(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行駆動部を有し、設備の天井側に設けられた軌道を走行する走行体と、
前記走行体から吊り下げられたマストと、
前記マストに昇降自在に案内される昇降台と、
前記昇降台に設けられて、物品を移載する移載装置と、
前記マストを固定する固定部と、
前記固定部による前記マストの固定状態と解除状態とを切り換える切換部と、
前記固定部により固定した際の前記マストの下部の停止位置と、予め設定された目標停止位置とのズレを検出する検出部と、
前記検出部により検出したズレを補正する補正部と、を備え、
前記走行駆動部が前記走行体を走行させるときは、前記切換部が前記固定部の固定を解除して、前記マストの上部に対して下部を、前記走行体の走行方向に追従させ、前記走行駆動部が前記走行体を停止させるときは、前記固定部が前記マストを固定し、
前記補正部は、前記移載装置が物品を移載する際のストローク量、又は前記マストの下部に対する前記移載装置の位置を補正するスタッカクレーン。
【請求項２】
前記マストは、前記走行体の走行方向における前記昇降台の両側に設けられ、かつ前記マストの下部どうしを連結する下部支持体を備え、
前記固定部は、前記下部支持体に設けられる、請求項１に記載のスタッカクレーン。
【請求項３】
前記固定部は、床面に対して当接または離間するように進退する、請求項２に記載のスタッカクレーン。
【請求項４】
前記軌道の一部の区間の床面に形成されたレールに沿って前記走行体をガイドするガイドローラを前記マストの下部に備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスタッカクレーン。
【請求項５】
前記昇降台は、前記マストに沿って昇降するためのマストガイド部を備える、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスタッカクレーン。
【請求項６】
前記走行体の走行方向に直交しかつ水平方向に前記物品を前記移載装置が移載し、
前記マストの剛性は、前記走行体の走行方向に直交しかつ水平方向における剛性が前記走行体の走行方向における剛性よりも高い、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスタッカクレーン。
【請求項７】
前記マストの揺動または振動を減衰させる減衰部を備える、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のスタッカクレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタッカクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
スタッカクレーンは、自動倉庫、あるいは処理装置が配置されるイントラベイなどの設備において物品を移載することに利用されている（例えば、以下の特許文献１参照）。スタッカクレーンは、例えば、設備の床面に設けられた軌道に沿って走行する走行体と、走行体から上方に延びるマストと、マストに沿って昇降する昇降台と、昇降台に設けられる移載装置とを備える。このようなスタッカクレーンは、走行体の走行駆動部によってスタッカクレーン全体を移動させるので、マストが長くなるほど、また走行体の加速度が大きいほど、マストと走行体との接続部に加わる応力、モーメントが大きくなる。そのため、マストに要求される剛性が大きくなり、マストの重量が増すことになる。【０００３】
前記の特許文献１のスタッカクレーンは、スタッカクレーンの上部及び下部に走行体（台車）を備える。マストは、上下の走行体のそれぞれに対して揺動自在に取り付けられる。また、マストは、片方の走行体に対して鉛直方向にシフト自在に取り付けられる。このようなスタッカクレーンは、マストと走行体との接続部に加わる応力、モーメントを低減することができる。その結果として、前記の特許文献１のスタッカクレーンは、例えば軽量化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９１６３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の特許文献１のスタッカクレーンは、マストの軽量化が可能であるが、少なくとも１台の上部走行体と１台の下部走行体（つまり上下２台の走行体）とが、必要となる。この床面を走行する下部走行体のためにレール等の軌道が必要となり、設備内の床面上に多くの軌道を敷設する必要があるので、コストの増加を招くことになる。また、マストが走行体に対して揺動可能であるため、物品の移載先に対するマストの位置がずれることがあり、移載先に対して昇降台等の位置がずれて、物品を目標の位置に移載することが難しくなる。【０００６】
本発明は、前述の課題を考慮して、マストの軽量化を図りつつ、設備コストの増加を防止でき、物品を目標の位置に移載可能なスタッカクレーンを提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスタッカクレーンは、走行駆動部を有し、設備の天井側に設けられた軌道を走行する走行体と、走行体から吊り下げられたマストと、マストに昇降自在に案内される昇降台と、昇降台に設けられて、物品を移載する移載装置と、マストを固定する固定部と、固定部によるマストの固定状態と解除状態とを切り換える切換部と、を備え、走行駆動部が走行体を走行させるときは、切換部が固定部の固定を解除して、マストの上部に対して下部を、走行体の走行方向に追従させ、走行駆動部が走行体を停止させるときは、固定部がマストの下部を固定する。【０００８】
また、マストは、走行体の走行方向における昇降台の両側に設けられてもよい。スタッカクレーンは、マストの下部どうしを連結する下部支持体を備え、固定部は、この下部支持体に設けられてもよい。また、固定部は、床面に対して当接または離間するように進退してもよい。また、このスタッカクレーンには、固定部により固定したマストの下部の停止位置と、予め設定された目標停止位置とのズレを検出する検出部を備えてもよい。また、さらにこのスタッカクレーンは、検出部により検出したズレを補正する補正部を備えてもよい。【０００９】
また、スタッカクレーンは、軌道の一部の区間の床面に形成されたレールに沿って走行体をガイドするガイドローラをマストの下部にさらに備えてもよい。さらに昇降台は、マストに沿って昇降するためのマストガイド部を備えてもよい。このスタッカクレーンの例では、走行体の走行方向に直交し、かつ水平方向に、物品を移載装置が移載する。このスタッカクレーンの例では、マストの剛性は、走行体の走行方向に直交し、かつ水平方向における剛性を走行体の走行方向における剛性より高くするほうが好ましい。さらに、マストの揺動または振動を減衰させる減衰部が備えられてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスタッカクレーンは、マストが走行体に吊り下げられているので、マストの軽量化が可能であり、設備の床面のレールが不要となるので設備コストを低減できる。また、物品の移載時には、固定部によりマストが固定されるので、昇降台及び移載装置が、予め定められた位置に停止した状態で、このスタッカクレーンは物品を目標の位置に移載することができる。【００１１】
また、本発明の好ましい例では、走行体の走行方向における昇降台の前と後ろにマストが設けられ、かつマストの下部どうしを連結する下部支持体を備え、固定部が下部支持体に設けられる構成としてもよい。この例の固定部は、下部支持体を介して複数のマストの下部を容易に固定することができる。また、さらに好ましい例として、この固定部が、床面に対して当接または離間するように進退する構成を備えてもよい。この固定部により、切換部がマストの固定状態と解除状態とを容易に切り換えることができる。また、さらに好ましい例として、固定部により固定されたマストの下部の停止位置と、予め設定された目標停止位置とのズレを検出する検出部を備えてもよい。この検出部は、目標停止位置に対するマストの下部のズレを容易に検出できる。また、より好ましい例として、検出部により検出したズレを補正する補正部をさらに備えてもよい。この補正部によってマストの下部のズレが補正されるので、この例のスタッカクレーンでは、移載の目標位置と実際に移載される物品の位置とのズレが容易に修正される。【００１２】
また、好ましい例では、走行体は、走行体が走行するある区間の床面に形成されたレールにガイドされるためのガイドローラをマストの下部に備える。走行体がカーブを走行するときに、走行体がレールに案内されるようにすることで、マストの下部が走行体の下方の位置から大きく外れることが防止される。また、さらに好ましい例として、昇降台が、マストに沿って昇降するためのマストガイド部を備えてもよい。このマストガイド部によって昇降台の昇降が円滑に行われる。また、移載装置が、走行体の走行方向に直交し、かつ水平方向に物品を移載するので、好ましい例として、マストの水平方向の剛性が走行方向の剛性よりも高いマストを備えてもよい。このマストは、水平方向に物品を移載する際の力を支えることができ、物品を移載する際の方向が目標の位置からズレることを防止できる。また、スタッカクレーンが備えるマストの揺動または振動を減衰させる減衰部は、マストの揺動または振動を抑制して、物品等に振動等が伝達するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に関するスタッカクレーンを適用した搬送システムの一例を示し、（Ａ）はＹ方向から見た図、（Ｂ）はＸ方向から見た図である。
【図２】図１のスタッカクレーンに減衰部を適用した一例を示す図である。
【図３】マスト及びガイド部の一例を示し、（Ａ）は断面が正方形状のマストにガイド部を適用した図、（Ｂ）は断面が長方形状であって移載方向に剛性を高めたマストにガイド部を適用した図である。
【図４】物品の移載動作の一例を示し、（Ａ）は物品がロードポートに移動中の状態を示す図、（Ｂ）は物品がロードポートに到達した状態を示す図である。
【図５】固定部及び検出部の一例を示し、（Ａ）はＸ方向から見た図、（Ｂ）はＹ方向から見た図、（Ｃ）はＺ方向から見て検出動作を示す図である。
【図６】ガイドローラを適用した一例を示し、（Ａ）はＺ方向からみた図、（Ｂ）はＹ方向から見た図である。
【図７】レールを用いた一例を示し、（Ａ）はスタッカクレーンの走行状態を示す図、（Ｂ）はＸ方向から見た図、（Ｃ）はＹ方向から見た図である。
【図８】他の実施形態に関するスタッカクレーンを適用した搬送システムの一例を示し、（Ａ）はＹ方向から見た図、（Ｂ）はＸ方向から見た図である。
【図９】補正部の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中での方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、鉛直方向（上下方向）をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の各方向について、適宜、矢印が指す方向を＋方向（例えば、＋Ｘ方向）と表現し、その反対方向を−方向（例えば、−Ｘ方向）と表現する。
【００１５】
図１は、実施形態に関するスタッカクレーンを適用した搬送システムを示す図である。この本実施形態の搬送システム１Ａは、半導体デバイスの製造工場に設置され、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（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）、あるいはレチクルなどの加工用部材を収容したレチクルポッドなどの物品２を搬送するシステムに適用される。ここでは、物品２がＦＯＵＰであるとして説明するが、物品２は、ＦＯＵＰ以外でもよい。また、搬送システム１Ａは、半導体分野以外の設備に適用可能であり、物品２は、搬送システム１Ａが設置される設備で扱われる各種の物品でもよい。
【００１６】
搬送システム１Ａは、スタッカクレーン３及び軌道４を備える。例えば、本実施形態では、１つの例として、軌道４は、走行用のレールであり、設備の天井５から複数の吊り金具５ａにより吊り下げられた状態で設けられる。スタッカクレーン３は、軌道４に沿って走行し、物品２を移載先へ移載する。例えば、本実施形態では、１つの例として、物品２の移載先あるいは移載元は、処理装置３２（後に図４に示す）のロードポート３２ａ、ストッカ（自動倉庫）あるいは処理装置に設けられる保管棚３１（後の図４に示す）、あるいはバッファなどである。
【００１７】
前述の処理装置は、例えば、露光装置、コータディベロッパ、製膜装置、あるいはエッチング装置などであり、搬送システム１Ａが搬送する物品２に収容された半導体ウエハに各種処理を施す。前述したストッカは、搬送システム１Ａが搬送する物品２を保管する。前術のバッファは、例えば、サイドトラックバッファ（ＳＴＢ）、アンダートラックバッファ（ＵＴＢ）などであり、それらは、前述の処理装置の近くに設置される。バッファは、搬送システム１Ａを構成する天井走行車（図示せず）が搬送する物品２を一時的に保管する。天井走行車は、例えば、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ  Ｈｏｉｓｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）、あるいはＯＨＶ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ  Ｈｏｉｓｔ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）などである。
【００１８】
スタッカクレーン３は、走行体１１と、マスト１２と、昇降台１３と、移載装置１４と、固定部１５と、を備える。走行体１１は、軌道４に沿って走行する。走行体１１の走行方向は、軌道４とほぼ平行な方向（図１ではＸ方向）である。走行体１１は、例えば電動モータなどの走行駆動部１１ａを有し、その他に駆動輪１１ｂ、従動輪１１ｃ、及び、不図示の減速機、エンコーダなどを有する。駆動輪１１ｂは、スプリング等の不図示の弾性部材により軌道４の内側上面に押し付けられるように取り付けられ、減速機を介して電動モータ（走行駆動部１１ａ）の出力軸に接続される。電動モータの出力軸の回転が減速機を介して駆動輪１１ｂに伝えられ、駆動輪１１ｂの回転により走行体１１が走行する。従動輪１１ｃは、それぞれキャスターを備えており、このキャスターは、上下方向（Ｚ方向）のキャスター軸周りに回転可能で、かつ、軌道４の内側下面に接するように配置される。エンコーダは、電動モータの出力軸の回転数を検出し、その検出結果を制御部（図示せず）に出力する。この制御部は、エンコーダの検出結果に基づいて電動モータの回転を制御し、走行体１１の速度あるいは停止位置の制御を行う。なお、走行体１１の停止位置の設定は、軌道４に沿って予め設置された指標板等を識別することによって行われてもよい。また、走行駆動部１１ａは、電動モータの他に、例えば、リニアモータなどが用いられてもよい。
【００１９】
走行体１１から下方に回転軸１６が設けられており、回転軸１６の下方に上部支持体１７が取り付けられている。上部支持体１７には、マスト１２が取り付けられている。マスト１２は、走行体１１から吊り下げられている。マスト１２は、走行体１１の走行方向（Ｘ方向）の両側（＋Ｘ方向＜ｐｌｕｓ  Ｘ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＞、−Ｘ方向＜ｍｉｎｕｓ  Ｘ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＞）にそれぞれ設けられている。上部支持体１７へのマスト１２の取り付けは、例えば、ボルト及びナットなどの締結部材が用いられてもよいし、溶接などが用いられてもよい。
【００２０】
マスト１２は、その下端において、下部支持体２０と接続されている。下部支持体２０は、＋Ｘ側のマスト１２及び−Ｘ側のマスト１２の間隔が、上部支持体１７における間隔と等しくなるようにマスト１２のそれぞれと接続されている。これにより、２本のマスト１２の間隔は、上下にわたって両者間の間隔が等しいか、またはほぼ等しくなっている。また、下部支持体２０は、例えば板状である。また、２本のマスト１２は、走行体１１の走行方向における昇降台１３の前と後ろに設けられている。昇降台１３については後述する。また、下部支持体２０には、床面６に対して当接または離間するように進退する固定部１５が設けられている。固定部１５については後述する。
【００２１】
なお、走行体１１が走行方向に加速する場合（例えば停止状態から走行を開始する場合など）、マスト１２の下部は慣性力によって走行体１１の下方に追従できず、遅れが生じてしまう。このマスト１２の下部の遅れは、例えば、走行体１１の加速中あるいは走行中に、走行駆動部１１ａが走行部１１の加速度を一時的に減少させ、またはこのような加速度の減少を複数回繰り返すことで、このマスト１２の下部の遅れを解消することが可能である。
【００２２】
また、走行体１１が走行方向に対して減速する場合（例えば走行状態から停止する場合など）、マスト１２の下部は慣性力によって走行体１１の下方から前方に先行してしまう。例えば、走行体１１の減速中あるいは減速を開始する前に、走行駆動部１１ａが走行部１１の加速度を一時的に増加させ、またはこのような加速度の増加を複数回繰り返すことで、このマスト１２の下部の先行を解消することが可能である。
【００２３】
本実施形態において、スタッカクレーン３は、マスト１２の揺動または振動を減衰させる減衰部を備えてもよい。図２は、減衰部を適用した一例を示す図である。図２に示すように、減衰部２１は、例えば、エアダンパーあるいはオイルダンパなどが用いられ、マスト１２の運動方向（符号Ｄで示す）に対して逆向きの力（符号Ｆで示す）を、マスト１２に加える。また、例として、減衰部２１は、例えば、コイルばねなどの弾性体が用いられてもよいし、アクチュエータなどによってマスト１２に力を与える機構が適用されてもよい。
【００２４】
図１の説明に戻り、昇降台１３は、マスト１２に沿って昇降する。昇降台１３は、＋Ｘ側のマスト１２と−Ｘ側のマスト１２との間に配置されている。また、昇降台１３は、ワイヤなどの吊り下げ部材（図示せず）によって、上部支持体１７から吊り下げられている。上部支持体１７には、前述の吊り下げ部材の繰り出し、巻き取りを行う昇降駆動部２２が設けられる。昇降台１３は、昇降駆動部２２が吊り下げ部材を繰り出すと、マスト１２に案内されて降下する。また、昇降台１３は、昇降駆動部２２が吊り下げ部材を巻き取ると、マスト１２に案内されて上昇する。移載装置１４は、昇降台１３に設けられている。
【００２５】
図３は、マスト１２及びマストガイド部２８、２９の一例を示し、（Ａ）は断面が正方形状のマスト１２にマストガイド部２８、２９が適用された図、（Ｂ）は断面が長方形状であって移載方向に剛性を高めたマスト１２ａにマストガイド部２８、２９が適用された図である。移載装置１４は、アーム部２５及び保持部２６を備える。アーム部２５は、アーム２５ａ、２５ｂが関節２５ｃを介して接続された構造である。アーム部２５は、アーム２５ａ、２５ｂが関節２５ｃで折り曲がることで、Ｙ方向を含む水平方向に伸縮する。アーム部２５は、基端側が昇降台１３と接続され、先端側が保持部２６に接続されている。保持部２６は、物品２の位置決めに用いられる複数（例、３本）のピン２７（例、キネマティックピン）を有している。このピン２７は、物品２の底面に形成されている放射状の複数の溝部にそれぞれ入り込む。このようにして、このピンは、物品２の保持部２６上での正確な位置を決定する。
【００２６】
移載装置１４が移載元から物品２を受け取るときには、アーム部２５が移載元に配置された物品２の方向に伸ばされて、物品２の底面の下へ保持部２６を配置する。そして、昇降台１３が上昇すると、移載装置１４が、保持部２６で物品２をすくい上げる。そして、移載装置１４は、保持部２６上に物品２を保持した状態でアーム部２５が縮んで、保持部２６を昇降台１３の上に配置する。また、移載装置１４は、移載先へ物品２を渡すときには、移載先に対して位置決めし、アーム部２５を伸ばして、保持部２６上の物品２を移載先の上方に配置する。そして、昇降台１３が下降すると、移載装置１４は、保持部２６から移載先へ物品２を渡す。
【００２７】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した移載装置１４は、一例であり、他の構成でもよい。例えば、移載装置は、物品２の上部に設けられるフランジを把持し、物品２を保持してもよいし、または物品２の側面を挟むことで物品２を保持してもよい。また、移載装置１４は、前述したアーム部２５を用いることに限定されず、例えば、多関節のロボットアームなどが用いられてもよい。
【００２８】
以下、移載装置１４が移載を行う際に物品２が移動する方向を、適宜、移載方向という。本発明において、移載方向という表現は、アーム部２５が伸縮する方向（Ｙ方向）であり、走行体１１の走行方向（Ｘ方向）に直交し、かつ、水平方向を意味する。また、図３（Ａ）に示すように、昇降台１３は、昇降台１３をマスト１２に沿って案内するマストガイド部２８及びマストガイド部２９を備えてもよい。マストガイド部２８及びマストガイド部２９の例には、それぞれガイドローラを含む。
【００２９】
昇降台１３は、走行体１１の走行方向の＋Ｘ側のマスト１２及び−Ｘ側のマスト１２のそれぞれに対応するマストガイド部２８を、昇降台１３の上方の位置に備える。昇降台１３は、このマストガイド部２８により、マスト１２に沿った昇降台１３の移動経路のＸ方向の位置を規制する。また、マストガイド部２８は、＋Ｘ側のマスト１２及び−Ｘ側のマスト１２のそれぞれの位置を昇降台１３に対して規制するので、それにより、昇降台１３が、＋Ｘ側のマスト１２と−Ｘ側のマスト１２の間のＸ方向の相対位置を定められた位置に規制することができる。
【００３０】
マストガイド部２９は、＋Ｘ側のマスト１２及び−Ｘ側のマスト１２のそれぞれに対して、走行体１１の走行方向に直交し、かつ、水平方向（移載方向）でマスト１２を挟む位置に設けられる。マストガイド部２８は、マスト１２と昇降台１３の干渉を防ぐことができるので、これにより昇降台１３は、円滑な昇降を行うことができる。また、マストガイド部２９は、昇降台１３がマスト１２の位置から移載方向にずれることを抑制し、昇降台１３がマスト１２に沿った移動経路から外れることを防止する。なお、より好ましい例として、マストガイド部２８は、＋Ｘ側のマスト１２及び−Ｘ側のマスト１２のそれぞれを挟むように２個ずつ設けられてもよい。これにより、各マスト１２は、マストガイド部２８及びマストガイド部２９によって囲まれた状態となり、昇降台１３がマスト１２に沿った移動経路から外れるのを回避できる。
【００３１】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すマスト１２の形状と異なるマスト１２ａを適用した例を示す図である。このマスト１２ａは、走行体１１の走行方向に直交し、かつ、水平方向（移載方向、Ｙ方向）における剛性が走行体１１の走行方向（Ｘ方向）における剛性よりも高い。ここで、移載方向における剛性は、Ｘ方向に平行な方向の軸周りの曲げモーメントに対する剛性である。また、走行方向における剛性は、Ｙ方向に平行な方向の軸周りの曲げモーメントに対する剛性である。図３（Ｂ）において、マスト１２ａは、Ｘ方向の寸法に比べてＹ方向の寸法が大きく、移載方向における剛性が走行方向における剛性よりも高い。
【００３２】
移載装置１４は、保持部２６が物品２を保持してアーム部２５が伸びた状態において、Ｘ方向に平行な軸周りのモーメントを受ける。このモーメントは、昇降台１３を介してマスト１２に伝わる。図３（Ｂ）のように、本実施形態では、マスト１２ａは、移載方向における剛性が走行方向における剛性よりも高いので、走行方向における剛性を低くすることでマスト１２ａを軽量化することができ、また、移載方向における剛性によって移載時にかかる曲げモーメントに対してマスト１２ａで耐えることが可能となる。
【００３３】
図１の説明に戻り、スタッカクレーン３は、走行体１１の走行時に、天井５で支持される重量が床面６で支持される重量よりも大きい。例えば、スタッカクレーン３は、走行体１１の走行時に床面６と非接触（床面６から浮いた状態）であり、そのほぼ全重量を軌道４によって支持され、床面６で支持される重量がほぼ０である。また、本実施形態では、走行体１１が走行する際の駆動力は、上部支持体１７を含む上部側の上部支持部に設けられた走行駆動部（例えば、走行駆動部１１ａ）による駆動力から主に供給され、下部支持体２０を含む下部支持部には、走行体１１の走行用の駆動力を供給する走行駆動部は設けられていない。上下の支持体のうち、下部支持体２０は、上部支持体１７に追従して移動する。
【００３４】
固定部１５は、固定物に対してマスト１２を固定する。固定物は、例えば、床面６、保管棚３１（ストッカまたはバッファを含む）、処理装置３２などである。本実施形態において、固定部１５は、移載装置１４による物品の移載時に、床面６に対してマスト１２を固定する。固定部１５は、下部支持体２０に設けられるアンカーなどであり、下部支持体２０の走行方向（Ｘ方向）の両端にそれぞれ配置され、床面６に対して進退（昇降）可能である。また、スタッカクレーン３は、固定部１５によるマスト１２の固定状態と解除状態とを切り換える切換部３５を備える。切換部３５は、例えば、下部支持体２０に取り付けられる。また、切換部３５は、固定部１５を進退させる駆動源（例、電動モータあるいはシリンダ装置など）を備えており、この駆動源を駆動することにより、前述の固定状態と解除状態とを切り換える。また、固定部１５は、停止している走行体１１に対してマスト１２を固定してもよい。
【００３５】
走行駆動部１１ａが走行体１１を走行させるときには、切換部３５は、固定部１５の固定を解除して、マスト１２の上部に対して下部を走行方向に追従させる。走行駆動部１１ａが走行体１１を停止させたときには、切換部３５は、マスト１２の上部に対する下部の追従終了後（走行体１１の停止後から所定時間経過後）に、または走行体１１の停止後、直ちにマスト１２（マスト１２の下部）を固定部１５で固定することが可能になる。なお、固定部１５がマスト１２（下部支持体２０）を固定することにより、移載先と昇降台１３との相対位置関係が決定される。したがって、固定部１５によるマスト１２の固定は、後述するように物品２の移載先に対する位置補正を行うための準備である。
【００３６】
固定部１５は、移載装置１４による物品の移載時に、切換部３５によって床面６に向かって進出し、床面６と接触することで下部支持体２０を床面６に対して固定する。こうすることで、マスト１２の下部が、下部支持体２０と接続されているので、マスト１２は、固定部１５によって下部支持体２０とともに床面６に固定される。その結果、マスト１２の下部及び下部支持体２０は、固定物（床面６あるいは停止中の走行体１１）に対して固定された状態となる。
【００３７】
図４は、物品２の移載動作の一例を示し、図４（Ａ）は物品がロードポートに移動中の状態を示す図、図４（Ｂ）は物品がロードポートに到達した状態を示す図である。本実施形態の搬送システム１Ａは、物品２を保管する保管棚３１を備える。保管棚３１は、例えば、処理装置３２に対してＸ方向に並んだ状態で配置される。保管棚３１は、鉛直方向に配列される複数の棚板３１ａを有し、スタッカクレーン３の移載装置１４は、複数の棚板３１ａのそれぞれと物品２を受け渡すことができるように構成される。
【００３８】
移載装置１４が棚板３１ａへ物品２を渡す際に、切換部３５によって、固定部１５は、下方に進出されて床面６と接触し、下部支持体２０及びマスト１２の下部を走行体１１（または床面６）に対して固定する（固定状態）。また、移載装置１４が棚板３１ａから物品２を受け取る際にも同様に、切換部３５によって、固定部１５は、下部支持体２０及びマスト１２の下部を走行体１１（または床面６）に対して固定する（固定状態）。なお、搬送システム１Ａは、保管棚３１を備えなくてもよく、保管棚３１以外の場所に物品２を移載してもよい。なお、物品２の移載が完了した後、切換部３５によって、固定部１５は、上方に移動して床面６から離れ（固定が解除された状態となり）、走行体１１は走行可能な状態となる。
【００３９】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示したように、下部支持体２０及びマスト１２の下部が床面６（または走行体１１、移載先）に対して固定部１５により固定された後、移載装置１４は、移載先に向かって延び、物品２を移載先に渡す（あるいは受け取る）ことが可能となる。また、移載装置１４は、前述した保管棚３１の他に処理装置３２のロードポート３２ａに対して物品２を受け渡すことも可能である。例えば、移載装置１４は、保管棚３１から物品２を受け取り、この物品２をロードポート３２ａへ渡す。また、移載装置１４は、ロードポート３２ａから物品２を受け取り、この物品２を保管棚３１に渡す。
【００４０】
例として、移載装置１４がロードポート３２ａに物品２を受け渡す際には、前述したように、切換部３５が、固定部１５を下方に進出させて床面６に接触させ、下部支持体２０及びマスト１２の下部を床面６（または走行体１１）に対して固定する。また、別の例として、移載装置１４は、ロードポート３２ａと同様に、ストッカ（自動倉庫）あるいはバッファ（いずれも図示せず）に物品２を受け渡すことができる。移載装置１４がストッカあるいはバッファと物品２を受け渡す際には、前述と同様に、下部支持体２０及びマスト１２の下部が床面６（または走行体１１）に対して固定される。
【００４１】
図５は、固定部１５及び検出部３７の一例を示し、図５（Ａ）はＸ方向から見た図、図５（Ｂ）はＹ方向から見た図、図５（Ｃ）はＺ方向から見て検出動作を示す図である。固定部１５は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、切換部３５が、下部支持体２０の位置に対して昇降させる固定部材３６を備える。固定部材３６は、床面６に接触して水平方向への下部支持体２０の移動を規制し、下部支持体２０に移動可能に取り付けられる。切換部３５は、固定部材３６を床面６に対して進退させる。切換部３５は、例えば、スタッカクレーン３の制御部（図示せず）に制御され、この制御部が指定するタイミングで固定部材３６を進退させる。なお、固定部１５の構成は、図５に示す構成に限定されず、他の構成でもよい。
【００４２】
また、スタッカクレーン３は、図５（Ａ）から図５（Ｃ）に示すように、検出部３７を備えてもよい。本実施形態では、検出部３７の１つの例として距離センサを使用してもよい。この距離センサは、前述の図では下部支持体２０の下面側であってかつ走行方向のほぼ中央部分にステー３７ａを介して取り付けられているが、検出部３７を取り付けるこの位置は任意である。また、図５（Ｃ）に示すように、物品２の移載先の下部には反射ミラー３８が配置されている。反射ミラー３８は、例えば、本実施形態では、処理装置３２（図４参照）の側面であって、かつロードポート３２ａの下方に配置されている。
【００４３】
本実施形態では、検出部３７の発光素子がレーザ光などの検出光を反射ミラー３８へ出射し、この反射ミラー３８は、その検出光を検出部３７に反射し、検出部３７の受光素子は、この反射光を検出する。この結果に基づき、検出部３７の距離算出部は、検出部３７（下部支持体２０）と反射ミラー３８との間の距離を算出する。算出した距離は、スタッカクレーン３の制御部（不図示）の記憶部等に記憶されている目標距離と比較され、Ｙ方向におけるズレ量が算出される。本実施形態では、検出部３７または前述したスタッカクレーン３の制御部が算出したこのズレ量に応じて、補正部３９が以下に説明する位置補正を行う。補正部３９は、例えば、移載装置１４が用いられる。
【００４４】
本実施形態では、走行体１１が目標位置に停止した後に固定部１５が下部支持体２０及びマスト１２の下部を固定する。しかし、この方法では下部支持体２０及びマスト１２の下部が目標停止位置からずれる可能性がある。前述したように、走行方向（Ｘ方向）のズレ量は、走行部１１の走行中の加減速制御を用いて、停止時のマスト１２の下部及び下部支持体２０のズレ量を減少させることが可能であるが、移載方向（Ｙ方向）のズレ量は、駆動源の調整等がなく、マスト１２が移載方向に揺れたまま固定状態となり、ズレが生じることが想定される。その結果、目標停止位置からのズレ量は、走行方向（Ｘ方向）よりも移載方向（Ｙ方向）の方が大きくなる傾向がある。
【００４５】
したがって、物品２を正確な位置に移載するためには、検出部３７によって移載方向のズレを検出し、補正部３９によりそのズレを補正する必要がある。ここで例として、移載装置１４を使用した補正部３９を説明する。移載装置１４は、アーム部２５（図３参照）を伸ばす量（ストローク）が予め設定されている。前述したように移載方向にズレが発生するので、検出部３７はそのズレ量を検出し、移載装置１４の制御部に送出する。移載装置１４の制御部は、この検出されたズレ量に応じてこのストローク量を補正する。このように移載装置１４を使用した補正部３９により、物品２を移載先（例えば、図４（Ａ）では保管棚３１など）に適切に移載することができる。
【００４６】
なお、本実施形態のもう１つの例として検出部３７が、移載方向のズレ量を測定するだけでなく、走行方向のズレ量を測定してもよい。検出部３７が、走行方向に配置された反射ミラー３８に対して検出光を出射し、その反射された光を検出することで導かれた情報を用いて、この走行方向のズレ量が算出される。また、本実施形態の検出部３７は、距離センサを用いることには限定されず、例えば、検出部３７として、下部支持体２０等に取り付けられた撮像装置を用いてズレ量を測定してもよい。処理装置３１等に関連付けて床面６に、配置されたマークの画像を撮像装置が撮像することで、検出部３７が、このマークの画像から目標位置に対する走行方向及び移載方向の一方または双方のズレ量を算出する。
【００４７】
なお、本実施形態では、例えば、補正部３９には、移載装置１４が適用されたが、これに限定されず、他の例として、補正部３９は、下部支持体２０から移載装置１４をＸ方向とＹ方向へ移動可能なユニットで構成されてもよい。この移動可能なユニットは、Ｘ方向またはＹ方向のどちらか１方向に移動可能にしてもよいし、２方向に移動可能なユニットにしてもよい。Ｘ方向とＹ方向の１方向に移動可能なユニットを組み合わせて２方向に移動可能な構成としてもよい。
【００４８】
図６は、ガイドローラ４２をスタッカクレーンに適用した一例を示し、図６（Ａ）はＺ方向から見た図、図６（Ｂ）はＹ方向から見た図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、本実施形態では、下部支持体２０の下面側に、複数のガイドローラ４２が設けられている。４個のガイドローラ４２は回転可能な構造であり、１つのブラケット４２ａに２個のガイドローラ４２が保持される。この２つのブラケット４２ａが下部支持体２０に取り付けられている。各ガイドローラ４２は、上下方向（Ｚ方向）を軸として回転可能であり、ほぼ同じ高さに配置され、かつ、後述するレール４１を挟む間隔で配置される。なお、ガイドローラ４２の配置及び数は一例であって任意に設定可能である。
【００４９】
図７は、レール４１を用いた一例を示し、図７（Ａ）はスタッカクレーン３の走行状態を示す図、図７（Ｂ）はＸ方向から見た図、図７（Ｃ）はＹ方向から見た図である。本実施形態の搬送システムでは、軌道４に区間４ａ及び区間４ｂを含むことができる。区間４ａは曲線状であり、区間４ｂは直線状である。曲線状の区間４ａには、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すように、床面６上にレール４１が併設されている。なお、直線状の区間４ｂには、床面６上にガイドとしてのレールが併設されていない。このように、軌道４の下の床面６上の一部の区間にレール４１が併設されてもよい。
【００５０】
図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示す例では、下部支持体２０は、レール４１に案内されるガイドローラ４２を備えている。ガイドローラ４２は、移載方向（Ｙ方向）にレール４１を挟むように配置されている。各ガイドローラ４２は、レール４１と接触し、回転する。なお、ガイドローラ４２とレール４１との摩擦力は、例えば、スタッカクレーン３の重量を支えられる摩擦力に対しては無視できるほど小さく設定されており、スタッカクレーン３のほぼ全重量が軌道４によって支持されていることに変わりはない。
【００５１】
スタッカクレーン３が、曲線状の区間４ａを走行するときには、カーブの外向きに、走行方向に対して直交し、かつ水平方向の遠心力がマスト１２に働く。この遠心力は、移載方向（走行方向に直交し、かつ、水平方向）の曲げモーメントとしてマスト１２に作用する。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すように、ガイドローラ４２はスタッカクレーン３をレール４１に案内する。この遠心力の少なくとも一部はガイドローラ４２を介してレール４１に作用するので、マスト１２に作用するモーメントが減少される。この発明の好ましい例は、マスト１２、あるいはマスト１２と上部支持部との接続部分に要求される剛性を下げることができ、スタッカクレーン３の軽量化が可能となる。
【００５２】
なお本実施形態では、直線状の区間４ｂでレール４１がなく、スタッカクレーン３は床面６と非接触になり、このスタッカクレーン３の全重量は軌道４によって支持される。スタッカクレーン３は、軌道４の全区間において床面６と非接触であってもよいし、軌道４の一部の区間（区間４ｂ）において、床面６と非接触でもよい。なお、直線状の区間４ｂにおいても、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すように、レール４１が設けられてもよい。
【００５３】
また、図７の例では、ガイドローラ４２が床面６上に設けられたレール４１に沿って転動することでスタッカクレーン３を案内する構成であるが、この構成に限定されない。例えば、マスト１２の一部あるいはマスト１２の下部に接続された下部支持体２０がレールによって案内される構成としてもよい。また、レール４１などの案内部は、床面６に設けられることに限定されず、例えば、天井５から吊り下げられて設けられてもよく、または床面６に設置された処理装置等の一部に設けられてもよい。
【００５４】
図８は、他の実施形態に関するスタッカクレーン３Ａを適用した搬送システム１Ｂの一例を示し、図８（Ａ）はＹ方向から見た図、図８（Ｂ）はＸ方向から見た図である。なお、本実施形態において、前述の実施形態と同様の構成物については、同じ符号を付して、その説明を省略あるいは簡略化する。なお、図８において、図１に示す切換部３５は図示されていない。
【００５５】
図８に示すスタッカクレーン３Ａでは、上部支持体１７に接続部１８を介してマスト１２が取り付けられている。接続部１８は、例えば、ヒンジであり、走行体１１の走行方向（Ｘ方向）に直交し、かつ、水平方向（Ｙ方向）の軸心１８ａ（図８（Ｂ）参照）を有する。接続部１８は、摩擦を無視すると、軸心１８ａの周りのモーメントをほぼ伝達しない。走行体１１は、軸心１８ａの周りに回動可能（回動自在）な機構をもつ接続部１８でマスト１２を支持する。
【００５６】
また、接続部１８は、軸心１８ａに垂直な２方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の周りのモーメントを受ける。したがって、接続部１８は、長手方向が鉛直方向（Ｚ方向）に配置されたマスト１２が軌道４の側方（−Ｙ側あるいは＋Ｙ側）に傾くことを防止する。また、接続部１８は、走行体１１が走行するときに、マスト１２が鉛直方向（Ｚ方向）の周りにねじれることを防止する。なお、接続部１８は、例としてヒンジを含むが、それには限定されず、ユニバーサルジョイントのように複数の軸心（例、Ｘ方向、Ｙ方向）の周りで回動可能な機構を用いてもよい。
【００５７】
マスト１２の下端は、接続部１９を介して下部支持体２０と接続されている。接続部１９は、例えばヒンジであり、走行体１１の走行方向（Ｘ方向）に直交し、かつ、水平方向（Ｙ方向）の軸心１９ａ（図８（Ｂ）参照）を有する。接続部１９は、摩擦の影響を除くと、軸心１９ａの周りのモーメントをほぼ伝達しない。接続部１９は、下部支持体２０とマスト１２を軸心１９ａの周りで回動可能（回動自在）に支持する機構で接続する。
【００５８】
また、接続部１９は、接続部１８と同様に、軸心１９ａに垂直な２方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の周りのモーメントを受ける。また、接続部１９は、下部支持体２０により、マスト１２が鉛直方向（Ｚ方向）の周りにねじれることを防止する。なお、接続部１９は、例としてヒンジを含むが、それには限定されず、ユニバーサルジョイントのように複数の軸心（例、Ｘ方向、Ｙ方向）の周りで回動可能な機構を用いてもよい。
【００５９】
図８に示すスタッカクレーン３Ａは、走行体１１の加速時あるいは減速時に、下部支持体２０側の慣性によってマスト１２が回転して傾斜するが、下部支持体２０がマスト１２の接続部１９の軸心周りに回動可能なので、マスト１２が傾斜してもほぼ水平な状態を保持する。また、下部支持体２０が上部支持体１７の下方の位置より、遅れてあるいは先行して移動するので、スタッカクレーン３Ａは、走行体１１の加速時あるいは減速時において、平行四辺形状になる。しかし、加速時も減速時も下部支持体２０はほぼ水平な状態を維持できる。
【００６０】
昇降台１３は、図８（Ａ）に示すように、ヒンジ部１３ａを介して側部と底部とを接続して形成される。このヒンジ部１３ａは、昇降台１３の側部と底部を回転可能に接続する。従って、マスト１２が揺動した場合であっても側部がマスト１２とともに回転して昇降台１３の底部を水平に維持することができる。
【００６１】
図９は、他の実施形態に関する補正部３９ａを示す図である。前述した図５（Ｃ）では、補正部３９として移載装置１４を適用しているが、この補正部３９に代えて、図９に示す補正部３９ａが用いられてもよい。補正部３９ａは、図９に示すように、下部支持台２０の下面であって走行方向（Ｘ方向）の両端に設けられる。補正部３９ａは、下部支持台２０の下面からＸ方向に移動可能なＸ軸スライダ４０ａと、Ｘ軸スライダ４０ａの下面からＹ方向に移動可能なＹ軸スライダ４０ｂと、を備える。Ｙ軸スライダ４０ｂと固定部１５は支持部１５ａで接続されている。固定部１５は、固定部材３６を進退可能に支持するこの支持部１５ａを含む。
【００６２】
Ｘ軸スライダ４０ａは、不図示のＸ軸駆動部によりＸ方向に移動する。また、Ｙ軸スライダ４０ｂは、不図示のＹ軸駆動部によりＹ方向に移動する。補正部３９ａは、検出部３７（図５参照）で検出したＸ方向（走行方向）及びＹ方向（移載方向）のズレ量に応じて不図示のＸ軸駆動部及びＹ軸駆動部を駆動し、Ｘ軸スライダ４０ａ及びＹ軸スライダ４０ｂを移動させることにより、支持部１５ａを介して固定部材３６に対するＸ方向（走行方向）及びＹ方向（移載方向）の相対的な位置を調整することができる。
【００６３】
これにより、固定部１５を固定状態とした後、補正部３９ａを駆動することにより下部支持体２０を目標停止位置に補正することができる。この補正により、移載装置１４（図１参照）を適正な位置に配置できるので、物品２を移載先へ正確に受け渡しすることが可能となる。なお、図９に示す構成は一例であり、固定部材３６をＸ方向（走行方向）及びＹ方向（移載方向）に移動可能な任意の機構を適用することができる。
【００６４】
このように、本実施形態のスタッカクレーン３、３Ａによれば、マスト１２が走行体１１に吊り下げられているので、マスト１２の軽量化が可能であり、さらに設備の床面６に多くのレール４１が不要となるので設備コストを低減できる。また、固定部１５は、物品２の移載時に固定物（床面６あるいは走行体１１）にマスト１２の下部を固定するので、昇降台１３及び移載装置１４の位置が定まり、移載装置１４によって物品２を目標の位置に正確に移載することができる。
【００６５】
以上、実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、前述の実施形態などで説明した態様に限定されない。また、前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、前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２０１６−２０４１８４、特願２０１６−２０４１８５、及び本明細書において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。
【００６６】
なお、前述の搬送システム１Ａ、１Ｂに設けられた天井走行車は、軌道４の少なくとも一部を、天井走行車の軌道として使用してもよい。また、前述の実施形態では、軌道４は、設備の天井５に吊り金具５ａを介して設けられた。さらに別の例として、軌道４は、天井５に直接設けられてもよいし、天井５の近傍に形成されたフレーム（架台）に設けられてもよい。また、前述の搬送システムの実施形態で説明したとおり、固定部１５が、床面６と接触し、マスト１２を床面６に固定する。さらに別の例として、床面６に固定された構造物あるいは各種装置などの固定物に接触し、マスト１２の下部を固定物に固定してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
２・・・物品
３、３Ａ・・・スタッカクレーン
４・・・軌道
５・・・天井
６・・・床面
１１・・・走行体
１１ａ・・・走行駆動部
１２、１２ａ・・・マスト
１３・・・昇降台
１４・・・移載装置
１５・・・固定部
１８ａ・・・軸心
２０・・・下部支持体
２１・・・減衰部
２８・・・マストガイド部
２９・・・マストガイド部
３５・・・切換部
３７・・・検出部
３９、３９ａ・・・補正部
４１・・・レール
４２・・・ガイドローラ
【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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