(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体本体と物品載置台との間に介設された防振手段と、車体本体又は物品載置台の何れか一方に設けられた複数の係合部材と、前記車体本体又は物品載置台の何れか他方に設けられ、前記係合部材を所定位置に案内するＶ溝を設け、少なくとも１つのＶ溝の方向を、それ以外のＶ溝の方向と異なる方向へ向けて設けられた複数の被係合部材と、前記係合部材又は前記被係合部材の何れか一方を昇降させる昇降手段と、物品載置台に物品を移載する移載装置とを備えた無人搬送車において、
前記係合部材又は前記被係合部材の何れか一方を互いに等間隔を開けて配設し、前記昇降手段により傾くことなく水平姿勢を保持して昇降する昇降プレートを前記車体本体に具備し、
前記無人搬送車の走行時には前記防振手段が前記物品載置台を均等に支持し、
前記無人搬送車の停止時には前記昇降手段が前記昇降プレートを上昇させて前記係合部材と前記被係合部材とを係合し、該係合により前記物品載置台が支持されることを特徴とする無人搬送車。
【請求項２】
前記昇降プレートは、前記車体本体に垂直に立設されたリニアブッシュに案内されていることを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
【請求項３】
前記係合部材と被係合部材の少なくとも一方を交換自在に構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無人搬送車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品載置台を備えた無人搬送車に関し、詳しくは、該物品載置台を支持する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、塵挨の発生が問題となる半導体製造工場では、物品を移載・搬送するために、スカラーアーム式の移載装置と、物品を一時載置する物品載置台とを搭載した無人搬送車を自動走行させる技術が知られている。
走行中、物品載置台に載置した物品に振動が伝わらないようにするため、車体本体と物品載置台との間にはスプリング等の防振手段が介設され、詳しくは、以下のように構成されている。
【０００３】
図６に示すように、車体本体２と物品載置台７との間には防振手段であるエアダンパ７１・７１・・・が介設されている。該エアダンパ７１・７１・・・は物品載置台７の四隅に配置されて、該物品載置台７を支えるとともにその振動を吸収している。また、物品載置台７下面にはその四隅にはピン孔７ｂ・７ｂ・・・が設けられ、該ピン孔７ｂ・７ｂ・・・と対向する車体本体２上面にはピン７２・７２・・・が突設されている。このピン７２・７２・・・はシリンダの伸縮操作により昇降可能に構成され、無人搬送車を停止させてバッファカセット５０内のウエハ１０・１０・・・等を移載するときには、同図（ａ）に示すように、該ピン７２・７２・・・を上昇させて、その尖端を前記のピン孔７ｂ・７ｂ・・・に嵌入し、物品載置台７を持ち上げて支持し、この状態では、前記エアダンパ７１・７１・・・による物品載置台７の支承は作用せず、ピン７２・７２・・・によって物品載置台７は位置固定される。
一方、走行時には、同図（ｂ）に示すように、ピン７２・７２・・・を下降させて、その尖端を前記のピン孔７ｂ・７ｂ・・・から抜脱し、ピン７２・７２・・・による物品載置台７の支持を解除する。この状態では物品載置台７はエアダンパ７１・７１・・・により支えられて、走行時の振動が吸収されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、走行中、エアダンパ７１・７１・・・に支えられる物品載置台７は上下方向のみならず水平方向にも揺振し、特に搬送車の停止直後は、慣性が働く物品載置台７は、上下方向よりも寧ろ水平方向に振動している。
この水平方向の振動が発生している状態で、前記ピン７２・７２・・・を上昇させても物品載置台７下面のピン孔７ｂ・７ｂ・・・に上手く収まらない恐れがあり、確実のためには、該振動が減衰するまで待機することが望ましい。
この待機時間は作業の効率を追求する観点からは、できるだけなくしたいものであり、そこで、本発明では、多少水平方向に振動していても、確実に物品載置台７を支持することができる無人搬送車を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
まず、請求項１に記載のように、車体本体と物品載置台との間に介設された防振手段と、車体本体又は物品載置台の何れか一方に設けられた複数の係合部材と、前記車体本体又は物品載置台の何れか他方に設けられ、前記係合部材を所定位置に案内するＶ溝を設け、少なくとも１つのＶ溝の方向を、それ以外のＶ溝の方向と異なる方向へ向けて設けられた複数の被係合部材と、前記係合部材又は前記被係合部材の何れか一方を昇降させる昇降手段と、物品載置台に物品を移載する移載装置とを備えた無人搬送車において、前記係合部材又は前記被係合部材の何れか一方を互いに等間隔を開けて配設し、前記昇降手段により傾くことなく水平姿勢を保持して昇降する昇降プレートを前記車体本体に具備し、前記無人搬送車の走行時には前記防振手段が前記物品載置台を均等に支持し、前記無人搬送車の停止時には前記昇降手段が前記昇降プレートを上昇させて前記係合部材と前記被係合部材とを係合し、該係合により前記物品載置台が支持される。
【０００６】
そして、請求項２に記載のように、前記昇降プレートは、前記車体本体に垂直に立設されたリニアブッシュに案内されている。
【０００７】
また、請求項３に記載のように、前記係合部材と被係合部材の少なくとも一方を交換自在に構成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
これより、本発明の実施の一形態を、図面を参照しながら説明する。
図１はクリーンルーム内の無人搬送車１の様子を示す斜視図、図２は無人搬送車１の側面断面図、図３はエアダンパ５５・５５・・・で支承されているときの物品載置台５の側面図、図４はブロック片６１・６１・・・とピン６２・６２・・・とで支持固定されているときの物品載置台５の側面図、図５は物品載置台５の分解斜視図である。
【０００９】
まず、無人搬送車１の全体構成について説明する。
以下の説明では、図１における矢視Ｆ方向を前方として、各構造体の前後左右位置を説明する。また、その他の図面における各構造体の前後左右位置も図１に準ずるものとする。
【００１０】
図１に示すように、無人搬送車１は、走行レール２０・２０上を自動走行する有軌道台車であり、車体本体２が走行輪９・９・９・９により支持され、該走行輪９・９・９・９はそのそれぞれに対応した駆動モータ８・８・８・８（図２）で駆動させることで、走行レール２０・２０上を四輪駆動で走行させている。
尚、本実施の形態では、スリップを減らす為に全ての走行輪９・９・９・９に駆動を伝えるようにしており、各走行輪９・９・９・９にはそれぞれ駆動モータ８・８・８・８が取り付けられているが、全ての走行輪９・９・９・９に駆動を伝達する機構は、これに限定することなく、他の機構でもよい。また、駆動輪は車体前後にそれぞれ設けられていれば、４輪に限らず、その数は限定しない。
【００１１】
前記走行レール２０・２０に沿って、処理装置２１・２１・・・やストッカ２２が並べて配設され、該ストッカ２２上に複数のカセット２３・２３・・・が所定間隔を空けて並設されている。各カセット２３・２３・・・は、その開口を走行レール２０・２０側へ向けて配置され、該カセット２３内には上下に多数段の棚が設けられ、各棚にウエハ１０・１０・・・が水平に収納されている。
本実施の形態では、ストッカ２２を平置型のストッカとしているが、カセット２３の搬出入口と、多数の棚と、棚と搬出入口との間でカセット２３を移載するスタッカークレーンとを備えた自動倉庫であっても良い。
【００１２】
図２に示すように、前記無人搬送車１の車体本体２には、その中央にウエハ１０・１０・・・を移載する移載装置３が配設され、その前後に、ウエハ１０・１０・・・の方向及び中心位置を揃える姿勢合わせ装置４と、ウエハ１０・１０・・・が収納されたバッファカセット５０を載置する物品載置台５とが配設されている。
【００１３】
次に、前記移載装置３について説明する。
移載装置３は、移載アーム３０Ｍ・３０Ｓ、基台３８、ターンテーブル３９等から成り、基台３８は車体本体２中央に埋設され、該基台３８上にターンテーブル３９が枢設され、該ターンテーブル３９上に一対の移載アーム３０Ｍ・３０Ｓが取り付けられている。
【００１４】
前記基台３８は昇降可能に構成され、また、前記ターンテーブル３９は該基台３８に対して相対回転可能に構成されている。
前記移載アーム３０Ｍ（３０Ｓ）は、移載ハンド３１と、第１アーム３２と、第２アーム３３とでリンク機構が組まれたスカラーアーム式のロボットハンドであり、サーボモータ等から成るアクチュエータにより屈伸自在に構成されている。
【００１５】
次に、前記姿勢合わせ装置４について説明する。
姿勢合わせ装置４は、ケーシング４０、載置台４１、オリフラセンサ４２・４２、オプティカルキャラクタリーダ（以下「ＯＣＲ」）４３等から成り、該ケーシング４０は移載装置３側が開口して、その入口付近には２組のオリフラセンサ４２・４２が配設され、それぞれ天井面に投光器４２ａ、床面に受光器４２ｂを埋設して構成されている。この２組のオリフラセンサ４２・４２は、外側（ケーシング４０の開口入口側）のオリフラセンサ４２で１２インチのウエハ１０のオリフラ位置（又はノッチ位置）を検出し、内側（ケーシング４０の開口奥側）のオリフラセンサ４２で８インチのウエハ１０Ｓのオリフラ位置（又はノッチ位置）を検出するように構成されている。
【００１６】
また、ケーシング４０の開口の床面、奥側にはＯＣＲ４３が埋設され、該ケーシング４０内に、ＩＤマークの付された面を下側にしてウエハ１０をセットし、該ＩＤマーク１１を該ＯＣＲ４３で読み取る構成とする。尚、ＩＤマークの面を上側にしてウエハ１０をセットしてもよく、この場合、ＯＣＲ４３はケーシング４０の開口の天井面、奥側に配置し、あるいは、作業過程でウエハ１０の盤面が上下入れ替わることも考慮して、図２に示すように、ケーシング４０の開口の天井面、及び床面の奥側に、上下一対のＯＣＲ４３・４３を配置する構成とすることが好ましい。
【００１７】
また、ケーシング４０の開口の床面には、ウエハ１０を載置する載置台４１が設けられている。該載置台４１は円盤状の形状で、その回転中心には吸着孔が設けられ、該吸着孔から同心円状、並びに放射線状に複数の吸着溝が設けられている。この構成で、ウエハ１０を載置台４１上に載置した状態で吸着孔からエアポンプで吸引することによってウエハ１０を吸着・保持し、載置台４１を回転させたときに、ウエハ１０が遠心力で位置ズレしないようにしている。
【００１８】
次に、前記物品載置台５について説明する。
図３乃至図５に示すように、物品載置台５と車体本体２との間には防振手段であるエアダンパ５５・５５・・・が複数介設され、該物品載置台５上にバッファカセット５０が載置固定される。このバッファカセット５０は、その開口を前方（移載装置３側）へ向けて配置され、該バッファカセット５０内には上下に多数段の棚が設けられ、各棚にウエハ１０・１０・・・が水平に収納されている。
【００１９】
詳説すると、物品載置台５の下面には載置プレート５１が設けられ、該載置プレート５１の前後部より、長椅子を上下逆にした如きの形状のサポート体５２・５２が垂設されている。一方、該載置プレート５１下方における車体本体２上面にはシリンダプレート５３が設けられ、その上から支持プレート５４が載設されている。該シリンダプレート５３、及び支持プレート５４は何れもその中央に開口部５３ａ・５４ａが形成されて（図５）、後述するエアシリンダ５７のシリンダロッド５７ａにこの開口部５３ａ・５４ａの内部を挿通させる。また、支持プレート５４の前後部には前記エアダンパ５５・５５・・・が立設され、該エアダンパ５５・５５・・・上に前記サポート体５２・５２が載置されて、物品載置台５が均等に支持され、その振動が緩衝される。
【００２０】
また、車体本体２には昇降手段たるエアシリンダ５７が埋設され、そのシリンダロッド５７ａはシリンダプレート５３、及び支持プレート５４中央の開口部（５３ａ・５４ａ）から上方へ突出させて、該シリンダロッド５７ａ上端にはフローティングジョイント５８が取り付けられている。このフローティングジョイント５８は上下方向に回動自在に構成されるとともに、昇降プレート５９の下面に固定される。
あるいは、フローティングジョイント５８は回動しない構成で、車体本体２に埋設されるエアシリンダ５７を上下回動自在にして取り付けてもよい。若しくは、フローティングジョイント５８及びエアシリンダ５７の双方とも上下回動自在に構成してもよく、その構成は特に限定しない。
【００２１】
この昇降プレート５９及び前記支持プレート５４には、それぞれ左右両側部に穴部５９ｂ・５９ｂ、５４ｂ・５４ｂが穿孔され、該昇降プレート５９の穴部５９ｂ・５９ｂにはリニアブッシュ５６・５６のシャフト５６ａ・５６ａ上端が嵌設され、該支持プレート５４の穴部５４ｂ・５４ｂには該シャフト５６ａ・５６ａに外装される外筒５６ｂ・５６ｂが嵌着されている。この左右一対のリニアブッシュ５６・５６は車体本体２上面に対して精度良い垂直をなすよう立設されており、エアシリンダ５７のシリンダロッド５７ａが仮に斜めに進退しても、昇降プレート５９は該リニアブッシュ５６・５６に案内されることで、傾くことなくその水平姿勢が保持されながら昇降する。
【００２２】
また、昇降プレート５９の上面には、被係合部材である３つのブロック片６１・６１・６１が互いに等間隔を開けて配置され（具体的にいえば、昇降プレート５９の中心を中心とした正三角形の頂点の位置に１つずつ配置され）、昇降プレート５９の中心から見ると、１２０°の間隔をなして並べられ、着脱自在に取り付けられている。これらのブロック片６１・６１・６１の上部は「Ｖ」字状に切り欠かれており、このＶ溝６１ａ・６１ａ・６１ａの谷部（最も深い部分の輪郭線）が、昇降プレート５９の中心に集まる方向へ向けられている。つまり、各ブロック片６１のＶ溝６１ａの方向は、それぞれ他のブロック片６１・６１のＶ溝６１ａ・６１ａの向く方向と異なる方向（互いに平行をなさない方向）に向けて配置されている。
【００２３】
そして、このブロック片６１・６１・６１の上方位置の載置プレート５１下面には螺子孔５１ｂ・５１ｂ・５１ｂが設けられ、該螺子孔５１ｂ・５１ｂ・５１ｂに係合部材たるピン６２・６２・６２が螺入されて着脱自在に垂設され、昇降プレート５９の上昇によって、該ピン６２・６２・６２のテーパ状の下端部と、該ブロック片６１・６１・６１の前記Ｖ溝とが係合するように構成されている。
ここで、この係合側のピン６２・６２・６２は金属で形成し、一方の被係合側のブロック片６１・６１・６１はＭＣナイロン等樹脂で形成しておく。
これにより、長期間の使用によって該ブロック片６１・６１・６１と該ピン６２・６２・６２とが係合／係合解除を繰り返すうちに、該ブロック片６１・６１・６１の方が摩耗し擦り減って、物品載置台５の位置決めが正確になされなくなるが、このような場合でも、摩損したブロック片６１・６１・・・を取り外して新品に交換するだけの簡単なメンテナンスで、物品載置台５の位置決めが再度正確になされるようにすることができるのである。
【００２４】
なお、以上の構成では、ブロック片６１・６１・６１を昇降プレート５９上面に凸設して、ピン６２・６２・６２を載置プレート５１から垂設しているが、これを上下逆にして、ピン６２・６２・６２を（先細り側を上方に向けて）昇降プレート５９に凸設する一方、ブロック片６１・６１・６１を載置プレート５１から垂設した構成としても構わない。
【００２５】
このような構成で、バッファカセット５０を物品載置台５に載置して無人搬送車１を走行させる際には、図３に示すように、前記エアシリンダ５７を作動させて昇降プレート５９を下降させ、その上面のブロック片６１・６１・６１と、載置プレート５１下面のピン６２・６２・６２とを離間させておき、エアダンパ５５・５５・・・によってサポート体５２・５２を支承する。このようにエアダンパ５５・５５・・・で物品載置台５を均等に支えて、車輛走行時に発生する振動を緩衝し、バッファカセット５０内のウエハ１０・１０・・・の位置ズレや回転を防止している。
【００２６】
そして、無人搬送車１を停止させ、荷の移載を行う場合は、図４に示すように、エアシリンダ５７を作動させて昇降プレート５９を上昇させ、前記ブロック片６１・６１・６１のＶ溝６１ａ・６１ａ・６１ａを、前記ピン６２・６２・６２に係合させる。これにより載置プレート５１は昇降プレート５９により支持される形で位置固定され、エアダンパ５５・５５・・・が作用しなくなる。
【００２７】
特に、無人搬送車１の停止直後は、慣性が働く物品載置台５は、上下方向よりも寧ろ水平方向に振動している。しかし本発明では、この水平方向の振動が発生している状態のままでも、前記ブロック片６１・６１・６１のＶ溝６１ａ・６１ａ・６１ａは、前記ピン６２・６２・６２に確実に係合する。
【００２８】
すなわち、ブロック片６１のＶ溝６１ａは上方へ向けて比較的広範囲に拡開されているため、その上方のピン６２の位置が前記水平方向の振動によって溝の位置から多少ブレていても、該Ｖ溝６１ａに案内されて、ピン６２の先端はその最深部に収まるのである。このように３つのピン６２・６２・６２が、正三角形の頂点に配置される３つのブロック片６１・６１・６１に案内されることによって、物品載置台５はセンタリングされた位置（所定位置）とされ、また、前記リニアブッシュ５６・５６によって正確に水平姿勢が保たれつつ、最も安定する位置で三点支持される。
【００２９】
さらに、エアシリンダ５７の上昇量を制御することで、バッファカセット５０を所定の高さ位置にすることができる。例えば、エアシリンダ５７のシリンダロッド５７ａに設けられている不図示のストッパの位置を調整し、バッファカセット５０の希望高さ位置が、シリンダロッド５７ａの最大ストロークとなるようにする。このように設定することで、シリンダロッド５７ａのストローク量を細かく制御することなく、バッファカセット５０を所望の高さ位置にすることができる。また、エアシリンダ５７にエアを送りすぎても、高さ位置が変わることがない。
【００３０】
このように物品載置台５の位置決めが正確になされ、その上に載置されたバッファカセット５０は精度の良い水平に正確に保たれるのである。従って、移載ハンド３１を水平に伸張させて該バッファカセット５０内に挿入するのも確実かつ円滑に行うことができ、移載ハンド３１の挿入時に目標の棚やその上の棚が干渉してトラブルを誘発することもない。
なお、本発明の無人搬送車１は、非接触の有軌道台車だけに限るものではなく、例えば、バッテリを搭載したレーザーや磁気誘導式の無人搬送車等、その他の無人搬送車でもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
まず、請求項１に記載の発明では、車体本体と物品載置台との間に介設された防振手段と、車体本体又は物品載置台の何れか一方に設けられた複数の係合部材と、前記車体本体又は物品載置台の何れか他方に設けられ、前記係合部材を所定位置に案内するＶ溝を設け、少なくとも１つのＶ溝の方向を、それ以外のＶ溝の方向と異なる方向へ向けて設けられた複数の被係合部材と、前記係合部材又は前記被係合部材の何れか一方を昇降させる昇降手段と、物品載置台に物品を移載する移載装置とを備えた無人搬送車において、前記係合部材又は前記被係合部材の何れか一方を互いに等間隔を開けて配設し、前記昇降手段により傾くことなく水平姿勢を保持して昇降する昇降プレートを前記車体本体に具備し、前記無人搬送車の走行時には前記防振手段が前記物品載置台を均等に支持し、前記無人搬送車の停止時には前記昇降手段が前記昇降プレートを上昇させて前記係合部材と前記被係合部材とを係合し、該係合により前記物品載置台が支持されるので、物品を物品載置台に載置して無人搬送車を走行させる際は、昇降手段を作動させて被係合部材（又は係合部材）を下降させ、係合部材（又は被係合部材）と離間させておくことで、物品載置台は防振手段によって支承されて、走行時に発生する振動は吸収される。
一方、無人搬送車を停止させ、荷の移載を行う場合は、昇降手段を作動させて被係合部材（又は係合部材）を上昇させ、係合部材（又は被係合部材）に係合させて、物品載置台を支持することができる。
そして、無人搬送車の停止直後に慣性が働くことで物品載置台が水平方向に振動しても、被係合部材のＶ溝が係合部材側へ向けて拡開されているため、それに対向する係合部材が多少ぶれていても、該Ｖ溝の斜面に案内されてＶ溝の最深部に収まるのである。
また、少なくとも１つの被係合部材のＶ溝をそれ以外の被係合部材のＶ溝に対して異なる方向を向けて配置しているため、該被係合部材に係合した係合部材は位置ズレを起こさず、物品載置台は正規な位置で固定され、確実に支持されるのである。
結局、物品支持台を支持する過程で被係合部材に対して係合部材が多少ブレていたとしても、該被係合部材のＶ溝は比較的広範囲で該係合部材を捕えることができるので、このブレた状態のままでも両者を係合させることができ、確実性及び信頼性が向上する。
【００３２】
次に、請求項２に記載のように、前記昇降プレートは、前記車体本体に垂直に立設されたリニアブッシュに案内されているので、物品載置台は水平姿勢が保たれつつ、最も安定する位置で三点支持される。それとともに、物品載置台に載置されたバッファカセットは精度の良い水平に正確に保たれる。
【００３３】
また、請求項３に記載のように、前記係合部材と被係合部材の少なくとも一方を交換自在に構成したので、摩損して該係合部材と該被係合部材による物品載置台の位置決めが正確になされなくなった場合でも、係合部材又は被係合部材の少なくとも一方を新品に取り換えればよい。このような簡単なメンテナンス作業によって、正確な位置決めが再度行えるようになるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】クリーンルーム内の無人搬送車１の様子を示す斜視図。
【図２】無人搬送車１の側面断面図。
【図３】本発明に係る物品載置台５の側面図。
【図４】本発明に係る物品載置台５の側面図。
【図５】本発明に係る物品載置台５の分解斜視図。
【図６】従来型の物品載置台５の側面図。
【符号の説明】
１        無人搬送車
２        車体本体
３        移載装置
５        物品載置台
１０        ウエハ
５０        バッファカセット
５１        載置プレート
５２        サポート体
５４        支持プレート
５５        エアダンパ
５６        リニアブッシュ
５７        エアシリンダ
５９        昇降プレート
６１        ブロック片
６１ａ      Ｖ溝
６２        ピン
【図１】
0004053275.tif 000002
【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】
0004053275.tif 000007