WO2011055482A1

WO2011055482A1 - 非接触保持装置、移載装置、及び、非接触保持方法

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Publication number: WO2011055482A1
Application number: PCT/JP2010/005808
Authority: WO
Inventors: 中西秀明
Original assignee: 村田機械株式会社
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2011-05-12
Also published as: JP2011100895A; TW201117934A; JP5402542B2; TWI486239B

Abstract

　非接触保持装置（１）は、超音波浮揚ユニット（１０）と、ベルヌーイチャック（２０）とを備えている。超音波浮揚ユニット（１０）は、超音波振動を発生する超音波振動子（１３）と、その一端が超音波振動子（１３）に取り付けられ、超音波振動子（１３）が発生した超音波振動を増幅して伝達するホーン（１６）と、ホーン（１６）の他端に取り付けられ、ホーン（１６）と連動して振動する振動板（１７）とを有している。ベルヌーイチャック（２０）は、凹部（２１）及び該凹部（２１）内に高圧エアを噴出するための噴出孔（２５）が形成されたハット形の本体（２４）を有している。超音波浮揚ユニット（１０）の振動板（１７）の振動面、及び、ベルヌーイチャック（２０）の本体（２４）に形成された凹部（２１）の開口端面それぞれは、ワーク（８０）が保持される際に、該ワーク（８０）と対向するように配置されている。

Description

非接触保持装置、移載装置、及び、非接触保持方法

　本発明は、ワークを非接触で保持する非接触保持装置、該非接触保持装置を備えた移載装置、及び、非接触保持方法に関する。

　近年、例えば太陽電池ウェハー、半導体ウェハーなどのワークを取り扱う際に、ワークに直接触れることなくワークを保持することができる非接触保持装置が利用されている。このような非接触保持装置として、チャック本体を超音波振動させる超音波振動子と、チャック本体に穿設された吸引通路を介して真空ポンプでワークを吸引する吸引手段とを備えた非接触チャックが、特許文献１に開示されている。この非接触チャックでは、ワークは、真空ポンプの吸引力によってチャック本体のワーク保持面に吸引される。一方、超音波振動子が発生する超音波によってチャック本体が超音波振動することにより、ワーク保持面には、所謂超音波スクイーズ効果によるワーク支持力（超音波浮揚力）が発生する。この非接触チャックでは、ワーク支持力とワーク重量との和と、ワーク吸引力とをバランスさせることにより、ワークを、ワーク保持面に対して非接触状態で保持している。

特開２００６－７３６５４号公報

　上述した非接触チャックでは、ワーク支持力とワーク重量との和と、ワーク吸引力とをバランスさせているが、非接触チャックの姿勢が変化した場合、すなわちチャック本体のワーク保持面の傾きが変化した場合、ワークに作用する重力の方向が変化することにより、力のバランスが崩れる。また、ワーク保持面の傾きが変化した場合、ワーク保持面とワークとの成す角度が変化し、外部から流入するエアの流量が変化することにより、ワーク保持面とワークとの間の空気の振動状態が変化し、ワーク支持力が変動するおそれがある。その際に、真空ポンプによる吸引力は、ワークとの距離にかかわらず、常にワークを吸い付ける方向に作用するため、ワーク保持面の傾きに応じて真空ポンプの吸引力を適切に調節できないと、ワークと接触するおそれがある。

　本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ワーク保持面の傾きにかかわらず、ワークとの非接触性を確実に保つことが可能な非接触保持装置、該非接触保持装置を備えた移載装置、及び、非接触保持方法を提供することを目的とする。

　本発明に係る非接触保持装置は、超音波振動を発生する振動子と、その一端が振動子に取り付けられ、振動子が発生した超音波振動を増幅して伝達する増幅伝達手段と、増幅伝達手段の他端に取り付けられ、増幅伝達手段と連動して振動する振動板とを有する超音波浮揚ユニットと、凹部及び該凹部内に流体を噴出するための噴出孔が形成された本体を有する非接触保持ユニットとを備え、超音波浮揚ユニットを構成する振動板の振動面、及び、非接触保持ユニットを構成する本体に形成された凹部の開口端面それぞれが、ワークが保持される際に、該ワークと対向するように配置されていることを特徴とする。

　本発明に係る非接触保持装置によれば、超音波スクイーズ効果によって浮揚力（ワーク支持力）を発生する超音波浮揚ユニットの振動板、及びエアなどの流体を噴出させて吸引力を発生させる非接触保持ユニットの開口端面それぞれがワークと対向するように、超音波ユニットと非接触保持ユニットとが組み合わされる。非接触保持ユニットでは、開口端面からワークまでの距離が所定の範囲では吸引力が働くが、距離が該範囲以下になると反発力が働く。一方、超音波浮揚ユニットでは振動板とワークとの間隔が略同じ程度のときに浮揚力のみが働く。そのため、非接触保持ユニットと超音波浮揚ユニットを適切に組み合わせることにより、ワークとの間隔が所定の範囲にあるときには、ワークに作用する吸引力と浮揚力と重力とがバランスする位置でワークを非接触保持することができる。一方、装置の姿勢（すなわちワーク保持面の傾き）が変化するなどして、ワークとの間隔が所定値以下になるとワークに対して反発力及び浮揚力（ワーク支持力）が作用し、ワークとの間隔が所定の範囲に復元される。その結果、ワーク保持面の傾きにかかわらず確実にワークとの非接触性を保つことが可能となる。

　本発明に係る非接触保持装置では、振動板の振動面と、凹部の開口端面とが、平行かつ略同一平面内に配置されることが好ましい。このように配置すれば、ワークに対して、非接触保持ユニットによる吸引力と、超音波浮揚ユニットによる浮揚力とを合わせて作用させることができる。そのため、双方の力によりワークを安定して非接触保持することが可能となる。

　本発明に係る非接触保持装置では、振動板の振動面が、凹部の開口端面から、０～０．６ｍｍ、当該凹部の底面側に配置されていることが好ましい。このように配置すれば、非接触保持ユニットによる吸引力が大きくなる位置と、超音波浮揚ユニットによる浮揚力が大きくなる位置とを略一致させることができる。そのため、ワークをより安定して非接触保持することができ、非接触性をより向上させることが可能となる。

　本発明に係る非接触保持装置では、平面視したときに、振動板が凹部内に配置され、噴出孔が振動板の外縁よりも外側の位置に形成されていることが好ましい。このようにすれば、振動板の外縁と凹部の内周面との間を通して流体が噴出されることによってベルヌーイ効果が発揮される。そのため、ワークとの間隔が所定の範囲にあるときに吸引力を発生させることができる。また、ワークとの間隔が所定の範囲以下になったときに反発力を付与することが可能となる。

　本発明に係る非接触保持装置では、非接触保持ユニットを構成する本体が、超音波浮揚ユニットを構成する増幅伝達手段の超音波振動の節の位置において、増幅伝達手段と接合されていることが好ましい。この場合、超音波振動が略ゼロになる節の位置で、非接触保持ユニットの本体が超音波浮揚ユニットの増幅伝達手段に結合される。これにより、増幅伝達手段の超音波振動が非接触保持ユニットに伝わることを防止することができる。また、非接触保持ユニットが結合されることによって増幅伝達手段の振動が抑制されることを防止することができる。

　本発明に係る非接触保持装置では、凹部が、振動板の振動面に形成されており、噴出孔が、振動板を板厚方向に貫通するように形成されていることが好ましい。このようにすれば、超音波浮揚ユニットの振動板上に非接触保持ユニットを形成することができる。また、この構成によれば、振動板の形状をワークの形状と略同じに形成することが可能となる。振動板の形状をワークの形状と略同じに形成した場合、超音波振動の保持力によって、ワークが振動板に対して平行方向にずれたときに、ワークを元の位置に戻そうとする復元力をワークに対して作用させることができる。その結果、ワークを非接触保持する際に、ワークの横ズレを防止することが可能となる。

　本発明に係る非接触保持装置では、凹部が、振動面上の振動の節の位置に形成されていることが好ましい。振動板の振動面は振動（音圧）分布を持つ。この場合、振動（音圧）が略ゼロとなる節の位置に非接触保持ユニットの凹部を形成することにより、非接触保持ユニットに流体を供給のための配管などに対して振動を与えることを防止することができる。また、噴出孔からの流体の噴出が超音波浮揚に与える影響を最小化することが可能となる。

　本発明に係る非接触保持装置では、振動板に複数の凹部が形成されていることが好ましい。このようにすれば、超音波浮揚ユニットの振動板上に複数の非接触保持ユニットを形成し、配置することができる。非接触保持ユニットを複数形成することにより発生力（吸引力又は反発力）を増大させることができる。また、複数の非接触保持ユニットの配置を工夫することにより、発生力のバランスを取ることができ、ワークをより安定して保持することが可能となる。

　本発明に係る非接触保持装置では、振動子には、周波数が２０～３０ｋＨｚの高周波電圧が供給されることが好ましい。このようにすれば、超音波浮揚ユニットによる浮揚力がワークに作用する範囲（ワーク間距離）を非接触保持ユニットの吸引力が作用する範囲と略一致させることが可能となる。

　本発明に係る移載装置は、上記いずれかの非接触保持装置と、該非接触保持装置を空間内で移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。本発明に係る移載装置によれば、ワークを保持する保持機構（エンドエフェクタ）として上記いずれかの非接触保持装置を用いることによって、ワークとの非接触性を確保しつつワークを移載することが可能となる。

　本発明に係る移載装置では、移動機構が、複数のリンクを介して、ベース部と、前記非接触保持装置が取り付けられるブラケットとが並列に連結されたパラレルメカニズムであることが好ましい。パラレルメカニズムは、可動部にアクチュエータがなく、軽量化が可能で、高速、高精度に駆動できるという特徴を有するため、非接触保持装置を非常に高速で動かすことができる。この場合、移動機構としてパラレルメカニズムを用いることにより、ワークとの非接触性を確保しつつ、ワークを高速に移載することが可能となる。

　本発明に係る非接触保持方法は、超音波浮揚ユニットを構成する振動板の振動面、及び、非接触保持ユニットを構成する本体に形成された凹部の開口端面それぞれを、ワークと対向させるステップと、超音波振動を発生する振動子に高周波電圧を印加して、振動板を振動させるステップと、本体に形成された噴出孔を通して凹部内に流体を噴出するステップとを備えることを特徴とする。

　本発明によれば、ワーク保持面の傾きにかかわらず、ワークとの非接触性を確実に保つことが可能となる。

第１実施形態に係る非接触保持装置の構成を示す縦断面図及び底面図である。第２実施形態に係る非接触保持装置の構成を示す縦断面図及び底面図である。第３実施形態に係る非接触保持装置の構成を示す縦断面図及び底面図である。非接触保持装置を備えるパラレルメカニズムの全体構成を示す斜視図である。図４中の矢印Ａ１方向から見たパラレルメカニズムを示す図である。太陽電池のパレタイジング工程の概要を説明するための鳥瞰図である。

　以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
　まず、図１を用いて、第１実施形態に係る非接触保持装置１の全体構成について説明する。図１は、非接触保持装置１の構成を示す縦断面図（上側）及び底面図（下側）である。

　非接触保持装置１は、超音波振動による超音波スクイーズ効果によって浮揚力（ワーク支持力）を発生する超音波浮揚ユニット１０と、高圧エアを噴出して吸引力／反発力を発生させるベルヌーイチャック２０とを備えている。

　超音波浮揚ユニット１０は、積層された複数（本実施形態では３枚）のリング状の圧電素子１１と、該圧電素子１１の両側からボルト締めされた円筒状の金属製のブロック１２とを有して構成される、所謂ボルト締めランジュバンタイプの超音波振動子１３を有している。圧電素子１１としてはピエゾ素子などが好適に用いられる。また、各圧電素子１１には、高周波電源が接続されており、該高周波電源から高周波電圧が印加されることにより、圧電素子１１が、超音波振動を発生する。すなわち、超音波振動子１３は、請求の範囲に記載の振動子として機能する。圧電素子１１に印加される高周波電圧の周波数は、２０～３０ｋＨｚ程度が好ましい。なお、本実施形態では約２５ｋＨｚとした。

　超音波振動子１３の一端には、該超音波振動子１３が発生した超音波振動を増幅して伝達する金属性の部材である段付複合ホーン（以下、単に「ホーン」という）１６が接続されている。ホーン１６は、請求の範囲に記載の増幅伝達手段として機能する。ホーン１６は、その一端が超音波振動子１３と接合される円柱部１４と、該円柱部１４と一体的に形成され、超音波振動を増幅する中実の略円錐状（指数形）の増幅部１５とを含んで構成されている。ホーン１６の増幅部１５の先端には、ホーン１６と連動して振動する金属性の円盤状の振動板１７が溶接あるいは螺子などで連結されている。なお、超音波振動子１３、ホーン１６、及び振動板１７は、それぞれの中心軸が一致するように接続されている。

　一方、ベルヌーイチャック２０は、凹部２１が形成されたフランジ部２２と、該フランジ部２２と一体的に形成された有底円筒部２３とを有するハット形をした本体２４を有している。ベルヌーイチャック２０は、請求の範囲に記載の非接触保持ユニットとして機能する。本体２４（円筒部２３）の頂面の中心部分には、ホーン１６の円柱部１４の直径と同一径の円形の開口部が形成されている。そして、ベルヌーイチャック２０では、当該円形開口部が、ホーン１６の超音波振動の節の位置（本実施形態では円柱部１４の下端）において、ホーン１６と接合されている。ここで、ホーン１６の円柱部１４の軸方向の長さは、超音波振動子１３によって発生されホーン１６内を伝播する超音波振動の波長（ホーン内音波長）λの略１／４（本実施形態では５１．２ｍｍ）に設定されている。なお、ホーン内音波長λは次式（１）により定まる。
　ホーン内音波長λ＝ｃ／ｆ_０　・・・（１）
　　ここで、ｆ_０は共振周波数、ｃはホーン内音速である。
よって、円柱部１４の下端は、超音波振動の節位置となる。一方、円柱部１４の上端、及び増幅部１５の下端（先端）は、超音波振動の腹位置となる。

　ベルヌーイチャック２０の本体２４が超音波浮揚ユニット１０と接合されることにより、本体２４の円筒部２３内にホーン１６が収納される。また、フランジ部２２に形成された凹部２１の内側に、超音波浮揚ユニット１０の振動板１７が納められる。その際、振動板１７の振動面と、凹部２１の開口端面とが、平行かつ略同一平面内に配置される。すなわち、超音波浮揚ユニット１０を構成する振動板１７の振動面、及び、本体２４のフランジ部２２に形成された凹部２１の開口端面それぞれが、保持されるワーク８０と対向するように配置される。よって、ベルヌーイチャック２０の本体２４を構成するフランジ部２２の開口端面は、超音波浮揚ユニット１０の振動板１７とともに、ワーク８０を非接触で保持するワーク保持面２９を形成する。ただし、より厳密には、振動板１７の振動面が、凹部２１の開口端面から、０．１～０．６ｍｍ後退した位置、すなわち凹部２１の底面側に配置されることが好ましく、本実施形態では、約０．５ｍｍ底面側に配置した。

　本体２４のフランジ部２２の上面の外周付近には、凹部２１内に高圧エアを噴出するための噴出孔２５が複数（本実施形態では９０度間隔で４つ）形成されている。噴出孔２５は、フランジ部２２の上面から凹部２１の底面にかけて、凹部２１の内周面と略平行に、フランジ部２２を斜め下方向に貫通するように形成されている。すなわち、非接触保持装置１を底面側から見たときに、各噴出孔２５は、振動板１７の外縁よりも外側の位置に形成されている。各噴出孔２５にはエア配管２６が取り付けられている。このエア配管２６は、高圧エアを供給するエアポンプ（図示省略）に接続されている。エアポンプからエア配管２６を通して高圧エアが供給されると、噴出孔２５を通して凹部２１内へ高圧エアが噴出される。その際、高圧エアは、凹部２１の内周面に沿って斜め下方向へ噴出される。噴出されたエアは、振動板１７の外縁と凹部２１の内周面との間を通り、凹部２１の開口端面とワーク８０との隙間から排出される。

　上述した構成の非接触保持装置１において、超音波振動子１３を構成する圧電素子１１に高周波電圧が印加されると、印加電圧の周波数に応じた周波数の超音波振動が発生する。この超音波振動は、ホーン１６に入力されてホーン１６中を軸方向に伝播されるとともに、増幅部１５で増幅される。増幅された超音波振動は、振動板１７に入力され、振動板１７に超音波振動を生じさせる。振動板１７が超音波振動することにより、ワーク８０との間にスクイーズ空気膜が生成される。その結果、超音波スクイーズ効果が生じ、ワーク８０に対する浮揚力（ワーク８０をワーク保持面２９から離間させる力、所謂「スクイーズ空気膜圧力」）が発生する。

　一方、エアポンプからエア配管２６を通して噴出孔２５に高圧エアが供給されると、噴出孔２５を通してフランジ部２２の凹部２１内に高圧エアが噴出される。噴射された高圧エアは、凹部２１の内周面に沿って斜め下方向に進み、振動板１７の外縁と凹部２１の内周面との間を通り、開口端面とワーク８０との隙間から排出される。これによって、高圧エアが凹部２１の内周面から開口端面に突入する際に流速が上がり、凹部２１の内部圧力が下降する。この負圧によって、ワーク８０に対して吸引力が発生する。

　ここで、振動板１７の振動面が、凹部２１の開口端面から、約０．５ｍｍ後退した位置に配置されているため、超音波浮揚ユニット１０が発生する浮揚力と、ベルヌーイチャック２０が発生する吸引力と、ワーク８０の重量とがつりあう位置でワーク８０が非接触保持される。

　ところで、ベルヌーイチャック２０は、超音波浮上ユニット１０が駆動せず、単独で使用した場合でもワーク８０を非接触で保持することが可能である。すなわち、ワーク保持面２９とワーク８０との間隔が平行を保ったまま所定間隔（本実施形態の場合約０．０５ｍｍ）以下に減少しようとすると、高圧エアは、凹部２１内部から非接触保持装置１外部に抜ける経路を確保する必要があるため、反発力として作用し、ワーク８０との接触が回避される。逆に、間隔が１０ｍｍ程度離れていても、軽量なワークであれば十分吸着可能な吸着力を有しており、ワーク８０とワーク保持面２９とは、ワーク８０に作用する重力と、ベルヌーイチャック２０の吸着力とが釣り合う距離（本実施形態では０．１～０．２ｍｍ程度。ワーク重量による）で非接触状態が保持される。

　しかしながら、ベルヌーイチャック２０単独では、ワーク８０が剛性の低い材料であったり、ワーク保持面２９に対して傾いて近付いた場合などは、部分的に接触してしまうことがある。これに対し、超音波スクイーズ効果による超音波浮揚ユニット１０の浮揚力（ワーク支持力）は極めて大きいため（本実施形態の場合、振動板１７の振動振幅により、１０～１ｋＰａ）、０．１～０．６ｍｍ程度の距離（振動板１７の振動振幅により変化）を確保して非接触を保つことが可能である。一方で、吸着力は殆ど発生しない。したがって、超音波浮揚ユニット１０とベルヌーイチャック２０の発生力と、ワーク８０にかかる重力とがバランスをとる位置を考慮し、振動板１７の振動面とベルヌーイチャック２０のワーク保持面２９とを適切な相対位置に配置すれば、双方の発生力を有効に利用してワーク８０を安定に浮揚させることができる。本実施形態では、振動板１７の振動面を、凹部２１の開口端面から約０．５ｍｍ後退した位置に配置するとともに、ワーク８０との距離が０．６ｍｍ程度になるような振動振幅に設定する。そうすれば、ワーク８０とワーク保持面２９とが０．１ｍｍ程度離れた位置でバランスを取って非接触状態を維持することができる。その際、ワーク８０が軟物質であったり、傾こうとした場合であっても、ワーク保持面２９と非接触性を確実に保ったまま、吸着することが可能である。振動板１７の振動振幅を小さくしたり、凹部２１開口端面からの相対距離を適宜変えることにより、ワーク８０とワーク保持面２９との間隔を０．１ｍｍから増加あるいは減少させることができる。なお、本実施形態においては、ワーク８０の水平面内での移動を抑止する力は発生させることができない。したがって、ワーク８０の横移動が問題になる場合は、横移動を防止する部材を別途設置する必要がある。たとえば、フランジ部２２の外周面に、ワーク８０の下面よりも下方まで突出した突起部材を９０度おきに４箇所設けておけば、ワーク８０が横移動しようとした場合であっても、突起部材のいずれかがワーク８０の外周面に接触して、横移動を防止することができる。

　本実施形態によれば、ワーク８０に対して、ベルヌーイチャック２０による吸引力と、超音波浮揚ユニット１０による浮揚力とを合わせて作用させることができる。そのため、双方の力によりワーク８０を安定して非接触保持することが可能となる。特に、本実施形態によれば、ベルヌーイチャック２０による吸引力が大きくなる位置と、超音波浮揚ユニット１０による浮揚力が大きくなる位置とを略一致させることができる。そのため、ワーク８０をより安定して非接触保持することができ、非接触性をより向上させることが可能となる。

　本実施形態によれば、振動板１７の外縁と凹部２１の内周面との間を通して高圧エアが噴出されることによってベルヌーイ効果が発揮される。そのため、ワーク８０との間隔が所定の範囲（約０．１～１０ｍｍ）にあるときに吸引力を発生させることができる。また、ワーク８０との間隔が所定の範囲以下（約０．０５ｍｍ以下）になったときに反発力を付与することが可能となる。

　本実施形態によれば、超音波振動が略ゼロになる節の位置で、ベルヌーイチャック２０の本体２４が超音波浮揚ユニット１０のホーン１６に結合される。これにより、ホーン１６の超音波振動がベルヌーイチャック２０に伝わることを防止することができる。また、ベルヌーイチャック２０が結合されることによって、ホーン１６の振動が抑制されることを防止することができる。

　本実施形態によれば、超音波振動子１３には、周波数が約２５ｋＨｚの高周波電圧が印加されるため、超音波浮揚ユニット１０による浮揚力がワーク８０に作用する範囲（ワーク間距離）をベルヌーイチャック２０の吸引力が作用する範囲と略一致させることが可能となる。

（第２実施形態）
　次に、図２を用いて、第２実施形態に係る非接触保持装置２の構成について説明する。図２は、非接触保持装置２の構成を示す縦断面図（上側）及び底面図（下側）である。なお、図２において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

　上述した非接触保持装置１では、ハット形の本体２４を有するベルヌーイチャック２０を備えていたが、非接触保持装置２では、下向きに開口する有底円筒状の本体４４を有するベルヌーイチャック４０を備えている点で非接触保持装置１と異なっている。その他の構成、特に超音波浮揚ユニット１０の構成は、上述した非接触保持装置１と同一であるので、ここでは説明を省略する。

　上述したように、ベルヌーイチャック４０は、下向きに開口する有底円筒状の本体４４、すなわち下面側に凹部４１が形成された本体４４を有している。本体４４の頂面の中心部分には、ホーン１６の円柱部１４の直径と同一径の円形の開口部が形成されている。そして、ベルヌーイチャック４０では、当該円形開口部が、ホーン１６の超音波振動の節の位置（本実施形態では円柱部１４の下端）において、ホーン１６と接合されている。ここで、ホーン１６の円柱部１４の軸方向の長さは、上述した第１実施形態と同様に、超音波振動子１３によって発生されホーン１６内を伝播する超音波振動の波長（ホーン内音波長）λの略１／４に設定（本実施形態では５１．２ｍｍ）されている。よって、円柱部１４の下端が、超音波振動の節位置となる。

　ベルヌーイチャック４０の本体４４が、超音波浮揚ユニット１０と接合されることにより、有底円筒状の本体４４内にホーン１６、及び振動板１７が収納される。その際、振動板１７の振動面と、本体４４（凹部４１）の開口端面とが、平行かつ略同一平面内に配置される。すなわち、ワーク８０が保持される際に、超音波浮揚ユニット１０を構成する振動板１７の振動面、及び、本体４４に形成された凹部４１の開口端面それぞれが、該ワーク８０と対向するように配置される。よって、ベルヌーイチャック４０の本体４４の開口端面は、超音波浮揚ユニット１０の振動板１７とともに、ワーク８０を非接触で保持するワーク保持面４９を形成する。ただし、より厳密には、振動板１７の振動面が、凹部４１の開口端面から、０．１～０．６ｍｍ後退した位置、すなわち凹部４１の底面側に配置されることが好ましく、本実施形態では、約０．５ｍｍ底面側に配置した。

　本体４４の頂面付近の側面には、凹部４１内に高圧エアを噴出するための噴出孔４５が複数（本実施形態では９０度間隔で４つ）形成されている。噴出孔４５は、本体４４の側面から凹部４１の内周面にかけて、凹部４１の内周面と接する方向、かつ、本体４４（凹部４１）の開口端面と略平行な方向に、本体４４を貫通するように形成されている。すなわち、非接触保持装置１を底面側から見たときに、各噴出孔４５は、振動板１７の外縁よりも外側の位置に形成されている。各噴出孔４５にはエア配管４６が取り付けられている。このエア配管４６は、高圧エアを供給するエアポンプ（図示省略）に接続されている。エアポンプからエア配管４６を通して高圧エアが供給されると、噴出孔４５を通して凹部４１内へ高圧エアが噴出される。その際、高圧エアは、凹部４１の内周面に沿って本体４４（凹部４１）の開口端面と略平行な方向へ噴出される。噴出された高圧エアは、凹部４１の内周面に沿って旋回しつつ、徐々に下側（開口部側）へ移動し、振動板１７の外縁と凹部４１の内周面との間を通り、開口端面とワーク８０との隙間から排出される。

　上述した構成の非接触保持装置２において、超音波振動子１３を構成する圧電素子１１に高周波電圧が印加されると、印加電圧の周波数に応じた周波数の超音波振動が発生する。この超音波振動は、ホーン１６に入力されてホーン１６中を軸方向に伝播されるとともに、増幅部１５で増幅される。増幅された超音波振動は、振動板１７に入力され、振動板１７に超音波振動を生じさせる。振動板１７が超音波振動することにより、ワーク８０との間にスクイーズ空気膜が生成される。その結果、超音波スクイーズ効果が生じ、ワーク８０に対する浮揚力が発生する。

　一方、エアポンプからエア配管４６を通して噴出孔４５に高圧エアが供給されると、噴出孔４５を通して本体４４の凹部４１内に高圧エアが噴出される。噴射された高圧エアは、凹部４１の内周面に沿って旋回しつつ徐々に下側（開口部側）に進み、振動板１７の外縁と凹部４１の内周面との間を通り、開口端面とワーク８０との間から排出される。これによって、ベルヌーイ効果が生じ、本体４４の開口端面（すなわちワーク保持面４９）とワーク８０との間に負圧が生まれる。この負圧によって、ワーク８０に対して吸引力が発生する。

　ここで、振動板１７の振動面が、凹部４１の開口端面から、約０．５ｍｍ後退した位置に配置されているため、超音波浮揚ユニット１０が発生する浮揚力と、ベルヌーイチャック４０が発生する吸引力と、ワーク８０の重量とがつりあう位置でワーク８０が非接触保持される。

　上述したように、ワーク保持面４９とワーク８０との間隔が平行を保ったまま所定間隔（本実施形態の場合約０．０５ｍｍ）以下に減少しようとすると、高圧エアは、凹部４１内部から非接触保持装置２外部に抜ける経路を確保する必要があるため、反発力として作用し、ワーク８０との接触が回避される。また、ワーク８０が剛性の低い材料であったり、ワーク保持面４９に対して傾いて近付いたとしても、超音波スクイーズ効果による超音波浮揚ユニット１０の浮揚力（ワーク支持力）は極めて大きいため（本実施形態の場合、振動板１７の振動振幅により、１０～１ｋＰａ）、０．１～０．６ｍｍ程度の距離（振動板１７の振動振幅により変化）を確保して非接触を保つことが可能である。

　本実施形態によれば、ベルヌーイチャック４０と超音波浮揚ユニット１０とを適切に組み合わせることにより、ワーク８０との間隔が所定の範囲（約０．１～０．２ｍｍ）にあるときには、ワーク８０に作用する吸引力と浮揚力と重力とがバランスする位置でワーク８０を非接触保持することができる。一方、非接触保持装置２の姿勢（すなわちワーク保持面４９の傾き）が変化するなどして、ワーク８０との間隔が所定値以下（約０．０５ｍｍ以下）になるとワーク８０に対して反発力及び浮揚力（ワーク支持力）が作用する。その結果、上述した第１実施形態と同様に、ワーク保持面４９の傾きにかかわらず確実にワーク８０との非接触性を保つことが可能となる。

（第３実施形態）
　次に、図３を用いて、第３実施形態に係る非接触保持装置３の構成について説明する。図３は、非接触保持装置３の構成を示す縦断面図（上側）及び底面図（下側）である。なお、図３において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

　非接触保持装置３では、超音波浮揚ユニット３０が、複数（本実施形態では４つ）のベルヌーイチャック６０が形成された振動板６８を備えている点で上述した第１実施形態と異なっている。その他の構成は、上述した非接触保持装置１と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。

　超音波浮揚ユニット３０の振動板６８は、例えば、縦１５６ｍｍ×横１５６ｍｍ×厚み３ｍｍの正方形の薄板であり、その中心部がホーン１６の先端部と溶接または螺子などで連結されている。なお、本実施形態では、振動板６８は、請求の範囲に記載の（非接触保持ユニットの）本体と一体的に形成されている。すなわち、振動板６８は、請求の範囲に記載の（非接触保持ユニットの）本体を兼ねている。

　振動板６８の下面には４つの凹部６１が形成されている。ここで、振動板６８の振動面は振動（音圧）分布を持つ。そのため、各凹部６１は、振動（音圧）が略ゼロとなる節の位置に形成される。一方、各凹部６１と対応する振動板６８の上面における位置には、ハット形の本体６４が配設されている。そして、振動板６８の上面と、ハット形の本体６４の内部空間とによってチャンバ６７が形成されている。また、チャンバ６７と凹部６１とを連結し、チャンバ６７に導かれた高圧エアを凹部６１内に噴出する噴出孔６５が、振動板６８を板厚方向に貫通するように形成されている。

　各チャンバ６７には、エア配管６６が取り付けられている。エア配管６６は、高圧エアを供給するエアポンプ（図示省略）に接続される。エアポンプからエア配管６６、チャンバ６７を介して高圧エアが供給されると、噴出孔６５を通して凹部６１内へ高圧エアが噴出される。噴出された高圧エアは、振動板６８とワーク８０との隙間から排出される。なお、４つの凹部６１およびハット形の本体６４は、振動板６８から受ける振動を最小にするために、また、振動板６８の振動を妨げないようにするために、できるだけ小さく形成することが望ましい。振動板６８の節の位置は殆ど振動していないが、腹に近付くにつれて振動は大きくなる。例えば、凹部６１の直径は２～３ｍｍ程度で、１Ｎ程度の吸着力を得ることが十分可能である。同様の目的で、チャンバ６７は必ずしも必要なく、エア配管６６から接続部材等を介して直接噴出孔６５に接続するようにしてもよい。

　上述した構成の非接触保持装置３において、超音波振動子１３を構成する圧電素子１１に高周波電圧が印加されると、印加電圧の周波数に応じた周波数の超音波振動が発生する。この超音波振動は、ホーン１６に入力されてホーン１６中を軸方向に伝播されるとともに、増幅部１５で増幅される。増幅された超音波振動は、振動板６８に入力され、振動板６８に超音波振動を生じさせる。振動板６８が超音波振動することにより、ワーク８０との間にスクイーズ空気膜が生成される。その結果、超音波スクイーズ効果が生じ、ワーク８０に対する浮揚力が発生する。

　一方、エアポンプからエア配管６６、チャンバ６７を通して噴出孔６５に高圧エアが供給されると、噴出孔６５を通して凹部６１内に高圧エアが噴出される。噴射された高圧エアは、振動板６８とワーク８０との間から排出される。これによって、ベルヌーイ効果が生じ、振動板６８（すなわちワーク保持面６９）とワーク８０との間に負圧が生まれる。この負圧によって、ワーク８０に対して吸引力が発生する。なお、凹部６１は、振動板６８の振動の節の位置に取付けられるため、スクイーズ空気膜の影響を受けにくく、ベルヌーイ効果による吸引力をより効率的よく発生させることができる。

　そして、超音波浮揚ユニット１０が発生する浮揚力（ワーク支持力）と、ベルヌーイチャック４０が発生する吸引力とがワーク８０に作用する。そして、該浮揚力と吸引力とワーク８０の重量とがつりあう位置でワーク８０が非接触保持される。

　上述したように、ワーク保持面６９とワーク８０との間隔が平行を保ったまま所定間隔（本実施形態の場合約０．０５ｍｍ）以下に減少しようとすると、高圧エアは、凹部６１内部から非接触保持装置３外部に抜ける経路を確保する必要があるため、反発力として作用し、ワーク８０との接触が回避される。一方、ワーク８０が剛性の低い材料であったり、ワーク保持面６９に対して傾いて近付いたとしても、超音波スクイーズ効果による超音波浮揚ユニット３０の浮揚力（ワーク支持力）は極めて大きいため（本実施形態の場合、振動板６８の振動振幅により、１０～１ｋＰａ）、０．１～０．６ｍｍ程度の距離（振動板６８の振動振幅により変化）を確保して非接触を保つことが可能である。

　本実施形態によれば、凹部６１が振動板６８の下面に形成されるとともに、振動板６８を板厚方向に貫通するように噴出孔６５が形成されることにより、超音波浮揚ユニット３０の振動板６８上にベルヌーイチャック６０を形成することができる。また、本実施形態によれば、振動板６８の形状をワーク８０（例えば、縦１５６ｍｍ×横１５６ｍｍ、厚さ０．１～０．２ｍｍの半導体ウェハ等）の形状と略同じに形成することが可能となる。振動板６８の形状をワーク８０の形状と略同じに形成した場合、超音波振動の保持力によって、ワーク８０が振動板６８に対して平行方向（水平方向）にずれたときに、ワーク８０を元の位置に戻そうとする復元力をワーク８０に対して作用させることができる。その結果、ワーク８０を非接触保持する際に、ワーク８０の横ズレを防止でき、横ズレ防止用のガイドを廃止することが可能となる。

　本実施形態によれば、凹部６１が、振動板６８上の振動の節の位置に形成される。振動（音圧）が略ゼロとなる節の部分にベルヌーイチャック６０の凹部６１が形成されることにより、ベルヌーイチャック６０に高圧エアを供給するためのエア配管６６などに対して振動を与えることを防止することができる。また、噴出孔６５からの高圧エアの噴出が超音波浮揚に与える影響を最小化することが可能となる。

　本実施形態によれば、超音波浮揚ユニット３０の振動板６８上に複数のベルヌーイチャック６０を形成し、配置することができる。ベルヌーイチャック６０を複数形成することにより発生力（吸引力又は反発力）を増大させることができる。また、複数のベルヌーイチャック６０の配置を工夫することにより、発生力のバランスを取ることができ、ワークをより安定して保持することが可能となる。

　続いて、図４及び図５を併せて用いて、上述した非接触保持装置１をエンドエフェクタに採用したパラレルメカニズムについて説明する。なお、非接触保持装置１に代えて、上述した非接触保持装置２又は非接触保持装置３を用いてもよい。まず、実施形態に係るパラレルメカニズム１００の全体構成について説明する。図４は、実施形態に係るパラレルメカニズム１００の全体構成を示す斜視図である。また、図５は、図４中の矢印Ａ１方向から見たパラレルメカニズム１００を示す図である。

　パラレルメカニズム１００は、上部にベース部１０２を有している。パラレルメカニズム１００は、ベース部１０２の下面側に形成された平らな取付面１０２ａが例えば水平な天井等に固定されることによって支持される。一方、ベース部１０２の下面側には、３つの支持部材１０３が設けられている。各支持部材１０３には、それぞれ電動モータ１０４が支持されている。電動モータ１０４は、モータ軸の軸線Ｃ２がベース部１０２の取付面１０２ａに対して平行（すなわち水平）となるように支持されている。それぞれの支持部材１０３は、ベース部１０２の鉛直方向軸線Ｃ１を中心として等しい角度（１２０度）を開けて配置されており、各電動モータ１０４もまた、ベース部１０２の鉛直方向軸線Ｃ１を中心として等しい角度（１２０度）を開けて配置される（図５参照）。

　各電動モータ１０４の出力軸には、軸線Ｃ２に対して同軸に略六角柱形状のアーム支持部材１０５が固定されている。アーム支持部材１０５は、電動モータ１０４が駆動されることにより軸線Ｃ２を中心として回転する。なお、各電動モータ１０４は、モータドライバを含む電子制御装置１３０に接続されており、電動モータ１０４の出力軸の回転がこの電子制御装置１３０によって制御される。

　パラレルメカニズム１００は、３本のアーム本体１０６を有しており、各アーム本体１０６は、第１アーム１０７及び第２アーム１０８を含んで構成される。第１アーム１０７は、例えばカーボンファイバー等で形成された長尺の中空円筒部材である。第１アーム１０７の基端部は、アーム支持部材１０５の側面に取り付けられている。第１アーム１０７は、その軸線が上述した軸線Ｃ２と直交するように固定される。

　第１アーム１０７の遊端部には、第２アーム１０８の基端部が連結され、第２アーム１０８が、第１アーム１０７の遊端部を中心として揺動できるように構成されている。第２アーム１０８は、一対の長尺のロッド１０９，１０９を含んで構成されており、一対のロッド１０９，１０９は、その長手方向において互いに平行となるように配置されている。ロッド１０９も、例えばカーボンファイバー等で形成された長尺の中空円筒部材である。各ロッド１０９の基端部は、第１アーム１０７の遊端部に、一対のボールジョイント１１０，１１０によって連結されている。なお、各ロッド１０９の基端部における各ボールジョイント１１０，１１０間を結ぶ軸線Ｃ３は、電動モータ１０４の軸線Ｃ２に対して平行となるよう配置されている。

　また、第２アーム１０８の基端部付近において一方のロッド１０９と他方のロッド１０９とが連結部材１１１で互いに連結されており、第２アーム１０８の遊端部付近において一方のロッド１０９と他方のロッド１０９とが連結部材１１２で互いに連結されている。連結部材１１１、及び連結部材１１２は、例えば、付勢部材としての引張コイルバネを有しており、一対のロッド１０９，１０９を互いに引き合う方向に付勢する。なお、連結部材１１１と連結部材１１２とは、異なる構造であっても構わないが同一構造であることが低コストの観点から好ましい。いずれの連結部材１１１，１１２も、各ロッド１０９が自身の長手方向に平行な軸線まわりに回転することを防止する機能を有する。

　また、パラレルメカニズム１００は、非接触保持装置１を回動可能に取り付けるためのブラケット１１４を有している。ブラケット１１４は、略正三角形状をした板状部材である。このブラケット１１４は、３本のアーム本体１０６によって、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａ（図４におけるブラケット１１４の下面）がベース部１０２の取付面１０２ａと平行（すなわち水平）になるように保持される。

　すなわち、ブラケット１１４の各辺には取付片１１５が形成されており、各取付片１１５がそれぞれのアーム本体１０６の遊端部（第２アーム１０８を構成する一対のロッド１０９，１０９の遊端部）に連結されることで、ブラケット１１４は、各アーム本体１０６に対して、各アーム本体１０６の遊端部を中心として揺動する。詳しくは、ブラケット１１４の各取付片１１５の各端部が、対応する各ロッド１０９，１０９の遊端部に各ボールジョイント１１６，１１６によって連結される。一対のボールジョイント１１６，１１６を結ぶ軸線Ｃ４（図５参照）は、各ロッド１０９のボールジョイント部１１０と１１６との間の距離が全て等しいことにより各アーム本体１０６に対応する軸線Ｃ３と平行になるため、電動モータ４の軸線Ｃ２に対しても平行となる。このため、各アーム本体１０６が駆動される際に、ブラケット１１４は、水平面に対して平行に移動することにより各アーム本体１０６に対して揺動する。そして、略正三角形状のブラケット１１４のすべての辺において、水平面に対して平行に移動できるように、ブラケット１１４が３本のアーム本体１０６によって支持されている。

　上述したように、第１アーム１０７と第２アーム１０８との連結部における一対のボールジョイント１１０，１１０間の距離と、第２アーム１０８の各ロッド１０９とブラケット１１４との連結部における一対のボールジョイント１１６，１１６間の距離とは等しく設定されている。そのため、第２アームを構成する一対のロッド１０９，１０９は、必ずその長手方向の全長において互いに平行に配置される。ここで、軸線Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のいずれもが、ベース部１０２の取付面１０２ａに平行であるから、３つの第１アーム１０７それぞれが軸線Ｃ２を中心にどのように回動したとしても、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａとベース部１０２の取付面１０２ａとの平行関係が維持される。

　そして、電子制御装置１３０からの指令に応じて、各電動モータ１０４の出力軸に固定されたアーム支持部材１０５の回転位置が制御されることで、各第１アーム１０７の遊端部の位置が制御される。この制御された各第１アーム１０７の遊端部の位置に、各第２アーム１０８の遊端部の位置が追従し、その結果、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａの位置が一意に決まる。このとき、上述したように、ブラケット１１４は、水平姿勢を維持したまま移動する。

　また、パラレルメカニズム１００は、その中央にベース部１０２から下方に延びる旋回軸ロッド１２０と、この旋回軸ロッド１２０を回転するための電動モータ１２１とを有する。電動モータ１２１は、その軸出力を鉛直下方に向けた状態でベース部１０２に固定されている。旋回軸ロッド１２０の一端部は、自在継手（以下「ユニバーサルジョイント」という）１２２、及び、複数のギヤの組み合わせにより構成された減速機１２４を介して電動モータ１２１の出力軸に連結されている。なお、本実施形態では減速機１２４の減速比を５とした。一方、旋回軸ロッド１２０の他端部は、ユニバーサルジョイント１２３を介して非接触保持装置１に接続されている。さらに、非接触保持装置１及びユニバーサルジョイント１２３の下方接続部は、その中心軸が鉛直方向となるようにベアリング等を介してブラケット１１４に回転自在に固定されている。旋回軸ロッド１２０は、ロッド１２０ａとシリンダ１２０ｂとにより実現され、伸縮自在に構成されている。ここで、旋回軸ロッド１２０はボールスプラインであり、ロッド１２０ａの回転をシリンダ１２０ｂに伝達することが可能である。また、旋回軸ロッド１２０の両端部にユニバーサルジョイント１２２，１２３が採用されているため、ブラケット１１４が３つの電動モータ１０４の駆動により上下、前後左右の所定の位置に移動したとしても、旋回軸ロッド１２０は、その所定位置に追従して移動することができる。なお、以下、旋回軸ロッド１２０、及びユニバーサルジョイント１２２，１２３を含む構成を旋回軸１２５という。

　すなわち、電動モータ１２１と非接触保持装置１との間では、減速機１２４、ユニバーサルジョイント１２２、旋回軸ロッド１２０（ロッド１２０ａ，シリンダ１２０ｂ）、ユニバーサルジョイント１２３の機械要素が直列に接続されており、電動モータ１２１の回転駆動力は、直列に接続されたこれらの機械要素を介して、非接触保持装置１に伝達される。電動モータ１２１は、電子制御装置１３０に接続されており、電動モータ１２１の回転がこの電子制御装置１３０により制御されることにより、非接触保持装置１の回転角度位置が制御される。

　上述したように、電子制御装置１３０は、３つの電動モータ１０４を制御することによってアーム本体１０６を駆動し、非接触保持装置１を目標位置まで動かす。また、電子制御装置１３０は、電動モータ１２１を制御することによって旋回軸ロッド１２０を駆動し、非接触保持装置１を目標回転角度位置まで回転させる。電子制御装置１３０としては、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、又は専用の制御用コンピュータ等が好適に用いられる。電子制御装置１３０は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ等により構成されている。

　また、電子制御装置１３０には、オペレータによる操作入力を受け付ける設定手段およびパラレルメカニズム１００の状態や設定内容を表示する表示手段としての入出力装置１３１が接続されている。なお、入出力装置１３１としては、例えば、タッチパネルディスプレイ、又は、液晶ディスプレイとキーボード等が好適に用いられる。オペレータは、入出力装置１３１を用いて、電動モータ１０４，１２１の制御データを設定することができる。電子制御装置１３０は、設定された制御データを用いてＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、電動モータ１０４及び電動モータ１２１を駆動して、非接触保持装置１の３次元空間における位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び回転角度（θ）を制御する。

　次に、図６を用いて、パラレルメカニズム１００の動作について説明する。ここでは、太陽電池用ウェハー又は太陽電池セル（ワーク）のパレタイジング工程において、非接触保持装置１が、太陽電池ウェハーを保持した後に、該太陽電池ウェハーの回転角度位置を合わせつつ、所定位置（ケース）まで搬送する場合を例にして説明する。なお、太陽電池ウェハーの搬送後から、次の太陽電池ウェハーの保持までの移動の動作は、以下に説明する動作と動作方向が逆になること以外は同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、図６は、太陽電池のパレタイジング工程の概要を説明するための鳥瞰図である。

　まず、図６を参照しつつ、太陽電池ウェハーのパレタイジング工程の概要について説明する。この工程では、第１コンベア２００、及び第２コンベア２０１が互いに並行に配置されるとともに、これら２本のコンベアの上方にパラレルメカニズム１００が設置されている。第１コンベア２００及び第２コンベア２０１それぞれは、図面右側から左側へ所定の速度もしくは一時停止を繰り返しながらピッチ送りで移動している。第１コンベア２００上には太陽電池ウェハー２３０が任意の位置・向き・間隔で流れている。ここで、太陽電池ウェハー２３０は、例えば、縦１５６×横１５６×厚さ０．１～０．２ｍｍの矩形の薄板である。一方、第２コンベア２０１には太陽電池ウェハー２３０が揃えて収納されるケース２３１が乗って流れている。ここで、ケース２３１は、例えば、その内側が３×６の升目状に仕切られたものであり、パラレルメカニズム１００により、第１コンベア２００上の太陽電池ウェハー２３０がケース２３１の各升目に移載される。なお、図６では、ケース２３１の升目を簡略化して示した。

　パラレルメカニズム１００は、アーム本体１０６を駆動して非接触保持装置１を駆動させ、太陽電池ウェハー２３０に近づいた後、該太陽電池ウェハー２３０を非接触保持装置１で保持してはケース２３１まで搬送するといった動作を繰り返し実行する。また、パラレルメカニズム１００は、向きが一定ではない状態で流れてくる矩形の太陽電池ウェハー２３０の向きを、該太陽電池ウェハー２３０を保持して搬送するときに非接触保持装置１を回転させてケース２３１の升目の向きに合わせ、ケース２３１の升目に収納する。

　より詳細に説明すると、第１コンベア２００には、第１コンベア２００の移動量を検出する第１エンコーダ２１０が取り付けられている。第１エンコーダ２１０は、検出された第１コンベア２００の移動量を電子制御装置１３０に出力する。一方、第２コンベア２０１には、第２コンベア２０１の移動量を検出する第２エンコーダ２１１が取り付けられている。第２エンコーダ２１１は、検出された第２コンベア２０１の移動量を電子制御装置１３０に出力する。また、第１コンベア２００の上方には、例えばＣＣＤカメラ等の撮像装置２２０が取り付けられている。撮像装置２２０は、流れてくる太陽電池ウェハー２３０を撮像して、太陽電池ウェハー２３０の重心位置と向き（角度）θ１を求め、電子制御装置１３０に出力する。さらに、第２コンベア２０１には、ケース２３１の先端部を検出する光学センサ２２１が取り付けられている。光学センサ２２１は、検出信号を電子制御装置１３０に出力する。

　電子制御装置１３０は、太陽電池ウェハー２３０の重心位置と第１コンベア２００の移動量とに基づいて太陽電池ウェハー２３０の位置を演算する。また、電子制御装置１３０は、ケース２３１の先端部の検出信号と第２コンベア２０１の移動量とに基づいてケース２３１の位置を演算する。電子制御装置１３０は、求められた太陽電池ウェハー２３０の位置とケース２３１の位置とに基づいて、各電動モータ１０４を回転してアーム本体１０６を駆動して太陽電池ウェハー２３０をケース２３１に搬送する。また、太陽電池ウェハー２３０を搬送しているときに、電子制御装置１３０は、求められた太陽電池ウェハー２３０の向きθに基づいて、電動モータ１２１を回転して旋回軸（すなわち非接触保持装置１）を回転し、太陽電池ウェハー２３０の向きをケース２３１の升目に合わせる。以上の動作が実時間で繰り返して実行されることにより、第１コンベア２００の上を流れる太陽電池ウェハー２３０が、第２コンベア２０１の上を流れるケース２３１に揃えて収納される。

　本実施形態によれば、太陽電池ウェハー２３０を保持する保持機構（エンドエフェクタ）として非接触保持装置１を用いることによって、太陽電池ウェハー２３０との非接触性を確実に確保しつつ太陽電池ウェハー２３０を移載することが可能となる。

　パラレルメカニズムは、軽量、高出力、高剛性という特徴を有するため、非接触保持装置１を非常に高速で動かすことができる。よって、本実施形態によれば、移動機構としてパラレルメカニズム１００を用いることにより、太陽電池ウェハー２３０との非接触性を確実の確保しつつ、太陽電池ウェハー２３０を高速に移載することが可能となる。

　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、振動板１７，６８の形状・大きさ、噴出孔２５，４５，６５の数・配置、及び、圧電素子１１の数・形状などは上記実施形態に限定されるものではなく、保持するワーク８０の形状・大きさ・重量などに応じて任意に設定することができる。

　また、上記実施形態では、超音波振動子１３が発生した超音波振動を伝達・増幅するホーン１６として、指数形のホーンを用いたが、例えば、カテノイダル形、一様断面棒ステップ形などのホーンを用いてもよい。

　上記実施形態では、パラレルメカニズム１００を太陽電池ウェハー２３０のパレタイジング工程に適用した場合を例として説明したが、パラレルメカニズム１００の適用範囲は、太陽電池ウェハー２３０のパレタイジング工程には限られない。

　１，２，３　非接触保持装置
　１０，３０　超音波浮揚ユニット
　１１　圧電素子
　１２　ブロック
　１３　超音波振動子
　１４　円柱部
　１５　増幅部
　１６　ホーン
　１７，６８　振動板
　２０，４０，６０　ベルヌーイチャック
　２１，４１，６１　凹部
　２２　フランジ部
　２３　円筒部
　２４，４４，６４　本体
　２５，４５，６５　噴出孔
　２６，４６，６６　エア配管
　２９，４９，６９　ワーク保持面
　８０　ワーク
　１００　パラレルメカニズム

Claims

　超音波振動を発生する振動子と、その一端が前記振動子に取り付けられ、前記振動子が発生した超音波振動を増幅して伝達する増幅伝達手段と、前記増幅伝達手段の他端に取り付けられ、前記増幅伝達手段と連動して振動する振動板と、を有する超音波浮揚ユニットと、
　凹部及び該凹部内に流体を噴出するための噴出孔が形成された本体を有する非接触保持ユニットと、を備え、
　前記超音波浮揚ユニットを構成する前記振動板の振動面、及び、前記非接触保持ユニットを構成する前記本体に形成された前記凹部の開口端面それぞれが、ワークが保持される際に、該ワークと対向するように配置されていることを特徴とする非接触保持装置。
　前記振動板の振動面と、前記凹部の開口端面とが、平行かつ略同一平面内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の非接触保持装置。
　前記振動板の振動面は、前記凹部の開口端面から、０～０．６ｍｍ、当該凹部の底面側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の非接触保持装置。
　平面視したときに、前記振動板は、前記凹部内に配置され、前記噴出孔は、前記振動板の外縁よりも外側の位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触保持装置。
　前記非接触保持ユニットを構成する前記本体は、前記超音波浮揚ユニットを構成する前記増幅伝達手段の超音波振動の節の位置において、前記増幅伝達手段と接合されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触保持装置。
　前記凹部は、前記振動板の振動面に形成されており、
　前記噴出孔は、前記振動板を板厚方向に貫通するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触保持装置。
　前記凹部は、前記振動板上の振動の節の位置に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の非接触保持装置。
　前記振動板に複数の凹部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の非接触保持装置。
　前記振動子には、周波数が２０～３０ｋＨｚの高周波電圧が供給されることを特徴とする請求項１に記載の非接触保持装置。
　請求項１に記載された非接触保持装置と、
　前記非接触保持装置を空間内で移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする移載装置。
　前記移動機構は、複数のリンクを介して、ベース部と、前記非接触保持装置が取り付けられるブラケットとが並列に連結されたパラレルメカニズムであることを特徴とする請求項１０に記載の移載装置。
　超音波振動を発生する振動子と、その一端が前記振動子に取り付けられ、前記振動子が発生した超音波振動を増幅して伝達する増幅伝達手段と、前記増幅伝達手段の他端に取り付けられ、前記増幅伝達手段と連動して振動する振動板と、を有する超音波浮揚ユニットと、
　凹部及び該凹部内に流体を噴出するための噴出孔が形成された本体を有する非接触保持ユニットと、を備え、
　前記超音波浮揚ユニットを構成する前記振動板の振動面と、前記非接触保持ユニットを構成する前記本体に形成された前記凹部の開口端面とが、平行かつ略同一平面内に配置されるとともに、前記振動面、及び、前記凹部の開口端面それぞれが、ワークが保持される際に、該ワークと対向するように配置されていることを特徴とする非接触保持装置。
　超音波振動を発生する振動子と、その一端が前記振動子に取り付けられ、前記振動子が発生した超音波振動を増幅して伝達する増幅伝達手段と、前記増幅伝達手段の他端に取り付けられ、前記増幅伝達手段と連動して振動する振動板と、を有する超音波浮揚ユニットと、
　前記超音波浮揚ユニットを構成する前記増幅伝達手段の超音波振動の節の位置において、前記増幅伝達手段と接合されるとともに、凹部及び該凹部内に流体を噴出するための噴出孔が形成された本体を有する非接触保持ユニットと、を備え、
　前記超音波浮揚ユニットを構成する前記振動板の振動面、及び、前記非接触保持ユニットを構成する前記本体に形成された前記凹部の開口端面それぞれが、ワークが保持される際に、該ワークと対向するように配置されていることを特徴とする非接触保持装置。
　超音波振動を発生する振動子と、その一端が前記振動子に取り付けられ、前記振動子が発生した超音波振動を増幅して伝達する増幅伝達手段と、前記増幅伝達手段の他端に取り付けられ、前記増幅伝達手段と連動して振動する振動板と、を有する超音波浮揚ユニットと、
　前記振動板と一体的に形成され、凹部及び該凹部内に流体を噴出するための噴出孔が形成された本体を有する非接触保持ユニットと、を備え、
　前記凹部は、前記本体と一体の前記振動板の振動面に形成され、前記噴出孔は、前記振動板を板厚方向に貫通するように形成されており、
　前記超音波浮揚ユニットを構成する前記振動板の振動面、及び、前記非接触保持ユニットの凹部の開口端面それぞれが、ワークが保持される際に、該ワークと対向するように配置されていることを特徴とする非接触保持装置。
　前記凹部は、前記振動板上の振動の節の位置に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の非接触保持装置。
　前記振動板に複数の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の非接触保持装置。
　請求項１４に記載された非接触保持装置と、
　前記非接触保持装置を空間内で移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする移載装置。
　前記移動機構は、複数のリンクを介して、ベース部と、前記非接触保持装置が取り付けられるブラケットとが並列に連結されたパラレルメカニズムであることを特徴とする請求項１７に記載の移載装置。
　超音波浮揚ユニットを構成する振動板の振動面、及び、非接触保持ユニットを構成する本体に形成された凹部の開口端面それぞれを、ワークと対向させるステップと、
　超音波振動を発生する振動子に高周波電圧を印加して、前記振動板を振動させるステップと、
　前記本体に形成された噴出孔を通して前記凹部内に流体を噴出するステップと、を備えることを特徴とする非接触保持方法。