JP4996157B2 - スクリュー搬送機構およびこれを用いるディスク洗浄装置 - Google Patents
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Description
洗浄工程では、通常、垂直に複数枚のディスクを配列したキャリア(あるいはトレイ)を洗浄液の槽に浸けて超音波等により洗浄する装置が知られている。この場合には、洗浄後のディスクの乾燥は、キャリア(あるいはトレイ)を乾燥室に搬送してそこで行われる。
このようなキャリア洗浄に換えて、シャワー槽、薬液槽、超音波槽、純水槽それぞれにコンベアを設けて、ディスクを各槽においてコンベア搬送して順次各槽間を移動させて洗浄するシステムがある。このようなシステムの1つとして各洗浄槽の内部にスクリューコンベアを設けて、先端からディスクを洗浄槽内に搬入して後端にディスクを送りながら洗浄するディスク搬送洗浄システムが公知である(特許文献1)。
また、スクリューコンベアのスクリュー軸の径は、通常、30φ〜35φ程度であるが、その送りピッチは、通常、7mm程度か、それ以下となるので、ディスク間の間隔が狭くなり、洗浄効率がよくない問題がある。この場合、スクリューコンベアのディスク送りピッチを大きく採ると、ディスクが傾いて送れなくなったり、ディスクの外周に疵、欠けが発生し易くなる。8mm以上のピッチを確保するにはスクリュー軸の径を大きくしてゆっくりと送らば可能であるが、装置が大型化する問題が生じる上に、ローダ側とアンローダ側のハンドリングアームの挿入が難しくなる。そこで、スクリュー軸の径には自ずと限界がある。
特許文献1に示されるように、ディスクを搬送するスクリュー軸は、通常、4本程度設けられているので、スクリュー軸間の間隙を通してハンドリングアームを挿入することになる。そのため、特許文献1では、スクリューコンベアのスクリュー軸間に支持爪を挿入してディスクの下側外周を溝で支持してハンドリングしている。
このような溝に係合させてのディスクのピックアップは、ディスクに対して高い位置精度が要求される上に、ローダ側とアンローダ側にそれぞれに支持爪を持つ昇降アーム機構が必要になる。しかも、溝でディスクを支持してピックアップする構造にすると、ディスク保持を確実にするためにディスクの外周の支持幅を大きく採りかつ溝を深くしなければならないが、そのようにすると外周ぎりぎりまでデータ記録トラックが形成される現在のディスクでは、支持痕による不良ディスクが発生し易く、ディスクの歩留まりが悪くなる。一方、溝を浅くすると、ディスクの保持が不安定になる。
この発明の第1の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、装置内でスクリューコンベアによりディスクを搬送して装置外へディスクを搬出する場合に、搬出が容易で、ローダ側とアンローダ側とで同じ形状のディスクハンドリングアームにすることができるスクリュー搬送機構およびこれを用いるディスク洗浄装置を提供することにある。
この発明の第2の目的は、ディスクハンドリングアームをローダ側とアンローダ側とに共用することができるスクリュー搬送機構およびこれを用いるディスク洗浄装置を提供することにある。
この発明の第3の目的は、ディスクの送りピッチを大きく採ることができ、洗浄装置においては洗浄効率を向上させることができるスクリュー搬送機構およびこれを用いるディスク洗浄装置を提供することにある。
また、第3の目的を達成するためのこの発明のスクリュー搬送機構の特徴は、さらにスクリュー溝がディスクに対応する径の円板の回転カッターをディスクの搬送方向に対応させて相対的に移動させスクリュー軸に直角に当てて切削形成されたものである。
これによりローダ側とアンローダ側とで同じ形状のディスクハンドリングアームにすることができ、ディスクの搬出が搬入と同様に容易にできるようになる。
その結果、搬出が容易で、ディスクをハンドリングするアームがローダ側とアンローダ側とに使用するも可能なスクリュー搬送機構を実現できる。
また、スクリュー溝をディスクに対応する径の円板の回転カッターによりディスクの搬送方向に対応させて相対的に移動させてスクリュー軸に直角に当てて切削形成すれば、進行方向に平行となるようなV溝が連続するスクリュー軸が形成できる。これにより、送られるディスクのチャンファに対して面で接触してディスクがスクリュー軸により送られるので、スクリュー軸の回転ずれによるディスクに傾きを減少させることができる。
その結果、送りピッチを10mmか、それ以上にすることができ、ディスクの間隔が大きく採れるので洗浄装置においては洗浄効率を向上させることができる。
図1,図2において、10は、超音波洗浄装置であって、1,1aは、その洗浄部あるいは薬液槽内に設けられるスクリュー搬送機構である。
超音波洗浄装置10は、その薬液洗浄槽11の上部縁の周囲にフランジ状に突出して溝を形成するオーバフロー槽12が設けられていて、図2の断面概要図に示すように、薬液洗浄槽11の底面下側には超音波発生装置13が設けられている。
薬液洗浄槽11の内部には、2個のスクリュー搬送機構1,1aが並列に設けられている。9は、スクリュー搬送機構1,1aで搬送され、超音波洗浄されるディスクである。広いピッチ間隔で搬送しながらのディスク洗浄は、洗浄効率を向上させることができる。
すなわち、図2において、図面右側のスクリュー搬送機構1の送りスクリュー2bは、送られるディスク9の中心より図面右側に偏って設けられ、これに対して図面左側のスクリュー搬送機構1aの送りスクリュー2bは、ディスク9の中心より左側に偏って設けられ、右側のスクリュー搬送機構1の送りスクリュー2bとは対称の位置にある。
これにより、送りスクリュー2aと送りスクリュー2bあるいは送りスクリュー2bと送りスクリュー2cの間を広く採り、ハンドリングアーム6,6aが挿入される間隔を確保している。
ピッチ拡大溝部分8aは、本来のスクリューの2倍以上長いピッチとされる。例えば、スクリュー軸の径を32φとして、正規の送りピッチを10mmとすると、ピッチ拡大溝部分8aのピッチは、1ピッチ30mm程度である。このピッチ幅は、ディスク9を搬出するハンドリングアーム6,6a(図6参照)がスクリュー搬送機構に挿入可能な幅か、それ以上の幅に当たる。
これによりローダ側7とアンローダ側8とは図1の図面上から下に向かうディスク送り方向に対して後方からハンドリングアーム6,6aを挿入してディスク9をスクリュー搬送機構1,1aに搬入し、そこから搬出することができる。
その結果、ハンドリングアーム6,6aの形状は、同じ構造のものとなり、1つのハンドリングアーム6,6aをローダ側7とアンローダ側8とに共用することができる。
ローダ側7とアンローダ側8においてディスク9をスクリュー搬送機構1,1aに搬入し、搬出するハンドリングアーム6,6aは、ディスク吊下げの引っかけ型である。その構造については図5に示すが、後述する。また、3本の送りスクリュー2a,2b,2cの構造については、後述する図7で説明する。
支持ベース3a側がロード側となり、支持ベース3bがアンロード側となる。
支持ベース3a,3bのうち支持ベース3b側について図3に示す。支持ベース3bと支持ベース3aとは同じ形状をしていて、両端上部に取付用のブラケット(耳)が左右に水平に突出した矩形の板材である。支持ベース3bには、図1に示すように、さらにモータ16を固定するブラケット17が結合されているが、図3ではこれを省略してある。
図3に示すように、アンロード側の支持ベース3bには、支持ベース3aと異なり、送りスクリュー2a,2b,2cの外側にギア伝達機構5が設けられている。図1に示すモータ16に結合されたギア18aがギア18bを介してギア伝達機構5のギアに噛合する。なお、図1では、回転伝達用の中ギア5d,5e(図3参照)は省略してある。
図1に示すように、支持ベース3b側では、スクリュー搬送機構1,1bの送りスクリュー2a,2b,2cの頭部が軸受4を貫通していて、スクリュー搬送機構1では貫通した各頭部に小ギア5f,5g,5hがそれぞれ固定されている。スクリュー搬送機構1aでは貫通した各頭部に小ギア5i,5j,5kがそれぞれに固定されている。
図3に示すように、小ギア5f,5g,5hには大ギア5aがこれの外周の3点でそれぞれ噛合し、小ギア5i,5j,5kには大ギア5bがこれの外周の3点でそれぞれ噛合している。
中ギア5cは、小ギア5hと小ギア5iとに噛合し、中ギア5eは、図1に示すモータ16の軸に固定されたギア18aに噛み合うギア18bに噛合し、中ギア5dは、中ギア5eと大ギア5aとの間でこれらに噛み合い、それぞれに回転を伝達する。
また、スクリュー搬送機構1の送りスクリュー2cの回転は、小ギア5h,中ギア5cを介してスクリュー搬送機構1aの小ギア5iに伝達されて、これを介して大ギア5bが回転することで小ギア5j,5kに回転が伝達される。その結果、スクリュー搬送機構1aの送りスクリュー2a,2b,2cが同時に回転する。
図4は、モータ16の回転によりスクリュー搬送機構1,1bで送られるディスク9を示している。ディスク9は、図4に示すように、3本の送りスクリュー2a,2b,2cが同時に回転駆動されることでディスク9が3点で支持されてスクリュー軸2の螺旋V溝に沿って送り出される。
ハンドリングアーム6,6aには、図5(a)の正面図,図5(b)の側面図に示すように、垂直方向に伸びたアーム66の先端にディスク吊下フック60が設けられている。ディスク吊下フック60は、L字形(鈎形)の吊下フック61と蒲鉾型の爪64とからなる。吊下フック61は、アーム66の先端側に固定され、下側の鈎部分にV溝ローラ62,63が設けられ、これらが2点でディスク9の外周に係合する。
蒲鉾型の爪64は、吊下フック61の上側においてアーム66に固定されている。蒲鉾型の爪64の上部は、湾曲していてその外周に沿って凹部65が設けられ、この凹部65の1点でディスク9の内周に係合する。
そこで、ディスク9は、この凹部65とV溝ローラ62,63のV溝の3点において内周と外周とに係合してディスク吊下フック60により吊下げられる。
図6において、ハンドリングアーム6がスクリュー搬送機構1側のものであり、ハンドリングアーム6aがスクリュー搬送機構1a側のものである。
ハンドリングアーム6,6aは、前後に移動可能なハンドリングロボット(図示せず)に昇降機構14を介してそれぞれ接続ロッド15に吊下げ固定されていてる。ハンドリングアーム6,6aは、昇降機構14の駆動に応じて図6の二点鎖線のディスク9として示すようにディスクを引っかけて吊下げ、吊上げる構造をしている。
スクリュー搬送機構1,1aのディスク送り方向を横断する方向のディスク吊下フック60の幅は、図6に示すように、スクリュー搬送機構1では、送りスクリュー2aと送りスクリュー2bとの間の間隔より狭く、ハンドリングアーム6が送りスクリュー2aと送りスクリュー2bとの間に挿入されるものである。
スクリュー搬送機構1bでは、ディスク吊下フック60の幅は、送りスクリュー2bと送りスクリュー2cとの間の間隔より狭く、ハンドリングアーム6aが送りスクリュー2bと送りスクリュー2cとの間に挿入されるものである。
ハンドリングアーム6,6aの奥行き(厚さ)Dは、ローダ側7の数ピッチの幅、そしてアンローダ側8のピッチ拡大溝部分8aのピッチ幅より小さい。これにより、ハンドリングアーム6,6aは、昇降機構14の駆動でローダ側7とアンローダ側8に図6に示す状態で挿入される。
ハンドリングアーム6,6aの接続ロッド15における取付け間隔は、スクリュー搬送機構1,1aの中心間の間隔に対応し、ローダ側7では端部から2ピッチ分(数ピッチ分で可)の送り空間部の上部に配置され、アンローダ側8では、スクリュー軸2(図6参照)に設けられたピッチ拡大溝部分8aにより形成される送り空間部の上部に配置される。
なお、ハンドリングアーム6aのディスク吊下フック60は、図6に示すようにハンドリングアーム6のディスク吊下フック60とは対称形状になっている。
一方、アンローダ側8においては、点線で示すV溝ローラ62,63の位置までアーム66が降下して少し前に出てスクリュー搬送機構1,1aのディスク9の下側に移動する。このディスク9は、図1における送りスクリュー2a,2b,2cの回転によりピッチ拡大溝部分8aで通常の倍以上早送りされてこれより先に送られた1枚のディスクが対象である。このディスク9をピックアップする位置にディスク吊下フック60が位置付けられる。そこで、この状態でアーム66を上昇させてディスク吊下フック60をディスク9に係合させる。これが実線で示すディスク9とV溝ローラ62,63の位置である。続いてアーム66が上昇して二点鎖線で示すディスク9の位置までディスク9を吊上げて、ハンドリングアーム6,6aがディスクを搬出する動作に入る。
このようにして、ローダ側7においては、二点鎖線で示すディスク9から実線の位置へとディスク9が移動してディスク9がスクリュー搬送機構1,1aに同時に搬入されて、アンローダ側8においては、実線の位置のディスク9が二点鎖線で示すディスク位置へと移動してディスク9がスクリュー搬送機構1,1aから同時に搬出される。
図7において、スクリュー軸2は、送りスクリュー2a,2b,2cに使用されているスクリュー軸である。通常のスクリュー軸は、ねじが軸に切られて雌ねじが螺合するような形態で加工されて製造される。
しかし、ここでのディスクの送りスクリューとされるスクリュー軸2は、ピッチが通常の送りスクリューよりも10mmと大きい。10mmより小さいと、ディスク9とディスク9との間隔が狭くなり、洗浄効率が落ちるからである。
10mmか、それ以上にピッチを幅を採ると、雌ねじが螺合するような溝切りでは、送りスクリュー2a,2b,2cの少しの回転ずれで、ディスク9の外周とV溝との係合位置関係が送りスクリュー間で大きくずれて、搬送方向においてディスク9が少し斜めになる。そのため、送りスクリュー2a,2b,2cの回転力を大きくしなければならず、チャンファ部に欠けや疵が発生し易く、ときには、ディスクと送りスクリューと噛み合ってディスク搬送ができなくなる。
しかも、今回のようにピッチが変化するピッチ拡大溝部分8aを設けるとなるとなおさら送りができなくなる。
図7に示す20は、円板の回転カッターであって、二点鎖線で示すディスク9より1mm〜3mm程度大きな径のものである。この回転カッターがスクリュー軸2に直角に当てられた状態で旋盤においてスクリュー溝が切削される。
回転カッター20の送り速度は、スクリュー軸2のカッティング時の回転速度に合わせて、そのときのディスク9の送り速度に対応するような速度で相対的に前進移動させるここで行われる。そこで、スクリュー軸2の方をディスク送り方向とは逆方向に回転カッター20を移動させながらスクリュー軸2を回転カッター20でカッティングしていく。
回転カッター20の刃の先端角度は100゜であり、ディスク9の表裏のチャンファがなす角度が90゜であるので、切削角(刃先の角度)は、チャンファのなす角より10゜程度大きい。また、ディスクの径を95φとすると、回転カッター20の円板の径は96φであり、1mm程度大きいだけで、実質的に同径である。そこで、スクリュー軸の径を32φとした場合に山の角度が100゜となり、谷径は、25φ程度になる。
なお、回転カッター20の刃先の角度は、チャンファがなす角度に対して5゜〜15゜程度大きい範囲の中から選択される角度が好ましい。
従来のねじ溝であると、進行方向に向かって傾いたV溝となるが、このように先端V字の回転カッター20でカッティングすると進行方向に平行となるようなV溝が連続するスクリュー軸2が出来上がる。これにより送られるディスク9は、そのチャンファが面で接触してディスクが送られるので少しの回転ずれが起きてもそこでの移動量が小さくなり、ディスクはほとんど傾きが発生しないで済む。
その結果、アンローダ側8に対応して2倍以上のピッチ拡大溝部分8aを設けてもまた正規のピッチを10mm以上にしても、スムーズにディスク9をローダ側7の始端部からアンローダ側8の終端部まで送ることができる。
実施例のディスク吊下フックは、V字溝のローラを使用しているが、この発明は、このようなローラに限定されるものではなく、ディスクを引っかけることができる部材であればどのような部材であってもよい。
また、実施例では、ピッチ拡大溝部分をディスクアンローダ側に設けているが、さらにディスクローダ側に設けてもよいことはもちろんである。
さらに、実施例では超音波洗浄装置の例を挙げているが、この発明は、その他の洗浄装置においてディスクを送るスクリュー搬送機構にも適用できることはもちろんである。
さらに、この発明は、洗浄装置に限定されることなく、ディスク状のワークを送るスクリュー搬送機構一般にも適用できるものである。この場合のスクリューのピッチは、送るワークの状態に応じて種々の間隔を採用することができる。
2a,2b,2c…送りスクリュー、3a,3b…支持ベース、
3c,3d,3e…ブリッジ部材。
4…軸受、5…ギア伝達機構、5a,5b…大ギア、
5c,5d,5e…中ギア、
5f,5g,5h,5i,5j,5k…小ギア、
6,6a…ハンドリングアーム、
7…ローダ側、8…アンローダ側、
8a…ピッチ拡大溝部分、8b…空間部、
9…ディスク、10…超音波洗浄装置、11…薬液洗浄槽、
12…超音波発生装置、13…オーバフロー槽、
14…昇降機構、15…接続ロッド、16…モータ、
20…回転カッター、60…ディスク吊下フック、61…吊下フック、
62,63…V溝ローラ、64…蒲鉾型の爪、
65…凹部、66…アーム。
Claims (9)
- 正規のピッチでスクリュー溝が形成された複数のスクリュー軸を有し、前記スクリュー溝にディスクを係合させて支持し、前記複数のスクリュー軸を同時に回転することにより前記ディスクを所定の方向に送るスクリュー搬送機構において、
ディスクの送り先側に設けられたディスクのアンローダ位置に対応して前記正規のピッチより大きいピッチのピッチ拡大溝部分が各前記スクリュー軸にそれぞれ対応して形成され、前記ピッチ拡大溝部分のディスク送り方向の長さが前記ディスクを搬出するためのハンドリングアームが挿入可能な長さであり、前記複数のスクリュー軸の少なくとも1つは、他の前記スクリュー軸に対して前記ハンドリングアームが挿入可能な間隔をもって配置されているスクリュー搬送機構。 - 前記スクリュー溝は、前記ディスクに対応する径の円板の回転カッターを前記ディスクの搬送方向に対応させて相対的に移動させ前記スクリュー軸に直角に当てて切削形成された請求項1記載のスクリュー搬送機構。
- 前記回転カッターの刃先の角度は、前記ディスクのチャンファの角度より5〜15゜大きい請求項2記載のスクリュー搬送機構。
- 正規のピッチでスクリュー溝が形成された複数のスクリュー軸を有し、前記スクリュー溝にディスクを係合させて前記複数のスクリュー軸で支持し、前記複数のスクリュー軸を同時に回転することにより前記ディスクを所定の方向に送るスクリュー搬送機構を有するディスク洗浄装置において、
ディスクの送り先側に設けられたディスクのアンローダ位置に対応して各前記スクリュー軸にそれぞれ対応して形成された前記正規のピッチより大きいピッチのピッチ拡大溝部分と、
前記ディスクを搬出するためのハンドリングアームとを備え、
前記ピッチ拡大溝部分のディスク送り方向の長さと前記複数のスクリュー軸のうちの少なくとも1つの軸と他の前記スクリュー軸と間隔は、前記ハンドリングアームが挿入可能な空間を確保するものであり、この空間にハンドリングアームが挿入されて前記ディスクがスクリュー搬送機構からアンロードされるディスク洗浄装置。 - 前記ハンドリングアームは、前記ディスクの搬出と前記ディスクの搬入とに共用される請求項4記載のディスク洗浄装置。
- 前記ディスクは、磁気ディスクあるいはそのサブストレートであり、前記ハンドリングアームは、先端に前記ディスクの内径に係合する鈎爪と前記ディスクの外周に係合するV溝の部材とを有し、前記鈎爪と前記V溝の部材とにより前記ディスクを吊下げて搬出する請求項5記載のディスク洗浄装置。
- 前記スクリュー溝は、前記ディスクに対応する径の円板の回転カッターを前記ディスクの搬送方向に対応させて相対的に移動させ前記スクリュー軸に直角に当てて切削形成された請求項6記載のディスク洗浄装置。
- 前記回転カッターの刃先の角度は、前記ディスクのチャンファの角度より5〜15゜大きく、前記ディスクの超音波洗浄を行う請求項7記載のディスク洗浄装置。
- 前記請求項1〜請求項3のいずれかにおける前記スクリュー搬送機構あるいは前記請求項4〜請求項8のいずれかにおける前記ディスク洗浄装置に使用するために前記正規のピッチより大きいピッチのピッチ拡大溝部分が一部に形成されているスクリュー軸。
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