JPH0241841A - 非平面形状を有する物体の保持装置 - Google Patents

非平面形状を有する物体の保持装置

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JPH0241841A
JPH0241841A JP19062488A JP19062488A JPH0241841A JP H0241841 A JPH0241841 A JP H0241841A JP 19062488 A JP19062488 A JP 19062488A JP 19062488 A JP19062488 A JP 19062488A JP H0241841 A JPH0241841 A JP H0241841A
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JP
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Application number
JP19062488A
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English (en)
Inventor
Hiromitsu Tokisue
裕充 時末
Ko Inoue
井上 滉
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0241841A publication Critical patent/JPH0241841A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/0031Machines having several working posts; Feeding and manipulating devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Feeding Of Workpieces (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非平面形状を有する物体の保持装置に係り、
特に、例えば光学レンズ等の非平面の外面形状を有する
物体を、その表面に流体の吸引力と噴出力とを作用させ
て非接触状態で保持するのに好適な非31Z面形状を有
する物体の保持装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、研摩装置への光学レンズ(以下レンズという)の
移載、あるいはカメラ、望遠鏡等の光学装置へのレンズ
の組込みを行う装置として、例えば特開昭61−284
336号公報記載のように、負圧が供給される吸着チャ
ックによってレンズを真空吸着する装置が知られている
上記従来技術は、レンズ端面をつかまないのでくぼみ状
の鏡枠へのレンズの挿入が容易であるという利点を有す
る反面、レンズ而を吸着したとき、吸着された部分のレ
ンズ血に汚れや傷がつくという問題点があった。
そこで、近年、物体に汚れや傷をつけることなくバンド
リングするために、物体を非接触に保持する技術が種々
開発さ九ている。
このうち、流体力によって物体を非接触に保持する装置
としては、例えば特開昭62−211236号公報に記
載されているように i(1面状の保持面に加圧気体が
供給される絞りを有する給気孔と負圧が供給される溝と
を設け、気体の吸引力と噴出力との相11二作用により
物体を非接触保持するものが開発されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、保持面が平面状に形成されていること
から、半導体ウェハのような板状体の保持に対しては有
効であるが、その反面、光学レンズのような非1V面の
外面形状を有する物体を保持する場合には、物体表面と
それに対向する保持面との間のすきまの間隔に部分に小
さくすることができないことから、保持した物体に対す
る支持力、保持剛性(復元力)か小さいので、保持安定
性に欠けるという問題点があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので1例えば光学レンズ等の非31Z血の外向形
状を有する物体を、強い保持力をもって非接触で保持で
き、その被保持体が汚れたり錫ついたりすることのない
非平面形状を有する物体の保持装置を提供することを、
その目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明に係る非平面形状を
有する物体の保持装置の構成は、非平面の外向形状を有
する物体を流体力によって非接触に保持する装置であっ
て、物体との間に平行面のすきまを形成すべき保持面を
備えた保持体と、この保持体の保持面に設けられ、この
保持面に対向する物体表面に対して大気圧以上の圧力を
発生する絞りを備えた流体噴出部と、前記保持体の保持
面に設けられ、この保持面に対向する物体表面に対して
大気圧以下の圧力を発生する流体吸引部とを備え、かつ
、前記保持面は、非平曲の外面形状を有する物体の表面
に倣うように非平面に形成されているものである。
〔作用〕
上記技術的手段による働きは次のとおりである。
流体噴出部の周囲に位置する流体吸引部は、流体の吸引
により保持体の保持面と非平面形状を有する物体(被保
持体)との間のすきま内に平均圧力を大気圧以下にする
。この負圧により被保持体の重量を支持する。
一方、流体噴出部は絞りを赤して加圧流体を保持面と被
保持体との間のすきまに供給する。これにより、この部
分のすきま内の圧力はすきま間隔か大きくなれば減少し
、すきま1;11隔が小さくなれば増加する。このため
、被保持体は流体吸引部によって得られろ負圧力との相
11:作用により、保持面に対し、て一定の微小なすき
ま間隔を保って非接触で支持される。
また、このとき、流体吸引部は圧力が大気圧以下である
ことから、流体が周囲に噴出して、周辺のごみを士き−
ヒげたり周囲の物体を移動させてしまうことがない。
〔実施例〕
以上、本発明の各実施例を第11!]ないし第7図を参
照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例に係る光学レンズ保持装置
の正面断面図、第2図は、第1図の装置の底面図、第3
図は、第1図の装置の光学レンズの保持動作を説明する
ための正面断面図、第4図は、板状体の保持装置におけ
る板状体の保持動作を説明するための正面断面図、第5
図は、第4図の装置の寸法関係を示す説明図、第6図は
、第4図の装置による保持動作説明図である。
第1,2図において、1は、非接触に保持すべき被保持
体に係る光学レンズで、非凡V而の外面形状を有する物
体である。2は、光学レンズ1の保持体であり、この保
持体2の保持面2Aと光学レンズ1の上面IAとの間に
は、すきま間隔りを隔ててすきま3が形成されている。
すなわち、保持体2の保持面2Aは、被保持体である光
学レンズ】の非平面形状を有する上面IAに倣うように
非平曲に形成されている。
この保持面2Aには、すきま3内の気体を吸弓してすき
ま3内の平均圧力を外気圧以下に保つ流体吸引部と、す
きま3へ加圧流体を導入する流体噴出部とが備えられて
いる。
前記流体吸引部は、保持面2Aの外周部に設けら才しる
環状の溝9を備え、この環状溝9は保持体2内の流体吸
引通路10および管路11を通して流体吸引源12に連
通している。
また、前記流体噴出部は、保持面2Aの中央部に設けた
開口部4および絞り5を備えており、この絞り5は保持
体2内の流体供給口6および管路7を通して加圧流体供
給源8に連通している。
なお、第1図において矢印13は重力が働くノブ向を示
している。
次に、本実施例の光学レンズ保持装置の動作を説明する
説明を単純にするために、第4図に示すように保持体2
′の保持面2A’および被保持体1′の上面IA′はと
もに平面であるとする。
本実施例の場合には、第3図に示すように、保持体2の
保持面2Aおよび被保持体である光学レンズ1の上面I
Aはともに非平面であるが、非接触保持動作の原理に関
しては、これらが平面であるか否かは無関係であり、原
理は同一である。
なお、第3図および第4図において、第1図と同一符号
のものは同一または相当部を示すものである。
第73,4図において、流体吸引源12を駆動すると、
これによって管路11、流体吸引通路10を通して環状
溝9から流体が吸引され、この環状1酢9内の圧力が外
気以下に減圧される。
−力、環状溝9内の圧力より高い圧力に保たれている加
圧流体供給源8は、加圧流体を管路7、流体供給[−1
6から絞り5、開口部4を通してすきま;3へ供給し、
この部分に大気圧以Hの圧力を与える。このとき、すき
ま3内の圧力、またこの圧力から計算される被保持体1
′に働く力は、第4図の場合について、理論的に上記の
ようになる。
いま、すきまごう内の流れは、すきま3の間隔haを十
分小さくするとき、等温2層流で、損性力と比較して粘
性力が支配的な流れであると仮定できる。このとき、す
きま3内の流れに対し、第5図に示す座標系および記号
を用いて、次の、lJ程式および境界条件が成立する。
rl≦r≦roのすきまに対し、 P:Pc at r=rz、 p=pvat r=ro
     ・・・(2)ra≦r≦rbのすきまに対し
1’=I’v at r=ra、 p=1ノ3 at 
r=rb     −43)ここで、 二作持面2′の中心Oからすきまのひろかり方向に測っ
た座標 :すきま3間隔 :すきま3内の圧力 ニ開ロ部4の半径 :環状溝9に囲まれた保持面2Aの外生マ′た。あるい
は環状11イ9の内半径:環状溝9の外半径 :保持1fU2 A ’の半径 二開ロ部4内の圧力 ニ環状溝9内の圧力 ニ外気圧 このすきま3内の流れ(圧力)の式に対し、流体供給口
6に介設された絞り5を通る気体質駄流駄 ここで、 CD ニオリフイス絞り流量係数 (空気に対してはCo”0.85) ■り:ガス定数 ′l゛:気体の絶対温度 Ps :流体供給口6に供給される気体の圧力K :気
体の比熱比 また、rl≦r≦roのすきま3内を流れる気体質猷流
量mhは、 ここで、 μ :気体の粘性係数 と表わされ、これらの気体質If流喰mR,mhには次
の連続条件が課せられる。
m R” m h              ・・・
(6)以上、式(1)〜(6)がすきま:3内の流れに
対する基礎式であり、これr)を解くことにより、すき
ま3内の圧力が求まる。そして求まったすきま3内の圧
力より、被保持体1′に−1く吸引力F(上向き正)は
次式のように表わされる。
・・・(7) ここで圧力Pについての式(1)〜(3)の解はPc 
             o≦r < r +ただし
ここでPcは未知であり、このP Cは式(4)〜(6
)より定まる。
以上の式(1)〜(7)より、すきま3の間隔りを変え
て板状体1に働く吸引カドを計算した結果を第6図に示
す。この第6図より本発明の装置の動作をb2明すると
以下の通りである。
いま、すきま3の間隔りが間隔ha、ずなゎち第41″
!1におい゛C被保持体1′が実線で示す位置にあると
きに吸引力と被保持体1′の重量とがつり合うように装
置を設計したとする。このとき、被保持体1′か第4図
において破線で示す位置に移動しCすきま3の間隔りが
間隔り、に増加すると、第61Aに示すように吸引力1
゛は被保持体1′のTlj量より大きくなる。したがっ
て、被保持体1′には、設計点である間隔haの位置に
引きもどす方向に復元力が働く。同様にして、すきま3
の間隔りが設計点すきま間隔haより小さくなった場合
にも、被保持体1′には間隔haの位置にもどる方向に
復元力が働く。これより被保持体1′は、保持体2の保
持面2Aとすきま3の間隔りをへだてで非接触に安定浮
旧支持されることになる。加圧流体を流体供給口6に供
給する場合には、保持面2A’の下jノに被保持体1′
を懸垂するだけでなく、保持面2A’の上方に被保持体
1′を71−ヒさせることもrl(能である。またこの
とき、負圧に保たれる環状溝9は、流体供給口6のすき
ま3への開「1部4を取囲むように環状に設けられてい
るので、流体通路6からすきま3内へ流入した気体はす
へて環状溝9内へ吸引回収され、外部に噴出することは
ない。11Bに保持面2Δ′の外周部から外気が環状溝
9内に流入するが、環状溝9内の負圧の大きさは200
 ” :300 mm水柱程度であり、流入する気体の
流軟は少ない。また噴出する場合と異なり、流入する場
合は周囲に対する影響は小さい。
以上の動作の説明では、第4図に示すように、保持体2
′の保持面2A’および被保持体1′の上面IA’はと
もに平面であると仮定したが、本実施例の場合には第3
図に示すように、保持体2の保持面2Aおよび被保持体
である光学レンズ1の上面IAはともに非平面である。
ilZ行而の面きまを形成する保持体および被保持体の
対向面が非IL面である場合は、すきま3内の圧力によ
って被保持体(光学レンズ1)のl−+n+IAに働く
力のうち、被保持体が変化する方向の力成分の合力が被
保持体1に働く復元力、保持力として作用することにな
る。
このように、本実施例によれば、光学レンズのように非
平面の外面形状を有する物体を非接触に保持し得るので
、レンズ等を汚したり傷つけたりすることなく、移送、
載置、光学機器への組込みなどを行うことができる。ま
た、装置からその外ノJへ向かつて流体が噴出すること
がないので、周囲のごみがまき上がってレンズ等を汚し
たり、装置周辺に置かれた他の物体を移動させたりする
ことがない。すなわち、汚れや傷を嫌う光学レンズ等の
ハンドリング性能を向上させることができる。
次に、第7図は、本発明の他の実施例に係る光学レンズ
保持装置の正面断面図である。図中、第1図と同一符号
のものは同一部分または相当する部分であるから、その
説明を省略する。
第7図の実施例は、第1図の実施例における保持体2を
、被保持体である光学レンズ1に対して複数個(第7図
では2個)設けたものである。
第7図に承す2個の保持体2−1.2−2は、それぞれ
フレーム14番こ装着さ才している。
各保持体2−1.2−2の流体供給口6は管路7−1.
7−2によって共通の加圧流体供給源8に連通しており
、また、流体吸引通路10は管路11−1.11−2に
よって共通の流体吸引源12に連通している。
第7図の実施例によれば、光学レンズ1は、複数個の保
持体2−1.2−2によって非接触に保持されるので、
光学レンズ1が保持体の保持布2Aに対して傾くように
変位した場合には、光学レンズ1に大きな復元力を与え
ることができる。
なお、上記の各実施例では、光学レンズの保持装置につ
いて説明したが、本発明は光学レンズのみに限らず、非
平面の外面形状を有する被保持体を流体力によって非接
触に保持する装置に汎用的に適用できるものである゛。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、光学レンズ等の非
平面の外面形状を有する物体を、強い保持力をもって非
接触で保持でき、その被保持体が汚れたり傷ついたりす
ることのない非゛11面形状を有する物体の保持装置を
提供することができろ。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る光学レンズ保持装置
の正面断面図、第2図は、第1図の装置の底面図、第3
図は、第1図の装置の光学レンズの保持動作を説明する
ための正面断面図、第4図は、板状体の保持装置におけ
る板状体の保持動作を説明するための正面断面図、第5
図は、第4図の装置の寸法関係を示す説明図、第6図は
、第4図の装置による保持動作特性図、第7図は、本発
明の他の実施例に係る光学レンズ保持装置の正面断面図
である。 ]・・光学レンズ、IA・・・」二面、2.2−1.2
−2・・・保持体、2A・・・保持布、3・・・すきま
、4・・・開口部、5・・・絞り、8・・・加圧流体供
給源、9・・・環状■ 図 第2 口 1z−−−シ^−イネ町ダシ1ニジ丙(図 ■ 図 図 ■ 乙 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、非平面の外面形状を有する物体を流体力によつて非
    接触に保持する装置であつて、物体との間に平行面のす
    きまを形成すべき保持面を備えた保持体と、この保持体
    の保持面に設けられ、この保持面に対向する物体表面に
    対して大気圧以上の圧力を発生する絞りを備えた流体噴
    出部と、前記保持体の保持面に設けられ、この保持面に
    対向する物体表面に対して大気圧以下の圧力を発生する
    流体吸引部とを備え、かつ、前記保持面は、非平面の外
    面形状を有する物体の表面に倣うように非平面に形成さ
    れていることを特徴とする非平面形状を有する物体の保
    持装置。
JP19062488A 1988-08-01 1988-08-01 非平面形状を有する物体の保持装置 Pending JPH0241841A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999033398A1 (fr) 1996-11-19 1999-07-08 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Generateur de champ magnetique pour irm
WO2019020420A1 (de) * 2017-07-27 2019-01-31 Technische Hochschule Deggendorf Fixiervorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5338055A (en) * 1976-09-17 1978-04-07 Toshiba Corp Transferring device
JPS62211236A (ja) * 1986-03-12 1987-09-17 Hitachi Ltd 板状体の保持装置

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