JP5875294B2 - 保持具 - Google Patents
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Description
例えば、図6に示す保持具は、円盤状のベース部材1の一方の面に凹部2を形成するとともに、この凹部2の底面に流体の噴出部材3を設けている。
この噴出部材3は、その中央に流体室4を設けるとともに、この流体室4側の導入口5aから外周の噴出口5bに向かう複数の通路5を放射状に備えた円筒状の部材である。
そして、上記複数の流路5の噴出口5bの合計開口面積を上記流入口6の開口よりも小さくして、噴出口5bから高速流体が噴出するようにしている。
このように構成した保持具に、流体源Pから流体を供給し、その流体を上記噴出口5bから高速で噴出させるとその流体によって、噴出部材3の外周に形成した負圧生成室8に負圧が生成される。このように、流体を噴出させた状態で上記流入口6と反対側の保持面9側に被保持部材となる平板状のワークWを対向させ近づけると、ワークWは、上記負圧生成室8に生成した負圧による吸引力で引き付けられ、この吸引力と、流体の噴出による正圧と、ワークWの重量に基づく重力とがバランスする位置で保持されることになる。
そのため、ワークWを確実に保持するためには、上記噴出口5bから噴出する流体速度を大きくして、大きな負圧を生成する必要がある。
特に、半導体ウエハなどのワークWが大型化すれば、ワークWの重量が大きくなり、それを保持するための吸引力も大きくしなければならない。
または、上記噴出口5bの数を多くしなければならなかった。
その結果、流体源Pの流体消費量が多く、エネルギー効率が悪いという問題があった。
この発明の目的は、流体消費量を抑えながら、安定した保持力を維持できる保持具を提供することである。
なお、上記流体源から供給される流体は、気体及び液体を含む。
しかも、エジェクタ機構によって外部の流体を吸い込み、その流体が流体源から供給された流体と合流して、最下流側の噴出口から負圧生成室に噴出するので、負圧生成室に噴出させる流体量を流体源からの供給量よりもエジェクタ機構で吸い込んだ分だけ多くすることができる。
言い換えれば、負圧生成室に噴出させる流体量が同じなら、エジェクタ機構で吸い込む流体分だけ流体源からの供給流量を少なくでき、消費流量を節約できる。
なお、この基礎とした施形態において、図6に示す従来例と同様の構成要素には、図6と同じ符号を用いることにする。
また、この基礎とした実施形態では、ベース部材1と、第1、第2噴出部材11,13とによって、この発明の本体を構成し、これら各部材におけるワークW側端面をほぼ面一の保持面9とする。
この第2噴出部材13で支持された各ノズル部材14は、その噴出口14bが上記第1噴出部材11に設けた流体通路12の各導入口12aに対応し、流体の流れに対して直列に配置され、上記流入口6から供給された流体が、図示の矢印のようにノズル部材14の噴出口14bから流体通路12の導入口12aに導入され、上記各噴出口12bから負圧生成室8へ噴出される構成にしている。
この基礎とした実施形態では、上記ノズル部材14の噴出口14bと、流体通路12の噴出口12bが、この発明の流体の流れに対して直列に配置した複数の噴出口であり、上記噴出口14bが上流側に位置する噴出口、上記噴出口12bが下流側の噴出口である。また、上記導入口12aが、上流側の噴出口14bから噴出される流体を下流側の噴出口12bへ導く導入口である。
このように生成された上記負圧生成室8の負圧と、減圧エリア15の負圧が吸引力となり、この吸引力と、流体噴出による正圧と、ワーク重量とのバランスした位置で、ワークWが保持される。
そのため、流体通路12の噴出口12bからは、上記流体源Pからの供給量よりも多くの流体が噴出され、負圧生成室8内により大きな負圧を生成することができる。
その結果、安定した保持力を得ることができ、より大きなワークにも対応できる。
上記噴出部材16は、ワークWに対向する保持面9側を底面16aとした円筒状部材である。上記底面16aにはその外周に沿って起立した円筒側面状の第1支持部16bと、この第1支持部16bの内側に起立した第2支持部16cとを備えている。
また、上記第1ノズル部材17の噴出口17bと、第2ノズル部材18の噴出口18bとを流体の流れに対して直列に配置し、流体流れに対して上流側の第2ノズル部材の噴出口18bと下流側の第1ノズル部材17の導入口17aとの間に隙間を維持し、エジェクタ機構を構成するとともに、その周囲を減圧エリア15としている。
また、上記減圧エリア15と上記負圧生成室8とを、上記第1支持部16bで区画している。
但し、第1支持部16bには、図3に示すように複数の連通路19を形成している。
なお、上記連通路19は、上記第1ノズル部材17の噴出口17bから負圧生成室8内に噴出した流体を直接吸い込むことがないように、その吸入口19aと上記噴出口17bとの間には所定の距離を保つようにしている。
これにより、上記エジェクタ機構によって減圧室15には負圧が生成されるとともに、本体外部の流体が負圧生成室8及び減圧エリア15を経由し、第1ノズル部材18の噴出口18bから噴出した流体と合流して第1ノズル部材17へ導入されることになる。
また、第1ノズル部材17の噴出口17bから噴出される流体の流量は、上記流体源から供給された流量に上記エジェクタ機構によって外部から吸い込まれた流量との合計になるため、流体源からの供給流量よりも大きな流量を噴出させてより大きな負圧によって大きな保持力を得ることができる。
さらにまた、この第1実施形態では、上記減圧エリア15とワークWとの間に、噴出部材16の底面16aを介在させて減圧エリア15を露出させていないため、ワークの中央部分が減圧エリア15に吸引されて、変形することを防止できる。
しかし、上記のように、噴出部材16の底面16aが、上記減圧エリア15とワークWとの間に介在して、両者の間を遮断していれば、ワークWが減圧エリア15の負圧によって変形するようなことはない。この第1実施形態では、上記底面16aが、この発明の遮断部材を構成する。
このように、上記減圧エリア15が本体外部と連通すれば、本体外部の圧力が減圧エリア15に導かれ、減圧エリア15内の圧力が外部圧力に近づき、すなわち減圧エリア15に生成される負圧が小さくなる。
なお、上記接続孔20に接続した流量制御バルブの開度を調整することによって吸引力の基となる負圧の大きさを調整し、適度な保持力を得ることができる。
上記接続孔20とこの接続孔20に接続した流量制御バルブとによってこの発明の負圧調整用の調整孔を構成しているが、上記バルブはその開度が調整可能なものであれば、どのようなものでも構わない。
また、エジェクタ機構によって吸い込む外部流体の分だけ、流体源の消費流量を節約できる点も上記他の実施形態と同じである。
その他の構成は、上記第2実施形態と同じである。第2実施形態と同じ構成要素には、図4と同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
この第3実施形態では、上記ベース部材1に形成したオリフィス21を、第2ノズル部材18の噴出口18bと第1ノズル部材17の導入口17aとで構成されるエジェクタ機構によって負圧が生成される減圧エリア15と本体外部とを連通する位置に貫通させている。
その結果、上記第2実施形態と同様に、上記エジェクタ機構によって生成する負圧が大きくなり過ぎないように調整し、ワークWの吸着を防止できる。
この第4実施形態では、減圧エリア15内の負圧を調整するためのオリフィス21をベース部材1に直接形成し、オリフィスの開度を一定にしているが、この開度はワーク重量や供給流体の流量など、保持具の使用条件に応じて最適値を選択する必要がある。
但し、開度の変更が可能な可変オリフィスを別部材として、ベース本体1に組み付け、その開度を変えて、上記減圧エリア15に生成される負圧を調整するようにしてもよい。
また、エジェクタ機構によって吸い込む外部流体の分だけ、流体源の消費流量を節約できる点も上記他の実施形態と同じである。
また、上記保持具は、空気などの気体中だけでなく、液体中で用いることもできる。
6 流入口
8 負圧生成室
11 第1噴出部材
12 流体通路
12a 導入口
12b 噴出口
13 第2噴出部材
14 ノズル部材
14a 導入口
14b 噴出口
15 減圧エリア
16 噴出部材
16a (遮断部材である)底面
17 第1ノズル部材
17a 導入口
17b 噴出口
18 第2ノズル部材
18a 導入口
18b 噴出口
19 連通路
20 接続孔
21 オリフィス
P 流体源
W (被保持体である)ワーク
Claims (2)
- 気体あるいは液体などの流体源に接続する流入口を形成した本体と、この本体に形成した負圧生成室と、この負圧生成室に上記流入口からの流体を噴出するための噴出口とを備え、上記噴出口から噴出した流体の流れによって、上記負圧生成室に負圧を生成し、この生成された負圧を利用して被保持体を保持する保持具において、
上記噴出口を、上記流体源から噴出口へ流れる流体の流れに対して直列に複数配置するとともに、上記複数の噴出口のうち、上記流体源から噴出口へ流れる流体の流れに対して上流側に位置する噴出口と、この上流側の噴出口から噴出される流体を下流側の噴出口へ導く導入口との間に隙間を設け、上記上流側の噴出口、上記導入口及び上記隙間によってエジェクタ機構を構成し、
上記エジェクタ機構によって負圧が生成される減圧エリアと、上記負圧生成室とを連通させる連通路を本体に形成し、上記連通路の吸入口と上記下流側の噴出口との間には所定の間隔を保つとともに、上記本体には、減圧エリアと被保持体との間を遮断する遮断部を備え、
上記減圧エリアで生成した負圧と、上記負圧生成室に生成した負圧とが相まって、被保持体を保持する構成にした保持具。 - 上記減圧エリアあるいは上記負圧生成室と本体外部とを連通させる負圧調整用の調整孔を上記本体に形成した請求項1に記載の保持具。
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