(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の長方形のガラス基板１４を収納するカセット１１の狭い隙間に挿入すべく基端部を除く前方部分の厚さが薄く形成され、基板１４を把持して移送する基板搬送用ロボット９に使用されるハンド１であって、先端にＶ字状の切欠き部１ａを有する長方形をしており、前記Ｖ字状の切欠き部１ａの両側とハンド１中間部の両側とに基盤１４に吸着する吸盤４を有し、かつ、前記Ｖ字状の切欠き部１ａの両側の各先端に、起立して基板１４の先端を把持する起伏可能な先端フック５を有し、ハンド１内部に先端をリンク１７を介して先端フック５に連結するとともに、後端をハンド後端に設けた連結ロッド押引装置７に連結した連結ロッド６を有し、ハンド１後端の両側に先端フック５と対峙するように設けられ、ばね力により基板１４の後端部を押さえる後端フックを有する基板押え装置８を配設してなり、上記吸盤４は上記ハンド１上面の凹部１ｃ内に設けられ、上部に設けられた底板２６ａの上面周縁部に環状の突起２６ｂを有するとともに、中央に貫通孔２６ｃを有する有底円筒状の基板受け部材２６と、上部に設けられた底板２６ａの下面に固着され、中央に前記貫通孔２６ｃに連通する貫通孔２７ａを有し、杯を被せた形状であって、基板受け部材２６を上方に向かって付勢する弾性支持部材２７と、上記凹部１ｃ内の基板受け部材２６の外側に設けられ、上記弾性支持部材２７の付勢力に抗して、上記基板受け部材２６の下端と上記凹部１ｃ上面との間にわずかな隙間を残して基板受け部材２６を抑え込む吸盤抑え板２９とからなり、ハンド１上面の凹部１ｃの底には弾性支持部材２７内部に連通する空気吸引通路１ｆが設けられており、前記先端フック５は倒伏したときにはハンド１の厚さ以内に収まっていることを特徴とする基板搬送用ハンド。
【請求項２】
上記吸盤４の環状の突起２６ｂの上面に環状のシールリング２８を嵌着した請求項１記載の基板搬送用ハンド。
【請求項３】
上記先端フック５は、先端に突起５ａを有し、後端は回転軸１５に支持されており、かつ、中間には、リンク１７及びスライド部材１８を介して連結ロッド６の先端に連結されているピン１６を設けている請求項１または請求項２記載の基板搬送用ハンド。
【請求項４】
上記基板押え装置８は、基板１４の後端を押える、上部が先方に突出した後端フック１３と、該後端フック１３を移動する伸縮シリンダ２５と、該後端フック１３と伸縮シリンダ２５との間に介在させたスプリングボックス２１とからなる請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の基板搬送用ハンド。
【請求項５】
上記連結ロッド６は、複数の連結ロッド６ａ、６ｂ、６ｃを連結してＹ字状に形成している請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の基板搬送用ハンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板搬送用ハンドに係り、特にクリーンルーム内におけるＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用ガラス基板等を移送する基板搬送用ハンドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は複数のガラス基板等を収納したカセットの斜視図である。
このカセットａは、基板ｂの両端部を水平に支持するようになっていて、上下方向に所定間隔をもって複数枚（１５〜２０枚）収納するようになっている。
【０００３】
図１０は基板移載用ロボットの平面図である。
上記カセットａから基板ｂを取り出すのに、基板移載用ロボットｃ（多関節アームロボット）が使用されている。基板移載用ロボットｃは、２本の関節アームｄを有し、関節アームｄの先端には薄いハンドｅを有しており、このハンドｅをカセットａの基板ｂの間に水平に挿入し、基板ｂの下面から支持したのち、わずかに上方に持ち上げてカセットａから取り出すようになっている。
【０００４】
これまで比較的小さな基板を搬送する場合、このように水平に載置されたカセットから基板を取り出し、水平に把持して水平な検査台等に移載していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クリーンルームのレイアウト上、基板を収納したカセットを斜めまたは垂直に載置しなければならないことがある。また、基板のサイズが大きくなるとたわみ等によって、基板を水平に把持して移載するのがむずかしくなるなどの問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した種々の問題点に鑑み創案されたものである。すなわち、本発明は、斜めまたは垂直に載置されたカセットから基板を容易に取り出すことができるとともに、基板を斜めまたは垂直に把持して搬送するときも、水平な検査台等に移載するときも基板のたわみを少なくすることができる基板搬送用ハンドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、基板を把持して移送する基板搬送用ロボットに使用するハンドであって、先端にＶ字状の切欠き部を有する４角形状をしており、前記Ｖ字状の切欠き部の両側とハンド中間部の両側とに基板に吸着する吸盤を有し、かつ、前記Ｖ字状の切欠き部の両側の各先端に、起立して基板の先端を把持する起伏可能な先端フックを有し、ハンド内部に先端をリンクを介して先端フックに連結するとともに、後端をハンド後端に設けた連結ロッド押引装置に連結した連結ロッドを有し、ハンド後端の両側に先端フックと対峙するように設けられ、ばね力により基板の後端部を押える後端フックを有する基板押え装置を配設した基板搬送用ハンドを提供する。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記吸盤は、上記ハンド上面の凹部内に設けられ、底板の上面周縁部に環状の突起を有するとともに、中央に貫通孔を有する有底円筒状の基板受け部材と、底板の下面に固着され、中央に前記貫通孔に連通する貫通孔を有し、杯を伏せた形状の弾性支持部材とからなり、ハンド上面の凹部の底には支持部材内部に連通する空気吸引通路が設けられている。
【０００９】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、上記吸盤の環状の突起の上面に環状のシールリングを嵌着している。
【００１０】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、上記先端フックは、先端に突起を有し、後端は回転軸に支持されており、かつ、中間にはリンクおよびスライド部材を介して連結ロッドの先端に連結したピンを設けている。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、上記基板押え装置は、基板の後端を押える先方に突出した後端フックと、該後端フックを移動する伸縮シリンダと、後端フックと伸縮シリンダとの間に介在させたスプリングボックスとからなる。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、上記連結ロッドは、複数の連結ロッドを連結してＹ字状に形成している。
【００１３】
次に本発明の作用について説明する。
ハンドは先端に切欠き部を有し、後端は基板移載用ロボット（多関節アームロボット）の手首の先端に接続される。先端に設けられたＶ字状の切欠き部は、カセットから基板を取り出す際や基板を検査台等に載置する際、基板を支持する基板支持部材に干渉しないように設けられている。斜めまたは垂直に載置されたカセットから基板を取り出すときは、基板移載用ロボットを作動してハンドをカセット内に収納されている基板の下側に挿入し、ハンドをわずかに上方に持ち上げてハンドの凹部内に設けられた吸盤の環状の突起で基板の下面を支持すると同時に、連結ロッド押引装置により連結ロッドを引っ張り、ハンド先端に伏していた先端フックを起立させ、基板を把持して、対峙して設けられた基板押え装置の後端フックとの間で押える。吸盤の弾性支持部材のスカート内をスカート内に連通した空気吸引通路から空気を吸引して弾性支持部材内を真空として基板を吸盤により吸着して固定する。なお、基板を吸盤により吸着して固定するのは、斜めまたは垂直に支持するときは、基板の自重が先端フックにかかるので、先端フックと後端フックで押えるだけで十分であるが、水平に支持するときは、基板の自重が先端フックにかからず横ずれを起こしやすいので、それを防止するためである。移送後、ハンドから検査台等へ基板を移載するときは、前記基板の固定と反対の操作により弾性支持部材内の空気の吸引を停止して基板の固定を開放すると同時に、連結ロッド押引装置により連結ロッドを押し出して先端フックの先端を伏せて基板の先端部を開放する。なお、吸盤の環状の突起の上面に環状のシールリング（Ｏリング）を配設しておけば、基板と吸盤との間をより気密にすることができる。
【００１４】
このように先端に起伏可能な先端フックを、後端に連結ロッド押引装置と後端フックを有する基板押え装置を、上面に吸盤を配置しているので、斜めまたは垂直に載置されたカセットから基板を容易に取り出すことができるとともに、斜めまたは垂直に把持して搬送するときも、水平な検査台等に移載するときも基板のたわみを少なくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の基板搬送用ハンドを接続して使用する基板移載用ロボットの側面図、図２は基板搬送用ハンドの平面図、図３は基板搬送用ハンドの側面断面図で、（Ａ）は図２のＡ−Ａ矢視図、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視図、図４は先端フックの平面図、図５は図４のＣ−Ｃ矢視図、図６は基板押え装置の平面図、図７は図６のＤ−Ｄ矢視図、図８は吸盤の側面断面図である。
【００１６】
図１ないし図８において、１は基板１４を把持して移送する基板搬送用ロボット９に使用する基板搬送用ハンド（以下「ハンド」という）であって、先端にＶ字状の切欠き部１ａを有する４角形状をしており、Ｖ字状の切欠き部１ａの両側とハンド中間部の両側とに基板１４に吸着する吸盤４を有し、かつ、前記Ｖ字状の切欠き部１ａの両側の各先端に、起立して基板１４の先端を把持する起伏可能な先端フック５を有し、ハンド内部に先端をリンク１７を介して先端フック５に連結するとともに、後端をハンド後端に設けた連結ロッド押引装置７に連結した連結ロッド６を有し、ハンド後端の両側に先端フック５と対峙するように設けられ、ばね力により基板１４の後端部を押える後端フック１３を有する基板押え装置８を配設している。
【００１７】
ハンド１は、図２に示すように、Ｖ字状の切欠き部１ａの両側の先端に先端ハンド１ｂが設けられている。また、ハンド１および先端ハンド１ｂの下面側は所定部をくり抜いて下方を開放した凹部１ｄを設けるとともに、その凹部１ｄを下側からハンドカバー３，３ａにより塞いで軽量化を図るようにしている（図５，図７，図８）。２はハンド１の後端に設けた接続部で、図１に示すように、基板移載用ロボット（多関節アームロボット）９の２本の関節アーム９ａ，９ｂの先端に設けられた自由角度手首９ｃの先端に接続されている。基板移載用ロボット９は、２本の関節アーム９ａ，９ｂによってハンド１を斜めまたは垂直に傾斜させることができ、また、先端アーム９ｂの手首９ｃによってハンド１を水平にすることもできるようになっている。１４はハンド１上に支持した基板である（図２の１点鎖線）。
【００１８】
１０は移動可能なカセット受入架台で、上下方向に所定間隔をもって複数枚（１５〜２０枚）収納したカセット１１を載置するカセット受１０ａを有し、かつ、カセット受１０ａをシリンダ１０ｂにより斜め、水平および垂直（図１の２点鎖線）に傾動可能に設けている。１２は移動可能な基板検査台で、カセット１１から基板移載用ロボット９のハンド１によって取り出され、把持されて搬送された基板１４を載置するようになっている（図１）。
【００１９】
４はハンド１に設けられた吸盤で、図２に示すように、ハンド１の切欠き部１ａの両側の先端ハンド１ｂの手前側とハンド１の中間部の両側に計４個設けられている。この吸盤４は、図８に示すように、ハンド１に設けられた上方を開放した凹部１ｃ内に設けられている。また、吸盤４は、底板２６ａの上面周縁部に環状の突起２６ｂを有するとともに、中央に貫通孔２６ｃを有する有底円筒状の基板受け部材２６と、底板２６ａの下面に固着され、中央に貫通孔２６ｃに連通する貫通孔２７ａを有し、杯を伏せた形状の弾性支持部材２７とから構成されている。２７ｂは弾性支持部材２７のばねとシールを兼ねた環状のスカートである。２８は吸盤４の環状の突起２６ａの上面に嵌着したシールリング（Ｏリング）である。吸盤４は環状の吸盤押え板２９によりハンド１にわずかに上下動可能に設けられている。
【００２０】
ハンド１の凹部１ｃの底には弾性支持部材２７の内部に連通する空気吸引通路１ｆが設けられている。３１は空気吸引通路１ｆを形成するための塞ぎ板で、この塞ぎ板３１の下面をハンドカバー３が覆うように固定されている（図５，図７、図８）。１ｇはハンド１の両側に設けた空気吸引通路で、空気吸引通路１ｆと連通するように設けられている。
【００２１】
５はハンド１の先端ハンド１ｂに設けられた起伏可能な先端フックで、図２ないし図５に示すように、先端に基板１４の先端を把持する突起５ａを有し、後端は先端ハンド１ｂに先端ハンド１ｂと直交するように設けた回転軸１５により回転可能に支持されており、中間にはリンク１７およびスライド部材１８を介して連結ロッド６ｃの先端に連結したピン１６を設けている。リンク１７とスライド部材１８とはピン１６ａを介して連結されている。
【００２２】
６は連結ロッドで、図２に示すように、１本の後端ロッド６ａ，２本のＶ字状の中間ロッド６ｂ，２本の平行な先端ロッド６ｃを連結してＹ字状に形成している。
【００２３】
前記スライド部材１８は、後端を先端連結ロッド６ｃに連結し、かつ、幅方向の両端部に貫通孔１８ａを設けており、この貫通孔１８ａに先端連結ロッド６ｃに沿うように設けたガイドロッド１９を貫通して支持され、連結ロッド６によって押し引きされる際、スライド部材１８が常に水平に摺動できるようになっている。また、ガイドロッド１９の後端側にはコイルばね２０が外嵌されており、連結ロッド６の引っ張りを開放した際、ばね力によってスライド部材１８およびリンク１７を先方に移動させて先端フック５を伏せるようになっている。
【００２４】
７はハンド１の後端の幅方向の中間に設けられた連結ロッド押引装置（伸縮シリンダ）で、伸縮シリンダの先端は、図２および図３（Ａ）に示すように、連結ロッド６の後端に連結されており、連結ロッド６の押し引きによって、先端フック５の起伏を行うようになっている。
【００２５】
８はハンド１の後端の両側の上方に開放した凹部１ｅ内に設けられた基板押え装置で、図２，図６および図７に示すように、基板１４の後端を押える上方に突出した後端フック１３と、この後端フック１３を移動する伸縮シリンダ２５と、後端フック１３と伸縮シリンダ２５との間に介在させたスプリングボックス２１とから構成されている。後端フック１３は、後端フック取付部材１３ａの中間に設けられている。後端フック取付部材１３ａの両端に設けられたスプリングボックス２１は、一端を後端フック取付部材１３ａの両端に設けたボルト２２と、ボルト２２に外嵌したコイルばね２４と、このコイルばね２４に外嵌し、先端を後端フック取付部材１３ａに固定した摺動ガイド（内筒）２３と、摺動ガイド（内筒）２３に外嵌した摺動ガイド（外筒）２３ａとから構成されている。また、摺動ガイド（外筒）２３ａ同士は、連結部材２３ｂによって連結されており、かつ、連結部材２３ｂは、図６に示すように、３本のロッドを有する伸縮シリンダ２５の先端に連結されている。スプリングボックス２１のコイルばね２４は、後端フック１３を先方に押し出すようになっており、連結ロット６を引っ張って先端フック５を起立させたとき、後端フック１３により基板１４の後端を把持し、基板１４を水平な基板検査台１２に載置するときは、後端フック１３が基板１４の載置の障害にならないように、後端フック１３を伸縮シリンダ２５によって後端フック１３を後方に移動させて後端フック１３を基板１４から開放し、基板検査台１２の上に水平に載置できるようになっている。
【００２６】
３０はハンド１の中間に設けられた光センサーで、ハンド１上に基板１４が有るか否かを検知する（図２）。
【００２７】
次に本発明の実施形態の作用について説明する。
ハンド１は先端に切欠き部１ａを有し、後端は基板移載用ロボット（多関節アームロボット）９の手首９ｃの先端に接続される。先端に設けられたＶ字上の切欠き部１ａは、カセット１１から基板１４を取り出す際や基板１４を検査台１２等に載置する際、基板１４を支持する図示しない基板支持部材に干渉しないように設けられている。斜めまたは垂直に載置されたカセット１１から基板１４を取り出すときは、基板移載用ロボット９を作動してハンド１をカセット１１内に収納されている基板１４の下側に挿入し、ハンド１をわずかに上方に持ち上げてハンド１の凹部１ｃ内に設けられた吸盤４の環状の突起２６ｂで基板１４の下面を支持すると同時に、連結ロッド押引装置７により連結ロッド６を引っ張り、ハンド１先端に伏していた先端フック５を起立させ、基板１４を把持して、対峙して設けられた基板押え装置８の後端フックとの間で押える。基板１４を吸盤４の突起２６ｂで支持したのち、吸盤４の弾性支持部材２７のスカート２７ｂ内をスカート２７ｂ内に連通した空気吸引通路１ｆから空気を吸引して弾性支持部材２７内を真空として基板１４を吸盤４により吸着して固定する。なお、基板１４を吸盤４により吸着して固定するのは、斜めまたは垂直に支持するときは、基板１４の自重が先端フック５にかかるので、先端フック５と後端フック１３で押えるだけで十分であるが、水平に支持するときは、基板１４の自重が先端フック５にかからず横ずれを起こしやすいので、それを防止するためである。移送後、ハンド１から検査台１２等へ基板１４を移載するときは、前記基板１４の固定と反対の操作により弾性支持部材２７内の空気の吸引を停止して基板１４の固定を開放すると同時に、連結ロッド押引装置７により連結ロッド６を押し出して先端フック５の先端を伏せて基板１４の先端部を開放する。なお、吸盤４の環状の突起２６ｂの上面に環状のシールリング（Ｏリング）１８を配設しておけば、基板１４と吸盤４との間をより気密にすることができる。
【００２８】
このように先端に起伏可能な先端フック５を、後端に連結ロッド押引装置７と後端フック１３を有する基板押え装置８を、上面に吸盤４を配置するようになっているので、斜めまたは垂直に載置されたカセット１１から基板１４を容易に取り出すことができるとともに、斜めまたは垂直に把持して搬送するときも、水平な検査台等１２に移載するときも基板１４のたわみを少なくすることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、Ｙ字状の連結ロッドに替えて、ハンドの両幅側の長手方向に設けた２本の連結ロッドにしてもよいなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
上述した本発明の基板搬送用ハンドによれば、斜めまたは垂直に載置されたカセットから基板を容易に取り出すことができるとともに、斜めまたは垂直に把持して搬送するときも、水平な検査台等に移載するときも基板のたわみを少なくすることができるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板搬送用ハンドを接続して使用する基板移載用ロボット（多関節アームロボット）の側面図である。
【図２】本発明の基板搬送用ハンドの平面図である。
【図３】基板搬送用ハンドの側面断面図で、（Ａ）は図２のＡ−Ａ矢視図、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】基板押え装置の側面断面図。
【図５】図４のＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】基板押え装置の平面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ矢視図である。
【図８】吸盤の側面断面図である。
【図９】カセットの斜視図である。
【図１０】基板搬送用ロボットの平面図である。
【符号の説明】
１  ハンド
１ａ  切欠き部
１ｂ  先端ハンド
１ｃ，１ｄ，１ｅ  凹部
１ｆ，１ｇ  吸引空気通路
２  接続部
３，３ａ  ハンドカバー
４  吸盤
５  先端フック
６  連結ロッド
７  連結ロッド押引装置
８  基板押え装置
９  基板移載用ロボット
１０  カセット受入架台
１１  カセット
１２  基板検査台
１３  後端フック
１４  基板
１５  回転軸
１６，１６ａ  リンクピン
１７  リンク
１８  スライド部材
１９  ガイドロッド
２０  コイルばね
２１  スプリングボックス
２２  ボルト
２３  摺動ガイド（内筒）
２４  摺動ガイド（外筒）
２５  シリンダ
２６  基板受け部材
２６ａ  底板
２６ｂ  突起
２６ｃ  貫通孔
２７  弾性支持部材
２７ａ  貫通孔
２７ｂ  スカート
２８  Ｏリング
２９  吸盤押え板
３０  光センサ
３１  空気通路塞ぎ板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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