JP3168914B2 - 清浄機能付きロボット装置および清浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンな環境で
の部品、製品製造を行う各種精密加工精密組立装置を一
般環境に設置しても部品や製品等の被処理物を高品質に
処理できるようにしたロボット装置および清浄方法、詳
しくは、半導体または液晶関連の生産装置や光ディス
ク、プラズマディスプレイあるいはテレビ等のマルチメ
ディア関連の部品、製品の加工・組立装置及び電気回路
基板の電子部品実装・処理関連の生産装置を一般環境に
設置して、雰囲気中の粉塵や不要成分物質等を嫌う各種
加工・組立処理作業を行うために、粉塵や不要成分物質
等が極めて少ない清浄空間、いわゆるクリーン空間を処
理時に被処理物周辺に形成することができる清浄機能付
きロボット装置および清浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体・液晶・電気回路基板製造装置や
その他の精密製品の製造においては、空気中に微細な粉
塵が存在するだけで、製品の品質性能に大きな影響を与
えることになる。そのため、このような製造に用いられ
る製造装置は、空気中の粉塵を極めて高いレベルで除去
した、いわゆるクリーンルーム中に設置されている。

【０００３】このようなクリーンルームは、（１）製造
に直接関与しないクリーンルーム建設に莫大な投資が必
要であること、（２）クリーンルームの運転維持費が莫
大であること、（３）作業性が悪いなどの問題がある。
前述問題点（１）と（２）を解消するために、製造装置
を設置するクリーンルームの内部容積を小さくしたクリ
ーン空間装置が提案されている。これは、両端が開放さ
れた筒状の一定の内部容積を有するクリーンルーム単体
を順次連結することによって、必要な容積および配置形
状を備えた連続した長いクリーン空間路を構成する。

【０００４】しかし、クリーンルーム内では、製造装置
は、通常、製品の機種や製造工程の変更に伴って、製造
装置の配置変更や追加撤去が頻繁に行われる。特に、製
造ラインの変更が行われると、当然、クリーンルームも
作り直さなければならないが、製造ラインがわずかに変
更される度に、クリーンルーム全体を作り直すのは、極
めて不経済であるとともに、製造ラインに合わせて、い
ちいちクリーンルームを設計したり建築施工したりする
のは時間的にも無駄が極めて多い。

【０００５】そこで、製造装置は一般環境に設置され、
被処理物だけがクリーン空間路を移動する方式のクリー
ン空間路装置が提案されている。このクリーン空間路装
置は、被処理物を製造装置から別の製造装置に移動させ
るための移動路と、移動路と製造装置の処理用クリーン
空間とをつなぐ連絡路とがクリーン空間となるものであ
る。クリーン空間路内を移動する被処理物は、連絡路を
通って製造装置内に搬入され、処理後、装置から連絡路
を通って搬出されて、クリーン空間路を移動して、次の
処理を行う製造装置の所へ引き渡される。作業者は一般
環境でこの処理を監視する。この方式のクリーン空間路
は、上記のクリーンルームより小さく、比較的安価にク
リーン度の高い空間を形成することができる。このクリ
ーン空間路装置は、製造ラインの変更があっても、クリ
ーンルーム単体の配置を変更するだけで、比較的簡単
に、柔軟に対応することができ、一般的なクルーンルー
ムより製造ラインの変更に伴う経済的、時間的な負担削
減ができるとされている。

【０００６】しかし、実際は、各々の製造装置をクリー
ン空間路と接続することによって、空間内部の気流状態
や圧力分布のわずかな変化で、局部的に空気が滞留した
り、汚染が溜まったりする部分が生じるので、空間内の
粉塵を除去する空気フィルターやその空気流を循環させ
る循環ファン等の清浄化装置や温度及び湿度を制御する
空調装置等を含めたクリーン空間全体の容積や形状を考
慮して再設計製造し、新たなクリーン空間として適応し
たものに更新する必要があるため、施工完了まで長期間
がかかり、結果として、クリーンルーム空間路装置とし
ての利点が大幅に減却されて、さほど効果が得られない
という問題がある。

【０００７】また、このような一般的なクリーンルーム
やクリーンルーム単体を連結したクリーン空間路装置の
場合では、真にクリーンな環境を必要とする局所な空間
より広い空間を清浄な状態に保たなければならないため
に、清浄化設備や空調設備の小型化や維持管理に限界が
あった。特に、被処理物を処理する時だけにクリーンな
雰囲気が必要であって、被処理物の搬送時等にあまり清
浄な環境を必要としない場合においては、前記のクリー
ン環境設備のような大がかりな建設、設備設置による設
備投資を行なうことなしに、さらに安価なクリーン空間
を確保して製造し、製造原価を抑えたいという要望があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、一般
環境よりクリーンな環境で部品、製品製造を行う各種精
密加工精密組立装置を一般環境に設置することができ、
最終的に製品価格に上乗せされる多額の設備償却費やク
リーン維持管理費を必要とする一般的なクリーンルーム
やクリーンルーム単体を連結したクリーン空間路装置を
設置することなく、被処理物を処理する局所的な空間だ
けを清浄な雰囲気にすることにより、高品質で、かつ安
価に各種部品、製品などを製造することができる清浄機
能付きロボット装置および清浄方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
被処理物を保持する保持部を有するアームと、前記被処
理物が処理位置に移動するように前記アームを動かすア
ーム駆動手段と、前記被処理物よりも大きな吹出口を有
し、前記被処理物を包んで外部雰囲気から隔離するよう
に清浄気体を前記吹出口から吹き出す第１ノズルとを備
えた、清浄機能付きロボット装置である。

【００１０】請求項２の清浄機能付きロボット装置は、
請求項１の清浄機能付きロボット装置において、前記吹
出口が前記被処理物の長辺よりも長い径を有することを
特徴とする。請求項３の清浄機能付きロボット装置は、
請求項１または２の清浄機能付きロボット装置におい
て、前記吹出口が前記被処理物に向くように前記第１ノ
ズルを前記アームに固定する第１ノズル固定手段をも備
えたことを特徴とする。

【００１１】請求項４の清浄機能付きロボット装置は、
請求項３の清浄機能付きロボット装置において、前記被
処理物よりも大きな吸込口を有し、前記被処理物を包む
気体を前記吸込口から吸い込む第２ノズルと、前記吸込
口が前記吹出口と向かい合うように前記第２ノズルを前
記アームに固定する第２ノズル固定手段とをさらに備
え、前記保持部が前記吹出口と前記吸込口との間の空間
で前記被処理物を保持するようになっており、前記吹出
口から吹き出された前記清浄気体が前記被処理物を外部
雰囲気から隔離するように包んだ後に前記吸込口から前
記第２ノズルに吸い込まれるようになっていることを特
徴とする。

【００１２】請求項５の清浄機能付きロボット装置は、
請求項４の清浄機能付きロボット装置において、前記吸
込口が前記被処理物の長辺よりも長い径を有することを
特徴とする。請求項６の清浄機能付きロボット装置は、
請求項４または５の清浄機能付きロボット装置におい
て、前記第２ノズルに吸い込まれた気体から粉塵または
不要成分物質を除去して前記清浄気体として前記第１ノ
ズルから吹き出す循環手段をさらに備えたことを特徴と
する。

【００１３】請求項７の清浄機能付きロボット装置は、
請求項４から６までのいずれかの清浄機能付きロボット
装置において、前記保持部が、前記吹出口と前記吸込口
との間の空間から出て被処理物を保持した後、前記空間
に前記被処理物を位置させるように動くことを特徴とす
る。請求項８の清浄機能付きロボット装置は、請求項１
から７までのいずれかの清浄機能付きロボット装置にお
いて、前記吹出口から吹き出された清浄気体を筒状に包
む清浄気体カーテンを形成する気体カーテン形成手段を
も備えていることを特徴とする。

【００１４】請求項９の清浄機能付きロボット装置は、
請求項１から８までのいずれかの清浄機能付きロボット
装置において、前記吹出口と前記吸込口との間の空間
の、粉塵または不要成分物質の濃度、温度、湿度からな
る群から選ばれる少なくとも１つを制御する制御手段を
さらに備えたことを特徴とする。請求項１０の清浄機能
付きロボット装置は、請求項１から９までのいずれかの
清浄機能付きロボット装置において、前記清浄気体とし
てＮ₂ または空気を供給することを特徴とする。

【００１５】請求項１１に係る発明は、被処理物を保持
する保持部を有するアームと、前記被処理物が処理位置
に移動するように前記アームを動かすアーム駆動手段
と、前記被処理物よりも大きな開口部と前記被処理物を
収容する収容空間と前記収容空間に収容された被処理物
を包んで外部雰囲気から隔離するように清浄気体を吹き
出す吹出口とを有するフードと、前記フードを前記アー
ムに固定するフード固定手段とを備えた、清浄機能付き
ロボット装置である。

【００１６】請求項１２の清浄機能付きロボット装置
は、請求項１１の清浄機能付きロボット装置において、
前記開口部が前記被処理物の長辺よりも長い径を有する
ことを特徴とする。請求項１３の清浄機能付きロボット
装置は、請求項１１または１２の清浄機能付きロボット
装置において、前記フードが、前記収容空間内の清浄気
体を覆うように清浄気体カーテンを前記開口部に形成す
る気体カーテン形成手段と前記収容空間内の気体を吸い
込む吸込口とをさらに有することを特徴とする。

【００１７】請求項１４の清浄機能付きロボット装置
は、請求項１３の清浄機能付きロボット装置において、
前記吸込口が前記被処理物の長辺よりも長い径を有する
ことを特徴とする。請求項１５の清浄機能付きロボット
装置は、請求項１３または１４の清浄機能付きロボット
装置において、前記吸込口から吸い込まれた気体から粉
塵または不要成分物質を除去して前記清浄気体として前
記吹出口から吹き出す循環手段をさらに備えたことを特
徴とする。

【００１８】請求項１６の清浄機能付きロボット装置
は、請求項１１から１５までのいずれかの清浄機能付き
ロボット装置において、前記保持部が、前記開口部から
出て被処理物を保持した後、前記収容空間に前記被処理
物を収容するように動くことを特徴とする。請求項１７
の清浄機能付きロボット装置は、請求項１１から１６ま
でのいずれかの清浄機能付きロボット装置において、前
記収容空間の、粉塵または不要成分物質の濃度、温度、
湿度からなる群から選ばれる少なくとも１つを制御する
制御手段をさらに備えたことを特徴とする。

【００１９】請求項１８の清浄機能付きロボット装置
は、請求項１１から１７までのいずれかの清浄機能付き
ロボット装置において、前記清浄気体としてＮ₂ または
空気を供給することを特徴とする。請求項１９に係る発
明は、ロボット装置のアームの保持部で保持された被処
理物を、前記アームを動かすことにより、処理位置に移
動させる被処理物移動工程と、前記被処理物よりも大き
な吹出口を有し前記吹出口から清浄気体を吹き出すよう
になっている第１ノズルを前記被処理物に臨むように移
動させる第１ノズル移動工程と、前記吹出口から清浄気
体を吹き出すことにより前記被処理物を外部雰囲気から
隔離するように前記清浄気体で包む清浄工程とを有する
清浄方法である。

【００２０】請求項２０の清浄方法は、請求項１９の清
浄方法において、前記吹出口が前記被処理物の長辺より
も長い径を有することを特徴とする。請求項２１の清浄
方法は、請求項１９または２０の清浄方法において、前
記吹出口が前記被処理物に向くように前記第１ノズルが
前記アームに固定されており、前記被処理物を前記第１
ノズルとともに前記処理位置に移動させることを特徴と
する。

【００２１】請求項２２の清浄方法は、請求項２１の清
浄方法において、前記被処理物を前記第１ノズルととも
に前記処理位置に移動させている間に前記吹出口から前
記清浄気体を吹き出すことを特徴とする。請求項２３の
清浄方法は、請求項１９から２２までのいずれかの清浄
方法において、前記被処理物を前記処理位置に移動させ
た後に前記吹出口から清浄気体を吹き出すことを特徴と
する。

【００２２】請求項２４の清浄方法は、請求項１９から
２３までのいずれかの清浄方法において、前記アームに
は、前記被処理物よりも大きな吸込口を有し前記被処理
物を包む気体を吸い込むようになっている第２ノズルも
固定されており、前記吹出口から前記清浄気体を吹き出
すとともに前記吸込口が前記被処理物を包む気体を吸い
込むことを特徴とする。

【００２３】請求項２５の清浄方法は、請求項２４の清
浄方法において、前記吸込口が前記被処理物の長辺より
も長い径を有することを特徴とする。請求項２６の清浄
方法は、請求項２４または２５の清浄方法において、前
記吸込口から吸い込まれた気体から粉塵または不要成分
物質を除去して前記清浄気体として前記吹出口から吹き
出すことを特徴とする。

【００２４】請求項２７の清浄方法は、請求項２４から
２６までのいずれかの清浄方法において、前記吹出口か
ら吹き出された清浄気体を筒状に包む清浄気体カーテン
を形成することを特徴とする。請求項２８の清浄方法
は、請求項２４から２７までのいずれかの清浄方法にお
いて、前記保持部が、前記吹出口と前記吸込口との間の
空間から出て被処理物を保持した後、前記空間に前記被
処理物を位置させるように動くことを特徴とする。

【００２５】請求項２９の清浄方法は、請求項１９から
２８までのいずれかの清浄方法において、前記外部雰囲
気から隔離された前記被処理物の処理空間の、粉塵また
は不要成分物質の濃度、温度、湿度からなる群から選ば
れる少なくとも１つを制御する工程をさらに有すること
を特徴とする。請求項３０の清浄方法は、請求項１９か
ら２９までのいずれかの清浄方法において、前記清浄気
体としてＮ₂ または空気を供給することを特徴とする。

【００２６】請求項３１に係る発明は、被処理物よりも
大きな開口部と前記被処理物を収容する収容空間とを有
しロボット装置のアームに固定されたフードの前記収容
空間内で前記被処理物を前記アームの保持部で保持し、
前記アームを動かすことにより前記フードを前記被処理
物とともに処理位置に移動させる移動工程と、前記収容
空間内に清浄気体を吹き出すことにより前記被処理物を
外部雰囲気から隔離するように前記清浄気体で包む清浄
工程とを有する清浄方法である。

【００２７】請求項３２の清浄方法は、請求項３１の清
浄方法において、前記フードの開口部が前記被処理物の
長辺よりも長い径を有することを特徴とする。請求項３
３の清浄方法は、請求項３１または３２の清浄方法にお
いて、前記フードの開口部に、前記収容空間内の清浄気
体を覆うように清浄気体カーテンを形成するとともに、
前記収容空間内の清浄気体を排出することを特徴とす
る。

【００２８】請求項３４の清浄方法は、請求項３３の清
浄方法において、前記収容空間から排出された気体から
粉塵または不要成分物質を除去して前記清浄気体として
前記収容空間内に吹き出すことを特徴とする。請求項３
５の清浄方法は、請求項３１から３４までのいずれかの
清浄方法において、前記保持部が前記フードの開口部か
ら出て前記被処理物を保持した後、前記収容空間に前記
被処理物を収容するように動くことを特徴とする。

【００２９】請求項３６の清浄方法は、請求項３１から
３５までのいずれかの清浄方法において、前記外部雰囲
気から隔離された前記被処理物の処理空間の、粉塵また
は不要成分物質の濃度、温度、湿度からなる群から選ば
れる少なくとも１つを制御する工程をさらに有すること
を特徴とする。請求項３７の清浄方法は、請求項３１か
ら３６までのいずれかの清浄方法において、前記清浄気
体としてＮ₂ または空気を供給することを特徴とする。

【００３０】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１、２は、請求項１の清浄機能付き
ロボット装置の１実施形態を示す概略図である。このロ
ボット装置１は、被処理物保管部２と製造装置３ととも
に、一般環境に設置されている。

【００３１】ロボット装置１は、本体１１とアーム１２
とを備えている。アーム１２には、被処理物４を保持す
る保持部２１と吹き出しノズル２２とが固定されてい
る。アーム１２は、サーボモータ１３などのアーム駆動
手段により、被処理物４が製造装置３の前の処理位置５
に移動するように動かされる。保持部２１は、２以上の
指で被処理物を挟むことにより保持したり、真空吸引に
より被処理物を保持したりするようになっている。

【００３２】吹き出しノズル２２は、流路２２１を通っ
て供給された清浄気体をその吹出口２２３から吹き出す
ようになっている。吹出口２２３は、被処理物４よりも
大きな開口であり、被処理物４を覆い隠すような大きさ
を有し、たとえば、被処理物４の長辺よりも長い径を有
するように形成されている。清浄気体としては、ボンベ
から供給されたもの、一般環境から取り込んだ気体をフ
ィルターを通して清浄気体としたもの、吹き出しノズル
２２から吹き出された清浄気体を取り込んでフィルター
を通して清浄気体としたものなどが利用され得る。

【００３３】ボンベから供給した清浄気体を利用する場
合、吸い込みノズル２３はない場合もありうるが、あっ
た方が良い。一般環境から取り込んだ気体を清浄気体と
する場合、吸い込みノズル２３の設置位置は特に限定さ
れない。図１、２の装置では、吸込口が吹き出しノズル
２２の吹出口に向かい合うように吸い込みノズル２３を
設置しているが、このノズル２３を別の位置に設置する
ことができる。ただし、一般環境から取り込んだ気体を
清浄気体とするよりも吹き出しノズル２２から吹き出さ
れた清浄気体を取り込んでフィルター２５を通して吹き
出しノズル２２に供給する方がフィルター２５の破過寿
命を飛躍的に伸ばしたり清浄度を高くしたりするのに有
効である。この場合、図１、２の装置のごとく、吸込口
２３３が吹き出しノズル２２の吹出口２２３に向かい合
うように吸い込みノズル２３を設置する。吸込口２３３
は、被処理物４よりも大きな開口であり、被処理物４を
覆い隠すような大きさを有し、たとえば、被処理物４の
長辺よりも長い径を有するように形成されている。

【００３４】一般環境の気体または吹き出しノズル２２
から吹き出された清浄気体を取り込んで清浄気体を作る
場合、本体１１にはファン２４とフィルター２５が設け
られており、被処理物４周辺の雰囲気をファン２４を動
力源として吸い込みノズル２３から吸い込んで、フィル
ター２５を通して清浄な雰囲気にし、吹き出しノズル２
２から吹き出すように循環させる構造となっている。フ
ァン２４の働きにより吸い込みノズル２３から吸い込ま
れた気体は、流路２３１を通ってフィルター２５で濾過
され、粉塵または不要成分物質を除去した清浄気体とな
る。この清浄気体は、流路２２１を通って吹き出しノズ
ル２２に供給され、ノズル２２の吹出口２２３から吹き
出される。吹き出した清浄気体は、保持部２１で保持さ
れた被処理物４の処理を行う処理位置（作業空間）５を
横切る。処理動作部７などの動作によって発生した粉塵
等を含んだ雰囲気は、一般環境に排出されたり、あるい
は、吸い込みノズル２３から吸い込まれ流路２３１を通
ってフィルター２５へ戻ったりする。これにより被処理
物４の処理空間は、ファン２４作動時には清浄な状態に
なる。被処理物４を清浄気体中に保持する必要がなくな
れば、ファン２４を止めて一般環境に被処理物４をさら
す。被処理物４周辺は、一般的なクリーンルームと比し
て極めて小さい空間なので、雰囲気の循環風量を多くす
れば、短時間で高い清浄度が得られ、また、この循環風
量を制御することで所望の清浄な状態をつくることがで
きる。循環風量は、たとえば、バルブ４３ａ、４３ｂの
開閉や開度を制御することによって調節される。

【００３５】流路２２１、２３１は、それぞれ、ノズル
２２、２３をアーム１２に固定するための固定手段を兼
ねているが、ノズル２２、２３を流路とは別に設けた固
定手段でアーム１２に固定することが可能である。ノズ
ル２２の吹出口２２３よりも上流側、あるいは、ノズル
２３の吸込口よりも下流側に、それぞれ、分散板２２
２、２３２を設けておくと、気体が分散板によって整流
され、安定した流れを作ることができる。

【００３６】本体１１は、また、図示されていないが、
アーム駆動手段を制御する制御手段を備えている。図２
にみるごとく、アーム１２を動かして保持部２１を被処
理物保管部２に向け、必要ならば、保持部２１を伸ばし
たり回したりして保管部２の被処理物４にまで届かせ、
被処理物４を保持した後、保持部２１を縮めたり逆に回
したりして被処理物４をノズル２２、２３間の空間で保
持する。必要ならばファン２４を作動させてノズル２３
から被処理物４周辺の気体を吸い込んでフィルター２５
で清浄した後、ノズル２２から清浄気体を吹き出して被
処理物４を清浄気体で包み外部雰囲気から隔離する。こ
の隔離状態で、あるいは、被処理物４を一般環境の雰囲
気にさらした状態でアーム１２を動かして、図１にみる
ごとく、処理位置５で位置決めし製造装置３の処理動作
部７で被処理物４を処理する。この処理時にはファン２
４を作動させて該隔離状態を生じさせ、清浄雰囲気中で
被処理物４を高品質で処理できる。処理後、該隔離状態
または一般環境の雰囲気にさらした状態で次の製造装置
あるいは処理品収納部へと移動させる。

【００３７】処理動作部７の機械動作の摩耗によって発
生した粉塵等の不要物質に対しては、被処理物４上に落
ちて付着しないようにするため、処理動作部７が気流の
下流となるように吹き出しノズル２２の吹出口２２３と
吸い込みノズル２３の吸込口２３３の位置を工夫するな
ど、気流の状態を考慮してノズル２２、２３を配置し、
清浄な雰囲気を形成することができる。

【００３８】被処理物４を包む局所クリーン空間を作る
ために供給する清浄気体としては、Ｎ₂ または空気を供
給するのが好ましい。Ｎ₂ を清浄気体として供給する場
合、被処理物４を包む局所クリーン空間を不活性雰囲気
とすることができる。また、空気を清浄気体として供給
する場合、コストを低くすることができる。粉塵など、
一般環境中の汚染物質は、被処理物周辺の雰囲気が、そ
の雰囲気の周囲の外部雰囲気を巻き込まないぐらいの量
の清浄気体を供給するか、巻き込まないようにノズル構
造を工夫するかなどにより防ぐことができる。このため
に、吸気装置１６により気体供給管１４から清浄フィル
ター１５を通した清浄な気体を供給することができる。
この供給量は、たとえば、バルブ４３ｈの開閉や開度を
制御することによって調節される。被処理物４を包む雰
囲気を加圧気味にしておけば、一般環境中の粉塵等の不
要物質の侵入をより良く防止し、処理時の処理空間の雰
囲気を安定に維持することができる。

【００３９】被処理物４周辺の空間は、クリーンルーム
と比べて極めて小さいので、雰囲気の循環回数を決定す
る循環送風量の運転条件やフィルターの選択（フィルタ
ーは目的に応じて、高性能フィルター（ＨＥＰＡフィル
ター）、中性能フィルター、あるいは、有害成分を除去
するための活性炭吸着フィルター等を選択する）によ
り、被処理物周辺を自由に所望のクリーン雰囲気にする
ことができる。そして、フィルターの取り替え頻度を、
極力少なくしたり、被処理物周辺にクリーン空間に供給
する清浄気体（空気、窒素等）の使用量を減らしたり、
あるいは送風ファン等の原動設備の小型化、省エネ化を
行うことができる。

【００４０】また、安価な中性能フィルターを用いて、
高性能フィルターと同等以上の清浄度の高い雰囲気を形
成することができる方法がある。たとえば、被処理物４
を包む雰囲気中に存在する粉塵または不要成分物質を物
理的化学的に除去する機能を有する物質の気体、蒸気も
しくは微粒な液滴（ミスト）を用いて、これを被処理物
４を包むために供給する清浄気体の中に混入し、被処理
物４を包む雰囲気と衝突・接触させて、その雰囲気に存
在する不要物質を回収して被処理物４周辺から外部へ排
出することができる。この場合、被処理物４周辺に存在
する粉塵または不要成分物質は、より効果的に除去する
ことができる。詳しくは、図１、２において、吸気装置
１６によって気体供給管１４より供給され、フィルター
１５を通過させた清浄気体に、粉塵や不要物質を除去す
る機能を有する物質の気体、蒸気及び液滴発生装置２９
から生成した気体、蒸気及び微小な液滴を混合して、吹
き出しノズル２２より被処理物４を包むように供給す
る。この混合気体は、被処理物４周辺に存在する粉塵ま
たは不要成分物質と接触した後、吸い込みノズル２３に
吸い込まれ、被処理物４周辺の外へ排気される。この方
法は、清浄気体だけを用いた方法より、極めて高い清浄
度の雰囲気を得ることができる。 （第２実施形態）第２実施形態のロボット装置は、第１
実施形態において、吹き出しノズル２２と吸い込みノズ
ル２３との間の空間を筒状に包むように清浄気体カーテ
ンを設けるようにしたこと以外は同じものである。すな
わち、図３にみるように、吹き出しノズル２２は吹出口
２２３の縁に気体カーテン用吹き出しノズル３９ａ、３
９ｂを有し、流路２２１から分岐した流路３８からノズ
ル３９ａ、３９ｂに清浄気体を供給し吹き出すようにな
っている。また、吸い込みノズル２３は吸込口２３３の
縁に気体カーテン用吸い込みノズル４０ａ、４０ｂを有
し、吸い込んだ気体を流路４２から流路２３１に合流さ
せるようになっている。

【００４１】第２実施形態では、ノズル３９ａ、３９ｂ
から吹き出した清浄気体のほとんどがノズル４０ａ、４
０ｂから吸い込むようになっているため、吹出口２２３
から吹き出され被処理物４を直接包む清浄気体中には一
般環境の雰囲気中の粉塵や不要成分物質が混入しにくい
ものとなっていて、外部環境より極めて清浄度が高くな
った局所クリーン空間を形成することができる。

【００４２】図３において、流路３８を流路２２１から
分岐させずに、吸気装置で一般環境から吸気された気体
をフィルターに通過させて生成した清浄気体を吹き出し
ノズル３９ａ、３９ｂに供給する供給路とすることがで
き、または、流路４２を吸い込みノズル４０ａ、４０ｂ
から吸い込んだ気体を流路２３１に合流させずに排気装
置で外部に排気するための排気路とすることができる。

【００４３】また、吸気装置の代わりに、ボンベ供給に
よって清浄気体を供給することも可能である。さらに、
排気装置より排気される気体は、回収して、フィルター
を通して清浄気体にして再利用することができる。 （第３実施形態）図４は、本発明の清浄機能付きロボッ
ト装置の第３実施形態を示す概略図である。このロボッ
ト装置は、第１実施形態の装置において、吹き出しノズ
ル２２と吸い込みノズル２３がなく、その代わりにフー
ド２２０が保持部２１を覆うようにアーム１２に固定さ
れていることと、吸気装置１６により一般環境からフィ
ルター１５を通して清浄にした清浄気体をフード２２０
の開口部２２０ａから一般環境の雰囲気に向けて吹き出
すようになっていることと、保持部２１が分散板２２０
ｄを貫通していること以外は同じである。フード２２０
は、被処理物４よりも大きな開口部２２０ａと被処理物
４を収容する収容空間２２０ｂと清浄気体の吹出口２２
０ｃとを有する。被処理物４は、フード２２０の収容空
間２２０ｂ内で保持部２１で保持される。開口部２２０
ａは、被処理物４を覆い隠すような大きさを有し、たと
えば、被処理物４の長辺よりも長い径を有するように形
成されている。

【００４４】保持部２１をフード２２０の収容空間２２
０ｂ内から外部へと伸ばし、必要ならば保持部２１を回
して被処理物保管部に到達させて被処理物４を保持させ
（図中、一点鎖線で示す。）、保持部２１を縮めたりあ
るいは逆に回したりしてフードの収容空間２２０ｂ内に
被処理物４を収容する。この構造は、被処理物自体から
や処理動作部からの粉塵や不要成分物質の発生が少ない
場合に有用であり、構造が簡単である。清浄気体の供給
量は、たとえば、バルブ４３ａ、４３ｈの開閉や開度を
制御することによって調節される。 （第４実施形態）図５は、本発明の清浄機能付きロボッ
ト装置の第４実施形態を示す概略図である。このロボッ
ト装置は、第３実施形態の装置において、フードの開口
部２２０ａを塞ぐように清浄気体カーテンを発生させる
清浄気体カーテン発生手段を設けたことと、フードの収
容空間２２０ｂに仕切り板４４を設けてフード２２０と
仕切り板４４との間に吹出口２２０ｃを設けたことと、
仕切り板４４、４４間に吸込口２２０ｄを設けたこと以
外は同じである。清浄気体カーテン発生手段は、フード
の開口部２２０ａの縁に気体カーテン用吹き出しノズル
３９ｃと気体カーテン用吸い込みノズル４０ｃを有し、
ファン２４の働きでフィルター２５を通った清浄気体を
流路３８からノズル３９ｃと吹出口２２０ｃに供給して
吹き出し、ノズル４０ｃと吸込口２２０ｄから気体を吸
い込むようになっている。

【００４５】第４実施形態では、ノズル３９ｃから吹き
出した清浄気体のほとんどがノズル４０ｃから吸い込む
ようになっているため、吹出口２２０ｃから吹き出され
被処理物４を直接包む清浄気体中には一般環境の雰囲気
中の粉塵や不要成分物質が混入しにくいものとなってい
て、外部環境より極めて清浄度が高くなった局所クリー
ン空間を形成することができる。吹出口２２０ｃから吹
き出され被処理物４を直接包んだ清浄気体は吸込口２２
０ｄから吸い込まれる。吸い込まれた気体は、フィルタ
ー２５を通って清浄気体となり、ノズル３９ｃや吹出口
２２０ｃから吹き出される。清浄気体の供給量は、たと
えば、バルブ４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇ
の開閉や開度を制御することによって調節される。

【００４６】図５において、吹き出しノズル３９ｃへは
流路３８から清浄気体を供給せずに吸気装置１６で一般
環境から吸気された気体をフィルター１５に通過させて
生成した清浄気体を供給することができ、または、吸い
込みノズル４０ｃから吸い込んだ気体を吸込口２２０ｄ
から吸い込んだ気体と合流させずに排気装置で外部に排
気することができる。

【００４７】また、吸気装置の代わりに、ボンベ供給に
よって清浄気体を供給することも可能である。さらに、
排気装置より排気される気体は、回収して、フィルター
を通して清浄気体にして再利用することができる。第４
実施形態のものは、第３実施形態のものに比べて、収容
空間４１を安定した流れと高清浄度の雰囲気にすること
ができる。

【００４８】図５に示す装置のごとく、収容空間４１を
安定した流れの雰囲気とすることにより、被処理物４全
面で温度をより均一にすることができ、より均一な加熱
ができる。たとえば、ボンディング装置では、空間４１
の雰囲気の位置によって処理を行う場合、流れの乱れに
差があると、被処理物４上方において、ワイヤボンディ
ングに用いるイニシャルボール（ワイヤが溶けてできた
ボール）の形状が不安定になったり、あるいはイニシャ
ルボールができたりできなかったりすることがあり、こ
の現象の発生を防ぐことができる。 （第５実施形態）第５実施形態のロボット装置は、第１
実施形態において、被処理物４を包む雰囲気中に存在す
る粉塵または不要成分物質の濃度、あるいは温度や湿度
等を検知する検知手段と、所望の濃度、温度、湿度、清
浄度で清浄手段を制御する機能を有した制御手段を備え
ているようにしたこと以外は同じものである。すなわ
ち、図６にみるように、ノズル２２、２３間の空間に設
けた検知センサー３１ａ等によって、これらを配置した
各空間部分の清浄度や濃度及び温度、湿度等の状態を検
知機器３２に伝達し、実際の雰囲気と、被処理物４を処
理するために維持したい所望の状態と相互比較しなが
ら、その差の結果に基づき、実際の状態が所望の状態に
近づくように運転条件を見い出す制御装置３３によっ
て、ファン２４、気体の流れを制御する流量調節バルブ
４３ａ、４３ｂ、４３ｈ及び吸気装置１６などへ運転情
報を伝達するようになっている。また、清浄度、濃度、
温度、湿度等を監視する機能を有する検知機器３２、あ
るいは、ファン２４、気体の流れを制御する流量調節バ
ルブ４３ａ、４３ｂ、４３ｈ及び吸気装置１６等を制御
する機能を有する制御装置は、本体１１の外側にあって
も良い。

【００４９】第５実施形態では、被処理物４を包む局所
クリーン空間を所望の状態に近いものとすることがで
き、処理をより適切なものとすることができる。 （第６実施形態）第６実施形態のロボット装置は、第２
実施形態において、被処理物４を包む雰囲気中に存在す
る粉塵または不要成分物質の濃度、あるいは温度や湿度
等を検知する検知手段と、所望の濃度、温度、湿度、清
浄度で清浄手段を制御する機能を有した制御手段を備え
ているようにしたこと以外は同じものである。すなわ
ち、図７にみるように、ノズル２２、２３間の空間に設
けた検知センサー３１ａ等によって、これらを配置した
各空間部分の清浄度や濃度及び温度、湿度等の状態を検
知機器３２に伝達し、実際の雰囲気と、被処理物４を処
理するために維持したい所望の状態と相互比較しなが
ら、その差の結果に基づき、実際の状態が所望の状態に
近づくように運転条件を見い出す制御装置３３によっ
て、ファン２４、気体の流れを制御する流量調節バルブ
４３ａ、４３ｂ、４３ｈ及び吸気装置１６などへ運転情
報を伝達するようになっている。また、清浄度、濃度、
温度、湿度等を監視する機能を有する検知機器３２、あ
るいは、ファン２４、気体の流れを制御する流量調節バ
ルブ４３ａ、４３ｂ、４３ｈ及び吸気装置１６等を制御
する機能を有する制御装置は、本体１１の外側にあって
も良い。

【００５０】第６実施形態では、被処理物４を包む局所
クリーン空間を所望の状態に近いものとすることがで
き、処理をより適切なものとすることができる。 （第７実施形態）第７実施形態のロボット装置は、第３
実施形態において、被処理物４を包む雰囲気中に存在す
る粉塵または不要成分物質の濃度、あるいは温度や湿度
等を検知する検知手段と、所望の濃度、温度、湿度、清
浄度で清浄手段を制御する機能を有した制御手段を備え
ているようにしたこと以外は同じものである。すなわ
ち、図９にみるように、フード２２０の収容空間２２０
ｂに設けた検知センサー３１ａ等によって、これらを配
置した各空間部分の清浄度や濃度及び温度、湿度等の状
態を検知機器３２に伝達し、実際の雰囲気と、被処理物
４を処理するために維持したい所望の状態と相互比較し
ながら、その差の結果に基づき、実際の状態が所望の状
態に近づくように運転条件を見い出す制御装置３３によ
って、気体の流れを制御する流量調節バルブ４３ａ、４
３ｈ及び吸気装置１６などへ運転情報を伝達するように
なっている。また、清浄度、濃度、温度、湿度等を監視
する機能を有する検知機器３２、あるいは、気体の流れ
を制御する流量調節バルブ４３ａ、４３ｈ及び吸気装置
１６等を制御する機能を有する制御装置は、本体１１の
外側にあっても良い。

【００５１】第７実施形態では、被処理物４を包む局所
クリーン空間を所望の状態に近いものとすることがで
き、処理をより適切なものとすることができる。 （第８実施形態）第８実施形態のロボット装置は、第４
実施形態において、被処理物４を包む雰囲気中に存在す
る粉塵または不要成分物質の濃度、あるいは温度や湿度
等を検知する検知手段と、所望の濃度、温度、湿度、清
浄度で清浄手段を制御する機能を有した制御手段を備え
ているようにしたこと以外は同じものである。すなわ
ち、図９にみるように、フード２２０の収容空間２２０
ｂに設けた検知センサー３１ａ等によって、これらを配
置した各空間部分の清浄度や濃度及び温度、湿度等の状
態を検知機器３２に伝達し、実際の雰囲気と、被処理物
４を処理するために維持したい所望の状態と相互比較し
ながら、その差の結果に基づき、実際の状態が所望の状
態に近づくように運転条件を見い出す制御装置３３によ
って、ファン２４、気体の流れを制御する流量調節バル
ブ４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇ、４３ｈ及
び吸気装置１６などへ運転情報を伝達するようになって
いる。また、清浄度、濃度、温度、湿度等を監視する機
能を有する検知機器３２、あるいは、ファン２４、気体
の流れを制御する流量調節バルブ４３ｃ、４３ｄ、４３
ｅ、４３ｆ、４３ｇ、４３ｈ及び吸気装置１６等を制御
する機能を有する制御装置は、本体１１の外側にあって
も良い。

【００５２】第８実施形態では、被処理物４を包む局所
クリーン空間を所望の状態に近いものとすることがで
き、処理をより適切なものとすることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明により、一般環境よりクリーンな
環境で部品、製品製造を行う各種精密加工精密組立装置
を一般環境に設置することができ、一般的なクリーンル
ームやクリーンルーム単体を連結したクリーン空間路装
置などのクリーン環境設備に大がかりな建設、設備設置
による設備投資を行なうことなしに、被処理物を処理す
る局所的な空間だけを清浄な雰囲気にすることで、クリ
ーン空間を確保し、安価で品質の良い、部品や製品の処
理ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の清浄機能付きロボット装置の第１実施
形態の概要図

【図２】第１実施形態の概要図

【図３】本発明の清浄機能付きロボット装置の第２実施
形態の部分概要図

【図４】本発明の清浄機能付きロボット装置の第３実施
形態の部分概要図

【図５】本発明の清浄機能付きロボット装置の第４実施
形態の部分概要図

【図６】本発明の清浄機能付きロボット装置の第５実施
形態の概要図

【図７】本発明の清浄機能付きロボット装置の第６実施
形態の部分概要図

【図８】本発明の清浄機能付きロボット装置の第７実施
形態の部分概要図

【図９】本発明の清浄機能付きロボット装置の第８実施
形態の部分概要図

【符号の説明】

１ 清浄機能付きロボット装置 ３ 製造装置 ４ 被処理物 ５ 処理位置 １２ アーム １５ フィルター １６ 吸気装置 ２１ 保持部 ２２ 吹き出しノズル ２３ 吸い込みノズル ２４ ファン ２５ フィルター ３９ａ，３９ｂ，３９ｃ 気体カーテン用吹き出しノズ
ル ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 気体カーテン用吸い込みノズ
ル ２２１ 流路 ２２３ 吹出口 ２３１ 流路 ２３３ 吸込口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−287341（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−14144（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−186589（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 19/00 B25J 15/00

Claims (30)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を保持する保持部を有するアー
   ムと、前記被処理物が処理位置に移動するように前記ア
   ームを動かすアーム駆動手段と、前記被処理物よりも大
   きな吹出口を有し、前記被処理物を包んで外部雰囲気か
   ら隔離するように清浄気体を前記吹出口から吹き出す第
   １ノズルと、前記吹出口が前記被処理物に向くように前
   記第１ノズルを前記アームに固定する第１ノズル固定手
   段と、前記被処理物よりも大きな吸込口を有し、前記被
   処理物を包む気体を前記吸込口から吸い込む第２ノズル
   と、前記吸込口が前記吹出口と向かい合うように前記第
   ２ノズルを前記アームに固定する第２ノズル固定手段と
   を備え、前記保持部が前記吹出口と前記吸込口との間の
   空間で前記被処理物を保持するようになっており、前記
   吹出口から吹き出された前記清浄気体が前記被処理物を
   外部雰囲気から隔離するように包んだ後に前記吸込口か
   ら前記第２ノズルに吸い込まれるようになっている清浄
   機能付きロボット装置。
2. 【請求項２】 前記吹出口と前記吸込口が前記被処理物
   の長辺よりも長い径を有する、請求項１に記載の清浄機
   能付きロボット装置。
3. 【請求項３】 前記第２ノズルに吸い込まれた気体から
   粉塵または不要成分物質を除去して前記清浄気体として
   前記第１ノズルから吹き出す循環手段をさらに備えた、
   請求項１または２に記載の清浄機能付きロボット装置。
4. 【請求項４】 前記保持部が、前記吹出口と前記吸込口
   との間の空間から出て被処理物を保持した後、前記空間
   に前記被処理物を位置させるように動く、請求項１から
   ３までのいずれかに記載の清浄機能付きロボット装置。
5. 【請求項５】 前記吹出口から吹き出された清浄気体を
   筒状に包む清浄気体カーテンを形成する気体カーテン形
   成手段をも備えている、請求項１から４までのいずれか
   に記載の清浄機能付きロボット装置。
6. 【請求項６】 前記吹出口と前記吸込口との間の空間
   の、粉塵または不要成分物質の濃度、温度、湿度からな
   る群から選ばれる少なくとも１つを制御する制御手段を
   さらに備えた、請求項１から５までのいずれかに記載の
   清浄機能付きロボット装置。
7. 【請求項７】 前記清浄気体としてＮ₂または空気を供
   給する、請求項１から６までのいずれかに記載の清浄機
   能付きロボット装置。
8. 【請求項８】 被処理物を保持する保持部を有するアー
   ムと、 前記被処理物が処理位置に移動するように前記アームを
   動かすアーム駆動手段と、 前記被処理物よりも大きな開口部と前記被処理物を収容
   する収容空間と前記収容空間に収容された被処理物を包
   んで外部雰囲気から隔離するように清浄気体を吹き出す
   吹出口とを有するフードと、 前記フードを前記アームに固定するフード固定手段と、前記保持部が、前記開口部から出て被処理物を保持した
   後、前記収容空間に前記被処理物を収容するように動
   く、 清浄機能付きロボット装置。
9. 【請求項９】 前記開口部が前記被処理物の長辺よりも
   長い径を有する、請求項８に記載の清浄機能付きロボッ
   ト装置。
10. 【請求項１０】 前記フードが、前記収容空間内の清浄
    気体を覆うように清浄気体カーテンを前記開口部に形成
    する気体カーテン形成手段と前記収容空間内の気体を吸
    い込む吸込口とをさらに有する、請求項８または９に記
    載の清浄機能付きロボット装置。
11. 【請求項１１】 前記吸込口が前記被処理物の長辺より
    も長い径を有する、請求項１０に記載の清浄機能付きロ
    ボット装置。
12. 【請求項１２】 前記吸込口から吸い込まれた気体から
    粉塵または不要成分物質を除去して前記清浄気体として
    前記吹出口から吹き出す循環手段をさらに備えた、請求
    項１０または１１いずれかに記載の清浄機能付きロボッ
    ト装置。
13. 【請求項１３】 前記収容空間の、粉塵または不要成分
    物質の濃度、温度、湿度からなる群から選ばれる少なく
    とも１つを制御する制御手段をさらに備えた、請求項８
    から１２までのいずれかに記載の清浄機能付きロボット
    装置。
14. 【請求項１４】 前記清浄気体としてＮ₂または空気を
    供給する、請求項８から１３までのいずれかに記載の清
    浄機能付きロボット装置。
15. 【請求項１５】 ロボット装置のアームの保持部で保持
    された被処理物を、前記アームを動かすことにより、処
    理位置に移動させる被処理物移動工程と、前記被処理物
    よりも大きな吹出口を有し前記吹出口から清浄気体を吹
    き出すようになっている第１ノズルと前記被処理物より
    も大きな吸込口を有し前記吹き出した清浄気体を吸い込
    むようになっている第２ノズルを前記被処理物に臨むよ
    うに移動させるノズル移動工程と、前記吹出口から清浄
    気体を吹き出すことにより前記被処理物を外部雰囲気か
    ら隔離するように前記清浄気体で包むとともに前記吸込
    口が前記被処理物を包む気体を吸い込む清浄工程とを有
    する清浄方法。
16. 【請求項１６】 前記吹出口と吸込口が前記被処理物の
    長辺よりも長い径を有する、請求項１５に記載の清浄方
    法。
17. 【請求項１７】 前記吹出口と前記吸込口が前記被処理
    物に向くように前記第１ノズルと前記第２ノズルが前記
    アームに固定されており、前記被処理物を前記第１、２
    ノズルとともに前記処理位置に移動させる、請求項１５
    または１６に記載の清浄方法。
18. 【請求項１８】 前記被処理物を前記第１、２ノズルと
    ともに前記処理位置に移動させている間に前記吹出口か
    ら前記清浄気体を吹き出す、請求項１７に記載の清浄方
    法。
19. 【請求項１９】 前記被処理物を前記処理位置に移動さ
    せた後に前記吹出口から清浄気体を吹き出す、請求項１
    ５から１８までのいずれかに記載の清浄方法。
20. 【請求項２０】 前記吸込口から吸い込まれた気体から
    粉塵または不要成分物質を除去して前記清浄気体として
    前記吹出口から吹き出す、請求項１５から１９までのい
    ずれかに記載の清浄方法。
21. 【請求項２１】 前記吹出口から吹き出された清浄気体
    を筒状に包む清浄気体カーテンを形成する、請求項１５
    から２０までのいずれかに記載の清浄方法。
22. 【請求項２２】 前記保持部が、前記吹出口と前記吸込
    口との間の空間から出て被処理物を保持した後、前記空
    間に前記被処理物を位置させるように動く、請求項１５
    から２１までのいずれかに記載の清浄方法。
23. 【請求項２３】 前記外部雰囲気から隔離された前記被
    処理物の処理空間の、粉塵または不要成分物質の濃度、
    温度、湿度からなる群から選ばれる少なくとも１つを制
    御する工程をさらに有する、請求項１５から２２までの
    いずれかに記載の清浄方法。
24. 【請求項２４】 前記清浄気体としてＮ₂または空気を
    供給する、請求項１５から２３までのいずれかに記載の
    清浄方法。
25. 【請求項２５】 被処理物よりも大きな開口部と前記被
    処理物を収容する収容空間とを有しロボット装置のアー
    ムに固定されたフードの前記収容空間内で前記被処理物
    を前記アームの保持部で保持し、前記アームを動かすこ
    とにより前記フードを前記被処理物とともに処理位置に
    移動させる移動工程と、前記収容空間内に清浄気体を吹
    き出すことにより前記被処理物を外部雰囲気から隔離す
    るように前記清浄気体で包む清浄工程と、前記保持部が
    前記フードの開口部から出て前記被処理物を保持した
    後、前記収容空間に前記被処理物を収容するように動く
    工程とを有する清浄方法。
26. 【請求項２６】 前記フードの開口部が前記被処理物の
    長辺よりも長い径を有する、請求項２５に記載の清浄方
    法。
27. 【請求項２７】 前記フードの開口部に、前記収容空間
    内の清浄気体を覆うように清浄気体カーテンを形成する
    とともに、前記収容空間内の清浄気体を排出する、請求
    項２５または２６に記載の清浄方法。
28. 【請求項２８】 前記収容空間から排出された気体から
    粉塵または不要成分物質を除去して前記清浄気体として
    前記収容空間内に吹き出す、請求項２７に記載の清浄方
    法。
29. 【請求項２９】 前記外部雰囲気から隔離された前記被
    処理物の処理空間の、粉塵または不要成分物質の濃度、
    温度、湿度からなる群から選ばれる少なくとも１つを制
    御する工程をさらに有する、請求項２５から２８までの
    いずれかに記載の清浄方法。
30. 【請求項３０】 前記清浄気体としてＮ₂または空気を
    供給する、請求項２５から２９までのいずれかに記載の
    清浄方法。