軸１に向かっ
て移動し、第一アーム２が９０°外側に開き、第一アー
ム２と第二アーム４とが二つ折りに重なった状態で、第
二アーム先端の先端軸５がちょうど支軸１上方に達す
る。この状態から更に第一アーム２が回動すると、第一
アーム２と第二アーム４は１８０°の方向に向かって、
くの字形になりながら伸びて行き、最終的には、左右の
第一アーム１と第二アーム２とが支軸の反対側において
平行になる。その結果、ワークＭは支軸１上を通って直
線的に移動し、第一アームと第二アームの２倍の長さ分
だけ当初の位置から搬送される。

【００１８】請求項２の搬送装置においては、第一アー
ム、第二アーム及びワーク保持手段が固定フレームに対
して昇降自在の昇降フレーム上に設けられているので、
保持手段よってワークを保持した後に昇降フレームを上
昇させることにより、ある場所からワークを持ち上げ、
ついで第一アームと第二アームを屈曲させて支軸の反対
側までワークを運び、再び昇降フレームを下降させて、
ワークを所定の箇所に降ろすことができる。

【００１９】請求項３の発明においては、固定スプロケ
ットと中間軸のスプロケットとをタイミングベルトで連
動させているので、第一アームが長く、両スプロケット
間の距離が長い場合でも、簡単・軽量な構造で、しかも
回転角度のズレもなく、第一アームと第二アームとを連
動させることができる。

【００２０】請求項４の発明においては、各部材を板状
の部材から構成することにより、装置全体の薄型化を図
ることができる。

【００２１】請求項５の発明においては、ワークの保持
手段として、空気やガスの吸排気圧力を利用してワーク
を吸着するものを使用したため、保持手段部分にワーク
を掴むための機構やその駆動源を設ける必要がなくな
り、保持手段やこれに駆動力を伝達するための第一アー
ム及び第二アームの構造の単純化、薄型化が可能とな
る。

【００２２】

【実施例】本発明の一実施例を、図面に従って具体的に
説明する。図１は本実施例の平面図、図２は本実施例の
縦断面図、図３及び図４は、第一アーム及び第二アーム
部分の拡大図である。 （１）実施例の構成 本実施例において、床面に設置された固定フレーム１０
上には、枠状をした昇降フレーム１１が固定フレーム１
０に対して昇降自在に支持されている。固定フレーム１
０の内部には昇降用シリンダ１２が垂直方向に設けら
れ、このシリンダ１２のピストンロッド先端に昇降フレ
ーム１１が支持されている。昇降フレーム１１には、支
軸１の駆動手段であるロータリーアクチュエータ１３が
その出力軸を上方に向けて固定され、カップリング１４
を介して支軸１に接続されている。なお、１５はロータ
リーアクチュエータ１３の回転を左右の支軸１に伝達す
るためのギア、１６はロータリーアクチュエータ１３の
出力軸及び支軸１の軸受である。

【００２３】支軸１は、昇降フレーム１１に対してその
表面から突出するように、左右一対設けられている。こ
の支軸１と同軸に、昇降フレーム１１における各支軸１
の外周には固定スプロケット７が設けられている。一
方、各支軸１の上端には、第一アーム２の基端部が一体
に固定されている。この第一アーム２は、一例としてそ
の先端側が細くなった板状の部材で、その外周縁部には
下方に向けてリブ１７が設けられている。この第一アー
ム２の先端には、軸受１８を介して中間軸３が回動自在
に支持されている。中間軸３の下端部外周にはスプロケ
ット８が設けられ、このスプロケット８と前記固定スプ
ロケット７との間に、本発明の回転力伝達手段を構成す
るタイミングベルト９がかけ渡されている。また、各第
一アーム２の中央部には、このタイミングベルト９のガ
イド用スプロケット１９が設けられている。これらのス
プロケット７，８，１９及びタイミングベルト９は、各
第一アーム２の下面に設けられたリブ１７によって囲ま
れ、外部に露出しないようになっている。

【００２４】左右の第一アーム２の先端に設けられた中
間軸３の上端には、板状をした左右の第二アーム４の基
端部がそれぞれ固定されている。左右の第二アーム４の
先端には、先端軸５を介して、本発明のワーク保持手段
である吸着板６が取り付けられている。即ち、１枚の吸
着板６を左右の第二アーム４の先端で支持していて、左
右の第二アーム４が吸着板６に対して先端軸５を中心と
して左右に開くことができる。この第二アーム４は前記
第一アームと同一の長さ、即ち、支軸１の中心と中間軸
３中心までの寸法と、中間軸３と第二アーム４先端の先
端軸５の中心までの寸法が等しくなるように、第一アー
ムと第二アームの長さが設定されている。また、図１の
ように第一アーム２と第二アーム４を直線状に伸ばした
状態において、支軸１、中間軸３及び先端軸５に付い
て、それぞれの左右の間隔が等しくなるようにその位置
が設定されている。

【００２５】吸着板６は、先端が細くなった略台形の板
状部材から構成され、その左右並びに先端側からワーク
Ｍが張り出すように、ワークＭよりもひと回り小さな面
積を有し、軽量化のために中央部に開口部２０が設けら
れている。吸着板６の上面には、このワークＭの位置決
め用のピン２１が突設されている。また、吸着板６の上
面には、空気あるいは不活性ガスの吸排気口２２が複数
個（本実施例では３個）設けられている。この吸排気口
２２は、吸着板６の基端部中央下面にに設けられた接続
口２３に対して、吸排気管２４を介して連通している。
この吸排気管２４は、本実施例では板状の吸着板６の下
面に溝を形成し、その溝を蓋板で覆うことにより形成さ
れている。吸着板６下面に開口した接続口２３には、図
示しない吸排気制御装置にフレキシブルパイプなどを利
用して接続されている。

【００２６】（２）実施例の作用 上記のような構成を有する本実施例の作用は次の通りで
ある。まず、図１の平面図に示すように、左右の第一ア
ーム２及び第二アーム４を平行に伸ばした状態で、吸着
板６をワークＭの下方に進入させる。この時、ワークＭ
の四隅を支持することにより、吸着板６が下方に進入で
きる。また、吸着板６表面に突出しているピン２１がワ
ークＭの縁に当たるので、ワークＭの位置決めができ
る。この場合、昇降フレーム１１側の固定スプロケット
７と中間軸３に設けたスプロケット８とがタイミングベ
ルト９によって連結され、中間軸３が固定スプロケット
７に対して固定された状態になっているので、第一アー
ム２と第二アーム４は中間軸３の部分で屈曲可能になっ
ていても、第二アーム４のみが回動することはできな
い。従って、左右の第二アーム４が平行に固定された状
態となり、その先端に保持されている吸着板６も回動す
ることなく、第一アームと第二アームの延長上に位置決
めされる。

【００２７】このようにして吸着板６がワークＭの下方
に進入した状態で、シリンダ１２を作動させる。する
と、昇降フレーム１１が固定フレーム１０に対して上昇
し、昇降フレーム１１に支持された支軸１、第１フレー
ム２、第２フレーム４及び吸着板６が上昇して、吸着板
６表面がワークＭの下面に接触する。次いで、吸排気制
御装置を駆動して、接続口２３及び吸排気管２４を介し
て吸排気口２２から空気（装置が不活性ガス雰囲気中に
設置されている場合は、その不活性ガス）を吸い込むこ
とにより、吸着板６にワークＭを吸着固定する。

【００２８】ワークＭの吸着が完了した状態で、ロータ
リーアクチュエータ１３を駆動して、左右の支軸１をそ
れぞれ反対方向に回動する。即ち、図１の上方に位置す
る支軸１は時計回りに、下方に位置する支軸１は反時計
回りに回動する。すると、各支軸１に固定されている左
右の第一アーム２が外側に開くように回動し、これに従
って左右の第二アーム４が中間軸３の部分から屈曲し、
その基端部が外側に開くように回動する。この時、左右
の第二アーム４は、第一アーム２に中間軸３を介して回
動自在に連結され、同時に吸着板６に先端軸５を介して
回動自在に連結されているので、外側に開くことができ
る。また、前記のように中間軸３と支軸１とはタイミン
グベルト９によって連結されているため、中間軸３は支
軸１や第一アーム２に対して勝手に回動することがな
く、支軸１の回動量に応じた角度だけ回動するので、第
一アーム２を開いた場合に左右の第二アーム４は同期し
て開くことができる。

【００２９】第一アーム２が更に開いて行くと、第二ア
ーム４も外側に開いて行き、第一アーム２が９０°開い
た状態で、２つのアーム２，４が二つ折りに折り重な
る。その時、第二アーム４先端の先端軸５がちょうど支
軸１の上方に位置する。即ち、吸着板６及びワークＭが
搬送行程の半ばに達する。その後更に第一アーム２が回
動すると、第二アーム４は第一アーム２を乗り越えて支
軸１の反対側に移動する。このようにして第一アーム２
と第二アーム４とがくの字形から直線状に伸びるのに従
って、吸着板６は支軸１から離れるように移動して行
く。

【００３０】最終的には、直線状に伸びた左右の第一ア
ーム２と第二アーム４とが平行になった状態で支軸１は
回動を停止し、吸着板６は搬送開始位置から最も離れた
位置に停止する。その後、昇降用シリンダ１２を駆動し
て昇降フレーム１１を下降させると、吸着板６がワーク
Ｍを降ろす場所にまで下降する。そこで、吸拝気圧制御
装置から空気あるいは不活性ガスを吸排気口２２に送り
込み、この吸排気口２２からの吹き出し圧力を利用し
て、吸着板６表面からワークＭを引き剥す。

【００３１】なお、ワークＭを降ろした後、再び当初の
位置に戻るには、昇降フレーム１１を上昇させた後、支
軸１を反対方向に回動させれば、前記と逆の動作で第一
及び第二アームが屈伸して吸着板６が反対方向に直線移
動する。

【００３２】本実施例の搬送装置は上述のようにしてワ
ークを搬送するものであるが、従来の搬送装置に比較し
て次のような利点を有する。

【００３３】図１の実線の位置で示す搬送前の位置か
ら、一点鎖線で示す搬送後の位置まで、ワークＭをその
向きを変えずに直線的に移動させることができる。

【００３４】搬送の際、左右の第一アーム２と第二ア
ーム４が搬送路から横に張り出す寸法は、アーム一本
分、即ち従来の屈曲不能なアームの二分の一で済み、装
置全体の小型化が可能となる。

【００３５】支軸周囲の固定スプロケットと中間軸の
スプロケットとをタイミングベルトで連結することによ
り、ロータリーアクチュエータによる回転力のみで多関
節リンクを屈伸することができ、従来技術のように多関
節リンクを構成する各アームごとに専用の駆動手段を設
ける必要もないので、機構の単純化及び制御の容易化が
図れる。その結果、第一及び第二アームや吸着板を薄い
板状の部材から構成することが可能となり、装置全体の
薄型化も可能となる。

【００３６】ワークの保持手段として吸着板を使用し
たので、ワークを保持するためのチャッキング手段も不
要となり、装置の薄型化がより向上する。

【００３７】固定スプロケットと中間軸のスプロケッ
トとをタイミングベルトで連結したので、回転力が滑り
なく伝達され、左右のアームが確実に同期して伸縮する
ことが可能となる上、チェーンなどに比較して騒音防止
や軽量化の利点がある。また、複数のギアで連結するも
のに比較して、部品点数も少ない。

【００３８】昇降フレームとの組み合わせにより、ワ
ークを自分で持ち上げて搬送することが可能になり、吸
着板上に別のロボットなどの搬送装置を使用してワーク
を供給する必要がなくなり、一台の装置でワークを自在
に搬送でき、用途も広い。

【００３９】（３）他の実施例 本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、次の
ような他の実施例も包含する。

【００４０】吸着板６として、その下面でワークを吸
着するもの。

【００４１】ワークの保持手段として、チャッキング
装置やフックなどを使用するもの。

【００４２】昇降フレームを使用することなく、ワー
ク保持手段が水平方向にのみ移動するもの。

【００４３】支軸の駆動手段を支軸の上方に配置した
り、第一及び第二アームやワーク保持手段の上下方向の
位置関係を、図２の断面図とは異なった順序としたも
の。

【００４４】左右の支軸を水平方向に配置したもの。
即ち、図１の状態が正面図あるいは側面図となるように
したもの。この場合、垂直になった吸着板から水平方向
にワークのチャッキング装置を設けると良い。

【００４５】搬送行程が短い場合に使用するため、第
一及び第二アームを完全に反転させることなく、その屈
伸途中で搬送行程を終了するもの。

【００４６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、第一及び
第二アームを屈曲させてワークを搬送することにより、
小型で省スペースに優れた搬送装置を提供することがで
きる。しかも、本発明は、第二アームを固定した中間軸
を第一アームの支軸と同軸に設けたスプロケットと連動
させるという簡単な手段で、左右の第二アームを同期し
て回動させることができ、左右の第二アームで支持され
たワークの保持手段を安定した状態で直線的に移動させ
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の搬送装置の一実施例を示す平面図。

【図２】図１の一部切断側面図。

【図３】図１の実施例における第一及び第二アーム部分
の拡大平面図。

【図４】図３のアーム部分の断面図。

【図５】従来の搬送装置の一例を示す平面図。

【符号の説明】

１…支軸 ２…第一アーム ３…中間軸 ４…第二アーム ５…先端軸 ６…ワーク保持手段（吸着板） ７…固定スプロケット ８…中間軸スプロケット ９…回転力伝達手段（タイミングベルト）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置のフレームに駆動手段によって正逆２
   方向にしかも同時に反対方向に回転する左右一対の支軸
   を設け、この左右一対の支軸にそれぞれ左右の第一アー
   ムの基端部を固定し、これら左右の第一アームの先端部
   に中間軸を介して左右の第二アームを回動自在に連結
   し、これら左右の第二アームの先端に左右の先端軸を介
   して１つのワーク保持手段を取り付け、前記各第一アー
   ムとその中間軸との間には、第一アームの支軸外周に装
   置のフレームに固定されたスプロケットを設け、この固
   定スプロケットと前記中間軸の外周に設けたスプロケッ
   トの間に回転力伝達手段を設けたことを特徴とする搬送
   装置。
2. 【請求項２】装置のフレームを、固定フレームとこの固
   定フレームに対して昇降自在に支持された昇降フレーム
   とから構成し、この昇降フレーム上に前記支軸、その駆
   動手段、第一アーム、第二アーム及びワーク保持手段を
   設けると共に、前記固定フレームと昇降フレームの間に
   は昇降フレームの駆動装置を設けたことを特徴とする請
   求項１の搬送装置。
3. 【請求項３】前記回転力伝達手段として、タイミングベ
   ルトを使用したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２の搬送装置。
4. 【請求項４】第一アーム、第二アーム及びワークの保持
   手段を、板状部材から構成したことを特徴とする請求項
   １または請求項２の搬送装置。
5. 【請求項５】ワーク保持手段が、ワーク表面に沿って設
   けられた吸着板と、この吸着板に設けられた吸排気口
   と、この吸排気口に接続された吸排気制御装置を備えて
   いることを特徴とする請求項４の搬送装置。