JP2016078228A - 真空吸着ヘッド及びそれを使用する真空吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着対象物の搬送時の振動発生を抑制し、損傷を防止する。【解決手段】吸着対象物の吸着される面に接触して真空吸着される吸着パッドと、一端部が吸着パッドに連結されて吸着パッドを支持し、内部に吸着パッド内の気体を吸排気するための吸排気通路が形成される吸着シャフトと、吸着シャフトがスライディング移動可能に支持される内部空間を具備するハウジング部と、ハウジング部内で吸着シャフトをハウジング部の軸方向に弾性支持する弾性支持部と、ハウジング部の一側に設けられて吸着シャフトの移動を制限して固定させるシャフト固定ユニットを含む真空吸着ヘッド。【選択図】図１

Description

本発明は、真空吸着ヘッド及びそれを使用する真空吸着装置に関し、更に詳しくは、ガラス基板等の吸着対象物を吸着して搬送する時に使用する真空吸着ヘッド及びそれを使用する真空吸着装置に関する。

吸着対象物の一例である液晶表示パネルは、スペーサにより維持される２枚のガラス基板の間のギャップに液晶が注入されたものである。個々の表示装置に使用される液晶表示パネルは、その用途により多様な大きさで製作される。特に、テレビ受像機用やモニター用の液晶表示パネルは近年大型化されており、液晶表示パネルに使用されるガラス基板も年々に大型化され、かつ薄くなる傾向を示している。

液晶表示パネル基板は、大型のマザー液晶表示パネル基板を分断することにより多数個が同時に製造される。このような大型のマザー液晶表示パネル基板を分断して液晶表示パネル基板を製造する工程では、液晶表示パネル基板を吸着してそれぞれの工程に搬送するために真空吸着装置が使用される。このような真空吸着装置は、１つ又は複数の吸着パッドを具備している。

大型のマザー液晶表示パネル基板を搬送するためには、複数の吸着パッドを具備した真空吸着装置が使用される。この時、真空吸着装置は、基板面とそれぞれの吸着パッドの間で発生し得る高さ偏差にかかわらず、それぞれの吸着パッドが基板を安定的に真空吸着しなければならない。このために、従来の真空吸着装置では、真空吸着ヘッドの内部に弾性部材を使用して吸着パッドと基板との間の微量の偏差を克服して安定的に基板を吸着することができるようにしていた。

しかしながら、このような従来の真空吸着装置においては、スクライブ工程を済ませた大型のマザー液晶表示パネル基板を次の工程に搬送する際に、弾性部材の弾性と基板の垂れ等により上下方向の振動が発生し、これにより各液晶表示パネル基板の切断面で相互擦れによるチッピング等の損傷が発生する問題点がある。

韓国公開特許公報２００６−０１２６４８５号

本発明は、前記した問題点を解決するためのものであって、吸着パッドが吸着対象物を安定的に真空吸着することができるように緩衝機能を有しながらも、吸着対象物の搬送時の振動発生を抑制することができる真空吸着ヘッド及びそれを使用する真空吸着装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明は、吸着対象物の吸着される面に接触して真空吸着される吸着パッドと、一端部が前記吸着パッドに連結されて前記吸着パッドを支持し、内部に前記吸着パッド内の気体を吸排気するための吸排気通路が形成される吸着シャフトと、前記吸着シャフトがスライド可能な内部空間を具備するハウジング部と、前記ハウジング部内で前記吸着シャフトを前記ハウジング部の軸方向に弾性支持する弾性支持部と、前記ハウジング部の一側に設けられて前記吸着シャフトの移動を制限して固定させるか、又は固定解除するシャフト固定ユニットと、を含むことを特徴とする真空吸着ヘッドを提供する。

前記シャフト固定ユニットは、前記ハウジング部の一側に前記吸着シャフトに向けて移動可能に設けられて前記吸着シャフトを加圧するパッド部と、前記パッド部の一端部と連結されて前記パッド部を前記吸着シャフトに接近又は離隔される方向に移動させるシリンダと、を含むことができる。

前記パッド部は、前記吸着シャフトと接触される部分が前記吸着シャフトの外面の形状と対応する形状とすることができる。

前記パッド部は、前記吸着シャフトと接触される部分を弾性材で構成することができる。

前記真空吸着ヘッドは、前記ハウジング部の内部空間で前記吸着シャフトと前記ハウジング部との間に介在されて前記吸着シャフトが前記ハウジング部の内部空間で前記ハウジング部の軸方向に直線移動するようにガイドするガイド部材を更に含むことができる。

前記ガイド部材は、予め定まった間隔で２つ以上設けることができる。

前記弾性支持部は、一部分が前記吸着シャフトに連結されて前記吸着シャフトの移動により前記ハウジング部の内部で前記ハウジング部の軸方向に弾性加圧されるスプリング部材とすることができる。

一方、前記目的を達成するために本発明は、吸着対象物の吸着される面に接触して真空吸着される吸着パッドと、一端部が前記吸着パッドに連結されて前記吸着パッドを支持し、内部に前記吸着パッド内の気体を吸排気するための吸排気通路が形成される吸着シャフトと、前記吸着シャフトがスライディング移動可能に支持される内部空間を具備するハウジング部と、前記ハウジング部内で前記吸着シャフトを前記ハウジング部の軸方向に弾性支持する弾性支持部と、前記ハウジング部の一側に設けられて前記吸着シャフトの移動を制限して固定させるか、又は固定解除するシャフト固定ユニットを含む真空吸着ヘッドを少なくとも一つ具備し、前記真空吸着ヘッドを吸着対象物の吸着される面に接触させて真空吸着する真空吸着装置を提供する。

前記真空吸着装置は、複数の前記真空吸着ヘッドが予め定まった間隔で配置されるハンドボディと、前記ハンドボディと連結されて前記ハンドボディ上の真空吸着ヘッドが吸着対象物に接近又は離隔されるように前記ハンドボディを移動させるハンド駆動部と、を更に含むことができる。

前記真空吸着装置は、前記真空吸着ヘッドが前記吸着対象物と接触して真空吸着されると、前記シャフト固定ユニットを駆動して前記吸着シャフトを固定させるように制御する制御部を更に含むことができる。

本発明の真空吸着ヘッド及びそれを使用する真空吸着装置によると、吸着パッドが吸着対象物を安定的に真空吸着するように緩衝機能を有しながらも、吸着対象物の搬送時の振動発生を抑制することができ、吸着対象物の搬送を安定的にすることができ、搬送時に吸着対象物の損傷を防止することができる効果がある。

本発明の一実施例による真空吸着ヘッドの斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図１の真空吸着ヘッドの縦断面図である。 図１の真空吸着ヘッドの平面図である。 図１の真空吸着ヘッドを使用する真空吸着装置の斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施例を添付された図面を参照して詳細に説明する。先ず、各図面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同一の符号を有するようにする。また、以下で本発明の好ましい実施例を説明するが、本発明の技術的思想は、これに限定又は制限されず、通常の技術者により変形され、多様に実施され得ることは勿論である。

図１乃至図４を参照すると、本発明の一実施例による真空吸着ヘッド１００は、吸着パッド１１０、吸着シャフト１２０、ハウジング部１３０、弾性支持部１４０、シャフト固定ユニット１５０を含む。

吸着パッド１１０は、吸着対象物の吸着される面に接触して真空吸着される。吸着パッド１１０は、底面が平面である樹脂製で形成され、吸着対象物の吸着面に平に吸着された状態を維持する。吸着パッド１１０の外側には、吸着パッド１１１０を囲むように設けられて吸着パッド１１０を支持するパッドハウジング１１５が結合される。

吸着シャフト１２０は、管状に設けられ、一端が吸着パッド１１０に連結されて吸着パッド１１０を支持し、内部に吸着パッド１１０内の気体を吸排気するための吸排気通路１２１が形成される。吸排気通路１２１の一端は、吸着パッド１１０の内部と連通され、他端には、真空ホース（不図示)が連結される真空ホース連結部１２５が連結される。

ハウジング部１３０は、吸着シャフト１２０を収容して吸着シャフト１２０がその長手方向にスライディング移動可能に支持される内部空間を具備する。

弾性支持部１４０は、ハウジング部１３０内で吸着シャフト１２０をハウジング部１３０の軸方向（吸着シャフト１２０の長手方向、図３における上下方向)に弾性支持する。すなわち、弾性支持部１４０は、ハウジング部１３０内で吸着シャフト１２０がその長手方向にスライド移動されると、弾性加圧された後、吸着シャフト１２０が原位置に復帰されるように復元弾性力を提供する。

本実施例で、弾性支持部１４０は、一部分が吸着シャフト１２０に連結されて吸着シャフト１２０の移動によりハウジング部１３０の内部でハウジング部１３０の軸方向に弾性加圧されるスプリング部材であり、たとえばコイルスプリング等からなる。吸着シャフト１２０がハウジング部１３０の内部空間でハウジング部１３０の軸方向に動く時、弾性支持部１４０は、ストッパー１４５と接触しながら弾性加圧され、これは、吸着パッド１１０が吸着対象物を真空吸着する時に複数の吸着パッド１１０が同一平面上に位置されるように緩衝する機能を提供する。

シャフト固定ユニット１５０は、ハウジング部１３０の一側に設けられて吸着シャフト１２０の移動を制限して固定させるか、又は固定を解除する。

図１、図２及び図４を参照すると、本実施例では、シャフト固定ユニット１５０は、ハウジング部１３０の一側に吸着シャフト１２０に向けて移動可能に設けられて吸着シャフト１２０を加圧するパッド部１５１と、パッド部１５１の一端と連結されてパッド部１５１を吸着シャフト１２０に接近又は離隔される方向に移動させるシリンダ１５２を含む。

パッド部１５１は、吸着シャフト１２０の長手方向と交差する方向に吸着シャフト１２０に接近又は離隔可能に設けられる。シャフト固定ユニット１５０が吸着シャフト１２０の移動を制限して固定させようとする時は、パッド部１５１が吸着シャフト１２０の外面に接触して吸着シャフト１２０を加圧することにより吸着シャフト１２０を固定させる。吸着シャフト１２０の移動制限を解除しようとする時には、パッド部１５１が吸着シャフト１２０から離隔される。

パッド部１５１は、吸着シャフト１２０と接触される部分が吸着シャフト１２０の外面の形状と対応する形状に設けられる。これにより、吸着シャフト１２０の移動制限時のパッド部１５１は、吸着シャフト１２０に密着される接触面が増加して吸着シャフト１２０を効果的に固定させることができる。

また、パッド部１５１は、吸着シャフト１２０と接触される部分がゴム等の弾性材質で設けられる。これにより、パッド部１５１と吸着シャフト１２０との間の接触摩擦力が増加され、パッド部１５１が吸着シャフト１２０を加圧する時に無理な力が加えられないように緩衝される効果がある。

シリンダ１５２は、パッド部１５１と連結されてパッド部１５１を吸着シャフト１２０に向けて接近又は離隔される方向に駆動させる。シリンダ１５２は、たとえば空圧又は油圧シリンダを用いることができる。

一方、本実施例の真空吸着ヘッド１００は、ハウジング部１３０の内部空間で吸着シャフト１２０とハウジング部１３０との間に介在されて吸着シャフト１２０がハウジング部１３０の内部空間でハウジング部１３０の軸方向に直線移動するようにガイドするガイド部材１６０を更に含む。すなわち、ガイド部材１６０は、ハウジング部１３０の内部空間に設けられて吸着シャフト１２０がハウジング部１３０の軸方向のみに移動されることができるようにガイドする。

図２及び図３を参照すると、ガイド部材１６０は、予め定まった間隔で２つ以上が設けられる。これにより、吸着シャフト１２０がハウジング部１３０の内部空間でハウジング部１３０の軸方向のみに動くことができ、横方向振動が防止される。

一方、本発明の一実施例による真空吸着装置１は、前述した真空吸着ヘッド１００を少なくとも一つ具備し、真空吸着ヘッド１００を吸着対象物の吸着される面に接触させて真空吸着することにより吸着対象物を搬送する。

具体的には、図５を参照すると、本実施例の真空吸着装置１は、前述した真空吸着ヘッド１００の他に、ハンドボディ２００、ハンド駆動部３００及び制御部を更に含む。

ハンドボディ２００は、複数の真空吸着ヘッド１００が予め定まった間隔で配置されるベースフレームであり、ハンドボディ２００に装着された複数の真空吸着ヘッド１００は、ハンドボディ２００の移動によりハンドボディ２００と共に動く。

ハンド駆動部３００は、ハンドボディ２００と連結されてハンドボディ２００上の真空吸着ヘッド１００が吸着対象物に接近又は離隔されるようにハンドボディ２００を移動させる。すなわち、ハンド駆動部３００は、吸着対象物が下に配置される場合、ハンドボディ２００を上下方向に駆動させる。これ以外にも、ハンド駆動部３００は、吸着対象物の搬送のために、ハンドボディ２００を水平方向に駆動させることもできる。

制御部は、真空吸着ヘッド１００が吸着対象物と接触して真空吸着されると、シャフト固定ユニット１５０を駆動して吸着シャフト１２０を固定させるように制御する。すなわち、制御部は、シャフト固定ユニット１５０のシリンダ１５２を駆動してパッド部１５１が吸着シャフト１２０を加圧又は加圧解除するように制御する。これ以外にも、制御部は、ハンド駆動部３００の駆動と、吸着パッド１１０内の空気に対する吸排気等を制御する。

このような構成を有する真空吸着ヘッド１００及びそれを使用する真空吸着装置１の作用に対して説明すると、次のとおりである。先ず、搬送しようとする吸着対象物を真空吸着するために、ハンド駆動部３００は、真空吸着ヘッド１００の吸着パッド１１０が吸着対象物に接触されるようにハンドボディ２００を吸着対象物に向けて移動させる。

複数の吸着パッド１１０が吸着対象物に接触するタイミングには偏差が存在し得るが、ハンド駆動部３００は、すべての吸着パッド１１０が吸着対象物に十分に接触されるようにハンドボディ２００を移動させる。吸着パッド１１０が吸着対象物に接触すると、吸着パッド１１０と連結される吸着シャフト１２０がハウジング部１３０内でハウジング部１３０の軸方向に移動される。この時、吸着シャフト１２０は、ハウジング部１３０の内部に設けられた弾性支持部１４０により弾性支持されることにより、吸着パッド１１０は、弾性支持部１４０の弾性復元力により吸着対象物に加圧密着されることができる。すなわち、吸着パッド１１０が吸着対象物に密着される時に、ハウジング部１３０の内部に設けられた弾性支持部１４０は、吸着パッド１１０が吸着対象物に十分に密着することができるように緩衝機能を提供する。

ハンド駆動部３００の駆動により吸着パッド１１０が吸着対象物の被吸着面に接触すると、吸着パッド１１０と連結される吸着シャフト１２０の吸排気通路１２１を通じて吸着パッド１１０内の気体が真空ホースに排気されながら、吸着パッド１１０の内部が真空に近い状態となって吸着対象物を真空吸着する。真空ホースと連結される真空吸入装置（不図示）の作動は、制御部により制御される。

吸着対象物が吸着パッド１１０に真空吸着された状態で、真空吸着ヘッド１００のシャフト固定ユニット１５０により吸着シャフト１２０の移動が制限される。具体的には、吸着対象物が吸着パッド１１０に真空吸着された状態で、制御部がシャフト固定ユニット１５０のシリンダ１５２を駆動してパッド部１５１が吸着シャフト１２０の外面を加圧することにより、吸着シャフト１２０の移動を制限して固定させる。

吸着シャフト１２０が固定された状態で、ハンド駆動部３００は、ハンドボディ２００を駆動して吸着パッド１１０に真空吸着された吸着対象物を搬送する。吸着対象物が真空吸着ヘッド１００に真空吸着されて搬送される時に吸着シャフト１２０が固定された状態を維持することにより、吸着対象物に発生する振動が防止されることができる。したがって、振動により発生する擦れ、チッピング等の不良発生を防止することができる。

吸着対象物の搬送が完了すると、前述した真空吸着過程の逆順に吸着対象物を吸着解除し、再び新たな吸着対象物の搬送を繰り返す。

このように、本発明の真空吸着ヘッド１００及びそれを使用する真空吸着装置１によると、吸着パッド１１０が吸着対象物を安定的に真空吸着することができるように緩衝機能を有しながらも、吸着対象物の搬送時の振動発生を抑制することができ、吸着対象物の搬送を安定的にすることができ、搬送時に吸着対象物の損傷を防止することができる効果がある。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有した者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲内で多様な修正、変更及び置き換えが可能である。したがって、本発明に開示された実施例及び添付された図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、一例として説明するためのものであり、このような実施例及び添付された図面により本発明の権利範囲が限定されるものではない。本発明の権利範囲は、特許請求範囲により解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

１ 真空吸着装置
１００ 真空吸着ヘッド
１１０ 吸着パッド
１１５ パッドハウジング
１２０ 吸着シャフト
１２１ 吸排気通路
１２５ 真空ホース連結部
１３０ ハウジング部
１４０ 弾性支持部
１４５ ストッパー
１５０ シャフト固定ユニット
１５１ パッド部
１５２ シリンダ
１６０ ガイド部材
２００ ハンドボディ
３００ ハンド駆動部

Claims (10)

1. 吸着対象物の吸着される面に接触して真空吸着される吸着パッドと、
   一端部が前記吸着パッドに連結されて前記吸着パッドを支持し、内部に前記吸着パッド内の気体を吸排気するための吸排気通路が形成される吸着シャフトと、
   前記吸着シャフトがスライド可能な内部空間を具備するハウジング部と、
   前記ハウジング部内で前記吸着シャフトを前記ハウジング部の軸方向に弾性支持する弾性支持部と、
   前記ハウジング部の一側に設けられて前記吸着シャフトの移動を制限して固定させるか、又は固定解除するシャフト固定ユニットと、
   を含むことを特徴とする真空吸着ヘッド。
2. 前記シャフト固定ユニットは、
   前記ハウジング部の一側に前記吸着シャフトに向けて移動可能に設けられて前記吸着シャフトを加圧するパッド部と、
   前記パッド部の一端部と連結されて前記パッド部を前記吸着シャフトに接近又は離隔される方向に移動させるシリンダと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ヘッド。
3. 前記パッド部は、前記吸着シャフトと接触される部分が前記吸着シャフトの外面の形状と対応する形状とされていることを特徴とする請求項２に記載の真空吸着ヘッド。
4. 前記パッド部は、前記吸着シャフトと接触される部分が弾性材で構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の真空吸着ヘッド。
5. 前記ハウジング部の内部空間で前記吸着シャフトと前記ハウジング部との間に介在されて前記吸着シャフトが前記ハウジング部の内部空間で前記ハウジング部の軸方向に直線移動するようにガイドするガイド部材を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ヘッド。
6. 前記ガイド部材は、予め定まった間隔で２つ以上設けられることを特徴とする請求項５に記載の真空吸着ヘッド。
7. 前記弾性支持部は、一部分が前記吸着シャフトに連結されて前記吸着シャフトの移動により前記ハウジング部の内部で前記ハウジング部の軸方向に弾性加圧されるスプリング部材であることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ヘッド。
8. 吸着対象物の吸着される面に接触して真空吸着される吸着パッドと、一端部が前記吸着パッドに連結されて前記吸着パッドを支持し、内部に前記吸着パッド内の気体を吸排気するための吸排気通路が形成される吸着シャフトと、前記吸着シャフトがスライド可能な内部空間を具備するハウジング部と、前記ハウジング部内で前記吸着シャフトを前記ハウジング部の軸方向に弾性支持する弾性支持部と、前記ハウジング部の一側に設けられて前記吸着シャフトの移動を制限して固定させるか、又は固定解除するシャフト固定ユニットと、を含む真空吸着ヘッドを少なくとも一つ具備し、
   前記真空吸着ヘッドを吸着対象物の吸着される面に接触させて真空吸着する真空吸着装置。
9. 複数の前記真空吸着ヘッドが予め定まった間隔で配置されるハンドボディと、
   前記ハンドボディと連結されて前記ハンドボディ上の真空吸着ヘッドが吸着対象物に接近又は離隔されるように前記ハンドボディを移動させるハンド駆動部と、
   を更に含む請求項８に記載の真空吸着装置。
10. 前記真空吸着ヘッドが前記吸着対象物と接触して真空吸着されると、前記シャフト固定ユニットを駆動して前記吸着シャフトを固定させるように制御する制御部を更に含む請求項９に記載の真空吸着装置。