物品保持装置
【課題】大量の気体を必要とすることなく、非接触で物品を保持できるようにする。
【解決手段】物品保持装置２０は、ガラス基板Ｓに対向可能な物品対向部４２及び内部に設けられた空間を有するケース２２と、少なくとも１つのファン２４と、吸い込み口２６と、吹き出し口２８と、を備えている。ファン２４は、ケース２２の空間に配置され、気体を吸い込んで吹き出す。吸い込み口２６は、物品対向部４２に配置され、ファン２４の吸い込み側と連通する。吹き出し口２８は、吸い込み口２６と異なる位置で物品対向部４２に対向して配置され、ファン２４の吹き出し側と連通する。
【解決手段】物品保持装置２０は、ガラス基板Ｓに対向可能な物品対向部４２及び内部に設けられた空間を有するケース２２と、少なくとも１つのファン２４と、吸い込み口２６と、吹き出し口２８と、を備えている。ファン２４は、ケース２２の空間に配置され、気体を吸い込んで吹き出す。吸い込み口２６は、物品対向部４２に配置され、ファン２４の吸い込み側と連通する。吹き出し口２８は、吸い込み口２６と異なる位置で物品対向部４２に対向して配置され、ファン２４の吹き出し側と連通する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持装置、特に、物品を非接触で保持する物品保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板及び液晶ガラス基板等の物品を保持する場合、非接触で物品を保持する物品保持装置が半導体製造工場や液晶製造工場で広く用いられている。例えば、いわゆるベルヌーイチャックと呼ばれる物品保持装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の物品保持装置は、流体を噴出する流体噴出口を有している。この流体噴出口は筒状の凹部の内周面に流体が渦流となるように形成されている。流体が噴出されると、凹部で負圧が発生して物品を吸着するとともに、噴出した流体が物品保持装置と物品との間で流れて物品と物品保持装置とが接触しないように反発させる。これにより、物品が非接触で保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の物品保持装置では、渦流を凹部に噴出させて負圧を作り出している。このため、負圧を発生させるために大量の清浄な気体が必要になる。
【０００５】
本発明の課題は、大量の気体を必要とすることなく、非接触で物品を保持できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る物品保持装置は、物品を非接触で保持する物品保持装置である。物品保持装置は、物品に対向可能な物品対向部と内部に設けられた空間とを有する収納部と、少なくとも１つの送風機と、吸い込み口と、吹き出し口と、を備えている。送風機は、収納部の空間に配置され、気体を吸い込んで吹き出す。吸い込み口は、物品対向部に配置され、送風機の吸い込み側と連通する。吹き出し口は、吸い込み口と異なる位置で物品対向部に配置され、送風機の吹き出し側と連通する。
この物品保持装置では、物品を収納部の物品対向部に対向させた状態で送風機を運転すると、吸い込み口から気体を吸い込んで吹き出し口から気体が吹き出される。この吸い込んだ気体により物品を保持し、吹き出した気体により物品を収納部から離反させる。このとき、送風機の送風量を制御して吸い込み口からの吸い込み量と吹き出し口からの吹き出し量とを適宜に調整することより、収納部に非接触で物品を保持できる。具体的には、吸い込み口に吸い込まれる風の力が、吹き出し口からの吹き出される風の力と、物品の重量と、反発力との和と等しくなると物品は保持される。この反発力は、収納部と物品との間の気体層のクッションにより密着を防ぐ力である。ここでは、物品保持装置に設けた送風機により生じる気体の吸い込み量及び吹き出し量を制御することにより物品を保持している。このため、保持装置の周囲にある気体を用いて物品を保持できる。したがって、大量の気体を必要とすることなく、非接触で物品を保持できるようになる。
【０００７】
物品対向部は、物品に対向可能な平面を有し、吸い込み口は、平面に配置され、吹き出し口は、平面の吸い込み口の周囲に配置されていてもよい。
この場合には、物品を保持するのに寄与する吸い込み口の周囲に物品を離反させる吹き出し口が設けられているので、簡単な構造で物品を安定して保持できる。
【０００８】
吸い込み口は、送風機の吸い込み側に対向して配置されていてもよい。
この場合には、物品に対向して配置された吸い込み口が送風機の吸い込み側に対向して配置されるので、送風機が吸い込み口を介して物品に対向して配置される。このため、物品の保持するための吸い込み側での抵抗が小さくなり、吸い込み流量の損失が減少し、物品の保持を確実に行える。また、吹き出し口及び吸い込み口の構成がコンパクトになる。
【０００９】
物品保持装置は、送風機の吸い込み側と連通し、平面と異なる位置に開口する吸気部をさらに備えていてもよい。
この場合には、吸い込み口に物品が近づいて吸い込み口からの吸い込み流量が減少しても、吸気部から送風機の吸い込み側に気体を供給できるので、物品が平面に吸着しにくくなる。
【００１０】
吸気部は、平面に平行に配置されていてもよい。この場合には、吸気部が平面に平行に配置されているので、簡単な構造で物品の平面への吸着を防止できる。
【００１１】
物品保持装置は、収納部に配置され、物品と平面との距離を把握可能な距離把握手段をさらに備えてもよい。
この場合には、物品と収納部との距離を把握できるので、距離に応じて送風機を制御することにより、物品と収納部との隙間を適切に管理できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、物品保持装置に設けた送風機により生じる気体の流量を制御することにより物品を保持している。このため、保持装置の周囲にある気体を用いて物品を保持できる。したがって、大量の気体を必要とすることなく、非接触で物品を保持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態が採用された移載装置の斜視図。
【図２】本発明の一実施形態による物品保持装置の底面図。
【図３】その側面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】ファン制御部のブロック図。
【図６】ファン制御部の制御動作を示すフローチャート。
【図７】他の実施形態のファン制御部のブロック図。
【図８】さらに他の実施形態の図４に相当する断面模式図。
【図９】さらに他の実施形態の図４に相当する断面模式図。
【図１０】さらに他の実施形態の図４に相当する断面模式図。
【図１１】さらに他の実施形態の図２に相当する底面図。
【図１２】さらに他の実施形態の図２に相当する底面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）移載装置の全体構成
図１において、本発明の一実施形態が採用された移載装置１０は、例えば、大型液晶用のガラス基板ＳをカセットＣと図示しない搬送装置との間で移載する。移載装置１０は、例えばスカラロボットからなる移載ロボット１２と、移載ロボット１２の先端に設けられた移載アーム１４と、移載アーム１４に装着された、例えば４つの物品保持装置２０と、を備えている。カセットＣは、内部に複数段の棚部Ｃａを有している。各棚部Ｃａは、左右に間隔を隔てて配置された３つの棚板Ｃｂを有している。
【００１５】
移載ロボット１２は、フレーム部１２ａと、フレーム部１２ａに装着された第１アーム部１２ｂと、第１アーム部１２ｂに装着された第２アーム部１２ｃと、を有している。第１アーム部１２ｂは、フレーム部１２ａに昇降かつ昇降軸Ｅ回りに旋回自在に装着されている。第２アーム部１２ｃは、第１アーム部１２ｂの先端に昇降軸Ｅと平行な軸回りに旋回自在に装着されている。第２アーム部１２ｃの先端に移載アーム１４が装着されている。移載アーム１４は、第２アーム部１２ｃの先端に昇降軸Ｅと平行な軸回り旋回自在に装着されている。したがって、移載ロボット１２は、平行な３つの関節軸と１つの昇降軸Ｅとを有している。
【００１６】
移載アーム１４は、第２アーム部１２ｃの先端に所定高さ離反して配置されている。これにより、物品保持装置２０及びそれに保持されるガラス基板Ｓをかわせるようになっている。移載アーム１４は、この実施形態では、二股に分かれるフォーク１４ａ及びフォーク１４ｂを有している。フォーク１４ａ及びフォーク１４ｂの下面に２つの物品保持装置２０が間隔を隔てて固定されている。フォーク１４ａ及びフォーク１４ｂは、カセットＣの棚板Ｃｂの間に配置可能である。
【００１７】
（２）物品保持装置の構成
物品保持装置２０は、物品としてのガラス基板Ｓの上面を非接触で保持するものである。物品保持装置２０は、図２〜図４に示すように、ガラス基板Ｓに対向可能なケース（収納部の一例）２２と、ケース２２内に配置されたファン（送風機の一例）２４と、吸い込み口２６と、吹き出し口２８と、を備えている。また、物品保持装置２０は、ケース２２の内部にファン２４を制御するファン制御部３０を備え、ケース２２の外部に複数（例えば４つ）の距離センサ（距離把握手段の一例）３２を備えている。さらに、物品保持装置２０は、吸い込み口２６と連通する吸気部３４を備えている。
【００１８】
（３）ケースの構成
ケース２２は、内部にファン２４とファン制御部３０とを収納している。ケース２２は、金属又は合成樹脂製であり、ガラス基板Ｓに対向する平面を有している。ケース２２は、概ね直方体の筐体で構成されるケース本体４０と、ケース本体４０に間隔を隔てて固定された物品対向部４２と、を有している。
【００１９】
ケース本体４０の上面は、フォーク１４ａ又はフォーク１４ｂに固定されている。ケース本体４０は、下方が正方形に開口し内部に空間４０ａを有する第１部材４０ｂと、第１部材４０ｂの開口を塞ぐ第２部材４０ｃと、を有している。第１部材４０ｂは、例えば、金属薄板の折り曲げ又はプレス成形して形成された枠状の部材である。第２部材４０ｃは、正方形の板状部材であり、第１部材４０ｂに例えばねじや接着等の適宜の固定手段により固定されている。第２部材４０ｃは、第１部材４０ｂの開口の内側に嵌合している。第２部材４０ｃは、ガラス基板Ｓに対向可能な平面を有し、平面の中心には、吸い込み口２６を構成する円形の第１開口４０ｄが形成されている。第１開口４０ｄの周囲には、吹き出し口２８を構成する円形の複数（例えば、１８個）の第２開口４０ｅが第１開口４０ｄの中心を中心とする円周上に間隔を隔てて配置されている。ここで、複数の第２開口４０ｅの面積の和は、同じ平面に第１開口４０ｄ及び第２開口４０ｅを形成した場合、第１開口４０ｄの面積の１／３以上２／３以下に設定されている。本実施形態では、外周側に吹き出し口２８があり、内側の吸い込み口２６に比べて吹き付ける風が外側に逃げることにより作用する力が小さくなる。このため、面積を小さくして吹き出し圧力を上げている。
【００２０】
物品対向部４２は、ガラス基板Ｓに対向する平面を有している。物品対向部４２は、第２部材４０ｃに間隔を隔てて配置された概ね正方形の板状部材である。物品対向部４２は、主に吸気部３４を構成するために設けられている。すなわち、ケース２２との間の隙間が吸気部３４となっている。物品対向部４２の中心には、第１開口４０ｄに対向して円形の第３開口４２ａが形成されている。第３開口４２ａは、第１開口４０ｄと同径の孔であり、第３開口４２ａも吸い込み口２６を構成している。第３開口４２ａの周囲には、複数の第２開口４０ｅに対向して複数の第４開口４２ｂが形成されている。第４開口４２ｂは、第２開口４０ｅと同径の孔であり、第４開口４２ｂも吹き出し口２８を構成している。第２開口４０ｅと第４開口４２ｂの配置部分には、吹き出し口２８と吸気部３４との連通を防止するための複数の間座部材４４が配置されている。複数の間座部材４４は、第２開口４０ｅ及び第４開口４２ｂと同芯に配置されている。間座部材４４は座金形状の部材であり、第２開口４０ｅ及び第４開口４２ｂと同径の貫通孔４４ａを有している。吸気部３４は、前述したようにケース本体４０と物品対向部４２との間の隙間に配置されている。したがって、吸気部３４は、ケース２２の下面ではなく下面に沿って配置され側部に開口している。吸気部３４は、吸い込み口２６と連通し、吹き出し口２８とは連通していない。これにより、吸い込み口２６の第３開口４２ａに誤ってガラス基板Ｓが接触し、第３開口４２ａがガラス基板Ｓにより塞がれても、吸気部３４から気体を吸い込んで吹き出し口２８から吹き出すことができる。このため、ガラス基板Ｓが吸い込み口２６に接触しにくくなる。
【００２１】
（４）ファンの構成
ファン２４は、その回転中心が吸い込み口２６と同芯に配置されている。ファン２４は、例えば、シロッコファン、ターボファン、及びプロペラファン等を用いた回転ファン部５０を有している。この実施形態では、回転ファン部５０は、ターボファンに比べて風量が多いシロッコファンを用いているが、その他の形態のものでもよい。また、ファン２４は、回転ファン部５０を回転駆動するファンモータ５２と、ファンモータ５２を固定するファンケース５４と、を有している。ファンモータ５２は、例えば、モータ軸５２ａがファンケース５４に固定された軸固定形のモータである。回転ファン部５０はファンモータ５２のモータケース５２ｂに固定されている。ファンケース５４は、平面視Ｊ字状であり、第２部材４０ｃに固定されている。ファン２４は吸い込み部５４ａが吸い込み口２６に対向してファンケース５４の下面に配置され、吹き出し部５４ｂが吹き出し口２８に連通してファンケース５４の側部に配置されている。なお、ファン２４において、吸い込み側と吹き出し側とを区分けできるものであれば、ファンケース５４はなくてもよい。
【００２２】
（５）距離センサの構成
距離センサ３２は、ケース本体４０の対向する二辺にそれぞれ間隔を隔てて４つ配置されている。距離センサ３２は、例えばレーザ光等の光をガラス基板Ｓに照射してその反射光によりガラス基板Ｓとの距離を検出可能なものである。
（６）ファン制御部の構成
ファン制御部３０は、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェイス等を含むマイクロコンピュータを備えている。ファン制御部３０は、４つの距離センサ３２での測定結果の距離が一定になるようにファン２４のファンモータ５２の回転速度を制御する。
【００２３】
図５に示すように、ファン制御部３０には、距離センサ３２と、外部通信部３６と、ファンモータ５２と、が接続されている。外部通信部３６は、無線、有線等の通信手段（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．１やＩＥＥＥ ８０２．１５．４で規定される無線通信規格）で外部装置と通信可能なものである。この実施形態では、ファン制御部３０は、外部通信部３６を介して移載装置１０の制御を行う移載制御部６０と通信可能である。移載制御部６０もファン制御部３０と同様な１又は複数のマイクロコンピュータを有している。移載制御部６０には、外部通信部３６を含む外部装置と通信可能な外部通信部６２と、移載ロボット１２と、が接続されている。
【００２４】
（７）移載制御部の構成
移載制御部６０は、ファン制御部３０にガラス基板Ｓを保持する保持命令及びガラス基板Ｓの保持を解除する解除命令を出力する。移載制御部６０には、外部通信部６２を介して工場内の上位コントローラ（図示せず）から搬送指令が与えられる。この搬送指令には、ガラス基板Ｓの質量のデータが含まれている。なお、搬送指令に表面粗さデータ、物品のたわみやすさのデータを含んでもよい。これは表面粗さが粗いと気体による吸着力が弱くなるからである。また、物品がたわみやすいと、物品を慎重に吸着する必要があるからである。この搬送指令に含まれるデータは、移載制御部６０が搬送指令を受け取ると、保持命令を出力する前にファン制御部３０に外部通信部６２及び外部通信部３６を介して送信される。ファン制御部３０は、質量のデータを受け取ると、質量のデータを加味してファンモータ５２を制御する。移載制御部６０は、ガラス基板Ｓに移載アーム１４が配置されると、ファン制御部３０にガラス基板Ｓを保持する保持命令及び保持を解除する解除命令を送信する。この保持命令及び解除命令を受け取ってファン制御部３０はファンモータ５２を制御する。
【００２５】
（８）ファン制御部の制御動作
次に、ファン制御部３０の制御動作を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
ファン制御部３０に電源が投入されると、ステップＳ１で初期設定がなされる。この初期設定では、各種の変数及びフラグがリセットされる。ステップＳ２では、搬送指令に含まれる質量データを受信したか否かを判断する。これらのデータを受信してない場合は、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、保持命令を受信したか否かを判断する。保持命令を受信していない場合は、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、解除命令を受信したか否かを判断する。解除命令を受信していない場合は、ステップＳ２に戻る。
【００２６】
質量データを受信すると、ステップＳ２からステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、受信した質量データに基づいて、ファンモータ５２の回転速度Ｖｓ及びガラス基板Ｓとの距離Ｌｓを設定する。この２つの設定値は、質量データに応じて、例えば、マップデータの形でマイクロコンピュータ内の内部メモリに記憶されている。例えば、回転速度Ｖｓは、質量が大きいほど、速度が速くなるように設定されている。また、距離Ｌｓを質量が大きいほど、距離が大きくなるように設定してもよい。
ステップＳ１０で設定が終わるとステップＳ３に移行する。
【００２７】
保持命令を受信すると、ステップＳ３からステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、すでにファンモータ５２が正転（すなわち、吸い込み口２６から気体を吸い込む、図２に矢印で示す反時計回りの回転方向）しているか否かを判断する。ファンモータ５２が正転していない場合は、ステップＳ１０に移行して、ファンモータ５２を正転させ、ステップＳ１３に移行し、ファンモータ５２が正転している場合は、ステップＳ１３に移行する。ファン２４が正転すると、気体が図２及び図３に白抜き矢印で示すように流れ、吸い込み口２６から気体が吸い込まれ、吹き出し口２８から吹き出される。このとき、吹き出し口２８らか吹き出される風の力と、ガラス基板Ｓの重量と、反発力と、の和が、吸い込み口２６から吸い込まれる風の力と等しくなると、非接触でガラス基板を物品保持装置２０により保持できる。したがって、吸い込み口２６や吹き出し口２８からの風が斜めになると、風量は同じでも風の力は弱くなる。
【００２８】
ステップＳ１３では、距離センサ３２で計測された距離Ｌを取り込む。このとき、４つの距離センサ３２の平均値を計測距離Ｌとする。なお、４つの距離センサ３２の値が所定以上（例えば２ｍｍ以上）離反している場合は、ガラス基板Ｓが傾いていると判断して以降の処理を中断してファンモータ５２を逆転させ保持を解除してもよい。
【００２９】
ステップＳ１４では、計測距離ＬがステップＳ１０で設定された距離Ｌｓから制御距離ｄＬ（例えば１ｍｍ）を減算した減算距離未満か否か、つまりガラス基板Ｓが物品保持装置２０に接近しすぎているか否かを判断する。ステップＳ１５では、計測距離Ｌが設定された距離Ｌｓに制御距離ｄＬ（例えば１ｍｍ）を加算した加算距離を超えているか否か、つまりガラス基板Ｓが物品保持装置２０から離反しすぎているか否かを判断する。
【００３０】
計測距離Ｌが減算距離未満のときは、ステップＳ１４からステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、ファンモータ５２の回転速度Ｖを設定された回転速度Ｖｓから速度ｄＶだけ減少させる。例えば、ファンモータ５２をディーティ比によりＰＷＭ（パルス幅変調）制御する場合は、デューティ比を例えば５％程度下げる。
【００３１】
計測距離Ｌが加算距離を超えているときは、ステップＳ１５からステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、ファンモータ５２の回転速度Ｖを設定された回転速度Ｖｓから速度ｄＶだけ増加させる。例えば、ファンモータ５２をディーティ比によりＰＷＭ（パルス幅変調）制御する場合は、デューティ比を例えば５％程度上げる。これらの処理が終了すると、ステップＳ４に移行する。
【００３２】
解除命令を受信すると、ステップＳ４からステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、ファンモータ５２を所定時間逆転させる。これにより、吸い込み口２６から気体が吹き出してガラス基板Ｓの保持が解除される。
【００３３】
（９）特徴
物品保持装置２０は、ガラス基板Ｓを非接触で保持する装置である。物品保持装置２０は、ガラス基板Ｓに対向可能な物品対向部４２と内部に設けられた空間４０ａとを有するケース２２と、ファン２４と、吸い込み口２６と、吹き出し口２８と、を備えている。ファン２４は、ケース２２の空間４０ａに配置され、気体を吸い込んで吹き出す少なくとも１つのものである。吸い込み口２６は、物品対向部４２に配置され、ファン２４の吸い込み側と連通するものである。吹き出し口２８は、吸い込み口２６と異なる位置で物品対向部４２に対向して配置され、ファン２４の吹き出し側と連通するものである。
この物品保持装置２０では、ガラス基板Ｓをケース２２の物品対向部４２に対向させた状態でファン２４を運転すると、吸い込み口２６から気体を吸い込んで吹き出し口２８から気体が吹き出される。この吸い込んだ気体によりガラス基板Ｓを保持し、吹き出した気体によりガラス基板Ｓをケース２２から離反させる。このとき、ファン２４の回転数を制御して流量を適宜に調整することより、ケース２２に非接触でガラス基板Ｓを保持できる。ここでは、物品保持装置２０に設けたファン２４により生じる気体の流量を制御することによりガラス基板Ｓを保持している。このため、保持装置の周囲にある気体を用いて物品を保持できる。したがって、大量の気体を必要とすることなく、非接触でガラス基板Ｓを保持できるようになる。
【００３４】
物品対向部４２は、ガラス基板Ｓに対向可能な平面を有し、吸い込み口２６は、平面に配置され、吹き出し口２８は、平面の吸い込み口２６の周囲に配置されている。
ここでは、ガラス基板Ｓを保持するのに寄与する吸い込み口２６の周囲にガラス基板Ｓを離反させる吹き出し口２８が設けられているので、簡単な構造でガラス基板Ｓを安定して保持できる。
【００３５】
吸い込み口２６は、ファン２４の吸い込み側に対向して配置されている。
ここでは、ガラス基板Ｓに対向して配置された吸い込み口２６がファン２４の吸い込み側に対向して配置されるので、ファン２４が吸い込み口２６を介してファン２４に対向して配置される。このため、ファン２４の保持するための吸い込み側での抵抗が小さくなり、吸い込み流量の損失が減少し、ガラス基板Ｓの保持を確実に行える。また、吹き出し口２８及び吸い込み口２６の構成がコンパクトになる。
【００３６】
物品保持装置２０は、吸い込み口２６と連通し、平面と異なる位置に開口する吸気部３４をさらに備えている。
このため、吸い込み口２６にガラス基板Ｓが近づいて吸い込み口２６からの吸い込み流量が減少しても、吸気部３４からファン２４に気体を供給できるので、ガラス基板Ｓが平面に吸着しにくくなる。
【００３７】
吸気部３４は、平面に沿って配置されている。
ここでは、吸気部３４が平面に沿って配置されているので、簡単な構造でガラス基板Ｓの平面への吸着を防止できる。
【００３８】
物品保持装置２０は、ケース２２に配置され、ガラス基板Ｓと平面との距離を把握可能な距離センサ３２をさらに備えている。
このため、ガラス基板Ｓとケース２２との距離を把握できるので、距離に応じて送風機を制御することにより、ガラス基板Ｓとケース２２との隙間を適切に管理できる。
【００３９】
（１０）他の実施形態
以上、本発明の一実施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、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４０】
（Ａ）前記実施形態では、収納部の一例としてケースを示したが、収納部は、内部に吸い込み口、吸い込み口から吸い込んだ気体の通路、ファンの配置場所、吹き出す気体の通路、及び吹き出し口までが囲まれた空間を有するものであればどのような形態でもよく、独立して設けなくてもよい。たとえば、移載装置１０の移載アームに空間を形成して収納部としてもよい。また、収納部の形状は、直方体の筐体に限定されず、複雑な形状の一部に設けられた空間、薄い円柱状のような形状でもよい。
【００４１】
（Ｂ）前記実施形態では、物品としてガラス基板を例示したが、物品は硬質の平面を有するものであれば、どのようなものでもよい。ただし、非接触で物品を保持できるので、物品との接触による汚染を嫌う、例えば、半導体基板や精密部品の保持に好適である。
【００４２】
（Ｃ）前記実施形態では、距離把握手段として距離センサを例示したが、本発明はこれに限定されない。
図７において、ファン制御部３０には、距離把握手段として圧力センサ３８が接続されている。その他の構成は、図５に示す前記実施形態と同様である。圧力センサ３８は、ファン２４の吸い込み側又は吹き出し側に配置されており、負圧又は正圧を検出する。この実施形態では、圧力センサ３８は、吸い込み側に配置され負圧を検出している。このように圧力センサ３８により、距離を把握すれば、特定のガラス基板のように光により距離を検出しにくい物品であっても精度良く物品との距離を計測できる。
【００４３】
圧力センサ３８で距離を計測する場合、図６のステップＳ１３の計測距離の取り込みに代えて計測された圧力（負圧）を取り込み、ステップＳ１４及びステップＳ１５の判断ステップで、計測された負圧と設定された負圧とを比較する。そして、負圧の大小によりガラス基板Ｓとの距離を把握できる。具体的には、負圧が設定圧力より大きい場合は、ガラス基板Ｓが物品保持装置２０に近づいているので、ファンモータ５２の回転速度を前記実施形態と同様に下げる。また、負圧が設定圧力より小さい場合は、ガラス基板Ｓが物品保持装置２０から離反しているので、ファンモータ５２の回転速度を前記実施形態と同様にあげる制御を行う。このように、距離把握手段は、距離を直接計測する距離センサに限定されない。なお、設定圧力は、前記実施形態と同様に、質量データに応じて設定すればよい。
【００４４】
（Ｄ）前記実施形態では、吸気部３４をケース２２の側部に設けたが、吸気部は吸い込み口と連通し、吹き出し口と連通しない位置であればどのような位置にあってもよい。
【００４５】
図８において、物品保持装置１２０の吸気部１３４は、ファン１２４のファンモータ１５２のモータ軸１５２ａの中心にモータ軸１５２ａを貫通して形成されている。ケース２２の第１部材４０ｂの上面にはモータ軸１５２ａに対向して吸気口１３４ａが開口している。したがって、物品対向部は設けられていない。このため、前記実施形態の第１開口が吸い込み口２６となり、第２開口が吹き出し口２８となっている。また、吹き出し口２８との連通を防止する間座部材１４４が、ケース２２の第１部材４０ｂの吸気口１３４ａとモータ軸１５２ａとの間に配置されている。このような構成でも、前記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００４６】
（Ｅ）前記実施形態では、吸い込みと吹き出しとを１台のファン２４で行っていたが、複数台のファンで行ってもよい。この場合、吸い込み用と吹き出し用とを分けてもよい。
図９において、物品保持装置２２０は、吸い込みファン２２４ａと、複数（例えば、４つ）の吹き出しファン２２４ｂと有している。吸い込みファン２２４ａは、ケース２２２の中心に配置された吸い込み口２２６に対向して配置されている。吹き出しファン２２４ｂは、吸い込み口２２６の周囲に周方向に間隔を隔てて配置された複数の吹き出し口２２８に対向して配置されている。吸い込みファン２２４ａの吹き出し側には、排気通路２３５が形成され、吹き出しファン２２４ｂの吸い込み側には、吸気通路（吸気部の一例）２３４が形成されている。
【００４７】
図１０において、物品保持装置３２０は、吸い込みファン３２４ａと、複数（例えば、４つ）の吹き出しファン３２４ｂと有している。ケース３２２内の吸い込みファン３２４ａの周囲には、吸い込みファン３２４ａを囲むように矩形筒形状に隔壁３２２ａが形成されている。吸い込みファン３２４ａは、ケース３２２の中心に配置された吸い込み口３２６に対向して配置されている。吹き出しファン３２４ｂは、吹き出し口３２８ではなく、隔壁３２２ａに形成された複数（例えば４つ）の吹き出し経路３２２ｂに設けられている。
【００４８】
このような構成でも、前記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。また、吸い込みファン２２４ａ及び吸い込みファン３２４ａと吹き出しファン２２４ｂ及び吹き出しファン３２４ｂとが独立して設けられているので、吸い込み風量と吹き出し風量とを個別に制御でき、精度が高い保持制御を行える。なお、吸い込みファンと吹き出しファンとを用いる場合、前述したように、吸い込みファンから吸い込まれる風の力が、吹き出しファンから吹き出される風の力と、物品の重量と、反発力と、の和と等しくなるように制御する。
なお、複数のファンを用いる場合、物品が傾いたときに、複数のファンの回転量を制御して傾きを修正するようにしてもよい。
【００４９】
（Ｆ）前記実施形態では、ワッシャ形状の間座部材４４により吸気部３４を構成したが、本発明はこれに限定されない。
図１１及び図１２には、複数（たとえば３つ）の貫通孔４４４ａを有する扇形状の複数（たとえば４個）の間座部材４４４及び複数の貫通孔５４４ａを有する円弧状の複数（たとえば４個の）間座部材５４４を物品対向部４２とケース２２との間に配置している。この間座部材４４４及び間座部材５４４の間に、吸気部４３４及び吸気部５３４を設けている。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、物品を非接触で保持する物品保持装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 移載装置
１２ 移載ロボット
１２ａ フレーム部
１２ｂ 第１アーム部
１２ｃ 第２アーム部
１４ 移載アーム
１４ａ フォーク
１４ｂ フォーク
２０ 物品保持装置
２２ ケース（収納部）
２４ ファン
２６ 吸い込み口
２８ 吹き出し口
３０ ファン制御部
３２ 距離センサ
３４ 吸気部
３６ 外部通信部
３８ 圧力センサ
４０ ケース本体
４０ａ 空間
４０ｂ 第１部材
４０ｃ 第２部材
４０ｄ 第１開口
４０ｅ 第２開口
４２ 物品対向部
４２ａ 第３開口
４２ｂ 第４開口
４４ 間座部材
４４ａ 貫通孔
５０ 回転ファン部
５２ ファンモータ
５２ａ モータ軸
５２ｂ モータケース
５４ ファンケース
５４ａ 吸い込み部
５４ｂ 吹き出し部
６０ 移載制御部
６２ 外部通信部
１２０ 物品保持装置
１２４ ファン
１３４ 吸気部
１３４ａ 吸気口
１４４ 間座部材
１５２ ファンモータ
１５２ａ モータ軸
２２０ 物品保持装置
２２２ ケース
２２４ａ 吸い込みファン
２２４ｂ 吹き出しファン
２２６ 吸い込み口
２２８ 吹き出し口
２３４ 吸気通路
２３５ 排気通路
３２０ 物品保持装置
３２２ ケース
３２２ａ 隔壁
３２２ｂ 吹き出し経路
３２４ａ 吸い込みファン
３２４ｂ 吹き出しファン
３２６ 吸い込み口
３２８ 吹き出し口
４３４ 吸気部
４４４ 間座部材
４４４ａ 貫通孔
５３４ 吸気部
５４４ 間座部材
５４４ａ 貫通孔
Ｃ カセット
Ｓ ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持装置、特に、物品を非接触で保持する物品保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板及び液晶ガラス基板等の物品を保持する場合、非接触で物品を保持する物品保持装置が半導体製造工場や液晶製造工場で広く用いられている。例えば、いわゆるベルヌーイチャックと呼ばれる物品保持装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の物品保持装置は、流体を噴出する流体噴出口を有している。この流体噴出口は筒状の凹部の内周面に流体が渦流となるように形成されている。流体が噴出されると、凹部で負圧が発生して物品を吸着するとともに、噴出した流体が物品保持装置と物品との間で流れて物品と物品保持装置とが接触しないように反発させる。これにより、物品が非接触で保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の物品保持装置では、渦流を凹部に噴出させて負圧を作り出している。このため、負圧を発生させるために大量の清浄な気体が必要になる。
【０００５】
本発明の課題は、大量の気体を必要とすることなく、非接触で物品を保持できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る物品保持装置は、物品を非接触で保持する物品保持装置である。物品保持装置は、物品に対向可能な物品対向部と内部に設けられた空間とを有する収納部と、少なくとも１つの送風機と、吸い込み口と、吹き出し口と、を備えている。送風機は、収納部の空間に配置され、気体を吸い込んで吹き出す。吸い込み口は、物品対向部に配置され、送風機の吸い込み側と連通する。吹き出し口は、吸い込み口と異なる位置で物品対向部に配置され、送風機の吹き出し側と連通する。
この物品保持装置では、物品を収納部の物品対向部に対向させた状態で送風機を運転すると、吸い込み口から気体を吸い込んで吹き出し口から気体が吹き出される。この吸い込んだ気体により物品を保持し、吹き出した気体により物品を収納部から離反させる。このとき、送風機の送風量を制御して吸い込み口からの吸い込み量と吹き出し口からの吹き出し量とを適宜に調整することより、収納部に非接触で物品を保持できる。具体的には、吸い込み口に吸い込まれる風の力が、吹き出し口からの吹き出される風の力と、物品の重量と、反発力との和と等しくなると物品は保持される。この反発力は、収納部と物品との間の気体層のクッションにより密着を防ぐ力である。ここでは、物品保持装置に設けた送風機により生じる気体の吸い込み量及び吹き出し量を制御することにより物品を保持している。このため、保持装置の周囲にある気体を用いて物品を保持できる。したがって、大量の気体を必要とすることなく、非接触で物品を保持できるようになる。
【０００７】
物品対向部は、物品に対向可能な平面を有し、吸い込み口は、平面に配置され、吹き出し口は、平面の吸い込み口の周囲に配置されていてもよい。
この場合には、物品を保持するのに寄与する吸い込み口の周囲に物品を離反させる吹き出し口が設けられているので、簡単な構造で物品を安定して保持できる。
【０００８】
吸い込み口は、送風機の吸い込み側に対向して配置されていてもよい。
この場合には、物品に対向して配置された吸い込み口が送風機の吸い込み側に対向して配置されるので、送風機が吸い込み口を介して物品に対向して配置される。このため、物品の保持するための吸い込み側での抵抗が小さくなり、吸い込み流量の損失が減少し、物品の保持を確実に行える。また、吹き出し口及び吸い込み口の構成がコンパクトになる。
【０００９】
物品保持装置は、送風機の吸い込み側と連通し、平面と異なる位置に開口する吸気部をさらに備えていてもよい。
この場合には、吸い込み口に物品が近づいて吸い込み口からの吸い込み流量が減少しても、吸気部から送風機の吸い込み側に気体を供給できるので、物品が平面に吸着しにくくなる。
【００１０】
吸気部は、平面に平行に配置されていてもよい。この場合には、吸気部が平面に平行に配置されているので、簡単な構造で物品の平面への吸着を防止できる。
【００１１】
物品保持装置は、収納部に配置され、物品と平面との距離を把握可能な距離把握手段をさらに備えてもよい。
この場合には、物品と収納部との距離を把握できるので、距離に応じて送風機を制御することにより、物品と収納部との隙間を適切に管理できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、物品保持装置に設けた送風機により生じる気体の流量を制御することにより物品を保持している。このため、保持装置の周囲にある気体を用いて物品を保持できる。したがって、大量の気体を必要とすることなく、非接触で物品を保持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態が採用された移載装置の斜視図。
【図２】本発明の一実施形態による物品保持装置の底面図。
【図３】その側面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】ファン制御部のブロック図。
【図６】ファン制御部の制御動作を示すフローチャート。
【図７】他の実施形態のファン制御部のブロック図。
【図８】さらに他の実施形態の図４に相当する断面模式図。
【図９】さらに他の実施形態の図４に相当する断面模式図。
【図１０】さらに他の実施形態の図４に相当する断面模式図。
【図１１】さらに他の実施形態の図２に相当する底面図。
【図１２】さらに他の実施形態の図２に相当する底面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）移載装置の全体構成
図１において、本発明の一実施形態が採用された移載装置１０は、例えば、大型液晶用のガラス基板ＳをカセットＣと図示しない搬送装置との間で移載する。移載装置１０は、例えばスカラロボットからなる移載ロボット１２と、移載ロボット１２の先端に設けられた移載アーム１４と、移載アーム１４に装着された、例えば４つの物品保持装置２０と、を備えている。カセットＣは、内部に複数段の棚部Ｃａを有している。各棚部Ｃａは、左右に間隔を隔てて配置された３つの棚板Ｃｂを有している。
【００１５】
移載ロボット１２は、フレーム部１２ａと、フレーム部１２ａに装着された第１アーム部１２ｂと、第１アーム部１２ｂに装着された第２アーム部１２ｃと、を有している。第１アーム部１２ｂは、フレーム部１２ａに昇降かつ昇降軸Ｅ回りに旋回自在に装着されている。第２アーム部１２ｃは、第１アーム部１２ｂの先端に昇降軸Ｅと平行な軸回りに旋回自在に装着されている。第２アーム部１２ｃの先端に移載アーム１４が装着されている。移載アーム１４は、第２アーム部１２ｃの先端に昇降軸Ｅと平行な軸回り旋回自在に装着されている。したがって、移載ロボット１２は、平行な３つの関節軸と１つの昇降軸Ｅとを有している。
【００１６】
移載アーム１４は、第２アーム部１２ｃの先端に所定高さ離反して配置されている。これにより、物品保持装置２０及びそれに保持されるガラス基板Ｓをかわせるようになっている。移載アーム１４は、この実施形態では、二股に分かれるフォーク１４ａ及びフォーク１４ｂを有している。フォーク１４ａ及びフォーク１４ｂの下面に２つの物品保持装置２０が間隔を隔てて固定されている。フォーク１４ａ及びフォーク１４ｂは、カセットＣの棚板Ｃｂの間に配置可能である。
【００１７】
（２）物品保持装置の構成
物品保持装置２０は、物品としてのガラス基板Ｓの上面を非接触で保持するものである。物品保持装置２０は、図２〜図４に示すように、ガラス基板Ｓに対向可能なケース（収納部の一例）２２と、ケース２２内に配置されたファン（送風機の一例）２４と、吸い込み口２６と、吹き出し口２８と、を備えている。また、物品保持装置２０は、ケース２２の内部にファン２４を制御するファン制御部３０を備え、ケース２２の外部に複数（例えば４つ）の距離センサ（距離把握手段の一例）３２を備えている。さらに、物品保持装置２０は、吸い込み口２６と連通する吸気部３４を備えている。
【００１８】
（３）ケースの構成
ケース２２は、内部にファン２４とファン制御部３０とを収納している。ケース２２は、金属又は合成樹脂製であり、ガラス基板Ｓに対向する平面を有している。ケース２２は、概ね直方体の筐体で構成されるケース本体４０と、ケース本体４０に間隔を隔てて固定された物品対向部４２と、を有している。
【００１９】
ケース本体４０の上面は、フォーク１４ａ又はフォーク１４ｂに固定されている。ケース本体４０は、下方が正方形に開口し内部に空間４０ａを有する第１部材４０ｂと、第１部材４０ｂの開口を塞ぐ第２部材４０ｃと、を有している。第１部材４０ｂは、例えば、金属薄板の折り曲げ又はプレス成形して形成された枠状の部材である。第２部材４０ｃは、正方形の板状部材であり、第１部材４０ｂに例えばねじや接着等の適宜の固定手段により固定されている。第２部材４０ｃは、第１部材４０ｂの開口の内側に嵌合している。第２部材４０ｃは、ガラス基板Ｓに対向可能な平面を有し、平面の中心には、吸い込み口２６を構成する円形の第１開口４０ｄが形成されている。第１開口４０ｄの周囲には、吹き出し口２８を構成する円形の複数（例えば、１８個）の第２開口４０ｅが第１開口４０ｄの中心を中心とする円周上に間隔を隔てて配置されている。ここで、複数の第２開口４０ｅの面積の和は、同じ平面に第１開口４０ｄ及び第２開口４０ｅを形成した場合、第１開口４０ｄの面積の１／３以上２／３以下に設定されている。本実施形態では、外周側に吹き出し口２８があり、内側の吸い込み口２６に比べて吹き付ける風が外側に逃げることにより作用する力が小さくなる。このため、面積を小さくして吹き出し圧力を上げている。
【００２０】
物品対向部４２は、ガラス基板Ｓに対向する平面を有している。物品対向部４２は、第２部材４０ｃに間隔を隔てて配置された概ね正方形の板状部材である。物品対向部４２は、主に吸気部３４を構成するために設けられている。すなわち、ケース２２との間の隙間が吸気部３４となっている。物品対向部４２の中心には、第１開口４０ｄに対向して円形の第３開口４２ａが形成されている。第３開口４２ａは、第１開口４０ｄと同径の孔であり、第３開口４２ａも吸い込み口２６を構成している。第３開口４２ａの周囲には、複数の第２開口４０ｅに対向して複数の第４開口４２ｂが形成されている。第４開口４２ｂは、第２開口４０ｅと同径の孔であり、第４開口４２ｂも吹き出し口２８を構成している。第２開口４０ｅと第４開口４２ｂの配置部分には、吹き出し口２８と吸気部３４との連通を防止するための複数の間座部材４４が配置されている。複数の間座部材４４は、第２開口４０ｅ及び第４開口４２ｂと同芯に配置されている。間座部材４４は座金形状の部材であり、第２開口４０ｅ及び第４開口４２ｂと同径の貫通孔４４ａを有している。吸気部３４は、前述したようにケース本体４０と物品対向部４２との間の隙間に配置されている。したがって、吸気部３４は、ケース２２の下面ではなく下面に沿って配置され側部に開口している。吸気部３４は、吸い込み口２６と連通し、吹き出し口２８とは連通していない。これにより、吸い込み口２６の第３開口４２ａに誤ってガラス基板Ｓが接触し、第３開口４２ａがガラス基板Ｓにより塞がれても、吸気部３４から気体を吸い込んで吹き出し口２８から吹き出すことができる。このため、ガラス基板Ｓが吸い込み口２６に接触しにくくなる。
【００２１】
（４）ファンの構成
ファン２４は、その回転中心が吸い込み口２６と同芯に配置されている。ファン２４は、例えば、シロッコファン、ターボファン、及びプロペラファン等を用いた回転ファン部５０を有している。この実施形態では、回転ファン部５０は、ターボファンに比べて風量が多いシロッコファンを用いているが、その他の形態のものでもよい。また、ファン２４は、回転ファン部５０を回転駆動するファンモータ５２と、ファンモータ５２を固定するファンケース５４と、を有している。ファンモータ５２は、例えば、モータ軸５２ａがファンケース５４に固定された軸固定形のモータである。回転ファン部５０はファンモータ５２のモータケース５２ｂに固定されている。ファンケース５４は、平面視Ｊ字状であり、第２部材４０ｃに固定されている。ファン２４は吸い込み部５４ａが吸い込み口２６に対向してファンケース５４の下面に配置され、吹き出し部５４ｂが吹き出し口２８に連通してファンケース５４の側部に配置されている。なお、ファン２４において、吸い込み側と吹き出し側とを区分けできるものであれば、ファンケース５４はなくてもよい。
【００２２】
（５）距離センサの構成
距離センサ３２は、ケース本体４０の対向する二辺にそれぞれ間隔を隔てて４つ配置されている。距離センサ３２は、例えばレーザ光等の光をガラス基板Ｓに照射してその反射光によりガラス基板Ｓとの距離を検出可能なものである。
（６）ファン制御部の構成
ファン制御部３０は、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェイス等を含むマイクロコンピュータを備えている。ファン制御部３０は、４つの距離センサ３２での測定結果の距離が一定になるようにファン２４のファンモータ５２の回転速度を制御する。
【００２３】
図５に示すように、ファン制御部３０には、距離センサ３２と、外部通信部３６と、ファンモータ５２と、が接続されている。外部通信部３６は、無線、有線等の通信手段（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．１やＩＥＥＥ ８０２．１５．４で規定される無線通信規格）で外部装置と通信可能なものである。この実施形態では、ファン制御部３０は、外部通信部３６を介して移載装置１０の制御を行う移載制御部６０と通信可能である。移載制御部６０もファン制御部３０と同様な１又は複数のマイクロコンピュータを有している。移載制御部６０には、外部通信部３６を含む外部装置と通信可能な外部通信部６２と、移載ロボット１２と、が接続されている。
【００２４】
（７）移載制御部の構成
移載制御部６０は、ファン制御部３０にガラス基板Ｓを保持する保持命令及びガラス基板Ｓの保持を解除する解除命令を出力する。移載制御部６０には、外部通信部６２を介して工場内の上位コントローラ（図示せず）から搬送指令が与えられる。この搬送指令には、ガラス基板Ｓの質量のデータが含まれている。なお、搬送指令に表面粗さデータ、物品のたわみやすさのデータを含んでもよい。これは表面粗さが粗いと気体による吸着力が弱くなるからである。また、物品がたわみやすいと、物品を慎重に吸着する必要があるからである。この搬送指令に含まれるデータは、移載制御部６０が搬送指令を受け取ると、保持命令を出力する前にファン制御部３０に外部通信部６２及び外部通信部３６を介して送信される。ファン制御部３０は、質量のデータを受け取ると、質量のデータを加味してファンモータ５２を制御する。移載制御部６０は、ガラス基板Ｓに移載アーム１４が配置されると、ファン制御部３０にガラス基板Ｓを保持する保持命令及び保持を解除する解除命令を送信する。この保持命令及び解除命令を受け取ってファン制御部３０はファンモータ５２を制御する。
【００２５】
（８）ファン制御部の制御動作
次に、ファン制御部３０の制御動作を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
ファン制御部３０に電源が投入されると、ステップＳ１で初期設定がなされる。この初期設定では、各種の変数及びフラグがリセットされる。ステップＳ２では、搬送指令に含まれる質量データを受信したか否かを判断する。これらのデータを受信してない場合は、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、保持命令を受信したか否かを判断する。保持命令を受信していない場合は、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、解除命令を受信したか否かを判断する。解除命令を受信していない場合は、ステップＳ２に戻る。
【００２６】
質量データを受信すると、ステップＳ２からステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、受信した質量データに基づいて、ファンモータ５２の回転速度Ｖｓ及びガラス基板Ｓとの距離Ｌｓを設定する。この２つの設定値は、質量データに応じて、例えば、マップデータの形でマイクロコンピュータ内の内部メモリに記憶されている。例えば、回転速度Ｖｓは、質量が大きいほど、速度が速くなるように設定されている。また、距離Ｌｓを質量が大きいほど、距離が大きくなるように設定してもよい。
ステップＳ１０で設定が終わるとステップＳ３に移行する。
【００２７】
保持命令を受信すると、ステップＳ３からステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、すでにファンモータ５２が正転（すなわち、吸い込み口２６から気体を吸い込む、図２に矢印で示す反時計回りの回転方向）しているか否かを判断する。ファンモータ５２が正転していない場合は、ステップＳ１０に移行して、ファンモータ５２を正転させ、ステップＳ１３に移行し、ファンモータ５２が正転している場合は、ステップＳ１３に移行する。ファン２４が正転すると、気体が図２及び図３に白抜き矢印で示すように流れ、吸い込み口２６から気体が吸い込まれ、吹き出し口２８から吹き出される。このとき、吹き出し口２８らか吹き出される風の力と、ガラス基板Ｓの重量と、反発力と、の和が、吸い込み口２６から吸い込まれる風の力と等しくなると、非接触でガラス基板を物品保持装置２０により保持できる。したがって、吸い込み口２６や吹き出し口２８からの風が斜めになると、風量は同じでも風の力は弱くなる。
【００２８】
ステップＳ１３では、距離センサ３２で計測された距離Ｌを取り込む。このとき、４つの距離センサ３２の平均値を計測距離Ｌとする。なお、４つの距離センサ３２の値が所定以上（例えば２ｍｍ以上）離反している場合は、ガラス基板Ｓが傾いていると判断して以降の処理を中断してファンモータ５２を逆転させ保持を解除してもよい。
【００２９】
ステップＳ１４では、計測距離ＬがステップＳ１０で設定された距離Ｌｓから制御距離ｄＬ（例えば１ｍｍ）を減算した減算距離未満か否か、つまりガラス基板Ｓが物品保持装置２０に接近しすぎているか否かを判断する。ステップＳ１５では、計測距離Ｌが設定された距離Ｌｓに制御距離ｄＬ（例えば１ｍｍ）を加算した加算距離を超えているか否か、つまりガラス基板Ｓが物品保持装置２０から離反しすぎているか否かを判断する。
【００３０】
計測距離Ｌが減算距離未満のときは、ステップＳ１４からステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、ファンモータ５２の回転速度Ｖを設定された回転速度Ｖｓから速度ｄＶだけ減少させる。例えば、ファンモータ５２をディーティ比によりＰＷＭ（パルス幅変調）制御する場合は、デューティ比を例えば５％程度下げる。
【００３１】
計測距離Ｌが加算距離を超えているときは、ステップＳ１５からステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、ファンモータ５２の回転速度Ｖを設定された回転速度Ｖｓから速度ｄＶだけ増加させる。例えば、ファンモータ５２をディーティ比によりＰＷＭ（パルス幅変調）制御する場合は、デューティ比を例えば５％程度上げる。これらの処理が終了すると、ステップＳ４に移行する。
【００３２】
解除命令を受信すると、ステップＳ４からステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、ファンモータ５２を所定時間逆転させる。これにより、吸い込み口２６から気体が吹き出してガラス基板Ｓの保持が解除される。
【００３３】
（９）特徴
物品保持装置２０は、ガラス基板Ｓを非接触で保持する装置である。物品保持装置２０は、ガラス基板Ｓに対向可能な物品対向部４２と内部に設けられた空間４０ａとを有するケース２２と、ファン２４と、吸い込み口２６と、吹き出し口２８と、を備えている。ファン２４は、ケース２２の空間４０ａに配置され、気体を吸い込んで吹き出す少なくとも１つのものである。吸い込み口２６は、物品対向部４２に配置され、ファン２４の吸い込み側と連通するものである。吹き出し口２８は、吸い込み口２６と異なる位置で物品対向部４２に対向して配置され、ファン２４の吹き出し側と連通するものである。
この物品保持装置２０では、ガラス基板Ｓをケース２２の物品対向部４２に対向させた状態でファン２４を運転すると、吸い込み口２６から気体を吸い込んで吹き出し口２８から気体が吹き出される。この吸い込んだ気体によりガラス基板Ｓを保持し、吹き出した気体によりガラス基板Ｓをケース２２から離反させる。このとき、ファン２４の回転数を制御して流量を適宜に調整することより、ケース２２に非接触でガラス基板Ｓを保持できる。ここでは、物品保持装置２０に設けたファン２４により生じる気体の流量を制御することによりガラス基板Ｓを保持している。このため、保持装置の周囲にある気体を用いて物品を保持できる。したがって、大量の気体を必要とすることなく、非接触でガラス基板Ｓを保持できるようになる。
【００３４】
物品対向部４２は、ガラス基板Ｓに対向可能な平面を有し、吸い込み口２６は、平面に配置され、吹き出し口２８は、平面の吸い込み口２６の周囲に配置されている。
ここでは、ガラス基板Ｓを保持するのに寄与する吸い込み口２６の周囲にガラス基板Ｓを離反させる吹き出し口２８が設けられているので、簡単な構造でガラス基板Ｓを安定して保持できる。
【００３５】
吸い込み口２６は、ファン２４の吸い込み側に対向して配置されている。
ここでは、ガラス基板Ｓに対向して配置された吸い込み口２６がファン２４の吸い込み側に対向して配置されるので、ファン２４が吸い込み口２６を介してファン２４に対向して配置される。このため、ファン２４の保持するための吸い込み側での抵抗が小さくなり、吸い込み流量の損失が減少し、ガラス基板Ｓの保持を確実に行える。また、吹き出し口２８及び吸い込み口２６の構成がコンパクトになる。
【００３６】
物品保持装置２０は、吸い込み口２６と連通し、平面と異なる位置に開口する吸気部３４をさらに備えている。
このため、吸い込み口２６にガラス基板Ｓが近づいて吸い込み口２６からの吸い込み流量が減少しても、吸気部３４からファン２４に気体を供給できるので、ガラス基板Ｓが平面に吸着しにくくなる。
【００３７】
吸気部３４は、平面に沿って配置されている。
ここでは、吸気部３４が平面に沿って配置されているので、簡単な構造でガラス基板Ｓの平面への吸着を防止できる。
【００３８】
物品保持装置２０は、ケース２２に配置され、ガラス基板Ｓと平面との距離を把握可能な距離センサ３２をさらに備えている。
このため、ガラス基板Ｓとケース２２との距離を把握できるので、距離に応じて送風機を制御することにより、ガラス基板Ｓとケース２２との隙間を適切に管理できる。
【００３９】
（１０）他の実施形態
以上、本発明の一実施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、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４０】
（Ａ）前記実施形態では、収納部の一例としてケースを示したが、収納部は、内部に吸い込み口、吸い込み口から吸い込んだ気体の通路、ファンの配置場所、吹き出す気体の通路、及び吹き出し口までが囲まれた空間を有するものであればどのような形態でもよく、独立して設けなくてもよい。たとえば、移載装置１０の移載アームに空間を形成して収納部としてもよい。また、収納部の形状は、直方体の筐体に限定されず、複雑な形状の一部に設けられた空間、薄い円柱状のような形状でもよい。
【００４１】
（Ｂ）前記実施形態では、物品としてガラス基板を例示したが、物品は硬質の平面を有するものであれば、どのようなものでもよい。ただし、非接触で物品を保持できるので、物品との接触による汚染を嫌う、例えば、半導体基板や精密部品の保持に好適である。
【００４２】
（Ｃ）前記実施形態では、距離把握手段として距離センサを例示したが、本発明はこれに限定されない。
図７において、ファン制御部３０には、距離把握手段として圧力センサ３８が接続されている。その他の構成は、図５に示す前記実施形態と同様である。圧力センサ３８は、ファン２４の吸い込み側又は吹き出し側に配置されており、負圧又は正圧を検出する。この実施形態では、圧力センサ３８は、吸い込み側に配置され負圧を検出している。このように圧力センサ３８により、距離を把握すれば、特定のガラス基板のように光により距離を検出しにくい物品であっても精度良く物品との距離を計測できる。
【００４３】
圧力センサ３８で距離を計測する場合、図６のステップＳ１３の計測距離の取り込みに代えて計測された圧力（負圧）を取り込み、ステップＳ１４及びステップＳ１５の判断ステップで、計測された負圧と設定された負圧とを比較する。そして、負圧の大小によりガラス基板Ｓとの距離を把握できる。具体的には、負圧が設定圧力より大きい場合は、ガラス基板Ｓが物品保持装置２０に近づいているので、ファンモータ５２の回転速度を前記実施形態と同様に下げる。また、負圧が設定圧力より小さい場合は、ガラス基板Ｓが物品保持装置２０から離反しているので、ファンモータ５２の回転速度を前記実施形態と同様にあげる制御を行う。このように、距離把握手段は、距離を直接計測する距離センサに限定されない。なお、設定圧力は、前記実施形態と同様に、質量データに応じて設定すればよい。
【００４４】
（Ｄ）前記実施形態では、吸気部３４をケース２２の側部に設けたが、吸気部は吸い込み口と連通し、吹き出し口と連通しない位置であればどのような位置にあってもよい。
【００４５】
図８において、物品保持装置１２０の吸気部１３４は、ファン１２４のファンモータ１５２のモータ軸１５２ａの中心にモータ軸１５２ａを貫通して形成されている。ケース２２の第１部材４０ｂの上面にはモータ軸１５２ａに対向して吸気口１３４ａが開口している。したがって、物品対向部は設けられていない。このため、前記実施形態の第１開口が吸い込み口２６となり、第２開口が吹き出し口２８となっている。また、吹き出し口２８との連通を防止する間座部材１４４が、ケース２２の第１部材４０ｂの吸気口１３４ａとモータ軸１５２ａとの間に配置されている。このような構成でも、前記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００４６】
（Ｅ）前記実施形態では、吸い込みと吹き出しとを１台のファン２４で行っていたが、複数台のファンで行ってもよい。この場合、吸い込み用と吹き出し用とを分けてもよい。
図９において、物品保持装置２２０は、吸い込みファン２２４ａと、複数（例えば、４つ）の吹き出しファン２２４ｂと有している。吸い込みファン２２４ａは、ケース２２２の中心に配置された吸い込み口２２６に対向して配置されている。吹き出しファン２２４ｂは、吸い込み口２２６の周囲に周方向に間隔を隔てて配置された複数の吹き出し口２２８に対向して配置されている。吸い込みファン２２４ａの吹き出し側には、排気通路２３５が形成され、吹き出しファン２２４ｂの吸い込み側には、吸気通路（吸気部の一例）２３４が形成されている。
【００４７】
図１０において、物品保持装置３２０は、吸い込みファン３２４ａと、複数（例えば、４つ）の吹き出しファン３２４ｂと有している。ケース３２２内の吸い込みファン３２４ａの周囲には、吸い込みファン３２４ａを囲むように矩形筒形状に隔壁３２２ａが形成されている。吸い込みファン３２４ａは、ケース３２２の中心に配置された吸い込み口３２６に対向して配置されている。吹き出しファン３２４ｂは、吹き出し口３２８ではなく、隔壁３２２ａに形成された複数（例えば４つ）の吹き出し経路３２２ｂに設けられている。
【００４８】
このような構成でも、前記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。また、吸い込みファン２２４ａ及び吸い込みファン３２４ａと吹き出しファン２２４ｂ及び吹き出しファン３２４ｂとが独立して設けられているので、吸い込み風量と吹き出し風量とを個別に制御でき、精度が高い保持制御を行える。なお、吸い込みファンと吹き出しファンとを用いる場合、前述したように、吸い込みファンから吸い込まれる風の力が、吹き出しファンから吹き出される風の力と、物品の重量と、反発力と、の和と等しくなるように制御する。
なお、複数のファンを用いる場合、物品が傾いたときに、複数のファンの回転量を制御して傾きを修正するようにしてもよい。
【００４９】
（Ｆ）前記実施形態では、ワッシャ形状の間座部材４４により吸気部３４を構成したが、本発明はこれに限定されない。
図１１及び図１２には、複数（たとえば３つ）の貫通孔４４４ａを有する扇形状の複数（たとえば４個）の間座部材４４４及び複数の貫通孔５４４ａを有する円弧状の複数（たとえば４個の）間座部材５４４を物品対向部４２とケース２２との間に配置している。この間座部材４４４及び間座部材５４４の間に、吸気部４３４及び吸気部５３４を設けている。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、物品を非接触で保持する物品保持装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 移載装置
１２ 移載ロボット
１２ａ フレーム部
１２ｂ 第１アーム部
１２ｃ 第２アーム部
１４ 移載アーム
１４ａ フォーク
１４ｂ フォーク
２０ 物品保持装置
２２ ケース（収納部）
２４ ファン
２６ 吸い込み口
２８ 吹き出し口
３０ ファン制御部
３２ 距離センサ
３４ 吸気部
３６ 外部通信部
３８ 圧力センサ
４０ ケース本体
４０ａ 空間
４０ｂ 第１部材
４０ｃ 第２部材
４０ｄ 第１開口
４０ｅ 第２開口
４２ 物品対向部
４２ａ 第３開口
４２ｂ 第４開口
４４ 間座部材
４４ａ 貫通孔
５０ 回転ファン部
５２ ファンモータ
５２ａ モータ軸
５２ｂ モータケース
５４ ファンケース
５４ａ 吸い込み部
５４ｂ 吹き出し部
６０ 移載制御部
６２ 外部通信部
１２０ 物品保持装置
１２４ ファン
１３４ 吸気部
１３４ａ 吸気口
１４４ 間座部材
１５２ ファンモータ
１５２ａ モータ軸
２２０ 物品保持装置
２２２ ケース
２２４ａ 吸い込みファン
２２４ｂ 吹き出しファン
２２６ 吸い込み口
２２８ 吹き出し口
２３４ 吸気通路
２３５ 排気通路
３２０ 物品保持装置
３２２ ケース
３２２ａ 隔壁
３２２ｂ 吹き出し経路
３２４ａ 吸い込みファン
３２４ｂ 吹き出しファン
３２６ 吸い込み口
３２８ 吹き出し口
４３４ 吸気部
４４４ 間座部材
４４４ａ 貫通孔
５３４ 吸気部
５４４ 間座部材
５４４ａ 貫通孔
Ｃ カセット
Ｓ ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を非接触で保持する物品保持装置であって、
前記物品に対向可能な物品対向部及び内部に設けられた空間を有する収納部と、
前記収納部の前記空間に配置され、気体を吸い込んで吹き出す少なくとも１つの送風機と、
前記物品対向部に配置され、前記送風機の吸い込み側と連通する吸い込み口と、
前記吸い込み口と異なる位置で前記物品対向部に配置され、前記送風機の吹き出し側と連通する吹き出し口と、
を備えた物品保持装置。
【請求項２】
前記物品対向部は、前記物品に対向可能な平面を有し、
前記吸い込み口は、前記平面に配置され、
前記吹き出し口は、前記平面の前記吸い込み口の周囲に配置されている、請求項１に記載の物品保持装置。
【請求項３】
前記吸い込み口は、前記送風機の前記吸い込み側に対向して配置されている、請求項２に記載の物品保持装置。
【請求項４】
前記送風機の吸い込み側と連通し、前記平面と異なる位置に開口する吸気部をさらに備える、請求項２又は３に記載の物品保持装置。
【請求項５】
前記吸気部は、前記平面に平行に配置されている、請求項４に記載の物品保持装置。
【請求項６】
前記収納部に配置され、前記物品と前記収納部との距離を把握可能な距離把握手段をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の物品保持装置。
【請求項１】
物品を非接触で保持する物品保持装置であって、
前記物品に対向可能な物品対向部及び内部に設けられた空間を有する収納部と、
前記収納部の前記空間に配置され、気体を吸い込んで吹き出す少なくとも１つの送風機と、
前記物品対向部に配置され、前記送風機の吸い込み側と連通する吸い込み口と、
前記吸い込み口と異なる位置で前記物品対向部に配置され、前記送風機の吹き出し側と連通する吹き出し口と、
を備えた物品保持装置。
【請求項２】
前記物品対向部は、前記物品に対向可能な平面を有し、
前記吸い込み口は、前記平面に配置され、
前記吹き出し口は、前記平面の前記吸い込み口の周囲に配置されている、請求項１に記載の物品保持装置。
【請求項３】
前記吸い込み口は、前記送風機の前記吸い込み側に対向して配置されている、請求項２に記載の物品保持装置。
【請求項４】
前記送風機の吸い込み側と連通し、前記平面と異なる位置に開口する吸気部をさらに備える、請求項２又は３に記載の物品保持装置。
【請求項５】
前記吸気部は、前記平面に平行に配置されている、請求項４に記載の物品保持装置。
【請求項６】
前記収納部に配置され、前記物品と前記収納部との距離を把握可能な距離把握手段をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の物品保持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２５８２９２（Ｐ２０１０−２５８２９２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０８０９６（Ｐ２００９−１０８０９６）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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