CN103219271B - 吸引夹持器及移载装置 - Google Patents

Abstract

提供一种不管排气孔的位置如何都使空气顺畅地流动、消除了推斥力的不平衡的吸引夹持器。吸引夹持器（10）具备平板状的主体（11）、相对面（31）、多个空气喷出口（41）和多个排气孔（42）。在主体（11）的内部形成压缩空气的流路。相对面（31）为主体（11）的与工件相对一侧的面。空气喷出口（41）为了喷出从流路提供的压缩空气而开口在相对面（31）上。排气孔（42）在空气喷出口（41）的周围开口在相对面（31）上，并且在厚度方向上贯穿主体（11）地形成。各空气喷出口（41）形成为圆柱状的空间，并且具备3个探到该空间内部而开口的喷嘴流路（44），各喷嘴流路（44）朝沿着上述圆柱状的空间的内壁的方向喷出压缩气体。

Description

吸引夹持器及移载装置

技术领域

本发明主要涉及用来非接触地吸引保持工件并搬运的吸引夹持器的结构。

背景技术

为了移载太阳能电池片、燃料电池单元、或者充电电池的电极或隔板等薄的平板状工件（薄板工件），以往提出过采用了利用伯努利效应（ベルヌ一イ効果）的伯努利夹持器的非接触搬运装置（参照例如专利文献1）。

专利文献1中记载的非接触搬运装置被构成为将空气喷射到形成为中空圆柱状的回旋流形成体（吸引要件）的内部，在该回旋流形成体的内部形成回旋流地构成。由于回旋流从回旋流形成体变成高速流而流出，因此该回旋流形成体的端面与被搬运物（晶片）之间变成负压。由此，是非接触地吸引保持被搬运物的结构。专利文献1由于吹入回旋流形成体内部的空气被原封不动地沿内周面被整流而成为回旋流，因此能够几乎不受通道阻力、顺畅地变成回旋流，能够提高能量效率而实现节能化。

但是，在吸引并保持薄板状工件（被搬运物）的移载装置中，优选对工件尽可能均匀地作用吸引力（负压）。这是因为在作用于工件的吸引力存在不均匀时，该工件上可能产生振动、变形的缘故。如果从该观点来看，最好是使用来产生吸引力的吸引要件尽可能小型化、增加每单位面积配置的吸引要件的数量。

这一点上，专利文献1中记载的非接触搬运装置由于是在形成为中空圆柱状的回旋流形成体（吸引要件）上形成流体导入口、流体通道和喷出口等的结构，因此可以认为使该回旋流形成体小型化是困难的。因此，增加每单位面积配置的回旋流形成体的数量也是困难的。并且，专利文献1还公开了在薄薄地构成为板状的非接触搬运装置的基体上形成多个凹陷部和流体通道，在凹陷部的内部空间中产生回旋流的结构。但是，由于这是将凹陷部配置在2个臂部的结构，因此对工件作用的吸引力只在2个臂部的部分产生。因此，该结构不能对整个工件均匀地作用吸引力。

因此，本发明申请人作为日本国专利申请、特愿2011-94215号，提出了图11和图12所示那样的吸引夹持器9。这是在将金属制的板层叠构成的平板状的吸引夹持器主体上形成与工件直接相对的相对面31，并且将在该相对面31上开口的多个空气喷出口（吸引要件）41排列成阵列而形成的吸引夹持器。在吸引夹持器9主体的内部形成有将压缩空气喷出到空气喷出口41内部的喷嘴流路44。如图11和图12所示，喷嘴流路44对一个空气喷出口41形成2条。2条喷嘴流路44互相使相位相差180°地在上述空气喷出口41的内壁上开口形成。通过从该喷嘴流路44喷出空气，能够使空气沿空气喷出口41的内壁面流动。沿空气喷出口41的内壁面流动的空气从该空气喷出口41以高速流出，由此产生吸引力。

空气喷出口41、喷嘴流路44等能够用对上述金属制的板的蚀刻或冲裁等方法形成，小型化、密集化是容易的。例如图11的吸引夹持器9使空气喷出口41的直径为例如3mm。由于能够这样极小地形成空气喷出口41，因此能够使每单位面积配置的吸引要件（空气喷出口41）的数量较多。并且如图11所示，通过将多个上述空气喷出口41排列形成为阵列状，能够使吸引力对整个工件均匀地作用，能够防止该工件的振动和变形。

并且，图11所示的吸引夹持器9中用来将空气排出的多个排气孔42在相对面31上开口形成。该排气孔42在厚度方向上贯穿吸引夹持器9的主体地形成。从空气喷出口41喷出的空气通过排气孔42被排出。

但是，专利文献1所公开的非接触搬运装置中吸引要件（回旋流形成体）的周围成为空间。该结构中从吸引要件喷出来的空气向上述空间迅速排出。因此，专利文献1的结构没怎么考虑从吸引要件喷出的空气的流动停滞的情况。

另一方面，在图11所示的比较例的吸引夹持器9中，从各空气喷出口41喷出的空气流到排气孔42，从该排气孔42排出。因此，在假如从空气喷出口41到排气孔42空气不顺畅流动时，流速低下，会产生吸引力低下。因此，图11的结构的吸引夹持器9使中空气从空气喷出口41到排气孔42顺畅地流动变得重要。

本申请发明者们基于以上观点，反复进行了实验和计算机模拟分析的结果，发现以下这样的问题。

首先，将利用计算机模拟求出的从图11所例示的比较例的吸引夹持器9的空气喷出口41喷出的空气的流迹的结果表示在图13中。该计算机模拟为将空气喷出口41的直径设定为3mm而求出的结果。另外，图13中的ΔZ表示吸引夹持器9的相对面31与工件之间的间隔。知道随着吸引夹持器9靠近工件，空气的流动变化着。ΔZ＝0.1mm的状态为最稳定的状态，在该状态下，工件被吸引夹持器9吸引保持。

如果根据专利文献1所公开，吹入该专利文献1的结构所具备的回旋流形成体内部的空气被原封不动地沿内周面整流，产生回旋流。但是，如从图13的计算机模拟的结果明确的那样，比较例的吸引夹持器9中从喷嘴流路44喷出的空气在空气喷出口41内几乎不回旋，喷出到外部。这可以认为是因为比较例的吸引夹持器9（图11）极小地形成空气喷出口41（直径3mm），因此在该空气喷出口41的内部空气流的回旋成分极少，空气流没充分回旋的缘故。在空气在空气喷出口41的内部没有充分回旋时，从喷嘴流路44喷出的空气几乎不分散地从空气喷出口41流出。结果，空气从空气喷出口41喷出的方向集中在特定的方向上。在图13所示的比较例的吸引夹持器的情况下，由于在各空气喷出口41上设置2条喷嘴流路44，因此从该空气喷出口41流出的空气的方向集中在2个方向上。

如图13的比较例（a）所示，从空气喷出口41喷出到2个方向上的空气描绘大迂回样的轨迹，流到排气孔42。在图13的比较例（a）时，尤其在ΔZ＝0.3mm和ΔZ＝0.2mm时，空气大迂回流动。并且，在ΔZ＝0.2mm和ΔZ＝0.1mm时，产生大的环形流，空气的流动停滞。

这样，从本申请发明者们进行过的模拟可知，图11的比较例的吸引夹持器9中空气没顺畅地流动。由于空气没顺畅地流动，因此担忧吸引力低下。因此本申请发明者们通过计算机模拟求出了图13的比较例（a）所示的空气喷出口41周边的压力分布。将该结果表示在图14的比较例（a）中。图14所示的是ΔZ＝0.1mm状态下（工件被吸引夹持器9吸引保持的状态）的压力分布。图14的颜色的深浅表示吸引力的大小，颜色越深的部分推斥力（斥力）越大。并且，颜色浅（白）的部分表示吸引力，中间的灰色表示大气压（＝吸引力为0）。另外，喷嘴流路44的附近为流速最快的部分，由于空气喷出口41内喷流沿圆筒面回旋而产生负压，因此这附近必然成为吸引力。并且，由于排气孔42与大气连通，因此在该部分产生的力大致为0。因此，空气喷出口41及排气孔42以外的区域（空气喷出口41周围的区域）的推斥力的分布成为问题。

从图14的模拟结果可知，空气喷出口41周边的推斥力不均匀。另外，该比较例的吸引夹持器9由于是空气喷出口41本身极小、将该空气喷出口41排列成阵列状形成的结构，因此与专利文献1的结构相比能够使吸引力和推斥力以细小的间距分布并起作用。因此可以说，就算在该空气喷出口41的周围推斥力不均匀，作为整个吸引夹持器9来看，与专利文献1的结构相比能够使均匀的推斥力作用于工件。但是，在处理薄片状的工件时，存在空气喷出口41的周围不平衡的推斥力的分布使工件的变形或振动等产生的担忧。因此，即使是这样细小的推斥力的不均匀，也有改善的余地。

本申请发明者们认为，上述那样推斥力不平衡的原因是因为空气从空气喷出口41到排气孔42不顺畅地流动，该空气停滞的缘故。可以考虑这样的空气的停滞能够通过使排气孔42的位置最合适化来改善。将使排气孔42的位置最合适化时的计算机模拟的结果作为比较例（b）表示在图13中和作为比较例（b）表示在图14中。

如从计算机模拟的结果可知的那样，通过使排气孔42的位置最合适化（比较例（b）），与最合适化前（比较例（a））相比，空气的流动变得稍微顺畅，并且推斥力的不平衡也稍微改善。但是，如从图13的比较例（b）可知的那样，即使使排气孔的位置最合适化，空气的环状流仍然残留，不能够完全消除空气的停滞。并且，如从图14的比较例（b）也可知的那样，不能够完全消除推斥力的不平衡。

并且，在实际的吸引夹持器9中也存在不一定能够将排气孔42形成在最合适的位置上的问题。因为在吸引夹持器9的内部有形成用来给空气喷出口41提供压缩空气的流路的必要，必须避开该流路来形成排气孔42。并且，在想要将排气孔42形成在最合适的位置上时，由于吸引夹持器9的设计自由度低下，因此例如在任意的位置上配置传感器等自由的设计变得困难。

这样，使排气孔42的位置最合适化的构思中消除空气喷出口41周边的推斥力的不平衡是不完全的或者是不可能的。因此，寻求能够有效地使空气喷出口41周边的推斥力均匀化的结构。

[专利文献1]日本国特许第3981241号公报

发明内容

本发明就是鉴于以上问题，其主要目的是要提供一种不管排气孔的位置如何都使空气顺畅地流动、消除了推斥力的不平衡的吸引夹持器。

本发明想要解决的问题如上所述，接着说明用来解决该问题的手段及其效果。

根据本发明的方案，提供吸引并以非接触的状态保持薄的平板状的工件的吸引夹持器的以下结构。即，该吸引夹持器具备平板状的主体、相对面、多个喷出口和多个排气孔。在上述主体的内部形成有压缩气体的流路。上述相对面为上述主体的与上述工件相对的一侧的面。上述喷出口为了喷出从上述流路提供的压缩气体而开口在上述相对面上。上述排气孔在上述喷出口周围开口在上述相对面上、并且在厚度方向上贯穿上述主体地形成。各喷出口形成为圆柱状的空间，并且具备3个探到该空间的内部而开口的喷嘴流路，各喷嘴流路朝沿着上述圆柱状的空间的内壁的方向喷出压缩气体。

这样，通过从3个喷嘴流路给喷出口内提供压缩气体，从该喷出口喷出的压缩气体的流向被分散到3个方向。由于压缩气体的流动被分散到3个方向，因此排气孔的位置给压缩空气的流动带来的影响小，结果能够自由地配置排气孔，设计自由度提高。并且，由于压缩空气的流动分散使压力分布均匀化，因此能够防止工件的振动和变形。并且，由于通过增加了喷嘴流路的数量减少每个喷嘴流路的压缩气体的流量，因此能够使工件由于空气的喷出而受到的冲击减少。

在上述吸引夹持器中，优选上述3个喷嘴流路的上述开口在上述喷出口的圆周方向上均等间隔地形成。

这样，通过从等间隔地开口的喷嘴流路给喷出口内提供压缩气体，能够使从该喷出口喷出的压缩气体均匀地分散到3个方向。

并且，在上述吸引夹持器中，优选上述喷嘴流路的长度方向与上述相对面平行地形成。

由此，能够使从喷出口喷出的压缩气体沿相对面顺畅地流动。

在上述吸引夹持器中，优选最靠近上述喷出口的排气孔在以该喷出口为中心的同心圆上至少形成有3个。

由此，能够将从喷出口分散到3个方向上而喷出的压缩气体从排气孔顺畅地排出。

在上述吸引夹持器中，优选最靠近上述喷出口的排气孔在上述同心圆上均等间隔地形成。

由此，由于能够使压缩气体均等分散地流到排气孔，因此能够使喷出口周围的压力分布更均匀化。

在上述吸引夹持器中，其特征在于，上述喷嘴流路被形成为：使任意的喷出口的内部空间的该喷出口的围绕轴线处的压缩空气的流动方向与形成在最靠近该喷出口位置的其他喷出口成反方向。

由此，能够将因压缩气体在喷出口内回旋地流动而产生的扭矩抵消，能够抑制被吸引夹持器吸引保持着的工件的旋转。而且，如果使流动方向为顺时针的喷出口的个数与流动方向为逆时针（反方向）的喷出口的个数相同的话，则各吸引要件相对于工件的旋转中心产生的旋转扭矩的总和为0，能够更有效地抑制被吸引夹持器吸引保持着的工件的旋转。而且，也可以在吸引夹持器的周围设置与被吸引夹持器吸引保持着的工件的侧面接触来阻止旋转的一个以上的限制部件。

并且，根据本发明的另外的方案，提供具备上述吸引夹持器和能够使上述吸引夹持器在规定的范围内三维移动的并联机构的移载装置。

即，通过并联机构，能够使通过吸引夹持器吸引保持着的工件自由地三维移动。根据本申请发明的吸引夹持器，由于能够抑制振动和变形地吸引保持薄的平板状的工件，因此上述移载装置能够防止工件变形或破损等的同时使该工件移动到任意的位置。

附图说明

图1为具备了本发明一个实施形态的吸引夹持器的移载机械手的立体图；

图2为主要表示吸引夹持器的下面一侧（相对面）的立体图；

图3为吸引夹持器的示意剖视图；

图4为透视地表示喷嘴流路的样子的立体图；

图5为表示吸引夹持器的相对面的俯视图；

图6为表示从空气喷出口吹出空气的样子的俯视图；

图7（a）为表示用计算机模拟求出的实施形态的吸引夹持器中空气的流迹的结果的图；（b）为表示改变排气孔的位置进行了同样的模拟的结果的图；

图8（a）为表示用计算机模拟求出的实施形态的吸引夹持器中压力分布的结果的图；（b）为表示改变排气孔的位置进行了同样的模拟的结果的图；

图9为表示通过实验测定的吸引夹持器的空气流量和吸引力的关系的结果的图；

图10为表示通过实验测定的被吸引夹持器吸引的工件的变形量的结果的图；

图11为比较例的吸引夹持器的俯视图；

图12为透视地表示比较例的吸引夹持器的喷嘴流路的样子的立体图；

图13（a）为表示用计算机模拟求出的比较例的吸引夹持器中空气的流迹的结果的图；（b）为表示改变排气孔的位置进行了同样的模拟的结果的图；

图14（a）为表示用计算机模拟求出的比较例的吸引夹持器中压力分布的结果的图；（b）为表示改变排气孔的位置进行了同样的模拟的结果的图；

图15为表示本发明的吸引夹持器的变形例的俯视图。

附图标记

1．移载机械手（移载装置）；10．吸引夹持器；11．主体；31．相对面；41．空气喷出口（喷出口）；42．排气孔；44．喷嘴流路

具体实施方式

接着参照附图说明本发明的实施形态。图1为具备了本发明一个实施形态的吸引夹持器10的移载机械手（移载装置）1的立体图。

该移载机械手1作为所谓并联机构机械手（パラレルメカニズムロボツト）而构成。具体为，该移载机械手具有底座部101、3根臂106、3台电动机104和一块端板114。

在底座部101的下面形成有被安装面P1。另一方面，用来安装移载机械手1的图示省略的框体上表面作为水平的向上安装面。该结构通过将底座部101的被安装面P1固定在上述框体的安装面上，能够将移载机械手1设置成垂吊状。

在底座部101的下面一侧，以该底座部101的俯视图的中央部为中心、在圆周方向上成等间隔地排列固定有3台电动机104。各电动机104带减速器，在其输出轴（即减速器的输出轴）上分别固定有上述臂106的基端部。

在各臂106的中途部分设置有由球窝接头构成的关节部110，在该关节部110处该臂106弯曲自由。3根臂106的顶端连接在1块端板114上。并且，在底座部101上固定有使电机轴朝下地设置的电动机32。该电动机32的电机轴和端板114用能够将上述电机轴的旋转传递到端板114的旋转轴33连接。

像上述那样构成并联机构，移载机械手1通过适当控制3台电动机104能够使端板114在臂106的行程范围内三维地自由移动。

在端板114的下面安装有本实施形态的吸引夹持器（伯努利夹持器）10。由此，本实施形态的移载机械手1能够使吸引夹持器10在臂106的行程范围内三维地移动。虽然后面详细说明，但吸引夹持器10为通过提供压缩空气（压缩气体），能够在其下表面和与工件90（参照图3）的上述下表面相对的面之间产生吸引力，非接触地吸引保持该工件的装置。

本实施形态的移载机械手1给吸引夹持器10提供压缩空气并吸引保持工件90，在该状态下适当控制电动机104使端板114（以及吸引着工件90的状态下的吸引夹持器10）移动到所希望的位置。并且，该移载机械手1通过适当驱动上述电动机32能够使吸引夹持器10旋转，使被该吸引夹持器10吸引保持的工件90在大致水平面内旋转。接着，移载机械手1通过阻断对吸引夹持器10的压缩空气的供给来解除工件90的吸引保持，将该工件90移载到所希望的位置上。像上述那样，本实施形态的移载机械手1能够用吸引夹持器10吸引保持工件90并移动到所希望的位置。

作为本实施形态的移载机械手1处理的工件90假定为形成为薄的平板状、尤其是矩形的部件。作为工件90的例子，能够列举太阳能电池板、燃料电池的元件、充电电池的电极、隔板、硅片等，但并不局限于此。

接着详细说明本实施形态的吸引夹持器10的结构。

如图2所示，吸引夹持器10具有整体构成为平板状的主体11。如图3所示，主体11的下表面成为能够直接与工件90相对的相对面31。该相对面31构成为与吸引夹持器10的厚度方向垂直的矩形状（直角四边形形状）的平坦面。如图2所示，在吸引夹持器10的相对面31上喷出空气的空气喷出口41和用来排出空气的排气孔42多个排列而形成为阵列状。

如图3所示，多块板沿厚度方向重叠构成吸引夹持器10的主体11。具体为，主体11从靠近工件90的一侧（下侧）依次具有面板25、喷嘴板26、连接板27和分配板28。面板25的下表面构成上述相对面31。

上述空气喷出口41为圆柱状的空间，作为在厚度方向上贯穿面板25和喷嘴板26的圆孔而形成。另外，空气喷出口41在连接板27和分配板28上不形成。即，在吸引夹持器10的厚度方向上空气喷出口41的一侧端部（上侧的端部）用连接板27封堵。另一方面，空气喷出口41的另一侧端部（下侧的端部）在面板25的下表面（相对面31）上开口。

如图3所示，在喷嘴板26上形成有与空气喷出口41连通的喷嘴流路44。该喷嘴流路44具体作为形成在喷嘴板26上的细长缝隙而构成。如图4和图5所示，该喷嘴流路44使其长度方向与空气喷出口41的切线方向大致一致地形成，并且该长度方向的一端侧与空气喷出口41内侧的空间连接地构成。

在本实施形态中，对一个空气喷出口41形成3条喷嘴流路44。如图5所示，3条喷嘴流路44以空气喷出口41的中心轴线为中心互相相差120相位地形成。因此，3条喷嘴流路44相对于空气喷出口41的内周壁在该空气喷出口41的圆周方向上等间隔地开口。并且，该喷嘴流路44的长度方向与相对面31平行地形成。另外为了方便图示，在图3的剖视图中在同一剖面内2条喷嘴流路44相对向地描绘，但这只是用来说明的示意图，实际并不是这样形成喷嘴流路44。

如图3至图5所示，喷嘴流路44的在长度方向上与空气喷出口41的相反一侧的端部连接在压缩空气供给端口35上。由此，空气喷出口41和压缩空气供给端口35通过喷嘴流路44连通。如图3所示，压缩空气供给端口35作为在厚度方向上贯穿喷嘴板26和连接板27的圆孔而形成。压缩空气供给端口35与各喷嘴流路44相对应地形成。即，对一个空气喷出口41，3个压缩空气供给端口35形成在喷嘴板26和连接板27上。

如图3所示，在分配板28上形成有与上述3个压缩空气供给端口35连通的分配通道43。该分配通道43通过例如接头71和管线72以及图示省略的电磁阀与适当的压缩空气源（例如压缩机）连接。

上述排气孔42作为圆孔而构成，在厚度方向上贯穿板25、26、27、28地形成。即，排气孔42在厚度方向上贯穿吸引夹持器10的主体11地形成。因此，在吸引夹持器10的厚度方向上，排气孔42一侧的端部在相对面31上开口，另一侧的端部在吸引夹持器10的主体11的上表面上开口。

如图5所示，在本实施形态中，各排气孔42以相等的间隔被形成在构成正三角形的顶点的位置上。并且，各空气喷出口41位于由3个排气孔42形成的正三角形的重心位置上地形成。由此，最靠近各空气喷出口41的3个排气孔42以相等的间隔配置在以该空气喷出口41为中心的同心圆上。但是，主体11边缘部的空气喷出口41不限于此。这是因为在主体11的边缘部存在不能够形成排气孔42的地方的缘故（参照图5）。

作为上述4张板25～28的材料，从成本等的观点出发，优选使用金属。作为板25～28的材料的具体例，可以列举从不锈钢、铝合金或钛合金中选择出的材料。并且，通过将4张板25～28全部在重叠的状态下扩散结合，构成吸引夹持器10的主体。为了提供应变小、尺寸精度良好的吸引夹持器10，作为4张板25～28的材料优选使用全部相同的材料。这是因为在如果将不同种金属扩散结合时，存在产生结合后的存留应变引起的翘曲等变形之虞的缘故。本实施形态中作为4张板25～28的材料都使用不锈钢。

另外，对于形成在4张板25～28上的空气喷出口41、喷嘴流路44、压缩空气供给端口35、分配通道43、排气孔42等，既可以用例如蚀刻形成，也可以用冲裁和钻孔等机械加工来形成。由于能够使用蚀刻等加工方法，因此将空气喷出口41、喷嘴流路44等以小的尺寸排列形成为阵列状容易。例如在本实施形态中，使空气喷出口41的直径为约3mm。

接着参照图3说明上述那样构成的本实施形态的吸引夹持器10的动作。

为了用上述结构的吸引夹持器10吸引保持工件90，将连接在压缩空气源上的上述电磁阀打开，开始对分配通道43的压缩空气的供给。由此，从该分配通道43给3个压缩空气供给端口35分配压缩空气。提供给压缩空气供给端口35的压缩空气经过与该压缩空气供给端口35连通的喷嘴流路44流动，从该喷嘴流路44的端部向空气喷出口41的内部喷出。

由于如上所述各喷嘴流路44使其长度方向沿空气喷出口41的切线方向地形成，因此从3个喷嘴流路44喷出来的空气沿空气喷出口41的内周壁流动（参照图6）。由此，空气在空气喷出口41中回旋地流动（例如在图6中，空气在空气喷出口41内沿逆时针方向流动）。但是，在本实施形态的吸引夹持器10中，由于空气喷出口41极小到直径3mm、并且与直径相比更浅地形成，因此空气在空气喷出口41的内部不完全回旋。因此，从喷嘴流路44喷出到空气喷出口41内的空气以在该空气喷出口41内稍微改变方向的程度（图6）从该空气喷出口41喷出。

其中，在像图3（a）那样工件90大大地离开相对面31时，吸引夹持器10与工件90之间不产生吸引力。

但是，当像图3（b）那样使相对面31靠近工件90时，从空气喷出口41喷出来的空气产生的负压作用于工件90。相对面31与工件90之间的距离越近，在相对面31与工件90之间流动的空气的流速变得越大，经过排气孔42向上方排出。由此，沿空气喷出口41的内壁面进入的空气流向相对面31排出之际流速增加，空气喷出口41的内部压力低下。工件90被此时产生的负压吸引到相对面31。另一方面，由于在工件90与相对面31之间存在来自空气喷出口41的喷出空气形成的空气层，因此工件90受到从相对面31拉开的方向的推斥力。因此，工件90不会完全被吸附到相对面31上。通过该吸引力与推斥力的平衡，工件90被以非接触保持在吸引夹持器10上。像上述那样，空气喷出口41起非接触地将工件90吸引保持在吸引夹持器10上的吸引要件的作用。

在相对面31与工件90之间流动的空气通过排气孔42排出到吸引夹持器10的上方（参照图3（b））。由此，由于空气不滞留在相对面31与工件90之间，所有能够使空气顺畅地流动，能够使吸引力效率良好地作用。

另外如上所述，由于从喷嘴流路44喷出到空气喷出口41内的空气沿该空气喷出口41的内周壁回旋地流动，因此此时在工件90上作用扭矩。因此本实施形态的吸引夹持器10被如图5所示使给各空气喷出口41提供压缩空气的喷嘴流路44的方向与最靠近的其他的空气喷出口41的方向相反地形成。即，使最靠近的相邻的空气喷出口41之间空气在其内部的流动方向为顺时针、逆时针、顺时针这样交错排列地形成各喷嘴流路44。由此，能够将由回旋的空气产生的扭矩抵消，能够防止被吸引夹持器10吸引保持着的工件90旋转。

而且，如果使流动方向为顺时针的空气喷出口41的个数与流动方向为逆时针（相反方向）的空气喷出口41的个数相同的话，则各吸引要件产生的工件90的旋转中心的旋转扭矩的总和为0，能够更有效地抑制被吸引夹持器10吸引保持着的工件90的旋转。

通过上述动作，本实施形态的吸引夹持器10非接触地在其法线方向上吸引保持工件90的表面。但是，仅有上述结构不能够在与工件90的表面平行的方向（与相对面31平行的方向）上保持工件90。因此，在将吸引夹持器10安装到并联机构等移载机械手上来搬用工件90时，需要限制工件90向横方向移动的限制部件。因此在本实施形态的吸引夹持器10的周边部位配置有图示省略的限制部件。另外，这样的限制部件（引导部件）记载在日本特愿2011-94215的第0106段中。

例如，在吸引夹持器10的边缘部固定围绕吸引夹持器10地互相隔开间隔配置的多个引导部件。引导部件在形成为矩形的吸引夹持器10的各条边各配置2个，并且夹着吸引夹持器10相对置地配置。并且，引导部件与形成为平板状的吸引夹持器10的厚度方向垂直地配置，其下端从吸引夹持器10的下表面（相对面31）突出到下方。这些引导部件在搬运被吸引夹持器10保持着的工件90时限制工件90沿与吸引夹持器10的下表面（相对面31）平行的方向相对移动。

接着说明由本实施形态的吸引夹持器获得的特殊的效果。

首先，本申请发明者们为了验证本实施形态的吸引夹持器10的效果，通过计算机模拟求出了来自空气喷出口41的空气的流动。将该结果表示在图7中。进行该模拟时使喷嘴流路44的等价水力直径×3与进行图13的模拟时的比较例的吸引夹持器9的喷嘴流路44的等价水力直径×2相等地设定。由此，能够将具备2条喷嘴流路44的比较例的吸引夹持器9（图11）的模拟结果（图13）与具备3条喷嘴流路44的本实施形态的吸引夹持器10的模拟结果（图7）在同等条件下进行比较。另外，有时将这样将喷嘴流路44的等价水力直径设定成与比较例的吸引夹持器9相等的本实施形态的吸引夹持器10称为A型。另外，使空气喷出口41的直径为3mm。

如图7（a）所示，在本实施形态的吸引夹持器10中，从空气喷出口41喷出的空气朝3个方向喷出。即，与空气集中在2个方向上喷出的比较例的吸引夹持器9（图13的模拟结果）相比，能够使空气从空气喷出口41分散地喷出。结果，不会像比较例的吸引夹持器9那样空气大迂回地流动，能够像图7（a）所示那样使来自空气喷出口41的空气朝排气孔42顺畅地流动。并且，与对图13所示的比较例的吸引夹持器9的模拟结果相比可知，对图7（a）所示的本实施形态的吸引夹持器的模拟结果中空气的环状流迹大大减少，空气的停滞变少。尤其在吸引保持着工件的状态（ΔZ＝0.1的状态）下，环状流基本消除。即，根据本实施形态的吸引夹持器10，很明显能够在使空气不停滞、顺畅地流动的状态下吸引保持工件90。

接着，本申请发明者们为了验证由本实施形态的吸引夹持器10产生的吸引力的均匀性，通过计算机模拟求出了空气喷出口41周围的压力分布。将该结果表示在图8中。另外，图8所示的为图7中ΔZ＝0.1mm时（吸引保持着工件90的状态下）的压力分布。如图8（a）所示，本实施形态的吸引夹持器10中空气喷出口41周围的推斥力的分布是均匀的，与比较例的吸引夹持器9（图14的模拟结果）相比，其差别是明显的。即，根据本实施形态的吸引夹持器10，由于能够使从空气喷出口41喷出的空气向3个方向分散，因此与空气集中向2个方向喷出的比较例的吸引夹持器9相比，相对于空气喷出口内部和非常靠近边缘部的地方产生的吸引力，能够使推斥力均匀地作用于其周边部位。这样，本实施形态的吸引夹持器10由于能够按每个空气喷出口地使吸引力及其周边大致均匀分布的推斥力同样地作用于工件90，因此能够期待降低工件90的振动和变形的效果。

另外，上述图7（a）及图8（a）的模拟结果为如图6所示假定在空气从空气喷出口41朝3个方向喷出的方向的前头分别形成了排气孔42时的结果。这样，通过在空气从空气喷出口41喷出的方向的前头配置排气孔42，能够使来自空气喷出口41的空气最顺畅地流动。但是，并非总是能够以这样理想的配置形成排气孔42。因此，本申请发明者们还是使从空气喷出口41流出的空气难以流动地配置排气孔42，进行了与上述同样的计算机模拟。将其结果表示在图7（b）和图8（b）中。

如图7（b）所示，通过改变排气孔42的位置，空气的流动产生了一些变化，例如在ΔZ＝0.3时产生了一些环状流。但是，在吸引保持了工件的状态下（ΔZ＝0.1的状态），环状流基本消除，空气没有停滞，顺畅地流动。并且，如图8（b）所示，即使在改变了排气孔42的位置时，空气喷出口41周围的压力分布也均匀，能够获得与将排气孔42配置在理想的位置上时（图8（a））相比不逊色的结果。这样确认了，根据本实施形态的吸引夹持器10，不管排气孔42的配置如何，都能够使空气顺畅地流动，能够使压力分布均匀化。

这一点，图11和图12所示的比较例的吸引夹持器9中，由于来自空气喷出口41的空气集中向2个方向喷出，因此排气孔42的位置使空气的流动大大地变化了。因此，比较例的吸引夹持器9不能够自由地配置排气孔42，设计自由度低了。本实施形态的吸引夹持器10由于来自空气喷出口41的空气分散向3个方向上喷出，因此即使排气孔42的位置改变空气的流动也不大变化。即，由于即使使排气孔42的位置从理想的位置改变，空气的流动也不大变化，因此能够使空气与理想的状态同样顺畅地流动，能够使推斥力均匀地作用。因此，根据本实施形态的吸引夹持器10的结构，由于能够不关心空气的流动地自由配置排气孔42，因此能够提高该吸引夹持器10的设计自由度。

接着，本申请发明者们实际试做了图2所示的吸引夹持器10，进行了将对工件作用的吸引力的大小与比较例的吸引夹持器9（图11）进行比较的实验。将该结果表示在图9中。在图9中，横轴为对吸引夹持器提供的空气的流量，纵轴表示整个吸引夹持器对工件作用的吸引力。图9中表示为2个喷嘴的曲线表示对比较例的吸引夹持器的实验结果。并且，表示为A型和B型的曲线表示对本实施形态的吸引夹持器10（对一个空气喷出口有3条喷嘴流路的吸引夹持器）的实验结果。

另外，如上所述，A型吸引夹持器与比较例的吸引夹持器9等同地设定喷嘴流路44的等价水力直径。另一方面，图9中表示为B型的本实施形态的吸引夹持器为与比较例的吸引夹持器9的2条喷嘴流路44的总截面积相等地设定3条喷嘴流路44的总截面积的吸引夹持器。并且，在该实验中，为了使本实施形态的吸引夹持器与比较例的吸引夹持器尽可能条件一致，大致相等地分别设定空气喷出口41的直径和数量以及排气孔42的总开口面积。

如图9所示，本实施形态的吸引夹持器10（A型和B型）与比较例的吸引夹持器9相比，提高了相同的空气流量下的吸引力。可以认为这是因为本实施形态的吸引夹持器10能够使空气从空气喷出口41到排气孔42顺畅地流动的结果，能够以少的空气流量效率良好地产生吸引力的缘故。这样，确认了相对于一个空气喷出口41具有3条喷嘴流路44的本实施形态的吸引夹持器10与相对于一个空气喷出口41具有2条喷嘴流路44的比较例的吸引夹持器9相比，吸引效率提高。

接着，本申请发明者们实际进行了将薄板状的工件90吸引保持在吸引夹持器上测定该工件90的变形量的实验。本实验中使用过的工件为对边为125mm的正方形、在拐角的4个地方设置了8mm左右的降角（drop angle）部分的硅晶片，其对角线方向的长度为165mm左右、其厚度为110μm。将该实验结果表示在图10中。图10的横轴表示工件90的对角线方向（与厚度方向正交的方向）上离工件90的中心位置的距离。并且，纵轴表示在工件90的厚度方向上该工件90的各点的相对位置。图10的纵轴的变动越大，表示工件90在对角线方向上越大地变形。另外，该实验为使各吸引夹持器对工件90作用的吸引力相等地预先调整了向各吸引夹持器提供的空气流量后测定的实验。并且，作为吸引力，设定为考虑移载机械手进行移载时产生的加速度和工件的自重，保持工件所必要的足够的值。由此，能够将比较例的吸引夹持器9和本实施形态的吸引夹持器10（A型和B型）在同等条件下进行比较。

如图10所示，用比较例的吸引夹持器9吸引保持的工件90变形在0.08mm以上，而用本实施形态的吸引夹持器10（A型和B型）吸引保持的工件90的变形量最大为0.05mm左右。这样，确认了根据一个空气喷出口41具有3条喷嘴流路44的本实施形态的吸引夹持器10，与比较例的吸引夹持器9相比能够降低工件90的变形量。

如以上说明过的那样，本实施形态的吸引夹持器10具备平板状的主体11、相对面31、多个空气喷出口41和多个排气孔42。在主体11的内部形成压缩空气的流路。相对面31为主体11的与工件90相对一侧的面。空气喷出口41为了喷出从上述流路提供的压缩空气开口在相对面31上。排气孔42在空气喷出口41的周围开口在相对面31上，并且在厚度方向上贯穿主体11地形成。各空气喷出口41形成为圆柱状的空间，并且具备3条探到该空间的内部开口的喷嘴流路44，各喷嘴流路44向沿上述圆柱状空间的内壁的方向喷出压缩空气。

这样，通过从3条喷嘴流路44给空气喷出口41内提供压缩空气，从该空气喷出口41喷出的压缩空气的流向被分散到3个方向。由于压缩空气的流向被分散到3个方向，因此排气孔42的位置给压缩空气的流动带来的影响小，结果能够自由地配置排气孔42，设计自由度提高。并且，由于压缩空气的流动分散压力分布被均匀化，因此能够防止工件90的振动和变形。并且，由于通过增加喷嘴流路44的数量减少每个喷嘴流路44的压缩空气的流量，因此能够减少工件由于空气的喷出受到的冲击。

并且，在本实施形态的吸引夹持器10中，3个喷嘴流路44的上述开口在空气喷出口41的圆周方向上均等间隔地形成。

这样，通过从等间隔地开口的喷嘴流路44给空气喷出口41内提供压缩空气，能够使从该空气喷出口41喷出的压缩空气均匀地分散到3个方向。

并且，在本实施形态的吸引夹持器10中，喷嘴流路44的长度方向与相对面31平行地形成。

由此，能够使从空气喷出口41喷出的压缩空气沿相对面31顺畅地流动。

并且，在本实施形态的吸引夹持器10中，最靠近空气喷出口41的排气孔42在以该空气喷出口41为中心的同心圆上形成3个。

由此，能够将从空气喷出口41分散到3个方向上喷出的压缩空气从3个排气孔42顺畅地排出。

并且，在本实施形态的吸引夹持器10中，最靠近空气喷出口41的排气孔42在上述同心圆上均等间隔地形成。

由此，由于能够使压缩空气均等地分散而流到排气孔42，因此能够使空气喷出口41周围的压力分布更均匀化。

并且，在本实施形态的吸引夹持器中，喷嘴流路44被形成为：使任意的空气喷出口41的内部空间的该空气喷出口41的围绕轴线处的压缩空气的流动方向与形成在最靠近该空气喷出口41位置的其他的空气喷出口41成反方向。

由此，能够将由于空气在空气喷出口41内回旋地流动而产生的扭矩抵消，能够防止被吸引夹持器10吸引保持着的工件90旋转了。

并且，本实施形态的移载机械手1具备上述吸引夹持器10和能够使吸引夹持器10在规定的范围内三维移动的并联机构。

即，通过并联机构，能够使通过吸引夹持器10吸引保持着的工件90自由地三维移动。根据本实施形态的吸引夹持器10，由于能够抑制振动和变形地吸引保持薄的平板状的工件90，因此移载机械手1能够防止工件90的变形和破损等的同时使该工件90移动到任意的位置。

虽然以上说明了本发明的优选实施形态，但上述结构能够例如如下地进行变更。

虽然吸引夹持器10能够搭载在上述那样的并联机构式移载机械手1中，但并不局限于此，也能够例如适用于水平多关节臂式的移载机械手。

虽然上述实施形态中吸引夹持器10的相对面31的形状为矩形，但并不局限于此，能够采用适当的形状。但是，如果吸引夹持器10的相对面31的形状与处理的工件90的形状大致全等的形状、并且比工件稍微大地构成的话，则由于能够使吸引流没有浪费、均匀地作用于工件90，因此是理想的。

对于形成在相对面31上的空气喷出口41的数量和配置也能够根据工件90的重量及大小等适当改变。

另外，虽然在上述实施形态中提供给喷出口的压缩气体采用空气，但不用说也可以提供例如氮气等其他气体。

虽然上述实施形态中采用了在一个空气喷出口41的附近配置3个排气孔42的结构，但并不局限于此，也可以例如图15那样在一个空气喷出口41的周围形成4个排气孔42。除此以外，对于排气孔42的配置和数量能够自由地改变。这是因为本申请发明的吸引夹持器10具有不管怎样配置排气孔42都能够使空气顺畅地流动这样的特殊效果的缘故。但是，由于本申请发明的吸引夹持器10中从一个空气喷出口41向3个方向喷出空气，因此在一个空气喷出口41附近配置3个排气孔42的上述实施形态的结构由于使空气最顺畅地流动并且该空气的流动难以紊乱，所以特别优选。

用来给各喷嘴流路44提供空气的结构（压缩空气供给端口35、分配通道43等）并不局限于上述实施形态的结构，能够适当变更。总之，只要是能够对一个空气喷出口41的内部空间从3个方向吹入空气就可以，其详细的结构没有被特别限定。

Claims (4)

1.一种吸引夹持器，吸引、并以非接触状态保持薄的平板状的工件，其特征在于，具备：在内部形成有压缩气体的流路的平板状的主体；作为上述主体的与上述工件相对的一侧的面的相对面；为了喷出从上述流路提供的压缩气体而开口在上述相对面上的多个喷出口；以及，在上述喷出口的周围开口在上述相对面上、并且在厚度方向上贯穿上述主体地形成的多个排气孔；

各喷出口被形成为与上述喷出口的直径相比更浅的圆柱状的空间，并且具备3个探到该空间的内部而开口的喷嘴流路，各喷嘴流路朝沿着上述圆柱状的空间的内壁的方向喷出压缩气体，

上述3个喷嘴流路的上述开口在上述喷出口的圆周方向上均等间隔地形成，

最靠近上述喷出口的排气孔在以该喷出口为中心的同心圆上至少形成有3个，

最靠近上述喷出口的排气孔在上述同心圆上均等间隔地形成。

2.如权利要求1所述的吸引夹持器，其特征在于，上述喷嘴流路的长度方向与上述相对面平行地形成。

3.如权利要求1或2所述的吸引夹持器，其特征在于，上述喷嘴流路被形成为：使任意的喷出口的内部空间的该喷出口的围绕轴线处的压缩空气的流动方向与形成在最靠近该喷出口位置的其他喷出口成反方向。

4.一种移载装置，其特征在于，具备：权利要求1～3中的任一项所述的吸引夹持器；以及，能够使上述吸引夹持器在规定的范围内三维移动的并联机构。