JP4715383B2 - 搬送台車 - Google Patents

Description

本発明は、搬送台車に関し、特に、半導体ウエハ、液晶、磁気ディスク、光ディスク、コンパクトディスク等の製造工程等でこれらを収納するカセット等の搬送物をクリーンな環境の下で搬送するのに適した搬送台車に関するものである。

半導体ウエハ、液晶、磁気ディスク、光ディスク、コンパクトディスク等は、塵埃等の微細粒子が製品の精度、歩留まりに大きく影響するため、クリーンルーム内で製造されている。この種の目的で使用されるクリーンルームには、天井から清浄空気が流下され（ダウンフロー）、この清浄空気がグレーチングと呼ばれる網目状で通風可能な床の全面から排気されるシステムが構築されている。そして、このダウンフローによって、クリーンルーム内の塵埃等の微細粒子が速やかにクリーンルーム外に排出されて室内の浄化が行われる。

このようなクリーンルームでは、上述した搬送物（半導体ウエハ等を収容したカセットなど）を搬送するための搬送台車が、床上の走行路や床上に施設された軌道上を走行駆動可能に配置されている。この搬送台車が走行駆動されると、ダウンフローに乱流が発生し、この乱流によってグレーチングに付着している塵埃やタイヤ紛が空中に巻き上げられて発塵の原因となる。

このような問題を解消するために、これまでに台車本体を乱流の発生しにくい形状に成型する等工夫がなされているが、いくら台車本体の形状を変形しても、乱流の発生を小さく抑えることはできても、発塵を抑えることが困難であった。そのため、従来の搬送台車には、乱流によって発生した発塵によってクリーンルームや搬送物が汚染されるのを防止するために、吸引ファンによって塵を含む外気を吸引し、グレーチングの床面に向けて塵を含む空気を強制的に排出するような機構が設けられている。

具体的には、特許文献１には、搬送台車の上面に吸込グリルが設けられ、吸引用ファンよって吸込グリルから外気が吸引され、この外気を搬送台車の下面に下向きに配置された排出孔より、グレーチングの床面に直接を排出するように構成された搬送台車が開示されている（特許文献１参照）。また、特許文献２には、駆動輪を駆動するためのモータに設けられた収集ファンによって、駆動輪の制動による塵を本体中央下部に下向きに配置された送風ファンに送り、この塵を含む風をグレーチングの床面に直接排出するように構成された搬送台車が開示されている（特許文献２参照）。
特開平１０−１８１８８２号公報 特開平１１−１７１３３７号公報

確かに、上述した特許文献１及び特許文献２に開示される搬送台車のように、搬送台車内部に塵を含む空気を吸い込んで、これを排出孔よりグレーチングの床面に直接排気する構成によれば、発塵によるクリーンルームや搬送物の汚染防止には一定の効果が期待できる。

しかしながら、搬送台車が走行することによって生じた発塵を漏れなく搬送台車に吸気するのは困難であるため、発塵による汚染を完全に抑制することはできない。それどころか、本体下部から空気を下向きに排出することで乱流が発生し易く、却って床面の塵埃等を巻き上げてしまい、かかる汚染の誘因となる場合もあった。このように、クリーンルーム用の搬送台車においては、走行によって発生する発塵を効果的に抑止できるような構成が待望されているところである。

そこで、本発明においては、搬送台車に関し、前記従来の課題を解決するもので、走行による発塵を効果的に抑止できる搬送台車を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、走行路に多数の排風孔が形成されたクリーンルーム内を走行する搬送台車において、搬送物を載置する搬送物載置部が設けられた台車本体と、前記台車本体の下面の外縁に開口された吹き出し口と、前記吹き出し口から台車本体中心部に向けて斜下方に空気を排出して前記走行路の上面に空気を吹き付ける排風手段とを具備してなるものである。

請求項２においては、前記排風手段は、前記吹き出し口と連通されて前記台車本体の外縁に沿って設けられた通風ダクトと、該通風ダクトを介して吹き出し口まで空気を送風する送風機とを具備してなるものである。

請求項３においては、前記排風手段は、前記吹き出し口から排出される空気の流速が、前記台車本体の走行速度よりも大きいものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に示す構成としたので、台車本体の下面から中央部方向の走行路の上面に空気を吹き付けながら走行することで、台車本体の周囲で巻き上がろうとする空気を強制的に走行路から排風孔へと排気することができ、走行による発塵を効果的に抑止できる。

請求項２に示す構成としたので、排風手段を台車本体に簡易な構成で組み付けることができる。

請求項３に示す構成としたので、走行する際の風圧を受けても、台車本体の中心部に向けて空気を的確に吹き付けることができる。

次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る搬送台車の全体的な構成を示した正面図、図２は同じく図１の底面図、図３は台車本体の底面に開口された吹き出し口近辺の拡大底面図、図４は吹き出し口及び風向調節部材の縦断面図、図５は通風ダクト内の空気が吹き出し口から排出されるまでの送風経路を表す図である。
以下、図１において、搬送台車１０の前後方向を図中水平矢印の方向（Ｘ方向）とし、搬送台車１０はＸ方向に走行駆動可能に構成されている。

まず、搬送台車１０の全体構成について、以下に概説する。
図１に示すように、搬送台車１０は、搬送物を載置した状態で、クリーンルームの床面に形成された走行路１に沿って走行駆動される無人搬送車である。すなわち、搬送台車１０は、内部又は外部に設けられた制御装置によって、搬送物の受け渡しが行われる位置まで自動走行して、図示せぬ移載装置によって搬送台車１０とプロセス装置との間で搬送物が移載される。

クリーンルームは、図示せぬ天井部から清浄空気であるダウンフローが流下され、通風可能な多数の排風孔が網目状に形成されたグレーチング１ａの全面からこのダウンフローが排気されるようなシステムが構築されている。このように、クリーンルーム内をダウンフローが上方から下方へと常時流下されることで、クリーンルーム内の空気が還流されて、塵埃等の微細粒子が速やかにクリーンルーム外に排出されて、室内の浄化が行われる。

搬送台車１０は、台車本体１１の上面１１ａに搬送物載置部１２が形成され、この搬送物載置部１２に搬送物が載置される。なお、搬送台車１０には、移載装置としてクレーン、コンベア、及びフォークなどが設けられてもよく、搬送物載置部１２はこのクレーン等の上部水平面に形成される。

台車本体１１の下部には、台車本体１１の走行駆動手段としての駆動輪１３が回転駆動可能に支持されており、この駆動輪１３が図示せぬ駆動モータなどによって回転駆動されることによって、搬送台車１０が走行路１上を走行自在とされている。駆動輪１３は、平面視で台車本体１１によって隠れる位置に配置されるとともに、台車本体１１の下面１１ｂからローラ面が下方に突出するように配置されている。このように駆動輪１３を配置することで、搬送台車１０をコンパクトに構成することができ、下面１１ｂと床面との離間Ｈが低くなるように構成している。なお、走行駆動手段としての駆動輪１３は、例えば、搬送台車１０が軌道を走行可能に構成される場合には、かかる軌道上から脱輪しないような形状とされる。

図１及び図２に示すように、本実施例の台車本体１１には、上述した駆動輪１３の駆動モータや制御装置等が配置される他、台車本体１１の下面１１ｂから台車本体１１の中央部へと下斜方に空気を排出する排風機構２が設けられている。搬送台車１０は、この排風機構２によって、台車本体１１の下面１１ｂから本体中央部に向けて走行路１の上面（グレーチング１ａの上面）に空気を高速に吹き付けながら走行されるように構成されている。

具体的には、台車本体１１には、下面１１ｂの外縁に沿って複数開口された吹き出し口２０・２０・・・と、台車本体１１の下部の外縁に沿って延設されて吹き出し口２０・２０・・・を介して外部空間と連通される通風ダクト２１と、外部空気を吸引して通風ダクト２１へと送り込む送風機としての軸流ファン２２等とが構成されている。

図２に示すように、吹き出し口２０・２０・・・は、下面１１ｂの外縁に所定間隔を空けて、全体として平面視略ロ字状となるように配置されている。具体的には、吹き出し口２０・２０・・・は、下面１１ｂの形状に沿って台車本体１１の前後及び左右方向の縁部に設けられている。吹き出し口２０・２０・・・を介して通風ダクト２１と台車本体１１の外部空間とが連通される。ただし、吹き出し口２０の形状や個数、及び配置などは特に限定するものではなく、例えば、台車本体１１の前後方向の縁部に開口される吹き出し口２０と、左右方向の縁部に開口される吹き出し口２０とで形状や個数などが異なるように構成してもよい。

ここで、図３及び図４に示すように、吹き出し口２０には、通風ダクト２１から送風された空気を所定方向に向けて排出するための風向調節部材３０が取り付けられている。風向調節部材３０は、吹き出し口２０の開口部形状と一致するように矩形に形成された枠体３０ａと、この枠体３０ａの対向する一対の側壁間に橋設された長板状のフィン３０ｂ・３０ｂ・・・とで構成されている。フィン３０ｂは、それぞれ略等間隔に配置され、鉛直軸と斜めに交差するように傾斜して取り付けられている。

本実施例では、フィン３０ｂは、空気を所定方向に排出するように、傾斜角度や向きが調整されており、具体的には、通風ダクト２１内の空気が、各吹き出し口２０・２０・・・から台車本体１１の平面視で中心方向に向けて斜め下方に排出されるように、向きと角度とが調節されている。台車本体１１の前後側の吹き出し口２０・２０・・・に取り付けられた風向調節部材３０は、前側の風向調節部材３０は台車本体１１の下後方に向けて空気が排出されるように構成され、後側の風向調節部材３０は台車本体１１の下前方に向けて排出されるように構成されている。同様に、台車本体１１の左右側に設けられた風向調節部材３０においても、台車本体１１の左右中央部に向けて空気が排出されるように構成されている。

なお、フィン３０ｂの傾斜角度は、風向調節部材３０に送風される空気の風量・流速や、搬送台車１０の車高（走行路１と台車本体１１の下面１１ｂとの離間Ｈ）や、搬送台車１０の走行速度などに応じて設定され、上部または下部を支点として回動するように構成して調整可能に構成することもできる。

この風向調節部材３０は、例えば、台車本体１１の下面１１ｂからフィン３０ｂの一部又は全部を下方に突設してもよい。また、風向調節部材３０は、搬送台車１０において必ずしも設ける必要はなく、吹き出し口２０の開口部や通風ダクト２１を、台車本体１１の中心部に向けて斜下方に空気が排出されるような形状とすればよい。

図１及び図５に示すように、通風ダクト２１は、台車本体１１の内部に延設されており、軸流ファン２２から台車本体１１の内部に吸引された外部空気を、吹き出し口２０までガイドするように構成される。本実施例においては、通風ダクト２１は、台車本体１１に対して水平方向に延設される水平ダクト２１ａと、垂直方向に延設される複数の鉛直ダクト２１ｂ・２１ｂ・・・とで構成されている。

水平ダクト２１ａは、台車本体１１の内部下方に下面１１ｂの形状に沿って平面視略ロ字状となるように延設され、上述した吹き出し口２０・２０・・・を介して外部空間と連通されている。

鉛直ダクト２１ｂは、水平ダクト２１ａから略鉛直方向に複数延出されて、一端が水平ダクト２１ａの内部と連通されるように接続されている。具体的には、鉛直ダクト２１ｂは、台車本体１１の左右両側の水平ダクト２１ａ及び前後両側の水平ダクト２１ａにそれぞれ２箇所ずつ接続されている。台車本体１１の上方には、軸流ファン２２が配置された送風室１１ｃが一つ又は複数配設されており、送風室１１ｃには各鉛直ダクト２１ｂの他端がダクト内部と連通されるように接続されている。鉛直ダクト２１ｂは、送風室１１ｃとの接続部から遠ざかるにつれ徐々にダクトが狭まるようにテーパ形状とされ（図５参照）、送風室１１ｃから送風された空気が鉛直ダクト２１ｂに効率よく収集されるように構成されている。

通風ダクト２１においては、送風室１１ｃ内部に吸入された空気が、送風室１１ｃから各鉛直ダクト２１ｂを介して水平ダクト２１ａに送り込まれ、水平ダクト２１ａ内を循環されながら、いずれかの吹き出し口２０・２０・・・から外部空間に排出される（図５における矢印参照）。

本実施例では、搬送台車１０の前後側（Ｘ方向の両側）の水平ダクト２１ａに接続される鉛直ダクト２１ｂは、吹き出し口２０の直上位置で水平ダクト２１ａと接続されている。そのため、鉛直ダクト２１ｂから送風された空気は、多くが吹き出し口２０から外部空間へと排出される。一方で、左右側（Ｘ方向と直交する両側）の水平ダクト２１ａに接続される鉛直ダクト２１ｂは、吹き出し口２０の直上位置よりも前後方向にずれた位置で水平ダクト２１ａと接続されている。そのため、鉛直ダクト２１ｂから送風された空気は、吹き出し口２０から排出されるとともに、一部は水平ダクト２１ａ内を還流する。

つまり、この搬送台車１０は、前後側に開口された吹き出し口２０から排出される風量が、左右側に開口された吹き出し口２０から排出される風量よりも多くなるように構成されている。このような構成とすることで、搬送台車１０が走行する際の風圧による影響を低減している。ただし、前後側に配置される軸流ファン２２において、風量の大きいものを用いてもよい。

図１及び図５に示すように、軸流ファン２２は、上述した送風室１１ｃに収納され、軸心方向が略鉛直となるようにして取り付けられている。この送風室１１ｃは、台車本体１１の上面１１ａであって送風室１１ｃの上方に開口された吸入口２３より台車本体１１の上方の外部空間と連通されている。軸流ファン２２が回転されることで、吸入口２３を介して空気が内部に吸い込まれ、軸流ファン２２を回転軸方向（上下方向）に通過して、送風室１１ｃの下方に接続された鉛直ダクト２１ｂへと送風される（図５における矢印参照）。

以上のように構成される排風機構２は、吹き出し口２０から排出される空気の流速が、少なくとも台車本体１１の走行速度よりも大きくなるように構成される。具体的には、２〜３（ｍ／ｓ）程度の走行速度で走行路１上を走行する搬送台車１０では、吹き出し口２０から排出される空気の流速が約５（ｍ／ｓ）程度となるように構成されるのが好ましい。吹き出し口２０から排出される空気の流速を搬送台車１０の走行速度より大きくすることで、搬送台車１０が走行する際の風圧を受けても、吹き出し口２０から台車本体１１の中心部に向けて走行路１の上面へと空気を的確に吹き付けることができる。

なお、吹き出し口２０から排出される空気の流速を大きくするには、第一に、軸流ファン２２などの送風機において、基本的性能として所定の風量・静圧特性を備えたものが用いられる。具体的には、送風室１１ｃに吸引した外部空気を、通風ダクト２１を介して吹き出し口２０から走行路１の上面に向けて、所定の流速で排出するだけの風量・静圧特性を備えたものが用いられる。また、通風ダクト２１は、短い方が好ましい。

以上のように、本実施例の搬送台車１０は、上述した排風機構２を備えることで、軸流ファン２２によって通風ダクト２１内に吸入された空気を、吹き出し口２０から台車本体１１の中心部に向けて斜下方に、走行路１の上面（グレーチング１ａの上面）に吹き付けながら走行可能とされる（図１参照）。

吹き出し口２０から台車本体１１の中央部に向けて空気が吹き付けられると、台車本体１１の下面１１ｂの中央部が密閉されているため、行き場のなくなった空気が強制的にグレーチング１ａの下方へと排気される。そのため、搬送台車１０の走行によって、周囲（特に、搬送台車１０と走行路１との間）で巻き上がろうとする空気を、強制的にグレーチング１ａの下方へ排気することができ、搬送台車１０の下方での乱流を抑止し、走行路１上の塵埃等が搬送台車１０の周囲に飛散することがない。また、周囲の空気を強制的にグレーチング１ａの下方へ排気するため、吹き出し口２０から排出される空気は、必ずしもクリーンエアである必要がなく、フィルタ等が不要となる。さらに、上述した排風機構２によって、塵屑をグレーチング１ａの下方へと排気して走行による発塵を抑止できるため、台車本体１１の上部形状を自由にデザインできる。

特に、本実施例では、排風機構２として、台車本体１１の下面１１ｂの外縁に開口された吹き出し口２０と、吹き出し口２０と連通されて台車本体１１の外縁に沿って設けられた通風ダクト２１と、通風ダクト２１を介して吹き出し口２０まで空気を送風する軸流ファン２２とより構成しているため、台車本体１１に簡易な構成で組み付けることができる。

以下、上述した搬送台車１０の別実施例について、説明する。
本実施例では、搬送台車として無軌道の無人搬送台車に適用した一例について説明したが、搬送台車としてはこの構成に限定するものではなく、天井部や床面に設けられた軌道に沿って走行される有軌道の搬送台車にも適用することができ、また有人搬送台車であってもよい。

排風機構２は、搬送台車１０が走行しながら吹き出し口２０から台車本体１１の中心部に向けて走行路１の上面へと的確に吹き付けるために、台車本体１１の下面１１ｂと床面との離間Ｈができるだけ短くなるような構成が好ましい（図１参照）。

通風ダクト２１は、上述した構成に限定されず、例えば、台車本体１１の内部に延設されるだけでなく、台車本体１１の外部であって側壁下部の形状に沿って側方に突出するように構成してもよい。また、通風ダクト２１は、水平ダクト２１ａ及び鉛直ダクト２１ｂからなる構成とするだけでなく、送風室１１ｃからの送風を吹き出し口２０へとガイドする構成であれば、例えば、各送風室１１ｃから吹き出し口２０へと直接送風するように屈設（湾曲）されながら延出されてもよい。水平ダクト２１ａは、走行路１に延設されたレール部や給電装置などの取り回しとの関係上、下面１１ｂを平滑にできない場合には、これらの配置構成を考慮して延設される。

送風機は、種類や個数は特に限定せず、軸流ファン２２の他に、遠心ファン、斜流ファン、及びブロアなどを用いることができ、さらには、ラインフローファンを単独でもこれらの軸流ファン等と組み合わせて用いてもよい。また、用いる送風機の種類や個数に応じて、上述した吹き出し口２０、通風ダクト２１、及び送風室１１ｃの構成を変更することができる。吸入口２３は、台車本体１１の側壁に開口したり、上面１１ａから突出するように構成したりしてもよい。

なお、送風機としてラインフローファンを用いた場合には、ラインフローファンは、通風ダクト２１（水平ダクト２１ａ）の内部であって、排気口が吹き出し口２０の上方に位置するように配置され、排気口から排気される空気が吹き出し口２０を介して台車本体１１の中心部に排出されるように取り付けられる。ラインフローファンを用いた場合には、上述した風向調節部材を設けなくてもよい。また、ラインフローファンから直接台車本体１１の中心部に向けて空気を排出するように構成でき、ラインフローファンの送風能によって、必ずしもその他のファン類等を設ける必要がない。さらに、上述のように、通風ダクト２１の大掛かりな取り回しが不要となって台車本体１１をコンパクトに構成することができる。

本発明の一実施例に係る搬送台車の全体的な構成を示した正面図。 同じく図１の底面図。 台車本体の底面に開口された吹き出し口近辺の拡大底面図。 吹き出し口及び風向調節部材の縦断面図。 通風ダクト内の空気が吹き出し口から排出されるまでの送風経路を表す図。

符号の説明

１ 走行路
１ａ グレーチング
２ 排風機構
１０ 搬送台車
１１ 台車本体
１２ 搬送物載置部
２０ 吹き出し口
２１ 通風ダクト
２１ａ 水平ダクト
２１ｂ 鉛直ダクト
２２ 軸流ファン

Claims (3)

1. 走行路に多数の排風孔が形成されたクリーンルーム内を走行する搬送台車において、搬送物を載置する搬送物載置部が設けられた台車本体と、前記台車本体の下面の外縁に開口された吹き出し口と、前記吹き出し口から台車本体中心部に向けて斜下方に空気を排出して前記走行路の上面に空気を吹き付ける排風手段とを具備してなることを特徴とする搬送台車。
2. 前記排風手段は、前記吹き出し口と連通されて前記台車本体の外縁に沿って設けられた通風ダクトと、該通風ダクトを介して吹き出し口まで空気を送風する送風機とを具備してなることを特徴とする請求項１に記載の搬送台車。
3. 前記排風手段は、前記吹き出し口から排出される空気の流速が、前記台車本体の走行速度よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送台車。

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