(57)【要約】      （修正有）【課題】ガイドローラー等の機械的な案内機構を用いずに曲線的な走路に沿って浮上搬送し、搬送経路を周囲条件に合わせて柔軟に設定可能にするとともに、案内機構からの発塵及び案内機構と被搬送物との接触によるロスの発生等の歩留り低下の要因を除去する。【解決手段】多孔質材の走路１に空気供給路３から空気圧を供し上面及び両側面から一様に空気を出し、走路１に跨座したキャリヤー２の滑り面４と走路面との間に発生する空気の静圧でキャリヤー２を浮上させる。曲線走路に沿った浮上搬送を実現するため、キャリヤー滑り面４は、滑らかで走路表面の曲率に倣って柔軟に変形する部材、及び走路面に垂直方向の柔軟な変形が可能で且つ適度のバネ性を備えた部材を重ねて組み合せて構成する。搬送は搬送対象物９を搭載した搬送テーブル１１を前後から走路に沿い案内することにより、曲線走路に沿った非接触的な浮上搬送を実現する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び側面に静圧気体軸受機能を有する走路上を当該静圧軸受の作用により走路面から浮上し非接触的に移動することが可能なキャリヤーを用いることを特徴とする搬送方法において、当該キャリヤーは前記走路の上面と両側面に夫々対向する面を有し当該対向面と走路面との間に発生する気体の静圧によりキャリヤーに掛かる荷重を支え、且つ、前記の対抗面は走路表面の曲率に倣って柔軟に変形し得る機能を有することを特徴とし、走路上に適正な間隔で複数配置された前記キャリヤーの間を走路面に於けるキャリヤーの回転を許容する手段により連結することにより、曲率を有する走路でも、連結されたキャリヤーを走路に沿って非接触的且つ安定的に走行することを可能ならしめることを特徴とする、静圧浮上式搬送方法
【請求項２】
請求項１に記載の静圧浮上式搬送方法において、複数のキャリヤーを連結する前記の手段の一部として、被搬送物を搭載するための手段或いは走路面上に浮上する被搬送物自身を含むように構成することにより、被搬送物の移動方向を前記キャリヤーによって前後から案内しながら搬送することを特徴とする、静圧浮上式搬送方法
【請求項３】
上面及び側面に静圧気体軸受機能を有する走路上を当該静圧軸受の作用により走路面から浮上し非接触的に移動することが可能なキャリヤーを用いることを特徴とする搬送装置において、当該キャリヤーは前記走路の上面と両側面に夫々対向する面を有し当該対向面と走路面との間に発生する気体の静圧によりキャリヤーに掛かる荷重を支え、且つ、前記の対抗面を、滑らかで且つ走路表面の曲率に倣って柔軟に変形が可能な部材、及び走路面に垂直方向の柔軟な変形が可能で且つ適度のバネ性を備えた部材、とを重ねて構成することを特徴とする、静圧浮上式搬送装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、静圧気体軸受の機能を備えた走路により被搬送物を浮上搬送する技術に関し、当該走路が曲線の場合であっても、当該走路に沿って被搬送物を浮上搬送するのに好適な、搬送方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】例えば半導体シリコン集積回路基板、大型ガラス基板、或いは微細加工が必要な精密製品等の工業製品の製造工程においては、製造工程をクリーンな環境に保つため、発塵が無いクリーンな手段で搬送することが望まれている。その様な要望を実現する一方式として、被搬送物をエアにより静圧的に浮上させ、処理装置の間を非接触的に移動させる搬送方式がある。【０００３】従来、この様なエアによる浮上搬送方式は、例えば特許文献１、特許文献２に記載されているように、ガラス基板等の様に薄くて大型サイズの被搬送物を、静圧空気軸受の機能を備えた搬送路上に直接に載置し、搬送路に沿って流す方式が一般的であった。また搬送路の形態としては直線的な例が多く、曲線的な搬送経路の例は見られなかった。【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７６０９１公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００５−１５４０４０公報
【０００６】また一般的にエアにより浮上した被搬送物は浮遊して位置が定まらないため、特許文献１に記載されているように搬送路沿いにローラー等の機械的な案内機構を設置し、被搬送物の端部を連続して機械的に拘束する必要があった。【０００７】上記文献に一例を示したように、従来のエアによる浮上搬送方式には次の様な課題があり、これが、エアによる浮上搬送が有しているクリーンで且つ低コストの搬送という特長が、クリーン搬送を必要とする多くの分野で必ずしも十分に応用されない原因になっていた。これは低コストのクリーン搬送を実現する上で、解決すべき課題であった。
１．直線搬送路で搬送経路を構成しなければならず、搬送方向を変える場合にはロボット等の高価な方向転換装置が必要になり、搬送装置のコストが増加する。
２．搬送経路沿いに被搬送物の端部を案内する機構が必要になるため、搬送装置のコストが増加する。また、当該案内機構が被搬送物と接触するため、場合によっては案内機構に起因する発塵や接触部のロスのために、製造工程の歩留まりが低下する恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】本発明は上述の技術的な課題を解決し、エアによる浮上搬送方式の技術に関して、従来のエア浮上搬送方式では実現できない柔軟且つ低コストの搬送方式及び装置を提供するものであり、具体的には以下の目的を達成しようとするものである。
１．被搬送物を曲線的な走路に沿って浮上搬送することを可能とし、高価な搬送方向転換装置等を使わずに、搬送経路を周囲の条件に合わせて柔軟に設定できるようにすること。
２．エアにより浮上した被搬送物を、ガイドローラー等の機械的な案内機構を用いずに、走路に沿って非接触的に案内することにより、従来のエア浮上搬送方式では避けることが困難であった、案内機構からの発塵、及び案内機構と被搬送物との接触によるロスの発生等の歩留り低下の要因を除去すること。
【課題を解決するための手段】
【０００９】上記の課題を解決するため、本発明では走路の上面の他に両側面に静圧気体軸受の機能を備えた走路を用い、当該走路の上面及び両側面と対向する面を有するキャリヤーを走路に乗せ、走路の各面とキャリヤーの対向面との間に気体の静圧を発生する様に適宜構成した。これにより、キャリヤーは走路上面との対向面に発生する静圧で垂直荷重に抗して浮上し、走路両側面との対向面に発生する静圧により非接触的に横荷重を支え、その結果、走路に沿って走路から逸脱することなしに非接触的に移動することが可能になった。この場合に走路が備える静圧気体軸受の構造は、走路面にポケットとランド部を有する離散型の構造でもよいし、或いは多孔質の素材を用いた分布型の構造でもよい。また走路は側面が外側になる構造でもよいし内側になる溝構造でもよい。またキャリヤーの構造も走路の構造に合わせて跨座式或いは溝によりガイドされる方式等、適宜な構造を採ることは言うまでもない。但しこれ等の事項は本発明を構成する基本的な要素ではあるが、これ等のみでは本発明の目的である曲線的な走路に沿った非接触的な浮上搬送を実現することは困難である。【００１０】曲線的な走路に沿った非接触的な浮上搬送を実現するためには、キャリヤーは曲率を持つ走路の側面との間に常にエアの静圧を維持しなければならず、そのためには走路の両側面と対向するキャリヤーの面は、曲率を変化させる走路側面に応じて自分自身の曲率を柔軟に変化させることができなければならない。それにより常に対向する面間にエアの静圧を維持することが可能になり、曲線走路に沿った非接触的な移動が可能になる。本発明では以下に説明する手段を採用することにより、この様な技術的な要請を実現した。【００１１】走路の側面の曲率変化に対応するため、当該側面に対向するキャリヤー側の面は、滑らかで且つ走路表面の曲率に倣って柔軟に変形が可能な部材、及び走路面に垂直方向の柔軟な変形が可能で且つ適度のバネ性を備えた部材、を重ねて組み合せた滑り面により構成されている。しかし前記走路の側面の曲率変化に対応する滑り面の変形量を少なくするため、前記キャリヤー側面の滑り面の移動方向長さは、走路幅の半分以下であることが望ましい。しかし当該移動方向長さを走路幅に較べて短くすると、走路の曲率に対するキャリヤーの追随性は良くなるが、反面で、キャリヤー自身の走行方向の安定性が悪くなるという問題を惹起する。このため本発明に於いては、以下に説明するように単独キャリヤーではなく複数キャリヤーを組み合わせて用いることにより、本発明の目的である、曲線的な走路に沿った非接触的な浮上搬送を効果的に実現した。【００１２】静圧気体軸受け機能を備えた走路上でエア浮上させることが可能な被搬送物を曲線走路に沿って搬送する場合には、２台のキャリヤーを用いて被搬送物の前後を把持し、曲線走路に沿って被搬送物を案内することにより、効果的に搬送することが可能である。このような機能を果たすキャリヤーのことを、以下では便宜上案内キャリヤーと称する。【００１３】例えば前記特許文献１または２に例示するような大型ガラス基板を浮上搬送する場合には、被搬送物であるガラス基板を、従来同様に、走路上に載置し、その前後に本発明に関わる案内キャリヤーを配置する。但し当該案内キャリヤーには、水平面内で自由に旋回可能なアームが取付けられており、当該アームの先端に設けた適切な構造のハンドで前期ガラス基板の前後の両側端面を軽く把持することにより、浮上搬送の被搬送物である前記ガラス基板の進行方向を案内し、搬送中に走路から逸脱することを防止する。また前記のアーム先端ハンドは当然のことながらガラス基板寸法に合わせた構造の物を用意する必要があり、大型ガラス基板の場合には、ハンド部分の重量が大きくなる場合がある。その場合には、ハンド部分の構造を走路面上で浮上可能な構造にすることにより、前記のアームに掛かるハンド部分の重量を除いて効果的にガラス基板を案内し搬送することができる。【００１４】次に、走路上でエア浮上させることが出来ない被搬送物を曲線走路に沿って浮上搬送する場合には、被搬送物を然るべき搬送容器に格納し、複数の本発明に関わるキャリヤーを用いて当該搬送容器を適切な手段で搭載し、搬送する。このような機能を果たすキャリヤーの場合は被搬送物等の重量を受けるので、走路上面に接する滑り面の面積を、前記の案内キャリヤーより大きくする必要がある。以下ではこの種のキャリヤーのことを、前記案内キャリヤーと区別する意味で、便宜上搬送キャリヤーと称する。【００１５】例えば半導体集積回路の製造工程で半導体基板をカセットに入れて搬送する場合がある。一般にカセットは走路上に直接的に載置しても浮上しないので、別途カセットを搭載する搬送台を用意し、当該搬送台を複数の搬送キャリヤーが担ぐことによりカセットを効果的に搬送することができる。この場合は搬送キャリヤーと前記搬送台は水平面内で回転自在の待遇により結合されており、例えて言えば搬送キャリヤーと前記搬送台とは鉄道車両のボギー台車と車体のような関係にある。【００１６】また、走路上でエア浮上させることが出来ない被搬送物を曲線走路に沿って搬送する他の一方法として、被搬送物を走路上のエア浮上テーブルに載せ、当該浮上テーブルの前後に本発明に関わる案内キャリヤーを配置し、案内キャリヤーに取付けられた水平面内で自由に旋回可能なアームの先端を前記浮上テーブルと連結することにより、前記浮上テーブルを曲線的な走路に沿って走路から逸脱することなく案内し搬送することが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】以上述べたように、本発明によれば曲線の走路に沿った非接触的な浮上搬送が可能になるので、以下の効果を期待出来る。
１．曲線搬送路を用いて被搬送物をエア浮上搬送することができる。このため周囲の条件に合わせて搬送路を柔軟に設定でき、ロボット等の高価な搬送方向転換装置を使わずに、エアによる浮上搬送が持っているクリーンで且つ低コストの搬送という特長を、発揮することができる。
２．走路上でエア浮上したガラス等の被搬送物を、ガイドローラー等の機械的な案内機構を用いずに非接触的に走路に沿って案内することにより、従来のガラス等のエア浮上搬送では避けることが困難であった案内機構からの発塵、及び案内機構と被搬送物との接触によるロスの発生等の歩留り低下要因を除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】以下本発明にかかる実施形態を図面により説明する。図１に１例として矩形断面の走路１と跨座式キャリヤー２の組合せを示す。また図２に走路１とキャリヤー２の関係を断面図により示す。図示例では、走路１は一様な気孔率の多孔質材で作られており、空気通路３に所定の空気圧を加えることにより、走路１の上面１ａ及び側面１ｂから、空気が一様に放出される。走路上面１ａ及び側面１ｂと接するキャリヤー２の各面には、滑らかで且つ走路表面の曲率に倣って柔軟に変形が可能な部材４ａと走路面に垂直方向の柔軟な変形が可能で且つ適度のバネ性を備えた部材４ｂとを重ねた構造の滑り面４が、夫々具備されている。当該滑り面４は、例えば摩擦係数を減ずる表面処理を施し鏡面仕上げをした金属の薄板等を部材４ａに、適切な弾性を備えたスポンジ物質等を部材４ｂに用いることにより、効果的に実現することが可能である。【００１９】図３に矩形断面の曲線走路５とキャリヤー２の組合せを示す。曲線走路５は直線の走路１と同じ構造であるが、走路側面が曲率を持つ点が異なっている。曲線の浮上搬送路は図４に一例を示すように、直線走路１、曲線走路５等をモジュールとして連結することにより容易に構成することが出来る。図４はＳ字状浮上搬送路の例である。【００２０】図５に曲線走路５の側面５ｂとキャリヤー２の滑り面４が接している状況を模式的に示す。図に於いて滑り面４の構成部材４ａと４ｂは曲線走路５の側面５ｂの曲率に倣って変形し、同時に部材４ｂの持つバネ効果により、部材４ａは側面５ｂに対して押付けられている。曲線走路５に空気圧が供給されていない状態では、部材４ａと側面５ｂは接触しているが、当該走路に所定の空気圧が供されると、側面５ｂから一様に空気が放出され部材４ａとの間に静圧空気軸受けが構成されるので、滑り面４は側面５ｂから浮上し、側面５ｂの曲率に倣って非接触的に移動することが可能になる。なお滑り面４に掛かる荷重が前記の静圧空気軸受けの負荷容量を超える場合には、当然のことながら、浮上は出来ない。【００２１】図６に、板ガラスに代表される浮上可能な搬送対象物６を２台のキャリヤー２により前後を把持して浮上搬送する状況を示す。当該搬送対象物６はキャリヤー２に取り付けられた水平面内で旋回自在のアーム７の先に取り付けられた把持装置８により前後の端部を把持され、走路に沿って前記キャリヤー２により前後を案内されながら浮上搬送される。その場合にキャリヤー２も浮上しているので、キャリヤーの駆動方法としては、走路の勾配を利用する重力方式やキャリヤー側面に永久磁石（図示せず）を取り付けリニアーモーターの原理で駆動する方式等が望ましい。【００２２】図７に、それ自身は浮上出来ない搬送対象物９を浮上搬送する一例として、搬送対象物９を搬送台１０に載せ、当該搬送台１０を２台のキャリヤー２で担ぐ方式を示す。この方式に於ける搬送台１０とキャリヤー２の関係は、鉄道車両の車体とボギー台車の関係に類似している。即ち前記搬送台１０は、キャリヤー２と軸１０ａにより回転対偶で結合されているので曲線走路に沿って自由に移動することが出来る。なお、この場合にはキャリヤー２に張出し部２ａを設け、走路上面に接する滑り面の面積を増やして搬送対象物の荷重に対する搬送能力を高めることが望ましい。【００２３】図８に、それ自身は浮上出来ない搬送対象物９を浮上搬送する他の一例として、浮上式の搬送テーブル１１に搬送対象物９載せる例を示す。当該搬送テーブル１１は搬送対象物９を載せて前後をキャリヤー２で案内され走路に沿って浮上搬送される。搬送テーブル１１は図６に於ける搬送対象物６に相当し、走路上面に接する搬送テーブル１１の底面は静圧軸受機能を発揮するために平滑面でなければならない。或いは、キャリヤー２の滑り面と類似の滑り面を前記搬送テーブルの底面に設けることも効果的である。【００２４】図１から図８までは矩形断面の走路と跨座式キャリヤーを例に用いて説明したが、走路とキャリヤーの構造としては、溝方式の走路と溝に嵌る方式のキャリヤー等、本発明の範囲内で各種の構造が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２４】本発明の方法及び装置は、各種のガラス基板を浮上搬送する用途、或いは半導体ウェハーをカセットに入れて搬送する用途等の、クリーン搬送を要する用途に用いて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】矩形断面の直線走路に跨座式のキャリヤーを組み合わせた状態を示す。
【図２】走路とキャリヤーの接触状態を断面で示す。
【図３】曲線走路にキャリヤーを組み合わせた状態を示す。
【図４】Ｓ字状の曲線浮上搬送路を示す。
【図５】曲線搬送路の側面とキャリヤーの接触状態を断面で示す。
【図６】案内キャリヤーで板ガラスを曲線搬送路に沿って浮上搬送する状況を示す。
【図７】搬送台に搭載した物を搬送キャリヤーで曲線走路に沿って浮上搬送する状況を示す。
【図８】搬送テーブルに搭載した物を案内キャリヤーで曲線走路に沿って浮上搬送する状況を示す。
【符号の説明】
【００２６】１    多孔質材で作られた直線走路モジュール
１ａ  走路の上面
１ｂ  走路の側面
２    キャリヤー
２ａ  キャリヤーの張出し部
３    多孔質走路への空気圧供給路
４    走路と接するキャリヤーの滑り面
４ａ  滑らかで且つ走路表面の曲率に倣って柔軟に変形が可能な部材であり、滑り面４の表面で走路と接する。
４ｂ  走路面に垂直方向の柔軟な変形が可能で、且つ適度のバネ性を備えた部材であり、走路面の曲率を吸収して部材４ａを走路面に一様に押付ける。
５    多孔質材で作られた曲線走路モジュール
５ｂ  曲線走路５の側面
６    板ガラスに代表される浮上可能な搬送対象物
７    水平面内で旋回自在のアーム
８    板ガラス端部の把持装置
９    カセット等の走路上で浮上しない搬送対象物
１０  搬送台
１０ａ搬送台とキャリヤーの回転対偶軸
１１  走路上で浮上する搬送テーブル
【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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