KR101611487B1 - 용기 개폐 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 워크를 출입시키는 개구부(102)를 갖는 용기 본체(101)와, 상기 개구부(102)에 착탈이 자유롭게 장착되고 그 개구부(102)를 막는 덮개(103)를 구비한 용기(100)에 대해 상기 덮개(103)의 개폐를 행하는 용기 개폐 장치를 제공한다. 이 용기 개폐 장치는 상기 덮개(103)를 보유지지하는 보유지지부(30)를 가지며, 상기 덮개(103)가 상기 개구부(102)를 막는 폐쇄 위치와 상기 덮개가 상기 개구부로부터 이격된 개방 위치 사이에서 상기 보유지지부(30)를 이동시켜 상기 개구부(102)를 개폐하는 개폐 기구(3)와, 상기 개폐 기구(3)에 의해 상기 덮개(103)를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 향하여 이동할 때, 상기 보유지지부(30)의 주연부를 상기 용기 본체(101) 측으로 향하여 압압하는 압압 기구(4)를 구비한다.

Description

용기 개폐 장치{Container opening/closing device}
본 발명은 용기의 덮개를 개폐하는 용기 개폐 장치에 관한 것이다.
FOUP(Front-Opening Unified Pod)나 FOSB(Front Open Shipping Box) 등의 웨이퍼 반송 용기는, 로드 포트에 설치된 개폐 기구에 의해, 그 덮개를 구성하는 도어가 개폐되고 내부 웨이퍼의 반출입이 행해진다. 용기 반송 중에 도어가 빠져 내부 웨이퍼가 용기로부터 낙하하는 것을 방지하기 위해, 로드 포트에서의 도어의 폐쇄는 확실히 행하는 것이 요구된다. 그래서, 도어의 폐쇄가 적절히 행해져 있는지를 확인하는 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 내지 3).
특허문헌 1: 일본공개특허 2008-100635호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2009-200200호 공보 특허문헌 3: 일본공개특허 2009-239004호 공보
FOUP나 FOSB에는 그 도어를 폐쇄하기 위해 필요한 힘의 상한값이 SEMI 규격으로 정해져 있다. FOUP나 FOSB의 제조사는 SEMI 규격으로 규정된 상한값 내의 힘으로 도어를 폐쇄할 수 있도록 이들을 설계하고 있다. 따라서, 로드 포트의 제조사는 SEMI 규격으로 규정된 상한값을 기준으로 하여 도어를 확실히 폐쇄할 수 있도록 개폐 기구를 설계하게 된다.
웨이퍼는 그 대형화가 진행되고 있고, 이를 수용하는 FOUP나 FOSB 등의 용기에는, 대형화된 웨이퍼를 고정 보유지지하기 위해 보다 큰 힘으로 도어를 폐쇄할 필요가 있다. 이 때문에, SEMI 규격으로 규정된 상한값도 웨이퍼의 크기에 따라 다르게 되어 있다.
지금까지 주류의 크기였던 웨이퍼의 크기가 300mm인 경우, SEMI 규격의 상한값은 FOUP와 FOSB에서 차이가 그만큼 크지 않기 때문에, 로드 포트의 개폐 장치는 FOSB의 상한값을 기준으로서 설계되고, FOUP와 FOSB 양쪽 모두에 대응 가능하게 되는 경우가 많다.
그러나, 웨이퍼의 크기가 450mm인 경우, SEMI 규격의 상한값은 FOUP와 FOSB에서 차이가 있다. FOSB의 상한값을 기준으로서 로드 포트의 개폐 장치를 설계하면, FOUP에 대해서는 오버스펙이 됨과 동시에 구동력이 높은 만큼 비용도 높아진다. 일반적으로 하나의 공장에서의 용기는 FOSB보다 FOUP의 비율이 높다. 이 때문에, FOSB용 로드 포트를 FOUP용 로드 포트로서 이용하면 설비 비용 상승으로 이어진다. 반대로 FOUP의 상한값을 기준으로서 로드 포트의 개폐 장치를 설계하면, FOSB의 개폐에 이를 이용한 경우, 구동력 부족에 의해 도어의 폐쇄 불량이 생길 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 개폐 기구의 구동력을 크게 하지 않더라도 보다 확실히 덮개의 폐쇄를 행할 수 있는 용기 개폐 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 워크를 출입시키는 개구부를 갖는 용기 본체와, 상기 개구부에 착탈이 자유롭게 장착되고 그 개구부를 막는 덮개를 구비한 용기에 대해 상기 덮개의 개폐를 행하는 용기 개폐 장치로서, 상기 덮개를 보유지지하는 보유지지부를 가지며, 상기 덮개가 상기 개구부를 막는 폐쇄 위치와 상기 덮개가 상기 개구부로부터 이격된 개방 위치 사이에서 상기 보유지지부를 이동시켜 상기 개구부를 개폐하는 개폐 기구와, 상기 개폐 기구에 의해 상기 덮개를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 향하여 이동시킬 때, 상기 보유지지부의 주연(周緣)부를 상기 용기 본체 측으로 향하여 압압(押壓)하는 압압 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 개폐 기구의 구동력을 크게 하지 않더라도 보다 확실히 덮개의 폐쇄를 행할 수 있는 용기 개폐 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 용기 개폐 장치의 개략 측단면도.
도 2a는 보유지지부의 보유지지면의 설명도.
도 2b는 압압 기구의 동작 설명도.
도 3은 제어 장치의 블록도.
도 4는 제어 장치가 실행하는 제어예를 도시한 흐름도.
도 5a는 용기 개폐 장치의 동작 설명도.
도 5b는 용기 개폐 장치의 동작 설명도.
도 5c는 용기 개폐 장치의 동작 설명도.
도 6a는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 6b는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 7a는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 7b는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 8a는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 8b는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 9a는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 9b는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 10a는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
도 10b는 다른 예의 압압 기구의 설명도.
<제1 실시형태>
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 용기 개폐 장치(A)의 개략 측단면도이다. 본 실시형태에서는 FOUP, FOSB를 개폐하는 로드 포트에 본 발명의 용기 개폐 장치를 적용한 것이다. 도면 중, Z는 상하 방향을 나타내고, X는 수평 방향을 나타낸다.
용기(100)는 FOUP 또는 FOSB로서, 워크인 웨이퍼(W)를 출입시키는 개구부(102)를 측부에 갖는 상자형 용기 본체(101)와, 개구부(102)에 착탈이 자유롭게 장착되고 개구부(102)를 막는 덮개(도어)(103)를 가진다. 또, 도 1은 용기 개폐 장치(A)에 의해 덮개(103)가 개방되어 개방 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다.
용기 개폐 장치(A)는 벽체(1), 탑재부(2), 개폐 기구(3), 압압 기구(4)를 구비한다. 벽체(1)는 면(1a)과 그 반대쪽 면(1b)을 가지며 Z방향으로 연장되는 판상체이다. 벽체(1)는 덮개(103)가 통과 가능한 수평 방향으로 개구된 구멍부(11)와, 개폐 기구(3)와의 간섭을 회피하는 슬릿(12)을 갖고 있다.
용기 본체(100)는, 그 개구부(102)가 도 1에 도시된 바와 같이 구멍부(11)에 대향한 자세로 탑재부(2)에 탑재되고, 면(1b) 측에 위치하는 로봇(도시생략)이 구멍부(11), 개구부(102)를 통해 용기 본체(101) 내의 웨이퍼(W)에 액세스 가능하게 되어 있다.
탑재부(2)는 벽체(1)에 대해 면(1a) 측에서 테이블 형상으로 설치되어 있다. 탑재부(2)는 용기(100)가 탑재되는 가동의 도크 플레이트(21)를 구비하고, 이 도크 플레이트(21)는 도시하지 않은 이동 기구에 의해 벽체(1)의 구멍부(11)에 근접한 위치(도 1에 도시된 위치)와 이격된 위치에서 X방향으로 이동된다. 용기(100)의 반송시에는 도크 플레이트(21)는 구멍부(11)로부터 이격된 위치로, 용기(100)의 개폐 및 개방 중에는 도크 플레이트(21)는 구멍부(11)에 근접한 위치로 각각 이동된다.
개폐 기구(3)는, 덮개(103)를 보유지지하는 보유지지부(포트 도어)(30)와, 보유지지부(30)를 덮개(103)가 개구부(102)를 막는 폐쇄 위치와 덮개(103)가 개구부(103)로부터 이격된 개방 위치(도 1의 위치) 사이에서 이동시키는 이동 기구(31)를 구비하고, 개구부(102)를 개폐한다. 본 실시형태의 경우, 개방 위치는 덮개(103)가 폐쇄 위치로부터 X방향으로 이격되고, 또한 Z방향 하방으로 강하한 위치가 되어 있다.
보유지지부(30)는 덮개(103)에 대향하는 보유지지면(301)과, 보유지지면(301)과 반대쪽 면(이하, 피보유지지면이라고 함)(302)을 가진다. 도 2a는 보유지지면(301)의 설명도이다. 본 실시형태의 경우, 보유지지부(30)는 사각형을 이루고, 덮개(103)와 같은 형태로 같은 크기를 갖고 있다. 보유지지면(301)에는 덮개(103)를 착탈이 자유롭게 흡착하는 흡착부(303, 303)가 설치되어 있다. 흡착부(303)는 예를 들면 흡착 패드이다. 또한, 보유지지면(301)에는 용기 본체(101)와 덮개(103)의 걸어맞춤 기구를 조작하는 키부(304, 304)가 설치되어 있다. 키부(304)는 덮개(103)가 보유지지면(301)에 보유지지된 상태에서 덮개(103)에 설치한 걸어맞춤 기구와 걸어맞춤하도록 설치되고, 그 회동 동작에 의해 덮개(103)와 용기 본체(101)의 걸어맞춤 및 걸어맞춤 해제를 조작한다.
도 1로 되돌아가, 이동 기구(31)는 이동 기구(31)와 보유지지부(30)를 연결하는 연결부(32)와, 연결부(32)를 개재하여 보유지지부(30)를 상하로 승강시키는 상하 이동 기구(33)와, 연결부(32)를 개재하여 보유지지부(30)를 X방향으로 이동시켜 구멍부(11)를 진퇴시키는 수평 이동 기구(34)를 구비한다.
연결부(32)는 그 상부가 보유지지부(30)의 하부에 접속되어 있고, 그 하부가 스테이지 부재(331)에 X방향으로 슬라이드가 자유롭게 지지되어 있다. 수평 이동 기구(34)는, 본 실시형태의 경우, 스테이지 부재(331)에 탑재된 전동(電動) 실린더로서, 그 로드부의 수평 이동에 의해 연결부(32)를 개재하여 보유지지부(30)를 X방향으로 이동시킨다.
상하 이동 기구(33)는 스테이지 부재(331)와, 스테이지 부재(331)와 걸어맞춤하여 그 상하 이동을 안내하는 레일 부재(332)를 구비한다. 스테이지 부재(331)에는 볼 너트(331a)가 회전이 자유롭게 설치되어 있다. 볼 너트(331a)에는 볼스크류축(334)이 나사결합하여 볼스크류 기구를 구성함과 동시에, 볼스크류축(334)은 스테이지 부재(331)를 통과하고 있다. 볼스크류축(334)의 하단부에는 모터(333)가 연결되어 있고, 모터(333)에 의해 볼스크류축(334)이 회전한다. 이에 의해, 스테이지 부재(331)가 상하로 이동하고, 연결부(32)를 개재하여 보유지지부(30)를 Z방향으로 승강시킬 수 있다.
도 1 및 도 2b를 참조하여, 압압 기구(4)는 개폐 기구(3)에 의해 덮개(103)를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 향하여 이동시킬 때, 보유지지부(30)의 주연부를 용기 본체(101) 측으로 향하여 압압하는 기구이다. 본 실시형태의 경우, 압압 기구(4)는 L자형 브라켓(41)과, 브라켓(41)에 지지된 구동 유닛(42)과, 구동 유닛(42)에 연결되고 수평면 상에서 회동하는 아암 부재(43)와, 아암 부재(43)에 지지된 압압부(44)를 구비한다.
구동 유닛(42)은 모터 등의 구동원(42a)과, 구동원(42a)의 출력을 감속하는 감속기(42b)를 구비하고, 아암 부재(43)는 그 한쪽 단부가 감속기(42b)의 출력축에 장착되어 있다. 구동원(42a)의 구동력에 의해 아암 부재(43)가 회동하고, 이에 의해 압압부(44)에 압압의 구동력이 부여된다. 압압부(44)는 본 실시형태의 경우, 롤러체로서, 아암 부재(43)의 다른 쪽 단부에 회전이 자유롭게 장착되어 있다.
압압부(44)는, 벽체(1)의 면(1b) 측에서의 구멍부(11)의 주연에 위치하고 있고, 아암 부재(43)의 회동에 의해, 도 2b에서 2점쇄선으로 나타내는 대기 위치와 실선으로 나타내는 압압 위치 사이를 이동한다. 압압부(44)가 구멍부(11)의 주연에 위치함으로써, 웨이퍼(W)의 출입을 행하는 로봇(도시생략)과 압압부(44)가 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
대기 위치로부터 압압 위치로의 이동 과정에 있어서, 압압부(44)는 보유지지부(30)의 피보유지지면(302)의 상측 주연부를 압압한다. 이에 의해, 보유지지부(30)에 보유지지되어 있는 덮개(103)의 상측 가장자리 부분도 용기 본체(101) 측으로 압압되어 그 폐쇄가 보다 확실해지게 된다.
또, 압압부(44)가 대기 위치에 있는지 압압 위치에 있는지를 검출하는 위치 검출 센서를 마련해도 된다. 위치 검출 센서로서는, 예를 들면 아암 부재(43)에 설치한 피검출편을 검출하는 광 센서(포토 인터럽터)를 들 수 있고, 브라켓(41)에 지지시킬 수 있다.
도 3은 용기 개폐 장치(A)의 제어 장치(110)의 블록도이다. 제어 장치(110)는 CPU 등의 처리부(111)와, RAM, ROM 등의 기억부(112)와, 외부 디바이스와 처리부(111)를 인터페이스하는 인터페이스부(113)를 구비한다. 인터페이스부(113)에는 호스트 컴퓨터 등 상위 컴퓨터나 주변 장치(도시생략)와의 통신을 행하는 통신 인터페이스도 포함된다.
처리부(111)는 기억부(112)에 기억된 프로그램을 실행하고, 각종 센서(115)의 검출 결과나 상위 컴퓨터 등의 지시에 기초하여 각종 액추에이터(114)를 제어한다. 각종 센서(115)에는, 예를 들면 압압부(44)의 위치 검출 센서, 보유지지부(30)의 Z방향, X방향의 위치 검출 센서, 도크 플레이트(21)의 위치 검출 센서, 용기(100)의 유무 검출 센서 등이 포함된다.
액추에이터(114)에는 구동원(42a), 모터(333), 수평 이동 기구(DC 모터(서보 모터))(34), 도크 플레이트(21)의 이동 기구의 구동원, 키부(304)의 회동 동작을 행하는 기구의 구동원 등이 포함된다. 처리부(111)는, 특히 보유지지부(30)의 개방 위치로부터 폐쇄 위치로의 이동시에, 이동 기구(31)에 의한 덮개(103)의 이동과 압압부(44)에 의한 보유지지부(30)의 압압을 동기 제어함으로써 덮개(103)의 폐쇄를 보다 확실한 것으로 한다. 이하, 그 일례를 도 4, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한다. 도 4는 제어 장치(110)가 실행하는 덮개(103)를 폐쇄할 때의 제어예의 흐름도, 도 5a 내지 도 5c는 용기 개폐 장치(A)의 동작 설명도이다.
도 1에 도시된 보유지지부(30)가 개방 위치에 있는 상태로부터 폐쇄 위치로 이동시키는 경우, 우선, 압압부(44)가 대기 위치에 위치한 상태로 처리부(111)는 보유지지부(30)를 상승시키는 제어를 행한다(도 4의 S1). 구체적으로 처리부(111)는 상하 이동 기구(33)에 의해 스테이지 부재(331)를 상승시키고, 도 5a에 도시된 바와 같이 용기 본체(101)의 개구부(102)에 덮개(103)가 대향하는 높이로 보유지지부(30)를 상승시킨다. 처리부(111)는 보유지지부(30)의 Z방향의 위치 검출 센서의 검출 결과를 취득하여 보유지지부(30)의 상승이 완료되었는지를 확인하고(도 4의 S2), 확인할 수 있었던 경우는 상하 이동 기구(33)를 정지하고 도 4의 S3, S4의 처리로 진행한다. 또, 일정 시간 내에 보유지지부(30)의 상승 완료를 확인할 수 없는 경우는 에러 처리 등을 행한다.
다음에, 처리부(111)는 S3에서 수평 이동 기구(34)에 의해 보유지지부(30)를 X방향(용기 본체(101) 측)으로 이동시켜 보유지지부(30)를 폐쇄 위치로 이동시키고, 개구부(102)를 덮개(103)로 막는다. 이 때, 처리부(111)는 수평 이동 기구(34)의 액추에이터의 구동에 동기하여 S4에서 압압 기구(4)에서의 구동 유닛(42)을 구동한다. 이 동기 구동(또는 거의 동기시킨 구동)에 의해 아암 부재(43)가 회동하고, 압압부(44)가 보유지지부(30)의 피보유지지면(302)에 접촉한다. 이와 같이 압압부(44)가 피보유지지면(302)을 압압한(지지한) 채로 수평 이동 기구(34)를 구동시킴으로써, 보유지지부(3O) 및 덮개(103)는 도 5b에 도시된 바와 같이 연직 상태로 유지된 채로 폐쇄 위치로 이동된다.
처리부(111)는 보유지지부(30)의 X방향의 위치 검출 센서, 압압부(44)의 위치 검출 센서의 검출 결과를 취득하여 보유지지부(30)의 폐쇄 위치 이동이 완료되었는지를 확인하고(도 4의 S5), 그 확인이 가능한 경우는 수평 이동 기구(34), 구동 유닛(42)을 정지하고 도 4의 S6의 처리로 진행한다. 또, 일정 시간 내에 이들을 확인할 수 없는 경우는 에러 처리 등을 행한다.
압압 기구(4)에서의 아암 부재(43)가 완전히(예를 들면, 180°) 회동하고, 압압부(44)가 도 5c에 도시된 바와 같이 압압 위치로 이동함으로써, 덮개(103), 특히 그 상부가 용기 본체(101) 측에 압압되어 덮개(103)가 개구부(102)를 보다 확실히 폐쇄한다.
도 4의 S6에서, 처리부(111)는 키부(304)의 회동 동작을 행하는 기구의 구동원을 구동하여 키부(304)를 회동시키고, 덮개(103)와 용기 본체(101)의 걸어맞춤을 행한다. 이에 의해, 덮개(103)와 용기 본체(101)가 로크된다. 이상에 의해, 일 단위의 처리가 종료된다.
또, 개구부(102)를 개방하기 위해 보유지지부(30)를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키는 순서는 상기와 반대 순서가 되는 것은 물론이다. 또한, 압압 기구(4)는 보유지지부(30)의 이동과 동기적으로 구동시키는 것 이외에 폐쇄 위치로의 덮개(103)의 이동이 완료된 후에 구동시키도록 해도 된다.
이렇게 하여 본 실시형태에서는, 압압 기구(4)를 마련함으로써 보다 확실히 덮개(103)의 폐쇄를 행할 수 있다. 보다 상세하게는 보유지지부(30) 및 덮개(103)가 연직 상태로 유지된 채로 폐쇄 위치로 이동되기 때문에, 덮개(103)의 한쪽만이 닫히고 다른 쪽이 닫히지 않은 상태의 발생을 피할 수 있다. 즉, 덮개(103)가 똑바른 상태로 닫히기 때문에, 덮개 닫힘 이상이 발생할 가능성이 저감된다. 본 실시형태에서는, 개폐 기구(3)의 구동력을 증대하여 덮개(103) 전체의 수평 이동력을 증대하는 것이 아니라 압압 기구(4)에 의해 보유지지부(30)의 주연부를 국소적으로 압압하는 구성으로 하였으므로 비용 상승을 억제할 수 있다. 예를 들면, 이동 기구(31)(특히, 수평 이동 기구(34))의 구동력은 FOUP용으로 설정해도, 압압 기구(4)를 마련함으로써 FOSB용 용기 개폐 장치로서 이용 가능하게 된다.
또한, 압압 기구(4)는 브라켓(41)을 개재하여 벽체(1)에 고정하는 방식으로 하였으므로, 예를 들면 F0SB용 용기 개폐 장치(A)에 대해서는 압압 기구(4)를 탑재하고, F0UP용 용기 개폐 장치(A)에 대해서는 압압 기구(4)를 탑재하지 않는다는 선택이 간이하게 가능하게 된다.
본 실시형태에서는, 압압부(44)에 의해 보유지지부(30)의 상측 주연부를 압압하는 구성으로 하였지만, 압압하는 부위는 이에 한정되지 않고, 보유지지부(30)의 좌측 및/또는 우측 주연부를 압압하는 구성으로 해도 된다.
단, 본 실시형태에서는 보유지지부(30)가 그 하부에서 이동 기구(31)와 연결되어 있는 구성이기 때문에, 보유지지부(30)의 상측 부분에서 압압력이 약해지는 경우가 있고, 덮개부(103)의 상부에서 폐쇄가 불충분하게 될 우려가 있다. 따라서, 압압부(44)에 의해 보유지지부(30)의 상측 주연부를 압압하는 구성으로 함으로써, 보다 작은 압압력으로 폐쇄 불량을 확실히 회피할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 압압 기구(4)에 의한 압압 개소를 1개소로 하였지만, 보유지지부(30)의 복수 개소에 걸쳐 압압하도록 해도 되고, 그 경우, 구동 유닛(42)은 공통으로 해도 되고 개별적으로 설치해도 된다.
<제2 실시형태>
상기 제1 실시형태에서는 압압부(44)를 수평면 상에서 회동시켜 대기 위치와 압압 위치 사이를 이동시켰지만, 수직면 상에서 회동시켜도 된다. 도 6a는 그 일례를 나타낸다.
도 6a의 압압 기구(4A)는 벽체(1)에 고정된 구동축(45A)을 축지지하는 브라켓(41A)과, 구동축(45A)에 접속된 U자형 아암 부재(43A)를 구비하고, 아암 부재(43A)에서의 구동축(45A)에 접속되지 않은 측의 선단부가 압압부(44A)를 형성하고 있다. 구동축(45A)은 수평 방향으로 연장 설치되고, 도시하지 않은 구동 유닛에 의해 회동 구동된다. 이 구동 유닛은, 제1 실시형태에서의 구동 유닛(42)과 마찬가지로 수평 이동 기구(34)의 액추에이터의 구동에 동기 구동된다. 구동축(45A)의 회동 구동에 의해, 아암 부재(43A)는 2점쇄선의 대기 위치와 실선의 압압 위치 사이에서 회동하고, 압압부(44A)가 수직면(X-Z 평면) 상에서 회동하는 구성이다. 구동 유닛으로서는 서보 모터나 로터리 실린더 등을 들 수 있다.
<제3 실시형태>
상기 제1 및 제2 실시형태에서는 압압부(44, 44A)를 회동시키는 구성으로 하였지만, 병진(竝進)시키는 구성으로도 된다. 도 6b는 그 일례를 나타낸다.
도 6b의 압압 기구(4B)는 벽체(1)에 지지된 액추에이터(42B)와 아암 부재(43B)를 구비한다. 액추에이터(42B)는 예를 들면 전동 실린더 또는 에어 실린더로서, 아암 부재(43B)를 화살표 방향(X방향)으로 이동시킨다. 이 액추에이터(42B)는, 제1 실시형태에서의 구동 유닛(42)과 마찬가지로 수평 이동 기구(34)의 액추에이터의 구동에 동기 구동된다. 아암 부재(43B)의 선단부는 압압부(44B)를 형성하고 있다. 액추에이터(42B)의 작동에 의해, 아암 부재(43B)는 2점쇄선의 대기 위치와 실선의 압압 위치 사이에서 전후 이동하고, 압압부(44B)가 보유지지부(30)의 피보유지지면(302)을 압압한다. 구동 유닛으로서는 그 밖에 전동 실린더나 에어 실린더, 볼스크류나 로터리 실린더 등을 들 수 있다.
<제4 실시형태>
압압 기구의 다른 예에 대해 더 설명한다. 도 7a에 도시된 압압 기구(4C)는 돌출부(4Ca)와 벽체(1)에 설치된 가이드부(46C)를 구비한다. 본 실시형태에서는, 돌출부(4Ca)를 가이드부(46C)의 캠면(46Ca)에 접촉시킴으로써, 보유지지부(30)를 용기 본체(101) 측으로 향하게 하는 반력을 돌출부(4Ca)에 대해 부여하고, 이에 의해 보유지지부(30)의 상측 주연부를 압압하는 구성이다.
돌출부(4Ca)는 보유지지부(30)의 내부에 설치된 구동 기구에 의해 보유지지면(301)의 면방향과 평행한 방향(Z방향)으로 이동하고, 보유지지부(30)로부터 돌출된다. 이 구동 기구에 대해서는 도 7b를 참조하여 설명한다.
구동 기구(4Cb)는 로크 기구(5)에 의해 작동된다. 로크 기구(5)는 키부(304, 304)의 회동 동작을 행하고, 덮개(103)와 용기 본체(101)의 걸어맞춤 및 걸어맞춤 해제를 조작한다. 우선, 로크 기구(5)의 구성에 대해 설명한다.
로크 기구(5)는 구동원으로서 모터(51)를 구비한다. 모터(51)의 출력축에는 웜이 장착되고, 웜 휠(53)과 맞물려 웜 기어를 구성하고 있다. 웜 휠(53)은 그 회전 중심으로부터 편심한 위치에서 링크 부재(54, 54)와 연결되어 있다. 링크 부재(54, 54)에는 각각 키부(304, 304)가 연결되어 있다. 그런데, 모터(51)에 의해 웜 휠(53)을 180도 회전할 때마다 키부(304, 304)가 90도 회동하여 덮개(103)와 용기 본체(101)의 걸어맞춤 상태가, 걸어맞춤과 해제로 전환되게 된다.
돌출부(4Ca)는, 본 실시형태의 경우, 보유지지면(301)의 면방향과 평행한 방향으로 연장되는 압압 바(43C)와, 그 상단부에 회전이 자유롭게 축지지된 캠 팔로워(44C)를 구비한다.
구동 기구(4Cb)는 압압 바(43C)의 Z방향의 이동을 안내하는 가이드 부재(42Ca)와, 압압 바(43C)의 하단부에 설치된 캠 기구를 구비한다. 가이드 부재(42Ca)는 보유지지부(30)에 고정되어 있다. 이 캠 기구는 판 캠(42Cb)과 캠 팔로워(42Cc)를 구비하며, 판 캠(42Cb)은 웜 휠(53)과 동심으로 접속되어 웜 휠(53)의 회전과 동기하여 회전하고, 그 둘레면에는 캠 면이 형성되어 있다. 캠 팔로워(42Cc)는 압압 바(43C)의 하단부에 회전이 자유롭게 축지지되고, 판 캠(42Cb)의 캠 면에 접촉되어 있다.
판 캠(42Cb)은 그 회전 중심부터 그 캠 면까지의 거리가 연속적으로 변화한 부분을 갖고 있고, 이 부분을 이용하여 판 캠(42Cb)의 회전에 의해 압압 바(43C)를 Z방향으로 이동시킬 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 판 캠(42Cb)을 이용한 캠 기구로 돌출부(4Ca)를 이동시키는 구성으로 하였지만, 다른 종류의 캠 기구로도 되고, 캠 기구 이외의 기구로 돌출부(4Ca)를 이동시키는 구성으로 해도 된다.
구동 기구(4Cb)가 로크 기구(5)에 의해 작동되는 구성으로 함으로써, 덮개(103)와 용기 본체(101)의 걸어맞춤 및 걸어맞춤 해제에 동기하여 압압 기구(4C)에 의한 압압, 해제 동작을 행할 수 있다. 이하, 동작예를 도 8a 및 도 8b와 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명한다.
도 8a는 개폐 기구(3)에 의해 보유지지부(30)를 폐쇄 위치에 위치시킨 상태를 나타낸다. 도 8a에서는 덮개(103)에 의한 개구부(102)의 폐쇄가 불충분함을 과장하여 도시하고 있다. 돌출부(4Ca)는 가이드부(46C)로부터 이격된 대기 위치에 위치하고 있다.
도 8a의 상태로부터 로크 기구(5)의 모터(51)를 구동하여 키부(304, 304)에 의해 덮개(103)와 용기 본체(101)의 걸어맞춤 상태를 해제→걸어맞춤으로 전환하기 시작한다. 모터(51)의 구동에 의해, 구동 기구(4Cb)도 작동하여 돌출부(4Ca)를 상승시킨다. 도 8b는 돌출부(4Ca)의 상승 도중 상태를 나타낸다. 캠 팔로워(44C)가 가이드부(46C)의 캠 면(46Ca)에 접촉하고, 캠 면(46Ca)의 법선 방향으로 반력을 받는다. 이 반력은 가이드 부재(42Ca)를 개재하여 보유지지부(30)의 본체에 전달되고, 보유지지부(30)(특히, 그 상측 가장자리부)를 용기 본체(101) 쪽으로 향하게 하는 힘이 된다. 캠 면(46Ca)은 그 법선 방향이 용기 본체(101) 방향에서 아랫방향을 지향하도록 수직면으로부터 경사진 경사면을 이루고 있고, 보유지지부(30)가 용기 본체(101) 쪽으로 향하도록 캠 팔로워(44C)를 안내한다.
도 9a는 돌출부(4Ca)의 상승이 진행된 상태를 나타낸다. 보유지지부(30)가 용기 본체(101) 측으로 이동하고 있다. 도 9b는 돌출부(4Ca)의 상승이 완료된 상태를 나타낸다. 이 때, 보유지지부(30)는 가장 용기 본체(101) 측에 위치하고 있고, 덮개(103)는 개구부(102)를 완전히 막은 위치에 있다. 반대로 말하면, 덮개(103)가 개구부(102)를 완전히 막은 위치가 되도록 캠 면(46Ca)이나 돌출부(4Ca)의 형상, 이동량이 설계된다. 또한, 판 캠(42Cb)의 캠 면은 키부(304, 304)에 의한 덮개(103)와 용기 본체(101)의 해제 상태로부터 걸어맞춤 상태로의 전환 완료까지 돌출부(4Ca)의 상승이 완료되도록 설계된다.
본 실시형태에서는, 이와 같이 확실히 덮개(103)의 폐쇄를 행할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 로크 기구(5)의 구동력을 이용하여 압압 기구(4C)를 작동하는 구성으로 하였으므로, 신규 추가의 액추에이터를 필요로 하지 않아 비용 상승을 억제할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 압압 기구(4C)를 보유지지부(30)의 상측 가장자리부 측에 설치하는 구성으로 하였지만, 옆 가장자리부 측에 설치하는 구성으로 해도 되고, 또한 복수 설치해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 로크 기구(5)의 액추에이터를 활용한 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 액추에이터를 마련하여 구동 기구(4Cb)를 작동하여 돌출부(4Ca)를 상승시키도록 해도 된다. 그 경우, 캠 기구에 그치지 않고 전동 실린더 등을 사용해도 된다.
<제5 실시형태>
압압 기구의 다른 예에 대해 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한다. 도 10a에 도시된 압압 기구(4D)는, 보유지지부(30)의 상부로부터 배면측(용기 본체(101)와는 반대쪽)으로 경사지게 하여 돌출된 돌출부(43D)와, 벽체(1)에 설치된 걸어맞춤부(46D)를 구비한다. 또, 도 10a는 보유지지부(30)를 개방 위치에 위치시키고 있다.
본 실시형태의 경우, 연결부(32)가 힌지부(321)를 갖고 있고, 보유지지부(30)를 벽체(1) 측에 소정의 범위에서 기울어 넘어짐(傾倒) 가능하게 지지한다. 보유지지부(30)의 최대 기울어 넘어짐 각도는 힌지부(321)의 구성(스토퍼 등)에 의해 물리적으로 규제하도록 해도 된다. 또한, 본 실시형태에서는 힌지부(321)에 의해 보유지지부(30)를 기울어 넘어짐 가능하게 하였지만, 탄성체(판스프링 등)에 의해 탄성적으로 기울어 넘어짐 가능하게 해도 된다.
본 실시형태의 경우, 돌출부(43D)는 막대형상 부재로서, 그 선단부에는 캠 팔로워(43D1)가 설치된다. 돌출부(43D)는 보유지지부(30)에 고정된다. 돌출부(43D)는 금속 재료 등 강성이 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 돌출부(43D)를 배면측으로 기울어 넘어짐이 자유롭게 설치해도 된다. 이 경우, 배면측으로의 기울어 넘어짐 한계를 규정하는 스토퍼를 병설하는 것이 바람직하다. 또, 돌출부(43D)를 가요성을 갖는 재료로 구성하고, 배면측으로 자유롭게 휘어지게 하도록 해도 된다.
걸어맞춤부(46D)는 벽체(1)의 면(1b)에서의 구멍부(11)의 상방에 설치되어 있고, 돌출부(43D)의 선단부가 삽입/이탈 가능하도록, 본 실시형태의 경우, 하향으로 개방된 개구(홈)를 갖고 있다. 걸어맞춤부(46D)는 돌출부(43D)의 선단부가 삽발 가능하며, 걸어맞춤 가능하면 어떠한 형상으로도 된다.
다음에, 본 실시형태의 압압 기구(4D)에 의한 압압 동작에 대해 설명한다. 도 10a에 도시된 보유지지부(30)가 개방 위치에 있는 상태로부터, 우선, 상하 이동 기구(33)에 의해 스테이지 부재(331)를 상승시킨다. 보유지지부(30)는 벽체(1) 측으로 기울어 넘어진 상태로 상승한다.
보유지지부(30)는 도 10a에서 2점쇄선으로 나타내는 바와 같이 구멍부(11)에 대향한 위치까지 상승되고, 돌출부(43D)의 캠 팔로워(43D1)가 걸어맞춤부(46D)에 삽입된다. 이 단계에서는, 캠 팔로워(43D1)는 걸어맞춤부(46D)의 내벽(46D1)에 접촉하지 않는다. 그리고, 수평 이동 기구(34)를 구동하여 보유지지부(30)를 폐쇄 위치로 향하여 X방향으로 이동시키면, 덮개(103)의 상측으로부터 개구부(102) 내에 깊게 들어가고, 이어서 덮개(103)의 하측이 개구부(102) 내에 들어간다. 덮개(103)의 하측이 개구부(102) 내에 들어가기 시작하여 보유지지부(30)가 연직 상태에 가까워짐에 따라 돌출부(43D)가 배면측으로 기울어지므로, 캠 팔로워(43D1)가 걸어맞춤부(46D)의 내벽(46D1)에 접촉하고, 돌출부(43D)와 걸어맞춤부(46D)가 완전히 걸어맞춤 상태가 된다.
그 후, 돌출부(43D)가 지지봉이 되어 돌출부(43D)로부터 압압력을 받아 보유지지부(30)의 상부가 구멍부(11)로부터 이격되는 방향으로 이동하는 것이 규제된다.
그 결과, 보유지지부(30)의 상부를 보다 확실히 개구부(102)를 폐쇄하는 위치로 이끌 수 있음과 동시에, 도 10b에 도시된 바와 같이 기울어 넘어져 있는 보유지지부(30)가 기립하여 보유지지부(30) 전체가 개구부(102)를 막게 된다.
이렇게 하여 본 실시형태에서는, 압압 기구(4D)를 마련함으로써 보다 확실히 덮개(103)의 폐쇄를 행할 수 있다. 본 실시형태에서는, 압압 기구(4D) 자체에 고유한 구동원을 가지지 않으므로 비용 상승을 억제할 수 있다. 또, 돌출부(43D)는 보유지지부(30)의 폭 방향의 복수 개소에 설치해도 된다.
본 발명은 상기 실시형태에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않고 여러 가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 알리기 위해 이하의 청구항을 첨부한다.

Claims (9)

  1. 워크를 출입시키는 개구부를 갖는 용기 본체와, 상기 개구부에 착탈이 자유롭게 장착되고 그 개구부를 막는 덮개를 구비한 용기에 대해 상기 덮개의 개폐를 행하는 용기 개폐 장치로서,
    상기 덮개를 보유지지하는 보유지지부를 가지며, 상기 덮개가 상기 개구부를 막는 폐쇄 위치와 상기 덮개가 상기 개구부로부터 이격된 개방 위치 사이에서 상기 보유지지부를 이동시켜 상기 개구부를 개폐하는 개폐 기구와,
    상기 개폐 기구에 의해 상기 덮개를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 향하여 이동시킬 때, 상기 보유지지부의 주연(周緣)부를 상기 용기 본체 측으로 향하여 압압(押壓)하는 압압 기구를 구비하며,
    상기 압압 기구가,
    압압의 구동력을 부여하는 구동원과,
    상기 구동원에 연결되며, 수평면상에서 회동하는 아암 부재와,
    상기 아암 부재의 선단에 지지되며, 상기 보유지지부에 있어서의 덮개 보유지지측과 반대쪽의 면을 상기 용기 본체측으로 향하여 압압하는 압압부를 구비한 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
  2. 워크를 출입시키는 개구부를 갖는 용기 본체와, 상기 개구부에 착탈이 자유롭게 장착되고 그 개구부를 막는 덮개를 구비한 용기에 대해 상기 덮개의 개폐를 행하는 용기 개폐 장치로서,
    상기 덮개를 보유지지하는 보유지지부를 가지며, 상기 덮개가 상기 개구부를 막는 폐쇄 위치와 상기 덮개가 상기 개구부로부터 이격된 개방 위치 사이에서 상기 보유지지부를 이동시켜 상기 개구부를 개폐하는 개폐 기구와,
    상기 개폐 기구에 의해 상기 덮개를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 향하여 이동시킬 때, 상기 보유지지부의 주연부를 상기 용기 본체 측으로 향하여 압압하는 압압 기구를 구비하며,
    상기 압압 기구가,
    수평축 둘레로 압압의 회동 구동력을 부여하는 구동원과,
    상기 구동원에 연결되며, 수직면상에서 회동하는 아암 부재와,
    상기 아암 부재의 선단에 지지되며, 상기 보유지지부에 있어서의 덮개 보유지지측과 반대쪽의 면을 상기 용기 본체측으로 향하여 압압하는 압압부를 구비한 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상하 방향으로 연장되고, 상기 덮개가 통과 가능한 수평 방향으로 개구된 구멍부를 갖는 벽체와,
    상기 벽체의 제1면 측에 설치되고, 상기 용기 본체의 상기 개구부가 상기 구멍부에 대향한 자세로 상기 용기가 탑재되는 탑재부를 구비하며,
    상기 압압 기구의 상기 구동원 및 상기 아암 부재가 상기 제1면과 반대쪽의 상기 벽체의 제2면 측에서의 상기 구멍부의 주연에 설치되는 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 개폐 기구에 의한 상기 덮개의 이동과 상기 구동원에 의한 상기 아암 부재의 회동을 동기 제어하는 제어 장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
  5. 워크를 출입시키는 개구부를 갖는 용기 본체와, 상기 개구부에 착탈이 자유롭게 장착되고 그 개구부를 막는 덮개를 구비한 용기에 대해 상기 덮개의 개폐를 행하는 용기 개폐 장치로서,
    상기 덮개를 보유지지하는 보유지지부를 가지며, 상기 덮개가 상기 개구부를 막는 폐쇄 위치와 상기 덮개가 상기 개구부로부터 이격된 개방 위치 사이에서 상기 보유지지부를 이동시켜 상기 개구부를 개폐하는 개폐 기구와,
    상기 개폐 기구에 의해 상기 덮개를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 향하여 이동시킬 때, 상기 보유지지부의 주연부를 상기 용기 본체 측으로 향하여 압압하는 압압 기구와,
    상하 방향으로 연장되고, 상기 덮개가 통과 가능한 수평 방향으로 개구된 구멍부를 갖는 벽체와,
    상기 벽체의 제1면 측에 설치되고, 상기 용기 본체의 상기 개구부가 상기 구멍부에 대향한 자세로 상기 용기가 탑재되는 탑재부와,
    상기 보유지지부에 설치되고, 상기 덮개와 상기 용기 본체의 걸어맞춤 및 걸어맞춤 해제를 조작하는 로크 기구를 구비하며,
    상기 보유지지부가 상기 덮개에 대향하는 보유지지면을 가지며,
    상기 압압 기구가,
    상기 보유지지면의 면방향과 평행한 방향으로 이동하여 상기 보유지지부로부터 돌출하는 돌출부와,
    상기 로크 기구에 의해 작동되어 상기 돌출부를 이동시키는 구동 기구와,
    상기 벽체에 설치되고, 상기 돌출부의 접촉에 의해 상기 보유지지부를 상기 용기 본체 측으로 향하게 하는 반력을 상기 돌출부에 대해 부여하는 가이드부를 구비한 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 돌출부가,
    상기 보유지지면의 면방향과 평행한 방향으로 연장되는 압압 바와,
    상기 압압 바의 일단에 설치되고 상기 가이드부에 접촉하는 캠 팔로워를 가지며,
    상기 구동 기구가, 상기 압압 바의 타단에 설치되고 상기 로크 기구에 의해 작동되는 캠 기구를 가지며,
    상기 가이드부가,
    상기 벽체에 설치되고, 상기 보유지지부가 상기 용기 쪽으로 향하도록 상기 캠 팔로워를 안내하는 캠면을 구비하는 가이드 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 캠 기구가,
    상기 로크 기구에 의해 작동되는 판 캠과,
    상기 압압 바의 상기 타단에 설치되고 상기 판 캠에 접촉하는 캠 팔로워를 갖는 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
  8. 워크를 출입시키는 개구부를 갖는 용기 본체와, 상기 개구부에 착탈이 자유롭게 장착되고 그 개구부를 막는 덮개를 구비한 용기에 대해 상기 덮개의 개폐를 행하는 용기 개폐 장치로서,
    상기 덮개를 보유지지하는 보유지지부를 가지며, 상기 덮개가 상기 개구부를 막는 폐쇄 위치와 상기 덮개가 상기 개구부로부터 이격된 개방 위치 사이에서 상기 보유지지부를 이동시켜 상기 개구부를 개폐하는 개폐 기구와,
    상기 개폐 기구에 의해 상기 덮개를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 향하여 이동시킬 때, 상기 보유지지부의 주연부를 상기 용기 본체 측으로 향하여 압압하는 압압 기구와,
    상하 방향으로 연장되고, 상기 덮개가 통과 가능한 수평 방향으로 개구된 구멍부를 갖는 벽체와,
    상기 벽체의 제1면 측에 설치되고, 상기 용기 본체의 상기 개구부가 상기 구멍부에 대향한 자세로 상기 용기가 탑재되는 탑재부를 구비하며,
    상기 보유지지부가 상기 덮개에 대향하는 보유지지면을 가지며,
    상기 개폐 기구는 상기 보유지지부를 상기 폐쇄 위치와 상기 개방 위치 사이에서 이동시키는 이동 기구를 구비하며,
    상기 이동 기구는,
    상기 보유지지부에 연결되고, 상기 보유지지부를 상기 벽체 측에 기울어 넘어짐 가능하게 지지하는 연결부와,
    상기 연결부를 개재하여 상기 구멍부에 상기 보유지지부를 진퇴시키는 수평 이동 기구와,
    상기 연결부를 개재하여 상기 보유지지부를 상하로 승강시키는 상하 이동 기구를 구비하며,
    상기 압압 기구가,
    상기 보유지지부에 설치되고, 상기 보유지지부의 상부로부터 돌출된 돌출부와,
    상기 제1면과 반대쪽의 상기 벽체의 제2면에서의 상기 구멍부의 상방에 설치되고, 상기 돌출부가 삽발(揷拔) 가능한 걸어맞춤부를 구비하며,
    상기 돌출부는, 상기 보유지지부가 상기 벽체 측에 기울어 넘어진 상태로 상기 구멍부의 배후 위치로 상승하였을 때에 상기 걸어맞춤부에 삽입되고, 상기 보유지지부의 상부가 상기 구멍부로부터 이격되는 방향으로 이동하는 것을 규제하는 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
  9. 워크를 출입시키는 개구부를 갖는 용기 본체와, 상기 개구부에 착탈이 자유롭게 장착되고 그 개구부를 막는 덮개를 구비한 용기에 대해 상기 덮개의 개폐를 행하는 용기 개폐 장치로서,
    상기 덮개를 보유지지하는 보유지지부를 가지며, 상기 덮개가 상기 개구부를 막는 폐쇄 위치와 상기 덮개가 상기 개구부로부터 이격된 개방 위치 사이에서 상기 보유지지부를 수평 방향으로 이동시켜 상기 개구부를 개폐하는 개폐 기구와,
    상기 개폐 기구에 의해 상기 덮개를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 향하여 수평 방향으로 이동시킬 때, 상기 보유지지부의 주연부를 상기 용기 본체 측으로 향하여 압압하는 압압 기구를 구비하며,
    상기 압압 기구가,
    수평 방향으로 압압의 구동력을 부여하는 구동원과,
    상기 구동원에 연결되며, 수평 방향으로 이동하는 아암 부재와,
    상기 아암 부재의 선단에 지지되며, 상기 보유지지부에 있어서의 덮개 보유지지측과 반대쪽의 면을 상기 용기 본체측으로 향하여 압압하는 압압부를 구비한 것을 특징으로 하는 용기 개폐 장치.
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