JP6011658B2 - インナーパレット - Google Patents

Description

本発明は、剛性を有する矩形状（四角形状）の薄板基板を、同じく矩形状でより大きな外形の基板保持用枠体の内側に、該薄板基板を下方に湾曲させた状態で１枚ずつ載せ、その載せた状態の基板保持用枠体を多段に積み重ねして保管あるいは搬送する際に、最下段の枠体のさらに下段に挿入して、基板保持用枠体の多段積み重ね体内への塵埃等の混入を防止するとともに、安定した直立状態を維持する目的のパレットに関する。

表示装置用で代表される基板は、薄層であって大サイズであることから、平面状態で保管することは困難であり、通常は中央部を下方にやや湾曲させた状態で保管される。また、表面に機能層を有することから、基板の相互面間を接触させてはならない問題がある。
さらに、輸送コストの節減や省スペース化の要求から高密度に集積して保管することが必要であり、搬送時または保管時における破損や割れから基板を保護し、塵埃の混入や汚染を防止することも要求される。

なお、薄板基板の例としては薄板ガラス基板があり、特には、プラズマや液晶表示用のカラーフィルター、それらの中間製品、その他の各種基板等を挙げることができる。
本発明は、このように薄板基板を湾曲させて載置する基板保持用枠体を、多段に積み重ねてなる基板保持用枠体の積み重ね体を、荷崩れやガタツキの生じないように、安全に保管あるいは搬送するためのパレットに関するものである。

液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル、それら表示装置に使用されるカラーフィルター等の薄板ガラス基板は、表面に機能層を備えた板状物である。その板状物の搬送および保管に際し、表面の機能層を損傷したり、汚したりすることなく搬送および保管することが重要である。このような板状物を搬送する際は、板状物表面の機能層を保護するため、表面同士や、表面と裏面間が接触しないように所定間隔で並列収納する必要がある。

また、これら薄板ガラス基板であるカラーフィルターやその中間製品等は、表示装置自体が大型化していることや、小型の表示装置であってもコストダウンのため、多面付けによる製造方法が取り入れられ、大サイズの薄板ガラス基板が使用されている。

カラーフィルター基板には、一定の剛性を有するガラス材料が使用されており、大サイズ化された薄板ガラス基板は、１メートル角程度サイズ以上のものでも、ガラス基板の厚さは０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度に過ぎない。このように薄く大サイズ化されたガラス基板を、従来使用されているような平面に載置した状態で搬送すると、搬送中の振動や衝撃により跳ね上がりの発生がより大きくなり表面の機能層は元より基板そのものを損傷する可能性がある。しかし、薄く大サイズ化されたガラス基板を湾曲させた状態で載置すると、ガラス基板自体が水平方向に戻ろうとする力に対して反発力が働くため、平面の場合よりは却って跳ね上がりが発生しにくくなる。よって、特に振動の多い搬送時においてこの搬送方法は有効である。

ちなみに、第８世代といわれるガラス基板は、２２００ｍｍ×２５００ｍｍのサイズ、第９世代は、２４００ｍｍ×２８００ｍｍのサイズとなっている。

薄板基板を、枠を使用し、湾曲状態で多段に積み重ねて搬送するものに特許文献１がある。この文献の図１に記載される載置台８は、湾曲形状にされているが、ガラス基板と接触しない構造や嵌合構造が記載されているようには見えない。
特許文献２の図９に記載されるパレットも湾曲形状面を有するが、同様にガラス基板と接触しない構造や嵌合構造が考慮されていない。

特開２００６−１６８７４９号公報 特開２００９−２３４６０２号公報

このような中、近年、特に、液晶ディスプレイパネルにおいては、より大型のカラーフィルター形成基板の製造が要求されており、カラーフィルター基板やその中間工程基板の搬送、保管に対して、損傷したり汚したりすることなく、搬送効率向上と保管場所の省スペース化によるコスト低減が求められている。

このようなガラス基板を嵩高にならないように、高い密度で集積して搬送・保管することは、搬送効率向上や保管スペースの節減のみだけではなく、取り扱い装置や搬送装置の大型嵩化を防ぎ、ひいては、資源の節減や製造コストの低減に寄与することになる。

前述のように、薄板基板を撓み状態で枠体内に収めて集積することは、このような搬送・保管の目的に有効であるが、最下面が湾曲状になっているので、通常のように平面なパレットを使用することはできない。

そこで本発明は、およそ総重量１．５トン以上となる高い密度で集積されたガラス基板の積み重ね体を、損傷したり汚したりすることなく、安全に搬送および保管すること、および湾曲面を有する薄板基板を通常のように扱い易くするインナーパレットの提供を目的とする。

本発明のインナーパレットは、以下の各態様に記載の手段により上記の課題を解決するものである。

本発明の第１の態様は、左右の辺が平坦であって前後の辺が下方に湾曲している平面視矩形状の金属枠部と、該金属枠部の内周部分に下方向に傾斜して設けた嵌合部を、有する基板保持用枠体に、矩形状の薄板基板を、左右の辺が平坦であって前後の辺が下方に湾曲させた状態で収納した、該基板保持用枠体の多段積み重ね体を、その下面で支持する用途に供するインナーパレットであって、前記インナーパレットは、前記薄板基板の湾曲形状に沿うように形成されてなる湾曲形状保持部を有し、前記湾曲形状保持部の上面には、左右の辺が平坦であって前後の辺が下方に湾曲している平面視矩形状の嵌合用金属枠部と、該嵌合用金属枠部の内周部分に下方向に傾斜して設けたパレット側嵌合部を、有する嵌合用枠体が、固着されており、前記嵌合用枠体は、該嵌合用枠体の内周部分に設けてある前記パレット側嵌合部と、さらにその先に延出してなるダミー基板支持部を有し、該ダミー基板支持部に前記嵌合用枠体の内周内側を覆う１枚の板状物からなるダミー基板が固定されており、前記基板保持用枠体の嵌合部と前記嵌合用枠体のパレット側嵌合部との嵌め合わせにより、前記金属枠部と前記嵌合用金属枠部間の位置合わせがされることを特徴とするインナーパレットである。

本発明の第２の態様は、前記第１の態様において、前記湾曲形状保持部の上面の前後の辺の湾曲形状の曲率半径は、前記基板保持用枠体の曲率半径より４％から１３％の範囲内で小さいことを特徴とするインナーパレットである。

本発明の第３の態様は、前記第１または第２の態様において、フォークリフトのフォークの抜差用開口部が側面に設けられている移動搬送装置対応部を、前記湾曲形状保持部の下に固着した構造を有していることを特徴とするインナーパレットである。
また、本発明の第４の態様は、前記第３の態様において、前記抜差用開口部が、前記移動搬送装置対応部の前後左右の側面に設けられていることを特徴とするインナーパレットである。

本発明の第１の態様によれば、インナーパレットが有する湾曲形状保持部は、上面が基板保持用枠体の湾曲形状に沿うように形成されていることにより、湾曲している基板保持用枠体を安定に載置することができ、該湾曲形状保持部の上面に固着された嵌合用枠体のパレット側嵌合部と、積層された基板保持用枠体の最下段の嵌合部は、それぞれの金属枠部の内周部分に下方向に傾斜して設けた形状となっているので、多少位置ずれして重ねられそうな場合でも自己調整（セルフアライメント）機能が働き正しく載置されると共に、高精度の位置決めが要求されないため、基板保持用枠体の載置時間の効率化が図れる。また、嵌合部分に緩衝材等の部材の必要がなく金属のみで嵌合するため、塵埃や異物の発生を抑えられるという効果がある。

本発明の第２の態様によれば、嵌合用枠体の内周部分に設けてあるパレット側嵌合部の先に延出して形成されたダミー基板支持部に、嵌合用枠体の内周内側を覆う１枚の板状物からなるダミー基板を固着したことにより、積層された基板保持用枠体の最下段のガラス基板が略密封状態になり、ガラス基板の保護および塵埃等の混入防止が図れるという効果がある。

本発明の第３の態様によれば、ガラス基板を収納し多段に積層された基板保持用枠体は、自重により湾曲部中央が下方に向けてさらに撓むため、湾曲形状保持部の上面の曲率半径を、基板保持用枠体の曲率半径より小さくすることで、基板保持用枠体が多段に積層された状態において、よりいっそう隙間の無い、密着性の高い嵌合状態が形成でき、搬送時におけるガタツキや荷崩れをさらに低減できるという効果がある。

本発明の第４の態様によれば、湾曲形状保持部の下に、フォークリフトのフォークの抜差用開口部が側面に設けられている移動搬送装置対応部を固着した構造を有しているため、ガラス基板が収納され高い密度で積層された基板保持用枠体の総重量が１．５トン以上となっても、フォークリフト等の移動搬送装置により容易に搬送することができる。
また、本発明の第５の態様によれば、抜差用開口部が、前記移動搬送装置対応部の前後左右の側面に設けられていることで、前後左右からフォークリフトのフォークが抜差可能となり、前後左右どちらからでもパレットを取り出すことができるため、搬送移動の効率化や保管場所の自由度が高くなるという効果がある。

インナーパレットの斜視図である。 インナーパレットの湾曲形状保持部を示す図である。 湾曲形状保持部に嵌合用枠体およびダミー基板を固着する斜視図である。 湾曲形状保持部に固着された嵌合用枠体に基板保持用枠体が載置された断面図である。 基板保持用枠体の平面図である。 基板保持用枠体の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明するが、理解を容易にするために、本発明のインナーパレットについて詳細に説明する前に、インナーパレットと共に使用される薄板基板収納用の基板保持用枠体の説明からすることとする。

図５は、基板保持用枠体の平面図である。
基板保持用枠体１０は、平面視は矩形状の枠体であるが、斜視図（図６参照)では、前後の辺が下方（重力方向）に湾曲した枠体となっている。四辺に、フレーム状の金属枠部１１（１１ａ，１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからなる）を有している。図５において、薄板基板１は、金属枠部の四辺１１ａ，１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから延出して設けた基板支持部１３にその四周縁部がのるように載置されている。

基板保持用枠体１０は、図４にも図示されるので、図４を参照してさらに説明する。
金属枠部１１の内周部分の上面側には、下方向に傾斜して一定幅で延出して設けられている第２嵌合部１３と、同じく金属枠部１１の内周部分の下面側には、下方向に傾斜して短く延出する突起片として設けられている第１嵌合部１２がある。この第２嵌合部１３の上面と第１嵌合部１２の下面の嵌め合わせにより、上下の基板保持用枠体１０相互間の位置合わせがなされ、多段に積み重ねを可能にしている。

金属枠部１１は、多段に積み重ねる基板保持用枠体１０自体と薄板基板の全重量を支えられる構造部材を採用している。また、第１嵌合部１２及び第２嵌合部１３は、基板保持用枠体１０を多段積みした場合に金属枠部１１自体の荷重を受けない内周部分に形成するのが誤って枠体を重ねた際の変形を防止できる観点から好ましい。

金属枠部１１には、軽量化の目的からアルミやアルミ合金等の材料を使用する。図４のように、断面が矩形状または正方形状であって、中空構造を好適に採用できる。

ここで、枠体の前後辺と左右辺は、本来、対向する２辺のいずれを前後または左右としても良いが、本明細書では、区別し易いように矩形状の基板の長辺側の２辺がのる辺を左右辺としている。

第６世代のガラス基板の場合、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍのサイズとなる（１５００ｍｍ×１８００ｍｍの第６世代もある）。そのガラス基板を、長辺の端部１０〜２０ｍｍの範囲で下側から支持すると、中央部で約３５０ｍｍ程度下がる（撓む）ことになる。前後の辺１１ｃ、１１ｄをこの自然の撓み量に合わせると過大になり過ぎるので、基板保持用枠体１０の撓みを１００ｍｍ程度、曲率半径で約３.1ｍとなるようにした。

なお、前記第６世代の場合、1枚のガラス基板がおよそ５ｋｇあり、一枚の基板保持用枠体１０が５．５ｋｇになるので、仮に１５０段積層した場合、基板保持用枠体１０自体とガラス基板の総重量１．５トン以上となる。

次に、本発明の主題であるインナーパレットについて図１を参照して説明する。
上記のことから図１に示すように、湾曲した基板保持用枠体１０を多段に積層し、安定に搬送および保管するには、ガラス基板を湾曲させた状態で安定に載置出来る上面が湾曲した湾曲形状保持部３０が必要となる。また、積層された基板保持用枠体１０と収納されたガラス基板の総重量は１．５トン以上となるため、頑丈な構造が求められる。さらに、フォークリフト等の移動搬送装置に対応できる移動搬送装置対応部４０が必要となる。そのため、これらを上下に固着した２層構造からなるインナーパレット１００が採用されている。

図２は、インナーパレットの湾曲形状保持部を示す図であって、図２（Ａ）は、湾曲形状保持部３０の平面図である。
湾曲形状保持部３０は、４辺を厚さ２ｍｍから２．５ｍｍの金属枠からなるフレーム枠部３１（３１ａ，３１ｂ、３１ｃ、３１ｄからなる）を有している。
図２（Ｂ）は湾曲形状保持部３０の右側面図である。左側面も同様になる。フレーム枠部３１の右辺３１ｂは上面および下面が平坦な金属枠からなり、その内部には平坦部補強柱３３をフレーム枠部３１ｂの両端と中間２箇所に等間隔に配置し補強してある。左辺３１ａも同様である。

図２（Ｃ）は、湾曲形状保持部３０の正面図である。フレーム枠部３１の前辺３１ｃは、上面を下方に撓ませ、下面は平坦にした金属枠からなり、その内部には湾曲部補強柱３４を、湾曲形状の高さに合わせて、フレーム枠部３１ｃの両端と中間４箇所に等間隔に配置し補強してある。後辺３１ｄも同様である。このようにフレーム枠部３１（３１ａ，３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）は、それぞれを補強柱により補強され、４辺のフレーム枠部３１は、溶接により固着されている。

移動搬送装置対応部４０は図１に示すように、総重量１．５トン以上となる重量を移動搬送装置により支えるため、板厚２５ｍｍ程度の金属板を使用し、溶接により組み上げられており、構造堅固にして強度も大きくされている。

また、移動搬送装置対応部４０の前後左右の側面に２箇所ずつあるフォークリフトのフォークの抜差用開口部４１が設けられている。これらは、金属板を刳り貫き形成されている。前後左右どちらからでもパレットを取り出すことができるため、搬送時の効率化や保管場所の自由度も高い。

図３は、湾曲形状保持部に嵌合用枠体およびダミー基板を固着する斜視図である。
嵌合用枠体２０は図３に示すように、基板保持用枠体１０と同様で、四辺に、フレーム状の嵌合用金属枠部２１を有している。嵌合用金属枠部２１の内周部分には、下方向に傾斜して一定幅で延出して設けられたパレット側嵌合部２２がある。

図３の後の状態では、嵌合用枠体２０は、湾曲形状保持部３０の上面に固着される。（図３は、固着前の分解図である。）固着手段は、溶接、ねじ止め、の何れかにより行われる。さらに、固着された嵌合用枠体２０のパレット側嵌合部２２からさらに延出して設けられたダミー基板支持部２３に、嵌合用枠体２０の内周内側を覆う1枚の板状物からなるダミー基板５０が固着されている。積層される基板保持用枠体１０の最下段のガラス基板の保護および塵埃等の混入防止を図るためであり、隙間が生じないようにされる。この固着手段は、ねじ止め、鋲着の何れかにより行われる。なお、塵埃等の混入防止の効果は十分ではないが、ダミー基板５０を使用しない場合でもインナーパレットとしての機能が果たせるのは明らかである。

図４は、湾曲形状保持部３０に固着された嵌合用枠体２０と、その嵌合用枠体２０に基板保持用枠体１０が載置された状態の断面図である。
基板保持用枠体１０の第２嵌合部１３は、金属枠部１１の内周部分の上面側から下方向に傾斜して一定幅で延出して設けられ、第１嵌合部１２は金属枠部１１の内周部分の下面側から下方向に傾斜して短く延出する突起片として設けられている。

湾曲形状保持部３０の上面に固着された嵌合用枠体２０のパレット側嵌合部２２の上面と、多段に積層された基板保持用枠体１０の最下段の第１嵌合部１２の下面とが、嵌め込みできる傾斜面となっている。このようにパレット側嵌合部２２も基板保持用枠体１０の嵌合部と同様に傾斜屈曲して形成されている。

嵌合部分を、金属枠部１１自体や薄板基板１の荷重を直接受けない金属枠部１１の内周部分と嵌合用金属枠部２１の内周部分に形成することで、誤って基板保持用枠体１０をずらして重ねそうになった場合でも、傾斜屈曲による嵌合により自己調整（セルフアライメント）機能が働くため、位置決めが容易であり、すばやく安定的に載置することができる。また、嵌合部分は、金属のみで緩衝材等を使用していないため、塵埃や異物の発生を抑えられる。

パレット側嵌合部２２は、四辺の全て少なくとも三辺に設けるのが好ましい。基板保持用枠体１０との前後左右を位置合わせするためである。また、嵌合部により外部からの塵埃等の混入も少なくできる。

図３等では明示されないが、湾曲形状保持部３０の上面の前後の辺の湾曲形状の曲率半径は、基板保持用枠体１０の薄板基板１の曲率半径より４％から１３％の範囲で小さく形成するのが好ましい。その理由は、基板保持用枠体１０の前後の辺の湾曲形状の撓みは１００ｍｍ程度、曲率半径約３.1ｍで形成されている。その基板保持用枠体１０にガラス基板を収納し１５０段積層した状態では総重量１．５トン以上となり、その自重により積層された状態での基板保持用枠体１０は、前後の辺の湾曲形状の撓みが、約１１０ミリ前後となり、曲率半径で約２．９ｍとなる。よって約９％曲率半径が小さくなるため、湾曲形状保持部３０の上面の前後の辺の湾曲形状の曲率半径を、基板保持用枠体１０の薄板基板１の曲率半径より小さくする必要がある。

このようにすることにより、湾曲形状保持部３０と基板保持用枠体１０は、基板保持用枠体１０が多段に積層された状態で、よりいっそう隙間の無い、密着性の高い嵌合状態が作れ、搬送時のガタツキや荷崩れを低減させることができる。

（材質に関する実施形態）
インナーパレット１００に使用する材料には、軽量で腐食を生じない金属材料を使用できる。具体的には、純アルミニウム、ジュラルミン（アルミ、銅（３．５〜５．５％）、マグネシウム）系、アルミニウム−マンガン系等のアルミニウム合金等を使用できる。
ダミー基板５０の材質には、軽量で腐食を生じない金属材料および樹脂等が使用される。変形しないように、０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度の厚みのもが採用される。

１ 薄板基板
１０ 基板保持用枠体
１１ 金属枠部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）
１２ 第１嵌合部
１３ 第２嵌合部
２０ 嵌合用枠体
２１ 嵌合用金属枠部
２２ パレット側金属枠部
２３ ダミー基板支持部
３０ 湾曲形状保持部
３１ フレーム枠部（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）
３３ 平坦部補強柱
３４ 湾曲部補強柱
４０ 移動搬送装置対応部
４１ フォークの抜差用開口部
５０ ダミー基板
１００ インナーパレット

Claims (4)

1. 左右の辺が平坦であって前後の辺が下方に湾曲している平面視矩形状の金属枠部と、該金属枠部の内周部分に下方向に傾斜して設けた嵌合部を、有する基板保持用枠体に、矩形状の薄板基板を、左右の辺が平坦であって前後の辺が下方に湾曲させた状態で収納した、該基板保持用枠体の多段積み重ね体を、その下面で支持する用途に供するインナーパレットであって、
   前記インナーパレットは、前記薄板基板の湾曲形状に沿うように形成されてなる湾曲形状保持部を有し、
   前記湾曲形状保持部の上面には、左右の辺が平坦であって前後の辺が下方に湾曲している平面視矩形状の嵌合用金属枠部と、該嵌合用金属枠部の内周部分に下方向に傾斜して設けたパレット側嵌合部を、有する嵌合用枠体が、固着されており、
   前記嵌合用枠体は、該嵌合用枠体の内周部分に設けてある前記パレット側嵌合部と、さらにその先に延出してなるダミー基板支持部を有し、該ダミー基板支持部に前記嵌合用枠体の内周内側を覆う１枚の板状物からなるダミー基板が固定されており、
   前記基板保持用枠体の嵌合部と前記嵌合用枠体のパレット側嵌合部との嵌め合わせにより、前記金属枠部と前記嵌合用金属枠部間の位置合わせがされることを特徴とするインナーパレット。
2. 前記湾曲形状保持部の上面の前後の辺の湾曲形状の曲率半径は、前記基板保持用枠体の曲率半径より４％から１３％の範囲内で小さいことを特徴とする請求項１に記載のインナーパレット。
3. フォークリフトのフォークの抜差用開口部が側面に設けられている移動搬送装置対応部を、前記湾曲形状保持部の下に固着した構造を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインナーパレット。
4. 前記抜差用開口部が、前記移動搬送装置対応部の前後左右の側面に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のインナーパレット。

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