JP5365303B2 - 走行車システム - Google Patents

Description

本発明は、基板を収容する基板カセットを載置してループ状の軌道を循環走行する走行車システムに関する。

従来、軌道上を走行する走行車に対し搬送物の出し入れを行う搬送物保管棚を軌道に沿って配置した走行車システム（例えば特許文献１参照）や、搬送物を処理する処理装置に対し搬送物を移載するために走行車が進入可能なバースを設けた走行車システムが知られている（例えば特許文献２参照）。

特許文献１に係る走行車システムは、ループ状軌道の中央の内部に供給ステーションを設けると共にループ状軌道の側面に沿って保管棚を配置し、走行軌道を走行する走行車に両側から搬送物を移載するようにしたシステムである。

また、特許文献２に係る走行車システムは、軌道の外側に走行車を処理装置に横付けするためのバースを設け、バースに進入した走行車と処理装置との間で搬送物のローディング、アンローディングを行うようにしたシステムである。

さらに、特許文献３に係る走行車システムでは、基板カセットの底板に形成された複数の開口から枚葉搬送装置の搬送部を鉛直方向に侵入して基板カセット内の基板を順に処理装置に対し枚葉搬送するように構成されている。

そして、処理装置の軌道側には、２台の枚葉搬送装置が並設されており、一方の枚葉搬送装置に走行車から載置された基板カセットから処理装置に向けて全ての基板が送り出されると、空の基板カセットと次の実基板カセットが交換される間に、他方の枚葉搬送装置に載置されている別の基板カセットから基板が枚葉搬出されるように構成されている。

特開平１０−２７３２０４号公報 特開２００１−３４１６４０号公報 特開２００４−２８４７７２号公報

特許文献１に係る走行車システムでは、保管棚（立体自動倉庫）が高層建築物として構成されているので、搬送物の収容能力は大きいが保管棚の保管部から搬送物を出し入れする際にスタッカークレーンが使用されている。

したがって、搬送物の出し入れに時間が掛かるだけでなく、搬送物を一時的に保管するバッファ機能を備えていないため搬送効率が低下してしまう。また、保管棚は多段、多連に構成されているが、保管棚と走行車とは別個に構成されていたため、搬送効率が悪くなる問題を有している。

また、特許文献２に係る走行車システムでは、軌道の外側には処理装置のローディング、アンローディング位置に走行車を横付けするためのバース（空間）を設けてあるので、走行車に対する移載に時間が掛かり走行車の搬送効率が低下する問題を有している。

また、特許文献３に係る走行車システムでは、処理装置の軌道側に２台の枚葉搬送装置が並設されているので、これにより床面積が占有される問題を有するだけでなく、一方の枚葉搬送装置から他方の枚葉搬送装置に切り換え時に多大の時間を要する問題を有している。また、複数の枚葉搬送装置設備が並設されているので、システム全体の設備コストが嵩むという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、無人走行台車の搬送効率の向上と設備の省スペース化を図ることができる走行車システムを提供することを目的とする。

本発明に係る走行車システムでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る走行車システムは、基板を収容する基板カセットと、前記基板カセットを軌道に沿って搬送する無人走行台車と、前記無人走行台車から搬出される又は前記無人走行台車に搬入される前記基板カセットを保持すると共に上下方向に昇降させる昇降部、前記昇降部の下方側において前記基板カセットから前記基板を枚葉搬出する又は前記基板カセットに前記基板を枚葉搬入する枚葉搬送部及び前記昇降部の上方側において前記基板カセットを保持する基板カセット保管部を有する基板カセット入れ替え装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、走行台車の停滞や無駄な走行（循環）を防止できるので、搬送効率並びにリードタイムを向上することができる。また、走行車システム全体の省スペース化を図ることができる。

また、前記基板カセットに被保持部材を設け、前記昇降部及び前記基板カセット保管部に前記被保持部材に係合する保持部材を設けたことを特徴とする。
これにより、容易かつ確実に基板カセット保管部上に基板カセットを載置することができる。

前記基板カセット保管部における前記保持部材は、水平方向に可動式であることを特徴とする。

また、前記基板カセット入れ替え装置は、前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置に連結されるローディングステーション又はアンローディングステーションに用いられることを特徴とする。
これにより、基板処理装置に対して効率的に基板を搬入・搬出することができる。

本発明によれば、走行台車の停滞や無駄な走行（循環）を防止できるので、搬送効率並びにリードタイムを向上することができる。また、基板処理装置の運転効率も向上させることができる。更に、走行車システム全体の省スペース化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る走行車システムの全体構成を示す概略図である。 基板カセットを示す図である。 基板カセット入れ替え装置の概略構成を示す側面図である。 基板カセット入れ替え装置の概略構成を示す正面図である。 基板カセット入れ替え装置の動作を説明する図である。 図５に続く動作説明図である。

以下、本発明に係る走行車システムＡの実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、有軌道無人走行台車（以下台車ＡＧと称する）を案内走行するためのループ状の軌道Ｌが敷設されている。この軌道Ｌは、バッファ側軌道ＬＡと、処理側軌道ＬＢと、両軌道ＬＡ，ＬＢの両末端間を連絡する一対の連絡軌道ＳＬとからループ状に構成されている。したがって、台車ＡＧは前記のように構成されたループ状の軌道Ｌを循環走行するようになっている。

バッファ側軌道ＬＡの両側（処理側軌道ＬＢの片側を兼ねる）には、搬送物となる基板カセット１を一時保管するバッファＳＴ１，ＳＴ２が配設されている。これらバッファＳＴ１，ＳＴ２は、一段又は多段の棚から構成されていて、これらバッファＳＴ１，ＳＴ２には基板カセット１が保管される。

一方、処理側軌道ＬＢの残りの片側には、例えばガラス板など基板Ｇに対し洗浄処理を行う基板処理装置Ｒ１と、例えば基板Gに対しコーティング処理を行う基板処理装置Ｒ２が隣接して配設されている。

両軌道ＬＡ，ＬＢの末端には、台車ＡＧを移載する為のトラバーサーＴがそれぞれ往復走行可能に配設されており、トラバーサーＴの載置面には両軌道ＬＡ，ＬＢと同一高さの軌道を備えている。

基板処理装置Ｒ１，Ｒ２は、処理側軌道ＬＢに面する側に台車ＡＧ内の未処理の基板Gが収容された基板カセット１を受け入れる２つのローディングステーションＬＳと、処理済みの基板Ｇが収容された基板カセット１を台車ＡＧ側に払い出すアンローディングステーションＵＬＳが配設されている。

また、基板処理装置Ｒ１，Ｒ２には、ローディングステーションＬＳ及びアンローディングステーションＵＬＳに載置された基板カセット１との間で基板Gを一枚ずつ搬入、搬出するための搬入コンベアＬＣと搬出コンベアＵＬＣがそれぞれ接続されている。

ローディングステーションＬＳとアンローディングステーションＵＬＳには、それぞれ、後述する基板カセット入れ替え装置（以下入れ替え装置ＣＧと称する）が用いられる。

台車ＡＧは、後述する基板カセット１を載置しつつ軌道Ｌ上を走行する、四つの車輪４を有する台車本体（走行部）１１と、台車本体１１上に載置された基板カセット１を上下方向に昇降させるリフト（昇降部）１０と、基板カセット１を軌道ＬＡ，ＬＢに直交する方向に水平移動させるために一体となって駆動する一対のフォーク（水平移動部）８ａ，８ｂから構成されている。
ループ状の軌道Ｌには、複数台（図１の例では５台）の台車ＡＧが配置される。これら台車ＡＧは、全て同一の構造となっている。

次に、台車ＡＧにより搬送される基板カセット１について説明する。
基板カセット１は、例えばガラス基板などの基板Gを複数枚（５〜６枚）保管できるように構成されている。

基板カセット１は、図２（ａ）に示すように、基板Gを出し入れする開口部２を有する扁平型直方体で箱形に構成されている。基板カセット１は、前枠ＦＦＬ、側枠ＳＦＬ、後枠ＢＦＬ、中間梁部材３とからなる一対の枠体と、一対の枠体の四隅に配置されて一対の枠体を連結する支柱（不図示）と、開口部２以外の外周に貼り付けた両側板ＳＰと、天板ＴＰとから構成されている。

基板カセット１の下面は、図２（ｂ）に示すように、底板を設けずに側枠ＳＦＬ、前枠ＦＦＬ，後枠ＢＦＬないし梁部材３が露呈した開放構造となっている。基板カセット１の内部には、複数枚（５〜６枚）の基板Gを所定間隔毎に保持するために、対向する両側枠ＳＦＬ間には複数本のワイヤーＷが横方向に張設されて、前後方向に一定間隔で配置されている。

基板カセット１の両側板ＳＰには、一対の幅狭の爪片Ｎが上端の前後部位に互いに離間して４カ所からそれぞれ水平に突設している。
なお、爪片Ｎは、幅広の爪片Ｎとして形成することもでき、この場合は、基板カセット１の両側板ＳＰの中央上端からそれぞれ水平に突設されている。

次に、基板カセット入れ替え装置（入れ替え装置ＣＧ）について、図３，図４を参照して説明する。
入れ替え装置ＣＧは、台車ＡＧから搬送された基板カセット1を載置すると共に、載置した基板カセット1と基板処理装置Ｒ１，Ｒ２との間で基板Ｇを枚葉搬送するものである。つまり、ローディングステーションＬＳに用いられる入れ替え装置ＣＧは、基板Ｇが収容された基板カセット1を載置し、この基板カセット１から基板処理装置Ｒ１，Ｒ２に向けて基板Ｇを枚葉搬送する。一方、アンローディングステーションＵＬＳに用いられる入れ替え装置ＣＧは、空の基板カセット1を載置し、基板処理装置Ｒ１，Ｒ２から枚葉搬送された基板Ｇをこの基板カセット１に収容する。

入れ替え装置ＣＧは、床面Ｆに敷設した基台１４と、この基台１４上に立設した一対の支柱６と、基台１４上にあって両支柱６間に配設された枚葉搬送部１５と、各支柱６の下方側に対向して昇降可能に配置された一対の保持爪Ｋ１と、各支柱６の上方側に対向して水平方向に進退可能に配置された４つの保持爪Ｋ２と、から構成されている。

保持爪Ｋ１と保持爪Ｋ２は、基板カセット１両側の爪片Ｎにそれぞれ係止して基板カセット１を載置するものである。
下方側の保持爪Ｋ１は、側面に停止する台車ＡＧから基板カセット１を受け入れるために、両支柱６に対して、台車ＡＧのフォーク８ａ，８ｂの進退方向に沿って延設されている。そして、保持爪Ｋ１は、基板カセット1の爪片Ｎの中央部分に係合する。
また、保持爪Ｋ１は、載置した基板カセット１を枚葉搬送部１５と上方側の保持爪Ｋ２との間で移動させるために、両支柱６に沿って昇降移動するように構成されている。

なお、保持爪Ｋ１は、基板カセット１を枚葉搬送部１５に移動させた際には、後述する枚葉搬送部１５の駆動ローラ１８によって基板カセット１内に一定間隔で上下方向に段積み収容されている基板Ｇを段毎に枚葉搬送するために、上下方向にピッチ送りが出来るように制御される。

上方側の保持爪Ｋ２は、基板カセット１の爪片Ｎの両端部分に係合するように、支柱６に固設された水平アーム１２の両端に離間して配置される。保持爪Ｋ２の間隔は、保持爪Ｋ１の長さより広い間隔となるよう配置されている。つまり、保持爪Ｋ１と保持爪Ｋ２は、保持爪Ｋ１が同一高さまで上昇した際に、干渉しない位相関係となっている。言い換えれば、基板カセット1の爪片Ｎに、保持爪Ｋ１と保持爪Ｋ２が同時に係合できるようになっている。
なお、上方側の４つの保持爪Ｋ２は、基板カセット１を一時的に保管する基板カセット保管部ＢＦとして機能する。

枚葉搬送部１５は、基台１４上に左右（台車ＡＧの進行方向）に所定間隔離間して並設されており、複数の支柱２０と、これら支柱２０の上端に回転駆動可能に支持された複数の駆動ローラ１８とから構成されている。
駆動ローラ１８は、保持爪Ｋ１に載置された基板カセット１が下降すると、基板カセット１内に一定間隔で水平方向に張設されたワイヤーＷの間を通過して、基板カセット１内に侵入できる位置に設けられている。したがって、駆動ローラ１８は、基板カセット１に収容された（される）基板Ｇの底面を支持して、基板Ｇを枚葉搬送することができるようになっている。
そして、駆動ローラ１８の後方（基板処理装置Ｒ１，Ｒ２側）には、搬入コンベアＬＣ（搬出コンベアＵＬＣ）が同一搬送高さになるよう配設されている。

次に、入れ替え装置ＣＧの動作に付き図５、図６を参照して説明する。なお、以下の説明では、ローディングステーションＬＳに設けた入れ替え装置ＣＧの動作に付いて説明する。なお、図５、図６において、内部に基板Ｇが収容された場合を基板カセット１Ｆで示し、空の場合を基板カセット１Ｅで示す。

先ず、図５（ａ）に示すように、内部に基板Ｇが収容された基板カセット１Ｆを搬送する台車ＡＧ２がローディングステーションＬＳ（入れ替え装置ＣＧ）の前で停止する。そして、台車ＡＧ２のリフト１０及びフォーク８ａ，８ｂを駆動して、基板カセット１Ｆを初期位置に停止している保持爪Ｋ１上に移載する。

次に、図５（ｂ）に示すように、保持爪Ｋ１を下方に降下させて基板カセット１Ｆを枚葉搬送部１５に移動させる。
そして、基板カセット１Ｆの底面からワイヤーＷの間隙を通過した駆動ローラ１８で基板Ｇの下面を支持させる。同時に、複数の駆動ローラ１８を駆動すると、基板Ｇが搬入コンベアＬＣに向けて搬出される。
更に、基板カセット１Ｆを基板カセット１Ｆ内の基板Ｇの上下方向収容ピッチ分だけ繰り返し下降させることで、基板カセット１Ｆ内の基板Ｇが順次、搬入コンベアＬＣに向けて枚葉搬送される。こうして、基板カセット１Ｆ内の全ての基板Ｇが基板処理装置Ｒ１（Ｒ２）に送り込まれる。

次に、図５（ｃ）に示すように、保持爪Ｋ１を上昇させて、全ての基板Ｇが払い出されて空になった基板カセット１Ｅを保持爪Ｋ２と同一高さまで上昇移動させる。この際、保持爪Ｋ２は、基板カセット１Ｅの爪片Ｎに干渉しないように、退避した状態となっている。

そして、図５（ｄ）に示すように、保持爪Ｋ２を内方に向けて突出させる。これにより、基板カセット１Ｅは、保持爪Ｋ１及び保持爪Ｋ２上に載置される。

次いで、図６（ｅ）に示すように、保持爪Ｋ１が下降移動すると基板カセット１Ｅは、保持爪Ｋ２に完全に移載され、基板カセット保管部ＢＦに保管される。
そして、保持爪Ｋ１は、初期位置まで下降して停止する。

次に、図６（ｆ）に示すように、内部に基板Ｇが収容された基板カセット１Ｆを搬送する台車ＡＧ１がローディングステーションＬＳ（入れ替え装置ＣＧ）の前で停止する。そして、台車ＡＧ１のリフト１０及びフォーク８ａ，８ｂを駆動して、基板カセット１Ｆを保持爪Ｋ１上に移載する。
つまり、空となった基板カセット１Ｅの回収を待つことなく、直ちに（適時に）、基板Ｇが収容された基板カセット１ＦがローディングステーションＬＳに搬入される。

次に、図６（ｇ）で示すように、保持爪Ｋ１を下方に降下させて基板カセット１Ｆを枚葉搬送部１５に移動させる。そして、図５（ｂ）の場合と同様に、基板カセット１Ｆ内の基板Ｇは、駆動ローラ１８により、順次、搬入コンベアＬＣに向けて枚葉搬送される。

また、これと同時に、基板カセット保管部ＢＦ（保持爪Ｋ２）に一時保管された空の基板カセット１Ｅが台車ＡＧ５により回収される。
すなわち、基板カセット１Ｆ内の基板Ｇを搬入コンベアＬＣに向けて枚葉搬送している間に、空の基板カセット１Ｅを回収・搬送する台車ＡＧ５がローディングステーションＬＳ（入れ替え装置ＣＧ）の前で停止する。そして、台車ＡＧ５のリフト１０及びフォーク８ａ，８ｂを駆動して、フォーク８ａ，８ｂの先端を保持爪Ｋ２に載置された基板カセット１Ｅと保持爪Ｋ１に載置された基板カセット１Ｆの間に挿し込む。

こうして、図６（ｈ）に示すように、保持爪Ｋ１に載置された基板カセット１Ｆから基板Ｇを搬入コンベアＬＣに向けて枚葉搬送している間に、基板カセット保管部ＢＦ（保持爪Ｋ２）に一時保管された空の基板カセット１Ｅが台車ＡＧ５により回収（移載）される。

このような動作を繰り返すことで、搬入コンベアＬＣから空の基板カセット１Ｅが回収されるのを待つことなく、適時に、基板Ｇが収容された基板カセット１ＦをローディングステーションＬＳに搬入することができる。

なお、アンローディングステーションＵＬＳに設けた入れ替え装置ＣＧの動作は、上述した動作とほぼ同一である。
すなわち、図５（ａ）では、基板Ｇが収容された基板カセット１Ｆに代えて、空の基板カセット１ＥがアンローディングステーションＵＬＳ（入れ替え装置ＣＧ）に搬送される。
図５（ｂ）では、空の基板カセット１Ｅに対して、枚葉搬送部１５により基板Ｇが送り込まれる。
図５（ｃ）では、基板Ｇが収容された基板カセット１Ｆを保持爪Ｋ２と同一高さまで上昇移動させる。
図５（ｄ）では、保持爪Ｋ２を内方に向けて突出させて、基板カセット１Ｆが保持爪Ｋ２上に載置される。

次いで、図６（ｅ），（ｆ）では、再び、空の基板カセット１ＥがアンローディングステーションＵＬＳ（入れ替え装置ＣＧ）に搬入される。つまり、基板Ｇが収容された基板カセット１Ｆの回収を待つことなく、直ちに（適時に）、空の基板カセット１ＥがアンローディングステーションＵＬＳに搬入される。

そして、図６（ｆ），（ｇ）では、空の基板カセット１Ｅに対して、枚葉搬送部１５により基板Ｇが送り込まれると同時に、基板Ｇが収容された基板カセット１Ｆが例えば台車ＡＧ１等によってアンローディングステーションＵＬＳから回収（搬出）される。

以上説明したように、本実施形態に係る走行車システムＡによれば、ローディングステーションＬＳ，アンローディングステーションＵＬＳに、基板カセット１を一時保管できる入れ替え装置ＣＧを設けたので、台車ＡＧの停滞等を回避でき、搬送効率の向上を実現することができる。しかも、基板カセット保管部ＢＦを枚葉搬送部１５の上方に配設したので、省スペース化を図ることもできる。

前述した実施の形態で示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、基板Gは、半導体基板でも良い。
また、台車ＡＧは、床面上を走行する構成で説明したが、天井側を走行するものでも良い。

また、基板カセット１の爪片Nは、両側板ＳＰから外側に向けて突設した構成として説明したが、これに限らず溝や穴として構成することもできる。
また、基板カセット１の爪片Nに対して、入れ替え装置ＣＧの保持爪Ｋ１，Ｋ２が係合する場合について説明したが、これに限らない。爪片Nを設けずに、基板カセット１の底面に保持爪Ｋ１，Ｋ２が係合する場合であってもよい。

また、入れ替え装置ＣＧの保持爪Ｋ１，Ｋ２に基板カセット１を載置する場合に限らず、保持部材により基板カセット１の側面を挟持する場合であってもよい。

上述した実施形態では、軌道Ｌをループ状に構成したが、直線軌道であってもよい。つまり、台車ＡＧは、直線軌道を往復移動する場合であってもよい。また、台車ＡＧは全て同一の構造でなくてもよく、複数種類の台車が混在する場合であってもよい。

１，１Ｅ，１Ｆ…基板カセット、 １５…枚葉搬送部、 ＡＧ…台車（無人走行台車）、 ＣＧ…入れ替え装置（基板カセット入れ替え装置）、 Ｋ１…保持爪（昇降部、保持部材）、 Ｋ２…保持爪（保持部材）、 ＢＦ…基板カセット保管部、 Ｎ…爪片（被保持部材）、 Ｒ１，Ｒ２…基板処理装置、 ＳＴ１，ＳＴ２…バッファ（基板処理装置）、 Ｌ…軌道、 Ｇ…基板

Claims (4)

1. 基板を収容する基板カセットと、
   前記基板カセットを軌道に沿って搬送する無人走行台車と、
   前記無人走行台車から搬出される又は前記無人走行台車に搬入される前記基板カセットを保持すると共に上下方向に昇降させる昇降部、前記昇降部の下方側において前記基板カセットから前記基板を枚葉搬出する又は前記基板カセットに前記基板を枚葉搬入する枚葉搬送部及び前記昇降部の上方側において前記基板カセットを保持する基板カセット保管部を有する基板カセット入れ替え装置と、
   を備えることを特徴とする走行車システム。
2. 前記基板カセットに被保持部材を設け、
   前記昇降部及び前記基板カセット保管部に前記被保持部材に係合する保持部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の走行車システム。
3. 前記基板カセット保管部における前記保持部材は、水平方向に可動式であることを特徴とする請求項２に記載の走行車システム。
4. 前記基板カセット入れ替え装置は、前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置に連結されるローディングステーション又はアンローディングステーションに用いられることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の走行車システム。

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