JP2620704B2 - 磁気浮上搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、磁気浮上搬送装置の改良に関する。

《発明の概要》 本発明は、キャリア内に磁気力で浮上している浮上体
がキャリアの移動開始時または停止時にその慣性により
移送方向に振動したとき、その移送方向の振動を位置セ
ンサで検出し、この検出信号を基に制振電磁石の励磁電
流を制御して振動を防止するようにしたものである。

《従来の技術》 近年、IC製造工場等のように高度なクリーン環境が要
求される場所においては、半導体ウエハー等の搬送物を
非接触的に搬送する磁気浮上搬送装置が用いられてい
る。

上記従来の磁気浮上搬送装置は、キャリア内に電磁石
を設け、この電磁石の磁力により搬送アームを有する浮
上体を保持するとともに、キャリアは搬送機構により移
動できるように構成されており、またキャリアと浮上体
間にはシールパイプが介在されていて、浮上体側には外
界と完全な遮断状態に維持されている。

《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、上記磁気浮上搬送装置にあっては浮上
体はキャリアに設けられた電磁石により浮上体の半径
（ラジアル）方向だけ支持されているため、半径方向の
振動は電磁石の励磁電流が制御されて効果的に防止され
るようになっているが、キャリアの移動開始時または停
止時に浮上体の慣性によって、浮上体が移動方向に振動
するという問題点があった。

特に、停止時において被搬送物の振動が自然に減衰し
て停止するまで、次と工程に移ることができず搬送効率
が低下するという不都合があった。

《問題点を解決するための手段》 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であって、その構成はキャリア内に搬送アームを有する
浮上体を電磁石により浮上させ、前記キャリアを搬送機
構により移動して被搬送物を搬送する磁気浮上搬送装置
において、 前記浮上体の周部にテーパ部が形成され、前記キャリ
アの前記テーパ部に対応する位置に前記浮上体の移送方
向に振動を検出する位置センサが配設され、前記キャリ
アに前記浮上体を互いに移送方向に反対側に吸引する制
振電磁石と、前記位置センサが前記テーパ部と前記位置
センサとの間のギャップを検出することにより、前記浮
上体の移送方向の振動を検出したとき、前記浮上体の移
送方向の振動を停止するように前記制振電磁石の励磁電
流を制御する制御手段とが設けられたことを特徴として
いる。

《作用》 本発明では、位置センサが浮上体の移動法の振動を検
出したとき、浮上体の移動方向の振動を停止するように
制振電磁石の励磁電流が制御される。

《実施例》 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第1,2図は本発明装置の第１の実施例を示すものであ
って、第１図は磁気浮上搬送基本体ａの断面斜視図およ
び第２図は電気的構成である制御手段ｂも含む概略構成
図である。

図中１はキャリアであって、その全体形状は中空のボ
ックスとなっており、その内部に後述の電磁石等が内蔵
されている。

キャリア１の底面には左右，前後に４個の摺動子2,2
…が設けられており、これらはベット３上に平行に設け
られた２本のガイドレール4,4上に載置されているとと
もに、その中央部ひは雌ねじ部５が設けられており、こ
の雌ねじ部５にはベッド３上に設けられた２つの軸受6,
6間に回転自在に軸支されたボールねじ７が螺合されて
いる。

したがって、このボールねじ７がモータ８により回転
されるとその回転方向に応じてキャリア１を矢印Ａ方向
へ移動させることができる。

図中９はキャリア１の両側壁に設けられた開口10,10
を貫通し、その両端がベッド２の両端から立設している
端板11,11にフランジ止めされた円筒状のシールパイプ
である。シールパイプ９は非磁性体からなっていて、そ
の一方の端は盲板12により閉じられているととも、他方
は作業室13に開口されている。

作業室13内は真空状態に維持されているので、これと
連通するシールパイプ９内の真空に維持され、したがっ
て外部との連通状態が断たれた状態にある。

図中14は強磁性体からなる浮上体であって、その長さ
はキャリア１の長さとほぼ同一で、かつその直径はシー
ルパイプ９の内径よりわずかに小さい全体形状が棒状体
を呈している。

浮上体14の一端からは作業室13に延びる搬送アーム14
aが設けられており、この先端に半導体ウエハー等の被
搬送物ｃが載置されるように構成されている。

浮上体14の軸方向中央付近の円周は、その両側より径
の小さい小径部15に形成されているとともに、その小径
部15の外周には、その半周分ずつ互いに円周方向位置を
異ならせ、かつ外径が大径部15′と等しい突起部16a,16
bが設けられている。

小径部15の両側にはその外方にいくに従って径が大き
くなるテーパ部17a,17bが形成されている。

突起部16aおよび16bが対応するキャリア１には、制振
電磁石18aおよび18bが設けられている。したがって、こ
れら制振電磁石18a,18bが励磁されたとき、各制振電磁
石からは第２図矢印イ，ロに示す吸引力が発生し、その
吸引力は浮上体14をその軸方向と直交するよりわずかな
角度をもって吸引するように作用する。このため、矢印
イ，ロで示す吸引力の浮上体14の軸方向、すなわち浮上
体14の移動方向の分力は互いに反対向きとなる。

テーパ部17aおよび17bに対応するキャリア１には、そ
れぞれ一対の位置センサ19a,19bおよび20a,20bが設けら
れている。これらセンサは浮上体14と各センサ間のギャ
ップを検出するものであって、インダクタンス式のもの
が使用でき、例えば先に本出願人が実願昭61−61261号
で提案した位置検出センサが使用できる。

位置センサ19a,19bおよび20a,20bは、浮上体14がその
移動方向へ移動（振動）したとき互いに逆の位置検出出
力を発生させる。例えば、図において浮上体14が右側に
移動したとき、位置センサ19a,19bはギャップが小さく
なって検出出力値が大きくなり、これとは逆に位置セン
サ20a,20bはギャップが大きくなって検出出力値が小さ
くなる。これら検出出力値により後述の制御手段ｂによ
り制振電磁石18a,18bの励磁電流が制御される。

図中21a,21bおよび22a,22bは浮上体14の左右側の大径
部15′に対応してキャリヤ１に設けられた浮上用電磁石
であって、浮上体14を浮上する周知の磁気浮上手段であ
る。

なお、これら浮上用電磁石の励磁電流制御は、浮上体
14の半径方向の位置を検出するラジアル位置センサ23a,
23b,24a,24bによるラジアル方向位置の検出信号をフィ
ードバックして図示しない制御手段により制御される。

制御手段ｂは制振電磁石18aおよび18bの励磁電流の制
御を行なうものであって、位置センサ19a,19bおよび20
a,20bの検出出力を基に制御される。

すなわち、各位置センサ19a,19b,20a,20bの検出出力
信号はブリッジ回路25に送出される。ブリッジ回路25で
は位置センサ19a,19bの出力信号を基にこれら位置セン
サとテーパ部17aとのギャップが検出され、一方位置セ
ンサ20a,20bの出力信号を基にこれら位置センサとテー
パ部17bとのギャップが検出される。

浮上体14がその移動方向に移動しない状態、すなわち
振動しない状態（基準位置状態）においては、各位置セ
ンサ19a,19b,20a,20bは浮上体14の平常時の所定位置が
検出されているので、位置センサ19a,19b及び20a,20bは
均衡しブリッジ回路25からは基準信号発生回路26からの
基準信号（しきい値）と等しい信号が送出される。

このため、比較器27からはしきい値と出力信号との差
分の信号は出力されず、したがって信号処理回路28から
の出力信号は増幅回路29a,29bを介して所定の等しい励
磁電流が各制振電磁石18a,18bに送出される。

一方、浮上体14がその移動方向に振動したとき、各位
置センサ19a,19b,20a,20bの検出出力信号のバランスが
崩れることにより、各センサと浮上体14間のギャップに
移動が生じたことが検出される。このためブリッジ回路
25からはギャップの変動に応じた出力信号、例えば浮上
体14が基準位置状態より右側に位置したときは基準信号
より小さい出力信号が、逆に左側に位置したときは大き
い出力信号が比較器27に送出される。

比較器27からは出力信号と基準信号との差分に応じた
比較信号が信号処理回路28に送出され、これにより増幅
回路29a,29bが制御される。

増幅回路29a,29bは、例えば浮上体14が基準位置状態
より右側に移動したとき制振電磁石18aの励磁電流を弱
め、逆に制振電磁石18bの励磁電流を強めるように出力
される。このため、キャリア１にはその移動方向と逆向
きに制振電磁石18a,18bたら吸引力が作用するので、浮
上体14の移動、すなわち振動は効果的に防止される。

第３図は本発明装置の第２の実施例を示す概略構成図
である。

本実施例の特徴は制振電磁石と浮上用電磁石を兼用さ
せたところにある。なお、上述の実施例と同一構成要素
ないし同一機能を有する構成要素には、同一符号が用い
られている。

浮上体14は両端にテーパ部17a,17bを有するととも
に、突起部16a,16bは各テーパ部17a,17bの内側近傍に設
けられている。

各テーパ部17a,17bに対応して設けられた各位置セン
サ19a,19b,20a,20bについては上述の実施例と同じであ
るが、浮上用電磁石と兼用した制振用電磁石30a,30bお
よび31a,31bのキャリア１への取付位置は、各突起部16
a,16bと大径部15′の端部から外方へ多少ずれて位置す
るように構成されている。

したがって、振動のない平常時には各制動電磁石30a,
30b,31a,31bと浮上体14との間には矢印ハ，ニ，ホ，ヘ
で示すように、浮上体14の中心から四方へ均等に吸引す
る磁力が作用し、浮上体14は基準位置状態が維持され
る。

ところが、浮上体14が基準位置状態から移動方向に移
動したとき、その移動量が各位置センサ19a,19b,20a,20
bにより検出される。

例えば浮上体14が図示の左側に移動したときは、ブリ
ッジ回路32aからは比較器33に設定されたしきい値より
も大きな出力信号が、逆にブリッジ回路32bからは小さ
な出力信号が比較器33に送出される。

加減算回路34a,34bには基準信号発生回路35から所定
レベルの基準信号が供給されており、その信号に対し比
較器33からの信号が加算あるいは減算される。上例の場
合、加減算回路34aは減算を、また34bは加算が行なわれ
る。

加減算回路34a,34bで計算された出力信号が比較器36
a,36bに予め設定されたしきい値と比較され、その差分
に応じた出力信号が信号処理回路37a,37bに送出され、
増幅回路38a,38a′および38b,38b′を介して各制振電磁
石30a,30bおよび31a,31bの励磁電流が制御される。

したがって、上記の浮上体14が左側に移動したときは
制振電磁石30a,30bの励磁電流は弱くなり、逆に制振電
磁石31a,31bの励磁電流が強くなるように制御される。
一方、浮上体14が右側に移動したときは制振電磁石30a,
30bの励磁電流は強くなり、逆に制振電磁石31a,31bの励
磁電流が弱くなるように制御される。このため浮上体14
の移動方向の振動は防止され、速やかに基準位置状態に
静止することができる。

浮上体14の浮上調整は、位置センサ19a,19bの検出信
号をフィードバックして制動電磁石30a,30bの励磁電流
を制御するとともに、位置センサ20a,20bの検出信号を
フィードバックして制振電磁石31a,31bの励磁電流を制
御することにより行なわれる。

以上のように、本実施例においては制振電磁石と浮上
用電磁石とを兼用したため、装置を簡略化することがで
きる効果がある。

なお、上述した各実施例では浮上体の移動方向の振動
を浮上体に設けられたテーパ部と、これに対応した位置
センサで検出するようにしたが、これを浮上体14の軸方
向の移動を検出する位置センサで行なうようにしてもよ
い。例えば、第１図の実施例であれば位置センサを盲板
12に設け浮上体14の軸方向位置を検出して行なう。

《効果》 本発明は、上記のように浮上体の移動方向の振動を位
置センサが検出したとき、制振電磁石の励磁電流がその
振動を打ち消すように制御されるように構成したので、
キャリアの移動開始時または静止時の浮上体の振動が効
果的に防止される。

したがって、移動方向の振動のない磁気搬送を行なう
ことができ搬送効率を高めることができる等の効果を有
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る断面斜視図、第２
図はその概略構成図および第３図は本発明の第２の実施
例に係る概略構成図である。 １……キャリア 14……浮上体 14a……搬送アーム 18a,18b,30a,30b……制振電磁石 19a,19b,20a,20b……位置センサ 21a,21b,22a,22b……浮上用電磁石 ａ……磁気浮上搬送機本体 ｂ……制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリア内に搬送アームを有する浮上体を
   電磁石により浮上させ、前記キャリアを搬送機構により
   移動して被搬送物を搬送する磁気浮上搬送装置におい
   て、 前記浮上体の周部にテーパ部が形成され、前記キャリア
   の前記テーパ部に対応する位置に前記浮上体の移送方向
   の振動を検出する位置センサが配設され、前記キャリア
   に前記浮上体を互いに移送方向の反対側に吸引する制振
   電磁石と、前記位置センサが前記テーパ部と前記位置セ
   ンサとの間のギャップを検出することにより、前記浮上
   体の移送方向の振動を検出したとき、前記浮上体の移送
   方向の振動を停止するように前記制振電磁石の励磁電流
   を制御する制御手段とが設けられたことを特徴とする磁
   気浮上搬送装置。