JP4848862B2 - 搬送台車走行軌道 - Google Patents

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    • E01B25/22Tracks for railways with the vehicle suspended from rigid supporting rails

Description

本発明は、搬送台車が移動可能に取り付けられる搬送台車走行軌道に関する。
特許文献1には、天井から懸吊されたレール(搬送台車走行軌道)にOHT(Overhead Hoist Transport)搬送台車が懸垂されており、OHT搬送台車がレールに沿って移動可能となった(搬送台車が搬送台車走行軌道に移動可能に固定された)搬送システムが記載されている。
特開2005−112563号公報(図1)
ここで、このような搬送システムを半導体や液晶装置を生産するクリーンルーム等において用いる場合に、生産規模の拡大、最新世代のデバイス対応の生産ラインへの更新等を行うために、従前の工場建屋に新規工場を増設する場合や、従前の工場スペースに新規に生産設備を増設する場合がある。上記のような搬送システムでは、一般にレールは天井付近において水平方向に敷設され、OHT搬送台車が水平方向に移動するように構成されるが、このような新規工場、新規設備の増設では、天井に敷設するレールに高低差を設ける必要が生じる場合がある。
特許文献1の搬送システムでは、このような場合、レールの高さが変化する部分において、レールを構成する複数のレール部材を高低差に合わせて傾斜させて配設することになるが、その際、レール部材毎に傾斜角を確認しながら配設していく必要があり、作業の工数が増加してしまうとともに、作業のミスも起こりやすくなる。また、軌道を滑らかな曲線に沿ったものとするために、この部分に配設するレール部材を水平に配設するレール部材よりも短いものとし、このような長さの短いレール部材を多数用いて傾斜部分を形成する必要があるので、傾斜部分においてレールを天井から懸吊する作業の工数が増加してしまう。
本発明の目的は、作業の工数が少なく且つ作業ミスも起こりにくい高低差を有する搬送台車走行軌道を提供することである。
本発明の搬送台車走行軌道は、搬送台車が移動可能に取り付けられる搬送台車走行軌道であって、上端が天井に固定され下方に延在する複数の懸吊部材と、一方向に延在し、懸吊部材により所定の間隔で支持される第1直線レール部材と、鉛直面内で湾曲し、その湾曲方向に沿って延在した、懸吊部材により所定の間隔で支持される湾曲レールモジュールとを有し、湾曲レールモジュールと第1直線レール部材とがこれらの延在方向に関する端面において互いに接続されており、湾曲レールモジュールが、鉛直面内でその延在方向に沿って湾曲した湾曲面を表面に有する湾曲部材と、一方向に延在しその延在方向に関する長さが第1直線レール部材よりも短い、湾曲部材に固定された複数の第2直線レール部材とから構成されており、複数の第2直線レール部材が、隣接する第2直線レール部材の延在方向が互いに異なるように湾曲面に当接して配列されるとともに、隣接する第2直線レール部材の延在方向に関する端面同士が互いに対向するように連接配置され、搬送台車が、連設配置された第2レール部材に案内されて走行する。
これによると、搬送台車走行軌道が高低差を有する場合、高さが変化する部分を湾曲レールモジュールにより接続することができる。ここで、湾曲レールモジュールは、複数の第2直線レール部材を湾曲面に当接させて配列し、湾曲部材に固定することにより形成することができるため、搬送台車走行軌道の高さが変化する部分を形成する際に、第2直線レール部材毎に傾斜角を確認する必要がなくなり、作業の工数が減少するとともに作業のミスも起こりにくくなる。さらに、湾曲レールモジュールにおいて、複数の第2直線レール部材が湾曲部材に固定されているため、懸吊部材により湾曲レールモジュールを所定の間隔で支持することによって湾曲レールモジュールを天井から懸吊することができ、複数の第2直線レール部材を別々に懸吊部材により支持する必要がなく、懸吊部材の数が少なくてすむとともに湾曲レールモジュールを懸吊するための作業の工数が減少する。
また、本発明の搬送台車走行軌道においては、湾曲部材が、第2直線レール部材に向かって凸となるように湾曲した湾曲面を有する凸型湾曲部材、及び、第2直線レール部材と反対側に向かって凸となるように湾曲した湾曲面を有する凹型湾曲部材のいずれかであってもよい。これによると、湾曲部材を第2直線レール部材の上方又は下方のいずれかにしか配置することができない場合にも、湾曲部材として凸型湾曲部材及び凹型湾曲部材を用いて上に凸になるように湾曲した湾曲レールモジュール及び下に凸になるように湾曲した湾曲レールモジュールのいずれも作製することができ、搬送台車走行軌道の高さが変化している部分の全てを湾曲レールモジュールにより接続することができる。
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る搬送システムの概略構成図である。搬送システム1は、半導体を製造するためのクリーンルームに設けられたものであり、図1に示すように、搬送台車走行軌道2とOHT搬送台車5とを有し、OHT搬送台車5が搬送台車走行軌道2に沿って移動することによって製造の各工程間及び各工程内において加工途中の中間製品の搬送が行われる。
搬送台車走行軌道2は、工程間軌道6、複数の分岐軌道7及び複数の工程内軌道4を有している。工程間軌道6は、半導体の製造における各工程を行う図1の上下方向に配列された複数のベイ9の左方において、図1の上下方向に延びた環状の軌道であり、搬送台車5は工程間軌道6に沿ってベイ9間を移動する。複数の分岐軌道7は、複数のベイ9に対応して工程間軌道6から分岐した軌道であり、搬送台車5は工程間軌道6から搬送先のベイ9に対応する分岐軌道7に移動し、分岐軌道7に沿ってベイ9の上方まで移動する。複数の工程内軌道4は、複数の分岐軌道7に接続されており、各ベイ9上に環状に延びている。各ベイ9には、半導体を製造するための半導体製造装置36及びOHT搬送台車5により搬送されるFOUP(Front-Opening Unified Pod)34(図6参照)をストックしておくためのストッカ37が設けられている。半導体製造装置36にはFOUP34(図6参照)の積み下ろしをするためのポート35が設けられ、ストッカ37にはFOUP34のストッカ37への出入庫を行うための出庫ポート38及び入庫ポート39が設けられている。OHT搬送台車5は工程内軌道4に沿ってポート35、出庫ポート38及び入庫ポート39の上方まで移動する。これにより、後述するように、ある工程を行うベイ9において製造された部品などをFOUP34(図6参照)に積載して別の工程を行うベイ9に搬送することができる。
次に、搬送台車走行軌道2の構造について図2〜図5を用いて説明する。図2は図1の搬送台車走行軌道2の側面図である。図3は、図2の第1直線レール部材8の概略斜視図である。図4(a)は図2の湾曲レールモジュール41の概略斜視図であり、図4(b)は図2の湾曲レールモジュール42の概略斜視図である。図5は図4(a)の凹型湾曲部材10と第2直線レール部材12との接続部分、及び、図4(b)の凸型湾曲部材11と第2直線レール部材12との接続部分の断面図である。
図2に示すように、搬送台車走行軌道2は、第1直線レール部材8、2種類の湾曲レールモジュール41、42及び懸吊部材14を有している。第1直線レール部材8は、図3に示すように、略直方体の外形形状を有しており、その延在方向における2つの端面にそれぞれ開口8bを有するとともに、下面に第1直線レール部材8の延在方向に延び、両端が2つの開口8bに接続された開口8cを有する空間8aが形成されている。そして、後述するように、OHT搬送台車5の1次側コイル21、1次側鉄心23、2次側コイル24、分岐ローラ27及び走行車輪28(図6参照)が空間8a内を移動する。
湾曲レールモジュール41は、図2、図4(a)に示すように、5つの第2直線レール部材12と凹型湾曲部材10とから構成されており、鉛直面内で湾曲し、その湾曲方向に沿って延在している。第2直線レール部材12は、その延在方向に関する長さが第1直線レール部材8よりも短い略直方体形状の外形形状を有し、その延在方向に関する2つの端面にそれぞれ開口12bを有するとともに、下面に第2直線レール部材12の延在方向に延び、両端が2つの開口12bに接続された開口12cを有する空間12aが形成されている。そして、後述するように、OHT搬送台車5の1次側コイル21、1次側鉄心23、2次側コイル24、分岐ローラ27及び走行車輪28(図6参照)が空間12a内を移動する。
凹型湾曲部材10は、その上面が平面状に構成されているとともに、下面がその延在方向に沿って上に凸(第2直線レール部材12と反対側に向かって凸)となるように鉛直面内で滑らかに湾曲した湾曲面10aとなっている。5つの第2直線レール部材12は、隣接する第2直線レール部材12の延在方向が互いに異なるように湾曲面10aに当接して配列されて凹型湾曲部材10に固定されており、隣接する第2直線レール部材12の開口12b(延在方向に関する端面)同士が互いに対向するように連接配置されている。ここで、隣接する第2直線レール部材12の開口12bの間には隙間が存在しているが、この隙間は小さなものであって、搬送台車5は、この隙間を越えて(隣接する第2直線レール部材12の開口12bを越えて)5つの第2直線レール部材12に案内されて移動可能であり、隙間が実用上の問題となることはない。なお、第2直線レール部材12の端面形状を調整することにより、このような隙間が生じないようにすることも可能である。そして、5つの第2直線レール部材5が全体として湾曲面10aに沿って滑らかに湾曲した軌道を構成している。また、第2直線レール部材12と凹型湾曲部材10とは、図5に示すように、第2直線レール部材12の空間12aの天井面から第2直線レール部材12及び凹型湾曲部材10を貫通して延びたボルト15に凹型湾曲部材10側からナット16が取り付けられることにより固定されている。ここで、ボルト15とナット16とは、空間12aの天井面の下に配置されたワッシャー19、凹型湾曲部材10の上面の上に配置されたワッシャー17及びスプリングワッシャー18を介して第2直線レール部材12と凹型湾曲部材10とを挟み、両者を固定している。
湾曲レールモジュール42は、図2、図4(b)に示すように、5つの第2直線レール部材12と凸型湾曲部材11とから構成されており、鉛直面内で湾曲し、その湾曲方向に沿って延在している。第2直線レール部材12は、湾曲レールモジュール41と同様のものである。凸型湾曲部材11は、その上面が平面状に構成されているとともに、下面が延在方向に沿って下に凸(第2直線レール部材12に向かって凸)となるように鉛直面内で滑らかに湾曲した湾曲面11aとなっている。5つの第2直線レール部材12は、隣接する第2直線レール部材12の延在方向が互いに異なるように湾曲面11aに当接して凸型湾曲部材11に固定されており、隣接する第2直線レール部材12の開口12b(延在方向に関する端面)同士が互いに対向するように連接配置されている。ここで、隣接する第2直線レール部材12の開口12bの間には隙間が存在しているが、この隙間は小さなものであって、搬送台車5は、この隙間を越えて5つの第2直線レール部材12に案内されて移動可能となっている。なお、第2直線レール部材12をこのような隙間が生じない端面形状とすることも可能である。そして、5つの第2直線レール部材12が全体として湾曲面11aに沿って滑らかに湾曲した軌道を構成している。また、第2直線レール部材12と凸型湾曲部材11とは、第2直線レール部材12と凹型湾曲部材10と同様、図5に示すように、ボルト15、ナット16、ワッシャー17、19及びスプリングワッシャー18により固定されている。
複数の懸吊部材14は、その上端が天井に固定され、上端から下方に延びているとともに、その下端が第1直線レール部材8の延在方向における両端部付近及び湾曲レールモジュール41、42の延在方向の両端に位置する第2直線レール部材12に固定されている(所定の間隔で支持されている)。これにより、第1直線レール部材8及び湾曲レールモジュール41、42が、懸吊部材14によって天井から懸吊される。
搬送台車走行軌道2は、図2に示すように、高低差を有する軌道となっており、同じ高さで水平方向に延びている部分においては、複数の第1直線レール部材8が配設されるとともに隣接する第1直線レール部材8の開口8b同士が接続されている。高さが変化する部分においては、高い位置にある第1直線レール部材8に隣接して湾曲レールモジュール41が配設されるとともに、開口8bと開口12bとが接続され、低い位置にある第1直線レール部材8に隣接して湾曲レールモジュール42が配設されるとともに開口8bと開口12bとが接続されている。また、湾曲レールモジュール41と湾曲レールモジュール42とは第1直線レール部材8を介して互いに接続されている。
ここで、湾曲レールモジュール41、42は、5つの第2直線レール部材12を、湾曲面10a及び湾曲面11aに沿って配列させて凹型湾曲部材10及び凸型湾曲部材11に固定することにより形成することができ、搬送台車走行軌道2の高さが変化する部分を湾曲レールモジュール41、42を用いて接続することができるので、高さが変化する部分において第2直線レール部材12毎に傾斜角を確認しながら第2直線レール部材12を配設する必要がなく、作業の工数が減少するとともに、作業のミスも起こりにくくなる。また、湾曲レールモジュール41、42においては、それぞれ凹型湾曲部材10、凸型湾曲部材11に5つの第2直線レール部材12が固定されているので、湾曲レールモジュール41、42の延在方向の両端に位置する2つの第2直線レール部材12を懸吊部材14の下端に固定することにより(懸吊部材14により所定の間隔で湾曲レールモジュール41、42を支持することにより)、湾曲レールモジュール41、42を懸吊することができ、5つの第2直線レール部材12を別々に懸吊部材14により懸吊する必要がなく、懸吊部材14の数が少なくてすむとともに、懸吊するための作業の工数が減少する。
次に、OHT搬送台車5について図6を用いて説明する。図6は、OHT搬送台車5が搬送される方向から見たときの直線レール部材8、12及びOHT搬送台車5の側面図である。なお、図面をわかりやすくするために、図6では、空間8a(空間12a)を図3〜図5よりも大きく描いている。
図6に示すように、OHT搬送台車5は、空間8a、12a内を移動する1次側コイル21、1次側鉄心23、2つの2次側コイル24、2つの分岐ローラ27及び2つの走行車輪28、並びに、開口8c、12cを越えて下方に延びた部分に配置される位置合わせ機構29、懸垂ベルト30及び昇降体31を有している。
1次側コイル21及び1次側鉄心23は、平面視でOHT搬送台車5の略中央部に設けられている。一方、直線レール部材8、12には、1次側コイル21、1次側鉄心23に対応して、空間8a、12aの天井面の略中央部には延在方向に延びた2次側永久磁石22が配置されている。
2つの2次側コイル24は、直線レール部材8、12の延在方向と直交する方向に関する空間8a、12aの2つの側面付近にそれぞれ形成されている。一方、直線レール部材8、12のこれら2つの側面には、2次側コイル24にそれぞれ対応して、直線レール部材8、12の延在方向に延びた2つの1次側給電線25が設けられている。
そして、OHT搬送台車5には、1次側給電線25に供給される電力が2次側コイル24に非接触で誘導される誘導電力として供給され、供給された電力を用いて、1次側コイル21、1次側鉄心23及び2次側永久磁石22により構成されるリニアモータが、OHT搬送台車25の走行推力を発生させる。
2つの分岐ローラ27は、2次側コイル24の下方にそれぞれ配置されている。一方、直線レール部材8、12の工程間軌道6と分岐軌道7との分岐点(図2参照)近傍の部分には、分岐ローラ27に対応して、1次側給電線25の下方に、1次側給電線25が設けられているのと同じ側面から水平方向に突出し、その先端において下方に折れ曲がった断面形状を有し、直線レール部材8、12の延在方向に延びた分岐ガイド26が形成されている。そして、2つの分岐ローラ27は、一体的に図6の左右方向に移動可能となっており、2つの分岐ローラ27のうちの一方のみが選択的に対応する分岐ガイド26に係合するように構成されている。これにより、OHT搬送台車5を、工程間軌道6から分岐軌道7に移動させるか否かを選択することができる。
2つの走行車輪28は、それぞれ2つの分岐ローラ27の下方に設けられており、その径は、前述した湾曲レールモジュール41、42における隣接する第2直線レール部材12の開口12bの間にできる隙間を越えることができる程度の大きさとなっている。走行車輪28は、空間8a、12aの底面に支持されており、走行車輪28が回転することによって、走行車輪28が1次側コイル21、1次側鉄心23、2次側コイル24及び分岐ローラ27とともに空間8a、12a内を移動する。これにより、OHT搬送台車5が直線レール部材8、12に沿って移動する。
位置合わせ機構29は、OHT搬送台車5とポート35との位置合わせを行う。懸垂ベルト30は位置合わせ機構29の下面から下方に延びており、その下端に昇降体31が取り付けられている。そして、懸垂ベルト30が巻き上げられる又は繰り出されることによって昇降体31が上下方向に移動可能となっている。
昇降体31の下面には、FOUP34を把持するためのグリッパ32が設けられている。FOUP34は、内部に搬送されるシリコンウエハなどの半導体基板が入れられる箱であり、その上面にグリッパ32に係合するフランジ33が形成されている。そして、グリッパ32は、FOUP34の搬送中にはフランジ33と係合してFOUP34を把持し、搬送先のポート35、入庫ポート39に到着したときには、フランジ33との係合を解除してFOUP34をポート35、入庫ポート39上に載置する。
ここで、OHT搬送台車5がFOUP34を搬送する動作について説明する。FOUP34を搬送する際には、まず、OHT搬送台車5は、搬送台車走行軌道2に沿って、搬送されるFOUP34があるポート35の上方まで移動する。目的のポート35上方において、OHT搬送台車5は位置合わせ機構29によって位置合わせされ、位置合わせが完了すると、懸垂ベルト30を繰り出して、昇降体31をグリッパ32がFOUP34のフランジ33に接触するまで下方に移動させる。そして、グリッパ32をフランジ33に係合させてから、懸垂ベルト30を巻き上げる。
次に、OHT搬送台車5は搬送台車走行軌道2に沿って搬送先のポート35の上方まで移動する。搬送先のポート35の上方において、OHT搬送台車5は、位置合わせ機構29により位置合わせされ、位置合わせが完了すると、懸垂ベルト30を繰り出して、FOUP34とともに昇降体31をポート35まで下方に移動させる。そして、FOUP34の下面がポート35に到達した時点で、グリッパ32とフランジ33との係合を解除し、FOUP34をポート35に載置する。この後、OHT搬送台車5は懸垂ベルト30を巻き上げ、次の指令に従って、搬送台車走行経路2に沿って移動する。なお、出庫ポート38からFOUP34を取り出す際の動作、及び、入庫ポート39にFOUP34を搬送する際の動作もこれと同様であるので、ここではその説明を省略する。
以上に説明した実施の形態によると、台車走行軌道2が高低差を有して配設されている場合、高さが変化する部分を湾曲レールモジュール41、42により接続することができる。ここで、湾曲レールモジュール41、42は、それぞれ5つの第2直線レール部材を湾曲面10a、11aに当接させて配列し、湾曲部材10、11に固定することにより形成することができるため、搬送台車走行軌道2の高さが変化する部分を形成する際に、第2直線レール部材12毎に傾斜角を確認する必要がなくなり、作業の工数が減少するとともに作業のミスも起こりにくくなる。さらに、湾曲レールモジュール41、42において、5つの第2直線レール部材12がそれぞれ凹型湾曲部材10、凸型湾曲部材11に固定されているため、湾曲レールモジュール41、42の延在方向に関する両端に位置する第2直線レール部材12を懸吊部材14の下端に固定することにより、湾曲レールモジュール41、42を天井から懸吊することができ、5つの第2直線レール部12を別々に懸吊部材14により懸吊する必要がなく、懸吊部材14の数が少なくてすむとともに懸吊するための作業の工数が減少する。
さらに、湾曲部材として凹型湾曲部材10と凸型湾曲部材11を用いることにより、上に凸となるように湾曲した軌道を有する湾曲レールモジュール41、及び、下に凸となるように湾曲した軌道を有する湾曲レールモジュール42を形成することができるので、湾曲部材を第2直線レール部材12の上方にしか設けることができない場合にも、搬送台車走行軌道2の高さが変化する部分を全て湾曲レールモジュール41、42により接続することができる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、本実施の形態では、湾曲レールモジュール41、42を構成するのにそれぞれ5つの第2直線レール部材12を用いたが、第2直線レール部材12の数はこれには限られず、軌道高低差の程度、湾曲面10a及び第2直線レール部材12の延在方向に関する長さに応じて適宜最適設計値を選択し、変更適用してもよい。
また、本実施の形態では、搬送台車走行軌道2の高さが異なる部分において、高い位置にある第1直線レール部材8に湾曲レールモジュール41を接続し、低い位置にある第1直線レール部材8に湾曲レールモジュール42を接続し、湾曲レールモジュール41と湾曲レールモジュール42との間に第1直線レール部材8を接続したが、これには限られず、高低差が小さい部分では、湾曲レールモジュール41と湾曲レールモジュール42とを直接接続してもよい。逆に、高低差が大きい部分では、湾曲レールモジュール41及び湾曲レールモジュール43をそれぞれ複数連続して接続してもよい。
また、本実施の形態ではOHT搬送台車5を搬送するための搬送台車走行軌道2について説明したが、このほか、OHS(Over Head Shuttle)等他の種類の搬送台車を搬送するための搬送台車走行軌道においても本発明を適用することも可能である。
本発明の実施の形態に係る搬送システム1の概略構成図である。 図1の搬送台車走行軌道の側面図である。 図2の第1直線レール部材の概略斜視図である。 図2の湾曲レールモジュールの概略斜視図である。 図4の凹型湾曲部材及び凸型湾曲部材と第2直線レール部材との接続部分の断面図である。 OHT搬送台車が搬送される方向から見たときの直線レール部材及びOHT搬送台車の側面図である。
符号の説明
2 搬送台車走行軌道
5 OHT搬送台車
8 第1直線レール部材
10 凹型湾曲部材
11 凸型湾曲部材
10a、11a 湾曲面
12 第2直線レール部材
14 懸吊部材
41、42 湾曲レールモジュール

Claims (2)

  1. 搬送台車が移動可能に取り付けられる搬送台車走行軌道であって、
    上端が天井に固定され下方に延在する複数の懸吊部材と、
    一方向に延在し、前記懸吊部材により所定の間隔で支持される第1直線レール部材と、
    鉛直面内で湾曲し、その湾曲方向に沿って延在した、前記懸吊部材により所定の間隔で支持される湾曲レールモジュールとを有し、
    前記湾曲レールモジュールと前記第1直線レール部材とがこれらの延在方向に関する端面において互いに接続されており、
    前記湾曲レールモジュールが、
    鉛直面内でその延在方向に沿って湾曲した湾曲面を表面に有する湾曲部材と、
    一方向に延在しその延在方向に関する長さが前記第1直線レール部材よりも短い、前記湾曲部材に固定された複数の第2直線レール部材とから構成されており、
    複数の前記第2直線レール部材が、隣接する前記第2直線レール部材の延在方向が互いに異なるように前記湾曲面に当接して配列されるとともに、隣接する前記第2直線レール部材の延在方向に関する端面同士が互いに対向するように連接配置され、前記搬送台車が、前記連設配置された前記第2レール部材に案内されて走行することを特徴とする搬送台車走行軌道。
  2. 前記湾曲部材が、前記第2直線レール部材に向かって凸となるように湾曲した前記湾曲面を有する凸型湾曲部材及び前記第2直線レール部材と反対側に向かって凸となるように湾曲した前記湾曲面を有する凹型湾曲部材のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の搬送台車走行軌道。
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