(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行方向の前方及び後方に配置された荷台にワークを載せて搬送する走行台車上に、前記荷台と外部装置との間でワークを移載する移載ロボットを搭載した無人搬送車であって、
前記走行方向の前方及び後方に配置された荷台同士の間に前記移載ロボットが搭載され、
前記移載ロボットが、
前記走行台車上に立設された主軸と、
この主軸の上端に水平面内で旋回可能に連結されたアームとを有した構成とされ、
前記アームの上端が、前記外部装置の荷台よりも高位に位置し、かつ前記走行台車の荷台よりも低位に位置しており、
前記アームの先端部には、水平方向から前記ワークを把持するフィンガと、該フィンガを昇降させるための昇降機構が備えられて、
前記昇降機構は、
前記アームが旋回されて前記フィンガが前記走行台車の荷台から前記走行方向に交差する方向に突出する突出位置に配された状態で、前記アームの上方の位置と前記アームの下方の位置との間で前記フィンガを昇降させ、前記フィンガが前記走行台車の上に配された状態で、前記アームの上方の位置に前記フィンガを配することを特徴とする無人搬送車。
【請求項２】
請求項１記載の無人搬送車であって、前記昇降機構が、一端が前記アーム側に鉛直面内で回転駆動可能に連結され、他端が前記フィンガに回動可能に連結された平行リンクからなることを特徴とする無人搬送車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にクリーンルーム内においてウエハーカセットを搬送するため等に用いて好適な無人搬送車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造を行うクリーンルームにおいては、無人搬送車によりウエーハカセット（ウエーハを多数収納する容器）の搬送を行っている。
従来の無人搬送車は、基本的に、走行台車上にワーク載置用の荷台と、移載ロボットを備えた構成となっており、複数の製造装置（外部装置）に沿って軌道を敷設しておき、この軌道に沿って無人搬送車を走行させ、移載ロボットで各製造装置と荷台との間でワークの移載を行うようになっている。
【０００３】
ところで、このような無人搬送車においては、省スペース化を図るために、製造装置と無人搬送車の間隔、および無人搬送車自体の外形寸法を縮小することが望まれており、このために種々の工夫がなされている。
【０００４】
図１３ないし図１５に示す各例においては、いずれも、無人搬送車１は、走行台車２上の前部と後部にワーク載置用の荷台３を設け、走行台車２の中央部に移載ロボット４を備えた構成となっている。そして、無人搬送車１は、移載ロボット４の先端部に備えたフィンガ６でワークＷをすくい取り、移載ロボット４のアーム７を旋回させることによって、各製造装置（外部装置）５のワーク受け渡しポート５ａと荷台３との間でワークＷの移載を行うようになっている。
【０００５】
これらの例のうち、まず、図１３に示すものは、無人搬送車１と製造装置５との間隔を最小とすることを目的としたもので、この無人搬送車１Ａでは、アーム７の上面にフィンガ６が備えられた構成となっている。そして、無人搬送車１と製造装置５との間隔を最小限としたときに、アーム７の先端面を製造装置５の前面に対向して位置してワーク受け渡しポート５ａにワークＷを受け渡しできるよう、フィンガ６の長さが設定されている。
【０００６】
図１４に示すものは、無人搬送車１の前後長を最小限とすることを目的としたもので、この無人搬送車１Ｂでは、一方の荷台３にワークＷを受け渡しするときに、このワークＷを保持するフィンガ６の後端部が他方の荷台３に干渉しない範囲内で、前後の荷台３，３の間隔が最小限となるよう設定されている。
【０００７】
図１５に示すものは、フィンガ６の長さを最小とすることを主眼としたもので、この無人搬送車１Ｃでは、アーム７の先端部を構成する上部アーム７ａの下面にフィンガ６Ｃを備えている。このような構成では、上部アーム７ａが製造装置５の前面に干渉することなくワーク受け渡しポート５ａ内に入り込むようになっているため、フィンガ６Ｃが、ワーク受け渡しポート５ａでワークＷを受け渡しできる最小限の長さに設定されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の無人搬送車には、以下のような問題が存在する。
まず、図１３に示した無人搬送車１Ａでは、フィンガ６の長さが、アーム７の先端面を製造装置５の前面に対向して位置させた状態でワーク受け渡しポート５ａにワークＷを受け渡しできるよう設定されているため、フィンガ６が長くなる。したがって、アーム７を旋回させるときの最小半径はフィンガ６の長さによって決定されてしまい、その結果、図１３（ｂ）に示したように、前後の荷台３，３間の間隔がフィンガ６の長さ以上必要となり、無人搬送車１Ａの前後長をそれ以上縮めることができないという問題がある。
【０００９】
また、図１４に示した無人搬送車１Ｂでは、その前後長を最小限とすることができるものの、フィンガ６を旋回させるときには、荷台３，３間の間隔が狭いので、他方の荷台３に干渉しない範囲でフィンガ６の後端部側を中心として先端部側を振って旋回させなければならない（図１４（ａ）中の二点鎖線を参照）。このため、フィンガ６が無人搬送車１Ｂの側方に張り出して旋回することになるため、無人搬送車１Ｂと製造装置５との間隔を狭めることができない。
【００１０】
図１５に示した無人搬送車１Ｃでは、フィンガ６Ｃの上方に上部アーム７ａが位置するため、フィンガ６Ｃを引き込むとフィンガ６Ｃ上で保持したワークＷと上部アーム７ａが干渉してしまう（図１５（ａ）中の二点鎖線を参照）。このため、フィンガ６Ｃの引き込み寸法が制限され、アーム７を旋回させたときの旋回半径（フィンガ６Ｃの先端部が旋回したときの軌跡）が大きくなる。その結果、この旋回半径によって無人搬送車１Ｃと製造装置５との間隔、および前後の荷台３，３の間隔が決定されてしまい、無人搬送車１Ｃと製造装置５との間隔については、図１３に示した無人搬送車１Ａの場合ほど小さくすることができず、また前後の荷台３，３の間隔については図１４に示した無人搬送車１Ｂの場合ほど小さくすることができない。
【００１１】
このように、製造装置５と無人搬送車１の間隔、および無人搬送車１自体の外形寸法を縮小することが望まれていながらも、これを実現できる決定的な無人搬送車１は依然として提供されていないのが現実である。
【００１２】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、製造装置と無人搬送車の間隔、および無人搬送車自体の外形寸法を縮小することのできる無人搬送車を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、走行方向の前方及び後方に配置された荷台にワークを載せて搬送する走行台車上に、前記荷台と外部装置との間でワークを移載する移載ロボットを搭載した無人搬送車であって、前記走行方向の前方及び後方に配置された荷台同士の間に前記移載ロボットが搭載され、前記移載ロボットが、前記走行台車上に立設された主軸と、この主軸の上端に水平面内で旋回可能に連結されたアームとを有した構成とされ、前記アームの上端が、前記外部装置の荷台よりも高位に位置し、かつ前記走行台車の荷台よりも低位に位置しており、前記アームの先端部には、水平方向から前記ワークを把持するフィンガと、該フィンガを昇降させるための昇降機構が備えられて、前記昇降機構は、前記アームが旋回されて前記フィンガが前記走行台車の荷台から前記走行方向に交差する方向に突出する突出位置に配された状態で、前記アームの上方の位置と前記アームの下方の位置との間で前記フィンガを昇降させ、前記フィンガが前記走行台車の上に配された状態で、前記アームの上方の位置に前記フィンガを配することを特徴とするとしている。
【００１４】
このようにしてアームの先端部にフィンガを昇降させる昇降機構を備え、ワーク受け渡しポートでワークを受け渡しするときにはフィンガがアームよりも下方に下げることによって、アームの先端部が外部装置に干渉することがなく、フィンガの長さを最小限にすることができる。また、フィンガを引き込んだときにはフィンガをアームの上方に上げることによって、フィンガで保持したワークがアームの先端部に干渉することがなく、フィンガの旋回半径を小さくすることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の無人搬送車であって、前記昇降機構が、一端が前記アーム側に鉛直面内で回転駆動可能に連結され、他端が前記フィンガに回動可能に連結された平行リンクからなることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る無人搬送車の実施の形態の一例を、図１ないし図１２を参照して説明する。
【００１７】
図１および図２に示す無人搬送車１０は、主として半導体製造設備のクリーンルーム内に配備されるものであり、下部に複数の走行車輪１１ａを備える走行台車１１を有し、走行台車１１上の前後にはそれぞれ半導体カセット等のワークＷを載置するための荷台３，３が設けられ、荷台３，３間の略中央部分には、外部との間でワークＷを移載する移載ロボット１２が搭載されている。
【００１８】
移載ロボット１２は、走行台車１１の上面より上方に延びる主軸１３と、主軸１３の上端に設けられたアーム１４とを主体とし、アーム１４の先端部には、ワークＷをすくい上げて把持するフィンガ１５と、このフィンガ１５を昇降させる昇降機構１６とが備えられている。アーム１４は、主軸１３の上端に下部アーム１４ａの基端部が水平面内で旋回可能に連結され、下部アーム１４ａの先端部には上部アーム１４ｂの基端部が水平面内で旋回可能に連結された構成となっている。このように、移載ロボット１２は、これら下部アーム１４ａ、上部アーム１４ｂを駆動部（図示なし）によって水平面内で自在に旋回駆動させる水平多関節形のロボットを構成している。
【００１９】
このとき、図２に示したように、移載ロボット１２は、上部アーム１４ｂの上面が、製造装置５のワーク受け渡しポート５ａよりも上方で、かつ移載ロボット１２の前後に設けられた荷台３よりも下方に位置するよう設定されている。言い換えれば、荷台３の高さが、上部アーム１４ｂの上面よりも上方となり、ワーク受け渡しポート５ａの高さが、上部アーム１４ｂの上面よりも下方となるよう設定されている
【００２０】
昇降機構１６は、アーム１４の上部アーム１４ｂの先端部の上面に駆動ユニット１７が取り付けられ、この駆動ユニット１７には、二本一対の平行リンク１８，１８が鉛直面内で旋回駆動可能に連結された構成となっている。そして、平行リンク１８，１８の先端部には、上下方向に延在する連結部材１９が回動自在に連結され、この連結部材１９の下端部には、平面視略コ字状の前記フィンガ１５が一体に取り付けられている。
【００２１】
次に、上記構成の無人搬送車１の作用について説明する。
このような無人搬送車１０で、製造装置５のワーク受け渡しポート５ａ上のワークＷを、走行台車１１の荷台３上に移載するには、まず、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、無人搬送車１０を製造装置５に面した所定位置、つまり、移載ロボット１２がワーク受け渡しポート５ａに面する位置で停止させる。
【００２２】
次いで、移載ロボット１２のアーム１４の下部アーム１４ａ，上部アーム１４ｂをそれぞれ水平旋回駆動させて、フィンガ１５を製造装置５側に移動させる。そして、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、下部アーム１４ａと上部アーム１４ｂとが重なり、フィンガ１５がアーム１４と干渉しない位置、すなわち上部アーム１４ｂよりも製造装置５側に寄った位置で、昇降機構１６の駆動ユニット１７で平行リンク１８を駆動させ、フィンガ１５を上部アーム１４ｂの下面よりも下方に下降させ、ワーク受け渡しポート５ａと略同レベルに位置させる。
【００２３】
続いて、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、アーム１４の下部アーム１４ａ，上部アーム１４ｂをそれぞれ水平旋回駆動させて、フィンガ１５をワーク受け渡しポート５ａに向けて押し出し、ワーク受け渡しポート５ａ上のワークＷの下方に位置させる。このとき、アーム１４の上部アーム１４ｂはフィンガ１５よりも上方に位置しているので、フィンガ１５をワーク受け渡しポート５ａに向けて押し出しても、上部アーム１４ｂは製造装置５に干渉することなく、ワーク受け渡しポート５ａ内に入り込むこととなる。
【００２４】
そして、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、昇降機構１６の駆動ユニット１７で平行リンク１８を駆動し、フィンガ１５を上昇させてワークＷをすくい上げる。
【００２５】
この後、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、アーム１４の下部アーム１４ａ，上部アーム１４ｂをそれぞれ水平旋回駆動させて、フィンガ１５を無人搬送車１０側に引き込む。そして、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、ワークＷがワーク受け渡しポート５ａ外に引き出された時点で、昇降機構１６でフィンガ１５をさらに上昇させ、アーム１４の上部アーム１４ｂよりも上方位置まで上昇させる。この状態で、アーム１４を作動させてフィンガ１５をさらに引き込むことによって、フィンガ１５およびフィンガ１５で把持したワークＷが上部アーム１４ｂに干渉することはなく、フィンガ１５を、平面視すれば上部アーム１４ｂと重なる位置まで引き込むことができる。
【００２６】
次いで、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、アーム１４の下部アーム１４ａを旋回駆動させて、フィンガ１５を９０゜旋回させ、ワークＷを移載すべき側の荷台３に対向させる。そして、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、アーム１４の下部アーム１４ａ，上部アーム１４ｂをそれぞれ旋回駆動させて、フィンガ１５を荷台３の上方に移動させた後、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、昇降機構１６でフィンガ１５を下降させ、把持したワークＷを荷台３上に降ろす。しかる後に、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、アーム１４の下部アーム１４ａ，上部アーム１４ｂをそれぞれ旋回駆動させて、フィンガ１５をワークＷの下方から引き出すことによって、ワークＷの製造装置５から無人搬送車１０への移載が完了する。
【００２７】
なお、ワークＷを無人搬送車１０の荷台３上から製造装置５のワーク受け渡しポート５ａに移載するときには、上記と逆の手順で行えばよい。
【００２８】
上述した無人搬送車１０では、移載ロボット１２のアーム１４の先端部に、フィンガ１５と、フィンガ１５を昇降させるための例えば平行リンク１８からなる昇降機構１６とを備え、製造装置５のワーク受け渡しポート５ａでワークＷを受け渡しするときには、フィンガ１５がアーム１４の上部アーム１４ａの上面よりも下方に位置し、フィンガ１５を走行台車１１側に引き込んだときにはフィンガ１５がアーム１４の上部アーム１４ａの上面の上方に位置するよう、昇降機構１６でフィンガ１５を昇降させる構成となっている。
このように、ワーク受け渡しポート５ａでワークＷを受け渡しするときに、フィンガ１５をアーム１４よりも下方に位置させることによって、アーム１４の先端部が製造装置５に干渉することがなく、したがって、フィンガ１５の長さを最小限とすることができる。しかもその結果、一方の荷台３にフィンガ１５を対向させた状態で、フィンガ１５の後端部が他方の荷台３に干渉しない範囲内で、荷台３，３の間隔を前記最小限の長さのフィンガ１５に合わせて設定できるので、無人搬送車１０の前後長を最小限とすることが可能となる。
また、フィンガ１５を走行台車１１側に引き込んだときには、昇降機構１６でフィンガ１５をアーム１４の上方に上げることによって、フィンガ１５で保持したワークＷがアーム１４の先端部に干渉することがなく、したがって、フィンガ１５の引き込み寸法が制限されることなく、フィンガ１５および昇降機構１６の旋回半径を小さくすることができる。その結果、無人搬送車１０と製造装置５との間隔を最小限とすることができる。
【００２９】
しかも、このように無人搬送車１０の前後長を小さくし、さらに無人搬送車１０と製造装置５との間隔を最小限とすることによって、フィンガ１５の移動距離を最短距離にすることができ、したがってワークＷの移載動作をより短時間で行うことが可能となり、無人搬送車１０によるワークＷの搬送能力を向上させることが可能となる。
【００３０】
また、昇降機構１６をフィンガ１５の基端部に組み付けることによって、ワークＷ上昇時に昇降機構１６に作用する重力負荷はフィンガ１５とワークＷだけとなり、昇降機構１６をこれよりも移載ロボット１２の基端部側、つまりアーム１４の根元側に組み付ける場合に比較して、昇降機構１６の作動負荷を軽減することができる。したがって、昇降機構１６をより低出力のもので構成することによる低コスト化、あるいは昇降機構１６の動作速度を速めることによる一層の搬送能力の向上、を図ることができる。
【００３１】
なお、移載ロボット１２の関節数、フィンガ１５の形状、昇降機構１６の機構等については、上記実施の形態で挙げたものに何ら限定されるものではない。例えば、昇降機構１６については、平行リンク１８以外の構成を採用しても良い。
【００３２】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものとしても良いのは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および２に係る無人搬送車によれば、走行台車上に備えた移載ロボットのアームの先端部に、フィンガと、フィンガを昇降させるための例えば平行リンクからなる昇降機構とを備え、外部装置のワーク受け渡しポートでワークを受け渡しするときには、フィンガがアームよりも下方に位置し、フィンガを引き込んだときにはフィンガがアームの上方に位置するよう、昇降機構でフィンガを昇降させる構成となっている。
このように、ワーク受け渡しポートでワークを受け渡しするときには、フィンガをアームよりも下方に位置させることによって、アームの先端部が外部装置に干渉することがなく、フィンガの長さを最小限とすることができる。その結果、この最小限の長さのフィンガに合わせて荷台の間隔を設定できるので、無人搬送車の前後長を最小限とすることが可能となる。
また、フィンガを走行台車側に引き込んだときには、昇降機構でフィンガをアームの上方に上げることによって、フィンガで保持したワークがアームの先端部に干渉することがなく、したがって、フィンガの引き込み寸法が制限されることなく、フィンガの旋回半径を小さくすることができる。その結果、無人搬送車と外部装置との間隔を最小限とすることができる。
しかも、このように無人搬送車の前後長を小さくし、さらに無人搬送車と外部装置との間隔を最小限とすることによって、フィンガの移動距離を最短距離にすることができ、したがってワークの移載動作をより短時間で行うことが可能となり、ひいては無人搬送車によるワークの搬送能力を向上させることが可能となる。
また、昇降機構をフィンガの基端部に組み付けることによって、ワーク上昇時に昇降機構に作用する重力負荷はフィンガとワークだけとなり、昇降機構をこれよりも移載ロボットの基端部側、つまりアームの根元側に組み付ける場合に比較して、昇降機構の作動負荷を軽減することができ、昇降機構をより低出力のもので構成することによる低コスト化、あるいは昇降機構の動作速度を速めることによる一層の搬送能力の向上、を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る無人搬送車の一例を示す平面図である。
【図２】  図１の側面図である。
【図３】  前記無人搬送車でワークを移載する方法を示す図であって、初期状態を示す平面図および側面図である。
【図４】  同、フィンガをアームよりも下方に下げた状態を示す平面図および側面図である。
【図５】  同、アームを伸ばし、フィンガをワークの下方に差し込んだ状態を示す平面図および側面図である。
【図６】  同、フィンガを上昇させてワークをすくい上げた状態を示す平面図および側面図である。
【図７】  同、フィンガを引き込んだ状態を示す平面図および側面図である。
【図８】  同、フィンガをアームよりも上方に上げた状態を示す平面図および側面図である。
【図９】  同、フィンガの向きを変えた状態を示す平面図および正面図である。
【図１０】  同、アームを荷台に向けて伸ばした状態を示す平面図および正面図である。
【図１１】  同、ワークを荷台に載せた状態を示す平面図および正面図である。
【図１２】  同、フィンガを引き込んだ状態を示す平面図および正面図である。
【図１３】  従来の無人搬送車の一例を示す図である。
【図１４】  従来の無人搬送車の他の一例を示す図である。
【図１５】  従来の無人搬送車のさらに他の一例を示す図である。
【符号の説明】
３  荷台
５  製造装置（外部装置）
１０  無人搬送車
１１  走行台車
１２  移載ロボット
１４  アーム
１５  フィンガ
１６  昇降機構
１８  平行リンク
Ｗ  ワーク
【図１】
0003972473.tif 000002
【図２】
0003972473.tif 000003
【図３】
0003972473.tif 000004
【図４】
0003972473.tif 000005
【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】
0003972473.tif 000010
【図１０】
0003972473.tif 000011
【図１１】
0003972473.tif 000012
【図１２】
0003972473.tif 000013
【図１３】
0003972473.tif 000014
【図１４】
0003972473.tif 000015
【図１５】
0003972473.tif 000016