JP2012091879A - シート材搬送方法及び搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄く形状安定性の低いシート材を平坦な吸着板にて吸着搬送するにあたって、シート材を載置後、載置テーブルから吸着板を高速で離反する際に、シート材の捲れ・シワ、位置ズレの発生を防止するシート材搬送方法と装置を提供する。
【解決手段】平坦な吸着板２によってシート材４を吸着し、次に載置テーブル５と吸着板を接近させてシート材を載置テーブルに接触させ、しかる後に吸着板の吸着力を解除しつつ、吸着板を載置テーブルから離反させることで、シート材を吸着板から載置テーブルに搬送する、シート材の搬送装置であり、吸着板が載置テーブルから離反時に、吸着板と載置テーブルの間にできる空隙の外周部全体又は一部に防風部材３を備える。
【選択図】図２

Description

本発明はシート材を吸着板により吸着搬送する搬送装置に関する。

シート材を搬送する装置には、シート材を吸着して盤面上に把持する吸着板が不可欠であり、この吸着板には、静電気力を用いるものや、真空圧を用いるものなどがある。

このように、シート材を搬送するに際し、特にシート材の曲げ剛性が、自身の目付け（単位面積当たりの重量）に対して低い場合、すなわち、シート材が薄い場合や、部分的に折れ曲がり易い構造のもの等を対象とする場合は、高速の搬送動作を実現することに困難がある。この問題は、吸着板にシート材を吸着して搬送し、例えば目的の場所である平坦な載置テーブルの上に載置し、吸着を解除した後、吸着板を離反すると、離反した瞬間に吸着板の吸着面と載置テーブルの載置面の間の空隙が負圧になり、吸着板外周部の空気がその空隙に流れ込む現象によって生じる。

シート材の目付けやその剛性が比較的高い場合には、空気が流れ込んでも、それによってシート材が動かされることはないが、上述のように薄く曲がり易いシートの場合は、流れ込む空気によりシート材が浮き上がり、それによりシート材が位置ズレしたり、場合によってはシワ・捲れが発生したりする。この流れ込む空気の流量・流速は吸着板と載置テーブルの接地面積と吸着板の離反速度に影響するため、大きな吸着板で高速の離反動作をするほどシートの位置ズレやシワ・捲れが発生しやすい。よって、吸着板を載置テーブルからゆっくり離反しなければならないので、搬送作業の動作時間を遅らせることとなる。

シート材の位置ズレやシワ・捲れを防止するために、載置テーブルにも静電気力や真空力を用いた吸着機構を備え付ける方法が考えられる(特許文献１)。この方法によれば、吸着板により載置テーブルに載置した後、吸着板の吸着を解除し、次いで載置テーブルにシート材を吸着させ、その後吸着板を離反させれば、空気が流れ込んでも、シート材は載置テーブルに吸着されているため、シートの位置ズレを防止することができる。しかしながら、載置テーブルが吸着できるシート材は、載置テーブルと接している１層のシート材だけであり、シート材を複数枚積層する工程の場合では、その上の２層目以降シート材には、載置テーブルの吸着力は及ばないため、この方法では位置ズレを防止することができない。

また、特許文献２では静電吸着板とシート材の間に格子状の剥離板を備えた搬送装置が開示されている。本装置を用いれば、静電吸着板を載置テーブルから離反するに際し、剥離板によってシート材を載置テーブルに押さえつけて載置することが可能となるので、シート材の位置ズレを抑制することができる。

しかし、本方式の場合は剥離板を介しているために、静電吸着板とシート材の間に隙間が生じ、吸着力が低下するという問題がある。また、剥離板はシート材吸着時には静電吸着板に密着し、シート材離反時には静電吸着板から剥離しなければならないので、シリンダやモーターなどの剥離板を密着・乖離させる動作機構が必要となり、吸着板の構成が複雑化、設備的にも高価なものとなる。

特開２００２−５０６７４号公報 特開２００７−４５６１８号公報

本発明の目的は、上記したような点に鑑み、軽く、曲げ剛性の低いシート材を吸着により高速搬送可能な搬送方法および搬送装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用するものである。すなわち、
（１）吸着板にシート材を吸着させ、次に載置テーブルへ吸着板を接近させてシート材を載置テーブルに接触させ、しかる後に吸着板の吸着を解除しつつ、吸着板を載置テーブルから離反させるシート材の搬送方法において、吸着板を載置テーブルから離反させて形成される空隙に流入する空気を、防風部材で遮断することを特徴とするシート材搬送方法。
（２）前記吸着板の吸着面に開口部が設けられている、（１）に記載のシート材搬送方法。
（３）前記防風部材が、吸着板を被覆するとともに、該防風部材の内部で吸着板が摺動可能に設けられている、（１）または（２）に記載のシート材搬送方法。
（４）前記防風部材が、前記吸着板外周部に連結されている、（１）または（２）に記載のシート材搬送方法。
（５）前記防風部材が載置テーブルに立設されている、（１）または（２）に記載のシート材搬送方法。
（６）シート材を供給する供給手段と、該供給手段からシート材を盤面に吸着して取り上げる吸着板と、該吸着板を所望の位置に移動する吸着板移動機構と、シート材を載置する載置テーブルからなるシート材搬送装置であって、吸着板および／または載置テーブルに、吸着板を載置テーブルから離反させる際にできる空隙に流入する空気を遮断する防風部材を備えることを特徴とするシート材搬送装置。
（７）前記吸着板の吸着面に開口部が設けられている、（６）に記載のシート材搬送装置。
（８）前記防風部材は吸着板を被覆し、該防風部材の内部で吸着板が摺動可能に設けられている、（６）または（７）に記載のシート材搬送装置。
（９）前記防風部材が前記吸着板外周部に連結されている、（６）または（７）に記載のシート材搬送装置。
（１０）前記防風部材が載置テーブルに立設されている、（６）または（７）に記載のシート材搬送装置。

本発明によれば、防風部材が吸着板の外周部に設置されることにより、吸着板が載置テーブルから離反した際に、吸着板の吸着面と載置テーブルの載置面の間の空隙に吸着板外周から空気が流れ込むのを防風部材が防ぐ又は、減少させるので、シートの浮き上がりを防止することができ、高速搬送においても位置ズレやシワ・捲れを発生させない

シート材搬送装置の一実施形態の概略斜視図である。 シート材搬送装置の離反動作を表す概略断面図である。 防風部材を載置テーブルに固定した例を示す。 防風部材が吸着板の端を軸として回転する例である。 剛性の低い防風部材を吸着板の外周部に垂れ下がる例を示す。 剛性の低い防風部材を吸着板全体に覆うようにかけられている例を示す。 吸着板の開口パターン例を示す。

以下に本発明を具体化した実施形態を、強化繊維シートを静電吸着板により吸着搬送する場合について、図１〜７を用いて説明する。

図１は本発明の静電吸着板により強化繊維シートの吸着搬送の一実施形態であるシート材搬送装置の概略を示す。

図１において、１はシート材搬送装置であり、強化繊維シート４を供給するシート材供給装置７と、静電吸着板２と、この静電吸着板２の外周部に設置された防風部材３と、静電吸着板２の移動機構６と、強化繊維シート４を載置する載置テーブル５で構成されている。

本発明に係るシート材搬送方法を、図１を用いて説明するシート材供給装置７より供給される強化繊維シート４の位置に、静電吸着板２を有する移動機構６を移動させ、静電吸着板２の下面に強化繊維シート４吸着する。その後、移動機構６によって静電吸着板２を載置テーブル５まで搬送し、強化繊維シート４ともども載置テーブル５に載置する。強化繊維シート４が載置テーブル５に接触させた後、静電吸着板２の静電吸着を解除しつつ、移動機構６とともに静電吸着板２を載置テーブル５から離反させる。その際、防風部材３を設けることで、静電吸着板２と載置テーブル５との空隙に流入する空気によって強化繊維シート４が位置ズレしないようにすることができる。離反させた静電吸着板２は、移動機構６によってシート材供給装置７まで移動させ、強化繊維シート４を繰り返し搬送するものである。

図２はシート材搬送装置の離反動作を表す概略図である。

図２において、強化繊維シート４を吸着した静電吸着板２を載置テーブル５まで吸着搬送し、静電吸着板２を載置テーブル５に載置する。次いで、吸着を解除し、静電吸着板２を離反させる。この瞬間、静電吸着板２の吸着面と載置テーブル５の載置面の間の空隙は負圧となるため、静電吸着板２の外周部から静電吸着板２の吸着面と載置テーブル５の載置面の間の空隙に空気が流れ込もうとするが、防風部材３が載置テーブル５に当接しており、静電吸着板２の吸着面と載置テーブル５の載置面の間の空隙を覆っているので、空気が流れ込むのを防ぐことができる。その後、静電吸着板２に遅れて防風部材３が載置テーブル５から離反し、静電吸着板２の外周部から、静電吸着板２の吸着面と載置テーブル５の載置面の空隙に、防風部材３の下面と載置テーブル５の載置面の隙間を通って空気が流れこむ。しかし、静電吸着板２の吸着面と載置テーブル５の載置面の間の空隙が大きいので、防風部材３と載置テーブル５の載置面の隙間を通過した空気の流速は遅くなるため、強化繊維シート４が浮き上がらず、シートの位置ズレ又はシワ・捲れを防止することができる。

防風部材３は吸着板および/または載置テーブルに、吸着板を載置テーブルから離反させる際にできる空隙に流入する空気を遮断するように設置される。例えば、図２に示すように、防風部材３は静電吸着板２を被覆する構成でも良い。静電吸着板２は、強化繊維シート４の吸着を解除した後、防風部材３の内部を摺動可能な構成を有していると、移動機構６によって持ち上げられても防風部材３は載置テーブル５と接した状態を保っているため、強化繊維シート４が流入する空気によって位置ズレすることを防ぐことができる。強化繊維シート４と静電吸着板２との空隙が十分確保できる程度まで静電吸着板２が持ち上げられると、移動機構６の移動に伴って、防風部材３は静電吸着板２と一体となって移動させることができる。

また、強化繊維シートを載置テーブルの一定の場所に常に載置するならば、図３に示すように静電吸着板に連結する代わりに、載置テーブルに立設しても良い。この場合は、防風部材３が静電吸着板２の外周部に沿うように載置テーブル５に固定された構成となり、静電吸着板２は載置テーブル５に設置されている防風部材３で覆われた範囲に強化繊維シート４を吸着搬送により載置することとなる。

剛性の高い材料を用いて、防風部材を静電吸着板に連結する際は、防風部材は静電吸着板に対して可動できる機構を有することも好ましい態様である。例えば、図２に示すように、防風部材３の断面を逆Ｌ字形にして、静電吸着板２を被覆する構成にすることにより、防風部材３の内部で静電吸着板２が摺動することができる。他には、図４に示すように、防風部材３を静電吸着板２の外周部にヒンジなどで連結し、静電吸着板２の外周部を軸に防風部材３が回転できる構成にすることもできる。このように防風部材の動き方については、離反時に静電吸着板の外周近傍の空気が静電吸着板の吸着面と載置テーブルの載置面の間の空隙に流れ込むのを防ぐことが可能なら特に制限はない。

また、防風部材として剛性の低い材料を用いて、防風部材を静電吸着板に連結する際は、静電吸着板に対して可動な機構を備えてないことも好ましい態様である。例えば、図５に示すように、静電吸着板２の外周部に防風部材３を貼り付け、垂れ下げる構成にすれば、剛性が低いので、静電吸着板を載置テーブルに載置するときは防風部材が折れ曲がって載置テーブルに接地し、静電吸着板を載置テーブルから離反する時は、防風部材が重力により垂れ下がるので、静電吸着板の吸着面と載置テーブルの載置面の間の空間に空気が流れ込むのを防ぐことができる。他には図６に示すように防風部材３が静電吸着板２全体を覆うようにかける構成にしても良く、連結方法については特に制限はない。

防風部材には板状の木材、金属またはフィルムなどの空気を遮断できるものを用いたり、あるいは多数の孔をあけた金属、木材または布、スポンジなどの空気の流量を低減できるものを用いたりすることができる。防風部材３として空気の流量を低減できるものを用いた場合は、載置テーブル５から静電吸着板２が離反する際に、静電吸着板３の外周部から静電吸着板２の吸着面と載置テーブル５の載置面の間の空隙に空気が流れ込むが、防風部材３により流量が低減されるため、強化繊維シート４が浮き上がらないので、シートの位置ズレやシワ・捲れを防止できる。

吸着板に遅れて防風部材が離反するタイミング、防風部材の透過率は強化繊維シートの形状安定性と静電吸着板の離反速度から最適な値に設定される。

本発明に用いる静電吸着板２としては、絶縁層にセラミック、ポリイミド樹脂、その他汎用プラスチック材料（例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイソブチレン樹脂など）を用いることができ、特殊な環境以外での使用を想定する場合、汎用プラスチック材料を用いるのが好ましい。また、静電吸着板を構成する電極部としては単極方式、双極方式のどちらを用いても構わない。上述の実施形態において静電吸着板を用いているが、吸着方式は特に限定されるものではなく、真空圧により吸引する方式などでもよい。

なお、静電吸着板２の形態は特に限定されるものではないものの、シート状の強化繊維シート４を精度よく吸着させるには、平坦な形状を有することが好ましい。その他にも、吸着面に開口部８を設けると、吸着板の離反に際し、空気が開口部８を通過して吸着板と載置テーブルの間にできる負圧になった空隙に向かって流入し、負圧を緩和する上、強化繊維シート４に対して垂直に気流があたり、シートを押さえつける効果が発生し、シートの浮き上がりを抑制するので好ましい。更には、開口率が吸着板に要求される吸着力を満たす範囲で、できる限り大きいほうが好ましい。また、静電吸着板２の開口パターンは吸着板に要求される吸着力を満たしていれば特に制限されない。例えば、図７(a)のように穴を千鳥配列で開けてもよいし、図７(b)のように穴を格子配列で開けてもよく、穴の配置の仕方に制限はない。また、図７(c)のように長穴形状で開けてもよく、穴の形状にも制限はない。

本発明での強化繊維シート４とは、強化繊維糸条を長手方向に平行に延在させるように並べ、帯状にしたものである。強化繊維糸条同士は、長手方向と垂直な方向に、同一の強化繊維あるいは異種の繊維で交絡させ固定されている。この方法以外にも、一方向クロス、織物、編物、組物、不織布などが強化繊維シートとして好適に用いられる。強化繊維シートとしては炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維などを用いることができる。

本発明での載置テーブル５は、シート材供給手段７より静電吸着板２で吸着搬送した強化繊維シート４を載置するためのものであり、強化繊維シート４を載置テーブル５に載置した後、静電吸着板２の吸着を解除して、強化繊維シート４と静電吸着板２との空隙が十分確保できる程度まで静電吸着板２を持ち上げる間、防風部材３と載置テーブル５の載置面が接しているならば、その形状は特に限定されるものではない。防風部材３と載置テーブル５の載置面が接することができるような、静電吸着板２より表面積の大きい平坦な台であることが好ましい。

本発明での移動機構６とは、静電吸着板２をシート材供給装置７と載置テーブル５の間を往復動させるものであり、その形状や動作機構はとくに限定されるものではない。

また、本発明でシート材供給手段として用いられるシート材供給装置７は、強化繊維シート４のあらかじめ載置しておくものであり、その形状は特に限定されるものではなく、載置テーブル５と同様な台やケース等であってもよい。静電吸着板２が繰り返し強化繊維シート４を吸着しても効率よく作業できるような、強化繊維シート４より表面積の大きい平坦な台であることが好ましい。

本発明は、シート材搬送装置全般に応用することができる。

１ シート材搬送装置
２ 静電吸着板
３ 防風部材
４ 強化繊維シート
５ 載置テーブル
６ 移動機構
７ シート材供給装置
８ 開口部

Claims (10)

1. 吸着板にシート材を吸着させ、次に載置テーブルへ吸着板を接近させてシート材を載置テーブルに接触させ、しかる後に吸着板の吸着を解除しつつ、吸着板を載置テーブルから離反させるシート材の搬送方法において、吸着板を載置テーブルから離反させて形成される空隙に流入する空気を防風部材で遮断することを特徴とするシート材搬送方法。
2. 前記吸着板の吸着面に開口部が設けられている、請求項１に記載のシート材搬送方法。
3. 前記防風部材が吸着板を被覆するとともに、該防風部材の内部で吸着板が摺動可能に設けられている請求項１または請求項２に記載のシート材搬送方法。
4. 前記防風部材が、前記吸着板外周部に連結されている、請求項１または請求項２に記載のシート材搬送方法。
5. 前記防風部材が載置テーブルに立設されている、請求項１または請求項２に記載のシート材搬送方法。
6. シート材を供給する供給手段と、該供給手段からシート材を盤面に吸着して取り上げる吸着板と、該吸着板を所望の位置に移動する吸着板移動機構と、シート材を載置する載置テーブルからなるシート材搬送装置であって、吸着板および/または載置テーブルに、吸着板を載置テーブルから離反させる際にできる空隙に流入する空気を遮断する防風部材を備えることを特徴とするシート材搬送装置。
7. 前記吸着板の吸着面に開口部が設けられている、請求項６に記載のシート材搬送装置。
8. 前記防風部材は吸着板を被覆し、該防風部材の内部で吸着板が摺動可能に設けられている、請求項６または請求項７に記載のシート材搬送装置
9. 前記防風部材が前記吸着板外周部に連結されている、請求項６または請求項７に記載のシート材搬送装置。
10. 前記防風部材が載置テーブルに立設されている、請求項６または請求項７に記載のシート材搬送装置。

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