JP2005075499A - 浮上搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄肉の大きな液晶ガラス基板を簡単且つ確実に基板の向きや幅方向位置を保ち浮上搬送を容易にすることできる搬送装置を提供する。
【解決手段】 搬送物の姿勢を規制する複数の可動ガイドバー８０をＬ字状に配置した複数のアーム７８を、搬送物４０の浮上搬送と同期して移動させ、搬送物の前面と一側面とをガイドする。噴き出し口を設けたユニットは平行な隙間を於いて、搬送方向に平行に複数列配列する。
【選択図】 図７

Description

この発明は、液晶基板等の搬送物を気体により浮上させて搬送する装置に関する。

液晶ガラス基板等の大型化に伴い、従来のカセット単位での搬送には無理が生じている。例えば基板サイズが２ｍ×２ｍとすると、これを取り扱うカセットやロボットのハンドも２ｍ×２ｍ以上のサイズが必要になり、サイズの巨大化やカセット重量の増大により、搬送設備が巨大化する。

カセットを用いない搬送装置として、気体を用いた浮上搬送装置が考えられる。浮上搬送装置では、コンプレッサで高圧気体を発生させ、タンクに蓄えて、複数のノズルから搬送物の底面に向けて浮き出させて、物品を浮上させる。ところで搬送対象の液晶基板は薄肉の大きな基板で、基板が搬送路から逸れて周囲に接触すると簡単に損傷する。そして大きな基板を気流だけで浮上搬送すると、基板が搬送方向の左右（幅方向）に滑り、あるいは回動して向きが変わることが頻発した。

この発明の基本的課題は、簡単かつ確実に基板の向きや幅方向位置を保ち、浮上搬送を容易にすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、搬送物の向きや幅方向位置を簡単な構成で確実にガイドすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、搬送物の姿勢の変更等を容易に実現できるようにすることにある。
請求項４の発明での追加の課題は、搬送物の浮上高さが僅かでも、確実に搬送物をガイドできるようにすることにある。

この発明の浮上搬送装置は、搬送方向の斜め上方に気体を吹き出す吹き出し口を多数設けて、該吹き出し口からの気体により搬送物を搬送するための浮上搬送装置において、搬送物の移動と同期して移動しながら、搬送物の姿勢を規制する可動ガイドを設けたことを特徴とする。なお、搬送物に対してストレスが加わらない範囲内で、可動ガイドの移動速度を搬送物の移動速度より遅くし、搬送物に可動ガイドが常時接触しているようにしても良い。

好ましくは、前記可動ガイドで、搬送物の少なくとも前面と一側面の２面をガイドする。

また好ましくは、前記可動ガイドが複数のガイドバーを備え、かつガイドバーを、搬送物と干渉しない位置と搬送物と接触する位置との間で、移動させるための手段を設ける。
特に好ましくは、前記吹き出し口を設けたユニットを、搬送方向に平行な隙間を置いて、搬送方向に平行に複数列配列し、該隙間を前記ガイドバーの移動スペースとする。

この発明では、吹き出し口からの気流により搬送物を浮上させて搬送し、可動ガイドにより搬送物の向きや幅方向の位置（これらを併せて姿勢という）を規制して、姿勢を保つ。可動ガイドは搬送物に力を加えて前進させるものではなく、搬送力は吹き出し口からの気流で得られ、可動ガイドは姿勢を保つだけのものなので、可動ガイドから搬送物に加える力は僅かで良く、搬送物を傷つけずにかつ簡単にガイドできる。このため、搬送物の姿勢を保って安定かつ確実に浮上搬送できる。

請求項２の発明では、搬送物の前面と一側面とを可動ガイドでガイドするので、搬送物の姿勢を簡単かつ確実に規制できる。

請求項３の発明では、ガイドバーを用いるので、搬送物の角が可動ガイドに当たって損傷するおそれが少ない。またガイドバーを、搬送物と干渉しない位置と接触する位置との間で移動させるので、ガイドバーの搬送物に対する位置を変えることにより、搬送物に対して種々の運動をさせることができる。
請求項４の発明では、ガイドバーの底部をユニットとユニットの間の隙間に配置できるので、搬送物の浮上高さが僅かでも、ガイドバーを吹き出し口などに衝突させずに、確実に搬送物をガイドできる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

最適実施例

浮上搬送
図１〜図５に、ファンやブロワを用いた最適実施例を示す。図１に、浮上用ユニット２と推進用ユニット４の例を示すと、いずれもファン１０を内蔵し、その筺体６，７の上部には吹き出し口８，９が形成されている。浮上用ユニット２の場合、空気の吹き出し方向は例えば直上である。また推進用ユニット４の場合、空気の吹き出し方向は斜め上方であり、そのためにルーバ１２，１３が取り付けれている。

ユニット２，４には、ファン１０が設けられ、ルーバ１２，１３による吹き出し方向の調整以外は、ファン１０からの送気が真っ直ぐ吹き出し口８，９に達するようにしてあり、付記だ強いた６，７とファン１０の間に送気路の曲げ（ベント）はない。この結果、ファン１０の出口からの圧損は、ルーバ１２，１３によるもの以外はほとんどない。またファン１０は各ユニット２，４毎に例えば１個ずつ設け、風量は独立して制御可能である。そして送気する空気は、ファン１０によりユニット２，４の下側の空気を上側へと送り出すものので、配管やコンプレッサ、あるいは高圧空気のタンク、ノズルなどは不要である。

ファン１０はここでは軸流ファンで、その出力は風圧換算で０.１気圧以下（１０KPａ以下）であり、ファンに代えて風圧が０.２気圧以下のブロワなどを用いても良いが、安価で運転に必要なエネルギーの小さなファンが好ましい。ユニット２，４の表面サイズは、例えば１辺が５ｃｍ×５ｃｍ〜２０ｃｍ×２０ｃｍ程度とし、実施例では表面が１０ｃｍ角程度の略正方形状とし、高さは、ルーバ１２，１３を設置するのに必要な高さ＋ファン１０の厚さ分である。搬送物である液晶基板用のガラスは、例えば１辺が１〜２ｍ程度の長方形状で、質量は１０Ｋｇ程度であり、搬送路の左右方向（搬送方向と水平面内で直角な方向）に沿って、ユニット２，４を５〜４０個程度配列する、これらのユニットには、推進用、浮上用、センタリング用などの種類があり、基板の位置に従ってユニットのファンのオン／オフや風量を制御することにより、搬送物の姿勢や速度などをきめ細かく制御できる。

図２に、変形例のファンユニット２０を示すと、２２は可動ルーバで、図示しないアクチュエータによりその向きを変えることができ、これに伴って直上へ送気して浮上用ユニットとして作動させたり、斜め前方や斜め後方などに送気して推進用あるいは停止用のユニットなどとして作動させることができる。

ユニット２，４などは、搬送方向に沿って直線状に配列するが、搬送方向に直角な方向には、例えば互い違いに配置し、全体として千鳥状に配置する。なおユニット２，４全体としては格子状に配置し、浮上用ユニット２と推進用ユニット４を互い違いに配置することにより、各ユニット２，４単位で千鳥状となるようにしても良い。そして搬送方向に平行なユニットの列と列との隙間がガイド通路１５となり、図示しないガイドなどにより基板をガイドする場合、ガイド通路１５に沿ってガイドを移動させる。また隙間１６は、ユニット２，４の設置やメンテナンスなどを容易にするための隙間で、特に設けなくても良い。ガイド通路１５や隙間１６の底面は塞いで、ユニット２，４から吹き出した空気が逃げないようにしても良い。あるいはまたガイド通路１５や隙間１６の底部を塞がず、ユニット２，４から吹き出した空気をこの部分から回収して、図示しないファンユニットに戻して再供給し、浮上に用いる空気を循環させて外に逃がさないようにしても良い。

図３に、搬送路３０の左右方向でのユニットの配置を示す。搬送路３０の中央部には、高速推進用ユニット３２を設け、例えばその両側に低速推進用ユニット３３，３３を設ける。推進用ユニット３２，３３の合計はここでは３列としたが、１列あるいは５列などでも良い。そして３列以上設ける場合、中央部に高速推進用ユニット３２を例えば１〜３列程度設け、その両側に低速推進用ユニット３３を各々１〜３列程度設ける。低速推進用ユニット３３の両外側には浮上用ユニット３４を複数列設け、空気を直上へ送気して搬送物を浮上させ、その両外側にセンタリングユニット３６，３６を設けて、空気を搬送路３０の内側斜め上方へと吹き出させる。なお高速推進用ユニット３２の列と、低速推進用ユニット３３の列との間に、浮上用ユニット３４の列を配置しても良く、また高速推進用ユニット３２の列や低速推進用ユニット３３の列の中に浮上用ユニット３４を混在させても良い。またセンタリングユニット３６，３６は、常時は搬送物４０よりも左右方向外側に来るように配置する。

図４に、搬送物４０の左右方向の位置や向きの矯正機構を示す。なお左右方向の位置を正しく保ち、かつ搬送物の向きを正しく保つことを、センタリングと呼ぶ。搬送物４０は図４の実線で示した状態が正常状態で、例えばこれから向きが変化して鎖線のようになったとする。すると搬送物４０の右側がセンタリングユニットからの搬送路の内側向けの送気を受け、これによる力のモーメントで姿勢の変化が矯正される。搬送物４０が左右方向に位置ずれした場合も、同様にセンタリングユニットにより位置ずれを矯正される。

推進用ユニットは図３に示すように、例えば３列に設けて、その中央に高速推進用ユニット３２を設ける。ここで複数列の推進用ユニットで、各列からの推進力がアンバランスであると、搬送物４０を回転させる原因となる。ここで、搬送路３０の中央部に高速推進用ユニット３２を配置し、両側に低速推進用ユニット３３，３３を配置すると、中央の高速推進用ユニット３２は、搬送物４０の姿勢を変える原因となりにくいので、推進用ユニットによる搬送物４０の姿勢の変化を防止できる。なお左右の低速推進用ユニット３３，３３間で推進力が不均一な場合、搬送物４０の姿勢が変化する原因となるが、低速なので比較的その影響は小さい。

図５に浮上搬送装置のレイアウトを示す。ここでは、搬送ユニット４１で図の下から上向きに搬送した搬送物を、搬送ユニット４２で搬送方向を９０°変え、搬送ユニット４３で左から右へと搬送し、搬送ユニット４４で再度向きを変えて、搬送ユニット４５へと送り出す。４６ａ〜４６ｃは推進部で、前記のように高速推進用ユニットの両側に低速推進用ユニットを配置したもので、４７はセンタリング部で、前記のセンタリングユニットを配列したものである。４８は停止部で、搬送ユニット４２や搬送ユニット４４で搬送物を一旦停止するために用いる。そして各搬送ユニットには搬送物センサ４９などを適宜の位置に配置して、搬送物の位置を検出し、これを制御部５０へ入力し、搬送物の位置に応じて、各ユニットのファンの風量を変化させ、あるいはファンをオン／オフすることにより浮上搬送する。搬送物センサ４９には、例えばガラス基板の有無による誘電率の違いを用いるものや、ガラス基板による超音波の反射を検出するセンサなどを用いればよい。各ユニットのファンは、ユニット毎に独立して制御可能であるが、全てのユニットを別々に制御する必要はなく、例えば搬送方向の略同じ位置に左右に並ぶ浮上ユニットは１つの群として同じタイミングでオン／オフ制御すれば良い。

さらに実施例ではＵ字状に搬送路を形成したが、図５で搬送ユニット４２の上方へと搬送物を送り出したり、搬送ユニット４４の右側へと搬送物を送り出したりできるようにすると、搬送方向を分岐できる。この場合例えば、搬送ユニット４２で推進部４６ｂを動作させずに、推進部４６ａのみを動作させると、搬送ユニット４２の上側へと分岐する。また推進部４６ａにより、停止部４８の付近まで搬送物を前進させた後、推進部４６ａを停止させて、停止部４８からの図５の下向きの送気により搬送物をブレーキし、次いで推進部４６ｂを作動させると、搬送方向を９０°変化させることができる。推進用ユニットの送気方向を円弧状などに配置すると、搬送物を回転させることもでき、ルーバでファンの送気方向を調整し、送気方向の異なるユニットを複数種配置することにより、搬送物を種々の経路で搬送できる。

５２はフィルタユニットで、クリーンルーム用のフィルタユニットなどを用い、複数の浮上用ユニットや推進用ユニット並びにセンタリングユニットなどに清浄空気を供給し、浮上搬送時の搬送物の汚染を防止する。なおフィルタユニット５２は設けなくても良い。また搬送物は、液晶用のガラス基板等に限るものではない。

ノズル
実施例ではファンやブロワを用いた例を説明したが、図６のようにノズルを用いても良い。この場合、複数のノズルを１個のユニットに配置し、高速推進用ユニット６２の列の左右方向両側に低速推進用ユニット６３，６３を配置し、その両外側に図示しない浮上用ユニットを例えば複数列ずつ配列する。なお図６の矢印で、個々のノズルを模式的に示す。そして推進用ユニット６２，６３ではノズルから空気や窒素などの気体を斜め上方に吹き出し、浮上用ユニットでは直上にノズルから気体を吹き出す。また浮上用ユニットの列の両外側には、常時（正常な位置や向きの場合）は搬送物の左右の端のやや外側となる位置に、センタリング用のノズルを備えたユニットを配列する。図６の変形例は、ファンをノズルに変えた他は、図１〜図５の実施例と同様である。

可動ガイド機構
図７〜図９に、搬送物４０の可動ガイド機構を示す。ここでは、図１〜図５のように、ファンを用いて搬送物を浮上させると共に搬送するものとするが、図６のようにファンに代えてノズルを用いても良い。さらに図１〜図５に関係する説明は、そのまま図７〜図９にも当てはまるものとする。また図７に示す浮上搬送装置７０のレイアウトは、図５に示したレイアウトに、可動ガイド機構７５ａ〜７５ｄを加えたものである。

レイアウトの４隅中の３カ所に方向変換位置７２があり、ここで搬送方向を例えば直角に９０°変更する。また回転位置７３では、搬送物を図の鎖線のような経路で例えば９０°回転させて姿勢を変換する。なお方向変換位置７２や回転位置７３は、搬送物の姿勢の変換の例であり、搬送物の９０°の方向変換や回転などにより、搬送物に実質上任意の運動をさせることができる。各可動ガイド機構７５ａ〜７５ｄはフレーム７６を備え、これらは浮上用ユニットや推進用ユニットを支持するベース７４の上部に配設する。

７８ａ〜７８ｄは例えば平面視でＬ字状のアームで、３カ所にガイドバー８０を取り付け、搬送物４０の前面と一側面とをガイドする。３本のガイドバー８０の配置は、搬送物の前面側が２本、側面側が１本であるが、側面側（一側面）に対して２本、前面側が１本の配置でも良い。搬送物４０を直進させるだけの場合、左右いずれの側面をガイドしても良いが、方向変換位置７２で搬送方向を例えば直角に変換する場合、搬送路の外側の側面をガイドすることが好ましい。また搬送物を回転させる場合、回転位置７３で搬送物の前面をガイドし、側面側のガイドバーを退避させて回転を容易にすることが好ましい。

アーム７８ａ〜７８ｄは、図示しないモータ付のリニアガイド８１によりフレーム７６に沿って移動でき、その位置は制御部５０からの信号で制御されるものとする。即ちアーム７８ａ〜７８ｄは、搬送物４０の搬送と同期して移動する。但し可動ガイド機構の移動速度を、搬送物の移動速度よりやや遅くし、可動ガイドが搬送物に常時接触しているようにしても良い。さらにフレーム７６〜リニアガイド８１などから成るガイド機構は、搬送物４０の搬送方向が変化する毎に別体にして設け、搬送物４０の後側を押すのではなく、前面と一方の側面を規制することが好ましい。

図７にガイドバーのルート８２を２点鎖線で示す。ルート８２は、図１，図３に示したガイド通路１５を利用したもので、ガイドバー８０の下端が、浮上用ユニットや推進用ユニットの上面よりも低い位置に現れるようにして、これらのユニットと接触せずに、僅かな浮上量でも搬送物を確実にガイドできるようにする。８４はガイドバーの待避位置で、この位置でガイドバー８０を垂直な向きから斜めの向きに姿勢を転換し、搬送物と干渉しないようにする。退避位置８４は、搬送物の回転位置８３の付近に設け、方向変換位置７２の付近には設ける必要はない。

図８，図９に、アーム７８ｄを例に、ガイドバー８０とその周囲を拡大して示すが、他のアーム７８ａ〜７８ｃでも同様である。ガイドバー８０は軸８８を中心に回動でき、例えばねじりバネ８９により、図９の反時計方向に回転するように付勢され、ストッパ９０で鉛直位置からさらに回ることを防止してある。ガイドバーの待避位置には突き当て片８６を設け、ガイドバー８０の上部を突き当て片８６に突き当てて、軸８８を中心に回動させ、搬送物と干渉しない位置へと回転させる。なおアーム７８が移動し、ガイドバーが突き当て片８６と接触しなくなると、ねじりバネ８９によりガイドバー８０は元の向きに復帰する。ここでは固定の突き当て片８６を用いて、メカニカルにガイドバー８０の姿勢を制御したが、適宜のアクチュエータなどで、ガイドバーを回転させあるいは昇降させて、位置を制御しても良い。

図７に戻り、搬送物４０を図の時計回りに搬送するものとして、搬送物のガイド動作を説明する。搬送物４０は、搬送の間、前面と一側面をガイドバー８０で規制され、３点支持により、搬送路での幅方向位置と前方位置並びに向きを規制されている。また３本のガイドバー８０を用いて姿勢を規制するので、搬送物４０の角がガイドバーに衝突して損傷する恐れが少ない。そしてアーム７８ａ〜７８ｄは、搬送物４０の搬送と同期して直線運動し、方向変換位置７２や回転位置７３に達すると、次のアームのガイドバーに案内を切り替える。なお方向変換位置７２には、推進方向の異なる例えば２種類の推進用ユニットが配置され、これらを切り替えて搬送方向を制御する。また方向変換や回転などで、ガイドバー８０が搬送物の動作を妨げる場合、ガイドバーを待避させて搬送物と干渉しないようにする。

回転位置７３では、搬送物４０は１本のガイドバーのみで規制され、他の２本のガイドバーは待避している。この状態で搬送物４０に、図７の時計回りに回転するように力のモーメントを推進用ユニットから加えると、１本のガイドバーを支点として回転する。例えば図７の上から下向きの推進力を加えた後に、図７の右から左向きの推進力を加えると、次のアーム７８ａでガイドできる位置へと回転する。

実施例の浮上搬送装置での、浮上用ユニットと推進用ユニットとを示す図 ルーバの方向を可変にしたユニットを模式的に示す断面図 実施例での搬送路の幅方向への、ユニットの配置を示す図 実施例での、搬送物の姿勢の矯正機構を示す図 実施例の浮上搬送装置からガイドバーを除いたレイアウトを示す図 変形例の浮上搬送装置の要部平面図 実施例の浮上搬送装置の、可動ガイド機構付きのレイアウトを示す平面図 図７の可動ガイド機構の、ガイドバーとその周囲を拡大して示す側面図 図８のガイドバーの、アームへの取り付けを示す図

符号の説明

２ 浮上用ユニット
４ 推進用ユニット
６，７ 筺体
８，９ 吹き出し口
１０ ファン
１２，１３ ルーバ
１５ ガイド通路
１６ 隙間
２０ ファンユニット
２２ 可動ルーバ
３０ 搬送路
３２ 高速推進ユニット
３３ 低速推進ユニット
３４ 浮上ユニット
３６ センタリングユニット
４０ 搬送物
４１〜４５ 搬送ユニット
４６ａ〜４６ｃ 推進部
４７ センタリング部
４８ 停止部
４９ 搬送物センサ
５０ 制御部
５２ フィルタユニット
６２ 高速推進ユニット
６３ 低速推進ユニット
７０ 浮上搬送装置
７２ 方向変換位置
７３ 回転位置
７４ ベース
７５ａ〜７５ｄ 可動ガイド機構
７６ フレーム
７８ａ〜７８ｄ アーム
８０ ガイドバー
８１ リニアガイド
８２ ガイドバーのルート
８４ ガイドバーの退避位置
８６ 突き当て片
８８ 軸
８９ ねじりバネ
９０ ストッパ

Claims (4)

1. 搬送方向の斜め上方に気体を吹き出す吹き出し口を多数設けて、該吹き出し口からの気体により搬送物を搬送するための浮上搬送装置において、
   搬送物の移動と同期して移動しながら、搬送物の姿勢を規制する可動ガイドを設けたことを特徴とする、浮上搬送装置。
2. 前記可動ガイドで、搬送物の少なくとも前面と一側面の２面をガイドするようにしたことを特徴とする、請求項１の浮上搬送装置。
3. 前記可動ガイドが複数のガイドバーを備え、かつガイドバーを、搬送物と干渉しない位置と搬送物と接触する位置との間で、移動させるための手段を設けたことを特徴とする、請求項１または２の浮上搬送装置。
4. 前記吹き出し口を設けたユニットを、搬送方向に平行な隙間を置いて、搬送方向に平行に複数列配列し、該隙間を前記ガイドバーの移動スペースとしたことを特徴とする、請求項３の浮上搬送装置。

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