(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷収納部に対して荷を出し入れする荷出し入れ装置であって、
走行経路に沿って走行自在な走行体に、荷収納部に対して出し入れ自在なアーム体が設けられ、
上記アーム体の先端部に、荷を支持する支持部材が設けられ、
上記支持部材に、上昇して支持部材の上方で荷を支持しかつ下降して荷を支持部材上に下ろす昇降自在なリフト装置と、このリフト装置を昇降させる昇降用モータとが設けられ、
上記リフト装置は、昇降自在なテーブルと、上記テーブルを昇降させる昇降機構とで構成され、
上記昇降機構は、支持部材に水平に設けられかつ上記昇降用モータで回転駆動されるねじ棒と、このねじ棒に螺合してねじ棒の軸心方向へ送られて横移動可能な複数のスライド部材と、一端が上記各スライド部材に連結されているとともに他端が上記テーブルに連結されている複数のリンクとで構成され、
ねじ棒が正回転した場合、上記各スライド部材の横移動とともに上記各リンクが起立してテーブルを持ち上げ、ねじ棒が逆回転した場合、上記各スライド部材の横移動とともに上記各リンクが横倒してテーブルを下げるように構成されていることを特徴とする荷出し入れ装置。
【請求項２】
アーム体は、走行体に水平回動自在に設けられた第１アームと、この第１アームの先端部に水平回動自在に連結された第２アームとで構成され、
上記第２アームの先端部に、支持部材が水平回動自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の荷出し入れ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体（ウエハ）を入れた容器を荷として出し入れする荷出し入れ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の荷出し入れ装置としては例えば特開平１１−２４６００６号公報に示されるものがある。すなわち、案内レールに支持案内されて走行自在な車体本体部に旋回アームが設けられている。この旋回アームは、旋回用モータにて水平面内で旋回自在であり、かつ、昇降用モータにて昇降自在に構成されている。上記旋回アームの先端部には、回動用モータにて回動自在な物品保持部が設けられている。上記旋回アームは、上下方向に挿通されたボールネジ軸を昇降用モータが回動駆動することにより、昇降するように構成されている。また、上記物品保持部には、物品を保持するチャックが設けられている。
【０００３】
これによると、収納棚から物品を出庫する場合、旋回用モータにて旋回アームを旋回させるとともに、回動用モータにて物品保持部を回動させて、図１８に示すように、物品７１の上部に形成された挿入部７２に上記チャック７３を挿入する。その後、昇降用モータ７４（昇降用駆動装置）でボールネジ軸７５を回転させることにより、旋回アーム７６を上昇させる。これにより、図１９に示すように、旋回アーム７６と共に物品保持部７７も上昇するため、物品７１がチャック７３によって持ち上げられる。その後、旋回アーム７６を逆旋回させるとともに物品保持部７７を逆回動させることにより、図２０に示すように、物品７１を収納棚７８から車体本体部７９上に取出すことができる。
【０００４】
また、物品７１を収納棚７８へ入庫する場合、物品７１をチャック７３で持ち上げた状態で、旋回アーム７６を旋回させるとともに物品保持部７７を回動させて、物品７１を収納棚７８内へ挿入する。その後、昇降用モータ７４でボールネジ軸７５を逆回転させることにより、旋回アーム７６を下降させる。これにより、旋回アーム７６と共に物品保持部７７も下降するため、物品７１が収納棚７８の内部に下ろされる。その後、旋回アーム７６を逆旋回させるとともに物品保持部７７を逆回動させることにより、チャック７３を物品７１の挿入部７２から脱抜する。これにより、物品７１を収納棚７８内へ搬入し得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、昇降用モータ７４により旋回アーム７６と物品保持部７７とを昇降させるため、強力な駆動力を要し、昇降用モータ７４（昇降用駆動装置）が大型化してしまうといった問題がある。また、上記旋回アーム７６は上下方向に挿通されたボールネジ軸７５に送られて昇降するため、昇降機構の高さが高くなってしまうといった問題がある。
【０００６】
本発明は、昇降用駆動装置（昇降用モータ）を小型化し、さらに、昇降機構の高さを抑制して、荷出し入れ装置の小型化を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明は、荷収納部に対して荷を出し入れする荷出し入れ装置であって、
走行経路に沿って走行自在な走行体に、荷収納部に対して出し入れ自在なアーム体が設けられ、
上記アーム体の先端部に、荷を支持する支持部材が設けられ、
上記支持部材に、上昇して支持部材の上方で荷を支持しかつ下降して荷を支持部材上に下ろす昇降自在なリフト装置と、このリフト装置を昇降させる昇降用モータとが設けられ、
上記リフト装置は、昇降自在なテーブルと、上記テーブルを昇降させる昇降機構とで構成され、
上記昇降機構は、支持部材に水平に設けられかつ上記昇降用モータで回転駆動されるねじ棒と、このねじ棒に螺合してねじ棒の軸心方向へ送られて横移動可能な複数のスライド部材と、一端が上記各スライド部材に連結されているとともに他端が上記テーブルに連結されている複数のリンクとで構成され、
ねじ棒が正回転した場合、上記各スライド部材の横移動とともに上記各リンクが起立してテーブルを持ち上げ、ねじ棒が逆回転した場合、上記各スライド部材の横移動とともに上記各リンクが横倒してテーブルを下げるように構成されているものである。
【０００８】
これによると、荷を荷収納部から出庫する場合、アーム体を荷収納部に対して突出させて、支持部材を荷収納部内の荷の下方へ挿入する。その後、昇降用モータでねじ棒を正回転することにより、各スライド部材がねじ棒により送られて横移動し、各リンクが起立してテーブルを持ち上げ、荷がテーブルで持ち上げられる。この状態で、アーム体を荷収納部に対して退入させて、支持部材を荷収納部内から脱抜することによって、荷が荷収納部から走行体上へ取出される。
【０００９】
また、荷を荷収納部へ入庫する場合、昇降用モータを駆動してテーブルを上昇させ、荷を支持部材の上方へ持ち上げた状態で、アーム体を荷収納部に対して突出させて、支持部材を荷収納部内に挿入する。その後、昇降用モータでねじ棒を逆回転することにより、各スライド部材がねじ棒により逆方向へ送られて横移動し、各リンクが横倒してテーブルを下げ、荷が荷収納部内に下ろされて入庫され、テーブルが上記荷の下方へ離間する。その後、アーム体を荷収納部に対して退入させて、支持部材を荷収納部内から脱抜する。
【００１０】
上記のような入出庫の際、アーム体や支持部材を昇降させる必要はなく、昇降用モータで先端部のテーブルのみを昇降させればよいため、従来のものに比べて、昇降時に要する駆動力を小さくでき、したがって、上記昇降用モータを小型化することができる。また、ねじ棒は支持部材に水平に設けられているため、昇降機構の高さを低減することができる。
【００１１】
本第２発明は、アーム体は、走行体に水平回動自在に設けられた第１アームと、この第１アームの先端部に水平回動自在に連結された第２アームとで構成され、
上記第２アームの先端部に、支持部材が水平回動自在に設けられているものである。
【００１２】
これによると、走行体を荷収納部の手前まで走行させて停止し、その後、第１アームが水平回動するとともに、第１アームに対して第２アームが水平回動することによって、アーム体が荷収納部に対して横方向へ出し入れされる。さらに、第２アームに対して支持部材が水平回動することによって、支持部材が荷収納部へ挿脱される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図１７に基づいて説明する。
図９に示すように、１は棚であり、前後方向に沿って複数の荷収納部２が形成されている。各荷収納部２に収納された荷３は左右一対の棚板４によって支持されている。尚、一対の棚板４は所定間隔Ｓをあけて対向している。また、上記荷３としては、半導体（ウエハ）を入れた四角箱状の容器が挙げられる。
【００１８】
図１〜図４に示すように、上記棚１の手前側には走行レール５が敷設され、上記荷３を荷収納部２に対して出し入れする荷出し入れ装置１０が走行経路１１に沿って走行レール５上を走行する。以下に、上記荷出し入れ装置１０の構成について説明する。
【００１９】
すなわち、複数の車輪１２を介して走行レール５に支持案内されながら走行経路１１に沿って走行する走行体１３が設けられている。この走行体１３の上部にはカバー体１４が設けられている。このカバー体１４は、ベース部１４ａと、ベース部１４ａの前後両端に立設された縦カバー部１４ｂ，１４ｃとによって、側面視で凹形状に形成されている。
【００２０】
上記ベース部１４ａには、左右一側方（横方向）へ出し入れ自在なアーム体１５が設けられている。このアーム体１５は、水平回動自在にベース部１４ａに設けられた第１アーム１６と、この第１アーム１６の先端部に水平回動自在に連結された第２アーム１７とで構成されている。
【００２１】
上記第２アーム１７の先端部には荷３を支持する支持部材１８が水平回動自在に設けられている。この支持部材１８には、上昇して支持部材１８の上方へ荷３を持ち上げかつ下降して荷３を支持部材１８上に下ろす昇降自在なリフト装置２１と、このリフト装置２１を昇降駆動させる昇降用モータ２２（昇降用駆動装置）とが設けられている。
【００２２】
図５〜図７に示すように、上記リフト装置２１は、昇降自在なテーブル２３と、上記昇降用モータ２２により作動してテーブル２３を昇降させるリンク式の昇降機構２４とで構成されている。上記テーブル２３は、図３に示すように、平面視で、手前側が開放された凹形状に形成された板状部材である。図９，図１０に示すように、上記テーブル２３の上面には複数の位置決めピン２５が設けられ、これら位置決めピン２５が、荷３の底面に形成された複数の位置決め孔２６に下方から差し込まれることによって、荷３がテーブル２３上で位置決めされる。尚、テーブル２３の幅Ｗは一対の棚板４の所定間隔Ｓよりも小さく設定されており、これにより、テーブル２３は一対の棚板４間を昇降可能に構成されている。
【００２３】
上記昇降機構２４は以下のように構成されている。すなわち、図５〜図７に示すように、支持部材１８には、上記昇降用モータ２２によって回転駆動されるねじ棒２８が、軸受け２９を介して左右方向に水平に設けられている。このねじ棒２８の外周面にはボールネジが形成されている。上記ねじ棒２８にはスライド部材３１，３２が螺合しており、ねじ棒２８の軸心方向へ送られて横移動可能に構成されている。尚、ねじ棒２８のボールネジは上記一方のスライド部材３１の移動範囲と他方のスライド部材３２の移動範囲とでは互いに逆方向に加工されているため、ねじ棒２８が正回転した場合、図６の仮想線で示すように、一方および他方のスライド部材３１，３２が互いに接近する方向へ移動し、また、ねじ棒２８が逆回転した場合、図６の実線で示すように、一方および他方のスライド部材３１，３２が互いに離間する方向へ移動する。上記一方および他方のスライド部材３１，３２はそれぞれ、ねじ棒２８の両側方に配設されたガイドレール３３ａ，３３ｂによって支持されてねじ棒２８の軸心方向へ案内される。
【００２４】
尚、上記他方のスライド部材３２は、ねじ棒２８に螺合しかつ両ガイドレール３３ａ，３３ｂによって支持案内される第１可動体３４と、一方のガイドレール３３ａによって支持案内される第２可動体３５ａと、他方のガイドレール３３ｂによって支持案内される第３可動体３５ｂと、上記第１可動体３４と第２可動体３５ａとを連結する連結フレーム３６ａと、上記第１可動体３４と第３可動体３５ｂとを連結する連結フレーム３６ｂとで構成されている。
【００２５】
このうち、上記一方のスライド部材３１はねじ棒２８の軸心方向において一端側に位置し、上記他方のスライド部材３２の第２および第３可動体３５ａ，３５ｂは上記一方のスライド部材３１とは反対の他端側に位置し、他方のスライド部材３２の第１可動体３４は一方のスライド部材３１と第２および第３可動体３５ａ，３５ｂとの中間部に位置している。
【００２６】
上記一方のスライド部材３１の両端部には第１のリンク３７の一端が上下回動自在に連結され、また、他方のスライド部材３２の第１可動体３４の両端部には第２のリンク３８の一端が上下回動自在に連結され、さらに、他方のスライド部材３２の第２および第３可動体３５ａ，３５ｂにはそれぞれ第３のリンク３９の一端が上下回動自在に連結されている。
【００２７】
また、上記第１のリンク３７の他端と第２のリンク３８の他端とは、回動自在に結合されて、上記テーブル２３に連結されている。さらに、上記第３のリンク３９の他端はテーブル２３に連結されている。尚、第２のリンク３８と第３のリンク３９とで平行リンク機構が構成されている。
【００２８】
上記テーブル２３の背後には箱状のケース４１が立設され、上記昇降用モータ２２は、ケース４１内に横置きに設けられて、ねじ棒２８に連動連結している。また、図１〜図３に示すように、ケース４１には、テーブル２３で支持された荷３の脱落を防止する保持腕４２が設けられている。
【００２９】
また、上記アーム体１５を出し入れする駆動機構４４は以下のように構成されている。すなわち、図８，図１１〜図１３に示すように、第１アーム１６はカバー体１４のベース部１４ａに対して第１軸心４５を中心に水平回動し、第２アーム１７は第１アーム１６に対して第２軸心４６を中心に水平回動し、支持部材１８は第２アーム１７に対して第３軸心４７を中心に水平回動する。
【００３０】
上記カバー体１４のベース部１４ａには、第１軸心４５に沿ってプーリー４８が取付けられており、このプーリー４８はベース部１４ａに対して回転せずに固定されている。また、上記第１アーム１６の遊端部には、第２軸心４６に沿って第１シャフト４９が立設され、この第１シャフト４９の上部にプーリー５０が一体に設けられて第２アーム１７内に内蔵されている。また、上記第１シャフト４９には、第２アーム１７の基端部に取付け固定されたプーリー５１が外挿されている。これら第１シャフト４９とプーリー５１とは、ベアリング５２を介して、第２軸心４６を中心に相対回動自在に構成されている。また、上記プーリー４８とプーリー５１との間には第１ベルト５３が巻回されている。
【００３１】
上記第２アーム１７の遊端部には第２シャフト５４が立設され、この第２シャフト５４には、支持部材１８の基端部に取付け固定されたプーリー５５が外挿されている。これら第２シャフト５４とプーリー５５とは、ベアリング５６を介して、第３軸心４７を中心に相対回動自在に構成されている。上記第２シャフト５４の上部は、ケース４１内に縦置きに取付け固定されたアーム駆動用モータ５７に連結されている。また、上記プーリー５０とプーリー５５との間には第２ベルト５８が巻回されている。
【００３２】
以下、上記構成における作用を説明する。
先ず、アーム体１５の出し入れは次のようにして行われる。すなわち、図８に示すように、アーム駆動用モータ５７が駆動することによって、第３軸心４７を中心として、支持部材１８が第２アーム１７に対して相対的に回転し、この支持部材１８と共にプーリー５５も一体に回転して第２ベルト５８が回り、第１シャフト４９に回転力が作用することにより、第１アーム１６が第１軸心４５を中心にして回転し、さらに、第１アーム１６の回転と共に第１ベルト５３を介してプーリー５１が回転し、これにより第２アーム１７が第２軸心４６を中心にして回転する。上記のような両アーム１６，１７と支持部材１８との回転が駆動機構４４によって同期して行われるため、図１３に示すように、アーム体１５が伸長してカバー体１４の左右一側方へ突出する。尚、上記アーム駆動用モータ５７が逆駆動することにより、図１１に示すように、両アーム１６，１７と支持部材１８とがそれぞれ逆回転してカバー体１４の内側へ退入する。
【００３３】
次に、リフト装置２１の動作を説明する。すなわち、昇降用モータ２２が駆動することによってねじ棒２８が正回転し、図６の仮想線で示すように、一方および他方のスライド部材３１，３２がネジ棒２８のボールネジにより送られて互いに接近する方向へ移動し、図５の仮想線で示すように、第１，第２，第３の各リンク３７，３８，３９がそれぞれ起立してテーブル２３を持ち上げる。これにより、テーブル２３は、ねじ棒２８の軸心方向へ変位することなく、水平に上昇する。
【００３４】
また、昇降用モータ２２が逆駆動してねじ棒２８が逆回転することにより、図６の実線で示すように、一方および他方のスライド部材３１，３２がネジ棒２８のボールネジにより送られて互いに離間する方向へ移動し、図５の実線で示すように、第１，第２，第３の各リンク３７，３８，３９がそれぞれ横倒してテーブル２３を下ろす。これにより、テーブル２３は、ねじ棒２８の軸心方向へ変位することなく、水平に下降する。
【００３５】
尚、上記のようにテーブル２３が昇降する際、両スライド部材３１，３２はそれぞれガイドレール３３ａ，３３ｂによって支持案内されて移動する。
以下に、荷出し入れ装置１０を用いて荷３を入出庫する際の手順を説明する。
【００３６】
先ず、荷３を荷収納部２から出庫する場合、図１１，図１４に示すように、走行体１３が棚１の目的の荷収納部２の手前まで走行して停止し、上述のようにして第１および第２アーム１６，１７と支持部材１８とがそれぞれ回動することによって、図９，図１３，図１５に示すように、アーム体１５が伸長してカバー体１４の左右一側方へ突出し、支持部材１８が荷収納部２内の荷３の下方へ挿入される。その後、図１０，図１６に示すように、テーブル２３が上昇して荷３を棚板４の上方へ持ち上げる。この際、上記荷３は、保持腕４２によって、脱落することなくテーブル２３上に保持される。
【００３７】
この状態で、第１および第２アーム１６，１７と支持部材１８とがそれぞれ逆回動することによって、図１１，図１７に示すように、アーム体１５が折り畳まれてカバー体１４の内側へ退入し、これにより、荷３が荷収納部２から取出され、出庫が完了する。
【００３８】
また、荷３を荷収納部２へ入庫する場合、支持部材１８に荷３を支持した状態で走行体１３が目的の荷収納部２の手前まで走行して停止し、図１７に示すように、テーブル２３が上昇して荷３を支持部材１８の上方へ持ち上げる。そして、上述のようにして第１および第２アーム１６，１７と支持部材１８とがそれぞれ回動することによって、図１６に示すように、アーム体１５が伸長してカバー体１４の左右一側方へ突出し、支持部材１８が荷収納部２の内部に挿入される。その後、図９，図１５に示すように、テーブル２３が下降して荷３を下げることにより、荷３が両棚板４上に下ろされて荷収納部２内に入庫され、さらに、テーブル２３が上記荷３の下方へ離間する。その後、第１および第２アーム１６，１７と支持部材１８とがそれぞれ逆回動することによって、図１４に示すように、支持部材１８が荷収納部２の手前側へ脱抜され、アーム体１５が折り畳まれてカバー体１４の内側へ退入し、入庫が完了する。
【００３９】
上記のような入出庫の際、アーム体１５や支持部材１８を昇降させる必要はなく、昇降用モータ２２で先端部のテーブル２３のみを昇降させればよいため、従来のものに比べて、昇降時に要する駆動力を小さくでき、したがって、上記昇降用モータ２２を小型化することができる。
【００４０】
上記実施の形態では、図５に示すように、各リンク３７，３８，３９を合計６本設けているが、６本に限定されるものではなく、６本以外の複数本設けてもよい。
【００４１】
上記実施の形態では、図３に示すように、アーム体１５を２本のアーム１６，１７で構成しているが、１本または３本以上のアームで構成してもよい。
上記実施の形態では、走行レール５を床上に設置しているが、走行レール５を昇降架台に設け、さらに、荷収納部２を水平方向および上下方向に複数形成し、昇降架台を昇降させて荷出し入れ装置１０を目的の高さに位置する荷収納部２の手前側へ移動させてもよい。
【００４２】
上記実施の形態では、昇降用駆動装置の一例として昇降用モータ２２を用いて、テーブル２３を昇降させているが、シリンダ等を用いてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本第１発明によれば、入出庫の際、アーム体や支持部材を昇降させる必要はなく、昇降用モータで先端部のテーブルのみを昇降させればよいため、従来のものに比べて、昇降時に要する駆動力を小さくでき、したがって、上記昇降用モータを小型化することができる。また、ねじ棒は支持部材に水平に設けられているため、昇降機構の高さを低減することができる。
【００４４】
また、本第２発明によれば、走行体を荷収納部の手前まで走行させて停止し、その後、第１アームが水平回動するとともに、第１アームに対して第２アームが水平回動することによって、アーム体が荷収納部に対して横方向へ出し入れされる。さらに、第２アームに対して支持部材が水平回動することによって、支持部材が荷収納部へ挿脱される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における荷出し入れ装置の一部切欠き正面図である。
【図２】同、荷出し入れ装置の側面図である。
【図３】同、荷出し入れ装置の平面図である。
【図４】同、荷出し入れ装置の斜視図である。
【図５】同、荷出し入れ装置のリフト装置の側面図である。
【図６】同、荷出し入れ装置のリフト装置の平面図である。
【図７】同、荷出し入れ装置のリフト装置の昇降機構の側面図である。
【図８】同、荷出し入れ装置のアーム体の駆動機構の構成を示す断面図である。
【図９】同、荷出し入れ装置のテーブルを荷の下方へ挿入した状態を示す図である。
【図１０】同、荷出し入れ装置のテーブルで荷を持ち上げた状態を示す図である。
【図１１】同、荷出し入れ装置の平面図であり、アーム体がカバー体内へ退入した状態を示す。
【図１２】同、荷出し入れ装置の平面図であり、アーム体が棚に向けて突出する途中の状態を示す。
【図１３】同、荷出し入れ装置の平面図であり、アーム体が棚に向けて突出した状態を示す。
【図１４】同、荷出し入れ装置を用いた出庫作業の手順を説明する図であり、荷出し入れ装置が棚の手前側に停止した状態を示す。
【図１５】同、荷出し入れ装置を用いた出庫作業の手順を説明する図であり、アーム体が棚に向けて突出した状態を示す。
【図１６】同、荷出し入れ装置を用いた出庫作業の手順を説明する図であり、荷がリフト装置で持ち上げられた状態を示す。
【図１７】同、荷出し入れ装置を用いた出庫作業の手順を説明する図であり、荷が出庫された状態を示す。
【図１８】従来の荷出し入れ装置を用いた出庫作業の手順を説明する図であり、物品がチャックで保持された状態を示す。
【図１９】同、荷出し入れ装置を用いた出庫作業の手順を説明する図であり、物品がアームを介して持ち上げられた状態を示す。
【図２０】同、荷出し入れ装置を用いた出庫作業の手順を説明する図であり、荷が出庫された状態を示す。
【符号の説明】
２    荷収納部
３    荷
１０    荷出し入れ装置
１１    走行経路
１３    走行体
１５    アーム体
１６    第１アーム
１７    第２アーム
１８    支持部材
２１    リフト装置
２２    昇降用モータ（昇降用駆動装置）
２３    テーブル
２４    昇降機構
２８    ねじ棒
３１，３２    スライド部材
３７    第１のリンク
３８    第２のリンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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