DE112021007621T5

DE112021007621T5 - Positionsdetektor und Lineartransport-Vorrichtung

Info

Publication number: DE112021007621T5
Application number: DE112021007621.3T
Authority: DE
Inventors: Yoshinao Tatei; Takeshi Musha
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2024-02-29
Also published as: CN117397155B; JPWO2023281687A1; KR20240009505A; WO2023281687A1; US20240240969A1; CN117397155A; JP7046290B1

Abstract

Ein Positionsdetektor (5) umfasst eine Positionsdetektier-Magneteinheit (12), die an jedem von mehreren mit einem Läufer ausgestatteten Tragelementen installiert ist, und eine Positionsdetektier-Einheit (22), die an einer mit einem Stator versehenen Transportschiene installiert ist. Die Positionsdetektier-Magneteinheit (12) umfasst mehrere Magnete (121), die so angeordnet sind, dass in einer Transportrichtung der Tragelemente unterschiedliche Magnetpole abwechselnd angeordnet sind, und seitliche Magnetabschirmabschnitte (122), die in der Transportrichtung der Tragelemente an Enden der Positionsdetektier-Magneteinheit (12) installiert sind. Die Positionsdetektier-Einheit (22) umfasst: ein parallel zu der Transportrichtung der Tragelemente angeordnetes Arbeitssubstrat (222); mehrere Magnetfühler (221) in der Transportrichtung der Tragelemente, die Seite an Seite auf einer Vorderseite des Arbeitssubstrats (222) angeordnet sind, wobei die Vorderseite eine den Tragelementen zugewandte Oberfläche ist; und einen den Magnetfühlern gegenüberliegenden substratseitigen Magnetabschirmabschnitt (223), wobei der substratseitige Magnetabschirmabschnitt auf einer Rückseite des Arbeitssubstrates (222) installiert ist, wobei die Rückseite eine Oberfläche ist, die der den Tragelementen zugewandten Vorderseite gegenüberliegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Positionsdetektor, der die Positionen von Läufern detektiert, welche mit Magneten ausgestattet sind, sowie eine Lineartransport-Vorrichtung.
Technologischer Hintergrund
Ein Linearmotor umfasst Läufer und einen Stator, und wird als Antriebsmechanismus einer Lineartransport-Vorrichtung zum Transportieren von Artikeln verwendet. Patentliteratur 1 offenbart eine Lineartransport-Vorrichtung, die mehrere Tragelemente umfasst. Bei der in Patentliteratur 1 offenbarten Lineartransport-Vorrichtung ist am Boden eines jeden Tragelements ein Läufer vorgesehen. Die in Patentliteratur 1 offenbarte Lineartransport-Vorrichtung umfasst einen Stator und mehrere Läufer. Jedes Tragelement ist mit Permanentmagneten versehen, da der Läufer abwechselnd angeordnete unterschiedliche Magnetpole aufweist. An einer Transportschiene, welche den darauf montierten, aus Spulen bestehenden, Stator aufweist, sind Hall-Elemente zum Detektieren der Magnetfelder der Permanentmagnete bereitgestellt. Die Permanentmagnete der Tragelemente und die Hall-Elemente der Transportschiene bilden einen Positionsdetektor. Die Hall-Elemente detektieren die Magnetfelder, um es der in Patentliteratur 1 offenbarten Lineartransport-Vorrichtung zu erlauben, die Positionen der Tragelemente zu detektieren.
Zitierliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: japanische Patentanmeldung Offenlegungsnummer 2013-090417
Kurzbeschreibung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Wenn sich Tragelemente der in Patentliteratur 1 offenbarten Lineartransport-Vorrichtung einander annähern, und das Intervall zwischen den Tragelementen klein wird, kommen die auf den einzelnen Tragelementen montierten Magnete miteinander in magnetische Wechselwirkung. Wenn die auf den Tragelementen montierten Magnete miteinander in magnetische Wechselwirkung kommen, detektieren die Hall-Elemente an der Transportschiene das Magnetfeld der Magneten des Tragelements, welches kein Ziel ist, dessen Position detektiert werden soll, wohingegen die Hall-Elemente die Magneten des Tragelementes detektieren sollten, das ein Ziel ist, dessen Position detektiert werden soll. Im Ergebnis wird die in Patentliteratur 1 offenbarte Lineartransport-Vorrichtung das Ergebnis der Positionsdetektion in Abhängigkeit davon bereitstellen, ob sich ein Tragelement, das nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, in der Nähe des Tragelements befindet, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, selbst wenn die Position eines Tragelements, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, das Gleiche bleibt. Aus diesem Grund stellt die in Patentliteratur 1 offenbarte Lineartransport-Vorrichtung eine verringerte Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements bereit, wenn sich die Tragelemente einander annähern.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts des Vorstehenden gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Positionsdetektor bereitzustellen, der eine Verringerung der Genauigkeit der Positionsdetektion selbst dann verhindern kann, wenn sich Tragelemente einander annähern.
Mittel zur Lösung des Problems
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen und die Aufgabe zu erreichen, weist ein Positionsdetektor gemäß der vorliegenden Offenbarung auf: eine Positionsdetektier-Magneteinheit, die an jedem von mehreren Tragelementen montiert ist, welche mit einem Läufer versehen sind; und eine Positionsdetektier-Einheit, die an einer mit einem Stator ausgerüsteten Transportschiene montiert ist. Die Positionsdetektier-Magneteinheit umfasst: mehrere Magnete, die so angeordnet sind, dass in einer Transportrichtung der Tragelemente unterschiedliche Magnetpole abwechselnd angeordnet sind; und seitliche Magnetabschirmabschnitte, die in der Transportrichtung der Tragelemente an Enden der Positionsdetektier-Magneteinheit installiert sind. Die Positionsdetektier-Einheit umfasst: ein Arbeitssubstrat, das parallel zu der Transportrichtung der Tragelemente angeordnet ist; mehrere Magnetfühler, die in der Transportrichtung der Tragelemente Seite an Seite an einer Vorderseite des Arbeitssubstrats angeordnet sind, wobei die Vorderseite eine Oberfläche ist, welche den Tragelementen zugewandt ist; und einen den Magnetfühlern gegenüberliegenden substratseitigen Magnetabschirmabschnitt, wobei der substratseitige Magnetabschirmabschnitt an der Rückseite des Arbeitssubstrats installiert ist, wobei die Rückseite eine Oberfläche ist, die der Vorderseite gegenüberliegt, welche die Oberfläche ist, welche die den Tragelementen zugewandte Oberfläche ist.
Wirkungen der Erfindung
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Der Positionsdetektor gemäß der vorliegenden Offenbarung weist die Wirkung auf, dass er die Abnahme der Genauigkeit der Positionsdetektion auch dann vermeidet, wenn sich die Tragelemente einander annähern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines Lineartransport-Systems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Transportrichtung eines Tragelements einer Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine Seitenansicht eines Positionsdetektors der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Graph, der eine Wellenform der Stärke eines Magnetfeldes darstellt, welches durch eine Positionsdetektier-Magneteinheit in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform auf einen Magnetfühler aufgebracht wird.
5 ist ein Diagramm, das eine Positionsabhängigkeit zwischen der Positionsdetektier-Magneteinheit und dem Magnetfühler der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist ein Diagramm, das eine Positionsabhängigkeit zwischen der Positionsdetektier-Magneteinheit und dem Magnetfühler der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
7 ist ein Diagramm, das eine Positionsabhängigkeit zwischen der Positionsdetektier-Magneteinheit und dem Magnetfühler der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
8 ist ein Graph, der die Stärke des Magnetfeldes darstellt, welches in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Positionsdetektier-Magneteinheit, welche nicht Gegenstand der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler aufgebracht wird.
9 ist eine Seitenansicht einer Positionsdetektier-Magneteinheit eines Positionsdetektors einer Lineartransport-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
10 ist eine Seitenansicht eines Positionsdetektors einer Lineartransport-Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
11 ist ein Graph, der die Stärke eines Magnetfeldes darstellt, das in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß einer jeder von der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform durch eine Positionsdetektier-Magneteinheit, die nicht Gegenstand der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler aufgebracht wird.
12 ist eine Querschnittsansicht einer Lineartransport-Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform, die entlang einer Tragelement-Transportrichtung genommen wurde.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden ein Positionsdetektor und eine Lineartransport-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines Lineartransport-Systems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. 2 ist eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Tragelement-Transportrichtung einer Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Ein Lineartransport-System 50 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine Lineartransport-Vorrichtung 100 und ein Steuergerät 3. Die Lineartransport-Vorrichtung 100 umfasst mehrere Tragelemente 1, um auf ihren oberen Oberflächen Artikel zu transportieren, und eine Transportschiene 2, um die Tragelemente 1 in eine Transportrichtung zu bewegen. Das Steuergerät 3 dient zur Steuerung der Bewegung der Tragelemente 1. Jedes Tragelement 1 umfasst einen Läufer 11, um ein Magnetfeld für den Antrieb zu erzeugen, und eine Positionsdetektier-Magneteinheit 12, um ein Magnetfeld für eine Positionsdetektion zu erzeugen. Die Transportschiene 2 umfasst einen Stator 21, um für den Antrieb ein Magnetfeld zu erzeugen, und eine Positionsdetektier-Einheit 22, um die Positionen der Läufer 11 zu detektieren. Die Läufer 11 und der Stator 21 bilden einen Linearmotor 4. Die Positionsdetektier-Magneteinheiten 12 und die Positionsdetektier-Einheit 22 bilden einen Positionsdetektor 5.
Die von ihnen geladene Artikel, d. h. Transportziele, aufweisenden Tragelemente 1 bewegen sich in die Transportrichtung, um hierdurch die Artikel zu transportieren. Die Tragelemente 1 können Artikel, d. h. Transportziele, haltern, indem sie die Artikel hängenlassen oder ansaugen.
3 ist eine Seitenansicht des Positionsdetektors der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Die Lineartransport-Vorrichtung 100 umfasst zwei Tragelemente 1. Somit umfasst der Positionsdetektor 5 zwei Positionsdetektier-Magneteinheiten 12₁ und 12₂. In der nachfolgenden Beschreibung wird auf diese beiden Positionsdetektier-Magneteinheiten als „Positionsdetektier-Magneteinheiten 12₁ und 12₂“ Bezug genommen, wenn zwischen ihnen unterschieden werden soll, und als „Positionsdetektier-Magneteinheit 12“ Bezug genommen, wenn nicht zwischen ihnen unterschieden werden soll. Die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 umfasst mehrere Magnete 121, seitliche Magnetabschirmabschnitte 122 und einen rückseitigen Magnetabschirmabschnitt 123. Die Magnete 121 sind in Transportrichtung der Tragelemente 1 angeordnet. Die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 sind an in der Transportrichtung der Tragelemente 1 gegenüberliegenden Seiten der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 bereitgestellt. Der rückseitige Magnetabschirmabschnitt 123 ist eine Rückseite der mehreren Magnete 121 abdeckend installiert. Die Rückseite der Magnete 121 ist eine Oberfläche, die einer Vorderseite der Magnete 121 gegenüberliegt. Die Vorderseite der Magneten 121 ist eine Oberfläche, die der Transportschiene 2 zugewandt ist. In der ersten Ausführungsform weisen die Magnete 121 in eine Richtung von der Vorderseite zu der Rückseite der Magnete 121 eine Dicke T auf, welche Richtung senkrecht zu der Transportrichtung der Tragelemente 1 steht. Die Dicke T der Magnete 121 ist die gleiche, wie die Länge S der seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122. In 3 geben durchgezogene Pfeile ein Magnetfeld an, das durch den Magneten 121 der Positionsdetektier-Magneteinheit 12₁ erzeugt wird. In 3 geben gestrichelte Pfeile ein Magnetfeld an, das durch den Magnet 121 der Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ erzeugt wird. In 3 geben weiße Pfeile innerhalb der Magneten 121 die Richtungen der Magnetfelder im Inneren der Magnete 121 an.
Die mehreren Magnete 121 sind so entlang der Transportrichtung der Tragelemente 1 angeordnet, dass unterschiedliche Magnetpole abwechselnd angeordnet sind. Das bedeutet für die in 3 dargestellten mehreren Magnete 121, dass die Magnete 121, welche die eine Magnetfeldrichtung aufweisen, und die Magnete, welche eine unterschiedliche Magnetfeldrichtung aufweisen, in Transportrichtung der Tragelemente 1 abwechselnd angeordnet sind. In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform sind in Transportrichtung der Tragelemente 1 vierzehn Magnete 121 angeordnet. Der Magnet 121 kann ein einstückiges Magnetmaterial sein, welches mehrere in die Transportrichtung der Tragelemente 1 ausgebildete Magnetpole aufweist.
Die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 und der rückseitige Magnetabschirmabschnitt 123 sind unter Verwendung eines Materials gebildet, welches eine magnetische Permeabilität aufweist, die den Wert Eins übersteigt, wie beispielsweise Eisen. Die Positionsdetektier-Einheit 22 umfasst ein Arbeitssubstrat 222, mehrere Magnetfühler 221 und einen substratseitigen Magnetabschirmabschnitt 223. Das Arbeitssubstrat 222 ist parallel zu der Transportrichtung der Tragelemente 1 installiert. Die mehreren Magnetfühler 221 sind an einer Vorderseite des Arbeitssubstrats 222 angeordnet. Die Vorderseite des Arbeitssubstrats 222 ist eine Oberfläche, die den Tragelementen 1 entlang der Transportrichtung der Tragelemente 1 zugewandt ist. Der substratseitige Magnetabschirmabschnitt 223 ist auf einer Rückseite des Arbeitssubstrats 222 installiert. Die Rückseite des Arbeitssubstrats 222 ist eine Oberfläche, die der Vorderseite gegenüberliegt, und ist die Oberfläche, auf welche die Magnetfühler 221 montiert sind. Die Magnetfühler 221 detektieren durch die Magnete 121 der Positionsdetektier-Magneteinheiten 12 erzeugte Magnetfelder. 3 stellt nur einen der mehreren Magnetfühler 221 dar, die in der Transportrichtung der Tragelemente 1 angeordnet sind. Ein Tragelement, das Detektionsziel ist, d. h. ein Tragelement 1, welches durch den in 3 dargestellte Magnetfühler 221 zu detektieren ist, ist das Tragelement 1, welches die Positionsdetektier-Magneteinheit 12₁ aufweist, das so platziert ist, das es dem Magnetfühler 221 zugewandt ist. Andererseits ist der in 3 dargestellte Magnetfühler 221 der Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ nicht zugewandt, und daher ist das Tragelement 1, welches die Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ aufweist, nicht ein Ziel, dessen Position durch den in 3 dargestellten Magnetfühler 221 zu detektieren ist. 3 stellt ein Beispiel dar, in dem der substratseitige Magnetabschirmabschnitt 223 über die gesamte rückwärtige Oberfläche des Arbeitssubstrats 222 installiert ist.
Ein Elektromagnet kann entweder für den Läufer 11 oder für den Stator 21 verwendet werden, und ein Elektromagnet oder ein Permanentmagnet kann für den jeweils anderen verwendet werden. Die Verwendung des Permanentmagneten für den Läufer 11 und des Elektromagneten für den Stator 21 beseitigt die Notwendigkeit einer Verdrahtung zur Verbindung zwischen den beweglichen mehreren Tragelementen 1 und dem Steuergerät 3, und vermeidet, dass die Verdrahtung die Bewegungen der Tragelemente 1 behindert.
Wenn das Tragelement 1, welches nicht ein Ziel der Positionsdetektion ist, d. h. ein Ziel, dessen Position zu detektieren ist, von dem Tragelement 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, entfernt ist, detektiert der Magnetfühler 221 nur das Magnetfeld, das durch die Magneten 121 der Positionsdetektier-Magneteinheit 12₁ des Tragelements 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, erzeugt wird.
Wenn das Tragelement 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, sich dem Tragelement 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, annähert, wird der Magnetfühler 221 das durch die Magneten 121 der Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ des Tragelements 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, erzeugte Magnetfeld detektieren, solange nichts das durch die Magneten 121 der Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ des Tragelements 1, das nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, erzeugte Magnetfeld blockiert. Im Ergebnis wird die Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, verschlechtert.
Bei der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist der seitliche Magnetabschirmabschnitt 122 in der Transportrichtung der Tragelemente 1 an jeder Seite der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 bereitgestellt. Der seitliche Magnetabschirmabschnitt 122 blockiert kleine schleifenförmige Magnetlinien der durch die Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ des Tragelements 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, bereitgestellten Magnetkraft. Im Ergebnis erreichen diese kleinen schleifenförmigen Magnetlinien nicht den Magnetfühler 221. Weiter ist die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 mit dem rückseitigen Magnetabschirmabschnitt 123 versehen, und ist die Positionsdetektier-Einheit 22 mit dem substratseitigen Magnetabschirmabschnitt 223 versehen. Der rückseitige Magnetabschirmabschnitt 123 oder der substratseitige Magnetabschirmabschnitt 223 blockieren große schleifenförmige Magnetlinien der durch die Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ des Tragelements 1, welches nicht Ziel der Positionsdetektion ist, bereitgestellten Magnetkraft. Im Ergebnis erreichen diese Magnetlinien, die große Schleifen formen, nicht den Magnetfühler 221.
4 ist ein Graph, der eine Wellenform der Stärke des Magnetfeldes darstellt, das durch die Positionsdetektier-Magneteinheit in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform auf den Magnetfühler aufgebracht wird. In 4 repräsentiert die horizontale Achse die Produktion in der Transportrichtung der Tragelemente 1. In 4 repräsentiert die vertikale Achse den relativen Wert der Magnetflussdichte (engl. magnetic flux density), die durch die Amplitude an einem magnetischen Mittelwert als 100 normalisiert ist. Eine positive Richtung der vertikalen Achse von 4 gibt an, dass das Magnetfeld in die Richtung von der Vorderseite zu der Rückseite des Magnetfühlers 221 aufgebracht wird. Eine durchgehende Linie gibt eine Wellenform der Stärke des Magnetfeldes in der ersten Ausführungsform an, und eine unterbrochene Linie gibt eine Wellenform der Stärke des Magnetfeldes in einem Fall an, in dem die seitlichen Magnetabschirmabschnitte, der rückseitige Magnetabschirmabschnitt und der substratseitige Magnetabschirmabschnitt zum Vergleich mit der ersten Ausführungsform nicht vorgesehen sind. P ist die Länge der Magnete 121 in die Transportrichtung eines jeden Tragelements 1. Die Magnete 121 sind mit einem gleichmäßigen Zwischenraum (engl. pitch) von einem Zwischenraum P angeordnet. 5, 6 und 7 sind Diagramme, welche die positionale Abhängigkeit zwischen der Positionsdetektier-Magneteinheit und dem Magnetfühler der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellen. In 5, 6 und 7 ist die Richtung von der Vorderseite zu der Rückseite des Magnetfühlers 221 auf dem Blatt eine Richtung nach unten. In 5, 6 und 7 geben Pfeile in den Magneten 121 die Richtung des Magnetfeldes im Inneren der Magnete 121 an. 5 stellt die in der Position 0P angeordnete Positionsdetektier-Magneteinheit 12 dar. 6 stellt die in der Position 13P angeordnete Positionsdetektier-Magneteinheit 12 dar. 7 stellt die in der Position 15P angeordnete Positionsdetektier-Magneteinheit 12 dar. Wenn die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 in der Position 15P angeordnet ist, ist die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 um 2P weg von dem Magnetende außerhalb des Bereichs der Positionsdetektion angeordnet. In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 die vierzehn Magnete 121. Somit muss der Magnetfühler 221 das Magnetfeld der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 detektieren, wenn die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 in dem Bereich zwischen 0P bis 13P angeordnet ist, und braucht das Magnetfeld der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 nicht zu detektieren, wenn dieses außerhalb des Bereiches von 0P bis 13P angeordnet ist.
8 ist ein Graph, der die Stärke des Magnetfeldes darstellt, das in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform durch die Positionsdetektier-Magneteinheit, welche nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler aufgebracht wird. Zum Vergleich stellt in 8 eine unterbrochene Linie die Stärke des Magnetfeldes dar, das in der Lineartransport-Vorrichtung, welche die seitlichen Magnetabschirmabschnitte, den rückseitigen Magnetabschirmabschnitt und den substratseitigen Magnetabschirmabschnitt nicht umfasst, durch die Positionsdetektier-Magneteinheit, die nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler aufgebracht wird. Unter Berücksichtigung eines der Magnetfühler wird gezeigt, dass die Positionsdetektier-Magneteinheit der Lineartransport-Vorrichtung, welche die seitlichen Magnetabschirmabschnitte, den rückseitigen Magnetabschirmabschnitt und den substratseitigen Magnetabschirmabschnitt nicht aufweist, ein Magnetfeld von ungefähr 9 % von dem in der Mitte der Positionsdetektier-Magneteinheit auf den Magnetfühler aufbringt, wenn die Positionsdetektier-Magneteinheit um 2P beabstandet von dem einen Magnetfühler außerhalb des Bereichs der Positionsdetektion angeordnet ist. Wenn die Positionsdetektier-Magneteinheit des Tragelements, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, relativ zu dem vorstehenden einen Magnetfühler in der Position 0P angeordnet ist, während die Positionsdetektier-Magneteinheit des Tragelements, das nicht Ziel der Positionsdetektion ist, sich dem Tragelement nähert, das Ziel der Positionsdetektion ist, und sich in der Position 16P befindet, wird daher durch die Positionsdetektier-Magneteinheit des Tragelements, welches nicht Ziel der Positionsdetektion ist, eine 9%tige Fehlerkomponente auf den Magnetfühler aufgebracht.
Andererseits stellt 8 durch eine durchgezogene Linie die Stärke des Magnetfeldes dar, welches in der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform durch die Positionsdetektier-Magneteinheit 12, die nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler aufgebracht wird. In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform bringt die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 kaum magnetisches Feld auf den Magnetfühler 221 auf, wenn sie relativ zu dem Magnetfühler 221, auf den fokussiert wird, außerhalb des Bereiches von 0P bis 14P angeordnet ist. Selbst wenn sich das Tragelement 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, dem Tragelement 1 nähert, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, wird daher das durch die Magnete 121 der Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ des Tragelements 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, erzeugte Magnetfeld die Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, kaum beeinflussen.
Bei der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform wird, selbst wenn der Abstand zwischen dem Tragelement 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, und dem Tragelement 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, klein wird, die Magnetkraft der Positionsdetektier-Magneteinheit 12₂ des Tragelements 1, welches nicht Ziel der Positionsdetektion ist, durch die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122, den rückseitigen Magnetabschirmabschnitt 123 und den substratseitigen Magnetabschirmabschnitt 223 blockiert, und erreicht daher den Magnetfühler 221 nicht. Es ist daher möglich, eine Verschlechterung der Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, zu vermeiden.
Zweite Ausführungsform
9 ist eine Seitenansicht einer Positionsdetektier-Magneteinheit eines Positionsdetektors einer Lineartransport-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform ist in der Richtung von der Vorderseite zur Rückseite der Magnete 121 senkrecht zu der Transportrichtung der Tragelemente 1 die Länge S der seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 größer, als die Dicke T der Magnete 121. Das bedeutet, dass sich die Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform von der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die in Transportrichtung der Tragelemente 1 an den Enden der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 installierten seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 in Richtung der Transportschiene 2 über die Magnete 121 hinausragen.
In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform ragen die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122, die in Transportrichtung der Tragelemente 1 an den Enden der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 installiert sind, in Richtung der Transportschiene 2 über die Magnete 121 hinaus. In der Folge werden magnetische Kräfte der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 des Tragelements 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, noch einfacher durch die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 blockiert. In der Folge erzeugt die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 in der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform ein äußeres Magnetfeld in einem engeren Bereich in der Transportrichtung der Tragelemente 1, als die Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Somit kann die Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform im Vergleich zu der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform eine Verschlechterung der Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements 1 selbst dann verringern, wenn sich die Tragelemente 1 einander annähern.
Dritte Ausführungsform
10 ist eine Seitenansicht eines Positionsdetektors einer Lineartransport-Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass die Magnete 121 in Richtung der Transportschiene 2 über die in der Transportrichtung der Tragelemente 1 an den Enden der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 installierten seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 hinausragen. Mit anderen Worten ist in der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform in der Richtung von der Vorderseite zur der Rückseite der Magnete 121 senkrecht zur Transportrichtung der Tragelemente 1 die Länge S der seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 kleiner als die Dicke T der Magnete 121.
In Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform ist, wenn sich das Tragelement 1 entlang der Transportrichtung verkippt, der Abstand zwischen der Positionsdetektier-Einheit 22 und einem der an gegenüberliegenden Seiten der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 angeordneten seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 reduziert. In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform ragen die Magnete 121 in Richtung der Transportschiene 2 über die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 der Positionsdetektier-Magneteinheit 12 hinaus. Somit ist es selbst dann, wenn sich das Tragelement 1 in der Transportrichtung verkippt, möglich, zu vermeiden, dass die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 die Positionsdetektier-Einheit 22 kontaktieren.
11 ist ein Graph, der in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß einer jeder von der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform die Stärke des Magnetfeldes darstellt, welches durch die Positionsdetektier-Magneteinheit, welche nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler aufgebracht wird. In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform weisen die Dicke T der Magnete 121 und die Länge S der seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 die Abhängigkeit S = T auf. In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform weisen die Dicke T der Magnete 121 und die Länge S der seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 die Beziehung S = 6T/5 auf. In der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform weisen die Dicke T der Magnete 121 und die Länge S der seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 die Beziehung S = 4T/5 auf. In 11 gibt eine durchgezogene Linie die Stärke des Magnetfeldes an, welches in der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform durch die Positionsdetektier-Magneteinheit 12, die nicht Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler 221 aufgebracht wird. In 11 gibt eine gepunktete Linie die Stärke des Magnetfeldes an, welches in der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform durch die Positionsdetektier-Magneteinheit 12, die nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler 221 aufgebracht wird. In 11 gibt eine punktgestrichelte Linie die Stärke des Magnetfeldes an, welches in der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform durch die Positionsdetektier-Magneteinheit 12, die nicht Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler 221 aufgebracht wird. Zu Vergleichszwecken stellt 11 in unterbrochener Linie die Stärke des Magnetfeldes dar, das in der Lineartransport-Vorrichtung, welche die seitlichen Magnetabschirmabschnitte, den rückseitigen Magnetabschirmabschnitt und den substratseitigen Magnetabschirmabschnitt nicht aufweist, durch die Positionsdetektier-Magneteinheit, die nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler aufgebracht wird.
In der Lineartransport-Vorrichtung, welche die seitlichen Magnetabschirmabschnitte, den rückseitigen Magnetabschirmabschnitt und den substratseitigen Magnetabschirmabschnitt nicht aufweist, wird, wenn die Positionsdetektier-Magneteinheit des Tragelements, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, in eine Position zu dem Tragelement angeordnet wird, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, die näher als die Position 22P ist, die eine Position um 8P weg von dem Magnetfühler ist, das Magnetfeld der Positionsdetektier-Magneteinheit des Tragelements, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, auf dem Magnetfühler aufgebracht. Im Unterschied hierzu wird, wenn die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 des Tragelements 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einer Position von 16P oder darüber, in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in der Position von 15P oder darüber, und in der Lineartransport-Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform in der Position 18P oder darüber angeordnet wird, das Magnetfeld nicht auf den Magnetfühler 221 aufgebracht. Darüber hinaus ist die Stärke des durch die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 des Tragelements 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, auf den Magnetfühler 221 aufgebrachten Magnetfeldes kleiner, als das der Lineartransport-Vorrichtung, welche die seitlichen Magnetabschirmabschnitte, den rückseitigen Magnetabschirmabschnitt und den substratseitigen Magnetabschirmabschnitt nicht aufweist. Somit kann die Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform selbst dann, wenn sich das Tragelement 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, dem Tragelement 1 nähert, welches Ziel der Positionsdetektion ist, den Effekt vermeiden, dass eine Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements, welches Gegenstand der Positionsdetektion ist, verschlechtert wird, und kann eine Verschlechterung der Positionsdetektion selbst dann vermeiden, wenn sich die Tragelemente 1 einander annähern.
Vierte Ausführungsform
12 ist eine Querschnittsansicht einer Lineartransport-Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform, welche entlang einer Tragelement-Transportrichtung genommen ist. Die Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 nicht mit dem rückseitigen Magnetabschirmabschnitt 123 versehen ist.
Die Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der vierten Ausführungsform umfasst die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122, und kann daher ein Magnetfeld blockieren, das magnetische Kraftlinien aufweist, die kleine Schleifen bilden, und das dazu neigt, die Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, zu verschlechtern. Andererseits ist, obwohl es nicht möglich ist, ein Magnetfeld zu blockieren, welches anderenfalls durch den rückseitigen Magnetabschirmabschnitt 123 blockiert worden wäre, ein durch den rückseitigen Magnetabschirmabschnitt 123 zu blockierendes Magnetfeld ein Magnetfeld, das magnetische Kraftlinien aufweist, die große Schleifen bilden, und das somit die Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, weniger beeinflusst, als ein Magnetfeld, das magnetische Kraftlinien aufweist, die kleine Schleifen bilden, welches durch die seitlichen Magnetabschirmabschnitte 122 blockiert wird. Weiter kann der substratseitige Magnetabschirmabschnitt 223, der auf der Rückseite des Arbeitssubstrats 222 installiert ist, ein Magnetfeld blockieren, das magnetische Kraftlinien aufweist, die große Schleifen bilden, bevor das Magnetfeld auf den Magnetfühler 221 aufgebracht wird. Somit kann die Lineartransport-Vorrichtung 100 gemäß der vierten Ausführungsform auch dann, wenn sich das Tragelement 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, dem Tragelement 1 nähert, welches das Ziel der Kollisionsdetektion ist, den Effekt vermeiden, dass die Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, beeinträchtigt wird, dann eine Abnahme der Genauigkeit der Positionsdetektion auch dann vermeiden, wenn sich die Tragelemente 1 einander annähern.
Die in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen stellen ein Beispiel des Gegenstandes dar und können mit anderer bekannter Technik kombiniert werden, und können teilweise weggelassen werden oder geändert werden, ohne von ihrem Sinngehalt abzuweichen.
Beispielsweise wurde der substratseitige Magnetabschirmabschnitt 223 in den vorstehenden Ausführungsformen als über die gesamte rückwärtige Oberfläche des Arbeitssubstrats 222 installiert beschrieben, aber der substratseitige Magnetabschirmabschnitt 223 braucht nur dem Magnetfühler 221, der auf der Vorderseite des Arbeitssubstrats 222 angeordnet ist, gegenüberliegend auf der Rückseite des Arbeitssubstrats 222 installiert zu sein. Beispielsweise kann der substratseitige Magnetabschirmabschnitt 223, wenn er auf der Rückseite des Arbeitssubstrats 222 installiert ist, bereichsweise auf der Rückseite des Arbeitssubstrats 222 nur an Positionen installiert sein, die den an der Vorderseite des Arbeitssubstrats 222 angeordneten Magnetfühlern 221 gegenüber liegen, mit dem dazwischen angeordneten Arbeitssubstrat 222. Alternativ kann der substratseitige Magnetabschirmabschnitt 223 bereichsweise auf der Rückseite des Arbeitssubstrats 222 um die Magnetfühler 221 herum einschließlich in Positionen installiert sein, die den Magnetfühlern 221, die auf der Vorderseite des Arbeitssubstrats 222 angeordnet sind, gegenüber liegen, mit dem dazwischen angeordneten Arbeitssubstrat 222. Selbst bei einer solchen Konfiguration können die Lineartransport-Vorrichtung 100 und der Positionsdetektor 5 den Effekt auf die Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements 1, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, selbst dann vermeiden, wenn das Tragelement 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, dem Tragelement 1 nahe kommt, welches das Ziel der Positionsdetektion ist. Weiter können die Lineartransport-Vorrichtung 100 und der Positionsdetektor 5 eine Abnahme der Genauigkeit der Positionsdetektion selbst dann vermeiden, wenn sich die Tragelemente 1 einander annähern.
In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 als separat vom Läufer 11 am Tragelement 1 vorgesehene Magneten beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist hierauf nicht beschränkt. Beispielsweise können einige oder alle der Permanentmagnete oder Elektromagnete, die in dem Läufer 11 enthalten sind, auch als die Positionsdetektier-Magneteinheit 12 dienen. Selbst bei einer solchen Konfiguration können die Lineartransport-Vorrichtung 100 und der Positionsdetektor 5 den Effekt auf die Genauigkeit der Positionsdetektion des Tragelements, welches das Ziel der Positionsdetektion ist, selbst dann vermeiden, wenn sich das Tragelement 1, welches nicht das Ziel der Positionsdetektion ist, dem Tragelement 1 nähert, welches das Ziel der Positionsdetektion ist. Weiter können die Lineartransport-Vorrichtung 100 und der Positionsdetektor 5 eine Abnahme der Genauigkeit der Positionsdetektion selbst dann vermeiden, wenn sich die Tragelemente 1 einander annähern.
Bezugszeichenliste

1: Tragelement;
2: Transportschiene;
3: Steuergerät;
4: Linearmotor;
5: Positionsdetektor;
11: Läufer;
12, 121, 122: Positionsdetektier-Magneteinheit;
21: Stator;
22: Positionsdetektier-Einheit;
50: Lineartransport-System;
100: Lineartransport-Vorrichtung;
121: Magnet;
122: seitlicher Magnetabschirmabschnitt;
123: rückseitiger Magnetabschirmabschnitt;
221: Magnetfühler;
222: Arbeitssubstrat;
223: substratseitiger Magnetabschirmabschnitt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013090417 [0003]

Claims

Positionsdetektor aufweisend: eine an jedem von mehreren mit einem Läufer ausgestatteten Tragelementen installierte Positionsdetektier-Magneteinheit; und eine an einer mit einem Stator ausgestatteten Transportschiene installierte Positionsdetektier-Einheit, wobei die Positionsdetektier-Magneteinheit umfasst: mehrere Magnete, die so angeordnet sind, dass in einer Transportrichtung der Tragelemente unterschiedliche Magnetpole abwechselnd angeordnet sind; und seitliche Magnetabschirmabschnitte, die in der Transportrichtung der Tragelemente an Enden der Positionsdetektier-Magneteinheit installiert sind, und die Positionsdetektier-Einheit umfasst: ein Arbeitssubstrat, das parallel zu der Transportrichtung der Tragelemente angeordnet ist; mehrere Magnetfühler, die in der Transportrichtung der Tragelemente Seite an Seite an einer Vorderseite des Arbeitssubstrats angeordnet sind, wobei die Vorderseite eine Oberfläche ist, die den Tragelementen zugewandt ist; und einen substratseitigen Magnetabschirmabschnitt, der den Magnetfühlern gegenüberliegt, wobei der substratseitige Magnetabschirmabschnitt auf einer Rückseite des Arbeitssubstrats installiert ist, wobei die Rückseite eine Oberfläche ist, die der Vorderseite, welche die den Tragelementen zugewandte Oberfläche ist, gegenüberliegt.
Positionsdetektor nach Anspruch 1, wobei die mehreren Magnete eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite aufweisen, wobei die Vorderseite eine Oberfläche ist, die der Transportschiene zugewandt ist, und die Positionsdetektier-Magneteinheit einen rückseitigen Magnetabschirmabschnitt aufweist, der die Rückseite der mehreren Magnete abdeckend installiert ist.
Positionsdetektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die seitlichen Magnetabschirmabschnitte über die Magnete hinaus in Richtung der Transportschiene vorragen.
Positionsdetektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die mehreren Magnete über die seitlichen Magnetabschirmabschnitte hinaus in Richtung der Transportschiene vorragen.
Lineartransport-Vorrichtung, welche den Positionsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, wobei die Läufer und der Stator einen Linearmotor bilden.