JP4406652B2

JP4406652B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP4406652B2
Application number: JP2007135957A
Authority: JP
Inventors: 大祐早坂; 欽吾操谷; 活夫小松
Original assignee: Shoei Engineering Co Ltd
Current assignee: Shoei Engineering Co Ltd
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2027-05-22
Also published as: TWI325036B; TW200846569A; JP2008290812A; CN101312322B; KR20080102925A; CN101312322A

Description

本発明は、一対のローラ間に被搬送物を挟持させつつ一対のローラを回転させることによって被搬送物を搬送する装置に関する。

従来、一対のローラ間に被搬送物を挟持させつつ一対のローラを回転させることによって被搬送物を搬送する装置が知られている。このような搬送装置は、例えば、プリント基板等の製造工程において、基板表面に付着した塵埃を除去するための洗浄装置に設けられている（例えば特許文献１を参照）。このプリント基板等の洗浄装置（以下、省略して「基板洗浄装置」という）は、上下に対向して配置された一対の粘着性を有するクリーニングローラと、このクリーニングローラに動力を伝達する動力伝達手段とを備えており、一対のクリーニングローラの間に基板を挟持させつつ一対のクリーニングローラを回転させることによって、基板を搬送させながら基板に付着した塵埃をクリーニングローラ表面に吸着させるようにしたものである。

特開２０００−８４５１４号公報

ところで、上記のような基板洗浄装置においては、駆動源の回転力をクリーニングローラへ伝達するための機構として、駆動源によって軸心回りに回転駆動する駆動側歯車と、クリーニングローラに連結された被駆動側歯車とからなる歯車機構等が用いられる。しかしながら、従来の機械的接触を伴う歯車機構における伝達方式では、歯車の磨耗、摩擦により塵埃が発生し、この塵埃が基板に付着したり、歯車の潤滑油が気化することにより基板が汚染される等の事態が生じる虞があり、基板を洗浄するための装置であるにも拘らず基板を清浄な状態で搬送することができないといったことが起こり得る。

また、上記の基板洗浄装置では、上下に対向配置されたクリーニングローラのうち上側のクリーニングローラが、基板表面に実装された電気部品等の凹凸に追従して上下動できる構成となっている。すなわち、予め設定された両ローラ間の間隔よりも厚みの大きい基板の凸部を両ローラ間に挟持させる際に、この凸部により上側クリーニングローラが上方に押し上げられるようになっている。従来の機械的接触を伴う歯車機構の場合、上側クリーニングローラが上動する際に、上側クリーニングローラに連結された被駆動側歯車の噛み合い具合が変化しないように別の手段で対応しており、機構が複雑になるという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑み、ローラへの動力伝達手段である歯車の磨耗、摩擦等による塵埃が発生しない搬送装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る搬送装置は、一対のローラに回転を伝達する動力伝達手段を備え、前記一対のローラ間に被搬送物を挟持させつつ前記一対のローラを回転させることにより被搬送物を搬送する搬送装置において、前記動力伝達手段は、駆動源によって軸心回りに回転駆動される駆動側円盤と、前記一対のローラにそれぞれ連結され、前記駆動側円盤との間に所定の空隙を保ち、且つそれぞれが前記駆動側円盤と互いに端面を対向させるように配置された一対の被駆動側円盤とを備え、前記駆動側円盤及び前記一対の被駆動側円盤のそれぞれの端面に永久磁石をＮ極、Ｓ極と交互に放射状に異極配列して磁気歯を構成し、一方の被駆動側円盤の中心を前記駆動側円盤における磁気歯の内側に配置させるとともに、他方の被駆動側円盤の中心を前記駆動側円盤における磁気歯の外側に配置させた状態でそれぞれの磁気歯を対向させ、これら対向する磁気歯の磁力により、前記駆動側円盤から前記一対の被駆動側円盤へ動力を伝達させることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る搬送装置は、上記請求項１において、前記被駆動側円盤を、ひとつの駆動側円盤に対して二対配置したことを特徴とする。

本発明の請求項３に係る搬送装置は、上記請求項１において、前記一対のローラを側壁板に上下に配置し、下側のローラを、前記側壁板に対して自己の軸心回りに回転可能且つ軸心に直交する方向への移動を規制した状態で配設する一方、上側のローラを、前記側壁板に対して自己の軸心回りに回転可能且つ軸心が上下方向に移動可能となるように配設し、前記下側のローラに連結した被駆動側円盤の中心を前記駆動側円盤における磁気歯の内側に配置させるとともに、前記上側のローラに連結した被駆動側円盤の中心を前記駆動側円盤における磁気歯の外側に配置させたことを特徴とする。

本発明に係る搬送装置によれば、駆動源によって回転駆動される駆動側円盤、及び、ローラに連結された被駆動側円盤にそれぞれ着設された磁石の磁気の引力及び反発力を利用して、駆動側円盤から被駆動側円盤へ動力を伝達させる構成としたことで、駆動側から被駆動側へ非接触で動力を伝達させることが可能となり、従来の歯車機構における伝達方式のように、歯車の機械的噛み合いにより塵埃等が発生するといったことがなく、被搬送物を清浄な状態に保持した状態で搬送することができる。

また、本発明に係る搬送装置によれば、駆動側円盤と被駆動側円盤のそれぞれの端面に磁石を交互に異極配列し、互いの端面を対向させる態様で両者を配置した構成としたことで、駆動側円盤に対して被駆動側円盤が上動あるいは下動しても、駆動側円盤との空隙は一定に保たれるため、被駆動側円盤に伝達されるトルクが極端に小さくなるようなことががない。その結果、一対のローラ間に挟持される被搬送物の凹凸に拘らず、所望の回転トルクを維持でき、安定した搬送機能を確保することが可能となる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る搬送装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態である搬送装置を適用した基板洗浄装置の一部を概略的に示した斜視図である。なお、本実施の形態において対象となる「基板」とは、表面上に電気部品等が実装されたプリント基板、電気部品実装前のプリント基板、液晶基板、プラズマディスプレイ基板等を示すものである。

この基板洗浄装置３０は、シリコンゴム等の粘着性弾性ゴム材料から構成された一対のクリーニングローラ３１，３２と、このクリーニングローラ３１，３２よりも粘着性の強い材料から構成される粘着テープローラ３３，３４と、一対のクリーニングローラ３１，３２に動力を伝達する動力伝達手段１０とを備えている。なお、実際の基板洗浄装置３０は、上記各ローラを複数組並設した構成となっているが、図１では説明の便宜上、一対のみを示し、他のローラの図示を省略している。

一対のクリーニングローラ３１，３２は、所定の間隔をあけて上下に対向して配置され、回転軸２５，２６を介して側壁板（図１では図示を省略）に回転可能に支持されている。図１に示すように、各回転軸２５，２６の一方の端部は、後述する動力伝達手段１０の被駆動側円盤２１，２２にそれぞれ連結してある。以下、クリーニングローラ３１を「上側クリーニングローラ３１」、クリーニングローラ３２を「下側クリーニングローラ３２」という。また、粘着テープローラ３３，３４は、上側・下側クリーニングローラ３１，３２に接触した状態でクリーニングローラ３１，３２の外側にそれぞれ配置され、回転軸を介して側壁板に回転可能に支持されている。

上記構成を有する基板洗浄装置３０では、図１に示すように、クリーニングローラ３１，３２の間に基板５０を挟持させつつ、後述する動力伝達手段１０によってクリーニングローラ３１，３２を回転させることによって基板５０を水平方向に搬送し、それと同時に基板５０に付着した塵埃をクリーニングローラ３１，３２の表面に吸着させて、基板５０の表面から塵埃を除去する。なお、クリーニングローラ３１，３２に付着した塵埃は、クリーニングローラ３１，３２と接触しながら回転する粘着テープローラ３３，３４に転写される。

また、本実施の形態では、下側クリーニングローラ３２及び粘着テープローラ３４を、基板洗浄装置３０本体の側壁板に対して自己の軸心回りに回転可能且つ軸心に直交する方向への移動を規制した状態で配設する一方、上側クリーニングローラ３１及び粘着テープローラ３３を、図２に示すように、側壁板に対して自己の軸心回りに回転可能且つ軸心が上下方向にスライド可能となるように配設してある。より詳細に説明すると、図２に示すように、上側クリーニングローラ３１の回転軸２５及び粘着テープローラ３３の回転軸３５は、それぞれ軸受部４１を介して側壁板４０に支持されている。この軸受部４１は、ボス４３が側壁板４０に設けられた長孔４４に上下動可能に嵌め込まれるとともに、軸受部４１を側壁板４０に固定する複数のボルト４２がボルト用長孔４５に上下動可能に嵌め込まれ、これにより各ローラ３１，３３を支持した状態で上下方向にスライド可能となっている。また、粘着テープローラ３３の軸受部４１には、図示しないエアシリンダによって所定の空気圧が掛けられ、粘着テープローラ３３を常にクリーニングローラ３１に密着させた構成としてある。上記構成とすることで、例えば電気部品が実装された基板のように、表面に凹凸が形成された被搬送物を搬送する場合に、被搬送物の凹凸に追従して上側クリーニングローラ３１及び粘着テープローラ３３を上下動させることが可能である。

次に、上側・下側クリーニングローラ３１，３２に回転を伝達する動力伝達手段１０について説明する。図３−１は、図１において上側・下側クリーニングローラ３１，３２及び動力伝達手段１０を正面から見た図であり、図３−２は、図３−１を側方（クリーニングローラ側）から見た図である。なお、図３−１では被搬送物である基板５０を省略して示している。また、図４は動力伝達手段１０を概略的に示す図であり、左図は動力伝達手段１０の正面図、右図は動力伝達手段１０の磁気的な噛み合いを示す概念図である。

図３−１に示すように、動力伝達手段１０は、駆動源（モータ）１によって軸心回りに回転駆動される駆動側円盤１１と、回転軸２５，２６を介して上側・下側クリーニングローラ３１，３２に連結された一対の被駆動側円盤２１，２２とを備えている。この一対の被駆動側円盤２１，２２は、駆動側円盤１１との間に所定の空隙を保ち、且つ、駆動側円盤１１と互いに端面を対向させるように配置してある。ここで、駆動側円盤１１の端面とは、駆動側円盤１１の片面部分（平面部分）１６を示しており、被駆動側円盤２１，２２の端面とは、被駆動側円盤２１，２２の片面部分（平面部分）２８，２９を示している。本実施の形態では、図３−２及び図４に示すように、１つの駆動側円盤１１に対して二対の被駆動側円盤２１，２２（すなわち二対のクリーニングローラ３１，３２）を配置させてある。なお、以下の説明では、説明の便宜上、適宜、駆動側円盤１１を駆動側磁気歯車１１と呼び、被駆動側円盤２１，２２を、それぞれ上側磁気歯車２１，下側磁気歯車２２と呼ぶことにする。

駆動側磁気歯車１１は、磁性体（例えば軟鉄材）からなる円盤形状の磁性盤１２と、この磁性盤１２とモータ１とを連結する回転軸１３、及び、磁性盤１２の端面１６に永久磁石を接着剤等の適宜手段にて等間隔に着設することにより形成された磁気歯１５とから構成される。一方、被駆動側である上側・下側磁気歯車２１，２２は、駆動側磁気歯車１１と同様の構成を有しており、駆動側磁気歯車１１よりも小さい直径を有する円盤形状の磁性体からなる磁性盤２３，２４と、この磁性盤２３，２４と上側・下側クリーニングローラ３１，３２とを連結する回転軸２５，２６、及び、磁性盤２３，２４の端面２８，２９に永久磁石を等間隔に着設することにより形成された磁気歯２７から構成されている。

図４の右図に示すように、永久磁石からなる磁気歯１５，２７は、隣り合う磁気歯の極性がＮ極、Ｓ極と交互になるように配置してある。図４に示す駆動側磁気歯車１１の磁気歯１５の外形線は、例えば以下のようにして得られる。円盤の円周上の１点と円の中心とを曲線で結び、歯の数をｎとして、前記曲線を３６０°／ｎずつ回転させて、ｎ本曲線を引いていく。このｎ本の曲線の集合は、例えば図４に示すような放射状曲線（例えばインボリュート曲線）とすることができる。上側・下側磁気歯車２１，２２の磁気歯２７も同様である。磁気歯１５，２７を上記形状とすることで、回転の伝達がスムーズに行われるとともに、磁気的噛み合いがより大きな面積で得られるため、磁気的な噛み合いが強くなる。なお、磁気歯１５，２７を構成する永久磁石としては、例えば４０ＭＧＯｅの高エネルギー積を有する希土類材が用いられる。

図４の右図に示すように、本実施の形態では、下側磁気歯車２２の中心（回転軸部分）が駆動側磁気歯車１１の磁気歯１５の内側にくるように配置してある（以下、この状態を「内接噛み合い」と呼ぶ）。一方、上側磁気歯車２１の中心（回転軸部分）は、駆動側磁気歯車１１の磁気歯１５の外側にくるように配置してある（以下、この状態を「外接噛み合い」呼ぶ）。

上記構成を有する動力伝達手段１０では、駆動側磁気歯車１１の磁気歯１５（永久磁石）と被駆動側磁気歯車２１，２２の磁気歯２７（永久磁石）との磁気的な噛み合い、すなわち、対向する磁石のＮ極とＳ極との間の吸引力と、Ｎ極とＮ極及びＳ極とＳ極との間の反発力とによって、駆動側磁気歯車１１から被駆動側磁気歯車２１，２２に、非接触で回転トルクが伝達される。例えば、駆動側磁気歯車１１を図４の右図に示すように反時計方向に回転させると、被駆動側磁気歯車２１，２２との間に働く磁石の吸引力及び反発力によって、被駆動側磁気歯車２１，２２は、駆動側磁気歯車１１の回転に従動して動く。すなわち、駆動側磁気歯車１１が反時計方向に回転すると、駆動側磁気歯車１１と内接噛み合いするように配置された下側磁気歯車２２は、図４に示すように反時計方向に回転する一方、駆動側磁気歯車１１と外接噛み合いするように配置された上側磁気歯車２１は、図４に示すように時計周りに回転することになり、上側・下側磁気歯車２１，２２の回転方向は逆になる。

なお、上記動力伝達手段１０では、磁気歯１５，２７の歯数を適宜に設定することで所望の回転比を得る。図４に示す例では、駆動側磁気歯車１１の歯数は４８、上側・下側磁気歯車２１，２２の歯数はそれぞれ１６に設定してある。従って、駆動側磁気歯車１１から上側・下側磁気歯車２１，２２に回転が伝わるときに、駆動側磁気歯車１１に比べて上側・下側磁気歯車２１，２２の角速度が３倍に増える。

上述した上側磁気歯車２１に連結された上側クリーニングローラ３１と、下側磁気歯車２２に連結された下側クリーニングローラ３２は、図３−２に示すように回転方向が逆向きとなる。これによって、被搬送物である基板５０は、上側・下側クリーニングローラ３１，３２間に挟持されつつ、水平方向に搬送されることになる。

また、図５は、基板５０の表面の凹凸に応じて上側クリーニングローラ３１が上下動する状態を模式的に示した図であり、図６は、上側磁気歯車２１が上方に移動した場合の駆動側磁気歯車１１に対する位置を示したものである。図５に示すように、予め設定された上側・下側クリーニングローラ３１，３２の間隔よりも大きい厚みを有する凸部５１によって上側クリーニングローラ３１が上方に押し上げられると、これに伴って、上側クリーニングローラ３１に連結された上側磁気歯車２１も上方に押し上げられることになる。図６の上図に示すように、上側磁気歯車２１が通常位置から上方へ移動すると、駆動側磁気歯車１１との噛み合い面積は通常位置にある場合と比べて小さくなるものの、下図に示すように、駆動側磁気歯車１１との間の空隙（エアギャップ）は一定に保たれる。このため、上側磁気歯車２１が上方へ移動しても、上側クリーニングローラ３１へ伝えられる回転トルクが極端に小さくなることはない。

以上説明したように、本実施の形態の基板洗浄装置３０によれば、駆動側円盤１１及び被駆動側円盤２１，２２に着設された磁石の磁気の吸引力及び反発力を利用して、駆動側円盤１１から被駆動側円盤２１，２２へ動力を伝達させる構成としたことで、駆動側から被駆動側へ非接触で動力を伝達させることが可能となり、従来のように、歯車の機械的噛み合いによる塵埃等が発生するといったことがなく、被搬送物である基板５０を清浄な状態に保持した状態で搬送することができる。

また、本実施の形態の基板洗浄装置３０によれば、駆動側円盤１１と被駆動側円盤２１，２２のそれぞれの端面１６，２８，２９に永久磁石（磁気歯１５，２７）を交互に異極配列し、互いの端面を対向させる態様で両者を配置した構成としたことで、クリーニングローラ３１が基板の凸部５１により押し上げられるのに伴い被駆動側円盤２１が上動しても、駆動側円盤１１との間の空隙は一定に保たれる。このため、駆動側円盤１１から被駆動側円盤２１に伝達されるトルクの大きさが極端に小さくなることはなく、クリーニングローラ間に挟持される被搬送物の凹凸に拘らず所望の回転トルクを維持でき、安定した回転トルクをローラに伝達することとが可能となる。

さらに、本実施の形態の基板洗浄装置３０によれば、ひとつの駆動側円盤１１に対して、被駆動側円盤２１，２２を二対配置した構成としたので、動力伝達手段１０の配置スペースを小さくして基板洗浄装置全体の小型化を図ることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、上側クリーニングローラ３１のみを上下に移動可能に構成したが、上側・下側クリーニングローラの両方を上下に移動可能に構成しても上記実施の形態と同様の効果が得られる。

また、上述の実施の形態では、磁気歯１５，２７がそれぞれ等間隔に端面１６，２８，２９に着設されているが、リング形態円形の磁石に同様の形状となる着磁を施すようにしてもよい。さらに各磁気歯１５，２７の太さは同じとしているが、磁気歯１５の太さと磁気歯２７の太さを変えてもよい。また、磁気歯１５，２７の形状は放射状となっているが、直線状等他の形状としてもよい。

以上のように、本発明に係る搬送装置は、上記実施の形態で示した基板洗浄装置をはじめ、一対のローラ間に挟持される被搬送物の凹凸に応じてローラを上下動させながらローラを回転させて被搬送物を搬送する搬送装置に有効に用いることができる。

図１は、本発明の実施の形態である搬送装置を備えた基板洗浄装置の一部を概略的に示した斜視図である。図２は、基板洗浄装置におけるクリーニングローラ及び粘着テープローラの支持構造を示す図である。図３−１は、図１においてクリーニングローラ及び動力伝達手段を正面から見た図である。図３−２は、図３−１を側方から見た図である。図４は、基板洗浄装置における動力伝達手段の正面図及び動力伝達手段の磁気的な噛み合いを示す概念図である。図５は、被搬送物表面の凹凸に応じてクリーニングローラが上下動する状態を模式的に示した図である。図６は、駆動側磁気歯車に対する被駆動側磁気歯車の位置を示す図である。

符号の説明

１モータ（駆動源）
１０動力伝達手段
１１駆動側磁気歯車（駆動側円盤）
１２磁性盤
１３回転軸
１５磁気歯（永久磁石）
１６（駆動側磁気歯車の）端面
２１上側磁気歯車（被駆動側円盤）
２２下側磁気歯車（被駆動側円盤）
２３，２４磁性盤
２５，２６回転軸
２７磁気歯（永久磁石）
２８（上側磁気歯車の）端面
２９（下側磁気歯車の）端面
３０基板洗浄装置
３１上側クリーニングローラ（ローラ）
３２下側クリーニングローラ（ローラ）
５０基板（被搬送物）

Claims

一対のローラに回転を伝達する動力伝達手段を備え、
前記一対のローラ間に被搬送物を挟持させつつ前記一対のローラを回転させることにより被搬送物を搬送する搬送装置において、
前記動力伝達手段は、
駆動源によって軸心回りに回転駆動される駆動側円盤と、
前記一対のローラにそれぞれ連結され、前記駆動側円盤との間に所定の空隙を保ち、且つそれぞれが前記駆動側円盤と互いに端面を対向させるように配置された一対の被駆動側円盤とを備え、
前記駆動側円盤及び前記一対の被駆動側円盤のそれぞれの端面に永久磁石をＮ極、Ｓ極と交互に放射状に異極配列して磁気歯を構成し、一方の被駆動側円盤の中心を前記駆動側円盤における磁気歯の内側に配置させるとともに、他方の被駆動側円盤の中心を前記駆動側円盤における磁気歯の外側に配置させた状態でそれぞれの磁気歯を対向させ、これら対向する磁気歯の磁力により、前記駆動側円盤から前記一対の被駆動側円盤へ動力を伝達させることを特徴とする搬送装置。
前記被駆動側円盤を、ひとつの駆動側円盤に対して二対配置したことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記一対のローラを側壁板に上下に配置し、下側のローラを、前記側壁板に対して自己の軸心回りに回転可能且つ軸心に直交する方向への移動を規制した状態で配設する一方、上側のローラを、前記側壁板に対して自己の軸心回りに回転可能且つ軸心が上下方向に移動可能となるように配設し、
前記下側のローラに連結した被駆動側円盤の中心を前記駆動側円盤における磁気歯の内側に配置させるとともに、前記上側のローラに連結した被駆動側円盤の中心を前記駆動側円盤における磁気歯の外側に配置させたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。