JP4740656B2 - 多孔質板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、真空チャック装置や浮上装置などに使用される多孔質板及びその多孔質板の製造方法に関する。

多孔質板は、微細な気孔がランダムに形成されており、例えば、真空チャック装置や浮上装置などに応用されている。

例えば、真空チャック装置では、ワークとの対向部位に多孔質板を配置し、多孔質板を介して真空引きすることによって吸引力を均一に作用させ、もってワークを吸着保持するチャック機能を有する。また、浮上装置では、ワークとの対向部位に多孔質板を配置し、多孔質板を介して加圧気体を与えることで、多孔質板の表面に静圧を発生させ、ワークを多孔質板の表面から浮上させた状態で支持する非接触支持機能を有する。さらに、チャック機能と非接触支持機能との両機能を持たせ、必要に応じてそれら各機能を使い分けるようにした装置も提案されている。

ここで、多孔質板としては、セラミック材料により作製されたセラミック多孔質板（例えば特許文献１参照）、金属材料により作製された金属多孔質板（例えば特許文献２参照）、合成樹脂により作製された合成樹脂多孔質板（例えば特許文献３、特許文献４参照）など、素材の異なる各種の多孔質板が提案されている。

セラミック多孔質板は、セラミック自身の有する強度の高さにより、加圧変形量が少ないという利点がある。一方、セラミック多孔質板はセラミック粒子を焼結することにより製造されるが、未焼結粒子が多孔質板内に残存してしまい、使用時に加圧気体を与えると未焼結粒子が多孔質板から飛び出してワークなどに悪影響を与えるおそれがあるという不具合がある。また、セラミック多孔質板は、超高温焼結によって製造されるものであるため設備が大袈裟なものとなり、材料自体も高価であるため、多孔質板のコスト高の原因となるという問題もある。以上の問題は、金属多孔質板についても概ね同様である。

これに対し、合成樹脂多孔質板は、未焼結粒子が発生しないように製造することが容易であるため、クリーンな環境での使用に適している。また、合成樹脂多孔質板は、セラミック多孔質板などに比べて設備負担も小さく、比較的低コストでの提供が可能である。一方、合成樹脂多孔質板は、セラミック多孔質板などに比べて加圧変形量が比較的大きいという問題がある。

すなわち図８に示すように、合成樹脂製の多孔質板５１は薄板状をなしており、その外周部が接合されるようにして多孔質支持体５２に組み付けられている。多孔質支持体５２には圧縮空気等の加圧気体を流通するための通路５３が形成されており、多孔質支持体５２の底面側から通路５３に加圧気体が供給されると、その加圧気体が多孔質板５１を介して図の上方に噴出される。これにより、多孔質板５１に対面するワークが浮上する。また、通路５３を通じて吸引動作が行われると、多孔質板５１の表面に吸引力が生じ、ワークが多孔質板５１に吸引される。

上記構成の多孔質板５１では、加圧変形量が大きくなると、多孔質板５１の表面における平面度が低下する。その結果、浮上装置として使用する場合には浮上力の均一性が低下し、真空チャック装置に適用する場合には吸引力の均一性が低下する。

また、多孔質板によるワークの浮上力を高めることは、今後緻密さを要求されるワークの製造や検査において有効である。そして、浮上力を高めるには、多孔質板の表面からのワーク浮上量を小さい状態にコントロールできることが要求されるが、従来の多孔質板ではそこまでの要求には応えられていないのが実情である。
特開２０００−６２９５０号公報 特開２００４−２７６１３１号公報 特開平１０−１５７８５１号公報 特開２００４−２９８９７０号公報

本発明は、合成樹脂多孔質板が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、合成樹脂多孔質板の加圧変形量を抑えることを第１の目的とするものである。

また、合成樹脂多孔質板を浮上装置に適用した場合において、ワークの浮上力を一層高めることを第２の目的とするものである。

さらには、以上の合成樹脂多孔質板を好適に製造するための製造方法を提供することを第３の目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下では、理解を容易にするため、発明の実施の形態において対応する構成例を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

手段１．合成樹脂の粒子を焼結することにより作製され、内部の微細孔を通じて気体が噴出又は吸引される多孔質板において、
ワークに対向する表面側の多孔質層（第１多孔質層１６）とその内側である非表面側の多孔質層（第２多孔質層１７）とを有する構成とし、前記表面側の多孔質層の気孔率又は気孔径を、前記非表面側の多孔質層の気孔率又は気孔径よりも小さくしたことを特徴とする多孔質板。

手段１の多孔質板によれば、表面側の多孔質層の気孔率又は気孔径が非表面側の多孔質層の気孔率又は気孔径よりも小さくなっている。かかる場合、気孔率又は気孔径が大きい非表面側の多孔質層では、粒子間の結合が比較的強固なものとなっており、加圧気体が作用する際においてその加圧気体による変形が抑制される。一方、気孔率又は気孔径が小さい表面側の多孔質層では、加圧気体の噴出時においてその表面から噴出する気体流量が絞られる。そのため、加圧気体を噴出させてワークを浮上させる場合においてワークの浮上量が小さくなり、ワークを安定状態で浮上させることができる。

以上により、合成樹脂多孔質板が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、合成樹脂多孔質板の加圧変形量を抑えることができる。また、合成樹脂多孔質板を浮上装置に適用した場合において、ワークの浮上力を一層高めることができる。

手段２．前記非表面側の多孔質層に、複数の開口部（パンチング孔１８ａ）を有する高剛性部材（インサートメタル１８）を設けたことを特徴とする手段１に記載の多孔質板。

手段２によれば、高剛性部材によって多孔質板の剛性強度が一層高められる。したがって、多孔質板の表面における平面度をより確実に保持することができる。

手段３．前記高剛性部材として、多数の孔部（パンチング孔１８ａ）を有する金属板（インサートメタル１８）を用い、前記非表面側の多孔質層を、インサート成形により前記金属板を合成樹脂内に埋設して作製したことを特徴とする手段２に記載の多孔質板。

手段３によれば、インサート成形により合成樹脂内に金属板が埋設されるため、金属板の剥離や抜け落ち等の不都合が解消される。

手段４．前記表面側の多孔質層は平均粒径が比較的小さい合成樹脂の粒子を焼結することにより作製され、前記非表面側の多孔質層は平均粒径が比較的大きい合成樹脂の粒子を焼結することにより作製されたものであることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の多孔質板。

平均粒径が比較的小さい合成樹脂の粒子を焼結することにより、気孔率や気孔径が小さい表面側の多孔質層が作製され、平均粒径が比較的大きい合成樹脂の粒子を焼結することにより、気孔率や気孔径が大きい非表面側の多孔質層が作製されている。これにより、上記のとおり２層構造の多孔質板が実現でき、所望の効果を得ることができる。

手段５．前記表面側の多孔質層は低分子量合成樹脂により作製され、前記非表面側の多孔質層は高分子量合成樹脂により作製されたものであることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の多孔質板。

低分子量合成樹脂を用いることにより、気孔率や気孔径が小さい表面側の多孔質層が作製され、高分子量合成樹脂を用いることにより、気孔率や気孔径が大きい非表面側の多孔質層が作製されている。これにより、上記のとおり２層構造の多孔質板が実現でき、所望の効果を得ることができる。

手段６．合成樹脂の粒子を焼結することにより作製され、内部の微細孔を通じて気体が噴出又は吸引される多孔質板において、複数の開口部（パンチング孔１８ａ）を有する高剛性部材（インサートメタル１８）を備えたことを特徴とする多孔質板。

手段６によれば、多孔質板に設けた高剛性部材により、多孔質板に加圧気体が作用する際においてその加圧気体による変形が抑制される。これにより、合成樹脂多孔質板が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、合成樹脂多孔質板の加圧変形量を抑えることができる。

手段７．前記高剛性部材として、多数の孔部（パンチング孔１８ａ）を有する金属板（インサートメタル１８）を用い、インサート成形により前記金属板を合成樹脂内に埋設したことを特徴とする手段６に記載の多孔質板。

手段７によれば、インサート成形により合成樹脂内に金属板が埋設されるため、金属板の剥離や抜け落ち等の不都合が解消される。

手段８．高温融点の合成樹脂を焼結し、所定の気孔率又は気孔径を有する非表面側の多孔質層（第２多孔質層１７）を作製する工程と、
その多孔質層に低温融点の合成樹脂を積層して焼結を行い、前記非表面側の多孔質層よりも気孔率又は気孔径が小さい表面側の多孔質層（第１多孔質層１６）を作製する工程と、
を備えたことを特徴とする多孔質板の製造方法。

手段８によれば、気孔率又は気孔径が大きい非表面側の多孔質層と、気孔率又は気孔径が小さい表面側の多孔質層とを有する多孔質板が作製される。この多孔質板では、比較的強固な非表面側の多孔質層により、加圧気体が作用する際において加圧気体による変形を抑制するとともに、気体噴出時において表面側の多孔質層から噴出される気体流量を絞ることによりワークを安定状態で浮上させることができる。つまり、合成樹脂多孔質板が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、合成樹脂多孔質板の加圧変形量を抑えることができる。また、合成樹脂多孔質板を浮上装置に適用した場合において、ワークの浮上力を一層高めることができる。

手段９．多数の孔部（パンチング孔１８ａ）を有する金属板（インサートメタル１８）を型（上型Ｄ１，下型Ｄ２）内にセットするとともに同型内に高温融点の合成樹脂を充填する工程と、
前記高温融点の合成樹脂を焼結し、所定の気孔率又は気孔径を有する非表面側の多孔質層（第２多孔質層１７）を作製する工程と、
その多孔質層に低温融点の合成樹脂を積層して焼結を行い、前記非表面側の多孔質層よりも気孔率又は気孔径が小さい表面側の多孔質層（第１多孔質層１６）を作製する工程と、
を備えたことを特徴とする多孔質板の製造方法。

手段９によれば、インサートメタル等の金属板が設けられかつ気孔率又は気孔径が大きい非表面側の多孔質層と、気孔率又は気孔径が小さい表面側の多孔質層とを有する多孔質板が作製される。この多孔質板では、比較的強固な非表面側の多孔質層により、加圧気体が作用する際において加圧気体による変形を抑制するとともに、気体噴出時において表面側の多孔質層から噴出される気体流量を絞ることによりワークを安定状態で浮上させることができる。つまり、合成樹脂多孔質板が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、合成樹脂多孔質板の加圧変形量を抑えることができる。また、合成樹脂多孔質板を浮上装置に適用した場合において、ワークの浮上力を一層高めることができる。

手段１０．分子量が異なる同材質の合成樹脂、又は材質が各々異なる合成樹脂を用い、前記非表面側の多孔質層と前記表面側の多孔質層とを作製することを特徴とする手段８又は９に記載の多孔質板の製造方法。

手段１０によれば、分子量又は材質が相違する合成樹脂を用いており、各々融点の違いにより気孔率又は気孔径が異なる２つの多孔質層が作製される。これにより、前述のとおり所望の効果が得られる。

手段１１．合成樹脂の粒子を一対の型内に充填する工程と、
多孔質板の表面側に対応する方の型の加熱温度を前記合成樹脂の焼結温度より若干高くして焼結を行う工程と、
を備えたことを特徴とする多孔質板の製造方法。

手段１１によれば、多孔質板の表面側に対応する方の型の加熱温度を前記合成樹脂の焼結温度より若干高くして焼結を行うことにより、その焼結時において型に接する多孔質板の面（表面側となる面）が溶融される。これにより、多孔質板の一部の気孔率又は気孔径が小さくなり、気孔率又は気孔径が大きい非表面側の多孔質層と、気孔率又は気孔径が小さい表面側の多孔質層とを有する多孔質板を作製することができる。この多孔質板では、比較的強固な非表面側の多孔質層により、加圧気体が作用する際において加圧気体による変形を抑制するとともに、気体噴出時において表面側の多孔質層から噴出される気体流量を絞ることによりワークを安定状態で浮上させることができる。つまり、合成樹脂多孔質板が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、合成樹脂多孔質板の加圧変形量を抑えることができる。また、合成樹脂多孔質板を浮上装置に適用した場合において、ワークの浮上力を一層高めることができる。また、本製造方法によれば、型の交換を行わなくとも２層の多孔質板が作製でき、簡易な製造方法が提供できる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形態における多孔質ユニット１０の外観構成を示す斜視図であり、図２は多孔質ユニット１０の断面構造を示す図面である。この多孔質ユニット１０は、例えば、液晶パネルや半導体デバイス等のワークを搬送するための搬送装置に用いられるものであり、同搬送装置は非接触支持機能とチャック機能とを有する。つまり、多孔質ユニット１０により圧縮空気等の加圧気体を噴出又は吸引することでワークが非接触支持又は吸着保持される。

多孔質ユニット１０は、大別して多孔質支持体１１と多孔質板１２とを備えている。多孔質支持体１１は略円柱状をなしており、その上面（ワーク対向面側）には、平面視において円形状をなす収容溝１３が形成されている。収容溝１３に多孔質板１２が収容されており、多孔質板１２はその一部が多孔質支持体１１の上面より突出した状態で保持されている。また、多孔質支持体１１には、収容溝１３よりも小径の流通溝１４が形成されるとともに、その流通溝１４と同軸であってかつ多孔質支持体１１の底面に通じるようにして連通路１５が形成されている。

多孔質支持体１１は、ポリエチレンやポリプロピレンといったオレフィン系樹脂材料（熱可塑性樹脂）を焼結することにより作製されている。多孔質支持体１１は、気孔のない緻密層（無孔質層）となっている。

多孔質板１２は円板状をなしており、その外径は前記収容溝１３の内径寸法と同寸法となっている。特に本実施の形態では、多孔質板１２を２層構造としており、表面層である第１多孔質層１６と非表面層である第２多孔質層１７とを有する構成としている。ここで、各多孔質層１６，１７は共に同一の合成樹脂材料により成形されているが、気孔率が相違しており、第１多孔質層１６の気孔率が１５％程度であるのに対し、第２多孔質層１７の気孔率は３０％程度となっている。なお広義には、第１多孔質層１６の気孔率が第２多孔質層１７の気孔率よりも小さいことを前提として、第１多孔質層１６の気孔率が２０％以下、第２多孔質層１７の気孔率が２０〜３５％であると良い。第１多孔質層１６は第２多孔質層１７に比して層の厚さ寸法が小さいものとなっている。

各多孔質層１６，１７は多孔質支持体１１と同じオレフィン系樹脂材料（熱可塑性樹脂）により作製されており、各多孔質層１６，１７と多孔質支持体１１とは、前者が文字通り多孔質層、後者が緻密層である点が相違している。

第２多孔質層１７にはインサートメタル１８が埋設されている。インサートメタル１８は例えばステンレス鋼板よりなり、図３に示すように多数のパンチング孔１８ａを有する。パンチング孔１８ａの孔径は１５ｍｍ、インサートメタル１８の気孔率は２０％程度である。また、多孔質板１２の厚さ寸法は２ｍｍであり、インサートメタル１８の厚さ寸法は０．８ｍｍである。

次に、多孔質板１２の製造工程を図４に基づいて説明する。その製造工程では、第２多孔質層１７を先に作製し、その後第２多孔質層１７に積層するようにして第１多孔質層１６を作製することとしている。

まずは（ａ）に示すように、上型Ｄ１及び下型Ｄ２の間にインサートメタル１８を固定配置する。その後、（ｂ）に示すように、上型Ｄ１及び下型Ｄ２により形成されたキャビティＣ１内に高温融点の樹脂材料を充填する。このとき充填される樹脂材料は、平均粒径が６５±１５μｍの合成樹脂の粒子である。そして、（ｂ）の状態で全体を電気炉等の加熱手段によって加熱し、インサートメタル１８と樹脂材料とを一体焼結する。これにより、第２多孔質層１７が作製される。

続いて（ｃ）に示すように、上型Ｄ１を別の上型Ｄ３に交換する。上型Ｄ３は、上型Ｄ１よりも内部空間の高さ方向の寸法が大きいものであり、この上型Ｄ３を装着することにより、第２多孔質層１７の上面と上型Ｄ３の内壁との間にキャビティＣ２が形成される。そして、キャビティＣ２内に低温融点の樹脂材料を充填し焼結を行う。このとき充填される樹脂材料は、平均粒径が３０μｍ以下の合成樹脂の粒子である。これにより、第１多孔質層１６が作製される。

上記工程において、平均粒径が比較的大きい合成樹脂の粒子を焼結することにより、気孔率や気孔径が大きい第２多孔質層１７が作製され（図４の（ｂ））、平均粒径が比較的小さい合成樹脂の粒子を焼結することにより、気孔率や気孔径が小さい第１多孔質層１６が作製される（図４の（ｃ））。

第１多孔質層１６の作製が完了すると、（ｄ）に示すように多孔質板１２を上型Ｄ３及び下型Ｄ２から取り出す。そしてその後、多孔質板１２の外周面を研削加工するとともに、別途作製した多孔質支持体１１に多孔質板１２を組み付け、両者を超音波溶着により接合する。なお超音波溶着時には多孔質板１２の外周面を溶融し、該外周面の微細孔を塞ぐようにすると良い。超音波溶着の後、多孔質ユニット１０の表面側を平面研削し、その高さ寸法を調整する。多孔質支持体１１と多孔質板１２とを、超音波溶着に代えて熱溶着により接合することも可能である。

上記構成の多孔質ユニット１０では、多孔質支持体１１の連通路１５を介して図示しない気体供給装置から加圧気体が供給されることにより、多孔質板１２内の微細孔を通じてその表面から加圧気体が噴出する。すると、多孔質ユニット１０に対向して配置されるワークが浮上する。このとき、気孔率又は気孔径が大きい第２多孔質層１７では、粒子間の結合が比較的強固なものとなっており、加圧気体が作用する際においてその加圧気体による変形が抑制される。その際、多孔質変形量を１０μｍ以下にすることが可能となる。一方、気孔率又は気孔径が小さい第１多孔質層１６表面層では、加圧気体の噴出時においてその表面から噴出する気体流量が絞られる。そのため、ワークの浮上量が小さくなり、ワークを安定状態で浮上させることができる。

また、ワークを吸着保持（チャック）する場合には、図示しない真空引き装置の駆動により多孔質支持体１１の連通路１５を介して気体の吸引が行われ、その吸引力によりワークが多孔質板１２の表面に吸着される。吸引力が生じている限りワークはその多孔質板１２の表面に吸着された状態で保持される。このとき、第２多孔質層１７が高剛性であるため、吸引力の発生による多孔質板１２の変形が抑制される。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

多孔質板１２を２層構造とし、表面層である第１多孔質層１６の気孔率又は気孔径を、非表面層である第２多孔質層１７の気孔率又は気孔径よりも小さくしたため、合成樹脂製の多孔質板１２が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、同多孔質板１２の加圧変形量を抑えることができる。また、多孔質板１２によりワークを浮上させ非接触支持する場合において、ワークの浮上力を一層高めることができる。多孔質板１２によるワークの浮上力が高められることにより、液晶パネルや半導体デバイスといったワークの製造や検査においてより緻密な作業等が可能となる。

多孔質板１２の作製に用いられる合成樹脂の粒子は一般に標準化されたものを用いることができ、その材料の入手が比較的容易であるという利点もある。また、標準化された材料を用いることにより、出来映えが安定する。

第２多孔質層１７に、多数のパンチング孔１８ａを有するインサートメタル１８を埋設したため、多孔質板１２の剛性強度が一層高められ、多孔質板１２の表面における平面度をより確実に保持することができる。インサートメタル１８は第２多孔質層１７に埋設されているため、剥離や抜け落ち等の不都合が解消される。

多孔質板１２の製造時において、先に高温融点の合成樹脂を焼結して第２多孔質層１７を作製し、その後低温融点の合成樹脂を積層して焼結し第１多孔質層１６を作製するようにした。この場合、所望とする２層構造の多孔質板１２を好適に作製することができる。

（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、多孔質板を２層構造とするとともに非表面側の多孔質層（第２多孔質層１７）にインサートメタルを埋設する構成としたが、本実施の形態では、前記同様２層構造とするがインサートメタルを使わない構成とする。図５は、本実施の形態における多孔質ユニット３０の断面構造を示す図面である。

図５に示すように、多孔質ユニット３０は、大別して多孔質支持体３１と多孔質板３２とを備えている。多孔質支持体３１の構成は前述の多孔質支持体１１と同様であり、略述すると、多孔質支持体３１は、ポリエチレンやポリプロピレンといったオレフィン系樹脂材料（熱可塑性樹脂）よりなり、該多孔質支持体３１には、多孔質板３２を収容するための収容溝３３と、該収容溝３３よりも小径の流通溝３４と、多孔質支持体３１の底面に通じる連通路３５とが形成されている。

多孔質板３２は２層構造となっており、表面層である第１多孔質層３６と非表面層である第２多孔質層３７とを有する。ここで、各多孔質層３６，３７は共に同一の合成樹脂材料により成形されているが、気孔率が相違しており、第１多孔質層３６の気孔率が１５％程度であるのに対し、第２多孔質層３７の気孔率は３０％程度となっている。なお広義には、第１多孔質層３６の気孔率が第２多孔質層３７の気孔率よりも小さいことを前提として、第１多孔質層３６の気孔率が２０％以下、第２多孔質層３７の気孔率が２０〜３５％であると良い。第１多孔質層３６は第２多孔質層３７に比して層の厚さ寸法が小さいものとなっている。多孔質板３２の厚さ寸法は３ｍｍである。

各多孔質層３６，３７は多孔質支持体３１と同じオレフィン系樹脂材料（熱可塑性樹脂）により作製されており、各多孔質層３６，３７と多孔質支持体３１とは、前者が文字通り多孔質層、後者が緻密層である点が相違している。

次に、多孔質板３２の製造工程を図６に基づいて説明する。その製造工程では、第２多孔質層３７を先に作製し、その後第２多孔質層３７に積層するようにして第１多孔質層３６を作製することとしている。

まずは（ａ）に示すように、上型Ｄ１１及び下型Ｄ１２により形成されたキャビティＣ１１内に高温融点の樹脂材料を充填する。このとき充填される樹脂材料は、平均粒径が６５±１５μｍの合成樹脂の粒子である。そして、全体を電気炉等の加熱手段によって加熱し、樹脂材料を焼結する。これにより、第２多孔質層３７が作製される。

続いて（ｂ）に示すように、上型Ｄ１１を別の上型Ｄ１３に交換する。上型Ｄ１３は、上型Ｄ１１よりも内部空間の高さ方向の寸法が大きいものであり、この上型Ｄ１３を装着することにより、第２多孔質層３７の上面と上型Ｄ１３の内壁との間にキャビティＣ１２が形成される。そして、キャビティＣ１２内に低温融点の樹脂材料を充填し焼結を行う。このとき充填される樹脂材料は、平均粒径が３０μｍ以下の合成樹脂の粒子である。これにより、第１多孔質層３６が作製される。

上記工程において、平均粒径が比較的大きい合成樹脂の粒子を焼結することにより、気孔率や気孔径が大きい第２多孔質層３７が作製され（図６の（ａ））、平均粒径が比較的小さい合成樹脂の粒子を焼結することにより、気孔率や気孔径が小さい第１多孔質層３６が作製される（図６の（ｂ））。

第１多孔質層３６の作製が完了すると、（ｃ）に示すように多孔質板３２を上型Ｄ１３及び下型Ｄ１２から取り出す。そしてその後、多孔質板３２の外周面を研削加工するとともに、別途作製した多孔質支持体３１に多孔質板３２を組み付け、両者を超音波溶着により接合する。なお超音波溶着時には多孔質板３２の外周面を溶融し、該外周面の微細孔を塞ぐようにすると良い。超音波溶着の後、多孔質ユニット３０の表面側を平面研削し、その高さ寸法を調整する。多孔質支持体３１と多孔質板３２とを、超音波溶着に代えて熱溶着により接合することも可能である。

本実施の形態の多孔質ユニット３０においても、前記同様、多孔質板３２を２層構造とし、表面層である第１多孔質層３６の気孔率又は気孔径を、非表面層である第２多孔質層３７の気孔率又は気孔径よりも小さくしたため、合成樹脂製の多孔質板３２が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、同多孔質板３２の加圧変形量を抑えることができる。また、多孔質板３２によりワークを浮上させ非接触支持する場合において、ワークの浮上力を一層高めることができる。

分子量が異なる同材質の合成樹脂を用いることにより多孔質板を２層構造とすることも可能であり、かかる場合にも前記同様優れた効果を得ることができる。本多孔質板の図示構成は前記図５に準ずるため、図５を用いて説明すると、多孔質板３２の第１多孔質層３６は低分子量のオレフィン系樹脂材料により作製され、第２多孔質層３７は高分子量のオレフィン系樹脂材料により作製されている。この場合、各多孔質層３６，３７における平均粒径はいずれも同じ（例えば６５±１５μｍ）であるが、分子量の違いにより気孔率又は気孔径が異なるものとなっている。低分子量合成樹脂は具体的には低分子量ポリエチレン又は低分子量ポリプロピレンであり、高分子量合成樹脂は具体的には高分子量ポリエチレン又は高分子量ポリプロピレンである。

その製造方法について前記図６を準用して説明する。ここでまずは（ａ）に示すように、上型Ｄ１１及び下型Ｄ１２により形成されたキャビティＣ１１内に高分子量合成樹脂を充填する。そして、全体を電気炉等の加熱手段によって加熱し、樹脂材料を焼結する。これにより、第２多孔質層３７が作製される。続いて（ｂ）に示すように、上型Ｄ１１を別の上型Ｄ１３に交換し、第２多孔質層３７の上面と上型Ｄ１３の内壁との間に形成されるキャビティＣ１２内に低分子量合成樹脂を充填し焼結を行う。これにより、第１多孔質層３６が作製される。

上記工程において、高分子量合成樹脂を焼結することにより、気孔率や気孔径が大きい第２多孔質層３７が成形され、低分子量合成樹脂を焼結することにより、気孔率や気孔径が小さい第１多孔質層３６が成形される。その後（ｃ）等の工程は前述のとおりであり、ここではその説明を省略する。

その他の構成として、２種類の合成樹脂を用いることにより多孔質板を２層構造とすることも可能である。かかる場合にも、気孔率や気孔径が小さい表面側の多孔質層と、気孔率や気孔径が大きい非表面側の多孔質層とを設けることにより、前記同様優れた効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態では、多孔質板において多孔質層を１層のみとし、その１層の多孔質層に金属板（インサートメタル）を埋設する構成とする。図７は、本実施の形態における多孔質ユニット４０の断面構造を示す図面である。

図７に示すように、多孔質ユニット４０は、大別して多孔質支持体４１と多孔質板４２とを備えている。多孔質支持体４１の構成は前述の多孔質支持体１１と同様であり、略述すると、多孔質支持体４１は、ポリエチレンやポリプロピレンといったオレフィン系樹脂材料（熱可塑性樹脂）よりなり、該多孔質支持体４１には、多孔質板４２を収容するための収容溝４３と、該収容溝４３よりも小径の流通溝４４と、多孔質支持体４１の底面に通じる連通路４５とが形成されている。

多孔質板４２は多孔質支持体４１と同じオレフィン系樹脂材料（熱可塑性樹脂）の多孔質層よりなり、多孔質板４２の気孔率は２０〜３５％となっている。多孔質板４２にはインサートメタル４６が埋設されている。インサートメタル４６は例えばステンレス鋼板よりなり、多数のパンチング孔４６ａを有する。パンチング孔４６ａの孔径は１５ｍｍ、インサートメタル４６の気孔率は２０％程度となっている。

上記構成の多孔質ユニット４０では、多孔質板４２に加圧気体が作用する際においてその加圧気体による変形が抑制される。これにより、合成樹脂製の多孔質板４２が有する低コスト及び高クリーン度の利点を生かしつつ、同多孔質板４２の加圧変形量を抑えることができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

２層構造の多孔質板の製造手法として、以下の手法を用いても良い。すなわち、まずは、合成樹脂の粒子を一対の型内に充填し、次に、多孔質板の表面側に対応する方の型の加熱温度を合成樹脂の焼結温度より若干高くして焼結を行う。便宜上既述の図６を用いて具体的に説明すれば、図６の（ａ）に示すように、上型Ｄ１１及び下型Ｄ１２により形成されたキャビティＣ１１内に樹脂材料を充填する。そして、上型Ｄ１１及び下型Ｄ１２のうち、多孔質板の表面側に対応する方の型（例えば上型Ｄ１１）の加熱温度を合成樹脂の焼結温度より若干高くして焼結を行い、上型Ｄ１１に接する多孔質板の面（表面側となる面）を溶融させる。これにより、多孔質板の一部だけが気孔率又は気孔径が小さくなり、気孔率又は気孔径が大きい非表面側の多孔質層と、気孔率又は気孔径が小さい表面側の多孔質層とを有する多孔質板を作製することができる。

上記製造方法により作製された多孔質板においても、気孔率や気孔径が小さい表面側の多孔質層と、気孔率や気孔径が大きい非表面側の多孔質層とを設けることにより、前記同様優れた効果を得ることができる。また、本製造方法によれば、型の交換を行わなくとも２層の多孔質板が作製でき、簡易な製造方法が提供できる。

上記実施の形態では、多孔質層にインサートメタルを埋設して多孔質板の強度アップを図ったが、他の部材を多孔質層に埋設する構成であっても良い。例えば、孔径＝１０〜数１０ｍｍ程度の多数の孔部を有するセラミック板など、金属板以外の高剛性の板材を多孔質層に埋設する構成であっても良い。また、多数の孔部を有する板材以外に、多数の開口部を有する格子状の芯部材（骨格部材）を多孔質層に埋設する構成であっても良い。

多孔質板の作製に使用する合成樹脂材料としては、オレフィン系樹脂材料以外の樹脂材料を用いることができ、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）やＰＯＭ（ポリオキシメチレン）等のエンジンニアリングプラスチックなど、他の熱可塑性樹脂を用いることも可能である。

上記構成の多孔質ユニットは、ワークの非接触支持機能及びチャック機能を併せ持つ搬送装置以外にも適用でき、ワークの非接触支持機能（浮上機能）のみを有する浮上装置や、チャック機能のみを有するチャック装置などに適用することも可能である。

第１の実施の形態における多孔質ユニットの斜視図である。 第１の実施の形態における多孔質ユニットの縦断面図である。 インサートメタルの斜視図である。 第１の実施の形態における多孔質板の製造方法を示す工程図である。 第２の実施の形態における多孔質ユニットの縦断面図である。 第２の実施の形態における多孔質板の製造方法を示す工程図である。 第３の実施の形態における多孔質ユニットの縦断面図である。 従来の多孔質ユニットの縦断面図である。

符号の説明

１０…多孔質ユニット、１１…多孔質支持体、１２…多孔質板、１６…第１多孔質層、１７…第２多孔質層、１８…インサートメタル、１８ａ…パンチング孔、３０…多孔質ユニット、３１…多孔質支持体、３２…多孔質板、３６…第１多孔質層、３７…第２多孔質層、４０…多孔質ユニット、４１…多孔質支持体、４２…多孔質板、４６…インサートメタル、４６ａ…パンチング孔。

Claims (8)

1. 合成樹脂の粒子を焼結することにより作製され、内部の微細孔を通じて気体が噴出又は吸引される多孔質板において、
   ワークに対向する表面側の多孔質層とその内側である非表面側の多孔質層とを有する構成とし、前記表面側の多孔質層の気孔率又は気孔径を、前記非表面側の多孔質層の気孔率又は気孔径よりも小さくし、
   前記非表面側の多孔質層に、複数の孔部を有する金属板を埋設したことを特徴とする多孔質板。
2. 前記非表面側の多孔質層を、インサート成形により前記金属板を合成樹脂内に埋設して作製したことを特徴とする請求項１に記載の多孔質板。
3. 前記表面側の多孔質層は平均粒径が比較的小さい合成樹脂の粒子を焼結することにより作製され、前記非表面側の多孔質層は平均粒径が比較的大きい合成樹脂の粒子を焼結することにより作製されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の多孔質板。
4. 前記表面側の多孔質層は低分子量合成樹脂により作製され、前記非表面側の多孔質層は高分子量合成樹脂により作製されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の多孔質板。
5. 合成樹脂の粒子を焼結することにより作製され、内部の微細孔を通じて気体が噴出又は吸引される多孔質板において、複数の孔部を有する金属板を合成樹脂内に埋設したことを特徴とする多孔質板。
6. インサート成形により前記金属板を合成樹脂内に埋設したことを特徴とする請求項５に記載の多孔質板。
7. 複数の孔部を有する金属板を型内にセットするとともに同型内に高温融点の合成樹脂を充填する工程と、
   前記高温融点の合成樹脂と前記金属板とを一体焼結し、所定の気孔率又は気孔径を有する非表面側の多孔質層を作製する工程と、
   その多孔質層に低温融点の合成樹脂を積層して焼結を行い、前記非表面側の多孔質層よりも気孔率又は気孔径が小さい表面側の多孔質層を作製する工程と、
   を備えたことを特徴とする多孔質板の製造方法。
8. 分子量が異なる同材質の合成樹脂、又は材質が各々異なる合成樹脂を用い、前記非表面側の多孔質層と前記表面側の多孔質層とを作製することを特徴とする請求項７に記載の多孔質板の製造方法。

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