説明

自動倉庫

【課題】走行スペースの上部で空気の逃げ場がないため、棚内の物品が汚染されることを防止する。
【解決手段】搬送装置12の走行スペースに沿って棚22を複数設けると共に、棚22の背面側から走行スペース側への清浄ガスの給気路と、走行スペースの下部からの第1の排気路とを設ける。さらに走行スペースの上部に第2の排気路を設ける。清浄ガスは例えばクリーンエア(清浄空気)であるが、窒素ガス等でも良い。第2の排気路は常時排気するものでも、走行スペースの上部で気圧が増す際にのみ排気するものでも良い

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は自動倉庫に関し、特にダストによる保管物品の汚染を防止するようにした自動倉庫に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体、FPD(フラット・パネル・ディスプレイ)等のように、ダストを嫌う物品を保管する自動倉庫では、搬送装置の走行スペースの下部から空気を吸引し、フィルタで処理し、ラックの背面からラック内へ循環させることが知られている(特許文献1:JPH06-24507A)。また自動倉庫の外部のクリーンエアを利用するため、自動倉庫の上部に空気導入孔を設けてラックの背面側へクリーンエアを取り込み、ラック→走行スペース→走行スペース下部の排気口の順に移動させることが知られている(特許文献2:JP2817605B)。これらの自動倉庫では、気流は走行スペース内を下向きに流れ、ラック内ではラックの背面側から前面の走行スペース側へ流れている。
【0003】
搬送装置が走行すると、走行方向前方で空気(雰囲気)が圧縮され。また走行方向後方では負圧が生じて、その結果気流の乱れが生じる。これらのことは特許文献3:JP2009-184776Aで考慮され、搬送装置の走行方向前方から後方に渡る範囲で、ラックへの給気量と走行スペースからの排気量とを最大にすることが開示されている。しかしながら発明者は、走行スペースの上部では空気の逃げ場が無いため、搬送装置の走行で圧縮された空気はラック内に侵入しやすくなることに着目し、この発明に到った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】JPH06-24507A
【特許文献2】JP2817605B
【特許文献3】JP2009-184776A
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この発明の課題は、走行スペースの上部に空気の逃げ場を設けることにより、棚内の物品の汚染をより確実に防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明は、搬送装置の走行スペースに沿って棚を複数設けると共に、棚の背面側から走行スペース側への清浄ガスの給気路と、走行スペースの下部からの第1の排気路とを設けた自動倉庫において、走行スペースの上部に第2の排気路を設けたことを特徴とする。清浄ガスは例えばクリーンエア(清浄空気)であるが、窒素ガス等でも良い。第2の排気路は常時排気するものでも、走行スペースの上部で気圧が増す際にのみ排気するものでも良い。
【0007】
搬送装置が走行スペース内を走行すると、走行方向前方で空気が圧縮されるため排除圧が生じる。特に走行スペースの上部では空気の逃げ場がないため、棚へ空気が侵入しやすくなる。これに対して走行スペースの上下から排気すると、走行スペース内の気圧を絶えず棚内の気圧よりも低く保ち、走行スペースから棚への空気の逆流を確実に防止できる。なおこの明細書で、排除圧は空気が圧縮されたことによる気圧の増加分を意味し、気圧は静圧を意味する。
【0008】
好ましくは、走行スペース上部の第2の排気路は、搬送装置の走行方向に沿って配置され、かつ走行スペース内の気圧に応じて開閉する複数のダンパを備えている。このようにすると、走行スペースの上部で気圧が増すと、自動的にダンパを開いて排気量を増すことができる。
また好ましくは、走行スペース上部の第2の排気路は、搬送装置の走行方向に沿って配置され、かつ搬送装置の位置と移動方向に応じて排気量が変化する複数のファンを備えている。このようにすると、搬送装置の位置と移動方向は容易に分かるので、走行スペースの上部で気圧が増した後、排気量を増すまでの遅れを小さくできる。
【0009】
発明者は走行スペースの端部では空気の逃げ場がないため、搬送装置により圧縮された空気が棚へ特に侵入しやすくなることを見出した。そこで、走行スペースの少なくとも一端部において、搬送装置の走行方向の長さ当たりの、走行スペースからの排気能力を、走行スペースの中間部よりも高くする。すると走行スペースの端部で空気が棚内へ侵入することを防止できる。
【0010】
発明者は、数値シミュレーションで自動倉庫内の気流を調べ、走行スペースの上下に排気路を設けることにより、棚内の物品の汚染をより確実に防止できることを確認した。また走行スペース端部での排気能力を増すことにより、端部の棚の汚染を防止できることを確認した。さらに実施例の自動倉庫の縮小模型を製作し、可視化により気流を調べた。そして数値シミュレーションと同様の結果が得られることを確認した。

【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施例の自動倉庫を天井を除いて示す平面図
【図2】実施例の自動倉庫の正面図
【図3】実施例の自動倉庫を一方のラックを除いて示す側面図
【図4】スタッカークレーンによる排除圧と負圧、並びに給気と排気とを示す側面図
【図5】スタッカークレーンによる排除圧と負圧、並びに給気と排気とを示す正面図
【図6】自動倉庫の端部での空気の圧縮及び膨張、及びこれに対する給気と排気とを示す図
【図7】天井等に設けるファンフィルタユニットのモデル図
【図8】圧力ダンパのモデル図
【図9】微差圧センサを用いたダンパのモデル図
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【実施例】
【0013】
図1〜図9に、実施例の自動倉庫2とその変形とを示す。各図において、4は走行スペースで、その左右両側もしくは左右一方にラック6が設けられ、ラック6は個別の棚22,23の集合体である。またラック6にはフラット・パネル・ディスプレイ(FPD)の処理装置8、あるいは半導体の処理装置などを接続してもよい。走行スペース4には例えば走行レール10を設け、搬送装置としてのスタッカークレーン12を走行させる。なおスタッカークレーン12に代えて、無人搬送車、有軌道台車等の任意の搬送装置を用いることができ、その走行方向は図1の長手方向である。
【0014】
スタッカークレーン12は、台車14とマスト16並びにマスト16に沿って昇降する昇降台18を備え、昇降台18はFPDなどのカセット20を移載するため、スカラアーム、スライドフォーク等の移載装置を備えている。ラック6には多数の棚22,23が設けられ、このうち棚23は、ラック6の端部の棚、言い換えると走行スペース4の端部の棚である。ここで棚は物品を保管する単位となるスペースを意味し、間口とも呼ばれる。ラック6,6の、走行スペース4から見た背面側に、給気路24,24が設けられ、例えば個々の棚22,23毎にファンフィルタユニット26が設けられて、給気路24からの空気を処理し、クリーンエアとして棚22,23へ供給する。
【0015】
実施例では保管する物品を、FPDあるいは半導体などのカセットとするが、物品の種類は任意である。カセット20を保管する空気はクリーンエアとするが、窒素ガスなどでもよい。さらに自動倉庫2は局所クリーンの条件で用いられ、自動倉庫2の外部は必ずしもクリーンではないものとする。しかし自動倉庫2の外部もクリーンな環境としてもよい。
【0016】
30はコントローラで、自動倉庫2を管理し、具体的にはスタッカークレーン12に走行、昇降、物品の移載の指令を与え、指定した棚と棚との間でカセット20を搬送させる。なお棚22,23以外に、自動倉庫2の外部との出入口となるステーションを設けても良い。またコントローラ30は、スタッカークレーン12の現在位置と移動方向並びに速度、昇降台18の高さ位置と昇降方向並びに昇降速度を管理し、これらに応じて走行スペース4からの排気と、ラック6への給気とを制御する。なおラック6への給気量は固定でも良い。以下に走行スペース4への給排気について説明する。
【0017】
図2〜図6の32は自動倉庫2の天井で、天井32のうちで少なくとも走行スペース4の上部に排気装置34が設けられ、走行スペース4から外部へ排気する。またラック6の底部にファン36を設け、走行スペース4の下部の空気を、給気路24へ循環させると共に、一部を排気口38から自動倉庫2の外部へ排気する。なおファン36を設けないことも可能である。例えば、ファンフィルタユニット26により走行スペース4の下部の空気を給気路24側へ引き込むことにより、走行スペース4の下部から排気するようにしても良い。また排気装置34からの空気もフィルタなどで浄化し、給気路24へ循環させてもよい。さらに排気装置34の集合が第2の排気路、ファン36と排気口38との対の集合が第1の排気路である。また図1に示すように、走行スペース4の床面に排気口39を設けて排気してもよい。ファンフィルタユニット26は原則として棚22毎に設けるが、半導体カセットなどのように比較的小さな物品を保管する場合、数棚程度毎にファンフィルタユニット26を設けても良い。即ち棚22,23毎にファンフィルタユニット26を設ける必要はない。
【0018】
スタッカークレーン12の機体長は、走行方向に沿ったカセット20の長さよりも長くなる。このため走行スペース4の両端に棚23に面しないスペースが生じ、好ましくはこのスペースにも排気装置40を設ける。なお排気装置40は走行スペース4の少なくとも一端に設け、好ましくは両端に設ける。また排気装置40を設ける代わりに、走行スペース4の端部の棚23の位置で、排気装置34及びファン36の能力を、走行スペースの中間に沿った部分よりも高くしても良い。何れの場合も、棚23の位置で、ファンフィルタユニット26の給気能力を、棚22に対する位置よりも高くすることが好ましい。
【0019】
図2〜図6において、白抜きの矢印はクリーンエアあるいは排気装置34で処理済みの空気の流れを表し、ハッチングを付した矢印は、走行スペース4内で汚染させれている可能性がある空気の流れを示す。走行スペース4の中間部での空気の流れを、図4,図5に示す。図4の左から右へとスタッカークレーン12が移動すると、その走行方向前方で空気が圧縮されて排除圧が生じる。一方スタッカークレーン12の後方では、逆に負圧が生じる。排除圧と負圧とは、台車14の前後で最大となり、昇降台18の前後でも大きくなり、これ以外の位置ではやや小さくなる。棚22にはファンフィルタユニットからクリーンエアが給気されているが、クリーンエアの気圧よりも排除圧が高くなると、走行スペース4内の空気が棚22内に侵入する。特に排気路34を設けない場合、走行スペース4の上部で気圧が増し、棚22内のカセット20が汚染される可能性がある。例えば走行スペース4の中間部から上部へ向かう気流、あるいは空気の波が生じると、天井の部分で気流が行き詰まり、動圧が静圧に転換されて気圧が増し、棚22へ逆流する。
【0020】
これに対して実施例では、走行スペース4内の空気を下部のファン36と上部の排気装置34とから排気する。このため行き止まりとなる気流、あるいは行き止まりとなる空気の波等が生じず、走行スペース4内で局所的に気圧が増すことが抑制される。その結果、棚22内へ走行スペース内の空気が逆流することが無くなる。このことは端部の棚23でも同様である。スタッカークレーン12の走行方向後方では負圧が生じ、負圧自体は棚22内の物品を汚染しないが、負圧が解消する過程で気流の乱れが生じ、これに伴って走行スペース4内の空気が棚22内に侵入する。そこでスタッカークレーン12の走行方向後方で、棚22への給気量を増して負圧を速やかに解消すると共に、負圧の消滅時に生じる乱れた気流をファン36と上部の排気装置34とにより排気する。従って、走行方向前方と同様に後方でも、走行スペース4内の空気が棚22,23内に侵入することを防止できる。
【0021】
以上のことは、次のように言い換えることができる。走行スペース4から棚22,23へ空気が侵入することを防止するための条件は、棚22,23内の気圧が走行スペース4内の気圧よりも常に高いことである。そこで走行スペース4の下部のファン36と上部の排気装置34の双方から排気を行うことにより、走行スペースの上部あるいは下部等で局所的に気圧が増すことを防止し、常に棚22,23内の気圧を走行スペース4の気圧よりも高くする。またスタッカークレーン12の走行方向後方では、棚22,23への給気量を増して負圧を解消し、負圧が解消する際の乱れた気流をファン36と上部の排気装置34とで排気する。
【0022】
図6に端部の棚23に特有に問題を示す。なお実施例ではFPDのカセット20を保管するので、文字通りに最端部の棚23のみを対象とするが、半導体カセットなどのように小さな物品の場合、端部から2〜数間口程度の領域で同様の処理を施す。図6の左から右へとスタッカークレーン12が走行すると、走行スペース4内の端部の空気が圧縮される。走行スペース4の中央部と異なり、端部では圧縮された空気の逃げ場がない。このため排除圧がより高くなる。逆にスタッカークレーン12が図6の右から左へと移動すると、端部の空気が急激に膨張して強い負圧が生じる。以上のように、走行スペース4の端部で、スタッカークレーン12の移動による影響がより著しくなる。
【0023】
そこで例えば端部の棚23に対し、排気装置34及びファン36の排気能力をより高くする。あるいは走行スペース4の両端部に排気装置40を設けて、圧縮された空気を排気する。ここで必要なことは、スタッカークレーン12の走行方向に沿った長さ当たりの排気能力を、走行スペース4の中間部よりも高くすることである。なお上記に加えて、端部の棚23ではファンフィルタユニットからの給気能力も、中間部の棚22よりも高くすることが好ましい。
【0024】
図7〜図9に、排気装置34,40の例を示す。図7の排気装置35では、走行スペース4側にフィルタ43を、外部スペース42側にファン44を設け、コントローラからの制御信号によりファン44を制御する。このようにしてスタッカークレーンの位置と走行方向並びに走行速度、昇降台18の位置と昇降方向並びに昇降速度などに応じ、ファン44からの送風量を制御して排気量を制御する。これらのデータはコントローラにとって既知であるので、速やかに排気量を制御できる。フィルタ43の役割は、ファン44を停止している際に、ファンの羽根と羽根の間から外気が侵入する際に汚染物質を除くことで、ファン44にシャッタ等を追加すると不要になる。排気装置40も排気装置35と同様に構成できるが、排気装置40ではファン44を逆転自在にし、スタッカークレーンが端部から立ち去る際に、外部スペース42の空気をフィルタ43で処理して走行スペース4へ給気してもよい。
【0025】
図8は圧力ダンパ46を示し、圧力ダンパ46は走行スペース4の天井などに設けた開口45に、スタッカークレーン12の走行方向に沿って複数個設置される。排気装置34,40を全て圧力ダンパ46で構成しても良く、一部を固定の排気量のファンで、他を圧力ダンパ46で構成しても良い。47は可動部で、閉じる側へ弾性体48により付勢され、開閉軸49を中心に開閉自在である。そして圧力ダンパ46では、例えば5パスカル程度の気圧差が走行スペース4と外部スペース42との間に生じると、可動部47が開き排気する。このようにすると制御無しで走行スペース4からの排気量を調整でき、特に排気量が固定の排気ファンと組み合わせると、スタッカークレーンの走行に応じて、安価にかつ自動的に排気量を調節できる。
【0026】
図9は微差圧センサ54を用いたダンパ50を示し、図8と同じ符号は同じものを表す。52は駆動用のモータで、可動部47を開閉し、54は微差圧センサで、走行スペース4と外部スペース42間の差圧を検出する。このようなセンサでは、例えば走行スペース4側と外部スペース42側との間にダイヤフラムを配置し、気圧の差に基づくダイヤフラムの変形を検出する。そして気圧の差に応じて、可動部47を開閉する。ダンパ50は排気量が固定の排気ファンと組合せても良く、また排気装置34,40のいずれにも用いることができる。
【0027】
実施例では以下の効果が得られる。
(1) 走行スペース4の上部に排気装置34を設けることにより、走行スペース4の上部で逃げ場が無くなった空気が棚22,23内に侵入することを防止する。
(2) 走行スペース4の端部で、排気能力を他の部分よりも高くすることにより、走行スペースの端部で圧縮された空気が、端部の棚23に進入することを防止する。
(3) 排気装置34,40として、図7の排気装置35を用いると、スタッカークレーンの位置と速度等に応じて、制御遅れ無しに排気量を調整できる。
(4) 図8,図9のように、メカニカルに開閉するダンパ46,50を用いると、走行スペース4内の気圧が増した際に排気を行うことができ、制御が不要である。
(5) 排気装置34,40として、排気量が固定の排気ファンと、ダンパ46またはダンパ50を組み合わせると、排気量を自動的に調整できる。

【符号の説明】
【0028】
2 自動倉庫
4 走行スペース
6 ラック
8 処理装置
10 走行レール
12 スタッカークレーン
14 台車
16 マスト
18 昇降台
20 カセット
22,23 棚
24 給気路
26 ファンフィルタユニット
30 コントローラ
32 天井
34,35 排気装置
36 ファン
38,39 排気口
40 排気装置
42 外部スペース
43 フィルタ
44 ファン
45 開口
46 圧力ダンパ
47 可動部
48 弾性体
49 開閉軸
50 ダンパ
52 モータ
54 微差圧センサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
搬送装置の走行スペースに沿って棚を複数設けると共に、棚の背面側から走行スペース側への清浄ガスの給気路と、走行スペースの下部からの第1の排気路とを設けた自動倉庫において、
走行スペースの上部に第2の排気路を設けたことを特徴とする、自動倉庫。
【請求項2】
走行スペース上部の第2の排気路は、搬送装置の走行方向に沿って配置され、かつ走行スペース内の気圧に応じて開閉する複数のダンパを備えていることを特徴とする、請求項1の自動倉庫。
【請求項3】
走行スペース上部の第2の排気路は、搬送装置の走行方向に沿って配置され、かつ搬送装置の位置と移動方向に応じて排気量が変化する複数のファンを備えていることを特徴とする、請求項1の自動倉庫。
【請求項4】
走行スペースの少なくとも一端部において、搬送装置の走行方向の長さ当たりの、走行スペースからの排気能力が、走行スペースの中間部よりも高くされていることを特徴とする、請求項1の自動倉庫。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−96906(P2012−96906A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−247189(P2010−247189)
【出願日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【出願人】(304021417)国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】(000006297)村田機械株式会社 (4,916)
【Fターム(参考)】