JP3775846B2 - 移動子、磁気浮上搬送装置、及び搬送軸合わせ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動子を磁気浮上移動させて被搬送物の搬送を行う磁気浮上搬送装置、及び、その磁気浮上搬送装置に用いられる移動子にかかり、特に、移動軸線の修正が容易な磁気浮上搬送装置、及び移動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発明者等は、先に被搬送物の磁気浮上搬送を行う磁気浮上搬送装置を提案した。その磁気浮上搬送装置を図４の符号１０３で示す。
この磁気浮上搬送装置１０３は真空槽１３１を有しており、その真空槽１３１の内部には隔壁１４１が設けられ、高真空領域１３２と低真空領域１３３とに仕切られている。
【０００３】
この隔壁１４１には、略直方体形状の低温槽１１１が、当該隔壁１４１を貫くようにして設けられており、低温槽１１１の大部分が高真空領域内に位置し、ごく一部分が低真空領域１３３内に位置するようにされている。
低温槽１１１の底面には、当該低温槽１１１を水平面内で首振り移動させる移動軸修正機構が設けられており、その移動軸修正機構に設けられ、真空槽１３１の外に取り出された調節ねじ１２０を回すことで、隔壁１４１に固定された部分を支点として、低温槽１１１の向きが水平面内で修正され、それによって、キャリア１１２の移動軸線方向を修正できるように構成されている。
【０００４】
この低温槽１１１の低真空領域１３３内には冷却装置１２３が配置され、また、室温室１２１が設けられており、該室温室１２１内部には、モーター１２４が配置されている。また、この低真空領域１３３内には接続細管１２２が設けられ、該接続細管１２２によって、低温槽１１１と室温室１２１との内部空間が接続されている。
【０００５】
低温槽１１１の上には、搬送用磁石１１８1、１１８2と搬送アーム１３５とを有し、該搬送アーム１３５先端に被搬送物１３６を載置できるように構成された移動子１０２が配置されている。他方、低温槽１１１の内部には高温超伝導体１０８1、１０８2を有するキャリア１１２が配置されている。
【０００６】
この高温超伝導体１０８1、１０８2の中心間の間隔は、搬送用磁石１１８1、１１８2の中心間の間隔と同じになるようにされている。また、高温超伝導体１０８1、１０８2の中心同士を結ぶ直線は、キャリア１１２の移動軸線方向に向くように構成されている。
【０００７】
以上の構成の従来技術の磁気浮上搬送装置１０３によって被搬送物１３６の搬送を行う場合を説明すると、先ず、真空槽１３１を高真空状態にした後、冷却装置１２３を起動し、低温槽１１１内に引き回された冷却パイプ１１３によって、低温槽１１１内に充満された冷却媒体ガスを冷却する。その冷却媒体ガスによってキャリア１１２を冷却し、高温超伝導体１０８1、１０８2を超伝導臨界温度以下の温度まで冷却し、超伝導状態にする。その状態になったところで昇降機構１５０1、１５０2により移動子１０２を降ろして行くと、搬送用磁石１１８1、１１８2に及ぼされる磁気的反発力と移動子１０２全体の荷重とが釣り合うところで移動子１０２が磁気浮上する。
【０００８】
移動子１０２が磁気浮上した状態でモーター１２４を起動して、接続細管１２２に挿入された回転シャフト１１７を回転させ、ボールねじ１１４によってキャリア１１２を移動させると、高温超伝導体１０８1、１０８2の拘束力によって搬送用磁石１１８1、１１８2が一緒に移動し、移動子１０２の磁気浮上移動が行われる。
【０００９】
その磁気浮上移動によって、搬送アーム１３５先端に載置された被搬送物１３６を、その搬送先である測定装置１６０内の搬出入室１６１内に搬入する。そして、そこに設けられたピックアップ機構(図示せず)によって被搬送物１３６を持ち上げた後、搬送アーム１３５を搬出入室１６１内から抜き出し、真空槽１３１と測定装置１６０との間の仕切バルブを閉じて被搬送物１３６の搬送作業を終了する。
【００１０】
このような磁気浮上搬送装置１０３では、移動子１０２を非接触で移動できることから、接触搬送によるパーティクル発生を嫌う高精度分析技術等、超清浄雰囲気を必要とする技術分野では広く使用されるに到っている。
【００１１】
しかしながら、従来技術の移動子１０２は、キャリア１１２の移動方向と同じ方向にしか移動できない。従って、移動子１０２の移動軸線１１５の方向が不正確であり、ずれがあった場合には、被搬送物１３６を搬出入室１６１内の正確な位置に搬送することができなくなる。
かかる場合、搬送アーム１３５を搬出入室１６１内に挿入して、その先端の位置を観察しながら前記調節ねじ１２０を用いて低温槽１１１を動かして、磁気浮上をしている移動子１０２を一緒に動かすことで、移動軸線１１５の方向を修正していた。
【００１２】
しかしながら装置小型化のために、真空槽１３１には細長の円筒形状の容器が用いられるのが普通であり、そのため、真空槽１３１の内壁と低温槽１１１の外壁とが非常に近接してしまっている。従って、低温槽１１１はわずかな量しか動かすことができず、移動軸修正機構によって修正できる移動軸線１１５のずれ量もわずかでしかない。
【００１３】
しかも、このような移動軸線１１５のずれは、搬出入室１６１内に、搬送アーム１３５先端を挿入してみて初めて観察できるので、移動軸線１１５のずれ量がねじ１２０による修正可能な範囲を超えていた場合には、アーム１３５を搬出入室１６１から抜き出し、移動子１０２を所定位置に戻し、昇降機構１５０1、１５０2を動作させ、ハンガー１１９1、１１９2によって移動子１０２を持ち上げた後、超伝導臨界温度以下まで冷却されている低温槽１１１の内部を常温まで昇温させ、次いで、真空槽１３１内に大気を導入して、作業者が移動子１０２を配置し直し、移動軸線１１５のずれを修正する必要があった。
【００１４】
そして、移動軸線１１５を修正した後、再度真空槽１３１内を高真空状態まで真空排気するとともに低温槽１１１内を冷却し、高温超伝導体１０８1、１０８2を超伝導臨界温度以下の温度にして移動子１０２を磁気浮上させていた。
【００１５】
しかしながら、低温槽内の高温超伝導体１０８1、１０８2の位置を視認することができないため、低温槽１１１を常温まで温度上昇させて移動子１０２を再配置した場合でも、移動軸線１１５のずれ量が調節ねじ１２０によって修正できる程度まで小さくなっているとは限らない。再配置によっても被搬送物１３６を正しい位置に搬送できなかった場合には、再度低温槽１１１を常温まで温度上昇させて移動子１０２の再々配置を行わなければならない。
【００１６】
以上説明したように、従来技術の移動子１０２は磁気浮上をしなければ移動することができず、しかも、移動子１０２を再配置する度に低温槽１１１を常温まで上昇させ、再び超伝導臨界温度以下まで冷却するという作業を繰り返さなければならず、昇温に１４時間、冷却に１８時間という長時間を要するという問題があった。
【００１７】
更に都合が悪いことには、このような移動子１０２の移動軸線１１５のずれは、搬送用磁石１１８1、１１８2の中心が、高温超伝導体１０８1、１０８2の中心を通る鉛直線上に位置せず、ずれている場合に生じるため、そのようなずれの大きさは、高温超伝導体１０８1、１０８2から搬送用磁石１１８1、１１８2に及ぼす磁気的反発力に影響を与えるため、磁気的反発力が弱い場合は移動子１０２の磁気浮上移動が不安定になってしまうという問題がある。
【００１８】
かかる場合、中心同士のずれをそのままにして、調節ねじ１２０によって低温槽１１１の向きを変えるだけでは、搬送用磁石１１８1、１１８2と高温超伝導体１０８1、１０８2との相対的な位置関係が変わらず、中心位置のずれ量を小さくすることができないため、移動子１０２の磁気浮上移動を安定化させることができないという問題があった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記従来技術の諸問題を解決するために創作されたものであり、その目的は、高温超伝導体を超伝導臨界温度以下の温度まで冷却しなくても移動させられる移動子、及びその移動子を用いて簡単に移動軸線の向きを修正することができる磁気浮上搬送装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、低温槽と、前記低温槽内に移動可能に設けられたキャリアと、前記低温槽上に昇降可能に配置された移動子と、前記移動子に設けられた搬送用磁石とを有し、前記キャリアに高温超伝導体を設け、超伝導臨界温度以下の温度に冷却したときに、その高温超伝導体から前記搬送用磁石に及ぼされる磁気的反発力と拘束力によって前記移動子が浮上し、前記高温超伝導体を移動させると前記移動子が磁気浮上移動をするように構成された磁気浮上搬送装置であって、前記キャリアには、超伝導臨界温度以上の温度で前記搬送用磁石に吸引される被吸引部材が設けられた磁気浮上搬送装置である。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の磁気浮上搬送装置であって、前記高温超伝導体を二個有し、前記被吸着部材の中心は、前記高温超伝導体の中心を結ぶ直線上に配置された磁気浮上搬送装置である。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置であって、前記高温超伝導体と前記被吸着部材を二個有し、前記被吸着部材の中心間隔は、前記高温超伝導体の中心間隔と同じにされた磁気浮上搬送装置である。
【００２３】
請求項４記載の発明は、低温槽と、前記低温槽内に移動可能に設けられたキャリアと、前記低温槽上に昇降可能に配置された移動子と、前記移動子に設けられた搬送用磁石と、前記キャリアに高温超伝導体を設け、超伝導臨界温度以下の温度に冷却したときに、その高温超伝導体から前記搬送用磁石に及ぼされる磁気的反発力と拘束力によって前記移動子が浮上し、前記高温超伝導体を移動させると前記移動子が磁気浮上移動をするように構成された磁気浮上搬送装置であって、前記キャリアには、前記高温超伝導体と、超伝導臨界温度以上の温度で前記搬送用磁石に吸引される被吸引部材とを交換して配置可能なホルダが設けられた磁気浮上搬送装置である。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の磁気浮上搬送装置であって、前記ホルダと前記搬送用磁石をそれぞれ二個有し、前記ホルダに前記被吸引部材をそれぞれ配置すると、前記被吸引部材の中心は、前記搬送用磁石と同じ間隔で同じ方向に配列されるように構成された磁気浮上搬送装置である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の磁気浮上搬送装置であって、前記ホルダに配置された前記高温超伝導体は、前記搬送用磁石に対向可能に構成された磁気浮上搬送装置である。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置であって、前記移動子を昇降移動させる昇降機構を有する磁気浮上搬送装置である。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置であって、前記移動子と前記低温槽との間に配置された転動機構を有し、浮上をしていないときに前記搬送用磁石が前記超伝導臨界温度以上の温度で前記被吸着部材を吸引し、前記移動子は、前記転動機構により、前記キャリアの移動に伴って、前記低温槽上を移動できるように構成された磁気浮上搬送装置である。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の磁気浮上搬送装置であって、前記移動子が浮上をしていないときの移動を前記低温槽の長手方向の移動に制限する規制機構が設けられた磁気浮上搬送装置である。
請求項１０記載の発明は、低温槽上に搬送用磁石を有する移動子を配置し、前記低温槽内を超伝導臨界温度以下に冷却したときは、前記低温槽内に配置された高温超伝導体から前記搬送用磁石に磁気的反発力と拘束力を及ぼして前記移動子を浮上させ、前記高温超伝導体の移動に伴って前記移動子を浮上しながら移動させる移動子の移動方法であって、前記低温槽内を超伝導臨界温度以上の温度にしたときは、前記搬送用磁石の中心を、前記低温槽内に配置され、前記搬送用磁石に吸着される被吸引部材の中心を通る鉛直軸線上に位置させる位置修正を行う移動子の移動方法である。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の移動方法であって、昇降機構により、前記移動子を前記低温槽上から持ち上げた状態で前記位置修正を行う移動方法である。
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の移動方法であって、前記移動子と前記低温槽との間に転動機構を配置し、前記搬送用磁石に前記被吸引部材を吸引させ、前記吸引部材の移動に伴って、前記移動子を前記低温槽上でころがり移動させる移動方法である。
【００２５】
上述した本発明の構成によれば、低温槽内に移動可能に設けられたキャリアを超伝導臨界温度以下の温度まで冷却し、該キャリアに設けられた高温超伝導体から低温槽上に配置された移動子に設けられた搬送用磁石に磁気的拘束力を及ぼすと、その移動子は磁気浮上し、キャリアを移動させるとピン止め効果によって、移動子をキャリアの移動方向と同じ方向に移動させ、磁気浮上搬送を行うことができる。
【００２６】
他方、移動子の移動軸線を修正する場合には、高温超伝導体を冷却しなくても、転動機構によって、移動子をころがり移動させられるので、それによって移動子の実際の搬送先の位置が分かるので、それを観察して移動軸線方向の誤差を修正することが可能となる。
【００２７】
移動子はキャリアの移動に従って移動する必要があるので、移動軸線調整の間中、キャリア側に搬送用磁石に吸引される被吸引部材を設けておけば、キャリアが搬送用磁石に吸引されない材料で構成されている場合であっても、移動子を磁力でころがり移動させることが可能となる。
【００２８】
そのころがり移動をさせる際、移動子の移動軸線のずれ量が大きいと、移動子が低温槽上から落下してしまう危険がある。それを避けるためには移動子や低温槽等に規制機構を設け、移動子のころがり移動を低温槽の長手方向に制限するとよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明装置の好適な実施の形態について、本発明方法とともに図面を参照しながら説明する。
図１を参照し、符号３は、本発明の磁気浮上搬送装置の一例であり、真空槽３１と低温槽１１とを有している。
【００３０】
真空槽３１は直径約１５ｃｍの円筒形形状をしたステンレススチールで構成されており、その内部には隔壁４１が設けられ、内部空間が高真空領域３２と低真空領域３３とに仕切られている。
【００３１】
低温槽１１は、長手方向の全長が約２ｍの略直方体形状に成形されたステンレススチールで構成されており、その低温槽１１は、隔壁４１に、当該隔壁４１を貫くようにして設けられており、その大部分が高真空領域３２内に位置し、ごく一部分が低真空領域３３内に位置するようにされている。
【００３２】
低真空領域３３内には冷却装置２３が配置され、また、室温室２１が設けられており、その室温室２１の内部にはモーター２４が配置されている。また、この低真空領域３３内には、接続細管２２も配置されており、その接続細管２２によって、室温室２１の内部空間と低温槽１１の内部空間とが接続されている。
【００３３】
室温室２１は大気と遮断できるように構成されており、その室温室２１にガス導入孔が配置され、低温槽１１内に冷却媒体ガス(ヘリウムガス)が充填されており、その低温槽１１と、接続細管２２と、室温室２１の各内部空間に同じ冷却媒体ガスが充満されている。
【００３４】
低温槽１１内には、冷却装置２３に接続された冷却パイプ１３が引き回されるとともに、キャリア１２が配置されており、該冷却パイプ１３内部に封入された冷却媒体(ヘリウムガス)を冷却装置２３によって冷却しながら循環させると、低温槽１１内に充満された冷却媒体ガスが冷却され、その冷却媒体ガスを介してキャリア１２を冷却でき、超伝導臨界温度以下の温度にできるように構成されている。その冷却の際には、低温槽１１周囲に設けられた熱シールド３７によって、真空槽３１壁面からの熱輻射が低温槽１１に直接到達せず、冷却効率が高まるようにされている。
【００３５】
また、低温槽１１内部の底面には支持基板１６が設けられ、該支持基板１６上にはボールねじ１４が水平に支持されており、前記キャリア１２は、このボールねじ１４の可動部分に固定されている。また、低温槽１１の壁面には、リニアガイド１０が水平に配設されており、前記キャリア１２は、そのリニアガイド１０に移動可能に取り付けられている。
【００３６】
前記モーター２４の回転軸は回転シャフト１７に取り付けられ、その回転シャフト１７は、接続細管２２内を挿通されて前記ボールねじ１４のシャフト部分に取り付けられており、モーター２４を動作させて回転シャフト１７を回転させると、キャリア１２は、リニアガイド１０に沿った一定の移動軸線方向を往復移動できるようにされている。
【００３７】
他方、低温槽１１外部の底面には、当該低温槽１１を水平面内で首振り移動させる移動軸修正機構が設けられており、その移動軸修正機構に設けられ、真空槽３１の外部に取り出された調節ねじ２０を回せば、該低温槽１１の隔壁４１に固定された部分を支点として、低温槽１１の長手方向の向きが水平面内で移動され、それによって、キャリア１２の移動軸線方向を修正できるように構成されている。
【００３８】
真空槽３１の外部には昇降機構５０1、５０2が設けられ、前記昇降機構５０1、５０2に接続され、真空槽３１を高真空状態を維持したままで上下移動できるように構成されたハンガー１９1、１９2が熱遮蔽板３７と低温槽１１との間に位置するようにされている。
【００３９】
低温槽１１上に移動子２を配置する際、このハンガー１９1、１９2上に移動子２を乗せ、昇降機構５０1、５０2を動作させると、真空槽３１の高真空状態を維持したままで、移動子２を上下移動できるように構成されている。
【００４０】
この移動子２には、所定間隔(５０ｃｍ)で固定された二個の搬送用磁石１８1、１８2が設けられており、前記キャリア１２には、ホルダ９1、９2が設けられ、各ホルダ９1、９2に、常温で前記搬送用磁石１８1、１８2に吸着されるケイ素鋼で構成された被吸引部材８1、８2をそれぞれ装着すると、各被吸引部材８1、８2の中心が、前記搬送用磁石１８1、１８2と同じ間隔で同じ方向に配列されるように構成されている。
【００４１】
この移動子２は、低温槽１１の長手方向に伸びる搬送アーム３５を有しており、その先端部分はＵ字形状に成形され、分析試料が納められた被搬送物３６が載置されている。また、各搬送用磁石１８1、１８2の周辺には、転動機構である車輪４が、四個ずつ計八個設けられており、各車輪４の回転によって移動子２が低温槽１１上を転動できるようにされている。
【００４２】
この移動子２の移動軸線方向の調整方法を説明する。以下の操作は常温で行う。
前記昇降機構５０1、５０2ハンガー１９1、１９2とで移動子２を持ち上げ、真空槽３１に設けられた窓から位置修正用治具を挿入し、搬送用磁石１８1、１８2の中心が、それぞれ被吸引部材８1、８2の中心を通る鉛直軸線上に位置するようにし、その後昇降機構５０1、５０2によって移動子２を下降させ、低温槽１１上に置く。図２はその状態を示した図である。
【００４３】
搬送先の装置である測定装置６０内の搬出入室６１を高真空雰囲気にしておきたい場合には、その状態から真空槽３１を真空排気した後、真空槽３１と搬出入室６１との間の仕切バルブを開け、前記モーター２４を動作させてキャリア１２を移動させる。
【００４４】
移動子２は、キャリア１２に磁気的に拘束されており、移動子２本体と低温槽１１との間には車輪４が位置しているので、移動子２はキャリア１２の移動に追随してころがり移動し、その搬送アーム３５の先端を搬出入室６１内に挿入すると搬送位置を確認できる。
【００４５】
その際、移動子２の移動軸１５がずれており、アーム３５の先端部分を正しい位置に移動させられなかった場合は、調節ねじ２０によって低温槽１１を動かし、移動軸１５の向きを修正することができる。ずれ量が調節ねじ２０で修正できる範囲を超えていた場合や、搬送用磁石１８1、１８2と高温超伝導体とをより正確に対向させたい場合には、真空槽３１と搬出入室６１との間の仕切バルブを閉じ、真空槽３１内に大気を導入した後移動子２を配置し直し、再び搬送位置の確認を行えばよい。このように、移動子２を磁気浮上させなくても移動軸１５のずれ量を検出できるので、キャリア１２を超伝導臨界温度以下の温度まで冷却する必要がない。
【００４６】
以上説明したように、移動軸１５のずれを修正した後、ホルダ９1、９2から被吸引部材８1、８2を取り去り、その代わりに高温超伝導体を装着すると、その高温超伝導体と搬送用磁石１８1、１８2は正確に対向している。
【００４７】
高温超伝導体に交換した後、真空槽３１内を真空排気し、昇降機構５０1、５０2を動作させ、ハンガー１９1、１９2によって移動子２を持ち上げ、冷却装置２３を動作させ、冷却パイプ１３によって低温槽１１内に充満された冷却媒体を介してキャリア１２を冷却し、高温超伝導体を高温超伝導臨界温度以下の温度まで冷却し、次いで昇降機構５０1、５０2によって移動子２を下降させて行くと、ある位置で高温超伝導体が搬送用磁石１８1、１８2に及ぼす磁気的反発力と移動子２全体の荷重とが釣り合う。
【００４８】
このときの移動子２の磁気浮上高さをｈとし、また、図２のＩ−Ｉ線断面の一部を示した図３(ａ)のように、車輪４を低温槽１１上に乗せたときの搬送用磁石１８1、１８2の高さをａとすると、
ｈ ＞ ａ ……(１)
となるように高さａ、即ち車輪４の高さを設定しておけば、移動子２は、低温槽１１と非接触で浮上することができる。
【００４９】
移動子２が磁気浮上している状態からハンガー１９1、１９2をわずかに降下させ、ハンガー１９1、１９2と移動子２とを非接触の状態にした後、モーター２４を動作させてキャリア１２を移動させると、ハンガー１９1、１９2を残した状態で、高温超伝導体の磁気的反発力と拘束力によって、移動子２がキャリア１２に追随して磁気浮上移動される。
【００５０】
その磁気浮上移動により、搬送アーム３５先端に載置された被搬送物３６を搬出入室６１内に搬入し、図示しないピックアップ機構によって受け渡しを行い、搬送アーム３５を搬出入室６１から取り出し、真空槽３１と測定装置６０との間に設けられた仕切バルブを閉じると搬送作業は終了する。
【００５１】
次に、本発明の他の実施の形態の移動子を説明する。その移動子は、図３(ｂ)に符号２'で示す。この移動子２'が有する部材であって、前述の移動子２と同じ部材については同じ符号を付す。
【００５２】
この移動子２'は、前述の移動子が有する部材は全て備えている他、ころがり移動をする際に、その方向を低温槽１１の長手方向に制限する規制機構７が設けられている。その規制機構７を具体的に説明すると、該規制機構７は、移動子２'の側壁面に二個ずつ計四個設けられた車輪アーム６と、その先端にそれぞれ設けられた側車輪５とで構成され、車輪４を低温槽１１上に乗せたときに、各側車輪５は低温槽１１の側面と接触し、移動子２'の移動軸線の方向とキャリア１２の移動軸線の方向とが一致するようにされている。
【００５３】
そして各側車輪５の回転軸線の方向は車輪４の回転軸線の方向と垂直にされているので、キャリア１２を移動させると車輪４と側車輪５とが回転して移動子２'がころがり移動をする。従って移動軸線の修正を行うときは、この移動子２'の移動は低温槽１１の長手方向の移動に制限されており、低温槽１１上から落下することがない。
【００５４】
ここで、車輪４を低温槽１１上に乗せたときの搬送用磁石１８1、１８2の高さをａ、低温槽１１表面から側車輪５先端までの深さをｂ、この移動子２が磁気浮上をするときの高さをｈとすると、次式、
ｈ ＞ ａ＋ｂ ……(２)
を満たせば、キャリア１２に設けられた高温超伝導体から及ぼされる磁気的反発力と拘束力によって、磁気浮上することができる。
【００５５】
他方、上記(２)式を満たさない場合でも、この移動子２'を使用して移動軸線の修正を行い、正確な方向を求めた後、この移動子２に代え、規制機構７を有さない前記移動子２や、従来技術のような車輪４を有さない移動子を、その正確な方向に向けて配置すれば、磁気浮上移動による非接触でダストフリーの搬送を行うことが可能となる。
【００５６】
即ち、移動軸線の向きを修正する際に用いた移動子で被搬送物の搬送も行ってもよいし、被搬送物の重量が重い場合等は、移動軸線の修正後、なるべく軽量の移動子に代えることも可能である。
【００５７】
また、上記実施の形態は、被吸引部材８1、８2をホルダ９1、９2に保持させて移動軸線の向きを修正した場合を説明したが、高温超伝導体と被吸引部材８1、８2とを一緒にキャリア１２に設けてもよい。その場合には、高温超伝導体の中心を結ぶ直線上に被吸引部材８1、８2の中心を配置し、その中心間隔を高温超伝導体の中心間隔と同じ間隔にしておくとよい。なお、被吸引部材や搬送用磁石の数は二個に限定されるものではない。その被吸引部材は珪素鋼で構成してもよいが、被吸引部材自体を磁石で構成してもよい。
【００５８】
なお、本発明の転動機構は車輪に限定されるものではなく、ベアリングやころ等、移動子を摺動させずに移動させられるものであれば広く含まれる。更に、その転動機構は移動子に設ける場合に限定されるものではなく、低温槽側に設けた磁気浮上搬送装置も本発明に含まれる。
【００５９】
また、規制機構は、上述のように車輪アーム６と側車輪５とで構成する場合に限定されるものではなく、移動子が転がり移動する際に、その方向を低温槽の長手方向に制限し、移動子が低温槽上から落下しないようにしたものが広く含まれる。そのような規制機構は移動子に設ける場合でなく、例えば低温槽に壁を設ける等、移動子の移動方向を低温槽の長手方向に制限する構成が広く含まれる。
【００６０】
【発明の効果】
高温超伝導体を超伝導臨界温度以下の温度まで冷却しなくても移動子を移動させることができるので、移動軸線方向の修正を短時間で簡単に行うことができる。
搬送用磁石と高温超伝導体との中心位置同士のずれを簡単に解消できるので、移動子を安定に磁気浮上移動させることが可能となる。
【００６１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の移動子、及び磁気浮上搬送装置を説明するための図
【図２】 その移動軸の調節の仕方を説明するための図
【図３】 (ａ)転動機構を説明するための図 (ｂ)規制機構を説明するための図
【図４】 従来技術の移動子、及び磁気浮上搬送装置を説明するための図
【符号の説明】
２、２'…移動子 ３…磁気浮上搬送装置 ４…転動機構 ７…規制機構８1、８2…被吸引部材 １１…低温槽 １２…キャリア
１３…冷却パイプ １８1、１８2…搬送用磁石 ３１…真空槽
３６…被搬送物
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動子を磁気浮上移動させて被搬送物の搬送を行う磁気浮上搬送装置、及び、その磁気浮上搬送装置に用いられる移動子にかかり、特に、移動軸線の修正が容易な磁気浮上搬送装置、及び移動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発明者等は、先に被搬送物の磁気浮上搬送を行う磁気浮上搬送装置を提案した。その磁気浮上搬送装置を図４の符号１０３で示す。
この磁気浮上搬送装置１０３は真空槽１３１を有しており、その真空槽１３１の内部には隔壁１４１が設けられ、高真空領域１３２と低真空領域１３３とに仕切られている。
【０００３】
この隔壁１４１には、略直方体形状の低温槽１１１が、当該隔壁１４１を貫くようにして設けられており、低温槽１１１の大部分が高真空領域内に位置し、ごく一部分が低真空領域１３３内に位置するようにされている。
低温槽１１１の底面には、当該低温槽１１１を水平面内で首振り移動させる移動軸修正機構が設けられており、その移動軸修正機構に設けられ、真空槽１３１の外に取り出された調節ねじ１２０を回すことで、隔壁１４１に固定された部分を支点として、低温槽１１１の向きが水平面内で修正され、それによって、キャリア１１２の移動軸線方向を修正できるように構成されている。
【０００４】
この低温槽１１１の低真空領域１３３内には冷却装置１２３が配置され、また、室温室１２１が設けられており、該室温室１２１内部には、モーター１２４が配置されている。また、この低真空領域１３３内には接続細管１２２が設けられ、該接続細管１２２によって、低温槽１１１と室温室１２１との内部空間が接続されている。
【０００５】
低温槽１１１の上には、搬送用磁石１１８1、１１８2と搬送アーム１３５とを有し、該搬送アーム１３５先端に被搬送物１３６を載置できるように構成された移動子１０２が配置されている。他方、低温槽１１１の内部には高温超伝導体１０８1、１０８2を有するキャリア１１２が配置されている。
【０００６】
この高温超伝導体１０８1、１０８2の中心間の間隔は、搬送用磁石１１８1、１１８2の中心間の間隔と同じになるようにされている。また、高温超伝導体１０８1、１０８2の中心同士を結ぶ直線は、キャリア１１２の移動軸線方向に向くように構成されている。
【０００７】
以上の構成の従来技術の磁気浮上搬送装置１０３によって被搬送物１３６の搬送を行う場合を説明すると、先ず、真空槽１３１を高真空状態にした後、冷却装置１２３を起動し、低温槽１１１内に引き回された冷却パイプ１１３によって、低温槽１１１内に充満された冷却媒体ガスを冷却する。その冷却媒体ガスによってキャリア１１２を冷却し、高温超伝導体１０８1、１０８2を超伝導臨界温度以下の温度まで冷却し、超伝導状態にする。その状態になったところで昇降機構１５０1、１５０2により移動子１０２を降ろして行くと、搬送用磁石１１８1、１１８2に及ぼされる磁気的反発力と移動子１０２全体の荷重とが釣り合うところで移動子１０２が磁気浮上する。
【０００８】
移動子１０２が磁気浮上した状態でモーター１２４を起動して、接続細管１２２に挿入された回転シャフト１１７を回転させ、ボールねじ１１４によってキャリア１１２を移動させると、高温超伝導体１０８1、１０８2の拘束力によって搬送用磁石１１８1、１１８2が一緒に移動し、移動子１０２の磁気浮上移動が行われる。
【０００９】
その磁気浮上移動によって、搬送アーム１３５先端に載置された被搬送物１３６を、その搬送先である測定装置１６０内の搬出入室１６１内に搬入する。そして、そこに設けられたピックアップ機構(図示せず)によって被搬送物１３６を持ち上げた後、搬送アーム１３５を搬出入室１６１内から抜き出し、真空槽１３１と測定装置１６０との間の仕切バルブを閉じて被搬送物１３６の搬送作業を終了する。
【００１０】
このような磁気浮上搬送装置１０３では、移動子１０２を非接触で移動できることから、接触搬送によるパーティクル発生を嫌う高精度分析技術等、超清浄雰囲気を必要とする技術分野では広く使用されるに到っている。
【００１１】
しかしながら、従来技術の移動子１０２は、キャリア１１２の移動方向と同じ方向にしか移動できない。従って、移動子１０２の移動軸線１１５の方向が不正確であり、ずれがあった場合には、被搬送物１３６を搬出入室１６１内の正確な位置に搬送することができなくなる。
かかる場合、搬送アーム１３５を搬出入室１６１内に挿入して、その先端の位置を観察しながら前記調節ねじ１２０を用いて低温槽１１１を動かして、磁気浮上をしている移動子１０２を一緒に動かすことで、移動軸線１１５の方向を修正していた。
【００１２】
しかしながら装置小型化のために、真空槽１３１には細長の円筒形状の容器が用いられるのが普通であり、そのため、真空槽１３１の内壁と低温槽１１１の外壁とが非常に近接してしまっている。従って、低温槽１１１はわずかな量しか動かすことができず、移動軸修正機構によって修正できる移動軸線１１５のずれ量もわずかでしかない。
【００１３】
しかも、このような移動軸線１１５のずれは、搬出入室１６１内に、搬送アーム１３５先端を挿入してみて初めて観察できるので、移動軸線１１５のずれ量がねじ１２０による修正可能な範囲を超えていた場合には、アーム１３５を搬出入室１６１から抜き出し、移動子１０２を所定位置に戻し、昇降機構１５０1、１５０2を動作させ、ハンガー１１９1、１１９2によって移動子１０２を持ち上げた後、超伝導臨界温度以下まで冷却されている低温槽１１１の内部を常温まで昇温させ、次いで、真空槽１３１内に大気を導入して、作業者が移動子１０２を配置し直し、移動軸線１１５のずれを修正する必要があった。
【００１４】
そして、移動軸線１１５を修正した後、再度真空槽１３１内を高真空状態まで真空排気するとともに低温槽１１１内を冷却し、高温超伝導体１０８1、１０８2を超伝導臨界温度以下の温度にして移動子１０２を磁気浮上させていた。
【００１５】
しかしながら、低温槽内の高温超伝導体１０８1、１０８2の位置を視認することができないため、低温槽１１１を常温まで温度上昇させて移動子１０２を再配置した場合でも、移動軸線１１５のずれ量が調節ねじ１２０によって修正できる程度まで小さくなっているとは限らない。再配置によっても被搬送物１３６を正しい位置に搬送できなかった場合には、再度低温槽１１１を常温まで温度上昇させて移動子１０２の再々配置を行わなければならない。
【００１６】
以上説明したように、従来技術の移動子１０２は磁気浮上をしなければ移動することができず、しかも、移動子１０２を再配置する度に低温槽１１１を常温まで上昇させ、再び超伝導臨界温度以下まで冷却するという作業を繰り返さなければならず、昇温に１４時間、冷却に１８時間という長時間を要するという問題があった。
【００１７】
更に都合が悪いことには、このような移動子１０２の移動軸線１１５のずれは、搬送用磁石１１８1、１１８2の中心が、高温超伝導体１０８1、１０８2の中心を通る鉛直線上に位置せず、ずれている場合に生じるため、そのようなずれの大きさは、高温超伝導体１０８1、１０８2から搬送用磁石１１８1、１１８2に及ぼす磁気的反発力に影響を与えるため、磁気的反発力が弱い場合は移動子１０２の磁気浮上移動が不安定になってしまうという問題がある。
【００１８】
かかる場合、中心同士のずれをそのままにして、調節ねじ１２０によって低温槽１１１の向きを変えるだけでは、搬送用磁石１１８1、１１８2と高温超伝導体１０８1、１０８2との相対的な位置関係が変わらず、中心位置のずれ量を小さくすることができないため、移動子１０２の磁気浮上移動を安定化させることができないという問題があった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記従来技術の諸問題を解決するために創作されたものであり、その目的は、高温超伝導体を超伝導臨界温度以下の温度まで冷却しなくても移動させられる移動子、及びその移動子を用いて簡単に移動軸線の向きを修正することができる磁気浮上搬送装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、低温槽と、前記低温槽内に移動可能に設けられたキャリアと、前記低温槽上に昇降可能に配置された移動子と、前記移動子に設けられた搬送用磁石とを有し、前記キャリアに高温超伝導体を設け、超伝導臨界温度以下の温度に冷却したときに、その高温超伝導体から前記搬送用磁石に及ぼされる磁気的反発力と拘束力によって前記移動子が浮上し、前記高温超伝導体を移動させると前記移動子が磁気浮上移動をするように構成された磁気浮上搬送装置であって、前記キャリアには、超伝導臨界温度以上の温度で前記搬送用磁石に吸引される被吸引部材が設けられた磁気浮上搬送装置である。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の磁気浮上搬送装置であって、前記高温超伝導体を二個有し、前記被吸着部材の中心は、前記高温超伝導体の中心を結ぶ直線上に配置された磁気浮上搬送装置である。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置であって、前記高温超伝導体と前記被吸着部材を二個有し、前記被吸着部材の中心間隔は、前記高温超伝導体の中心間隔と同じにされた磁気浮上搬送装置である。
【００２３】
請求項４記載の発明は、低温槽と、前記低温槽内に移動可能に設けられたキャリアと、前記低温槽上に昇降可能に配置された移動子と、前記移動子に設けられた搬送用磁石と、前記キャリアに高温超伝導体を設け、超伝導臨界温度以下の温度に冷却したときに、その高温超伝導体から前記搬送用磁石に及ぼされる磁気的反発力と拘束力によって前記移動子が浮上し、前記高温超伝導体を移動させると前記移動子が磁気浮上移動をするように構成された磁気浮上搬送装置であって、前記キャリアには、前記高温超伝導体と、超伝導臨界温度以上の温度で前記搬送用磁石に吸引される被吸引部材とを交換して配置可能なホルダが設けられた磁気浮上搬送装置である。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の磁気浮上搬送装置であって、前記ホルダと前記搬送用磁石をそれぞれ二個有し、前記ホルダに前記被吸引部材をそれぞれ配置すると、前記被吸引部材の中心は、前記搬送用磁石と同じ間隔で同じ方向に配列されるように構成された磁気浮上搬送装置である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の磁気浮上搬送装置であって、前記ホルダに配置された前記高温超伝導体は、前記搬送用磁石に対向可能に構成された磁気浮上搬送装置である。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置であって、前記移動子を昇降移動させる昇降機構を有する磁気浮上搬送装置である。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置であって、前記移動子と前記低温槽との間に配置された転動機構を有し、浮上をしていないときに前記搬送用磁石が前記超伝導臨界温度以上の温度で前記被吸着部材を吸引し、前記移動子は、前記転動機構により、前記キャリアの移動に伴って、前記低温槽上を移動できるように構成された磁気浮上搬送装置である。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の磁気浮上搬送装置であって、前記移動子が浮上をしていないときの移動を前記低温槽の長手方向の移動に制限する規制機構が設けられた磁気浮上搬送装置である。
請求項１０記載の発明は、低温槽上に搬送用磁石を有する移動子を配置し、前記低温槽内を超伝導臨界温度以下に冷却したときは、前記低温槽内に配置された高温超伝導体から前記搬送用磁石に磁気的反発力と拘束力を及ぼして前記移動子を浮上させ、前記高温超伝導体の移動に伴って前記移動子を浮上しながら移動させる移動子の移動方法であって、前記低温槽内を超伝導臨界温度以上の温度にしたときは、前記搬送用磁石の中心を、前記低温槽内に配置され、前記搬送用磁石に吸着される被吸引部材の中心を通る鉛直軸線上に位置させる位置修正を行う移動子の移動方法である。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の移動方法であって、昇降機構により、前記移動子を前記低温槽上から持ち上げた状態で前記位置修正を行う移動方法である。
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の移動方法であって、前記移動子と前記低温槽との間に転動機構を配置し、前記搬送用磁石に前記被吸引部材を吸引させ、前記吸引部材の移動に伴って、前記移動子を前記低温槽上でころがり移動させる移動方法である。
【００２５】
上述した本発明の構成によれば、低温槽内に移動可能に設けられたキャリアを超伝導臨界温度以下の温度まで冷却し、該キャリアに設けられた高温超伝導体から低温槽上に配置された移動子に設けられた搬送用磁石に磁気的拘束力を及ぼすと、その移動子は磁気浮上し、キャリアを移動させるとピン止め効果によって、移動子をキャリアの移動方向と同じ方向に移動させ、磁気浮上搬送を行うことができる。
【００２６】
他方、移動子の移動軸線を修正する場合には、高温超伝導体を冷却しなくても、転動機構によって、移動子をころがり移動させられるので、それによって移動子の実際の搬送先の位置が分かるので、それを観察して移動軸線方向の誤差を修正することが可能となる。
【００２７】
移動子はキャリアの移動に従って移動する必要があるので、移動軸線調整の間中、キャリア側に搬送用磁石に吸引される被吸引部材を設けておけば、キャリアが搬送用磁石に吸引されない材料で構成されている場合であっても、移動子を磁力でころがり移動させることが可能となる。
【００２８】
そのころがり移動をさせる際、移動子の移動軸線のずれ量が大きいと、移動子が低温槽上から落下してしまう危険がある。それを避けるためには移動子や低温槽等に規制機構を設け、移動子のころがり移動を低温槽の長手方向に制限するとよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明装置の好適な実施の形態について、本発明方法とともに図面を参照しながら説明する。
図１を参照し、符号３は、本発明の磁気浮上搬送装置の一例であり、真空槽３１と低温槽１１とを有している。
【００３０】
真空槽３１は直径約１５ｃｍの円筒形形状をしたステンレススチールで構成されており、その内部には隔壁４１が設けられ、内部空間が高真空領域３２と低真空領域３３とに仕切られている。
【００３１】
低温槽１１は、長手方向の全長が約２ｍの略直方体形状に成形されたステンレススチールで構成されており、その低温槽１１は、隔壁４１に、当該隔壁４１を貫くようにして設けられており、その大部分が高真空領域３２内に位置し、ごく一部分が低真空領域３３内に位置するようにされている。
【００３２】
低真空領域３３内には冷却装置２３が配置され、また、室温室２１が設けられており、その室温室２１の内部にはモーター２４が配置されている。また、この低真空領域３３内には、接続細管２２も配置されており、その接続細管２２によって、室温室２１の内部空間と低温槽１１の内部空間とが接続されている。
【００３３】
室温室２１は大気と遮断できるように構成されており、その室温室２１にガス導入孔が配置され、低温槽１１内に冷却媒体ガス(ヘリウムガス)が充填されており、その低温槽１１と、接続細管２２と、室温室２１の各内部空間に同じ冷却媒体ガスが充満されている。
【００３４】
低温槽１１内には、冷却装置２３に接続された冷却パイプ１３が引き回されるとともに、キャリア１２が配置されており、該冷却パイプ１３内部に封入された冷却媒体(ヘリウムガス)を冷却装置２３によって冷却しながら循環させると、低温槽１１内に充満された冷却媒体ガスが冷却され、その冷却媒体ガスを介してキャリア１２を冷却でき、超伝導臨界温度以下の温度にできるように構成されている。その冷却の際には、低温槽１１周囲に設けられた熱シールド３７によって、真空槽３１壁面からの熱輻射が低温槽１１に直接到達せず、冷却効率が高まるようにされている。
【００３５】
また、低温槽１１内部の底面には支持基板１６が設けられ、該支持基板１６上にはボールねじ１４が水平に支持されており、前記キャリア１２は、このボールねじ１４の可動部分に固定されている。また、低温槽１１の壁面には、リニアガイド１０が水平に配設されており、前記キャリア１２は、そのリニアガイド１０に移動可能に取り付けられている。
【００３６】
前記モーター２４の回転軸は回転シャフト１７に取り付けられ、その回転シャフト１７は、接続細管２２内を挿通されて前記ボールねじ１４のシャフト部分に取り付けられており、モーター２４を動作させて回転シャフト１７を回転させると、キャリア１２は、リニアガイド１０に沿った一定の移動軸線方向を往復移動できるようにされている。
【００３７】
他方、低温槽１１外部の底面には、当該低温槽１１を水平面内で首振り移動させる移動軸修正機構が設けられており、その移動軸修正機構に設けられ、真空槽３１の外部に取り出された調節ねじ２０を回せば、該低温槽１１の隔壁４１に固定された部分を支点として、低温槽１１の長手方向の向きが水平面内で移動され、それによって、キャリア１２の移動軸線方向を修正できるように構成されている。
【００３８】
真空槽３１の外部には昇降機構５０1、５０2が設けられ、前記昇降機構５０1、５０2に接続され、真空槽３１を高真空状態を維持したままで上下移動できるように構成されたハンガー１９1、１９2が熱遮蔽板３７と低温槽１１との間に位置するようにされている。
【００３９】
低温槽１１上に移動子２を配置する際、このハンガー１９1、１９2上に移動子２を乗せ、昇降機構５０1、５０2を動作させると、真空槽３１の高真空状態を維持したままで、移動子２を上下移動できるように構成されている。
【００４０】
この移動子２には、所定間隔(５０ｃｍ)で固定された二個の搬送用磁石１８1、１８2が設けられており、前記キャリア１２には、ホルダ９1、９2が設けられ、各ホルダ９1、９2に、常温で前記搬送用磁石１８1、１８2に吸着されるケイ素鋼で構成された被吸引部材８1、８2をそれぞれ装着すると、各被吸引部材８1、８2の中心が、前記搬送用磁石１８1、１８2と同じ間隔で同じ方向に配列されるように構成されている。
【００４１】
この移動子２は、低温槽１１の長手方向に伸びる搬送アーム３５を有しており、その先端部分はＵ字形状に成形され、分析試料が納められた被搬送物３６が載置されている。また、各搬送用磁石１８1、１８2の周辺には、転動機構である車輪４が、四個ずつ計八個設けられており、各車輪４の回転によって移動子２が低温槽１１上を転動できるようにされている。
【００４２】
この移動子２の移動軸線方向の調整方法を説明する。以下の操作は常温で行う。
前記昇降機構５０1、５０2ハンガー１９1、１９2とで移動子２を持ち上げ、真空槽３１に設けられた窓から位置修正用治具を挿入し、搬送用磁石１８1、１８2の中心が、それぞれ被吸引部材８1、８2の中心を通る鉛直軸線上に位置するようにし、その後昇降機構５０1、５０2によって移動子２を下降させ、低温槽１１上に置く。図２はその状態を示した図である。
【００４３】
搬送先の装置である測定装置６０内の搬出入室６１を高真空雰囲気にしておきたい場合には、その状態から真空槽３１を真空排気した後、真空槽３１と搬出入室６１との間の仕切バルブを開け、前記モーター２４を動作させてキャリア１２を移動させる。
【００４４】
移動子２は、キャリア１２に磁気的に拘束されており、移動子２本体と低温槽１１との間には車輪４が位置しているので、移動子２はキャリア１２の移動に追随してころがり移動し、その搬送アーム３５の先端を搬出入室６１内に挿入すると搬送位置を確認できる。
【００４５】
その際、移動子２の移動軸１５がずれており、アーム３５の先端部分を正しい位置に移動させられなかった場合は、調節ねじ２０によって低温槽１１を動かし、移動軸１５の向きを修正することができる。ずれ量が調節ねじ２０で修正できる範囲を超えていた場合や、搬送用磁石１８1、１８2と高温超伝導体とをより正確に対向させたい場合には、真空槽３１と搬出入室６１との間の仕切バルブを閉じ、真空槽３１内に大気を導入した後移動子２を配置し直し、再び搬送位置の確認を行えばよい。このように、移動子２を磁気浮上させなくても移動軸１５のずれ量を検出できるので、キャリア１２を超伝導臨界温度以下の温度まで冷却する必要がない。
【００４６】
以上説明したように、移動軸１５のずれを修正した後、ホルダ９1、９2から被吸引部材８1、８2を取り去り、その代わりに高温超伝導体を装着すると、その高温超伝導体と搬送用磁石１８1、１８2は正確に対向している。
【００４７】
高温超伝導体に交換した後、真空槽３１内を真空排気し、昇降機構５０1、５０2を動作させ、ハンガー１９1、１９2によって移動子２を持ち上げ、冷却装置２３を動作させ、冷却パイプ１３によって低温槽１１内に充満された冷却媒体を介してキャリア１２を冷却し、高温超伝導体を高温超伝導臨界温度以下の温度まで冷却し、次いで昇降機構５０1、５０2によって移動子２を下降させて行くと、ある位置で高温超伝導体が搬送用磁石１８1、１８2に及ぼす磁気的反発力と移動子２全体の荷重とが釣り合う。
【００４８】
このときの移動子２の磁気浮上高さをｈとし、また、図２のＩ−Ｉ線断面の一部を示した図３(ａ)のように、車輪４を低温槽１１上に乗せたときの搬送用磁石１８1、１８2の高さをａとすると、
ｈ ＞ ａ ……(１)
となるように高さａ、即ち車輪４の高さを設定しておけば、移動子２は、低温槽１１と非接触で浮上することができる。
【００４９】
移動子２が磁気浮上している状態からハンガー１９1、１９2をわずかに降下させ、ハンガー１９1、１９2と移動子２とを非接触の状態にした後、モーター２４を動作させてキャリア１２を移動させると、ハンガー１９1、１９2を残した状態で、高温超伝導体の磁気的反発力と拘束力によって、移動子２がキャリア１２に追随して磁気浮上移動される。
【００５０】
その磁気浮上移動により、搬送アーム３５先端に載置された被搬送物３６を搬出入室６１内に搬入し、図示しないピックアップ機構によって受け渡しを行い、搬送アーム３５を搬出入室６１から取り出し、真空槽３１と測定装置６０との間に設けられた仕切バルブを閉じると搬送作業は終了する。
【００５１】
次に、本発明の他の実施の形態の移動子を説明する。その移動子は、図３(ｂ)に符号２'で示す。この移動子２'が有する部材であって、前述の移動子２と同じ部材については同じ符号を付す。
【００５２】
この移動子２'は、前述の移動子が有する部材は全て備えている他、ころがり移動をする際に、その方向を低温槽１１の長手方向に制限する規制機構７が設けられている。その規制機構７を具体的に説明すると、該規制機構７は、移動子２'の側壁面に二個ずつ計四個設けられた車輪アーム６と、その先端にそれぞれ設けられた側車輪５とで構成され、車輪４を低温槽１１上に乗せたときに、各側車輪５は低温槽１１の側面と接触し、移動子２'の移動軸線の方向とキャリア１２の移動軸線の方向とが一致するようにされている。
【００５３】
そして各側車輪５の回転軸線の方向は車輪４の回転軸線の方向と垂直にされているので、キャリア１２を移動させると車輪４と側車輪５とが回転して移動子２'がころがり移動をする。従って移動軸線の修正を行うときは、この移動子２'の移動は低温槽１１の長手方向の移動に制限されており、低温槽１１上から落下することがない。
【００５４】
ここで、車輪４を低温槽１１上に乗せたときの搬送用磁石１８1、１８2の高さをａ、低温槽１１表面から側車輪５先端までの深さをｂ、この移動子２が磁気浮上をするときの高さをｈとすると、次式、
ｈ ＞ ａ＋ｂ ……(２)
を満たせば、キャリア１２に設けられた高温超伝導体から及ぼされる磁気的反発力と拘束力によって、磁気浮上することができる。
【００５５】
他方、上記(２)式を満たさない場合でも、この移動子２'を使用して移動軸線の修正を行い、正確な方向を求めた後、この移動子２に代え、規制機構７を有さない前記移動子２や、従来技術のような車輪４を有さない移動子を、その正確な方向に向けて配置すれば、磁気浮上移動による非接触でダストフリーの搬送を行うことが可能となる。
【００５６】
即ち、移動軸線の向きを修正する際に用いた移動子で被搬送物の搬送も行ってもよいし、被搬送物の重量が重い場合等は、移動軸線の修正後、なるべく軽量の移動子に代えることも可能である。
【００５７】
また、上記実施の形態は、被吸引部材８1、８2をホルダ９1、９2に保持させて移動軸線の向きを修正した場合を説明したが、高温超伝導体と被吸引部材８1、８2とを一緒にキャリア１２に設けてもよい。その場合には、高温超伝導体の中心を結ぶ直線上に被吸引部材８1、８2の中心を配置し、その中心間隔を高温超伝導体の中心間隔と同じ間隔にしておくとよい。なお、被吸引部材や搬送用磁石の数は二個に限定されるものではない。その被吸引部材は珪素鋼で構成してもよいが、被吸引部材自体を磁石で構成してもよい。
【００５８】
なお、本発明の転動機構は車輪に限定されるものではなく、ベアリングやころ等、移動子を摺動させずに移動させられるものであれば広く含まれる。更に、その転動機構は移動子に設ける場合に限定されるものではなく、低温槽側に設けた磁気浮上搬送装置も本発明に含まれる。
【００５９】
また、規制機構は、上述のように車輪アーム６と側車輪５とで構成する場合に限定されるものではなく、移動子が転がり移動する際に、その方向を低温槽の長手方向に制限し、移動子が低温槽上から落下しないようにしたものが広く含まれる。そのような規制機構は移動子に設ける場合でなく、例えば低温槽に壁を設ける等、移動子の移動方向を低温槽の長手方向に制限する構成が広く含まれる。
【００６０】
【発明の効果】
高温超伝導体を超伝導臨界温度以下の温度まで冷却しなくても移動子を移動させることができるので、移動軸線方向の修正を短時間で簡単に行うことができる。
搬送用磁石と高温超伝導体との中心位置同士のずれを簡単に解消できるので、移動子を安定に磁気浮上移動させることが可能となる。
【００６１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の移動子、及び磁気浮上搬送装置を説明するための図
【図２】 その移動軸の調節の仕方を説明するための図
【図３】 (ａ)転動機構を説明するための図 (ｂ)規制機構を説明するための図
【図４】 従来技術の移動子、及び磁気浮上搬送装置を説明するための図
【符号の説明】
２、２'…移動子 ３…磁気浮上搬送装置 ４…転動機構 ７…規制機構８1、８2…被吸引部材 １１…低温槽 １２…キャリア
１３…冷却パイプ １８1、１８2…搬送用磁石 ３１…真空槽
３６…被搬送物
Claims (12)
- 低温槽と、
前記低温槽内に移動可能に設けられたキャリアと、
前記低温槽上に昇降可能に配置された移動子と、
前記移動子に設けられた搬送用磁石とを有し、
前記キャリアに高温超伝導体を設け、超伝導臨界温度以下の温度に冷却したときに、その高温超伝導体から前記搬送用磁石に及ぼされる磁気的反発力と拘束力によって前記移動子が浮上し、前記高温超伝導体を移動させると前記移動子が磁気浮上移動をするように構成された磁気浮上搬送装置であって、
前記キャリアには、超伝導臨界温度以上の温度で前記搬送用磁石に吸引される被吸引部材が設けられた磁気浮上搬送装置。 - 前記高温超伝導体を二個有し、
前記被吸着部材の中心は、前記高温超伝導体の中心を結ぶ直線上に配置された請求項１記載の磁気浮上搬送装置。 - 前記高温超伝導体と前記被吸着部材を二個有し、
前記被吸着部材の中心間隔は、前記高温超伝導体の中心間隔と同じにされた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置。 - 低温槽と、
前記低温槽内に移動可能に設けられたキャリアと、
前記低温槽上に昇降可能に配置された移動子と、
前記移動子に設けられた搬送用磁石と、
前記キャリアに高温超伝導体を設け、超伝導臨界温度以下の温度に冷却したときに、その高温超伝導体から前記搬送用磁石に及ぼされる磁気的反発力と拘束力によって前記移動子が浮上し、前記高温超伝導体を移動させると前記移動子が磁気浮上移動をするように構成された磁気浮上搬送装置であって、
前記キャリアには、前記高温超伝導体と、超伝導臨界温度以上の温度で前記搬送用磁石に吸引される被吸引部材とを交換して配置可能なホルダが設けられた磁気浮上搬送装置。 - 前記ホルダと前記搬送用磁石をそれぞれ二個有し、前記ホルダに前記被吸引部材をそれぞれ配置すると、前記被吸引部材の中心は、前記搬送用磁石と同じ間隔で同じ方向に配列されるように構成された請求項４記載の磁気浮上搬送装置。
- 前記ホルダに配置された前記高温超伝導体は、前記搬送用磁石に対向可能に構成された請求項５記載の磁気浮上搬送装置。
- 前記移動子を昇降移動させる昇降機構を有する請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置。
- 前記移動子と前記低温槽との間に配置された転動機構を有し、
浮上をしていないときに前記搬送用磁石が前記超伝導臨界温度以上の温度で前記被吸着部材を吸引し、
前記移動子は、前記転動機構により、前記キャリアの移動に伴って、前記低温槽上を移動できるように構成された請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の磁気浮上搬送装置。 - 前記移動子が浮上をしていないときの移動を前記低温槽の長手方向の移動に制限する規制機構が設けられた請求項８記載の磁気浮上搬送装置。
- 低温槽上に搬送用磁石を有する移動子を配置し、
前記低温槽内を超伝導臨界温度以下に冷却したときは、前記低温槽内に配置された高温超伝導体から前記搬送用磁石に磁気的反発力と拘束力を及ぼして前記移動子を浮上させ、前記高温超伝導体の移動に伴って前記移動子を浮上しながら移動させる移動子の移動方法であって、
前記低温槽内を超伝導臨界温度以上の温度にしたときは、前記搬送用磁石の中心を、前記低温槽内に配置され、前記搬送用磁石に吸着される被吸引部材の中心を通る鉛直軸線上に位置させる位置修正を行う移動子の移動方法。 - 昇降機構により、前記移動子を前記低温槽上から持ち上げた状態で前記位置修正を行う請求項１０記載の移動方法。
- 前記移動子と前記低温槽との間に転動機構を配置し、
前記搬送用磁石に前記被吸引部材を吸引させ、前記吸引部材の移動に伴って、前記移動子を前記低温槽上でころがり移動させる請求項１１記載の移動方法。
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| JP06178896A JP3775846B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 移動子、磁気浮上搬送装置、及び搬送軸合わせ方法 |
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| JPH09233610A (ja) | 1997-09-05 |
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