(57)【要約】【課題】  本発明は、ベンチュリ効果を使用して、被加工部材を保持し、保持力の方向及び／又はそれと垂直な方向に被加工部材を搬送する装置及び方法を提供することを目的とする。【解決手段】  上記目的を達成するため、被加工部材の表面の開口部に係合された保持プラグと、上記被加工部材の保持サイドの平面に面し、上記表面に平行な平面である、上記保持プラグを囲む保持面と、上記保持プラグの領域に配置され、さらに上記被加工部材の表面及び平坦かつ平行の領域部分間に形成されたギャップを介してガス流れを発生させるためのスペースにガス若しくはガス混合物を注入するためのガス供給とを設ける。  本発明によれば、装置と被加工部材との間でガス流れのベンチュリ効果を使用することにより、開口部を備える被加工部材をリフトし、保持し、そして搬送することができる。【選択図】図１
2006088327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
持ち上げられる側に１つの実質的に平坦な面（４）を有する被加工部材（２）を持ち上げる方法であって、
（ａ）ガス供給部（８）と、上記被加工部材（２）の面（４）に対面する、平坦かつ平行の保持面（７）と、を備えるリフト装置（１）を準備する工程と、
（ｂ）上記リフト装置（１）を、上記被加工部材（２）に対して、予め決められた距離だけ、被加工部材（２）の面（４）と平行な方向に移動させ、そして配置する工程と、
（ｃ）上記平坦かつ平行の保持面（７）と被加工部材（２）との間のスペース（９）にガス供給部（８）を介してガス若しくはガス混合物を注入し、
上記被加工部材（２）の面（４）と上記平坦かつ平行の保持面（７）との間に形成されたギャップ（１０）を通るガス流れを発生させ、
そして、上記被加工部材（２）の面（４）とリフト装置（１）との間に低圧を生じさせ、それにより、予め決められたリフト距離だけ上記被加工部材（２）を持ち上げるための、上記被加工部材に作用するリフト力を発生させる工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
上記ガス若しくはガス混合物が、約１バールから約７バールの圧力で、ガス供給部（８）に注入されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記リフト距離が、約５０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
上記注入されたガスが、上記被加工部材（２）を冷却することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
上記被加工部材（２）が、上記ガスの供給を阻害することにより降下することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
上記被加工部材（２）が、リフト表面に貫通開口部（３）若しくは凹部を備え、
上記リフト装置が、上記被加工部材（２）を配置することができるように、上記開口部（３）若しくは凹部に係合する把持プラグ（６）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに係る方法を実行するためのリフト装置。
【請求項８】
被加工部材（２）を持ち上げ、保持し、及び／又は搬送し、降下させるための方法であって、
上記被加工部材（２）のリフト移動が、上記被加工部材を持ち上げ、及び／又は降下させる時に、請求項１〜６のいずれかに記載の方法により実行されることを特徴とする方法。
【請求項９】
保持面に対向して平坦な面（４）を備え、さらに上記面（４）に凹部若しくは貫通開口部（３）を備える被加工部材（２）を持ち上げ、保持し、及び／又は搬送するための装置（１）であって、
ａ）上記被加工部材（２）の面（４）の凹部若しくは開口部（３）に係合される保持プラグ（６）と、
ｂ）上記被加工部材（２）の保持される側の平坦な面に対面し、上記面と平行な平面である保持面（７）であって、上記保持プラグ（６）を囲む保持面（７）と、
ｃ）上記保持プラグ（６）と上記被加工部材（２）の平坦な面（４）と平坦かつ平行の領域部分（７）との間の、上記保持プラグ（６）の領域に配置されたスペース（９）にガス若しくはガス混合物を注入するための、そして上記被加工部材（２）の面（４）と平坦かつ平行の領域部分（７）との間に形成されたギャップ（１０）を通るガス流れを発生させるためのガス供給部（８）と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
上記保持プラグ（６）及び平坦かつ平行の保持面（７）が、軸対称に配置され、互いに同軸上に配置されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
上記保持プラグ（６）の直径が、ＣＤ、ＤＶＤ若しくはブルーレイディスクの中央開口部と適合されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の装置。
【請求項１２】
上記保持プラグ（６）が、上記被加工部材（２）の開口部を超えて延びるように、若しくは上記被加工部材（２）の凹部内に延びるように、さらに、上記被加工部材（２）が、上記装置（１）により保持され若しくは搬送された時、上記保持プラグ（６）から不意に落下することがないように、予め決められた長さを有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
上記保持プラグ（６）を、上記装置（１）に、取り外し可能なように固定することができることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
上記保持プラグ（６）が、好適には傾斜した端面（１１）を備えることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
上記保持プラグ（６）が、上記被加工部材（２）を持ち上げるか、若しくは降下させるとき、対応するように適合された相補的な片割れ部材にセンタリングするための、少なくとも１つの凹部若しくは少なくとも１つの凸部を備えることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
上記保持プラグ（６）若しくは排出手段（６１）が、上記装置（１）に関して、上記保持面（７）と垂直な方向に取り外し可能であるように構成されていることを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
上記保持プラグ（６）若しくは排出手段（６１）を、スプリング手段により上記装置（１）に向かうよう付勢することができることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
上記保持プラグ（６）若しくは排出手段（６１）が、同軸上のピストン（３２）に配置され、上記ピストン（３２）は、ガス若しくはガス混合物の供給を阻害するか、若しくは減少させるとき、上記保持プラグ（６）の軸方向に移動することができ、それにより上記保持プラグ（６）若しくは排出手段（６１）が上記保持面（７）から離れるように移動することができることを特徴とする請求項１６又は１７記載の装置。
【請求項１９】
上記保持プラグ（６）と、上記被加工部材（２）の凹部若しくは貫通開口部（３）との間に遊び（５）が設けられ、上記遊び（５）は、摩擦力を受けずに、上記保持プラグ（６）により、上記被加工部材（２）が持ち上げられ、そして再び降下させられるように調整されることを特徴とする請求項９〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
上記スペース（９）の断面が、内側から外側に向かって減少していることを特徴とする請求項９〜１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
上記スペース（９）が、円錐状の形状を有することを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
上記スペース（９）が、リング状スペースとして構成されることを特徴とする請求項９〜２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
上記保持面（７）と上記被加工部材（２）との間に形成されたギャップ（１０）が、リング状ギャップとして構成されることを特徴する請求項９〜２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
上記ガス若しくはガス混合物が、予め決定された圧力で、上記装置内に注入され、上記圧力は、低圧が上記ギャップ（１０）内で生じ、それにより上記被加工部材（２）を保持する充分大きなリフト力が上記被加工部材（２）に作用するように選択されることを特徴とする請求項９〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
上記平坦かつ平行の保持平面（７）において、少なくとも１つの離間部材を備え、上記離間部材は、上記ギャップ（１０）を制限することを特徴とする請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
上記保持プラグ（６）は、停止部材（６’）を備え、上記保持面（７）及び上記被加工部材（２）の面（４）の間の予め決定された距離（ｄ）が、上記停止部材（６’）により保証されることを特徴とする請求項９〜２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
上記ガス若しくはガス混合物が、予め決定された圧力で上記装置内に注入され、上記圧力は、低圧が、上記装置と、上記被加工部材（２）の面（４）との間で発生し、それにより、予め決定されたリフト距離に亘って上記被加工部材（２）をリフトするリフト力が上記被加工部材（２）に作用するように選択されることを特徴とする請求項９〜２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
上記ガス若しくはガス混合物が、約１バールから７バールの圧力で、上記ガス供給部（８）を介して注入されることを特徴とする請求項９〜２７のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
上記リフト距離が、約５０ｍｍであることを特徴とする請求項２７又は２８記載の装置。
【請求項３０】
上記装置（１）が、実質的に軸対称であることを特徴とする請求項９〜２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
上記装置（１）と離間して対面する、被加工部材（２）の表面の方向に、好適には鋭い角度でガス若しくはガス混合物を案内する手段（８１）を備えることを特徴とする請求項９〜３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
上記保持面（７）が、少なくとも部分的に上記被加工部材（２）の外周に亘って放射状に延び、上記被加工部材（２）の外周に接するサイドにおいて、上記被加工部材に向かって好適には円錐状に傾斜するように構成されていることを特徴とする請求項９〜３１のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
保持される側に平坦な面（４）を備え、上記面（４）に凹部若しくは貫通開口部（３）を備える被加工部材（２）を持ち上げ、保持し、及び／又は搬送する方法であって、上記方法は、請求項９〜３２のいずれかに記載の装置を使用して行われ、
（ａ）上記保持プラグ（６）を備える装置（１）を、上記被加工部材（２）に対して、予め決定された距離だけ移動させ、そして上記被加工部材（２）の凹部若しくは貫通開口部（３）と同軸上のある位置に移動させる工程と、
（ｂ）ある予め決定された圧力で、上記装置内のガス供給部（８）内にガス若しくはガス混合物を注入し、上記被加工部材（２）の面（４）と上記装置の平坦かつ平行の保持面（７）との間に形成された、リフト力を上記被加工部材（２）に作用させるためのギャップ（１０）を通るガス流れを発生させる工程と、
（ｃ）リフト力を上記被加工部材（２）に作用させるためのギャップ（１０）内に低圧を生じさせる工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項３４】
上記装置が、上記被加工部材の面（４）と平行に移動され配置され、上記保持プラグが、上記被加工部材（２）の凹部若しくは開口部（３）上に垂直に配置されることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
上記ガス若しくはガス混合物を、ある圧力で上記装置内に注入する工程を備え、上記圧力は、低圧を、上記装置と上記被加工部材（２）の面（４）との間で生じさせ、それにより予め決定されたリフトパスに沿って上記被加工部材（２）を持ち上げるリフト力が発生するように選択されることを特徴とする請求項３３又は３４記載の方法。
【請求項３６】
上記ガス若しくはガス混合物を、約１バールから７バールの圧力で、上記ガス供給部（８）に注入する工程を備えることを特徴とする請求項３３、３４又は３５記載の方法。
【請求項３７】
上記リフト距離が約５０ｍｍであることを特徴とする請求項３３〜３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
上記装置が、最初上記被加工部材の面（４）に対して水平及び垂直な方向に移動され、及び配置され、
上記装置が、上記被加工部材（２）の面（４）に向かう方向に垂直に移動している時、上記装置に配置された少なくとも１つの離間部材により上記ギャップ（１０）が好適に制限されていることを特徴とする請求項３３〜３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
上記ガス若しくはガス混合物が、予め決定された圧力で、上記装置内に注入され、上記圧力が、低圧を上記ギャップ（１０）内に生じさせ、上記低圧が上記被加工部材（２）を保持する力を発生させることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
上記ガス供給を阻害することにより、上記被加工部材（２）を降下若しくは解放する工程を備えることを特徴とする請求項３３〜３９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦な面を有する被加工部材（ワークピース）のための装置であって、この被加工部材が上側面と下側面との間の圧力差により保持されるような装置に関する。ここで、上記圧力差は、ガス流れにより発生する。さらに、本発明は、本発明に係る装置を使用して、被加工部材を持ち上げるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、薄くて、多孔性を有し、平坦な被加工部材を吸引すると同時に持ち上げる真空式リフトシリンダが知られている。このリフトシリンダは、真空発生器に接続され、リフトシリンダを真空とする。吸盤が被加工部材に接触したまま、低圧が実現されている時、この被加工部材は吸引され、それにより保持される。この吸引効果は、被加工部材の上面のみに作用し、被加工部材の下側には作用しない。この被加工部材は、真空が解除されるまで保持される。このようなリフトシリンダを用いて被加工部材を持ち上げることができるように、このシリンダを、平坦な被加工部材上において移動させ、そしてその後吸盤がこの被加工部材に接触するまで、この被加工部材まで降下させる。したがって、被加工部材を移動させるためには、被加工部材の表面に対して平行な動き及び被加工部材の表面に対して鉛直な動きが必要である。さらに、特に薄くてデリケートな被加工部材を搬送する場合には特に、低圧を作用させること、及び吸盤と被加工部材との間で物理的に接触させることにより、この被加工部材にダメージを与えるリスクが存する。さらに、粗い表面を有する被加工部材や汚染物が付着した被加工部材の場合に、これを使用することは問題がある。これは、これらの場合、この吸盤が表面に密閉して接触できない可能性があり、このため、保持力がかなり減少するか、もしくは全体的に排除されるリスクが存するからである。
【０００３】
ＤＥ３５  ３６  ４３２  Ａ１により、半導体ウェハを、接触させずに保持し搬送することができる保持装置が知られている。この保持装置は、保護ガスを導入するためのブローチューブを備え、このブローチューブは、拡散器と同軸上に配置されている。また、この拡散器は、同軸上に分配用コーンを備え、この分配用コーンは、ブローチューブの端部の反対に配置されている。ここで使用される流体力学のパラドクスの物理的効果は、ベルヌーイの等式により表される。
【０００４】
外部の圧力と増加する静圧との間の圧力差により、被加工部材が持ち上げられ、そして搬送されるか保持される。これは、半導体ウェハの重さと圧力差との間で力が平衡に達していることを意味している。
【０００５】
被加工部材を放射状にスライドさせること、及びこの被加工部材を傾斜させることを防止するため、拡散器は、その周囲に４つのガイドピンとノブを備える。
【特許文献１】独国特許出願公開第３５３６４３２  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２５３９０３６  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の保持装置は、平坦な被加工部材を保持し搬送するには確かに適している。しかしながら、この保持装置を用いて被加工部材を搬送している間、保持力の実際の方向、即ち、被加工部材の表面と平行な方向に、大きな加速度を加えることは不可能である。これは、保持装置と被加工部材との間の低圧だけにより、接触することなく、即ち如何なる表面接触もなく、保持装置で被加工部材が保持されているからである。スライド方向が保持力と垂直に向いているとき、即ち、被加工部材表面の方向に向いているとき、ガイドピンが被加工部材とぴったり接触するように、被加工部材と装置との間の距離が、保持及び搬送の間、正確に調整され維持される場合にのみ、被加工部材の横方向スライドを防止することができる。この被加工部材と拡散器との間の距離があまりにも広すぎるか、もしくは、搬送の間ブローのために装置から被加工部材が押し出されるか、又は傾けられるならば、このガイドピンは、被加工部材の横方向スライドを防止することができない。このため、加速度がリフト力と垂直な方向を向いている場合、被加工部材はその慣性力により維持されるが、拡散器と被加工部材との間の低圧は、この慣性力によりなくなり、被加工部材はもはや保持されなくなるだろう。
【０００７】
同様の装置がＤＥ２５３９０３６Ａ１により知られている。
【０００８】
この既知の保持装置は、光学データ保存手段、例えばＣＤ、ＤＶＤもしくはブルーレイディスクの場合のような、中央に貫通孔を有する被加工部材を保持し搬送するためには全く適さない。これは、導入されたガスの大部分が、被加工部材の開口部を介して消失されるため、この被加工部材とこの装置との間のギャップにおいて充分な低圧が生じる可能性が無いからである。
【０００９】
従って、本発明は、ベンチュリ効果を使用して被加工部材を保持し、保持力の方向及び／又はそれと垂直な方向に被加工部材を搬送する装置及び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】
【００１０】
この目的は、クレームの特徴部分により達成される。
【００１１】
本発明に係る装置によれば、加速度を、保持力と垂直な方向に、即ち保持される被加工部材の表面と平行な方向に向けることができる。
【００１２】
本発明に係る装置、及び本発明に係る方法によれば、装置自身を鉛直に、即ち被加工部材に向かう方向に移動させることなく、被加工部材を持ち上げることができる。
【００１３】
本発明によれば、凹部もしくは貫通孔を有する平面を備える被加工部材でさえも、これを持ち上げ、保持し、搬送し、降下させることができる。
【００１４】
ベンチュリ効果を使用して、低圧が、適切な空気流れにより、装置と被加工部材の平坦な面との間のギャップに発生するようにこの装置は構成されている。この低圧が、外気圧より低いので、一方の被加工部材の重量と、もう一方の圧力差から生じる力との間に力の平衡を生じさせる。これにより、被加工部材と垂直な、いわゆるリフト力が発生する。このリフト力により被加工部材を持ち上げ、さらに保持することができる。さらに、この装置は、被加工部材が持ち上げられるときに、凹部もしくは貫通孔に係合される保持用プラグを備えていても良い。
【００１５】
本発明に係る装置は、非常に薄くデリケートな被加工部材を搬送することができるという有利な効果を有する。被加工部材の表面は、被加工部材の上側と下側との間の圧力差のみにより保持される。このため、この被加工部材と特にその表面は搬送により影響を受けない。
【００１６】
製造後、もしくは先行する処理工程の後、被加工部材が高い温度を有する場合、輸送の間、導入されたガスは被加工部材を冷却することが好ましい。装置から離れて対面する側を冷却するため、及びそれにより、両サイドにおいて均一に被加工部材を冷却することによって、変形を防止するため、空気流れを被加工部材の下側に案内する手段を設けても良い。
【００１７】
本発明に係る装置の把持プラグによれば、この被加工部材は、低圧により生じたリフト力及び保持力に対して垂直な加速度が発生したとしても、信頼性高く搬送することができる。ここで、この把持プラグは、被加工部材が、たとえ高い加速度であっても、その慣性力により装置からスリップせず、また、装置と被加工部材との間で発生する低圧が保持され、それにより確実に被加工部材が信頼性良く保持される。
【００１８】
ここで、把持プラグと、被加工部材の凹部もしくは貫通孔との間に充分な遊びを設けることが好ましい。この遊びは、容易に、即ち力を付加することなく被加工部材を把持プラグにより持ち上げるか、もしくはこれから取り除くことができるように選択することが好ましい。
【００１９】
この被加工部材は、装置の中央部分に配置される把持プラグを、被加工部材の凹部もしくは貫通孔の大きさと適合させた、ＣＤ、ＤＶＤ、もしくはブルーレイディスク等の光学データ保存装置であることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明は、本発明に係る装置を使用して被加工部材を持ち上げる方法を提供する。
【００２１】
本発明によれば、被加工部材を、ベンチュリ効果を使用して、重力に抗してかなりの距離持ち上げることができ、そして被加工部材の表面に垂直な方向に搬送することができる。試験において、例えば５０ｍｍ垂直方向に持ち上げた。
【００２２】
本発明に係る方法によれば、被加工部材が開口部の表面に凹部を備える場合に、把持プラグが設けられた装置を、上記被加工部材上の垂直方向のある適当なポジションに配置するために、水平に、もしくは被加工部材の表面と平行に、上記被加工部材上をある一定の距離だけ移動させるだけでよいという効果を有する。
【００２３】
従来技術とは反対に、被加工部材を持ち上げるために当該装置を被加工部材の表面と垂直に移動させる必要が無い。本発明によれば、装置は、例えば被加工部材上を水平方向にのみ移動し、装置と被加工部材との間のアプローチ及び把持効果が、専ら、低圧により生じたリフト力により達成される。
【発明の効果】
【００２４】
このため、コストをかなり削減することができる。一方、この装置は、単純な手段により構成することができる。これは、被加工部材の表面に対して垂直な移動に対する付加的な手段を設ける必要がないからである。さらに、リフト、保持、搬送及び降下のサイクル期間を、現在最先端の技術に比して非常に減少させることができることである。これは、垂直なリフトを付加的に付け加える必要がないからである。
【００２５】
本発明は、図面により、より詳細に説明することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１及び図２は、それぞれ、本発明に係る、被加工部材２を保持し搬送するための装置１の断面図と部分断面図を概略的に示している。示された状態において、被加工部材２は、支持体１５の上に存在する。この支持体１５は、破線により示されたクラッチ部１６を介して、不図示の機械パーツに接続されている。この支持体１５から、被加工部材２は、装置１により持ち上げられ、そして搬送される。このために、最初に、搬送アーム１２に固定されている装置１は、破線により示された搬送アーム１２により矢印Ａの方向に移動することにより、被加工部材と同軸上に配置される。その後、被加工部材２に対面する保持面と被加工部材２との間でギャップ１０が維持されるように、矢印Ｂの方向に移動させることにより、示された位置まで降下させる。このポジションにおいて、センタリングプラグもしくは把持プラグ６を被加工部材２の開口部３に係合させる。すぐに、ガスもしくはガスの混合物を装置１にガス供給部８を介して注入する。ガスもしくはガス混合物が供給される圧力は、約１から７バールである。これは、被加工部材２を信頼性高く保持するかもしくは持ち上げるために必要な力に依存する。
【００２７】
ガスもしくはガス混合物は、装置の汚染、及び保持された被加工部材２の汚染を防止するため、全く固体もしくは液体の成分を含まないことが好ましい。ガス供給部８を介して、ガスを、センタリングプラグ６、被加工部材２の平坦な面４及び装置１の平坦かつ平行な保持面７との間のスペース９に導入し、ギャップ１０を通る放射状のガス流れを形成する。
【００２８】
リング状スペースからリング状ギャップ１０を通ってガスが内側から外側に向かって放射状に流れるように、このスペース９をリング状スペースとして、ギャップ１０をリング状ギャップとして構成することが好ましい。
【００２９】
ここで使用された流体力学のパラドクスの効果により、ギャップ１０及びスペース９の領域の静圧が、外気圧より低いという効果を有する。ガスの速度ｖ（密度ρ）は、ギャップ１０に沿って、内側から外側に向かって放射状に減少する。一方、静圧は、ギャップ１０の領域において内側から外側に向かって増加する。
【００３０】
この傾向は、ベルヌーイの等式により示される。
【数１】
2006088327.tif 000003
【００３１】
上記被加工部材がベンチュリ効果により装置１を用いて保持され搬送されるとき、把持プラグ６は、被加工部材２をセンタリングするのに役に立つ。把持プラグ６の長さは、これが被加工部材２の開口部３を通って、もしくは被加工部材２の凹部内に充分に延び、被加工部材２が持ち上げられる時に、信頼性高く被加工部材２を保持することができるように選択することが好ましい。このため、搬送の間、押圧もしくは他の外部衝突が発生したとしても、被加工部材２は、スリップもしくは傾斜に抗して装置１に固定されたままである。保持及び搬送の間、例えば、ガス供給の変動による、被加工部材と装置との間の距離の変動を補償することができ、それにより装置の信頼性を高めることができるという更なる効果を有する。把持プラグ６の長さ、及び搬送される被加工部材の種類に依存して、被加工部材と装置との間の距離を変更することができる。これは、把持プラグ６における、図２に破線で示した停止部材６’によっても達成することができる。上記停止部材６’は、装置１の保持面７と被加工部材２の表面４との間の、予め決定された距離ｄを保証する。このため、ギャップ１０の大きさを予め決定することができる。
【００３２】
把持プラグ６と被加工部材２の凹部若しくは貫通開口部との間に放射状の遊びが存在する。ここで、この遊びは、把持プラグにより上記被加工部材を容易に持ち上げ、降下させることができるように選択されることが好ましい。この遊びを、被加工部材２が持ち上げられるか、若しくは降下させるとき、把持プラグ６と被加工部材２との間の摩擦が発生しないように調整することが好ましい。被加工部材２が持ち上げられるとき、被加工部材２と装置１との間の充分な低圧が保証されるくらい、この遊びは小さいことが好ましい。即ち、把持プラグ６と被加工部材２の開口部３との間のギャップを介して僅かに少量のガスのみがリークすべきである。図２に破線で示された停止部材６’が、平坦な部材として設けられたならば、把持プラグ６と被加工部材２との間で実質的に空気が漏れることがない。この装置において、この被加工部材２が持ち上げられたとき、被加工部材２の表面４は、全体的にその下部サイドと接触する。別の実施の形態では、停止部材６’と被加工部材２の表面４との間で空気が流れるように、停止部材６’を例えば隆起した形状に構成しても良い。この場合も、把持プラグ６と被加工部材２の開口部３との間のギャップを介してほんの僅かな量だけがリークするように保証すべきである。
【００３３】
ある実施の形態では、被加工部材２が取り除かれたとき、凸部が、対応する突出部によりセンタリングに係合するように、少なくとも１つの凸部を備えていても良い。
【００３４】
さらに、バネ手段により把持プラグ６を付勢し、例えば他の把持プラグにより適所に保持される被加工部材２を持ち上げるため、接触表面１１上にバネ手段を挿入するように配置してもよい。この把持プラグ６が、例えばバネ手段により付勢された不図示の把持プラグであって、反対側に設けられた把持プラグを操作するように、この把持プラグ６を構成しても良い。さらに、別の被加工部材を搬送するために、異なる大きさを有する他の把持プラグに、把持プラグ６が容易に取り替えられるように、この把持プラグ６を装置１において交換可能なように配置してもよい。
【００３５】
本発明の技術的範囲内では、この装置を、中央に把持プラグを有さず、代わりに保持面７の外部周辺に把持プラグを有するように構成してもよい。上記把持プラグは、被加工部材の横方向スリップを防止し、ギャップ１０を制限するに適した離間された部材の形態を有する。このため、中央の開口部３若しくは凹部を用いずに被加工部材を持ち上げ、保持し、及び搬送してもよい。
【００３６】
概して、本発明は、また、本発明に係る装置を使用して、被加工部材２を持ち上げる方法を提供する。
【００３７】
本発明に係る装置は、充分大きなガス流れを発生させることにより、及び装置と被加工部材との間のベンチュリ効果を使用することにより、被加工部材の表面と垂直方向に、搬送距離に亘って被加工部材２をリフトさせ移動させることができ、それにより、被加工部材２の表面に垂直な方向に搬送装置１を機械的に移動させることはもはや必要でなく、持ち上げポジションと降下ポジションとの間で全輸送するには、被加工部材の表面に平行な平面上を移動させるだけで良いということを示している。
【００３８】
図３に示したスタートポジションにおいて、この被加工部材２を安置領域１９内のハッチ部１８に配置させる。この安置領域において、上記被加工部材は、第２把持プラグ１７によりその開口部３に対してセンタリングされている。装置１は、被加工部材２の表面に平行な矢印Ａの方向に、搬送アーム１２を用いて、把持プラグ１７に対して把持プラグ６及び被加工部材２の開口部３を同軸上に配置される。図１の実施の形態と対照的に、軸方向に装置を持ち上げる動きは必要でない。即ち、図３に係る実施の形態では、むしろベンチュリ効果を使用してガスを装置１に注入することにより、被加工部材２を把持プラグ１７から持ち上げ、そしてそれにより被加工部材２に把持プラグ６を挿入する。図３において、このようにして持ち上げられた被加工部材２を破線で示している。その後、装置１を水平移動の方向に対して垂直に移動させたり、被加工部材の表面に対して垂直に移動させたりすることなく、矢印Ａの方向に単純に水平移動させることにより、被加工部材２を水平搬送することができる。装置１から、安置領域１９のハッチ部分１８内の把持プラグ１７上に被加工部材２を降下させるため、反対の方向に同様の手法を適用する。
【００３９】
図３によれば、この搬送サイクルにおいて、装置１を、その把持プラグ６が被加工部材２の凹部若しくは開口部３に同軸上に配置されるように配置する。持ち上げられる被加工部材を案内することを保証するため、及び、装置１の水平ポジショニングにおける可能性として起こりうる不正確さを補償するため、把持プラグ６は、傾斜した端面１１を備えることが好ましい（図２参照）。
【００４０】
ガスをガス供給部８に注入し、内側から外側に向かって放射状の方向に、スペース９及びギャップ１０を介してガス流れを発生させることにより、被加工部材２を自動的に持ち上げる。開口部３と把持プラグ６との間の遊び５と同様、被加工部材の開口部３と把持プラグ１７との間の、予め決定された遊びにより、力を付加的に加えることなく、例えば被加工部材と把持プラグとの間の摩擦力に打ち勝って、被加工部材を持ち上げ、その後降下させることができる。
【００４１】
図４は、本発明に係る装置の別の実施の形態の断面図を概略的に示したものである。図４に示した実施の形態において、装置１の保持面７を大きなプレートとして構成しても良い。このプレートの面積は、被加工部材２の面積より大きい。大きなプレート７は、一方で、被加工部材２をリフトし保持している間、空気の消費量を減少させることができるという効果を有する。さらに、この大きなプレート７は、被加工部材が持ち上げられているとき、装置１に対面する被加工部材２の表面上に削り傷が形成されることを防止することができる。被加工部材２が、平面７と平行に維持されず、例えば傾いたまま持ち上げられた場合でさえ、被加工部材２が、その外端部２１により、プレート７の円錐状の傾斜した領域７’にのみ接触する。これは、図１及び２に示された実施の形態の場合のように、図１の装置１の保持面７に対面する、被加工部材２の表面を用いて接触されていない。図３に示された実施の形態、即ち大きなプレート７を有し、この大きなプレートの領域が被加工部材２の領域上に延びる実施の形態と対照的に、図４に示された実施の形態においては、被加工部材２の端部２１は、プレート７の円錐状の傾斜エッジ７’と接触し、中央の開口部の領域において、停止部材６’によって保持されていない（図２参照）。
【００４２】
さらに、図４に、本発明の更に好ましい特徴が示されている。キャスティング後の熱い被加工部材、例えば、熱いディスクを本発明に係る装置により持ち上げ、保持し若しくは搬送するとき、一方のサイドに概して冷たい空気をブローすることにより、この被加工部材が永久的に変形されるというリスクが存する。上記変形を防止するため、被加工部材２及び装置１に対して同軸上に配置されたリング状チャンネル８１を、把持プラグ６の領域の、被加工部材２の把持位置より下の部分に設けても良い。上記リング状チャンネルを介して、図４のように上方に対して傾斜して方向付けられた空気を、装置１から離れて対面する被加工部材２の表面に案内させても良い。これにより、被加工部材を均一に冷却することを保証することができる。支持されているときでさえも、この付加的な空気流れにより、被加工部材を吸引する能力に影響することない。空気の消費だけが僅かに増加するのみである。
【００４３】
本発明の技術的範囲では、特に被加工部材２が開口部３若しくは凹部を備えないならば、把持プラグ６及び／又は１７の一方若しくは両方を省略することも可能である。ここで、この装置において、被加工部材の表面に対して平行に、被加工部材をスリップさせることを防止するため、把持プラグが被加工部材の外周に配置されていることが好ましい。
【００４４】
被加工部材２を降下させるため、図１及び２に示された実施の形態の場合、及び図３及び４に示された実施の形態の場合の両方において、低圧が充分減退し、被加工部材２が重力により安置領域上に落下するか若しくは解放されるように、ガスの供給を阻害するか、若しくは充分に減少させる必要がある。
【００４５】
被加工部材を、ガス供給を阻害するか若しくは減少させることにより降下させる時、これは、例えば図１に示したケース、即ち、降下した後、被加工部材をその外部周辺に配置されるか、若しくは外部周辺において保持されるケースにおいて問題が生じない。
【００４６】
不図示の他の実施の形態では、被加工部材は、例えば図３に示された把持プラグ１７のような把持プラグ上に降下され、そのときのその把持プラグ１７の直径は、被加工部材の内部開口部の直径より全然大きくない。このケースにおいて、被加工部材が急落したり、被加工部材がしっかりと横になるまでより長い時間が掛かるかもしれない。この問題は、図５に示された実施の形態により防止することができる。
【００４７】
図５は、本発明に係る装置であって、被加工部材が把持プラグに降下した時特に好ましい装置の断面図を概略的に示している。図５に示した装置において、把持プラグ６を、同軸上に移動可能なピストン３２に接続する。この同軸上に移動可能なピストン３２は、圧力チャンバを上部チャンバ３０と下部チャンバ３１とに分ける。手段８’により、圧縮された空気は、スイッチ４２を介して上記装置に供給される。一方、上記圧縮された空気は、上述のように被加工部材２を吸引するために使用される。しかし、本実施の形態では、一方向バルブ４３、４４を介して圧力チャンバの上部コンパートメントと下部コンパートメントとに圧縮された空気を供給する。この一方向バルブ４３、４４は、圧縮された空気が供給された時圧力チャンバに向かって解放されている。この圧縮された空気の供給がスイッチオンされたとき、圧力チャンバの上部コンパートメントと下部コンパートメントとの間の圧力の平衡が形成され、即ち、圧力ｐ１とｐ２とが等価とされる。このため、ピストン３２は移動しない。これは、圧縮された空気がこのシステムに供給され、吸引ユニットが活性化されると、両方のチャンバが同じ圧力で供給され、スプリング２３が、ピストン３２をその上部の最終ポジションに維持する。圧縮された空気を供給することがスイッチ４２を使用してスイッチオフされた時、両方の一方向バルブ４３、４４は閉鎖される。ピストン３２と、把持プラグ６は、スプリング２３のスプリング力に抗して下方向に移動するはずである。このため、空気が、絞り弁４０及びチャンネル８を介して上部コンパートメント３０から放出されるのより急速に、絞り弁４１及びチャンネル８を介して下部コンパートメント３１から放出されるように、上部の絞り弁４０が、下部の絞り弁４１より強くなるよう調整される。それと同時に、被加工部材２に対する吸引効果が減少し、圧力チャンバの２つのコンパートメント間の圧力差が大きくなる。それにより、被加工部材２が安置領域１５のより近くに運ばれ、吸引効果が終了した時安置領域１５に降下するように、ピストン３２が押し出される。
【００４８】
その後、装置は、できるだけ早く、上部のスタートポジションにおいて、新たなサイクルのため準備が成されるべきである。このため、ピストンバー３３及び把持プラグ６を有するピストン３２は、被加工部材２が降下した後、直ぐに上部に移動する。一方向バルブ４３と絞り弁４０により、空気は比較的ゆっくりと、圧力チャンバの上部コンパートメント３０から放出され、それにより作用されたピストン３２の上部への移動が、比較的ゆっくり行われる。本発明によれば、ピストン３２の急速な上方への移動は、上部圧力チャンバ３０を急速に通気することにより達成することができる。これにより、過剰な圧力を急速に減少させることができる。ピストン３２上のピストンバー３３の上端部におけるスロット３４は、通気するために役に立つ。ピストン３２がその最下部に到達する時、通気用のスロット３４は、チャンネル８に開口部を与える。すると、過剰な圧力が、上記開口部を介して上部コンパートメント３０から放出される。その後、圧力スプリング２３は、上部のスタートポジションにピストン３２をリセットする。さらに、ピストン３２が移動するスピードは、２つの絞り弁４０若しくは４１により調整することができる。
【００４９】
さらに、図６ａ及び図６ｂに示したように、上記把持プラグ６を囲む排出手段６１を設けても良い。上記排出手段は、上記把持プラグ６を囲む排出リング若しくは個々の排出プランジャの形態で構成され、さらに上記排出手段が収納されるとき、上記保持面７と一致する。必要な場合、即ち、吸引され若しくは保持された被加工部材を降下させるべきときに、上記排出手段６１を延ばし（図６ｂ参照）、保持面７と被加工部材との間の距離が、空気の流れが維持される時吸引効果が達成されないくらい大きくなるまで、上記保持面７から離れるように上記被加工部材を押し出す。
【００５０】
上記排出手段６１は、図５に関して説明した手段と同様の手段により制御されることが好ましい。図５に示すように、把持プラグ６をピストンバー３３及びピストン３２
に接続する代わりに、上記排出手段６１の動きが、図５に関して記載したように制御されるように、上記把持プラグ６１をピストン３２に接続する。特に、上記保持された被加工部材をセンタリングプラグ若しくは把持プラグ１７上に降下させる時、図５に示した可動式保持プラグ６が、上記被加工部材の転覆を防止することができずに、対向する把持プラグ（不図示）上に接触するリスクが存する。これは、上記排出手段６１により防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、被加工部材を保持し搬送するための、本発明に係る装置の断面図を示している。
【図２】図２は、図１の本発明に係る装置の部分断面図を示している。
【図３】図３は、被加工部材を保持し搬送するための、本発明に係る装置の断面図を示している。
【図４】図４は、本発明に係る装置の別の実施の形態の断面図を示している。
【図５】図５は、被加工部材をリフトさせ、降下させるための、本発明に係る装置の断面図を示している。
【図６】図６ａ及び図６ｂは、本発明に係る、排出手段を備える装置の断面図を示している。
【図１】
2006088327.tif 000004
【図２】
2006088327.tif 000005
【図３】
2006088327.tif 000006
【図４】
2006088327.tif 000007
【図５】
2006088327.tif 000008
【図６】
2006088327.tif 000009