JP2022024724A - 搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造装置のレイアウトの自由度を向上させることが可能な搬送装置を提供する。【解決手段】個片化されたワークＷを搬送ベルト１０で搬送する搬送装置１であって、複数の吸引穴１１を有する環状の搬送ベルト１０と、搬送ベルトの移動方向に沿って配置された複数の減圧チャンバー２０と、減圧チャンバー内の真空度を調整する真空度調整機構３０とを備え、ワークは、吸引穴を通じて、減圧チャンバーで吸引されることによって、搬送ベルトに宙づり状態で吸着されて搬送され、減圧チャンバーは、搬送ベルトにおいて、ワークを吸着する面と反対の面に当接して配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、個片化されたシート状のワークを搬送ベルトで搬送する搬送装置に関する。
製品の製造工程として、複数の製造装置間を、搬送装置を用いてワークを移動させ、各製造装置において所定の工程を経て、一つの製品を完成させる生産ラインがある。
特許文献１には、電池の極板包装体の製造装置において、セパレータや極板の搬送手段として、吸引穴が設けられた環状の搬送ベルトが開示されている。搬送手段は、搬送ベルトの移動方向に沿って、複数の減圧チャンバーが配置され、搬送ベルトの上に載置されたセパレータ等は、吸引穴を介して減圧チャンバーで吸引されながら搬送される。複数の減圧チャンバーのうち、所定の減圧チャンバーについては、圧力を設定できるようになっている。
特開２０１６－３５９１５号公報
特許文献１に開示された搬送手段は、搬送ベルトの上にワークが載置されているため、ワークは、搬送ベルトの上方からしか取り出せない。また、搬送ベルトの下方も、搬送手段自身によって空間が占有されている。そのため、製造装置を自由に配置することが難しく、搬送経路が、生産ラインにおける製造装置のレイアウトを決める際の制約になっている。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その主な目的は、生産ラインにおける製造装置のレイアウトの自由度を向上させることが可能な搬送装置を提供することにある。
本発明に係る搬送装置は、個片化されたシート状のワークを搬送ベルトで搬送する搬送装置であって、複数の吸引穴を有する環状の搬送ベルトと、搬送ベルトの移動方向に沿って配置された複数の減圧チャンバーと、減圧チャンバー内の真空度を調整する真空度調整機構とを備え、ワークは、吸引穴を通じて、減圧チャンバーで吸引されることによって、搬送ベルトに宙づり状態で吸着されて搬送され、減圧チャンバーは、搬送ベルトにおいて、ワークを吸着する面と反対の面に当接して配置されている。
本発明によれば、生産ラインにおける製造装置のレイアウトの自由度を向上させることが可能な搬送装置を提供することができる。
本発明の一実施形態における搬送装置の構成を模式的に示した図である。 減圧チャンバーの構成を模式的に示した図で、図２（Ａ）は断面図、図２（Ｂ）は底面図である。 減圧チャンバーを搬送ベルトに当接して配置した状態を示した図である。 （Ａ）～（Ｄ）は、搬送装置を用いたワークの搬送方法を説明した図である。 （Ａ）～（Ｄ）は、搬送装置を用いたワークの搬送方法を説明した図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、先頭に位置する減圧チャンバー内の真空度の変動を説明した図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、先頭に位置する減圧チャンバー内の真空度の変動を説明した図である。 先頭に位置する減圧チャンバー内の真空度の変動を示したグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）は、中間に位置する減圧チャンバー内の真空度の変動を説明した図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、中間に位置する減圧チャンバー内の真空度の変動を説明した図である。 中間に位置する減圧チャンバー内の真空度の変動を示したグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）は、減圧チャンバーにブロー配管を設けた例を示した図である。 ブロー配管を設けた減圧チャンバー内の真空度の変動を示したグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。
図１は、本発明の一実施形態における搬送装置の構成を模式的に示した図である。
本実施形態における搬送装置１は、個片化されたシート状のワークを搬送ベルト１０で搬送する。ここで、ワークは、製品の製造工程において、製品のパーツ等に使用されるもので、その種類は問わない。
図１に示すように、搬送装置１は、複数の吸引穴（不図示）を有する環状の搬送ベルト１０と、搬送ベルト１０の移動方向Ｍに沿って配置された複数の減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆとを備えている。搬送ベルト１０は、一対のスプロケット５０、５１の回転によって、循環駆動される。
減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆは、搬送ベルト１０において、ワーク（不図示）を吸着する面１０Ａと反対の面１０Ｂに当接して配置されている。減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆの搬送ベルト１０に当接する底部は、樹脂部材２１で構成されている。
減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆは、それぞれ、配管４１を介して、排気管４０に接続され、真空ポンプ（不図示）によって減圧されている。減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆ内には、減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆ内の真空度を調整する真空度調整機構３０が備えられている。ここで、真空度調整機構３０の種類は特に限定されないが、例えば、真空レギュレータ、リリーフ弁等を用いることができる。
図２（Ａ）、（Ｂ）は、減圧チャンバー２０の構成を模式的に示した図で、図２（Ａ）は断面図、図２（Ｂ）は底面図である。
図２（Ａ）に示すように、減圧チャンバー２０の搬送ベルト１０に当接する底部は、樹脂部材２１で構成されている。また、図２（Ｂ）に示すように、樹脂部材２１は、複数の通気孔２２を有している。通気孔２２の形状、個数は、特に限定されない。樹脂部材２１の種類は特に限定されないが、例えば、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタラート等を用いることができる。減圧チャンバー２０の搬送ベルト１０と当接する底部を、樹脂部材２１で構成することにより、搬送ベルト１０が移動する際の、減圧チャンバー２０と搬送ベルトとの摩擦抵抗を低減することができる。
図３は、減圧チャンバー２０を、搬送ベルト１０に当接して配置した状態を、下方から見た図である。
図３に示すように、樹脂部材２１に設けられた通気孔２２と、搬送ベルト１０に設けられた吸引穴１１とは、互いに重なる位置に配置されている。これにより、ワークは、吸引穴１１及び通気孔２２を通じて、減圧チャンバー２０で吸引されて、搬送ベルト１０に吸着される。また、吸引穴１１は、搬送ベルト１０の移動方向に沿って等間隔に形成され、通気孔２２は、複数の吸引穴１１を含むように、搬送ベルト１０の移動方向に沿って細長に形成されている。これにより、搬送ベルトが移動しても、ワークは、継続的に、吸引穴１１及び通気孔２２を通じて、減圧チャンバー２０で吸引されて、搬送ベルト１０に吸着される。
次に、図４及び図５を参照しながら、搬送装置１を用いたワークの搬送方法を説明する。
図４（Ａ）に示すように、全ての減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆを、排気管４０で排気して減圧状態にするとともに、搬送ベルト１０を移動させた状態で、ワークＷ１を、治具（不図示）を用いて、減圧チャンバー２０Ａに対応した位置で、搬送ベルト１０に吸着させる（図４（Ｂ））。搬送ベルト１０に吸着したワークＷ１は、搬送ベルト１０の移動によって、隣の減圧チャンバー２０Ｂの方に搬送される（図４（Ｃ））。
次に、図４（Ｄ）に示すように、ワークＷ１が、減圧チャンバー２０Ｂの位置に搬送されたタイミングで、次のワークＷ２を、減圧チャンバー２０Ａに対応した位置で、搬送ベルト１０に吸着させる（図５（Ａ））。搬送ベルト１０に吸着したワークＷ１、Ｗ２は、それぞれ、搬送ベルト１０の移動によって、隣の減圧チャンバー２０Ｃ、２０Ｂの方に搬送される（図５（Ｂ））。
同様の手順で、ワークＷ１、Ｗ２を搬送させながら、順番に、ワークＷ３～Ｗ６を、減圧チャンバー２０Ａに対応した位置で、搬送ベルト１０に吸着させる（図５（Ｃ））。これにより、全ての減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆに、ワークＷ１～Ｗ６が吸着された状態になる。そして、減圧チャンバー２０Ｆの位置まで搬送されたワークＷ１は、減圧チャンバー２０Ｆ内の真空度を下げる（圧力を上げる）ことによって、搬送ベルト１０から離脱される（図５Ｄ）。
本実施形態の搬送装置１では、ワークＷは、減圧チャンバー２０で吸引されることによって、搬送ベルト１０に宙づり状態で吸着されて搬送される。そのため、搬送ベルトの上にワークを載置して搬送する方法とは異なり、ワークＷが落下しないよう、ワークＷの自重を上回る吸着力が必要になる。
一方、吸着力が大きくなりすぎると、搬送ベルト１０と減圧チャンバー２０の底部に設けた樹脂部材２１の摺動部が密着して摩擦抵抗が大きくなり、その結果、搬送ベルト１０が動かなくなる。そのため、ワークＷの自重以上の吸着力を実現し、かつ、搬送ベルト１０の作動を妨げない摩擦抵抗となるように、減圧チャンバー２０内の真空度を調整する必要がある。
また、本実施形態の搬送装置１では、個片化されたシート状のワークＷが、継続的に搬送ベルト１０に吸着されて搬送される。このとき、減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆは、排気管４０を通じて真空ポンプで排気されて減圧状態になっているが、連続体のワークを搬送する場合と異なり、減圧チャンバー２０にワークＷを吸着させる際や、ワークＷを継続的に搬送する際、減圧チャンバー２０からワークＷを離脱させる際に、減圧チャンバー２０内の真空度が大きく変動する。
先頭に位置する減圧チャンバー２０Ａ内の真空度の変動を、図６～図８を参照しながら説明する。
図６（Ａ）は、ワークＷ１を、減圧チャンバー２０Ａに吸着させる前の状態を示した図である。この場合、搬送ベルト１０の吸引穴１１は、全て開放されている。そのため、負圧になっている減圧チャンバー２０Ａ内に、大気からエアが流入し、減圧チャンバー２０Ａ内の真空度が下がる（圧力が上がる）。
次に、図６（Ｂ）に示すように、ワークＷ１が、減圧チャンバー２０Ａに吸着されると、搬送ベルト１０の吸引穴１１は、全て塞がれる、そのため、エア流入がなくなり、減圧チャンバー２０Ａ内の真空度が上がる（圧力が下がる）。
次に、図７（Ａ）に示すように、搬送ベルト１０に吸着されたワークＷ１が、隣の減圧チャンバーの方に移動するに従い、開放された吸引穴１１の数が徐々に増えていく。そのため、エア流入が徐々に増え、減圧チャンバー２０Ａ内の真空度が徐々に下がっていく。そして、図７（Ｂ）に示すように、全ての吸引穴１１が開放されると、再び、図６（Ａ）に示した状態になる。
次のワークＷ２を減圧チャンバー２０Ａに吸着させ、搬送ベルト１０に吸着されたワークＷ２が、隣の減圧チャンバーの方に移動する際にも、同様の真空度の変動が生じる。 このように、減圧チャンバー２０Ａ内の真空度は、図８に示すように、周期的に変動することになる。
本実施形態の搬送装置１では、個片化されたワークＷが搬送ベルト１０に宙づり状態で吸着されて搬送される。そのため、減圧チャンバー２０内の真空度が低すぎると、吸着力が足らずに、ワークＷが落下してしまい、真空度が高すぎると、搬送ベルト１０と減圧チャンバー２０の底部に設けた樹脂部材２１との摩擦抵抗が大きくなり、搬送ベルト１０の作動が妨げられる。
そのため、減圧チャンバー２０Ａ内の真空度を、図８に示すように、ワークＷが落下しない下限Ｐminよりも高く、搬送ベルト１０の作動が妨げられない上限Ｐmaxよりも低くなるように制御する必要がある。
上述したように、本実施形態の搬送装置１では、個片化されたワークＷを宙づり状態で搬送するため、連続体のワークを宙づり状態で搬送する場合と異なり、減圧チャンバー２０Ａ内の真空度が大きく変動する。そのため、本実施形態では、図１に示したように、減圧チャンバー２０Ａ内の真空度を調整する真空度調整機構３０を設けることによって、減圧チャンバー２０Ａ内の真空度Ｐを、適切な範囲（Ｐmin＜Ｐ＜Ｐmax）内になるように制御可能とするものである。
なお、図８に示した真空度の周期的な変動は、定性的に示したもので、実際の波形は、減圧チャンバー２０Ａの排気速度や、真空度調整機構３０のレスポンス性、搬送ベルト１０の移動速度、吸引穴１１の数、ワークＷ１の大きさ等、様々な要因によって決められる。
また、ＰminやＰmaxの大きさも、上記の要因の他、ワークＷ１の質量や、搬送ベルト１０と樹脂部材２１との摩擦抵抗等によって、適宜決められる。
次に、中間に位置する減圧チャンバー２０Ｂ内の真空度の変動を、図９～図１１を参照しながら説明する。
図９（Ａ）は、搬送ベルト１０に吸着されたワークＷ１が、先頭の減圧チャンバー２０Ａから減圧チャンバー２０Ｂの方に移動している状態を示した図である。このとき、減圧チャンバー２０Ｂに当接した搬送ベルト１０の吸引穴１１は、全て開放された状態から、徐々に塞がれていく。そのため、減圧チャンバー２０Ｂ内の真空度は、徐々に上がっていく（圧力が下がっていく）。
そして、図９（Ｂ）に示すように、ワークＷ１が、減圧チャンバー２０Ｂに対向する位置まで移動したとき、搬送ベルト１０の吸引穴１１は、全て塞がれる。このタイミングで、次のワークＷ２が、先頭の減圧チャンバー２０Ａに対応した位置で、搬送ベルト１０に吸着される。
次に、図１０（Ａ）に示すように、搬送ベルト１０に吸着されたワークＷ１及びワークＷ２が、隣の減圧チャンバーの方に移動するとき、ワークＷ１とワークＷ２との間にある吸引穴１１は、開放された状態にある。そのため、この吸引穴１１からエアの流入が起こるため、減圧チャンバー２０Ｂの真空度は下がる（圧力は上がる）。しかし、このときの真空度の変動幅は、吸引穴１１が全開の状態から全閉の状態に移るときの変動幅よりは小さい。
そして、図１０（Ｂ）に示すように、ワークＷ２が、減圧チャンバー２０Ｂに対向する位置まで移動したとき、搬送ベルト１０の吸引穴１１は全て塞がれ、再び、図９（Ｂ）に示した状態になる。次のワークＷ３が、搬送ベルト１０に吸着されて、減圧チャンバー２０Ｂの方に移動する際にも、同様の真空度の変動が生じる。このように、減圧チャンバー２０Ｂ内の真空度は、図１１に示すように、最初に大きく変動した後、それよりも小さい変動幅で、周期的に変動することになる。なお、図１１に示した真空度の変動は、図８に示した波形と同様、定性的に示したものである。
このように、中間の減圧チャンバー２０Ｂにおいても、真空度の大きな変動が起こるが、減圧チャンバー２０Ｂに、真空度を調整する真空度調整機構３０を設けることによって、減圧チャンバー２０Ｂ内の真空度Ｐを、適切な範囲（Ｐmin＜Ｐ＜Ｐmax）内になるように制御することができる。
なお、末尾の減圧チャンバー２０Ｆにおいても、先頭の減圧チャンバー２０Ａや中間の減圧チャンバーと類似した真空度の変動が起きるが、減圧チャンバー２０Ｆに、真空度を調整する真空度調整機構３０を設けることによって、減圧チャンバー２０Ｆ内の真空度Ｐを、適切な範囲（Ｐmin＜Ｐ＜Ｐmax）内になるように制御することができる。
以上、説明したように、本実施形態の搬送装置１によれば、ワークＷを搬送ベルト１０に宙づり状態で搬送しても、減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆに、各真空チャンバー内の真空度を調整する真空度調整機構３０を設けることによって、ワークＷを落下させることなく、安定して搬送することができる。これにより、複数の製造装置間を、ワークを移動させ、一つの製品を完成させる生産ラインにおいて、製造装置のレイアウトの自由度を向上させることが可能な搬送装置を提供することができる。
本実施形態の搬送装置１では、減圧チャンバー２０Ａ～２０Ｆのうち、所定の減圧チャンバーに、減圧チャンバー内に高圧ガスを導入するブロー配管６０を設けてもよい。
図１２（Ａ）は、減圧チャンバー２０Ｄに、ブロー配管６０を設けた例を示した図で、減圧チャンバー２０Ｄに対向する位置に、ワークＷ３が移動した状態を示している。
この状態のタイミングで、図１２（Ｂ）に示すように、ブロー配管６０から、減圧チャンバー２０Ｄ内に高圧ガスを導入する。これにより、減圧チャンバー２０Ｄ内の真空度は、図１３に示すように、Ｐminを超えて、急激に下がる（矢印Ａ）。これにより、ワークＷ３の吸着力が、ワークＷ３の自重を支えられなくなり、ワークＷ３を、搬送ベルト１０から離脱させることができる。
このような場合でも、減圧チャンバー２０Ｄに真空度調整機構３０（不図示）が備えられているため、高圧ガスの導入を止めた後、減圧チャンバー２０Ｄ内の真空度を速やかに上げ、適切な範囲（Ｐmin＜Ｐ＜Ｐmax）内に復帰させることができる。これにより、次のワークＷ４が、減圧チャンバー２０Ｄの位置に移動しても、ワークＷ４を安定して搬送することができる。
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施態では、搬送装置１を、搬送ベルト１０が水平方向になるように配置したが、搬送ベルト１０が斜め方向、あるいは垂直方向になるように配置してもよい。これにより、搬送ベルト１０に吸着されたワークが、位置ずれしたり、落下したりするのを防止することができる。
また、上記実施形態では、樹脂部材２１に通気孔２２を設けたが、樹脂部材２１を、通気性を有する部材で構成してもよい。
また、上記実施形態では、減圧チャンバー２０の搬送ベルト１０に当接する底部を、樹脂部材２１で構成したが、他の部材で構成してもよい。また、必ずしも樹脂部材等を設けなくてもよい。
また、上記実施形態では、全ての減圧チャンバー２０に、真空度調整機構３０を設けたが、必ずしも、全ての減圧チャンバー２０に設けなくてもよい。
１ 搬送装置
１０ 搬送ベルト
１１ 吸引穴
２０、２０Ａ～２０Ｆ 減圧チャンバー
２１ 樹脂部材
２２ 通気孔
３０ 真空度調整機構
４０ 排気管
４１ 配管
５０、５１ スプロケット
６０ ブロー配管
Ｗ、Ｗ１～Ｗ６ ワーク

Claims (3)

  1. 個片化されたシート状のワークを搬送ベルトで搬送する搬送装置であって、
    複数の吸引穴を有する環状の搬送ベルトと、
    前記搬送ベルトの移動方向に沿って配置された複数の減圧チャンバーと、
    前記減圧チャンバー内の真空度を調整する真空度調整機構と
    を備え、
    前記ワークは、前記吸引穴を通じて、前記減圧チャンバーで吸引されることによって、前記搬送ベルトに宙づり状態で吸着されて搬送され、
    前記減圧チャンバーは、前記搬送ベルトにおいて、前記ワークを吸着する面と反対の面に当接して配置されている、搬送装置。
  2. 前記減圧チャンバーの前記搬送ベルトに当接する底部は、通気孔を有する樹脂部材で構成されており、
    前記ワークは、前記吸引穴及び前記通気孔を通じて、前記減圧チャンバーで吸引されて、前記搬送ベルトに吸着される、請求項１に記載の搬送装置。
  3. 前記複数の減圧チャンバーのうち、所定の減圧チャンバーは、該減圧チャンバー内に高圧ガスを導入するブロー配管を備えている、請求項１に記載の搬送装置。

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