JP2015060925A - Support mechanism and carrier device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体を支持する機構に関し、特に、エア浮上式の非接触支持機構に関する。 The present invention relates to a mechanism for supporting an object, and more particularly to an air floating non-contact support mechanism.
液晶パネルは、概略、2枚の矩形状のガラス基板の間に液晶を封入した構成の大面積の貼り合わせ基板(母基板)を所定のサイズに分断することにより作製される。近年、液晶パネルの大面積化が進むことにより、母基板もしくはこれを構成するガラス基板についても、従来よりも大面積のものが用いられるようになっている。必然的に、液晶パネルの製造プロセスにおいては、係る大面積化した基板を一の工程内あるいは連続して行われる工程間で好適に搬送もしくは移動することが求められる。 The liquid crystal panel is generally manufactured by dividing a large-area bonded substrate (mother substrate) having a configuration in which liquid crystal is sealed between two rectangular glass substrates into a predetermined size. In recent years, as the area of liquid crystal panels is increased, a mother substrate or a glass substrate constituting the mother substrate has been used with a larger area than before. Inevitably, in the manufacturing process of the liquid crystal panel, it is required to suitably transport or move the large-area substrate within one process or between consecutive processes.
このような大面積化した基板を移動させる際の保持手段(クランプ)の負担を軽減する目的で、基板をエアにより浮上させつつ搬送を行う装置が既に公知である(例えば、特許文献1参照)。また、基板の位置決めに際して、基板をエアにより浮上させるようにした装置も既に公知である(例えば、特許文献2参照)。 For the purpose of reducing the burden on the holding means (clamp) when moving the substrate having such a large area, an apparatus for carrying the substrate while floating the substrate with air is already known (see, for example, Patent Document 1). . In addition, an apparatus in which a substrate is levitated by air when positioning the substrate is already known (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1および特許文献2に開示された装置においては、上面が平坦な円板状をなす複数の支持機構が平面視で格子状に配置されてなる。そして、基板を該複数の支持機構によって接触支持した状態でそれぞれの支持機構の円板部分の中央位置から上方に向けてエアを噴出させて支持機構と基板との間にエアの流れを生じさせることにより、基板を支持機構から浮上させ、非接触状態で支持することができるようになっている。
In the devices disclosed in
係る装置において非接触状態を維持するためには、支持機構と基板との間のエアの流れを形成し続ける必要があり、そのためには、多量のエアを連続的に供給し続ける必要がある。これは、コスト面で非効率である。また、基板の単位面積当たりの重量が大きくなるほど、より多くのエアを供給する必要がある。 In order to maintain a non-contact state in such an apparatus, it is necessary to continue to form an air flow between the support mechanism and the substrate. For this purpose, it is necessary to continuously supply a large amount of air. This is inefficient in terms of cost. Further, as the weight per unit area of the substrate increases, it is necessary to supply more air.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりもエア使用量が低減されてなるエア浮上式の非接触支持機構およびこれを備える搬送装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an air-floating non-contact support mechanism in which the amount of air used is reduced as compared with the prior art, and a transport device including the same.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、上面が平坦な円板状をなし、前記上面と支持対象物との間にエアの流れを生じさせることで前記支持対象物を非接触状態で支持する支持機構であって、前記上面の中央部分にエアの噴出口を備えるとともに、前記上面の外周近傍の位置に、前記上面の径方向に対して所定の角度だけ傾斜する上面視円形状の溝部を備える、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載の支持機構であって、前記溝部と前記上面の径方向とがなす角が、20°以上60°以下である、ことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the support mechanism according to the first aspect, characterized in that an angle formed by the groove and the radial direction of the upper surface is 20 ° or more and 60 ° or less.
請求項3の発明は、搬送装置が、請求項1または請求項2に記載の支持機構を複数備え、一の前記支持対象物を複数の前記支持機構によって非接触支持しつつ搬送する、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a conveying device comprising a plurality of support mechanisms according to the first or second aspect, wherein the one support object is conveyed while being non-contact supported by the plurality of support mechanisms. Features.
請求項1ないし請求項3の発明によれば、溝部の入口近傍の領域にエア溜まりが形成されることで、溝部支持機構と支持対象物との間からのエアの漏れを抑制することができるので、従来よりも十分に少ないエア供給量によって支持対象物を非接触支持することができる。 According to the first to third aspects of the present invention, the air reservoir is formed in the region near the inlet of the groove portion, so that leakage of air from between the groove portion support mechanism and the support object can be suppressed. Therefore, the support object can be supported in a non-contact manner with an air supply amount that is sufficiently smaller than that of the conventional art.
<支持機構>
図1は、本実施の形態に係る支持機構1の構成を示す図である。図1(a)は平面図であり、図1(b)は断面図である。支持機構1は、概略、平面視円形の円板状をなしており、その上面1aが、例えば脆性材料基板などの載置面とされてなる。
<Support mechanism>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a
係る上面1aの中央部分には、エア噴出口2が設けられている。なお、図1においては複数のエア噴出口2が上面1aの周方向に沿って二列にかつ離散的に設けられてなる態様を例示しているが、これはあくまで例示であって、エア噴出口2は上面1aの中央位置に1つのみ設けられる態様であってもよい。
An
エア噴出口2は、支持機構1の裏面1bの側に設けられたエア供給口3と連通してなる。エア供給口3には、図示しないエア供給源が接続可能となっている。なお、エア供給口3が裏面1bに設けられるのは必須ではなく、支持機構1の側面に設けられる態様であってもよい。
The
さらに、上面1aの外周近傍の位置(外周よりもやや内側の位置)には、上面視円形状の溝部4が設けられてなる。係る溝部4は、上面1aの径方向に対して所定の角度θだけ傾斜する態様にて設けられてなる。
Further, a
図2は、支持機構1により平板状の支持対象物(以下、基板とも称する)Wを支持する様子を示す図である。なお、図2においては、説明の簡単のため、一の支持機構1により一の基板Wを支持する様子を例示しているが、実際の支持態様はこれには限定されず、複数の支持機構1により一の基板Wを支持する態様であってもよい。また、支持対象物は、下面が概ね平坦であれば必ずしも平板である必要はない。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a support object 1 (hereinafter also referred to as a substrate) W is supported by the
図2(a)に示すように、基板Wはいったん支持機構1の上面1aに載置される。そして、係る状態において、矢印AR1にて示すように、エア供給口3からエアが供給される。所定のしきい値以上の流量でエアが供給されると、図2(b)に矢印AR2にて示すように、エアがエア噴出口2から噴出して基板Wと支持機構1の上面1aとの間を流れ、矢印AR3にて示すように、エアによる浮力(揚力)と基板Wの自重とがバランスする高さにまで、基板Wが上昇する。すなわち、基板Wが上面1aから浮上した状態、換言すれば基板Wが支持機構1によって非接触で支持される状態が実現される。
As shown in FIG. 2A, the substrate W is once placed on the
より詳細にいえば、このとき、支持機構1においては、エア噴出口2から噴出し外周方向へと向かうエアが、矢印AR4にて示すように、いったん溝部4に入り込んだ後、溝部4から外へ出ようとするようになる。これにより、溝部4の入口近傍の領域REにエア溜まりが形成される。係るエア溜まりが形成されることで、領域REにおけるエアの流速は、エア噴出口2から外周方向へと向かおうとするエアの流速よりも小さくなるので、ベルヌイの定理により、領域REに近傍におけるエアの圧力は、エア噴出口2の近傍におけるエアの圧力よりも高くなる。その結果として、領域REの近傍に滞留するエアは、上面1aと基板Wとの間から外部へと漏れ出そうとするよりもむしろ、基板Wを上方へと押し上げるようになる。
More specifically, at this time, in the
換言すれば、支持機構1においては、エア噴出口2から噴出したエアの外部への流出(エア漏れ)が、エアの流れ自身によって好適に遮断もしくは抑制され、エア噴出口2から噴出したエアの大部分が、流出することなく基板Wの浮上に用いられる状態が実現されてなる。
In other words, in the
係る態様にてエア漏れが抑制されることにより、支持機構1においては、溝部4を有さない従来の支持機構に比してより少ないエアの供給流量であっても、基板Wを非接触支持することが可能となっている。換言すれば、基板Wを浮上させるために供給するエアの流量のしきい値が、従来よりも低減されたものとなっている。あるいは、別の見方をすれば、本実施の形態に係る支持機構1においては、基板Wを支持するために供給されるエアが、従来の溝部4を有さない支持機構よりも効率的に基板Wの浮上に利用されるようになっているともいえる。いずれにせよ、本実施の形態に係る支持機構1を用いることで、従来よりもエアの供給コストを低減することが可能となる。
By suppressing air leakage in this manner, the
このような溝部4の具備によってエア漏れを効率的に抑制するには、溝部4の形状や支持機構1における配置位置を好適に定めることが重要である。実際の好適な形状は、支持機構1自体のサイズによっても異なるが、例えば、角度θは20°〜60°程度であるのが好適であり、20°〜40°程度であるのがより好適である。また、平面視における直径が100mmφ〜300mmφの支持機構1の場合であれば、溝部4の幅(深さ方向に垂直な面における幅)wは2mm〜5mmであるのが好適であり、溝部4の深さは、溝部4の上面1aにおける開口部の中心寄り端部からの深さd1が5mm〜15mmであり、該開口部の外周寄り端部からの深さd2が3mm〜10mmであるのが好適である。さらには、支持機構1の上面1aにおける外周端部から溝部4までの距離rは、6mm〜15mmであるのが好適である。
In order to efficiently suppress air leakage by providing such a
<搬送装置への適用例>
図2(b)に示した態様にて浮上させられた後の基板Wの搬送態様には、種々のものがある。例えば、支持機構1と搬送機構とが一体に(同期的に移動可能に)設けられており、非接触支持状態を保ちつつ支持機構1が移動することによって基板Wを搬送する態様であってもよい。あるいは、支持機構1自体は水平面内において移動することのない固定的な態様にて配置されてなる一方、支持機構1とは独立した搬送手段が存在し、該搬送手段によって浮上状態の基板Wが保持され、別の場所に搬送される態様であってもよい。係る場合、支持機構1は一種のリフターとしても機能していることになる。あるいはさらに、複数の支持機構1が固定的に列設されてなり、それらと別個に設けられた搬送手段によって基板Wを搬送しつつ、個々の支持機構1によって順次に基板Wを支持する態様であってもよい。換言すれば、このことは、支持機構1が種々の搬送装置に組み込み可能なことを意味している。
<Example of application to transfer device>
There are various modes for transporting the substrate W after it has been levitated in the mode shown in FIG. For example, even if the
図3は、そのような搬送装置を含む装置の例示的な一態様である、複数の支持機構1を備えるスクライブ装置100の概略的な透過平面図である。スクライブ装置100は、概略、基台100Aの上に、基板Wを接触状態で下方から支持する複数の接触支持部101と、それぞれが複数の支持機構1を備える複数の非接触支持部102とを備える。図3においては、スクライブ装置100が、支持機構1の配置個数および配置態様が相異なる4種類の非接触支持部102(102A、102B、102C、102D)を備える場合を例示している。なお、図3においては、スクライブ装置100の水平面内における短手方向をX軸方向とし、スクライブ装置100の水平面内における長手方向でもある基板Wの搬送方向をY軸方向とし、鉛直方向をZ軸方向とする右手系のXYZ座標を付している。
FIG. 3 is a schematic transparent plan view of a
より詳細には、スクライブ装置100においては、接触支持部101が、Y軸方向の上流側、下流側の2箇所でX軸方向において互いに離間して備わり、それらの接触支持部101の間に、非接触支持部102が設けられてなる。非接触支持部102としては、10個の支持機構1がY軸方向に沿って5個ずつ二列に配列してなる非接触支持部102Aと、5個の支持機構1がY軸方向に沿って一列に配列してなる非接触支持部102Bと、18個の支持機構1がY軸方向に沿って9個ずつ二列に配列してなる非接触支持部102Cと、9個の支持機構1がY軸方向に沿って一列に配列してなる非接触支持部102Dとがある。なお、接触支持部101は、単に基板Wを下方から接触支持するだけではなく、例えば、ベルトコンベアなどによって構成されることで、基板を接触支持しつつ搬送可能とされていてもよい。
More specifically, in the
以降、上流側の接触支持部101と非接触支持部102とを上流側支持部100Uとも称し、下流側の接触支持部101と非接触支持部102とを下流側支持部100Dとも称する。
Hereinafter, the upstream
また、図4は、非接触支持部102(102A)のより詳細な平面図である。図4においては、非接触支持部102に備わる支持機構1が、その平面視中央部分に一のエア噴出口2を備える場合を例示している。また、上述の場合と同様、それぞれの支持機構1には溝部4が設けられてなる。
FIG. 4 is a more detailed plan view of the non-contact support portion 102 (102A). In FIG. 4, the case where the
さらに、図5は、基板Wをエアの流れによって非接触支持している状態の非接触支持部102(102A)の側面図である。図5に示すように、非接触支持部102においてもそれぞれの支持機構1にはエア供給口3が備わっている。係るエア供給口3は、非接触支持部102の裏面側(支持機構1が備わる側とZ軸方向において反対側)に設けられた、装置外部からのエア配管が接続される接続口105と連通してなる。
FIG. 5 is a side view of the non-contact support portion 102 (102A) in a state where the substrate W is supported in a non-contact manner by an air flow. As shown in FIG. 5, each
好ましくは、図5に示すように、非接触支持部102においては、それぞれの支持機構1が緩衝機構106によって保持される。緩衝機構106は、支持機構1を、図示しないコイルスプリングによって弾性的に、一定範囲内で傾斜自在および昇降自在に保持してなる。係る態様にて支持機構1が備わる場合、支持機構1が、指示対象たる基板Wの撓みやうねりに追従してその姿勢を変えつつ基板Wを非接触支持することが可能となる。
Preferably, as shown in FIG. 5, in the
また、Y軸方向の上流側支持部100Uよりも負側には、基板Wの後方端部を保持する1対のクランプ103が備わっている。1対のクランプ103は、基板Wの高さ位置に応じてその高さ位置を可変自在に設けられてなる。1対のクランプ103はさらに、基板Wの後方端部を保持した状態で、上流側支持部100Uと干渉することなくY軸方向に移動自在とされてなる。
A pair of
さらに、上流側支持部100Uと下流側支持部100Dとの間には、スクライブ機構104が備わっている。スクライブ機構104は、X軸方向に往復自在な図示しないスクライブヘッドを有し、該スクライブヘッドに備わるスクライブ手段を、上流側支持部100Uと下流側支持部100Dとによって支持されてなる基板Wの両支持部の間の位置において、X軸方向に移動させることにより、基板Wにスクライブラインを形成することが出来るようになっている。
Furthermore, a
係る構成のスクライブ装置100においては、外部から搬送されてきた基板Wがいったん、上流側支持部100Uに属する全ての接触支持部101および非接触支持部102によって接触支持されるように配置される。そして、1対のクランプ103によって後方端部を保持された状態で、上流側支持部100Uの非接触支持部102(102A、102B)に備わる支持機構1のエア供給口3に対しエアが供給されることで、基板Wは、非接触支持部102に備わる支持機構1のエア噴出口2から噴出するエアによって浮上させられる。すなわち、基板Wは、その下方から非接触支持部102によって非接触状態で支持される。
In the
続いて、係る非接触状態を保ちつつ、クランプ103が、基板WをY軸正方向の所定のスクライブ位置にまで搬送する。そして、基板Wがスクライブ位置に到達すると、スクライブ機構104によるスクライブが実施される。
Subsequently, while maintaining such a non-contact state, the
スクライブ機構104によってスクライブラインが形成された基板Wは、さらにY軸正方向へと搬送する。係る搬送が進むに伴って、上流側支持部100Uの非接触支持部102(102A、102B)によって非接触支持されていた基板Wは徐々に、下流側支持部100Dの非接触支持部102(102C、102D)によって支持されるようになる。
The substrate W on which the scribe line is formed by the
係る態様にて基板Wの搬送とスクライブを行うスクライブ装置100においても、それぞれの支持機構1に溝部4を設けておくことで、従来よりも少ないエア供給量で、基板Wを非接触支持しつつ、基板Wにスクライブラインを形成することが可能である。また、それぞれの支持機構1においてエア漏れがほとんど生じることなく安定的に基板Wを支持できることから、溝部4を備えていない支持機構を用いる場合に比して、基板Wをバランス良く支持しながら搬送することができる。
Even in the
図6は、支持機構1を具備する搬送装置の別の態様である、位置決め装置200の概略的な透過平面図である。なお、図6においては、水平面内の互いに直交する方向をX軸方向およびY軸方向とし、鉛直方向をZ軸方向とする右手系のXYZ座標を付している。
FIG. 6 is a schematic transparent plan view of a
位置決め装置200は、基台200Aの水平な上面200Sに、複数の支持機構1をX軸方向およびY軸方向に沿った直交格子状に備える。また、位置決め装置200は、基台200Aの上面200SのX軸方向負側の端部近傍に、Y軸方向において離間する態様にて、複数の位置決めピン201(201A)を備えるとともに、Y軸方向正側の端部近傍に、X軸方向において離間する態様にて、複数の位置決めピン201(201B)を備える。
The
さらに、位置決め装置200は、基台200Aの外側位置であって、位置決めピン201Aに対向する位置に、X軸方向に離間する態様にて、複数のプッシャー202(202A)を備えるとともに、位置決めピン201Bに対向する位置に、Y軸方向に離間する態様にて、複数のプッシャー202(202B)を備える。
Furthermore, the
なお、図6においては、位置決め装置200が、15個の支持機構1をX軸方向に5個ずつ、Y軸方向に3個ずつ有するとともに、5個の位置決めピン201Aと、3個の位置決めピン201Bと、2個のプッシャー202Aと、2個のプッシャー202Bとを備える態様を例示しているが、支持機構1、位置決めピン201およびプッシャー202の個数はこれに限られるものではない。
In FIG. 6, the
係る位置決め装置200においては、外部から搬送された基板Wが、いったん全ての支持機構1にて接触支持されるように配置される。そして、支持機構1に備わる支持機構1のエア供給口3に対しエアが供給されることで、基板Wは、非接触支持部102に備わる支持機構1のエア噴出口2から噴出するエアによって浮上させられる。すなわち、基板Wは、その下方から非接触支持部102によって非接触状態で支持される。
In the
続いて、係る非接触状態を保ちつつ、プッシャー202AがY軸正方向へ移動して基板Wを当該方向へと押し出し、かつ、プッシャー202BがX軸負方向へ移動して基板Wを当該方向へと押し出す。その結果、基板Wは、そのX軸方向正側の端部が位置決めピン201Aに当接し、そのY軸方向負側の端部が位置決めピン201Aに当接するように移動する。係る状態で、エア噴出口2からのエアの噴出を停止させると、基板Wは、それら当接状態を保ちつつ、再び支持機構1にて接触支持されるようになる。これにより、基板Wの位置決めが完了する。
Subsequently, while maintaining such a non-contact state, the
係る態様にて基板Wの位置決めを行う位置決め装置200においても、それぞれの支持機構1に溝部4を設けておくことで、従来よりも少ないエア供給量で、基板Wを非接触支持しつつ、基板Wの位置決め、つまりは基板Wの所定位置への搬送を行うことが可能である。また、それぞれの支持機構1においてエア漏れがほとんど生じることなく安定的に基板Wを支持できることから、溝部4を備えていない支持機構を用いる場合に比して、基板Wをバランス良く支持しながら位置決めすることができる。
Also in the
以上、説明したように、本実施の形態によれば、上面が平坦な円板状をなし、該上面に支持対象物を載置した状態で該上面の中央位置から上方に向けてエアを噴出させて支持対象物との間にエアの流れを生じさせることにより、支持対象物を浮上させて非接触状態で支持する支持機構において、上面の外周近傍の位置に、上面の径方向に対して所定の角度だけ傾斜する態様にて上面視円形状の溝部を設けることで、支持機構と支持対象物との間からのエアの漏れを抑制することができ、結果として、従来よりも十分に少ないエア供給量によって支持対象物を非接触支持することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the upper surface has a flat disk shape, and air is ejected upward from the center position of the upper surface in a state where the support object is placed on the upper surface. In the support mechanism that floats the support object and supports it in a non-contact state by generating an air flow between the support object and the support object, the position is near the outer periphery of the upper surface with respect to the radial direction of the upper surface. By providing a groove having a circular shape when viewed from above in a manner that is inclined by a predetermined angle, air leakage from between the support mechanism and the support object can be suppressed, and as a result, it is sufficiently less than in the past. The object to be supported can be supported in a non-contact manner by the air supply amount.
実施例として、図1および図2に示す形状を有し、外径が120mmφの支持機構1を用意し、重さが30kgの支持対象物を非接触支持するようにした。それぞれのエア噴出口2の直径は2mmφとした。溝部4は、支持機構1の上面1aとなす角度θを30°としたほか、幅wが3.5mm、深さd1が10mm、深さd2が6.5mm、上面1aにおける外周端部から溝部4までの距離rが10.5mmとなるように形成した。
As an example, a
係る実施例においては、エア供給口3から供給するエアの供給圧が0.1MPaであり、流量が3L(リットル)/min.で支持対象物を非接触支持することができた。 In such an embodiment, the supply pressure of air supplied from the air supply port 3 is 0.1 MPa, and the flow rate is 3 L (liter) / min. The support object could be supported in a non-contact manner.
一方、比較例として、溝部4を有さない他は、実施例と同様の形状を有する支持機構を用意し、同様に、重さが30kgの支持対象物を非接触支持するようにした。
On the other hand, as a comparative example, a support mechanism having the same shape as in the example except that the
係る比較例においては、エア供給口3から供給するエアの供給圧を4MPaとし、流量が100L(リットル)/min.とすることで、支持対象物を非接触支持することができた。 In this comparative example, the supply pressure of air supplied from the air supply port 3 is 4 MPa, and the flow rate is 100 L (liter) / min. By doing so, the support object could be supported in a non-contact manner.
これら実施例と比較例の結果は、上述の実施の形態のように支持機構1が溝部4を備えることで、従来よりも十分に少ないエア供給量によって支持対象物を非接触支持することができることを示している。
As a result of these examples and comparative examples, the
1 支持機構
2 エア噴出口
3 エア供給口
4 溝部
100 スクライブ装置
100A 基台
100D 下流側支持部
100U 上流側支持部
101 接触支持部
102(102A、102B、102C、102D) 非接触支持部
103 クランプ
104 スクライブ機構
105 接続口
106 緩衝機構
200 位置決め装置
200A 基台
200S 上面
201(201A、201B) 位置決めピン
202(202A、202B) プッシャー
W 支持対象物(基板)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記上面の中央部分にエアの噴出口を備えるとともに、前記上面の外周近傍の位置に、前記上面の径方向に対して所定の角度だけ傾斜する上面視円形状の溝部を備える、
ことを特徴とする支持機構。 A support mechanism for supporting the support object in a non-contact state by forming an air flow between the upper surface and the support object by forming a flat disk shape on the upper surface,
An air outlet is provided in the central portion of the upper surface, and a groove portion having a circular shape in a top view that is inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction of the upper surface at a position near the outer periphery of the upper surface
A support mechanism characterized by that.
前記溝部と前記上面の径方向とがなす角が、20°以上60°以下である、
ことを特徴とする支持機構。 The support mechanism according to claim 1,
The angle formed by the groove and the radial direction of the upper surface is 20 ° or more and 60 ° or less.
A support mechanism characterized by that.
一の前記支持対象物を複数の前記支持機構によって非接触支持しつつ搬送する、
ことを特徴とする搬送装置。 A plurality of support mechanisms according to claim 1 or claim 2,
Transporting one of the supporting objects in a non-contact manner by a plurality of the supporting mechanisms;
A conveying apparatus characterized by that.
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