JP3886973B2

JP3886973B2 - Telescopic arm

Info

Publication number: JP3886973B2
Application number: JP2004050967A
Authority: JP
Inventors: 忠素玉井
Original assignee: 株式会社呂津久比留
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: JP2005238381A

Description

本発明は、伸縮アームに関し、特に少なくとも２本の腕が関節で連結された伸縮アームに関する。 The present invention relates to a telescopic arm, and particularly to a telescopic arm in which at least two arms are connected by a joint.

図６に、下記特許文献１に開示された伸縮アームの概略平面図を示す。第１の腕要素１００の一方の端部（基部）が、基台に回転可能に取り付けられている。第１の腕要素１００の基部に、プーリ１０１が回転可能に配置されている。 FIG. 6 shows a schematic plan view of the telescopic arm disclosed in Patent Document 1 below. One end (base) of the first arm element 100 is rotatably attached to the base. A pulley 101 is rotatably disposed at the base of the first arm element 100.

第２の腕要素１１０の一方の端部（基部）に固定された回転軸１１１が、第１の腕要素１００の他方の端部（先端）に、回転可能に取り付けられている。第２の腕要素１１０の他方の端部（先端）に、ウエハ保持台１１３に固定された回転軸１１２が、回転可能に取り付けられている。 A rotation shaft 111 fixed to one end (base) of the second arm element 110 is rotatably attached to the other end (tip) of the first arm element 100. A rotation shaft 112 fixed to the wafer holding table 113 is rotatably attached to the other end (tip) of the second arm element 110.

プーリ１０１と回転軸１１１との間に、ベルト１０３が架け渡されている。プーリ１０１の直径と回転軸１１１の直径とは等しい。第１の腕要素１００の先端に、回転軸１１１と同軸状に支軸１０２が取り付けられている。支軸１０２と回転軸１１２との間に、ベルト１１４が架け渡されている。回転軸１１２の直径は、支軸１０２の直径の２倍である。このため、支軸１０２が回転したとき、回転軸１１２はその１／２倍の角度だけ回転する。ウエハ保持台１１３の上面にウエハ１２０が保持される。 A belt 103 is stretched between the pulley 101 and the rotating shaft 111. The diameter of the pulley 101 and the diameter of the rotating shaft 111 are equal. A support shaft 102 is attached to the tip of the first arm element 100 so as to be coaxial with the rotation shaft 111. A belt 114 is stretched between the support shaft 102 and the rotation shaft 112. The diameter of the rotating shaft 112 is twice the diameter of the support shaft 102. For this reason, when the support shaft 102 rotates, the rotation shaft 112 rotates by an angle that is ½ of the rotation shaft 112. Wafer 120 is held on the upper surface of wafer holding table 113.

例えば、第１の腕要素１００を時計回りに角度θだけ回転させると同時に、プーリ１０１を反時計回りにθだけ回転させる。このとき、プーリ１０１は、第１の腕要素１００に対して反時計回りに２θだけ回転することになる。プーリ１０１の回転力が回転軸１１１に伝達され、第２の腕要素１１０が反時計周りに角度θだけ回転する（第１の腕要素１００に対しては、反時計回りに２θだけ回転する）。このため、第１の腕要素１００の基部と第２の腕要素１１０の先端とを結ぶ仮想直線の向きは変化せず、両者の間隔（長さ）のみが変動する。 For example, the first arm element 100 is rotated clockwise by an angle θ and the pulley 101 is rotated counterclockwise by θ. At this time, the pulley 101 rotates by 2θ counterclockwise with respect to the first arm element 100. The rotational force of the pulley 101 is transmitted to the rotating shaft 111, and the second arm element 110 rotates counterclockwise by an angle θ (for the first arm element 100, it rotates counterclockwise by 2θ). . For this reason, the direction of the imaginary straight line connecting the base of the first arm element 100 and the tip of the second arm element 110 does not change, and only the distance (length) between the two changes.

第２の腕要素１１０が第１の腕要素１００に対して反時計回りに角度２θだけ回転し、回転軸１１２は支軸１０２の回転角度の１／２だけ回転するため、回転軸１１２は、時計回りに角度θだけ自転する。これに伴い、ウエハ保持台１１３は、回転軸１１２を中心として時計回りに角度θだけ回転する。このため、ウエハ保持台１１３は、第１の腕要素１００の回転中心（プーリ１０１の中心）と、第２の腕要素１１０の先端（回転軸１１２の中心）とを結ぶ仮想直線に平行な方向に並進移動する。このように、ウエハ保持台１１３の向きを変えることなく、伸縮アームを伸縮させることができる。第１の腕要素１００とプーリ１０１とを同一方向に同一角度だけ回転させると、伸縮アームはその形態を保ったまま回転する。 The second arm element 110 rotates counterclockwise by an angle 2θ with respect to the first arm element 100, and the rotation shaft 112 rotates by ½ of the rotation angle of the support shaft 102. Rotate clockwise by angle θ. Along with this, the wafer holding table 113 rotates clockwise about the rotation axis 112 by an angle θ. Therefore, the wafer holding table 113 is parallel to an imaginary straight line connecting the rotation center of the first arm element 100 (the center of the pulley 101) and the tip of the second arm element 110 (the center of the rotation shaft 112). Translate to. In this manner, the extendable arm can be expanded and contracted without changing the orientation of the wafer holding table 113. When the first arm element 100 and the pulley 101 are rotated in the same direction by the same angle, the telescopic arm rotates while maintaining its form.

プーリ１０１と第１の腕要素１００とを、同一方向に同一角度だけ回転させると、伸縮アームは、その形状を保ったまま回転する。 When the pulley 101 and the first arm element 100 are rotated by the same angle in the same direction, the telescopic arm rotates while maintaining its shape.

特開２００３−１２４３００号公報JP 2003-124300 A

プーリ１０１の回転により、第２の腕要素１１０及びウエハ保持台１１３が移動するため、第１の腕要素１００内に配置されたベルト１０３には、第２の腕要素１１０内に配置されたベルト１１４に比べて大きな負荷が加わる。この負荷のために、ベルト１０３の伸び縮みや、プーリの空回り等が生じると、伸縮アームを所望の形態に変化させることができなくなる。プーリの空回りを防止するために、プーリの外周面とベルトの内周面に凹凸を付すると、摩擦によるごみが発生しやすくなる。 Since the second arm element 110 and the wafer holding table 113 are moved by the rotation of the pulley 101, the belt 103 disposed in the first arm element 100 has a belt disposed in the second arm element 110. Compared to 114, a larger load is applied. If the belt 103 is stretched or contracted due to this load, or the pulley is idle, the telescopic arm cannot be changed to a desired shape. In order to prevent the pulley from idling, if the outer peripheral surface of the pulley and the inner peripheral surface of the belt are uneven, dust due to friction is likely to occur.

本発明の目的は、安定した動作を行うことが可能な伸縮アームを提供することである。 An object of the present invention is to provide a telescopic arm capable of performing a stable operation.

本発明の一観点によると、
第１の回転中心線(1)が画定された基台(3)に、該第１の回転中心線を中心として回転可能に支持された第１の腕要素(10)と、
前記第１の回転中心線から離れた位置において前記第１の腕要素に支持され、前記第１の回転中心線と平行な第２の回転中心線(15)を中心として、該第１の腕要素に対して回転可能な第２の腕要素(20)と、
前記基台に、前記第１の回転中心線を中心として回転可能に支持された駆動軸(2)と、
一端が、前記第１の回転中心線から外れた位置において前記駆動軸に取り付けられ、他端が前記第２の回転中心線から外れた位置において前記第２の腕要素に取り付けられた少なくとも２本のリンクであって、該駆動軸を該第１の回転中心線を中心として第１の角度だけ回転させたとき、該第２の腕要素が該第２の回転中心線を中心として該第１の角度だけ回転するように回転力を伝達するリンク(12A,12B)と
前記第２の回転中心線から離れた位置において前記第２の腕要素に回転可能に支持され、前記第２の回転中心線と平行な第３の回転中心線(25)を中心として、該第２の腕要素に対して回転可能であり、該第２の回転中心線から該第３の回転中心線までの距離が、前記第１の回転中心線から該第２の回転中心線までの距離と等しい保持部材(30)と、
前記第２の腕要素に固定され、前記第１の腕要素に、前記第２の回転中心線を中心として回転可能に支持され、該第２の回転中心線に沿った空洞が設けられている第１の支軸(20B)と、
前記第１の腕要素に固定され、前記第１の支軸内の空洞に挿入された第２の支軸(10C,10D)と、
前記第２の支軸の回転力を前記保持部材に伝達する回転力伝達機構(22)と
を有し、
前記リンクが、前記駆動軸と、前記第１の支軸とを連結しており、
前記リンクが、第１のリンク(12A)と第２のリンク(12B)とを含み、
前記第２の支軸は、前記第２の回転中心線に沿って延在する第１の部分(10C)と、該第１の部分を前記第１の腕要素に固定する第２の部分(10D)とを含み、該第２の部分は、該第２の回転中心線と交差する方向に延在し、
前記第１のリンク及び第２のリンクが、それぞれ第１の接続部材及び第２の接続部材により、前記第１の支軸に連結されており、
前記第１の支軸に対して第２の支軸を回転させたとき、前記第１のリンクは、前記第２の支軸と衝突することなく前記第２の回転中心線を横切ることができ、前記第１の接続部材は、前記第２の支軸の第２の部分に接触し、前記第２のリンクは、前記第２の支軸の第１の部分に接触し、前記第２の接続部材は、前記第２の支軸の第２の部分と接触することなく、該第２の部分と交差することができるように、前記第２の支軸、第１のリンク、第２のリンク、第１の接続部材、及び第２の接続部材が配置されている伸縮アームが提供される。 According to one aspect of the invention,
A first arm element (10) rotatably supported about the first rotation center line on a base (3) in which a first rotation center line (1) is defined;
The first arm is supported by the first arm element at a position away from the first rotation center line, and is centered on a second rotation center line (15) parallel to the first rotation center line. A second arm element (20) rotatable relative to the element;
A drive shaft (2) supported on the base so as to be rotatable about the first rotation center line;
At least two of which one end is attached to the drive shaft at a position deviating from the first rotation center line and the other end is attached to the second arm element at a position deviating from the second rotation center line. And when the drive shaft is rotated about the first rotation center line by a first angle, the second arm element is centered on the second rotation center line. Links (12A, 12B) that transmit rotational force to rotate at an angle of
Centered on a third rotation center line (25) parallel to the second rotation center line and rotatably supported by the second arm element at a position away from the second rotation center line. The second arm element is rotatable with respect to the second arm element, and the distance from the second rotation center line to the third rotation center line is the distance from the first rotation center line to the second rotation center line. A holding member (30) equal to,
Fixed to the second arm element, supported by the first arm element so as to be rotatable about the second rotation center line, and provided with a cavity along the second rotation center line. The first spindle (20B);
A second spindle (10C, 10D) fixed to the first arm element and inserted into a cavity in the first spindle;
A rotational force transmission mechanism (22) for transmitting the rotational force of the second support shaft to the holding member;
Have
The link connects the drive shaft and the first support shaft;
The link includes a first link (12A) and a second link (12B);
The second support shaft includes a first portion (10C) extending along the second rotation center line, and a second portion for fixing the first portion to the first arm element ( 10D), and the second portion extends in a direction intersecting the second rotation center line,
The first link and the second link are connected to the first support shaft by a first connection member and a second connection member, respectively.
When the second support shaft is rotated with respect to the first support shaft, the first link can cross the second rotation center line without colliding with the second support shaft. The first connecting member contacts the second portion of the second support shaft, the second link contacts the first portion of the second support shaft, and the second support shaft. The connecting member can intersect the second portion without contacting the second portion of the second supporting shaft, so that the second supporting shaft, the first link, the second link can be intersected with the second portion. A telescopic arm is provided in which the link, the first connecting member, and the second connecting member are disposed .

駆動軸の回転力が、２本のリンクにより第２の腕要素に伝達される。このため、ベルトで回転力を伝達する場合に比べて、おきな負荷に耐え、安定した動作を確保することができる。 The rotational force of the drive shaft is transmitted to the second arm element by two links. For this reason, compared with the case where the rotational force is transmitted by the belt, it is possible to withstand a large load and to ensure a stable operation.

図１に、第１の実施例による伸縮アームの概略平面図を示す。第１の実施例による伸縮アームは、第１の腕要素１０、第２の腕要素２０、及びウエハ保持台３０を含んで構成されている。第１の腕要素１０は、その基部に画定されている第１の回転中心線１を中心として回転（旋回）可能である。第２の腕要素２０の基部が、第１の腕要素１０の先端に取り付けられており、第１の腕要素１０の先端に画定された第２の回転中心線１５を中心として回転（旋回）可能に支持されている。ウエハ保持台３０は、第２の腕要素２０の先端に取り付けられており、第２の腕要素２０の先端に画定された第３の回転中心線２５を中心として回転（旋回）可能である。ウエハ保持台３０の保持面にウエハ５０が保持される。 FIG. 1 shows a schematic plan view of a telescopic arm according to the first embodiment. The telescopic arm according to the first embodiment includes a first arm element 10, a second arm element 20, and a wafer holder 30. The first arm element 10 can be rotated (turned) about a first rotation center line 1 defined at the base thereof. The base of the second arm element 20 is attached to the tip of the first arm element 10 and rotates (turns) around a second rotation center line 15 defined at the tip of the first arm element 10. Supported as possible. The wafer holder 30 is attached to the tip of the second arm element 20 and can rotate (turn) around a third rotation center line 25 defined at the tip of the second arm element 20. The wafer 50 is held on the holding surface of the wafer holder 30.

第１の回転中心線１、第２の回転中心線１５、及び第３の回転中心線２５は、相互に平行である。第１の回転中心線１から第２の回転中心線１５までの距離（第１の腕要素１０の長さ）は、第２の回転中心線１５から第３の回転中心線２５までの距離（第２の腕要素２０の長さ）と等しい。 The first rotation center line 1, the second rotation center line 15, and the third rotation center line 25 are parallel to each other. The distance from the first rotation center line 1 to the second rotation center line 15 (the length of the first arm element 10) is the distance from the second rotation center line 15 to the third rotation center line 25 ( Equal to the length of the second arm element 20).

第１の腕要素１０の基部に駆動軸２が配置されている。駆動軸２は、モータからの回転力を受け、回転中心線１を中心として回転（自転）する。第２の腕要素２０の基部に支軸２０Ｂが固定されている。 The drive shaft 2 is disposed at the base of the first arm element 10. The drive shaft 2 receives the rotational force from the motor and rotates (rotates) around the rotation center line 1. A support shaft 20 B is fixed to the base of the second arm element 20.

リンク１２Ａの一端が、第１の回転中心線１から外れた位置ＰＡにおいて駆動軸２に回転自在に取り付けられ、他端が第２の回転中心線１５から外れた位置において支軸２０Ｂに回転自在に取り付けられている。同様に、もう１本のリンク１２Ｂの一端が、第１の回転中心線１から外れた位置ＰＢにおいて駆動軸２に回転自在に取り付けられ、他端が第２の回転中心線１５から外れた位置において支軸２０Ｂに回転自在に取り付けられている。リンク１２Ａ及び１２Ｂは、平行四辺形の相互に対向する一対の辺を構成する。リンク１２Ａの駆動軸２への取付位置ＰＡと第１の回転中心線１とを結ぶ直線と、リンク１２Ｂの駆動軸２への取付位置ＰＢと第１の回転中心線１とを結ぶ直線とは、相互に直交する。 One end of the link 12A is rotatably attached to the drive shaft 2 at a position PA deviated from the first rotation center line 1, and the other end is rotatable to the support shaft 20B at a position deviated from the second rotation center line 15. Is attached. Similarly, one end of the other link 12B is rotatably attached to the drive shaft 2 at a position PB deviated from the first rotation center line 1, and the other end is deviated from the second rotation center line 15. Are rotatably attached to the support shaft 20B. The links 12A and 12B constitute a pair of opposite sides of a parallelogram. A straight line connecting the attachment position PA of the link 12A to the drive shaft 2 and the first rotation center line 1 and a straight line connecting the attachment position PB of the link 12B to the drive shaft 2 and the first rotation center line 1 , Orthogonal to each other.

なお、第１の回転中心線１から取付位置ＰＡまでの距離と、第１の回転中心線１からもう一方のリンクの取付位置ＰＢまでの距離とは、必ずしも等しくする必要はない。また、取付位置ＰＡと第１の回転中心線１とを結ぶ直線と、取付位置ＰＢと第１の回転中心線１とを結ぶ直線とは、必ずしも直交させる必要はない。 It should be noted that the distance from the first rotation center line 1 to the attachment position PA and the distance from the first rotation center line 1 to the attachment position PB of the other link are not necessarily equal. Further, the straight line connecting the attachment position PA and the first rotation center line 1 and the straight line connecting the attachment position PB and the first rotation center line 1 are not necessarily orthogonal to each other.

駆動軸２を第１の回転中心線１を中心として第１の角度だけ回転させたとき、この回転力がリンク１２Ａ及び１２Ｂによって支軸２０Ｂに伝達され、支軸２０Ｂ及び第２の腕要素２０が、第２の回転中心線を中心として第１の角度だけ回転する。 When the drive shaft 2 is rotated by the first angle about the first rotation center line 1, this rotational force is transmitted to the support shaft 20B by the links 12A and 12B, and the support shaft 20B and the second arm element 20 are transmitted. Rotates around the second rotation centerline by a first angle.

図２に、第１の実施例による伸縮アームの断面図を示す。第１の腕要素１０及び第２の腕要素２０は中空の部材で形成されている。第１の腕要素１０の基部に、中空の支軸１０Ｂが固定されている。支軸１０Ｂ内の空洞が第１の腕要素１０内の空洞に連通している。支軸１０Ｂは、その外周面と基台３との間に配置された転がり軸受ＲＢ_１により、第１の回転中心線１を中心として回転可能に基台３に支持されている。駆動軸２が、支軸１０Ｂ内の空洞に挿入され、第１の腕要素１０内の空洞まで導入されている。中空の支軸１０Ｂの内周面と駆動軸２の外周面との間に配置された転がり軸受ＲＢ_２により、駆動軸２が支軸１０Ｂに対して回転可能に支持されている。回転駆動機構５が、支軸１０Ｂ及び駆動軸２を回転させる。 FIG. 2 shows a cross-sectional view of the telescopic arm according to the first embodiment. The first arm element 10 and the second arm element 20 are formed of hollow members. A hollow support shaft 10 B is fixed to the base portion of the first arm element 10. A cavity in the support shaft 10 B communicates with a cavity in the first arm element 10. The support shaft 10B is supported by the base 3 so as to be rotatable about the first rotation center line 1 by a rolling bearing RB ₁ disposed between the outer peripheral surface of the support shaft 10B and the base 3. The drive shaft 2 is inserted into the cavity in the support shaft 10 B and introduced to the cavity in the first arm element 10. The rolling bearing RB ₂ disposed between the inner peripheral surface and the outer circumferential surface of the drive shaft 2 of the hollow shaft 10B, the drive shaft 2 is rotatably supported by the shaft 10B. The rotation drive mechanism 5 rotates the support shaft 10B and the drive shaft 2.

リンク１２Ａ及び１２Ｂが、それぞれ取付位置ＰＡ及びＰＢにおいて、駆動軸２の端面に、第１の回転中心線１と平行な軸を中心として回転自在に取り付けられている。 The links 12A and 12B are attached to the end surface of the drive shaft 2 so as to be rotatable about an axis parallel to the first rotation center line 1 at the attachment positions PA and PB, respectively.

第１の腕要素１０の先端に、内部の空洞と外部とを連通させる開口１３が形成されている。第２の腕要素２０の基部に固定された中空の支軸２０Ｂが、開口１３を通って第１の腕要素１０の内部まで導入されている。支軸２０Ｂは、その外周面と開口１３の内周面との間に配置された転がり軸受ＲＢ_３により、第２の回転中心線１５を中心として、第１の腕要素１０に対して回転可能に支持されている。 An opening 13 is formed at the tip of the first arm element 10 to communicate the internal cavity with the outside. A hollow spindle 20 B fixed to the base of the second arm element 20 is introduced through the opening 13 to the inside of the first arm element 10. Support shaft 20B is a rolling bearing RB ₃ disposed between the inner peripheral surface of the outer peripheral surface and the opening 13, around the second rotational axis 15, rotatable relative to the first arm element 10 It is supported by.

リンク１２Ａ及び１２Ｂの端部が、第２の回転中心線１５から外れた位置において、支軸２０Ｂの端面に、第２の回転中心線１５に平行な軸を中心として回転自在に取り付けられている。リンク１２Ａ及び１２Ｂは、第１の回転中心線１の延在する方向に関して異なる位置（異なる高さ）に配置されている。このため、第１の回転中心線１に平行な視線で見たとき、２本のリンク１２Ａと１２Ｂとが相互に重なるような姿勢をとることができる。 The ends of the links 12 A and 12 B are attached to the end surface of the support shaft 20 B so as to be rotatable about an axis parallel to the second rotation center line 15 at a position off the second rotation center line 15. . The links 12A and 12B are arranged at different positions (different heights) with respect to the extending direction of the first rotation center line 1. For this reason, when viewed from a line of sight parallel to the first rotation center line 1, it is possible to take a posture such that the two links 12A and 12B overlap each other.

第１の腕要素１０の内面に固定された支軸１０Ｃが、支軸２０Ｂ内の空洞に挿入され、第２の腕要素２０内に導入されている。支軸１０Ｃは、第１の腕要素１０の内面から突き出した支え棒１０Ｄにより第１の腕要素１０に固定されている。また、中空の支軸２０Ｂの内周面と支軸１０Ｃの外周面との間に配置された転がり軸受ＲＢ_４により、第２の回転中心線１５を中心とした半径方向の位置が拘束されている。 A support shaft 10 C fixed to the inner surface of the first arm element 10 is inserted into a cavity in the support shaft 20 B and introduced into the second arm element 20. The support shaft 10 C is fixed to the first arm element 10 by a support bar 10 D protruding from the inner surface of the first arm element 10. Further, the rolling bearing RB ₄ disposed between the inner periphery and the outer periphery of the support shaft 10C of hollow shaft 20B, the position in the radial direction around the second rotational axis 15 is constrained Yes.

支え棒１０Ｄは、支軸２０Ｂが、ある角度の範囲内で回転したときに、リンク１２Ａ及び１２Ｂの移動を妨げない位置に配置されている。 The support rod 10D is disposed at a position that does not hinder the movement of the links 12A and 12B when the support shaft 20B rotates within a range of an angle.

第２の腕要素２０の先端に、内部の空洞と外部とを連通させる開口２４が形成されている。ウエハ保持台３０に固定された支軸３１が、開口２４を通って第２の腕要素２０の内部まで導入されている。第２の腕要素２０の先端部の、開口２４に対向する内壁に、円形の凸部２３が形成されている。支軸３１は、凸部２３の外周面と支軸３１との間に配置された転がり軸受ＲＢ５、及び開口２４の内周面と支軸３１との間に配置された転がり軸受ＲＢ６とにより、第３の回転中心線２５を中心として回転可能に支持されている。 An opening 24 is formed at the tip of the second arm element 20 to allow communication between the internal cavity and the outside. A support shaft 31 fixed to the wafer holder 30 is introduced to the inside of the second arm element 20 through the opening 24. A circular convex portion 23 is formed on the inner wall of the distal end portion of the second arm element 20 facing the opening 24. The support shaft 31 includes a rolling bearing RB5 disposed between the outer peripheral surface of the convex portion 23 and the support shaft 31, and a rolling bearing RB6 disposed between the inner peripheral surface of the opening 24 and the support shaft 31. The third rotation center line 25 is supported so as to be rotatable.

支軸１０Ｃのうち第２の腕要素２０内に導入されている部分と、支軸３１とにベルト２２が架け渡されている。 The belt 22 is stretched over a portion of the support shaft 10 C introduced into the second arm element 20 and the support shaft 31.

図３を参照して、リンク１２Ａ、１２Ｂ、支軸１０Ｃ、支え棒１０Ｄとの位置関係について説明する。 With reference to FIG. 3, the positional relationship with link 12A, 12B, the spindle 10C, and the support bar 10D is demonstrated.

図３は、図２に示した第１の腕要素１０と第２の腕要素２０との関節部分の底面図を示す。リンク１２Ａと支軸２０Ｂとの連結点をＱＡ、リンク１２Ｂと支軸２０Ｂとの連結点をＱＢとする。第２の回転中心線１５と連結点ＱＡとを結ぶ直線と、第２の回転中心線１５と連結点ＱＢとを結ぶ直線とは相互に直交する。図３において、支え棒１０Ｄが支軸１０Ｃから左方に延びている。 FIG. 3 shows a bottom view of the joint portion of the first arm element 10 and the second arm element 20 shown in FIG. The connection point between the link 12A and the support shaft 20B is QA, and the connection point between the link 12B and the support shaft 20B is QB. A straight line connecting the second rotation center line 15 and the connection point QA and a straight line connecting the second rotation center line 15 and the connection point QB are orthogonal to each other. In FIG. 3, the support rod 10D extends leftward from the support shaft 10C.

図２に示したように、リンク１２Ａは、支軸１０Ｃの下端よりも下方に配置されているため、支軸１０Ｃに妨げられることなく移動することができる。ところが、リンク１２Ｂは、支軸１０Ｃの下端よりも上方に配置されているため、支軸１０Ｃを横切って移動することができない。また、支え棒１０Ｄが、リンク１２Ａと支軸２０Ｂの端面との間に配置されているため、リンク１２Ａの端部と支軸２０Ｂの端面とを連結する接続部材（リンク１２Ａの連結点ＱＡ）は、支え棒１０Ｄを横切って移動することができない。これに対し、リンク１２Ｂと支軸２０Ｂの端面との間には支え棒１０Ｄが配置されていないため、リンク１２Ｂの連結点ＱＢは、支え棒１０Ｄに妨げられることなく移動することができる。 As shown in FIG. 2, since the link 12A is disposed below the lower end of the support shaft 10C, the link 12A can move without being blocked by the support shaft 10C. However, since the link 12B is disposed above the lower end of the support shaft 10C, it cannot move across the support shaft 10C. Further, since the support bar 10D is disposed between the link 12A and the end surface of the support shaft 20B, the connecting member that connects the end portion of the link 12A and the end surface of the support shaft 20B (the connection point QA of the link 12A). Cannot move across the support bar 10D. In contrast, since the support bar 10D is not disposed between the link 12B and the end surface of the support shaft 20B, the connection point QB of the link 12B can move without being blocked by the support bar 10D.

図３において、リンク１２Ｂが支軸１０Ｃの右側の脇を通過して第１の腕部材１０の基部に向かう位置に、リンク１２Ｂの連結点ＱＢがある状態を始点とする。このとき、他方のリンク１２Ａは、支軸１０Ｃを挟んでリンク１２Ｂの反対側に位置する。支軸２０Ｂが時計回りに回転すると、リンク１２Ａが支軸１０Ｃの手前（図２において下方）を通過し、その後、リンク１２Ａと１２Ｂとが重なる。さらに回転を続けると、リンク１２Ｂの連結点ＱＢが支え棒１０Ｄの奥（図２において上方）を通過する。リンク１２Ａの連結点ＱＡが他方のリンク１２Ｂに接触する位置（図３において記号ＱＡ’、ＱＢ’、１２Ａ’、１２Ｂ’の位置）まで回転することができる。 In FIG. 3, the state where the link 12B passes through the right side of the support shaft 10C and goes to the base of the first arm member 10 is a starting point. At this time, the other link 12A is located on the opposite side of the link 12B across the support shaft 10C. When the support shaft 20B rotates clockwise, the link 12A passes in front of the support shaft 10C (downward in FIG. 2), and then the links 12A and 12B overlap. If the rotation continues further, the connection point QB of the link 12B passes through the back of the support bar 10D (upward in FIG. 2). The connecting point QA of the link 12A can be rotated to a position where it contacts the other link 12B (positions of symbols QA ', QB', 12A ', 12B' in FIG. 3).

リンク１２Ａの連結点ＱＡの可動範囲ＭＡ及びリンク１２Ｂの連結点ＱＢの可動範囲ＭＢは、支軸１０Ｃやリンク１２Ａ、１２Ｂの太さを無視すると、３６０°−４５°＝３１５°になる。実際には、支軸１０Ｃやリンク１２Ａ、１２Ｂがある太さを持っているため、可動範囲ＭＡ及びＭＢは、３１５°よりもやや狭くなる。支え棒１０Ｄは、リンク１２Ａの連結点ＱＡの可動範囲ＭＡ以外の位置に配置される。このように支え棒１０Ｄを配置することにより、支軸２０Ｂの回転可能角度を最大限まで大きくすることができる。 The movable range MA of the connecting point QA of the link 12A and the movable range MB of the connecting point QB of the link 12B are 360 ° −45 ° = 315 ° when the thicknesses of the support shaft 10C and the links 12A and 12B are ignored. Actually, since the supporting shaft 10C and the links 12A and 12B have a certain thickness, the movable ranges MA and MB are slightly narrower than 315 °. The support rod 10D is disposed at a position other than the movable range MA of the connection point QA of the link 12A. By arranging the support rod 10D in this way, the rotatable angle of the support shaft 20B can be maximized.

図１〜図３に示した第１の実施例では、図６に示した従来の伸縮アームの第１の腕要素１００内のベルトの代わりに、２本のリンク１２Ａ及び１２Ｂが用いられている。図１に示した第１の実施例による伸縮アームの駆動軸２及び支軸２０Ｂが、それぞれ図６に示した従来の伸縮アームのプーリ１０１及びプーリ１１１に対応する。第１の実施例においても、従来の場合と同様に、駆動軸２をある角度だけ回転させると、支軸２０Ｂが同一方向に同一角度だけ回転する。 In the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, two links 12A and 12B are used in place of the belt in the first arm element 100 of the conventional telescopic arm shown in FIG. . The drive shaft 2 and the support shaft 20B of the telescopic arm according to the first embodiment shown in FIG. 1 correspond to the pulley 101 and the pulley 111 of the conventional telescopic arm shown in FIG. 6, respectively. Also in the first embodiment, as in the conventional case, when the drive shaft 2 is rotated by a certain angle, the support shaft 20B rotates by the same angle in the same direction.

また、図１に示した第１の実施例による伸縮アームの支軸１０Ｃ、支軸３１、及びベルト２２が、それぞれ図６に示した従来の伸縮アームのプーリ１０２、プーリ１１２、及びベルト１１４に対応する。 Further, the support shaft 10C, the support shaft 31, and the belt 22 of the telescopic arm according to the first embodiment shown in FIG. 1 are respectively replaced with the pulley 102, the pulley 112, and the belt 114 of the conventional telescopic arm shown in FIG. Correspond.

第１の実施例による伸縮アームの伸縮動作及び回転動作の原理は、従来の伸縮アームの動作原理と同様である。すなわち、第１の腕要素１０（支軸１０Ｂ）をθだけ回転させ、駆動軸２を反対回りにθだけ回転させると、伸縮アームは、伸縮動作を行う。第１の腕要素１０と駆動軸２とを、同一方向に同一角度だけ回転させると、伸縮アームはその形状を保ったまま、第１の回転中心線１を中心として回転する。一般に、伸縮アームの回転動作と伸縮動作を同時に行う場合には、これらの回転動作を合成させればよい。伸縮アームを回転させるべき角度をα、伸縮量に対応する角度をθとすると、第１の腕要素１０をα＋θだけ回転させ、駆動軸２をα−θだけ回転させればよい。 The principle of the telescopic operation and the rotation operation of the telescopic arm according to the first embodiment is the same as that of the conventional telescopic arm. That is, when the first arm element 10 (support shaft 10B) is rotated by θ and the drive shaft 2 is rotated by θ in the opposite direction, the extendable arm performs an extendable operation. When the first arm element 10 and the drive shaft 2 are rotated by the same angle in the same direction, the telescopic arm rotates around the first rotation center line 1 while maintaining its shape. In general, when the rotation operation and expansion / contraction operation of the telescopic arm are performed simultaneously, these rotation operations may be combined. If the angle at which the telescopic arm is to be rotated is α and the angle corresponding to the amount of expansion / contraction is θ, the first arm element 10 may be rotated by α + θ and the drive shaft 2 may be rotated by α−θ.

第１の実施例では、ベルトの代わりに２本のリンクが用いられているため、大きな負荷に耐えることができる。リンクが１本の場合には、リンクが一方の回転中心線と交わる状態の近傍で、回転動作が不安定になる。第１の実施例では、２本のリンクが用いられているため、このような不安定さを回避することができる。２本のリンクの姿勢に依存しないで動作を安定させるために、一方のリンクの連結点と回転中心線とを結ぶ直線と、他方のリンクの連結点と回転中心線とを結ぶ直線とのなす角度を１０°〜１７０°とすることが好ましく、第１の実施例のように９０°とすることが最も好ましい。 In the first embodiment, since two links are used in place of the belt, it is possible to withstand a large load. When there is one link, the rotation operation becomes unstable near the state where the link intersects one rotation center line. In the first embodiment, since two links are used, such instability can be avoided. In order to stabilize the operation without depending on the posture of the two links, a straight line connecting the connection point of one link and the rotation center line and a straight line connecting the connection point of the other link and the rotation center line are formed. The angle is preferably 10 ° to 170 °, and most preferably 90 ° as in the first embodiment.

次に、図４及び図５を参照して、第２の実施例による伸縮アームについて説明する。以下、第１の実施例による伸縮アームとの相違点について説明する。 Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the expansion-contraction arm by the 2nd Example is demonstrated. Hereinafter, differences from the telescopic arm according to the first embodiment will be described.

図４に、第２の実施例による伸縮アームの平面図を示す。第１の実施例による伸縮アームの駆動軸２は、円形の端面を有し、その端面にリンク１２Ａ及び１２Ｂが取り付けられていた。第２の実施例では、駆動軸２の、第１の腕要素１０の内部側の端部に、径方向に突き出した２本の腕２Ａ及び２Ｂが取り付けられている。この２本の腕２Ａ及び２Ｂの先端に、それぞれリンク１２Ａ及び１２Ｂが取り付けられている。 FIG. 4 shows a plan view of the telescopic arm according to the second embodiment. The drive shaft 2 of the telescopic arm according to the first embodiment has a circular end face, and the links 12A and 12B are attached to the end face. In the second embodiment, two arms 2A and 2B protruding in the radial direction are attached to the end of the drive shaft 2 on the inner side of the first arm element 10. Links 12A and 12B are attached to the tips of the two arms 2A and 2B, respectively.

第１の腕要素１０と第２の腕要素２０との間接部分においては、第２の腕要素２０に固定された支軸１０Ｅの、第１の腕要素１０の内部側の端部に、径方向に延在し、相互に直交する２本の腕２０Ｄ及び２０Ｅが取り付けられている。この２本の腕２０Ｄ及び２０Ｅの先端に、それぞれリンク１２Ａ及び１２Ｂが取り付けられている。 In the indirect portion of the first arm element 10 and the second arm element 20, the diameter of the support shaft 10 E fixed to the second arm element 20 is set at the end on the inner side of the first arm element 10. Two arms 20D and 20E extending in the direction and orthogonal to each other are attached. Links 12A and 12B are attached to the tips of the two arms 20D and 20E, respectively.

図５に、第１の腕要素１０と第２の腕要素２０との関節部分の断面図を示す。第２の腕要素２０の基部に、その内部の空洞と外部とを連通させる開口２６が形成されている。第１の腕要素１０の先端に固定された中空の支軸１０Ｅが第２の回転中心線１５に沿って延び、開口２６を通って第２の腕要素２０内まで導入されている。支軸１０Ｅの、第２の腕要素２０内の部分に、ベルト２２が架けられている。図４に示したように、支軸１０Ｅと支軸３１とは、支軸１０Ｅの回転角度と支軸３１の回転角度との比が２：１になるように構成されている。 FIG. 5 shows a cross-sectional view of the joint portion between the first arm element 10 and the second arm element 20. An opening 26 is formed in the base of the second arm element 20 so as to communicate the cavity inside and the outside. A hollow spindle 10E fixed to the tip of the first arm element 10 extends along the second rotation center line 15 and is introduced into the second arm element 20 through the opening 26. A belt 22 is hung on a portion of the support shaft 10E in the second arm element 20. As shown in FIG. 4, the support shaft 10E and the support shaft 31 are configured such that the ratio of the rotation angle of the support shaft 10E to the rotation angle of the support shaft 31 is 2: 1.

第２の腕要素２０の基部の内壁に固定された支軸２０Ｃが、第２の回転中心線１５に沿って延在し、支軸１０Ｅの内部の空洞に挿入され、第１の腕要素１０内の空間まで導入されている。支軸２０Ｃは、その外周面と支軸１０Ｅの内周面との間に配置された転がり軸受ＲＢ７及びＲＢ８により、第２の回転中心線１５を中心として回転可能に支持されている。 A support shaft 20C fixed to the inner wall of the base portion of the second arm element 20 extends along the second rotation center line 15 and is inserted into a cavity inside the support shaft 10E. It has been introduced to the inner space. The support shaft 20C is supported rotatably about the second rotation center line 15 by rolling bearings RB7 and RB8 arranged between the outer peripheral surface of the support shaft and the inner peripheral surface of the support shaft 10E.

支軸２０Ｃの、第１の腕要素１０の内部側の先端に、第２の回転中心線１５の径方向に延び、相互に直交する２本の腕２０Ｄ及び２０Ｅが固定されている。なお、一方の腕２０Ｄは図５の断面には現われていない。腕２０Ｄ及び２０Ｅの先端に、それぞれリンク１２Ａ及び１２Ｂが取り付けられている。図４に示したように、リンク１２Ａ及び１２Ｂは、第１の実施例の場合と同様に、平行四辺形の相互に対向する一対の辺を画定する。駆動軸２の回転によって腕２Ａ及び２Ｂが第１の回転中心線１を中心として回転すると、腕２０Ｄ及び２０Ｅが第２の回転中心線１５を中心として回転する。この回転により、図５に示した支軸２０Ｃ及び第２の腕要素２０が第２の回転中心線１５を中心として回転する。 Two arms 20D and 20E extending in the radial direction of the second rotation center line 15 and orthogonal to each other are fixed to the tip of the support shaft 20C on the inner side of the first arm element 10. One arm 20D does not appear in the cross section of FIG. Links 12A and 12B are attached to the tips of the arms 20D and 20E, respectively. As shown in FIG. 4, the links 12 A and 12 B define a pair of opposite sides of a parallelogram as in the case of the first embodiment. When the arms 2A and 2B are rotated about the first rotation center line 1 by the rotation of the drive shaft 2, the arms 20D and 20E are rotated about the second rotation center line 15. By this rotation, the support shaft 20C and the second arm element 20 shown in FIG. 5 rotate around the second rotation center line 15.

第２の実施例の場合には、図５に示したように、図２に示した第１の実施例の場合の支え棒１０Ｄに相当する部材が必要ない。また、２本のリンク１２Ａ及び１２Ｂが、共に支軸２０Ｃの先端よりも下方に配置されている。このため、リンク１２Ａと腕２０Ｅとを接続する接続部材の移動を妨げるのは、他方のリンク１２Ｂのみである。このため、第１の実施例の場合に比べて、支軸２０Ｃの可動範囲をより広くすることができる。 In the case of the second embodiment, as shown in FIG. 5, a member corresponding to the support bar 10D in the case of the first embodiment shown in FIG. 2 is not necessary. The two links 12A and 12B are both disposed below the tip of the support shaft 20C. For this reason, it is only the other link 12B that prevents the movement of the connecting member that connects the link 12A and the arm 20E. For this reason, the movable range of the support shaft 20C can be made wider than in the case of the first embodiment.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

本発明は、半導体プロセスに用いられる種々の装置、例えばイオン注入装置、スパッタリング装置、プラズマ励起型化学気相成長装置等のウエハ搬送用に用いることができる。 The present invention can be used for wafer transfer of various apparatuses used in semiconductor processes, such as an ion implantation apparatus, a sputtering apparatus, and a plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.

第１の実施例による伸縮アームの平面図である。It is a top view of the expansion-contraction arm by a 1st Example. 第１の実施例による伸縮アームの断面図である。It is sectional drawing of the expansion-contraction arm by 1st Example. 第１の実施例による伸縮アームの関節部分の底面図である。It is a bottom view of the joint part of the expansion-contraction arm by 1st Example. 第２の実施例による伸縮アームの平面図である。It is a top view of the expansion-contraction arm by the 2nd Example. 第２の実施例による伸縮アームの関節部分の断面図である。It is sectional drawing of the joint part of the expansion-contraction arm by 2nd Example. 従来の伸縮アームの平面図である。It is a top view of the conventional expansion-contraction arm.

Explanation of symbols

１第１の回転中心線
２駆動軸
２Ａ、２Ｂ、２０Ｄ、２０Ｅ腕
３基台
５回転駆動機構
１０第１の腕要素
１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｅ、２０Ｂ、２０Ｃ、３１支軸
１０Ｄ支え棒
１２Ａ、１２Ｂリンク
１３、２４開口
１５第２の回転中心線
２０第２の腕要素
２２ベルト
２５第３の回転中心線
３０ウエハ保持台
５０ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st rotation center line 2 Drive shaft 2A, 2B, 20D, 20E Arm 3 Base 5 Rotation drive mechanism 10 1st arm element 10B, 10C, 10E, 20B, 20C, 31 Support shaft 10D Support rod 12A, 12B Link 13, 24 Opening 15 Second rotation center line 20 Second arm element 22 Belt 25 Third rotation center line 30 Wafer holder 50 Wafer

Claims

A first arm element (10) rotatably supported about the first rotation center line on a base (3) in which a first rotation center line (1) is defined;
The first arm is supported by the first arm element at a position away from the first rotation center line, and is centered on a second rotation center line (15) parallel to the first rotation center line. A second arm element (20) rotatable relative to the element;
A drive shaft (2) supported on the base so as to be rotatable about the first rotation center line;
At least two of which one end is attached to the drive shaft at a position deviating from the first rotation center line and the other end is attached to the second arm element at a position deviating from the second rotation center line. And when the drive shaft is rotated about the first rotation center line by a first angle, the second arm element is centered on the second rotation center line. Links (12A, 12B) that transmit rotational force to rotate at an angle of
Centered on a third rotation center line (25) parallel to the second rotation center line and rotatably supported by the second arm element at a position away from the second rotation center line. The second arm element is rotatable with respect to the second arm element, and the distance from the second rotation center line to the third rotation center line is the distance from the first rotation center line to the second rotation center line. A holding member (30) equal to,
Fixed to the second arm element, supported by the first arm element so as to be rotatable about the second rotation center line, and provided with a cavity along the second rotation center line. The first spindle (20B);
A second spindle (10C, 10D) fixed to the first arm element and inserted into a cavity in the first spindle;
A rotational force transmission mechanism (22) for transmitting the rotational force of the second support shaft to the holding member;
Have
The link connects the drive shaft and the first support shaft;
The link includes a first link (12A) and a second link (12B);
The second support shaft includes a first portion (10C) extending along the second rotation center line, and a second portion for fixing the first portion to the first arm element ( 10D), and the second portion extends in a direction intersecting the second rotation center line,
The first link and the second link are connected to the first support shaft by a first connection member and a second connection member, respectively.
When the second support shaft is rotated with respect to the first support shaft, the first link can cross the second rotation center line without colliding with the second support shaft. The first connecting member contacts the second portion of the second support shaft, the second link contacts the first portion of the second support shaft, and the second support shaft. The connecting member can intersect the second portion without contacting the second portion of the second supporting shaft, so that the second supporting shaft, the first link, the second link can be intersected with the second portion. A telescopic arm on which a link, a first connecting member, and a second connecting member are arranged .

The telescopic arm according to claim 1, wherein the two links are arranged at positions different from each other with respect to a direction of the first rotation center line.

The telescopic arm according to claim 1 or 2 , wherein the rotational force transmission mechanism transmits rotational force so that a ratio of a rotational angle of the second support shaft to a rotational angle of the holding member is 2: 1.

Further, the fifth arm is fixed to the first arm element, provided with a cavity along the first rotation center line, and has a fifth support shaft rotatably supported by the base,
The telescopic arm according to any one of claims 1 to 3 , wherein the drive shaft is inserted into a cavity in the fifth support shaft.