JP6233340B2 - ストッカ及び物品の支持方法 - Google Patents

Description

この発明はストッカ及び物品の支持方法に関する。

特許文献１（JP2003-128209A）は、物品の底部に設けられた複数個の凹部に、複数個のピンを係合させて位置決めすることを示している。特許文献２（JPH039-221203A）は、大中小３種類の物品の４隅を位置決め部材により位置決めし、大きな物品には背が高い位置決め部材を、小さな物品には背が低い位置決め部材を用いることを示している。しかしながら支持装置の幅が狭い場合、ピンによる位置決めも、物品の４隅による位置決めも難しい。

JP2003-128209A JPH039-221203A

この発明の課題は、ストッカの支持装置及び棚の各々で、簡単な構造で、底部の大きさが異なる２種類の物品を、大きな方の物品の底部よりも左右方向の幅が狭い支持部により、位置決めかつ支持できるようにすることにある。

この発明は、底部に位置決め用の第１の凹部を有する第１の物品と、底部に位置決め用の第２の凹部を有し、かつ底部が第１の物品の底部が占める範囲に収まる第２の物品とを、同じ向きに共に支持するための支持装置と棚とを備えるストッカであって、
前記ストッカは、少なくとも一対の棚受を有する棚と、支持装置を昇降させる移動体を備え、
各物品の奥行き方向を前後方向、幅方向を左右方向として、
前記支持装置は、第１の物品の底部よりも左右方向の幅が狭く、かつ前後方向の中間で、第２の物品の奥行きよりも広い長さに渡って、上面が前後方向の両外側よりも低くされた背が低い部分が設けられている支持部と、
前記支持部の前記背が低い部分の前後方向の両外側に設けられ、かつ第１の物品の底部の前後方向の両端をガイドすることにより、第１の物品の前後方向両端を位置決めすると共に支持する第１の位置決め部材と、
前記支持部に設けられ、かつ第１の位置決め部材により前後方向両端が位置決めされた第１の物品の、左右方向への移動を規制する移動規制部材と、
前記支持部の前記背が低い部分に設けられ、かつ第２の物品の底部を位置決めすると共に支持する第２の位置決め部材、とを備え、
前記少なくとも一対の棚受は、第２の物品の底部の幅よりも狭く前記支持部の幅よりも広い間隔を置いて設けられ、かつ前記少なくとも一対の棚受は各々、前後方向に沿って第１の物品の奥行きよりも長く、さらに、第１の物品の底部の前後方向両端をガイドすることにより位置決めする前後一対の位置決めガイドと、第２の物品の底部を位置決めする位置決め手段とを備え、
前記移動体が前記支持装置を昇降させることにより、第１の物品及び第２の物品を支持装置と前記一対の棚受との間で移載し、かつ第１の物品を移載する際に、前記第１の位置決め部材と前記前後一対の位置決めガイドが、第１の物品の前後両端に沿って左右方向に並ぶように構成されている。

またこの発明の物品の支持方法は、底部に位置決め用の第１の凹部を有する第１の物品と、底部に位置決め用の第２の凹部を有し、かつ底部が第１の物品の底部が占める範囲に収まる第２の物品とを、支持装置とストッカの棚とにより、同じ向きに共に支持する方法であって、
前記ストッカは、少なくとも一対の棚受を有する棚と、支持装置を昇降させる移動体を備え、
各物品の奥行き方向を前後方向、幅方向を左右方向として、
前記支持装置は、第１の物品の底部よりも左右方向の幅が狭い支持部を備え、かつ支持部には、前後方向の中間で、第２の物品の奥行きよりも広い長さに渡って、上面が前後方向の両外側よりも低くされた背が低い部分が設けられ、
前記少なくとも一対の棚受は、第２の物品の底部の幅よりも狭く前記支持部の幅よりも広い間隔を置いて設けられ、かつ前記少なくとも一対の棚受は各々、前後方向に沿って第１の物品の奥行きよりも長く、さらに、第１の物品の底部の前後方向両端をガイドすることにより位置決めする前後一対の位置決めガイドと、第２の物品の底部を位置決めする位置決め手段とを備え、
前記移動体は、前記支持装置を昇降させることにより、第１の物品及び第２の物品を支持装置と前記一対の棚受との間で移載し、
前記支持部の前記背が低い部分の前後方向の両外側に設けられている第１の位置決め部材により、第１の物品の底部の前後方向の両端をガイドすることにより、第１の物品の前後方向両端を位置決めすると共に支持するステップと、
前記支持部に設けられた移動規制部材により、第１の位置決め部材により前後方向両端が位置決めされた第１の物品の、左右方向への移動を規制するステップと、
前記支持部の前記背が低い部分に設けられた第２の位置決め部材により、第２の物品の底部を位置決めすると共に支持するステップと、
前記前後一対の位置決めガイドにより、第１の物品の底部の前後方向の両端をガイドすることにより、第１の物品の前後方向両端を位置決めすると共に支持するステップと、
前記位置決め手段により、第２の物品の底部を位置決めするステップ、
とを行い、
第１の物品を移載する際に、前記第１の位置決め部材と前記前後一対の位置決めガイドが、第１の物品の前後両端に沿って左右方向に並ぶようにする。

この発明では、第１の位置決め部材により、物品の前後方向両端を位置決めすると共に支持し、支持部に設けられた移動規制部材により第１の物品の左右動を規制する。このため第１の物品の底部よりも左右方向の幅が狭い支持部でも、第１の物品と第２の物品を共に位置決めかつ支持でき、しかも支持装置の構造が簡単である。

特に第２の位置決め部材は背が低い部分にあって、第１の物品の底部と干渉せず、第１の位置決め部材は背が低い部分の前後方向の両外側にあって、第２の物品の底部と干渉しない。また第１の位置決め部材と移動規制部材を高くしなくても、第２の位置決め部材と第１の物品との干渉を回避できる。なお第２の位置決め部材は、後述の複数個の突起の他に、第２の物品の前後方向の両端を位置決めしかつ支持する部材と、第２の物品の底部の凹部に係合する突起との組み合わせ等でも良い。

好ましくは、前記移動規制部材は、前記背が低い部分の前後方向の少なくとも一方の外側に設けられ、第１の物品の底部の第１の凹部に係合することにより、第１の物品の左右方向位置を位置決めする第３の位置決め部材であり、前記一対の棚受は各々、第１の物品の左右方向の両端部をガイドすることにより位置決めする第２の位置決めガイドを備えている。このようにすると、第３の位置決め部材は第２の物品の底部と干渉せず、かつ第１の物品の底部の第１の凹部と係合して、第１の物品の左右方向位置を位置決めできる。

好ましくは、第２の物品は第２の凹部を複数個有し、第２の位置決め部材は、第２の物品の底部の第２の凹部と係合し、かつ前記背が低い部分に設けられ、第１の物品の底部とは干渉しない高さの複数個の突起であり、前記位置決め手段は、第２の物品の底部の孔と係合して第２の物品を位置決めする複数個の突起である。複数個の凹部は例えば３個のＶ溝であり、複数個の突起は例えば３本のピンである。このようにすると、複数個の突起により正確に第２の物品を位置決めかつ支持できる。また複数個の突起の高さを選ぶことにより、第１の物品との干渉を回避できる。

好ましくは、前記第１の位置決め部材は、第１の物品の前後方向の両端をガイドするテーパー面と、第１の物品の底部を支持する支持面とを備え、前記テーパー面と前記支持面とは物品の幅方向に沿って拡がり、かつ前記テーパー面と前記支持面との境界が、第１の位置決め部材の端部で、第１の物品の回り止めとして作用するように構成されている。第１の位置決め部材と第３の位置決め部材とにより、第１の物品の前後と左右を位置決めできるが、鉛直な軸回りに第１の物品の向きが変化する可能性がある。そこで第１の位置決め部材を回り止めとして、第１の物品の向きが変化することを防止する。

実施例の支持装置を備えたスカラアームが、第１の物品（450mmウェハー用のFOUP）を支持している状態を示す平面図 スカラアームが第１の物品を支持している状態を示す側面図 位置決め突起による第１の物品の位置決めを示す、図２の要部拡大側面図 図１のＩＶ−ＩＶ方向に沿って、位置決め突起(第３の位置決め部材）と、第１の物品の凹部（キネマチックカップリング用のＶ溝）とを示す、鉛直方向断面図 図１のＶ−Ｖ方向に沿って、第３の位置決め部材と、第１の物品の凹部とを示す、鉛直方向断面図 位置決め突起の変形例を示す平面図 スカラアームが、第２の物品（300mmウェハー用のFOUP）を支持している状態を示す平面図 スカラアームが第２の物品を支持している状態を示す側面図 棚受の平面図で、第１の物品を載置している状態を示す 棚受の平面図で、第２の物品を載置している状態を示す

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８に、実施例での物品の支持装置２をハンドとして備える、スカラアーム４を示す。スカラアーム４は、支持装置２により物品を位置決めすると共に支持し、棚受８０，８１等の移載相手との間で、進退動作と昇降動作とにより物品を移載（受け渡し）する。支持装置２は、スカラアーム４のハンドに限らず、例えばスライドフォークのトッププレートの先端部に設けても、あるいは固定した支持装置として棚等に設けても良い。なお図９，図１０は、スカラアーム４が物品を移載する棚受８０，８１を示す。

物品は、450mmウェハー用のFOUP５２（第１の物品）と、300mmウェハー用のFOUP６２（第２の物品）の２種類であるが、物品の種類自体は任意である。第２の物品は、第１の物品よりもサイズが小さく、かつその底面が第１の物品の底面が占める範囲に収まるものとする。各図において、鎖線はFOUP５２，６２を示し、FOUP５２，６２のサイドフランジのように、本発明とは関係がない部分は省略して示す。図１，図７，図９，図１０では、支持装置２及び棚受８０，８１による位置決めを示すため、FOUP５２，６２の底部の構造を示す。

図１，図２は、450mmウェハー用のFOUP５２を支持した状態での、スカラアーム４を示す。支持装置２はプレート６を備え、プレートの前後方向での先端と基部とに背が高い部分８，９があり、中間に背が低い部分１０がある。基部の背が高い部分９には軸４０があり、軸４０は支持装置２を回動させる。この明細書では、支持装置２の軸４０側を基端、その反対側の背が高い部分８側を先端とし、先端と基端とを結ぶ方向を前後方向という。また前後方向に対し、水平面内で直角な方向を左右方向という。

プレート６の左右方向の幅は、FOUP５２，６２の左右方向の幅よりも狭く、FOUP５２，６２を棚受８０，８１が支持できるようにしてある。先端側の背が高い部分８の左右方向中央部に位置決めガイド１２があり、基端側の背が高い部分９には左右例えば一対の位置決めガイド１６，１６がある。位置決めガイド１２，１６は、左右方向の長さが異なるが、基本的構造は同じで、背が低い部分１０側が低くなるように傾斜したテーパー面１３，１７と、テーパー面１３，１７の下端から背が低い部分１０側へ延びる水平な支持面１４，１８とを備えている。またテーパー面１３，１７と支持面１４，１８との境界上で、かつ位置決めガイド１２，１６の左右方向外側の端部の点１９は、FOUP５２の回り止めとなる。

背が高い部分８の左右方向中央部で背が低い部分１０寄りに、例えば平面視で長方形状の位置決め突起２０があり、位置決め突起２０の左右方向の端部には、Ｒ部が設けられている。背が低い部分１０には、例えば３個のキネマチックカップリングピン２２（以下ピン２２という）が設けられ、ピン２２の高さは支持面１４，１８の高さよりも低くしてある。背が低い部分１０の上面を、背が高い部分８の上面よりもＤだけ低い位置に配置し、このため、背が高い部分８，９と背が低い部分１０との間には、肉厚差Ｄが有る。そして背が低い部分１０の上面が背が高い部分８の上面よりも低い位置にあるため、位置決めガイド１２，１６の高さを小さくできる。

スカラアーム４は、ベース３０に設けた軸３６を中心に回動するアーム３２と、アーム３２の先端側の軸３８を中心に回動するアーム３４とを備え、アーム３４の先端側に前記の軸４０を備えている。スカラアーム４は昇降と水平往復運動とが自在な移動体に搭載され、この移動体はFOUP５２，６２を一時保管するストッカ等に設置されて、棚に沿って往復運動し、アーム４２によりスカラアーム４を支持して昇降させる。そしてスカラアーム４の伸縮とベース３０の昇降とを組み合わせて、棚受８０，８１との間でFOUP５２，６２を移載する。スカラアーム４に代えて、スライドフォークのトッププレートの先端に支持装置２を設けても良い。

４４は第１の落下防止部材、４６は第２の落下防止部材である。落下防止部材４４，４６は、アーム３４から鉛直上向きに直立する支柱４８に取り付けられ、高さは固定で、落下防止部材４４は支柱４８の上端付近に、落下防止部材４６はその下部に取り付けられている。第２の落下防止部材４６は支柱４８への取り付け軸を中心に水平面内で回動自在で、先端には鉛直軸回りに回動するローラ４７が取り付けられている。第１の落下防止部材４４は450mmウェハー用のFOUP５２の落下を防止し、第２の落下防止部材４６は300mmウェハー用のFOUP６２の落下を防止する。落下防止部材４４はFOUP５２のドア部５８の上端を規制し、落下防止部材４６はFOUP６２のドア部６８の上端を規制する。さらに落下防止部材４６は、FOUP５２に対して、ローラ４７がドア部５８に押されることにより後退する。

図１，図２に示すように、450mmウェハー用のFOUP５２は底部の４周に沿ってコンベヤ面５４が設けられ、側面の下部でコンベヤ面５４と交わる面はコンベヤガイド面５５とされ、コンベヤ面５４とコンベヤガイド面５５は特定の位置にある平滑な面である。またFOUP５２の底部には、キネマチックカップリング用に３個のＶ溝（断面が逆Ｖ字状の溝）が設けられ、ドア部５８側のＶ溝をＶ溝５６といい、反対側のＶ溝をＶ溝５７という。支持装置２は、前後のコンベヤガイド面５５と置決めガイド１２，１６とにより、前後方向の位置を位置決めし、コンベヤ面５４を支持面１４，１８で支持する。またドア部５８と反対側のＶ溝５７を、位置決め突起２０で位置決めすることにより、左右方向の位置決めを行う。位置決め突起２０のみでは、FOUP５２の鉛直軸回りの向きが変化する可能性があるので、FOUP５２の回転を回り止め１９により禁止する。

450mmウェハー用のFOUP５２の位置決めを、図１〜図５に示す。図３に示すように、コンベヤガイド面５５を位置決めガイド１２のテーパー面１３によりガイドし、コンベヤ面５４を支持面１４により支持する。位置決めガイド１６でも同様に、コンベヤガイド面５５をテーパー面１７によりガイドし、コンベヤ面５４を支持面１８により支持する。これによってFOUP５２は前後方向に位置決めされ、鉛直軸回りの回転は回り止め１９により防止される。このようにしてFOUP５２は水平面内で位置決めされるので、残る運動の自由度は上下運動のみとなる。スカラアーム４の動作、あるいはスカラアーム４を搭載した移動体の動作により、FOUP５２に大きな加速度が加わると、FOUP５２が落下する可能性がある。そこで第１の落下防止部材４４により、FOUP５２の高さを規制し、落下を防止する。

Ｖ溝５７内の、位置決め突起２０を図４，図５に示す。Ｖ溝５７の長手方向と位置決め突起２０の長手方向は平行で、長手方向に沿って位置決め突起２０の上部両側端が線接触でＶ溝５７の底部と接触し、左右方向に沿ってFOUP５２を位置決めする。なお線接触する線分を支持線分７２，７３として示す。位置決め突起とＶ溝５７との接触は、線接触に限らず、４点以上の点接触でも良く、４箇所の支持点７５で点接触する例を位置決め突起７４として図６に示す。

300mmウェハー用のFOUP６２の位置決めを、図７，図８に示す。背が低い部分１０の前後方向の長さは、FOUP６２の奥行きよりも長く、背が低い部分１０上にFOUP６２を支持する。コンベヤ面６４を位置決めには用いず、キネマチックカップリング用の３個のＶ溝６６に、３本のピン２２をキネマチックカップリングさせて、FOUP６２の本来の仕様に従って位置決めする。これが可能なのは、FOUP６２はFOUP５２よりも小さいため、Ｖ溝６６の位置にピン２２を配置できるためである。またピン２２は背が低い部分１０上にあるため、FOUP５２の底部とは接触しない。さらに位置決め突起２０は、FOUP６２の底面から外れた位置にある。なおプレート６に肉厚さＤを設けるのではなく、位置決めガイド１２，１６の支持面１４，１８をピン２２の先端よりも高くしても、450mmウェハー用のFOUP５２とピン22との干渉を回避できる。ピン２２によりFOUP６２は水平面内で位置決めされるので、第２の落下防止部材４６によりFOUP６２の高さを規制し、落下を防止する。

図９は、棚受８０，８１による450mmウェハー用のFOUP５２の支持を示す。棚受８０，８１は各々、前後方向の位置決めガイド８２，左右方向の位置決めガイド８６，及び前後左右兼用の位置決めガイド９０を備え、FOUP５２を前後左右に位置決めする。８３，９１は前後方向に傾斜するテーパー面で、８７，９２は左右方向に傾斜するテーパー面で、これらはコンベヤガイド面５５をガイドする。８４，８８，９３は水平な支持面で、これらはコンベヤ面５４を支持する。

図１０は、棚受８０，８１による300mmウェハー用のFOUP６２の支持を示す。位置決めピン９４は、FOUP６２のフォークリフトピン用の孔と係合して位置決めする。なお位置決めピン９４は、450mmウェハー用のFOUP５２でのＶ溝５６に収まり、FOUP５２とは接触しない。

２ 支持装置（スカラアームのハンド）
４ スカラアーム
６ プレート
８，９ 背が高い部分
１０ 背が低い部分
１２，１６ 位置決めガイド（第１の位置決め部材）
１３，１７ テーパー面
１４，１８ 支持面
１９ 回り止め
２０ 位置決め突起（第３の位置決め部材）
２２ キネマチックカップリングピン（第２の位置決め部材）
３０ ベース
３２，３４ アーム
３６〜４０ 軸
４２ アーム
４４，４６ 落下防止部材
４７ ローラ
４８ 支柱
５２ 450mmウェハー用のFOUP（第１の物品）
５４，６４ コンベヤ面
５５ コンベヤガイド面
５６，６６ Ｖ溝
５８，６８ ドア部
６０，７０ フランジ
６２ 300mmウェハー用のFOUP（第２の物品）
７２，７３ 支持線分
７４ 位置決め突起
７５ 支持点
８０，８１ 棚受
８２，８６，９０ 位置決めガイド
８３，８７，９１，９２ テーパー面
８４，８８，９３ 支持面
９４ 位置決めピン

Ｄ 肉厚差

Claims (5)

1. 底部に位置決め用の第１の凹部を有する第１の物品と、底部に位置決め用の第２の凹部を有し、かつ底部が第１の物品の底部が占める範囲に収まる第２の物品とを、同じ向きに共に支持するための支持装置と棚とを備えるストッカであって、
   前記ストッカは、少なくとも一対の棚受を有する棚と、支持装置を昇降させる移動体を備え、
   各物品の奥行き方向を前後方向、幅方向を左右方向として、
   前記支持装置は、第１の物品の底部よりも左右方向の幅が狭く、かつ前後方向の中間で、第２の物品の奥行きよりも広い長さに渡って、上面が前後方向の両外側よりも低くされた背が低い部分が設けられている支持部と、
   前記支持部の前記背が低い部分の前後方向の両外側に設けられ、かつ第１の物品の底部の前後方向の両端をガイドすることにより、第１の物品の前後方向両端を位置決めすると共に支持する第１の位置決め部材と、
   前記支持部に設けられ、かつ第１の位置決め部材により前後方向両端が位置決めされた第１の物品の、左右方向への移動を規制する移動規制部材と、
   前記支持部の前記背が低い部分に設けられ、かつ第２の物品の底部を位置決めすると共に支持する第２の位置決め部材、とを備え、
   前記少なくとも一対の棚受は、第２の物品の底部の幅よりも狭く前記支持部の幅よりも広い間隔を置いて設けられ、かつ前記少なくとも一対の棚受は各々、前後方向に沿って第１の物品の奥行きよりも長く、さらに、第１の物品の底部の前後方向両端をガイドすることにより位置決めする前後一対の位置決めガイドと、第２の物品の底部を位置決めする位置決め手段とを備え、
   前記移動体が前記支持装置を昇降させることにより、第１の物品及び第２の物品を支持装置と前記一対の棚受との間で移載し、かつ第１の物品を移載する際に、前記第１の位置決め部材と前記前後一対の位置決めガイドが、第１の物品の前後両端に沿って左右方向に並ぶように構成されていることを特徴とするストッカ。
2. 前記移動規制部材は、前記背が低い部分の前後方向の少なくとも一方の外側に設けられ、第１の物品の底部の第１の凹部に係合することにより、第１の物品の左右方向位置を位置決めする第３の位置決め部材であり、
   前記一対の棚受は各々、第１の物品の左右方向の両端部をガイドすることにより位置決めする第２の位置決めガイドを備えていることを特徴とする、請求項１のストッカ。
3. 第２の物品は第２の凹部を複数個有し、第２の位置決め部材は、第２の物品の底部の第２の凹部と係合し、かつ前記背が低い部分に設けられ、第１の物品の底部とは干渉しない高さの複数個の突起であり、
   前記位置決め手段は、第２の物品の底部の孔と係合して第２の物品を位置決めする複数個の突起であることを特徴とする、請求項１または２のストッカ。
4. 前記第１の位置決め部材は、第１の物品の前後方向の両端をガイドするテーパー面と、第１の物品の底部を支持する支持面とを備え、
   前記テーパー面と前記支持面とは物品の左右方向に沿って拡がり、かつ前記テーパー面と前記支持面との境界が、第１の位置決め部材の端部で、第１の物品の回り止めとして作用するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかのストッカ。
5. 底部に位置決め用の第１の凹部を有する第１の物品と、底部に位置決め用の第２の凹部を有し、かつ底部が第１の物品の底部が占める範囲に収まる第２の物品とを、支持装置とストッカの棚とにより、同じ向きに共に支持する方法であって、
   前記ストッカは、少なくとも一対の棚受を有する棚と、支持装置を昇降させる移動体を備え、
   各物品の奥行き方向を前後方向、幅方向を左右方向として、
   前記支持装置は、第１の物品の底部よりも左右方向の幅が狭い支持部を備え、かつ支持部には、前後方向の中間で、第２の物品の奥行きよりも広い長さに渡って、上面が前後方向の両外側よりも低くされた背が低い部分が設けられ、
   前記少なくとも一対の棚受は、第２の物品の底部の幅よりも狭く前記支持部の幅よりも広い間隔を置いて設けられ、かつ前記少なくとも一対の棚受は各々、前後方向に沿って第１の物品の奥行きよりも長く、さらに、第１の物品の底部の前後方向両端をガイドすることにより位置決めする前後一対の位置決めガイドと、第２の物品の底部を位置決めする位置決め手段とを備え、
   前記移動体は、前記支持装置を昇降させることにより、第１の物品及び第２の物品を支持装置と前記一対の棚受との間で移載し、
   前記支持部の前記背が低い部分の前後方向の両外側に設けられている第１の位置決め部材により、第１の物品の底部の前後方向の両端をガイドすることにより、第１の物品の前後方向両端を位置決めすると共に支持するステップと、
   前記支持部に設けられた移動規制部材により、第１の位置決め部材により前後方向両端が位置決めされた第１の物品の、左右方向への移動を規制するステップと、
   前記支持部の前記背が低い部分に設けられた第２の位置決め部材により、第２の物品の底部を位置決めすると共に支持するステップと、
   前記前後一対の位置決めガイドにより、第１の物品の底部の前後方向の両端をガイドすることにより、第１の物品の前後方向両端を位置決めすると共に支持するステップと、
   前記位置決め手段により、第２の物品の底部を位置決めするステップ、
   とを行い、
   第１の物品を移載する際に、前記第１の位置決め部材と前記前後一対の位置決めガイドが、第１の物品の前後両端に沿って左右方向に並ぶようにする物品の支持方法。

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