JP2002104656A

JP2002104656A - 磁気浮上移動装置

Info

Publication number: JP2002104656A
Application number: JP2000299584A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Makino; 健一牧野; Yoshiyuki Tomita; 良幸冨田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-10
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP3793013B2

Abstract

(57)【要約】【課題】構造上の工夫から位置決め精度を大幅に高め
ることができるようになり、又それに関連して消費電力
の低減、製造コストの低減が達成される。【解決手段】磁気浮上移動装置１００において、上方
又は下方電磁石１１８、１２０の少なくとも一方を、テ
ーブル１１４上の任意の仮想基準直線を境にして一方に
位置する第１頂点１４１、他方に位置する第２及び第３
頂点１４２、１４３から構成される第１仮想三角形１４
０の各頂点に配置して、レール１１２とテーブル１１４
との隙間１２２を確保し、センサ１２３を、仮想基準直
線を境にして第１頂点１４１と同側且つこの第１頂点１
４１を挟んで位置するＡ頂点及びＢ頂点、第２及び第３
頂点１４２、１４３と同側且つこの第２及び第３頂点１
４２、１４３の間に位置するＣ頂点、から構成される第
２の仮想三角形１４５の各頂点に対応させて配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レールを挟み込む
ようにして配置されるテーブルが、電磁石の引力バラン
スによって相対的に浮上案内される磁気浮上移動装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の磁気浮上移動装置は、レールと
テーブルが非接触状態を維持して相対案内されることか
ら、移動時に塵、騒音等がほとんど発生しないという特
徴を有している。従って、今後、高いクリーン度が要求
される環境や、真空環境、低騒音環境等での適用が期待
されており、例えば、半導体製造プロセスにおけるシリ
コンウェハの搬送装置や、液晶表示装置及びプラズマ表
示装置におけるガラス基板、カラーフィルタ基板の搬送
装置等への応用が進んでいる。

【０００３】磁気浮上移動装置において、その根本をな
す機能は「磁気浮上」である。

【０００４】一般的に「磁気浮上」を実現するには、テ
ーブルの上下に電磁石を対向状態で配置して、レールの
上面には上方引力を、下面には下方引力を付与し、その
上方引力、下方引力、テーブルの自重の総合バランスに
よって、テーブル自身が浮上するようになっている。

【０００５】図８に、従来の磁気浮上移動装置１０の構
成を示す。この磁気浮上移動装置１０は、レール１２
と、このレール１２を挟み込むようにして配置されるテ
ーブル１４と、を備えており、テーブル１４は、レール
１２の長手方向Ｌ（図８の座標軸ではＸ軸）に案内され
る。

【０００６】図９に拡大して示されるように、レール１
２は平板状の部材であり、断面が逆Ｔ字となるレールベ
ース１６によって下側から支持されている。従って、レ
ール１２とレールベース１６とを組み合わせると、断面
が横Ｈ字形状となる。なお、レール１２は平板状部材に
限定されるものではないが、テーブル１４が浮上できる
程度に磁界を作用させる面領域が必要となる。

【０００７】テーブル１４は、板状の部材でありレール
１２の上面１２Ａと平行する上側ベース１４Ａと、この
ベース１４Ａの幅方向Ｗ（図９ではＹ軸方向）両端縁に
下方に向かって連結される側面板１４Ｂと、この側面板
１４Ｂの下端縁に連結されてレール１２の下面１２Ｂと
平行する下側ベース１４Ｃと、を備える。従って、上側
及び下側ベース１４Ａ、１４Ｃによってレール１２を上
下から挟み込み、又両側面板１４Ｂによってレール１２
を幅方向Ｗに挟み込んだ構造である。

【０００８】テーブル１４の上側ベース１４Ａには４つ
の上方電磁石１８が設置されると共に、下側ベース１４
Ｃにも同様に４つの下方電磁石２０が設置される。上方
電磁石１８がレール１２の上面１２Ａに上方引力Ｆ１を
作用させると共に、下方電磁石２０がレール１２の下面
１２Ｂに下方引力Ｆ２を作用させる。この上方引力Ｆ
１、下方引力Ｆ２、テーブル１４の（各電磁石を含む）
自重、の三者の総合バランスにより、レール１２の上面
１２Ａ及び下面１２Ｂと、テーブル１４との間に上下方
向の隙間２２が確保され、結果として、レール１２に対
してテーブル１４が磁気浮上する。なお、テーブル１４
には更にセンサ２３が設けられ、上下方向の隙間２２を
計測して制御回路にフィードバックする。

【０００９】又、テーブル１４における一方の側面板１
４Ｂには、レール１２の一方の側面１２Ｃに第１側方引
力Ｓ１を作用させる２つの第１側方電磁石２４が設置さ
れ、又同様に、他方の側面板１４Ｂには、レール１２の
他方の側面１２Ｃに第２側方引力Ｓ２を作用させる２つ
の第２側方電磁石２５が設置される。この第１及び第２
側方引力Ｓ１、Ｓ２のバランスにより、レール１２の両
側面１２Ｃと側面板１４Ｂとの間に横方向隙間２６が確
保され、相互の接触が防止されている。又、図１０に示
されるように、側面板１４Ｂには、第１側方電磁石２４
の近傍にそれぞれ側方センサ２７が設置され、横方向隙
間２６の距離を測定して制御装置にフィードバックす
る。

【００１０】図９に示されるように、磁気浮上移動装置
１０では、テーブル１４とレール１２とを相対移動させ
る駆動装置として非接触タイプのリニアモータ２８が採
用されている。このリニアモータ２８は、レール１２の
上面１２Ａに設置される固定子２８Ａと、テーブル１４
における上側ベース１４Ａの下面側に前記固定子２８Ａ
と対向配置される可動子２８Ｂと、を有して構成され
る。図１１に拡大して示されるように固定子２８ＡはＵ
相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流コイルによって構成されてお
り、その磁界作用によって導電体である移動子２８Ｂ側
に誘導電流が流れて推力が発生する。従って、固定子２
８Ａと可動子２８Ｂは「非接触」状態であり、磁気浮上
というメリットが生かされるようになっている。なお、
このリニアモータ２８の設置態様を「横型配置」と呼ぶ
ことにする。

【００１１】次に、各電磁石１８、２０、２４、２５、
センサ２３、２７、リニアモータ２８等の配置について
説明する。

【００１２】図１０に示されるように、上方及び下方電
磁石１８、２０は、上下方向に向かい合った状態で、テ
ーブル１４の４隅に配置されている、このように、対向
状態で配置されているのは、上方引力Ｆ１と下方引力Ｆ
２を「対」として作用させて、浮上姿勢を安定させるた
めである。又、テーブル１４の４隅に設置されているの
も、方形のテーブル１４の浮上姿勢の安定性が向上する
ことを期待したものである。

【００１３】上下方向の隙間２６を計測するセンサ２３
は、テーブル１４の案内中心線Ｒ（レール１２の長手方
向に平行する）を境に一方に１つ、他方に２つ配置され
る。従って、３つのセンサ２３を直線的に結ぶと仮想三
角形Ｔが形成される。このように、仮想三角形Ｔの各頂
点に配置させた理由は、テーブルの浮上高さ（ｚ軸変位
量）、案内方向の傾き（θｙ変位量）、幅方向Ｗの傾き
（θｘ変位量）の総てを計測するためである。

【００１４】第１側方電磁石２４は、一方の側面板１４
Ｂにおいて案内中心線Ｒ方向に並列して２個配置されて
おり、又、第２側方電磁石２５も同様に、他方の側面板
１４Ｂにおいて案内中心線Ｒ方向に並列して２個配置さ
れる。従って、第１及び第２電磁石２４、２５は幅方向
Ｗに向かい合っており、第１及び第２側方引力Ｓ１、Ｓ
２が対となってレール１２に作用する。

【００１５】横方向隙間２６を計測する側方センサ２７
は、２つの第１電磁石２４の案内中心線Ｒ方向の両外側
にそれぞれ配設される。このように２つの側方センサ２
７を配置することで、テーブル１４の幅方向Ｗの位置決
め（ｙ軸変位量）、テーブル１４の回転（θｚ変位量）
を計測することができる。又、リニアモータ２８は、案
内中心線Ｒ上に設置される。

【００１６】図１２に示されるように、各電磁石１８、
２０、２４、２５は、一般的に、コ字状に屈曲された鉄
心３０、及びこの鉄心３０の両端に巻き付けられるコイ
ル３２を有する。このコイル３２に電圧ｅをかけて電流
ｉを流すことにより、鉄心３０の一端から他端側に向か
う磁界Ｑが発生する。この磁界Ｑは、レール１２を含め
た磁気回路を通過するので、レール１２が吸引力ｆｍを
受けて電磁石側に吸引される。この吸引力ｆｍは、電流
ｉを変化させることによって制御することができる。

【００１７】なお、以上の説明において、上方、下方電
磁石１８、２０等で用いた「上」、「下」は、鉛直上
方、鉛直下方を意味するものではなく、側面等との関係
で便宜上定めた概念である。従って、勿論、レール１２
を鉛直方向に配置して、鉛直方向にテーブル１４を移動
させることも可能である。又、上記の「上」が実際には
下側に位置するような態様、即ちテーブル１４を反転さ
せた状態で使用することも可能である。又、一般的にも
広く知られているように、この磁気浮上移動装置１０
は、テーブル１４側を固定してレール１２を浮上・移動
させて使用することもでき、このような使用態様であっ
てもここでいう「磁気浮上移動装置」の概念に含まれる
ものである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】近年、このような磁気
浮上移動装置１０の採用を予定している各種分野（例え
ば半導体製造装置の分野）では技術レベルが飛躍的に向
上し、加工、組立等の高精度化の要求が著しく高まって
いる。

【００１９】ところが、非接触でテーブル１４を案内す
る磁気浮上構造の場合、浮上空間を高精度に維持するこ
とのみによって、即ち「浮上剛性」のみによって、テー
ブル１４自体の位置決め精度を高めなければならない。
しかしながら、従来の磁気浮上移動装置１０では、制御
側であらゆる工夫を凝らしたとしても、高い精度をどう
しても達成することができなかった。その原因について
本発明者が詳細に検討したところ、磁気浮上移動装置１
０に、構造上の面から大きく５つの問題が存在すること
が推測された。

【００２０】第１に、３つ配置されるセンサ２３におけ
る２つが、上方及び下方電磁石１８、２０に極めて接近
しており、磁界による影響を受け易く、計測誤差が増大
していた。又、上方電磁石１８の発熱によって、隙間２
２の雰囲気温度が上昇し、これも隙間２２本来の距離を
正確に計測することを困難にしていた。特に、浮上用に
用いられる上方電磁石１８は容量が大きいために発熱量
が多く、誤差を更に増大させていた。

【００２１】又、側方のセンサ２７についても全く同様
であり、第１側方電磁石２４に極めて接近している結
果、隙間２６の計測誤差が増大していた。

【００２２】第２に、図１０に示されるように、上方電
磁石１８の存在が邪魔となって、同センサ２３の幅方向
Ｗの配置間隔Ｈを広くすることができなかった。幅方向
Ｗの外側程、テーブル１４の幅方向Ｗの傾き（θｘ変位
量）が上下方向隙間２２の変動量に大きく反映されるこ
とになるが、上記配置間隔Ｈを広くすることができない
結果、テーブル１４のθｘ制御精度を高めることができ
なかった。

【００２３】第３に、上方及び下方電磁石１８、２０
と、第１及び第２側方電磁石２４、２５が極めて接近す
ることにより、上下からの磁界と、側方からの磁界と
が、レール１２内部で干渉していた。従って、上下方向
の隙間２２の制御と、横方向の隙間２６の制御とが互い
に影響し合うので、高精度な位置決めが困難となってい
た。例えば、上下方向隙間２２を変化させるために上方
及び下方電磁石１８、２０の磁界の強さを変化させる
と、第１及び第２側方電磁石２４、２５の磁界にも影響
を与えてしまい、横方向隙間２６も同時に制御しなけれ
ばならず、複雑な制御系が構成されていた。

【００２４】第４に、上方電磁石１８の磁界と、下方電
磁石２０の磁界についても同様に、レール１２内で干渉
していることが推測された。その結果、制御の非線形的
要因が増大して予想通りの上方引力Ｆ１、下方引力Ｆ２
を得ることができず、高精度の制御を困難にしていた。
又、図９に示されるように、上方及び下方電磁石１８、
２０の磁界Ｑが、レール１２内を幅方向Ｗ通過して拡散
してしまい、磁界を弱めると共に非線形的要因を増大さ
せる原因となっていた。

【００２５】第５に、リニアモータ２８が推力を発生す
ると、可動子２８Ａが固定子２８Ｂの磁界によって吸引
されて、テーブル１４の高さ変動（いわゆる沈み込み）
が生じていた。

【００２６】本発明者によって明らかにされた上記第１
〜第５の外乱要因が複雑に絡み合い、結局、テーブル１
４の高精度な位置決めが現実的に困難になっていたと考
えられる。

【００２７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、浮上位置決め制御の際に問題となる様々な外
乱要因を構造的に解消し、高精度な位置決めを可能にす
ることを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本第１発明は、レール
と、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レー
ルの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブル
に設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる
上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの
下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、前期テーブ
ルに設けられて前期上方引力及び下方引力により前記レ
ールの上面及び下面と前記テーブルとの間に確保される
上下方向隙間を計測するセンサと、を備える磁気浮上移
動装置において、前記上方又は下方電磁石の少なくとも
一方を、前記テーブル上の任意の仮想基準直線を境にし
て一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第
３頂点、から構成される第１仮想三角形の各頂点に配置
して、前記上下方向隙間を確保可能とし、前記センサ
を、前記仮想基準直線を境にして前記第１頂点と同側且
つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及びＢ頂点、
前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の
間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想三角形の
各頂点に対応させて配置したことにより、上記目的を達
成するものである。

【００２９】レールに案内される磁気浮上移動装置は、
テーブルを安定浮上させること自体が大変困難であり、
まずその磁気浮上を実現することが出発点であった。従
って、姿勢を安定させるために、当初から電磁石のテー
ブルの４隅に４つ配置される構造が常識となっていた。

【００３０】しかし、本発明者はセンサ及び電磁石の最
も合理的な配置について入念に再検討した。従来のよう
に、方形のテーブルに対して上方及び下方電磁石を４隅
に配置することは、今後求められるであろう高精度位置
決め・低コスト等の要求を、高いレベルで満足すること
がどうしてもできなかった。

【００３１】そこで、自身の安定性が要求されるテーブ
ル自身に対して、電磁石を、敢えて第１仮想三角形の頂
点にし、更に、この電磁石が配置される第１仮想三角形
に対して、底辺と頂点の位置関係が反対となる第２仮想
三角形の各頂点に対応させてセンサを配置するようにし
た。なお、各頂点に対応させて配置される電磁石は必ず
しも「１個」である必要はない。この結果、仮想基準線
に対して一方サイドには２個（２個所）の電磁石と１個
（１個所）のセンサが配置され、他方サイドには１個
（１個所）の電磁石と２個（２個所）のセンサが配置さ
れ、それらの組合せによって極めて合理的なテーブルの
位置決めが可能になる。

【００３２】このようにすると、具体的に以下のような
作用が得られる。

【００３３】（１）電磁石とセンサとの設置空間の干渉
が防止される。つまり、電磁石、センサの各々を周囲に
余裕を持って設置することができるようになり、より好
ましい位置にそれぞれ設置できる。例えば、センサに関
して言えば、検出感度を高めるために案内中心（レール
センタ）からできるだけ離れた位置（つまりテーブル内
領域のできるだけ外側）に配置することができ、テーブ
ルが何らかの外部衝撃で傾いた場合、その高さ変動が大
きく現われるテーブルの縁側でその変動を計測すること
ができる。なお、従来は、できるだけ外側にセンサを配
置しようとしても電磁石にその場所を占領されており配
置することができなかった。

【００３４】同様に、電磁石側もセンサ配置を考慮する
ことなく、より好ましい配置、より好ましい電磁石の大
きさを設定することができるようになり、安定性の面で
好ましいといえる。テーブル内領域のできるだけ外側に
電磁石を配置できる。従って、上方、下方の一方が理論
上の最小数（３個）であっても安定性の低下に直結する
ことにならず、むしろ高精度な制御によって（下記
（２）参照）、テーブルを十分に安定浮上させることが
できる。このことは本発明者によって実際に確認済みで
ある。

【００３５】（２）上記（１）に関連して、電磁石とセ
ンサとの間隔を大きく確保することができるようにな
り、電磁石の磁界の影響あるいは発熱の影響によるセン
サの計測誤差が大幅に低減されて高精度の制御が達成さ
れる。又、磁気浮上のように非線形が強く現われる制御
システムの場合には、その駆動源である電磁石の数が少
ないほど、非線形の誤差の累積量を小さく押さえること
ができるようになる。（１）、（２）のメリットが合理
的に作用した結果、実質的にテーブルを磁気浮上させる
ことができる構造となっている。

【００３６】（３）各頂点位置に電磁石を１個のみ配置
するようにした場合は、電磁石の数を少なくすることが
できる。これは、上記（１）、（２）を達成しようとし
た最終的な結果として得られたものであるが、製造コス
トの主要部分を占める電磁石の数が低減されることで大
幅にコストを低減することができるようになり、市場に
おける価格競争力を向上させることができる。

【００３７】なお、上記の思想の下、第１及び第２仮想
三角形の配置の基準となる上記仮想基準線は、テーブル
上の如何なる方向でも構わないが、好ましくは、前記仮
想基準線を前記テーブルの案内中心線とすることで、該
案内中心線の一方には前記第１頂点、Ａ頂点、Ｂ頂点が
位置し、他方には前記第２、第３頂点、Ｃ頂点が位置し
ているようにする。

【００３８】これは、一見、電磁石、センサ共に案内中
心線を基準にして非対称に配置されることになり不合理
に感じられるが、しかしながら、これは本発明が数々の
検証の結果で得られたものであり、実際に極めて安定し
た磁気浮上が可能となる。推測ではあるが、その一要因
として、案内中心線上に電磁石が配置されないことか
ら、テーブルのレール長手方向の傾き及びレール幅方向
の傾きの双方に対して、常に「３個所の総ての」電磁石
によって姿勢制御されることが挙げられる。

【００３９】なお、このようにすればレールの中心線近
傍にテーブルからの浮上用磁界が作用することが防止さ
れ、そのレール上及びテーブル上の領域を利用して、駆
動用のリニアモータを案内中心線近傍に配設することも
できるようになる。

【００４０】なお、上方及び下方電磁石のどちらを第１
仮想三角形の頂点に配置するかは限定されないが、例え
ば、センサの設置面との兼ね合いから、そのセンサと干
渉が生じ易い側に設定されることが好ましい。勿論、上
方、下方電磁石の双方を第１仮想三角形の頂点に配置さ
せてもよいが、その一方で、上下の電磁石を対向させる
ことに限定されない。例えば、上下の電磁石の数が異な
ったり、上下で異なる配置を採用しても良い（詳細は後
述）。

【００４１】又本第２発明は、レールと、前記レールを
挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相
対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記
レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前
記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を
作用させる下方電磁石と、前記テーブルに設けられて前
記レールの一方の側面に第１側方引力を作用させる第１
側方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの
他方の側面に第２側方引力を作用させる第２側方電磁石
と、を備え、前記上方引力及び下方引力により、前記レ
ールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙
間を確保し、さらに、前期第１側方引力及び第２側方引
力により、前記レールの両側面と前記テーブルとの間に
横方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記
上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル
上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂点、他
方に位置する第２及び第３頂点、から構成される第１仮
想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前記上下
方向隙間を確保可能とし、前記案内中心線を境にして前
記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置する
Ｘ頂点及びＹ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該
第２及び第３頂点の間に位置するＺ頂点、から構成され
る第３仮想三角形における前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記
第１側方電磁石をそれぞれ配置する共に、前記Ｚ頂点に
前記第２側方電磁石を配置したことにより、上記目的を
達成するものである。

【００４２】これは、第１発明と同様な思想の下で案出
されたものである。

【００４３】従来、テーブルの姿勢を安定させる観点か
ら、レール幅方向にテーブルを位置決めする第１及び第
２側方電磁石も、当初から「対（組）」となった対向状
態で合計４個所に配置されることが常識であった。これ
も、一般的に制御が簡単であり、高精度に位置決めがで
きると考えられていたからである。

【００４４】しかし、本発明者による詳細な検討の結
果、その配置が、上方及び下方電磁石との関係で必ずし
も良好であるとは言えないことを見出した。

【００４５】本第２発明は、第１仮想三角形の頂点に対
応させて上方及び下方の一方の電磁石が配置され、更
に、その第１仮想三角形と、底辺と頂点の位置関係が反
対となる第３仮想三角形の各頂点に対応させて、第１、
第２側方電磁石が配置される。この結果、以下のような
メリットを得ることができる。

【００４６】（ａ）上方、下方電磁石と、側方電磁石と
が交互に配置されるので、両者の距離が従来より長く確
保され、上方、下方電磁石の磁力線と側方電磁石の磁力
線との干渉が大幅に低減される。その結果、例えば一方
の磁界が他方の磁界を弱めてしまったり、共に強め合っ
て予定以上の磁界が発生することが防止されるので制御
外乱が大幅に低減し、第１及び第２側方電磁石が合計３
個所に配置される構成であっても、安定した高精度の磁
気浮上制御が可能となる。これも、本発明者によって実
証済みである。

【００４７】（ｂ）上記（ａ）で説明したように、上
方、下方電磁石と側方電磁石の磁気干渉が構造的に低減
されるので、テーブルやレールをコンパクトにすること
ができる。つまり、従来は、磁気干渉は当然発生するも
のであり、レール及びテーブルを「幅方向に広げて」両
者の距離を少しでも確保しようとする努力がなされてい
たが、本第２発明ではその必要が無くなる。

【００４８】（ｃ）上方、下方電磁石及び側方電磁石の
個数が少なくて済むので、製造コストが大幅に削減され
る。又、電磁石の総個数を少なくすることができるおか
げで、電磁石と引力の非線形性誤差の累積量が低減する
と共にテーブルの総重量が減少し、高精度な制御が可能
となる。従って、外乱による変位変動に柔軟に対応でき
る磁気浮上移動装置を得ることができるようになる。

【００４９】なお、このように構成する場合、前記レー
ルの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を計測可能
な側方センサを、前記テーブルにおける前記第２側方電
磁石の案内中心線方向両外側に配置することが好まし
い。第２側方電磁石を１つにしたことを有効利用し、そ
の外側に側方センサを配置すれば、第２側方電磁石の磁
気外乱や発熱による計測誤差を低減させることができ
る。

【００５０】なお、上記第１及び第２発明は、勿論組み
合わせることが可能である。具体的にそのような磁気浮
上移動装置は、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一
方を、前記テーブル上の案内中心線を境にして一方に位
置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、か
ら構成される第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記
レールとの前記上下方向隙間を確保可能とし、前記セン
サを、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且
つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及びＢ頂点、
前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の
間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想三角形の
各頂点に対応させて配置し、前記案内中心線を境にして
前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置す
るＸ頂点及びＹ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ
該第２及び第３頂点の間に位置するＺ頂点、から構成さ
れる第３仮想三角形における前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前
記第１側方電磁石をそれぞれ配置すると共に、前記Ｚ頂
点に前記第２側方電磁石を配置し、前記レールの側面と
前記テーブルとの前記横方向隙間を計測可能な２つの側
方センサを、前記テーブルにおける前記第２側方電磁石
の前記案内中心線方向両外側に配置する（本第３発
明）。

【００５１】以上の思想は、更に、上方及び下方電磁石
の関係にも適用することができる。

【００５２】本第４発明は、レールと、前記レールを挟
み込むように配置されて該レールの長手方向に相対案内
されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レール
の上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テー
ブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用さ
せる下方電磁石と、を備え、前記上方引力と下方引力に
より前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に
隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記上方電
磁石と前記下方電磁石を、少なくとも一部分において上
下で対向しない位置に配設して上記目的を達成するもの
である。

【００５３】既に繰り返して述べたが、従来は、上方及
び下方電磁石は、テーブルの４隅且つ上下対向状態で計
８個所配置されていた。これは、レールに対してテーブ
ルを磁気浮上させる際の不安定性を防止するために、当
初から欠くことのできない構成として採用されてきてい
る。

【００５４】しかし、その構成は外観上合理的に感じる
が、その一方で、一見しただけでは分からないデメリッ
トによって、思った通りの効果が得られていない可能性
を本発明者は知得した。

【００５５】そこで常識を覆して、上方及び下方電磁石
における少なくとも一部を「対向状態にしない」ことに
よって多くのメリットが得られ、結局、十分に安定した
磁気浮上が可能であることに想到した。これは、この非
対向の部分をあえて創出することで以下のようなメリッ
トが得られるからである。

【００５６】（ア）電磁石の配置の制約が解かれ、セン
サとの距離、センサ自体の設置場所等を十分に考慮した
上で電磁石を配置することが可能となり、制御精度を高
めることができるようになる。

【００５７】（イ）上方及び下方電磁石の（レール内で
の）磁気干渉が低減されて非線形的な外乱量が低減し、
同様に制御精度を高めることができるようになる。この
（ア）、（イ）のメリットが同時に得られることで、下
方引力と上方引力が対となっていないことによるマイナ
ス面を十分に補うことができるようになる。

【００５８】この場合、前記上方電磁石又は前記下方電
磁石の一方が２個配置されていると共に、他方が仮想三
角形の頂点位置に計３個配置されるようにしてもよい。
このように「対」という制約から解放されて、磁石の数
を減少させれば、テーブル上の残りの空きスペースを有
効活用することができるようになり、例えば、本第１発
明を容易に適用することもできるようになる。又、電磁
石の個数が大幅に低減されるので、制御システムが簡略
化されてる共にテーブルの総重量が減少して高応答・高
精度の制御が可能になる。

【００５９】又、更に進めて、前記上方電磁石又は前記
下方電磁石の一方が１個配置されていると共に、他方が
仮想三角形の頂点位置に３個配置されるようにしてもよ
い。

【００６０】上記のような思想は、磁気干渉を低減させ
ることを着眼点の１つとしていたが、これは、下記のよ
うにレール側からとらえて解決を図ることができる。

【００６１】具体的に本第５発明は、レールと、前記レ
ールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方
向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられ
て前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石
と、前記移動テーブルに設けられて前記レールの下面に
下方引力を作用させる下方電磁石と、を備え、前期上方
引力と下方引力により前記レールの上面及び下面と前記
テーブルとの間に上下方向隙間を確保する磁気浮上移動
装置において、前記レールを案内中心線を基準として幅
方向に２分割し、一方の前記レール片に印加される磁気
が他方のレール片に漏れることを抑制して上記目的を達
成するものである。

【００６２】レールによってテーブルから相対案内され
るこの種の装置の場合、テーブルに設置される種々の電
磁石からレールに対して複数の磁気が発せられている
が、従来は、その磁界の干渉については何等問題視され
ていなかった。本発明者は、その磁界の干渉（センサと
の干渉も含めて）を低減させることを着想の１つとし
て、上記第１〜第４発明によってテーブル構造によって
解決を図っているが、更に検討を進めたところレール側
でも解決を図ることができることに気が付いた。

【００６３】本第５発明によれば、レールが案内方向中
心を境に２分割されるので、従来、案内中心線を越えて
（不必要に）往来していた磁界が、この案内中心線を境
にして分断される。従って、案内中心線を境にして両側
に配設されているテーブル上の電磁石が、分割されて独
立した各レール片に対して磁界を作用させることがで
き、磁気の干渉や漏れが低減されて制御外乱を減少させ
ることができる。

【００６４】特に、このようにレールを２分割する場合
には、前記分割した２つの前記レール片の内側面のそれ
ぞれに固定子を設置すると共に、該２つの固定子の間
に、前記テーブルに設置される可動子を挿入してリニア
モータを構成し、該リニアモータが、前記レールに対し
て前記テーブルを相対的に移動させる役目と前記磁気の
漏れをより防止する役割とを兼ねるようにすることが好
ましい。

【００６５】このようにすれば、駆動源としてのリニア
モータ自体が更に磁界の漏れを低減させることができ、
更に、レール自体をコンパクトに構成することができ
る。

【００６６】又、２分割されるレールの構造を利用し
て、リニアモータが、２つの固定子の間に可動子が挿入
された「縦型配置」になっている。その結果、横型配置
のリニアモータの際に生じるテーブルの高さ変動を低減
させることができるようになる。又、２つの固定子によ
る駆動方式を採用しているので両者の引力が打ち消し合
い、レール幅方向の変動もほとんど防止されている。な
お、本第５発明は、テーブル側によって解決を図ろうと
する第１〜第４発明と組み合わせると、より優れた結果
を得ることができる。

【００６７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明の
実施の形態の例について詳細に説明する。

【００６８】図１に、本発明の第１実施形態に係る磁気
浮上移動装置１００の構成を示す。この磁気浮上移動装
置１００は、レール１１２と、このレール１１２を挟み
込むようにして配置されるテーブル１１４と、を備えて
おり、テーブル１１４は、レール１１２の長手方向（図
１の座標軸ではｘ軸方向）に案内される。

【００６９】図２に示されるように、レール１１２は平
板状の部材であり、断面が逆Ｔ字となるレールベース１
１６によって下側から支持されている。従って、レール
１１２とレールベース１１６とを組み合わせると、断面
が横Ｈ字形状となる。なお、レール１１２は平板状部材
に限定されるものではないが、テーブル１１４が浮上で
きる程度に磁界を作用させることができる面領域が必要
となる。

【００７０】テーブル１１４は、板状の部材でありレー
ル１１２の上面１１２Ａと平行する上側ベース１１４Ａ
と、このベース１１４Ａの幅方向Ｗ（ｙ軸方向）両端縁
に下方に向かって連結される側面板１１４Ｂと、この側
面板１１４Ｂの下端縁に連結されてレール１１２の下面
１１２Ｂと平行する下側ベース１１４Ｃと、を備える。
従って、上側及び下側ベース１１４Ａ、１１４Ｃによっ
てレール１１２を上下から挟み込んだ構造である。

【００７１】ここまでは、従来の磁気浮上移動装置１０
とほとんど同様である。

【００７２】図１に戻って、テーブル１１４の上側ベー
ス１１４Ａには、案内中心線Ｒ上、且つ幅中心線Ｅ上
（即ちテーブル１１４の中心）に１つの上方電磁石１１
８が設置される。又、下側ベース１１４Ｃには、案内中
心線Ｒを境にして一方に位置する第１頂点１４１、他方
に位置する第２及び第３頂点１４２、１４３、から構成
される第１仮想三角形１４０の各頂点に下方電磁石１２
０が配置されている。なお、第１頂点１４１は、幅中心
線Ｅ上に位置しており、第２及び第３頂点１４２、１４
３は、この幅中心線Ｅを境にして同距離に配置されてい
る。

【００７３】上方電磁石１１８がレール１１２の上面１
１２Ａに上方引力Ｆ１を作用させると共に、下方電磁石
１２０がレール１１２の下面１１２Ｂに下方引力Ｆ２を
作用させる。この上方引力Ｆ１、下方引力Ｆ２、テーブ
ル１１４の（各電磁石等を含む）自重、の三者の総合バ
ランスにより、レール１１２の上面１１２Ａ及び下面１
１２Ｂと、テーブル１１４との間に上下方向の隙間１２
２が平面的に確保され、結果として、レール１１２に対
してテーブル１１４が磁気浮上する（図２参照）。

【００７４】この隙間１２２を計測するセンサ１２３
は、上側ベース１１４Ａにおける第２仮想三角形１４５
の各頂点（Ａ、Ｂ、Ｃ）に対応させて３つ配置される。
この第２仮想三角形１４５は、案内中心線Ｒを境にし
て、上記第１仮想三角形１４０の第１頂点１４１と同側
且つこの第１頂点１４１を挟むようにしてＡ頂点及びＢ
頂点が位置しており、又、上記第２及び第３頂点１４
２、１４３と同側且つこの第２及び第３頂点１４２、１
４３の間にＣ頂点が位置している。なお、Ａ頂点及びＢ
頂点は、幅中心線Ｅを境とした両側に同距離に位置し、
Ｃ頂点はこの幅中心線Ｅ上に位置する。又、このセンサ
１２３は、下側ベース１１４Ｃ側に設置することも可能
である。

【００７５】又、テーブル１１４における一方の側面板
１１４Ｂには、レール１１２の一方の側面１１２Ｃに第
１側方引力Ｓ１を作用させる２つの第１側方電磁石１２
４が設置され、又、他方の側面板１１４Ｂには、レール
１１２の他方の側面１１２Ｃに第２側方引力Ｓ２を作用
させる１つの第２側方電磁石１２５が設置される。

【００７６】具体的にこれらの第１及び第２側方電磁石
１２４、１２５は、第３仮想三角形１４６の頂点（Ｘ、
Ｙ、Ｚ）に配設される。第１側方電磁石１２４が設置さ
れるＸ頂点及びＹ頂点は、案内中心線Ｒを境にして第１
仮想三角形１４０の第１頂点１４１と同側且つこの第１
頂点１４１を挟むように位置している。第２側方電磁石
１２５が設置されるＺ頂点は、第２及び第３頂点１４
２、１４３と同側且つこの第２及び第３頂点１４２、１
４３の間（詳細には中間）に位置している。

【００７７】この第１及び第２側方引力Ｓ１、Ｓ２のバ
ランスによって、レール１１２の両側面１１２Ｃと側面
板１１４Ｂとの間に横方向隙間１２６が確保されて相互
の接触が防止されている。

【００７８】又、側面板１１４Ｂには、横方向隙間１２
６を計測可能な２つの側方センサ１２７が、第２側方電
磁石１２５の案内中心線Ｒ方向両外側に配置され、その
計測値を制御装置にフィードバックする。このようにす
ると、第２側方電磁石１２５と側方センサ１２７との距
離が大きくなり、磁気外乱及び発熱による計測誤差が低
減される。

【００７９】この磁気浮上移動装置１００では、従来の
磁気浮上移動装置１０と全く同様に横型配置されたリニ
アモータ２８が駆動装置として採用されている。従っ
て、重複説明を避けるために、リニアモータ２８に関し
ては従来の磁気浮上移動装置１０と同一の符号を付して
構成・作用等の説明を省略する。この横型配置を採用し
た理由は、図２に示されるように上方電磁石１１８が
「１つ」であり、この磁界Ｐがレール１１２内を幅方向
に通過できるようにするためである。

【００８０】次に、各電磁石１１８、１２０、１２４、
１２５の構成について説明する。

【００８１】図３に示されるように、これらの電磁石
は、コ字状に屈曲された鉄心１３０の一部に永久磁石１
３１が組み込まれており、この鉄心１３０の両端にコイ
ル１３２が巻き付けられた「複合磁石構造」である。コ
イル１３２に電圧をかけない場合であっても、永久磁石
１３１によるバイアス磁界Ｑ１が生じており、更に、コ
イル１３２に電圧ｅをかけて電流ｉを流した場合、バイ
アス磁界Ｑ１に重畳する磁界Ｑ２が発生する。この磁界
Ｑ１、Ｑ２によって、レール１１２が吸引力ｆｍを受け
て吸引される。

【００８２】この複合磁石構造の電磁石における、吸引
力ｆｍとコイル１３２に流す電流ｉとの関係（実線Ａ）
を図４に示す。なお、従来の通常の電磁石（図１２参
照）における吸引力ｆｍとコイル３２に流す電流ｉとの
関係（点線Ｂ）も比較例として参考に示しておく。

【００８３】図４からも明らかなように、複合磁石構造
の電磁石は、従来の電磁石よりも非線形性が大幅に弱め
られる傾向にあり、言い換えれば、従来よりも更に１次
関数（線形関数）に近付いている。従って、線形近似し
て制御した場合であってもその近似誤差を大幅に小さく
することができる。又、非線形の２次関数のまま制御す
ることも可能であり（非線形補償という）、この各電磁
石では実際にそのように制御されている。

【００８４】次に、作用等について説明する。

【００８５】この種の装置は、従来からテーブル１１４
を安定浮上させること自体が大変困難であり、まずはそ
れを実現することが出発点であった。従って、姿勢を安
定させるために当初から電磁石の数は４隅に４つの対称
構造が常識となっていた。

【００８６】しかし本磁気浮上移動装置１００はその常
識を覆し、自身の安定性が要求されるテーブル１１４自
身に対して、下方電磁石１２０を（安定性の面では）非
常識とも考えられる第１仮想三角形１４０の頂点に配置
し、更に、この第１仮想三角形１４０に対して底辺と頂
点の位置関係が反対となる第２仮想三角形１４５の各頂
点にセンサ１２３を配置した。

【００８７】このようにすると、下方電磁石１２０とセ
ンサ１２３と磁気干渉が防止される。その結果、移動案
内中心線Ｒからできるだけ離れた相互間距離Ｈを確保し
て（つまりテーブル１１４内領域のできるだけ外側に）
センサ１２３を配置することができ、テーブル１１４が
何らかの外部衝撃で傾いた場合、その高さ変動が大きく
現われるテーブル１１４の縁側で、その変動をより正確
に計測することができる。

【００８８】同様に、下方電磁石１２０側も、センサ１
２３から離れた位置に設置することができるので、磁気
の影響を考慮することなく大容量の電磁石を選択するこ
とができるようになる。その結果、理論上の最小数（３
個）であっても安定性の低下に直結することにならず、
むしろシンプル且つ高精度な制御によってテーブル１１
４を十分に安定浮上させることができる。

【００８９】なお、本実施形態では上方電磁石１１８は
「１つ」であるが、勿論、仮に上方電磁石１１８を第１
仮想三角形１４０の頂点に３つ配置してもよく、上記内
容に関連して、上方電磁石１１８とセンサ１２３との間
隔を大きく確保することができるようになる。この結
果、磁界の影響及び発熱の影響によるセンサ１２３の計
測誤差が大幅に低減されて、高精度の制御が達成され
る。

【００９０】更に、案内中心線Ｒを境として左右に電磁
石１１８、１２０やセンサ１２３が振り分けられること
から、テーブル１１４のレール長手方向及びレール幅方
向の傾きの双方に対して、常に「３個の総ての」下方電
磁石１２０によって姿勢制御することができ、極めて安
定した磁気浮上が可能となる。

【００９１】又、第１仮想三角形１４０の底辺と頂点の
位置関係が反対となる第３仮想三角形１４６の各頂点
に、第１、第２側方電磁石１２４、１２５が（合計３
つ）配置されるので、これらと上方及び下方電磁石１１
８、１２０との距離が従来より大幅に長く確保され、上
方、下方電磁石１１８、１２０の磁力線と側方電磁石１
２４、１２５の磁力線とのレール１１２内での干渉が大
幅に低減される。その結果、例えば一方の磁界が他方の
磁界を弱めてしまったり、共に強め合って予定以上の磁
界が発生することが防止されるので、制御外乱が大幅に
減少して安定した高精度の磁気浮上制御が可能となる。

【００９２】上方、下方電磁石１１８、１２０と第１、
第２側方電磁石１２４、１２５がレール長手方向に間隔
を空けて配置されるので、レール幅方向に間隔を空ける
必要がなくなり、テーブル１１４やレール１１２をコン
パクトにすることができる。

【００９３】又、結果として側方電磁石１２４、１２５
の個数、上方及び下方電磁石１１８、１２０の個数を少
なくすることができる。この結果、テーブル１１４の総
重量が軽減されて、低消費電力で応答性の高い磁気浮上
制御が可能となる。更に電磁石の個数の減少により、各
電磁石における非線形性誤差の累積量が低減することも
制御の高精度化に貢献する。

【００９４】ところで、本第１実施形態の磁気浮上移動
装置１００における上方及び下方電磁石１１８、１２０
の配置については、上方電磁石１１８と下方電磁石１２
０の全部が「上下で対向していない」という特徴を有し
ている。このようにしたのは、「対向させる」という既
成概念から発生する配置的な制約から解放し、センサ１
２３との距離、センサ１２３自体の最適場所等を十分に
考慮した上で、電磁石１１８、１２０を柔軟に配置する
ためである。この結果として本磁気浮上移動装置１００
では、上方電磁石１１８を１つにすることができたた
め、センサ１２３の配置スペースが飛躍的に増大し、最
適な配置によって制御精度を高めることができた。

【００９５】更に、上方及び下方電磁石１１８、１２０
の（レール１１２内での）磁気干渉が低減されるので、
外乱量が低減して制御精度、応答性を高めることができ
るようになる。なお、全部の上方、下方電磁石１１８、
１２０が対向していない場合に限定されず、少なくとも
一部分において対向させないようにしてもよい。

【００９６】又、常に上下で「対」としていた従来の配
置構造と比較して、上方電磁石が１つ、下方電磁石が３
つとなり電磁石の個数が大幅に低減される。その結果、
既に述べたが、テーブル１１４の総重量が減少する。こ
れも、「必ずしも対向させる必要がない」という新たな
思想が展開された結果として得られたものである。

【００９７】なお、以上の説明において、上方、下方電
磁石１１８、１２０等において用いた「上」、「下」
は、鉛直上方、鉛直下方を意味するものではなく、側面
等との関係で便宜上定めたものである。従って、勿論、
レール１１２を鉛直方向に配置して、鉛直方向にテーブ
ル１１４を移動させることも可能である。又、上記の
「上」が実際には下側に位置するような態様、即ちテー
ブル１１４を反転させた状態での使用も可能である。

【００９８】次に、本発明の第２実施形態に係る磁気浮
上移動装置２００を示す。なお、以下に具体的に説明す
る部分を除いては、図１〜図４で示した第１実施形態の
磁気浮上移動装置１００とほぼ同様の構成であるので、
同一又は類似する部分・部材については下二桁を該磁気
浮上移動装置１００と同じ符号を付することにより構成
・作用等の説明は省略する。

【００９９】図５に示されるように、この磁気浮上移動
装置２００は、テーブル２１４における上側ベース２１
４Ａに上方電磁石２６０が２つ配置されている。詳細に
は、案内中心線Ｒを境とした両側であって幅中心線Ｅ上
に配置され、それらは、センサ２２３が配置される第２
仮想三角形２４５の内部に位置している。これは、セン
サ２２３と上方電磁石２６０との配置的な干渉を防止
し、磁気及び発熱による計測誤差を低減させるためであ
る。なお、この２つの上方電磁石２６０と下方電磁石２
２０は「対向していない」状態で配置されており、双方
の磁界ができる限り干渉しないように配慮がなされてい
る。

【０１００】レール２７０は、図６に示されるように、
案内中心線Ｒを境にして幅方向Ｗに２分割された第１及
び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂによって構成されて
おり、各レール片２７０Ａ、２７０Ｂがレールベース２
１６によってそれぞれ支持されている。

【０１０１】第１及び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂ
の間には、リニアモータ２８０が縦型配置されている。
詳細には、第１及び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂの
各対向面２７２に固定子２８２が対向状態で設置されて
おり、この２つの固定子２８２の間に、テーブル２１４
に設置される可動子２８４が挿入された構造である。固
定子２８２は、図７に拡大して示されるように、三相
（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のコイルによって構成されると共に、可
動子２８４は導電体によって構成され、誘導モータとし
て所定の推力を発生するようになっている。なお、可動
子２８４側をコイルとしてもよく、又直流であれば一方
をコイル、他方を磁石として同期モータとして機能させ
てもよい。

【０１０２】このリニアモータ２８０は案内中心線Ｒ方
向の推力を発生し、それによってテーブル２１４がレー
ル２７０に対して相対的に移動するようになっている。
又、上方及び下方電磁石２６０、２２０からレール２７
０に印加される磁界が、２分割されたレール片２７０
Ａ、２７０Ｂの間を互いに往来しようとするが、その間
にリニアモータ２８０が存在しているので、磁界の往来
（漏れ）を妨げる（「妨害部材」としての機能する）よ
うになっている。

【０１０３】このようにすれば、駆動源であるリニアモ
ータ自体を妨害部材として利用することによって、レー
ル自体をコンパクトに構成することができる。

【０１０４】この磁気浮上移動装置２００によれば、レ
ール２７０が案内中心線Ｒを境に２分割され、その間に
リニアモータ２８０が設置されるので、従来、一方で閉
じているべき磁気が案内中心線Ｒ（レールセンタ）を越
えて（不必要に）往来することを防止できる。従って、
第１実施形態の同等の効果に加えて、例えば２つの上方
電磁石２６０が、各レール片２７０Ａ、２７０Ｂに対し
て独立して（閉じられた磁気回路中に）磁界を作用させ
ることができ、磁気の漏れが低減されて引力の低下を防
止することができる。

【０１０５】更に、リニアモータ２８０が、２つの固定
子２８２の間に可動子２８４が挿入された「縦型配置」
になっている。その結果、横型配置のリニアモータの際
に生じた「推力によるテーブル２１４の高さ変動」を低
減させることができる。又、２つの固定子２８２による
駆動方式を採用しているので、固定子２８２と可動子２
８４間の引力が相殺され、テーブル２１４のレール幅方
向の変動もほとんど防止されている。

【０１０６】なお、本第１、第２実施形態では、第１仮
想三角形の頂点等が、「案内中心線Ｒ」を境として振り
分けられている場合に限って示したが、本発明はそれに
限定されず任意の仮想基準直線であればよい。なぜな
ら、この仮想基準直線は、第１、第２、第３仮想三角形
の関係を規定するものあれば十分だからである。又、広
く知られているように、この磁気浮上移動装置は、テー
ブルを固定して、レールを移動させることも可能であ
り、そのような利用態様であっても構造的に同等であれ
ば本発明の範疇に属するものである。

【０１０７】又、ここでは第１、第２実施形態を示した
が、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、これらの
各部分等を適宜組み合わせた実施形態も存在し、更に、
今回示した形態以外の各種実施形態も存在する。

【０１０８】なお、明細書全文に表われてくる部材の形
容（機能・形状）はあくまで例示であって、これらの記
載に限定されるものではない。

【０１０９】

【発明の効果】本発明によれば、構造上の工夫から位置
決め精度を大幅に高めることができるようになり、又そ
れに関連して消費電力の低減、製造コストの低減が達成
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気浮上移動装置
を示す上面図

【図２】図１のII−II断面図

【図３】同磁気浮上移動装置に適用される電磁石の構造
を示す模式図

【図４】同電磁石の特性を示す線図

【図５】本発明の第２実施形態に係る磁気浮上移動装置
を示す上面図

【図６】図５のVI−VI断面図

【図７】同磁気浮上移動装置に用いられるリニアモータ
の構造を示す斜視図

【図８】従来の磁気浮上移動装置の全体構成を模式的に
示す斜視図

【図９】図８のIX−IX断面図

【図１０】同磁気浮上移動装置の上面図

【図１１】同磁気浮上移動装置に用いられるリニアモー
タの構造を示す斜視図

【図１２】同磁気浮上移動装置に用いられる電磁石の構
成を示す拡大図

【符号の説明】

１００、２００…磁気浮上移動装置１１２、２７０…レール１１４、２１４…テーブル１１８、２６０…上方電磁石１２０、２２０…下方電磁石１２２、２２２…隙間１２３、２２３…センサ１２４、２２４…第１側方電磁石１２５、２２５…第２側方電磁石１２６、２２６…横方向隙間１２７、２２７…側方センサ１２８、２８０…リニアモータ１２８Ａ、２８４…可動子１２８Ｂ、２８２…固定子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｎ 15/00 Ｈ０２Ｎ 15/00 Ｆターム(参考） 3F021 AA07 BA02 CA02 DA04 DA07 5F031 CA02 CA05 GA65 5H641 BB06 BB07 BB19 GG02 GG07 GG08 HH03 HH06 JA07 JA14 JB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レールと、前記レールを挟み込むようにし
て配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテー
ブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上
方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設け
られて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電
磁石と、前期テーブルに設けられて、前期上方引力及び
下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブ
ルとの間に確保される上下方向隙間を計測するセンサ
と、を備える磁気浮上移動装置において、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テー
ブル上の任意の仮想基準直線を境にして一方に位置する
第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成
される第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記上下方
向隙間を確保可能とし、前記センサを、前記仮想基準直線を境にして前記第１頂
点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及
びＢ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び
第３頂点の間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮
想三角形の各頂点に対応させて配置したことを特徴とす
る磁気浮上移動装置。
【請求項２】請求項１において、前記仮想基準直線を前記テーブルの案内中心線とするこ
とで、該案内中心線の一方には前記第１頂点、Ａ頂点、
Ｂ頂点が位置し、他方には前記第２頂点、第３頂点、Ｃ
頂点が位置していることを特徴とする磁気浮上移動装
置。
【請求項３】レールと、前記レールを挟み込むようにし
て配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテー
ブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上
方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設け
られて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電
磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの一方の
側面に第１側方引力を作用させる第１側方電磁石と、前
記テーブルに設けられて前記レールの他方の側面に第２
側方引力を作用させる第２側方電磁石と、を備え、前期
上方引力及び下方引力により、前記レールの上面及び下
面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保し、さら
に、前期第１側方引力及び第２側方引力により、前記レ
ールの両側面と前記テーブルとの間に横方向隙間を確保
する磁気浮上移動装置において、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テー
ブル上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂
点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成される
第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前
記上下方向隙間を確保可能とし、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第
１頂点を挟むように位置するＸ頂点及びＹ頂点、前記第
２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位
置するＺ頂点、から構成される第３仮想三角形における
前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記第１側方電磁石をそれぞれ
配置する共に、前記Ｚ頂点に前記第２側方電磁石を配置
したことを特徴とする磁気浮上移動装置。
【請求項４】請求項３において、前記レールの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を
計測可能な２つの側方センサを、前記テーブルにおける
前記第２側方電磁石の案内中心線方向両外側に配置した
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。
【請求項５】レールと、前記レールを挟み込むようにし
て配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテー
ブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上
方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設け
られて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電
磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの一方の
側面に第１側方引力を作用させる第１側方電磁石と、前
記テーブルに設けられて前記レールの他方の側面に第２
側方引力を作用させる第２側方電磁石と、を備え、前期
上方引力及び下方引力により、前記レールの上面及び下
面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保し、さら
に、前期第１側方引力及び第２側方引力により、前記レ
ールの両側面と前記テーブルとの間に横方向隙間を確保
する磁気浮上移動装置において、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テー
ブル上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂
点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成される
第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前
記上下方向隙間を確保可能とし、前記センサを、前記案内中心線を境にして前記第１頂点
と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及び
Ｂ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第
３頂点の間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想
三角形の各頂点に対応させて配置し、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第
１頂点を挟むように位置するＸ頂点及びＹ頂点、前記第
２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位
置するＺ頂点、から構成される第３仮想三角形における
前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記第１側方電磁石をそれぞれ
配置する共に、前記Ｚ頂点に前記第２側方電磁石を配置
し、前記レールの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を
計測可能な２つの側方センサを、前記テーブルにおける
前記第２側方電磁石の前記案内中心線方向両外側に配置
したことを特徴とする磁気浮上移動装置。
【請求項６】レールと、前記レールを挟み込むようにし
て配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテー
ブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上
方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設け
られて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電
磁石と、を備え、前記上方引力と下方引力により前記レ
ールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙
間を確保する磁気浮上移動装置において、前記上方電磁石と前記下方電磁石を、少なくとも一部分
において上下で対向しない位置に配設したことを特徴と
する磁気浮上移動装置。
【請求項７】請求項６において、前記上方電磁石と前記下方電磁石の全部が、上下で対向
しない位置に配設されていることを特徴とする磁気浮上
移動装置。
【請求項８】請求項６又は７において、前記上方電磁石と前記下方電磁石の一方が２個配置され
ていると共に、他方が仮想三角形の頂点位置に３個配置
されていることを特徴とする磁気浮上移動装置。
【請求項９】請求項６又は７において、前記上方電磁石と前記下方電磁石の一方が１個配置され
ていると共に、他方が仮想三角形の頂点位置に３個配置
されていることを特徴とする磁気浮上移動装置。
【請求項１０】レールと、前記レールを挟み込むように
して配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテ
ーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に
上方引力を作用させる上方電磁石と、前記移動テーブル
に設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる
下方電磁石と、を備え、前記上方引力と下方引力により
前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下
方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記レールを案内中心線を基準として幅方向に２分割
し、一方の前記レール片に印加される磁気が他方のレー
ル片に漏れることを抑制したことを特徴とする磁気浮上
移動装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記分割した２つの前記レール片の内側面のそれぞれに
固定子を設置すると共に、該２つの固定子の間に、前記
テーブルに設置される可動子を挿入してリニアモータを
構成し、該リニアモータが、前記レールに対して前記テーブルを
相対的に移動させる役目と前記磁気の漏れをより防止す
る役割とを兼ねるようにしたことを特徴とする磁気浮上
移動装置。