(57)【要約】【課題】従来よりもエア使用量が低減されてなるエア浮上式の非接触支持機構およびこれを備える搬送装置を提供する。【解決手段】上面が平坦な円板状をなし、前記上面と支持対象物との間にエアの流れを生じさせることで前記支持対象物を非接触状態で支持する支持機構が前記上面の外周近傍の位置に、前記上面の径方向に対して２０°以上６０°以下の角度だけ傾斜する上面視円形状の溝部を備えるようにした。【選択図】図１
2015060925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が平坦な円板状をなし、前記上面と支持対象物との間にエアの流れを生じさせることで前記支持対象物を非接触状態で支持する支持機構であって、
前記上面の中央部分にエアの噴出口を備えるとともに、前記上面の外周近傍の位置に、前記上面の径方向に対して所定の角度だけ傾斜する上面視円形状の溝部を備える、
ことを特徴とする支持機構。
【請求項２】
請求項１に記載の支持機構であって、
前記溝部と前記上面の径方向とがなす角が、２０°以上６０°以下である、
ことを特徴とする支持機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の支持機構を複数備え、
一の前記支持対象物を複数の前記支持機構によって非接触支持しつつ搬送する、
ことを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を支持する機構に関し、特に、エア浮上式の非接触支持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、概略、２枚の矩形状のガラス基板の間に液晶を封入した構成の大面積の貼り合わせ基板（母基板）を所定のサイズに分断することにより作製される。近年、液晶パネルの大面積化が進むことにより、母基板もしくはこれを構成するガラス基板についても、従来よりも大面積のものが用いられるようになっている。必然的に、液晶パネルの製造プロセスにおいては、係る大面積化した基板を一の工程内あるいは連続して行われる工程間で好適に搬送もしくは移動することが求められる。
【０００３】
このような大面積化した基板を移動させる際の保持手段（クランプ）の負担を軽減する目的で、基板をエアにより浮上させつつ搬送を行う装置が既に公知である（例えば、特許文献１参照）。また、基板の位置決めに際して、基板をエアにより浮上させるようにした装置も既に公知である（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９６５６３２号公報
【特許文献２】特許第４３７３９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および特許文献２に開示された装置においては、上面が平坦な円板状をなす複数の支持機構が平面視で格子状に配置されてなる。そして、基板を該複数の支持機構によって接触支持した状態でそれぞれの支持機構の円板部分の中央位置から上方に向けてエアを噴出させて支持機構と基板との間にエアの流れを生じさせることにより、基板を支持機構から浮上させ、非接触状態で支持することができるようになっている。
【０００６】
係る装置において非接触状態を維持するためには、支持機構と基板との間のエアの流れを形成し続ける必要があり、そのためには、多量のエアを連続的に供給し続ける必要がある。これは、コスト面で非効率である。また、基板の単位面積当たりの重量が大きくなるほど、より多くのエアを供給する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりもエア使用量が低減されてなるエア浮上式の非接触支持機構およびこれを備える搬送装置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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、上面が平坦な円板状をなし、前記上面と支持対象物との間にエアの流れを生じさせることで前記支持対象物を非接触状態で支持する支持機構であって、前記上面の中央部分にエアの噴出口を備えるとともに、前記上面の外周近傍の位置に、前記上面の径方向に対して所定の角度だけ傾斜する上面視円形状の溝部を備える、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の支持機構であって、前記溝部と前記上面の径方向とがなす角が、２０°以上６０°以下である、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、搬送装置が、請求項１または請求項２に記載の支持機構を複数備え、一の前記支持対象物を複数の前記支持機構によって非接触支持しつつ搬送する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１ないし請求項３の発明によれば、溝部の入口近傍の領域にエア溜まりが形成されることで、溝部支持機構と支持対象物との間からのエアの漏れを抑制することができるので、従来よりも十分に少ないエア供給量によって支持対象物を非接触支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】支持機構１の構成を示す図である。
【図２】支持機構１により平板状の支持対象物Ｗを支持する様子を示す図である。
【図３】複数の支持機構１を備えるスクライブ装置１００の概略的な透過平面図である。
【図４】非接触支持部１０２（１０２Ａ）のより詳細な平面図である。
【図５】基板Ｗをエアの流れによって非接触支持している状態の非接触支持部１０２（１０２Ａ）の側面図である。
【図６】位置決め装置２００の概略的な透過平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜支持機構＞
図１は、本実施の形態に係る支持機構１の構成を示す図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は断面図である。支持機構１は、概略、平面視円形の円板状をなしており、その上面１ａが、例えば脆性材料基板などの載置面とされてなる。
【００１４】
係る上面１ａの中央部分には、エア噴出口２が設けられている。なお、図１においては複数のエア噴出口２が上面１ａの周方向に沿って二列にかつ離散的に設けられてなる態様を例示しているが、これはあくまで例示であって、エア噴出口２は上面１ａの中央位置に１つのみ設けられる態様であってもよい。
【００１５】
エア噴出口２は、支持機構１の裏面１ｂの側に設けられたエア供給口３と連通してなる。エア供給口３には、図示しないエア供給源が接続可能となっている。なお、エア供給口３が裏面１ｂに設けられるのは必須ではなく、支持機構１の側面に設けられる態様であってもよい。
【００１６】
さらに、上面１ａの外周近傍の位置（外周よりもやや内側の位置）には、上面視円形状の溝部４が設けられてなる。係る溝部４は、上面１ａの径方向に対して所定の角度θだけ傾斜する態様にて設けられてなる。
【００１７】
図２は、支持機構１により平板状の支持対象物（以下、基板とも称する）Ｗを支持する様子を示す図である。なお、図２においては、説明の簡単のため、一の支持機構１により一の基板Ｗを支持する様子を例示しているが、実際の支持態様はこれには限定されず、複数の支持機構１により一の基板Ｗを支持する態様であってもよい。また、支持対象物は、下面が概ね平坦であれば必ずしも平板である必要はない。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、基板Ｗはいったん支持機構１の上面１ａに載置される。そして、係る状態において、矢印ＡＲ１にて示すように、エア供給口３からエアが供給される。所定のしきい値以上の流量でエアが供給されると、図２（ｂ）に矢印ＡＲ２にて示すように、エアがエア噴出口２から噴出して基板Ｗと支持機構１の上面１ａとの間を流れ、矢印ＡＲ３にて示すように、エアによる浮力（揚力）と基板Ｗの自重とがバランスする高さにまで、基板Ｗが上昇する。すなわち、基板Ｗが上面１ａから浮上した状態、換言すれば基板Ｗが支持機構１によって非接触で支持される状態が実現される。
【００１９】
より詳細にいえば、このとき、支持機構１においては、エア噴出口２から噴出し外周方向へと向かうエアが、矢印ＡＲ４にて示すように、いったん溝部４に入り込んだ後、溝部４から外へ出ようとするようになる。これにより、溝部４の入口近傍の領域ＲＥにエア溜まりが形成される。係るエア溜まりが形成されることで、領域ＲＥにおけるエアの流速は、エア噴出口２から外周方向へと向かおうとするエアの流速よりも小さくなるので、ベルヌイの定理により、領域ＲＥに近傍におけるエアの圧力は、エア噴出口２の近傍におけるエアの圧力よりも高くなる。その結果として、領域ＲＥの近傍に滞留するエアは、上面１ａと基板Ｗとの間から外部へと漏れ出そうとするよりもむしろ、基板Ｗを上方へと押し上げるようになる。
【００２０】
換言すれば、支持機構１においては、エア噴出口２から噴出したエアの外部への流出（エア漏れ）が、エアの流れ自身によって好適に遮断もしくは抑制され、エア噴出口２から噴出したエアの大部分が、流出することなく基板Ｗの浮上に用いられる状態が実現されてなる。
【００２１】
係る態様にてエア漏れが抑制されることにより、支持機構１においては、溝部４を有さない従来の支持機構に比してより少ないエアの供給流量であっても、基板Ｗを非接触支持することが可能となっている。換言すれば、基板Ｗを浮上させるために供給するエアの流量のしきい値が、従来よりも低減されたものとなっている。あるいは、別の見方をすれば、本実施の形態に係る支持機構１においては、基板Ｗを支持するために供給されるエアが、従来の溝部４を有さない支持機構よりも効率的に基板Ｗの浮上に利用されるようになっているともいえる。いずれにせよ、本実施の形態に係る支持機構１を用いることで、従来よりもエアの供給コストを低減することが可能となる。
【００２２】
このような溝部４の具備によってエア漏れを効率的に抑制するには、溝部４の形状や支持機構１における配置位置を好適に定めることが重要である。実際の好適な形状は、支持機構１自体のサイズによっても異なるが、例えば、角度θは２０°〜６０°程度であるのが好適であり、２０°〜４０°程度であるのがより好適である。また、平面視における直径が１００ｍｍφ〜３００ｍｍφの支持機構１の場合であれば、溝部４の幅（深さ方向に垂直な面における幅）ｗは２ｍｍ〜５ｍｍであるのが好適であり、溝部４の深さは、溝部４の上面１ａにおける開口部の中心寄り端部からの深さｄ１が５ｍｍ〜１５ｍｍであり、該開口部の外周寄り端部からの深さｄ２が３ｍｍ〜１０ｍｍであるのが好適である。さらには、支持機構１の上面１ａにおける外周端部から溝部４までの距離ｒは、６ｍｍ〜１５ｍｍであるのが好適である。
【００２３】
＜搬送装置への適用例＞
図２（ｂ）に示した態様にて浮上させられた後の基板Ｗの搬送態様には、種々のものがある。例えば、支持機構１と搬送機構とが一体に（同期的に移動可能に）設けられており、非接触支持状態を保ちつつ支持機構１が移動することによって基板Ｗを搬送する態様であってもよい。あるいは、支持機構１自体は水平面内において移動することのない固定的な態様にて配置されてなる一方、支持機構１とは独立した搬送手段が存在し、該搬送手段によって浮上状態の基板Ｗが保持され、別の場所に搬送される態様であってもよい。係る場合、支持機構１は一種のリフターとしても機能していることになる。あるいはさらに、複数の支持機構１が固定的に列設されてなり、それらと別個に設けられた搬送手段によって基板Ｗを搬送しつつ、個々の支持機構１によって順次に基板Ｗを支持する態様であってもよい。換言すれば、このことは、支持機構１が種々の搬送装置に組み込み可能なことを意味している。
【００２４】
図３は、そのような搬送装置を含む装置の例示的な一態様である、複数の支持機構１を備えるスクライブ装置１００の概略的な透過平面図である。スクライブ装置１００は、概略、基台１００Ａの上に、基板Ｗを接触状態で下方から支持する複数の接触支持部１０１と、それぞれが複数の支持機構１を備える複数の非接触支持部１０２とを備える。図３においては、スクライブ装置１００が、支持機構１の配置個数および配置態様が相異なる４種類の非接触支持部１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ）を備える場合を例示している。なお、図３においては、スクライブ装置１００の水平面内における短手方向をＸ軸方向とし、スクライブ装置１００の水平面内における長手方向でもある基板Ｗの搬送方向をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする右手系のＸＹＺ座標を付している。
【００２５】
より詳細には、スクライブ装置１００においては、接触支持部１０１が、Ｙ軸方向の上流側、下流側の２箇所でＸ軸方向において互いに離間して備わり、それらの接触支持部１０１の間に、非接触支持部１０２が設けられてなる。非接触支持部１０２としては、１０個の支持機構１がＹ軸方向に沿って５個ずつ二列に配列してなる非接触支持部１０２Ａと、５個の支持機構１がＹ軸方向に沿って一列に配列してなる非接触支持部１０２Ｂと、１８個の支持機構１がＹ軸方向に沿って９個ずつ二列に配列してなる非接触支持部１０２Ｃと、９個の支持機構１がＹ軸方向に沿って一列に配列してなる非接触支持部１０２Ｄとがある。なお、接触支持部１０１は、単に基板Ｗを下方から接触支持するだけではなく、例えば、ベルトコンベアなどによって構成されることで、基板を接触支持しつつ搬送可能とされていてもよい。
【００２６】
以降、上流側の接触支持部１０１と非接触支持部１０２とを上流側支持部１００Ｕとも称し、下流側の接触支持部１０１と非接触支持部１０２とを下流側支持部１００Ｄとも称する。
【００２７】
また、図４は、非接触支持部１０２（１０２Ａ）のより詳細な平面図である。図４においては、非接触支持部１０２に備わる支持機構１が、その平面視中央部分に一のエア噴出口２を備える場合を例示している。また、上述の場合と同様、それぞれの支持機構１には溝部４が設けられてなる。
【００２８】
さらに、図５は、基板Ｗをエアの流れによって非接触支持している状態の非接触支持部１０２（１０２Ａ）の側面図である。図５に示すように、非接触支持部１０２においてもそれぞれの支持機構１にはエア供給口３が備わっている。係るエア供給口３は、非接触支持部１０２の裏面側（支持機構１が備わる側とＺ軸方向において反対側）に設けられた、装置外部からのエア配管が接続される接続口１０５と連通してなる。
【００２９】
好ましくは、図５に示すように、非接触支持部１０２においては、それぞれの支持機構１が緩衝機構１０６によって保持される。緩衝機構１０６は、支持機構１を、図示しないコイルスプリングによって弾性的に、一定範囲内で傾斜自在および昇降自在に保持してなる。係る態様にて支持機構１が備わる場合、支持機構１が、指示対象たる基板Ｗの撓みやうねりに追従してその姿勢を変えつつ基板Ｗを非接触支持することが可能となる。
【００３０】
また、Ｙ軸方向の上流側支持部１００Ｕよりも負側には、基板Ｗの後方端部を保持する１対のクランプ１０３が備わっている。１対のクランプ１０３は、基板Ｗの高さ位置に応じてその高さ位置を可変自在に設けられてなる。１対のクランプ１０３はさらに、基板Ｗの後方端部を保持した状態で、上流側支持部１００Ｕと干渉することなくＹ軸方向に移動自在とされてなる。
【００３１】
さらに、上流側支持部１００Ｕと下流側支持部１００Ｄとの間には、スクライブ機構１０４が備わっている。スクライブ機構１０４は、Ｘ軸方向に往復自在な図示しないスクライブヘッドを有し、該スクライブヘッドに備わるスクライブ手段を、上流側支持部１００Ｕと下流側支持部１００Ｄとによって支持されてなる基板Ｗの両支持部の間の位置において、Ｘ軸方向に移動させることにより、基板Ｗにスクライブラインを形成することが出来るようになっている。
【００３２】
係る構成のスクライブ装置１００においては、外部から搬送されてきた基板Ｗがいったん、上流側支持部１００Ｕに属する全ての接触支持部１０１および非接触支持部１０２によって接触支持されるように配置される。そして、１対のクランプ１０３によって後方端部を保持された状態で、上流側支持部１００Ｕの非接触支持部１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ）に備わる支持機構１のエア供給口３に対しエアが供給されることで、基板Ｗは、非接触支持部１０２に備わる支持機構１のエア噴出口２から噴出するエアによって浮上させられる。すなわち、基板Ｗは、その下方から非接触支持部１０２によって非接触状態で支持される。
【００３３】
続いて、係る非接触状態を保ちつつ、クランプ１０３が、基板ＷをＹ軸正方向の所定のスクライブ位置にまで搬送する。そして、基板Ｗがスクライブ位置に到達すると、スクライブ機構１０４によるスクライブが実施される。
【００３４】
スクライブ機構１０４によってスクライブラインが形成された基板Ｗは、さらにＹ軸正方向へと搬送する。係る搬送が進むに伴って、上流側支持部１００Ｕの非接触支持部１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ）によって非接触支持されていた基板Ｗは徐々に、下流側支持部１００Ｄの非接触支持部１０２（１０２Ｃ、１０２Ｄ）によって支持されるようになる。
【００３５】
係る態様にて基板Ｗの搬送とスクライブを行うスクライブ装置１００においても、それぞれの支持機構１に溝部４を設けておくことで、従来よりも少ないエア供給量で、基板Ｗを非接触支持しつつ、基板Ｗにスクライブラインを形成することが可能である。また、それぞれの支持機構１においてエア漏れがほとんど生じることなく安定的に基板Ｗを支持できることから、溝部４を備えていない支持機構を用いる場合に比して、基板Ｗをバランス良く支持しながら搬送することができる。
【００３６】
図６は、支持機構１を具備する搬送装置の別の態様である、位置決め装置２００の概略的な透過平面図である。なお、図６においては、水平面内の互いに直交する方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする右手系のＸＹＺ座標を付している。
【００３７】
位置決め装置２００は、基台２００Ａの水平な上面２００Ｓに、複数の支持機構１をＸ軸方向およびＹ軸方向に沿った直交格子状に備える。また、位置決め装置２００は、基台２００Ａの上面２００ＳのＸ軸方向負側の端部近傍に、Ｙ軸方向において離間する態様にて、複数の位置決めピン２０１（２０１Ａ）を備えるとともに、Ｙ軸方向正側の端部近傍に、Ｘ軸方向において離間する態様にて、複数の位置決めピン２０１（２０１Ｂ）を備える。
【００３８】
さらに、位置決め装置２００は、基台２００Ａの外側位置であって、位置決めピン２０１Ａに対向する位置に、Ｘ軸方向に離間する態様にて、複数のプッシャー２０２（２０２Ａ）を備えるとともに、位置決めピン２０１Ｂに対向する位置に、Ｙ軸方向に離間する態様にて、複数のプッシャー２０２（２０２Ｂ）を備える。
【００３９】
なお、図６においては、位置決め装置２００が、１５個の支持機構１をＸ軸方向に５個ずつ、Ｙ軸方向に３個ずつ有するとともに、５個の位置決めピン２０１Ａと、３個の位置決めピン２０１Ｂと、２個のプッシャー２０２Ａと、２個のプッシャー２０２Ｂとを備える態様を例示しているが、支持機構１、位置決めピン２０１およびプッシャー２０２の個数はこれに限られるものではない。
【００４０】
係る位置決め装置２００においては、外部から搬送された基板Ｗが、いったん全ての支持機構１にて接触支持されるように配置される。そして、支持機構１に備わる支持機構１のエア供給口３に対しエアが供給されることで、基板Ｗは、非接触支持部１０２に備わる支持機構１のエア噴出口２から噴出するエアによって浮上させられる。すなわち、基板Ｗは、その下方から非接触支持部１０２によって非接触状態で支持される。
【００４１】
続いて、係る非接触状態を保ちつつ、プッシャー２０２ＡがＹ軸正方向へ移動して基板Ｗを当該方向へと押し出し、かつ、プッシャー２０２ＢがＸ軸負方向へ移動して基板Ｗを当該方向へと押し出す。その結果、基板Ｗは、そのＸ軸方向正側の端部が位置決めピン２０１Ａに当接し、そのＹ軸方向負側の端部が位置決めピン２０１Ａに当接するように移動する。係る状態で、エア噴出口２からのエアの噴出を停止させると、基板Ｗは、それら当接状態を保ちつつ、再び支持機構１にて接触支持されるようになる。これにより、基板Ｗの位置決めが完了する。
【００４２】
係る態様にて基板Ｗの位置決めを行う位置決め装置２００においても、それぞれの支持機構１に溝部４を設けておくことで、従来よりも少ないエア供給量で、基板Ｗを非接触支持しつつ、基板Ｗの位置決め、つまりは基板Ｗの所定位置への搬送を行うことが可能である。また、それぞれの支持機構１においてエア漏れがほとんど生じることなく安定的に基板Ｗを支持できることから、溝部４を備えていない支持機構を用いる場合に比して、基板Ｗをバランス良く支持しながら位置決めすることができる。
【００４３】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、上面が平坦な円板状をなし、該上面に支持対象物を載置した状態で該上面の中央位置から上方に向けてエアを噴出させて支持対象物との間にエアの流れを生じさせることにより、支持対象物を浮上させて非接触状態で支持する支持機構において、上面の外周近傍の位置に、上面の径方向に対して所定の角度だけ傾斜する態様にて上面視円形状の溝部を設けることで、支持機構と支持対象物との間からのエアの漏れを抑制することができ、結果として、従来よりも十分に少ないエア供給量によって支持対象物を非接触支持することが可能となる。
【実施例】
【００４４】
実施例として、図１および図２に示す形状を有し、外径が１２０ｍｍφの支持機構１を用意し、重さが３０ｋｇの支持対象物を非接触支持するようにした。それぞれのエア噴出口２の直径は２ｍｍφとした。溝部４は、支持機構１の上面１ａとなす角度θを３０°としたほか、幅ｗが３．５ｍｍ、深さｄ１が１０ｍｍ、深さｄ２が６．５ｍｍ、上面１ａにおける外周端部から溝部４までの距離ｒが１０．５ｍｍとなるように形成した。
【００４５】
係る実施例においては、エア供給口３から供給するエアの供給圧が０．１ＭＰａであり、流量が３Ｌ（リットル）／ｍｉｎ．で支持対象物を非接触支持することができた。
【００４６】
一方、比較例として、溝部４を有さない他は、実施例と同様の形状を有する支持機構を用意し、同様に、重さが３０ｋｇの支持対象物を非接触支持するようにした。
【００４７】
係る比較例においては、エア供給口３から供給するエアの供給圧を４ＭＰａとし、流量が１００Ｌ（リットル）／ｍｉｎ．とすることで、支持対象物を非接触支持することができた。
【００４８】
これら実施例と比較例の結果は、上述の実施の形態のように支持機構１が溝部４を備えることで、従来よりも十分に少ないエア供給量によって支持対象物を非接触支持することができることを示している。
【符号の説明】
【００４９】
１  支持機構
２  エア噴出口
３  エア供給口
４  溝部
１００  スクライブ装置
１００Ａ  基台
１００Ｄ  下流側支持部
１００Ｕ  上流側支持部
１０１  接触支持部
１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ）  非接触支持部
１０３  クランプ
１０４  スクライブ機構
１０５  接続口
１０６  緩衝機構
２００  位置決め装置
２００Ａ  基台
２００Ｓ  上面
２０１（２０１Ａ、２０１Ｂ）  位置決めピン
２０２（２０２Ａ、２０２Ｂ）  プッシャー
Ｗ  支持対象物（基板）
【図１】
2015060925.tif 000003
【図２】
2015060925.tif 000004
【図３】
2015060925.tif 000005
【図４】
2015060925.tif 000006
【図５】
2015060925.tif 000007
【図６】
2015060925.tif 000008