JP5366030B2 - クリーンルーム用の自動倉庫 - Google Patents

Description

この発明はクリーンルーム用の自動倉庫に関する。

クリーンルーム用の自動倉庫では、棚の背面等にファンフィルタユニットを設けて、間口内へクリーンエアを供給する。クリーンエアの供給に必要な電力は大きく、ランニングコストとＣＯ2排出量とを低減するため、電力消費量を減らす必要がある。ここで関連する先行技術を示すと、特許文献１：JP2009-184794Aはスタッカークレーンの速度に応じて、クリーンエアの供給量を変更することを開示している。しかしながらファンフィルタユニットでのファンの回転数は緩やかにしか変更できず、スタッカークレーンの速度に追随して回転数を変更することは難しい。このためより簡単な制御で、ファンフィルタユニットの消費電力を低減する必要がある。

JP2009-184794A

この発明の課題は、簡単な制御でファンフィルタユニットの消費電力を低減することにある。

この発明は、クリーンルーム用の自動倉庫であって、
物品を収容する棚と、
棚の間口へクリーンエアを送風する複数のファンフィルタユニットと、
自動倉庫内で物品を搬送する倉庫内搬送装置と、
前記ファンフィルタユニットと倉庫内搬送装置とを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは前記棚を物品の入庫位置が属する清浄エリアと省エネエリアとに区分し、清浄エリアへのクリーンエアの送風量を省エネエリアに比べて大きくするように、前記複数のファンフィルタユニットを制御する機能を備えていることを特徴とする。

この発明では、物品の入庫位置が含まれるように清浄エリアを決定して、他の省エネエリアに比べ、ファンフィルタユニットからの送風量を増す。このようにしてエリア単位でファンフィルタユニットからの送風量を制御すると、必要なエリアに充分なクリーンエアを供給しながら、ファンフィルタユニットの消費電力を低減できる。またファンの回転数制御の応答性が低くても制御でき、さらにエリア単位なので制御が簡単である。

好ましくは、物品の入庫位置の決定前に棚は清浄エリアと省エネエリアとに予め区分され、コントローラは物品の入庫位置を清浄エリアから決定する機能を備えている。このように棚を清浄エリアと省エネエリアとに予め区分しておき、清浄エリアから入庫位置を決定すると、クリーンエアの送風量を全体として少なくできる。

好ましくは、前記棚は間口間を仕切る壁を備え、前記コントローラは前記壁を境に棚を清浄エリアと省エネエリアとに区分するように構成されている。清浄エリアと省エネエリア間の気流は壁により制限され、コントローラは壁により清浄エリアと省エネエリアとを区分するので、清浄エリアのクリーン度を高く保つことができる。壁は好ましくは複数設けて、清浄エリアと省エネエリアとの区分を３段階以上に変更できるようにすることが好ましい。例えば棚の２個所に壁を設けて棚を例えば３エリアに区分すると、常時清浄エリアとして区分するエリアと、物品の保管量が増す際に清浄エリアに区分を変更する第１の省エネエリアと、物品の保管量がさらに増す際に清浄エリアに区分を変更する第２の省エネエリアとを設けることができる。

また好ましくは、倉庫内搬送装置はスタッカークレーンで、棚は上下方向に沿って複数の間口を備え、棚の上方の間口が清浄エリア、棚の下方の間口が省エネエリアとして区分されている。棚の下方の間口はスタッカークレーンが巻き上げる気流の影響を受けやすく、棚の上方の間口は巻き上げられた気流の影響を受けにくい。そこで棚の上方の間口を清浄エリアとすると、清浄エリアのクリーン度を容易に高く保つことができる。

好ましくはコントローラは、倉庫内搬送装置の移動開始位置（出発位置）から目的位置を含むエリアを清浄エリアとして区分する。このようにするとファンフィルタユニットからの送風量を倉庫内搬送装置の位置に追随して変更することができなくても、必要なエリアへのクリーンエアの送風量を増すことができる。

実施例の自動倉庫の要部平面図 実施例の自動倉庫の要部正面図 実施例の自動倉庫の要部側面図 第２の実施例の自動倉庫の要部側面図 第２の実施例の自動倉庫の要部平面図 スタッカークレーンの速度に基づいてファンフィルタユニットの送風量を変える変形例を示す波形図で、1)はスタッカークレーンの速度を、2)はファンフィルタユニットの送風量を示す。 第３の実施例の自動倉庫の要部平面図 第３の実施例でのファンフィルタユニットの送風量を示す波形図で、1)はスタッカークレーンの速度を、2)はファンフィルタユニットの送風量を示す。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

図１〜図８に、実施例とその変形とを示す。図１〜図３は最初の実施例を示し、図において２はクリーンルーム用の自動倉庫で、例えば左右一対の棚４，４を備え、棚は自動倉庫２の長手方向と上下方向とに沿ってそれぞれ複数の間口６に仕切られている。例えば棚４，４の背面に通気スペース８が設けられて、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ)９が例えば間口６毎に設けられている。図２では、１間口毎に１個のＦＦＵ９が設けられているように示すが、間口６当たりに複数個のＦＦＵ９を設けても良く、あるいは複数の間口６に対し１個のＦＦＵ９を設けても良い。間口６の背面からカセット１８等の物品の出し入れを行う場合、ＦＦＵ９は例えば間口の側面、上面等に設ける。各間口６に棚受２０が設けられ、カセット１８の底面を支持する。なお棚受２０はカセット１８の底面の一部のみを覆い、棚４の上下の間口６，６間を気流が通過できる。なお棚４を１個のみ設けても良い。

棚４，４の間のスペースが走行スペース１０で、スタッカークレーン１２が走行し、１４はその走行用のレールである。スタッカークレーン１２は昇降台１６を備えて、フラットパネルディスプレイの基板を収容したカセット１８などの物品を搬送する。なお搬送する物品の種類は任意で、たとえは半導体ウェハー、レチクル等を収容したカセット、医薬品等を搬送しても良い。また昇降台１６には、スライドフォークあるいはスカラアーム等の図示しない移載装置が設けられている。スタッカークレーン１２は倉庫内搬送装置の例で、これに限るものではない。棚４，４を間口６の単位で高さ方向に区切ったものを段と呼ぶと、棚４，４の段毎にレールを設けて、段毎に搬送用の台車を走行させても良い。

図１〜図３の実施例では、棚４，４は例えば上下２段から成り、上側の段が清浄エリア２２で、下側の段が省エネエリア２４と区分されている。なお棚４，４が３段以上の場合、例えば上側の２段もしくは１段等を清浄エリアとし、下側の１段もしくは２段等を省エネエリアとする。清浄エリア２２と省エネエリア２４との区分は固定的なものである必要はなく、自動倉庫２でのカセット１８の保管個数が増すと、省エネエリア２４のうちの一部もしくは全体を清浄エリア２２としてもよい。またカセット１８の保管個数が減ると、清浄エリア２２のうちの一部を省エネエリア２４としてもよい。

省エネエリア２４の棚受２０は塵埃で汚染されていることがあるが、清浄エリア２２に変更し、所定時間以上ＦＦＵ９からクリーンエアを多量に供給すると、塵埃は除去される。実施例では、基板を収容したカセット（実カセット）も空カセットも共に清浄エリア２２を入庫位置とするように制御するが、実カセットのみを清浄エリア２２に入庫し、空カセットは省エネエリア２４に入庫するようにしても良い。この場合、省エネエリア２４に置かれた空カセットは塵埃で汚染されることがあるが、物品を収容する前に清浄エリア２２に移して所定時間以上保管し、クリーンエアにより塵埃を除くことが好ましい。

２６はコントローラで自動倉庫２を制御し、特にクレーン制御部２７によりスタッカークレーン１２を制御すると共に、ファンフィルタユニット制御部２８によりＦＦＵ９を制御する。そして清浄エリア２２と省エネエリア２４との区分では、棚４の上段の間口は清浄エリア２２として指定され、下段にカセット１８を収容する必要がない場合は、下段全体を省エネエリア２４とし、下段にカセット１８を収容する必要性が生じると、省エネエリア２４の一部あるいは全部を清浄エリア２２に変更する。

コントローラ２６は、棚４のどの間口６にどのカセット１８が保管されているかの在庫ファイルを備えている。コントローラ２６は、自動倉庫２の外部からカセット１８を入庫する場合、あるいは自動倉庫２の内部でカセット１８の位置を変える場合、カセットの入庫位置を清浄エリア２２から決定する。そしてファンフィルタユニット制御部２８は、清浄エリア２２へのクリーンエアの送風量を省エネエリア２４での送風量よりも多くする。極端な場合、省エネエリア２４でのクリーンエアの送風量は０としても良い。

以上のようにすると、清浄エリア２２をクリーンに保てばよいので、クリーンエアの送風量と消費電力とを低減しながら、カセット１８をクリーンな環境に保管できる。またＦＦＵ９からの送風量はエリア２２，２４単位で制御するので、制御が簡単である。特にスタッカークレーン１２の位置と走行速度などに追随して、ＦＦＵ９からの送風量を変更する必要がない。従ってＦＦＵ９の送風量の制御への応答性が低くても良い。

図４，図５は第２の実施例のクリーンルーム用の自動倉庫３２を示し、特に指摘した点以外は図１〜図３の実施例と同様で、同じ符号は同じものを表す。３４は通気性のない壁で、鉛直方向に沿って設けられており、走行スペース１０を除いて、図４，図５での自動倉庫３２内の左右方向の気流を遮断する。そして壁３４により、棚４，４は清浄エリア３６と省エネエリア３８とに区分される。

例えば図４，図５の場合、棚４，４が２個あり、棚４当たりで２枚の壁３４，３４を設けると、全体として棚４，４は６個のエリアに区分され、例えばそのうち２個のエリアが清浄エリア３６とされ、他のエリアが省エネエリア３８とされている。なお図４，図５では、清浄エリア３６，３６を向かい合うように設けたが、必ずしもその必要はない。そして自動倉庫３２に収容するカセット１８の数に応じて、省エネエリア３８と清浄エリア３６との区分を壁３４で仕切られたエリア単位で変更する。このようにするとカセット１８の収容数に応じて、清浄エリア３６と省エネエリア３８とに区分でき、清浄エリア３６のみを集中的に清浄にすればよい。

各実施例では、清浄エリア２２，３６と省エネエリア２４，３８との区分によりＦＦＵ９からの送風量を決定し、スタッカークレーン１２の位置及び速度等を送風量の制御には反映させなかった。これは、ＦＦＵ９の送風量は急速には切り換えられないことと、制御を単純化することのためである。スタッカークレーン１２の速度に応じて、ＦＦＵ９からの送風量を変えるようにした変形例を図６に示す。クレーン制御部２７によりスタッカークレーン１２の走行を開始させる前に、コントローラ２６は清浄エリアと省エネエリアの双方に対し、送風量Ｑを増加させる。そして送風量Ｑが増加した後にスタッカークレーン１２の走行を開始させ、スタッカークレーン１２が停止させた後も、走行により巻き上げられた空気が図示しない排気口から排気されるまで遅延時間を置いて、ＦＦＵ９からの送風量Ｑを低下させる。この制御ではスタッカークレーン１２の位置と速度自体は送風量制御に反映していないので、スタッカークレーンの位置等に追随しながら送風量Ｑを変える必要はない。従って簡単な制御でクリーン度を高く保つことができる。しかしながらスタッカークレーン１２の走行を開始する前に、ＦＦＵ９の送風量Ｑが増加するのを待つ必要があるため、遅れが発生する。

図７，図８は第３の実施例のクリーンルーム用の自動倉庫４２を示し、特に指摘した点以外は図１〜図３の実施例と同様で、同じ符号は同じものを表す。図１〜図３の実施例では、棚４，４，を上層と下層とに分け、上層を清浄エリア２２，下層を省エネエリア２４とした。これに対して図７，図８の実施例では、スタッカークレーン１２の移動開始位置（From位置）から目的位置(To位置)を含むエリアを清浄エリア４４とし、それ以外のエリアを省エネエリア４６とする。移動開始位置と目的位置はスタッカークレーン１２の１回の移動毎に定め、スタッカークレーン１２が走行せずに昇降台１６が昇降のみを行う場合、移動開始位置と目的位置とは同じ位置とする。そして移動開始位置と目的位置とに対し、図７の左右方向、即ちスタッカークレーン１２の走行方向に沿って、所定のマージン、ここでは１間口分のマージンを加えたものを、清浄エリア４４とする。走行方向前方のマージンと後方のマージンは同じである必要はない。

図８の実線で清浄エリア４４でのＦＦＵ９の送風量Ｑを示し、破線で省エネエリアでの送風量を示し、この送風量は一定である。清浄エリア４４と省エネエリア４６は、最初はいずれも送風量が少なく、スタッカークレーン１２が起動する前に清浄エリアでの送風量を増加させ、この間に例えば１０〜２０秒程度が必要である。清浄エリアでＦＦＵ９の送風量が所定値まで増加すると、スタッカークレーンを起動し、スタッカークレーンが目的位置Ｔｏで停止した後、走行風が収まるまでの遅延時間を待って、清浄エリア４４での送風量を低下させる。自動倉庫４２での汚染の原因の１つはスタッカークレーン１２の走行であり、図７，図８の実施例ではその影響が及ぶ範囲を局所的に清浄エリア４４として集中的にクリーンエアを供給する。ＦＦＵ９は送風量の変更に時間がかかるので、スタッカークレーン１２の起動前に送風量を所定値まで増加させ、スタッカークレーン１２が停止した後も巻き上げられた空気が残るので、これが排除されるまで送風量を高い値に保つ。

実施例では棚４を上下に区分する例、棚４を壁３４で左右に区分する例、スタッカークレーン１２の走行範囲を基準として棚４を区分する例の３通りを示したが、これらの区分を組み合わせても良い。例えば図４，図５の実施例において、壁３４で仕切られた所定の範囲の上層の間口を清浄エリアとしても良い。また図１〜図３の実施例において、上層の間口のうちで、スタッカークレーン１２の移動開始位置Ｆｒｏｍと目的位置Ｔｏとを含む所定の範囲を清浄エリアとしてもよい。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) 清浄エリア２２，３６，４４に対し集中的にクリーンエアを供給するので、ＦＦＵ９の消費電力を低減できる。
(2) 図１〜図５の各実施例のように、清浄エリア２２，３６をスタッカークレーン１２の移動範囲と無関係に設定すると、ＦＦＵ９の送風量変更に時間がかかっても良い。このためスタッカークレーン１２の位置あるいは速度などに応じて絶えず送風量を変更する場合に比べ、簡単な制御で確実な効果が得られる。
(3) スタッカークレーン１２の移動範囲に基づいて清浄エリア４４を定めると、簡単な制御で良く、かつＦＦＵ９の送風量変更に時間がかかっても良い。
(4) (3)の場合で、スタッカークレーン１２の起動前に送風量を増すと、送風量変更に時間がかかるＦＦＵ９でも汚染が生じにくい。またスタッカークレーンの停止後も遅延時間の間送風量を高い値に保つと、スタッカークレーン１２の走行で巻き上げられた空気の影響を避けることができる。

２，３２，４２ 自動倉庫
４ 棚
６ 間口
８ 通気スペース
９ ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）
１０ 走行スペース
１２ スタッカークレーン
１４ レール
１６ 昇降台
１８ カセット
２０ 棚受
２２，３６，４４ 清浄エリア
２４，３８，４６ 省エネエリア
２６ コントローラ
２７ クレーン制御部
２８ ファンフィルタユニット制御部
３４ 壁

Claims (5)

1. クリーンルーム用の自動倉庫であって、
   物品を収容する棚と、
   棚の間口へクリーンエアを送風する複数のファンフィルタユニットと、
   自動倉庫内で物品を搬送する倉庫内搬送装置と、
   前記ファンフィルタユニットと倉庫内搬送装置とを制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは前記棚を物品の入庫位置が属する清浄エリアと省エネエリアとに区分し、清浄エリアへのクリーンエアの送風量を省エネエリアに比べて大きくするように、前記複数のファンフィルタユニットを制御する機能を備えていることを特徴とする、クリーンルーム用の自動倉庫。
2. 物品の入庫位置の決定前に棚は清浄エリアと省エネエリアとに予め区分され、前記コントローラは物品の入庫位置を清浄エリアから決定する機能を備えていることを特徴とする、請求項１のクリーンルーム用の自動倉庫。
3. 前記棚は間口間を仕切る壁を備え、前記コントローラは前記壁を境に棚を清浄エリアと省エネエリアとに区分するように構成されていることを特徴とする、請求項２のクリーンルーム用の自動倉庫。
4. 前記倉庫内搬送装置はスタッカークレーンで、前記棚は上下方向に沿って複数の間口を備え、棚の上方の間口が清浄エリア、棚の下方の間口が省エネエリアとして区分されていることを特徴とする、請求項２のクリーンルーム用の自動倉庫。
5. 前記コントローラは、倉庫内搬送装置の移動開始位置から目的位置を含むエリアを清浄エリアとして区分することを特徴とする、請求項１のクリーンルーム用の自動倉庫。

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