JP3220297B2 - 磁気浮上搬送装置 - Google Patents

磁気浮上搬送装置

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JP3220297B2
JP3220297B2 JP17372493A JP17372493A JP3220297B2 JP 3220297 B2 JP3220297 B2 JP 3220297B2 JP 17372493 A JP17372493 A JP 17372493A JP 17372493 A JP17372493 A JP 17372493A JP 3220297 B2 JP3220297 B2 JP 3220297B2
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temperature
cooling
low
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container
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展史 南
正行 高橋
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  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は高温超伝導体を用いた
磁気浮上搬送装置に関するもので、特に、高温超伝導体
の駆動機構に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気浮上搬送装置は図3に示され
ており、同図において、真空容器1と断熱真空容器2と
は隔壁3で仕切られ、更に、その隔壁3を貫くように中
空の冷却容器4が隔壁3に取り付けられ、中空の冷却容
器4が真空容器1と断熱真空容器2とに亘って水平に配
置されている。そして、冷却容器4の室温部4aは断熱
真空容器2内に内蔵され、一方、冷却容器4の低温部4
bは真空容器1内で真空断熱されている。冷却容器4内
には熱伝導の良いガスが封入されていると共に、冷却装
置5に接続され、冷媒が循環流通する冷却パイプ6が内
蔵されている。また、冷却容器4内のキャリア7には2
つの高温超伝導体8a、8bが間隔をおいて取り付けら
れている。キャリア7は、断熱真空容器2外の駆動モー
タ9に連結された駆動プーリ10と、冷却容器4の低温
部4b内に配設された従動プーリ11との間に架け渡さ
れたベルト12に取り付けられ、一対の平行にレール1
3上を走行する。冷却容器4上方の真空容器1内には冷
却容器4と平行に移動自在な移動子14が水平に配設さ
れ、その移動子14の一端部は搬送物(図示せず)を載
せる部分になっているが、他端部にはカウンターウエイ
ト15が取付られ、移動子14のバランスがとられてい
る。また、移動子14には、キヤリア7に取付られた高
温超伝導体8a、8bと同じ間隔で2つの搬送用永久磁
石16a、16bが取付られている。2つの搬送用永久
磁石16a、16bは昇降機構17a、17bによって
上下移動できるようになっている。更に、真空容器1内
には、冷却容器4の低温部4bおよび移動子14を囲む
ように熱シールド18が配設されている。
【0003】このような磁気浮上搬送装置においては、
まず、真空容器1内を真空にし、2つの搬送用永久磁石
16a、16bと2つの高温超伝導体8a、8bとを対
向させると共に、昇降機構17a、17bにより、2つ
の搬送用永久磁石16a、16bを上下移動させ、移動
子14を冷却容器4と非接触となる所定の高さに保持
し、2つの搬送用永久磁石16a、16bの磁束が2つ
の高温超伝導体8a、8bに及ぶようにする。このよう
な状態下で、冷却装置5に接続された冷却パイプ6に冷
媒を循環流通させて、冷却容器4内の封入ガスを冷却
し、高温超伝導体8a、8bを超伝導臨界温度以下にな
るまで冷却する。
【0004】次に、昇降機構17a、17bにより、2
つの搬送用永久磁石16a、16bを下降させて行く
と、高温超伝導体8a、8bが搬送用永久磁石16a、
16bに及ぼす浮上力と、搬送用永久磁石16a、16
bやカウンターウエイト15を取付けた移動子14の荷
重とが釣合い、高温超伝導体8a、8bのピン止め効果
と反磁性効果により搬送用永久磁石16a、16bが所
定の高さで浮上し、冷却容器4と非接触の状態になる。
【0005】その後、ベルト12を駆動モータ9により
駆動させ、キャリア7を水平に移動させると、キャリア
7に取付けられた2つの高温超伝導体8a、8bも水平
に移動する。2つの高温超伝導体8a、8bの水平移動
により、搬送用永久磁石16a、16bと共に、移動子
14が水平移動し、移動子14の一端部において搬送物
(図示せず)の授受が行われ、搬送物が搬送されるよう
になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気浮上搬送装
置は、上記のようにキャリア7は断熱真空容器2外の駆
動モータ9に連結された駆動プーリ10と、冷却容器4
の低温部4b内に配設された従動プーリ11との間に架
け渡されたベルト12に取り付けられ、一対の平行にレ
ール13上を走行するようになっている。この場合、駆
動モータ9の駆動時に、駆動プーリ10とベルト12の
間にすべりが生じ、テンション調整機構26によりベル
ト12を調節しても、駆動モータ9の回転が正しくベル
ト12に伝わらず、キャリア7および移動子14の位置
制御が正確に行なわれないという問題が生じた。
【0007】高温超伝導体8a、8bの冷却時には、冷
却容器4の室温部4a内のテンション調整機構19とキ
ャリア位置決め金具20および温度計付きじゃま板21
等の構造物を伝って冷却容器4の室温部4aより冷却容
器4の低温部4bに進入する熱により、高温超伝導体8
aの冷却に時間がかかり、装置の運転中は、高温超伝導
体8aの温度が超伝導臨界温度近くのため、移動子14
が安定に浮上しない問題が生じた。
【0008】また、冷却容器4の室温部4aの温度低下
により、駆動モータ9の回転導入部およびテンション調
整機構19とシール部の温度が下がり、シール部より、
冷却容器4に封入された熱伝導の良いガスが漏れ、高温
超伝導体8a、8bの温度が超伝導臨界温度以上に上昇
し、搬送が出来ないという問題が生じた。
【0009】更に、冷却容器4の室温部4aの開口部
と、冷却容器4の低温部4bのフランジ(図示せず)か
らキャリア等の部品を挿入し組み込むようにしているの
で、真空容器1内が真空の時、キャリア移動手段に支障
が生じた場合、真空容器1内を真空から大気に戻さなけ
れば、キャリア移動手段の調整が出来ないという問題が
生じた。
【0010】この発明の目的は、従来の問題を解決し
て、移動子の浮上搬送および位置決め性能を向上させ、
かつ、高温超伝導体を超伝導臨界温度以下まで冷却する
ときの冷却効率が良く、冷却容器の気密シール性が良好
で、真空容器内を真空から大気に戻すことをしないで、
キャリア移動手段の組立ておよび補修が可能な磁気浮上
搬送装置を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の磁気浮上搬送装置は、低温部の開口部を
着脱自在な孔付きフランジで閉じ、そのフランジの孔に
接続細管を取付けることによって、その接続細管で低温
部と室温部とを繋ぎ、その低温部に熱伝導の良いガスを
封入するとともに、冷却装置からの冷媒により低温部を
冷却する中空の冷却容器と、この冷却容器の低温部を内
蔵する真空容器と、前記冷却容器の低温部内の支持基板
上に配設されたキャリア移動手段と、このキャリア移動
手段の作動により移動するキャリアと、このキャリアに
間隔をおいて取付けられた複数の高温超伝導体と、前記
冷却容器の室温部内に内蔵された駆動モータと、この駆
動モータと前記キャリア移動手段とを連結し、前記接続
細管内を貫通する熱伝導率の小さな中空のシャフトと、
前記冷却容器の低温部上方の真空容器内に配設された移
動自在な移動子と、前記高温超伝導体と同じ間隔で上記
移動子に取付けられた複数の搬送用永久磁石と、この複
数の搬送用永久磁石を自由に上下動させることの可能な
昇降機構とを備えたものである。
【0012】
【作用】この発明においては、駆動モータを駆動させる
と、その回転を正しく伝えるキキャリア移動手段が作動
してキャリアが移動するようになっているので、移動子
の位置決め性能を向上させることができる。また、接続
細管で低温部と室温部とを繋いだうえ、その接続細管内
を熱伝導率の小さな中空のシャフトで貫通させるように
しているので、冷却容器の低温部に侵入する熱を低減す
ることができると共に、冷却容器の室温部内に駆動モー
タを内蔵させ、冷却容器の壁面に回転導入部がない構造
になっているので、冷却容器からのガス漏れがなくな
る。更に、低温部の開口部を着脱自在な孔付きフランジ
で閉じるような構成になっているので、支持基板上にキ
ャリア移動手段を取り付けてから、それらを冷却容器の
低温部内に配設し、その後、低温部の開口部を孔付きフ
ランジで閉じることができ、反対に、キャリア移動手段
が故障したときには、孔付きフランジを開けてから、キ
ャリア移動手段を引き出して、キャリア移動手段を修理
するようになる。そのため、真空容器内を大気に戻すこ
となく、キャリア移動手段の組み立ておよび修理が可能
になる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の実施例の磁気浮上搬送装
置は図1に示されている。この図において、真空容器1
と断熱真空容器2とは隔壁3で仕切られ、更に、その隔
壁3にはそれを貫くように中空の冷却容器4の低温部4
bが取り付けられ、中空の冷却容器4が真空容器1と断
熱真空容器2とに亘って水平に配置されている。中空の
冷却容器4の低温部4bの開口部は着脱自在な孔付きフ
ランジ4cで閉じられ、そのフランジ4cの孔に接続細
管22を取付けることによって、その接続細管22で低
温部4bと室温部4aとが繋がれている。したがって、
冷却容器4の室温部4aは断熱真空容器2内に内蔵され
ている。一方、冷却容器4の低温部4bは真空容器1内
で真空断熱されている。冷却容器4内には熱伝導の良い
ガスが封入されていると共に、冷却装置5に接続され、
冷媒が循環流通する冷却パイプ6が内蔵されている。ま
た、冷却容器4内のキャリア7には2つの高温超伝導体
8a、8bが間隔をおいて取り付けられている。キャリ
ア7はボールネジ23に取付けられ、そのボールネジ2
3は、接続細管22内を貫通する熱伝導率の小さな中空
のシャフト24を介して、冷却容器4の室温部4a内に
配設された駆動モータ9に連結されている。そして、キ
ャリア7はボールネジ23の回転とともにリニアガイド
25に沿って走行する。冷却容器4上方の真空容器1内
には冷却容器4と平行に移動自在な移動子14が水平に
配設され、その移動子14の一端部は搬送物(図示せ
ず)を載せる部分になっているが、他端部にはカウンタ
ーウエイト15が取付られ、移動子14のバランスがと
られている。また、移動子14には、キャリア7に取付
られた高温超伝導体8a、8bと同じ間隔で2つの搬送
用永久磁石16a、16bが取付られている。2つの搬
送用永久磁石16a、16bは昇降機構17a、17b
によって上下移動できるようになっている。更に、真空
容器1内には、冷却容器4の低温部4bおよび移動子1
4を囲むように熱シールド18が配設されている。
【0014】このような実施例のキャリア駆動機構の組
立においては、まず、高温超伝導体8a、8bを取付け
ているキャリア7と中空のシャフト24とをボールネジ
23に取付け、そして、このボールネジ23と冷却パイ
プとを支持基板26上に取付ける。次に、支持基板26
を冷却容器4の低温部4bの開口部より挿入し、支持基
板26を冷却容器4の低温部4bに固定する。その後、
その開口部を孔付きフランジ4cで閉じ、そのフランジ
4cの孔に接続細管22を取付ける。最後に、駆動モー
タ9を中空のシャフト24に連結し、冷却容器4の室温
部4aを取付ける。
【0015】ところで、このような実施例の装置を運転
する場合、まず、真空容器1内を真空にし、2つの搬送
用永久磁石16a、16bと、2つの高温超伝導体8
a、8bさせると共に、昇降機構17a、17bによ
り、2つの搬送用永久磁石16a、16bを上下動さ
せ、移動子14の冷却容器4と非接触となる所定の高さ
に保持し、2つの搬送用永久磁石16a、16bが2つ
の高温超伝導体8a、8bに及ぶようにする。このよう
な状態下で、冷却装置5に接続された冷却パイプ6に冷
媒を循環流通させて、冷却容器4内の封入ガスを冷却
し、高温超伝導体8a、8bを超伝導臨界温度以下にな
るまで冷却する。
【0016】次に、昇降機構17a、17bにより、2
つの搬送用永久磁石16a、16bを下降させて行く
と、高温超伝導体8a、8bが搬送用永久磁石16a、
16bに及ぼす浮上力と、搬送用永久磁石16a、16
bに取付けた移動子14の荷重とが釣合い、高温超伝導
体8a、8bの反磁性効果とピン止め効果により搬送用
永久16a、16bが所定の高さで浮上し、冷却容器4
と非接触の状態になる。
【0017】その後、ボールネジ23を駆動モータ9に
より駆動させ、キャリア7を水平に移動させると、キャ
リア7に取付けられた2つの高温超伝導体8a、8bも
水平に移動する。2つの高温超伝導体8a、8bの水平
移動により、搬送用永久磁石16a、16bと共に、移
動子14が位置精度よく水平移動し、搬送物の授受が行
なわれ、搬送物が搬送されるようになる。
【0018】なお、上記実施例においては、中空のシャ
フト24を使用しているが、これを使用せず、駆動モー
タ9をボールネジ23に直結してもよい。また、リニア
ガイド25を使用しているが、レール上をキャリア7が
移動できるようにしてもよい。更に、冷却パイプ6は支
持基板26に取付けられているが、キャリア移動手段と
は別に冷却容器を挿入するようにしてもよい。更にその
上、高温超伝導体と搬送用永久磁石との数は2個である
が、これらをそれ以上の数にして、これらの組数を増加
してもよい。また、冷却装置5に冷凍機を用いてもよ
い。
【0019】
【発明の効果】この発明においては、駆動モータを駆動
させると、その回転を正しく伝えるキャリア移動手段が
作動してキャリアが移動するようになっているので、駆
動モータの回転が正しくキャリアに伝わり、キャリアお
よび移動子の位置決め性能を向上させることができる。
【0020】また、接続細管で低温部と室温部とを繋い
だうえ、その接続細管内を熱伝導率の小さな中空のシャ
フトで貫通させるようにしているので、冷却容器の低温
部に侵入する熱を低減することができ、高温超伝導体が
効率良く冷却される。
【0021】更に、冷却容器の室温部内に駆動モータを
内蔵させているので、冷却容器の壁面に回転導入部がな
い構造になり、そのため、冷却容器からのガス漏れがな
く、安定した移動子の浮上および搬送が可能となり、断
熱真空容器部のコンパクト化が可能になる。
【0022】更にその上、低温部の開口部を着脱自在な
孔付きフランジで閉じるような構成になっているので、
支持基板上にキャリア移動手段を取り付けてから、それ
らを冷却容器の低温部内に配設し、その後、低温部の開
口部を孔付きフランジで閉じることができ、反対に、キ
ャリア移動手段が故障したときには、孔付きフランジを
開けてから、キャリア移動手段を引き出して、キャリア
移動手段を修理するようになる。そのため、真空容器内
を大気に戻すことなく、キャリア移動手段の組み立てお
よび修理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の説明図
【図2】図1のA−A線よりみた断面説明図
【図3】従来の磁気浮上搬送装置の説明図
【符号の説明】
1・・・・・・真空容器 2・・・・・・断熱真空容器 3・・・・・・隔壁 4・・・・・・冷却容器 4a・・・・・冷却容器の室温部 4b・・・・・冷却容器の低温部 4c・・・・・孔付きフランジ 5・・・・・・冷却装置 6・・・・・・冷却パイプ 7・・・・・・キャリア 8a、8b・・・・・高温超伝導体 9・・・・・・駆動モータ 10・・・・・駆動プーリ 11・・・・・従動プーリ 12・・・・・ベルト 13・・・・・レール 14・・・・・移動子 15・・・・・カウンターウエイト 16a、16b・・・・・搬送用永久磁石 17a、17b・・・・・昇降機構 18・・・・・熱シールド 19・・・・・テンション調整機構 20・・・・・キャリア位置決め金具 21・・・・・温度計付きじゃま板 22・・・・・接続細管 23・・・・・ボールネジ 24・・・・・シャフト 25・・・・・リニアガイド 26・・・・・支持板 27・・・・・固定ローラ 28・・・・・テンションローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−107336(JP,A) 実開 平4−125249(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65G 54/00 - 54/02 B60L 13/02 - 13/10 B61B 13/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低温部の開口部を着脱自在な孔付きフラン
    ジで閉じ、そのフランジの孔に接続細管を取付けること
    によって、その接続細管で低温部と室温部とを繋ぎ、そ
    の低温部に熱伝導の良いガスを封入するとともに、冷却
    装置からの冷媒により低温部を冷却する中空の冷却容器
    と、この冷却容器の低温部を内蔵する真空容器と、前記
    冷却容器の低温部内の支持基板上に配設されたキャリア
    移動手段と、このキャリア移動手段の作動により移動す
    るキャリアと、このキャリアに間隔をおいて取付けられ
    た複数の高温超伝導体と、前記冷却容器の室温部内に内
    蔵された駆動モータと、この駆動モータと前記キャリア
    移動手段とを連結し、前記接続細管内を貫通する熱伝導
    率の小さな中空のシャフトと、前記冷却容器の低温部上
    方の真空容器内に配設された移動自在な移動子と、前記
    高温超伝導体と同じ間隔で上記移動子に取付けられた複
    数の搬送用永久磁石と、この複数の搬送用永久磁石を自
    由に上下動させることの可能な昇降機構とを備えた磁気
    浮上搬送装置。
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