JP5952666B2

JP5952666B2 - 非接触搬送装置

Info

Publication number: JP5952666B2
Application number: JP2012157395A
Authority: JP
Inventors: 斉岩坂; 英幸徳永; 克洋輿石
Original assignee: Harmotec Co Ltd
Current assignee: Harmotec Co Ltd
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2032-07-13
Also published as: JP2014019514A

Description

本発明は、ＦＰＤ（Flat Panel Display）パネルや太陽電池パネル等の板状部材を非接触で搬送する装置に関する。

近年、ＦＰＤパネルや太陽電池パネル等の板状部材を非接触で搬送する方法として、空気により浮上させて搬送する方法が採用されている。例えば、特許文献１では、多孔質板により形成された搬送ステージと、この搬送ステージに形成された多孔からガスを噴出することにより基板を浮上させながら搬送する浮上搬送装置とを備える、基板の搬送システムが開示されている。

特開２００６−２６４９３９号公報

本発明は、板状部材を非接触で搬送する際に消費される電力を低減することを目的とする。

本発明は、板状部材を非接触で搬送する非接触搬送装置であって、板状の基体と、前記基体に設置され、前記板状部材に対して浮上圧力を発生させる複数の浮上装置と、前記基体に設置され、前記板状部材の中央部を吸引する吸引装置とを備え、前記複数の浮上装置のそれぞれは、ファンと、当該ファンを駆動するモータとを備え、前記吸引装置は、前記複数の浮上装置が備えるファンとは異なる他のファンと、当該他のファンを駆動するモータとを備え、前記他のファンは、前記基体に設けられる、流体を吸引する吸引孔をのぞくように配置されることを特徴とする非接触搬送装置を提供する。

上記の非接触搬送装置において、前記吸引装置のモータは、前記複数の浮上装置のモータと逆方向に回転させられてもよい。

上記の非接触搬送装置において、前記複数の浮上装置のうちの第１の浮上装置と前記板状部材との間に配置され、前記第１の浮上装置のファンにより吹き送られる空気を旋回流に変化させるカバーをさらに備えてもよい。
上記の非接触搬送装置において、前記複数の浮上装置のうちの第２の浮上装置と前記板状部材との間に配置され、前記第２の浮上装置のファンにより吹き送られる空気を噴霧流に変化させるカバーをさらに備えてもよい。

請求項１乃至４のいずれか１項に係る発明によれば、コンプレッサを使って圧縮空気により板状部材を浮上搬送する場合と比較して、板状部材を浮上搬送する際に消費される電力を低減することができる。また、板状部材の中央部を吸引する吸引装置を有しない構成と比較して、板状部材の中央部の盛り上がりに起因する、板状部材と基体との接触を抑制することができる。

非接触搬送装置１０を示す図である。板状部材３の中央部が盛り上がった状態を示す図である。複数配置された非接触搬送装置１０を示す図である。底面板１２に車輪４が設けられた非接触搬送装置１０を示す図である。非接触搬送装置１０Ａを示す図である。旋回流形成体５を示す図である。変形例に係るベースフレーム１の側面図である。旋回流発生カバー７が設置された非接触搬送装置１０を示す図である。旋回流発生カバー７を示す図である。微細孔カバー８の平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
（１）実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る非接触搬送装置１０を示す図である。図１（ａ）は、非接触搬送装置１０の平面図であり、図１（ｂ）は、ｙ方向に見た場合の非接触搬送装置１０の側面図であり、図１（ｃ）は、ｘ方向に見た場合の非接触搬送装置１０の側面図であり、図１（ｄ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。なお、図１において、白い円の中に黒い円描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を示している。また、白い円の中に交差する２本の線分を描いた記号は、紙面手前側から奥側に向かう矢印を示している。

非接触搬送装置１０は、ＦＰＤパネルや太陽電池パネル等の板状部材３を非接触で搬送するための装置である。より具体的には、ＦＰＤパネル等の板状部材３を空気等の流体により浮上させて搬送するための装置である。非接触搬送装置１０により浮上させられた板状部材３は、図示せぬリニアモータ、摩擦コロ、ベルト等により駆動力を与えられ、例えば図１（ａ）の矢印Ａ方向に搬送される。

非接触搬送装置１０は、図１に示されるように、ベースフレーム１と、複数のファンモータ２Ａ〜２Ｈとを備えている。ベースフレーム１は、非接触搬送装置１０の枠組みを構成し、全体として直方体の形状を有する。ベースフレーム１は、図１に示されるように、複数の孔１５を有する矩形の表面板１１と、表面板１１と対向するように設けられる矩形の底面板１２と、表面板１１と底面板とを、その四隅において連結する複数の支柱１３と、表面板１１と底面板１２とにより挟まれた空間を仕切る仕切板１４とを有する。表面板１１は、本発明に係る「基体」の一例である。

複数の孔１５は、表面板１１の長手方向に延びる３列の孔１５により構成されている。各列の孔１５は、互いに等間隔に設けられる。また、隣り合う列の孔１５同士は、その位置が互い違いの関係になるように配置される。

ファンモータ２Ａ〜２Ｈは、板状部材３の高さ方向（図１のｚ方向）の位置を制御するための装置である。ファンモータ２Ａ〜２Ｈは、図１に示されるように、表面板１１の裏面（底面板１２と対向する面）において、そのファンが孔１５からのぞくように設置される。ファンモータ２Ａ〜２Ｈは、表面板１１に対して垂直な方向に送風できるように設置される。なお、以下の説明において特に区別する必要がない場合には、単に「ファンモータ２」と呼ぶ。

ファンモータ２Ａ〜２Ｈは、ファンと、ファンを駆動するモータとが一体になった装置である。モータは例えば、ファンのハブ内に格納される。モータから延びるリード線は、図示せぬ回転制御装置に接続され、この回転制御装置からモータに対して電源が供給される。また、回転制御装置によりモータの回転数や回転方向が制御され、その結果、板状部材３が浮上する高さが制御される。

ファンモータ２Ａ〜２Ｈのうち、表面板１１の長手側端側に位置するファンモータ２Ａ〜２Ｆは、板状部材３に対して浮上圧力を発生させる装置である。より具体的には、回転制御装置によって、板状部材３に対して空気を吹き送る方向にモータが回転させられる装置である。一方、ファンモータ２Ａ〜２Ｈのうち、表面板１１の長手中央部に位置するファンモータ２Ｇ，２Ｈは、板状部材３を吸引する吸引装置である。より具体的には、回転制御装置によって、ファンモータ２Ａ〜２Ｆのモータとは逆方向にモータが回転させられる装置である。ファンモータ２Ｇ，２Ｈではモータが逆方向に回転させられるため、結果として板状部材３を吸引することになる。

ここで、ファンモータ２Ｇ，２Ｈのモータを逆方向に回転させる理由は、板状部材３の中央部の盛り上がりを防ぎ、板状部材３の側端部と表面板１１とが接触することを防ぐためである。ファンモータ２Ｇ，２Ｈのモータを、ファンモータ２Ａ〜２Ｆのモータと同方向に回転させた場合には、板状部材３の中央部と表面板１１の間に空気が残留しやすいため、図２に示されるように、板状部材３の中央部が盛り上がり、その側端部が垂れ、表面板１１と接触してしまうおそれがある。しかし、本実施形態のように、ファンモータ２Ｇ，２Ｈのモータを逆方向に回転させて板状部材３の中央部を吸引するようにすれば、そのような弊害が抑制される。なおここで、板状部材３の中央部とは、例えば板状部材３の重心位置である。又は、搬送方向に対して垂直な２辺の中点を結んだ線上に位置する部分である。

なお、ファンモータ２Ｇ，２Ｈのモータは、必ずしもファンモータ２Ａ〜２Ｆのモータの逆方向に回転させる必要はなく、ファンモータ２Ａ〜２Ｆのモータと同方向に回転させるようにしてもよい。この場合でも、後述する効果が得られる。

次に、本実施形態に係る非接触搬送装置１０によって奏される効果について説明する。効果の説明にあたり、まず、ファンモータ２の仕様例について述べる。
ファンの径：φ６０ｍｍ
電圧：１００Ｖ
周波数：６０Ｈｚ
電流：０．１１Ａ
入力：８．０Ｗ
回転数：１９００ｒｐｍ
最大風量：０．３６ｍ³／ｍｉｎ
最大静圧：７６Ｐａ
騒音レベル：３３ｄＢ

次に、表面板１１の仕様例について述べる。
長手方向（図１のｘ方向）の寸法：１０００ｍｍ
短手方向（図１のｙ方向）の寸法：２００ｍｍ
ファンモータ２の個数：５個（いずれも被搬送物に対して浮上圧力を与えるものとする）

以上の仕様を備えるファンモータ２及び表面板１１を有する非接触搬送装置１０により、Ｇ８ガラス基板（寸法：２２００ｍｍ×２５００ｍｍ×０．７ｍｍ）を搬送する場合を想定すると、その場合、非接触搬送装置１０が２８台必要となる。この場合、全体の消費電力は、１１２０Ｗ（８Ｗ×５×２８）となる。これに対して、従来の浮上搬送装置のように、コンプレッサを使って圧縮空気によりＧ８ガラス基板を浮上搬送する場合には、消費電力は３７ＫＷとなる。すなわち、本実施形態に係る非接触搬送装置１０によれば、消費電力が約３３分の１に低減される。

また、従来の浮上搬送装置によれば、小径の多数孔から噴出される空気の流速が速いため、装置と被搬送物との間に静電気が発生しやすくなるという弊害が生じていた。また、クリーンルームにおけるダウンブロー気流を乱し、室内にパーティクルを対流させやすいという弊害が生じていた。しかし、本実施形態に係る非接触搬送装置１０によれば、ファンモータ２を採用しているため、噴出される空気の流速が比較的遅く、当該装置と被搬送物との間における静電気の発生が抑制される。また、クリーンルームにおけるダウンブロー気流の乱れも抑制される。

また、本実施形態に係る非接触搬送装置１０によれば、ファンモータ１個あたりの騒音レベルが３３ｄＢに抑えられる。よって、ブロア（騒音レベル：７０ｄＢ）を使用し、ノズル噴出し時にジェット音が発生する従来の浮上搬送装置と比較して、より静寂な環境が実現される。

また、多孔質材（主にカーボン）を使用する従来の浮上搬送装置の場合、素材が高価であり、多孔質材をフレームに取り付けるのに手間がかかり、また、多孔質材を形成する際に発生する粉塵が孔内に残留するという問題がある。しかし、本実施形態に係る非接触搬送装置１０によれば、従来の浮上搬送装置に係る多孔質材を使用しないため、そのような問題の発生が回避される。

また、本実施形態に係る非接触搬送装置１０によれば、被搬送物を浮上させるための空気の供給源が不要となる。よって、圧縮空気を使用する従来の浮上搬送装置と比較して、コストが抑えられる。

（２）変形例
上記の実施形態は、以下のように変形してもよい。また、以下の変形例は、互いに組み合わせてもよい。
（２−１）変形例１
上記の実施形態において、ベースフレーム１の構成は、必要とされる強度に応じて適宜変更されてもよい。例えば、底面板１２をなくし、表面板１１と支柱１３とにより構成されるようにしてもよい。また、仕切板１４を設けなくてもよい。また、ベースフレーム１の側面（表面又は底面以外の面）を、板状の部材により覆うようにしてもよい。また、支柱１３の数は、３本以下であっても５本以上であってもよい。また、表面板１１の形状は、矩形以外の多角形状であってもよい。

（２−２）変形例２
上記の実施形態において、表面板１１に設置されるファンモータ２の数は、被搬送物の重量や形状に応じて適宜変更されてもよい。例えば、７個以下であっても、９個以上であってもよい。ファンモータ２の数が変更される場合には、これに伴って孔１５の数も当然に変更されることになる。また、吸引装置としてのファンモータ２の配置される位置は、表面板１１の長手中央部に限られず、長手側端側や、短手中央部や、短手側端側であってもよい。

（２−３）変形例３
上記の実施形態において、ファンモータ２のファンは、プロペラファンであっても、シロッコファンであってもよい。ここでシロッコファンとは、円筒状のファンであって、円筒体の周壁がその軸方向に延びる複数の羽根によって構成されるファンである。また、上記の実施形態において、ファンモータ２は、ファンとモータとが一体に構成されているが、それぞれが別体として構成されたファンとモータとを、ファンモータ２に代えて採用するようにしてもよい。また、上記の実施形態において、吸引装置として機能するファンモータ２Ｇ，２Ｈは、そのモータが、ファンモータ２Ａ〜２Ｆのモータと逆方向に回転させられている。しかし、モータの回転方向を逆にするのではなく、羽根の角度を、回転させたときに空気を吸引するような角度に設定するようにしてもよい。この場合、ファンモータ２Ａ〜２Ｆのモータと同方向に回転させたとしても、ファンモータ２Ｇ，２Ｈは、板状部材３を吸引することになる。

（２−４）変形例４
上記の実施形態に係る非接触搬送装置１０は、被搬送物の面積によっては、図３に示されるように、複数並べて使用されてもよい。図３に示されるように配置される場合、例えば、二点鎖線の円で囲まれたファンモータ２のみを吸引装置として機能させるようにしてもよい。

（２−５）変形例５
上記の実施形態に係る非接触搬送装置１０は、地面に固定的に設置して使用するのではなく、板状部材３を搬送するためのパレットとして使用してもよい。ここでパレットとは、被搬送物を載せるための台のことである。本実施形態に係る非接触搬送装置１０によれば、被搬送物を非接触で搬送することができるパレットが実現される。また、その際、図４に示されるように底面板１２の裏面（表面板１１と対向しない面）に車輪４を設け、非接触搬送装置１０を移動可能なものとしてもよい。

（２−６）変形例６
上記の実施形態において、吸引装置として機能するファンモータ２Ｇ，２Ｈに代えて、他の吸引装置として、旋回流形成体５を設置するようにしてもよい。図５は、当該構成を採用する場合の非接触搬送装置１０Ａを示す図である。図５（ａ）は、非接触搬送装置１０Ａの平面図であり、図５（ｂ）は、ｙ方向に見た場合の非接触搬送装置１０Ａの側面図であり、図５（ｃ）は、ｘ方向に見た場合の非接触搬送装置１０Ａの側面図である。

図５に示されるように、非接触搬送装置１０Ａは、非接触搬送装置１０と異なり、旋回流形成体５を有している。また、非接触搬送装置１０Ａは、非接触搬送装置１０と異なり、蓋６と、給気口１６とを有している。蓋６は、対向する２側端においてフランジを有する、板状かつ矩形の部材である。蓋６は、ベースフレーム１の短手方向（図５のｙ方向）の側面に取り付けられ、当該蓋６と、表面板１１と、底面板１２と、仕切板１４とにより閉鎖空間を形成する。給気口１６は、底面板１２の例えば中央部に設けられる。この給気口１６を介して、図示せぬ流体供給装置より、閉鎖空間内に流体（例えば、空気）が供給される。なお、給気口１６は、蓋６や表面板１１に設けられてもよい。

旋回流形成体５は、上述のファンモータ２Ｇ，２Ｈと同様に、板状部材３を吸引する吸引装置である。旋回流形成体５は、後述する端面５２が、表面板１１と同一平面をなすように、孔１５内に設置される。図６は、旋回流形成体５を示す図である。図６（ａ）は、旋回流形成体５の斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のII−II線断面図であり、図
６（ｃ）は、図６（ａ）のIII−III線断面図である。

旋回流形成体５の本体内部には、円柱形状の空間を有し、その一端が開口している円筒室５１が形成されている。円筒室５１が開口している面には、平坦状の端面５２が形成されている。円筒室５１の内周面には、２つの噴出口５３設けられ、旋回流形成体５の外周面には、２つの流体導入口５４が設けられている。この噴出口５３と流体導入口５４とは、流体通路５５により連結されている。２本の流体通路５５は、互いに平行になるように配置される。円筒室５１の開口部には、傾斜面５６が形成されている。

以上の構成を有する旋回流形成体５に対して上記の閉鎖空間を介して流体が供給されると、その流体は、流体導入口５４から旋回流形成体５に流入し、流体通路５５を通って噴出口５３から円筒室５１内に吐出される。円筒室５１内に吐出された流体は、円筒室５１内において旋回流となって整流され、その後、円筒室５１の開口部から流出する。

その際、端面５２に対向する位置に板状部材３が存在する場合には、円筒室５１内への外部空気の流入が制限され、旋回流の遠心力とエントレインメント効果により、旋回流中心部の単位体積あたりの流体分子の密度が小さくなり、負圧が発生する。この結果、板状部材３は周囲の空気によって押圧されて端面５２側に引き寄せられる。その一方で、端面５２と板状部材３との距離が近づくにつれて、円筒室５１内から流出する空気の量が制限され、噴出口５３から円筒室５１内へ吐出される流体の速度が遅くなり、旋回流中止部の圧力が上昇する。この結果、板状部材３は端面５２とは接触せず、板状部材３と端面５２との間には一定の距離が保たれる。

なお、旋回流形成体５に設けられる噴出口５３の数と流体通路５５の数は、それぞれ１であっても、又は３以上であってもよい。

（２−７）変形例７
上記の実施形態において、ベースフレーム１は、一体として成形されてもよいが、複数の分割フレームを組み合わせることにより構成されてもよい。例えば、図７に示されるように、２つの分割フレーム１７を組み合わせることにより構成されてもよい。図７は、本変形例に係るベースフレーム１をｘ方向に見た場合の側面図である。

図７に示される例では、２つの分割フレーム１７は、それぞれ左右勝手違いとなっており、上下に組み合わされることによりベースフレーム１を構成する。ベースフレーム１を構成する際には、まず上側に配置される分割フレーム１７にファンモータ２を設置し、その後で当該分割フレーム１７をもう一方の分割フレーム１７にボルト固定する。ベースフレーム１の素材は、当該フレームを量産する場合には、専用の押し出しアルミ素材であってもよい。

本変形例に係るベースフレーム１によれば、フレームが上下に分割可能であるため、ベースフレーム１が一体に成形される場合と比較して、ファンモータ２の取り付けが容易になる。

（２−８）変形例８
上記の実施形態において、ファンモータ２により吹き送られる空気を旋回流に変化させるカバーを、ファンモータ２と板状部材３との間に設置するようにしてもよい。図８は、上記の実施形態の図１（ｄ）に示される例において、本変形例に係る旋回流発生カバー７を設置した場合を示す図である。図８に示されるように、旋回流発生カバー７は、ベースフレーム１の孔１５に嵌め込まれる。また、旋回流発生カバー７は、その上面が表面板１１の上面よりも低い位置にくるように設置される。

図９は、旋回流発生カバー７を示す図である。図９（ａ）は、旋回流発生カバー７の平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のIV−IV線断面図である。図９に示されるように
、旋回流発生カバー７は、円形の板体７１と、板体７１の上面に形成された円形の凹部７２と、板体７１の下面に形成された環状の溝部７３と、凹部７２と溝部７３とを連通する複数の流体通路７４とを備える。凹部７２と溝部７３は、板体７１と同心になるように形成されてもよい。また、流体通路７４は、板体７１の上面又は下面と平行になるように形成されてもよい。また、流体通路７４は、凹部７２に対して接線方向に形成されてもよい。また、流体通路７４の径は、例えば５ｍｍである。

この旋回流発生カバー７は、その上面が板状部材３に面し、その下面がファンモータ２に面するように、ベースフレーム１に設置される。ファンモータ２により吹き送られた空気は、溝部７３と流体通路７４とを通って凹部７２内に吐出される。凹部７２に吐出された空気は、凹部７２内において旋回流となって整流され、その後、凹部７２の開口部から流出する。

（２−９）変形例９
上記の実施形態において、ファンモータ２により吹き送られる空気を噴霧流に変化させるカバーを、ファンモータ２と板状部材３との間に設置するようにしてもよい。本変形例に係る微細孔カバー８は、変形例８に係る旋回流発生カバー７と同様に、ベースフレーム１の孔１５に嵌め込まれる。また、微細孔カバー８は、旋回流発生カバー７と同様に、その上面が表面板１１の上面よりも低い位置にくるように設置される。

図１０は、微細孔カバー８の平面図である。図１０に示されるように、微細孔カバー８は、円形の板体８１と、板体８１の上下面を貫通する複数の孔８２とを備える。孔８２の径は、例えば５０μｍである。仮に噴出し高さが２０．０００ｍｍで、給気圧力が１０ｋＰａの場合には、微細孔カバー８から流出する空気の流速は１．０５ｍ／ｓｅｃとなり、クリーンルームのダウンブロー清浄気流への影響が少ない。また、静電気の発生が抑制され、板状部材３とファンモータ２との接触が防止される。

１…ベースフレーム、２…ファンモータ、３…板状部材、４…車輪、５…旋回流形成体、６…蓋、７…旋回流発生カバー、８…微細孔カバー、１０，１０Ａ…非接触搬送装置、１１…表面板、１２…底面板、１３…支柱、１４…仕切板、１５…孔、１６…給気口、１７…分割フレーム、５１…円筒室、５２…端面、５３…噴出口、５４…流体導入口、５５…流体通路、５６…傾斜面、７１…板体、７２…凹部、７３…溝部、７４…流体通路、８１…板体、８２…孔

Claims

板状部材を非接触で搬送する非接触搬送装置であって、
板状の基体と、
前記基体に設置され、前記板状部材に対して浮上圧力を発生させる複数の浮上装置と、
前記基体に設置され、前記板状部材の中央部を吸引する吸引装置と
を備え、
前記複数の浮上装置のそれぞれは、ファンと、当該ファンを駆動するモータとを備え、
前記吸引装置は、前記複数の浮上装置が備えるファンとは異なる他のファンと、当該他のファンを駆動するモータとを備え、
前記他のファンは、前記基体に設けられる、流体を吸引する吸引孔をのぞくように配置される
ことを特徴とする非接触搬送装置。
前記吸引装置のモータは、前記複数の浮上装置のモータと逆方向に回転させられることを特徴とする請求項１に記載の非接触搬送装置。
前記複数の浮上装置のうちの第１の浮上装置と前記板状部材との間に配置され、前記第１の浮上装置のファンにより吹き送られる空気を旋回流に変化させるカバーをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触搬送装置。
前記複数の浮上装置のうちの第２の浮上装置と前記板状部材との間に配置され、前記第２の浮上装置のファンにより吹き送られる空気を噴霧流に変化させるカバーをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の非接触搬送装置。