JP3791944B2

JP3791944B2 - 真空ユニット

Info

Publication number: JP3791944B2
Application number: JP15071595A
Authority: JP
Inventors: 茂和永井; 宏松島
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JPH094600A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空ユニットに関し、特に、クリーンルーム等の清浄性が要求される液晶部品等の吸着搬送に使用することが可能な真空ユニット若しくは禁油仕様の真空ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、ワークの搬送手段、位置決め手段等として真空ユニットが用いられている。この真空ユニットは、真空ユニット本体にパッド等の吸着手段を接続し、前記真空ユニット本体から供給される負圧作用下に前記吸着手段によってワークを吸着し、前記吸着状態を保持しながらワークを変位させ、且つ前記吸着状態を解除することにより所定位置にワークを離脱させて該ワークの搬送等を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術に係る真空ユニットでは、吸着手段に対して供給される真空破壊用エアによって吸着状態にあるワークを吸着手段から離脱させている。このため、塵埃等を含む真空破壊用エアが吸着手段の吸引孔からクリーンルーム内に排出されて該クリーンルームの空気が汚染されてしまうという不都合がある。
【０００４】
また、真空破壊用エアの供給通路を切り換える弁体内に存するグリスが真空破壊用エアに混入し、ワークを吸着手段から離脱させる際、前記グリスを含んだ空気がクリーンルーム内に排出され、あるいはワークにグリスが付着してしまうという不都合がある。
【０００５】
本発明は、クリーンルーム内の空気が汚染されることを防止するとともに、ワークにグリス等が付着すること阻止し、特に、清浄性が要求される液晶部品等を好適に吸着搬送することが可能な真空ユニット若しくは禁油仕様の真空ユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、負圧作用下にワークを吸着するとともに負圧状態の解除作用下に前記ワークを離脱させることにより、該ワークの搬送等を行う真空ユニットにおいて、
少なくとも、負圧発生源に接続される負圧供給ポートと、圧縮空気供給源に接続され、真空破壊用圧縮空気を供給する真空破壊用圧縮空気供給ポートと、ワークを吸着する吸着手段側に負圧流体を導出する真空ポートとを有するブロック体と、
前記ブロック体の一側面に付設される流路切換弁部と、
前記負圧供給ポートと真空ポートとを連通させる通路に設けられた第１フィルタと、
前記真空破壊用圧縮空気供給ポートと真空ポートとを連通させる通路に設けられた第２フィルタと、
を備え、前記流路切換弁部は、前記真空破壊用圧縮空気供給ポートと第２フィルタとを連通させる通路を開閉するダイヤフラム弁を有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
上記の本発明に係る真空ユニットでは、負圧発生源に接続される負圧供給ポートを介して負圧流体が導入され、流路切換弁部による流路切換作用下に前記負圧流体が真空ポートに供給され、前記真空ポートに連通する吸着手段の吸引作用下にワークが吸着される。その際、第１フィルタは、前記吸着手段によってワークを吸着するために吸引される空気中の塵埃を除去する。
【０００８】
一方、ダイヤフラム弁の開成作用下に真空破壊用圧縮空気供給ポートを介して真空破壊用圧縮空気が真空ポートに導入され、真空ポートを通じて前記真空破壊用圧縮空気を吸着手段に供給することにより吸着手段によるワークの吸着状態が解除され、該吸着手段からワークが離脱する。この場合、ダイヤフラム弁によって真空破壊用圧縮空気が流通する通路内に潤滑油等が混入することが阻止されるとともに、第２フィルタによって吸着手段に供給される真空破壊用圧縮空気中に含まれる塵埃等が除去される。
【０００９】
従って、クリーンルーム等の清浄性が要求される場所を汚染することなく液晶部品等を好適に吸着搬送することが可能となる。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に係る真空ユニットについて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る真空ユニットの斜視図、図２は、図１に示す真空ユニットの平面図である。
【００１２】
この真空ユニット１０は、基本的には、略直方体状のマニホールドブロック１２と、前記マニホールドブロック１２の上面に搭載される流路切換弁部１４と、前記流路切換弁部１４に隣接し、流体通路を通流する圧力流体に含まれる塵埃等を除去するフィルタ部１６と、流体通路を通流する圧力流体の圧力値を検出する検出部１８とから構成される。なお、前記マニホールドブロック１２の材質としてアルミニウムが用いられ、マニホールドブロック１２からの発塵を防ぐために、該マニホールドブロック１２内に画成される流体通路を含む全表面に、膜厚３０μｍ程度のアルマイト処理を施すとよい。
【００１３】
前記マニホールドブロック１２の一側面には、図示しないチューブを介して真空ポンプ２０（図３参照）が接続され、前記真空ポンプ２０から所定圧の負圧流体が供給される負圧供給ポート２２と、後述するパイロット弁にパイロット圧を供給するパイロット圧供給ポート２４と、ワークＷの吸着状態を解除するために真空破壊用圧縮空気を供給する真空破壊用圧縮空気供給ポート２６と、後述する二方弁の室内に供給されたパイロット圧を排出するための圧縮空気排出ポート２８とが画成される。
【００１４】
なお、前記圧縮空気排出ポート２８から導出される圧縮空気は、図示しないチューブを介してクリーンルームの外部に排気される。また、前記一側面と反対側の側面には、チューブを介してパッド等の吸着手段３０が接続された真空ポート３２が画成される（図３参照）。
【００１５】
この場合、前記マニホールドブロック１２の幅広な一側面には一組の取付用孔部３４ａ、３４ｂが貫通して画成され、図示しない連結用シャフトを前記取付用孔部３４ａ、３４ｂに挿入して複数のマニホールドブロック１２を並列に連結することにより、真空ユニット１０のマニホールド化を図ることが可能となる。
【００１６】
流路切換弁部１４は、図３に示されるように、ソレノイドＡまたはソレノイドＢの付勢作用下に負圧供給ポート２２に連通する第１通路３６の流路切換作用を行う真空切換弁３８と、後述するダイヤフラム弁の変位作用下に真空破壊用圧縮空気供給ポート２６に連通された第２通路４０を開閉する二方弁４２と、パイロット圧供給ポート２４に連通された第３通路４４を介してパイロット圧が供給され、ソレノイドＣの付勢作用下に第４通路４６を介して前記二方弁４２にパイロット圧を供給するパイロット弁４８とを有する。なお、前記パイロット弁４８は、第５通路５０を介して圧縮空気排出ポート２８に連通している。
【００１７】
前記二方弁４２は、図５に示されるように、それぞれ平板状を呈し、マニホールドブロック１２の上面部に一体的に連結される第１ハウジング５２ａおよび第２ハウジング５２ｂと、前記第１および第２ハウジング５２ａ、５２ｂの内部に画成された室５４内に供給されるパイロット圧によって上下方向に変位するピストン５６とを含む。
【００１８】
さらに、前記二方弁４２は、前記ピストン５６の中央部に画成された孔部内に設けられ、マニホールドブロック１２の上面部に形成された環状の着座部５８に着座するダイヤフラム弁６０と、前記ピストン５６の環状段部に係合するフランジ部が形成され、前記ダイヤフラム弁６０のねじ部６２に螺合する調整用ナット６４と、第１ハウジング５２ａと第２ハウジング５２ｂの間に介装され、前記調整用ナット６４を下方側に向かって押圧するスプリング部材６６とを有する。
【００１９】
この場合、第４通路４６を介して室５４内にパイロット圧が導入され、前記パイロット圧によって前記ピストン５６を上方に押圧する力が作用し、前記押圧力がスプリング部材６６の弾発力に打ち勝って該ピストン５６を上方に変位させる。この結果、フランジ部を介して前記ピストン５６と係合する調整用ナット６４およびダイヤフラム弁６０が一体的に上方に変位する。結局、ダイヤフラム弁６０が着座部５８から離間して第２通路４０が開成され、前記第２通路４０は隣接する環状通路６８と連通する。
【００２０】
前記ダイヤフラム弁６０は、図５に示されるように、ねじ部６２を有する弁本体部７０と、前記弁本体部７０と一体的に形成されラッパ状に拡開するスカート部７２とから構成されている。前記ダイヤフラム弁６０の材質としては、ダイヤフラム弁６０本体からの発塵を防ぐためにテフロンを用いるとよい。この場合、前記スカート部７２の外周端縁部７４は、肉厚に形成されて第２ハウジング５２ｂの環状溝に固着されている。なお、前記室５４の内壁面にはピストン５６を円滑に変位させるためにグリス等の潤滑油が付着されているが、ダイヤフラム弁６０の外周端縁部７４が第２ハウジング５２ｂに固着されているため、該ダイヤフラム弁６０の弁開成作用下に第２通路４０から環状通路６８側に向かって流通する圧力流体に前記潤滑油が混入することを阻止し、前記圧力流体の清浄性を保持することが可能となる。
【００２１】
真空切換弁３８は、図６および図７に示されるように、ハウジング７６と、前記ハウジング７６内に画成された室７８内をその長手方向に沿って摺動変位するスプール８０とを有する。前記スプール８０には、Ｏリング８２ａおよび８２ｂと、第１〜第３シール部材８４ａ〜８４ｃが装着され、第２シール部材８４ｂと第３シール部材８４ｃとの間には環状溝８６が画成されている。
【００２２】
この真空切換弁３８はハウジング７６に画成された第１〜第５ポート８８ａ〜８８ｅを有し、前記５つのポート８８ａ〜８８ｅの中、第２ポート８８ｂおよび第３ポート８８ｃの２つのポートを真空ポート３２に接続し、一方、第１ポート８８ａおよび第４ポート８８ｄの２つのポートをそれぞれ負圧供給ポート２２に接続している。なお、第５ポート８８ｅはエア排出ポート２８に連通するように形成されている。このように、５ポート弁を実質的に３ポート弁として用いることにより、前記室７８内の有効断面積を大きくすることができるとともに、短手方向の幅を狭小にして真空ユニット１０全体の小型化を図ることができる利点がある。
【００２３】
次に、フィルタ部１６は、真空切換弁３８と真空ポート３２とを連通させる第６通路９０の途中に設けられ、真空ポート３２に接続された吸着手段３０がワークＷの吸着時に吸引する空気中に含まれる塵埃等を除去するサクションフィルタ９２と、前記二方弁４２と真空ポート３２とを連通させる第７通路９４の途中に設けられ、前記第７通路９４を流通する真空破壊用圧縮空気に含まれる塵埃、オイル等を除去して、真空ポート３２側に清浄な圧力流体を送出するクリーンガスフィルタ９６とを有する。前記クリーンガスフィルタ９６の材質は、テフロンとポリエチレンから構成され、その濾過精度は、０．０１μｍの粒子を１００％除去する能力を有する。また、前記クリーンガスフィルタ９６として、メンブレンフィルタを用いてもよい。なお、前記パイロット弁４８とクリーンガスフィルタ９６との間には、真空破壊用圧縮空気供給ポート２６から供給される真空破壊用圧縮空気の流量を制御する可変絞り弁９８が設けられる。
【００２４】
図１並びに図４に示されるように、前記サクションフィルタ９２は、略直方体状を呈するフィルタケース１００と、前記フィルタケース１００内に収納される略円筒状のフィルタエレメント１０２と、前記フィルタケース１００をマニホールドブロック１２に気密に連結する保持金具１０４とを有する。一方、クリーンガスフィルタ９６は、上面に開口部が画成されたフィルタボデイ１０６と、該フィルタボデイ１０６の開口部内に収納されるフィルタエレメント１０８と、前記開口部を閉塞するフィルタカバー１１０とを有する。なお、前記サクションフィルタ９２およびクリーンガスフィルタ９６は、フィルタケース１００およびフィルタカバー１１０を取り外してフィルタエレメント１０２、１０８を交換することが可能である。
【００２５】
検出部１８は、実質的にデジタル真空スイッチからなり、略立方体状のケーシング１１２と、前記ケーシング１１２の上面部に設けられ、所望の圧力値の設定等を行う複数の操作ボタン１１４と、前記設定された圧力値等を表示するデジタル表示部１１６とから構成される。
【００２６】
本発明の実施例に係る真空ユニット１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次に、図３に示す回路構成図に沿ってその動作並びに作用効果について説明する。
【００２７】
まず、真空ポート３２に接続される吸着手段３０を介してワークＷを吸着する場合について説明する。
【００２８】
負圧供給ポート２２を介して真空ポンプ２０より負圧流体を導入する。この場合、真空切換弁３８のソレノイドＢをオフ状態とし、且つソレノイドＡをオン状態とすることにより弁切換作用が行われ、第１通路３６と第６通路９０とが連通する。従って、第１通路３６を介して真空切換弁３８に供給された負圧流体は、第６通路９０を通じて真空ポート３２に至り、吸着手段３０による負圧作用下にワークＷが吸着される。前記ワークＷは、吸着手段３０に吸着された状態を保持しながら図示しない搬送手段によって所望の位置に搬送される。なお、吸着手段３０によってワークＷを吸着する際、吸引される空気中の塵埃がサクションフィルタ９２によって除去される。
【００２９】
次に、吸着手段３０によって吸着状態が保持されたワークＷを該吸着手段３０から離脱させ、該ワークＷを所定の位置に載置する場合について説明する。
【００３０】
まず、図示しない圧縮空気供給源の駆動作用下に、真空破壊用圧縮空気供給ポート２６を介して真空破壊用圧縮空気を予め導入しておく。続いて、パイロット圧供給ポート２４に連通する第３通路４４を介してパイロット弁４８にパイロット圧を導入する。そして、ソレノイドＣをオン状態にして第３通路４４と第４通路４６とを連通させる。前記パイロット圧は第４通路４６を介して二方弁４２に導入され、該パイロット圧の作用下に室５４内に配設されたピストン５６を上方に変位させる。従って、調整用ナット６４を介して前記ピストン５６と一体的にダイヤフラム弁６０が変位し、該ダイヤフラム弁６０は着座部５８から離間する。この結果、前記ダイヤフラム弁６０によって閉塞されていた第２通路４０が開成し、前記第２通路４０は隣接する環状通路６８と連通する。この場合、室５４内に付着された潤滑油が漏出することが前記ダイヤフラム弁６０によって阻止され、第２通路４０内を流通する真空破壊用圧縮空気に潤滑油が混入することを防止できる。
【００３１】
前記ダイヤフラム弁６０が開成することにより、真空破壊用圧縮空気供給ポート２６に連通する第２通路４０と第７通路９４とが連通し、真空破壊用圧縮空気は真空ポート３２を介して吸着手段３０に供給され、負圧作用が解除される。この結果、吸着手段３０からワークＷが離脱されて、該ワークＷを所望の位置に載置することが可能となる。
【００３２】
真空ポート３２に至る第７通路９４を真空破壊用圧縮空気が流通する際、前記真空破壊用圧縮空気は、クリーンガスフィルタ９６を通過するため、前記クリーンガスフィルタ９６によって該真空破壊用圧縮空気内に混在する塵埃、潤滑油等を除去し、清浄な圧縮空気を真空ポート３２側に送出することができる。この結果、クリーンルーム内の空気を汚染することなく、清浄性を保持した状態で真空ユニット１０を使用することができる。
【００３３】
なお、本実施例に係る真空ユニット１０では、負圧供給ポート２２に真空ポンプ２０を接続する構成を採用したが、これに限定されるものではなくマニホールドブロック１２にエゼクタ（図示せず）を付設し、前記エゼクタによって負圧流体を供給してもよいことは勿論である。また、真空ユニット１０の圧力設定方法については、本出願人の提案に係る特開平４−２６８６１１号公報に開示された内容と同様である。
【００３４】
次に、本発明の他の実施例に係る真空ユニット１２０を図８並びに図９に示す。
【００３５】
この真空ユニット１２０は、調整用摘み１２２と真空圧力計１２４とが一体的に組み付けられたレギュレータ１２６をマニホールドブロック１２の一側面に付設している点で図１に示す真空ユニット１０と異なる。この場合、前記レギュレータ１２６に設けられた圧縮空気供給ポート１２８は、前記実施例におけるパイロット圧供給ポート２４と真空破壊用圧縮空気供給ポート２６とを兼用するものであり、前記圧縮空気供給ポート１２８から供給された圧縮空気は、第３通路４４を介してパイロット弁４８に、第２通路４０を介して二方弁４２に導入される。なお、その他の構成および動作は、前記実施例と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００３６】
本実施例に係る真空ユニット１２０では、レギュレータ１２６を付設することにより、ワークＷの吸着状態を解除する真空破壊用圧縮空気の圧力設定精度を向上させることができ、例えば、半導体部品等の薄板状のワークＷに損傷を与えることなく該ワークＷを吸着手段３０から離脱させて所望の位置に載置することができるという効果を奏する。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る真空ユニットによれば、以下の効果が得られる。
【００３８】
すなわち、ワークを吸引する負圧作用を営む負圧流体および前記負圧作用を解除する真空破壊用圧縮空気に含まれる塵埃等が除去されるため、クリーンルーム等の清浄性が要求される場所を汚染することがなく、好適に真空ユニットを使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る真空ユニットの斜視図である。
【図２】図１に示す真空ユニットの平面図である。
【図３】図１に示す真空ユニットの回路構成図である。
【図４】図１に示す真空ユニットの縦断面図である。
【図５】図１に示す真空ユニットを構成する二方弁の一部縦断面図である。
【図６】前記真空ユニットを構成する真空切換弁のオフ状態を示す一部縦断面図である。
【図７】前記真空ユニットを構成する真空切換弁のオン状態を示す一部縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る真空ユニットを示す斜視図である。
【図９】図８に示す真空ユニットの回路構成図である。
【符号の説明】
１０、１２０…真空ユニット１２…マニホールドブロック
１４…流路切換弁部１６…フィルタ部
１８…検出部２０…真空ポンプ
２２…負圧供給ポート２４…パイロット圧供給ポート
２６…真空破壊用圧縮空気供給ポート２８…圧縮空気排出ポート
３０…吸着手段３２…真空ポート
３６、４０、４４、４６、５０、９０、９４…通路
３８…真空切換弁４２…二方弁
４８…パイロット弁５６…ピストン
６０…ダイヤフラム弁９２…サクションフィルタ
９６…クリーンガスフィルタ１０２、１０８…フィルタエレメント

Claims

負圧作用下にワークを吸着するとともに負圧状態の解除作用下に前記ワークを離脱させることにより、該ワークの搬送等を行う真空ユニットにおいて、
少なくとも、負圧発生源に接続される負圧供給ポートと、圧縮空気供給源に接続され、真空破壊用圧縮空気を供給する真空破壊用圧縮空気供給ポートと、ワークを吸着する吸着手段側に負圧流体を導出する真空ポートとを有するブロック体と、
前記ブロック体の一側面に付設される流路切換弁部と、
前記負圧供給ポートと真空ポートとを連通させる通路に設けられた第１フィルタと、
前記真空破壊用圧縮空気供給ポートと真空ポートとを連通させる通路に設けられた第２フィルタと、
を備え、前記流路切換弁部は、前記真空破壊用圧縮空気供給ポートと第２フィルタとを連通させる通路を開閉するダイヤフラム弁を有することを特徴とする真空ユニット。
請求項１記載の真空ユニットにおいて、第１フィルタは、ワークを吸着する際に吸引する空気中の塵埃等を除去するサクションフィルタからなり、第２フィルタは、真空破壊用圧縮空気に含まれる塵埃等を除去するクリーンガスフィルタからなることを特徴とする真空ユニット。
請求項１記載の真空ユニットにおいて、ダイヤフラム弁はパイロット圧によって作動するピストンと一体的に変位し、前記ダイヤフラム弁の外周端縁部がハウジングに固着されて流体通路内への潤滑油の進入を阻止することを特徴とする真空ユニット。