チャック装置
【課題】可撓性を有するワークを非接触で安定的にチャックすることができるチャック装置を提供する。
【解決手段】チャック装置１は、ワークＷの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のベルヌーイチャック機構７、９と、複数のベルヌーイチャック機構のうち少なくとも１つのベルヌーイチャック機構について、ワークとの対向方向の位置を、他のベルヌーイチャック機構におけるワークとの対向方向の位置と異なる位置に変更可能な可変部と、を備え、可変部によってワークとの対向方向の位置が変更されるベルヌーイチャック機構が可動ワーク吸引手段を構成するとともに、当該可動ワーク吸引手段の位置変位に伴ってワークに湾曲部１５を形成して当該ワークを保持する。
【解決手段】チャック装置１は、ワークＷの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のベルヌーイチャック機構７、９と、複数のベルヌーイチャック機構のうち少なくとも１つのベルヌーイチャック機構について、ワークとの対向方向の位置を、他のベルヌーイチャック機構におけるワークとの対向方向の位置と異なる位置に変更可能な可変部と、を備え、可変部によってワークとの対向方向の位置が変更されるベルヌーイチャック機構が可動ワーク吸引手段を構成するとともに、当該可動ワーク吸引手段の位置変位に伴ってワークに湾曲部１５を形成して当該ワークを保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムや薄板ガラス等の可撓性を有するワークを保持するチャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加工工程においてワークを一定の姿勢に保持する場合や、加工処理が施されたワークを次の工程に搬送する場合等に用いられるチャック装置が広く普及している。こうしたチャック装置がチャック（保持）するワークの形状や材質はさまざまであるが、中でもフィルム、薄板ガラス、半導体基板等の可撓性を有するワークをチャックする場合には、当該ワークの撓みによってチャックが不安定になるおそれがある。
【０００３】
例えば、液晶ディスプレイに用いられるガラス板は、その板厚が０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ程度であり、可撓性を有してはいるものの、ある程度の剛性が確保されているため、安定的なチャックが可能となっている。しかしながら、近年、液晶ディスプレイの薄型化、軽量化等の要請から、ガラス板の薄型化が進展しており、それに伴ってガラス板の剛性が低下する傾向にある。その結果、現状のチャック装置を、より薄型化されたガラス板のチャックにそのまま利用した場合には、チャックが不安定になるおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に示されるチャック装置のように、ワーク表面にピンを押し当てることにより、意図的にワークを湾曲姿勢に変位させるとともに、この湾曲姿勢を維持するようにワークの側縁を挟持してチャックすることが考えられる。このように、ワークが湾曲姿勢に維持されれば、ワーク全体の剛性が上がることから、ワークのチャック時における安定性を向上することができる。
【０００５】
しかし、上記のチャック装置によれば、湾曲姿勢を作り出すためにワーク表面にピンを押し当てなければならず、ワーク表面に接触部位が生じてしまう。そのため、ワーク表面に対する一切の接触を嫌う場合には適用することができず、用途が限定されてしまったり、また、ワーク表面への接触が許容される場合であっても、ワーク表面に損傷を与えてしまったりする可能性がある。
【０００６】
そこで、特許文献２に示されるように、鉛直上方に向けて流体を噴出するとともに、高さ位置を異にする複数の噴出部が配列されたチャック装置を採用することが考えられる。このチャック装置によれば、噴出部から噴出される流体によってワークが非接触状態で浮揚するとともに、噴出部の高さ位置が異なることから、当該ワークが湾曲姿勢に維持されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−３５１４６号公報
【特許文献２】特許第４１８３５２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に示されるような機構では、ワークを鉛直下方から圧縮流体による圧力で浮き上がらせている。したがって、特許文献２の機構でワークをチャックしているとき、ワークは、水平方向への滑りを抑制する力をほとんど受けないため、水平方向に対してワークが移動し易くなり、安定的にチャックすることが難しい。
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、可撓性を有するワークを非接触で安定的にチャックすることができるチャック装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の、可撓性を有するワークを保持するチャック装置は、ワークの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のワーク吸引手段と、前記複数のワーク吸引手段のうち少なくとも１つのワーク吸引手段について、前記ワークとの対向方向の位置を、他のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なる位置に変更可能な可変部と、を備え、前記可変部によってワークとの対向方向の位置が変更されるワーク吸引手段が可動ワーク吸引手段を構成するとともに、当該可動ワーク吸引手段の位置変位に伴って前記ワークに湾曲部を形成して当該ワークを保持することを特徴とする。
【００１１】
前記可動ワーク吸引手段は複数設けられ、前記可変部は、前記複数の可動ワーク吸引手段の位置を一体的に変更可能であってもよい。
【００１２】
前記可変部は、前記複数の可動ワーク吸引手段について、前記ワークとの対向方向の位置をそれぞれ独立して変更可能であってもよい。
【００１３】
複数のワーク吸引手段が整列配置された列が複数平行に配置され、前記可変部は、同じ列を構成する前記複数のワーク吸引手段を前記可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該同じ列を構成する複数の可動ワーク吸引手段同士では前記ワークとの対向方向の位置を等しくし、かつ、隣接する列を構成する前記複数のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異ならせることが可能であってもよい。
【００１４】
前記複数のワーク吸引手段は、第１のワーク吸引手段と、該第１のワーク吸引手段からの距離が等しい位置に配された複数の第２のワーク吸引手段とで構成される単位配列を少なくとも１つ含み、前記可変部は、前記第１のワーク吸引手段および前記第２のワーク吸引手段の少なくともいずれか一方を前記可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該第１のワーク吸引手段と第２のワーク吸引手段とで、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置を異ならせ、前記複数の第２のワーク吸引手段同士では、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置を同じに維持することが可能であってもよい。
【００１５】
前記複数の第２のワーク吸引手段は、前記第１のワーク吸引手段の周囲に等間隔に配されてもよい。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の、可撓性を有するワークを保持する他のチャック装置は、ワークの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のワーク吸引手段を備え、前記複数のワーク吸引手段のうち少なくとも１つのワーク吸引手段は、前記ワークとの対向方向の位置が、他のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なることを特徴とする。
【００１７】
複数のワーク吸引手段が整列配置された列が複数平行に配置され、同じ列を構成する前記複数のワーク吸引手段は、当該同じ列を構成するワーク吸引手段同士では前記ワークとの対向方向の位置が等しくし、かつ、隣接する列を構成する前記複数のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なってもよい。
【００１８】
前記複数のワーク吸引手段は、第１のワーク吸引手段と、該第１のワーク吸引手段からの距離が等しい位置に配された複数の第２のワーク吸引手段とで構成される単位配列を少なくとも１つ含み、前記第１のワーク吸引手段と、前記第２のワーク吸引手段とは、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置が異なり、前記複数の第２のワーク吸引手段同士では、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置が同じであってもよい。
【００１９】
前記複数の第２のワーク吸引手段は、前記第１のワーク吸引手段の周囲に等間隔に配されてもよい。
【００２０】
前記ワーク吸引手段は、前記ワーク表面に気体を噴き付けて当該ワーク表面に負圧を生じさせるベルヌーイチャック機構であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、可撓性を有するワークを非接触で安定的にチャックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態のチャック装置が設けられる搬送装置を説明する図である。
【図２】第１の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図３】ベルヌーイチャック機構の概念図である。
【図４】第１の実施形態のチャック装置の動作を説明する図である。
【図５】チャック装置の変形例の概念図である。
【図６】第２の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図７】第２の実施形態のチャック装置の動作を説明する図である。
【図８】チャック時のワークの状態を説明する図である。
【図９】第３の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図１０】第４の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図１１】第５の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図１２】第６の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図１３】第７の実施形態のチャック装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２４】
本実施形態のチャック装置は、表面に対して非接触状態を維持してワークをチャック（保持）するものであり、例えば、ワークを加工処理する加工工程や、ワークを搬送する搬送工程等、さまざまな場面で用いられる。ここでは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の可撓性を有するガラス基板をワークとして搬送する搬送装置に適用されるチャック装置について説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態のチャック装置が設けられる搬送装置を説明する図である。この図に示すように、搬送装置１００は、ワークＷを搬送するコロコンベア等からなるコンベア１０１と、このコンベア１０１によって搬送されるワークＷを、当該コンベア１０１に近接して配置された不図示の加工装置まで移動させるロボットアーム１０２と、を備えている。
【００２６】
このロボットアーム１０２の先端にはチャック装置１が設けられており、コンベア１０１によって所定位置までワークＷが搬送されると、チャック装置１が作動して、ワークＷがチャックされる。そして、ワークＷがチャックされた状態で、ロボットアーム１０２の先端が加工装置まで作動することにより、ワークＷがコンベア１０１から加工装置まで搬送されることとなる。以下に、ロボットアーム１０２の先端に設けられるチャック装置１について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図２は、チャック装置１の概念図であり、図２（ａ）はチャック装置１の平面図を示し、図２（ｂ）はチャック装置１の側面図を示す。この図に示すように、チャック装置１は、ロボットアーム１０２の先端に設けられる平板状のハンドフレーム２を含んで構成される。ここでは、説明の都合上、鉛直上方（ロボットアーム１０２側）に位置するハンドフレーム２の面を面２ａとし、鉛直下方（コンベア１０１側）に位置してチャック装置１の種々の部品が設けられるハンドフレーム２の面を面２ｂとする。なお、以下では、図２（ａ）の左右方向をｘ方向、上下方向をｙ方向、紙面に対して垂直方向をｚ方向として説明する。
【００２８】
ハンドフレーム２のｙ方向に垂直な側面２ｃ、２ｄには、そのｘ方向中央位置に、一対の電動シリンダ３（アクチュエータ）が固定されている。これら一対の電動シリンダ３は、シリンダロッド３ａを鉛直方向に沿わせて設けられており、したがって、シリンダロッド３ａは、鉛直方向に伸縮することとなる。なお、図２（ｂ）は、シリンダロッド３ａが最も収縮した状態を示している。
【００２９】
シリンダロッド３ａの先端には、矩形の介在部材３ｂが固設されている。介在部材３ｂには、ハンドフレーム２と同じ外形の平板状の可動フレーム４が固設されている。ここでは、説明の都合上、鉛直上方（ロボットアーム１０２側）に位置する可動フレーム４の面を面４ａとし、鉛直下方（コンベア１０１側）に位置する可動フレーム４の面を面４ｂとする。
【００３０】
なお、図２（ａ）においては、ハンドフレーム２および可動フレーム４を破線で示し、ハンドフレーム２や可動フレーム４に固定される他の構成部品を実線で示している。
【００３１】
ハンドフレーム２には、ｚ方向に貫通する孔２ｅが設けられる。また、可動フレーム４には、孔２ｅと対向する位置に、ｚ方向に貫通する孔４ｃが設けられる。リニアシャフト５は、ｚ方向に延伸するシャフトであって、ハンドフレーム２の孔２ｅに挿通した状態でハンドフレーム２に固設される。また、リニアシャフト５は、可動フレーム４の孔４ｃに挿通される。したがって、可動フレーム４は、シリンダロッド３ａの伸縮に伴いリニアシャフト５にガイドされながら、ハンドフレーム２に対して相対的にｚ方向に移動する。
【００３２】
ハンドフレーム２の面２ｂには、ｚ方向に延伸するロッド６が取り付けられている。また、可動フレーム４には複数の孔４ｄが設けられている。かかる孔４ｄにロッド６が挿通される。ロッド６の先端には、ベルヌーイチャック機構７が固設されている。同様に、可動フレーム４の面４ｂには、ｚ方向に延伸するロッド８が取り付けられている。ロッド８の先端にも、ベルヌーイチャック機構９が固設されている。本実施形態においては、図２（ａ）に示すように、複数のベルヌーイチャック機構７がｙ方向に整列配置された列Ｌ１と、複数のベルヌーイチャック機構９が整列配置された列Ｌ２とがｘ方向に交互かつ、複数平行に配置されている。
【００３３】
ベルヌーイチャック機構７、９は、ワークＷの表面に気体を噴き付けて当該ワーク表面に負圧を生じさせる。ここで、ベルヌーイチャック機構７、９は、ワークＷの鉛直上方に対向配置されて当該ワークＷを非接触状態で吸引するワーク吸引手段を構成する。
【００３４】
ワーク吸引手段としてベルヌーイチャック機構７、９を用いることで、チャック装置１は、非接触状態を維持してワークＷをチャックすることが、比較的簡易な構成で可能となる。
【００３５】
なお、ベルヌーイチャック機構７とベルヌーイチャック機構９とは、チャック装置１における配置が異なるが、その構成は実質的に等しい。以下の図３では、ベルヌーイチャック機構７の構成について詳述するが、ベルヌーイチャック機構９を構成する構成要素も、ベルヌーイチャック機構７を構成する構成要素と同じ名称および符号を用いて示す。
【００３６】
図３は、ベルヌーイチャック機構７の概念図である。この図において、図３（ａ）はベルヌーイチャック機構７の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ）線断面図を示している。これらの図に示すように、ベルヌーイチャック機構７はチャック本体１０を備えており、このチャック本体１０の面１０ａがロッド６の先端に固定され、面１０ｂが鉛直下方に臨むように構成されている。
【００３７】
チャック本体１０には、水平方向の断面を円形とする吸引穴１１が形成されている。この吸引穴１１は、面１０ａ側に底部１１ａを位置させるとともに、面１０ｂに開口部１１ｂを開口させており、開口部１１ｂの近傍には、面１０ａ側から面１０ｂ側に向かうにしたがって徐々に吸引穴１１の径が大きくなるようにテーパが形成されている。また、チャック本体１０には、複数のエア供給路１２が形成されており、その一端１２ａを面１０ａに開口させ、その他端１２ｂを吸引穴１１の底部１１ａにおける外周縁近傍に開口させている。エア供給路１２の他端１２ｂは、底部１１ａの外周に沿って等間隔に複数（例えば８個）開口しており、また、エア供給路１２の一端１２ａには、吸引穴１１に向けてエアを噴き出すポンプＰが配管を介して接続されている。
【００３８】
また、ここではポンプＰが配管を介して吸引穴１１に接続されている例を挙げたが、例えば、搬送装置１００を配する施設全体で共用されるコンプレッサから吸引穴１１に配管が接続され、コンプレッサから吸引穴１１への圧縮空気の供給のオンオフの切り換えが、電磁バルブによって為される構成でもよい。
【００３９】
したがって、図３（ｂ）に示すように、チャック本体１０の面１０ｂをワークＷに対向させた状態でポンプＰを駆動すると、エア供給路１２から吸引穴１１に導かれたエアが、吸引穴１１の周壁に沿って底部１１ａ側から開口部１１ｂ側へと噴き出す。このようにして、吸引穴１１の周縁から外方に向けてエアが噴き出すと、吸引穴１１の径方向中央位置ではエゼクタ効果により負圧が生じることとなり、この負圧によってワークＷがチャック本体１０側に吸引されることとなる。その結果、この吸引力と空気が吹き出す力とがつり合う位置で非接触の浮揚状態となる。
【００４０】
なお、可動フレーム４には、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ｙ方向の外周縁近傍に、チャック中のワークＷがｘ方向に飛び出すのを防止する飛び出し防止ピン１３が設けられ、また、ｘ方向の外周縁近傍に、チャック中のワークＷがｘ方向に飛び出すのを防止する飛び出し防止ピン１４が設けられている。
【００４１】
次に、上記の構成からなる本実施形態のチャック装置１の動作について説明する。図４は、チャック装置１の動作を説明する図である。図４（ａ）に示すように、例えば、コンベア１０１（図４では不図示）によって所定位置までワークＷが搬送されるとともに、ロボットアーム１０２（図４では不図示）が作動して、当該ワークＷの鉛直上方にハンドフレーム２が対面したとする。このとき、電動シリンダ３が最も収縮した状態となっており、ベルヌーイチャック機構７、９の吸引穴１１が、ワークＷの表面と僅かに離間して対面している。
【００４２】
この状態で、ポンプＰ（図４では不図示）を駆動すると、ベルヌーイチャック機構７、９によってワークＷの表面近傍が負圧になり、ワークＷ全体が鉛直上方に吸引される。この状態でロボットアーム１０２がチャック装置１（ベルヌーイチャック機構７、９）を鉛直上方に移動させると、ワークＷもベルヌーイチャック機構７、９に追従して浮揚する。
【００４３】
このとき、上述した電動シリンダ３、可動フレーム４、およびリニアシャフト５は、可変部として機能する。可変部は、複数のベルヌーイチャック機構７、９のうち少なくとも１つのベルヌーイチャック機構（ここでは、ベルヌーイチャック機構９）について、ワークＷとの対向方向の位置を、他のベルヌーイチャック機構（ここでは、ベルヌーイチャック機構７）におけるワークＷとの対向方向の位置と異なる位置に変更可能な機構である。
【００４４】
具体的に、電動シリンダ３が伸長し、可動フレーム４がハンドフレーム２から離間する方向に移動すると、ロッド６を介してハンドフレーム２に固設されたベルヌーイチャック機構７と、ロッド８を介して可動フレーム４に固設されたベルヌーイチャック機構９とについて、ワークＷとの対向方向の位置が異なる状態となる。すわなち、ベルヌーイチャック機構９の方がベルヌーイチャック機構７よりも、ワークＷとの対向方向の位置が鉛直方向下方になる。
【００４５】
ここでは、電動シリンダ３が伸長することで、可動フレーム４がハンドフレーム２から離間する方向に移動させているが、電動シリンダ３が収縮することで、可動フレーム４がハンドフレーム２に近づく方向に移動させてもよい。この場合、ベルヌーイチャック機構９の方が、ベルヌーイチャック機構７よりも、ワークＷとの対向方向の位置が鉛直方向上方になる。
【００４６】
このように、可変部によってワークＷとの対向方向の位置が変更されるベルヌーイチャック機構９は、可動ワーク吸引手段を構成する。つまり、可動ワーク吸引手段の列Ｌ２と、可変部によっては移動しないワーク吸引手段（ベルヌーイチャック機構７）の列Ｌ１とが交互に配置されていることとなる（図２参照）。
【００４７】
そして、可変部は、図４（ｂ）に示すように、同じ列Ｌ２を構成する複数のベルヌーイチャック機構９を可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該同じ列Ｌ２を構成する複数のベルヌーイチャック機構９同士ではワークＷとの対向方向の位置を等しくし、かつ、隣接する列Ｌ１を構成するベルヌーイチャック機構７におけるワークＷとの対向方向の位置と異ならせている。この可変部による可動ワーク吸引手段の位置変位に伴って、チャック時のワークＷに波状の湾曲部１５が形成される。
【００４８】
かかる構成により、チャック装置１でチャックされたワークＷに形成される湾曲部１５は、ｘ軸方向に波型となる。ワークＷが波型となるため、ワークＷのベルヌーイチャック機構７、９の列Ｌ１、Ｌ２に平行なｙ方向への剛性が高まる。そのため、チャック装置１は、特にベルヌーイチャック機構７、９の列に平行な方向に対する変形を抑制して、ワークＷをチャックすることが可能となる。
【００４９】
また、上述したように、可動フレーム４に複数のベルヌーイチャック機構９（可動ワーク吸引手段）が固設されており、かかる可動フレーム４を電動シリンダ３が移動させるため、可変部は、複数のベルヌーイチャック機構９の位置を一体的に変更可能である。
【００５０】
可変部が、複数のベルヌーイチャック機構９の位置を一体的に変更可能とする構成により、複数のベルヌーイチャック機構９を同期して昇降させる同期制御が不要となり、処理負荷を低減できる。
【００５１】
そして、所望の位置までロボットアーム１０２が移動したら、上記とは逆に、電動シリンダ３を収縮させてワークＷを平板状に復帰させた後にポンプＰの駆動を停止すればよい。これにより、ワークＷの表面に対して非接触状態を維持したまま、安定的にワークＷを所望の位置まで搬送することが可能となる。
【００５２】
上述したように、本実施形態のチャック装置１は、複数のベルヌーイチャック機構７、９を備え、ベルヌーイチャック機構７、９のワークＷとの対向方向の位置（高さ）を意図的に異ならせる。当該チャック装置１でチャックされたワークＷは、当該ワークＷに湾曲部１５が形成され剛性が向上する。
【００５３】
仮に、ベルヌーイチャック機構７、９の代わりに、ワークＷに対して鉛直下方から流体を吹き付けて浮上させる構成も考えられるが、ワークＷに傾斜が生じると、ワークＷの裏面に吹き付けられた流体がワークＷの周方向に対して偏って流れるため、ワークＷが水平方向に対して滑り易くなる可能性がある。本実施形態では、ベルヌーイチャック機構７、９はワークＷを吸引しているため、流体の流れが偏ることがなくワークＷの水平方向への滑りが抑制される。そのため、チャック装置１は、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。
【００５４】
また、チャック装置１を用いると、チャック時のワークＷの剛性が向上することで、搬送時におけるワークＷの撓みによる振動が抑制されるため、搬送先に到達してからワークＷの振動が収まるまで待機しなければならない時間（振動静定待ち時間）を短縮できる。
【００５５】
図５は、チャック装置１の変形例の概念図である。チャック装置１と異なり、図５に示す変形例のチャック装置１ａには、可動フレーム４やリニアシャフト５が設けられていない。そして、ハンドフレーム２にｚ方向に貫通する複数の孔２ｆが設けられている。また、ハンドフレーム２のそれぞれの孔２ｆの面２ａ側に１つずつ、独立して駆動する電動シリンダ１６が配されている。電動シリンダ１６のシリンダロッド１６ａは、孔２ｆに挿通しており、その先端にベルヌーイチャック機構７、９が固設されている。
【００５６】
ここでは、可変部は、複数の電動シリンダ１６によって構成される。可変部（電動シリンダ１６）は、シリンダロッド１６ａを伸縮することで、複数のベルヌーイチャック機構７、９について、ワークＷとの対向方向の位置をそれぞれ独立して変更可能である。
【００５７】
可変部が、複数のベルヌーイチャック機構７、９について、ワークＷとの対向方向の位置をそれぞれ独立して変更可能とする構成により、チャック時のワークＷに、上述した波型の湾曲部１５を形成したり、他の形状の湾曲部を形成したりするように変更できる。そのため、チャック装置１ａは、ワークＷに応じて適切な形状の湾曲部を形成した状態でチャック可能となる。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態におけるハンドフレーム２２、可動フレーム２４およびベルヌーイチャック機構７、９の配置について説明する。第２の実施形態では、上記第１の実施形態とハンドフレーム２２、可動フレーム２４およびベルヌーイチャック機構７、９の配置のみが異なるので、ここでは上記第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、構成が異なるハンドフレーム２２、可動フレーム２４およびベルヌーイチャック機構７、９の配置についてのみ説明する。
【００５９】
図６は、第２の実施形態のチャック装置２１の概念図であり、図６（ａ）はチャック装置２１の平面図を示し、図６（ｂ）はチャック装置２１の側面図を示している。第１の実施形態におけるベルヌーイチャック機構７、９は、列を構成するように配置された。第２の実施形態では、ベルヌーイチャック機構は、ベルヌーイチャック機構９（第１のワーク吸引手段）と、ベルヌーイチャック機構９の周囲に等間隔に配された複数のベルヌーイチャック機構７（第２のワーク吸引手段）とで構成される単位配列Ｕを少なくとも１つ含んで配置される。
【００６０】
ハンドフレーム２２には、このように配置されたベルヌーイチャック機構７に固設されたロッド６が固設される。また、可動フレーム２４には、ベルヌーイチャック機構７の配置に合わせた孔２４ａが設けられ、ベルヌーイチャック機構９に固設されたロッド８が固設される。
【００６１】
次に、上記の構成からなる本実施形態のチャック装置２１の動作について説明する。図７は、本実施形態のチャック装置２１の動作を説明する図である。第１の実施形態と同様、例えば、コンベア１０１（図７では不図示）によって所定位置までワークＷが搬送されるとともに、ロボットアーム１０２（図７では不図示）が作動して、図７（ａ）に示すように、当該ワークＷの鉛直上方にハンドフレーム２２が対面したとする。
【００６２】
この状態で、ポンプＰ（図７では不図示）を駆動すると、ベルヌーイチャック機構７、９によってワークＷの表面近傍が負圧になり、ロボットアーム１０２がチャック装置２１（ベルヌーイチャック機構７、９）を鉛直上方に移動させ、ワークＷが浮揚する。
【００６３】
そして、電動シリンダ３が伸長し、可動フレーム２４がハンドフレーム２２から離間する方向に移動すると、ベルヌーイチャック機構７と、ベルヌーイチャック機構９とで、ワークＷとの対向方向の位置が異なることとなり、ベルヌーイチャック機構９同士では、ワークＷとの対向面の吸引方向の位置が同じに維持される。そして、チャック装置２１は、ワークＷに湾曲部２５を形成して当該ワークＷを保持することとなる。
【００６４】
ここでは、ベルヌーイチャック機構９を可動ワーク吸引手段として、可動部が位置変位させたが、ベルヌーイチャック機構７を可動ワーク吸引手段としてもよい。
【００６５】
図８は、チャック時のワークＷの状態を説明する図である。図８に示すように、チャック装置２１でチャックされたワークＷには、湾曲部２５として、単位配列Ｕに応じた凹凸３０が形成される。例えば、単位配列Ｕが図６（ａ）に示すもの、すなわち、ベルヌーイチャック機構９を中心に複数のベルヌーイチャック機構７が六角形に配される形状であれば、チャックされたワークＷには、ハニカム状の凹凸３０が形成される。そのため、ワークＷの全方向に対する剛性が向上し、チャック装置２１は、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。
【００６６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態におけるチャック装置３１について説明する。第３の実施形態では、上記第１の実施形態と第１フレーム枠３２、第１フレーム橋３３、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５および取っ手３６と、電動シリンダ３およびベルヌーイチャック機構７、９それぞれの配置のみが異なるので、ここでは上記第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、構成が異なる第１フレーム枠３２、第１フレーム橋３３、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５および取っ手３６と、電動シリンダ３およびベルヌーイチャック機構７、９それぞれの配置についてのみ説明する。
【００６７】
図９は、第３の実施形態のチャック装置３１の概念図であり、図９（ａ）はチャック装置３１の平面図を示し、図９（ｂ）、（ｃ）はチャック装置３１の側面図を示している。ただし、図９（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００６８】
第１の実施形態におけるチャック装置１は、平板状のハンドフレーム２および可動フレーム４が用いられた。第３の実施形態のチャック装置３１ではハンドフレーム２および可動フレーム４の代わりに第１フレーム枠３２、第１フレーム橋３３、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５が用いられる。
【００６９】
第１フレーム枠３２は、棒部材によって構成されており、ｘ軸方向に離間して一対平行に対向配置されている。一対の第１フレーム枠３２には、第１フレーム橋３３がｙ軸方向に平行に離間して複数渡されている。詳細には、第１フレーム橋３３は棒部材であって、その両端部のそれぞれが一対の第１フレーム枠３２に固設されている。
【００７０】
同様に、第２フレーム枠３４は、棒部材によって構成されており、ｘ軸方向に離間して一対平行に配置されている。一対の第２フレーム枠３４には、第２フレーム橋３５がｙ軸方向に平行に離間して複数渡されている。詳細には、第２フレーム橋３５は棒部材であって、その両端部のそれぞれが一対の第２フレーム枠３４に固設されている。なお、第１フレーム枠３２および第２フレーム枠３４は、互いに図中ｚ方向に対向配置されている。
【００７１】
そして、ベルヌーイチャック機構７は第１フレーム橋３３に、ベルヌーイチャック機構９は第２フレーム橋３５に、Ｌ字部材を介して固設される。
【００７２】
電動シリンダ３は、第１の実施形態では２つ用いられたが、本実施形態では、第２フレーム枠３４に固設された、ｙ軸方向の外側に位置する端部材３ｃそれぞれに２つずつ配される。また、電動シリンダ３は、端部材３ｃを介して第１フレーム枠３４と固設されると共に、第１フレーム枠３２にも、第１フレーム枠３２に固設された、ｙ軸方向の外側に位置する端部材３ｄを介して接続される。そして、シリンダロッド３ａが伸縮することで第１フレーム枠３２と第２フレーム枠３４との相対距離を可変とする。
【００７３】
取っ手３６は、端部材３ｄにそれぞれ１つずつ配され、例えば、上述したロボットアーム１０２によって把持される。
【００７４】
ロボットアーム１０２が取っ手３６を把持した状態で、図９（ｂ）に示すように、チャック装置３１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長すると、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。
【００７５】
このように、本実施形態においてベルヌーイチャック機構９の位置を可動させる可変部は、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５および電動シリンダ３によって構成される。
【００７６】
そして、ワークＷはベルヌーイチャック機構９の吸引力によって一部が盛り上がる。このときのワークＷの形状は、図９（ａ）において、ベルヌーイチャック機構７が配された、中央近傍およびｙ軸方向の両端側が凹んだものとなる。
【００７７】
かかる第３の実施形態のチャック装置３１によっても、上述した第１の実施形態のチャック装置１と同様、ワークＷの剛性が向上し、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。また、搬送時におけるワークＷの撓みによる振動が抑制され、振動静定待ち時間を短縮できる。
【００７８】
さらに、平板状のハンドフレーム２および可動フレーム４の代わりに、棒部材である第１フレーム枠３２、第１フレーム橋３３、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５を用いることで、チャック装置３１を軽量化することができる。
【００７９】
以下、第３の実施形態のチャック装置３１と、第１フレーム橋３３、第２フレーム橋３５およびベルヌーイチャック機構７、９の配置のみが異なるチャック装置について、第４〜第７の実施形態として説明する。
【００８０】
（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態のチャック装置４１の概念図であり、図１０（ａ）はチャック装置４１の平面図を示し、図１０（ｂ）、（ｃ）はチャック装置４１の側面図を示している。ただし、図１０（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００８１】
チャック装置４１では、図１０（ａ）〜（ｃ）中、第１フレーム枠３２のうち、ｙ軸方向の中央よりも左側に第１フレーム橋３３が配され、第２フレーム枠３４のうち、ｙ軸方向の中央よりも右側に第２フレーム橋３５が配される。
【００８２】
そして、チャック装置４１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長し、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。すると、図１０（ｃ）に示すように、ワークＷの右側がワークＷの左側よりも上方に位置し、ワークＷの表面に凹凸が形成されることとなる。
【００８３】
（第５の実施形態）
図１１は、第５の実施形態のチャック装置５１の概念図であり、図１１（ａ）はチャック装置５１の平面図を示し、図１１（ｂ）、（ｃ）はチャック装置５１の側面図を示している。ただし、図１１（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００８４】
チャック装置５１では、図１１（ａ）に示すように、第１フレーム橋３３と第２フレーム橋３５とが、ｙ軸方向に交互に配される。
【００８５】
そして、チャック装置５１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長し、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。すると、図１１（ｃ）に示すように、上述した第１の実施形態のチャック装置１と同様、ワークＷには波型の湾曲部が形成される。
【００８６】
（第６の実施形態）
図１２は、第６の実施形態のチャック装置６１の概念図であり、図１２（ａ）はチャック装置６１の平面図を示し、図１２（ｂ）、（ｃ）はチャック装置６１の側面図を示している。ただし、図１２（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００８７】
チャック装置６１では、ベルヌーイチャック機構は、ベルヌーイチャック機構７（第１のワーク吸引手段）と、ベルヌーイチャック機構７の周囲に等間隔に配された複数のベルヌーイチャック機構９（第２のワーク吸引手段）とで構成される単位配列Ｕを少なくとも１つ含んで配置される。
【００８８】
チャック装置６１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長し、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。すると、図１２（ｃ）に示すように、上述した第２の実施形態のチャック装置１と同様、ワークＷには、湾曲部として、単位配列Ｕに応じた凹凸が形成される。
【００８９】
単位配列Ｕは、ベルヌーイチャック機構７を中心に複数のベルヌーイチャック機構９が六角形に配される形状であるため、チャックされたワークＷには、ハニカム状の凹凸が形成される。そのため、ワークＷの全方向に対する剛性が向上し、チャック装置６１は、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。
【００９０】
（第７の実施形態）
図１３は、第７の実施形態のチャック装置７１の概念図であり、図１３（ａ）はチャック装置７１の平面図を示し、図１３（ｂ）、（ｃ）はチャック装置７１の側面図を示している。ただし、図１３（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００９１】
チャック装置７１では、第６の実施形態のチャック装置６１と同様、ベルヌーイチャック機構は、ベルヌーイチャック機構７（第１のワーク吸引手段）と、ベルヌーイチャック機構７から距離が等しい位置に配された複数のベルヌーイチャック機構９（第２のワーク吸引手段）とで構成される単位配列Ｕ’を少なくとも１つ含んで配置される。
【００９２】
チャック装置７１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長し、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。すると、図１３（ｃ）に示すように、上述した第６の実施形態のチャック装置６１と同様、ワークＷには、ハニカム状の凹凸が形成される。ただし、チャック装置６１ではワークＷの４隅および中央が凹むのに対し、チャック装置７１ではワークＷの外周の各辺それぞれの中央近傍が凹む。このようにしても、ワークＷの全方向に対する剛性が向上し、チャック装置７１は、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。
【００９３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９４】
上述した実施形態では、チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１は可変部を備えることとしたが、可変部は必須の構成ではない。チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１は、可変部を備えず、複数のベルヌーイチャック機構のうち少なくとも１つのベルヌーイチャック機構について、ワークＷとの対向方向の位置を、他のベルヌーイチャック機構におけるワークＷとの対向方向の位置と異ならせるように固定的に設けることとしてもよい。
【００９５】
また、チャック装置１が可変部を備えない構成において、予め、同じ列を構成する複数のベルヌーイチャック機構９は、ワークＷとの対向方向の位置が等しくし、かつ、隣接する列を構成する複数のベルヌーイチャック機構７におけるワークＷとの対向方向の位置と異ならせておいてもよい。
【００９６】
また、チャック装置２１、３１、４１、５１、６１、７１が可変部を備えない構成において、上述したように単位配列Ｕ、Ｕ’を含み、ベルヌーイチャック機構９と、ベルヌーイチャック機構７とは、ワークＷとの対向面の吸引方向の位置が異なり、複数のベルヌーイチャック機構７同士では、ワークＷとの対向面の吸引方向の位置が同じ状態に固定されていてもよい。
【００９７】
このように、可変部を備えない構成においても、ワークＷのチャック時において、湾曲部１５、２５の高低差が比較的小さくなるものの、ワークＷに湾曲部１５、２５を形成でき、簡易な構成で、第１の実施形態および第２の実施形態と同様の効果を奏する。
【００９８】
また、上述した第１の実施形態では、可変部を備えるベルヌーイチャック機構９によって構成される列Ｌ２と、可変部を有しないベルヌーイチャック機構７によって構成される列Ｌ１とを交互に配列することとしたが、全てのベルヌーイチャック機構が可変部を備える構成としても構わない。この場合には、ワークＷのチャック時において、少なくとも１つのベルヌーイチャック機構におけるワークＷとの対向方向の位置が、他のベルヌーイチャック機構におけるワークＷとの対向方向の位置と異なるように、可変部を制御することとすればよい。
【００９９】
また、上述した第２の実施形態の単位配列Ｕでは、ベルヌーイチャック機構７は、ベルヌーイチャック機構９の周囲に６つ配されたが、ベルヌーイチャック機構７の数は、３以上であれば幾つでもよく、また、その配置も特に限定されるものではない。
【０１００】
同様に、第６の実施形態の単位配Ｕでは、ベルヌーイチャック機構９は、ベルヌーイチャック機構７の周囲に６つ配され、第７の実施形態の単位配列Ｕ’では、ベルヌーイチャック機構９は、ベルヌーイチャック機構７の周囲に４つ配されたが、ベルヌーイチャック機構９の数は、３以上であれば幾つでもよく、また、その配置も特に限定されるものではない。
【０１０１】
また、単位配列は、第２の実施形態および第６の実施形態のように、第１のワーク吸引手段の周囲に第２のワーク吸引手段が等間隔に配される構成に限られない。例えば、第７の実施形態のように、第１のワーク吸引手段から距離が等しい位置に第２のワーク吸引手段が配されれば、隣接する第２のワーク吸引手段同士の間隔は等しくなくてもよい。
【０１０２】
また、上述した実施形態では、ベルヌーイチャック機構７、９を可動するアクチュエータとして電動シリンダ３、１６を用いることとした。しかしながら、これらのアクチュエータは、例えば、空圧シリンダや油圧シリンダ等、伸縮動作が可能な伸縮シリンダであってもよいし、あるいは、伸縮シリンダに限らずに、モータの回転力を利用する装置等、動力を付与することができる装置であれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。
【０１０３】
また、上述した実施形態では、ワーク吸引手段としてベルヌーイチャック機構７、９を用いることとしたが、ワーク吸引手段の構成はこれに限らない。例えば、ワーク吸引手段は、ベルヌーイチャック機構と同様に、ワークＷの表面に負圧を発生させてワークＷを吸引する装置や、ワークＷの表面に静電気を発生させてワークＷを吸引する装置等、ワークＷを吸引する吸引力を作用させる何らかの吸引手段と、エアフロート等、ワークに反発力を作用させる反発手段と、を有し、吸引力と反発力とのバランスによって非接触でワークを保持可能な装置を広く適用可能である。この場合、ベルヌーイチャック機構７と、ベルヌーイチャック機構９とで異なる装置を用いることも可能である。
【０１０４】
また、上述した実施形態では、ワークＷの表面を鉛直上方に臨ませた状態で、当該ワークＷをワーク吸引手段によって吸引する場合について説明したが、チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１は、例えば、ワークＷの表面が鉛直方向に沿って位置している場合にも適用することができる。
【０１０５】
さらに、上述した実施形態では、ワークＷとしてガラス板をチャックする場合について説明したが、チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１は、ガラス板に限らず、フィルムや半導体基板等、可撓性を有するあらゆるワークに適用可能である。また、上述した実施形態では、ロボットアーム１０２にチャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１を適用する場合について説明したが、チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１の用途はこれに限定されるものではなく、ワークをチャックするあらゆる場面で適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、フィルムや薄板ガラス等の可撓性を有するワークを保持するチャック装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１ …チャック装置
３、１６ …電動シリンダ（可変部）
４、２４ …可動フレーム（可変部）
５ …リニアシャフト（可変部）
７、９ …ベルヌーイチャック機構（ワーク吸引手段）
１５、２５ …湾曲部
３４ …第２フレーム枠（可変部）
３５ …第２フレーム橋（可変部）
Ｌ１、Ｌ２ …列
Ｗ …ワーク
Ｕ、Ｕ’ …単位配列
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムや薄板ガラス等の可撓性を有するワークを保持するチャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加工工程においてワークを一定の姿勢に保持する場合や、加工処理が施されたワークを次の工程に搬送する場合等に用いられるチャック装置が広く普及している。こうしたチャック装置がチャック（保持）するワークの形状や材質はさまざまであるが、中でもフィルム、薄板ガラス、半導体基板等の可撓性を有するワークをチャックする場合には、当該ワークの撓みによってチャックが不安定になるおそれがある。
【０００３】
例えば、液晶ディスプレイに用いられるガラス板は、その板厚が０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ程度であり、可撓性を有してはいるものの、ある程度の剛性が確保されているため、安定的なチャックが可能となっている。しかしながら、近年、液晶ディスプレイの薄型化、軽量化等の要請から、ガラス板の薄型化が進展しており、それに伴ってガラス板の剛性が低下する傾向にある。その結果、現状のチャック装置を、より薄型化されたガラス板のチャックにそのまま利用した場合には、チャックが不安定になるおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に示されるチャック装置のように、ワーク表面にピンを押し当てることにより、意図的にワークを湾曲姿勢に変位させるとともに、この湾曲姿勢を維持するようにワークの側縁を挟持してチャックすることが考えられる。このように、ワークが湾曲姿勢に維持されれば、ワーク全体の剛性が上がることから、ワークのチャック時における安定性を向上することができる。
【０００５】
しかし、上記のチャック装置によれば、湾曲姿勢を作り出すためにワーク表面にピンを押し当てなければならず、ワーク表面に接触部位が生じてしまう。そのため、ワーク表面に対する一切の接触を嫌う場合には適用することができず、用途が限定されてしまったり、また、ワーク表面への接触が許容される場合であっても、ワーク表面に損傷を与えてしまったりする可能性がある。
【０００６】
そこで、特許文献２に示されるように、鉛直上方に向けて流体を噴出するとともに、高さ位置を異にする複数の噴出部が配列されたチャック装置を採用することが考えられる。このチャック装置によれば、噴出部から噴出される流体によってワークが非接触状態で浮揚するとともに、噴出部の高さ位置が異なることから、当該ワークが湾曲姿勢に維持されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−３５１４６号公報
【特許文献２】特許第４１８３５２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に示されるような機構では、ワークを鉛直下方から圧縮流体による圧力で浮き上がらせている。したがって、特許文献２の機構でワークをチャックしているとき、ワークは、水平方向への滑りを抑制する力をほとんど受けないため、水平方向に対してワークが移動し易くなり、安定的にチャックすることが難しい。
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、可撓性を有するワークを非接触で安定的にチャックすることができるチャック装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の、可撓性を有するワークを保持するチャック装置は、ワークの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のワーク吸引手段と、前記複数のワーク吸引手段のうち少なくとも１つのワーク吸引手段について、前記ワークとの対向方向の位置を、他のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なる位置に変更可能な可変部と、を備え、前記可変部によってワークとの対向方向の位置が変更されるワーク吸引手段が可動ワーク吸引手段を構成するとともに、当該可動ワーク吸引手段の位置変位に伴って前記ワークに湾曲部を形成して当該ワークを保持することを特徴とする。
【００１１】
前記可動ワーク吸引手段は複数設けられ、前記可変部は、前記複数の可動ワーク吸引手段の位置を一体的に変更可能であってもよい。
【００１２】
前記可変部は、前記複数の可動ワーク吸引手段について、前記ワークとの対向方向の位置をそれぞれ独立して変更可能であってもよい。
【００１３】
複数のワーク吸引手段が整列配置された列が複数平行に配置され、前記可変部は、同じ列を構成する前記複数のワーク吸引手段を前記可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該同じ列を構成する複数の可動ワーク吸引手段同士では前記ワークとの対向方向の位置を等しくし、かつ、隣接する列を構成する前記複数のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異ならせることが可能であってもよい。
【００１４】
前記複数のワーク吸引手段は、第１のワーク吸引手段と、該第１のワーク吸引手段からの距離が等しい位置に配された複数の第２のワーク吸引手段とで構成される単位配列を少なくとも１つ含み、前記可変部は、前記第１のワーク吸引手段および前記第２のワーク吸引手段の少なくともいずれか一方を前記可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該第１のワーク吸引手段と第２のワーク吸引手段とで、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置を異ならせ、前記複数の第２のワーク吸引手段同士では、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置を同じに維持することが可能であってもよい。
【００１５】
前記複数の第２のワーク吸引手段は、前記第１のワーク吸引手段の周囲に等間隔に配されてもよい。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の、可撓性を有するワークを保持する他のチャック装置は、ワークの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のワーク吸引手段を備え、前記複数のワーク吸引手段のうち少なくとも１つのワーク吸引手段は、前記ワークとの対向方向の位置が、他のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なることを特徴とする。
【００１７】
複数のワーク吸引手段が整列配置された列が複数平行に配置され、同じ列を構成する前記複数のワーク吸引手段は、当該同じ列を構成するワーク吸引手段同士では前記ワークとの対向方向の位置が等しくし、かつ、隣接する列を構成する前記複数のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なってもよい。
【００１８】
前記複数のワーク吸引手段は、第１のワーク吸引手段と、該第１のワーク吸引手段からの距離が等しい位置に配された複数の第２のワーク吸引手段とで構成される単位配列を少なくとも１つ含み、前記第１のワーク吸引手段と、前記第２のワーク吸引手段とは、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置が異なり、前記複数の第２のワーク吸引手段同士では、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置が同じであってもよい。
【００１９】
前記複数の第２のワーク吸引手段は、前記第１のワーク吸引手段の周囲に等間隔に配されてもよい。
【００２０】
前記ワーク吸引手段は、前記ワーク表面に気体を噴き付けて当該ワーク表面に負圧を生じさせるベルヌーイチャック機構であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、可撓性を有するワークを非接触で安定的にチャックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態のチャック装置が設けられる搬送装置を説明する図である。
【図２】第１の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図３】ベルヌーイチャック機構の概念図である。
【図４】第１の実施形態のチャック装置の動作を説明する図である。
【図５】チャック装置の変形例の概念図である。
【図６】第２の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図７】第２の実施形態のチャック装置の動作を説明する図である。
【図８】チャック時のワークの状態を説明する図である。
【図９】第３の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図１０】第４の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図１１】第５の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図１２】第６の実施形態のチャック装置の概念図である。
【図１３】第７の実施形態のチャック装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２４】
本実施形態のチャック装置は、表面に対して非接触状態を維持してワークをチャック（保持）するものであり、例えば、ワークを加工処理する加工工程や、ワークを搬送する搬送工程等、さまざまな場面で用いられる。ここでは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の可撓性を有するガラス基板をワークとして搬送する搬送装置に適用されるチャック装置について説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態のチャック装置が設けられる搬送装置を説明する図である。この図に示すように、搬送装置１００は、ワークＷを搬送するコロコンベア等からなるコンベア１０１と、このコンベア１０１によって搬送されるワークＷを、当該コンベア１０１に近接して配置された不図示の加工装置まで移動させるロボットアーム１０２と、を備えている。
【００２６】
このロボットアーム１０２の先端にはチャック装置１が設けられており、コンベア１０１によって所定位置までワークＷが搬送されると、チャック装置１が作動して、ワークＷがチャックされる。そして、ワークＷがチャックされた状態で、ロボットアーム１０２の先端が加工装置まで作動することにより、ワークＷがコンベア１０１から加工装置まで搬送されることとなる。以下に、ロボットアーム１０２の先端に設けられるチャック装置１について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図２は、チャック装置１の概念図であり、図２（ａ）はチャック装置１の平面図を示し、図２（ｂ）はチャック装置１の側面図を示す。この図に示すように、チャック装置１は、ロボットアーム１０２の先端に設けられる平板状のハンドフレーム２を含んで構成される。ここでは、説明の都合上、鉛直上方（ロボットアーム１０２側）に位置するハンドフレーム２の面を面２ａとし、鉛直下方（コンベア１０１側）に位置してチャック装置１の種々の部品が設けられるハンドフレーム２の面を面２ｂとする。なお、以下では、図２（ａ）の左右方向をｘ方向、上下方向をｙ方向、紙面に対して垂直方向をｚ方向として説明する。
【００２８】
ハンドフレーム２のｙ方向に垂直な側面２ｃ、２ｄには、そのｘ方向中央位置に、一対の電動シリンダ３（アクチュエータ）が固定されている。これら一対の電動シリンダ３は、シリンダロッド３ａを鉛直方向に沿わせて設けられており、したがって、シリンダロッド３ａは、鉛直方向に伸縮することとなる。なお、図２（ｂ）は、シリンダロッド３ａが最も収縮した状態を示している。
【００２９】
シリンダロッド３ａの先端には、矩形の介在部材３ｂが固設されている。介在部材３ｂには、ハンドフレーム２と同じ外形の平板状の可動フレーム４が固設されている。ここでは、説明の都合上、鉛直上方（ロボットアーム１０２側）に位置する可動フレーム４の面を面４ａとし、鉛直下方（コンベア１０１側）に位置する可動フレーム４の面を面４ｂとする。
【００３０】
なお、図２（ａ）においては、ハンドフレーム２および可動フレーム４を破線で示し、ハンドフレーム２や可動フレーム４に固定される他の構成部品を実線で示している。
【００３１】
ハンドフレーム２には、ｚ方向に貫通する孔２ｅが設けられる。また、可動フレーム４には、孔２ｅと対向する位置に、ｚ方向に貫通する孔４ｃが設けられる。リニアシャフト５は、ｚ方向に延伸するシャフトであって、ハンドフレーム２の孔２ｅに挿通した状態でハンドフレーム２に固設される。また、リニアシャフト５は、可動フレーム４の孔４ｃに挿通される。したがって、可動フレーム４は、シリンダロッド３ａの伸縮に伴いリニアシャフト５にガイドされながら、ハンドフレーム２に対して相対的にｚ方向に移動する。
【００３２】
ハンドフレーム２の面２ｂには、ｚ方向に延伸するロッド６が取り付けられている。また、可動フレーム４には複数の孔４ｄが設けられている。かかる孔４ｄにロッド６が挿通される。ロッド６の先端には、ベルヌーイチャック機構７が固設されている。同様に、可動フレーム４の面４ｂには、ｚ方向に延伸するロッド８が取り付けられている。ロッド８の先端にも、ベルヌーイチャック機構９が固設されている。本実施形態においては、図２（ａ）に示すように、複数のベルヌーイチャック機構７がｙ方向に整列配置された列Ｌ１と、複数のベルヌーイチャック機構９が整列配置された列Ｌ２とがｘ方向に交互かつ、複数平行に配置されている。
【００３３】
ベルヌーイチャック機構７、９は、ワークＷの表面に気体を噴き付けて当該ワーク表面に負圧を生じさせる。ここで、ベルヌーイチャック機構７、９は、ワークＷの鉛直上方に対向配置されて当該ワークＷを非接触状態で吸引するワーク吸引手段を構成する。
【００３４】
ワーク吸引手段としてベルヌーイチャック機構７、９を用いることで、チャック装置１は、非接触状態を維持してワークＷをチャックすることが、比較的簡易な構成で可能となる。
【００３５】
なお、ベルヌーイチャック機構７とベルヌーイチャック機構９とは、チャック装置１における配置が異なるが、その構成は実質的に等しい。以下の図３では、ベルヌーイチャック機構７の構成について詳述するが、ベルヌーイチャック機構９を構成する構成要素も、ベルヌーイチャック機構７を構成する構成要素と同じ名称および符号を用いて示す。
【００３６】
図３は、ベルヌーイチャック機構７の概念図である。この図において、図３（ａ）はベルヌーイチャック機構７の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩ（ｂ）−ＩＩＩ（ｂ）線断面図を示している。これらの図に示すように、ベルヌーイチャック機構７はチャック本体１０を備えており、このチャック本体１０の面１０ａがロッド６の先端に固定され、面１０ｂが鉛直下方に臨むように構成されている。
【００３７】
チャック本体１０には、水平方向の断面を円形とする吸引穴１１が形成されている。この吸引穴１１は、面１０ａ側に底部１１ａを位置させるとともに、面１０ｂに開口部１１ｂを開口させており、開口部１１ｂの近傍には、面１０ａ側から面１０ｂ側に向かうにしたがって徐々に吸引穴１１の径が大きくなるようにテーパが形成されている。また、チャック本体１０には、複数のエア供給路１２が形成されており、その一端１２ａを面１０ａに開口させ、その他端１２ｂを吸引穴１１の底部１１ａにおける外周縁近傍に開口させている。エア供給路１２の他端１２ｂは、底部１１ａの外周に沿って等間隔に複数（例えば８個）開口しており、また、エア供給路１２の一端１２ａには、吸引穴１１に向けてエアを噴き出すポンプＰが配管を介して接続されている。
【００３８】
また、ここではポンプＰが配管を介して吸引穴１１に接続されている例を挙げたが、例えば、搬送装置１００を配する施設全体で共用されるコンプレッサから吸引穴１１に配管が接続され、コンプレッサから吸引穴１１への圧縮空気の供給のオンオフの切り換えが、電磁バルブによって為される構成でもよい。
【００３９】
したがって、図３（ｂ）に示すように、チャック本体１０の面１０ｂをワークＷに対向させた状態でポンプＰを駆動すると、エア供給路１２から吸引穴１１に導かれたエアが、吸引穴１１の周壁に沿って底部１１ａ側から開口部１１ｂ側へと噴き出す。このようにして、吸引穴１１の周縁から外方に向けてエアが噴き出すと、吸引穴１１の径方向中央位置ではエゼクタ効果により負圧が生じることとなり、この負圧によってワークＷがチャック本体１０側に吸引されることとなる。その結果、この吸引力と空気が吹き出す力とがつり合う位置で非接触の浮揚状態となる。
【００４０】
なお、可動フレーム４には、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ｙ方向の外周縁近傍に、チャック中のワークＷがｘ方向に飛び出すのを防止する飛び出し防止ピン１３が設けられ、また、ｘ方向の外周縁近傍に、チャック中のワークＷがｘ方向に飛び出すのを防止する飛び出し防止ピン１４が設けられている。
【００４１】
次に、上記の構成からなる本実施形態のチャック装置１の動作について説明する。図４は、チャック装置１の動作を説明する図である。図４（ａ）に示すように、例えば、コンベア１０１（図４では不図示）によって所定位置までワークＷが搬送されるとともに、ロボットアーム１０２（図４では不図示）が作動して、当該ワークＷの鉛直上方にハンドフレーム２が対面したとする。このとき、電動シリンダ３が最も収縮した状態となっており、ベルヌーイチャック機構７、９の吸引穴１１が、ワークＷの表面と僅かに離間して対面している。
【００４２】
この状態で、ポンプＰ（図４では不図示）を駆動すると、ベルヌーイチャック機構７、９によってワークＷの表面近傍が負圧になり、ワークＷ全体が鉛直上方に吸引される。この状態でロボットアーム１０２がチャック装置１（ベルヌーイチャック機構７、９）を鉛直上方に移動させると、ワークＷもベルヌーイチャック機構７、９に追従して浮揚する。
【００４３】
このとき、上述した電動シリンダ３、可動フレーム４、およびリニアシャフト５は、可変部として機能する。可変部は、複数のベルヌーイチャック機構７、９のうち少なくとも１つのベルヌーイチャック機構（ここでは、ベルヌーイチャック機構９）について、ワークＷとの対向方向の位置を、他のベルヌーイチャック機構（ここでは、ベルヌーイチャック機構７）におけるワークＷとの対向方向の位置と異なる位置に変更可能な機構である。
【００４４】
具体的に、電動シリンダ３が伸長し、可動フレーム４がハンドフレーム２から離間する方向に移動すると、ロッド６を介してハンドフレーム２に固設されたベルヌーイチャック機構７と、ロッド８を介して可動フレーム４に固設されたベルヌーイチャック機構９とについて、ワークＷとの対向方向の位置が異なる状態となる。すわなち、ベルヌーイチャック機構９の方がベルヌーイチャック機構７よりも、ワークＷとの対向方向の位置が鉛直方向下方になる。
【００４５】
ここでは、電動シリンダ３が伸長することで、可動フレーム４がハンドフレーム２から離間する方向に移動させているが、電動シリンダ３が収縮することで、可動フレーム４がハンドフレーム２に近づく方向に移動させてもよい。この場合、ベルヌーイチャック機構９の方が、ベルヌーイチャック機構７よりも、ワークＷとの対向方向の位置が鉛直方向上方になる。
【００４６】
このように、可変部によってワークＷとの対向方向の位置が変更されるベルヌーイチャック機構９は、可動ワーク吸引手段を構成する。つまり、可動ワーク吸引手段の列Ｌ２と、可変部によっては移動しないワーク吸引手段（ベルヌーイチャック機構７）の列Ｌ１とが交互に配置されていることとなる（図２参照）。
【００４７】
そして、可変部は、図４（ｂ）に示すように、同じ列Ｌ２を構成する複数のベルヌーイチャック機構９を可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該同じ列Ｌ２を構成する複数のベルヌーイチャック機構９同士ではワークＷとの対向方向の位置を等しくし、かつ、隣接する列Ｌ１を構成するベルヌーイチャック機構７におけるワークＷとの対向方向の位置と異ならせている。この可変部による可動ワーク吸引手段の位置変位に伴って、チャック時のワークＷに波状の湾曲部１５が形成される。
【００４８】
かかる構成により、チャック装置１でチャックされたワークＷに形成される湾曲部１５は、ｘ軸方向に波型となる。ワークＷが波型となるため、ワークＷのベルヌーイチャック機構７、９の列Ｌ１、Ｌ２に平行なｙ方向への剛性が高まる。そのため、チャック装置１は、特にベルヌーイチャック機構７、９の列に平行な方向に対する変形を抑制して、ワークＷをチャックすることが可能となる。
【００４９】
また、上述したように、可動フレーム４に複数のベルヌーイチャック機構９（可動ワーク吸引手段）が固設されており、かかる可動フレーム４を電動シリンダ３が移動させるため、可変部は、複数のベルヌーイチャック機構９の位置を一体的に変更可能である。
【００５０】
可変部が、複数のベルヌーイチャック機構９の位置を一体的に変更可能とする構成により、複数のベルヌーイチャック機構９を同期して昇降させる同期制御が不要となり、処理負荷を低減できる。
【００５１】
そして、所望の位置までロボットアーム１０２が移動したら、上記とは逆に、電動シリンダ３を収縮させてワークＷを平板状に復帰させた後にポンプＰの駆動を停止すればよい。これにより、ワークＷの表面に対して非接触状態を維持したまま、安定的にワークＷを所望の位置まで搬送することが可能となる。
【００５２】
上述したように、本実施形態のチャック装置１は、複数のベルヌーイチャック機構７、９を備え、ベルヌーイチャック機構７、９のワークＷとの対向方向の位置（高さ）を意図的に異ならせる。当該チャック装置１でチャックされたワークＷは、当該ワークＷに湾曲部１５が形成され剛性が向上する。
【００５３】
仮に、ベルヌーイチャック機構７、９の代わりに、ワークＷに対して鉛直下方から流体を吹き付けて浮上させる構成も考えられるが、ワークＷに傾斜が生じると、ワークＷの裏面に吹き付けられた流体がワークＷの周方向に対して偏って流れるため、ワークＷが水平方向に対して滑り易くなる可能性がある。本実施形態では、ベルヌーイチャック機構７、９はワークＷを吸引しているため、流体の流れが偏ることがなくワークＷの水平方向への滑りが抑制される。そのため、チャック装置１は、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。
【００５４】
また、チャック装置１を用いると、チャック時のワークＷの剛性が向上することで、搬送時におけるワークＷの撓みによる振動が抑制されるため、搬送先に到達してからワークＷの振動が収まるまで待機しなければならない時間（振動静定待ち時間）を短縮できる。
【００５５】
図５は、チャック装置１の変形例の概念図である。チャック装置１と異なり、図５に示す変形例のチャック装置１ａには、可動フレーム４やリニアシャフト５が設けられていない。そして、ハンドフレーム２にｚ方向に貫通する複数の孔２ｆが設けられている。また、ハンドフレーム２のそれぞれの孔２ｆの面２ａ側に１つずつ、独立して駆動する電動シリンダ１６が配されている。電動シリンダ１６のシリンダロッド１６ａは、孔２ｆに挿通しており、その先端にベルヌーイチャック機構７、９が固設されている。
【００５６】
ここでは、可変部は、複数の電動シリンダ１６によって構成される。可変部（電動シリンダ１６）は、シリンダロッド１６ａを伸縮することで、複数のベルヌーイチャック機構７、９について、ワークＷとの対向方向の位置をそれぞれ独立して変更可能である。
【００５７】
可変部が、複数のベルヌーイチャック機構７、９について、ワークＷとの対向方向の位置をそれぞれ独立して変更可能とする構成により、チャック時のワークＷに、上述した波型の湾曲部１５を形成したり、他の形状の湾曲部を形成したりするように変更できる。そのため、チャック装置１ａは、ワークＷに応じて適切な形状の湾曲部を形成した状態でチャック可能となる。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態におけるハンドフレーム２２、可動フレーム２４およびベルヌーイチャック機構７、９の配置について説明する。第２の実施形態では、上記第１の実施形態とハンドフレーム２２、可動フレーム２４およびベルヌーイチャック機構７、９の配置のみが異なるので、ここでは上記第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、構成が異なるハンドフレーム２２、可動フレーム２４およびベルヌーイチャック機構７、９の配置についてのみ説明する。
【００５９】
図６は、第２の実施形態のチャック装置２１の概念図であり、図６（ａ）はチャック装置２１の平面図を示し、図６（ｂ）はチャック装置２１の側面図を示している。第１の実施形態におけるベルヌーイチャック機構７、９は、列を構成するように配置された。第２の実施形態では、ベルヌーイチャック機構は、ベルヌーイチャック機構９（第１のワーク吸引手段）と、ベルヌーイチャック機構９の周囲に等間隔に配された複数のベルヌーイチャック機構７（第２のワーク吸引手段）とで構成される単位配列Ｕを少なくとも１つ含んで配置される。
【００６０】
ハンドフレーム２２には、このように配置されたベルヌーイチャック機構７に固設されたロッド６が固設される。また、可動フレーム２４には、ベルヌーイチャック機構７の配置に合わせた孔２４ａが設けられ、ベルヌーイチャック機構９に固設されたロッド８が固設される。
【００６１】
次に、上記の構成からなる本実施形態のチャック装置２１の動作について説明する。図７は、本実施形態のチャック装置２１の動作を説明する図である。第１の実施形態と同様、例えば、コンベア１０１（図７では不図示）によって所定位置までワークＷが搬送されるとともに、ロボットアーム１０２（図７では不図示）が作動して、図７（ａ）に示すように、当該ワークＷの鉛直上方にハンドフレーム２２が対面したとする。
【００６２】
この状態で、ポンプＰ（図７では不図示）を駆動すると、ベルヌーイチャック機構７、９によってワークＷの表面近傍が負圧になり、ロボットアーム１０２がチャック装置２１（ベルヌーイチャック機構７、９）を鉛直上方に移動させ、ワークＷが浮揚する。
【００６３】
そして、電動シリンダ３が伸長し、可動フレーム２４がハンドフレーム２２から離間する方向に移動すると、ベルヌーイチャック機構７と、ベルヌーイチャック機構９とで、ワークＷとの対向方向の位置が異なることとなり、ベルヌーイチャック機構９同士では、ワークＷとの対向面の吸引方向の位置が同じに維持される。そして、チャック装置２１は、ワークＷに湾曲部２５を形成して当該ワークＷを保持することとなる。
【００６４】
ここでは、ベルヌーイチャック機構９を可動ワーク吸引手段として、可動部が位置変位させたが、ベルヌーイチャック機構７を可動ワーク吸引手段としてもよい。
【００６５】
図８は、チャック時のワークＷの状態を説明する図である。図８に示すように、チャック装置２１でチャックされたワークＷには、湾曲部２５として、単位配列Ｕに応じた凹凸３０が形成される。例えば、単位配列Ｕが図６（ａ）に示すもの、すなわち、ベルヌーイチャック機構９を中心に複数のベルヌーイチャック機構７が六角形に配される形状であれば、チャックされたワークＷには、ハニカム状の凹凸３０が形成される。そのため、ワークＷの全方向に対する剛性が向上し、チャック装置２１は、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。
【００６６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態におけるチャック装置３１について説明する。第３の実施形態では、上記第１の実施形態と第１フレーム枠３２、第１フレーム橋３３、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５および取っ手３６と、電動シリンダ３およびベルヌーイチャック機構７、９それぞれの配置のみが異なるので、ここでは上記第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、構成が異なる第１フレーム枠３２、第１フレーム橋３３、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５および取っ手３６と、電動シリンダ３およびベルヌーイチャック機構７、９それぞれの配置についてのみ説明する。
【００６７】
図９は、第３の実施形態のチャック装置３１の概念図であり、図９（ａ）はチャック装置３１の平面図を示し、図９（ｂ）、（ｃ）はチャック装置３１の側面図を示している。ただし、図９（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００６８】
第１の実施形態におけるチャック装置１は、平板状のハンドフレーム２および可動フレーム４が用いられた。第３の実施形態のチャック装置３１ではハンドフレーム２および可動フレーム４の代わりに第１フレーム枠３２、第１フレーム橋３３、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５が用いられる。
【００６９】
第１フレーム枠３２は、棒部材によって構成されており、ｘ軸方向に離間して一対平行に対向配置されている。一対の第１フレーム枠３２には、第１フレーム橋３３がｙ軸方向に平行に離間して複数渡されている。詳細には、第１フレーム橋３３は棒部材であって、その両端部のそれぞれが一対の第１フレーム枠３２に固設されている。
【００７０】
同様に、第２フレーム枠３４は、棒部材によって構成されており、ｘ軸方向に離間して一対平行に配置されている。一対の第２フレーム枠３４には、第２フレーム橋３５がｙ軸方向に平行に離間して複数渡されている。詳細には、第２フレーム橋３５は棒部材であって、その両端部のそれぞれが一対の第２フレーム枠３４に固設されている。なお、第１フレーム枠３２および第２フレーム枠３４は、互いに図中ｚ方向に対向配置されている。
【００７１】
そして、ベルヌーイチャック機構７は第１フレーム橋３３に、ベルヌーイチャック機構９は第２フレーム橋３５に、Ｌ字部材を介して固設される。
【００７２】
電動シリンダ３は、第１の実施形態では２つ用いられたが、本実施形態では、第２フレーム枠３４に固設された、ｙ軸方向の外側に位置する端部材３ｃそれぞれに２つずつ配される。また、電動シリンダ３は、端部材３ｃを介して第１フレーム枠３４と固設されると共に、第１フレーム枠３２にも、第１フレーム枠３２に固設された、ｙ軸方向の外側に位置する端部材３ｄを介して接続される。そして、シリンダロッド３ａが伸縮することで第１フレーム枠３２と第２フレーム枠３４との相対距離を可変とする。
【００７３】
取っ手３６は、端部材３ｄにそれぞれ１つずつ配され、例えば、上述したロボットアーム１０２によって把持される。
【００７４】
ロボットアーム１０２が取っ手３６を把持した状態で、図９（ｂ）に示すように、チャック装置３１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長すると、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。
【００７５】
このように、本実施形態においてベルヌーイチャック機構９の位置を可動させる可変部は、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５および電動シリンダ３によって構成される。
【００７６】
そして、ワークＷはベルヌーイチャック機構９の吸引力によって一部が盛り上がる。このときのワークＷの形状は、図９（ａ）において、ベルヌーイチャック機構７が配された、中央近傍およびｙ軸方向の両端側が凹んだものとなる。
【００７７】
かかる第３の実施形態のチャック装置３１によっても、上述した第１の実施形態のチャック装置１と同様、ワークＷの剛性が向上し、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。また、搬送時におけるワークＷの撓みによる振動が抑制され、振動静定待ち時間を短縮できる。
【００７８】
さらに、平板状のハンドフレーム２および可動フレーム４の代わりに、棒部材である第１フレーム枠３２、第１フレーム橋３３、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５を用いることで、チャック装置３１を軽量化することができる。
【００７９】
以下、第３の実施形態のチャック装置３１と、第１フレーム橋３３、第２フレーム橋３５およびベルヌーイチャック機構７、９の配置のみが異なるチャック装置について、第４〜第７の実施形態として説明する。
【００８０】
（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態のチャック装置４１の概念図であり、図１０（ａ）はチャック装置４１の平面図を示し、図１０（ｂ）、（ｃ）はチャック装置４１の側面図を示している。ただし、図１０（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００８１】
チャック装置４１では、図１０（ａ）〜（ｃ）中、第１フレーム枠３２のうち、ｙ軸方向の中央よりも左側に第１フレーム橋３３が配され、第２フレーム枠３４のうち、ｙ軸方向の中央よりも右側に第２フレーム橋３５が配される。
【００８２】
そして、チャック装置４１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長し、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。すると、図１０（ｃ）に示すように、ワークＷの右側がワークＷの左側よりも上方に位置し、ワークＷの表面に凹凸が形成されることとなる。
【００８３】
（第５の実施形態）
図１１は、第５の実施形態のチャック装置５１の概念図であり、図１１（ａ）はチャック装置５１の平面図を示し、図１１（ｂ）、（ｃ）はチャック装置５１の側面図を示している。ただし、図１１（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００８４】
チャック装置５１では、図１１（ａ）に示すように、第１フレーム橋３３と第２フレーム橋３５とが、ｙ軸方向に交互に配される。
【００８５】
そして、チャック装置５１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長し、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。すると、図１１（ｃ）に示すように、上述した第１の実施形態のチャック装置１と同様、ワークＷには波型の湾曲部が形成される。
【００８６】
（第６の実施形態）
図１２は、第６の実施形態のチャック装置６１の概念図であり、図１２（ａ）はチャック装置６１の平面図を示し、図１２（ｂ）、（ｃ）はチャック装置６１の側面図を示している。ただし、図１２（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００８７】
チャック装置６１では、ベルヌーイチャック機構は、ベルヌーイチャック機構７（第１のワーク吸引手段）と、ベルヌーイチャック機構７の周囲に等間隔に配された複数のベルヌーイチャック機構９（第２のワーク吸引手段）とで構成される単位配列Ｕを少なくとも１つ含んで配置される。
【００８８】
チャック装置６１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長し、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。すると、図１２（ｃ）に示すように、上述した第２の実施形態のチャック装置１と同様、ワークＷには、湾曲部として、単位配列Ｕに応じた凹凸が形成される。
【００８９】
単位配列Ｕは、ベルヌーイチャック機構７を中心に複数のベルヌーイチャック機構９が六角形に配される形状であるため、チャックされたワークＷには、ハニカム状の凹凸が形成される。そのため、ワークＷの全方向に対する剛性が向上し、チャック装置６１は、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。
【００９０】
（第７の実施形態）
図１３は、第７の実施形態のチャック装置７１の概念図であり、図１３（ａ）はチャック装置７１の平面図を示し、図１３（ｂ）、（ｃ）はチャック装置７１の側面図を示している。ただし、図１３（ａ）において、４つの電動シリンダ３のうち、図中左上に位置するものについては、電動シリンダ３が配される基台を示すため記載を省略している。
【００９１】
チャック装置７１では、第６の実施形態のチャック装置６１と同様、ベルヌーイチャック機構は、ベルヌーイチャック機構７（第１のワーク吸引手段）と、ベルヌーイチャック機構７から距離が等しい位置に配された複数のベルヌーイチャック機構９（第２のワーク吸引手段）とで構成される単位配列Ｕ’を少なくとも１つ含んで配置される。
【００９２】
チャック装置７１がワークＷをチャックした後、電動シリンダ３のシリンダロッド３ａが伸長し、第２フレーム枠３４、第２フレーム橋３５と共に、ベルヌーイチャック機構９がｚ方向に移動する。すると、図１３（ｃ）に示すように、上述した第６の実施形態のチャック装置６１と同様、ワークＷには、ハニカム状の凹凸が形成される。ただし、チャック装置６１ではワークＷの４隅および中央が凹むのに対し、チャック装置７１ではワークＷの外周の各辺それぞれの中央近傍が凹む。このようにしても、ワークＷの全方向に対する剛性が向上し、チャック装置７１は、ワークＷを安定的にチャックすることが可能となる。
【００９３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９４】
上述した実施形態では、チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１は可変部を備えることとしたが、可変部は必須の構成ではない。チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１は、可変部を備えず、複数のベルヌーイチャック機構のうち少なくとも１つのベルヌーイチャック機構について、ワークＷとの対向方向の位置を、他のベルヌーイチャック機構におけるワークＷとの対向方向の位置と異ならせるように固定的に設けることとしてもよい。
【００９５】
また、チャック装置１が可変部を備えない構成において、予め、同じ列を構成する複数のベルヌーイチャック機構９は、ワークＷとの対向方向の位置が等しくし、かつ、隣接する列を構成する複数のベルヌーイチャック機構７におけるワークＷとの対向方向の位置と異ならせておいてもよい。
【００９６】
また、チャック装置２１、３１、４１、５１、６１、７１が可変部を備えない構成において、上述したように単位配列Ｕ、Ｕ’を含み、ベルヌーイチャック機構９と、ベルヌーイチャック機構７とは、ワークＷとの対向面の吸引方向の位置が異なり、複数のベルヌーイチャック機構７同士では、ワークＷとの対向面の吸引方向の位置が同じ状態に固定されていてもよい。
【００９７】
このように、可変部を備えない構成においても、ワークＷのチャック時において、湾曲部１５、２５の高低差が比較的小さくなるものの、ワークＷに湾曲部１５、２５を形成でき、簡易な構成で、第１の実施形態および第２の実施形態と同様の効果を奏する。
【００９８】
また、上述した第１の実施形態では、可変部を備えるベルヌーイチャック機構９によって構成される列Ｌ２と、可変部を有しないベルヌーイチャック機構７によって構成される列Ｌ１とを交互に配列することとしたが、全てのベルヌーイチャック機構が可変部を備える構成としても構わない。この場合には、ワークＷのチャック時において、少なくとも１つのベルヌーイチャック機構におけるワークＷとの対向方向の位置が、他のベルヌーイチャック機構におけるワークＷとの対向方向の位置と異なるように、可変部を制御することとすればよい。
【００９９】
また、上述した第２の実施形態の単位配列Ｕでは、ベルヌーイチャック機構７は、ベルヌーイチャック機構９の周囲に６つ配されたが、ベルヌーイチャック機構７の数は、３以上であれば幾つでもよく、また、その配置も特に限定されるものではない。
【０１００】
同様に、第６の実施形態の単位配Ｕでは、ベルヌーイチャック機構９は、ベルヌーイチャック機構７の周囲に６つ配され、第７の実施形態の単位配列Ｕ’では、ベルヌーイチャック機構９は、ベルヌーイチャック機構７の周囲に４つ配されたが、ベルヌーイチャック機構９の数は、３以上であれば幾つでもよく、また、その配置も特に限定されるものではない。
【０１０１】
また、単位配列は、第２の実施形態および第６の実施形態のように、第１のワーク吸引手段の周囲に第２のワーク吸引手段が等間隔に配される構成に限られない。例えば、第７の実施形態のように、第１のワーク吸引手段から距離が等しい位置に第２のワーク吸引手段が配されれば、隣接する第２のワーク吸引手段同士の間隔は等しくなくてもよい。
【０１０２】
また、上述した実施形態では、ベルヌーイチャック機構７、９を可動するアクチュエータとして電動シリンダ３、１６を用いることとした。しかしながら、これらのアクチュエータは、例えば、空圧シリンダや油圧シリンダ等、伸縮動作が可能な伸縮シリンダであってもよいし、あるいは、伸縮シリンダに限らずに、モータの回転力を利用する装置等、動力を付与することができる装置であれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。
【０１０３】
また、上述した実施形態では、ワーク吸引手段としてベルヌーイチャック機構７、９を用いることとしたが、ワーク吸引手段の構成はこれに限らない。例えば、ワーク吸引手段は、ベルヌーイチャック機構と同様に、ワークＷの表面に負圧を発生させてワークＷを吸引する装置や、ワークＷの表面に静電気を発生させてワークＷを吸引する装置等、ワークＷを吸引する吸引力を作用させる何らかの吸引手段と、エアフロート等、ワークに反発力を作用させる反発手段と、を有し、吸引力と反発力とのバランスによって非接触でワークを保持可能な装置を広く適用可能である。この場合、ベルヌーイチャック機構７と、ベルヌーイチャック機構９とで異なる装置を用いることも可能である。
【０１０４】
また、上述した実施形態では、ワークＷの表面を鉛直上方に臨ませた状態で、当該ワークＷをワーク吸引手段によって吸引する場合について説明したが、チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１は、例えば、ワークＷの表面が鉛直方向に沿って位置している場合にも適用することができる。
【０１０５】
さらに、上述した実施形態では、ワークＷとしてガラス板をチャックする場合について説明したが、チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１は、ガラス板に限らず、フィルムや半導体基板等、可撓性を有するあらゆるワークに適用可能である。また、上述した実施形態では、ロボットアーム１０２にチャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１を適用する場合について説明したが、チャック装置１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１の用途はこれに限定されるものではなく、ワークをチャックするあらゆる場面で適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、フィルムや薄板ガラス等の可撓性を有するワークを保持するチャック装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１、１ａ、２１、３１、４１、５１、６１、７１ …チャック装置
３、１６ …電動シリンダ（可変部）
４、２４ …可動フレーム（可変部）
５ …リニアシャフト（可変部）
７、９ …ベルヌーイチャック機構（ワーク吸引手段）
１５、２５ …湾曲部
３４ …第２フレーム枠（可変部）
３５ …第２フレーム橋（可変部）
Ｌ１、Ｌ２ …列
Ｗ …ワーク
Ｕ、Ｕ’ …単位配列
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有するワークを保持するチャック装置であって、
ワークの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のワーク吸引手段と、
前記複数のワーク吸引手段のうち少なくとも１つのワーク吸引手段について、前記ワークとの対向方向の位置を、他のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なる位置に変更可能な可変部と、を備え、
前記可変部によってワークとの対向方向の位置が変更されるワーク吸引手段が可動ワーク吸引手段を構成するとともに、当該可動ワーク吸引手段の位置変位に伴って前記ワークに湾曲部を形成して当該ワークを保持することを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
前記可動ワーク吸引手段は複数設けられ、
前記可変部は、前記複数の可動ワーク吸引手段の位置を一体的に変更可能であることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
【請求項３】
前記可変部は、前記複数の可動ワーク吸引手段について、前記ワークとの対向方向の位置をそれぞれ独立して変更可能であることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
【請求項４】
複数のワーク吸引手段が整列配置された列が複数平行に配置され、
前記可変部は、同じ列を構成する前記複数のワーク吸引手段を前記可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該同じ列を構成する複数の可動ワーク吸引手段同士では前記ワークとの対向方向の位置を等しくし、かつ、隣接する列を構成する前記複数のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異ならせることが可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のチャック装置。
【請求項５】
前記複数のワーク吸引手段は、第１のワーク吸引手段と、該第１のワーク吸引手段からの距離が等しい位置に配された複数の第２のワーク吸引手段とで構成される単位配列を少なくとも１つ含み、
前記可変部は、前記第１のワーク吸引手段および前記第２のワーク吸引手段の少なくともいずれか一方を前記可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該第１のワーク吸引手段と第２のワーク吸引手段とで、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置を異ならせ、前記複数の第２のワーク吸引手段同士では、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置を同じに維持することが可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のチャック装置。
【請求項６】
前記複数の第２のワーク吸引手段は、前記第１のワーク吸引手段の周囲に等間隔に配されることを特徴とする請求項５に記載のチャック装置。
【請求項７】
可撓性を有するワークを保持するチャック装置であって、
ワークの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のワーク吸引手段を備え、
前記複数のワーク吸引手段のうち少なくとも１つのワーク吸引手段は、前記ワークとの対向方向の位置が、他のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なることを特徴とするチャック装置。
【請求項８】
複数のワーク吸引手段が整列配置された列が複数平行に配置され、
同じ列を構成する前記複数のワーク吸引手段は、当該同じ列を構成するワーク吸引手段同士では前記ワークとの対向方向の位置が等しくし、かつ、隣接する列を構成する前記複数のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なることを特徴とする請求項７に記載のチャック装置。
【請求項９】
前記複数のワーク吸引手段は、第１のワーク吸引手段と、該第１のワーク吸引手段からの距離が等しい位置に配された複数の第２のワーク吸引手段とで構成される単位配列を少なくとも１つ含み、
前記第１のワーク吸引手段と、前記第２のワーク吸引手段とは、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置が異なり、前記複数の第２のワーク吸引手段同士では、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置が同じであることを特徴とする請求項７に記載のチャック装置。
【請求項１０】
前記複数の第２のワーク吸引手段は、前記第１のワーク吸引手段の周囲に等間隔に配されることを特徴とする請求項９に記載のチャック装置。
【請求項１１】
前記ワーク吸引手段は、前記ワーク表面に気体を噴き付けて当該ワーク表面に負圧を生じさせるベルヌーイチャック機構であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のチャック装置。
【請求項１】
可撓性を有するワークを保持するチャック装置であって、
ワークの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のワーク吸引手段と、
前記複数のワーク吸引手段のうち少なくとも１つのワーク吸引手段について、前記ワークとの対向方向の位置を、他のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なる位置に変更可能な可変部と、を備え、
前記可変部によってワークとの対向方向の位置が変更されるワーク吸引手段が可動ワーク吸引手段を構成するとともに、当該可動ワーク吸引手段の位置変位に伴って前記ワークに湾曲部を形成して当該ワークを保持することを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
前記可動ワーク吸引手段は複数設けられ、
前記可変部は、前記複数の可動ワーク吸引手段の位置を一体的に変更可能であることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
【請求項３】
前記可変部は、前記複数の可動ワーク吸引手段について、前記ワークとの対向方向の位置をそれぞれ独立して変更可能であることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
【請求項４】
複数のワーク吸引手段が整列配置された列が複数平行に配置され、
前記可変部は、同じ列を構成する前記複数のワーク吸引手段を前記可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該同じ列を構成する複数の可動ワーク吸引手段同士では前記ワークとの対向方向の位置を等しくし、かつ、隣接する列を構成する前記複数のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異ならせることが可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のチャック装置。
【請求項５】
前記複数のワーク吸引手段は、第１のワーク吸引手段と、該第１のワーク吸引手段からの距離が等しい位置に配された複数の第２のワーク吸引手段とで構成される単位配列を少なくとも１つ含み、
前記可変部は、前記第１のワーク吸引手段および前記第２のワーク吸引手段の少なくともいずれか一方を前記可動ワーク吸引手段として位置変位させるとともに、当該第１のワーク吸引手段と第２のワーク吸引手段とで、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置を異ならせ、前記複数の第２のワーク吸引手段同士では、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置を同じに維持することが可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のチャック装置。
【請求項６】
前記複数の第２のワーク吸引手段は、前記第１のワーク吸引手段の周囲に等間隔に配されることを特徴とする請求項５に記載のチャック装置。
【請求項７】
可撓性を有するワークを保持するチャック装置であって、
ワークの鉛直上方に対向配置されて当該ワークを非接触状態で吸引する複数のワーク吸引手段を備え、
前記複数のワーク吸引手段のうち少なくとも１つのワーク吸引手段は、前記ワークとの対向方向の位置が、他のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なることを特徴とするチャック装置。
【請求項８】
複数のワーク吸引手段が整列配置された列が複数平行に配置され、
同じ列を構成する前記複数のワーク吸引手段は、当該同じ列を構成するワーク吸引手段同士では前記ワークとの対向方向の位置が等しくし、かつ、隣接する列を構成する前記複数のワーク吸引手段における前記ワークとの対向方向の位置と異なることを特徴とする請求項７に記載のチャック装置。
【請求項９】
前記複数のワーク吸引手段は、第１のワーク吸引手段と、該第１のワーク吸引手段からの距離が等しい位置に配された複数の第２のワーク吸引手段とで構成される単位配列を少なくとも１つ含み、
前記第１のワーク吸引手段と、前記第２のワーク吸引手段とは、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置が異なり、前記複数の第２のワーク吸引手段同士では、前記ワークとの対向面の吸引方向の位置が同じであることを特徴とする請求項７に記載のチャック装置。
【請求項１０】
前記複数の第２のワーク吸引手段は、前記第１のワーク吸引手段の周囲に等間隔に配されることを特徴とする請求項９に記載のチャック装置。
【請求項１１】
前記ワーク吸引手段は、前記ワーク表面に気体を噴き付けて当該ワーク表面に負圧を生じさせるベルヌーイチャック機構であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のチャック装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−９１１２５（Ｐ２０１３−９１１２５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３７９４（Ｐ２０１１−２３３７９４）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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