移載装置及びワーク載置装置
【課題】 ワーク載置装置からワークを取り出して保持する際、及び、保持しているワークをワーク載置装置に載置する際に、ワークの横ずれを防止するガイド部材がワークの周縁部と接触することを防止することが可能な移載装置を提供する。
【解決手段】 パラレルメカニズムロボット１００に取り付けられた非接触保持装置１は、正方形の板状のベース部材１０と、ベース部材１０の裏面中央部に取り付けられたベルヌーイチャック２０と、ベルヌーイチャック２０を挟んで対向して配置されて、ベース部材１０の裏面に突設された８本のピン状のガイド部材３０とを備えている。対向するガイド部材３０は、互いに離れる方向に移動可能に構成されており、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面７５にベルヌーイチャック２０が近づくに従って、該ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２の内面に沿って、互いに離れる方向に移動する。
【解決手段】 パラレルメカニズムロボット１００に取り付けられた非接触保持装置１は、正方形の板状のベース部材１０と、ベース部材１０の裏面中央部に取り付けられたベルヌーイチャック２０と、ベルヌーイチャック２０を挟んで対向して配置されて、ベース部材１０の裏面に突設された８本のピン状のガイド部材３０とを備えている。対向するガイド部材３０は、互いに離れる方向に移動可能に構成されており、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面７５にベルヌーイチャック２０が近づくに従って、該ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２の内面に沿って、互いに離れる方向に移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを移載する移載装置、及び該移載装置と共に用いられるワーク載置装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば太陽電池ウェハー、リチウムイオン電池の電極などの比較的薄いワークを移載（ピックアンドプレース）する際に、ワークに直接触れることなくワークを保持することができる非接触保持装置を利用した移載装置が用いられている。このような非接触保持装置を利用した移載装置として高圧エアを噴出して吸引力を発生させるベルヌーイチャックを利用した搬送装置（移載装置）が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている移載装置は、シート状の基板（ワーク）を平板状ステージから取り出して移載するものであり、吸引手段としてのベルヌーイチャックと、平板状ステージに配置されるワークの端部と当接する位置に設けられ、ワークの位置を制御する制御ガイドとを有している。この制御ガイドは、傾斜面が形成された制御部を含み、ワークの端部を制御部に形成された傾斜面に当接させることによって、ベルヌーイチャックによってシート状のワークが吸引されたときに、両者が接触することを防止している。さらに、制御ガイドは、ワークが吸引された状態で搬送される際に、制御部の傾斜面によってワークの平面方向の移動を規制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８３１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、ワークとしての太陽電池ウェハー、リチウムイオン電池の電極などは、厚さが薄く、強度的にも脆弱である。しかしながら、特許文献１に開示されている移載装置では、上述したように、シート状のワークの端部を制御部に形成された傾斜面に当接させることによって、ベルヌーイチャックによってシート状基板が吸引されたときに、両者が接触することを防止している。そのため、平板状ステージからシート状のワークを取り出す際に、ワークの割れ等の破損を生ずるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１に開示されている移載装置では、平板状ステージからシート状のワークを取り出す際に、ベルヌーイチャック及び制御ガイドの位置がワークに対してずれると、制御部に形成された傾斜面がワークの周縁部に擦り付けられるおそれがある。このように、ワークを取り出して保持する際（ピックアップ時）、又はワークを載置する際（プレース時）に、ワークの周縁部が擦られることによってエッジにダメージが与えられると、例えば太陽電池ウェハーなどの性能を劣化させる要因となる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ワークが載置されているワーク載置装置からワークを取り出して保持する際、及び、保持しているワークをワーク載置装置に載置する際に、搬送時にワークの横ずれを防止するガイド部材がワークの周縁部と接触することを防止することが可能な移載装置、及び該移載装置と共に用いられるワーク載置装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る移載装置は、ワークを非接触状態で保持する非接触保持ユニットと、非接触保持ユニットが取り付けられたベース部材と、非接触保持ユニットの周囲に、ワークが搬送される際に該ワークを包囲するように互いに間隔を空けて配置されて、ベース部材に突設された複数のガイド部材と、ベース部材を空間内で移動させる移動機構とを備え、複数のガイド部材は、少なくとも一部分が互いに離れる方向に移動可能に構成されており、ワークが載置されているワーク載置装置からワークが取出される際、又は、保持されているワークがワーク載置装置に載置される際に、ワーク載置装置のワーク載置面に非接触保持ユニットが近づくに従って、複数のガイド部材の少なくとも一部分が、ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、互いに離れる方向に移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る移載装置によれば、ワークが載置されている、又は、ワークを載置するワーク載置装置のワーク載置面に非接触保持ユニットが近づくに従って、非接触保持ユニットの周囲に配置されている複数のガイド部材が、ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、互いに離れる方向に移動する。よって、ワークを取り出す際、又はワークを載置する際に、複数のガイド部材それぞれはワークの周縁部よりも外側に拡げられる。その結果、ワークが載置されているワーク載置装置からワークが取出される際、又は、保持されているワークがワーク載置装置に載置される際に、ガイド部材がワークの周縁部と接触することを防止することが可能となる。
【００１０】
本発明に係る移載装置では、複数のガイド部材が、非接触保持ユニットを挟んで、対向して配置されていることが好ましい。このように配置すれば、ワーク搬送時に、非接触保持ユニットに保持されているワークの横ずれを効果的に防止することが可能となる。
【００１１】
本発明に係る移載装置は、複数のガイド部材が互いに離れる程、複数のガイド部材が互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材に付与する付勢部材を備え、複数のガイド部材が、ワーク載置装置のワーク載置面から非接触保持ユニットが離れるに従って、ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、付勢部材の付勢力により、互いに近づく方向に移動することが好ましい。
【００１２】
この場合、ワークを取り出す際に拡げられていた複数のガイド部材が、ワーク載置装置のワーク載置面から非接触保持ユニットが離れるに従って、付勢部材の付勢力により、互いに近づく方向に移動し、例えば、ワークの周縁部と略当接する位置に移動する。よって、保持されたワークが搬送される際に、ワークの横方向の移動を適切に規制することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る移載装置では、ガイド部材が、円筒状の基端部と、該基端部から連続する円錐状の先端部とを含むことが好ましい。このようにすれば、ワークを搬送する際に、ワークの周縁部とガイド部材との接触面積をより小さくすることができる。また、ガイド部材がワーク載置装置に形成されているガイド案内部に導かれる際に、よりスムーズに移動させることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る移載装置では、上記付勢部材が、トーションバネであることが好ましい。この場合、トーションバネのバネ力を利用して、複数のガイド部材が互いに離れる程、ガイド部材それぞれが互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材に付与することができる。また、トーションバネを用いることにより、可動機構をより小型・軽量化することができる。
【００１５】
本発明に係る移載装置では、ガイド部材が、弾性体から形成されていることが好ましい。このようにすれば、ワークを取り出す際、又はワークを載置する際に、弾性体の弾性を利用して、複数のガイド部材それぞれをワークの周縁部よりも外側に拡げることができる。また、弾性体の復元力を利用して、複数のガイド部材が互いに離れるように変形する程、複数のガイド部材が互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材４０に付与ことができる。
【００１６】
ここで、当該ガイド部材は、保持されるワークの外縁に沿った方向に一定の幅を有する板状部材であることが好ましい。このようにすれば、ガイド部材を容易に変形させて拡げることができる。また、ワーク搬送時に、ワークの横方向の移動を安定して規制することができる。
【００１７】
本発明に係る移載装置では、上記非接触保持ユニットとして、ベルヌーイチャックを用いることが好ましい。この場合、ベルヌーイチャックから噴出された高圧エアがワークとの間から排出されることによってベルヌーイ効果が生じ、吸引力が発生する。よって、ワークを非接触で保持することができる。
【００１８】
本発明に係る移載装置では、移動機構として、複数のリンクを介して、上記ベース部材を水平に保ったまま移動させるパラレルメカニズムロボットを用いることが好ましい。パラレルメカニズムロボットは、可動部にアクチュエータがなく、軽量化が可能で、高速、高精度に駆動できるという特徴を有するため、非接触保持ユニット及びガイド部材が取り付けられたベース部材を非常に高速で動かすことができる。そのため、移動機構としてパラレルメカニズムロボットを用いることにより、ワークの横ずれを防止しつつ、ワークを高速に移載することが可能となる。
【００１９】
本発明に係るワーク載置装置は、上記いずれかの移載装置と共に用いられるワーク載置装置であって、移載装置を構成する非接触保持ユニットがワーク載置面に近づくに従って、複数のガイド部材が互いに離れる方向に各ガイド部材を案内するガイド案内部を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るワーク載置装置によれば、非接触保持ユニットの周囲に配置されている複数のガイド部材を、ガイド案内部に沿って案内することにより、ワーク載置面に非接触保持ユニットが近づくに従って、複数のガイド部材を互いに離れる方向に移動させることができる。よって、ワークを取り出す際、又はワークを載置する際に、複数のガイド部材をワークの周縁部よりも外側に拡げることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ワークが載置されているワーク載置装置からワークを取り出して保持する際、及び、保持しているワークをワーク載置装置に載置する際に、搬送時にワークの横ずれを防止するガイド部材がワークの周縁部と接触することを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る、非接触保持装置が取り付けられたパラレルメカニズムロボットの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１中の矢印Ａ１方向から見たパラレルメカニズムロボットを示す図である。
【図３】非接触保持装置を底面側から見た斜視図である。
【図４】非接触保持装置のガイド部材の可動機構を拡大して示す模式図である。
【図５】取出側のワーク載置トレイの平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った取出側のワーク載置トレイの断面図である。
【図７】載置側のワーク載置トレイの平面図である。
【図８】非接触保持装置のガイド部材の動作を説明するための図である。
【図９】太陽電池ウェハーのパレタイジング工程の概要を説明するための鳥瞰図である。
【図１０】第２実施形態に係る非接触保持装置の構成を示す側面図である。
【図１１】第２実施形態に係る非接触保持装置を底面側から見た斜視図である。
【図１２】第２実施形態に係る非接触保持装置のガイド部材の動きを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２４】
（第１実施形態）
まず、図１及び図２を併せて用いて、第１実施形態に係る、非接触保持装置１が取り付けられたパラレルメカニズムロボット１００（特許請求の範囲に記載の移載装置に相当）の全体構成について説明する。図１は、非接触保持装置１が取り付けられたパラレルメカニズムロボット１００の全体構成を示す斜視図である。また、図２は、図１中の矢印Ａ１方向から見たパラレルメカニズムロボット１００を示す図である。
【００２５】
パラレルメカニズムロボット１００は、上部にベース部１０２を有している。パラレルメカニズムロボット１００は、ベース部１０２の下面側に形成された平らな取付面１０２ａ（図２参照）が例えば水平な天井等に固定されることによって支持される。一方、ベース部１０２の下面側には、３つの支持部材１０３が設けられている。各支持部材１０３には、それぞれ電動モータ１０４が支持されている。電動モータ１０４は、モータ軸の軸線Ｃ２がベース部１０２の取付面１０２ａに対して平行（すなわち水平）となるように支持されている。それぞれの支持部材１０３は、ベース部１０２の鉛直方向軸線Ｃ１を中心として等しい角度（１２０度）を開けて配置されており、各電動モータ１０４もまた、ベース部１０２の鉛直方向軸線Ｃ１を中心として等しい角度（１２０度）を開けて配置される（図２参照）。
【００２６】
各電動モータ１０４の出力軸には、軸線Ｃ２に対して同軸に略六角柱形状のアーム支持部材１０５が固定されている。アーム支持部材１０５は、電動モータ１０４が駆動されることにより軸線Ｃ２を中心として回転する。なお、各電動モータ１０４は、モータドライバを含む電子制御装置１３０に接続されており、電動モータ１０４の出力軸の回転がこの電子制御装置１３０によって制御される。
【００２７】
パラレルメカニズムロボット１００は、３本のアーム本体１０６を有しており、各アーム本体１０６は、第１アーム１０７及び第２アーム１０８を含んで構成される。第１アーム１０７は、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等で形成された長尺の中空円筒部材である。第１アーム１０７の基端部は、アーム支持部材１０５の側面に取り付けられている。第１アーム１０７は、その軸線が上述した軸線Ｃ２と直交するように固定される。
【００２８】
第１アーム１０７の遊端部には、第２アーム１０８の基端部が連結され、第２アーム１０８が、第１アーム１０７の遊端部を中心として揺動できるように構成されている。第２アーム１０８は、一対の長尺のロッド１０９，１０９を含んで構成されており、一対のロッド１０９，１０９は、その長手方向において互いに平行となるように配置されている。ロッド１０９も、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等で形成された長尺の中空円筒部材である。各ロッド１０９の基端部は、第１アーム１０７の遊端部に、一対のボールジョイント１１０，１１０によって連結されている。なお、各ロッド１０９の基端部における各ボールジョイント１１０，１１０間を結ぶ軸線Ｃ３は、電動モータ１０４の軸線Ｃ２に対して平行となるよう配置されている。
【００２９】
また、第２アーム１０８の基端部付近において一方のロッド１０９と他方のロッド１０９とが連結部材１１１で互いに連結されており、第２アーム１０８の遊端部付近において一方のロッド１０９と他方のロッド１０９とが連結部材１１２で互いに連結されている。連結部材１１１、及び連結部材１１２は、例えば、付勢部材としての引張コイルバネを有しており、一対のロッド１０９，１０９を互いに引き合う方向に付勢する。なお、連結部材１１１と連結部材１１２とは、異なる構造であっても構わないが同一構造であることが低コストの観点から好ましい。いずれの連結部材１１１，１１２も、各ロッド１０９が自身の長手方向に平行な軸線まわりに回転することを防止する機能を有する。
【００３０】
また、パラレルメカニズムロボット１００は、非接触保持装置１（詳細は後述する）を回動可能に取り付けるためのブラケット１１４を有している。ブラケット１１４は、略正三角形状をした板状部材である。このブラケット１１４は、３本のアーム本体１０６によって、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａ（図１におけるブラケット１１４の下面）がベース部１０２の取付面１０２ａと平行（すなわち水平）になるように保持される。
【００３１】
すなわち、ブラケット１１４の各辺には取付片１１５が形成されており、各取付片１１５がそれぞれのアーム本体１０６の遊端部（第２アーム１０８を構成する一対のロッド１０９，１０９の遊端部）に連結されることで、ブラケット１１４は、各アーム本体１０６に対して、各アーム本体１０６の遊端部を中心として揺動する。詳しくは、ブラケット１１４の各取付片１１５の各端部が、対応する各ロッド１０９，１０９の遊端部に各ボールジョイント１１６，１１６によって連結される。一対のボールジョイント１１６，１１６を結ぶ軸線Ｃ４（図２参照）は、各ロッド１０９のボールジョイント部１１０と１１６との間の距離が全て等しいことにより各アーム本体１０６に対応する軸線Ｃ３と平行になるため、電動モータ１０４の軸線Ｃ２に対しても平行となる。このため、各アーム本体１０６が駆動される際に、ブラケット１１４は、水平面に対して平行に移動することにより各アーム本体１０６に対して揺動する。そして、略正三角形状のブラケット１１４のすべての辺において、水平面に対して平行に移動できるように、ブラケット１１４が３本のアーム本体１０６によって支持されている。
【００３２】
上述したように、第１アーム１０７と第２アーム１０８との連結部における一対のボールジョイント１１０，１１０間の距離と、第２アーム１０８の各ロッド１０９とブラケット１１４との連結部における一対のボールジョイント１１６，１１６間の距離とは等しく設定されている。そのため、第２アームを構成する一対のロッド１０９，１０９は、必ずその長手方向の全長において互いに平行に配置される。ここで、軸線Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のいずれもが、ベース部１０２の取付面１０２ａに平行であるから、３つの第１アーム１０７それぞれが軸線Ｃ２を中心にどのように回動したとしても、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａとベース部１０２の取付面１０２ａとの平行関係が維持される。
【００３３】
そして、電子制御装置１３０からの指令に応じて、各電動モータ１０４の出力軸に固定されたアーム支持部材１０５の回転位置が制御されることで、各第１アーム１０７の遊端部の位置が制御される。この制御された各第１アーム１０７の遊端部の位置に、各第２アーム１０８の遊端部の位置が追従し、その結果、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａの位置が一意に決まる。このとき、上述したように、ブラケット１１４は、水平姿勢を維持したまま移動する。
【００３４】
また、パラレルメカニズムロボット１００は、その中央にベース部１０２から下方に延びる旋回軸ロッド１２０と、この旋回軸ロッド１２０を回転するための電動モータ１２１とを有する。電動モータ１２１は、その軸出力を鉛直下方に向けた状態でベース部１０２に固定されている。旋回軸ロッド１２０の一端部は、自在継手（以下「ユニバーサルジョイント」という）１２２、及び、複数のギヤの組み合わせにより構成された減速機１２４を介して電動モータ１２１の出力軸に連結されている。なお、本実施形態では減速機１２４の減速比を５とした。一方、旋回軸ロッド１２０の他端部は、ユニバーサルジョイント１２３を介して非接触保持装置１に接続されている。さらに、非接触保持装置１及びユニバーサルジョイント１２３の下方接続部は、その中心軸が鉛直方向となるようにベアリング等を介してブラケット１１４に回転自在に固定されている。
【００３５】
旋回軸ロッド１２０は、ロッド１２０ａとシリンダ１２０ｂとにより実現され、伸縮自在に構成されている。ここで、旋回軸ロッド１２０はボールスプラインであり、ロッド１２０ａの回転をシリンダ１２０ｂに伝達することが可能である。また、旋回軸ロッド１２０の両端部にユニバーサルジョイント１２２，１２３が採用されているため、ブラケット１１４が３つの電動モータ１０４の駆動により上下、前後左右の所定の位置に移動したとしても、旋回軸ロッド１２０は、その所定位置に追従して移動することができる。なお、以下、旋回軸ロッド１２０、及びユニバーサルジョイント１２２，１２３を含む構成を旋回軸１２５という。
【００３６】
すなわち、電動モータ１２１と非接触保持装置１との間では、減速機１２４、ユニバーサルジョイント１２２、旋回軸ロッド１２０（ロッド１２０ａ，シリンダ１２０ｂ）、ユニバーサルジョイント１２３の機械要素が直列に接続されており、電動モータ１２１の回転駆動力は、直列に接続されたこれらの機械要素を介して、非接触保持装置１に伝達される。電動モータ１２１は、電子制御装置１３０に接続されており、電動モータ１２１の回転がこの電子制御装置１３０により制御されることにより、非接触保持装置１の回転角度位置が制御される。
【００３７】
上述したように、電子制御装置１３０は、３つの電動モータ１０４を制御することによってアーム本体１０６を駆動し、非接触保持装置１を目標位置まで動かす。また、電子制御装置１３０は、電動モータ１２１を制御することによって旋回軸ロッド１２０を駆動し、非接触保持装置１を目標回転角度位置まで回転させる。電子制御装置１３０としては、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、又は専用の制御用コンピュータ等が好適に用いられる。電子制御装置１３０は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ等により構成されている。
【００３８】
また、電子制御装置１３０には、オペレータによる操作入力を受け付ける設定手段およびパラレルメカニズムロボット１００の状態や設定内容を表示する表示手段としての入出力装置１３１が接続されている。なお、入出力装置１３１としては、例えば、タッチパネルディスプレイ、又は、液晶ディスプレイとキーボード等が好適に用いられる。オペレータは、入出力装置１３１を用いて、電動モータ１０４，１２１の制御データを設定することができる。電子制御装置１３０は、設定された制御データを用いてＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、電動モータ１０４及び電動モータ１２１を駆動して、非接触保持装置１の３次元空間における位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び回転角度（θ）を制御する。
【００３９】
続いて、図３を用いて、ブラケット１１４を介して旋回軸ロッド１２０の他端に取り付けられている非接触保持装置１の構造について説明する。ここで、図３は、非接触保持装置１を底面側から見た斜視図である。
【００４０】
非接触保持装置１は、高圧エアを噴出して吸引力を発生させ、ワーク８０（図８等参照）を非接触状態で保持するベルヌーイチャック２０と、ベルヌーイチャック２０の周囲に所定の間隔を空けて配置され、ワーク８０の搬送時に該ワーク８０の横ずれを防止する複数（本実施形態では８本）のガイド部材３０と、ベルヌーイチャック２０及びガイド部材３０が取り付けられるチャックベース（特許請求の範囲に記載のベース部材に相当）１０とを備えている。
【００４１】
チャックベース１０は、外形寸法が、保持されるワーク８０よりも一回り大きく形成された、正方形の板状の部材である。チャックベース１０は、軽量で強度に優れる工業用プラスチック等から形成されている。なお、チャックベース１０の形状、寸法などは、保持されるワークの形状、寸法などに応じて設定されることが好ましい。チャックベース１０の上面中央部にはアタッチメント１２が取り付けられている。このアタッチメント１２により、チャックベース１０は、ブラケット１１４を介して旋回軸ロッド１２０と接続されており、旋回軸ロッド１２０によって回動可能に構成されている。
【００４２】
ベルヌーイチャック２０は、チャックベース１０の下面側に取り付けられる円柱状の本体２１を有している。円柱状の本体２１の端面には凹部２２が形成されている。そして、ベルヌーイチャック２０は、本体２１に形成された凹部２２の開口面が、保持されるワーク８０と対向するように、すなわち、凹部２２の開口面が下側を向くようにして取り付けられる。ベルヌーイチャック２０の本体２１の開口面は、ワーク８０を非接触で保持するワーク保持面を形成する。
【００４３】
本体２１の凹部２２に臨む面には、凹部２２内に高圧エアを噴出するための噴出孔２３が複数（本実施形態では９０度間隔で４つ）形成されている。噴出孔２３は、本体２１の側面から凹部２２の底面にかけて、凹部２２の内周面と接する方向に、本体２１を斜め下方向に貫通するように形成されている。各噴出孔２３にはエア配管（図示省略）が取り付けられている。このエア配管は、高圧エアを供給するエアポンプ（図示省略）に接続されている。
【００４４】
エアポンプからエア配管を通して噴出孔２３に高圧エアが供給されると、噴出孔２３を通して凹部２２内に高圧エアが噴出される。噴射された高圧エアは、凹部２２の内周面に沿って斜め下方向に進み、開口端面とワーク８０との隙間から排出される。これによって、高圧エアが凹部２２の内周面から開口端面に突入する際に流速が上がり、凹部２２の内部圧力が下降する。この負圧によって、ワーク８０に対して吸引力が発生する。その結果、ワーク８０が非接触保持される。ベルヌーイチャック２０は、特許請求の範囲に記載の非接触保持ユニットとして機能する。
【００４５】
チャックベース１０の下面側には、複数（本実施形態では８本）のピン状のガイド部材３０が、チャックベース１０に対して垂直方向に突設されている。８本のガイド部材３０は、ベルヌーイチャック２０の周囲に、ワーク８０が搬送される際に該ワーク８０を包囲するように互いに間隔を空けて配置されている。より詳細には、ガイド部材３０は、チャックベース１０の各辺の端部に間隔を空けて２本ずつ組となって（合計４組）配置され、各組のガイド部材３０がベルヌーイチャック２０を挟んで、対向するように配置されている。また、ガイド部材３０は、定常状態で、保持されたワーク８０と略当接するように、より詳細には、ガイド部材３０とワーク８０の各辺とが、０．１〜０．２ｍｍ程度のクリアランスを有するように配置されている。なお、ガイド部材３０の配置は、ワーク８０の形状等に応じて設定することが好ましい。
【００４６】
各ガイド部材３０は、その一端がチャックベース１０に取り付けられる円柱状の基端部３０ａと、該基端部３０ａから連続する略円錐状の先端部３０ｂとを含んで構成されている。各ガイド部材３０の全長は、ベルヌーイチャック２０の高さ方向の寸法よりも長く設定されており、各ガイド部材３０の先端は、ベルヌーイチャック２０のワーク保持面よりも下側に突出している。各ガイド部材３０は、例えば、ＵＨＰＥ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：超高分子量ポリエチレン）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、あるいは、これらにＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）等を充填して摩擦を低減した高分子材料などから形成されている。
【００４７】
対向するガイド部材３０は、互いに離れる方向に移動可能に構成されており、ワーク８０が載せて置かれている取出側のワーク載置トレイ７０（図５，６参照）からワーク８０が取出される際、又は、保持されているワーク８０が載置側のワーク載置トレイ７１（図７参照）に載置される際に、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面７５に非接触保持装置１（ベルヌーイチャック２０）が近づくに従って、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、互いに離れる方向に移動する。なお、ワーク載置トレイ７０，７１は、特許請求の範囲に記載のワーク載置装置に相当する。また、ガイド案内孔７２は、特許請求の範囲に記載のガイド案内部に相当する。
【００４８】
ここで、図４を参照しつつ、ガイド部材３０の可動機構について説明する。図４は、一つのガイド部材３０の可動機構を拡大して示す模式図である。なお、他のガイド部材３０の可動機構も同一の構成とされている。チャックベース１０の各辺の端部には、当該辺と直交する方向に長孔１１が形成されている。ガイド部材３０は、その上端が、長孔１１、及び、チャックベース１０を上下から挟むように配設された２枚のワッシャ３１，３２を貫くように設けられる。そして、ガイド部材３０とワッシャ３１，３２とは、ガイド部材３０の上端側から螺子３３により締結されている。これにより、ピン状のガイド部材３０が長孔１１から抜けることなく、且つ長孔１１に沿って摺動可能に、長孔１１に取り付けられる。
【００４９】
また、チャックベース１０の上面には、トーションバネ３４が取り付けられている。トーションバネ３４は、長孔１１の軸線方向に沿って内部方向に付勢力（引張り力）が発生するように、長孔１１の軸線に沿って該長孔１１よりも内側に配置される。トーションバネ３４の一端は、チャックベース１０の上面にピン３６を介して係止されており、他端はチャックベース１０の上面側に取り付けられたワッシャ３１にピン３７を介して係止されている。なお、トーションバネ３４の他端は、螺子３３の頭部に同軸に係止されていてもよい。これにより、トーションバネ３４は、ガイド部材３０が長孔１１の一端（内部側）に当接する方向に作用する付勢力をガイド部材３０に付与する。
【００５０】
このようにトーションバネ３４によって付勢されることにより、ガイド部材３０は、定常状態において、長孔の一端側（内部側）に当接される。すなわち、ガイド部材３０は、定常状態で、保持されたワーク８０と略当接するように、より詳細には、ガイド部材３０とワーク８０の各辺とが、０．１〜０．２ｍｍ程度のクリアランスを有するように配置される。一方、後述するワーク載置トレイ７０からワーク８０を取り出す際、又は、ワーク載置トレイ７１にワーク８０を載置する際には、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されたガイド案内孔７２により、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向（外部側）に長孔１１に沿って移動する。このとき、トーションバネ３４は、対向するガイド部材３０が長孔１１に沿って互いに離れる方向に移動する程、ガイド部材３０が互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材３０に付与する。そのため、ワーク載置トレイ７０からワーク８０を取り出した後、又は、ワーク載置トレイ７１にワーク８０を載置した後に、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面からベルヌーイチャック２０が離れるに従って、対向するガイド部材３０は、トーションバネ３４の付勢力により、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。
【００５１】
ここで、図５〜７を併せて参照しつつ、ワーク８０を移載する際に、非接触保持装置１が取り付けられたパラレルメカニズムロボット１００と共に用いられるワーク載置トレイ７０，７１について説明する。図５は、取出側のワーク載置トレイ７０の平面図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った、ワーク載置トレイ７０の縦断面図である。図７は、載置側のワーク載置トレイ７１の平面図である。なお、保持するワーク８０が載せて置かれている取出側のワーク載置トレイ７０と、保持しているワーク８０を載置する載置側のワーク載置トレイ７１とは、載せて置くことができるワーク８０の数のみが異なり、その他の構成は同一である。ちなみに、取出側のワーク載置トレイ７０は、２枚のワーク８０を載置できるように、２つのワーク載置面７５を有している。一方、載置側のワーク載置トレイ７１は、６枚のワーク８０を載置できるように、６つ（２×３）のワーク載置面７５を有している。なお、図５では、図面左側のワーク載置面７５にのみワーク８０が載置された状態を示している。また、図６では、４つのワーク載置面７５にワーク８０が載置された状態を示している。
【００５２】
ワーク載置トレイ７０，７１の上面には、ワーク８０を載置する正方形のワーク載置面７５が形成されている。ワーク載置面７５は、ワーク８０の寸法と略同一の寸法に形成されている。ワーク載置面７５の各辺の略中央部の外側には、各辺に沿って、ガイド部材３０を案内する略矩形のガイド案内孔７２が形成されている。ガイド案内孔７２の内側面は、開口部から孔の中心方向に向かって傾斜している傾斜部（傾斜領域）７２ａと、該傾斜部７２ａから下側に滑らかに連続する垂直部（垂直領域）７２ｂとを含んでいる。ガイド案内孔７２は、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に近づくに従って、傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向に各ガイド部材３０を案内する。また、ガイド案内孔７２は、ベルヌーイチャック２０が上昇してワーク載置面７５から離れるに従って、傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに近づく方向に各ガイド部材３０を案内する。なお、１つのガイド案内孔７２には、２本のガイド部材３０が進入できるように構成されている。
【００５３】
また、ワーク載置トレイ７０，７１のガイド案内孔７２の両側には、ワーク載置面７５の各辺に沿って、断面が台形状をしたワーク案内突起７４が設けられている。ワーク案内突起７４は、ワーク８０が載置される際に、該ワーク８０を所定の位置に誘導するものである。すなわち、ベルヌーイチャック２０に保持されたワーク８０は、載置される際に、ワーク案内突起７４の傾斜面に沿って誘い込まれ、ワーク載置面７５の所定位置に載置される。
【００５４】
さらに、ワーク載置面７５の中心部分には、円形の貫通孔７３が形成されている。この貫通孔７３は、ベルヌーイチャック２０でワーク８０を取り出すときに、下側からエアが供給されることにより、ワーク載置トレイ７０，７１が負圧で引っ張られないようにするために設けられた、エア抜き用の孔である。
【００５５】
ここで、図８を参照しつつ、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出しに行くときのガイド部材３０の動きを説明する。なお、図８は、非接触保持装置１のガイド部材３０の動作を説明するための図であり、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出しに行くときのガイド部材３０の動きを上から順に時系列に示したものである。まず、図８の上段に示されるように、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向（矢印Ａ２）に下降し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５に接近する。
【００５６】
その後、図８の中段に示されるように、ガイド部材３０がガイド案内孔７２の内側面と接し、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に接近するに従って、ガイド案内孔７２の傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向（矢印Ａ３）に徐々に拡張される。そのため、各ガイド部材３０は、ワーク８０の周縁部と接触しない。
【００５７】
そして、図８の下段に示されるように、対向するガイド部材３０がガイド案内孔７２により拡張された状態で、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を非接触保持する。よって、ガイド部材３０がワーク８０の周縁部と接触することなく、ワーク８０を保持して取り出すことができる。なお、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出した後、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向に上昇し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５から離れるに従って、対向するガイド部材３０は、トーションバネ３４の付勢力により、ワーク載置トレイ７０に形成されているガイド案内孔７２の内側面に沿って互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。その間、ワーク８０は、ベルヌーイチャック２０により吸着保持されており、ワーク８０とガイド部材３０との相対位置は、高さ方向には変わることなく、徐々にクリアランスが小さくなっていく。そのため、ワーク８０は、ガイド部材３０の軸方向に擦られることなく横方向の移動が規制される。これにより、搬送中のワーク８０の横ずれが防止される。
【００５８】
次に、図９を用いて、パラレルメカニズムロボット１００の動作について説明する。ここでは、太陽電池用ウェハー（ワーク）のパレタイジング工程において、非接触保持装置１（ベルヌーイチャック２０）が、取出側のワーク載置トレイ７０から太陽電池ウェハー２３０を取り出した後に、該太陽電池ウェハー２３０の回転角度位置を合わせつつ、載置側のワーク載置トレイ７１まで搬送する場合を例にして説明する。なお、太陽電池ウェハー２３０の搬送後から、次の太陽電池ウェハー２３０の取り出しまでの移動の動作は、以下に説明する動作と動作方向が逆になること以外は同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、図９は、太陽電池のパレタイジング工程の概要を説明するための鳥瞰図である。
【００５９】
まず、図９を参照しつつ、太陽電池ウェハー２３０のパレタイジング工程の概要について説明する。この工程では、第１コンベア２００、及び第２コンベア２０１が互いに並行に配置されるとともに、これら２本のコンベアの上方にパラレルメカニズムロボット１００が設置されている。第１コンベア２００及び第２コンベア２０１それぞれは、図面右側から左側へ所定の速度もしくは一時停止を繰り返しながらピッチ送りで移動している。第１コンベア２００上には取出側のワーク載置トレイ７０に載置された太陽電池ウェハー２３０が流れている。ここで、太陽電池ウェハー２３０は、例えば、縦１５６×横１５６×厚さ０．１〜０．２ｍｍの正方形の薄板である。一方、第２コンベア２０１には太陽電池ウェハー２３０が揃えて収納される載置側のワーク載置トレイ７１が乗って流れている。ここで、載置側のワーク載置トレイ７１は、升目状に仕切られた６つ（２×３）のワーク載置面７５を有し、パラレルメカニズムロボット１００により、ワーク載置トレイ７０に載置されている太陽電池ウェハー２３０がワーク載置トレイ７１の各ワーク載置面７５に移載される。
【００６０】
パラレルメカニズムロボット１００は、アーム本体１０６を駆動して非接触保持装置１（ベルヌーイチャック２０）を移動させ、ワーク載置トレイ７０に載置されている太陽電池ウェハー２３０に近づいた後、該太陽電池ウェハー２３０を非接触保持装置１で取り出してはワーク載置トレイ７１まで搬送するといった動作を繰り返し実行する。また、パラレルメカニズムロボット１００は、正方形の太陽電池ウェハー２３０の向きを、該太陽電池ウェハー２３０を保持して搬送するときに非接触保持装置１を回転させてワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５の向きに合わせ、太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５に収納する。
【００６１】
より詳細に説明すると、第１コンベア２００には、第１コンベア２００の移動量を検出する第１エンコーダ２１０が取り付けられている。第１エンコーダ２１０は、検出された第１コンベア２００の移動量を電子制御装置１３０に出力する。一方、第２コンベア２０１には、第２コンベア２０１の移動量を検出する第２エンコーダ２１１が取り付けられている。第２エンコーダ２１１は、検出された第２コンベア２０１の移動量を電子制御装置１３０に出力する。また、第１コンベア２００の上方には、例えばＣＣＤカメラ等の撮像装置２２０が取り付けられている。撮像装置２２０は、流れてくるワーク載置トレイ７０に載置されている太陽電池ウェハー２３０を撮像して、太陽電池ウェハー２３０の重心位置と向き（角度）を求め、電子制御装置１３０に出力する。さらに、第２コンベア２０１には、ワーク載置トレイ７１の先端部を検出する光学センサ２２１が取り付けられている。光学センサ２２１は、検出信号を電子制御装置１３０に出力する。上記のごとく、非接触保持装置１の回転と撮像装置２２０の位置検出とにより、ワーク載置トレイ７０が第１コンベア２００上を不等ピッチあるいは任意の向き（角度）で流れてきた場合であっても、電子制御装置１３０が非接触保持装置１の位置を適切に制御し、太陽電池ウェハー２３０を取り出すことが可能となる。
【００６２】
電子制御装置１３０は、太陽電池ウェハー２３０の重心位置と第１コンベア２００の移動量とに基づいて太陽電池ウェハー２３０の位置を演算する。また、電子制御装置１３０は、ワーク載置トレイ７１の先端部の検出信号と第２コンベア２０１の移動量とに基づいてワーク載置トレイ７１の位置を演算する。電子制御装置１３０は、求められた太陽電池ウェハー２３０の位置とワーク載置トレイ７１の位置とに基づいて、各電動モータ１０４を回転してアーム本体１０６を駆動し、ワーク載置トレイ７０に水平に置かれた太陽電池ウェハー２３０に上方からアクセスして太陽電池ウェハー２３０を取り出した後に空間内を搬送し、ワーク載置トレイ７１に上方からアクセスして保持している太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７１に水平に載置する。
【００６３】
より詳細には、太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７０から取り出す際には、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向に下降し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５に接近する。その後、ガイド部材３０がガイド案内孔７２の内側面と接し、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に接近するに従って、ガイド案内孔７２の傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向に徐々に拡張される。そして、ガイド部材３０がガイド案内孔７２により拡張された状態で、ベルヌーイチャック２０が太陽電池ウェハー２３０を非接触保持する。よって、ガイド部材３０が太陽電池ウェハー２３０の周縁部と接触することなく、太陽電池ウェハー２３０を保持して取り出すことができる。ベルヌーイチャック２０が太陽電池ウェハー２３０を取り出した後、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５からベルヌーイチャック２０が上昇して離れるに従って、対向するガイド部材３０は、トーションバネ３４の付勢力により、ワーク載置トレイ７０に形成されているガイド案内孔７２の内側面に沿って互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。これにより、搬送中の太陽電池ウェハー２３０の横ずれが防止される。
【００６４】
同様に、太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７１に載置する際には、太陽電池ウェハー２３０を保持したベルヌーイチャック２０が鉛直方向に下降し、ワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５に接近する。その後、ガイド部材３０がガイド案内孔７２の内側面と接し、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に接近するに従って、ガイド案内孔７２の傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向に徐々に拡張される。そして、ガイド部材３０がガイド案内孔７２により拡張された状態で、ベルヌーイチャック２０が太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５に載置する。よって、ガイド部材３０が太陽電池ウェハー２３０の周縁部と接触することなく、太陽電池ウェハー２３０を載置することができる。なお、ベルヌーイチャック２０が太陽電池ウェハー２３０を載置した後、ワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５からベルヌーイチャック２０が離れるに従って、対向するガイド部材３０は、トーションバネ３４の付勢力により、ワーク載置トレイ７１に形成されているガイド案内孔７２の内側面に沿って互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。
【００６５】
また、電子制御装置１３０は、太陽電池ウェハー２３０を搬送しているときに、求められた太陽電池ウェハー２３０の向きに基づいて、電動モータ１２１を駆動して旋回軸（すなわち非接触保持装置１）を回転し、太陽電池ウェハー２３０の向きをワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５に合わせる。以上の動作が実時間で繰り返して実行されることにより、第１コンベア２００の上を流れるワーク載置トレイ７０に載置されている太陽電池ウェハー２３０が、第２コンベア２０１の上を流れるワーク載置トレイ７１に揃えて収納される。太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７０から取り出す際、又は、ワーク載置トレイ７１に載置する際、パラレルメカニズムロボット１００の手先位置精度、第１コンベア２００及び第２コンベア２０１の位置精度、撮像装置２２０の検出位置精度の他、装置各所の振動等により、非接触保持装置１とワーク載置トレイ７０，７１との相対位置は若干のズレを生じる。本実施形態によれば、ガイド部材３０の拡張により、そのズレを吸収して、太陽電池ウェハー２３０の周縁部と接触することなく、取り出し、又は載置することが可能となる。
【００６６】
本実施形態によれば、ベルヌーイチャック２０の周囲に配置されている８本のガイド部材３０が、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面７５にベルヌーイチャック２０が近づくに従って、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、互いに離れる方向に移動する。よって、ワーク８０を取り出す際、又はワーク８０を載置する際に、８本のガイド部材３０それぞれはワーク８０の周縁部よりも外側に拡げられる。その結果、ワーク８０が載置されているワーク載置トレイ７０からワーク８０が取出される際、又は、保持されているワーク８０がワーク載置トレイ７１に載置される際に、ガイド部材３０がワーク８０の周縁部と接触することを防止することが可能となる。その結果、例えば太陽電池ウェハーなどのワークの取り出し時又は載置時に、ワークのエッジにダメージが与えられることによる性能の劣化を防止することができる。
【００６７】
本実施形態によれば、８本のガイド部材３０が、ベルヌーイチャック２０を挟んで、対向して配置されているため、ワーク８０搬送時に、ベルヌーイチャック２０に保持されているワーク８０の横ずれを効果的に防止することが可能となる。
【００６８】
本実施形態によれば、ワーク８０を取り出す際に拡げられていた８本のガイド部材３０が、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５からベルヌーイチャック２０が離れるに従って、トーションバネ３４の付勢力により、互いに近づく方向に移動し、例えば、ワーク８０の周縁部と略当接する位置に移動する。よって、保持されたワーク８０が搬送される際に、ワーク８０の横方向の移動を適切に規制することが可能となる。
【００６９】
本実施形態によれば、ガイド部材３０が、円筒状の基端部３０ａ、及び該基端部３０ａから連続する円錐状の先端部３０ｂから構成されているため、ワーク８０を搬送する際に、ワーク８０の周縁部とガイド部材３０との接触面積をより小さくすることができる。また、ガイド部材８０がワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に導かれる際に、よりスムーズに移動させることが可能となる。
【００７０】
本実施形態によれば、トーションバネ３４のバネ力を利用して８本のガイド部材３０が互いに離れる程、ガイド部材３０それぞれが互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材３０に付与することができる。また、トーションバネ３４を用いることにより、可動機構を小型・軽量化することができる。
【００７１】
本実施形態によれば、ベルヌーイチャック２０から噴出された高圧エアがワーク８０との間から排出されることによってベルヌーイ効果が生じ、吸引力が発生する。よって、ワーク８０を非接触で保持することができる。
【００７２】
パラレルメカニズムロボット１００は、可動部にアクチュエータがなく、軽量化が可能で、高速、高精度に駆動できるという特徴を有するため、ベルヌーイチャック２０及びガイド部材３０が取り付けられたベース部材１０を非常に高速で動かすことができる。そのため、移動機構としてパラレルメカニズムロボット１００を用いることにより、ワーク８０の横ずれを防止しつつ、ワーク８０を高速に移載することが可能となる。
【００７３】
本実施形態に係るワーク載置トレイ７０，７１によれば、ベルヌーイチャック２０の周囲に配置されている８本のガイド部材３０を、ガイド案内孔７２に沿って案内することにより、ワーク載置面７５にベルヌーイチャック２０が近づくに従って、８本のガイド部材３０を互いに離れる方向に移動させることができる。よって、ワーク８０を取り出す際、又はワーク８０を載置する際に、８本のガイド部材３０をワーク８０の周縁部よりも外側に拡げることが可能となる。
【００７４】
（第２実施形態）
上述した非接触保持装置１ではピン状のガイド部材３０を用いたが、ピン状のガイド部材３０に代えて、板状のガイド部材を用いることもできる。次に、図１０及び図１１を用いて、第２実施形態に係る非接触保持装置２の構成について説明する。図１０は、非接触保持装置２の構成を示す側面図である。また、図１１は、ワーク８０を保持した非接触保持装置２を底面側から見た斜視図である。なお、図１０，１１において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
【００７５】
非接触保持装置２は、ピン状のガイド部材３０に代えて、弾性体から形成された板状のガイド部材４０を備えている点で非接触保持装置１と異なっている。また、非接触保持装置２は、図４で示した可動機構を有していない点で非接触保持装置１と異なっている。その他の構成は、上述した非接触保持装置１と同一であるので、ここでは説明を省略する。また、非接触保持装置２以外のパラレルメカニズムロボットの構成についても、上述した第１実施形態に係るパラレルメカニズムロボット１００と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００７６】
チャックベース１０Ａの下面側には、複数（本実施形態では４つ）の板状のガイド部材４０が、チャックベース１０Ａの下面に対して垂直方向に突設されている。４つのガイド部材４０は、ベルヌーイチャック２０の周囲に、ワーク８０を搬送する際に該ワーク８０を包囲するように互いに間隔を空けて配置されている。より詳細には、各ガイド部材４０は、チャックベース１０Ａの各辺の端部に配置され、ガイド部材４０がベルヌーイチャック２０を挟んで、対向するように配置されている。また、ガイド部材４０は、定常状態で、保持されたワーク８０と略当接するように、より詳細には、ガイド部材４０とワーク８０の各辺とが、０．１〜０．２ｍｍ程度のクリアランスを有するように配置されている。なお、ガイド部材４０の配置は、ワーク８０の形状等に応じて設定することが好ましい。
【００７７】
各ガイド部材４０の高さは、ベルヌーイチャック２０の高さ方向の寸法よりも長く設定されており、各ガイド部材４０の先端は、ベルヌーイチャック２０のワーク保持面よりも下側に突出している。ガイド部材４０の先端部は、内側が斜めにカットされている。これにより、ガイド案内孔７２の内側面とスムーズに接することができる。また、ガイド部材４０は、保持されるワーク８０の外縁に沿った方向に一定の幅（例えば３５ｍｍ程度）を有している。各ガイド部材４０は、例えば、フッ素ゴム、ウレタンゴム又はシリコンゴムなどの弾性体から形成されている。また、その表面には、滑りを良くし、耐磨耗性を向上させるために、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）コーティングなどを施してもよい。
【００７８】
対向するガイド部材４０は、その弾性を利用して、その下端部が互いに離れる方向に変形（移動）可能に構成されている。そのため、ワーク８０が載せて置かれている取出側のワーク載置トレイ７０からワーク８０が取出される際、又は、保持されているワーク８０が載置側のワーク載置トレイ７１に載置される際に、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面７５に非接触保持装置２（ベルヌーイチャック２０）が近づくに従って、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、対向するガイド部材４０が互いに離れる方向に下端部が反り返るように変形する。
【００７９】
このとき、対向するガイド部材４０が互いに離れる方向に変形する程、各ガイド部材４０には、対向するガイド部材４０が互いに近づく方向に復元力（付勢力）が発生する。そのため、ワーク載置トレイ７０からワーク８０を取り出した後、又は、ワーク載置トレイ７１にワーク８０を載置した後に、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面からベルヌーイチャック２０が離れるに従って、対向するガイド部材４０は、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、自身の復元力（付勢力）により、互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。すなわち、ガイド部材４０は、特許請求の範囲に記載の付勢部材としても機能する。
【００８０】
ここで、図１２を参照しつつ、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出しに行くときのガイド部材４０の動きを説明する。なお、図１２は、非接触保持装置２のガイド部材４０の動きを説明するための図である。まず、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向に下降し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５に接近する。その後、ガイド部材４０がガイド案内孔７２の内側面と接し、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に接近するに従って、ガイド案内孔７２の傾斜部７２ａに沿って、ガイド部材４０の下端部が互いに離れる方向に徐々に変形する。
【００８１】
そして、図１２に示されるように、ガイド部材４０の下端部がガイド案内孔７２により反り返るように変形された状態で、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を非接触保持する。よって、ガイド部材４０がワーク８０の周縁部と接触することなく、ワーク８０を保持して取り出すことができる。なお、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出した後、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向に上昇し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５から離れるに従って、対向するガイド部材４０は、自身の復元力（付勢力）により、ワーク載置トレイ７０に形成されているガイド案内孔７２の内側面に沿って互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。これにより、搬送中のワーク８０の横ずれが防止される。
【００８２】
本実施形態によれば、ガイド部材４０が、板状の弾性体から形成されている。そのため、ワーク８０を取り出す際、又はワーク８０を載置する際に、弾性体の弾性を利用して、４つのガイド部材４０それぞれをワーク８０の周縁部よりも外側に拡げることができる。また、弾性体の復元力を利用して、４つのガイド部材４０が互いに離れるように変形する程、ガイド部材４０それぞれが互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材４０に付与することができる。
【００８３】
本実施形態によれば、ガイド部材４０が、保持されるワーク８０の外縁に沿った方向に一定の幅を有する板状に形成されているため、ガイド部材４０を容易に変形させて拡げることができる。また、ワーク８０搬送時に、ワーク８０の横方向の移動を安定して規制することができる。
【００８４】
さらに、本実施形態によれば、図４で示した可動機構を廃止することができるため、構造を簡略化でき、よって、より小型・軽量化・低コスト化することができる。
【００８５】
また、第１実施形態及び第２実施形態いずれの場合であっても、ガイド部材３０，４０とガイド案内孔７２との接触はすべてワーク８０より下側で起こる。したがって、万一、摩擦による磨耗粉が発生した場合であっても、磨耗粉がそのまま下方に落下すれば、ワーク８０が磨耗粉により汚染されることはない。さらに、ガイド部材３０，４０の摺動部は、ワーク８０と直接接触しないため、磨耗粉の付着からより安全に守られる。クリーンルーム内で使用される場合は、ダウンフローにより清浄な空気が下向きに流れているため、万一、磨耗粉が発生・浮遊しても、摺動位置より上方のワーク８０はさらに汚染されにくくなる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、ガイド部材３０及びガイド部材４０の形状・大きさ・数・配置、ベース部材１０，１０Ａの形状・大きさ・材質、及び、ベルヌーイチャック２０の大きさ、数、配置などは上記実施形態に限定されるものではなく、保持するワーク８０の形状・大きさ・重量などに応じて任意に設定することができる。例えば、正方形のワークに代えて、円形のワークを移載する場合には、ガイド部材は必ずしも対向して配置する必要はなく、例えば、円形のワークの周囲に１２０°間隔で３つのガイド部材を配置してもよい。その場合、ワーク載置トレイのガイド案内孔は、ガイド部材の配置に合わせて形成される。
【００８７】
上記第１実施形態では、１つの矩形のガイド案内孔７２に２本のピン状のガイド部材３０が進入する構成としたが、該ガイド案内孔７２を２つの円形又は楕円形のガイド案内孔に分け、それぞれのガイド案内孔に１本のピン状のガイド部材が進入する構成としてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、ワーク８０を載せて置くワーク載置装置として一枚のワーク８０を平置きして収容するトレイ（ワーク載置トレイ７０，７１）を用いたが、トレイに代えて、多数枚のワーク８０を積み重ねて収容するカセットを用いてもよい。
【００８９】
上記実施形態では、パラレルメカニズムロボット１００を太陽電池ウェハー２３０のパレタイジング工程に適用した場合を例として説明したが、パラレルメカニズムロボット１００の適用範囲は、太陽電池ウェハー２３０のパレタイジング工程には限られない。
【符号の説明】
【００９０】
１，２ 非接触保持装置
１０，１０Ａ チャックベース
２０ ベルヌーイチャック
２１ 本体
２２ 凹部
２３ 噴出孔
３０，４０ ガイド部材
７０，７１ ワーク載置トレイ
７２ ガイド案内孔
８０ ワーク
１００ パラレルメカニズムロボット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを移載する移載装置、及び該移載装置と共に用いられるワーク載置装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば太陽電池ウェハー、リチウムイオン電池の電極などの比較的薄いワークを移載（ピックアンドプレース）する際に、ワークに直接触れることなくワークを保持することができる非接触保持装置を利用した移載装置が用いられている。このような非接触保持装置を利用した移載装置として高圧エアを噴出して吸引力を発生させるベルヌーイチャックを利用した搬送装置（移載装置）が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている移載装置は、シート状の基板（ワーク）を平板状ステージから取り出して移載するものであり、吸引手段としてのベルヌーイチャックと、平板状ステージに配置されるワークの端部と当接する位置に設けられ、ワークの位置を制御する制御ガイドとを有している。この制御ガイドは、傾斜面が形成された制御部を含み、ワークの端部を制御部に形成された傾斜面に当接させることによって、ベルヌーイチャックによってシート状のワークが吸引されたときに、両者が接触することを防止している。さらに、制御ガイドは、ワークが吸引された状態で搬送される際に、制御部の傾斜面によってワークの平面方向の移動を規制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８３１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、ワークとしての太陽電池ウェハー、リチウムイオン電池の電極などは、厚さが薄く、強度的にも脆弱である。しかしながら、特許文献１に開示されている移載装置では、上述したように、シート状のワークの端部を制御部に形成された傾斜面に当接させることによって、ベルヌーイチャックによってシート状基板が吸引されたときに、両者が接触することを防止している。そのため、平板状ステージからシート状のワークを取り出す際に、ワークの割れ等の破損を生ずるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１に開示されている移載装置では、平板状ステージからシート状のワークを取り出す際に、ベルヌーイチャック及び制御ガイドの位置がワークに対してずれると、制御部に形成された傾斜面がワークの周縁部に擦り付けられるおそれがある。このように、ワークを取り出して保持する際（ピックアップ時）、又はワークを載置する際（プレース時）に、ワークの周縁部が擦られることによってエッジにダメージが与えられると、例えば太陽電池ウェハーなどの性能を劣化させる要因となる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ワークが載置されているワーク載置装置からワークを取り出して保持する際、及び、保持しているワークをワーク載置装置に載置する際に、搬送時にワークの横ずれを防止するガイド部材がワークの周縁部と接触することを防止することが可能な移載装置、及び該移載装置と共に用いられるワーク載置装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る移載装置は、ワークを非接触状態で保持する非接触保持ユニットと、非接触保持ユニットが取り付けられたベース部材と、非接触保持ユニットの周囲に、ワークが搬送される際に該ワークを包囲するように互いに間隔を空けて配置されて、ベース部材に突設された複数のガイド部材と、ベース部材を空間内で移動させる移動機構とを備え、複数のガイド部材は、少なくとも一部分が互いに離れる方向に移動可能に構成されており、ワークが載置されているワーク載置装置からワークが取出される際、又は、保持されているワークがワーク載置装置に載置される際に、ワーク載置装置のワーク載置面に非接触保持ユニットが近づくに従って、複数のガイド部材の少なくとも一部分が、ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、互いに離れる方向に移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る移載装置によれば、ワークが載置されている、又は、ワークを載置するワーク載置装置のワーク載置面に非接触保持ユニットが近づくに従って、非接触保持ユニットの周囲に配置されている複数のガイド部材が、ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、互いに離れる方向に移動する。よって、ワークを取り出す際、又はワークを載置する際に、複数のガイド部材それぞれはワークの周縁部よりも外側に拡げられる。その結果、ワークが載置されているワーク載置装置からワークが取出される際、又は、保持されているワークがワーク載置装置に載置される際に、ガイド部材がワークの周縁部と接触することを防止することが可能となる。
【００１０】
本発明に係る移載装置では、複数のガイド部材が、非接触保持ユニットを挟んで、対向して配置されていることが好ましい。このように配置すれば、ワーク搬送時に、非接触保持ユニットに保持されているワークの横ずれを効果的に防止することが可能となる。
【００１１】
本発明に係る移載装置は、複数のガイド部材が互いに離れる程、複数のガイド部材が互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材に付与する付勢部材を備え、複数のガイド部材が、ワーク載置装置のワーク載置面から非接触保持ユニットが離れるに従って、ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、付勢部材の付勢力により、互いに近づく方向に移動することが好ましい。
【００１２】
この場合、ワークを取り出す際に拡げられていた複数のガイド部材が、ワーク載置装置のワーク載置面から非接触保持ユニットが離れるに従って、付勢部材の付勢力により、互いに近づく方向に移動し、例えば、ワークの周縁部と略当接する位置に移動する。よって、保持されたワークが搬送される際に、ワークの横方向の移動を適切に規制することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る移載装置では、ガイド部材が、円筒状の基端部と、該基端部から連続する円錐状の先端部とを含むことが好ましい。このようにすれば、ワークを搬送する際に、ワークの周縁部とガイド部材との接触面積をより小さくすることができる。また、ガイド部材がワーク載置装置に形成されているガイド案内部に導かれる際に、よりスムーズに移動させることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る移載装置では、上記付勢部材が、トーションバネであることが好ましい。この場合、トーションバネのバネ力を利用して、複数のガイド部材が互いに離れる程、ガイド部材それぞれが互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材に付与することができる。また、トーションバネを用いることにより、可動機構をより小型・軽量化することができる。
【００１５】
本発明に係る移載装置では、ガイド部材が、弾性体から形成されていることが好ましい。このようにすれば、ワークを取り出す際、又はワークを載置する際に、弾性体の弾性を利用して、複数のガイド部材それぞれをワークの周縁部よりも外側に拡げることができる。また、弾性体の復元力を利用して、複数のガイド部材が互いに離れるように変形する程、複数のガイド部材が互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材４０に付与ことができる。
【００１６】
ここで、当該ガイド部材は、保持されるワークの外縁に沿った方向に一定の幅を有する板状部材であることが好ましい。このようにすれば、ガイド部材を容易に変形させて拡げることができる。また、ワーク搬送時に、ワークの横方向の移動を安定して規制することができる。
【００１７】
本発明に係る移載装置では、上記非接触保持ユニットとして、ベルヌーイチャックを用いることが好ましい。この場合、ベルヌーイチャックから噴出された高圧エアがワークとの間から排出されることによってベルヌーイ効果が生じ、吸引力が発生する。よって、ワークを非接触で保持することができる。
【００１８】
本発明に係る移載装置では、移動機構として、複数のリンクを介して、上記ベース部材を水平に保ったまま移動させるパラレルメカニズムロボットを用いることが好ましい。パラレルメカニズムロボットは、可動部にアクチュエータがなく、軽量化が可能で、高速、高精度に駆動できるという特徴を有するため、非接触保持ユニット及びガイド部材が取り付けられたベース部材を非常に高速で動かすことができる。そのため、移動機構としてパラレルメカニズムロボットを用いることにより、ワークの横ずれを防止しつつ、ワークを高速に移載することが可能となる。
【００１９】
本発明に係るワーク載置装置は、上記いずれかの移載装置と共に用いられるワーク載置装置であって、移載装置を構成する非接触保持ユニットがワーク載置面に近づくに従って、複数のガイド部材が互いに離れる方向に各ガイド部材を案内するガイド案内部を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るワーク載置装置によれば、非接触保持ユニットの周囲に配置されている複数のガイド部材を、ガイド案内部に沿って案内することにより、ワーク載置面に非接触保持ユニットが近づくに従って、複数のガイド部材を互いに離れる方向に移動させることができる。よって、ワークを取り出す際、又はワークを載置する際に、複数のガイド部材をワークの周縁部よりも外側に拡げることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ワークが載置されているワーク載置装置からワークを取り出して保持する際、及び、保持しているワークをワーク載置装置に載置する際に、搬送時にワークの横ずれを防止するガイド部材がワークの周縁部と接触することを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る、非接触保持装置が取り付けられたパラレルメカニズムロボットの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１中の矢印Ａ１方向から見たパラレルメカニズムロボットを示す図である。
【図３】非接触保持装置を底面側から見た斜視図である。
【図４】非接触保持装置のガイド部材の可動機構を拡大して示す模式図である。
【図５】取出側のワーク載置トレイの平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った取出側のワーク載置トレイの断面図である。
【図７】載置側のワーク載置トレイの平面図である。
【図８】非接触保持装置のガイド部材の動作を説明するための図である。
【図９】太陽電池ウェハーのパレタイジング工程の概要を説明するための鳥瞰図である。
【図１０】第２実施形態に係る非接触保持装置の構成を示す側面図である。
【図１１】第２実施形態に係る非接触保持装置を底面側から見た斜視図である。
【図１２】第２実施形態に係る非接触保持装置のガイド部材の動きを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２４】
（第１実施形態）
まず、図１及び図２を併せて用いて、第１実施形態に係る、非接触保持装置１が取り付けられたパラレルメカニズムロボット１００（特許請求の範囲に記載の移載装置に相当）の全体構成について説明する。図１は、非接触保持装置１が取り付けられたパラレルメカニズムロボット１００の全体構成を示す斜視図である。また、図２は、図１中の矢印Ａ１方向から見たパラレルメカニズムロボット１００を示す図である。
【００２５】
パラレルメカニズムロボット１００は、上部にベース部１０２を有している。パラレルメカニズムロボット１００は、ベース部１０２の下面側に形成された平らな取付面１０２ａ（図２参照）が例えば水平な天井等に固定されることによって支持される。一方、ベース部１０２の下面側には、３つの支持部材１０３が設けられている。各支持部材１０３には、それぞれ電動モータ１０４が支持されている。電動モータ１０４は、モータ軸の軸線Ｃ２がベース部１０２の取付面１０２ａに対して平行（すなわち水平）となるように支持されている。それぞれの支持部材１０３は、ベース部１０２の鉛直方向軸線Ｃ１を中心として等しい角度（１２０度）を開けて配置されており、各電動モータ１０４もまた、ベース部１０２の鉛直方向軸線Ｃ１を中心として等しい角度（１２０度）を開けて配置される（図２参照）。
【００２６】
各電動モータ１０４の出力軸には、軸線Ｃ２に対して同軸に略六角柱形状のアーム支持部材１０５が固定されている。アーム支持部材１０５は、電動モータ１０４が駆動されることにより軸線Ｃ２を中心として回転する。なお、各電動モータ１０４は、モータドライバを含む電子制御装置１３０に接続されており、電動モータ１０４の出力軸の回転がこの電子制御装置１３０によって制御される。
【００２７】
パラレルメカニズムロボット１００は、３本のアーム本体１０６を有しており、各アーム本体１０６は、第１アーム１０７及び第２アーム１０８を含んで構成される。第１アーム１０７は、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等で形成された長尺の中空円筒部材である。第１アーム１０７の基端部は、アーム支持部材１０５の側面に取り付けられている。第１アーム１０７は、その軸線が上述した軸線Ｃ２と直交するように固定される。
【００２８】
第１アーム１０７の遊端部には、第２アーム１０８の基端部が連結され、第２アーム１０８が、第１アーム１０７の遊端部を中心として揺動できるように構成されている。第２アーム１０８は、一対の長尺のロッド１０９，１０９を含んで構成されており、一対のロッド１０９，１０９は、その長手方向において互いに平行となるように配置されている。ロッド１０９も、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等で形成された長尺の中空円筒部材である。各ロッド１０９の基端部は、第１アーム１０７の遊端部に、一対のボールジョイント１１０，１１０によって連結されている。なお、各ロッド１０９の基端部における各ボールジョイント１１０，１１０間を結ぶ軸線Ｃ３は、電動モータ１０４の軸線Ｃ２に対して平行となるよう配置されている。
【００２９】
また、第２アーム１０８の基端部付近において一方のロッド１０９と他方のロッド１０９とが連結部材１１１で互いに連結されており、第２アーム１０８の遊端部付近において一方のロッド１０９と他方のロッド１０９とが連結部材１１２で互いに連結されている。連結部材１１１、及び連結部材１１２は、例えば、付勢部材としての引張コイルバネを有しており、一対のロッド１０９，１０９を互いに引き合う方向に付勢する。なお、連結部材１１１と連結部材１１２とは、異なる構造であっても構わないが同一構造であることが低コストの観点から好ましい。いずれの連結部材１１１，１１２も、各ロッド１０９が自身の長手方向に平行な軸線まわりに回転することを防止する機能を有する。
【００３０】
また、パラレルメカニズムロボット１００は、非接触保持装置１（詳細は後述する）を回動可能に取り付けるためのブラケット１１４を有している。ブラケット１１４は、略正三角形状をした板状部材である。このブラケット１１４は、３本のアーム本体１０６によって、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａ（図１におけるブラケット１１４の下面）がベース部１０２の取付面１０２ａと平行（すなわち水平）になるように保持される。
【００３１】
すなわち、ブラケット１１４の各辺には取付片１１５が形成されており、各取付片１１５がそれぞれのアーム本体１０６の遊端部（第２アーム１０８を構成する一対のロッド１０９，１０９の遊端部）に連結されることで、ブラケット１１４は、各アーム本体１０６に対して、各アーム本体１０６の遊端部を中心として揺動する。詳しくは、ブラケット１１４の各取付片１１５の各端部が、対応する各ロッド１０９，１０９の遊端部に各ボールジョイント１１６，１１６によって連結される。一対のボールジョイント１１６，１１６を結ぶ軸線Ｃ４（図２参照）は、各ロッド１０９のボールジョイント部１１０と１１６との間の距離が全て等しいことにより各アーム本体１０６に対応する軸線Ｃ３と平行になるため、電動モータ１０４の軸線Ｃ２に対しても平行となる。このため、各アーム本体１０６が駆動される際に、ブラケット１１４は、水平面に対して平行に移動することにより各アーム本体１０６に対して揺動する。そして、略正三角形状のブラケット１１４のすべての辺において、水平面に対して平行に移動できるように、ブラケット１１４が３本のアーム本体１０６によって支持されている。
【００３２】
上述したように、第１アーム１０７と第２アーム１０８との連結部における一対のボールジョイント１１０，１１０間の距離と、第２アーム１０８の各ロッド１０９とブラケット１１４との連結部における一対のボールジョイント１１６，１１６間の距離とは等しく設定されている。そのため、第２アームを構成する一対のロッド１０９，１０９は、必ずその長手方向の全長において互いに平行に配置される。ここで、軸線Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のいずれもが、ベース部１０２の取付面１０２ａに平行であるから、３つの第１アーム１０７それぞれが軸線Ｃ２を中心にどのように回動したとしても、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａとベース部１０２の取付面１０２ａとの平行関係が維持される。
【００３３】
そして、電子制御装置１３０からの指令に応じて、各電動モータ１０４の出力軸に固定されたアーム支持部材１０５の回転位置が制御されることで、各第１アーム１０７の遊端部の位置が制御される。この制御された各第１アーム１０７の遊端部の位置に、各第２アーム１０８の遊端部の位置が追従し、その結果、ブラケット１１４の非接触保持装置１の取付面１１４ａの位置が一意に決まる。このとき、上述したように、ブラケット１１４は、水平姿勢を維持したまま移動する。
【００３４】
また、パラレルメカニズムロボット１００は、その中央にベース部１０２から下方に延びる旋回軸ロッド１２０と、この旋回軸ロッド１２０を回転するための電動モータ１２１とを有する。電動モータ１２１は、その軸出力を鉛直下方に向けた状態でベース部１０２に固定されている。旋回軸ロッド１２０の一端部は、自在継手（以下「ユニバーサルジョイント」という）１２２、及び、複数のギヤの組み合わせにより構成された減速機１２４を介して電動モータ１２１の出力軸に連結されている。なお、本実施形態では減速機１２４の減速比を５とした。一方、旋回軸ロッド１２０の他端部は、ユニバーサルジョイント１２３を介して非接触保持装置１に接続されている。さらに、非接触保持装置１及びユニバーサルジョイント１２３の下方接続部は、その中心軸が鉛直方向となるようにベアリング等を介してブラケット１１４に回転自在に固定されている。
【００３５】
旋回軸ロッド１２０は、ロッド１２０ａとシリンダ１２０ｂとにより実現され、伸縮自在に構成されている。ここで、旋回軸ロッド１２０はボールスプラインであり、ロッド１２０ａの回転をシリンダ１２０ｂに伝達することが可能である。また、旋回軸ロッド１２０の両端部にユニバーサルジョイント１２２，１２３が採用されているため、ブラケット１１４が３つの電動モータ１０４の駆動により上下、前後左右の所定の位置に移動したとしても、旋回軸ロッド１２０は、その所定位置に追従して移動することができる。なお、以下、旋回軸ロッド１２０、及びユニバーサルジョイント１２２，１２３を含む構成を旋回軸１２５という。
【００３６】
すなわち、電動モータ１２１と非接触保持装置１との間では、減速機１２４、ユニバーサルジョイント１２２、旋回軸ロッド１２０（ロッド１２０ａ，シリンダ１２０ｂ）、ユニバーサルジョイント１２３の機械要素が直列に接続されており、電動モータ１２１の回転駆動力は、直列に接続されたこれらの機械要素を介して、非接触保持装置１に伝達される。電動モータ１２１は、電子制御装置１３０に接続されており、電動モータ１２１の回転がこの電子制御装置１３０により制御されることにより、非接触保持装置１の回転角度位置が制御される。
【００３７】
上述したように、電子制御装置１３０は、３つの電動モータ１０４を制御することによってアーム本体１０６を駆動し、非接触保持装置１を目標位置まで動かす。また、電子制御装置１３０は、電動モータ１２１を制御することによって旋回軸ロッド１２０を駆動し、非接触保持装置１を目標回転角度位置まで回転させる。電子制御装置１３０としては、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、又は専用の制御用コンピュータ等が好適に用いられる。電子制御装置１３０は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ等により構成されている。
【００３８】
また、電子制御装置１３０には、オペレータによる操作入力を受け付ける設定手段およびパラレルメカニズムロボット１００の状態や設定内容を表示する表示手段としての入出力装置１３１が接続されている。なお、入出力装置１３１としては、例えば、タッチパネルディスプレイ、又は、液晶ディスプレイとキーボード等が好適に用いられる。オペレータは、入出力装置１３１を用いて、電動モータ１０４，１２１の制御データを設定することができる。電子制御装置１３０は、設定された制御データを用いてＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、電動モータ１０４及び電動モータ１２１を駆動して、非接触保持装置１の３次元空間における位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び回転角度（θ）を制御する。
【００３９】
続いて、図３を用いて、ブラケット１１４を介して旋回軸ロッド１２０の他端に取り付けられている非接触保持装置１の構造について説明する。ここで、図３は、非接触保持装置１を底面側から見た斜視図である。
【００４０】
非接触保持装置１は、高圧エアを噴出して吸引力を発生させ、ワーク８０（図８等参照）を非接触状態で保持するベルヌーイチャック２０と、ベルヌーイチャック２０の周囲に所定の間隔を空けて配置され、ワーク８０の搬送時に該ワーク８０の横ずれを防止する複数（本実施形態では８本）のガイド部材３０と、ベルヌーイチャック２０及びガイド部材３０が取り付けられるチャックベース（特許請求の範囲に記載のベース部材に相当）１０とを備えている。
【００４１】
チャックベース１０は、外形寸法が、保持されるワーク８０よりも一回り大きく形成された、正方形の板状の部材である。チャックベース１０は、軽量で強度に優れる工業用プラスチック等から形成されている。なお、チャックベース１０の形状、寸法などは、保持されるワークの形状、寸法などに応じて設定されることが好ましい。チャックベース１０の上面中央部にはアタッチメント１２が取り付けられている。このアタッチメント１２により、チャックベース１０は、ブラケット１１４を介して旋回軸ロッド１２０と接続されており、旋回軸ロッド１２０によって回動可能に構成されている。
【００４２】
ベルヌーイチャック２０は、チャックベース１０の下面側に取り付けられる円柱状の本体２１を有している。円柱状の本体２１の端面には凹部２２が形成されている。そして、ベルヌーイチャック２０は、本体２１に形成された凹部２２の開口面が、保持されるワーク８０と対向するように、すなわち、凹部２２の開口面が下側を向くようにして取り付けられる。ベルヌーイチャック２０の本体２１の開口面は、ワーク８０を非接触で保持するワーク保持面を形成する。
【００４３】
本体２１の凹部２２に臨む面には、凹部２２内に高圧エアを噴出するための噴出孔２３が複数（本実施形態では９０度間隔で４つ）形成されている。噴出孔２３は、本体２１の側面から凹部２２の底面にかけて、凹部２２の内周面と接する方向に、本体２１を斜め下方向に貫通するように形成されている。各噴出孔２３にはエア配管（図示省略）が取り付けられている。このエア配管は、高圧エアを供給するエアポンプ（図示省略）に接続されている。
【００４４】
エアポンプからエア配管を通して噴出孔２３に高圧エアが供給されると、噴出孔２３を通して凹部２２内に高圧エアが噴出される。噴射された高圧エアは、凹部２２の内周面に沿って斜め下方向に進み、開口端面とワーク８０との隙間から排出される。これによって、高圧エアが凹部２２の内周面から開口端面に突入する際に流速が上がり、凹部２２の内部圧力が下降する。この負圧によって、ワーク８０に対して吸引力が発生する。その結果、ワーク８０が非接触保持される。ベルヌーイチャック２０は、特許請求の範囲に記載の非接触保持ユニットとして機能する。
【００４５】
チャックベース１０の下面側には、複数（本実施形態では８本）のピン状のガイド部材３０が、チャックベース１０に対して垂直方向に突設されている。８本のガイド部材３０は、ベルヌーイチャック２０の周囲に、ワーク８０が搬送される際に該ワーク８０を包囲するように互いに間隔を空けて配置されている。より詳細には、ガイド部材３０は、チャックベース１０の各辺の端部に間隔を空けて２本ずつ組となって（合計４組）配置され、各組のガイド部材３０がベルヌーイチャック２０を挟んで、対向するように配置されている。また、ガイド部材３０は、定常状態で、保持されたワーク８０と略当接するように、より詳細には、ガイド部材３０とワーク８０の各辺とが、０．１〜０．２ｍｍ程度のクリアランスを有するように配置されている。なお、ガイド部材３０の配置は、ワーク８０の形状等に応じて設定することが好ましい。
【００４６】
各ガイド部材３０は、その一端がチャックベース１０に取り付けられる円柱状の基端部３０ａと、該基端部３０ａから連続する略円錐状の先端部３０ｂとを含んで構成されている。各ガイド部材３０の全長は、ベルヌーイチャック２０の高さ方向の寸法よりも長く設定されており、各ガイド部材３０の先端は、ベルヌーイチャック２０のワーク保持面よりも下側に突出している。各ガイド部材３０は、例えば、ＵＨＰＥ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：超高分子量ポリエチレン）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、あるいは、これらにＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）等を充填して摩擦を低減した高分子材料などから形成されている。
【００４７】
対向するガイド部材３０は、互いに離れる方向に移動可能に構成されており、ワーク８０が載せて置かれている取出側のワーク載置トレイ７０（図５，６参照）からワーク８０が取出される際、又は、保持されているワーク８０が載置側のワーク載置トレイ７１（図７参照）に載置される際に、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面７５に非接触保持装置１（ベルヌーイチャック２０）が近づくに従って、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、互いに離れる方向に移動する。なお、ワーク載置トレイ７０，７１は、特許請求の範囲に記載のワーク載置装置に相当する。また、ガイド案内孔７２は、特許請求の範囲に記載のガイド案内部に相当する。
【００４８】
ここで、図４を参照しつつ、ガイド部材３０の可動機構について説明する。図４は、一つのガイド部材３０の可動機構を拡大して示す模式図である。なお、他のガイド部材３０の可動機構も同一の構成とされている。チャックベース１０の各辺の端部には、当該辺と直交する方向に長孔１１が形成されている。ガイド部材３０は、その上端が、長孔１１、及び、チャックベース１０を上下から挟むように配設された２枚のワッシャ３１，３２を貫くように設けられる。そして、ガイド部材３０とワッシャ３１，３２とは、ガイド部材３０の上端側から螺子３３により締結されている。これにより、ピン状のガイド部材３０が長孔１１から抜けることなく、且つ長孔１１に沿って摺動可能に、長孔１１に取り付けられる。
【００４９】
また、チャックベース１０の上面には、トーションバネ３４が取り付けられている。トーションバネ３４は、長孔１１の軸線方向に沿って内部方向に付勢力（引張り力）が発生するように、長孔１１の軸線に沿って該長孔１１よりも内側に配置される。トーションバネ３４の一端は、チャックベース１０の上面にピン３６を介して係止されており、他端はチャックベース１０の上面側に取り付けられたワッシャ３１にピン３７を介して係止されている。なお、トーションバネ３４の他端は、螺子３３の頭部に同軸に係止されていてもよい。これにより、トーションバネ３４は、ガイド部材３０が長孔１１の一端（内部側）に当接する方向に作用する付勢力をガイド部材３０に付与する。
【００５０】
このようにトーションバネ３４によって付勢されることにより、ガイド部材３０は、定常状態において、長孔の一端側（内部側）に当接される。すなわち、ガイド部材３０は、定常状態で、保持されたワーク８０と略当接するように、より詳細には、ガイド部材３０とワーク８０の各辺とが、０．１〜０．２ｍｍ程度のクリアランスを有するように配置される。一方、後述するワーク載置トレイ７０からワーク８０を取り出す際、又は、ワーク載置トレイ７１にワーク８０を載置する際には、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されたガイド案内孔７２により、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向（外部側）に長孔１１に沿って移動する。このとき、トーションバネ３４は、対向するガイド部材３０が長孔１１に沿って互いに離れる方向に移動する程、ガイド部材３０が互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材３０に付与する。そのため、ワーク載置トレイ７０からワーク８０を取り出した後、又は、ワーク載置トレイ７１にワーク８０を載置した後に、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面からベルヌーイチャック２０が離れるに従って、対向するガイド部材３０は、トーションバネ３４の付勢力により、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。
【００５１】
ここで、図５〜７を併せて参照しつつ、ワーク８０を移載する際に、非接触保持装置１が取り付けられたパラレルメカニズムロボット１００と共に用いられるワーク載置トレイ７０，７１について説明する。図５は、取出側のワーク載置トレイ７０の平面図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った、ワーク載置トレイ７０の縦断面図である。図７は、載置側のワーク載置トレイ７１の平面図である。なお、保持するワーク８０が載せて置かれている取出側のワーク載置トレイ７０と、保持しているワーク８０を載置する載置側のワーク載置トレイ７１とは、載せて置くことができるワーク８０の数のみが異なり、その他の構成は同一である。ちなみに、取出側のワーク載置トレイ７０は、２枚のワーク８０を載置できるように、２つのワーク載置面７５を有している。一方、載置側のワーク載置トレイ７１は、６枚のワーク８０を載置できるように、６つ（２×３）のワーク載置面７５を有している。なお、図５では、図面左側のワーク載置面７５にのみワーク８０が載置された状態を示している。また、図６では、４つのワーク載置面７５にワーク８０が載置された状態を示している。
【００５２】
ワーク載置トレイ７０，７１の上面には、ワーク８０を載置する正方形のワーク載置面７５が形成されている。ワーク載置面７５は、ワーク８０の寸法と略同一の寸法に形成されている。ワーク載置面７５の各辺の略中央部の外側には、各辺に沿って、ガイド部材３０を案内する略矩形のガイド案内孔７２が形成されている。ガイド案内孔７２の内側面は、開口部から孔の中心方向に向かって傾斜している傾斜部（傾斜領域）７２ａと、該傾斜部７２ａから下側に滑らかに連続する垂直部（垂直領域）７２ｂとを含んでいる。ガイド案内孔７２は、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に近づくに従って、傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向に各ガイド部材３０を案内する。また、ガイド案内孔７２は、ベルヌーイチャック２０が上昇してワーク載置面７５から離れるに従って、傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに近づく方向に各ガイド部材３０を案内する。なお、１つのガイド案内孔７２には、２本のガイド部材３０が進入できるように構成されている。
【００５３】
また、ワーク載置トレイ７０，７１のガイド案内孔７２の両側には、ワーク載置面７５の各辺に沿って、断面が台形状をしたワーク案内突起７４が設けられている。ワーク案内突起７４は、ワーク８０が載置される際に、該ワーク８０を所定の位置に誘導するものである。すなわち、ベルヌーイチャック２０に保持されたワーク８０は、載置される際に、ワーク案内突起７４の傾斜面に沿って誘い込まれ、ワーク載置面７５の所定位置に載置される。
【００５４】
さらに、ワーク載置面７５の中心部分には、円形の貫通孔７３が形成されている。この貫通孔７３は、ベルヌーイチャック２０でワーク８０を取り出すときに、下側からエアが供給されることにより、ワーク載置トレイ７０，７１が負圧で引っ張られないようにするために設けられた、エア抜き用の孔である。
【００５５】
ここで、図８を参照しつつ、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出しに行くときのガイド部材３０の動きを説明する。なお、図８は、非接触保持装置１のガイド部材３０の動作を説明するための図であり、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出しに行くときのガイド部材３０の動きを上から順に時系列に示したものである。まず、図８の上段に示されるように、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向（矢印Ａ２）に下降し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５に接近する。
【００５６】
その後、図８の中段に示されるように、ガイド部材３０がガイド案内孔７２の内側面と接し、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に接近するに従って、ガイド案内孔７２の傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向（矢印Ａ３）に徐々に拡張される。そのため、各ガイド部材３０は、ワーク８０の周縁部と接触しない。
【００５７】
そして、図８の下段に示されるように、対向するガイド部材３０がガイド案内孔７２により拡張された状態で、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を非接触保持する。よって、ガイド部材３０がワーク８０の周縁部と接触することなく、ワーク８０を保持して取り出すことができる。なお、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出した後、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向に上昇し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５から離れるに従って、対向するガイド部材３０は、トーションバネ３４の付勢力により、ワーク載置トレイ７０に形成されているガイド案内孔７２の内側面に沿って互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。その間、ワーク８０は、ベルヌーイチャック２０により吸着保持されており、ワーク８０とガイド部材３０との相対位置は、高さ方向には変わることなく、徐々にクリアランスが小さくなっていく。そのため、ワーク８０は、ガイド部材３０の軸方向に擦られることなく横方向の移動が規制される。これにより、搬送中のワーク８０の横ずれが防止される。
【００５８】
次に、図９を用いて、パラレルメカニズムロボット１００の動作について説明する。ここでは、太陽電池用ウェハー（ワーク）のパレタイジング工程において、非接触保持装置１（ベルヌーイチャック２０）が、取出側のワーク載置トレイ７０から太陽電池ウェハー２３０を取り出した後に、該太陽電池ウェハー２３０の回転角度位置を合わせつつ、載置側のワーク載置トレイ７１まで搬送する場合を例にして説明する。なお、太陽電池ウェハー２３０の搬送後から、次の太陽電池ウェハー２３０の取り出しまでの移動の動作は、以下に説明する動作と動作方向が逆になること以外は同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、図９は、太陽電池のパレタイジング工程の概要を説明するための鳥瞰図である。
【００５９】
まず、図９を参照しつつ、太陽電池ウェハー２３０のパレタイジング工程の概要について説明する。この工程では、第１コンベア２００、及び第２コンベア２０１が互いに並行に配置されるとともに、これら２本のコンベアの上方にパラレルメカニズムロボット１００が設置されている。第１コンベア２００及び第２コンベア２０１それぞれは、図面右側から左側へ所定の速度もしくは一時停止を繰り返しながらピッチ送りで移動している。第１コンベア２００上には取出側のワーク載置トレイ７０に載置された太陽電池ウェハー２３０が流れている。ここで、太陽電池ウェハー２３０は、例えば、縦１５６×横１５６×厚さ０．１〜０．２ｍｍの正方形の薄板である。一方、第２コンベア２０１には太陽電池ウェハー２３０が揃えて収納される載置側のワーク載置トレイ７１が乗って流れている。ここで、載置側のワーク載置トレイ７１は、升目状に仕切られた６つ（２×３）のワーク載置面７５を有し、パラレルメカニズムロボット１００により、ワーク載置トレイ７０に載置されている太陽電池ウェハー２３０がワーク載置トレイ７１の各ワーク載置面７５に移載される。
【００６０】
パラレルメカニズムロボット１００は、アーム本体１０６を駆動して非接触保持装置１（ベルヌーイチャック２０）を移動させ、ワーク載置トレイ７０に載置されている太陽電池ウェハー２３０に近づいた後、該太陽電池ウェハー２３０を非接触保持装置１で取り出してはワーク載置トレイ７１まで搬送するといった動作を繰り返し実行する。また、パラレルメカニズムロボット１００は、正方形の太陽電池ウェハー２３０の向きを、該太陽電池ウェハー２３０を保持して搬送するときに非接触保持装置１を回転させてワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５の向きに合わせ、太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５に収納する。
【００６１】
より詳細に説明すると、第１コンベア２００には、第１コンベア２００の移動量を検出する第１エンコーダ２１０が取り付けられている。第１エンコーダ２１０は、検出された第１コンベア２００の移動量を電子制御装置１３０に出力する。一方、第２コンベア２０１には、第２コンベア２０１の移動量を検出する第２エンコーダ２１１が取り付けられている。第２エンコーダ２１１は、検出された第２コンベア２０１の移動量を電子制御装置１３０に出力する。また、第１コンベア２００の上方には、例えばＣＣＤカメラ等の撮像装置２２０が取り付けられている。撮像装置２２０は、流れてくるワーク載置トレイ７０に載置されている太陽電池ウェハー２３０を撮像して、太陽電池ウェハー２３０の重心位置と向き（角度）を求め、電子制御装置１３０に出力する。さらに、第２コンベア２０１には、ワーク載置トレイ７１の先端部を検出する光学センサ２２１が取り付けられている。光学センサ２２１は、検出信号を電子制御装置１３０に出力する。上記のごとく、非接触保持装置１の回転と撮像装置２２０の位置検出とにより、ワーク載置トレイ７０が第１コンベア２００上を不等ピッチあるいは任意の向き（角度）で流れてきた場合であっても、電子制御装置１３０が非接触保持装置１の位置を適切に制御し、太陽電池ウェハー２３０を取り出すことが可能となる。
【００６２】
電子制御装置１３０は、太陽電池ウェハー２３０の重心位置と第１コンベア２００の移動量とに基づいて太陽電池ウェハー２３０の位置を演算する。また、電子制御装置１３０は、ワーク載置トレイ７１の先端部の検出信号と第２コンベア２０１の移動量とに基づいてワーク載置トレイ７１の位置を演算する。電子制御装置１３０は、求められた太陽電池ウェハー２３０の位置とワーク載置トレイ７１の位置とに基づいて、各電動モータ１０４を回転してアーム本体１０６を駆動し、ワーク載置トレイ７０に水平に置かれた太陽電池ウェハー２３０に上方からアクセスして太陽電池ウェハー２３０を取り出した後に空間内を搬送し、ワーク載置トレイ７１に上方からアクセスして保持している太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７１に水平に載置する。
【００６３】
より詳細には、太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７０から取り出す際には、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向に下降し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５に接近する。その後、ガイド部材３０がガイド案内孔７２の内側面と接し、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に接近するに従って、ガイド案内孔７２の傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向に徐々に拡張される。そして、ガイド部材３０がガイド案内孔７２により拡張された状態で、ベルヌーイチャック２０が太陽電池ウェハー２３０を非接触保持する。よって、ガイド部材３０が太陽電池ウェハー２３０の周縁部と接触することなく、太陽電池ウェハー２３０を保持して取り出すことができる。ベルヌーイチャック２０が太陽電池ウェハー２３０を取り出した後、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５からベルヌーイチャック２０が上昇して離れるに従って、対向するガイド部材３０は、トーションバネ３４の付勢力により、ワーク載置トレイ７０に形成されているガイド案内孔７２の内側面に沿って互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。これにより、搬送中の太陽電池ウェハー２３０の横ずれが防止される。
【００６４】
同様に、太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７１に載置する際には、太陽電池ウェハー２３０を保持したベルヌーイチャック２０が鉛直方向に下降し、ワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５に接近する。その後、ガイド部材３０がガイド案内孔７２の内側面と接し、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に接近するに従って、ガイド案内孔７２の傾斜部７２ａに沿って、対向するガイド部材３０が互いに離れる方向に徐々に拡張される。そして、ガイド部材３０がガイド案内孔７２により拡張された状態で、ベルヌーイチャック２０が太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５に載置する。よって、ガイド部材３０が太陽電池ウェハー２３０の周縁部と接触することなく、太陽電池ウェハー２３０を載置することができる。なお、ベルヌーイチャック２０が太陽電池ウェハー２３０を載置した後、ワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５からベルヌーイチャック２０が離れるに従って、対向するガイド部材３０は、トーションバネ３４の付勢力により、ワーク載置トレイ７１に形成されているガイド案内孔７２の内側面に沿って互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。
【００６５】
また、電子制御装置１３０は、太陽電池ウェハー２３０を搬送しているときに、求められた太陽電池ウェハー２３０の向きに基づいて、電動モータ１２１を駆動して旋回軸（すなわち非接触保持装置１）を回転し、太陽電池ウェハー２３０の向きをワーク載置トレイ７１のワーク載置面７５に合わせる。以上の動作が実時間で繰り返して実行されることにより、第１コンベア２００の上を流れるワーク載置トレイ７０に載置されている太陽電池ウェハー２３０が、第２コンベア２０１の上を流れるワーク載置トレイ７１に揃えて収納される。太陽電池ウェハー２３０をワーク載置トレイ７０から取り出す際、又は、ワーク載置トレイ７１に載置する際、パラレルメカニズムロボット１００の手先位置精度、第１コンベア２００及び第２コンベア２０１の位置精度、撮像装置２２０の検出位置精度の他、装置各所の振動等により、非接触保持装置１とワーク載置トレイ７０，７１との相対位置は若干のズレを生じる。本実施形態によれば、ガイド部材３０の拡張により、そのズレを吸収して、太陽電池ウェハー２３０の周縁部と接触することなく、取り出し、又は載置することが可能となる。
【００６６】
本実施形態によれば、ベルヌーイチャック２０の周囲に配置されている８本のガイド部材３０が、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面７５にベルヌーイチャック２０が近づくに従って、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、互いに離れる方向に移動する。よって、ワーク８０を取り出す際、又はワーク８０を載置する際に、８本のガイド部材３０それぞれはワーク８０の周縁部よりも外側に拡げられる。その結果、ワーク８０が載置されているワーク載置トレイ７０からワーク８０が取出される際、又は、保持されているワーク８０がワーク載置トレイ７１に載置される際に、ガイド部材３０がワーク８０の周縁部と接触することを防止することが可能となる。その結果、例えば太陽電池ウェハーなどのワークの取り出し時又は載置時に、ワークのエッジにダメージが与えられることによる性能の劣化を防止することができる。
【００６７】
本実施形態によれば、８本のガイド部材３０が、ベルヌーイチャック２０を挟んで、対向して配置されているため、ワーク８０搬送時に、ベルヌーイチャック２０に保持されているワーク８０の横ずれを効果的に防止することが可能となる。
【００６８】
本実施形態によれば、ワーク８０を取り出す際に拡げられていた８本のガイド部材３０が、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５からベルヌーイチャック２０が離れるに従って、トーションバネ３４の付勢力により、互いに近づく方向に移動し、例えば、ワーク８０の周縁部と略当接する位置に移動する。よって、保持されたワーク８０が搬送される際に、ワーク８０の横方向の移動を適切に規制することが可能となる。
【００６９】
本実施形態によれば、ガイド部材３０が、円筒状の基端部３０ａ、及び該基端部３０ａから連続する円錐状の先端部３０ｂから構成されているため、ワーク８０を搬送する際に、ワーク８０の周縁部とガイド部材３０との接触面積をより小さくすることができる。また、ガイド部材８０がワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に導かれる際に、よりスムーズに移動させることが可能となる。
【００７０】
本実施形態によれば、トーションバネ３４のバネ力を利用して８本のガイド部材３０が互いに離れる程、ガイド部材３０それぞれが互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材３０に付与することができる。また、トーションバネ３４を用いることにより、可動機構を小型・軽量化することができる。
【００７１】
本実施形態によれば、ベルヌーイチャック２０から噴出された高圧エアがワーク８０との間から排出されることによってベルヌーイ効果が生じ、吸引力が発生する。よって、ワーク８０を非接触で保持することができる。
【００７２】
パラレルメカニズムロボット１００は、可動部にアクチュエータがなく、軽量化が可能で、高速、高精度に駆動できるという特徴を有するため、ベルヌーイチャック２０及びガイド部材３０が取り付けられたベース部材１０を非常に高速で動かすことができる。そのため、移動機構としてパラレルメカニズムロボット１００を用いることにより、ワーク８０の横ずれを防止しつつ、ワーク８０を高速に移載することが可能となる。
【００７３】
本実施形態に係るワーク載置トレイ７０，７１によれば、ベルヌーイチャック２０の周囲に配置されている８本のガイド部材３０を、ガイド案内孔７２に沿って案内することにより、ワーク載置面７５にベルヌーイチャック２０が近づくに従って、８本のガイド部材３０を互いに離れる方向に移動させることができる。よって、ワーク８０を取り出す際、又はワーク８０を載置する際に、８本のガイド部材３０をワーク８０の周縁部よりも外側に拡げることが可能となる。
【００７４】
（第２実施形態）
上述した非接触保持装置１ではピン状のガイド部材３０を用いたが、ピン状のガイド部材３０に代えて、板状のガイド部材を用いることもできる。次に、図１０及び図１１を用いて、第２実施形態に係る非接触保持装置２の構成について説明する。図１０は、非接触保持装置２の構成を示す側面図である。また、図１１は、ワーク８０を保持した非接触保持装置２を底面側から見た斜視図である。なお、図１０，１１において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
【００７５】
非接触保持装置２は、ピン状のガイド部材３０に代えて、弾性体から形成された板状のガイド部材４０を備えている点で非接触保持装置１と異なっている。また、非接触保持装置２は、図４で示した可動機構を有していない点で非接触保持装置１と異なっている。その他の構成は、上述した非接触保持装置１と同一であるので、ここでは説明を省略する。また、非接触保持装置２以外のパラレルメカニズムロボットの構成についても、上述した第１実施形態に係るパラレルメカニズムロボット１００と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００７６】
チャックベース１０Ａの下面側には、複数（本実施形態では４つ）の板状のガイド部材４０が、チャックベース１０Ａの下面に対して垂直方向に突設されている。４つのガイド部材４０は、ベルヌーイチャック２０の周囲に、ワーク８０を搬送する際に該ワーク８０を包囲するように互いに間隔を空けて配置されている。より詳細には、各ガイド部材４０は、チャックベース１０Ａの各辺の端部に配置され、ガイド部材４０がベルヌーイチャック２０を挟んで、対向するように配置されている。また、ガイド部材４０は、定常状態で、保持されたワーク８０と略当接するように、より詳細には、ガイド部材４０とワーク８０の各辺とが、０．１〜０．２ｍｍ程度のクリアランスを有するように配置されている。なお、ガイド部材４０の配置は、ワーク８０の形状等に応じて設定することが好ましい。
【００７７】
各ガイド部材４０の高さは、ベルヌーイチャック２０の高さ方向の寸法よりも長く設定されており、各ガイド部材４０の先端は、ベルヌーイチャック２０のワーク保持面よりも下側に突出している。ガイド部材４０の先端部は、内側が斜めにカットされている。これにより、ガイド案内孔７２の内側面とスムーズに接することができる。また、ガイド部材４０は、保持されるワーク８０の外縁に沿った方向に一定の幅（例えば３５ｍｍ程度）を有している。各ガイド部材４０は、例えば、フッ素ゴム、ウレタンゴム又はシリコンゴムなどの弾性体から形成されている。また、その表面には、滑りを良くし、耐磨耗性を向上させるために、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）コーティングなどを施してもよい。
【００７８】
対向するガイド部材４０は、その弾性を利用して、その下端部が互いに離れる方向に変形（移動）可能に構成されている。そのため、ワーク８０が載せて置かれている取出側のワーク載置トレイ７０からワーク８０が取出される際、又は、保持されているワーク８０が載置側のワーク載置トレイ７１に載置される際に、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面７５に非接触保持装置２（ベルヌーイチャック２０）が近づくに従って、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、対向するガイド部材４０が互いに離れる方向に下端部が反り返るように変形する。
【００７９】
このとき、対向するガイド部材４０が互いに離れる方向に変形する程、各ガイド部材４０には、対向するガイド部材４０が互いに近づく方向に復元力（付勢力）が発生する。そのため、ワーク載置トレイ７０からワーク８０を取り出した後、又は、ワーク載置トレイ７１にワーク８０を載置した後に、ワーク載置トレイ７０，７１のワーク載置面からベルヌーイチャック２０が離れるに従って、対向するガイド部材４０は、ワーク載置トレイ７０，７１に形成されているガイド案内孔７２に沿って、自身の復元力（付勢力）により、互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。すなわち、ガイド部材４０は、特許請求の範囲に記載の付勢部材としても機能する。
【００８０】
ここで、図１２を参照しつつ、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出しに行くときのガイド部材４０の動きを説明する。なお、図１２は、非接触保持装置２のガイド部材４０の動きを説明するための図である。まず、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向に下降し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５に接近する。その後、ガイド部材４０がガイド案内孔７２の内側面と接し、ベルヌーイチャック２０が下降してワーク載置面７５に接近するに従って、ガイド案内孔７２の傾斜部７２ａに沿って、ガイド部材４０の下端部が互いに離れる方向に徐々に変形する。
【００８１】
そして、図１２に示されるように、ガイド部材４０の下端部がガイド案内孔７２により反り返るように変形された状態で、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を非接触保持する。よって、ガイド部材４０がワーク８０の周縁部と接触することなく、ワーク８０を保持して取り出すことができる。なお、ベルヌーイチャック２０がワーク８０を取り出した後、ベルヌーイチャック２０が鉛直方向に上昇し、ワーク載置トレイ７０のワーク載置面７５から離れるに従って、対向するガイド部材４０は、自身の復元力（付勢力）により、ワーク載置トレイ７０に形成されているガイド案内孔７２の内側面に沿って互いに近づく方向に移動し、定常位置に戻る。これにより、搬送中のワーク８０の横ずれが防止される。
【００８２】
本実施形態によれば、ガイド部材４０が、板状の弾性体から形成されている。そのため、ワーク８０を取り出す際、又はワーク８０を載置する際に、弾性体の弾性を利用して、４つのガイド部材４０それぞれをワーク８０の周縁部よりも外側に拡げることができる。また、弾性体の復元力を利用して、４つのガイド部材４０が互いに離れるように変形する程、ガイド部材４０それぞれが互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材４０に付与することができる。
【００８３】
本実施形態によれば、ガイド部材４０が、保持されるワーク８０の外縁に沿った方向に一定の幅を有する板状に形成されているため、ガイド部材４０を容易に変形させて拡げることができる。また、ワーク８０搬送時に、ワーク８０の横方向の移動を安定して規制することができる。
【００８４】
さらに、本実施形態によれば、図４で示した可動機構を廃止することができるため、構造を簡略化でき、よって、より小型・軽量化・低コスト化することができる。
【００８５】
また、第１実施形態及び第２実施形態いずれの場合であっても、ガイド部材３０，４０とガイド案内孔７２との接触はすべてワーク８０より下側で起こる。したがって、万一、摩擦による磨耗粉が発生した場合であっても、磨耗粉がそのまま下方に落下すれば、ワーク８０が磨耗粉により汚染されることはない。さらに、ガイド部材３０，４０の摺動部は、ワーク８０と直接接触しないため、磨耗粉の付着からより安全に守られる。クリーンルーム内で使用される場合は、ダウンフローにより清浄な空気が下向きに流れているため、万一、磨耗粉が発生・浮遊しても、摺動位置より上方のワーク８０はさらに汚染されにくくなる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、ガイド部材３０及びガイド部材４０の形状・大きさ・数・配置、ベース部材１０，１０Ａの形状・大きさ・材質、及び、ベルヌーイチャック２０の大きさ、数、配置などは上記実施形態に限定されるものではなく、保持するワーク８０の形状・大きさ・重量などに応じて任意に設定することができる。例えば、正方形のワークに代えて、円形のワークを移載する場合には、ガイド部材は必ずしも対向して配置する必要はなく、例えば、円形のワークの周囲に１２０°間隔で３つのガイド部材を配置してもよい。その場合、ワーク載置トレイのガイド案内孔は、ガイド部材の配置に合わせて形成される。
【００８７】
上記第１実施形態では、１つの矩形のガイド案内孔７２に２本のピン状のガイド部材３０が進入する構成としたが、該ガイド案内孔７２を２つの円形又は楕円形のガイド案内孔に分け、それぞれのガイド案内孔に１本のピン状のガイド部材が進入する構成としてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、ワーク８０を載せて置くワーク載置装置として一枚のワーク８０を平置きして収容するトレイ（ワーク載置トレイ７０，７１）を用いたが、トレイに代えて、多数枚のワーク８０を積み重ねて収容するカセットを用いてもよい。
【００８９】
上記実施形態では、パラレルメカニズムロボット１００を太陽電池ウェハー２３０のパレタイジング工程に適用した場合を例として説明したが、パラレルメカニズムロボット１００の適用範囲は、太陽電池ウェハー２３０のパレタイジング工程には限られない。
【符号の説明】
【００９０】
１，２ 非接触保持装置
１０，１０Ａ チャックベース
２０ ベルヌーイチャック
２１ 本体
２２ 凹部
２３ 噴出孔
３０，４０ ガイド部材
７０，７１ ワーク載置トレイ
７２ ガイド案内孔
８０ ワーク
１００ パラレルメカニズムロボット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを非接触状態で保持する非接触保持ユニットと、
前記非接触保持ユニットが取り付けられたベース部材と、
前記非接触保持ユニットの周囲に、ワークが搬送される際に該ワークを包囲するように互いに間隔を空けて配置されて、前記ベース部材に突設された複数のガイド部材と、
前記ベース部材を空間内で移動させる移動機構と、を備え、
前記複数のガイド部材は、少なくとも一部分が互いに離れる方向に移動可能に構成されており、
ワークが載置されているワーク載置装置からワークが取出される際、又は、保持されているワークがワーク載置装置に載置される際に、ワーク載置装置のワーク載置面に前記非接触保持ユニットが近づくに従って、前記複数のガイド部材の少なくとも一部分が、ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、互いに離れる方向に移動することを特徴とする移載装置。
【請求項２】
前記複数のガイド部材は、前記非接触保持ユニットを挟んで、対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の移載装置。
【請求項３】
前記複数のガイド部材が互いに離れる程、前記複数のガイド部材が互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材に付与する付勢部材を備え、
前記複数のガイド部材は、前記ワーク載置装置のワーク載置面から前記非接触保持ユニットが離れるに従って、前記ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、前記付勢部材の付勢力により、互いに近づく方向に移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の移載装置。
【請求項４】
前記ガイド部材は、円筒状の基端部と、該基端部から連続する円錐状の先端部とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項５】
前記付勢部材は、トーションバネであることを特徴とする請求項３又は４に記載の移載装置。
【請求項６】
前記ガイド部材は、弾性体から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、保持される前記ワークの外縁に沿った方向に一定の幅を有する板状部材であることを特徴とする請求項６に記載の移載装置。
【請求項８】
前記非接触保持ユニットは、ベルヌーイチャックであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項９】
前記移動機構は、複数のリンクを介して、前記ベース部材を水平に保ったまま移動させるパラレルメカニズムロボットであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の移載装置と共に用いられるワーク載置装置であって、
前記移載装置を構成する前記非接触保持ユニットがワーク載置面に近づくに従って、前記複数のガイド部材が互いに離れる方向に各ガイド部材を案内するガイド案内部を有することを特徴とするワーク載置装置。
【請求項１】
ワークを非接触状態で保持する非接触保持ユニットと、
前記非接触保持ユニットが取り付けられたベース部材と、
前記非接触保持ユニットの周囲に、ワークが搬送される際に該ワークを包囲するように互いに間隔を空けて配置されて、前記ベース部材に突設された複数のガイド部材と、
前記ベース部材を空間内で移動させる移動機構と、を備え、
前記複数のガイド部材は、少なくとも一部分が互いに離れる方向に移動可能に構成されており、
ワークが載置されているワーク載置装置からワークが取出される際、又は、保持されているワークがワーク載置装置に載置される際に、ワーク載置装置のワーク載置面に前記非接触保持ユニットが近づくに従って、前記複数のガイド部材の少なくとも一部分が、ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、互いに離れる方向に移動することを特徴とする移載装置。
【請求項２】
前記複数のガイド部材は、前記非接触保持ユニットを挟んで、対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の移載装置。
【請求項３】
前記複数のガイド部材が互いに離れる程、前記複数のガイド部材が互いに近づく方向に作用する付勢力を各ガイド部材に付与する付勢部材を備え、
前記複数のガイド部材は、前記ワーク載置装置のワーク載置面から前記非接触保持ユニットが離れるに従って、前記ワーク載置装置に形成されているガイド案内部に沿って、前記付勢部材の付勢力により、互いに近づく方向に移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の移載装置。
【請求項４】
前記ガイド部材は、円筒状の基端部と、該基端部から連続する円錐状の先端部とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項５】
前記付勢部材は、トーションバネであることを特徴とする請求項３又は４に記載の移載装置。
【請求項６】
前記ガイド部材は、弾性体から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、保持される前記ワークの外縁に沿った方向に一定の幅を有する板状部材であることを特徴とする請求項６に記載の移載装置。
【請求項８】
前記非接触保持ユニットは、ベルヌーイチャックであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項９】
前記移動機構は、複数のリンクを介して、前記ベース部材を水平に保ったまま移動させるパラレルメカニズムロボットであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の移載装置と共に用いられるワーク載置装置であって、
前記移載装置を構成する前記非接触保持ユニットがワーク載置面に近づくに従って、前記複数のガイド部材が互いに離れる方向に各ガイド部材を案内するガイド案内部を有することを特徴とするワーク載置装置。
【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２０１１−１７６０５３（Ｐ２０１１−１７６０５３Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７９０４（Ｐ２０１０−３７９０４）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【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２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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