JP4376641B2 - エア浮上式コンベア - Google Patents

Description

本発明は、エア浮上式コンベアに関し、特に、液晶製造ライン等において、空気の消費量を少なくし、ガラスシート等の薄板搬送物（本明細書において、単に、「薄板搬送物」という。）に静電気を帯電させずに塵埃の付着や散乱が生じないようにした薄板搬送物の搬送を行うのに適したエア浮上式コンベアに関するものである。

従来、液晶製造ライン等において、液晶基板に用いられるガラスシートを搬送する方法として、
（１）ローラコンベアを用いて搬送する方法
（２）ベルトコンベアを用いて搬送する方法
（３）ロボットを用いて移載又は搬送する方法
（４）エア浮上方式（従来方式）により搬送する方法
（５）カセットに入れて台車等を用いて搬送する方法
等の方式が提案され、実用化されている。

ところで、近年、需要の変化、コストダウンヘの対応などから、液晶基盤に用いられるガラスシートの寸法が大きくなる一方、厚みは薄くなる傾向にある。
このため、より高速の搬送が必要とする場合、搬送中に薄板搬送物が破損したり、汚染を生じ易くなってきた。
また、重量の増加、寸法の増加のため建屋への負荷や面積も増加し、設備投資額も極めて大きくなってきた。
さらに、クリーンルームの空調は、一般に垂直方向、所謂ダウンフローにて行われるが、ガラスシートの面積が大きいため、このガラスシートを平面に配置すると空気の流れが阻害され、クリーン度を低下させるものとなる。なお、ガラスシートを縦にして搬送することも考えられるが、製造装置は平面置き状態で加工する場合が多いため、反転装置の寸法が大きく、費用がかかるものとなって得策でない。
また、ダウンフローの代わりに水平方向に空調する方法、所謂サイドフローも考えられるが、塵挨が他の装置に影響するので、現実的でない。

ダウンフローの環境で、薄板搬送物を水平にして搬送する場合、前述の各方式は次のような問題がある。
（１）ローラコンベアを用いて搬送する方法
装置が安価で、レイアウトが容易であるという利点を有するも、ローラの僅かの平行度のずれが静電気を発生させ、ローラの汚れが搬送物を汚染し、ローラ間の搬送物の乗り移り時に振動を発生し、さらにローラ駆動にベルトを使用すると塵挨の発生源になり、また、ベルトの保守、交換が困難で、ローラ毎にモータを取り付ける方法は、揃速制御などに費用がかかる外、故障が発見しにくく、位置合わせ、特に巾方向の位置合わせが困難である。
（２）ベルトコンベアを用いて搬送する方法
振動が少なく、比較的安価であるという利点を有するものの、ベルトの汚れが薄板搬送物を汚染し、調整及びベルトの保守、交換が困難で、特に方向変換が難しい。さらに、位置合わせ、特に巾方向の位置合わせが困難である。
（３）ロボットを用いて移載又は搬送する方法
クリーン度が高く、位置合わせが容易であるという利点を有するものの、フォークの出入りに往復運転を行うため、また、通常、旋回動作、走行動作を伴うため、効率が悪く、フォークのたわみが大きく、フォーク挿入用スペースが、特に大型ガラスシート等の場合は大となり、高速化が必要な場合、重量、消費電力、加減速時の振動、占有面積、基礎費、価格、調整費用等が大となり、安全対策が不可欠となる。
（４）エア浮上方式（従来方式）により搬送する方法
構造がシンプルで信頼性が高く、位置合わせが極めて容易、無振動であるという利点を有するものの、空気の消費量を押さえるための多孔質セラミックなどの採用（多孔式セラミックの空気透過性を利用して空気を通すもの）は費用が高く、不経済となり、また、小径のノズルを採用すると、空気の流速が早くなってガラスシートに静電気を生じさせて、塵埃の付着が生じ、また反対にノズル径を大きくして空気の流速を減らす場合は、空気の消費量が増え、この空気が外部に塵埃を散乱させる等の新たな問題が発生する。
（５）カセットに入れて台車等を用いて搬送する方法
クリーン度が高く、物流の管理がカセット単位でシンプルであるという利点を有するものの、通常２０枚程度まとめて搬送するので、停滞時間がかかり、カセットが大型になり、搬送、ストックに必要な面積が大きく必要となり、カセットの出し入れの設備が必要となる。

本発明は、上記従来の液晶製造ライン等における液晶基盤に用いられるガラスシート等の薄板搬送物の搬送方法の有する問題点に鑑み、高速化のニーズに合わせ、無振動で、位置合わせが容易で、かつ信頼性が高く保守費が少ないエア浮上方式の搬送装置に着目し、エア浮上方式の搬送装置の利点を生かしながら、ガラスシート等の薄板搬送物に静電気を帯電させずに塵埃の付着や散乱が生じないようにすることができ、さらに、空気の消費量を少なくできるエア浮上式コンベアを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のエア浮上式コンベアは、列状に配設した第１のノズル孔から薄板搬送物の下面側に向かって噴出する空気により、薄板搬送物を浮上させるようにした第１の空気路と、列状に配設した第２のノズル孔から噴出するイオナイザによってイオン化された空気により静電気を除去するようにした第２の空気路とを支持路に並列して形成したエア浮上式コンベアであって、第１のノズル孔から噴出する空気の空気圧を、第２のノズル孔から噴出する空気の空気圧より高圧になるように設定したことを特徴とする。

この場合において、第１のノズル孔の孔径を、第２のノズル孔の孔径より小径に形成することができる。

また、第１の空気路に供給する空気と、第２の空気路に供給する空気を、１台のコンプレッサから分岐した配管により、それぞれ圧力調整弁にて圧力を調整して供給するようにすることができる。

さらに、前記支持路と並列して排気を行う排気路を配設して搬送路を構成することができる。

また、複数の支持路及び／又は排気路を並設して所要幅の搬送路を構成することができる。

また、支持路と排気路との隙間を閉塞する閉塞板を配設することができる。

また、搬送路の両側に空気流路となる隙間をあけて衝立を下向きに傾斜させて配設することができる。

本発明のエア浮上式コンベアによれば、無振動で、位置合わせが容易で、かつ信頼性が高く保守費が少ないエア浮上方式の利点を生かしながら、第２の空気路の第２のノズル孔から噴出するイオナイザによってイオン化された空気により静電気を除去することによって、ガラスシート等の薄板搬送物に静電気を帯電させずに塵埃の付着や散乱が生じないようにすることができ、さらに、静電気に問題がなくなるため薄板搬送物を浮上させる第１の空気路の第１のノズル孔から噴出する空気の空気圧を高圧に設定することが可能となり、空気の消費量を少なくすることができる。そして、空気の消費量を少なくすることによって、空気の流れが周辺の機器に影響を及ぼさないので、周辺機器及び薄板搬送物をクリーンな状態を維持しつつ搬送することができる。

さらに、第１のノズル孔の孔径を小径に形成することも可能となり、これによっても、空気の消費量を少なくすることができる。

また、第１の空気路に供給する空気と、第２の空気路に供給する空気を、１台のコンプレッサから分岐した配管により、それぞれ圧力調整弁にて圧力を調整して供給するようにすることにより、第１の空気路及び第２の空気路に供給する空気を１台のコンプレッサで賄うことができるので、構造が簡単となり、かつメンテナンスも簡単にすることができる。

さらに、前記支持路と並列して排気を行う排気路を配設して搬送路を構成することにより、搬送路の両側に流れる空気を排気路で吸収し、排気できるので、空気の流れの影響が周辺の機器に及ばず、周辺機器及び薄板搬送物をクリーンな状態を維持しつつ搬送することができる。

また、複数の支持路及び／又は排気路を並設して所要幅の搬送路を構成することにより、共通の部材を用いて種々の幅の搬送路に対応することが可能となり、搬送路の構築コストを低廉にできる。

また、支持路と排気路との隙間を閉塞する閉塞板を配設することにより、ダウンフローによる床からの塵埃の巻き上がりを遮断して、薄板搬送物をクリーンな状態を維持しつつ搬送することができる。

また、搬送路の両側に空気流路となる隙間をあけて衝立を下向きに傾斜させて配設することにより、搬送路の両側に流れる空気の流れのうち外側水平方向への流れが衝立によって遮断され、下向きとなって床面に向かって流れるので、空気の流れの影響が周辺の機器に及ばず、周辺機器及び薄板搬送物をクリーンな状態を維持しつつ搬送することができる。

以下、本発明のエア浮上式コンベアの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明のエア浮上式コンベアの一実施例を示す。
このエア浮上式コンベアは、液晶製造ライン等において使用されるもので、特に限定されるものではないが、例えば、液晶基盤に用いられるガラスシート等の薄板搬送物１を、主として搬送路Ｌより浮上させるための支持路Ａと、この支持路Ａと平行するように排気路Ｂとを配列し、この支持路Ａと排気路Ｂとの間の隙間をなくする閉塞板１５を配設するようにしている。
この場合、閉塞板１５は、排気路Ｂと、等高レベルとし、支持路Ａとは高低差がつくように（支持路Ａ側が高くなるように）配設し、これを複数列、特に限定されるものではないが、例えば、図示の実施例では５列を配列し、全体として所要幅の搬送路Ｌを構成するようにしている。

この支持路Ａは、特に限定されるものではないが、例えば、角パイプ状の所要長さを有するもので、上面には支持路Ａの長手方向に沿って、主として薄板搬送物１を浮上、支持するための第１のノズル孔、具体的には、高圧ノズル孔２の列と、主として噴出する空気により薄板搬送物に帯電する静電気を除去するための第２のノズル孔、具体的には、低圧ノズル３の列とを平行するようにして形成するようにしている。
なお、本実施例においては、１本の支持路Ａに高圧ノズル２の列と低圧ノズル３の列の２本のノズル列を並列して配設しているが、高圧ノズルの列と低圧ノズルの列とを個別の支持路Ａに形成し、これを並列して構成することもできる。

そして、本実施例においては、角パイプ状で所要長さを有する支持路Ａ内に、２本の独立した空気路を形成する。
このうち、一方の空気路、すなわち、第１の空気路を、高圧空気路２ａとし、この上面に多数の高圧ノズル孔２を形成して高圧ノズル列とする。この各高圧ノズル孔２は、支持路Ａの上面に配設される薄板搬送物を浮上させるに足る程度の空気が噴出されるような口径と、所定間隔を開けて配設するものとする。
また、他方の空気路、すなわち、第２の空気路を、低圧空気路３ａとし、この上面に多数の低圧ノズル孔３を形成して低圧ノズル列とする。
なお、この高圧ノズル孔２及び／又は低圧ノズル孔３を、スリット状にし、これを支持路Ａの長手方向に沿って配設するようにしたり、高圧空気路２ａの中に低圧空気路３ａを組み込むようにしたり、低圧空気路３ａの中に高圧空気路２ａを組み込むようにすることもでき、本発明は、これらの構成を排除するものでない。

高圧空気路２ａには、所要の高圧空気を供給するよう高圧配管６を接続するように構成し、これにより、高圧ノズル孔２から薄板搬送物１の下面側に向かって噴出する高圧空気により、薄板搬送物１を浮上させて、例えば、コンベア側面に配設したローラ（図示省略）等の搬送手段により、薄板搬送物１を搬送するようにする。

また、支持路Ａの内部に形成した低圧空気路３ａには、後述のイオナイザによってイオン化された空気を混合した低圧の空気を供給するよう低圧配管７を接続するように構成し、これにより低圧ノズル孔３から薄板搬送物１の下面に向かって噴出する空気により薄板搬送物に帯電する静電気を除去するようにする。

排気路Ｂは、支持路Ａと同様に、特に限定されるものではないが、例えば、角パイプ状の所要長さを有するもので、上面には該排気路Ｂの長手方向に沿って、１列状又は２列状に複数の排気口１６を配設し、内部には排気路１６ａを形成し、この排気路１６ａと各排気口１６とを導通させて構成し、主として支持路Ａの高圧ノズル孔２及び低圧ノズル孔３から噴出された空気の全部又はその一部を該排気路１６ａに接続した排気配管１７を介して搬送路の外部へ排気できるようにする。
なお、この場合、排気を強制的に行えるよう排気配管１７には吸気ポンプ１８を接続することもできる。

閉塞板１５は、平行配列する高圧ノズル列、低圧ノズル列を備えた支持路Ａと、排気路Ｂ間の隙間を埋めるようにするものであれば、平板状、或いは図示のようにコ字形断面の型鋼材などを採用することができ、望ましくは該閉塞板１５と前記排気路Ｂの頂面が等高レベルとなるようにする。

支持路Ａの高圧空気路２ａに接続した高圧配管６の先端には、高圧コンプレッサ１４を接続するが、この高圧配管６の途中に高圧コンプレッサ１４側から圧力調整弁１２、フィルタ１１、ＯＮ／ＯＦＦ弁１０を配設し、これにより高圧コンプレッサ１４から供給される高圧空気の圧力を圧力調整弁１２で調整し、フィルタ１１で除塵し、所要高圧の清浄空気を高圧ノズル孔２に供給できるようにする。

また、低圧空気路３ａに接続した低圧配管７の先端には、高圧空気路２ａと同様に、低圧コンプレッサ１３を接続するが、この低圧配管７の途中に低圧コンプレッサ１３側から圧力調整弁１２、フィルタ１１、ＯＮ／ＯＦＦ弁１０を配設するとともに、さらにこの低圧配管７のＯＮ／ＯＦＦ弁１０を経た位置にイオナイザ放電素子９を接続し、このイオナイザ放電素子９にイオン化空気供給配管８１を介してイオナイザ本体８を接続して構成し、これにより低圧コンプレッサ１３から供給される低圧空気の圧力を圧力調整弁１２で調整し、フィルタ１１で除塵し、所要低圧の清浄空気に、イオナイザによってイオン化された空気を混合して低圧空気路３ａを経て低圧ノズル孔３に供給できるようにする。

搬送路Ｌの長手方向に沿って、搬送路側部に衝立５，５を配設する。
この衝立５は、支持路Ａの高圧ノズル孔２及び低圧ノズル孔３より噴出された空気の全部又はその一部が搬送路上の薄板搬送物の下面に衝突した後、搬送路外側に向かって水平方向に流れる空気を衝突させて遮断或いは阻止し、その向きを下方に向かうようにし、これにより、図２に示すように、排気をクリーンルーム内のダウンフローに乗せ、外部へ排気できるようにし、薄板搬送物への塵埃の付着及び／又は周辺機器の汚染を防止するようにする。

なお、本実施例においては、第１のノズル孔に高圧空気を、第２のノズル孔に低圧空気を、それぞれ供給して、第１のノズル孔から噴出する空気の空気圧を、第２のノズル孔から噴出する空気の空気圧より高圧になるように設定するようにしたが、第１のノズル孔の孔径を、第２のノズル孔の孔径より小径に形成することにより、第１の空気路と第２の空気路の空気の圧力差を設けないようにしたり、これらの構成を併用することもできる。

また、図３に示すように、支持路Ａの高圧空気路２ａ及び低圧空気路３ａに、それぞれ設定された空気圧の空気を供給する手段として、１台の高圧コンプレッサ１４のみを用い、高圧配管６を圧力調整弁１２に至る途中で２回路に分岐し、この一方の配管をそのまま高圧配管６とし、これに圧力調整弁１２、フィルタ１１、ＯＮ／ＯＦＦ弁１０を順次配設し、また他方の配管を低圧配管７とし、これに圧力調整弁１２、フィルタ１１、ＯＮ／ＯＦＦ弁１０を順次配設するようにすることもできる。
これにより、コンプレッサは高圧用のもの１台を使用する場合であっても、分岐した配管にはそれぞれ圧力調整弁１２，１２を配設しているため、該圧力調整弁１２，１２にて高圧側では高圧に、低圧側では低圧に、それぞれ所要圧に圧力調整することで、図１に示すように２台のコンプレッサを用いた実施例と同じ作用をする。

次に、このエア浮上式コンベアの動作を説明する。
搬送路Ｌ上に供給された薄板搬送物１は、高圧コンプレッサ１４、高圧配管６を経て供給される高圧空気が高圧ノズル孔２から噴出されることで、その高圧空気力にて搬送路Ｌ上に浮上するようにして支持される。
この場合、高圧ノズル孔２は、薄板搬送物１が搬送路上に浮上する程度の極めて小さいノズル径を採用しているので、該高圧ノズル孔２から噴出される高圧空気の消費量が少なくてすむ。
また、低圧ノズル孔３からは、イオナイザ本体８、イオナイザ放電素子９によってイオン化された空気を薄板搬送物１の下面に向かって噴出するから、静電気がイオナイザを通った空気で中和できるので、薄板搬送物１の帯電が防止できるから、薄板搬送物１や周辺機器への異物の付着を防止することができる。

また、薄板搬送物１の下面に当たり、搬送路上面に浮上させた薄板搬送物１の下面と搬送路上面との間に形成される空間内に流れ込んだ使用後の空気は、支持路Ａと平行して配設した排気路Ｂの長手方向に沿って配設した複数の排気口１６より吸気され、排気配管１７を通して吸気ポンプ１８により排気されるが、搬送路Ｌの両側外方に向かって水平方向に流れた使用後の空気は、搬送路長手方向の両側部に傾斜して配設した衝立５，５に衝突し、この衝立５，５の設置角度により該使用後の空気流は水平方向には阻止され下向きとなり、床面に向かって流れ、外部へ排出される。

これにより、使用後の空気には塵埃が含まれていても、拡散されることがないので、周辺機器及び薄板搬送物をクリーンな状態に維持しつつ搬送することができ、高圧ノズル列から射出される高圧空気により薄板搬送物を浮上支持するため、振動が低減できるとともに、薄板搬送物水平方向の抵抗がほとんどなく、僅かな力で、簡易に、確実に位置合わせができ、かつ簡単なプッシャーで位置合わせができる。

図４に、エア浮上式コンベアの参考例を示す。
このエア浮上式コンベアは、角パイプ状の所要長さを有する支持路Ａ内に１本の空気路、すなわち、高圧空気路２ａのみを形成するものである。
この場合においても、支持路Ａの頂面に、その長手方向に沿って高圧ノズル孔２を多数配設し、高圧ノズル列を形成するが、この高圧ノズル孔２は、上記実施例と同様に、薄板搬送物１を浮上させるに足る程度の空気が噴出されるような小さな口径とし、かつこれを所定間隔を開けて多数配設するが、これをスリット状とすることもできる。
また、この高圧空気路２ａに、ＯＮ／ＯＦＦ弁１０、フィルタ１１、圧力調整弁１２、高圧コンプレッサ１４を備えた高圧配管６を接続し、所要の高圧空気を支持路Ａ内に形成した高圧空気路２ａに供給するようにする。
なお、この場合、ＯＮ／ＯＦＦ弁１０を経て支持路Ａの高圧空気路２ａに至る途中でイオン化された空気を供給し、高圧空気と混合するようにする。

このイオン化された空気の供給は、ＯＮ／ＯＦＦ弁１０を経て支持路Ａに至る途中の高圧配管６にイオナイザ放電素子９を接続し、このイオナイザ放電素子９にイオン化空気供給配管８１を介してイオナイザ本体８を接続するようにする。
これにより、高圧コンプレッサ１４から供給される空気の圧力を圧力調整弁１２で所定の圧力に調整し、かつフィルタ１１で除塵した清浄空気に、イオナイザによってイオン化された空気を混合して支持路Ａの高圧空気路２ａ内へ供給されるようになる。
また、閉塞板１５及び排気路Ｂの配設は、上記実施例と同様である。

そして、このエア浮上式コンベアは、１台の高圧ノズル列の高圧ノズル孔から噴射される高圧空気のみで、搬送路に沿って薄板搬送物を浮上支持させるとともに、薄板搬送物への帯電を未然に防止し、塵埃の薄板搬送物への付着を防止することができる。
このように、高圧ノズル孔から噴射される高圧空気のみで浮上力と、除電効果を併せ持つようにしているから、簡易に装置を構成することができる。
なお、本参考例のエア浮上式コンベアの基本的な動作は、上記実施例のエア浮上式コンベアと同様である。

以上、本発明のエア浮上式コンベアについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のエア浮上式コンベアは、エア浮上方式の搬送装置の利点を生かしながら、ガラスシート等の薄板搬送物に静電気を帯電させずに塵埃の付着や散乱が生じないようにすることができ、さらに、空気の消費量を少なくできるという特性を有していることから、液晶基板に用いられるガラスシート等の薄板搬送物の搬送の用途に広く用いることができる。

本発明のエア浮上式コンベアの一実施例を示す説明図である。 図１におけるＩ−Ｉ線における断面図で、同コンベアにおける空気の流線の説明図である。 変形実施例を示し、１台のコンプレッサで動作させるようにした要部の説明図である。 エア浮上式コンベアの参考例を示す説明図である。

１ 薄板搬送物
２ ノズル孔（第１のノズル孔）
２ａ 高圧空気路（第１の空気路）
３ ノズル孔（第２のノズル孔）
３ａ 低圧空気路（第２の空気路）
５ 衝立
６ 高圧配管
７ 低圧配管
８ イオナイザ本体
９ イオナイザ放電素子
１０ ＯＮ／ＯＦＦ弁
１１ フィルタ
１２ 圧力調整弁
１３ 低圧コンプレッサ
１４ 高圧コンプレッサ
１５ 閉塞板
１６ 排気口
１７ 排気配管
１８ 吸引ポンプ
８１ イオン化空気供給配管
Ｌ 搬送路
Ａ 支持路
Ｂ 排気路

Claims (7)

1. 列状に配設した第１のノズル孔から薄板搬送物の下面側に向かって噴出する空気により、薄板搬送物を浮上させるようにした第１の空気路と、列状に配設した第２のノズル孔から噴出するイオナイザによってイオン化された空気により静電気を除去するようにした第２の空気路とを支持路に並列して形成したエア浮上式コンベアであって、第１のノズル孔から噴出する空気の空気圧を、第２のノズル孔から噴出する空気の空気圧より高圧になるように設定したことを特徴とするエア浮上式コンベア。
2. 第１のノズル孔の孔径を、第２のノズル孔の孔径より小径に形成したことを特徴とする請求項１記載のエア浮上式コンベア。
3. 第１の空気路に供給する空気と、第２の空気路に供給する空気を、１台のコンプレッサから分岐した配管により、それぞれ圧力調整弁にて圧力を調整して供給するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のエア浮上式コンベア。
4. 前記支持路と並列して排気を行う排気路を配設して搬送路を構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のエア浮上式コンベア。
5. 複数の支持路及び／又は排気路を並設して所要幅の搬送路を構成したことを特徴とする請求項４記載のエア浮上式コンベア。
6. 支持路と排気路との隙間を閉塞する閉塞板を配設したことを特徴とする請求項４又は５記載のエア浮上式コンベア。
7. 搬送路の両側に空気流路となる隙間をあけて衝立を下向きに傾斜させて配設したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載のエア浮上式コンベア。

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