特許 6745957 ボンベ搬送用台車及び自動搬送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6745957

(24)【登録日】2020年8月6日

(45)【発行日】2020年8月26日

(54)【発明の名称】ボンベ搬送用台車及び自動搬送システム

(51)【国際特許分類】

   B60P 1/52 20060101AFI20200817BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20200817BHJP

   B60P 3/00 20060101ALI20200817BHJP

【ＦＩ】

   B60P1/52 Z

   B25J5/00 A

   B60P3/00 J

【請求項の数】10

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-139528(P2019-139528)

(22)【出願日】2019年7月30日

【審査請求日】2020年3月9日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000231235

【氏名又は名称】大陽日酸株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野口 明之

(72)【発明者】

【氏名】古村 直規

【審査官】 林 政道

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０１７２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１８３０４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国実用新案第２０８０９０３１０（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｐ １／５２

Ｂ６２Ｂ １／００− ５／０８

Ｂ６１Ｂ １３／００

Ｂ２５Ｊ ５／００

Ｂ６０Ｐ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスボンベを起立した状態で搬送するボンベ搬送用台車であって、
前記ガスボンベを載置する載置部が設けられた車体と、
前記車体を走行自在に支持する車輪と、
前記載置部に設けられて、前記ガスボンベを起立した状態のままスライド自在に支持するスライド支持機構と、
前記スライド支持機構により前記ガスボンベをスライドさせながら、前記載置部と前記ガスボンベの搬出入先との間で、前記ガスボンベの搬出及び搬入を自動で行う搬出入用ロボットとを備え、
前記スライド支持機構は、前記載置部に載置される前記ガスボンベの高さを調整する高さ調整機構を有し、
前記搬出入用ロボットは、前記ガスボンベを起立した状態で保持する保持機構と、前記保持機構により保持された前記ガスボンベを起立した状態のまま前記車体の前後方向にスライド駆動するスライド駆動機構とを有することを特徴とするボンベ搬送用台車。

【請求項2】

前記スライド支持機構は、前記載置部に載置される前記ガスボンベの前後方向の位置を調整する機構を有することを特徴とする請求項１に記載のボンベ搬送用台車。

【請求項3】

前記スライド支持機構は、前記載置部に載置される前記ガスボンベの前後左右の傾きを調整する機構を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のボンベ搬送用台車。

【請求項4】

前記保持機構は、前記ガスボンベの胴部を把持する一対のアーム部を有し、
前記一対のアーム部は、上下方向に２つ並んで設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。

【請求項5】

前記載置部は、前記車体の側面の一部を切り欠くように設けられた凹部の内側に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。

【請求項6】

前記載置部は、前記車体の背面側に位置することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。

【請求項7】

前記スライド支持機構は、前記載置部の前後方向に並んで設けられた複数のローラにより構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。

【請求項8】

前記車輪を回転駆動する回転駆動機構を備え、
前記ガスボンベの搬送を自走で行うことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。

【請求項9】

ガスボンベの搬送を自動で行う自動搬送システムであって、
請求項８に記載のボンベ搬送用台車を備えることを特徴とする自動搬送システム。

【請求項10】

前記ガスボンベを格納するシリンダキャビネットを備え、
前記ボンベ搬送用台車は、前記シリンダキャビネットとの間で前記ガスボンベの搬出及び搬入を行うことを特徴とする請求項９に記載の自動搬送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボンベ搬送用台車及び自動搬送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、シリンダキャビネットは、各種ガスを供給するための設備として広く用いられている（例えば、下記特許文献１を参照。）。シリンダキャビネットでは、扉を開閉し、その内側の格納スペースに一対のガスボンベを並立した状態で格納している。シリンダキャビネットでは、何れか一方のガスボンベからガスを供給している間に、何れか他方のガスボンベを交換することで、ガスの供給を中断することなく行うことが可能となっている。

【0003】

ところで、上述したガスボンベの交換作業では、ボンベ搬送用台車を用いて、ガスボンベの搬送を行うと共に、ボンベ搬送用台車とシリンダキャビネットとの間で、ガスボンベの搬出及び搬入（入れ替え）が行われる。

【0004】

しかしながら、このようなガスボンベの交換作業は、作業者が重量物であるガスボンベを抱え上げて行う必要があり、非常に危険で且つ重労働である。さらに、ガスボンベの交換作業は、シリンダキャビネットの狭い格納スペースに対してガスボンベの搬出及び搬入を行わなければならず、作業性も悪かった。

【0005】

そこで、下記特許文献１に記載の発明では、ガスボンベの交換作業を容易にするため、ガスボンベに搬送用アダプタを装着し、この搬送用アダプタを介してボンベ搬送用台車とシリンダキャビネットとの間でガスボンベの搬出及び搬入を容易に行うことが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−１０６０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上述した搬送用アダプタをガスボンベに装着する場合、全てのガスボンベに搬送用アダプタを装着する必要がある。その場合、非常に高コストとなる。また、上述した搬送用アダプタをガスボンベに装着した場合でも、ボンベ搬送用台車とシリンダキャビネットとの間で行われるガスボンベの搬出及び搬入作業には、人手が必要となっている。

【0008】

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、ガスボンベの搬送、搬出、搬入を容易に行うことができるボンベ搬送用台車、並びに、そのようなボンベ搬送用台車を好適に用いることができる自動搬送システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 ガスボンベを起立した状態で搬送するボンベ搬送用台車であって、
前記ガスボンベを載置する載置部が設けられた車体と、
前記車体を走行自在に支持する車輪と、
前記載置部に設けられて、前記ガスボンベを起立した状態のままスライド自在に支持するスライド支持機構と、
前記スライド支持機構により前記ガスボンベをスライドさせながら、前記載置部と前記ガスボンベの搬出入先との間で、前記ガスボンベの搬出及び搬入を自動で行う搬出入用ロボットとを備え、
前記スライド支持機構は、前記載置部に載置される前記ガスボンベの高さを調整する高さ調整機構を有し、
前記搬出入用ロボットは、前記ガスボンベを起立した状態で保持する保持機構と、前記保持機構により保持された前記ガスボンベを起立した状態のまま前記車体の前後方向にスライド駆動するスライド駆動機構とを有することを特徴とするボンベ搬送用台車。
〔２〕 前記スライド支持機構は、前記載置部に載置される前記ガスボンベの前後方向の位置を調整する機構を有することを特徴とする請求項１に記載のボンベ搬送用台車。
〔３〕 前記スライド支持機構は、前記載置部に載置される前記ガスボンベの前後左右の傾きを調整する機構を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のボンベ搬送用台車。
〔４〕 前記保持機構は、前記ガスボンベの胴部を把持する一対のアーム部を有し、
前記一対のアーム部は、上下方向に２つ並んで設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。
〔５〕 前記載置部は、前記車体の側面の一部を切り欠くように設けられた凹部の内側に設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。
〔６〕 前記載置部は、前記車体の背面側に位置することを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。
〔７〕 前記スライド支持機構は、前記載置部の前後方向に並んで設けられた複数のローラにより構成されていることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。
〔８〕 前記車輪を回転駆動する回転駆動機構を備え、
前記ガスボンベの搬送を自走で行うことを特徴とする前記〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載のボンベ搬送用台車。
〔９〕 ガスボンベの搬送を自動で行う自動搬送システムであって、
前記〔８〕に記載のボンベ搬送用台車を備えることを特徴とする自動搬送システム。
〔１０〕 前記ガスボンベを格納するシリンダキャビネットを備え、
前記ボンベ搬送用台車は、前記シリンダキャビネットとの間で前記ガスボンベの搬出及び搬入を行うことを特徴とする前記〔９〕に記載の自動搬送システム。

【発明の効果】

【0010】

以上のように、本発明によれば、ガスボンベの搬送、搬出、搬入を容易に行うことができるボンベ搬送用台車、並びに、そのようなボンベ搬送用台車を好適に用いることができる自動搬送システムを提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの構成を示す側面図である。

【図2】図１に示す自動搬送システムが備えるボンベ搬送用台車とシリンダキャビネットとの間でガスボンベを搬出又は搬入する状態を示す上面図である。

【図3】ボンベ搬送用台車の外観を示す斜視図である。

【図4】図３に示すボンベ搬送用台車の透視斜視図である。

【図5】図３に示すボンベ搬送用台車の側面図である。

【図6】図３に示すボンベ搬送用台車の上面図である。

【図7】図３に示すボンベ搬送用台車の下面図である。

【図8】図３に示すボンベ搬送用台車の正面図である。

【図9】図３に示すボンベ搬送用台車の背面図である。

【図10】図３に示すボンベ搬送用台車が備える搬出入用ロボットの動作を説明する斜視図である。

【図11】本発明を適用した別のボンベ搬送用台車の外観を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（自動搬送システム）
先ず、本発明の一実施形態として、例えば図１及び図２に示す自動搬送システム１について説明する。
なお、図１は、自動搬送システム１の構成を示す側面図である。図２は、自動搬送システム１が備えるボンベ搬送用台車２とシリンダキャビネット３との間でガスボンベＢを搬出又は搬入する状態を示す上面図である。

【0013】

本実施形態の自動搬送システム１は、図１及び図２に示すように、重量物であるガスボンベＢの搬送を自動で行うシステムとして、ガスボンベＢ内に充填されたガスを半導体製造装置に供給する設備に適用したものである。

【0014】

具体的に、この自動搬送システム１は、ガスボンベＢを自走で搬送するボンベ搬送用台車２と、ガスボンベＢの搬出入先となるシリンダキャビネット３とを備えている。

【0015】

シリンダキャビネット３は、ガスボンベＢ内に充填されたガスを半導体製造装置に供給する設備として、フロアＦの上に設置されている。シリンダキャビネット３は、全体として略直方体状を為すと共に、正面側に左右一対の扉３ａを有している。

【0016】

シリンダキャビネット３では、扉３ａを開閉し、その内側の格納スペースＳに一対のガスボンベＢを幅方向に並立した状態で格納している。また、シリンダキャビネット３では、何れか一方のガスボンベＢからガスを供給している間に、何れか他方のガスボンベＢを交換することで、ガスの供給を中断することなく行うことが可能となっている。

【0017】

また、格納スペースＳの底部には、一対のガスボンベＢが各々載置される一対のフリーローラ４が設けられている。フリーローラ４は、格納スペースＳの前後方向に並んで設けられた複数のローラ４ａと、複数のローラ４ａを回転自在に支持するフレーム４ｂとを有している。これにより、フリーローラ４の上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、複数のローラ４ａを介して格納スペースＳの前後方向にスライドさせることが可能となっている。

【0018】

なお、シリンダキャビネット３には、それ以外にも、例えば、ガスボンベＢと接続される配管や、弁の開閉や圧力の監視、ガス漏れの監視等を行うための機器を収納した制御ボックス、半導体製造装置等に接続するための配管を収納した配管用ボックス（何れも図示せず。）などが設けられている。

【0019】

（ボンベ搬送用台車）
次に、上記ボンベ搬送用台車２について、図３〜図１０を参照しながら説明する。
なお、図３は、ボンベ搬送用台車２の外観を示す斜視図である。図４は、ボンベ搬送用台車２の透視斜視図である。図５は、ボンベ搬送用台車２の側面図である。図６は、ボンベ搬送用台車２の上面図である。図７は、ボンベ搬送用台車２の下面図である。図８は、ボンベ搬送用台車２の正面図である。図９は、ボンベ搬送用台車２の背面図である。図１０は、ボンベ搬送用台車２が備える搬出入用ロボット２０の動作を説明する斜視図である。

【0020】

本実施形態のボンベ搬送用台車２は、図３〜図９に示すように、ガスボンベＢの搬送を自走で行う搬送車両１０と、ガスボンベＢの搬出及び搬入を自動で行う搬出入用ロボット２０とを備えている。

【0021】

搬送車両１０は、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）と呼ばれる無人搬送車であり、自動運転によりガスボンベＢの搬送を行うものである。具体的に、この搬送車両１０は、ガスボンベＢを載置する載置部１１が設けられた車体１２と、車体１２を走行自在に支持する複数（本実施形態では６つ）の車輪１３とを有している。

【0022】

車体１２は、ガスボンベＢよりも幅広であり、幅方向よりも前後方向に長く、ガスボンベＢの１／２程度の高さで、全体として略直方体状を為している。載置部１１は、車体１２の背面側に位置している。車体１２の背面には、車体１２の側面の一部を上下方向に切り欠くように凹部１４が設けられている。載置部１１は、この凹部１４の内側に設けられている。

【0023】

載置部１１には、ガスボンベＢを前後方向にスライド自在に支持するスライド支持機構１５が設けられている。スライド支持機構１５は、フリーローラからなり、載置部１１の前後方向に並んで設けられた複数のローラ１５ａと、複数のローラ１５ａを回転自在に支持するフレーム１５ｂとを有している。これにより、スライド支持機構１５の上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、複数のローラ１５ａを介して載置部１１の前後方向にスライドさせることが可能となっている。

【0024】

なお、スライド支持機構１５については、このようなフリーローラからなるものに必ずしも限定されるものではなく、例えばベルトコンベアなどを用いることも可能である。

【0025】

また、搬送車両１０は、上述したシリンダキャビネット３側に設けられたフリーローラ４の高さに合わせて、載置部１１側に設けられたフリーローラ（スライド支持機構１５）の高さを調整する高さ調整機構を備えた構成であってもよい。

【0026】

さらに、搬送車両１０では、このような高さ調整機構の他にも、載置部１１側に設けられたフリーローラ（スライド支持機構１５）の前後方向の位置や、前後左右の傾きなどを調整する機構を設けた構成としてもよい。

【0027】

なお、車体１２には、それ以外にも、非常時に搬送車両１０を停止させる非常停止ボタン１６ａや、各種の表示を行う表示機器１６ｂ、各種の操作を行う操作スイッチ１６ｃ、外部との通信を行うアンテナ１６ｄなどが設けられている。

【0028】

複数の車輪１３は、車体１２の下面に回転自在に取り付けられている。このうち、車体１２の四隅には、旋回自在に取り付けられた４つのキャスター車輪１２ａが設けられている。一方、車体１２の中央には、モータなどの回転駆動機構（図示せず。）を介して回転駆動される２つの駆動車輪１２ｂが幅方向に並んで設けられている。

【0029】

搬送車両１０では、これら２つの駆動車輪１２ｂに伝達される駆動力の配分を切り替えることで、この搬送車両１０の走行及び操舵を制御することが可能となっている。なお、搬送車両１０において、ガスボンベＢの搬送を自動運転により行うための誘導方式については特に限定されるものではなく、従来より公知の誘導方式を採用することが可能である。

【0030】

また、搬送車両１０には、例えば、光電センサや磁気センサ、リミットスイッチなどの位置検出器を設けたり、搬送用台車２と外部との通信を行う通信器などを設けたりすることが可能である。

【0031】

搬出入用ロボット２０は、搬送車両１０の上部に設置されて、載置部１１に対するガスボンベＢの搬出及び搬入を自動で行うものである。具体的に、この搬出入用ロボット２０は、ガスボンベＢを保持する保持機構２１と、保持機構２１により保持されたガスボンベＢを車体１２の前後方向にスライド駆動するスライド駆動機構２２とを有している。

【0032】

保持機構２１は、ガスボンベＢの胴部を把持する一対のアーム部２１ａを有している。一対のアーム部２１ａは、互いに円弧状に湾曲した形状を有して、ヒンジ部２１ｂを介して基端側が回動自在に支持されている。

【0033】

保持機構２１では、これら一対のアーム部２１ａを互いに逆向きに回動操作しながら、一対のアーム部２１ａの間でガスボンベＢの胴部を両側から把持する。また、保持機構２１では、ガスボンベＢの上部側と下部側とを把持するため、一対のアーム部２１ａが上下方向に２つ並んで設けられている。これにより、起立した状態のガスボンベＢを安定した状態で保持することが可能となっている。

【0034】

なお、保持機構２１については、このようなガスボンベＢの胴部を一対のアーム部２１ａにより把持する構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、ガスボンベＢを吸着しながら保持する構成であってもよい。

【0035】

スライド駆動機構２２は、保持機構２１と連結されたスライド軸２２ａを前後方向にスライド駆動するものである。スライド軸２２ａの駆動については、モータ等による駆動であっても、エアシリンダや油圧シリンダ等による駆動であってもよい。

【0036】

搬出入用ロボット２０では、図１０に示すように、起立した状態のガスボンベＢを保持機構２１により保持しながら、スライド駆動機構２２により車体１２の前後方向にスライド駆動する。これにより、載置部１１に設けられたスライド支持機構１５を介してガスボンベＢをスライドさせながら、この載置部１１とシリンダキャビネット３側のフリーローラ４との間で、ガスボンベＢの搬出及び搬入を自動で行うことが可能となっている。

【0037】

以上のような構成を有する本実施形態の自動搬送システム１では、図１及び図２に示すように、ボンベ搬送用台車２がフロアＦの上を自走しながら、使用前又は使用後のガスボンベＢが保管されるボンベストッカ（図示せず。）と、ガスボンベＢの搬出入先となるシリンダキャビネット３との間で、ボンベ搬送用台車２によるガスボンベＢの搬送と、ガスボンベＢの搬出及び搬入とを自動で行うことが可能である。

【0038】

したがって、本実施形態の自動搬送システム１では、上述したボンベ搬送用台車２を用いることによって、シリンダキャビネット３に対するガスボンベＢの搬送、搬出、搬入を容易に行うことができ、その作業性を大幅に向上させることが可能である。

【0039】

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明を適用したボンベ搬送用台車としては、上述したガスボンベＢの搬送を自走で行う搬送車両１０を備えた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば図１１に示すようなガスボンベＢの搬送を手動で行う搬送車両１０Ａを備えた構成であってもよい。

【0040】

具体的に、この図１１に示す搬送車両１０Ａは、上述した２つの駆動車輪１２ｂを省略し、車体１２の正面側にハンドル部１７が設けられた構成となっている。この構成の場合、搬送車両１０Ａの走行及び操舵をオペレータにより行うことが可能である。

【0041】

また、本発明を適用した搬送用台車については、上述したガスボンベＢを搬送するボンベ搬送用台車１に好適に用いられるものの、ガスボンベＢを搬送するものに必ずしも限定されるものではなく、人手で搬出及び搬入を行うことが困難な重量物を搬送する搬送用台車に対して、本発明を幅広く適用することが可能である。

【符号の説明】

【0042】

１…自動搬送システム ２…ボンベ搬送用台車 ３…シリンダキャビネット ４…フリーローラ １０，１０Ａ…搬送車両 １１…載置部 １２…車体 １３…車輪 １４…凹部 １５…スライド支持機構 ２０…搬出入用ロボット ２１…保持機構 ２２…スライド駆動機構 Ｂ…ガスボンベ（重量物）

【要約】

【課題】重量物の搬送、搬出、搬入を容易に行うことができる搬送用台車を提供する。
【解決手段】重量物Ｂを搬送する搬送用台車２であって、重量物Ｂを載置する載置部１１が設けられた車体１２と、車体１２を走行自在に支持する車輪１３と、載置部１１に設けられて、重量物Ｂをスライド自在に支持するスライド支持機構１５と、スライド支持機構１５により重量物Ｂをスライドさせながら、載置部１１と重量物Ｂの搬出入先３との間で、重量物Ｂの搬出及び搬入を自動で行う搬出入用ロボット２０とを備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】