JP2006347719A - 気体浮上ユニット及び気体浮上搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 噴出する気体の流量を高い精度で調整することができると共に、ダウンフロー方式のクリーンルーム内で使用した場合においてクリーンルーム内のダウンフローを乱すことを回避した気体浮上ユニット及び気体浮上搬送装置を提供すること。
【解決手段】 複数のエア噴出部６からエアを噴出して搬送面から被搬送体２を浮上させる気体浮上ユニット３において、エア噴出部６が、加圧エアを供給する加圧エア供給経路１２と、加圧エア供給経路１２の開口端１３を密接して覆うと共に加圧エア供給経路１２に連通するスリットが形成された絞部材１４と、絞部材１４の周囲に設けられて絞部材１４から噴出したエアの流通方向を変更して被搬送体２の下面に噴き当てる内周壁１６とを備え、絞部材１４の開口面積が加圧エア供給経路１２の開口面積よりも小さく、内周壁１６に向けてエアを噴き出す。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、半導体基板や液晶基板などの薄板を非接触状態で搬送する気体浮上ユニット及び気体浮上搬送装置に関するものである。

一般に、半導体基板や液晶基板などの薄い平面基板に対して下面からエアを噴射して平面基板を浮上させながら搬送するエア浮上搬送装置としてさまざまなものが提案されている。
このエア浮上搬送装置は、例えば、図５に示すように、平面基板である被搬送体５０の下方に複数配置されてエアを噴射することで被搬送体５０を浮上させるエア浮上ユニット５１と、浮上した被搬送体５０を送り出す送出機構（図示略）と、エア浮上ユニット５１に加圧エアを供給する加圧エア供給機構（図示略）とを備えている。
エア浮上ユニット５１には、加圧エア供給機構から加圧エアが供給される流路部５２と、被搬送体５０に向けてエアを噴出する噴出部５３と、流路部５２と噴出部５３とを連通して噴出部５３から噴出されるエアの流量を調整する絞部５４とが形成されている。そして、噴出部５３から図５に示す矢印Ｂ方向にエアを噴出して被搬送体５０を浮上させている。

しかしながら、上記従来のエア浮上搬送装置には、以下の課題が残されている。すなわち、従来のエア浮上搬送装置では、エア浮上ユニットに形成した貫通孔を用いてエアの流量を調整している。ここで、絞部から出るエアの流量は、貫通孔の断面積制度の影響を受けるため、各絞部から出るエアの流量を均一にするためには精度のよい穴を形成する必要があるが、精度のよい微細穴を形成することは困難であるという問題がある。また、エア浮上搬送装置をダウンフロー方式のクリーンルーム内で使用した場合、搬送面上に被搬送体がないときには、噴出部から噴出したエアが上向きに流れることによってクリーンルームの天井から床面に向かう気流であるダウンフローが乱れるおそれがあるという問題がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、噴出する気体の流量を高い精度で調整することができると共に、ダウンフロー方式のクリーンルーム内で使用した場合においてクリーンルーム内のダウンフローを乱すことを回避した気体浮上ユニット及び気体浮上搬送装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の気体浮上ユニットは、複数の気体噴出部から気体を噴出して搬送面から被搬送体を浮上させる気体浮上ユニットにおいて、前記気体噴出部が、加圧気体を供給する加圧気体供給経路と、該加圧気体供給経路の開口端を密接して覆うと共に該加圧気体供給経路に連通するスリットが形成された絞部材と、該絞部材の周囲に設けられて該絞部材から噴出した前記気体の流通方向を変更して前記被搬送体の下面に噴き当てる流通方向変更壁とを備え、前記絞部材の開口面積が前記加圧気体供給経路の開口面積よりも小さく、前記流通方向変更壁に向けて前記気体を噴き出すことを特徴とする。

この発明によれば、加圧気体供給経路に供給された気体は、加圧気体供給経路に沿って流通して開口端から噴出するが、開口端が絞部材によって塞がれているため、絞部材に形成されたスリットに沿って流通することになる。そして、絞部材に形成されたスリットに沿って流通した後、絞部材の開口端から流通方向変更壁に向けて噴出する。
ここで、絞部材によって制限される気体の流量は、絞部材の開口面積によって変更可能である。そして、絞部材に幅の狭いスリットを形成することは、加圧気体供給経路を微細な貫通孔によって形成することと比較して容易である。以上より、絞部材の開口端から噴出する気体の流量をより高い精度で調整することができる。したがって、搬送面上に複数形成された気体噴出部において、各絞部材の開口端から噴出する気体の流量が均一となり、被搬送体を安定して搬送することができる。
また、加圧気体供給経路の開口端を覆う構造となっているため、容易に所望の形状を有する絞部材を装着することができる。
また、噴出した気体は、流通方向変更壁に衝突した後、流通方向変更壁に沿って搬送面から離間する方向に流れることによって、気体が被搬送体の下面に噴き当てられる。これにより、被搬送体が搬送面から浮上することになる。したがって、気体噴出開口から被搬送体の下面に向けて直接気体を噴き出さずに、搬送面に対して垂直上向きの気体の流速を小さくすることができる。以上より、例えばダウンフロー方式のクリーンルーム内での使用において、搬送面上に被搬送体が配置されていないときに、クリーンルームの天井から床面に向かう気流であるダウンフローが乱れることを抑制する。

また、本発明の気体浮上ユニットは、前記搬送面に凹部が形成され、前記流通方向変更壁が前記凹部の内周壁であり、前記凹部の底面に前記加圧気体供給経路の開口端が形成されていることが好ましい。
この発明によれば、搬送面に形成された凹部の底面に絞部材が配置されており、この絞部材から凹部の内周壁に向け、凹部の底面に沿って気体が噴出される。そして、内周壁に衝突した気体は、内周壁に沿って底面から離間する方向に流れ、上述と同様に搬送面と被搬送体の下面との間の隙間に流入して被搬送体が搬送面から浮上する。

また、本発明の気体浮上ユニットは、前記内周壁が、前記搬送面に対して垂直方向となるように形成されていることが好ましい。
この発明によれば、凹部の内周壁に衝突させた気体が流れる方向を搬送面に対して垂直方向とすることができる。これにより、噴出した気体によって被搬送体を効率よく浮上させることができる。

また、本発明の気体浮上ユニットは、前記絞部材が、前記加圧気体供給経路の開口端を覆う頭部と、該頭部の基端に接続されて前記加圧気体供給経路内に挿入される胴部とを備えることが好ましい。
この発明によれば、胴部を気体噴出開口内に挿入することでより確実に絞部材を装着することができると共に、胴部に形成されたスリットによって加圧気体供給経路を流通する気体の流量を制御することができる。

また、本発明の気体浮上搬送装置は、上記記載の気体浮上ユニットと、該気体浮上ユニットに気体を供給する加圧気体供給ユニットとを備え、被搬送体を搬送面に対して非接触状態で搬送することを特徴とする。
この発明によれば、上記記載の気体浮上ユニットを備えているので、加圧気体供給経路の開口面積を調整することによって気体の流量を調節することと比較して、より高い精度で容易に調整することができる。また、ダウンフロー方式のクリーンルーム内で使用し、搬送面上に被搬送体が配置されていない状態で、ダウンフローを乱すことを回避することができる。

本発明の気体浮上ユニット及びこれを備える気体浮上搬送装置によれば、加圧気体供給経路の開口面積を調整することによって気体の流量を調節することと比較して、より高い精度で容易に調整することができる。また、ダウンフロー方式のクリーンルーム内で使用し、搬送面上に被搬送体が配置されていない状態で、ダウンフローを乱すことを回避することができる。

以下、本発明にかかる気体浮上搬送装置の一実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。
本実施形態におけるエア浮上搬送装置（気体浮上搬送装置）１は、例えば、半導体基板や液晶基板などのような薄板状の被搬送体２の下面に気体としてエアを噴き当てることによってエア浮上搬送装置１に対して被接触で被搬送体２を搬送する搬送装置である。

このエア浮上搬送装置１は、図１及び図２に示すように、被搬送体２の下方に複数配置されたエア浮上ユニット（気体浮上ユニット）３と、浮上した被搬送体２を図１に示す矢印Ａ１方向に送り出す送出機構（図示略）と、エア浮上ユニット３に加圧エアを供給する加圧エア供給ユニット（加圧空気供給ユニット、図示略）とを備えている。

被搬送体２は、半導体基板や液晶基板などの薄板によって構成されている。そして、被搬送体２は、エア浮上ユニット３からエアを噴出することによってエア浮上ユニット３から隙間４を介した状態で浮上している。
エア浮上ユニット３は、上面が被搬送体２を搬送するための搬送面５となっており、被搬送体２を浮上させるエアが噴出されるエア噴出部（気体噴出部）６が複数形成されている。また、エア浮上ユニット３の内部には、前記加圧エア供給ユニットから加圧エアが送り込まれる供給流路７が形成されている。

エア噴出部６は、搬送面５に複数形成された凹部１１にそれぞれ設けられており、加圧エアを供給する加圧エア供給経路１２と、加圧エア供給経路１２の開口端１３を覆う絞部材１４とを備えている。
凹部１１は、底面１５が上面視でほぼ円形状であり、この凹部１１における流路の中心軸が搬送面５に対してほぼ垂直方向であると共に、凹部１１の内周壁１６が搬送面５に対してほぼ垂直方向となるように形成されている。そして、凹部１１の底面１５には、エアを噴出するための加圧エア供給経路１２の開口端１３がそれぞれ形成されている。
加圧エア供給経路１２は、凹部１１と同様に、この加圧エア供給経路１２における流路の中心軸が搬送面５に対してほぼ垂直方向となるように形成されており、供給流路７に連通している。そして、供給流路７から加圧エアが供給されることで各加圧エア供給経路１２からエアが噴出される。

絞部材１４は、図２に示すように、ピン状の部材であって、加圧エア供給経路１２の開口端１３を覆う頭部２１と、頭部２１の基端に設けられて加圧エア供給経路１２内に挿入される胴部２２とによって構成されている。また、この絞部材１４は、胴部２２から頭部２１にわたってスリット２３が形成されている。
頭部２１は、円板形状であってその外径が加圧エア供給経路１２よりも大きく、底面１５よりも小さくなるように形成されている。また、胴部２２は、円柱形状であってその外径が加圧エア供給経路１２とほぼ同等となっており、加圧エア供給経路１２に挿入されている。なお、これら頭部２１及び胴部２２は、一体形成されている。

スリット２３は、頭部２１及び胴部２２の中心軸を通る平面に沿って形成されている。ここで、スリット２３は、胴部２２を分断するように形成されているが、頭部２１を分断するように形成されてはいない。したがって、絞部材１４の胴部２２を加圧エア供給経路１２に挿入した際、胴部２２と加圧エア供給経路１２の周壁とによって囲まれた部分でエアを流通させる流路が形成され、頭部２１と底面１５とによって囲まれた部分でエアを流通させる流路が形成される。
胴部２２と加圧エア供給経路１２の周壁とによって囲まれた流路を流通するエアは、胴部２２に形成されたスリット２３の幅に応じて、その流量が調整されている。また、胴部２２のスリット２３内を流通するエアは、加圧エア供給経路１２の開口端１３に到達した後、頭部２１に形成されたスリット２３内を流通して頭部２１の開口端２４より凹部１１の内周壁１６に向けて噴出される。ここで、頭部２１の開口端２４の開口面積は、加圧エア供給経路１２の開口端１３における開口面積よりも小さくなっており、頭部２１におけるスリット２３を流通するエアの流量が調整されるように構成されている。

以上のように構成されたエア浮上搬送装置１において、加圧エア供給ユニットから加圧エアを供給すると、供給流路７を介してエア浮上ユニット３の各加圧エア供給経路１２に向けてエアが送り出される。各加圧エア供給経路１２に送り出されたエアは、胴部２２に形成されたスリット２３によってその流量が調整される。そして、スリット２３内を搬送面５に対して垂直な方向であって図２（ａ）に示す矢印Ａ２方向に流通して加圧エア供給経路１２の開口端１３に至る。
その後、加圧エア供給経路１２の開口端１３に至ったエアは、加圧エア供給経路１２の開口端１３が絞部材１４の頭部２１によって塞がれているため、頭部２１に形成されたスリット２３内を、搬送面５に対して平行な方向であって図２（ａ）に示す矢印Ａ３のように、凹部１１の底面１５に沿って流通する。そして、頭部２１の開口端２４より凹部１１の内周壁１６に向けて噴出される。
その後、凹部１１の内周壁１６に向けて噴射されたエアは、内周壁１６に衝突した後、搬送面５に対して垂直な方向であって図２（ａ）に示す矢印Ａ４のように、内周壁１６に沿って底面１５から離間する方向である上向きに流れる。その後、被搬送体２の下面に噴き当たるようにして搬送面５と被搬送体２との間の隙間４に流入する。このようにして、被搬送体２を搬送面５に対して非接触状態で浮上させる。その後、上述した送出機構によって図１に示す矢印Ａ１方向に被搬送体２を搬送する。

このように構成されたエア浮上ユニット３及びこれを備えるエア浮上搬送装置１によれば、絞部材１４に形成されたスリット２３の幅を調整することでエアの流量を調節しているので、加圧エア供給経路１２の開口面積を調節することと比較して精度よく流量を調節することができる。
また、ダウンフロー方式のクリーンルーム内で使用した場合、搬送面５上に被搬送体２が配置されていない状態で、ダウンフローの気流を乱すことを回避できる。
また、胴部２２を加圧エア供給経路１２内に挿入することで、より確実に絞部材１４を加圧エア供給経路１２に装着することができると共に、胴部２２にスリット２３を形成することで加圧エア供給経路１２を流通するエアの流量を調整することができる。
なお、本実施形態におけるエア浮上ユニット３及びこれを備えるエア浮上搬送装置１は、特公平５−４１５２７に記載されているエア浮上搬送装置と比較しても、上述したように、スリットによって噴出するエアの流量を調整していることで精度よく流量を調節することができるという有利な効果を奏する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、噴出する気体としてエアを用いたが、他の気体であってもよい。
また、上記実施形態では、絞部材が気体噴出開口の開口端を覆う頭部及び気体噴出開口に挿入される胴部によって構成されており、頭部及び胴部に形成されたスリットの幅が同一となっているが、図３に示すように、頭部３１と胴部３２とで異なる幅のスリット３３、３４がそれぞれ形成された構成の絞部材３５であってもよい。ここで、各スリットの幅は、例えば、胴部における気体の所望の流量やスリットの開口端から噴出する気体の所望の流量に応じて適宜調整してもよい。また、図４に示すように、絞部材４１が、頭部のみによって構成されてもよい。いずれの場合であっても、上述した実施形態と同様の作用、効果を有する。
また、凹部の内周面が搬送面に対して垂直となるように形成しているが、絞部材から噴出したエアの流通方向が搬送面に対して垂直な方向の成分を有するような角度で形成されていればよく、被搬送体の材質などに応じて適宜変更してもよい。
また、搬送面に凹部を形成することによって絞部材から噴出したエアの流通方向を搬送面に対して垂直方向とする構成としているが、凹部を設けずに絞部材の周囲に円筒状の壁を形成することによってエアの流通方向を搬送面に対して垂直方向に変更する構成としてもよい。

本発明の第１の実施形態におけるエア浮上搬送装置を示す説明図である。 第１の実施形態以外の本発明を適用可能なエア浮上搬送装置を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態におけるエア浮上搬送装置を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態におけるエア浮上搬送装置を示す説明図である。 従来のエア浮上搬送装置を示す説明図である。

符号の説明

１ エア浮上搬送装置
２ 被搬送体
３ エア浮上ユニット
４ 隙間
５ 搬送面
６ エア噴出部（気体噴出部）
１１ 凹部
１２ 加圧エア供給経路（加圧気体供給経路）
１３ 開口端
１４、３５、４１ 絞部材
１５ 底面
１６ 内周壁（流通方向変更壁）
２１、３１ 頭部
２２、３２ 胴部
２３、３３、３４ スリット

Claims (5)

1. 複数の気体噴出部から気体を噴出して搬送面から被搬送体を浮上させる気体浮上ユニットにおいて、
   前記気体噴出部が、加圧気体を供給する加圧気体供給経路と、該加圧気体供給経路の開口端を密接して覆うと共に該加圧気体供給経路に連通するスリットが形成された絞部材と、該絞部材の周囲に設けられて該絞部材から噴出した前記気体の流通方向を変更して前記被搬送体の下面に噴き当てる流通方向変更壁とを備え、
   前記絞部材の開口面積が前記加圧気体供給経路の開口面積よりも小さく、前記流通方向変更壁に向けて前記気体を噴き出すことを特徴とする気体浮上ユニット。
2. 前記搬送面に凹部が形成され、
   前記流通方向変更壁が前記凹部の内周壁であり、前記凹部の底面に前記加圧気体供給経路の開口端が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気体浮上ユニット。
3. 前記内周壁が、前記搬送面に対して垂直方向となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の気体浮上ユニット。
4. 前記絞部材が、前記加圧気体供給経路の開口端を覆う頭部と、該頭部の基端に接続されて前記加圧気体供給経路内に挿入される胴部とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の気体浮上ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の気体浮上ユニットと、該気体浮上ユニットに気体を供給する加圧気体供給ユニットとを備え、
   被搬送体を搬送面に対して非接触状態で搬送することを特徴とする気体浮上搬送装置。
   

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