CN113511513A - 悬臂及其减振结构以及具有该悬臂的卡匣 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种悬臂，其包括一臂体，其内部具有至少一沿该臂体的长度方向延伸的容置空间；以及至少一减振结构，各该减振结构包含：至少一支撑块与至少一减振条。该至少一支撑块固定设置于该至少一容置空间内，每一该至少一减振条连接至该至少一支撑块的其中至少一个。该至少一减振结构的长度小于等于该臂体的长度。藉由本发明的实施，可使悬臂在发生振动时能藉由设置于其臂体内的减振结构迅速使振动的能量消散，以大幅缩短振动持续的时间，并降低悬臂自身及其所承载物件受损的机率。

Description

悬臂及其减振结构以及具有该悬臂的卡匣
技术领域
本发明关于一种悬臂与减振结构，特别是关于一种用于承载基板的卡匣中的悬臂与减振结构。
背景技术
在搬运玻璃基板时用于装载玻璃基板与防护外部冲击的卡匣结构一般是包括四方框架，每个框架的一侧具有并排的多个垂直杆，以及多层支撑杆，其以等间隔结合到垂直杆以层迭该玻璃基板。支撑杆通常是仅一端被固定的悬臂，会在卡匣移动或装卸基板时产生振动。振动的时间越久，则玻璃基板因而受损的机率就越高。
而现今平面显示器等产业随着显示器面积的日益增大，其所使用的玻璃基板的尺寸也越来越大。例如6代液晶显示器在制造过程中所使用的玻璃基板各边边长即已达到1.5公尺以上。到了8代的液晶显示器，其制造过程中所使用的玻璃基板各边边长更是都达到了2公尺以上。
另一方面，由于玻璃基板的面积越来越大，为了能尽量减轻重量，玻璃基板的厚度反而日渐缩小。如此的玻璃基板不仅在被水平支撑、置放时更容易下垂变形，同时也更容易碎裂。
为了避免这些面积日益增大、厚度却日益薄化的玻璃基板在被取放及运送的过程中因为过度下垂、变形而受损，卡匣中必须有一定数量长度较长的支撑杆来与这些玻璃基板的长度对应，以对这些玻璃基板提供充分的支撑。
然而，较长的支撑杆其重量也必定较重，且当其发生振动时，也会持续较长的时间，使得装卸工作必须等待其振幅衰减到一定的范围以下后才能进行，因而造成延误。为了减轻支撑杆的重量同时又兼顾成本及制造难易等方面的考虑，现有的支撑杆多采用高强度的工程塑料或是碳纤维强化高分子复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)等材质制作。而为了减少支撑杆振动的持续时间，则有部分业者曾试图在悬臂式支撑杆的杆体内设置阻尼器，藉由将支撑杆的振动传递至阻尼器，然后在阻尼器振动的过程中将其所接收到的能量转换成热能消散掉以加速支撑杆振动的衰减。但是这样的设计常会因为阻尼器在振动的过程中不断地敲击支撑杆的杆体，造成以工程塑料或是CFRP制成的支撑杆的杆体破裂，大幅降低了其使用寿命。
因此，要如何设计出能有效支撑这些大尺寸的玻璃基板使其不致过度下垂变形，并能在振动产生时快速减振而达到稳定，而且还具有良好使用寿命的支撑杆便成为相关业者亟欲解决的课题。
发明内容
为达到有效解决上述问题的目的，本发明提出一种悬臂，其包括一臂体，其内部具有至少一沿该臂体的长度方向延伸的容置空间；以及至少一减振结构，各该减振结构包含：至少一支撑块与至少一减振条。该至少一支撑块固定设置于该至少一容置空间内，每一该至少一减振条连接至该至少一支撑块的其中至少一个。该至少一减振结构的长度小于等于该臂体的长度。
依据本发明一实施例，各该减振条上设有至少一缓冲件，且各该缓冲件与该臂体间存有一容许该减振条及该缓冲件振动的空隙。
依据本发明一实施例，各该缓冲件为包覆于对应的该减振条外部的一缓冲层或一缓冲膜。
依据本发明一实施例，各该缓冲件为设于对应的该减振条上的一缓冲块。
依据本发明一实施例，各该减振结构包含多个沿该臂体的长度方向分布设置的该支撑块，且任两相邻的所述支撑块间具有至少一该减振条。
依据本发明一实施例，各该支撑块的至少与该臂体接触的部份以缓冲材料制成。
依据本发明一实施例，各该减振结构被组态成当该臂体振动时，各该减振条以其振动相位与该臂体的振动相位相反的方式振动。
依据本发明一实施例，各该减振结构被组态成当该臂体振动时，各该减振条以该臂体的振动频率的整数倍的频率振动。
依据本发明一实施例，各该减振结构被组态成当该臂体振动时，各该臂体的振动频率为该减振条的振动频率的整数倍。
此外，为达到有效解决上述问题的目的，本发明另提出一种卡匣，其包括一框体、多个侧支撑架以及至少一后支撑架。所述侧支撑架分别直立地设置于该框体的两相对侧，各该侧支撑架具有多个侧支撑部由上而下间隔排列设在所述侧支撑架上，且各该侧支撑部前端往该卡匣内部的方向凸伸。该至少一后支撑架直立地设置在该框体的后侧，且包括多个彼此平行且由上而下间隔排列设在该后支撑架上的前述悬臂，且各该悬臂的前端往该卡匣的前方开口凸伸。各该侧支撑架的所述侧支撑部及各该后支撑架的所述悬臂彼此对应设置，以界定多个由上而下排列的容置槽。
通过使用本发明悬臂与其中的减振结构，能使用以搬运与装载基板的卡匣中的悬臂/支撑杆在发生振动时，能藉由设置于其臂体内的减振结构迅速使振动的能量消散，以大幅缩短振动持续的时间，提升装载的效率，同时还能降低悬臂自身以及其所承载对象受损的机率。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的卡匣的立体图。
图2是图1中的悬臂的示意图。
图3是图2的悬臂中的减振结构立体图。
图4是图2的悬臂局部剖面侧视图。
图5是图3的减振结构俯视图。
图6A至图6C是本发明的减振结构不同实施态样的侧视图。
图7是依据本发明不同实施例的减振结构俯视图。
附图标记说明
1:悬臂
11:臂体
2:卡匣
21:框体
211:侧支撑架
211a:侧支撑部
212:后支撑架
213:前方开口
214:容置槽
3:玻璃基板
10:减振结构
100:支撑块
110:减振条
120:缓冲件
具体实施方式
请参照图1，图1是依据本发明一实施例的卡匣2的立体图。如图1所示，该卡匣2包括一框体21、多个侧支撑架211以及至少一后支撑架212。所述侧支撑架211分别直立地设置于该框体21的两相对侧，各该侧支撑架211具有多个侧支撑部211a由上而下间隔排列设在所述侧支撑架211上，且各该侧支撑部211a前端往该卡匣2内部的方向凸伸。
该至少一后支撑架212直立地设置在该框体21的后侧，且包括多个彼此平行且由上而下间隔排列设在该后支撑架212上的悬臂1。各该悬臂1的前端往该卡匣2的前方开口213凸伸。
各该侧支撑架211的所述侧支撑部211a及各该后支撑架212的所述悬臂1彼此对应设置，以在卡匣2中界定多个由上而下排列的容置槽214。每一容置槽214可容置一片玻璃基板3，并藉由位于容置槽214底端的各侧支撑部211a及悬臂1共同支撑该容置槽214中的玻璃基板3。
另请参照图2至图5，图2为图1中的悬臂的示意图、图3为图2的悬臂中的减振结构立体图、图4是图2的悬臂局部剖面侧视图，以及图5是图3的减振结构俯视图。如图2至图5所示：悬臂1包括一臂体11以及一减振结构10。该臂体11内部具有一沿该臂体11的长度方向延伸的容置空间而呈一方管状的结构，减振结构10则是被设置在该容置空间中。
该减振结构10包含固定设置于该至少一容置空间内的至少一支撑块100；以及至少一减振条110，每一该减振条110连接至该至少一支撑块100的其中至少一个。也就是说，每一减振条110至少有一端是连接在支撑块100上的，至于另一端则可以为自由端或是连接在另一个支撑块100上。
由于减振结构10是被设置在臂体11内部的容置空间中，因此减振结构10组成后的总长度必须小于或等于臂体11的长度，而不会大于臂体11的长度，以免凸露出于臂体11外部。
在一些实施态样中，当该支撑块100的数量有二个以上时，任两相邻的所述支撑块100间具有至少一该减振条110。如图2至图5所示，当有二减振条110时，该二减振条110中的每一个的两端可分别连接至二个不同支撑块100。
除了上述图2至图5所示的实施态样外，在其他一些变化的实施态样中，支撑块100及减振条110的数量皆可变化搭配。例如图6A所示的实施态样中，该减振结构10包含三个支撑块100与二个或以上的减振条110。该三支撑块100固定设置于该容置空间内，其中每两个相邻的该支撑块100间则连接有至少一个减振条110。
又如图6B所示的减振结构10是包含两个支撑块100及两个减振条110。该二减振条110其中一条连接于该二支撑块100之间，因此其两端皆被固定，只有两端之间的部分能够产生振动。另一减振条110则只有一端连接到该二支撑块100的其中之一上，而另其一端则成为一自由端。至于图6C所示的实施态样中，减振结构10只含有一支撑块100与一减振条110相连接。
藉由减振结构10的设置，使得悬臂1在发生振动时，部分振动的能量可经由臂体11传递至减振结构10，然后再经由减振结构10中的支撑块100传递到各减振条110上，使减振条110跟着振动，因而分散了悬臂1振动的能量，使得其不致于振动得过于剧烈。
在一些较佳的实施态样中，各该减振条110上分别设有一缓冲件120。如图3所示，各该缓冲件120可以是包覆于对应的该减振条110外部的一缓冲层或一缓冲膜。且如图4所示，各该缓冲件120在设置完成后会与该臂体11间存有一容许该减振条110及该缓冲件120振动的空隙。
缓冲层或缓冲膜形式的缓冲件120通常是以长条型的缓冲材料薄片或薄膜缠绕在减振条110外部形成，但并不以此方式为限。至于包覆的区域则可以只涵盖减振条110振幅较大的部位，例如是单端固定的减振条110的自由端，或是两端固定的减振条110中央区域，或者也可以包覆整个减振条110外部，本实施例对此并不多作限制。
设置缓冲件120的目的主要在于当悬臂1发生振动，使得减振条110也跟着振动而撞击臂体11时，可由缓冲件120缓冲并吸收撞击的力量，避免臂体11因而受损。且藉由缓冲件120吸收撞击后的形变、缓冲件120与减振条110间的摩擦，以及减振条110及缓冲件120两者各自的内摩擦等机制，可将悬臂1传递来的振动的动能转换成热能后散掉，使悬臂1的振动可迅速衰减并恢复稳定。
缓冲件120一般多采用橡胶、聚合物弹性体或是聚合物发泡体等具有弹性的材料制成，例如发泡聚乙烯(Expandable Polyethylene,EPE)。但本发明不受限于此，凡是能藉由弹性变形以吸收冲击、提供缓冲的材料皆可应用。
如图7所示，各该缓冲件120也可以是设于对应的该减振条110上的一缓冲块，其作用机制与缓冲层或缓冲膜形式的缓冲件120并无二致，故此处不再赘言解说。
惟需说明的是：由于图7为一俯视图，而悬臂1的振动通常是发生在垂直地面的方向上。因此，在侧视时，缓冲块式的缓冲件120仍须如图4中所示的包覆式缓冲件120一般在其上方或下方中的至少一侧保留有可容许该减振条110及该缓冲件120振动的空隙。
另外，上述实施例中的各该支撑块100的至少与该臂体11接触的部份或是各个支撑块100整体是以缓冲材料制成。由于各该支撑块100的至少与该臂体11接触的部份以缓冲材料制成，使得臂体11的振动是经过缓冲及延迟后才传递至各该减振条110。
藉由这样的结构设计，可将各该减振结构10组态成当该臂体11振动时，各该减振条110以其振动相位与该臂体11的振动频率相同但相位相反的方式振动。由于减振条110与该臂体11的振动频率相同，因此振动的能量可以很容易地由臂体11传递到减振结构10的减振条110上。而由于减振条110与臂体11两者的振动相位相反，因此悬臂1整体的振动可快速地衰减。
除了可将各该减振结构10组态成当该臂体11振动时，各该减振条110以其振动相位与该臂体11的振动频率相同但相位相反的方式振动，本实施例也可将减振结构10组态成各该减振条110的振动频率为该臂体11的振动频率的整数倍，或是该臂体11的振动频率为各该减振条110的振动频率的整数倍。
由于该臂体11的振动频率为各该减振条110的振动频率的整数倍或整数分之一倍，因此两者的振动相位之间呈固定的相对关系，使得臂体11的振动一样可以很容易地传递到各该减振条110上，所以一样能藉由前述的机制达到使悬臂1整体的振动快速衰减的功效。
须特别说明的是—由于在真实的情况下，振动在物体上可以沿着不同长度的路径传递，因此该物体不会只有单一波长/频率的振动，而是在涵盖一主要频率的一个频率范围内振动。
因此，虽然本实施例中是将减振结构10组态成该臂体11的振动频率与减振条110的振动频率间呈整数倍数的关系(包括相同频率的状况)以获得最好的减振及振动衰减效果。但在实务上，只要臂体11与减振条110两者的振动频率的比值是在一整数倍率的一额定误差范围内时，该两组件振动相位的相对关系及能量传递效果仍会在悬臂1整体的振动显着衰减至一小幅度的时间内与频率比为整数时一致。故在该状态下，仍应将两者振动频率的比值视为该整数。
通过使用本发明悬臂与其中的减振结构，使具有该悬臂及该减振结构的卡匣在运送基板的过程中，各该悬臂发生振动时，能藉由设置于各该悬臂的臂体内的所述减振结构使振动的能量迅速消散，使振动的幅度及持续时间显着减低，以降低悬臂自身以及其所承载对象受损的机率，并可大幅提升装载或卸载工作的效率。
本发明不限于上述实施例，对于本技术领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范畴的情况下，可对本发明作出各种修改和变化。
因此，本发明旨在涵盖对本发明或落入所附申请专利范围及其均等范畴内所作的修改与变化。

Claims (19)

1.一种悬臂，其特征在于，其包括：
一臂体，其内部具有至少一沿该臂体的长度方向延伸的容置空间；以及
至少一减振结构，各该减振结构包含：
至少一支撑块，其固定设置于该至少一容置空间内；以及
至少一减振条，每一该至少一减振条连接至该至少一支撑块的其中至少一个；
其中，该至少一减振结构的长度小于等于该臂体的长度。
2.如权利要求1所述的悬臂，其特征在于，各该减振条上设有至少一缓冲件，且各该缓冲件与该臂体间存有一容许该减振条及该缓冲件振动的空隙。
3.如权利要求2所述的悬臂，其特征在于，各该缓冲件为包覆于对应的该减振条外部的一缓冲层或一缓冲膜。
4.如权利要求2所述的悬臂，其特征在于，各该缓冲件为设于对应的该减振条上的一缓冲块。
5.如权利要求1所述的悬臂，其特征在于，各该减振结构包含多个沿该臂体的长度方向分布设置的该支撑块，且任两相邻的所述支撑块间具有至少一该减振条。
6.如权利要求1所述的悬臂，其特征在于，各该支撑块的至少与该臂体接触的部份以缓冲材料制成。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的悬臂，其特征在于，各该减振结构被组态成当该臂体振动时，各该减振条以其振动相位与该臂体的振动相位相反的方式振动。
8.如权利要求1至6中的任一项所述的悬臂，其特征在于，各该减振结构被组态成当该臂体振动时，各该减振条以该臂体的振动频率的整数倍的频率振动。
9.如权利要求1至6中的任一项所述的悬臂，其特征在于，各该减振结构被组态成当该臂体振动时，各该臂体的振动频率为该减振条的振动频率的整数倍。
10.一种卡匣，其特征在于，其包括：
一框体；
多个侧支撑架，其分别直立地设置于该框体的两相对侧，各该侧支撑架具有多个由上而下间隔排列设在所述侧支撑架上的侧支撑部，且各该侧支撑部前端往该卡匣内部的方向凸伸；以及
至少一后支撑架，其直立地设置在该框体的后侧，且该后支撑架包括：
多个如权利要求1至9中的任一项所述的悬臂，其彼此平行且由上而下间隔排列设在该后支撑架上，且各该悬臂的前端往该卡匣的前方开口凸伸；
其中，各该侧支撑架的所述侧支撑部及各该后支撑架的所述悬臂彼此对应设置，以界定多个由上而下排列的容置槽。
11.一种减振结构，其特征在于，其被设置于一悬臂的臂体内部的一容置空间中，且该减振结构包括：
至少一支撑块，其固定设置于该至少一容置空间内；以及
至少一减振条，每一该至少一减振条连接至该至少一支撑块的其中至少一个。
12.如权利要求11所述的减振结构，其特征在于，各该减振条上设有至少一缓冲件，且各该缓冲件与该臂体间存有一容许该减振条及该缓冲件振动的空隙。
13.如权利要求12所述的减振结构，其特征在于，各该缓冲件为包覆于对应的该减振条外部的一缓冲层或一缓冲膜。
14.如权利要求12所述的减振结构，其特征在于，各该缓冲件为设于对应的该减振条上的一缓冲块。
15.如权利要求11所述的减振结构，其特征在于，该减振结构包含多个沿该臂体的长度方向分布设置的该支撑块，且任两相邻的所述支撑块间具有至少一该减振条。
16.如权利要求11所述的减振结构，其特征在于，各该支撑块的至少与该臂体接触的部份以缓冲材料制成。
17.如权利要求11至16中的任一项所述的减振结构，其特征在于，该减振结构被组态成当该臂体振动时，各该减振条以其振动相位与该臂体的振动相位相反的方式振动。
18.如权利要求11至16中的任一项所述的减振结构，其特征在于，该减振结构被组态成当该臂体振动时，各该减振条以该臂体的振动频率的整数倍的频率振动。
19.如权利要求11至16中的任一项所述的减振结构，其特征在于，各该减振结构被组态成当该臂体振动时，该臂体的振动频率为各该减振条的振动频率的整数倍。
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