(57)【要約】  エアベアリングアセンブリは、その中を通る複数の空気供給・真空ラインを有する上部、下部、および上部と下部との間に配置され、それらを間隔の置かれた関係に維持する複数のスペーサを備え、空気供給・真空孔の密度が、基板のためのエアベアリングを提供するのに十分に高いが、下部に対して上部の実質的に均一な平面度を維持するように、（ｉ）十分な数のスペーサが用いられる、および（ｉｉ）スペーサが十分に近接するように近くに配置される、ことのうちの少なくとも１つが成立するように十分に低い。
2010510453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その中を通る複数の空気供給・真空孔を有する上部、
下部、および
前記上部と下部との間に配置され、それらを間隔の置かれた関係に維持する複数のスペーサ、
を備えたエアベアリングアセンブリであって、
前記空気供給・真空孔の密度が、基板のためのエアベアリングを提供するのに十分に高いが、前記下部に対して前記上部の実質的に均一な平面度を維持するように、（ｉ）十分な数のスペーサが用いられる、および（ｉｉ）前記スペーサが十分に近接するように近くに配置される、ことのうちの少なくとも１つが成立するように十分に低いことを特徴とするエアベアリングアセンブリ。
【請求項２】
前記孔の配列と密度が、前記複数のスペーサが実質的に均一なアレイに配置されるようなものであることを特徴とする請求項１記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項３】
前記孔の配列と密度が、前記スペーサの各々の表面積が、前記下部に対して前記上部の実質的に均一な平面度を集合的に支持し、維持するほど十分に大きいようなものであることを特徴とする請求項１記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項４】
前記スペーサの各々の前記上部または下部と接触する表面積が約２５から１２５平方インチ（約１６１から８０６ｃｍ2）であることを特徴とする請求項３記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項５】
前記スペーサの各々が、直径が約３から６インチ（約７．５から１５ｃｍ）の実質的に円柱形の形状であることを特徴とする請求項３記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項６】
前記孔の各々が、直径が約０．０３０から０．７５インチ（０．７６から１９ｍｍ）であることを特徴とする請求項３記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項７】
前記孔に連結された複数の空気供給・真空ラインをさらに備え、
前記スペーサの配列と密度および前記孔の配列と密度が、前記複数の空気供給・真空ラインが、前記孔から、前記上部と、前記下部と、前記スペーサとの間に形成された通路を通って、該上部と該下部との間から出るようなものであることを特徴とする請求項１記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項８】
前記上部および前記下部がグラナイトから形成されていることを特徴とする請求項１記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項９】
前記上部が前記下部よりも実質的に薄いことを特徴とする請求項８記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項１０】
前記上部が約４から１８インチ（約１０から４５ｃｍ）厚であり、前記下部が約２０から３６インチ（約５０から９０ｃｍ）厚であることを特徴とする請求項９記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項１１】
前記上部と前記下部との間に配置された複数の空気ラインおよび複数の真空ラインをさらに備えることを特徴とする請求項８記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項１２】
前記上部の平面度が約５０マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１記載のエアベアリングアセンブリ。
【請求項１３】
前記下部が、該下部を形成するように互いに連結された複数の個々のセクションからなることを特徴とする請求項１記載のエアベアリングアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアベアリングアセンブリに関し、より詳しくは、平らな基板を処理または測定するために用いられるエアベアリングアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板などの平らな基板は、エアベアリングアセンブリ上で基板の品質に影響し得る切断または任意の他のプロセス後の応力変形について検査されることがある。このエアベアリングアセンブリは典型的に、平らな上面を有するグラナイトの単一片である。グラナイトは通常、中実で安定かつ平らな台が確実に得られるように非常に厚い。一般に、基板とエアベアリングアセンブリの上面との間に空気圧（または別の流体）を印加するまたはその間に減圧を生じさせることが望ましい。減圧および空気圧は、エアベアリングアセンブリを通じて配置された空気孔および真空孔の組合せにより供給される。減圧および空気圧は、基板を固定するために（例えば、試験目的のため）、または操作や検査の目的のために、エアベアリングアセンブリの上に規定の浮遊高さに基板を浮遊させるのに用いられる。
【０００３】
空気圧および減圧は、それぞれ、空気孔および真空孔により基板に印加される。空気孔および真空孔は、基板の平面度を維持しながら、適切な浮遊高さを保証するように、エアベアリングアセンブリを通じて配置されている。真空孔がない場合、空気孔を通じて提供される空気は基板とエアベアリングアセンブリとの間から容易に逃げないので、空気圧は基板の中心に集中する傾向が強い。反対に、空気は、基板の縁を通ってより容易に逃げる。基板の中心に空気圧が集中すると、基板が撓み変形してしまう。真空孔を通じて設けられる減圧は、基板の中心に過剰な空気圧が集中するのを防ぐのに役立つ。それゆえ、基板の平面度は、空気孔および真空孔を通じて基板の全面に亘り均一な圧力を維持することによって制御される。
【０００４】
一般に、空気孔および真空孔は、再度言うように、非常に厚いエアベアリングアセンブリの全厚に亘り延在する。残念ながら、このアセンブリ全体を通る空気孔および真空孔を開けると、エアベアリングアセンブリの全体的な構造の健全性が弱まってしまう。さらに、グラナイトなどの硬質物質を通るように小径の孔を開けることは極めて難しい。そのような孔を開ける最中に遭遇する問題には、孔が適切な軸方向（グラナイトの平らな上面に対して垂直などの）に延在しない傾向や、孔が不適切な断面形状（例えば、円形の代わりに楕円）になることや、孔を開けるのに用いられるドリル用ビットが損傷されることがある。エアベアリングアセンブリの全体的な構造の健全性は、そのアセンブリの安定かつ平らな上面を維持するのに（例えば、基板を操作し、加工するため）重要であるので、従来の表面アセンブリは完全には満足のいくものではなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それゆえ、エアベアリングアセンブリであって、個々の空気ラインおよび真空ラインを、アセンブリの全厚に亘り孔開けする必要なく、アセンブリ内に設けることのできるアセンブリが当該技術分野において必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
平面エアベアリングアセンブリおよびそれを組み立てる方法が記載されている。このエアベアリングアセンブリは、基板を支持するための実質的に平らな上面を有する上部、剛性と上部への支持を提供するための下部、および上部と下部との間に配置された、上部と下部とを間隔の開いた関係に維持するための複数のスペーサを備えている。これらのスペーサにより、個々の空気ラインおよび真空ラインを上部と下部との間に配置できる。これらの空気ラインと真空ラインは、エアベアリングアセンブリの上部の上面で空気ベッドを制御するために用いられる。
【０００７】
前記方法は、エアベアリングアセンブリをどのように組み立てるかを説明する。一旦組み立てられたら、エアベアリングアセンブリ全体は、空気サービスを上部の上面に到達させられると同時に、単一片のエアベアリングアセンブリと同じ剛性を提供する。多数部品からなる基礎アセンブリは、グラナイトまたは同様の材料のより薄い上部に多数の小径の孔を開けることを可能にし、基礎アセンブリの上面に許容差の小さい平面度を達成するのに適した剛性を提供する。
【０００８】
本発明の他の態様、特徴、および利点は、添付の図面と一緒に解釈したときに、ここに記載された説明から当業者には明らかであろう。
【０００９】
説明の目的で、現在好ましい形態が図面に示されているが、本発明は、図示された正確な配置や手段に制限されないことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の１つ以上の実施の形態による、その上部を通る複数の孔を有するエアベアリングアセンブリの分解斜視図
【図２】図１のエアベアリングアセンブリの組立図
【図３】図１のエアベアリングアセンブリの上部の底面の平面図
【図４】図１に示されたエアベアリングアセンブリの上部の上面の平面図
【図５】図１に示されたエアベアリングアセンブリの断面図
【図６】図１に示されたエアベアリングアセンブリを組み立てる方法の流れ図。この流れ図において、参照番号は以下の意味を持つ：６０１：開始；  ６００：エアベアリングアセンブリの下部と上部を提供する；  ６０２：エアベアリング機能を果たすのに十分に高いが、邪魔せずにスペーサを配置できるほど十分に低い密度で、上部に孔を開ける；  ６０４：孔を邪魔せず、配置により上部の平面度を確実に維持するように上部にスペーサを取り付ける；  ６０６：上部の周囲から空気供給導管および真空導管を、スペーサを通り過ぎて、孔に経由させる；  ６０８：上部を反転させ、下部の上に配置する；  ６１０：終わり。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
同様の番号が同様の部材を示している図面を参照すると、図１〜５には、様々な視点からエアベアリングアセンブリ１００が示されている。
【００１２】
図１は、エアベアリングアセンブリ１００の分解図である。エアベアリングアセンブリ１００は、空気クッションを用いてそこから基板（図示せず）を操作するための実質的に平らな表面１０１を提供する。アセンブリ１００は、上部１０２、複数のスペーサ１０６1から１０６n（集合的に１０６）、複数の空気／真空ライン１０８1から１０８n（集合的に１０８）、および下部１１０を備えている。これらの部材は協働して、アセンブリ１００の上部１０２上の空気ベッドの上で基板を支持する（例えば、適所に固定するまたは浮遊させる）。空気ベッドは、基板の乾燥や硬化などのプロセスのために用いられる。基板を、測定し、適切な大きさに切断し、アセンブリへの応力破損や他の欠陥について検査してもよい。例として、基板はガラス基板、ガラスセラミック基板などであってよい。
【００１３】
上部１０２は、下部１１０の上に配置され、複数のスペーサ１０６によって下部から機能的に分離される。本発明の１つ以上の実施の形態において、上部１０２はさらに、上部１０２の上面１０１から底面１０９まで延在する複数の孔（または穴）１０４1から１０４n（集合的に１０４）を備えている。個々の空気／真空ライン１０８は各孔１０４に連結されて、上部１０２の上面に空気圧および減圧を提供する。代わりの実施の形態において、１つの空気／真空ラインは２つ以上の孔１０４に働き、または２つ以上のライン１０８が同じ孔１０４に働いてもよい。
【００１４】
孔１０４の密度は、特に上部がグラナイトから形成されているときに、上部１０２の構造の健全性を損なうほど高くないが、基板のためのエアベアリングを提供するほど十分に高い。孔１０４の密度は、下部１１０に対して上部１０２の実質的に均一な平面度を維持するために十分な数のスペーサ１０６が用いられるように十分に低くもある。あるいは、またはそれに加え、孔１０４の密度は、スペーサ１０６が、下部に対して上部の実質的に均一な平面度を維持するために十分に緊密に配置されるように十分に低い。１つ以上の実施の形態において、孔１０４の配置および密度は、複数のスペーサ１０６が実質的に均一な配列に配置されるようなものである。孔１０４の配置および密度は、各スペーサ１０６の表面積が、下部１１０に対して上部１０２の実質的に均一な平面度を集合的に支持し、維持するほど十分に大きいようなものである。
【００１５】
下部１１０は、アセンブリ１００の上部より厚くてもよく、アセンブリ１００に剛性と支持を提供する。本発明の１つ以上の実施の形態において、下部１１０は約２８インチ（約７１ｃｍ）厚であり、上部は約１０インチ（約２５ｃｍ）厚である。本発明の１つ以上の他の実施の形態において、下部は約３６インチ（９１ｃｍ）厚であり、上部１０２は約４から約１８インチ（約１０から４６ｃｍ）厚であり、重要な特徴は、下部１１０が上部１０２よりも実質的に厚いことである。下部１１０は、グラナイトまたはアセンブリ１００の上部１０２を支持できる任意の他の材料から製造されている。ある場合には、下部１１０（または上部１０２）を形成するために大きな表面積のグラナイト片を得ることが難しいかもしれない。それゆえ、図１に点線で示されるような代わりの実施の形態として、下部１１０（または上部１０２）は、下部１１０を形成するように組み立てられ、互いに固定されるいくつかの個々のグラナイト片（またはセクション）から製造されてもよい。ダブ・テール結合部または他の機械的代替手段などの機械的特徴を用いてそれらセクションを結合してもよい。セクションの結合を補助するために接着剤が用いられる場合、条件を満たすグラナイト接着剤は、ミネソタ州、ウェイトパーク所在のトゥルーストーン社(TRU-STONE)から得られる。
【００１６】
上部１０２は、下部１１０よりも実質的に薄く、グラナイトなどの硬質で平らな物質から製造される。上部１０２の上面１０１の実質的平面度は、上部１０２により支持される基板の平面度を維持するのに役立つ。図３に最もよく示されている、本発明の１つ以上の実施の形態において、複数のスペーサ１０６が、上部１０２の底面１０９に直接的にまたは間接的に取り付けられており、スペーサが複数の孔１０４および各孔１０４に連結された空気／真空ライン１０８を邪魔しないような様式で配置されている。
【００１７】
スペーサ１０６は、下部１１０に対して間隔を空けた関係に上部１０２を支持する。それゆえ、上部１０２は、エアベアリングアセンブリ１００が完全に組み立てられたときに、下部１１０とは直接接触していない。図２〜３に最もよく示されているように、スペーサ１０６により、空気／真空ライン１０８が、下部１１０と上部１０２の間の、スペーサ１０６により形成された容積中に入り、それぞれの孔１０４に連結することが可能になる。スペーサ１０６は、グラナイトなどの任意の硬質で平らな物質から製造してもよい。スペーサ１０６は、下部１１０の上面および／または上部１０２の底面と一体となったミルで切り込まれた溝から形成されてもよい。図２にはたった３つの空気／真空ライン１０８しか示されていないが、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、いくつのライン１０８を用いてもよいことが当業者には分かるであろうことに留意されたい。
【００１８】
スペーサ１０６は、スペーサ１０６がアセンブリ１００の下部１１０と上部１０２を間隔の開いた関係に維持するように動作可能である限り、形状、高さおよび表面積の任意の組合せであってもよい。上述したように、各スペーサ１０６の表面積は、下部１１０に対して上部１０２の実質的に均一な平面度を集合的に支持し、維持するのに十分に大きいべきである。１つ以上の実施の形態において、各スペーサ１０６は、約２５から１２５平方インチ（約１６１から８０６ｃｍ2）の、上部１０２または下部１１０と接触する表面積を有してよい。本発明の１つ以上の実施の形態において、スペーサ１０６は、高さ約１．５インチ（約３．８ｃｍ）、直径約３インチ（約７．６ｃｍ）の実質的に円柱形であってよい。本発明の１つ以上の実施の形態において、スペーサ１０６は、直径約２から６インチ（約５．１から１５ｃｍ）、直径約１から６インチ（約２．５から１５ｃｍ）であってよい。スペーサ１０６は円柱形である必要はなく、むしろ、上述した目的と機能に相反しない任意の適切な形状をとることができることに留意されたい。
【００１９】
空気／真空ライン１０８は孔１０４に連結される。重ねて、空気／真空ライン１０８は、図３に最もよく示されているように、各１０４に個別に取り付けられてよく、それらは２つ以上の孔１０４に働いても、２つ以上のライン１０８が同じ孔１０４に働いてもよい。空気／真空ライン１０８は、アセンブリ１００の上部１０２の上面１０１に、空気圧、減圧、またはそれらの組合せを提供するために用いられる。空気／真空ライン１０８の少なくともいくつか、潜在的には全てが、関連する孔１０４への圧力または真空の量が調節されるように個々に調節可能であってよい。このようにして、空気／真空ライン１０８は、上部１０２の上面１０１上の空気ベッドを制御するために集合的に用いられる。この空気ベッドは、基板を上部１０２の上に規定の（制御可能な）浮遊高さに浮遊させる。基板を上方に浮遊させる空気と、基板を下方に引っ張る減圧との組合せを制御することによって、基板全体に沿った圧力さえ維持される。空気圧と減圧との組合せは、基板を乾燥または硬化させるように機能してもよい。空気／真空ライン１０８は、ステンレス鋼またはプラスチックなどの材料から製造されてもよい。
【００２０】
アセンブリ１００の断面図である図５を参照すると、孔１０４が上部１０２の上面１０１から底面１０９まで延在している。本発明の１つ以上の実施の形態において、孔１０４は直径が約０．０３０から０．７５インチ（０．７６から１９ｍｍ）に及ぶ。図３に最もよく示されているように、孔１０４は、それらの配置が上部１０２の底面１０９上のスペーサ１０６の配列の邪魔しないような様式で配列されている。スペーサ１０６の配列と密度および孔１０４の配列と密度は、複数の空気供給ラインおよび真空ライン１０８が、孔１０４から、上部１０２と、下部１１０と、スペーサ１０６との間に形成された通路を通り、上部１０２と下部１１０との間からでるようになっている。特に、孔１０４は、下部１１０中には、すなわち下部を通っては延在しない。本発明はどのような動作理論にも限定されないが、孔１０４をアセンブリ１００の比較的薄い上部１０２に限定することにより、従来のアセンブリと比較して、より構造的に堅固なシステムが確実に形成されると考えられる。
【００２１】
本発明の１つ以上の実施の形態において、上部１０２は、少なくとも特定の区域において孔１０４の必要性をなくす、ガス透過性のその一部を少なくとも含む。そのようなガス透過性材料は、例えば、ペンシルベニア州、アストン所在のニュー・ウェイ・エア・ベアリングス社(NEW WAY AIR BEARINGS)から得られる。アセンブリ１００は上述したのと同じように機能し、上部１０２はスペーサ１０６により下部１１０上に支持されている。空気／真空ライン１０８は、上部１０２と下部１１０との間に配置されており、アセンブリ１００の上部１０２の上面に、空気圧、減圧、またはそれらの組合せを提供する。１つ以上の空気／真空ライン１０８が透過性部分に空気を供給してもよい。ある実施の形態において、別個の穴（関連するライン１０８に連通している）が、透過性部分を通して設けられて、上面１０１に真空を提供してもよい。
【００２２】
図６は、エアベアリングアセンブリ１００を組み立てる方法の流れ図である。工程６００で、エアベアリングアセンブリ１００の上部１０２と下部１１０が提供される。工程６０２で、孔１０４は、エアベアリングが上面１０１に生成されて、基板を浮遊させるのを確実にするように十分な密度で、上部１０２に開けられる。しかしながら、孔の密度は、孔１０４を邪魔せずに、上部１０２の底面に適切な数のスペーサ１０６が確実に配置されるように、十分に低い。スペーサ１０６の数と配列は（工程６０４）、上部１０２を、下部１１０上に配置されたときに実質的に平らに維持しなければならない。工程６０６で、空気供給ラインおよび真空ライン１０８が、上部１０２の周囲から、スペーサ１０６のそばを通り、孔１０４まで設けられる。特に、孔１０４の密度のスペーサ１０６の配列との関係は、十分な数のライン１０８を孔１０４に経由させる能力に追加の影響を有する。工程６０８で、アセンブリ１００の上部１０２は逆にされ、アセンブリの下部１１０上に配置される。
【００２３】
下部１１０は、スペーサ１０６を介して上部１０２に剛性と支持を与える。上部１０２、スペーサ１０６、および下部１１０は、上述したトゥルーストーン社から得られるものなどの、接着剤によって互いに接着すなわち結合してもよい。アセンブリ１００を構成するこの手法により、作業者は、かなり大型で扱いにくい下部１１０を操作する必要なく、上部１０２内に孔を形成し、スペーサ１０６およびライン１０８を適所に配置することなど都合よく行える。しかしながら、これらの部材がより薄い上部１０２に一度連結されたら、より容易に動かされる上部１０２を下部１１０上に配置することができる。
【００２４】
本発明の１つ以上の実施の形態は、改良型エアベアリングアセンブリを提供する。多数片アセンブリ１００は、グラナイトまたは類似の材料のより薄い上部１０２に多数の小径の孔を提供し、下部１１０は、アセンブリ１００の上面１０１に許容誤差の低い平面度を達成するために適切な剛性を与える。アセンブリ１００を２つの別個の片に分割することによって、アセンブリ１００の全厚に亘り、孔、例えば、空気孔および真空孔（１０４）を設ける必要性がなくなる。アセンブリ１００の上部１０２と下部１１０との間に戦略的に配置されたスペーサ１０６により、上部１０２の孔１０４に空気／真空ライン１０８を連結することができる。
【００２５】
本発明を特定の実施の形態について説明してきたが、これらの実施の形態は、本発明の原理や用途を単に例証するものであることが理解されよう。したがって、様々な改変が例示の実施の形態に行うことができ、他の構成も、添付の特許請求の範囲により定義された本発明の精神および範囲から逸脱せずに考えられることが理解されよう。
【符号の説明】
【００２６】
１００    アセンブリ
１０２    上部
１０４    孔
１０６    スペーサ
１０８    空気／真空ライン
１１０    下部
【図１】
2010510453.tif 000003
【図２】
2010510453.tif 000004
【図３】
2010510453.tif 000005
【図４】
2010510453.tif 000006
【図５】
2010510453.tif 000007
【図６】
2010510453.tif 000008
【国際調査報告】
2010510453.tif 000009
2010510453.tif 000010