WO2023013172A1

WO2023013172A1 - 天井搬送車

Info

Publication number: WO2023013172A1
Application number: PCT/JP2022/016085
Authority: WO
Inventors: 誠小林
Original assignee: 村田機械株式会社
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-02-09
Also published as: CN117677559A; TW202311092A; JPWO2023013172A1

Abstract

天井搬送車（１）は、被搬送物（９０）を保持する本体部（３）が走行部（２）に懸垂支持される。天井搬送車（１）は、走行部（２）に懸垂されるベース部（２３）と、本体部（３）に設けられると共に、ベース部（２３）を水平方向に延在する回動軸（２６）を介して回動可能に支持する支持部（２１）と、回動軸（２６）が延在する第一方向及び鉛直方向の両方に直交する第二方向において、回動軸（２６を挟むように設けられると共に本体部（３）に接触するように設けられる一対のダンパー（３０，３０）と、を備える。

Description

天井搬送車

　本発明の一側面は、天井搬送車に関する。

　特許文献１には、台車と、台車に対して防振用のダンパーを介して取り付けられる無人搬送車本体と、無人搬送車本体に取り付けられた移載装置と、を備える、無人搬送車が開示されている。特許文献１の無人搬送車では、走行中に物品に伝わる振動を低減することができる。

特開２００１－２９８０６５号公報

　しかしながら、上記従来の無人搬送車によれば走行中に物品（被搬送物）に伝わる振動を低減することができるものの、被搬送物には揺れが生じるおそれがある。特に、被搬送物を保持する本体部が走行部に懸垂支持される構成の天井搬送車では、被搬送物に生じる揺れが大きくなる。

　そこで、本発明の一側面の目的は、走行部からの振動が被搬送物に伝播するのを抑制しつつ、かつ被搬送物に揺れが生じることを抑制できる天井搬送車を提供することにある。

　本発明の一側面に係る天井搬送車は、搬送物を保持する本体部が走行部に懸垂支持される天井搬送車であって、走行部に懸垂されるベース部と、本体部に設けられると共に、ベース部を水平方向に延在する回動軸を介して回動可能に支持する支持部と、回動軸が延在する第一方向及び鉛直方向の両方に直交する第二方向において、回動軸を挟むようにベース部に設けられると共に、本体部に接触するように構成される一対のダンパーと、を備える。

　この構成の天井搬送車では、走行部から伝播される振動が本体部に対して回動可能に支持されるベース部によって吸収されると共に、本体部と走行部との相対位置関係（走行部に対する本体部の姿勢）がダンパーによって安定的に維持される。これらの結果、走行部からの振動が被搬送物に伝播するのを抑制しつつ、かつ被搬送物に揺れが生じることを抑制できる。

　本発明の一側面に係る天井搬送車では、回動軸は、走行部の走行方向及び鉛直方向の両方に直交する方向に延在するように配置されると共に、走行部の走行方向において本体部の中央部に配置されており、一対のダンパーは、走行部の走行方向において回動軸を挟むように設けられてもよい。この構成では、本体部に対して走行部の角度変化を許容するにあたり、走行部の走行方向にのみ角度変化が許容されるので、走行方向に直交する左右方向（横方向）への被搬送物の移載時に本体部が傾くことを最小限に留めることができる。

　本発明の一側面に係る天井搬送車では、ベース部は、走行部から鉛直方向下方に向かって延在する一対の懸垂部材を介して走行部に懸垂されており、ベース部は、懸垂部材の延在方向を回動軸とする軸周りに回動可能に懸垂部材を支持してもよい。この構成では、懸垂部材において走行部に対する取付部分とベース部に対する取付部分との間にねじれ応力が生じることを低減できる。

　本発明の一側面に係る天井搬送車の走行部は、走行レールに配置された磁気プレートとの間で発生する磁力によって加速又は制動させる走行駆動部を有していてもよい。このような走行駆動部を有する天井走行車では、走行駆動部の一部である電磁石（ＬＤＭ（Linear　DC　Motor））と磁気プレートとが微小隙間を介して配置されるので、本体部の姿勢の変化によって走行部が上方に押し上げられると、走行駆動部と磁気プレートとが衝突するおそれがある。この構成の天井搬送車では、本体部に直接接触するダンパーと走行部に接続される懸垂部材とが平面視において互いに重ならないように配置されるので、本体部の姿勢の変化がダイレクトに走行部を押し上げることを抑制できる。この結果、走行駆動部と磁気プレートとが衝突するおそれを低減できる。

　本発明の一側面に係る天井搬送車では、ダンパーは、ゴム部材とバネ部材とを有してもよい。この構成では、バネ部材を圧縮することによってダンパーに生じさせる与圧の調整を容易に行うことができるので、本体部と走行部との相対位置関係をより安定的に維持することができる。

　本発明の一側面に係る天井搬送車では、支持部は、ゴムブッシュを介して回動軸を回動可能に支持してもよい。この構成によれば、回動軸の回動方向における振動だけでなく、その他の方向における振動についても、走行部からの振動が被搬送物に伝播するのを効果的に抑制することができる。

　本発明の一側面によれば、走行部からの振動が被搬送物に伝播するのを抑制しつつ、かつ被搬送物に揺れが生じることを抑制できる。

図１は、一実施形態に係る天井搬送車を側面から見た側面図である。図２は、図１の天井搬送車の本体フレームを斜め上方から見た斜視図である。図３は、防振ユニットを斜め上方から見た斜視図である。図４は、防振ユニットを側面から見た側面図である。図５は、防振ユニットを前後方向に沿って切断した断面図である。図６は、ダンパーの内部構成を示した断面斜視図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）のそれぞれは、与圧が付与されたダンパーの動作を説明する図である。

　以下、図面を参照して一実施形態に係る天井搬送車１について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１に示される天井搬送車１は、クリーンルームの天井等、床面より高い位置に設けられる走行レールＲに沿って走行する。天井搬送車１は、例えば保管設備と所定のロードポートとの間で被搬送物９０を搬送する。被搬送物９０の例には、複数の半導体ウェハを格納するＦＯＵＰ（Front　Opening　Unified　Pod）及びガラス基板を格納するレチクルポッド等のような容器、並びに一般部品等が含まれる。上記の容器は、天井搬送車１に保持されるフランジ９８を有している。

　以下の説明では、説明の便宜のため、図１における左右方向（Ｘ軸方向）を天井搬送車１の前後方向（第二方向）とする。図１における上下方向（Ｚ軸方向）を天井搬送車１の上下方向（鉛直方向）方向とする。図１における奥行方向（Ｙ軸方向）を天井搬送車１の左右方向又は幅方向（第一方向）とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに直交する。

　図１及び図２に示されるように、天井搬送車１は、走行部２と、本体部３と、昇降部１０と、を備えている。走行部２は、天井搬送車１を走行レールＲに沿って移動させる。走行部２は、走行レールＲ内に配置されている。

　走行部２は、前方走行体２Ａと、後方走行体２Ｂと、を有している。前方走行体２Ａに設けられる連結部２Ｄと後方走行体２Ｂに設けられる連結部２Ｄとは、連結軸２Ｅによって回動可能に連結されている。前方走行体２Ａ及び後方走行体２Ｂのそれぞれには、走行ローラ２Ｃ，２Ｃと、走行駆動部２Ｍ，２Ｍと、が設けられている。本実施形態の走行駆動部２Ｍは、走行レールＲの上面に配置された磁気プレートＰとの間で発生する磁力によって、天井搬送車１を加速又は制動させるＬＤＭ（Linear　DC　Motor）である。

　本体部３は、走行部２に懸垂支持されている。より詳細には、走行部２から鉛直方向下方に延在する一対の懸垂部材２Ｆ，２Ｆが本体部３の本体フレーム４に設けられる防振ユニット２０に接続されることによって、本体部３は、走行部２に懸垂支持されている。なお、防振ユニット２０の詳細については、後段にて詳述する。本体部３は、本体フレーム４と、水平駆動部５と、回転駆動部６と、昇降駆動部７と、昇降部１０と、一対のカバー８，８と、コントローラ８０と、を有している。

　水平駆動部５は、本体フレーム４の下部に固定されている。水平駆動部５は、回転駆動部６、昇降駆動部７及び昇降部１０を、水平面内で走行レールＲの延在方向に直交する方向（左右方向）に移動させる。回転駆動部６は、昇降駆動部７及び昇降部１０を、水平面内で回転させる。昇降駆動部７は、四本のベルト９の巻き上げ及び繰り出しにより昇降部１０を昇降させる。なお、昇降駆動部７におけるベルト９は、ワイヤ及びロープ等、適宜の吊持部材を用いてもよい。

　昇降部１０は、昇降駆動部７によって昇降可能に設けられており、天井搬送車１における昇降台として機能している。昇降部１０は、被搬送物９０を把持する保持装置１１を有すると共に、本体部としての水平駆動部５、回転駆動部６及び昇降駆動部７に対してベルト９によって昇降される。保持装置１１は、被搬送物９０を保持する。保持装置１１は、Ｌ字状に形成された一対のアーム１２，１２と、各アーム１２，１２に固定された爪部１３，１３と、一対のアーム１２，１２を開閉させる開閉機構１５と、を備えている。

　開閉機構１５は、一対のアーム１２，１２を、互いに近接する方向及び互いに離間する方向に移動させる。一対のアーム１２，１２は、開閉機構１５の動作によって前後方向に進退する。これにより、アーム１２，１２に固定された一対の爪部１３，１３が開閉する。

　本実施形態では、一対の爪部１３，１３が開状態のときに、爪部１３の保持面がフランジ９８の下面の高さより下方となるように、保持装置１１（昇降部１０）の高さ位置が調整（下降）される。そして、この状態で一対の爪部１３，１３が閉状態となることで、爪部１３，１３の保持面がフランジ９８の下面の下方へ進出し、この状態で昇降部１０を上昇させることにより、一対の爪部１３，１３によってフランジ９８が保持（把持）され、被搬送物９０の支持が行われる。

　一対のカバー８，８は、水平駆動部５、回転駆動部６、昇降駆動部７、昇降部１０及び保持装置１１を覆うように、走行方向の前後に設けられている。一対のカバー８，８は、昇降部１０が上昇端まで上昇した状態において保持装置１１の下方に、被搬送物９０が収容される空間を形成している。一対のカバー８，８のそれぞれは、落下防止機構８Ａと、揺れ抑制機構８Ｂと、を有している。落下防止機構８Ａは、昇降部１０が上昇端まで上昇した状態において保持装置１１に保持された被搬送物９０の落下を防止する。揺れ抑制機構８Ｂは、走行時における保持装置１１に保持された被搬送物９０の天井搬送車１の前後方向（走行方向）及び左右方向の揺れを抑制する。

　コントローラ８０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）及びＲＡＭ（Random　Access　Memory）等からなる電子制御ユニットである。コントローラ８０は、天井搬送車１における各種動作を制御する。具体的には、コントローラ８０は、走行部２と、水平駆動部５と、回転駆動部６と、昇降駆動部７と、を制御する。コントローラ８０は、例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されるソフトウェアとして構成することができる。コントローラ８０は、電子回路等によるハードウェアとして構成されてもよい。コントローラ８０は、走行レールＲの給電部（給電線）又はフィーダー線等を利用して、上位コントローラ（図示せず）と通信を行う。

　防振ユニット２０について説明する。図３～図５に示されるように、防振ユニット２０は、一対の支持部２１，２１と、ベース部２３と、一対のダンパー３０，３０と、を備えている。

　一対の支持部２１，２１は、左右方向に間隔をあけて配列されており、本体フレーム４の上面４ａに固定されている。一対の支持部２１，２１は、例えば、ネジ２２等の部材によって本体フレーム４に固定されている。一対の支持部２１，２１には、左右方向に水平に延在する一本の回動軸２６が掛け渡されている。より詳細には、一対の支持部２１，２１のそれぞれには、回動軸２６が挿通される挿通孔２１ａが形成されている。挿通孔２１ａには、筒状の樹脂ブッシュ２７が内挿され、回動軸２６は、樹脂ブッシュ２７に内挿されている。すなわち、回動軸２６は、樹脂ブッシュ２７を介して一対の支持部２１，２１に支持されている。回動軸２６は、前後方向において本体フレーム４の略中央部に配置されているが、本体フレーム４の重心位置等に応じて前後いずれかにずらしてもよい。

　ベース部２３は、走行部２に一対の懸垂部材２Ｆ，２Ｆを介して懸垂される。ベース部２３は、前後方向に延在する部材である。ベース部２３には、一対の懸垂部材２Ｆ，２Ｆを挿通可能な挿通孔２３ａ，２３ａが形成されている。挿通孔２３ａ，２３ａは、ベース部２３の前後方向における両端部に形成されている。また、挿通孔２３ａの内周面には、懸垂部材２Ｆの延在方向に沿う軸周りに回動可能に懸垂部材２Ｆを支持するベアリング２３ｂが設けられている。

　ベース部２３は、回動軸２６に対して回動不能に設けられている。より詳細には、回動軸２６は、ベース部２３に形成された挿通孔２３ｃに挿入されており、回動軸２６とベース部２３とはネジ２４Ａによって固定されている。ベース部２３は、水平方向に延在する回動軸２６を介して回動可能な状態で一対の支持部２１，２１に支持されている。言い換えれば、一対の支持部２１，２１は、ベース部２３と一体的に回動する回動軸２６を回動可能に支持している。

　一対のダンパー３０，３０は、前後方向において、回動軸２６を挟むように設けられると共に本体フレーム４の上面４ａに接触するように設けられている。また、ダンパー３０は、ベース部２３に形成された挿通孔２３ｄに内挿されており、下方（本体フレーム４の上面４ａ）に向かって一部が突出するように設けられている。ダンパー３０は、本体フレーム４の上面４ａに接触したときに生じるエネルギーを吸収する。

　図５及び図６に示されるように、ダンパー３０は、ゴム部材３１と、バネ部材３２と、接触部３３と、収容部３４と、緩衝部３５と、を有する。ゴム部材３１は、弾性力を有しており、例えばウレタンゴム等の材料により形成されている。バネ部材３２は、ゴム部材３１を内挿するように配置されている。バネ部材３２の弾性力は、ゴム部材３１の弾性力よりも大きくてもよい。これにより、バネ部材３２がある程度縮むとゴム部材３１の弾性力が接触部３３に追加されるようになる。接触部３３は、本体フレーム４の上面４ａに接触する部材である。接触部３３の下部の本体フレーム４の上面４ａに接触する部分は、超高分子量ポリエチレン等の耐圧縮性を有する材料によって形成されている。接触部３３の上部には、ゴム部材３１の下端及びバネ部材３２の下端に接触するフランジ部３３ａが形成されている。本実施形態のバネ部材３２は、圧縮が加えられた状態、すなわち与圧が付加された状態で接触部３３に接している。収容部３４は、ゴム部材３１と、バネ部材３２と、接触部３３の一部とを収容する。緩衝部３５は、接触部３３の上下動による摩耗を防ぐために設けられる樹脂ブッシュである。

　ベース部２３には、挿通孔２３ｄの上部開口を覆う蓋部２８が設けられている。蓋部２８は、ネジ２８Ａ等でベース部２３に固定される。蓋部２８の中央部には、ダンパー３０による本体フレーム４への押付量（接触部３３のベース部２３からの突出量）を調整する調整用ネジ２９が設けられている。調整用ネジ２９の先端は、収容部３４の上面３４ａに当接している。ベース部２３の下面から突出する接触部３３の突出量は、蓋部２８に対する調整用ネジ２９を回転させることによって調整することができる。

　上記実施形態の天井搬送車１における作用効果について説明する。図４に示されるように、上記実施形態の天井搬送車１では、走行部２から伝播される振動が、本体部３（本体フレーム４）に対して回動可能に支持されるベース部２３によって吸収される。更に、上記実施形態の天井搬送車１では、走行中に走行部２が段差等に乗り上げることによって走行部２が傾いた場合であっても、走行部２に対して重量値が相対的に大きな本体部３は慣性力によってその姿勢を維持しようとする。また、上記実施形態の天井搬送車１では、本体部３と走行部２との相対位置関係がダンパー３０によって安定的に維持される。これらの結果、走行部２からの振動が被搬送物９０に伝播するのを抑制しつつ、かつ被搬送物９０に揺れが生じることを抑制することができる。

　上記実施形態の天井搬送車１では、図５に示されるように、回動軸２６は、左右方向に延在するように配置されると共に、走行部２の走行方向において本体部３の中央部に配置されており、一対のダンパー３０，３０は、走行部２の走行方向において回動軸２６を挟むように設けられている。これにより、本体部３に対して走行部２の角度変化を許容するにあたり、走行部２の走行方向にのみ角度変化が許容されるので、左右方向（横方向）への被搬送物９０の移載時に本体部３が傾くことを最小限に留めることができる。

　上記実施形態の天井搬送車１では、懸垂部材２Ｆ，２Ｆは、ベアリング２３ｂを介してベース部２３に対して懸垂部材２Ｆ，２Ｆの延在方向を回動軸とする軸周りに回動可能に支持されている。このため、懸垂部材２Ｆ，２Ｆにおける走行部２に対する取付部分とベース部２３に対する取付部分との間にねじれ応力が生じることを低減できる。

　上記実施形態の天井搬送車１では、本体部３に直接接触する一対のダンパー３０，３０と走行部２に接続される一対の懸垂部材２Ｆ，２Ｆとが平面視において互いに重ならないように配置されるので、本体部３の姿勢の変化がダイレクトに走行部２を押し上げることを抑制できる。これにより、走行駆動部２Ｍを構成するＬＤＭと磁気プレートＰとが衝突するおそれを低減できる。

　上記実施形態の天井搬送車１では、ダンパー３０は、図６に示されるように、ゴム部材３１とバネ部材３２とを有しているので、バネ部材３２を圧縮することによってダンパー３０に生じさせる与圧の調整を容易に行うことができる。本実施形態のダンパー３０では、所定の与圧が付与されている。また、本実施形態の天井搬送車１では、図７（Ａ）に示されるように、走行部２及び本体部３の両方に傾きが無い場合には、ダンパー３０の接触部３３と本体フレーム４の上面４ａとは、接触部３３が本体フレーム４に力を作用させない状態で互いに接触している。なお、調整用ネジ２９を回転させて接触部３３の突出量を調整することで、接触部３３を本体フレーム４の上面４ａに接触させることができる。

　ここで、走行部２が前方に加速した場合、図７（Ｂ）に示されるように、回動自在な状態のベース部２３には前側に沈み込むような力が作用する。しかしながら、与圧が付与されたダンパー３０では、ベース部２３の前側が沈み込むような力が作用したとしても、所定以上の力（すなわち、与圧としてバネ部材３２に付与された力以上の力）が作用するまではバネ部材３２及びゴム部材３１が圧縮されることはなく、ベース部２３が本体フレーム４に対して傾くことはない。上記実施形態のダンパー３０では、想定される加速度によって生じる力に耐え得るような与圧が設定されている。このような構成によって、天井搬送車１の加速時に本体フレーム４の姿勢変化が生じることが抑制できる。すなわち、天井搬送車１の加速時に被搬送物９０の揺れが生じることを抑制できる。

　本実施形態の天井搬送車１では、前後方向両方のダンパー３０，３０に上述したような与圧が付与されているので、図７（Ｂ）に示されるような図示はしないが、天井搬送車１の減速時においても本体フレーム４の姿勢変化が生じることが抑制できる。すなわち、本実施形態では、想定される減速度によって生じる力に耐え得るような与圧が設定されているので、天井搬送車１の減速時に被搬送物９０の揺れが生じることを抑制できる。

　以上、一実施形態について説明したが、本発明の一側面は、上記実施形態に限られない。発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

　上記実施形態の天井搬送車１では、一対の支持部２１、２１は、樹脂ブッシュ２７を介して回動軸２６を回動可能に支持するが、樹脂ブッシュ２７を、例えばニトリルゴム等から形成されるゴムブッシュに変更すれば、ゴムブッシュのねじれにより、回動軸２６の回動方向における振動だけでなく、その他の方向における振動についても、走行部２からの振動が被搬送物９０に伝播することを効果的に抑制することができる。

　上記実施形態では、ベース部２３が前後方向に（左右方向に延在する軸を回動軸として）のみ回動可能に構成された例を挙げて説明したが、ベース部２３が左右方向に（前後方向に延在する軸を回動軸として）のみ回動可能に構成されてもよい。

　上記実施形態及び変形例では、走行部２が互いに回動可能な前方走行体２Ａと後方走行体２Ｂとを有している例を挙げて説明したが、単体の走行体から形成されていてもよい。

　上記実施形態及び変形例では、回動軸２６は、樹脂ブッシュ２７を介して一対の支持部２１，２１に支持されている例を挙げて説明した。そして、一対の支持部２１，２１のそれぞれの挿通孔２１ａに内挿される樹脂ブッシュ２７，２７は、互いに硬度が異なる材料によって形成されてもよい。例えば、左右の樹脂ブッシュ２７，２７を互いに異ならせることによって、Ｚ軸方向から見たときの防振ユニット２０の重心位置と本体部３の重心位置とが異なる場合や、左右方向（横方向）に被搬送物９０を移載する場合に、走行部２に対する本体部３の相対位置関係（走行部２に対する本体部３の姿勢）の維持を容易にできる。

　１…天井搬送車、２…走行部、２Ｆ…懸垂部材、３…本体部、４…本体フレーム、４ａ…上面、２０…防振ユニット、２１…支持部、２３…ベース部、２３ａ…挿通孔、２３ｂ…ベアリング、２３ｃ…挿通孔、２３ｄ…挿通孔、２４Ａ…ネジ、２６…回動軸、２７…樹脂ブッシュ、２８…蓋部、２８Ａ…ネジ、２９…調整用ネジ、３０…ダンパー、３１…ゴム部材、３２…バネ部材、３３…接触部、３４…収容部。

Claims

　被搬送物を保持する本体部が走行部に懸垂支持される天井搬送車であって、
　前記走行部に懸垂されるベース部と、
　前記本体部に設けられると共に、前記ベース部を水平方向に延在する回動軸を介して回動可能に支持する支持部と、
　前記回動軸が延在する第一方向及び鉛直方向の両方に直交する第二方向において、前記回動軸を挟むように前記ベース部に設けられると共に、前記本体部に接触するように構成される一対のダンパーと、を備える、天井搬送車。
　前記回動軸は、前記走行部の走行方向及び鉛直方向の両方に直交する方向に延在するように配置されると共に、前記走行部の走行方向において前記本体部の中央部に配置されており、
　前記一対のダンパーは、前記走行部の走行方向において前記回動軸を挟むように設けられる、請求項１記載の天井搬送車。
　前記ベース部は、前記走行部から鉛直方向下方に向かって延在する一対の懸垂部材を介して前記走行部に懸垂されており、
　前記ベース部は、前記懸垂部材の延在方向を回動軸とする軸周りに回動可能に前記懸垂部材を支持する、請求項２記載の天井搬送車。
　前記走行部は、走行レールに配置された磁気プレートとの間で発生する磁力によって加速又は制動させる走行駆動部を有し、
　鉛直方向から見た平面視において前記一対の懸垂部材と前記一対のダンパーとは、互いに重ならないように配置されている、請求項３記載の天井搬送車。
　前記ダンパーは、ゴム部材とバネ部材とを有する、請求項１～４の何れか一項記載の天井搬送車。
　前記支持部は、ゴムブッシュを介して前記回動軸を回動可能に支持する、請求項１～５の何れか一項記載の天井搬送車。