(57)【要約】【課題】ピストンが高速に移動する吸着装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、シリンダ１０６と、シリンダ１０６の内部を第１室（第１シリンダ室１０４）と第２室（第２シリンダ室１０５）とに分けると共に第１室と第２室との圧力差によって移動するピストン１０７と、ピストン１０７に配置されると共に第１室内を通ってシリンダ１０６の外部に突出するシリンダロッド１０８と、シリンダ１０６の外部でシリンダロッド１０８に設置され、かつ、シリンダ１０６の外部の雰囲気に開放された開口部（吸着パッド室１０９）を有する吸着パッド１０２と、第１室内と開口部とを連通させる第１流路１１０と、第２室内と開口部とを連通させる第２流路１１１と、第１室内の気体を第３流路１０３を介して吸引するポンプ１１３と、を備える吸着装置を提供する。【選択図】図１
2013223914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダの内部を第１室と第２室とに分けると共に前記第１室と前記第２室との圧力差によって移動するピストンと、
一端が前記ピストンに連結されると共に他端が前記第１室内を通って前記シリンダの外部に突出するシリンダロッドと、
前記シリンダロッドの前記他端に設置され、かつ、前記シリンダの外部の雰囲気に開放された開口部を有する吸着パッドと、
前記第１室内の気体を吸引するポンプと、を備え、
前記第１室内と前記開口部とは、第１流路で連通され、
前記第２室内と前記開口部とは、第２流路で連通され、
前記ポンプは、第３流路を介して前記第１室内の気体を吸引する、吸着装置。
【請求項２】
前記第１流路の内径よりも前記第２流路の内径が小さい請求項１に記載の吸着装置。
【請求項３】
前記シリンダの外部において、前記シリンダと前記吸着パッドとをつなぐ第１流路用配管を更に備え、
前記第１流路は、前記第１流路用配管内に位置する、請求項１又は２に記載の吸着装置。
【請求項４】
前記シリンダの外部において、前記シリンダと前記吸着パッドとをつなぐ第２流路用配管を更に備え、
前記第２流路は、前記第２流路配管内に位置する、請求項１〜３のいずれかに記載の吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被吸着物を吸着するための吸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被吸着物１１０１を吸着する機能を備えた従来の吸着装置が特許文献１に記されている。
【０００３】
図８に示すように、従来の吸着装置は、シリンダ１１０６内を進退するピストン１１０７と、ピストン１１０７と一体となって動くシリンダロッド１１０８とを備える。ピストン１１０７で区切られるシリンダ１１０６内の空間のうち、シリンダロッド１１０８に近い側を第１シリンダ室１１０４と呼び、他方を第２シリンダ室１１０５と呼ぶ。シリンダロッド１１０８の外端には吸着パッド１１０２を備え、シリンダロッド１１０８の内部には第２流路１１１１が形成されている。第２シリンダ室１１０５と吸着パッド１１０２は、この第２流路１１１１を通じて接続されている。また、第１シリンダ室１１０４と第２流路１１１１は、第２流路１１１１とは直交する方向にシリンダロッド１１０８の内部に形成された孔１８０１により接続されている。第１シリンダ室１１０４のピストン１１０７から遠い部分に、第１シリンダ室１１０４に接続された第３流路１１０３が連結されている。
【０００４】
このような機構を用いれば、第１シリンダ室１１０４内の気体を第３流路１１０３から排気した場合、第１シリンダ室１１０４の内圧が下がるため、ピストン１１０７が被吸着物１１０１の方向へ移動する。この移動により吸着パッド１１０２が被吸着物１１０１に接触すると、この被吸着物１１０１により、吸着パッド１１０２の凹部と被吸着物１１０１とで構成される吸着パッド室１１０９の気密が保たれる。
【０００５】
また、吸着パッド室１１０９内の気体は、第２流路１１１１と孔１８０１とを通して第１シリンダ室１１０４に流入する。吸着パッド室１１０９内の気密が保たれていると、吸着パッド室１１０９内の気体が減少して、吸着パッド室１１０９内の圧力が低下し、これに伴って、被吸着物１１０１が吸着パッド１１０２に吸着される。なお、第１位置１８０４、第２位置１８０３、第３位置１８０２は、従来の吸着装置における特定の位置を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２５２３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ピストン１１０７を移動させる駆動力は、第１シリンダ室１１０４と第２シリンダ室１１０５の圧力差によって発生する。この圧力差が大きい程、駆動力は大きくなり、ピストン１１０７は高速に移動する。
【０００８】
しかしながら、図８に示した従来の吸着装置の構造では、第１シリンダ室１１０４の圧力を低下させると、孔１８０１と第２流路１１１１との影響で第２シリンダ室１１０５の圧力も低下する。このため、第１シリンダ室１１０４と第２シリンダ室１１０５の圧力差を大きくできず、ピストン１１０７を移動させる駆動力が減少する。すなわち、従来の吸着装置には、ピストン１１０７の移動する速度が遅いという課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、前記の課題を解決するもので、従来の吸着装置よりもピストンを高速に移動させることが可能な吸着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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、シリンダと、
前記シリンダの内部を第１室と第２室とに分けると共に前記第１室と前記第２室との圧力差によって移動するピストンと、
一端が前記ピストンに連結されると共に他端が前記第１室内を通って前記シリンダの外部に突出するシリンダロッドと、
前記シリンダロッドの前記他端に設置され、かつ、前記シリンダの外部の雰囲気に開放された開口部を有する吸着パッドと、
前記第１室内の気体を吸引するポンプと、を備え、
前記第１室内と前記開口部とは、第１流路で連通され、
前記第２室内と前記開口部とは、第２流路で連通され、
前記ポンプは、第３流路を介して前記第１室内の気体を吸引する、吸着装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように流路を配置することで、従来の吸着装置に比べて、本発明は、ピストンの移動速度を速めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸着装置の模式図
【図２】第１実施形態に係る吸着装置のキャッチ動作の前の図
【図３】第１実施形態に係る吸着装置のキャッチ動作の直後の図
【図４】従来のシリンダ内の位置と圧力の関係のグラフを示す図
【図５】第１実施形態のシリンダ内の位置と圧力の関係のグラフを示す図
【図６】第１実施形態の第１変形例に係る吸着装置の模式図
【図７】第１実施形態の第２変形例に係る吸着装置の模式図
【図８】従来の吸着装置の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る吸着装置１００の構造を模式的に表すと図１になる。
【００１５】
第１実施形態に係る吸着装置１００は、円筒又は角筒形状のシリンダ１０６と、ピストン１０７と、シリンダロッド１０８と、吸着パッド１０２を備える。
【００１６】
ピストン１０７は、このシリンダ１０６内に設置され、シリンダ１０６内で進退する。
【００１７】
シリンダロッド１０８は、内端がピストン１０７の中心部に連結されてピストン１０７と一体となって進退し、ピストン１０７の動きをシリンダ１０６の外部へ伝達する。
【００１８】
吸着パッド１０２は、シリンダロッド１０８の外端に固定されて、シリンダロッド１０８の動きに応じて移動する。吸着パッド１０２は、その断面が凹部形状をなして、窪み状の開口部が形成されている。この窪み状の開口部を吸着パッド室１０９と呼ぶ。吸着パッド１０２は、その端縁部が被吸着物１０１に接触することで吸着パッド室１０９が気密を保つ構造になっており、この気密構造により、被吸着物１０１を吸着パッド１０２に吸着する。なお、吸着パッド室１０９は、吸着パッド１０２が被吸着物１０１に接触しない状態では、シリンダ１０６の外部の雰囲気に開放されている。
【００１９】
被吸着物１０１は、ガラスパネル、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、半導体ウェハ、又は、太陽電池などの基板である。
【００２０】
シリンダ１０６をピストン１０７で隔てて、２つの空間を形成している。２つの空間のうち、シリンダロッド１０８に近い側を第１シリンダ室１０４（第１室）と呼び、遠い側を第２シリンダ室１０５（第２室）と呼ぶ。シリンダロッド１０８には、一端が吸着パッド室１０９に開口し、他端がピストン１０７の近傍で直角に屈曲して第１シリンダ室１０４に開口するように、シリンダロッド１０８の軸方向に内部に第１流路１１０が形成されている。よって、吸着パッド室１０９と第１シリンダ室１０４は、第１流路１１０によって連通されている。さらに、シリンダロッド１０８には、一端が吸着パッド室１０９側に開口し、他端がピストン１０７の第２シリンダ室１０５側に開口するように、シリンダロッド１０８の軸方向に沿って内部に第２流路１１１が形成されている。よって、吸着パッド室１０９と第２シリンダ室１０５とは、第２流路１１１によって連通されている。つまり、第２シリンダ室１０５は、第２流路１１１と吸着パッド室１０９とを介して外気と連通している。
【００２１】
また、第１シリンダ室１０４のピストン１０７から遠い部分（シリンダ１０６の上面）に、第１シリンダ室１０４に接続された第３流路用配管１０３Ｐが連結されて、第３流路用配管１０３Ｐ内に第３流路１０３が形成されている。第３流路１０３はその先端が二股に分岐している。第１シリンダ室１０４は、第３流路１０３の一方の分岐流路と第１バルブ１１２を介して第１ポンプ１１３に接続されているとともに、第３流路１０３の他方の分岐流路と第２バルブ１１４を介して第２ポンプ１１５に接続されている。第１バルブ１１２と第２バルブ１１４との開閉動作は、それぞれ、制御部２００により独立して動作制御される。吸着装置１００の周囲は、図１に点線で示すように、隔壁１１６が備えられる場合がある。この隔壁１１６の内部の空間の雰囲気の圧力を圧力Ｐ０とする。なお、隔壁１１６が存在せず、吸着装置１００が大気中に置かれている場合、シリンダ１０６の外部の雰囲気は大気となり、その雰囲気の圧力Ｐ０は大気圧である。
【００２２】
第１ポンプ１１３は、吸引によって圧力Ｐ０よりも低い圧力Ｐ２を、第３流路１０３を介して第１シリンダ室１０４内に発生させる手段である。また、第２ポンプ１１５は、ブロー（吹き付け）によって、圧力Ｐ０よりも高い圧力Ｐ１を、第３流路１０３を介して第１シリンダ室１０４内に発生させる手段である。なお、第１位置１１８と、第３位置１１７と、第４位置１１９とは、吸着装置１００における特定の位置を示す。
【００２３】
なお、ピストン１０７とシリンダロッド１０８とは必ずしも直接結合されていなくともよく、磁力などを用いることで一体として進退させてもよい。また、シリンダロッド１０８と吸着パッド１０２とは必ずしも剛結合されていなくてもよく、たとえばリンク機構又はくさび機構など、シリンダロッド１０８の動きに応じて移動する機構であればよい。また、圧力調整ができるポンプを使用して、第１ポンプ１１３および第２ポンプ１１５を１台のポンプにまとめてもよい。
【００２４】
以下、前記構成の吸着装置１００の動作を説明する。吸着装置１００は、キャッチ動作とリリース動作との２つの動作を行う。
【００２５】
キャッチ動作とは、所定の位置にセットされた被吸着物１０１へ向かって吸着パッド１０２を移動させ、吸着パッド１０２が被吸着物１０１に接触した後、被吸着物１０１を吸着パッド１０２で吸着しつつ、吸着パッド１０２の移動を停止させる動作をいう。
【００２６】
リリース動作とは、吸着パッド１０２による被吸着物１０１の吸着を解除した後、吸着パッド１０２を待機位置へ向けて移動させる動作をいう。待機位置とは、図２に示すように、ピストン１０７が第２シリンダ室１０５の下限位置まで下降してシリンダ１０６の底面にピストン１０７が接触しているときの位置のことを指す。
【００２７】
まず、キャッチ動作について説明する。初期状態として、図２の状態を考える。
【００２８】
ここでは、吸着装置１００は、圧力Ｐ０の雰囲気下に配置されているとする。第１バルブ１１２は制御部２００の制御により閉じており、第２バルブ１１４は制御部２００の制御により開いている。このため、第１シリンダ室１０４と第１ポンプ１１３との接続を遮断して、第１シリンダ室１０４は第２ポンプ１１５と接続されている。この第２ポンプ１１５のブロー作用により、第１シリンダ室１０４の圧力は、圧力Ｐ０よりも高い圧力Ｐ１となる。一方、第２シリンダ室１０５の圧力は、第２流路１１１によって圧力Ｐ０の雰囲気下へ開放されているため、圧力Ｐ０である。よって、第１シリンダ室１０４の圧力Ｐ１＞第２シリンダ室１０５の圧力Ｐ０であるため、ピストン１０７は第２シリンダ室１０５の方向へ力を受けて移動する（図２の紙面の下方向に移動する）。そのため、ピストン１０７は、第２シリンダ室１０５の壁すなわちシリンダ１０６の底面に押し当たった状態で静止する。
【００２９】
この図２の状態からキャッチ動作を開始する。キャッチ動作を開始するタイミングは、制御部２００により制御する。第２バルブ１１４を制御部２００の制御により閉じ、第１バルブ１１２を制御部２００の制御により開ける。このように動作制御することによって、第１シリンダ室１０４と第１ポンプ１１３を接続し、第１シリンダ室１０４と第２ポンプ１１５との接続を遮断し、第１ポンプ１１３の吸引により第１シリンダ室１０４の圧力を低下させる。これにより、第１シリンダ室１０４の圧力は圧力Ｐ０から圧力Ｐ２になる。一方、第２流路１１１によって第２シリンダ室１０５は圧力Ｐ０の雰囲気と連通されているため、第２シリンダ室１０５の圧力は圧力Ｐ０である。よって、第１シリンダ室１０４の圧力Ｐ２＜第２シリンダ室１０５の圧力Ｐ０であるから、第１シリンダ室１０４と第２シリンダ室１０５との圧力差によって、ピストン１０７は第１シリンダ室１０４の方向へ力を受けて移動する。この移動がシリンダロッド１０８を介し、吸着パッド１０２を被吸着物１０１へ近づける。
【００３０】
その後、吸着パッド１０２が被吸着物１０１へ接触する。なお、被吸着物１０１に対して吸着パッド１０２とピストン１０７とシリンダロッド１０８とを十分に軽く設計すれば、これらの慣性力は無視でき、ピストン１０７は吸着パッド１０２が被吸着物１０１に接触した位置で停止する。
【００３１】
このときの様子を図３に示す。吸着パッド室１０９は吸着パッド１０２の断面凹部形状と被吸着物１０１とによって気密に保たれるため、吸着パッド室１０９を介して、第１流路１１０と第２流路１１１とが接続される。この結果、第２シリンダ室１０５は、第２流路１１１と、吸着パッド室１０９と、第１流路１１０とを通じて、第１シリンダ室１０４と接続される。このため、吸着パッド室１０９と第２シリンダ室１０５とに存在する気体も第１ポンプ１１３に吸引されて、吸着パッド室１０９と第２シリンダ室１０５との圧力は、圧力Ｐ０から圧力Ｐ２へ変化する。こうして第１シリンダ室１０４と第２シリンダ室１０５との圧力差が無くなり、ピストン１０７の駆動力は失われる。このピストン１０７が停止した位置を、つりあいの位置とする。
【００３２】
また、吸着パッド室１０９の圧力が圧力Ｐ０より低い圧力Ｐ２であることにより、被吸着物１０１は吸着パッド１０２に吸着保持される。なお、このとき発生する吸着力よりも、吸着パッド１０２とピストン１０７とシリンダロッド１０８との重さによって発生する重力が小さくなるように、吸着パッド１０２とピストン１０７とシリンダロッド１０８を設計する。
【００３３】
以上がキャッチ動作の説明である。次に、リリース動作について説明する。
【００３４】
キャッチ動作の経過時間が所定時間を越えたことを制御部２００で検出するなどして、キャッチ動作が完了した状態を制御部２００により検出する。すると、図３の状態から、制御部２００の制御により第１バルブ１１２を閉じるとともに第２バルブ１１４を開ける。このように動作制御することによって、第１シリンダ室１０４と第１ポンプ１１３とを遮断し、第１シリンダ室１０４と第２ポンプ１１５とを接続し、第２ポンプ１１５により第１シリンダ室１０４の圧力を上昇させる。すると、第１シリンダ室１０４の圧力が第２シリンダ室１０５の圧力Ｐ２より大きくなると、第１シリンダ室１０４と第２シリンダ室１０５との間に圧力差が生じ、ピストン１０７が第２シリンダ室１０５の方向（図３の紙面下方）へ移動する。このとき、第１流路１１０を通じて接続されている吸着パッド室１０９の圧力も上がる。その結果、吸着パッド１０２による被吸着物１０１の吸着が解除され、吸着パッド１０２は気密構造が失われる。これにより、第２流路１１１は隔壁１１６内の空間に開放された状態となり、この第２流路１１１と連通する第２シリンダ室１０５の圧力は圧力Ｐ０となる。
【００３５】
第１シリンダ室１０４の圧力は、第２ポンプ１１５からのブロー動作により圧力Ｐ０を超えて圧力Ｐ１まで上昇する。すると、第１シリンダ室１０４の圧力Ｐ１＞第２シリンダ室１０５の圧力Ｐ０であるため、ピストン１０７は図２の状態に戻るまで、第２シリンダ室１０５の方向へ動く。
【００３６】
以上が、リリース動作の説明である。
【００３７】
なお、第３流路１０３の内径は第１流路１１０の内径よりも大きい方が望ましい。なぜならば、キャッチ動作を行う際、第３流路１０３の内径が第１流路１１０の内径よりも小さいと、第１ポンプ１１３によって第３流路１０３から吸引した気体の量と同量かそれ以上の気体の量を第１流路１１０から吸引してしまう場合があるからである。これでは、第１シリンダ室１０４内で低下する圧力の量が小さくなり、第１シリンダ室１０４と第２シリンダ室１０５の圧力差が少なく、ピストン１０７の移動速度が遅くなってしまう。一例として、第３流路１０３の内径を１０ｍｍとし、第１流路１１０の内径を２ｍｍとする。また、一例として、第３流路１０３の内径の５分の１以下に第１流路１１０の内径を設定すると、キャッチ動作時に、ピストン１０７の移動速度を高速に保つことができる。なお、製造上の観点から、第３流路１０３の内径の１００分の１以上に第１流路１１０の内径を設定することが好ましい。
【００３８】
また、第２流路１１１の内径は可能な限り第１流路１１０の内径よりも大きい方が望ましい。なぜならば、キャッチ動作が完了した直後、第２シリンダ室１０５の圧力は圧力Ｐ０から圧力Ｐ２へ変化するが、第２流路１１１の内径が大きいほど、この圧力変化が早く行われるためである。一例として、第２流路１１１の内径を１０ｍｍとする。なお、圧力変化を素早く生じさせるために、第２流路１１１の内径を、第１流路１１０の内径の１．１倍以上にすることが好ましい。
【００３９】
ここで、従来例の課題について図８と図４とを用いて説明する。キャッチ動作において、図８の第１シリンダ室１１０４の圧力を圧力Ｐ０から圧力Ｐ２(ただし、Ｐ２＜Ｐ０）へ変化させると、第３位置１８０２から第２位置１８０３を通って第１位置１８０４へ向かう流れが生じる。この流れによって第２流路１１１１内に発生する圧力損失（圧損）のため、第２シリンダ室１１０５の圧力が圧力Ｐ０よりも低下した圧力Ｐ３となる。このとき、第１位置１８０４から孔１８０１及び第２流路１１１１に沿って第３位置１８０２に至る経路中の圧力分布のモデルを示したものを図４に示す。図４は、横軸に第３位置１８０２に至るまでの経路中における第１位置１８０４からの距離を示し、縦軸に圧力を示す。図８のピストン１１０７の駆動力となる第１シリンダ室１１０４と第２シリンダ室１１０５の圧力差は図４のようにＰ３−Ｐ２である。
【００４０】
一方、第１実施形態に係る図１の吸着装置１００におけるキャッチ時の圧力分布について説明する。従来と同様に第１シリンダ室１０４の圧力を圧力Ｐ０から圧力Ｐ２へ変化させると、第３位置１１７から第１位置１１８へ向かう流れが生じる。しかし、第１シリンダ室１０４と第２シリンダ室１０５とは連通されておらず、第２流路１１１でシリンダ１０６の外部の雰囲気と連通する第２シリンダ室１０５内の圧力は、圧力Ｐ０のままである。このとき、第１位置１１８から第１流路１１０を通り、第３位置１１７を経由して第２流路１１１を通り第４位置１１９に至る経路中の圧力分布のモデルを示したものが図５である。図５は、横軸に第４位置１１９までの経路中における第１位置１１８からの距離を示し、縦軸に圧力を示す。図１の吸着装置１００でピストン１０７の駆動力となる第１シリンダ室１０４と第２シリンダ室１０５との圧力差は、図５のようにＰ０−Ｐ２となる。そのため、第１実施形態に係る吸着装置１００の構造を用いると、図８の従来の吸着装置よりも圧力差が大きくなるため、ピストン１０７の移動速度を速くすることが可能である。
【００４１】
ここで、吸着装置１００によれば、図８の従来の吸着装置と比較して、どの程度、吸着パッド１０２の移動速度を速められるか、具体的な数値を用いて説明する。
【００４２】
まず、図８の従来の吸着装置において、第１シリンダ室１１０４と第２シリンダ室１１０５と圧力の関係について説明する。
【００４３】
想定する具体的な数値を下記の通りとする。図８の孔１８０１の長さと径とはそれぞれ１［ｍｍ］ずつとし、第２流路１１１１の長さと径とはそれぞれ１０［ｍｍ］と２［ｍｍ］とする。そして、吸着パッド１１０２の表面積と第１シリンダ室１１０４の下面の表面積と第２シリンダ室１１０５の上面の表面積とをそれぞれ４π［ｍｍ２］、１２π［ｍｍ２］、１６π［ｍｍ２］とする。
【００４４】
また、第２流路１１１１の長さと内径と管摩擦係数と流速とをそれぞれＬｂ、Ｄｂ、λｂ、Ｖｂとし、孔１８０１の長さと内径と管摩擦係数と流速とをそれぞれＬｈ、Ｄｈ、λｈ、Ｖｈとし、また流体密度をρとし、重力加速度をｇとする。
【００４５】
図８の従来の吸着装置において、キャッチ動作時においてピストン１１０７が上昇する際の第２流路１１１１と、孔１８０１と、第２流路１１１１と孔１８０１との交点とでそれぞれ発生する圧損ΔＰｂ、ΔＰｃ、ΔＰｈは次の式（１）〜（３）で表せる。
【００４６】
【数１】
2013223914.tif 000003
【００４７】
【数２】
2013223914.tif 000004
【００４８】
【数３】
2013223914.tif 000005
また、一般的に、管内が層流であれば管摩擦係数λはその管の内径ｄを用いると次の式（４）で表せる。
【００４９】
【数４】
2013223914.tif 000006
ここで、管内が層流であるとすると、それぞれの圧損は具体値を代入するとＶｈを用いて以下の式（５）〜（７）のように表せる。
【００５０】
【数５】
2013223914.tif 000007
【００５１】
【数６】
2013223914.tif 000008
【００５２】
【数７】
2013223914.tif 000009
吸着パッド室１１０９と第１シリンダ室１１０４間での圧力差をΔＰとおくと、ΔＰｂは以下の式（８）のように表せる。
【００５３】
【数８】
2013223914.tif 000010
このとき、第１シリンダ室１１０４の圧力が−１００［ｋＰａ］（＝Ｐ２）になっていたとし、吸着パッド室１１０９の圧力を簡単のため０［ｋＰａ］（＝Ｐ０）とすると、
ΔＰ＝−１００［ｋＰａ］−０［ｋＰａ］＝−１００［ｋＰａ］    ・・・式（９）
である。第２流路１１１１では式（８）より２５％の圧損が発生するため、第２シリンダ室１１０５の圧力Ｐ３は、式（１０）となる。
【００５４】
【数９】
2013223914.tif 000011
このように、図８の従来の吸着装置では、第２シリンダ室１１０５の圧力が低下していることがわかる。よって、式（１０）から、第１シリンダ室１１０４と第２シリンダ室１１０５との圧力差は７５［ｋＰａ］となる。
【００５５】
一方、第１実施形態の吸着装置１００では、図５に示すように、図１の第２シリンダ室１０５の圧力（Ｐ０）は吸着パッド室１０９の圧力（Ｐ０）と等しい。ゆえに、上述の図８の従来の吸着装置と同じ条件の場合、図１の吸着装置１００では第１シリンダ室１０４と第２シリンダ室１０５との圧力差は１００［ｋＰａ］となる。
【００５６】
この圧力差が、ピストン１０７の推進力となるため、図８の従来の吸着装置に比べ、図１の吸着装置１００は、ピストン１０７を高速に移動させることが可能である。
【００５７】
ここで、どの程度高速化が図れるのか、説明する。
【００５８】
図８の従来の吸着装置と第１実施形態に係る吸着装置１００とについてキャッチ動作前後で仕事量保存式を立てる。
【００５９】
図８の従来の吸着装置と本実施形態に係る吸着装置１００との両者において、吸着パッド１０２（１１０２）の表面積をＳ０とし、第１シリンダ室１０４（１１０４）の下面の表面積をＳ１とし、第２シリンダ室１０５（１１０５）の上面の表面積をＳ２とする。また、キャッチ動作間にピストン１０７が移動する距離をＬとし、吸着パッド１０２（１１０２）とシリンダロッド１０８（１１０８）とピストン１０７（１１０７）との総重量をＭとする。
【００６０】
そして、図８の従来の吸着装置において被吸着物に接触する寸前のピストン１１０７の移動速度をＶ、第１実施形態に係る吸着装置１００において被吸着物１０１に接触する寸前のピストン１０７の移動速度をＶ’とする。また、圧力Ｐ０〜Ｐ３に、図３、図４を用いて説明したものと同じものを用いる。
【００６１】
このとき、図８の従来の吸着装置と第１実施形態に係る吸着装置１００でのそれぞれの仕事量保存式は、以下のようになる。
【００６２】
図８の従来の吸着装置の場合は式（１１）のようになる。
【００６３】
【数１０】
2013223914.tif 000012
第１実施形態の吸着装置１００の場合は式（１２）のようになる。
【００６４】
【数１１】
2013223914.tif 000013
この式（１１）、式（１２）を速度比のＶ’／Ｖの式で表すと、
【００６５】
【数１２】
2013223914.tif 000014
となる。ここで、各室の面積条件と、Ｐ０＝０［ｋＰａ］、Ｐ２＝−１００［ｋＰａ］、Ｐ３＝−２５［ｋＰａ］であることを用いると、
【００６６】
【数１３】
2013223914.tif 000015
となり、Ｍ＝０のときでも吸着装置１００の構造での吸着パッド１０２の速度Ｖ’が図８の従来の吸着装置に比べ約１．２２倍早いことがわかる。
【００６７】
なお、図１のように第１流路１１０と第２流路１１１をシリンダロッド１０８内に通すのでなく、図６に示す第１実施形態の第１変形例の吸着装置２００のようにシリンダロッド２０８を構成することも可能である。すなわち、シリンダ１０６の外部において、シリンダ１０６の上面と吸着パッド１０２の側面とを第１流路用配管６０１Ｐでつないで、第１流路用配管６０１Ｐ内に第１流路６０１を配置する。また、シリンダ１０６の外部において、シリンダ１０６の底面と吸着パッド１０２の側面とを第２流路用配管６０２Ｐでつないで、第２流路用配管６０２Ｐ内に第２流路６０２を配置する。このように構成することにより、シリンダロッド２０８のサイズに関係なく、第１流路６０１と第２流路６０２との内径を自在に設計できる。例えば、第２流路６０２の内径を大きく設定しておくことで、被吸着物１０１（図１参照）を吸着した直後の第２シリンダ室１０５の圧力変化が早くなるため、圧力が一定になるまでの時間が早いというメリットがある。
【００６８】
なお、図７に示す第１実施形態の第２変形例の吸着装置３００ように、第１流路７０１を内部に所持する第１流路用配管７０１Ｐを、第３流路用配管１０３Ｐの途中から分岐して吸着パッド１０２の側面と接続するように配管してもよい。これにより、第１シリンダ室１０４への配管が第３流路用配管１０３Ｐの１本のみとなり、シリンダ１０６の構造を簡略化できる。
【００６９】
なお、図１の第１流路１１０と図６の第２流路６０２との組み合わせでもよい。また、図１の第２流路１１１と図６の第１流路６０１との組み合わせ、又は、図１の第２流路１１１と図７の第１流路７０１との組み合わせでもよい。
【００７０】
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の吸着装置は、ガラスパネル、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、半導体ウェハ、又は、太陽電池などの基板の吸着に利用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１００    吸着装置
１０１    被吸着物
１０２    吸着パッド
１０３    第３流路
１０３Ｐ  第３流路用配管
１０４    第１シリンダ室
１０５    第２シリンダ室
１０６    シリンダ
１０７    ピストン
１０８    シリンダロッド
１０９    吸着パッド室
１１０    第１流路
１１１    第２流路
１１２    第１バルブ
１１３    第１ポンプ
２００    吸着装置
２０８    シリンダロッド
３００    吸着装置
１１４    第２バルブ
１１５    第２ポンプ
１１６    隔壁
１１７    第３位置
１１８    第１位置
１１９    第４位置
２００    制御部
６０１    第２流路
６０１Ｐ  第２流路用配管
６０２    第３流路
６０２Ｐ  第３流路用配管
７０１    第１流路
７０１Ｐ  第１流路用配管
【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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