JP2022097869A - シート状の物品の搬送方法、パレット、および物品搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】シート状で、且つ矩形状である物品を、下方に湾曲した状態で搬送し、積み重ねて保持させる技術を提供する。シート状の物品は、不規則な変形が抑制されて、物品同士での接触が回避され、パレットに安定して積み重ねられ、保持される。【解決手段】物品搬送方法は、複数の保持手段によって、物品の短辺に沿った複数箇所を保持し、パレットの上方で水平に保持する工程と、保持手段を水平方向に移動させて、物品の短辺と短辺との間の距離を短くし、同時に押圧手段によって物品の中央部を下方に押圧する工程と、物品をパレットに載置する工程と、物品の上に、合紙を配置する工程と、を備えている。押圧手段が物品を押圧する距離は、保持手段の移動によって物品の中央部が下方に移動する距離よりも短い。本発明は、物品が、下方に湾曲した状態で保持し、搬送することのできるパレットを提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、シート状の物品を搬送して１枚ずつ積み重ねる物品搬送方法と、シート状の物品を積み重ねた状態で保持し搬送するためのパレットと、物品搬送システムに関する。特に、容易に弾性変形する矩形のシート状の物品を、下方に湾曲させた状態で搬送し、積み重ね、保持する方法に関する。また、シート状の物品を下方に湾曲させた状態で積み重ね、保持し、搬送するために適したパレットと、物品搬送システムに関する。

ガラス、金属、樹脂、およびそれらの複合材からなるシート状の薄板材が、プリント配線板、太陽電池、表示装置等に広く用いられている。中でも、プリント配線板、特に銅張積層板は、多くの工程を経て製品化されるので、保持と搬送の機会が多い。このようなシート状の材料は、表面に種々の加工が行われて製品化されるので、搬送や保持の際には、装置や物品同士の接触を防止し、表面を保護する必要がある。

特許文献１には、薄板状の基板を搬送するためのパレットが開示されている。特許文献１のパレットは、保持部と、移動搬送装置対応部の２層構造で構成されている。特許文献１では、基板の中央部が自重で下方に湾曲した状態で水平に保持され、搬送される。特許文献1のパレットは、特に、ガラス基板の搬送に適している。

特開２０１５－２０３３５１号公報

シート状の物品は、周縁部を保持して搬送する時に、中央部が自重で下方に湾曲することが多い。しかし、板厚が非常に薄い物品は、搬送の途中で不規則に変形し、積み重ねの際に上下の物品と接触してしまうことがある。搬送中の「飛び移り座屈（snap buckling）」も、不規則な変形の一因となる。このような変形を抑制し、安定した形状で物品を搬送し、装置や他の物品と接触させずに保持する技術が求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、比較的簡易な構成によって、シート状の物品の不規則な変形を抑制し、装置や他の物品と接触させることなく搬送して保持する技術の提供を、解決すべき課題としたものである。

本発明は、シート状で、且つ矩形状である物品を、下方に湾曲させた状態で搬送し、パレットに積み重ねて保持するための物品搬送方法に関する。本発明の物品搬送方法は、複数の保持手段によって、物品の短辺に沿った複数箇所を保持し、パレットの上方で水平に保持する工程と、物品を保持した状態で保持手段を水平方向に移動させて、物品の短辺と短辺との間の距離を短くし、同時に押圧手段によって物品の中央部を下方に押圧する工程と、物品をパレットに載置する工程と、物品の上に、合紙を配置する工程と、を備えている。本発明の物品搬送方法においては、押圧手段が物品を押圧する距離が、保持手段の移動によって物品の中央部が下方に移動する距離よりも短いことを特徴である。

本発明の物品搬送方法は、厚さ０．０２～１ｍｍのプリント配線板または銅張積層板を搬送して保持する場合に、最も好適に適用できる。

本発明はまた、シート状で且つ矩形状である物品を、下方に湾曲させた状態で積み重ねて保持することのできるパレットを提供する。本発明のパレットは、物品の下面の周縁部を支持する枠体であって、対向する一対の長辺部材と対向する一対の短辺部材によって矩形の形状が形成されている枠体と、それぞれの長辺部材の上側に固定されており、長辺部材に対して垂直な方向に突出している長辺側壁部材と、それぞれの短辺部材の上側に固定されており、短辺部材に対して垂直な方向に突出している短辺側壁部材と、を備えている。本発明のパレットは、短辺部材の上面に、物品の短辺の周縁部を傾斜した状態で保持するための傾斜面が設けられていることを特徴とする。

本発明のパレットは、枠体の下面に固定された棒状部材からなる中央支持体をさらに備えることが可能である。

本発明はさらに、物品搬送システムを提供する。本発明の物品搬送システムは、シート状で且つ矩形状である物品を搬送する物品搬送装置と、シート状で且つ矩形状である物品を、下方に湾曲させた状態で積み重ねて保持するパレットと、物品の間に挟み込んで、パレットの上に配置する合紙と、を備えている物品搬送システムである。本発明の物品搬送システムは、パレットが、物品の下面の周縁部を支持する枠体であって、対向する一対の長辺部材と、対向する一対の短辺部材によって矩形の形状が形成されている枠体と、それぞれの長辺部材の上側に固定されており、長辺部材に対して垂直な方向に突出している、長辺側壁部材と、それぞれの前記短辺部材の上側に固定されており、短辺部材に対して垂直な方向に突出している、短辺側壁部材と、を備えている。そして、短辺部材の上面に、物品の短辺の周縁部を傾斜した状態で保持するための傾斜面が設けられていることを特徴としている。

本発明の物品搬送方法は、保持手段によって物品の短辺と短辺との間の距離が短くなるように移動させると同時に、押圧手段によって物品の中央部を下方に押圧することで、物品を、下方に湾曲させることができる。この工程によって、物品の不規則な変形を確実に防止することができる。物品は、下方に押圧させることで、適正な向きに方向付けられ、且つ短辺と短辺の距離によってその形状が規定されるので、パレットに規則正しく収容される。

本発明の物品搬送方法は、物品と物品との間に合紙を配置する。合紙は、物品と同じ形状に湾曲することで、物品と物品との間に隙間なく積み重ねられる。これにより、物品と物品との間に大きな空間を空けることなく、しかも物品同士が接触することなく、安定して保持することができる。

本発明のパレットは、物品の下面の中央部を支持する中央支持体を設けることにより、より大型のシート状の物品を保持する場合でも、物品を一定の状態で安定して積層することができる。

図１は、本発明の物品搬送方法に用いられる物品搬送システムを模式的に示す概略構成図である。 図２（ａ）はパレットの斜視図であり、図２（ｂ）はパレットの正面図であり、図２（ｃ）はパレットの側面図である。 図３（ａ）は、合紙の一例を示す上面図であり、図３（ｂ）は物品の一例を示す上面図である。 図４は、パレットに合紙と物品を載置した状態を模式的に示す正面図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、代替例であるパレットの上面図である。

以下に、本発明の物品搬送方法とパレットを用いて、銅張積層板のような湾曲する物品を搬送し保持するための好適な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。銅張積層板とは、紙、ガラス、炭素繊維などの基材に樹脂を含浸させたプリプレグを重ね、加圧加熱処理して得た積層板の両面に銅箔を配置した基板材料である。一般的な厚さ０．０２～１ｍｍの銅張積層板は、弾性範囲で柔軟に湾曲する。本実施形態の物品搬送方法とパレットは、銅張積層板に類似した材料特性や形状を有するシート状の矩形物品全て、特に、プリント配線板に適用が可能である。

以下の説明に於いて、水平面とは、パレットが静置される地表面と略同一な面を指す。銅張積層板については、パレットに収容されるときに上側にする面を上面と称し、下側にする面を下面と称する。銅張積層板の左右方向と縦横方向は、図３に示したように、銅張積層板を横長に静置して上面から見た場合の方向として定義する。

図１は、本発明の物品搬送方法に好適に用いられる物品搬送システムを模式的に示した概略構成図である。物品搬送システムは、搬送装置１０と、パレット１とを備えている。

搬送装置１０は、銅張積層板４０と合紙３０とを１枚ずつ保持して交互に搬送するヘッド部１１と、多関節のアーム部１２とを備えたロボットである。ヘッド部１１は、銅張積層板４０または合紙３０を保持する複数の保持手段１３と、銅張積層板４０を下方向に押圧して方向付けを行う押圧手段１４とを備えている。

ヘッド部１１は、複数の保持手段１３を備えている。保持手段１３としては、銅張積層板４０の表面に接触し、吸引によって銅張積層板４０を保持する吸着パッド１３が好適に用いられる。

好適な実施形態においては、複数の吸着パッド１３が、銅張積層板４０の一対の短辺をそれぞれ多点で保持可能な位置に、配置されている。銅張積層板４０の大きさと堅さに応じて、吸着パッド１３の個数と位置を変更し、保持する間隔を調整して、複数箇所で保持することができる。吸着パッド１３が銅張積層板４０を保持する位置は、銅張積層板４０の表面に加工が行われる位置を避けていればよい。一般的に、吸着パッド１３は、銅張積層板４０の短辺から所定の距離だけ内側となる位置を、縦方向一列に並んだ状態で保持する。

ヘッド部１１はまた、銅張積層板４０を下方向に押圧して方向付けを行う押圧手段１４を備えている。図１に示すように、押圧手段１４は、銅張積層板４０の中央を押圧するように、縦軸に沿って一または複数配置される。図１では、２個の押圧手段１４を設ける構成を示しているが、銅張積層板４０の大きさと堅さに応じて、押圧手段１４の個数と位置を変更することができる。押圧手段１４としては、たとえば、プランジャを適用することができる。

図２（ａ）にパレットの斜視図を示し、図２（ｂ）にパレットの正面図を示し、図２（ｃ）にパレットの側面図を示す。本実施形態のパレット１は、特に、厚さ０．０２～１ｍｍの、矩形状の銅張積層板４０を、湾曲させた状態で積み重ねて保持することができる。パレット１は、底面を構成する枠体２を備えている。枠体２は、対向する一対の長辺部材２ａと、対向する一対の短辺部材２ｂによって矩形形状が形成されている。

さらに、パレット１は、長辺側壁部材３と短辺側壁部材４を備えている。長辺側壁部材３は、長辺部材２ａの上に固定されており、長辺部材２ａに対して垂直な方向に突出している、短辺側壁部材４は、短辺部材２ｂの上に固定されており、短辺部材２ｂに対して垂直な方向に突出している。

パレット１の枠体２の形状について、さらに詳細に説明する。枠体２の長辺部材２ａの上面内側には、下側に凸の曲面２１ａが形成されている。曲面２１ａの形状は、載置する時の銅張積層板４０の湾曲した形状とほぼ一致しており、曲面２１ａは、銅張積層板４０の長辺周縁部を支持する。また、枠体２の短辺部材２ｂの上面内側の縁部は、銅張積層板４０の両方の短辺周縁部を支持するために、傾斜面２１ｂが形成されている。傾斜面２１ｂは、載置する銅張積層板４０の形状に一致するように、曲面に形成することができる。代替的に、載置する銅張積層板４０を非常に大きな半径で湾曲させている場合、傾斜面２１ｂは、直線で形成されていても良い。

長辺側壁部材３は、銅張積層板４０と合紙３０とが交互に積層された状態で保持する時の、位置合わせ用のガイドとしての機能を有する。長辺側壁部材３は、壁状の部材であっても良い。また図２（ａ）から図２（ｃ）に示したように、棒状の部材である場合には、それぞれの長辺部材２ａ上に、同じ個数ずつ対向して配置されることが好ましい。より好ましくは、長辺側壁部材３同士が、銅張積層板４０を隔てて対向し、一対をなす位置に配置されていることが好ましい。一対となる長辺側壁部材３同士の距離は、銅張積層板４０の縦方向の長さに対応している。

短辺側壁部材４もまた、銅張積層板４０と合紙３０とを下方向に湾曲させて積層して支持する時の、位置合わせ用のガイドとしての機能を有する。短辺側壁部材４は、それぞれの短辺部材２ｂ上に、同じ個数ずつ配置されることが好ましい。より好ましくは、短辺側壁部材４同士が、銅張積層板４０を隔てて対向し、一対をなす位置に配置することが好ましい。一対の短辺側壁部材４同士の距離は、湾曲させた状態における銅張積層板４０と合紙３０の横方向の寸法に対応している。

パレット１の、枠体２、長辺側壁部材３、および短辺側壁部材４は、それぞれ銅張積層板４０に接触する部分が樹脂で形成されていることが好ましく、たとえば、ポリ塩化ビニル、またはポリエーテルエーテルケトンを用いることができる。一方で、強度を有することが求められるパレット１は、各部材の骨組みの構造を金属で形成し、内側に樹脂の部材を貼り合わせて構成することが可能である。

図３（ａ）に、パレット１に銅張積層板４０を積層する際に、銅張積層板４０と銅張積層板４０との間に挟み込むように配置する合紙３０の一例を示す。合紙３０は、銅張積層板４０を保護する目的で配置する紙であり、外形寸法が銅張積層板４０と同一の、枠型形状を有している。図３（ｂ）に、パレット１に収容する、矩形の銅張積層板４０の一例を示す。合紙３０の長辺側の幅は、枠体２の曲面２１ａの幅と同一がそれ以上になっている。合紙３０の短辺側の幅は、枠体２の傾斜面２１ｂの幅と同一がそれ以上になっている。合紙３０の幅が最適化されていることで、パレット１は、合紙３０と銅張積層板４０の両方を好適に支持し、銅張積層板４０同士の接触を避けることができる。すなわち、本実施形態において、物品搬送システムとは、物品搬送装置１０と、パレット１と、合紙３０を含むシステムであるともいうことができる。

以下、再び図１を参照しつつ、搬送装置１０を用いて、銅張積層板４０を搬送し、パレット１に、合紙３０と交互に１枚ずつ積み重ねる搬送方法を説明する。

パレット１には、最初に、枠体２の上面に、１枚の合紙３０が配置される。

通常、銅張積層板４０は、１枚ずつコンベア５０によって搬送される。搬送装置１０は、吸着パッド１３によって、銅張積層板４０を吸着し多点で支持した状態で持ち上げて、パレット１の上方まで搬送し、水平に保持する（工程１）。次に、搬送装置１０の吸着パッド１３は、銅張積層板４０を水平に保持した状態のまま、銅張積層板４０の短辺と短辺との間の距離を短くするように水平方向に移動する。言い換えると、吸着パッド１３は、銅張積層板４０の長辺と平行な方向で、銅張積層板４０の中心に向かって水平方向に移動する。この水平方向の移動と同時に、押圧手段１４が下降して、銅張積層板４０の中央部を下方に押圧する（工程２）。

押圧手段１４が銅張積層板４０を押圧する目的は、銅張積層板４０が上方に不規則な変形をおこすことを防止することにある。一旦、下方に湾曲し始めた銅張積層板４０は、吸着パッド１３の移動に従って、緩やかに弾性変形して、下方に湾曲する。押圧手段１４は、変形の初期の段階で、トリガーとして銅張積層板４０を押せばよく、押圧手段１４が銅張積層板４０を押圧する距離は、銅張積層板４０の中央部が吸着パッド１３の移動によって下方に移動する距離より短くなる。

搬送装置１０は、下側に湾曲した銅張積層板４０をパレット１に載置する（工程３）。銅張積層板４０の下面は、合紙３０を隔てて、枠体２の曲面２１ａと傾斜面２１ｂによって支持される。また、銅張積層板４０は、長辺が長辺側壁部材３に位置決めガイドされ、短辺が短辺側壁部材４に位置決めガイドされ、湾曲した状態で安定して保持される。

次に、搬送装置１０は、合紙保存容器６０から、合紙３０を吸着して持ち上げ、パレット１まで搬送して、銅張積層板４０の上に載置する（工程４）。合紙３０は銅張積層板４０と比較すると強度が低いため、不規則な変形を起こすことがない。合紙３０は、パレット１の銅張積層板４０の上に載置することで、銅張積層板４０と同様に湾曲し隙間なく積層される。

以上の工程１から工程４までを繰り返すことで、銅張積層板４０を搬送し、パレット１に、合紙３０と交互に１枚ずつ積み重ねることができる。図４に、銅張積層板４０と合紙３０を保持したパレット１の正面図を示す。銅張積層板４０と銅張積層板４０との間には、１枚の合紙３０に対応する空間が確保されており、銅張積層板４０同士が接触することなく、安定して保持することができる。

図５（ａ）にシート状の物品を保持するための代替例のパレット７０を示す。パレット７０は、枠体の長辺部材の中央に、短辺部材と平行な向きで結合された、棒状部材から成る中央支持体７０ａを備えている。図５（ｂ）に、更なる代替例のパレット８０を示す。パレット８０の枠体は、棒状部材を十文字型（Cross Bar）に配置した中央支持体８０ａを備えている。中央支持体７０ａ，８０ａによって、湾曲させた状態の銅張積層板４０の中央部を支持することができる。

パレット７０を使用する場合、物品の間に配置する合紙には、外枠部分に加えて、中央支持体７０ａと同一またはそれ以上の幅を有する矩形部分が形成されている。パレット８０を使用する場合、物品の間に配置する合紙には、外枠部分に加えて、中央支持体８０ａと同一またはそれ以上の幅を有する十文字型部分が形成されている。代替例のパレットと合紙によって、より大型のシート状の物品を保持する場合でも、物品を一定の状態で安定して積層することができる。

以上、実施形態に基づいて、本発明の具体的な例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。それぞれの搬送装置とパレットの配置は、物品の搬送、積層、保持という本来の機能を損なわない範囲で自由に変更が可能である。また、実施形態では銅張積層板を搬送して積み重ねる場合について詳細な説明を行ったが、先に述べたとおり、湾曲するシート状の物品であれば、本発明の物品搬送方法とパレットを適用することが可能である。特に、フレキシブルなプリント配線板一般に、好適に適用することができる。

１、７０、８０ パレット
２ 枠体
２ａ 長辺部材
２１ａ 曲面
２ｂ 短辺部材
２１ｂ 傾斜面
３ 長辺側壁部材
４ 短辺側壁部材
１０ 物品搬送装置
１１ ヘッド部
１２ アーム部
１３ 吸着パッド
１４ 押圧手段
３０ 合紙
４０ シート状物品
５０ コンベア
６０ 合紙保存容器
７０ａ，８０ａ 中央支持部材

Claims (5)

1. シート状で、且つ矩形状である物品を、下方に湾曲した状態で搬送し、パレットに積み重ねて保持させるための搬送方法であって、
   複数の保持手段によって、前記物品の短辺に沿った複数箇所を保持し、前記パレットの上方で水平に保持する工程と、
   前記物品を保持した状態で前記保持手段を水平方向に移動させて、前記物品の短辺と短辺との間の距離を短くし、同時に押圧手段によって前記物品の中央部を下方に押圧する工程と、
   前記物品を前記パレットに載置する工程と、
   前記物品の上に、合紙を配置する工程と、
   を備えており、
   前記押圧手段が前記物品を押圧する距離は、前記保持手段の移動によって前記物品の中央部が下方に移動する距離よりも短いことを特徴とする、シート状の物品の搬送方法。
2. 前記物品が厚さ０．０２～１ｍｍのプリント配線板または銅張積層板であることを特徴とする、請求項１記載のシート状の物品の搬送方法。
3. シート状で且つ矩形状である物品を、下方に湾曲させた状態で積み重ねて保持するパレットであって、
   物品の下面の周縁部を支持する枠体であって、対向する一対の長辺部材と、対向する一対の短辺部材によって矩形の形状が形成されている枠体と、
   それぞれの前記長辺部材の上側に固定されており、前記長辺部材に対して垂直な方向に突出している、長辺側壁部材と、
   それぞれの前記短辺部材の上側に固定されており、前記短辺部材に対して垂直な方向に突出している、短辺側壁部材と、
   を備えており、
   前記短辺部材の上面に、前記物品の短辺の周縁部を傾斜した状態で保持するための傾斜面が設けられていることを特徴とするパレット。
4. 前記枠体の下面に固定された棒状部材からなる中央支持体をさらに備えていることを特徴とする請求項３記載のパレット。
5. シート状で且つ矩形状である物品を搬送する物品搬送装置と、
   シート状で且つ矩形状である前記物品を、下方に湾曲させた状態で積み重ねて保持するパレットと、
   前記物品の間に挟み込んで、前記パレットの上に配置する合紙と、
   を備えている物品搬送システムであって、
   前記パレットが、
   物品の下面の周縁部を支持する枠体であって、対向する一対の長辺部材と、対向する一対の短辺部材によって矩形の形状が形成されている枠体と、
   それぞれの前記長辺部材の上側に固定されており、前記長辺部材に対して垂直な方向に突出している、長辺側壁部材と、
   それぞれの前記短辺部材の上側に固定されており、前記短辺部材に対して垂直な方向に突出している、短辺側壁部材と、
   を備えており、
   前記短辺部材の上面に、前記物品の短辺の周縁部を傾斜した状態で保持するための傾斜面が設けられていることを特徴としている、
   物品搬送システム。

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