JP2006103879A

JP2006103879A - 搬送台車

Info

Publication number: JP2006103879A
Application number: JP2004292719A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Okamoto; 吉広岡本
Original assignee: Asyst Shinko Inc
Current assignee: Asyst Shinko Inc
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】懸垂型搬送台車の被搬送物を懸架状態で把持する昇降体に対して安定した電力供給及び双方向通信を行うことができる搬送台車を提供する。
【解決手段】レール８を走行するＯＨＴ搬送台車１は、懸垂機構１０を備えるＯＨＴ搬送台車本体１ａと懸垂機構１０によりタイミングベルト６を介して昇降される昇降体５を有する。制御回路３５に接続されタイミングベルト６に埋設された二次側導体１１は、駆動軸４１内部を経由して二重リング状鉄心１５の内側突起部１５ａに巻回されて二次側リング３ｂを構成する。ＯＨＴ搬送台車１の一次側電源５５を有する搬送台車コントローラ２に接続された一次側導体１２は、二重リング状鉄心１５の溝内部の空間に配置された導体ホルダ１９にクリップされて一次側リング３ａを構成する。一次側リング３ａと二次側リング３ｂにより、非接触給電・通信部３が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、天井に敷設された軌道上を走行し、被搬送物を懸架状態で把持する昇降体を有する懸垂型搬送台車に関するものである。

半導体製造、液晶製造、ＦＡなどの製造プロセスにおいて、製造過程の品物（例えば、半導体製品製造施設の場合、半導体基板や液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の処理対象物）をプロセスに従い装置から装置に搬送する搬送手段としては、天井より懸垂された軌道上を走行してFOUP（Front Opening Unified Pod）を搬送するOHT（Over head Hoist Transport）搬送台車を用いた搬送システムが主流となっている。

従来のＯＨＴ搬送台車の一例について、図７及び図８に基づいて説明する。図７は、ＯＨＴ搬送台車の制御回路とタイミングベルト（懸垂ベルト）内部に埋め込まれた導電線の電気接続の説明図である。図８は、従来のＯＨＴ搬送台車の一例について示した図であり、（Ａ）はＯＨＴ搬送台車の側面図であり、（Ｂ）はＯＨＴ搬送台車の正面図である。図８に示すように、レール（軌道）８、位置決め機構７、懸垂機構１０、昇降体５から構成される。ここで、昇降体５は、タイミングベルト６がドラム駆動モータ１７に回転駆動されるドラム１８に巻き取り、若しくは巻き戻されることで昇降する。そして、昇降体５の把持機構３０には、グリッパ３１を開閉動作されるグリッパ開閉用モータ（図示せず）が搭載されている。搬送台車コントローラ（搬送台車本体の制御回路）２の電源（図示せず）からこのグリッパ開閉用モータへの電力供給と、搬送台車コントローラ２と昇降体５の把持機構３０に搭載された制御回路（図示せず）との通信は、タイミングベルト６内部に埋め込まれた導電線４を介してなされる。尚、把持機構３０は、フランジ２１、ウエハ収納部２２、取手２３からなるＦＯＵＰ２０を把持して搬送するように構成される。

ここで、図７に示すように、昇降体５の制御回路と接続された導電線４は接続線５２により接続ボックス５０内のスリップリング５１に接続され、このスリップリング５１にブラシ９が２箇所で接触している。更に、ブラシ９が、導体１４によりＯＨＴ搬送台車１本体の搬送台車コントローラ２（図４）に接続される。即ち、回転駆動されるベルト内部導体と搬送台車の制御回路との接続にスリップリングが用いられ、スリップリング方式により搬送台車本体の搬送台車コントローラ２が有する電源（図示せず）から昇降体５の制御回路へ電力供給を行うとともに、搬送台車本体の搬送台車コントローラ２と昇降体５の制御回路の間の通信を行っている。このスリップリング方式を用いて搬送台車本体の電源から昇降体の制御回路へ電力供給を行うとともに、搬送台車本体の搬送台車コントローラ２と昇降体５の制御回路の間の通信を行う技術として、例えば、特許文献１に記載した技術がある。

特開２０００−２８１２７８号公報

しかしながら、スリップリング方式はスリップリングやブラシの汚れ、変形、摩滅等による接触不良のトラブルが発生しやすく、電力の安定供給や安定した通信性能確保の上で障害となるという問題があった。また、スリップリングの摺動むらに起因して発生する通信ノイズも通信の信頼性を確保する上で大きな障害となっていた。

そこで、本発明は、懸垂型搬送台車の被搬送物を懸架状態で把持する昇降体に対して安定した電力供給及び双方向通信を行うことができる搬送台車を提供するものである。

課題を解決するための手段及び効果

本発明に係る搬送台車は、天井に敷設された軌道上を走行する台車本体と、被搬送物を懸架状態で把持する昇降体と、前記台車本体から垂下されて前記昇降体を懸垂、昇降させる懸垂ベルトと、前記台車本体に設置され、一端が前記台車本体に搭載された電源を有する制御回路に接続され、他端が一次側コイルとして接続された一次側導電線と、前記懸垂ベルトに内封され、一端が前記昇降体に搭載された制御回路に接続され、他端が二次側コイルとして接続された二次側導電線と、を備え、前記一次側コイルと前記二次側コイルにより誘導電磁結合を構成することを特徴とする。

これにより、懸垂ベルトに内封され、台車本体に搭載され電源と接続された一次側導電線が一次側コイルとして、昇降体に搭載された制御回路に接続された二次側導電線が二次側コイルとして、誘導電磁結合を構成している。従って、誘導電磁結合という非接触での電気結合方式に基づいて、安定した信頼性の高い給電・通信を行うことができる。即ち、誘導電磁結合という非接触での電気結合方式では、スリップリング方式で問題となるスリップリングやブラシの汚れ、変形、摩擦などによって誘発される接触不良のトラブルを回避することができ、また、ブラシ接触に起因する通信ノイズも発生しないため、懸垂型搬送台車の被搬送物を懸架状態で把持する昇降体に対して安定した電力供給及び双方向通信を行うことができる。

ここで、本発明に係る搬送台車は、前記二次側コイルが、前記懸垂ベルトを巻き取り、巻き戻す回転軸体と一体に回転する断面がＥ型でリング形状の二次側磁性コアの中心部に、前記二次側導電線を巻き回してなり、前記一次側コイルが、前記二次側磁性コアで形成されたリング状溝内の空間で、二次側コイルと離隔した位置に配置された支持部材に、前記一次側導電線を固定してなって良い。

これにより、互いに接触していない一次側コイルと二次側コイルとで構成された誘導電磁結合により、非接触の給電・双方向通信を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明である搬送台車を実施するための最良の形態について具体的な一例に即して説明する。

まず、本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車（搬送台車）を図１〜図６に基づいて以下に説明する。図１は、本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の非接触給電・通信部を示す概略図である。図２は、本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の外観を示す側面図である。図３は、本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の懸垂機構の上面図である。図４は、本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の非接触給電・通信部による給電・双方向通信の概念図である。図５（ａ）は二次側導体に流れる電磁波形を示す図であり、（ｂ）は一次側電源から昇降体に供給される電力波形を示す図であり、（ｃ）は昇降体からＯＨＴ搬送台車本体に送信する電磁波形を示す図であり、（ｄ）はＯＨＴ搬送台車本体より昇降体が受信する電磁波形を示す図である。図６は、本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の把持機構を示す斜視図である。

図２に示すように、ＯＨＴ搬送台車１は、レール（軌道）８、位置決め機構７、懸垂機構１０、昇降体５から構成される。ＯＨＴ搬送台車１は、位置決め機構７を介してレール８から懸垂されており、昇降体５によりＦＯＵＰ２０（即ち、フランジ２１により把持されたウエハ収納部２２に収納した被搬送物であるウエハ）を懸架状態で把持して搬送するものである。尚、ＯＨＴ搬送台車１は、位置決め機構７及び懸垂機構１０により、ＯＨＴ搬送台車本体（台車本体）１ａを構成する。

ここで、昇降体５は、タイミングベルト（懸垂ベルト）６及び把持機構３０を備えている。そして、昇降体５は、ドラム駆動モータ１７に回転駆動されるドラム１８にタイミングベルト６が巻き取り、若しくは巻き戻されることで昇降（図１のタイミングベルト６の矢印方向）するようになっている。また、図１に示すように、タイミングベルト６には二次側導体（二次側導電線）１１（図１中の１１ａ、１１ｂ）が埋設されている。ここで、タイミングベルト６の一端はドラム駆動モータ１７により駆動される駆動軸４１に固定され、二次側導体１１ａ、１１ｂは、駆動軸４１内部を経由して、後述する懸垂モジュール４５ａの固定部材４９から突出した駆動軸４１の先端（図３参照）に固定された二重リング状鉄心１５の内側突起部１５ａに巻回される。そして、二重リング状鉄心１５は、駆動軸４１の回転（図１の駆動軸４１の矢印方向）にあわせて回転する（図１の二重リング状鉄心１５の矢印方向）。

また、ＯＨＴ搬送台車本体１ａは、図２〜図４に示すように、一次側電源５５を含む搬送台車コントローラ（搬送台車本体１ａに搭載された制御回路）２を備えている。そして、図１及び図３に示すように一次側導体（一次側導電線）１２（図１中の１２ａ、１２ｂ）は、その一端を搬送台車コントローラ２に接続され、他端を４つの導体ホルダ１９にクリップされ、後述する懸垂モジュール４５ａに配置された導体支持板１３に固定支持される。そして、一次側導体１２がクリップされた導体ホルダ１９は、後述する懸垂モジュール４５ａに配置された二重リング状鉄心１５の溝内部の空間に二重リング状鉄心１５に接触しないように配置される。以上により、導体ホルダ１９に一次側導体１２をクリップすることにより構成された一次側リング３ａと、二次側導体１１ａ、１１ｂを二重リング状鉄心１５に巻回することにより構成された二次側リング３ｂにより、非接触給電・通信部３が形成される。

次に、非接触給電・通信部３について、図４及び図５に基づいて、詳細に説明する。図４に示すように、非接触給電・通信部３は、ＯＨＴ搬送台車本体１ａ側の一次側電源５５と搬送台車コントローラ２に接続された一次側導体１２と、昇降体５の把持機構３０側の変調／復調器５６を介して昇降体コンピュータ５７に接続された二次側導体１１と、で構成されている。また、一次側導体１２に接続される搬送台車コントローラ２（図２及び図３参照）は、ピックアップコイル５８、台車コンピュータ５９、変調／復調器６０、一次側電源５５を内蔵している。ピックアップコイル５８は、変調／復調器６０を介して台車コンピュータ５９に接続されている。また、後述する昇降体５に搭載された制御回路３５（図６参照）は、変調／復調器５６及び昇降体コンピュータ５７を内蔵している。そして、ＯＨＴ搬送台車本体１ａ側の一次側導体１２に接続された一次側電源５５から、非接触給電・通信部３により、二次側導体１１を介して昇降体５の把持機構３０側の昇降体コンピュータ５７に給電が行われる。また、非接触給電・通信部３により、ＯＨＴ搬送台車本体１ａ側の一次側導体１２に接続された搬送台車コントローラ２（即ち、搬送台車コントローラ２内の台車コンピュータ５９）と、二次側導体１１を介して昇降体５の把持機構３０側の制御回路３５（即ち、制御回路３５内の昇降体コンピュータ５７）と、の間の双方向通信が行われる。

図４の回路図において、一次側導体１２、二次側導体１１、及びピックアップコイル５８に流れる電磁波形を図５に示す。図５（ｂ）に示す波形２６ａは、一次側電源５５から二次側導体１１を介して昇降体５の把持機構３０に供給される電力波形であり、主として後述するグリッパ開閉モータ３４（図６参照）の駆動電力として消費される。図５（ｃ）に示す波形２６ｂは、昇降体５の把持機構３０の昇降体コンピュータ５７の変調／復調器５６から送信され、ピックアップコイル５８により受信され、変調／復調器６０により復調されて台車コンピュータ５９に認識される信号波形であり、昇降体５の把持機構３０の昇降体コンピュータ５７が搬送台車コントローラ２（台車コンピュータ５９）に送信するデジタル信号波形である。図５（ｄ）に示す波形２６ｃは、搬送台車コントローラ２の変調／復調器６０により作成されてピックアップコイル５８により発信され、昇降体５の把持機構３０の二次側導体１１で受信されて昇降体５の把持機構３０の変調／復調器５６により復調されて昇降体コンピュータ５７に認識される信号波形であり、搬送台車コントローラ２（台車コンピュータ５９）から与えられ、昇降体５の把持機構３０の昇降体コンピュータ５７が受信するデジタル信号波形である。図５（ａ）に示す波形２５は、上述の波形２６ａ、波形２６ｂ、波形２６ｃが重畳した波形（即ち、昇降体５の把持機構３０側の給電及び送受信の合成波形）であり、二次側導体１１部で観測される波形である。

ここで、図３に基づいて、タイミングベルト６の巻き戻しにより昇降体５の昇降を行う懸垂機構１０について詳細に説明する。図３に示すように、懸垂機構１０は、４つの懸垂モジュール４５ａ〜４５ｄにより構成され、懸垂モジュール４５ａのみが非接触給電・通信部３を有することを除けば、各懸垂モジュール４５ａ〜４５ｄは、全て同一構成である。各懸垂モジュール４５ａ〜４５ｄは、ドラム駆動モータ１７、駆動軸４１、ドラム１８、固定部材４９、タイミングベルト６、タイミングプーリ４３により構成される。タイミングベルト６の巻き取り及び巻き戻しは、巻き取り及び巻き戻し速度を一定に制御するため、駆動モータ４０の回転によりプーリ駆動軸４８に軸止されたタイミングプーリ４３により実行される。ドラム駆動モータ１７はタイミングプーリ４３とドラム１８間のタイミングベルト６に一定張力を付加させながらタイミングベルト６を巻き取る。また、タイミングベルト６を巻き戻す場合は、図示しない電磁ブレーキでタイミングプーリ４３とドラム１８間のタイミングベルト６に一定張力を付加させながらタイミングベルト６を巻き戻す。

次に、図６に基づいて、昇降体５の把持機構３０について詳細に説明する。図６に示すように、一対のグリッパ３１、３１はそれぞれ支持プレート３３、３３の一端に固定される。支持プレート３３、３３の他端はボールネジ勘合メネジプレート４２に固定される。ボールネジ勘合メネジプレート４２はボールネジ３２に挿入され組み立てられる。ボールネジ３２には長手方向中心を境に左右逆方向の螺旋状ネジが設けられている。ボールネジ３２の一方の端部にはギヤ３８が軸止めされ、ギヤ３７、ユニバーサルジョイント３６を介して、グリッパ開閉モータ３４に接続される。開閉モータ３４の電源は制御回路３５に接続され、制御回路３５はベルト６に内包された二次側導体１１ａ、１１ｂに接続されている。そして、グリッパ開閉モータ３４の正逆転により、ボールネジ３２に挿入された一対のボールネジ勘合メネジプレート４２、４２は左右対称に離隔と接近動作を行い、この動作が、グリッパ３１、３１の開閉動作となる。センサ２９は、グリッパ３１の閉状態を検出するセンサで、センサ２９がＯＮ状態になった時点で制御回路３５に搭載された昇降体コンピュータ５７は、グリッパ開閉モータ３４の電源をＯＦＦにしてグリッパ３１の閉動作を停止させる。

次に、上述した本発明に係るＯＨＴ搬送台車１の動作について説明する。ＯＨＴ搬送台車１は、レール８上を、ＦＯＵＰ２０を把持した状態で目的地ポートまで走行する。目的地ポートに到着後、４つの懸垂モジュール４５ａ〜４５ｄのタイミングベルト６を巻き戻し、ＦＯＵＰ２０をポート台上に載置する。続いて、非接触給電・通信部３により、ＯＨＴ搬送台車本体１ａの搬送台車コントローラ２に搭載された一次側電源５５と電磁結合する二次側導体１１を介してグリッパ開閉モータ３４に電力が供給され、グリッパが開動作を行う。グリッパ３１、３１の開動作終了は、昇降体５の把持機構３０の制御回路３５からタイミングベルト６に内封された二次側導電体１１に伝わり、非接触給電・通信部３により、一次側導電体１２を介してＯＨＴ搬送台車本体１ａの搬送台車コントローラ２に搭載された台車コンピュータ５９に伝えられる。そして、懸垂機構１０は、駆動モータ４０とドラム駆動モータ１７とを駆動させて、タイミングベルト６を巻き上げる。昇降体５を最上部まで巻き上げた後、ＯＨＴ搬送台車１は次の目的ポートに向かい、レール８上の走行を開始する。

このように、本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車１によると、タイミングベルト６に内封され、ＯＨＴ搬送台車本体１ａに搭載された一次側電源５５を有する搬送台車コントローラ２に接続された一次側導電線１２が一次側コイル３ａとして、昇降体５の把持機構３０に搭載された制御回路３５に接続された二次側導電線１１が二次側コイル３ｂとして、誘導電磁結合である非接触給電・通信部３を構成している。従って、非接触給電・通信部３において誘導電磁結合という非接触での電気結合方式に基づいて、ＯＨＴ搬送台車本体１ａと昇降体５との間で、安定した信頼性の高い給電・双方向通信を行うことができる。

以上、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。また、具体例は、本発明の構成を例示したものであり、本発明を限定するものではない。

例えば、本実施の形態においては、ＯＨＴ搬送台車１について本発明を適用したがそれに限らず、被搬送物を懸架状態で把持する昇降体を有する懸垂型搬送台車に対して本発明を適用することができる。また、ＯＨＴ搬送台車１は４つの懸垂モジュール４５ａ〜４５ｄ（即ち、タイミングベルト６）を有しているが４つ限らず、１つ以上の懸垂モジュール（即ち、タイミングベルト６）有していればよい。

本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の非接触給電・通信部を示す概略図である。本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の外観を示す側面図である。本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の懸垂機構の上面図である。本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の非接触給電・通信部による給電・双方向通信の概念図である。（ａ）は二次側導体に流れる電磁波形を示す図であり、（ｂ）は一次側電源から昇降体に供給される電力波形を示す図であり、（ｃ）は昇降体からＯＨＴ搬送台車本体に送信する電磁波形を示す図であり、（ｄ）はＯＨＴ搬送台車本体より昇降体が受信する電磁波形を示す図である。本実施形態に係るＯＨＴ搬送台車の把持機構を示す斜視図である。従来のＯＨＴ搬送台車の制御回路とタイミングベルト内部に埋め込まれた導電線の電気接続の説明図である。従来のＯＨＴ搬送台車の一例について示した図であり、（Ａ）はＯＨＴ搬送台車の側面図であり、（Ｂ）はＯＨＴ搬送台車の正面図である。

符号の説明

１ＯＨＴ搬送台車
１ａＯＨＴ搬送台車本体（台車本体）
２搬送台車コントローラ（制御回路）
３非接触給電・通信部
３ａ一次側リング
３ｂ二次側リング
５昇降体
６タイミングベルト（懸垂ベルト）
８レール（軌道）
１１二次側導体（二次側導電線）
１２一次側導体（一次側導電線）
３０把持機構
３５制御回路
５５一次側電源
５７昇降体コンピュータ
５９台車コンピュータ

Claims

天井に敷設された軌道上を走行する台車本体と、
被搬送物を懸架状態で把持する昇降体と、
前記台車本体から垂下されて前記昇降体を懸垂、昇降させる懸垂ベルトと、
前記台車本体に設置され、一端が前記台車本体に搭載された電源を有する制御回路に接続され、他端が一次側コイルとして接続された一次側導電線と、
前記懸垂ベルトに内封され、一端が前記昇降体に搭載された制御回路に接続され、他端が二次側コイルとして接続された二次側導電線と、
を備え、前記一次側コイルと前記二次側コイルにより誘導電磁結合を構成することを特徴とする搬送台車。
前記二次側コイルは、前記懸垂ベルトを巻き取り、巻き戻す回転軸体と一体に回転する断面がＥ型でリング形状の二次側磁性コアの中心部に、前記二次側導電線を巻き回してなり、
前記一次側コイルは、前記二次側磁性コアで形成されたリング状溝内の空間で、二次側コイルと離隔した位置に配置された支持部材に、前記一次側導電線を固定してなることを特徴とする請求項１に記載の搬送台車。