JP2009032980A - 非接触搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送中に保持ハンドからワークＷが脱落することを防止しつつ、搬送中におけるワークＷの損傷の発生を十分に抑制することができる非接触搬送装置を提供する。
【解決手段】ハンド本体７の保持面９にベルヌーイチャック１１が設けられ、ベルヌーイチャック１１が作動流体供給源１５に接続した噴出孔１３を有し、ハンド本体７の保持面９にワークＷの周辺部を吸着する複数の吸着ピン１９が設けられ、各エアを吸込み可能かつエアを吸引するエア吸引源２３に接続した吸込孔２１をそれぞれ有し、上方向から非接触で保持されたワークＷに作用する圧力とワークＷの重量がつりあう所定の均衡状態におけるハンド本体７の保持面９とワークＷの表面とのクリアランスＬ分だけハンド本体７の保持面９に対してそれぞれ突出するようになっていること。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばウェハ、ガラス基板等の板状のワークを上方向から非接触で保持した状態の下で搬送方向へ搬送する非接触搬送装置に関する。

例えばクリーン搬送の分野に用いられる非接触搬送装置の先行技術として特許文献１に示すものがあり、以下、先行技術に係る非接触搬送装置について簡単に説明する。

先行技術に係る非接触搬送装置は、搬送方向へ移動可能な移動部材としての搬送アームと、この搬送アームの先端部に設けられかつ例えばウェハ等の板状のワークを非接触で保持する保持ハンドとを具備している。そして、保持ハンドの具体的な構成は、次のようになる。

搬送アームの先端部には、ハンド本体が設けられており、このハンド本体は、一側に、ワークを保持可能な保持面を有している。また、ハンド本体の保持面には、ベルヌーイ効果を利用してハンド本体の保持面とワークの表面と間に負圧を発生させるベルヌーイチャックが設けられている。そして、ベルヌーイチャックは、作動流体としてのエアを噴出可能な噴出孔を有してあって、ベルヌーイチャックの噴出孔は、エアを供給するエア供給源に接続してある。

ハンド本体の保持面に対して平行な方向（平行方向）のワークの移動を規制するため、ハンド本体の保持面の周縁部には、ワークの端面に突当たり可能な複数のストッパピン、及びワークの周縁部に摩擦力を伴って接触する複数の摩擦ピンが配設されている。ここで、複数の摩擦ピンとワークの周縁部との摩擦力は、ハンド本体の保持面とワークの表面と間に負圧によって生じるものである。

従って、保持ハンドを上方向からワークに対して相対的に接近させる。そして、エア供給源からベルヌーイチャックの噴出孔へエアを供給して、ベルヌーイチャックの噴出孔からエアを噴出することにより、ハンド本体の保持面とワークの表面との間において高速のエアを流通させて、ベルヌーイチャックによりハンド本体の保持面とワークの表面と間に負圧を発生させる。これによって、保持ハンドによりワークを上方向から非接触で保持することができる。

ここで、複数のストッパピン及び複数の摩擦ピンにより前記平行方向のワークの移動を規制しているため、保持ハンドによるワークの拘束力が前記平行方向にも十分に働くようにすることができる。

保持ハンドによりワークを上方向から非接触で保持した後に、搬送アームを搬送方向へ移動させる。これによって、ワークを上方向から非接触で保持した状態の下で搬送方向へ搬送することができる。
特開平１１−３３０２０３号公報

ところで、ワークの搬送中に保持ハンドからワークが脱落することを防止するには、前述のように、ハンド本体の保持面の周縁部に複数のストッパピン及び複数の摩擦ピンを配設して、保持ハンドによるワークの拘束力が前記平行方向にも働くようにする必要がある。

しかしながら、ハンド本体の保持面の周縁部に複数のストッパピンを配設すると、ワークの搬送中にストッパピンとワークとの間に衝突が繰り返されることによって、ワークの損傷が発生し易くなる。また、ハンド本体の保持面の周縁部に複数の摩擦ピンを配設して、複数の摩擦ピンとワークの周縁部との摩擦力を十分に確保しようとすると、ワークの中央部が保持ハンドの保持面側に反ってしまい、ワークの損傷が更に発生し易くなる。

つまり、ワークの搬送中に保持ハンドからワークが脱落することを防止しつつ、搬送中におけるワークの損傷の発生を十分に抑制することが容易でないという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、ワークの端面に突当たり可能な複数のストッパピン、及びワークの周縁部に摩擦力を伴って接触する複数の摩擦ピンを用いることなく、保持ハンドによるワークの拘束力が前記平行方向にも十分に働くようにすることができる、新規な構成の非接触搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、板状のワークを上方向から非接触で保持した状態の下で搬送方向へ搬送する非接触搬送装置において、搬送方向へ移動可能な移動部材と、該移動部材に設けられかつワークを上方向から非接触で保持する保持ハンドとを具備し、前記保持ハンドは、前記移動部材に設けられ、一側にワークを保持可能な保持面を有したハンド本体と、前記ハンド本体の前記保持面に設けられ、作動流体を噴出可能かつ作動流体を供給する作動流体供給源に接続した噴出孔を有し、ベルヌーイ効果を利用して前記ハンド本体の前記保持面とワークの表面と間に負圧を発生させるベルヌーイチャックと、前記ハンド本体の前記保持面の周辺部に設けられ、エアを吸込み可能かつエアを吸引するエア吸引源に接続した吸込孔をそれぞれ有し、上方向から非接触で保持されたワークに作用する圧力とワークの重量がつりあう所定の均衡状態における、前記ハンド本体の前記保持面とワークの表面とのクリアランス分だけ前記ハンド本体の前記保持面に対してそれぞれ突出するようになってあって、ワークの周辺部を吸着する複数の吸着ピンとを備えたことを要旨とする。

なお、本願の特許請求の範囲及び明細書中において、「設けられ」とは、中間部材を介して間接的に設けられたこと、及び形成されたことを含む意である。

本発明の特徴によると、前記保持ハンドを上方向からワークに対して相対的に接近させる。そして、前記作動流体供給源から前記ベルヌーイチャックの前記噴出孔へ作動流体を供給して、前記ベルヌーイチャックの前記噴出孔から作動流体を噴出することにより、前記ハンド本体の前記保持面とワークの表面との間において高速の作動流体を流通させ、前記ベルヌーイチャックにより前記ハンド本体の前記保持面とワークの表面と間に負圧を発生させる。また、前記エア吸引源にエアを吸引して、複数の前記吸着ピンの前記吸込孔からエアを吸込むこことにより、複数の前記吸着ピンによりワークの周辺部を吸着する。これによって、複数の前記吸着ピンによりワークの周辺部を吸着した状態で、前記保持ハンドによりワークを上方向から非接触で保持することができる。

ここで、複数の前記吸着ピンによりワークの周辺部を吸着しているため、ワークの端面に突当たり可能な複数のストッパピン、及びワークの周縁部に摩擦力を伴って接触する複数の摩擦ピンを用いることなく、前記保持ハンドによるワークの拘束力が前記ハンド本体の前記保持面に平行な方向（平行方向）にも十分に働くようにすることができる。また、各吸着ピンが前記所定の均衡状態における前記ハンド本体の前記保持面とワークの表面とのクリアランス分だけ前記ハンド本体の前記保持面に対してそれぞれ突出するようになっているため、ワークの中央部が前記保持ハンドの前記保持面側に反ることなく、前記保持ハンドによりワークを前記ハンド本体の前記保持面に平行に保った状態で非接触で保持することができる。

前記保持ハンドによりワークを上方向から非接触で保持した後に、前記移動部材を搬送方向へ移動させる。これによって、ワークを非接触で保持した状態の下で搬送方向へ搬送することができる。

本発明によれば、ワークの端面に突当たり可能な複数のストッパピン、及びワークの周縁部に摩擦力を伴って接触する複数の摩擦ピンを用いることなく、前記保持ハンドによるワークの拘束力が前記平行方向にも十分に働くようにすると共に、前記保持ハンドによりワークを前記ハンド本体の前記保持面に平行に保った状態で非接触で保持できるため、搬送中に前記保持ハンドからワークが脱落することを防止しつつ、搬送中におけるワークの損傷の発生を十分に抑制することができる。

本発明の実施形態について図１から図３を参照して説明する。

ここで、図１は、本発明の実施形態に係る非接触搬送装置の断面図、図２は、本発明の実施形態に係る非接触搬送装置を保持ハンドの保持面からみた図、図３は、軸方向へ位置調節可能な吸着ピンを示す図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る非接触搬送装置１は、例えばウェハ、ガラス基板等の円形板状のワークＷを非接触で保持した状態の下で搬送方向へ搬送する装置であって、任意方向（搬送方向を含む）へ移動可能な移動部材としての多関節の搬送アーム３と、この搬送アーム３の先端部に設けられかつワークＷを上方向から非接触で保持する保持ハンド５とを具備している。なお、非接触搬送装置１は任意方向へ移動可能な多関節の搬送アーム３の代わりに、搬送方向へ移動可能な別の移動部材を備えるようにしても構わない。

そして、保持ハンド５の具体的な構成は、次のようになる。

搬送アーム３の先端部には、ハンド本体７が設けられており、このハンド本体７は、一側に、ワークＷを保持可能な円形の保持面９を有している。また、ハンド本体７の保持面９には、ベルヌーイ効果を利用してハンド本体７の保持面９とワークＷの表面と間に負圧を発生させる複数のベルヌーイチャック１１が円周上に間隔を置いて設けられている。更に、各ベルヌーイチャック１１は、エアを噴出可能な噴出孔１３をそれぞれ有してあって、各ベルヌーイチャック１１の噴出孔１３は、エアを供給するエアコンプレッサ又はブロワ等のエア供給源１５にエア配管１７を介してそれぞれ接続してある。

ハンド本体７の保持面９の周縁部には、ワークＷの周辺部を吸着する複数の吸着ピン１９が円周上に間隔を置いて設けられている。また、各吸着ピン１９は、エアを吸込み可能な吸込孔２１をそれぞれ有してあって、各吸着ピン１９の吸込孔２１は、エアを吸引する真空ポンプ又はエジェクタ等のエア吸引源２３にエア配管２５を介して接続してある。

各吸着ピン１９は、所定の均衡状態におけるハンド本体７の保持面９とワークＷの表面とのクリアランスＬ分だけハンド本体７の保持面９に対してそれぞれ突出するようになっている。なお、所定の均衡状態とは、保持ハンド５により上方向から非接触で保持されたワークＷに作用する圧力と、ワークＷの重量がつりあう状態のことをいう。

所定の均衡状態におけるハンド本体７の保持面９とワークＷの表面とのクリアランス分だけハンド本体７の保持面９に対して突出するように、各吸着ピン１９が軸方向へそれぞれ位置調節可能になるようにしても構わない。具体的には、図３（ａ）に示すように、各吸着ピン１９がハンド本体７に螺合してあって、各吸着ピン１９の頭部側のねじ部１９ｈには、ハンド本体７に当接した調節ナット２７が螺合して設けられている。また、図３（ｂ）に示すように、各吸着ピン１９がハンド本体７に軸方向へそれぞれ移動可能であって、ハンド本体７と各吸着ピン１９の間には、対応する吸着ピン１９を先端方向へ付勢可能なスプリング２９がそれぞれ設けられており、各吸着ピン１９の先端側のねじ部１９ｔには、ハンド本体７に突当たり可能な調節ナット３１が螺合して設けられている。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

搬送アーム３を適宜方向（ワークＷに接近する方向）へ移動させて、保持ハンド５をワークＷの上方に位置させる。次に、搬送アーム３を下方向へ移動させて、保持ハンド５を上方向からワークＷに対して接近させる。そして、エア供給源１５から複数のベルヌーイチャック１１の噴出孔１３へエアを供給して、複数のベルヌーイチャック１１の噴出孔１３からエアを噴出することにより、ハンド本体７の保持面９とワークＷの表面との間において高速のエアを流通させ、複数のベルヌーイチャック１１によりハンド本体７の保持面９とワークＷの表面と間に負圧を発生させる。更に、エア吸引源２３にエアを吸引して、複数の吸着ピン１９の吸込孔２１からエアを吸込むこことにより、複数の吸着ピン１９によりワークＷの周辺部を吸着する。これによって、複数の吸着ピン１９によりワークＷの周辺部を吸着した状態で、保持ハンド５によりワークＷを上方向から非接触で保持することができる。

ここで、複数の吸着ピン１９によりワークＷの周辺部を吸着しているため、ワークＷの端面に突当たり可能な複数のストッパピン、及びワークＷの周縁部に摩擦力を伴って接触する複数の摩擦ピンを用いることなく、保持ハンド５によるワークＷの拘束力がハンド本体７の保持面９に平行な方向（平行方向）にも十分に働くようにすることができる。また、各吸着ピン１９が所定の均衡状態におけるハンド本体７の保持面９とワークＷの表面とのクリアランスＬ分だけハンド本体７の保持面９に対してそれぞれ突出するようになっているため、ワークＷの中央部がハンド本体７の保持面９側に反ることなく、保持ハンド５によりワークＷをハンド本体７の保持面９に平行に保った状態で非接触で保持することができる。

保持ハンド５によりワークＷを上方向から非接触で保持した後に、搬送アーム３を上方向へ移動させて、ワークＷを所定の搬送高さ位置まで持上げる。そして、搬送アーム３を搬送方向へ移動させる。これによって、ワークＷを上方向から非接触で保持した状態の下で搬送方向へ搬送することができる。

従って、本発明の実施形態によれば、ワークＷの端面に突当たり可能な複数のストッパピン、及びワークＷの周縁部に摩擦力を伴って接触する複数の摩擦ピンを用いることなく、保持ハンド５によるワークＷの拘束力が前記平行方向にも十分に働くようにすると共に、保持ハンド５によりワークＷをハンド本体７の保持面９に平行に保った状態で非接触で保持できるため、搬送中に保持ハンド５からワークＷが脱落することを防止しつつ、搬送中におけるワークＷの損傷の発生を十分に抑制することができる。

（変形例）
本発明の実施形態の変形例について図４を参照して説明する。

ここで、図４は、本発明の実施形態の変形例に係る非接触搬送装置の断面図である。

図４に示すように、本発明の実施形態の変形例に係る非接触搬送装置１Ａは、本発明の実施形態に係る非接触搬送装置１と略同じ構成を有しており、次の点においてのみ本発明の実施形態に係る非接触搬送装置１の構成と異なる。

即ち、本発明の実施形態に係る非接触搬送装置１にあっては、各ベルヌーイチャック１１の噴出孔１３がエア供給源１５にエア配管１７を介してそれぞれ接続してある。これに対して、本発明の実施形態の変形例に係る非接触搬送装置１Ａにあっては、保持ハンド５の内部にエアを収容可能な供給チャンバー３３が形成され、この供給チャンバー３３がエア供給源１５にエア配管３５を介して接続してあって、各ベルヌーイチャック１１の噴出孔１３が供給チャンバー３３にそれぞれ連通してある。

また、本発明の実施形態に係る非接触搬送装置１にあっては、各吸着ピン１９の吸込孔２１がエア吸引源２３にエア配管２５を介してそれぞれ接続してある。これに対して、本発明の実施形態の変形例に係る非接触搬送装置１Ａにあっては、保持ハンド５の内部にエアを収容可能な吸引チャンバー３７が供給チャンバー３３を囲むように形成され、この吸引チャンバー３７がエア吸引源２３にエア配管３９を介して接続してあって、各吸着ピン１９の吸込孔２１が吸引チャンバー３７にそれぞれ連通してある。

そして、本発明の実施形態の変形例においては、本発明の実施形態と同様の作用及び効果を奏する他に、次のような特別な作用を奏する。

即ち、供給チャンバー３３がエア供給源１５にエア配管３５を介して接続してあって、各ベルヌーイチャック１１の噴出孔１３が供給チャンバー３３にそれぞれ連通しているため、ベルヌーイチャック１１の個数が増えても、エア供給源１５から各ベルヌーイチャック１１の噴出孔１３までのエアの圧力損失にバラツキがなくなる。同様に、吸引チャンバー３７がエア吸引源２３にエア配管３９を介して接続してあって、各吸着ピン１９の吸込孔２１が吸引チャンバー３７にそれぞれ連通しているため、吸着ピン１９の個数が増えても、各吸着ピン１９の吸込孔２１からエア吸引源２３までのエアの圧力損失にバラツキがなくなる。

本発明は、前述の本発明の実施形態（本発明の実施形態の変形例を含む）の説明に限られるものではなく、例えば、作動流体としてエアの代わりに水又は各種処理液等を用いても構わない。また、本発明の実施形態に係る非接触搬送装置１の主要部の構成を、板状のワークを下方向から非接触で保持した状態の下で搬送方向へ搬送する別タイプの非接触搬送装置に適用したり、ベルヌーイチャック１１の代わりに電磁チャックを用いたりしても構わない。なお、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

本発明の実施形態に係る非接触搬送装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る非接触搬送装置を保持ハンドの保持面からみた図である。 軸方向へ位置調節可能な吸着ピンを示す図である。 本発明の実施形態の変形例に係る非接触搬送装置の断面図である。

符号の説明

１ 非接触搬送装置
３ 搬送アーム
５ 保持ハンド
７ ハンド本体
９ 保持面
１１ ベルヌーイチャック
１３ 噴出孔
１５ エア供給源
１９ 吸着ピン
２１ 吸込孔
２３ エア吸引源
１Ａ 非接触搬送装置
３３ 供給チャンバー
３７ 吸引チャンバー

Claims (3)

1. 板状のワークを上方向から非接触で保持した状態の下で搬送方向へ搬送する非接触搬送装置において、
   搬送方向へ移動可能な移動部材と、該移動部材に設けられかつワークを上方向から非接触で保持する保持ハンドとを具備し、
   前記保持ハンドは、
   前記移動部材に設けられ、一側にワークを保持可能な保持面を有したハンド本体と、
   前記ハンド本体の前記保持面に設けられ、作動流体を噴出可能かつ作動流体を供給する作動流体供給源に接続した噴出孔を有し、ベルヌーイ効果を利用して前記ハンド本体の前記保持面とワークの表面と間に負圧を発生させるベルヌーイチャックと、
   前記ハンド本体の前記保持面に設けられ、エアを吸込み可能かつエアを吸引するエア吸引源に接続した吸込孔をそれぞれ有し、上方向から非接触で保持されたワークに作用する圧力とワークの重量がつりあう所定の均衡状態における、前記ハンド本体の前記保持面とワークの表面とのクリアランス分だけ前記ハンド本体の前記保持面に対してそれぞれ突出するようになってあって、ワークの周辺部を吸着する複数の吸着ピンとを備えたことを特徴とする非接触搬送装置。
2. 前記所定の均衡状態における前記ハンド本体の前記保持面とワークの表面とのクリアランス分だけ前記ハンド本体の前記保持面に対して突出するように、各吸着ピンが軸方向へそれぞれ位置調節可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の非接触搬送装置。
3. 前記保持ハンドの内部に作動流体を収容可能かつ前記作動流体供給源に接続した供給チャンバーが形成され、前記ベルヌーイチャックの前記噴出孔が前記供給チャンバーに連通してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非接触搬送装置。

Images