JP5892783B2 - 基板支持装置及び基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスク（磁気記憶媒体）用の基板等を支持する基板支持装置及び基板搬送装置に関するものである。

従来、中央にセンター孔を有する基板（例えば、ハードディスク用基板）を鉛直姿勢で搬送するため、このセンター孔にＶ溝を備えた基板支持装置を挿入して基板を支持し、搬送ロボットによって基板支持装置ごと基板を搬送している。ところが、このように鉛直姿勢で支持された基板を、基板ホルダーに設けられた装着孔に装着する際に搬送ロボットによって装着孔の固定爪に過剰に押し付けてしまい、基板の外周部が固定爪によって傷付けられることがある。

このような課題を解決するため、特許文献１（特開２００１−８９８５１号公報）には、基板支持部に緩衝機構を介装して基板を支持する基板支持装置が提案されている。

特開２００１−８９８５１号公報

近年の基板の材質及び寸法の多様化により緩衝機構の更なる柔軟性が必要となってきた。具体的には、基板の材質として、固定爪より柔らかい材質の基板を用いた場合、基板の外周部に傷を付けずに基板ホルダーに装着するためには、更に弾性を有する緩衝機構が必要となってきた。また、基板寸法が小さくなるにつれて基板質量が軽くなり、基板装着の緩衝機構は基板質量に適した柔軟性、即ち、より柔らかい弾性を有する緩衝機構が必要となってきた。

そこで、本発明の目的は、緩衝効果をより向上させることが可能な基板支持装置及びそれを用いた基板搬送装置を提供することにある。

本発明の基板支持装置は、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に連結され、第１磁石を有する第１の連結部と、前記第１の連結部に対向して配置され、基板を基板ホルダーに搬送する搬送ロボットに連結可能で、かつ前記第１磁石と磁気結合する第２磁石を有する第２の連結部と、前記第１の連結部と前記第２の連結部との間隔を保持するためのスペーサーとを備え、前記第１の連結部と前記第２の連結部は、前記スペーサーを介して、該基板の面方向に相対移動可能なことを特徴とする。

本発明の基板搬送装置は、前記基板支持装置と、前記基板支持装置に連結され、前記基板を前記基板ホルダーに搬送する搬送ロボットとを有する。

本発明によれば、基板を基板ホルダーに装着する際に基板にかかる外力を軽減でき、固定爪より柔らかい材質の基板を装着する場合でも基板の外周への損傷や破損を確実に防止することができる。また、本発明では、磁石間にスペーサーを設けることで、基板の面方向又は周方向にも緩衝機能を作用させることが可能である。さらに、本発明では基板ホルダーから基板を取り外し、基板支持装置の基板支持部にかかる負荷がなくなった時には、ニュートラル位置が変わることなく自動的にセンタリングされる。

本発明の一実施形態に係る基板ホルダーの構成を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る基板搬送装置により基板を基板カセットから取り出し、基板ホルダーに装着するまでの工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る基板支持装置を示す側断面図である。 図３のＡ−Ａ線における断面図である。 図３のＢ−Ｂ線における断面図である。 本発明の第１実施形態に係るリテーナー４１を示す上面図である。 図６のＣ−Ｃにおける断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板支持装置を示す側断面図である。 図８のＡ−Ａ線における断面図である。 図８のＢ−Ｂ線における断面図である。 本発明の第２実施形態に係るリテーナー４１を示す上面図である。 図１１のＣ−Ｃにおける断面図である。 実施形態の基板支持装置の緩衝効果を説明する図である。

次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は基板を保持する基板ホルダーの構成を示す正面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る基板搬送装置により基板を基板カセットから取り出し、基板ホルダーに装着するまでの工程を説明する図である。
図１に示すように基板ホルダー２ａは、基板１を装着するための基板装着孔２ｂと、基板装着孔２ｂの中で基板１を支持するための２つの固定爪６とを備えている。また、基板ホルダー２ａは、基板１を基板装着孔２ｂに装着したり、装着孔２ｂから取り外したりするための可動爪７と、可動爪７を駆動する可動爪駆動機構（以下、駆動機構という）１２とを備えている。

基板１は図１に示すように中央にセンター孔を有する円盤状のハードディスク用基板でありうる。図２に示すように基板搬送ロボット（以下、搬送ロボットという）３の操作によりＶ溝を有する基板支持部５が基板１の孔に挿入され、基板１は基板支持部５により鉛直姿勢で支持した状態で搬送される。本実施形態では、ハードディスク用基板を例に挙げて説明するが、本発明の趣旨はこれに限ることなく、センター孔を基板支持部で支持する全ての基板の支持や搬送に使用することができる。また、本例では基板に設けられた孔は、基板の中央部に円形状の孔を設けたが、孔の位置は、中央部に限定されず、孔の形状も円形以外の矩形、正方形等であってもよい。また、本例では、Ｖ溝を有する基板支持部５を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板を挟んで支持する把持機構を有する基板支持部であってもよい。また、基板支持部は、基板を鉛直姿勢で支持することは、必須ではなく、水平方向に支持してもよい

次に、図１及び図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して搬送ロボット３により基板１を基板ホルダー２ａに装着する工程を説明する。図２（ａ）は基板搬送装置により基板１を鉛直姿勢で基板カセット９から取り出す状態を示し、図２（ｂ）は搬送ロボット３を旋回して基板１を基板ホルダー２ａ側に移動させた状態を示す。図２（ｃ）は基板１を基板ホルダー２ａの基板装着孔２ｂへ渡す状態を示す。

まず、図２（ａ）に示すように搬送ロボット３は、その先端に設けられた基板支持部５を、基板カセット９に格納された基板１のセンター孔に挿入することによって、基板１を支持する。搬送ロボット３は基板１を支持したまま、図２（ｂ）に示すように基板ホルダー２ａの向きに旋回することによって、基板１を移動させる。この際、図１に示す基板ホルダー２ａの可動爪７は駆動機構１２により押し下げられている。

次いで、図２（ｃ）に示すように搬送ロボット３は基板１を基板ホルダー２ａに向けて移動させ、基板１を基板装着孔２ｂに挿入する。続いて、搬送ロボット３は基板１を基板装着孔２ｂの上側の固定爪６に押し当て、最後に駆動機構１２により押し下げられている可動爪７の押し下げを解除し、可動爪７を上方に押し上げることで固定爪６と可動爪７により基板１が支持され、基板１の装着を完了する。なお、図２（ａ）〜２（ｃ）は基板の搬送工程を説明する図であるため、構造の詳細は省略している。

（第１実施形態）
図３〜６を参照して、本発明の第１実施形態に係る基板支持装置を説明する。図３は本発明の第１実施形態に係る基板支持装置を示す側断面図、図４は図３のＡ−Ａ線における断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。図６は、リテーナー４１を示す上面図、図７は、図６のＣ−Ｃにおける断面図である。図３では図１や図２と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の基板支持装置は、基板ホルダー２ａに基板１を装着するために搬送ロボット３により基板１を固定爪６に押し当てる時に基板１が傷付けられるのを防止するためのマグネットとスペーサーによる緩衝機構を備えている。この緩衝機構は、上記特開２００１−８９８５１号公報に記載された緩衝機構を更に改良し、基板１を基板ホルダー２ａに装着する際に基板１にかかる外力を軽減し、基板１への損傷や破損を確実に防止するものである。

図３に示すように基板支持装置８は、Ｖ溝を有する基板支持部５に固定された第１の連結部８１と、第１の連結部８１に対向して、所定の間隔を空けて配置された第２の連結部８２とを備える。第２の連結部８２は搬送ロボット３のアームの先端に連結可能に構成されている。第１の連結部８１の中央に設けられた円盤状の磁石４ａと、第２の連結部８２の中央に設けられ、かつ該磁石４ａと異なる磁極を有する円盤状の磁石４ｂとが、互いに磁気結合している。図３、図４に示すように、第１の連結部８１の磁石４ａと第２の連結部８２の磁石４ｂとの間には、ローラーであるスペーサー４０ａが配置されている。スペーサーは、第１の連結部８１と第２の連結部８２を互いに相対移動可能に構成されている。さらに、図３、図４に示すように、第１の連結部８１と第２の連結部８２の間であって、スペーサー４０ａの周囲には、３つのスペーサー４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが、該スペーサー４０ａを中心とする円周上に１２０度間隔で配置されている。これらのスペーサーは、本例では鉄球であるが、これに限定されず、鉄などの磁性金属以外、例えばセラミックであってもよい。また、スペーサーの形状は、連結部８１、８２を、基板の面方向に相対移動可能なように球体であることが望ましい。これらのスペーサーは、同じ大きさの球体であるため、連結部８１、８２は、互いに平行な位置に保持されている。なお、スペーサーの位置は、連結部８１と連結部８２の間に設ければよいが、連結部８１の第１磁石と連結部８２の第２磁石との磁気結合力を増大させるためには、第１磁石４ａと第２磁石４ｂとの間に、鉄などの磁性金属からなるスペーサーを設けることが望ましい。

さらに、第１の連結部８１と第２の連結部８２の間には、図４、６、７に示すように、スペーサー４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの位置関係を保持するための円板状のリテーナー４１が設けられている。図６に示すように、リテーナー４１には、スペーサー４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの位置に対応して、４つの貫通孔４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが形成されている。この円板状のリテーナー４１は、連結部８１及び連結部８２の内側に形成された円状の溝に挿通されて、保持されている。リテーナーは、非磁性材料であり、好ましくは、軽量化の観点から樹脂などの材質である。なお、リテーナーの形状は、円板状に限らず、正方形、矩形等であってもよい。その場合、連結部に形成される溝も、リテーナーの形状に対応して形成すればよい。

以上のように、本実施形態における基板支持装置８は、連結部８１及び８２は、スペーサー４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄにより、所定の間隔に空けて、互いに上下左右に、相対的に平行移動可能であるとともに、磁石４ａ、４ｂにより、互いに磁気結合して、該間隔を維持することができる。つまり、本発明では、磁石４ａ、４ｂの間に球体のスペーサーを設けることにより、第１の連結部８１と第２の連結部８２とを所定の間隔に保持しつつ、基板の面方向に相対移動させることができる。

なお、本実施形態においては、３つのスペーサー４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを、該スペーサー４０ａを中心とする円周上に１２０度間隔（等間隔）で配置したが、これらのスペーサーの数は、３つに限定されるものではなく、２個以上であればよい。例えば、スペーサーが２個の場合は、スペーサー４０ａを中心とする円周上に１８０度間隔で配置し、また、スペーサーが４個の場合は、スペーサー４０ａを中心とする円周上に９０度間隔で配置すればよい。

（第２実施形態）
次に、図８〜１１を参照して、本発明の第２実施形態に係る基板支持装置を説明する。図８は本発明の第２実施形態に係る基板支持装置を示す側断面図、図９は図８のＡ−Ａ線における断面図である。図１０は、図８のＢ−Ｂ線における断面図である。図１１は、リテーナー４１の上面図、図１２は、図１１のＣ−Ｃにおける断面図である。図８に示す基板支持装置は、図３に示す基板支持装置と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態に係る基板支持装置８は、図３に示す第１実施形態に係る基板支持装置と異なり、図８、９、１０に示すように、連結部８１及び８２の中央に、それぞれ磁石４ａ、４ｂがなく、該磁石４ａ、４ｂの間のスペーサー４０ａもない。その代わりに、連結部８１及び８２には、スペーサー４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに対応した位置に、それぞれ円盤状の磁石４ａ、４ｂが設けられている。

さらに、第１の連結部８１と第２の連結部８２の間には、図８、９、１１、１２に示すように、スペーサー４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの位置関係を保持するための円板状のリテーナー４１が設けられている。リテーナー４１には、スペーサー４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの位置に対応して、３つの貫通孔４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが形成されている。また、本例では、リテーナーの中央部には、軽量化の観点から貫通孔が形成されている。
この円板状のリテーナー４１は、連結部８１及び連結部８２の内側に形成された円状の溝に挿通されて、保持されている。なお、リテーナーの形状は、円板状に限らず、正方形、矩形等であってもよい。その場合、連結部に形成される溝も、リテーナーの形状に対応して形成すればよい。

以上のように、本実施形態における基板支持装置８は、連結部８１及び８２は、スペーサー４０ｂ、４０ｃ、４０ｄにより、所定の間隔に空けて、互いに上下左右方向に平行移動及び回転移動することができるとともに、磁石４ａ、４ｂにより、互いに磁気結合して、該間隔を維持することができる。さらに本発明では基板ホルダーから基板を取り外し、基板支持装置の基板支持部にかかる負荷がなくなった時には、磁石間の磁気結合力により、連結部８１及び８２は、自動的に元の位置に戻ることができる。

なお、本実施形態においては、３つのスペーサー４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを、円周上に１２０度ずつの等間隔で配置したが、これらのスペーサーの数は、３つに限定されるものではなく、２個以上であればよい。例えば、スペーサーが２個の場合は、円周上に１８０度の等間隔で配置し、また、スペーサーが４個の場合は、円周上に９０度の等間隔で配置すればよい。

図１３を参照して、本実施形態の基板支持装置８の緩衝効果を説明する。第１の連結部８１と第２の連結部８２の間には、回転可能なスペーサー４０ａが配置されているので、第１の連結部８１は、搬送ロボットと連結された第２の連結部８２に対して、滑らかに上下左右方向及び回転方向に移動することができる。所定範囲移動すると、磁石４ｂ、４ｃによる磁気結合力により、第２の連結部８２に対して、第１の連結部８１の移動が制限される。さらに、第１の連結部８１、又は第２の連結部８２への外力がなくなると、磁石４ｂ、４ｃによる磁気結合力により、第１の連結部８１及び第２の連結部８２は元の位置へ戻るようになっている。

以上、添付図面を参照して本願の好ましい実施形態、実施例を説明したが、本発明はかかる実施形態、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。

１ 基板
２ａ 基板ホルダー
２ｂ 基板装着孔
３ 搬送ロボット
４ 磁石
５ 基板支持部
６ 固定爪
７ 可動爪
８ 基板支持装置
９ 基板カセット
１２ 駆動機構
４０ スペーサー
４１ リテーナー
８１ 第１の連結部
８１ａ 突起部
８２ 第２の連結部
８２ａ 突起部

Claims (8)

1. 基板を支持する基板支持部と、
   前記基板支持部に連結され、第１磁石を有する第１の連結部と、
   前記第１の連結部に対向して配置され、基板を基板ホルダーに搬送する搬送ロボットに連結可能で、かつ前記第１磁石と磁気結合する第２磁石を有する第２の連結部と、
   前記第１の連結部と前記第２の連結部との間隔を保持するためのスペーサーとを備え、
   前記第１の連結部と前記第２の連結部は、前記スペーサーを介して、該基板の面方向に相対移動可能なことを特徴とする基板支持装置。
2. 前記スペーサーは、球体であることを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
3. 前記スペーサーは、前記第１磁石と前記第２磁石の間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
4. 前記スペーサーは、磁性金属であることを特徴とする請求項３に記載の基板支持装置。
5. 前記スペーサーは、少なくとも３つ有し、該３つのスペーサーを嵌め込むための貫通孔を有するリテーナーが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の基板支持装置。
6. 前記リテーナーは、非磁性材料からなることを特徴とする請求項５に記載の基板支持装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板支持装置と、前記基板支持装置に連結され、前記基板を前記基板ホルダーに搬送する搬送ロボットとを有することを特徴とする基板搬送装置。
8. 前記基板ホルダーに前記基板を装着するための基板装着孔が設けられ、前記基板装着孔には前記基板を支持するための固定爪と、前記基板を装着又は取り外すための可動爪が設けられており、
   前記搬送ロボットにより前記基板支持装置の前記基板支持部で支持された前記基板を前記基板装着孔に挿入し、且つ、前記基板を前記固定爪に押し当て、前記基板が前記固定爪に押し当てられた後、前記可動爪を前記基板に押し当てることによって前記基板が前記基板ホルダーの前記基板装着孔に装着されることを特徴とする請求項７に記載の基板搬送装置。