JPH11236124A - 気流搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被搬送物に傾斜を生じないような気流搬送装
置を提供すること。 【解決手段】 チャンネルプレートは、圧縮空気導入用
の入力ポート１１と接続されたガイドチャンネル１２
と、そこからの圧縮空気を分散して吹き出すための分散
通路１３とを持つ。吹き出しプレート２０は、チャンネ
ルプレートの上面に接するように組合わされ、分散通路
からの圧縮空気を互いに反対向きの斜め上方に吹き出す
ための２種類の吹き出し通路２１を持つ。２種類の吹き
出し通路のうちの一方を選択して選択された吹き出し通
路から圧縮空気を吹き出すことで被搬送物を浮かせると
共に、圧縮空気の吹き出し方向で規定される方向に被搬
送物を搬送する。吹き出し通路はそれぞれ、圧縮空気の
吹き出し圧力が各吹き出し通路においてどの部分におい
ても一様となるように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は制御された気流を利
用して被搬送物を浮かして搬送する気流搬送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、マイクロメカトロニクスの分野に
おいてマイクロマシン製造用のマイクロファクトリや半
導体ウェハ搬送装置などへの応用を目的とした気流搬送
装置が提案されている。気流搬送装置は、通常、圧縮さ
れた空気を使用するので、非接触、電磁気力フリーとい
った特質に加えて、耐発塵性、耐吸塵性に優れ、高クリ
ーン環境下での使用に適している。その反面、被搬送物
の停止動作、あるいは姿勢制御が困難であるという問題
点を有している。特に、装置をマイクロ化した場合、作
動流体、すなわち圧縮空気のレイノルズ数が低くなり、
粘性の影響による圧損が顕著になるために、その影響を
考慮した流路設計が必要になる。

【０００３】以下に、図８〜図１０を参照して、従来の
マイクロメカトロニクスの分野における気流搬送装置の
基本構成について説明する。気流搬送装置は、図８に示
すようなチャンネルプレート５０と、図９に示すような
吹き出しプレート６０とを有する。図８において、チャ
ンネルプレート５０は、一端に圧縮空気を導入するため
の入力ポート５１が接続される第１のガイドチャンネル
５２と、この第１のガイドチャンネル５２から水平かつ
直角方向に延びるように配列形成された複数の櫛の歯状
の分散通路５３と、一端に圧縮空気を導入するための入
力ポート５４が接続される第２のガイドチャンネル５５
と、この第２のガイドチャンネル５５から水平かつ直角
方向に延びるように配列形成された複数の櫛の歯状の分
散通路５６とを有する。分散通路５３と分散通路５６と
は、交互に入り組むように形成されている。これらのガ
イドチャンネル及び分散通路は、チャンネルプレート５
０に溝状に形成される。

【０００４】図９において、吹き出しプレート６０は、
隣り合う分散通路５３と５６との間隔と同じ間隔で平行
に配列形成されたスリット状の多数の吹き出し通路６１
を有する。吹き出し通路６１は、図１０に示されるよう
に、交互に反対向きの斜め上方を向くように２種類のも
のが形成されている。そして、吹き出しプレート６０
は、２種類の吹き出し通路６１のうちの一方を選択して
選択された吹き出し通路から圧縮空気を吹き出すことで
吹き出しプレート６０上の被搬送物を浮かせると共に、
選択された吹き出し通路からの圧縮空気の吹き出し方向
で規定される方向に被搬送物を搬送するように構成され
ている。なお、被搬送物は、搬送されるべき物品それ自
体である場合と、物品を搭載するスライダと呼ばれるも
のである場合とがあるが、以下では両者を含めて被搬送
物と呼ぶことにする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、上記
のようなチャンネルプレート５０では、ガイドチャンネ
ル５１に近い根元側と先端側とでは圧力損失が大きく異
なる。このために、分散通路５１における圧縮空気の吹
き出し圧力は、先端側の方が根元側よりも低くなる。こ
れは、吹き出し通路５１から吹き出される圧縮空気の圧
力に差が生じ、被搬送物に傾きが生じることを意味す
る。

【０００６】スライダの場合について姿勢の傾斜を測定
した結果、３〜４度の傾斜が生ずることが確認された。
このような傾斜は、搬送において大きな問題となるの
で、何らかの方法で解消する必要がある。

【０００７】本発明は、上記の観点から、被搬送物に傾
斜を生じないような気流搬送装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、被搬送物を圧
縮空気により浮かせて搬送するための気流搬送装置にお
いて、圧縮空気を導入するための少なくとも１つの入力
ポートと接続され、前記導入された圧縮空気を案内する
ための少なくとも１つのガイドチャンネルと、該ガイド
チャンネルからの圧縮空気を分散して上方に吹き出すた
めの複数の分散通路とを持つ第１の板状部材と、該第１
の板状部材の上面に接するように組合わされ、前記複数
の分散通路からの圧縮空気を互いに反対向きの斜め上方
に吹き出すための少なくとも２種類の吹き出し通路を複
数個持つ第２の板状部材とを含み、前記第１の板状部材
は、前記複数の分散通路がそれぞれ、所定の中心線に関
して対称となるように構成されており、前記第２の板状
部材は、前記２種類の吹き出し通路のうちの一方を選択
して選択された吹き出し通路から圧縮空気を吹き出すこ
とで前記被搬送物を浮かせると共に、前記圧縮空気の吹
き出し方向で規定される方向に前記被搬送物を搬送する
ように構成されており、しかも前記２種類の吹き出し通
路はそれぞれ、前記入力ポートからの圧縮空気の吹き出
し圧力が各吹き出し通路においてどの部分においても一
様となるように形成されていることを特徴とする。

【０００９】なお、前記２種類の吹き出し通路はそれぞ
れ、前記第２の板状部材に斜めに形成されたスリット状
であり、しかもその幅が前記ガイドチャンネルから離れ
るにつれて大きくなるように形成されている。

【００１０】前記第１の板状部材は、前記ガイドチャン
ネルが１つであって、前記複数の分散通路がそれぞれ、
前記ガイドチャンネルに直角な水平方向に延びるような
配列で形成されており、前記第２の板状部材は、前記２
種類の吹き出し通路がそれぞれ、互いに反対向きのもの
が交互になり、しかも前記ガイドチャンネルに直角な水
平方向に延びるような配列で形成されている。

【００１１】また、前記第１の板状部材は、前記ガイド
チャンネルが互いに平行に並ぶように２つ形成されると
共に、それぞれのガイドチャンネルの両端部に前記入力
ポートが接続され、しかも前記複数の分散通路が前記２
つのガイドチャンネルを結ぶように互いに平行かつ前記
ガイドチャンネルに直角な方向に配列形成されており、
前記第２の板状部材は、前記２種類の吹き出し通路がそ
れぞれ、互いに反対向きのものが交互になり、しかも前
記ガイドチャンネルに直角な水平方向に延びるような配
列で形成されていても良い。

【００１２】本発明によればまた、被搬送物を圧縮空気
により浮かせて搬送するための気流搬送装置における特
別な形態として、四角形になるように形成された４つの
ガイドチャンネルと、前記四角形部分のコーナに対応す
る箇所に形成され、前記ガイドチャンネルに圧縮空気を
導入するための４つの入力ポートと、前記ガイドチャン
ネルからの圧縮空気を分散して上方に吹き出すために前
記四角形の領域内に格子状に形成された複数の分散通路
とを持つ第１の板状部材と、該第１の板状部材の上面に
接するように組合わされ、前記複数の分散通路からの圧
縮空気を吹き出すために、前記格子状の分散通路の交点
に対応する箇所に斜めに形成された貫通孔による複数の
吹き出し通路を持つ第２の板状部材とを含み、前記吹き
出し通路はそれぞれ、前記四角形の中心軸上の同じ点に
向かって傾斜するようにされていると共に、前記四角形
の中心に近づくにつれて貫通孔の径が大きくなるように
されていることを特徴とする気流搬送装置が提供され
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１、図２を参照して、本発明の
第１の実施の形態について説明する。本形態による気流
搬送装置は、図１に示すチャンネルプレート（第１の板
状部材）１０と、図２に示す吹き出しプレート（第２の
板状部材）２０とをアクチュエータの基本的な構成要素
として含む。この気流搬送装置は、一軸方向の搬送に適
している。図１において、チャンネルプレート１０は、
圧縮空気を導入するための１つの入力ポート１１と接続
されて、導入された圧縮空気を案内するための１つのガ
イドチャンネル１２と、このガイドチャンネル１２から
の圧縮空気を分散して上方に吹き出すための複数の分散
通路１３とを有する。複数の分散通路１３は、ガイドチ
ャンネル１２に直角な水平方向に延びるような配列で形
成されている。複数の分散通路１３は、それらの中間点
を結ぶ中心線（図１に一点鎖線で示す）に関して対称と
なるように形成されている。

【００１４】図２において、吹き出しプレート２０は、
チャンネルプレート１０の上面に接するように組合わさ
れる。吹き出しプレート２０は、複数の分散通路１３か
らの圧縮空気を互いに反対向きの斜め上方に吹き出すた
めの２種類の吹き出し通路２１を複数個有している。２
種類の吹き出し通路２１はそれぞれ、図１０で説明した
ように、互いに反対向きのものが交互になり、しかもガ
イドチャンネル１２に直角な水平方向に延びるような配
列で形成されている。これらの吹き出し通路２１の間隔
は、複数の分散通路１３の間隔と同じである。更に、２
種類の吹き出し通路２１はそれぞれ、吹き出しプレート
２０に斜めに形成されたスリット状であり、しかもその
幅がガイドチャンネル１２から離れるにつれて大きくな
るような非対称形状に形成されている。これは、入力ポ
ート１１からの圧縮空気の吹き出し圧力が各吹き出し通
路２１においてどの部分においても一様となるようにす
るためである。

【００１５】このような構造により、吹き出しプレート
２０においては、２種類の吹き出し通路２１のうちの一
方を選択して選択された吹き出し通路から圧縮空気を吹
き出すことで被搬送物を浮かせると共に、この圧縮空気
の吹き出し方向で規定される方向に被搬送物を搬送する
ことができる。しかも、吹き出し通路２１からの圧縮空
気の吹き出し圧力が一様であるので、吹き出し圧力の非
均一性に起因した被搬送物の傾斜を無くすことができ
る。

【００１６】図３、図４（ａ）を参照して、本発明の第
２の実施の形態について説明する。この気流搬送装置
も、一軸方向の搬送に適しており、図３に示すチャンネ
ルプレート（第１の板状部材）３０と、図４（ａ）に示
す吹き出しプレート（第２の板状部材）４０とをアクチ
ュエータの基本的な構成要素として含む。図３におい
て、チャンネルプレート３０は、２つのガイドチャンネ
ル３２ａ、３２ｂが互いに平行に並ぶように形成される
と共に、ガイドチャンネル３２ａ、３２ｂの両端部にそ
れぞれ入力ポート３１ａ、３１ｂが接続されている。し
かも、複数の分散通路３３は、２つのガイドチャンネル
３２ａ、３２ｂを結ぶように互いに平行かつガイドチャ
ンネルに直角な方向に配列形成されている。この形態で
も、複数の分散通路３３は、それらの中間点を結ぶ中心
線（図３に一点鎖線で示す）に関して対称となるように
形成されている。

【００１７】一方、吹き出しプレート４０は、チャンネ
ルプレート３０の上面に接するように組合わされる。吹
き出しプレート４０は、２種類の吹き出し通路４１がそ
れぞれ、互いに反対向きのものが交互になり、しかもガ
イドチャンネル３２ａ、３２ｂに直角な水平方向に延び
るような配列で形成されている。これらの吹き出し通路
４１の間隔は、複数の分散通路３３の間隔と同じであ
る。この形態でも、２種類の吹き出し通路４１はそれぞ
れ、吹き出しプレート４０に斜めに形成されたスリット
状であり、しかもその幅がガイドチャンネル３２ａ、３
２ｂから離れるにつれて大きくなるように形成されてい
る。言い換えれば、２種類の吹き出し通路４１はそれぞ
れ、その中間部に近づくにつれて幅が大きくなるように
形成されている。これも、入力ポート３１ａ、３１ｂか
らの圧縮空気の吹き出し圧力が各吹き出し通路４１にお
いてどの部分においても一様となるようにするためであ
る。

【００１８】このような構造により、第１の実施の形態
と同様に、吹き出しプレート４０においては、２種類の
吹き出し通路４１のうちの一方を選択して選択された吹
き出し通路から圧縮空気を吹き出すことで被搬送物を浮
かせると共に、この圧縮空気の吹き出し方向で規定され
る方向に被搬送物を搬送することができる。しかも、吹
き出し通路４１からの圧縮空気の吹き出し圧力が一様で
あるので、吹き出し圧力の非均一性に起因した被搬送物
の傾斜を無くすことができる。

【００１９】図５は、図３に示された吹き出し通路４１
における長さ方向（線Ａ−Ａ´に沿った方向）の圧力分
布を示している。図５から明らかなように、吹き出し通
路４１の中間部に近づくほど吹き出し圧力は小さくなる
が、分布は対称形状である。この場合、非搬送物が図３
の中心線上にある限りは浮上力分布も対称になるので、
図９に示されるような吹き出しプレートを組合せたとし
ても非搬送物を水平に維持できる。

【００２０】なお、上記の第１、第２の実施の形態のい
ずれも、図示されているのは、基本構造であり、実際に
は図示の中心線の方向に長く作られる。また、２種類の
吹き出し通路の選択のためには、各通路に、個別に通路
を開閉するための周知のスイッチング素子が設けられ
る。また、図４（ｂ）に示すように、チャンネルプレー
ト３０における分散通路３３のピッチを大きくし、分散
通路３３が２種類の吹き出し通路４１のいずれか一方に
接続されるように、例えば吹き出しプレート４０をずら
すことで、２種類の吹き出し通路の選択を実現すること
もできる。これは、第１の実施の形態においても同様で
ある。

【００２１】図６、図７を参照して、本発明の第３の実
施の形態について説明する。この形態は、非搬送物をあ
る位置に位置決めするのに適している。

【００２２】チャンネルプレート３５は、四角形になる
ように形成された４つのガイドチャンネル３７と、四角
形部分のコーナに対応する箇所に形成され、ガイドチャ
ンネル３７に圧縮空気を導入するための４つの入力ポー
ト３６と、ガイドチャンネル３７からの圧縮空気を分散
して上方に吹き出すために四角形の領域内に格子状に形
成された複数の分散通路３８とを持つ。

【００２３】一方、吹き出しプレート４５は、チャンネ
ルプレート３５の上面に接するように組合わされる。吹
き出しプレート４５は、複数の分散通路３８からの圧縮
空気を吹き出すために、格子状の分散通路３８の交点に
対応する箇所に斜めに形成された貫通孔による複数の吹
き出し通路４６を持つ。吹き出し通路４６はそれぞれ、
四角形の中心軸上の同じ点に向かって傾斜するように形
成されていると共に、四角形の中心に近づくにつれて貫
通孔の径が大きくなるように形成されている。すなわ
ち、吹き出し通路４６はそれぞれ、入力ポート３６から
の距離に応じて、至近部では径を小さく、遠隔部では径
を大きくして、被搬送物の全面にわたって圧縮空気の吹
き出し圧力が一様になるように設計される。これによ
り、被搬送物を吹き出しプレート４５の中心位置から外
れた位置から水平に維持した状態で中心位置に搬送、位
置決めすることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明してきた本発明によれば、被搬
送物に傾斜を生じないように搬送することのできる気流
搬送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるチャンネル
プレートの平面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における吹き出しプ
レートを、図１のチャンネルプレートに組合せて示した
平面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態におけるチャンネル
プレートの平面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態における吹き出しプ
レートを、図３のチャンネルプレートに組合せて示した
平面図を２つの例について示した図である。

【図５】図３の線Ａ−Ａ´に沿った吹き出し空気の圧力
分布を示した図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態における吹き出しプ
レートを、チャンネルプレートに組合せて示した平面図
である。

【図７】図６の線Ｂ−Ｂ´、あるいは線Ｃ−Ｃ´による
断面図である。

【図８】従来例におけるチャンネルプレートの平面図で
ある。

【図９】従来例における吹き出しプレートの平面図であ
る。

【図１０】図９における線Ｄ−Ｄ´による拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１０、３０、３５、５０ チャンネルプレート １１、３１ａ、３１ｂ、５１、５４ 入力ポート １２、３２ａ、３２ｂ、３７、５２、５５ ガイドチ
ャンネル １３、３３、４６、５３、５６ 分散通路 ２０、４０、４５、６０ 吹き出しプレート ２１、４１、６１ 吹き出し通路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被搬送物を圧縮空気により浮かせて搬送
   するための気流搬送装置において、 圧縮空気を導入するための少なくとも１つの入力ポート
   と接続され、前記導入された圧縮空気を案内するための
   少なくとも１つのガイドチャンネルと、該ガイドチャン
   ネルからの圧縮空気を分散して上方に吹き出すための複
   数の分散通路とを持つ第１の板状部材と、 該第１の板状部材の上面に接するように組合わされ、前
   記複数の分散通路からの圧縮空気を互いに反対向きの斜
   め上方に吹き出すための少なくとも２種類の吹き出し通
   路を複数個持つ第２の板状部材とを含み、 前記第１の板状部材は、前記複数の分散通路がそれぞ
   れ、所定の中心線に関して対称となるように構成されて
   おり、 前記第２の板状部材は、前記２種類の吹き出し通路のう
   ちの一方を選択して選択された吹き出し通路から圧縮空
   気を吹き出すことで前記被搬送物を浮かせると共に、前
   記圧縮空気の吹き出し方向で規定される方向に前記被搬
   送物を搬送するように構成されており、しかも前記２種
   類の吹き出し通路はそれぞれ、前記入力ポートからの圧
   縮空気の吹き出し圧力が各吹き出し通路においてどの部
   分においても一様となるように形成されていることを特
   徴とする気流搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の気流搬送装置において、
   前記２種類の吹き出し通路はそれぞれ、前記第２の板状
   部材に斜めに形成されたスリット状であり、しかもその
   幅が前記ガイドチャンネルから離れるにつれて大きくな
   るように形成されていることを特徴とする気流搬送装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の気流搬送装置において、
   前記第１の板状部材は、前記ガイドチャンネルが１つで
   あって、前記複数の分散通路がそれぞれ、前記ガイドチ
   ャンネルに直角な水平方向に延びるような配列で形成さ
   れており、前記第２の板状部材は、前記２種類の吹き出
   し通路がそれぞれ、互いに反対向きのものが交互にな
   り、しかも前記ガイドチャンネルに直角な水平方向に延
   びるような配列で形成されていることを特徴とする気流
   搬送装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の気流搬送装置において、
   前記第１の板状部材は、前記ガイドチャンネルが互いに
   平行に並ぶように２つ形成されると共に、それぞれのガ
   イドチャンネルの両端部に前記入力ポートが接続され、
   しかも前記複数の分散通路が前記２つのガイドチャンネ
   ルを結ぶように互いに平行かつ前記ガイドチャンネルに
   直角な方向に配列形成されており、前記第２の板状部材
   は、前記２種類の吹き出し通路がそれぞれ、互いに反対
   向きのものが交互になり、しかも前記ガイドチャンネル
   に直角な水平方向に延びるような配列で形成されている
   ことを特徴とする気流搬送装置。
5. 【請求項５】 被搬送物を圧縮空気により浮かせて搬送
   するための気流搬送装置において、 四角形になるように形成された４つのガイドチャンネル
   と、前記四角形部分のコーナに対応する箇所に形成さ
   れ、前記ガイドチャンネルに圧縮空気を導入するための
   ４つの入力ポートと、前記ガイドチャンネルからの圧縮
   空気を分散して上方に吹き出すために前記四角形の領域
   内に格子状に形成された複数の分散通路とを持つ第１の
   板状部材と、 該第１の板状部材の上面に接するように組合わされ、前
   記複数の分散通路からの圧縮空気を吹き出すために、前
   記格子状の分散通路の交点に対応する箇所に斜めに形成
   された貫通孔による複数の吹き出し通路を持つ第２の板
   状部材とを含み、前記吹き出し通路はそれぞれ、前記四
   角形の中心軸上の同じ点に向かって傾斜するようにされ
   ていると共に、前記四角形の中心に近づくにつれて貫通
   孔の径が大きくなるようにされていることを特徴とする
   気流搬送装置。