特開 2024-159124 搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024159124

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20241031BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074912

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(72)【発明者】

【氏名】塔本 健太

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707AS24

3C707BT14

3C707ES03

3C707ES17

3C707HS27

3C707HT02

3C707HT07

(57)【要約】

【課題】直線方向に移動可能に案内されたハンドをベルト駆動機構により進退駆動させる搬送装置において、温度上昇によるベルトのテンションの増大を防止する。
【解決手段】支持ベース１と、支持ベース１上で所定の移動行程を直線方向に移動可能に案内支持されたハンド２と、ハンド２を進退駆動するベルト駆動機構４と、を備え、ベルト駆動機構４は、一部にハンド２が連結され、複数のプーリ（４２ａ，４２ｂ，４３，４４ａ，４４ｂ）間に掛け回された歯付き無端ベルト４１を含んでおり、複数のプーリのうち、上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合ういずれかのプーリ（４２ａ，４２ｂ，４３）の近傍において上記歯付き無端ベルト４１の外面に接し、駆動力により上記歯付き無端ベルト４１の厚み方向に移動可能なベルトテンション調整プーリ５を設けた。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持ベースと、
上記支持ベース上で所定の移動行程を直線方向に移動可能に案内支持されたハンドと、
上記ハンドを進退駆動するベルト駆動機構と、を備え、
上記ベルト駆動機構は、一部に上記ハンドが連結され、複数のプーリ間に掛け回された歯付き無端ベルトを含んでおり、
上記複数のプーリのうち、上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合ういずれかのプーリの近傍において上記歯付き無端ベルトの外面に接し、駆動力により上記歯付き無端ベルトの厚み方向に移動可能なベルトテンション調整プーリを設けたことを特徴とする、搬送装置。

【請求項2】

上記ベルト駆動機構は、上記支持ベースにおける上記ハンドの移動行程の両端付近に対応する位置に配置され、上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合う２つの従動プーリと、上記２つの従動プーリ間において上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合う駆動プーリと、上記駆動プーリの前後方向両側に近接して上記歯付き無端ベルトの外面に接する２つのアイドラプーリと、を含んでおり、上記２つのアイドラプーリの少なくとも一方が上記ベルトテンション調整プーリである、請求項１に記載の搬送装置。

【請求項3】

上記ベルト駆動機構は、上記支持ベースにおける上記ハンドの移動行程の両端付近に対応する位置に配置され、上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合う２つの従動プーリと、上記２つの従動プーリ間において上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合う駆動プーリと、上記駆動プーリの前後方向両側に近接して上記歯付き無端ベルトの外面に接する２つのアイドラプーリと、を含んでおり、
上記２つの従動プーリの少なくとも一方に近接させて、上記ベルトテンション調整プーリが付加的に設けられている、請求項１に記載の搬送装置。

【請求項4】

上記ベルトテンション調整プーリは、上記歯付き無端ベルトのテンションに応じて移動させられ、移動後の位置が保持される、請求項２または３に記載の搬送装置。

【請求項5】

上記歯付き無端ベルトのテンションは、上記駆動プーリを駆動するためのモータのトルクにより計測される、請求項４に記載の搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送装置に関し、より詳しくは、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用ガラス基板等の薄板状ワーク等を直線状に搬送することができる搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の搬送装置の一例として、特許文献１に記載されたものがある。同文献に記載された搬送装置は、支持ベースに設けたリニアガイド機構により、ハンドを水平直線方向に移動可能に支持し、ハンドをベルト駆動機構により進退駆動するように構成されている。支持ベースは通常、昇降および旋回が可能となっている。

【0003】

ベルト駆動機構は、支持ベースの前端位置と後端位置に設けた従動プーリ間に無端ベルトを掛け回すとともに、無端ベルトの一部を支持ベースの長手方向中間部に配置した駆動プーリに掛け回して構成されている。また、駆動プーリに対する無端ベルトの十分な掛け回り長さを確保するとともに無端ベルトに所定の張力を付与する等のため、駆動プーリの前後にアイドラプーリが設けられている。無端ベルトは通常、ベルト駆動の正確な制御を行うために、ガラス芯線を内包させるなどして線膨張係数を小さくした歯付きベルトが用いられる。

【0004】

ところで、最近、薄板状ワークの大型化による搬送行程の長大化に伴い、支持ベースの前後長が長大化する傾向にあり、以下のような問題が顕在化している。

【0005】

すなわち、この種の搬送装置は、１００℃以上の温度差が生じる高温環境下で動作させる場合がある。このような高温環境下において、歯付き無端ベルトの線膨張係数に対し、ＳＵＳ３０４等の金属材料で構成される支持ベースの線膨張係数が大きいために、高温環境下において歯付きベルトのテンションが非常に大きくなることがある。このように歯付き無端ベルトのテンションが非常に大きい状態では、歯付き無端ベルトの歯と駆動プーリの歯との間の面圧が大きくなるために、歯付き無端ベルトの歯の摩耗が進み、これによるパーティクルが飛散するという問題が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－６５０９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、直線方向に移動可能に案内されたハンドをベルト駆動機構により進退駆動させる搬送装置において、温度上昇によるベルトのテンションの増大を防止することをその課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

【0009】

すなわち、本発明により提供される搬送装置は、支持ベースと、上記支持ベース上で所定の移動行程を直線方向に移動可能に案内支持されたハンドと、上記ハンドを進退駆動するベルト駆動機構と、を備え、上記ベルト駆動機構は、一部に上記ハンドが連結され、複数のプーリ間に掛け回された歯付き無端ベルトを含んでおり、上記複数のプーリのうち、上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合ういずれかのプーリの近傍において上記歯付き無端ベルトの外面に接し、駆動力により上記歯付き無端ベルトの厚み方向に移動可能なベルトテンション調整プーリを設けたことを特徴とする。

【0010】

好ましい実施の形態では、上記ベルト駆動機構は、上記支持ベースにおける上記ハンドの移動行程の両端付近に対応する位置に配置され、上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合う２つの従動プーリと、上記２つの従動プーリ間において上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合う駆動プーリと、上記駆動プーリの前後方向両側に近接して上記歯付き無端ベルトの外面に接する２つのアイドラプーリと、を含んでおり、上記２つのアイドラプーリの少なくとも一方が上記ベルトテンション調整プーリとして機能する。

【0011】

好ましい実施の形態では、上記ベルト駆動機構は、上記支持ベースにおける上記ハンドの移動行程の両端付近に対応する位置に配置され、上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合う２つの従動プーリと、上記２つの従動プーリ間において上記歯付き無端ベルトの歯が噛み合う駆動プーリと、上記駆動プーリの前後方向両側に近接して上記歯付き無端ベルトの外面に接する２つのアイドラプーリと、を含んでおり、上記２つの従動プーリの少なくとも一方に近接させて、上記ベルトテンション調整プーリが付加的に設けられている。

【0012】

好ましい実施の形態では、上記ベルトテンション調整プーリは、上記歯付き無端ベルトのテンションに応じて移動させられ、移動後の位置が保持される。

【0013】

好ましい実施の形態では、上記歯付き無端ベルトのテンションは、上記駆動プーリを駆動するためのモータのトルクにより計測される。

【発明の効果】

【0014】

上記構成の搬送装置においては、ベルトテンション調整プーリによる歯付き無端ベルトの外面の押し込み量を調節することにより、歯付き無端ベルトのテンションを調節することができる。すなわち、ベルトテンション調整プーリによる歯付き無端ベルトの外面の押し込み量を大きくすると歯付き無端ベルトのテンションが大きくなり、逆に押し込み量を小さくすると歯付き無端ベルトのテンションが小さくなる。したがって、搬送装置が高温環境下にあって支持ベースが線膨張し、歯付き無端ベルトのテンションが大きくなりすぎるとき、ベルトテンション調整プーリを歯付き無端ベルトの外面に対する押し込み量が小さくなる方向に移動させることにより、歯付き無端ベルトのテンションを適正値に下げ、歯付き無端ベルトの歯と当該歯付き無端ベルトの歯が噛み合うプーリの歯との面圧が大きくなりすぎることを防止し、歯付き無端ベルトの歯の摩耗が進んでパーティクルが飛散するという事態を回避することができる。

【0015】

また、ベルトテンション調整プーリは、歯付き無端ベルトの歯が噛み合ういずれかのプーリの近傍において歯付き無端ベルトの外面を押し込むので、より効果的に歯付き無端ベルトのテンションを調整することができる。

【0016】

さらに、ベルトテンション調整プーリは、駆動力により移動可能であるので、歯付き無端ベルトの調整後のテンションを保持することができ、不用意に歯付き無端ベルトに弛みが生じてバタつくといった事態を回避することができる。

【0017】

本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態にかかる搬送装置の全体斜視図である。

【図2】図１に示す搬送装置の要部を説明するための模式的縦断面図である。

【図3】図２の要部拡大図である。

【図4】ベルトテンション調整プーリを駆動するための機構例の説明図である。

【図5】ベルトテンション調整プーリを駆動するための制御ブロック図である。

【図6】ベルトテンション調整プーリを駆動するための制御フローチャートである。

【図7】本発明の他の実施形態の説明図である。

【図8】本発明のさらに他の実施形態の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

【0020】

図１、図２に示すように、搬送装置Ａ１は、支持ベース１と、当該支持ベース１上で一定の移動行程を直線方向に移動可能に案内支持されたハンド２と、当該ハンド２を上記移動行程に沿って進退駆動するベルト駆動機構４とを備える。支持ベース１は、例えばＳＵＳ３０４等の金属材料により構成され、通常、ベース部材３に対して昇降および旋回が可能である。

【0021】

ハンド２は、より具体的には、ハンド保持部材２１に板状ワークＷが載置されるハンド体２２を保持して構成され、ハンド保持部材２１に固定したガイドブロック（図示略）が支持ベース１に設けられて水平直線状に延びるガイドレール（図示略）にスライド可能に組み合わされる。ハンド保持部材２１は、後記するように、ベルト駆動機構４を構成する歯付き無端ベルト４１の適部が連結され、これにより、ハンド２は水平直線状の移動行程を進退駆動される。なお、ハンド２は図１に示されているように、２つのものが上下２段に構成され、別個に進退駆動されるが、以下においては、１つのハンド２を進退駆動させる構成を代表して説明する。

【0022】

ベルト駆動機構４は、図２に模式的に示すように、支持ベース１におけるハンド２の移動行程の両端付近に対応する位置に配置された２つの従動プーリ４２ａ，４２ｂと、これら２つの従動プーリ４２ａ，４２ｂ間に配置された駆動プーリ４３と、当該駆動プーリ４３を前後に挟むようにしつつ当該駆動プーリ４３に近接して配置された２つのアイドラプーリ４４ａ，４４ｂと、これらプーリ４２ａ，４２ｂ，４３，４４ａ，４４ｂに掛け回された歯付き無端ベルト４１（歯付き無端ベルトは、例えば公知のタイミングベルトであり、図面において、歯付き無端ベルトの歯の図示は省略する）と、を含む。歯付き無端ベルト４１は、ガラスやカーボン、アラミド樹脂等、線膨張係数が小さい材料でできた芯線を内包させているために張力に対して極めて強く、かつ、線膨張係数は、金属材料により構成される支持ベース１の線膨張係数に比して圧倒的に小さく構成されている。この歯付き無端ベルト４１は、図１、図２に表れているように、駆動プーリ４３および２つの従動プーリ４２ａ，４２ｂに歯が形成された内面が掛け回され、２つのアイドラプーリ４４ａ，４４ｂが駆動プーリ４３の前後両側において歯付き無端ベルト４１の外面に接して押し上げるようになされる。駆動プーリ４３は、モータ４３１により回転駆動される。

【0023】

したがって、上記の各プーリのうち、駆動プーリ４３および２つの従動プーリ４２ａ，４２ｂは、歯付き無端ベルト４１の内面の歯が噛み合う歯付きプーリであり、２つのアイドラプーリ４４ａ，４４ｂは、歯付き無端ベルト４１の外面に接してこれを押し上げるための円筒外面を有するプーリである。

【0024】

ところで、この種の搬送装置Ａ１で搬送されるＦＰＤ用ガラス基板等の板状ワークＷの大型化に伴い、ハンド２の移動行程が長大化し、上記ベルト駆動機構４の従動プーリ４２ａ，４２ｂ間距離が４０００ｍｍを超える場合がある。また、この種の搬送装置Ａ１は、クリーン度の高い真空環境において１００℃を超える高温環境下で作動させる場合がある。そうすると、上記したように、支持ベース１が熱により伸長することにより、搬送装置Ａ１が常温環境下での組み立て時点から１００℃の高温環境下に移行すると、従動プーリ４２ａ，４２ｂ間距離が例えば７ｍｍ程度伸長することになる。このとき、歯付き無端ベルト４１のテンションが極めて大きくなるために、歯付き無端ベルト４１の歯と、歯付きプーリ（４２ａ，４２ｂ，４３）の歯との間の面圧が極大化し、歯付き無端ベルト４１の歯の摩耗が進み、歯付き無端ベルト４１の寿命を短縮させるだけではなく、発生するパーティクルが搬送装置Ａ１の使用環境のクリーン度を低下させてしまうことになる。

【0025】

本実施形態では、上記した問題を次の構成を採用することにより解決している。

【0026】

すなわち、２つのアイドラプーリ４４ａ，４４ｂの少なくとも一方４４ａを、駆動力により歯付き無端ベルト４１の厚み方向に移動可能なベルトテンション調整プーリ５として機能させるようにしている。

【0027】

実施形態では、駆動プーリ４３の前方に位置するアイドラプーリ４４ａを駆動力により上下方向に移動可能に構成している。当該アイドラプーリ４４ａを上下方向に移動可能とする構成としては、例えば、図３に示すように、アイドラプーリ４４ａを支持する支持部材４５をベベルギア機構４６を介してモータ４７により駆動されるボールねじ機構４８を採用することができる。図３に表れているように、ベルト駆動機構４は真空環境下に置かれるので、モータ４７は、真空シール４９を介して大気環境下に配置される。なお、このモータ４７は、減速機（図示略）が付属するものとすることができる。

【0028】

次に、上記構成の搬送装置の動作例を図２、図３、図５および図６を参照して説明する。

【0029】

図２、図３において、アイドラプーリ４４ａは、歯付き無端ベルト４１を下方から押し上げることにより、歯付き無端ベルト４１にテンションを与えている。このアイドラプーリ４４ａを上方に移動させると歯付き無端ベルト４１のテンションが高まり、下方に移動させると歯付き無端ベルト４１のテンションが弱まる。

【0030】

図５は、アイドラプーリ４４aを上下に駆動制御するためのブロック図を、図６は制御フローチャートを示す。歯付き無端ベルト４１のテンションＴは、駆動プーリ４３を駆動させるためのモータ４３１の電流値を用い、制御部６内のベルトテンション演算部６１が演算することにより計測することができる。制御部６は、図６に示す手順により、アイドラプーリ４４ａを上下駆動するためのモータ４７を制御する。

【0031】

ベルト駆動機構４の作動状態において（Ｓ１でＹＥＳ）、ベルトテンションＴが所定値Ａより大きいか、小さいか、等しいかを判断し、所定値より大きい場合（Ｓ２でＴ＞Ａ）、アイドラプーリ４４ａを下げる方向（ベルトテンションＴが小さくなる方向）にモータ４７を駆動し（Ｓ３）、所定値に等しくなった時点で（Ｓ２でＴ＝Ａ）、モータ４７を停止してモータ４７のブレーキをロックする（Ｓ４）。Ｓ２でベルトテンションＴが所定値より小さい場合（Ｓ２でＴ＜Ａ）、アイドラプーリ４４ａを上げる方向（ベルトテンションＴが大きくなる方向）にモータ４７を駆動し（Ｓ５）、所定値に等しくなった時点で（Ｓ２でＴ＝Ａ）、モータ４７を停止してモータ４７のブレーキをロックする（Ｓ４）。

【0032】

搬送装置Ａ１を高温環境下で作動させるとき、支持ベース１の伸長により歯付き無端ベルト４１のテンションが増大するので、ベルトテンションＴが所定値Ａとなるまでアイドラプーリ４４ａを下げる駆動をして停止させることになる。

【0033】

本実施形態では、搬送装置Ａ１を１００℃の環境下において作動させる場合、従動プーリ４２ａ，４２ｂ間距離が７ｍｍ程度伸長するが、これにより高まりすぎたベルトテンションを所定値に戻すためには、歯付き無端ベルト４１のたわみ量を１４ｍｍ程度増加させる必要があり、そのためには、アイドラプーリ４４ａを１５ｍｍ程度下方に移動させればよいことが分かっている。そのため、本実施形態では、アイドラプーリ４４ａの上下移動行程は２０ｍｍ程度に設定すればよい。

【0034】

上記の作動を行う結果、実施形態の搬送装置Ａ１は、高温環境下での作動において、歯付き無端ベルト４１のテンションを適正値に下げ、歯付き無端ベルト４１の歯と当該歯付き無端ベルト４１の歯が噛み合うプーリの歯との面圧が大きくなりすぎ、歯付き無端ベルト４１の歯の摩耗が進んでパーティクルが飛散するという事態を回避することができる。

【0035】

また、ベルトテンション調整プーリ５として機能するアイドラプーリ４４ａは、歯付き無端ベルト４１の歯が噛み合う駆動プーリ４３の近傍において歯付き無端ベルト４１の外面を上方に向けて押し込むので、より効果的に歯付き無端ベルトのテンションを調整することができる。

【0036】

さらに、ベルトテンション調整プーリ５として機能するアイドラプーリ４４ａは、駆動力により移動可能であるので、歯付き無端ベルト４１の調整後のテンションを保持することができ、歯付き無端ベルト４１が不用意に弛んでバタつくといった事態を回避することができる。

【0037】

もちろん、本発明は上記した実施形態に限定されることはない。

【0038】

実施形態では、アイドラプーリ４４ａを上下移動させる機構として、ボールねじ機構４８を用いているが、ラック・ピニオン機構を採用し、アイドラプーリ４４ａの支持部材に上下方向に延び、かつ同方向に移動可能に案内されたラックを固定し、このラックに噛み合うピニオンをモータにより回転駆動するようにすることもできる。

【0039】

また、アイドラプーリ４４ａを上下移動させる機構として、図７に示すように、モータ５１により上下揺動するアーム５２にアイドラプーリ４４ａを支持する構成をとることもできる。なお、このモータ５１は、減速機（図示略）が付属するものとすることができる。

【0040】

さらに、実施形態では、駆動プーリ４３の近傍のアイドラプーリ４４ａをベルトテンション調整プーリ５として機能させたが、図８に示すように、いずれかの従動プーリ４２ａ，４２ｂの近傍に、歯付き無端ベルト４１の外面を上方に押し上げるベルトテンション調整プーリ５を付加的に設け、このベルトテンション調整プーリ５を駆動力により上下動させるように構成してもよい。

【0041】

また、上記した搬送装置Ａ１の動作例はあくまでの一例であり、経験値で判明するアイドラプーリ４４ａの下方移動量を用いて、高温環境下での動作が予定される搬送装置Ａ１に対し、予め、または高温環境下への移行後、アイドラプーリ４４ａを下方に移動させるという運用も可能である。

【符号の説明】

【0042】

Ａ１:搬送装置、１：支持ベース、２：ハンド、４：ベルト駆動機構、４１：歯付き無端ベルト、４２ａ，４２ｂ：従動プーリ：４３：駆動プーリ：４３１：モータ、４４ａ，４４ｂ：アイドラプーリ、５：ベルトテンション調整プーリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】