JP2021126003A - 搬送装置、可動子、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 可動子を安定してスムーズに非接触で搬送することができる搬送装置および物品の製造方法を提供する。【解決手段】 第１の方向に沿って配置された複数のコイルと、前記複数のコイルに沿って移動する可動子を有する搬送装置であって、前記複数のコイルは、両隣のコイルとの間の間隔が所定の間隔で配置されたコイルと、両隣のコイルとの間の間隔のどちらかが、前記所定の間隔より広い間隔で配置されたコイルと、を備え、前記可動子は、前記可動子の第一の面から突出する複数の磁石と、前記可動子の端部に形成され、前記第一の面から突出する、磁性体あるいは比透磁率が１０以上である材料からなる突出部と、を備え、前記可動子の前記突出部が、前記広い間隔で配置されたコイルと対向する際、前記対向するコイルに電流が印可されることを特徴とする。【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、搬送装置、可動子および物品の製造方法に関する。

一般に、工業製品を組み立てるための生産ラインや半導体露光装置等では、搬送装置が用いられている。特に、生産ラインにおける搬送装置は、ファクトリーオートメーション化された生産ライン内又は生産ラインの間の複数のステーションの間で、部品等のワークを搬送する。また、プロセス装置中の搬送装置として使われる場合もある。搬送装置としては、可動磁石型リニアモータによる搬送装置が既に提案されている。

可動磁石型リニアモータによる搬送装置では、リニアガイド等の機械的な接触を伴う案内装置を使って搬送装置を構成する。しかしながら、リニアガイド等の案内装置を使った搬送装置では、リニアガイドの摺動部から発生する汚染物質、例えば、レールやベアリングの摩耗片や潤滑油、あるいはそれが揮発したもの等が生産性を悪化させるという問題があった。また、高速搬送時には摺動部の摩擦が大きくなってリニアガイドの寿命を小さくするという問題があった。

そこで、特許文献１には、搬送トレイを非接触で搬送可能な磁気浮上搬送装置が記載されている。文献１で記載されているような磁気浮上搬送装置は、搬送トレイの搬送方向に沿って、チャンバの上部には浮上用電磁石を、チャンバの側面には固定子コイルを一定間隔で並べることで安定して非接触での搬送を実現させている。

特表２０１６−５３２３０８号公報

しかしながら、生産ライン内又は生産ラインの間の複数のステーションの間でワーク等の可動子を搬送する場合、どうしても電磁石やコイルを配置することができない場所がある。例えば、真空チャンバにおいては、メンテナンス、雰囲気制御を行なう目的のために途中にゲートバルブを設けて仕切る必要がある。このような場合、一定間隔で電磁石やコイルを配置することができない。そのため、吸引力の変化により搬送中の部品やワークが傾いてしまったり、落下してしまったりする可能性がある。

本発明は、可動子を安定してスムーズに非接触で搬送することができる搬送装置および物品の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の搬送装置は、第１の方向に沿って配置された複数のコイルと、前記複数のコイルに沿って移動する可動子を有する搬送装置であって、前記複数のコイルは、両隣のコイルとの間の間隔が所定の間隔で配置されたコイルと、両隣のコイルとの間の間隔のどちらかが、前記所定の間隔より広い間隔で配置されたコイルと、を備え、前記可動子は、前記可動子の第一の面から突出する、複数の磁石からなる磁石群と、前記磁石群に隣接して形成され、前記第一の面から突出する、磁性体あるいは比透磁率が１０以上である材料からなる突出部と、を備えることを特徴とする。

本発明の生産システムは、上記の搬送装置と、前記搬送装置によって移動するワークに加工を行なう生産装置とを有することを特徴とする。

本発明の物品の製造方法は、上記の生産システムによって製造されることを特徴とする。

本発明によれば、可動子を安定してスムーズに非接触で搬送することができる。

本発明の実施形態を示す概略図である。 本発明の実施形態を示す概略図である。 本発明の実施形態を示す概略図である。 本発明の実施形態を示す概略図である。 本発明の実施形態を示す概略図である。 本発明の実施形態を示す概略図である。 本発明の実施形態を説明する概略図である。 本発明の実施形態を説明する概略図である。 本発明の実施形態を説明する概略図である。 本発明の実施形態を説明する概略図である。 本発明の実施形態説明する概略図である。 本発明の実施形態を説明する概略図である。 本発明の実施形態を説明する概略図である。 本発明の実施形態を説明する概略図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について図１Ａ乃至図１２を用いて説明する。

図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態による可動子１０１及び固定子２０１ａ、２０１ｂを含む搬送装置の全体構成を示す概略図である。なお、図１Ａ及び図１Ｂは、可動子１０１及び固定子２０１ａ、２０１ｂの主要部分を抜き出して示したものである。

まず以下の説明において用いる座標軸、方向等を定義する。可動子１０１の搬送方向である水平方向に沿ってＸ軸をとり、可動子１０１の搬送方向をＸ方向とする。また、Ｘ方向と直交する方向である鉛直方向に沿ってＺ軸をとり、鉛直方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向に沿ってＹ軸をとり、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。さらに、Ｘ軸周りの回転をＷｘ、Ｙ軸、Ｚ軸周りの回転を各々Ｗｙ，Ｗｚとする。また、乗算の記号として“＊”を使用する。また、可動子１０１の中心を原点Ｏとし、Ｙ＋側をＲ側、Ｙ−側をＬ側として記載する。なお、可動子１０１の搬送方向は必ずしも水平方向である必要はないが、その場合も搬送方向をＸ方向として同様にＹ方向及びＺ方向を定めることができる。

また、図１Ａは可動子１０１をＹ方向（側方）から見た図、図１Ｂは可動子１０１をＺ方向（上方）から見た図である。図１Ａは、固定子２０１ａと固定子２０１ｂの間に例えばゲートバルブなどの構造物（１００）が存在している場所を示している。つまり、生産ライン内又は生産ラインの間の複数のステーションの間で、連続して電磁石やコイルを配置することができない場所を示している。本実施形態においては、構造物１００を挟んで２つの固定子を配置する場合を記載したが、これに限らず、固定子が１つであってコイルとコイルの間にスペース（隙間）がある場合も同様である。本実施形態は、連続して電磁石やコイルを配置することができない場所を通過する際に、可動子１０１に配置されたエンドヨーク１０８を備えることで可動子の傾きや落下を抑制するものである。

本明細書においては、特に区別する必要がない限り、固定子を単に「固定子２０１」と表記する。各固定子２０１を個別に特定する必要がある場合、「固定子２０１ａ」、「固定子２０１ｂ」と表記して各固定子２０１を個別に特定する。

まず、本実施形態による搬送装置の全体構成について図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態による搬送装置を有する搬送装置１は、台車、スライダ又はキャリッジを構成する可動子１０１と、搬送路を構成する固定子２０１とを有している。搬送装置１は、可動磁石型リニアモータ（ムービング永久磁石型リニアモータ、可動界磁型リニアモータ）による搬送装置である。さらに、搬送装置１は、リニアガイド等の案内装置を持たず、固定子２０１上において非接触で可動子１０１を搬送する磁気浮上型の搬送装置として構成されている。

搬送装置１は、固定子２０１により可動子１０１を搬送する。これにより、可動子１０１上のワーク１０２（図２参照）を、ワーク１０２に対して加工作業あるいは検査作業を施す生産装置に搬送する。あるいは、生産装置（プロセス装置）中の搬送装置として用いてもよい。ワークに加工作業あるいは検査作業を施すことにより、高精度な物品を製造することができる。実施形態による搬送装置と生産装置が含まれるステムを、本明細書において生産システムと称する場合がある。本明細書における生産装置とは、ワークに対して組立、加工あるいは検査等の作業を施すための装置のことを言う。本実施形態による生産システムは、複数の生産装置を有していてもよく、複数の生産装置は、ワークに対して同じ作業を施すための生産装置であってもよいし、別の作業を施すための生産装置であってもよい。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、固定子２０１に対して１台の可動子１０１を示しているが、これに限定されるものではない。搬送装置１においては、複数台の可動子１０１が固定子２０１上を搬送されうる。

次に、本実施形態による搬送装置１における搬送対象である、可動子１０１について図１Ａ、図１Ｂ及び図２を用いて説明する。図２は、本実施形態による搬送装置１における可動子１０１及び固定子２０１を示す概略図である。なお、図２は、可動子１０１及び固定子２０１をＸ方向から見た図である。また、図２の（Ａ）領域は、図１Ｂの（Ａ）−（Ａ）線に沿った断面（Ａ）を示している。また、図２の（Ｂ）領域は、図１Ｂの（Ｂ）−（Ｂ）線に沿った断面（Ｂ）を示している。また、図２の（Ｃ）領域は、図１Ｂの（Ｃ）−（Ｃ）線に沿った断面（Ｃ）を示している。

図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、可動子１０１は、永久磁石１０３として、永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲ、１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬを有している。そして、バックヨーク１０７として、１０７Ｒ、１０７Ｌを有している。さらに、エンドヨーク１０８として、１０８ａＲ、１０８ｂＲ、１０８ａＬ、１０８ｂＬを有している。バックヨーク１０７とエンドヨーク１０８は、磁性体、あるいは透磁率の大きな材料、例えば鉄で構成されており、永久磁石１０３の磁束が外部に漏れるのを防止する効果がある。本明細書において、透磁率の大きな材料とは、比透磁率が１０００以上の材料のことであるとする。エンドヨーク１０８は、少なくとも隣接する永久磁石１０３ａＬ、１０３ａＲ、１０３ｄＬ、あるいは１０３ｄＲが取り付けられている面１０７Ａから突出している突出部である。そして、隣接する永久磁石（１０３ａＬ、１０３ａＲ、１０３ｄＬ、１０３ｄＲ）よりも表面積が大きい突出部であることが好ましく、バックヨーク１０７と一体となって形成されていてもよいし別体であってもよい。ここで表面積とは、永久磁石のコイルと対向する面１０３Ａの表面積、あるいは、エンドヨークのコイルと対向する面１０８Ａの面積である。本実施形態において、エンドヨーク１０８と隣接する永久磁石（１０３ａＬ、１０３ａＲ、１０３ｄＬ、１０３ｄＲ）が、２個の永久磁石である例である場合は、２個の永久磁石のコイルと対向する面１０３Ａの面積を合算した値を表面積とする。

また、エンドヨーク１０８の高さＢ（エンドヨーク１０８のコイルと対向する面１０８Ａの、永久磁石が取り付けられている面１０１Ａからの突出量（距離））は、少なくとも隣接する永久磁石１０３の高さＡよりも高い。ここで、永久磁石１０３の高さＡは、永久磁石１０３のコイルと対向する面１０３Ａの、永久磁石が取り付けられている面１０１Ａからの突出量（距離）である。本明細書において、バックヨーク１０７を単にヨーク、エンドヨーク１０８を突出部と称する場合がある。

永久磁石１０３は、可動子１０１のＸ方向に沿った上面１０１ＡのＬ側とＲ側の端部に２列配置されて取り付けられている。具体的には、可動子１０１の上面１０１ＡのＲ側に、永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲが取り付けられている。また、可動子１０１の上面１０１ＡのＬ側に、永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬが取り付けられている。なお、本明細書では、特に区別する必要がない限り、可動子１０１の永久磁石を単に「永久磁石１０３」と表記する。また、Ｒ側とＬ側とを区別する必要まではないが、各永久磁石１０３を個別に特定する必要がある場合、各永久磁石１０３に対する符号の末尾からＲ又はＬを除いた識別子としての小文字のアルファベットまでの符号を用いて各永久磁石１０３を個別に特定する。この場合、「永久磁石１０３ａ」、「永久磁石１０３ｂ」、「永久磁石１０３ｃ」又は「永久磁石１０３ｄ」と表記して、各永久磁石１０３を個別に特定する。

エンドヨーク１０８は、可動子１０１のＸ方向に沿った上面１０１ＡのＬ側とＲ側の端部に２列配置されて取り付けられている。具体的には、可動子１０１の上面１０１ＡのＲ側に、エンドヨーク１０８ａＲ、１０８ｂＲが取り付けられている。また、可動子１０１の上面１０１ＡのＬ側に、エンドヨーク１０８ａＬ、１０８ｂＬが取り付けられている。

なお、本明細書では、特に区別する必要がない限り、可動子１０１のエンドヨークを単に「エンドヨーク１０８」と表記する。また、Ｒ側とＬ側とを区別する必要まではないが、各エンドヨーク１０８を個別に特定する必要がある場合、「エンドヨーク１０８ａ」又は「エンドヨーク１０８ｂ」と表記する。

可動子１０１の上面１０１Ａに直接、各エンドヨーク１０８と各永久磁石１０３が取り付けられていてもよいが、本実施形態に示すように、バックヨーク１０７Ｒ、１０７Ｌの上面１０７Ａに取り付けられていてもよい。

本明細書では、特に区別する必要がない限り、バックヨーク１０７Ｒ、１０７Ｌを単に「バックヨーク１０７」と表記する。

エンドヨーク１０８ａＲ、１０８ｂＲは、可動子１０１のＸ方向に沿った上面のＲ側におけるＸ方向の一方の端部及び他方の端部に取り付けられている。永久磁石１０３ａＲ、１０３ｄＲは、可動子１０１の上面のＲ側のエンドヨーク１０８ａＲ、１０８ｂＲに隣接して取り付けられている。永久磁石１０３ｂＲ、１０３ｃＲは、可動子１０１の上面のＲ側の永久磁石１０３ａＲ、１０３ｄＲ間に取り付けられている。永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲは、例えば、Ｘ方向に等ピッチに配置されている。また、エンドヨーク１０１ａＲ、１０１ｂＲ、永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲは、それぞれの中心が、例えば可動子１０１の上面の中心からＲ側に所定距離ｒｘ３離れたＸ方向に沿った直線上に並ぶように配置されている。

エンドヨーク１０８ａＬ、１０８ｂＬは、可動子１０１のＸ方向に沿った上面のＲ側におけるＸ方向の一方の端部及び他方の端部に取り付けられている。永久磁石１０３ａＬ、１０３ｄＬは、可動子１０１の上面のＲ側のエンドヨーク１０８ａＬ、１０８ｂＬに隣接して取り付けられている。永久磁石１０３ｂＬ、１０３ｃＬは、可動子１０１の上面のＬ側の永久磁石１０３ａＬ、１０３ｄＬ間に取り付けられている。永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬは、例えば、Ｘ方向に等ピッチに配置されている。また、エンドヨーク１０８ａＬ、１０８ｂＬ、永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬは、それぞれの中心が、例えば可動子１０１の上面の中心からＬ側に所定距離ｒｘ３離れたＸ方向に沿った直線上に並ぶように配置されている。さらに、エンドヨーク１０８ａＬ、１０８ｂＬは、Ｘ方向においてそれぞれエンドヨーク１０８ａＲ、１０８ｂＲと同位置に配置されている。同様に、永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬは、Ｘ方向においてそれぞれ永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲと同位置に配置されている。

エンドヨーク１０８ａ、１０８ｂは、それぞれ可動子１０１の中心である原点ＯからＸ方向の一方及び他方の側に距離ｒｙ８だけ離れた位置に取り付けられている。

永久磁石１０３ａ、１０３ｄは、それぞれ可動子１０１の中心である原点ＯからＸ方向の一方及び他方の側に距離ｒｚ３だけ離れた位置に取り付けられている。エンドヨーク１０８ａ、１０８ｂ、永久磁石１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、それぞれ原点ＯからＹ方向に距離ｒｘ３だけ離れた位置に取り付けられている。永久磁石１０３ｃ、１０３ｂは、それぞれ原点ＯからＸ方向の一方及び他方の側に距離ｒｙ３だけ離れた位置に取り付けられている。

本実施形態では、エンドヨーク１０８はＸ方向の一方の端部及び他方の端部に取り付けられているが、永久磁石１０３ａ、１０３ｂ間、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃ間、及び永久磁石１０３ｃ、１０３ｄ間に追加して取り付けてもよい。

永久磁石１０３ａＲ、１０３ｄＲ、１０３ａＬ、１０３ｄＬは、それぞれＹ方向に沿って配置された２個の永久磁石のセットである。永久磁石１０３ａ、１０３ｄは、それぞれ、固定子２０１側を向く外側の磁極の極性が交互に異なるように２個の永久磁石がＹ方向に沿って並べられて構成されたものである。なお、永久磁石１０３ａ、１０３ｄを構成するＹ方向に沿って配置された永久磁石の数は、２個に限定されるものではなく、複数個であればよい。また、永久磁石１０３ａ、１０３ｄを構成する永久磁石が配置される方向は、必ずしも搬送方向であるＸ方向と直交するＹ方向である必要はなく、Ｘ方向と交差する方向であればよい。すなわち、永久磁石１０３ａ、１０３ｄは、それぞれ磁極の極性が交互になるようにＸ方向と交差する方向に沿って配置された複数の永久磁石からなる磁石群であればよい。

一方、永久磁石１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬは、それぞれＸ方向に沿って配置された３個の永久磁石のセットである。永久磁石１０３ｂ、１０３ｃは、それぞれ、固定子２０１側を向く外側の磁極の極性が交互に異なるように３個の永久磁石がＸ方向に沿って並べられて構成されている。なお、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃを構成するＸ方向に沿って配置された永久磁石の数は、３個に限定されるものではなく、複数個であればよい。すなわち、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃは、磁極の極性が交互になるようにＸ方向に沿って配置された複数の永久磁石からなる磁石群であればよい。

こうして、可動子１０１には、可動子１０１のＸ軸に沿った中心軸を対称軸として、複数の永久磁石１０３が上面のＲ側及びＬ側に対称に配置されている。このように、可動子１０１は、後述するように固定子２０１の複数のコイル２０２により永久磁石１０３が受ける電磁力により姿勢が６軸制御されつつ移動可能に構成されている。

さらに、可動子１０１には、可動子１０１のＸ軸に沿った中心軸を対称軸として、複数のエンドヨーク１０８がＲ側及びＬ側の上面の端部に対称に配置されている。

エンドヨーク１０８が配置された可動子１０１は、上述した永久磁石１０３と固定子２０１の複数のコイル２０２による６軸制御だけでなく、後述するようにエンドヨーク１０８と固定子２０１の複数のコイル２０２によるＺ軸とＷｙ軸の２軸制御も可能である。

これにより、後述する連続して電磁石やコイルを配置できない場所を搬送する際に、可動子を傾かせることなく、スムーズに搬送することができる。

可動子１０１は、Ｘ方向に沿って２列に配置された複数のコイル２０２に沿ってＸ方向に移動可能である。可動子１０１は、その上面あるいは下面に搬送すべきワーク１０２を載置あるいは装着した状態で搬送される。可動子１０１は、例えば、ワークホルダ等のワーク１０２を可動子１０１上に保持する保持機構を有していてもよい。

次に、本実施形態による搬送装置１における固定子２０１について図１Ａ、図２及び図３を用いて説明する。

図３は、固定子２０１のコイル２０２を示す概略図である。なお、図３は、コイル２０２をＺ方向から見た図である。

固定子２０１は、可動子１０１の搬送方向であるＸ方向に沿って２列に配置された複数のコイル２０２を有している。固定子２０１には、複数のコイル２０２がそれぞれ上面のＲ側及びＬ側から可動子１０１に対向するように取り付けられている。固定子２０１ａ、２０１ｂは、搬送方向であるＸ方向に延在して可動子１０１の搬送路を形成する。

固定子２０１に沿って搬送される可動子１０１は、リニアスケール１０４と、Ｙターゲット１０５と、Ｚターゲット１０６とを有している。リニアスケール１０４、Ｙターゲット１０５及びＺターゲット１０６は、それぞれ例えば可動子１０１の底部にＸ方向に沿って取り付けられている。Ｚターゲット１０６は、リニアスケール１０４及びＹターゲット１０５の両側にそれぞれ取り付けられている。図４に示すように、固定子２０１は、複数のコイル２０２と、複数のリニアエンコーダ２０４と、複数のＹセンサ２０５と、複数のＺセンサ２０６とを有している。

Ｙターゲット１０５とは、可動子の目標とする搬送方向と平行な面を有する凸部であり、この可動子の目標とする搬送方向と平行な面を固定子に固定されたＹセンサ２０５で測定する。これにより、可動子のＹ方向の姿勢を検知することが可能となる。可動子との間の相対距離を直接検出することも可能であるが、可動子自体を高精度に加工することが困難である場合があるため、そのような場合はＹターゲット１０５を用いることができる。また、同様に、Ｚターゲット１０６とは、鉛直方向と直交する方向の面を有する凸部であり、鉛直方向と直交する方向の面を固定子に固定されたＺセンサ２０６で測定する。これにより可動子の鉛直方向の姿勢を検知することが可能となる。可動子との間の相対距離を直接検出することも可能であるが、可動子自体を高精度に加工することが困難である場合があるため、そのような場合はＺターゲット１０６を用いることができる。

複数のコイル２０２は、可動子１０１の上面のＲ側及びＬ側の永久磁石１０３とそれぞれ対向可能なように、Ｘ方向に沿って２列に配置されて固定子２０１に取り付けられている。Ｒ側において１列に配置された複数のコイル２０２は、可動子１０１のＲ側の永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲと対向可能にＸ方向に沿って配置されている。また、Ｌ側において１列に配置された複数のコイル２０２の可動子と対向する面は、可動子１０１のＬ側の永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬと対向可能にＸ方向に沿って配置されている。

本実施形態では、可動子１０１のＲ側及びＬ側のコイル２０２の列が、それぞれ、互いに構成する複数の永久磁石の配置方向が異なる永久磁石１０３ａ、１０３ｄ及び永久磁石１０３ｂ、１０３ｃに対向可能に配置されている。このため、少ない列数のコイル２０２で、後述するように可動子１０１に対して搬送方向及び搬送方向とは異なる力を印加することができ、よって可動子１０１の搬送制御及び姿勢制御を実現することができる。

こうして、複数のコイル２０２は、可動子１０１が搬送される方向に沿って取り付けられている。複数のコイル２０２は、Ｘ方向に所定の間隔で並べられている。また、各コイル２０２は、その中心軸がＺ方向を向くように取り付けられている。なお、コイル２０２は、コアにコイルが巻かれており、本実施形態において、コイルの位置とは、コアの位置を示す。

複数のコイル２０２は、例えば３個ずつの単位で電流制御されるようになっている。そのコイル２０２の通電制御される単位を「コイルユニット２０３」と記載する。コイル２０２は、通電されることにより、可動子１０１の永久磁石１０３との間で電磁力を発生して可動子１０１に対して力を印加することができる。

コイル２０２あるいはコイルユニット２０３は、複数のコイル、単数のコイルユニットあるいは複数のコイルユニットごとに、図１Ａに示すように、コイルボックス２０３１の中に収容され、コイルボックス２０３１ごとにＸ方向に沿って配置してもよい。その場合は、コイルボックス２０３１と隣接するコイルボックス（例えば図１Ａに示すコイルボックス２０３１ａと隣接するコイルボックス２０３１ｂ）の間は、隙間Ｓ１をあけて配置されていてもよい。本実施形態では、コイルボックスの中に収容される単数のコイルユニットあるいは複数のコイルユニットをコイル群と称する場合がある。

図１Ａは、固定子２０１ａと固定子２０１ｂの間に例えばゲートバルブなどの構造物（１００）が存在している場所を示している。つまり、生産ライン内又は生産ラインの間の複数のステーションの間で、連続して電磁石やコイルを配置することができない場所を示している。すなわち、真空チャンバの境界でゲートを開閉する機構等が配されていると、可動子をガイドかつ駆動する固定子、あるいはその駆動系を隙間なく連続的に配することができない。そのため、可動子がその境界を通過する際に、固定子側の駆動系より得られる浮上、位置制御、推進力に対応する駆動力に不連続点が生じ、可動子が目標軌道からはずれたり、位置ずれを生じたり、位置精度が低下する問題を生じる危険がある。

図１Ａには、構造物を挟んで２つの固定子の間に隙間Ｓ１より大きいスペースＳ２がある例を記載するが、固定子が１つであってコイルとコイルの間に隙間Ｓ１以上のスペースＳ２がある場合であっても本発明の効果は発揮される。

図１において、永久磁石１０３ａ、１０３ｄは、それぞれＹ方向に２個の永久磁石が並べられた磁石群により構成されていている。これに対して、各コイル２０２は、永久磁石１０３ａ、１０３ｄの２個の永久磁石のＹ方向の中心がコイル２０２のＹ方向の中心と合致するように配置されている。永久磁石１０３ａ、１０３ｄに対向するコイル２０２に通電することで、永久磁石１０３ａ、１０３ｄに対してＹ方向に力を発生する。

また、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃは、Ｘ方向に３個の永久磁石が並べられた磁石群により構成されている。これに対して、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃに対向するコイル２０２に通電することで、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃに対してＸ方向及びＺ方向に力を発生する。

本明細書において、Ｘ方向に３個の永久磁石が並べられた磁石群を第一の磁石群、Ｙ方向に２個の永久磁石が並べられた磁石群を第二の磁石群と称する場合がある。また、第一の磁石群、および第二の磁石群をまとめて単に磁石群と称する場合がある。

図１０は、本実施形態を説明するための概念図である。図１０Ａは、連続してコイルを配置することができる場所における固定子と可動子の関係を示した図である。つまり、コイルボックス２０３２ａ〜２０３２ｇをコイルボックスとコイルボックスとの間に所定の間隔（隙間Ｓ１）をあけて配置した時における固定子と可動子の関係を示した図である。所定の間隔（隙間Ｓ１）をあけずコイルボックス同士を接触させて配置させてもよい。また、コイルボックスを等間隔に配置することができれば、可動子に係る重力と、コイルと永久磁石による吸引力とが釣り合った状態になる（Ｖ＝Ｇ）。すなわち可動子は浮上した状態で姿勢を維持することができる。

図１０Ｂは、図１０Ａにおけるコイルボックス２０３２ｆを配置させることができず、所定の間隔より広い間隔（スペースＳ２）が空いてしまった場合における固定子と可動子の関係を示した図である。つまり、両隣のコイルボックスとの間の間隔が所定の間隔Ｓ１で配置されたコイルボックスと、両隣のコイルボックスとの間の間隔の一方が、前記所定の間隔Ｓ１より広い間隔Ｓ２で配置されたコイルボックスとの関係を示した図である。コイルボックス２０３２ｆに吸引力を発生させることができないため、可動子に係る重力Ｇの方がコイルと永久磁石による吸引力を上回ってしまう。これを解消させようと、コントローラは、コイルに、より大きな電流が流れるように制御する。これにより、可動子には、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３の吸引力が加えられる。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を示す矢印はそれぞれ吸引力の大きさを示しており、バランスを考慮し、コイルのないコイルボックス２０３２ｆに近いコイルの電流を大きくする。そして付加する吸引力もＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３となるように制御されている。しかし、電流増加による吸引力アップには限界があり、不足している重力Ｇに対応する吸引力を発生させることは難しい。

すなわち、４×Ｇ＞３×Ｖ＋（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）のような関係にある。

そこで、図１０Ｃに示すように、エンドヨーク１０８ａ、１０８ｂに対向するコイルに電流を印加する。これにより、吸引力を補助することができる。この時、発生させる吸引力は、電流増加による吸引力増加分Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、エンドヨーク１０８ａ、１０８ｂに対向するコイルに電流を印加した分のＫａ、Ｋｂの合計となる。これにより、Ｚ軸の重力と吸引力が釣り合うように制御することが可能となる。
４＊Ｇ＝３＊Ｖ＋（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）＋Ｋａ＋Ｋｂ

また、Ｗｙ軸の姿勢に関しても、Ｋａ、Ｋｂの大きさによって、可動子１０１の中心Ｏ周りのモーメントが釣り合うように制御することができる。左辺が可動子１０１の左側に働く力のモーメントであり、右辺が右側に働く力のモーメントである。
Ｋｂ＊Ｌ３＋Ｔ１＊Ｌ２＋Ｔ２＊Ｌ１＝Ｔ３＊Ｌ１−Ｖ＊Ｌ２＋Ｋａ＊Ｌ３

これにより、可動子を傾かせることなく、スムーズに搬送させることができる。

本実施形態ではコイルボックスとコイルボックスの間にスペースＳ２がある場合を説明したがコイルとコイルの間にスペースＳ２がある場合であっても同じである。また、コイル群とコイル群の間にスペースＳ２がある場合であっても同じである。

また、エンドヨーク１０８と永久磁石１０３の配置位置は、永久磁石１０３がスペースＳ２に対向する位置にある際に、必ずエンドヨーク１０８がコイルボックス２０３２に対向する位置に来るように配置する方が良い。つまり、図１０Ｃに示すＳ２＜Ｓ３の条件を満たしていれば良い。そうすることで、重力と吸引力のつり合いが崩れた際に、常にエンドヨーク１０８を使った吸引力の補助を働かせることが可能となり、可動子を安定してスムーズに搬送させることができる。

本実施形態ではエンドヨーク１０８を可動子１０１内に収まるように配置した場合を説明したが、可動子１０１より外側にはみ出して配置しても良い。そうすることで、可動子１０１の搬送中に、エンドヨーク１０８を使った吸引力の補助をより長い間働かせることが可能となり、可動子を安定してスムーズに搬送させることができる。

また、本実施形態ではエンドヨーク１０８を可動子１０１の上面に取り付けた場合を説明したが、図１０Ｃのエンドヨーク１０８ｃに示すように可動子１０１の側面にＬ字状に取り付けても良い。そうすることで、可動子１０１の上面に永久磁石１０３を敷き詰めて配置することができ、永久磁石１０３による吸引力をより強力にすることができる。それとともに、エンドヨーク１０８を使った吸引力の補助を働かせることが可能となり、可動子を安定してスムーズに搬送させることができる。

また、本実施形態ではエンドヨーク１０８の高さは、永久磁石１０３の高さに比べて、同じか高くなるように設計されている。これにより、磁束漏れの防止効果が高められると共に、エンドヨーク１０８を使った吸引力の補助をより強くすることができる。しかし、エンドヨーク１０８の高さを高くしすぎると、可動子が移動中に固定子２０１のコイル２０２に干渉する可能性があるため、可動子の可動範囲を考慮して設計する必要がある。

次に、本実施形態による搬送装置１を制御する制御システムについて図２を参照しながら図４を用いて説明する。

図４は、本実施形態による搬送装置１を制御する制御システムを示す概略図である。

図４に示すように、制御システムは、統合コントローラ３０１と、コイルコントローラ３０２と、センサコントローラ３０４とを有し、可動子１０１と固定子２０１とを含む搬送装置１を制御する制御装置として機能する。統合コントローラ３０１には、コイルコントローラ３０２が通信可能に接続されている。また、統合コントローラ３０１には、センサコントローラ３０４が通信可能に接続されている。

コイルコントローラ３０２には、複数の電流コントローラ３０３が通信可能に接続されている。コイルコントローラ３０２及びこれに接続された複数の電流コントローラ３０３は、２列のコイル２０２のそれぞれの列に対応して設けられている。各電流コントローラ３０３には、コイル２０２が接続されている。電流コントローラ３０３は、接続された各々のコイル２０２の電流の大きさを制御することができる。

コイルコントローラ３０２は、接続された各々の電流コントローラ３０３に対して目標となる電流値を指令する。電流コントローラ３０３は接続されたコイル２０２の電流量を制御する。

コイル２０２及び電流コントローラ３０３は、可動子１０１が搬送されるＸ方向の可動子１０１の上面の両側に取り付けられている。

センサコントローラ３０４には、複数のリニアエンコーダ２０４、複数のＹセンサ２０５及び複数のＺセンサ２０６が通信可能に接続されている。

複数のリニアエンコーダ２０４は、それぞれ可動子１０１のリニアスケール１０４と対向可能なようにＸ方向に沿って固定子２０１に取り付けられている。各リニアエンコーダ２０４は、可動子１０１に取り付けられたリニアスケール１０４を読み取ることで、可動子１０１のリニアエンコーダ２０４に対する相対的な位置を検出して出力することができる。

複数のＹセンサ２０５は、それぞれ可動子１０１のＹターゲット１０５と対向可能なようにＸ方向に沿って固定子２０１に取り付けられている。各Ｙセンサ２０５は、可動子１０１に取り付けられたＹターゲット１０５との間のＹ方向の相対距離を検出して出力することができる。

複数のＺセンサ２０６は、それぞれ可動子１０１のＺターゲット１０６と対向可能なようにＸ方向に沿って固定子２０１に２列に取り付けられている。各Ｚセンサ２０６は、可動子１０１に取り付けられたＺターゲット１０６との間のＺ方向の相対距離を検出して出力することができる。

複数のリニアエンコーダ２０４は、可動子１０１が搬送中もそのうちの１つが必ず１台の可動子１０１の位置を測定できるような間隔で固定子２０１に取り付けられている。また、複数のＹセンサ２０５は、そのうちの２つが必ず１台の可動子１０１のＹターゲット１０５を測定できるような間隔で固定子２０１に取り付けられている。また、複数のＺセンサ２０６は、その２列のうちの３つが必ず１台の可動子１０１のＺターゲット１０６を測定できるような間隔で固定子２０１に取り付けられている。

統合コントローラ３０１は、リニアエンコーダ２０４、Ｙセンサ２０５及びＺセンサ２０６からの出力に基づき、複数のコイル２０２に印加する電流指令値を決定して、コイルコントローラ３０２に送信する。コイルコントローラ３０２は、統合コントローラ３０１からの電流指令値に基づき、上述のように電流コントローラ３０３に対して電流値を指令する。これにより、統合コントローラ３０１は、制御装置として機能し、固定子２０１に沿って可動子１０１を非接触で搬送するとともに、搬送する可動子１０１の姿勢を６軸で制御する。

以下、統合コントローラ３０１により実行される可動子１０１の姿勢制御方法について図４を参照しながら図５を用いて説明する。図５は、本実施形態による搬送システム１における可動子１０１の姿勢制御方法を示す概略図である。図５は、可動子１０１の姿勢制御方法の概略について主にそのデータの流れに着目して示している。

統合コントローラ３０１は、以下に説明するように、可動子位置算出関数４０１、可動子姿勢算出関数４０２、可動子姿勢制御関数４０３、コイル電流算出関数４０４及び補助印可力算出関数４１０を用いた処理を実行する。これにより、統合コントローラ３０１は、可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御する。なお、統合コントローラ３０１に代えて、コイルコントローラ３０２が統合コントローラ３０１と同様の処理を実行するように構成することもできる。

まず、可動子位置算出関数４０１は、複数のリニアエンコーダ２０４からの測定値及びその取り付け位置の情報から、搬送路を構成する固定子２０１上にある可動子１０１の台数及び位置を計算する。これにより、可動子位置算出関数４０１は、可動子１０１に関する情報である可動子情報４０６の可動子位置情報（Ｘ）及び台数情報を更新する。可動子位置情報（Ｘ）は、固定子２０１上の可動子１０１の搬送方向であるＸ方向における位置を示している。可動子情報４０６は、例えば図５中にＰＯＳ−１、ＰＯＳ−２、…と示すように固定子２０１上の可動子１０１ごとに用意される。

次いで、可動子姿勢算出関数４０２は、可動子位置算出関数４０１により更新された可動子情報４０６の可動子位置情報（Ｘ）から、各々の可動子１０１を測定可能なＹセンサ２０５及びＺセンサ２０６を特定する。次いで、可動子姿勢算出関数４０２は、特定されたＹセンサ２０５及びＺセンサ２０６から出力される値に基づき、各々の可動子１０１の姿勢に関する情報である姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を算出して可動子情報４０６を更新する。可動子姿勢算出関数４０２により更新された可動子情報４０６は、可動子位置情報（Ｘ）及び姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を含んでいる。

次いで、可動子姿勢制御関数４０３は、可動子位置情報（Ｘ）及び姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を含む現在の可動子情報４０６及び姿勢目標値から、各々の可動子１０１について印加力情報４０８を算出する。印加力情報４０８は、各々の可動子１０１に印加すべき力の大きさに関する情報である。印加力情報４０８は、後述する印加すべき力Ｔの力の３軸成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）及びトルクの３軸成分（Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）に関する情報を含んでいる。印加力情報４０８は、例えば図５中にＴＲＱ−１、ＴＲＱ−２、…と示すように固定子２０１上の可動子１０１ごとに用意される。

一方、補助印可力算出関数４１０は、可動子位置算出関数４０１により更新された可動子情報４０６の可動子位置情報（Ｘ）と、搬送路を構成する固定子２０１間の隙間の情報である空白領域情報４１２から、補助印可力情報４１３を算出する。

空白領域情報４１２は、搬送システム起動時に、搬送路を構成する固定子２０１間の各隙間の情報が、Ｘ方向の開始位置と終了位置として記録されている。本実施形態では、隙間の情報を記録しているが、搬送路を構成する固定子２０１のＸ方向の位置情報を記録し、その情報から各隙間を計算してもよい。

補助印可力情報４１３は、各々の可動子１０１に補助として印可すべき力の大きさに関する情報である。補助印可力情報４１３は、後述する補助として印可すべき力Ｋの力のＺ軸成分（Ｋｚ）及びトルクのＷｙ軸成分（Ｋｗｙ）に関する情報を含んでいる。補助印可力情報４１３は、例えば図５中ＳＵＰＰＯＲＴ−ＴＲＱ−１、ＳＵＰＰＯＲＴ−ＴＲＱ−２、…と示すように固定子２０１の可動子１０１ごとに用意される。

そして、補助印可力算出関数４１０によって算出された補助印可力情報４１３は、可動子姿勢制御関数４０３によって算出された印加力情報４０８に加えられる。そうすることで、空白領域によって生じる吸引力の変化も含めた印加力情報４０８となる。

次いで、コイル電流算出関数４０４は、印加力情報４０８及び可動子情報４０６に基づき、各可動子１０１の各永久磁石１０３と各エンドヨーク１０８に対向する位置にある各コイル２０２に印加する電流指令値４０９を決定する。

こうして、統合コントローラ３０１は、可動子位置算出関数４０１、可動子姿勢算出関数４０２、可動子姿勢制御関数４０３、コイル電流算出関数４０４及び補助印可力算出関数４１０を用いた処理を実行することにより、電流指令値４０９を決定する。統合コントローラ３０１は、決定した電流指令値４０９をコイルコントローラ３０２に送信する。

ここで、可動子位置算出関数４０１による処理について、図２、図４を参照しながら図６、図７、図８を用いて説明する。図６は、可動子位置算出関数による処理を説明する概略図である。

図６において、基準点Ｏｅは、リニアエンコーダ２０４が取り付けられている固定子２０１の位置基準である。また、基準点Ｏｓは、可動子１０１に取り付けられているリニアスケール１０４の位置基準である。図６では、可動子１０１として２台の可動子１０１ａ、１０１ｂが搬送され、リニアエンコーダ２０４として２つのリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃが配置されている場合を示している。なお、リニアスケール１０４は、各可動子１０１ａ、１０１ｂの同じ位置にＸ方向に沿って取り付けられている。

例えば、図６に示す可動子１０１ｂのリニアスケール１０４には、１つのリニアエンコーダ２０４ｃが対向している。リニアエンコーダ２０４ｃは、可動子１０１ｂのリニアスケール１０４を読み取って距離Ｐｃを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ｃの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳｃである。したがって、可動子１０１ｂの位置Ｐｏｓ（１０１ｂ）は次式（１）により算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ｂ）＝Ｓｃ−Ｐｃ…式（１）

例えば、図６に示す可動子１０１ａのリニアスケール１０４には、２つのリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂが対向している。リニアエンコーダ２０４ａは、可動子１０１ａのリニアスケール１０４を読み取って距離Ｐａを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ａの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳａである。したがって、リニアエンコーダ２０４ａの出力に基づく可動子１０１ａのＸ軸上の位置Ｐｏｓ（１０１ａ）は、次式（２）で算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ａ）＝Ｓａ−Ｐａ…式（２）

また、リニアエンコーダ２０４ｂは、可動子１０１ｂのリニアスケール１０４を読み取って距離Ｐｂを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ｂの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳｂである。したがって、リニアエンコーダ２０４ｂの出力に基づく可動子１０１ａのＸ軸上の位置Ｐｏｓ（１０１ａ）′は、次式（３）により算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ａ）′＝Ｓｂ−Ｐｂ…式（３）

ここで、各々のリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂの位置は予め正確に測定されているため、２つの値Ｐｏｓ（１０１ａ）、Ｐｏｓ（１０１ａ）′の差は十分に小さい。このように２つのリニアエンコーダ２０４の出力に基づく可動子１０１のＸ軸上の位置の差が十分小さい場合は、それら２つのリニアエンコーダ２０４は、同一の可動子１０１のリニアスケール１０４を観測していると判定することができる。

なお、複数のリニアエンコーダ２０４が同一の可動子１０１と対向する場合は、複数のリニアエンコーダ２０４の出力に基づく位置の平均値を算出する等して、観測された可動子１０１の位置を一意に決定することができる。

可動子位置算出関数４０１は、上述のようにしてリニアエンコーダ２０４の出力に基づき、可動子位置情報として可動子１０１のＸ方向における位置Ｘを算出して決定する。

次に、可動子姿勢算出関数４０２による処理について図７、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。

図７では、可動子１０１として可動子１０１ｃが搬送され、Ｙセンサ２０５としてＹセンサ２０５ａ、２０５ｂが配置されている場合を示している。図７に示す可動子１０１ｃのＹターゲット１０５には、２つのＹセンサ２０５ａ、２０５ｂが対向している。２つのＹセンサ２０５ａ、２０５ｂが出力する相対距離の値をそれぞれＹａ、Ｙｂとし、Ｙセンサ２０５ａ、２０５ｂ間の間隔がＬｙの場合、可動子１０１ｃのＺ軸周りの回転量Ｗｚは、次式（４）により算出される。
Ｗｚ＝（Ｙａ−Ｙｂ）／Ｌｙ…式（４）

なお、可動子１０１の位置によっては３つ以上のＹセンサ２０５が対向する場合もありうる。その場合、最小二乗法等を使ってＹターゲット１０５の傾き、すなわちＺ軸周りの回転量Ｗｚを算出することができる。

また、図８Ａ及び図８Ｂでは、可動子１０１として可動子１０１ｄが搬送され、Ｚセンサ２０６としてＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃが配置されている場合を示している。図８Ａ及び図８Ｂに示す可動子１０１ｄのＺターゲット１０６には、３つのＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃが対向している。ここで、３つのＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃが出力する相対距離の値をそれぞれＺａ、Ｚｂ、Ｚｃとする。また、Ｘ方向のセンサ間距離、すなわちＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ間の距離をＬｚ１とする。また、Ｙ方向のセンサ間距離、すなわちＺセンサ２０６ａ、２０６ｃ間の距離をＬｚ２とする。すると、Ｙ軸周りの回転量Ｗｙ及びＸ軸周りの回転量Ｗｘは、それぞれ次式（５ａ）及び（５ｂ）により算出することができる。
Ｗｙ＝（Ｚｂ−Ｚａ）／Ｌｚ１…式（５ａ）
Ｗｘ＝（Ｚｃ−Ｚａ）／Ｌｚ２…式（５ｂ）

可動子姿勢算出関数４０２は、上述のようにして、可動子１０１の姿勢情報として各軸周りの回転量Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚを算出することができる。

また、可動子姿勢算出関数４０２は、次のようにして可動子１０１の姿勢情報として可動子１０１のＹ方向の位置Ｙ及びＺ方向の位置Ｚを算出することができる。

まず、可動子１０１のＹ方向の位置Ｙの算出について図７を用いて説明する。図７において、可動子１０１ｃがかかる２つのＹセンサ２０５をそれぞれＹセンサ２０５ａ、２０５ｂとする。また、Ｙセンサ２０５ａ、２０５ｂの測定値をそれぞれＹａ、Ｙｂとする。また、Ｙセンサ２０５ａの位置とＹセンサ２０５ｂの位置との中点をＯｅ′とする。さらに、式（１）〜（３）で得られた可動子１０１ｃの位置をＯｓ′とし、Ｏｅ′からＯｓ′までの距離をｄＸ′とする。このとき、可動子１０１ｃのＹ方向の位置Ｙは、次式により近似的に計算して算出することができる。
Ｙ＝（Ｙａ＋Ｙｂ）／２−Ｗｚ＊ｄＸ′

次に、可動子１０１のＺ方向の位置Ｚの算出について図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。可動子１０１ｄがかかる３つのＺセンサ２０６をそれぞれＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃとする。また、Ｚセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃの測定値をそれぞれＺａ、Ｚｂ、Ｚｃとする。また、Ｚセンサ２０６ａのＸ座標とＺセンサ２０６ｃのＸ座標とは同一である。また、リニアエンコーダ２０４は、Ｚセンサ２０６ａとＺセンサ２０６ｃとの中間の位置にあるものとする。また、Ｚセンサ２０６ａ及びＺセンサ２０６ｃの位置ＸをＯｅ″とする。さらに、Ｏｅ″から可動子１０１の中心Ｏｓ″までの距離をｄＸ″とする。このとき、可動子１０１のＺ方向の位置Ｚは、次式により近似的に計算して算出することができる。
Ｚ＝（Ｚａ＋Ｚｂ）／２＋Ｗｙ＊ｄＸ″

なお、位置Ｙ及び位置ＺともにそれぞれＷｚ、Ｗｙの回転量が大きい場合には、さらに近似の精度を高めて算出することができる。

次に、可動子１０１が図１１に示す状態の時の補助印可力算出関数４１０による処理を説明する。図１１は、補助印可力算出関数４１０による処理を説明する概略図である。

図１１において、Ｇは可動子１０１にかかる重力、Ｇｌｏｓｓはコイルボックス２０３２ｅとコイルボックス２０３２ｇ間の隙間によって損失した吸引力である。また、ＰＯＳ（Ｘ）は、可動子情報４０６に記録されている可動子のＸ位置情報、ＳＴＡＲＴとＥＮＤは、空白領域情報４１２に記録されているＮｏ．２の空白領域の開始位置情報と、終了位置情報である。また、基準点Ｏｅは、ＰＯＳ（Ｘ）、ＳＴＡＲＴ及びＥＮＤの位置基準である。また、Ｌｍａｇは可動子１０１の永久磁石１０３ｂ、１０３ｃのＸ方向の長さである。また、ｒｙ３は可動子１０１の中心Ｏと永久磁石１０３ｂ、１０３ｃの中心位置との間の距離、ｒｙ８は可動子１０１の中心Ｏとバックヨーク１０８ａ、１０８ｂの中心位置との間の距離である。また、Ｌｍａｇ、ｒｙ３、ｒｙ８は、図示しないが可動子情報４０６に記録されている。

補助印可力算出関数４１０は、上記損失した吸引力Ｇｌｏｓｓを補助するための補助印可力Ｋを算出する。また、補助印可力Ｋは上述したように力のＺ軸成分（Ｋｚ）及びトルクのＷｙ軸成分（Ｋｗｙ）を含んでいる。

図１１より、補助印可力ＫのＺ軸成分（Ｋｚ）とＷｙ軸成分（Ｋｗｙ）は、それぞれ次式（６ａ）及び（６ｂ）により算出される。またｒ２は、コイルボックス２０３２ｆがないために損失した吸引力Ｇｌｏｓｓが作用する位置の可動子１０１の中心Ｏからの距離を示す。
Ｋｚ＝−Ｇｌｏｓｓ…式（６ａ）
Ｋｗｙ＝−Ｇｌｏｓｓ×ｒ２…式（６ｂ）

上記Ｇｌｏｓｓとｒ２は次式（７ａ）及び（７ｂ）により算出される。
Ｇｌｏｓｓ＝Ｇ＊ｒ１／Ｌｍａｇ…式（７ａ）
ｒ２＝（ＳＴＡＲＴ−ＰＯＳ（Ｘ））＋ｒ１／２…式（７ｂ）

上記ｒ１は次式（８）により算出される。
ｒ１＝ｒｙ３＋Ｌｍａｇ／２−（ＳＴＡＲＴ−ＰＯＳ（Ｘ））…式（８）

したがって、補助印可力ＫのＺ軸成分（Ｋｚ）とＷｙ軸成分（Ｋｗｙ）は、式（６ａ）及び（６ｂ）に、式（７ａ）及び（７ｂ）と式（８）に代入することで算出される。
ここで、式（７ａ）及び（７ｂ）と式（８）は、可動子情報４０６と空白領域情報４１２に記録されている情報で算出できる。

補助印可力算出関数４１０は、上述のようにして、可動子情報４０６と空白領域情報４１２から、各々の可動子１０１に補助として印可すべき力として補助印可力情報４１３を算出することができる。

こうして算出された補助印可力情報４１３（Ｋｚ、Ｋｗｙ）は、上述した可動子姿勢制御関数４０３によって算出された印加力情報４０８（Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ、Ｔｗｘ、Ｔｗｙ、Ｔｗｚ）に以下式（９）及び（１０）に示すように加算される。
Ｔｚ’＝Ｔｚ＋Ｋｚ…式（９）
Ｔｗｙ’＝Ｔｗｙ＋Ｋｗｙ…式（１０）

次に、コイル電流算出関数４０４による処理について図１と図１２を用いて説明する。なお、以下で用いる力の表記において、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の力が働く方向をそれぞれｘ、ｙ、ｚで示し、図１におけるＹ＋側であるＲ側をＲ、Ｙ−側であるＬ側をＬ、Ｘ＋側をｆ、Ｘ−側をｂで示す。

図１においてＲ側及びＬ側の各永久磁石１０３と各エンドヨーク１０８に働く力をそれぞれ次のように表記する。この時各永久磁石１０３に働く力は、電流が印加された複数のコイル２０２により永久磁石１０３が受ける電磁力である。永久磁石１０３は、電流が印加された複数のコイル２０２により、可動子１０１の搬送方向であるＸ方向の電磁力のほか、Ｘ方向とは異なる方向であるＹ方向及びＺ方向の電磁力を受ける。

また、エンドヨーク１０８は、電流が印加された複数のコイル２０２により、可動子１０１のＺ方向＋側の電磁力と、可動子１０１の搬送方向であるＸ方向の電磁力を受ける。ここで、エンドヨーク１０８がコイルより受けるＸ方向の電磁力に関しては、永久磁石１０３がコイルより受けるＸ方向の電磁力よりも十分小さいことから無視して計算することができる。

Ｒ側の永久磁石１０３に働く力の表記は、それぞれ次のとおりである。
ＦｚｆＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｂＲのＺ方向に働く力
ＦｘｆＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｂＲのＸ方向に働く力
ＦｙｆＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ａＲのＹ方向に働く力
ＦｘｂＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｃＲのＸ方向に働く力
ＦｙｂＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｄＲのＹ方向に働く力
ＦｚｂＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｃＲのＺ方向に働く力

Ｌ側の永久磁石１０３に働く力の表記は、それぞれ次のとおりである。
ＦｚｆＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｂＬのＺ方向に働く力
ＦｘｆＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｂＬのＸ方向に働く力
ＦｙｆＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ａＬのＹ方向に働く力
ＦｘｂＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｃＬのＸ方向に働く力
ＦｙｂＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｄＬのＹ方向に働く力
ＦｚｂＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｃＬのＺ方向に働く力

Ｒ側のエンドヨーク１０８に働く力の表記は、それぞれ次のとおりである。
ＫｚｆＲ：Ｒ側のエンドヨーク１０８ａＲのＺ方向＋側に働く力
ＫｚｂＲ：Ｒ側のエンドヨーク１０８ｂＲのＺ方向＋側に働く力
ＫｘｆＲ：Ｒ側のエンドヨーク１０８ａＲのＸ方向に働く力 ※無視できる
ＫｘｂＲ：Ｒ側のエンドヨーク１０８ｂＲのＸ方向に働く力 ※無視できる

Ｌ側のエンドヨーク１０８に働く力の表記は、それぞれ次のとおりである。
ＫｚｆＬ：Ｌ側のエンドヨーク１０８ａＬのＺ方向＋側に働く力
ＫｚｂＬ：Ｌ側のエンドヨーク１０８ｂＬのＺ方向＋側に働く力
ＫｘｆＬ：Ｌ側のエンドヨーク１０８ａＬのＸ方向に働く力 ※無視できる
ＫｘｂＬ：Ｌ側のエンドヨーク１０８ｂＬのＸ方向に働く力 ※無視できる

可動子１０１に対して印可される力Ｔは、永久磁石１０３に対して印可される力Ｔ１と、エンドヨーク１０８に対して印可される力Ｔ２に分けられる。永久磁石１０３に対して印加される力Ｔ１を次式（１１）により表記し、エンドヨーク１０８に対して印加される力Ｔ２を次式（１２）により表記する。

なお、Ｔ１ｘ、Ｔ１ｙ、Ｔ１ｚは、力の３軸成分であり、それぞれ力のＸ方向成分、Ｙ方向成分及びＺ方向成分である。また、Ｔ１ｗｘ，Ｔ１ｗｙ、Ｔ１ｗｚは、モーメントの３軸成分であり、それぞれモーメントのＸ軸周り成分、Ｙ軸周り成分及びＺ軸周り成分である。

また、Ｔ２ｚはＺ方向成分の力であり、Ｔ２ｗｙはＹ軸周り成分のモーメントである。
本実施形態による搬送システム１は、この力Ｔ１の６軸成分（Ｔ１ｘ，Ｔ１ｙ，Ｔ１ｚ，Ｔ１ｗｘ，Ｔ１ｗｙ、Ｔ１ｗｚ）と力Ｔ２の２軸成分（Ｔ２ｚ、Ｔ２ｗｙ）を制御することにより、可動子１０１の姿勢を制御しつつ、可動子１０１を搬送する。
Ｔ１＝（Ｔ１ｘ，Ｔ１ｙ，Ｔ１ｚ，Ｔ１ｗｘ，Ｔ１ｗｙ，Ｔ１ｗｚ）…式（１１）
Ｔ２＝（０，０，Ｔ２ｚ，０，Ｔ２ｗｙ，０）…式（１２）

ここで、Ｔ１ｘ、Ｔ１ｙ、Ｔ１ｚ、Ｔ１ｗｘ、Ｔ１ｗｙ、Ｔ１ｗｚは、それぞれ次式（１３ａ）、（１３ｂ）、（１３ｃ）、（１３ｄ）、（１３ｅ）及び（１３ｆ）により算出される。
Ｔ１ｘ＝ＦｘｆＲ＋ＦｘｂＲ＋ＦｘｆＬ＋ＦｘｂＬ…式（１３ａ）
Ｔ１ｙ＝ＦｙｆＬ＋ＦｙｆＲ＋ＦｙｂＬ＋ＦｙｂＲ…式（１３ｂ）
Ｔ１ｚ＝ＦｚｂＲ＋ＦｚｂＬ＋ＦｚｆＲ＋ＦｚｆＬ…式（１３ｃ）
Ｔ１ｗｘ＝｛（ＦｚｆＬ＋ＦｚｂＬ）−（ＦｚｆＲ＋ＦｚｂＲ）｝＊ｒｘ３…式（１３ｄ）
Ｔ１ｗｙ＝｛（ＦｚｆＬ＋ＦｚｆＲ）−（ＦｚｂＬ＋ＦｚｂＲ）｝＊ｒｙ３…式（１３ｅ）
Ｔ１ｗｚ＝｛（ＦｙｆＬ＋ＦｙｆＲ）−（ＦｙｂＬ＋ＦｙｂＲ）｝＊ｒｚ３…式（１３ｆ）

このとき、永久磁石１０３に働く力については、次式（１３ｇ）、（１３ｈ）、（１３ｉ）及び（１３ｊ）により表される制限を導入することができる。これらの制限を導入することにより、所定の６軸成分を有する力Ｔ１を得るための各永久磁石１０３に働く力の組み合わせを一意に決定することができる。
ＦｘｆＲ＝ＦｘｂＲ＝ＦｘｆＬ＝ＦｘｂＬ…式（１３ｇ）
ＦｙｆＬ＝ＦｙｆＲ…式（１３ｈ）
ＦｙｂＬ＝ＦｙｂＲ…式（１３ｉ）
ＦｚｂＲ＝ＦｚｂＬ…式（１３ｊ）

一方、Ｔ２ｚ、Ｔ２ｗｙは、それぞれ次式（１４ａ）、及び（１４ｂ）により算出される。
Ｔ２ｚ＝ＫｚｂＲ＋ＫｚｂＬ＋ＫｚｆＲ＋ＫｚｆＬ…式（１４ａ）
Ｔ２ｗｙ＝｛（ＫｚｆＬ＋ＫｚｆＲ）−（ＫｚｂＬ＋ＫｚｂＲ）｝＊ｒｙ８…式（１４ｂ）

このとき、エンドヨーク１０８に働く力については、次式（１４ｃ）、及び（１４ｄ）により表される制限を導入することができる。これらの制限を導入することにより、所定の２軸成分を有する力Ｔ２を得るための各エンドヨーク１０８に働く力の組み合わせを一意に決定することができる。
ＫｚｂＲ＝ＫｚｂＬ…式（１４ｃ）
ＫｚｆＲ＝ＫｚｆＬ…式（１４ｄ）

上述したエンドヨークに印可する力Ｔ２は、前述した図１０Ｂ及びＣに示すような所定の間隔より広い間隔が空いた領域を通過する際に、上述した力Ｔ１だけでは、Ｚ方向＋側の力とＷｙ軸のモーメントが不足する場合に、補助力として効果を発揮する。

そのため、次式（１５ａ）で示すように、可動子１０１に印可したいＺ方向の力Ｔｚが＋方向の力であり、かつ永久磁石１０３で印可できるＺ方向の力の最大値Ｔ１ｚｍａｘよりも大きい時に、不足している分を力Ｔ２ｚに割り振る。
Ｔ２ｚ＝Ｔｚ−Ｔ１ｚｍａｘ…式（１５ａ）

また、Ｗｙ方向の力Ｔ２ｗｙも同様に、次式（１５ｂ）で示すように、永久磁石１０３で印可できるＷｙ方向の力の最大値Ｔ１ｗｙｍａｘよりも大きい時に、不足している分を力Ｔ２ｗｙに割り振る。
Ｔ２ｗｙ＝Ｔｗｙ−Ｔ１ｗｙｍａｘ…式（１５ｂ）

これにより、永久磁石１０３に対して印可される力Ｔ１だけでは可動子１０１の姿勢を制御できない状況において、エンドヨーク１０８に対して印可される力Ｔ２の２軸成分を補助力として働かせることができる。

また、本実施形態では、上述したように力Ｔ１だけでは足りない分を力Ｔ２に割り振る方法を説明したが、可動子１０１に対して印可される力Ｔに対して、任意の割合で力Ｔ１、Ｔ２に按分しても良い。例えば、永久磁石１０３とエンドヨーク１０８のそれぞれに対向するコイルの電磁力によって印可することのできる力の最大値で按分してもよい。

次に、コイル電流算出関数４０４が、各永久磁石１０３とエンドヨーク１０８に働く力からそれぞれ各永久磁石１０３と各エンドヨーク１０８に対向する位置にある各コイル２０２に印加する電流量を決定する方法について説明する。

まず、Ｎ極及びＳ極の極性がＹ方向に交互に並んだ永久磁石１０３ａ、１０３ｄにＹ方向の力を印加する場合について説明する。なお、コイル２０２は、そのＹ方向の中心が永久磁石１０３ａ、１０３ｄのＹ方向の中心に位置するように配置されている。これにより、永久磁石１０３ａ、１０３ｄに対してＸ方向及びＺ方向に働く力は、殆ど発生しないようになっている。

Ｘを可動子１０１の位置、ｊを列に並んだコイル２０２の番号として、単位電流当たりのコイル２０２（ｊ）のＹ方向に働く力の大きさを、Ｆｙ（ｊ、Ｘ）とし、コイル２０２（ｊ）に印加する電流をｉ（ｊ）とする。なお、コイル２０２（ｊ）は、ｊ番目のコイル２０２である。この場合、電流ｉ（ｊ）は、次式（１６）を満足するように決定することができる。なお、次式（１６）は、永久磁石１０３ｄＲについての式である。他の永久磁石１０３ａＲ、１０３ａＬ、１０３ｄＬについても同様にしてコイル２０２に印加する電流を決定することができる。
ΣＦｙ（ｊ、Ｘ）＊ｉ（ｊ）＝ＦｙｄＲ…式（１６）

コイル電流算出関数４０４は、上述のようにしてコイル２０２（ｊ）に印加する電流指令値を決定することができる。こうして決定される電流指令値により可動子１０１に印加されるＹ方向の力により、可動子１０１は、Ｙ方向にその姿勢が制御される。

なお、複数のコイル２０２が永久磁石１０３に力を及ぼす場合には、各コイル２０２が及ぼす力に応じて単位電流当たりの力の大きさで電流を按分することにより、永久磁石１０３に働く力を一意に決定することができる。

次に、Ｎ極、Ｓ極及びＮ極の極性がＸ方向に交互に並んだ永久磁石１０３ｂに対してＸ方向及びＺ方向に対して独立に力を印加する方法について説明する。図９は、永久磁石１０３ｂに対してＸ方向及びＺ方向に独立に力を印加する方法を説明する概略図である。コイル電流算出関数４０４は、以下に従って、永久磁石１０３ｂに対してＸ方向及びＺ方向に対して独立に力を印加するためにコイル２０２に印加する電流指令値を決定する。なお、永久磁石１０３ｃについても、永久磁石１０３ｂと同様にＸ方向及びＺ方向に対して独立に力を印加することができる。

Ｘを可動子１０１の位置、ｊを列に並んだコイル２０２の番号として、永久磁石１０３に対して、単位電流当たりのコイル２０２（ｊ）のＸ方向及びＺ方向に働く力の大きさを、それぞれＦｘ（ｊ、Ｘ）及びＦｚ（ｊ、Ｘ）とする。

図９Ａは、横にＸ軸、縦にＹ軸を取り、永久磁石１０３ｂＲとエンドヨーク１０８ａＲに対向する８個のコイル２０２を抜き出して示す図である。図９Ｂは、図９ＡをＹ方向から見た図である。コイル２０２には、Ｘ方向に並んだ順に１から８までの番号ｊを付与し、以下では例えばコイル２０２（１）のように表記して各コイル２０２を特定する。

図９Ａ及びＢの図に示すように、コイル２０２は、距離Ｌのピッチで配されている。一方、可動子１０１の永久磁石１０３は、距離３／２＊Ｌのピッチで配置されており、コイル２０２（６）とコイル２０２（７）の間は、コイル１つ分の空白領域があるものとする。

図９Ｃの左側のグラフは、図９Ａ及びＢの図に示す各々のコイル２０２に対して単位電流を印加した際に、永久磁石１０３に発生するＸ方向の力Ｆｘ及びＺ方向の力Ｆｚの大きさを模式的に示したグラフである。図９Ｃの右側のグラフは、図９Ａ及びＢの図に示す各々のコイル２０２に対して力の割合に応じた電流を印加した際に、エンドヨーク１０８に発生するＸ方向の力Ｋｘ及びＺ方向の力Ｋｚの大きさを模式的に示したグラフである。

また、この時、エンドヨーク１０８ａＲに対してＸ方向に働く力Ｋｘは比較的小さく、かつ互いに打ち消しあう方向に働くことから、上述したようにエンドヨーク１０８に対してＸ方向に働く力の大きさは０と見なし無視できる。

簡単のため、図９では、コイル２０２のＸ方向の位置の原点Ｏｃをコイル２０２（３）とコイル２０２（４）の中間とし、永久磁石１０３ｂＲのＸ方向の中心Ｏｍを原点としている。このため、図９は、ＯｃとＯｍとが合致した場合、すなわちＸ＝０の場合を示している。

このとき、例えばコイル２０２（４）に対して働く単位電流当たりの力は、Ｘ方向にＦｘ（４，０）、Ｚ方向にＦｚ（４，０）の大きさである。また、コイル２０２（５）に対して働く単位電流当たりの力は、Ｘ方向にＦｘ（５，０）、Ｚ方向にＦｚ（５，０）の大きさである。

ここで、コイル２０２（１）〜２０２（６）に印加する電流値をそれぞれｉ（１）〜ｉ（６）とする。すると、永久磁石１０３ｂＲに対して、Ｘ方向に働く力の大きさＦｘｆＲ及びＹ方向に働く力の大きさＦｚｆＲは、それぞれ一般的に次式（１７）及び（１８）で表される。
ＦｘｆＲ＝Ｆｘ（１，Ｘ）＊ｉ（１）＋Ｆｘ（２，Ｘ）＊ｉ（２）＋Ｆｘ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｘ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｘ（５，Ｘ）＊ｉ（５）＋Ｆｘ（６，Ｘ）＊ｉ（６）…式（１７）
ＦｚｆＲ＝Ｆｚ（１，Ｘ）＊ｉ（１）＋Ｆｚ（２，Ｘ）＊ｉ（２）＋Ｆｚ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｚ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｚ（５，Ｘ）＊ｉ（５）＋Ｆｚ（６，Ｘ）＊ｉ（６）…式（１８）

上記式（１７）及び（１８）を満足する電流値ｉ（１）〜ｉ（６）をそれぞれコイル２０２（１）〜２０２（６）に印加されるように電流指令値を決定することにより、永久磁石１０３ｂＲに対してＸ方向及びＺ方向に独立に力を印加することができる。

より簡単のため、図９に示す場合において、永久磁石１０３ｂＲに対してコイル２０２（１）〜２０２（６）のうちのコイル２０２（３）、２０２（４）、２０２（５）だけを使い、さらにこれら３つの電流値の総和が０となるように制御する場合を例に考える。この例の場合、永久磁石１０３ｂＲに対してＸ方向に働く力ＦｘｆＲ及びＺ方向に働く力ＦｚｆＲは、それぞれ次式（１９）及び（２０）により表される。
ＦｘｆＲ＝Ｆｘ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｘ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｘ（５，Ｘ）＊ｉ（５）…式（１９）
ＦｚｆＲ＝Ｆｚ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｚ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｚ（５，Ｘ）＊ｉ（５）…式（２０）

また、コイル２０２（１）〜２０２（６）の電流値は、次式（２１）及び（２２）を満足するように設定することができる。
ｉ（３）＋ｉ（４）＋ｉ（５）＝０…式（２１）
ｉ（１）＝ｉ（２）＝ｉ（６）＝０…式（２２）

したがって、永久磁石１０３ｂＲに対して必要な力の大きさ（ＦｘｆＲ、ＦｚｆＲ）が決定された場合、電流値ｉ（１）〜ｉ（６）を一意に決定することができる。こうして決定される電流指令値により可動子１０１にＸ方向及びＺ方向に力が印加される。可動子１０１に印加されるＸ方向の力により、可動子１０１は、Ｘ方向に移動する推進力を得てＸ方向に移動する。また、こうして決定される電流指令値により可動子１０１に印加されるＸ方向及びＺ方向の力により、可動子１０１はその姿勢が制御される。

一方、コイル２０２に印可する電流ｉと、エンドヨーク１０８のＺ方向に働く力Ｋｚは、単純な比例関係とはならない。

図１２は、コイル２０２に印可する電流ｉと、エンドヨーク１０８のＺ方向に働く力Ｋｚの関係を表したグラフである。エンドヨーク１０８のＺ方向に働く力Ｋｚは、コイル２０２に印可する電流ｉの二乗に比例し、次式（２３）で表される。式（２３）の係数Ａは、コイル２０２とエンドヨーク１０８の磁気回路設計によって決まる。Ｗは、コイル２０２とエンドヨーク１０８が重なっている面積の割合であり、コイル２０２の全領域にエンドヨーク１０８が重なっている状態を１．０としている。
Ｋｚ＝Ｗ＊Ａ＊ｉ＾２…式（２３）

Ｘを可動子１０１の位置、ｊを列に並んだコイル２０２の番号として、コイル２０２（ｊ）のＺ方向に働く力の大きさをＫｚ（ｊ、Ｘ）とし、コイル２０２（ｊ）に分配する力の割合をＷ（ｊ、Ｘ）とする。この場合、Ｚ方向に働く力Ｋｚ（ｊ、Ｘ）は、次式（２４）を満足するように決定することができる。なお、力の割合Ｗ（ｊ、Ｘ）は、上記式（２３）のＷと同じ割合であり、各エンドヨーク１０８と各コイル２０２の重なっている面積に応じて決定する。なお、次式（２４）は、エンドヨーク１０８ｂＲについての式である。他のエンドヨーク１０８ａＲ、１０８ａＬ、１０８ｂＬについても同様にしてコイル２０２のＺ方向に働く力を決定することができる。
ΣＷ（ｊ、Ｘ）＊Ｋｚ（ｊ、Ｘ）＝ＫｚｂＲ…式（２４）

ここで、コイル２０２（ｊ）に印加する電流をｉ（ｊ）とすると、上記式（２３）、（２４）から、次式（２５）、（２６）を満足するような電流ｉ（ｊ）を決定することができる。
Ｋｚ（ｊ、Ｘ）＝Ｗ（ｊ、Ｘ）×Ａ×ｉ（ｊ）＾２…式（２５）
ｉ（ｊ）≧０…式（２６）

したがって、エンドヨーク１０８ａＲに対して必要な力の大きさ（ＫｘｆＲ＝０、ＫｚｆＲ）が決定された場合、電流値ｉ（７）、ｉ（８）を一意に決定することができる。こうして決定される電流指令値により可動子１０１にＺ方向に力が印加される。

こうして、統合コントローラ３０１は、複数のコイル２０２に印加する電流の電流指令値を決定して制御することにより、固定子２０１上での可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の非接触での固定子２０１上の搬送を制御する。

なお、可動子１０１の搬送により永久磁石１０３ｂＲの中心Ｏｍに対してコイル２０２の中心Ｏｃが移動した場合、すなわちＸ≠０の場合は、移動した位置に応じたコイル２０２を選択することができる。

そして、永久磁石１０３に対向するコイル２０２に関しては、発生する単位電流当たりの力に基づいて、上記と同様の計算を実行することができる。

エンドヨーク１０８に対向するコイル２０２に関しては、力の分配割合に基づいて、上記と同様の計算を実行することができる。

上述のようにして、統合コントローラ３０１は、永久磁石１０３に対向する複数のコイル２０２に印可する電流指令値を決定して制御することで、固定子２０１上での可動子１０１の姿勢を６軸で制御する。それとともに、可動子１０１の非接触での固定子２０１上の搬送を制御する。さらに、エンドヨーク１０８に対向する複数のコイル２０２に印可する電流指令値を決定して制御することで、固定子２０１上での可動子１０１の姿勢をＺ軸方向及びＷｙ軸ほうこうについて制御する。

すなわち、統合コントローラ３０１は、可動子１０１の搬送を制御する搬送制御手段として機能する。それとともに、複数のコイル２０２により永久磁石１０３とエンドヨーク１０８が受ける電磁力を制御することで、固定子２０１上における可動子１０１の非接触での搬送を制御する。

また、統合コントローラ３０１は、可動子１０１の姿勢を制御する姿勢制御手段として機能し、固定子２０１上における可動子１０１の姿勢を６軸で制御する。

また、統合コントローラ３０１は、連続して電磁石やコイルを配置することができない場所を通過する際に、可動子１０１の姿勢制御を補助する制御手段として機能し、固定子２０１上における可動子１０１の姿勢をＺ軸方向及びＷｙ軸方向について制御する。

なお、制御装置としての統合コントローラ３０１の機能の全部又は一部は、コイルコントローラ３０２その他の制御装置により代替されうる。

このように、本実施形態によれば、２列に配置された複数のコイル２０２により、可動子１０１に対して、３軸の力成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）及び３軸のモーメント成分（Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）の６軸の力を印加することができる。これにより、可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御することができる。本実施形態によれば、制御すべき変数である力の６軸成分の数よりも少ない列数である２列のコイル２０２により、可動子１０１の姿勢の６軸制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御することができる。

したがって、本実施形態によれば、コイル２０２の列数を少なく構成することができるため、システムの大型化や複雑化を伴うことなく、可動子１０１の姿勢を制御しつつ、可動子１０１を非接触で搬送することができる。さらに、本実施形態によれば、コイル２０２の列数を少なく構成することができるため、安価に小型の磁気浮上型の搬送システムを構成することができる。

また、本実施形態によれば、可動子１０１の側面に永久磁石１０３が配置されているため、ワーク１０２に対する良好なアクセスを実現することができる。これにより、可動子１０１上のワーク１０２に対して、高い自由度で工程装置により加工作業を施すことができる。

１０１ 可動子
１０２ ワーク
１０３ 永久磁石
１０７ バックヨーク
１０８ エンドヨーク
２０１ 固定子
２０２ コイル

Claims (15)

1. 第１の方向に沿って配置された複数のコイルと、前記複数のコイルに沿って移動する可動子を有する搬送装置であって、
   前記複数のコイルは、両隣のコイルとの間の間隔が所定の間隔で配置されたコイルと、両隣のコイルとの間の間隔のどちらかが、前記所定の間隔より広い間隔で配置されたコイルと、を備え、
   前記可動子は、前記可動子の第一の面から突出する、複数の磁石からなる磁石群と、
   前記磁石群に隣接して形成され、前記第一の面から突出する、磁性体あるいは比透磁率が１０００以上である材料からなる突出部と、を備えることを特徴とする搬送装置。
2. 前記突出部が、前記広い間隔で配置されたコイルと対向する際、前記対向するコイルに電流が印可されることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 前記コイルに印可される電流は、前記可動子の中心位置と前記広い間隔で配置されたコイルとの間の距離に基づいて制御することを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記磁石群は、第１の方向に沿って配置された第１の磁石群と、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って配置された第２の磁石群とを有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の搬送装置。
5. 前記第１の磁石群及び前記第２の磁石群は、前記可動子の上面に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
6. 前記第１の磁石群及び前記第２の磁石群は、前記可動子の上面にヨークを介して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
7. 前記突出部の前記第一の面からの突出量は、前記複数の磁石の前記第一の面からの突出量より大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の搬送装置。
8. 前記複数のコイルは、複数のコイルボックスに収容されていることを特徴とする請求項１乃至７いずれか一項に記載の搬送装置。
9. 第一の面から突出する、複数の磁石からなる磁石群と、
   前記磁石群に隣接して形成され、前記第一の面から突出する、磁性体あるいは比透磁率が１０００以上である材料からなる突出部と、を備えることを特徴とする可動子。
10. 前記磁石群は、第１の方向に沿って配置された第１の磁石群と、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って配置された第２の磁石群とを有することを特徴とする請求項９に記載の可動子。
11. 前記第１の磁石群及び前記第２の磁石群は、前記可動子の上面に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の可動子。
12. 前記第１の磁石群及び前記第２の磁石群は、前記可動子の上面にヨークを介して配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の可動子。
13. 前記突出部の前記第一の面からの突出量は、前記複数の磁石の前記第一の面からの突出量より大きいことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の可動子。
14. 請求項１乃至８いずれか一項に記載の搬送装置と、前記搬送装置によって移動するワークに加工を行なう生産装置とを有することを特徴とする生産システム。
15. 請求項１４に記載の生産システムによって製造されることを特徴とする物品の製造方法。

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