JP5406852B2 - 非接触搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触搬送装置に関し、特に、大型のＦＰＤパネルや太陽電池パネル等の浮上搬送に用いる装置に関する。

従来、ＦＰＤパネルや太陽電池パネルの生産に際し、一枚のパネルを大型化することで生産効率を上げる方法が採用されている。例えば、液晶ガラスの場合には、第１０世代で２８５０×３０５０×０．７ｍｍの大きさとなる。そのため、従来のように、複数個並べられたローラの上に液晶パネルを乗せて転がり搬送すると、シャフトの撓みやローラ高さのばらつきによりガラスに局部的に強い力が働き、ガラスを傷付ける虞がある。さらに、プロセス工程では、非接触であることが求められているため、空気浮上搬送が採用され始めている。

空気浮上搬送装置の一例として、液晶用のガラスを浮上させるにあたり、小径の孔を複数個設け、これらの小径の孔から空気が噴出する板状のレールを、ガラスの大きさに合わせて複数個繋ぎ合わせて搬送装置を構成することが行われている。また、多孔質カーボンをレール材に用い、その気孔から空気を噴出させる方法も存在する。

しかし、上記の方法においては、１０００×１０００ｍｍの面積あたりの空気流量として、多数孔タイプで２５０Ｌ／ｍｉｎ、カーボン多孔質タイプで１５０Ｌ／ｍｉｎを要し、極めて多くの空気流量が要求される。また、従来の非接触搬送装置は、真空吸着と空気の噴出の力のつりあい原理を利用して浮上高さの精度を保つが、その際、真空吸着用に常時ポンプを運転する必要があるため、多大なエネルギーを消費するという問題もある。

そこで、特願２００８−７５０６８号において、本出願人は、浮上高さ精度を高く維持しつつ、空気流量及びエネルギー消費量を低減するため、旋回流を利用した非接触搬送装置を提案した。この非接触搬送装置は、図１０に示すように、表面から裏面に貫通する横断面円形の貫通孔６１と、貫通孔６１内に空気を噴出して旋回流を生じさせる流体噴出口６２と、流体噴出口６２に空気を供給する円環状の給気溝６３とを有する旋回流形成体６４を備える。そして、給気溝６３に空気を供給する空気供給路６５が設けられた基体（搬送レール）６６の表面に、上記の旋回流形成体６４を配置して搬送装置を構成する。

上記非接触搬送装置によれば、旋回流形成体６４の表面側に上方へ向かう上昇旋回流を発生させることで被搬送物（ガラス）６７を浮上させ、それによって、従来の１／２程度の空気流量での搬送を可能とする。その一方で、貫通孔６１の開口部近傍に負圧による下方への空気流を生じさせ、浮上高さ精度を保つための真空吸着と同等の効果を発揮させる。これにより、真空吸着用のポンプを不要とし、エネルギー消費量を低減する。

上記非接触搬送装置を用いて、ＦＰＤパネルや太陽電池パネル等の大型パネルを搬送する場合、図１１に示すように、表面上に多数の旋回流形成体６４を設けた複数の搬送レール６６を並列に配置して搬送レーンを構成し、被搬送物６７を浮上させながら移動させていく。

ところで、上記搬送レーンにおいて、被搬送物６７の搬送距離を延ばす場合には、搬送レール６６を被搬送物６７の搬送方向に継ぎ足して距離を稼ぐことになるが、その際、図１２に示すように、搬送レール６６の継ぎ目に段差７１が生じたり、搬送レール６６間の間隙７２が大きくなると、被搬送物６７が搬送レール６６の継ぎ目を乗り越えられず、途中で引っ掛かって搬送不良が生じたり、被搬送物６７に傷が付く虞がある。

このため、搬送レール６６の設置にあたっては、レール間の継ぎ目に生じる段差７１及び間隙７２の各々を許容値内（例えば、１０００×１０００×０．７（厚さ）ｍｍのガラスで浮上量が３００μｍである場合には、段差７１を１００μｍ以内、間隙７２を３０ｍｍ以内）に収めることが求められる。しかし、この場合、搬送レール６６を高精度に加工する必要が生じるため、搬送装置の製造コストが増大する虞があり、また、設置場所の条件によっては、搬送レール６６の加工精度に関係なく、継ぎ目の段差等を許容値内に収めることができないことがある。

上記の問題を解決する方法の１つとして、旋回流形成体６４からの上昇旋回流を増大し、被搬送物６７全体の浮上量を大きくすることが考えられるが、この場合、旋回流形成体６４への空気供給量を増加する必要があるため、運転コストの高騰を招くという問題がある。

また、他の方法として、図１３に示すように、並列配置される搬送レール６６ａ〜６６ｃ間で継ぎ目の位置をずらし、被搬送物６７が両脇の搬送レール６６ａ、６６ｃの継ぎ目に位置する際に、中央の搬送レール６６ｂによって被搬送物６７の端部を浮上させる案があるが、設置場所や大型装置の分割設計の制約上、そのように搬送レール６６を配置できない場合があり、必ずしも万全とは言えない。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、製造コストや運転コストが増大したり、装置の設置場所に制限を受けるのを回避しつつ、被搬送物が搬送レールの継ぎ目に引っ掛かって搬送不良が生じたり、被搬送物に傷が付くのを防止することが可能な非接触搬送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、複数の搬送レールを被搬送物の搬送方向に沿って配置し、該複数の搬送レール上で該被搬送物を浮上させながら搬送する非接触搬送装置であって、前記搬送レールの端部以外の搬送面に設けられ、上昇旋回流を生じさせて前記被搬送物を浮上させる第１の流体噴出手段と、前記搬送レールの端部の搬送面に設けられ、該搬送レール上を搬送される被搬送物の端部が、隣り合う前記搬送レール間の継ぎ目又はその近傍に達したときに、該被搬送物の端部に流体を吹き付け、該被搬送物の端部を浮上させる第２の流体噴出手段とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、搬送レールの端部に第２の流体噴出手段を設けるため、搬送レール上を搬送される被搬送物の端部が搬送レール間の継ぎ目に近付いた際に、被搬送物の端部を浮上させることができ、被搬送物が搬送レール間の継ぎ目の段差や間隙を容易に乗り越えることが可能になる。このため、搬送レールを設置するに際しての継ぎ目の段差及び間隙の許容値を緩和することができ、非接触搬送装置の製造コストが増大したり、装置の設置場所に制限を受けるのを回避することが可能になる。また、被搬送物全体の浮上量を大きくするのではなく、搬送レールの継ぎ目に位置する部分のみに浮上力を付与することで、搬送レール間の乗り越えの改善を図るため、ポンプからの空気量を増大する必要がなく、運転コストの増大を招くこともない。

上記非接触搬送装置において、前記第２の流体噴出手段を、前記搬送レールの端部において、該搬送レールの搬送面から上方に向けて流体を噴出する上面視細長状の噴出スロットとすることができる。これによれば、第２の流体噴出手段に供給される流体を圧縮しながら噴出することができるため、被搬送物の端部に十分な浮上力を付与することができ、被搬送物の端部を適切に浮上させることが可能になる。

上記非接触搬送装置において、前記第２の流体噴出手段を、前記被搬送物の端面に対して斜めに交差するように配置することができる。これによれば、第２の流体噴出手段からの流体を被搬送物の端部に吹き付けた際に、被搬送物の上方に渦気流が発生するのを抑制することができ、被搬送物が上下に振動するのを抑制することが可能になる。

上記非接触搬送装置において、前記第２の流体噴出手段と前記被搬送物の端面とのなす角度を１０°以下とすることができる。かかる角度を１０°以上とすることで、発生する渦気流が弱くなり、被搬送物が振動するのを抑制することが可能になる。

上記非接触搬送装置において、前記第２の流体噴出手段と前記被搬送物の端面とのなす角度を１０°以上４５°以下とすることができる。かかる角度が１０°以上の場合には、上記のとおり、被搬送物の振動を抑制することができ、また、この効果は、角度が９０°近くになるまで継続する。しかし、この角度が大きければ大きいほど、長手方向への張り出し量が大きくなるため、配置、取付け上のスペースを必要とする欠点が生じる。この点を考慮すると、第２の流体噴出手段と被搬送物の端面とのなす角度は、４５°以下に抑えるのが好ましい。

上記非接触搬送装置において、前記第１の流体噴出手段が、表面から裏面に貫通する横断面円形の貫通孔を有するリング状部材の裏面に、流体噴出口を備え、該流体噴出口から流体を噴出することにより、該リング状部材の表面側に該表面から離れる方向へ向かう旋回流を生じさせるとともに、該リング状部材の表面側の前記貫通孔の開口部近傍に前記裏面方向への流体流れを生じさせるように構成することができる。

上記構成によれば、流体噴出口から流体を噴出させ、リング状部材の表面側に、該表面から離れる方向への流体流れ及び旋回流を発生させて被搬送物を浮上させるため、従来の１／２程度の１００Ｌ／ｍｉｎ程度の少ない流体流量での搬送が可能となる。また、流体噴出口から流体を噴出することにより、リング状部材表面側の貫通孔の開口部近傍に裏面方向への流体流れを生じさせることで、浮上高さ精度を保つための真空吸着と同等の効果を奏するため、真空吸着用のポンプが不要となり、エネルギー消費量も低く抑えることができる。

上記非接触搬送装置において、前記第１の流体噴出手段が、前記搬送レールの搬送面に２列にわたって各列に複数個配置され、一方の列に属する第１の流体噴出手段の各々の旋回流の向きと、他方の列に属する第１の流体噴出手段の各々の旋回流の向きとが互いに異なるように構成することができる。この構成によって、隣接する列の隣り合う第１の流体噴出手段からの旋回流が増強され、第１の流体噴出手段から噴出する流体によって被搬送物を浮上させながら搬送することができる。

以上のように、本発明によれば、製造コストや運転コストが増大したり、装置の設置場所に制限を受けるのを回避しつつ、被搬送物が搬送レールの継ぎ目に引っ掛かって搬送不良が生じたり、被搬送物に傷が付くのを防止することが可能になる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、搬送用流体として空気を用い、被搬送物として液晶用のガラス３を搬送する場合を例にとって説明する。

図１は、本発明にかかる非接触搬送装置の第１の実施形態を示し、この非接触搬送装置１は、ガラス３の搬送方向に延びる角柱状の搬送レール２を、ガラス３の搬送方向及び該搬送方向と直交する方向に並べて配置して構成される。

各搬送レール２の表面上には、複数の旋回流形成体４ａ、４ｂが２列にわたって設置され、これら旋回流形成体４ａ、４ｂは、図１０に示す旋回流形成体６４と同様のものである。各旋回流形成体４は、図２に示すように、表面から裏面に貫通する貫通孔４１と、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、裏面に、空気通路としての凹部４２と、凹部４２からの空気を貫通孔４１の内周面近傍に、内周面に対して接線方向に噴出するための噴出口４４とを一対備える。

一方、搬送レール２の表面（搬送面）には、図３に示すように、後述する給気経路５ａ、５ｂを介して空気が供給される貫通孔４５と、貫通孔４５からの空気を旋回流形成体４ａ、４ｂの裏面に設けられた凹部４２（図２参照）に供給するための平面視円形状の環状溝４６とが設けられる。また、搬送レール２の内部には、図４（ａ）に示すように、搬送レール２の長軸に沿って配置され、ポンプ（不図示）から供給される空気を搬送するための２本の給気経路５ａ、５ｂが設けられる。

さらに、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送レール２の一方の端部２ａには、複数の取付ねじ６ａを通じて板状のスロットプレート６が固着され、その内部には、給気経路５ａ、５ｂと連続するように配置された凹部（空気経路）６ｂと、凹部６ｂの上部から搬送レール２の表面に向けて延びる上面視細長の噴出スロット６ｃとが設けられる。これら凹部６ｂ及び噴出スロット６ｃは、搬送レール２の端部２ａで上方への空気流を生じさせるために備えられる。ここで、噴出スロット６ｃの長さＬは、給気経路５ａ、５ｂの直径よりも大きく形成される。また、噴出スロット６ｃの幅Ｄ１は、凹部６ｂを介して供給される空気を圧縮して吹き出す（噴き出す）ため、凹部６ｂの幅（深さ）Ｄ２よりも小さく形成され、具体的には０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。

次に、上記非接触搬送装置の動作について、図１〜図５を参照しながら説明する。

図３に示すように、ポンプから搬送レール２の給気経路５ａ、５ｂに供給された空気は、貫通孔４５を介して環状溝４６に供給され、環状溝４６から旋回流形成体４ａ、４ｂの凹部４２に供給され、噴出口４４から貫通孔４１に噴出する。これにより、旋回流形成体４ａ、４ｂの上方に上昇旋回流を発生させ、この旋回流にてガラス３を浮上させる。また、噴出口４４から空気を噴出することにより、旋回流形成体４ａ、４ｂの貫通孔４１の中央部（貫通孔４１の開口部近傍）に負圧による裏面方向への空気流れを生じさせ、浮上高さ精度を保つための真空吸着と同等の効果を奏する。

また、旋回流形成体４ａ、４ｂの旋回流は互いに逆方向であり、図１の紙面上で上下左右に旋回流形成体４ａ、４ｂを交互に配置したため、各々の旋回流形成体４ａ、４ｂが形成した旋回流の水平分力が相殺される。これにより、旋回流によってガラス３に付加される力は、浮上力及び吸引力の２つの鉛直成分の力のみとなり、ガラス３の回転を確実に防止することができる。

このようにして浮上したガラス３は、図示しないリニアモータ、摩擦コロ、ベルトなどにより搬送駆動力が与えられ、図１に示す矢印方向に搬送される。そして、ガラス３の端部３ａが搬送レール２の継ぎ目に近付くと、スロットプレート６の噴出スロット６ｃから噴出する空気がガラス３の裏面に吹き付けられ、ガラス３の端部３ａに浮上力が付与される。その結果、図５に示すように、ガラス３の端部３ａ及びその近傍領域が浮上し、搬送レール２の継ぎ目の段差２ｃ及び搬送レール２間の間隙２ｄをガラス３が容易に乗り越えることができる。

このため、搬送レール２を設置するに際しての段差２ｃ及び間隙２ｄの許容値を緩和することができ、非接触搬送装置の製造コストが増大したり、装置の設置場所に制限を受けるのを回避することが可能になる。また、ガラス３全体の浮上量を大きくするのではなく、搬送レール２の継ぎ目に位置する部分のみに浮上力を付与することで、搬送レール２間の乗り越えの改善を図るため、ポンプからの空気量を増大する必要がなく、運転コストの増大を招くこともない。

尚、上記実施の形態においては、流体として空気を用いる場合について説明したが、空気以外の窒素等のプロセスガスを使用することもできる。また、搬送レール２間の継ぎ目でガラス３の端部３ａを浮上させる手段として、上面視細長状の噴出スロット６ｃを設けたが、上面視楕円状等の貫通孔を設けたり、複数の小さな貫通孔を直線上に並べて穿設するようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態においては、搬送レール２の端部２ａにスロットプレート６を付設した上で噴出スロット６ｃを形成するが、スロットプレート６を付設することなく、搬送レール２の端部２ａにおいて、搬送レール２の表面（搬送面）から内部の給気経路５ａ、５ｂに繋がる貫通孔を穿設してもよい。

図７は、本発明にかかる非接触搬送装置の第２の実施形態を示す上面図であり、図８は、図７の領域Ｇの拡大図である。尚、これらの図において、先の図１〜図５と同一の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

第１の実施形態の非接触搬送装置１においては、噴出スロット６ｃを搬送レール２の端面２ｂに沿って配置するため（図４（ａ）参照）、ガラス３の搬送先側の端面３ｂ（図１、図５参照）と噴出スロット６ｃとが平行な位置関係となる。この場合、図６に示すように、ガラス３の上方に渦気流が発生し易くなり、ガラス３を上下に振動させることがある。

そこで、本実施形態の非接触搬送装置１０においては、図７及び図８に示すように、搬送レール２とスロットプレート６との間に上面視直角三角形の斜角ブロック７を配置し、噴出スロット６ｃをガラス３の搬送先側の端面３ｂに対して斜めに交差させる（スロットプレート６の配置面７ｃを搬送レール２の端面２ｂに対して斜めに配置する）。尚、斜角ブロック７の内部には、図８（ａ）に示すように、搬送レール２内の給気経路５ａ、５ｂとスロットプレート６内の凹部６ｂとを繋ぐ給気経路７ａ、７ｂが設けられ、また、スロットプレート６の配置面７ｃには、スロットプレート６をねじ止めするための複数の取付穴（不図示）が設けられる。

上記非接触搬送装置１０においては、図９に示すように、ガラス３の端部３ａが搬送レール２の継ぎ目に近付いた際、ガラス３と噴出スロット６ｃが斜めに交差する状態で、ガラス３の裏面に空気が吹き付けられる。この場合、一気に渦気流が発生しないため振動を発生させる力は弱く、ガラス３の上方での渦気流の発生が軽減される。これにより、ガラス３が上下に振動するのを抑制することができ、より円滑に搬送レール２の継ぎ目を移動させることが可能になる。

ここで、ガラス３の端面３ｂに対する噴出スロット６ｃの設置角度θ（図８（ａ）参照）は、１０°以上とすることが好ましい。角度θが１０°未満の場合には、渦気流の影響が大きくなり、振動が発生し易くなる虞がある。一方、角度θが１０°以上の場合には、渦気流の影響が小さくなり振動の発生を軽減することができるという利点を有する。この利点は、角度θが９０°近くになるまで継続するが、その反面、角度θが大きければ大きいほど、斜角ブロック７の長手方向への張り出し量が大きくなる。このため、配置、取付け上のスペースを必要とする欠点が生じ、この点を考慮すると、角度θは、４５°以下に抑えるのが好ましい。従って、ガラス３の端面３ｂに対する噴出スロット６ｃの設置角度θは、１０°以上とすることが好ましく、１０°以上４５°以下とすることがさらに好ましい。

尚、本実施の形態においても、第１の実施形態と同様、流体として空気以外のプロセスガスを使用することができ、また、噴出スロット６ｃに代えて上面視楕円状の貫通孔等を用いることができ、さらに、スロットプレート６を付設することなく、斜角ブロック７の表面から内部の給気経路７ａ、７ｂに繋がる貫通孔を斜角ブロック７に穿設してもよい。

本発明にかかる非接触搬送装置の第１の実施形態を示す上面図である。 図１の旋回流形成体を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は（ｃ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｅ）は、旋回流形成体の裏面を（ｃ）に示す旋回流形成体の裏面と勝手違いとなるように形成した場合を示す下面図である。 図１の旋回流形成体を搬送レールに設置した状態を示す図であって、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 （ａ）は図１の領域Ａの拡大図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。 搬送レール間の継ぎ目におけるガラスの搬送状態を示す図である。 ガラスの上方での渦気流の発生状況を示す図である。 本発明にかかる非接触搬送装置の第２の実施形態を示す上面図である。 （ａ）は図７の領域Ｇの拡大図、（ｂ）は（ａ）の斜視図である。 搬送レール間の継ぎ目におけるガラスの搬送状態を示す図である。 従来の非接触搬送装置を示す断面図である。 従来の非接触搬送装置を示す上面図である。 搬送レール間の継ぎ目におけるガラスの搬送状態を示す図である。 従来の非接触搬送装置を示す上面図である。

１ 非接触搬送装置
２ 搬送レール
２ａ 端部
２ｂ 端面
２ｃ 段差
２ｄ 間隙
３ ガラス
３ａ 端部
３ｂ 端面
４（４ａ、４ｂ） 旋回流形成体
５（５ａ、５ｂ） 給気経路
６ スロットプレート
６ａ 取付ねじ
６ｂ 凹部
６ｃ 噴出スロット
７ 斜角ブロック
７ａ、７ｂ 給気経路
７ｃ スロットプレートの配置面
１０ 非接触搬送装置
４１ 貫通孔
４２ 凹部
４４ 噴出口
４５ 貫通孔
４６ 環状溝

Claims (7)

1. 複数の搬送レールを被搬送物の搬送方向に沿って配置し、該複数の搬送レール上で該被搬送物を浮上させながら搬送する非接触搬送装置であって、
   前記搬送レールの端部以外の搬送面に設けられ、上昇旋回流を生じさせて前記被搬送物を浮上させる第１の流体噴出手段と、
   前記搬送レールの端部の搬送面に設けられ、該搬送レール上を搬送される被搬送物の端部が、隣り合う前記搬送レール間の継ぎ目又はその近傍に達したときに、該被搬送物の端部に流体を吹き付け、該被搬送物の端部を浮上させる第２の流体噴出手段とを備えることを特徴とする非接触搬送装置。
2. 前記第２の流体噴出手段は、前記搬送レールの端部において、該搬送レールの搬送面から上方に向けて流体を噴出する上面視細長状の噴出スロットであることを特徴とする請求項１に記載の非接触搬送装置。
3. 前記第２の流体噴出手段は、前記被搬送物の端面に対して斜めに交差するように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触搬送装置。
4. 前記第２の流体噴出手段と前記被搬送物の端面とのなす角度が１０°以上であることを特徴とする請求項３に記載の非接触搬送装置。
5. 前記第２の流体噴出手段と前記被搬送物の端面とのなす角度が１０°以上４５°以下であることを特徴とする請求項３に記載の非接触搬送装置。
6. 前記第１の流体噴出手段は、表面から裏面に貫通する横断面円形の貫通孔を有するリング状部材の裏面に、流体噴出口を備え、該流体噴出口から流体を噴出することにより、該リング状部材の表面側に該表面から離れる方向へ向かう旋回流を生じさせるとともに、該リング状部材の表面側の前記貫通孔の開口部近傍に前記裏面方向への流体流れを生じさせることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の非接触搬送装置。
7. 前記第１の流体噴出手段は、前記搬送レールの搬送面に２列にわたって各列に複数個配置され、一方の列に属する第１の流体噴出手段の各々の旋回流の向きと、他方の列に属する第１の流体噴出手段の各々の旋回流の向きとが互いに異なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の非接触搬送装置。

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