JP3716693B2

JP3716693B2 - 荷保管設備

Info

Publication number: JP3716693B2
Application number: JP34557299A
Authority: JP
Inventors: 繁人村山
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2019-12-06
Also published as: JP2001158506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば半導体（ウエハ）を入れた容器を荷として取り扱う荷保管設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の荷保管設備としては、たとえば特開平５−２９４４１０号公報に見られる構成が提供されている。この従来構成において棚には、トレーを介して荷を収納自在な収納部が設けられている。また出し入れ装置は、トレーを介して荷を出し入れする出し入れ具と、出し入れ具の上方に配設した荷保持装置からなり、これら出し入れ具と荷保持装置は相対的に昇降自在とされている。そして出し入れ具は、その基端をして昇降体に縦軸心の周りで回動自在に配設された中折れ腕装置と、この中折れ腕装置の遊端に連結された荷支持部とにより構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記した従来構成によると、出し入れ具による荷の出し入れは、荷支持部により荷の下面を支持するフォーク形式により行っていることから、その出し入れ動（移載）の高速化は容易に行えない。また、荷支持部により荷を支持した状態で出し入れ装置を移動（走行）させているときで、たとえば何らかの事情で出し入れ装置に非常停止が掛けられたとき、荷支持部から荷が落下して破損される恐れがある。これもまた、出し入れ装置の移動の高速化の妨げになる。
【０００４】
そこで本発明のうち請求項１記載の発明は、荷の出し入れ動や搬送のための移動を高速化し得る荷保管設備を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の荷保管設備は、荷を収納自在な収納部を有する棚と、前記収納部に対して荷を出し入れする出し入れ装置を有する出し入れ手段とが設けられ、前記出し入れ装置には、前記収納部に対して出退動自在な出し入れ具と、この出し入れ具とともに出退動し出し入れ具で支持した荷の上面に作用自在な上動阻止体が設けられていることを特徴としたものである。
【０００６】
したがって請求項１の発明によると、出し入れ装置を動作させることで、出し入れ具を上動阻止体とともに目的とする収納部に対して出退動し得る。そして、出し入れ装置で支持した荷の上面に上動阻止体を作用させることで、収納部から荷を取り出したり収納部に荷を入れる際に、出し入れ装置で支持した荷が上下に移動する（揺れる）ことを、荷の上面を上動阻止体により受止めることで阻止し得る。
また本発明の請求項２記載の荷保管設備は、上記した請求項１記載の構成において、出し入れ具には、荷を支持する部分から外れた箇所に架台が設けられ、この架台に、荷の上面に対して出退自在な上動阻止体と、この上動阻止体の出退駆動手段とが設けられていることを特徴としたものである。
【０００７】
したがって請求項２の発明によると、架台に設けた出退駆動手段を作動させることで、上動阻止体を荷の上面に対して出退動させ得る。
そして本発明の請求項３記載の荷保管設備は、上記した請求項１または２記載の構成において、上動阻止体は、縦軸心の周りに回動することで荷の上面に対して出退自在に構成されるとともに、荷の上面に対して突出した時に荷の前面に対向される前面受け部が設けられていることを特徴としたものである。
【０００８】
したがって請求項３の発明によると、上動阻止体を縦軸心の周りに回動させて荷の上面に対して突出させた時に、荷の前面に前面受け部を対向させ得、これにより出し入れ装置の出退動を停止したときに、出し入れ装置上の荷が移動する（滑る）ことを、荷の前面を前面受け部により受止めることで阻止し得る。
さらに本発明の請求項４記載の荷保管設備は、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、出し入れ手段は、昇降体と、この昇降体に設けた出し入れ装置とを有し、この出し入れ装置は、縦軸心の周りで回動すべく基端をして昇降体に配設した中折れ腕形式とされ、その遊端が荷の支持を行う出し入れ具に構成されていることを特徴としたものである。
【０００９】
したがって請求項４の発明によると、昇降体の昇降動時や出し入れ装置の作動時において、荷が上下に移動することを上動阻止体により阻止し得る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
図１〜図５において、１０は棚で、支柱などからなる枠組み本体（棚フレーム）１１内に、上下方向ならびに横方向に複数の収納部１２が形成されている。各収納部１２は、上下方向ならびに横方向で所定間隔置きに設けられ、かつ各収納部１２には、それぞれ横方向に複数の棚板１３が設けられている。各棚板１３には、前面側と上下方向とに開放された欠如部１４が形成されている。
【００１１】
前記棚板１３を介して収納部１２に収納自在な荷１は、たとえば半導体（ウエハ）を入れた容器（ＦｒｏｎｔＯｐｅｎｉｎｇＵｎｉｆｉｅｄＰｏｄ：前面開き一体化ポッド）２と、この容器２を位置決めして支持自在な側面視でＬ字状のパレット体３などから構成される。
前記棚１０は通路９を置いて一対が並設されている。そして、いずれかの棚１０における一部の収納部１２が、荷１の入出庫のための荷捌き部１６とされている。この荷捌き部１６には左右一対の支持部材１７が設けられ、これら支持部材１７は立設され、以て支持部材１７間に、上方や前後に開放された作用空間部１８が形成されている。なお、この作用空間部１８や前記欠如部１４を利用して、出し入れ具（後述する。）がフォーク動するように構成されている。
【００１２】
前記棚９内には、前記収納部１２に対して荷１を出し入れする出し入れ手段２０が設けられている。この出し入れ手段２０は、通路９内に配設されかつ通路長さのほぼ全長の長さに形成された昇降体２１と、この昇降体２１側に支持案内されて通路長さの方向（横方向）に往復移動自在な可動体４０と、この可動体４０に設けられた出し入れ装置６０などにより構成されている。
【００１３】
前記昇降体２１は矩形筒枠状であって、その長さ方向の中央部分でかつ一面側には箱状枠体２２が設けられている。そして箱状枠体２２の一面側と前記棚１０側との間にＬＭガイド２３が設けられ、以て昇降体２１は棚１０側に昇降自在に案内される。
前記昇降体２１を昇降動させる昇降駆動装置２５は、棚１０の上部で通路幅方向に振分けて設けられたガイド輪体２６と、これらガイド輪体２６間に上方から掛けられかつ一端が前記箱状枠体２２に上方から連結されるとともに他端がバランスウエイト２７に上方から連結される昇降用ベルト２８、ならびに補助ワイヤー２９と、床側に設けられたドライブプーリ３０と、このドライブプーリ３０を正逆に回転駆動させるモータ３１と、前記ドライブプーリ３０に掛けられかつ一端が前記箱状枠体２２に下方から連結されるとともに他端がバランスウエイト２７に下方から連結されるワイヤー３２と、このワイヤー３２をドライブプーリ３０に巻き付け付勢させる複数のシーブ３３と、前記ワイヤー３２を箱状枠体２２側に案内するためのガイド輪体３４などにより構成されている。
【００１４】
なお、前記バランスウエイト２７は、ガイドローラ（図示せず。）などを介して棚１０側に昇降自在に案内されている。また箱状枠体２２の上下にはそれぞれ複数のガイドローラ３５が設けられ、これらガイドローラ３５間に掛けられた防塵ベルト３６の上下端が棚１０側に固定されている。
このような構成によると、モータ３１によりドライブプーリ３０を正逆に回転駆動させることで、ワイヤー３２と昇降用ベルト２８とを介して昇降体２１を昇降動させ得る。その際に昇降体２１は、ＬＭガイド２３によって棚１０側に昇降自在に案内される。そして昇降体２１の昇降は、バランスウエイト２７によってバランスを取りながら軽く行え、昇降駆動装置２５としては小動力のものでもよいことになる。
【００１５】
前記可動体４０は、前記昇降体２１の他面外方に位置される外可動部４１と、昇降体２１の内に位置される内可動部４２と、昇降体２１に形成されたスリット部２４に位置して外可動部４１と内可動部４２とを一体化させる連結部４３などにより構成されている。そして昇降体２１側と内可動部４２との間にＬＭガイド４４が設けられ、以て可動体４０は昇降体２１側に支持案内されて通路長さの方向に往復移動自在に構成される。
【００１６】
前記可動体４０を往復移動させる往復駆動装置４５は、昇降体２１内でかつ長さ方向の両端部分に設けられた案内プーリ４６と、前記箱状枠体２２内に設けられたドライブプーリ４７と、このドライブプーリ４７を正逆に回転駆動すべく箱状枠体２２内に設けられたモータ４８と、両案内プーリ４６とドライブプーリ４７とに亘って巻回されたタイミングベルト４９と、テンションプーリ５０などにより構成され、前記タイミングベルト４９の一箇所が前記内可動部４２に連結されている。なお、昇降体２１側と内可動部４２との間にはケーブルベア５１が設けられている。
【００１７】
このような構成によると、往復駆動装置４５のモータ４８を正逆に駆動してタイミングベルト４９を正逆に回動させることで、可動体４０を往復移動させ得る。その際に可動体４０は、ＬＭガイド４４によって昇降体２１側に支持案内される。
前記出し入れ装置６０には、前記外可動部４１の上部に、軸受け６１を介して縦軸心６２の周りで回動自在な回転テーブル６３が設けられるとともに、この回転テーブル６３にタイミングベルト６４などを介して連動されるテーブル駆動装置６５が、外可動部４１内に設けられている。そして回転テーブル６３上に、前記収納部１２に対して荷１を出し入れ自在な中折れ腕装置６６が設けられている。
【００１８】
この中折れ腕装置６６は、縦軸心６２の周りで回動すべく基端をして回転テーブル６３側に配設された中折れ腕形式とされている。すなわち中折れ腕装置６６は、基端をして回転テーブル６３側に固定されたアーム体６７と、このアーム体６７の遊端に、作動軸６８や軸受け６９を介してその基端が相対回動自在に連結されたプレート状の出し入れ具７０などから構成されている。そして出し入れ具７０が、その遊端により荷１の支持を行うように構成されている。なお出し入れ具７０の遊端側には、パレット体３の下面側に係合自在な位置決めピン７１が設けられている。
【００１９】
そして前記中折れ腕装置６６を中折れ動させるために、前記外可動部４１内に、腕駆動装置（サーボモータなど）７２が配設されるとともに、この腕駆動装置７２からの出力軸７３が、前記縦軸心６２上に位置されて軸受け６１や回転テーブル６３に挿通されている。前記アーム体６７はケース状とされ、その内部に伝動機構７４が介在されている。すなわち伝動機構７４は、前記出力軸７３に固定された第１輪体７５と、前記出し入れ具７０に一体の前記作動軸６８の下部に固定された第２輪体７６と、第１輪体７５と第２輪体７６とを連動するタイミングベルト７７などにより構成されている。
【００２０】
前記出し入れ具７０上には、荷１を支持する部分から外れた箇所に架台８０が設けられている。この架台８０はケース状とされ、その上下方向の中間部分からは、出し入れ具７０の荷１を支持する部分の両側に位置される横動阻止体８１が連設されている。そして前記架台８０には、前記出し入れ具７０で支持した荷１の上面に対して出退自在（作用自在）な上動阻止体８３と、この上動阻止体８３の出退駆動手段９０とが設けられている。
【００２１】
すなわち架台８０の上部には、軸受装置８４を介して縦軸心８５の周りに回動自在な縦軸８６が設けられ、この縦軸８６の上端に、横向きプレート状に形成された上動阻止体８３の基端が連結されている。そして上動阻止体８３は、縦軸心８５の周りに回動されることで、Ｌ字状のパレット体３の縦部材上面（荷の上面）３ａに対して出退自在に構成されている。さらに上動阻止体８３の下面中間部からは、上動阻止体８３が縦部材上面３ａに対して突出した時に縦部材前面（荷の前面）３ｂに対向される前面受け部８７が垂設されている。
【００２２】
前記出退駆動手段９０は、架台８０内の上部に設けられた駆動モータ９１と、その上向きのモータ軸９２に固定された円板体９３と、この円板体９３の偏心位置から立設されたピンを介して配設された遊転ローラ９４と、架台８０側にＬＭガイド９５を介して左右移動自在に設けられたラック体９６と、このラック体９６に常時噛合すべく縦軸８６の下端に設けられたピニオンギア９７と、前記遊転ローラ９４が係合すべくラック体９６側に形成された前後方向の長孔９８などにより構成されている。
【００２３】
以下に、上記した実施の形態における作用を説明する。
棚１において、荷１は収納部１２に収納されており、このとき荷１は図６に示されるように、パレット体３を介して棚板１３に支持されている。出庫作業を行うに際して出し入れ装置６０では、図１、図３実線で示されるように、テーブル駆動装置６５の作動によって、タイミングベルト６４などを介して回転テーブル６３と一体にアーム体６７を縦軸心６２の周りに回転させて、このアーム体６７の遊端を昇降体２１の上方に位置させるとともに、腕駆動装置７２の作動により、伝動機構７４などを介して出し入れ具７０を作動軸６８と一体に回転させて、この出し入れ具７０をアーム体６７上に重合状で位置させている。
【００２４】
すなわち、中折れ腕形式の出し入れ装置６０を中折れ動させて、昇降体２１から外可動部４１に亘っての上方間に完全に納めている。
さらに上動阻止体８３は、駆動モータ９１により円板体９３を回転させ、遊転ローラ９４を縦軸８６に対して離間した位置として、長孔９８などを介してラック体９６を同方向に移動させることで、ピニオンギア９７を介して縦軸８６とともに縦軸心８５の周りに回動させて、図３の仮想線や図６に示されるように、横側方に向けて位置させている。
【００２５】
この状態で、前述した昇降体２１の昇降動と出し入れ装置６０の横移動との組み合わせ動作により、図６に示されるように、出し入れ具７０の遊端を目的とする収納部１２に対向させる。その際に、必要に応じて回転テーブル６３を、テーブル駆動装置６５の作動などによって縦軸心６２の周りに１８０度回転させ、出し入れ具７０の遊端を、いずれかの棚１でかつ目的とする収納部１２に対向させる。
【００２６】
図６に示す状態で、まずテーブル駆動装置６５の逆作動により回転テーブル６３と一体にアーム体６７を縦軸心６２の周りに回転させて、このアーム体６７の遊端を目的とする収納部１２側へと移動させるとともに、腕駆動装置７２の逆作動により出し入れ具７０を作動軸６８と一体に回転させて、この出し入れ具７０の遊端を目的とする収納部１２側へと移動させる。
【００２７】
すなわち、中折れ状態の出し入れ装置６０を伸ばし動させて、昇降体２１から外可動部４１に亘っての上方間に完全に納まっていた出し入れ具７０を直線状に動作させ、以て目的とする収納部１２側へ突出動させる。これにより出し入れ具７０を、図３の仮想線や図７に示されるように、荷１を支持している棚板１３の下方でかつ欠如部１４の真下に位置させるとともに、両横動阻止体８１を荷１の側方に対向させる。
【００２８】
この状態で昇降体２１を少し上昇させ、出し入れ具７０を欠如部１４内で上昇させて荷１におけるパレット体３の底面に下方から当接させ、以て図８に示されるように、出し入れ具７０によって荷１を動揺させることなく持ち上げる。このような荷１の持ち上げ時に、位置決めピン７１がパレット体３の下面側に係合される。
【００２９】
このような荷１の持ち上げ動作中において、所期のタイミングで、出退駆動手段９０の駆動モータ９１により円板体９３を１８０度回転させ、遊転ローラ９４を縦軸８６に対して接近した位置として、長孔９８などを介してラック体９６を同方向に移動させる。
これにより、横側方に向けて位置されていた上動阻止体８３を、ピニオンギア９７を介して縦軸８６とともに縦軸心８５の周りに回動させ、以て図１、図３の実線、図５の仮想線、図８の仮想線に示されるように、前記出し入れ具７０で支持した荷１の上面、すなわち、パレット体３の縦部材上面３ａに対向するように突出動させる。これと同時に、上動阻止体８３に設けられた前面受け部８７を、荷１の前面、すなわち縦部材前面３ｂに対向させる。
【００３０】
その後、テーブル駆動装置６５の作動によってアーム体６７を回転させ、その遊端を昇降体２１の上方に位置させるとともに、腕駆動装置７２の作動によって出し入れ具７０を回転させ、この出し入れ具７０をアーム体６７上に重合状で位置させる。すなわち、前述したように中折れ腕形式の出し入れ装置６０を中折れ動させて、昇降体２１から外可動部４１に亘っての上方間に完全に納め、以て図１仮想線、図３実線、図９で示されるように、出し入れ具７０で支持している荷１を外可動部４１の上方に位置させる。
【００３１】
このようにして荷１を取り出す際に、出し入れ具７０上の荷１が上下に移動する（上下に揺れる）ことは、縦部材上面３ａを上動阻止体８３により受止めることで阻止し得る。また、出し入れ具７０の退入動（引込み動）を停止したときの惰性により、出し入れ具７０上の荷１が惰性方向に移動する（前に滑る）ことは、縦部材前面３ｂを前面受け部８７により受止めることで阻止し得る。
【００３２】
これらのことにより、出し入れ装置６０を作動させての荷１の取り出しは、出し入れ装置６０の移動（動作）を高速化したとしても、荷１の位置ずれや脱落を招くことなく、常に安定して行える。なお、両横動阻止体８１が荷１の側方に対向されていることと、位置決めピン７１がパレット体３の下面側に係合されていることとにより、荷１の安定化はより促進される。
【００３３】
その後、前述した昇降体２１の昇降動と出し入れ装置６０の横移動との組み合わせ動作などを行って、出し入れ具７０の遊端を荷捌き部１６に対向させる。そして出し入れ装置６０を、上述した収納部１２からの取り出し時とはほぼ逆に作動させることにより、荷１を荷捌き部１６の支持部材１７上に渡せ得、以て一連の出庫作業を終える。
【００３４】
このような、昇降体２１の昇降動時や出し入れ装置６０の横移動時や出し入れ装置６０の作動時においても、前述と同様に、荷１が上下に移動することを上動阻止体８３により阻止し、荷１が惰性方向に移動することを前面受け部８７により阻止するとともに、両横動阻止体８１が荷１の側方に対向され、位置決めピン７１がパレット体３の下面側に係合されていることにより、各移動（動作）は、高速化したとしても、荷１の位置ずれや脱落を招くことなく、常に安定して行える。
【００３５】
なお上述とは逆の作用を行うことで、出し入れ手段２０は、荷捌き部１６から受け取った荷１を目的とする収納部１２に入庫し得る。また反対側の棚１に対しても同様にして作用し得る。
上記した実施の形態では、上動阻止体８３を荷１の上面に対して出退させるに、出退駆動装置９０により縦軸心８５の周りに回動させることで行っているが、これはスライド形式で出退させる構成などであってもよい。
【００３６】
上記した実施の形態では、出退駆動装置９０として、駆動モータ９１、円板体９３、遊転ローラ９４、長孔９８などからなる偏心回転形式が採用されているが、これはソレノイドによりラック体９６や上動阻止体８３を作動させる形式などであってもよい。
上記した実施の形態では、上動阻止体８３に前面受け部８７が設けられた形式が示されているが、これは前面受け部８７が省略された形式などであってもよい。
【００３７】
上記した実施の形態では、荷１として、容器２とパレット体３からなる構成が示されているが、これは容器そのものを荷として取り扱う形式などであってもよい。
上記した実施の形態では、出し入れ装置６０として中折れ腕形式が示されているが、これは通常の多段のフォーク形式などであってもよい。
【００３８】
上記した実施の形態では、回転テーブル６３の上に出し入れ装置６０が設けられ、この出し入れ装置６０を両側の棚１０に作用させるように構成されているが、これは出し入れ装置６０を回転させず、一方の棚１のみに作用させる構成などであってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
上記した本発明の請求項１によると、出し入れ装置を動作させることで、出し入れ具を上動阻止体とともに目的とする収納部に対して出退動できる。そして、出し入れ装置で支持した荷の上面に上動阻止体を作用させることで、収納部から荷を取り出したり収納部に荷を入れる際に、出し入れ装置で支持した荷が上下に移動する（揺れる）ことを、荷の上面を上動阻止体により受止めることで阻止できる。したがって、出し入れ装置を作動させての荷の出し入れは、出し入れ装置の移動（動作）を高速化したとしても、荷の位置ずれや脱落を招くことなく常に安定して行うことができ、何らかの事情で非常停止が掛けられたときでも、出し入れ装置から荷が落下して破損される恐れがなくなり、これもまた出し入れ装置の移動の高速化を促進できる。
【００４０】
また上記した本発明の請求項２によると、架台に設けた出退駆動手段を作動させることで、上動阻止体を荷の上面に対して出退動させることができる。
そして上記した本発明の請求項３によると、上動阻止体を縦軸心の周りに回動させて荷の上面に対して突出させた時に、荷の前面に前面受け部を対向でき、これにより出し入れ装置の出退動を停止したときに、出し入れ装置上の荷が移動する（滑る）ことを、荷の前面を前面受け部により受止めることで阻止できる。
【００４１】
さらに上記した本発明の請求項４によると、昇降体の昇降動時や出し入れ装置の作動時において、荷が上下に移動することを上動阻止体により阻止できる。したがって、荷の出し入れ動や搬送のための移動を、容易に高速化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、荷保管設備における出し入れ手段部分の一部切り欠き側面図である。
【図２】同荷保管設備の一部切り欠き斜視図である。
【図３】同荷保管設備における出し入れ手段部分の要部の平面図である。
【図４】同荷保管設備における出し入れ手段部分の要部の一部切り欠き背面図である。
【図５】同荷保管設備における上動阻止体の駆動部分の平面図である。
【図６】同荷保管設備における出庫作用を示し、出し入れ装置が作動する前の概略側面図である。
【図７】同荷保管設備における出庫作用を示し、出し入れ装置が突入動したときの概略側面図である。
【図８】同荷保管設備における出庫作用を示し、出し入れ装置が持ち上げ動したときの概略側面図である。
【図９】同荷保管設備における出庫作用を示し、出し入れ装置が作動した後の概略側面図である。
【符号の説明】
１荷
２容器
３パレット体
３ａ縦部材上面（荷の上面）
３ｂ縦部材前面（荷の前面）
１０棚
１２収納部
１３棚板
１４欠如部
１６荷捌き部
１７支持部材
２０出し入れ手段
２１昇降体
２２箱状枠体
２５昇降駆動装置
２８昇降用ベルト
３０ドライブプーリ
３２ワイヤー
４０可動体
４１外可動部
４２内可動部
４５往復駆動装置
６０出し入れ装置
６２縦軸心
６３回転テーブル
６５テーブル駆動装置
６６中折れ腕装置
６７アーム体
６８作動軸
７０出し入れ具
７１位置決めピン
７２腕駆動装置
７３出力軸
８０架台
８１横動阻止体
８３上動阻止体
８５縦軸心
８７前面受け部
９０出退駆動手段
９１駆動モータ
９４遊転ローラ
９６ラック体
９７ピニオンギア
９８長孔

Claims

荷を収納自在な収納部を有する棚と、前記収納部に対して荷を出し入れする出し入れ装置を有する出し入れ手段とが設けられ、前記出し入れ装置には、前記収納部に対して出退動自在な出し入れ具と、この出し入れ具とともに出退動し出し入れ具で支持した荷の上面に作用自在な上動阻止体が設けられていることを特徴とする荷保管設備。
出し入れ具には、荷を支持する部分から外れた箇所に架台が設けられ、この架台に、荷の上面に対して出退自在な上動阻止体と、この上動阻止体の出退駆動手段とが設けられていることを特徴とする請求項１記載の荷保管設備。
上動阻止体は、縦軸心の周りに回動することで荷の上面に対して出退自在に構成されるとともに、荷の上面に対して突出した時に荷の前面に対向される前面受け部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の荷保管設備。
出し入れ手段は、昇降体と、この昇降体に設けた出し入れ装置とを有し、この出し入れ装置は、縦軸心の周りで回動すべく基端をして昇降体に配設した中折れ腕形式とされ、その遊端が荷の支持を行う出し入れ具に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の荷保管設備。