JP2014210641A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送装置では、ワークを高速かつ高精度、さらに加減速が伴うような搬送が求められている。プーリとベルトで構成されるコンベア型搬送装置では、ワークを搬送ベルト上に固定し、なおかつ搬送ベルトを高精度に送り出す手段が必要になる。
【解決手段】駆動プーリと、従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリの間に掛け渡され、表面から裏面まで貫通孔が設けられた無端状の歯付搬送ベルトと、前記駆動プーリと前記従動プーリの間に設けられ、吸引孔と搬送ガイドを有する前記歯付搬送ベルトが走行する搬送ステージと、前記搬送ステージの下方に設けられた吸着ボックスと、前記吸着ボックスに連通されたブロアを有することを特徴とする搬送装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、所謂ベルトコンベア型の搬送装置に関するものであり、特に、ワークを搬送ベルトに吸着させ、なおかつ加減速を繰り返しながら、高速かつ高精度にワークを搬送する搬送装置に関する。

電子部品などをワークとして無端状の搬送ベルト上に載置し、次の工程まで搬送する搬送装置は、古くから知られている。近年では、特にこれらのワークの搬送に関して、高い精度を要求するものがある。例えば、特許文献１に示すスラット構造型太陽電池モジュールは、短冊状のセルをわずかずつずらせて重ね、セル同士を接合する構造を有する。このスラット構造型太陽電池モジュールを製造する量産装置においては、それぞれのセル（ワーク）を高速かつ高い精度で送り出す搬送装置が必要となる。

特に、特許文献１で用いられる搬送装置では、ワークを送り出した後、次のワークを送り出すまでの間、停止する必要があることと、送り出すワークの位置にずれがないことを要求される。このような要求を満たすためには、搬送ベルト上にワークを固定する手段と、搬送ベルトを精度よく送り出す手段および搬送ベルトが蛇行しない手段を講じる必要がある。

プーリと搬送ベルトの組み合わせでは、プーリと搬送ベルトの間でスリップが生じるため、送り精度を高くすることができない。したがって、ベルトコンベア型の搬送装置で送り精度が必要な場合には、歯付搬送ベルトの利用が知られている。歯付搬送ベルトは、搬送ベルトの裏側に、走行方向に対して直角に凹凸状の溝を形成したものである。搬送装置としては、その溝に合致する歯をプーリにも設け、溝同士を嵌合させることで、プーリの回転と搬送ベルトの移動に位相差を生じないようにした搬送装置となる。

搬送ベルト上にワークを固定する手段としては、搬送ベルトの裏側から負圧で吸引する方法が挙げられる。特許文献２には、分割した金属ベルトの隙間から金属ベルト上のワークを吸引する方法が開示されている。

また、特許文献３には、歯付ベルトに吸引用の孔を設け、裏側から負圧でワークを吸引し、ワークを他の搬送ベルト上に送り出す装置が開示されている。

特開２０１２−１９９２７８号公報 特開２０１１−２３３７６０号公報 特開２００５−０１５１５６号公報

特許文献２に開示された装置では、分割した金属ベルトの隙間から金属ベルト上のワークを吸引するので、搬送ベルト上でワークを保持するという目的は達成できる。しかし、分割ベルトを歯付ベルトで構成するのは、個々の分割ベルト同士の送りの際に位相差が生じるおそれがあり、制御が容易でない。また、ワークの送り方向に隙間が生じるので、送り長さの全長に渡ってワークを吸引するためには、複雑な吸引構造が必要となる。

また、特許文献３には、歯付ベルトの表面側に設けられた吸引用の孔でワークを吸引する構成が開示されている。しかし、特許文献３の歯付ベルトは、歯付ベルト上に載せたワークを搬送するためのものではないので、吸引はプーリ部分でのみ行われている。したがって、特許文献３の歯付ベルトを搬送措置用に用いても、プーリ間の搬送ベルト上でワークは固定されない。

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、加減速を繰り返しながら、高精度でワークを送出することのできる搬送装置を提供するものである。より具体的に本発明の搬送装置は、
駆動プーリと、
従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリの間に掛け渡され、表面から裏面まで貫通孔が設けられた無端状の歯付搬送ベルトと、
前記駆動プーリと前記従動プーリの間に設けられ、吸引孔と搬送ガイドを有する前記歯付搬送ベルトが走行する搬送ステージと、
前記搬送ステージの下方に設けられた吸着ボックスと、
前記吸着ボックスに連通されたブロアを有することを特徴とする。

本発明に係る搬送装置は、歯付搬送ベルトを用いているので、歯付搬送ベルトと駆動プーリの回転の間にほぼ位相差がなく、駆動プーリを高い精度で制御することで、歯付搬送ベルト上のワークの送り精度を制御することができる。

また、歯付搬送ベルトには、貫通孔が設けられ、裏面から負圧をかけているので、歯付
搬送ベルト上のワークは、歯付搬送ベルト上に吸引固定される。そのため、歯付搬送ベルトを周期的に加減速しても、ワークが歯付搬送ベルト上で動かない。したがって、歯付搬送ベルトと同じ精度でワークを送出することができる。

また、歯付搬送ベルトが走行する搬送ステージには、吸引孔と、歯付搬送ベルトの走行をガイドする搬送ガイドが設けられているので、歯付搬送ベルト自体の蛇行が抑制される。また、搬送ガイドが設けられていることで、歯付搬送ベルトの側面からの空気の漏れ抵抗が高くなる。そのため、歯付搬送ベルト上に設ける吸引用の貫通孔を小さくしても、十分な吸引力を得ることができる。したがって、比較的小さなワークであっても、歯付搬送ベルト上に固定することができる。

本発明に係る搬送装置の構成を示す図である。 搬送ステージと歯付搬送ベルトを拡大した図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す図である。 搬送装置上にワークが載置された状態を示す斜視図である。 図４の誇張的な断面図である。

以下に本発明に係る搬送装置について図面を用いて説明する。なお、下記の説明は本発明の一実施形態について例示するのであって、下記の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、下記の実施形態を変更することができる。

図１に本発明に係る搬送装置の構成を示す。本発明の搬送装置１は、駆動プーリ１０と、従動プーリ１２と、無端状の歯付搬送ベルト１４と、歯付搬送ベルト１４が走行する搬送ステージ１６と、吸着ボックス１８と、ブロア２０と、駆動モータ２２および制御装置２４を含む。

駆動プーリ１０および従動プーリ１２は、同じピッチの凹凸が設けられた歯車である。駆動プーリ１０には駆動モータ２２が接続されている。歯付搬送ベルト１４は、無端状ベルトであり、裏面１４ｂ（駆動プーリ１０および従動プーリ１２に接触する側の面）に駆動プーリ１０および従動プーリ１２の凹凸と同じピッチの凹凸が設けられている。そして、駆動プーリ１０および従動プーリ１２の凹凸に嵌合した状態で掛け渡されている。

図２には、図１の駆動プーリ１０の直前の部分の拡大図を示す。歯付搬送ベルト１４には、裏面１４ｂの凹み部１４ｂｂに裏面１４ｂから表面１４ａに貫通する貫通孔１４ｈが設けられている。また、歯付搬送ベルト厚１４ｔは、表面１４ａと裏面１４ｂの凸部１４ｂａの先端までの長さをいう。

歯付搬送ベルト１４は、駆動プーリ１０と従動プーリ１２の間に設けられた搬送ステージ１６（図１も参照）上を走行する。搬送ステージ１６の下部には吸着ボックス１８が設けられている。搬送ステージ１６は、歯付搬送ベルト１４が走行する走行面１６ａを有する。走行面１６ａは平坦な面である。歯付搬送ベルト１４は、この走行面１６ａに裏面１４ｂの凸部１４ｂａの先端を接触させながら走行する。

また、走行面１６ａには、下方に設けられた吸着ボックス１８まで貫通する吸引孔１６ｖが設けられている。吸引孔１６ｖは、歯付搬送ベルト１４の裏面１４ｂの凹凸のピッチに同期しない間隔で設けられている。ここで「同期しない間隔」とは、歯付搬送ベルト１４が、走行・停止を繰り返し、任意の場所で停止しても、凸部１４ｂａで全ての吸引孔１６ｖがふさがった状態にならない間隔をいう。

たとえば、吸引孔１６ｖが、歯付搬送ベルト１４の裏面１４ｂの凹凸のピッチの半分のピッチで設けられていれば、歯付搬送ベルト１４がどのような位置で停止しても、必ず凹み部１４ｂｂに対して１つの吸引孔１６ｖが割り当てられる。

走行面１６ａの両端には、搬送ガイド１６ｇが設けられる。搬送ガイド１６ｇは、歯付搬送ベルト１４が蛇行しないように位置決めを行うためのガイドである。搬送ガイド１６ｇ間の距離を走行幅１６ｗと呼ぶ。また、走行面１６ａから搬送ガイド１６ｇの頂面１６ｔまでの高さを搬送ガイド高１６ｈとする。搬送ガイド高１６ｈは、縦壁１６ｂの高さと言ってもよい。

搬送ガイド１６ｇの走行面１６ａ側の縦壁１６ｂは、歯付搬送ベルト１４の側面１４ｓと接する。したがって、低摩擦処理が行われていれば望ましい。具体的には、テフロン（登録商標）加工が行われている、若しくはテフロン（登録商標）テープが貼り付けられている等である。

また、走行する歯付搬送ベルト１４は、縦壁１６ｂとの摩擦によって、縦壁１６ｂを登ろうとする力が働く場合がある。したがって、縦壁１６ｂには、歯付搬送ベルト１４の走行方向に対して下向きの研磨痕１６ｂｅを残しておいてもよい。なお、図２では、歯付搬送ベルト１４はＢの方向に走行するとし、研磨痕１６ｂｅは一部だけを示している。

図３には、図１のＡ−Ａ断面を示す。図３を参照して、搬送ガイド高１６ｈは、歯付搬送ベルト厚１４ｔよりも高く設定するのが望ましい。言い換えると搬送ガイド高１６ｈ寸法は、歯付搬送ベルト厚１４ｔ寸法よりも大きいのが望ましい。ここで大きいとは、歯付搬送ベルト厚１４ｔの１．２倍以上、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは１．７倍以上であるのが望ましい。

また、同時に、搬送ガイド１６ｇと、歯付搬送ベルト１４の隙間である走行隙間１７を小さくする。ここで小さいとは、ベルト幅が３０乃至１００ｍｍの場合、１ｍｍ以下とする。なお、走行隙間１７は、左右に発生し、左右の走行隙間１７を合計すれば、走行幅１６ｗと歯付搬送ベルト幅１４ｗの差となる。

搬送ガイド高１６ｈを歯付搬送ベルト厚１４ｔより高くすることで、歯付搬送ベルト１４が搬送ガイド１６ｇに乗り上げることを抑制することができる。それに伴って走行隙間１７を小さくすることができる。この走行隙間１７を小さくすることで、吸引の際の空気の流れ抵抗が大きくなる。結果、歯付搬送ベルト１４に設ける貫通孔１４ｈの径が小さくても、ワークを十分に吸着できる吸引力を貫通孔１４ｈに与えることができる。

吸着ボックス１８は、搬送ステージ１６に略気密に接続された吸引用空間を有する箱体である。また、吸着ボックス１８は配管１９（図１参照）を介してブロア２０（図１参照）と接続されている。吸着ボックス１８は、搬送ステージ１６上に吸引孔１６ｖが設けられた部分をカバーするように延設される（図１も参照）。

吸着ボックス１８内が陰圧にされると、吸引孔１６ｖを介して歯付搬送ベルト１４の裏面１４ｂの凹み部１４ｂｂと、搬送ガイド１６ｇとの間の空間に負圧がかかる。この負圧は歯付搬送ベルト１４の貫通孔１４ｈを介して歯付搬送ベルト１４の表面１４ａ上のワークを吸引する。この時、貫通孔１４ｈ以外のリーク部分となる走行隙間１７が狭い程、貫通孔１４ｈに大きな負圧をかけることができる。

再び図１を参照して、駆動プーリ１０には、駆動モータ２２が連結される。また、駆動モータ２２の動作は制御装置２４が制御する。制御装置２４は、搬送装置１とは異なる他の装置（例えば次の工程にある装置）から送られてくる信号（図示せず）によって、駆動モータ２２を制御することもできる。また、駆動プーリ１０に設けた基準位置（図示せず）から所定の角度だけ駆動モータ２２を回転させると言った制御もできる。また、動き始め若しくは停止する直前の加速度を決めて駆動モータ２２を動作させることもできる。

次に、以上のような搬送装置１の動作について説明する。図４には、搬送装置１上にワーク３０が載置された状態を示す。そして、図５には、図４のＣ−Ｃ断面を誇張的に表示した。図４を参照して、ワーク３０は、搬送装置１が停止している間に歯付搬送ベルト１４上に載置されるのが望ましい。載置位置を正確に決めることができるからである。図５（ａ）を参照して、歯付搬送ベルト１４上に載置されたワーク３０は、歯付搬送ベルト１４の貫通孔１４ｈに吸着されて、歯付搬送ベルト１４上に固定される。ワーク３０は、歯付搬送ベルト１４上に吸着されることで、駆動モータ２２の加減速でも載置された位置から動かない。

制御装置２４は、駆動モータ２２を制御し、周期的に歯付搬送ベルト１４を送出・停止させる。図５では、ワーク３０は矢印Ｂ方向に進む。ここで周期的とは、駆動プーリ１０と従動プーリ１２の間の距離１１（これを搬送距離１１と呼ぶ。図５（ｂ）参照）を進む間に少なくとも１回は停止することをいう。また、搬送装置１は、５００ｍｍ／秒乃至３０００ｍｍ／秒で、ワーク３０を移動させる。

ワーク３０は送出・停止を繰り返す歯付搬送ベルト１４上に乗って、載置位置から送り側に向けて進む（図５（ｂ））。この間、吸着ボックス１８中は、ブロア２０によって負圧に吸引されている。この負圧は、搬送ステージ１６の走行面１６ａ（図２参照）に形成された吸引孔１６ｖにかかる。すなわち、吸引孔１６ｖは外気を吸引する。

この負圧は、歯付搬送ベルト１４の裏面１４ｂの凹み部１４ｂｂと走行隙間１７にかかる（図３参照）。つまり、歯付搬送ベルト１４上の貫通孔１４ｈ上のワーク３０を吸引し、走行隙間１７から空気を吸込む。ここで、走行隙間１７を小さくすることで、空気の流れ抵抗が大きくなり、歯付搬送ベルト１４上のワーク３０を十分な力で吸引することができる。

また、搬送ガイド高１６ｈを歯付搬送ベルト厚１４ｔより高くすることで、歯付搬送ベルト１４が搬送ガイド１６ｇに乗り上げることを抑制することができる。

歯付搬送ベルト１４上のワーク３０は、さらに送出され、吸着ボックス１８が無くなった地点で歯付搬送ベルト１４からの吸引力がなくなる（図５（ｃ））。したがって、ワーク３０に対して、吸引力を有する最後の地点から動き出したときは、送り側のプーリ（図５では駆動プーリ１０）を越えて次の工程にワーク３０は移される。吸着力が無くなってからも、歯付搬送ベルト１４上に置かれていては、歯付搬送ベルト１４の加速で載置位置がずれてしまうからである。

以上のように、本発明に係る搬送装置１は、周期的に繰り返し加減速をしながら、送出・停止を繰り返しても、歯付搬送ベルト１４上のワーク３０が位置ずれを起こすことがなく、高い精度でワーク３０を送ることができる。

本発明に係る搬送装置は、スラット型太陽電池のセルの搬送だけでなく、複数の部品を決まった間隔で移送する必要がある局面で広く利用することができる。

１ 搬送装置
１０ 駆動プーリ
１１ 搬送距離
１２ 従動プーリ
１４ 歯付搬送ベルト
１４ａ（歯付搬送ベルトの）表面
１４ｂ（歯付搬送ベルトの）裏面
１４ｂａ （歯付搬送ベルトの裏面の）凸部
１４ｂｂ （歯付搬送ベルトの裏面の）凹み部
１４ｈ 貫通孔
１４ｓ 側面
１４ｔ 歯付搬送ベルト厚
１４ｗ 歯付搬送ベルト幅
１６ 搬送ステージ
１６ａ 走行面
１６ｂ 縦壁
１６ｂｅ 研磨痕
１６ｇ 搬送ガイド
１６ｈ 搬送ガイド高
１６ｔ （搬送ガイドの）頂面
１６ｖ 吸引孔
１６ｗ 走行幅
１７ 走行隙間
１８ 吸着ボックス
１９ 配管
２０ ブロア
２２ 駆動モータ
２４ 制御装置
３０ ワーク

Claims (5)

1. 駆動プーリと、
   従動プーリと、
   前記駆動プーリと前記従動プーリの間に掛け渡され、表面から裏面まで貫通孔が設けられた無端状の歯付搬送ベルトと、
   前記駆動プーリと前記従動プーリの間に設けられ、吸引孔と搬送ガイドを有する前記歯付搬送ベルトが走行する搬送ステージと、
   前記搬送ステージの下方に設けられた吸着ボックスと、
   前記吸着ボックスに連通されたブロアを有することを特徴とする搬送装置。
2. 前記搬送ガイドの高さ寸法は、前記歯付搬送ベルトの厚み寸法より大きいことを特徴とする請求項１に記載された搬送装置。
3. 前記貫通孔は、前記歯付搬送ベルトの裏面側の凹み部分に設けられたことを特徴とする請求項１または２の何れかの請求項に記載された搬送装置。
4. 前記駆動プーリは、周期的に加減速することを特徴とする請求項１乃至３の何れかひとつの請求項に記載された搬送装置。
5. 前記吸引孔は、前記歯付搬送ベルトの裏面に設けられた凹凸のピッチとは異なるピッチで形成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかひとつの請求項に記載された搬送装置。