(57)【要約】【課題】ローラに接触してシャフトの長手方向ローラの中間部を支持する部材（ベアリング）を用いずに、シャフトが撓むことなく被搬送物を搬送する搬送装置及びその組立方法を提供すること。【解決手段】搬送装置１００は、シャフト２１の長手方向の中間部の一側及び他側にそれぞれ異なる磁極を向けて、シャフト２１の胴部に設けられるシャフト側回転磁石３１を有する搬送ローラ２２、シャフト側回転磁石３１の少なくとも下方に、シャフト側回転磁石３１の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して設けられる支持側固定磁石３２を備える。シャフト側磁石３１と支持側磁石３２とは接触せず、支持側固定磁石３２によりシャフト側回転磁石３１に浮揚力が加わり、自重及び被搬送物の荷重によるシャフト２１の撓みを解消することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物をローラ上に支持して該ローラを回転することで搬送する搬送装置であって、
前記ローラを貫通するシャフトと、該シャフトの長手方向の中間部に取付けられたシャフト側回転磁石と、
前記シャフト側回転磁石の少なくとも下方に、前記シャフト側回転磁石の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して設けられる支持側固定磁石と、
を備えることを特徴とする、搬送装置。
【請求項２】
前記シャフト側回転磁石は、前記シャフトの外表面上を周回して設けられることを特徴とする、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記支持側固定磁石は、前記シャフト側回転磁石の両側方に、前記シャフト側回転磁石の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して延在することを特徴とする、請求項１又は２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記ローラは搬送方向に等間隔で設けられて、前記被搬送物の荷重を各々の前記ローラが均等に支持し、
前記被搬送物の荷重を支持する前記シャフトのそれぞれに加わる前記浮揚力は、１の前記ローラが支持する前記被搬送物の荷重（Ｍ）と前記ローラと前記シャフトとを含むシャフトセットの重量（ｍ）との和（Ｍ＋ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力に等しいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記浮揚力は、前記シャフト側回転磁石と前記支持側磁石との離間距離の増大に対して減少し、
前記シャフトセットの重量（ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力に等しい浮揚力を与える前記離間距離と、１の前記ローラが支持する前記被搬送物の荷重（Ｍ）と前記シャフトセットの重量（ｍ）との和（Ｍ＋ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力に等しい浮揚力を与える前記離間距離と、は、その差が０．５ｍｍ以下であるように設定されることを特徴とする、請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記シャフト側回転磁石の上方に、前記シャフト側回転磁石の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して設けられる上側固定磁石を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送装置の組立方法であって、
シャフト側回転磁石の両端と支持機構との間にスペーサを差込んでシャフト側回転磁石を設置し、
シャフトを両端軸受け部に設置固定させ、
支持側固定磁石を架台に固定し、
その後に前記スペーサを取り除くことを特徴とする搬送装置の組立方法。
【請求項８】
前記被搬送物は液晶ガラスであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広幅搬送装置の中間部を磁石で受け、被搬送物をローラ上に支持して該ローラを回転することで搬送する搬送装置、及びその組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置を構成する液晶ガラスの製造装置において、当該ガラスを搬送する搬送装置が知られている。例えば特許文献１には、互いに平行に配置されたシャフト、シャフトとともに回転するようにシャフトに設けられた搬送ローラ、基板を一方向に案内するサイドローラを備える搬送装置が開示されている。搬送ローラにより液晶ガラスを支持し、シャフトを回転することで液晶ガラスを一方向に搬送することができる。
【０００３】
近年、例えば液晶ディスプレイ装置（搬送される液晶ガラス）が大型化し、搬送装置もまた大型化する傾向にある。その結果としてシャフトが長くなると、その自重と支持する液晶ガラスの荷重とによりシャフトの中央が撓む。かかる撓みは、搬送される液晶ガラスに力を加えることとなってしまい、ガラスを破損させてしまうおそれが生じる。
【０００４】
この問題の対策として、シャフトの中央をベアリングで支持することが行われてきた。しかし、ベアリングの構造上発塵して液晶ガラスを汚染し品質を低下させ、また、シャフト交換等もメンテナンスにおいて手数が多くなってしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０９１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ローラに接触してローラの中央を支持する部材（ベアリング）を用いずに、シャフトが撓むことなく被搬送物を搬送する搬送装置及びその組立方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の搬送装置は、
被搬送物をローラ上に支持して該ローラを回転することで搬送する搬送装置であって、
前記ローラを貫通するシャフトと、該シャフトの長手方向の中間部に取付けられたシャフト側回転磁石と、
前記シャフト側回転磁石の少なくとも下方に、前記シャフト側回転磁石の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して設けられる支持側固定磁石と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、被搬送物を支持して搬送するローラのシャフトの胴部にシャフトの長手方向の中間部にシャフト側回転磁石が設けられ、シャフト側回転磁石の少なくとも下方に、シャフト側回転磁石の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して支持側固定磁石が設けられることで、支持側固定磁石によりシャフト側回転磁石に浮揚力が加わり、自重及び被搬送物の荷重によるシャフトの撓みを解消することができる。シャフト側回転磁石３１と支持側固定磁石３２とは接触しないため、発塵して液晶ガラスを汚染することで品質を低下させることなく中間部の支持ベアリング交換という従来のメンテナンスの問題がなくなる。
【０００９】
本発明の搬送装置は、
前記シャフト側回転磁石は、前記シャフトの外表面上を周回して設けられることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、シャフト側回転磁石がシャフトの外表面上を周回して設けられることで、ローラが回転しても常にシャフト側回転磁石が支持側固定磁石に対向することで、支持側固定磁石より常に浮揚力が加えられる。
【００１１】
本発明の搬送装置は、
前記支持側固定磁石は、前記シャフト側回転磁石の両側方に、前記シャフト側回転磁石の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して延在することを特徴とする。
【００１２】
これによれば、シャフト側回転磁石は、支持側固定磁石のＵ字型ボックスの中でアライメントを保った状態で回転するため、シャフトに回転動力を与えることで被搬送物を安定して搬送することができる。
【００１３】
本発明の搬送装置は、
前記ローラは搬送方向に等間隔で設けられて、前記被搬送物の荷重を各々の前記ローラが均等に支持し、
前記被搬送物の荷重を支持する前記シャフトのそれぞれに加わる前記浮揚力は、１の前記ローラが支持する前記被搬送物の荷重（Ｍ）と前記ローラと前記シャフトとを含むシャフトセットの重量（ｍ）との和（Ｍ＋ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力に等しいことを特徴とする。
【００１４】
これによれば、浮揚力によってシャフトの撓みが解消し、被搬送物を常に水平状態で搬送できる。ここで、「シャフトセット」は、ローラ、シャフト及びこれらの付属物を含む回転する部分である。
【００１５】
本発明の搬送装置は、
前記浮揚力は、前記シャフト側回転磁石と前記支持側磁石との離間距離の増大に対して減少し、
前記シャフトセットの重量（ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力に等しい浮揚力を与える前記離間距離と、１の前記ローラが支持する前記被搬送物の荷重（Ｍ）と前記シャフトセットの重量（ｍ）との和（Ｍ＋ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力に等しい浮揚力を与える前記離間距離と、は、その差が０．５ｍｍ以下であるように設定されることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、被搬送物がローラに載る時及びローラから外れる時にローラに加わる重量が変動してローラが振動してしまうが、その振動を抑えることができ、振動によって被搬送物が傷ついてしまうことを防止できる。
【００１７】
本発明の搬送装置は、
前記シャフト側回転磁石の上方に、前記シャフト側回転磁石の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して設けられる上側固定磁石を備えることを特徴とする。
【００１８】
これによれば、洗浄水の噴射等によって被搬送物からシャフトに加わる力が変化し、被搬送物が振動してしまうことを抑制することができる。
【００１９】
本発明の搬送装置の組立方法は、
本発明の搬送装置の組立方法であって、
シャフト側回転磁石の両端と支持機構との間にスペーサを差込んでシャフト側回転磁石を設置し、
シャフトを両端軸受け部に設置固定させ、
支持側固定磁石を架台に固定し、
その後に前記スペーサを取り除くことを特徴とする。
【００２０】
これによれば、シャフト側回転磁石のセンタリングを保って本発明の搬送装置を組立てることができる。
【００２１】
本発明の搬送装置は、
前記被搬送物は液晶ガラスであることを特徴とする。
【００２２】
これによれば、液晶製造のための液晶ガラスを、シャフトの撓みなく搬送することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ローラに接触してローラの中間部を支持する部材（ベアリング）を用いずに、シャフトが撓むことなく被搬送物を搬送する搬送装置を提供することができる。また、該搬送装置の組立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本実施形態に係る搬送装置の構成を示す上面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る搬送装置の構成を示す正面図である。
【図３】図３は、支持機構の構成を示す図である。
【図４】図４は、上側固定磁石を示す図である。
【図５】図５は、支持機構における離間距離及び浮揚力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００２６】
図１及び図２に、それぞれ上面視及び正面視より、本実施形態に係る搬送装置１００の構成を示す。搬送装置１００は、被搬送物（不図示）をローラ上に支持してローラを回転することで搬送する搬送装置であって、両端軸受け１１，１２、複数のシャフトセット２０、及び支持機構３０を備える。なお、搬送装置１００は架台Ｂ上に設置されている。
【００２７】
両端軸受け１１，１２は、複数のシャフト２１を回転可能に受ける部材である。本実施形態では、両端軸受け１１，１２は、それぞれシャフト２１と複数の搬送ローラ２２とシャフト２１の両端に固定ベアリングを保持するシャフトセット２０の一端及び他端を支持するよう、互いに対向して架台Ｂ上の左側及び右側に配置される。両端軸受け１１，１２は、被搬送物の搬送方向（図１における上下方向）を長手とする矩形状の板状部材であり、シャフトセット２０のシャフト２１が貫通する開口１１ａ，１２ａが長手方向に複数並んで形成されている。なお、両端軸受け１１，１２は、搬送方向に並設された１又は複数の開口１１ａ，１２ａが形成されていれば、板状の一体物に限らず、任意の形状、組み立て体等の任意の構造を採用することができる。
【００２８】
シャフトセット２０は、シャフト２１、搬送ローラ２２、及び両端に固定ベアリング、中央部にシャフト側磁石３１を有する。ここで、ローラの数は、図では５であるが、一例として８、その他任意の数であってよい。なお、シャフトセット２０の離間距離は被搬送物の大きさ及び荷重により任意に定めてよく、複数（ｎ）の搬送ローラ２２で被搬送物を支持するものとする。なお、搬送ローラ２２の離間距離を一定とし（搬送ローラ２２を搬送方向に等間隔で設け）、各々の搬送ローラが支持する被搬送物の荷重を全ての搬送ローラ２２で均一とすることが好ましい。
【００２９】
シャフト２１は、搬送ローラ２２の中心軸をなす円形断面を有する棒状部材である。
【００３０】
搬送ローラ２２は、被搬送物に下方から接触してこれを支持するとともにシャフト２１の回転により回転することで被搬送物を一方向に搬送する円環状部材である。搬送ローラ２２は、開口内にシャフト２１を嵌入してその長手方向に被搬送物重量に応じて複数個（例えば８つ）並設される。
【００３１】
シャフト２１は、モータ１４によって駆動され、回転する。モータ１４の回転力がギア、ベルト等を介して、シャフト受け１４ａにおいてシャフト２１の回転力として伝達される。なお、全てのシャフト２１が同方向に等速度で回転するものとする。
【００３２】
シャフト側回転磁石３１は、軸方向の一側及び他側にそれぞれ互いに異なる磁極を向ける中空円柱状の磁石であり、それらの磁極をそれぞれシャフト２１の長手方向の一側及び他側に向けて、中空部にシャフト２１を嵌入してその胴部中間部に固定される。後述するように、ここでは、シャフト側回転磁石３１は、図１における右側及び左側にそれぞれＮ極及びＳ極を向ける。ここで、シャフト側回転磁石３１は、シャフト２１の外表面上を周回して設けられることで、搬送ローラ２２が回転しても常にシャフト側回転磁石３１が後述する支持側固定磁石３２に対向して、支持側固定磁石３２より常に浮揚力が加えられる。
【００３３】
図３に、シャフトセット２０のシャフト２１及びシャフト側回転磁石３１とともに支持機構３０の構成を示す。ここで、図３（Ａ）は上面図であり、図３（Ｂ）〜（Ｄ）はそれぞれ図３（Ａ）における基準線ＢＢ，ＣＣ，ＤＤに関する断面図である。支持機構３０は、搬送ローラ２２の胴部を非接触支持する機構であり、複数の搬送ローラ２２のそれぞれに設けられたシャフト側回転磁石３１に対して各１つ設けられる。支持機構３０は、支持側固定磁石３２及びガイド板３３を有する。
【００３４】
支持側磁石３２は、一軸方向に互いに異なる磁極を向け、直交する方向の両端を一側に屈曲（湾曲でもよい）することで側面視Ｕ字状に形成された磁石である。支持側固定磁石３２は、支持部材１３を介して架台Ｂ上に設置され、シャフト側回転磁石３１の下方（図３（Ｂ）における下側）及び両側方（図３（Ａ）における上側及び下側）に、図３（Ａ）における右側及び左側にそれぞれＮ極及びＳ極を向け、シャフト側回転磁石３１の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して延在する。それにより、支持側固定磁石３２によりシャフト側回転磁石３１に、その下方から浮揚力が加わりシャフト２１を非接触で支持することができる。
【００３５】
なお、支持側固定磁石３２は、シャフト側回転磁石３１の下方のみに対向して配置されてもよい。また、支持側固定磁石３２は、シャフト側回転磁石３１の下方及び上方の両方に構成してもよい。
【００３６】
支持側固定磁石３２は、シャフト側回転磁石３１に上向きの力を加え、シャフト２１の撓みを解消して安定した搬送を実現する。
【００３７】
ここで、シャフト２１の移動としては、撓み以外のものも考えられる。典型的には、被搬送物に洗浄、エッチング等の目的で液体を噴射する場合に、その噴射によって被搬送物を介してシャフト２１に加わる圧力が変化する場合における振動である。この振動を抑制するため、シャフト２１が上方に大きく移動した場合にシャフト側回転磁石３１に下向きの力を加えることが好ましい。
【００３８】
図４に、上側固定磁石を示す。図４（Ａ）は図３（Ｂ）に、図４（Ｂ）は図３（Ｄ）に、それぞれ上側固定磁石３４を追加したものである。上側固定磁石３４は、シャフト側回転磁石３１の上方に、図４（Ａ）における右側及び左側にそれぞれＮ極及びＳ極を向け、シャフト側回転磁石３１の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して延在する。それにより、シャフト側回転磁石３１が上方に移動した時に、シャフト側回転磁石３１に下向きの力が加わり、シャフト２１が上下に振動することを抑制することができる。
【００３９】
シャフト側回転磁石３１が支持側固定磁石３２（上側固定磁石３４がある場合には支持側固定磁石３２と上側固定磁石３４）から受ける浮揚力、シャフトセット２０すなわち複数のシャフトセット２０のシャフト２１のそれぞれに加わる浮揚力は、１の前記ローラが支持する前記被搬送物の荷重（Ｍ）と前記シャフトセット２０の重量（ｍ）との和（Ｍ＋ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力等しくなるよう定めるのが望ましい。荷重を支持するために両端軸受け１１，１２から搬送ローラ２２に上向きの力が加わり、この力に基づく撓みを解消する力がローラの材質（縦弾性係数等）に依存して定まるが、その力を「撓みを解消する力」と言う。
【００４０】
図５に、支持機構３０におけるシャフト側回転磁石３１及び支持側固定磁石３２の離間距離と浮揚力との関係を示す。浮揚力は、離間距離の増大に対して減少する。ここで、その減少率は小さい離間距離に対して大きく、大きい離間距離に対して小さい（浮揚力は、離間距離の２乗におよそ反比例する）。離間距離と浮揚力との関係は、図５に曲線Ｓで示すように下に凸の曲線となる。
【００４１】
シャフトセット２０の重量（ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力に等しい浮揚力（Ｆ１とする）を与える離間距離（Ｌ１とする）と、１の搬送ローラが支持する被搬送物の荷重（Ｍ）とシャフトセット２０の重量（ｍ）との和（Ｍ＋ｍ）に等しい荷重を支持する際に撓みを解消する力に等しい浮揚力（Ｆ２とする）を与える離間距離（Ｌ２とする）について検討する。Ｌ１−Ｌ２は、被搬送物が搬送ローラに載る時及び外れる時における搬送ローラに加わる重量の変動に基づく搬送ローラの振動の振幅を定める。Ｌ１−Ｌ２の値が大きい場合には、振動が大きくなり、振動によって被搬送物が傷ついてしまうおそれがある。そこで、Ｌ１−Ｌ２の値を小さく、好ましくは０．５ｍｍ以下とするように設計する。
【００４２】
Ｆ１及びＦ２が図５に示す値であるとする。Ｌ１及びＬ２の値は、それぞれ、Ｆ１及びＦ２を表す横線と曲線Ｓとの交点の座標によって定まる。Ｆ１及びＦ２を表す横線の箇所において曲線Ｓの傾きが大きいので、Ｌ１−Ｌ２の値が小さいものとなる。図５では、Ｌ１−Ｌ２の値は０．２ｍｍ未満となっている。
【００４３】
ここで、Ｆ１及びＦ２が小さく（例えばシャフトセット２０の重量（ｍ）が小さく）、図５にＦ１’及びＦ２’として示す値であるとする。この場合には、Ｆ１及びＦ２を表す横線の箇所において曲線Ｓの傾きが小さいので、Ｌ１−Ｌ２（図ではＬ１’−Ｌ２’）の値が大きいものとなってしまう。振動によって被搬送物が傷ついてしまうおそれがあることとなる。そこで、かかる場合には、シャフト側回転磁石３１及び支持側固定磁石３２の設計を図５にＳ’に示すものとする（磁力の着磁制御によりＳで示すものよりも磁力を弱くする）。Ｌ１−Ｌ２（図ではＬ１”−Ｌ２”）の値が小さいものとなる。
【００４４】
シャフト側回転磁石３１と支持側固定磁石３２とは一対として、シャフト中央部において非接触軸受けの役割を果たす。このため、双方の軸方向センターラインを合わせることが必要である。組立時に、シャフト側回転磁石３１の設置の際に、センターラインを合わせる役割のスペーサ（冶具）を用い、予めシャフト側回転磁石３１の両端と支持機構３０の間（図３（Ｂ）においてＥの箇所）に差込んだ上で、シャフト２１を両端軸受け部に設置固定し、支持側固定磁石３２を架台にセットして、軸方向センターラインを合わせる。
【００４５】
その後、スペーサを取外して運用するが、固定が緩まない限り、メンテナンスは不要である。
【００４６】
以上詳細に説明したように、本実施形態の搬送装置１００は、シャフト２１の長手方向の中間部の一側及び他側にそれぞれ異なる磁極を向けて、シャフト２１の胴部に設けられるシャフト側回転磁石３１を有するローラ２０、シャフト側回転磁石３１の少なくとも下方に、シャフト側回転磁石３１の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して設けられる支持側固定磁石３２を備える。被搬送物を支持して搬送するローラ２０のシャフト２１の胴部にシャフト２１の長手方向の一側及び他側にそれぞれ異なる磁極を向けてシャフト側回転磁石３１が設けられ、シャフト側回転磁石３１の少なくとも下方に、シャフト側回転磁石３１の両磁極のそれぞれに同一の磁極を対向して支持側固定磁石３２が設けられることで、支持側固定磁石３２によりシャフト側回転磁石３１に浮揚力が加わり、ローラに接触してローラの中間部を支持する部材（ベアリング）を用いずに、自重及び被搬送物の荷重によるシャフト２１の撓みを解消することができる。
【００４７】
また、本実施形態のように搬送装置を組立てれば、シャフト側回転磁石３１と支持側固定磁石３２との軸方向センターラインを合わせることができ、安定した搬送装置１００となる。
【００４８】
なお、本実施形態では、１つのシャフトに１つのシャフト側回転磁石３１、これに対応して１つの支持機構３０を備えることとしたが、シャフト２１が更に長尺となる場合、１つのシャフト２１に複数のシャフト側回転磁石３１、これに対応して複数の支持機構３０を備えることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
搬送ローラに接触して搬送ローラの中間部を支持する部材を用いずに、ローラが撓むことなく被搬送物を搬送する搬送装置及びその組立方法である。発塵して液晶ガラスが汚染し品質が低下する、シャフト交換等のメンテナンスにおいて手数が多くなってしまうという問題がなく、多くの液晶生産者等による利用が考えられる。
【符号の説明】
【００５０】
１１    両端軸受け（の一端）
１１ａ  開口
１２    両端軸受け（の一端）
１２ａ  開口
１３    支持部材
１４    モータ
１４ａ  シャフト受け
２０    シャフトセット
２１    シャフト
２２    搬送ローラ
３０    支持機構
３１    シャフト側回転磁石
３２    支持側固定磁石
３３    ガイド板
３３ａ  切り欠き
３４    上側固定磁石
１００  搬送装置
【図１】
2019104558.tif 000003
【図２】
2019104558.tif 000004
【図３】
2019104558.tif 000005
【図４】
2019104558.tif 000006
【図５】
2019104558.tif 000007