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非接触アクチュエータの開発について sescm.jpg (3561 バイト)

写真は実験用に開発した治具です


開発に至った経緯

 我が社は従来より、半導体や液晶ガラス基板の搬送装置を手がけてきました。
その実際の搬送機構については回転ローラーやハンドリングロボットを利用したものとなり、直接ウエハやガラス基板と部品が接触し、破損や汚染の原因となっており、それが商品の歩留まりの低下をまねいていました。
 また、搬送機構そのものからの発塵もあり、製品を守るためのシール構造や、排気装置など本来機能として要求されない部分にコストの大半をそそぎ込まなければいけないと言うジレンマにも振り回されていました。

 そこで、この問題を何とか解決できないものかと検討していたところ、静電気を利用して半導体や、ガラス基板を非接触にて浮上搬送させる研究がなされていることを知りました。
そして、この研究を当社の搬送システムに利用すれば、非接触で製品を搬送することが可能となり、それまでの問題点が一挙に解決するのではないかと判断し、静電浮上非接触アクチュエータの開発に取組むことを決定しました。

予定ではガラス基板の搬送を目的として、99年3月研究開発終了、99年5月にはプロトタイプの完成を目指しています。

今後、研究開発完了には、具体的な成果をご報告いたしますので、ご期待下さい。

 (株)秋田製作所 静電浮上搬送装置開発チーム一同


浮上原理

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1.浮上用電極に高電圧をかけると、ガラス基板表面の正負各々の自由電荷が逆極性の電極の方向へ移動を始める。

2.電荷が移動した結果、電極とガラス基板の間にクーロン力が発生し、その力がガラス基板の重量より大きくなるとガラス基板は浮上を始める。

3.そのまま電圧をかけ続けると、ガラス基板と電極は接触するためギャップセンサによりガラス基板の距離を検出し、設定されたギャップ値に近づくと電圧を下げるように制御を行う。

4.電圧が下がるとクーロン力は下がりガラス基板の自重により落下する。
  落下が始まるとギャップセンサの信号により電圧が上がり、再びクーロン力により浮上する。

このようにしてガラス基板は、上下動を繰り返しながら浮上を維持する。


復元力原理

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ガラス基板が浮上した状態で電極基板のみを水平方向に移動させると、ガラス基板の電荷は移動した電荷の誘導を受け、相対していた電極に対して復元力が作用する。
この作用によりガラス基板は電極基板に追従し移動する。

この考えを発展させると、電極基板は固定したままでスイッチングにより電極に与える電場を移動させれば、ガラス基板は電場に追従し、物理的な力を加えることなく搬送することが可能となる。


応用できるアプリケーション

非接触アクチュエータ

非接触搬送装置


鰹H田製作所