JP4465795B2 - 天井搬送車におけるグリッパ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レールに吊り下げ状態で走行する天井搬送車に配設され、一対のフィンガがほぼ水平に接近して、ウェハキャリアのフランジの下方に入り込んで、前記ウェハキャリアを吊り下げ支持するためのグリッパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を説明するに当たり、本発明の実施例の図面を援用する。図１及び図２に示されるように、半導体製造工場において、ウェハキャリアＣを搬送するために天井搬送車Ｖが使用される。この天井搬送車Ｖは、天井に取付けられた走行レールＲに吊り下げ状態で走行するものであり、車体１の下部にグリッパ装置Ａが配設されている。このグリッパ装置Ａは、天井搬送車Ｖに配設されたリフタ装置（図示せず）により昇降可能である。
【０００３】
図４及び図５に示されるように、前記グリッパ装置Ａには、ウェハキャリアＣのフランジ５を両側から支持するための一対のフィンガ４a,４b が取付けられている。前記一対のフィンガ４a,４b は、ガイドレール１１に装着された各ガイドブロック１２a,１２b に固着されていると共に、軸方向の両側に左右のねじ部１８a,１８b が形成されたボールねじ１８に連結されている。前記一対のフィンガ４a,４b は、前記ボールねじ１８を回転させることにより、相互に接近・離隔される。このボールねじ１８は、制御モータ１７によって回転される。
【０００４】
安全を図るため、前記天井搬送車ＶによってウェハキャリアＣが搬送されている間、制御モータ１７への給電が停止されることがある。このような場合、前記制御モータ１７のモータ軸１７ａは拘束が解かれフリーの状態になるため、前記ボールねじ１８もフリー状態となる。この結果、天井搬送車Ｖが走行レールＲを走行する際の振動により、一対のフィンガ４a,４b が徐々に離隔され、ウェハキャリアＣが落下するおそれがある。
【０００５】
前記制御モータ１７がブレーキ付きモータである場合には、給電が停止されても、そのモータ軸１７ａは静止状態で保持される。しかし、ブレーキ付きモータは通常の制御モータ１７よりも大きく、しかも、グリッパ装置Ａにおける制御モータ１７の設置スペースは限られているため、前記ブレーキ付きモータを使用することは極めて困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した不具合に鑑み、天井搬送車のグリッパ装置を構成する一対のフィンガが、ウェハキャリアを吊り下げるために相互に接近した状態で保持されるようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、天井に取付けられたレールに吊り下げ状態で走行する天井搬送車に昇降可能にして取付けられ、ほぼ水平に接近・離隔される一対のフィンガが、ウェハキャリアのフランジの下方に入り込んで、前記ウェハキャリアを吊り下げ支持するためのグリッパ装置において、前記一対のフィンガをそれぞれ吊り下げ支持する一対のフィンガ支持部と、前記一対のフィンガ支持部が互いに接近・離隔するように、当該一対のフィンガ支持部をそれぞれ駆動する制御モータを有するフィンガ駆動手段と、前記一対のフィンガ支持部の相対向する各内端部にそれぞれ取付けられて、当該各内端部の間に吸引力を作用させて、当該一対のフィンガ支持部が相互に離隔するのを防止する吸引手段とを備え、前記ウェハキャリアを吊り下げ支持するときには、前記制御モータによって、前記一対のフィンガが前記フランジの下方に入り込むように前記一対のフィンガ支持部どうしを接近させて停止した状態で、各フィンガ支持部どうしを前記吸引手段の吸引力により相互に吸引させることで、前記制御モータへの給電が停止された状態でも前記一対のフィンガが相互に離隔することを防止し、前記ウェハキャリアを取り外すときには、前記制御モータによって前記吸引手段の吸引力に抗して前記一対のフィンガ支持部どうしを離隔させることで、前記一対のフィンガを前記フランジの下方から離隔させることを特徴としている。
【０００８】
天井搬送車は、天井に取付けられたレールに吊り下げ状態で走行する。この天井搬送車の下部には、前記天井搬送車に対して昇降可能にしてグリッパ装置が取付けられている。該グリッパ装置を構成する一対のフィンガが、ウェハキャリアのフランジの下方に入り込んで相互に接近されることにより、該ウェハキャリアが吊り下げ支持される。この状態で天井搬送車が走行し、ウェハキャリアが搬送される。前記一対のフィンガ支持部には、それらを相互に吸引するための吸引手段が設けられている。前記一対のフィンガ支持部の相対向する各内端部には、当該各内端部の間に吸引力を作用させて、当該一対のフィンガ支持部が相互に離隔するのを防止する吸引手段が設けられている。このため、一対のフィンガがウェハキャリアのフランジの下方に入り込んで相互に接近されたときに、一対のフィンガ支持部は吸引手段によって相互に吸引されて保持される。この結果、天井搬送車がウェハキャリアを搬送しているときに、仮に制御用モータへの給電が停止されても、一対のフィンガが離隔することはなく、ウェハキャリアが落下するおそれはない。一方、ウェハキャリアを取り外すときには、制御モータによって吸引手段の吸引力に抗して一対のフィンガ支持部どうしを離隔させることで、一対のフィンガをウェハキャリアのフランジの下方から離隔させられるので、停電時において、一対のフィンガ支持部に吊り下げられているウェハキャリアが落下されるのを防止するための吸引手段が作動していても、一対のフィンガ支持部からウェハキャリアを取り外すことができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記吸引手段は、一対のフィンガ支持部の対向する各内端面の一方に取付けられたマグネットと、その他方に取付けられた磁性板とから構成されているため、吸引手段を作動させるための動力が不要であり、その構成は極めて簡単になる。このため、安価に製作できる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記一対のフィンガ支持部の移動経路には、前記吸引手段が取付けられている当該一対のフィンガ支持部の各内端面の隙間を僅かに保持した状態で、当該一対のフィンガ支持部を当接させて停止させるストッパが配置されている。このため、吸引手段を取付けている一対のフィンガ支持部の内端面の隙間を僅かに保持した状態で、当該一対のフィンガ支持部を確実に停止させられて、吸引手段を構成する部材どうしが衝突して破損するおそれがなくなる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記一対のフィンガ支持部は、軸方向の両側に左右のねじ部が形成されたボールねじに各々連結されていて、前記制御モータを駆動させることで前記ボールねじが回転することによって、前記一対のフィンガが同じ長さだけ接近・離隔されるように構成されているため、前記ボールねじが回転することによって、一対のフィンガが同じ長さだけ接近・離隔される場合、一対のフィンガは、平面視におけるグリッパ装置のほぼ中央部の位置（グリッパ装置の重心位置）を基準として、常に同じ長さだけ接近・離隔される。このため、吊り下げ支持されたウェハキャリアの重心位置は、常に、平面視におけるグリッパ装置の重心位置のほぼ直下に配置される。この結果、ウェハキャリアが傾いて吊り下げられることがなく、更に確実に落下防止が図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明に係る天井搬送車Ｖのグリッパ装置Ａの正面図、図２は同じく側面図、図３は一対のフィンガ４a,４b を相互に離隔させた状態の斜視図、図４は同じく底面図、図５は同じく側面断面図である。図１及び図２に示されるように、天井搬送車Ｖは、天井に取付けられた走行レールＲに吊り下げられて走行する。該天井搬送車Ｖの車体１には、リフタ装置（図示せず）が内装されていて、該リフタ装置にグリッパ装置Ａが、４本の昇降ベルト２により昇降可能にして吊り下げ支持されている。前記リフタ装置を作動させ、前記昇降ベルト２を繰り出したり、巻き戻したりすることにより、グリッパ装置Ａが昇降される。このグリッパ装置Ａは、ウェハキャリアＣを吊り下げ支持するためのものである。
【００１３】
ウェハキャリアＣについて、簡単に説明する。このウェハキャリアＣは、所定枚数のウェハ（図示せず）が収容されるキャリア本体３と、該キャリア本体３の上方に取付けられ、グリッパ装置Ａを構成する一対のフィンガ４a,４b （後述）によって吊り下げ支持される略方形状のフランジ５とから構成されている。このフランジ５は、前記キャリア本体３の上面部で、平面視におけるほぼ中央部に取付けられたフランジ保持部６の上面に、ほぼ水平にして取付けられている。前記フランジ保持部６は、前記キャリア本体３と前記フランジ５との間に、一対のフィンガ４a,４b を入り込ませるための隙間を形成させるためのものである。そして、前記フランジ５と前記フランジ保持部６とは、ほぼ軸心同一にして取付けられている。なお、図２において、７は、天井搬送車Ｖの車体１を走行させるための駆動輪であり、８は、天井搬送車Ｖの車体１が幅方向にずれないように規制するためのガイド輪である。このガイド輪８は、特に、天井搬送車Ｖがカーブ走行するときに、有効に作用する。
【００１４】
次に、グリッパ装置Ａについて説明する。図３ないし図５に示されるように、グリッパ装置Ａを構成する天板部９の底面部のほぼ中央部には、該グリッパ装置Ａの幅方向（左右方向）に沿ってガイドレール１１が固着されている。前記天板部９の周囲にはスカート部１０が周設されていて、該スカート部１０における幅方向の両側には、一対のフィンガ４a,４b を通過させるための各切欠部１０a,１０b が設けられている。このガイドレール１１には、一対のガイドブロック１２a,１２b が装着されていて、各ガイドブロック１２a,１２b の下面部には、それぞれ水平にして一対の支持プレート１３a,１３b が取付けられている。各支持プレート１３a,１３b における内側の対向端面部（一対の支持プレート１３a,１３b が相対向する端面部）には、一対の磁性板１４a,１４b が、下方に向けてほぼ垂直にして取付けられている。本実施例における各磁性板１４a,１４b は鉄板であり、更に一方側の磁性板１４ａにおいて、他方側の磁性板１４ｂと相対向する面には、マグネット１５が固着されている。
【００１５】
また、前記一対の支持プレート１３a,１３b における外側の端面部には、一対のフィンガ支持板１６a,１６b が、下方に向けてほぼ垂直にして取付けられている。各フィンガ支持板１６a,１６b の底面部には、一対のフィンガ４a,４b がほぼ水平にして取付けられている。フィンガ４a(４b)を支持するフィンガ支持部は、支持プレート１３a(１３b)とフィンガ支持板１６a(１６b)とで構成される。各フィンガ４a,４b は、平面視において台形状のプレートであり、それらの奥行き方向の長さは、前述したウェハキャリアＣのフランジ５における奥行方向の長さよりも少し長い。また、一対のフィンガ４a,４b が開いたとき（相互に離隔されたとき）の開き量Ｗは、前記フランジ５の幅よりも少し長い。更に、各フィンガ４a,４b の厚みは、ウェハキャリアＣのキャリア本体３の上面部とフランジ５との間に入り込むことができる厚さである。
【００１６】
上記した一対のフィンガ４a,４b は、制御モータ１７が駆動されることによって相互に接近・離隔される。即ち、図４に示されるように、ガイドレール１１の側方には、該ガイドレール１１の長手方向に沿ってボールねじ１８が配設されている。このボールねじ１８の外周面には、その軸方向のほぼ中央部から両端部にかけて、左右のねじ部１８a,１８b が形成されている。そして、前記ボールねじ１８には、左右の各ねじ部１８a,１８b に対応する一対のナットブロック１９a,１９b が螺合されている。一対のナットブロック１９a,１９b は、一対の連結ブロック２１a,２１b により、対応する各支持プレート１３a,１３b と連結されている。前記一対のフィンガ４a,４b を接近・離隔させるフィンガ駆動手段は、ボールねじ１８と、当該ボールねじ１８に螺合される一対のナットブロック１９a,１９b と、前記制御モータ１７とで構成される。そして、一方側の磁性板１４ａに固着されたマグネット１５と、他方側の磁性板１４ｂとの間隔は、平面視におけるグリッパ装置Ａの天板部９のほぼ中央部（グリッパ装置Ａの重心位置Ｇ）から、ほぼ同一の距離になるように配置されている。
【００１７】
そして、前述したボールねじ１８の側方（ガイドレール１１の反対側の側方）には、前記ボールねじ１８の軸方向に沿って制御モータ１７が配設されている。この制御モータ１７のモータ軸１７ａには、カップリング２２を介して第１平歯車２３が装着されている。前記第１平歯車２３は、同一歯数の第２平歯車２４と歯合されていて、前記第２平歯車２４はボールねじ１８の一端部に装着されている。前記制御モータ１７を駆動させて、そのモータ軸１７ａを所定方向に回転させると、第１及び第２の各平歯車２３，２４を介してボールねじ１８が所定方向に回転される。すると、一対のナットブロック１９a,１９b がそれぞれ反対方向に回転される。この結果、一対の支持プレート１３a,１３b は、ガイドレール１１にガイドされて同じ長さだけ相互に接近・離隔される。このため、一方側の磁性板１４ａに取付けられたマグネット１５と、他方側の磁性板１４ｂとの間隔は、底面視におけるグリッパ装置Ａの天板部９のほぼ中央部（グリッパ装置Ａの重心位置Ｇ）から、常に、ほぼ同一である。なお、図４において、２５は、制御モータ１７を支持するためのモータブラケットであり、２６は、第１及び第２の各平歯車２３，２４を支持するための歯車ブラケットであり、２７は、ボールねじ１８の他端部を支持するためのブラケットである。
【００１８】
また、図４及び図５に示されるように、グリッパ装置Ａの天板部９の底面部で、底面視におけるガイドレール１１の側方（ボールねじ１８の反対側の側方）には、ストッパ２８が取付けられている。このストッパ２８は、制御モータ１７が駆動されることによってボールねじ１８が回転され、一対の支持プレート１３a,１３b が相互に接近されたときに、一対のガイドブロック１２a,１２b を当接させるためのものである。即ち、図６及び図７に示されるように、一対の支持プレート１３a,１３b が最も接近された場合であっても、前記ストッパ２８が取付けられていることにより、マグネット１５と磁性板１４ｂとの間に隙間ｅが形成される。この隙間ｅは僅かであり、前記マグネット１５から発生する磁気吸引力により、前記マグネット１５と他方側の磁性板１４ｂとが相互に吸引される。この結果、一対のフィンガ４a,４b は閉じた状態（相互に接近された状態）で保持される。そして、前述した制御モータ１７は、マグネット１５と他方側の磁性板１４ｂとの磁気吸引力に抗して、両者を引き離すことができるトルクを有している。なお、図４において、２９a,２９b は、ウェハキャリアＣの有無を検出するための各在荷センサである。
【００１９】
本発明に係るグリッパ装置Ａの作用について説明する。天井搬送車Ｖが走行レールＲを走行し、ウェハキャリアＣの直上に配置される。図３及び図４に示されるように、グリッパ装置Ａを構成する一対のフィンガ４a,４b は、予め、相互に離隔されていて、一対のフィンガ４a,４b の開き量Ｗは、ウェハキャリアＣのフランジ５の幅方向の長さよりも長い。図５に示されるように、天井搬送車Ｖからグリッパ装置Ａが下降され、一対のフィンガ４a,４b の上面部が、ウェハキャリアＣのフランジ５の底面部よりも僅かに下方に位置される。この状態で、前記グリッパ装置Ａの下降が停止され、制御モータ１７が駆動されて、そのモータ軸１７ａが所定方向（一対のフィンガ４a,４b を相互に接近させる方向）に回転される。
【００２０】
図６及び図７に示されるように、ボールねじ１８が所定方向に回転され、一対の支持プレート１３a,１３b が、ガイドレール１１にガイドされて相互に接近される。しかも、一対の支持プレート１３a,１３b は、グリッパ装置Ａの天板部９のほぼ中央部（グリッパ装置Ａの重心位置Ｇ）に向かって同じ長さだけ接近されて、ウェハキャリアＣのフランジ５の下方に入り込む。このとき、一対の支持プレート１３a,１３b が相互に接近されるのに伴い、一方側の磁性板１４ａに取付けられたマグネット１５から発生する磁気吸引力が、他方側の磁性板１４ｂに作用する。そして、一対のガイドブロック１２a,１２b がストッパ２８に当接したとき、前記マグネット１５と他方側の磁性板１４ｂは、僅かな隙間ｅ（最小隙間）を介して配置される。即ち、前記マグネット１５と他方側の磁性板１４ｂが衝突することはないため、それらが損傷するおそれはない。このとき、マグネット１５と他方側の磁性板１４ｂとの間に作用する磁気吸引力は最大となり、両者は強固に吸引される。この結果、一対のフィンガ４a,４b が、ウェハキャリアＣのフランジ５の下方に入り込んだ状態で保持される。また、ウェハキャリアＣのフランジ５の幅方向の両端部が、各在荷センサ２９a,２９b に当接されることにより、該ウェハキャリアＣの有無が検出される。
【００２１】
続いて、天井搬送車Ｖのリフタ装置が作動され、グリッパ装置Ａが上昇される。一対のフィンガ４a,４b は、ウェハキャリアＣのフランジ５を吊り下げ支持したまま上昇される。この状態で、天井搬送車Ｖが走行される。このとき、もし、制御モータ１７への給電が停止されて、ボールねじ１８が回転自在な状態になっても、一対の支持プレート１３a,１３b は、相対向する端面部のうち、一方側の磁性板１４ａに取付けられたマグネット１５と他方側の磁性板１４ｂが相互に、しかも、強固に磁気吸引されているため、相互に離隔されることはない。この結果、天井搬送車Ｖの走行中に振動等が生じても、一対のフィンガ４a,４b が相互に離隔されることはなく、ウェハキャリアＣが落下するおそれはない。
【００２２】
グリッパ装置ＡからウェハキャリアＣを取り外すときには、制御モータ１７を駆動させて、マグネット１５と他方側の磁性板１４ｂとの間に生じている磁気吸引力に抗して、一対の支持プレート１３a,１３b を相互に離隔させる。すると、一対のフィンガ４a,４b の開き量Ｗが、ウェハキャリアＣのフランジ５の幅方向の長さよりも長くなるため、ウェハキャリアＣを取り外すことができる。
【００２３】
本実施例の一対のフィンガ４a,４b は、平面視において台形状であるが、それ以外の形状、例えば、平面視において長方形状であっても構わない。また、本実施例では、マグネット１５と他方側の磁性板１４ｂとの間に作用する磁気吸引力によって一対の支持プレート１３a,１３b が相互に吸引される形態である。しかし、マグネット１５以外の吸引手段、例えば、電磁石、或いはエアによる吸引であっても構わない。更に、マグネット１５と磁性板１４ｂとの組合せ以外の組合せ、例えば、マグネットどうしであっても構わない。また、前記マグネット１５は非磁性板に固着されていても構わない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る天井搬送車のグリッパ装置は、ウェハキャリアのフランジの下方に入り込んで、該ウェハキャリアを吊り下げ支持するための一対のフィンガを有していて、前記一対のフィンガがウェハキャリアを吊り下げた状態で、当該各フィンガを支持する各フィンガ支持部の内側の対向端面部は、吸引手段によって相互に吸引されて保持される。このため、ウェハキャリアが吊り下げ支持されているときに、仮に停電が発生しても、前記一対のフィンガが相互に離隔されることはなく、前記ウェハキャリアが落下するおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る天井搬送車Ｖのグリッパ装置Ａの正面図である。
【図２】 同じく側面図である。
【図３】 一対のフィンガ４a,４b を相互に離隔させた状態の斜視図である。
【図４】 同じく底面図である。
【図５】 同じく側面断面図である。
【図６】 一対のフィンガ４a,４b を相互に接近させた状態の底面図である。
【図７】 同じく側面断面図である。
【符号の説明】
Ａ：グリッパ装置
Ｃ：ウェハキャリア
Ｒ：走行レール（レール）
Ｖ：天井搬送車
ｅ：隙間
４a,４b ：フィンガ
５：フランジ
１３a,１３b ：支持プレート（フィンガ支持部）
１４a,１４b ：磁性板（吸引手段）
１５：マグネット（吸引手段）
１６a,１６b ：フィンガ支持板（フィンガ支持部）
１７：制御モータ（フィンガ駆動手段）
１８：ボールねじ（フィンガ駆動手段）
１８a,１８b ：ねじ部
１９a,１９b ：ナットブロック（フィンガ駆動手段）
２８：ストッパ

Claims (4)

1. 天井に取付けられたレールに吊り下げ状態で走行する天井搬送車に昇降可能にして取付けられ、ほぼ水平に接近・離隔される一対のフィンガが、ウェハキャリアのフランジの下方に入り込んで、前記ウェハキャリアを吊り下げ支持するためのグリッパ装置において、
   前記一対のフィンガをそれぞれ吊り下げ支持する一対のフィンガ支持部と、
   前記一対のフィンガ支持部が互いに接近・離隔するように、当該一対のフィンガ支持部をそれぞれ駆動する制御モータを有するフィンガ駆動手段と、
   前記一対のフィンガ支持部の相対向する各内端部にそれぞれ取付けられて、当該各内端部の間に吸引力を作用させて、当該一対のフィンガ支持部が相互に離隔するのを防止する吸引手段と、
   を備え、
   前記ウェハキャリアを吊り下げ支持するときには、前記制御モータによって、前記一対のフィンガが前記フランジの下方に入り込むように前記一対のフィンガ支持部どうしを接近させて停止した状態で、各フィンガ支持部どうしを前記吸引手段の吸引力により相互に吸引させることで、前記制御モータへの給電が停止された状態でも前記一対のフィンガが相互に離隔することを防止し、
   前記ウェハキャリアを取り外すときには、前記制御モータによって前記吸引手段の吸引力に抗して前記一対のフィンガ支持部どうしを離隔させることで、前記一対のフィンガを前記フランジの下方から離隔させることを特徴とする天井搬送車におけるグリッパ装置。
2. 前記吸引手段は、一対のフィンガ支持部の対向する各内端面の一方に取付けられたマグネットと、その他方に取付けられた磁性板とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の天井搬送車におけるグリッパ装置。
3. 前記一対のフィンガ支持部の移動経路には、前記吸引手段が取付けられている当該一対のフィンガ支持部の各内端面の隙間を僅かに保持した状態で、当該一対のフィンガ支持部を当接させて停止させるストッパが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の天井搬送車におけるグリッパ装置。
4. 前記一対のフィンガ支持部は、軸方向の両側に左右のねじ部が形成されたボールねじに各々連結されていて、前記制御モータを駆動させることで前記ボールねじが回転することによって、前記一対のフィンガが同じ長さだけ接近・離隔されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の天井搬送車におけるグリッパ装置。

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