JP2005294614A - 警報および通報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーン搬送の作業場所で、当該作業場所にだけ警報音と通報音が聞こえるようにして、安全と作業効率の向上を図る装置を提供する。
【解決手段】半導体集積回路などを製造するクリーンルームにおいて、無人搬送台車５など可動設備と作業者６が密に混在し、作業者６が可動設備に接触の恐れのある特定空間領域に限定し、超音波スピーカ、超指向性スピーカ１０等を用い警報音や通報音を放射することで、これらの情報を必要とする人にのみ警報、通報を音声で伝える。これにより、特定空間領域以外の作業者６に対する音声の漏洩はなく、警報、通報音の混同により生じ易い無用の混乱を防止でき、しかも雑音の原因の排除にも寄与できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路、液晶表示パネル、プラズマディスプレー等の製造工場で使用される無人搬送台車など、可動装置に対する作業者の安全確保および作業能率向上に関する。

半導体製造工場において製造途中のウエハは、ウエハキャリアであるＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）に収納され、天井に敷設された軌道から吊り下げ状態でＦＯＵＰを把持するＯＨＴ（Over head Hoist Transport）搬送台車、床上を搬送するＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）搬送台車、天井に敷設された軌道を走行するＯＨＳ（Over Head Shuttle）等の搬送手段により製造装置間を搬送される。
前記３つの搬送手段のうち、最近、ＯＨＴ搬送台車、中でも分岐軌道を有する分岐型ＯＨＴは、搬送効率向上に寄与するところが大きく、搬送装置の主流として多用されるに至っている。

３００ｍｍウエハを用いた半導体生産ラインにおけるＯＨＴ搬送システムの例では、ウエハはＦＯＵＰに格納されて製造装置間を搬送される。各製造装置の前面にはこのＦＯＵＰの搬入用ポートと、搬出用ポートが設けられており、ＯＨＴ搬送台車は処理前のウエハの収納されたＦＯＵＰを製造装置の搬入用ポートに支給し、処理後のウエハの収納されたＦＯＵＰを搬出用ポートから回収し、次工程の製造装置または、ストッカまで搬送する。
一般にクリーンルームはクリーン環境を維持するコストが高いため、一般の工場と比較して、装置、機器類が高密度に収納配置されている。しかし、この環境の中で作業する作業者の安全性は十分確保される必要があり、無人搬送台車のように作業者に接近して動く可能性の高い装置については、特段の安全対策が必須とされている。また、半導体生産ラインは自動化されていても、自動化の確認や製造装置のメンテナンスなどに作業者の介入する部分も多く、作業能率向上も大きな課題となっている。

図７を用いて現行の安全対策について説明する。
図７はＯＨＴ搬送システムを採用した半導体製造工場の製造ラインである。４台の製造装置２２−ａ、２２−ｂ、２２−ｃ、２２−ｄが設置され、各製造装置にはＦＯＵＰ１８の取り込みと取り出し用のポートＩＮポート７と、ＯＵＴポート８がある。また、天井にはＯＨＴ走行用レール１７が設置され、このレール１７から懸垂される形でＯＨＴ搬送台車５−ａ、５−ｂが走行する。図７はＯＨＴ搬送台車５−ａがＯＵＴポート８―ａからＦＯＵＰを取り出している状況を示し、また、搬送台車５−ｂがＩＮポート７−ｃにＦＯＵＰを荷降ししている状況を示している。

搬送台車５−ａ、５−ｂにはスピーカやブザーが取付けられており、搬送台車がＯＵＴポート８−ａやＩＮポート７−ｃに接近した時や、ＦＯＵＰの取り出しおよび荷降しの移載時にはスピーカやブザーからの警報が出て作業者に危険を知らせ、安全を確保するようになっている。しかし、クリーンルーム内に設置された製造装置間の距離が近いことと、このスピーカやブザーからの警報があらゆる方向から聞こえてくるため、ＯＵＴポート８−ａの作業者にはＩＮポート７−ｃの警報が聞こえてしまい、逆にＩＮポート７−ｃの作業者にもＯＵＴポート８−ａの警報が聞こえてくることになる。このようにあらゆる方向から聞こえてくる警報は、作業者が聞き間違うことが多いだけでなく、警報を聞き漏らすこともあり、安全面から的確な警報になっていないのが現状である。また、多方向から聞こえる警報はうるさくて作業能率の低下や、作業者の誤操作の原因にもなっている。

あらゆる方向から聞こえてくるスピーカの音を防止して、ある限られた特定の範囲しか聞こえない超指向性のスピーカを利用できれば、以上の不具合は解決できる。この超指向性のスピーカを用いた例を図８に示す。本例では公衆トイレの入口に超指向性のスピーカを設置し、男性用トイレと女性用トイレの区別をしている。また、図面には示さなかったが、踏切に超指向性のスピーカを設置して、横断者にだけ警報音を出し、踏切周囲の住民には警報音が聞こえないようにした例もある。

特開２００２−３５４５７２号公報 特開２００３−４７０９６号公報

上述のように、クリーンルームでは建物の建設コストと維持コストが高いために、製造装置を高密度に配置している。そのため、作業者に対する警報や通報に通常のスピーカやブザーを用いた場合、スピーカの指向性が広いために、作業者に対する特定の作業場所への警報や通報は、隣接する作業場所へも漏洩してしまう。そのために、漏洩してくる余分な警報や通報により、本来の危険信号を聞き漏らしたり、時には、うるさいために信号音を切ったりして安全上問題が生じ、また、作業効率の低下もきたしている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、クリーン搬送による生産現場のＦＯＵＰ等の搬入、搬出を行う特定の作業場所に、非常に指向性が鋭い超指向性のスピーカや指向性の狭い狭指向性のスピーカを設置して、隣接する隣の作業場所からの警報や通報が聞こえないようにして、作業者が居る場所の警報や通報だけを聞くことにより、無人搬送台車の荷台の降下等による装置と作業者の接触等による危険を回避し、安全を高めると同時に、隣接する作業場所から漏洩する騒音（ここでは作業者が居る場所以外からの警報や通報は、作業者にとって騒音となる）を無くして、作業効率の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、以下の手段を提案している。即ち、請求項１に記載された発明は、半導体および液晶表示装置生産工場に於いて、軌道上を走行する天井搬送装置などの可動装置と、作業者が混在する作業場所において、作業者と可動装置とが干渉する恐れのある限定した特定空間領域の生産現場の作業場所に対し、超音波スピーカ、音響の指向性が鋭い超指向性スピーカ、あるいは音響の指向性が狭い狭指向性スピーカ、或いはまた、これらの組合せで可聴音を放射し、特定の作業場所の作業者にしかスピーカからの可聴音が聞き取れないようにした警報および通報装置にしたことを特徴とする。これにより、隣接する隣の作業場所から漏洩する騒音を防ぎ、作業者は特定の作業場所に対する警報や通報だけを聞くことにより、安全の確保や作業効率の向上を図ることが可能となる。

請求項２に記載された発明は、前記超音波スピーカ、音響の指向性が鋭い超指向性スピーカ、あるいは音響の指向性が狭い狭指向性スピーカを用いるスピーカ装置、或いはまた、これらの組合せであって、作業者と可動装置とが干渉する恐れのある限定した特定空間領域に作業者が存在することを光学式や、超音波式のセンサで検知して、可聴音の放射を行うことを特徴とする警報および通報装置。

これにより、ＦＯＵＰ等の搬入、搬出を行う製造装置の特定の作業場所に対するスピーカからの警報や通報の音声は、作業者を検知して作動する。そのため、作業者が居ない時には安全上の問題も無いことから、安全のための警報や作業指示等の通報も必要で無いために、無駄な警報や通報が放射されず、また、スピーカの音声が少しでも隣に漏れるという問題も発生せず、効率的な運用を図ることが可能となる。

請求項３に記載された発明は請求項１に記載のスピーカ装置であって、作業者と可動装置とが干渉する恐れのある限定したある特定空間領域に放射する可聴音の音色又は音声が、他の特定空間領域に放射する他の可聴音の音色又は音声と異なるので、隣接する特定の作業場所に音声が漏洩した場合であっても、漏洩した可聴音の音色又は音声により他の領域の音声であると識別されるので混同は起らない。

これにより、同じ指示事項であっても、隣接する作業場所と、例えば男性の声と女性の声あるいは連続的なベルの音と断続的なベルの音というように、音色等の音声を変えるので、万一、隣の作業場所から少しスピーカの音声が漏洩してきても、作業者が聞き違えて誤った作業をすることを防止できる。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載のスピーカ装置であって、作業者と可動装置とが干渉する恐れのある限定した特定空間領域に於ける安全の種類や、作業内容に適合させた固有の音色又は音声の可聴音を放射する。従って、当該特定空間領域作業場所と隣接する特定の作業場所の音声が漏洩しても、作業者は前記音色又は音声から作業内容を一義的に理解できるので混乱を生じることはない。

これにより、例えばＯＨＴの無人搬送台車の荷台が降下してくる場合や、荷台が上昇する場合には危険度が高いことから、高音のけたたましい音声をスピーカから放射し、また、音色も隣接する特定の作業場所と変えることで、特に危険度の高いケースについて、特別の注意を喚起することができ、危険度のグレードに応じた安全度の確保を図ることも可能となる。それと同時に。隣接する特定の作業場所との音声の漏洩による影響も少なくでき、より安全な作業が可能となる。また、騒音となる隣接する作業場所から、万一漏れてくる音声も当該作業場所の音色の音声と異なるために、気にならず作業効率も向上することが可能となる。それと同時に、スピーカからの通報はブザー等と異なり音声による作業指示でも指示できるために、作業効率の向上を図ることが可能となる。

請求項５に記載された発明は、請求項１に記載のスピーカ装置であって、少なくとも超音波スピーカ、超指向性スピーカ、狭指向性スピーカの何れかと、光表示器とから構成され、可聴音の放射と光表示が同時または個別に実施されることを特徴とする。

これにより、耳から入るスピーカからの音声だけでなく、音声と合せて、目から入る信号により安全性を高めることができる。光表示はその危険度や重要度によって、危険度が高い場合は、例えば、赤色を用いたり点滅を用いたり、危険度が低い場合は、緑色を用いたりすることができる。また、スピーカの音声よりも前に、搬送台車の接近などの光表示をして危険を知らせる方法もある。

請求項６に記載された発明は、同一スピーカを同心円上に複数個配置することで、指向性効果を生むスピーカ配置方式を採用したことを特徴とする。
スピーカを複数のスピーカで構成することにより、大口径のスピーカと同等の超指向性を得ながら、限定された作業場所に対し指向性の鋭い音声を放射する。こうして、音声の範囲を絞りながら、特定の作業場所しかスピーカの音声が届かないようにしている。

請求項７に記載された発明は、請求項１ないし請求項６に記載の警報および通報装置であって、作業現場に無人搬送台車等の移動体が存在する場合は移動体上にスピーカを設置し、作業現場に固定的に設置された装置のある場合はこの固定装置上にスピーカを設置する。即ちスピーカ装置の設置場所は状況に応じ、移動体と固定装置の何れでもよく、場合により両者に設置してもよい。

これにより、スピーカは移動体側でも製造装置側でも、あるいは移動体側と製造装置側の両方に取付けられ、取付けの自由度が高まり、例えば、ＯＨＴの搬送台車の接近以前に製造装置からの警報で、搬送台車の接近を知り、より高い安全性を確保できると同時に、作業効率の向上も図れる。

本発明によれば、ＯＨＴ等を用いたクリーン搬送におけるＦＯＵＰの移載など、製造装置への荷物搬入、搬出作業場所において、隣接する隣の作業場所からの音声の漏洩の影響を無くして、安全に作業ができると同時に、隣接する作業場所からの騒音を無くして、またスピーカによる音声での作業指示により、作業効率の向上を図ることができる効果がある。

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について図１〜図６に基づいて説明する。
図1はＯＨＴ搬送システムと作業者６を示す斜視図で、半導体集積回路、液晶表示パネル製造工場に適用される無人搬送台車を用いたＯＨＴ搬送システムである。
ＯＨＴ搬送台車５は天井に取付けられたレール１７上を荷物を懸垂して走行する。
ＯＨＴ走行台車５はシステムコントローラの指令を受けて目的の作業場所まで走行するが途中、分岐がある部位では、レール１７に敷設された左右分岐ガイド（図示していない）のいずれか一方をＯＨＴ搬送台車５の分岐ローラで選択する方法で、ルートを選択する。

また、ＯＨＴ搬送台車５は位置決め機講１２、昇降機講１３、懸垂ベルト１４、把持機講１５、グリッパ１６から構成されている。ＯＨＴ搬送台車５は位置決め機講１２で位置合せし、昇降機講１３にて懸垂ベルト１４を巻き上げ、または巻き戻しすることによりグリッパ１６でＦＯＵＰを把持または把持なしの状態で把持機講１５を上下させる。そして、ＯＨＴ搬送システムにはＦＯＵＰのＩＮポート７とＯＵＴポート８が設けられており、このＩＮポート７とＯＵＴポート８を中継点として、半導体製造装置内部への製造過程にある基板の取り込みと取り出しが行われる。

具体的には、ＯＨＴ搬送台車５は目的地に到着後、ＦＯＵＰの移載作業を行う。例えば、ＦＯＵＰフランジをグリッパ１６で把持し走行してきたＯＨＴ搬送台車５が目的地にて、搭載しているＦＯＵＰをＩＮポート７に降す場合、ＯＨＴ搬送台車５はまず移載位置に到着停止し、位置決め機講１２で正確に位置合せを行い、次いで、最上部まで巻き上げられた懸垂ベルト１４を逐次巻き降し、ＦＯＵＰをＩＮポート７まで降す。ＦＯＵＰ底面がポート面に接触すると、ポート台に取付けられたリミットスイッチ（図示していない）が作動する。ポート台のリミットスイッチでＦＯＵＰの着地を検出した後、把持機講１５はグリッパ１６を解放しＦＯＵＰをＩＮポート７に載置する。ＦＯＵＰ積み降ろし作業終了後、ＯＨＴ搬送台車５は懸垂ベルト１４を巻き上げ、把持機講１５が最上部に到達した時点で、次の指令に従がって次の目的地に向かう。ＯＵＴポート８からＦＯＵＰを取り出す場合もＯＨＴ搬送台車５は同様の動作をする。

以上、ＯＨＴ搬送システムによるＦＯＵＰ搬送動作の概要を述べたが、次ぎに、本発明による警報および通報装置について説明する。
図１は第１の実施例で、ＯＨＴ搬送台車５には超指向性スピーカ１０、作業者検知センサ１１、光表示器１９がＯＨＴ搬送台車５の昇降機講１３に取付けられている。
作業者検知センサ１１は作業者６を検知して、超指向性スピーカからの警報や通報を発する。従って、作業者が居ない時に無駄な警報や通報を出さず、無効なスピーカの音が隣の作業場に漏れるという問題も発生せず、効率的な運用が図れる。

また、超指向性スピーカからの音声の音色は他の作業場所とは違え、この作業場所に固有の音声の音色にしている。例えば、男性の声と女性の声、あるいはブザーの音の場合には連続的な音と断続的な音というように、同じ作業であっても、作業場所ごとに超指向性スピーカの音声の音色を変えてある。そのために、隣の作業場所から超指向性スピーカの音が漏洩してきても、作業者が聞き間違える恐れは無く、誤作業を確実に防止できるようになっている。

また、安全の種類や作業内容によっても超指向性スピーカからの音声の音色も変えている。具体的には、ＯＨＴ搬送台車５の把持機講１５が降下してくる場合や、把持機講１５が上昇する場合は危険度が高いことから、高音のけたたましい音声を発し、音色も隣接する隣の作業場所と変えている。通常の作業指示の場合は、作業者にうるさくないように、通常の音声で作業指示する。このようにして、隣接する隣の作業場所からの、当該作業場所にとっては不要な警報や通報も気にならず、また、より安全な作業が可能となると同時に作業に専念できることで作業効率も向上する。

ＯＨＴ搬送台車の把持機講１５には光表示器１９が取付けられ、超指向性のスピーカと共に警報が発せられるようになっている。例えば、把持機講１５が降下や上昇する等の危険度が高い時には、赤色の光の点滅となり、グリッパ１６が何も把持しないでＯＨＴ搬送台車が停止状態の時は、緑色の点灯状態となる。

図３は第２の実施例である。第１の実施例との主たる相違は、超指向性スピーカの取付け位置で、第１の実施例では超指向性スピーカが昇降機講１３に取付けられているのに対し、第２の実施例ではレール上に取付けられる。即ち、第２の実施例の超指向性スピーカはＦＯＵＰの移載を行う作業場所の上方に当たるレールの位置に取付けられ、作業者検出センサ１１はＯＨＴ搬送台車に取付けられる。これにより、ＯＨＴ搬送台車５が接近する以前に警報を出すことができ、また、ＯＨＴ搬送台車５が作業場所に不在の時の作業指示も出すことが可能となり、作業効率の向上が図れる。この応用例として、作業場所のＩＮポート７あるいはＯＵＴポート８にも超指向性のスピーカを取付けることができ（図示していない）、上記と同様の目的に使用することができる。

図４は第３の実施例である。第１及び第２の実施例との主たる相違点は超指向性スピーカの取付け位置とスピーカ個数であり、第３の実施例では４つの超指向性スピーカ２０−ａ、２０−ｂ、２０−ｃ、２０−ｃが昇降機講１３の４隅に取付けられている。また４つの超指向性スピーカは図６に示すように同心円上の位置に配置されており、同一スピーカを同心円上に複数個配置することで、指向性効果を生じさせている。即ち、単一の小サイズスピーカでは得られない指向性を、複数の小サイズスピーカで構成することにより、大口径のスピーカと同等の超指向性を得ながら、限定された特定作業場所に対し、必要な音量を確保しながら、音声の放射範囲を絞り放射することで隣接する他の作業場所へのスピーカの音声の漏洩を防止している。

図５は第４の実施例である。超指向性スピーカの設置個数、配置の方法の考え方は、第３の実施例と同じであるが、第４の実施例とは超指向性スピーカの設置位置が異なる。即ち第４の実施例では４つの超指向性スピーカ２０−ａ、２０−ｂ、２０−ｃ、２０−ｃを把持機講１５の側面に同心円上の位置となるよう取付けられる。この場合も実施例３と同様同一スピーカを同心円上に複数個配置することで、指向性を得ている。即ち、単一の小サイズスピーカでは得られない指向性を、複数の小サイズスピーカで構成することにより、大口径のスピーカと同等の超指向性を得ながら、限定された特定作業場所に対し、必要な音量を確保しながら放射することで、音声の放射範囲を絞り隣接する他の作業場所へのスピーカの音声の漏洩を防止している。
また、超指向性スピーカを上下に昇降する把持機講１５に取付けることで、搬送台車の可動部である把持機講１５が、作業者に近接すればする程、作業者には大きな音量とし知覚され、しかも周囲への音声の漏洩が小さくなる効果も奏している。

以上４つの実施例について説明したが、各実施例では図２に示す超指向性のスピーカないし超指向性スピーカの代用となる指向性を絞った狭指向性のスピーカを使用する。
ホーンスピーカ４０は若干の音声の漏れはあるものの、音源２９から発せられる音を、ホーン形状部で絞り込む、超指向性スピーカの代わりになる狭指向性のスピーカである。超指向性スピーカ４１は音源２９から発せられる音を背面に反射させ、音波を絞り込む超指向性スピーカである。狭指向性スピーカ４２は２個の音源を用い、音波の位相の重畳と打ち消しを利用した狭指向性スピーカであり、音波の位相が重畳する範囲は音が強くなり、音波の位相が打ち消す範囲では音が消音する性質を利用している。
また、ここには示さなかったが音声を超音波で変調することで高い指向性を発揮する超音波スピーカも利用する。
その他本発明では、上記以外にも指向性を有するあらゆる種類のスピーカが利用でき、指向性の程度、音質、音量、スピーカサイズ、コストなどから最適なスピーカシステムを選定する。

作業者と可動設備が混在し、作業者が可動設備に接触して事故を起す危険を孕む作業場所が一つの作業エリア内に、島状に複数存在する作業場所において、警報音や作業指示音声を用い作業者の安全確保を図りたい場合。

本発明の実施例に係るＯＨＴ搬送台車と作業ポートを示す斜視図である。 本発明の実施例に係る超指向性スピーカと狭指向性スピーカの原理を示す図である。 本発明の実施例に係る超指向性スピーカをＯＨＴ搬送システムのレールに設置した図である。 本発明の実施例に係る４個の超指向性スピーカをＯＨＴ搬送台車の昇降機講に取付けた斜視図である。 本発明の実施例に係る４個の超指向性スピーカをＯＨＴ搬送台車の把持機講に取付けた斜視図である。 本発明の実施例に係る４個の超指向性スピーカをＯＨＴ搬送台車の把持機講に取付けた下面からの様子を示す図である。 本発明の実施例に係るクリーン搬送システムのＯＨＴ搬送台車と製造装置および作業場所の様子を示す図である。 トイレの入口に超指向性のスピーカを用いた例を示す図である。

符号の説明

５ ＯＨＴ搬送台車
６ 作業者
７ ＩＮポート
８ ＯＵＴポート
９ 音波可聴域
１０ 超指向性スピーカ１０
１１ 作業者検知センサ
１３ 昇降機講
１５ 把持機講
１６ グリッパ
１７ レール
１８ ＦＯＵＰ
２０ 指向性スピーカ２０
２１ スピーカ２１
２２ 半導体製造装置
２９ 音源
４０ ホーンスピーカ
４１ 超指向性スピーカ４１
４２ 狭指向性スピーカ

Claims (7)

1. 半導体および液晶表示装置生産工場に於いて、軌道上を走行する天井搬送装置などの可動装置と、作業者が混在する作業場所において、作業者と前記可動装置とが干渉する恐れのある限定した特定空間領域に対し、超音波スピーカ、超指向性スピーカ、狭指向性スピーカの何れか、またはこれらの組み合わせで可聴音を放射するスピーカ装置を装備した搬送システム。
2. 請求項１に記載のスピーカ装置であって、前記作業者と前記可動装置とが干渉する恐れのある限定した特定空間領域に作業者が存在することを検知して、可聴音の放射を行うことを特徴とする警報および通報装置。
3. 請求項１に記載のスピーカ装置であって、前記作業者と前記可動装置とが干渉する恐れのある限定したある特定空間領域に放射する可聴音の音色又は音声が、他の特定空間領域に放射する他の可聴音の音色又は音声と異なり、可聴音の音色又は音声によって前記特定空間領域の違いを区別可能なことを特徴とする警報および通報装置。
4. 請求項１に記載のスピーカ装置であって、前記作業者と前記可動装置とが干渉する恐れのある限定した特定空間領域に於ける安全の種類や、作業内容に適合させた固有の音色又は音声の可聴音を放射し、作業者が前記音色又は音声から安全の種類や作業内容を一義的に理解可能なことを特徴とする警報および通報装置。
5. 請求項１に記載のスピーカ装置であって、少なくとも超音波スピーカ、超指向性スピーカ、狭指向性スピーカの何れかと、光表示器とから構成され、可聴音の放射と光表示を同時または個別に実施することを特徴とする警報および通報装置。
6. 請求項１ないし請求項５に記載の警報および通報装置であって、同一スピーカを同心円上に複数個配置することで、指向性効果を生むスピーカ配置方式を採用した警報および通報装置。
7. 請求項１ないし請求項６に記載の警報および通報装置であって、前記警報および前記通報装置に用いるスピーカの設置を、請求項１記載の特定空間領域に存在する固定設置の装置或いは、請求項１記載の可動装置の何れか一方、または、これら両方に行う警報および通報装置。

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