JP7529039B2

JP7529039B2 - 保管棚

Info

Publication number: JP7529039B2
Application number: JP2022561315A
Authority: JP
Inventors: 靖久伊藤
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2024-08-06
Anticipated expiration: 2041-09-27
Also published as: CN116529180A; JPWO2022102264A1; US20230406621A1; WO2022102264A1; TW202235339A

Description

本開示は、容器を保管するための保管棚であって、容器に対するパージ機能を備えた保管棚に関する。

従来、天井に設置されたレールに沿って走行するビークル（走行車）から、容器を受け取って保管する保管棚が知られている。例えば、特許文献１に記載された保管棚は、容器の内部に収容されたウェハをガスでパージするように構成されたパージアセンブリを備えている。

特表２０１５－５３３０２６号公報

上記した従来の保管棚では、骨組をなす底フレームと側壁フレームとが設けられており、底フレーム上に複数の棚が設置されている。パージアセンブリは、ガスを供給および回収するためのメイン配管、各保管棚のノズルに接続されるサブ配管、供給バルブ、供給流量計、排出バルブ、および排出流量計等を備える。これらの各種機器は、レールまたはいずれかのフレームに対して取り付けられる。このようなパージアセンブリを備える保管棚を現地で組み立てる（施工する）のは相当な手間を要する。

本開示は、パージ機能付きの保管棚に関し、現地における施工を容易に行うことができる保管棚を説明する。

本開示の一態様に係る保管棚は、天井から吊り下げられる少なくとも２つのベースフレームと、ベースフレームに架け渡され、容器が載置される載置部を構成する少なくとも２本のビーム材と、を備え、ビーム材のうちの少なくとも１本のビーム材に、容器の位置決めを行うための位置決めピンと、容器内に流体を供給するノズルと、流体をノズルへと送る配管と、配管に設けられて流体を調整する調整装置とが取り付けられている。

この保管棚によれば、ビーム材のうちの少なくとも１本のビーム材に、位置決めピン、ノズル、配管、および調整装置を予め取り付けておくことができる。よって、パージ機能付きの保管棚の現地における施工を容易に行うことができる。そのようなビーム材は、パージ機能の付加に必要な主な機器類が既にユニット化されて、ビーム材に一体化されているという利点を有する。例えば、既設のパージ機能を備えない保管棚にパージ機能を付加する際、現地においてビーム材を取り替えるのみで施工を行うことができる。

少なくとも１本のビーム材は、Ｃ字状の断面またはＬ字状の断面を有する部材であり、ノズルは少なくとも１本のビーム材の内面側に取り付けられていてもよい。この場合、ノズルをコンパクトかつ容易に配置することができる。位置決めピンに対するノズルの位置関係を予め所定の位置に定めておくことで、ノズルの配置の精度も高められる。

載置部に配置される３本の位置決めピンのうち、１本または２本の位置決めピンは、上記少なくとも１本のビーム材とは異なる他のビーム材に設けられていてもよい。この場合、他のビーム材に設けられた１本または２本の位置決めピンを利用して、パージ機能に関する機器類が取り付けられたビーム材を容易に位置決めすることができる。

少なくとも１本のビーム材は、Ｃ字状の断面を構成する３つの平板部またはＬ字状の断面を構成する２つの平板部を有しており、それらの平板部のうちの１つの平板部の表面が、載置部を構成していてもよい。この場合、ビーム材の天面が載置部を構成しており、ビーム材の天面に別途の板材等を添設する必要がない。したがって、載置部の高さを容易に合わせることができる。

本開示によれば、パージ機能付きの保管棚の現地における施工を容易に行うことができる。

図１は本開示の一実施形態に係る保管棚の全体構成を概略的に示す図である。図２は、図１の保管棚と、天井走行車およびレールを示す斜視図である。図３は、保管棚の平面図である。図４は、保管棚の正面図である。図５は、保管棚の側面図である。図６はパージ機能を付加する際の取り換え用のビーム材を示す平面図である。図７（ａ）は図６の一部を拡大して示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の側面図である。図８は、治具を用いた位置合わせされた保管棚を示す平面図である。図９は、組み立て作業時における治具を用いた位置合わせ作業を示す平面図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。「Ｘ方向」、「Ｙ方向」及び「Ｚ方向」は、図示する方向に基づいており便宜的な用語である。

図１および図２に示されるように、保管棚１は、例えば、半導体製造工場の半導体搬送システムＳを構成する天井走行車３の軌道５に沿って配置される。保管棚１は、ＦＯＵＰ又はレチクルポッド等の容器Ｆを一時的に保管する。保管棚１は、容器Ｆの内部を窒素等のパージガス（流体）でパージするように構成されている。

図１に示されるように、半導体搬送システムＳは、天井１００から吊り下げられた複数の保管棚１と、保管棚１に対して電源供給配線６を介して電源を供給する分電盤２と、工場内の酸素濃度を監視する監視スタンド４と、天井１００に敷設されて各保管棚１にパージガスを供給するガス供給配管８とを備えている。ガス供給配管８には、所望の圧力に調整されたパージガスが供給される。分電盤２と監視スタンド４は、例えば床９上に設置される。分電盤２には、緊急時等に保管棚１に対するパージガスの供給を停止するための緊急停止ボタン２ａが設けられてもよい。また監視スタンド４には、酸素濃度センサ４ａが設けられている。監視スタンド４には、酸素濃度低下時等にパージガスの供給を停止するための緊急停止ボタン４ｂが設けられてもよい。

図１および図２に示されるように、各保管棚１は、例えば天井１００から吊り下げられた２つのベースフレーム１０，１０と、２つのベースフレーム１０，１０に架け渡された２本のビーム材２０Ａ，２０Ｂとを備える。各ベースフレーム１０は、天井１００から吊り下げられて鉛直方向であるＺ方向に延在する例えば２本の吊部１１と、吊部１１の下端に架け渡されて、水平方向であるＹ方向に延在する１本の支持部１２とを有する。ビーム材２０Ａ，２０Ｂは、例えば、Ｘ方向に離間する２本の支持部１２，１２の下面に取り付けられることで、２つのベースフレーム１０，１０に架け渡されている。

ビーム材２０Ａ，２０Ｂは、例えば、Ｃ字状の断面を有する溝形鋼からなる部材である。ビーム材２０Ａ，２０Ｂは、水平方向であるＸ方向に平行に延びており、Ｙ方向において離間している。ビーム材２０Ａ，２０Ｂは、天井走行車３の位置に適合する等しい高さに配置される。各保管棚１において、ビーム材２０Ａ，２０Ｂは、容器Ｆが載置される複数の（図１，２では４つの）載置部７を構成している。ビーム材２０Ａ，２０Ｂが載置部７を構成するため、これらの離間距離は、容器Ｆの底面のＹ方向の長さよりも小さい。載置部７は、載置部７上に容器Ｆを水平に載置できるよう、ＸＹ平面に平行に形成された水平な載置面７ａを含む。

ビーム材２０Ａ，２０Ｂは、同じ大きさを有する鋼材であってもよいが、大きさの異なる鋼材であってもよい。本実施形態では、２本のビーム材２０Ａ，２０Ｂのうち、１本のビーム材２０Ｂに、容器Ｆへのパージを可能とするパージユニット３０が取り付けられている。以下、図３～図５，図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、ビーム材２０Ｂおよびパージユニット３０の構成について説明する。なお、図２では、ビーム材２０Ｂに取り付けられたパージユニット３０の図示は省略されている。

図３～図５に示されるように、ビーム材２０Ａとビーム材２０Ｂとによって構成される載置部７上に、容器Ｆが載置される。保管棚１には、１箇所の載置部７につき、容器Ｆの位置決めを行うための３つのキネマティックピン２６が設けられている。図３に示されるように、ビーム材２０Ａに２つのキネマティックピン２６が設けられ、１つのキネマティックピン２６がビーム材２０Ｂに設けられている。３つのキネマティックピン２６は、三角形（例えば正三角形）の頂点に対応する位置に配置され、載置面７ａから上方に突出するように設けられている（図５参照）。本実施形態では、ビーム材２０Ａにはパージユニットは設けられていない。ビーム材２０Ａは、単に容器Ｆを支持する。一方、ビーム材２０Ｂには、パージユニット３０が取り付けられている。ビーム材２０Ｂは、容器Ｆを支持すると共に、パージユニット３０を保持する。

容器Ｆの底面には、例えば、キネマティックピン２６を受け入れる凹部または開口等（図示せず）が設けられている。容器Ｆは、そのような位置合わせ機構によって、保管棚１の載置面７ａ上の所定位置に載置される。所定位置に容器Ｆが載置されることで、パージユニット３０のノズル３１は、容器Ｆにパージガスを供給できるように、容器Ｆの底面に形成されたガス注入口等（図示せず）に接続される。

図３に示されるように、保管棚１には、４つの載置部７に対応する位置に、４つのパージユニット３０が設けられている。図７（ａ）は、パージユニット３０部分を示す平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の側面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示されるように、ビーム材２０Ｂは、ＸＹ平面に沿って配置された第１平板部２１と、第１平板部２１のＹ方向の両端に接続されて垂下する第２平板部２２および第３平板部２３とを含む。第２平板部２２および第３平板部２３の下端は、例えば、Ｌ字状に折り曲げられている。ビーム材２０Ａも、ビーム材２０Ｂと同様の構成を有する。このように、ビーム材２０Ａとビーム材２０Ｂは、Ｃ字状の断面が下方に向けて開放される向きで設置されている。第１平板部２１の上面（表面）２１ａが、載置部７の載置面７ａを構成している。すなわち、Ｃ字状の断面を構成する第１平板部２１、第２平板部２２および第３平板部２３のうち、第１平板部２１の水平な上面２１ａが、載置部７の載置面７ａを構成している。上記したキネマティックピン２６は、第１平板部２１上に立設されている。

図７（ａ）では、鉛直方向であるＺ方向から見たパージユニット３０が示されており、第２平板部２２と第３平板部２３が破断されて内部のパージユニット３０が見えている（第１平板部２１は示されていない）。図７（ｂ）では、ビーム材２０Ｂの延在方向から見たパージユニット３０が示されている。図３および図７（ｂ）に示されるように、ビーム材２０Ｂの内面側には、容器Ｆ内にパージガスを供給するノズル３１と、パージガスをノズル３１へと送る分配配管３３と、分配配管３３に設けられて、パージガスの流路を開閉する電磁バルブ３６と、分配配管３３に設けられて、パージガスの流量を調整する流量調整バルブ３７とが取り付けられている。ビーム材２０Ｂの内面側には、さらに、パージガス中の不純物を取り除くフィルタ３８と、載置部７に容器Ｆが載置されたことを検出する載荷センサ３９とが取り付けられている。本実施形態のパージユニット３０は、上記のノズル３１、分配配管３３、電磁バルブ３６、流量調整バルブ３７、フィルタ３８、および載荷センサ３９を有する。電磁バルブ３６および流量調整バルブ３７は、分配配管３３に設けられてパージガスを調整する調整装置３４を構成している。これらの各機器類は、第１平板部２１、第２平板部２２、および第３平板部２３のいずれかに、支持ブラケットおよび締結部材等を用いて固定されている。

図５および図７（ｂ）に示されるように、パージユニット３０のうち、ノズル３１と調整装置３４を除くすべての機器類、すなわち、分配配管３３、フィルタ３８、および載荷センサ３９が、ビーム材２０Ｂの内面側に収容されている。ノズル３１は、取付用のベース部材３１ａ（図７（ａ）参照）が第１平板部２１の裏面に固定されることで第１平板部２１に取り付けられている。容器Ｆに接続される先端部３１ｂのみが、第１平板部２１を貫通して第１平板部２１上に突出している。ノズル３１の位置は、キネマティックピン２６に対して所定の位置関係となるように配置されている。このように、ノズル３１は、ビーム材２０Ｂの内面側に取り付けられている。調整装置３４は、ビーム材２０Ｂの内面側に収まっておらず、下方に突出している（図４および図５参照）。

図６および図７（ａ）に示されるように、ノズル３１、フィルタ３８、調整装置３４（電磁バルブ３６および流量調整バルブ３７）、および分配配管３３が、ビーム材２０Ｂの延在方向に並ぶように配置されている。これらの各機器類は、例えば、Ｘ方向において、１つの載置部７（図３参照）に必要とされるスペース内に設けられている。

ビーム材２０Ｂの第２平板部２２の下側には、ガス供給配管８（図１参照）からパージユニット３０へとパージガスを導入する主配管３２が配置されている。保管棚１には、１本の主配管３２が、例えば、第２平板部２２に沿って取り付けられており、４つの載置部７に設けられた４つのパージユニット３０へのガス供給をカバーする。上記した分配配管３３は、主配管３２から分岐し、主配管３２によって導入されたパージガスを受け入れる。

ビーム材２０Ａおよびビーム材２０Ｂには、Ｙ方向の両外側に斜めに張り出すように、天井走行車３からの容器Ｆの移載（移動）を検出するための反射板４０が取り付けられている。

続いて、図６、図８および図９を参照して、工場における本実施形態の保管棚１の組み立て作業について説明する。以下の説明では、パージ機能を有しない既設の保管棚において、パージユニット付きビーム４５を用いて（パージユニット付きビーム４５に交換することで）パージ機能を追加する例を説明する。図６に示されるように、パージユニット３０のビーム材２０Ｂは、上記したパージユニット３０の各機器類が予め内面側に組み付けられた状態で、パージユニット付きビーム４５として搬入される。すなわち、工場内で、パージユニット３０をビーム材２０Ｂにパージユニット３０の各機器類を取り付ける手間は省かれている。なお、図６に示されるパージユニット付きビーム４５では、主配管３２および反射板４０も、ビーム材２０Ｂに予め取り付けられている。

図９に示されるように、ビーム材２０Ａに対してビーム材２０Ｂを位置決めするにあたり、Ｔ字状の取付治具５０が利用される。取付治具５０には、ビーム材２０Ａ上の１本のキネマティックピン２６に対応して、２つの丸孔５１Ａ，５１Ｂが形成されている。丸孔５１Ａ，５１Ｂは、ビーム材２０Ａの延在方向に並んでおり、当該延在方向に僅かに離間して形成されている。ビーム材２０Ａ上のもう１本のキネマティックピン２６に対応して、２つの長孔５２Ａ，５２Ｂが形成されている。長孔５２Ａ，５２Ｂは、ビーム材２０Ａの延在方向に並んでおり、当該延在方向に僅かに離間して形成されている。さらに、取付治具５０には、ビーム材２０Ｂ上の１本のキネマティックピン２６に対応して、１つの丸孔５３Ａと１つの長孔５３Ｂとが形成されている。丸孔５３Ａおよび長孔５３Ｂは、ビーム材２０Ｂの延在方向に並んでおり、当該延在方向に僅かに離間して形成されている。

取付治具５０の丸孔５１Ａ、長孔５２Ａ、および丸孔５３Ａに３本のキネマティックピン２６が挿通されるか、又は、取付治具５０の丸孔５１Ｂ、長孔５２Ｂ、および長孔５３Ｂに３本のキネマティックピン２６が挿通されることにより、ビーム材２０Ａに対してビーム材２０Ｂが所望の定まった位置に位置決めされる。図９に示される例では、丸孔５１Ｂ、長孔５２Ｂ、および長孔５３Ｂに、３本のキネマティックピン２６が挿通されている。その後、図８に示されるように、ベースフレーム１０の支持部１２に対してビーム材２０Ａおよびビーム材２０Ｂが締結固定される。図８に示されるように、一方の取付治具５０（図示左側の取付治具５０）において、丸孔５１Ｂ、長孔５２Ｂ、および長孔５３Ｂに３本のキネマティックピン２６が挿通されており、他方の取付治具５０（図示右側の取付治具５０）において、丸孔５１Ａ、長孔５２Ａ、および丸孔５３Ａに３本のキネマティックピン２６が挿通されている。

ベースフレーム１０に対してビーム材２０Ａおよびビーム材２０Ｂ（パージユニット付きビーム４５）が組み付けられた後は、パージユニット３０の分配配管３３に対して工場のガス供給配管８が接続されると共に、パージユニット３０の必要箇所に対して電源供給配線６が接続される。これらの接続作業のみで、パージ機能付きの保管棚１の施工が完了する。なお、保管棚１の組み立て後、取付治具５０は、取り外される。

本開示の保管棚１の動作について説明する。容器Ｆが載置部７に載置され、載荷センサ３９がＯＮになると、電磁バルブ３６が開き、主配管３２から分配配管３３へとパージガスが流れる。このとき、流量調整バルブ３７は、適宜の開度に調整されている。

本実施形態の保管棚１によれば、ビーム材２０Ａ，２０Ｂのうちの１本のビーム材２０Ｂに、キネマティックピン２６、ノズル３１、分配配管３３、および調整装置３４を予め取り付けておくことができる。よって、パージ機能付きの保管棚１の現地における施工を容易に行うことができる。そのようなビーム材２０Ｂは、パージ機能の付加に必要な主な機器類が、パージユニット３０として既にユニット化されて、ビーム材２０Ｂに一体化されているという利点を有する（図６に示すパージユニット付きビーム４５参照）。例えば、既設のパージ機能を備えない保管棚にパージ機能を付加する際、現地においてビーム材２０Ｂ（パージユニット付きビーム４５）を取り替えるのみで、施工を容易に、短時間かつ低コストで行うことができる。

ビーム材２０Ｂは、Ｃ字状の断面を有する部材であり、ノズル３１はビーム材２０Ｂの内面側に取り付けられている。これにより、ノズル３１をコンパクトかつ容易に配置することができる。キネマティックピン２６に対するノズル３１の位置関係を予め所定の位置に定めておくことで、ノズル３１の配置の精度も高められる。

載置部７に配置される３本のキネマティックピン２６のうち、２本のキネマティックピン２６が、ビーム材２０Ｂとは異なる他のビーム材２０Ａに設けられている。他のビーム材２０Ａに設けられた２本の位置決めピンを利用して、パージ機能に関する機器類が取り付けられたビーム材２０Ｂを容易に位置決めすることができる。特に、上記実施形態のように、組み立て時に取付治具５０を利用することで、組み立て後の再度のティーチングを不要とする効果を得ることができる。

ビーム材２０の第１平板部２１、第２平板部２２および第３平板部２３のうちの第１平板部２１の上面２１ａが、載置部７を構成している。ビーム材２０Ｂの上面２１ａが載置部７を構成しているので、ビーム材２０Ｂの上面２１ａに別途の板材等を添設する必要がない。したがって、載置部７の高さを容易に合わせることができる。

上記実施形態の施工方法によれば、パージ機能付きの保管棚１を容易に施工することができる。このことは、コスト低減の観点で非常に有利である。また近年、パージ機能を有しない保管棚に対して、パージ機能を付加する更新工事も多く行われている。本施工方法によれば、予めパージユニット３０が組み付けられたパージユニット付きビーム４５を搬入して組み立てるだけで保管棚１の施工が完了するので、このような更新工事にも大変有利である。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、ビーム材２０Ｂが、Ｌ字状の断面を有する山形鋼であってもよい。Ｌ字状の断面を構成する第１平板部および第２平板部のうち、水平に配置された平板部の水平な上面が、載置部を構成する。その水平な平面部に、位置決めピンとノズルが設けられる。その場合でも、パージユニット３０の大部分の機器類がＬ字の内面側に取り付けられてもよい。

保管棚１のベースフレーム１０は２つに限られない。Ｘ方向の両端のベースフレーム１０の中間に、１つまたは複数のベースフレーム１０が設けられてもよい。１つの保管棚１に保管される容器Ｆの数は４個に限られず、５個以上であってもよいし、３個以下であってもよい。

ビーム材２０Ａに、１つのキネマティックピン２６が設けられ、ビーム材２０Ｂに、２つのキネマティックピン２６が設けられてもよい。その場合でも、他のビーム材２０Ａに設けられた１本の位置決めピンを利用して、パージ機能に関する機器類が取り付けられたビーム材２０Ｂを容易に位置決めすることができる。

パージユニット３０のうち、分配配管３３および電磁バルブ３６がビーム材２０Ｂの外側に配置されてもよい。その場合でも、分配配管３３および電磁バルブ３６は、ビーム材２０Ｂに取り付けられる。調整装置３４は、電磁バルブ３６および流量調整バルブ３７のいずれか一方のみを備えてもよいし、電磁バルブ３６および流量調整バルブ３７とは異なる公知の調整機器を備えてもよい。パージユニット３０を構成する機器類およびそれらのレイアウトは、適宜に変更されてよい。

上記実施形態ではパージ機能を有しない既設の保管棚に対して、パージユニット付きビーム４５を導入してパージ機能付きに更新する例を説明したが、本発明はこの例に限られない。パージユニット付きビーム４５が、パージ機能付きの保管棚１を一から新設する場合に用いられてもよい。

パージガスは、窒素に限られず、空気であってもよいし、その他の不活性ガス等であってもよい。

１…保管棚、３…天井走行車、５…軌道、７…載置部、７ａ…載置面、１０…ベースフレーム、２０Ａ，２０Ｂ…ビーム材、２１…第１平板部、２１ａ…上面（表面）、２２…第２平板部、２３…第３平板部、２６…キネマティックピン（位置決めピン）、３０…パージユニット、３１…ノズル、３２…主配管、３３…分配配管、３４…調整装置、３６…電磁バルブ、３７…流量調整バルブ、３８…フィルタ、３９…載荷センサ、４０…反射板、１００…天井、Ｓ…半導体搬送システム。

Claims

天井から吊り下げられる少なくとも２つのベースフレームと、
ベースフレームに架け渡され、容器が載置される載置部を構成する少なくとも２本のビーム材と、を備え、
前記ビーム材のうちの少なくとも１本のビーム材に、前記容器の位置決めを行うための位置決めピンと、前記容器内に流体を供給するノズルと、前記流体を前記ノズルへと送る配管と、前記配管に設けられて前記流体を調整する調整装置とが取り付けられている、保管棚。
前記少なくとも１本のビーム材は、Ｃ字状の断面またはＬ字状の断面を有する部材であり、前記ノズルは前記少なくとも１本のビーム材の内面側に取り付けられている、請求項１に記載の保管棚。
前記載置部に配置される３本の位置決めピンのうち、１本または２本の位置決めピンは、前記少なくとも１本のビーム材とは異なる他のビーム材に設けられている、請求項１または２に記載の保管棚。
前記少なくとも１本のビーム材は、Ｃ字状の断面を構成する３つの平板部またはＬ字状の断面を構成する２つの平板部を有しており、前記平板部のうちの１つの平板部の表面が、前記載置部を構成している、請求項１～３のいずれか一項に記載の保管棚。