JP2013245731A - ワーク浮上装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】給気口の上方近傍の気圧と排気口の上方近傍の気圧との互い与える影響を小さくしてワークの浮上量を高精度で調整するワーク浮上装置を提供すること。
【解決手段】ワーク浮上装置100のベース面111とワークWとの間に介在させてワークWを浮上させる気体の気体量を気体絞り機構Aを介して調整するワーク浮上装置100において、ベース面111が、ベース面111とワークWとの間に気体を送る複数の給気口111bと、ベース面111とワークWとの間から気体を除き去る複数の排気口111cと、ベース面上の給気口111bと排気口111cとの間に配設された溝部111aとを有し、この溝部111aが、ベース面111の端部111dまで延設されていることを特徴とするワーク浮上装置100。
【選択図】図1

Description

本発明は、ガラス基板や液晶ディスプレイ等の板状ワークをベース面から浮上させて非接触支持するワーク浮上装置に関する。
従来、ワーク浮上装置のベース面とワークとの間に介在させてワークを浮上させる気体の気体量を気体絞り機構を介して調整するワーク浮上装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、ワーク浮上装置は、例えば、液晶ガラスのカラーフィルタやTFT(Thin Film Transistor)アレイの検査工程で用いられるものであり、この液晶ガラスのカラーフィルタやTFTアレイの検査工程では、液晶ディスプレイの高精細化に対応するために焦点深度の浅い高精度CCD(Change Coupled Devices)カメラを使用して計測、画像認識が行われており、ワーク浮上装置によるワークの浮上量の精度が求められている。
従来のワーク浮上装置は、ベースと、このベース面に配設された給気口(浮上パッド)と、同様にベース面に配設された排気口(吸引パッド)とを備えていた。
このうち、給気口からベース面とワークとの間に気体を送り込むことにより、ワークに浮上力を付与してワークを浮上させるように構成されていた。
また、他方の排気口を介してベース面とワークとの間の気体を吸引することにより、ワークに対して浮上力より小さい大きさの吸引力を作用させるように構成されていた。
そして、浮上力と吸引力との協働によりワークの非接触支持状態での浮上レベルの精度を高めようとしていた。
特開2006−135083号公報
しかしながら、上述した従来のワーク浮上装置は、ベース面上での給気口と排気口との間に何もなくベース面上で平坦な構造であったため、給気口の上方近傍の気圧と排気口の上方近傍の気圧との互いに与える影響が大きくてワークの浮上量の高精度な調整に対応することが困難であるという問題があった。
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、給気口の上方近傍の気圧と排気口の上方近傍の気圧との互い与える影響を小さくしてワークの浮上量を高精度で調整するワーク浮上装置を提供することである。
本請求項1に係る発明は、ワーク浮上装置のベース面とワークとの間に介在させてワークを浮上させる気体の気体量を気体絞り機構を介して調整するワーク浮上装置において、前記ベース面が、前記ベース面とワークとの間に気体を送る複数の給気口と、前記ベース面とワークとの間から気体を除き去る複数の排気口と、前記ベース面上の給気口と排気口との間に配設された溝部とを有し、該溝部が、前記ベース面の端部まで延設されていることにより、前述した課題を解決するものである。
本請求項2に係る発明は、請求項1に記載されたワーク浮上装置の構成に加えて、前記溝部が、前記気体を大気へ通わせる穴部を有し、該穴部が、前記ベース面と反対側へ貫通して設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
本請求項3に係る発明は、請求項2に記載されたワーク浮上装置の構成に加えて、前記溝部が、前記ベース面上で交差して配設されているとともに、前記穴部が、前記溝部の交差した箇所に配設されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
本請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載されたワーク浮上装置の構成に加えて、前記給気口と排気口とが、前記ベース面上で交互に配設されているとともに、前記溝部が、前記ベース面上で格子状に設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
本請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載されたワーク浮上装置の構成に加えて、前記給気口と排気口とが、前記ベース面上の所定方向で交互に配設され、前記給気口と排気口とからなる所定方向の列が、該列に隣接する列に対して半ピッチずれているとともに、前記溝部が、前記ベース面上で正六角形を並べたハニカム状に設けられていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
本発明のワーク浮上装置は、このワーク浮上装置のベース面とワークとの間に介在させる気体の気体量を気体絞り機構を介して調整することにより、ワークを浮上させることができるばかりでなく、以下のような特有の効果を奏することができる。
本請求項1に係る発明のワーク浮上装置によれば、ベース面が、ベース面とワークとの間に気体を送る複数の給気口と、ベース面とワークとの間から気体を除き去る複数の排気口と、ベース面上の給気口と排気口との間に配設された溝部とを有し、この溝部が、ベース面の端部まで延設されていることにより、給気口の近傍でベース面とワークとの間に送り込まれた気体の少なくとも一部が溝部へ逃げるとともに排気口の近傍でベース面とワークとの間から吸引された気体の少なくとも一部が溝部からの気体となるため、給気口の上方近傍の気圧と排気口の上方近傍の気圧との互い与える影響を小さくしてワークの浮上量を高精度で調整することができる。
つまり、給気口の上方近傍の気圧と排気口の上方近傍の気圧とを独立させてワークの浮上量を精度よく調整することができる。
本請求項2に係る発明のワーク浮上装置によれば、請求項1に係る発明が奏する効果に加えて、溝部が、気体を大気へ通わせる穴部を有し、この穴部が、ベース面と反対側へ貫通して設けられていることにより、溝部での穴部の位置に関わらず大気までの距離が一定となるため、特にベース面の中央付近での給気口の上方近傍の気圧と排気口の上方近傍の気圧との互いに与える影響をより効果的に小さくしてベース面の中央付近でのコンディションとベース面の端部側でのコンディションとの差を小さくすることができる。
さらに、溝部の気圧が高いときは溝部から穴部へ気体が逃げて他方の溝部の気圧が低いときは穴部から溝部へ気体が入るため、溝部の気圧を安定させることができる。
本請求項3に係る発明のワーク浮上装置によれば、請求項2に係る発明が奏する効果に加えて、溝部が、ベース面上で交差して配設されているとともに、穴部が、溝部の交差した箇所に配設されていることにより、溝部の交差点へ向かう気流がこの交差点から他の溝部へ流れないときは穴部へ流れ込むため、溝部の気圧を安定させることができる。
本請求項4に係る発明のワーク浮上装置によれば、請求項1乃至請求項3のいずれか1つに係る発明が奏する効果に加えて、給気口と排気口とが、ベース面上で交互に配設されているとともに、溝部が、ベース面上で格子状に設けられていることにより、給気口、排気口および溝部の密度がそれぞれベース面上で均一になるため、全体で安定してワークの浮上量を精度よく調整することができる。
本請求項5に係る発明のワーク浮上装置によれば、請求項1乃至請求項3のいずれか1つに係る発明が奏する効果に加えて、給気口と排気口とが、ベース面上の所定方向で交互に配設され、給気口と排気口とからなる所定方向の列が、この列に隣接する列に対して半ピッチずれているとともに、溝部が、ベース面上で正六角形を並べたハニカム状に設けられていることにより、溝部が格子状である構成と比べて給気口および排気口の密度が高まるため、全体でより一層安定してワークの浮上量を精度よく調整することができる。
本発明の第1実施例であるワーク浮上装置を示す斜視図。 本発明の第1実施例であるワーク浮上装置の平面図。 図2の3−3で視たワーク浮上装置の通気ユニットの要部拡大一部断面斜視図。 図2の4−4で視たワーク浮上装置の断面図。 本発明の第1実施例であるベースの要部拡大平面図および断面図。 本発明の第2実施例であるワーク浮上装置の一部を示す平面図。
本発明は、ワーク浮上装置のベース面とワークとの間に介在させてワークを浮上させる気体の気体量を気体絞り機構を介して調整するワーク浮上装置において、ベース面が、ベース面とワークとの間に気体を送る複数の給気口と、ベース面とワークとの間から気体を除き去る複数の排気口と、ベース面上の給気口と排気口との間に配設された溝部とを有し、この溝部が、ベース面の端部まで延設されていることにより、給気口の上方近傍の気圧と排気口の上方近傍の気圧との互い与える影響を小さくしてワークの浮上量を高精度で調整するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。
例えば、気体絞り機構を介して気体をベース面とワークとの間へ供給するコンプレッサー等および気体をベース面とワークとの間から吸引する真空ポンプ等は、ワーク浮上装置と別体に構成してもよいし一体に構成してもよい。
以下に、本発明の第1実施例であるワーク浮上装置100について、図1乃至図5に基づいて説明する。
ここで、図1は、本発明の第1実施例であるワーク浮上装置100を示す斜視図であり、図2は、本発明の第1実施例であるワーク浮上装置100の平面図であり、図3は、図2の3−3で視たワーク浮上装置100の通気ユニット120の要部拡大一部断面斜視図であり、図4は、図2の4−4で視たワーク浮上装置100の断面図であり、図5(A)は、本発明の第1実施例であるベース110の要部拡大平面図であり、図5(B)は、図5(A)に示す5B−5Bで視たベース110の要部拡大断面図である。
本発明の第1実施例であるワーク浮上装置100は、図1乃至図5に示すように、ワーク浮上装置100のベース面111とワークWとの間に介在させる気体の気体量を気体絞り機構Aを介して調整するように構成されている。
さらに、ベース面111が、ベース面111とワークWとの間に気体を送る複数の給気口111bと、ベース面111とワークWとの間から気体を除き去る複数の排気口111cと、ベース面111上の給気口111bと排気口111cとの間に配設された溝部111aとを有し、この溝部111aが、ベース面111の端部111dまで延設されている。
これにより、給気口111bの近傍でベース面111とワークWとの間に送り込まれた気体の少なくとも一部が溝部111aへ逃げるとともに排気口111cの近傍でベース面111とワークWとの間から吸引された気体の少なくとも一部が溝部111aからの気体となる。
具体的に、ワーク浮上装置100は、ベース110と、気体絞り機構Aを有する複数の通気ユニット120とを備えて、図示しないコンプレッサー等により通気ユニット120が取り付けられた給気口111bを介してベース面111とワークWとの間へ気体を給気するとともに同様に図示しない真空ポンプ等により通気ユニット120が取り付けられた排気口111cを介してベース面111とワークWとの間から気体を排気するように設けられている。
ベース110上には、格子状に設けられた溝部111aによって仕切られたマスがあり、複数の通気ユニット120は、溝部111aによって仕切られたマス内の形成された通気穴112の上に一つずつ配設され、一例として給気用気体絞り機構ASと排気用気体絞り機構AEとが交互になるように構成されている。
つまり、給気口111bと排気口111cとが交互になるように構成されている。
ここで、図3に示すように、通気ユニット120の気体絞り機構Aが、気体量を絞り調整する多孔質フィルム121と、この多孔質フィルム121の上に積層される第1平板状通気部材122と、多孔質フィルム121の下に積層される第2平板状通気部材123とで構成され、多孔質フィルム121が、第1平板状通気部材122と第2平板状通気部材123とで挟持されている。
これにより、第1平板状通気部材122および第2平板状通気部材123の少なくとも一方に多孔質フィルム121が支えられて給気の場合および排気の場合の両方で多孔質フィルム121の形状が安定する。
つまり、給気の場合は、第1平板状通気部材122に多孔質フィルム121が支えられ、排気の場合は、第2平板状通気部材123に多孔質フィルム121が支えられて多孔質フィルム121の形状が安定する。
そして、一つの通気ユニット120が給気用および排気用の両方に対応自在となる。
なお、本実施例では、多孔質フィルム121を使用していることにより、単なる孔から気体を給気・排気する構造と比べて、気体の消費流量が少なくなるという利点がある。
参考までに本実施例の多孔質フィルム121は、厚み38μm、引張強度(MD)8N/cm、引張強度(CD)8N/cm、引張伸度(MD)280%、引張伸度(CD)260%、透気度210sec/100cc、透湿度12,000g/平方m・24hr、耐水圧98kPa以上(1.0kg/平方cm以上)である。
また、本実施例では、多孔質フィルム121が、ポリプロピレン樹脂からなる。
これにより、多孔質フィルム121が化学製品であるため、多孔質の金属部材と比べて物性のバラツキを小さくすることができる。
さらに、汎用樹脂の中で強度が高くて比重が最も小さくなるため、耐久性に優れた軽量な気体絞り機構Aを供給できる。
また、第1平板状通気部材122および第2平板状通気部材123が、不織布からなる。
これにより、汎用性および通気性を有するとともにある程度の強度を有するものとなるため、汎用性のある素材で多孔質フィルム121の形状を安定させることができる。
さらに、通気ユニット120は、上部ケーシング124および下部ケーシング125を備え、一例として断面V字状溝124cに接着剤を充填して通気ユニット120がベース110に取り付けられている。
これにより、ベース110側に付着して固化した接着剤と断面V字状溝124cとが係合するため、通気ユニット120をベース110にしっかりと固定することができる。
さらに、通気ユニット120を上方からベース110に取り付ける構造となっているため、通気ユニット120の上面を形成する第1平板状通気部材122の上面と、ベース面111とをほぼ同じ高さに構成することができる。
続いて、本発明の実施例であるワーク浮上装置100の動作について説明する。
図4に示すように、給気用気体絞り機構ASでは、気体Saが下方から上方へ向かって送られ、さらにベース面111とワークWとの間へ送られる。
そして、給気口111bの上方近傍では、気圧が高くなるため、ワークWを浮上させる浮上力が生じる。
この際、多孔質フィルム121の孔の分布のバラツキが小さいため、各給気用気体絞り機構ASで気体の流量を高精度で調整することができる。
さらに、各給気用気体絞り機構AS間での給気量のバラツキが小さくなるため、ワーク浮上装置100全体で浮上力を高精度で調整することができる。
他方の排気用気体絞り機構AEでは、図示しない真空ポンプ等の作用による吸引によって気体Eaがベース面111とワークWとの間から吸引され、さらに上方から下方へ向かって吸引される。
そして、排気口111cの上方近傍では、気圧が低くなるため、ワークWを吸引する吸引力が生じる。
ここで、吸引力が、浮上力より小さく設けられていることは言うまでもない。
この際、給気用気体絞り機構ASの場合と同様、多孔質フィルム121の孔の分布のバラツキが小さいため、気体の流量を高精度で調整することができ、さらに、各排気用気体絞り機構AE間での排気量のバラツキが小さくなるため、吸引力を高精度で調整することができる。
また、本実施例では、ベース面111上における給気口111bと排気口111cとの間に溝部111aが配設されており、この溝部111aは、ベース110の端部111dまで延設されている。
例えば、給気口111bの上方近傍の気圧が、排気口111cの上方近傍の気圧と比べて著しく高いとき、給気口111bの上方近傍の気体が、排気口111cの上方近傍へ流れずに溝部111aに流れ込み、溝部111aを介してベース110の端部111d側の大気へ排出される。
つまり、溝部111aを設けることにより、条件しだいで、給気口111bの上方近傍の気圧が排気口111cの上方近傍の気圧に及ぼす影響を無にして給気口111bの上方近傍の気圧と排気口111cの上方近傍の気圧とをそれぞれ独立させて調整することが可能となる。
さらに、本実施例では、図5(A)および図5(B)に示すように、溝部111aが、気体を大気へ通わせる穴部111eを有し、この穴部111eが、ベース面111と反対側へ貫通して設けられている。
これにより、溝部111aでの穴部111eの位置に関わらず大気までの距離が一定となる。
さらに、溝部111aの気圧が高いときは溝部111aから穴部111eへ気体が逃げて他方の溝部111aの気圧が低いときは穴部111eから溝部111aへ気体が入る。
また、溝部111aが、ベース面111上で交差して配設されているとともに、穴部111eが、溝部111aの交差した箇所に配設されている。
これにより、溝部111aの交差点へ向かう気流がこの交差点から他の溝部111aへ流れないときは穴部111eへ流れ込む。
さらに、給気口111bと排気口111cとが、ベース面111上で交互に配設されているとともに、溝部111aが、ベース面111上で格子状に設けられている。
これにより、給気口111b、排気口111cおよび溝部111aの密度がそれぞれベース面111上で均一になる。
以上、説明したように、ワークWに作用する浮上力と吸引力とを高精度で調整してワークWの支持バランスがよくなるため、ワークWを所望の浮上レベルで精度よく支持できるだけでなく、さらに、ワークWの撓みを小さくして平面度を高めることができる。
なお、本実施例では、給気口111bおよび排気口111cに多孔質フィルム121を有する通気ユニット120を配設したが、ベース面111の給気口111bと排気口111cとの間に溝部111aがあればよく、多孔質フィルム121を有さずに単に一つの給気口111bとしての孔から気体を噴出し、この給気口111bとしての孔に隣接する排気口111cとしての他の孔から気体を吸引する所謂、点状給排気型の構成でもよい。
また、多孔質フィルム121に代えて多孔質金属を用いて、この多孔質金属で給気口111bおよび排気口111cを構成でもよい。
このようにして得られた本発明の第1実施例であるワーク浮上装置100は、ベース面111が、ベース面111とワークWとの間に気体を送る複数の給気口111bと、ベース面111とワークWとの間から気体を除き去る複数の排気口111cと、ベース面111上の給気口111bと排気口111cとの間に配設された溝部111aとを有し、この溝部111aが、ベース面111の端部111dまで延設されていることにより、給気口111bの上方近傍の気圧と排気口111cの上方近傍の気圧との互い与える影響を小さくしてワークWの浮上量を高精度で調整することができる。
さらに、溝部111aが、気体を大気へ通わせる穴部111eを有し、この穴部111eが、ベース面111と反対側へ貫通して設けられていることにより、特にベース面111の中央付近での給気口111bの上方近傍の気圧と排気口111cの上方近傍の気圧との互いに与える影響をより効果的に小さくしてベース面111の中央付近でのコンディションとベース面111の端部側でのコンディションとの差を小さくすることができるとともに、溝部111aの気圧を安定させることができる。
また、溝部111aが、ベース面111上で交差して配設されているとともに、穴部111eが、溝部111aの交差した箇所に配設されていることにより、溝部111aの気圧を安定させることができる。
さらに、給気口111bと排気口111cとが、ベース面111上で交互に配設されているとともに、溝部111aが、ベース面111上で格子状に設けられていることにより、全体で安定してワークWの浮上量を精度よく調整することができるなど、その効果は甚大である。
続いて、本発明の第2実施例であるワーク浮上装置200について、図6に基づいて説明する。
ここで、図6は、本発明の第2実施例であるワーク浮上装置200の一部を示す平面図である。
第2実施例のワーク浮上装置200は、第1実施例のワーク浮上装置100のベース面111上での給気口111bおよび排気口111cの配列を変えるとともに溝部111aの形状を変えたものであり、多くの要素について第1実施例のワーク浮上装置100と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下2桁が共通する200番台の符号を付すのみとする。
本発明の第2実施例のワーク浮上装置200は、図6に示すように、ベース210のベース面211が、ベース面211とワークW(図1および図4参照)との間に気体を送る複数の給気口211bと、ベース面211とワークWとの間から気体を除き去る複数の排気口211cと、ベース面211上の給気口211bと排気口211cとの間に配設された溝部211aとを有し、この溝部211aが、ベース面211の端部211dまで延設されている。
さらに、給気口211bと排気口211cとが、ベース面211上の所定方向で交互に配設され、給気口211bと排気口211cとからなる所定方向の列が、この列に隣接する列に対して半ピッチずれているとともに、溝部211aが、ベース面211上で正六角形を並べたハニカム状に設けられている。
これにより、図2に示す溝部111aが格子状である構成と比べて給気口211bおよび排気口211cの密度が高まる。
なお、給気口211bには給気用気体絞り機構AS、通気ユニット220が配設され、排気口211cには排気用気体絞り機構AE、通気ユニット220が配設されている。
このようにして得られた本発明の第2実施例であるワーク浮上装置200は、給気口211bと排気口211cとが、ベース面211上の所定方向で交互に配設され、給気口211bと排気口211cとからなる所定方向の列が、この列に隣接する列に対して半ピッチずれているとともに、溝部211aが、ベース面211上で正六角形を並べたハニカム状に設けられていることにより、図2に示す溝部111aが格子状である構成と比べて全体でより一層安定してワークWの浮上量を精度よく調整することができるなど、その効果は甚大である。
100、 200 ・・・ ワーク浮上装置
110、 210 ・・・ ベース
111、 211 ・・・ ベース面
111a、211a ・・・ 溝部
111b、211b ・・・ 給気口
111c、211c ・・・ 排気口
111d、211d ・・・ 端部
111e ・・・ 穴部
112 ・・・ 通気穴
120、 220 ・・・ 通気ユニット
121 ・・・ 多孔質フィルム
122 ・・・ 第1平板状通気部材
123 ・・・ 第2平板状通気部材
124 ・・・ 上部ケーシング
124c ・・・ 断面V字状溝
125 ・・・ 下部ケーシング
A ・・・ 気体絞り機構
AE ・・・ 排気用気体絞り機構
AS ・・・ 給気用気体絞り機構
Ea ・・・ 気体(排気)
Sa ・・・ 気体(給気)
W ・・・ ワーク

Claims (5)

  1. ワーク浮上装置のベース面とワークとの間に介在させてワークを浮上させる気体の気体量を気体絞り機構を介して調整するワーク浮上装置において、
    前記ベース面が、前記ベース面とワークとの間に気体を送る複数の給気口と、前記ベース面とワークとの間から気体を除き去る複数の排気口と、前記ベース面上の給気口と排気口との間に配設された溝部とを有し、
    該溝部が、前記ベース面の端部まで延設されていることを特徴とするワーク浮上装置。
  2. 前記溝部が、前記気体を大気へ通わせる穴部を有し、
    該穴部が、前記ベース面と反対側へ貫通して設けられていることを特徴とする請求項1に記載のワーク浮上装置。
  3. 前記溝部が、前記ベース面上で交差して配設されているとともに、前記穴部が、前記溝部の交差した箇所に配設されていることを特徴とする請求項2に記載のワーク浮上装置。
  4. 前記給気口と排気口とが、前記ベース面上で交互に配設されているとともに、前記溝部が、前記ベース面上で格子状に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のワーク浮上装置。
  5. 前記給気口と排気口とが、前記ベース面上の所定方向で交互に配設され、前記給気口と排気口とからなる所定方向の列が、該列に隣接する列に対して半ピッチずれているとともに、前記溝部が、前記ベース面上で正六角形を並べたハニカム状に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のワーク浮上装置。
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