JP2021130162A - 非接触搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触搬送装置においてワークをより確実且つ安定的に保持して移送する。【解決手段】非接触搬送装置１０を構成するディフレクタ１４のフランジ部６６には、径方向外側に向かって延在し、且つ、周方向に互いに等間隔離間した複数のノズル溝８４を備える。このノズル溝８４は、フランジ部６６の上面６６ａに対して断面円弧状に窪んで形成され、ボディ１２における凹部３６の平坦面５２と導出路８５を構成している。そして、ボディ１２の第１ポート２２に供給された圧力流体が、ボディ１２の内部を通じて複数のノズル溝８４から凹部３６の第１及び第２湾曲面４８、５０に沿って流れワーク保持面１６へと到達することで、前記ワーク保持面１６とワークＳ１との間を高速で流れる圧力流体によってボディ１２側へと働く吸引力が発生して前記ワークＳ１が吸引される。【選択図】図３

Description

本発明は、圧力流体の供給作用下にワークを非接触状態で保持して搬送することが可能な非接触搬送装置に関する。

本出願人は、気体の流れによって生じるベルヌーイ効果を利用してワークを非接触で搬送することが可能な非接触搬送装置を提案している（特許文献１参照）。この非接触搬送装置は、ハウジングと、該ハウジングの中央部に装着される円板状のプレートと、前記ハウジングとプレートとの間に装着されるシールリングとを含む。

そして、非接触搬送装置において、ハウジングの供給ポートへ供給された圧力流体が、プレートの凸部とハウジングの孔部との間の空間へと流通し、ノズルを構成する第１及び第２ノズル溝を通じて径方向外側へとそれぞれ導出された後、ハウジングにおける孔部の内周面を介して径方向外側、且つ、ハウジングの下面側へと導かれることで、該下面に沿って高速で流通する。

これにより、ハウジングをワークに向けて接近させていくことで、ハウジングの下面側において圧力流体が高速で流れベルヌーイ効果によって負圧が発生し、前記ワークが前記ハウジングに接触することなく非接触な状態で吸引され保持される。

特許第５１１０４８０号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、ワークをより確実且つ安定的に保持して移送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、本発明の態様は、圧力流体の供給作用下にワークを吸引し、ワークを非接触状態で保持搬送する非接触搬送装置において、
ワークに臨むワーク保持面を軸方向端部に有したボディと、
ボディの内部に形成されエア供給部から供給された圧力流体が流通する通路と、
ボディの内部に設けられ、通路の下流端と連通して径方向外側へと延在し、且つ、ボディの周方向に沿って複数設けられ通路内の圧力流体をワーク保持面へ向けて導出するノズルと、
ワーク保持面に対して軸方向に窪み、ノズルの径方向端部とワーク保持面とを繋ぐ凹部と、
を備え、
ノズルが、ボディの軸方向において少なくとも一部が断面円弧状となりワーク保持面側に向かって窪んで形成され、径方向外側へ向かって放射状に延在する。

本発明によれば、非接触搬送装置を構成するボディは、その軸方向端部に形成されワークに臨むワーク保持面と、内部に形成され圧力流体の流通する通路と、通路の下流端と連通して径方向外側へと延在して圧力流体をワーク保持面側へ向かって導出する複数のノズルと、ワーク保持面に対して軸方向に窪んでノズルの径方向端部とワーク保持面とを繋ぐ凹部とを備えている。そして、ノズルが、ボディの軸方向において少なくとも一部が断面円弧状となりワーク保持面側に向かって窪んで形成され、径方向外側へ向かって放射状に延在している。

従って、少なくとも一部が断面円弧状に形成されたノズルを複数設け、エア供給部から通路へと導入された圧力流体をノズルを通じて凹部へ向けて放射状に導出することで、コアンダ効果によって圧力流体が凹部に沿うように流れてワーク保持面へと供給され、例えば、ノズルを断面円形状や断面矩形状に形成した場合と比較し、圧力流体が流れる際の渦流の発生が抑制されることで圧力損失が好適に低減される。

その結果、ノズルから凹部を経てワーク保持面へと圧力流体を安定した流れで所望の流量で流通させることで、ワーク保持面近傍においてより大きな吸引力を得ることができるため、ワークをワーク保持面に対して非接触でより確実且つ安定的に保持して移送することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、ボディの内部には、径方向外側へと延在し通路の下流端と連通することで圧力流体をワーク保持面側へ向かって導出する複数のノズルを備え、ノズルが、ボディの軸方向において少なくとも一部が断面円弧状となりワーク保持面側に向かって窪んで形成され、径方向外側へ向かって放射状に延在すると共に、ワークに臨むボディのワーク保持面には、軸方向に窪みノズルとワーク保持面とを繋ぐ凹部が形成される。

従って、少なくとも一部が断面円弧状に形成された複数のノズルを通じて通路から凹部へ向けて圧力流体を放射状に導出することで、コアンダ効果によって圧力流体が凹部に沿うように流れてワーク保持面へと供給され、ワーク保持面近傍において吸引力が得られると共に、例えば、ノズルを断面円形状や断面矩形状に形成した場合と比較し、圧力流体が流れる際の渦流の発生が抑制されて圧力損失が好適に低減される。

その結果、ノズルから凹部を経てワーク保持面へと圧力流体を安定した流れで所望の流量で流通させることで、ワーク保持面近傍においてより大きな吸引力を得ることができ、それに伴って、ワークをワーク保持面に対して非接触でより確実且つ安定的に保持して移送することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る非接触搬送装置の外観斜視図である。 図１に示す非接触搬送装置の分解斜視図である。 図１に示す非接触搬送装置の全体断面図である。 図２に示すディフレクタを軸方向上方から見た平面図である。 図３の非接触搬送装置におけるノズル溝近傍を示す拡大断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図３の非接触搬送装置におけるストッパ機構近傍の拡大断面図である。 図７に示すストッパ機構を分解した状態を示す分解断面図である。 図７のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 図１０Ａは、第１アタッチメント部材の装着された第２の実施の形態に係る非接触搬送装置をワーク保持面側から見た外観斜視図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの非接触搬送装置の分解斜視図である。 図１０Ａの非接触搬送装置を第１アタッチメント部材側から見た平面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。 図１０Ａの非接触搬送装置に対してストッパ機構を装着した状態を示す外観斜視図である。 第２アタッチメント部材の装着された第３の実施の形態に係る非接触搬送装置をワーク保持面側から見た外観斜視図である。 図１４の非接触搬送装置の全体断面図である。

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。

この第１の実施の形態に係る非接触搬送装置１０は、図１〜図３に示されるように、軸方向から見て断面円形状に形成されたボディ１２と、該ボディ１２の内部に収納されるディフレクタ１４と、前記ボディ１２においてワークＳ１（図３参照）を保持するワーク保持面１６に設けられるストッパ機構１８とを含む。

ボディ１２は、例えば、金属製材料から円柱状に形成され、その中央下端に開口した孔部２０と、外周部位に形成され径方向内側へ延在する第１及び第２ポート２２、２４と、上端に開口したサブポート２６とを備える。そして、ボディ１２の上端には、非接触搬送装置１０を図示しないロボット等のアーム先端に固定するための４つの取付孔２８が形成されている。

孔部２０は、ボディ１２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って延在し、後述するディフレクタ１４が下方から挿入可能に形成され、その上端に形成され内周面にねじの設けられたねじ孔３０と、該ねじ孔３０の下方（矢印Ａ２方向）に形成され拡径した中間孔３２と、該中間孔３２に対してさらに下方に拡径して形成された導出孔（通路）３４とを含み、前記導出孔３４がワーク保持面１６に形成された凹部３６と連通している。すなわち、孔部２０は、ボディ１２の軸中心において、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って一直線状に形成され、そのねじ孔３０が最も小径に形成され、導出孔３４が最も大径で形成される。

第１及び第２ポート２２、２４は、ボディ１２の外周面にそれぞれ開口して径方向内側へとそれぞれ延在すると共に、ボディ１２の軸方向から見て、該ボディ１２の軸中心に対して第１ポート（エア供給部）２２と第２ポート２４とが一直線状となるように配置される。

そして、第１ポート２２は、図示しない配管と接続された第１接続プラグ３８が螺合され、図示しない圧力流体供給源と接続されると共に、その内端が導出孔３４の外周部に接続されて連通している。一方、第２ポート２４には、図示しない配管と接続された第２接続プラグ４０が螺合され、例えば、圧力センサ等の圧力検出手段（図示せず）と接続されると共に、その内端が中間孔３２の外周部に接続されて連通している。すなわち、第１及び第２ポート２２、２４は、ボディ１２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）にオフセットするように形成されている。

サブポート２６は、ボディ１２の上端において、該ボディ１２の軸中心から径方向外側となる位置に形成され、軸方向（矢印Ａ２方向）に断面円形状に窪んだ窪み部４２と、該窪み部４２の中心に貫通したボルト孔４４とを有し、該ボルト孔４４が第１ポート２２の途中に接続されて連通している。そして、サブポート２６には、圧力流体を供給可能な第１接続プラグ３８が選択的に接続可能である。

例えば、サブポート２６を利用して非接触搬送装置１０の上端側から圧力流体を供給する場合には、図３の二点鎖線で示されるように、該サブポート２６から封止ボルト４６を取り外した後に、前記サブポート２６に対して第１接続プラグ３８を接続し、第１ポート２２には前記封止ボルト４６を螺合させて閉塞する。これにより、第１接続プラグ３８から供給された圧力流体がサブポート２６のボルト孔４４から第１ポート２２の途中へと供給される。

一方、第１ポート２２の開口した非接触搬送装置１０の外周側から圧力流体を供給する場合には、第１ポート２２に対して第１接続プラグ３８を接続してサブポート２６を封止ボルト４６で閉塞しておく。

さらに、ボディ１２の下端には、図３に示されるように、ワークＳ１を非接触で保持可能なワーク保持面１６が形成され、軸方向と直交方向（矢印Ｂ方向）に平坦状に形成されたワーク保持面１６の略中央部には軸方向から見て円形状となる凹部３６が形成される。凹部３６は、ワーク保持面１６に対して軸方向一端側（矢印Ａ１方向）に窪んで形成され、孔部２０における導出孔３４の軸方向下端と繋がるように形成されると共に、ボディ１２の周方向に沿って同一断面形状で形成される。

この凹部３６は、導出孔３４の軸方向下端に対して径方向外側へ延在し、緩やかに湾曲しながら径方向外側に向けて下方へと延在した第１湾曲面（湾曲面）４８と、該第１湾曲面４８の径方向外側に繋がり緩やかに湾曲しながら径方向外側に向けて下方へと延在した第２湾曲面（湾曲面）５０と、前記第１湾曲面４８の径方向内側に形成される平坦面５２から構成される。

図３及び図５に示されるように、第１湾曲面４８は、上方（矢印Ａ１方向）へ向けて断面円弧状となるように湾曲し、第２湾曲面５０は、下方（矢印Ａ２方向）へ向けて断面円弧状となるように湾曲している。

また、第２湾曲面５０は、その径方向外側となる外縁部がワーク保持面１６に対して徐々に接するように湾曲している。換言すれば、凹部３６は、その第１湾曲面４８と第２湾曲面５０との繋がる部位で湾曲方向が切り替わるように形成されている。

平坦面５２は図３、図５及び図６に示されるように、凹部３６において最も径方向内側となり導出孔３４に臨む部位に径方向へ所定幅で延在し、後述するディフレクタ１４の外縁部に臨むように環状に形成される。そして、平坦面５２の径方向外側となる端部が第１湾曲面４８と繋がっている。なお、上述した平坦面５２とワーク保持面１６とを湾曲面で繋ぐ代わりに、前記平坦面５２から前記ワーク保持面１６に向けて緩やかに傾斜した傾斜面で凹部を構成するようにしてもよい。

また、ワーク保持面１６には、図３、図７〜図９に示されるように、凹部３６の径方向外側となる位置にストッパ機構１８の装着される複数の装着穴５４が形成される。この装着穴５４は、例えば、ボディ１２の軸中心に対して同一直径上、且つ、周方向に互いに等間隔離間して形成され、最も上方（矢印Ａ１方向）に形成されたピン穴部５６と、該ピン穴部５６に対して拡径しワーク保持面１６側（矢印Ａ２方向）に形成された拡径部５８と、該拡径部５８に対してさらにワーク保持面１６側（矢印Ａ２方向）に形成されたパッド穴部６０とを備える。そして、装着穴５４は、ピン穴部５６、拡径部５８及びパッド穴部６０が軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って同軸状に形成される。

また、装着穴５４は、図９に示されるように、最も大径であるパッド穴部６０よりも外側となるようにエア抜き穴６２が形成され、該エア抜き穴６２は、ワーク保持面１６から軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿ってパッド穴部６０、拡径部５８及びピン穴部５６の途中まで延在している。

ディフレクタ１４は、図２〜図５に示されるように、例えば、金属製材料から形成され、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に延在するロッド部６４と、該ロッド部６４の下端に形成され径方向外側へ拡径したフランジ部６６とを含む。

ロッド部６４は、上端に形成され外周面にねじの形成されたねじ部６８と、該ねじ部６８の下方（矢印Ａ２方向）に形成され拡径したロッド本体７０とを備える。このロッド本体７０は、ボディ１２の中間孔３２と略同一径で形成され、その内部には、径方向に貫通した連通孔７２が形成されると共に、連通孔７２からフランジ部６６の検出用ポート７４まで軸方向に沿って延在する検出用通路７６が形成される。また、ロッド本体７０の外周面には環状溝７８を介してシールリング８０が装着されている。

フランジ部６６は、ロッド部６４におけるロッド本体７０の軸方向下端に対して緩やかに拡径する断面円弧状の接合部８２を介して一体的に接続され、その上面６６ａ及び下面が軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）と略直交する水平方向（矢印Ｂ方向）に沿って平坦状に形成される。また、フランジ部６６の上面６６ａには、その外縁部近傍に周方向に沿って等間隔離間した複数のノズル溝８４が形成される。

ノズル溝８４は、図２〜図６に示されるように、例えば、ロッド部６４を中心として周方向に等間隔離間して１０本設けられ、フランジ部６６の上面６６ａに対して下方（矢印Ａ２方向）へ向けて断面円弧状に窪んで形成されると共に、ディフレクタ１４のロッド部６４を中心として径方向外側へ延在するように放射状に形成される。このノズル溝８４は、例えば、単一の半径で形成されている。

また、ノズル溝８４は、図６に示される該ノズル溝８４の延在方向から見て、ボディ１２の平坦面５２に臨み、最も幅広となる開口端８４ａの幅寸法（周方向に沿った寸法）をＷ、軸方向（矢印Ａ２方向）に沿った軸方向深さをＨとした場合、１／３０Ｗ＜Ｈ≦Ｗの関係を満たすように形成される。すなわち、ノズル溝８４は、その軸方向深さＨが、開口端８４ａの幅寸法Ｗよりも大きくなることがないように形成される。

さらに、図６に示されるように、ノズル溝８４は、その開口端８４ａを通る接線Ｃとフランジ部６６の上面６６ａとがなす角度θが９０°以下となるように形成される（θ≦９０°）。

また、ノズル溝８４は、図６に示される延在方向から見た断面形状全体が円弧状で形成される場合に限定されるものではなく、例えば、フランジ部６６の上面６６ａから底部に向けて（矢印Ａ２方向）傾斜して直線状に延在した一対のテーパ面と、一方のテーパ面と他方のテーパ面とを繋ぐ断面円弧状部とを備えた形状であってもよい。すなわち、ノズル溝８４における断面形状の少なくとも一部が断面円弧状に形成されていればよい。

さらに、ノズル溝８４は、図３及び図５に示されるように、その径方向外側となる一部がボディ１２における凹部３６の平坦面５２に臨み、該平坦面５２との間に圧力流体を導出する導出路（ノズル）８５を構成する。導出路８５の形状は、図５に示されるように、径方向に沿った径方向長さＬがノズル溝８４の軸方向深さＨよりも大きくなるように設定される（Ｌ＞Ｈ）。

なお、ノズル溝８４の本数は、例えば、ボディ１２の直径、流通する圧力流体の流量、要求されるワークに対する吸引力の大きさ等の条件に応じて適宜設定される。

そして、図３に示されるように、ディフレクタ１４を、ボディ１２の孔部２０へと挿入し、ロッド本体７０が中間孔３２に収納されると共に、ロッド部６４のねじ部６８をねじ孔３０に対して螺合することで、前記孔部２０に対してロッド部６４が同軸状に連結され、ディフレクタ１４がボディ１２の孔部２０に固定される。

また、ロッド本体７０の連通孔７２が第２ポート２４に対して径方向に一直線状となって連通し、フランジ部６６の外縁部（ノズル溝８４）が凹部３６の平坦面５２に当接して導出路８５を構成すると共に、孔部２０がフランジ部６６によって覆われる。さらに、第１ポート２２が、導出孔３４及びノズル溝８４（導出路８５）を通じて凹部３６と連通している。なお、連通孔７２は、第２ポート２４と一直線状に配置される場合に限定されるものではない。

ストッパ機構１８は、図２、図３、図７〜図９に示されるように、ボディ１２の装着穴５４に装着されるパッド部材８６と、該パッド部材８６を通じて前記装着穴５４の内部に挿入されるピン部材８８とを含み、該ピン部材８８は、例えば、金属製材料から一定径で軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に所定長さを有して形成される。

パッド部材８６は、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、円筒状に形成された本体部９０と、該本体部９０の下端に形成されたパッド部９２とを備え、前記本体部９０の内部には、ピン部材８８の挿入される挿入孔９４が軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って貫通している。

本体部９０は、その外周径が略同一に形成されると共に、上端部側（矢印Ａ１方向）において径方向内側に厚く形成された厚肉部９６を有し、挿入孔９４は、前記厚肉部９６においてピン部材８８の直径よりも小さく形成される。パッド部９２は、下方（矢印Ａ２方向）に向かって径方向外側へと拡がったスカート状に形成され、ボディ１２のワーク保持面１６にワークＳ１が保持される際に接触可能に設けられる（図３参照）。

そして、図７及び図８に示されるように、ストッパ機構１８は、パッド部材８６の本体部９０が装着穴５４に対して挿入され、その厚肉部９６が拡径部５８に臨み、該本体部９０及びパッド部９２の一部がパッド穴部６０に収納された状態で、挿入孔９４へピン部材８８を挿入してピン穴部５６まで押し込む。これにより、厚肉部９６がピン部材８８によって径方向外側へと押圧され膨出することで拡径部５８に係合され、パッド部９２がワーク保持面１６に対して下方へと突出した状態で、パッド部材８６が装着穴５４に対して軸方向に固定される。

また、図９に示されるように、ピン部材８８をパッド部材８６の挿入孔９４へと挿入する際、ピン穴部５６の内部に残っている空気が前記ピン部材８８によって押圧されてエア抜き穴６２から外部へと好適に排出されるため、前記ピン穴部５６内に残存している空気によって前記ピン部材８８の挿入が妨げられてしまうことがない。

また、上述した非接触搬送装置１０を構成するボディ１２、ディフレクタ１４及びストッパ機構１８は、例えば、カーボンの含有された半導電性材料から形成してもよい。

本発明の第１の実施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。なお、ここでは、円板状のプレート体をワークＳ１（図３参照）として保持して搬送する場合について説明する。

先ず、図３に示されるように、圧力流体供給源（図示せず）と接続された配管を通じて第１接続プラグ３８及び第１ポート２２へと圧力流体を供給する。この圧力流体は、第１ポート２２から径方向内側へと流通して孔部２０の導出孔３４へと流通する。

そして、導出孔３４においてディフレクタ１４のロッド部６４の外周面及び接合部８２に沿って圧力流体が径方向外側へと導かれ、フランジ部６６の上面６６ａに沿って径方向外側へと流れて複数のノズル溝８４（導出路８５）を通じて凹部３６内へと放射状に導出される。この場合、複数のノズル溝８４が同一形状で形成され、且つ、周方向に等間隔離間して配置されているため、前記ノズル溝８４を通じて凹部３６の周方向に均等に圧力流体が導出されることとなる。

このノズル溝８４を通じて凹部３６内へ導出された圧力流体は、コアンダ効果によって湾曲した第１及び第２湾曲面４８、５０に沿って径方向外側へ向かってワーク保持面１６へと流れる。

このボディ１２を含む非接触搬送装置１０を、例えば、ロボットアーム等によって移動させ、前記ハウジングをワークＳ１に対して略平行となるように接近させることで、前記ワークＳ１に対するワーク保持面１６が接近していくに従って、該ワークＳ１と前記ワーク保持面１６との間を高速で流れる圧力流体によって負圧が発生する。

そして、この負圧によってワーク保持面１６側（矢印Ａ１方向）に向かって働く吸引力が発生し、ワークＳ１が前記ワーク保持面１６側（矢印Ａ１方向）へ吸引され、ストッパ機構１８におけるパッド部材８６のパッド部９２に接触する。これにより、ワークＳ１がボディ１２に対して軸方向に所定間隔離間した非接触な状態となり、前記ワーク保持面１６と略平行に保持される（図３中、二点鎖線形状参照）。

そして、ワーク保持面１６に対してワークＳ１を非接触な状態で保持した非接触搬送装置１０をロボットアーム等を介して所望の位置へと移動させた後、第１ポート２２への圧力流体の供給を停止することで、前記ワークＳ１の吸引状態が解除されて前記所望の位置へと載置される。

また、ワーク保持面１６に臨んだ状態でワークＳ１が吸引されている際、凹部３６の中央に連通した検出用ポート７４、検出用通路７６及び連通孔７２が同圧となり、第２ポート２４を通じて前記凹部３６内の圧力が圧力検出手段（図示せず）によって検出される。これにより、圧力検出手段で検出された圧力値に基づいて、ボディ１２のワーク保持面１６においてワークＳ１を吸引するのに十分な吸引力（圧力、揚力）が発生しているか確認することが可能となる。

以上のように、第１の実施の形態では、非接触搬送装置１０を構成するボディ１２の孔部２０にディフレクタ１４が収納されると共に、前記ボディ１２には、軸方向下端に形成されたワーク保持面１６に対して窪んだ凹部３６を備えている。また、ディフレクタ１４には、その径方向外側へ拡径したフランジ部６６の外縁部に複数のノズル溝８４が形成され、該ノズル溝８４は、ワーク保持面１６側（矢印Ａ２方向）に向かって窪んだ断面円弧状に形成され、且つ、周方向に沿って互いに等間隔離間して放射状に形成されると共に、凹部３６の平坦面５２に臨む導出路８５を構成している。

従って、断面円弧状のノズル溝８４を周方向に沿って複数設け、このノズル溝８４（導出路８５）を通じて第１ポート２２から導入された圧力流体を凹部３６へと導出し、コアンダ効果によって第１及び第２湾曲面４８、５０に沿うようにワーク保持面１６へと流通させることで、例えば、ノズル溝８４を断面円形状や断面矩形状に形成した場合と比較し、該ノズル溝８４に沿って圧力流体が流れる際の渦流の発生が抑制され、圧力損失が好適に低減される。

その結果、ノズル溝８４から凹部３６へと圧力流体を安定した流れで流通させることで、前記凹部３６からワーク保持面１６へと所望の流量で圧力流体を流通させることができ、それに伴って、該ワーク保持面１６に臨む位置においてより大きな吸引力を得ることができる。そのため、非接触搬送装置１０のワーク保持面１６に対してワークＳ１を非接触でより確実且つ安定的に保持して移送することが可能となる。

さらに、ノズル溝８４を有したディフレクタ１４におけるフランジ部６６の外縁部を、ボディ１２における凹部３６の平坦面５２に当接するように設け、前記平坦面５２に臨むように複数のノズル溝８４（導出路８５）を設けることで、前記ノズル溝８４を第１湾曲面４８に近接した位置に配置することができるため、圧力流体をコアンダ効果によって前記ノズル溝８４から前記第１湾曲面４８に沿ってワーク保持面１６へと流通させることができる。

さらにまた、断面円弧状のノズル溝８４をディフレクタ１４に形成し、ボディ１２の平坦面５２へと当接させることで、圧力流体の導出される導出路８５を容易且つ高精度に構成することが可能となる。

またさらに、ボディ１２のワーク保持面１６に対して吸引されたワークＳ１を保持可能な複数のストッパ機構１８を備え、該ストッパ機構１８のパッド部材８６を、ボディ１２の装着穴５４へと挿入してピン部材８８を挿入することで、径方向外側へ膨出した厚肉部９６を拡径部５８へと係合させて容易且つ確実に固定することができる。さらに、複数のストッパ機構１８によってワーク保持面１６に対して吸引されたワークＳ１を安定的に保持して移送することができる。

また、ストッパ機構１８を構成するパッド部材８６を弾性材料から形成し、そのパッド部９２を下方に向かって拡がったスカート形状とすることで、ワークＳ１がパッド部９２へと接触した際に好適に追従させることができると共に、前記ワークＳ１を吸引する際、その吸引力に応じてワーク保持面１６とワークＳ１との間の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿った間隙変化に追従させることが可能となる。

さらに、ボディ１２の上端にサブポート２６を備えているため、非接触搬送装置１０の使用環境に応じて圧力流体を供給する配管の接続位置を自由に選択することが可能となる。

さらにまた、ボディ１２の第２ポート２４が、ワーク保持面１６に開口した凹部３６と連通しているため、前記第２ポート２４に対して圧力を検出可能な圧力検出手段を接続することで、前記ワーク保持面１６に生じている圧力を検出することが可能となる。そのため、圧力検出手段によってワーク保持面１６における吸引力の値を検出することで、ワークＳ１の吸引に必要十分な吸引力が発生しているか否かを容易且つ確実に確認することができる。

またさらに、第２ポート２４に対して圧力検出手段を接続する場合に限定されるものではなく、例えば、ワークＳ１をワーク保持面１６に対して吸引する際、前記第２ポート２４に対して負圧流体を供給することで、該負圧流体が連通孔７２、検出用通路７６及び検出用ポート７４を通じて凹部３６の中央へと供給される。その結果、第１ポート２２から凹部３６へと供給される圧力流体のコアンダ効果に加え、前記凹部３６内に供給される負圧流体によって前記ワークＳ１に対する吸引力を高めることが可能となる。

さらに、ワークＳ１の吸引状態を解除する際に、第１ポート２２から凹部３６への圧力流体の供給を停止するのと同時に、第２ポート２４を通じて前記凹部３６内へと正圧の圧力流体を供給することで、前記ワークＳ１の吸引状態をより迅速に解除して所望の位置に載置することが可能となる。

さらにまた、非接触搬送装置１０を構成するボディ１２、ディフレクタ１４及びストッパ機構１８を、カーボンの含有された半導電性材料から形成することにより、例えば、ワークＳ１として半導体や基板等を搬送する際、静電気の発生を好適に防止することができるため、前記ワークＳ１の静電気による破損が回避される。また、ワークＳ１として衣料品を搬送する場合において、静電気がワークＳ１に帯電していたとしてもボディ１２に対する貼り付きが好適に防止される。

また、導出路８５の径方向長さＬを、ノズル溝８４の軸方向深さＨよりも大きく形成することで、前記導出路８５から凹部３６へと圧力流体を安定した流れで導出させ第１及び第２湾曲面４８、５０に沿って円滑に流通させることが可能となるため、より安定した吸引力を得ることができる。

次に、第２の実施の形態に係る非接触搬送装置１００を図１０Ａ〜図１２に示す。なお、上述した第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、ワーク保持面１６側（矢印Ａ２方向）となるボディ１０２の下端に対して格子状の保持部１０４を有した第１アタッチメント部材１０６が着脱自在に設けられる点で、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。

この非接触搬送装置１００は、図１０Ａ〜図１２に示されるように、ボディ１０２の外周面に後述する第１アタッチメント部材１０６の凸部１１８の係合される係合孔１０８が形成される。係合孔１０８は、例えば、ボディ１０２の外周面に対して径方向内側へ断面半円状に窪み、前記凸部１１８の数量と同数（例えば、３個）で形成され、前記ボディ１０２の周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられる。また、係合孔１０８は、ボディ１０２のワーク保持面１６に対して所定高さだけ上方（矢印Ａ１方向）となる位置に設けられている。

一方、ボディ１０２に対して装着される第１アタッチメント部材１０６は、例えば、樹脂製材料から形成され、断面円形状に形成されたカバー壁１１０と、該カバー壁１１０の中央部に形成された円環部１１２と、前記カバー壁１１０の下端部と前記円環部１１２とを接続する複数の架橋部１１４とを含み、前記円環部１１２及び前記架橋部１１４が、ワークＳ２（図１２参照）を保持可能な保持部１０４として機能する。

カバー壁１１０は、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に所定高さを有した円筒状に形成され、ボディ１０２の外周径と略同一又は若干だけ大きな内周径で形成される。すなわち、カバー壁１１０がボディ１０２の外周側を覆うことが可能な大きさに形成される。

また、カバー壁１１０には、その上端部側となる位置に径方向に傾動自在な複数の係合片１１６が形成され、該係合片１１６の内側には径方向内側に向かって突出した凸部１１８が形成される。凸部１１８は、例えば、半球状に形成され、ボディ１０２の係合孔１０８と周方向に沿って同一間隔で同数設けられ、該係合孔１０８に係合可能に形成される。また、係合孔１０８は、図１２に示されるように、ストッパ機構１８を装着可能な装着穴５４と連通するように形成されているため、例えば、図９に示されるようなエア抜き穴６２を設けることなく、前記装着穴５４を前記係合孔１０８を通じて外部と連通させることが可能となる。

円環部１１２は、例えば、ディフレクタ１４のフランジ部６６よりも若干だけ小さな直径で形成され、第１アタッチメント部材１０６がボディ１０２に装着された際、前記ボディ１０２及び前記ディフレクタ１４と同軸状に配置される。

架橋部１１４は、第１アタッチメント部材１０６の周方向に沿って互いに離間するように複数設けられ、その径方向内端が円環部１１２の外周部位に接続され、径方向外端がカバー壁１１０の軸方向下端に接続される。そして、架橋部１１４は、カバー壁１１０の延在方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に対して略直交するように延在すると共に、前記架橋部１１４及び前記円環部１１２が略同一平面上となるように形成される。

すなわち、第１アタッチメント部材１０６は、その軸方向に沿った端部が円環部１１２及び複数の架橋部１１４から格子状に形成され、前記円環部１１２及び前記架橋部１１４の間が開口した複数の開口１２０となり、この開口１２０を通じて第１アタッチメント部材１０６の外部と内部とが軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に連通している。

なお、保持部１０４は、上述したように円環部１１２と、該円環部１１２から径方向外側へ向かって放射状に延在する複数の架橋部１１４とから格子状に形成される場合に限定されるものではなく、例えば、第１湾曲面４８に臨む範囲内であれば、複数の架橋部がお互いに交差するように設けられた網目状としてもよいし、複数の架橋部が互いに略平行に設けられたスリット状としてもよい。

そして、図１２に示されるように、第１アタッチメント部材１０６は、ワーク保持面１６を有したボディ１０２の下端に対して装着され、カバー壁１１０が前記ボディ１０２の外周面を覆うと共に、複数の架橋部１１４における径方向外端近傍がワーク保持面１６へと当接することで、前記ボディ１０２に対して軸方向に位置決めされた状態となる。

この状態で、複数の凸部１１８が係合孔１０８に対して係合されることで、ボディ１０２の下端を覆った状態で固定される。また、複数の架橋部１１４における径方向内端近傍及び円環部１１２は、ボディ１０２の凹部３６に臨み、且つ、ディフレクタ１４のフランジ部６６に対して軸方向に所定距離だけ離間した状態に保持される。

一方、ボディ１０２に装着された第１アタッチメント部材１０６を取り外す場合には、カバー壁１１０における複数の係合片１１６を、ボディ１０２の外周面から離間させるように径方向外側へとそれぞれ拡げることで、係合孔１０８に対する凸部１１８の係合状態を解除する。そして、第１アタッチメント部材１０６をボディ１０２のワーク保持面１６から離間させる方向（矢印Ａ２方向）に移動させることで取り外すことができる。

以上のように、第２の実施の形態では、非接触搬送装置１００を構成するボディ１０２の下端に対して着脱自在な第１アタッチメント部材１０６を設けることで、例えば、薄手の柔らかい布やシート等の可撓性や柔軟性を有するワークＳ２を吸着する場合に、凹部３６からワーク保持面１６へと流れる圧力流体によって生じた吸引力（揚力）が第１アタッチメント部材１０６の開口１２０を通じて外側へと働き、該吸引力によって前記ワークＳ２が前記円環部１１２及び架橋部１１４からなる保持部１０４によって吸着され保持される。

これにより、可撓性や柔軟性を有したワークＳ２が、保持部１０４によって保持されることで凹部３６内へと吸い込まれてしまうことが防止され吸引力が確実に維持されると共に、該ワークＳ２が前記保持部１０４へと接触することで変形が抑制される。

その結果、薄手の柔らかい布やシート等がワークＳ２である場合でも、ボディ１０２のワーク保持面１６側に第１アタッチメント部材１０６を取り付けることで、その保持部１０４において前記ワークＳ２の変形を防止して確実に吸着して搬送できると共に、前記保持部１０４で安定して吸着できるため、該ワークＳ２の吸着状態が不安定な際に生じるばたつき音を低減することが可能となる。

また、第１アタッチメント部材１０６は、ボディ１０２に対して容易に着脱自在な構成であるため、ワークＳ１、Ｓ２の種類に応じて取り外しすることで様々な形態のワークＳ１、Ｓ２を単一の非接触搬送装置１０で吸着することができる。

さらに、図１３に示されるように、ボディ１０２のワーク保持面１６にストッパ機構１８を装着することで、保持部１０４に吸引されたワークＳ２をパッド部材８６によってより確実に保持して搬送することが可能となる。

次に、第３の実施の形態に係る非接触搬送装置１５０を図１４及び図１５に示す。なお、上述した第２の実施の形態に係る非接触搬送装置１００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３の実施の形態に係る非接触搬送装置１５０では、ワーク保持面１６側（矢印Ａ２方向）となるボディ１０２の下端に対して円環状の保持部１５２を有した第２アタッチメント部材１５４が着脱自在に設けられる点で、第２の実施の形態に係る非接触搬送装置１００と相違している。

この第２アタッチメント部材１５４は、例えば、樹脂製材料から形成され、断面円形状に形成されたカバー壁１５６と、該カバー壁１５６の下端部に対して径方向外側へと拡径して軸方向（矢印Ａ２方向）へ円環状に延在したガイド壁１５８とを含み、該ガイド壁１５８が、ワークＳ１を保持可能な保持部１５２として機能する。

ガイド壁１５８は、ワーク保持面１６に対して離間する方向（矢印Ａ２方向）へ向かって所定高さで形成され、カバー壁１５６に対して少なくとも同一径以上となるように形成されると共に、その周方向に沿って径方向に開口した複数の開口孔１６０を有している。

そして、図１５に示されるように、第２アタッチメント部材１５４は、ワーク保持面１６を有したボディ１０２の下端に対して装着され、カバー壁１５６が前記ボディ１０２の外周面を覆うと共に、該ボディ１０２のワーク保持面１６に対して軸方向（矢印Ａ２方向）に突出するようにガイド壁１５８が設けられた状態で位置決めされ固定される。

以上のように、第３の実施の形態では、非接触搬送装置１５０を構成するボディ１０２の下端に対して着脱自在な第２アタッチメント部材１５４を設けることで、例えば、円板状のワークＳ１を吸着する際に、搬送時における加減速の影響を受けた場合であっても、前記ワークＳ１が外周側に設けられたガイド壁１５８によって常にワーク保持面１６に臨む位置に保持され、該ワーク保持面１６に対して径方向外側へ飛び出してしまうことがない。そのため、上記のような場合でもワークＳ１を確実に搬送することが可能となる。

また、ストッパ機構１８を設けていない場合であっても、ガイド壁１５８によってワークＳ１の外周側を保持することで、ワーク保持面１６に対して非接触な状態で確実に所定の位置へと搬送することが可能となる。

なお、本発明に係る非接触搬送装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１００、１５０…非接触搬送装置 １２、１０２…ボディ
１４…ディフレクタ １６…ワーク保持面
１８…ストッパ機構 ２０…孔部
２２…第１ポート ２４…第２ポート
３６…凹部 ４８…第１湾曲面
５０…第２湾曲面 ６６…フランジ部
８４…ノズル溝 ８６…パッド部材
１０４、１５２…保持部 １０６…第１アタッチメント部材
１１０、１５６…カバー壁 １１２…円環部
１１４…架橋部 １５４…第２アタッチメント部材
１５８…ガイド壁 Ｓ１、Ｓ２…ワーク

Claims (9)

1. 圧力流体の供給作用下にワークを吸引し、該ワークを非接触状態で保持搬送する非接触搬送装置において、
   前記ワークに臨むワーク保持面を軸方向端部に有したボディと、
   前記ボディの内部に形成されエア供給部から供給された前記圧力流体が流通する通路と、
   前記ボディの内部に設けられ、前記通路の下流端と連通して径方向外側へと延在し、且つ、前記ボディの周方向に沿って複数設けられ前記通路内の圧力流体を前記ワーク保持面へ向けて導出するノズルと、
   前記ワーク保持面に対して軸方向に窪み、前記ノズルの径方向端部と前記ワーク保持面とを繋ぐ凹部と、
   を備え、
   前記ノズルが、前記ボディの軸方向において少なくとも一部が断面円弧状となり前記ワーク保持面側に向かって窪んで形成され、径方向外側へ向かって放射状に延在する、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、
   前記ノズルは、前記ボディの中央に収納されるディフレクタに形成され、該ディフレクタの軸方向端部が前記凹部に臨むように設けられる、非接触搬送装置。
3. 請求項１又は２記載の非接触搬送装置において、
   前記ノズルは、前記凹部の内壁面に当接する部位に形成され、前記内壁面との間に前記圧力流体の流通する流路を構成する、非接触搬送装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
   前記ワーク保持面には、前記ワークが吸引された際に接触可能なストッパ機構を備え、該ストッパ機構は、弾性材料から形成され前記ワーク保持面に対して一部が突出したパッド部材と、該パッド部材の内部に挿入され前記ボディに対して前記パッド部材を固定するピン部材とを備える、非接触搬送装置。
5. 請求項４記載の非接触搬送装置において、
   前記パッド部材は、前記ワーク保持面に対して離間する方向へスカート状に広がって前記ワークに接触可能なパッド部を有する、非接触搬送装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
   前記ボディ、前記ディフレクタ及び前記パッド部材は、半導電性材料から形成される、非接触搬送装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
   前記ボディには、前記ワーク保持面に臨み、且つ、該ワーク保持面に対して所定距離離間して複数の開口を有した保持部を備えたアタッチメント部材が着脱自在に設けられる、非接触搬送装置。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
   前記ボディには、前記ワーク保持面側となり、該ワーク保持面に対して径方向外側で軸方向に延在する環状の保持部を備えたアタッチメント部材が着脱自在に設けられる、非接触搬送装置。
9. 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、
   前記ボディには、前記ワーク保持面とは反対側となる端部、又は、軸方向と略直交する側面部に開口したポートを有し、前記ポートが前記ディフレクタの内部を通じて前記凹部と連通している、非接触搬送装置。

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