JP2010111476A - 保管庫及び入出庫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えばビークル等の搬送車との間で半導体素子製造用の各種基板を収容する荷の入出庫が行われる保管庫において、荷の大型化に対応しつつ安全上の高さを確保する。
【解決手段】保管庫（１０）は、内部が複数段に分断されていると共に、出入口が一つの段に設けられている筐体と、筐体外にて出入口に隣接する入出庫ポートと、筐体内にて荷（３）を水平一方向に且つ鉛直方向に移動可能な駆動手段と、筐体内に、複数段の各々に配列されており、駆動手段により移動される荷を収容可能に夫々構成されている複数の棚部分（１５）と、複数の棚部分のうち出入口に隣接する一の棚部分と入出庫ポートとの間で出入口を介して荷を水平移動可能な外内移動手段（９）とを備える。入出庫ポートは、軌道（１）における入出庫ポートに対向する入出庫位置に停止された搬送車（２）との間に、荷の一つ分の高さより短い距離を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばビークル等の搬送車との間で、半導体素子製造用の各種基板を収容するＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の荷の入出庫が行われる、例えばストッカ等の保管庫、及び該保管庫の入出庫方法の技術分野に関する。

この種の保管庫に適応する荷として、例えば口径が３００ｍｍである半導体ウェハを複数枚収容可能なＦＯＵＰが開示されている（特許文献１参照）。このようなＦＯＵＰは、主に、保管庫が設置される工場等の施設内において、搬送車の経路に沿った複数の工程間又は各工程内で、半導体ウェハを搬送したり一時的に保管するために使用される。

特開２００７−１２３６７３号公報

上述した特許文献１に示されるようなＦＯＵＰに収納される半導体ウェハについて、その口径が３００ｍｍであるが、近年、３００ｍｍより大きい大口径化が図られている。例えば口径が４５０ｍｍの半導体ウェハが促進されつつあり、これに対応して、ＦＯＵＰが大型化及び大重量化されている。この大型化及び大重量化により、ＦＯＵＰの幅及び奥行きだけでなく、その高さも増大されることが想定されている。

しかしながら、半導体ウェハの大口径化に伴って、ＦＯＵＰ等の荷が大型化及び大重量化されたとしても、これに対応して、保管庫が設置される工場等の施設を改築或いは増築等することは困難である場合が多い。即ち、該施設の天井高さは、半導体ウェハの大口径化以前と同一としなければならないといった制約を受ける場合がある。例えば荷を搬送する搬送車が、天井又はその近傍に敷設された軌道に沿って走行する天井走行車であって、荷を鉛直方向に昇降させる縦移載により、床上に設置された保管庫との間で荷を入出庫するような場合に、天井高さに係る制約の下では、問題が生じる。即ち、保管庫には、搬送車との間で荷を移載する際に荷が一時的に載置される移載部（例えば、「ポート」と称される）が、保管庫本体からその側方に突出するように設置されることが一般的である。こうしてポートが設置される高さ（即ち、床面からポートまでの鉛直距離）は、少なくとも所定の高さ以上でなければならない。該所定の高さは、施設内の荷の搬送を管理又は操作する管理者或いは操作員が、施設内を立ち回る際に例えば頭等の身体の一部がポートに衝突することを防止するために、管理者或いは操作員の頭上の安全性を十分に確保可能な高さ（即ち、安全上の高さ）である。このため、搬送車における、軌道上を走行するための走行機構や縦移載を行うためのホイスト機構等の機械的要素を、荷の大型化及び大重量化の分だけ大型化せざるを得ない、詳細には、荷の高さ分だけ天井との間の鉛直距離を増大せざるを得ないにも関わらず、安全上の高さを確保すべくポートの設置高さを下げられないという技術的問題点がある。このように、天井高さに係る安全上の高さを確保するといった寸法的な制約の下で、荷の大型化に対応しなければならない場合に、保管庫自体の構造或いは入出庫方法を改善する必要がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、荷の大型化に対応しつつ安全上の高さを確保することを可能ならしめる保管庫、及びこのような保管庫の入出庫方法を提供することを課題とする。

本発明の保管庫は上記課題を解決するために、天井又は該天井近傍に敷設された軌道に沿って走行すると共に荷を搬送する搬送車との間で前記荷の入出庫が行われる保管庫であって、内部が鉛直方向に複数段に分断されていると共に、前記荷を出し入れ可能な出入口が、前記複数段のうち少なくとも一つの段に少なくとも一つ設けられている筐体又はフレームと、該筐体又はフレーム外にて前記出入口に隣接しており、前記荷を載置可能な入出庫ポートと、前記筐体又はフレーム内にて前記荷を少なくとも水平一方向に往復移動可能であると共に前記鉛直方向に往復移動可能な駆動手段と、前記筐体又はフレーム内に、前記複数段の各々において前記少なくとも水平一方向に広がるように配列されており、前記駆動手段により移動される荷を収容又は載置可能に夫々構成されている複数の棚部分と、該複数の棚部分のうち前記出入口に隣接する一の棚部分と前記入出庫ポートとの間で、前記出入口を介して前記荷を水平移動可能な外内移動手段とを備え、前記入出庫ポートは、前記軌道における、前記入出庫ポートに対向する入出庫位置に停止された前記搬送車との間に、前記荷の一つ分の高さより短い距離を有する。

本発明の保管庫によれば、例えば荷の入庫が行われる際に、先ず入庫すべき例えばＦＯＵＰ等の荷を保持する例えばＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）等の搬送車が、入出庫位置に停止される。ここに「搬送車」は、例えば天井走行型のビークルである。この際、入出庫ポートと搬送車との間の距離（具体的には、入出庫ポートの上面から搬送車の底面までの距離）は、荷の一つ分の高さより短くなっている。続いて、搬送車における例えばホイスト機構により、保持している荷が下降され、入出庫ポート上に載置される。すると、ローラ機構やスライド機構等の外内移動手段により、入出庫ポート上の荷が保管庫内部の一の棚部分上へ水平移動される。この際、入出庫ポート上に載置された荷の少なくとも上部は、搬送車の下方に露呈されることなく、搬送車内部に位置する。該上部は、水平移動に伴って、搬送車内部からその側方へ出された後に、出入口を通過して一の棚部分に達する。ここに一の棚部分において「出入口に隣接する」とは、例えば一の段に設けられた複数の棚部分のうち、出入口の最も近くにある棚部分を示す。この後、例えばアクチュエータ、スライダ、ロボットアーム等の駆動手段により、一の棚部分上の荷が、複数の棚部分のうち一の棚部分より他の棚部分上へ移動され、保管庫内に保管される。これにより、入庫が完了される。ここに「複数の棚部分」とは、例えば鉛直方向に一又は複数列配列された複数の載置面を有する棚列を示す。例えば、鉛直方向にｍ（但し、ｍは２以上の自然数）段、水平一方向にｎ（但し、ｎは１以上の自然数）列、且つこれに垂直である残る水平一方向（以下、単に「厚み方向」と称する）にはｏ（但し、ｏは１以上の自然数）列といった具合に、例えば薄く且つ縦に細長い平板形状となるように、棚全体の骨格は、構成されてもよい。また、「駆動手段」とは、このような複数の棚部分間を、例えば鉛直方向及び水平一方向という２方向或いは２軸方向に移動可能に構成されている。

また、例えば荷の出庫が行われる際に、先ず空荷の搬送車が入出庫位置に停止される。この際に、入出庫ポートと搬送車との間の距離は、入庫の際と同様にして、荷の一つ分の高さより短くなっている。続いて、外内移動手段により、駆動手段により他の棚部分から一の棚部分上に移動された出庫すべき荷が、入出庫ポート上へ水平移動される。この際、入庫の際と同様にして、荷の少なくとも上部は、搬送車の下方に露呈されることなく、搬送車内部に位置する。該上部は、水平移動に伴って、出入口を通過した後に、搬送車側方からその内部に達する。続いて、例えばホイスト機構により、入出庫ポート上の荷が保持されると共に上昇され、荷の底面が入出庫ポート上から離れる。これにより、出庫が完了される。

以上のように、入出庫ポートと搬送車との間の距離を荷の一つ分の高さより短くして、移載時に荷の少なくとも上部を露呈させないことにより、荷の大型化以前と比較して、入出庫ポートの鉛直方向の配置が殆ど又は全く下がらないで済む。従って、荷の大型化に対応しつつ安全上の高さを確保することが可能となる。

尚、入出庫ポート及び一の棚部分は、別体に構成されているが、一の棚部分自体を水平移動可能に構成し、入出庫時に軌道の下方へ繰り出すように制御して、一の棚部分を入出庫ポートとして機能させてもよい。

本発明の保管庫の一態様では、前記出入口は、前記複数段のうちの一の段と、前記複数段のうち前記一の段より一つ下の段とに設けられており、前記一つ下の段に設けられた出入口に隣接する前記入出庫ポートは、当該保管庫が置かれる床との関係で安全上予め規定されている高さ閾値より高い位置に配置される。

この態様によれば、例えば最上段に設けられた出入口に隣接するポートを入庫専用の入庫ポートとして機能させると共に、最上段より一つ下の段に設けられた出入口に隣接するポートを出庫専用の出庫ポートとして機能させてもよい。この場合に、出庫ポートは、所定の高さ閾値より高い位置に配置されている。ここに「高さ閾値」は、当該保管庫が置かれる床との関係で安全上予め規定されているものであり、例えば予め安全を考慮して規定された、出庫ポートが配置される高さを意味する。具体的には、人間の平均身長に、ある程度のマージンを加えた値など、管理者或いは操作員が出庫ポートに衝突する可能性があると判定するための高さを示してもよい。このように、最上段の第１のポートに加えて、最上段より一つ下の段に、所定の高さ条件下で第２のポートを設けることにより、保管庫との間で入出庫される荷の量を増倍させることも可能である。従って、入出庫に係る時間をより短縮して、より効率よく入出庫することが可能となる。尚、出入口が設けられる二つの段は、最上段及びその一つ下の段に限定されず、複数段のうち連続する二つの段であればいずれの二つの段であってもよい。

本発明の保管庫の他の態様では、前記複数の棚部分は、前記軌道の方位に対して前記少なくとも水平一方向の方位が直交するように、前記軌道に対して配置されており、前記筐体又はフレームは、前記軌道より他の下方に配置される。

この態様によれば、軌道の方位に対して、複数の棚部分における水平一方向の方位が直交していることにより、軌道が敷設された施設内に、効率よく多数の保管庫を配置することが可能となる。また、筐体又はフレームが軌道の下方に配置されないことにより、筐体又はフレームを最大限に高く構成し、天井との間のスペースを有効に活用すると共に、荷の収容又は載置量を増大させることが可能となる。

本発明の保管庫の他の態様では、前記荷を入庫すべき場合に、前記搬送車が前記入出庫位置に停止している状態で、前記搬送車により前記入出庫ポートに載置された荷を前記入出庫ポートから前記一の棚部分に水平移動させるように前記外内移動手段を制御すると共に、前記荷を出庫すべき場合に、前記搬送車が前記入出庫位置に停止している状態で、前記駆動手段により前記一の棚部分に載置された荷を前記一の棚部分から前記入出庫ポートに水平移動させるように前記外内移動手段を制御する制御手段を更に備える。

この態様によれば、例えば荷を入庫すべき場合に、入庫すべき荷を保持している搬送車が入出庫位置に停止され、入庫すべき荷が搬送車から入出庫ポート上に載置される。すると、搬送車が入出庫位置に停止している状態で、例えば当該保管庫の各部を制御する制御手段の制御下で、外内移動手段により、入出庫ポート上の荷が一の棚部分上に移動される。こうして、荷が入出庫ポート外へ移動されると、搬送車が走行可能な状態となる。

一方、荷を出庫すべき場合に、空荷の搬送車が入出庫位置に停止している状態で、制御手段の制御下で、外内移動手段により、一の棚部分上の荷が入出庫ポート上に移動される。すると、搬送車により、入出庫ポート上の荷が保持されると共に上昇される。こうして、荷の底面が入出庫ポートから離れると、搬送車が走行可能な状態となる。

以上のように、外内移動手段により荷を水平移動させる際には、搬送車を入出庫位置に停止させておく。これにより、搬送車における、保管庫の出入口側の側面を介して、荷の水平移動が可能となる。これは、搬送車の走行を僅かながら制限することになるが、例えば一の荷につき、数分かかる搬送時間の部分と考えれば、特に問題視される制限とはならない。

本発明の保管庫の他の態様では、前記入出庫ポートは、載置された前記荷の位置決めを行う位置決め手段を有し、前記搬送車は、前記入出庫位置に停止された際に前記外内移動手段により水平移動される荷が通過可能に開いている開口を規定する本体部と、該本体部の内部に前記荷を保持可能な保持手段と、該保持手段により保持された荷を、前記位置決め手段により位置決めした位置決め位置又は該位置決め位置から解除した解除位置に変位させるように昇降可能な昇降手段とを有する。

この態様によれば、「位置決め手段」とは、例えば入出庫ポートの上面に設けられた複数の位置決めピン等の凸部であって、入出庫ポートと搬送車との間で荷を移載する際の所定の移載位置を意味する。具体的には、例えば該凸部は、荷の底面に設けられた凹部に係合可能であってもよい。例えば、荷を入庫すべき場合に、入出庫位置に停止された搬送車において、例えばグリッパ機構等の保持手段により入庫すべき荷が保持されており、例えばホイスト機構等の昇降手段により保持手段ごと荷が下降され、入出庫ポート上に載置される。この際に、荷が位置決め位置に位置する。ここに「位置決め位置」とは、例えば入出庫ポート側の凸部に荷側の凹部が係合されている状態を示す。続いて、位置決め位置にある荷が、外内移動手段により、出入口を介して一の棚部分上に水平移動される。この際に、荷が、本体部に規定された開口を通過して、搬送車内部からその側方へ移動される。

一方、荷を出庫すべき場合に、一の棚部分上の出庫すべき荷が、外内移動手段により、出入口を介して、入出庫ポート上に水平移動される。この際に、荷が、本体部における開口を通過して、搬送車側方からその内部へ移動される。すると、入出庫位置に停止されている搬送車において、保持手段により入出庫ポート上の荷が保持され、昇降手段により保持手段ごと荷が上昇され、荷の低面が入出庫ポートから離れる。この際に、荷が解除位置に位置する。ここに「解除位置」とは、例えば入出庫ポート側の凸部と荷側の凹部との係合が外れた状態を示す。

以上のように、入出庫の動作における荷の昇降について、昇降手段は、荷を位置決め位置及び解除位置間の距離、即ち位置決め手段の鉛直方向の長さに対応する距離だけ昇降させればよく、入出庫に係る時間をより短縮して、より効率よく入出庫することが可能となる。

本発明の保管庫の他の態様では、前記少なくとも一つの段は、前記複数段のうちの最上段である。

この態様では、最上段に設けられた出入口に隣接して、入出庫ポートが設けられることにより、入出庫ポートの鉛直方向の配置が最大限に上がる。従って、荷の大型化に対応しつつ安全上の高さを確実に確保することが可能となる。また、例えばホイスト機構による荷の昇降距離が最短となり、移載時間が短縮されることにより、入出庫に係る時間を短縮して、効率よく入出庫することが可能となる。

本発明の入出庫方法は上記課題を解決するために、(i)内部が鉛直方向に複数段に分断されていると共に、荷を出し入れ可能な出入口が、前記複数段のうち少なくとも一つの段に少なくとも一つ設けられている筐体又はフレームと、(ii)該筐体又はフレーム外にて前記出入口に隣接しており、前記荷を載置可能な入出庫ポートと、(iii)前記筐体又はフレーム内にて前記荷を少なくとも水平一方向に往復移動可能であると共に前記鉛直方向に往復移動可能な駆動手段と、(iv)前記筐体又はフレーム内に、前記複数段の各々において前記少なくとも水平一方向に広がるように配列されており、前記駆動手段により移動される荷を収容又は載置可能に夫々構成されている複数の棚部分と、(v)該複数の棚部分のうち前記出入口に隣接する一の棚部分と前記入出庫ポートとの間で、前記出入口を介して前記荷を水平移動可能な外内移動手段とを備え、前記入出庫ポートは、天井又は該天井近傍に敷設された軌道に沿って走行すると共に前記荷を搬送する搬送車であって、前記軌道における、前記入出庫ポートに対向する入出庫位置に停止された前記搬送車との間に、前記荷の一つ分の高さより短い距離を有しており、前記搬送車との間で前記荷の入出庫が行われる保管庫の入出庫方法であって、前記荷を入庫すべき場合に、前記搬送車が前記入出庫位置に停止している状態で、前記搬送車により前記入出庫ポートに載置された荷を前記入出庫ポートから前記一の棚部分に水平移動させるように前記外内移動手段を制御する第１制御行程と、該第１制御工程に続いて前記他の荷を出庫すべき場合に、前記搬送車が前記入出庫位置に停止している状態で、前記駆動手段により前記一の棚部分に載置された荷を前記一の棚部分から前記入出庫ポートに水平移動させるように前記外内移動手段を制御する第２制御工程とを備える。

本発明の入出庫方法によれば、上述した本発明の保管庫と同様に、入出庫ポートと搬送車との間の距離を荷の一つ分の高さより短くして、移載時に荷の少なくとも上部を露呈させないことにより、荷の大型化以前と比較して、入出庫ポートの鉛直方向の配置が下がらない。従って、荷の大型化に対応しつつ安全上の高さを確保することが可能となる。

尚、本発明の入出庫方法においても、上述した本発明の保管庫における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

実施形態に係る保管庫の構成について図１から図４を参照して説明する。ここに図１は、実施形態に係る保管庫を備える製造システムの外観を示す斜視図であって、図２は、図１の保管庫の内部構造を模式的に示す断面図であって、図３は、図２の駆動手段、複数の棚部分及び外内移動手段を上面側から視た断面図であって、図４は、図３の複数の棚部分間で荷を移載する際の動作を模式的に示す説明図である。

図１において、製造システム１００は、レール１、ビークル２、ストッカ１０、製造指示部３０、搬送指示部３１、搬送コントローラ３２、及びストッカコントローラ３３を備える。製造システム１００は、半導体素子の製造スケジュールに従って、ＦＯＵＰ３を不図示の製造装置、ストッカ１０へ搬送すると共に、ＦＯＵＰ３をストッカ１０との間で入出庫する。

ＦＯＵＰ３は、本発明に係る「荷」の一例として、ビークル２によりレール１に沿って搬送されると共に、ストッカ１０内で、入出庫、又は保管位置の調整のために搬送（即ち、保管庫内搬送）される。図４において、ＦＯＵＰ３は、底面に、凹部３ａ，３ｂを有している。凹部３ａは、後述するポートＰ１及び棚部分１５に設けられた凸部９ａ，１５ａに対応するサイズに形成されている。一方、凹部３ｂは、後述する載置部１１に設けられた凸部１１ａに対応するサイズに形成されている。

図１において、レール１は、本発明に係る「軌道」の一例として、天井１０１に敷設されており、ビークル２が走行するための軌道の役割を果たす。本実施形態では、レール１において、ポートＰ１の鉛直上方に対応する位置は、入出庫位置として設定されている。

ビークル２は、本発明に係る「搬送車」の一例として、リニアモータにより駆動されるＯＨＴ（天井走行車）であって、レール１に沿って走行して、ＦＯＵＰ３を搬送すると共に、入出庫位置で停止して、ポートＰ１との間でＦＯＵＰ３を移載する。ビークル２は、本体部２ａ、及び上下移動部５を備える。

本体部２ａは、内部に、ＦＯＵＰ３を収容可能な空間を有する。本体部２ａにおいて、該空間の下方及び一側方（即ち、図２における本体部２ａの右側面）が開放されている。本実施形態では、該一側方に開けられた開口Ｈ０により、ポートＰ１及び後述する棚部分１５ｔ間でのＦＯＵＰ３の水平移動が可能になる。本体部２ａ内部の天壁には、上下移動部５が取り付けられている。

図２において、上下移動部５は、ホイスト５ａ、ベルト５ｂ、及びグリッパ５ｃを備える。ベルト５ｂの一端は、ホイスト５ａの図示しない巻き軸に固定されており、その他端は、グリッパ５ｃの上面に固定されている。グリッパ５ｃは、本発明における「保持手段」の一例であって、その両端部は、内側に向けて屈曲されている。グリッパ５ｃは、その屈曲された両端部でＦＯＵＰ３の上部に取り付けられたフランジ４を把持する把持位置と、把持されたフランジ４を解放する解放位置との間で変位する。

ホイスト５ａは、本発明における「昇降手段」の一例として、図示しないモータを備えており、モータを制御して、ベルト５ｂを下方へ繰り出す又は上方へ巻き上げる動作を行う。ホイスト５ａは、繰り出し動作又は巻き上げ動作により、グリッパ５ｃを上下方向に移動させる。ホイスト５ａは、本実施形態では特に、ポートＰ１に設けられた位置決めピン９ａの長さに若干の有余を加えた距離を上下移動させる。位置決めピン９ａは、本発明に係る「位置決め手段」の一例として、３本のピンからなっており、ＦＯＵＰ３の凹部３ａに対応するサイズに形成されている。尚、ビークル２或いは上下移動部５は、入庫すべきＦＯＵＰ３又は出庫すべきＦＯＵＰ３を把持する際の姿勢（例えば、水平二方向及び回転方向についての位置）を微調整する調整機構を更に備えていてもよい。

ビークル２は、入庫時に、ホイスト５ａにより、把持位置にあるグリッパ５ｃを、位置決めピン９ａの長さに若干の有余を加えた距離下降させていき、把持しているＦＯＵＰ３の底面をポートＰ１上面に接触させた状態で、グリッパ５ｃを解放位置に変位させる。これにより、ＦＯＵＰ３がグリッパ５ｃから解放され、ポートＰ１上に移載される。この際に、ＦＯＵＰ３が位置決め位置にあって、その凹部３ａ及び位置決めピン９ａが係合している。一方、ビークル２は、出庫時に、ホイスト５ａにより、解放位置にあるグリッパ５ｃを下降させていき、ポートＰ１上に載置されているＦＯＵＰ３のフランジ４に対応する位置で、グリッパ５ｃを保持位置に変位させる。続けて、ホイスト５ａにより、把持位置にあるグリッパ５ｃを、位置決めピン９ａの長さに若干の有余を加えた距離上昇させる。これにより、ＦＯＵＰ３の底面がポートＰ１上面から離れ、ＦＯＵＰ３がビークル２に移載される。この際に、ＦＯＵＰ３が解除位置にあって、その凹部３ａ及び位置決めピン９ａの係合が外れている。
（保管庫単体）

次に、ストッカ１０の構造及び動作について、図２から図４を参照して説明する。ストッカ１０は、本発明に係る「保管庫」の一例として、レール１に隣接して設けられており、複数のＦＯＵＰ３を収容可能である。ストッカ１０は、本実施形態では、ビークル２との間で、１つのポートＰ１を介して、入庫すべきＦＯＵＰ３の入庫処理、及び出庫すべきＦＯＵＰ３の出庫処理を行う。

図２において、ストッカ１０は、本体部１０ａ、保管庫内搬送装置１９、複数の棚部分１５、及びポートＰ１を含んでいるスライド機構９を備える。

本体部１０ａは、本発明に係る「筐体又はフレーム」の一例として、後述する最上段におけるレール１側の側面に、入出庫されるＦＯＵＰ３が通過可能な出入口Ｈ１を設けている。

保管庫内搬送装置１９は、例えばスタッカ或いはスタッカロボットであり、載置部１１、水平駆動部１３、及び鉛直駆動部１４を備えており、ストッカコントローラ３３の制御により、複数の棚部分１５間でＦＯＵＰ３を移載（即ち、保管庫内搬送）する。

載置部１１は、複数の棚部分１５間でＦＯＵＰ３を移載するために、水平駆動部１３により水平一方向に、且つ鉛直駆動部１４により鉛直方向に移動される。載置部１１は、上面に第１載置面１１ｓを有している。

図４において、第１載置面１１ｓは、いずれかの棚部分１５に載置されているＦＯＵＰ３を移載する際に、ＦＯＵＰ３の底面に接触し（即ち、図４（ａ）に点線で示される状態）、ＦＯＵＰ３をその底側から支持する。第１載置面１１ａには、支持部材として、凸部１１ａが形成されている。図４（ｂ）に示すように、凸部１１ａは、ＦＯＵＰ３の凹部３ｂに対応するサイズに形成されており、移載時に、この凹部３ｂに係合される。

図２において、水平駆動部１３は、本発明に係る「駆動手段」の一部として機能し、図示しないモータにより、水平一方向に延びる水平ガイド１７上で、駆動される。水平駆動部１３は、載置部１１と連結されており、載置部１１を水平ガイド１７に沿って、水平一方向（即ち、図２における左右方向）に往復移動させる。鉛直駆動部１４は、本発明に係る「駆動手段」の一部として機能し、図示しないモータにより、鉛直方向に延びる鉛直ガイド１８上で、駆動される。鉛直駆動部１４には、水平ガイド１７の中央部が固定されている。鉛直駆動部１４は、この水平ガイド１７を鉛直ガイド１８に沿って、鉛直方向（即ち、図２における上下方向）に往復移動させる。この往復移動時に、載置部１１は、水平ガイド１７の中央部に位置する。このように、載置部１１は、水平駆動部１３及び鉛直駆動部１４により、鉛直方向及び水平一方向の２軸方向に移動される。

複数の棚部分１５は、鉛直方向に７段、各段における水平一方向に２列、且つ各段における厚み方向に１列として、合計１４個の棚部分から構成されている。各棚部分１５は、上面に第２載置面１５ｓを有しており、この第２載置面１５ｓに、ＦＯＵＰ３が載置される。図４において、第２載置面１５ｓには、支持部材として、凸部１５ａが形成されている。図４（ａ）に示すように、凸部１５ａは、ＦＯＵＰ３の凹部３ａに対応するサイズに形成されており、載置（保管）時に、この凹部３ａに係合される。

次に、第１載置面１１ｓ及び第２載置面１５ｓの形態について説明する。図３は、具体的には、図２におけるＡ１−Ａ１断面に相当しており、ストッカ１０の最上段に設置される２つの棚部分１５（言い換えれば、第２載置面１５ｓ）を示している。２つの棚部分１５のうち出入口Ｈ１に隣接する棚部分１５ｔ（即ち、図２において二点鎖線のエリアＳ１に示される）は、本発明に係る「一の棚部分」の一例として、また「外内移動手段」の一部として機能し、ポートＰ１との間でＦＯＵＰ３を水平移動する。図３において、棚部分１５ｔは、３つのローラからなっており、該３つのローラの上面が第２載置面１５ｓとして機能する。３つのローラの各々は、モータ１５ｍの駆動軸に回動自在に固定されている。

棚部分１５ｔによる水平移動について、具体的には、モータ１５ｍの駆動により、３つのローラが左回転された場合に、棚部分１５ｔ上のＦＯＵＰ３がポートＰ１へ向けて水平移動される。一方、３つのローラが右回転された場合に、ポートＰ１から水平移動されるＦＯＵＰ３が棚部分１５ｔ上に載置される。

棚部分１５ｔを含む複数の棚部分１５の第２載置面１５ｓは、ストッカ１０の上面側から視て、馬蹄のようにＵ字形に形成され、載置部１１の第１載置面１１ｓは、そのＵ字形の中央を埋める島のように形成されている。即ち、第１載置面１１ｓ及び第２載置面１５ｓは、相互に相補の平面形状を有している。このような第１載置面１１ｓ及び第２載置面１５ｓの間で、ＦＯＵＰ３の移載が行われる。
（保管庫内搬送動作）

次に、保管庫内搬送装置１９による、ストッカ１０の内部におけるＦＯＵＰ３の移載動作（即ち、保管庫内搬送動作）について、図３及び図４を参照して説明する。

図２から図４において、保管庫内搬送装置１９は、最上段においてレール１側（即ち、出入口Ｈ１に隣接する）の棚部分１５ｔに載置されているＦＯＵＰ３を、上から２番目の段のレール１と反対側にある棚部分１５（即ち、図２において二点鎖線のエリアＳ２に示され、以後、「保管用棚部分１５ｋ」と称する）に移載（即ち、保管）する。この際に、載置部１１が、棚部分１５ｔの第２載置面１５ｓの直下に移動される。この際、載置部１１が、水平駆動部１３により水平ガイド１７の略中央に移動された後、鉛直駆動部１４により鉛直ガイド１８に沿って所定の鉛直位置に移動される。この所定の鉛直位置は、棚部分１５ｔの第２載置面１５ｓよりも下方である。この後、所定の鉛直位置にある載置部１１が、水平駆動部１３により水平ガイド１７に沿って所定の水平位置に移動される。図４（ａ）に示すように、この所定の水平位置は、ＦＯＵＰ３の凹部３ｂの鉛直下方向に、載置部１１の凸部１１ａが存在する位置である。

所定の鉛直位置且つ水平位置に移動された載置部１１は、鉛直駆動部１４により上昇される。この上昇により、載置部１１が棚部分１５ｔの中央を通過して、図４（ｂ）に示すように、棚部分１５ｔの第２載置面１５ｓよりも高くなる。この時、ＦＯＵＰ３の凹部３ａ及び棚部分１５ｔの凸部１５ａの係合が外れ、第２載置面１５ｓに代わって、第１載置面１１ｓでＦＯＵＰ３が支持されると共に、載置部１１の凸部１１ａ及びＦＯＵＰ３の凹部３ｂが相互に係合されることで、ＦＯＵＰ３が第２載置面１５ｓから第１載置面１１ｓへ移載される。

ＦＯＵＰ３が移載された載置部１１は、保管用棚部分１５ｋの第２載置面１５ｓの直上に移動される。この際、載置部１１が、水平駆動部１３により水平一方向の所定の水平位置に移動される。この所定の水平位置は、保管用棚部分１５ｋの凸部１６の鉛直上方向に、ＦＯＵＰ３の凹部３ａが存在する位置である。所定の水平位置に移動された載置部１１は、鉛直駆動部１４により下降される。この下降により、載置部１１が保管用棚部分１５ｋの中央を通過して、図４（ａ）に示すように、保管用棚部分１５ｋの第２載置面１５ｓよりも低くなる。この時、移載先の載置部１１の凸部１１ａ及びＦＯＵＰ３の凹部３ｂの係合が外れ、第１載置面１１ｓに代わって、第２載置面１５ｓでＦＯＵＰ３が支持されると共に、ＦＯＵＰ３の凹部３ａ及び載置部１１の凸部１１ａが相互に係合されることで、ＦＯＵＰ３が第１載置面１１ｓから第２載置面１５ｓへ移載される。これにより、棚部分１５ｔから保管用棚部分１５ｋへのＦＯＵＰ３の移載動作が完了される。尚、この移載工程を逆の順序で行えば、保管用棚部分１５ｋから棚部分１５ｔへの移載動作となる。

図３において、スライド機構９は、本発明に係る「外内移動手段」の一部として機能し、レール１の下方に位置するように、本体部１０ａの外部に、出入口Ｈ１に隣接して取り付けられている。スライダ機構９は、本実施形態では、入出庫位置に停止されるビークル２との間の距離Ｌ１がＦＯＵＰ３の１つ分の高さより短くなるように配置されている。

スライド機構９は、不図示の一対のローラと、輪状の回動帯と、アクチュエータとを備えており、一対のローラが輪状の回動帯を取り巻くように構成されている。輪状の回動帯の一部は、レール１と対向する場合に、本発明に係る「入出庫ポート」の一例であるポートＰ１として機能し、ＦＯＵＰ３を載置可能である。スライド機構９は、アクチュエータを駆動して一対のローラを回転させ、輪状の回動帯を回動させる。スライド機構１６は、この回動により、出入口Ｈ１に隣接する棚部分１５ｔとの間で、ＦＯＵＰ３を水平移動させる。

スライド機構１６による水平移動について、具体的には、アクチュエータの駆動により、一対のローラが右回転された場合に、回動帯が右回動される。すると、ポートＰ１として機能する回動帯部分が、出入口Ｈ１側に順に引き込まれ、一対のローラの下側へ配置される。これにより、ポートＰ１上のＦＯＵＰ３が、ビークル２側の開口Ｈ０及びストッカ１０側の出入口Ｈ１を介して、棚部分１５ｓへ水平移動され、その第２載置面１５ｓ上に載置される。この際に、ＦＯＵＰ３の凹部３ａが棚部分１５ｔ（言い換えれば、第２載置面１５ｓ）の位置決めピン１５ａに係合されている。一方、一対のローラが左回転された場合に、回動帯が左回動される。すると、ポートＰ１として機能する回動帯部分が、出入口Ｈ１側から順に引き出され、一対のローラの上側（即ち、レール１側）へ配置される。これにより、棚部分１５ｔからのＦＯＵＰ３が、ストッカ１０側の出入口Ｈ１及びビークル２側の開口Ｈ０を介して水平移動され、ポートＰ１上に載置される。この際に、ＦＯＵＰ３の凹部３ａがポートＰ１の位置決めピン９ａに係合されている。

製造指示部３０は、半導体素子製造工場内におけるメインコントローラであって、半導体素子の製造スケジュールを作成し、該製造スケジュールに基づいて、搬送指示部３１に対してＦＯＵＰ３の搬送を指示する。

搬送指示部３１は、ＭＣＳ（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）であって、製造指示部３０からの指示により、製造スケジュールに基づいて搬送スケジュールを作成する。搬送指示部３１は、搬送スケジュールに基づいて、搬送コントローラ３２に対してＦＯＵＰ３の搬送を指示すると共に、ストッカコントローラ３３に対してＦＯＵＰ３の保管庫内搬送を指示する。

搬送コントローラ３２は、搬送指示部３１からの指示により、ビークル２の各部を制御して、レール１に沿ってＦＯＵＰ３を搬送すると共に、不図示の製造装置、ストッカ１０との間でＦＯＵＰ３を移載する。搬送コントローラ３２は、本実施形態では、ポートＰ１との間でＦＯＵＰ３を移載する際の他に、ポートＰ１と棚部分１５ｔとの間でＦＯＵＰ３が水平移動される際にも、入出庫位置にビークル２を停止させた状態とする。

ストッカコントローラ３３は、本発明に係る「制御手段」の一例として、搬送指示部３１からの指示により、ストッカ１０の各部を制御して、ポートＰ１を介してビークル２との間でＦＯＵＰ３を移載すると共に、ストッカ１０の内部でＦＯＵＰ３を搬送し、ＦＯＵＰ３をポートＰ１又は所定の棚部分１５に収容或いは載置する。ストッカコントローラ３３は、本実施形態では、入出庫位置にビークル２が停止されている状態で、ビークル２との間でＦＯＵＰ３を移載する他に、ポートＰ１と棚部分１５ｔとの間でＦＯＵＰ３を水平移動する。
（入庫動作処理）

次に、本実施形態の搬送コントローラ３２及びストッカコントローラ３３による入庫動作処理について図５を参照して説明する。ここに図５は、本実施形態の入庫動作処理を示すフローチャートである。

図５において、先ず搬送コントローラ３２により、ビークル２が入出庫位置に停止される（ステップＳ４１）。続いて、ホイスト５ａ及びグリッパ５ｃが制御され、ビークル２に保持されているＦＯＵＰ３が、位置決めピン９ａの高さ分下降されると共にグリッパ５ｃから解放されることにより、ポートＰ１に移載される（ステップＳ４２）。この際、ＦＯＵＰ３の上部が、ビークル２の下方で露呈されることがない。すると、ストッカコントローラ３３により、スライド機構９及び棚部分１５ｔが制御され、ポートＰ１上のＦＯＵＰ３が、開口Ｈ０及び出入口Ｈ１を介して出入口Ｈ１に隣接する棚部分１５ｔ上に水平移動される（ステップＳ４３）。この後に、搬送コントローラ３２により、ビークル２が次の搬送元に向けて走行される（ステップＳ４４）。これにより、一連の入庫動作処理が終了される。
（出庫動作処理）

次に、本実施形態の搬送コントローラ３２及びストッカコントローラ３３による出庫動作処理について図６を参照して説明する。ここに図６は、出庫動作処理を示すフローチャートである。

図６において、先ず搬送コントローラ３２により、入庫動作時と同様にして、ビークル２が入出庫位置に停止される（ステップＳ５１）。すると、ストッカコントローラ３３により、棚部分１５ｔ及びスライド機構９が制御され、棚部分１５ｔ上のＦＯＵＰ３が、出入口Ｈ１及び開口Ｈ０を介してポートＰ１上に水平移動される（ステップＳ５２）。この際、ＦＯＵＰ３の上部が、ビークル２の下方で露呈されることがない。すると、搬送コントローラ３２により、ホイスト５ａ及びグリッパ５ｃが制御され、ポートＰ１上のＦＯＵＰ３が、グリッパ５ｃに保持されると共に位置決めピン９ａの高さ分上昇されることにより、ビークル２に移載される（ステップＳ５３）。この後に、搬送コントローラ３２により、ビークル２が搬送先に向けて走行される（ステップＳ５４）。これにより、一連の出庫動作処理が終了される。

このように、本実施形態の入庫動作処理及び出庫動作処理によれば、ポートＰ１とビークル２との間の距離Ｌ１をＦＯＵＰ３の一つ分の高さより短くして、移載時にＦＯＵＰ３の少なくとも上部を露呈させないことにより、ＦＯＵＰ３の大型化以前と比較して、ポートＰ１の鉛直方向の配置が下がらない。従って、ＦＯＵＰ３の大型化に対応しつつ安全上の高さを確保することが可能となる。

尚、本実施形態によれば、ストッカ１０において、１つのポートＰ１を最上段に配置するが、ポートの数は１つに限定されない。

図７は、本発明に係る保管庫の一例を示しており、図２の保管庫と比較して、入出庫ポートの数が異なる。図７において、ストッカ１１０は、最上段に設けられた第１出入口Ｈ１０１に加えて、最上段より１つ下の段に、第２出入口Ｈ２０１を設けている。第１ポートＰ１１（言い換えれば、第１スライド機構１０９）は、第１レール１０１の下方に位置するように、最上段の第１出入口Ｈ１０１に隣接して設けられており、第２ポートＰ１２（言い換えれば、第２スライド機構２０９）は、第２レール２０１の下方に位置するように、最上段より１つ下の段の第２出入口Ｈ２０１に隣接して設けられている。このような第１ポートＰ１１及び第２ポートＰ１２は、同一の鉛直方向にある。第２ポートＰ１２は、本実施形態では、ストッカ１０１の設置面から、鉛直方向の高さＬ２の位置に配置されている。高さＬ２は、予め設定されている高さ閾値Ｌ０より高い値を示す。高さ閾値Ｌ０は、ストッカ１０１を管理或いは操作する管理者或いは操作員が第２ポートＰ１２に衝突する危険性を回避するために設定された高さである。

このように、ストッカ１１０において、例えば第１ポートＰ１１を入庫専用として、第２ポートＰ１２を出庫専用として設けることにより、ストッカ１１０との間で入出庫されるＦＯＵＰ３の量を増倍させることも可能である。従って、入出庫に係る時間をより短縮して、より効率よく入出庫することが可能となる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う入出庫方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

実施形態の保管庫を備える製造システムの外観を示す斜視図である。 図１の保管庫の内部構造を模式的に示す断面図である。 図２の駆動手段、複数の棚部分及び外内移動手段を模式的に示す断面図である。 図３の複数の棚部分間で荷を移載する際の動作を模式的に示す説明図である。 実施形態の入庫動作処理を示すフローチャートである。 実施形態の出庫動作処理を示すフローチャートである。 図２の保管庫より他の、本発明の保管庫の内部構造を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１…レール、２…ビークル（天井走行車）、３…ＦＯＵＰ（荷）、９…スライド機構、１０…ストッカ（保管庫）、１１…載置部、１３…水平駆動部、１４…鉛直駆動部、１５…棚部分、３３…ストッカコントローラ、１００…製造システム

Claims (6)

1. 天井又は該天井近傍に敷設された軌道に沿って走行すると共に荷を搬送する搬送車との間で前記荷の入出庫が行われる保管庫であって、
   内部が鉛直方向に複数段に分断されていると共に、前記荷を出し入れ可能な出入口が、前記複数段のうち少なくとも一つの段に少なくとも一つ設けられている筐体又はフレームと、
   該筐体又はフレーム外にて前記出入口に隣接しており、前記荷を載置可能な入出庫ポートと、
   前記筐体又はフレーム内にて前記荷を少なくとも水平一方向に往復移動可能であると共に前記鉛直方向に往復移動可能な駆動手段と、
   前記筐体又はフレーム内に、前記複数段の各々において前記少なくとも水平一方向に広がるように配列されており、前記駆動手段により移動される荷を収容又は載置可能に夫々構成されている複数の棚部分と、
   該複数の棚部分のうち前記出入口に隣接する一の棚部分と前記入出庫ポートとの間で、前記出入口を介して前記荷を水平移動可能な外内移動手段と
   を備え、
   前記入出庫ポートは、前記軌道における、前記入出庫ポートに対向する入出庫位置に停止された前記搬送車との間に、前記荷の一つ分の高さより短い距離を有する
   ことを特徴とする保管庫。
2. 前記出入口は、前記複数段のうちの一の段と、前記複数段のうち前記一の段より一つ下の段とに設けられており、
   前記一つ下の段に設けられた出入口に隣接する前記入出庫ポートは、当該保管庫が置かれる床との関係で安全上予め規定されている高さ閾値より高い位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の保管庫。
3. 前記複数の棚部分は、前記軌道の方位に対して前記少なくとも水平一方向の方位が直交するように、前記軌道に対して配置されており、
   前記筐体又はフレームは、前記軌道より他の下方に配置される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の保管庫。
4. 前記荷を入庫すべき場合に、前記搬送車が前記入出庫位置に停止している状態で、前記搬送車により前記入出庫ポートに載置された荷を前記入出庫ポートから前記一の棚部分に水平移動させるように前記外内移動手段を制御すると共に、
   前記荷を出庫すべき場合に、前記搬送車が前記入出庫位置に停止している状態で、前記駆動手段により前記一の棚部分に載置された荷を前記一の棚部分から前記入出庫ポートに水平移動させるように前記外内移動手段を制御する制御手段
   を更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の保管庫。
5. 前記入出庫ポートは、載置された前記荷の位置決めを行う位置決め手段を有し、
   前記搬送車は、
   前記入出庫位置に停止された際に前記外内移動手段により水平移動される荷が通過可能に開いている開口を規定する本体部と、
   該本体部の内部に前記荷を保持可能な保持手段と、
   該保持手段により保持された荷を、前記位置決め手段により位置決めした位置決め位置又は該位置決め位置から解除した解除位置に変位させるように昇降可能な昇降手段と
   を有する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の保管庫。
6. (i)内部が鉛直方向に複数段に分断されていると共に、荷を出し入れ可能な出入口が、前記複数段のうち少なくとも一つの段に少なくとも一つ設けられている筐体又はフレームと、(ii)該筐体又はフレーム外にて前記出入口に隣接しており、前記荷を載置可能な入出庫ポートと、(iii)前記筐体又はフレーム内にて前記荷を少なくとも水平一方向に往復移動可能であると共に前記鉛直方向に往復移動可能な駆動手段と、(iv)前記筐体又はフレーム内に、前記複数段の各々において前記少なくとも水平一方向に広がるように配列されており、前記駆動手段により移動される荷を収容又は載置可能に夫々構成されている複数の棚部分と、(v)該複数の棚部分のうち前記出入口に隣接する一の棚部分と前記入出庫ポートとの間で、前記出入口を介して前記荷を水平移動可能な外内移動手段とを備え、前記入出庫ポートは、天井又は該天井近傍に敷設された軌道に沿って走行すると共に前記荷を搬送する搬送車であって、前記軌道における、前記入出庫ポートに対向する入出庫位置に停止された前記搬送車との間に、前記荷の一つ分の高さより短い距離を有しており、前記搬送車との間で前記荷の入出庫が行われる保管庫の入出庫方法であって、
   前記荷を入庫すべき場合に、前記搬送車が前記入出庫位置に停止している状態で、前記搬送車により前記入出庫ポートに載置された荷を前記入出庫ポートから前記一の棚部分に水平移動させるように前記外内移動手段を制御する第１制御行程と、
   該第１制御工程に続いて前記他の荷を出庫すべき場合に、前記搬送車が前記入出庫位置に停止している状態で、前記駆動手段により前記一の棚部分に載置された荷を前記一の棚部分から前記入出庫ポートに水平移動させるように前記外内移動手段を制御する第２制御工程と
   を備えることを特徴とする入出庫方法。

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