(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-07
(45)【発行日】2023-08-16
(54)【発明の名称】グリッパ装置、搬送車、及び搬送方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/677 20060101AFI20230808BHJP
B25J 15/08 20060101ALI20230808BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 A
B25J15/08 C
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022505823
(86)(22)【出願日】2021-01-27
(86)【国際出願番号】 JP2021002789
(87)【国際公開番号】W WO2021181924
(87)【国際公開日】2021-09-16
【審査請求日】2022-07-21
(31)【優先権主張番号】P 2020044634
(32)【優先日】2020-03-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006297
【氏名又は名称】村田機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100176245
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 亮輔
(72)【発明者】
【氏名】小林 誠
【審査官】内田 正和
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１６８５３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１６３００１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０３８２６８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６７７
Ｂ２５Ｊ １５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移載部に載置された物品を保持するグリッパ装置であって、前記移載部の上方において昇降可能な昇降部に取り付けられ、前記物品を保持する保持部と、
前記昇降部に取り付けられ、前記物品の上部における２箇所の第１接触位置で前記物品に接触することで、前記物品に対して水平方向における前記保持部の位置決めを行う第１位置決め部と、
前記昇降部に取り付けられ、前記物品の上部における一直線上には位置しない３箇所の第２接触位置で前記物品に接触することで、前記物品に対して高さ方向における前記保持部の位置決めを行う第２位置決め部と、を備える、グリッパ装置。
【請求項2】
前記第１位置決め部は、２箇所のみの前記第１接触位置で物品に接触する、請求項１に記載のグリッパ装置。【請求項3】
前記物品の上面に設けられた被位置検出部には、上方に向けて開放された開口を有すると共に前記開口に対する高さが低いほど内径が小さくなる２つのテーパ形状のガイド穴が形成されており、２つの前記ガイド穴が形成された位置は、２箇所の前記第１接触位置であり且つ２箇所の前記第２接触位置であり、前記第１位置決め部が、２つの前記ガイド穴にそれぞれ進入可能な２つの凸部材を有する、請求項１又は２に記載のグリッパ装置。
【請求項4】
前記第２位置決め部が、前記第２接触位置の少なくとも１つで前記物品の上面に設けられた被位置検出部に接触する水平面部を含む少なくとも１つの押さえ部材を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のグリッパ装置。【請求項5】
前記第２接触位置が４箇所に設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載のグリッパ装置。【請求項6】
請求項１～５のいずれか一項に記載のグリッパ装置を備え、天井に設けられた軌道に沿って走向する、搬送車。【請求項7】
移載部に載置された物品をグリッパ装置で保持して搬送する搬送方法であって、前記グリッパ装置は、前記移載部の上方において昇降可能な昇降部に取り付けられ、前記物品を保持する保持部と、前記物品に対する水平方向の位置決めのための第１位置決め部と、前記物品に対する高さ方向の位置決めのための第２位置決め部と、を備え、
前記昇降部を降下させる降下工程と、
前記降下工程の後に実施され、前記物品の上部における２箇所の第１接触位置で前記第１位置決め部を前記物品に接触させることで、前記物品に対して水平方向における前記保持部の位置決めを行う第１位置決め工程と、
前記降下工程の後に実施され、前記物品の上部における一直線上には位置しない３箇所の第２接触位置で前記第２位置決め部を前記物品に接触させることで、前記物品に対して高さ方向における前記保持部の位置決めを行う第２位置決め工程と、
前記第１位置決め工程及び前記第２位置決め工程の後に実施され、前記保持部により前記物品を保持する保持工程と、を含む、搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、物品を保持するグリッパ装置、グリッパ装置を備える搬送車、及び物品を保持して搬送する搬送方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に記載されるように、収納容器を支持するグリッパ装置が知られている。このグリッパ装置は、昇降台のほぼ中央部分において下方に突出するセンターコーンと、収納容器を下方から支持する一対のフィンガ部とを備える。グリッパ装置が収納容器の上方から下降すると、一対のフィンガ部が収納容器のフランジ部に案内され、センターコーンがフランジ部の挿入孔に挿入される。これにより、収納容器に対してグリッパ装置が位置決めされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－１６３００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記した従来のグリッパ装置では、１つのセンターコーンのみで位置決めを行っているため、高さ方向の位置決めが不十分となるおそれがある。半球面形状の外周面を有するセンターコーンにより位置決めを行った場合、センターコーンを中心とする回転方向のずれが残存するおそれがある。
【0005】
本開示は、物品に対する水平方向及び高さ方向における位置決めを正確に行うことができるグリッパ装置、搬送車、及び搬送方法を説明する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様は、移載部に載置された物品を保持するグリッパ装置であって、移載部の上方において昇降可能な昇降部に取り付けられ、物品を保持する保持部と、昇降部に取り付けられ、物品の上部における２箇所の第１接触位置で物品に接触することで、物品に対して水平方向における保持部の位置決めを行う第１位置決め部と、昇降部に取り付けられ、物品の上部における一直線上には位置しない３箇所の第２接触位置で物品に接触することで、物品に対して高さ方向における保持部の位置決めを行う第２位置決め部と、を備える。
【0007】
このグリッパ装置によれば、第１位置決め部が、物品の上部における２箇所の第１接触位置で物品に接触する。第１位置決め部の接触により、物品に対して水平方向における保持部の位置決めが行われる。また第２位置決め部が、物品の上部における３箇所の第２接触位置で物品に接触する。これらの３箇所の第２接触位置は一直線上に位置しないので、第２位置決め部の接触により、物品に対して高さ方向における保持部の位置決めが行われる。このように、水平方向に関して２箇所、及び高さ方向に関して３箇所の接触位置が用いられるので、物品に対する水平方向及び高さ方向における位置決めを正確に行うことができる。
【0008】
第１位置決め部は、２箇所のみの第１接触位置で物品に接触してもよい。第１位置決め部が、３箇所以上の第１接触位置で物品に接触する場合、３箇所中の２箇所と他の１箇所とで、水平方向における保持部の位置が一意に決まらず、不整合が生じる可能性がある。すなわち、３箇所以上の第１接触位置の間で喧嘩が生じる可能性がある。第１接触位置が２箇所のみに限られていれば、そのような不整合すなわち喧嘩が抑制される。
【0009】
物品の上面に設けられた被位置検出部には、上方に向けて開放された開口を有すると共に開口に対する高さが低いほど内径が小さくなる２つのテーパ形状のガイド穴が形成されており、２つのガイド穴が形成された位置は、２箇所の第１接触位置であり且つ２箇所の第２接触位置であり、第１位置決め部が、２つの前記ガイド穴にそれぞれ進入可能な２つの凸部材を有してもよい。この場合、２箇所の第１接触位置と２箇所の第２接触位置とが共通化されることにより、位置決めのための部材を少なくできる。
【0010】
第２位置決め部が、第２接触位置の少なくとも１つで物品の上面に設けられた被位置検出部に接触する水平面部を含む少なくとも１つの押さえ部材を有してもよい。水平面部を含む押さえ部材によれば、高さ方向における位置決めを正確かつ容易に行うことができる。
【0011】
第２接触位置が４箇所に設けられていてもよい。この場合、高さ方向においてより正確に位置決めを行うことができる。
【0012】
本開示の別の態様として、上記したいずれかのグリッパ装置を備え、天井に設けられた軌道に沿って走向する、搬送車が提供されてもよい。この搬送車によれば、保持部は物品に対して正確に位置決めされた状態で、物品を保持する。よって、物品の搬送状態が安定し、それによって物品を高速で搬送することもできる。
【0013】
本開示の更に別の態様は、移載部に載置された物品をグリッパ装置で保持して搬送する搬送方法であって、前記グリッパ装置は、前記移載部の上方において昇降可能な昇降部に取り付けられ、前記物品を保持する保持部と、前記物品に対する水平方向の位置決めのための第１位置決め部と、前記物品に対する高さ方向の位置決めのための第２位置決め部と、を備え、前記昇降部を降下させる降下工程と、前記降下工程の後に実施され、前記物品の上部における２箇所の第１接触位置で前記第１位置決め部を前記物品に接触させることで、前記物品に対して水平方向における前記保持部の位置決めを行う第１位置決め工程と、前記降下工程の後に実施され、前記物品の上部における一直線上には位置しない３箇所の第２接触位置で前記第２位置決め部を前記物品に接触させることで、前記物品に対して高さ方向における前記保持部の位置決めを行う第２位置決め工程と、前記第１位置決め工程及び前記第２位置決め工程の後に実施され、前記保持部により前記物品を保持する保持工程と、を含む。
【0014】
この搬送方法によれば、上記したのと同様の作用・効果が奏される。すなわち、水平方向に関して２箇所、及び高さ方向に関して３箇所の接触位置が用いられるので、物品に対する水平方向及び高さ方向における位置決めを正確に行うことができる。
【発明の効果】
【0015】
本開示によれば、物品に対する水平方向及び高さ方向における位置決めを正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
図１に示されるように、一実施形態の天井搬送車（搬送車）１は、半導体デバイスが製造されるクリーンルームの天井１１０に敷設された軌道１００に沿って走行する。一実施形態の天井搬送車１は、複数の半導体ウェハが収容されたＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）（物品）２００の搬送、及び、半導体ウェハに各種処理を施す処理装置に設けられた移載部であるロードポート（移載部）３００等に対するＦＯＵＰ２００の移載を行う。軌道１００は、吊下げ支柱１０８によって天井１１０から吊り下げられている。軌道１００は、走行レール１０１と、走行レール１０１の下部に設けられた給電レール１０２とを有している。
【0018】
天井搬送車１は、フレームユニット２と、走行ユニット３ａと、受電ユニット３ｂと、ラテラルユニット４と、シータユニット５と、昇降駆動ユニット６と、グリッパ装置１０と、コントローラ８と、を備えている。フレームユニット２は、センターフレーム２１と、フロントフレーム２２と、リアフレーム２３と、を有している。フロントフレーム２２は、センターフレーム２１における前側（天井搬送車１の走行方向における前側）の端部から下側に延在している。リアフレーム２３は、センターフレーム２１における後側（天井搬送車１の走行方向における後側）の端部から下側に延在している。
【0019】
走行ユニット３ａ及び受電ユニット３ｂは、センターフレーム２１の上側に配置されている。走行ユニット３ａは、走行レール１０１に取り付けられている。受電ユニット３ｂは、例えば、給電レール１０２に沿って敷設された高周波電流線から非接触で電力の供給を受ける。受電ユニット３ｂに対する電力の供給によって、走行ユニット３ａが軌道１００に沿って走行する。ラテラルユニット４は、センターフレーム２１の下側に配置されている。ラテラルユニット４は、シータユニット５、昇降駆動ユニット６及びグリッパ装置１０を横方向（天井搬送車１の走行方向における側方）に移動させる。シータユニット５は、ラテラルユニット４の下側に配置されている。シータユニット５は、昇降駆動ユニット６及びグリッパ装置１０を水平面内において回動させる。
【0020】
昇降駆動ユニット６は、シータユニット５の下側に配置されている。昇降駆動ユニット６は、グリッパ装置１０を昇降させる。グリッパ装置１０は、昇降駆動ユニット６の下側に配置されている。グリッパ装置１０は、ＦＯＵＰ２００のフランジ部２０２を保持する。コントローラ８は、フロントフレーム２２及びリアフレーム２３に配置されている。コントローラ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等によって構成された電子制御ユニットである。コントローラ８は、天井搬送車１の各部を制御する。
【0021】
フロントフレーム２２及びリアフレーム２３には、ＦＯＵＰ２００がフレームユニット２から落下することを防止する４つの下落下防止部２６及び２つの蓋落下防止部２７が取り付けられている。下落下防止部２６は、フレームユニット２の四隅の位置において、フロントフレーム２２の下端とリアフレーム２３の下端とにそれぞれ取り付けられており、ＦＯＵＰ２００の底面の前端及び後端にそれぞれ対面する。蓋落下防止部２７は、フロントフレーム２２の下部とリアフレーム２３の下部とにそれぞれ取り付けられており、蓋２０５側（図３参照）からＦＯＵＰ２００に対面する。これらの下落下防止部２６及び蓋落下防止部２７は、ＦＯＵＰ２００の移載に伴って、適宜のタイミングで開閉される。
【0022】
以上のように構成された天井搬送車１は、一例として、次のように動作する。ロードポート３００から天井搬送車１にＦＯＵＰ２００を移載する場合には、ＦＯＵＰ２００を保持していない天井搬送車１がロードポート３００の上方に停止する。グリッパ装置１０の水平位置がロードポート３００の真上の位置からずれている場合には、ラテラルユニット４及びシータユニット５を駆動することにより、昇降駆動ユニット６ごと保持ユニットの水平位置及び角度を微調整する。続いて、昇降駆動ユニット６がグリッパ装置１０を下降させ、グリッパ装置１０が、ロードポート３００に載置されているＦＯＵＰ２００のフランジ部２０２を保持する。続いて、昇降駆動ユニット６がグリッパ装置１０を上昇端まで上昇させて、フロントフレーム２２とリアフレーム２３との間にＦＯＵＰ２００を配置する。下落下防止部２６及び蓋落下防止部２７が閉じられる。続いて、ＦＯＵＰ２００を保持した天井搬送車１が走行を開始する。
【0023】
一方、天井搬送車１からロードポート３００にＦＯＵＰ２００を移載する場合には、ＦＯＵＰ２００を保持した天井搬送車１がロードポート３００の上方に停止する。下落下防止部２６及び蓋落下防止部２７が開けられる。グリッパ装置１０（ＦＯＵＰ２００）の水平位置がロードポート３００の真上の位置からずれている場合には、ラテラルユニット４及びシータユニット５を駆動することにより、昇降駆動ユニット６ごと保持ユニットの水平位置及び角度を微調整する。続いて、昇降駆動ユニット６がグリッパ装置１０を下降させて、ロードポート３００にＦＯＵＰ２００を載置し、グリッパ装置１０がＦＯＵＰ２００のフランジ部２０２の保持を解放する。続いて、昇降駆動ユニット６がグリッパ装置１０を上昇端まで上昇させる。続いて、ＦＯＵＰ２００を保持していない天井搬送車１が走行を開始する。
【0024】
図２に示されるように、グリッパ装置１０は、グリッパ装置１０の本体をなす昇降部１１と、ＦＯＵＰ２００を保持する保持部９とを備える。保持部９は、昇降部１１に固定されたモータ１６と、モータ１６の出力軸１６ａを介してモータ１６に接続された１つのリンク機構２０と、リンク機構２０の先端に取り付けられた一対のフィンガ部（係合部）１２とを有する。モータ１６、リンク機構２０、及び一対のフィンガ部１２は、昇降部１１に取り付けられている。モータ１６及びリンク機構２０は、一対のフィンガ部１２を移動させる駆動部７を構成している。なお、一対のフィンガ部１２が、リンク機構２０ではなく、例えばボールネジ又はベルト等によって駆動されてもよい。昇降部１１は、上述した昇降駆動ユニット６を構成する例えば４本のベルト６ａによって吊り下げられている。昇降部１１は、コントローラ８によって昇降駆動ユニット６が制御されることにより、ＦＯＵＰ２００の上方（ロードポート３００の上方）において昇降可能である。なお、昇降駆動ユニット６が３本のベルト６ａを有し、昇降部１１が３本のベルト６ａによって吊り下げられてもよい。
【0025】
図３を参照して、本実施形態のグリッパ装置１０によって保持されるＦＯＵＰ２００について説明する。ＦＯＵＰ２００は、例えば直方体形状の本体２０１を有する。本体２０１の側面（天井搬送車１の走行方向における側方の面）には、蓋２０５が開閉自在に取り付けられている。ＦＯＵＰ２００は、本体２０１内に複数の半導体ウェハを収容する。ＦＯＵＰ２００は、本体２０１内に、四角形状の基板である複数の半導体パネルを収容してもよい。本体２０１の矩形の上面２０１ａには、グリッパ装置１０によって保持される一対のフランジ部２０２が設けられている。一対のフランジ部２０２は、上面２０１ａに沿った方向であって天井搬送車１の走行方向に対応する方向（図中に示されるＸ方向）に離間している。以下の説明において、この方向を「第１方向」という。一対のフランジ部２０２は、上面２０１ａのＸ方向における端部２０１ｂ，２０１ｂに配置されており、それぞれ、上面２０１ａに沿った方向であって上記第１方向に直交する方向（図中に示されるＹ方向）に長く延びている。以下の説明において、この第１方向に直交する方向を「第２方向」という。これらの第１方向及び第２方向との語は、ＦＯＵＰ２００の説明に用いられ得るが、ＦＯＵＰ２００を保持するグリッパ装置１０の説明にも用いられ得る。上述のとおり、第１方向は、昇降駆動ユニット６及びグリッパ装置１０がフレームユニット２に整列した状態における、天井搬送車１の走行方向に対応する。
【0026】
より詳細には、ＦＯＵＰ２００の上面２０１ａには、端部２０１ｂ，２０１ｂのそれぞれにおいて、複数対の（本実施形態では三対の）支柱２０３が立設されている。各支柱２０３は、上面２０１ａに垂直に延びており、その下端が上面２０１ａに固定されている。上面２０１ａの第１方向における一方の端部２０１ｂに、例えば３本の等しい長さを有する支柱２０３が立設されており、これらの支柱２０３の上端に、１枚のフランジ部２０２が溶接又はボルト等によって固定されている。上面２０１ａの第１方向における他方の端部２０１ｂに、例えば３本の等しい長さを有する支柱２０３が立設されており、これらの支柱２０３の上端に、１枚のフランジ部２０２が溶接又はボルト等によって固定されている。一対のフランジ部２０２は、ＦＯＵＰ２００の上面２０１ａに例えば平行に延在する。以上説明したように、ＦＯＵＰ２００は、上面２０１ａに設けられて上面２０１ａに沿った第１方向に離間する一対のフランジ部２０２を備えている。
【0027】
支柱２０３が設けられることにより、上面２０１ａとフランジ部２０２との間には所定のスペースが形成されている。また図１に示されるように、一対のフランジ部２０２は、本体２０１の第１方向における長さ（ＦＯＵＰ２００の全体の長さ）の範囲内に収まっている。上面２０１ａとフランジ部２０２との間のスペースに、上面２０１ａの中央部から端部２０１ｂに向けて、グリッパ装置１０のフィンガ部１２が挿入される。ＦＯＵＰ２００は、内から外へ向けて移動され上記スペースに挿入されたフィンガ部１２によって、下方から保持（支持）される。
【0028】
グリッパ装置１０の一対のフィンガ部１２は、第１方向（図中に示されるＸ方向）に沿って移動する。グリッパ装置１０がＦＯＵＰ２００を保持する際、フィンガ部１２はフランジ部２０２に近づくように進出する。グリッパ装置１０がＦＯＵＰ２００の保持を解放する際、フィンガ部１２はフランジ部２０２から遠ざかるように退避する。
【0029】
図２に示されるように、リンク機構２０は、フィンガ部１２を移動させるための機構である。リンク機構２０は、モータ１６の出力軸１６ａに連結されて、出力軸１６ａを中心に回転する１個の中央リンク１７と、中央リンク１７の両端に設けられた一対の軸１７ａに第１端が回転可能に連結された一対の第１リンク１８と、第１リンク１８の第２端に設けられた一対の軸１８ａに基端が回転可能に連結された一対の第２リンク１９とを含む。出力軸１６ａの回転に伴い、中央リンク１７が回転し、一方の第１リンク１８及び第２リンク１９と、他方の第１リンク１８及び第２リンク１９とが、同期して移動する。一対の第２リンク１９の先端には、それぞれフィンガ部１２が取り付けられている。フィンガ部１２には、中央の支柱２０３を受け入れる切欠き部１２ａが形成されている。
【0030】
本実施形態のグリッパ装置１０には、ＦＯＵＰ２００に対して保持部９の位置決めを行うための機構が備わっている。物品に対する適切な位置決めの必要性は、上記した特許文献１に記載されたとおりである。位置決めを適切に行うことにより、グリッパ装置１０のフィンガ部１２（保持部９）が、正しい位置及び姿勢を有し、ＦＯＵＰ２００に対する係合及び保持が良好になる。グリッパ装置１０が備える位置決め機構は、ＦＯＵＰ２００が有する被位置検出部及び接触位置との協働により、より正確な位置決めを可能とする。
【0031】
図２に示されるように、グリッパ装置１０は、昇降部１１に取り付けられた４つの位置決め部を備える。より詳細には、グリッパ装置１０は、平面視において矩形状をなす昇降部１１の四隅の位置に、位置決め部を備える。昇降部１１の１つの対角線上（図２に示される左上隅と右下隅）には、２つの第１位置決め部４０が取り付けられている。これらの第１位置決め部４０は、基本的に、ＦＯＵＰ２００に対し、水平方向（ＸＹ平面に沿った方向）における保持部９の位置決めを行う。また昇降部１１の他の１つの対角線上（図２に示される右上隅と左下隅）には、２つの第２位置決め部５０が取り付けられている。これらの第２位置決め部５０は、ＦＯＵＰ２００に対し、高さ方向（図１に示されるＺ方向）における保持部９の位置決めを行う。
【0032】
第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０の構造を説明する前に、図３を参照して、位置決め機構に係るＦＯＵＰ２００の構造について説明する。図３に示されるように、ＦＯＵＰ２００のフランジ部２０２は、それぞれ、第２方向に長く延びる長尺な平板部材であり、ＦＯＵＰ２００の上面２０１ａに平行に延在する。各フランジ部２０２のフランジ上面２０２ａは、平坦であり、上面２０１ａに平行である。フランジ上面２０２ａは、ＦＯＵＰ２００の上面２０１ａに設けられた被位置検出面（被位置検出部）であり、第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０が接触することにより、保持部９の高さ方向の位置決めを可能とする。
【0033】
各フランジ部２０２の第２方向の両端部には、２つのガイド穴２０６が形成されている。これらのガイド穴２０６は、同じ大きさ及び形状を有する。各ガイド穴２０６は、逆円錐台形状を有しており、フランジ部２０２を厚み方向に貫通する。各ガイド穴２０６は、上方に向けて開放された円形の開口を有し、下方ほど内径が小さくなる円錐状のテーパ形状を有している。すなわち、各ガイド穴２０６では、上端の開口に対する高さが低いほど内径が小さくなる。一対のフランジ部２０２において、第１方向に直交する仮想の中央面（出力軸１６ａの軸線を含む面）に関して、ガイド穴２０６は対称に形成されている。これらの４つのガイド穴２０６の位置は、平面視において、第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０の位置に対応している。より詳細には、ＦＯＵＰ２００に対して保持部９が正確な位置にあるとき、４つのガイド穴２０６の中心軸線の位置は、後述する第１位置決め部４０の軸４２及び第２位置決め部５０の軸５２の位置に一致する。４つのガイド穴２０６のうち、第１の対角線上に配置された２つのガイド穴２０６は、第１位置決め部４０が接触することにより、保持部９の水平方向の位置決めを可能とする。それと同時に、第１の対角線上に配置された２つのガイド穴２０６は、２つの第１位置決め部４０が接触することにより、保持部９の高さ方向の位置決めをも可能とする。
【0034】
４つのガイド穴２０６のうち、第２の対角線上に配置された２つのガイド穴２０６には、２つの第２位置決め部５０は接触しない。本実施形態では、２つの第２位置決め部５０は、第２の対角線上に配置された２つのガイド穴２０６が形成された位置において、フランジ上面２０２ａに接触するのみである。ＦＯＵＰ２００が４つのガイド穴２０６を有することにより、ＦＯＵＰ２００の汎用性が高められている。４つのガイド穴２０６は、例えば、本実施形態の天井搬送車１とは異なる他の搬送システムであるＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）によってＦＯＵＰ２００が取り扱われる場合に、利用され得る。
【0035】
図２、図４及び図５を参照して、第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０の構造についてそれぞれ説明する。図２及び図４に示されるように、第１位置決め部４０は、昇降部１１の隅部に固定されたセンサボックス４５と、センサボックス４５に対して上下動可能な軸４２と、軸４２の下端部に固定された凸部材４１とを有する。センサボックス４５は、例えば、上下に向けて開放されており、その側面が昇降部１１の外側面に固定されている。凸部材４１は円錐面部４１ａを含んでもよい。円錐面部４１ａは、例えば、フランジ部２０２のガイド穴２０６に係合するよう、ガイド穴２０６に対応する形状を有する。言い換えれば、凸部材４１の円錐面部４１ａの一部が、ガイド穴２０６の周壁面に略一致する形状を有している。センサボックス４５の底面と凸部材４１との間には、軸４２周りにバネ４３が介装されている。バネ４３は、凸部材４１とセンサボックス４５とに対して、これらを離間させる方向に付勢力を付与する。
【0036】
軸４２の上端には、位置検出板４４が固定されている。センサボックス４５内の上部には、対向する位置に着座センサ４６及び在席センサ４７が設置されている。着座センサ４６及び在席センサ４７は、センサボックス４５に固定されており、センサボックス４５内における位置検出板４４の相対移動に伴う、第１被検出片４４ａ及び第２被検出片４４ｂの存在の有無を検出する。着座センサ４６は、保持部９の着座（すなわち凸部材４１がフランジ部２０２のガイド穴２０６に挿入されているか）を検出するセンサである。在席センサ４７は、ＦＯＵＰ２００が持ち上がった状態でＦＯＵＰ２００の存在を検出するセンサである。例えば、ＦＯＵＰ２００が不在であると、在席センサ４７がＯＦＦとなり、異常発報が行われる。ＦＯＵＰ２００の不在としては、例えば、フランジ部２０２の脱落等に起因する、フィンガ部１２に対するＦＯＵＰ２００の係合状態の喪失が考えられる。着座センサ４６及び在席センサ４７には、コントローラ８へ信号を出力するためのケーブルが接続されている。昇降部１１の昇降及びグリッパ装置１０によるＦＯＵＰ２００の保持に伴う、これらのセンサにおける検出動作については後述する。
【0037】
図２及び図５に示されるように、第２位置決め部５０は、昇降部１１の隅部に固定されたボックス５５と、ボックス５５に対して上下動可能な軸５２と、軸５２の下端部に固定された平板状の押さえ部材５１とを有する。ボックス５５は、例えば、上下に向けて開放されており、その側面が昇降部１１の外側面に固定されている。押さえ部材５１は、ＦＯＵＰ２００のフランジ上面２０２ａに接触する水平面部５１ａを含んでもよい。軸５２の下端は押さえ部材５１の下面から若干突出していてもよい。水平面部５１ａがフランジ上面２０２ａに接触した状態で、軸５２の突出した部分は、ガイド穴２０６内に配置される。ボックス５５の底面と押さえ部材５１との間には、軸５２周りにバネ５３が介装されている。バネ５３は、押さえ部材５１とボックス５５とに対して、これらを離間させる方向に付勢力を付与する。
【0038】
第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０において、ガイド穴２０６に対する凸部材４１の高さと、フランジ上面２０２ａに対する押さえ部材５１の高さとは等しくなっている。言い換えれば、ガイド穴２０６の周壁面に凸部材４１の円錐面部４１ａが接触すると共にフランジ上面２０２ａに押さえ部材５１の水平面部５１ａが接触し、バネ４３及びバネ５３から受ける付勢力（反発力）が等しい状態において、昇降部１１及び保持部９の姿勢は、ＦＯＵＰ２００の上面２０１ａに対して平行になっている。すなわち、保持部９がＦＯＵＰ２００に対して高さ方向に位置決めされている。さらに言い換えれば、ガイド穴２０６の周壁面に凸部材４１が接触し（ガイド穴２０６に凸部材４１が嵌入し）、フランジ上面２０２ａに押さえ部材５１が接触し（乗り）、４本のベルト６ａにより吊り下げられた昇降部１１及び保持部９が、これらの自重によりフランジ部２０２上に乗った状態で、保持部９がＦＯＵＰ２００に対して高さ方向に位置決めされている。しかも、この状態で、ガイド穴２０６に対する凸部材４１の嵌合（テーパ形状の嵌合）により、保持部９がＦＯＵＰ２００に対して水平方向にも位置決めされている。
【0039】
以上の構成を有するグリッパ装置１０及びＦＯＵＰ２００では、図３に示されるように、フランジ部２０２において、第１の対角線上に配置された２つのガイド穴２０６が形成された位置は、第１位置決め部４０が接触する２箇所の第１接触位置Ｐａである。ＦＯＵＰ２００の上部における２箇所の第１接触位置Ｐａで第１位置決め部４０がＦＯＵＰ２００に接触することで、ＦＯＵＰ２００に対し、水平方向における保持部９の位置決めが行われる。
【0040】
また、フランジ部２０２において、第１の対角線上に配置された２つのガイド穴２０６が形成された位置は、第１位置決め部４０が接触する２箇所の第２接触位置Ｐｂでもある。さらに、第２の対角線上に配置された２つのガイド穴２０６が形成された位置は、第２位置決め部５０が接触する２箇所の第２接触位置Ｐｂである。ＦＯＵＰ２００の上部における４箇所の第２接触位置Ｐｂで第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０がＦＯＵＰ２００に接触することで、ＦＯＵＰ２００に対し、高さ方向における保持部９の位置決めが行われる。
【0041】
第１接触位置Ｐａとは、ＦＯＵＰ２００の上部における、保持部９の水平方向の位置決めのための接触位置である。第２接触位置Ｐｂとは、ＦＯＵＰ２００の上部における保持部９の高さ方向の位置決めのための接触位置である。本実施形態では、第１の対角線上に配置された２つのガイド穴２０６が形成された位置は、２箇所の第１接触位置Ｐａであり、且つ２箇所の第２接触位置Ｐｂである。そして、第１位置決め部４０が、２つのガイド穴２０６にそれぞれ進入可能な２つの凸部材４１を有している。この構成により、第１位置決め部４０が、高さ方向における保持部９の位置決めをも可能としており、第２位置決め部５０と同様の機能を発揮する（役割を担う）。
【0042】
すなわち、本実施形態では、第１位置決め部４０は、水平方向の位置決めのため、２箇所のみの第１接触位置ＰａでＦＯＵＰ２００に接触する。一方で、高さ方向の位置決めのための第２接触位置Ｐｂは、４箇所に設けられている。言い換えれば、グリッパ装置１０は、第１接触位置Ｐａ且つ第２接触位置Ｐｂとしての２箇所のガイド穴２０６に第１位置決め部４０の凸部材４１を接触させることによって保持部９の水平方向且つ高さ方向における位置決めを行う。グリッパ装置１０は、第２接触位置Ｐｂとしての２箇所のガイド穴２０６に第２位置決め部５０の押さえ部材５１を接触させることによって保持部９の高さ方向における位置決めを行う。第１位置決め部４０が、３箇所以上において必要とされる高さ方向の位置決めのうち、一部の箇所（本実施形態では２箇所）で、第２位置決め部５０と同様の機能を発揮する（役割を担う）。これらの第２接触位置Ｐｂは、一直線上には位置していない。すなわち、４箇所の第２接触位置Ｐｂのいずれの３つを選んでも、それらが一直線上には位置しない。「３箇所の第２接触位置が一直線上に位置しない」とは、例えば、各接触位置における接触部（接触面）が面積を有する場合には、それらの３つの中心点を結んだ直線が一直線状にならないことを意味する。「３箇所の第２接触位置が一直線上に位置しない」とは、３つの中心点を含む平面が一意に定まることを意味する。
【0043】
以下、本実施形態のグリッパ装置１０及び天井搬送車１によるＦＯＵＰ２００の搬送方法について説明する。まず、昇降部１１がロードポート３００の上方に到来すると、コントローラ８が昇降部１１を降下させる（降下工程）。この降下工程では、着座センサ４６がＯＮになるまで、昇降部１１が降下させられる。降下工程の後、ＦＯＵＰ２００の上部における２箇所の第１接触位置Ｐａで第１位置決め部４０をＦＯＵＰ２００に接触させることで、ＦＯＵＰ２００に対して水平方向における保持部９の位置決めが行われる（第１位置決め工程）。また、降下工程の後、ＦＯＵＰ２００の上部における一直線上には位置しない４箇所の第２接触位置Ｐｂで第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０をＦＯＵＰ２００に接触させることで、ＦＯＵＰ２００に対して高さ方向における保持部９の位置決めが行われる（第２位置決め工程）。これらの第１位置決め工程及び第２位置決め工程は、略同時に実施される。そして、これらの第１位置決め工程及び第２位置決め工程の後、保持部９によりＦＯＵＰ２００が保持される（保持工程）。
【0044】
図６～図１０を参照して、第１位置決め工程及び保持工程について説明する。昇降部１１の降下に伴い、まず、図６に示されるように、凸部材４１がガイド穴２０６内に進入する（挿入される）。この時点で、凸部材４１の円錐面部４１ａがガイド穴２０６の周壁面に初めて接触する。次に、図７に示されるように、更に昇降部１１及び保持部９が降下し、着座センサ４６がＯＮとなる。この間に、在席センサ４７はＯＦＦからＯＮ、さらにＯＦＦへと切り替わるが、着座センサ４６がＯＦＦのままであるので、この在席センサ４７の切り替わりは無視される。次に、図８に示されるように、更に昇降部１１及び保持部９が所定距離降下した時点で、これらの降下が停止する。以上の一連の工程により、第１位置決め工程が終了する。それと同時に、第２位置決め工程も終了している。
【0045】
次に、図９に示されるように、着座センサ４６がＯＮの状態で、駆動部７によってフィンガ部１２が移動させられ、フィンガ部１２がフランジ部２０２の下方のスペースに挿入される。続いて、図１０に示されるように、昇降部１１及び保持部９が上昇させられ、フィンガ部１２によってフランジ部２０２（ＦＯＵＰ２００）が保持される。以上の工程により、保持工程が終了する。その後、昇降部１１及び保持部９がフレームユニット２内に至るまで上昇する。
【0046】
本実施形態のグリッパ装置１０及び上記搬送方法によれば、第１位置決め部４０が、ＦＯＵＰ２００の上部における２箇所の第１接触位置ＰａでＦＯＵＰ２００に接触する。第１位置決め部４０の接触により、ＦＯＵＰ２００に対して水平方向における保持部９の位置決めが行われる。また第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０が、ＦＯＵＰ２００の上部における少なくとも３箇所の第２接触位置Ｐｂ（実施形態では４箇所）でＦＯＵＰ２００に接触する。これらの第２接触位置Ｐｂは一直線上に位置しないので、第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０の接触により、ＦＯＵＰ２００に対して高さ方向における保持部９の位置決めが行われる。このように、水平方向に関して２箇所、及び高さ方向に関して少なくとも３箇所の接触位置が用いられるので、ＦＯＵＰ２００に対する水平方向及び高さ方向における位置決めを正確に行うことができる。
【0047】
第１位置決め部４０が、３箇所以上の第１接触位置でＦＯＵＰ２００に接触する場合、３箇所中の２箇所と他の１箇所とで、水平方向における保持部９の位置が一意に決まらず、不整合が生じる可能性がある。すなわち、３箇所以上の第１接触位置の間で喧嘩が生じる可能性がある。第１接触位置Ｐａが２箇所のみに限られていれば、そのような不整合すなわち喧嘩が抑制される。
【0048】
第１位置決め部４０が、２つの前記ガイド穴２０６にそれぞれ進入可能な２つの凸部材４１を有することで、第２位置決め部と同様の機能を発揮する。２箇所の第１接触位置と２箇所の第２接触位置とが共通化されることにより、位置決めのための部材を少なくできる。
【0049】
水平面部５１ａを含む押さえ部材５１によれば、高さ方向における位置決めを正確かつ容易に行うことができる。
【0050】
第２接触位置が４箇所に設けられているので、高さ方向においてより正確に位置決めを行うことができる。
【0051】
天井搬送車１によれば、保持部はＦＯＵＰ２００に対して正確に位置決めされた状態で、ＦＯＵＰ２００を保持する。よって、ＦＯＵＰ２００の搬送状態が安定し、それによってＦＯＵＰ２００を高速で搬送することもできる。
【0052】
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。例えば、第１接触位置Ｐａ及び第２接触位置Ｐｂの配置は、種々の態様に変更されてよい。図１１（ａ）に示されるように、一方のフランジ部２０２に２箇所の第１接触位置Ｐａ（ただしテーパ形状により第２接触位置を兼ねる）が設定され、他方のフランジ部２０２に２箇所の第２接触位置Ｐｂが設定されてもよい。上記実施形態のように対角線上に同種の接触位置が配置される場合に限られず、図１１（ｂ）に示されるように、第２方向における同じ側に同種の接触位置が配置されてもよい。この場合も、第１接触位置Ｐａは、テーパ形状によって第２接触位置を兼ねる。図１１（ｃ）に示されるように、一方のフランジ部２０２に２箇所の第１接触位置Ｐａ（ただしテーパ形状により第２接触位置を兼ねる）が設定され、他方のフランジ部２０２に１箇所の第２接触位置Ｐｂが設定されてもよい。また図１１（ｄ）に示されるように、一方のフランジ部２０２に２箇所の第１接触位置Ｐａ（ただしテーパ形状により第２接触位置を兼ねる）が設定され、他方のフランジ部２０２に１箇所の大型（広範囲）の第２接触位置Ｐｂが設定されてもよい。広範囲の第２接触位置Ｐｂは、複数の第２接触位置Ｐｂを備えるのと同様の安定性をもたらす。
【0053】
第１位置決め部及び第２位置決め部が接触する被位置検出部は、物品の上部の適当な位置に設けられればよい。物品の上面にフランジ部が設置されず、フランジ部以外の部分に被位置検出部が設けられてもよい。被位置検出部は、水平面（本体２０１の上面２０１ａに平行な面）として設定され得る。保持部がフランジ部に係合する場合に限られず、物品の上部（側面を含む）のいずれかの箇所に保持部が係合してもよい。保持部の構成は上記実施形態に限定されない。保持部の係合部が、内から外へ向けて移動される態様に限られない。保持部の係合部が、外から内へ向けて移動されてもよい。
【0054】
第１位置決め部及び第２位置決め部は、バネ機構を備えた位置決めである態様に限られない。第１位置決め部及び第２位置決め部は、バネ以外の弾性部材を備えてもよいし、弾性部材を備えなくてもよい。第１位置決め部及び第２位置決め部が、ダンパ機構を備えてもよい。第２位置決め部は、昇降部１１に対する位置が固定された平板部材であってもよい。
【0055】
上記実施形態では、第１位置決め部４０に、センサ（着座センサ４６及び在席センサ４７）が設置された。この態様とは異なり、第１位置決め部４０にセンサが設置されず、第２位置決め部５０にセンサ（例えば上記実施形態に開示されたのと同様の着座センサ及び在席センサ等）が設置されてもよい。また、第１位置決め部４０及び第２位置決め部５０の双方にこれらのセンサが設置されてもよい。すなわち、昇降部１１の四隅の位置において、これらのセンサが設置されてもよい。
【0056】
上記実施形態では、フランジ部２０２を貫通するガイド穴２０６が設けられた。この態様に限られず、底部を有する（フランジ部２０２を貫通しない）、テーパ形状のガイド穴が設けられてもよい。また、物品に円錐状のガイド穴２０６が形成される態様に限られない。例えば、第１位置決め部が、円筒状の凸部材を有し、物品の上部のいずれかの箇所に円柱状の穴部（貫通する孔部でもよい）が形成されてもよい。この場合、第１位置決め部では高さ方向の位置決めができないため、２箇所の第１接触位置とは別の位置に、少なくとも３箇所の第２接触位置を物品に設ける必要がある。
【0057】
言い換えれば、第１接触位置が第２接触位置を兼ねる態様に限られない。２箇所の第１接触位置と、３箇所以上の第２接触位置とが、別個に設けられてもよい。あるいは、２箇所の第１接触位置のうちの１つが、第２接触位置を兼ねてもよい。いずれの態様においても、グリッパ装置は、第１接触位置に対応して第１位置決め部を備え、第２接触位置に対応して第２位置決め部を備える。物品において、ある特定の第１接触位置が第２接触位置を兼ねる場合には、グリッパ装置において、その特定の第１接触位置に対応する第１位置決め部は、第２位置決め部と同様の機能を発揮する。
【0058】
物品は、ＦＯＵＰ２００に限られない。物品は、ＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）Ｐｏｄ又はＦＯＳＢ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｓｈｉｐｐｉｎｇ Ｂｏｘ）等であってもよい。
【符号の説明】
【0059】
１…天井搬送車（搬送車）、７…駆動部、９…保持部、１０…グリッパ装置、１１…昇降部、１２…フィンガ部、１６…モータ、２０…リンク機構、４０…第１位置決め部、４１…凸部材、４１ａ…円錐面部、５０…第２位置決め部、５１…押さえ部材、５１ａ…水平面部、２００…ＦＯＵＰ（物品）、２０１…本体、２０１ａ…上面、２０２…フランジ部、２０２ａ…フランジ上面（被位置検出部）、２０６…ガイド穴、３００…ロードポート（移載部）、Ｐａ…第１接触位置、Ｐｂ…第２接触位置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】