(57)【要約】【課題】薄板状ワークの非接触保持搬送装置の１つであるベルヌーイチャックにおいて、ワークが吸着面に平行な方向に移動するのを防ぐための新たな形態の可動ストッパを備えたベルヌーイチャックを提供する。【解決手段】本発明に係るベルヌーイチャック１は、高圧気体源から供給される気体の噴射口が形成された吸着面２２を有する吸着保持板２０と、吸着面２２に対して出没自在な可動ストッパ５とを備える。可動ストッパ５は、湾曲可能な長尺部材を含み、吸着面２２に設けられた凹部３７に配置される。可動ストッパ５に長手方向の圧縮力を与えると、可動ストッパ５は座屈して、凹部３７に配置された部分が湾曲し、湾曲した部分が吸着面２２から突出する。【選択図】図４
2014033142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状ワークを非接触状態で保持するベルヌーイチャックであって、
高圧気体源から供給される気体の噴射口が形成された吸着面を有する吸着保持板と、
前記吸着面に対して出没自在に前記吸着保持板に設けられ、前記ワークの移動を規制する可動ストッパと、
前記可動ストッパを選択的に出没させるべく、前記可動ストッパに外力を伝達する外力伝達手段とを備え、
前記吸着保持板は、前記吸着面に設けられた凹部を有し、
前記可動ストッパは、湾曲可能な長尺部材を含み、前記凹部に配置され、
前記外力伝達手段は、前記可動ストッパに長手方向の圧縮力を与えることを特徴とする、ベルヌーイチャック。
【請求項２】
前記外力伝達手段は、
前記気体の供給を受ける外力伝達流路と、
前記外力伝達流路に連通するシリンダと、
前記シリンダ内に配置されたピストンとを備え、
前記ピストンは、前記外力伝達流路に供給される前記気体の流量に応じて、前記シリンダ内を所定の範囲で摺動して、前記可動ストッパに直接又は間接に圧縮力を伝達することを特徴とする、請求項１に記載のベルヌーイチャック。
【請求項３】
前記外力伝達手段は、前記吸着保持板に枢支されたレバーを更に備え、
前記可動ストッパは、その一端が前記吸着保持板に固定され、他端が前記レバーに連結され、
前記レバーは、前記ピストンに押圧されると、前記可動ストッパに長手方向の圧縮力を伝達することを特徴とする、請求項２に記載のベルヌーイチャック。
【請求項４】
前記高圧気体源から前記気体を供給される上流側流路をその内部に画成する把持部と、
前記上流側流路に設けられ、前記気体の流量を切り替える切替弁とを更に備え、
前記外力伝達流路の一端は、前記上流側流路の前記切替弁より下流側に接続され、
前記切替弁は、前記可動ストッパを前記吸着面から突出させず、かつ一定のベルヌーイ効果を発生させる程度に前記噴射口から前記気体を流出させる第１状態と、前記可動ストッパを前記吸着面から突出させ、かつ前記ワークを保持するのに十分なベルヌーイ効果を発生させる程度に前記噴射口から前記気体を流出させる第２状態とを切り替えることを特徴とする、請求項２又は３に記載のベルヌーイチャック。
【請求項５】
前記可動ストッパは弾性を有し、前記可動ストッパは、前記直線状になるように自らの弾性が付勢力として作用することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のベルヌーイチャック。
【請求項６】
前記外力伝達手段は、前記可動ストッパを引っ張る方向に直接又は間接に付勢するばねを更に備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のベルヌーイチャック。
【請求項７】
前記可動ストッパは、糸状又は主面が吸着面に平行なテープ状を呈することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のベルヌーイチャック。
【請求項８】
前記凹部は、前吸着保持板の辺縁近傍に設けられ、かつ該凹部近傍の前記吸着保持板の辺縁に沿った溝上を呈することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のベルヌーイチャック。
【請求項９】
前記吸着保持板の基端側に設けられた固定ストッパを更に備え、
前記凹部は、前記吸着保持板の先端側に設けられたことを特徴とする、請求項１乃至８に記載のベルヌーイチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハその他の薄板状ワークを吸着保持して搬送する際などに用いられるベルヌーイチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄板状ワークの非接触保持搬送装置の１つとして、いわゆるベルヌーイチャックが知られている。ベルヌーイチャックは、吸着保持板の吸着面に設けた噴射口から気体を高速で噴射して吸着面とワーク表面との間に負圧を発生させるというベルヌーイ効果によって、吸着保持板の吸着面に対して非接触状態でワークを吸着保持する装置である。このような装置において、ワークが吸着面に平行な方向に移動するのを防ぐため、ストッパが設けられることがある。特に、所定の間隔をおいて縦置きされた個々のワーク（例えば、両側壁の内面の縦方向に多数のリブ状の仕切り部材を並設したウエハ用カセットに置かれたウエハ）を搬送する場合、ワークの落下を防止するため、ワークが吸着面に平行な方向に移動するのを防ぐ必要性が高くなる。しかしながら、少なくとも吸着保持板をカセットに挿入するときは、吸着保持板の先端側でストッパが突出していないことが望まれる。特許文献１−３に、このような要望に応えるベルヌーイチャックが提案されている。
【０００３】
特許文献１には、回転軸に取り付けられたピン状のストッパが開示されている。このピンは、回転軸が９０°の範囲で回転するため、吸着保持板に平行な位置と直交する位置とを取り得る。さらに、特許文献１には、プランジャ型エアシリンダを可動ピンストッパとして用いることが開示されている。気体流路内に配置されたプランジャは、気体流路が加圧されると押し出されて吸着面から突出し、減圧されると吸着面に埋没する。
【０００４】
特許文献２には、ストッパシャフトに固定されたピン状の可動ストッパが開示されている。ストッパシャフトは、気体の切替弁と連動して回動し、ピン状の可動ストッパを吸着面に対して出没させる。
【０００５】
特許文献３には、吸着保持板の基端側に固定ストッパを設け、ベルヌーイ効果を発生させる気体を吸着保持板の先端側から基端側に向けて噴出し、ワークを固定ストッパに押し付けることによって、ワークの横方向の移動を防止するベルヌーイチャックが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２４９９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７８４０８号公報
【特許文献３】特開２００７−２１４５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、ピンを回転軸に取り付ける形態では、ピンを取り付けた軸を回動させるための機構が必要となり、装置が大型化・重量化するという問題があった。また、プランジャ型の可動ピンストッパでは、ストッパを埋没させるには、気体流路を真空源に接続して減圧する必要あると共に、可動ピンストッパを埋没させるために吸着保持板を厚くしなければならないという問題があった。また、気体を吸着保持板の先端側から基端側に向けて噴出する形態では、ワークが吸着面に対して傾いて、ワーク端部が吸着面に接触して損傷するおそれがあった。また、従来の可動ストッパは、剛性の高い材料から形成されていたため、ワークの側縁が可動ストッパに衝突したとき、ワークが変形又は損傷するおそれがあった。
【０００８】
そこで本発明では、これら従来技術の問題が生じない新たな可動ストッパ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】
【０００９】
本発明は、薄板状ワーク（Ｗ）を非接触状態で保持するベルヌーイチャック（１）であって、高圧気体源から供給される気体の噴射口（２３）が形成された吸着面（２２）を有する吸着保持板（２０）と、前記吸着面（２２）に対して出没自在に前記吸着保持板（２０）に設けられ、前記ワーク（Ｗ）の移動を規制する可動ストッパ（５，１０５，２０５）と、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）を選択的に出没させるべく、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）に外力を伝達する外力伝達手段（６）とを備え、前記吸着保持板（２０）は、前記吸着面（２２）に設けられた凹部（３７，１３７，２３７）を有し、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）は、湾曲可能な長尺部材を含み、前記凹部（３７，１３７，２３７）に配置され、前記外力伝達手段（６）は、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）に長手方向の圧縮力を与えることを特徴とする、ベルヌーイチャックである。このような構成を有することにより、従来とは異なる素材から作られた可動ストッパ（５，１０５，２０５）に対し、長手方向に圧縮力を作用させて、可動ストッパ（５，１０５，２０５）を長手方向に直交する方向に湾曲するように突出させ、吸着面に対して出没させることができる。また、ワーク（Ｗ）の側縁が、湾曲可能な長尺部材の湾曲して突出した部分に接触するため、ワーク（Ｗ）が可動ストッパ（５，１０５，２０５）に衝突するとき、可動ストッパ（５，１０５，２０５）の可撓性又は弾性によりその衝撃が吸収され、ワーク（Ｗ）を保護することができる。
【００１０】
本発明のある側面は、上記の構成のベルヌーイチャックにおいて、前記外力伝達手段（６）は、前記気体の供給を受ける外力伝達流路（７６）と、前記外力伝達流路（７６）に連通するシリンダ（７２，１７２）と、前記シリンダ（７２，１７２）内に配置されたピストン（７３，１７３）とを備え、前記ピストン（７３，１７３）は、前記外力伝達流路（７６）に供給される前記気体の流量に応じて、前記シリンダ（７２，１７２）内を所定の範囲で摺動して、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）に直接又は間接に圧縮力を伝達することを特徴とする。このような構成を有することにより、気体の圧力・流速に基づき、可動ストッパを出没させることができる。
【００１１】
本発明のある側面は、上記の構成のベルヌーイチャック（１）において、前記外力伝達手段（６）は、前記吸着保持板（２０）に枢支されたレバー（７４）を更に備え、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）は、その一端が前記吸着保持板（２０）に固定され、他端が前記レバー（７４）に連結され、前記レバー（７４）は、前記ピストン（７３，１７３）に押圧されると、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）に長手方向の圧縮力を伝達することを特徴とする。このような構成を有することにより、レバー（７４）を経由して、複数の力を可動ストッパ（５，１０５，２０５）に作用させ、その力の大きさを変換することができる。
【００１２】
本発明のある側面は、上記の構成のベルヌーイチャック（１）において、前記高圧気体源から前記気体を供給される上流側流路（１５）をその内部に画成する把持部（２）と、前記上流側流路（１５）に設けられ、前記気体の流量を切り替える切替弁（１３）とを更に備え、前記外力伝達流路（７６）の一端は、前記上流側流路の前記切替弁（１３）より下流側に接続され、前記切替弁（１３）は、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）を前記吸着面（２２）から突出させず、かつ一定のベルヌーイ効果を発生させる程度に前記噴射口から前記気体を流出させる第１状態と、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）を前記吸着面（２２）から突出させ、かつ前記ワーク（Ｗ）を保持するのに十分なベルヌーイ効果を発生させる程度に前記噴射口（２３）から前記気体を流出させる第２状態とを切り替えることを特徴とする。このような構成を有することにより、把持部（２）に設けられた切替弁（１３）で、可動ストッパ（５，１０５，２０５）の出没を切り替えることができる。
【００１３】
本発明のある側面は、上記の構成のベルヌーイチャック（１）において、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）は弾性を有し、前記可動ストッパは（５）、前記直線状になるように自らの弾性が付勢力として作用することを特徴とする。このような構成を有することにより、可動ストッパ（５，１０５，２０５）を吸着面（２２）に対して埋没させることができる。
【００１４】
本発明のある側面は、上記の構成のベルヌーイチャック（１）において、前記外力伝達手段（６）は、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）を引っ張る方向に直接又は間接に付勢するばね（７５，２７５）を更に備えることを特徴とする。このような構成を有することにより、可動ストッパ（５，１０５，２０５）を吸着面（２２）に対して埋没させることができる。
【００１５】
本発明のある側面は、上記の構成のベルヌーイチャック（１）において、前記可動ストッパ（５，１０５，２０５）は、糸状又は主面が吸着面に平行なテープ状を呈することを特徴とする。このような構成を有することにより、従来技術とは異なる形状の可動ストッパ（５，１０５，２０５）を提供することができる。特に、主面が吸着面に平行なテープ状を呈する可動ストッパ（５，１０５，２０５）では、素材自体の剛性が低くとも、突出時におけるワーク（Ｗ）の移動を規制する方向の剛性が高くなる。
【００１６】
本発明のある側面は、上記の構成のベルヌーイチャック（１）において、前記凹部（３７，１３７，２３７）は、前吸着保持板（２０）の辺縁近傍に設けられ、かつ該凹部（３７，１３７，２３７）近傍の前記吸着保持板の辺縁に沿った溝上を呈することを特徴とする。このような構成を有することにより、縦置きされたワークを容易に取り出し、また、搬送先においてワークを容易に縦に配置することができる。
【００１７】
本発明のある側面は、上記の構成のベルヌーイチャック（１）において、前記吸着保持板（２０）の基端（２０ａ）側に設けられた固定ストッパ（４）を更に備え、前記凹部（３７，１３７，２３７）は、前記吸着保持板（２０）の先端（２０ｂ）側に設けられたことを特徴とする。このような構成を有することによって、よりワーク（Ｗ）を安定させることができる。
【００１８】
本明細書において、可動ストッパについて用いられる「直線状」という用語は、「湾曲」形状と対になる用語であって、「湾曲」という用語は、可動ストッパが湾曲して吸着面に対して突出した状態における可動ストッパの形状を指すのに対して、「直線状」という用語は、可動ストッパが吸着面に埋没している状態の形状を指し、完全な直線形だけでなく、可動ストッパが吸着面から突出しない程度に湾曲している形状を含む。
【発明の効果】
【００１９】
以上の構成によれば、吸着保持板の厚さに影響を与えない、新たな形状・素材の可動ストッパを提供することができる。また、ワーク（Ｗ）側縁が可動ストッパ（５，１０５，２０５）の突出部に衝突したときの衝撃が吸収され、ワーク（Ｗ）を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係るベルヌーイチャックの平面図
【図２】第１実施形態に係るベルヌーイチャックの側面図
【図３】第１実施形態に係る可動ストッパの拡大図
【図４】第１実施形態に係る可動ストッパの拡大図
【図５】図１におけるＶ−Ｖ断面の断面図
【図６】図１におけるＶＩ−ＶＩ断面の断面図
【図７】縦置きの半導体ウエハの取り出しに供された第１実施形態に係るベルヌーイチャックの斜視図
【図８】第２実施形態に係る可動ストッパの拡大図
【図９】第３実施形態に係る可動ストッパの拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
≪第１実施形態≫
以下、本発明に係る第１実施形態について、図１〜図７を参照して詳細に説明する。図示のベルヌーイチャック１は半導体ウエハなどの薄板状のワークＷを吸着保持して搬送する手持ち式のものであり、図１はワークＷに対する吸着面側から見た平面図である。特に指定がない限り、図１における、紙面の上下方向を実施形態の左右方向とし、紙面の左右方向を実施形態の前後方向（後−前方向、基端−先端方向）とし、紙面に垂直な方向を実施形態の上下方向とする。図２は、ベルヌーイチャック１の側面図である。
【００２２】
図１及び２を参照すると、ベルヌーイチャック１は、作業者が手で把持する把持部２と、把持部２に取り付けられてワークＷを吸着保持する吸着部３と、吸着部３の基端側に取り付けられた固定ストッパ４と、吸着部３の先端側に取り付けられた可動ストッパ５と、可動ストッパ５に外力を伝達する外力伝達手段６とを備える。把持部２の後端側に、吐出用配管（図示を省略）を介して高圧気体源である吐出ポンプ（図示を省略）が接続された状態で使用される。
【００２３】
＜把持部＞
図１及び２に示すように、把持部２は、接続コネクタ１１と、後端１２ａに接続コネクタ１１が取り付けられた把持部材１２と、把持部材１２の下側中央に設けられた切替弁１３と、把持部材１２の先端１２ｂ側に取り付けられた基盤部材１４とを備えている。
【００２４】
接続コネクタ１１は、把持部材１２の後端１２ａに設けられており、把持部材１２と吐出用配管とを接続する。
【００２５】
把持部材１２は、樹脂を素材とする筒状を呈する部材であって、作業者による把持に供される。把持部材１２と吐出用配管とを接続させると、把持部材１２の内部が、吐出用配管の内部と連通して高圧気体（空気）の流路（上流側流路１５の後端１５ａ側）となる。
【００２６】
切替弁１３は、把持部材１２の内部の上流側流路１５に設けられた図示しない弁体と、弁体と一体形成されて把持部材１２の下側側面に対して略直交するように突出する頭部１３ａとを有する。切替弁１３は、気体流量の少ない第１状態と気体流量の多い第２状態とを切り替える。また、吐出ポンプから流出した高圧気体の圧力が切替弁１３の弁体を閉じる方向に働くため、その他の力が切替弁１３に加わらない限り上流側流路１５が狭くなって第１状態を維持し、その力に逆らって切替弁１３の頭部１３ａが把持部材１２側に押圧されたときは弁体が開き上流側流路１５が広がって第２状態に切り替わる。
【００２７】
基盤部材１４は、把持部材１２の先端１２ｂ側に取り付けられて、吸着部３を取り付けるための基盤となる。基盤部材１４は、樹脂を素材とし、略直方体を呈する。また、基盤部材１４の内部には、上流側流路１５の前端１５ｂ側が画成されている。上流側流路１５の前端１５ｂ側は、２つに分岐して後述の下流側流路４６と外力伝達流路７６（図６参照）に連通している。基盤部材１４の上面１４ａには、２つの突出部１６が設けられており、各々の突出部１６の内部には、上流側流路１５の前端１５ｂ側の分岐した端部の一方が画成されている。突出部１６の高さは、後述の吸着保持板２０の厚さに略等しい。
【００２８】
＜吸着部＞
次に、吸着部３について説明する。吸着部３は、その基端２０ａ側が基盤部材１４に固定された吸着保持板２０と、吸着保持板２０の吸着面２２（上面）に噴射口２３を形成するように吸着保持板２０に取り付けられた噴射口部材２４と、両端部がそれぞれ基盤部材１４と噴射口部材２４とに接続された下流側流路部材２５（図６参照）とを備える。
【００２９】
吸着保持板２０は、樹脂を素材とする厚さ約３ｍｍの平板であり、その平面形状は、長方形である。吸着保持板２０の基端２０ａ側には、基盤部材１４の２つの突出部１６が挿入される２つの挿入孔２１が設けられており、２つの突出部１６がそれぞれ対応する挿入孔２１に挿入されるように、基盤部材１４は、吸着保持板２０の裏面２６（下面）に取り付けられる。吸着保持板２０と基盤部材１４とは、ねじ等で固定される。
【００３０】
吸着保持板２０の略中央には、貫通孔２７が設けられている。図５は、貫通孔２７を含む部分の吸着保持板２０の縦断図である。図５を参照すると、貫通孔２７の吸着面２２側は、皿ビス状の空洞になっており、吸着面２２に対して２０°〜４０°の角度で斜面２７ａが形成される。図５では、３２°の角度となっている。貫通孔２７の裏面２６側は、円筒形の空洞になっている。
【００３１】
図６は、図１におけるＶＩ−ＶＩ断面の断面図である。図１及び図６を参照すると、吸着保持板２０の裏面２６には、下流側流路部材用溝２８が、一方の挿入孔２１から貫通孔２７まで、前後方向に沿って設けられており、外力伝達流路部材用溝２９が、他方の挿入孔２１から吸着保持板本体３１とストッパ板３２との境界まで、前後方向に沿って設けられている。
【００３２】
ここで、吸着保持板２０は、挿入孔２１、貫通孔２７、下流側流路部材用溝２８及び外力伝達流路部材用溝２９を備える吸着保持板本体３１と、吸着保持板２０の先端２０ｂ側の左右方向中央に設けられたストッパ板３２とからなる。図３及び図４は、可動ストッパ５周辺の拡大図であって、ストッパ板３２を図示している。図３（ａ）及び図４（ａ）では、吸着面２２が下、裏面２６が上になっている。ストッパ板３２は、平面視で正方形又は長方形を呈する。ストッパ板３２の内部に、後述する可動ストッパ５及び外力伝達手段６の主要部が取り付けられる。これらが配置され、かつ所望の範囲を動けるように、ストッパ板３２の内部に所定の空洞が形成される。ストッパ板３２は、吸着保持板本体３１に対して着脱自在である。この着脱をガイドするため、ストッパ板３２の左右側面３２ａは凹状を呈し、ストッパ板３２を取り付けるため吸着保持板本体３１の先端２０ｂ側に形成された取付凹部３５は、その左右側面３５ａの少なくとも一部が凸状（図示せず）を呈する。ストッパ板３２の左右側面３２ａの凹状と取付凹部３５の左右側面の凸状とが適合するため、ストッパ板３２をスライドさせて、吸着保持板本体３１に取り付け、又は取り外すことができる。
【００３３】
吸着保持板２０の先端２０ｂ側近傍を構成するストッパ板３２の前縁近傍には、前縁に平行に、すなわち左右方向に溝上の凹部３７が形成されている。
【００３４】
図５に示されるように、噴射口部材２４は、樹脂を素材とする円筒形の部材である。その直径は、貫通孔２７の裏面２６側の円筒状の空洞の直径に等しく、その両底面４１，４２間の距離（高さ）は、吸着保持板２０の厚さに等しい。噴射口部材２４は、吸着保持板２０の貫通孔２７に挿入され、両底面４１，４２がそれぞれ吸着面２２及び裏面２６に整合するように固定される。例えば、噴射口部材２４の側面４３の下部が、貫通孔２７の裏面２６側に接着剤等で固定される。
【００３５】
図６に示されるように、下流側流路部材２５は、金属製のパイプからなり、その内部に下流側流路４６を画成する。下流側流路部材２５は、吸着保持板２０の裏面２６に設けられた下流側流路部材用溝２８内に固定される。下流側流路部材２５の内径及び数は、必要とする気体流量及び吸着保持板２０の厚さによって決定される。本実施形態では、吸着保持板２０の厚さを薄くするため、２本の金属製パイプを前後方向に平行に配置している。したがって、これが埋め込まれる下流側流路部材用溝２８も前後方向に平行に２本設けられている。下流側流路部材２５を構成する金属製のパイプを細くすることによって、これが埋め込まれる吸着保持板２０を薄くすることができ、その本数を増やすことによって、噴射口２３に流れる気体流量を増やすことができる。
【００３６】
図１に示されるように、下流側流路部材２５の基端２５ａ側は、基盤部材１４の突出部１６の一方に差し込まれ、下流側流路４６と上流側流路１５とが連通する。突出部１６には、下流側流路部材２５の基端２５ａ側が差し込まれる図示しない孔が設けられており、この孔は分岐した上流側流路１５に至る。
【００３７】
噴射口部材２４の後側の側面には、下流側流路部材２５の先端２５ｂ側を受け入れる受入孔４９が設けられ、噴射口部材２４の側面には、受入孔４９に連通する噴射孔５０が設けられている。噴射孔５０は、吸着保持板２０の貫通孔２７の斜面２７ａに向けて開口している。図１及び図５に示されるように、受入孔４９及び噴射孔５０は、直線状に延在して、噴射口部材２４の中央付近で連通している。２つの受入孔４９が設けられ、そのそれぞれに対して２つの噴射孔５０が設けられている。同一の受入孔４９に連通した２つの噴射孔５０は、互いに約６０°の角度をなす。また、合計４つの噴射孔５０は、互いに前後方向軸及び左右方向軸に対して線対称となるように配置されている。また、噴射孔５０は、吸着面２２に対して斜めに配置されており、吸着面２２に対する角度は、斜面２７ａの角度よりも小さくなっている。このような構成によって、噴射口２３から噴射される気体は、吸着面２２と略平行に、全方位にわたって噴射される。
【００３８】
＜固定ストッパ＞
次に、図１及び２を参照して固定ストッパ４について説明する。固定ストッパ４は、吸着保持板２０の吸着面２２の基端２０ａ側にねじ等により固定される。固定ストッパ４は、樹脂を素材とする平板であり、その平面形状は、長方形からその前端４ａ側の辺の中央が円弧上に切り取られた形状を呈する。この円弧の半径及び固定ストッパ４の厚さは、ワークＷの大きさや厚さに基づいて設定される。本実施形態では、薄膜円盤状のワークＷを非接触保持するため、円弧の半径はワークＷの半径と略等しい。具体的には、ワークＷが直径１５０ｍｍの６インチウェハーであれば、円弧の半径は約７５ｍｍである。また、固定ストッパ４の厚さは、ワークＷを非接触保持したときの、ワークＷと吸着面２２との隙間の幅よりも大きくする必要があり、その隙間の幅にワークＷの厚さを加えた高さ以上とすることが好ましい。ワークＷと吸着面２２との隙間の幅が約０．５ｍｍであり、ワークＷの厚さが約０．７ｍｍであれば、固定ストッパ４の厚さは、１．２ｍｍ以上が好ましく、ワークＷが揺れることも考慮して５ｍｍ程度に設定してもよい。
【００３９】
＜可動ストッパ＞
次に、図３及び４を参照して、可動ストッパ５を説明する。可動ストッパ５は、圧縮力を受けると座屈して可逆的に湾曲する可撓性を有し、かつその湾曲した部分を含む平面に直交する力に対してはある程度抵抗するような剛性を有する長尺部材からなる。さらに、圧縮力から解放されると、自発的に直線状に戻る弾性を有することが望ましい。例えば、ナイロン、釣り糸等に使用される天蚕糸を素材とすることができる。図３及び図４では、糸（ワイヤー）状を呈する可動ストッパ５が図示されている。
【００４０】
可動ストッパ５は、ストッパ板３２内の前側の側縁近傍に配置され、その側縁に略平行に、すなわち左右方向に延在する。可動ストッパ５は、ストッパ板３２に固定される固定端６１と、長手方向に移動可能な可動端６２と、凹部３７に露出する中央部６３とを有する。図３及び図４では、右側が固定端６１、左側が可動端６２である。ストッパ板３２の内部の内、凹部３７に隣接し、可動ストッパ５が配置された部分は、その位置で可動ストッパ５が座屈しないように十分狭い空洞となっている。また、可動ストッパ５に長手方向の圧縮力が加わったとき、凹部３７に露出した中央部６３で座屈しやすいように、直線状の可動ストッパ５が吸着面２２から突出しない程度に、凹部３７の底面を凸状に湾曲させておいても良い。
＜外力伝達手段＞
【００４１】
次に、図１、図３及び図４を参照して、外力伝達手段６を説明する。外力伝達手段６は、外力伝達流路部材７１と、外力伝達流路部材７１の内部とを連通するシリンダ７２と、シリンダ７２内に配置されたピストン７３と、ストッパ板３２に枢支されてピストン７３に押圧されるレバー７４と、レバー７４をピストン７３による押圧とは逆方向に回動させるように付勢するばね７５とを備える。
【００４２】
外力伝達流路部材７１は、金属製のパイプからなり、その内部に外力伝達流路７６を画成する。外力伝達流路部材７１は、吸着保持板２０の裏面２６に設けられた外力伝達流路部材用溝２９内に固定される（図６参照）。外力伝達流路部材７１の基端７１ａ側は、基盤部材１４の２つの突出部１６の内、下流側流路部材２５が差し込まれていない方に差し込まれ、外力伝達流路７６と上流側流路１５とが連通する。突出部１６には、外力伝達流路部材７１の基端７１ａ側が差し込まれる図示しない孔が設けられており、この孔は分岐した上流側流路１５に至る。外力伝達流路部材７１の先端７１ｂ側は、吸着保持板本体３１から前方向に突出し、ストッパ板３２に画成された非貫通孔７７に挿入され、外力伝達流路７６と非貫通孔７７とが連通する。
【００４３】
シリンダ７２は、ストッパ板３２の左側縁から形成された円筒状の空洞である。シリンダ７２は、非貫通孔７７に連通しており、非貫通孔７７から、概ね左方向に延在する。
【００４４】
ピストン７３は、シリンダ７２内に配置され、シリンダ７２の延在方向に摺動可能である。
【００４５】
本実施形態においては、シリンダ７２及びピストン７３は２組設けられている。このように複数のシリンダ７２及びピストン７３を設けることによって、レバー７４を押圧する力を大きくすることができる。
【００４６】
レバー７４は、その中央部７４ａにおいて上下方向に挿入されたピン７８によりストッパ板３２に枢支され、ストッパ板３２内を概ね前後方向に延在する。レバー７４は、ストッパ板３２の左側縁側に形成されたレバー用空洞７９内に配置される。レバー用空洞７９は、レバー７４が所定の範囲を回動できるだけの大きさを備える、ストッパ板３２の左側縁側に開口している。レバー用空洞７９の後側は、シリンダ７２と重複した空間になっており、レバー７４の後側７４ｂは、ピストン７３に押圧され得る。レバー７４の前側７４ｃは、可動ストッパ５の可動端６２と連結している。円弧状に揺動するこの連結点は、略直線状の動きとみなせ、可動ストッパ５を長手方向に押し引きする。レバー７４には、１つの作用点に対して複数の力点を設けることができるため、複数の力の合力を１点から可動ストッパ５に加えることが容易になる。
【００４７】
ばね７５は、左右方向に延在するようにストッパ板３２内に配置される。ばね７５は圧縮ばねであり、右側がストッパ板３２に圧接される固定端７５ａであり、左側がレバー７４の前側に圧接する自由端７５ｂである。ばね７５の自由端７５ｂは、レバー７４の中央部７４ａと前側７４ｃとの間に圧接する
【００４８】
＜使用例・作用＞
次に、図１〜図４及び図７を参照して、本実施形態に係るベルヌーイチャック１の使用例・作用を説明する。
【００４９】
図７は、ベルヌーイチャック１を用いて縦置きのウエハ用カセット８０からワークＷ（半導体ウエハ）を取り出す様子を示す斜視図である。なお、吐出用ポンプは図示を省略している。ウエハ用カセット８０は、両側壁の内面に形成したリブ状の仕切り部材８１で区分され、隣接する各仕切り部材８１の間にワークＷを収容する容器である。
【００５０】
接続コネクタ１１（図１参照）を用いて、ベルヌーイチャック１を吐出用ポンプに接続された吐出用配管に接続する。吐出用ポンプの弁を開くと、吐出用ポンプから供給された気体が、上流側流路１５、下流側流路４６及び噴射口部材２４を流れ、噴射口２３から噴射される。これと同時に、上流側流路１５で分岐した気体は、外力伝達流路７６、非貫通孔７７及びシリンダ７２を流れ、さらに、シリンダ７２とピストン７３との隙間を通り、レバー用空洞７９から、外部に流出する。
【００５１】
ここで、吐出ポンプから流出した高圧気体の圧力が切替弁１３の弁体を閉じる方向に働くため、切替弁１３の頭部１３ａを押し込まない場合は、上流側流路１５が狭くなって気体流量が比較的少ない第１状態となる。噴射口２３から噴射される気体速度は、比較的低速であるため、ベルヌーイ効果によって発生する負圧は小さい。すると、一定の吸着力は働いてもワークＷを吸着保持することはできないが、吸着面２２に沿って気体が流れているため、ワークＷと吸着面２２との接触を防止できる。また、気体がピストン７３を押す力も小さいため、ピストン７３の押圧力によって生じるレバー７４に対するトルクは、これと反対向きの、ばね７５の付勢力及び可動ストッパ５自体の弾性による付勢力によって生じるレバー７４も対するトルクよりも小さい。このため、図３に示されるように、レバー７４は、左回りに回動した状態になり、可動ストッパ５は、レバー７４から引張力を受けて、直線状になっており、吸着面２２に対して埋没している。
【００５２】
この状態で、図７のように、吸着保持板２０の吸着面２２とワークＷとが近接するように、作業者はベルヌーイチャック１を吸着保持板２０の先端２０ｂ側からウエハ用カセット８０に挿入する。この際、作業者は吸着保持板２０をワークＷに接触させずにウエハ用カセット８７の奥まで挿入することができる。すなわち、ベルヌーイチャック１を挿入しても、噴出した気体がワークＷと吸着面２２と間に存在するため、吸着保持板２０とワークＷとは接触しない。また、可動ストッパ５が長尺部材であって、吸着保持板２０の厚さよりも十分に薄く、外力伝達手段６も、吸着保持板２０の厚みに収まるため、可動ストッパ５及び外力伝達手段６は、吸着保持板２０の厚さを厚くする要因ではない。よって、ベルヌーイチャック１を吸着保持板２０の先端２０ｂ側からウエハ用カセット８０に挿入したとき、吸着保持板２０の裏面２６に他のワークＷがあったとしても、吸着保持板２０が薄く、かつ、吸着保持板２０を吸着対象のワークＷに近づけても非接触に挿入できるため、吸着保持板２０は、裏面２６側のワークＷとも接触しない。
【００５３】
その後、吸着保持板２０の先端２０ｂ側に取り付けられた可動ストッパ５がワークＷの下方に位置するまで吸着保持板２０を挿入した後、作業者は切替弁１３の頭部１３ａを押し込み、気体流量が比較的多い第２状態にする。噴射口２３から噴射される気体速度が、比較的高速になるため、ベルヌーイ効果によって発生する負圧は大きい。よって、ワークＷを非接触で十分に吸着保持できる。また、気体がピストン７３を押す力も大きいため、ピストン７３の押圧力によって生じるレバー７４に対するトルクは、これと反対向きの、ばね７５の付勢力及び可動ストッパ５自体の弾性による付勢力によって生じるレバー７４に対するトルクよりも大きい。このため、図４に示されるように、レバー７４は、右回りに回動した状態になり、可動ストッパ５は、レバー７４から圧縮力を受けて座屈し、凹部３７に露出した中央部６３が湾曲して吸着面２２から突出する。
【００５４】
このとき、吸着保持板２０はワークＷに十分近接し、ワークＷが吸着保持板２０に非接触状態で吸着されているため、ベルヌーイチャック１を引き上げると、可動ストッパ５がワークＷの下端を係止し、ワークＷを吸着面２２の前後方向にずらすことなく安定して取り出すことができる。ワークＷを係止するとき、可動ストッパ５の湾曲した中央部６３は、ワークＷから力を受けるが、凹部３７の辺縁側側面に接触して反力を受ける。すなわち、この反力と可動ストッパ５の湾曲した中央部６３の前後方向の剛性とによって、ワークＷを係止する。
【００５５】
また、ベルヌーイチャック１は、吸着保持板２０の基端２０ａ側に固定ストッパ４を備えているため、吸着保持されたワークＷは前後左右への移動が規制されて安定している。
【００５６】
その後、作業者は、ワークＷを搬送先に搬送する。搬送先もウエハ用カセット８０であれば、ベルヌーイチャック１を先端側から搬送先のウエハ用カセット８０に挿入し、ワークＷがウエハ用カセット８０の所定の位置まで下げられたら、作業者は切替弁１３の頭部１３ａの押し下げを止め、第１状態にする。すると、可動ストッパ５が吸着面２２に埋没して、吸着面２２への吸着力が弱まる。この状態で、作業者がベルヌーイチャック１を引き上げると、ワークＷはウエハ用カセット８０に残置され、吸着保持板２０は、噴射された気体にガイドされるようにワークＷとの距離が一定に保たれるためワークＷに接触しない。
【００５７】
また、把持部２が吸着保持板２０の裏面２６に対して角度を持って取り付けられているため、吸着面２２を下に向けると、作業者が楽な姿勢でワークＷを搬送できる。特に、横置きされたワークＷの搬送に便利である。
【００５８】
＜効果＞
以上のように、本実施形態では、湾曲可能な長尺部材からなる可動ストッパ５を使用しており、この素材・形状は、従来のものとは異なる。ワークＷの側縁が、可動ストッパ５の湾曲して突出した部分に衝突するとき、可動ストッパ５の可撓性又は弾性によりその衝撃が吸収されるため、ワークＷの損傷及び変形を防止することができる。また、可動ストッパ５に加わる圧縮力の方向と可動ストッパ５の突出方向とは、略直交しており、従来のものとは力の作用の仕方が異なる。さらに、可動ストッパ５を突出させるための外力の伝達は、全て吸着面２２に平行な方向に行われるため、可動ストッパ５及び外力伝達手段６は、吸着保持板２０を厚くさせず、薄型にすることができる。また、外力伝達手段６の内、可動部材を着脱自在なストッパ板３２内に配置したため、部材の機械的な動きによって生じる消耗に対するメンテナンス、部品交換が容易となる。
【００５９】
≪第２実施形態≫
次に、本発明に係る第２実施形態を図８を参照して説明する。図８は、第２実施形態に係る可動ストッパ１０５の拡大断面図であり、ストッパ板１３２を示す。第２実施形態は、レバー７４を介さず、ピストン１７３が直接可動ストッパ１０５に長手方向の圧縮力を加える点等で、第１実施形態と異なる。なお、説明にあたって、第１の実施形態と共通する構成は、その説明を省略し同一の符号を付す。
【００６０】
可動ストッパ１０５に対して直線状になるように作用する付勢力は、自らの弾性によって生じる付勢力のみである。可動ストッパ１０５は、ストッパ板１３２に固定される固定端１６１と、長手方向に移動可能な可動端１６２と、凹部１３７に露出する中央部１６３とを有する。
【００６１】
外力伝達手段１０６は、外力伝達流路部材７１、外力伝達流路部材７１の内部と連通するシリンダ１７２、シリンダ１７２内に配置されたピストン１７３を含む。
【００６２】
外力伝達流路部材７１の先端７１ｂ側は、吸着保持板本体３１から前方向に突出し、ストッパ板１３２に画成された非貫通孔１７７に挿入され、外力伝達流路７６と非貫通孔１７７とが連通する（図示省略）。
【００６３】
シリンダ１７２は、ストッパ板１３２の左側縁から形成された円筒状の空洞である。シリンダ１７２は、非貫通孔１７７に連通しており、非貫通孔１７７から、概ね右方向に延在する。
【００６４】
ピストン１７３は、シリンダ１７２内に配置され、シリンダ１７２の延在方向に摺動可能である。ピストン１７３の右端が可動ストッパ１０５の可動端１６２と連結している。
【００６５】
第１状態においては気体流量が比較的小さく、可動ストッパ１０５の弾性による付勢力がピストン１７３による圧縮力よりも大きいため、可動ストッパ１０５は直線状になって吸着面に埋没する。第２状態においては気体流量が比較的大きく、可動ストッパ１０５の弾性による付勢力がピストン１７３の圧縮力よりも小さいため、可動ストッパ１０５は座屈して、その中央部１６３が湾曲して吸着面から突出する。
【００６６】
≪第３実施形態≫
次に、本発明に係る第３実施形態を図９を参照して説明する。図９は、第３実施形態に係る可動ストッパ２０５の拡大断面図であり、ストッパ板２３２を示す。第３実施形態は、可動ストッパ２０５がテープ状を呈する点、空気圧ではなく糸によって可動ストッパ２０５に長手方向の圧縮力を加える点で、第１実施形態と異なる。なお、説明にあたって、第１の実施形態と共通する構成は、その説明を省略し同一の符号を付す。
【００６７】
ストッパ板２３２の前側の側縁近傍には、左右方向に延びる溝状の凹部２３７が設けられている。凹部２３７の前後方向幅は、テープ状の可動ストッパ２０５が出没できるように、可動ストッパ２０５の前後方向幅よりも大きい。
【００６８】
可動ストッパ２０５は、主面２０５ａが吸着面２２に平行なテープ状を呈する。圧縮力から解放されると、自発的に直線状に戻る弾性を有することが望ましい。可動ストッパ２０５は、ストッパ板２３２内の前縁近傍に配置され、前縁に平行に、すなわち左右方向に延在する。可動ストッパ２０５は、ストッパ板２３２に固定される固定端２６１と、長手方向に移動可能な可動端２６２と、凹部２３７に露出する中央部２６３とを有する。図９では、右側が固定端２６１、左側が可動端２６２である。ストッパ板２３２の内部の内、凹部２３７に隣接し、可動ストッパ２０５が配置された部分は、その位置で可動ストッパ２０５が座屈しないように十分狭い空洞になっている。
【００６９】
外力伝達手段２０６は、ケーブル２８１と、ケーブル２８１の向きを変更するプーリ２８２と、ケーブル２８１の一端が取り付けられたロッド２８３と、一端がロッドに取り付けられたばね２８４とを含む。
【００７０】
ケーブル２８１は、可撓性を有する糸状の素材からなり、一端が可動ストッパ２０５の左方に配置されたロッド２８３に固定され、可動ストッパ２０５の右方に延び、プーリ２８２を介して後方に延びる。ケーブル２８１の他端は、把持部材１２に設けられた図示しない操作機構によって、後方に引かれ又は巻き取られる。操作機構は、切替弁１３と連動することが望ましい。ロッド２８３は、ストッパ板２３２内の凹部２３７の左方に形成されたシリンダ２８５を左右に摺動する。ばね２８４は、引張ばねであり、シリンダ２８５内のロッド２８３の左方に配置され、左端がストッパ板２３２に固定され、右端がロッド２８３に固定される。
【００７１】
操作機構によって、ケーブル２８１の後端側が後方に引かれ又は巻き取られると、ロッド２８３が右に移動して可動ストッパ２０５に長手方向の圧縮力を与える。すると、図９に示すように、可動ストッパ２０５は座屈して、凹部２３７に露出した中央部２６３が湾曲して、吸着面２２から突出する。このとき、可動ストッパ２０５は、主面２０５ａが吸着面２２に平行なテープ状を呈するため、吸着面２２に平行な方向の剛性が高くなり、可動ストッパ２０５の素材自体の剛性が低くともワークＷの吸着面２２に平行な方向への移動を規制できる。また、操作機構のケーブル２８１の後端側を後方に引き又は巻き取る力を緩めると、ばね２８４に付勢されてロッド２８３が左方に移動し、可動ストッパ２０５は直線状に戻り、吸着面２２に埋没する。
【００７２】
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、可動ストッパと固定ストッパとの構成については、先端側に２つの可動ストッパを設ける構成、固定ストッパをワークＷの移動を２点で規制するように２つの突起に代えた構成、基端側も可動ストッパにする構成等にすることができる。第１実施形態で、ばねを引張ばねにし、レバーに対して反対側に配置しても良い。また、レバーの支点、力点の位置を変更し、例えば、支点を後側、ピストン及びばねの力点を支点と作用点（可動ストッパとの結合点）との間に設けても良い。また、第１及び第３実施形態において、ばねを用いず、可動ストッパの弾性のみで自身を直線状に付勢するように変更しても良い。また、第２実施形態において、ばねを用いて可動ストッパを直線状になる方向に付勢しても良い。また、第３実施形態のテープ状の可動ストッパを、第１及び第２実施形態に適用しても良い。これらの変更のほか、具体的形状などは、発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７３】
Ｗ  ワーク
１  ベルヌーイチャック
２  把持部
３  吸着部
４  固定ストッパ
５，１０５，２０５  可動ストッパ
６  外力伝達手段
１３  切替弁
１５  上流側流路
２０  吸着保持板
２２  吸着面
２３  噴射口
３７  凹部
４６  下流側流路
７３，１７３  ピストン
７４  レバー
７６  外力伝達流路
【図１】
2014033142.tif 000003
【図２】
2014033142.tif 000004
【図３】
2014033142.tif 000005
【図４】
2014033142.tif 000006
【図５】
2014033142.tif 000007
【図６】
2014033142.tif 000008
【図７】
2014033142.tif 000009
【図８】
2014033142.tif 000010
【図９】
2014033142.tif 000011