(57)【要約】【課題】２組のキャスタをガスシリンダにより選択可能にした台車では、ガスシリンダを作動させる高圧ガスが不足するとキャスタの切り換えができなかった。【解決手段】被搬送物を載置する荷台１の下面に高さ位置が固定された複数個一組の固定キャスタ２を固定した台車において、高圧ガスを密閉貯蔵するガスタンク１２と、２つのガス供給排出口を有し、選択されたガス供給排出口にガスを供給し、他のガス供給排出口からガスを排出することによりピストンが突出退入され、ガス供給を停止することによりピストン位置が固定されるガスシリンダと、ガスタンクとガスシリンダとを接続し、高圧ガスを選択されたガス供給排出口に供給し、他のガス供給排出口から排出されるガスを外部に放出するメカニカルバルブと、荷台の下面にガスシリンダを介して固定され、複数個の固定キャスタのなす接地面を横切って上下動する可動キャスタと、少なくとも一つのキャスタの回転により高圧ガスを発生する高圧ガス発生手段とを備え、高圧ガス発生手段により発生した高圧ガスをガスタンクに補充する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物を載置する荷台の下面に高さ位置が固定された複数個一組の固定キャスタを固定した台車において、
高圧ガスを密閉貯蔵するガスタンクと、２つのガス供給排出口を有し、選択されたガス供給排出口にガスを供給し、他のガス供給排出口からガスを排出することによりピストンが突出退入され、ガス供給を停止することによりピストン位置が固定されるガスシリンダと、ガスタンクとガスシリンダとを接続し、高圧ガスを選択されたガス供給排出口に供給し、他のガス供給排出口から排出されるガスを外部に放出するメカニカルバルブと、荷台の下面にガスシリンダを介して固定され、複数個の固定キャスタのなす接地面を横切って上下動する可動キャスタと、少なくとも一つのキャスタの回転により高圧ガスを発生する高圧ガス発生手段とを備え、高圧ガス発生手段とガスタンクとを接続したことを特徴とする台車。
【請求項２】
高圧ガス発生手段は、キャスタの回転と連動して回転する偏心カムと、偏心カムによりピストンロッドが往復動し空気を圧縮するシリンダポンプとを含むことを特徴とする請求項１に記載の台車。
【請求項３】
高圧ガス発生手段は、ロータリポンプであることを特徴とする請求項１に記載の台車。
【請求項４】
高圧ガス発生手段を少なくともひとつの可動キャスタに接続したことを特徴とする請求項１に記載の台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は荷台の下面に高さ位置が固定された複数個一組の固定キャスタと高さ位置が調節可能な可動キャスタとを備えた台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置などの精密部品は、作業工程毎に区画された領域に製造装置を最適配置し、原材料や半製品を自動搬送ラインにより搬送するようにした工場で生産される。また製造装置の可動部や作業者の着衣などからオイルミストや繊維片などの塵埃物質が飛散し半製品や製品に付着すると製品の品質に大きな影響を与えるため、各区画領域毎の清浄度を設定し、高い清浄度が要求される区画領域はクリーンルームを設置して外部環境から遮断し、製造装置や自動搬送ラインには発塵防止対策がとられ、作業者は繊維片など微細異物を発生しない作業着を着用することにより品質の安定化を図っている。
【０００３】
一方、原材料、半製品、製品や製造設備用の保守資材などを搬送するのに、載置台（荷台）の下面に複数個一組のキャスタを固定した台車が一般的に利用される。この種台車として防振機構を備え被搬送物を振動や衝撃から保護するように配慮したものは例えば特許文献１に開示されている。また昇降装置を備えた台車なども例えば特許文献２に開示されている。
【０００４】
さらにはこれらの台車の方向変換するものとして、フレームの下面に回動軸とリフト機構を備えたキャスタを配置した台車反転装置は特許文献３に開示されている。
【０００５】
ところで、クリーンルーム内では清浄状態が保たれているため、搬入時に十分除塵された台車は工程間の半完成品や製品などの移動に用いられる。この台車は導電性の車輪を用いるなど除電処理されており、仮に帯電した微細な異物が付着したとしても速やかに剥離除去することによりクリーンルーム内での台車の利用を可能にしている。
【０００６】
一方、クリーンルーム外からクリーンルーム内の搬送ラインに原材料や半製品を供給する場合、清浄度が管理されていない搬送経路を通り多数の微細異物が付着した台車に、クリーンルーム入り口でエアシャワーを当てて異物を吹き飛ばし除去したとしても、台車の車輪に食い込んだ異物を短時間で除去できないため、実質的にクリールームの外部から内部へ台車を用いて移動させることとはできなかった。また作業者はクリーンルームに出入りする度に、作業着を着脱する必要があり、事務所での事務処理とクリーンルーム内での処理とを交互にする必要がある場合、作業着の着脱が煩雑であった。そのため、事務所をクリーンルームと隣接させて事務所内もクリーンルームとほぼ同じ清浄環境とし、作業着を着用したまま事務所とクリーンルームとを往復できるようにすることによって作業効率を向上させている。
【０００７】
ところがクリーンルーム外で利用される台車は車輪に異物が付着しているため事務所に入れることができず、事務所入口で降ろした被搬送物をエアシャワーによって除塵し、クリーンルーム内を移動可能な台車に積みかえる必要があり、依然として搬送作業が繁雑であった。
【０００８】
この台車によって搬送される被搬送物は、小寸法のものから嵩張るもの、重量が大きいものなど雑多で、工場内の異なる区画領域間を移動する場合には搬送経路も長くなるため、クリーンルームの内外を直通できる台車が望まれていた。
【０００９】
本出願人は特願２００２−１８５８６２号によりこのような要望に応える台車を提案している。これを図４に示す。図において、１は被搬送物を載置する載置台（荷台）、２は載置台１の下面四隅に固定され、高さ位置が固定された固定キャスタで、前方の２つのキャスタ２ａは方向を変えることができる方向可変キャスタ、後方の２つのキャスタ２ｂは方向が固定された方向固定キャスタである。３は載置台１の上面後端側に固定されたアームで、載置台１、キャスタ２、アーム３によって一般的な台車を構成している。この台車は載置台１の下面で固定キャスタ２の近傍に４つのガスシリンダ４を固定し、各ガスシリンダ４の下端（ピストン軸４ｐ）に高さ位置が調節可能な可動キャスタ５を固定している。各シリンダ４にはピストンで区画された上下シリンダ室にそれぞれガスを供給し、供給されたガスを排出する開孔（ガス供給排出口）があり、各開孔へのガス供給、排出を制御することにより、固定キャスタ２に対する可動キャスタ５の高さ位置を設定し、その高さ位置を維持できる。またガスシリンダ４は、台車の積載荷重によって最大推力が決定される。ガス圧１Ｋｇ／ｃｍ２に対して２５ｋｇの推力を発生するガスシリンダ４を４個、ガス圧６Ｋｇ／ｃｍ２で用いた場合、積載荷重は最大６００Ｋｇとなる。方向可変キャスタ２ａ近傍には方向を変えることができる可動キャスタ５ａを、方向固定キャスタ２ｂの近傍には方向が固定された可動キャスタ５ｂをそれぞれ配置している。各キャスタ２、５は台車の積載荷重によって許容荷重が選定され、車輪の径や材質は搬送時の振動や静電気を考慮して決定される。
【００１０】
６はアーム３に固定された制御ボックスで、図５において点線で囲まれる領域を示す。ボックス６の側面には外部からガスホース（図示せず）が接続されて高圧ガスが供給される供給栓７が配置され、内部にはレギュレータ８、メカニカルバルブ９などが配置され、メカニカルバルブ９に供給された高圧ガスを２系統に切り換える切換スイッチ１０がボックス６の上面に配置されている。ガス供給栓７及びレギュレータ８にはガス配管１１ａ、１１ｂの一端が接続され、他端はアーム３を通って載置台１の下面に引き回されている。１２は載置台１の下面に固定され高圧ガスを密閉貯蔵する高圧ガスタンクで、高圧ガスが供給されるガス注入栓１２ａと高圧ガスを排出するガス排出栓１２ｂを有し、ガス配管１１ａ、１１ｂの他端はそれぞれ、ガス注入栓１２ａ、ガス排出栓１２ｂに接続されている。レギュレータ８とメカニカルバルブ９は配管１１ｃによって接続され、２系統の出力栓に接続された配管１１ｄ、１１ｅは図示省略するがアーム３を通して載置台１の下面に引き出される。図５に示すように一つの系統の配管１１ｄは第１のＹジョイント１３によって分岐され、分岐されたガス経路はそれぞれ第２、第３のＹジョイント１４、１５が接続されている。同様に他の系統の配管１１ｅは第４、第５、第６のＹジョイント１６、１７、１８に接続されている。これにより各系統はそれぞれ４つのガス供給排出路が形成される。
【００１１】
上記メカニカルバルブ９によって設定された一つのガス供給系統である第２、第３のＹジョイント１４、１５の外端は図５に示すように各シリンダ４の上部開孔（ガス供給排出口）ａに接続され、他のガス供給系統である第５、第６のＹジョイント１７、１８は各シリンダ４の下部開孔（ガス供給排出口）ｂに接続される。
【００１２】
この台車の動作を説明する。先ず、ガス供給栓７に外部からガスホースを接続し圧力６Ｋｇ／ｃｍ２の圧縮ガスを注入し封入する。高圧ガスタンク１２は例えば厚さ１０ｍｍのステンレス鋼板を用いた巾１０ｃｍ、高さ１０ｃｍ、奥行４０ｃｍの中空体で、ガス注入が完了すると、ガスホースは取り外される。タンク１２からレギュレータ８を通ったガスはメカニカルバルブ９によって系統が切り換えられるが、制御ボックス６の切換スイッチ１０を下部開孔ｂ側に倒しておくとＹジョイント１６、１７、１８によって高圧ガスは下部開孔ｂからシリンダ４内に注入され、ピストンを押し上げ、可動キャスタ５を固定キャスタ２の接地面より上方に位置させ、その状態を保持する。メカニカルバルブ９の切り換え時に、各シリンダ４から排出されたガスはメカニカルバルブ９に付設されたサイレンサ（図示せす）を通り外部に放出されが、シリンダ４の作動後はタンク１２からガスの流出はなく消耗しない。このようにして台車は固定キャスタ２により搬送される。
【００１３】
半導体装置の製造工場では工場内が環境の清浄度により区分されており、クリーンルームの内外を通常の台車は通行できない。しかしながらこの台車は、クリーンルームの外部では固定キャスタ２を用い、クリーンルーム内では可動キャスタ５を使用することにより、台車をクリーンルームの内外で連続的に搬送させることができる。即ち、クリーンルーム入り口で、制御ボックス６の切換スイッチ１０を開孔ａ側に倒すと、メカニカルバルブ９はタンク１２から供給される高圧ガスをＹジョイント１３、１４、１５の系統へ切り換えることができる。これにより、シリンダ４の下部開孔ｂからシリンダ４内の高圧ガスは排出され、上部開孔ａからシリンダ内に注入された高圧ガスによりピストンは押し下げられ、図４に示すように可動キャスタ５を固定キャスタ２の接地面より下面に押し下げ、その結果、載置台１を持上げて固定キャスタ２を浮かせて可動キャスタ５による走行を可能とする。
【００１４】
この台車は切換スイッチ１０の操作のみでキャスタ２、５の切り換えが可能で、外部の汚染された搬送面上を走行した固定キャスタ２は清浄領域の搬送面とは接触しないため、クリーンルームに入場する際にエアシャワーにより固定キャスタ２を含む台車上をエアブロウすることにより、台車に付着した異物を除去し、可動キャスタ５によって、クリーンルーム内を走行することができ、クリーンルームの内外のように清浄度が異なる場合でも連続的に被搬送物を搬送することができる。
【００１５】
この台車はシリンダ４によって可動キャスタ５を上昇、下降させるとシリンダ内の圧縮ガスが外部に放出されて消耗し高圧タンク１２の圧力が低下するが、上記容量のガスタンク１２を用い６Ｋｇ／ｃｍ２の高圧ガスを充填した場合、最大積載量６００Ｋｇの台車で、６回程度の昇降作業が可能である。またガスホースを用いて外部から高圧ガスを充填する作業もガスホースを接続して数秒で完了できる。これらのことから本発明による搬送装置は操作性が良好である。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１１−１３９１０４号公報（第２〜３頁、図１）
【特許文献２】
実開昭６３−１４４３６０号公報（第６−８頁、図１）
【特許文献３】
特開平１１−２６３２０１号公報（第３頁、図１）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記台車に高圧ガスを供給するガススタンドは工場の限られた場所に限定される。そのため長距離移動する場合、予め高圧ガスをガスタンク１２に補充する必要があるが、移動途中でシリンダ４の操作を頻繁に繰返すと、高圧ガスが不足して可動キャスタ５の昇降動作が不能になるという問題があった。
【００１８】
工場内ではエアコンプレッサを用いて発生した高圧ガスをガス配管で引き回して利用しており、ガススタンドはこの配管を所定場所に延長することにより設置可能であるが、高圧ガスを利用しない工場や高圧ガスを利用する場所から離れた場所では、コンプレッサを設置したり、ガス配管を延長することはコストが嵩むという問題があり、所望する全ての場所にガススタンドを設置できなかった。
【００１９】
そのため、１回に運搬する被搬送物の積載量を減らしたり、移動距離を短縮するなどの対応が必要で、利用性が制限されるという問題があった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題の解決を目的として提案されたもので、被搬送物を載置する荷台の下面に高さ位置が固定された複数個一組の固定キャスタを固定した台車において、高圧ガスを密閉貯蔵するガスタンクと、２つのガス供給排出口を有し、選択されたガス供給排出口にガスを供給し、他のガス供給排出口からガスを排出することによりピストンが突出退入され、ガス供給を停止することによりピストン位置が固定されるガスシリンダと、ガスタンクとガスシリンダとを接続し、高圧ガスを選択されたガス供給排出口に供給し、他のガス供給排出口から排出されるガスを外部に放出するメカニカルバルブと、荷台の下面にガスシリンダを介して固定され、複数個の固定キャスタのなす接地面を横切って上下動する可動キャスタと、少なくとも一つのキャスタの回転により高圧ガスを発生する高圧ガス発生手段とを備え、高圧ガス発生手段により発生した高圧ガスをガスタンクに補充したことを特徴とする台車を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明による台車は、少なくとも一つのキャスタに高圧ガス発生手段を接続し、走行時に高圧ガスを補充可能としたから、ガススタンドがなくても、キャスタの切り換えが可能である。本発明による台車の高圧ガス発生手段として、キャスタの回転と連動して回転する偏心カムによりピストンロッドを往復動させて空気を圧縮するシリンダポンプや、ロータリポンプを用いることができる。また高圧ガス発生手段は少なくともひとつの可動キャスタに接続すればよい。
【００２２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図１及び図２から説明する。図において、図４と同一部分には同一符号を付し重複する説明を省略する。この台車は、被搬送物を載置する載置台（荷台）１の下面四隅に高さ位置が固定された４つの固定キャスタ２を固定している。前方の２つのキャスタ２ａは方向を変えることができる方向可変キャスタ、後方の２つのキャスタ２ｂは方向が固定された方向固定キャスタである。また載置台１の上面後端側にはアーム３が固定されている。また載置台１の下面で固定キャスタ２の近傍に４つのガスシリンダ４が固定され、各ガスシリンダ４の下端（ピストン軸４ｐ）に高さ位置が調節可能な可動キャスタ５が固定されている。各シリンダ４にはピストンで区画された上下シリンダ室にそれぞれガスを供給し、供給されたガスを排出する開孔（ガス供給排出口）があり、各開孔へのガス供給、排出を制御することにより、固定キャスタ２に対する可動キャスタ５の高さ位置を設定し、その高さ位置を維持できる。方向可変キャスタ２ａ近傍には方向を変えることができる可動キャスタ５ａを、方向固定キャスタ２ｂの近傍には方向が固定された可動キャスタ５ｂをそれぞれ配置している。またアーム３には制御ボックス６が固定されている。この制御ボックス６の側面には外部からガスホース（図示せず）が接続されて高圧ガスが供給される供給栓７が配置され、内部には図５で説明したレギュレータ、メカニカルバルブなどが配置され、メカニカルバルブに供給された高圧ガスを２系統に切り換える切換スイッチ１０がボックス６の上面に配置されている。ガス供給栓７やレギュレータはガス配管（図示せず）によって接続され、このガス配管はアーム３を通って載置台１の下面に引き回されている。載置台１の下面には高圧ガスを密閉貯蔵し高圧ガスが供給されるガス注入栓１２ａと高圧ガスを排出するガス排出栓１２ｂを有する高圧ガスタンクが固定され、前記ガス配管に接続されている。制御ボックス６内に配置されたメカニカルバルブの切換スイッチ１０によってガスタンク１２の高圧ガスがシリンダ４を作動させて可動キャスタ５を上下動させる。このシリンダ４の動作によりガスタンク１２内の高圧ガスは消耗する。
【００２３】
本発明による台車は、アーム３側の方向が固定された可動キャスタ５ｂに高圧ガス発生手段１９を固定し、この高圧ガス発生手段１９によって発生した高圧ガスをガスタンク１２に補充するようにしたことを特徴とする。この高圧ガス発生手段１９の一例を図３に示す。図において、２０は可動キャスタ５ｂのローラ２１の直径より小さい円板をその中心をずらせて可動キャスタ５ｂの回転軸に接続した偏心カム、２２は偏心カム２０の周面にスプリング２２ａによってローラ２２ｂを弾性接触させたカムフォロアを示す。偏心カム２０は回転により周面は図示２つの一点鎖線で示す円を描く。そのためカムフォロア２２は偏心カム２０の回転により往復動する。２３はエアシリンダで、ピストン２４の先端がカムフォロア２２に連結され、偏心カム２０の回転によりピストン２４はエアシリンダ２３内の空気を圧縮する。２４はエアシリンダ２３から排出される高圧ガスの逆流を防止する逆止弁で、逆止弁２４を通った高圧ガスは配管２５ａ、２５ｂを通って、ガス供給栓７に接続された配管とともにガスタンク１２に接続される。
【００２４】
この台車の動作を説明する。先ず、ガス供給栓７に外部からガスホースを接続し圧力６Ｋｇ／ｃｍ２の圧縮ガスを注入し封入する。高圧ガスタンク１２は例えば厚さ１０ｍｍのステンレス鋼板を用いた巾１０ｃｍ、高さ１０ｃｍ、奥行４０ｃｍの中空体で、ガス注入が完了すると、ガスホースは取り外される。タンク１２からレギュレータを通ったガスはメカニカルバルブによって系統が切り換えられるが、制御ボックス６の切換スイッチ１０を下部開孔ｂ側に倒しておくとＹジョイント１６、１７、１８によって高圧ガスは下部開孔ｂからシリンダ４内に注入され、ピストンを押し上げ、可動キャスタ５を固定キャスタ２の接地面より上方に位置させ、その状態を保持する。メカニカルバルブ９の切り換え時に、各シリンダ４から排出されたガスはメカニカルバルブ９に付設されたサイレンサ（図示せす）を通り外部に放出されが、シリンダ４の作動後はタンク１２からガスの流出はなく消耗しない。このようにして台車は固定キャスタ２により搬送される。シリンダ４の昇降動作を繰返すと、ガスタンク１２内のガスが消耗する。しかしながら、可動キャスタ５が作動しているときには高圧ガス発生手段１９が作動するため、キャスタ５の回転、即ち台車の移動とともに、高圧ガスがガスタンク１２に補充される。このようにしてキャスタ５の降下により消耗したガスが台車の移動と共に補充されるため、ガススタンドから離れた長距離間の移動中にキャスタ２、５の切り換えを頻繁に行なってもガスタンク１２のガスが消耗することはない。
【００２５】
ガスタンク１２の内容量が約４リットルで、６Ｋｇ／ｃｍ２の圧縮ガスを注入し封入した場合、６００Ｋｇの荷重でキャスタ５の昇降は６回が限度であったものが、高圧ガス発生手段１９を付設することによりガス供給栓７からのガス補充は全く不要となった。そのため、台車のための専用ガススタンドは不要である。
【００２６】
エアシリンダ２３の内容量は、数ｃｃ〜数１０ｃｃ程度でよいが、高圧ガス発生手段１９の作動時間と補充容量から決定すればよい。
【００２７】
上記実施例では、高圧ガス発生手段１９として、偏心カムとカムフォロアによる回転−往復動変換機構を用いてエアシリンダにより高圧ガスを発生させるようにしたが、偏心カムはキャスタに直結するだけでなく、歯車やプーリを介して接続してもよい。また高圧ガス発生手段１９としてロータリポンプを用いることによりキャスタの回転から直接高圧ガスを発生させることもできる。
【００２８】
また高圧ガス発生手段１９は少なくとも一つのキャスタに付設すればよく、補充容量によって複数のキャスタに付設することもできる。また付設するキャスタは可動キャスタだけでなく固定キャスタでもよい。
【００２９】
またガスタンク１２内の圧力が所定圧力を超えたときガス抜きする安全装置を付設することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明による台車は、専用のガススタンドが不要で、長距離移動途中で頻繁にキャスタの切り換えが必要な場合でも確実に切り換え動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す台車の側断面図
【図２】図１台車の底面図
【図３】図１台車に用いられる高圧ガス発生手段を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図
【図４】本発明の前提となる台車の側面図
【図５】図４台車のガス供給系統図
【符号の説明】
１  載置台（荷台）
２  固定キャスタ
３  アーム
４  ガスシリンダ
５  可動キャスタ
６  制御ボックス
７  ス供給栓
８  レギュレータ
９  メカニカルバルブ
１０  切換スイッチ
１２  ガスタンク
１２ａ  ガス注入栓
１２ｂ  ガス排出栓
１９  高圧ガス発生手段
２０  偏心カム
２１  ローラ
２２  カムフォロア
２２ａ  スプリング
２２ｂ  ローラ
２３  エアシリンダ
２４  ピストン
２４  逆止弁
【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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