保持装置
【課題】 ベルヌーイの原理を利用してワークを保持する保持装置において、製造コストを抑えながら装置全体の厚みを薄くできる保持装置を提供すること。
【解決手段】 ノズル本体内６に、ノズル１１に連通するとともに圧力流体源に接続した中継室７を備えるとともに、上記中継室７の周囲には流体誘導面８，１０を設け、上記圧力流体源からの流体を上記中継室７を経由して上記ノズル１１から噴出させ、ベルヌーイの原理を用いてワークを保持して搬送する保持装置において、上記ノズル本体６の側面を通過して上記中継室に連通する供給パイプ１６と、上記ノズル本体６の側面に連接した支持部１５とを備え、上記供給パイプ１６を上記支持部１５に沿わせた。
【解決手段】 ノズル本体内６に、ノズル１１に連通するとともに圧力流体源に接続した中継室７を備えるとともに、上記中継室７の周囲には流体誘導面８，１０を設け、上記圧力流体源からの流体を上記中継室７を経由して上記ノズル１１から噴出させ、ベルヌーイの原理を用いてワークを保持して搬送する保持装置において、上記ノズル本体６の側面を通過して上記中継室に連通する供給パイプ１６と、上記ノズル本体６の側面に連接した支持部１５とを備え、上記供給パイプ１６を上記支持部１５に沿わせた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルヌーイの原理を利用してワークを保持する保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体に関するベルヌーイの原理によって発生する負圧を利用してワークを保持する装置が知られている。
例えば、特許文献１に示すものは、図１０に示すように、円形のプレート面１ａを備えたプレート部材１の中央に、円形の凹部２を形成するとともに、この凹部２の壁面上部をテーパー状にして、このテーパー面２ａをプレート面１ａになめらかに連続させている。
また、上記凹部２には、ノズル部材３を組み込んでいる。
このノズル部材３は、その一方の面３ａをプレート面１ａと同一レベルにするとともに、その内部に圧力流体を供給する中継室４を形成している。そして、この中継室４に連続する複数の絞り噴出口５を放射状に形成している。
【０００３】
上記絞り噴出口５は、流体の噴出方向をプレート面１ａと平行になるように形成するとともに、その直径を中継室４よりも小さくしている。このように流路を絞ることによって、これら複数の絞り噴出口５の合計流路面積を、中継室４の流路面積よりも小さくしている。
上記中継室４には、図示していないが、エアなどの流体を導く配管を接続するようにしている。この配管を介して中継室４にエアを導くと、そのエアが複数の絞り噴出口５に導かれる。このとき、複数の絞り噴出口５の合計流路面積、すなわち、流路の有効断面積を中継室４の流路の有効断面積よりも小さくしているので、中継室４から絞り噴出口５を通過する過程で、流速が数倍から十数倍に加速する。このようにして十分に加速した流体を、上記テーパー面２ａに吹き付けるようにしている。
【０００４】
テーパー面２ａに吹き付けられたエアは、コアンダ効果によってこのテーパー面２ａに誘導された後、このテーパー面２ａからプレート面１ａに導かれることになる。
また、上記プレート面１ａに沿って導かれた流体は、さらにプレート面１ａに沿って流れ、プレート部材１の図示しない外縁に沿って放出される。
【０００５】
上記のように加速されて高速になった流体がプレート面１ａに沿って流れると、流体のベルヌーイ効果によって、このプレート面１ａ上に十分な負圧が発生する。この負圧を利用すれば、プレート面１ａから所定の距離に置いた図示していない被保持体となるワークを非接触状態で保持し、目的の場所まで搬送することができる。
【０００６】
なお、ワークが、非接触状態に保たれるのは以下の原理による。
上記プレート面１ａを下に向けて、ワークを上から保持する場合には、ワークに作用する重力と上記負圧による吸引力とがバランスする位置にワークが保持されることになる。
また、上記プレート面１ａを上に向けて、ワークを下から保持する場合には、噴出流体がワークにぶつかることによってワークを押し上げる推力と、ワークに作用する重力とのバランスによって、ワークが保持されることになる。
さらに、上記プレート面１ａから突出するパッドを設け、ワークをこのパッドに軽く接触させて保持することもできる。
【０００７】
このような保持装置は、ワークを挟んで保持する装置とは違い、ワークを非接触あるいは軽い接触状態で保持することができるので、保持跡や傷などを付けずに保持することができる。そのため、例えば、半導体基板など、保持跡や傷を嫌うワークを保持して搬送するのに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００２／０４７１５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した保持装置で搬送することができる半導体基板は、その製造現場において、棚状のカセットの各段に１枚ずつ収容されていることがある。このカセットの各段は、半導体基板の厚みの、数倍程度の高さを備えているが、例えば、厚さが１（ｍｍ）以下の半導体基板を１枚だけ収容する各段の高さは、５（ｍｍ）〜１０（ｍｍ）と、非常に小さい。
しかし、上記従来の保持装置では、ノズル部材３の厚み方向に、中継室４にエアを供給する配管を設けているので、装置全体の厚みが大きくなって、半導体基板を収容したカセットの格段にノズル部材３を組み込んだプレート部材１を挿入することができない。このように、ノズル部材３やプレート部材１の厚みが厚すぎて上記カセット内にプレート部材１が挿入できない場合には、カセットから別の手段で各半導体基板を取り出してから、改めて上記保持装置によって基板を保持し、搬送しなければならない。そのため、基板搬送の作業性が悪くなってしまう。
【００１０】
一方、ノズル部材３及びプレート部材１の厚みを薄くして上記カセットにプレート部材１を挿入できるようにするためには、圧力流体の供給通路を、中継室４の側面から中央に向かって形成し、側面の開口を流体供給源に接続することが考えられる。ところが、ノズル部材３及びプレート部材１の厚みが薄くなればなるほど、プレート部材１に長い貫通孔を形成する加工は難しく、製造コストが掛かってしまうという問題がある。
また、上記供給通路を形成するため、プレート部材１を薄い板部材を張り合わせて構成し、合わせ面のそれぞれに凹部を形成することによって供給通路を構成することも考えられる。しかし、板部材の合わせ面に形成した供給通路に圧力流体を供給したとき、圧力流体が漏れないように合わせ面を接着することは難しく、合わせ面の接着にコストが掛かってしまうという問題もあった。
【００１１】
この発明の目的は、ベルヌーイの原理を利用してワークを保持する保持装置において、製造コストを抑えながら装置全体の厚みを薄くできる保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、ノズルを構成するノズル本体内に、ノズルに連通するとともに圧力流体源に接続した中継室を備えるとともに、上記中継室の周囲には流体誘導面を設け、上記圧力流体源からの流体を上記中継室を経由して上記ノズルから噴出させ、この噴出させた流体を流体誘導面に沿って流出させ、ベルヌーイの原理を用いてワークを保持して搬送する保持装置において、上記ノズル本体の側面を通過して上記中継室に連通し、上記中継室に圧力流体を供給する供給パイプを設けた点に特徴を有する。
上記ノズルは、筒状のものに限らず、絞り噴出口を構成するものならどのようなものでもよく、例えばスリットなども含むものとする。
【００１３】
第２の発明は、上記ノズルを、中継室の側面に設けるとともに、このノズルから噴出させた流体を誘導するテーパー面を備えるとともに、上記供給パイプを上記テーパー面に交差する角度で中継室の側面に連通させたことを特徴とする。
なお、上記の「供給パイプをテーパー面に交差する角度で・・・連通させた」とは、供給パイプがノズル本体の側面から中継室の側面に連通する際に、テーパー面を回避しないということで、供給パイプがテーパー面に形成した貫通孔やスリット内に配置されることである。
【００１４】
第３の発明は、上記ノズル本体の側面に連接した支持部を備え、上記供給パイプを上記支持部に沿わせて設けたことを特徴とする。
第４の発明は、上記供給パイプの一部あるいは全部を、上記支持部内に位置させたことを特徴とする。
第５の発明は、第３または第４の発明を前提とし、上記支持部の端部に、上記供給パイプと上記圧力流体源とを接続するための接続用ブロックを設けたことを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、上記供給パイプにおける上記中継室と反対側の端部を、上記支持部の端部から突出させ、この供給パイプの突出部分の外周に環状シール部材を設けるとともに、上記接続用ブロックには、上記支持部の端部を保持する支持部保持部と、この支持部保持部に連続し、上記環状シール部材の外周よりわずかに小さくした内周を備えた筒状凹部と、この筒状凹部の軸方向に連続し、その内径を筒状凹部よりも小さくした連通路と、この連通路に上記圧力流体源側の配管を接続するための圧力流体源接続部とを備え、上記供給パイプに設けた上記環状シール部材を上記筒状凹部内に位置させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１〜第６の発明では、ノズル本体に設けた中継室にノズル本体の側面を通過する供給パイプによって圧力流体を供給するようにしているため、圧力流体の供給用の配管などによって装置の厚みが厚くなることはない。
また、圧力流体の供給通路としてパイプを用いているため、細くて長い供給通路を形成する難しい加工をしたり、薄板を強固に接着したりしなくても、保持装置の厚みを薄くできる。
このように保持装置の厚みを薄くできれば、ワークが収容された狭い隙間に保持装置を挿入することができ、収容されたワークを保持して取り出したり、そのまま搬送したりすることができる。例えば、狭いカセット内に収容された半導体基板を、カセット内で直接保持して搬送することもできる。
【００１７】
第２の発明では、供給パイプと、流体誘導面を構成するテーパー面と、ノズルとを、ノズル本体の厚み方向ではなく、中継室の側面側にほぼ同レベルに配置することができ、装置の厚みをより薄くすることができる。
第３の発明は、ノズル本体の側面に支持部を連接したので、この支持部によってノズル本体を支持して移動することができ、保持したワークを搬送することができる。そして、供給パイプを支持部に沿わせることによって、供給パイプが搬送装置から離れてしまうことがなく、ワークを保持する作業の邪魔になることがない。
【００１８】
第４の発明では、供給パイプの一部あるいは全部を支持部内に位置させたので、供給パイプの太さと支持部の厚みとを合わせた全体の厚みを、支持部内に位置させた供給パイプの分だけ小さくすることができる。このように、指示部に対応する部分の厚みが薄くなれば、支持部も狭い隙間に挿入することができるため、狭い場所に収容されているワークをより保持し易くなる。
【００１９】
第５、第６の発明によれば、供給パイプと、圧力流体源側の配管とが同一寸法でなくても、上記接続用ブロックを介して接続することができる。特に、供給パイプを細くして、ノズル本体や支持部などの厚みを薄くしながら、接続用ブロック１８の圧力流体源接続部を大きくして、圧力流体源に接続する外部の配管は一般的な寸法のものを利用できる。そのため、保持装置設置の自由度が高い。
第６の発明によれば、接続用ブロックの筒状凹部に、外周に環状シール部材を設けた供給パイプを挿入して、接続用ブロックと支持部とを連結するだけで、シール性を保った状態でシール部材が保持できる。シール部材を保持するシール溝などの加工が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の断面図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】第１実施形態の平面図である。
【図４】第１実施形態の接続用ブロックの斜視図である。
【図５】第２実施形態の断面図である。
【図６】図５のVI-VI線断面図である。
【図７】第２実施形態の平面図である。
【図８】第３実施形態の断面図である。
【図９】第４実施形態の平面図である。
【図１０】従来例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜４に示す第１実施形態は、図１０に示した従来の保持装置と同様に、流体のベルヌーイの原理を利用してワークを保持するものである。
そして、この第１実施形態の保持装置は、上記従来例のプレート部材１とノズル部材３の機能を一体化したノズル本体６を備えている。
このノズル本体６は、円盤状の部材であり、中央部に中継室７を形成するとともに、その周囲には環状のテーパー面８を形成している。
【００２２】
そして、上記中継室７の外側を円形の平面９とし、この平面９と上記テーパー面８の外周側の平面１０とを同一レベルにしている。
さらに、このノズル本体６の中央部には、上記中継室７に連通する絞り噴出口１１を複数形成し、これらによってノズルを構成している。
また、上記外周側の平面１０上には複数のパッド１２を設けている。このパッド１２は、この第１実施形態の保持装置において、上記平面９，１０側に負圧による吸引力を発生させたとき、吸引力が作用する領域内に、その先端が位置するようにしている。従って、上記負圧による吸引力によってワークを保持する場合、ワークはこのパッド１２に接触した状態で保持されることになる。
【００２３】
さらに、上記中継室７の側壁には、上記噴出口１１とほぼ同レベルの位置に、後で説明する供給パイプ１６を挿入するための挿入孔１３を形成するとともに、この挿入孔１３と連続し、上記テーパー面８を経由してノズル本体６の側面から外部に開放された貫通孔１４を形成している。
なお、図３中、符号１４ａは、上記テーパー面８上で、上記貫通孔１４に連続する凹部である。
【００２４】
上記のようにしたノズル本体６の外周には、一対の第１、第２部材１５ａ，１５ｂからなるこの発明の支持部を構成する支持部材１５を連接している。上記第１、第２部材１５ａ，１５ｂは所定の間隔を保つことによって、支持部材１５の長さ方向に連続するスリット１５ｃを形成している。そして、この支持部材１５は、上記スリット１５ｃを上記ノズル本体６の貫通孔１４に連続する位置に接続している。これらノズル本体６と支持部材１５との接続には、接着やビス止めなどどのような接続手段を用いてもかまわない。
【００２５】
さらに、この第１実施形態の保持装置は、上記中継室７に圧力流体であるエアを供給するための供給パイプ１６を備えているが、この供給パイプ１６は、支持部材１５のスリット１５ｃ内及びノズル本体６の貫通孔１４から上記パイプ挿入孔１３に一方の端部を挿入し、中継室７に連通している。そして、接着剤によって、挿入孔１３に供給パイプ１６を固定するとともに、供給パイプ１６と挿入孔１３との間を封止するようにしている。つまり、上記供給パイプ１６は、テーパー面８に交差する角度で中継室７の側面に連通している。
一方、供給パイプ１６の他方の端部を、支持部材１５の端部から突出させ、この突出部分には環状シール部材であるＯリング１７を嵌めている。
【００２６】
また、支持部材１５の端部には、供給パイプ１６の突出部を収容する接続用ブロック１８を設けている。
この接続用ブロック１８は、図４に示すように、支持部材１５を、図１に示す上下方向から挟み込む挟持用のスリット１９とこのスリット１９の中央に、スリットより奥まで形成した筒状凹部２０と、筒状凹部２０の底面から軸方向に連続して端面１８ａまで貫通する連通路２１とを備えている。
【００２７】
上記スリット１９は、このスリット１９に支持部材１５の端部を挿入するこの発明の支持部側保持部である。そして、このスリット１９に端部を挿入した支持部材１５に、上記接続用部材１８を接着やビス止めなどで取り付けることができる。
また、上記筒状凹部２０は、その内径を供給パイプ１６に嵌めた状態のＯリング１７の外周よりわずかに小さくし、上記連通路２１は筒状凹部２０よりも内径を小さくしている。
【００２８】
そして、上記支持部材１５の端部をスリット１９に挿入し、この接続用ブロック１８を支持部材１５の端部に取り付けたとき、上記供給パイプ１６に嵌めたＯリング１７が、上記支持部材１５の端部と連通路２１との間の上記筒状凹部２０に位置する寸法関係を備えている。
なお、上記したように、連通路２１の内径を筒状凹部２０の内径よりも小さくしているので、上記筒状凹部２０と連通路２１との境には境界段部２０ａが形成される。そこで、この接続用ブロック１８を支持部材１５の端部に接続すると、上記Ｏリング１７は、支持部材１５の端部と筒状凹部２０の境界段部２０ａとの間に保持される。また、上記筒状凹部２０の内径をＯリング１７の外径よりもわずかに小さくしているので、筒状凹部２０内でＯリング１７は直径方向に圧縮され、シール機能を発揮することになる。
【００２９】
また、上記筒状凹部２０の開口２１ａ側は、圧力流体源に接続した配管を接続する圧力流体源接続部を構成し、図示しない管継ぎ手を取り付け可能にしている。例えば、連通路２１の開口２１ａ側内周には、管継ぎ手をねじ結合するための雌ねじを形成して、継ぎ手を介して配管を接続する圧力流体源接続部としたり、開口２１ａに直接、配管を接続したりするようにしてもよい。さらに、連通路２１に連続させて内径の大きな圧力流体源接続部を形成し、大径の継ぎ手や配管を接続するようにしてもよい。
【００３０】
上記第１実施形態の保持装置は、接続用ブロック１８に接続した供給配管を介して供給パイプ１６にエアを供給すると、そのエアは、中継室７を介して複数の絞り噴出口１１から高速で噴出し、テーパー面８及び平面１０に沿って流れる。つまり、この第１実施形態では、上記テーパー面８及び平面１０が、この発明の流体誘導面を構成している。そして、上記エアの流れに沿って負圧の領域が形成され、吸引力を発揮することになる。
このようなノズル本体６をワークに近接させれば、上記吸引力によってワークを吸引し、ワークをパッド１２に接触させた状態で保持することができる。
【００３１】
この第１実施形態の保持装置は、ノズル本体６に形成した中継室７に、ノズル本体６の側面を介して供給パイプ１６を接続しているので、エアの供給通路や圧力流体源側の配管が、ノズル本体６の厚み方向の寸法を大きくすることがない。
従って、供給パイプ１６が接続できる範囲内でノズル本体６の厚みを薄くすることができる。
【００３２】
また、この第１実施形態では、流体誘導面を構成するテーパー面８を中継室７の側面の周囲に設け、ノズルを構成する絞り噴出口１１をテーパー面８に向かって形成するとともに、供給パイプ１６をテーパー面に交差させて中継室８に連通させている。そのため、上記供給パイプ１６をテーパー面８、絞り噴出口１１とほぼ同一レベルに配置することができ、供給パイプ１６が、テーパー面８を回避する場合と比べてノズル本体の厚みをより薄くすることが可能である。
厚みを薄くした保持装置は、例えば、半導体基板のカセットのように、狭い箇所にノズル本体を挿入することができ、ワークの周囲の空間的余裕が少ない状況でも、ワークの保持搬送の作業性が良い。
【００３３】
しかも、この第１実施形態の保持装置は、エアの供給通路をパイプで構成しているので、ノズル本体６や他の部材に長くて細い通路を形成する加工が不要である。この第１実施形態では、ノズル本体６に供給パイプ１６を通すための貫通孔１４を形成しているが、この貫通孔１４は供給パイプ１６が通過できればよいので、十分大きくすることもでき、厳密な加工精度を必要としない。また、貫通孔１４の長さも、ノズル本体６の外周からテーパー面８の中間までと、それほど長くないため、難しい加工ではない。
さらに、上記供給パイプ１６を用いることによって、線状凹部を形成した薄板を張り合わせて供給通路を形成する場合のように、広範囲にわたる強固な接着も不要にでき、接着のためのコストがかかることもない。
【００３４】
また、第１実施形態では、支持部材１５のスリット１５ｃ内に供給パイプ１６を収容しているので、支持部材１５部分の厚みも、供給パイプ１６の太さの範囲で薄くすることができる。支持部材１５部分の厚みが薄くできれば、狭い箇所にノズル本体６とともに支持部材１５を挿入することができ、狭い場所に収容されているワークをより保持し易くなる。
さらにまた、厚みを薄くした支持部材１５とは別に、接続用ブロック１８を設けるようにしたため、ノズル本体や支持部材１５などの厚みを薄くしながら、接続用ブロック１８の圧力流体源接続部を大きくして、圧力流体源に接続する保持装置外部の配管は一般的な寸法のものを利用することもできる。
【００３５】
図５〜図７に示す第２実施形態は、中継室７を備えたノズル本体２２と、中継室７の周囲に設けた流体誘導面を構成する流体誘導部２３とを別部材とし、上記第１実施形態の支持部材１５に相当する支持部２４を、上記流体誘導部２３と一体的に形成し、外輪部材２５としている。なお、第１実施形態と同様の構成要素には、第１実施形態と同じ符号を用いている。
【００３６】
ノズル本体２２は、円盤状の部材で、内部に中継室７と、この中継室７に連通する複数の絞り噴出口１１を形成している。これら複数の絞り噴出口１１がノズルを構成している。
また、このノズル本体２２には、側面から中継室７まで貫通する挿入孔１３を設けている。
【００３７】
一方、外輪部材２５は、ノズル本体２２と同心円の外周を持つ流体誘導部２３と、この流体誘導部２３の外周の一箇所から外方へ突出した平板状の支持部２４とからなる。
流体誘導部２３は、中央に上記ノズル本体２２を挿入する中央穴２６を備えるとともに、この円形穴から外方に向かったテーパー面８及び平面１０を備え、これらテーパー面８及び平面１０で、流体誘導面を構成している。
また、外輪部材２５には、上記中央穴２６から支持部２４の中央に連続し、支持部２４の長さ方向に沿ったスリット２５ａを形成している。
【００３８】
このようにした外輪部材２５を、ノズル本体２２の外周を囲むように設け、中央穴２６にノズル本体２２を固定しているが、その状態でノズル本体２２の平面９と流体誘導部２３の平面１０とをほぼ同レベルにしている。
また、供給パイプ１６を上記スリット２５ａ内に配置して、その一端側をノズル本体２２の挿入孔１３に挿入して接着するとともに、他端側を支持部２４から突出させ、その突出部分にＯリング１７を嵌めている。
そして、供給パイプ１６を突出させた側の支持部２４の端部には、接続用ブロック１８を取り付けている。この接続用ブロック１８は図４に示す第１実施形態のものと同じであり、第１実施形態と同様に機能する。
【００３９】
この第２実施形態の保持装置も、上記接続用ブロック１８に接続した圧力流体源側の配管及び供給パイプ１６から供給されるエアが、中継室７を介して絞り噴出口１１から噴出することによって発生する負圧の吸引力でワークを保持搬送する。
そして、この第２実施形態でも、ノズル本体２２の側面から中継室７に連通する供給パイプ１６を用いることによって、装置の厚みを薄くすることができる。そのため、狭い箇所でのワークの搬送作業の作業性を上げることができる。
また、この第２実施形態でも、供給パイプ１６がテーパー面８に交差して中継室７と連通するように構成しているため、供給パイプ１６がテーパー面８を回避する場合と比べて、ノズル本体２２及び外輪部材２５の厚みを薄くできる。
【００４０】
しかも、中継室７にエアを供給するために供給パイプ１６を用いているので、長い供給通路をノズル本体２２や外輪部材２５に直接形成する必要がない。
つまり、高い加工コストをかけることなく、厚みの薄い保持装置を実現できる。
また、この第２実施形態でも、支持部２４のスリット２５ａ内に供給パイプ１６の全部を収容しているので、支持部２４から供給パイプ１６がはみ出すことがなく、供給パイプ１６によって支持部２４の厚みが厚くなることはない。
【００４１】
なお、この第２実施形態では、供給パイプ１６を配置するためのスリット２５ａを、上記テーパー面８まで連続して形成しているので、上記第１実施形態のように、供給パイプ１６を貫通させる貫通孔１４を形成する必要がない。そのため、さらに加工が容易になる。但し、この実施形態のように、テーパー面８にスリットを形成すると、テーパー面８で誘導される流体がスリットから外部へ放出されてしまい、第１実施形態の構成と比べて負圧が生成される効率が悪くなる。そのため、スリット幅はあまり大きくしない方がよい。
【００４２】
図８に示す第３実施形態は、ノズル本体２７の内部形状が、第１実施形態のノズル本体６とは異なるが、外形状は上記ノズル本体６と同じであり、その他の構成及び機能も第１実施形態と同じである。第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を用いるとともに、各要素の機能についての詳細な説明も省略する。
また、ノズル本体２７の外周には、上記第１実施形態と同様の支持部材１５を接続している。
【００４３】
この第３実施形態のノズル本体２７は、円盤状の部材の中央に凹部２８を形成し、この凹部２８の側面を環状のテーパー面２８ａとするとともに、凹部２８の底面には支柱２９を設けている。この支柱２９の先端には、円盤部材３０を設け、この円盤部材３０の外側の平面３１を、テーパー面２８ａの外周に沿った環状の平面１０とを同レベルにしている。また、上記円盤部材３０は、外周が上記テーパー面２８ａに近接する外径を備え、円盤部材３０の外周とテーパー面２８ａとの間に、この発明のノズルを構成する環状スリット３１を形成している。
【００４４】
また、上記円盤部材３０と上記テーパー面２８ａとで囲まれた凹部２８内を、中継室３２とし、ノズル本体２７の側面からこの中継室３２に連通する挿入孔１３を形成している。
さらに、上記ノズル本体２８の外周には、上記支持部材１５を連接するが、支持部材１５の中央に形成したスリット１５ｃ（図２参照）が上記挿入孔１３に連通するようにしている。
【００４５】
そして、支持部材１５のスリット１５ｃに供給パイプ１６を配置し、その一方の端部を上記挿入孔１３に貫通し、中継室３２に連通させて固定する。
なお、挿入孔１３を貫通した供給パイプ１６はその外周を接着剤などで封止するようにしている。
さらに、供給パイプ１６の他方の端部は、支持部材１５の端部から突出させて、その突出部分にはＯリング１７を嵌めるとともに、支持部材１５の端部には上記他の実施形態と同様に、接続用ブロック１８を取り付けている。この接続用ブロック１８は図４に示す第１実施形態のものと同じであり、第１実施形態と同様に機能する。
【００４６】
この第３実施形態の保持装置は、接続用ブロック１８から供給パイプ１６を介して供給されたエアが、中継室３２を経由してスリット３１から高速で噴出し、テーパー面２８ａ及び平面１０に誘導されて外周方向へ流出する。このエアの流れによって負圧の領域が形成され、負圧による吸引力でワークを保持搬送する。
この第３実施形態も、ノズル本体２７の側面から中継室３２に連通する供給パイプ１６を用いることによって、装置の厚みを薄くすることができる。そのため、狭い箇所でのワークの搬送作業の作業性を上げることができる。
【００４７】
しかも、中継室３２にエアを供給するために供給パイプ１６を用いているので、長い供給通路を、ノズル本体２７や支持部材１５に直接形成する必要がない。
つまり、高い加工コストをかけることなく、厚みの薄い保持装置を実現できる。
この第３実施形態でも、支持部材１５のスリット１５ｃ内に供給パイプ１６の全体を配置しているので、供給パイプ１６によって支持部材１５部分の厚みが厚くなることはない。従って、支持部材１５も狭い場所に挿入することができる。
【００４８】
上記第１〜第３実施形態では、ノズル本体と流体誘導面とからなり、ワークを保持する部分を円形にしているが、その形状は円に限らない。保持すべきワークの形状に合わせて様々な形状にすることもできる。
例えば、図９に示す第４実施形態は、図５〜図７に示す第２実施形態のノズル本体２２の周囲に、長方形の外輪部材３３を設けた保持装置である。
なお、図９はワークを保持する面の平面図であり、二点鎖線で四角形のワークｗを示している。
この第４実施形態において、上記第２実施形態と同じ符号を付した要素は、第２実施形態と同じ機能を有するものであり、個々の要素についての詳細な説明は省略する。
【００４９】
この第４実施形態の保持装置では、外輪部材３３の中央に上記ノズル本体２２を挿入する中央穴２６を備えるとともに、この円形穴から外方に向かったテーパー面８及び平面１０を備え、これらテーパー面８及び平面１０で、流体誘導面を構成している。
また、外輪部材３３には、上記中央穴２６から長辺に沿って長さを有するスリット３３ａを形成している。
【００５０】
このようにした外輪部材３３を、ノズル本体２２の外周を囲むように設け、中央穴２６にノズル本体２２を固定しているが、その状態でノズル本体２２の平面９と外輪部材３３の平面１０とをほぼ同レベルにしている。
また、供給パイプ１６を上記スリット３３ａ内に配置して、その一端側をノズル本体２２の挿入孔１３に挿入して接着するとともに、他端側を外輪部財３３から突出させ、その突出部分にＯリング１７を嵌めている。
また、供給パイプ１６を突出させた側の外輪部材３３の端部であって、二点鎖線で示したワークｗと干渉しない位置を、支持部３３ｂとし、この支持部３３ｂに接続用ブロック１８を取り付けている。この接続用ブロック１８は図４に示す第１実施形態のものと同じであり、第１実施形態と同様に機能する。
【００５１】
この第４実施形態の保持装置も、上記接続用ブロック１８に接続した圧力流体源側の配管及び供給パイプ１６から供給されるエアが、中継室７を介して絞り噴出口１から噴出することによって発生する負圧の吸引力でワークを保持搬送する。
そして、この第４実施形態でも、ノズル本体２２の側面から中継室７に連通する供給パイプ１６を用いることによって、装置の厚みを薄くすることができる。そのため、狭い箇所でのワークの搬送作業の作業性を上げることができる。
また、この第４実施形態でも、供給パイプ１６がテーパー面８に交差して中継室７と連通するように構成しているため、供給パイプ１６がテーパー面８を回避する場合と比べて、ノズル本体２２及び外輪部材２５の厚みを薄くできる。
【００５２】
しかも、中継室７にエアを供給するために供給パイプ１６を用いているので、長い供給通路をノズル本体２２や外輪部材３３に直接形成する必要がない。
つまり、高い加工コストをかけることなく、厚みの薄い保持装置を実現できる。
この第４実施形態では、スリット３３ａ内に供給パイプ１６の全部を収容しているので、保持装置の厚み方向に供給パイプ１６がはみ出すことがなく、供給パイプ１６によって保持装置の厚みが厚くなることはない。
【００５３】
なお、上記第１〜第４実施形態では、保持部に形成したスリット内に供給パイプ１６を収容しているが、保持部にはスリットではなく溝を形成し、その溝に供給パイプ１６を収容するようにしてもよい。あるいは、結束部材などを用いて保持部に供給パイプ１６を固定し、沿わせるようにしても良い。
また、上記供給パイプ１６には、断面形状が真円の一般的なものを用いることができることはもちろん、断面形状が真円でないパイプを用いることもできる。例えば、供給パイプ１６として扁平なパイプを用い、短径をノズル本体の厚み方向に合わせて配置すれば、厚みを薄くしながら圧力流体の供給流量を増やすこともできる。
【００５４】
また、上記第１〜第４実施形態では、供給パイプ１６の端部を中継室内に突出させているが、供給パイプ１６の端部は、ノズル本体に形成した挿入孔１３中にとどめ、この挿入孔１３を介して供給パイプ１６と中継室とを連通させるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、供給パイプと圧力流体源とを接続するための供給用ブロックを支持部の端部に設けているが、この供給用ブロックを設けないで、供給パイプ１６の端部に圧力流体源側の配管を接続するようにしてもよい。
また、この発明の保持装置は、ノズル本体に連接した支持部を供えていないものでもよい。支持部を備えていない場合には、他の装置の可動アームによってノズル本体を支持すれば、保持装置で保持したワークを搬送することができる。
【００５５】
さらにまた、上記実施形態では、保持対象となるワークに接触するパッド１２を備えているが、このパッド１２も必須の構成要素ではない。
この発明の保持装置によってワークを上から保持する場合、パッド１２がなくても、上記吸引力とワークに作用する重力とのバランスによってワークを非接触で保持することができる。
【００５６】
一方、ワークを下から保持する場合に、上記パッド１２がなければ、ワークは吸引力ではなく流体の正圧による揚力と重力とのバランスによって非接触状態で保持される。但し、パッド１２の先端を吸引力が得られる位置に設ければ、ワークを下から保持する場合にも、吸引力によってワークをパッド１２に接触させて保持することができる。
つまり、上記パッド１２は必須のものではないが、パッド１２があればノズル本体６とワークとの距離を一定に保ち、ワークを吸引力によってより安定して保持することができる。
【００５７】
また、上記第１〜第４実施形態の保持装置は、それぞれ一つのノズル本体を備えているが、一つの保持装置に複数のノズル本体を備えてもよい。ノズル本体を複数備え、各ノズルの周囲にそれぞれ流体誘導面を備えれば、負圧が発生する面積を大きくすることができるので、大きなワークを保持することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
半導体基板の収容カセットなど、狭い箇所にあるワークを直接保持して搬送する装置に適している。
【符号の説明】
【００５９】
６ ノズル本体
７ 中継室
８ テーパー面
１０ 平面
１５ 支持部材
１５ａ 第１部材
１５ｂ 第２部材
１５ｃ スリット
１６ 供給パイプ
１７ Ｏリング
１８ 接続用ブロック
１９ （支持部側保持部である）スリット
２０ 筒状凹部
２１ 連通路
２２ ノズル本体
２３ 流体誘導部
２４ 支持部
２５ａ スリット
２７ ノズル本体
２８ａ テーパー面
３１ スリット
３２ 中継室
３３ａ スリット
３３ｂ 支持部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルヌーイの原理を利用してワークを保持する保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体に関するベルヌーイの原理によって発生する負圧を利用してワークを保持する装置が知られている。
例えば、特許文献１に示すものは、図１０に示すように、円形のプレート面１ａを備えたプレート部材１の中央に、円形の凹部２を形成するとともに、この凹部２の壁面上部をテーパー状にして、このテーパー面２ａをプレート面１ａになめらかに連続させている。
また、上記凹部２には、ノズル部材３を組み込んでいる。
このノズル部材３は、その一方の面３ａをプレート面１ａと同一レベルにするとともに、その内部に圧力流体を供給する中継室４を形成している。そして、この中継室４に連続する複数の絞り噴出口５を放射状に形成している。
【０００３】
上記絞り噴出口５は、流体の噴出方向をプレート面１ａと平行になるように形成するとともに、その直径を中継室４よりも小さくしている。このように流路を絞ることによって、これら複数の絞り噴出口５の合計流路面積を、中継室４の流路面積よりも小さくしている。
上記中継室４には、図示していないが、エアなどの流体を導く配管を接続するようにしている。この配管を介して中継室４にエアを導くと、そのエアが複数の絞り噴出口５に導かれる。このとき、複数の絞り噴出口５の合計流路面積、すなわち、流路の有効断面積を中継室４の流路の有効断面積よりも小さくしているので、中継室４から絞り噴出口５を通過する過程で、流速が数倍から十数倍に加速する。このようにして十分に加速した流体を、上記テーパー面２ａに吹き付けるようにしている。
【０００４】
テーパー面２ａに吹き付けられたエアは、コアンダ効果によってこのテーパー面２ａに誘導された後、このテーパー面２ａからプレート面１ａに導かれることになる。
また、上記プレート面１ａに沿って導かれた流体は、さらにプレート面１ａに沿って流れ、プレート部材１の図示しない外縁に沿って放出される。
【０００５】
上記のように加速されて高速になった流体がプレート面１ａに沿って流れると、流体のベルヌーイ効果によって、このプレート面１ａ上に十分な負圧が発生する。この負圧を利用すれば、プレート面１ａから所定の距離に置いた図示していない被保持体となるワークを非接触状態で保持し、目的の場所まで搬送することができる。
【０００６】
なお、ワークが、非接触状態に保たれるのは以下の原理による。
上記プレート面１ａを下に向けて、ワークを上から保持する場合には、ワークに作用する重力と上記負圧による吸引力とがバランスする位置にワークが保持されることになる。
また、上記プレート面１ａを上に向けて、ワークを下から保持する場合には、噴出流体がワークにぶつかることによってワークを押し上げる推力と、ワークに作用する重力とのバランスによって、ワークが保持されることになる。
さらに、上記プレート面１ａから突出するパッドを設け、ワークをこのパッドに軽く接触させて保持することもできる。
【０００７】
このような保持装置は、ワークを挟んで保持する装置とは違い、ワークを非接触あるいは軽い接触状態で保持することができるので、保持跡や傷などを付けずに保持することができる。そのため、例えば、半導体基板など、保持跡や傷を嫌うワークを保持して搬送するのに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００２／０４７１５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した保持装置で搬送することができる半導体基板は、その製造現場において、棚状のカセットの各段に１枚ずつ収容されていることがある。このカセットの各段は、半導体基板の厚みの、数倍程度の高さを備えているが、例えば、厚さが１（ｍｍ）以下の半導体基板を１枚だけ収容する各段の高さは、５（ｍｍ）〜１０（ｍｍ）と、非常に小さい。
しかし、上記従来の保持装置では、ノズル部材３の厚み方向に、中継室４にエアを供給する配管を設けているので、装置全体の厚みが大きくなって、半導体基板を収容したカセットの格段にノズル部材３を組み込んだプレート部材１を挿入することができない。このように、ノズル部材３やプレート部材１の厚みが厚すぎて上記カセット内にプレート部材１が挿入できない場合には、カセットから別の手段で各半導体基板を取り出してから、改めて上記保持装置によって基板を保持し、搬送しなければならない。そのため、基板搬送の作業性が悪くなってしまう。
【００１０】
一方、ノズル部材３及びプレート部材１の厚みを薄くして上記カセットにプレート部材１を挿入できるようにするためには、圧力流体の供給通路を、中継室４の側面から中央に向かって形成し、側面の開口を流体供給源に接続することが考えられる。ところが、ノズル部材３及びプレート部材１の厚みが薄くなればなるほど、プレート部材１に長い貫通孔を形成する加工は難しく、製造コストが掛かってしまうという問題がある。
また、上記供給通路を形成するため、プレート部材１を薄い板部材を張り合わせて構成し、合わせ面のそれぞれに凹部を形成することによって供給通路を構成することも考えられる。しかし、板部材の合わせ面に形成した供給通路に圧力流体を供給したとき、圧力流体が漏れないように合わせ面を接着することは難しく、合わせ面の接着にコストが掛かってしまうという問題もあった。
【００１１】
この発明の目的は、ベルヌーイの原理を利用してワークを保持する保持装置において、製造コストを抑えながら装置全体の厚みを薄くできる保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、ノズルを構成するノズル本体内に、ノズルに連通するとともに圧力流体源に接続した中継室を備えるとともに、上記中継室の周囲には流体誘導面を設け、上記圧力流体源からの流体を上記中継室を経由して上記ノズルから噴出させ、この噴出させた流体を流体誘導面に沿って流出させ、ベルヌーイの原理を用いてワークを保持して搬送する保持装置において、上記ノズル本体の側面を通過して上記中継室に連通し、上記中継室に圧力流体を供給する供給パイプを設けた点に特徴を有する。
上記ノズルは、筒状のものに限らず、絞り噴出口を構成するものならどのようなものでもよく、例えばスリットなども含むものとする。
【００１３】
第２の発明は、上記ノズルを、中継室の側面に設けるとともに、このノズルから噴出させた流体を誘導するテーパー面を備えるとともに、上記供給パイプを上記テーパー面に交差する角度で中継室の側面に連通させたことを特徴とする。
なお、上記の「供給パイプをテーパー面に交差する角度で・・・連通させた」とは、供給パイプがノズル本体の側面から中継室の側面に連通する際に、テーパー面を回避しないということで、供給パイプがテーパー面に形成した貫通孔やスリット内に配置されることである。
【００１４】
第３の発明は、上記ノズル本体の側面に連接した支持部を備え、上記供給パイプを上記支持部に沿わせて設けたことを特徴とする。
第４の発明は、上記供給パイプの一部あるいは全部を、上記支持部内に位置させたことを特徴とする。
第５の発明は、第３または第４の発明を前提とし、上記支持部の端部に、上記供給パイプと上記圧力流体源とを接続するための接続用ブロックを設けたことを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、上記供給パイプにおける上記中継室と反対側の端部を、上記支持部の端部から突出させ、この供給パイプの突出部分の外周に環状シール部材を設けるとともに、上記接続用ブロックには、上記支持部の端部を保持する支持部保持部と、この支持部保持部に連続し、上記環状シール部材の外周よりわずかに小さくした内周を備えた筒状凹部と、この筒状凹部の軸方向に連続し、その内径を筒状凹部よりも小さくした連通路と、この連通路に上記圧力流体源側の配管を接続するための圧力流体源接続部とを備え、上記供給パイプに設けた上記環状シール部材を上記筒状凹部内に位置させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１〜第６の発明では、ノズル本体に設けた中継室にノズル本体の側面を通過する供給パイプによって圧力流体を供給するようにしているため、圧力流体の供給用の配管などによって装置の厚みが厚くなることはない。
また、圧力流体の供給通路としてパイプを用いているため、細くて長い供給通路を形成する難しい加工をしたり、薄板を強固に接着したりしなくても、保持装置の厚みを薄くできる。
このように保持装置の厚みを薄くできれば、ワークが収容された狭い隙間に保持装置を挿入することができ、収容されたワークを保持して取り出したり、そのまま搬送したりすることができる。例えば、狭いカセット内に収容された半導体基板を、カセット内で直接保持して搬送することもできる。
【００１７】
第２の発明では、供給パイプと、流体誘導面を構成するテーパー面と、ノズルとを、ノズル本体の厚み方向ではなく、中継室の側面側にほぼ同レベルに配置することができ、装置の厚みをより薄くすることができる。
第３の発明は、ノズル本体の側面に支持部を連接したので、この支持部によってノズル本体を支持して移動することができ、保持したワークを搬送することができる。そして、供給パイプを支持部に沿わせることによって、供給パイプが搬送装置から離れてしまうことがなく、ワークを保持する作業の邪魔になることがない。
【００１８】
第４の発明では、供給パイプの一部あるいは全部を支持部内に位置させたので、供給パイプの太さと支持部の厚みとを合わせた全体の厚みを、支持部内に位置させた供給パイプの分だけ小さくすることができる。このように、指示部に対応する部分の厚みが薄くなれば、支持部も狭い隙間に挿入することができるため、狭い場所に収容されているワークをより保持し易くなる。
【００１９】
第５、第６の発明によれば、供給パイプと、圧力流体源側の配管とが同一寸法でなくても、上記接続用ブロックを介して接続することができる。特に、供給パイプを細くして、ノズル本体や支持部などの厚みを薄くしながら、接続用ブロック１８の圧力流体源接続部を大きくして、圧力流体源に接続する外部の配管は一般的な寸法のものを利用できる。そのため、保持装置設置の自由度が高い。
第６の発明によれば、接続用ブロックの筒状凹部に、外周に環状シール部材を設けた供給パイプを挿入して、接続用ブロックと支持部とを連結するだけで、シール性を保った状態でシール部材が保持できる。シール部材を保持するシール溝などの加工が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の断面図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】第１実施形態の平面図である。
【図４】第１実施形態の接続用ブロックの斜視図である。
【図５】第２実施形態の断面図である。
【図６】図５のVI-VI線断面図である。
【図７】第２実施形態の平面図である。
【図８】第３実施形態の断面図である。
【図９】第４実施形態の平面図である。
【図１０】従来例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜４に示す第１実施形態は、図１０に示した従来の保持装置と同様に、流体のベルヌーイの原理を利用してワークを保持するものである。
そして、この第１実施形態の保持装置は、上記従来例のプレート部材１とノズル部材３の機能を一体化したノズル本体６を備えている。
このノズル本体６は、円盤状の部材であり、中央部に中継室７を形成するとともに、その周囲には環状のテーパー面８を形成している。
【００２２】
そして、上記中継室７の外側を円形の平面９とし、この平面９と上記テーパー面８の外周側の平面１０とを同一レベルにしている。
さらに、このノズル本体６の中央部には、上記中継室７に連通する絞り噴出口１１を複数形成し、これらによってノズルを構成している。
また、上記外周側の平面１０上には複数のパッド１２を設けている。このパッド１２は、この第１実施形態の保持装置において、上記平面９，１０側に負圧による吸引力を発生させたとき、吸引力が作用する領域内に、その先端が位置するようにしている。従って、上記負圧による吸引力によってワークを保持する場合、ワークはこのパッド１２に接触した状態で保持されることになる。
【００２３】
さらに、上記中継室７の側壁には、上記噴出口１１とほぼ同レベルの位置に、後で説明する供給パイプ１６を挿入するための挿入孔１３を形成するとともに、この挿入孔１３と連続し、上記テーパー面８を経由してノズル本体６の側面から外部に開放された貫通孔１４を形成している。
なお、図３中、符号１４ａは、上記テーパー面８上で、上記貫通孔１４に連続する凹部である。
【００２４】
上記のようにしたノズル本体６の外周には、一対の第１、第２部材１５ａ，１５ｂからなるこの発明の支持部を構成する支持部材１５を連接している。上記第１、第２部材１５ａ，１５ｂは所定の間隔を保つことによって、支持部材１５の長さ方向に連続するスリット１５ｃを形成している。そして、この支持部材１５は、上記スリット１５ｃを上記ノズル本体６の貫通孔１４に連続する位置に接続している。これらノズル本体６と支持部材１５との接続には、接着やビス止めなどどのような接続手段を用いてもかまわない。
【００２５】
さらに、この第１実施形態の保持装置は、上記中継室７に圧力流体であるエアを供給するための供給パイプ１６を備えているが、この供給パイプ１６は、支持部材１５のスリット１５ｃ内及びノズル本体６の貫通孔１４から上記パイプ挿入孔１３に一方の端部を挿入し、中継室７に連通している。そして、接着剤によって、挿入孔１３に供給パイプ１６を固定するとともに、供給パイプ１６と挿入孔１３との間を封止するようにしている。つまり、上記供給パイプ１６は、テーパー面８に交差する角度で中継室７の側面に連通している。
一方、供給パイプ１６の他方の端部を、支持部材１５の端部から突出させ、この突出部分には環状シール部材であるＯリング１７を嵌めている。
【００２６】
また、支持部材１５の端部には、供給パイプ１６の突出部を収容する接続用ブロック１８を設けている。
この接続用ブロック１８は、図４に示すように、支持部材１５を、図１に示す上下方向から挟み込む挟持用のスリット１９とこのスリット１９の中央に、スリットより奥まで形成した筒状凹部２０と、筒状凹部２０の底面から軸方向に連続して端面１８ａまで貫通する連通路２１とを備えている。
【００２７】
上記スリット１９は、このスリット１９に支持部材１５の端部を挿入するこの発明の支持部側保持部である。そして、このスリット１９に端部を挿入した支持部材１５に、上記接続用部材１８を接着やビス止めなどで取り付けることができる。
また、上記筒状凹部２０は、その内径を供給パイプ１６に嵌めた状態のＯリング１７の外周よりわずかに小さくし、上記連通路２１は筒状凹部２０よりも内径を小さくしている。
【００２８】
そして、上記支持部材１５の端部をスリット１９に挿入し、この接続用ブロック１８を支持部材１５の端部に取り付けたとき、上記供給パイプ１６に嵌めたＯリング１７が、上記支持部材１５の端部と連通路２１との間の上記筒状凹部２０に位置する寸法関係を備えている。
なお、上記したように、連通路２１の内径を筒状凹部２０の内径よりも小さくしているので、上記筒状凹部２０と連通路２１との境には境界段部２０ａが形成される。そこで、この接続用ブロック１８を支持部材１５の端部に接続すると、上記Ｏリング１７は、支持部材１５の端部と筒状凹部２０の境界段部２０ａとの間に保持される。また、上記筒状凹部２０の内径をＯリング１７の外径よりもわずかに小さくしているので、筒状凹部２０内でＯリング１７は直径方向に圧縮され、シール機能を発揮することになる。
【００２９】
また、上記筒状凹部２０の開口２１ａ側は、圧力流体源に接続した配管を接続する圧力流体源接続部を構成し、図示しない管継ぎ手を取り付け可能にしている。例えば、連通路２１の開口２１ａ側内周には、管継ぎ手をねじ結合するための雌ねじを形成して、継ぎ手を介して配管を接続する圧力流体源接続部としたり、開口２１ａに直接、配管を接続したりするようにしてもよい。さらに、連通路２１に連続させて内径の大きな圧力流体源接続部を形成し、大径の継ぎ手や配管を接続するようにしてもよい。
【００３０】
上記第１実施形態の保持装置は、接続用ブロック１８に接続した供給配管を介して供給パイプ１６にエアを供給すると、そのエアは、中継室７を介して複数の絞り噴出口１１から高速で噴出し、テーパー面８及び平面１０に沿って流れる。つまり、この第１実施形態では、上記テーパー面８及び平面１０が、この発明の流体誘導面を構成している。そして、上記エアの流れに沿って負圧の領域が形成され、吸引力を発揮することになる。
このようなノズル本体６をワークに近接させれば、上記吸引力によってワークを吸引し、ワークをパッド１２に接触させた状態で保持することができる。
【００３１】
この第１実施形態の保持装置は、ノズル本体６に形成した中継室７に、ノズル本体６の側面を介して供給パイプ１６を接続しているので、エアの供給通路や圧力流体源側の配管が、ノズル本体６の厚み方向の寸法を大きくすることがない。
従って、供給パイプ１６が接続できる範囲内でノズル本体６の厚みを薄くすることができる。
【００３２】
また、この第１実施形態では、流体誘導面を構成するテーパー面８を中継室７の側面の周囲に設け、ノズルを構成する絞り噴出口１１をテーパー面８に向かって形成するとともに、供給パイプ１６をテーパー面に交差させて中継室８に連通させている。そのため、上記供給パイプ１６をテーパー面８、絞り噴出口１１とほぼ同一レベルに配置することができ、供給パイプ１６が、テーパー面８を回避する場合と比べてノズル本体の厚みをより薄くすることが可能である。
厚みを薄くした保持装置は、例えば、半導体基板のカセットのように、狭い箇所にノズル本体を挿入することができ、ワークの周囲の空間的余裕が少ない状況でも、ワークの保持搬送の作業性が良い。
【００３３】
しかも、この第１実施形態の保持装置は、エアの供給通路をパイプで構成しているので、ノズル本体６や他の部材に長くて細い通路を形成する加工が不要である。この第１実施形態では、ノズル本体６に供給パイプ１６を通すための貫通孔１４を形成しているが、この貫通孔１４は供給パイプ１６が通過できればよいので、十分大きくすることもでき、厳密な加工精度を必要としない。また、貫通孔１４の長さも、ノズル本体６の外周からテーパー面８の中間までと、それほど長くないため、難しい加工ではない。
さらに、上記供給パイプ１６を用いることによって、線状凹部を形成した薄板を張り合わせて供給通路を形成する場合のように、広範囲にわたる強固な接着も不要にでき、接着のためのコストがかかることもない。
【００３４】
また、第１実施形態では、支持部材１５のスリット１５ｃ内に供給パイプ１６を収容しているので、支持部材１５部分の厚みも、供給パイプ１６の太さの範囲で薄くすることができる。支持部材１５部分の厚みが薄くできれば、狭い箇所にノズル本体６とともに支持部材１５を挿入することができ、狭い場所に収容されているワークをより保持し易くなる。
さらにまた、厚みを薄くした支持部材１５とは別に、接続用ブロック１８を設けるようにしたため、ノズル本体や支持部材１５などの厚みを薄くしながら、接続用ブロック１８の圧力流体源接続部を大きくして、圧力流体源に接続する保持装置外部の配管は一般的な寸法のものを利用することもできる。
【００３５】
図５〜図７に示す第２実施形態は、中継室７を備えたノズル本体２２と、中継室７の周囲に設けた流体誘導面を構成する流体誘導部２３とを別部材とし、上記第１実施形態の支持部材１５に相当する支持部２４を、上記流体誘導部２３と一体的に形成し、外輪部材２５としている。なお、第１実施形態と同様の構成要素には、第１実施形態と同じ符号を用いている。
【００３６】
ノズル本体２２は、円盤状の部材で、内部に中継室７と、この中継室７に連通する複数の絞り噴出口１１を形成している。これら複数の絞り噴出口１１がノズルを構成している。
また、このノズル本体２２には、側面から中継室７まで貫通する挿入孔１３を設けている。
【００３７】
一方、外輪部材２５は、ノズル本体２２と同心円の外周を持つ流体誘導部２３と、この流体誘導部２３の外周の一箇所から外方へ突出した平板状の支持部２４とからなる。
流体誘導部２３は、中央に上記ノズル本体２２を挿入する中央穴２６を備えるとともに、この円形穴から外方に向かったテーパー面８及び平面１０を備え、これらテーパー面８及び平面１０で、流体誘導面を構成している。
また、外輪部材２５には、上記中央穴２６から支持部２４の中央に連続し、支持部２４の長さ方向に沿ったスリット２５ａを形成している。
【００３８】
このようにした外輪部材２５を、ノズル本体２２の外周を囲むように設け、中央穴２６にノズル本体２２を固定しているが、その状態でノズル本体２２の平面９と流体誘導部２３の平面１０とをほぼ同レベルにしている。
また、供給パイプ１６を上記スリット２５ａ内に配置して、その一端側をノズル本体２２の挿入孔１３に挿入して接着するとともに、他端側を支持部２４から突出させ、その突出部分にＯリング１７を嵌めている。
そして、供給パイプ１６を突出させた側の支持部２４の端部には、接続用ブロック１８を取り付けている。この接続用ブロック１８は図４に示す第１実施形態のものと同じであり、第１実施形態と同様に機能する。
【００３９】
この第２実施形態の保持装置も、上記接続用ブロック１８に接続した圧力流体源側の配管及び供給パイプ１６から供給されるエアが、中継室７を介して絞り噴出口１１から噴出することによって発生する負圧の吸引力でワークを保持搬送する。
そして、この第２実施形態でも、ノズル本体２２の側面から中継室７に連通する供給パイプ１６を用いることによって、装置の厚みを薄くすることができる。そのため、狭い箇所でのワークの搬送作業の作業性を上げることができる。
また、この第２実施形態でも、供給パイプ１６がテーパー面８に交差して中継室７と連通するように構成しているため、供給パイプ１６がテーパー面８を回避する場合と比べて、ノズル本体２２及び外輪部材２５の厚みを薄くできる。
【００４０】
しかも、中継室７にエアを供給するために供給パイプ１６を用いているので、長い供給通路をノズル本体２２や外輪部材２５に直接形成する必要がない。
つまり、高い加工コストをかけることなく、厚みの薄い保持装置を実現できる。
また、この第２実施形態でも、支持部２４のスリット２５ａ内に供給パイプ１６の全部を収容しているので、支持部２４から供給パイプ１６がはみ出すことがなく、供給パイプ１６によって支持部２４の厚みが厚くなることはない。
【００４１】
なお、この第２実施形態では、供給パイプ１６を配置するためのスリット２５ａを、上記テーパー面８まで連続して形成しているので、上記第１実施形態のように、供給パイプ１６を貫通させる貫通孔１４を形成する必要がない。そのため、さらに加工が容易になる。但し、この実施形態のように、テーパー面８にスリットを形成すると、テーパー面８で誘導される流体がスリットから外部へ放出されてしまい、第１実施形態の構成と比べて負圧が生成される効率が悪くなる。そのため、スリット幅はあまり大きくしない方がよい。
【００４２】
図８に示す第３実施形態は、ノズル本体２７の内部形状が、第１実施形態のノズル本体６とは異なるが、外形状は上記ノズル本体６と同じであり、その他の構成及び機能も第１実施形態と同じである。第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を用いるとともに、各要素の機能についての詳細な説明も省略する。
また、ノズル本体２７の外周には、上記第１実施形態と同様の支持部材１５を接続している。
【００４３】
この第３実施形態のノズル本体２７は、円盤状の部材の中央に凹部２８を形成し、この凹部２８の側面を環状のテーパー面２８ａとするとともに、凹部２８の底面には支柱２９を設けている。この支柱２９の先端には、円盤部材３０を設け、この円盤部材３０の外側の平面３１を、テーパー面２８ａの外周に沿った環状の平面１０とを同レベルにしている。また、上記円盤部材３０は、外周が上記テーパー面２８ａに近接する外径を備え、円盤部材３０の外周とテーパー面２８ａとの間に、この発明のノズルを構成する環状スリット３１を形成している。
【００４４】
また、上記円盤部材３０と上記テーパー面２８ａとで囲まれた凹部２８内を、中継室３２とし、ノズル本体２７の側面からこの中継室３２に連通する挿入孔１３を形成している。
さらに、上記ノズル本体２８の外周には、上記支持部材１５を連接するが、支持部材１５の中央に形成したスリット１５ｃ（図２参照）が上記挿入孔１３に連通するようにしている。
【００４５】
そして、支持部材１５のスリット１５ｃに供給パイプ１６を配置し、その一方の端部を上記挿入孔１３に貫通し、中継室３２に連通させて固定する。
なお、挿入孔１３を貫通した供給パイプ１６はその外周を接着剤などで封止するようにしている。
さらに、供給パイプ１６の他方の端部は、支持部材１５の端部から突出させて、その突出部分にはＯリング１７を嵌めるとともに、支持部材１５の端部には上記他の実施形態と同様に、接続用ブロック１８を取り付けている。この接続用ブロック１８は図４に示す第１実施形態のものと同じであり、第１実施形態と同様に機能する。
【００４６】
この第３実施形態の保持装置は、接続用ブロック１８から供給パイプ１６を介して供給されたエアが、中継室３２を経由してスリット３１から高速で噴出し、テーパー面２８ａ及び平面１０に誘導されて外周方向へ流出する。このエアの流れによって負圧の領域が形成され、負圧による吸引力でワークを保持搬送する。
この第３実施形態も、ノズル本体２７の側面から中継室３２に連通する供給パイプ１６を用いることによって、装置の厚みを薄くすることができる。そのため、狭い箇所でのワークの搬送作業の作業性を上げることができる。
【００４７】
しかも、中継室３２にエアを供給するために供給パイプ１６を用いているので、長い供給通路を、ノズル本体２７や支持部材１５に直接形成する必要がない。
つまり、高い加工コストをかけることなく、厚みの薄い保持装置を実現できる。
この第３実施形態でも、支持部材１５のスリット１５ｃ内に供給パイプ１６の全体を配置しているので、供給パイプ１６によって支持部材１５部分の厚みが厚くなることはない。従って、支持部材１５も狭い場所に挿入することができる。
【００４８】
上記第１〜第３実施形態では、ノズル本体と流体誘導面とからなり、ワークを保持する部分を円形にしているが、その形状は円に限らない。保持すべきワークの形状に合わせて様々な形状にすることもできる。
例えば、図９に示す第４実施形態は、図５〜図７に示す第２実施形態のノズル本体２２の周囲に、長方形の外輪部材３３を設けた保持装置である。
なお、図９はワークを保持する面の平面図であり、二点鎖線で四角形のワークｗを示している。
この第４実施形態において、上記第２実施形態と同じ符号を付した要素は、第２実施形態と同じ機能を有するものであり、個々の要素についての詳細な説明は省略する。
【００４９】
この第４実施形態の保持装置では、外輪部材３３の中央に上記ノズル本体２２を挿入する中央穴２６を備えるとともに、この円形穴から外方に向かったテーパー面８及び平面１０を備え、これらテーパー面８及び平面１０で、流体誘導面を構成している。
また、外輪部材３３には、上記中央穴２６から長辺に沿って長さを有するスリット３３ａを形成している。
【００５０】
このようにした外輪部材３３を、ノズル本体２２の外周を囲むように設け、中央穴２６にノズル本体２２を固定しているが、その状態でノズル本体２２の平面９と外輪部材３３の平面１０とをほぼ同レベルにしている。
また、供給パイプ１６を上記スリット３３ａ内に配置して、その一端側をノズル本体２２の挿入孔１３に挿入して接着するとともに、他端側を外輪部財３３から突出させ、その突出部分にＯリング１７を嵌めている。
また、供給パイプ１６を突出させた側の外輪部材３３の端部であって、二点鎖線で示したワークｗと干渉しない位置を、支持部３３ｂとし、この支持部３３ｂに接続用ブロック１８を取り付けている。この接続用ブロック１８は図４に示す第１実施形態のものと同じであり、第１実施形態と同様に機能する。
【００５１】
この第４実施形態の保持装置も、上記接続用ブロック１８に接続した圧力流体源側の配管及び供給パイプ１６から供給されるエアが、中継室７を介して絞り噴出口１から噴出することによって発生する負圧の吸引力でワークを保持搬送する。
そして、この第４実施形態でも、ノズル本体２２の側面から中継室７に連通する供給パイプ１６を用いることによって、装置の厚みを薄くすることができる。そのため、狭い箇所でのワークの搬送作業の作業性を上げることができる。
また、この第４実施形態でも、供給パイプ１６がテーパー面８に交差して中継室７と連通するように構成しているため、供給パイプ１６がテーパー面８を回避する場合と比べて、ノズル本体２２及び外輪部材２５の厚みを薄くできる。
【００５２】
しかも、中継室７にエアを供給するために供給パイプ１６を用いているので、長い供給通路をノズル本体２２や外輪部材３３に直接形成する必要がない。
つまり、高い加工コストをかけることなく、厚みの薄い保持装置を実現できる。
この第４実施形態では、スリット３３ａ内に供給パイプ１６の全部を収容しているので、保持装置の厚み方向に供給パイプ１６がはみ出すことがなく、供給パイプ１６によって保持装置の厚みが厚くなることはない。
【００５３】
なお、上記第１〜第４実施形態では、保持部に形成したスリット内に供給パイプ１６を収容しているが、保持部にはスリットではなく溝を形成し、その溝に供給パイプ１６を収容するようにしてもよい。あるいは、結束部材などを用いて保持部に供給パイプ１６を固定し、沿わせるようにしても良い。
また、上記供給パイプ１６には、断面形状が真円の一般的なものを用いることができることはもちろん、断面形状が真円でないパイプを用いることもできる。例えば、供給パイプ１６として扁平なパイプを用い、短径をノズル本体の厚み方向に合わせて配置すれば、厚みを薄くしながら圧力流体の供給流量を増やすこともできる。
【００５４】
また、上記第１〜第４実施形態では、供給パイプ１６の端部を中継室内に突出させているが、供給パイプ１６の端部は、ノズル本体に形成した挿入孔１３中にとどめ、この挿入孔１３を介して供給パイプ１６と中継室とを連通させるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、供給パイプと圧力流体源とを接続するための供給用ブロックを支持部の端部に設けているが、この供給用ブロックを設けないで、供給パイプ１６の端部に圧力流体源側の配管を接続するようにしてもよい。
また、この発明の保持装置は、ノズル本体に連接した支持部を供えていないものでもよい。支持部を備えていない場合には、他の装置の可動アームによってノズル本体を支持すれば、保持装置で保持したワークを搬送することができる。
【００５５】
さらにまた、上記実施形態では、保持対象となるワークに接触するパッド１２を備えているが、このパッド１２も必須の構成要素ではない。
この発明の保持装置によってワークを上から保持する場合、パッド１２がなくても、上記吸引力とワークに作用する重力とのバランスによってワークを非接触で保持することができる。
【００５６】
一方、ワークを下から保持する場合に、上記パッド１２がなければ、ワークは吸引力ではなく流体の正圧による揚力と重力とのバランスによって非接触状態で保持される。但し、パッド１２の先端を吸引力が得られる位置に設ければ、ワークを下から保持する場合にも、吸引力によってワークをパッド１２に接触させて保持することができる。
つまり、上記パッド１２は必須のものではないが、パッド１２があればノズル本体６とワークとの距離を一定に保ち、ワークを吸引力によってより安定して保持することができる。
【００５７】
また、上記第１〜第４実施形態の保持装置は、それぞれ一つのノズル本体を備えているが、一つの保持装置に複数のノズル本体を備えてもよい。ノズル本体を複数備え、各ノズルの周囲にそれぞれ流体誘導面を備えれば、負圧が発生する面積を大きくすることができるので、大きなワークを保持することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
半導体基板の収容カセットなど、狭い箇所にあるワークを直接保持して搬送する装置に適している。
【符号の説明】
【００５９】
６ ノズル本体
７ 中継室
８ テーパー面
１０ 平面
１５ 支持部材
１５ａ 第１部材
１５ｂ 第２部材
１５ｃ スリット
１６ 供給パイプ
１７ Ｏリング
１８ 接続用ブロック
１９ （支持部側保持部である）スリット
２０ 筒状凹部
２１ 連通路
２２ ノズル本体
２３ 流体誘導部
２４ 支持部
２５ａ スリット
２７ ノズル本体
２８ａ テーパー面
３１ スリット
３２ 中継室
３３ａ スリット
３３ｂ 支持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを構成するノズル本体内に、ノズルに連通するとともに圧力流体源に接続した中継室を備えるとともに、上記中継室の周囲には流体誘導面を設け、上記圧力流体源からの流体を上記中継室を経由して上記ノズルから噴出させ、この噴出させた流体を流体誘導面に沿って流出させ、ベルヌーイの原理を用いてワークを保持して搬送する保持装置において、上記ノズル本体の側面を通過して上記中継室に連通し、上記中継室に圧力流体を供給する供給パイプを設けた保持装置。
【請求項２】
上記ノズルを、中継室の側面に設けるとともに、このノズルから噴出させた流体を誘導するテーパー面を備えるとともに、上記供給パイプは上記テーパー面に交差する角度で中継室の側面に連通させた請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】
上記ノズル本体の側面に連接した支持部を備え、上記供給パイプを上記支持部に沿わせて設けた請求項１または２に記載の保持装置。
【請求項４】
上記供給パイプの一部あるいは全部を、上記支持部内に位置させた請求項３に記載の保持装置。
【請求項５】
上記支持部の端部に、上記供給パイプと上記圧力流体源とを接続するための接続用ブロックを設けた請求項３または４に記載の保持装置。
【請求項６】
上記供給パイプにおける上記中継室と反対側の端部を、上記支持部の端部から突出させ、この供給パイプの突出部分の外周に環状シール部材を設けるとともに、上記接続用ブロックには、上記支持部の端部を保持する支持部側保持部と、この支持部側保持部に連続し、上記環状シール部材の外周よりわずかに小さくした内周を備えた筒状凹部と、この筒状凹部の軸方向に連続し、その内径を筒状凹部よりも小さくした連通路と、この連通路に上記圧力流体源側の配管を接続するための圧力流体源接続部とを備え、上記供給パイプに設けた上記環状シール部材を上記筒状凹部内に位置させた請求項５に記載の保持装置。
【請求項１】
ノズルを構成するノズル本体内に、ノズルに連通するとともに圧力流体源に接続した中継室を備えるとともに、上記中継室の周囲には流体誘導面を設け、上記圧力流体源からの流体を上記中継室を経由して上記ノズルから噴出させ、この噴出させた流体を流体誘導面に沿って流出させ、ベルヌーイの原理を用いてワークを保持して搬送する保持装置において、上記ノズル本体の側面を通過して上記中継室に連通し、上記中継室に圧力流体を供給する供給パイプを設けた保持装置。
【請求項２】
上記ノズルを、中継室の側面に設けるとともに、このノズルから噴出させた流体を誘導するテーパー面を備えるとともに、上記供給パイプは上記テーパー面に交差する角度で中継室の側面に連通させた請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】
上記ノズル本体の側面に連接した支持部を備え、上記供給パイプを上記支持部に沿わせて設けた請求項１または２に記載の保持装置。
【請求項４】
上記供給パイプの一部あるいは全部を、上記支持部内に位置させた請求項３に記載の保持装置。
【請求項５】
上記支持部の端部に、上記供給パイプと上記圧力流体源とを接続するための接続用ブロックを設けた請求項３または４に記載の保持装置。
【請求項６】
上記供給パイプにおける上記中継室と反対側の端部を、上記支持部の端部から突出させ、この供給パイプの突出部分の外周に環状シール部材を設けるとともに、上記接続用ブロックには、上記支持部の端部を保持する支持部側保持部と、この支持部側保持部に連続し、上記環状シール部材の外周よりわずかに小さくした内周を備えた筒状凹部と、この筒状凹部の軸方向に連続し、その内径を筒状凹部よりも小さくした連通路と、この連通路に上記圧力流体源側の配管を接続するための圧力流体源接続部とを備え、上記供給パイプに設けた上記環状シール部材を上記筒状凹部内に位置させた請求項５に記載の保持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４５５８８（Ｐ２０１１−２４５５８８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０７９０（Ｐ２０１０−１２０７９０）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５９２１８９７０１）日本空圧システム株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５９２１８９７０１）日本空圧システム株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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