CN103733323B - 非接触式搬送设备 - Google Patents

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Abstract

本发明抑制在以非接触的方式搬送板状构件（W）时该板状构件的转动。用于非接触地搬送板状构件（W）的非接触式搬送设备（1）设置有：板状基板；以及多个旋流形成体，其设置在该基板上。每个旋流形成体均设置有：柱状主体；圆筒室，其形成在该柱状主体内部，在一侧留有开口；平坦的端面，其形成在该圆筒室开口的该主体的表面上；喷射口，其设置在圆筒室的内周表面上；流体引入口，其设置在该主体的外表面上；以及流体通道，其将所述喷射口与所述流体引入口连接。每个旋流形成体的流体通道被布置为使得沿着该端面从该圆筒室流动的流体的方向变得与从被搬送的板状构件（W）的重心朝向外周延伸的线基本平行。

Description

非接触式搬送设备
技术领域
本发明涉及非接触式搬送设备。
背景技术
近年来，已经开发了以非接触式的方式来搬送诸如半导体晶片或者玻璃基板的板状构件的设备。例如，在专利文献1中，通过应用Bernoulli的理论提出了以非接触式的方式来搬送板状构件的设备。在该设备中，在圆筒室（cylindrical chamber）中生成旋流（swirl flow），并且在旋流的中心中生成的负压对板状构件施加吸力，其中该圆筒室在该设备的下侧开口。另一方面，通过流出圆筒室的流体来保持该设备与板状构件之间的给定距离。因此，以非接触的方式来搬送板状构件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP2005-51260A1
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的在于抑制在以非接触的方式搬送板状构件时导致的板状构件的旋转。
解决问题的手段
本发明提供了一种以非接触的方式搬送板状构件的非接触式搬送设备，所述非接触式搬送设备包括：板状基体；以及多个旋流形成体，所述多个旋流形成体设置在所述基体上，其中所述多个旋流形成体中的每一个旋流形成体均包括：柱状主体；圆筒室，所述圆筒室形成在所述主体内部，所述圆筒室在一端具有开口；平坦的端面，所述端面形成在所述主体的表面上，所述圆筒室在该表面上开口；喷射口，所述喷射口设置在所述圆筒室的内周表面上；流体引入口，所述流体引入口设置在所述主体的外周表面上；以及流体通道，所述流体通道将所述流体引入口连接到所述喷射口，其中，所述流体通道被布置为使得流体沿着所述端面流出所述圆筒室的方向与从被搬送的所述板状构件的重心朝向该板状构件的外周延伸的线基本平行。
本发明的效果
与流体通道被布置为使得流体沿着腔室的端面流出旋流形成体的圆筒室的方向与从被搬送的板状构件的重心朝向该构件的外周延伸的线不基本平行的情况相比，根据本发明，可以抑制在以非接触的方式搬送板状构件时导致的板状构件的旋转。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施方式的非接触式搬送设备1的构造的立体图。
图2示出非接触式搬送设备1的顶视图和侧视图。
图3是例示设置在非接触式搬送设备1中的定心机构（centering mechanism）13的图。
图4是根据第一实施方式的旋流形成体2的构造的立体图。
图5是沿着图4的线A-A的旋流形成体2的截面图。
图6是沿着图4的线B-B的旋流形成体2的截面图。
图7是示出流体流出旋流形成体2的方向的图。
图8是图7所示的部分E的放大图。
图9是示出流体流出旋流形成体2的方向的图。
图10是图9所示的部分F的放大图。
图11是示出根据本发明的第二实施方式的非接触式搬送设备3的构造的立体图。
图12示出非接触式搬送设备3的顶视图、侧视图和底视图。
图13是例示设置在非接触式搬送设备3中的定心机构32的图。
图14是根据第一实施方式的旋流形成体2a的构造的立体图。
图15是沿着图14的线H-H的旋流形成体2a的截面图。
图16是沿着图14的线I-I的旋流形成体2a的截面图。
图17是示出流体流出旋流形成体2a的方向的图。
图18是图17所示的部分J的放大图。
具体实施方式
下面将参照附图来描述本发明的实施方式。
（1）第一实施方式
图1是示出根据本发明的第一实施方式的非接触式搬送设备1的构造的立体图。图2（a）是非接触式搬送设备1的顶视图，并且图2（b）是非接触式搬送设备1的侧视图。图3是例示设置在非接触式搬送设备1中的定心机构13的图。非接触式搬送设备1是以非接触的方式来保持并且搬送诸如半导体晶片或玻璃基板的板状构件W的设备。
非接触式搬送设备1包括：板状基体11；六个旋流形成体2，所述旋流形成体2被固定在基体11上并且具有柱状；保持部12，所述保持部12被保持以移动基体11；以及定心机构13，所述定心机构13用于对板状构件W进行定位。基体11包括矩形基部111和从基部111叉状延伸的两个臂部112。在每个臂部112的末端处，固定有柱状定心引导件（guide）113。
图4是旋流形成体2的构造的立体图。图5是沿着图4的线A-A的旋流形成体2的截面图。图6是沿着图4的线B-B的旋流形成体2的截面图。在旋流形成体2内部，形成圆筒室21，该圆筒室21包括柱状空间并且在一端具有开口。在圆筒室21开口的旋流形成体2的表面处，形成平坦的端面22。在圆筒室21的内周表面处，形成两个喷射口23，并且在旋流形成体2的外周表面处，形成两个流体引入口24。喷射口23和流体引入口24经由流体通道25连接。两个流体通道25被布置为使得所述两个流体通道25彼此平行。在圆筒室21的开口边缘处，形成斜面26。
旋流形成体2的与端面22相反的面被固定在基部111或者臂部112上。从基部111或者臂部112到每个旋流形成体2的端面22的高度是相同的。
在保持部12的侧表面处，设置流体供给口121。在基体11内部，形成将流体供给口121连接到每个旋流形成体2的流体引入口24的流体通道（没有示出）。
定心机构13设置在基体11下面，该定心机构13对以非接触的方式保持的板状构件W进行定位，并且防止板状构件W从非接触式搬送设备1脱落。如图3所示，定心机构13包括汽缸（cylinder）131和环形板133。汽缸131设置在保持部12内部。环形板133的一端与汽缸131连接（couple）。在环形板133的另一端处，固定有两个柱状定心引导件132。当通过使用由流体供给装置（没有示出）提供的流体对汽缸131施加压力时，定心引导件132沿着图3所示的箭头C的方向移动。当对汽缸131进行减压时，定心引导件132沿着图3所示的箭头D的方向移动。
在前面描述的非接触式搬送设备1中，当经由流体供给口121从流体供给装置（没有示出）供给流体（例如，空气）时，通过形成在基体11内部的流体通道（没有示出）将所述流体送到每个旋流形成体2的流体引入口24。被送到流体引入口24的流体经过流体通道25，并且经由喷射口23被排放到圆筒室21中。被排放到圆筒室21中的流体形成旋流并且在圆筒室21中被整流（straightened），并且之后从圆筒室21的开口流出。
在这种情况下，如果板状构件W被定位为与端面22相对，则流到圆筒室21的外部空气的流动受到限制。另外，由于旋流的离心力发展，并且生成了夹带，因此在旋流的中心的每单位体积流体分子的密度变小，即，生成了负压。结果，板状构件W被周围的空气推向端面22。另一方面，随着板状构件W接近端面22，流出圆筒室21的空气的量减少，并且通过喷射口23被排放到圆筒室21中的流体的速度减小，使得旋流的中心的压力增加。因此，板状构件W不与端面22接触，并且在板状构件W与端面22之间保持给定距离。
在由非接触式搬送设备1保持板状构件W的情况下，如果对定心机构13的汽缸131施加压力，则定心引导件132沿着图3所示的箭头C的方向移动。因此，由定心引导件132沿着图3所示的箭头C的方向移动板状构件W，使得该板状构件W的外周由定心引导件113和定心引导件132来调整（即，对板状构件W进行定位）。另一方面，如果对汽缸131进行减压，则定心引导件132沿着图3所示的箭头D的方向移动，使板状构件W的调整终止。
图7是示出流体流出非接触式搬送设备1的每个旋流形成体2的方向的图。具体地说，图7是示出流体从每个旋流形成体2的圆筒室21的开口流出的方向的图。图8是图7所示的部分E的放大图。在所述图中，箭头示出了流体从旋流形成体2的圆筒室21的开口流出的方向。点划线示出了流体通道25。双点划线L示出了沿着径向方向从板状构件W的重心G延伸、并且与旋流形成体2的中心轴线（或者形成在圆筒室21中的旋流的中心轴线）交叉的线。如图所示，在根据本实施方式的非接触式搬送设备1中，流体通道25被布置为使得流体沿着与双点划线L平行的方向流出。
应当指出的是，流体流出圆筒室21的方向取决于该圆筒室21的直径和深度以及流体的速度。本文中的流体的流动方向例如是流体的合成矢量。
与图7相比，图9是示出流体沿着与双点划线L不平行的方向流出的情况的图。如图所示，在该情况下，流体流出旋流形成体2的方向与双点划线L不平行；相反，该方向与双点划线L的角度大约是45度。
图10是图9所示的部分F的放大图。在所述图中，将示出流体流出圆筒室21的方向的箭头表示为矢量Va1。将另一箭头表示为矢量Va2。如果矢量Va1被分解成沿着板状构件W的径向方向的矢量和沿着板状构件W的切线方向的矢量，则该矢量Va1被分解成矢量Vb1和矢量Vc1。如果矢量Va2被分解成沿着板状构件W的径向方向的矢量和沿着板状构件W的切线方向的矢量，则该矢量Va2被分解成矢量Vb2和矢量Vc2。基于上述内容，可以理解的是在图9所示的情况下，流出圆筒室21的流体将导致板状构件W沿着切线方向旋转的力施加至板状构件W。
由于矢量Vc1和矢量Vc2彼此相反，因此看起来它们彼此抵消了，使得导致板状构件W旋转的力没有被施加至板状构件W。在理论上可能是这样的，但是在实践中，这两个力可能不彼此平衡，从而导致板状构件W沿着任一方向旋转。然而，在图7所示的以上情况下，由于流体沿着与沿着径向方向从板状构件W的重心延伸的线平行的方向流出圆筒室21，因此没有将导致板状构件W沿着切线方向旋转的力施加至板状构件W。因此，由流体流出导致的板状构件W的旋转被抑制。
（2）第二实施方式
图11是示出根据本发明的第二实施方式的非接触式搬送设备3的构造的立体图。图12（a）是非接触式搬送设备3的顶视图，图12（b）是非接触式搬送设备3的侧视图，并且图12（c）是非接触式搬送设备3的底视图。图13是例示设置在非接触式搬送设备3中的定心机构32的图。
在下面的描述中，与第一实施方式共享的部件将由相同的标记来表示，并且所述部件的说明将被省略。
非接触式搬送设备3包括：板状基部31；六个旋流形成体2a，所述旋流形成体2a被固定在基部31上并且具有柱状；以及定心机构32，所述定心机构32用于对板状构件W进行定心。在基部31的外表面处，设置流体供给口311，该流体供给口311经由形成在基部31内部的流体通道（没有示出）连接到每个旋流形成体2a的流体引入口24a（参见图15）。
图14是旋流形成体2a的构造的立体图。图15是沿着图14的线H-H的旋流形成体2a的截面图。图16是沿着图14的线I-I的旋流形成体2a的截面图。除了在根据第一实施方式的旋流形成体2中，流体引入口24设置在旋流形成体2的外周表面处，并且流体通道25是直的；而在根据本实施方式的旋流形成体2a中，流体引入口24a设置在旋流形成体2a的与端面22相反的面上，并且流体通道25a是弯曲的之外，根据本实施方式的旋流形成体2a的构造与根据第一实施方式的旋流形成体2的构造类似。
旋流形成体2a的与端面22相反的面被固定在基部31上。从基部31到每个旋流形成体2a的端面22的高度是相同的。
定心机构32设置在基部31的外表面处，该定心机构32对以非接触的方式保持的板状构件W进行定位，并且防止板状构件W从非接触式搬送设备3脱落。定心机构32包括：六个汽缸321，所述六个汽缸321在一端彼此连通；杆状链接臂322，所述杆状链接臂322中的每一个都被连接到汽缸321；以及杆状定心引导件323，所述杆状定心引导件323中的每一个都被连接到链接臂322的没有与汽缸321连接的一端。定心引导件323连接到链接臂322，使得该定心引导件323沿着与链接臂322垂直的方向延伸。
由于六个汽缸321在一端彼此连通，因此可以使用流体的一个通道对所有的汽缸321进行加压或减压。当由从流体供给装置（没有示出）供给的流体对汽缸321进行减压时，六个链接臂322朝向中心移动，并且同时，定心引导件323朝向中心移动。当对汽缸321施加压力时，六个链接臂322从中心移开，并且同时，定心引导件323从中心移开。
在前面描述的非接触式搬送设备3中，当经由流体供给口311从流体供给装置（没有示出）供给流体（例如，空气）时，通过基体31内部的流体通道（没有示出）将所述流体送到每个旋流形成体2a的流体引入口24a。被送到流体引入口24a的流体经过流体通道25a，并且经由喷射口23被排放到圆筒室21中。被排放到圆筒室21中的流体形成旋流并且在圆筒室21中变直，并且之后从圆筒室21的开口流出。
在这种情况下，如果板状构件W被定位为与端面22相对，则流入圆筒室21的外部空气受到限制。另外，由于旋流的离心力发展，并且生成了夹带，因此在旋流的中心中的每单位体积流体分子的密度变小，即，生成了负压。结果，板状构件W被周围的空气推向端面22。另一方面，随着板状构件W接近端面22，流出圆筒室21的空气的量减少，并且通过喷射口23被排放到圆筒室21的流体的速度减小，从而使得旋流的中心的压力增加。因此，板状构件W不与端面22接触，并且在板状构件W与端面22之间保持给定距离。
在由非接触式搬送设备3保持板状构件W的情况下，如果对定心机构32的汽缸32进行减压，则六个链接臂322朝向中心移动，并且同时，定心引导件323朝向中心移动。因此，该板状构件W的外周由定心引导件323调整（即，对板状构件W进行定位）。另一方面，如果对汽缸321施加压力，则六个链接臂322从中心移开，并且同时，定心引导件323从中心移开。因此，使板状构件W的调整终止。
图17是示出流体流出非接触式搬送设备1的每个旋流形成体2a的方向的图。具体地说，图17是示出流体从每个旋流形成体2a的圆筒室21的开口流出的方向的图。图18是图17所示的部分J的放大图。在所述图中，箭头示出了流体从旋流形成体2a的圆筒室21的开口流出的方向。点划线示出了流体通道25a。双点划线L示出了沿着径向方向从板状构件W的重心G延伸、并且与旋流形成体2a的中心轴线（或者形成在圆筒室21中的旋流的中心轴线）交叉的线。如图所示，在根据本实施方式的非接触式搬送设备3中，流体通道25a被布置为使得流体沿着与双点划线L平行的方向流出。因此，没有将导致板状构件W沿着切线方向旋转的力施加至板状构件W，使得流体流出所导致的板状构件W的旋转被抑制。
（3）变型例
可以如下所述修改以上实施方式。下面的变型例可以彼此组合。
（3-1）变型例1
在上面的实施方式中，在非接触式搬送设备上设置了六个旋流形成体，然而，旋流形成体的数量可以是六个之外的其它数量，只要所述数量等于或大于两个即可。在设置两个旋流形成体的情况下，可以将这两个旋流形成体布置为使得它们隔着（across）板状构件W的重心彼此相对。旋流形成体可以具有矩形形状而不是柱状。
（3-2）变型例2
在上面的实施方式中，在非接触式搬送设备上设置了定心机构，但是可以不设置定心机构。此外，在第一实施方式中，定心引导件113可以被省略。
（3-3）变型例3
在上面的实施方式中，在非接触式搬送设备上设置了两个喷射口和两个流体通道；然而，喷射口和流体通道的数量可以是一个或者两个以上。
（3-4）变型例4
在上面的实施方式中，假设板状构件W具有圆形形状，但是在本实施方式中，板状构件W的形状可以是多边形。在这种情况下，每个旋流形成体的流体通道被布置为使得流体沿着与从板状构件W的重心朝向该构件的外周延伸的线平行的方向流出定心引导件113。
（3-5）变型例5
在上面的实施方式中，假设流体通道被布置为使得流体流出每个旋流形成体的圆筒室的方向与沿着径向方向从板状构件W的重心延伸的线完全平行；然而，该方向可能与该线不完全平行。即使在该方向与该线不完全平行的情况下，如果该方向与该线几乎平行，则会使得导致板状构件W沿着切线方向旋转的力减少，从而实现抑制板状构件W的旋转的本发明的目的。
（3-6）变型例6
在上面的第一实施方式中，非接触式搬送设备1的基体11和旋流形成体2可以一体形成。类似地，在上面的第二实施方式中，非接触式搬送设备3的基部31和旋流形成体2a可以一体形成。
附图标记的描述
1、3…非接触式搬送设备，2、2a…旋流形成体，11…基体，12…保持部，13、32…定心机构，21…圆筒室，22…端面，23…喷射口，24、24a…流体引入口，25、25a…流体通道，26…斜面，31…基部，111…基部，112…臂部，113、132、323…定心引导件，121、311…流体供给口，131、321…汽缸，133…链接板，322…链接臂，W…板状构件

Claims (1)

1.一种以非接触的方式搬送板状构件的非接触式搬送设备，所述非接触式搬送设备包括：
板状基体；以及
多个旋流形成体，所述多个旋流形成体设置在所述基体上，其中所述多个旋流形成体中的每一个旋流形成体均包括：
柱状主体；
圆筒室，所述圆筒室形成在所述主体内部，所述圆筒室在一端具有开口；
平坦的端面，所述端面形成在所述主体的表面上，所述圆筒室在该表面上开口；
喷射口，所述喷射口设置在所述圆筒室的内周表面上；
流体引入口，所述流体引入口设置在所述主体的外周表面上；以及
流体通道，所述流体通道将所述流体引入口连接到所述喷射口，其中，所述流体通道被布置为使得沿着所述端面流出所述圆筒室的流体的方向与从被搬送的所述板状构件的重心朝向该板状构件的外周延伸的线基本平行。
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