(57)【要約】【課題】用途に合わせた形状変更が容易な非接触保持装置、非接触保持システム、非接触搬送システム、及び非接触保持方法を提供する。【解決手段】非接触保持装置１０は、保持対象物３３と保持対象物３３に対向する盤面３１との間にエアーＦを通過させることで保持対象物３３を盤面３１に非接触で保持させる非接触保持装置１０において、盤面３１を有し盤面３１の中央部に厚さ方向に貫通する空洞１７が設けられた吸引盤１４と、空洞１７に差し込まれて取り外し可能に固定される内部空間３０を有する給気シャフト１５と、給気シャフト１５の端部を構成して空洞１７からその頭頂部１３が突出する突起部２３と、頭頂部１３の側面に設けられて内部空間３０と連通する複数の噴射孔２４と、を備え、突起部２３は、空洞１７内に取り付け端部を有して嵌め込まれる噴気キャップ１２で構成され、噴気キャップ１２は給気シャフト１５から分離可能である。【選択図】  図４
2020032476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持対象物と前記保持対象物に対向する盤面との間に気体を通過させることで前記保持対象物を前記盤面に非接触で保持させる非接触保持装置において、
前記盤面を有し前記盤面の中央部に厚さ方向に貫通する空洞が設けられた吸引盤と、
前記空洞に差し込まれて取り外し可能に固定される内部空間を有する給気シャフトと、
前記給気シャフトの端部を構成して前記空洞からその頭頂部が突出する突起部と、
前記頭頂部の側面に設けられて前記内部空間と連通する複数の噴射孔と、を備え、
前記突起部は、前記空洞内に取り付け端部を有して嵌め込まれる噴気キャップで構成され、
前記噴気キャップは前記給気シャフトから分離可能であることを特徴とする非接触保持装置。
【請求項２】
保持対象物と前記保持対象物に対向する盤面との間に気体を通過させることで前記保持対象物を前記盤面に非接触で保持させる非接触保持装置において、
前記盤面を有し前記盤面の中央部に厚さ方向に貫通する空洞が設けられた吸引盤と、
前記空洞に差し込まれて取り外し可能に固定される内部空間を有する給気シャフトと、
前記給気シャフトの端部を構成して前記空洞からその頭頂部が突出する突起部と、
前記頭頂部に設けられて前記内部空間と連通する複数の噴射孔と、を備え、
前記噴気孔は、前記頭頂部に設けられたガイド溝及び前記頭頂部に当接される平蓋によって形成されることを特徴とする非接触保持装置。
【請求項３】
保持対象物と前記保持対象物に対向する盤面との間に気体を通過させることで前記保持対象物を前記盤面に非接触で保持させる非接触保持装置において、
前記盤面を有し前記盤面の中央部に厚さ方向に貫通する空洞が設けられた吸引盤と、
前記空洞に通される給気シャフトと、
前記給気シャフトの端部を構成して前記空洞からその頭頂部が突出する突起部と、
前記頭頂部の側面に設けられて前記給気シャフトの内部空間と連通する複数の噴射孔と、を備え、
前記盤面は、前記中央部から前記盤面の周縁部に向かって凹凸を有さずに直線的に高くなる平斜面で成形されることを特徴とする非接触保持装置。
【請求項４】
前記噴気キャップの側面には、この側面を貫通する固定孔が設けられ、
前記給気シャフトの側面には、前記固定孔の直径を維持して前記固定孔を前記内部空間に向けて延長する受け孔が設けられ、
前記固定孔から外部に突出しない位置で前記固定孔と前記受け孔とに渡って設けられる止めネジと、を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非接触保持装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の非接触保持装置と、
前記非接触保持装置の前記給気シャフト内に気体を供給する気体供給源と、を備える非接触保持システム。
【請求項６】
前記非接触保持装置に供給する前記気体の流量を前記気体の質量流量及び体積流量の少なくとも一方に基づいて制御して前記盤面の保持力を一定にする流量制御部を備える請求項５に記載の非接触保持システム。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の非接触保持システムと、
前記非接触保持装置を保持して前記非接触保持装置を移動可能にする可動アームと、を備える非接触搬送システム。
【請求項８】
保持対象物を非接触で保持する非接触保持装置に気体を供給するステップと、
供給される前記気体の流量を前記気体の質量流量及び体積流量の少なくとも一方に基づいて制御して前記非接触保持装置の盤面の引力を一定にするステップと、
前記盤面に前記保持対象物を保持させるステップと、を含むことを特徴とする非接触保持方法。        
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持対象物に空気等の気体を吹き付けて、この保持対象物を非接触で保持することが可能な非接触保持技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、保持対象物に塵埃の付着や損傷を発生させずにこの保持対象物を保持することにニーズがある。
例えば、金属箔や医療用の細胞シート等の極薄シートを毎葉引き剥がす作業や移動させる作業において、非接触保持が求められる。また、例えば、半導体ウエハ、液晶やプラズマ・ディスプレイ・パネル用等のガラス板、自動車部品等の精密部品、又は医療用容器等、物理的又は機械的に接触することが制限されているものについても非接触保持技術が好適に適用される。
【０００３】
このような保持態様を可能にする非接触保持装置の一つに、ベルヌーイの法則を利用して、保持対象物に対して非接触を維持しながらこの保持対象物を保持するベルヌーイチャックがある（例えば、特許文献１）。ベルヌーイチャックは、吸引盤の盤面に沿って気体を噴射させることで盤面に負圧領域を生成させて、この負圧領域に保持対象物を引き寄せることで保持対象を非接触保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５-２５１９４８号公報
【特許文献２】特開２０１８-０２７８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の技術では、吸引盤等の一部の構成を変更しようとすると、この構成に一体化された本来形状変更の不要な部分も含め全ての構成を取り替える必要があるという課題があった。
この結果、非接触保持装置の僅かな設計変更によるバリエーションの全てを別物としてそれぞれ製造しなければならず、製造コストがかかっていた。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、用途に合わせた形状変更が容易な非接触保持装置、非接触保持システム、非接触搬送システム、及び非接触保持方法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】
【０００７】
本実施形態の非接触保持装置は、保持対象物と前記保持対象物に対向する盤面との間に気体を通過させることで前記保持対象物を前記盤面に非接触で保持させる非接触保持装置において、前記盤面を有し前記盤面の中央部に厚さ方向に貫通する空洞が設けられた吸引盤と、前記空洞に差し込まれて取り外し可能に固定される内部空間を有する給気シャフトと、前記給気シャフトの端部を構成して前記空洞からその頭頂部が突出する突起部と、前記頭頂部の側面に設けられて前記内部空間と連通する複数の噴射孔と、を備え、前記突起部は、前記空洞内に取り付け端部を有して嵌め込まれる噴気キャップで構成され、前記噴気キャップは前記給気シャフトから分離可能であるものである。
【０００８】
本実施形態の非接触保持装置は、保持対象物と前記保持対象物に対向する盤面との間に気体を通過させることで前記保持対象物を前記盤面に非接触で保持させる非接触保持装置において、前記盤面を有し前記盤面の中央部に厚さ方向に貫通する空洞が設けられた吸引盤と、前記空洞に差し込まれて取り外し可能に固定される内部空間を有する給気シャフトと、前記給気シャフトの端部を構成して前記空洞からその頭頂部が突出する突起部と、前記頭頂部に設けられて前記内部空間と連通する複数の噴射孔と、を備え、前記噴気孔は、前記頭頂部に設けられたガイド溝及び前記頭頂部に当接される平蓋によって形成されるものである。
【０００９】
また、本実施形態の非接触保持装置は、保持対象物と前記保持対象物に対向する盤面との間に気体を通過させることで前記保持対象物を前記盤面に非接触で保持させる非接触保持装置において、前記盤面を有し前記盤面の中央部に厚さ方向に貫通する空洞が設けられた吸引盤と、前記空洞に通される給気シャフトと、前記給気シャフトの端部を構成して前記空洞からその頭頂部が突出する突起部と、前記頭頂部の側面に設けられて前記給気シャフトの内部空間と連通する複数の噴射孔と、を備え、前記盤面は、前記中央部から前記盤面の周縁部に向かって凹凸を有さずに直線的に高くなる平斜面で成形されるものである。
【００１０】
また、本実施形態の非接触保持方法は、保持対象物を非接触で保持する非接触保持装置に気体を供給するステップと、供給される前記気体の流量を前記気体の質量流量及び体積流量の少なくとも一方に基づいて制御して前記非接触保持装置の盤面の引力を一定にするステップと、前記盤面に前記保持対象物を保持させるステップと、を含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、用途に合わせた形状変更が容易な非接触保持装置、非接触保持システム、非接触搬送システム、及び非接触保持方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の非接触保持装置を中空シャフト側から見た概略斜視図。
【図２】第１実施形態の噴気キャップを頭頂部側から見た概略斜視図。
【図３】（Ａ）は噴気キャップを取り付ける前の中空シャフトの先端形状を示す断面図、（Ｂ）は噴気キャップが取り付けられて固定された中空シャフトの概略断面図。
【図４】（Ａ）は中心軸Ｃに沿って切断した非接触保持装置の概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の非接触保持装置の部分分解断面図。
【図５】第１実施形態における変形例の中空シャフトを示す図。
【図６】第２実施形態に係る非接触保持装置を吸引盤の盤面側から見た概略斜視図。
【図７】第３実施形態に係る非接触保持システム及び非接触搬送システムの概略構成図。
【図８】第３実施形態の非接触搬送方法の動作手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の非接触保持装置１０を中空シャフト１１側から見た概略斜視図である。
図２は、第１実施形態の噴気キャップ１２を頭頂部１３側から見た概略斜視図である。
【００１５】
第１実施形態に係る非接触保持装置１０は、図１及び図２に示されるように、主に、吸引盤１４及び給気シャフト１５で構成される。また、給気シャフト１５は、さらに、中空シャフト１１及び噴気キャップ１２で構成される。
【００１６】
吸引盤１４は、例えば、アルミニウム等の金属、アルミナ等のセラミックス、又は合成樹脂等で構成され、扁平な円柱形状を有する。吸引盤１４の円形形状をした一側面には、中空シャフト１１を安定的に固定するための円柱形状のシャフトポスト１４ａが吸引盤１４と一体的に形成され、吸引盤１４の一部を構成する。
【００１７】
シャフトポスト１４ａは、その中心軸が吸引盤１４の中心軸Ｃと同軸になるような配置で形成される。吸引盤１４の中央部には、この中心軸Ｃに沿ってシャフトポスト１４ａごと貫通する円形の空洞１７が設けられる。この空洞１７（以下、「挿入孔１７」という）は、給気シャフト１５と同程度の直径を有し、給気シャフト１５が嵌まり込み可能になっている。
【００１８】
中空シャフト１１の一端部には、給気ジャック１８が設けられる。給気ジャック１８には、コンプレッサ等の気体供給源が接続され、エアーＦ又は窒素ガス等の気体が供給される。この中空シャフト１１は、吸引盤１４の挿入孔１７の途中位置までシャフトポスト１４ａ側から差し込まれて、例えば複数のシャフト固定ピン２１でシャフトポスト１４ａに固定される。シャフト固定ピン２１は、例えばシャフトポスト１４ａの側面から中心軸Ｃに向かって差し込まれるネジである。
【００１９】
中空シャフト１１の頭頂部には、噴気キャップ１２が被せられている。給気シャフト１５は、噴気キャップ１２が、その頭頂部１３が挿入孔１７から僅かに突出するように固定される。噴気キャップ１２の頭頂部１３の側面、すなわち給気シャフト１５の突起部２３の側面には、複数の極小な噴射孔２４が等ピッチで設けられる。中空シャフト１１の給気ジャック１８から非接触保持装置１０内に進入したエアーＦは、シャフトポスト１４ａ側の側面とは反対側の吸引盤１４の側面において、噴射孔２４から径方向に噴射される。
【００２０】
次に、図３及び図４（Ａ），（Ｂ）を用いて、非接触保持装置１０の内部構成について説明する。
図３（Ａ），（Ｂ）は、噴気キャップ１２の中空シャフト１１への取り付け方法を説明する図である。図３（Ａ）は、噴気キャップ１２を取り付ける前の中空シャフト１１の先端形状を示す概略断面図、図３（Ｂ）は、噴気キャップ１２が取り付けられて固定された中空シャフト１１の概略断面図である。
図４（Ａ）は中心軸Ｃに沿って切断した非接触保持装置１０の概略断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の非接触保持装置１０の部分分解断面図である。
【００２１】
中空シャフト１１の内部には、中心軸Ｃに沿った流気通路２６が、中空シャフト１１全長に渡り設けられる。中空シャフト１１の頭頂部は、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、噴気キャップ１２を被せるために、側面が一周削られ、外径が噴気キャップ１２の厚み分だけ小さくされている。このような中空シャフト１１の頭頂部に噴気キャップ１２を被せることで、中空シャフト１１の外表面と噴気キャップ１２との外表面は段差を有さず滑らかに接続される。
【００２２】
中空シャフト１１には、固定孔１９が設けられている。また、噴気キャップ１２には、この固定孔１９と同一の直径を有する受け孔２０が設けられている。噴気キャップ１２を中空シャフト１１に固定する際には、図３（Ａ）に示されるように、中空シャフト１１の固定孔１９に、ネジ頭を有さないタイプのネジである止めネジ２２が奥深くに埋め込まれる。
【００２３】
この状態で、噴気キャップ１２が、図３（Ｂ）に示されるように、中空シャフト１１の固定孔１９と噴気キャップ１２の受け孔２０とが合わさるように、中空シャフト１１に被せられる。そして、受け孔２０から差し込んだドライバー２８や六角レンチ等で止めネジ２２を受け孔２０に引き出して、固定孔１９と受け孔２０とにブリッジさせる。止めネジ２２を受け孔２０から外側に突出させないような位置に配置させることで、止めネジ２２が挿入孔１７に引っかかることなく、給気シャフト１５を挿入孔１７へ挿入することができる。
【００２４】
噴気キャップ１２の高さは、中空シャフト１１の噴気キャップ１２への挿入部の高さよりも高くされる。つまり、噴気キャップ１２を中空シャフト１１に完全に被せても、中空シャフト１１は、噴気キャップ１２の頭頂部１３の内面に届かない高さ関係になっている。
すなわち、噴気キャップ１２のキャップ内空間には、中空シャフト１１の端部との間隙に空間２５が形成される。この空間２５（以下、「間隙空間２５」という）と給気シャフト１５の外側とを連通するように、噴気キャップ１２の側面に噴射孔２４が設けられる。
【００２５】
噴気キャップ１２の噴射孔２４は、例えば、中心軸Ｃに向かって間隙空間２５と直交するように設けられ、その直径が間隙空間２５に至るまで略一定に維持される。噴気キャップ１２では、噴射孔２４の径路が短いため、中心軸Ｃに向けた単純な穿孔でこの噴射孔２４を形成することができる。
【００２６】
非接触保持装置１０の内部では、このように形成された噴射孔２４、間隙空間２５及び流気通路２６が連通されて噴射路２７が形成される。
噴射孔２４は、噴気キャップ１２のキャップ内空間に空間的に連通されることで、非接触保持装置１０の内部で給気ジャック１８に空間的に連通される。エアーＦは、このように形成された噴射路２７を流通して噴射孔２４から吸引盤１４の盤面３１に沿って噴射される。
【００２７】
次に、吸引盤１４の盤面形状及び非接触保持の原理について引き続き図４（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。
図４（Ａ），（Ｂ）に示されるように、吸引盤１４の盤面３１は、中央部である挿入孔１７が最も低く、周縁部３２が最も高くなるように極僅かな傾斜（テーパ）がつけられている。この傾斜により、噴気キャップ１２が僅かに挿入孔１７から突出していても、吸引盤１４の周縁部３２の高さを超えては突出せず、周縁部３２が最も高い位置を維持する。
【００２８】
噴射孔２４を、この噴射孔２４からエアーＦを噴出させた状態で保持対象物３３の一面上に近接対向させると、噴射孔２４から噴出されたエアーＦの放射流が保持対象物３３の対向面に吹き付けられる。このエアーＦは、保持対象物３３の対向面上を外方へ向かって放射状に流動する。従って、噴射孔２４と保持対象物３３の対向面との間隙には、保持対象物３３にエアーＦの放射流が吹き付けられる正圧領域と、その放射流の内側の負圧領域とがそれぞれ形成される。
【００２９】
このため、正圧領域でエアーＦにより保持対象物３３を非接触保持面３７よりも外方（図４（Ａ），（Ｂ）では上方）へ押し出す押圧力が作用する一方、負圧領域では、保持対象物３３を盤面３１側へ吸着しようとする吸着力が作用する。これら吸着力と押圧力の均衡により保持対象物３３を非接触で保持することができる。
従って、この非接触保持装置１０によれば、保持対象物３３をチャック等により機械的に保持した場合や吸着パッドにより直接吸着保持した場合に発生する保持対象物３３の圧痕や機械的損傷を防止することができる。
【００３０】
また、図５は、第１実施形態における変形例の中空シャフトを示す図である。図５に示されるように、突起部２３の頭頂部にガイド溝を形成させることができれば、噴気キャップ１２を用いなくとも、量産化や量産化に伴う製造コストの削減を期待することができる。
【００３１】
例えば、金型プレス成形や、レーザー加工、積層造形技術、金型鋳造等を適用して、突起部２３内部の流気通路２６と外周縁とを結ぶガイド溝を形成させ、この頭頂部に平蓋３４を当接させて頭頂部にビス３５等で固定することで、噴射孔２４を形成させることができる。このようにして形成される噴射孔２４は、例えばガイド溝の形状次第で、エアーＦに乱流が発生しない形状にしたりする等、微妙な形状変更が容易になされるようになる。
【００３２】
以上のように、第１実施形態の非接触保持装置１０によれば、下記（１）〜（４）の効果を発揮することができる。
【００３３】
（１）吸引盤１４を給気シャフト１５と別体にして分離可能にした。
用途によって吸引盤１４の取り換えが必要になった場合にも、盤面３１中央の突出部の形状変更は不要であることが多い。
第１実施形態に係る非接触保持装置１０では、給気シャフト１５を吸引盤１４と別体にしたことで、吸引盤１４を取り替える場合にも、給気シャフト１５は同一のものを引き続き用いることができる。
【００３４】
（２）噴気キャップ１２を中空シャフト１１とも別体にして分離可能にした。
よって、噴射孔２４の形状を変更したい場合にも、噴気キャップ１２のみを取り替えればよく、中空シャフト１１は引き続き同一物を使用することができる。
【００３５】
つまり、効果（１），（２）によって、用途に合わせた形状変更が容易にすることができる。
また、噴気キャップ１２、中空シャフト１１、吸引盤１４を別体で製造することで、非接触保持装置１０についての種々のバリエーションについて、各部材を規格化することができる点からも、製造コストを低減させることができるようになった。
【００３６】
（３）中空シャフト１１の先端部側面を       削って直径を僅かに小さくして、この中空シャフト１１に噴気キャップ１２を被せる構造にした。
噴気キャップ１２の側面を極薄くすることで、通常の極細ドリル等で噴射孔２４を穿孔することができる。
図５の変形例のタイプの機械加工を小径のエンドミルで行う場合、溝の深さを一定に維持して広範囲を掘削する必要があったため、噴射孔の形成作業に高い精密さが求められるとともに、長い掘削時間が必要である。さらにエンドミルが折れやすい方向が進行方向になるため、作業中にエンドミルが破損しないよう注意する必要がある。よって、この噴射孔の形成作業が、量産を妨げ生産コストを押し上げる原因になる。一方、噴気キャップ１２を用いた非接触保持装置１０によれば、中心軸Ｃに向かって極小なドリルで掘削するのみで噴射孔２４が形成されるため、噴射孔２４の形成工程が簡易になる。
【００３７】
（４）中空シャフト１１と噴気キャップ１２とを橋渡す止めネジ２２で噴気キャップ１２を中空シャフト１１に固定した。
このような構造にすることで、止めネジ２２を、一旦中空シャフト１１の固定孔１９の内部深くに埋め込んで、噴気キャップ１２を中空シャフト１１に被せたのち、受け孔２０側から止めネジ２２を緩めて受け孔２０に引き出すことが可能になる。
つまり、簡単な作業で、給気シャフト１５から留め具を突出させずに噴気キャップ１２を中空シャフト１１に固定することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る非接触保持装置１０を吸引盤１４の盤面３１Ａ側から見た概略斜視図である。
第２実施形態に係る非接触保持装置１０は、吸引盤１４の盤面３１Ａが、テーパにより盤面３１Ａの中央部から周縁部３２に向かって高くなる間、溝等の凹凸を有さずに直線的に高くなる。つまり、盤面３１Ａは、中央部と周縁部３２が平斜面で接続された漏斗形状を有する。
【００３９】
このような凹凸を有さない盤面形状にすることで、凹凸の形成工程又は彫刻加工が不要になり、吸引盤１４の製造が簡素になり、製造コストを大幅に減少させることができる。
なお、盤面３１Ａに溝等の凹凸を有する従来品と比較して吸引力に顕著な劣化がないことは、発明の詳細な説明の末尾に記載の実施例でも確認された。
【００４０】
また、周縁部３２には、非接触保持面３７に平行な平坦面を適宜有する。保持対象物３３を非接触で保持する際にも、積極的に周縁部３２の一部で接触させて、保持対象物３３に対して非接触保持装置１０の横滑りを防止することがある。
【００４１】
周縁部３２を平坦にすることで、このように積極的に周縁部３２を保持対象物３３に接触させた場合や、突発的な衝撃で意図せずに接触した場合にも、保持対象物３３を損傷することが防止される。さらに、この平坦面によって、噴射孔２４から保持対象物３３側へ噴出されてその外方へ通風する放射流の抜け（通風）を向上させることができ、エアーＦの消費を低減することもできる。
【００４２】
なお、上記構成以外は、第２実施形態は第１実施形態と構成的にも動作的にも同様となるので、重複する説明を省略する。
【００４３】
以上のように、第２実施形態に係る非接触保持装置１０によれば、吸引盤１４の盤面３１Ａを、テーパを設けたのみの凹凸のない平斜面で形成することで、吸引盤１４の吸引力を低下させずに、吸引盤１４の成形工程を簡素化することができる。
【００４４】
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係る非接触保持システム５０及び非接触搬送システム１００の概略構成図である。
第３実施形態では、非接触保持装置１０をそれぞれ含む非接触保持システム５０及び非接触搬送システム１００について説明する。
【００４５】
非接触保持システム５０は、気体供給源の一例である気体供給源５１が、気体供給管５２を介して非接触保持装置１０の給気ジャック１８に接続される。気体供給源５１は、気体供給管５２から給気ジャック１８に供給されるエアーＦの圧力を任意の圧力に昇圧する。
【００４６】
また、気体供給管５２には、上流側から順にバッファ室５９及び流量制御部５４が設けられる。
バッファ室５９は、気体供給源５１からの所定圧のエアーＦを、バッファ室５９内で所定量貯溜しつつ非接触保持装置１０の給気ジャック１８へ供給する。
【００４７】
バッファ室５９により、非接触保持装置１０が保持対象物３３を非接触保持している最中に、何らかの理由で気体供給源５１の運転が停止した場合でも、バッファ室５９内の貯溜エアーを所定時間引き続き非接触保持装置１０へ供給することができる。従って、この所定時間のうちに、保持対象物３３を載置台へ載置等することで、保持対象物３３を突然落下させてしまうことを防止することができる。
また、バッファ室５９を設けることでエアーＦの脈動を防止又は低減して静圧を回復することができる。
【００４８】
また、このバッファ室５９には、バッファ室５９内の貯溜エアーの温度を適宜制御する温度制御部６１が接続される。温度制御部６１は、例えばヒートポンプ式の冷凍サイクル装置が利用される。温度制御部６１により、非接触保持装置１０から保持対象物３３へ吹き付けるエアーＦの温度を、保持対象物３３の結露やスポット等のダメージを未然に防止し得る温度に制御することができる。
【００４９】
定圧弁は、使用者によって例えば手動で絞りが調節され、気体供給管５２を流動するエアーＦの流量を調整する。
【００５０】
流量制御部５４は、例えば、体積フロー制御部、マスフロー制御部、又はこれらの両方によって構成される。体積フロー制御部は、監視対象がエアーＦの体積である。一方、マスフロー制御部は、例えば熱式質量流量センサによる温度差で気体の質量を監視する。
【００５１】
流量制御部５４は、流量制御部５４内の不図示の流量調整弁を制御信号により調整することでエアーＦの流量を制御する。
また、流量制御部５４は、取得した流量を気体供給源５１の設定された圧力の目標値の調整等に利用して、気体供給源５１を制御してもよい。流量制御部５４によって、非接触保持装置１０に供給する気体の温度変化や脈動によってエアーＦの流量が変化しても、盤面３１の保持力を一定に維持することができる。
【００５２】
なお、マスフロー制御部では、環境温度又は使用圧力等の使用条件が変化しても、補正をせずに正確な計測及び制御をすることができる。非接触保持装置１０の保持対象物３３は、破損しやすく繊細なものであることが多く、噴出させるエアーＦを絞って使用するなど制御が厳密であることが求められることが多い。このような場合に、特にマスフロー制御部が好適に使用される。
【００５３】
また、これらの流量制御部５４は、特に中空シャフト１１、噴気キャップ１２及び吸引盤１４の適合性を確認する場合に特に重要になる。流量制御部５４により流量を高い精度で制御しながら、噴射孔サイズ、噴射孔位置、吸引盤直径、吸引盤傾斜角等のパラメータを最適化する。
【００５４】
次に、非接触搬送システム１００について説明する。
非接触搬送システム１００は、非接触保持システム５０の構成に加えて、非接触保持装置１０を保持する可動アーム６２を備える。
非接触保持装置１０は、例えば、吸引盤１４がＬ金具６３やハンド等で可動アーム６２に固定されている。この可動アーム６２は、関節制御機構６４又は移動機構６５等の駆動機構６６に接続されて、可動にされる。
【００５５】
関節制御機構６４は、可動アーム６２の各関節部６７を回転又は伸縮させて吸引盤１４の水平移動又は垂直移動や、吸引盤１４の姿勢の変更をする。
移動機構６５は、可動アーム６２自体を定常位置から移動させる、例えばリニアガイド又はボールねじ、これらに係合される移動テーブル、及びこれらを駆動する駆動モータなどである。移動機構６５と関節制御機構６４とが組み合わされることで、保持対象物３３は、自動で次工程へ引き渡し可能になっている。
【００５６】
なお、リニアガイドは工場内の天井等に架設された、例えばモノレールでもよい。この場合、このモノレールに懸架された可動アーム６２が、保持対象物３３を非接触保持装置１０で下向きに非接触保持する。非接触保持装置１０、保持対象物３３を下向きや垂直にも非接触保持することができる。
【００５７】
次に、第３実施形態の非接触搬送方法の動作手順を、図８のフローチャートを用いて説明する（適宜図７を参照）。
【００５８】
非接触搬送方法では、まず、ステップＳ１１において、噴出させる気体を決定する。例えば、大気と同一成分のエアーＦが選択される。
次に、ステップＳ１２において、非接触保持装置１０への給気を開始する。気体供給源５１から供給されたエアーＦは、一旦バッファ室５９に貯留されてから、給気ジャック１８に供給される。
そして、ステップＳ１３において、関節制御機構６４を駆動させて、非接触保持面３７を保持対象物３３に近づけて保持対象物３３を非接触吸引保持させる。
【００５９】
そして、ステップＳ１４，Ｓ１５において、流量制御部５４で流量を監視しながら、関節制御機構６４に加えて移動機構６５を駆動させて保持対象物３３を加工マシン６８へ搬送する。供給されるエアーＦの流量をエアーＦの流量に基づいて制御して非接触保持装置１０の盤面３１の引力を一定にする。
【００６０】
流量制御部５４によるエアーＦの流量の監視制御は、保持対象物３３の搬送が終了するまで継続される（ステップＳ１６）。
保持対象物３３の搬送が終了すると、給気を終了させて、非接触搬送方法の動作を終了する（ステップＳ１７，ＥＮＤ）。
【００６１】
なお、これら駆動機構６６の各動作は、プログラムに沿ってコンピュータで実行してもよい。例えば、駆動機構６６は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、或いはＨＤに（Hard Disk Drive）等の記憶装置、を具備するコンピュータとして構成することができる。
【００６２】
この場合、図に示す各部のうち、駆動機構６６の機能は、記憶装置に記憶された所定のプログラムをプロセッサが実行することによって実現することができる。
また、このようなソフトウェア処理に換えて、ＡＳＩＣ（Application Specific Integration Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアで実現することもできる。さらに、駆動機構６６は、ソフトウェア処理とハードウェアによる処理を組み合わせて実現することもできる。
【００６３】
なお、上記構成以外は、第３実施形態は第１実施形態と構成的にも動作的にも同様となるので、重複する説明を省略する。
【００６４】
以上の構成によって、第３実施形態に係る非接触保持システム５０及び非接触搬送システム１００では、下記の（１）〜（４）の効果を発揮する。
【００６５】
（１）流量制御部５４でエアーＦの流量を制御することで、流量の厳密な制御が可能になる。従って、保持対象物３３を安定的に非接触保持することができるので、保持対象物３３が繊細なものである場合にも、非接触保持システム５０を利用することができる。
【００６６】
（２）気体供給源５１の後段にバッファ室５９を設けたことで、気体供給源５１からのエアーＦの供給が突然停止した場合にも、エアーＦの供給を一定時間継続することができ、保持対象物３３の損傷を防止することができる。また、供給されるエアーＦの脈動も防止又は緩和することができる。
【００６７】
（３）バッファ室５９のエアーＦの温度制御をすることで、保持対象物３３の結露やスポット等のダメージを未然に防止することが可能な温度に制御することができる。
【００６８】
（４）駆動機構６６を設けることで、非接触保持装置１０の自動的な姿勢変更及び移動が可能にされ、次工程への自動的な移行が可能になる。
【００６９】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の非接触保持装置１０によれば、吸引盤１４と給気シャフト１５を分離可能にすることにより、用途に合わせた形状変更が容易になる。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００７１】
例えば、吸引盤は扁平な円柱形状の例で説明したが、円柱に限定されず、必要に応じて角柱や、さらに複雑な柱体であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…非接触保持装置、１１（１１Ａ）…中空シャフト、１２…噴気キャップ、１３…頭頂部、１４…吸引盤、１４ａ…シャフトポスト、１５…給気シャフト、１７…挿入孔（空洞）、１８…給気ジャック、２１…シャフト固定ピン、２３…突起部、２４…噴射孔、２５…間隙空間（空間）、２６…流気通路、２７…噴射路、３１（３１Ａ）…盤面、３２…周縁部、３３…保持対象物、３４…平蓋、３５…ビス、３７…非接触保持面、５０…非接触保持システム、５１…気体供給源、５２…気体供給管、５４…流量制御部、５９…バッファ室、６１…温度制御部、６２…可動アーム、６３…Ｌ金具、６４…関節制御機構、６５…移動機構、６６…駆動機構、６７…関節部、６８…加工マシン、１００…非接触搬送システム、Ｃ…中心軸、Ｆ…エアー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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