JP4047477B2 - ワーク搬送システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルーム用のワーク搬送装置に関する。特に、半導体部品、液晶表示パネル、医薬品、薬品、加工食品等のクリーンルーム内生産ラインにおいて、各処理室間でワークを移送させるためのワーク搬送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路、液晶表示パネル等では、塵埃の付着により歩留りが低下する。また、医薬品、薬品、加工食品等では、無菌の衛生的な環境において生産することが望ましい。そのため、これらの生産部門を含む広い分野においてクリーンルーム内生産ラインが稼動しており、クリーンルーム内に設置される各種処理室、搬送システム等に関して種々の技術開発が図られている。
【０００３】
（第１の従来例）
図１は従来より提案されているクリーンルーム内生産設備の一例を示す斜視図である。１はクリーンルーム内の床面を表わしており、クリーンルーム内には複数台の処理室２が整然と設置され、処理室２にワークを搬入出するためのインターフェイス装置３が各処理室２に隣接して設置されている。クリーンルーム床面１には、各インターフェイス装置３の正面を通過するように誘導路（軌道）４が敷設されており、誘導路４に沿って無人走行搬送車（ＡＧＶ）５が床面走行している。
【０００４】
このクリーンルーム内では、ワークは、無人走行搬送車５によって各処理室２のインターフェイス装置３から別な処理室２のインターフェイス装置３へ運ばれる。インターフェイス装置（ワーク受け渡し装置）３は、処理室２内部とクリーンルームとを遮断した構造となっている。インターフェイス装置３を通して処理室２内に搬入されたワークは、処理室２の目的に応じた所定の処理を実行される。処理室２内で処理されたワークは、インターフェイス装置３を通して処理室２から取り出され、無人走行搬送車５へ移載される。こうして処理室２における処理工程の終了したワークは、次工程の処理室２へ運ばれ、インターフェイス装置３を通して次工程の処理室２内に搬入され、所定の処理を実行される。このようにしてワークは、クリーンルーム内において順次所定の処理が実行されてゆく。
【０００５】
しかし、このような構成のワーク搬送システムを用いた場合には、クリーンルーム内には各処理室２及びインターフェイス装置３の設置エリア以外にも、無人走行搬送車５を処理室２やインターフェイス装置３、メンテナンス要員等と干渉させることなく安全に走行させることができる十分な広さの搬送エリアを確保する必要がある。言い換えると、クリーンルーム内生産ラインで不具合率を低くして連続運転できるようにするためには、各処理室２やインターフェイス装置３を始めとする各種装置のメンテナンス作業等が必要であるため、無人走行搬送車５と衝突事故を起こすことなく安全にメンテナンス作業を行なえるようようにするための十分なエリアが必要となる。
【０００６】
このため図１に示したようなワーク搬送システムを用いたクリーンルームでは、大きな床占有面積を占めることになり、クリーンルームの単位容積当たりの設備コスト及び運用コストが高価であるため、クリーンルーム全体のコストが非常に高価になる。
【０００７】
（第２の従来例）
図２は従来の別なクリーンルーム内設備を示す斜視図である。このクリーンルーム内設備にあっては、天井走行式の無人走行搬送車７を使用している。すなわち、クリーンルーム内の天井下に空中レール６を配設し、空中レール６に沿ってモノレール型の無人走行搬送車７が走行するようにしてあり、無人走行搬送車７は各インターフェイス装置３の正面に沿ってその上方空間を走行する。
【０００８】
このクリーンルーム内設備では、床面１の上方で人の身長よりも十分に高い位置を無人走行搬送車７が通過するようにしているので、無人走行搬送車７とメンテナンス要員等との衝突事故の可能性は皆無となる。そのため、無人走行搬送車７が走行する空間の下のエリアを処理室２等のメンテナンスやワークの検査等を行なうためのエリアとして使用することができ、クリーンルームの床面積を小さくでき、クリーンルームの設備コスト及び運用コストを低廉にすることができる。この種のクリーンルームとしては、例えば特開平９−３１２３２２号公報に開示されたものがある。
【０００９】
（第３の従来例）
また、特開平１０−２５０８３６号公報には、クリーンルームの上部空間に配設された無人走行搬送車がインターフェイス装置の上方を走行するようにしたものが開示されている。このような構成によれば、インターフェイス装置を付設された各処理室の中間には、メンテナンス作業を行なうためのメンテナンスエリアだけを確保すればよい。無人走行搬送車を走行させるためのエリアとメンテナンスエリアとを比較すると、メンテナンスエリアの方が占有床面積が小さいので、無人走行搬送車がインターフェイス装置の上方を走行するようにし、各処理室間にはメンテナンスエリアだけを確保するようにすれば、図２に示したクリーンルーム内設備よりも必要な床面積を小さくでき、クリーンルームのコストをより安価にすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のクリーンルーム内設備に用いられているワーク搬送システムは、いずれも搬送経路が固定されている。ワーク搬送システムの搬送経路が固定されていると、処理室やインターフェイス装置の設置位置は搬送経路によって制約を受け、必ずしも処理室やインターフェイス装置をクリーンルーム内で最適に配置することができなかった。すなわち、処理室に隣接するインターフェイス装置は、クリーンルーム内に設置された搬送経路の真下またはその近傍にしか設置することができず、また処理室の位置や向きもインターフェイス装置の位置に依存し、あまり自由に変更できない。新たな処理室を追加する場合も、各処理室やそのインターフェイス装置の配置を自由に設計することができず、設置位置の変更を余儀なくされる可能性もある。特に、高価なクリーンルーム内においては、最初からスペースに余裕を持たせることができないため、その設置位置の設計はますます窮屈なものとなる。
【００１１】
また、半導体装置や液晶表示パネル等の分野では、新しい方式や構造の出現によって製品のライフサイクルが年々縮まっているため、たびたび工場設備のリファインを進める必要がある。このような工場設備のリファインは、できるだけ低コストで行なうことが望まれる。しかし、実際には、既設のワーク搬送システムによってインターフェイス装置の設置位置などが制限されるので、依然として工程変更に伴う処理室やインターフェイス装置の入替え、配置の変更、増設などに対してはかなりの制約があり、それに伴ってコストも高くついていた。
【００１２】
本発明は上述の技術的問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、クリーンルーム内における機器の設置位置に対する制約を小さくでき、クリーンルーム内の空間を有効に活用することができるクリーンルーム用ワーク搬送システムを提供することにある。
【００１３】
【発明の開示】
請求項１に記載のワーク搬送システムは、ワークを保持するワーク保持部と、前記ワーク保持部を水平に移動させる移動手段と、前記ワーク保持部を昇降させるワーク昇降装置とを備え、クリーンルーム内でワークを搬送するための搬送システムであって、前記移動手段は、クリーンルーム内の処理室よりも高い空間において水平に配設された一対の平行な固定ガイドレールと、前記固定ガイドレール間に架設されて固定ガイドレールの長さ方向に沿って水平に移動する１本ないし複数本の走行ガイドレールと、前記走行ガイドレールに沿って前記走行ガイドレールの移動方向と直交する方向に水平に走行する走行体とからなり、前記走行体は、前記ワーク保持部を搭載して昇降させることができる前記ワーク昇降装置を具備し、前記固定ガイドレールは走行用空間と側面開口とを当該固定ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行ガイドレールは連結部材を介してスライダを設けられ、前記連結部材が前記側面開口を通過するようにして前記スライダが前記走行用空間内に走行自在に納められ、前記固定ガイドレールには前記側面開口を遮蔽する遮蔽板を設けてあり、前記スライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の縦ローラとを備え、前記横ローラの一部は前記走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の横ローラは前記走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記縦ローラの一部は前記走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の縦ローラは前記走行用空間の底面に転動自在に接触し、固定ガイドレールから走行ガイドレールへ非接触給電手段により電力を供給し、さらに走行ガイドレールから走行体へ非接触給電手段により電力を供給することを特徴としている。
【００１４】
請求項１に記載のワーク搬送システムにおいては、ワークを保持して搬送するワーク保持部が前記移動手段によってクリーンルーム内の処理室よりも高い空間を水平に移動するので、クリーンルームの床面にワーク搬送のためのエリアが必要なく、クリーンルーム内を有効活用できる。そのため、同一設備に対しては、必要なクリーンルーム容積を小さくすることができ、クリーンルームの設備コスト及び運用コストを安価にすることができる。
また、この移動手段は、クリーンルーム内の処理室よりも高い空間において水平に配設された一対の平行な固定ガイドレールと、前記固定ガイドレールの長さ方向に沿って水平に移動する走行ガイドレールと、前記走行ガイドレールに沿って前記走行ガイドレールの移動方向と直交する方向に水平に移動する走行体とからなり、ワーク保持部を水平方向に自由に移動させることができるので、クリーンルーム内に設置される処理室の設置位置や設置方向が制約を受けにくく、最適な配置を選択することができる。また、新たに処理室を追加する場合や処理室の配置を変更する場合も、その配置や設置方向を自由に選択することができる。従って、処理室の配置の変更、増設などに対するコストも安価にすることができる。
さらに、ワーク昇降装置によりワーク保持部を処理室よりも上に上昇させれば、ワーク保持部をある位置からある位置へ直線的に移動させることもでき、クリーンルーム内における処理効率も向上する。
【００１５】
また、請求項１に記載のワーク搬送システムにあっては、前記固定ガイドレールが走行用空間と側面開口とを当該固定ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行ガイドレールは連結部材を介してスライダを設けられ、前記連結部材が前記側面開口を通過するようにして前記スライダが前記走行用空間内に走行自在に納められ、前記スライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の縦ローラとを備え、前記横ローラの一部は前記走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の横ローラは前記走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記縦ローラの一部は前記走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の縦ローラは前記走行用空間の底面に転動自在に接触しているので、走行ガイドレールが固定ガイドレールに沿って走行するときにスライダが上下方向にも水平方向にもがたつくことなく滑らかに走行する。
【００１６】
また、請求項１に記載のワーク搬送システムにあっては、固定ガイドレールと走行ガイドレールの間の可動部分と、走行ガイドレールと走行体の間の可動部分で非接触給電手段により電力を供給しているので、電力供給箇所の摺動によって塵埃が発生しない。さらに、固定ガイドレールの走行用空間に走行ガイドレールのスライダを納め、固定ガイドレールには側面開口を遮蔽する遮蔽板を設けているので、固定ガイドレールとスライダとの接触部分で発生した塵埃が固定ガイドレールの側面開口を通って固定ガイドレールの外へ排出されにくい。よって、クリーンルームを汚染しにくく、クリーンルームのクリーン度を低下させにくい。
【００１７】
請求項２に記載のワーク搬送システムは、請求項１に記載したワーク搬送システムにおいて、一対の前記遮蔽板とジグザグに屈曲した前記連結部材とを有し、前記遮蔽板のうち一方の遮蔽板は前記固定ガイドレールの側面開口の一方の縁部の外面に固定され、他方の遮蔽板は前記固定ガイドレールの側面開口の他方の縁部の内面に固定され、各遮蔽板は前記連結部材が屈曲することによって生じた溝部分に非接触で入り込むことにより、固定ガイドレールの側面方向から見たときに前記側面開口から前記走行用空間が見えないように遮蔽板どうしが部分的に重なりあっていることを特徴としている。
【００１８】
請求項２に記載のワーク搬送システムにおいては、固定ガイドレールを側面から見たとき固定ガイドレールに固定された遮蔽板どうしが部分的に重なり合うようになっており、遮蔽板が固定ガイドレールの側面開口から走行用空間が見えないようにしているので、走行ガイドレールのスライダと固定ガイドレールの摩擦によって発生する塵埃が固定ガイドレールから外部へ放出されにくい。また、走行ガイドレールの連結部材はジグザグに屈曲していて遮蔽板は連結部材の溝部分に非接触で入り込んでいるので、連結部材が遮蔽板に擦れて塵埃を発生することがない。よって、請求項２のワーク搬送システムによれば、クリーンルームのクリーン度をより一層低下させにくくなる。
【００２２】
請求項３に記載のワーク搬送システムは、請求項１又は２に記載したワーク搬送システムにおいて、前記走行ガイドレールは走行用空間と側面開口とを当該走行ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行体は第二の連結部材を介して第二のスライダを設けられ、前記第二の連結部材が前記走行ガイドレールの側面開口を通過するようにして前記第二のスライダが前記走行ガイドレールの走行用空間内に走行自在に納められ、前記走行ガイドレールにはその側面開口を遮蔽する第二の遮蔽板を設けてあり、前記第二のスライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の第二の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の第二の縦ローラとを備え、前記第二の横ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の第二の横ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記第二の縦ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の第二の縦ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の底面に転動自在に接触していることを特徴としている。
【００２３】
請求項３に記載のワーク搬送システムにおいては、前記走行ガイドレールが走行用空間と側面開口とを当該走行ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行体は第二の連結部材を介して第二のスライダを設けられ、前記第二の連結部材が前記走行ガイドレールの側面開口を通過するようにして前記第二のスライダが前記走行ガイドレールの走行用空間内に走行自在に納められ、前記第二のスライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の第二の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の第二の縦ローラとを備え、前記第二の横ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の第二の横ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記第二の縦ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の第二の縦ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の底面に転動自在に接触しているので、走行体が走行ガイドレールに沿って走行するときに第二のスライダが上下方向にも水平方向にもがたつくことなく滑らかに走行する。
さらに、走行ガイドレールの走行用空間に走行体の第二のスライダを納め、走行ガイドレールにはその側面開口を遮蔽する第二の遮蔽板を設けているので、走行ガイドレールと第二のスライダとの摩擦により発生した塵埃が走行ガイドレールの側面開口を通って走行ガイドレールの外へ排出されにくい。よって、クリーンルームを汚染しにくく、クリーンルームのクリーン度を低下させにくい。
【００２７】
請求項４に記載のワーク搬送システムは、請求項３に記載したワーク搬送システムにおいて、一対の前記第二の遮蔽板とジグザグに屈曲した前記第二の連結部材とを有し、前記第二の遮蔽板のうち一方の第二の遮蔽板は前記走行ガイドレールの前記第二の側面開口の一方の縁部の外面に固定され、他方の第二の遮蔽板は前記走行ガイドレールの前記第二の側面開口の他方の縁部の内面に固定され、各第二の遮蔽板は前記第二の連結部材が屈曲することによって生じた溝部分に非接触で入り込むことにより、走行ガイドレールの側面方向から見たときに前記走行ガイドレールの側面開口から前記走行ガイドレールの走行用空間が見えないように第二の遮蔽板どうしが部分的に重なりあっていることを特徴としている。
【００２８】
請求項４に記載のワーク搬送システムにおいては、走行ガイドレールを側面から見たとき走行ガイドレールに固定された第二の遮蔽板どうしが部分的に重なり合うようになっていて、遮蔽板が走行ガイドレールの側面開口から走行ガイドレールの走行用空間が見えないようにしているので、第二のスライダと走行ガイドレールとの間で発生する塵埃が走行ガイドレールから外部へ放出されにくい。また、走行体の第二の連結部材はジグザグに屈曲していて第二の遮蔽板は第二の連結部材の溝部分に非接触で入り込んでいるので、第二の連結部材が第二の遮蔽板に擦れて塵埃を発生することがない。よって、請求項４のワーク搬送システムによれば、クリーンルームのクリーン度を低下させにくくできる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図３は本発明の第１の実施形態によるワーク搬送システムを用いたクリーンルームの内部のようすを示す全体斜視図である。クリーンルーム内の床面（フロアー）１１には複数の処理室１２とワーク待機部１４が設置され、各処理室１２にはインターフェイス装置１３が付設されている。各処理室１２は、順次ワークの製造をするための設備であって、それぞれ異なる処理を実施するものであるが、ワーク処理のタクトタイムのバランス等を考慮して同一処理室が複数含まれていてもよい。このような処理室１２としては、例えば半導体ウエハのレジスト塗布、露光、現像、イオン打込み、アニール、スパタッリング等の処理を行なうための半導体ウエハ処理装置がある。以下の説明においても、半導体ウエハに対する処理を念頭において説明する。インターフェイス装置１３は、処理室１２内部とクリーンルームとを遮断するためのバッファ空間を構成するものであって、処理室１２におけるワークの受け渡しはインターフェイス装置１３を介して実行され、インターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５はワークの搬入出を行なう場合以外は密閉されている。
【００５０】
処理室１２及びインターフェイス装置１３は、メンテナンス要員やオペレータ要員が作業するための最低限のメンテナンスエリアを隔てて整列配置されており、クリーンルームの床面積をできるだけ小さくしてクリーンルームの最大活用を図っている。ただし、各処理室１２は、特に一列に並んでいる必要もないし、また前面（インターフェイス装置１３の設けられている面）の向きも規定されておらず、ある程度のランダム配置が許される。
【００５１】
このクリーンルームの上部空間には、ワークを納めた密閉コンテナ１６を各処理室１２に処理順序に従って搬送するためのワーク搬送システムが設けられている。ワークは、特別にクリーン度を保つため、密閉コンテナ１６内に密閉した状態で搬送される。ワークを搬送するための搬送システムは、ワークを納めた密閉コンテナ１６を保持するワーク保持部１７と、ワーク保持部１７を３次元空間内で任意の方向に移動させることができる３次元移動機構１８とから構成されている。３次元移動機構１８は、ワーク保持部１７をほぼ水平面内で移動させるための水平移動機構１９と、ワーク保持部１７を上下に昇降させるワーク昇降装置２０とから構成されている。
【００５２】
この実施形態においては、図３に示すように、処理室１２よりも高い空間において、クリーンルーム内には一対の水平な固定ガイドレール２１が平行に配設されている。さらに、固定ガイドレール２１間には、水平な走行ガイドレール２２が１本ないし複数本架設されており、固定ガイドレール２１に沿って走行できるようになっている。走行ガイドレール２２には、走行ガイドレール２２に沿って走行する走行体２３が設けられており、走行体２３にはワーク保持部１７を昇降させることができるワーク昇降装置２０が設けられている。しかして、固定ガイドレール２１、走行ガイドレール２２および走行体２３によって水平移動機構１９が構成されており、これにワーク昇降装置２０を加えて３次元移動機構１８が構成されている。
【００５３】
上記ワーク搬送システムの構造を詳細に説明すると以下に述べる通りである。固定ガイドレール２１は、クリーンルーム内の上部空間において、対向する両側の壁面近くに設置されている。固定ガイドレール２１は、クリーンルームの天井から吊り下げられるか、クリーンルームの床面１１に立てた柱で支持される。この固定ガイドレール２１の断面は図５〜図８に示されている。固定ガイドレール２１には断面略Ｃ形をした中空のアルミフレーム引抜き材が使用されており、固定ガイドレール２１の一方側面には全長にわたる側面開口３１を有し、他方の内側面には固定ガイドレール２１の全長にわたって電力供給用の給電レール３２が配設されている。給電レール３２は、固定ガイドレール２１の端部において商用電源に接続されている。
【００５４】
図４は固定ガイドレール２１に連結された走行部３３を示す断面図、図５〜図８はそれぞれ図４のＸ１−Ｘ１線断面図、Ｘ２−Ｘ２線断面図、Ｘ３−Ｘ３線断面図およびＸ４−Ｘ４線断面図である。走行ガイドレール２２は両端に走行部３３を備えており、走行部３３を固定ガイドレール２１に走行自在に連結することによって走行ガイドレール２２が固定ガイドレール２１間に架設されている。走行部３３は、固定ガイドレール２１の走行用空間３４内に納められたスライダ３５と、スライダ３５及び走行ガイドレール２２の端部間をつなぐ連結部材３６によって構成されている。
【００５５】
固定ガイドレール２１内に納められているスライダ３５にあっては、スライダ本体３７のほぼ中央部にサーボモータ、パルスステップモータ等の走行駆動用のモータ３８が取り付けられており、モータ３８の出力軸には駆動ローラ３９が取り付けられている。駆動ローラ３９の外周面は、図５に示すように、側面開口３１の下方において固定ガイドレール２１の内側面に圧接している。
【００５６】
スライダ本体３７の、モータ３８を挟んで対称な位置には、それぞれベアリング付きの従動横ローラ４０ａ、４０ｂが設けられている。従動横ローラ４０ａ、４０ｂは、図６に示すように、スライダ本体３７の上面と下面において、それぞれ軸芯４１によって回動自在に軸支されている。スライダ本体３７の上面に設けられている従動横ローラ４０ａは、側面開口３１の上方において固定ガイドレール２１の内側面に圧接し、スライダ本体３７の下面に設けられている従動横ローラ４０ｂは、側面開口３１と反対側に位置する内側面に圧接している。このように、上の従動横ローラ４０ａが側面開口３１側で固定ガイドレール２１の内側面に接し、下の従動横ローラ４０ｂが側面開口３１と反対側で固定ガイドレール２１の内側面に接しているのは、側面開口３１側においてスライダ３５の側面に連結部材３６及び走行ガイドレール２２を接続したとき、連結部材３６及び走行ガイドレール２２の重量によってスライダ３５に発生する回転モーメントを受けるようにしたものである。また、側面開口３１と反対側で下の従動横ローラ４０ｂを固定ガイドレール２１に圧接させることにより、その反力で上の従動横ローラ４０ａと駆動ローラ３９を側面開口３１側で固定ガイドレール２１に圧接させ、駆動ローラ３９による走行推進力を得ると共にスライダ３５を水平方向にがたつかせることなく滑らかに走行させられるようにしている。
【００５７】
また、スライダ本体３７の、モータ３８を挟んで対称な位置には、それぞれベアリング付きの従動縦ローラ４２ａ、４２ｂが設けられている。従動縦ローラ４２ａ、４２ｂは、図７に示すように、スライダ本体３７の上部と下部において、それぞれ軸芯４３によって回動自在に軸支されている。スライダ本体３７の上部に設けられている従動縦ローラ４２ａは固定ガイドレール２１内の天面に圧接し、スライダ本体３７の下部に設けられている従動縦ローラ４２ｂは固定ガイドレール２１内の底面に圧接している。このように従動縦ローラ４２ａ、４２ｂを固定ガイドレール２１内の天面及び底面に圧接させることによりスライダ３５を上下方向にがたつかせることなく滑らかに走行させるようにしている。なお、固定ガイドレール２１内の、従動縦ローラ４２ａ、４２ｂが接触して走行する天面及び底面には全長にわたって薄い走行板４４を配設し、固定ガイドレール２１の摩耗を防止すると共に走行板４４が摩耗した場合には、走行板４４のみを簡単に交換できるようにしている。
【００５８】
また、従動縦ローラ４２ａ、４２ｂをモータ３８の両側に設けることにより、ワーク昇降装置２０によって走行ガイドレール２２の軸心回りに発生する回転モーメントを受け止めることができる。
【００５９】
スライダ本体３７の端部には集電子（ブラシ）４５が設けられており、図８に示すように、集電子４５は固定ガイドレール２１の内面に設けられた給電レール３２と摺接しており、スライダ本体３７に搭載されたモータ３８は給電レール３２及び集電子４５を通して電力供給を受け、駆動ローラ３９を回転させることによってスライダ３５を固定ガイドレール２１内で走行させる。
【００６０】
集電子４５が給電レール３２から受けた電力は、ケーブル（図示せず）を通してモータ３８へ供給される。また、モータ３８のオン、オフ制御は、無線通信手段や光通信手段を用いて行なってもよく、給電レール３２及び集電子４５の一部をモータ３８の制御信号伝送用に用いてもよい。
【００６１】
上記スライダ３５と走行ガイドレール２２をつなぐ連結部材３６は、固定ガイドレール２１の側面開口３１を通過し、固定ガイドレール２１内においてスライダ３５と連結されており、固定ガイドレール２１の外部で走行ガイドレール２２の端部に連結されている。この連結部材３６は、図５〜図８に示されているように、ジグザグに屈曲した断面形状（迷路状）を有している。一方、固定ガイドレール２１の側面開口３１付近においては、固定ガイドレール２１の全長にわたって薄板状をした２枚の遮蔽板４６、４７がビス等で取り付けられており、当該遮蔽板４６、４７は、連結部材３６に接触しないようにして、連結部材３６の溝状部分（スリット）４８内へ深く挿入されている。２枚の遮蔽板４６、４７は側面開口３１の両側に取り付けられており、側面開口３１に対して垂直な方向から見たときに互いに重なり合うようになっており、固定ガイドレール２１の側面開口３１は遮蔽板４６、４７によって覆われている。
【００６２】
上記のように、走行ガイドレール２２の両端部に設けられた走行部３３が固定ガイドレール２１に沿って走行するが、走行部３３の可動部分であるスライダ３５は固定ガイドレール２１の走行用空間３４内に納められているので、可動部分（スライダ３５）から発生する塵埃は固定ガイドレール２１の外部へ放出されにくく、しかも、固定ガイドレール２１の側面開口３１を遮蔽板４６、４７で覆っているので、塵埃が固定ガイドレール２１の外へより一層に放出されにくくなっている。さらに、固定ガイドレール２１の内部と外部を連通させる、連結部材３６と固定ガイドレール２１及び遮蔽板４６、４７との間の隙間がジグザグとなっているから、駆動ローラ３９や従動横ローラ４０ａ、４０ｂ、従動縦ローラ４２ａ、４２ｂと固定ガイドレール２１との接触により発生する塵埃が連結部材３６と固定ガイドレール２１との隙間を通って外部へ漏れにくくなっている。よって、固定ガイドレール２１内で発生した塵埃によるクリーンルーム内部の汚染を最小限に留めることが可能となる。
【００６３】
また、固定ガイドレール２１内には、スライダ３５を納めた走行用空間３４に隣接して塵埃を吸引するための吸引貫通路４９が全長にわたって２本設けられている。２本の吸引貫通路４９と走行用空間３４との間には、固定ガイドレール２１の全長にわたって、あるいは所定間隔毎にスリット状または孔状の集塵用開口５０があけられており、集塵用開口５０を介して吸引貫通路４９と走行用空間３４とが互いに連通させられている。吸引貫通路４９内は、固定ガイドレール２１の一方端部又は両端部において、例えばホース（図示せず）等を介してクリーンルーム外に設置された真空ポンプ等の吸引装置に接続され、固定ガイドレール２１の他方端部はキャップ等により塞がれており、走行用空間３４内で発生した塵埃は集塵用開口５０を介して吸引貫通路４９内に吸引され、クリーンルーム外へ排出される。
【００６４】
上記のようにして固定ガイドレール２１内で発生した塵埃を固定ガイドレール２１内に閉じ込める構成としていても、ワーク搬送システムを稼働しているうちに固定ガイドレール２１内の塵埃密度は次第に高くなり、固定ガイドレール２１内を走行するスライダ３５によって塵埃が散乱させられる。そこで、固定ガイドレール２１に吸引貫通路４９を設けて吸引貫通路４９の端からエア強制吸引を行なうことにより、固定ガイドレール２１内に閉じ込めた塵埃を吸引貫通路４９へ吸引し、さらにクリーンルーム外へ排出することができる。よって、固定ガイドレール２１内で発生した塵埃によってクリーンルーム内が汚染される恐れをより少なくできる。また、走行用空間３４と吸引貫通路４９を仕切り、その間にスリット状または孔状の集塵用開口５０をあけているので、集塵力を高めることができる。
【００６５】
固定ガイドレール２１間に架設されている走行ガイドレール２２も、図示しないが、固定ガイドレール２１とほぼ同一の構造を有している。違いは、走行ガイドレール２２の給電レールには、走行部３３に設けられた集電子４５を介して固定ガイドレール２１の給電レール３２から電力を供給されている点である。
【００６６】
また、走行ガイドレール２２の端部と走行部３３との間には、図１０に示すように排気結合用アダプタ５６が設けられており、排気結合用アダプタ５６の空所５７内には、図９に示すような吸気装置５１が納められている。この吸気装置５１は、端部開口がスリット状に薄くなった排気ダクト５３を保形性を有するフレキシブルチューブ５５を介して排気用ファン５２の排気側に接続したものである。排気用ファン５２は、排気結合用アダプタ５６の空所５７内に固定されており、フレキシブルチューブ５５は遮蔽板４６、４７間の隙間を通って固定ガイドレール２１の走行用空間３４内に導かれ、排気ダクト５３はその先端が集塵用開口５０と対向するようにしてスライダ３５に固定されている。また、走行ガイドレール２２に設けられている２本の吸引貫通路５４は、走行ガイドレール２２の端部において排気結合用アダプタ５６の空所５７（あるいは、排気用ファン５２）と連通している。
【００６７】
しかして、この排気用ファン５２は、スライダ３５から電力供給を受けて回転し、走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４内の空気を吸引し、フレキシブルチューブ５５及び排気ダクト５３を介して固定ガイドレール２１の吸引貫通孔４９へ強制排気する。従って、走行ガイドレール２２内で発生した塵埃は、吸引貫通路５４及び吸気装置５１を通じて固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９へ排出され、さらにクリーンルーム外へ排気される。図１０の図示例では、排気ダクト５３の先端が集塵用開口５０に臨ませられており、排気用ファン５２の排気力と集塵用開口５０における吸引力との双方で走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４内の空気を固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９へ直接に、かつ強力に排気できる構造としているが、排気ダクト５３の先端を固定ガイドレール２１の走行用空間３４内の集塵用開口５０から離れた箇所に位置させ、排気用ファン５２により走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４内の空気を固定ガイドレール２１の走行用空間３４へ排気し、さらに吸引貫通路４９からクリーンルーム外へ排気する構造としてもよい。
【００６８】
なお、ここで述べたような吸気装置５１は排気用ファン５２を備えているが、排気用ファンを有しない吸気装置を用いてもよい。すなわち、固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９と走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４とを排気ダクト５３及びフレキシブルダクト５５のみでつなぎ、固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９の吸引力によって走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４内も強制排気するようにしてもよい。
【００６９】
走行ガイドレール２２に沿って走行するようになった走行体２３も、図示しないが、固定ガイドレール２１の走行部３３とほぼ同一の構造を有しており、集電子を通して走行ガイドレール２２の給電レールから受け取った電力でモータを駆動することにより走行ガイドレール２２に沿って走行する。
【００７０】
走行体２３に設けられたワーク昇降装置２０は、クリーンルームの床面１１と垂直に直線昇降を行うリンク式アーム構造となっている。図１１に示すワーク昇降装置２０は、３本のアーム６１、６２、６３を連結して構成されており、各アーム６１、６２、６３間は互いに連通し、ワーク昇降装置２０全体としては密閉した構造となっている。ワーク昇降装置２０の一方は走行体２３に回動自在に連結され、他方にはワーク保持部１７を取り付けられている。図１２（ｂ）または図１３（ｂ）に示すように、第１アーム６１の基端側関節は、走行体２３に固定された減速機６４の出力部に取り付けられており、走行体２３内に設置されたモータ６５に取り付けたタイミングプーリ６６と減速機６４の入力側に取り付けたタイミングプーリ６７の間にタイミングベルト６８を掛け回している。同様に、第２アーム６２の基端側関節は、第１アーム６１の先端側関節に固定された減速機６９の出力部に取り付けられており、第１アーム６１内に設置されたモータ７０に取り付けたタイミングプーリ７１と減速機６９の入力側に取り付けたタイミングプーリ７２の間にタイミングベルト７３を掛け回している。また、第３アーム６３の基端側関節は、第２アーム６２の先端側関節に固定された減速機７４の出力部に取り付けられており、第２アーム６２内に設置されたモータ７５に取り付けたタイミングプーリ７６と減速機７４の入力側に取り付けたタイミングプーリ７７の間にタイミングベルト７８を掛け回している。ワーク保持部１７は、第３アーム６３の先端側関節に気密的に固定された減速機７９の出力部に把持ユニット（チャック）８１を取り付け、第３アーム６３内に設置されたモータ８０で減速機７９を介して把持ユニット８１を開閉駆動するようにしたものである。
【００７１】
しかして、このワーク昇降装置２０にあっては、走行体２３及び第１、第２アーム６１、６２に内蔵されたモータ６５、７０、７５の回転力を各タイミングプーリ及びタイミングベルトで各減速機６４、６９、７４に伝え、各減速機６４、６９、７４の出力軸に固定された各アーム６１、６２、６３を回転させることによってワーク昇降装置２０を駆動することができる。すなわち、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、各アーム６１、６２、６３を畳むように曲げることでワーク保持部１７を上昇させ、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、各アーム６１、６２、６３を伸ばすことでワーク保持部１７を下降させることができる。このように多アーム式の構造においては、３つのアーム６１、６２、６３が最大に伸びた状態と折り畳まれて収縮した状態での昇降方向の収縮率が大きくなり、処理室１２からクリーンルームの天井までの間隔（空間高さ）を短くでき、クリーンルームの設備コスト及び維持コストを低く抑えることができる。
【００７２】
また、ワーク昇降装置２０に用いられている各関節の各軸間の減速比を１：２：１としておけば、同じ入力回転数を与え、各アーム６１、６２、６３を同時に動かしたとき第３アーム６３は垂直方向に直線的に動くことになり、第３アーム６３の下端に取付けられたワーク保持部１７が垂直直線昇降を行う。また、各モータ６５、７０、７５の駆動（回転角）を互いに関連付けて電子制御することにより、ワーク保持部１７が床面１１に対して垂直な直線に沿ってのみ昇降するように直線動作させるようにもできる。もちろん、ワーク保持部１７をある位置から別な位置へ移動させるようにポイント・トゥ・ポイント（point to point）で各モータ６５、７０、７５を制御することも可能である。
【００７３】
また、ワーク昇降装置２０の各関節部分に設けられている減速機６４、６９、７４の出力軸は回転中空軸となっていて各減速機６４、６９、７４には空洞が貫通しており、走行体２３及び第１アーム６１、第１及び第２アーム６１、６２、第２及び第３アーム６２、６３の間はそれぞれ減速機６４、６９、７４の空洞を介して連通している。一方、走行体２３及び各アーム６１、６２、６３間の関節部分は、外部に対しては塵埃が漏れない程度の気密性を保っている。例えば、各減速機６４、６９、７４の回転部分には、磁性流体等を用いたシール部を取り付けてあり、関節部分から外部へ塵埃が流出するのを防止している。従って、このワーク昇降装置２０では、可動部分を内部に密閉でき、外部へ可動部分の塵埃が放出されるのを防止できる。また、各アーム６１、６２、６３の内部空間は関節部分の中空軸（減速機）を介して互いに連通しており、さらに第１アーム６１は減速機６４を介して走行体２３内部と連通し、走行体２３内部は走行ガイドレール２２内部と連通している（走行体２３にも、図９に示したような吸気装置５１と同様な吸気手段が設けられている）ので、各アーム６１、６２、６３内で発生した塵埃は走行体２３を介して走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４へ吸引され、さらに固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９を介してクリーンルーム外部へ排出される。このようにしてワーク昇降装置２０でも、ワーク保持部１７の昇降動作に伴うクリーンルーム内の汚染を最小限に留めることが可能となる。なお、各モータ６５、７０、７５の駆動用電源ケーブルなどは、減速機６４、６９、７４の空洞を介して走行体２３へ導くことができ、走行体２３の集電子４５から各モータ６５、７０、７５へ給電することが可能になる。
【００７４】
ワーク保持部１７は、モータ８０及び減速機７９により把持ユニット８１を回転させるようになっており、これによりワークの姿勢を変えることができる。また、把持ユニット８１は内蔵の電気的もしくは空電的な駆動源により爪８１ａを開閉することができ、爪８１ａで密閉コンテナ１６の上面に設けられた取っ手９２をつかむことができる。
【００７５】
ワーク搬送システムは、上記の様な構造を有しているので、ワーク保持部１７によって密閉コンテナ１６をつかんで搬送することができ、走行ガイドレール２２を固定ガイドレール２１に沿って走行させることにより密閉コンテナ１６を固定ガイドレール２１と平行に水平搬送することができ、走行体２３を走行ガイドレール２２に沿って走行させることにより密閉コンテナ１６を走行ガイドレール２２と平行に水平搬送することができ、ワーク昇降装置２０を駆動することにより密閉コンテナ１６を上下方向に昇降させることができ、これらの動作を同時に組み合わせることによって密閉コンテナ１６を３次元空間内における任意の方向に搬送することができる。
【００７６】
しかして、このワーク搬送システムにおいては、走行ガイドレール２２及び走行体２３を駆動することによってワーク保持部１７を任意の位置へ水平移動させることができ、ワーク昇降装置２０によってワークを垂直に昇降させることができるので、処理室１２上空の３次元空間でワーク保持部１７を自由に移動させることができ、任意の位置に設置された各処理室１２に付設のインターフェイス装置１３やワーク待機部１４に対してアクセスが可能となる。
【００７７】
無人走行搬送車が床面を走行する従来のワーク搬送システムと比較すると、本発明のワーク搬送システムでは、処理室やインターフェイス装置どうしの間にあったワーク搬送エリアが不要になるので、クリーンルーム内のスペースを効率的に使用できるようになる。すなわち、従来床面に必要であったワーク搬送エリアを無くすことができるので、クリーンルームの必要面積を小さくでき、その設置及び運用コストを大幅に削減できる。また、クリーンルーム内上空の空間を搬送経路として使用できるので、床面に設置された他の工場内設備との干渉を無くし、ワーク搬送によるトラブル発生を極力押さえることができる。さらに、床面にはワーク搬送に必要な装置や設備がないので、メンテナンス要員による処理室のメンテナンス作業を妨げることがない。
【００７８】
また、本発明に係るワーク搬送システムにあっては、クリーンルーム内上空の任意の空間をワークの搬送経路として使用できるので、ワーク搬送経路を選択する際、処理室１２等の設置位置などの制約を受けることなく搬送経路を決定することができる。逆に、各処理室１２等を床面１１上へ配置するに際しては、ワーク搬送経路に依存することなく独立して配置を決めることができる。
【００７９】
さらに、本発明に係るワーク搬送システムにおいては、ワーク保持部１７を任意の位置へ移動させることができ、任意の搬送経路を自由に選択することができる。特に、処理室１２等がどの位置に設置されていても、インターフェイス装置１３の位置をクリーンルーム内のＸＹ座標で表わすことができるので、固定ガイドレール２１に沿った走行部３３の位置をＸ座標に対応させ、走行ガイドレール２２に沿った走行体２３の位置をＹ座標に対応させることにより、ワーク搬送位置を簡単に制御することができる。また、ワーク昇降装置２０におけるワークの保持位置もＺ座標と対応させることができる。従って、処理室１２等は特に整列させて配置する必要はなく、障害物を避けてランダムに配置することも可能となり、処理室１２等の設置位置等に対する制約を緩和することができる。
【００８０】
また、各処理室１２等を一度配置した後も、クリーンルーム内部のリニューアルのために配置替えをしたり、新たな処理室１２等を追加したりしても、ワーク搬送システムのハード部分は殆ど変更する必要がなく、ワーク搬送システムを稼働させるためのソフトを変更するだけでワーク搬送経路を変更して対応することができる。従って、ライフサイクルの短い製品の工場設備にとって、処理工程の変更を必要とする場合でも、既存設備を有効利用でき、追加コストを極力抑えることができる。
【００８１】
また、ワーク保持部１７を処理室１２上空の空間で直線的に最短距離で移動させることも可能になるので、ワークの処理時間に対する搬送所要時間の割合を少なくでき、クリーンルーム内全体でのワーク処理時間（タクトタイム）を短縮することができる。
【００８２】
（密閉コンテナ）
図１４及び図１５に密閉コンテナ１６の構造を示す。密閉コンテナ１６はワーク９１をクリーンな環境で搬送できるようにするものであり、密閉コンテナ１６はコンテナ本体９４ａと密閉扉９４ｂとからなり、コンテナ本体９４ａの上面には、ワーク保持部１７の把持ユニット８１で保持するための取っ手９２が設けられており、ここを把持ユニット８１でつかんで処理室１２から別な処理室１２へ運ぶことができる。密閉コンテナ１６は、内部を気密的に密閉できるようになっており、ワーク搬送システムによる高速搬送にも耐えられるような構造となっている。コンテナ本体９４ａの内部には多段のラック棚９３が設けられており、ラック棚９３にはそれぞれ板状の基板やウエハ等のワーク９１を水平に載置することができる。密閉コンテナ１６の前面には密閉扉９４ｂが設けられており、密閉扉９４ｂを開くことによってワーク９１を出し入れでき、密閉扉９４ｂを閉じることにより内部を気密的に密閉できるようになっている。
【００８３】
また、コンテナ本体９４ａは開口部の周囲をインターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５の周囲と気密的に連結できる構造を有しており、密閉扉９４ｂはコンテナ本体９４ａの開口部周囲をワーク搬入出口１５の周囲に気密的に連結している時にのみ開かれる。しかして、図１６（ａ）に示すように密閉コンテナ１６をインターフェイス装置１３のワーク載置台９５に置き、ワーク載置台９５によって密閉コンテナ１６をワーク搬入出口１５へ運ぶと、コンテナ本体９４ａの開口部周囲とワーク搬入出口１５の周囲とが気密を保った状態で連結される。ついで、図１６（ｂ）に示すように、インターフェイス装置１３の開閉シャッター９６が開くと、インターフェイス装置１３の扉保持装置（図示せず）が密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂをつかんで開き、インターフェイス装置１３の内部と密閉コンテナ１６の内部とを連通させる。なお、扉保持装置は、機械的手段、吸着手段、磁気的手段などによって密閉扉９４ｂをつかむものである。
【００８４】
従って、この密閉コンテナ１６は、その内部空間と外部大気（クリーンルーム内の大気）との接触を絶つことができ、クリーンルーム内（処理室１２等の外部）のクリーン度が多少低くてもワーク９１に接触する雰囲気のクリーン度を一定に保ったままでワーク９１を搬送できる仕組みとなっている。
【００８５】
このようにしてワーク９１を露出させたままで搬送することなく、密閉コンテナ１６内に密閉した状態で搬送することにより、処理室１２やインターフェイス装置１３、密閉コンテナ１６以外のクリーンルーム内空間を低いクリーン度で満足させることができ、クリーンルームの設備コスト及び運用コストを安価にできる。クリーン度の要求水準を緩和することによってクリーンルームのコストを安価にできれば、クリーンルームとしてある程度広いエリアを確保することも可能となり、拡張性を見込んだクリーンルーム設計も可能になる。例えば、クリーンルームの建設当初は処理室１２の数も少ないが、後からだんだん増設したり、高性能な大型処理室１２と入れ替えたりする場合も、本発明の柔軟性の高いワーク搬送システムと密閉コンテナ１６を組み合わせて使用することにより、多大な拡張性を実現することができる。また、複雑で高度な新規工程を必要とする仕様のワークに対しても、クリーンルームを建設し直すことなく拡張でき、設備投資を最小限に抑えることができ、コスト競争力のある製品（ワーク）の製造に貢献することができる。
【００８６】
（クリーンルーム内での処理）
上記のようなワーク搬送システムは、ワーク９１を納められた密閉コンテナ１６をワーク保持部１７によって保持し、処理室１２から別な処理室１２へ、あるいは処理室１２とワーク待機部１４との間で搬送され、各処理室１２において順次所定の処理を施される。そのためワーク搬送システムには、あらかじめ各インターフェイス装置１３の設置位置や搬送順序がデータ入力されており、図１７に示すように、ワーク搬送システムは、各処理室１２以外のエリア上空の経路を自動選択する制御装置１０１を備えている。
【００８７】
クリーンルーム内に各処理室１２及びインターフェイス装置１３が設置された後、ワーク搬送システムを制御する制御装置１０１の記憶装置１０２には、キーボードやコンソール等の入力装置１０３から各処理室１２の工程内容情報とインターフェイス装置１３の配置情報が入力される。制御装置１０１は、これらの情報と予め設定されたワーク搬送に関する種々の情報（例えば、ダウンフローエアーを乱さないための条件）等に基づき、定められた手順により自動的に搬送経路を演算し自動選択する。制御装置１０１が選択する搬送経路は、一般的には、各処理室１２の真上の空間ではなく、各処理室１２間の中間エリア（メンテナンスエリア等）上の空間となっている。
【００８８】
制御装置１０１によって搬送経路が選定されると、ワーク搬送システムは、その経路に沿ってワーク９１を搬送する。これによりクリーンルーム内におけるクリーン度の撹乱を最小限に抑えたワーク搬送が可能となる。例えば、クリーンルームの中央付近ではなく、周辺付近の経路を最適条件として設定してあれば、処理室１２の大きさや配置等の物理的条件、その都度発生する特殊事情を考慮した人為的判断の条件なども含めて制御装置１０１が自動的に最適搬送経路を算出し、ワーク搬送システムを制御してワーク搬送を行う。この結果、シビアなクリーンルーム環境保全を考慮した自由な最適搬送経路選択が可能となる。
【００８９】
こうして密閉コンテナ１６がワーク搬送システムによってインターフェイス装置１３へ搬送されると、図１６（ａ）に示すように、ワーク昇降部によってインターフェイス装置１３前面のワーク載置台９５の上に置かれる。密閉コンテナ１６がワーク載置台９５の上に載ると、ワーク搬送システムは、ワーク保持部１７から密閉コンテナ１６を解放する。これによってワーク搬送システムも当該密閉コンテナ１６から解放される。密閉コンテナ１６が置かれると、ワーク載置台９５は密閉コンテナ１６を搬送して密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂの周囲をインターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５の周囲へ密着させる。密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂの周囲がワーク搬入出口１５の周囲に接触すると、密閉扉９４ｂの周囲はワーク搬入出口１５の周囲と気密的に連結する。
【００９０】
ついで、図１６（ｂ）に示すように、インターフェイス装置１３の開閉シャッター９６を開くと、扉保持装置によって密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂも開かれ、外部に対しては気密性を保ったままで、インターフェイス装置１３と密閉コンテナ１６の内部とが連通させられる。そして、インターフェイス装置１３のワーク受け渡し装置９７により、密閉コンテナ１６から半導体ウエハ等のワーク９１を取り出して処理室１２へ送り込む。また、処理室１２内で処理の完了したワーク９１は、ワーク受け渡し装置９７により空の密閉コンテナ１６内の元の位置へ戻される。
【００９１】
こうして処理済みの全てのワーク９１が密閉コンテナ１６に戻されると、インターフェイス装置１３の開閉シャッター９６を閉じ、扉保持装置によって密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂを閉じる。こうして処理済みのワーク９１が元のように密閉コンテナ１６に密閉されると、再びワーク搬送システムによって密閉コンテナ１６がつかまれ、次工程の処理室１２へ搬送される。
【００９２】
また、クリーンルーム内の処理室１２から離れた場所には、図１に示すようにワーク待機部１４が設けられており、処理室１２から処理室１２へ密閉コンテナ１６を移動させる際、一時的にワーク待機部１４に密閉コンテナ１６を保管できるようにしている。このようにワーク待機部１４を設けておけば、ある工程の処理室１２から別の工程の処理室１２へ密閉コンテナ１６を搬送する際、搬送先の処理室１２が稼働中である場合にはワーク待機部１４へ密閉コンテナ１６を置いて一時的に待機させることができる。このようなワーク待機部１４を設けておくことにより、次工程の処理室１２が受入れ許可となるまでの待ち時間の間、別の処理室１２への対応や別の密閉コンテナ１６の搬送を行なうことができ、ワーク処理のタイミングを調整したり、バッファの役目をさせたりすることによりワーク搬送システムの稼働効率を向上させることができる。なお、このワーク待機部１４のワーク載置面の高さを、ワーク搬送時におけるワーク保持位置に近くしてあれば、ワーク待機部１４に密閉コンテナ１６を置いたり、取り上げたりする際の昇降動作時間を短くでき、いっそう作業効率をアップすることができる。
【００９３】
また、ワーク待機部１４と同様な理由から、各インターフェイス装置１３の前面には、ワーク搬入出口１５とワーク載置台９５を複数組設けてあり、複数の密閉コンテナ１６を待ち時間なく効率よく処理できるようにしている。
【００９４】
このようにしてワーク搬送システムによって処理室１２から処理室１２へ搬送され、各処理室１２で順次所定の処理を実行され、全処理工程が実行されるとクリーンルーム内における処理が終了する。
【００９５】
（別なワーク昇降装置）
上記実施形態ではアーム式のワーク昇降装置２０を説明したが、ワーク昇降装置２０としては、図１８に示すようなスライド構造（テレスコピック構造）によって下端のワーク保持部１７を垂直直線昇降させるようにしてもよい。
【００９６】
図１９及び図２０は、図１８のＹ−Ｙ線断面図であって、ワーク保持部１７を下降させた状態と上昇させた状態を示している。１１０は走行ガイドレール２２に対して走行する走行体２３に取り付けられる取付け部であって、このワーク昇降装置２０は取付け部１１０側から、第１フレーム１１１、第２フレーム１１２、第３フレーム１１３となっている。第１フレーム１１１内に納められたスライダ１１４は、第１フレーム１１１に固定されたガイドレール１１５に摺動自在に取付けられ、また取付け部１１０に固定されている。第１フレーム１１１内において回転自在に支持されたボールネジ１１６は、スライダ１１４と螺合し、第１フレーム１１１内に設置されたモータ１１７に連結されている。従って、モータ１１７を駆動してボールネジ１１６を回転させると、スライダ１１４がガイドレール１１５に沿って相対的に移動するが、スライダ１１４が取付け部１１０に固定されている結果、第１フレーム１１１が取付け部１１０に対して昇降する。
【００９７】
第２フレーム１１２内に納められたスライダ１１８は、第２フレーム１１２に固定されたガイドレール１１９に摺動自在に取付けられており、また第１フレーム１１１に固定されている。スライダ１１８にはタイミングプーリ１２０が回転自在に取付けられており、第２フレーム１１２内に固定されたボールネジ１２１がタイミングプーリ１２０と螺合している。第１フレーム１１１のボールネジ１１６の端部にはタイミングプーリ１２２が固定されており、第２フレーム１１２内のタイミングプーリ１２０との間にはタイミングベルト１２３が掛け回されている。従って、第１フレーム１１１内のモータ１１７によってボールネジ１１６が回転させられると、タイミングプーリ１２２及びタイミングベルト１２３を介してタイミングプーリ１２０が回転し、それによってスライダ１１８がボールネジ１２１に沿って移動する。この結果、第２フレーム１１２が第１フレーム１１１に沿って昇降するようになっている。ここで、モータ１１７を駆動したときの第１フレーム１１１の移動方向と第２フレーム１１２の移動方向は同じ向きとなっており、移動量も等しくしている。従って、取付け部１１０に対しては、第２フレーム１１２は第１フレーム１１１の２倍の距離移動する。
【００９８】
第３フレーム１１３は第２フレーム１１２に隣接して設けられている。第３フレーム１１３内には、ボールネジナット１２４とスプラインナット１２５が上下に配置されており、両ナット１２４、１２５には１本のボールネジスプライン１２６（ボールネジに複数本のスプライン溝を設けたもの）が螺合させられている。モータ１２７に取付けたタイミングプーリ１２８とボールネジナット１２４に設けたタイミングプーリ１２９との間にはタイミングベルト１３０が掛け回されている。また、モータ１３１で駆動される減速機１３２に取付けたタイミングプーリ１３３とスプラインナット１２５に設けたタイミングプーリ１３４との間にもタイミングベルト１３５が掛け回されている。３本のボールネジスプライン１２６の下端には密閉コンテナ１６をつかむためのワーク保持部１７が設けられている。しかして、モータ１２７、１３１を駆動してボールネジナット１２４及びスプラインナット１２５を回転させることにより、ワーク保持部１７を昇降及び回転させることができる。
【００９９】
以上のような構造のワーク昇降装置２０によれば、各フレーム１１１、１１２、１１３が最大に伸びた場合と、収縮した場合の昇降方向の収縮率が大きくなり、ワーク昇降装置２０をロングストローク化できる。特に、フレーム１１１、１１２、１１３を多段にすることにより、昇降方向の収縮率をいっそう大きくできる。その結果、処理室１２からクリーンルームの天井までの間の空間高さを短くでき、クリーンルームの設備コスト及び維持コストを低く抑えることができる。
【０１００】
また、詳細は省略するが、このワーク昇降装置２０でも、全体が密閉構造となっており、各フレーム１１１、１１２、１１３どうしは互いに内部が連通しており、また、ワーク昇降装置２０の内部は走行体２３の内部と連通している。
【０１０１】
（第２の実施形態）
図２１は、本発明の別な実施形態によるワーク搬送システムを備えたクリーンルームの内部を示す斜視図である。ここに示されているワーク搬送システムは、固定ガイドレール２１に沿って走行する走行ガイドレール２２と、走行ガイドレール２２に沿って走行する走行体２３によって水平移動機構１９が構成されている。第１の実施形態と異なり、走行体２３は、ワーク昇降装置２０を備えていない。従って、ワーク保持部１７は、走行体２３に直接取付けられている。このようなワーク搬送システムにおいては、密閉コンテナ１６を保持して水平面内でしか搬送することができないが、密閉コンテナ１６の保持位置を処理室１２及びインターフェイス装置１３の高さよりもわずかに上方とすることにより、処理室１２やインターフェイス装置１３と干渉することなく処理室１２上方の２次元空間を自由に移動できる。
【０１０２】
一方、このワーク搬送システムにおいては、ワーク載置台９５を昇降させることによってワーク（密閉コンテナ１６）を昇降させるためのワーク昇降装置１４１をインターフェイス装置１３に設けている（あるいは、インターフェイス装置１３に隣接してワーク昇降装置１４１を設けてもよい）。インターフェイス装置１３の前面には、複数のワーク搬入出口１５が水平方向に隣接して設けられており、ワーク昇降装置１４１はその前面において水平移動部１４２の上に設けられており、ワーク昇降装置１４１は水平移動部１４２によりワーク搬入出口１５の配列方向に沿って水平に移動できるようになっている。また、ワーク昇降装置１４１は、ワーク載置台９５を処理室１２及びインターフェイス装置１３の高さよりも高い位置まで上昇させることができ、ワーク搬入出口１５の下までワーク載置台９５を下降させることができる。
【０１０３】
しかして、このワーク搬送システムにおいては、ワーク載置台９５は複数のワーク搬入出口１５のうちの特定位置に待機しており、ワーク昇降装置１４１は、ワーク保持部１７が密閉コンテナ１６を搬送して到着する直前に、密閉コンテナ１６が搬送されてくる高さ（処理室１２よりも高い位置）までワーク載置台９５を上昇させ待機させる。そして、ワーク保持部１７に搬送された密閉コンテナ１６がワーク載置台９５のところにくると、ワーク載置台９５が密閉コンテナ１６を受け取り、ワーク保持部１７は密閉コンテナ１６を解放する。ワーク昇降装置１４１がワーク載置台９５をワーク搬入出口１５まで下降させると、ワーク載置台９５は密閉コンテナ１６をインターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５まで水平移動させる。このとき、各ワーク搬入出口１５のうちのいずれかがワーク搬入可能にワーク受け渡し装置９７の準備できているので、ワーク昇降装置１４１はそのワーク搬入出口１５へ水平移動することになる。そして、インターフェイス装置１３と密閉コンテナ１６とが連結された後、各ワーク搬入出口１５と処理室１２との間でワークの受け渡しを行うためのワーク受け渡し装置９７が密閉コンテナ１６内のワークを受け取る。
【０１０４】
このようなワーク搬送システムによれば、インターフェイス装置１３にワーク昇降装置１４１を設けているので、ワーク保持部１７は昇降動作することなく、密閉コンテナ１６をインターフェイス装置１３に渡すとすぐ、別なワーク搬送動作へ移行することができる。これによりワーク搬送作業をスピードアップでき、他の処理室１２の待ち時間を短くして生産効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、このインターフェイス装置１３には、複数のワーク搬入出口１５が設けられているので、ワーク載置台９５に密閉コンテナ１６を載せられたワーク昇降装置１４１は、直ぐ下のワーク搬入出口１５が空いていなければ他のワーク搬入出口１５を探し、複数のワーク搬入出口１５を密閉コンテナ１６で満たすことができる。従って、インターフェイス装置１３内のワーク受け渡し装置９７自体のワークの待ち時間を無くすことができ、処理室１２の稼働効率を向上させることができる。
【０１０６】
また、このワーク搬送システムによれば、ワーク保持部１７側に昇降のための高さが不要となるので、クリーンルーム内における処理室１２上方の空間高さを低くすることができ、クリーンルームの設置コスト及び運用コストを大幅に削減できる。
【０１０７】
つぎに、この実施形態においては、固定ガイドレール２１に連結された走行部３３の走行用駆動力として、非接触で走行する下記のような磁気浮上式のリニアモータを使用している。図２２に示すように、固定ガイドレール２１には、上面で開口した走行用空間１４６が設けられている。走行用空間１４６の両側面及び底面には、固定ガイドレール２１の全長にわたって、極性（Ｎ極、Ｓ極）を交互に反転させて永久磁石１４７、１４８を配列している。走行部３３は、固定ガイドレール２１を包むように形成された筒状部１４９の天面中央部からスライダ３５が垂下されている。スライダ３５は、固定ガイドレール２１の上面開口１５０から走行用空間１４６内に納められている。走行用空間１４６に納められたスライダ３５は、走行用空間１４６の両側面の永久磁石１４７と対向する両側面において、走行方向に沿って永久磁石１４７と同じ間隔で電磁コイル１５１が配列されている。この電磁コイル１５１は、極性が交互に反転するように励磁される。同様に、スライダ３５下面の永久磁石１４８と対向する面には、走行方向に沿って永久磁石１４８と同じ間隔で電磁コイル１５２が配列されている。この電磁コイル１５２も、極性が交互に反転するように励磁される。
【０１０８】
しかして、これらの電磁コイル１５１、１５２は、スライダ３５が走行して移動するにつれ、励磁電流を変化させることにより相対向する永久磁石１４７、１４８と逆極性となるように制御される。従って、スライダ３５は永久磁石１４８と電磁コイル１５２の磁気的反発力によって走行用空間１４６内で浮上し、また永久磁石１４７と電磁コイル１５１の磁気的反発力によって左右両側面を固定ガイドレール２１から離間させる。さらに、磁気的な反発力と極性の位相変化により、固定ガイドレール２１の長さ方向において永久磁石１４７、１４８と電磁コイル１５１、１５２との間に磁気的反発力と磁気的吸引力を発生させ、これによってスライダ３５の推進力を発生させる。よって、固定ガイドレール２１内でスライダ３５を浮上させたまま非接触でスライダ３５を走行させることができる。走行部３３は非接触のままで走行するので、クリーンルーム内のクリーンな状態を撹乱させることなく、走行部３３をスムーズに走行させることができる。
【０１０９】
また、図２２に示すように、スライダ３５の両側面及び下面には、それぞれ転動自在な車輪１５３、１５４を設けている。スライダ３５の走行時にはこれらの車輪１５３、１５４は固定ガイドレール２１に接触しないが、スライダ３５の走行停止時に電磁コイル１５１、１５２の励磁電流をオフにすると、スライダ３５の両側面及び下面に設けた車輪１５３、１５４が固定ガイドレール２１に接触し、スライダ３５が車輪１５３、１５４により支えられる。スライダ３５の停止時には、電磁コイル１５１、１５２の励磁電流をオフにして省電力を図ることができると共に、スライダ３５を車輪１５３、１５４で支えることによって走行部３３を固定することができる。
【０１１０】
さらに、固定ガイドレール２１の側面には、高周波交流電流の流れる２本の送電線１５５が全長にわたって配線されており、筒状部１４９の内側面にはＥ形コア１５６が設けられ、Ｅ形コア１５６にピックアップコイル１５７が巻かれており、送電線１５５はＥ形コア１５６の凹部内に近接させた状態となっている。しかして、一次側送電線１５５から発生する交番磁界とＥ形コア１５６に巻かれたピックアップコイル１５７の交叉により、ピックアップコイル１５７を二次側として誘導起電力が生じ、非接触で送電線１５５から走行部３３へ電力を供給することができる。このような非接触給電方式を用いれば、可動式の給電ケーブルや接触式の給電方式を用いる場合に比べると、それに伴う可動部や接触部がなく、塵埃の発生を極力抑えることができる。これにより、クリーンルーム内のクリーンな状態を撹乱させることなく、クリーン度を高精度に維持できる。
【０１１１】
図示しないが、走行ガイドレール２２と走行体２３の間の構造も、ここで説明した固定ガイドレール２１と走行ガイドレール２２の走行部３３の構造と同様な構造となっている。
【０１１２】
（第３の実施形態）
図２３は本発明のさらに別な実施形態によるワーク搬送システムを用いたクリーンルーム内のようすを示す全体斜視図である。このワーク搬送システムでは、ワーク保持部１７側にもインターフェイス装置１３側にもワーク昇降装置が設けられていない。ワーク保持部１７は、固定ガイドレール２１に沿って走行する走行ガイドレール２２と、走行ガイドレール２２に沿って走行する走行体２３とにより水平移動機構１９が構成され、２次元空間（水平面内）を自由に走行できるようになっている。また、ワーク保持部１７は、インターフェイス装置１３のワーク載置台９５の上面（ワーク搬入出口１５）と同じ高さに保持されており、制御部によって処理室１２及びインターフェイス装置１３と干渉しないよう、それらの間の空間を走行するように制御される。ただし、各インターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５の高さが、誤差等により受け渡しに支障をきたす高さの違いがあれば、インターフェイス装置１３とワークの受け渡しをする際、その都度ワーク保持部１７が微小昇降して高さ調整されるようにしてある。よって、この高さ補正により段差なくワークの受け渡しをスムーズに、短時間で行なうことができる。
【０１１３】
ワーク保持部１７の走行経路は、予めティーチングによって制御装置に記憶させておく方式でもよく、処理室１２やインターフェイス装置１３の設置位置データの入力によって制御装置が自動的に判断する方式でもよいが、図２３に示すように床面１１に貼った反射テープ１６１をワーク保持部１７が光学的に検出しながら移動する方式としてもよい。
【０１１４】
このようにワーク搬送システムからワーク昇降機能を除けば、機構が簡単になって据え付け工数の削減などを図ることができ、またワーク搬送システムの制御も簡単にすることができるので、製品コストを安価にすることができる。また、処理室１２の増設や配置変更に対しても制御ソフトの設定変更などにより柔軟に対処できる。
【０１１５】
図２４に示すように、ワーク保持部１７はラック式コンテナとなっており、筒状の保持アーム１６２によって走行体２３から垂下されている。保持アーム１６２は走行体２３に対して５０ｍｍ程度昇降するようになっており、それによってワーク保持部１７を上記のように微小高さ調整できるようにしている。このワーク保持部１７は、昇降動作しない（保持アームの微小伸縮によってワーク保持部１７が前記のように微小昇降する場合を除く）が、回転することができる。このワーク保持部１７（ワーク搭載コンテナ）の内部には、インターフェイス装置１３との間でワークの受け渡しをスムーズに行なえるよう、コンベア装置１６３が設けられている。ワーク保持部１７内のコンベア装置１６３上にはワーク搭載用のラック１６４が置かれ、このラック１６４単独でインターフェイス装置１３とワークの受け渡しをすることができる。
【０１１６】
ワーク保持部１７の左右両側面には、接触センサ（図示せず）付きバンパー１６５が設けられており、バンパー１６５が処理室１２やインターフェイス装置１３に接触すると、接触センサがこれを検知してワーク保持部１７の移動を停止させたり、迂回走行を行なわせたりする。従って、ワーク保持部１７が処理室１２やインターフェイス装置１３に衝突してワーク搬送システムや処理室１２、インターフェイス装置１３などの破損事故を防止でき、他障害物との接触により停止して自他共に多大な損害を与えることのないようにできる。
【０１１７】
（第４の実施形態）
図２５（ａ）は本発明のさらに別な実施形態による固定ガイドレール２１と走行部３３を示す正面図である。また、図２５（ｂ）はスライダ３５の内部構造を省略して示す固定ガイドレール２１の断面図である。また、図２６及び図２７は固定ガイドレール２１の断面図である。この実施形態にあっては、固定ガイドレール２１の側面開口３１の上縁及び下縁から側面開口３１へ突出させるようにしてそれぞれ平板状の遮蔽板４６、４７を設けている。固定ガイドレール２１の内部には、遮蔽板４６、４７間の隙間を塞ぐようにして、固定ガイドレール２１の全長にわたりベルト状をした可撓性シールド材１７１が張られており、可撓性シールド材１７１の両端は固定ガイドレール２１の両端に固定されている。
【０１１８】
スライダ３５の前面も遮蔽板４６、４７の隙間に近接して遮蔽板４６、４７間の隙間を塞いでいる。スライダ３５の両端部にはローラ１７２が設けられており、ローラ１７２間の部分においてスライダ３５には、可撓性シールド材１７１を挿通させるための貫通孔１７３が設けられている。固定ガイドレール２１内に配設されている可撓性シールド材１７１はローラ１７２を経てスライダ３５の貫通孔１７３に挿通されている。
【０１１９】
従って、この実施形態にあっては、可撓性シールド材１７１によって遮蔽板４６、４７の間の隙間を覆うことにより、固定ガイドレール２１内で発生した塵埃をクリーンルーム内へ放出するのを抑制することができる。しかも、スライダ３５は、可撓性シールド材１７１によるシールドを妨げることなく、また可撓性シールド材１７１に妨げられることなく固定ガイドレール２１内を移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のクリーンルーム用のワーク搬送システムを示す斜視図である。
【図２】従来の別なクリーンルーム用のワーク搬送システムを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるワーク搬送システムを備えたクリーンルーム内部のようすを示す斜視図である。
【図４】固定ガイドレール内に納められた走行部の構造を示す縦断面図である。
【図５】図４のＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図６】図４のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図７】図４のＸ３−Ｘ３線断面図である。
【図８】図４のＸ４−Ｘ４線断面図である。
【図９】吸気装置を示す斜視図である。
【図１０】図９の吸気装置を走行ガイドレールの端部に装着した状態を示す断面図である。
【図１１】ワーク昇降装置の斜視図である。
【図１２】（ａ）はワーク把持部を最上点まで上昇させたワーク昇降装置を示す正面図、（ｂ）はその構造を説明するための断面図である。
【図１３】（ａ）はワーク把持部を最下点まで下降させたワーク昇降装置を示す正面図、（ｂ）はその構造を説明するための断面図である。
【図１４】密閉扉を開いた密閉コンテナの斜視図である。
【図１５】密閉扉を閉じた密閉コンテナの斜視図である。
【図１６】（ａ）はインターフェイス装置のワーク載置台に置かれた密閉コンテナを示す断面図、（ｂ）はインターフェイス装置の開閉シャッターと密閉コンテナの昇降扉を開いてインターフェイス装置と密閉コンテナを連通させた状態を示す断面図である。
【図１７】同上のワーク搬送システムを制御するための構成を示す概略ブロック図である。
【図１８】別な構造のワーク昇降装置を示す斜視図である。
【図１９】ワーク保持部を上昇させた状態において、ワーク昇降装置を図１８のＹ−Ｙ線に相当する面で断面した概略図である。
【図２０】ワーク保持部を下降させた状態において、ワーク昇降装置を図１８のＹ−Ｙ線に相当する面で断面した概略図である。
【図２１】本発明の別な実施形態によるワーク搬送システムを備えたクリーンルームの内部を示す斜視図である。
【図２２】同上のワーク搬送システムに用いられている固定ガイドレールと走行部の構造を示す断面図である。
【図２３】本発明のさらに別な実施形態によるワーク搬送システムを備えたクリーンルームの内部を示す斜視図である。
【図２４】同上のワーク搬送システムに用いられているワーク保持部を示す斜視図である。
【図２５】（ａ）は本発明のさらに別な実施形態によるワーク搬送システムで用いられている固定ガイドレール及び走行部の構造を示す正面図、（ｂ）はスライダの内部構造を省略して示す固定ガイドレールの断面図である。
【図２６】スライダを納めた固定ガイドレールの断面図である。
【図２７】スライダを納めた固定ガイドレールの別な断面図である。
【符号の説明】
１２ 処理室
１３ インターフェイス装置
１４ ワーク待機部
１６ 密閉コンテナ
１７ ワーク保持部
１８ ３次元移動機構
１９ 水平移動機構
２０ ワーク昇降装置
２１ 固定ガイドレール
２２ 走行ガイドレール
２３ 走行体
３２ 給電レール
３３ 走行部
３５ スライダ
３６ 連結部材
４５ 集電子
４６、４７ 遮蔽板
４９ 吸引貫通路
１４１ ワーク昇降装置
１４７、１４８ 永久磁石
１５１、１５２ 電磁コイル
１５５ 送電線
１５７ ピックアップコイル
１６５ バンパー
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルーム用のワーク搬送装置に関する。特に、半導体部品、液晶表示パネル、医薬品、薬品、加工食品等のクリーンルーム内生産ラインにおいて、各処理室間でワークを移送させるためのワーク搬送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路、液晶表示パネル等では、塵埃の付着により歩留りが低下する。また、医薬品、薬品、加工食品等では、無菌の衛生的な環境において生産することが望ましい。そのため、これらの生産部門を含む広い分野においてクリーンルーム内生産ラインが稼動しており、クリーンルーム内に設置される各種処理室、搬送システム等に関して種々の技術開発が図られている。
【０００３】
（第１の従来例）
図１は従来より提案されているクリーンルーム内生産設備の一例を示す斜視図である。１はクリーンルーム内の床面を表わしており、クリーンルーム内には複数台の処理室２が整然と設置され、処理室２にワークを搬入出するためのインターフェイス装置３が各処理室２に隣接して設置されている。クリーンルーム床面１には、各インターフェイス装置３の正面を通過するように誘導路（軌道）４が敷設されており、誘導路４に沿って無人走行搬送車（ＡＧＶ）５が床面走行している。
【０００４】
このクリーンルーム内では、ワークは、無人走行搬送車５によって各処理室２のインターフェイス装置３から別な処理室２のインターフェイス装置３へ運ばれる。インターフェイス装置（ワーク受け渡し装置）３は、処理室２内部とクリーンルームとを遮断した構造となっている。インターフェイス装置３を通して処理室２内に搬入されたワークは、処理室２の目的に応じた所定の処理を実行される。処理室２内で処理されたワークは、インターフェイス装置３を通して処理室２から取り出され、無人走行搬送車５へ移載される。こうして処理室２における処理工程の終了したワークは、次工程の処理室２へ運ばれ、インターフェイス装置３を通して次工程の処理室２内に搬入され、所定の処理を実行される。このようにしてワークは、クリーンルーム内において順次所定の処理が実行されてゆく。
【０００５】
しかし、このような構成のワーク搬送システムを用いた場合には、クリーンルーム内には各処理室２及びインターフェイス装置３の設置エリア以外にも、無人走行搬送車５を処理室２やインターフェイス装置３、メンテナンス要員等と干渉させることなく安全に走行させることができる十分な広さの搬送エリアを確保する必要がある。言い換えると、クリーンルーム内生産ラインで不具合率を低くして連続運転できるようにするためには、各処理室２やインターフェイス装置３を始めとする各種装置のメンテナンス作業等が必要であるため、無人走行搬送車５と衝突事故を起こすことなく安全にメンテナンス作業を行なえるようようにするための十分なエリアが必要となる。
【０００６】
このため図１に示したようなワーク搬送システムを用いたクリーンルームでは、大きな床占有面積を占めることになり、クリーンルームの単位容積当たりの設備コスト及び運用コストが高価であるため、クリーンルーム全体のコストが非常に高価になる。
【０００７】
（第２の従来例）
図２は従来の別なクリーンルーム内設備を示す斜視図である。このクリーンルーム内設備にあっては、天井走行式の無人走行搬送車７を使用している。すなわち、クリーンルーム内の天井下に空中レール６を配設し、空中レール６に沿ってモノレール型の無人走行搬送車７が走行するようにしてあり、無人走行搬送車７は各インターフェイス装置３の正面に沿ってその上方空間を走行する。
【０００８】
このクリーンルーム内設備では、床面１の上方で人の身長よりも十分に高い位置を無人走行搬送車７が通過するようにしているので、無人走行搬送車７とメンテナンス要員等との衝突事故の可能性は皆無となる。そのため、無人走行搬送車７が走行する空間の下のエリアを処理室２等のメンテナンスやワークの検査等を行なうためのエリアとして使用することができ、クリーンルームの床面積を小さくでき、クリーンルームの設備コスト及び運用コストを低廉にすることができる。この種のクリーンルームとしては、例えば特開平９−３１２３２２号公報に開示されたものがある。
【０００９】
（第３の従来例）
また、特開平１０−２５０８３６号公報には、クリーンルームの上部空間に配設された無人走行搬送車がインターフェイス装置の上方を走行するようにしたものが開示されている。このような構成によれば、インターフェイス装置を付設された各処理室の中間には、メンテナンス作業を行なうためのメンテナンスエリアだけを確保すればよい。無人走行搬送車を走行させるためのエリアとメンテナンスエリアとを比較すると、メンテナンスエリアの方が占有床面積が小さいので、無人走行搬送車がインターフェイス装置の上方を走行するようにし、各処理室間にはメンテナンスエリアだけを確保するようにすれば、図２に示したクリーンルーム内設備よりも必要な床面積を小さくでき、クリーンルームのコストをより安価にすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のクリーンルーム内設備に用いられているワーク搬送システムは、いずれも搬送経路が固定されている。ワーク搬送システムの搬送経路が固定されていると、処理室やインターフェイス装置の設置位置は搬送経路によって制約を受け、必ずしも処理室やインターフェイス装置をクリーンルーム内で最適に配置することができなかった。すなわち、処理室に隣接するインターフェイス装置は、クリーンルーム内に設置された搬送経路の真下またはその近傍にしか設置することができず、また処理室の位置や向きもインターフェイス装置の位置に依存し、あまり自由に変更できない。新たな処理室を追加する場合も、各処理室やそのインターフェイス装置の配置を自由に設計することができず、設置位置の変更を余儀なくされる可能性もある。特に、高価なクリーンルーム内においては、最初からスペースに余裕を持たせることができないため、その設置位置の設計はますます窮屈なものとなる。
【００１１】
また、半導体装置や液晶表示パネル等の分野では、新しい方式や構造の出現によって製品のライフサイクルが年々縮まっているため、たびたび工場設備のリファインを進める必要がある。このような工場設備のリファインは、できるだけ低コストで行なうことが望まれる。しかし、実際には、既設のワーク搬送システムによってインターフェイス装置の設置位置などが制限されるので、依然として工程変更に伴う処理室やインターフェイス装置の入替え、配置の変更、増設などに対してはかなりの制約があり、それに伴ってコストも高くついていた。
【００１２】
本発明は上述の技術的問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、クリーンルーム内における機器の設置位置に対する制約を小さくでき、クリーンルーム内の空間を有効に活用することができるクリーンルーム用ワーク搬送システムを提供することにある。
【００１３】
【発明の開示】
請求項１に記載のワーク搬送システムは、ワークを保持するワーク保持部と、前記ワーク保持部を水平に移動させる移動手段と、前記ワーク保持部を昇降させるワーク昇降装置とを備え、クリーンルーム内でワークを搬送するための搬送システムであって、前記移動手段は、クリーンルーム内の処理室よりも高い空間において水平に配設された一対の平行な固定ガイドレールと、前記固定ガイドレール間に架設されて固定ガイドレールの長さ方向に沿って水平に移動する１本ないし複数本の走行ガイドレールと、前記走行ガイドレールに沿って前記走行ガイドレールの移動方向と直交する方向に水平に走行する走行体とからなり、前記走行体は、前記ワーク保持部を搭載して昇降させることができる前記ワーク昇降装置を具備し、前記固定ガイドレールは走行用空間と側面開口とを当該固定ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行ガイドレールは連結部材を介してスライダを設けられ、前記連結部材が前記側面開口を通過するようにして前記スライダが前記走行用空間内に走行自在に納められ、前記固定ガイドレールには前記側面開口を遮蔽する遮蔽板を設けてあり、前記スライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の縦ローラとを備え、前記横ローラの一部は前記走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の横ローラは前記走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記縦ローラの一部は前記走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の縦ローラは前記走行用空間の底面に転動自在に接触し、固定ガイドレールから走行ガイドレールへ非接触給電手段により電力を供給し、さらに走行ガイドレールから走行体へ非接触給電手段により電力を供給することを特徴としている。
【００１４】
請求項１に記載のワーク搬送システムにおいては、ワークを保持して搬送するワーク保持部が前記移動手段によってクリーンルーム内の処理室よりも高い空間を水平に移動するので、クリーンルームの床面にワーク搬送のためのエリアが必要なく、クリーンルーム内を有効活用できる。そのため、同一設備に対しては、必要なクリーンルーム容積を小さくすることができ、クリーンルームの設備コスト及び運用コストを安価にすることができる。
また、この移動手段は、クリーンルーム内の処理室よりも高い空間において水平に配設された一対の平行な固定ガイドレールと、前記固定ガイドレールの長さ方向に沿って水平に移動する走行ガイドレールと、前記走行ガイドレールに沿って前記走行ガイドレールの移動方向と直交する方向に水平に移動する走行体とからなり、ワーク保持部を水平方向に自由に移動させることができるので、クリーンルーム内に設置される処理室の設置位置や設置方向が制約を受けにくく、最適な配置を選択することができる。また、新たに処理室を追加する場合や処理室の配置を変更する場合も、その配置や設置方向を自由に選択することができる。従って、処理室の配置の変更、増設などに対するコストも安価にすることができる。
さらに、ワーク昇降装置によりワーク保持部を処理室よりも上に上昇させれば、ワーク保持部をある位置からある位置へ直線的に移動させることもでき、クリーンルーム内における処理効率も向上する。
【００１５】
また、請求項１に記載のワーク搬送システムにあっては、前記固定ガイドレールが走行用空間と側面開口とを当該固定ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行ガイドレールは連結部材を介してスライダを設けられ、前記連結部材が前記側面開口を通過するようにして前記スライダが前記走行用空間内に走行自在に納められ、前記スライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の縦ローラとを備え、前記横ローラの一部は前記走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の横ローラは前記走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記縦ローラの一部は前記走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の縦ローラは前記走行用空間の底面に転動自在に接触しているので、走行ガイドレールが固定ガイドレールに沿って走行するときにスライダが上下方向にも水平方向にもがたつくことなく滑らかに走行する。
【００１６】
また、請求項１に記載のワーク搬送システムにあっては、固定ガイドレールと走行ガイドレールの間の可動部分と、走行ガイドレールと走行体の間の可動部分で非接触給電手段により電力を供給しているので、電力供給箇所の摺動によって塵埃が発生しない。さらに、固定ガイドレールの走行用空間に走行ガイドレールのスライダを納め、固定ガイドレールには側面開口を遮蔽する遮蔽板を設けているので、固定ガイドレールとスライダとの接触部分で発生した塵埃が固定ガイドレールの側面開口を通って固定ガイドレールの外へ排出されにくい。よって、クリーンルームを汚染しにくく、クリーンルームのクリーン度を低下させにくい。
【００１７】
請求項２に記載のワーク搬送システムは、請求項１に記載したワーク搬送システムにおいて、一対の前記遮蔽板とジグザグに屈曲した前記連結部材とを有し、前記遮蔽板のうち一方の遮蔽板は前記固定ガイドレールの側面開口の一方の縁部の外面に固定され、他方の遮蔽板は前記固定ガイドレールの側面開口の他方の縁部の内面に固定され、各遮蔽板は前記連結部材が屈曲することによって生じた溝部分に非接触で入り込むことにより、固定ガイドレールの側面方向から見たときに前記側面開口から前記走行用空間が見えないように遮蔽板どうしが部分的に重なりあっていることを特徴としている。
【００１８】
請求項２に記載のワーク搬送システムにおいては、固定ガイドレールを側面から見たとき固定ガイドレールに固定された遮蔽板どうしが部分的に重なり合うようになっており、遮蔽板が固定ガイドレールの側面開口から走行用空間が見えないようにしているので、走行ガイドレールのスライダと固定ガイドレールの摩擦によって発生する塵埃が固定ガイドレールから外部へ放出されにくい。また、走行ガイドレールの連結部材はジグザグに屈曲していて遮蔽板は連結部材の溝部分に非接触で入り込んでいるので、連結部材が遮蔽板に擦れて塵埃を発生することがない。よって、請求項２のワーク搬送システムによれば、クリーンルームのクリーン度をより一層低下させにくくなる。
【００２２】
請求項３に記載のワーク搬送システムは、請求項１又は２に記載したワーク搬送システムにおいて、前記走行ガイドレールは走行用空間と側面開口とを当該走行ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行体は第二の連結部材を介して第二のスライダを設けられ、前記第二の連結部材が前記走行ガイドレールの側面開口を通過するようにして前記第二のスライダが前記走行ガイドレールの走行用空間内に走行自在に納められ、前記走行ガイドレールにはその側面開口を遮蔽する第二の遮蔽板を設けてあり、前記第二のスライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の第二の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の第二の縦ローラとを備え、前記第二の横ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の第二の横ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記第二の縦ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の第二の縦ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の底面に転動自在に接触していることを特徴としている。
【００２３】
請求項３に記載のワーク搬送システムにおいては、前記走行ガイドレールが走行用空間と側面開口とを当該走行ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行体は第二の連結部材を介して第二のスライダを設けられ、前記第二の連結部材が前記走行ガイドレールの側面開口を通過するようにして前記第二のスライダが前記走行ガイドレールの走行用空間内に走行自在に納められ、前記第二のスライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の第二の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の第二の縦ローラとを備え、前記第二の横ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の第二の横ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記第二の縦ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の第二の縦ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の底面に転動自在に接触しているので、走行体が走行ガイドレールに沿って走行するときに第二のスライダが上下方向にも水平方向にもがたつくことなく滑らかに走行する。
さらに、走行ガイドレールの走行用空間に走行体の第二のスライダを納め、走行ガイドレールにはその側面開口を遮蔽する第二の遮蔽板を設けているので、走行ガイドレールと第二のスライダとの摩擦により発生した塵埃が走行ガイドレールの側面開口を通って走行ガイドレールの外へ排出されにくい。よって、クリーンルームを汚染しにくく、クリーンルームのクリーン度を低下させにくい。
【００２７】
請求項４に記載のワーク搬送システムは、請求項３に記載したワーク搬送システムにおいて、一対の前記第二の遮蔽板とジグザグに屈曲した前記第二の連結部材とを有し、前記第二の遮蔽板のうち一方の第二の遮蔽板は前記走行ガイドレールの前記第二の側面開口の一方の縁部の外面に固定され、他方の第二の遮蔽板は前記走行ガイドレールの前記第二の側面開口の他方の縁部の内面に固定され、各第二の遮蔽板は前記第二の連結部材が屈曲することによって生じた溝部分に非接触で入り込むことにより、走行ガイドレールの側面方向から見たときに前記走行ガイドレールの側面開口から前記走行ガイドレールの走行用空間が見えないように第二の遮蔽板どうしが部分的に重なりあっていることを特徴としている。
【００２８】
請求項４に記載のワーク搬送システムにおいては、走行ガイドレールを側面から見たとき走行ガイドレールに固定された第二の遮蔽板どうしが部分的に重なり合うようになっていて、遮蔽板が走行ガイドレールの側面開口から走行ガイドレールの走行用空間が見えないようにしているので、第二のスライダと走行ガイドレールとの間で発生する塵埃が走行ガイドレールから外部へ放出されにくい。また、走行体の第二の連結部材はジグザグに屈曲していて第二の遮蔽板は第二の連結部材の溝部分に非接触で入り込んでいるので、第二の連結部材が第二の遮蔽板に擦れて塵埃を発生することがない。よって、請求項４のワーク搬送システムによれば、クリーンルームのクリーン度を低下させにくくできる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図３は本発明の第１の実施形態によるワーク搬送システムを用いたクリーンルームの内部のようすを示す全体斜視図である。クリーンルーム内の床面（フロアー）１１には複数の処理室１２とワーク待機部１４が設置され、各処理室１２にはインターフェイス装置１３が付設されている。各処理室１２は、順次ワークの製造をするための設備であって、それぞれ異なる処理を実施するものであるが、ワーク処理のタクトタイムのバランス等を考慮して同一処理室が複数含まれていてもよい。このような処理室１２としては、例えば半導体ウエハのレジスト塗布、露光、現像、イオン打込み、アニール、スパタッリング等の処理を行なうための半導体ウエハ処理装置がある。以下の説明においても、半導体ウエハに対する処理を念頭において説明する。インターフェイス装置１３は、処理室１２内部とクリーンルームとを遮断するためのバッファ空間を構成するものであって、処理室１２におけるワークの受け渡しはインターフェイス装置１３を介して実行され、インターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５はワークの搬入出を行なう場合以外は密閉されている。
【００５０】
処理室１２及びインターフェイス装置１３は、メンテナンス要員やオペレータ要員が作業するための最低限のメンテナンスエリアを隔てて整列配置されており、クリーンルームの床面積をできるだけ小さくしてクリーンルームの最大活用を図っている。ただし、各処理室１２は、特に一列に並んでいる必要もないし、また前面（インターフェイス装置１３の設けられている面）の向きも規定されておらず、ある程度のランダム配置が許される。
【００５１】
このクリーンルームの上部空間には、ワークを納めた密閉コンテナ１６を各処理室１２に処理順序に従って搬送するためのワーク搬送システムが設けられている。ワークは、特別にクリーン度を保つため、密閉コンテナ１６内に密閉した状態で搬送される。ワークを搬送するための搬送システムは、ワークを納めた密閉コンテナ１６を保持するワーク保持部１７と、ワーク保持部１７を３次元空間内で任意の方向に移動させることができる３次元移動機構１８とから構成されている。３次元移動機構１８は、ワーク保持部１７をほぼ水平面内で移動させるための水平移動機構１９と、ワーク保持部１７を上下に昇降させるワーク昇降装置２０とから構成されている。
【００５２】
この実施形態においては、図３に示すように、処理室１２よりも高い空間において、クリーンルーム内には一対の水平な固定ガイドレール２１が平行に配設されている。さらに、固定ガイドレール２１間には、水平な走行ガイドレール２２が１本ないし複数本架設されており、固定ガイドレール２１に沿って走行できるようになっている。走行ガイドレール２２には、走行ガイドレール２２に沿って走行する走行体２３が設けられており、走行体２３にはワーク保持部１７を昇降させることができるワーク昇降装置２０が設けられている。しかして、固定ガイドレール２１、走行ガイドレール２２および走行体２３によって水平移動機構１９が構成されており、これにワーク昇降装置２０を加えて３次元移動機構１８が構成されている。
【００５３】
上記ワーク搬送システムの構造を詳細に説明すると以下に述べる通りである。固定ガイドレール２１は、クリーンルーム内の上部空間において、対向する両側の壁面近くに設置されている。固定ガイドレール２１は、クリーンルームの天井から吊り下げられるか、クリーンルームの床面１１に立てた柱で支持される。この固定ガイドレール２１の断面は図５〜図８に示されている。固定ガイドレール２１には断面略Ｃ形をした中空のアルミフレーム引抜き材が使用されており、固定ガイドレール２１の一方側面には全長にわたる側面開口３１を有し、他方の内側面には固定ガイドレール２１の全長にわたって電力供給用の給電レール３２が配設されている。給電レール３２は、固定ガイドレール２１の端部において商用電源に接続されている。
【００５４】
図４は固定ガイドレール２１に連結された走行部３３を示す断面図、図５〜図８はそれぞれ図４のＸ１−Ｘ１線断面図、Ｘ２−Ｘ２線断面図、Ｘ３−Ｘ３線断面図およびＸ４−Ｘ４線断面図である。走行ガイドレール２２は両端に走行部３３を備えており、走行部３３を固定ガイドレール２１に走行自在に連結することによって走行ガイドレール２２が固定ガイドレール２１間に架設されている。走行部３３は、固定ガイドレール２１の走行用空間３４内に納められたスライダ３５と、スライダ３５及び走行ガイドレール２２の端部間をつなぐ連結部材３６によって構成されている。
【００５５】
固定ガイドレール２１内に納められているスライダ３５にあっては、スライダ本体３７のほぼ中央部にサーボモータ、パルスステップモータ等の走行駆動用のモータ３８が取り付けられており、モータ３８の出力軸には駆動ローラ３９が取り付けられている。駆動ローラ３９の外周面は、図５に示すように、側面開口３１の下方において固定ガイドレール２１の内側面に圧接している。
【００５６】
スライダ本体３７の、モータ３８を挟んで対称な位置には、それぞれベアリング付きの従動横ローラ４０ａ、４０ｂが設けられている。従動横ローラ４０ａ、４０ｂは、図６に示すように、スライダ本体３７の上面と下面において、それぞれ軸芯４１によって回動自在に軸支されている。スライダ本体３７の上面に設けられている従動横ローラ４０ａは、側面開口３１の上方において固定ガイドレール２１の内側面に圧接し、スライダ本体３７の下面に設けられている従動横ローラ４０ｂは、側面開口３１と反対側に位置する内側面に圧接している。このように、上の従動横ローラ４０ａが側面開口３１側で固定ガイドレール２１の内側面に接し、下の従動横ローラ４０ｂが側面開口３１と反対側で固定ガイドレール２１の内側面に接しているのは、側面開口３１側においてスライダ３５の側面に連結部材３６及び走行ガイドレール２２を接続したとき、連結部材３６及び走行ガイドレール２２の重量によってスライダ３５に発生する回転モーメントを受けるようにしたものである。また、側面開口３１と反対側で下の従動横ローラ４０ｂを固定ガイドレール２１に圧接させることにより、その反力で上の従動横ローラ４０ａと駆動ローラ３９を側面開口３１側で固定ガイドレール２１に圧接させ、駆動ローラ３９による走行推進力を得ると共にスライダ３５を水平方向にがたつかせることなく滑らかに走行させられるようにしている。
【００５７】
また、スライダ本体３７の、モータ３８を挟んで対称な位置には、それぞれベアリング付きの従動縦ローラ４２ａ、４２ｂが設けられている。従動縦ローラ４２ａ、４２ｂは、図７に示すように、スライダ本体３７の上部と下部において、それぞれ軸芯４３によって回動自在に軸支されている。スライダ本体３７の上部に設けられている従動縦ローラ４２ａは固定ガイドレール２１内の天面に圧接し、スライダ本体３７の下部に設けられている従動縦ローラ４２ｂは固定ガイドレール２１内の底面に圧接している。このように従動縦ローラ４２ａ、４２ｂを固定ガイドレール２１内の天面及び底面に圧接させることによりスライダ３５を上下方向にがたつかせることなく滑らかに走行させるようにしている。なお、固定ガイドレール２１内の、従動縦ローラ４２ａ、４２ｂが接触して走行する天面及び底面には全長にわたって薄い走行板４４を配設し、固定ガイドレール２１の摩耗を防止すると共に走行板４４が摩耗した場合には、走行板４４のみを簡単に交換できるようにしている。
【００５８】
また、従動縦ローラ４２ａ、４２ｂをモータ３８の両側に設けることにより、ワーク昇降装置２０によって走行ガイドレール２２の軸心回りに発生する回転モーメントを受け止めることができる。
【００５９】
スライダ本体３７の端部には集電子（ブラシ）４５が設けられており、図８に示すように、集電子４５は固定ガイドレール２１の内面に設けられた給電レール３２と摺接しており、スライダ本体３７に搭載されたモータ３８は給電レール３２及び集電子４５を通して電力供給を受け、駆動ローラ３９を回転させることによってスライダ３５を固定ガイドレール２１内で走行させる。
【００６０】
集電子４５が給電レール３２から受けた電力は、ケーブル（図示せず）を通してモータ３８へ供給される。また、モータ３８のオン、オフ制御は、無線通信手段や光通信手段を用いて行なってもよく、給電レール３２及び集電子４５の一部をモータ３８の制御信号伝送用に用いてもよい。
【００６１】
上記スライダ３５と走行ガイドレール２２をつなぐ連結部材３６は、固定ガイドレール２１の側面開口３１を通過し、固定ガイドレール２１内においてスライダ３５と連結されており、固定ガイドレール２１の外部で走行ガイドレール２２の端部に連結されている。この連結部材３６は、図５〜図８に示されているように、ジグザグに屈曲した断面形状（迷路状）を有している。一方、固定ガイドレール２１の側面開口３１付近においては、固定ガイドレール２１の全長にわたって薄板状をした２枚の遮蔽板４６、４７がビス等で取り付けられており、当該遮蔽板４６、４７は、連結部材３６に接触しないようにして、連結部材３６の溝状部分（スリット）４８内へ深く挿入されている。２枚の遮蔽板４６、４７は側面開口３１の両側に取り付けられており、側面開口３１に対して垂直な方向から見たときに互いに重なり合うようになっており、固定ガイドレール２１の側面開口３１は遮蔽板４６、４７によって覆われている。
【００６２】
上記のように、走行ガイドレール２２の両端部に設けられた走行部３３が固定ガイドレール２１に沿って走行するが、走行部３３の可動部分であるスライダ３５は固定ガイドレール２１の走行用空間３４内に納められているので、可動部分（スライダ３５）から発生する塵埃は固定ガイドレール２１の外部へ放出されにくく、しかも、固定ガイドレール２１の側面開口３１を遮蔽板４６、４７で覆っているので、塵埃が固定ガイドレール２１の外へより一層に放出されにくくなっている。さらに、固定ガイドレール２１の内部と外部を連通させる、連結部材３６と固定ガイドレール２１及び遮蔽板４６、４７との間の隙間がジグザグとなっているから、駆動ローラ３９や従動横ローラ４０ａ、４０ｂ、従動縦ローラ４２ａ、４２ｂと固定ガイドレール２１との接触により発生する塵埃が連結部材３６と固定ガイドレール２１との隙間を通って外部へ漏れにくくなっている。よって、固定ガイドレール２１内で発生した塵埃によるクリーンルーム内部の汚染を最小限に留めることが可能となる。
【００６３】
また、固定ガイドレール２１内には、スライダ３５を納めた走行用空間３４に隣接して塵埃を吸引するための吸引貫通路４９が全長にわたって２本設けられている。２本の吸引貫通路４９と走行用空間３４との間には、固定ガイドレール２１の全長にわたって、あるいは所定間隔毎にスリット状または孔状の集塵用開口５０があけられており、集塵用開口５０を介して吸引貫通路４９と走行用空間３４とが互いに連通させられている。吸引貫通路４９内は、固定ガイドレール２１の一方端部又は両端部において、例えばホース（図示せず）等を介してクリーンルーム外に設置された真空ポンプ等の吸引装置に接続され、固定ガイドレール２１の他方端部はキャップ等により塞がれており、走行用空間３４内で発生した塵埃は集塵用開口５０を介して吸引貫通路４９内に吸引され、クリーンルーム外へ排出される。
【００６４】
上記のようにして固定ガイドレール２１内で発生した塵埃を固定ガイドレール２１内に閉じ込める構成としていても、ワーク搬送システムを稼働しているうちに固定ガイドレール２１内の塵埃密度は次第に高くなり、固定ガイドレール２１内を走行するスライダ３５によって塵埃が散乱させられる。そこで、固定ガイドレール２１に吸引貫通路４９を設けて吸引貫通路４９の端からエア強制吸引を行なうことにより、固定ガイドレール２１内に閉じ込めた塵埃を吸引貫通路４９へ吸引し、さらにクリーンルーム外へ排出することができる。よって、固定ガイドレール２１内で発生した塵埃によってクリーンルーム内が汚染される恐れをより少なくできる。また、走行用空間３４と吸引貫通路４９を仕切り、その間にスリット状または孔状の集塵用開口５０をあけているので、集塵力を高めることができる。
【００６５】
固定ガイドレール２１間に架設されている走行ガイドレール２２も、図示しないが、固定ガイドレール２１とほぼ同一の構造を有している。違いは、走行ガイドレール２２の給電レールには、走行部３３に設けられた集電子４５を介して固定ガイドレール２１の給電レール３２から電力を供給されている点である。
【００６６】
また、走行ガイドレール２２の端部と走行部３３との間には、図１０に示すように排気結合用アダプタ５６が設けられており、排気結合用アダプタ５６の空所５７内には、図９に示すような吸気装置５１が納められている。この吸気装置５１は、端部開口がスリット状に薄くなった排気ダクト５３を保形性を有するフレキシブルチューブ５５を介して排気用ファン５２の排気側に接続したものである。排気用ファン５２は、排気結合用アダプタ５６の空所５７内に固定されており、フレキシブルチューブ５５は遮蔽板４６、４７間の隙間を通って固定ガイドレール２１の走行用空間３４内に導かれ、排気ダクト５３はその先端が集塵用開口５０と対向するようにしてスライダ３５に固定されている。また、走行ガイドレール２２に設けられている２本の吸引貫通路５４は、走行ガイドレール２２の端部において排気結合用アダプタ５６の空所５７（あるいは、排気用ファン５２）と連通している。
【００６７】
しかして、この排気用ファン５２は、スライダ３５から電力供給を受けて回転し、走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４内の空気を吸引し、フレキシブルチューブ５５及び排気ダクト５３を介して固定ガイドレール２１の吸引貫通孔４９へ強制排気する。従って、走行ガイドレール２２内で発生した塵埃は、吸引貫通路５４及び吸気装置５１を通じて固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９へ排出され、さらにクリーンルーム外へ排気される。図１０の図示例では、排気ダクト５３の先端が集塵用開口５０に臨ませられており、排気用ファン５２の排気力と集塵用開口５０における吸引力との双方で走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４内の空気を固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９へ直接に、かつ強力に排気できる構造としているが、排気ダクト５３の先端を固定ガイドレール２１の走行用空間３４内の集塵用開口５０から離れた箇所に位置させ、排気用ファン５２により走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４内の空気を固定ガイドレール２１の走行用空間３４へ排気し、さらに吸引貫通路４９からクリーンルーム外へ排気する構造としてもよい。
【００６８】
なお、ここで述べたような吸気装置５１は排気用ファン５２を備えているが、排気用ファンを有しない吸気装置を用いてもよい。すなわち、固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９と走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４とを排気ダクト５３及びフレキシブルダクト５５のみでつなぎ、固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９の吸引力によって走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４内も強制排気するようにしてもよい。
【００６９】
走行ガイドレール２２に沿って走行するようになった走行体２３も、図示しないが、固定ガイドレール２１の走行部３３とほぼ同一の構造を有しており、集電子を通して走行ガイドレール２２の給電レールから受け取った電力でモータを駆動することにより走行ガイドレール２２に沿って走行する。
【００７０】
走行体２３に設けられたワーク昇降装置２０は、クリーンルームの床面１１と垂直に直線昇降を行うリンク式アーム構造となっている。図１１に示すワーク昇降装置２０は、３本のアーム６１、６２、６３を連結して構成されており、各アーム６１、６２、６３間は互いに連通し、ワーク昇降装置２０全体としては密閉した構造となっている。ワーク昇降装置２０の一方は走行体２３に回動自在に連結され、他方にはワーク保持部１７を取り付けられている。図１２（ｂ）または図１３（ｂ）に示すように、第１アーム６１の基端側関節は、走行体２３に固定された減速機６４の出力部に取り付けられており、走行体２３内に設置されたモータ６５に取り付けたタイミングプーリ６６と減速機６４の入力側に取り付けたタイミングプーリ６７の間にタイミングベルト６８を掛け回している。同様に、第２アーム６２の基端側関節は、第１アーム６１の先端側関節に固定された減速機６９の出力部に取り付けられており、第１アーム６１内に設置されたモータ７０に取り付けたタイミングプーリ７１と減速機６９の入力側に取り付けたタイミングプーリ７２の間にタイミングベルト７３を掛け回している。また、第３アーム６３の基端側関節は、第２アーム６２の先端側関節に固定された減速機７４の出力部に取り付けられており、第２アーム６２内に設置されたモータ７５に取り付けたタイミングプーリ７６と減速機７４の入力側に取り付けたタイミングプーリ７７の間にタイミングベルト７８を掛け回している。ワーク保持部１７は、第３アーム６３の先端側関節に気密的に固定された減速機７９の出力部に把持ユニット（チャック）８１を取り付け、第３アーム６３内に設置されたモータ８０で減速機７９を介して把持ユニット８１を開閉駆動するようにしたものである。
【００７１】
しかして、このワーク昇降装置２０にあっては、走行体２３及び第１、第２アーム６１、６２に内蔵されたモータ６５、７０、７５の回転力を各タイミングプーリ及びタイミングベルトで各減速機６４、６９、７４に伝え、各減速機６４、６９、７４の出力軸に固定された各アーム６１、６２、６３を回転させることによってワーク昇降装置２０を駆動することができる。すなわち、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、各アーム６１、６２、６３を畳むように曲げることでワーク保持部１７を上昇させ、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、各アーム６１、６２、６３を伸ばすことでワーク保持部１７を下降させることができる。このように多アーム式の構造においては、３つのアーム６１、６２、６３が最大に伸びた状態と折り畳まれて収縮した状態での昇降方向の収縮率が大きくなり、処理室１２からクリーンルームの天井までの間隔（空間高さ）を短くでき、クリーンルームの設備コスト及び維持コストを低く抑えることができる。
【００７２】
また、ワーク昇降装置２０に用いられている各関節の各軸間の減速比を１：２：１としておけば、同じ入力回転数を与え、各アーム６１、６２、６３を同時に動かしたとき第３アーム６３は垂直方向に直線的に動くことになり、第３アーム６３の下端に取付けられたワーク保持部１７が垂直直線昇降を行う。また、各モータ６５、７０、７５の駆動（回転角）を互いに関連付けて電子制御することにより、ワーク保持部１７が床面１１に対して垂直な直線に沿ってのみ昇降するように直線動作させるようにもできる。もちろん、ワーク保持部１７をある位置から別な位置へ移動させるようにポイント・トゥ・ポイント（point to point）で各モータ６５、７０、７５を制御することも可能である。
【００７３】
また、ワーク昇降装置２０の各関節部分に設けられている減速機６４、６９、７４の出力軸は回転中空軸となっていて各減速機６４、６９、７４には空洞が貫通しており、走行体２３及び第１アーム６１、第１及び第２アーム６１、６２、第２及び第３アーム６２、６３の間はそれぞれ減速機６４、６９、７４の空洞を介して連通している。一方、走行体２３及び各アーム６１、６２、６３間の関節部分は、外部に対しては塵埃が漏れない程度の気密性を保っている。例えば、各減速機６４、６９、７４の回転部分には、磁性流体等を用いたシール部を取り付けてあり、関節部分から外部へ塵埃が流出するのを防止している。従って、このワーク昇降装置２０では、可動部分を内部に密閉でき、外部へ可動部分の塵埃が放出されるのを防止できる。また、各アーム６１、６２、６３の内部空間は関節部分の中空軸（減速機）を介して互いに連通しており、さらに第１アーム６１は減速機６４を介して走行体２３内部と連通し、走行体２３内部は走行ガイドレール２２内部と連通している（走行体２３にも、図９に示したような吸気装置５１と同様な吸気手段が設けられている）ので、各アーム６１、６２、６３内で発生した塵埃は走行体２３を介して走行ガイドレール２２の吸引貫通路５４へ吸引され、さらに固定ガイドレール２１の吸引貫通路４９を介してクリーンルーム外部へ排出される。このようにしてワーク昇降装置２０でも、ワーク保持部１７の昇降動作に伴うクリーンルーム内の汚染を最小限に留めることが可能となる。なお、各モータ６５、７０、７５の駆動用電源ケーブルなどは、減速機６４、６９、７４の空洞を介して走行体２３へ導くことができ、走行体２３の集電子４５から各モータ６５、７０、７５へ給電することが可能になる。
【００７４】
ワーク保持部１７は、モータ８０及び減速機７９により把持ユニット８１を回転させるようになっており、これによりワークの姿勢を変えることができる。また、把持ユニット８１は内蔵の電気的もしくは空電的な駆動源により爪８１ａを開閉することができ、爪８１ａで密閉コンテナ１６の上面に設けられた取っ手９２をつかむことができる。
【００７５】
ワーク搬送システムは、上記の様な構造を有しているので、ワーク保持部１７によって密閉コンテナ１６をつかんで搬送することができ、走行ガイドレール２２を固定ガイドレール２１に沿って走行させることにより密閉コンテナ１６を固定ガイドレール２１と平行に水平搬送することができ、走行体２３を走行ガイドレール２２に沿って走行させることにより密閉コンテナ１６を走行ガイドレール２２と平行に水平搬送することができ、ワーク昇降装置２０を駆動することにより密閉コンテナ１６を上下方向に昇降させることができ、これらの動作を同時に組み合わせることによって密閉コンテナ１６を３次元空間内における任意の方向に搬送することができる。
【００７６】
しかして、このワーク搬送システムにおいては、走行ガイドレール２２及び走行体２３を駆動することによってワーク保持部１７を任意の位置へ水平移動させることができ、ワーク昇降装置２０によってワークを垂直に昇降させることができるので、処理室１２上空の３次元空間でワーク保持部１７を自由に移動させることができ、任意の位置に設置された各処理室１２に付設のインターフェイス装置１３やワーク待機部１４に対してアクセスが可能となる。
【００７７】
無人走行搬送車が床面を走行する従来のワーク搬送システムと比較すると、本発明のワーク搬送システムでは、処理室やインターフェイス装置どうしの間にあったワーク搬送エリアが不要になるので、クリーンルーム内のスペースを効率的に使用できるようになる。すなわち、従来床面に必要であったワーク搬送エリアを無くすことができるので、クリーンルームの必要面積を小さくでき、その設置及び運用コストを大幅に削減できる。また、クリーンルーム内上空の空間を搬送経路として使用できるので、床面に設置された他の工場内設備との干渉を無くし、ワーク搬送によるトラブル発生を極力押さえることができる。さらに、床面にはワーク搬送に必要な装置や設備がないので、メンテナンス要員による処理室のメンテナンス作業を妨げることがない。
【００７８】
また、本発明に係るワーク搬送システムにあっては、クリーンルーム内上空の任意の空間をワークの搬送経路として使用できるので、ワーク搬送経路を選択する際、処理室１２等の設置位置などの制約を受けることなく搬送経路を決定することができる。逆に、各処理室１２等を床面１１上へ配置するに際しては、ワーク搬送経路に依存することなく独立して配置を決めることができる。
【００７９】
さらに、本発明に係るワーク搬送システムにおいては、ワーク保持部１７を任意の位置へ移動させることができ、任意の搬送経路を自由に選択することができる。特に、処理室１２等がどの位置に設置されていても、インターフェイス装置１３の位置をクリーンルーム内のＸＹ座標で表わすことができるので、固定ガイドレール２１に沿った走行部３３の位置をＸ座標に対応させ、走行ガイドレール２２に沿った走行体２３の位置をＹ座標に対応させることにより、ワーク搬送位置を簡単に制御することができる。また、ワーク昇降装置２０におけるワークの保持位置もＺ座標と対応させることができる。従って、処理室１２等は特に整列させて配置する必要はなく、障害物を避けてランダムに配置することも可能となり、処理室１２等の設置位置等に対する制約を緩和することができる。
【００８０】
また、各処理室１２等を一度配置した後も、クリーンルーム内部のリニューアルのために配置替えをしたり、新たな処理室１２等を追加したりしても、ワーク搬送システムのハード部分は殆ど変更する必要がなく、ワーク搬送システムを稼働させるためのソフトを変更するだけでワーク搬送経路を変更して対応することができる。従って、ライフサイクルの短い製品の工場設備にとって、処理工程の変更を必要とする場合でも、既存設備を有効利用でき、追加コストを極力抑えることができる。
【００８１】
また、ワーク保持部１７を処理室１２上空の空間で直線的に最短距離で移動させることも可能になるので、ワークの処理時間に対する搬送所要時間の割合を少なくでき、クリーンルーム内全体でのワーク処理時間（タクトタイム）を短縮することができる。
【００８２】
（密閉コンテナ）
図１４及び図１５に密閉コンテナ１６の構造を示す。密閉コンテナ１６はワーク９１をクリーンな環境で搬送できるようにするものであり、密閉コンテナ１６はコンテナ本体９４ａと密閉扉９４ｂとからなり、コンテナ本体９４ａの上面には、ワーク保持部１７の把持ユニット８１で保持するための取っ手９２が設けられており、ここを把持ユニット８１でつかんで処理室１２から別な処理室１２へ運ぶことができる。密閉コンテナ１６は、内部を気密的に密閉できるようになっており、ワーク搬送システムによる高速搬送にも耐えられるような構造となっている。コンテナ本体９４ａの内部には多段のラック棚９３が設けられており、ラック棚９３にはそれぞれ板状の基板やウエハ等のワーク９１を水平に載置することができる。密閉コンテナ１６の前面には密閉扉９４ｂが設けられており、密閉扉９４ｂを開くことによってワーク９１を出し入れでき、密閉扉９４ｂを閉じることにより内部を気密的に密閉できるようになっている。
【００８３】
また、コンテナ本体９４ａは開口部の周囲をインターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５の周囲と気密的に連結できる構造を有しており、密閉扉９４ｂはコンテナ本体９４ａの開口部周囲をワーク搬入出口１５の周囲に気密的に連結している時にのみ開かれる。しかして、図１６（ａ）に示すように密閉コンテナ１６をインターフェイス装置１３のワーク載置台９５に置き、ワーク載置台９５によって密閉コンテナ１６をワーク搬入出口１５へ運ぶと、コンテナ本体９４ａの開口部周囲とワーク搬入出口１５の周囲とが気密を保った状態で連結される。ついで、図１６（ｂ）に示すように、インターフェイス装置１３の開閉シャッター９６が開くと、インターフェイス装置１３の扉保持装置（図示せず）が密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂをつかんで開き、インターフェイス装置１３の内部と密閉コンテナ１６の内部とを連通させる。なお、扉保持装置は、機械的手段、吸着手段、磁気的手段などによって密閉扉９４ｂをつかむものである。
【００８４】
従って、この密閉コンテナ１６は、その内部空間と外部大気（クリーンルーム内の大気）との接触を絶つことができ、クリーンルーム内（処理室１２等の外部）のクリーン度が多少低くてもワーク９１に接触する雰囲気のクリーン度を一定に保ったままでワーク９１を搬送できる仕組みとなっている。
【００８５】
このようにしてワーク９１を露出させたままで搬送することなく、密閉コンテナ１６内に密閉した状態で搬送することにより、処理室１２やインターフェイス装置１３、密閉コンテナ１６以外のクリーンルーム内空間を低いクリーン度で満足させることができ、クリーンルームの設備コスト及び運用コストを安価にできる。クリーン度の要求水準を緩和することによってクリーンルームのコストを安価にできれば、クリーンルームとしてある程度広いエリアを確保することも可能となり、拡張性を見込んだクリーンルーム設計も可能になる。例えば、クリーンルームの建設当初は処理室１２の数も少ないが、後からだんだん増設したり、高性能な大型処理室１２と入れ替えたりする場合も、本発明の柔軟性の高いワーク搬送システムと密閉コンテナ１６を組み合わせて使用することにより、多大な拡張性を実現することができる。また、複雑で高度な新規工程を必要とする仕様のワークに対しても、クリーンルームを建設し直すことなく拡張でき、設備投資を最小限に抑えることができ、コスト競争力のある製品（ワーク）の製造に貢献することができる。
【００８６】
（クリーンルーム内での処理）
上記のようなワーク搬送システムは、ワーク９１を納められた密閉コンテナ１６をワーク保持部１７によって保持し、処理室１２から別な処理室１２へ、あるいは処理室１２とワーク待機部１４との間で搬送され、各処理室１２において順次所定の処理を施される。そのためワーク搬送システムには、あらかじめ各インターフェイス装置１３の設置位置や搬送順序がデータ入力されており、図１７に示すように、ワーク搬送システムは、各処理室１２以外のエリア上空の経路を自動選択する制御装置１０１を備えている。
【００８７】
クリーンルーム内に各処理室１２及びインターフェイス装置１３が設置された後、ワーク搬送システムを制御する制御装置１０１の記憶装置１０２には、キーボードやコンソール等の入力装置１０３から各処理室１２の工程内容情報とインターフェイス装置１３の配置情報が入力される。制御装置１０１は、これらの情報と予め設定されたワーク搬送に関する種々の情報（例えば、ダウンフローエアーを乱さないための条件）等に基づき、定められた手順により自動的に搬送経路を演算し自動選択する。制御装置１０１が選択する搬送経路は、一般的には、各処理室１２の真上の空間ではなく、各処理室１２間の中間エリア（メンテナンスエリア等）上の空間となっている。
【００８８】
制御装置１０１によって搬送経路が選定されると、ワーク搬送システムは、その経路に沿ってワーク９１を搬送する。これによりクリーンルーム内におけるクリーン度の撹乱を最小限に抑えたワーク搬送が可能となる。例えば、クリーンルームの中央付近ではなく、周辺付近の経路を最適条件として設定してあれば、処理室１２の大きさや配置等の物理的条件、その都度発生する特殊事情を考慮した人為的判断の条件なども含めて制御装置１０１が自動的に最適搬送経路を算出し、ワーク搬送システムを制御してワーク搬送を行う。この結果、シビアなクリーンルーム環境保全を考慮した自由な最適搬送経路選択が可能となる。
【００８９】
こうして密閉コンテナ１６がワーク搬送システムによってインターフェイス装置１３へ搬送されると、図１６（ａ）に示すように、ワーク昇降部によってインターフェイス装置１３前面のワーク載置台９５の上に置かれる。密閉コンテナ１６がワーク載置台９５の上に載ると、ワーク搬送システムは、ワーク保持部１７から密閉コンテナ１６を解放する。これによってワーク搬送システムも当該密閉コンテナ１６から解放される。密閉コンテナ１６が置かれると、ワーク載置台９５は密閉コンテナ１６を搬送して密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂの周囲をインターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５の周囲へ密着させる。密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂの周囲がワーク搬入出口１５の周囲に接触すると、密閉扉９４ｂの周囲はワーク搬入出口１５の周囲と気密的に連結する。
【００９０】
ついで、図１６（ｂ）に示すように、インターフェイス装置１３の開閉シャッター９６を開くと、扉保持装置によって密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂも開かれ、外部に対しては気密性を保ったままで、インターフェイス装置１３と密閉コンテナ１６の内部とが連通させられる。そして、インターフェイス装置１３のワーク受け渡し装置９７により、密閉コンテナ１６から半導体ウエハ等のワーク９１を取り出して処理室１２へ送り込む。また、処理室１２内で処理の完了したワーク９１は、ワーク受け渡し装置９７により空の密閉コンテナ１６内の元の位置へ戻される。
【００９１】
こうして処理済みの全てのワーク９１が密閉コンテナ１６に戻されると、インターフェイス装置１３の開閉シャッター９６を閉じ、扉保持装置によって密閉コンテナ１６の密閉扉９４ｂを閉じる。こうして処理済みのワーク９１が元のように密閉コンテナ１６に密閉されると、再びワーク搬送システムによって密閉コンテナ１６がつかまれ、次工程の処理室１２へ搬送される。
【００９２】
また、クリーンルーム内の処理室１２から離れた場所には、図１に示すようにワーク待機部１４が設けられており、処理室１２から処理室１２へ密閉コンテナ１６を移動させる際、一時的にワーク待機部１４に密閉コンテナ１６を保管できるようにしている。このようにワーク待機部１４を設けておけば、ある工程の処理室１２から別の工程の処理室１２へ密閉コンテナ１６を搬送する際、搬送先の処理室１２が稼働中である場合にはワーク待機部１４へ密閉コンテナ１６を置いて一時的に待機させることができる。このようなワーク待機部１４を設けておくことにより、次工程の処理室１２が受入れ許可となるまでの待ち時間の間、別の処理室１２への対応や別の密閉コンテナ１６の搬送を行なうことができ、ワーク処理のタイミングを調整したり、バッファの役目をさせたりすることによりワーク搬送システムの稼働効率を向上させることができる。なお、このワーク待機部１４のワーク載置面の高さを、ワーク搬送時におけるワーク保持位置に近くしてあれば、ワーク待機部１４に密閉コンテナ１６を置いたり、取り上げたりする際の昇降動作時間を短くでき、いっそう作業効率をアップすることができる。
【００９３】
また、ワーク待機部１４と同様な理由から、各インターフェイス装置１３の前面には、ワーク搬入出口１５とワーク載置台９５を複数組設けてあり、複数の密閉コンテナ１６を待ち時間なく効率よく処理できるようにしている。
【００９４】
このようにしてワーク搬送システムによって処理室１２から処理室１２へ搬送され、各処理室１２で順次所定の処理を実行され、全処理工程が実行されるとクリーンルーム内における処理が終了する。
【００９５】
（別なワーク昇降装置）
上記実施形態ではアーム式のワーク昇降装置２０を説明したが、ワーク昇降装置２０としては、図１８に示すようなスライド構造（テレスコピック構造）によって下端のワーク保持部１７を垂直直線昇降させるようにしてもよい。
【００９６】
図１９及び図２０は、図１８のＹ−Ｙ線断面図であって、ワーク保持部１７を下降させた状態と上昇させた状態を示している。１１０は走行ガイドレール２２に対して走行する走行体２３に取り付けられる取付け部であって、このワーク昇降装置２０は取付け部１１０側から、第１フレーム１１１、第２フレーム１１２、第３フレーム１１３となっている。第１フレーム１１１内に納められたスライダ１１４は、第１フレーム１１１に固定されたガイドレール１１５に摺動自在に取付けられ、また取付け部１１０に固定されている。第１フレーム１１１内において回転自在に支持されたボールネジ１１６は、スライダ１１４と螺合し、第１フレーム１１１内に設置されたモータ１１７に連結されている。従って、モータ１１７を駆動してボールネジ１１６を回転させると、スライダ１１４がガイドレール１１５に沿って相対的に移動するが、スライダ１１４が取付け部１１０に固定されている結果、第１フレーム１１１が取付け部１１０に対して昇降する。
【００９７】
第２フレーム１１２内に納められたスライダ１１８は、第２フレーム１１２に固定されたガイドレール１１９に摺動自在に取付けられており、また第１フレーム１１１に固定されている。スライダ１１８にはタイミングプーリ１２０が回転自在に取付けられており、第２フレーム１１２内に固定されたボールネジ１２１がタイミングプーリ１２０と螺合している。第１フレーム１１１のボールネジ１１６の端部にはタイミングプーリ１２２が固定されており、第２フレーム１１２内のタイミングプーリ１２０との間にはタイミングベルト１２３が掛け回されている。従って、第１フレーム１１１内のモータ１１７によってボールネジ１１６が回転させられると、タイミングプーリ１２２及びタイミングベルト１２３を介してタイミングプーリ１２０が回転し、それによってスライダ１１８がボールネジ１２１に沿って移動する。この結果、第２フレーム１１２が第１フレーム１１１に沿って昇降するようになっている。ここで、モータ１１７を駆動したときの第１フレーム１１１の移動方向と第２フレーム１１２の移動方向は同じ向きとなっており、移動量も等しくしている。従って、取付け部１１０に対しては、第２フレーム１１２は第１フレーム１１１の２倍の距離移動する。
【００９８】
第３フレーム１１３は第２フレーム１１２に隣接して設けられている。第３フレーム１１３内には、ボールネジナット１２４とスプラインナット１２５が上下に配置されており、両ナット１２４、１２５には１本のボールネジスプライン１２６（ボールネジに複数本のスプライン溝を設けたもの）が螺合させられている。モータ１２７に取付けたタイミングプーリ１２８とボールネジナット１２４に設けたタイミングプーリ１２９との間にはタイミングベルト１３０が掛け回されている。また、モータ１３１で駆動される減速機１３２に取付けたタイミングプーリ１３３とスプラインナット１２５に設けたタイミングプーリ１３４との間にもタイミングベルト１３５が掛け回されている。３本のボールネジスプライン１２６の下端には密閉コンテナ１６をつかむためのワーク保持部１７が設けられている。しかして、モータ１２７、１３１を駆動してボールネジナット１２４及びスプラインナット１２５を回転させることにより、ワーク保持部１７を昇降及び回転させることができる。
【００９９】
以上のような構造のワーク昇降装置２０によれば、各フレーム１１１、１１２、１１３が最大に伸びた場合と、収縮した場合の昇降方向の収縮率が大きくなり、ワーク昇降装置２０をロングストローク化できる。特に、フレーム１１１、１１２、１１３を多段にすることにより、昇降方向の収縮率をいっそう大きくできる。その結果、処理室１２からクリーンルームの天井までの間の空間高さを短くでき、クリーンルームの設備コスト及び維持コストを低く抑えることができる。
【０１００】
また、詳細は省略するが、このワーク昇降装置２０でも、全体が密閉構造となっており、各フレーム１１１、１１２、１１３どうしは互いに内部が連通しており、また、ワーク昇降装置２０の内部は走行体２３の内部と連通している。
【０１０１】
（第２の実施形態）
図２１は、本発明の別な実施形態によるワーク搬送システムを備えたクリーンルームの内部を示す斜視図である。ここに示されているワーク搬送システムは、固定ガイドレール２１に沿って走行する走行ガイドレール２２と、走行ガイドレール２２に沿って走行する走行体２３によって水平移動機構１９が構成されている。第１の実施形態と異なり、走行体２３は、ワーク昇降装置２０を備えていない。従って、ワーク保持部１７は、走行体２３に直接取付けられている。このようなワーク搬送システムにおいては、密閉コンテナ１６を保持して水平面内でしか搬送することができないが、密閉コンテナ１６の保持位置を処理室１２及びインターフェイス装置１３の高さよりもわずかに上方とすることにより、処理室１２やインターフェイス装置１３と干渉することなく処理室１２上方の２次元空間を自由に移動できる。
【０１０２】
一方、このワーク搬送システムにおいては、ワーク載置台９５を昇降させることによってワーク（密閉コンテナ１６）を昇降させるためのワーク昇降装置１４１をインターフェイス装置１３に設けている（あるいは、インターフェイス装置１３に隣接してワーク昇降装置１４１を設けてもよい）。インターフェイス装置１３の前面には、複数のワーク搬入出口１５が水平方向に隣接して設けられており、ワーク昇降装置１４１はその前面において水平移動部１４２の上に設けられており、ワーク昇降装置１４１は水平移動部１４２によりワーク搬入出口１５の配列方向に沿って水平に移動できるようになっている。また、ワーク昇降装置１４１は、ワーク載置台９５を処理室１２及びインターフェイス装置１３の高さよりも高い位置まで上昇させることができ、ワーク搬入出口１５の下までワーク載置台９５を下降させることができる。
【０１０３】
しかして、このワーク搬送システムにおいては、ワーク載置台９５は複数のワーク搬入出口１５のうちの特定位置に待機しており、ワーク昇降装置１４１は、ワーク保持部１７が密閉コンテナ１６を搬送して到着する直前に、密閉コンテナ１６が搬送されてくる高さ（処理室１２よりも高い位置）までワーク載置台９５を上昇させ待機させる。そして、ワーク保持部１７に搬送された密閉コンテナ１６がワーク載置台９５のところにくると、ワーク載置台９５が密閉コンテナ１６を受け取り、ワーク保持部１７は密閉コンテナ１６を解放する。ワーク昇降装置１４１がワーク載置台９５をワーク搬入出口１５まで下降させると、ワーク載置台９５は密閉コンテナ１６をインターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５まで水平移動させる。このとき、各ワーク搬入出口１５のうちのいずれかがワーク搬入可能にワーク受け渡し装置９７の準備できているので、ワーク昇降装置１４１はそのワーク搬入出口１５へ水平移動することになる。そして、インターフェイス装置１３と密閉コンテナ１６とが連結された後、各ワーク搬入出口１５と処理室１２との間でワークの受け渡しを行うためのワーク受け渡し装置９７が密閉コンテナ１６内のワークを受け取る。
【０１０４】
このようなワーク搬送システムによれば、インターフェイス装置１３にワーク昇降装置１４１を設けているので、ワーク保持部１７は昇降動作することなく、密閉コンテナ１６をインターフェイス装置１３に渡すとすぐ、別なワーク搬送動作へ移行することができる。これによりワーク搬送作業をスピードアップでき、他の処理室１２の待ち時間を短くして生産効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、このインターフェイス装置１３には、複数のワーク搬入出口１５が設けられているので、ワーク載置台９５に密閉コンテナ１６を載せられたワーク昇降装置１４１は、直ぐ下のワーク搬入出口１５が空いていなければ他のワーク搬入出口１５を探し、複数のワーク搬入出口１５を密閉コンテナ１６で満たすことができる。従って、インターフェイス装置１３内のワーク受け渡し装置９７自体のワークの待ち時間を無くすことができ、処理室１２の稼働効率を向上させることができる。
【０１０６】
また、このワーク搬送システムによれば、ワーク保持部１７側に昇降のための高さが不要となるので、クリーンルーム内における処理室１２上方の空間高さを低くすることができ、クリーンルームの設置コスト及び運用コストを大幅に削減できる。
【０１０７】
つぎに、この実施形態においては、固定ガイドレール２１に連結された走行部３３の走行用駆動力として、非接触で走行する下記のような磁気浮上式のリニアモータを使用している。図２２に示すように、固定ガイドレール２１には、上面で開口した走行用空間１４６が設けられている。走行用空間１４６の両側面及び底面には、固定ガイドレール２１の全長にわたって、極性（Ｎ極、Ｓ極）を交互に反転させて永久磁石１４７、１４８を配列している。走行部３３は、固定ガイドレール２１を包むように形成された筒状部１４９の天面中央部からスライダ３５が垂下されている。スライダ３５は、固定ガイドレール２１の上面開口１５０から走行用空間１４６内に納められている。走行用空間１４６に納められたスライダ３５は、走行用空間１４６の両側面の永久磁石１４７と対向する両側面において、走行方向に沿って永久磁石１４７と同じ間隔で電磁コイル１５１が配列されている。この電磁コイル１５１は、極性が交互に反転するように励磁される。同様に、スライダ３５下面の永久磁石１４８と対向する面には、走行方向に沿って永久磁石１４８と同じ間隔で電磁コイル１５２が配列されている。この電磁コイル１５２も、極性が交互に反転するように励磁される。
【０１０８】
しかして、これらの電磁コイル１５１、１５２は、スライダ３５が走行して移動するにつれ、励磁電流を変化させることにより相対向する永久磁石１４７、１４８と逆極性となるように制御される。従って、スライダ３５は永久磁石１４８と電磁コイル１５２の磁気的反発力によって走行用空間１４６内で浮上し、また永久磁石１４７と電磁コイル１５１の磁気的反発力によって左右両側面を固定ガイドレール２１から離間させる。さらに、磁気的な反発力と極性の位相変化により、固定ガイドレール２１の長さ方向において永久磁石１４７、１４８と電磁コイル１５１、１５２との間に磁気的反発力と磁気的吸引力を発生させ、これによってスライダ３５の推進力を発生させる。よって、固定ガイドレール２１内でスライダ３５を浮上させたまま非接触でスライダ３５を走行させることができる。走行部３３は非接触のままで走行するので、クリーンルーム内のクリーンな状態を撹乱させることなく、走行部３３をスムーズに走行させることができる。
【０１０９】
また、図２２に示すように、スライダ３５の両側面及び下面には、それぞれ転動自在な車輪１５３、１５４を設けている。スライダ３５の走行時にはこれらの車輪１５３、１５４は固定ガイドレール２１に接触しないが、スライダ３５の走行停止時に電磁コイル１５１、１５２の励磁電流をオフにすると、スライダ３５の両側面及び下面に設けた車輪１５３、１５４が固定ガイドレール２１に接触し、スライダ３５が車輪１５３、１５４により支えられる。スライダ３５の停止時には、電磁コイル１５１、１５２の励磁電流をオフにして省電力を図ることができると共に、スライダ３５を車輪１５３、１５４で支えることによって走行部３３を固定することができる。
【０１１０】
さらに、固定ガイドレール２１の側面には、高周波交流電流の流れる２本の送電線１５５が全長にわたって配線されており、筒状部１４９の内側面にはＥ形コア１５６が設けられ、Ｅ形コア１５６にピックアップコイル１５７が巻かれており、送電線１５５はＥ形コア１５６の凹部内に近接させた状態となっている。しかして、一次側送電線１５５から発生する交番磁界とＥ形コア１５６に巻かれたピックアップコイル１５７の交叉により、ピックアップコイル１５７を二次側として誘導起電力が生じ、非接触で送電線１５５から走行部３３へ電力を供給することができる。このような非接触給電方式を用いれば、可動式の給電ケーブルや接触式の給電方式を用いる場合に比べると、それに伴う可動部や接触部がなく、塵埃の発生を極力抑えることができる。これにより、クリーンルーム内のクリーンな状態を撹乱させることなく、クリーン度を高精度に維持できる。
【０１１１】
図示しないが、走行ガイドレール２２と走行体２３の間の構造も、ここで説明した固定ガイドレール２１と走行ガイドレール２２の走行部３３の構造と同様な構造となっている。
【０１１２】
（第３の実施形態）
図２３は本発明のさらに別な実施形態によるワーク搬送システムを用いたクリーンルーム内のようすを示す全体斜視図である。このワーク搬送システムでは、ワーク保持部１７側にもインターフェイス装置１３側にもワーク昇降装置が設けられていない。ワーク保持部１７は、固定ガイドレール２１に沿って走行する走行ガイドレール２２と、走行ガイドレール２２に沿って走行する走行体２３とにより水平移動機構１９が構成され、２次元空間（水平面内）を自由に走行できるようになっている。また、ワーク保持部１７は、インターフェイス装置１３のワーク載置台９５の上面（ワーク搬入出口１５）と同じ高さに保持されており、制御部によって処理室１２及びインターフェイス装置１３と干渉しないよう、それらの間の空間を走行するように制御される。ただし、各インターフェイス装置１３のワーク搬入出口１５の高さが、誤差等により受け渡しに支障をきたす高さの違いがあれば、インターフェイス装置１３とワークの受け渡しをする際、その都度ワーク保持部１７が微小昇降して高さ調整されるようにしてある。よって、この高さ補正により段差なくワークの受け渡しをスムーズに、短時間で行なうことができる。
【０１１３】
ワーク保持部１７の走行経路は、予めティーチングによって制御装置に記憶させておく方式でもよく、処理室１２やインターフェイス装置１３の設置位置データの入力によって制御装置が自動的に判断する方式でもよいが、図２３に示すように床面１１に貼った反射テープ１６１をワーク保持部１７が光学的に検出しながら移動する方式としてもよい。
【０１１４】
このようにワーク搬送システムからワーク昇降機能を除けば、機構が簡単になって据え付け工数の削減などを図ることができ、またワーク搬送システムの制御も簡単にすることができるので、製品コストを安価にすることができる。また、処理室１２の増設や配置変更に対しても制御ソフトの設定変更などにより柔軟に対処できる。
【０１１５】
図２４に示すように、ワーク保持部１７はラック式コンテナとなっており、筒状の保持アーム１６２によって走行体２３から垂下されている。保持アーム１６２は走行体２３に対して５０ｍｍ程度昇降するようになっており、それによってワーク保持部１７を上記のように微小高さ調整できるようにしている。このワーク保持部１７は、昇降動作しない（保持アームの微小伸縮によってワーク保持部１７が前記のように微小昇降する場合を除く）が、回転することができる。このワーク保持部１７（ワーク搭載コンテナ）の内部には、インターフェイス装置１３との間でワークの受け渡しをスムーズに行なえるよう、コンベア装置１６３が設けられている。ワーク保持部１７内のコンベア装置１６３上にはワーク搭載用のラック１６４が置かれ、このラック１６４単独でインターフェイス装置１３とワークの受け渡しをすることができる。
【０１１６】
ワーク保持部１７の左右両側面には、接触センサ（図示せず）付きバンパー１６５が設けられており、バンパー１６５が処理室１２やインターフェイス装置１３に接触すると、接触センサがこれを検知してワーク保持部１７の移動を停止させたり、迂回走行を行なわせたりする。従って、ワーク保持部１７が処理室１２やインターフェイス装置１３に衝突してワーク搬送システムや処理室１２、インターフェイス装置１３などの破損事故を防止でき、他障害物との接触により停止して自他共に多大な損害を与えることのないようにできる。
【０１１７】
（第４の実施形態）
図２５（ａ）は本発明のさらに別な実施形態による固定ガイドレール２１と走行部３３を示す正面図である。また、図２５（ｂ）はスライダ３５の内部構造を省略して示す固定ガイドレール２１の断面図である。また、図２６及び図２７は固定ガイドレール２１の断面図である。この実施形態にあっては、固定ガイドレール２１の側面開口３１の上縁及び下縁から側面開口３１へ突出させるようにしてそれぞれ平板状の遮蔽板４６、４７を設けている。固定ガイドレール２１の内部には、遮蔽板４６、４７間の隙間を塞ぐようにして、固定ガイドレール２１の全長にわたりベルト状をした可撓性シールド材１７１が張られており、可撓性シールド材１７１の両端は固定ガイドレール２１の両端に固定されている。
【０１１８】
スライダ３５の前面も遮蔽板４６、４７の隙間に近接して遮蔽板４６、４７間の隙間を塞いでいる。スライダ３５の両端部にはローラ１７２が設けられており、ローラ１７２間の部分においてスライダ３５には、可撓性シールド材１７１を挿通させるための貫通孔１７３が設けられている。固定ガイドレール２１内に配設されている可撓性シールド材１７１はローラ１７２を経てスライダ３５の貫通孔１７３に挿通されている。
【０１１９】
従って、この実施形態にあっては、可撓性シールド材１７１によって遮蔽板４６、４７の間の隙間を覆うことにより、固定ガイドレール２１内で発生した塵埃をクリーンルーム内へ放出するのを抑制することができる。しかも、スライダ３５は、可撓性シールド材１７１によるシールドを妨げることなく、また可撓性シールド材１７１に妨げられることなく固定ガイドレール２１内を移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のクリーンルーム用のワーク搬送システムを示す斜視図である。
【図２】従来の別なクリーンルーム用のワーク搬送システムを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるワーク搬送システムを備えたクリーンルーム内部のようすを示す斜視図である。
【図４】固定ガイドレール内に納められた走行部の構造を示す縦断面図である。
【図５】図４のＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図６】図４のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図７】図４のＸ３−Ｘ３線断面図である。
【図８】図４のＸ４−Ｘ４線断面図である。
【図９】吸気装置を示す斜視図である。
【図１０】図９の吸気装置を走行ガイドレールの端部に装着した状態を示す断面図である。
【図１１】ワーク昇降装置の斜視図である。
【図１２】（ａ）はワーク把持部を最上点まで上昇させたワーク昇降装置を示す正面図、（ｂ）はその構造を説明するための断面図である。
【図１３】（ａ）はワーク把持部を最下点まで下降させたワーク昇降装置を示す正面図、（ｂ）はその構造を説明するための断面図である。
【図１４】密閉扉を開いた密閉コンテナの斜視図である。
【図１５】密閉扉を閉じた密閉コンテナの斜視図である。
【図１６】（ａ）はインターフェイス装置のワーク載置台に置かれた密閉コンテナを示す断面図、（ｂ）はインターフェイス装置の開閉シャッターと密閉コンテナの昇降扉を開いてインターフェイス装置と密閉コンテナを連通させた状態を示す断面図である。
【図１７】同上のワーク搬送システムを制御するための構成を示す概略ブロック図である。
【図１８】別な構造のワーク昇降装置を示す斜視図である。
【図１９】ワーク保持部を上昇させた状態において、ワーク昇降装置を図１８のＹ−Ｙ線に相当する面で断面した概略図である。
【図２０】ワーク保持部を下降させた状態において、ワーク昇降装置を図１８のＹ−Ｙ線に相当する面で断面した概略図である。
【図２１】本発明の別な実施形態によるワーク搬送システムを備えたクリーンルームの内部を示す斜視図である。
【図２２】同上のワーク搬送システムに用いられている固定ガイドレールと走行部の構造を示す断面図である。
【図２３】本発明のさらに別な実施形態によるワーク搬送システムを備えたクリーンルームの内部を示す斜視図である。
【図２４】同上のワーク搬送システムに用いられているワーク保持部を示す斜視図である。
【図２５】（ａ）は本発明のさらに別な実施形態によるワーク搬送システムで用いられている固定ガイドレール及び走行部の構造を示す正面図、（ｂ）はスライダの内部構造を省略して示す固定ガイドレールの断面図である。
【図２６】スライダを納めた固定ガイドレールの断面図である。
【図２７】スライダを納めた固定ガイドレールの別な断面図である。
【符号の説明】
１２ 処理室
１３ インターフェイス装置
１４ ワーク待機部
１６ 密閉コンテナ
１７ ワーク保持部
１８ ３次元移動機構
１９ 水平移動機構
２０ ワーク昇降装置
２１ 固定ガイドレール
２２ 走行ガイドレール
２３ 走行体
３２ 給電レール
３３ 走行部
３５ スライダ
３６ 連結部材
４５ 集電子
４６、４７ 遮蔽板
４９ 吸引貫通路
１４１ ワーク昇降装置
１４７、１４８ 永久磁石
１５１、１５２ 電磁コイル
１５５ 送電線
１５７ ピックアップコイル
１６５ バンパー
Claims (4)
- ワークを保持するワーク保持部と、前記ワーク保持部を水平に移動させる移動手段と、前記ワーク保持部を昇降させるワーク昇降装置とを備え、クリーンルーム内でワークを搬送するための搬送システムであって、
前記移動手段は、クリーンルーム内の処理室よりも高い空間において水平に配設された一対の平行な固定ガイドレールと、前記固定ガイドレール間に架設されて固定ガイドレールの長さ方向に沿って水平に移動する１本ないし複数本の走行ガイドレールと、前記走行ガイドレールに沿って前記走行ガイドレールの移動方向と直交する方向に水平に走行する走行体とからなり、
前記走行体は、前記ワーク保持部を搭載して昇降させることができる前記ワーク昇降装置を具備し、
前記固定ガイドレールは走行用空間と側面開口とを当該固定ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行ガイドレールは連結部材を介してスライダを設けられ、前記連結部材が前記側面開口を通過するようにして前記スライダが前記走行用空間内に走行自在に納められ、前記固定ガイドレールには前記側面開口を遮蔽する遮蔽板を設けてあり、
前記スライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の縦ローラとを備え、前記横ローラの一部は前記走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の横ローラは前記走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記縦ローラの一部は前記走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の縦ローラは前記走行用空間の底面に転動自在に接触し、
固定ガイドレールから走行ガイドレールへ非接触給電手段により電力を供給し、さらに走行ガイドレールから走行体へ非接触給電手段により電力を供給することを特徴とするワーク搬送システム。 - 一対の前記遮蔽板とジグザグに屈曲した前記連結部材とを有し、
前記遮蔽板のうち一方の遮蔽板は前記固定ガイドレールの側面開口の一方の縁部の外面に固定され、他方の遮蔽板は前記固定ガイドレールの側面開口の他方の縁部の内面に固定され、
各遮蔽板は前記連結部材が屈曲することによって生じた溝部分に非接触で入り込むことにより、固定ガイドレールの側面方向から見たときに前記側面開口から前記走行用空間が見えないように遮蔽板どうしが部分的に重なりあっていることを特徴とする、請求項１に記載のワーク搬送システム。 - 前記走行ガイドレールは走行用空間と側面開口とを当該走行ガイドレールの長手方向に沿って備え、前記走行体は第二の連結部材を介して第二のスライダを設けられ、前記第二の連結部材が前記走行ガイドレールの側面開口を通過するようにして前記第二のスライダが前記走行ガイドレールの走行用空間内に走行自在に納められ、前記走行ガイドレールにはその側面開口を遮蔽する第二の遮蔽板を設けてあり、
前記第二のスライダは、鉛直方向を向いた回転軸の回りに回転可能となった複数の第二の横ローラと水平方向を向いた回転軸のまわりに回転可能となった複数の第二の縦ローラとを備え、前記第二の横ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の一方の内側面に転動自在に接触し、他の第二の横ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の他方の内側面に転動自在に接触し、前記第二の縦ローラの一部は前記走行ガイドレールの走行用空間の天面に転動自在に接触し、他の第二の縦ローラは前記走行ガイドレールの走行用空間の底面に転動自在に接触していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のワーク搬送システム。 - 一対の前記第二の遮蔽板とジグザグに屈曲した前記第二の連結部材とを有し、
前記第二の遮蔽板のうち一方の第二の遮蔽板は前記走行ガイドレールの側面開口の一方 の縁部の外面に固定され、他方の第二の遮蔽板は前記走行ガイドレールの側面開口の他方の縁部の内面に固定され、
各第二の遮蔽板は前記第二の連結部材が屈曲することによって生じた溝部分に非接触で入り込むことにより、走行ガイドレールの側面方向から見たときに前記走行ガイドレールの側面開口から前記走行ガイドレールの走行用空間が見えないように第二の遮蔽板どうしが部分的に重なりあっていることを特徴とする、請求項３に記載のワーク搬送システム。
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