WO2012060146A1

WO2012060146A1 - スタッカークレーン及び物品の搬出入方法

Info

Publication number: WO2012060146A1
Application number: PCT/JP2011/069161
Authority: WO
Inventors: 成人安達
Original assignee: ムラテックオートメーション株式会社
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2012-05-10
Also published as: TW201242890A; JPWO2012060146A1; JP5622003B2

Abstract

　緊急時に物品を安全に搬出入でき、かつフットプリントが増さないスタッカークレーン（６）と、このスタッカークレーン（６）を用いた物品の搬出入方法とを提供する。スタッカークレーン（６）は、棚（４、５）に沿って走行する台車（２０）と、台車（２０）に設けられたマスト（２４）と、マスト（２４）に沿って昇降し、かつ常用移載装置（２６）を備えた常用昇降台（２２）とを備えている。スタッカークレーン（６）はさらに、マスト（２４）に沿って鉛直方向に設けられた緊急用レール部材（３２、３３）と、緊急用レール部材（３２、３３）に対して着脱自在で、かつ緊急用レール部材（３２、３３）に沿って昇降自在で、さらに緊急用移載装置を備える緊急用昇降台（３６）とを備えている。

Description

スタッカークレーン及び物品の搬出入方法

　この発明はストッカー等の内部で使用するスタッカークレーンに関し、特に緊急時の物品の搬出入に関する。

　クリーンルーム等で、小形の自動倉庫であるストッカーにFOUP等の物品を一時的に保管し、処理装置からの要求に応じて、FOUPを搬出入することが行われている。なおFOUPは半導体ウェハーを保管する容器で、ストッカー内でのFOUPの搬送にはスタッカークレーンが用いられる。ここで停電その他の理由でスタッカークレーンが停止すると、FOUPの搬出入が不可能になるため、処理を続行している処理装置へのFOUPの供給も停止する。従って停電等の影響を受けていない処理装置も停止することになる。

　このような問題を解消するため、特許文献１（JP2007-1670A）はストッカーに梯子とベランダとを設けて、作業者がストッカーの内部に立ち入ることができるようにすることを開示している。そして作業者はストッカーの棚から所要のFOUPを持ち出し、梯子に沿って設置した昇降板によりFOUPを地上へ降ろし、所要の処理装置へ搬入する。ここで従来の12インチウェハーに対応するFOUPは約10kgで、人手で高所作業により棚から取り出せる重さである。一方、次世代の18インチウェハーに対応するFOUPは約25kgである。なおFOUPの重量は、いずれもウェハーを収容した際の値である。ストッカーの高さは例えば数m程度で、高所作業により作業者が人手で25kgのFOUPを取り出し搬送することは非常に危険である。

JP2007-1670A

　この発明の課題は、緊急時に物品を安全に搬出入でき、しかもこのためにフットプリントが増さないスタッカークレーンと、このスタッカークレーンを用いた物品の搬出入方法とを提供することにある。
　この発明の追加の課題は、緊急時に、スタッカークレーンの原点側、反原点側のいずれにも、物品を搬出入できるようにすることにある。　　

　この発明は、上下方向と水平方向とに沿って複数の間口を備える棚との間で、物品を搬出入するスタッカークレーンであって、
　棚に沿って走行する台車と、
　台車に設けられたマストと、
　マストに沿って昇降し、かつ常用移載装置を備えた常用昇降台と、
　マストに沿って鉛直方向に設けられた緊急用レール部材と、
　緊急用レール部材に対して着脱自在で、かつ緊急用レール部材に沿って昇降自在で、さらに緊急用移載装置を備える緊急用昇降台、
とを備えていることを特徴とする。

　この発明はまた、上下方向と水平方向とに沿って複数の間口を備える棚との間で、スタッカークレーンにより緊急時に物品を搬出入する方法であって、
　前記スタッカークレーンは、
　　棚に沿って走行する台車と、
　　台車に設けられたマストと、
　　マストに沿って昇降し、かつ常用移載装置を備えた常用昇降台と、
　　マストに沿って鉛直方向に設けられた緊急用レール部材、
　とを備え、
　前記棚に沿って足場を設けるステップと、
　前記スタッカークレーンの緊急用レール部材に、緊急用移載装置を備えた緊急用昇降台を取り付けるステップと、
　スタッカークレーンを水平移動させるステップと、
　緊急用昇降台を上昇させるステップと、
　前記緊急用移載装置を進退させることにより、棚の間口との間で物品を受け渡しするステップと、
　緊急用昇降台を地上へ下降させるステップ、
とを実行することを特徴とする。　

　この発明では、緊急用レール部材を用いて緊急用昇降台を昇降させ、緊急用移載装置により間口との間で、物品の搬出あるいは搬入ができる。このため高所作業により作業者が重量物品を抱えて搬出入する必要が無く、安全である。また緊急用昇降台は着脱自在なので、緊急用昇降台分の面積をスタッカークレーンが占有しない。そして停電時、スタッカークレーンの故障時等の緊急時に、棚に沿って足場を設置し、作業者が緊急用昇降台の上昇位置を見張り、緊急用移載装置を操作することにより、安全に物品の搬出あるいは搬入ができる。

　好ましくは、前記緊急用レール部材が、スタッカークレーンの走行方向に沿って前記マストの前後双方に設けられている。このようにするとスタッカークレーンの前後いずれの側の間口に対しても、緊急時に物品を搬出あるいは搬入できる。

実施例のスタッカークレーンとその左右両側の棚とを示す平面図実施例のスタッカークレーンの要部側面図緊急用昇降台の水平方向断面図緊急用昇降台のガイドの変形例を示す図実施例のスタッカークレーンを用いるストッカーの正面図実施例でのFOUPの緊急取り出しアルゴリズムを示すフローチャート

　以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

　図１～図６に、実施例とその変形とを示す。各図において２はストッカーで、例えば半導体工場などのクリーンルーム内に設置され、仕掛品の半導体ウェハーを収容したFOUP３０などを保管する。保管物品の種類は任意で、FOUP３０に代えてレチクルの容器等を保管しても良く、またストッカー２に代えて通常の自動倉庫を対象としてもよい。ストッカー２は、例えばスタッカークレーン６の走行方向から見て左右一対の棚４，５を備え、棚４，５では上下方向と水平方向とに沿って複数の間口１４が配置され、間口１４の配置自体は任意である。左右一対の棚４，５の間の走行スペース８をスタッカークレーン６が走行し、９はその走行レールである。走行スペース８の左右両側に棚４，５の支柱１０があり、支柱１０に棚受１２が設けられ、支柱１０，１０間のスペースが間口１４、即ち物品を保管するためのスペースの単位となる。

　スタッカークレーン６は台車２０を備えて、走行レール９上を走行し、例えば４本の支柱から成るマスト２４に沿って常用の昇降台２２が昇降し、マストの本数は任意で、例えば２本マスト、１本マスト等でも良い。そして昇降台２２はスライドフォークあるいはスカラアームなどの移載装置２６を備え、吊持材２８によりマスト２４に沿って昇降し、棚４，５との間でFOUP３０などの物品を受け渡しする。なお吊持材２８に代えて、歯付ベルトなどで昇降台２２を昇降させても良い。

　スタッカークレーン６は、走行方向に沿ってマスト２４の前後双方に、即ちスタッカークレーン６の原点側と反原点側の双方に、緊急用レール３２，３３を備え、緊急用レール３２，３３には昇降ガイド３４が取り付けられている。そして昇降ガイド３４に対して着脱自在な緊急用昇降台３６が用意され、ワイヤ、ベルト、ロープ等の吊持材３８により昇降する。なお昇降ガイド３４と緊急用昇降台３６を一体としたものを、緊急用レール３２，３３に着脱自在にしても良い。緊急用昇降台３６は例えば左右一対のスライドレール４０，４０を備え、スライドレール４０は例えば図３に示すように、ベースユニット４０ａとミドルユニット４０ｂ並びにトップユニット４０ｃを備え、これらの間にローラが配置されている。そしてベースユニット４０ａは緊急用昇降台３６に固定され、トップユニット４０ｃに台４２が取り付けられている。台４２は緊急用昇降台３６の左右方向（スタッカークレーン６の走行方向に水平面内で直角な方向）に、スライドレール４０の長さとほぼ等しいストロークで前後進できる。なお台４２を緊急用昇降台３６に対してスライドさせる装置が緊急用移載装置で、駆動機構を備えないスライドフォークあるいはスカラアームなど、その種類自体は任意である。また台４２の左右両側に取手４４，４４が設けられ、手動で台４２を間口１４との間で前後進自在にする。なお６０は左右のスライドレール４０，４０を連結する連結バーである。

　例えば棚４，５の支柱１０の走行スペース８側にレール５０を取り付け、緊急時にローラ５４を備えた足場５２を支持する。なおレール５０は棚４，５の段（間口１４分の高さ）毎に設ける必要はなく、例えば１～２ｍの高さ毎に設け、足場５０の種類と構造は任意である。またスタッカークレーン６のマスト２４の頂部での前後に滑車５６を設け、滑車５６は固定でも取り付け自在でもよい。同様にマスト２４の下部の前後にウィンチ５８を設け、ウィンチ５８は固定でも着脱自在でもよい。

　緊急用レール３２，３３をマスト２４の前後双方にかつマスト２４とは別体に設ける。しかし緊急用レール３２，３３の一方のみを設けても良く、また緊急用レール３２，３３は各１本のレールではなく、各２本のレールとしても良い。さらに緊急用レール３２，３３はマスト２４と一体としてもよい。例えば常用の昇降台２２をガイドするため、マスト２４の各支柱の２面を用いるとする。マスト２４の残る面を緊急用レールのレール面とし、かつ昇降ガイド３４が走行スペース８からはみ出さないようにすればよい。このような例を図４に示し、３５は新たな昇降ガイドで、マスト２４のレール面４５，４６をガイド用のレール面とする。ここで昇降ガイド３５での高さ方向に沿ったガイド範囲Ｈを大きくとると、昇降ガイド３５がマスト２４から傾くことを防止できる。例えば図４で緊急用昇降台３６が、吊持材３８で支持されている点を中心に、紙面の前方へ傾こうとすると、昇降ガイド３５の下部がレール面４５で規制され、昇降台３６が傾くことがない。なお傾きの防止の点は、昇降ガイド３４でも同様である。

　図５にストッカー７０の構造を示し、棚４，５とスタッカークレーン６はその内部に設けられている。ストッカー７０は例えば３階分の高さで、梯子７２とベランダ７４を備え、緊急時には各階のドア７６から出入りできる。２階と３階のドアには足場出入口７８が設けられ、この出入口７８は開閉自在な穴で、ここから足場５２をレール５０に沿って差し込むことができる。

　実施例でのFOUP３０の搬出を図６に示す。停電あるいはスタッカークレーン６の走行系の故障などにより、スタッカークレーン６を自動走行させることができなくなったとする。この一方で半導体工場全体で停電しているのではなく、一部の処理装置は処理を続けているものとする。このような場合、半導体の処理が可能な処理装置に対し、FOUP３０を速やかに搬出入する必要がある。緊急時には、地上側と高所側との協力で、それぞれ人手によりFOUP３０を搬出入し、地上側ではスタッカークレーン６の走行ブレーキを解除し、目的地まで例えば人手で台車２０を押して移動させる。ここで台車２０の図示しない走行モータのエンコーダ値などを読み出すことができれば、目的位置まで移動させる間にエンコーダ値がどれだけ変化するはずであるかが、図示しないマップなどから分かる。そこでエンコーダ値をモニターしながらスタッカークレーン６を水平移動させて、目的地へ移動させる。目的地に移動すると、ウィンチ５８が取り付けられていない場合は、ウィンチ５８をマスト２４に取り付ける。そして昇降ガイド３４に緊急用昇降台３６を取り付ける。

　高所側では図５の足場出入口７８から足場５２を挿入し、レール５０に沿って移動させる。そして例えば足場５２をレール５０に固定し、作業者がドア７６から入って、マスト２４の上端に滑車５６を取り付ける。なおウィンチ５８と滑車５６が固定の場合、これらの取り付け作業と取り外し作業は不要である。

　滑車５６とウィンチ５８の準備ができ、緊急用昇降台３６を取り付けると、ウィンチ５８を回して緊急用昇降台３６を上昇させる。ここではウィンチ５８をマニュアルで回すものとするが、適宜のモータなどで回転させてもよく、その場合、例えばスタッカークレーン６の非常電源で回転させる。緊急用昇降台３６の上昇位置は、足場５２上の作業者が指示し、目的の間口１４での棚受１２よりやや低い位置まで上昇させる。次いで足場５２上の作業者が例えば手動でスライドレール４０を操作し、例えば取手４４を押すことにより、台４２を間口１４内で棚受１２よりもやや低い位置へ前進させる。次いで足場５２上の作業者からの合図により、緊急用昇降台３６を僅かに上昇させ、棚受１２から台４２へとFOUP３０を移載する。次いで足場５２上の作業者は、例えば手動で取手４４を引いて、スライドレール４０と台４２とを緊急用昇降台３６上まで後退させる。なおスライドレール４０の前後進は取手４４を用いる他に、バッテリー駆動のモータなどで行ってもよい。台４２を緊急用昇降台３６上へ後退させると、足場５２上の作業者からの合図により、緊急用昇降台をウィンチ５８により地上側へ下降させ、FOUP３０を取り出す。以上のようにして１個のFOUPを搬出する。

　他に搬出するFOUPがあれば、スタッカークレーン６の水平移動と、緊急用昇降台３６の昇降、足場５２の設置、スライドレール４０の操作などを行う。実施例ではマスト２４の前後双方に緊急用レール３２，３３を設けたので、棚４，５のどの位置のFOUP３０も搬出入することができる。緊急時に棚４，５にFOUP３０を搬入する場合、地上側で緊急用昇降台３６にFOUP３０を載せ、緊急用昇降台３６を上昇させてスライドレール４０を前進させ、次いで緊急用昇降台３６を下降させてFOUP３０を棚受１２へ荷下ろしする。FOUP３０は緊急時に少なくとも搬出と搬入のいずれかができれば良く、必ずしも搬出入の双方ができなくても良い。また実施例では緊急時の処理を全て動力無しで人手で行ったが、バッテリなどの電源でモータを駆動するようにしてもよい。

　実施例では以下の効果が得られる。
(1)　緊急時にFOUP３０を出し入れできる。このため処理装置の処理を停止させる必要がない。
(2)　18インチウェハーなどを収容した重いFOUP３０を、スライドレール４０により前後進させ、緊急用昇降台３６により昇降させる。このため高所で作業者がFOUP３０を抱えて搬出入する場合に比べ、はるかに安全である。
(3)　ストッカー７０内に足場５２を設けるので、作業者は安全にスライドレール４０を操作でき、また緊急用昇降台３６の高さ位置を正確に見張ることができる。
(4)　スタッカークレーン６の前後に緊急用レール３２，３３を設けたので、ストッカー７０内の任意の間口に対し、FOUP３０の搬出入ができる。言い換えると、スタッカークレーン６から見て原点側と反原点側のいずれに対しても、FOUP３０を搬出入できる。
(5)　緊急用昇降台３６は着脱自在なので、スタッカークレーン６のフットプリント（平面視で占める面積）が増加しない。

２　ストッカー　　４，５　棚　　６　スタッカークレーン
８　走行スペース　　９　走行レール　　１０　支柱　　１２　棚受
１４　間口　　２０　台車　　２２　昇降台　　２４　マスト
２６　移載装置　　２８，３８　吊持材　　３０　FOUP
３２，３３　緊急用レール　　３４，３５　昇降ガイド
３６　緊急用昇降台　　４０　スライドレール　　４２　台
４４　取手　　４５，４６　レール面　　５０　レール
５２　足場　　５４　ローラ　　５６　滑車　　５８　ウィンチ
６０　連結バー　　７０　ストッカー　　７２　梯子
７４　ベランダ　　７６　ドア　　７８　足場出入口　　Ｈ　ガイド範囲　

Claims

　上下方向と水平方向とに沿って複数の間口を備える棚との間で、物品を搬出入するスタッカークレーンであって、
　棚に沿って走行する台車と、
　台車に設けられたマストと、
　マストに沿って昇降し、かつ常用移載装置を備えた常用昇降台と、
　マストに沿って鉛直方向に設けられた緊急用レール部材と、
　緊急用レール部材に対して着脱自在で、かつ緊急用レール部材に沿って昇降自在で、さらに緊急用移載装置を備える緊急用昇降台、
とを備えていることを特徴とするスタッカークレーン。
　前記緊急用レール部材が、スタッカークレーンの走行方向に沿って前記マストの前後双方に設けられていることを特徴とする、請求項１のスタッカークレーン。
　上下方向と水平方向とに沿って複数の間口を備える棚との間で、スタッカークレーンにより緊急時に物品を搬出入する方法であって、
　前記スタッカークレーンは、
　　棚に沿って走行する台車と、
　　台車に設けられたマストと、
　　マストに沿って昇降し、かつ常用移載装置を備えた常用昇降台と、
　　マストに沿って鉛直方向に設けられた緊急用レール部材、
　とを備え、
　前記棚に沿って足場を設けるステップと、
　前記スタッカークレーンの緊急用レール部材に、緊急用移載装置を備えた緊急用昇降台を取り付けるステップと、
　スタッカークレーンを水平移動させるステップと、
　緊急用昇降台を上昇させるステップと、
　前記緊急用移載装置を進退させることにより、棚の間口との間で物品を受け渡しするステップと、
　緊急用昇降台を地上へ下降させるステップ、
とを実行することを特徴とする、物品の搬出入方法。