JP2010095320A

JP2010095320A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2010095320A
Application number: JP2008265112A
Authority: JP
Inventors: Manabu Funato; 学船戸
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】構造の複雑化を招来することなく、搬送距離を伸ばすことができるとともに、剛性にも優れた搬送装置を提供する。
【解決手段】搬送対象物Ｘを載置して運搬する運搬台２と、一端部を運搬台２に接続し、且つ折り畳み動作及び伸長動作によって運搬台２を一定方向に進退動作させるリンク機構３と、リンク機構３の他端部を支持し、且つ運搬台２の進退方向にリンク機構３をスライド移動させるスライド機構４とを備えたものとした。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば液晶ガラス基板を収納可能なカセット等の搬送対象物を搬送する搬送装置に関するものである。

従来より、複数枚の液晶ガラス基板を収納可能なカセットを所定の搬送箇所へ搬送する搬送装置として、進退動作可能な複数のスライドバーを高さ方向に積み重ねた多段式スライド機構を備え、各スライドバーをスライド移動させることによってスライド機構全体が伸縮動作し、最上段のスライドバーに接続されたフォークに載置したカセットを所定の搬送箇所へ搬送可能に構成したものや、複数のアームを折り畳み及び伸縮可能に連結したリンクアーム機構を備え、このリンクアーム機構の先端部に接続した運搬台に載置したカセットを、リンクアーム機構の折り畳み動作及び伸縮動作によって所定の搬送箇所へ搬送可能に構成したもの（特許文献１参照）が知られている。
特開２００３−５１５２５号公報

ところが、多段式スライド機構を備えたものであれば、搬送距離（移載距離）を伸ばすためにはスライドバーの段数を増加しなければならず、構造の複雑化を招来するとともに、スライドバーの段数の増加に伴ってスライド機構の高さ寸法（厚み）が増大して、装置全体のコンパクト化を図ることができないという問題があった。また、スライドバーの段数の増加に伴い発塵対策も困難になるという問題があった。

一方、リンクアーム機構を備えたものであれば、搬送距離を伸ばすためには各アームの長さを長く設定する必要があり、それに伴いアーム自体の剛性が低下して、リンクアーム機構を伸長した状態においてアームが撓み易く、特に多数の液晶ガラス基板を収納したカセットの荷重を受けた場合にはアームの撓み量が増大するという問題があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、構造の複雑化を招来することなく、搬送距離を伸ばすことができるとともに、剛性にも優れた搬送装置を提供することにある。

すなわち本発明の搬送装置は、搬送対象物を載置して運搬する運搬台と、一端部を運搬台に接続し、この運搬台を一定方向に進退動作させるリンク機構と、リンク機構の他端部を支持し、且つ運搬台の進退方向にリンク機構をスライド移動させるスライド機構とを備えていることを特徴とする。

このような搬送装置であれば、スライド機構によってリンク機構がスライド移動することにより、リンク機構の基端位置、換言すれば、リンク機構のうちスライド機構に支持されている端部を運搬台の進退方向に移動させることができ、リンク機構自体の伸縮量が小さくても運搬台の搬送距離（移載距離）を有効に伸ばすことができる。しかも、リンク機構の伸縮量を大きく設定する必要がないため、リンク機構自体の剛性も確保することができる。また、搬送距離を伸ばすためにはリンク機構のスライド移動距離を大きく設定すればよく、従来のスライド機構における問題、つまり、スライドバーの段数の増加に伴う機構の高さ寸法（厚み）が増大するという問題を解消し、装置全体のコンパクト化を図ることが可能になる。

スライド機構の構造を単純化するためには、スライド機構を、リンク機構の他端部を支持した状態でスライド移動可能な台車と、この台車を運搬台の進退方向にスライド移動させる単一の駆動源とを備えたものとすればよい。このようなものであれば、単一の駆動源で台車をスライド移動させることによって、リンク機構の折り畳み動作及び伸長動作を導くことができ、単一の駆動源でリンク機構も作動させることが可能となり、リンク機構を駆動させるための別途専用の駆動源を設ける態様と比較して、構造の簡素化及びコストの削減を図ることができる。

搬送対象物をバランスの取れた状態で搬送できるようにするためには、運搬台を少なくとも水平方向に複数の爪を有するものとして、リンク機構を、運搬台の基端部に接続された水平方向に対をなすものであればよい。

また、本発明の搬送装置を、少なくとも収納位置に位置付けた運搬台を定位置で旋回させる旋回機構と、運搬台の旋回径から外れた箇所に設けられ、且つ運搬台を収納位置に位置付けた際に搬送対象物を仮置きするための仮置き台とをさらに備えたものとすれば、搬送対象物を仮置き台に仮置きした状態で旋回機構によって運搬台を旋回させることによって、搬送対象物自体の向きを変えることなく搬送対象物の搬送方向を変更することができる。さらに、前記運搬台を前記収納位置に位置付けた状態においてリンク機構が前記運搬台の旋回径内に収まるように設定すれば、運搬台の旋回時にリンク機構が仮置き台に干渉することを回避し、運搬台のスムーズ且つ的確に旋回させることができる。

本発明の搬送装置によれば、スライド機構がリンク機構をスライド移動させることにより、リンク機構の基端位置、換言すれば、リンク機構のうちスライド機構に支持されている端部を運搬台の進退方向に移動させることができ、リンク機構自体の伸縮量が小さくても搬送距離を有効に伸ばすことができる。しかも、リンク機構の伸縮量を大きく設定する必要がないため、リンク機構自体の剛性も確保することができる。特に、スライド機構が、リンク機構の他端部を支持した状態でスライド移動可能な台車と、この台車を運搬台の進退方向にスライド移動させる単一の駆動源とを備えたものとすれば、単一の駆動源で台車をスライド移動させることによって、リンク機構の折り畳み動作及び伸長動作を導くことができ、単一の駆動源でリンク機構も作動させることが可能となり、構造の簡素化及びコストの削減を有効に図ることができる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る搬送装置１は、例えば搬送対象物Ｘとして、複数枚の液晶ガラス基板を収納可能な箱型のカセットを搬送する装置であり、クリーンルーム内に配置されるものである。この搬送装置１は、図１及び図２に示すように、搬送対象物Ｘを載置して運搬する運搬台２と、一端部を運搬台２に接続し、この運搬台２を一定方向に進退動作させるリンク機構３と、リンク機構３の他端部を支持し、運搬台２の進退方向にリンク機構３をスライド移動させるスライド機構４と、スライド機構４を支持するベース５１を上部に設け、所定方向に延伸するレール上を走行可能な装置本体５とを備えたものである。以下、各部の具体的な構成を説明する。

運搬台２は、図３及び図４等に示すように、水平方向に対をなす一対の爪２１と、これら爪２１の基端部同士を接続する接続部２２とを備えたいわゆる「フォーク」と呼ばれるものである。各爪２１の基端部及び接続部２２の一端縁は１つの部分円弧を描くように湾曲させてあり、これら各爪２１の基端部及び接続部２２の一端縁が運搬台２の旋回径からはみ出さないようにしている。この運搬台２は、リンク機構３及びスライド機構４の動作に伴って爪２１の長手方向に沿った一定方向に進退動作する。

スライド機構４は、図１〜図４等に示すように、運搬台２の進退方向に沿って延伸する単一のネジ軸４１と、ネジ軸４１の回転に応じてネジ軸４１の長手方向に沿って直線移動するナット部材４２と、ナット部材４２に支持された状態でナット部材４２と共にネジ軸４１の長手方向に沿って直線移動する台車４３と、ネジ軸４１を回転駆動させるための単一の駆動源４４とを備えたものである。つまり、本実施形態では、スライド機構４として、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構を適用している。駆動源４４には、例えば一般的なモータを利用することができる。

リンク機構３は、図３及び図４等に示すように、スライド機構４の台車４３に一端部を枢支させた第１アーム３１と、運搬台２の接続部２２に一端部を枢支させた第２アーム３２と、第１アーム３１の他端部と第２アーム３２の他端部とを接続する位置に配され、これらアーム（第１アーム３１、第２アーム３２）同士を相対的に接離動作可能に連結する関節部３３とを備えたものである。ここで、第２アーム３２の一端部が本発明の「リンク機構３の一端部」に相当し、第１アーム３１の一端部が本発明の「リンク機構３の他端部」に相当する。第１アーム３１及び第２アーム３２は、それぞれ環状の第１ベルト３１ａ、第２ベルト３２ａを用いて構成されている。第１ベルト３１ａは、対向する内向面を、スライド機構４のうち平板状をなす台車４３に支持された第１プーリ３４と、関節部３３として機能する第２プーリ３３ａとにそれぞれ巻き回したものである。したがって、第１アーム３１の一端部は第１プーリ３４であり、他端部は第２プーリ３３ａであるといえ、また、第１アーム３１の長さは、第１プーリ３４の中心と第２プーリ３３ａの中心とを結ぶ直線距離に相当するものといえる。一方、第２ベルト３２ａは、対向する内向面を、運搬台２のうち平板状をなす接続部２２に支持された第３プーリ３５と、第２プーリ３３ａとにそれぞれ巻き回したものである。したがって、第２アーム３２の一端部は第３プーリ３５であり、他端部は第２プーリ３３ａであるといえ、また、第２アーム３２の長さは、第３プーリ３５の中心と第２プーリ３３ａの中心とを結ぶ直線距離に相当するものといえる。なお、第１ベルト３１ａは、第１プーリ３４の上端部と第２プーリ３３ａの下端部との間で水平回転し、第２ベルト３２ａは、第２プーリ３３ａの上端部と第３プーリ３５部の下端部との間で水平回転する。したがって、第１ベルト３１ａ及び第２ベルト３２ａが相互に干渉することはない。なお、図３では図示していないが、第２ベルト３２ａを支持する支持板を第２アームとして機能させてもよい。この場合、支持板の両端部をそれぞれ第２プーリ３３ａ及び第３プーリ３５に枢支させることにより、第１アーム３１と協働してリンク機構としての機能を発揮し得るものとなる。また、第２ベルト３２ａに代えて、運搬台２に一端部を枢支させ、他端部を関節部３３に枢支させたリンクバー（図示省略）のみによって第２アームを構成しても構わない。また、第１プーリ３４は、スライド機構４の台車４３を貫通した状態でこの台車４３に支持され、台車４３よりも下方に突出する部位に、次に説明するサブリンク機構６の第１サブアーム６１として機能する第１サブベルト６１ａを巻き回している。

サブリンク機構６は、図３及び図４等に示すように、台車４３のスライド移動距離を規定する役割を担うものであり、第１プーリ３４に一端部を枢支させた第１サブアーム６１と、装置本体５の上部に配したベース５１に一端部を枢支させた第２サブアーム６２と、第１サブアーム６１の他端部と第２サブアーム６２の他端部とを接続する位置に配され、これらサブアーム（第１サブアーム６１、第２サブアーム６２）同士を相対的に接離動作可能に連結するサブ関節部６３とを備えたものである。本実施形態では、第１サブアーム６１及び第２サブアーム６２を、それぞれ環状の第１サブベルト６１ａ、第２サブベルト６２ａを用いて構成している。第１サブベルト６１ａは、対向する内向面を、第１プーリ３４の下端部と、サブ関節部６３として機能する第４プーリ６３ａとにそれぞれ巻き回したものである。一方、第２サブベルト６２ａは、対向する内向面を、装置本体５のベース５１に支持された第５プーリ６４と、第４プーリ６３ａとにそれぞれ巻き回したものである。

本実施形態では、リンク機構３を、各爪２１の基端部に接続し、ネジ軸４１を中心として水平方向に離間させた位置に相互に対をなすように設けている。また、サブリンク機構６を、各リンク機構３に対応させて、ネジ軸４１を中心として水平方向に離間させた位置に相互に対をなすように設けている。サブリンク機構６を水平方向に対をなして設けることにより、台車４３の安定したスライド移動を実現している。

これら各機構（スライド機構４、リンク機構３、サブリンク機構６）が連動することにより、運搬台２が、収納位置（図２及び図６参照）と、爪２１の長手方向に沿って搬送対象物Ｘを前方へ持ち出した非収納位置（図１及び図４参照）との間で進退動作する。各機構の動作及び作用については後述する。

装置本体５は、図１、図２及び図４等に示すように、スライド機構４の駆動源４４、ネジ軸４１、及び第５プーリ６４を支持する前述のベース５１と、収納位置に位置付けた運搬台２を定位置で旋回させる図示しない旋回機構と、収納位置に位置付けた運搬台２の旋回径から外れた箇所に設けられ、運搬台２を収納位置に位置付けた際に搬送対象物Ｘを仮置きするための仮置き台５２と、運搬台２を昇降移動させる図示しない昇降機構とを備えたものである。

旋回機構は、ベース５１を旋回させることにより、ベース５１に直接又は間接的に支持されたスライド機構４、リンク機構３、サブリンク機構６及び運搬台２を旋回させるものである。

仮置き台５２は、搬送対象物Ｘの四隅を支持すべく計４箇所に配されている。なお、図１及び図２では仮置き台５２を省略している。各仮置き台５２は、収納位置に位置付けた運搬台２を旋回させた際にこの運搬台２と干渉しない位置、換言すれば運搬台２の旋回径から外れた位置に配されている。なお、図６において運搬台２の旋回範囲を一点鎖線の円形で示している。

次に、このような構成を有する搬送装置１の動作及び作用について説明する。

運搬台２を図４に示す非収納位置に位置付けている場合、スライド機構４の台車４３は許容されるスライド移動範囲内における最前方位置に位置付けられるとともに、リンク機構３は、第２アーム３２を第１アーム３１よりも前方に位置付けた状態で第１アーム３１と第２アーム３２との相対角度が最も大きい姿勢（リンク第１伸長姿勢）となる。スライド機構４の台車４３が最前方位置に位置付けられた状態において、サブリンク機構６は、第１サブアーム６１を第２サブアーム６２よりも前方に位置付けた状態で第１サブアーム６１と第２サブアーム６２との相対角度が最も大きい姿勢（サブリンク第１伸長姿勢）となり、台車４３のそれ以上前方へのスライド移動を規制している。

運搬台２を非収納位置から収納位置へ移動させるには、スライド機構４の駆動源４４によりネジ軸４１を正逆何れか一方向（例えば逆方向）に回転させて、台車４３をネジ軸４１に沿って後退させる。台車４３の後退動作に伴ってリンク機構３は後退しながら第１アーム３１と第２アーム３２との相対角度を小さくする方向、すなわち第１アーム３１の一端部（第１プーリ３４）と第２アーム３２の一端部（第３プーリ３５）とを接近させる方向に折り畳まれる。図５は、リンク機構３が最も折り畳まれた時点、換言すれば関節部３３（第２プーリ３３ａ）がネジ軸４１から最も離間する時点、の直前の姿勢を示したものである。後退しながら折り畳まれるリンク機構３が仮置き台５２に干渉しないようにリンク機構３の移動軌跡及び仮置き台５２の形状を設定している。また、台車４３の後退動作に伴ってサブリンク機構６は、ベース５１に支持させた第５プーリ６４を固定点として折り畳まれる。

台車４３が図５に示す位置からさらに後退すると、リンク機構３は、第２アーム３２の一端部（第３プーリ３５）が第１アーム３１の一端部（第１プーリ３４）よりも後方に移動しながら第１アーム３１と第２アーム３２との相対角度を大きくする方向、すなわち第１アーム３１の一端部（第１プーリ３４）と第２アーム３２の一端部（第３プーリ３５）とを離間させる方向に漸次伸長する。台車４３が、図６に示すように、許容されるスライド移動範囲内における最後方位置に位置付けられると、リンク機構３は、第２アーム３２を第１アーム３１よりも後方に位置付けた状態で第１アーム３１と第２アーム３２との相対角度が最も大きい姿勢（リンク第２伸長姿勢）となる。スライド機構４の台車４３が最後方位置に位置付けられた状態において、サブリンク機構６は、第２サブアーム６２を第１サブアーム６１よりも後方に位置付けた状態で第１サブアーム６１と第２サブアーム６２との相対角度が最も大きい姿勢（サブリンク第２伸長姿勢）となり、台車４３のそれ以上後方へのスライド移動を規制している。スライド機構４及びリンク機構３のこのような一連の動作により、運搬台２が収納位置に位置付けられる。

収納位置に位置付けた運搬台２を前述の昇降機構により下降させると搬送対象物Ｘが仮置き台５２に載置される。この状態で、旋回機構により運搬台２を旋回させて、昇降機構により運搬台２を再度上昇させると爪２１の向きを変えた運搬台２に搬送対象物Ｘを載置することができる。この状態で、運搬台２を収納位置から非収納位置へ移動させることによって、搬送対象物Ｘ自体の向きを変えることなく、搬送対象物Ｘの搬送方向を変更することが可能となる。なお、運搬台２を収納位置から非収納位置へ移動させる際には、スライド機構４の駆動源４４によりネジ軸４１を正方向に回転させて、台車４３をネジ軸４１に沿って前進させる。台車４３の前進動作に伴ってリンク機構３は前進しながら、運搬台２を非収納位置から収納位置へ移動させる際の動作と逆の動作を行いリンク第２伸長姿勢からリンク第１伸長姿勢となり、サブリンク機構６は、第５プーリ６４を固定点として折り畳まれ、運搬台２を非収納位置から収納位置へ移動させる際の動作と逆の動作を行いサブリンク第２伸長姿勢からサブリンク第１伸長姿勢となる。このような各機構の一連の動作により、運搬台２が非収納位置に位置付けられる。

このように、本実施形態に係る搬送装置１は、スライド機構４によってリンク機構３の他端部、すなわちリンク機構３のうちスライド機構４に支持されている端部を運搬台２の進退方向に沿って移動させることができ、その結果、運搬台２に載置された搬送対象物Ｘの搬送距離は、リンク機構３の伸縮量に、スライド移動距離を加えた距離に相当するものとなり、リンク機構３を構成する各アームの合計長さが短くても搬送対象物Ｘの搬送距離を有効に伸ばすことができる。しかも、リンク機構３の各アームの長さを大きく設定する必要がないため、リンク機構３全体の剛性も確保することができ、運搬台２を非収納位置へ移動させる際にアームが撓むという不具合を解消又は抑制することができる。

特に、スライド機構４が、リンク機構３の他端部を支持した状態でスライド移動可能な台車４３と、台車４３を運搬台２の進退方向にスライド移動させる単一の駆動源４４とを備えたものであるため、スライド機構４の構造簡素化を図ることができるとともに、単一の駆動源４４で台車４３をスライド移動させることによって、リンク機構３の伸縮動作を導くことができ、単一の駆動源４４でリンク機構３も動作させることが可能となり、構造の単純化及びコストの削減を図ることができる。

さらに、運搬台２が水平方向に複数の爪２１を有するものであり、リンク機構３が、各爪２１の基端部に接続された水平方向に対をなすものであるため、搬送対象物Ｘをバランスの取れた状態で搬送でき、耐荷重性にも優れたものとなる。

収納位置に位置付けた運搬台２を定位置で旋回させる旋回機構と、運搬台２の旋回径から外れた箇所に設けられ、且つ運搬台２を収納位置に位置付けた際に搬送対象物Ｘを仮置きするための仮置き台５２とを備え、運搬台２を収納位置に位置付けた状態においてリンク機構３が運搬台２の旋回径内に収まるように設定しているため、搬送対象物Ｘ自体を旋回させる態様と比較して旋回径が小さくなり、クリーンルーム内における搬送装置１の占有領域を抑えることができるとともに、運搬台２の旋回時にリンク機構３が仮置き台５２に干渉することを回避し、運搬台２のスムーズ且つ的確に旋回させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、装置本体のベースに、ネジ軸の長手方向に沿って延伸するラックを設けるとともに、スライド機構に支持されるリンク機構の一端部（上述の実施形態において第１アーム３１の一端部に相当する部分）にラックに噛合可能なピニオンを設け、台車のスライド移動に伴ってピニオンがラックとの噛合位置を変えながら回動することにより、運搬台の進退方向にリンク機構をスライド移動させるように構成してもよい。

また、リンク機構が、運搬台を前方へ持ち出した際に伸長姿勢となり、運搬台を収納位置に位置付けた際に折り畳み姿勢となるものであってもよい。

また、図７及び図８に示すように、スライド機構Ａ４が、運搬台Ａ２の進退方向に直交する方向に延伸するレールＡ４４と、一端部をリンク機構Ａ３の一端部（上述の実施形態において第１アーム３１の一端部に相当する部分）に回転可能に接続し、且つ他端部をレールＡ４４にスライド移動可能に接続した第１スライドアームＡ４１と、一端部を第１スライドアームＡ４１の長手方向ほぼ中央に回転可能に接続し、且つ他端部をレールＡ４４に回転可能に接続した第２スライドアームＡ４２とを備えたものであっても構わない。この場合、第１スライドアームＡ４１の他端部に、レールＡ４４に案内されるスライダＡ４１１を設ければよい。そして、第２スライドアームＡ４２とレール４４との接続点Ａ４２１に対してスライダＡ４１１をレールＡ４４に案内させながら接離動作させることにより、第２スライドアームＡ４２と第１スライドアームＡ４１との枢支点Ａ４６が運搬台２の進退方向に移動し、これに伴って第１スライドアームＡ４１とリンク機構Ａ３との枢支点も運搬台Ａ２の進退方向に移動することによって、リンク機構Ａ３全体を運搬台Ａ２の進退方向にスライド移動させるようにすればよい。なお、図７及び図８では、前記実施形態の各部に相当する部位には符号の先頭に「Ａ」を付している。

前述の実施形態では、リンク機構のアームとしてベルトを用いた態様を例示したが、これに限られず、アームとしてチェーンを用いた態様や、相互に噛合する複数の歯車を用いた態様、或いはリンクバーを用いた態様であっても構わない。また、運搬台の爪の数や形状も適宜変更してもよい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る搬送装置の側面図を一部省略して模式的に示す図。同実施形態において運搬台を収納位置に位置付けた状態を図１に対応して示す図。同実施形態に係る搬送装置の要部を一部省略して示す斜視図。同実施形態に係る搬送装置の平面図を模式的に示す図。同実施形態において運搬台が非収納位置と収納位置との間に位置付けられている状態を図４に対応して示す図。同実施形態において運搬台を収納位置に位置付けた状態を図４に対応して示す図。同実施形態の一変形例に係る搬送装置においてリンク機構が伸長姿勢にある状態を図４に対応して示す図。同変形例においてリンク機構が折り畳み姿勢にある状態を図４に対応して示す図。

符号の説明

１…運搬装置
２…運搬台
２１…爪
３…リンク機構
４…スライド機構
４３…台車
４４…駆動源
５２…仮置き台
Ｘ…搬送対象物

Claims

搬送対象物を載置して運搬する運搬台と、
一端部を前記運搬台に接続し、当該運搬台を一定方向に進退動作させるリンク機構と、
当該リンク機構の他端部を支持し、且つ前記運搬台の進退方向に当該リンク機構をスライド移動させるスライド機構とを具備してなることを特徴とする搬送装置。
前記スライド機構が、前記リンク機構の他端部を支持した状態でスライド移動可能な台車と、当該台車を前記運搬台の進退方向にスライド移動させる単一の駆動源とを備えたものである請求項１に記載の搬送装置。
運搬台が少なくとも水平方向に複数の爪を有するものであり、
前記リンク機構が、前記運搬台の基端部に接続された水平方向に対をなすものである請求項１又は２の何れかに記載の搬送装置。
収納位置に位置付けた前記運搬台を定位置で旋回させる旋回機構と、前記運搬台の旋回径から外れた箇所に設けられ、且つ当該運搬台を前記収納位置に位置付けた際に前記搬送対象物を仮置きするための仮置き台とを備え、
前記運搬台を前記収納位置に位置付けた状態においてリンク機構が前記運搬台の旋回径内に収まるように設定している請求項１乃至３の何れかに記載の搬送装置。