JPH07509430A - 可撓性の外被を有する清浄表面コンベア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 可撓性の外被を有する清浄表面コンベア発明の分野 本発明はクリーンルームの環境で使用される露出された可撓性外被表面を具えた 機械式コンベアシステムに関する。このコンベアシステムは、小さな軌道運動に よってコンベア上の物品を搬送する種々のサブアセンブリの一つである。この露 出された可撓性外被は、空気を透過する膜であることが望ましい。このシステム は、環境を清浄化するためにこの膜を通過する気流を発生させる。好ましい可撓 性シートは膨張延伸ポリテトラフルオロエチレンである。

発明の背景 クリーンルーム内で物品を搬送する手段は、塵埃を排除する排気フードで保護又 は被覆された幾つかの可動部分を具えた通常のコンベアベルトや、摩擦を受ける 可動部分に塵埃を発生させない独特な表面を用いた高価な特別なロボットアーム を含む。

コンベアには多くのタイプがある。ローラコンベアは搬送される物品を支持する のに回転するホイールやシリンダを用いている。これらのコンベアは一般的には 静止型である。成るコンベアはその両端のプーリを周回する平らな又は樋型のエ ンドレスベルトを使用している。牽引コンベアは静止しているトレー又は樋を使 用し、それに沿ってブツシャ又はバーが走行してそれと共に搬送される物品を牽 引する。振動コンベアは急速に上方及び前方に移動し次いで下方及び後方に移動 して、搬送物品は小刻みに排出端の方に動かされる。

これらのタイプの変形例としては、種々のやり方で重力又は与えられた機械的動 力を利用するものがある。

ウオーキングビームコンベア（ｗａｌｋｉｎｇ　ｂｅａｍ　ｃｏｎｖｅｙｏｒ） は、一般に搬送方向に平行に並列された長いバー又はビームから成る二つのサブ アセンブリを具えている。静止ビームと称する一方のサブアセンブリは、同じ長 さと高さを有して間隔を置いて設けられた少なくとも２本のバーからなり、殆ど の時間、搬送物品を支えている。ウオーキングビームと称する第２のサブアセン ブリは、同じように同じ長さと高さを有して、前記静止ビームのバーよりも狭い 間隔で設けられた少なくとも２本のバーからなり、静止ビームのバーの間に位置 している。この第２サブアセンブリは、静止ビームのバーの間を上昇して搬送物 品を静止ビームよりも少し上方に持ち上げる。次にこの第２サブアセンブリは前 進して物品を前方に移動させ、続いて再び静止ビーム上に下降させる。次に第２ サブアセンブリは静止ビームのレベル以下に下降して搬送物品から離れ、元のス タート位置まで後退する。このように、搬送物品はコンベアに沿って数ステップ で前進し、各ステップの間には静止ビーム上に休止する。

ウオーキングビームコンベアのサブアセンブリは、数個の作業ステーションを有 する遅い生産ラインのような、距離を置いて設けられた箇所の間で物品を長い時 間間隔を空けて移動させることが必要な場合に多く利用される。一様でない始動 ・停止運動が望ましくない場合には、漸進的始動・停止特性を有するギヤモータ や、走行中に運動の接線方向成分が消失する点で休止するクランクや、特殊な流 れ制御手段を有する油圧シリンダ等によって、搬送物品に対して衝撃の少ない所 望の始動・停止を行わせるように、このウオーキングビーム駆動機構を修正する ことができる。

ウオーキングビームコンベアは、機械装置からの潤滑油や摩耗金属粉が搬送食品 を汚染しないようにする必要がある、汚染に敏感な利用分野である食品処理等に 利用されることがある。コンベアの一端から他端までの物品の走行が不必要で且 つ特殊な構造が使用されている場合には、ウオーキングビームとその運動を支持 するのに必要な可動リンクは、コンベアの使用領域の外に設けられる。シールさ れた軸受とステンレス製の機械部品も使用され得る。これらの対策によっである 程度汚染を減らすことが可能であるが、これに伴う費用と使い勝手に問題が残る 。

クリーンルームの環境内での使用が可能で、且つ特別な排気用フードやカバー又 は高価で独特な塵埃発生の少ない表面の必要なしに、比較的安価に製造できて容 易に使用でき、更に塵埃発生の一層の制御を提供するコンベアシステムが望まれ ている。

発明の概要 多数の支持点を与えるように互いに差し込み状に並列された複数のサブアセンブ リと、該サブアセンブリをそのまま保持する、ケーシング内にシールされている 支持フレームと、前記サブアセンブリに運動を与える手段と、該運動手段を作動 させる動力源と、前記多数の支持点において前記サブアセンブリに接合された可 撓性外被を具えた機械式コンベアシステムが提供される。

前記サブアセンブリは、静止サブアセンブリと物品を所定位置まで搬送する可動 サブアセンブリとを有する標準型のウオーキングビームコンベアの構成部品を具 えていてもよい。これに代えて、所定の時間シーケンス内の運動を分担して受け 持つように相互に連結された複数の可動サブアセンブリを設けてもよい。異なる 形状を有し、円運動を提供するサブアセンブリを設けてもよい。多数のサブアセ ンブリが一つのコンベアシステムに組み合わされて、種々の機能を果すようにす ることも可能である。

サブアセンブリに運動を付与する手段は、カム、従動子、クランク、油圧又はエ アシリンダ、ソレノイドコイル、サーボモータ、クラッチ／レバーを含んでいる 。

クリーンルームの環境で使用される可撓性外被は、非塵埃発生性、無菌性であり 、且つ清掃可能で毒性の無いことを要する。望ましい可撓性外被は、空気を透過 し、微多孔性であり、且つ広い範囲の温度と化学薬品に対して耐性を有する膜で ある。好ましい可撓性外被膜は膨張延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ ）である。この膨張延伸ＰＴＦＨにウレタンやシリコンゴム等の他の物質をコー ティングしたり、含浸したりしてもよい。この可撓性外被膜は、サブアセンブリ に接合される箇所で補強されて、摩耗に対する耐性を増強されてもよい。

コンベア装置の内部に対して吸引ファンをオプションとして設け、前記可撓性外 被膜を通して内部に空気を引き出すようにしてもよい。

これに代えて、ブロワ−をオプションとして設けてコンベア装置の内部を加圧し て、前記可撓性外被膜を通して空気を外に出すようにしてもよい。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例の部分斜視図である（支持フレームとケーシングは図 示しない）。

第２図は支持フレームとケーシングを具えた第１図と同じ実施例の分解斜視図で ある。

第３図は走行運動に対する外被の動きを示す第１図の実施例の部分的分解斜視図 である。

第４図（ａ−Ｕ）はコンベア部分の運動を示す、第１図の実施例の走行運動に対 する位置のダイアグラムである。

第５図（ａ−ｕ）は第４図の位置のダイアグラムに対応する一連の側断面図であ る。

第６図は走行運動のタイミングダイアグラムである。

第７図は可撓性外被膜をサブアセンブリバーに接合する手段の例を示す切断端面 図である。

第８図はサクションファンを取付けたコンベアのケーシングの斜視図である。

第９図はプロワ−ファンを取付けたコンベアのケーシングの斜視図である。

第１０図は円運動をするように構成されたサブアセンブリのバーの下方斜視側面 図である。

第１１図は二つの直線部分の間に設置された湾曲部分を含む組み合わされた三つ のコンベアの上部の図である。

好適な実施例の詳細な説明 可撓性外被が接合される多数の支持点を与えるように相互に差し込み状に並列し て設置された、複数のサブアセンブリを具えた機械式コンベアが提供されている 。このコンベアシステムはまた、サブアセンブリをそのまま保持する支持フレー ムと、該フレームとサブアセンブリとを含むシール可能なケーシングとを具えて いる。このサブアセンブリに運動を与える手段と該運動手段を作動させる動力源 も設けられている。

このタイプのコンベアシステムに適した最も簡単なサブアセンブリは、静止サブ アセンブリと物品を所定位置まで搬送する可動サブアセンブリとを含む標準型の ウオーキングビームコンベアを含む。

前記サブアセンブリの上面に沿って、多数の支持点において可撓性外被が接合さ れている。

この実施例では、可動サブアセンブリは外被上の物品をこのコンベアシステムに 沿って搬送するように軌道運動を行う。前記可動サブアセンブリの実際の運動は 、物品を担持する上昇運動と、物品を進行させる別個の前進運動と、物品を静止 サブアセンブリによって支持させる下降運動と、物品を再び担持するために上昇 させる前に行う後退運動を含む。サブアセンブリのこれらの運動によつて、取付 けられた外被は撓んで物品を同じように所望の方向に移動させる。

サブアセンブリの運動は、物品が運ばれる全距離に比して遥かに短い距離しか動 かない。搬送される物品はコンベアの長さに沿って走行し、一方、可撓性シート とサブアセンブリとは小さな運動を繰り返すのみである。

第２の、そして更に好ましい実施例は、両者共可動の少なくとも二つのサブアセ ンブリを有するコンベアシステムである。この実施例は添付の図面を参照すると 最もよく理解される。第１図は、両者共可動の二つのサブアセンブリＡ、　Ｂを 有する機械式コンベアシステムの部分的斜視図を示す。各サブアセンブリは、複 数の平行なりロスバー７から突き出した延長支持部を介して該平行うロスバーに よって相互連結された複数の相互に平行なバー３（第１図には各サブアセンブリ 当たりに３本のバーが示されている）を具えている。

サブアセンブリの該平行バー３は、交互に位置を占めるように互いに差し込み状 に並列されている。これらのバーに沿う多数の箇所に支持点１５が設けられ、後 述する外被１２が取付けられている。

前記平行バー３からカム従動子９のための支持部４が突き出している。第１図は 、横カム１０と縦カム１１用のカムシャフト１３も示している。第１図に示され た横カムｌＯと縦カム１１とは、サブアセンブリＡに属する４対のカムの中の一 つである。同じように、サブアセンブリＢも４対の横カムと縦カムを具えている 。第２図は第１図に示されたのと同じ実施例の分解斜視図であり、ここには各ア センブリの対の横カム１０と縦カム１１が示されている。

第２図には、カムシャフトを保持する支持フレーム２５とサブアセンブリ全体を カバーするケーシング２３も示されている。

この実施例においては、サブアセンブリＡ、Ｂは同じ運動を行うが、その運動シ ーケンスにおける位相は１８０°ずれている。第４図（ａ−Ｕ）は、サブアセン ブリＡ、　Ｂが段階的に移動する際に順次に占める位置を示すダイアグラムであ る。第５図（ａ−Ｕ）は、第４図に示す位置に対応するサブアセンブリの一連の 部分的側断面図を示す。第６図は、２０の等しい時間間隔に分割したサブアセン ブリの運動のタイミングダイアグラムを示す。

第４図（ａ）において、サブアセンブリＡはその上部位置まで上昇し均一な速度 でゆっくりと前進している。第５図（ａ）から判るように、サブアセンブリＡの バー３（Ａ）は、サブアセンブリＢのバー３（Ｂ）に対して高い位置にある。更 に第５図（ａ）には、横カムｌＯと縦カム１１が各サブアセンブリに係合してい ることが示されている。それぞれの外側の輪郭は運動シーケンスにおける各カム の位置を示す。サブアセンブリＡ用のすべてのカムは、同一速度で共に回転して いる。サブアセンブリＢに連携するすべてのカムも同じ速度で共に回転している が、サブアセンブリＡに関して半回転即ち１８０°だけ異なる位相にある。各図 の左端のカムは、回転を視覚化するために半径指示線を記入されている。このよ うに第５図（ａ）は、サブアセンブリＡ用の横カム１０がその前進ストロークの 途中にあることを示している。サブアセンブリＡの縦カム１１はその上昇区域の 中点にある。この点において、サブアセンブリＡは搬送物品を支持してそれを前 方に移動させている。この時、サブアセンブリＢはその下降位置にあり、Ａより も急速に後方に移動している。点４ａと５ａにおけるサブアセンブリＢは、最前 部位置から最後部位置に至る途中まで移動した所である。サブアセンブリＢの横 カムはその後退ストロークの途中であり、サブアセンブリの縦カムはその下降区 域の中点にある。

サブアセンブリＡは、第４図（ｄ）に対応する位置で、その最前部位置に至る道 程の殆どすべてを移動し終わってなお上昇位置にある。第５図（ｄ）には、サブ アセンブリＡのバー３がサブアセンブリＢのバー３よりも上方にあって、前方に 突き出ていることが示されている。サブアセンブリＢは更に迅速に移動して、完 全に最後部位置まで移動する。

位！ｔ４ｅでは、第５図（ｅ）に示すように、サブアセンブリＢは上昇して搬送 物品に接触している。第５図（ｅ）では、サブアセンブリＡとＢの両方のバー３ が同じ高さにある。サブアセンブリＡ用の縦カムはその上昇区域の殆ど終端に達 し、一方、サブアセンブリＢの縦カムはその上昇区域の始めにある。横カムＡは そ最大半径の近くにあり、一方、横カムＢはその最小半径の近くにある。

４ｅ乃至４ｇに対応する位置では、両サブアセンブリは搬送物品を支持してそれ を前方に移動させており、サブアセンブリＡはサブアセンブリＢよりかなり先行 している。両サブアセンブリＡ、Ｂの縦カムはその上昇区域にあり、それぞれそ の終点と始点の近くにいる。両サブアセンブリＡ、　Ｈの水平カムは前進ストロ ークにあり、これらもそれぞれその終点と始点の近くにいる。４ｇに対応する位 置で、サブアセンブリＡはその最前点に達した。

４ｈに対応する位置では、サブアセンブリＡは下部位置まで下降し、サブアセン ブリＢのみが搬送物品を支持して前進させている。

サブアセンブリＡ用の縦カムは推移点にある。次にサブアセンブリＡの横カムは 後退ストロークに移行してサブアセンブリＡは急速に後方に移動し、一方、サブ アセンブリＢはゆっくりと前進を続ける。

４ｋに対応する位置では、サブアセンブリＢが最前部位置に前進する途中まで移 動するのと同じ時間迄に、サブアセンブリＡはその最後部位置に戻る途中まで移 動している。この位置は、運動シーケンスが４ａに対応する位置から始まって該 シーケンスを半分周回した位置である。このように、第５図（ｋ）は第５図（ａ ）と同じ位置関係を示しているが、Ａ、！：Ｂとが場所を入れ代わっており、サ ブアセンブリＢはその上部位置にあってバー３がサブアセンブリＡのバー３に対 して高い位置を占めている。同じように、サブアセンブリＢの縦カムと横カムは 、それぞれその上昇区域と前進ストロークの中間点にある。サブアセンブリＡの 縦カムと横カムは、下降区域と後退ストロークの中間点にある。

次にサブアセンブリＡは急速に後方に移動を続け、その最後部位置（位置４ｎ、 ５ｎ）に達し、上昇して、サブアセンブリＢがその最前部位置に到達する少し前 に搬送物品と出会う。このシーケンスにおいて、両サブアセンブリは再び搬送物 品を支持してこれを前進させるが、この時、サブアセンブリＢはサブアセンブリ Ａよりかなり先行している。両方の縦カムが上昇区域にある周期は二つあるが、 これがその中の他の一つである。４ｑに対応する位置でサブアセンブリＢはその 最前部位置に到達し、第４図（ｒ）と５（ｒ）で下降して急速後退を開始する。

この間にサブアセンブリＡは前進を続ける。サブアセンブリＡがその上部位置の 途中まで前進してサブアセンブリＢが途中まで後退した点で、このサイクルは終 了して、両サブアセンブリは再び４ａと５ａに対応する位置を占め、このサイク ルを繰り返す。サイクルの初期のように、サブアセンブリＡの横カムはその前進 ストロークの途中にあり、サブアセンブリＡの縦カムはその上昇区域にあり、サ ブアセンブリＢの横カムはその後退ストロークの中間にあり、サブアセンブリＢ の縦カムはその下降区域の中間にある。

サブアセンブリＡとＢの運動と同時に、平行バー３の天面に沿ってこれに接合さ れた外被膜２１も同様に撓む。第３図は第１図に示す実施例の部分的分解図であ り、外被２１が種々の段階で撓んでいる状態を示している。第３図の段階１は、 上述の４ｒと５ｒに対応する位置における可撓性外被２１の撓みを示す。段階２ では、可撓性外被は第４図と第５図の４ｄと５ｄに対応する位置で撓んでいる。

段階３では、外被２１が、サブアセンブリＡが後退運動を開始した第４図（ｈ） と第５図（ｈ）に対応するシーケンスで撓んでいる状態を示す。

最後に第３図の段階４では、サブアセンブリＡはその後退運動を終了し、サブア センブリＢはその前進運動を終了し、前述のように第４図（ｎ）と第５図（ｎ） の位置に対応している。

サブアセンブリの運動は種々の手段によって行われ得る。図示の実施例において は、モータで駆動されるカム１１と従動子９が示されている。クランク、エア又 は油圧シリンダ、ンレノイドコイル、サーボモータ及びクラッチ／レバー等の他 の手段も使用可能である。

クリーンルームの環境内で使用される場合、又は高度の清浄度が要求される食品 、医薬品、その他の材料の搬送に使用される場合には、可撓性外被２１は非塵埃 発生性、耐久性、無菌性を有し、且つ清掃可能で非毒性であることが必要である 。好ましい可撓性外被は、空気透過性であり、広い範囲の温度と化学薬品に対し て耐性を有するものでもある。好適な可撓性膜状外被は、例えばＷ、　Ｌ、　Ｇ ｏｒｅ　＆Ａｓ５ｏｃｉａｔｅｓ、　Ｉｎｃ、で製造されている膨張延伸ポリテ トラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）であり、これは米国特許第３．９５３．５ ６６号及び４、１８７．３９０号に記載されたように製造される。付加的な支持 を与え、他の機械的特性を満足させるために、裏打材に積層されたｅ　ＰＴＦＥ 等の膜も採用可能である。

これに代えて、空気の透過が望ましくない場合に最も好ましい外被膜は、上述の ように、ウレタンやシリコーンゴム等の他の合成物質をコーティング又は含浸さ れた膨張延伸ポリテトラフルオロエチレンである。膜内にこれらの材料を付加す ることによって、可撓性外被膜の可撓寿命を長持ちさせることができる。

この外被膜は、多数の支持点において、望ましい程度の硬度、可撓性、及び歪み の逃げを与えるアクリル、エポキシ、オレフィン等の接着剤によってサブアセン ブリに接合される。

この可撓性外被は、小さな金属プレート、注封ゴム板、サブアセンブリに接合さ れる領域全体にわたる二倍の厚さの部分等のパッドや補強部分を付加することに よって、これらの接合点での摩耗耐性、摩擦係数又は導電性を膜の他の領域に比 して異なるようにして改善してもよい。このような補強を第７図に示す。

空気透過性の可撓性外被を具えたコンベアシステムに対して、第８図及び第９図 に示すように、コンベア装置の内部に接続された吸引ファン又はブロワ−の使用 をオプションとして付加することも可能である。第８図に示すように吸引ファン ８０を採用した場合には、空気が空気透過性外被とサブアセンブリシステムとを 通して内部に引き入れられる。この場合、サブアセンブリは空気不透過性のフレ ーム内に被包されている。ファンの出力はパイプにより他の場所へ又は排気フィ ルタ８１を通して導かれ、汚染された空気が再びこの環境に入り込まないように なされている。このコンベア装置は、周囲の環境から塵埃を吸引して運び去り、 これらを膜表面で捕捉し、循環系から取り除く。

第９図のブロワ−ファン９０を採用する場合には、出力はコンベア装置の内部に 接続され、空気を空気透過性外被とサブアセンブリシステムとを通して外に押出 す。このサブアセンブリシステムも、同じように気密にシールされたハウジング 内に被包されなければならない。ブロワ−ファンが上述のように使用される場合 、空気透過性外被は空気から塵埃を除去するフィルタ機構として機能する。得ら れた気流は、環境内に既に存在する塵埃がコンベアと搬送物品に接近することを 防ぐ。

この装置の形状は、直線運動以外の方向に物品を搬送するように改変することも 可能である。例えば、サブアセンブリを前進・後退運動でなく、垂直運動と組み 合わせて、垂直軸を中心とする回転運動を行なわせるようにしてもよい。この場 合、搬送物品の運動はサブアセンブリに従う軸を中心とする回転となる。第１０ 図は、コンベアの側面から離れた位置にある垂直軸を中心として回転搬送を行う 装置のサブアセンブリの下方からの斜視図である。この装置１２０は、他の二つ の直線コンベア１１０を連結するように９０’の回転を与える。このようなシス テムの組合せが、第１１図に上部の図で示されている。

異なる機能を有する異なるサブアセンブリを組み合わせ、互いに差し込み状に並 列して、更に複雑な装置を構成することもできる。

このような状態はサブアセンブリが直線及び回転運動をし、一方のサブアセンブ リが上昇位置にあって作動している時には他方は待機して不作動状態にある場合 等である。（例えば、一方の組は直線搬送を行い、他方の組は搬送経路に沿って その途中に設置され、中心垂直軸を中心に回転する場合。）物品はそこでこのシ ステムの中点まで搬送され、向きを変えられてアセンブリの端まで運ばれる。

これらの実施例は、本発明の原理が適用可能な多くの例の中の僅かなものを例示 してものに過ぎないことを理解すべきである。当業者にとって自明な種々の変更 や修正は、本発明の要旨と範囲に含まれるものと考えられる。

特表千７−５０９４３０　（６） ｎ 匡 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成６年１１月１１日

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）それぞれのサブアセンブリが直交するクロスバーによって相互に連結 された一組の互いに平行なバーを具えた複数のサブアセンブリと、少なくとも一 つのサブアセンブリに軌道運動を付与する手段であって、前記アセンブリは、前 記平行バーの上面が多数の支持点を提供するように相互に差し込み状に並列され ている該手段と、 （ｂ）前記サブアセンブリをそのまま保持する支持フレームと、（ｃ）該フレー ムとサブアセンブリの側面を取り囲むケーシングと、 （ｄ）前記連動付与手段を作動させる動力源と、（ｅ）前記サブアセンブリに前 記多数の支持点で接合された非塵埃発生性の可撓性外被とを具えた機械式コンベ アシステム。
2. ２．ニつのサブアセンブリと、これら二つのサブアセンブリに軌道運動を与える 手段とを具えた請求項１に記載の機械式コンベアシステム。
3. ３．前記可撓性非塵埃発生性外被が空気透過性であり、温度及び化学薬品に耐性 があり、薄膜及び積層体からなる群から選ばれたものである請求項１に記載の機 械式コンベアシステム。
4. ４．前記可撓性非塵埃発生性外被が、膨張延伸ポリテトラフルオロエチレンであ る請求項１に記載の機械式コンベア。
5. ５．前記膨張延伸ポリテトラフルオロエチレンが、ウレタン及びシリコーンゴム からなる群から選ばれたポリマーによって補強されている請求項４に記載の機械 式コンベア。
6. ６．サブアセンブリに多数の支持点で接合された前記可撓性非塵埃発生性外被が 、接着剤、成形された注封ゴム板、金属ブレート及び該外被の２倍の厚さの部分 からなる群の中から選ばれた手段によってこれらの点において補強されている請 求項１に記載の機械式コンベア。
7. ７．前記運動付与手段がカムとその従動子を含む請求項１に記載の機械式コンベ ア。
8. ８．前記運動付与手段がクランク、エアシリンダ、油圧シリンダ、ソレノイドコ イル、サーボモータ、クラッチ／レバーからなる群の中から選ばれている請求項 １に記載の機械式コンベア。
9. ９．更に、複数のサブアセンブリを保持しているケーシングから空気を吸引する 吸引ファンが設けられ、空気は内側へ前記可撓性外被膜を通してコンベアの外部 から吸い入れられる請求項３に記載の機械式コンベア。
10. １０．更に、複数のサブアセンブリを保持しているケーシング内に空気を吹き込 むブロワが設けられ、空気は前記可撓性外被膜を通してコンベア装置の内部から 外部に押し出される請求項３に記載の機械式コンベア。
11. １１．回転運動を与えるサブアセンブリを具えた請求項１に記載の機械式コンベ アシステム。
12. １２．請求項１に記載の機械式コンベアシステムを複数具えた機械式コンベアア センブリ。