TW202005764A - 搬送用手 - Google Patents

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TW202005764A
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hand
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conveying
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芝田武士
室井祐也
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日商川崎重工業股份有限公司
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Abstract

［課題］ 提供可圖吸附效率之提高之搬送用手。 ［解決手段］ 搬送用手10，具備 平板形狀之本體20，有連接於流體路徑28之連通口27開口，且具有與工件11對向之對向面21； 環狀之台座30，於前述對向面上將前述連通口之周圍包圍，且具有與前述連通口連通之吸附口31； 膜部40，將前述連通口覆蓋，且可對應於前述流體路徑之壓力而變形； 前述膜部，於前述流體路徑沒有被減壓之狀態下為平坦，且配置於前述對向面之延長線上，或配置於比前述對向面更靠近前述吸附口側。

Description

搬送用手
本發明是關於用來搬送工件之搬送用手。
作為以往之搬送用手，已知有專利文獻1之泛用真空夾頭。在此泛用真空夾頭中，上板、氣室板、可撓薄膜及夾頭板以上述之順序被積層。於上板設置有排氣加壓口，於氣室板設置有氣室，於夾頭板設置有吸附口，上述各構件互相連通。此外，可撓薄膜具有半球狀凸部，於排氣時半球狀凸部往氣室側突出，於加壓時半球狀凸部往吸附口側突出。 ［現有技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開平10-44079號公報
［發明欲解決之課題］
在上述專利文獻1之泛用真空夾頭中，由於可撓薄膜具有半球狀凸部，故必須將可撓薄膜與排氣加壓口之間隔設置為較寬。因此，欲將此間隔之空間加壓及排氣會需要較多時間。此外，為了使半球狀凸部在排氣加壓口側與吸氣口側之間翻轉，需要較大之壓力。由於上述原因，故在將吸附口上之被夾持物吸附方面之效率較差。
本發明是為了解決如上述般之課題而完成者，以提供可圖吸附效率之提高之搬送用手為目的。 ［用來解決課題之手段］
本發明之某一態樣之搬送用手具備 平板形狀之本體，有連接於流體路徑之連通口開口，且具有與工件對向之對向面； 環狀之台座，於前述對向面上將前述連通口之周圍包圍，且具有與前述連通口連通之吸附口； 膜部，將前述連通口覆蓋，且可對應於前述流體路徑之壓力而變形； 前述膜部，於前述流體路徑沒有被減壓之狀態下為平坦，且配置於前述對向面之延長線上，或配置於比前述對向面更靠近前述吸附口側。
藉由上述構成，由於覆蓋連通口之膜部為平坦，故可將包圍連通口之周圍之台座之高度抑制為較低。因此，可使配置於台座上之工件靠近連通口，使膜部與工件之間隔較小。此外，由於平坦之膜部比半球狀凸部更容易變形，故可將促使變形之壓力抑制為較小。因此，可將吸附工件之效率提高。
前述膜部，亦可與前述台座一體地被形成。藉由上述構成，由於針對膜部與台座使用相同材料，可以相同步驟來製造，故可圖製品與製造之成本之降低。
前述台座，亦可是由O型環構成。藉由上述構成，由於可使用例如市售之O型環，故可圖製品與製造之成本之降低。
前述台座，亦可具有伴隨著從前述連通口離開而直徑擴大之切頭圓錐形狀。藉由上述構成，可使膜部容易密著於工件，此外，可將上述膜部、工件之密著面積擴大。因此，可將膜部與工件之間之空間之密閉性提高，更確實地將工件吸附。
前述台座中，亦可前述對向面側之基端之面積，是與前述基端相反側之前端之面積以上。藉由上述構成，可確保台座與本體之接合力，並抑制台座變形，且將與工件之接觸面積抑制為較小。
前述台座，亦可與前述本體一體地被形成。藉由上述構成，由於針對台座與本體使用相同材料，可以相同步驟來製造，故可圖製品與製造之成本之降低。
前述工件亦可是半導體基板。藉由上述構成，由於連接於流體路徑之連通口被膜部覆蓋，故可防止塵埃等不純物從流體路徑經過連通口附著於半導體基板。
前述搬送用手，亦可於潔淨室中搬送前述工件。藉由上述構成，由於連接於流體路徑之連通口被膜部覆蓋，故可防止塵埃等不純物被往潔淨室排出。 ［發明之效果］
本發明發揮於搬送用手中可圖吸附效率之提高之效果。 本發明之上述目的、其他目的、特徵、及優點，在參照附圖之前提下，由以下之較佳實施態樣之詳細說明而被明確揭示。
以下，一邊參照圖式一邊具體地說明本發明之實施形態。另外，在以下說明中，對於在所有圖式中相同或相當之要素賦予相同之參照符號，省略其重複之說明。
（實施形態1） ＜搬送用手之構成＞ 如圖1與圖2所示，本發明之一實施形態之搬送用手10，是用來搬送半導體基板等工件11之手，且是裝設於機器人等搬送裝置而被使用。例如，在被要求較高潔淨度之潔淨室中被使用。另外，潔淨度，是以將每立方公尺之空氣中之微粒子數以10的冪來表示之冪指數來表示。
搬送用手10，具有本體20、台座30及膜部40。本體20，以例如陶瓷、樹脂及彈性材料等形成，是厚度較薄之平板形狀，具有正交於厚度方向之兩個平面。此一方之平面（對向面21）與載置於搬送用手10之工件11對向。另外，以下雖將正交於對向面21之方向（厚度方向）之一方側稱為上側，並將另一方側稱為下側，但搬送用手10之配置並不被限定於此方向。在此上下方向之場合，對向面21成為本體20之上面，對向面21之相反側之面成為下面22。
本體20，例如，具有從裝設於搬送裝置之一方端部23往另一方端部24分歧為兩個之Y字形狀。然而，本體20並不被限定於Y字形狀，亦可是矩形狀與圓形狀等其他之形狀。
兩個分歧部（第一分歧部25、第二分歧部26），互相隔著間隔平行地從一方端部23側往另一方端部24側延伸。於第一分歧部25及第二分歧部26之各另一方端部24設置有連通口27。另外，於搬送用手10中之連通口27之數目並不限定為兩個，可以是一個，或者是三個以上亦可。複數個連通口27是互相隔著間隔而被配置。
連通口27，是例如圓形狀，於對向面21開口，透過流體路徑28連接於流體致動器（不圖示）。流體路徑28是流體流通之路徑，於本體20中從其一方端部23往另一方端部24延伸，連接於連通口27。流體致動器（不圖示），可舉出例如泵及汽缸等。流體是使用例如空氣等氣體及水等液體。
台座30，由例如可密封之密封材料構成，使用O型環。台座30是可撓性的，由PTFE等樹脂及橡膠等彈性材料形成。
台座30是環形狀，例如是從對向面21突出之圓環形狀或圓筒形狀。台座30，具有一端開口（上側開口31）、另一端開口（下側開口）及上側開口31與下側開口之間之內部空間33。例如，上側開口31及下側開口分別於一個台座30設置有一個。
台座30，以將連通口27之周圍連續地包圍之方式，配置於本體20之對向面21。台座30，例如被嵌入設置於連通口27周圍之本體20之凹陷部。
台座30之內部空間33是大致圓筒形狀，於正交於對向面21之方向（上下方向）延伸。台座30之上側開口31及下側開口，於上下方向重疊於連通口27，連通口27配置於上側開口31與下側開口之間。藉此，內部空間33設置於上側開口31與連通口27之間，透過連通口27連通於流體路徑28。形成將此互相連通之內部空間33與流體路徑28加總之總空間12。
台座30中，正交於上下方向（台座30之中心軸）之剖面積從對向面21側往上側開口31側逐漸變小。配置於比連通口27更上方處之上側開口31，是與連通口27連通之吸附口，例如，直徑比連通口27更大。於將此上側開口31之周圍包圍之外周緣，設置有台座30之環狀之上側端34。
膜部40厚度較薄，具有可撓性，由例如PTFE等樹脂及橡膠等彈性材料形成。例如，膜部40是圓盤狀，於正交於上下方向之方向擴大，膜部40之外周緣連接於台座30之上側端34。藉此，膜部40，於比對向面21更上方處將台座30之上側開口31封閉，並將比上側開口31更下方之連通口27覆蓋。
膜部40不具有將內部空間33與外部空間連通之孔。因此，膜部40將包含內部空間33之總空間12密封，將總空間12與外部空間遮斷。於此總空間12填充有流體，膜部40可對應於總空間12之流體之壓力而變形。
＜搬送用手之使用方法＞ 於將工件11以搬送用手10來搬送時，首先，如圖3（a）所示，於搬送用手10之對向面21上配置工件11。此時，於比對向面21更往上方突出之台座30之上側端34配置有工件11。因此，具有可撓性之台座30沿著工件11之形狀變形，上側端34及/或連接於該上側端34之膜部40之外周緣與工件11密著，於此處設置與工件11之抵接部。
在此，流體致動器被控制為：於流體路徑28沒有被減壓之狀態下，封閉台座30之上側開口31之膜部40成為平坦。因此，膜部40是沿著工件11之狀態。
之後，以從台座30之內部空間33將流體排出之方式使流體致動器作動。藉此，內部空間33之流體經由流體路徑28被往流體致動器側吸引，包含流體路徑28及內部空間33之總空間12被減壓。
因此，如圖3（b）所示，可撓性之膜部40，以往連通口27及流體路徑28側彎曲之方式變形，從工件11離開，形成被工件11、膜部40與台座30包圍之空間（膜空間41）。由於膜空間41之壓力比大氣壓更低，故因此壓力差而工件11被吸附於台座30之上側開口31。
在此，台座30，伴隨著膜部40之變形，沿著工件11之形狀變形。因此，台座30與工件11之密著性被維持，膜空間41之氣密性被確保，故可將工件11充分地吸附保持。此外，於搬送用手10設置有複數個台座30，故可將工件11更確實地一邊保持一邊搬送。進而，由於工件11配置於從對向面21突出之台座30上，故可將對向面21與工件11之接觸面積減少。
另一方面，於將已被吸附之工件11取下時，以對台座30之內部空間33供給流體之方式使流體致動器作動。藉此，流體從流體路徑28流入內部空間33，總空間12被增壓。因此，如圖3（a）所示，原本往下方彎曲之膜部40，以回復平坦之方式變形。因此，膜空間41之壓力成為與大氣壓相等，原本被吸附之工件11從台座30之上側開口31離開。
在此，由於因膜部40而總空間12與外部空間為被遮斷之狀態，故往總空間12被供給之流體不會往外部空間被排出。因此，即使外部空間是潔淨室，亦可防止外部空間因流體及包含於該流體之不純物等而被污染。
此外，膜部40配置於比對向面21更靠台座30之上側開口31側。藉此，可使載置於將上側開口31之周圍包圍之台座30之上側端34上之工件11與膜部40靠近。因此，工件11與膜部40之間之膜空間41較小，可將吸附工件11之吸附效率提高。
進而，於流體路徑28沒有被減壓之狀態下，膜部40為平坦。例如，若如上述專利文獻1般，可撓薄膜具有半球狀凸部，為了使半球狀凸部變形會需要較大之壓力。相對於上述狀況，由於可使用以使平坦之膜部40變形之壓力較小，故可將吸附效率進一步提高。
此外，在上述專利文獻1之可撓薄膜之半球狀凸部中，只會變形為往氣室側突出之形狀與往開口側突出之形狀其中之一。因此，無法將工件11與可撓薄膜間之空間之壓力（吸附力）任意地調整。相對於上述狀況，在使平坦之膜部40變形之場合，由於工件11與膜部40間之膜空間41之壓力依存於膜部40之變形量，故可將膜空間41之壓力容易地調整。因此，不會有較大之壓力多餘地對容易變形之工件11作用，可防止工件11之變形等。
此外，藉由於台座30使用O型環，可圖製品與製造成本之降低。另外，於正交於上下方向之方向，對向面21中之台座30之面積比上側端34之面積大。因此，確保台座30與本體20之接合力，並抑制台座30變形，此外，可將與工件11之接觸面積抑制為較小。
另外，台座30之內面，是從連通口27側往上側開口31側擴徑之錐狀。藉此，不使台座30之外徑變大即可使上側開口31及覆蓋該上側開口31之膜部40之面積變大，使膜部40容易變形。
另外，O型環配置於對向面21上亦可。此外，台座30中，正交於周方向之剖面是矩形狀或梯形狀亦可。
（實施形態2） 如圖4所示，本發明之實施形態2之搬送用手10，台座130之形狀與實施形態1不同。關於此外之構成，由於與實施形態1相同，故將其說明省略。
台座130，具有圓筒部130a、卡止部130b及擴徑部130c，上述各構件一體地形成。卡止部130b，具有從圓筒部130a之下端部往徑方向之外側擴張之鍔形狀。
圓筒部130a，具有一端開口（第一上側開口）、另一端開口（第一下側開口）、以及第一上側開口與第一下側開口之間之第一內部空間。包圍第一內部空間之第一內周面隨著從第一下側開口往第一上側開口移動而直徑擴大，圓筒部130a之第一外周面於上下方向直徑固定。因此，第一內周面與第一外周面之間之圓筒部130a之尺寸（厚度），隨著從第一下側開口往第一上側開口移動而變小。
擴徑部130c是切頭圓錐形狀，具有一端開口（第二上側開口131、吸附口）、另一端開口（第二下側開口）、及第二上側開口131與第二下側開口之間之第二內部空間。第二下側開口與圓筒部130a之第一上側開口連接，透過此連接，第一內部空間與第二內部空間連通，形成台座130之內部空間133。
於擴徑部130c中，包圍第二內部空間之第二內周面、及包圍第二內周面之第二外周面，隨著從第二下側開口往第二上側開口131移動而直徑擴大。因此，第二內周面與第二外周面之間之尺寸（厚度），從第二下側開口往第二上側開口131移動而固定，且比圓筒部130a之厚度薄。因此，擴徑部130c比圓筒部130a更容易變形。
台座130，以連續地包圍連通口27之周圍之方式，配置於本體20之對向面21上。藉此，台座130之圓筒部130a之第一下側開口，於上下方向重疊於連通口27而連接於連通口27。因此，內部空間133經由連通口27連通於流體路徑28，形成將互相連通之內部空間133與流體路徑28加總而成之總空間12。
台座130，嵌合於卡止部130b被設置於連通口27周圍之本體20之凹陷處，固定於本體20。擴徑部130c配置於對向面21上。
膜部40之外周端，連接於將第二上側開口131之周圍包圍之擴徑部130c之上側端134。膜部40，於比對向面21更偏第二上側開口131側處，將第二上側開口131封閉，並覆蓋比該第二上側開口131更下方之連通口27。藉此，膜部40，將台座130之內部空間133及包含該台座130之內部空間133之總空間12從外部空間遮斷。
於將工件11以搬送用手10搬送時，將工件11配置於台座130上。藉此，台座130之上側端134密著於工件11，第二上側開口131被工件11覆蓋。在此，若藉由流體致動器將總空間12減壓，會形成由工件11、膜部40及台座130包圍之膜空間41，膜空間41被減壓為比大氣壓低。藉此，工件11被吸附於第二上側開口131。
此時，由於擴徑部130c容易沿著工件11之形狀變形，故可密著於工件11，維持膜空間41之氣密性，將工件11充分吸附保持。此外，由於在搬送用手10設置有複數個台座130，故可將工件11更確實地一邊保持一邊搬送。
（實施形態3） 如圖5所示，本發明之實施形態3之搬送用手10，相對於台座30之膜部240之位置與實施形態1不同。關於此外之構成，由於與實施形態1相同，故將其說明省略。
膜部240之外周端，連接於將連通口27之周圍包圍之台座30之內周面30a，配置於對向面21之延長線上。藉此，膜部240覆蓋連通口27，將總空間12從外部空間遮斷。
於將工件11以搬送用手10搬送時，將工件11配置於台座30上。藉此，台座30之上側端34密著於工件11，上側開口31被工件11覆蓋。在此，若藉由流體致動器將總空間12減壓，會形成由工件11、膜部240及台座30包圍之膜空間41，膜空間41被減壓為比大氣壓低。藉此，工件11被吸附於上側開口31。
此膜部240配置於對向面21之延長線上。藉此，可使載置於台座30之上側端34上之工件11與膜部240靠近。藉此。工件11與膜部240之間之膜空間41較小，可將吸附工件11之吸附效率提高。
此外，膜部240，相對於與工件11接觸之台座30之上側端34而設置於與工件11相反側。因此，膜部240不會與工件11接觸，可使搬送用手10中之與工件11之接觸面積較小。
另外，於實施形態2之台座30中，亦可與實施形態3同樣地，將膜部240配置於對向面21之延長線上。在此場合，由於亦可使膜空間41較小，故可將吸附工件11之吸附效率提高。
（實施形態4） 如圖6（a）所示，本發明之實施形態4之搬送用手10，台座330之形狀與實施形態1不同。關於此外之構成，由於與實施形態1相同，故將其說明省略。
台座330是圓筒形狀，且正交於周方向之剖面是梯形。因此，台座330，本體20之對向面21側之基端335之面積，形成為比與基端335相反側之前端334（上側端）之面積大。可抑制台座330之變形，且可使前端334與配置於其上之工件11之接觸面積較小。此外，可將台座330之高度抑制為較低。
台座330之內面，是從連通口27側往上側開口331側擴徑之錐形狀。藉此，不使台座330之外徑增大，即可使上側開口331及覆蓋該上側開口331之膜部40之面積增大，使膜部40容易變形。
台座330與本體20一體地形成。藉此，可針對台座330及本體20使用相同材料，以相同之步驟來製造，故可圖製品及製造之成本之降低。此外，可將台座330與本體20之接合強度提高。
膜部40，以覆蓋台座330之前端334之方式連接於台座330。藉此，膜部40，於比對向面21更上方處封閉台座330之上側開口331，並覆蓋比上側開口331更下方之連通口27。
此外，由於台座330之前端334被膜部40覆蓋，故於膜部40中覆蓋前端334之部分與工件11抵接。因此，由於台座330不與工件11抵接，故可提高台座330之材料之自由度。另外，膜部40，以台座330之前端334抵接於工件11之方式安裝於台座330亦可。
此外，將台座330以與本體20不同個體之方式形成，並接合於本體20亦可。在此場合，可針對本體20及台座330選擇分別適合於各自之特性之材料，故可提高此等材料之自由度。
例如，於本體20使用剛性較高之陶瓷，於台座330使用彈性材料亦可。在此場合，如圖6（b）所示，台座330，可配合載置於其前端334上之工件11之形狀變形並密著。因此，在此場合，膜部40不覆蓋台座330之前端334，外周緣連接於台座330之內周面亦可。
此外，台座330中，正交於周方向之剖面是矩形狀亦可。因此，台座330，形成為其基端335之面積與前端334之面積相等。可抑制台座330之變形，且可使前端334與配置於其上之工件11之接觸面積較小。此外，可將台座330之高度抑制為較低，容易形成台座330。
於上述所有的實施形態中，將膜部40、240與台座30、130一體地形成亦可。在此場合，膜部40、240與台座30、130會由相同材料於相同步驟中被形成。因此，可將製品與製造成本降低。
此外，於上述所有的實施形態中，膜部40、240只要覆蓋連通口27，亦可設置於較連通口27側更靠上側開口31、131、331側。
另外，上述所有的實施形態，只要沒有排除對方，即使互相組合亦可。此外，上述說明，僅應作為例示來解釋，是為了對該發明所屬技術領域之通常知識者教示實行本發明之最佳態樣而提供者。可在不脫離本發明之精神之範圍內，將其構造與/或機能之詳細內容實質地變更。 ［產業上之可利用性］
本發明之搬送用手作為可圖吸附效率之提高之搬送用手為有用。
10‧‧‧搬送用手 11‧‧‧工件 20‧‧‧本體 21‧‧‧對向面 23‧‧‧一方端部 24‧‧‧另一方端部 25‧‧‧第一分歧部 26‧‧‧第二分歧部 27‧‧‧連通口 28‧‧‧流體路徑 30‧‧‧台座 31‧‧‧上側開口（吸附口） 33‧‧‧內部空間 34‧‧‧前端 40‧‧‧膜部 130‧‧‧台座 131‧‧‧第二上側開口（吸附口） 133‧‧‧內部空間 240‧‧‧膜部 330‧‧‧台座 331‧‧‧上側開口（吸附口）
圖1是從上方觀察本發明之實施形態1之搬送用手之圖。 圖2是顯示圖1之搬送用手之一部分之剖面圖。 圖3（a）是顯示將工件配置於圖2之搬送用手之上之狀態之剖面圖。圖3（b）是顯示將圖3（a）之工件吸附後之狀態之剖面圖。 圖4是顯示本發明之實施形態2之搬送用手之一部分之剖面圖。 圖5是顯示本發明之實施形態3之搬送用手之一部分之剖面圖。 圖6（a）與圖6（b）是顯示本發明之實施形態4之搬送用手之一部分之剖面圖。
10‧‧‧搬送用手
20‧‧‧本體
21‧‧‧對向面
23‧‧‧一方端部
24‧‧‧另一方端部
25‧‧‧第一分歧部
26‧‧‧第二分歧部
28‧‧‧流體路徑
30‧‧‧台座
31‧‧‧上側開口(吸附口)
34‧‧‧前端
40‧‧‧膜部

Claims (8)

  1. 一種搬送用手，具備 平板形狀之本體，有連接於流體路徑之連通口開口，且具有與工件對向之對向面； 環狀之台座，於前述對向面上將前述連通口之周圍包圍，且具有與前述連通口連通之吸附口； 膜部，將前述連通口覆蓋，且可對應於前述流體路徑之壓力而變形； 前述膜部，於前述流體路徑沒有被減壓之狀態下為平坦，且配置於前述對向面之延長線上，或配置於比前述對向面更靠近前述吸附口側。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之搬送用手，其中， 前述膜部，與前述台座一體地被形成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項記載之搬送用手，其中， 前述台座，是由O型環構成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項記載之搬送用手，其中， 前述台座，具有伴隨著從前述連通口側離開而直徑擴大之切頭圓錐形狀。
  5. 如申請專利範圍第1項記載之搬送用手，其中， 前述台座中，前述對向面側之基端之面積，是與前述基端相反側之前端之面積以上。
  6. 如申請專利範圍第1項記載之搬送用手，其中， 前述台座，與前述本體一體地被形成。
  7. 如申請專利範圍第1項記載之搬送用手，其中， 前述工件是半導體基板。
  8. 如申請專利範圍第1項記載之搬送用手，其中， 前述搬送用手，是於潔淨室中搬送前述工件。
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