JP2011138877A - 非接触保持体及び非接触保持ハンド - Google Patents

Abstract

【課題】保持されるワークの姿勢を安定させる非接触保持体及び非接触保持ハンドを提供する。
【解決手段】非接触保持体を構成する保持部１２は、保持面３２に開口する旋回流発生部３０を有している。旋回流発生部３０には流入路３３を通じて圧縮空気が流入して、該旋回流発生部３０に旋回流を発生させる。保持部１２の保持面３２には、旋回流の旋回方向と同じ方向の渦巻き状に形成されて、保持面３２に沿って流出する圧縮空気を案内する案内溝３５，３６，３７が設けられている。案内溝３５，３６，３７の終端が旋回流発生部３０の軸２９を中心とした円周上に等間隔で配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、保持対象物の異なる領域に負圧と正圧とを作用させることによって保持対象物と保持面とが接触しない状態で保持対象物を保持する非接触保持体及び非接触保持ハンドに関する。

従来から、特許文献１に記載のように、液晶基板や半導体ウェハなどのワークと保持面とが接触しない状態でワークを保持する非接触保持体が知られている。気体の旋回流を利用した非接触保持体は一般に、ワークに対向する一端面が保持面となる筒体から構成される。そして、筒内に形成された気体の旋回流が保持面に設けられた開口からワークと保持面との間に流出することによって、保持面に設けられた開口の中心部分に旋回流による負圧が形成され、且つ、保持面に設けられた開口の外側に該気体による正圧が形成される。その結果、負圧と正圧とがワークの異なる部分に作用して、ワークと保持面とが接触しない状態で保持面にワークが保持される。

特開２００８−８７９１０号公報

ところで、保持面に設けられた開口から流出する気体は、旋回による慣性力と遠心力とによって保持面と平行な渦巻き状の軌跡を描く。この際、開口から流出した気体と開口の周辺に流れる気体とが接触し、また開口から流出した気体と保持面とが接触する。それゆえに、開口から流出する気体の描く上記渦巻き状の軌跡、さらには筒内にて形成される旋回流の旋回状態は、開口から流出する気体の流れ、つまり保持面の表面粗さや開口の周辺における気体の流れに応じて大きく変わる。

例えば、保持面の面内で表面粗さの分布に大きな偏りがあると、保持面の面内には、相対的に圧力損失の大きい領域が形成される。その結果、圧力損失の大きい領域の圧力が該領域以外の圧力よりも低くなるため、保持面とワークとの間における正圧に、局所的に低い圧力領域が形成されてしまう。また例えば、開口から流出した気体が該開口周辺の気体との摩擦によって流速を急激に低下させると、筒内にて形成される旋回流の旋回状態が変わるために、該旋回流によって形成される負圧までが大きく変わってしまう。

上述のようにワークに作用する負圧が変動したり局所的に正圧が変動したりすると、ワークと保持面との距離が保持面の面内で一定に保持され難くなり、ワークの姿勢が不安定になってしまう。しかも、複数の非接触保持体を用いてワークを保持する場合には、負圧の変動や局所的な正圧の変動が非接触保持体ごとに異なるタイミングで生じるため、保持されるワークの姿勢がさらに不安定になってしまう。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持されるワークの姿勢を安定させる非接触保持体及び非接触保持ハンドを提供することにある。

本発明の非接触保持体は、ワークに対向する保持面に筒内周面から連続する開口を有した筒体を備え、前記筒体の内部に流入した気体の旋回流によって前記開口に負圧を形成し
、且つ、前記保持面に設けられた前記開口から流出する前記気体によって該保持面と前記ワークとの間に正圧を形成することによって、前記ワークと前記保持面とが接触しない状態で前記ワークを前記保持面に保持する非接触保持体であって、前記保持面には、前記旋回流の旋回方向に沿った巻き方向の渦巻き状に形成されて前記開口と連通する始端を有し、該始端から流入する気体を同巻き方向に沿って案内する案内溝が（２ｎ＋１）個（ｎは正の整数）設けられて、該案内溝の終端が前記開口を中心とした円周上に等間隔で配置されている。

本発明の非接触保持体によれば、保持面に設けられた開口から流出した気体は、保持面に設けられた「２ｎ＋１」本の案内溝に案内されて保持面の外側へ流出される。この際、開口から流出した気体が複数の案内溝の各々によって保持面の外側まで導かれるため、開口から流出した気体は、該開口周辺の気体との摩擦などによってその流速を急激に落すことがない。それゆえに、筒内にて形成される旋回流の旋回状態、さらには該旋回流によって形成される負圧を安定させることが可能である。また、「２ｎ＋１」本の案内溝を通じて気体が流出するため、該案内溝と流路断面積が同じである１本の案内溝を通じて気体が流出する場合と比較して、案内溝に流入する気体の流速が抑えられる。そのため、保持面の面内において相対的に圧力損失の大きい領域が形成されるとしても、案内溝における気体の流速が抑えられる分、案内溝を流れる気体の圧力損失が低減される。その結果、保持面とワークとの間に正圧を形成する際に、局所的な圧力の低下が抑えられる。よって、本発明の非接触保持体によれば、ワークに作用する負圧と正圧とが安定することから、該ワークの姿勢を安定させることができる。

なお、各案内溝の終端においては、案内溝を流れた気体が外部へ流出することにともない急激な圧力低下が生じる。保持面に案内溝を１つだけ設ける構成では、終端付近における急激な圧力低下が保持面の１箇所で起きるため、ワークが上記終端に引きつけられて傾いてしまうこと、さらには外部へ流出する気体の流れに引きずられてワークが移動してしまうという虞がある。これに対して、本発明の非接触保持体によれば、開口を中心とした円周上に案内溝の終端が等間隔に配置されるため、上述した終端付近における圧力低下が開口を中心に均等に作用することになる。その結果、ワークの姿勢をさらに安定させることが可能である。

この非接触保持体は、前記保持面に設けられた前記開口が円形状であり、前記案内溝の始端が前記開口の周方向に等間隔に配置されている。
この非接触保持体によれば、円形状を呈する開口の周方向に案内溝の始端が等間隔に配置されるため、各案内溝に流入する気体が、より均一なものとなる結果、ワークの姿勢をさらに安定させることが可能である。

この非接触保持体は、前記案内溝が、前記開口に相対的に近い壁面である内側壁面と、前記開口に相対的に遠い壁面である外側壁面と、前記内側壁面と前記外側壁面とを繋ぐ底面とを備え、前記外側壁面が、前記保持面の法線と平行な面である。

この非接触保持体によれば、外側壁面に向けた遠心力によって気体が外側壁面と衝突する場合には、より多くの気体が内側壁面あるいは底面側に向けて流れるようになる。それゆえに、案内溝を流れる気体が外側壁面を乗り越え難くなる結果、開口から流出した気体が案内溝に沿って確実に案内されるようになる。

この非接触保持体は、前記案内溝が、前記開口に相対的に近い壁面である内側壁面と、前記開口に相対的に遠い壁面である外側壁面と、前記内側壁面と前記外側壁面とを繋ぐ底面とを備え、前記外側壁面は、前記保持面の法線に対して前記開口側に傾いた傾斜面である。

この非接触保持体によれば、外側壁面に向けた遠心力によって気体が外側壁面と衝突する場合には、より多くの気体が底面に向けて流れるようになる。それゆえに、案内溝を流れる気体が外側壁面を乗り越え難くなる結果、開口から流出した気体が案内溝に沿って確実に案内されるようになる。

この非接触保持体は、前記筒体は、円筒体であって、前記筒内周面に開口を有して前記筒内周面の接線方向に延びる流入路を有する。
この非接触保持体によれば、流入路を通して筒内に流入する気体が筒体内周面の接線方向に沿った流れを有するため、筒体の内部に旋回流を効率よく発生させることが可能である。

この非接触保持体は、前記流入路は、前記旋回流発生部の内周面に対し、周方向に均等間隔に設けられていることが好ましい。
この非接触保持体によれば、旋回流発生部には均等間隔に配置された複数の流入路から気体が流入される。こうした構成であれば、旋回流をさらに効率よく発生させることができる。

本発明の非接触保持ハンドは、上記非接触保持体を複数保持するホルダ部と、前記ホルダ部に連なるアーム部とを備える非接触保持ハンドであって、前記複数の非接触保持体は、前記保持面が同一平面に配置されて、且つ、前記旋回流の旋回方向が互いに異なる同数の非接触保持体からなる。

本発明の非接触保持ハンドによれば、案内溝を流れる気体によるワークの回転力がホルダ部に保持された各非接触保持体において互いに打ち消される。その結果、保持面と平行な方向に沿ったワークの回転が抑えられるため、ワークの姿勢がより確実に安定するようになる。

本発明の一実施形態にかかる非接触保持ハンドの分解斜視図。 保持部の斜視構造を示す斜視図であって、（ａ）保持面とは反対側から見た斜視図、（ｂ）保持面から見た斜視図。 （ａ）保持部を保持面側から見た平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線に沿った断面図。 変形例における案内溝の構造を示す断面図。 変形例における案内溝の構造を示す断面図。 変形例における旋回流発生部の構造を示す平面図。

以下、本発明にかかる非接触保持体を適用した非接触保持ハンドの一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。図１は、非接触保持ハンドの分解斜視図である。図２は、保持部の構造を示す図であって、（ａ）保持面の反対側から見た斜視図、（ｂ）保持面側から見た斜視図である。図３（ａ）は保持部を保持面側から見た平面図であり、図３（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１に示されるように、非接触保持ハンド１０は、ケース部１１と、筒体としての保持部１２と、気体供給源としての圧縮空気供給源１３とを有している。
ケース部１１は、下部ケース１４と該下部ケース１４に固定される上部ケース１５とによって構成される。ケース部１１は、保持部１２が配設されるホルダ部１６と、該ホルダ部１６に連なって直線状に延びるアーム部１７とを有している。このアーム部１７は、非接触保持ハンド１０を手持ちとする場合にはグリップ部として機能し、装置に取り付ける
場合には取付け部として機能する。

下部ケース１４には、ホルダ部１６及びアーム部１７に連なる段差１８を有する多段状の凹部１９が形成されている。下部ケース１４のホルダ部１６には、凹部１９の底面に開口する、断面円状の４つの貫通孔２０がマトリクス状に配置されている。また、アーム部１７の延出方向と直交する方向で対向する２つの貫通孔２０の間には、段差１８と同じ高さを有するスペーサー部２１が凹部１９の底面から立設されている。

一方、上部ケース１５は、平板状をなしている。上部ケース１５の一端には、チューブ２５を介して圧縮空気供給源１３に接続されるチューブ接続口２６が設けられている。上部ケース１５は、凹部１９の段差１８及びスペーサー部２１の上面に接触するかたちで該凹部１９に挿入されて、下部ケース１４に対して気密に固定される。

すなわち、ケース部１１の内部には、下部ケース１４と上部ケース１５とによって、段差１８及びスペーサー部２１の高さに応じた空間であって、圧縮空気供給源１３からチューブ接続口２６を介して圧縮空気が供給される圧縮空気供給路２８が形成されている。

他方、上記４つの貫通孔２０には、保持部１２が挿入される。図２（ａ）に示されるように、保持部１２は、外周面が貫通孔２０に面接触するかたちに軸２９を中心軸とする円筒形状に形成されており、筒内周面によって円柱形状の内部空間が形成されている。保持部１２は、上部ケース１５の下面（接触面）に面接触する端面３１と下部ケース１４の下面からわずかに突出した位置に配置される保持面３２とを有している。各保持部１２の保持面３２は、軸２９と直交する同一平面上に配置される。保持部１２は、上記内部空間の天面が閉塞部材である上部ケース１５の接触面によって閉塞されるかたちに該上部ケース１５に接着固定されるとともに下部ケース１４の貫通孔２０に対して気密に接着固定される。そして、上記内部空間が上部ケース１５によって閉塞されることで旋回流発生部３０が形成される。すなわち、保持部１２と上部ケース１５とによって非接触保持体が構成される。

保持部１２の端面３１には、圧縮空気供給路２８内の圧縮空気を旋回流発生部３０に流入させるための一対の流入路３３が凹設されている。一対の流入路３３は、旋回流発生部３０の内周面に一端を、保持部１２の外周面に他端を有しており、端面３１における開放部分が上部ケース１５によって閉塞される。一対の流入路３３は、旋回流発生部３０の断面円における接線方向であって、該旋回流発生部３０の内周面において相対向する位置から互いに相反する方向に向かって延出形成される。すなわち、一対の流入路３３の一端は旋回流発生部３０の内周面に等間隔で設けられている。こうした構成であれば、流入路３３を介して旋回流発生部３０に流入してきた圧縮空気は、上記接線方向に沿った流れを有していることから、旋回流発生部３０の内周面に沿った流れが誘発される。その結果、旋回流発生部３０内において上記軸２９を軸とした旋回流を効率よく発生させることができる。また旋回流発生部３０には複数箇所、しかも相対向する位置から圧縮空気が流入してくることから、旋回流発生部３０内に旋回流をより効率よく発生させることができる。こうした旋回流発生部３０における圧縮空気の旋回により、旋回流発生部３０の中心部にはベルヌーイの定理に基づく負圧が発生し、保持面３２にワークを吸着させる。旋回流発生部３０を旋回した圧縮空気は、やがて保持面３２における開口部から該保持面３２に沿って流出する。

次に、保持部１２の保持面３２についてさらに詳細に説明する。なお、旋回方向が反対方向となる２つの保持部１２は、旋回方向が反対となるだけで基本的な構造は同じである。そのため、一方の旋回方向の保持部１２の保持面３２についてのみ説明し、他方の旋回方向の保持部１２の保持面３２についての詳細な説明は省略する。

図２（ｂ）に示されるように、保持部１２の保持面３２には、該保持面３２における旋回流発生部３０の開口部から渦巻き状に形成された奇数個（本実施形態では３つ）の案内溝３５，３６，３７が設けられている。図３（ａ）に示されるように、案内溝３５，３６，３７は、旋回流発生部３０で生じる旋回流の旋回方向に沿うように形成されている。案内溝３５，３６，３７は、上記軸２９を中心として１２０°だけ回転移動させたかたちの同一構造で形成されている。すなわち、案内溝３５，３６，３７の各始端は、開口部の周方向に等間隔で設けられている。旋回流発生部３０から流出した圧縮空気は、案内溝３５，３６，３７のそれぞれに案内された後、保持面３２の外側へと流出する。この際、案内溝３５，３６，３７に流入する圧縮空気は、各案内溝３５，３６，３７の始端が開口部の周方向に等間隔で設けられていることにより均一に流入することになる。なお、図３（ａ）では、案内溝３５における圧縮空気の流れを実線、案内溝３６における圧縮空気の流れを二点鎖線、案内溝３７における圧縮空気の流れを点線で示している。

図３（ｂ）に示されるように、案内溝３５は、旋回流発生部３０の軸２９を含む流路断面において旋回流発生部３０の軸２９に近い壁面である内側壁面３５ａ、軸２９に遠い壁面である外側壁面３５ｂ、及び内側壁面３５ａと外側壁面３５ｂとを繋ぐ壁面である底面３５ｃとを有している。内側壁面３５ａは、流路断面が保持面３２側で拡開するように旋回流発生部３０の軸２９に対して傾斜する面である傾斜面で構成されている。一方、外側壁面３５ｂは、旋回流発生部３０の軸２９と平行な面である垂直面で構成されている。なお、案内溝３６，３７における内側壁面、外側壁面、底面も同じように構成されている。こうした構成からなる案内溝３５，３６，３７であれば、旋回流に基づく圧縮空気の遠心力を垂直壁面である外側壁面で受けることから、該圧縮空気が外側壁面を乗り越え難くなる。すなわち、案内溝３５，３６，３７に沿って圧縮空気を確実に案内することができる。また内側壁面３５ａが傾斜面で構成されることから、案内溝３５を構成する壁部の物理的な強度を高めることができる。そして案内溝３５，３６，３７の開放部分からは該案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気の一部が保持面３２へと流れ出し、この流れ出した圧縮空気が保持面３２とワークとの間に正圧を発生させる。そして非接触保持ハンド１０においては、この正圧と上述した負圧とがワークに作用することによって、保持面３２に対してワークが非接触で保持される。

ここで、ワークには渦巻き状の各案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気によって回転力が与えられる。そのため、マトリクス状に配置される４つの保持部１２を全て同じ旋回方向で構成したとあっては、上記回転力によってワークが回転してしまう虞がある。これに対して、本実施形態では、マトリクス状に配置される４つの保持部１２は、対角位置に配置された２つの保持部１２において旋回流の旋回方向が同じであり、スペーサー部２１を挟むかたちに配置された２つの保持部１２においては旋回流の旋回方向が反対になるように構成されている。こうした構成であれば、案内溝を流れる圧縮空気によって受ける回転力を互いに打ち消し合うことができ、ワークの回転を抑えることができる。その結果、ワークの姿勢を安定させることができる。

また、上述した案内溝３５，３６，３７で案内される圧縮空気は、案内溝が形成されていない保持面を通じて外側に流出される圧縮空気に比べて、周辺の圧縮空気との摩擦などによる流れの乱れが抑えられ、保持面３２の外側に円滑に流出することとなる。すなわち、案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気に急激な減速が生じ難くなり、旋回流の旋回態様を安定させることができる。その結果、旋回流発生部３０で発生する負圧の変動を抑えることができ、ワークの姿勢を安定させることができる。

ここで、圧縮空気は圧縮性流体であるため、圧力損失が生じると体積が増加する。そのため、圧力損失が生じると案内溝における圧縮空気の流速が増大することになる。そして
この流速の増大によって圧縮空気にはさらなる圧力損失が生じやすくなる。すなわち、案内溝における圧縮空気の圧力変化が生じやすくなる。

これに関し、本実施形態では、３つの案内溝３５，３６，３７を通じて圧縮空気を流出させることにより、例えば同じ流路断面積を有する１つの案内溝を通じて圧縮空気を流出させる構成に比べて、該案内溝への流入直後における圧縮空気の流速を抑えることができる。これにより、案内溝３５，３６，３７に圧損領域が形成されているとしても、その抑えられた流速の分だけ、該案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気の圧力損失を低減することができる。加えて、案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気の流速が抑えられることから、該案内溝３５，３６，３７の開放部分から流れ出して正圧を発生させる圧縮空気においても、その流速が抑えられることになる。これにより、保持面３２に圧損領域が形成されているとしても、その抑えられた流速の分だけ、該圧損領域における圧力損失を低減することができる。すなわち、保持面３２に案内溝３５，３６，３７を形成することにより、該案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気、及び該案内溝３５，３６，３７の開放部分から流れ出して正圧を発生させる圧縮空気、双方の圧力損失を低減することができる。言い換えれば、案内溝３５，３６，３７を流れている圧縮空気であって正圧を発生させる前の圧縮空気、及び案内溝３５，３６，３７の開放部分から流れ出した圧縮空気であって正圧を発生させる圧縮空気、双方の圧力を安定させることができる。その結果、局所的な正圧の低下が生じ難くなり、ワークの姿勢を安定させることができる。

ここで、例えば１つの案内溝であっても、該案内溝の流路断面積を大きくすることで案内溝への流入直後における圧縮空気の流速を抑えることは可能である。しかし、旋回流発生部３０で発生させた負圧をワークに効率よく作用させるためには、案内溝は浅い方が好ましい。すなわち、案内溝の流路断面積を大きくする際には該案内溝の底面が拡大されることが好ましい。しかし、底面が拡大された案内溝にあっては、圧縮空気の流れが案内溝のない保持面を流れる圧縮空気の流れに近づくことになる。そのため、底面が拡大された案内溝を流れる圧縮空気には、摩擦などによる急激な減速が生じやすく上述した負圧の変動を招きやすい。これに対して、上記構成によれば、複数の案内溝３５，３６，３７を形成して案内溝を流れる圧縮空気の流速を抑えることで、流路断面積を大きくすべく底面が拡大された案内溝に比べて、摩擦などによる急激な減速を抑えることができる。

また、案内溝の終端付近においては、圧縮空気が保持面３２の外側へと流出することにともなう急激な圧力低下が生じている。そのため、例えば案内溝を１つだけ設けた場合には、こうした終端付近における急激な圧力低下が１箇所で起きることから、ワークが圧力低下している部分に引きつけられて傾斜してしまう虞がある。これに対して、本実施形態では、３つの案内溝３５，３６，３７は、旋回流発生部３０の軸２９を中心としてそれぞれ１２０°だけ回転移動させたかたちの同一構造をなしている。すなわち、３つの案内溝３５，３６，３７の終端は、旋回流発生部３０の軸２９を中心とした円周上に等間隔で配置されている。こうした構成によれば、各案内溝３５，３６，３７の終端付近における圧力低下を、ワークに対して軸２９を中心として均等に作用させることができる。その結果、案内溝の終端付近における圧力低下に起因したワークの傾斜を抑えることができ、ワークの姿勢をさらに安定させることができる。

以上説明したように、本実施形態の非接触保持ハンド１０によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態の保持面３２には、旋回流発生部３０から流出した圧縮空気を案内して、保持面３２の外側へと流出させる案内溝３５，３６，３７が設けられている。こうした構成によれば、案内溝３５，３６，３７内を流れる圧縮空気は、周辺の圧縮空気との摩擦などによる流れの乱れが抑えられ、保持面３２の外側に円滑に流出されることとなる。これにより、旋回流発生部３０から流出する圧縮空気の急激な減速が生じ難くなり、旋
回流の旋回状態を安定させることができる。その結果、旋回流発生部３０で発生する負圧の変動を抑えることができ、ワークの姿勢を安定させることができる。

（２）また、保持面３２に３つの案内溝３５，３６，３７を設けることによって、該案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気の流速を抑えることができる。これにより、案内溝３５，３６，３７に圧損領域が形成されている場合であっても、その抑えられた流速の分だけ、案内溝３５，３６，３７の圧損領域における圧力損失を低減することができる。

（３）さらに、案内溝３５，３６，３７の開放部分から流れ出して正圧を発生させる圧縮空気の流速も抑えることができる。これにより、保持面３２に圧損領域が形成されている場合であっても、その抑えられた流速の分だけ、保持面３２の圧損領域における圧力損失を低減することができる。

（４）上記（２）（３）により、旋回流発生部３０から流出した圧縮空気の圧力を安定させることができる。その結果、局所的な正圧の低下が生じ難くなり、ワークの姿勢を安定させることができる。

（５）上記実施形態によれば、案内溝３５，３６，３７の始端を旋回流発生部３０の開口部に等間隔となるように配置し、該案内溝３５，３６，３７に圧縮空気を均一に流入させた。また、案内溝３５，３６，３７の終端を旋回流発生部３０の軸２９を中心にした円周上に等間隔で配置した。こうした構成によれば、各案内溝３５，３６，３７の終端付近における急激な圧力低下を、ワークに対して軸２９を中心に均等に作用させることができる。その結果、案内溝の出口付近における急激な圧力低下に起因したワークの傾斜を抑えることができ、ワークの姿勢をさらに安定させることができる。

（６）上記実施形態によれば、案内溝３５を構成する外側壁面３５ｂを旋回流発生部３０の軸２９と平行な垂直面で構成した。こうした構成によれば、旋回流に基づく圧縮空気の遠心力を外側壁面３５ｂで受けることができ、該圧縮空気が外側壁面３５ｂを乗り越え難くなる。その結果、圧縮空気を案内溝３５に沿って確実に案内することができる。

（７）上記実施形態によれば、案内溝３５を構成する内側壁面３５ａを流路断面が保持面３２側で拡開するように旋回流発生部３０の軸２９に対して傾斜する傾斜面で構成した。こうした構成によれば、案内溝３５を区画する壁部の物理的な強度を高めることができる。

（８）上記実施形態によれば、一対の流入路３３は、旋回流発生部３０の断面円における接線方向であって、旋回流発生部３０の内周面で対向する位置から互いに相反する方向に向かって延出形成されている。こうした構成によれば、旋回流発生部３０には流入してきた圧縮空気は、上記接線方向に沿った流れを有しており、旋回流発生部３０の内周面に沿った流れが誘発される。その結果、旋回流発生部３０に旋回流を効率よく発生させることができる。

（９）また旋回流発生部３０には、複数箇所、しかも相対向する位置から圧縮空気が流入してくることになる。その結果、旋回流発生部３０に旋回流をさらに効率よく発生させることができる。

（１０）上記実施形態の非接触保持ハンド１０においては、複数の保持部１２を旋回方向の異なる同数の保持部１２で構成した。こうした構成によれば、案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気がワークに与える回転力を互いに打ち消すことができる。

（１１）上記実施形態の非接触保持ハンド１０によれば、各保持部１２の旋回流発生部３０には、気体供給路に内在している圧縮空気が流入する。すなわち、各保持部１２の旋回流発生部３０には、共通する気体供給路から圧縮空気が流入する。その結果、旋回流発生部３０に均等に圧縮空気が流入することとなり、該旋回流発生部３０で発生する負圧を等しくすることができる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各保持部１２の旋回流発生部３０に圧縮空気供給路２８を通じて圧縮空気を流入させた。すなわち、共通する圧縮空気供給路２８を通じて各旋回流発生部３０に圧縮空気を供給した。これに限らず、各保持部１２における負圧が等しくなるように、各旋回流発生部３０に個別に圧縮空気を流入されてもよい。こうした構成であっても、上記（１）〜（１０）に類する効果を得ることができる。

・上記実施形態では、複数の保持部１２を旋回方向の異なる同数の保持部１２で構成した。これに限らず、案内溝３５，３６，３７を流れる圧縮空気がワークに与える回転力の影響を受けないのであれば、例えば旋回方向が同じ保持部１２のみで構成してもよい。こうした構成であっても、上記（１）〜（９）（１１）に類する効果を得ることができる。

・上記実施形態では、旋回流発生部３０を保持部１２と上部ケース１５とで構成した。これに限らず、旋回流発生部は、保持部１２の保持面３２に開口する凹部で形成してもよい。この際、流入路３３は保持部１２と旋回流発生部３０とに開口する貫通孔で構成される。こうした構成であっても、上記（１）〜（１１）に類する効果を得ることができる。

・上記実施形態では、筒体としての保持部１２を円筒体として構成したが、筒体の形状は円筒体に限られるものではない。
・上記実施形態では、流入路３３を旋回流発生部３０の内周面に等間隔で開口し、また断面円の接線方向に沿って延出形成した。しかし流入路３３は、旋回流発生部３０において旋回流を発生させることができればよく、旋回流発生部３０の内周面での開口位置、延出方向も上述した態様に限られない。こうした構成であっても、上記（１）〜（７）（１０）（１１）に類する効果を得ることができる。

・上記実施形態の案内溝３５においては、内側壁面３５ａを流路断面が保持面３２側で拡開するように旋回流発生部３０の軸２９に対して傾斜する面である傾斜面で構成するとともに外側壁面３５ｂを旋回流発生部３０の軸２９と平行な面である垂直面で構成した。しかし、案内溝３５は、こうした構成に限られるものではない。例えば、図４に示されるように、内側壁面３５ａと外側壁面３５ｂとを旋回流発生部３０の軸２９と平行な面である垂直面で構成してもよい。こうした構成であれば、上記（１）〜（１１）に類する効果に加えて、案内溝３５の簡単に形成することができるとともに隣接する案内溝を区画する壁部の機械的強度をさらに高めることができる。

・また例えば、図５に実線で示されるように、外側壁面３５ｂを底面３５ｃに覆い被さるように旋回流発生部３０の軸２９に対して傾斜させた傾斜面であるオーバーハング面で構成してもよい。また図５に仮想線で示されるように、外側壁面３５ｂが底面３５ｃに覆い被さるように旋回流発生部３０の軸２９に向かって湾曲させた壁面であるオーバーハング壁面で構成してもよい。こうした構成であれば、上記（１）〜（１１）に類する効果に加えて、案内溝を流れる圧縮空気の層流状態を長く維持することが可能となる。

・上記実施形態では、保持面３２に３つの案内溝３５，３６，３７を形成した。保持面３２に形成される案内溝は、３つ以上の奇数であって該案内溝の終端が旋回流発生部３０の軸２９を中心とする円周上に等間隔で配置されていればよく、例えば保持面に５つの案
内溝を形成してもよい。こうした構成であっても、上記（１）〜（１１）に類する効果を得ることができる。

・上記実施形態においては、保持部１２と上部ケース１５とによって旋回流発生部を形成した。これに限らず、旋回流発生部は、例えば図６に示されるように、下部ケース１４及び上部ケース１５、保持部１２によって構成されてもよい。なお、図６においては、上記実施形態と同じ構成には、同じ符号を付している。

詳述すると、図６に示されるように、下部ケース１４のホルダ部１６には、旋回流発生部を構成する貫通孔４１を有している。この貫通孔４１は、スペーサー部２１と同じ高さを有するかたちに凹部１９の底面から立設された凸部４２を貫通する孔である。凸部４２には、上部ケース１５に当接する端面４２ａに、貫通孔４１の断面円における接線方向であって、該貫通孔４１の内周面から互いに相反する方向に向かって延出形成された一対の流入路４３が凹設されている。すなわち、圧縮空気供給路２８内の圧縮空気は、一対の流入路４３を通じて貫通孔４１に流入することが可能となっている。一方、保持部は、保持面３２に案内溝３５，３６，３７が形成されており、下部ケース１４の貫通孔４１における断面円と同じ断面円の貫通孔を有する円筒形状に形成されている。そして、下部ケース１４の貫通孔４１と保持部１２の貫通孔との中心軸が一致するように下部ケース１４と保持部とを接着固定し、これらの貫通孔で旋回流発生部を構成してもよい。こうした構成であっても上記（１）〜（１１）に類する効果を得ることができる。

・上記実施形態の非接触保持ハンド１０では、気体として圧縮空気を用いたが、気体は例えば不活性ガスなどであってもよい。

１０…非接触保持ハンド、１１…ケース部、１２…保持部、１３…圧縮空気供給源、１４…下部ケース、１５…上部ケース、１６…ホルダ部、１７…アーム部、１８…段差、１９…凹部、２０…貫通孔、２１…スペーサー部、２５…チューブ、２６…チューブ接続口、２８…圧縮空気供給路、２９…軸、３０…旋回流発生部、３１…端面、３２…保持面、３３…流入路、３５…案内溝、３５ａ…内側壁面、３５ｂ…外側壁面、３５ｃ…底面、３６…案内溝、３７…案内溝、４１…貫通孔、４２…凸部、４２ａ…端面、４３…流入路。

Claims (7)

1. ワークに対向する保持面に筒内周面から連続する開口を有した筒体を備え、
   前記筒体の内部に流入した気体の旋回流によって前記開口に負圧を形成し、前記保持面に設けられた前記開口から流出する前記気体によって該保持面と前記ワークとの間に正圧を形成することによって、前記ワークと前記保持面とが接触しない状態で前記ワークを前記保持面に保持する非接触保持体であって、
   前記保持面には、前記旋回流の旋回方向に沿った巻き方向の渦巻き状に形成されて前記開口と連通する始端を有し、該始端から流入する気体を同巻き方向に沿って案内する案内溝が（２ｎ＋１）個（ｎは正の整数）設けられて、該案内溝の終端が前記開口を中心とした円周上に等間隔に配置されている
   ことを特徴とする非接触保持体。
2. 前記保持面に設けられた前記開口は円形状であり、
   前記案内溝の始端は前記開口の周方向に等間隔に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の非接触保持体。
3. 前記案内溝は、
   前記開口に相対的に近い壁面である内側壁面と、
   前記開口に相対的に遠い壁面である外側壁面と、
   前記内側壁面と前記外側壁面とを繋ぐ底面とを備え、
   前記外側壁面は、
   前記保持面の法線と平行な面である
   を特徴とする請求項１又は２に記載の非接触保持体。
4. 前記案内溝は、
   前記開口に相対的に近い壁面である内側壁面と、
   前記開口に相対的に遠い壁面である外側壁面と、
   前記内側壁面と前記外側壁面とを繋ぐ底面とを備え、
   前記外側壁面は、
   前記保持面の法線に対して前記開口側に傾いた傾斜面である
   を特徴とする請求項１又は２に記載の非接触保持体。
5. 前記筒体は、
   円筒体であって、前記筒内周面に開口を有して前記筒内周面の接線方向に延びる流入路を有する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の非接触保持体。
6. 前記流入路は、前記筒内周面において該筒内周面の周方向に等間隔に配置されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の非接触保持体。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の非接触保持体を複数保持するホルダ部と、
   前記ホルダ部に連なるアーム部とを備える非接触保持ハンドであって、
   前記複数の非接触保持体は、
   前記保持面が同一平面に配置されて、且つ、前記旋回流の旋回方向が互いに異なる同数の非接触保持体からなる
   ことを特徴とする非接触保持ハンド。

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