JPH0822697B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は比較的軽量な被搬送物の移載等に用いられる
搬送装置に関するものである。

（従来技術及びその問題点） 一般に、組立、製造工程において、小形軽量の部品を
１個ずつ部品集積場所から組立載置場所へ搬送、載置す
る場合、あるいは順送りプレスにおいて次工程ステージ
へ仕掛品を移送する場合には、ロボットあるいはプレス
動作に連動する移送装置等の搬送装置が使われている。
これらロボットあるいは移送装置等の搬送装置において
は、部品あるいは仕掛品を支持するために、フィンガー
と称する機械的に作動する指先状の把持装置で挟持する
か、吸盤で吸上げるか、あるいは電磁石により吸着して
いた。

しかしながら、これらの方法では、把持装置や吸盤や
電磁石等を小形化するのに限度があり、そのために部品
等の小形化や薄形化に限度が生じるという不都合があっ
た。また、把持装置や吸盤を用いた場合、部品等に局部
応力が生じて品質が劣化するという不都合があった。ま
た、電磁石では強磁性体の部品しか吸着できないという
不都合があった。例えば、超硬質セラミックスの微小片
を切削工具の先端にマウントするような場合、吸盤を用
いて吸着するためには微小片を吸盤の吸引面よりも大き
くする必要があり、また把持装置を用いて把持するため
には掴み代を確保するために必要以上に厚みをもたせる
必要があり、いずれにしても微小片を必要以上に大きく
しなければならない。また薄いシリコンウエハーを移載
する場合、吸盤や把持装置を用いると、吸着あるいは把
持時の局部応力により微少な結晶構造の歪みが発生し、
半導体特性に悪影響を及ぼす。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明の搬送装置は、駆
動装置により駆動されて移動可能な移動体と、この移動
体に取付けられたペルチェ効果を利用したサーモモジュ
ールと、このサーモモジュールに直流電力を供給する電
源装置と、この電源装置から前記サーモモジュールに供
給される直流電力の極性に切換える電源制御装置と、前
記移動体に取付けられて被搬送物とサーモモジュールと
の相互の当接面のうちの少なくとも一方の面に液体を供
給可能な給液管とを設け、前記給液管により被搬送物と
サーモモジュールとの相互の当接面のうちの少なくとも
一方の面に液体を供給し、サーモモジュールを被搬送物
に当接させかつ前記電源装置によりサーモモジュールに
直流電力を供給してサーモモジュールの吸熱効果により
被搬送物とサーモモジュールとの間に塗布された液体を
凍結させることによって被搬送物をサーモモジュールに
付着させ、前記移動体の移動後に前記電源制御装置によ
り極性を反転させて前記電源装置から前記サーモモジュ
ールに直流電力を供給することにより、サーモモジュー
ルの放熱効果によって被搬送物とサーモモジュールとの
間に塗布された液体の凍結を解除して、被搬送物をサー
モモジュールから切離す構成としたものである。

（作用） 給液管により被搬送物とサーモモジュールとの相互の
当接面のうちの少なくとも一方の面に液体を供給し、サ
ーモモジュールを被搬送物に当接させて直流電力を所定
の極性で供給することにより、サーモモジュールの吸熱
効果により被搬送物とサーモモジュールとの間に塗布さ
れた液体が凍結する。これにより被搬送物はサーモモジ
ュールに直接あるいは間接に強固に付着する。この状態
で移動体を所定の位置に移動させ、サーモモジュールに
極性を反転させた直流電力を供給することにより、サー
モモジュールの放熱効果によって被搬送物とサーモモジ
ュールとの間に塗布された液体の凍結が解除される。こ
れにより被搬送物はサーモモジュールから離れる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて
説明する。

第４図は本発明の一実施例における搬送装置の概略全
体構成図で、１は固定の架台であり、この架台１上には
フィンガー２が設置されている。このフィンガー２は、
図外の駆動装置により、鉛直軸芯周りの回動および昇降
駆動され、載置台３上の例えば半導体素子のシリコンウ
エハ等の被搬送物４を載置台５上に移載するものであ
る。

第１図は前記フィンガー２の先端部の斜視図、第２図
は同平面図、第３図は同正面図で、2aは細長い棒状のフ
ィンガー本体であり、このフィンガー本体2aの先端には
放熱フィン６が固着されており、この放熱フィン６の下
面には直方体のサーモモジュール７が固着されている。
このサーモモジュール７の１対の入力端にはリード線8
a,8bの一端が接続されており、またフィンガー本体2aに
は、複数の取付具９により、前記被搬送物４の上面に水
を供給するための、すなわち水を１滴ないし数滴滴下す
るかあるいは噴霧するための給液管10が固定されてい
る。この給液管10は、例えばフレキシブルチューブ等を
介して図外の給液装置に接続されている。なおサーモモ
ジュール７の下面は親水性のある表面状態になされてい
る。

前記リード線8a,8bの他端は、第５図のように電源制
御装置12の出力端に接続されており、この電源制御装置
12の入力端はバッテリ等の直流の電源装置13の出力端に
接続されている。前記電源制御装置12は、例えば電子ス
イッチ等により構成されており、前記フィンガー２を駆
動する駆動装置や前記給液管10からの水の供給を制御す
るための電磁弁等を制御するコントローラ14により制御
される。なお、電源制御装置12および電源装置13は前記
架台１の内部に設置されている。

次に作用を説明する。まず、フィンガー２が上昇する
と同時に回動し、フィンガー２の先端が載置台３上の被
搬送物４上に移動する。そして給液管10から被搬送物４
上に液体が滴下あるいは噴霧され、さらにフィンガー２
が下降してサーモモジュール７の下面が被搬送物４の上
面に軽く当接すると同時に、電源装置13から電源制御装
置12を介してサーモモジュール７に直流電力が供給され
る。このとき、直流電力の極性は、サーモモジュール７
の下面が吸熱面になるように設定しておく、これによ
り、サーモモジュール７の下面の吸熱作用によって被搬
送物４上の水が瞬時に凍結し、被搬送物４がサーモモジ
ュール７に強固に付着する。なお、サーモモジュール７
の上面は放熱面になるが、この熱は放熱フィン６により
大気中に良好に放熱される。次に、フィンガー２が上昇
すると同時に回動して被搬送物４を載置台５上に移動さ
せ、フィンガー２が下降して被搬送物４を載置台５上に
載置する。そして電源制御装置12が上記とは極性を逆に
して電源装置13の直流電力をサーモモジュール７に供給
する。これによりサーモモジュール７の下面は放熱面に
なるので、被搬送物４の上面とサーモモジュール７の下
面との間の水の凍結が瞬時に解除され、サーモモジュー
ル７と被搬送物４とが離れる。この後、サーモモジュー
ル７への直流電源の供給が停止され、フィンガー２が上
昇および回動して元の位置に戻ることにより被搬送物４
の移送が完了する。なお、載置台３上には図外のパーツ
フィーダー等により複数の被搬送物４が所定間隔をあけ
て整列させられているので、以下同様の動作を繰返すこ
とにより、被搬送物４が１個ずつ載置台５上に移送され
る。以上の動作の制御は全てコントローラ14により行わ
れる。

このように、水の凍結を利用して被搬送物４を支持す
るようにしたので、被搬送物４の大きさにかかわらず確
実に被搬送物４を支持して搬送することができ、したが
って搬送時の支持のために被搬送物４を必要以上に大形
化する必要がない。しかも搬送中に被搬送物４に局部応
力を生じることがなく、例えば半導体特性の劣化等の品
質低下を生じることがない。さらには被搬送物４が強磁
性体に限定されるようなこともない。

なお、本実施例のようにサーモモジュール７の被搬送
物４への接触面を親水性のある表面状態にしておくこと
は、凍結面積を広げ、また固着力を上げることに非常に
有効である。

（具体的実施例） サーモモジュール７として縦横それぞれ1cm、厚さ4mm
の大きさのものを用い、被搬送物４として縦横それぞれ
2cm、厚さ0.1mmの樹脂板を用いて、載置台３と載置台５
との間の距離を50cmとし、サーモモジュール７に供給す
る直流電流を1.0〜1.5Aとして、被搬送物４上に給液管1
0から１滴の水を滴下することにより上記実施例と同様
に実験を行なったところ、直流電流の供給によりほとん
ど即時に水が凍結し、また直流電流の極性を反転させる
ことによりほとんど即時に水の凍結が解除され、良好に
被搬送物４の搬送を行なうことができた。

（別の実施例） 上記実施例においては、被搬送物４の支持のための液
体として水を用いた例について説明したが、本発明はこ
のような構成に限定されるものではなく、サーモモジュ
ール７の熱により凍結および解凍が可能で、しかも被搬
送物４等を劣化させることのない液体であれば、いかな
る種類の液体を用いてもよい。

また上記実施例においては、固定の架台１上にフィン
ガー本体2aを回動および昇降自在に設け、フィンガー本
体2aを移動体とした例について説明したが、本発明はこ
のような構成に限定されるものではなく、例えば載置台
３と載置台５との間の距離が長いような場合、架台１を
走行可能に構成して、架台１とフィンガー本体2aとによ
り移動体を構成するようにしてもよい。

また上記実施例においては、被搬送物４の上面にサー
モモジュール７を当接させるように構成した例について
説明したが、本発明はこのような構成に限定されるもの
ではなく、例えば給液管10により被搬送物４の側面に液
体を供給し、サーモモジュール７を被搬送物４の側面に
当接させるようにしてもよい。

また上記実施例においては、給液管10により被搬送物
４に液体を供給するように構成したが、本発明はこのよ
うな構成に限定されるものではなく、要するにサーモモ
ジュール７と被搬送物４との当接面間に液体が塗布され
ればよいのであって、給液管10により親水性のあるサー
モモジュール７に液体を供給してもよい。

また上記実施例においては、サーモモジュール７を被
搬送物４に当接させた後にサーモモジュール７に直流電
力を供給するように構成した例について説明したが、本
発明はこのような構成に限定されるものではなく、サー
モモジュール７を被搬送物４に当接させる前にサーモモ
ジュール７に直流電力を供給するようにしてもよい。な
お、いずれを選択するかはサーモモジュール７の容量に
よって決定されるものである。

また上記実施例においては、サーモモジュール７下面
の吸熱作用により液体を凍結させた後、直流電力の極性
を反転させて液体を解凍させるまで、直流電力の供給を
継続させる例について説明したが、本発明はこのような
構成に限定されるものではなく、液体を凍結させた後に
一旦直流電源の供給を遮断するように構成してもよい。

また上記実施例においては、放熱フィン６のみにより
サーモモジュール７の熱を放熱させるように構成した例
について説明したが、本発明はこのような構成に限定さ
れるものではなく、放熱フィン６を強制冷却させる電動
ファンを用いてもよい。また電動ファンの代わりに水冷
回路を設けて水等の液体により冷却するようにしてもよ
い。さらには、フィンガー本体2aとして熱の良伝導体を
用いることにより、フィンガー本体2a自身に放熱機能を
持たせ、放熱フィン６を省略するようにしてもよい。

また上記実施例においては、通常のサーモモジュール
７を直接被搬送物４に当接させる例について説明した
が、本発明はこのような構成に限定されるものではな
く、サーモモジュール７として、通常のサーモモジュー
ルに熱伝導率の大きい例えば金属からなる板を取付けた
ものを用い、この板を被搬送物４に当接させるように構
成してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、駆動装置により
駆動されて移動可能な移動体と、この移動体に取付けら
れたペルチェ効果を利用したサーモモジュールと、この
サーモモジュールに直流電力を供給する電源装置と、こ
の電源装置から前記サーモモジュールに供給される直流
電力の極性を切換える電源制御装置と、前記移動体に取
付けられて被搬送物とサーモモジュールとの相互の当接
面のうちの少なくとも一方の面に液体を供給可能な給液
管とを設け、前記給液管により被搬送物とサーモモジュ
ールとの相互の当接面のうちの少なくとも一方の面に液
体を供給し、サーモモジュールを被搬送物に当接させか
つ前記電源装置によりサーモモジュールに直流電力を供
給してサーモモジュールの吸熱効果により被搬送物とサ
ーモモジュールとの間に塗布された液体を凍結させるこ
とによって被搬送物をサーモモジュールに付着させ、前
記移動体の移動後に前記電源制御装置により極性を反転
させて前記電源装置から前記サーモモジュールの直流電
力を供給することにより、サーモモジュールの放熱効果
によって被搬送物とサーモモジュールとの間に塗布され
た液体の凍結を解除して、被搬送物をサーモモジュール
から切離す構成としたので、液体の凍結を利用して被搬
送物を支持することから、被搬送物の大きさにかかわら
ず確実に被搬送物を支持して搬送することができ、した
がって搬送時の支持のために被搬送物を必要以上に大形
化する必要がない。しかも搬送中に被搬送物に局部応力
を生じることがなく、例えば半導体特性の劣化等の品質
低下を生じることがない。さらには被搬送物が強磁性体
に限定されるようなこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における搬送装置のフィンガ
ーの先端部の斜視図、第２図は同平面図、第３図は同正
面図、第４図は搬送装置の概略全体構成図、第５図は同
電気回路のブロック図である。 2a……フィンガー本体（移動体）、４……被搬送物、７
……サーモモジュール、10……給液管、12……電源制御
装置、13……電源装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動装置により駆動されて移動可能な移動
   体と、この移動体に取付けられたペルチェ効果を利用し
   たサーモモジュールと、このサーモモジュールに直流電
   力を供給する電源装置と、この電源装置から前記サーモ
   モジュールに供給される直流電力の極性に切換える電源
   制御装置と、前記移動体に取付けられて被搬送物とサー
   モモジュールとの相互の当接面のうちの少なくとも一方
   の面に液体を供給可能な給液管とを設け、前記給液管に
   より被搬送物とサーモモジュールとの相互の当接面のう
   ちの少なくとも一方の面に液体を供給し、サーモモジュ
   ールを被搬送物に当接させかつ前記電源装置によりサー
   モモジュールに直流電力を供給してサーモモジュールの
   吸熱効果により被搬送物とサーモモジュールとの間に塗
   布された液体を凍結させることによって被搬送物をサー
   モモジュールに付着させ、前記移動体の移動後に前記電
   源制御装置により極性を反転させて前記電源装置から前
   記サーモモジュールに直流電力を供給することにより、
   サーモモジュールの放熱効果によって被搬送物とサーモ
   モジュールとの間に塗布された液体の凍結を解除して、
   被搬送物をサーモモジュールから切離す構成としたこと
   を特徴とする搬送装置。