JP4314544B2

JP4314544B2 - 台車運行システム

Info

Publication number: JP4314544B2
Application number: JP2000034178A
Authority: JP
Inventors: 茂之榊
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: JP2001223619A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルーム等の内部に敷設された軌道上を走行する台車と、地上に設置された通信機との通信によって、台車の運行を制御する台車運行システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルーム内で行われる半導体のウエーハプロセスは、数百工程にも及ぶバッチ処理であり、このバッチ処理のため、初期の頃には、作業者がウエーハカセットを各処理装置へ運搬していた。しかし、作業者は最大の汚染源であるため、生産の歩留りを向上させるために、クリーンルーム内でのウエーハカセットの搬送を自動化することが行われている。すなわち、クリーンルーム内に軌道を敷設して、この軌道に沿って、ウエーハカセットを載せた台車を走行させ、ウエーハカセットを自動搬送する搬送システムも一手法である。
【０００３】
この軌道走行台車における搬送システムの場合、クリーンルーム内では塵埃の発生を嫌うので、台車への給電は、ブラシ等による摩耗粉が発生しない非接触式の集電機構が用いられる。
【０００４】
一方、台車の制御においても、地上に設置された制御装置によって行われる。即ち、電力線搬送通信と同様、制御装置は通信機を備え、この通信機と台車とが給電線を介して信号の授受を行う。
【０００５】
すなわち、軌道の両側または分岐路においては片側に、軌道に沿って、電源に接続された給電線が配線される。地上に設置された通信機は、給電線に通信信号を重畳させ、軌道上を走行する台車と通信を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術には、次のような問題がある。すなわち、給電用電流はアンペア単位すなわち１０〜２００Ａｒｍｓであるのに対し、通信信号による電流は数μＡ（マイクロアンペア）〜数十ｍＡ（ミリアンペア）であり、通信信号は給電用電流と比較して桁数が違う。従って、給電用電流と通信信号による電流とが大きく異なるので、通信信号のＳ／Ｎが悪く、安定した通信状態を確保することが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、通信の信頼性が高い台車運行システムを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、所定の位置に敷設された軌道と、この軌道に沿って走行する、搬送物を搬送するための台車と、前記軌道の両側に配線されたループ状の給電線と、両側の給電線それぞれに、位相が１８０度異なる給電用の電流を供給する電源と、両側の給電線を介して、前記台車との通信のための、位相が同じ通信信号を送信または受信する通信機とを有し、前記台車は、両側の給電線を介して走行用の電力を取得する電力取得手段と、両側の給電線を介して、前記通信機との通信のための、位相が同じ通信信号を送信または受信する通信手段とを有し、前記通信機および通信手段は、両側の給電線から受信した、給電用の電流による波形と通信信号とが重畳した信号どうしを加算する加算手段を有することを特徴とする台車運行システムである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、所定の位置に敷設された軌道と、この軌道に沿って走行する、搬送物を搬送するための台車と、前記軌道の両側に配線されたループ状の給電線と、両側の給電線に、位相が同じ給電用の電流を供給する電源と、両側の給電線それぞれを介して、前記台車との通信のための、位相が１８０度異なる通信信号を送信または受信する通信機とを有し、前記台車は、両側の給電線を介して走行用の電力を取得する電力取得手段と、両側の給電線それぞれを介して、前記通信機との通信のための、位相が１８０度異なる通信信号を送信または受信する通信手段とを有し、前記通信機および通信手段は、両側の給電線のうち、一方の給電線から受信した、給電用の電流による波形と通信信号とが重畳した信号の符号を反転させる反転手段と、この反転手段が反転させた信号と、両側の給電線のうち、他方の給電線から受信した、給電用の電流による波形と通信信号とが重畳した信号とを加算する加算手段とを有することを特徴とする台車運行システムである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である台車運行システムの構成を図１を参照して説明する。符号１は、例えば１０〜２００Ａ（アンペア）、１〜１００ｋＨｚ（キロヘルツ）の交流を出力する電源である。この電源１は、位相が１８０度異なる交流を出力する交流電源１ａおよび１ｂを有する。
【００１１】
電源１が有する交流電源１ａおよび１ｂのそれぞれには、例えば４００ｍ（メートル）の、ループ状の給電線２および５２が接続されている。これらの給電線２および５２は、台車３が走行する軌道１６に沿って配線された部分である軌道部２ａおよび５２ａと、これらの軌道部２ａおよび５２ａに電力を送電する送電部２ｂおよび５２ｂとで構成される。台車３が走行する軌道１６の一方の側に給電線２の軌道部２ａが配線され、軌道１６のもう一方の側に給電線５２の軌道部５２ａが配線される。
【００１２】
符号４は通信機で、この通信機４は、給電線２および５２と非接触で結合され、給電線２および５２に通信信号を重畳させる。通信機４は、送信用のピックアップコイル５ａおよび５ｂと、受信用のピックアップコイル６ａおよび６ｂと、ホストコンピュータ７と、このホストコンピュータ７からの通信信号をデジタル変調して送信用のピックアップコイル５ａおよび５ｂへ出力する変調器８ａおよび８ｂと、給電線２および５２から受信用のピックアップコイル６ａおよび６ｂを介して入力される通信信号を復調してホストコンピュータ７へ送る復調器９ａおよび９ｂとを備える。
【００１３】
台車３は、軌道１６に沿って走行する。走行のための電力は、軌道１６の両側に設けられた給電線２の軌道部２ａおよび給電線５２の軌道部５２ａから得る。同時に、走行する台車３と、地上に固定された通信機４とが、給電線２および５２を介して通信する。
【００１４】
次に、台車３の内部構成を図２を参照して説明する。台車３もまた、給電線２および５２と非接触で結合されている。すなわち、台車３は、給電線２の軌道部２ａおよび給電線５２の軌道部５２ａに通信信号を重畳させる送信用のピックアップコイル１１ａおよび１１ｂと、受信用のピックアップコイル１０ａおよび１０ｂと、台車側コンピュータ１２と、この台車側コンピュータ１２からの通信信号をデジタル変調して送信用のピックアップコイル１１ａおよび１１ｂへ出力する変調器１３と、受信用のピックアップコイル１０ａおよび１０ｂに誘導された通信信号を加算する加算器２４と、この加算器２４の出力を復調して台車側コンピュータ１２へ送る復調器１４とを備える。
【００１５】
通信信号の周波数は、前記電源１が出力する周波数より高い周波数に設定される。すなわち、地上に固定された通信機４から軌道上を移動する台車３への通信には１０〜１００ｋＨｚ以上が用いられ、台車３から通信機４への通信には１０〜１００ｋＨｚ以上が用いられる。
【００１６】
従って、地上に固定された通信機４内の変調器８ａおよび８ｂから送信用のピックアップコイル５ａおよび５ｂを介して送信される通信信号の周波数は１０〜１００ｋＨｚ以上とされ、軌道上を移動する台車３内の変調器１３から送信用のピックアップコイル１１ａおよび１１ｂを介して送信される通信信号の周波数は１０〜１００ｋＨｚ以上とされる。また、地上に固定された通信機４内の復調器９ａおよび９ｂは１０〜１００ｋＨｚ以上の通信信号を復調し、軌道上を移動する台車３内の復調器１４は１０〜１００ｋＨｚ以上の通信信号を復調する。復調器９ａ、９ｂ、１４には、特定の周波数を分離して通過させるバンドパスフィルタが設けられている。
【００１７】
台車３が備える送信用のピックアップコイル１１ａと、受信用のピックアップコイル１０ａとは、台車３が走行するための電力を給電線２から誘導する電力用ピックアップコイルと兼用される。また、台車３が備える送信用のピックアップコイル１１ｂと、受信用のピックアップコイル１０ｂとは、台車３が走行するための電力を給電線５２から誘導する電力用ピックアップコイルと兼用される。すなわち、台車３は、ピックアップコイル１０ａ、１１ａ、１０ｂ、１１ｂを介して走行のための電力の供給を受ける。このような構成により、台車３を構成する部品数を減らし、構成を簡素化し、台車３のコストを下げることができる。
【００１８】
前記変調器８ａまたは１３から給電線２へ送り込まれる通信信号の周波数は、電波法を考慮して決定される。また、給電線２の全長に応じて、波長が短くなり過ぎることによって、反射や位相差によって通信ができなくなることがないように決められる。さらに、電源１から送電される電力の周波数の影響を受けないように、電源１の周波数より高い周波数に決められる。以上の条件は、変調器８ｂまたは１３から給電線５２へ送り込まれる通信信号の周波数についても同様である。
【００１９】
すなわち、通信信号の波長は、折り返し信号との干渉を回避するには、原理上ループ状の給電線２および５２の長さの４倍以上であればよく、また、電源１から送電される電力の波長の１／２以下であればよい。
【００２０】
給電線２において、軌道に沿って配線された軌道部２ａには、平行線が使用され、電源１と軌道部２ａとを接続する送電部２ｂには、同軸ケーブルまたはツイストペアケーブルが使用される。また、給電線５２においても、軌道に沿って配線された軌道部５２ａには、平行線が使用され、電源１と軌道部５２ａとを接続する送電部５２ｂには、同軸ケーブルまたはツイストペアケーブルが使用される。
【００２１】
図３は、軌道１６上を走行する台車３の断面図である。軌道１６の断面は、略Ｕ字状の形状をしており、その内面における、左右の面には、Ｌ字状のガイドレール１７が左右対称に設けられている。さらに、軌道１６の内面における、前記ガイドレール１７の上方には、絶縁材からなる給電線支持部材１８が、片側あたり上下２本ずつ、合計で４本設けられている。これらの給電線支持部材１８は、前記給電線２の軌道部２ａおよび給電線５２の軌道部５２ａを支持している。
【００２２】
台車３の底部にはキャスタ１９が設けられ、台車３は、キャスタ１９によって軌道１６上を走行する。また、台車３の左右には、支持アーム２０が設けられ、これらの支持アーム２０に、軌道１６のガイドレール１７と接するガイドローラ２１が設けられている。従って、台車３が分岐走行する場合、ガイドローラ２１の上げ下げで右分岐あるいは左分岐が決められる。台車３の上には、ウエーハカセット等の積載物２２が積載される。
【００２３】
台車３の左右の側面には、ピックアップ手段２３が設けられている。このピックアップ手段２３は、図２に示したピックアップコイル１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂが巻かれたＥコアによって構成されている。ピックアップ手段２３のＥコア溝部２３ａが、給電線２の軌道部２ａおよび給電線５２の軌道部５２ａを嵌挿する。ピックアップ手段２３は、給電線２の軌道部２ａあるいは給電線５２の軌道部５２ａから、電磁誘導によって、走行のための電力を得ると共に、給電線に重畳の制御信号等、送受信信号を同じく給電線２の軌道部２ａおよび給電線５２の軌道部５２ａより得る。
【００２４】
給電線の軌道部は、軌道１６上での分岐位置にあっては、台車３の片側、すなわち右側または左側にしか設けられていなく、台車３は、片側のみから電力の供給を受け、かつ片側のみで通信信号の授受を行う。
【００２５】
次に、本実施形態の動作を説明する。軌道１６の両側には、それぞれ、電源１内の交流電源１ａに接続された給電線２と、電源１内の交流電源１ｂに接続された給電線５２とが配線されている。交流電源１ａが出力する交流と、交流電源１ｂが出力する交流とは、１８０度位相が異なっている。地上に固定された通信機４は、給電線２および５２に流れる給電用電流に通信信号による電流を重畳させ、軌道１６上を走行する台車３と通信を行う。
【００２６】
このとき、軌道１６の一方の側に配線された給電線２の軌道部２ａに流れる給電用電流の波形は、軌道１６のもう一方の側に配線された給電線５２の軌道部５２ａに流れる給電用電流の波形と逆位相、すなわち１８０度異なる位相となる。これに対し、軌道部２ａおよび５２ａを流れる通信信号は、両者が同じ位相となる。
【００２７】
台車３が地上の通信機４からの通信信号を受信する場合には、台車３の加算器２４は、台車３の左右に設けられたピックアップ手段２３を介して、軌道１６の両側の給電線２および５２から、給電用電流波形に通信信号が重畳した信号を受信し、受信した信号どうしを加算する。すると、給電用電流波形は、給電線２からの波形と給電線５２からの波形とで位相が１８０度異なるのに対して、通信信号は両者が同位相なので、給電用電流波形に通信信号が重畳した信号どうしを加算すると、給電用電流波形は打ち消され、通信信号の振幅は倍増される。
【００２８】
地上の通信機４が台車３からの通信信号を受信する場合には、通信機４内のホストコンピュータ７が、上記と同様に、給電線２および５２から受信した信号を加算し、給電用電流波形を打ち消し、通信信号を倍増させる。
【００２９】
図４は、台車３内の加算器２４またはホストコンピュータ７が行う加算動作の説明図である。給電用電流は、給電線２経由のものと給電線５２経由のものとで位相が逆、すなわち１８０度位相が異なるので、これらを加算すると０になる。これに対し、通信信号は、給電線２経由のものと給電線５２経由のものとで位相が同じなので、両者を加算すると、振幅が２倍になる。
【００３０】
台車３内の加算器２４またはホストコンピュータ７が行う加算動作を式で表現すると、以下の式となる。
{Asin(ω_pt)+Bsin(ω_ct)}+{Asin(ω_pt+π)+Bsin(ω_ct)}=2Bsin(ω_ct)
ただし、Asin(ω_pt)は給電線２経由での給電用電流、Bsin(ω_ct)は給電線２経由での通信信号、Asin(ω_pt+π)は給電線５２経由での給電用電流、Bsin(ω_ct)は給電線５２経由での通信信号である。
【００３１】
なお、上記実施形態では、２系統の給電線２、５２における給電用電流波形が逆位相、通信信号が同位相であるものとしたが、給電用電流波形を同位相、通信信号を逆位相とすることも可能である。この場合、ホストコンピュータ７および台車３内の加算器２４は、給電用電流波形と通信信号とが重畳した信号のうち、給電線２から得られる信号または給電線５２から得られる信号の、どちから一方の符号を反転させ、給電用電流波形どうしが逆位相となり、通信信号どうしが同位相となるように変換する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、地上の通信機と台車との通信において、通信信号のみを増幅し、通信信号以外の信号を相殺することができるので、通信の信頼性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である台車運行システムの構成図。
【図２】台車３の内部構成図。
【図３】軌道１６上を走行する台車３の断面図。
【図４】台車側コンピュータ１２またはホストコンピュータ７が行う加算動作の説明図。
【符号の説明】
１電源１ａ、１ｂ交流電源
２、５２給電線
２ａ、５２ａ軌道部２ｂ、５２ｂ送電部
３台車４通信機
５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂピックアップコイル
７ホストコンピュータ８ａ、８ｂ変調器
９ａ、９ｂ復調器
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂピックアップコイル
１２台車側コンピュータ１３変調器
１４復調器１６軌道
１７ガイドレール１８給電線支持部材
１９キャスタ２０支持アーム
２１ガイドローラ２２積載物
２３ピックアップ手段２３ａＥコア溝部
２４加算器

Claims

所定の位置に敷設された軌道と、
この軌道に沿って走行する、搬送物を搬送するための台車と、
前記軌道の両側に配線されたループ状の給電線と、
両側の給電線それぞれに、位相が１８０度異なる給電用の電流を供給する電源と、
両側の給電線を介して、前記台車との通信のための、位相が同じ通信信号を送信または受信する通信機と
を有し、
前記台車は、
両側の給電線を介して走行用の電力を取得する電力取得手段と、
両側の給電線を介して、前記通信機との通信のための、位相が同じ通信信号を送信または受信する通信手段と
を有し、
前記通信機および通信手段は、両側の給電線から受信した、給電用の電流による波形と通信信号とが重畳した信号どうしを加算する加算手段を有する
ことを特徴とする台車運行システム。
所定の位置に敷設された軌道と、
この軌道に沿って走行する、搬送物を搬送するための台車と、
前記軌道の両側に配線されたループ状の給電線と、
両側の給電線に、位相が同じ給電用の電流を供給する電源と、
両側の給電線それぞれを介して、前記台車との通信のための、位相が１８０度異なる通信信号を送信または受信する通信機と
を有し、
前記台車は、
両側の給電線を介して走行用の電力を取得する電力取得手段と、
両側の給電線それぞれを介して、前記通信機との通信のための、位相が１８０度異なる通信信号を送信または受信する通信手段と
を有し、
前記通信機および通信手段は、
両側の給電線のうち、一方の給電線から受信した、給電用の電流による波形と通信信号とが重畳した信号の符号を反転させる反転手段と、
この反転手段が反転させた信号と、両側の給電線のうち、他方の給電線から受信した、給電用の電流による波形と通信信号とが重畳した信号とを加算する加算手段と
を有する
ことを特徴とする台車運行システム。