[发明专利]吸引夹持器及移载装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及用来非接触地吸引保持工件并搬运的吸引夹持器的结构。

背景技术

为了移载太阳能电池片、燃料电池单元、或者充电电池的电极或隔板等薄的平板状工件（薄板工件），以往提出过采用了利用伯努利效应（ベルヌ一イ効果）的伯努利夹持器的非接触搬运装置（参照例如专利文献1）。

专利文献1中记载的非接触搬运装置被构成为将空气喷射到形成为中空圆柱状的回旋流形成体（吸引要件）的内部，在该回旋流形成体的内部形成回旋流地构成。由于回旋流从回旋流形成体变成高速流而流出，因此该回旋流形成体的端面与被搬运物（晶片）之间变成负压。由此，是非接触地吸引保持被搬运物的结构。专利文献1由于吹入回旋流形成体内部的空气被原封不动地沿内周面被整流而成为回旋流，因此能够几乎不受通道阻力、顺畅地变成回旋流，能够提高能量效率而实现节能化。

但是，在吸引并保持薄板状工件（被搬运物）的移载装置中，优选对工件尽可能均匀地作用吸引力（负压）。这是因为在作用于工件的吸引力存在不均匀时，该工件上可能产生振动、变形的缘故。如果从该观点来看，最好是使用来产生吸引力的吸引要件尽可能小型化、增加每单位面积配置的吸引要件的数量。

这一点上，专利文献1中记载的非接触搬运装置由于是在形成为中空圆柱状的回旋流形成体（吸引要件）上形成流体导入口、流体通道和喷出口等的结构，因此可以认为使该回旋流形成体小型化是困难的。因此，增加每单位面积配置的回旋流形成体的数量也是困难的。并且，专利文献1还公开了在薄薄地构成为板状的非接触搬运装置的基体上形成多个凹陷部和流体通道，在凹陷部的内部空间中产生回旋流的结构。但是，由于这是将凹陷部配置在2个臂部的结构，因此对工件作用的吸引力只在2个臂部的部分产生。因此，该结构不能对整个工件均匀地作用吸引力。

因此，本发明申请人作为日本国专利申请、特愿2011-94215号，提出了图11和图12所示那样的吸引夹持器9。这是在将金属制的板层叠构成的平板状的吸引夹持器主体上形成与工件直接相对的相对面31，并且将在该相对面31上开口的多个空气喷出口（吸引要件）41排列成阵列而形成的吸引夹持器。在吸引夹持器9主体的内部形成有将压缩空气喷出到空气喷出口41内部的喷嘴流路44。如图11和图12所示，喷嘴流路44对一个空气喷出口41形成2条。2条喷嘴流路44互相使相位相差180°地在上述空气喷出口41的内壁上开口形成。通过从该喷嘴流路44喷出空气，能够使空气沿空气喷出口41的内壁面流动。沿空气喷出口41的内壁面流动的空气从该空气喷出口41以高速流出，由此产生吸引力。

空气喷出口41、喷嘴流路44等能够用对上述金属制的板的蚀刻或冲裁等方法形成，小型化、密集化是容易的。例如图11的吸引夹持器9使空气喷出口41的直径为例如3mm。由于能够这样极小地形成空气喷出口41，因此能够使每单位面积配置的吸引要件（空气喷出口41）的数量较多。并且如图11所示，通过将多个上述空气喷出口41排列形成为阵列状，能够使吸引力对整个工件均匀地作用，能够防止该工件的振动和变形。

并且，图11所示的吸引夹持器9中用来将空气排出的多个排气孔42在相对面31上开口形成。该排气孔42在厚度方向上贯穿吸引夹持器9的主体地形成。从空气喷出口41喷出的空气通过排气孔42被排出。

但是，专利文献1所公开的非接触搬运装置中吸引要件（回旋流形成体）的周围成为空间。该结构中从吸引要件喷出来的空气向上述空间迅速排出。因此，专利文献1的结构没怎么考虑从吸引要件喷出的空气的流动停滞的情况。

另一方面，在图11所示的比较例的吸引夹持器9中，从各空气喷出口41喷出的空气流到排气孔42，从该排气孔42排出。因此，在假如从空气喷出口41到排气孔42空气不顺畅流动时，流速低下，会产生吸引力低下。因此，图11的结构的吸引夹持器9使中空气从空气喷出口41到排气孔42顺畅地流动变得重要。

本申请发明者们基于以上观点，反复进行了实验和计算机模拟分析的结果，发现以下这样的问题。

首先，将利用计算机模拟求出的从图11所例示的比较例的吸引夹持器9的空气喷出口41喷出的空气的流迹的结果表示在图13中。该计算机模拟为将空气喷出口41的直径设定为3mm而求出的结果。另外，图13中的ΔZ表示吸引夹持器9的相对面31与工件之间的间隔。知道随着吸引夹持器9靠近工件，空气的流动变化着。ΔZ＝0.1mm的状态为最稳定的状态，在该状态下，工件被吸引夹持器9吸引保持。