TWI615255B - 支持機構及搬送裝置 - Google Patents

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TWI615255B TW103114167A TW103114167A TWI615255B TW I615255 B TWI615255 B TW I615255B TW 103114167 A TW103114167 A TW 103114167A TW 103114167 A TW103114167 A TW 103114167A TW I615255 B TWI615255 B TW I615255B
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Abstract

本發明提供一種具備較以往更減少空氣使用量之浮起式的非接觸支持機構及具備其之搬送裝置。
上面成為平坦之圓板狀、且藉由在該上面與支持對象物之間使空氣流動產生而以非接觸狀態支持該支持對象物的支持機構，在該上面之外周附近之位置，具備相對於該上面之徑方向以20°以上60°以下之角度傾斜之從上面觀察呈圓形狀之溝槽部。

Description

支持機構及搬送裝置
本發明係關於一種支持物體之機構，尤其是關於一種空氣浮起式之非接觸支持機構。
液晶面板，概略而言，係藉由將在兩片矩形狀玻璃基板之間封入有液晶之構成的大面積貼合基板(母基板)分斷成既定尺寸而製作。近年來，由於液晶面板之大面積化進展，使得母基板或構成其之玻璃基板，亦使用較以往更大面積者。必然地，在液晶面板之製造過程中，被要求對某一大面積化之基板在一步驟中或連續地進行之步驟間適當地進行搬送或移動。
在以減輕使如此般大面積化之基板移動時之保持手段(夾具(clamp))之負擔為目的中，藉由空氣使基板浮起並同時進行搬送之裝置為已公知者(例如，參照專利文獻1)。此外，在基板之定位時，藉由空氣使基板浮起之裝置亦為已公知者(例如，參照專利文獻2)。
專利文獻1：日本特許第4965632號
專利文獻2：日本特許第4373980號
在專利文獻1及專利文獻2所揭示之裝置中，上面成為平坦之圓板狀的多個支持機構在俯視觀察下呈格子狀配置。而且，在藉由該多 個支持機構已接觸支持基板之狀態下，從各個支持機構之圓板部分之中央位置朝向上方噴出空氣，而在支持機構與基板之間產生空氣流動，藉此，能夠使基板從支持機構浮起，且以非接觸狀態進行支持。
在該裝置中為了維持非接觸狀態，必需持續形成支持機構與基板之間的空氣流動，因此，必需連續地持續供給大量的空氣。其在成本面上並不具效率。此外，基板之每單位面積之重量越大，越必需供給更多的空氣。
本發明係有鑑於上述課題而完成者，其目的在於提供一種使空氣使用量較以往更加減少之空氣浮起式之非接觸支持機構、及具備其之搬送裝置。
為了解決上述課題，請求項1之發明，係上面成為平坦之圓板狀、且藉由在該上面與支持對象物之間使空氣流動產生而以非接觸狀態支持該支持對象物的支持機構，其特徵在於：在該上面之中央部分具備空氣噴出口，並且在該上面之外周附近之位置，具備相對於該上面之徑方向以既定角度傾斜之從上面觀察呈圓形狀之溝槽部。
請求項2之發明，其特徵在於：在請求項1記載之支持機構中，該溝槽部與該上面之徑方向所形成之角，為20°以上60°以下。
請求項3之發明，其特徵在於：搬送裝置，具備多個請求項1或請求項2記載之支持機構，藉由多個該支持機構對一該支持對象物一邊進行非接觸支持一邊進行搬送。
根據請求項1至請求項3之發明，藉由在溝槽部之入口附近的區域形成空氣滯留，而能夠抑制空氣從溝槽部、支持機構與支持對象物 之間漏出，因此，能夠以較以往更少的空氣供給量對支持對象物進行非接觸支持。
1‧‧‧支持機構
2‧‧‧空氣噴出口
3‧‧‧空氣供給口
4‧‧‧溝槽部
100‧‧‧刻劃裝置
100A‧‧‧基台
100D‧‧‧下游側支持部
100U‧‧‧上游側支持部
101‧‧‧接觸支持部
102(102A、102B、102C、102D)‧‧‧非接觸支持部
103‧‧‧夾具
104‧‧‧刻劃機構
105‧‧‧連接口
106‧‧‧緩衝機構
200‧‧‧定位裝置
200A‧‧‧基台
200S‧‧‧上面
201(201A、201B)‧‧‧定位銷
202(202A、202B)‧‧‧推送裝置
W‧‧‧支持對象物(基板)
圖1，係表示支持機構1之構成的圖式。
圖2，係表示藉由支持機構1支持平板狀之支持對象物W之樣子的圖式。
圖3，係具備多個支持機構1之刻劃裝置100之概略的透視俯視圖。
圖4，係非接觸支持部102(102A)之更詳細的俯視圖。
圖5，係藉由空氣流動而對基板W進行非接觸支持之狀態之非接觸支持部102(102A)的側視圖。
圖6，係定位裝置200之概略的透視俯視圖。
<支持機構>
圖1，係表示本實施形態之支持機構1之構成的圖式。圖1(a)係俯視圖，圖1(b)係剖面圖。支持機構1，大致上在俯視觀察下呈圓形之圓板狀，其上面1a，例如成為脆性材料基板等之載置面。
在該上面1a的中央部分，設置有空氣噴出口2。另外，在圖1中例示有多個空氣噴出口2沿上面1a之周方向呈兩列且分散地設置之態樣，但此只不過係一例示，亦可為僅於上面1a之中央位置設置一個空氣噴出口2之態樣。
空氣噴出口2，成為與設置於支持機構1之背面1b側之空氣供給口3連通。在空氣供給口3，可與未圖示之空氣供給源連接。另外，空氣供給口3並非必須設於背面1b，亦可為設於支持機構1之側面的態樣。
進一步地，在上面1a之外周附近之位置(較外周稍微內側之位置)，設置有從上面觀察呈圓形狀之溝槽部4。該溝槽部4，設置成相對於上面1a之徑方向以既定之角度θ傾斜之態樣。
圖2，係表示藉由支持機構1支持平板狀之支持對象物(以下，亦稱為基板)W之樣子的圖式。另外，在圖2中，為了簡單說明，雖例示了藉由一支持機構1支持一基板W的樣子，但實際之支持態樣並不限定於此，亦可為藉由多個支持機構1支持一基板W的態樣。此外，支持對象物，只要下面大致平坦，則並不一定必需為平板。
如圖2(a)所示，基板W一旦載置於支持機構1之上面1a。然後，在該狀態中，如以箭頭AR1所示般，從空氣供給口3供給空氣。一旦以既定之閾值以上之流量供給空氣，則如於圖2(b)以箭頭AR2所示般，空氣從空氣噴出口2噴出並於基板W與支持機構1之上面1a之間流動，如以箭頭AR3所示般，基板W上升至由空氣產生之浮力(上揚力)與基板W本身重量達成平衡之高度。亦即，基板W已從上面1a浮起之狀態，換言之，即實現藉由支持機構1以非接觸之方式支持基板W的狀態。
更詳細而言，此時，在支持機構1中，使從空氣噴出口2噴出且朝向外周方向之空氣，如以箭頭AR4所示般，一旦進入溝槽部4之後，成為欲從溝槽部4往外流出。藉此，在溝槽部4之入口附近之區域RE形成空氣滯留。藉由形成該空氣滯留，使區域RE中的空氣流速，小於從空 氣噴出口2欲朝向外周方向之空氣流速，因此，根據白努利定理(Bernoulli's theorem)，在區域RE附近的空氣壓力，高於在空氣噴出口2附近的空氣壓力。其結果為，滯留在區域RE附近的空氣，成為與其要從上面1a與基板W之間往外部漏出，不如往上方上壓基板W之狀態。
換言之，在支持機構1中，從空氣噴出口2噴出之空氣往外部之流出(空氣漏溢)，藉由空氣之流動本身而適當地遮斷或抑制，實現從空氣噴出口2噴出之空氣的大部分，並未流出而被使用於基板W之浮起之狀態。
在該態樣中空氣漏溢被抑制，藉此在支持機構1中，與不具有溝槽部4之習知的支持機構相比，即使是較少的空氣供給流量，亦能夠對基板W進行非接觸支持。換言之，用於使基板W浮起而供給之空氣流量之閾值，成為較以往更為減低者。或者，若換個觀點而言，亦可謂在本實施形態之支持機構1中，用於支持基板W而供給之空氣，較習知的不具有溝槽部4之支持機構更有效率地被利用於基板W之浮起。無論是何者，藉由使用本實施形態之支持機構1，能夠較以往降低空氣之供給成本。
藉由具備如此般之溝槽部4，對於有效率地抑制空氣漏溢，適當地決定溝槽部4之形狀或支持機構1中的配置位置是很重要的。實際的適當形狀，雖因支持機構1本身的尺寸而有所不同，但例如角度θ較佳為20°~60°左右，更佳為20°~40°左右。此外，在俯視觀察中的支持機構1的直徑若為100mm ψ~300mm ψ之情形，則溝槽部4之寬度(與深度方向垂直之面中的寬度)w較佳為2mm~5mm，溝槽部4之深度，較佳為：從溝槽部4之上面1a中的開口部之接近中心之端部起的深度d1為5mm~15mm，從該 開口部之接近外周之端部起的深度d2為3mm~10mm。進一步地，從支持機構1之上面1a中的外周端部至溝槽部4的距離r，較佳為6mm~15mm。
<對搬送裝置之適用例>
在基板W之以圖2(b)所示之態樣浮起後之搬送態樣，具有各種之態樣。例如，可為如下之態樣：將支持機構1與搬送機構設置成一體(可同時地移動)，而藉由一邊保持非接觸支持狀態一邊使支持機構1移動從而搬送基板W。或者，亦可為如下之態樣：將支持機構1本身以不在水平面內進行移動之固定的態樣配置，另一方面，存在有與支持機構1為獨立的搬送手段，藉由該搬送手段保持浮起狀態之基板W，並搬送往其他場所。在該情形，支持機構1亦作為一種起重機(lifter)而發揮功能。又或者，亦可為如下之態樣：將多個支持機構1固定地排列設置，一邊藉由與該等個別地設置之搬送手段搬送基板W，一邊藉由各個支持機構1依序支持基板W。換言之，該情況意謂著可將支持機構1組入於各種之搬送裝置。
圖3，係包含如此般之搬送裝置的裝置之例示性的一態樣、即具備多個支持機構1之刻劃裝置100之概略的透視俯視圖。刻劃裝置100，概略而言，係於基台100A之上，具備以接觸狀態從下方支持基板W之多個接觸支持部101、及分別具備多個支持機構1之多個非接觸支持部102。在圖3中，例示了刻劃裝置100具備支持機構1之配置數量及配置態樣互為不同之4種類之非接觸支持部102(102A、102B、102C、102D)的情形。另外，在圖3中，標示有右手座標系統的XYZ座標，該XYZ座標係以刻劃裝置100之水平面內之短邊方向作為X軸方向，以刻劃裝置100之水平面 內之長邊方向亦即基板W之搬送方向作為Y軸方向，以垂直方向作為Z軸方向。
更詳細而言，在刻劃裝置100中，以在Y軸方向之上游側、下游側之2個部位並於X軸方向中相互分離之方式具備接觸支持部101，在該等之接觸支持部101之間，設置有非接觸支持部102。作為非接觸支持部102，具有：非接觸支持部102A，係10個支持機構1沿Y軸方向以5個為一列而配置二列；非接觸支持部102B，係5個支持機構1沿Y軸方向配置一列；非接觸支持部102C，係18個支持機構1沿Y軸方向以9個為一列而配置二列；以及非接觸支持部102D，係9個支持機構1沿Y軸方向配置一列。另外，接觸支持部101，不僅可從下方接觸支持基板W，例如，亦可由帶式輸送機等構成，藉此一邊對基板進行接觸支持一邊進行搬送。
以下，上游側之接觸支持部101與非接觸支持部102亦稱為上游側支持部100U，下游側之接觸支持部101與非接觸支持部102亦稱為下游側支持部100D。
此外，圖4，係非接觸支持部102(102A)之更詳細的俯視圖。在圖4中，例示了於非接觸支持部102所具備之支持機構1，在其俯視觀察下的中央部分具備一空氣噴出口2的情形。此外，與上述之情形同樣地，在各個支持機構1設置有溝槽部4。
進一步地，圖5，係藉由空氣流動而對基板W進行非接觸支持之狀態之非接觸支持部102(102A)的側視圖。如圖5所示，亦在非接觸支持部102中，於各個支持機構1具備有空氣供給口3。該空氣供給口3，與連接口105連通，該連接口105係設於非接觸支持部102之背面側(與具 備支持機構1側在Z軸方向中為相反側)，且連接來自裝置外部之空氣配管。
較佳為如圖5所示，在非接觸支持部102中，藉由緩衝機構106保持各個支持機構1。緩衝機構106，以藉由未圖示之螺旋彈簧彈性地、且在一定範圍內傾斜自如及升降自如之方式保持支持機構1。在該態樣中具備支持機構1之情形，支持機構1，可隨著指示對象即基板W之彎曲或高低起伏而一邊改變其姿勢一邊對基板W進行非接觸支持。
此外，在較Y軸方向之上游側支持部100U更為負側，具備有保持基板W之後方端部之一對夾具(clamp)103。一對夾具103，設置成可對應基板W之高度位置而自在地改變其高度位置。一對夾具103，進一步地，成為在已保持基板W之後方端部的狀態下，不與上游側支持部100U相互干涉而於Y軸方向移動自如。
進一步地，在上游側支持部100U與下游側支持部100D之間，具備有刻劃機構104。刻劃機構104，具有於X軸方向往返自如之未圖示之刻劃頭，使該刻劃頭所具備之刻劃手段，在藉由上游側支持部100U與下游側支持部100D所支持之基板W之兩支持部間的位置中，於X軸方向移動，藉此能夠於基板W形成刻劃線。
在該構成之刻劃裝置100中，從外部搬送來的基板W一旦配置成藉由屬於上游側支持部100U之所有接觸支持部101及非接觸支持部102而接觸支持。然後，在藉由一對夾具103保持後方端部之狀態下，對上游側支持部100U之非接觸支持部102(102A、102B)所具備之支持機構1之空氣供給口3供給空氣，藉此，使基板W藉由從非接觸支持部102所具備之支持機構1之空氣噴出口2噴出之空氣而浮起。亦即，基板W，從其下 方藉由非接觸支持部102以非接觸狀態支持。
接著，一邊保持該非接觸狀態、一邊由夾具103將基板W搬送至Y軸正方向之既定的刻劃位置。然後，一旦基板W到達刻劃位置，則實施由刻劃機構104所進行的刻劃。
藉由刻劃機構104形成有刻劃線之基板W，進一步地往Y軸正方向搬送。隨著該搬送進行，由上游側支持部100U之非接觸支持部102(102A、102B)所非接觸支持之基板W，逐漸地成為由下游側支持部100D之非接觸支持部102(102C、102D)支持。
在該態樣中，即使是在進行基板W之搬送與刻劃的刻劃裝置100中，亦能夠藉由於各個支持機構1設置有溝槽部4，而以較以往更少之空氣供給量，一邊對基板W進行非接觸支持、一邊於基板W形成刻劃線。此外，在各個支持機構1中，由於能夠幾乎不產生空氣漏溢而穩定地支持基板W，因此與使用不具備溝槽部4之支持機構的情形相比，能夠平衡性佳地對基板W一邊進行支持、一邊進行搬送。
圖6，係具備支持機構1之搬送裝置的其他態樣、即定位裝置200之概略的透視俯視圖。另外，在圖6中，標示有右手座標系統的XYZ座標，該XYZ座標係以水平面內相互正交之方向作為X軸方向及Y軸方向，以垂直方向作為Z軸方向。
定位裝置200，在基台200A之水平的上面200S，呈沿X軸方向及Y軸方向之正交格子狀地具備多個支持機構1。此外，定位裝置200，在基台200A之上面200S的X軸方向負側之端部附近，以於Y軸方向分離之態樣，具備多個定位銷201(201A)，並且在Y軸方向正側之端部附近，以 於X軸方向分離之態樣，具備多個定位銷201(201B)。
進一步地，定位裝置200，在基台200A之外側位置，並在與定位銷201A對向之位置，以於X軸方向分離之態樣，具備多個推送裝置(pusher)202(202A)，並且在與定位銷201B對向之位置，以於Y軸方向分離之態樣，具備多個推送裝置202(202B)。
另外，在圖6中，雖例示了定位裝置200以於每一X軸方向有5個、於每一Y軸方向有3個之方式具有15個支持機構1，並且具備5個定位銷201A、3個定位銷201B、2個推送裝置202A、及2個推送裝置202B的態樣，但支持機構1、定位銷201及推送裝置202之數量並不限定於此。
在該定位裝置200中，將從外部所搬送之基板W，一旦配置成以所有的支持機構1接觸支持。然後，對支持機構1所具備之支持機構1之空氣供給口3供給空氣，藉此，使基板W藉由從非接觸支持部102所具備之支持機構1之空氣噴出口2噴出之空氣而浮起。亦即，基板W，從其下方藉由非接觸支持部102以非接觸狀態支持。
接著，一邊保持該非接觸狀態，一邊則推送裝置202A往Y軸正方向移動而將基板W往該方向推送，且推送裝置202B往X軸負方向移動而將基板W往該方向推送。其結果為，基板W，以其X軸方向正側之端部與定位銷201A抵接、其Y軸方向負側之端部與定位銷201A抵接之方式進行移動。在該狀態下，一旦使來自空氣噴出口2之空氣噴出停止，則基板W成為一邊保持該等抵接狀態、一邊再以支持機構1接觸支持。藉此，完成基板W之定位。
在該態樣中，即使是在進行基板W之定位的定位裝置200中，亦能夠藉由於各個支持機構1設置有溝槽部4，而以較以往更少之空氣供給量，一邊對基板W進行非接觸支持，一邊進行基板W之定位、也就是基板W往既定位置之搬送。此外，由於能夠在各個支持機構1中幾乎不產生空氣漏溢而穩定地支持基板W，因此與使用不具備有溝槽部4之支持機構的情形相比，能夠平衡性佳地一邊支持基板W一邊進行定位。
如以上已說明般，根據本實施形態，在上面成為平坦之圓板狀，且藉由在該上面載置有支持對象物之狀態下從該上面之中央位置朝向上方噴出空氣而在與支持對象物之間產生空氣流動，從而使支持對象物浮起並以非接觸狀態進行支持的支持機構中，於上面之外周附近的位置，以相對於上面之徑方向以既定角度傾斜之態樣設置從上面觀察呈圓形狀之溝槽部，藉此能夠抑制從支持機構與支持對象物之間的空氣漏溢，其結果為，能夠藉由較以往更極少之空氣供給量對支持對象物進行非接觸支持。
【實施例】
作為實施例，準備具有圖1及圖2所示之形狀、且外徑為120mm ψ之支持機構1，對重量為30kg之支持對象物進行非接觸支持。各個空氣噴出口2之直徑設為2mm ψ。溝槽部4，以將成為支持機構1之上面1a的角度θ設為30°，另一方面，寬度w為3.5mm、深度d1為10mm、深度d2為6.5mm、從上面1a中的外周端部至溝槽部4的距離r為10.5mm之方式形成。
在該實施例中，能夠以從空氣供給口3供給之空氣供給壓為0.1MPa、流量為3L(liter)/min.，對支持對象物進行非接觸支持。
另一方面，作為比較例之不具有溝槽部4者，準備具有與實施例同樣形狀之支持機構，同樣地，對重量為30kg之支持對象物進行非接觸支持。
在該比較例中，能夠以將從空氣供給口3供給之空氣供給壓設為4MPa、流量設為100L(liter)/min.之方式，對支持對象物進行非接觸支持。
該等實施例與比較例之結果顯示，藉由如上述之實施形態般支持機構1具備溝槽部4，而能夠藉由較以往更極少之空氣供給量對支持對象物進行非接觸支持。
1‧‧‧支持機構
2‧‧‧空氣噴出口
3‧‧‧空氣供給口
4‧‧‧溝槽部
1a‧‧‧上面
1b‧‧‧背面
d1‧‧‧深度
d2‧‧‧深度
r‧‧‧距離
w‧‧‧寬度
θ‧‧‧角度

Claims (3)

  1. 一種支持機構，係上面成為平坦之圓板狀、且藉由在該上面與支持對象物之間使空氣流動產生而以非接觸狀態支持該支持對象物，其特徵在於：在該上面之中央部分具備空氣噴出口，並且在該上面之外周附近之位置，具備相對於該上面之徑方向以既定角度傾斜之從上面觀察呈圓形狀之溝槽部。
  2. 如申請專利範圍第1項之支持機構，其中，該溝槽部與該上面之徑方向所形成之角，為20°以上60°以下。
  3. 一種搬送裝置，其特徵在於：具備多個申請專利範圍第1或2項之支持機構；藉由多個該支持機構對一該支持對象物一邊進行非接觸支持一邊進行搬送。
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