TWI599406B - 中空緩衝驅動裝置 - Google Patents

Description

中空緩衝驅動裝置

本發明是關於一種調整裝置，特別是指一種用於供輸送流體之輸送管路安裝，並能調整輸送管路出口至目標位置之中空緩衝驅動裝置，其係可應用於半導體晶圓、太陽能基板、顯示器玻璃基板、LED基板等平板狀基板之製程，但並不限於此等製程，並於製程中使用不同化學品進行單片旋轉蝕刻、清洗、乾燥等程序時，攜帶液體或氣體供應至基板上方，配合程式控制升降或左右旋轉的塗佈或噴灑之機構。

習知技術中，已存在有許多調整裝置，以供輸送管路配至於其中，並將輸送管路中之加工用流體依需求噴佈於加工件。然而，這些調整裝置在其構造上往往需要在其基座或其他構件上額外架設一機架通道，方能供輸送管路穿設安裝，進而造成調整裝置之構造較為複雜，而且更糟的是，輸送管路之部分可能有顯露於管路支撐單元外部，使得輸送管路因外界之環境影響而容易有裂化或遭碰撞而破損等問題，進而造成輸送管路內部流體逸失；或者，雖然部分調整裝置不具有額外之機架通道，並改以其他方式裝設輸送管路，但仍有輸送管路之部分顯露於外界之情況。

圖8顯示一先前技術之管路調整裝置1001A具有額外的支架構造，其具有一基座1010A、一升降氣壓缸1012A、一旋轉機構單元1014A、一管路支撐單元1016A、及一機架通道1300A。升降氣壓缸1012A之下方安裝至基座1010A，並於其上方有一升降座1020A；旋轉機構單元1014A與管路支撐單元1016A安裝至升降座1020A，以當升降氣壓缸1012A做動時，旋轉機構單元1014A及管路支撐單元1016A會與升降座1020A一同相對基座1010A向上或向下的做動；旋轉機構單元1014A係用於轉動管路支撐單元1016A，以調整輸送管路出口1100A之位置。其中，基座1010A與升降座1020A間形成一機架通道1300A，且機架通道1300A係與基座1010A或升降座1020A之至少一者為可滑動地連接；一輸送管路1090A係可由基座1010A下方通過機架通道1300A至管路支撐單元1016A中。然而，此先前技術，在一方面，因機架通道1300A係由兩片狀柱體、基座1010A、及升降座1020A所界定之一開放空間，而造成輸送管路1090A容易與外部環境接觸的問題；在另一方面，因需要額外之升降座1020A與機架通道1300A之構造，造成整體構造較為複雜的問題。

圖9顯示另一先前技術之管路調整裝置1001B具有額外的支架構造，其具有一基座（未顯示）、一升降氣壓缸1012B、一旋轉機構單元1014B、一管路支撐單元1016B、及一機架通道1300B。一升降氣壓缸1012B安裝至該基座，一升降座1020B安裝至升降氣壓缸1012B之上方；旋轉機構單元1014B與管路支撐單元1016B安裝至升降座1020B之上方；旋轉機構單元1014B係用於轉動管路支撐單元1016B，以調整輸送管路出口1100B之位置。其中，升降座1020B間形成一機架通道1300B；一輸送管路1090B係可由升降座1020B下方通過機架通道1300B至管路支撐單元1016B中。然而，此先前技術，在一方面，其輸送管路1090B容易於升降座1020B下方發生顯露於外部環境的問題；在另一方面，因需要額外之升降座1020B與機架通道1300B之構造，造成整體構造較為複雜的問題。

圖10顯示再一先前技術之管路調整裝置1001C，其具有一基座（未顯示）、一升降氣壓缸1012C、一旋轉機構單元1014C、及一管路支撐單元1016C。其中，其輸送管路1090C係從管路支撐單元1016C之一端進入；雖然其不具有如圖8-9之管路調整裝置1001A、1001B之機架通道1300A、1300B等較複雜的構造，但其輸送管路1090C之部分仍然顯露於外部環境中，甚至其輸送管路1090C顯露於外部之程度較前述之先前技術（如圖8-9）要更多。

為了解決上述問題，本發明目的之一係提供一種中空緩衝驅動裝置，利用一中空活塞桿或一中空活塞桿與一缸體以形成一第一通道，大幅簡化機構，使得整體裝置之配置更為緊密，更使安裝於該第一通道中之輸送管路能更佳地避免顯露於外部環境，並藉以達到美觀、降低成本與減少裝置之目的。

依據本發明之一實施例，一種中空緩衝驅動裝置包括：一升降動力單元，具有一缸體及一活塞桿，該缸體具有一殼體，該殼體界定一缸體空間，該活塞桿具有一柄部，該柄部係為中空以界定一柄部空間，且係穿設該殼體之一端或兩端，當該柄部穿設該殼體之一端時，該殼體具有一內柱延伸於該缸體空間中，且該內柱係為中空以界定一內柱空間，該柄部係可滑動地連接該內柱，且該柄部空間係與該內柱空間相通以共同界定一第一通道；當該柄部穿設該缸體之該殼體之兩端時，該柄部空間即為一第一通道。

依據本發明之另一實施例，一種中空緩衝驅動裝置包括：一基座、一升降動力單元、及一旋轉機構單元；該升降動力單元具有一缸體及一活塞桿，該缸體具有一殼體，該殼體界定一缸體空間，該活塞桿具有一柄部，該柄部係為中空以界定一柄部空間，且係穿設該殼體之一端或兩端，該旋轉機構單元具有一驅動單元及一傳動機構，該驅動單元具有一馬達座及一驅動軸，該馬達座與該基座固接，該驅動軸係可旋轉地與該馬達座連接，該傳動機構係連接該驅動軸與該升降動力單元，用以將驅動軸之動力傳送至該升降動力單元，使該升降動力單元係相對該基座旋轉；其中，當該柄部穿設該殼體之一端時，該殼體具有一內柱延伸於該缸體空間中，且該內柱係為中空以界定一內柱空間，該柄部係可滑動地連接該內柱，且該柄部空間係與該內柱空間相通以共同界定一第一通道；當該柄部穿設該缸體之該殼體之兩端時，該柄部空間即為一第一通道。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參照圖1，其顯示依據本發明一實施例之中空緩衝驅動裝置1之立體圖。中空緩衝驅動裝置1包含一基座10、一升降動力單元12、一旋轉機構單元14、及一管路支撐單元16。其中，升降動力單元12係可旋轉地安裝至基座10；旋轉機構單元14係安裝至基座10，並用於轉動升降動力單元12；管路支撐單元16係安裝至升降動力單元12。

請參照圖2A，其顯示依據本發明一實施例之升降動力單元12的剖視圖。升降動力單元12具有一缸體20及一活塞桿30；缸體20具有一殼體22，殼體22界定一缸體空間200；活塞桿30具有一柄部32，柄部32係為中空以界定一柄部空間36，且係穿設殼體22之兩端；柄部空間36即為一第一通道300。請參照圖2B，其顯示依據本發明另一實施例之升降動力單元12的剖視圖。其中，柄部32係穿設殼體22之一端，而殼體22具有一內柱23延伸於缸體空間200中，且內柱23係為中空以界定一內柱空間24，柄部32係可滑動地連接內柱23，且柄部空間36係與內柱空間24相通以共同界定一第一通道300。

其中，如圖2A-2B所示，較佳的，缸體20為一氣缸，缸體20之殼體22之至少一端具有一端部密封圈25，並具有至少一緩衝密封圈26位在缸體空間200中，而端部密封圈25與緩衝密封圈26間界定一緩衝空間27，一緩衝通道28設置於殼體22以連通緩衝空間27與殼體22之外部空間，一緩衝調整元件29係設置於緩衝通道28，用以調整緩衝通道28的大小；而透過緩衝通道28之調整，可以改變缸體20對於活塞桿30於其中進行相對運動時的反應；當緩衝通道28較小，活塞桿30作動的反應較快；當緩衝通道28較大，活塞桿30之作動對缸體20產生較小的振動。較佳的，缸體20之殼體22之相對兩端分別具有一端部密封圈25，並具有對應二個端部密封圈25之二個緩衝密封圈26，藉以界定二個緩衝空間27，而緩衝空間27分別具有一緩衝通道28與對應之緩衝調整元件29。較佳的，在一實施範例中，緩衝調整元件29係一螺絲，藉由轉動螺絲而改變其在緩衝通道28中的體積，以改變緩衝通道28的大小與緩衝空間27的緩衝能力。

請參照圖3A、3B，其分別顯示依據本發明一實施例之升降動力單元12與旋轉機構單元14之立體圖。旋轉機構單元14具有一驅動單元40及一傳動機構50，驅動單元40具有一馬達座42及一驅動軸44，馬達座42與基座10固接，驅動軸44係可旋轉地與馬達座42連接，本實施例之驅動單元40為驅動馬達；傳動機構50係連接驅動軸44與升降動力單元12，用以將驅動軸44之動力傳送至升降動力單元12，使升降動力單元12可相對基座10旋轉。其中，圖3A顯示本發明傳動機構50之一實施範例，傳動機構50包含一主動皮帶輪52、一被動皮帶輪54、及一皮帶56，主動皮帶輪52係與驅動軸44固接，被動皮帶輪54係與升降動力單元12固接，並透過皮帶56連接主動皮帶輪52與被動皮帶輪54，以將驅動單元40之動力傳送至升降動力單元12，達成旋轉升降動力單元12之效果。較佳地，傳動機構50進一步具有一調整惰輪58與皮帶56連接。另外，圖3B顯示本發明傳動機構50之另一實施範例，傳動機構50包含一主動齒輪60、一被動齒輪62，主動齒輪60係與驅動軸44固接，被動齒輪62係與升降動力單元12固接，主動齒輪60係與被動齒輪62嚙合，用以將驅動單元40之動力傳送至升降動力單元12，達成旋轉升降動力單元12之效果。較佳地，傳動機構50進一步具有至少一惰齒輪64連接於主動齒輪60與被動齒輪62間。

請參照圖4，其顯示依據本發明一實施例之升降動力單元12與管路支撐單元16之剖視圖。管路支撐單元16具有一中空管體70，其定義一第二通道400，並固接至柄部32，使第一通道300與第二通道400相通。

較佳地，如圖5A-5B分別顯示本發明管路支撐單元16之一實施例剖示圖，用以示意其於長度上的調整做動。中空管體70具有至少二個子管80，且二個子管80係可相對滑動地連接，並共同定義一第二通道400，中空管體70具有一調整機構82連接二個子管80之至少一者，而透過調整機構82，二個子管80可相對彼此滑動至一特定長度。其中，調整機構82係為一端具有螺紋且具有一漸縮開口之帽件（未顯示），且二個子管80之一者具有對應調整機構82之一子管螺紋（未顯示），藉以透過改變調整機構82與具有該子管螺紋之子管80的螺接程度，達成夾緊或鬆開另一子管80之效果，並於鬆開狀態下，可調整一子管80相對另一子管80之長度；或者，調整機構82係為可固定於一子管80之具有一扣部之扣環(未顯示)，藉由調整該扣部之位置而改變該扣環之孔徑，達成夾緊或鬆開另一子管80之效果。藉由上述之配置，當調整機構82為鬆開狀態時，二個子管80可進行相對滑動；當調整機構82為夾緊狀態時，二個子管80無法進行相對滑動，並固定在一特定之長度。又或者，調整機構82與二個子管80間形成一齒輪齒條組機構，並且調整機構82包含一小齒輪（未顯示）安裝至一子管80，另一子管80包含一齒條（未顯示），該齒輪與該齒條間具有至少一中介齒輪（未顯示），透過該小齒輪、中介齒輪、及齒條間的轉速比配置，達成能調整長度並能自鎖之功效；再或者，調整機構82具有一插銷部（未顯示）並與一子管80固接，另一子管80具有對應該插銷部且在一長度方向上具有多個間隔的插孔（未顯示），藉此透過改變該插銷部插至於該插孔之位置，而達成調整長度之功效。較佳的，二個子管80之交界處附近係以一撓性套管84連接兩子管80，以包覆第二通道400。

較佳地，如圖6A-6B所示之本發明管路支撐單元16之另一實施例剖視圖，用以示意其於角度上的調整做動。中空管體70具有至少二個子管80，且二個子管80係可相對轉動地連接，且中空管體70具有一調整機構82連接二子管80之至少一者，且透過調整機構82，二個子管80可相對彼此轉動至一特定角度。其中，調整機構82係為一具有螺紋之元件(未顯示)，且二個子管80之一者具有對應調整機構82之一子管螺紋（未顯示），藉以透過改變調整機構82與具有該子管螺紋之子管80的螺接程度，達成夾緊或鬆開另一子管80之效果，並於鬆開狀態下，可調整一子管80相對另一子管80之角度；或者，調整機構82與二個子管80間形成有一蝸桿蝸輪機構或一齒輪組機構（未顯示）；當調整機構82包含一蝸桿（未顯示）且安裝於一子管80時，另一子管80包含一蝸輪（未顯示）；當調整機構82包含一小齒輪且安裝於一子管80時，另一子管80包含一齒輪（未顯示），該小齒輪與該齒輪間具有至少一中介齒輪（未顯示）。藉由上述配置，可透過該蝸桿蝸輪機構或該齒輪組機構達成調整角度並能自鎖之功效；又或者，調整機構82具有一插銷部（未顯示）並與一子管80固接，另一子管80具有對應該插銷部且具有多角度配置的插孔（未顯示），藉此透過改變該插銷部插至於該插孔之位置，而達成調整角度之功效。

請參照圖7，其顯示依據本發明一實施例之輸送管路90安裝於中空緩衝驅動裝置1之示意圖。透過前述升降動力單元12及管路支撐單元16之配置，升降動力單元12之活塞桿30（或活塞桿30與缸體20）界定第一通道300，以供至少一輸送管路90可直接穿設升降動力單元12之第一通道300，而無需先前技術中之須於升降動力單元12外再設置供輸送管路90穿設之機架通道1300（如圖8、9所示）之構造，使得本發明之中空緩衝驅動裝置1之配置較為緊密，並透過輸送管路90從本發明緊密配置之構造下方直接穿設升降動力單元12之第一通道300至管路支撐單元16之第二通道400，大幅減少輸送管路90外露之程度，進而有效避免輸送管路90因外露而破損之問題。較佳的，中空管體70或任一子管80具有一輸送管路出口100，以供輸送管路90輸出其所輸送之流體至一特定位置或區域。此外，透過升降動力單元12的活塞桿30相對缸體20的調整、旋轉機構單元14轉動升降動力單元12、管路支撐單元16之長度或角度之調整，使得本發明之中空緩衝驅動裝置1之輸送管路出口100可於三維空間中進行至少二個軸向的長度調整與至少一個軸向的角度調整；較佳的，本發明之中空緩衝驅動裝置1之輸送管路出口100可於三維空間中進行任意軸向的長度與角度調整。因此，藉由前述長度與角度的調整，使得本發明之中空緩衝驅動裝置1能配合各種加工機台之尺寸及因應各種加工需求，而將輸送管路90內之流體輸送到特定之位置或區域。

應注意的是，本發明之管路支撐單元16之調整機構82係包含能調整二個子管80之長度或角度至一固定之特定長度或角度的構造，並不限於本發明說明中所列舉之實施範例。此外，本發明之升降動力單元12較佳的是運用氣壓型式做為升降動力源，但亦可是運用液壓型式做為升降動力源。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1‧‧‧中空緩衝驅動裝置
10‧‧‧基座
12‧‧‧升降動力單元
14‧‧‧旋轉機構單元
16‧‧‧管路支撐單元
20‧‧‧缸體
22‧‧‧殼體
23‧‧‧內柱
24‧‧‧內柱空間
25‧‧‧端部密封圈
26‧‧‧緩衝密封圈
27‧‧‧緩衝空間
28‧‧‧緩衝通道
29‧‧‧緩衝調整元件
30‧‧‧活塞桿
32‧‧‧柄部
36‧‧‧柄部空間
40‧‧‧驅動單元
42‧‧‧馬達座
44‧‧‧驅動軸
50‧‧‧傳動機構
52‧‧‧主動皮帶輪
54‧‧‧被動皮帶輪
56‧‧‧皮帶
58‧‧‧調整惰輪
60‧‧‧主動齒輪
62‧‧‧被動齒輪
64‧‧‧惰齒輪
70‧‧‧中空管體
80‧‧‧子管
82‧‧‧調整機構
90‧‧‧輸送管路
100‧‧‧輸送管路出口
200‧‧‧缸體空間
300‧‧‧第一通道
400‧‧‧第二通道
1001A、1001B、1001C‧‧‧管路調整裝置
1010A‧‧‧基座
1012A、1012B、1012C‧‧‧升降氣壓缸
1014A、1014B、1014C‧‧‧旋轉機構單元
1016A、1016B、1016C‧‧‧管路支撐單元
1020A、1020B‧‧‧升降座
1090A、1090B、1090C‧‧‧輸送管路
1100A、1100B‧‧‧輸送管路出口
1300A、1300B‧‧‧機架通道

圖1為一示意圖，顯示本發明一實施例之中空緩衝驅動裝置之立體圖。 圖2A-2B分別為一示意圖，顯示本發明一實施例之升降動力單元之剖視圖。 圖3A-3B分別為一示意圖，顯示本發明一實施例之升降動力單元與旋轉機構單元之立體圖。 圖4為一示意圖，顯示本發明一實施例之升降動力單元與管路支撐單元之剖視圖。 圖5A-5B分別為一示意圖，顯示本發明之管路支撐單元之一實施例剖示圖，並示意其子管於長度上的調整做動。 圖6A-6B分別為一示意圖，顯示本發明之管路支撐單元之一實施例剖示圖，並示意其子管於角度上的調整做動。 圖7為一示意圖，顯示本發明一實施例之管路安裝至中空緩衝驅動裝置。 圖8為一示意圖，顯示一先前技術之管路調整裝置具有額外的支架構造。 圖9為一示意圖，顯示一先前技術之管路調整裝置具有額外的支架構造。 圖10為一示意圖，顯示一先前技術之管路調整裝置不具有旋轉機構單元，且其輸送管路以不同方式安裝。

1‧‧‧中空緩衝驅動裝置

10‧‧‧基座

12‧‧‧升降動力單元

14‧‧‧旋轉機構單元

16‧‧‧管路支撐單元

20‧‧‧缸體

30‧‧‧活塞桿

40‧‧‧驅動單元

50‧‧‧傳動機構

Claims (9)

1. 一種中空緩衝驅動裝置，包括：一升降動力單元，包括一缸體及一活塞桿，該缸體具有一殼體，該殼體界定一缸體空間，該活塞桿具有一柄部，該柄部係為中空以界定一柄部空間，且係穿設該殼體之一端或兩端，該柄部空間包括一第一通道，其中至少一輸送管路設置於該第一通道中；以及一管路支撐單元，其具有一中空管體，該中空管體定義一第二通道，該中空管體係固接至該柄部，使該第一通道與該第二通道相通。
2. 一種中空緩衝驅動裝置，包括：一基座；一升降動力單元，包括一缸體及一活塞桿，該缸體具有一殼體，該殼體界定一缸體空間，該活塞桿具有一柄部，該柄部係為中空以界定一柄部空間，且係穿設該殼體之一端或兩端，該柄部空間包括一第一通道，其中至少一輸送管路設置於該第一通道中；一旋轉機構單元設於該基座，包括一驅動單元及一傳動機構，該傳動機構係連接該驅動單元與該升降動力單元，用以將該驅動單元之動力傳送至該升降動力單元，使該升降動力單元係相對該基座旋轉；以及 一管路支撐單元，其具有一中空管體，該中空管體定義一第二通道，該中空管體係固接至該柄部，使該第一通道與該第二通道相通。
3. 如請求項1或2項所述之中空緩衝驅動裝置，其中，當該柄部穿設該殼體之一端時，該殼體具有一內柱延伸於該缸體空間中，且該內柱係為中空以界定一內柱空間，該柄部係可滑動地連接該內柱，且該柄部空間係與該內柱空間相通以共同界定該第一通道；當該柄部穿設該缸體之該殼體之兩端時，該柄部空間即為該第一通道。
4. 如請求項1或2項所述之中空緩衝驅動裝置，其中，該缸體之該殼體之至少一端具有一端部密封圈，並具有至少一緩衝密封圈位在該缸體空間中，而該端部密封圈與該緩衝密封圈間界定一緩衝空間，一緩衝通道設置於該殼體以連通該緩衝空間與該殼體之外部空間，一緩衝調整元件係設置於該緩衝通道，用以調整該緩衝通道的大小。
5. 如請求項1或2所述之中空緩衝驅動裝置，其中，該中空管體具有至少二子管，且該二子管係可相對滑動或轉動地連接，且該中空管體具有一調整機構連接該二子管之至少一者；其中，當該二子管係可相對滑動時，透過該調整機構，該二子管可相對彼此滑動至一特定長度；當該二子管係可相對轉動時，透過該調整機構，該二子管可相對彼此轉動至一特定角度。
6. 如請求項1或2所述之中空緩衝驅動裝置，其中該至少一輸送管路設置於該第一通道與該第二通道中。
7. 如請求項1或2所述之中空緩衝驅動裝置，其中該至少一輸送管路供輸送一流體，該中空管體包括一輸送管路出口，以供該至少一輸送管路輸出其所輸送之流體至一特定位置或區域。
8. 如請求項1或2所述之中空緩衝驅動裝置，其中該至少一輸送管路直接穿設於該升降動力單元及該管路支撐單元中，以保護該輸送管路。
9. 如請求項8所述之中空緩衝驅動裝置，其中該中空緩衝驅動裝置設置於一基板加工機台，該至少一輸送管路直接穿設於該中空緩衝驅動裝置中，以簡化該中空緩衝驅動裝置之整體構造並配合該基板加工機台之尺寸或加工需求，將該至少一輸送管路內之流體輸送到一特定位置或區域。