JP2001225285A - 移動体システム - Google Patents
移動体システムInfo
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- JP2001225285A JP2001225285A JP2000035557A JP2000035557A JP2001225285A JP 2001225285 A JP2001225285 A JP 2001225285A JP 2000035557 A JP2000035557 A JP 2000035557A JP 2000035557 A JP2000035557 A JP 2000035557A JP 2001225285 A JP2001225285 A JP 2001225285A
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- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型化および重量の増加を招くことなく、レ
ール軌道などや移動体の重量に起因する位置決め精度の
悪化を抑制する。 【解決手段】 断面コ字状の軌道レール３０は、その自
重によってねじれが生じることになる。このねじれのせ
ん断中心Ｓ上で部品吸着ヘッド１３２を移動体３１が保
持することにより、軌道レール３０のねじれを抑制し、
移動体３１の高さ方向の位置ずれを抑制している。
ール軌道などや移動体の重量に起因する位置決め精度の
悪化を抑制する。 【解決手段】 断面コ字状の軌道レール３０は、その自
重によってねじれが生じることになる。このねじれのせ
ん断中心Ｓ上で部品吸着ヘッド１３２を移動体３１が保
持することにより、軌道レール３０のねじれを抑制し、
移動体３１の高さ方向の位置ずれを抑制している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体を軌道に沿
って移動させる移動体システムに関する。
って移動させる移動体システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体工場などでは、作業ロ
ボットなどの機器を搭載した移動体をレール軌道に沿っ
て移動させるシステムが用いられている。このような移
動体システムとしては、リニアモータ方式やボールスク
リュー方式などが用いられている。
ボットなどの機器を搭載した移動体をレール軌道に沿っ
て移動させるシステムが用いられている。このような移
動体システムとしては、リニアモータ方式やボールスク
リュー方式などが用いられている。
【０００３】ここで、図１に従来のリニアモータ方式を
用いた移動体システムの構成を示す。同図に示すよう
に、このシステムでは、移動体３は、図の紙面垂直方向
に敷設された断面コ字状の軌道１に沿って直線ガイド部
２により移動可能に案内支持されている。移動体３は、
コア４と、コア４に券回されるコイル５と、コア４を支
持する支持部材９とを備える磁界発生機構８を備えてい
る。この磁界発生機構８では、コイル５に電流を供給す
ることにより、軌道１におけるコア４と対向する位置に
配置された二次側コア６との間に磁界を発生し、これに
より推力を発生して移動体３を移動させる。
用いた移動体システムの構成を示す。同図に示すよう
に、このシステムでは、移動体３は、図の紙面垂直方向
に敷設された断面コ字状の軌道１に沿って直線ガイド部
２により移動可能に案内支持されている。移動体３は、
コア４と、コア４に券回されるコイル５と、コア４を支
持する支持部材９とを備える磁界発生機構８を備えてい
る。この磁界発生機構８では、コイル５に電流を供給す
ることにより、軌道１におけるコア４と対向する位置に
配置された二次側コア６との間に磁界を発生し、これに
より推力を発生して移動体３を移動させる。
【０００４】このような移動体３には、上述した推力を
発生する磁界発生機構８に加え、半導体部品を吸着する
する部品吸着ヘッドなどが搭載される搭載部７が設けら
れている。ここで、搭載部７と上記磁界発生機構８の支
持部材９とがボルト１０により固定されている。従っ
て、搭載部７に実装ヘッド等を搭載すれば、この部品吸
着ヘッドを軌道１中の任意の位置に移動させることがで
きるようになっている。
発生する磁界発生機構８に加え、半導体部品を吸着する
する部品吸着ヘッドなどが搭載される搭載部７が設けら
れている。ここで、搭載部７と上記磁界発生機構８の支
持部材９とがボルト１０により固定されている。従っ
て、搭載部７に実装ヘッド等を搭載すれば、この部品吸
着ヘッドを軌道１中の任意の位置に移動させることがで
きるようになっている。
【０００５】ところで、移動体システムにおいては、上
述した移動体３に搭載したロボットなどをある直線上だ
けでなく、所定範囲内で平面的（Ｘ方向、Ｙ方向）に任
意に移動させるために、図２に示すようなシステムが用
いられることがある。同図に示すように、このシステム
では、Ｘ軸方向に敷設される軌道１および移動体３など
を含む上記のリニアモータシステム１６（図１参照）自
体をボールスクリュー方式でＹ軸方向に移動できるよう
にしている。具体的には、リニアモータシステム１６を
ボールスクリュー１５によって駆動される架台に固定
し、ボールスクリュー１５をモータ１７で駆動すること
により、リニアモータシステム１６全体をＹ軸方向に移
動させることができるようになっている。このシステム
によれば、ボールスクリュー１５およびリニアモータの
両者の駆動を制御することにより、移動体３をＸＹ平面
の任意の位置に移動させることができる。
述した移動体３に搭載したロボットなどをある直線上だ
けでなく、所定範囲内で平面的（Ｘ方向、Ｙ方向）に任
意に移動させるために、図２に示すようなシステムが用
いられることがある。同図に示すように、このシステム
では、Ｘ軸方向に敷設される軌道１および移動体３など
を含む上記のリニアモータシステム１６（図１参照）自
体をボールスクリュー方式でＹ軸方向に移動できるよう
にしている。具体的には、リニアモータシステム１６を
ボールスクリュー１５によって駆動される架台に固定
し、ボールスクリュー１５をモータ１７で駆動すること
により、リニアモータシステム１６全体をＹ軸方向に移
動させることができるようになっている。このシステム
によれば、ボールスクリュー１５およびリニアモータの
両者の駆動を制御することにより、移動体３をＸＹ平面
の任意の位置に移動させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体工場等
において用いられる移動体システムでは、移動体３が部
品吸着ヘッドなどの作業用機器を搭載しており、Ｘ軸方
向への移動体３の移動により、軌道１には図中時計回り
方向にモーメントが作用する、つまり捻れが生じること
になる。
において用いられる移動体システムでは、移動体３が部
品吸着ヘッドなどの作業用機器を搭載しており、Ｘ軸方
向への移動体３の移動により、軌道１には図中時計回り
方向にモーメントが作用する、つまり捻れが生じること
になる。
【０００７】上述したような断面コ字状の部材に捻れが
生じた場合、そのせん断中心Ｓは図示の位置となり、上
記構成の移動体システムの場合、せん断中心Ｓは軌道１
における移動体３とは反対方向に位置することになる。
このような力が作用する移動体システムにおいて、移動
体３が重量物である部品吸着ヘッド等を図１に示す位置
に搭載すると、上述した軌道１の捻れが大きくなり、部
品吸着ヘッドの高さが所望の高さよりも大きくずれてし
まうことがある。図２に示すレール軌道１の中央付近に
移動体３が位置する場合には、この捻れが最も大きくな
り、ヘッドの位置が大きくずれて作業に支障を来すこと
がある。予めヘッドの搭載位置を捻れを考慮した位置に
設けることも考えられるが、このような捻れによる位置
ずれは、移動体３が軌道１の中央付近にある場合と軌道
１の両端側にある場合ではその大きさが異なっている。
従って、位置ずれの問題を解消することはできない。
生じた場合、そのせん断中心Ｓは図示の位置となり、上
記構成の移動体システムの場合、せん断中心Ｓは軌道１
における移動体３とは反対方向に位置することになる。
このような力が作用する移動体システムにおいて、移動
体３が重量物である部品吸着ヘッド等を図１に示す位置
に搭載すると、上述した軌道１の捻れが大きくなり、部
品吸着ヘッドの高さが所望の高さよりも大きくずれてし
まうことがある。図２に示すレール軌道１の中央付近に
移動体３が位置する場合には、この捻れが最も大きくな
り、ヘッドの位置が大きくずれて作業に支障を来すこと
がある。予めヘッドの搭載位置を捻れを考慮した位置に
設けることも考えられるが、このような捻れによる位置
ずれは、移動体３が軌道１の中央付近にある場合と軌道
１の両端側にある場合ではその大きさが異なっている。
従って、位置ずれの問題を解消することはできない。
【０００８】このような位置決め精度の悪化の要因とな
る捻れを抑制するために、軌道１の剛性を向上させるこ
とが考えられるが、この場合、軌道１が大型になるとと
もに、その重量も大きくなってしまう。
る捻れを抑制するために、軌道１の剛性を向上させるこ
とが考えられるが、この場合、軌道１が大型になるとと
もに、その重量も大きくなってしまう。
【０００９】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、大型化および重量の増加を招くことなく、
レール軌道などや移動体の重量に起因する位置決め精度
の悪化を抑制することが可能な移動体システムを提供す
ることを目的とする。
ものであり、大型化および重量の増加を招くことなく、
レール軌道などや移動体の重量に起因する位置決め精度
の悪化を抑制することが可能な移動体システムを提供す
ることを目的とする。
【０００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載の移動体システムは、直線
ガイド部を有する断面形状がコ字状の軌道構造体と、前
記軌道構造体に沿って移動可能に設けられる移動体とを
備え、前記軌道構造体内部に前記移動体を移動させる駆
動手段を有する移動体システムであって、前記移動体
は、負荷物体を保持する保持手段を有しており、該保持
手段は、断面コ字状の前記軌道構造体の自重により生じ
る捻れのせん断中心上で前記負荷物体を保持するように
したことを特徴としている。
め、本発明の請求項１に記載の移動体システムは、直線
ガイド部を有する断面形状がコ字状の軌道構造体と、前
記軌道構造体に沿って移動可能に設けられる移動体とを
備え、前記軌道構造体内部に前記移動体を移動させる駆
動手段を有する移動体システムであって、前記移動体
は、負荷物体を保持する保持手段を有しており、該保持
手段は、断面コ字状の前記軌道構造体の自重により生じ
る捻れのせん断中心上で前記負荷物体を保持するように
したことを特徴としている。
【００１１】また、請求項２に記載の移動体システム
は、請求項１に記載の移動体システムにおいて、前記駆
動手段は、ボールスクリューを用いて前記移動体を駆動
することを特徴としている。
は、請求項１に記載の移動体システムにおいて、前記駆
動手段は、ボールスクリューを用いて前記移動体を駆動
することを特徴としている。
【００１２】また、請求項３に記載の移動体システム
は、請求項１に記載の移動体システムにおいて、前記駆
動手段は、リニアモータであることを特徴としている。
は、請求項１に記載の移動体システムにおいて、前記駆
動手段は、リニアモータであることを特徴としている。
【００１３】また、請求項４に記載の移動体システム
は、請求項１に記載の移動体システムにおいて、前記駆
動手段は、ベルト駆動により前記移動体を駆動すること
を特徴としている。
は、請求項１に記載の移動体システムにおいて、前記駆
動手段は、ベルト駆動により前記移動体を駆動すること
を特徴としている。
【００１４】また、請求項５に記載の移動体システム
は、請求項１ないし４のいずれかに記載の移動体システ
ムにおいて、断面コ字状の前記軌道構造体の中立軸上に
前記直線ガイド部を設けたことを特徴としている。
は、請求項１ないし４のいずれかに記載の移動体システ
ムにおいて、断面コ字状の前記軌道構造体の中立軸上に
前記直線ガイド部を設けたことを特徴としている。
【００１５】また、請求項６に記載の移動体システム
は、直線ガイド部を有する断面形状がコ字状の軌道構造
体と、前記軌道構造体に沿って移動可能に設けられる移
動体とを備え、前記軌道構造体内部に前記移動体を移動
させる駆動手段を有する第１移動体機構と、前記第１移
動体機構を前記直線ガイド部と直交する方向に移動させ
る第２移動体機構とを具備し、前記移動体は、負荷物体
を保持する保持手段を有しており、該保持手段は、断面
コ字状の前記軌道構造体の自重により生じる捻れのせん
断中心上で前記負荷物体を保持するようにしたことを特
徴としている。
は、直線ガイド部を有する断面形状がコ字状の軌道構造
体と、前記軌道構造体に沿って移動可能に設けられる移
動体とを備え、前記軌道構造体内部に前記移動体を移動
させる駆動手段を有する第１移動体機構と、前記第１移
動体機構を前記直線ガイド部と直交する方向に移動させ
る第２移動体機構とを具備し、前記移動体は、負荷物体
を保持する保持手段を有しており、該保持手段は、断面
コ字状の前記軌道構造体の自重により生じる捻れのせん
断中心上で前記負荷物体を保持するようにしたことを特
徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。 Ａ．移動体システムの全体構成 まず、図３は本発明の一実施形態に係る移動体システム
の主要部の概略構成を示す斜視図である。同図に示すよ
うに、この移動体システムは、Ｘ軸方向に伸びる直線状
に敷設された軌道レール３０と、軌道レール３０に沿っ
て移動可能に設けられる移動体３１とを有する第１移動
体機構３２と、第１移動体機構３２をＸ軸と直交するＹ
軸方向に移動させる第２移動体機構３３とを備えてい
る。
実施形態について説明する。 Ａ．移動体システムの全体構成 まず、図３は本発明の一実施形態に係る移動体システム
の主要部の概略構成を示す斜視図である。同図に示すよ
うに、この移動体システムは、Ｘ軸方向に伸びる直線状
に敷設された軌道レール３０と、軌道レール３０に沿っ
て移動可能に設けられる移動体３１とを有する第１移動
体機構３２と、第１移動体機構３２をＸ軸と直交するＹ
軸方向に移動させる第２移動体機構３３とを備えてい
る。
【００１７】第２移動体機構３３は、軌道レール３０の
両端側にそれぞれ設けられるボールスクリュー４０と、
ボールスクリュー４０を駆動するモータ４１とを備えて
いる。各ボールスクリュー４０には、ボールスクリュー
４０の回転によりＹ軸方向に移動させられる移動架台４
２が設けられており、各移動架台４２に軌道レール３０
の両端部がそれぞれ固定されている。これにより、軌道
レール３０は移動架台４２の移動に伴ってＹ軸方向に移
動させられるようになっている。
両端側にそれぞれ設けられるボールスクリュー４０と、
ボールスクリュー４０を駆動するモータ４１とを備えて
いる。各ボールスクリュー４０には、ボールスクリュー
４０の回転によりＹ軸方向に移動させられる移動架台４
２が設けられており、各移動架台４２に軌道レール３０
の両端部がそれぞれ固定されている。これにより、軌道
レール３０は移動架台４２の移動に伴ってＹ軸方向に移
動させられるようになっている。
【００１８】この構成の下、モータ４１は、図示せぬ制
御回路等から入力されるＹ座標を示す位置情報に基づい
て、ボールスクリュー４０を回転駆動し、位置情報に示
される位置（Ｙ座標）に移動架台４２に固定された軌道
レール３０を移動させる。このとき、図示せぬ制御回路
からは第１移動体機構３２にＸ座標を示す位置情報が入
力される。この情報を取得した第１移動体機構３２で
は、位置情報に示される位置（Ｘ座標）に位置するよう
に移動体３１を移動させる。この移動体システムでは、
このようにして移動体３１をＸＹ平面内の任意の位置に
移動させることができるようになっている。
御回路等から入力されるＹ座標を示す位置情報に基づい
て、ボールスクリュー４０を回転駆動し、位置情報に示
される位置（Ｙ座標）に移動架台４２に固定された軌道
レール３０を移動させる。このとき、図示せぬ制御回路
からは第１移動体機構３２にＸ座標を示す位置情報が入
力される。この情報を取得した第１移動体機構３２で
は、位置情報に示される位置（Ｘ座標）に位置するよう
に移動体３１を移動させる。この移動体システムでは、
このようにして移動体３１をＸＹ平面内の任意の位置に
移動させることができるようになっている。
【００１９】Ｂ．第１移動体機構 上述した移動体システムにおける第２移動体機構３３
は、従来の一般的なボールスクリュー方式を用いて移動
架台４２を駆動する機構であるが、本発明は駆動方式と
してリニアモータを用いた第１移動体機構３２に特徴を
有しており、以下、第１移動体機構３２について図４お
よび図５を参照しながら説明する。
は、従来の一般的なボールスクリュー方式を用いて移動
架台４２を駆動する機構であるが、本発明は駆動方式と
してリニアモータを用いた第１移動体機構３２に特徴を
有しており、以下、第１移動体機構３２について図４お
よび図５を参照しながら説明する。
【００２０】図４に示すように、第１移動体機構３２
は、上述したようにＸ軸方向に沿った直線状に敷設され
る軌道レール３０を有しており、この軌道レール３０に
沿って移動体３１が移動可能になされている。図５に示
すように、軌道レール３０は側方（図の左側）が開放し
た断面コ字状の部材であり、開放側と反対側（図の右
側）の垂直方向に延在する端板基部３０ａの上下には、
それぞれ直線ガイド部５３が設けられている。この直線
ガイド部５３に移動体３１が摺動可能に支持されてお
り、移動体３１は軌道レール３０に沿って移動すること
ができるようになっている。
は、上述したようにＸ軸方向に沿った直線状に敷設され
る軌道レール３０を有しており、この軌道レール３０に
沿って移動体３１が移動可能になされている。図５に示
すように、軌道レール３０は側方（図の左側）が開放し
た断面コ字状の部材であり、開放側と反対側（図の右
側）の垂直方向に延在する端板基部３０ａの上下には、
それぞれ直線ガイド部５３が設けられている。この直線
ガイド部５３に移動体３１が摺動可能に支持されてお
り、移動体３１は軌道レール３０に沿って移動すること
ができるようになっている。
【００２１】また、軌道レール３０は、後述する移動体
３１の磁界発生機構と協働して移動体３１に推力を付与
するための磁界を発生する二次側コア５２を有してい
る。ここで、二次側コア５２は、上述した端板基部３０
ａと端板３０ｂの間に挟まれた状態で支持されている。
つまり、二次側コア５２は、断面コ字状の軌道レール３
０の一部を構成している。
３１の磁界発生機構と協働して移動体３１に推力を付与
するための磁界を発生する二次側コア５２を有してい
る。ここで、二次側コア５２は、上述した端板基部３０
ａと端板３０ｂの間に挟まれた状態で支持されている。
つまり、二次側コア５２は、断面コ字状の軌道レール３
０の一部を構成している。
【００２２】移動体３１は、大別すると、本体部１３１
と、磁界発生機構５４とから構成されている。本体部１
３１は、移動体３１側の側方（図の右側）が開放した断
面がほぼコ字状の部材であり、移動体３１の開放側を覆
うように上下方向に延在する基部１３１ａと、基部１３
１ａの上下端からそれぞれ移動体３１側に伸びる取付部
１３１ｂとから構成されている。ここで、取付部１３１
ｂは軌道レール３０の端板基部３０ａよりも図の右側に
延出しており、本体部１３１は軌道レール３０の図の右
側を除く三方を完全に覆うようになっている。
と、磁界発生機構５４とから構成されている。本体部１
３１は、移動体３１側の側方（図の右側）が開放した断
面がほぼコ字状の部材であり、移動体３１の開放側を覆
うように上下方向に延在する基部１３１ａと、基部１３
１ａの上下端からそれぞれ移動体３１側に伸びる取付部
１３１ｂとから構成されている。ここで、取付部１３１
ｂは軌道レール３０の端板基部３０ａよりも図の右側に
延出しており、本体部１３１は軌道レール３０の図の右
側を除く三方を完全に覆うようになっている。
【００２３】磁界発生機構５４は、上述した二次側コア
５２と対向する位置に設けられる一次コア５７と、各一
次コア５７に券回されるコイル５８と、コイル５８が券
回された一次コア５７を支持する支持部材５９とを備え
ている。支持部材５９は、基部１３１ａの中央から移動
体３１側に延出するように取り付けられており、これに
より支持部材５９は２つの二次側コア５２の間に配置さ
れるようになっている。従って、コイル５８が券回され
た一次コア５７と二次側コア５２が対向する位置に配置
されるようになっている。
５２と対向する位置に設けられる一次コア５７と、各一
次コア５７に券回されるコイル５８と、コイル５８が券
回された一次コア５７を支持する支持部材５９とを備え
ている。支持部材５９は、基部１３１ａの中央から移動
体３１側に延出するように取り付けられており、これに
より支持部材５９は２つの二次側コア５２の間に配置さ
れるようになっている。従って、コイル５８が券回され
た一次コア５７と二次側コア５２が対向する位置に配置
されるようになっている。
【００２４】次に、図６を参照しながら、磁界発生機構
５４と軌道レール３０の一部を構成する二次側コア５２
とによる移動体３１の具体的な駆動構成例について説明
する。本実施形態では、二次側コア５２と、一次側コア
５７およびコイル５８とは、支持部材５９を挟んで２組
設けられているが、両者は同一の原理で動作するため、
一方のみを図示してその動作原理について説明する。
５４と軌道レール３０の一部を構成する二次側コア５２
とによる移動体３１の具体的な駆動構成例について説明
する。本実施形態では、二次側コア５２と、一次側コア
５７およびコイル５８とは、支持部材５９を挟んで２組
設けられているが、両者は同一の原理で動作するため、
一方のみを図示してその動作原理について説明する。
【００２５】図６に示すように、軌道レール３０の一部
を構成する二次側コア５２の一次側コア５７と対向する
面には、歯部５２ａが長手方向に沿って等間隔に形成さ
れている。移動体３１の一次側コア５７は、コ字状のＡ
相鉄心７０およびＢ相鉄心７１と、Ａ相鉄心７０のＡ相
磁極７０ａおよび相磁極７０ｂに券回されるコイル５８
ａ，５８ｂと、Ｂ相鉄心７１のＢ相磁極７１ａおよび相
磁極７１ｂに券回されるコイル５８ｃ，５８ｄと、Ａ相
鉄心７０およびＢ相鉄心７１の二次側コア５２と反対側
の面に設けられた永久磁石７２，７３と、永久磁石７
２，７３に取り付けられた板状の磁性体によって構成さ
れるバックプレート７４とから構成されている。Ａ相磁
極７０ａの二次側コア５２と対向する面には、歯部５２
ａのピッチＰと同一ピッチで３個の極歯７５ａが形成さ
れており、その他の磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂにも同
様に３個の極歯７６ｂ，７７ａ，７７ｂが形成されてい
る。また、各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂはＡ相磁極７
０ａに対して順次Ｐ／４ずつずらして配置され、これに
より各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂは互いに位相が９０
°ずつ異なった位置関係となっている。このような構成
の下、コイル５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄに一相励
磁方式等によりパルス信号を供給することにより、コイ
ル５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄに順次発生する磁束
と、永久磁石７２，７３が発生する磁束とが各磁極７０
ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂにおいて順次加減され、二
次側コア５２に対する移動体３１の磁気的安定位置が順
次移動し、これにより移動体３１が二次側コア５２に沿
った方向に移動させられる。これは、一般的なリニアパ
ルスモータの構成であるが、この他にも、例えば特開平
３−１２４２５９号公報に記載されたリニアパルスモー
タ方式などを用いるようにしてもよい。
を構成する二次側コア５２の一次側コア５７と対向する
面には、歯部５２ａが長手方向に沿って等間隔に形成さ
れている。移動体３１の一次側コア５７は、コ字状のＡ
相鉄心７０およびＢ相鉄心７１と、Ａ相鉄心７０のＡ相
磁極７０ａおよび相磁極７０ｂに券回されるコイル５８
ａ，５８ｂと、Ｂ相鉄心７１のＢ相磁極７１ａおよび相
磁極７１ｂに券回されるコイル５８ｃ，５８ｄと、Ａ相
鉄心７０およびＢ相鉄心７１の二次側コア５２と反対側
の面に設けられた永久磁石７２，７３と、永久磁石７
２，７３に取り付けられた板状の磁性体によって構成さ
れるバックプレート７４とから構成されている。Ａ相磁
極７０ａの二次側コア５２と対向する面には、歯部５２
ａのピッチＰと同一ピッチで３個の極歯７５ａが形成さ
れており、その他の磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂにも同
様に３個の極歯７６ｂ，７７ａ，７７ｂが形成されてい
る。また、各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂはＡ相磁極７
０ａに対して順次Ｐ／４ずつずらして配置され、これに
より各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂは互いに位相が９０
°ずつ異なった位置関係となっている。このような構成
の下、コイル５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄに一相励
磁方式等によりパルス信号を供給することにより、コイ
ル５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄに順次発生する磁束
と、永久磁石７２，７３が発生する磁束とが各磁極７０
ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂにおいて順次加減され、二
次側コア５２に対する移動体３１の磁気的安定位置が順
次移動し、これにより移動体３１が二次側コア５２に沿
った方向に移動させられる。これは、一般的なリニアパ
ルスモータの構成であるが、この他にも、例えば特開平
３−１２４２５９号公報に記載されたリニアパルスモー
タ方式などを用いるようにしてもよい。
【００２６】図５に戻り、部品吸着ヘッド（負荷物体）
１３２は、上述した本体部１３１の取付部１３１ｂの先
端部１３１ｃに取り付けられており、図では詳細な構造
を記載せず、一点鎖線で概略外形を示すものとする。こ
のような構造のリニアモータが半導体工場の作業ロボッ
トを移動させる場合には、軌道レール３０はその上下方
向長さが１ｍを越えるものとなることが一般的であり、
その自重等により図４中反時計回りのモーメントが作用
する、つまり捻れが生じる。断面コ字状の部材に生じる
捻れのせん断中心Ｓは、図示のように端板基部３０ａの
図の右側に位置することになる。本実施形態では、この
せん断中心Ｓ上で移動体３１が部品吸着ヘッド１３２を
搭載するようになっている。言い換えれば、軌道レール
３０のせん断中心Ｓと、部品吸着ヘッド１３２を搭載位
置を一致させるために、上述したような形状、かつ上述
したように位置で部品吸着ヘッド１３２を保持する本体
部１３１を設計しているのである。つまり、本実施形態
のように断面コ字状の軌道レール３０を用いる場合に
は、そのせん断中心Ｓが端板基部３０ａの背面側（図４
の右側）に位置することを考慮し、部品吸着ヘッド１３
２を端板基部３０ａの背面側で保持する構成としている
のである。
１３２は、上述した本体部１３１の取付部１３１ｂの先
端部１３１ｃに取り付けられており、図では詳細な構造
を記載せず、一点鎖線で概略外形を示すものとする。こ
のような構造のリニアモータが半導体工場の作業ロボッ
トを移動させる場合には、軌道レール３０はその上下方
向長さが１ｍを越えるものとなることが一般的であり、
その自重等により図４中反時計回りのモーメントが作用
する、つまり捻れが生じる。断面コ字状の部材に生じる
捻れのせん断中心Ｓは、図示のように端板基部３０ａの
図の右側に位置することになる。本実施形態では、この
せん断中心Ｓ上で移動体３１が部品吸着ヘッド１３２を
搭載するようになっている。言い換えれば、軌道レール
３０のせん断中心Ｓと、部品吸着ヘッド１３２を搭載位
置を一致させるために、上述したような形状、かつ上述
したように位置で部品吸着ヘッド１３２を保持する本体
部１３１を設計しているのである。つまり、本実施形態
のように断面コ字状の軌道レール３０を用いる場合に
は、そのせん断中心Ｓが端板基部３０ａの背面側（図４
の右側）に位置することを考慮し、部品吸着ヘッド１３
２を端板基部３０ａの背面側で保持する構成としている
のである。
【００２７】上記のように軌道レール３０のせん断中心
Ｓ上で部品吸着ヘッド１３２を搭載することにより、軌
道レール３０の自重により作用するモーメントが部品吸
着ヘッド１３２の荷重によって相殺され、軌道レール３
０に生じる捻れを抑制することができる。従って、軌道
レール３０や移動体３１などの移動体機構を構成する部
材の重量等による高さ方向の位置ずれを抑制することが
可能となる。半導体製造設備等において、半導体部品の
搬送や実装を行う装置を移動させるシステムでは、高い
位置精度が要求されることになる。移動体の駆動制御を
緻密に行った場合にも、上記のような軌道レールなどの
ねじれといった機械的な原因による位置変動が生じるこ
とがある。半導体製造設備では、駆動制御だけでなく、
機械的な位置変動が生じた場合にも、製品の歩留りが低
下してしまうことがあり得る。本実施形態に係る移動体
システムは、このような部材の自重等によるねじれに起
因する位置変動を抑制することができ、高い位置精度が
要求される半導体製造設備に用いられる移動体システム
として好適なシステムを提供しているのである。
Ｓ上で部品吸着ヘッド１３２を搭載することにより、軌
道レール３０の自重により作用するモーメントが部品吸
着ヘッド１３２の荷重によって相殺され、軌道レール３
０に生じる捻れを抑制することができる。従って、軌道
レール３０や移動体３１などの移動体機構を構成する部
材の重量等による高さ方向の位置ずれを抑制することが
可能となる。半導体製造設備等において、半導体部品の
搬送や実装を行う装置を移動させるシステムでは、高い
位置精度が要求されることになる。移動体の駆動制御を
緻密に行った場合にも、上記のような軌道レールなどの
ねじれといった機械的な原因による位置変動が生じるこ
とがある。半導体製造設備では、駆動制御だけでなく、
機械的な位置変動が生じた場合にも、製品の歩留りが低
下してしまうことがあり得る。本実施形態に係る移動体
システムは、このような部材の自重等によるねじれに起
因する位置変動を抑制することができ、高い位置精度が
要求される半導体製造設備に用いられる移動体システム
として好適なシステムを提供しているのである。
【００２８】ところで、図１に示すような移動体システ
ムにおいても、軌道１の剛性を向上させて、上記のよう
なねじれによる機械的な位置ずれを抑制することも考え
られる。しかしながら、この場合、軌道１の大幅な重量
増加を招くことになる。これに対し、本実施形態に係る
移動体システムでは、移動体３１が上述したような形
状、かつ部品吸着ヘッド１３２を端板基部３０ａの背面
側で保持する構成としてせん断中心Ｓと重心位置をほぼ
一致させることにより、上記のようなねじれを抑制して
いる。従って、大幅な重量増加を招くことなく、位置ず
れを抑制することができる。
ムにおいても、軌道１の剛性を向上させて、上記のよう
なねじれによる機械的な位置ずれを抑制することも考え
られる。しかしながら、この場合、軌道１の大幅な重量
増加を招くことになる。これに対し、本実施形態に係る
移動体システムでは、移動体３１が上述したような形
状、かつ部品吸着ヘッド１３２を端板基部３０ａの背面
側で保持する構成としてせん断中心Ｓと重心位置をほぼ
一致させることにより、上記のようなねじれを抑制して
いる。従って、大幅な重量増加を招くことなく、位置ず
れを抑制することができる。
【００２９】また、本実施形態のように第１移動体機構
３２を第２移動体機構３３が移動させるシステムでは、
第１移動体機構３２の重量増加は、第２移動体機構３３
に必要とされる駆動力が増加してしまうことになる。本
実施形態の第１移動体機構３２のように重量増加を抑制
することが可能であると、従来のように部材の剛性向上
によりねじれを抑制するシステムと比較すると、第２移
動体機構３３のモータ４１として低い能力のものを用い
ることができ、システムの大型化や消費電力の増加を抑
制することができる。また、第２移動体機構３３の駆動
力を小さくすることができるため、振動や騒音も抑制す
ることができる。
３２を第２移動体機構３３が移動させるシステムでは、
第１移動体機構３２の重量増加は、第２移動体機構３３
に必要とされる駆動力が増加してしまうことになる。本
実施形態の第１移動体機構３２のように重量増加を抑制
することが可能であると、従来のように部材の剛性向上
によりねじれを抑制するシステムと比較すると、第２移
動体機構３３のモータ４１として低い能力のものを用い
ることができ、システムの大型化や消費電力の増加を抑
制することができる。また、第２移動体機構３３の駆動
力を小さくすることができるため、振動や騒音も抑制す
ることができる。
【００３０】また、本実施形態では、図５に示すよう
に、断面コ字状のレール軌道３０の中立軸上に直線ガイ
ド部５３を配置し、移動体３１を支持するようになって
いる。これによる効果について説明する。本実施形態の
リニアモータなどの軌道に沿って移動体を走行させるシ
ステムでは、移動体が高速走行等すると、シール抵抗な
どに起因して発熱することになる。このように移動体の
走行時には直線ガイド部５３が発熱し、その熱がレール
軌道３０に伝達されることになる。このような発熱によ
るレール軌道３０がバイメタル効果により機械的に変形
してしまい、湾曲してしまうことになる。このようにレ
ール軌道３０が変形すると、これに案内支持される移動
体３１の位置ずれが生じ、半導体製造工程等に支障を来
すことがある。ところで、上述したバイメタル効果は、
中立軸を中心に変形を生じるものであるため、中立軸上
での変形量は少なくなる。本実施形態では、この原理に
着目し、変形の少ない中立軸上に移動体３１を支持する
直線ガイド部５３を設けることにより、移動体３１の位
置ずれを抑制している。
に、断面コ字状のレール軌道３０の中立軸上に直線ガイ
ド部５３を配置し、移動体３１を支持するようになって
いる。これによる効果について説明する。本実施形態の
リニアモータなどの軌道に沿って移動体を走行させるシ
ステムでは、移動体が高速走行等すると、シール抵抗な
どに起因して発熱することになる。このように移動体の
走行時には直線ガイド部５３が発熱し、その熱がレール
軌道３０に伝達されることになる。このような発熱によ
るレール軌道３０がバイメタル効果により機械的に変形
してしまい、湾曲してしまうことになる。このようにレ
ール軌道３０が変形すると、これに案内支持される移動
体３１の位置ずれが生じ、半導体製造工程等に支障を来
すことがある。ところで、上述したバイメタル効果は、
中立軸を中心に変形を生じるものであるため、中立軸上
での変形量は少なくなる。本実施形態では、この原理に
着目し、変形の少ない中立軸上に移動体３１を支持する
直線ガイド部５３を設けることにより、移動体３１の位
置ずれを抑制している。
【００３１】Ｃ．変形例 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるもので
はなく、以下のような種々の変形が可能である。
はなく、以下のような種々の変形が可能である。
【００３２】（１）上述した実施形態においては、リニ
アモータにより移動体３１を駆動するようにしていた
が、これに限らず、他の方式で移動体３１を駆動するよ
うにしてもよい。例えば、図７に示すようなボールスク
リュー７０を用いた駆動方式であってもよいし、タイミ
ングベルト等によるベルト駆動で移動体３１を駆動する
方式のものであってもよい。また、上述した実施形態で
は、第１移動体機構３２の駆動方式としてリニアパルス
モータを利用していたが、これに限らず、誘導型など他
のタイプのリニアモータを用いた移動体システムに適用
することも可能である。また、リニアパルスモータを用
いた方式であっても、上述したようなコアおよびコイル
等を支持部材５９の上下にそれぞれ配置する構成に限ら
ず、例えば図８に示すような構成にリニアモータであっ
てもよい。このような場合にも、上記実施形態と同様
に、移動体３１は、断面コ字状のレール軌道３０のせん
断中心Ｓ近傍で部品吸着ヘッド等の重量物体を保持する
ようにすればよい。
アモータにより移動体３１を駆動するようにしていた
が、これに限らず、他の方式で移動体３１を駆動するよ
うにしてもよい。例えば、図７に示すようなボールスク
リュー７０を用いた駆動方式であってもよいし、タイミ
ングベルト等によるベルト駆動で移動体３１を駆動する
方式のものであってもよい。また、上述した実施形態で
は、第１移動体機構３２の駆動方式としてリニアパルス
モータを利用していたが、これに限らず、誘導型など他
のタイプのリニアモータを用いた移動体システムに適用
することも可能である。また、リニアパルスモータを用
いた方式であっても、上述したようなコアおよびコイル
等を支持部材５９の上下にそれぞれ配置する構成に限ら
ず、例えば図８に示すような構成にリニアモータであっ
てもよい。このような場合にも、上記実施形態と同様
に、移動体３１は、断面コ字状のレール軌道３０のせん
断中心Ｓ近傍で部品吸着ヘッド等の重量物体を保持する
ようにすればよい。
【００３３】（２）また、上述した実施形態では、直線
ガイド部５３をレール軌道３０の中立軸上に設けるよう
にし、上述した熱変形による移動体３１の位置ずれを抑
制するようにしていたが、上下方向のスペースが狭い等
の問題がある場合には、図９に示すように、レール軌道
３０の端板３０ｂに直線ガイド部５３を設け、移動体３
１を支持するようにしてもよい。この場合にも、上述し
た実施形態と同様にレール軌道３０、移動体３１および
部品吸着ヘッド１３２等の重量による捻れに起因する位
置ずれを抑制することができる。
ガイド部５３をレール軌道３０の中立軸上に設けるよう
にし、上述した熱変形による移動体３１の位置ずれを抑
制するようにしていたが、上下方向のスペースが狭い等
の問題がある場合には、図９に示すように、レール軌道
３０の端板３０ｂに直線ガイド部５３を設け、移動体３
１を支持するようにしてもよい。この場合にも、上述し
た実施形態と同様にレール軌道３０、移動体３１および
部品吸着ヘッド１３２等の重量による捻れに起因する位
置ずれを抑制することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大型化および重量の増加を招くことなく、レール軌道な
どや移動体の重量に起因する位置決め精度の悪化を抑制
することができる。
大型化および重量の増加を招くことなく、レール軌道な
どや移動体の重量に起因する位置決め精度の悪化を抑制
することができる。
【図１】 従来のリニアモータを利用した移動体システ
ムの主要構成を示す断面図である。
ムの主要構成を示す断面図である。
【図２】 従来の移動体システムの概略構成を示す斜視
図である。
図である。
【図３】 本発明の一実施形態に係る移動体システムの
主要部の概略構成を示す斜視図である。
主要部の概略構成を示す斜視図である。
【図４】 実施形態に係る前記移動体システムの構成要
素である第１移動体機構の主要構成を示す斜視図であ
る。
素である第１移動体機構の主要構成を示す斜視図であ
る。
【図５】 前記第１移動体機構の主要構成を示す断面図
である。
である。
【図６】 前記第１移動体機構の動作原理を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図７】 実施形態に係る移動体システムの変形例の主
要部の構成を示す斜視図である。
要部の構成を示す斜視図である。
【図８】 実施形態に係る移動体システムの他の変形例
の主要部の構成を示す断面図である。
の主要部の構成を示す断面図である。
【図９】 実施形態に係る移動体システムのその他の変
形例の主要部の構成を示す断面図である。
形例の主要部の構成を示す断面図である。
３０……軌道レール ３０ａ……端板基部 ３１……移動体 ３２……第１移動体機構 ３３……第２移動体機構 ５２……二次側コア ５３……直線ガイド部 ５４……磁界発生機構５４ ７０……ボールスクリュー １３１……本体部 １３１ａ……基部 １３１ｂ……取付部 １３２……部品吸着ヘッド Ｓ……せん断中心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 克好 三重県伊勢市竹ケ鼻町100 神鋼電機株式 会社伊勢事業所内 (72)発明者 塩崎 明 三重県伊勢市竹ケ鼻町100 神鋼電機株式 会社伊勢事業所内 (72)発明者 成久 雅章 三重県伊勢市竹ケ鼻町100 神鋼電機株式 会社伊勢事業所内 (72)発明者 前田 豊 三重県伊勢市竹ケ鼻町100 神鋼電機株式 会社伊勢事業所内 (72)発明者 村口 洋介 三重県伊勢市竹ケ鼻町100 神鋼電機株式 会社伊勢事業所内 (72)発明者 浜岡 純弘 三重県志摩郡磯部町穴川1383−58 Ｆターム(参考） 3F060 AA01 AA07 CA24 DA02 DA08 EB02 EB06 EC03 EC07 EC10 GA01 GA05 GA11 GA13 GB02 GB06 GB19 GD14 HA17 3J104 AA44 AA65 AA76 DA11 EA07 5F031 GA07 LA08 LA12 5H641 BB09 BB11 BB18 GG03 GG04 GG08 HH10 HH12 JA02 JA09
Claims (6)
- 【請求項１】 直線ガイド部を有する断面形状がコ字状
の軌道構造体と、前記軌道構造体に沿って移動可能に設
けられる移動体とを備え、前記軌道構造体内部に前記移
動体を移動させる駆動手段を有する移動体システムであ
って、 前記移動体は、負荷物体を保持する保持手段を有してお
り、 該保持手段は、断面コ字状の前記軌道構造体の自重によ
り生じる捻れのせん断中心上で前記負荷物体を保持する
ようにしたことを特徴とする移動体システム。 - 【請求項２】 前記駆動手段は、ボールスクリューを用
いて前記移動体を駆動することを特徴とする請求項１に
記載の移動体システム。 - 【請求項３】 前記駆動手段は、リニアモータであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の移動体システム。 - 【請求項４】 前記駆動手段は、ベルト駆動により前記
移動体を駆動することを特徴とする請求項１に記載の移
動体システム。 - 【請求項５】 断面コ字状の前記軌道構造体の中立軸上
に前記直線ガイド部を設けたことを特徴とする請求項１
ないし４のいずれかに記載の移動体システム。 - 【請求項６】 直線ガイド部を有する断面形状がコ字状
の軌道構造体と、前記軌道構造体に沿って移動可能に設
けられる移動体とを備え、前記軌道構造体内部に前記移
動体を移動させる駆動手段を有する第１移動体機構と、 前記第１移動体機構を前記直線ガイド部と直交する方向
に移動させる第２移動体機構とを具備し、 前記移動体は、負荷物体を保持する保持手段を有してお
り、 該保持手段は、断面コ字状の前記軌道構造体の自重によ
り生じる捻れのせん断中心上で前記負荷物体を保持する
ようにしたことを特徴とする移動体システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035557A JP4395678B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 移動体システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035557A JP4395678B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 移動体システム |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009092277A Division JP4661970B2 (ja) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | 移動体システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001225285A true JP2001225285A (ja) | 2001-08-21 |
| JP4395678B2 JP4395678B2 (ja) | 2010-01-13 |
Family
ID=18559737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000035557A Expired - Fee Related JP4395678B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 移動体システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4395678B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011055704A (ja) * | 2010-12-01 | 2011-03-17 | Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd | 駆動ステージ |
| CN109087884A (zh) * | 2018-10-15 | 2018-12-25 | 安徽宏实自动化装备有限公司 | 一种用于ic封装制程的夹持设备 |
| CN110518777A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-11-29 | 中车株洲电机有限公司 | 一种双边动初级式直线电机及其气隙稳定控制机构 |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035557A patent/JP4395678B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011055704A (ja) * | 2010-12-01 | 2011-03-17 | Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd | 駆動ステージ |
| CN109087884A (zh) * | 2018-10-15 | 2018-12-25 | 安徽宏实自动化装备有限公司 | 一种用于ic封装制程的夹持设备 |
| CN109087884B (zh) * | 2018-10-15 | 2023-09-26 | 广西中科阿尔法科技有限公司 | 一种用于ic封装制程的夹持设备 |
| CN110518777A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-11-29 | 中车株洲电机有限公司 | 一种双边动初级式直线电机及其气隙稳定控制机构 |
| CN110518777B (zh) * | 2019-09-25 | 2021-10-29 | 中车株洲电机有限公司 | 一种双边动初级式直线电机及其气隙稳定控制机构 |
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|---|---|
| JP4395678B2 (ja) | 2010-01-13 |
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