JP4045451B2 - 天井走行車システム - Google Patents

Description

この発明は天井走行車システムに関し、特に物品の一時保管用の天井バッファに関する。

天井走行車システムでは、クリーンルームなどの天井付近に設置した走行レールに沿って、天井走行車を走行させ物品を搬送する。天井走行車システムの効率を増すには、天井バッファをロードポート（処理装置などに設けた地上ステーション）の付近に設置することが有効であるとされている。そして特許文献１は、ロードポートとロードポートの間で、走行レールの下部に天井バッファを設けることを提案している。しかしながらロードポートが連続して配置されているような場合には、ロードポートの間に天井バッファを設ける余地が無い。
特許第３０６７６５６号

この発明の課題は、ロードポートとロードポートとの間に余地が無くても、天井バッファを設けることができる天井走行車システムを提供すると共に、天井走行車と天井バッファ間の物品の移載を容易にし、さらに天井バッファからの物品の落下を防止することにある。
請求項２の発明での追加の課題は、ロードポートと天井バッファ間の移載を容易にし、かつロードポートへの停止制御機構を天井バッファへの停止制御に兼用できるようにすることにある。

この発明の天井走行車走行車システムは、昇降台を昇降させて、走行レールの下方に設けた処理装置のロードポートに対して物品を移載すると共に、走行レールに沿って走行する天井走行車を備えたシステムにおいて、前記走行レールの側方で処理装置とは反対側に、物品載置面が走行中の天井走行車での物品の底面よりも低くなるように、天井バッファを設け、かつ前記昇降台を天井バッファ上まで横移動させるための手段を天井走行車に設けて、天井バッファ上と走行レール下方のロードポート上との間で物品を移載自在にし、さらに、前記天井バッファに、物品底部の凹部に嵌合して物品を位置決めする位置決めピンと、物品の落下を防止するための落下防止柵とを設けて、落下防止柵が位置決めピンよりも高く上方に突き出すようにし、さらに該落下防止柵の高さを走行中の天井走行車での物品の底面よりやや低い高さとしたたことを特徴とする。
なお処理装置は広義に解し、搬送する物品を加工する装置（狭義の処理装置）の他に、物品の検査装置などを含む。また天井バッファは、クリーンルームなどの建屋内の天井付近にあるバッファを意味し、必ずしも天井で支持されているバッファとの意味ではない。

好ましくは、平面視でかつ走行レールの走行方向位置に関して、前記ロードポートとほぼ同じ位置で、天井走行車との間で物品を移載できるように、前記天井バッファを配置する。

この発明の天井走行車システムでは、走行レールから見て処理装置の反対側に天井バッファを設けるので、処理装置側にロードポートが連続して設けられ、ロードポートの間で走行レールの下方にスペースが無い場合でも、天井バッファを設置できる。このためロードポートの近くに天井バッファを設けることが容易になり、効率的である。また走行レールの下方でロードポートとロードポートとの間に設ける場合よりも、天井バッファを高い位置に設けることができ、天井バッファの下方のスペースを有効利用できる。天井走行車には、昇降台を天井バッファへ向けて横移動させる手段を設ける。天井バッファは走行中の天井走行車での物品の底面よりも低い高さで物品を支持するので、昇降台を天井バッファ側へ横移動させて下降させると、天井バッファと昇降台の間で物品を移載できる。そして昇降台の横移動と昇降とを組み合わせて、必要であればこれ以外に天井走行車の走行を組み合わせて、天井バッファとロードポート間で物品を移載できるようにする。

請求項２の発明では、天井バッファを、走行レールの走行方向位置でロードポートとほぼ同じ位置から、天井走行車との間で物品を移載できるように配置する。例えば、ロードポートと向かい合うように天井バッファを配置する。このためロードポートへの天井走行車の停止制御用のドッグ（マーク）などを天井バッファへの停止制御に兼用でき、走行レールなどへのドッグの取り付け作業が簡単になる。また天井バッファとロードポート間の移載では、天井走行車を走行させる必要がないか、あるいは走行させても僅かの走行距離でよい。このため天井バッファとロードポート間の移載が容易になる。

またこの発明では、天井バッファに落下防止手段を設けて物品の落下を防止する。また天井走行車から昇降台を天井バッファ上へ移動させると、物品の底面が落下防止手段の頂部よりやや高い高さ、例えば３〜３０cm高い高さを通過する。このため昇降台を天井走行車から天井バッファ側へ前進させて、昇降台を僅かに下降させると、天井バッファとの間で物品を移載できる。さらに天井バッファの下部に高いスペースを残すことができるので、天井バッファの底面よりも低い位置を建物内の有効スペースと見なすと広い有効スペースが得られ、従来よりも低い天井で同じ有効スペースを得ることができる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図６に、実施例を示す。図において、２は天井走行車システムで、クリーンルームなどに設置され、４は走行レールで、天井５から吊り下げボルト７などにより支持され、下部には給電レール６を一体に取り付けている。天井走行車８は走行レール４内を走行する走行駆動部１０と、給電レール６から例えば非接触給電により給電を受ける非接触給電部１２を備えている。なお給電レール６には、天井走行車８と図示しないコントローラ間の通信線並びにロードポートに対する停止制御用のドッグなどが配置され、非接触給電部１２には、非接触給電用のコイルの他に、コントローラとの通信線に対して信号を送受信する送受信部、並びにドッグを検出するためのセンサが設けられている。

１４は横送り部で、昇降駆動部１６並びに昇降台１８を、走行レール４の側方へ移動させる。移動方向は走行レールの左右両側ではなく、処理装置５０の反対側（図１の左側）の１方向である。横送り部１４は走行レールの片方の側方に対して、昇降駆動部１６と昇降台１４とを進退させる。天井走行車８の横送り部１４には、図２に示すように、例えば一対のリニアガイド３４で昇降駆動部をガイドし、ラテラルドライブ３５で走行レール４の側方に進退させる。落下防止体２０を天井走行車８の例えば前後に設けて、搬送物品の例としてのカセット２２が走行中の振動などにより、昇降台１８から落下するのを防止する。カセット２２は半導体基板などを収容し、昇降台１８はカセット２２の上面から突き出したフランジなどをチャックして支持する。

２４は天井バッファで、走行レール４の片方の側方で、処理装置５０の反対側に設ける。天井バッファ２４には落下防止柵２６を設けて、カセット２２が落下するのを防止し、ここでは落下防止柵２６は天井バッファ２４の４周に同じ高さに配置したように示したが、例えば天井走行車８側を低く、その反対側を高くしてもよい。天井バッファ２４は例えば一対の平行なパイプ状の支持体２８で支持し、支持体２８の両端に端部板３３などを設けて、吊り下げボルト３０などで例えば天井５から吊り下げる。３１は天井バッファ２４に設けた位置決めピンで、カセット２２の底面の凹部に嵌り合って、カセット２２を位置決めする。

落下防止手段は、落下防止柵２６と位置決めピン３１とからなり、落下防止柵２６は位置決めピン３１よりも高く天井バッファから上に突き出しているので、落下防止柵２６の天井走行車８寄りの部分の高さが、落下防止手段の頂部の高さとなる。なお落下防止柵２６を設けない場合、位置決めピン３１の高さが、落下防止手段の頂部の高さとなる。天井バッファ２４には、天井５から下向きに床面９へ向けて吹き出すクリーンエアの流れを遮断しないために、開口３２を設ける。さらに好ましくは天井バッファ２４の材質を透明なプラスチックとして、カセット２２の有無を簡単に目視できるようにする。

５０は半導体などの処理装置で、検査装置などでも良く、５２はロードポートで、コンベヤなどを設けてあり、５４はカセット２２を処理装置５０内に出し入れするための出入口である。ここでは、端部板３３を吊り下げボルト３０で天井５から支えたが、鎖線で示す支柱４８により処理装置５０により支持しても良い。

各部分の高さについて説明すると、走行中の天井走行車８でのカセット２２の底面の高さＨ1は、例えば２５００〜３０００mm程度、ロードポート５２の高さＨ2は例えば８００〜１０００mm程度で、人がロードポート５２にカセット２２を搬出入できるようにしてある。天井バッファ２４の高さＨ3は人と干渉しない高さとすることが好ましく、例えば２０００mm以上の高さとする。落下防止柵２６の天井走行車８寄りの面の頂部と、走行中の天井走行車８でのカセット２２の底面との高さの差Ｄは、例えば３０〜３００mm程度とし、ここでは１００mmとする。

図２に示すように、天井バッファ２４は平面視でロードポート５２と向き合うように設け、ロードポート５２は走行レール４の直下にあり、天井バッファ２４は走行レール４から見て処理装置５０の反対側で、ロードポート５２よりも高い位置にある。天井走行車８の走行方向に沿って平面視でほぼ同じ位置になるように、走行レール４の直下にロードポート５２を設け、左右の一方に天井バッファ２４を設けることが好ましく、これらの位置の差（天井走行車の走行方向に沿った位置の差で、シフトと呼ぶ）は、例えば３００mm以下とする。走行レール４の下部の給電レールにドッグ（天井走行車の制御用のマーク）を設け、ドッグ４５はロードポート５２よりも走行方向上流側に設けたロードポートの予告用のドッグで、ドッグ４６は停止制御用のドッグである。なお２つのドッグ４５，４６のうち一方のみを設けても良い。そして実施例では、走行レール４の走行方向に沿っての天井バッファ２４の位置は、ロードポート５２の位置と同じで、ロードポート５２に対して天井走行車８が停止すると、そのまま天井バッファ２４に対しても正しい位置で停止できる。

取り付け上の都合などで、天井走行車８の走行方向に沿って、天井バッファ２４をロードポート５２と同じ位置に設置できない場合、例えばロードポート５２から天井走行車の走行方向に沿って５〜３０cm程度の範囲で、例えば走行方向前方にシフトさせて配置しても良い。この場合、天井バッファ２４に停止するためには、天井走行車８はドッグ４５，４６から求めたロードポート用の停止位置から、所定距離だけ前方にシフト分ずらせた位置に停止すればよい。また天井バッファ２４を、ロードポート５２よりも天井走行車の走行方向手前側（上流側）にシフトさせる場合、手前側のドッグ４５を用いて停止制御を行えばよい。

図３は、天井バッファ２４へカセット２２を移載中の状態を示す。昇降台１８はベルトやロープ、帯板などの吊持材３６により昇降駆動部１６により支持され、吊持材３６の繰り出し／巻き取りにより、昇降台１８が昇降する。３７はタイミングベルトなどのエンドレスのベルトで、ベルト３７のループの上側を固定部３８で横送り部１４に固定してある。またベルト３７のループの下側は、固定部３９で昇降駆動部１６に固定してある。４０，４１は一対のスプロケット（ギア）で、４２はボールネジ、４３はボールネジ駆動機構、４４はフレームである。そしてボールネジ４２を回転させてフレーム４４を図３の左右方向に移動させると、固定部３９はフレーム４４の２倍のストロークで左右動する。なおこれ以外に、昇降駆動部１６はリニアガイドなどにより左右動をガイドされている。昇降駆動部１６の横送りの機構は任意である。

図４〜図６に、天井走行車の停止制御や、天井バッファあるいはロードポートとの物品の移載を示す。ロードポートに天井走行車が停止する場合、ドッグの検出信号に従って停止制御を行えばよい。実施例では、天井走行車の走行方向に沿って、天井バッファはロードポートと同じ位置にあるので、ロードポートに停止する際と同じ制御をすれば、天井バッファに対しても正しい位置に停止できる。なお天井バッファがロードポートに対してシフトしている場合、シフトに応じて停止位置を変更すればよい。

天井走行車と天井バッファ間の物品の移載では、横送り部のラテラルドライブを用いて、昇降駆動部を天井バッファ側へと前進させ、昇降台を下降させる。ラテラルドライブを前後進させる間、物品の底面は天井バッファの落下防止柵や位置決めピンよりもやや高い位置にあるので、これらと干渉することはない。そして昇降台を下降させ、例えば天井バッファへカセットを荷下ろしする場合、位置決めピンでガイドして移載すればよい。そして天井バッファに移載されたカセットは、位置決めピンと落下防止柵により、地震時などに強い力が加わっても落下しないようにする。移載を終了すると、昇降台を上昇させ、ラテラルドライブを後退させればよい。この間に昇降台を下降／上昇させるストロークは僅かで良く、移載に要する時間も短い。

図６に天井バッファからロードポートへの移載を示す。実施例では、天井バッファとロードポートは、天井走行車の走行方向に沿った位置が同じなので、移載の間に天井走行車が走行する必要がない。天井バッファからロードポートへカセットを移載する場合、ラテラルドライブを天井バッファ側へ前進させ、昇降台を下降して天井バッファから昇降台にカセットを移載する。このステップをステップｃとする。次いで昇降台を上昇させ、ラテラルドライブを後退させる。仮に天井バッファとロードポートの間に、走行方向に沿った位置のシフトがある場合、シフト分だけ天井走行車を走行させる。天井走行車の直下にロードポートがあるので、昇降台を下降させ、カセットをロードポートへ移載する。このステップをステップｃ’とする。次いで昇降台を上昇させると、移載が完了する。

ロードポートから天井バッファへ移載する場合、図６の後半の３ステップと、前半の５ステップの順序を反転して行えば良く、ここでステップｃ’のロードポートへの移載では、ロードポートから昇降台へカセットを移載する。またステップｃの天井バッファから昇降台へのカセットの移載に代えて、昇降台から天井バッファにカセットを移載する。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) ロードポートとロードポートとの間に天井バッファを設ける余地がない場合でも、天井バッファを増設できる。この結果、天井走行車システムの搬送効率を改善できる。
(2) 天井バッファは人と干渉しない高さに設けることができ、特に天井バッファの高さを、天井走行車で搬送中の物品の底面よりやや低い高さとすると、天井バッファの下側に広いスペースをとることができ、また天井バッファと天井走行車間の移載時の、昇降台の昇降ストロークを短くできる。
(3) 天井バッファとロードポートを天井走行車の走行方向に沿ってほぼ同じ位置に配置すると、ロードポートへの停止制御用のドッグなどを用いて、天井バッファへの停止制御を行える。この結果、レールへのドッグの取付などを簡単にできる。またロードポートと天井バッファ間の移載時の、天井走行車の走行を不要にし、あるいはこの間の走行距離を僅かにできる。
(4) 天井バッファに位置決めピンを設けると、天井バッファがカセットを荷下ろしする際にガイドでき、しかも落下防止に有効である。また落下防止柵を設けると、地震時の落下なども確実に防止できる。
(5) 天井バッファに開口を設けると、クリーンエアの流れを遮断することがない。
(6) 天井バッファの材質を透明にする、もしくは天井バッファに開口を設けると、カセットの有無を簡単に目視できる。

図７に参考例の天井走行車システム７２を示す。図１〜図６と同じ符号は同じものを表し、図１〜図６の実施例に関する記載は、特に断らない限り、参考例にもそのまま当てはまる。図７の参考例では、処理装置５０，５０’間の隙間に、１カセット分あるいは複数カセット分の天井バッファ２４を設け、パイプ７８などにより、例えば処理装置５０，５０’から支持する。天井バッファ２４とロードポート５２は、天井走行車の停止位置が異なるので、天井バッファ２４の停止制御用にドッグ４５’，４６’を設ける。天井バッファ２４の高さ位置は図1と同様で、安全柵２６の頂部が天井走行車で搬送中のカセットの底面よりもやや低い高さとする。なお図７，図８の参考例では、天井走行車は走行レールの左右両側の天井バッファとの間で、物品を受け渡し自在とする。

図８の天井走行車システム８２は、処理装置５０の上面に天井バッファ２４を設置した例で、処理装置５０を背の高いものに入れ替える場合は天井バッファ２４を撤去する。この例でも、天井バッファ２４の高さ位置は、安全柵２６の頂部が天井走行車８で搬送中のカセット２２の底面よりもやや低い高さとする。他の点では、図１〜図６の実施例と同様である。

実施例の天井走行車システムでの、天井走行車と天井バッファを示す正面図 実施例の天井走行車システムでの、天井走行車の走行レールと天井バッファとを示す要部平面図 実施例での、天井走行車の横移動機構を模式的に示す図 実施例での、天井バッファへの停止制御を示すフローチャート 実施例での、天井走行車と天井バッファ間の移載制御を示すフローチャート 実施例での、天井バッファからロードポートへの移載制御を示すフローチャート 参考例での、天井走行車の走行レールと天井バッファとを示す要部平面図 第２の参考例での、天井走行車と天井バッファを示す正面図

符号の説明

２ 天井走行車システム
４ 走行レール
５ 天井
６ 給電レール
７ 吊り下げボルト
８ 天井走行車
９ 床面
１０ 走行駆動部
１２ 非接触給電部
１４ 横送り部
１６ 昇降駆動部
１８ 昇降台
２０ 落下防止体
２２ カセット
２４ 天井バッファ
２６ 落下防止柵
２８ 支持体
３０ 吊り下げボルト
３１ 位置決めピン
３２ 開口
３３ 端部板
３４ リニアガイド
３５ ラテラルドライブ
３６ 吊持材
３７ ベルト
３８，３９ 固定部
４０，４１ スプロケット
４２ ボールネジ
４３ ボールネジ駆動機構
４４ フレーム
４５，４６ ドッグ
４８ 支柱
５０ 処理装置
５２ ロードポート
５４ 出入口
７２，８２ 天井走行車システム
７８ 支持体

Claims (2)

1. 昇降台を昇降させて、走行レールの下方に設けた処理装置のロードポートに対して物品を移載すると共に、走行レールに沿って走行する天井走行車を備えたシステムにおいて、
   前記走行レールの側方で処理装置とは反対側に、物品載置面が走行中の天井走行車での物品の底面よりも低くなるように、天井バッファを設け、
   かつ前記昇降台を天井バッファ上まで横移動させるための手段を天井走行車に設けて、天井バッファ上と走行レール下方のロードポート上との間で物品を移載自在にし、
   さらに、前記天井バッファに、物品底部の凹部に嵌合して物品を位置決めする位置決めピンと、物品の落下を防止するための落下防止柵とを設けて、落下防止柵が位置決めピンよりも高く上方に突き出すようにし、さらに該落下防止柵の高さを走行中の天井走行車での物品の底面よりやや低い高さとしたことを特徴とする、天井走行車システム。
2. 平面視でかつ走行レールの走行方向位置に関して、前記ロードポートとほぼ同じ位置で、天井走行車との間で物品を移載できるように、前記天井バッファを配置したことを特徴とする、請求項１の天井走行車システム。

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