JP7136236B2 - 保管システム - Google Patents

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Description

本発明は、保管システムに関する。
半導体製造工場等では、半導体ウエハを収容するFOUP(Front‐Opening Unified Pod)又はレチクルを収容するレチクルポッド等の物品を天井搬送車により搬送して、処理装置のロードポート等の移載先に対して物品の受け渡しを行っている。この天井搬送車で搬送される物品は、この天井搬送車との間で物品を受け渡し可能な保管システムに保管されることが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、物品を載置する保管部が上下方向に複数段設けられており、この保管部の間で物品を移載可能としている。また、複数段の保管部における物品の移載は、天井軌道に沿って走行し、複数の保管部の間で物品を受け渡しするクレーンを適用可能であることが知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2017-030944号公報 国際公開第2018/074130号
特許文献2に記載のクレーンは、メンテナンス等において天井軌道に対して搬出及び搬入させる必要がある。例えば、このクレーンが走行する天井軌道の下方に各種システム、装置、又は保管部等が設けられる場合、その各種システム等の配置を避けて天井軌道に対するクレーンの搬入及び搬出を行うことが必要となる。
本発明は、天井軌道に対するクレーンの搬出及び搬入を確実かつ容易に行うことが可能な保管システムを提供することを目的とする。
本発明の態様に係る保管システムは、第1天井軌道と、上下方向に複数段の保管部を備えた棚と、第1天井軌道に沿って走行し、複数段の保管部の間で物品を受け渡しするクレーンと、を有する天井ストッカと、天井ストッカの下端よりも下方に設けられた第2天井軌道と、第2天井軌道に沿って走行して所定の移載先に対して物品を受け渡しする天井搬送車と、を有する天井搬送車システムと、を備え、第1天井軌道は、平面視において第2天井軌道から外れた部分に、走行を停止しているクレーンを支持して下降可能な昇降軌道を有する。
また、昇降軌道は、作業者用通路の直上に設けられてもよい。また、昇降軌道を吊り下げて保持する吊り下げ部材と、吊り下げ部材を巻き取り又は繰り出すことにより昇降軌道を昇降させる昇降軌道駆動部と、を備えてもよい。また、天井ストッカと天井搬送車システムとの間で上下方向に物品を搬送する搬送装置を備え、昇降軌道の直下には、天井搬送車及び搬送装置の何れもが物品を受け渡し可能な載置部が設けられ、載置部は、昇降軌道の直下から退避可能であってもよい。また、載置部は、一対の他の載置部の間に掛け渡されて配置され、天井搬送車は、他の載置部との間で物品を受け渡し可能であってもよい。
上記した保管システムによれば、第1天井軌道が、平面視において第2天井軌道から外れた部分に、走行を停止しているクレーンを支持して下降可能な昇降軌道を有するため、この昇降軌道により、第1天井軌道に対するクレーンの搬出及び搬入を天井搬送車システムと干渉することなく確実かつ容易に行うことができる。
また、昇降軌道が、作業者用通路の直上に設けられる構成では、通常、作業者用通路には装置等が置かれないので、この作業者用通路を利用することで、クレーンの搬出及び搬入を容易に行うことができる。また、昇降軌道を吊り下げて保持する吊り下げ部材と、吊り下げ部材を巻き取り又は繰り出すことにより昇降軌道を昇降させる昇降軌道駆動部と、を備える構成では、吊り下げ部材及び昇降軌道駆動部により、昇降軌道を容易に昇降させることができる。また、天井ストッカと天井搬送車システムとの間で上下方向に物品を搬送する搬送装置を備え、昇降軌道の直下には、天井搬送車及び搬送装置の何れもが物品を受け渡し可能な載置部が設けられ、載置部が、昇降軌道の直下から退避可能である構成では、昇降軌道を下降させる場合に昇降軌道の直下から載置部を退避させることにより、搬出及び搬入されるクレーンと載置部とが干渉するのを回避しつつ、天井搬送車と搬送装置とが物品を受け渡しする場所を増やすことができる。また、載置部が、一対の他の載置部の間に掛け渡されて配置され、天井搬送車が、他の載置部との間で物品を受け渡し可能である構成では、退避させる載置部において天井からの吊り下げ部材又は床面からの支持部材がないので、この載置部を昇降軌道の直下から容易に退避させることができる。
第1実施形態に係る保管システムの一例をX方向から見た図である。 図1に示す保管システムの一例をY方向から見た図である。 図1に示す保管システムを平面視で模式的に示した図である。 昇降軌道の動作の一例を示し、(A)は昇降軌道の下降前の状態を示す図、(B)は昇降軌道の下降時の状態を示す図である。 クレーンを搬出する動作の一例を示し、クレーンが昇降軌道に配置された状態を示す図である。 図5に続いて、載置部を退避した状態を示す図である。 図6に続いて、昇降軌道を下降させた状態を示す図である。 図7に続いて、クレーン搬送台車を昇降軌道に接続する状態を示す図である。 図8に続いて、クレーンをクレーン搬送台車に移載した状態を示す図である。 図9に続いて、昇降軌道を上昇させる状態を示す図である。 第2実施形態に係る保管システムの一例をY方向から見た図である。 図11に示す保管システムを平面視で模式的に示した図である。
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載する等、適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図においては、XYZ座標系により図中の方向を説明する。このXYZ座標系では、鉛直方向をZ方向とし、水平方向をX方向、Y方向とする。Y方向は、水平方向内における一方向である。X方向は、Y方向と直交する方向である。また、X、Y、Z方向の各方向について、適宜、矢印が指す向きを+方向(例えば、+X方向)と表現し、矢印が指す向きとは反対方向を-方向(例えば、-X方向)と表現する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る保管システムSYSの一例をX方向から見た図である。図2は、保管システムSYSをY方向から見た図である。図3は、保管システムSYSを平面視で模式的に示した図である。なお、図3では、図を判別しやすくするため、物品2をハッチングで示している。
図1から図3に示す保管システムSYSは、例えば、半導体デバイスの製造工場等に設けられ、半導体デバイスの製造に用いられる半導体ウエハを収容したFOUP、又はレチクルを収容したレチクルポッド等の物品2を保管する。本実施形態では、物品2がFOUPである例を説明するが、物品2は、FOUP以外であってもよい。また、保管システムSYSは、半導体製造分野以外の設備に適用可能であり、物品2は、保管システムSYSで保管可能な他の物品でもよい。
保管システムSYSは、図1から図3に示すように、天井ストッカ100と、天井搬送車システム200と、搬送装置300と、を備える。天井ストッカ100は、複数の保管部11を備える棚10と、第1天井軌道20と、クレーン40とを備える。棚10は、平面視において、クレーン40が走行する第1天井軌道20に沿って配置される(図3参照)。また、棚10に備える複数の保管部11は、図1に示すように、フレーム13に設けられて、上下方向(Z方向)に3段配置されている。なお、保管部11の段数は任意に設定できる。また、複数の保管部11は、後述するクレーン40の走行方向(Y方向)に沿って複数並んで配置される。
複数の保管部11は、物品2を載置する棚板11aを備えている。各棚板11aは、フレーム13に保持されている。以下の説明において、保管部11に物品2を置くことは、保管部11の棚板11aに物品2を置くことを意味する。なお、保管部11の棚板11aには、それぞれ物品2を載置した際に物品2の底面に設けられた溝部に入り込む複数のピンが設けられてもよい。このピンが物品2の溝部に入り込むことにより、物品2は、保管部11(棚板11a)に対して位置決めされる。
棚10は、フレーム13によりシステム天井SC1から吊り下げられている。システム天井SC1は、吊り金具3により建屋の天井Cから吊り下げられている。なお、フレーム13は、システム天井SC1から吊り下げられることに代えて、天井Cから直接吊り下げられてもよい。棚10の下端は、床面Fからの処理装置TLの上端の高さよりも高くなるように設定されている。処理装置TLは、例えば、物品2であるFOUPに収容されている半導体ウエハに対して製膜処理又はエッチング処理等の各種処理を行う。また、後述するクレーン40の下端の高さも処理装置TLの上端の高さよりも高くなるように設定されている。すなわち、天井ストッカ100は、処理装置TLの上端よりも上方に配置されている。なお、クレーン40の下端は、作業者等が床面Fを支障なく通行することが可能な高さに設定される。その結果、天井ストッカ100の下方の空間の一部を、作業者用通路PSとして利用可能となる。
保管部11は、クレーン40により物品2が載置され、また、物品2が取り出される。また、保管部11のうち一部は、後述する上側天井搬送車60により物品2が載置され、また物品2が取り出される。上側天井搬送車60により物品2が受け渡される保管部11は、棚10のうち最上段の保管部11である。保管部11の上下寸法(棚板11aの上面から上方の保管部11の棚板11aの下面までの寸法)は、後述するクレーン40の移載装置42が物品2を下面側から支持して持ち上げるために必要な寸法に設定される。クレーン40の移載装置42は、例えば、物品2を下面側から支持して持ち上げる構成が採用されており、物品2の上方に大きなスペースを必要としない。例えば、保管部11の上下寸法は、物品2の上下寸法に数センチ加える程度の寸法とすることも可能である。
第1天井軌道20は、図1に示すように、システム天井SC1から吊り金具5により吊り下げられている。なお、第1天井軌道20は、システム天井SC1から吊り下げられることに代えて、天井Cから直接吊り下げられてもよい。第1天井軌道20は、図1に示すように、天井搬送車システム200の第2天井軌道30よりも床面Fからの高さが高い。
第1天井軌道20は、図3に示すように、直線部21、22と、曲線部23とを有する周回軌道である。クレーン40は、直線部21、22及び曲線部23に沿って一方向(例えば平面視で反時計まわりの方向)に周回走行することが可能である。直線部21は、図3においてY方向に沿って配置される。直線部22は、図3においてX方向に沿って配置される。直線部21と直線部22とは互いに直交する方向にそれぞれ延在する。曲線部23は、直線部21と直線部22とを接続する。第1天井軌道20は、平面視において、周回軌道である第1天井軌道20の内側に分岐部24が設けられる。分岐部24は、2本の直線部22同士を接続する。
上記した棚10は、直線部22の+Y側及び-Y側に設けられる。また、棚10は、分岐部24の+X側及び-X側に設けられる。これらの棚10は、処理装置TLの上方に配置されている。処理装置TLの上方は、天井搬送車システム200の第2天井軌道30が設けられないので、このようなデッドスペースに棚10を配置することにより、建屋内の空間を有効に利用することができる。
また、第1天井軌道20は、平面視において第2天井軌道30から外れた部分(第2天井軌道30と重ならない位置)に、昇降軌道25を有する。図4は、昇降軌道の動作の一例を示し、(A)は昇降軌道の下降前の状態を示す図、(B)は昇降軌道の下降時の状態を示す図である。図4に示すように、第1天井軌道20の直線部21は、後述する昇降軌道25に対応する区間が切り欠かれている。直線部21は、切り欠き部分において互いに対向する端部21aと端部21bとを備える。この切り欠き部分(端部21a及び端部21b)は、後述する載置部14の直上である(図3参照)。昇降軌道25は、図4に示すように、筐体部26と、吊り下げ部材27と、昇降軌道駆動部28とを備える。筐体部26は、直線部21の端部21aと端部21bとの間に架け渡され、端部21aと端部21bとの間を上方から覆った状態で配置される。筐体部26は、吊り金具等により天井Cに支持されるが(図1参照)、システム天井SC1又は第1天井軌道20に支持されてもよい。
筐体部26は、吊り下げ部材27及び昇降軌道駆動部28を介して昇降軌道25を支持する。昇降軌道25は、直線状であり、第1天井軌道20の直線部21の一部に設けられる。すなわち、昇降軌道25は、周回軌道である第1天井軌道20を構成する直線部21の一部として設けられている。昇降軌道25は、最も上昇したときに端部21aと端部21bとの間に配置され、端部21a及び端部21bの双方に接続される。昇降軌道25は、直線方向の寸法が、例えば、クレーン40に備える2台の走行部41の全体がその昇降軌道25内に収まるように設定される。
吊り下げ部材27は、例えばワイヤ、ベルト等であり、昇降軌道25を吊り下げて保持する。吊り下げ部材27は、昇降軌道25の直線方向に複数、例えば2つ並んで配置される。吊り下げ部材27は、昇降軌道駆動部28によって巻き取られて保持される。吊り下げ部材27は、昇降軌道25を下降させたときに、床面Fに近い所定の高さまで下降させることが可能な長さを有する。
昇降軌道駆動部28は、筐体部26に保持され、吊り下げ部材27の巻き取り及び繰り出しを行うことで昇降軌道25を昇降させる。昇降軌道駆動部28は、例えばモータ装置等の不図示の駆動源と、吊り下げ部材27を巻き取る回転可能な不図示の巻き取り軸と、駆動源の駆動力を巻き取り軸に伝達する不図示の伝達機構とを有する。昇降軌道駆動部28は、駆動源の駆動力が巻き取り軸に伝達されることにより巻き取り軸を回転させ、吊り下げ部材27の巻き取り及び繰り出しを行う。なお、昇降軌道駆動部28の動作は、不図示の制御装置等により制御される。
昇降軌道25は、走行を停止しているクレーン40を支持して下降可能(昇降可能)である。図3に示すように、平面視において、昇降軌道25が第2天井軌道30から外れているので、昇降軌道25にクレーン40が停止した状態で、昇降軌道25を昇降させることにより、天井搬送車システム200と干渉することなくクレーン40を昇降させることができる。また、昇降軌道25は、作業者用通路PSの直上に配置される。この作業者用通路PSは、平面視において第2天井軌道30の直下から外れて設けられている。作業者用通路PSは、作業者の通行を可能とするために処理装置TL及び処理装置TLのロードポートLP等の各種装置、機器等が設置されていない領域である。このため、メンテナンス時等にこの作業者用通路PSを一時的に利用することで、クレーン40を床面Fの近傍まで確実に降ろすことが可能となる。なお、昇降軌道25を昇降させる構成は、上記した構成に限定されず、昇降軌道25を昇降させる任意の構成を適用可能である。
クレーン40は、図1及び図2に示すように、物品2を保持し、第1天井軌道20を走行して移動する。クレーン40は、保管部11と他の保管部11との間で物品2を搬送する。なお、1つの第1天井軌道20に配置されるクレーン40は、1台に限定されない。例えば、1つの第1天井軌道20に2台以上のクレーン40が配置されてもよい。クレーン40は、図1及び図2に示すように、第1天井軌道20から吊り下げられている。
クレーン40は、2台の走行部41と、移載装置42と、を備える。走行部41の下方には、取付部46を介して上部支持部47が取り付けられ、上部支持部47により2台の走行部41が連結されている。各走行部41は、不図示の走行駆動部及び複数の車輪41aを備え、第1天井軌道20に沿って走行する。走行部41が備える不図示の走行駆動部は、例えば、走行部41に備えられて車輪41aを駆動する電動モータであってもよいし、リニアモータであってもよい。なお、本実施形態のクレーン40では、2台の走行部41を備えていることにより、重量物である移載装置42及び物品2を確実に支持することができる。なお、クレーン40は、2台の走行部41を備える構成に限定されず、1台又は3台以上の走行部41を備えてもよい。
移載装置42は、マスト43と、昇降台44と、昇降駆動部45と、伸縮部48と、載置台49とを備える。マスト43は、上部支持部47から吊り下げられた状態で上下方向に延在する。マスト43は、走行部41の走行方向の前後にそれぞれ1本ずつ設けられている。なお、マスト43は、合計2本であることに限定されず、1本であってもよい。マスト43は、上記したように、マスト43の下端の床面Fからの高さが処理装置TLの上端の高さよりも高くなるように設けられている。例えば、マスト43の下端がクレーン40の下端である。
伸縮部48は、走行部41の走行方向と直交する方向に伸縮可能な複数のアームにより構成されている。載置台49は、伸縮部48の先端に設けられている。載置台49は、物品2を載置可能な三角形状の板状部材である。載置台49は、その載置台49に載置された物品2を下側から支持することにより保持する。載置台49の上面には、物品2の底面に備える溝部に挿入して物品2を位置決めするピンが設けられている。なお、上記した保管部11の棚板11aには、載置台49が上下方向に通過可能な不図示の切り欠きが設けられている。
移載装置42は、保管部11から物品2を受け取る際、伸縮部48を伸ばして載置台49を物品2の下方に位置させて昇降台44を上昇させることにより、載置台49で物品2をすくい上げる。移載装置42は、載置台49に物品2を載置したまま伸縮部48を縮めることにより、物品2を載置した載置台49を昇降台44の上方に配置させる。また、移載装置42により物品2を保管部11に渡す際は、上記の逆の動作により行う。なお、移載装置42は、上記した構成に限定されず、例えば物品2の一部(例えば、FOUPの上部に設けられたフランジ部2a)を保持して持ち上げる構成等、他の構成であってもよい。
2台の昇降駆動部45は、例えば、ホイストであり、マスト43に沿って昇降台44を昇降させる。各昇降駆動部45は、吊り下げ部材45a及び不図示の駆動部を備える。吊り下げ部材45aは、例えば、ベルト又はワイヤ等であり、昇降台44は、この吊り下げ部材45aによって上部支持部47から吊り下げられている。昇降駆動部45が備える不図示の駆動部は、例えば上部支持部47に設けられ、吊り下げ部材45aの繰り出し、巻き取りを行う。昇降台44は、昇降駆動部45が備える不図示の駆動部が吊り下げ部材45aを繰り出すと、マスト43に案内されて下降する。また、昇降台44は、昇降駆動部45が備える不図示の駆動部が吊り下げ部材45aを巻き取ると、マスト43に案内されて上昇する。昇降駆動部45は、不図示の制御装置等により制御されて、所定の速度で昇降台44を下降又は上昇させる。また、昇降駆動部45は、不図示の制御装置等により制御されて、昇降台44を目標の高さに保持する。
昇降駆動部45は、上部支持部47に設けられる。なお、昇降駆動部45は、上部支持部47に設けられることに代えて、例えば、昇降台44に設けられてもよい。昇降台44に昇降駆動部45が設けられる構成としては、例えば、上部支持部47から吊り下げたベルト又はワイヤ等を昇降台44に搭載したホイストにより巻き上げ又は繰り出しを行って昇降台44を昇降させる構成であってもよい。また、昇降台44にピニオンギアを駆動する電動モータ等が搭載され、このピニオンギアが噛み合うラックがマスト43に形成され、電動モータ等によりピニオンギアを回転させることにより昇降台44を昇降させる構成であってもよい。
天井搬送車システム200は、第2天井軌道30と、天井搬送車50とを備える。天井搬送車50は、第2天井軌道30に沿って走行し、第2天井軌道30より下方に配置された所定の移載先である処理装置TLのロードポートLPに対して物品2の受け渡しを行う。第2天井軌道30は、図1に示すように、システム天井SC2の下面側に取り付けられる。システム天井SC2は、天井Cから吊り金具4により吊り下げられている。なお、第2天井軌道30は、システム天井SC2から吊り下げられることに代えて、システム天井SC1から吊り下げられてもよいし、天井Cから直接吊り下げられてもよい。
第2天井軌道30は、図3に示すように、平面視でインターベイルート(ベイ間軌道)R1とインターベイルートR2との間に配置されている。第2天井軌道30は、ベイ内(イントラベイ内)にそれぞれ設けられており、インターベイルートR1等は、複数の第2天井軌道30を接続するために設けられている。本実施形態において、ベイ(イントラベイ)とは、例えば、平面視において、複数の処理装置TLにおけるロードポートLPが互いに対向するように設けられ、互いに対向するように設けられたロードポートLPの間に作業者用通路PSが設けられている範囲(領域)を指す。第2天井軌道30は、インターベイルートR1から進入用又は退出用の2本の支線S1を介して接続され、インターベイルートR2から進入用又は退出用の2本の支線S2を介して接続されている。
第2天井軌道30は、直線部31と、接続部32とを有する。天井搬送車50は、直線部31及び接続部32に沿って一方向(例えば平面視で時計まわりの方向)に周回走行する。直線部31は、ロードポートLPの直上において、複数のロードポートLPに沿ってY方向に配置される。2本の直線部31は、平面視で第1天井軌道20の直線部21と並行するように(平行に)配置されている。接続部32は、曲線部を含んで+Y側及び-Y側の両端に配置され、2つの直線部31同士を接続する。第2天井軌道30は、天井ストッカ100のクレーン40(マスト43)及び棚10より下方に配置される。この第2天井軌道30を走行する天井搬送車50は、天井ストッカ100より下方において走行する。
天井搬送車50は、インターベイルートR1、R2に対して支線S1、S2を介して第2天井軌道30に進入し、又は第2天井軌道30に対して支線S1、S2を介してインターベイルートR1、R2に退出する。天井搬送車50は、第2天井軌道30に沿って走行し、直線部31において処理装置TLのロードポートLPと、後述する載置部14との間で物品2の移載を行う。
第2天井軌道30の直線部31は、所定の間隔(作業者用通路PS)を隔てて相対向する複数のロードポートLPの直上に沿って設けられている。本実施形態では、ロードポートLPが、1台の処理装置TLにおいて4カ所設けられているが(図3参照)、この形態に限定されない。例えば、1台の処理装置TLにおいて1カ所から3カ所のロードポートLPが設けられてもよいし、5カ所以上のロードポートLPが設けられてもよい。ただし、ロードポートLPに載置可能な物品2の数は処理装置TLごとに予め定められている。第2天井軌道30は、ロードポートLPの直上に設けられており、第2天井軌道30を走行する天井搬送車50が停止して物品2を昇降させるだけでロードポートLPとの間で物品2の受け渡しを行い、後述する載置部14(受け渡しポート12)に対しては把持部53を横出しして(横移載により)物品2の受け渡しを行う。
天井搬送車50は、図1及び図2に示すように、走行部51と、本体部52とを有する。走行部51は、不図示の走行駆動部及び複数の車輪51aを備え、第2天井軌道30に沿って走行する。走行部51が備える不図示の走行駆動部は、例えば、走行部51に備えられて車輪51aを駆動する電動モータであってもよいし、リニアモータであってもよい。
本体部52は、取付部52aを介して走行部51の下部に取り付けられている。本体部52は、物品2を保持する把持部53と、把持部53を吊り下げて昇降させる昇降駆動部54と、昇降駆動部54を軌道の側方に移動させる横出し機構55とを有する。把持部53は、物品2のフランジ部2aを上方からつかんで把持することにより、物品2を吊り下げて保持する。把持部53は、例えば、水平方向に進退可能な複数の爪部を有するチャックであり、爪部を物品2のフランジ部2aの下方に進入させ、把持部53を上昇させることにより物品2を吊り下げて保持する。把持部53は、ワイヤ又はベルト等の吊り下げ部材と接続されている。把持部53は、昇降駆動部54から吊り下げられ、その昇降駆動部54により昇降させられる。
昇降駆動部54は、例えばホイストであり、吊り下げ部材を繰り出すことにより把持部53を下降させ、吊り下げ部材を巻き取ることにより把持部53を上昇させる。昇降駆動部54は、不図示の制御装置等により制御され、所定の速度で把持部53を下降又は上昇させる。また、昇降駆動部54は、不図示の制御装置等により制御され、把持部53を目標の高さに保持する。
横出し機構55は、例えば上下方向に重ねて配置された可動板を有する。可動板は、走行部51の走行方向の側方(走行方向に直交する方向、横方向)に移動可能である。可動板には、昇降駆動部54が取り付けられている。本体部52は、横出し機構55を案内する不図示のガイド、及び横出し機構55を駆動する不図示の駆動部等を有する。横出し機構55は、電動モータ等の駆動部からの駆動力によって、昇降駆動部54及び把持部53を突出位置と格納位置との間で移動させる。突出位置は、把持部53が本体部52から側方に突出する位置である。格納位置は、本体部52内に把持部53を格納する位置である。なお、昇降駆動部54又は把持部53を上下方向の軸まわりに回転させるための回転機構が設けられてもよい。
天井搬送車50は、上記のように昇降駆動部54により把持部53(物品2)を昇降させて、ロードポートLPとの間で物品2の受け渡しを行う。また、天井搬送車50は、横出し機構55により昇降駆動部54(把持部53)を複数の載置部14(受け渡しポート12を含む)のいずれかの上方に移動させた状態で、昇降駆動部54により把持部53(物品2)を昇降させて、その載置部14との間で物品2を受け渡すことが可能である。
搬送装置300は、天井ストッカ100と天井搬送車システム200との間で上下方向に物品2を搬送する。本実施形態では、搬送装置300は、上側天井搬送車60である。また、保管システムSYSは、天井搬送車システム200と搬送装置300(上側天井搬送車60)との間で物品を受け渡すための受け渡しポート12を備える。受け渡しポート12は、物品2を載置可能な載置部14の一部である。受け渡しポート12には、複数の物品2を載置可能である。受け渡しポート12は、上側天井搬送車60が走行する第1天井軌道20の直線部21の下方に配置される。また、受け渡しポート12は、第2天井軌道30に対して横方向かつ下方に配置される。その結果、上記のように、天井搬送車50は受け渡しポート12に対して横移載により物品2の受け渡しが可能である。
載置部14は、平面視において、周回軌道である第2天井軌道30の内側に配置され、Y方向に沿って直線状に設けられる。載置部14は、物品2を例えば1列に並べて載置可能である。載置部14は、固定部14aと、受け渡しポート12である着脱部14bとを有する。着脱部14bは、昇降軌道25の直下に設けられる。固定部14aは、載置部14の一部である着脱部14b(受け渡しポート12)に対して、一対の他の載置部14である。固定部14aは、例えば板状の部材又は2本の梁状の部材であり、システム天井SC2から吊り下げられ、板状の部材上又は2本の梁状の部材上に物品2が載置される。一対の固定部14aは、昇降軌道25の直下に位置する部分に間隙を隔てて配置される。間隙の寸法、つまり一対の固定部14a同士の間隔は、昇降軌道25(及びクレーン40)が上下方向に通過可能な寸法に設定される。固定部14aは、間隙を挟んで対向する端部に、着脱部14bを連結するための連結部14dを有する。なお、固定部14aは、物品2を載置可能であって、天井搬送車50により物品2を受け渡し可能なバッファである。
載置部14のうちの着脱部14bは、天井搬送車システム200の天井搬送車50、及び搬送装置300である上側天井搬送車60の何れもが物品2を受け渡し可能である。この着脱部14bは、天井搬送車50と上側天井搬送車60(搬送装置300)との間で物品2を受け渡すための受け渡しポート12である。着脱部14bは、固定部14aと同様に板状の部材又は2本の梁状の部材である。着脱部14bは、昇降軌道25の直下において、固定部14aの間に掛け渡されて配置される。着脱部14bは、長手方向の両側の端部が固定部14aの両側の連結部14dにそれぞれ連結されて保持される。この構成により、着脱部14bは、天井C又はシステム天井SC2等からの吊り下げ部材、床面Fからの支持部材が不要となり、吊り下げ部材等が天井搬送車50又は上側天井搬送車60の走行、又はクレーン40(昇降軌道25)の昇降の支障となること等を回避しつつ、着脱部14bを容易に着脱させることができる。着脱部14bは、固定部14aの連結部14dから取り外されることにより、昇降軌道25の直下から退避可能である。
上側天井搬送車60は、天井ストッカ100と、受け渡しポート12(載置部14のうちの着脱部14b)との間で上下方向に物品2を搬送する。上側天井搬送車60は、第2走行部61と、第2本体部62とを有する。第2走行部61は、クレーン40の走行部41と同様の構成が適用されており、不図示の走行駆動部及び複数の車輪61aを備え、第1天井軌道20に沿って走行する。第2本体部62は、取付部62aを介して第2走行部61の下部に取り付けられている。第2本体部62は、物品2を保持する第2把持部63と、第2把持部63を吊り下げて昇降させる第2昇降駆動部64と、第2昇降駆動部64を軌道の側方に移動させる第2横出し機構65とを有する。
これら第2走行部61、第2本体部62、第2把持部63、第2昇降駆動部64、及び第2横出し機構65は、上記した天井搬送車50の走行部51、本体部52、把持部53、昇降駆動部54、及び横出し機構55と同様の構成が適用される。従って、上側天井搬送車60は、天井搬送車システム200の天井搬送車50をそのまま適用可能である。また、上側天井搬送車60は、第1天井軌道20を走行するので別途軌道を設ける必要がなく、保管システムSYSの製造コストを低減できる。
上側天井搬送車60は、第2昇降駆動部64により第2把持部63(物品2)を昇降させて、受け渡しポート12である載置部14の着脱部14bとの間で物品2を受け渡し可能である。また、上側天井搬送車60は、第2横出し機構65により第2昇降駆動部64を複数段の保管部11のうちの1つの保管部11の上方に移動させた状態で、第2昇降駆動部64により第2把持部63(物品2)を昇降させて、第2昇降駆動部64の下方に存在する保管部11との間で物品2を受け渡し可能である。本実施形態では、上側天井搬送車60は、棚10のうち最上段の保管部11との間で物品2を受け渡し可能である。なお、上側天井搬送車60との受け渡し対象の保管部11が最上段以外の保管部11であってもよい。また、搬送装置300は、上側天井搬送車60であることに限定されず、例えば、コンベヤ装置等、物品2を保管部11と受け渡しポート12との間で搬送可能な他の装置であってもよい。
図3に示すように、本実施形態では、棚10の一部と、所定の移載先である処理装置TLのロードポートLPとが、平面視において重なっている。従って、棚10をロードポートLPの上方まで水平方向に拡張することができ、多くの物品2を保管することができる。また、棚10は、天井搬送車システム200の第2天井軌道30の配置にかかわらず、棚10を設けることができるので、棚10の配置の自由度が高く、物品2の収納効率がよい棚10の配置を容易に実現できる。
また、保管システムSYSは、不図示の制御装置を有する。この不図示の制御装置は、保管システムSYSを統括して制御する。不図示の制御装置は、無線又は有線による通信によりクレーン40、天井搬送車50、及び上側天井搬送車60の動作を制御する。なお、不図示の制御装置は、クレーン40を制御する制御装置と、天井搬送車50を制御する制御装置と、上側天井搬送車60を制御する制御装置と、に分割されてもよい。
保管システムSYSにおいて保管部11からロードポートLPに物品2を搬送する場合、不図示の制御装置は、上側天井搬送車60(搬送装置300)を制御し、最上段の保管部11から搬送対象の物品2を受け取り、指定された受け渡しポート12に物品2を渡すように指示する。搬送対象の物品2が最上段以外の保管部11にある場合、天井ストッカ100のクレーン40は、搬送対象の物品2を棚10における最上段の保管部11に移載する。
続いて、上側天井搬送車60は、第1天井軌道20に沿って走行し、搬送対象の物品2が載置された保管部11の側方に停止して、第2横出し機構65を突出させた後に第2昇降駆動部64により第2把持部63を下降させ、第2把持部63により物品2を把持する。続いて、上側天井搬送車60は、第2昇降駆動部64により第2把持部63を上昇させた後、第2横出し機構65を収縮させて第2把持部63を格納位置に戻すことにより、物品2を第2本体部62内に収容する。
続いて、上側天井搬送車60は、第2把持部63により物品2を保持して第1天井軌道20に沿って走行し、指定された受け渡しポート12(着脱部14b)の直上で停止する。続いて、上側天井搬送車60は、第2昇降駆動部64を駆動して第2把持部63及び物品2を下降させ、物品2を受け渡しポート12に載置させた後に第2把持部63による把持を解放することにより物品2を受け渡しポート12に渡す。
次に、不図示の制御装置は、天井搬送車システム200の天井搬送車50を制御して、受け渡しポート12から物品2を受け取り、指定されたロードポートLPに物品2を渡すように指示する。天井搬送車50は、第2天井軌道30に沿って走行し、物品2が載置された受け渡しポート12の側方に停止して、横出し機構55を突出させた後に昇降駆動部54により把持部53を下降させ、把持部53により物品2を把持する。その後、天井搬送車50は、昇降駆動部54により把持部53を上昇させた後、横出し機構55を収縮させて把持部53を格納位置に戻すことにより、物品2を本体部52内に収容する。
続いて、天井搬送車50は、把持部53により物品2を保持して第2天井軌道30に沿って走行し、指定されたロードポートLPの直上で停止する。続いて、天井搬送車50は、昇降駆動部54を駆動して把持部53及び物品2を下降させ、物品2をロードポートLPに載置させた後に把持部53による把持を解放することにより物品2をロードポートLPに渡す。以上の一連の動作により、物品2は、保管部11からロードポートLPに搬送される。
また、処理装置TLのロードポートLPから天井ストッカ100の保管部11に物品2を搬送する場合は、上記した一連の動作の逆の動作を行うことにより、物品2は、受け渡しポート12を経由して処理装置TLのロードポートLPから天井ストッカ100の保管部11に搬送される。なお、物品2の移載先がロードポートLP以外であっても上記と同様であり、ロードポートLP以外から物品2を受ける場合についても上記と同様である。
図5から図10は、保管システムSYSにおいてクレーン40の搬出動作の一例を示す図である。第1天井軌道20からクレーン40を搬出する場合、まず、図5に示すように、搬出対象となるクレーン40を、昇降軌道25に配置する。この場合、クレーン40は、2つの走行部41が昇降軌道25内に収容される位置まで移動して停止する。クレーン40の停止位置は、不図示の制御装置により制御される。また、クレーン40の走行部41は、車輪41aが転動しないように、不図示のブレーキ装置により車輪41aをロックしてもよいし、不図示の走行駆動部により停止位置で車輪41aを保持させてもよい。また、昇降軌道25の直下の着脱部14b上には物品2が載置されないように、予め、天井搬送車50又は上側天井搬送車60により着脱部14b上の物品2を他の載置部14(固定部14a)又は天井ストッカ100の保管部11に搬送しておく。
次に、図6に示すように、着脱部14bは、固定部14aの間から取り外されて、昇降軌道25の直下から退避させられる。着脱部14bの取り外し作業は、例えば作業者が手作業により連結部14dによる連結を解除してもよいし、連結部14dが電動の連結装置である場合には、この連結装置を駆動させて連結を解除してもよい。取り外された着脱部14bは、所定の保管場所に搬送されて一時的に保管される。また、両側の連結部14dの一方をヒンジとし、他方の連結部14dによる連結を解除することにより、着脱部14bをヒンジから垂下させて、着脱部14bを退避させる構成であってもよい。
次に、図7に示すように、昇降軌道駆動部28を駆動させて吊り下げ部材27を繰り出すことにより、クレーン40を載置したまま昇降軌道25を下降させる。昇降軌道25の下降により、昇降軌道25及びクレーン40は、対向する固定部14aの間隙を通過し、昇降軌道25が床面Fから所定の高さに達した段階で昇降軌道駆動部28の駆動を停止させる。なお、昇降軌道駆動部28の駆動は、不図示の制御装置により制御されてもよいし、作業者が操作部を操作することにより行ってもよい。昇降軌道25を停止させる所定の高さは、クレーン40の下端が床面Fに接触しない高さである。また、昇降軌道25を停止させる所定の高さは、後述するクレーン搬送台車70の移載用軌道71(図8参照)の高さと等しい高さであってもよい。
次に、図8に示すように、昇降軌道25の一方の端部側にクレーン搬送台車70を配置させる。クレーン搬送台車70は、移載用軌道71と、クレーン収容部72と、車輪73とを有する。移載用軌道71は、例えば断面形状及び寸法が昇降軌道25の断面形状及び寸法と同一又はほぼ同一の部材である。従って、移載用軌道71にクレーン40を移載した場合、クレーン40の2台の走行部41を移載用軌道71内に収容することができる。クレーン収容部72は、クレーン40の移載装置42及びマスト43を収容可能な寸法に形成されている。車輪73は、例えばキャスタであり、クレーン搬送台車70を床面F上において移動させる。なお、車輪73の少なくとも1つは、電動モータ等の駆動源による駆動を受けて転動する駆動輪であってもよい。
クレーン搬送台車70を昇降軌道25の一方の端部側に配置した後、走行部41の車輪41aのロックを解除し、図9に示すように、クレーン40を昇降軌道25から移載用軌道71側へ移動させる。昇降軌道25が移載用軌道71と等しい高さ位置に配置されるため、クレーン40をスムーズに昇降軌道25から移載用軌道71に移動させることができる。なお、移載用軌道71に収容された走行部41が移動しないように、車輪41aに対するまわり止め、又は走行部41の一部を移載用軌道71に保持するための連結具を備えてもよい。また、クレーン収容部72がマスト43を収容可能な寸法に形成されているため、クレーン40を移載用軌道71に移動させるだけでマスト43及び移載装置42がクレーン収容部72に収容される。
クレーン40がクレーン搬送台車70に収容された後、図10に示すように、クレーン搬送台車70は、作業者等に押されることにより、作業者用通路PSを通って所定のメンテナンスエリア又は保管施設等まで移動する。また、昇降軌道駆動部28は、吊り下げ部材27を巻き取ることにより、昇降軌道25を上昇させる。昇降軌道25は、対向する固定部14aの間隙を通過し、第1天井軌道20の直線部21の切り欠き部分に配置される。昇降軌道25が直線部21に配置された後、作業者等により、着脱部14bを固定部14aの間に装着する。この一連の動作により、第1天井軌道20のクレーン40を搬出することができる。
また、第1天井軌道20にクレーン40を搬入する場合には、上記した動作の逆の動作により行う。まず、着脱部14bを固定部14aの間から取り外して、昇降軌道25を上記した高さまで下降させる。昇降軌道25の下降後、クレーン40を収容したクレーン搬送台車70を昇降軌道25の一方の端部側に配置させ、クレーン40を移載用軌道71から昇降軌道25へ移動させる。クレーン40を昇降軌道25へ移動させた後、昇降軌道25を上昇させ、昇降軌道25を直線部21に配置させる。昇降軌道25が直線部21に配置された後、着脱部14bを固定部14aの間に装着する。
このように、保管システムSYSによれば、クレーン40を載置して昇降可能な昇降軌道25が、第1天井軌道20の一部に設けられ、かつ、平面視において第2天井軌道30から外れた部分に配置されるので、クレーン40を第1天井軌道20に対して搬出又は搬入するための専用の軌道を設ける必要がなく、天井搬送車システム200と干渉することなく、クレーン40の搬出及び搬入を確実かつ容易に行うことができる。
[第2実施形態]
上記した第1実施形態では、受け渡しポート12である着脱部14bが、複数の物品2をY方向に1列に並べて載置可能な構成を示しているが、この構成に限定されない。図11及び図12は、第2実施形態に係る保管システムSYS2の一例を示す図である。図11は側面図、図12は平面図を示している。なお、以下の説明において、上記した第1実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付けて説明を省略又は簡略化する。
図11及び図12に示すように、保管システムSYS2は、物品2を載置する載置部114を有する。載置部114は、平面視において第2天井軌道30の周回部分の内側に配置され、Y方向に沿って直線状に設けられる。載置部114は、複数の物品2をX方向に2列に並べて載置可能である。この場合、載置部114のうち+X側の列に対しては、載置部114の+X側に配置される直線部31を走行する天井搬送車50によって物品2の受け渡しが可能である。また、載置部114のうち-X側の列に対しては、載置部114の-X側に配置される直線部31を走行する上側天井搬送車60によって物品2の受け渡しが可能である。
載置部114は、固定部114aと、受け渡しポート12である着脱部114bとを有する。固定部114a及び着脱部114bは、X方向の寸法が第1実施形態に記載の固定部14a及び着脱部14bよりも大きくなっている点で第1実施形態とは異なっており、他の構成については第1実施形態と同様である。また、受け渡しポート12である着脱部114bについても、2列分確保されており、第1実施形態の着脱部14bよりも多くの物品2を載置可能となっている。従って、天井ストッカ100と天井搬送車システム200との間で受け渡しされる物品2の数(受け渡しポート12に載置される物品2の数)が多くなり、天井ストッカ100と天井搬送車システム200との間の物品2の搬送効率を向上させることができる。
また、天井搬送車50は、載置部114のうち+X側及び-X側の列の双方に対して、横出し機構55により昇降駆動部54を+X側又は-X側に横出しして、把持部53を+X側の列又は-X側の列の直上に配置させることで着脱部114bとの間で物品2の受け渡しが可能である。なお、+X側の列及び-X側の列のいずれか一方は、横出し機構55による横出しを行わずに把持部53を昇降させることで物品2の受け渡しが可能となるように、載置部114が配置されてもよい。
保管システムSYS2において、第1天井軌道20からクレーン40を搬出する場合には、第1実施形態と同様に、クレーン40を昇降軌道25に配置させ、着脱部114bを固定部114aの間から取り外し、走行を停止しているクレーン40を支持して昇降軌道25を下降させる。下降した昇降軌道25からクレーン搬送台車70(図5等参照)の移載用軌道71へクレーン40を移動させ、クレーン搬送台車70によりクレーン40を他の場所に移送する。昇降軌道25を上昇させて直線部21に配置した後、着脱部114bを固定部114aの間に装着する。この一連の動作により、第1天井軌道20のクレーン40を搬出することができる。
また、第1天井軌道20にクレーン40を搬入する場合には、上記した動作の逆の動作により行う。まず、着脱部114bを固定部114aの間から取り外して、昇降軌道25を下降させる。昇降軌道25の下降後、クレーン40をクレーン搬送台車70の移載用軌道71から昇降軌道25へ移動させる。クレーン40を昇降軌道25へ移動させた後、昇降軌道25を上昇させ、昇降軌道25を直線部21に配置させる。昇降軌道25が直線部21に配置された後、着脱部114bを固定部114aの間に装着する。
このように、保管システムSYS2によれば、上記した保管システムSYSと同様に、クレーン40を第1天井軌道20に対して搬出又は搬入するための専用の軌道を設ける必要がなく、天井搬送車システム200と干渉することなく、クレーン40の搬出及び搬入を確実かつ容易に行うことができる。また、受け渡しポート12(着脱部114b)に載置可能な物品2の数が多くなるので、天井ストッカ100と天井搬送車システム200との間の物品2の搬送効率を向上させ、システム全体としての物品2の搬送効率を向上させることができる。
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した実施形態では、保管システムSYS、SYS2において、第1天井軌道20と第2天井軌道30とが接続されない構成を例に挙げて説明したが、この構成に限定されない。例えば、第1天井軌道20と第2天井軌道30とが接続軌道等を介して接続されてもよい。
また、上記した実施形態では、保管システムSYS、SYS2において、棚10、第1天井軌道20、第2天井軌道30が、天井C又はシステム天井SC1、SC2から吊り下げられた構成を例に挙げて説明したが、この構成に限定されない。例えば、棚10、第1天井軌道20、及び第2天井軌道30の少なくとも1つが、床面F上に設けられた支柱又はフレーム、架台等によって支持され、棚10等の荷重を床面Fで受けるような構成であってもよい。
なお、上述の実施形態などで説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、日本特許出願である特願2019-011280、及び、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
C・・・天井
F・・・床面
LP・・・ロードポート
TL・・・処理装置
PS・・・作業者用通路
SYS、SYS2・・・保管システム
2・・・物品
10・・・棚
11・・・保管部
12・・・受け渡しポート
14、114・・・載置部
14a、114a・・・固定部
14b、114b・・・着脱部
20・・・第1天井軌道
25・・・昇降軌道
27・・・吊り下げ部材
28・・・昇降軌道駆動部
30・・・第2天井軌道
40・・・クレーン
50・・・天井搬送車
60・・・上側天井搬送車
70・・・クレーン搬送台車
71・・・移載用軌道
72・・・クレーン収容部
73・・・車輪
100・・・天井ストッカ
200・・・天井搬送車システム
300・・・搬送装置

Claims (5)

  1. 第1天井軌道と、上下方向に複数段の保管部を備えた棚と、前記第1天井軌道に沿って走行し、前記複数段の保管部の間で物品を受け渡しするクレーンと、を有する天井ストッカと、
    前記天井ストッカの下端よりも下方に設けられた第2天井軌道と、前記第2天井軌道に沿って走行して所定の移載先に対して物品を受け渡しする天井搬送車と、を有する天井搬送車システムと、を備え、
    前記第1天井軌道は、平面視において前記第2天井軌道から外れた部分に、走行を停止している前記クレーンを支持して下降可能な昇降軌道を有する、保管システム。
  2. 前記昇降軌道は、作業者用通路の直上に設けられる、請求項1に記載の保管システム。
  3. 前記昇降軌道を吊り下げて保持する吊り下げ部材と、前記吊り下げ部材を巻き取り又は繰り出すことにより前記昇降軌道を昇降させる昇降軌道駆動部と、を備える、請求項1又は請求項2に記載の保管システム。
  4. 前記天井ストッカと前記天井搬送車システムとの間で上下方向に物品を搬送する搬送装置を備え、
    前記昇降軌道の直下には、前記天井搬送車及び前記搬送装置が何れも物品を受け渡し可能な載置部が設けられ、
    前記載置部は、前記昇降軌道の直下から退避可能である、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の保管システム。
  5. 前記載置部は、一対の他の載置部の間に掛け渡されて配置され、
    前記天井搬送車は、前記他の載置部との間で物品を受け渡し可能である、請求項4に記載の保管システム。
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