JP4437561B2 - 気流の測定ユニット - Google Patents

Description

この発明は、自動倉庫内の気流の測定に用いる測定ユニットに関する。

発明者は、クリーン度の測定装置を搭載したユニットを設け、倉庫内の搬送装置で自動倉庫の棚に載置し、棚内の環境を測定することを提案した（特許文献１：特開２００７−１９７１９６）。特許文献１では、水蒸気ミストの発生器とスリット状のレーザ光源とを設け、ミストによる反射光を撮像して気流を測定する。またパーティクルカウンタにより汚染粒子の数などをカウントする。これらによって、各棚の環境と、搬送装置で搬送中の物品が置かれる環境とを測定できる。しかしながらミストの発生源とレーザ光源とカメラの組み合わせは大がかりである。
特開２００７−１９７１９６

この発明の課題は、自動倉庫内の気流を簡便に測定することにある。

この発明は、自動倉庫内の搬送装置によって搬送自在でかつ自動倉庫の棚に載置自在な筐体を備えた気流の測定ユニットであって、
前記筐体内に吊り下げた複数の糸と、筐体内を流れる気流による前記糸の変位を測定するための測定手段と、測定した変位から前記気流の状態を求めるための演算手段、とを設けたことを特徴とする。

好ましくは、前記筐体をその高さなどに応じて上下少なくとも２層に分割し、各層毎に前記糸と測定手段とを設けて、演算手段により各層毎に気流の状態を求める。
また好ましくは、測定手段は、前記糸を上方もしくは下方から撮像するカメラを備えている。

この発明では筐体内に吊り下げた糸の変位から気流を測定するので、ミスト発生器やレーザ光源を必要とせず、より簡便に筐体内の気流を測定できる。

ここで筐体を上下少なくとも２層に分割し、各層毎に前記糸と測定手段とを設けて、演算手段により各層毎に気流の状態を求めると、筐体の各層での気流の状態を各々独立して測定できる。
自動倉庫内での気流は一般に強くはないので、気流によって糸が変位しても、複数の糸を配列した位置関係は崩れない。そこでカメラで糸を上方もしくは下方から撮像すると、個々の糸を特定できると共に、気流が無い際の位置からどのように変位したかを容易に求めることができる。

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７に、実施例とその変形とを示す。２は自動倉庫でクリーンルーム内に設けられ、４，５はラックで、６は倉庫内の搬送装置としてスタッカークレーンで、コンベヤなどの他の搬送装置でもよい。８はスタッカークレーン６の走行レールで、１０はスタッカークレーン６の走行スペースである。なお走行スペース１０の一方にのみラックを設けても良く、またラック４，５の一部を半導体やフラットパネルディスプレイなどの処理装置で置き換えてもよい。

図２などに示すように、スタッカークレーン６は、台車１２とマスト１５に沿って昇降する昇降台１４とを備え、昇降台１４はスライドフォークやスカラアームなどの移載装置１６を備えている。また昇降台１４と移載装置１６との間に、移載装置１６を物品と共に回転させるためのターンテーブルなどを設けてもよい。自動倉庫２の天井部と、自動倉庫２の側面で例えば最下段の棚の背面側とに、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１８を設け、クリーンエアを供給する。図１では、棚２２と等しいピッチでＦＦＵ１８を設けているように示すが、ＦＦＵ１８の実際の配置は任意である。またＦＦＵ１８を最下段の棚の背面側に設けるのは、天井部のＦＦＵからのクリーンエアの気流がラック４，５の下部までは達しにくいことと、スタッカークレーン６の走行風が侵入するのを防止するためである。

ラック４，５の例えば１箇所に充電ステーション１９を設け、測定ユニット２４を充電できるようにする。充電ステーション１９にはこれ以外に、測定ユニットとの間の通信インターフェースを設けて、測定ユニットからデータを取得してもよい。２０は地上側コントローラで、ＦＦＵ１８や後述の排気バルブの開度、スタッカークレーン６などを制御する。２２は棚で、例えば半導体カセットやフラットパネルディスプレイなどのカセットを保管し、保管物品の種類は任意である。実施例ではフラットパネルディスプレイのカセットを保管するものとし、このカセットはガラス基板を支持する棚を上下に多段分備え、かつ移載装置の出入りのため正面に開口を設けたスケルトン状をしている。２６は、自動倉庫２の床面付近に設けた排気バルブで、開度を調整自在で、２８はリターン流路で、排気バルブ２６から環流したエアをＦＦＵ１８へ供給する。

図３に測定ユニット２４の構成を示す。２９はスケルトン状のフレームからなる筐体で、例えば測定ユニット２４は、不透明な仕切り２９ｂにより上下２段に仕切られている。なお測定ユニット２４の上下の仕切りを無くし、あるいは３段以上に仕切ってもよい。仕切りにより各高さ位置における気流の変化を検出でき、また高さ方向に沿った気流を抑制し気流を水平に整えることができる。測定ユニット２４の上下の各段では、複数のトレーサ３０を例えばマトリクス状に配列して上部から吊るす。トレーサ３０は、糸３２と、その下端に設けた風受け３４、並びに反射体３６で構成されている。糸は撚糸などに限らず１本のファイバーからなるものなどでも良く、材質や形状は任意で、軽量で屈曲が自在でかつテープなどのような幅方向の異方性が無いものであればよい。反射体３６は、発泡スチロール球などの軽量の球体に、蒸着などで反射膜を設けたものが好ましい。

図４に示すように、風受け３４は紙や布、プラスチックなどで構成され、例えば気流の上流側の面に開口３５を設けた円錐状の形状をし、例えば開口３５を設けた円錐形状とする。風受け３４はクリーンエアの気流を受けて反射体３６と共に移動する。トレーサ３０では、棚内や昇降台上での弱い気流を風受け３４で受けて大きく変位させ、気流の向きと風速を正確に求める。風受け３４の形状は円錐状に限らず、円筒状などでもよく、風受け３４や反射体３６の下方に糸３２が延びていてもよい。また反射体３６を設けずに、風受け３４自体の位置を撮像してもよく、他の手段として超音波センサなどで風受け３４の位置を測定しても良い。

図５の６０はトレーサの変形例を示し、先端に開口６２を設けた風受け６１を用い、他の点ではトレーサ３０と同様である。風受けの形状は円錐状に限らず、円筒状などでもよいが、自動倉庫内の弱い気流を受けるには円錐状の風受け３４，６１が有利である。また風受け３４，６１や反射体３６の下方に糸３２が延びていてもよい。

図３に戻り、３８はストロボ付きカメラで、自動倉庫２内の空間は一般に暗いのでストロボを設ける。なおストロボはカメラ３８とは別体に設けてもよい。そしてストロボ付きカメラ３８で例えば下から上向きに、あるいは上から下向きに反射体３６を撮像する。糸３２の長さや配置などを調整することにより、クリーンエアによって反射体３６が移動しても、同じカメラ３８の視野から外れないようにして、カメラの画像から個々の反射体３６を区別する。また例えば１つのカメラ３８で複数の反射体３６を撮像する。

４０はパーティクルカウンタで、例えば測定ユニット２４の上下各段を流れるパーティクルの数とそのサイズとを測定する。４２は距離センサで、ユニット２４が置かれた棚の支柱などとの距離を測定し、ユニット２４の受け渡し位置の精度を検出する。４４は振動センサで、ユニット２４の例えば下段中央に設けるが、各段に設けてもよい。

振動センサ４４は例えば加速度センサから成り、好ましくはユニット２４が受ける振動をｘ方向，ｙ方向，ｚ方向のそれぞれについて測定する。４６は静電気センサで、設けなくてもよい。静電気センサ４６は、保管物品であるフラットパネルディスプレイのガラス基板の帯電状況などを検出する。ガラス基板はイオンを含んだクリーンエアとの接触や、搬送中に図示しないカセットのガラス支持部材と摩擦することによって帯電する。ガラス基板が帯電するとガラス基板上の回路やトランジスタなどが損傷することがある。そしてガラス基板の帯電で周囲に電界が生じ、この電界を静電気センサ４６で測定する。振動センサ４４や静電気センサ４６は、気流の測定とは直接の関係がなく、パーティクルカウンタ４０はエアの汚染度を測定する点で、クリーンエアの気流の測定と関係する。

４８は電源ユニットで、カメラ３８やパーティクルカウンタ４０、振動センサ４４，静電気センサ４６等の電源であり、例えば前記の充電ステーション１９で充電される。５０は制御部で、カメラ３８やパーティクルカウンタ４０、振動センサ４４，静電気センサ４６からのデータを処理し、特にカメラ３８からの画像を画像認識して、気流の向きと風速との分布を求める。また制御部５０は、例えば自動倉庫に設けた図示しない無線ＬＡＮとの間で通信し、もしくはスタッカークレーンの昇降台上に置かれた際にスタッカークレーンと通信する。あるいはこれらに代えて、充電ステーションに設けた通信インターフェースとの間で通信してもよい。通信では、測定結果をユニット２４側から送出し、測定に関する指示を相手側から受信する。

図６に、反射体３６を上方あるいは下方から見た状態を模式的に示す。なお筐体２９の仕切り２９ｂは不透明なので、上下の反射体３６が同時に見えることはない。反射体３６は気流によってほぼ水平に変位し、変位は小さいので個々の反射体３６を特定できる。変位の向きは水平面内での風向を、変位の大小は水平面内での風速を表し、風向と風速の少なくとも一方を測定する。なおカメラを上方に取り付ける場合、反射体３６を風受け３４の上側に取り付ける。

筐体２９はガラス基板を収容した実際のカセットとほぼ同サイズで、実際のカセットでは気流はガラス基板の間を水平に流れ、上下に仕切った筐体２９内の気流は実際のカセットでの気流を模したものである。また実際のカセットでの気流は水平なので、水平面内での風速と風向とが判明すれば充分である。

図７に変形例での気流の測定ユニット７０を示し、反射性の糸７１の下端に風受け３４を取り付け、カメラ７２で糸７１自体を撮像する。また画像認識装置７６により、スリット光源７４を制御し、スリット光源の向きを変化させながら、カメラ７２で糸７１を撮像する。このようにしても個々の糸７１を区別しながらその変位を測定できる。しかし図７の左右方向での糸の変位を、スリット光の向きとカメラ７２で撮像した輝点状の糸の位置とから、画像認識で求めるのは容易ではない。またスリット光源７４は安価ではなく、正確な撮像にはカメラ７２を糸７１から離して配置する必要があるため、ユニットが大がかりになる。

実施例では以下の効果が得られる。
1) １個の気流の測定ユニット２４で、自動倉庫内の各棚とスタッカークレーンの昇降台上での、気流の状態を測定できる。測定結果を、ファンフィルタユニット１８や排気バルブ２６の開度などにフィードバックすれば、保管物品の環境をクリーンに保つことができる。
2) 風受け３４で気流を受けて大きな変位を得て、小さな反射体３６を撮像すると、風向と風速を正確に測定できる。
3) 複数のトレーサ３０を吊すことにより、風向と風速の水平面内での分布を求めることができる。
4) 測定ユニットに仕切り２９ｂを設けると、ユニットの上下での気流の状態を別個に測定でき、また実際のカセットと同様に水平方向に気流を整えることができる。
5) カメラ３８で上方もしくは下方から反射体３６を撮像すると、水平面内での反射体３６の変位を容易に撮像できる。

実施例の自動倉庫の平面図 実施例の正面図 実施例で用いる測定ユニットの側面図 実施例のトレーサの側面図 変形例のトレーサの鉛直方向断面図 実施例で上下から見た反射体の分布を模式的に示す図 反射体の撮像に関する変形例を示す図

符号の説明

２ 自動倉庫
４，５ ラック
６ スタッカークレーン
８ 走行レール
１０ 走行スペース
１２ 台車
１４ 昇降台
１５ マスト
１６ 移載装置
１８ ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）
１９ 充電ステーション
２０ 地上側コントローラ
２２ 棚
２４ 測定ユニット
２６ 排気バルブ
２８ リターン流路
２９ 筐体
２９ｂ 仕切り
３０ トレーサ
３２ 糸
３４ 風受け
３５ 開口
３６ 反射体
３８ ストロボ付きカメラ
４０ パーティクルカウンタ
４２ 距離センサ
４４ 振動センサ
４６ 静電気センサ
４８ 電源ユニット
５０ 制御部
６０ トレーサ
６１ 風受け
６２ 開口
７０ 気流の測定ユニット
７２ カメラ
７４ スリット光源
７６ 画像認識部

Claims (3)

1. 自動倉庫内の搬送装置によって搬送自在でかつ自動倉庫の棚に載置自在な筐体を備えた測定ユニットであって、
   前記筐体内に吊り下げた複数の糸と、筐体内を流れる気流による前記糸の変位を測定するための測定手段と、測定した変位から前記気流の状態を求めるための演算手段、とを設けたことを特徴とする気流の測定ユニット。
2. 前記筐体を上下少なくとも２層に分割し、各層毎に前記糸と測定手段とを設けて、演算手段により各層毎に気流の状態を求めるようにしたことを特徴とする、請求項１の気流の測定ユニット。
3. 測定手段は、前記糸を上方もしくは下方から撮像するカメラを備えていることを特徴とする、請求項１の気流の測定ユニット。
   

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