JP2015034071A

JP2015034071A - シート部材搬送装置、シート部材支持装置、シート部材検査装置、およびシート部材搬送方法

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Publication number: JP2015034071A
Application number: JP2013164658A
Authority: JP
Inventors: 清貴木下; Kiyotaka Kinoshita; 隆行野田; Takayuki Noda
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-02-19
Also published as: KR102274704B1; KR20160040454A; CN105339289A; US10101281B2; US20160178536A1; WO2015019868A1; CN105339289B

Abstract

【課題】シート部材を支持および搬送する際の揺れを抑制し、シート部材の破損等を抑制する。
【解決手段】本発明のシート部材搬送装置は、シート部材を支持する支持手段と、支持手段を移動させることによりシート部材を搬送する移動手段とを備えるシート部材搬送装置であって、支持手段は、シート部材の対向した一方端部と他方端部を各々支持すると共に、シート部材を部分的に湾曲変形させることによりシート部材の主面を横断する凸条部または凹条部を形成する変形支持手段を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート部材の端部を支持して搬送および検査するシート部材搬送装置、シート部材支持装置、シート部材検査装置、およびシート部材搬送方法に関する。

周知のように、フラットパネルディスプレイや太陽電池等に代表される板ガラス製品の製造工程において、板ガラスを縦姿勢で搬送しつつ、加工や検査を行う技術が開発されている。

ところで、近年、製品の軽量化等を目的として板ガラスに対する薄肉化への要請が高まっており、例えば、その板厚が３００μｍ以下であるような薄板ガラスが大量に製造されるに至っている。このことに起因して、上述のように板ガラスを搬送する場合には、下記のような問題が発生している。

詳述すると、板ガラスは薄肉化することにより変形し易くなるため、縦姿勢で搬送した場合、例えば、当該板ガラスの表面側と裏面側との気圧差等に起因して揺れが生じやすく、また、揺れの振幅が大きくなりやすい。このような揺れが大きくなると、板ガラスに含まれる微小クラックが進展して破損しやすくなる。また、カメラ等の撮像装置を用いた検査を行う際に板ガラスの揺れの振幅が大きくなると、揺れによって板厚方向に変位した部位が、撮像装置の焦点から外れやすくなり、欠陥の有無を正確に検査することができない場合がある。そこで、これらの問題を解決するための技術が特許文献１に開示されている。

同文献には、縦姿勢の板ガラスにおける上辺部と下辺部とを、一の辺部に沿って相互に離間して配列された複数の把持手段を一組の把持手段群として、二組の把持手段群で把持し、板ガラスを辺部の長手方向に沿って搬送するシート部材搬送装置において、二組の把持手段群が、板ガラスの上辺部と下辺部とを把持した状態で、両辺部の相互間に引張力を作用させるようにした構成が開示されている。

このような構成によれば、搬送中の板ガラスに対し、その上下方向に引張力を作用させることが可能となる。そのため、この引張力によって、揺れの振幅が大きくなることを抑制できると共に、当該装置を用いて板ガラスの検査を実施すれば、欠陥の検出精度を向上させ得るものと期待される。

特開２００９−２３６７７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示される装置には改善の余地が残されていた。すなわち、この装置によれば、板ガラスの全面に引張力を作用させるために、搬送中の板ガラスが揺れにより湾曲した際に、湾曲した部位に引張応力が作用する。そのため、当該部位に微小クラックが含まれていた場合、該クラックが引張応力によって進展し、板ガラスが破損し易くなる虞があった。また、把持手段を付勢して板ガラスに引張力を作用させるために、把持手段と板ガラスとが滑り易く、板ガラスが滑落して破損し易くなるという問題があった。

上記事情に鑑みなされた本発明は、シート部材を支持および搬送する際の揺れを抑制し、シート部材の破損等を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために創案された本発明に係るシート部材搬送装置は、シート部材を支持する支持手段と、支持手段を移動させることによりシート部材を搬送する移動手段とを備えるシート部材搬送装置であって、支持手段は、シート部材の対向した一方端部と他方端部を各々支持すると共に、シート部材を部分的に湾曲変形させることによりシート部材の主面を横断する凸条部または凹条部を形成する変形支持手段を備えるように構成されていることに特徴付けられる。

上記構成によれば、シート部材を搬送する際の揺れ、および破損を抑制することができる。具体的には、シート部材に凸条部（または凹条部）が形成されることによってシート部材の面剛性が高まり、変形し難くなる。したがって、引張力等を作用させることなくシート部材の揺れを抑制することができる。また、シート部材を伝搬する面振動が凸条部において減衰或いは消滅するため、該面振動を抑制することができる。このようにシート部材の揺れや振動を抑制することにより、シート部材の破損を抑制することができる。

本発明に係るシート部材搬送装置において、変形支持手段は、シート部材の一方端部および他方端部を各々に挟持する１対の挟持部材を備え、挟持部材は、互いに嵌合可能に構成された湾曲凹部および湾曲凸部を有し、嵌合する湾曲凹部および湾曲凸部の間隙にシート部材を挟持することにより前記凸条部または凹条部を形成することが好ましい。

このような構成によれば、簡単な構成の部材で容易に凸条部（または凹条部）を形成させることができる。なお、シート部材の対向する一方端部及び他方端部の１対の挟持部材は、それぞれ対向する位置に配設されていることが好ましい。

本発明に係るシート部材搬送装置において、湾曲凹部および湾曲凸部の少なくとも何れか一方が弾性部材から成ることが好ましい。

このような構成によれば、挟持部材によってシート部材を挟持した際に、挟持部材が弾性変形することでシート部材の局所的な変形を防止することができるので、シート部材が破損することを防止できる。

本発明に係るシート部材搬送装置において、変形支持手段を複数備え、シート部材に複数の凸条部または凹条部を平行に形成することが好ましい。

このような構成によれば、シート部材の曲げ剛性を、より高め、シート部材の揺れを効果的に抑制できる。

本発明に係るシート部材搬送装置は、シート部材を変形させずにシート部材の端部を挟持支持する複数の平坦支持手段をさらに備えることが好ましい。

このような構成によれば、シート部材の平坦な箇所を支持することができ、安定した支持および搬送が可能となる。

本発明に係るシート部材搬送装置において、シート部材は、厚さ１ｍｍ以下の矩形状を成す板ガラスから成り、変形支持手段は、シート部材が直立姿勢となるよう該シート部材の上端辺部および下端辺部を各々支持し、移動手段は、シート部材の主面方向に変形支持手段を移動させることが好ましい。

このような構成によれば、厚さが薄く、搬送時に大きな振幅で揺れやすいシート部材を、縦姿勢で安定して支持および搬送させることができる。

本発明のシート部材支持装置は、上記シート部材搬送装置により搬送されるシート部材に含まれる欠陥の有無を、シート部材の搬送経路に配置された欠陥検査手段により検査するように構成したことを特徴とする。

本発明のシート部材支持装置は、シート部材の対向した一方辺部と他方辺部を各々挟持すると共に、シート部材を部分的に湾曲変形させることにより一方辺部から他方辺部にかけて延びる凸条部または凹条部を形成する変形支持手段を備えることを特徴とする。

本発明のシート部材搬送方法は、シート部材の対向した一方端部と他方端部を各々支持すると共に、シート部材を部分的に湾曲変形させることにより一方辺部から他方辺部にかけて延びる凸条部または凹条部を形成するステップと、凸条部または凹条部が形成された状態でシート部材を搬送するステップと備えることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、板ガラスを縦姿勢で搬送する際に、当該板ガラスの揺れの振幅を小さく抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係るシート部材搬送装置、シート部材支持装置、およびシート部材検査装置を示す正面図である。本発明の実施形態に係るシート部材搬送装置、シート部材支持装置、およびシート部材検査装置を示す図１のＡＡ´部分断面斜視図である。変形支持チャックの構造を示す図である。変形支持チャックがガラスシートを変形させる様子を示す図である。本発明のシート部材搬送装置を用いて搬送した板ガラスに発生する揺れの振幅と、従来の装置を用いて搬送した板ガラスに発生する揺れの振幅とを比較した図である。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るシート部材搬送装置１、シート部材支持装置２、およびシート部材検査装置を示す図である。また、図２は、図１におけるＡＡ´断面の斜視図である。

シート部材搬送装置１は、シート部材を支持する支持手段としてシート部材支持装置２を備え、シート部材支持装置２を移動させる移動手段として移動機構３を備える。また、シート部材検査装置は、シート部材搬送装置１およびラインセンサー４を備え、シート部材搬送装置１によって縦姿勢で搬送方向Ｘ（水平方向）に搬送されるシート部材に含まれた欠陥の有無を、当該シート部材の搬送経路に配置された欠陥検査手段としてのラインセンサー４により検査するように構成されている。なお、本発明の実施形態では、シート部材としてガラスシート５を支持、搬送、および検査の対象とする場合を例として説明する。

シート部材支持装置２は、縦姿勢のガラスシート５の上辺部５１および下辺部５２をそれぞれ支持するチャック対１０〜１４を備える。より詳細には、シート部材支持装置２は、ガラスシート５を部分的に湾曲変形させつつ支持（挟持）する変形支持手段としてチャック対１０を備え、ガラスシート５を変形させることなく平坦状に支持（挟持）する平坦支持手段としてチャック対１１〜１４を備える。シート部材支持装置２に支持されたガラスシート５は、部分的に湾曲された領域である凸条部５３（裏面側から見れば凹条部）と、その他の平坦な領域である平坦部５４とに区分される。

移動機構３は、上方フレーム３１、下方フレーム３２、上方ガイドレール３３、下方ガイドレール３４とを備える。上方フレーム３１および下方フレーム３２は、各々、チャック対１０〜１４が固定される棒板状の部材である。上方フレーム３１および下方フレーム３２は、各々、上方ガイドレール３３および下方ガイドレール３４に沿って移動可能に構成される。上方フレーム３１および下方フレーム３２の駆動源は、例えばサーボモータ等の周知の駆動源によって構成される。上方フレーム３１および下方フレーム３２の幅寸法は、ガラスシート５の幅寸法に応じて定められ、上方フレーム３１と下方フレーム３２との離間距離はガラスシート５の長さ寸法に応じて定められることが好ましい。

より詳細に説明すると、チャック対１０には、変形支持チャック１０１，１０２が含まれ、チャック対１１には平坦支持チャック１１１,１１２が含まれ、チャック対１２には平坦支持チャック１２１,１２２が含まれ、チャック対１３には平坦支持チャック１３１,１３２が含まれ、チャック対１４には、平坦支持チャック１４１,１４２が含まれる。変形支持チャック１０１および平坦支持チャック１１１,１２１,１３１,１４１は、各々、上方フレーム３１に所定間隔を空けて固定配置される。また、変形支持チャック１０２および平坦支持チャック１１２,１２２,１３２,１４２は、下方フレーム３２に所定間隔を空けて固定配置される。このようにして、対となる支持チャックが、上下方向に対向配置される。

変形支持チャック１０１および平坦支持チャック１１１,１２１,１３１,１４１は、ガラスシート５の上辺部５１を挟持し、変形支持チャック１０２および平坦支持チャック１１２,１２２,１３２,１４２は、ガラスシート５の下辺部５２を挟持する。この際、各支持チャックは、上辺部５１と下辺部５２との各辺部に沿う方向でそれぞれに対向する位置を支持する。このようにガラスシート５を支持した状態で、上方ガイドレール３３に沿って上方フレーム３１が、下方ガイドレール３４に沿って下方フレーム３２が移動することによって、ガラスシート５が縦姿勢で主面方向（図１に示すＸ方向）に移動する。

なお、各支持チャックがガラスシート５を支持する位置は任意に定めて良いが、ガラスシート５の主面における中心を基準に点対称な位置であることが好ましい。すなわち、平坦支持チャック１１１は平坦支持チャック１４２、平坦支持チャック１２２と平坦支持チャック１３１はそれぞれガラスシート５の主面における中心を基準に点対称内地にあり、それぞれ平坦支持チャック１１１には対抗する平坦支持チャック１１２が、平坦支持チャック１４２には平坦支持チャック１４１がそれぞれある。また、何れかの支持チャックが、上辺部５１、下辺部５２における搬送方向Ｘの前方側端部および後方側端部を支持することが好ましい。このような構成によれば、ガラスシート５を、より安定して支持および搬送することができる。

変形支持チャック１０１,１０２に挟持されたガラスシート５には、変形支持チャック１０１に挟持された箇所から変形支持チャック１０２に挟持された箇所にかけてガラスシート５の主面を横断する凸条部５３が形成される。以下、変形支持チャックの構成について図３および図４を参照して説明する。なお、変形支持チャック１０１と１０２とは同様の構成を有するため、以下では代表例として変形支持チャック１０１の構成について説明する。

図３は変形支持チャック１０１の構成を示す模式図である。変形支持チャック１０１は、図３に示すように、互いに嵌合可能な湾曲凸部４１および湾曲凹部４２を備える。湾曲凸部４１は円柱面状の嵌合面を有しており、該嵌合面の湾曲形状は楕円であっても真円であっても良い。

図４は変形支持チャック１０１によってガラスシート５が変形する様子を示す図である。湾曲凸部４１および湾曲凹部４２がガラスシート５の板厚方向に移動して開閉することで、ガラスシート５の上辺部５１、或いは、下辺部５２の支持と、その解除とが実行される。変形支持チャック１０１を開状態として湾曲凸部４１と湾曲凹部４２との間にガラスシート５を配置した後（図４（ａ））、閉状態として湾曲凸部４１と湾曲凹部４２とを嵌合させることによって（図４（ｂ））、ガラスシート５に凸条部５３が形成される。変形支持チャック１０１の開閉機構は、例えばエアシリンダ等の周知の機構によって構成される。

なお、湾曲凸部４１および湾曲凹部４２の少なくとも何れか一方のガラスシート５と当接する部位は、例えば、ゴム等の弾性に富んだ材料で構成されることが好ましい。同様に、各平坦支持チャックのガラスシート５と当接する部位も弾性部材により構成されることが好ましい。このような構成によれば、ガラスシート５を挟持する際に、ガラスシート５の挟持箇所に過度の応力がかかることを防ぎ、ガラスシート５の破損を防止できる。

ラインセンサー４は、図１に示すようにガラスシート５の搬送経路に配置され、ガラスシート５に含まれる欠陥を検出する。ラインセンサー４は、例えばＣＣＤなどの撮像素子を上下方向に沿って複数備えている。そして、ラインセンサー４の前を通過する搬送中のガラスシート５の面に対し、当該ガラスシート５を挟んで反対側に設置された図示省略の光源から照射され、ガラスシート５を透過した光を撮像素子で受光する。光源は、例えば、ラインセンサー４に沿って設けられたＬＥＤライン光源である。ラインセンサー４は、この撮像素子が受光する光量の変化に基づいて、ガラスシート５に含まれる欠陥の有無を検査（走査）するように構成されている。検出される欠陥は、例えば、ガラスシート５内部や表面の泡、ブツ等である。なお、この検査（走査）は、ガラスシート５における搬送方向Ｘの前方側端部から後方側端部までの全域に対して、漸次に実行される。

なお、ガラスシート５の欠陥の有無を検査する方法は上記に限らない。例えば、ガラスシート５の一方主面側に光源およびラインセンサー４の双方を配置し、ガラスシート５から反射された光をラインセンサー４で受光することによってガラスシート５の欠陥を検出しても良い。また、光源は、ラインセンサー４の受光部に沿って走査する点光源であっても良い。なお、光源としては、例えば、ＬＥＤ、メタルハライドランプ、レーザ光源等を用いることができる。

以上のように、本発明の実施形態に係るシート部材搬送装置１によれば、ガラスシート５に凸条部５３が形成されるため、ガラスシート５の曲げ剛性が、凸条部５３が形成されていない場合に比べ高くなり、ガラスシート５が変形し難くなる。その結果、当該ガラスシート５の板厚方向の揺れの振幅を小さく抑制できる。したがって、ガラスシート５の揺れによる破損を防止し易くなる。また、シート部材を伝搬する面振動が凸条部５３において減衰或いは消滅するため、該面振動を抑制することができる。例えば、前方端側の平坦部５４Ａにおいて発生した振動は凸条部５３において減衰或いは消滅するため、後方端側の平坦部５４Ｂまで伝搬し難い。このようにシート部材の揺れや面振動を抑制することにより、例えば、シート部材がガラスである場合に、クラックの進展を防止し、破損を抑制することができる。また、ラインセンサ４によって欠陥を検査する際に、ガラスシート５が揺れてラインセンサ４の焦点位置から外れることを防止し易くなる。すなわち、ガラスシート５の欠陥の有無を精度よく検査することが可能となる。

ここで、本発明に係るシート部材搬送装置、及びシート部材検査装置の構成は、上記の実施形態で説明した構成に限定されるものではない。上記の実施形態においては、上辺部、及び下辺部を、５対のチャックで支持しているが、少なくとも１対の変形支持チャックを含む複数のチャックで支持していれば、チャックの数や支持箇所は任意に変更してよい。例えば、変形支持チャックを複数対備え、ガラスシート５に複数の凸条部５３を平行に形成しても良い。このようにすれば、ガラスシート５の曲げ剛性を、より高め、ガラスシートの揺れを効果的に抑制できる。

また、上記の実施形態では、各チャックが、板ガラスの面における中心点を基準に、点対称な位置を支持する構成となっているが、各チャックの配置はこれに限らずともよい。

なお、ガラスシート５は、その板厚が薄くなる程、また、その面の面積が大きくなる程、搬送中に揺れが発生しやすくなるため、本発明のシート部材搬送装置１は、板厚（ｍ）と面積（ｍ^２）との比率（板厚／面積）の値が、好ましくは０．７×１０^−３以下、より好ましくは０．１×１０^−３以下であるようなガラスシート５の搬送に用いることが好適である。

本発明の実施例として、上記の実施形態と同様の構成を有するシート部材搬送装置を用いて、板ガラスを縦姿勢で搬送すると共に、当該板ガラスに発生する揺れの振幅を検証した。以下に検証の実施条件を示す。

搬送される板ガラスの寸法は、縦：１５００ｍｍ、横：２０００ｍｍ、板厚：０．２ｍｍとした。また、板ガラスの上辺部、下辺部をそれぞれ支持するチャック群において、隣り合うチャック間の離間距離は、４７５ｍｍとした。このような条件で板ガラスに凸条部を形成した状態で搬送した。そして、搬送中の板ガラスにおける中央部と、搬送方向の後方側端部とにおける揺れの振幅の大きさを測定した。振幅の大きさはレーザー変位計で測定した。

また、比較例として、実施例のシート部材搬送装置の変形支持チャックを平坦支持チャックに置き換え、同一のサイズを有する板ガラスを用いて、凸条部を形成させない状態で搬送した。そして、搬送中の板ガラスにおける中央部と、搬送方向の後方側端部とにおける揺れの振幅の大きさを測定した。

上記実施例、及び比較例について、揺れの振幅の大きさを測定した結果を図５に示す。同図に示すように、実施例では、中央部と、端部との双方において、比較例よりも揺れの振幅が小さくなっていることが分かる。以上のことから、本発明のシート部材搬送装置によれば、板ガラスを縦姿勢で搬送する際に、当該板ガラスの全体において、揺れの振幅を小さく抑制することができる。

１シート部材搬送装置
２シート部材支持装置
３移動機構
４ラインセンサー
５ガラスシート
１１、１２、１３、１４チャック対
１０１、１０２変形支持チャック
１１１、１１２、１２１、１２２、１３１、１３２、１４１、１４２平坦支持チャック
３１上方フレーム
３２下方フレーム
３３上方ガイドレール
３４下方ガイドレール
４１湾曲凸部
４２湾曲凹部
５１上辺部
５２下辺部
５３凸条部（凹条部）
５４平坦部

Claims

シート部材を支持する支持手段と、前記支持手段を移動させることにより前記シート部材を搬送する移動手段とを備えるシート部材搬送装置であって、
前記支持手段は、シート部材の対向した一方端部と他方端部を各々支持すると共に、前記シート部材を部分的に湾曲変形させることにより前記シート部材の主面を横断する凸条部または凹条部を形成する変形支持手段を備えることを特徴とする、シート部材搬送装置。
前記変形支持手段は、前記シート部材の一方端部および他方端部を各々に挟持する１対の挟持部材を備え、
前記挟持部材は、互いに嵌合可能に構成された湾曲凹部および湾曲凸部を有し、嵌合する前記湾曲凹部および湾曲凸部の間隙に前記シート部材を挟持することにより前記凸条部または凹条部を形成することを特徴とする、請求項１に記載のシート部材搬送装置。
前記湾曲凹部および湾曲凸部の少なくとも何れか一方が弾性部材から成ることを特徴とする、請求項２に記載のシート部材搬送装置。
前記変形支持手段を複数備え、前記シート部材に複数の凸条部または凹条部を平行に形成することを特徴とする、請求項１から３の何れか１項に記載のシート部材搬送装置。
前記シート部材の端部を平坦状に支持する複数の平坦支持手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１から４の何れか１項に記載のシート部材搬送装置。
前記シート部材は、厚さ１ｍｍ以下の矩形状を成す板ガラスから成り、
前記変形支持手段は、前記シート部材が直立姿勢となるよう該シート部材の上端辺部および下端辺部を各々支持し、
前記移動手段は、前記シート部材の主面方向に前記変形支持手段を移動させることを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載のシート部材搬送装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のシート部材搬送装置により搬送される前記シート部材に含まれる欠陥の有無を、前記シート部材の搬送経路に配置された欠陥検査手段により検査するように構成したことを特徴とするシート部材検査装置。
シート部材の対向した一方辺部と他方辺部を各々挟持すると共に、前記シート部材を部分的に湾曲変形させることにより前記一方辺部から他方辺部にかけて延びる凸条部または凹条部を形成する変形支持手段を備えることを特徴とする、シート部材支持装置。
シート部材の対向した一方端部と他方端部を各々支持すると共に、前記シート部材を部分的に湾曲変形させることにより前記一方辺部から他方辺部にかけて延びる凸条部または凹条部を形成するステップと、
前記凸条部または凹条部が形成された状態で前記シート部材を搬送するステップと備えることを特徴とする、シート部材搬送方法。