JP5237357B2 - 非接触搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触搬送装置に関し、特に、大型のＦＰＤパネルや太陽電池パネル等の生産に用いられるレール状の非接触搬送装置に関する。

従来、ＦＰＤパネルや太陽電池パネルの生産に際し、一枚のパネルを大型化することで生産効率を上げる方法が採用されている。例えば、液晶ガラスの場合には、第１０世代で２８５０×３０５０×０．７ｍｍの大きさとなる。そのため、従来のように、複数個並べられたローラの上に液晶パネルを乗せて転がり搬送すると、シャフトの撓みやローラ高さのばらつきによりガラスに局部的に強い力が働き、ガラスを傷つける虞がある。さらに、プロセス工程では、非接触であることが求められているため、空気浮上搬送が採用され始めている。

空気浮上搬送装置の一例として、液晶用のガラスを浮上させるにあたり、小径の孔を複数個設け、これらの小径の孔から空気が噴出する板状のレールを、ガラスの大きさに合わせて複数個繋ぎ合わせて搬送装置を構成することが行われている。また、多孔質カーボンをレール材に用い、その気孔から空気を噴出させる方法も存在する。

上記いずれの方法でも、１０００×１０００ｍｍの面積あたりの空気流量は、多数孔タイプで２５０Ｌ／ｍｉｎ、カーボン多孔質タイプで１５０Ｌ／ｍｉｎと極めて多くの空気流量を必要とする。また、従来の非接触搬送装置は、浮上高さ精度を保つため、真空吸着と空気の噴出の力のつりあい原理を利用している。そのため、真空吸着用に常時ポンプを運転する必要があり、多大なエネルギーを必要とする。

そこで、本発明は、上記従来の非接触搬送装置における問題点に鑑みてなされたものであって、空気流量及びエネルギー消費量が少なく、浮上高さ精度を高く維持することのできる非接触搬送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、非接触搬送装置であって、表面から裏面に貫通する横断面円形の貫通孔を有するリング状部材の裏面に、流体噴出口を備え、該流体噴出口から流体を噴出することにより、該リング状部材の表面側に該表面から離れる方向へ向かう旋回流を生じさせるとともに、該リング状部材の表面側の前記貫通孔の開口部近傍に前記裏面方向への流体流れを生じさせる旋回流形成体を、基体の搬送面に２個以上備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、流体噴出口から流体を噴出させ、リング状部材の表面側に、該表面から離れる方向への流体流れ及び旋回流を発生させて被搬送物を浮上させるため、従来の１／２程度の１００Ｌ／ｍｉｎ程度の少ない流体流量での搬送が可能となる。また、流体噴出口から流体を噴出することにより、リング状部材表面側の貫通孔の開口部近傍に裏面方向への流体流れを生じさせることで、浮上高さ精度を保つための真空吸着と同等の効果を奏するため、真空吸着用のポンプが不要となり、エネルギー消費量も低く抑えることができる。

上記非接触搬送装置において、前記旋回流形成体を、前記裏面に前記流体噴出口に連通する平面視円形の溝部を備えるように、前記基体を、前記搬送面に前記溝部に連通する流体供給口を備え、該流体供給口を介して前記溝部に流体が供給されるように構成することができる。これにより、基体の搬送面には流体供給口を穿設するだけでよいため、基体を簡単な構成とすることができる。

上記非接触搬送装置において、前記基体を、前記搬送面に平面視円形の溝部を備えるように、前記旋回流形成体を、前記溝部及び前記流体噴出口に連通する流体通路を備えるように構成し、前記溝部を介して前記流体供給口に流体が供給することができる。これにより、旋回流形成体の裏面には、流体噴出口及び流体通路を形成するだけでよいため、旋回流形成体を簡単な構成とすることができる。

上記非接触搬送装置において、前記旋回流形成体を前記基体の搬送面に形成した凹部に収容することができる。この構成により、旋回流形成体から流れ広がる面が複数の旋回流形成体と面一となり、被搬送物を浮上させる基準面が基体の搬送面となるため、被搬送物の浮上高さを高精度に制御することができる。

上記非接触搬送装置において、前記基体の搬送面に形成した凹部に前記旋回流形成体を収容し、該旋回流形成体の外周面を前記凹部の周囲に突設した盛上部によってかしめ接合することができる。これにより、接着剤を使用せず、旋回流形成体と基体との間の気密状態も維持しながら容易に旋回流形成体を基体に装着することができる。

上記非接触搬送装置において、前記基体の搬送面に形成されて隣接する凹部の間を仕切り、該基体の側面に開口する流体圧縁切溝を備えることができる。この流体圧縁切溝を介して流体を逃がすことにより、被搬送物の中央部に旋回流形成体から噴出した流体が溜まって中央部が盛り上がるのを防止することができ、大型の被搬送物であっても、全体にわたって浮上高さを高精度に制御することができる。

上記非接触搬送装置において、前記旋回流形成体を、前記基体に２列にわたって各列に複数個配置し、一方の列に属する旋回流形成体の各々の旋回流の向きと、他方の列に属する旋回流形成体の各々の旋回流の向きとを互いに異なるように構成することができる。この構成によって、隣接する列の隣り合う旋回流形成体からの旋回流が増強され、旋回流形成体から噴出する流体によって被搬送物を浮上させながら搬送することができる。

上記非接触搬送装置において、前記基体に、前記旋回流形成体の周辺に流体吹き出し用多孔質ペレットを設けることができ、多孔質ペレットからの流体の吹き出しにより、被搬送物の浮上量をより高精度に制御することができ、プロセス工程に容易に対応することができる。

上記非接触搬送装置において、前記基体の搬送面を、水平面に対して傾斜した面、又は水平面に対して平行かつ地面に相対向する面とすることができ、非接触搬送装置の設置面積を低減したり、様々な製造工程に容易に対応することができる。

以上のように、本発明によれば、流体流量及びエネルギー消費量が少なく、浮上高さ精度を高く維持することのできる非接触搬送装置を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、搬送用流体として空気を用い、被搬送物として液晶用のガラス３を搬送する場合を例にとって説明する。

図１は、本発明にかかる非接触搬送装置に使用される旋回流形成体の第１の実施形態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線断面図である。尚、図１（ｅ）に関する説明は後述する。この旋回流形成体１は、表面から裏面に貫通する貫通孔１ａと、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、裏面に、空気通路としての凹部１ｂと、凹部１ｂからの空気を空気通路１ｃを介して貫通孔１ａの内周面近傍に、内周面に対して接線方向に噴出するための噴出口１ｄとを一対備える。

図２は、上記旋回流形成体１の底面を板状に形成された基体２に接着剤により固定した状態を示し、後述するように、複数の旋回流形成体１を基体２に設けることで本発明にかかる非接触搬送装置が構成される。

基体２は、ポンプ（不図示）から空気通路２ａを介して空気が供給される貫通孔２ｂと、貫通孔２ｂからの空気を旋回流形成体１の裏面に設けられた凹部１ｂ（図１参照）に供給するための平面視円形の環状溝２ｃとを備える。

次に、図２に示した旋回流形成体１と基体２の動作について説明する。

ポンプから基体２の空気通路２ａに供給された空気は、貫通孔２ｂを介して環状溝２ｃに供給され、環状溝２ｃから旋回流形成体１の凹部１ｂに供給され、空気通路１ｃを介して噴出口１ｄから貫通孔１ａに噴出する。これにより、旋回流形成体１の表面側平板部１ｅの上方に上昇旋回流を発生させ、この旋回流にて被搬送物である液晶用のガラス３を浮上させる。また、噴出口１ｄから空気を噴出することにより、旋回流形成体１の表面側の貫通孔１ａの開口部近傍に裏面方向への空気流れを生じさせ、浮上高さ精度を保つための真空吸着と同等の効果を奏する。

図３は、本発明にかかる非接触搬送装置に使用される旋回流形成体の第２の実施形態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は（ｃ）のＥ−Ｅ線断面図である。尚、図３（ｅ）に関する説明は後述する。この旋回流形成体２１は、表面から裏面に貫通する貫通孔２１ａと、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、裏面に設けられ、空気を受け入れる環状溝２１ｂと、環状溝２１ｂに溜まった空気を空気通路２１ｃを介して貫通孔２１ａの内周面近傍に、内周面に対して接線方向に噴出するための噴出口２１ｄとで構成され、表面側は面取りされている（面取部及２１ｅ、２１ｆ）。

図４は、上記旋回流形成体２１を板状に形成された基体２２の凹部２２ｃに載置した状態を示し、後述するように、複数の旋回流形成体２１を基体２２に設けることで本発明にかかる非接触搬送装置が構成される。

基体２２は、ポンプ（不図示）から空気通路２２ａを介して供給され、旋回流形成体２１の環状溝２１ｂに空気を供給する空気供給口２２ｆを備えた貫通孔２２ｂと、旋回流形成体２１を取り付けるための凹部２２ｃと、凹部２２ｃに取り付けられた旋回流形成体２１をかしめ接合するための環状凹部２２ｄ及び盛上部２２ｅとを備える。

次に、旋回流形成体２１の基体２２への取付方法について、図５を参照しながら説明する。同図に示すように、基体２２の凹部２２ｃに旋回流形成体２１を載置した後、治具２４の先端部２４ａを基体２２の環状凹部２２ｄに挿入することにより、二点鎖線で示すように、盛上部２２ｅが旋回流形成体２１の面取部２１ｅに押圧され、旋回流形成体２１を基体２２にかしめ接合することができる。

次に、図４に示した旋回流形成体２１と基体２２の動作について説明する。

ポンプから基体２２の空気通路２２ａに供給された空気は、貫通孔２２ｂを介して旋回流形成体２１の環状溝２１ｂに供給され、空気通路２１ｃを介して噴出口２１ｄから噴出する。これにより、旋回流形成体２１の表面側の平板部２１ｇの上方に上昇旋回流を発生させ、この旋回流にて被搬送物であるガラス３を浮上させる。また、噴出口２１ｄから空気を噴出することにより、旋回流形成体２１の表面側の貫通孔２１ａの開口部近傍に裏面方向への空気流れを生じさせ、浮上高さ精度を保つための真空吸着と同等の効果を奏する。

本実施の形態では、旋回流形成体２１を基体２２にかしめ接合しているため、接着剤の塗布による旋回流形成体２１の傾斜を考慮する必要がなく、接着剤で固定する場合に比べて、ガラス３の浮上高さ精度を向上させることができる。

次に、本発明にかかる非接触搬送装置の第１の実施形態について、図６を参照しながら説明する。

この非接触搬送装置４０は、ガラス３等の搬送工程に使用され、旋回流形成体３１及びこの旋回流形成体３１とは逆向きの旋回流を生ずる旋回流形成体３２を、基体３３に２列にわたって、図６の紙面上で上下左右に交互に複数個かしめ接合して構成した非接触搬送装置３０を、並列に３基配置して構成される。尚、図を見易くするため、旋回流形成体３２の表面側の平板部３２ｅを黒塗りで示している。

旋回流形成体３１には、旋回流形成体１（図１参照）と旋回流形成体２１（図３参照）のいずれかを使用する。旋回流形成体１を使用する場合には、基体３３を基体２（図２参照）とし、旋回流形成体２１を使用する場合には、基体２２（図４参照）を基体３３として用いる。

旋回流形成体３１として旋回流形成体１を使用した場合には、旋回流形成体３２は、その裏側が、図１（ｅ）に示すように、図１（ｃ）に示す旋回流形成体１とは勝手違いとなるように形成される。これにより、旋回流形成体３２は、旋回流形成体３１が形成する旋回流とは逆向きの旋回流を発生させることができる。一方、旋回流形成体３１として旋回流形成体２１を使用した場合には、旋回流形成体３２は、その裏側が、図３（ｅ）に示すように、図３（ｃ）に示す旋回流形成体２１とは勝手違いとなるように形成される。尚、旋回流形成体３２のその他の構成要素については、旋回流形成体１、２１と同様であるため詳細説明を省略する。

次に、本発明にかかる非接触搬送装置４０の動作について、図６を参照しながら説明する。

ポンプからの空気が、基体３３の貫通孔等を通過し、旋回流形成体３１、３２の空気噴出口から噴出される。これにより、旋回流形成体３１、３２の表面側の平板部３１ｅ、３２ｅの上方に上昇旋回流を発生させ、この旋回流にてガラス３を浮上させる。

ここで、図７（ａ）に示すように、旋回流形成体３１、３２の旋回流は互いに逆方向であり、図７の紙面上で上下左右に旋回流形成体３１、３２を交互に配置したため、各々の旋回流形成体３１、３２が形成した旋回流の水平分力（矢印で示す方向に力）が相殺される。これにより、旋回流によってガラス３に付加される力は、浮上力及び吸引力の２つの鉛直成分の力のみとなり、ガラス３の回転を確実に防止することができる。このようにして浮上したガラス３は、図示しないリニアモータ、摩擦コロ、ベルトなどにより搬送駆動力が与えられ、図６に示す矢印方向に搬送される。

尚、図４に示すような旋回流形成体２１を多数基体２２上に配置して図８（ａ）に示すような非接触搬送装置５０を構成し（旋回流形成体２１Ａ、２１Ｂは、各々基本構成が図４に示した旋回流形成体２１と同じであって、旋回方向が互いに異なる旋回流を発生するものとする）、基体２２に空気を供給すると、旋回流形成体２１（２１Ａ、２１Ｂ）が基体２２の凹部２２ｃに収容されているため、基体３３とガラス３との間に空気が残留し易く、特に、基体３３の中央部５１に空気が残留し易い。これにより、旋回流形成体２１の旋回流のみならず、基体２２の中央部５１に残留した空気によってもガラス３が浮上し、ガラス３の浮上高さ精度が不安定となる虞がある。

そこで、図８（ｂ）に示す非接触搬送装置５３のように、基体２２の搬送面に、隣接する旋回流形成体２１の間を仕切り、基体２２の側面に開口する格子状の空圧縁切溝５４を形成することが好ましい。これにより、基体２２とガラス３との間に残留する空気が外部へ逃げ易くなるため、ガラス３の浮上高さ精度を確実に維持することができる。

図９は、本発明にかかる非接触搬送装置の第２の実施の形態を示し、この非接触搬送装置７０は、２つの搬送工程７１、７３に挟まれたプロセス工程７２を備えるものとであって、図９（ａ）に示すように、旋回流形成体３１と、旋回流形成体３１とは逆向きの旋回流を発生させる旋回流形成体３２とを、基体６３に３列にわたって、上下左右に交互に複数個配置し、さらに、微量の空気を吹き出す空気吹出用多孔質ペレット（以下、「ペレット」という）６４を、これらの旋回流形成体３１、３２の周辺に、２列にわたって複数個配置した非接触搬送装置７２ａを、図９（ｂ）に示すように、並列に３列配置して構成される。尚、プロセス工程７２とは、半導体装置を製造するための露光パターンを検査する工程や、レジストのコーティング工程等、高精度の浮上高さが要求される工程である。

ペレット６４は、多孔質のステンレス焼結体等であって、基体６３の搬送面に埋め込まれ、基体６３の内部に穿設された空気通路に供給された空気がペレット６４の表面の微小な孔から吹き出し、ガラス３の高さを精密に制御することができる。

次に、本発明にかかる非接触搬送装置７０の動作について、図面を参照しながら説明する。

搬送工程７１において浮上した状態で、空気噴出装置等により搬送されたガラス３は、プロセス工程７２に入ると、複数のペレット６４から上方に吹き出される空気によって、その浮上高さが高精度に制御され、各種検査や加工等が行われる。その後、ガラス３は、非接触搬送装置７３によって浮上した状態で、図示しない空気噴出装置等によって次工程へと搬送される。尚、各々のペレット６４から吹き出される空気流量等を調整することによって、ガラス３の浮上高さを適宜変更することもできる。

尚、上記各実施形態においては、図１又は図３に示した旋回流形成体１又は旋回流形成体２１を用いた場合について説明したが、図４乃至図９に示す構成については、必ずしも旋回流形成体１又は２１を用いる必要はなく、一般的に用いられる旋回流形成体を用いて非接触搬送装置を構成することもできる。

また、上記各実施形態においては、流体として空気を用いる場合について説明したが、空気以外の窒素等のプロセスガスを使用することもできる。

本発明にかかる非接触搬送装置に使用される旋回流形成体の第１の実施形態を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｅ）は、旋回流形成体の裏面を（ｃ）に示す旋回流形成体の裏面と勝手違いとなるように形成した場合を示す下面図である。 図１の旋回流形成体を基体に接着剤により固定した状態を示す図であって、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明にかかる非接触搬送装置に使用される旋回流形成体の第２の実施形態を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｅ）は、旋回流形成体の裏面を（ｃ）に示す旋回流形成体の裏面と勝手違いとなるように形成した場合を示す下面図である。 図３の旋回流形成体を基体の凹部にかしめ接合した状態を示す図であって、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 図３の旋回流形成体を基体の凹部にかしめ接合する要領を説明するための断面図である。 本発明にかかる非接触搬送装置の第１の実施形態を示す平面図である。 図６の非接触搬送装置を構成する搬送レールを示す図であって、旋回流形成体の旋回流が互いに異なるものを上下左右に交互に配置した場合を示す。 図４に示す旋回流形成体を多数基体上に配置して非接触搬送装置を構成した場合を示す図であって、（ａ）は空圧縁切溝を設けない場合、（ｂ）は空圧縁切溝を設けた場合を示す。 本発明にかかる非接触搬送装置の第２の実施形態を示す平面図であって、（ａ）はプロセス工程用非接触搬送装置の一部を、（ｂ）は搬送工程を含めた非接触搬送装置の全体を示す。

符号の説明

１ 旋回流形成体
１ａ 貫通孔
１ｂ 凹部
１ｃ 空気通路
１ｄ 噴出口
１ｅ 表面側平板部
２ 基体
２ａ 空気通路
２ｂ 貫通孔
２ｃ 環状溝
３ ガラス
２１（２１Ａ、２１Ｂ） 旋回流形成体
２１ａ 貫通孔
２１ｂ 環状溝
２１ｃ 空気通路
２１ｄ 噴出口
２１ｅ 面取部
２１ｆ 面取部
２１ｇ 平板状部
２２ 基体
２２ａ 空気通路
２２ｂ 貫通孔
２２ｃ 凹部
２２ｄ 環状凹部
２２ｅ 盛上部
２２ｆ 空気供給口
２４ 治具
２４ａ 先端部
３０ 非接触搬送装置
３１ 旋回流形成体
３１ａ 貫通孔
３１ｅ 平板部
３２ 旋回流形成体
３２ａ 貫通孔
３２ｅ 平板部
３３ 基体
４０ 非接触搬送装置
５０ 非接触搬送装置
５１ 中央部
５３ 非接触搬送装置
５４ 空圧縁切溝
６３ 基体
６４ ペレット
７０ 非接触搬送装置
７１ 搬送工程
７２ プロセス工程
７２ａ 非接触搬送装置
７３ 搬送工程

Claims (9)

1. 表面から裏面に貫通する横断面円形の貫通孔を有するリング状部材の裏面に、流体噴出口を備え、該流体噴出口から流体を噴出することにより、該リング状部材の表面側に該表面から離れる方向へ向かう旋回流を生じさせるとともに、該リング状部材の表面側の前記貫通孔の開口部近傍に前記裏面方向への流体流れを生じさせる旋回流形成体を、基体の搬送面に２個以上備えることを特徴とする非接触搬送装置。
2. 前記旋回流形成体は、前記裏面に前記流体噴出口に連通する平面視円形の溝部を備え、前記基体は、前記搬送面に前記溝部に連通する流体供給口を備え、該流体供給口を介して前記溝部に流体が供給さ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。
3. 前記基体は、前記搬送面に平面視円形の溝部を備え、前記旋回流形成体は、前記溝部及び前記流体噴出口に連通する流体通路を備え、前記溝部を介して前記流体供給口に流体が供給さ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。
4. 前記旋回流形成体を前記基体の搬送面に形成した凹部に収容したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の非接触搬送装置。
5. 前記基体の搬送面に形成した凹部に前記旋回流形成体を収容し、該旋回流形成体の外周面を前記凹部の周囲に突設した盛上部によってかしめ接合したことを特徴とする請求項４に記載の非接触搬送装置。
6. 前記基体の搬送面に形成されて隣接する凹部の間を仕切り、該基体の側面に開口する流体圧縁切溝を備えることを特徴とする請求項５に記載の非接触搬送装置。
7. 前記旋回流形成体は、前記基体に２列にわたって各列に複数個配置され、一方の列に属する旋回流形成体の各々の旋回流の向きと、他方の列に属する旋回流形成体の各々の旋回流の向きとが互いに異なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の非接触搬送装置。
8. 前記基体は、前記旋回流形成体の周辺に流体吹き出し用多孔質ペレットを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の非接触搬送装置。
9. 前記基体の搬送面は、水平面に対して傾斜した面、又は水平面に対して平行かつ地面に相対向する面であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の非接触搬送装置。

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