JP2009073660A - エア浮上搬送装置の空気吹出し構造体及び空気吹出しユニット、ならびにエア浮上搬送装置 - Google Patents

エア浮上搬送装置の空気吹出し構造体及び空気吹出しユニット、ならびにエア浮上搬送装置 Download PDF

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Abstract

【課題】メンテナンスが容易な浮上搬送装置の空気吹出し構造体を提供する。
【解決手段】薄板としてのガラス基板4を空気によって浮上させて搬送するエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体において、浮上側の最上部に配置される織金網3と、該織金網3の下部に配置される多孔性を有する補強部材2とからなる。織金網3として、平織金網や、綾織金網、平畳織金網、綾畳織金網などを用いることができる。また、前記補強部材2には単層または多層構造がある。
【選択図】図1

Description

本発明は、液晶ディスプレイパネル用ガラス基板等の薄板を空気により浮上させて搬送するエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体及び空気吹出しユニット、ならびにエア浮上搬送装置に関する。
従来、エア浮上搬送装置の空気吹出し構造体においては、エア浮上搬送装置の空気吹出し部(吹出し孔が所定の間隔で多数形成)からの流速または流量を全面にわたり均一にする為に、上壁材における吹出し孔の下面側に多孔質材料を配置している(特許文献1、図1、図2参照)。
この上壁材には、剛性と平面度を有しない多孔質材料に対する補強と保護の目的がある。
図11は、従来の浮上搬送装置Fにおける空気室としてのチャンバ101と多孔質材料102、上壁材103の配置を示した模式図である。多孔質材料102の圧力損失によってチャンバ101内の圧力が均一化され、全面にわたり均一に吹出した空気によりガラス基板104が均一に浮上している状態を示している。
しかしながら、従来の多孔質材料102、上壁材103を使用した浮上搬送において、ガラス基板104が割れた場合、図12のように破損基板の破片105の除去や上壁材103の清掃におけるメンテナンス作業が困難であるという問題があった。すなわち、特許文献1には、上壁材103としては、例えば、被浮上物を支持し得る強度を発揮し得る厚さで且つ小径、例えば、1〜10mm程度の孔径で、空気噴出孔Hが所定間隔でもって千鳥状に多数形成された金属板が用いられる。したがって、図12に示すように、従来の浮上搬送装置Fにおいては、破片105を除去する場合、ほうき106の掃除具で破片105の清掃を試みても、破片105が空気吹出し孔Hに入り込み完全に除去するのが難しい。
また、この浮上搬送装置においては、ガラス基板の両側に配置される複数個の搬送ローラにガラス基板の両端部を接触させて該基板の自重の一部を負荷させながら搬送ローラを回転させることにより、このガラス基板を浮上させた状態で搬送させている。
しかしながら、ガラス基板を浮上させることにより、搬送ローラに負荷する基板の自重が極めて低くなる。このため、搬送時間を短縮する場合、このローラによる搬送速度を上げたり、急に搬送速度を下げると、発進や停止時にすべりが発生し、基板の位置決め精度が低下することから、搬送ローラによる基板搬送の加減速度を向上(上昇)できず、搬送時間の短縮を図るのが難しいという問題がある。
特開2004−345744号公報
本発明は、メンテナンスが容易な浮上搬送装置の空気吹出し構造体およびこの空気吹出し構造体を有するエア浮上搬送装置の空気吹出しユニット、ならびに搬送時間の短縮を図ることができるエア浮上搬送装置を提供することを目的とする。
本発明のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体は、薄板を空気によって浮上させて搬送するエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体において、浮上側の最上部に配置される織金網と、該織金網の下部に配置される多孔性を有する補強部材とからなることを特徴とする。
前記織金網の下部に配置した補強部材が、前記織金網と接合されているのが好ましい。
前記織金網が、平畳織金網または綾畳織金網であるのが好ましい。
前記補強部材が、多層構造にされているのが好ましい。
前記補強部材の1つにパンチングメタルが用いられているのが好ましい。
前記織金網の織り目における有効な開口寸法が、1μm〜200μmであるのが好ましい。
また、本発明のエア浮上搬送装置の空気吹出しユニットは、前記エア浮上搬送装置の空気吹出し構造体と、該空気吹出し構造体の下方に配設される該空気吹出し構造体の周辺部を固定する外壁に包囲された吹出しチャンバと、該吹出しチャンバに空気を送風する軸流ファンとを備えてなることを特徴とする。
前記空気の塵を除去するフィルタを前記吹出しチャンバに備えているのが好ましい。
さらに、本発明のエア浮上搬送装置は、前記空気吹出しユニットを複数併設したユニット群と、該ユニット群の両側部の位置における前記薄板の搬送方向に複数配列される搬送ローラと、該搬送ローラを駆動させる駆動手段と、前記ユニット群の両側端面と該搬送ローラとのあいだに前記薄板の両端部に対して吸引力を付与する吸引ユニットとを備えてなることを特徴としている。
前記吸引ユニットが、吸込み側の最上部に配置される織金網と該織金網の下部に配置される多孔性を有する補強部材とからなる空気吸込み構造体と、該空気吸込み構造体の下方に配設される該空気吸込み構造体の周辺部を固定する外壁に包囲された吸引チャンバと、前記吸引チャンバに備えられるとともに空気を吸引する軸流ファンとを具備しているのが好ましい。
前記軸流ファンに前記空気の塵を除去するフィルタが備えられているのが好ましい。
本発明によれば、最上部に大きな1mm以上の孔を有する材料を使用した従来の空気吹出し構造体に比べて、最上部に配置した織金網は織り目における有効な開口寸法が極めて小さい構造であるため、ガラス基板破片の除去清掃の際のメンテナンス作業が容易になる。
また、本発明の空気吹出しユニットを用いれば、従来のように配管を接続して容量の大きいブロアまたはコンプレッサーにより空気を供給する場合より、特別な空気配管を使用することが不要になり、エア浮上搬送装置の製造が容易になる。また、軸流ファンを備えると、低圧、低電力での流量確保が可能であるため、エア浮上搬送装置において省エネが可能になる。また、静音な運転ができる。
さらに、本発明のエア浮上搬送装置によれば、薄板の両端部に対して吸引力を付与する吸引ユニットを備えることにより、薄板の両端部を搬送ローラに確実に接触させることができる。このため、搬送ローラによる加減速度の向上が可能となって薄板の搬送時間を短縮することができる。
本発明のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体は、薄板を空気によって浮上させると共に搬送ローラによって搬送するエア浮上搬送装置に適用することができ、浮上側の最上部に配置される織金網と、該織金網の下部に配置される多孔性を有する補強部材とから構成されている。
ここで、本発明に用いる用語の意味を説明する。本発明において、エア浮上搬送装置とは、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルなどのフラットパネルディスプレイに用いられる大型で非常に薄いガラス基板を非接触で浮上支持するユニットを備える装置や、これを備え搬送ローラによって搬送する装置をいう。
空気吹出し構造体とは、空気吹出しユニットのチャンバ内圧力空気をユニット上面部(薄板の下面側)へ供給することができるように多孔性を有した構造体をいう。
薄板とは、液晶ディスプレイパネル用のガラス基板や、プラズマディスプレイ用のガラス基板の様な、縦横寸法に対して極めて薄肉で撓みの大きい平板材料をいう。
搬送ローラとは、空気によって浮上支持されたガラス基板の両端部の下面を一部分支持して駆動搬送させる回転体をいう。
織金網とは、平織金網や、綾織金網、平畳織金網、綾畳織金網などをいう。多孔質材料に織金網を用いるのは、樹脂製及びセラミック製の多孔質材料と比べて安価でバリエーション(線径や織り目における有効な開口寸法)が豊富だからである。このため、浮上に必要な空気流量の設計が容易になる。
平織金網とは、縦線と横線が一定間隔を保ちながら、一本ずつ交差し織られている金網をいう。
綾織金網とは、縦線と横線が一定間隔を保ちながら、一本以上ずつ交差し織られている金網をいう。
平畳織金網とは、横線が相接するように並び、1本ずつ交差させた織り方で、縦方向のメッシュが横方向のメッシュより少なく、縦線が曲がらずまっすぐな状態で織られており、横線が畳表(たたみおもて)の様に隣り合い、織られている金網をいう。
綾畳織金網とは、横線が相接するように並び、交互に線2本以上ずつ乗越しさせた織り方で、縦方向のメッシュが横方向のメッシュより少なく、縦線が曲がらずまっすぐな状態で織られており、横線が畳表(たたみおもて)の様に隣り合い、織られている金網をいう。
多孔性を有する補強部材とは、浮上側の最上部に配置した織金網の強度をバックアップするための板厚方向に貫通する通気孔を多数有する網状体あるいは板状体をいう。例えば、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金網をいう。
織り目における有効な開口寸法とは、縦線と横線とで形成される平面的な織り目と三次元形状の織り目に粒子を透過させる試験により粒子が、たとえば95%通過するときの有効径をいう。
本発明において織金網と補強部材を結合する接合手段としては、接着剤や溶接による結合の他に、焼結加工により全面一体化する拡散接合等が挙げられる。拡散接合とは、真空または不活性ガス中で、母材を溶融せずに固相状態で塑性変形が生じない程度に加熱と加圧し、接合部の原子を拡散させることで接合する固相接合法である。この拡散接合の利点としては、溶接結合よりも美観良く、接着剤よりも結合が強固かつ均等であるので、結合の信頼性が高く、かつ、圧力損失のばらつきが小さく、全面にわたって空気の分散が均等に行なわれることが挙げられる。
「補強部材が、多層構造」とは、最上部の織金網より前記有効な開口寸法が大きい織金網や開口部が大きい金網を数枚(例えば2から5枚程度)重ね、接合されている構造、前記織金網を所定の枚数重ねた構造にパンチングメタルを組合わせた構造、前記金網を所定の枚数重ねた構造にさらにパンチングメタルを重ね合わせた構造、または前記織金網と金網を所定の枚数重ね合わせた構造にさらにパンチングメタルを重ね合わせた構造などをいう。多層構造を取ることによって、圧力損失のばらつきが小さく、空気の分散が均等に行なわれる。また、空気流の設計が容易になる。
「補強部材の1つにパンチングメタルが用いられている」とは、補強部材としてパンチングメタル単独で使用されることや、多層構造の補強部材の場合には、パンチングメタルと併せて最上部の織金網より、開口部が大きい金網が使用されることである。
「織金網の織り目における有効な開口寸法が、1μm〜200μm」としたのは、1μm未満の場合、ガラス基板を浮上させるのに必要な流量の確保が困難であることと、その為に比較的高い圧力が必要であるからである。
織り目における有効な開口寸法が200μmを超える場合、ガラス基板が割れたときに、空気吹出し部の孔の中に細かいガラス破片がはいってしまい、割れたガラスを除去しづらい。またチャンバ内の圧力の均一化が困難である。
空気吹出しユニットとは、空気吹出し構造体を備えた、ガラス基板を浮上させるユニットをいう。また、この空気吹出しユニットに空気を送風する軸流ファン、またはこの軸流ファンと空気の塵を除去するフィルタを備える構成をいう。
空気の塵を除去するフィルタとは、クリーンルーム内で空気吹出しユニットのファン駆動によるダスト発生を抑制する為の対策であり、HEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter;0.3μmの粒子を99.7%以上除去することができるフィルタ)やULPAフィルタ(Ultra Low Penetration Air Filter;0.1μmの粒子を99.999%以上除去することができるフィルタ)が好ましい。なお、フィルタは、チャンバに外付けされていてもよく、内蔵されていてもよい。
チャンバとは、空気吹出しユニット内に供給する空気の流量を吹出し部全体に均一化する為の空気室または吸引ユニット内に吸引する空気室をいう。
以下、図面に基づき発明を説明する。図1は、本発明のエア浮上搬送装置Fの空気吹出しユニットUの実施例を示す概略断面図である。図2は、図1の空気噴出し部の拡大図であり、本発明のエア浮上搬送装置Fの空気吹出し構造体を示す概略断面図である。
図1及び図2において、吹出しチャンバ1を画成する外壁Wの上面に固定される空気吹出し構造体には、薄板としてのガラス基板4を、空気導入口8から導入される空気(矢印でその流れを図示した)によって浮上させるようになっている。浮上側の最上部に織金網3を配置し、その下部に多孔性を有する補強部材2としてのパンチングメタルを配置している。
ここで、織金網3は、畳織金網を用いている。畳織金網は平織に比べ大きな曲率で湾曲した金属線材(例えば縦糸線材3a)が複数本の金属線材(横糸線材3b)で支えられているため、通常の平織金網のような平面的な「網目の開口部」(織り目)はなく、空間域は縦糸線材3aと横糸線材3bとの交差部の隙間が三次元的な開口部(織り目)となるので、剛性が高く変形しにくいという特徴をもっている。さらに、横糸線材3bが、縦糸線材3aと2点接触で密着し、通常の畳織金網の2倍の密度があり、最も緻密で強固な金網である。
図3は、エア浮上搬送装置の空気吹出し構造体の別の構造を示す概略断面図である。図3において、浮上側の最上部に織金網3を配置し、その下部に多孔性を有する補強部材2を配置している。ここでの補強部材は、金網2Aとパンチングメタル2Bの積層構造になっている。本実施の形態では、この金網2Aとして、平織金網が用いられているが、本発明においては、これに限定されるものではない。
ここで、織金網と補強部材を結合する接合手段としては、焼結加工により全面一体化している。
これにより、溶接結合よりも美観良く、接着剤よりも結合が強固かつ均等であるので、圧力損失のばらつきが小さく、全面にわたって空気の分散が均等に行なわれる。
図4は本発明の実施の形態における空気吹出し構造体でのガラス基板の破片15を除去する状態を示す。空気吹出し構造体の最上部に1mmより大きな孔が無いため、ほうき16等の掃除具でのガラス基板破片の除去清掃が従来よりも極めて容易になる。
以下、これらの構成を用いた場合の動きについて説明する。
図1において、吹出しチャンバ1を画成する外壁Wの上面に固定された空気吹出し構造体には、薄板としてのガラス基板4が、図5に示す搬送ローラRにより搬送されてくる。
このとき、図1に示されるように、軸流ファン7により空気導入口8から空気を送風し、フィルタ6で空気の塵を除去し、吹出しチャンバ1、多孔性を有する補強部材2及び浮上側の最上部に配置した織金網3を通過する空気(矢印でその流れを図示した)は、ガラス基板4を浮上させるようになっている。
なお、本発明の浮上搬送装置における吹出しチャンバ1内の空気は、補強部材2としてのパンチングメタル及び織金網3の圧力損失によってチャンバ内の圧力が均一化され、全面にわたり均一に吹出した空気によりガラス基板が均一に浮上することになる。
以下、上述した空気吹出し構造体及び空気吹出しユニットUを用いた、エア浮上搬送装置について説明する。図5は、本発明の空気吹出しユニットを用いたエア浮上搬送装置の実施の形態を示す概略側面図である。また、図6は、その概略平面図である。
図5において、空気吹出しユニットUが設置フレーム(図示せず)に5個並んであり、それぞれ、図1に示した構成になっている。また、並んだユニットUの両端には搬送ローラRが備えられており、搬送ローラRの回転によりガラス基板4が搬送される。ここで、空気吹出しユニットUに各々備えられた軸流ファン7を駆動させると、軸流ファン7は空気を送風する。フィルタ6において塵を除去された空気は、吹出しチャンバ1、多孔性を有する補強部材2及び浮上側の最上部に配置した織金網3を通過し、ガラス基板4を浮上させるようになっている。矢印でその流れを図示した。
さらに、本発明の空気吹出しユニットを用いれば、特別な空気配管を使用することが不要になり、エア浮上搬送装置の製造が容易になるとともに低圧、低電力での流量確保が可能であるため、エア浮上搬送装置において省エネが可能になる。さらに、軸流ファンが備えられているので、空気流の調整は各ユニットの軸流ファンの回転数を変えるだけで容易にできる。
また、軸流ファンを用いると、1kPa以下の低い圧縮空気を用いることができるので、圧縮空気源の電力を抑えて安価にすることができる。また、軸流ファンを用いると、静音な運転ができる。
なお、本発明の薄板の対象となるガラス基板の大きさとしては、縦横300mm程度から縦横3m以上のサイズまであるが、本発明においては特に、縦横2m以上の大型ガラス基板における用途に適用するのが好ましい。
つぎに前記空気吹出しユニットを用いた本発明のエア浮上搬送装置を図7〜10に基づいて説明する。
本実施の形態にかかわるエア浮上搬送装置は、前記空気吹出しユニットUを設置フレーム(図示せず)に5台併設したユニット群Gと、該ユニット群Gの両側部Ga、Gbの位置における前記薄板4の搬送方向Sに複数配列される搬送ローラRと、該搬送ローラRを駆動させる駆動手段Dと、前記ユニット群Gの両側端面G1a、G1bと該搬送ローラRとのあいだに前記薄板4の両端部4a、4bに対して吸引力を付与する吸引ユニットVとが備えられている。
この吸引ユニットVは、薄板4の両端部4a、4bを吸引して搬送ローラRとの接触力(摩擦力)を高める構造であれば、本発明においては、とくに限定されるものではないが、本実施の形態では、空気吸込み構造体V1と、該空気吸込み構造体V1の下方に配設される吸引チャンバ21と、前記吸引チャンバ21に備えられる吸引用軸流ファン22とから構成されている。
前記空気吸込み構造体V1として、金網や通気孔を形成した板材などを用いることもできるが、本実施の形態では、前記空気吹出しユニットUに用いられている空気吹出し構造体と同じ構成とすることができる。すなわち、この空気吸込み構造体V1は、吸込み側の最上部に配置される織金網3と該織金網3の下部に配置される多孔性を有する補強部材2とからなる構成にされている。
前記吸引チャンバ21としては、前記空気吸込み構造体V1の周辺部を固定する外壁W1に包囲され、下部に吐出し口21aを形成した構造とすることができる。そして、この吐出し口21aに前記軸流ファン22が組み付けられている。前記軸流ファン22は、空気を吸引する構成であれば、とくに限定されるものではない。
さらに、本実施の形態では、前記空気吹出しユニットUと同様に前記軸流ファン22に前記空気の塵を除去するフィルタ23が備えられている。
また、前記搬送ローラRは、ローラ軸R1が固定フレーム24に設けられる軸受25に軸支されている。そして、外周溝に弾性体、たとえばOリング26が嵌着されており、薄板4との接触による摩擦力を高めるようにしている。そして、この搬送ローラRの駆動手段Dとしては、本発明においては、とくに限定されるものではないが、本実施の形態では、クリーン度を保つために非接触式のマグネット駆動コンベヤMが用いられている。
このマグネット駆動コンベヤMは、各搬送ローラRのローラピッチにマグネット31が配置された1本のドライブシャフト32をこの軸端に配置されるモータ33で回転駆動させ、このドライブシャフト32の上部に直交方向に配置される各搬送ローラRのローラ軸R1に取付けたマグネット34を従動回転させる構成にされている。
前記マグネット31は、たとえば図10に示されるように、N極とS極とに着磁された永久磁石が前記ドライブシャフト32の外周に所定の傾斜角で螺旋状に設けられる構造をしている。また、前記マグネット34は、前記ローラ軸R1の外周にこのマグネット31と同じ構造にされている。
このマグネット31とマグネット34とのあいだには隙間があり、両マグネット間に発生する磁力により、ドライブシャフト32を回転させると、搬送ローラRはドライブシャフト32に対して非接触で回転する。
以上説明したとおり、本実施の形態にかかわるエア浮上搬送装置は、吸引ユニットVを備えているので、薄板4の両端部4a、4bを搬送ローラRに確実に接触させ搬送時の摩擦力が高められているため、搬送ローラRによる加減速度の向上が可能となって薄板4の搬送時間を短縮することができる。
本発明のエア浮上搬送装置の空気吹出しユニットの実施例を示す概略断面図である。 図1の空気噴出し部の拡大図であり、本発明のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体を示す概略断面図である。 エア浮上搬送装置の空気吹出し部の別の構造を示す概略断面図である。 本発明のエア浮上搬送装置の空気吹出し部の清掃時の断面概略図である。 本発明の空気吹出しユニットを用いたエア浮上搬送装置の実施例を示す概略側面図である。 本発明の空気吹出しユニットを用いたエア浮上搬送装置の実施例を示す概略平面である。 本発明の実施の形態にかかわるエア浮上搬送装置を示す概略平面である。 図7の概略側面図である。 図8の要部を拡大した断面図である。 図9の搬送ローラとドライブシャフトのマグネットを説明する図である。 従来のエア浮上搬送装置の空気吹出し部の断面概略図である。 従来のエア浮上搬送装置の空気吹出し部の清掃時の断面概略図である。
符号の説明
1 吹出しチャンバ
2 補強部材
3 織金網
4 薄板
4a、4b 薄板の両端部
6、23 フィルタ
7、22 軸流ファン
21 吸引チャンバ
21a 吐出し口
26 Oリング
31、34 マグネット
32 ドライブシャフト
33 モータ
D 駆動手段
F エア浮上搬送装置
G ユニット群
Ga、Gb ユニット群の両側部
G1a、G1b ユニット群の両側端面
M マグネット駆動コンベヤ
R 搬送ローラ
R1 搬送ローラのローラ軸
U 空気吹出しユニット
V 吸引ユニット
V1 空気吸込み構造体
W、W1 外壁

Claims (11)

  1. 薄板を空気によって浮上させて搬送するエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体において、浮上側の最上部に配置される織金網と、該織金網の下部に配置される多孔性を有する補強部材とからなることを特徴とするエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体。
  2. 前記織金網の下部に配置した補強部材が、前記織金網と接合されている請求項1に記載のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体。
  3. 前記織金網が、平畳織金網または綾畳織金網である請求項1または請求項2に記載のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体。
  4. 前記補強部材が、多層構造にされている請求項1に記載のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体。
  5. 前記補強部材の1つにパンチングメタルが用いられている請求項1または請求項4に記載のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体。
  6. 前記織金網の織り目における有効な開口寸法が、1μm〜200μmである請求項1または請求項2に記載のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載のエア浮上搬送装置の空気吹出し構造体と、該空気吹出し構造体の下方に配設される該空気吹出し構造体の周辺部を固定する外壁に包囲された吹出しチャンバと、該吹出しチャンバに空気を送風する軸流ファンとを備えてなるエア浮上搬送装置の空気吹出しユニット。
  8. 前記空気の塵を除去するフィルタを前記吹出しチャンバに備えてなる請求項7に記載のエア浮上搬送装置の空気吹出しユニット。
  9. 請求項7または8記載の空気吹出しユニットを複数併設したユニット群と、該ユニット群の両側部の位置における前記薄板の搬送方向に複数配列される搬送ローラと、該搬送ローラを駆動させる駆動手段と、前記ユニット群の両側端面と該搬送ローラとのあいだに前記薄板の両端部に対して吸引力を付与する吸引ユニットとを備えてなるエア浮上搬送装置。
  10. 前記吸引ユニットが、吸込み側の最上部に配置される織金網と該織金網の下部に配置される多孔性を有する補強部材とからなる空気吸込み構造体と、該空気吸込み構造体の下方に配設される該空気吸込み構造体の周辺部を固定する外壁に包囲された吸引チャンバと、前記吸引チャンバに備えられるとともに空気を吸引する軸流ファンとを具備してなる請求項9に記載のエア浮上搬送装置。
  11. 前記軸流ファンに前記空気の塵を除去するフィルタが備えられてなる請求項10に記載のエア浮上搬送装置。
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