JP2976504B2 - 磁気浮上式搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、台車が搬送路に沿って浮上した状態で走
行して、物品等の搬送を行う磁気浮上式搬送装置に関す
る。

「従来の技術」 近年、半導体集積回路の高集積化、極微細化に伴い、
それを製造するクリーンルームには高クリーン度が要求
されている。このようなクリーンルーム内において、シ
リコンウェハ等を搬送する搬送装置には、塵埃の発生を
極力抑える必要上、台車が搬送路上を浮上した状態で、
すなわち非接触で走行する磁気浮上式搬送装置が理想的
であるとして、注目を集めている。

第５図〜第８図は、従来の磁気浮上式搬送装置の一例
を示す図である。これらの図において、１は搬送路に沿
って設けられた箱状のフレームであり、その上面には、
搬送路に沿って延びる開口部1aが形成されている。この
フレーム１の天井面には、鋼材によって構成された１対
の浮上用レール2L,2Rが搬送路に沿って各々架設されて
おり、また、同様にフレーム１の左右の内側面にも、鋼
材によって構成された１対の案内用レール3L,3Rが各々
架設されている。５は搬送路上を走行する台車であり、
この台車５には、浮上用レール2L,2Rの各下面と各々対
向する４個の浮上／案内用電磁石7a〜7dと、案内用レー
ル3L,3Rの各側面と各々対向する４個の案内用電磁石8a
〜8dとが設けられている。さらに、図示しないが、充電
式のバッテリと、浮上／案内用電磁石7a〜7dと浮上用レ
ール2L,2Rの各下面との間の垂直ギャップGv、および案
内用電磁石8a〜8dと案内用レール3L,3Rの各側面との間
の水平ギャップGhを各々検出するギャップセンサと、こ
れらのギャップセンサの検出信号に基づいて、バッテリ
ーから浮上／案内用電磁石7a〜7dおよび案内用電磁石8a
〜8dに各々供給される励磁電流を制御し、垂直ギャップ
Gvおよび水平ギャップGhを常に一定とする電流制御回路
とが設けられている。

ここで、浮上／案内用電磁石7aは、第８図に示すよう
に、コ字状の一次側コア7Aと、このコア7Aに巻回された
コイル7B,7Cとによって構成され、コア7Aの一対の磁極
を台車５の幅方向に一致させた状態で配設されている。
また、その他の浮上／案内用電磁石7b〜7dも同様に構成
されている。このような浮上／案内用電磁石7a〜7dが浮
上用レール2L,2Rの下面を磁気的に吸引することによ
り、台車５が浮上し、さらに、浮上用レール2L,2Rの幅
寸法の範囲内で、その幅方向への移動が規制される。さ
らに、案内用電磁石8a〜8dが、案内用レール3L,3Rの各
側面を磁気的に吸引することにより台車５の幅方向の移
動が、強固に規制される。

また、フレーム１の内底面にはリニアインダクション
モータの一次側コイル15,15…が所定間隔を隔てて取り
付けられており、台車５には一次側コイル15と所定のギ
ャップを隔てて上下に対向する二次側導体16が取り付け
られている。この場合、二次側導体16としては、鉄心が
有る場合と、無い場合とがある。さらに、台車５の上面
には、支柱17を介して荷台18が取り付けられ、この荷台
17上に荷物19が積載される。

このような構成において、浮上／案内用電磁石7a〜7d
および案内用電磁石8a〜8dに対して励磁電流が供給され
ると、台車５が浮上し、一方、リニアインダクションモ
ータの一次側コイル15に交流電流が供給されると、この
一次側コイル15上に図に示す矢印Ｆ方向の進行磁界が発
生し、これにより、台車５が一次側コイル15の上方を通
過する毎に矢印Ｆ方向に加速され、その他の区間におい
ては惰性により走行する。この結果、台車５は浮上した
状態で加速と惰性走行を交互に繰り返しながら連続的に
走行する。また、台車５をステーションで位置決め停止
させる場合は、そのステーションの手前の一次側コイル
15を逆相で励磁して矢印Ｆと逆方向の進行磁界を発生さ
せ、これにより台車５を充分に減速させた後、位置決め
用電磁石などによって、台車５を停止させる。さらに、
バッテリの電力が消費され、台車５を浮上させ得るだけ
の電力が生じなくなった場合においては、自動充電装置
を接続してバッテリの充電が行なわれるようになってい
る。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述した従来の磁気浮上式搬送装置におい
ては、案内用電磁石8a〜8dと案内用レール3L,3Rが僅か
な水平ギャップGhを隔てて対向しているので、台車５の
幅方向の移動が常時強固に規制されており、移載装置に
よる荷物19の積み下ろしや、自動充電装置の接続が円滑
に行なわれるようになっている。しかしながら、搬送路
を曲線状にしたり、分岐させたりする場合、案内用電磁
石8a〜8dと案内レール3L,3Rの間に十分な空間を確保す
ることができず、これらが接触してしまうため、曲線走
行させたり、分岐させることは実際上不可能であるとい
う問題があった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、直
線区間においては台車の幅方向の移動を強固に規制し、
十分な案内剛性を確保することができると共に、曲線区
間や分岐区間における走行をも可能とした磁気浮上式搬
送装置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、搬送路に沿って架設された所定の幅寸法
の浮上用レールと、前記浮上用レールに沿って架設され
た案内用レールと、前記搬送路上を走行する台車に設け
られ、前記浮上用レールの下面との間の垂直ギャップを
検出し、この垂直ギャップに応じて前記浮上用レールを
磁気的に吸引し、前記所定の幅寸法の範囲内で前記台車
の幅方向への移動を規制しつつ前記台車を浮上させる浮
上／案内力発生手段と、前記台車に設けられ、前記案内
用レールの側面との間の水平ギャップを検出し、この水
平ギャップに応じて前記案内用レールを磁気的に吸引
し、前記台車の幅方向への移動を規制する案内力発生手
段と、前記台車に設けられ、該台車が搬送路の曲線区間
もしくは分岐区間等の特定区間内に位置することを検出
する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、
前記案内力発生手段に対する電源の供給を遮断する切替
手段とを具備すると共に、前記特定区間における前記水
平ギャップを、前記搬送路の直線区間における前記水平
ギャップよりも大としたことを特徴としている。

「作用」 上述した構成によれば、搬送路の直線区間において
は、案内力発生手段が案内用レールを吸引することによ
って、台車の幅方向の移動が強固に規制される一方、搬
送路の曲線区間もしくは分岐区間等の特定区間において
は、案内力発生手段と案内用レールとの間に十分な空間
が確保されると共に、台車が特定区間に位置することが
台車に設けられた検出手段によって検出され、この検出
結果に基づいて案内力発生手段に対する電源の供給が遮
断されるので、案内力発生手段が非動作状態となり、こ
れにより、浮上／案内力発生手段が浮上用レールを吸引
することによって、台車の幅方向の移動が浮上用レール
の幅寸法の範囲内で緩やかに規制された状態で台車が曲
線走行もしくは分岐走行する。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明
する。

第１図はこの発明の一実施例の外観構成を示す一部切
欠平面図、第２図は同実施例による台車５の電気的構成
を示すブロック図である。

第１図において、搬送路に沿って設けられたフレーム
１の直線区間Ａにおいては、従来と同様に、フレーム１
の天井面に１対の浮上用レール2L,2Rが各々架設されて
いると共に、フレーム１の左右の内側面に１対の案内用
レール3L,3Rが各々架設されている。一方、曲線区間Ｂ
においては、案内用レール3L,3Rが除去され、浮上用レ
ール2L,2Rのみが架設されている。

次に、第２図において、９はバッテリ10を電流制御回
路11および13に接続するための電源スイッチ、12a〜12d
は前述した浮上／案内用電磁石7a〜7dに各々付設され、
浮上用レール2L,2Rとの間の垂直ギャップGv（第５図参
照）を検出するためのギャップセンサ、14a〜14dは前述
した案内用電磁石8a〜8dに各々付設され、案内用レール
3L,3Rとの間の水平ギャップGh（第１図参照）を検出す
るためのギャップセンサである。上記ギャップセンサ12
a〜12d,14a〜14dは、例えば渦電流式センサによって構
成されている。電流制御回路11はギャップセンサ12a〜1
2dの検出信号に基づいて、浮上／案内用電磁石7a〜7dに
供給される励磁電流を制御し、垂直ギャップGvが常に一
定となるように、励磁電流を制御する。同様に、電流制
御回路13はギャップセンサ14a〜14dの検出信号に基づい
て、案内用電磁石8a〜8dに供給される励磁電流を制御
し、水平ギャップGhが常に一定となるように、励磁電流
を制御する。ここで、案内用電磁石8a〜8dとバッテリ10
との間には、案内用電磁石8a〜8dに対する励磁電流を遮
断するためのリレー25が介挿されている。このリレー25
は、比較器26の出力によってオン／オフ制御される。比
較器26は、ギャップセンサ14dの検出信号と、所定の基
準値Vrefとを比較し、ギャップセンサ14dの検出信号が
基準値Vrefよりも小となった場合、すなわち、台車５が
曲線区間Ｂ内に位置し、案内用電磁石8dの側方に十分な
空間が生じた場合に、リレー25をオフ状態とする。すな
わち、第１図に示す曲線区間Ｂを台車５が走行している
場合においては、水平ギャップGhが大となるため、電流
制御回路13はギャップセンサ14a〜14dの検出信号に基づ
いて、各案内用電磁石8a〜8dに供給する励磁電流を増加
させようとする。しかしながら、この曲線区間Ｂにおい
ては、本来、各案内用電磁石8a〜8dを動作させる必要が
なく、また、これら案内用電磁石8a〜8dに過大な励磁電
流が供給され続けると、それらのコイルが発熱すると共
に、バッテリ10が無駄に消耗されてしまう。このような
過大な励磁電流が供給されるのを防ぐ目的で、リレー25
が設けられている。

このような構成において、搬送路の直線区間Ａにおい
ては、浮上／案内用電磁石7a〜7dが浮上用レール2L,2R
の下面を磁気的に吸引することにより、台車５が浮上
し、さらに、浮上用レール2L,2Rの幅寸法の範囲内で、
その幅方向への移動が規制される。さらに、案内用電磁
石8a〜8dが、案内用レール3L,3Rの各側面を磁気的に吸
引することにより台車５の幅方向の移動が、強固に規制
される。この状態で、台車５はリニアインダクションモ
ータの一次側コイル15（第３図参照）による進行磁界に
よって推進力が与えられて直線走行する。

一方、搬送路の曲線区間Ｂにおいては、案内用レール
3R,3Lが除去されているので、案内用電磁石7a〜7dの側
方に十分な空間が確保される。また、台車５が曲線区間
Ｂに位置することが比較器26によって検出され、リレー
25がオフ状態とされ、案内用電磁石8a〜8dに対する電源
の供給が遮断され、案内用電磁石8a〜8dが非動作状態と
なる。これにより、浮上／案内用電磁石8a〜8dが浮上用
レール2R,2Lの下面を磁気的に吸引することによって、
台車５の幅方向の移動が浮上用レール2L,2Rの幅寸法の
範囲内で緩やかに規制された状態で、台車５が曲線走行
する。

ここで、上述した一実施例においては、ギャップセン
サ14dの検出信号のみに基づいて、台車５が曲線区間Ｂ
内に位置していることを検出する構成としたが、これに
限らず、左右一対のギャップセンサ14a,14bもしくは14
c,14dの検出信号に基づいて、曲線区間Ｂ内に位置する
ことを検出するようにしても構わない。

次に、第３図はこの発明の他の実施例の外観構成を示
す一部切欠平面図、第４図は同実施例による台車５の電
気的構成を示すブロック図である。

第３図において、30は曲線区間Ｂの開始端に設置され
た投光器、31は曲線区間Ｂの終了端に設置された投光器
であり、搬送路上を通過する台車５に対して光を照射す
るように各々配置されている。また、台車５の一側面に
は、投光器30および31から照射された光を受光するフォ
トセンサ33が取り付けられている。

一方、第４図において、34は、フォトセンサ33から出
力される検出信号に基づいて、台車５が曲線区間Ｂ内に
位置することを検出する曲線部検出回路である。この曲
線部検出回路34は、フォトセンサ33が投光器30からの光
を受光した時点でセットされ、投光器31からの光を受光
した時点でリセットされるRSフリップフロップ等によっ
て構成されており、このフリップフロップがセットされ
ている期間、台車５が曲線区間Ｂ内に位置するものと見
なして、リレー25をオフ状態とする。このような構成に
おいても、台車５が曲線区間Ｂに位置する場合に、リレ
ー25がオフ状態とされ、案内用電磁石8a〜8dに対する電
源の供給が遮断され、案内用電磁石8a〜8dが非動作状態
となる。

なお、上述した一実施例においては、搬送路の曲線区
間Ｂにおいて案内用レール3L,3Rを除去した場合を例に
説明したが、曲線区間Ｂにおける案内用レール3L,3Rと
案内用電磁石7a〜7dの間の水平ギャップGhを、直線区間
Ａに比べて十分に大とし、実質的に直線区間Ａにおいて
のみ案内用電磁石7a〜7dが案内用レール3L,3Rを吸引す
るようにしても構わない。また、曲線区間Ｂに適用した
場合を例に説明したが、案内用電磁石7a〜7dの側方に十
分な空間を確保しなければならない分岐区間に適用して
も構わない。さらに、第９図に示すような構造の磁気浮
上式搬送装置に適用しても勿論構わない。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、搬送路の直
線区間においては、案内力発生手段が案内用レールを吸
引することによって、台車の幅方向の移動が強固に規制
される一方、搬送路の曲線区間もしくは分岐区間等の特
定区間においては、案内力発生手段と案内用レールとの
間に十分な空間が確保されると共に、台車が特定区間に
位置することが台車に設けられた検出手段によって検出
され、この検出結果に基づいて案内力発生手段に対する
電源の供給が遮断され、案内力発生手段が非動作状態と
なり、これにより、浮上／案内力発生手段が浮上用レー
ルを吸引することによって、台車の幅方向の移動が浮上
用レールの幅寸法の範囲内で緩やかに規制された状態で
台車が曲線走行もしくは分岐走行するようにしたので、
直線区間において、台車の幅方向の移動が強固に規制さ
れ、十分な案内剛性が得られると共に、曲線区間や分岐
区間等における走行をも可能とすることができ、さら
に、台車に設けられた検出手段によって、特定区間に位
置することが検出されるので、搬送路側には一切検出装
置を設ける必要がなく、簡単な構成で上述した曲線走行
や分岐走行を実現することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の外観構成を示す一部切欠
平面図、第２図は同実施例の台車の電気的構成を示すブ
ロック図、第３図はこの発明の他の実施例の外観構成を
示す一部切欠平面図、第４図は同実施例の台車の電気的
構成を示すブロック図、第５図は従来の磁気浮上式搬送
装置の外観構成を示す一部切欠側面図、第６図は同磁気
浮上式搬送装置の外観構成を示す平面図、第７図は同磁
気浮上式搬送装置の外観構成を示す正断面図、第８図は
同磁気浮上式搬送装置の浮上／案内用電磁石の構成を示
す正断面図、第９図はこの発明を適用し得る磁気浮上式
搬送装置の他の構成例を示す正断面図である。 2L,2R……浮上用レール、 3L,3R……案内用レール、 ５……台車、 7a〜7d……浮上／案内用電磁石、 8a〜8d……案内用電磁石、 12a〜12d,14a〜14d……ギャップセンサ、 11,13……電流制御回路、 25……リレー（切替手段）、 26……比較器（14dと26が検出手段）、 33……フォトセンサ、 34……曲線部検出回路（33と34が検出手段）、 Gh……水平ギャップ。

フロントページの続き (72)発明者 岩本 弘 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 苅田 充二 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 田中 幹 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 村田 正直 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電 機株式会社伊勢製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−277004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−92503（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65G 54/00 - 54/02 B60L 13/02 - 13/10 G05D 1/00 - 1/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送路に沿って架設された所定の幅寸法の
   浮上用レールと、 前記浮上用レールに沿って架設された案内用レールと、 前記搬送路上を走行する台車に設けられ、前記浮上用レ
   ールの下面との間の垂直ギャップを検出し、この垂直ギ
   ャップに応じて前記浮上用レールを磁気的に吸引し、前
   記所定の幅寸法の範囲内で前記台車の幅方向への移動を
   規制しつつ前記台車を浮上させる浮上／案内力発生手段
   と、 前記台車に設けられ、前記案内用レールの側面との間の
   水平ギャップを検出し、この水平ギャップに応じて前記
   案内用レールを磁気的に吸引し、前記台車の幅方向への
   移動を規制する案内力発生手段と、 前記台車に設けられ、該台車が搬送路の曲線区間もしく
   は分岐区間等の特定区間内に位置することを検出する検
   出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記案内力発生手
   段に対する電源の供給を遮断する切替手段とを具備する
   と共に、 前記特定区間における前記水平ギャップを、前記搬送路
   の直線区間における前記水平ギャップよりも大としたこ
   とを特徴とする磁気浮上式搬送装置。