JP2010116248A - 浮上搬送装置及び搬送ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】基板Ｗの搬送中における基板Ｗと浮上ユニット２３等との干渉を回避しつつ、浮上搬送装置１による基板Ｗの搬送効率を十分に高めること。
【解決手段】各搬送ローラ２９は、中空状のローラ本体３３及びローラ本体３３に同心上に一体的に設けられたローラ軸３５を有し、各ローラ本体３３の外周面に基板Ｗを吸引可能な複数の吸引孔３７が周方向に沿って貫通して形成され、各搬送ローラ２９に対応する箇所に吸引パイプ５７が設けられ、各吸引パイプ５７は支持区域Ｓに進入した吸引孔３７のみに連通するようになっていること。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばガラス基板等の基板を浮上させた状態で搬送する浮上搬送装置、及び浮上搬送装置に用いられる搬送ローラに関する。

近年、クリーン搬送の分野では浮上搬送装置について種々の開発がなされており、基板の表面の清浄度を考慮した浮上搬送装置の先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。そして、先行技術に係る浮上搬送装置の構成等は、次のようになる。

即ち、先行技術に係る浮上搬送装置は、搬送方向へ延びた装置フレームをベースとして具備しており、この装置フレームの搬送領域には、浮上ガスとしての圧縮空気（エア）の圧力を利用して基板を浮上させる複数の浮上ユニットが搬送方向へ間隔を置いて設けられている。また、各浮上ユニットの内部は、ファン等の圧縮空気供給源（浮上ガス供給源の一例）に接続されており、各浮上ユニットの上面には、圧縮空気を噴出するノズルが形成されている。

装置フレームにおける搬送領域の両側には、基板の裏面を直接的に支持する複数の搬送ローラが搬送方向に間隔を置いてそれぞれ設けられてあって、各搬送ローラは、搬送幅方向に平行な軸心周りに回転可能である。また、各搬送ローラは、ローラ本体、及び該ローラ本体に同心上に一体的に設けられたローラ軸を有している。そして、装置フレームの適宜位置には、複数の搬送ローラを前記搬送幅方向に平行な軸心周りに回転させる搬送モータが設けられている。

従って、圧縮空気供給源を適宜に作動させて、各浮上ユニットの内部へ圧縮空気を供給することにより、各浮上ユニットのノズルから圧縮空気を噴出させる。また、搬送モータの駆動によって複数の搬送ローラを搬送幅方向に平行な軸心周りに回転させる。これにより、浮上搬送装置に供給された基板を浮上させた状態で搬送方向へ搬送することができる。
特開２００６−１８２５６３号公報 特開２００５−１５４０４０号公報

ところで、基板の搬送中における基板と浮上ユニット等との干渉を回避するにするには、浮上ユニットのノズルから噴出される圧縮空気の圧力を上げて、浮上ユニットの浮上性能を高める必要がある。一方、浮上ユニットのノズルから噴出させる圧縮空気の圧力を上げると、搬送ローラと基板との接触圧（摩擦力）を十分に確保することができず、搬送ローラに対する基板の滑り量が増えて、浮上搬送装置による基板の搬送効率が低下する。つまり、基板の搬送中における基板と浮上ユニット等との干渉を回避しつつ、浮上搬送装置による基板の搬送効率を高めることは困難であるという問題がある。

なお、特許文献２に示すように、浮上ユニットの上面に基板を吸引可能な吸引孔を搬送ローラに近接して形成した場合でも、吸引孔の吸引力が浮上ユニットの浮上力によって打ち消され、搬送ローラと基板との接触圧を十分に確保できず、前述の問題は依然として残るものである。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の浮上搬送装置及び搬送ローラを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、基板を浮上させた状態で搬送方向へ搬送する浮上搬送装置において、装置フレームの搬送領域に前記搬送方向に沿って配設され、上面に浮上ガスを噴出するノズルが形成され、浮上ガスの圧力を利用して基板を浮上させる複数の浮上ユニットと、前記装置フレームにおける前記搬送領域の両側に前記搬送方向に沿って間隔を置いてそれぞれ設けられ、搬送幅方向に平行な軸心周りに回転可能であって、中空状のローラ本体及び該ローラ本体に同心上に一体的に設けられたローラ軸を有し、各ローラ本体の外周面に基板を吸引可能な複数の吸引孔が周方向に沿って貫通して形成され、前記搬送幅方向に平行な軸心周りの回転により前記吸引孔が基板を支持可能な支持区域（基板に接触可能な接触区域）に対して進退するようになってあって、前記基板の裏面を直接的又は間接的に支持する複数の搬送ローラと、複数の前記搬送ローラを前記搬送幅方向に平行な軸心周りに回転させる搬送アクチュエータと、各搬送ローラに対応する箇所に設けられ、前記支持区域に進入した前記吸引孔のみに連通するようになってあって、空気吸引源に接続された吸引パイプと、を具備したことを要旨とする。

なお、本願の特許請求の範囲及び明細書において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、ブラケット等の介在部材を介して間接的に設けられたことを含む意であって、同様に、「配設され」とは、直接的に配設されたことの他に、ブラケット等の介在部材を介して間接的に配設されたことを含む意である。また、「浮上ガス」とは、圧縮空気（エア）、アルゴンガス、窒素ガス等の含む意であって、「搬送幅方向」とは、前記搬送方向に直交する方向のことをいう。

第１の特徴によると、各浮上ユニットの内部へ浮上ガスを供給して、各浮上ユニットの前記ノズルから浮上ガスを噴出させる。また、前記空気吸引源を適宜に作動させて、各搬送ローラの前記吸引孔によって基板の裏面を吸引しつつ、前記搬送アクチュエータの駆動によって複数の前記搬送ローラを前記搬送幅方向に平行な軸心周りに回転させる。これにより、前記浮上搬送装置に供給された基板を浮上させた状態で前記搬送方向へ搬送することができる。

そして、各搬送ローラのローラ本体の外周面に複数の前記吸引孔が周方向に間隔を置いて形成され、各吸引パイプが前記支持区域に進入した前記吸引孔のみに連通するようになっているため、前記浮上ユニットの前記ノズルから噴出される浮上ガスの圧力を上げて、前記浮上ユニットの浮上性能を高めても、前記吸引孔の吸引力が前記浮上ユニットの浮上力によって打ち消されたり、前記搬送ローラの周方向に拡散（分散）したりすることがなく、前記搬送ローラと基板の接触圧（摩擦力）を十分に確保することができる。

本発明の第２の特徴は、基板を浮上させた状態で搬送方向へ搬送する浮上搬送装置に用いられ、基板の裏面を直接的又は間接的に支持する搬送ローラにおいて、外周面に基板を吸引可能な複数の吸引孔が周方向に沿って貫通して形成された中空状のローラ本体と、前記ローラ本体に同心上に一体的に設けられたローラ軸と、を具備したことを要旨とする。

第２の特徴からなる前記搬送ローラを複数用意し、複数の前記搬送ローラを第１の特徴からなる前記浮上搬送装置の構成要素として用いた場合には、第１の特徴による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、前記浮上ユニットの前記ノズルから噴出される浮上ガスの圧力を上げて、前記浮上ユニットの浮上性能を高めても、（前記吸引孔の吸引力が前記浮上ユニットの浮上力によって打ち消されたり、前記搬送ローラの周方向に拡散したりすることがなく、）前記搬送ローラと基板の接触圧を十分に確保することができるため、基板の搬送中における基板と前記浮上ユニット等との干渉を回避しつつ、前記浮上搬送装置による基板の搬送効率を十分に高めることができる。

本発明の実施形態について図１から図６を参照して説明する。ここで、図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る搬送ローラの周辺構造を示す断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるIB-IB線に沿った断面図、図２は、本発明の実施形態に係る搬送ローラの周辺構造を示す図、図３は、本発明の第１実施形態に係る浮上搬送装置の部分平面図、図４は、図３におけるIV-IV線に沿った図、図５は、図３における矢視部Vを示す図、図６は、図３におけるIV-IV線に沿った図である。なお、図面中、「ＦＦ」は、前方向を、「ＦＲ」は、後方向を、「Ｌ」は、左方向を、「Ｒ」は、右方向をそれぞれ指してある。

図３から図６に示すように、本発明の実施形態に係る浮上搬送装置１は、例えばガラス基板等の基板Ｗを浮上させた状態で搬送方向（前後方向（前方向又は後方向））へ搬送する装置であって、前後方向へ延びた装置フレーム（支持フレーム）３を具備している。また、装置フレーム３は、前後方向へ延びた支持台５と、この支持台５の下側に一体的に設けられた複数の支柱７と、複数の支柱７に連結するように設けられた複数の補強部材９とを備えている。

支持台５の搬送領域Ａには、左右方向（搬送幅方向）へ延びかつ浮上ガスとしての圧縮空気（エア）を収容する複数のチャンバー１１が前後方向へ間隔を置いて設けられている。また、各チャンバー１１の下面には、圧縮空気を導入可能な複数の導入穴１３が貫通して形成されており、各チャンバー１１の上面には、複数の連絡穴１５が貫通して形成されている。更に、各チャンバー１１における各導入穴１３の周縁部には、空気をチャンバー１１の内部へ供給するファン（浮上ガス供給源の一例）１７がブラケット１９を介して設けられている。なお、前後方向に隣接関係にあるチャンバー１１の間には、左右方向へ延びかつ床Ｂ側に開放した開口部２１が形成されている。

各チャンバー１１における各連絡穴１５の周縁部には、圧縮空気の圧力を利用して基板Ｗを浮上させる中空状の浮上ユニット２３が設けられており、換言すれば、支持台５の搬送領域Ａには、複数の浮上ユニット２３が複数のチャンバー１１を介して前後方向及び左右方向に沿って設けられている。また、各浮上ユニット２３の側面視形状及び正面視形状は、それぞれＴ字形状を呈してあって、各浮上ユニット２３の内部は、チャンバー１１を介してファン１７に接続されている。更に、各浮上ユニット２３の上面には、圧縮空気を噴出する枠状のノズル２５が貫通して形成されており、各ノズル２５は、特開２００６−１８２５６３号公報に示すように、鉛直方向に対してユニット中心側（浮上ユニット２３の中心側）へ傾斜するように構成されている。なお、各浮上ユニット２３の上面に枠状のノズル２５が形成されるの代わりに、丸穴状の複数のノズルが形成されるようにしても構わない。

図１（ａ）（ｂ）、図２、図３、及び図５に示すように、支持台５における搬送領域Ａの左右両側（搬送幅方向の両側）には、搬送方向へ延びたローラ支持部材２７がそれぞれ設けられており、一対のローラ支持部材２７には、基板Ｗの裏面を直接的に支持する複数の搬送ローラ２９が前後方向に沿って間隔を置いてそれぞれ設けられている。換言すれば、支持台５における搬送領域Ａの左右両側には、複数の搬送ローラ２９が前後方向に沿って間隔を置おいてかつ搬送幅方向に平行な軸心周りに回転可能にそれぞれ設けられている。また、各搬送ローラ２９は、ベアリングを介して搬送幅方向に平行な軸心周りに回転可能であって、中空状のローラ本体３３、及び該ローラ本体３３に同心上に一体的に設けられかつベアリング３１に回転自在に支持されたローラ軸３５を有している。なお、搬送ローラ２９は、基板Ｗの裏面を直接的に支持する代わりに、Ｏリング等の弾性体を介して間接的に支持するようにしても構わない。

各搬送ローラ２９のローラ本体３３の外周面には、基板Ｗの裏面を吸引可能（吸着可能）な丸形の複数の吸引孔（吸着孔）３７が周方向に沿って貫通して形成されている。また、各吸引孔３７は、搬送ローラ２９の搬送幅方向に平行な軸心周りの回転により基板Ｗを支持可能な支持区域（換言すれば、基板Ｗに接触可能な接触区域、又は搬送ローラ２９の上部区域）Ｓに対して進退するようになっている。なお、各搬送ローラ２９のローラ本体３３の外周面に丸形の複数の吸引孔３７が形成される代わりに、ローラ幅方向（搬送ローラ２９の幅方向）又は周方向へ延びたスリット状の複数の吸引孔が形成されたり、各搬送ローラ２９のローラ本体３３の外周面全体に無数の吸引孔が形成されたり（換言すれば、各搬送ローラ２９のローラ本体３３の外周面が多孔質形状に構成されたり）しても構わない。

図３及び図５に示すように、支持台５の前側左部及び前側右部には、複数の搬送ローラ２９を搬送幅方向に平行な軸心周りに回転させる一対の搬送モータ３９（搬送アクチュエータの一例）がそれぞれ設けられている。そして、支持台５における各ローラ支持部材２７の近傍には、前後方向へ延びた駆動軸４１がベアリング等を介して回転可能に設けられており、各駆動軸４１は、対応する搬送モータ３９の出力軸に連動連結してある。そして、複数のウォーム４３を前後方向に間隔を置いて有しており、各搬送ローラ２９のローラ軸３５には、対応するウォーム４３に噛合したウォームホイール４５が一体的に設けられている。

図１（ａ）（ｂ）及び図２に示すように、各搬送ローラ２９のローラ本体３３内には、支持区域Ｓから退出した複数の吸引孔３７の内側開口部を閉じるインナーロック部材４７が配設されており、このインナーロック部材４７は、ローラ軸３５にベアリング４９を介して回転自在に支持されてあって、インナーロック部材４７の外曲面は、ローラ本体３３の内周面に対して相対的に摺接するようになっている。また、インナーロック部材４７の重心が搬送ローラ２９の中心（軸心）よりも下側に位置するように、インナーロック部材４７の上部には、切欠き５１が形成されている。なお、インナーロック部材４７を搬送ローラ２９の構成要素として捉えることもできる。

ローラ支持部材２７における各搬送ローラ２９に対応する箇所には、カバー部材５３が搬送ローラ２９の開口部を覆うように連結スリーブ５５を介して設けられており、各カバー部材５３の上部には、吸引パイプ（吸引口）５７が設けられており、換言すれば、各搬送ローラ２９に対応する箇所には、吸引パイプ５７がカバー部材５３を介して設けられている。また、各吸引パイプ５７は、空気を吸引する真空ポンプ又はエジェクタ等の共通の空気吸引源５９に配管６１等を介して接続されてあって、インナーロック部材４７によって支持区域Ｓに進入した複数の吸引孔３７のみに連通するようになっている。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

各ファン１７を適宜に作動させて、各浮上ユニット２３の内部へ圧縮空気をチャンバー１１を介して供給することにより、各浮上ユニット２３のノズル２５から圧縮空気を噴出させる。また、空気吸引源５９を適宜に作動させて、各搬送ローラ２９の吸引孔３７によって基板の裏面を吸引しつつ、一対の搬送モータ３９の駆動により複数の搬送ローラ２９を搬送幅方向に平行な軸心周りに回転させる。これにより、浮上搬送装置１に供給された基板Ｗを浮上させた状態で搬送方向へ搬送することができる。

そして、本発明の実施形態にあっては、各搬送ローラ２９のローラ本体３３の外周面に複数の吸引孔３７が周方向に貫通して形成され、各吸引パイプ５７が支持区域Ｓに進入した吸引孔３７のみに連通するようになっているため、浮上ユニット２３のノズル２５から噴出される圧縮空気の圧力を上げて、浮上ユニット２３の浮上性能を高めても、吸引孔３７の吸引力が浮上ユニット２３の浮上力によって打ち消されたり、搬送ローラ２９の周方向に拡散（分散）したりすることがなく、搬送ローラ２９と基板Ｗの接触圧（摩擦力）を十分に確保することができる。

従って、本発明の実施形態によれば、浮上ユニット２３のノズル２５から噴出される圧縮空気の圧力を上げて、浮上ユニット２３の浮上性能を高めても、搬送ローラ２９と基板Ｗの接触圧を十分に確保できるため、基板Ｗの搬送中における基板Ｗと浮上ユニット２３等との干渉を回避しつつ、浮上搬送装置１による基板Ｗの搬送効率を十分に高めることができる。

（変形例１）
本発明の実施形態の変形例１について図７（ａ）（ｂ）及び図８を参照して説明する。ここで、図７（ａ）は、本発明の実施形態の変形例１に係る搬送ローラの周辺構造を示す断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるVIIB-VIIB線に沿った断面図、図８は、本発明の実施形態の変形例１に係る搬送ローラの周辺構造を示す図である。

前述のように、各搬送ローラ２９内にインナーロック部材４７が配設される代わりに、図７（ａ）（ｂ）及び図８に示すように、各搬送ローラ２９の外側近傍に支持区域Ｓから退出した吸引孔３７の外側開口部を閉じるアウターロック部材６３が配設され、各アウターロック部材６３に搬送ローラ２９を収容する凹部６５が形成されるようにしても構わない。

そして、本発明の実施形態の変形例１においても、前述の本発明の実施形態と同様の作用及び効果を奏するものである。

（変形例２）
本発明の実施形態の変形例２について図９（ａ）（ｂ）を参照して説明する。ここで、図９（ａ）は、本発明の実施形態の変形例２に係る搬送ローラ周辺構造を示す断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるXVB-XVB線に沿った断面図、図８は、本発明の実施形態の変形例２に係る搬送ローラ周辺構造を示す図である。

前述のように、各搬送ローラ２９内にインナーロック部材４７が配設される代わりに、図９（ａ）（ｂ）に示すように、各吸引パイプ５７の開口部が支持区域Ｓに上下に対向するようにしても構わない。

そして、本発明の実施形態の変形例２においても、前述の本発明の実施形態と同様の作用及び効果を奏するものである。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る搬送ローラの周辺構造を示す断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるIB-IB線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る浮上搬送装置の搬送ローラの周辺構造を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る浮上搬送装置の部分平面図である。 図３におけるIV-IV線に沿った図である。 図３における矢視部Vを示す図である。 図３におけるVI-VI線に沿った図である。 図７（ａ）は、本発明の実施形態の変形例１に係る搬送ローラの周辺構造を示す断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるVIIB-VIIB線に沿った断面図である。 本発明の実施形態の変形例１に係る浮上搬送装置の搬送ローラの周辺構造を示す図である。 図９（ａ）は、本発明の実施形態の変形例２に係る搬送ローラの周辺構造を示す断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるIXB-IXB線に沿った断面図である。

符号の説明

Ａ 搬送領域
Ｓ 支持区域
Ｗ 基板
１ 浮上搬送装置
３ 装置フレーム
１７ ファン
２３ 浮上ユニット
２５ ノズル
２９ 搬送ローラ
３３ ローラ本体
３５ ローラ軸
３７ 吸引孔
３９ 搬送モータ
４７ インナーロック部材
５７ 吸引パイプ
５９ 空気吸引源
６３ アウターロック部材

Claims (6)

1. 基板を浮上させた状態で搬送方向へ搬送する浮上搬送装置において、
   装置フレームの搬送領域に前記搬送方向に沿って配設され、上面に浮上ガスを噴出するノズルが形成され、浮上ガスの圧力を利用して基板を浮上させる複数の浮上ユニットと、
   前記装置フレームにおける前記搬送領域の両側に前記搬送方向に沿って間隔を置いてそれぞれ設けられ、搬送幅方向に平行な軸心周りに回転可能であって、中空状のローラ本体及び該ローラ本体に同心上に一体的に設けられたローラ軸を有し、各ローラ本体の外周面に基板を吸引可能な複数の吸引孔が周方向に沿って貫通して形成され、前記搬送幅方向に平行な軸心周りの回転により前記吸引孔が基板を支持可能な支持区域に対して進退するようになってあって、前記基板の裏面を直接的又は間接的に支持する複数の搬送ローラと、
   複数の前記搬送ローラを前記搬送幅方向に平行な軸心周りに回転させる搬送アクチュエータと、
   各搬送ローラに対応する箇所に設けられ、前記支持区域に進入した前記吸引孔のみに連通するようになってあって、空気吸引源に接続された吸引パイプと、を具備したことを特徴とする浮上搬送装置。
2. 各搬送ローラの前記ローラ本体内に配設され、前記支持区域から退出した前記吸引孔の内側開口部を閉じるインナーロック部材と、を具備したことを特徴とする請求項１に記載の浮上搬送装置。
3. 各搬送ローラの外側近傍に設けられ、前記支持区域から退出した前記吸引孔の外側開口部を閉じるアウターロック部材と、を具備したことを特徴とする請求項１に記載の浮上搬送装置。
4. 各吸引パイプの開口部が前記支持区域に上下に対向するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の浮上搬送装置。
5. 基板を浮上させた状態で搬送方向へ搬送する浮上搬送装置に用いられ、基板の裏面を直接的又は間接的に支持する搬送ローラにおいて、
   外周面に基板を吸引可能な複数の吸引孔が周方向に沿って貫通して形成された中空状のローラ本体と、
   前記ローラ本体に同心上に一体的に設けられたローラ軸と、を具備したことを特徴とする搬送ローラ。
6. 前記ローラ本体の内側に配設され、前記ローラ軸に回転自在に支持されてあって、前記ローラ本体の上部区域から外れた前記吸引孔の内側開口部を閉じるインナーロック部材と、を具備したことを特徴とする請求項５に記載の搬送ローラ。

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