JP2007324442A - 非接触搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成でシート状で大型のワークを安定して保持する。
【解決手段】エアが供給される供給ポート１２を有するトッププレート１４と、前記エアが吐出される複数の吐出孔１６を有するディフューザプレート１８と、前記トッププレート１４と前記ディフューザプレート１８との間に挟持され、複数のノズル２０を有するシート状のノズルプレート２２とを有し、積層された前記トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８を複数のボルト２４で一体的に連結する。そして、エアが供給ポート１２から流路２６を通じて複数のノズル２０へと供給され、半径外方向に向かって放射状に形成された前記ノズル２０を介して複数の吐出孔１６から外部へと導出される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークを非接触状態で保持、搬送することが可能な非接触搬送装置に関する。

従来、半導体ウェハの搬送や、液晶、プラズマディスプレイ等の表示装置を構成するシート状部品からなるワークを、気体の流れによって生じるベルヌーイ効果を利用して非接触で搬送することが可能な非接触搬送装置が知られている。

例えば、この非接触搬送装置は、内周面が円周状の凹部と、該凹部の開口側に形成されワークと対向する平坦面と、凹部の内周面に臨む噴出孔から凹部内へ供給流体を吐出させる流体通路を有し、流体導入口から供給されるエアによって平坦面とワークとの間に高速の気流を流通させることにより、ベルヌーイ効果により負圧を発生させて前記ワークをリフトすると共に、前記平坦面とワークとの間を流通する高速の正圧の気流により両者を非接触で保持して移送する（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２には、湾曲した気体案内面を有する搬送ヘッドを備えた搬送装置が開示されている。この搬送装置では、ノズルから気体案内面に向けて空気が吐出されることにより、前記気体案内面に沿って放射状に流通する空気によって前記搬送ヘッドの前面に負圧を発生させている。そして、この負圧を利用してワークを搬送ヘッドに保持させることにより搬送が行われる。

特開２００２−６４１３０号公報 特開平１０−１８１８７９号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術では、例えば、プラズマディスプレイ等の大型でシート状のワークを保持しようとした場合、前記ワークの形状に応じて非接触搬送装置を大型化させることが想定されるが、前記装置の大型化に伴ってワークの全表面に対して均一な保持力を確保することが困難となり、前記ワークに歪みが生じ、最終的に所望の製品品質が得られないことが懸念がされる。

また、この特許文献１の非接触搬送装置は、噴出口から空気を旋回させながら噴出させる構成としているが、前記噴出口の中心部のみにしか大きな負圧を発生させることができないため、前記非接触搬送装置全体で所定且つ均一な吸引力を得ようとした場合には、前記噴出口を隙間なく無数に配置する必要がある。さらに、旋回しながら流通する空気によって、吸引されたワークが回転してしまうため、該回転と反対方向となる旋回流を発生させて前記ワークの回転を阻止する構造が必要となる。その結果、空気の流路が複雑となるため製造コストが増大し、且つ、装置の大型化を招くこととなる。

一方、特許文献２に係る搬送装置において、大型でシート状のワークを搬送しようとした場合には、搬送ヘッドを構成する気体案内面を大きく確保することが想定されるが、湾曲した気体案内面に対する加工が煩雑であると共に、該気体案内面によって生じる圧力分布が一定にならないため、前記ワークを歪ませることなく安定的に保持することが困難である。また、複数の搬送ヘッドを設けた場合には、該搬送ヘッドから空気が半径外方向に向かって導出されるため、隣接する搬送ヘッドから導出された空気同士が衝突して所望の圧力で負圧を発生させることができないという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成で、例えば、薄型且つ大型のワークを非接触な状態で安定して保持し移送可能とすることが可能な非接触搬送装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、エア供給部と、該エア供給部を介して供給されるエアが流通する流路とを有するトッププレートと、
前記トッププレートと連結され、前記エアが導出される複数の導出孔を有するアンダープレートと、
前記トッププレートとアンダープレートとを連結する連結部材と、
前記トッププレートとアンダープレートとの間に設けられ、前記流路及び前記導出孔と連通し、前記エアを前記トッププレート及びアンダープレートにおける半径外方向へと導くと共に、前記エアの流通作用下に負圧を発生させるガイド手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、エア供給部を介してエアが供給されるトッププレートと、前記エアが導出される複数の導出孔を有するアンダープレートとを連結部材で一体的に連結し、前記エアがトッププレートの流路からガイド手段によって半径外方向へと導かれた後、前記ガイド手段から導出孔へと流通して外部へと導出される。また、エアをガイド手段に流通させることにより、前記エアの流速を増大させて負圧を生じさせることができる。

従って、エアの流通経路となる流路と導出孔との間にガイド手段を設けるという簡素な構成で、アンダープレートに沿って流通するエアの流通方向を略同一とし、且つ、ワークを保持する前記アンダープレートの側面に対して前記負圧を略均一に発生させることができるため、前記アンダープレートを含む非接触搬送装置をワークに応じて大型化させた場合でも、シート状で大型のワークを歪ませることなく非接触状態で確実且つ安定して保持することができ、これによって最終的に所望の品質を備えた製品を得ることが可能となる。

また、ガイド手段は、トッププレートとアンダープレートとの間に挟持された中間プレートを備え、前記中間プレートの中心から半径外方向に向かって放射状に延在した複数のガイド通路を有するとよい。これにより、複数のガイド通路を通じてエアをトッププレート、アンダープレート及び中間プレートに対して放射状に流通させることができるため、非接触搬送装置におけるエアの流通方向を同一とし、前記アンダープレートに配置された導出孔からのエアが互いに衝突（干渉）することを防止できる。これにより、アンダープレートにおける吸着面全体を負圧とし、前記エアによる安定したワークの保持力を確保することができる。

さらに、ガイド通路は、中間プレートの中心側となる一端部を流路に連通させ、前記中間プレートの半径外側となる他端部を導出孔に連通させるとよい。これにより、流路を流通するエアを、中間プレートの中心側に形成されたガイド通路の一端部から他端部側に向かって流通させることができるため、前記ガイド通路によってエアを前記中間プレートの中心側から半径外側に向かうように同一方向に導いて流通させることができる。

さらにまた、トッププレートとアンダープレートとの間に、複数の中間プレートを挟持し、複数の中間プレートにおけるガイド通路の形状をそれぞれ異なるように形成するとよい。これにより、ガイド通路を介して流路から導出孔へと流通するエアの流量を調整することが可能となり、非接触搬送装置によって保持されるワークの形状や重量に応じて自在に保持力を制御することができる。

またさらに、ガイド通路の断面積を、流路の断面積に対して小さく設定することにより、前記流路からガイド通路へと流通する際のエアの流速を増大させることができるため、前記流速の増大に伴ってワークを保持するための負圧を好適に発生させることができる。

また、導出孔に、トッププレートの流路から離間する方向に向かって徐々に拡径するテーパ部を備え、エアを前記テーパ部に沿って流通させることにより、前記導出孔から導出されたエアを好適に外部へと流通させることができると共に、隣接した導出孔からのエアをテーパ部を介して内部へと好適に導くことができる。そのため、他の導出孔からのエアを内部へと導いて再び導出させることができ、減速したエアの流速を増大させることが可能となるため、非接触搬送装置におけるエアの流速を略一定に維持することができる。

またさらに、導出孔を、アンダープレートにおいて互いに所定間隔離間して配置することにより、前記導出孔から導出されるエアを、ワークを保持するアンダープレートの側面に対して略均一に流通させることができると共に、ガイド通路において生じる負圧を前記側面に対して略均一に供給することができる。そのため、アンダープレートの側面全域において、エアと負圧との関係を略均一として安定したワークの保持力が得られる。

さらにまた、ガイド手段を、アンダープレートと対向するトッププレートの側面、又は、前記トッププレートと対向する前記アンダープレートの側面に設けることにより、エッチング等により中間プレートに対してガイド通路を形成することが困難である場合でも、非接触搬送装置を製造することが可能であり、それに伴って、部品点数及び組み付け工数の削減を図ることができる。

また、トッププレートとアンダープレートを、連結部材を介して一体的に連結するとよい。これにより、トッププレートとアンダープレートを簡便且つ確実に連結することが可能となる。

さらに、トッププレート及びアンダープレートを、拡散接合によって連結するとよく、前記トッププレート、アンダープレート及び中間プレートを、前記拡散接合によって互いに連結するとさらに好適である。これにより、トッププレート、アンダープレート及び中間プレートを連結するための連結部材が不要となるため、部品点数の低減を図ることができると共に、前記連結部材を収容する部位を設ける必要がないため、前記トッププレート及びアンダープレートの厚さを薄くして非接触搬送装置の薄型化を図ることができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、エアの流通経路となるトッププレートの流路とアンダープレートの導出孔との間にガイド手段を設けるという簡素な構成で、アンダープレートに沿って流通するエアの流通方向を略同一とし、且つ、ワークを保持する前記アンダープレートの側面に対して前記負圧を略均一に発生させることができる。そのため、シート状で大型のワークを歪ませることなく非接触状態を介して確実且つ安定して保持することが可能となる。これにより、最終的に所望の製品品質を確保することができる。

本発明に係る非接触搬送装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る非接触搬送装置を示す。

この非接触搬送装置１０は、図１〜図４に示されるように、円盤状に形成され、エアが供給される供給ポート（エア供給部）１２を有するトッププレート１４と、前記エアが吐出される複数の吐出孔（導出孔）１６を有するディフューザプレート（アンダープレート）１８と、前記トッププレート１４と前記ディフューザプレート１８との間に挟持され、複数のノズル（ガイド通路）２０を有するシート状のノズルプレート（中間プレート）２２と、積層された前記トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８を一体的に締結する複数のボルト（連結部材）２４とを備える。

トッププレート１４は、例えば、アルミニウム合金等の金属製材料又は樹脂製材料から形成され、ノズルプレート２２に臨む一側面１４ａにエアが流通する流路２６が形成され、前記流路２６は供給ポート１２と連通している。また、トッププレート１４の中心には、図示しない位置決め用ピンが挿入される第１ピン孔２８が形成され、前記第１ピン孔２８は、トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８の積層方向に沿って形成されている。

この供給ポート１２には、前記トッププレート１４の他側面１４ｂに図示しないチューブに接続された継手３０が螺合され、前記チューブを通じてエア供給源（図示せず）から前記継手３０へとエアが供給される。これにより、エアが供給ポート１２を介して流路２６へと供給される。

この流路２６は、図５に示されるように、トッププレート１４の第１ピン孔２８を中心として半径外方向に互いに所定間隔離間した複数の環状路３２と、前記環状路３２の間を接続し、トッププレート１４の周方向に沿って所定間隔離間した複数の放射路３４とから構成される。この場合、前記環状路３２と放射路３４とは、トッププレート１４の一側面１４ａから所定深さだけ窪んで形成されると共に、その幅寸法が略一定となるように形成されている。

なお、環状路３２は、例えば、トッププレート１４の中心から半径外方向に向かって順番に配置された第１〜第４環状路３２ａ〜３２ｄからなる。

一方、放射路３４は、第１環状路３２ａと第２環状路３２ｂとの間を接続する４本の第１放射路３４ａと、前記第２環状路３２ｂと第３環状路３２ｃとの間を接続する４本の第２放射路３４ｂと、前記第３環状路３２ｃと第４環状路３２ｄとの間を接続する４本の第３放射路３４ｃとからなる。そして、前記第３環状路３２ｃと第３放射路３４ｃとが交差する部位に供給ポート１２が設けられている。

すなわち、供給ポート１２に供給されたエアは、第３環状路３２ｃに供給されると共に、第３放射路３４ｃを通じて第４環状路３２ｄへと供給される。そして、第３環状路３２ｃに供給されたエアが、第２放射路３４ｂを通じて第２環状路３２ｂへと流通し、該第２環状路３２ｂから第１放射路３４ａを通じて第１環状路３２ａへと供給されることとなる。

また、トッププレート１４には、第１〜第４環状路３２ａ〜３２ｄ、第１〜第３放射路３４ａ〜３４ｃの間となる位置にボルト２４が挿通される第１ボルト孔３６が複数形成されると共に、前記トッププレート１４の外周側には位置決め用ピン（図示せず）が挿入される第２ピン孔３８が形成される。この位置決め用ピンは、例えば、トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８を積層させて一体的に組み付ける際に、前記トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８の回転方向への相対的な位置決めするために用いられる。

さらに、第１ボルト孔３６の間には、非接触搬送装置１０を他の装置に取り付ける際に取付ボルト（図示せず）が挿通される複数の取付孔４０が設けられている。

ノズルプレート２２は、例えば、ステンレス鋼等の金属製材料からシート状に形成され、図６に示されるように、トッププレート１４の流路２６と対向配置される複数のノズル２０と、前記複数のノズル２０の間に設けられ、第１ボルト孔３６と対向してボルト２４が挿通される挿通孔４２と、前記ノズルプレート２２の外周面から内周側に向かって切り欠かれた位置決め溝４４とを含む。このノズルプレート２２の厚さは、例えば、０．０５〜０．１ｍｍで形成されるのが好ましい。これにより、十分なエゼクタ効果が得られる。

また、ノズルプレート２２の中心には、図示しない位置決め用ピンが挿通される孔部４６が形成されている。

ノズル２０は、ノズルプレート２２の中心となる孔部４６から半径外方向に向かってそれぞれ放射状に複数設けられる。このノズル２０は、周方向に沿って所定半径上に配置され、トッププレート１４の第１環状路３２ａに臨んで配置される第１ノズル列Ｎ１と、第２環状路３２ｂに臨んで配置される第２ノズル列Ｎ２と、第３環状路３２ｃに臨んで配置される第３ノズル列Ｎ３と、第４環状路３２ｄに臨んで配置される第４ノズル列Ｎ４とからなる。すなわち、第１〜第４ノズル列Ｎ１〜Ｎ４の順番で、ノズルプレート２２の中心から半径外方向に向かって配置されている。

例えば、第１及び第２ノズル列Ｎ１、Ｎ２は、ノズルプレート２２の周方向に沿って等間隔離間した４個のノズル２０からそれぞれ構成され、第３ノズル列Ｎ３は、１２個のノズル２０が互いに等間隔離間し、第４ノズル列Ｎ４が、２４個のノズル２０が互いに等間隔離間して構成されている。

第１ノズル列Ｎ１を構成するノズル２０と、第２ノズル列Ｎ２を構成するノズル２０とは、ノズルプレート２２において半径方向に一直線上となることがないように配置される。すなわち、第１ノズル列Ｎ１のノズル２０と、第２ノズル列Ｎ２のノズル２０とが、ノズルプレート２２の中心に対して互いに所定角度だけ周方向にずれて配置されている。換言すれば、第１ノズル列Ｎ１のノズル２０は、周方向において第２ノズル列Ｎ２のノズル２０の間となるように配置される。

また、隣接する第２ノズル列Ｎ２と第３ノズル列Ｎ３のノズル２０、前記第３ノズル列Ｎ３と第４ノズル列Ｎ４のノズル２０も同様に半径方向に一直線上となることがないようにそれぞれ配置されている。すなわち、半径方向に隣接したノズル列Ｎ１〜Ｎ４のノズル２０は、ノズルプレート２２の周方向に沿って所定角度ずつずれて配置され、一直線上となることがない。換言すれば、全てのノズル２０が周方向に互いに異なる指向性を有し、全体としてノズルプレート２２の全面にエアを導出可能な構成としている。

このノズル２０は、図７に示されるように、略鍵穴状に形成され、ノズルプレート２２の半径内方向に狭い幅で直線状に開口形成される導入部４８と、前記導入部４８に対して前記ノズルプレート２２の半径外方向に形成され、前記導入部４８と連通する略円形状の導出部５０とからなる。なお、複数のノズル２０は、それぞれ略同一形状で形成される。

導入部４８は、長手方向に所定長さで形成され、その端部がトッププレート１４の流路２６に臨む。一方、導出部５０は、前記導入部４８より拡径した所定半径からなる略円形状に形成され、前記導出部５０がノズルプレート２２に積層されるディフューザプレート１８の吐出孔１６と対向するように配置されている。すなわち、トッププレート１４の流路２６を流通するエアが、導入部４８からノズル２０に沿ってノズルプレート２２の半径外方向へと流通して導出部５０を通じてディフューザプレート１８の吐出孔１６へと導出される。

この場合、ノズル２０は、シート状のノズルプレート２２に対してエッチング、レーザ加工等によって形成されている。そのため、例えば、ノズルプレート２２の厚さが数百μｍである場合においても、前記ノズル２０を容易且つ高精度に形成することが可能である。なお、ノズル２０の数量が多い場合には、エッチングを適用すると効率的に前記ノズル２０を形成することが可能となる。すなわち、ノズルプレート２２を含む非接触搬送装置１０が大型になるほど、エッチングによってより効率的にノズル２０を形成することができる。

さらに、ノズルプレート２２の両面には、例えば、ゴム製材料からなるシール剤が塗布され、前記ノズルプレート２２をトッププレート１４とディフューザプレート１８との間に挟持することにより、前記ノズルプレート２２に対してトッププレート１４及びディフューザプレート１８がそれぞれ貼着される。これにより、トッププレート１４及びディフューザプレート１８とノズルプレート２２との間がシールされて気密性が確保されるため、エアが外部へと漏出することが阻止される。

ディフューザプレート１８は、例えば、アルミニウム合金等の金属製材料又は樹脂製材料から形成され、図８に示されるように、トッププレート１４からエアが供給されると共に、該エアを外部へと吐出する複数の吐出孔１６を有する。このディフューザプレート１８の中心には、図示しない位置決め用ピンが挿入される第３ピン孔５２が形成され、前記第３ピン孔５２は、トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８の積層方向に沿って貫通している。

吐出孔１６は、ノズルプレート２２におけるノズル２０の導出部５０に臨み、ディフューザプレート１８において周方向に沿って所定半径上に配置されている。この吐出孔１６は、ノズルプレート２２の第１ノズル列Ｎ１を構成するノズル２０に臨む第１孔列Ｈ１と、第２ノズル列Ｎ２のノズル２０に臨む第２ノズル列Ｈ２と、第３ノズル列Ｎ３のノズル２０に臨む第３ノズル列Ｈ３と、第４ノズル列Ｎ４のノズル２０に臨む第４ノズル列Ｈ４とからなる。すなわち、第１〜第４孔列Ｈ１〜Ｈ４の順番で、ノズルプレート２２の中心から半径外方向に向かって配置されている。

なお、各吐出孔１６の間となるように、ボルト２４が螺合される第２ボルト孔５４が複数形成される。すなわち、トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８を積層し、第１ボルト孔３６、挿通孔４２にボルト２４をそれぞれ挿通させて第２ボルト孔５４に対して螺合することにより、前記トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８が一体的に連結される。

さらに、吐出孔１６は、ディフューザプレート１８の一側面１８ａ側となるノズルプレート２２側に形成された開口５６と、該開口５６から離間するようにディフューザプレート１８の他側面１８ｂ側に向かって徐々に拡径したテーパ部５８とを備える。なお、このディフューザプレート１８の他側面１８ｂは、ワークＷを保持する保持面として機能する（図１０参照）。

開口５６の直径は、ノズル２０を構成する導入部４８の直径と略同等に形成され、前記開口５６を介して吐出孔１６とノズル２０とが連通する。なお、複数の吐出孔１６は、それぞれ略同一形状で形成されると共に、ノズル２０の数量に対応して同一の数量だけ設けられる。

テーパ部５８は、例えば、ドリル加工によって開口５６を中心として所定角度（例えば、１２０°）で拡径するように形成される。換言すれば、テーパ部５８を含む吐出孔１６がディフューザプレート１８に対して環状となるすりばち状に形成される。

さらに、ディフューザプレート１８の外周側には、図示しない位置決めピンが挿入される第４ピン孔６０が形成されている。すなわち、各プレートの中心に形成された第１ピン孔２８、孔部４６及び第３ピン孔５２に対して位置決め用ピンを挿入し、前記トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８の中心を合わせると共に、同様に、第２ピン孔３８、位置決め溝４４及び第４ピン孔６０に対して別の位置決め用ピンを挿入することにより、前記トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８の回転方向への相対的な位置決めがなされる。これにより、トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８の中心を一致させ、且つ、ノズルプレート２２のノズル２０とディフューザプレート１８の吐出孔１６とが対向配置した状態で一体的に組み付けることができる。

なお、上述した説明では、トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８を複数のボルト２４によって一体的に締結する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、金属製材料からなるトッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８を拡散接合によって一体的に連結するようにしてもよい。すなわち、トッププレート１４、ノズルプレート２２及びディフューザプレート１８を重ね合わせ、加圧、加熱することにより、その接触部分で相互拡散が生じて接合される。この場合には、複数のボルト２４を不要することができ、部品点数の低減を図ることができる。さらに、トッププレート１４の第１ボルト孔３６は、ボルト２４の頭部を収容可能な厚さで形成されているが、前記ボルト２４が不要となるのに伴って、前記第１ボルト孔３６をなくして前記トッププレート１４の厚さを薄くすることも可能となる。また、ディフューザプレート１８の第２ボルト孔５４も不要となるため、前記ディフューザプレート１８の厚さを薄くすることもできる。その結果、トッププレート１４及びディフューザプレート１８を含む非接触搬送装置１０の薄型化を図ることができる。

本発明の第１の形態に係る非接触搬送装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

図示しないエア供給源から継手３０を介して供給ポート１２へとエアが供給される。この供給ポート１２に供給されたエアは、図９及び図１０に示されるように、該供給ポート１２と連通したトッププレート１４の第３環状路３２ｃ及び第３放射路３４ｃを通じて流路２６を構成する第１〜第４環状路３２ａ〜３２ｄへと供給される。そして、第１〜第４環状路３２ａ〜３２ｄに臨んだ複数のノズル２０の導入部４８へとエアが導入され、前記エアが各ノズル２０内を導出部５０側に向かって流通する。

この際、ノズル２０は、ノズルプレート２２の孔部４６を中心として半径外方向に向かうように放射状に形成されているため、各ノズル２０の導入部４８から導出部５０へとエアが流通することにより半径外方向に向かって放射状に流通することとなる。なお、エアが流通するノズル２０の通路断面積は、微小となるノズルプレート２２の厚さ寸法と、該導入部４８の幅寸法とから設定される。

そのため、エアは、トッププレート１４の一側面１４ａ、ディフューザプレート１８の一側面１８ａ及びノズル２０の内壁面とに囲まれた微小な空間内を流通することにより、ノズル２０内を流通するエアの流速が増大し、それに伴って負圧が発生することとなる。

そして、エアがノズル２０の導出部５０からディフューザプレート１８の開口５６を介して吐出孔１６へと流通し、前記吐出孔１６のテーパ部５８に沿って外部へと導出される。その場合、エアは、吐出孔１６のテーパ部５８に沿ってディフューザプレート１８の半径外方向に向かってそれぞれ流通し、該ディフューザプレート１８の中心から離間するように他側面１８ｂ（保持面）に沿って放射状に流通する（図１０及び図１１参照）。すなわち、エアは、吐出孔１６から導出された後、ディフューザプレート１８の中心側から半径外方向に向うように同一方向に流通する。

また、吐出孔１６から導出されるエアは、図９及び図１１に示されるように、開口５６からテーパ部５８に沿って所定角度で拡がるように流通する。なお、この吐出孔１６から導出されたエアは、半径外方向に流通するにつれて抵抗によって徐々にその流速が低下していく。そして、ディフューザプレート１８において最も内周側となる第１孔列Ｈ１の吐出孔１６から導出されたエアが他側面１８ｂに沿って流通し、その一部が、隣接した第２孔列Ｈ２の吐出孔１６へと導かれる。この際、吐出孔１６が環状のテーパ部５８を有するすりばち状に形成されているため、前記エアが前記テーパ部５８に沿って前記吐出孔１６の内部のエゼクタ効果により好適に導かれる。

すなわち、第１孔列Ｈ１の吐出孔１６から導出されたエアが、第２孔列Ｈ２の吐出孔１６内に導かれることにより、前記第２孔列Ｈ２の吐出孔１６から導出されるエアによって再び外部へと導出される。これにより、第１孔列Ｈ１の吐出孔１６から導出されたエアを、第２孔列Ｈ２の吐出孔１６から導出されるエアと共に導出させて他側面１８ｂに沿って流通させると共に、減速したエアの流速が再び所望の流速となり略一定に維持される。すなわち、より少ないエアで非接触搬送装置１０における所望の性能を満たすことができる。換言すれば、非接触搬送装置１０におけるエアの消費量を低減させることが可能となる。

また、第２孔列Ｈ１の吐出孔１６、第３孔列Ｈ３の吐出孔１６から導出されたエアも同様に、半径外側に隣接した第３孔列Ｈ３及び第４孔列Ｈ４の吐出孔１６内へとそれぞれ順に導かれることにより、前記エアの流速が略一定に維持され、それに伴って、ディフューザプレート１８の半径外側に流通するエアの流速が略一定となる。

これにより、ディフューザプレート１８に形成された複数の吐出孔１６からエアが導出する際、ディフューザプレート１８と対向する位置に配置されたワークＷ（例えば、ウェハ等）がノズル２０において発生する負圧により吸引され、一方、ディフューザプレート１８とワークＷとの間に介在するエア（正圧）により反発力を受け、前記負圧と正圧とのバランスによってワークＷが非接触状態で保持される。その結果、ディフューザプレート１８の保持面となる他側面１８ｂにおいてワークＷを保持した状態で所定位置に搬送される。

なお、このワークＷに作用する正圧及び負圧は、ディフューザプレート１８とワークＷ間のクリアランスにより変化する。すなわち、このクリアランスが小さくなると負圧が減少すると共に正圧が増大し、一方、前記クリアランスが大きくなると負圧が増大すると共に正圧が減少する。この場合、リフトされるワークＷは、該ワークＷ自体の自重と正圧及び負圧のバランスによって最適なクリアランスとなる。そのため、例えば、ウェハや可撓性を有するフィルム状のワークＷＷを歪みがなく搬送することができる。

以上のように、第１の実施の形態では、エアが供給される流路２６を有するトッププレート１４と、前記エアを外部に導出する吐出孔１６を有するディフューザプレート１８と、前記流路２６と吐出孔１６とを連通させるノズル２０を有したノズルプレート２２とを備え、前記ノズルプレート２２においてノズル２０を放射状に設け、前記ノズル２０の内周側を流路２６と連通させると共に、前記ノズル２０の外周側を吐出孔１６と連通させている。これにより、流路２６からノズル２０に供給されたエアを、半径外方向となるように流通させて吐出孔１６を通じてディフューザプレート１８の保持面に沿って半径外方向に向かって流通させることができる。

また、複数の吐出孔１６を、ディフューザプレート１８において半径方向に一直線上とならないように所定角度ごとずらして配置し、内周側に配置された吐出孔１６から導出されたエアを、隣接する外周側に設けられた他の吐出孔１６に導き、前記吐出孔１６から導出されるエアと共に再び半径外方向へと流通させる。

すなわち、ディフューザプレート１８の内周側から導出されて流速の低下したエアを、外周側に設けられた吐出孔１６に導くことにより、前記吐出孔１６から導出されるエアを利用してその流速を略一定に維持することができる。その結果、ディフューザプレート１８の他側面１８ｂに沿って流通するエアの流速が、複数の吐出孔１６から導出されるエアによって前記他側面１８ｂの全域にわたって略一定に維持される。

これにより、ワークＷを保持する保持面に沿って流通するエアの流通方向を同一とし、且つ、その流速を略一定に維持することができるため、前記ワークＷと保持面との間におけるエアと負圧との関係が好適に維持され、前記ワークＷと保持面との間のクリアランスを略一定に保持することが可能となる。その結果、ベルヌーイ効果によってワークＷが保持面に対して非接触な状態でシート状のワークＷを歪ませることなく安定して保持することができる。また、ワークＷが大型である場合においても、安定して保持して移送することが可能となる。

なお、ノズルプレート２２は、その厚さ寸法が極薄のシート状に形成されているため、該ノズルプレート２２を含む非接触搬送装置１０の厚さが抑制され、薄型の非接触搬送装置１０とすることが可能となる。

さらに、トッププレート１４とディフューザプレート１８との間に挟持されるノズルプレート２２の数量を増減させると共に、各ノズルプレート２２におけるノズル２０を異なる形状とすることにより、エアが流通するノズル２０の通路断面積を任意に調整することができる。そのため、ノズル２０を介してトッププレート１４の流路２６からディフューザプレート１８の吐出孔１６へと流通する前記エアの流量を好適に制御することができ、ワークＷの外径形状や重量等に応じてエアを所望の流量に調整することが可能となる。

またさらに、ノズル２０をシート状のノズルプレート２２に対してエッチングによって形成することにより、前記ノズル２０の形状を容易且つ高精度に形成することができ、それに伴って、前記ノズル２０の寸法管理も容易となる。

一方、複数のノズルプレート２２を設けることなく、例えば、図１２に示されるように、トッププレート６４の一側面６４ａに対して流路２６と連通するようにノズル６６を切削加工等によって直接形成するようにしてもよい。

また、反対に、図１３に示されるように、ディフューザプレート６８の一側面６８ａに対して吐出孔１６の開口５６と連通するようにノズル７０を直接形成すると共に、トッププレート７２の一側面７２ａに対して該ノズル７０に臨む流路２６を設けるようにしてもよい。これにより、エッチング等によるノズルの加工を行うことができない場合においても非接触搬送装置１０を製造することが可能であり、且つ、前記ノズルプレート２２を不要とすることにより部品点数及び組み付け工数の削減を図ることができる。

次に、第２の実施の形態に係る非接触搬送装置１００を図１４〜図１７に示す。なお、上述した本発明の第１の実施の形態に係る非接触搬送装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第２の実施の形態に係る非接触搬送装置１００では、図１４〜図１７に示されるように、トッププレート１０２、ディフューザプレート１０４及びノズルプレート１０６が、それぞれ略楕円形状に形成される点、前記トッププレート１０２、ディフューザプレート１０４及びノズルプレート１０６の端部に、図示しない移送装置等に対して接続可能な接続ブロック１０８が連結されている点で、第１の実施の形態に係る非接触搬送装置１０と相違している。

トッププレート１０２の一端部には、所定長だけ突出した第１突部１１０が形成されると共に、他端部には、前記第１突部１１０から離間する方向に延在する第１接続部１１２が形成される。この第１突部１１０と第１接続部１１２は略一直線上に設けられる。

また、トッププレート１０２には、ノズルプレート１０６に臨む流路１１４が形成され、前記流路１１４が第１接続部１１２に沿って形成された連通路１１６と連通している。流路１１４は、複数の環状路１１４ａと、該環状路１１４ａ同士を接続する放射路１１４ｂとから構成される。なお、この流路１１４の構成は、第１の実施の形態に係る非接触搬送装置１０と略同等であるため、その詳細な説明は省略する。

ノズルプレート１０６は、トッププレート１０２と略同一形状に形成され、その一端部に形成された第２突部１１８が、前記トッププレート１０２の第１突部１１０に対して重ね合わされ、他端部に形成された第２接続部１２０が前記トッププレート１０２の第１接続部１１２に対して重ね合わされる。この第２接続部１２０には、トッププレート１０２の連通路１１６の端部に臨む連通孔１２２ａが形成される。また、ノズルプレート１０６には、複数のノズル２０がトッププレート１０２の流路１１４に臨む位置に配置される。なお、このノズル２０の形状及び配置については、第１の実施の形態に係る非接触搬送装置１０と略同等であるため、その詳細な説明は省略する。

ディフューザプレート１０４は、トッププレート１０２及びノズルプレート１０６と略同一形状に形成され、一端部に形成された第３突部１２４が第１及び第２突部１１０、１１８に重ね合わされると共に、他端部に形成された第３接続部１２６が第１及び第２接続部１１２、１２０に対して重ね合わされる。そして、複数のボルト１２８をディフューザプレート１０４側からトッププレート１０２側に向かってボルト孔１３０に挿通させ、該ボルト１２８によって前記ディフューザプレート１０４、ノズルプレート１０６及びトッププレート１０２を一体的に連結している。この第３接続部１２６には、トッププレート１０２の連通路１１６、ノズルプレート１０６の連通孔１２２ａに臨む連通孔１２２ｂが形成される。すなわち、トッププレート１０２の連通路１１６は、ノズルプレート１０６及びディフューザプレート１０４の連通孔１２２ａ、１２２ｂと連通している。

また、ディフューザプレート１０４には、ボルト孔１３０の間となるように複数の吐出孔１６が配置されている。この吐出孔１６は、ノズルプレート１０６のノズル２０に臨む位置にそれぞれ配置されている。

接続ブロック１０８は、金属製材料からブロック状に形成され、ディフューザプレート１０４の第３接続部１２６に連結される凹部１３２と、前記凹部１３２と直交する側面に開口した供給ポート１３４と、前記凹部１３２側に開口した開口部１３６と供給ポート１３４とを連通する通路１３８とを含む。

この接続ブロック１０８は、トッププレート１０２、ディフューザプレート１０４及びノズルプレート１０６が積層された状態で、前記ディフューザプレート１０４の第３接続部１２６に対して複数の連結ボルト１４０によって連結される。

供給ポート１３４は、トッププレート１０２、ディフューザプレート１０４及びノズルプレート１０６と離間する方向に開口し、図示しないチューブに接続された継手１４２が螺合される。そして、前記チューブを通じてエア供給源（図示せず）から前記継手１４２へとエアが供給される。

通路１３８は、図１７に示されるように、供給ポート１３４と開口部１３６とを略直角に接続し、該開口部１３６がディフューザプレート１０４の連通孔１２２ｂと対向する位置に形成される。これにより、供給ポート１３４から供給されたエアが、通路１３８、連通孔１２２ａ、１２２ｂを通じてトッププレート１０２の連通路１１６へと供給され、該連通路１１６から流路１１４へと導かれる。

また、通路１３８の開口部１３６には、環状溝を介してＯリング１４４が装着され、前記Ｏリング１４４によって接続ブロック１０８とディフューザプレート１０４との間の気密を保持している。

そして、非接触搬送装置１００では、継手１４２を介して供給ポート１３４に供給されたエアが、トッププレート１０２の連通路１１６を通じて流路１１４へと導かれ、前記流路１１４からノズルプレート１０６のノズル２０を介してディフューザプレート１０４の吐出孔１６から導出される。これにより、ディフューザプレート１０４に沿って同一方向となるように放射状にエアが流通することとなり、図示しないワークとディフューザプレート１０４の保持面１０４ａとの間のクリアランスを略一定に保持することが可能となる。

すなわち、第２の実施の形態に係る非接触搬送装置１００では、円盤状に形成された第１の実施の形態に係る非接触搬送装置１０と比較し、トッププレート１０２、ディフューザプレート１０４及びノズルプレート１０６の幅寸法を小さく形成することができるため、前記非接触搬送装置１００によるワークの搬送場所が狭所等である場合においても、該非接触搬送装置１００を所望の位置まで進入させることができ、確実にワークの搬送を行うことが可能となる。

また、非接触搬送装置１００の端部に設けられた接続ブロック１０８を、例えば、ロボットアーム等の移送装置に取り付けることにより、該非接触搬送装置１００を簡便に移動させることができるため、ワークを自在に搬送することができる。さらに、非接触搬送装置１００の端部となる接続ブロック１０８に供給ポート１３４を設ける構成としているため、継手１４２を介して供給ポート１３４に接続されるチューブ（図示せず）の着脱作業を簡便に行うことが可能であり、前記非接触搬送装置１００のメンテナンス性を良好とすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る非接触搬送装置の全体斜視図である。 図１に示す非接触搬送装置の分解斜視図である。 図１の非接触搬送装置をトッププレート側となる別の方向から見た全体斜視図である。 図３に示す非接触搬送装置の分解斜視図である。 図１の非接触搬送装置におけるトッププレートを示す単体平面図である。 図１の非接触搬送装置におけるノズルプレートを示す単体平面図である。 図６のノズルプレートにおけるノズル近傍を示す拡大斜視図である。 図１の非接触搬送装置におけるディフューザプレートを示す単体平面図である。 図１に示す非接触搬送装置の一部省略拡大平面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 エアの流通経路となるノズル、吐出孔近傍を示す断面斜視図である。 トッププレートの一側面に対してノズルを直接形成した非接触搬送装置の変形例を示す概略分解斜視図である。 ディフューザプレートの一側面に対してノズルを直接形成した非接触搬送装置の他の変形例を示す概略分解斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る非接触搬送装置の全体斜視図である。 図１４の非接触搬送装置をトッププレート側となる別の方向から見た全体斜視図である。 図１４に示す非接触搬送装置の分解斜視図である。 図１４のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。

符号の説明

１０、１００…非接触搬送装置 １２、１３４…供給ポート
１４、６４、７２、１０２…トッププレート
１６…吐出孔
１８、６８、１０４…ディフューザプレート
２０、６６、７０…ノズル ２２、１０６…ノズルプレート
２４、１２８…ボルト ２６、１１４…流路
２８…第１ピン孔 ３０、１４２…継手
３２、１１４ａ…環状路 ３４、１１４ｂ…放射路
３６…第１ボルト孔 ３８…第２ピン孔
４２…挿通孔 ４４…位置決め溝
４６…孔部 ４８…導入部
５０…導出部 ５２…第３ピン孔
５６…開口 ５８…テーパ部
６０…第４ピン孔

Claims (11)

1. エア供給部と、該エア供給部を介して供給されるエアが流通する流路とを有するトッププレートと、
   前記トッププレートと連結され、前記エアが導出される複数の導出孔を有するアンダープレートと、
   前記トッププレートとアンダープレートとの間に設けられ、前記流路及び前記導出孔と連通し、前記エアを前記トッププレート及びアンダープレートにおける半径外方向へと導くと共に、前記エアの流通作用下に負圧を発生させるガイド手段と、
   を備えることを特徴とする非接触搬送装置。
2. 請求項１記載の非接触搬送装置において、
   前記ガイド手段は、前記トッププレートと前記アンダープレートとの間に挟持された中間プレートを備え、前記中間プレートの中心から半径外方向に向かって放射状に延在した複数のガイド通路を有することを特徴とする非接触搬送装置。
3. 請求項２記載の非接触搬送装置において、
   前記ガイド通路は、前記中間プレートの中心側となる一端部が、前記流路と連通し、前記中間プレートの半径外側となる他端部が、前記導出孔と連通することを特徴とする非接触搬送装置。
4. 請求項２又は３記載の非接触搬送装置において、
   前記トッププレートと前記アンダープレートとの間には、複数の前記中間プレートが挟持され、前記複数の中間プレートにおけるガイド通路の形状がそれぞれ異なることを特徴とする非接触搬送装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
   前記ガイド通路の断面積は、前記流路の断面積に対して小さく設定されることを特徴とする非接触搬送装置。
6. 請求項１記載の非接触搬送装置において、
   前記導出孔は、前記トッププレートの流路から離間する方向に向かって徐々に拡径するテーパ部を備え、前記エアが前記テーパ部に沿って流通することを特徴とする非接触搬送装置。
7. 請求項１又は６記載の非接触搬送装置において、
   前記導出孔は、前記アンダープレートにおいて互いに所定間隔離間して配置されることを特徴とする非接触搬送装置。
8. 請求項１記載の非接触搬送装置において、
   前記ガイド手段は、前記アンダープレートと対向する前記トッププレートの側面、又は、前記トッププレートと対向する前記アンダープレートの側面に設けられることを特徴とする非接触搬送装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
   前記トッププレートとアンダープレートは、連結部材を介して一体的に連結されることを特徴とする非接触搬送装置。
10. 請求項１記載の非接触搬送装置において、
    前記トッププレート及びアンダープレートは、拡散接合によって連結されることを特徴とする非接触搬送装置。
11. 請求項２〜８のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
    前記トッププレート、アンダープレート及び前記中間プレートは、拡散接合によって互いに連結されることを特徴とする非接触搬送装置。

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