JPH11288315A - 台車運行システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道上にある台車のいずれとも、電力線およ
び電力用のピックアップコイルを利用して搬送制御装置
との通信が確実に行えるようにする。 【解決手段】 クリーンルーム内に敷設した無端状の軌
道に沿って配線されたループ状の電力線２と、この電力
線２から非接触で電力用のピックアップコイルにより誘
導した電力を利用して、搬送物の自動移載を行いなが
ら、軌道上を走行する台車９と、この台車９との間で通
信を行って、この台車９の搬送に関する制御を行う搬送
制御装置３とを備え、電力線２に供給される電力に対し
て、この電力の周波数とは異なるディジタル変調を行っ
た周波数の通信信号を、電力用のピックアップコイルを
通じて重畳することで、台車９および搬送制御装置３間
で搬送に関する情報の送受信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クリーンルーム
内に敷設した無端軌道上を走行する台車を、搬送制御装
置との通信による運行制御下で走行させる台車運行シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】クリーンルーム内で行われる半導体のウ
エハプロセスは、数百工程にも及ぶバッチ処理であり、
このバッチ処理のため、従来は、人がウエハカセットを
各処理装置へ運搬していた。しかし、作業者は最大の汚
染源であるため、生産の歩留りを向上することを目的
に、クリーンルーム内搬送を自動化することが一般に行
われている。そして、このクリーンルーム内の工程間搬
送では、リニアモータを使用してウエハカセットを載せ
た台車を高速搬送する搬送システムが提案され、そのウ
エハカセットをストッカを介して自動搬送することが行
われるようになった。

【０００３】しかし、このリニアモータにより走行する
台車を用いた自動搬送システムのうち、台車側に設けた
集電子を電力線に接触させて電力を供給するものでは、
クリーンルームで最もきらう集電子等の摩耗粉や塵埃の
発生があるため、非接触式の集電機構を採用することが
望まれている。

【０００４】一方、台車の軌道に沿った搬送制御は、こ
の台車から離れた搬送制御装置からの指令にもとづいて
行われ、このため、搬送制御装置は台車との間で搬送制
御に必要な通信を無線で行っている。そして、この通信
を、台車がいずれの移動位置にあっても行えるようにす
るため、搬送制御装置の無線機を台車が作業を行うステ
ーションなどの複数箇所に設置し、しかも台車との通信
のためのケーブルをその無線機と搬送制御装置との間に
敷設していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
自動搬送制御のための通信方法では、確実な通信を行え
るようにするためには、前記搬送制御装置の無線機を設
置する位置の選定作業に労力と時間を要し、例えばその
無線機がステーションに設置される場合などには、台車
はそのステーションに一旦停止して指令を受ける必要が
あるなどの制約があり、また、防火壁や付近の障害物に
よって電波（マイクロ波）が遮蔽され、台車に対し確実
に指令が伝えられない場合があるという課題があった。
なお、指令が光で行われる場合も、前記障害物による影
響をさらに頻繁に受ける。

【０００６】一方、前記電波や光の遮蔽により通信不良
を回避するため、前記搬送制御装置からの指令信号を供
給する通信線を、この搬送制御装置の電力線と平行に案
内レールに沿って敷設し、この通信線を介して台車が搬
送制御装置と通信を行う方法も提案されているが、この
場合には電力線のほかに通信線が敷設されるため、その
敷設作業や保守作業などが面倒であるほか、コスト高に
なるという課題があった。

【０００７】この発明は前記のような課題を解決するも
のであり、軌道上のあらゆる位置にある台車のいずれと
も、電力用のピックアップコイルを通じて搬送制御装置
との通信が確実に行えるとともに、これを極めて簡単で
ローコストに実現できる台車運行システムを得ることを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的達成のため、請
求項１の発明にかかる台車運行システムは、クリーンル
ーム内に敷設した無端状の軌道に沿って配線されたルー
プ状の電力線と、この電力線から非接触で電力用のピッ
クアップコイルにより誘導した電力を利用して、搬送物
の自動移載を行いながら、前記軌道上を走行する台車
と、この台車との間で通信を行って、この台車の搬送に
関する制御を行う搬送制御装置とを備え、前記電力線に
供給される電力に対し、この電力の周波数とは異なるデ
ィジタル変調を行った周波数の通信信号を、電力用のピ
ックアップコイルを通じて重畳することで、前記台車お
よび搬送制御装置間で前記搬送に関する情報の送受信を
行うようにしたものである。

【０００９】また、請求項２の発明にかかる台車運行シ
ステムは、１つの無端状の軌道に沿って複数のループ状
の電力線を隣合うように設け、これらの電力線から前記
台車への電力供給が切り換わる部位で、前記電力線どう
しを互いに重ねるように配置したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１はこの発明の台車運行システ
ムを概念的に示すブロック接続図である。同図におい
て、１は例えば５０アンペア（Ａ），１０キロヘルツ
（ＫＨｚ）の交流電源であり、これには例えば３００メ
ートルの電力線（給電線）２がループ状に接続されてい
る。この電力線２は１台または複数台の台車３が走行す
る軌道（図示しない）に沿って配線されている。

【００１１】また、３は搬送制御装置で、これが、電力
線２に対して無接触で接続されて、この電力線２上の電
力に通信信号の搬送波を重畳させる送信用のピックアッ
プコイル４および受信用のピックアップコイル５と、ホ
ストコンピュータ６からの通信信号をディジタル変調し
て送信用のピックアップコイル４へ出力する変調器７
と、電力線２から受信用のピックアップコイル５に誘導
された通信信号を復調してホストコンピュータ６へ入力
する復調器８とから構成されている。

【００１２】さらに、９は軌道に沿って走行する複数の
台車であり、ここでは、２台のみを示してある。これら
の台車９は、電力線２に対して無接触で接続されて、電
力線２上の電力に通信信号の搬送波を重畳させる送信用
のピックアップコイル１０および受信用のピックアップ
コイル１１と、台車側コンピュータ１２からの通信信号
をディジタル変調して送信用のピックアップコイル１０
へ出力する変調器１３と、受信用のピックアップコイル
１１に誘導された通信信号を復調して台車側コンピュー
タ１２へ入力する復調器１４とから構成されている。

【００１３】なお、前記ホストコンピュータ６が変調器
７から送信用のピックアップコイル４へ出力する通信信
号の周波数は、例えば３００ＫＨｚとされ、一方、台車
側コンピュータ１２が変調器１３で通信信号のディジタ
ル変調を行い、送信用のピックアップコイル１０を通し
て電力線２上の電力に重畳させる通信信号の周波数は、
例えば３５０ＫＨｚとされる。そして、これらの各周波
数は、前記交流電源１の周波数とは異なる高い周波数に
設定されている。従って、ホストコンピュータ６側の復
調器８は３５０ＫＨｚの通信信号を復調し、台車側コン
ピュータ１２側の復調器１４は３００ＫＨｚの通信信号
を復調する。このため、各復調器８，１４には特定周波
を分離して通過させるバンドパスフィルタが設けられ
る。

【００１４】なお、この図１では、通信信号の送受信の
ために、搬送制御装置３および台車９に独自の送信用ピ
ックアップコイル４，５，１０，１１を設けた場合のみ
を図示してあるが、実際には電力を無接触で誘導する電
力用ピックアップコイルを、搬送制御装置３および台車
９ごとに電力線２にそれぞれ接続して、前記送信用ピッ
クアップコイル４，５，１０，１１をこれらの電力用ピ
ックアップコイルで兼用させている。すなわち、この電
力用ピックアップコイルを通じて搬送制御装置３および
台車９は電力の供給を受けるとともに、前記通信信号の
送受信を行うこととなる。この結果、システムを構成す
る使用部品数の低減，構成の簡素化とともに、コストの
大幅な低減を図ることができる。

【００１５】また、前記変調器７，１３から電力線２に
供給する通信信号の周波数は、電波法との対応から、ま
た、電力線２の全長（例えば４００メートル）から、波
長が短くなり過ぎることによって、反射や位相差によっ
て通信ができなくなることがないように、なるべく低
く、しかも電力線の電源周波数の影響を受けない、例え
ば前記の３００ＫＨｚとする。

【００１６】すなわち、このような１つの閉回路の電力
線２においては、前記通信信号は、折り返し信号との干
渉回避のため、電力線の長さの４倍以上の最低波長か
ら、ろ波器との関係から決まる電力波の１／２波長以下
の最大波長までの信号を選んで使用する。

【００１７】図２および図３はそれぞれ台車９の送信側
回路および受信側回路を示す。これらのうち、図２に示
す送信側回路は、台車側コンピュータで自己判定した台
車９の位置や積載の情報を、フェーズロックドループ
（ＰＬＬ）を使った周波数変位キーング装置（変調装
置）２１に入力して、ディジタル信号をアナログ信号に
変換してアナログ伝送路で通信できるように変調し、さ
らにゲートドライバ２２を通じて、例えば、ＤＣ２４Ｖ
の直流電源２３に２個ずつ直列接続したスイッチ素子を
２組並列接続してなるインバータ２４を駆動する。

【００１８】すなわち、ゲートドライバ２２はインバー
タ２４を構成するスイッチ素子２４ａ，２４ｃとスイッ
チ素子２４ｂ，２４ｄとを同期的にオン，オフ制御し、
このオン，オフ動作に応じた信号を抵抗２５を介して共
振用のコンデンサ２６およびコイル２７に入力して所定
周波の通信信号を取り出し、これを送信用のピックアッ
プコイル１０を通じて電力線２へ出力する。このピック
アップコイル１０には常時は閉じているスイッチ素子２
８が並列接続されている。

【００１９】ところで、各台車９は、このようなコンデ
ンサ２６およびコイル２７からなる共振回路を持つた
め、一方の台車からの送信信号が電力線２を介して他方
の台車の送信回路に回り込むことが考えられる。例え
ば、一方の台車から１．７Ｖの通信信号が印加される
と、他方の台車の共振回路には８５Ｖの誘起電圧が発生
し、従って、インバータ２４の出力電圧も、例えば２４
Ｖから２００Ｖにも上昇してしまう。

【００２０】そこで、搬送制御装置３のホストコンピュ
ータ６が指定した台車９が通信信号を送信する瞬間の
み、常時はオフとなっている前記スイッチ素子２８をオ
ンにして、この台車から搬送制御装置３への搬送管理に
関する通信信号の送信を可能にしている。また、その通
信信号の送信時以外はピックアップコイル１０を短絡し
て、前記他の台車からの通信信号の廻り込みを阻止す
る。

【００２１】また、図３に示す受信回路では、電力線２
に無接触で電気的に接続された受信用のピックアップコ
イル１１から受信信号を得て、これを、昇圧器２９，リ
ミッタ３０，並列抵抗３１を介してバンドパスフィルタ
３２に通し、所定周波領域の送信信号を取り出し、さら
にＰＬＬを使用した復調装置３３にて復調した３５０Ｋ
Ｈｚの送信信号を取り出し、台車用コンピュータ１２に
入力している。

【００２２】なお、ここでは、前記の各ピックアップコ
イル１０，１１は送信用および受信用に分けて設けられ
ており、共通化されていない。これにより、受信側回路
での受信の待ち受けを常時可能にするとともに、前記ス
イッチ２８により、送信回路への他の台車９などからの
送信信号の廻り込みを防止可能にしている。また、ピッ
クアップコイル１０，１１には、電流変成器ＣＴの２次
側コイルを用いることができる。

【００２３】すなわち、前記のような電力線２を利用す
る搬送通信では、電力線２上の電力にディジタル情報を
重畳したり、電力線２からディジタル情報を取り出すの
にコンデンサカップリングやパルストランスを使用せず
に、電流変成器ＣＴを前記各ピックアップコイルとして
用いることができる。この電流変成器ＣＴは、コアにコ
イルを巻装したものであるため、十分な電力検出作用が
得られ、従って、台車９と電力線２との非接触の間隔を
十分に大きくすることができる。この結果、搬送システ
ムの設計や設置条件などが大きく緩和されるという利点
が得られる。

【００２４】一方、クリーンルーム内での搬送距離、す
なわち、軌道長が大きくる場合には、電力線２もこれに
応じて長くなり、ディジタルの通信信号の反射や損失が
大きくなる場合が考えられる。このために、軌道が長く
なった場合には、図４に示すように、１つの無端の軌道
に沿って、複数組のループ状の電力線２を配置し、各電
力線２の電源１の近傍に接続された、前記変調器７およ
び復調器８に対応するディジタル／アナログ変換部３５
を介して、各電力線を搬送制御装置３にマルチドロップ
接続している。

【００２５】このようにすれば、搬送制御装置３からの
ディジタルの通信信号を平行線を用いて各電力線２の電
源１近くまで伝送し、さらにディジタル／アナログ変換
部（変復調器）３５を通して変復調し、増幅した後各電
力線２に供給できる。従って、台車９がいずれの電力線
２上にあっても、搬送制御装置３との間で同一の条件で
通信信号の送受信が行えることとなる。

【００２６】また、このように電源１を持った電力線２
を１つの軌道に沿って複数組敷設する台車運行システム
では、台車９が隣接する電力線２の一方から他方へ乗り
移った場合に、搬送制御装置３からの送信信号の受信が
途切れる可能性がある。例えば、図５に示すように、電
源１Ａ，１Ｂを有する２つの電力線２Ａ，２Ｂを軌道Ｃ
に沿って配線した場合に、各電力線２Ａ，２Ｂ間に間隙
Ｇが生じ、この間隔Ｇ部分で台車９に対する搬送制御装
置３からの通信信号が途切れる。

【００２７】そこで、この発明では、図６に示すよう
に、各電力線２Ａ，２Ｂを間隙Ｇ部分で、軌道Ｃ方向に
重なるように斜めに配置している。このため、間隙Ｇは
軌道Ｃ方向に一定の長さを持つため、台車がその長い間
隙のどの位置を通るときも、必ず、両電力線２Ａ，２Ｂ
の双方から電力および通信信号が受けられるため、これ
らが台車９側において途絶えることは全くなくなり、伝
達情報の欠落などを確実に防止できる。

【００２８】また、図７に示すように、電力線２Ａ端を
電力線２Ｂ端に対して前後方向または上下方向に相互に
重なるようにしても、図６の場合と同様の効果が得られ
る。この場合には、軌道方向の間隙Ｇは生じない。

【００２９】また、前記軌道Ｃを走行する台車９は、例
えば、図８に示すように構成されている。図８はその構
成を概念的に示し、４１は軌道Ｃを構成する略Ｕ字状断
面の軌道枠で、これの底部中央には、台車９の走行方向
に短冊状の複数の磁石４４が埋設されている。さらに、
軌道枠４１の対向する各側板内面には、中位レベルに、
先端がＬ字状に屈曲成形されたガイド片４２ａを有する
ガイドレール４２が対称設置されている。

【００３０】さらに、これらのガイドレール４２上方の
前記側板内面には、絶縁材からなる電線支持部材４３が
上下２本ずつ突設されている。そして、これらのうち、
上方の左右の電線支持部材４３には、例えば図５に示す
ような電源１Ａを持った電力線２Ａの平行な２線が支持
されており、下方の左右の電源支持部材４３には、その
電力線２Ａに隣合う電源１Ｂを持った他の電力線２Ｂの
平行な２線が、それぞれ支持されている。

【００３１】一方、軌道枠４１内には、これの底部に接
して転動するキャスタ４５を下部に持った台車９が、軌
道Ｃ方向に沿って走行自在に設けられている。この台車
９は、中央部の下面に複数の電機子コイル４６を、磁石
４４に対向するようにして軌道Ｃ方向に並設しており、
これらの電機子コイル４６および前記磁石４４はインダ
クションタイプのリニアモータを構成している。

【００３２】また、この台車９上には左右に支持アーム
４７が突設され、これらの支持アーム４７上端に、軌道
枠４１の両側板に突設されたガイドレール４２のガイド
片４２ａに対し、離接自在かつ転動自在となるガイドロ
ーラ４８が設けられている。従って、台車９が軌道枠４
１内を走行するとき、その走行方向が２つのガイド片４
２ａによって決められる。

【００３３】さらに、前記台車９上の中央部には支持棒
４９が垂直方向に突設され、この支持棒４９の、軌道枠
４１の上方開口部から突出する上端には、ウエハカセッ
ト５０を載置する荷台５１が取り付けられている。ま
た、前記支持棒４９のうち、軌道枠４１内に臨む位置に
は、ピックアップ手段５２が取り付けられている。

【００３４】このピックアップ手段５２は、前記電力線
２Ａ，２Ｂに近接して設けられたピックアップコイル
（図示しない）およびこのピックアップコイルを巻装し
て、電流変成器ＣＴを形成するコア５３とからなる。な
お、このコア５３には、前記各電力線２Ａ，２Ｂをピッ
クアップコイルに接近した状態にてガイドする切欠５４
が、図示のように設けられている。つまり、各電力線２
Ａ，２Ｂはピックアップコイルに近接した状態にて各切
欠５４内に挿通されている。従って、電力線２Ａ，２Ｂ
から、電力および通信信号が高感度でピックアップコイ
ルに誘導可能になる。

【００３５】ところで、電力線２Ａ，２Ｂは、軌道Ｃの
状況により、図８に示すように台車９の両側に設けられ
たり、台車９の左側および右側の一方に設けられたりす
る場合がある。従って、電力搬送通信では電力線から通
信信号を誘導するためには、台車９の左右にそれぞれの
前記のようなピックアップコイルが必要になる。

【００３６】そして、前記のように、台車９の左側また
は右側にのみ電力線２Ａまたは２Ｂが配設される場合に
は、搬送制御装置３からの指令によって、前記各ピック
アップコイルの切り換えを行って、これに誘導される通
信信号を取り出す必要があり、このため切換手段を設置
する必要が生じる。しかし、このような場合には左右の
各ピックアップコイルを互いに並列接続しておくこと
で、いずれのピックアップコイルに誘導される通信信号
も、確実に台車９の台車側コンピュータ１２に取り込む
ことができ、前記ピックアップコイルの切換手段が不要
になる。

【００３７】なお、左右のピックアップコイルにそれぞ
れろ波器や増幅器を設けて、増幅段において左右のピッ
クアップコイルに得られる通信信号を加算しても、前記
並列接続の場合と同様に、左側または右側の電力線から
誘導される通信信号を確実に取り出すことができる。

【００３８】また、左右の各ピックアップコイルから得
られた通信信号のうち、信号レベルの高い一方のピック
アップコイルを信号強度判別器により判別し、信号強度
の大きいピックアップコイル上の通信信号を自動選択し
て取り出すようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、クリ
ーンルーム内に敷設した無端状の軌道に沿って配線され
たループ状の電力線と、この電力線から非接触で電力用
のピックアップコイルにより誘導した電力を利用して、
搬送物の自動移載を行いながら、前記軌道上を走行する
台車と、この台車との間で通信を行って、この台車の搬
送に関する制御を行う搬送制御装置とを備え、前記電力
線に供給される電力に対し、この電力の周波数とは異な
るディジタル変調を行った周波数の通信信号を、電力用
のピックアップコイルを通じて重畳することで、前記台
車および搬送制御装置間で前記搬送に関する情報の送受
信を行うように構成したので、軌道上のあらゆる位置に
ある台車のいずれとも、電力線および電力用のピックア
ップコイルを利用して搬送制御装置との通信が確実に行
えるとともに、これを極めて簡単な構成にてローコスト
に実現できるとともに、電力線を通信信号の伝送用に兼
用できるため、従来のように通信信号伝送専用の通信線
を軌条に沿って並設する必要がなくなり、システム構成
や保守作業の更なる簡素化およびローコスト化を実現で
きるという効果が得られる。

【００４０】また、この発明によれば、１つの無端状の
軌道に沿って複数のループ状の電力線を隣合うように設
け、これらの電力線から前記台車への電力供給が切り換
わる部位で、前記電力線どうしを互いに重ねるように配
置したので、台車が隣合う他の電力線上に乗り移る際に
も、搬送制御装置および台車間で送受信される通信信号
や電力供給が途絶えることを確実に防止できるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の一形態による台車運行シス
テムを示すブロック接続図である。

【図２】 図１における台車の送信側回路を示す回路図
である。

【図３】 図１における台車の受信側回路を示す回路図
である。

【図４】 この発明による複数の電力線を持つ台車運行
システムを示すブロック接続図である。

【図５】 この発明による複数の電力線の配置例を示す
説明図である。

【図６】 この発明による複数の電力線の配置例を示す
説明図である。

【図７】 この発明による複数の電力線の配置例を示す
説明図である。

【図８】 この発明の台車および軌道の構成を示す概念
図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ 電源 ２，２Ａ，２Ｂ 電力線 ３ 搬送制御装置 ４，５，１０，１１ ピックアップコイル ９ 台車 ２８ スイッチ素子 ３５ ディジタル／アナログ変換部 Ｃ 軌道

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クリーンルーム内に敷設した無端状の軌
   道に沿って配線されたループ状の電力線と、 該電力線から非接触で電力用のピックアップコイルによ
   り誘導した電力を利用して、搬送物の自動移載を行いな
   がら、前記軌道上を走行する台車と、 該台車との間で通信を行って、該台車の搬送に関する制
   御を行う搬送制御装置とを備え、 前記電力線に供給される電力に対し、該電力の周波数と
   は異なるディジタル変調を行った周波数の通信信号を、
   前記電力用のピックアップコイルを通じて重畳すること
   で、前記台車および搬送制御装置間で前記搬送に関する
   情報の送受信を行うことを特徴とする台車運行システ
   ム。
2. 【請求項２】 １つの無端状の軌道に沿って複数のルー
   プ状の電力線が隣合うように設けられ、これらの各電力
   線から前記台車への電力供給が切り換わる部位で、前記
   電力線どうしが互いに重なるように配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の台車運行システム。