JP2010241547A - 走行車システム - Google Patents

Abstract

【課題】無人走行台車の搬送効率を向上することができる走行車システムを提供する。
【解決手段】走行車システムは、基板の保管又は所定の処理を施す基板処理装置と、基板を基板カセット１に収容した状態で基板処理装置に向けて設けた軌道に沿って搬送する無人走行台車と、無人走行台車から搬送された基板カセット１を保持する第一基板カセット保持部Ｋ１、第一基板カセット保持部Ｋ１よりも上方において基板カセット１を保持する第二基板カセット保持部Ｋ２及び第一基板カセット保持部Ｋ１と第二基板カセット保持部Ｋ２との間で基板カセット１を上下方向に移動させる昇降部１６ａ，１６ｂを有する段数変更装置ＭＴと、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板を収容する基板カセットを載置してループ状の軌道を循環走行する走行車システムに関する。

従来、軌道上を走行する走行車に対し搬送物の出し入れを行う搬送物保管棚を軌道に沿って配置した走行車システム（例えば特許文献１参照）や、搬送物を処理する処理装置に対し搬送物を移載するために走行車が進入可能なバースを設けた走行車システムが知られている（例えば特許文献２参照）。

特許文献１に係る走行車システムは、ループ状軌道の中央の内部に供給ステーションを設けると共にループ状軌道の側面に沿って保管棚を配置し、走行軌道を走行する走行車に両側から搬送物を移載するようにしたシステムである。

また、特許文献２に係る走行車システムは、軌道の外側に走行車を処理装置に横付けするためのバースを設け、バースに進入した走行車と処理装置との間で搬送物のローディング、アンローディングを行うようにしたシステムである。

特開平１０−２７３２０４号公報 特開２００１−３４１６４０号公報

特許文献１に係る走行車システムでは、保管棚（立体自動倉庫）が高層建築物として構成されているので、搬送物の収容能力は大きいが保管棚の保管部から搬送物を出し入れする際にスタッカークレーンが使用されている。

したがって、搬送物の出し入れに時間が掛かるだけでなく、搬送物を一時的に保管するバッファ機能を備えていないため搬送効率が低下してしまう。また、保管棚は多段、多連に構成されているが、保管棚と走行車とは別個に構成されていたため、搬送効率が悪くなる問題を有している。

また、特許文献２に係る走行車システムでは、軌道の外側には処理装置のローディング、アンローディング位置に走行車を横付けするためのバース（空間）を設けてあるので、走行車に対する移載に時間が掛かり走行車の搬送効率が低下する問題を有している。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、無人走行台車の搬送効率の向上と設備の省スペース化を図ることができる走行車システムを提供することを目的とする。

本発明に係る走行車システムでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る走行車システムは、基板の保管又は所定の処理を施す基板処理装置と、前記基板を基板カセットに収容した状態で前記基板処理装置に向けて設けた軌道に沿って搬送する無人走行台車と、前記無人走行台車から搬送された前記基板カセットを保持する第一基板カセット保持部、前記第一基板カセット保持部よりも上方において前記基板カセットを保持する第二基板カセット保持部及び前記第一基板カセット保持部と前記第二基板カセット保持部との間で前記基板カセットを上下方向に移動させる昇降部を有する段数変更装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、基板カセットを任意の段数に積み上げたり、積み上げた基板カセットの段数を減らしたり（段ばらし）することができる。これにより、走行台車により任意の段数に積み上げた基板カセットを搬送できるので、搬送効率並びにリードタイムを向上することができる。また、走行車システム全体の省スペース化を図ることができる。

また、前記基板カセットに被保持部材を設け、前記第一基板カセット保持部及び前記第二基板カセット保持部に前記被保持部材に係合する保持部材を設けたことを特徴とする。
これにより、容易かつ確実に第一基板カセット保持部上に基板カセットを載置することができる。

また、前記第二基板カセット保持部における前記保持部材は、水平方向に可動式であることを特徴とする。
これにより、第二基板カセット保持部における保持部材と基板カセットの被保持部材との干渉を容易かつ確実に回避することができる。

また、前記第一基板カセット保持部と前記昇降部が一体に構成されることを特徴とする。
これにより、装置構成の簡略化、省スペース化を図ることができる。

また、前記第一基板カセット保持部は、前記基板カセット位置決め機構を備えることを特徴とする。
これにより、基板カセットの積み重ねを正確に行うことができる。

また、前記基板カセットは、積み重ねた際に互いに水平方向の移動を拘束する段崩れ防止部を備えることを特徴とする。
これにより、積み重ねた基板カセットの荷崩れ（段崩れ）を確実に防止することができる。

本発明によれば、基板カセットを任意の段数に積み上げたり、積み上げた基板カセットの段数を減らしたり（段ばらし）することができる。これにより、走行台車により任意の段数に積み上げた基板カセットを搬送できるので、搬送効率並びにリードタイムを向上することができる。また、走行車システム全体の省スペース化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る走行車システムの全体構成を示す概略図である。 無人走行台車の概略構成を示す側面図である。 基板カセットを示す図である。 基板カセットを多段に積み上げ積み降ろす段積み段ばらし装置の正面図である。 段積み段ばらし装置の動作を説明する図である。 図５に続く動作を説明する図である。 図６に続く動作を説明する図である。 段積み段ばらし装置の変形例を示す図である。 段積み段ばらし装置の変形例を示す図である。 基板カセット位置決め機構及びその変形例の概略構成を示す図である。

以下、本発明に係る走行車システムＡの実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、有軌道無人走行台車（以下台車ＡＧと称する）を案内走行するためのループ状の軌道Ｌが敷設されている。この軌道Ｌは、バッファ側軌道ＬＡと、処理側軌道ＬＢと、両軌道ＬＡ，ＬＢの両末端間を連絡する一対の連絡軌道ＳＬとからループ状に構成されている。したがって、台車ＡＧは前記のように構成されたループ状の軌道Ｌを循環走行するようになっている。

バッファ側軌道ＬＡの両側（処理側軌道ＬＢの片側を兼ねる）には、搬送物となる基板カセット１を一時保管するバッファＳＴ１，ＳＴ２が配設されている。これらバッファＳＴ１，ＳＴ２は、一段又は多段の棚から構成されていて、これらバッファＳＴ１，ＳＴ２には基板カセット１が保管される。

一方、処理側軌道ＬＢの残りの片側には、例えばガラス板など基板Ｇに対し洗浄処理を行う基板処理装置Ｒ１と、例えば基板Gに対しコーティング処理を行う基板処理装置Ｒ２が隣接して配設されている。

両軌道ＬＡ，ＬＢの末端には、台車ＡＧを移載する為のトラバーサーＴがそれぞれ往復走行可能に配設されており、トラバーサーＴの載置面には両軌道ＬＡ，ＬＢと同一高さの軌道を備えている。

基板処理装置Ｒ１，Ｒ２は、処理側軌道ＬＢに面する側に台車ＡＧ内の未処理の基板Gが収容された基板カセット１を受け入れる２つのローディングステーションＬＳと、処理済みの基板Ｇが収容された基板カセット１を台車ＡＧ側に払い出すアンローディングステーションＵＬＳが配設されている。

また、基板処理装置Ｒ１，Ｒ２には、ローディングステーションＬＳ及びアンローディングステーションＵＬＳに載置された基板カセット１との間で基板Gを一枚ずつ搬入、搬出するための搬入コンベアＬＣと搬出コンベアＵＬＣがそれぞれ接続されている。

また、処理側軌道ＬＢの片側であって、基板処理装置Ｒ１，Ｒ２の間には、基板カセット１を多段に積み上げ（重ね）たり、多段に積み上げられた基板カセット１をばらしたりする段積み段ばらし装置ＭＴが設置される。

図２に示すように、台車ＡＧは、後述する基板カセット１を載置しつつ軌道Ｌ上を走行する、四つの車輪４を有する台車本体（走行部）１１と、台車本体１１上に載置された基板カセット１を上下方向に昇降させるリフト（昇降部）１０と、基板カセット１を軌道ＬＡ，ＬＢに直交する方向に水平移動させるために一体となって駆動する一対のフォーク（水平移動部）８ａ，８ｂから構成されている。
なお、台車ＡＧには、複数の基板カセット１を積み上げて載置することが可能である。また、ループ状の軌道Ｌには、複数台（図１の例では５台）の台車ＡＧが配置される。これら台車ＡＧは、全て同一の構造となっている。

次に、台車ＡＧにより搬送される基板カセット１について説明する。
基板カセット１は、例えばガラス基板などの基板Gを複数枚（５〜６枚）保管できるように構成されている。

基板カセット１は、図３（ａ）に示すように、基板Gを出し入れする開口部２を有する扁平型直方体で箱形に構成されている。基板カセット１は、前枠ＦＦＬ、側枠ＳＦＬ、後枠ＢＦＬ、中間梁部材３とからなる一対の枠体と、一対の枠体の四隅に配置されて一対の枠体を連結する支柱（不図示）と、開口部２以外の外周に貼り付けた両側板ＳＰと、天板ＴＰとから構成されている。

基板カセット１の下面は、図３（ｂ）に示すように、底板を設けずに側枠ＳＦＬ、前枠ＦＦＬ，後枠ＢＦＬないし梁部材３が露呈した開放構造となっている。基板カセット１の内部には、複数枚（５〜６枚）の基板Gを所定間隔毎に保持するために、対向する両側枠ＳＦＬ間には複数本のワイヤーＷが横方向に張設されて、前後方向に一定間隔で配置されている。

基板カセット１の両側板ＳＰには、一対の幅狭の爪片Ｎが上端の前後部位に互いに離間して４カ所からそれぞれ水平に突設している。
なお、爪片Ｎは、幅広の爪片Ｎとして形成することもでき、この場合は、基板カセット１の両側板ＳＰの中央上端からそれぞれ水平に突設されている。

基板カセット１の上面四隅には、ピンＰが設けられる。また、基板カセット１の下面四隅には、他の基板カセット１のピンＰが嵌合する嵌合穴（不図示）が設けられる。
これにより、基板カセット１を積み重ねた際に、下側の基板カセット１のピンＰに上側の基板カセット１の嵌合穴が嵌合して各基板カセット１の相互の水平移動を拘束し合う。したがって、多段に積み重ねた基板カセット１の荷崩れ（段崩れ）が防止できる。つまり、基板カセット１の上面のピンＰと下面の嵌合穴が、段崩れ防止部として機能する。

次に、段積み段ばらし装置ＭＴに付き、図４を参照して説明する。
段積み段ばらし装置ＭＴは、床面Ｆに配置された基台１５と、基台１５の左右（台車ＡＧの進行方向）に立設した一対の支柱１８ａ，１８ｂを備えている。

支柱１８ａ，１８ｂの内面側下方には、それぞれ一対固定式の保持片Ｋ１が水平に突設している。更に、内面側上方には、それぞれ一対可動式の保持片Ｋ２が水平に突設している。保持片Ｋ２は、支柱１８ａ，１８ｂの内面側に向けて出没可能に可動する。
そして、４つの固定式の保持片Ｋ１と４つの可動式の保持片Ｋ２は、それぞれ基板カセット１の4つの爪片Ｎに係合可能となっている。例えば、図４に示すように、保持片Ｋ１には４段に積み上げた基板カセット１を載置できる。一方、保持片Ｋ２には、更に多段に積み上げた基板カセット１を載置できる。
すなわち、４つの固定式の保持片Ｋ１は、基板カセット１を保持する第一基板カセット保持部として機能し、４つの可動式の保持片Ｋ２は、基板カセット１を保持する第二基板カセット保持部として機能する。

なお、４つの保持片Ｋ１には、基板カセット１を所定位置に正確に位置決めする基板カセット位置決め機構Ｓが設けられている（図１０（ａ）参照）。具体的には、保持片Ｋ１の上面には、基板カセット１の爪片Ｎとほぼ同一形状の平坦面とその平坦面に連続する傾斜面とが形成される。
そして、基板カセット１が保持片Ｋ１の上面に載置した際に、基板カセット１の爪片Ｎが基板カセット位置決め機構Ｓの傾斜面に係合すると、基板カセット１はその自重により傾斜面に沿って平坦面まで滑り降りる。こうして、基板カセット１は所定位置（位置決め機構Ｓの平坦面に基板カセット１の爪片Ｎが完全に係合する位置）に位置決めされる。つまり、傾斜面が基板カセット１を所定位置に案内するガイドとして機能する。

基台１５の上面には、一対のリフター１６ａ，１６ｂが設けられる。リフター１６ａ，１６ｂは、基板カセット１を載置すると共に、基板カセット１を下方の保持片Ｋ１と上方の保持片Ｋ２の間で移動させることが可能となっている。
なお、一対のリフター１６ａ，１６ｂの間には、台車ＡＧのフォーク８ａ，８ｂが侵入すると共にフォーク８ａ，８ｂを僅かに上下させることができる空間が設けられている。

次に、段積み段ばらし装置ＭＴにより基板カセット１を多段に積み上げる動作について、図５〜図７を参照して説明する。
なお、図５（ａ）に示すように、保持片Ｋ２には予め４段に積み上げた基板カセット１が載置されているものとする。

まず、２段に積み上げた基板カセット１を載置する台車ＡＧ（不図示）を段積み段ばらし装置ＭＴの正面で停止させる。そして、図５（ａ）に示すように、台車ＡＧのフォーク８ａ，８ｂとリフター１０を駆動して、２段の基板カセット１を保持片Ｋ１に移載する。

次に、図５（ｂ）に示すように、一対のリフター１６ａ，１６ｂを駆動して、保持片Ｋ１に載置された２段の基板カセット１の下面を支持して、２段の基板カセット１を保持片Ｋ１から離間（上昇）させる。

更に、図５（ｃ）に示すように、２段の基板カセット１を上昇させて、その上面を保持片Ｋ２に載置された４段の基板カセット１の下面に当接し、４段の基板カセット１を保持片Ｋ２から離間（上昇）させる。

４段の基板カセット１が保持片Ｋ２から離間したら、図６（ａ）に示すように、リフター１６ａ，１６ｂの駆動を一旦停止して、保持片Ｋ２を退避する。これにより、６段の基板カセット１がリフター１６ａ，１６ｂに載置された状態となる。

次いで、図６（ｂ）に示すように、リフター１６ａ，１６ｂを駆動して、６段の基板カセット１を下降させる。そして、下から５段目の基板カセット１の爪片Ｎが保持片Ｋ２よりもやや上方に位置するまで６段の基板カセット１が下降したら、保持片Ｋ２を突出させる。

これにより、図６（ｃ）に示すように、更に６段の基板カセット１を下降させると、下から５段目，６段目の基板カセット１が保持片Ｋ２上に載置される。一方、下から４段目までの基板カセット１がリフター１６ａ，１６ｂ上に残る。

次いで、図７（ａ）に示すように、更にリフター１６ａ，１６ｂにより下から４段目までの基板カセット１を下降させると、保持片Ｋ１にこの４段の基板カセット１が載置される。
これにより、段積み段ばらし装置ＭＴの正面で停止している台車ＡＧのフォーク８ａ，８ｂとリフター１０を駆動することで、段積み段ばらし装置ＭＴの保持片Ｋ１から４段の基板カセット１を台車ＡＧ上に移載することができる。

このように、段積み段ばらし装置ＭＴを用いることで、基板カセット１を任意の段数に積み上げたり、積み上げた基板カセット１の段数を減らしたり（段ばらし）することが、容易かつ効率的に行なわれるようになる。

なお、段積み段ばらし装置ＭＴにより、積み上げた基板カセット１の段数を減らす（段ばらし）場合には、上述した動作を逆の順序で行えばよい。

このように、本実施形態に係る走行車システムＡでは、基板カセット１を複数段に積み上げたり段数を減らしたりする段積み段ばらし装置ＭＴを設けたので、基板カセット１、ひいては基板Ｇの搬送数を適時に変更することができ、台車ＡＧの搬送効率並びにリードタイムを向上することができる。また、走行車システムＡ全体の省スペース化を図ることができる。

次に、段積み段ばらし装置ＭＴの他の使用方法について、図１に戻って説明する。
走行車システムＡには、例えばライン停止時に、基板カセット１を多段に積み上げて長期保存するストッカＳＴ３，ＳＴ４が設けられる。
このストッカＳＴ３，ＳＴ４に対して基板カセット１を多段に積み上げて収容するために、前述した段積み段ばらし装置ＭＴが２台用いられる。具体的には、基板カセット１を多段に積み上げる専用機として、段積み段ばらし装置ＭＴと同一構成の段積み装置ＭＴ１が用いられる。また、多段に積み上げた基板カセット１の段数を減らす（段ばらし）専用機として、段積み段ばらし装置ＭＴと同一構成の段ばらし装置ＭＴ２が用いられる。

図１に示すように、走行車システムＡでは、ループ状に敷設した軌道Ｌとは別に、補助軌道ＬＨが設けられ、この補助軌道ＬＨに沿って両側に複数の基板カセット１を段積み状態で保管する多段積みストッカＳＴ３，ＳＴ４が配設される。

そして、処理側軌道ＬＢの片側側面には、基板処理装置Ｒ２の右側近傍にループ状の軌道Ｌを循環走行する台車ＡＧから単段または多段積みの基板カセット１を受入れる受入台ＬＴと、ストッカＳＴ３，ＳＴ４から搬出された基板カセット１を台車ＡＧ上に払い出す搬出台ＵＬＴが隣接して配設されている。

受入台ＬＴには、受け入れた基板カセット１を多段に積み上げる段積み装置ＭＴ１が接続され、段積み装置ＭＴ１には、搬入コンベアＣＶ１を介して、段積み状態の基板カセット１を補助軌道ＬＨを往復走行する台車ＡＧＮに移載する搬入ステーションＩＳＴが接続される。

一方、搬出台ＵＬＴには、多段に積み上げられた基板カセット１の段数を必要な段数に削減する段ばらし装置ＭＴ２が接続される。段ばらし装置ＭＴ２には、搬出コンベアＣＶ２を介して、多段積み状態の基板カセット１を台車ＡＧＮから移載する搬出ステーションＯＳＴが接続される。

補助軌道ＬＨ上を往復走行する台車ＡＧＮは、フォークとリフターを有しており、搬入ステーションＩＳＴ、多段積みストッカＳＴ３，ＳＴ４、搬出ステーションＯＳＴとの間で、多段積み基板カセット１を移載する。

このように、基板カセット１を多段に積み上げて長期保存するストッカＳＴ３，ＳＴ４と、段積み段ばらし装置ＭＴと同一構成の段積み装置ＭＴ１・段ばらし装置ＭＴ２を設けることで、限られた敷地内に多数の基板カセット１を多段に積み上げて効率的に収容することが可能となる。また、必要に応じて、ストッカＳＴ３，ＳＴ４に収容された基板カセット１を軌道Ｌに戻すことができる。したがって、走行車システムＡの省スペース化を図ることができる。

前述した実施の形態で示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、基板Gは、半導体基板でも良い。
また、台車ＡＧは、床面上を走行する構成で説明したが、天井側を走行するものでも良い。
また、上述した実施形態では、軌道Ｌをループ状に構成したが、直線軌道であってもよい。つまり、台車ＡＧは、直線軌道を往復移動する場合であってもよい。また、台車ＡＧは全て同一の構造でなくてもよく、複数種類の台車が混在する場合であってもよい。

また、基板カセット１の爪片Nは、両側板ＳＰから外側に向けて突設した構成として説明したが、これに限らず溝や穴として構成することもできる。
また、基板カセット１の爪片Nに対して、段積み段ばらし装置ＭＴの保持片Ｋ１，Ｋ２が係合する場合について説明したが、これに限らない。爪片Nを設けずに、基板カセット１の下面に保持片Ｋ１，Ｋ２が係合する場合であってもよい。

また、段積み段ばらし装置ＭＴの保持片Ｋ１，Ｋ２に基板カセット１を載置する場合に限らず、保持部材により基板カセット１の側面を挟持する場合であってもよい。

また、図８に示すように、一対のリフター１６ａ，１６ｂを設けずに、保持片Ｋ１を上下方向に移動可能に構成してもよい。つまり、第一基板カセット保持部が昇降部を兼ねるように一体に構成されてもよい。
この場合には、平面視において保持片Ｋ１，Ｋ２を干渉しない位置に設けると共に基板カセット１の爪片Ｎを伸ばて保持片Ｋ１，Ｋ２が同時に係合できるようにすることが好ましい。
これにより、保持片Ｋ１、すなわち第一基板カセット保持部を床面近傍まで配置できるので、多数の基板カセット１を保持することが可能となり、或いは装置の高さを低く抑えることが可能となる。

また、図９に示すように、保持片Ｋ１を設けずに、一対のリフター１６ａ，１６ｂと台車ＡＧとの間で基板カセット１を移載させる場合であってもよい。つまり、昇降部が第一基板カセット保持部を兼ねるように一体に構成されてもよい。これにより、装置の簡略化を図ることができる。
この場合には、一対のリフター１６ａ，１６ｂは、基板カセット１の下面を支持してもよいし、爪片Ｎを支持してもよい。

また、リフター１６ａ，１６ｂは、基台１５の上面に設ける場合に限らず、床面に直接設置してもよい。これにより、第一基板カセット保持部を床面近傍まで配置できるので、多数の基板カセット１を保持することが可能となり、或いは装置の高さを低く抑えることが可能となる。

また、基板カセット位置決め機構Ｓとして、基板カセット１の爪片Ｎに係合してガイドする傾斜面が形成される場合について説明したが、これに限らない。図１０（ｂ）に示すように、保持片Ｋ１に位置決め用のテーパーピンを配置すると共に、基板カセット１の爪片Ｎの下面にテーパー状の嵌合孔を形成してもよい。また、図１０（ｃ）に示すように、エアシリンダ等を用いて基板カセット１を能動的に所定位置に移動させて位置決めするように構成してもよい。

１…基板カセット、 １６ａ，１６ｂ…リフター（昇降部、第一基板カセット保持部）、 Ａ…走行車システム、 Ｌ（ＬＡ，ＬＢ）…軌道、 ＡＧ…台車（無人走行台車）、 Ｒ１，Ｒ２…基板処理装置、 ＳＴ１，ＳＴ２…バッファ（基板処理装置）、 ＭＴ…段積み段ばらし装置（段数変更装置）、 ＭＴ１…段積み装置（段数変更装置）、 ＭＴ２…段ばらし装置（段数変更装置）、 Ｋ１…保持片（保持部材、第一基板カセット保持部）、 Ｋ２…保持片（保持部材、第二基板カセット保持部）、 N…爪片（被保持部材）、 Ｐ…ピン（段崩れ防止部）、 Ｇ…基板

Claims (6)

1. 基板の保管又は所定の処理を施す基板処理装置と、
   前記基板を基板カセットに収容した状態で前記基板処理装置に向けて設けた軌道に沿って搬送する無人走行台車と、
   前記無人走行台車から搬送された前記基板カセットを保持する第一基板カセット保持部、前記第一基板カセット保持部よりも上方において前記基板カセットを保持する第二基板カセット保持部及び前記第一基板カセット保持部と前記第二基板カセット保持部との間で前記基板カセットを上下方向に移動させる昇降部を有する段数変更装置と、
   を備えることを特徴とする走行車システム。
2. 前記基板カセットに被保持部材を設け、
   前記第一基板カセット保持部及び前記第二基板カセット保持部に前記被保持部材に係合する保持部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の走行車システム。
3. 前記第二基板カセット保持部における前記保持部材は、水平方向に可動式であることを特徴とする請求項２に記載の走行車システム。
4. 前記第一基板カセット保持部と前記昇降部が一体に構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の走行車システム。
5. 前記第一基板カセット保持部は、前記基板カセット位置決め機構を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の走行車システム。
6. 前記基板カセットは、積み重ねた際に互いに水平方向の移動を拘束する段崩れ防止部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の走行車システム。

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