(57)【要約】【構成】先端が傾斜したノズル４，５をパネル６に設けると共に、ノズル４とノズル５とで傾斜方向を逆にし、かつノズル４，５を噴射／吸引の両動作を行えるようにする。ノズル４，５を共に噴射に用いると、搬送対象のガラス基板２０は静止して浮上し、ノズル４から噴射してノズル５から吸引すると移動する。【効果】ガラス基板２０の下面での静圧分布が均一になり、かつ横方向の位置も安定する。【選択図】    図１
2004345814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送物を浮上させると共に所定の方向へ移動させるために、気流を斜め上方に吹き出す第１のノズルと、第１のノズルから吹き出した気流を吸引するための吸い込み部とを、搬送物の下面となる位置に各々複数設けた、浮上搬送装置。
【請求項２】
前記吸い込み部を、気流を斜め上方に第１のノズルとは逆向きに吹き出す第２のノズルで構成し、かつ第１のノズルと第２のノズルとを共に気流の吹き出しと吸引とを自在にし、第１のノズルから吹き出した気流を第２のノズルで吸引することにより前記所定の方向へ搬送物を移動させ、第２のノズルから吹き出した気流を第１のノズルで吸引することにより、前記所定の方向とは反対向きに搬送物を移動させるようにしたことを特徴とする、請求項１の浮上搬送装置。
【請求項３】
搬送物の搬送方向での両側端もしくはそのやや外側に、搬送方向に直角な方向で見て、搬送物の外側から内側へ向けて、気流を吹き出すための第３のノズルを設けたことを特徴とする、請求項１または２の浮上搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】
この発明は、空気等の気流を利用して、物品を浮上させて搬送する装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
空気などの気流を用いて、シート状などの搬送物を浮上搬送することが提案されている。図８に浮上搬送装置を模式的に示すと、パネル８０に複数のノズル８１を設けて空気を吹き出し、ガラス基板８２等の搬送物を浮上させる。そして例えばノズルの向きを傾斜させて、所定の向きで気流を吹き出すと、その向きに搬送物が移動する。
【０００３】
ガラス基板８２は、例えば１辺が１〜２ｍ程度で、厚さが１ｍｍ弱の大きな基板で、重さは数Ｋｇ程度である。これは次世代の液晶基板として検討されているサイズである。発明者は、このような大きく薄い基板を気流で浮上させると、基板の中央部が上向きに膨らむことを見出した。この状況を図８の右側に示す。パネル８０に均一に設けられたノズル８１から吹き出す空気は、基板８２とパネル８０の隙間（クリアランス）に沿って流れて、基板８２の周囲へ逃れようとする。気体の流速は基板の中央部では小さく周辺部では大きいので、静圧の分布が生じ、基板の中央部で静圧が高いため、基板は中央部が膨らむ。また基板８２の下面に沿って流れる気流から左右方向の力が加わり、左右の力がバランスしていない場合、基板が横移動したり向きが変化したりして、姿勢が不安定になることを見出した。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２７２１５５号公報
特許文献１の浮上搬送装置は、２種類の先端が傾斜したノズルを用いて、２種類のノズル間で気流を逆向きに吹き出すようにしている。そしてどちらのノズルを用いるかにより、搬送物を前進あるいは後退させる。しかしながら、特許文献１のノズルは気流を吹き出すものであり、ノズルから空気を吸引することは検討されていない。
【０００５】
【発明の課題】
この発明の基本的課題は、搬送物の下面での静圧分布を均一に近づけ、変形しやすい搬送物でも安定して搬送できるようにすることにある（請求項１〜３）。
請求項２の発明での追加の課題は、搬送物を往復いずれの方向にも安定して搬送できるようにすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、搬送物の横方向の位置や向きを安定にすることにある。
【０００６】
【発明の構成】
この発明の浮上搬送装置は、搬送物を浮上させると共に所定の方向へ移動させるために、気流を斜め上方に吹き出す第１のノズルと、第１のノズルから吹き出した気流を吸引するための吸い込み部とを、搬送物の下面となる位置に各々複数設けたものである。
【０００７】
吸い込み部の形状や構造は任意であるが、好ましくは、気流を斜め上方に第１のノズルとは逆向きに吹き出す第２のノズルで構成し、かつ前記第１のノズルと第２のノズルとを共に気流の吹き出しと吸引とを自在にし、第１のノズルから吹き出した気流を第２のノズルで吸引することにより前記所定の方向へ搬送物を移動させ、第２のノズルから吹き出した気流を第１のノズルで吸引することにより、前記所定の方向とは反対向きに搬送物を移動させる（請求項２）。
【０００８】
また好ましくは、搬送物の搬送方向での両側端もしくはそのやや外側に、搬送方向に直角な方向で見て、搬送物の外側から内側へ向けて気流を吹き出すための第３のノズルを設ける（請求項３）。
【０００９】
【発明の作用と効果】
この発明では、搬送物を移動させる際に、第１のノズルから吹き出した気流を近接した吸い込み部で吸い込むので、搬送物の中央で静圧が高まり周辺では低くなるなどのことが生じにくく、搬送物が静圧分布で変形しにくい。また搬送物を移動させる際に、中央から両横向きの気流が生じにくいので、搬送物に横方向の力が加わりにくい。これらのため、小さなクリアランスでも搬送物を安定した姿勢で浮上搬送できる（請求項１）。
【００１０】
請求項２の発明では、第１のノズルから気流を吹き出し第２のノズルで吸引して、所定の方向へ搬送物を移動させる。逆に第２のノズルから気流を吹き出し第１のノズルで吸引して、逆方向へ搬送物を移動させる。これらのため、搬送物を往復いずれの方向にも安定した姿勢で移動させることができる。
【００１１】
請求項３の発明では、搬送物が横方向にスライドし、あるいは向きが変動すると、第３のノズルからの搬送物の外側から内側へ向けた気流で、元の姿勢に戻される。このため、搬送物の姿勢や向きを安定に保つことができる。
【００１２】
【実施例】
図１〜図７に、実施例を示す。これらの図において、２は浮上搬送装置で、４，５は２種類のノズルで、ノズル４，５は先端が傾斜しており、斜め上方へ向けて気流を吹き出す。吹き出す気体は例えば空気であるが、窒素や炭酸ガスなどの他の気体でもよい。ノズル４，５は斜め上方へ気流を吹き出す点は同様であるが、吹き出す方向が逆向きである。ノズル４，５は例えば断面円形で、内径は例えば０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍ程度とし、ノズル４とノズル５とが例えば１個ずつ向き合うように、同数ずつ配置する。実施例ではノズル４とノズル５とを向き合うように配置し、その間隔は例えば５〜１００ｍｍ程度とし、好ましくは１０〜３０ｍｍ程度とする。なおノズルはスリット状などの他の形状でも良い。
【００１３】
ノズル４，５は金属やプラスチックなどのパネル６に埋設してあり、ノズル４，５の先端がパネル６から突き出さないようにし、かつパネル６の表面は平坦である。複数個のノズル４をパイプ８に接続し、複数個のノズル５をパイプ９に接続し、パイプ８，９を送気弁１０，１１を介してコンプレッサなどの空気源に接続する。またパイプ８，９を吸気弁１２，１３を介して、吸引ポンプなどの吸引源に接続する。なお送気弁１０，１１や吸気弁１２，１３は、全開または全閉の２種類の状態しか無いものでも良いが、好ましくは全閉状態から全開状態の間で、気体の流量を複数段階に切り替えれるものが好ましい。
【００１４】
２０は搬送物のガラス基板で、ここでは次世代液晶用のガラス基板とし、１辺が１〜２ｍ程度の長方形状の基板で、厚さは例えば０．４〜０．８ｍｍ程度で、重さは数Ｋｇ程度である。そしてこのように大きく薄いガラス基板は撓みやすく、かつ横方向にスライドしたり向きが変わったりして、姿勢を安定に保つのが難しい。搬送対象はガラス基板に限らず、板状ないしはシート状で空気を通しにくいものであれば良く、半導体ウェハーやアルミニウムなどの薄板、あるいは繊維やプラスチック、紙などのシートやフィルムでもよい。
【００１５】
浮上搬送装置２の基本的な３つの動作を図２に示す。ガラス基板２０を浮上させて静止させる場合、（１）に示すように、２種類のノズル４，５から共に気流を吹き出すようにする。するとガラス基板２０とパネル６との隙間に生じる空気の層のために、ガラス基板２０が浮上して静止する。なおこの時の送気量の分布については、図５を参照して後述する。
【００１６】
ガラス基板２０を前進させる場合、ノズル４から空気を吹き出し、ほぼ同量の空気をノズル５から吸引する。するとノズル４，５間に生じる気流や空気の層のために、ガラス基板２０が浮上し、ノズル４からノズル５への向きで移動する。なおノズル４から吹き出す気流の量は、（１）の浮上時にノズル４から吹き出す気流の量よりも多くしておく。
【００１７】
ここで（３）のように、ノズル５から気流を吹き出し、ノズル４でほぼ同量の空気を吸引すると、ガラス基板２０は（２）とは逆向きに移動する。この場合も、ノズル５から吹き出す気流の量は、浮上時にノズル５から吹き出し気流の量よりも多くしておく。
【００１８】
図３に、浮上搬送装置２でのノズルユニット２２の配置を示す。浮上搬送装置２の表面にあるパネル６は、複数のノズルユニット２２に分割され、各ノズルユニット２２には、ノズル４の列とノズル５の列とが設けてある。そしてノズル４やノズル５は、ノズルユニット２２単位で制御され、搬送方向に直角な方向（横方向）にも搬送方向にも、例えばノズルユニット２２を複数個ずつ配置する。浮上搬送装置２の両側端部に、ガイドノズル２４，２５を設け、図３の右側のガイドノズル２４は搬送路の中央へ向けて斜め上方へ空気を吹き出す。一方左側のガイドノズル２５は、図の中央へ向けて斜め上方へ空気を吹き出す。ただしガイドノズル２４，２５は、空気を吹き出す向きの水平方向成分が逆向きである。そしてガイドノズル２４，２５は、ガラス基板２０の下面の両側端よりもやや外側の位置にある。ガイドノズル２４，２５の外側にはクッション２６，２６を設け、万一ガラス基板２０が接触しても破損しないようにすることが好ましい。
【００１９】
図４に、ノズルユニット２２の１個分の制御回路を示すと、ノズルユニット２２毎に送気弁１０，１１や吸気弁１２，１３を設けて、送気量や吸気量を独立にほぼ連続的に制御できるようにする。なお個々のノズル４，５毎に送気量や吸気量を制御するようにしても良いが、これは面倒である。ノズル４のうち代表的なノズルを選んで圧力センサ３１を設け、同様にノズル５のうち代表的なノズルを選んで圧力センサ３２を設け、ノズル内の圧力などを検出する。圧力センサに代えて空気の流量計などを設けても良く、設置位置はノズル内に限らず、パイプ８，９などでもよい。
【００２０】
制御部３０には、図示しない浮上搬送装置全体の制御装置から、制御信号が入力される。制御信号の内容は、例えば搬送物を浮上して静止させる（浮上）、所定の速度で前進させる（前進）、所定の速度で後退させる（後退）、休止させる（休止）などである。これ以外に、搬送方向の両端部付近のノズルユニットに対しては、微前進、微後退などの微調整信号を加える。制御部３０は、圧力センサ３１，３２からの圧力信号などにより、ノズル４，５での空気の流量を監視しながら、制御信号に従って弁１０〜１３の開度を制御する。これによってノズルユニット２２の単位で、ノズル４，５からぞれぞれ所定量の空気を噴出あるいは吸引することができる。またコンプレッサーや吸引ポンプなどからの各ノズルユニット２２の距離などによる、送気量や吸引量のばらつきを防止できる。
【００２１】
図５に、ガラス基板２０を浮上して静止させる場合の、ノズルからの吹き出し量の分布を示す。なおこの場合、図２（１）のように、ノズル４，５から共に気流を吹き出してガラス基板を浮上させる。中央の列のノズルユニット２２Ｃでは、微風で空気を吹き出し、左右のノズルユニット２２Ｒ，２２Ｌの列では、これよりもやや送気量が大きい弱風で空気を吹き出す。この結果、空気の吹き出し量は搬送方向に直角な方向で見て、中央部で小さくその両側でやや大きいので、両側で流速が大きくなることによる静圧の変化を打ち消して、静圧の分布はほぼ均一になる。この結果ガラス基板２０はほぼ撓まずに浮上することができる。
【００２２】
浮上静止時にもノズル４，５を使い分けることができる。例えば搬送方向前半のノズルユニットからは後退方向に気流を吹き出し、搬送方向後半のノズルユニットからは前進方向に気流を吹き出して、全体として搬送力を打ち消しながら、吹き出した分の気流を吸い込んでも良い。
【００２３】
実施例では、全てのノズルユニットに対して２種類のノズル４，５を配置した。しかしながら例えば図５のノズルユニットの配置で、中央のノズルユニット２２Ｃの列にのみ２種類のノズル４，５を配置し、両側のノズルユニット２２Ｒ，２２Ｌの列には、鉛直上方に空気を吹き出す１種類のノズルユニットのみを配置してもよい。このようにすると、搬送物であるガラス基板２０の搬送力は、中央のノズルユニットからの気流でのみ得られることになる。次に、基板２０の中央部に逃げ場のない空気が溜まり静圧が増すとの問題を解消し、基板２０が撓むことなどを防止できる。
【００２４】
図６に、ガラス基板２０が左右にスライドしたり、回動したりすることを防止するための構成を示す。実施例ではガラス基板２０を移動させる際には、一方のノズルから吹き出した空気を他方のノズルで吸引するので、搬送方向に直角な向きの気流はほとんど生じず、またガラス基板２０の下面で静圧はほぼ均一なので、ガラス基板が撓むなどの変形もほとんど生じない。しかしながら万一、図６の鎖線４０で示すように、ガラス基板２０が左右方向にスライドしたとする。ガイドノズル２４，２５からは、例えばガラス基板２０の両側面のやや外側を上側に向かって流れる空気が吹き出している。ここでガラス基板２０が図６の鎖線４０のように例えば右側にスライドすると、ガイドノズル２４からの空気に当たって、元の位置に戻される。これはガラス基板２０の向きが変化した場合も同様で、ガラス基板２０が回動して向きが変わると、その一部がガイドノズル２４，２５からの気流に当たる領域に入り込み、元の向きへと戻される。このようにしてガラス基板２０が横方向にスライドしたり、向きが変化したりすることを防止する。
【００２５】
図７に、ガラス基板２０のブレーキ動作を示す。図７の左端付近で、ガラス基板２０を停止させるものとする。そこで浮上搬送装置２の走行方向に沿った両端などにブレーキユニット５２を設け、このユニットに端部ノズル５４，５５を配置しておく。端部ノズル５４はガラス基板２０を搬送方向に沿って押し戻す向きに気流を噴射し、端部ノズル５５はガラス基板２０を搬送路の端部へ向けて進める向きに気流を噴射する。なおここでは端部ノズル５４，５５は共に吹き出し／吸引自在のノズルであるが、端部ノズル５４を吹き出し専用のノズルとしても良く、端部ノズル５５は吸引専用のノズルとしてもよい。また適宜の位置にガラスセンサ５１を設けて、その上部にガラス基板２０があるかどうかを検出する。ガラスセンサ５１は、ガラス基板２０による誘電率や屈折率の変化などを検出すればよい。あるいはガラスセンサ５１に代えて圧力センサを用い、上部にガラス基板２０が現れることによる圧力の変化を検出しても良い。
【００２６】
ガラス基板２０が図７の右から左へと移動し、その先端がガラスセンサ５１の位置を通過したとする。これによって制御部５０は、ブレーキ信号を発し、この信号によって端部ノズル５４は気流を吹き出し、端部ノズル５５は気流を吸引する。このため走行路の端部には、図の左から右向きの気流が生じ、これによってガラス基板２０がブレーキされる。一方ガラスセンサ５１よりも図７で手前の、ノズル４，５に対してはノズルの状態が前進から浮上へ変更され、ノズル４，５は共に空気を吹き出して、ガラス基板２０を停止させる。そして端部ノズル５４，５５の吹き出し量や吸引量を制御することにより、ガラス基板２０の位置を微調整できる。なお図７と同様のブレーキユニットを、搬送路の反対側の端部にも設けるのが好ましい。実施例の動作を表１にまとめて示す。
【００２７】
【表１】
2004345814.tif 000003
【００２８】
実施例では以下の効果が得られる。
（１）  ガラス基板を移動させる際に、静圧の分布がほぼ均一になるので、薄くて大きなガラス基板でも撓みにくい。
（２）  移動時のガラス基板の下面で生じる気流の向きは、所定の方向に揃っており、横方向への気流がない。このためガラス基板がスライドしたり回動したりすることなどを防止できる。
（３）  上記の（１），（２）により、１０〜１００μｍ程度の小さな、しかも均一なクリアランスで、大きなガラス基板を浮上させて搬送することができる。
（４）  ガラス基板が横方向にスライドしたり向きが変化した場合、ガイドノズルにより矯正できる。
（５）  搬送路の両端で、端部ノズルを用いてガラス基板の位置を微調整できる。
【００２９】
実施例の浮上搬送装置は、例えば液晶製造装置でのガラス基板の搬送などに用い、浮上搬送を行う位置以外では、例えばガラス基板を１枚ずつ図示しないトレイなどに載せて、コンベヤなどで搬送すればよい。またこのようなトレイと浮上搬送装置間でのガラス基板の移載では、昇降自在の図示しないローラコンベヤなどを設けて、トレイの底面からガラス基板をリフトアップさせて浮上搬送装置側へ搬送するようにすればよい。
【００３０】
実施例では、図１のノズル４とノズル５からの吹き出し量と吸引量とをほぼ同量にしたが、図５を参照しながら説明したように、複数のノズルユニットの列の一部の列でのみ２種類のノズルを設けるようなこともあり得る。吸い込み量は例えば吹き出し量の１０％以上とし、好ましくは吹き出し量の３０％以上、より好ましくは５０％以上、最も好ましくは吹き出し量とほぼ同量とする。
【００３１】
実施例では、搬送路に関してガラス基板２０を往復動できるようにしたので、一対のノズルを設け、これらを吹き出し／吸い込み自在にした。しかしながら搬送方向が１方向に固定されている場合、パネルの表面を通気性がある材料で構成し、１種類の斜め上方に吹き出すノズルのみを設けて、これから吹き出した気流をパネルの表面を介して吸引するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の浮上搬送装置の要部断面図で、ノズルの配置を示す。
【図２】図１の浮上搬送装置でのノズルの動作を模式的に示す図で、
（１）は浮上時の動作を、（２）は前進時の動作を、（３）は後退時の動作を示す。
【図３】図１の浮上搬送装置での、ノズルユニットの配置と、搬送装置両側端部のガイドノズルの配置を、模式的に示す平面図
【図４】実施例でのノズルユニットの制御を１ユニット分示すブロック図
【図５】実施例での、浮上静止時の各ノズルユニットの吹き出し量とそれによる静圧分布を模式的に示す側面図
【図６】実施例の浮上搬送装置での、両側端のガイドノズルの動作を模式的に示す図
【図７】実施例の浮上搬送装置での、ブレーキ動作を模式的に示す図
【図８】従来例の浮上搬送装置での静圧や流速の分布を模式的に示す図
【符号の説明】
２            浮上搬送装置
４，５        ノズル
６            パネル
８，９        パイプ
１０，１１    送気弁
１２，１３    吸気弁
２０          ガラス基板
２２          ノズルユニット
２４，２５    ガイドノズル
２６          クッション
３０，５０    制御部
３１，３２    圧力センサ
５１          ガラスセンサ
５２          ブレーキユニット
５４，５５    端部ノズル
８０          パネル
８１          ノズル
８２          ガラス基板
【図１】
2004345814.tif 000004
【図２】
2004345814.tif 000005
【図３】
2004345814.tif 000006
【図４】
2004345814.tif 000007
【図５】
2004345814.tif 000008
【図６】
2004345814.tif 000009
【図７】
2004345814.tif 000010
【図８】
2004345814.tif 000011