JP2020089109A - Magnetic carrier, and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可動子を平面に沿って二次元的に搬送する磁気搬送装置、及び、その制御方法に関する。 The present invention relates to a magnetic transfer device that two-dimensionally transfers a mover along a plane, and a control method thereof.
可動子を平面に沿って二次元的に搬送する磁気搬送装置が知られている。このような磁気搬送装置として、特許文献1には、マスクまたは感光基板等の物体を保持した状態で直線的にまたは二次元平面内で移動させるステージ部を駆動するリニアモータ装置が開示されている。 There is known a magnetic transfer device that two-dimensionally transfers a mover along a plane. As such a magnetic transfer device, Patent Document 1 discloses a linear motor device that drives a stage part that moves linearly or in a two-dimensional plane while holding an object such as a mask or a photosensitive substrate. .
磁気搬送装置は、固定子に設けられた複数のコイルにより可動子に推力を与える。 The magnetic transfer device applies thrust to the mover by means of a plurality of coils provided on the stator.
本発明は、固定子において強い磁界が発生する位置を細かく調整することができる磁気搬送装置などを提供する。 The present invention provides a magnetic transfer device and the like capable of finely adjusting a position where a strong magnetic field is generated in a stator.
本発明の一態様に係る磁気搬送装置は、第一方向に偏心した複数の第一偏心コイルが形成された第一層、及び、前記第一方向と異なる第二方向に偏心した複数の第二偏心コイルが形成された第二層であって前記第一層に積層された第二層を含む基板を有する固定子と、前記複数の第一偏心コイル、及び、前記複数の第二偏心コイルの少なくとも一部に電力が供給されることで生じる磁界により前記基板に沿って搬送される、磁石を有する可動子とを備える。 A magnetic transfer device according to an aspect of the present invention includes a first layer in which a plurality of first eccentric coils eccentric in a first direction are formed, and a plurality of second eccentric in a second direction different from the first direction. A stator having a substrate including a second layer laminated to the first layer, which is a second layer in which an eccentric coil is formed, the plurality of first eccentric coils, and the plurality of second eccentric coils A mover having a magnet, which is transported along the substrate by a magnetic field generated by supplying power to at least a part thereof.
本発明の一態様に係る制御方法は、磁気搬送装置の制御方法であって、前記磁気搬送装置は、第一方向に偏心した複数の第一偏心コイルが形成された第一層、及び、前記第一方向と反対の第二方向に偏心した複数の第二偏心コイルが形成された第二層であって前記第一層に積層された第二層を含む基板を有する固定子と、前記複数の第一偏心コイル、及び、前記複数の第二偏心コイルの少なくとも一部に電力が供給されることで生じる磁界により前記基板に沿って搬送される、磁石を有する可動子とを備え、前記制御方法は、前記可動子を前記第一方向及び前記第二方向のいずれとも直交する第三方向に搬送する場合、第一偏心コイル、及び、平面視において当該第一偏心コイルの前記第一方向側の隣に位置する第二偏心コイルを含む一組の偏心コイルに電力を供給する。 A control method according to an aspect of the present invention is a control method for a magnetic transfer device, wherein the magnetic transfer device includes a first layer having a plurality of first eccentric coils eccentric in a first direction, and A second layer on which a plurality of second eccentric coils eccentric in a second direction opposite to the first direction are formed, the stator having a substrate including a second layer laminated on the first layer; Of the first eccentric coil, and a mover having a magnet, which is conveyed along the substrate by a magnetic field generated by supplying power to at least a part of the plurality of second eccentric coils, When the method conveys the mover in a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction, a first eccentric coil and, in plan view, the first direction side of the first eccentric coil. Power to a set of eccentric coils including a second eccentric coil located next to the.
本発明の磁気搬送装置は、固定子において強い磁界が発生する位置を細かく調整することができる。 The magnetic transfer device of the present invention can finely adjust the position where a strong magnetic field is generated in the stator.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. Numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Further, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept are described as arbitrary constituent elements.
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。 It should be noted that each drawing is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Further, in each drawing, the same reference numerals are given to substantially the same configurations, and overlapping description may be omitted or simplified.
また、以下の実施の形態において、「平面視」とは、固定子の主面に垂直な方向から見ることを意味する。図面において、磁石のN極は、「N」と記載され、磁石のS極は、「S」と記載される。 Further, in the following embodiments, “plan view” means viewing from a direction perpendicular to the main surface of the stator. In the drawings, the north pole of the magnet is described as "N" and the south pole of the magnet is described as "S".
(実施の形態)
[全体構成]
以下、実施の形態に係る磁気搬送装置の構成について図面を用いて説明する。図1は、実施の形態に係る磁気搬送装置の概略構成を示す図である。図2は、実施の形態に係る磁気搬送装置の断面図である。図1において、可動子20及び固定子30については平面図が示されている。図1においては、複数のコイルの配置を示すために、カバー部材36は図示が省略されている。
(Embodiment)
[overall structure]
Hereinafter, the configuration of the magnetic transfer device according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic carrier device according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the magnetic carrier device according to the embodiment. In FIG. 1, a plan view of the
図1及び図2に示されるように、実施の形態1に係る磁気搬送装置10は、可動子20と、固定子30と、電力供給回路40と、制御部50とを備える。磁気搬送装置10は、固定子30が有する主面36aに沿って可動子20を2次元的に搬送するリニアモータ(言い換えれば、電磁アクチュエータ、平面モータ)である。以下、このような磁気搬送装置10の各構成要素について詳細に説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[可動子]
まず、可動子20について説明する。可動子20は、磁気搬送装置10における搬送対象物である。図2に示されるように、可動子20は、可動子本体21と、永久磁石22と、ボールキャスタ23とを備える。
[Mover]
First, the
可動子本体21は、略矩形板状の部材である。可動子本体21は、例えば、樹脂材料によって形成される。
The
永久磁石22は、可動子20が固定子30から推力を得るための永久磁石であり、可動子本体21に取り付けられる。永久磁石22は、例えば、平たい板状のネオジム磁石である。永久磁石22の形状及び材料は特に限定されない。永久磁石22は、例えば、フェライト磁石、または、アルニコ磁石などであってもよい。可動子20は、例えば、複数の永久磁石22(図1の例では4つの永久磁石22)を備えるが、少なくとも1つの永久磁石22を備えればよい。図2では、永久磁石22は、可動子本体21内に埋め込まれているが、永久磁石22は、可動子本体21の上面に取り付けられてもよいし、可動子本体21の下面に取り付けられてもよい。
The
図2の例では、永久磁石22は、S極及びN極の並び方向が主面36aに交差し、S極がN極よりも主面36a寄りに位置するように配置されている。しかしながら、永久磁石22は、N極がS極よりも主面36a寄りに位置するように配置されてもよい。また、永久磁石22は、S極及びN極の並び方向が主面36aに沿うように配置されてもよい。
In the example of FIG. 2, the
なお、可動子20は、永久磁石22に代えて電池などを電源として駆動する電磁石を備えてもよい。つまり、可動子20は、磁石を備えていればよい。
The
ボールキャスタ23は、可動子本体21を固定子30の主面36aに沿って搬送するための移動機構である。ボールキャスタ23は、可動子本体21の下面に取り付けられ、固定子30の主面36aに当接する。なお、可動子20は、自在キャスタまたは車輪など、ボールキャスタ23以外の移動機構を備えてもよい。
The
[固定子]
次に、固定子30について説明する。固定子30は、可動子20を搬送するための構造体である。実施の形態では、固定子30は、シート状の部材である。図2に示されるように、固定子30は、カバー部材36と、基板35とを有する。
[stator]
Next, the
カバー部材36は、基板35の摩耗等を抑制し、かつ、固定子30の表面を平滑化するためのシート状の保護部材である。カバー部材36は、基板35の上面の全部を覆う。カバー部材36の平面視形状は、矩形であるが、円形等その他の形状であってもよい。カバー部材36の上面は、固定子30が有する主面36aとなる。主面36aは、可動子20と対向する。
The
カバー部材36は、例えば、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、または、アクリル樹脂などの有機材料によって形成される。カバー部材36は、シラン化合物または金属酸化物によって形成されてもよい。このような有機材料、シラン化合物、または金属酸化物は、摩耗耐性の点でカバー部材36に適している。カバー部材36に有機材料が採用されれば、カバー部材36が低温の製造プロセスで形成できる。また、カバー部材36に有機材料が採用されれば、カバー部材36の大面積化が容易である。
The
基板35は、複数の層を含み、複数の層それぞれにはマトリクス状に複数の偏心コイルが形成されている。偏心コイルは、コイルの強磁界点(言い換えれば、コイルの巻回軸の位置)が中心からずれているコイルを意味する。基板35は、具体的には、第一層31、第二層32、第三層33、及び、第四層34が積層された構造を有する。基板35に含まれる層の数は、四つに限定されず、三つ以下であってもよいし、五つ以上であってもよい。また、第一層31、第二層32、第三層33、及び、第四層34の積層順についても特に限定されない。
The
第一層31には、X軸−方向に偏心した複数の第一偏心コイル31aが形成される。X軸−方向は、第一方向の一例である。第二層32には、X軸+方向に偏心した複数の第二偏心コイル32aが形成される。X軸+方向は、第二方向の一例である。
A plurality of first
第三層33には、Y軸−方向に偏心した複数の第三偏心コイル33aが形成される。Y軸−方向は、第三方向の一例である。第四層34には、Y軸+方向に偏心した複数の第四偏心コイル34aが形成される。Y軸+方向は、第四方向の一例である。
In the
第一偏心コイル31a、第二偏心コイル32a、第三偏心コイル33a、及び、第四偏心コイル34aのそれぞれ(以下、これらを区別せずに複数の偏心コイルとも表現する)は、可動子20に推力を与えるためのコイルである。複数の偏心コイルのそれぞれは、電力供給回路40によって電力が供給されることによって磁化する。複数の偏心コイルのそれぞれは、基板35中にパターン形成されたパターンコイルである。複数の偏心コイルのそれぞれは、巻回軸が主面36aに垂直な方向に沿う円形巻回状の配線であるが、矩形巻回状等、他の巻回状であってもよい。複数の偏心コイルのそれぞれは、例えば、三角形、または、六角形等の多角形に沿う巻回形状であってもよい。複数の偏心コイルの巻回方向は、同一であるが、異なってもよい。複数の偏心コイルは、例えば、銅などの金属材料によって形成される。複数の偏心コイルは、例えば、エッチングによって形成される。
Each of the first
[電力供給回路]
次に、電力供給回路40について説明する。電力供給回路40は、制御部50から出力される制御信号に基づいて、複数の偏心コイルへの電力供給を行う。言い換えれば、電力供給回路40は、制御部50から出力される制御信号に基づいて、複数の偏心コイルへ電流を供給する。
[Power supply circuit]
Next, the
図示されないが、電力供給回路40は、具体的には、複数の偏心コイルに1対1で対応する複数の制御回路を含む。つまり、電力供給回路は、複数の偏心コイルのそれぞれに独立して電力供給を行うことができる。
Although not shown, the
複数の制御回路のそれぞれは、例えば、フルブリッジインバータ回路である。複数の制御回路は、制御部50から出力される制御信号に基づいて動作する。複数の制御回路のそれぞれは、当該制御回路に対応する偏心コイルに対して、(a)電力を供給しない、(b)第一の極性(例えば、正極性)の直流電圧を供給する、及び、(c)第一の極性の逆の第二の極性(例えば、負極性)の直流電圧を供給する、のいずれかを行う。第一の極性の直流電圧が供給された偏心コイルは、例えば、主面36a側がS極の電磁石として機能し、第二の極性の直流電圧が供給された偏心コイルは、例えば、主面36a側がN極の電磁石として機能する。
Each of the plurality of control circuits is, for example, a full bridge inverter circuit. The plurality of control circuits operate based on the control signal output from the
このように、電力供給回路40は、複数の偏心コイルのそれぞれに直流電圧を供給し、当該直流電圧の極性を偏心コイルごとに切り替えることができる。直流電圧の極性を切り替えることは必須ではなく、電力供給回路40は、少なくとも直流電圧の供給をオン及びオフできればよい。
In this way, the
[制御部]
制御部50は、複数の偏心コイルに供給される電流を制御する。制御部50は、具体的には、電力供給回路40を制御する。制御部50は、例えば、電力供給回路40を制御することにより、複数の偏心コイルの一部に直流電圧を供給する。この結果、複数の偏心コイルの一部には、可動子20に推力を与えるための電流が流れ、これにより可動子20が主面36aに沿って移動する。この電流は、直流電流である。
[Control part]
The
制御部50は、具体的には、マイクロコンピュータなどによって実現されるが、専用回路、または、プロセッサなどによって実現されてもよい。なお、図示されないが、制御部50は、制御部50が備える半導体メモリなどの記憶部(図示せず)に記憶された制御プログラムを実行する。制御部50は、電力供給回路40の一部として構成されてもよい。
The
[磁気搬送装置の動作]
上述のように、磁気搬送装置10は、偏心方向が異なる複数の偏心コイルが積層された基板35を含む固定子30を備える。偏心方向が異なるということは、偏心コイルに電力が供給されたときに磁界が強くなる位置(以下、強磁界点などとも記載される)が異なるということである。したがって、制御部50により、積層された複数の偏心コイルに選択的に電力が供給されれば、磁界が強くなる位置を細かく調整することができる。基板35のように積層された偏心コイルの偏心方向が4通り存在する場合、磁気搬送装置10は、磁界が強くなる位置を4つ位置の中から選択することができる。
[Operation of magnetic carrier]
As described above, the
また、磁気搬送装置10は、以下の動作のように可動子20の直進性を高めることもできる。このような磁気搬送装置10の動作について、比較例に係る磁気搬送装置の動作を参照しながら説明する。まず、比較例に係る磁気搬送装置の動作について説明する。図3は、比較例に係る磁気搬送装置の動作を説明するための平面図である。
Further, the
図3に示される比較例に係る磁気搬送装置110は、可動子20と、偏心していないコイル131が形成された基板を含む固定子130とを備える。可動子20が有する永久磁石22のX軸方向のピッチ、及び、コイル131のX軸方向のピッチのそれぞれはrであり、コイル131の中心位置(つまり、強磁界点P1)から永久磁石22の中心位置までの距離はdである。
The
固定子130によって可動子20をY軸−方向に搬送する場合、磁気搬送装置110の制御部は、例えば、可動子20よりもY軸−方向側に位置するコイル131に電力を供給し、当該コイル131と可動子20が有する永久磁石22との間に吸引力を発生させる。
When the
このとき、1つのコイル131に電力供給を行うことにより1つの永久磁石22に働く吸引力(言い換えれば、磁力)をf1とすると、可動子20に働くY軸−方向への力Fmidは、2つ永久磁石22のそれぞれにf1の吸引力が働くことから、Fmid=2・f1である。また、可動子20の回転の指標としての片側分の力のモーメントMmidは、Mmid=r・f1/2である。
At this time, if the attractive force (in other words, magnetic force) acting on one
次に、磁気搬送装置10の動作について説明する。図4は、磁気搬送装置10の動作を説明するための図であり、図4の(a)は、平面図であり、図4の(b)は、固定子30の断面図である。
Next, the operation of the
固定子30によって可動子20をY軸−方向に搬送する場合、磁気搬送装置10の制御部50は、例えば、可動子20よりもY軸−方向側に位置する偏心コイルに電力を供給し、当該偏心コイルと可動子20が有する永久磁石22との間に吸引力を発生させる。
When the
このとき、制御部50は、可動子20が有する2つの永久磁石22の中心位置を結ぶ線分の垂直二等分線Lの近傍に強磁界点P2を生成するために、第一偏心コイル31a、及び、平面視において当該第一偏心コイル31aのX軸−方向側の隣に位置する第二偏心コイル32aを含む一組の偏心コイルに電力を供給する。つまり、制御部50は、積層された4つの偏心コイルのうち、第一層31に形成された第一偏心コイル31aに選択的に電力を供給しつつ、その隣において積層された4つの偏心コイルに対しては、第二層32に形成された第二偏心コイル32aに選択的に電力を供給する。
At this time, the
2つの永久磁石22のそれぞれから強磁界点P2までの距離は、上記距離dを用いると、d/cosθとなる。なお、θは、永久磁石22の中心位置、及び、強磁界点P2を結ぶ直線とY軸とのなす角である。吸引力は、距離の二乗分の1となるため、1つの永久磁石22に働く吸引力(言い換えれば、磁力)は、上記f1にcos2θをかけたf1・cos2θとなる。
The distance from each of the two
この吸引力をX軸方向の成分とY軸方向の成分に分解すると、可動子20に働くY軸−方向への力Fmidは、2つ永久磁石22のそれぞれにf1・cos3θの吸引力が働くことから、Fmid=2・f1・cos3θである。また、可動子20の回転の指標としての片側分の力のモーメントMmidは、Mmid=r・f1・cos3θ/2である。
When this attractive force is decomposed into a component in the X-axis direction and a component in the Y-axis direction, the force Fmid acting on the
そして、磁気搬送装置10においては、2つの永久磁石22のそれぞれに、当該永久磁石22を垂直二等分線Lに向かわせる向力Fdir=f1・cos2θ・sinθが働く。このような向力Fdirは、可動子20がX軸+方向またはX軸−方向にずれようとしたときにこれを是正する力として機能する。つまり、磁気搬送装置10は、磁気搬送装置110に比べて可動子20の直進性を高めることができる。
Then, in the
[変形例]
なお、上記磁気搬送装置10の動作では、吸引力を用いて可動子20を移動させたが、吸引力に代えて、または、吸引力に加えて反発力を用いて可動子20を搬送することもできる。図5は、このような磁気搬送装置10の変形例に係る動作を説明するための平面図である。
[Modification]
In the operation of the
固定子30によって可動子20をY軸−方向に搬送する場合、磁気搬送装置10の制御部50は、例えば、可動子20よりもY軸+方向側に位置する偏心コイルに電力を供給し、当該偏心コイルと可動子20が有する永久磁石22との間に反発力を発生させる。
When the
このとき、制御部50は、可動子20が有する2つの永久磁石22の中心位置を結ぶ線分の垂直二等分線Lの近傍に強磁界点P3を生成するために、第一偏心コイル31a、及び、平面視において当該第一偏心コイル31aのX軸−方向側の隣に位置する第二偏心コイル32aを含む一組の偏心コイルに電力を供給する。
At this time, the
2つの永久磁石22のそれぞれから強磁界点P3までの距離は、上記距離dを用いると、d/cosθとなる。なお、θは、永久磁石22の中心位置、及び、強磁界点P3を結ぶ直線とY軸とのなす角である。反発力は、距離の二乗分の1となるため、1つの永久磁石22に働く反発力(言い換えれば、磁力)は、上記f1にcos2θをかけたf1・cos2θとなる。
The distance from each of the two
この吸引力をX軸方向の成分とY軸方向の成分に分解すると、可動子20に働くY軸−方向への力Fmidは、2つ永久磁石22のそれぞれにf1・cos3θの反発力が働くことから、Fmid=2・f1・cos3θである。また、可動子20の回転の指標としての片側分の力のモーメントMmidは、Mmid=r・f1・cos3θ/2である。
When this attractive force is decomposed into a component in the X-axis direction and a component in the Y-axis direction, the force Fmid acting on the
そして、磁気搬送装置10においては、2つの永久磁石22のそれぞれに、当該永久磁石22を垂直二等分線Lから離れる方向に向かわせる向力Fdir=f1・cos2θ・sinθが働く。このような向力Fdirは、可動子20がX軸+方向またはX軸−方向にずれようとしたときにこれを是正する力として機能する。つまり、磁気搬送装置10は、磁気搬送装置110に比べて可動子20の直進性を高めることができる。
Then, in the
[効果等]
以上説明したように、磁気搬送装置10は、第一方向に偏心した複数の第一偏心コイル31aが形成された第一層31、及び、第一方向と異なる第二方向に偏心した複数の第二偏心コイル32aが形成された第二層32であって第一層31に積層された第二層32を含む基板35を有する固定子30と、複数の第一偏心コイル31a、及び、複数の第二偏心コイル32aの少なくとも一部に電力が供給されることで生じる磁界により基板35に沿って搬送される、永久磁石22を有する可動子20とを備える。上記実施の形態では、第一方向はX軸−方向であり、第二方向はX軸+方向である。永久磁石22は、磁石の一例である。
[Effects, etc.]
As described above, the
このような磁気搬送装置10は、基板35の平面視における同じ場所に第一偏心コイル31a及び第二偏心コイル32aが積層されている場合に、第一偏心コイル31a及び第二偏心コイル32aを選択的に駆動することで、固定子30において強い磁界が発生する位置を細かく調整することができる。
Such a
また、例えば、第一方向は、第二方向と反対の方向である。 Further, for example, the first direction is a direction opposite to the second direction.
このような磁気搬送装置10は、反対方向に偏心した第一偏心コイル31a及び第二偏心コイル32aを選択的に駆動することで、固定子30において強い磁界が発生する位置を細かく調整することができる。
Such a
また、例えば、磁気搬送装置10は、さらに、複数の第一偏心コイル31a、及び、複数の第二偏心コイル32aに供給される電力を制御する制御部50を備える。制御部50は、可動子20を第一方向及び第二方向のいずれとも直交する第三方向に搬送する場合、第一偏心コイル31a、及び、平面視において当該第一偏心コイル31aの第一方向側の隣に位置する第二偏心コイル32aを含む一組の偏心コイルに電力を供給する。上記実施の形態では、第三方向は、Y軸−方向である。
Further, for example, the
このような磁気搬送装置10は、可動子20の直進性を高めることができる。
Such a
また、例えば、可動子20は、第一方向に沿って並ぶ複数の永久磁石22を有し、複数の永久磁石22の間隔は、一組の偏心コイルの間隔と同一である。
Further, for example, the
このような磁気搬送装置10は、可動子20の直進性を高めることが容易となる。
In such a
また、図4の例では、平面視において、一組の偏心コイルは、可動子20の第三方向側に位置する。
In the example of FIG. 4, the set of eccentric coils is located on the third direction side of the
このような磁気搬送装置10は、一組の偏心コイルと可動子20との間に発生する吸引力により、可動子20を第三方向に搬送することができる。
Such a
また、図5の例では、平面視において、一組の偏心コイルは、可動子20の、第三方向と反対の第四方向側に位置する。上記実施の形態では、第四方向は、Y軸+方向である。
In the example of FIG. 5, the set of eccentric coils is located on the fourth direction side of the
このような磁気搬送装置10は、一組の偏心コイルと可動子20との間に発生する反発力により、可動子20を第三方向に搬送することができる。
Such a
また、基板35は、さらに、第一方向及び第二方向のいずれとも直交する第三方向に偏心した複数の第三偏心コイル33aが形成された第三層33と、第三方向と反対の第四方向に偏心した複数の第四偏心コイル34aが形成された第四層34とを含む。
The
このような磁気搬送装置10は、基板35の平面視における同じ場所に第一偏心コイル31a、第二偏心コイル32a、第三偏心コイル33a、及び、第四偏心コイル34aが積層されている場合に、これらを選択的に駆動することで、固定子30において強い磁界が発生する位置をさらに細かく調整することができる。
In such a
また、磁気搬送装置10の制御方法は、可動子20を第一方向及び第二方向のいずれとも直交する第三方向に搬送する場合、第一偏心コイル31a、及び、平面視において当該第一偏心コイル31aの第一方向側の隣に位置する第二偏心コイル32aを含む一組の偏心コイルに電力を供給する。
Further, when the
このような制御方法は、基板35の平面視における同じ場所に第一偏心コイル31a及び第二偏心コイル32aが積層されている場合に、第一偏心コイル31a及び第二偏心コイル32aを選択的に駆動することで、固定子30において強い磁界が発生する位置を細かく調整することができる。
Such a control method selectively selects the first
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態に係る磁気搬送装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the magnetic carrier device according to the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施の形態では、偏心コイルは薄膜状のパターンコイルであったが、コイルは巻線コイルであってもよい。また、上記実施の形態では、複数の偏心コイルは、マトリクス状に配置されたが、マトリクス状以外のレイアウトで配置されてもよい。例えば、コイルが六角形に沿う巻回形状を有する場合には、複数のパターンコイルは、ハニカム状に配置されてもよい。 For example, in the above embodiment, the eccentric coil is a thin film pattern coil, but the coil may be a winding coil. Further, in the above-mentioned embodiment, the plurality of eccentric coils are arranged in a matrix, but they may be arranged in a layout other than the matrix. For example, when the coil has a winding shape along a hexagon, the plurality of pattern coils may be arranged in a honeycomb shape.
また、上記実施の形態では、基板には、偏心方向が互いに異なる4種類の偏心コイルが形成されたが、基板には偏心方向が互いに異なる5種類以上の偏心コイルが形成されてもよい。例えば、基板には、偏心方向が45度ずつ異なる8種類の偏心コイルが形成されてもよい。この場合、基板には、8種類の偏心コイルに対応して8つの層が含まれる。 Further, in the above embodiment, four types of eccentric coils having different eccentric directions are formed on the substrate, but five or more types of eccentric coils having different eccentric directions may be formed on the substrate. For example, eight types of eccentric coils whose eccentric directions differ by 45 degrees may be formed on the substrate. In this case, the substrate includes eight layers corresponding to eight types of eccentric coils.
また、上記実施の形態の固定子の模式断面図に示される積層構造は一例である。磁気搬送装置は、本発明の特徴的な機能を実現できる他の積層構造を有する固定子を備えてもよい。磁気搬送装置は、例えば、上記実施の形態で説明された積層構造と同様の機能を実現できる範囲で、上記実施の形態の積層構造の層間に別の層が設けられた固定子を備えてもよい。 Further, the laminated structure shown in the schematic cross-sectional view of the stator of the above-mentioned embodiment is an example. The magnetic transfer device may include a stator having another laminated structure capable of realizing the characteristic function of the present invention. The magnetic transfer device may include, for example, a stator in which another layer is provided between layers of the laminated structure of the above-described embodiment as long as the same function as that of the laminated structure described in the above-described embodiment can be realized. Good.
また、上記実施の形態では、固定子が有する積層構造の各層を構成する主たる材料について例示しているが、固定子が有する積層構造の各層には、上記実施の形態の積層構造と同様の機能を実現できる範囲で他の材料が含まれてもよい。 Further, in the above-mentioned embodiment, the main materials constituting each layer of the laminated structure of the stator are exemplified, but each layer of the laminated structure of the stator has the same function as that of the laminated structure of the above-described embodiment. Other materials may be included as long as the above can be achieved.
また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the processing executed by the specific processing unit may be executed by another processing unit. Further, the order of the plurality of processes may be changed, or the plurality of processes may be executed in parallel.
また、上記実施の形態において、制御部などの構成要素は、当該構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。制御部などの構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the constituent elements such as the control unit may be realized by executing a software program suitable for the constituent elements. The components such as the control unit may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded in a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
また、制御部などの構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、制御部などの構成要素は、回路(または集積回路)でもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。 Further, the components such as the control unit may be realized by hardware. For example, the components such as the control unit may be circuits (or integrated circuits). These circuits may form one circuit as a whole or may be separate circuits. Further, each of these circuits may be a general-purpose circuit or a dedicated circuit.
また、本発明の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。例えば、本発明は、磁気搬送装置に含まれる制御部を備える制御装置として実現されてもよいし、上記実施の形態の磁気搬送装置の制御方法として実現されてもよい。本発明は、制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。本発明は、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。 Further, the general or specific aspects of the present invention may be realized by a recording medium such as a system, a device, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM. Further, the system, the device, the method, the integrated circuit, the computer program, and the recording medium may be implemented in any combination. For example, the present invention may be realized as a control device including a control unit included in the magnetic carrier device, or may be realized as a control method for the magnetic carrier device of the above-described embodiment. The present invention may be implemented as a program that causes a computer to execute the control method. The present invention may be realized as a computer-readable non-transitory recording medium in which the program is recorded.
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it is realized by making various modifications to those skilled in the art by those skilled in the art, or by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment without departing from the spirit of the present invention. The present invention also includes such a form.
10、110 磁気搬送装置
20 可動子
22 永久磁石
30、130 固定子
31 第一層
31a 第一偏心コイル
32 第二層
32a 第二偏心コイル
33 第三層
33a 第三偏心コイル
34 第四層
34a 第四偏心コイル
35 基板
50 制御部
10, 110
Claims (8)
前記複数の第一偏心コイル、及び、前記複数の第二偏心コイルの少なくとも一部に電力が供給されることで生じる磁界により前記基板に沿って搬送される、磁石を有する可動子とを備える
磁気搬送装置。 A first layer formed with a plurality of first eccentric coils eccentric in the first direction, and a second layer formed with a plurality of second eccentric coils eccentric in a second direction different from the first direction, A stator having a substrate including a second layer laminated on the first layer;
A plurality of first eccentric coils, and a mover having a magnet, which is transported along the substrate by a magnetic field generated by supplying power to at least a part of the plurality of second eccentric coils. Transport device.
請求項1に記載の磁気搬送装置。 The magnetic transfer device according to claim 1, wherein the first direction is a direction opposite to the second direction.
前記制御部は、前記可動子を前記第一方向及び前記第二方向のいずれとも直交する第三方向に搬送する場合、第一偏心コイル、及び、平面視において当該第一偏心コイルの前記第一方向側の隣に位置する第二偏心コイルを含む一組の偏心コイルに電力を供給する
請求項2に記載の磁気搬送装置。 Furthermore, the plurality of first eccentric coils, and a control unit for controlling the power supplied to the plurality of second eccentric coils,
When the control unit conveys the mover in a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction, the first eccentric coil and the first eccentric coil in plan view are used. The magnetic carrier device according to claim 2, wherein electric power is supplied to a set of eccentric coils including a second eccentric coil located adjacent to the direction side.
前記複数の磁石の間隔は、前記一組の偏心コイルの間隔と同一である
請求項3に記載の磁気搬送装置。 The mover has a plurality of the magnets arranged along the first direction,
The magnetic transfer device according to claim 3, wherein the interval between the plurality of magnets is the same as the interval between the pair of eccentric coils.
請求項3に記載の磁気搬送装置。 The magnetic transfer device according to claim 3, wherein the set of eccentric coils is located on the third direction side of the mover in a plan view.
請求項3に記載の磁気搬送装置。 The magnetic transfer device according to claim 3, wherein the set of eccentric coils is located on a fourth direction side of the mover opposite to the third direction in a plan view.
前記第一方向及び前記第二方向のいずれとも直交する第三方向に偏心した複数の第三偏心コイルが形成された第三層と、
前記第三方向と反対の第四方向に偏心した複数の第四偏心コイルが形成された第四層とを含む
請求項2〜6のいずれか1項に記載の磁気搬送装置。 The substrate further comprises
A third layer formed with a plurality of third eccentric coils eccentric in a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction,
The magnetic carrier device according to any one of claims 2 to 6, further comprising: a fourth layer having a plurality of fourth eccentric coils that are eccentric in a fourth direction opposite to the third direction.
前記磁気搬送装置は、
第一方向に偏心した複数の第一偏心コイルが形成された第一層、及び、前記第一方向と反対の第二方向に偏心した複数の第二偏心コイルが形成された第二層であって前記第一層に積層された第二層を含む基板を有する固定子と、
前記複数の第一偏心コイル、及び、前記複数の第二偏心コイルの少なくとも一部に電力が供給されることで生じる磁界により前記基板に沿って搬送される、磁石を有する可動子とを備え、
前記制御方法は、前記可動子を前記第一方向及び前記第二方向のいずれとも直交する第三方向に搬送する場合、第一偏心コイル、及び、平面視において当該第一偏心コイルの前記第一方向側の隣に位置する第二偏心コイルを含む一組の偏心コイルに電力を供給する
制御方法。 A method of controlling a magnetic carrier device, comprising:
The magnetic carrier is
A first layer formed with a plurality of first eccentric coils eccentric in the first direction, and a second layer formed with a plurality of second eccentric coils eccentric in a second direction opposite to the first direction. A stator having a substrate including a second layer laminated on the first layer,
A plurality of first eccentric coils, and a mover having a magnet, which is transported along the substrate by a magnetic field generated by supplying power to at least a part of the plurality of second eccentric coils,
In the control method, when the mover is conveyed in a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction, the first eccentric coil and the first eccentric coil in plan view are used. A control method for supplying electric power to a set of eccentric coils including a second eccentric coil located next to the direction side.
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CN114649130A (en) * | 2022-03-24 | 2022-06-21 | 帝鸿科技(珠海)有限公司 | Magnetic coil structure with orderly and linear moving magnetic beads and control system thereof |
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