方向转换装置及具有方向转换装置的悬浮输送系统 【技术领域】
本发明涉及用于使用压缩空气等流体使对象物悬浮的同时转换方向的方向转换装置及具有方向转换装置的悬浮输送系统。
背景技术
为了输送如玻璃基板等的薄的材料而提出有多种悬浮输送装置。这些悬浮输送装置，典型的是具备使空气等流体通过的喷嘴的悬浮装置。对悬浮装置和对象物之间喷出的空气等流体发生压力，对象物通过此压力悬浮，并受到输送装置的驱动力而被输送。
上述悬浮输送装置，一般来讲适于以直线方式向同一方向输送对象物，在需要方向转换时有必要附设方向转换装置。在日本国专利公开公报2005-75496号中公开有如下装置：设置用于调整送气方向的百叶板来作为单元，通过将送气方向不同的多个单元的组合配置而实现方向转换。
在如上述的方向转换装置中，仅通过送出的空气来变换对象物的方向，因此难以高精度地控制其位置和方向。
【发明内容】
鉴于上述问题的不足，本发明的目的在于提供一种可高精度地控制对象物的位置及方向并转换对象物方向的方向转换装置及具有这样的方向转换装置的悬浮输送系统。
根据本发明的第一方案，提供一种方向转换装置，用于通过流体使对象物悬浮并转换该对象物的方向。所述方向转换装置具备：构成为与所述对象物接触并将所述对象物输送到第一方向的第一输送装置；构成为与所述对象物接触并将所述对象物输送到所述第二方向的第二输送装置；具有沿着所述第一输送装置配置并为了对所述对象物施加浮力而喷出所述流体的喷出孔，在防止所述第一输送装置与所述对象物驱动地接触的第一高度和允许所述第一输送装置与所述对象物驱动地接触的第二高度之间，对所述对象物在所述第一输送装置上的悬浮高度进行控制的第一悬浮装置；以及具有沿着所述第二输送装置配置并为了对所述对象物施加浮力而喷出所述流体的喷出孔，与第一悬浮装置独立地在防止所述第二输送装置与所述对象物驱动地接触的第一高度和允许所述第二输送装置与所述对象物驱动地接触的第二高度之间，对所述对象物在所述第二输送装置上的悬浮高度进行控制的第二悬浮装置。
优选为，所述的方向转换装置，进一步具有：构成为可控制地升降所述第一悬浮装置的第一升降装置；以及构成为可控制地升降所述第二悬浮装置的第二升降装置。更优选为，所述第一输送装置和所述第二输送装置分别具有由从超声波马达、辊、夹持器及带式输送机构成的组中选择的任意部件。
根据本发明的第二方案，悬浮输送系统具备：使所述对象物悬浮并输送到所述第一方向的第一悬浮输送装置；使所述对象物悬浮并输送到所述第二方向的第二悬浮输送装置；以及介于所述第一悬浮输送装置和所述第二悬浮输送装置之间的所述方向转换装置。
【附图说明】
图1是表示根据本发明实施方式的悬浮输送系统的俯视图。
图2是表示所述悬浮输送系统的方向转换装置的俯视图。
图3是表示从图2的III-III线观察的侧视图。
图4是表示从图2的IV-IV线观察的侧视图。
图5是表示所述悬浮输送系统中的第一悬浮输送装置的俯视图。
图6是表示所述悬浮输送系统中的第二悬浮输送装置的俯视图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明实施方式进行说明。在本说明书、技术方案的范围及附图中，前方、后方、左方及右方在附图中分别定义为以F、A、L及R所标记的方向。这些定义仅为方便说明而举，本发明并不限定于此。
并且在以下说明中，作为例子说明了在液晶显示装置地制造中所使用的、如玻璃基板等的薄且平面状的对象物的输送，但是本发明并不一定限定于此。就对象物来讲，无需全体地呈平面状，只要其下表面的至少一部分呈平面状即可。为使对象物悬浮，利用了例如空气等的流体。
如图1所示，悬浮输送系统1具有通过流体使对象物W悬浮并将该对象物W输送到第一方向D1(在图中的纵向)的第一悬浮输送装置3、将对象物W悬浮并输送到第二方向D2(在图2中的横向)的第二悬浮输送装置5、以及介于第一悬浮输送装置3和第二悬浮输送装置5之间的方向转换装置7。方向转换装置7使对象物W悬浮而从第一方向D1转换到第二方向D2。虽然在图中第一方向D1和第二方向D2正交，但也可以不正交。
如图5和图1所示，第一悬浮输送装置3具有，沿着第一方向D1延伸的基台9、在基台9上的左端及右端附近分别形成列的作为输送装置的第一输送辊11、在基台9上且在第一方向D1及与此正交的方向的两方向形成列的多个悬浮装置15。
各辊11分别通过旋转轴、蜗轮及蜗杆等的适当的传递机构(图中未详细说明)与马达13A、13B连接。由此，各辊11通过受到马达13A、13B的驱动力而以相同转速旋转。各辊11的上端配置成与悬浮装置15的上表面相比稍微突出到上方而在单一面上对齐。对象物W在悬浮的状态下也能够与辊11接触，以便受到驱动力。
马达13A、13B无需设置一对，也可以是左右的辊通过链等的适当的连接机构与单一马达连接的结构。并且，也可以是利用通过接触来输送对象物的其他适当的装置，例如超声波马达等的输送装置，来代替输送辊。或者利用通过可将对象物把持并驱动的夹持器(clamper)或带式输送机等的输送机构，来代替输送辊。
悬浮装置15固定在基台9上，分别具有矩形的环状的喷出孔17。喷出孔17与未图示的压缩空气供给装置连接，并接受该压缩空气供给装置的供给而喷出压缩空气。所喷出的压缩空气生成在对象物W的下表面和悬浮装置15的上表面之间发生均匀压力的空间，由此对象物W受到浮力而悬浮。或者，也可以适用超声波悬浮装置或静电悬浮装置等，来代替利用压缩空气的悬浮装置15。
如图6和图1所示，第二悬浮输送装置5除了方向相异之外，具有与第一悬浮输送装置3相同的结构。即，第二悬浮输送装置5具有沿着第二方向D2延伸的基台19、在基台19上的左端及右端附近在第二方向D2分别形成列的作为输送装置的第二输送辊21、在基台19上在第二方向D2及与此正交的方向的两方向形成列的多个悬浮装置25。
各辊21分别通过旋转轴、蜗杆及蜗轮组合等的适当的传递机构(未详细图示)与马达23A、23B连接。各辊21的上端配置成与悬浮装置25的上表面相比稍微突出到上方而在单一面上对齐。马达23A、23B无需设置一对，也可以是辊与单一马达连接的结构。并且，也可以是利用通过接触来输送对象物的装置，例如超声波马达等的输送装置，来代替辊。或者利用通过可将对象物把持并驱动的夹持器或带式输送机等的输送机构，来代替辊。
悬浮装置25固定在基台19上，分别具有矩形的环状的喷出孔27。喷出孔27与未图示的压缩空气供给装置连接，并接受该压缩空气供给装置的供给而喷出压缩空气。所喷出的压缩空气生成在对象物W的下表面和悬浮装置25的上表面之间发生均匀压力的空间，由此，对象物W通过此受到浮力而悬浮。或者，也可以是与上述相同地适用超声波悬浮装置或静电悬浮装置，来代替利用压缩空气的悬浮装置25。
喷出孔17、27，优选为在悬浮装置15、25的上表面附近向矩形的内部倾斜。环状且向内部倾斜的喷出孔17、27通过压缩空气的流量控制提供对象物W悬浮高度的控制性。由于随着倾斜越大该倾向越明显，而如果过大时会导致悬浮装置15、25的制作困难，因此倾斜优选为例如45°，但并不限于此。
喷出孔17、27并不限定于矩形的环状，也可以是椭圆形的环状或环的一部分闭塞的形状、或以矩形的环状排列的多个贯通孔等的其他各种形状。优选为，多个悬浮装置15、25分别对齐成其上表面之间形成单一平面。这有利于对象物W悬浮高度的稳定化。
如图2和图1所示，方向转换装置7具有基台29、在基台29上的周缘附近作为输送装置的接受辊31及送出辊35。接受辊31在第一方向D1形成列，送出辊35在第二方向D2形成列。接受辊31通过适当的传递机构(未详细图示)与马达33A、33B连接，在与从第一悬浮输送装置3输送到的对象物W接触时，将对象物W输送到第一方向D1的方向转换装置7的大致中央。送出辊35通过适当的传递机构(未详细图示)与马达37A、37B连接，在与输送到方向转换装置7的大致中央的对象物W接触时，将对象物W输送到的第二方向D2的第二悬浮输送装置5。并且，可利用通过接触来输送对象的装置，例如超声波马达等的输送装置，来代替辊。或者利用通过可将对象物把持并驱动的夹持器或带式输送机等的输送机构，来代替辊。
在基台29上，在其前端，向上方突设有用于防止对象物W超出限度的停止部39。
在基台29上，在被辊31、35所围住的区域排列悬浮装置41。悬浮装置41具有矩形的环状的喷出孔43。喷出孔43与未图示的压缩空气供给装置连接，并接受该供给而喷出压缩空气。所喷出的压缩空气生成在对象物W的下表面和悬浮装置41的上表面之间发生均匀压力的空间，由此对象物W受到浮力而悬浮。也可以是与上述相同地适用超声波悬浮装置或静电悬浮装置，来代替利用压缩空气的悬浮装置41。
该悬浮装置41中，分别排列在左右端的悬浮装置41T，分别沿着接受辊31配置在其附近。如图3所示，悬浮装置41T未固定在基台29上，而是通过允许其升降的引导部45而被支持。进一步具有，通过压缩空气的空气压力而可控制地被驱动成的第一气缸47，悬浮装置41T受到第一气缸47的驱动而在图中以双点划线表示的已上升位置和在图中以实线表示的已下降位置之间升降。因为悬浮装置41T在接受辊31附近，对象物W也随着悬浮装置41T的升降而在接受辊31上升降。在悬浮装置41T位于已上升位置时，对象物W获得更高的悬浮高度，从而接受辊31可实现防止与对象物W接触。此时，对象物W不从接受辊31受到驱动力。另一方面，在悬浮装置41T位于已下降位置时，对象物W获得更低的悬浮高度，从而允许接受辊31与对象物W接触。此时，对象物W可通过接受辊31而被驱动。
同样，在前后端分别排列的悬浮装置41G分别沿着送出辊35配置在其附近。参照图4，悬浮装置41G也可升降地支撑在引导部45上，受到第二气缸49的驱动，从而在图中以双点划线表示的已上升位置和在图中以实线表示的已下降位置之间升降。通过悬浮装置41G的升降，对象物W也在送出辊上35上升降，防止及允许送出辊35与对象物W接触。
利用悬浮装置41G的对象物W悬浮高度控制与利用悬浮装置41T的悬浮高度的控制独立进行。各悬浮高度控制，也可以利用从喷出孔43喷出的压缩空气的流量控制进行，来代替悬浮装置41T、41G的升降。并且，悬浮装置41T、41G的升降，也可利用液压缸或电动马达等的其他适当的升降装置进行，来代替利用压缩空气的气缸。
并且，输送装置是否与对象物W接触的区别，无需像接触和分离的不同那样的临界性的不同。例如，在看上去可确认接触而接触压力非常小时，输送装置处于空转的状态而不会对对象物W施加驱动力。反之，虽然看上去几乎未接触而由于对象物自重而存在足够的接触压力时，输送装置将对对象物W施加驱动力。在此，在本说明书及技术方案中将“驱动地接触”特别定义为“施加驱动力所足够的接触”。即，即使对象物位于更高的悬浮高度的状态时，对象物与输送装置可保持非驱动的、轻的接触。
除悬浮装置41T、41G以外的其他悬浮装置41，配置在被悬浮装置41T、41G所围住的区域。这些悬浮装置41因与上述的悬浮装置15、25相同，从而省略该详细说明。在悬浮装置41T、41G在已上升位置，优选为所有悬浮装置41的上表面在单一平面上对齐。并且该平面优选为与其他悬浮输送装置3、5的悬浮装置15、25的上表面对齐成单一平面状。
以如下方式进行利用悬浮输送系统1的对象物W的输送及方向转换。在最初的状态，悬浮装置41T、41G为已下降的状态。通过驱动第二气缸49使悬浮装置41G上升，防止两侧的送出辊35与对象物W驱动地接触。在此前后，驱动压缩空气供给装置使压缩空气从所有悬浮装置15、25、41的喷出孔17、27、43喷出，处于向对象物W施加悬浮力的状态。接着驱动马达13A、13B、37A、37B使辊11及接受辊31同步旋转，则对象物W在悬浮输送装置3上沿第一方向D1被输送，到达方向转换装置7上。
此时，因悬浮装置41G位于已上升位置，送出辊35不会与对象物W驱动地接触，对象物W以足够的悬浮高度越过送出辊35。另一方面，因悬浮装置41T位于已下降位置，因此接受辊31与对象物W驱动地接触，以不滑动地控制对象物W的移动。
对象物W到达图1及图2中以双点划线表示的位置时，停止马达33A、33B而使得接受辊31的旋转停止。因被控制成不滑动，所以对象物W停在以双点划线表示的正规位置。或者，通过停止部39也可防止超出限度。
通过驱动第二气缸49使得悬浮装置41G下降，来允许两侧的送出辊35驱动地与对象物W接触。同时，通过驱动第一气缸47使得悬浮装置41T上升，来防止两侧的接受辊31与对象物W驱动地接触。接着，驱动马达23A、23B、33A、33B，同步旋转辊21及送出辊35时，对象物W在方向转换装置7上沿第二方向D2输送，送出到悬浮输送装置5上。
此时，因悬浮装置41T位于已上升位置，接受辊31不会与对象物W驱动地接触，从而对象物W以足够的悬浮高度越过接受辊31。另一方面，悬浮装置41G位于已下降位置时，送出辊35与对象物W驱动地接触，以不滑动地控制对象物W的移动。
对象物W受到交接辊21的驱动力而在悬浮输送装置5上沿第二方向D2被输送。
基于上述动作，悬浮输送系统1在高精度地控制对象物W的位置及方向而转换方向的同时输送对象物W。因可以必然性地、高精度地控制对象物W的位置及方向，所以无需修正这些的机构，悬浮输送系统1具有简便的结构。并且，因可以确保位置及方向的精度，从而可进一步提高对象物W的输送速度。
在上述说明中例示了以直角转换方向的结构，也可根据适当变更各要素的配置进行直角以外的方向转换。可通过将用于检测对象物W的位置及高度的传感器设置在适当的位置进行反馈控制，可使上述动作实现自动化。
虽然参照适当的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式的内容。基于以上揭示的内容，本技术领域的普通技术人员也可以通过对实施方式进行修正乃至变形来实施本发明。
产业上的可利用性
通过本发明可提供一种高精度地控制对象物的位置及方向而转换方向的方向转换装置及包具有样的方向转换装置的悬浮输送系统。