(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行手段を有し、載置部（１１ａ）に１つ以上の搬送物（１０２）を載置して搬送する搬送手段（１１）と、
前記載置部に設けられ前記搬送物を移載する移載手段（１０３）とを具備し、
前記載置部の複数の側部（１１ｂ-1 〜１１ｂ-4 ）の内の２つ以上が開口部として前記搬送物の移載作業が可能である無人搬送台車であって、
前記開口部の各々に取り付けられ前記載置部の外周から当該載置部内に侵入する物体を検知する光センサと、
前記光センサにより受光できない場合には前記移載手段を非動作状態に制御し、無人搬送台車の走行時に前記光センサにより受光できない場合には前記走行手段を停止する制御手段（１２）と
を有していることを特徴とする無人搬送台車。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移載作業を行う開口部以外に取り付けられた前記光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合には前記移載手段を非動作状態に制御することを特徴とする請求項１に記載の無人搬送台車。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記移載作業を行う開口部に取り付けられた前記光センサのみを非動作状態に制御し、
動作状態の前記光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合には前記移載手段を非動作状態に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送台車。
【請求項４】
前記光センサは、
前記開口部の開口面内において対向する２つの端部に取り付けられ
（Ａ）複数の発光素子（２４ａ）の配列からなる発光手段（２４-1 ）と
（Ｂ）当該複数の発光素子の各々と対向する複数の受光素子（２４ｂ）の配列からなる受光手段（２４-2 ）とから構成され、
前記発光素子の各々が出射し対応する前記受光素子に入射する光の何れかが遮断されることで侵入する物体を検知することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の無人搬送台車。
【請求項５】
前記光センサは、
前記開口部の開口面内において対向する２つの端部に取り付けられ
（Ａ）発光素子と受光素子と複数の反射手段（２４ｃ）の配列からなるセンサ部（２７）と
（Ｂ）前記センサ部が出射する光を反射して当該センサ部に入射させる複数の反射手段の配列からなる反射部（２８）とから構成され、
前記発光素子が出射し前記開口面の全面に亙って前記センサ部と前記反射部との間で繰り返し反射され前記受光素子に入射する光が遮断されることで侵入する物体を検知することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の無人搬送台車。
【請求項６】
前記光センサは、
前記開口部の開口面内の１カ所に取り付けられ当該開口面内にビームを走査する光走査手段（２９）を有し、前記光走査手段が何れかの走査角において出射し前記開口面内で反射して再び当該光走査手段に入射するビームの伝播距離が、当該走査角の各々に応じて予め決定される所定の距離より短くなることで侵入する物体を検知する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の無人搬送台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アームやマニピュレータを有し、搬送物の搬送ならびに移載を行う無人搬送台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、半導体素子の製造工場ではロボット等の機械と人間とが同時に作業する場合も珍しくない。
そこで例えば、ウェハカセットを移載する無人搬送台車と人間とが混在する場合、ウェハの大型化や重量化に伴って安全面の問題がクローズアップされてきている。
【０００３】
上述した、ウェハカセットを移載するためのマニピュレータを搭載した無人搬送台車に対する安全策としては、一例として、マニピュレータと人間との間に光式カーテンを設けるものが挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６は、従来の無人搬送台車１００の構成の一例を示す斜視図である。この図において、１０１は制御部や車輪（図示省略）を有し、矢示のＡＡ'方向に走行可能な台車部である。
【０００５】
この台車部１０１の上面１０１ａには、複数のウェハカセット１０２、１０２・・・を載置可能であるとともに、多関節アームのマニピュレータ１０３が取り付けられている。
【０００６】
また、台車部１０１の上面１０１ａにおいては、１つの端部（１０１ｂ-1）を除く各端部（１０１ｂ-2〜１０１ｂ-4）上に防護柵１０４が設けられている。
図７は、図６に示す無人搬送台車１００が適用される工場の概略構成を示す斜視図である。
【０００７】
図７に示すように、工場には複数の装置１１０-1、１１０-2・・・（以降、必要に応じて１１０-nと称する）が設置されている。
これら各装置１１０-nは、特定の面に上述のウェハカセット１０２、１０２・・・を載置する載置部１１１を有している（なお１０２は、ウェハカセットに限定されず、半導体ウェハ自体や、これを格納した箱でもよい）。
【０００８】
この工場内において無人搬送台車１００は、各装置１１０-nの載置部１１１を有する面に沿って自走するが、通常各装置は走行通の両側にある。装置との関係が同じ側で走れるとは限らない。
【０００９】
しかしながら、上述したようにマニピュレータ１０３が移載作業を実施できるのは、無人搬送台車１００の上面１０１ａにおいて防護柵１０４が設けられていない１つの端部１０１ｂ-1側のみである。即ち、端部１０１ｂ-1を常に各装置１１０-n側に向けて走行する必要がある。
【００１０】
従ってたとえばＢでスピンターン（Ｂ-2）を余儀なくされ場合がある。このスピンターンは、走行そのものを一時的に停止しなければならないので、移載作業の高速化の妨げになっていた。
【００１１】
さらに、一般に半導体ウェハを扱うクリーンルームは狭い場合が多い反面、上述のような動作には広い空間を必要としている場合には広い場所まで移動する必要もあるため、大きな時間の無駄を生じる原因にもなっていた。
【００１２】
この発明は、このような背景の下になされたもので、移動を繰り返しながら安全確実且つ高速に移載作業を実行することができる無人搬送台車を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明にあっては、走行手段を有し、載置部（１１ａ）に１つ以上の搬送物（１０２）を載置して搬送する搬送手段（１１）と、前記載置部に設けられ前記搬送物を移載する移載手段（１０３）とを具備し、前記載置部の複数の側部（１１ｂ-1 〜１１ｂ-4 ）の内の２つ以上が開口部として前記搬送物の移載作業が可能である無人搬送台車であって、前記開口部の各々に取り付けられ前記載置部の外周から当該載置部内に侵入する物体を検知する光センサと、前記光センサにより受光できない場合には前記移載手段を非動作状態に制御し、無人搬送台車の走行時に前記光センサにより受光できない場合には前記走行手段を停止する制御手段（１２）とを有していることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明にあっては、前記制御手段は、前記移載作業を行う開口部以外に取り付けられた前記光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合には前記移載手段を非動作状態に制御することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明にあっては、前記制御手段は、前記移載作業を行う開口部に取り付けられた前記光センサのみを非動作状態に制御し、動作状態の前記光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合には前記移載手段を非動作状態に制御することを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明にあっては、前記光センサは、前記開口部の開口面内において対向する２つの端部に取り付けられ、（Ａ）複数の発光素子（２４ａ）の配列からなる発光手段（２４-1 ）と、（Ｂ）当該複数の発光素子の各々と対向する複数の受光素子（２４ｂ）の配列からなる受光手段（２４-2 ）とから構成され、前記発光素子の各々が出射し対応する前記受光素子に入射する光の何れかが遮断されることで侵入する物体を検知することを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明にあっては、前記光センサは、前記開口部の開口面内において対向する２つの端部に取り付けられ、（Ａ）発光素子と受光素子と複数の反射手段（２４ｃ）の配列からなるセンサ部（２７）と、（Ｂ）前記センサ部が出射する光を反射して当該センサ部に入射させる複数の反射手段の配列からなる反射部（２８）とから構成され、前記発光素子が出射し前記開口面の全面に亙って前記センサ部と前記反射部との間で繰り返し反射され前記受光素子に入射する光が遮断されることで侵入する物体を検知することを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明にあっては、前記光センサは、前記開口部の開口面内の１カ所に取り付けられ当該開口面内にビームを走査する光走査手段（２９）を有し、前記光走査手段が何れかの走査角において出射し前記開口面内で反射して再び当該光走査手段に入射するビームの伝播距離が、当該走査角の各々に応じて予め決定される所定の距離より短くなることで侵入する物体を検知することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、載置部の複数の側部の内の２つ以上に有し搬送物の移載作業が可能である開口部の各々に取り付けられ載置部の外周から当該載置部内に侵入する物体を検知する光センサによる検知結果に基づいて制御手段が移載手段の動作状態を制御し、およびまたは走行手段を制御する。このとき制御手段は、移載作業を行う開口部以外に取り付けられた光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合に移載手段を非動作状態に制御するか、または移載作業を行う開口部に取り付けられた光センサのみを非動作状態に制御し、動作状態の光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合に移載手段を非動作状態に制御する。光センサにあっては、開口部の開口面内において対向する２つの端部に取り付けられ（Ａ）複数の発光素子の配列からなる発光手段と（Ｂ）当該複数の発光素子の各々と対向する複数の受光素子の配列からなる受光手段とによって構成し、発光素子の各々が出射し対応する受光素子に入射する光の何れかが遮断されることで侵入する物体を検知するか、または開口部の開口面内において対向する２つの端部に取り付けられ（Ａ）発光素子と受光素子と複数の反射手段の配列からなるセンサ部と（Ｂ）センサ部が出射する光を反射して当該センサ部に入射させる複数の反射手段の配列からなる反射部とによって構成し、発光素子が出射し開口面の全面に亙ってセンサ部と反射部との間で繰り返し反射され受光素子に入射する光が遮断されることで侵入する物体を検知するか、あるいは開口部の開口面内の１カ所に取り付けられ当該開口面内にビームを走査する光走査手段を備え、光走査手段が何れかの走査角において出射し開口面内で反射して再び当該光走査手段に入射するビームの伝播距離が、当該走査角の各々に応じて予め決定される所定の距離より短くなることで侵入する物体を検知する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかる無人搬送台車１０の外観ならびに無人搬送台車１０が適用される工場内の概略を示す斜視図である。なお図１において、図６あるいは図７に示す各部と対応する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１６】
図１において、１１は無人搬送台車１０の台車部である。この台車部１１は、モータによって回転駆動される車輪や操舵装置、ならびにこれらを含む各部の動作を制御する制御装置（何れも図示省略）を有し、矢示のＣＣ'方向に走行可能である(なお、図１では無人搬送台車１０はＣＣ'方向に走行することを示しているが、ＣＣ'以外の斜め方向や横方向に走行可能なものであってよい）。
【００１７】
台車部１１の上面１１ａには、複数のウェハカセット１０２、１０２・・・を載置可能であるとともに、水平多関節アーム様のマニピュレータ１０３が取り付けられている。
【００１８】
台車部１１の上面１１ａにおいて、走行方向ＣＣ'側の各々端部１１ｂ-4、１１ｂ-2には、各々その上方に支持部材１４-1、１４-2が取り付けられている。また、これら支持部材１４-1、１４-2の上方には、上部ユニット２０が取り付けられている。一方、上面１１ａにおける走行方向ＣＣ'に対する側方の端部１１ｂ-1、１１ｂ-3は、開口している。
【００１９】
上部ユニット２０には、例えばＨＥＰＡフィルタ（Ｈigh Ｅfficiency Ｐarticulate Ａir-filter)やＵＬＰＡフィルタ（Ｕltra Ｌow Ｐenetration Ａir-filter)等のフィルタとファンユニット（図示省略）が取り付けられる。
これらによって塵埃等を取り除いた空気を上部ユニット２０の下方に吹き出し、半導体ウェハを格納するウェハカセット１０２の清浄度を確保する。
【００２０】
図２は、図１に示す無人搬送台車１０の詳細な構成を示す斜視図である。１２は、台車部１１に内蔵され、この無人搬送台車１０の搬送路を記憶したり、この無人搬送台車１０の針路やマニピュレータ１０３の動作あるいは後述する受光部の動作状態／非動作状態を制御するための制御部である。
【００２１】
２４-1は支持部材１４-1における端部１１ｂ-3側に取り付けられた発光部であり、複数の発光素子２４ａ、２４ａ・・・が配列されている。一方２４-2は支持部１４-2の端部１１ｂ-3側に取り付けられた受光部であり、複数の受光素子２４ｂ、２４ｂ・・・が配列されている。
【００２２】
なお、支持部１４-1および１４-2の各々端部１１ｂ-1側にも、それぞれ発光部２４-1、受光部２４-2が取り付けられているが、上述と同様であるので図示ならびに説明は省略する。
【００２３】
また図１では、各装置１１０-nが有する載置部１１１と対向する端部１１ｂ-1あるいは１１ｂ-3側の受光部２４-2は動作状態にあり、載置部１１１と対向しない端部１１ｂ-1あるいは１１ｂ-3側の受光部２４-2は非動作状態にある。
【００２４】
図１に示す構成の無人搬送台車１０は、走行時には端部１１ｂ-1側および端部１１ｂ-3側の何れの受光部２４-2も動作状態となっている。
このとき制御部１２は、受光部２４-2が有する受光素子２４ｂ、２４ｂ・・・の各々が発光部２４-1の発する光が受光できるか否かを監視し、受光できない受光素子２４ｂが存在する場合には、無人搬送台車１０を停止させる。
【００２５】
この無人搬送台車１０がウェハカセット１０２、１０２・・・の移載を行うときは、目的の装置１１０-nが有する載置部１１１の前面に停止した後、この載置部１１１と対向する端部１１ｂ-1あるいは１１ｂ-3側の受光部２４-2を非動作状態にする。
【００２６】
しかる後、マニピュレータ１０３によって、台車部１１の上面１１ａにおける開放された端部１１ｂ-1あるいは１１ｂ-3を介して、ウェハカセット１０２、１０２・・・の移載を行う。
【００２７】
このとき制御部１２は、動作状態となっている受光部２４-2が有する受光素子２４ｂ、２４ｂ・・・の各々が発光部２４-1の発する光が受光できるか否かを監視し、受光できない受光素子２４ｂが存在する場合には、マニピュレータ１０３の動作を停止させる。
【００２８】
ウェハカセット１０２、１０２・・・の移載が終了した後、先般非動作状態にした受光部２４-2を再び動作状態とし、次の目的たる装置１１０-nが有する載置部１１１の正面に向けて走行する。
【００２９】
こうのように本実施の形態では、マニピュレータ１０３によるウェハカセット１０２、１０２・・・の移載作業中に、このマニピュレータ１０３の動作範囲内に作業員等が侵入すると、動作状態となっている受光部２４-2に対して発光部２４-1が発する光が遮断される。制御部１２はこれを検知すると、マニピュレータ１０３の動作を停止する。従って、作業員等とマニピュレータ等との接触を防止することができる。
【００３０】
なお上述の実施の形態では、無人搬送台車１０の走行中には、端部１１ｂ-1側および端部１１ｂ-3側の何れの受光部２４-2も動作状態とする例を示したが、走行中にはこれらを非動作状態としてもよい。
【００３１】
図３は、本発明にかかる無人搬送台車の別の構成の例を示す斜視図である。図３において、図１あるいは図２に示す各部と対応する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３２】
図３において、３４-1および３４-2は各々台車部１１の端部１１ｂ-4あるいは１１ｂ-2の上方に取り付けられた側壁である。
側壁３４-1において、端部１１ｂ-3側には発光部２５-1が、端部１１ｂ-1側には発光部２５-2が、また上端側には発光部２５-3が取り付けられている。これら発光部２５-1、２５-2および２５-3は、各々複数の発光素子２４ａの配列から構成されている。
【００３３】
一方側壁３４-2において、端部１１ｂ-3側には受光部２６-1が、端部１１ｂ-1側には受光部２６-2が、また上端側には受光部２６-3が取り付けられている。これら受光部２６-1、２６-2および２６-3は、各々複数の受光素子２４ｂの配列から構成されている。
【００３４】
上述した発光部２５-1と受光部２６-1、発光部２５-2と受光部２６-2ならびに発光部２５-3と受光部２６-3とは、台車部１１上において各々対向するように取り付けられている。
【００３５】
即ち制御部１２は、上述と同様に受光部が非動作状態となっている側で移載作業を行うとともに、動作状態となっている受光部に対応する発光部が発する光が受光できるか否かを監視する。
【００３６】
こうして制御部１２は、発光部が発する光が遮断されたことを検知すると、マニピュレータ１０３の動作を停止する。従って、作業員等とマニピュレータ等との接触を防止することができる。
【００３７】
図４は、上述の実施の形態における発光素子２４ａおよび受光素子２４ｂの配置の詳細を示した構成図であり、図４（ａ）は図１ないし図３に示したものと同等の構成である。
【００３８】
図４（ａ）に示す構成では、発光部２４-1、２５-1、２５-2および２５-3は、光を発する発光素子２４ａ、２４ａ・・・の配列によって構成される。
受光部２４-2、２６-1、２６-2および２６-3は、発光素子２４ａが発する光を受ける受光素子２４ｂ、２４ｂ・・・の配列によって構成され、発光部２４-1、２５-1、２５-2あるいは２５-3と対応する受光部２４-2、２６-1、２６-2あるいは２６-3とは対向して取り付けられる。
【００３９】
一方図４（ｂ）は、発光部および受光部の別の構成を示す構成図である。上述の実施の形態では、発光部２４-1、２５-1、２５-2あるいは２５-3の各々を図４（ｂ）に示す光センサ部２７に置き換えることができ、受光部２４-2、２６-1、２６-2あるいは２６-3の各々を反射部２８に置き換えることができる。
【００４０】
上述の光センサ２７は、光を発する発光素子２４ａとこの光を受ける受光素子２４ｂ、そして光を反射させる複数のミラー２４ｃ、２４ｃ・・・とから構成されている。
また反射部２８は、複数のミラー２４ｃ、２４ｃ・・・の配列によって構成されている。
【００４１】
上述の発光素子２４ａが発する光は、反射部２８において対向する位置のミラー２４ｃに入射する。各ミラー２４ｃは、例えば図４（ｃ）に示すように入射した光の光軸を９０°曲げるように反射する。
【００４２】
これによって、例えば反射部２８のミラー２４ｃでは、発光素子２４ａあるいは光センサ部２７のミラー２４ｃから光が入射した場合には、この光を隣接するミラー２４ｃに入射させ、隣接するミラー２４ｃから光が入射するミラー２４は、この光を光センサ部２７において対向するミラー２４ｃあるいは受光素子２４ｂに入射させる。なおこれは、光センサ部２７のミラー２４ｃについても同様である。
【００４３】
このような構成によれば、発光素子２４ａが発した光は、各ミラー２４ｃ、２４ｃ・・・間を反射して、受光素子２４ｂに入射する。そして、光センサ部２７と反射部２８との間で対向するミラー２４ｃの内の何れかの間に光を遮断するものがあれば、受光素子２４ｂに光は入射しない。
【００４４】
即ち、発光素子２４ａならびに受光素子２４ｂが１つずつあれば、光センサ部２７と反射部２８との間に作業員等が侵入したことを有効に検知することができ、制御部１２がこれを検知して、マニピュレータ１０３の動作を停止させればよい。
【００４５】
さらに図５は、作業員等の侵入を検知するセンサの別の例を示す側面図である。図５において、２９はレーザビーム等を走査し、その反射により距離を測定するスキャナである。
【００４６】
図５に示す例では、スキャナ２９は台車部１１と支持部１４-1、１４-2、および上部ユニット２０とで囲まれた監視領域の左下端に取り付けられ、θ＝０〜９０°の間をスキャンする。
【００４７】
このとき、距離Ｒは走査角θによって決定される。そこで制御部１２は、ある走査角θのとき、測定された距離が予め設定された値Ｒより短い場合に、監視領域内に作業員等が侵入したと判断して、マニピュレータの動作を停止させる。
【００４８】
なお、図５に示したスキャナ２９において、レーザビームを走査する形態としては、振動ミラーを用いたものや、ポリゴンミラーを用いたもの等が挙げられる。
【００４９】
上述の実施の形態では、ウェハカセットの移載を行う側の受光部２４-2、２６-1、２６-2あるいは２６-3を非動作状態にするものを例に挙げて説明したが、移載を行う側の受光部２４-2、２６-1、２６-2あるいは２６-3による検出結果を制御部が無視するものであってもよい。また、受光部２４-2、２６-1、２６-2あるいは２６-3を非動作状態としてもよい。
【００５０】
また上述の実施の形態では、発光部２４-1、２５-1、２５-2、２５-3ならびに受光部２４-2、２６-1、２６-2、２６-3、光センサ部２７あるいは反射部２８等を１列だけ設けた例を示したが、これらを２列以上設けることで、より確実に作業員等の侵入の有無を監視することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、載置部の複数の側部の内の２つ以上に有し搬送物の移載作業が可能である開口部の各々に取り付けられ載置部の外周から当該載置部内に侵入する物体を検知する光センサによる検知結果に基づいて制御手段が移載手段の動作状態を制御し、およびまたは走行手段を制御する。このとき制御手段は、移載作業を行う開口部以外に取り付けられた光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合に移載手段を非動作状態に制御するか、または移載作業を行う開口部に取り付けられた光センサのみを非動作状態に制御し、動作状態の光センサの何れかによって侵入する物体が検知された場合に移載手段を非動作状態に制御するので、移動を繰り返しながら安全確実且つ高速に移載作業を実行することができる無人搬送台車が実現可能であるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態にかかる無人搬送台車１０の外観ならびに無人搬送台車１０が適用される工場内の概略を示す斜視図である。
【図２】  動実施の形態における無人搬送台車１０の詳細な構成を示す斜視図である。
【図３】  本発明にかかる無人搬送台車の別の構成の例を示す斜視図である。
【図４】  本発明にかかる発光素子２４ａおよび受光素子２４ｂの配置の詳細を示した構成図である。
【図５】  本発明にかかる作業員等の侵入を検知するセンサの別の例を示す側面図である。
【図６】  従来の無人搬送台車１００の構成の一例を示す斜視図である。
【図７】  図６に示す無人搬送台車１００が適用される工場の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１  台車部（搬送手段）
１１ａ  上面（載置部）
１１ｂ-1  端部（側部）
１１ｂ-2  端部（側部）
１１ｂ-3  端部（側部）
１１ｂ-4  端部（側部）
１２  制御部（制御手段）
２４-1  発光部（発光手段）
２４-2  受光部（受光手段）
２４ａ  発光素子
２４ｂ  受光素子
２４ｃ  ミラー（反射手段）
２７  センサ部
２８  反射部
２９  スキャナ（光走査手段）
１０２  ウェハカセット（搬送物）
１０３  マニピュレータ（移載手段）
【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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