KR20060048370A - 무인 반송차 및 반송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 대형화, 적재량의 증대에 대응할 수 있는 무인 반송캐리지의 주행기구와, 클린룸 바닥패널에 손상을 입히지 않는 주행 휠 기구에 관한 것이다.

무인 반송차에 조타(操舵)기구와 구동기구를 갖는 2열로 배치된 주행 휠을 설치하고, 대략 정사각형인 단일 형상의 바닥패널부재에 대하여, 무인 반송차의 주행 휠간 피치의 사이즈를, 바닥패널부재의 변(邊)의 사이즈보다 크거나 또는 작게 하고, 바닥패널부재에 맞닿는 각 주행 휠의 위치를 주행 휠마다 서로 다르게 함으로써, 바닥면의 휨으로 인해 형성되는 요철의 완화를 도모한다.

Description

무인 반송차 및 반송 시스템{UNMANNED CARRIER AND CARRYING SYSTEM}

도 1은 무인 반송캐리지(台車)의 제 1 실시예에 대한 정면도.

도 2는 무인 반송캐리지의 주행 휠의 배치도.

도 3은 조타기구, 구동기구를 갖는 주행 휠의 정면도.

도 4는 무인 반송캐리지의 제 2 실시예에 대한 정면도.

도 5는 무인 반송캐리지의 제 3 실시예에 대한 정면도.

도 6은 스프링 기구와 조타기구, 구동기구를 갖는 주행 휠의 정면도.

도 7은 제 4 실시예에서의 주행 휠의 배치도.

도 8은 바닥패널의 부설(敷設)방법에 대한 도면.

도 9는 주행 휠에 의한 바닥패널의 변형을 나타낸 도면.

도 10은 액정제조장치에 대한 액정 카세트의 이동적재를 나타낸 도면.

도 11은 종래기술의 무인 반송캐리지에 대한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 무인 반송캐리지 2 : 주행 휠

5 : 이동적재 로봇유닛 7 : 구동 휠

8 : 주행 휠 유닛 10 : 종동 휠

11 : 판 스프링 12 : 차축

30 : 차체 프레임 40 : 바닥패널

50 : 패널 지주 51 : 조타기구

53 : 판 스프링 유지부재 54 : 판 스프링

57 : 아우터 로터 축 58 : 아우터

59 : 타이어 60 : 아우터 로터

65 : 통기구멍

본 발명은 액정표시 바닥패널, 플라즈마 디스플레이, 반도체 집적회로 등의 제조공정에서의 기판 반송 장치에 관한 것이다.

액정표시 바닥패널 생산공장의 제조공정에서 유리기판의 반송에는 무인 반송캐리지가 이용된다. 무인 반송캐리지는 배터리로 구동되며, 유도선 위에서 시스템 컨트롤러의 지시에 따라, 카세트에 수납된 유리기판을 적재하여 제조장치 사이나 제조장치와 스토커(stocker) 사이의 반송을 수행한다.

무인 반송캐리지는 통상적으로 3 내지 4개의 주행 휠을 가지며, 바닥면인 그레이팅 위를 주행한다. 예컨대 도 11에 도시된 무인 반송캐리지의 경우(특허문헌 1), 캐리지 본체(45)의 상부에 이동적재 로봇(46)이 탑재되어, 기판이 수납된 카세트(47)의 이동 및 적재를 수행한다. 캐리지 본체(45)의 하부에는 4개의 주행 휠(3)이 설치되고, 4개의 주행 휠의 일부는 모터구동되는 구동 휠이며, 구동 휠 이 외의 주행 휠은 종동 휠이 된다. 또한, 무인 반송캐리지의 주행면이 되는 바닥패널(40)로는, 무인 반송캐리지의 주행 휠(3)에 의해 바닥패널(40 ; 그레이팅)에 가해지는 하중 이상의 내하중(耐荷重)을 갖는 것이 선정된다.

또한, 전방위(全方位) 이동 캐리지의 예(특허문헌 2, 특허문헌 3)에서는 6개의 주행 휠을 갖는 반송캐리지나, 4개의 주행 휠이 각각 독립된 조타기구를 갖는 예도 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 공보 평11(1999)-43296호

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 공보 평5(1993)-69795호

[특허문헌 3] 일본 특허 공개 공보 평8(1996)-202448호

액정표시 바닥패널 생산공장에서 생산능력의 향상은 최대의 과제이며, 사용되는 유리기판의 크기는 확대일로를 걷고 있다. 제 6세대 액정용 유리기판의 크기는 1.5m ×1.8m이었으나, 제 7세대에서는 1.7m ×2.0m으로 더욱 대형화가 도모되고 있다.

한편, 반송캐리지에는 적재 가능한 유리기판 매수의 증대나 반송속도의 가속화, 나아가 운행관리방법의 개량 등 다양한 접근이 요구되고 있다. 본 발명은 이 중 유리기판 크기의 대형화, 적재가능한 기판 매수의 증가에 따라 무인 반송캐리지의 총 중량이 증대된 결과, 새로운 문제로서 부각된 아래에 기재된 과제에 관한 것이다.

무인 반송캐리지의 중량은 주행 휠에 의해 지탱되며, 주행 휠은 또한 바닥패 널부재에 의해 지탱된다. 바닥패널부재의 구조는 통상적으로 도 8에 도시된 구성을 이룬다. 바닥패널부재의 내하중에는 최대 보증값이 있는데, 시스템 설계에 있어서 이 보증값을 초과한 하중이 바닥패널에 부하되어서는 안된다.

바닥패널부재는 통상적으로 정사각형이며, 휨량은 패널중앙에 하중이 부하되었을 때 최대가 된다. 따라서, 무인 반송캐리지의 주행 휠 간격이 바닥패널부재의 크기의 정수배수이면, 무인 반송캐리지의 진행방향과 바닥패널의 배열방향이 일치했을 경우, 하나의 주행 휠이 패널중앙에 위치하면, 다른 주행 휠도 모두 패널의 중앙에 위치한다. 즉, 바닥면에 형성되는 요철을 고려함에 있어서 주행 휠의 간격 사이즈와 바닥패널부재의 사이즈와의 관계는 중요한 포인트가 된다.

무인 반송캐리지의 대형화, 고중량화, 적재되는 피반송물의 고중량화에 대응하기 위하여, 무인 반송캐리지의 주행 휠은 대형화, 고강도화 또는 주행 휠 수의 다수화와 같은 대책이 필요하게 된다. 이 중, 주행 휠 수를 다수화하는 대책을 채용할 경우, 의도한 방향으로 정확하게 조타하는 조타기술이 중요한 요소기술이 된다. 그러나, 클린룸 내에서 사용되는 무인 반송캐리지에서 이러한 목적에 대응할 수 있는 종래기술은 없다.

무인 반송캐리지의 중량이 증대됨에 따라 종래 문제가 되지 않았던 바닥패널부재의 휨, 바닥패널부재의 맞대기부의 단차 등으로 인해 바닥면에 요철이 형성되어, 무인 반송캐리지의 주행상 문제로서 대두되고 있다. 즉, 주행중에 주행 휠에 부하되는 하중은 주행 휠마다 편차가 있으며, 극단적인 경우, 바닥면으로부터 떠올라 하중이 가해지지 않는 주행 휠이 존재하는 한편, 반대로 비정상적으로 높은 하 중이 부하되는 주행 휠이 존재하는 순간도 있을 수 있다.

바닥면의 요철에 기인하여, 구동 휠에 비정상적으로 높은 하중이 부하될 경우, 평균적인 부하하중을 상정하여 장착된 구동모터에서는 토크부족을 초래하며, 최악의 경우, 주행 휠의 구동이 불가능해지고 만다. 주행 휠의 구동이 불가능해지는 상황까지는 발생하지 않는다 하더라도, 회전속도가 현저히 저하되어 고속 반송에 대한 요구에 부응할 수 없다.

주행 휠이 바닥패널부재에 맞닿을 경우, 강성이 높은 주행 휠일수록 바닥패널과 주행 휠간의 접촉면적이 작아 하중부하가 집중된다. 그러나, 안전면에서 바닥패널부재 1장당 부하되는 하중은 동일하다 하여도, 작은 면적에 집중적으로 하중이 부하되는 것보다, 넓은 면적에 하중이 균등하게 부하되는 것이 내하중, 휨에 대하여 안전하다. 종래기술에는 이 점에 대한 배려가 없다.

무인 반송캐리지는 제조장치, 보관장치의 포트에서 정지하며, 이동적재장치의 로봇아암을 작동시켜 하물의 이동 및 적재를 수행한다. 로봇아암이 유리기판 카세트를 유지하고 이동시킴에 따라 하중점도 이동하며, 주행 휠에 부하되는 하중도 변동된다. 이와 같이 로봇아암에 의한 유리기판 카세트의 이동 및 적재에서는, 주행 휠에 부하되는 하중의 변동패턴이 정형화되어 있어, 고하중이 부하되는 주행 휠 및 상기 주행 휠이 맞닿는 바닥패널위치는 일의적(一義的)으로 결정된다. 또한, 그 고하중이 부하되는 바닥패널은 다른 바닥패널에 비해 조기에 수명이 다한다.

청구항 1에 기재된 무인 반송차는, 필요에 따라 공기유통구멍이 형성된 직사각형 내지 정사각형 형상의 바닥패널부재를 전체면에 깔아 형성된 클린룸의 바닥면 위를 주행하는 무인 반송차로서, 유리기판 등의 물품을 반송 및 옮겨 적재한다.

이 때, 무인 반송차의 중량은 무인 반송차에 설치된 5이상의 주행 휠에 의해 지탱되며, 상기 주행 휠의 하중은 바닥패널에 의해 지탱된다.

한편, 바닥패널에는 하중을 견디는데 상한이 있으며, 이것을 초과하여 사용하면 파손에 이르게 된다. 바닥패널에 부하되는 하중은, 바닥패널부재의 내하중(耐荷重) 보증값 이하이며, 작을수록 안전한 것은 당연하다.

본 발명에 따르면, 차체 중량이 클 경우에도, 주행 휠의 수를 5이상으로 적정화함으로써, 하나의 주행 휠에 부하되는 부하하중을 바닥패널의 보증 내하중 이하로 용이하게 조정할 수 있다.

구체적으로는 무인 반송대에 최대중량의 피적재물이 적재되는 경우를 상정하고, 각 주행 휠에 부하되는 하중이 거의 동일해지도록 주행 휠을 배치하여, 바닥패널에 부하되는 하중의 균일화를 도모한다.

또한, 5이상의 주행 휠이 장비된 무인 반송차의 각 주행 휠을 각각 다른 바닥패널에 맞닿도록 배치하여, 바닥패널에 부하되는 하중을 더욱 균일화할 것을 도모함으로써, 특정 바닥패널에 대해 비정상적으로 높은 하중이 부하되는 것을 회피하여, 바닥패널에 대한 주행 휠의 배치로서 가장 안전한 배치를 실현한다.

청구항 2는 청구항 1에 기재된 무인 반송차로서, 정사각형 또는 직사각형의 단일 형상인 바닥패널부재를 전체면에 깔아 형성된 클린룸 바닥면 위를 주행할 경 우, 무인 반송차의 각 주행 휠이 맞닿는 각 바닥패널부재의 각 바닥패널상의 접촉위치가 각 주행 휠마다 서로 다르기 때문에, 각 주행 휠의 부하하중이 동일하여도 각 주행 휠이 위치하는 각 바닥패널의 휨량은 서로 달라, 바닥패널에 형성되는 요철을 확률화(randomization)함으로써 작게 할 수 있어 고속 반송에 적합하다.

청구항 3은 청구항 2에 기재된 무인 반송차로서, 무인 반송차의 길이방향으로 2열로 배치된 주행 휠의 구성을 갖는다. 각각의 라인은 대략 직선이며, 3이상의 주행 휠이 등간격으로 설치되어 있다.

무인 반송차는 대략 정사각형의 단일 형상인 바닥패널부재를 전체면에 균일하게 깔아 형성된 클린룸의 바닥면 위를 주행한다.

상기 2열로 배치된 각 주행 휠의 각 주행 휠 간격 피치 사이즈는, 상기 대략 정사각형 형상인 바닥패널부재의 변(邊)의 사이즈보다 크거나 또는 작은 사이즈이므로, 바닥패널부재의 변의 사이즈와 일치하는 일은 없다. 단, 각 주행 휠 간격 피치 사이즈가 바닥패널부재의 변의 사이즈의 정수배인 경우에는 실질적으로 의미가 없어 적용하지 않는다. 또, 상기 주행 휠간 피치 사이즈가 상기 바닥패널부재의 변의 사이즈보다 작은 경우에는, 동일한 바닥패널부재에 동시에 2개의 주행 휠이 맞닿는 일이 없는 주행 휠간 피치 사이즈로 되어 있기 때문에, 각 바닥패널상의 접촉위치는 각 주행 휠마다 서로 다르다.

한편, 상기 2열의 주행 휠의 라인 간격은, 바닥패널부재의 변의 사이즈 길이 이상으로 되어 있다. 단, 이 경우에도 2열의 주행 휠의 라인 간격이 바닥패널부재의 변의 사이즈 길이의 정수배인 경우에는 실질적으로 의미가 없어 적용은 하지 않 는다.

이상에 의해, 무인 반송차의 각 주행 휠과 각 바닥패널과의 접촉위치는 각 주행 휠마다 서로 다르며, 바닥패널에 형성되는 요철이 작아 고속 반송에 적합한 주행 휠 배치로 되어 있다.

청구항 4에 기재된 5이상의 주행 휠을 갖는 무인 반송차는, 의도한 방향으로 정확하게 조타하는 것이 요구될 경우, 구동기구를 갖는 구동 휠을 구동시켜 주행하는 동시에, 컨트롤러에 의해 모든 주행 휠이 각각 구비하는 조타기구의 스티어링각도 제어기구를 개별적으로 제어함으로써, 직진, 횡행, 사행, 선회와 같은 조타주행을 자유롭고도 고도로 정밀하게 수행할 수가 있다.

청구항 5에 기재된 5이상의 주행 휠을 갖는 무인 반송차는, 의도한 방향으로 정확하게 조타하는 것이 요구될 경우, 모든 주행 휠에 장비된 구동기구를 동작시켜 주행하는 동시에, 컨트롤러에 의해 모든 주행 휠이 각각 구비하는 조타기구의 스티어링각도 제어기구를 개별적으로 제어함으로써, 직진, 횡행, 사행, 선회와 같은 조타주행을 자유롭고도 고도로 정밀하게 수행할 수가 있다.

청구항 6에 기재된 무인 반송차는 주행 휠의 차축의 양단이 판 스프링 등의 스프링부재에 의해 지지되며, 상기 스프링부재는 더욱이 무인 반송차 본체에 고정되어, 결과적으로 주행 휠은 무인 반송차 본체에 의해 탄성 지지되는 효과를 가지며, 주행시 바닥면의 요철에 대해 탄성적으로 추종할 수 있어, 주행 휠의 부상(浮上)이나 접촉편차를 완화할 수 있다. 이에 따라, 특정한 바닥패널에 고하중을 부하하여 파손에 이르게 되는 위험을 회피할 수 있으며, 아울러 무인 반송차에 적재 된 피반송물에 대한 진동억제효과를 갖는다.

청구항 7에 기재된 무인 반송차의 구동 휠 구동모터는, 판 스프링 등의 스프링부재에 의해 지지되며, 상기 스프링부재는 더욱이 무인 반송차 본체에 고정되므로, 주행 휠은 무인 반송차 본체에 의해 탄성 지지되는 효과를 갖는다. 게다가, 구동 휠 이외의 주행 휠은 판 스프링에 의해 탄성 지지되지 않기 때문에, 구동 휠이 바닥면을 누르는 힘은 판 스프링의 탄성력에 의해 일정값으로서 일의적으로 결정된다.

무인 반송차의 주행에 필요한 추진력은, 상기 판 스프링의 탄성력이 바닥면을 누르는 힘에 구동 휠이 대항하여 주행 휠을 회전시키는 힘이며, 구동모터에 요구되는 회전토크는 이 주행 휠을 회전시키는 토크이다.

따라서, 구동 휠 구동모터를 판 스프링부재에 지지하는 방법에서, 구동모터에 필요한 회전토크는 판 스프링이 바닥면을 누르는 힘으로서 일정해지며, 무인 반송차의 적재 하물 중량이나, 바닥면의 요철에 영향을 받지 않아, 구동에 필요한 최소토크의 구동모터를 사용하여도 토크부족에 따른 정지나, 회전속도의 감소에 따른 반송속도의 저하는 발생하지 않는다.

청구항 8에 기재된 무인 반송차는, 동일한 축에 복수의 주행 휠이 병렬로 배치되어 하나의 주행 휠이 구성되어 있으므로, 통상적인 단일 휠과 비교할 때, 바닥패널부재 1장당 부하되는 하중은 동일하다 하여도, 단일 휠에 비해 넓은 면적에서 바닥패널에 맞닿아 안전성이 확보된다.

청구항 9에 기재된 바닥패널부재는, 무인 반송차가 정지하여 하물을 옮겨 적 재하는 작업을 실시하는 장소의 바닥면에 부설(敷設)되는 바닥패널부재이다.

무인 반송차가 하물을 옮겨 적재하는 작업에서는, 피적재물의 이동에 따라 특정 주행 휠에 하중이 집중되기 쉬우며, 이 특정 주행 휠에 맞닿는 바닥패널부재에는 고하중이 부하된다.

그러나, 청구항 7에 기재된 바닥패널부재는, 하물을 옮겨 적재하는 작업을 실시하는 장소 이외의 부분에 부설되는 바닥패널보다 사이즈가 작기 때문에, 무인 반송차의 하나의 주행 휠이 맞닿는 바닥패널부재는 복수개이다. 따라서, 하나의 주행 휠이 하나의 바닥패널부재에만 맞닿는 경우가 없어, 하중부하의 분산화가 도모되며 바닥패널의 파손 등에 대한 안전성이 확보된다.

이하, 본 발명에 관한 제 1 실시형태를 도 1, 도 2 및 도 8을 참조하면서 설명한다.

도 1은 무인 반송캐리지의 정면도, 도 2는 무인 반송캐리지의 주행 휠의 배치도이다.

도 1에 도시된 무인 반송차(1)는 주행방향으로 긴 직사각형 형상을 이루며, 차체 프레임(30), 주행 휠 유닛(8), 이동적재 로봇유닛(5), 컨트롤러(17)에 의해 구성되고, 차체 프레임(30)에는 상단 선반(25), 하단 선반(34)이 설치되어 있다.

중앙부에 설치된 이동적재 로봇유닛(5)은, 로봇 지지 앵글(16)에 로봇 고정 볼트(19)에 의해 고정되어 있다. 또, 로봇 지지 앵글(16)은 수직방향 구동 테이블(9)에 고정되어 있고, 수직방향 구동 테이블(9)은 도시되지 않은 볼 나사에 의해 상하로 구동된다.

상단 선반(25), 하단 선반(34)의 2단으로 설치된 선반에는, 유리기판이 수납된 카세트가 놓인다. 또한, 상단 선반(25)과 하단 선반(34)에는 각각 카세트의 재치(載置) 유무를 확인하기 위한 리미트 스위치(23,24)가 각각 2개씩 대각 위치에 설치된다. 리미트 스위치(23,24)를 대각 위치에 설치하는 의미는, 단순히 카세트의 유무를 검지하는 것뿐만 아니라, 그 리미트 스위치에 의해 카세트의 위치 오차도 검지하는 데 있다. 예컨대, 2개의 리미트 스위치 중 1개만이 스위치 ON 신호를 출력할 경우, 카세트는 정규 위치로부터 벗어나 놓여져 있어 정규 위치에 재위치시킬 필요가 있다.

프레임(30)의 앞뒤, 양면에는 긴급시 등에 캐리지를 매뉴얼조작하기 위해, 주행 전면 조작패널(28)과 주행 후면 조작패널(29)이 설치되어 있다. 이로써, 한 쪽의 패널조작이 어려운 장소에 무인 반송차가 들어가도 다른 쪽의 조작패널에 의해 조작할 수가 있다.

로봇 지지 앵글(16) 위에 고정되어 있는 이동적재 로봇유닛(5)은, 로봇본체(22)와 그 위에 부착된 회전 테이블(21), 또한 1단째 아암(15), 2단째 아암(14), 또 그 상부에 설치된 테이블(20)로 구성된다. 로봇의 회전동작은 회전 테이블(21)에 의해 수행되며, 아암의 신축은 1단째 아암(15), 2단째 아암(14) 및 최상단의 테이블(20)에 의해 수행된다. 수직방향의 상하운동은 수직방향 구동 테이블(9)에 의해 수행된다.

수직방향 구동 테이블(9)의 상단 선반(25)과 하단 선반(34)에 상당하는 높이 위치에는, 상단 투과 센서(27)와 하단 투과 센서(32)가 설치되어 있고, 이동적재 로봇과 일체로 상하로 움직이는 차광판(26)이 상기 상단 투과 센서(27) 또는 하단 투과 센서(32)를 차단할 때, 이들 센서로부터 출력되는 펄스파형에 의해 수직방향에서의 로봇의 위치가 검출된다.

기본적으로는, 카세트가 놓인 선반에서 로봇아암은 회전이 불가능하여, 카세트가 놓이지 않은 선반부에서만 회전시키는 방법을 채용한다. 구체적으로는, 카세트의 유무를 검출하는 상단 리미트 스위치(23)와 하단 리미트 스위치(24)의 출력을 체크하고, 상단 투과 센서와 하단 투과 센서의 출력을 감시하면서 수직방향 구동 테이블(9)을 구동시켜, 카세트가 놓이지 않은 선반위치까지 로봇 지지 앵글(16)을 이동시킨다. 카세트가 놓이지 않은 선반위치에 로봇 지지 앵글이 도달한 시점에서 수직방향 구동 테이블(9)을 정지시키고, 회전이 필요한 경우에는 적절히 회전동작을 실시한다.

주행 휠 유닛(8)은 하부 프레임(35), 조타기구(51), 구동 휠(7), 휠 샤프트 지지부재(56)로 구성되며, 하부 프레임(35)의 하면에 부착된다. 주행 휠 유닛(8)을 구성하는 주행 휠은 모두 조타기구와 구동기구를 갖는다. 구동기구를 갖는 구동 휠은, 가령 일본 특허공개공보 평5(1993)-308766호에 있는 것과 같은 아우터로터형 구동모터의 아우터측 외주에 타이어를 설치한 주행 휠이 사용된다.

무인 반송캐리지(1)가 주행하는 바닥은, 도 8에 도시된 바와 같이 공장 건물의 콘크리트 기초인 슬래브(48) 위에 패널 지주(50)를 배치하고, 이 패널 지주(50)위에 변의 사이즈가 L1×L2이고, 공기유통구멍(65)을 갖는 바닥패널(40)을 전체면에 깐 것이다. 패널 지주(50)는 위치결정 돌기(41), 받침대(42), 지주(43), 지주 대(44)로 구성되며, 슬래브(48)위에 지주대(44)를 하면으로 하여 세우고, 받침대(42)위에 바닥패널(40)을 얹는다. 이 때 바닥패널(40)의 네 모서리에 형성된 오목부에 받침대(42)위의 돌기(41)를 끼워맞추어 위치결정이 이루어진다. 패널 지주(50) 및 바닥패널(40)은 클린룸 바닥 전면(全面)에 틈새없이 촘촘하게 깔리기 때문에, 패널 지주(50)가 쓰러지는 일은 없다.

다음으로 무인 반송캐리지(1)의 주행 휠의 배치와 바닥패널(40)의 부설(敷設)상황간의 관계에 대해 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2의 굵은 실선은 12장의 바닥패널(40)을 나타내며, 점선은 각 바닥패널(40)을 세로방향으로 4분할, 가로방향으로 4분할하는 가상선을 나타낸다. 도 2는 12장의 바닥패널(40) 위에 위치하는 무인 반송캐리지(1)의 휠의 위치를 나타낸다.

무인 반송캐리지(1)는 2열로 배치된 구동 휠(7)을 가지며, 제 1 구동 휠의 라인은 5개의 구동 휠(7-a1∼7-e1)로 구성되고, 제 2 구동 휠의 라인은 5개의 구동 휠(7-a2∼7-e2)로 구성된다. 또한, 무인 반송캐리지(1)는 12개의 바닥패널(40-a1∼ 40-f1 및 40-a2∼40-f2) 위에 위치한다.

바닥패널(40)의 가로방향의 길이를 L1, 세로방향의 길이를 L2로 한다. 또한, 무인 반송캐리지(1)의 주행 휠 간격을 P1로 하고, 주행 휠의 폭을 W로 하면, P1은 다음의 관계를 만족한다.

P1＞√(L1*L1+L2*L2) + W ― (식 1)

또, 주행 휠의 배열방향에 수직인 방향의 주행 휠 간격을 P2로 하면 P2는 다음의 관계를 만족한다.

P2＞√(L1*L1+L2*L2) + W ― (식 2)

상기 식 1 및 식 2의 관계를 통해, 무인 반송캐리지(1)가 바닥에 깔려있는 바닥패널(40) 위를 주행할 경우, 하나의 바닥패널(40) 위에 동시에 2개의 주행 휠이 놓이는 경우는 없다.

또한, 주행 휠 간격(P1)은 무인 반송캐리지(1)에 최대중량의 피적재물이 탑재되었을 때, 각 주행 휠에 부하되는 하중이 거의 균등해지는 크기로 한다. 따라서, 본 발명에 의해 최대한의 안전성이 확보된다.

바닥패널(40)의 형상에 관해, 이상에서는 변의 길이 L1과 변의 길이 L2가 다른 직사각형으로서 설명하였으나, 관용적으로 바닥패널의 형상은 정사각형으로 L1=L2이다. 도 2에서는 바닥패널(40)이 정사각형, 즉 L1=L2=L이고, 무인 반송캐리지(1)가 화살표 방향으로 주행하여, 진행방향과 바닥패널(40)의 배열방향이 일치하며, 7-a1∼7-e1의 제 1열째의 각 주행 휠 간격은 P1=(1+1/4)·L이고, 또한 제 2열째의 각 주행 휠(7-a2∼7-e2)의 각 주행 휠 간격도 마찬가지로 P1=(1+1/4)·L이며, 제 1열째의 주행 휠 라인과 제 2열째의 주행 휠 라인의 간격은 P2=(1+1/2)·L이다. 따라서, 휨량이 최대가 되는 바닥패널 중앙에서 맞닿는 주행 휠은, 10개 중 7-b1과 7-b2의 2개이며, 다른 것은 휨이 적은 위치에서 맞닿아 전체적으로 바닥면에 형성되는 요철은 완화된다.

다음으로 주행 휠 유닛(8)의 상세 기능을 도 3을 이용하여 설명한다.

아우터(58)의 외주에 타이어(59)가 설치된 아우터로터형 구동모터의 아우터가 바닥패널(40)에 맞닿으며 주행 휠을 구성한다. 아우터 로터 축(57)은 축 지지 부재(56)에 의해 지지되고, 축 지지부재(56)는 조타기구(51)의 회전축(52)과 일체화되며, 조타기구(51)는 무인 반송캐리지의 하부 프레임(35)에 고정된다. 조타기구(51)는 스티어링 모터로 구성되고, 스티어링 회전각도에 따라 스티어링 모터의 회전축(52)이 회전하여 주행 휠의 스티어링 각도가 설정된다.

실시예 1의 무인 반송캐리지(1)는 8개의 주행 휠 유닛(8)이 모두 조타기구와 구동기구를 함께 구비하고 있다. 따라서, 모든 조타기구를 동시에 통일하여 제어함으로써 주행 휠이 다수여도 직진, 횡행(橫行), 사행(斜行), 선회 등의 조타주행을 자유롭고도 고도로 정밀하게 수행할 수 있다.

다음으로 제 2 실시예를 도 4를 이용하여 설명한다.

제 2 실시예의 기본구성은 도 1의 제 1 실시예와 유사하다. 따라서 동일한 부분에는 동일 부호를 사용하고 특기할 만한 상이점에 대해서만 설명하도록 한다.

제 2 실시예의 특징은 주행 휠과, 주행 휠의 하부 프레임(35)에 대한 지지방법에 있다.

무인 반송캐리지(1)의 8개의 주행 휠은 모두 판 스프링(11)을 통해 차체의 하부 프레임(35)에 부착되어 있다. 따라서 주행 휠은 무인 반송차 본체에 의해 탄성 지지되며, 주행시 바닥면의 요철에 대해 탄성적으로 추종하여, 주행 휠의 부상(浮上)이나 접촉 편차를 완화할 수가 있다. 이로써, 일부 바닥패널에 고하중이 부하되어 파손에 이르게 되는 위험이 회피된다.

도 9는 바닥패널(40)위를 이동하는 무인 반송캐리지(1)의 주행 휠의 상황을 나타내는 도면으로서, 9-A는 정면도, 9-B는 측면도이다. 바닥패널(40)은 무인 반 송캐리지(1)의 휠(3)과의 접촉부에서 휨, 패임이 발생하며, 접촉부 이외의 주변부는 반대로 불룩하게 나온다. 휨에 의해 형성되는 패임은 패널 지주(50)사이의 중앙부가 최대이고, 주행 휠의 위치는 가장 낮은 위치가 된다. 이 위치에서 무인 반송캐리지(1)가 화살표 방향으로 주행하면, 주행 휠은 패널 지주(50)의 바로 위에서 최고의 높이위치에 도달하며, 더욱 주행하면 다음의 바닥패널 중앙에서 다시 최소의 높이가 된다. 이와 같이, 바닥패널(40)의 변형에 따라 무인 반송캐리지(1)는 최고 높이위치와 최소 높이위치를 번갈아 거치면서 주행하여, 결과적으로 고저(高低) 차(H)의 요철면을 주행하는 것과 동일해진다.

한편 도 4의 무인 반송캐리지(1)의 10개의 주행 휠은 모두 판 스프링(11)을 통해 차체의 하부 프레임(35)에 부착되며, 더욱이, 각 주행 휠에 부하되는 하중은, 최대중량의 피적재물 중량이 적재되는 경우를 상정하여, 하중의 균일화가 도모되고 있다. 각 주행 휠이 바닥면을 누르는 힘은 판 스프링(11)의 탄성력과 일치하며, 바닥면에 다소의 요철이 있는 경우에도 거의 일정하게 유지된다. 따라서 바닥면의 요철에 대해 주행 휠의 부상(浮上)이나 유해한 하중변동이 발생하는 경우도 없다.

다음으로 제 3 실시예를 도 5, 6을 이용하여 설명한다.

제 3 실시예의 기본구성은 도 1의 제 1 실시예와 유사하다. 제 1 실시예의 실시예와 동일한 부분에는 동일 부호를 사용하고, 특기할 만한 상이점에 대해서만 설명하기로 한다.

무인 반송차의 구동 휠(7)은 도 6에 나타낸 바와 같이 아우터(58)와, 아우터 로터 축(57)에 의해 구성된다. 아우터 로터(60)의 외주에 타이어(59)가 설치된 구 동 휠을 축 지지부재(56)에 고정하고, 결합부재(55)에 의해 판 스프링(54)에 부착한다. 판 스프링(54-c, 54-b, 54-a)은 판 스프링 유지부재(53)에 의해 지지되며, 판 스프링 유지부재(53)는 또한 조타기구(51)의 회전축(52)에 고정되어 있다. 또, 조타기구(51)는 플랜지부를 통해 무인 반송차 본체의 하부 프레임(35)에 고정된다. 따라서, 구동 휠(7)은 스프링에 의해 무인 반송차 본체에 탄성 지지되며, 구동 휠 이외의 종동 휠(10)이 판 스프링에 의해 탄성 지지되는 일은 없다. 또, 구동 휠이 바닥면을 누르는 힘은 항상 판 스프링(11)의 탄성력에 의해 일정값이 되어 일의적으로 결정된다.

무인 반송차의 주행에 필요한 추진력은, 구동 휠(7)이 상기 판 스프링의 탄성력으로 바닥면을 누르는 힘에 대항하여 주행 휠을 회전시키는 힘과 등가이며, 구동 휠(7)의 아우터 로터 모터에 요구되는 회전토크는 상기 주행 휠을 회전시키는 토크가 된다.

따라서, 구동모터에 필요한 회전토크는, 판 스프링이 바닥면을 누르는 힘으로서 일정하며, 무인 반송차의 피적재물의 중량이나 바닥면의 요철에 영향을 받지 않아, 무인 반송차를 구동시키는데 필요한 최소토크의 구동모터를 사용하여도 토크부족에 따른 정지나 회전속도의 감소에 따른 반송속도의 저하는 발생하지 않는다.

다음으로, 제 4 실시예를 도 7을 이용해 설명한다.

도 7은 제 4 실시예에 따른 주행 휠의 배치를 나타내는 것으로, 도 4의 실시예 2를 바탕으로 하는 것이다. 실시예 2와 동일한 부분에는 동일 부호를 사용하고, 특기할 만한 상이점에 대해서만 설명하기로 한다.

8개의 주행 휠 중, 외측에 위치하는 4개의 주행 휠은 차축(12)에 2개의 주행 휠(38,38)이 병렬배치되며, 2개의 주행 휠로 1개의 주행 휠이 구성되는 복합 휠이다. 복합 휠은 단일 휠과 비교할 때, 단일 휠에 비해 넓은 면적에서 바닥패널부재와 맞닿으며, 또한 맞닿는 면적이 넓은 만큼, 복수의 바닥패널부재에 맞닿을 가능성도 높아 안전성이 확보된다. 도 7에서는 외측에 위치하는 4개의 주행 휠만 복합 휠이지만, 내측에 위치하는 4개의 주행 휠도 포함하여 모든 주행 휠을 복합 휠로 할 수도 있으며, 또한 하나의 주행 휠을 2이상의 복수의 주행 휠에 의해 구성할 수도 있다.

다음으로 제 5 실시예를 도 10을 통해 설명한다.

도 10은 무인 반송캐리지(1)가 액정제조장치(4)에 액세스하여, 반송되어 온 카세트를 액정제조장치의 입출 포트(61)에 올려놓는 상황을 나타낸다. 액정유리기판이 수납된 카세트의 중량은 1톤 이상이 되는 경우도 있다. 주행 휠(3-2)에 주목할 때, 카세트(6)의 이동 적재에 따라 주행 휠(3-2)에 부하되는 하중의 시간변화는 다음과 같다.

유리기판(49)이 수납된 카세트(6)가 무인 반송캐리지(1)의 내부에 있는 시점에서는, 주행 휠(3-2)에 부가되는 하중은 주행 휠(3-1)과 거의 동일하다. 이동적재 로봇(5)이 로봇본체(22)위의 회전 테이블(21)을 선회시키고, 2단째 아암(14), 1단째 아암(15), 테이블(20)을 서서히 신장시켜, 테이블 선단이 무인 반송캐리지(1)의 측면으로부터의 최대 원격점에 도달했을 때, 주행 휠(3-2)에 최대하중이 부하된다. 도 10에서 주행 휠(3-2)이 맞닿는 부위에는, 다른 부위의 바닥패널의 약 1/4 크기인 바닥패널(40-a, 40-b)이 깔려 있으며, 이에 따라 주행 휠(3-2)은 2장의 바닥패널(40-a, 40-b)에 맞닿아 바닥패널부재 1장당 부하하중의 저감을 도모하며 바닥패널의 파손 등에 대한 안전성을 확보한다. 또한, 본 실시예에서는 바닥패널(40-a,40-b)의 크기를 다른 부위의 바닥패널의 약 1/4이 되는 크기로 하였으나, 무인 반송캐리지의 주행 휠이 복수의 패널에서 맞닿을 수 있는 구성이라면, 바닥패널(40-a,40-b)의 크기는 이보다 크거나 작아도 무방하다.

본원 발명은, 바닥이 그레이팅 구조를 채용하는 클린룸에 있어서, 대형 유리기판을 이용하여 액정표시장치를 생산하는 제조공장의 유리기판을 수납한 카세트를, 무인 반송장치에 의해 반송하는 무인 반송장치 분야에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 기판의 대형화, 적재량의 증대에 대응할 수 있는 무인 반송캐리지의 주행기구와, 클린룸 바닥패널에 손상을 입히지 않는 주행 휠 기구를 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 필요에 따라 공기유통구멍이 형성된 정사각형 또는 직사각형의 단일 형상인 바닥패널부재를 전체면에 균일하게 깔아 형성된 클린룸의 바닥면 위를 주행하고, 유리기판 등의 물품을 반송 및 옮겨 적재하는 무인 반송차로서, 하중을 지탱하며 주행하는 것을 목적으로 설치된 적어도 5이상의 주행 휠을 가지며, 상기 주행 휠이 다른 바닥패널상에 위치하도록 배치된 것을 특징으로 하는 무인 반송차.
2. 제 1 항에 있어서, 정사각형 또는 직사각형의 단일 형상인 바닥패널부재에 대해, 상기 무인 반송차의 각 주행 휠이 맞닿는 경우, 상기 각 주행 휠이 바닥패널부재에 대해 맞닿는 각 바닥패널상의 접촉위치가, 각 주행 휠마다 서로 다른 위치가 되도록 상기 각 주행 휠이 배치되는 것을 특징으로 하는 무인 반송차.
3. 제 2 항에 있어서, 2열로 배치된 주행 휠의 구성을 가지며, 각 2열이 3이상의 등간격으로 배치된 주행 휠로 구성되고,

   대략 정사각형의 단일 형상인 바닥패널부재를 전체면에 균일하게 깔아 형성된 클린룸의 바닥면 위를 주행하며,

   상기 주행 휠간 피치 사이즈가, 상기 대략 정사각형 형상인 바닥패널부재의 변의 사이즈보다 크거나 또는 작은 사이즈이며, 상기 주행 휠간 피치 사이즈가 상기 바닥패널부재의 변의 사이즈보다 작은 경우에는, 동일한 바닥패널부재에 동시에 2개의 주행 휠이 맞닿는 일이 없고,

   상기 2열의 주행 휠의 라인 간격이, 패널부재의 변의 사이즈 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 무인 반송차.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서, 모든 주행 휠이 조타기구를 개별적으로 가지며, 적어도 하나 이상의 주행 휠이 구동기구를 아울러 가지는 무인 반송차.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서, 모든 주행 휠이 조타기구와 구동기구의 두 가지 기구를 개별적으로 가지는 무인 반송차.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서, 주행 휠 샤프트 지지기구를 구비하며, 상기 주행 휠 샤프트 지지기구는, 판 스프링 등의 스프링부재를 통해 주행 휠 샤프트가 무인 반송차 본체에 의해 탄성 지지된 무인 반송차.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 주행 휠은, 적어도 하나 이상의 구동 휠과 적어도 하나 이상의 종동 휠로 구성되며, 구동기구를 가지는 구동 휠은, 바닥면에 대한 상기 구동 휠의 가압하중이 거의 일정해지는 스프링부재와 조타기구를 통해 반송캐리지 본체 프레임에 부착된 무인 반송차.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한항에 있어서, 하나의 주행 휠이, 동일한 축에 병렬로 배치된 복수의 주행 휠에 의해 구성된 주행 휠을 가지는 무인 반송차.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한항에 기재된 무인 반송차가 주행하는 클린 룸 바닥에 부설(敷設)되고, 필요에 따라 공기유통구멍이 형성된 직사각형 내지 정사각형 형상의 바닥패널부재를 가지며,

   무인 반송차가 정지하여 하물을 옮겨 적재하는 작업을 실시하는 장소의 바닥면에 부설되는 부분의 바닥패널 사이즈를, 무인 반송차가 정지하여 하물을 옮겨 적재하는 작업을 실시하는 장소 이외의 부분의 바닥면에 부설되는 바닥패널부재보다 작은 사이즈로 한 반송 시스템.

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