JP5470691B2 - 保管庫及び保管庫付き搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体素子製造用の各種基板を収容するＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅn Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の荷を、軌道上で搬送する搬送システムにおいて、軌道に隣接した位置で荷を一時的に保管するストッカ（或いはスタッカ）等の保管庫、及びこのような保管庫を具備してなる保管庫付き搬送システムの技術分野に関する。

この種の保管庫は、例えばビークル等の搬送車が走行する軌道に隣接して敷設され、保管庫内には、搬送車により搬送される荷を多数個保管するように多数の棚部分が設けられる。更に、このような保管庫内と搬送車との間における荷の受け渡し或いは出し入れ（即ち、出入庫）を行うための“ポート”と指定の棚部分との間における荷の搬送（即ち、保管庫内搬送）を行うための、ストッカロボット、ストッカクレーン等と称される保管庫内搬送装置が設けられる。特にストッカロボット等により、縦横無尽に広がる多数の棚部分を含む保管庫内における搬送が可能とされており、例えば数十個から数百個といった多数個の荷の出入庫及び保管が可能とされており、数トンから十数トン級の重さの大型保管庫も実用化されている（特許文献１及び２参照）。

他方、この種の保管庫には、鉛直方向に多数段並べられた棚部分の脇に沿って昇降可能な昇降台上に直接、天井吊り下げ型の搬送車から荷が移載される比較的小型の保管庫もある。この保管庫では、出庫の際には、昇降台上から直接、荷が搬送車へと移載される（特許文献３参照）。

特開２００６−０４９４５４号公報 特開２００３−１８２８１５号公報 特開２００４−２３８１９１号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び２記載の保管庫によれば、保管庫のメンテナンスをするために、保管庫の周囲には１ｍ程のスペースを確保しておく必要がある。このため、軌道に沿って配置される、保管庫同士の間や保管庫と製造装置等との間には、メンテナンスを行う時以外には無駄なスペースが空いてしまう。しかも、保管庫は、工場内における大型設備の一つとして、工場内に各種部品を持ち込み、組み立て、据え付ける必要がある。更に、ストッカロボット等の保管庫内搬送装置は、制御及び構造が基本的に複雑高度であり、高コストであると共にメンテナンスにも手間やコストがかかるという技術的問題点がある。

他方、上述した特許文献３記載の保管庫によれば、昇降台そのものが出入庫用のポートとなり、入庫の際に搬送車から吊り下げて昇降台上まで位置決めしつつ荷を下ろす或いは出庫の際に搬送車により昇降台上から吊り上げるのに時間がかかる。特に、昇降台が上方にある受け渡し位置になければ、昇降台をその位置まで移動させる時間がかかり、下方にある昇降台で受け渡しするのも困難である。そして特に、このように時間のかかる出入庫作業中により昇降台は独占使用されるので、昇降台を使って他の荷を保管庫内搬送することは不可能である。加えて、ローラ、ベルト、ガイド等を組み合わせて、このような昇降台上で出入庫する機構では、昇降台及び荷を位置決めしつつ高速で出入庫及び保管庫内搬送を行うのは根本的に困難であるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、軌道に沿った小さいスペースにも配置可能であり、メンテナンスが容易であり、簡単な構成により効率良く荷を出入庫すること或いは効率良く保管庫内搬送することを可能ならしめる保管庫、及びこのような保管庫を具備してなる保管庫付き搬送システムを提供することを課題とする。

本発明の保管庫は上記課題を解決するために、軌道上で荷を搬送する搬送車との間で前記荷の出入庫が行われる保管庫であって、前記荷を水平一方向に往復移動可能であると共に鉛直方向に往復移動可能な駆動手段と、該駆動手段により移動される荷を収容又は載置可能な棚部分を、前記鉛直方向に複数段に渡って段毎に前記水平一方向に複数有する棚とを備え、前記棚は、前記軌道の方位に対して前記水平一方向の方位が直交するように、前記軌道に対して配置される。

本発明の保管庫の一態様では、前記搬送車は、天井に敷設された前記軌道に沿って走行する天井走行車であり、前記棚は、前記軌道の下方に位置するように、前記軌道に対して配置される。

本発明の保管庫によれば、入庫時には、荷が、例えば天井走行車である搬送車から当該保管庫の出入庫ポートへ移載されると、この荷は、例えば鉛直駆動部及び水平駆動部を備える駆動手段によって所望の棚部分へと移動される。即ち、保管庫内搬送される。出庫時には、荷が駆動手段によって、所望の棚部分から保管庫内搬送される。その後、当該保管庫の出入庫ポートへ荷が移動されると、搬送車への移載が行われる。

本発明では特に、棚は、棚部分を、鉛直方向に複数段に渡って段毎に水平一方向に複数有し、駆動手段は、このような棚に対応して、荷を水平一方向に往復移動可能であると共に鉛直方向に往復移動可能である。従って、鉛直方向及び水平一方向という二軸運動によって、出入庫用のポート（又は他の棚部分）から、複数存在する棚部分のうち所望の棚部分へと、荷を保管庫内搬送可能となる。或いは、鉛直方向及び水平一方向という二軸運動によって、複数存在する棚部分のうち所望の棚部分から出入庫用のポート（又は他の棚部分）へと、荷を保管庫内搬送可能となる。

例えば、棚は、鉛直方向にｍ（但し、ｍは２以上の自然数）段、水平一方向にｎ（但し、ｎは２以上の自然数）列、且つこれに垂直である残る水平一方向（以下単に「厚み方向」と称する）には１列のみといった具合に、薄い平板形状となるように、全体の骨格が構成される。

ここで一般に軌道が敷設される半導体製造工場などの工場内では、限られたスペース内で各種工程を行うことや、軌道を短くして工程間移動のスピードアップを図ることなどの基本要請に沿うべく、軌道に沿って各種工程を受け持つ装置、当該保管庫とは異なるストッカなどが、所狭しと敷設されている場合がある。逆に言えば、軌道に沿って敷設すべき装置等の設計は、なるべく隙間がなくなるように行われる場合がある。他方で、ストッカ或いはスタッカなどと称される保管庫は、基本的に大型であり且つ設備の一部として工場内にて組み立てられるものであり、組み建て後の変更は、容易でなく、しかも、隙間をあけないようにとの当初の設計も困難きわまりない。或いは、伝統的な大型保管庫であれば、その周囲にメンテナンス用のスペースが、例えば軌道に沿って１ｍずつ程度空けられている。言い換えれば、このようなメンテナンス用のスペースも含めて、軌道に沿って隙間なく装置等が配置されている。このスペースは、メンテナンス時を除けば無駄なスペースとも呼べる。

しかるに、本発明によれば、棚は、軌道の下方に位置するように且つ軌道の方位に対して、水平一方向の方位が交わるように、好ましくは直交するように、軌道に対して配置される。このため、工場内に敷設された軌道に沿った方向における各種装置等間の隙間に、本発明に係る保管庫を挿入する形で配置でき、極めて便利である。言い換えれば、軌道に沿って敷設される装置等間に、多少の隙間が空くような設計でも、本発明の保管庫を利用すれば、十二分に許容範囲となり得る。しかも、保管庫内搬送は、上述の如く厚み方向には薄く広がる、即ち複数段に渡って且つ各段に複数ある棚部分を有する棚に対する、二軸方向の運動によって、極めて効率的に行われる。特に、厚み方向には薄くとも、各段に複数ある棚部分間の移動については、鉛直方向の移動を停止した状態で、水平一方向の移動によって、可能となる。しかも、同一段に一つずつ棚部分を設ける場合と比較して、保管容量を向上できると共に２軸移動をより有効に活用することができ、搬送効率をも向上できる。

同時に、厚み方向には薄くとも、複数段に渡る棚部分間の移動については、鉛直方向への移動が可能となる水平一方向位置まで荷を移動した後に、かかる水平一方向の移動を停止し、この状態で、鉛直方向の移動を行い、更に、その後における水平一方向の移動によって、可能となる。

他方で、保管庫のメンテナンス時には、このように薄型の保管庫を、軌道に交わる方向に引き出して、各種装置等が所狭しと配置された軌道付近から離間させるようにすれば、メンテナンス用のスペースを容易にして構築できる。伝統的な保管庫のように保管庫周囲に１ｍ程度のメンテナンス用スペースを設ける必要がない。この際特に、薄型である保管庫全体を移動可能に構成することも、その重量的には実践的な意味で十分に可能である。

以上のように、搬送車の軌道に沿った比較的小さい隙間にも、当該保管庫を挿入する形で配置できる。この際、棚は厚み方向に薄くとも収容効率は極めて高く、しかも搬送効率も極めて高い。加えて、隙間の幅に合わせて当該薄い保管庫を厚み方向に複数並べて配置することも可能となる。更に、小型化を図ることで、保管庫全体を移動可能とすることもでき、特にメンテナンスも容易となる。例えば、当該保管庫は、鉛直方向及び水平一方向に広がりを持つと共に厚み方向については、極めて薄く構成する（例えば、一個の荷の幅に若干の機構用の幅を加えた厚みと同程度まで薄くする）ことも可能であり、この厚みの隙間に挿入可能となる。

本発明の保管庫の他の態様では、前記駆動手段は、前記荷を支持可能な支持部と、前記支持部を水平一方向に往復移動可能な水平駆動部と、前記支持部を鉛直方向に往復移動可能な鉛直駆動部とを備え、前記棚は、前記棚部分として、前記段毎に、前記水平駆動部により到達可能な水平位置に複数設けられると共に、前記支持部との間で前記荷を相互に移載可能に夫々構成されている載置面を有する。

この態様では、前記支持部は、前記荷をその底側から支持可能な第１載置面を有する載置部であり、前記載置面は、前記第１載置面との間で前記荷を相互に移載可能に構成されている第２載置面である。

この態様によれば、入庫時には、例えば、搬送車から出入庫用のポートとして機能する第２載置面上に荷が移載される。続いて、ポートとして機能する第２載置面上に移載された荷は、２軸方向に移動可能な載置部の第１載置面に載置される。例えば、第１及び第２載置面は、荷の底面における相異なる部分（典型的には、中央寄り部分と周辺寄り部分）を支持するように構成されており、どちらか一方で荷を支持することが可能である。載置部が、ポートとして機能する第２載置面が存在する鉛直位置且つ水平位置に移動された際に、ポートとして機能する第２載置面に代わって、第１載置面で支持することで、第２載置面から第１載置面への移載が行われる。典型的には、鉛直駆動部により第１載置面が第２載置面より高くなるまで移動されることで、荷は、第１載置面によって支持されることとなる。これにより、入庫時における保管庫内搬送が開始される。ここでは、鉛直駆動部及び水平駆動部による簡単な２軸動作によって、棚におけるいずれの第２載置面にも迅速に保管庫内搬送が可能である。

続いて、載置部が、保管に使用しようとする第２載置面が存在する鉛直位置且つ水平位置に移動された際には、第１載置面に代わって、第２載置面で支持することで、第１載置面から第２載置面への移載が行われる。典型的には、鉛直駆動部により第１載置面が第２載置面より低くなるまで移動されることで、荷は、第２載置面によって支持されることとなる。これにより、入庫時における保管庫内搬送が終了され、棚での保管が開始される。

他方、出庫時には、載置部が、出庫しようとする荷が載置されている第２載置面が存在する鉛直位置且つ水平位置に移動される。続いて、第２載置面に代わって、第１載置面で支持することで、第２載置面から第１載置面への移載が行われる。典型的には、鉛直駆動部により第１載置面が第２載置面より高くなるまで移動されることで、荷は、第１載置面によって支持されることとなる。これにより、出庫時における保管庫内搬送が開始される。続いて、載置部が、ポートとして機能する第２載置面が存在する鉛直位置且つ水平位置に移動される。ここでは、鉛直駆動部及び水平駆動部による簡単な２軸動作によって、いずれの第２載置面からでも迅速に保管庫内搬送が可能である。

続いて、第１載置面に代わってポートとして機能する第２載置面で支持することで、第１載置面からポートとして機能する第２載置面への移載が行われる。典型的には、鉛直駆動部により第１載置面が第２載置面より低くなるまで移動されることで、荷は、第２載置面によって支持されることとなる。これにより出庫時における保管庫内搬送が終了され、ポートから搬送車への移載が可能な状態となる。

その後、既に出入庫用のポートに対面する軌道上位置にて待機していた又は次にこの位置に到着する搬送車によって、このポートから搬送車への移載が行われる。

以上の結果、駆動手段により２軸方向に動く載置部という比較的簡単な構成及び簡単な制御によって、保管庫内搬送を実行できる。しかも、搬送車及びポート間で移載を行っている最中に、駆動手段による保管庫内搬送も可能となるので、保管庫内における搬送効率についても飛躍的に向上される。

本発明の保管庫の他の態様では、前記棚は、前記棚部分のうちの少なくとも一つが、前記出入庫用のポートとして機能する。

本発明の保管庫の他の態様では、前記棚は、前記棚部分のうち前記棚の最上段にある少なくとも一つが、前記出入庫用のポートとして機能する。

この態様によれば、搬送車が、保管庫の上側に敷設された軌道上を走行する場合に、この搬送車から荷をポートへ移載する作業が簡単となる。同様に、ポートから搬送車に荷を移載する作業も簡単となる。尚、最上段に、二つの棚部分が存在するので、両方を夫々ポートとして機能させることも可能であり、片方のみをポートとして機能させることも可能である。

この態様では、前記軌道は、当該保管庫の上流側で分岐しており、前記棚は、前記軌道の下方に配置されており、前記棚部分のうち前記棚の最上段に位置する二つが、前記分岐された後における前記軌道に対して、前記ポートとして夫々機能してもよい。

このように構成すれば、出入庫用のポートが、保管庫の最上段に二つ存在するので、入庫作業（即ち、搬送車からポートへの移載）を二箇所で並行して行ったり、出庫作業（即ち、ポートから搬送車への移載）を二箇所で並行に行ったり、入庫作業と出庫作業を並行に行ったりが可能となり、移載効率が顕著に向上し得る。しかも、この際、厚み方向に薄いと共に二軸方向の移動により保管庫内搬送が可能であるという、本発明に係る保管庫の特性を犠牲にすることもない。

本発明の保管庫付き搬送システムは上記課題を解決するために、上述した本発明に係る保管庫（但し、その各種態様を含む）と、前記軌道と、前記搬送車とを備える。

本発明の保管庫付き搬送システムによれば、上述した本発明に係る保管庫を有するので、保管庫内においては、収容効率は極めて高く、しかも搬送効率も極めて高い。また、保管庫全体を移動可能とすることもでき、特にメンテナンスも容易となる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞

先ず、第１実施形態に係る保管庫の構成について図１から図３を参照して説明する。ここに図１は、第１実施形態に係る保管庫を備える搬送システムの外観を示す斜視図であり、図２は、図１の保管庫の内部構造を模式的に示す断面図であり、図３は、本実施形態に係る第１及び第２載置面の、荷に対する係合状態を示す断面図である。

図１において、搬送システム１００は、レール１、搬送車２、ストッカ１０、及びコントローラ２０を備える。搬送システム１００は、搬送車２を駆動して、レール１上でＦＯＵＰ３の搬送を行う。レール１は、本発明に係る「軌道」の一例として、搬送車２が走行するための軌道の役割を果たす。

搬送車２は、例えばリニアモータにより駆動されるＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）（天井走行車）であり、ストッカ１０や図示しない製造装置、ＯＨＴバッファ、大型ストッカ等に、ＦＯＵＰ３を搬送する。搬送車２は、内部に、鉛直方向に移動するホイスト２ａを有している。

ホイスト２ａは、搬送時に、搬送されるＦＯＵＰ３のフランジ４を、例えば挟持機構により保持する。ホイスト２ａは、搬送車２の本体に備えられた、例えば巻き取りベルト及び巻き出しベルト等の昇降機構により、レール１の下方にて鉛直方向に昇降可能に構成されている。ホイスト２ａは、ストッカ１０との間でＦＯＵＰ３の出庫又は入庫を行う際に、ストッカ１０の出入庫用のポートの上方位置まで移動し、更にポートまで下降した位置にて、フランジ４を保持又は解放する。この下降した位置では、ＦＯＵＰ３の底面が後述の第２載置面（即ちポートの床面）に接触する。

図１及び図２に示すように、ＦＯＵＰ３は、本発明に係る「荷」の一例として、ストッカ１０内で、搬送車２に対する出入庫、及び保管位置の調整等のために搬送（即ち保管内搬送）される。

図３に示すように、ＦＯＵＰ３は、底面に、凹部５及び凹部６を有している。凹部５は、後述の棚１５に設けられた凸部１６に対応するサイズに形成されている。一方、凹部６は、後述の載置部１１に設けられた凸部１２に対応するサイズに形成されている。

再び図１において、コントローラ２０は、例えば半導体素子製造の工程スケジュールに基づいて、搬送車２及びストッカ１０に対して、ＦＯＵＰ３の搬送及び出入庫（保管庫内搬送を含む）を指示する。この指示に応答して、搬送車２及びストッカ１０が駆動され、搬送車２に搬送されるＦＯＵＰ３に各種処理が施されることで、半導体素子が製造される。

（保管庫単体）

ストッカ１０は、本発明に係る「保管庫」の一例として、レール１に隣接して敷設され、ＦＯＵＰ３を複数保管する。

図２において、ストッカ１０は、載置部１１、水平駆動部１３、及び鉛直駆動部１４から構成される保管庫内搬送装置、並びに複数の棚１５を備える。保管庫内搬送装置は、複数の棚１５の間でＦＯＵＰ３を移載する。この移載により、ＦＯＵＰ３が複数の棚１５のうち特定の棚（即ち、保管用棚）に載置されることで、ＦＯＵＰ３がストッカ１０内に保管される。或いは、後に詳述するように、出入庫用のポートとして機能する棚１５まで移載される。

載置部１１は、複数の棚１５の間でＦＯＵＰ３を移載するために、水平駆動部１３により水平一方向に、且つ鉛直駆動部１４により鉛直方向に移動される。載置部１１は、上面に第１載置面１１ａを有している。第１載置面１１ａは、移載時に、ＦＯＵＰ３の底面に接触し、ＦＯＵＰ３をその底側から支持する。第１載置面１１ａには、支持部材として、凸部１２が形成されている。図３（ｂ）に示すように、凸部１２は、ＦＯＵＰ３の凹部６に対応するサイズに形成されており、移載時に、この凹部６に係合される。

再び図２において、水平駆動部１３は、本発明に係る「駆動手段」の一例として、例えば図示しないモータにより、水平一方向に延びる水平ガイド１７上で、駆動される。水平駆動部１３は、載置部１１と連結されており、載置部１１を水平ガイド１７に沿って、水平一方向Ｄ１に往復移動させる。

鉛直駆動部１４は、本発明に係る「駆動手段」の一例として、例えば図示しないモータにより、鉛直方向に延びる鉛直ガイド１８上で、駆動される。鉛直駆動部１４には、水平ガイド１７の中央部が固定されている。鉛直駆動部１４は、この水平ガイド１７を鉛直ガイド１８に沿って、鉛直方向Ｄ２に往復移動させる。この往復移動時に、載置部１１は、水平ガイド１７の中央部に位置する。このように、載置部１１は、水平駆動部１３及び鉛直駆動部１４により、鉛直方向及び水平一方向の２軸方向に移動される。

複数の棚１５は、鉛直方向に７段、水平一方向に２列、且つ厚み方向に１列として、合計１４個の棚から構成されており、これら１４個の棚１５の間を載置部１１が移動することで、ＦＯＵＰ３の移載が行われる。各棚１５は、上面に第２載置面１５ａを有しており、この第２載置面１５ａに、ＦＯＵＰ３が載置される。第２載置面１５ａには、支持部材として、凸部１６が形成されている。図３（ａ）に示すように、凸部１６は、ＦＯＵＰ３の凹部５に対応するサイズに形成されており、載置（保管）時に、この凹部５に係合される。

再び図２において、１４個の棚１５のうち１つの棚（言い換えれば、これが有する第２載置面１５ａ）は、搬送車２との間でＦＯＵＰ３を受け渡しするための、出入庫用のポートとして機能する。ポートに設定される棚１５は、最上段に存在する２つの棚のうち一方の棚（図２では、二点鎖線で示されるエリアＰ１に位置する棚）であり、この上方及び側方に位置するストッカ本体１０ａは、ＦＯＵＰ３が出入庫可能に開放されている。

尚、ポートに設定される棚１５だけでなく、この棚１５に加えて、エリアＰ１に移動される載置部１１を、ポートとして機能させてもよいし、この載置部１１のみを、ポートとして機能させてもよい。この場合、エリアＰ１に棚１５を設置せずに、ＦＯＵＰ３を載置していない載置部１１がエリアＰ１に配置されると、ＦＯＵＰ３が搬送車２から直接入庫される。又は、ＦＯＵＰ３を載置している載置部１１がエリアＰ１に配置されると、ＦＯＵＰ３が搬送車２に直接出庫される。

ストッカ１０の配置について、ポートに設定される棚１５が、レール１の下方に配置される。具体的に、載置部１１が移動される水平一方向の方位が、レール１の方位に対して直角に交わる。

次に、本実施形態に係る第１及び第２載置面の形体について図４（ａ）を参照して説明する。ここに図４（ａ）は、本実施形態に係る載置部の水平一方向への動作状態を示す、平面図である。図４（ａ）は、具体的には、図２におけるＡ１−Ａ１断面に相当しており、ストッカ１０の最上段に設置される、２列の棚１５（第２載置面１５ａ）を示している。

図４（ａ）に示すように、ストッカ１０の上面側から視て、第２載置面１５ａは、馬蹄のようにＵ字形に形成され、第１載置面１１ａは、そのＵ字形の中央を埋める島のように四角形に形成されている。従って、第１及び第２載置面１１ａ，１５ａは、相互に相補の平面形状を有している。このような第１及び第２載置面１１ａ，１５ａの間で、ＦＯＵＰ３の移載が行われる。

尚、図３及び図４（ａ）に示した例では、平面的に見て、第１載置面１１ａの方が、第２載置面１５ａの内側に位置しており、外径が小さい。しかしながら、逆に、第１載置面１１ａの方が、第２載置面１５ａの外側に位置しており、外径が大きくなるように両者は、構成されてもよい。この場合、図４（ａ）に示される第１及び第２載置面の形体の変形例として、図４（ｂ）に示すように、例えばストッカ３０の上面側から視て、第１載置面３１ａが馬蹄のようにＵ字形に形成され、第２載置面３５ａが、そのＵ字形の中央を埋める島のように四角形に形成されている。このように、上下左右に移動される第１載置面３１ａを大きくした方が、ＦＯＵＰ３を載置部３１に載せての保管庫内搬送の際における安定性が増し、ＦＯＵＰ３の落下防止やガタツキ防止に役立つ。

（保管庫内搬送動作）

次に、本実施形態に係る保管庫内の荷の移載、即ち保管庫内搬送の動作について、引き続き図２から図４を参照して説明する。

図２及び図４において、搬送車２により入庫され、エリアＰ１の第２載置面１５ａに載置されているＦＯＵＰ３を、同段のもう１つの第２載置面１５ａ（図２及び図４では、エリアＰ２で示される）に移載する。この場合に、先ず、エリアＰ３の第２載置面１５ａへのＦＯＵＰ３の移載を終えた載置部１１（図２では、破線で示される）が、エリアＰ１の第２載置面１５ａの直下に移動される。この際、載置部１１が、水平駆動部１３により水平ガイド１７の略中央に移動された後、鉛直駆動部１４により鉛直ガイド１８に沿って所定の鉛直位置に移動される。この所定の鉛直位置は、エリアＰ１の第２載置面１５ａよりも下方である。この後、所定の鉛直位置にある載置部１１が、水平駆動部１３により水平ガイド１７に沿って所定の水平位置（図２では、実線で示される）に移動される。図３（ａ）に示すように、この所定の水平位置は、ＦＯＵＰ３の凹部６の鉛直下方向に、載置部１１の凸部１２が存在する位置である。

所定の鉛直位置且つ水平位置に移動された載置部１１は、鉛直駆動部１４により上昇される。この上昇により、第１載置面１１ａが第２載置部１５ａの中央を通過して、図３（ｂ）に示すように、第２載置面１５ａよりも高くなる。この時、エリアＰ１における凹部５及び凸部１６の係合が外れ、第２載置面１５ａに代わって、第１載置面１１ａでＦＯＵＰ３が支持されると共に、載置部１１の凸部１２及びＦＯＵＰ３の凹部６が相互に係合されることで、ＦＯＵＰ３が第２載置面１５ａから第１載置面１１ａへ移載される。

ＦＯＵＰ３が移載された載置部１１は、エリアＰ２の第２載置面１５ａの直上に移動される。この際、載置部１１が、水平駆動部１３により水平一方向の所定の水平位置に移動される。この所定の水平位置は、エリアＰ２の第２載置面１５ａの凸部１６の鉛直上方向に、ＦＯＵＰ３の凹部５が存在する位置である。所定の水平位置に移動された載置部１１は、鉛直駆動部１４により下降される。この下降により、第１載置面１１ａがエリアＰ２の第２載置部１５ａの中央を通過して、図３（ａ）に示すように、第２載置面１５ａよりも低くなる。この時、エリアＰ２における凸部１２及び凹部６の係合が外れ、第１載置面１１ａに代わって、第２載置面１５ａでＦＯＵＰ３が支持されると共に、ＦＯＵＰ３の凹部５及び第２載置面１５ａの凸部１６が相互に係合されることで、ＦＯＵＰ３が第１載置面１１ａから、エリアＰ２の第２載置面１５ａへ移載される。これにより、ポートに設定されるエリアＰ１から、エリアＰ２へのＦＯＵＰ３の移載動作が完了される。尚、この移載工程を逆の順序で行えば、エリアＰ２からエリアＰ１への移載動作となる。従って、上述のポートを介する移載動作は、搬送車２及びストッカ１０の間でのＦＯＵＰ３の出入庫動作でもある。

このように、本実施形態のストッカ１０によれば、鉛直方向及び水平一方向に広がりを持ち、厚み方向については、ＦＯＵＰ３の一個分の厚みに水平駆動部１３及び鉛直駆動部１４に必要なスペースを含めて、極めて薄く構成される。このため、レール１に沿った比較的小さい隙間にも、配置可能である。また、２軸方向に移動する載置部１１が、ポート及び搬送車２の間の出入庫時に不要であり、その出入庫作業の妨げとならないので、簡単な構成により効率良くＦＯＵＰ３を出入庫すること或いは効率良く保管庫内搬送することが可能である。

尚、本実施形態では、ストッカ１０は、載置部１１が移動される水平一方向の方位が、レール１の方位に対して直角に交わるように、配置されるが、水平一方向の方位が、レール１の方位と平行になるように、配置されてもよい。

＜第２実施形態＞

次に、本発明の第２実施形態として、第１実施形態に係る保管庫の変形例について図５を参照して説明する。ここに図５は、第２実施形態に係る保管庫を備える搬送システムの外観を示す、図１と同趣旨の斜視図であり、具体的に、図５に示される保管庫では、出庫及び入庫用のポートが別々に設定されると共に、載置部が移動される水平一方向が、軌道と平行に配置される。尚、図５に示される搬送システムにおいて、図１に示される搬送システム１００と同等に構成される要素について、同一の番号を付し、その説明を省略する。

図５において、搬送システム２００は、レール１、搬送車２、及びストッカ４０を備える。搬送システム２００は、図１に示される搬送システム１００と同様に、搬送車２を駆動して、レール１上でＦＯＵＰ３の搬送を行う。搬送車２は、レール１上で搬送を行う際に、走行方向Ｄ３へ走行する。

ストッカ４０は、第１実施形態と同様の保管庫内搬送装置（図２から図５参照）、及び複数の棚１５を備える。複数の棚１５のうち、最上段の２つの棚１５（第２載置面１５ａ）は、出庫及び入庫用のポートとして機能する。最上段の２つの第２載置面１５ａのうち、入庫用のポートに設定される第２載置面１５ａは、走行方向Ｄ３の上流側に位置し、出庫用のポートに設定される第２載置面１５ａは、走行方向Ｄ３の下流側に位置する。これら第２載置面１５ａの上方及び側方に対向するストッカ本体４０ａは、ＦＯＵＰ３が出入庫可能に開放されている。

ストッカ４０は、出庫及び入庫用のポートに設定される２つの第２載置面１５ａが、レール１の下方に、且つレール１に沿うように、配置される。また、これら２つの第２載置面１５ａが配列される方位（言い換えれば、２つの第２載置面１５ａを、載置部が移動される水平一方向の方位）が、レール１の方位と平行になるように、配置される。

（出庫及び入庫用ポートを使用する出入庫動作）

次に、第２実施形態に係る保管庫及び搬送車の間の出入庫の動作について説明する。

図５において、ストッカ４０では、第１ＦＯＵＰ３ａの入庫、及びその第１ＦＯＵＰ３ａと異なる第２ＦＯＵＰ３ｂの出庫が、１台の搬送車２との間で、連続して行われる。この場合に、先ず、第１ＦＯＵＰ３ａを保持する搬送車２が、走行方向Ｄ３の上流側からストッカ４０に到達される。すると、搬送車２が、入庫用のポートに設定される第２載置面１５ａの直上で停止されると共に、第１ＦＯＵＰ３ａを保持するホイスト２ａが所定の鉛直位置に移動されると、このホイスト２ａから第１ＦＯＵＰ３ａが解放され、入庫用のポート（入庫用ポートに設定される棚１５の第２載置面１５ａ）に載置される。この載置により、第１ＦＯＵＰ３ａがストッカ４０に入庫される。この入庫の直後、或いは後述の第２ＦＯＵＰ３ｂの出庫の後、第１実施形態のストッカ１０と同様に、入庫された第１ＦＯＵＰ３ａの保管庫内搬送が行われる。

続いて、図５に示すように、第１ＦＯＵＰ３ａを解放した搬送車２が、走行方向Ｄ３へ走行される。搬送車２が、出庫用のポートに設定される第２載置面１５ａの直上で停止されると共に、ホイスト２ａが所定の鉛直位置に移動されると、このホイスト２ａに第２ＦＯＵＰ３ｂが保持される。この保持により、第２ＦＯＵＰ３ｂが出庫される。この出庫の直前、或いは搬送車２が出庫用のポートに到達するより前に、第１実施形態のストッカ１０と同様に、出庫予定の第２ＦＯＵＰ３ｂの保管庫内搬送が行われる。出庫の後、第２ＦＯＵＰ３ｂを保持する搬送車２が走行方向Ｄ３に走行される。これにより、一連の出入庫動作が完了される。

このように、第２実施形態のストッカ４０によれば、出庫及び入庫用のポートが別々に設けられており、搬送車２から入庫用のポートに、第１ＦＯＵＰ３ａが入庫された直後に、出庫用のポートから空荷の搬送車２に、第２ＦＯＵＰ３ｂが出庫されるので、出入庫の効率が極めて高められる。また、工場内の壁が邪魔をして、通常のストッカでは設置できないような場合に、載置部が移動される水平一方向の方位が、レール１の方位と平行になるように、ストッカ４０が配置されるので、薄く構成されるストッカの厚み方向の厚さ分だけ、壁からレールが離れていれば、問題なくストッカを配置できる。

尚、本実施形態では、出庫及び入庫用の２つのポートが、１つのレール１の下方に配置されるが、これら２つのポートが、相異なる２つのレールの下方に配置されてもよい。

＜第３実施形態＞

次に、本発明の第３実施形態として、第２実施形態に係る保管庫の配置の変形例について図６を参照して説明する。ここに図６は、第３実施形態に係る搬送システムの軌道を示す平面図であり、具体的に、第２実施形態の保管庫が備える２つのポートへの軌道を示す。尚、図６に示される搬送システムにおいて、図５に示される搬送システム２００と同等に構成される要素について、同一の番号を付し、その説明を省略する。

図６において、搬送システム３００は、レール１、搬送車２、及びストッカ４０を備える。搬送システム３００は、図示しないコントローラにより、搬送車２及びストッカ４０を制御して、レール１上でＦＯＵＰ３の搬送を行う。

レール１は、ストッカ４０の上流側（図６では、分岐点Ｐ１）で分岐しており、分岐点Ｐ１より下流側では、第１及び第２分岐レール１ａ，１ｂからなる。第１分岐レール１ａは、ストッカ４０に第１ＦＯＵＰ３ａを入庫するためのレールであり、第２分岐レール１ｂは、ストッカ４０から第２ＦＯＵＰ３ｂを出庫するためのレールである。

搬送車２は、入庫用の搬送車２ａ、及び出庫用の搬送車２ｂからなる。入庫用搬送車２ａは、分岐点Ｐ１以後、第１分岐レール１ａに沿って走行し、ストッカ４０より上流側から、その入庫用のポートまで第１ＦＯＵＰ３ａを搬送する。出庫用搬送車２ｂは、分岐点Ｐ１以後、第２分岐レール１ｂに沿って走行し、ストッカ４０の出庫用のポートから、その下流側へ第２ＦＯＵＰ３ｂを搬送する。

ストッカ４０について、最上段の２つの第２載置面１５ａは、出庫及び入庫用のポートとして機能する。入庫用ポートに設定される第２載置面１５ａは、第１分岐レール１ａの下方に位置し、出庫用ポートに設定される第２載置面１５ａは、第２分岐レール１ｂの下方に位置する。尚、２つの第２載置面１５は、出庫用ポート及び入庫用ポートとして別々に機能させずに、出入庫用ポートとして、同一の機能を有してもよい。

（２つのポートに２つのレールが対応される搬送システムの出入庫動作）

次に、第３実施形態に係る搬送システムの出入庫の動作について説明する。

図６において、搬送システム３００では、２つのポートに対応する２つのレール１ａ，１ｂを使用して、出入庫が並行に行われる。この場合に、先ず、搬送車２が分岐点Ｐ１に到達すると、搬送車２の分岐点Ｐ１以後の進路が制御される。搬送車２が入庫用搬送車２ａである場合に、入庫用搬送車２ａが第１分岐レール１ａに沿って走行され、ストッカ４０に到達される。すると、入庫用搬送車２ａが、入庫用ポートに設定される第２載置面１５ａの直上で停止されると共に、入庫用搬送車２ａが保持する第１ＦＯＵＰ３ａが、入庫用ポートに載置される。この載置により、第１ＦＯＵＰ３ａがストッカ４０に入庫される。この後、入庫用搬送車２ａが第１分岐レール１ａの下流へ走行される。

一方、搬送車２が出庫用搬送車２ｂである場合に、出庫用搬送車２ｂが第２分岐レール１ｂに沿って走行され、ストッカ４０に到達される。すると、出庫用搬送車２ｂが、出庫用ポートに設定される第２載置面１５ａの直上で停止されると共に、出庫用ポートに載置される第２ＦＯＵＰ３ｂが保持される。この保持により、第２ＦＯＵＰ３ｂが出庫用搬送車２ｂに出庫される。この後、出庫用搬送車２ｂが第２分岐レール１ｂの下流へ走行される。

このように、第３実施形態の搬送システムによれば、ストッカ４０の最上段に２つのポートを備えると共に、これら２つのポートに対応する２つのレール１ａ，１ｂに沿って複数の搬送車２が走行されるので、入庫作業と出庫作業を並行に行うことが可能となり、移載効率が顕著に向上し得る。

次に、保管庫の配置について図７を参照して説明する。ここに図７は、第１実施形態に係る保管庫の実用上の配置状態を示す平面図である。

図７に示すように、保管庫は、例えば半導体製造工場等の工場内で、軌道に沿って設置された製造装置等の装置間の隙間に、配置される。ストッカ１０の厚み方向の寸法は、製造装置９間の隙間に対応するように、設計されている。製造装置９間には、メンテナンス用のスペースＳ１が設けられている。このスペースＳ１に、ストッカ１０を挿入することで、メンテナンス時を除いて無駄なスペースとも呼べるスペースＳ１を有効活用する。複数の製造装置９、及びこれら製造装置９間に配置されるストッカ１０は、レール１に対して、載置部が移動される水平一方向が直角に交わるように、配置される。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う保管庫、及びこのような保管庫を具備してなる保管庫付き搬送システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。例えば上述した実施形態において、移載時に、ＦＯＵＰを底側から支持するような構成を例にとって説明したが、当該保管庫に対して、ＦＯＵＰの頂部に設けられたフランジを支持又は保持するような構成を採用してもよい。

第１実施形態に係る保管庫を備える搬送システムの外観を示す斜視図である。 第１実施形態に係る保管庫の内部構造を示す断面図である。 第１実施形態に係る第１及び第２載置面の係合状態を示す断面図である。 実施形態に係る載置部の水平一方向への動作状態を示す平面図である。 第２実施形態に係る保管庫を備える搬送システムの外観を示す斜視図である。 第３実施形態に係る搬送システムの軌道を示す平面図である。 第１実施形態に係る保管庫の実用上の配置状態を示す平面図である。

符号の説明

１…レール、２…搬送車（天井走行車）、３…ＦＯＵＰ（荷）、１０…ストッカ（保管庫）、１１…載置部（支持部）、１３…水平駆動部、１４…鉛直駆動部、１５…棚、１００…搬送システム

Claims (8)

1. 軌道上で荷を搬送する搬送車との間で前記荷の出入庫が行われる保管庫であって、
   前記荷を水平一方向に往復移動可能であると共に鉛直方向に往復移動可能な駆動手段と、
   該駆動手段により移動される荷を収容又は載置可能な棚部分を、前記鉛直方向に複数段に渡って段毎に前記水平一方向に複数有する棚と
   を備え、
   前記棚は、前記軌道の方位に対して前記水平一方向の方位が直交するように、前記軌道に対して配置され、
   当該保管庫は、前記軌道に沿って設けられる複数の半導体製造装置間の隙間に配される
   ことを特徴とする保管庫。
2. 前記搬送車は、天井に敷設された前記軌道に沿って走行する天井走行車であり、
   前記棚は、前記軌道の下方に位置するように、前記軌道に対して配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の保管庫。
3. 前記駆動手段は、
   前記荷を支持可能な支持部と、
   前記支持部を水平一方向に往復移動可能な水平駆動部と、
   前記支持部を鉛直方向に往復移動可能な鉛直駆動部と
   を備え、
   前記棚は、前記棚部分として、前記段毎に、前記水平駆動部により到達可能な水平位置に複数設けられると共に、前記支持部との間で前記荷を相互に移載可能に夫々構成されている載置面を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の保管庫。
4. 前記支持部は、前記荷をその底側から支持可能な第１載置面を有する載置部であり、
   前記載置面は、前記第１載置面との間で前記荷を相互に移載可能に構成されている第２載置面である
   ことを特徴とする請求項３に記載の保管庫。
5. 前記棚は、前記棚部分のうちの少なくとも一つが、前記出入庫用のポートとして機能することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の保管庫。
6. 前記棚は、前記棚部分のうち前記棚の最上段にある少なくとも一つが、前記出入庫用のポートとして機能することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の保管庫。
7. 前記軌道は、当該保管庫の上流側で分岐しており、
   前記棚は、前記軌道の下方に配置されており、前記棚部分のうち前記棚の最上段に位置する二つが、前記分岐された後における前記軌道に対して、前記ポートとして夫々機能する
   ことを特徴とする請求項６に記載の保管庫。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の保管庫と、
   前記軌道と、
   前記搬送車と
   を備えることを特徴とする保管庫付き搬送システム。

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