JP3793013B2 - 磁気浮上移動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レールを挟み込むようにして配置されるテーブルが、電磁石の引力バランスによって相対的に浮上案内される磁気浮上移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の磁気浮上移動装置は、レールとテーブルが非接触状態を維持して相対案内されることから、移動時に塵、騒音等がほとんど発生しないという特徴を有している。従って、今後、高いクリーン度が要求される環境や、真空環境、低騒音環境等での適用が期待されており、例えば、半導体製造プロセスにおけるシリコンウェハの搬送装置や、液晶表示装置及びプラズマ表示装置におけるガラス基板、カラーフィルタ基板の搬送装置等への応用が進んでいる。
【０００３】
磁気浮上移動装置において、その根本をなす機能は「磁気浮上」である。
【０００４】
一般的に「磁気浮上」を実現するには、テーブルの上下に電磁石を対向状態で配置して、レールの上面には上方引力を、下面には下方引力を付与し、その上方引力、下方引力、テーブルの自重の総合バランスによって、テーブル自身が浮上するようになっている。
【０００５】
図８に、従来の磁気浮上移動装置１０の構成を示す。この磁気浮上移動装置１０は、レール１２と、このレール１２を挟み込むようにして配置されるテーブル１４と、を備えており、テーブル１４は、レール１２の長手方向Ｌ（図８の座標軸ではＸ軸）に案内される。
【０００６】
図９に拡大して示されるように、レール１２は平板状の部材であり、断面が逆Ｔ字となるレールベース１６によって下側から支持されている。従って、レール１２とレールベース１６とを組み合わせると、断面が横Ｈ字形状となる。なお、レール１２は平板状部材に限定されるものではないが、テーブル１４が浮上できる程度に磁界を作用させる面領域が必要となる。
【０００７】
テーブル１４は、板状の部材でありレール１２の上面１２Ａと平行する上側ベース１４Ａと、このベース１４Ａの幅方向Ｗ（図９ではＹ軸方向）両端縁に下方に向かって連結される側面板１４Ｂと、この側面板１４Ｂの下端縁に連結されてレール１２の下面１２Ｂと平行する下側ベース１４Ｃと、を備える。従って、上側及び下側ベース１４Ａ、１４Ｃによってレール１２を上下から挟み込み、又両側面板１４Ｂによってレール１２を幅方向Ｗに挟み込んだ構造である。
【０００８】
テーブル１４の上側ベース１４Ａには４つの上方電磁石１８が設置されると共に、下側ベース１４Ｃにも同様に４つの下方電磁石２０が設置される。上方電磁石１８がレール１２の上面１２Ａに上方引力Ｆ１を作用させると共に、下方電磁石２０がレール１２の下面１２Ｂに下方引力Ｆ２を作用させる。この上方引力Ｆ１、下方引力Ｆ２、テーブル１４の（各電磁石を含む）自重、の三者の総合バランスにより、レール１２の上面１２Ａ及び下面１２Ｂと、テーブル１４との間に上下方向の隙間２２が確保され、結果として、レール１２に対してテーブル１４が磁気浮上する。なお、テーブル１４には更にセンサ２３が設けられ、上下方向の隙間２２を計測して制御回路にフィードバックする。
【０００９】
又、テーブル１４における一方の側面板１４Ｂには、レール１２の一方の側面１２Ｃに第１側方引力Ｓ１を作用させる２つの第１側方電磁石２４が設置され、又同様に、他方の側面板１４Ｂには、レール１２の他方の側面１２Ｃに第２側方引力Ｓ２を作用させる２つの第２側方電磁石２５が設置される。この第１及び第２側方引力Ｓ１、Ｓ２のバランスにより、レール１２の両側面１２Ｃと側面板１４Ｂとの間に横方向隙間２６が確保され、相互の接触が防止されている。又、図１０に示されるように、側面板１４Ｂには、第１側方電磁石２４の近傍にそれぞれ側方センサ２７が設置され、横方向隙間２６の距離を測定して制御装置にフィードバックする。
【００１０】
図９に示されるように、磁気浮上移動装置１０では、テーブル１４とレール１２とを相対移動させる駆動装置として非接触タイプのリニアモータ２８が採用されている。このリニアモータ２８は、レール１２の上面１２Ａに設置される固定子２８Ａと、テーブル１４における上側ベース１４Ａの下面側に前記固定子２８Ａと対向配置される可動子２８Ｂと、を有して構成される。図１１に拡大して示されるように固定子２８ＡはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流コイルによって構成されており、その磁界作用によって導電体である移動子２８Ｂ側に誘導電流が流れて推力が発生する。従って、固定子２８Ａと可動子２８Ｂは「非接触」状態であり、磁気浮上というメリットが生かされるようになっている。なお、このリニアモータ２８の設置態様を「横型配置」と呼ぶことにする。
【００１１】
次に、各電磁石１８、２０、２４、２５、センサ２３、２７、リニアモータ２８等の配置について説明する。
【００１２】
図１０に示されるように、上方及び下方電磁石１８、２０は、上下方向に向かい合った状態で、テーブル１４の４隅に配置されている、このように、対向状態で配置されているのは、上方引力Ｆ１と下方引力Ｆ２を「対」として作用させて、浮上姿勢を安定させるためである。又、テーブル１４の４隅に設置されているのも、方形のテーブル１４の浮上姿勢の安定性が向上することを期待したものである。
【００１３】
上下方向の隙間２６を計測するセンサ２３は、テーブル１４の案内中心線Ｒ（レール１２の長手方向に平行する）を境に一方に１つ、他方に２つ配置される。従って、３つのセンサ２３を直線的に結ぶと仮想三角形Ｔが形成される。このように、仮想三角形Ｔの各頂点に配置させた理由は、テーブルの浮上高さ（ｚ軸変位量）、案内方向の傾き（θｙ変位量）、幅方向Ｗの傾き（θｘ変位量）の総てを計測するためである。
【００１４】
第１側方電磁石２４は、一方の側面板１４Ｂにおいて案内中心線Ｒ方向に並列して２個配置されており、又、第２側方電磁石２５も同様に、他方の側面板１４Ｂにおいて案内中心線Ｒ方向に並列して２個配置される。従って、第１及び第２電磁石２４、２５は幅方向Ｗに向かい合っており、第１及び第２側方引力Ｓ１、Ｓ２が対となってレール１２に作用する。
【００１５】
横方向隙間２６を計測する側方センサ２７は、２つの第１電磁石２４の案内中心線Ｒ方向の両外側にそれぞれ配設される。このように２つの側方センサ２７を配置することで、テーブル１４の幅方向Ｗの位置決め（ｙ軸変位量）、テーブル１４の回転（θｚ変位量）を計測することができる。又、リニアモータ２８は、案内中心線Ｒ上に設置される。
【００１６】
図１２に示されるように、各電磁石１８、２０、２４、２５は、一般的に、コ字状に屈曲された鉄心３０、及びこの鉄心３０の両端に巻き付けられるコイル３２を有する。このコイル３２に電圧ｅをかけて電流ｉを流すことにより、鉄心３０の一端から他端側に向かう磁界Ｑが発生する。この磁界Ｑは、レール１２を含めた磁気回路を通過するので、レール１２が吸引力ｆｍを受けて電磁石側に吸引される。この吸引力ｆｍは、電流ｉを変化させることによって制御することができる。
【００１７】
なお、以上の説明において、上方、下方電磁石１８、２０等で用いた「上」、「下」は、鉛直上方、鉛直下方を意味するものではなく、側面等との関係で便宜上定めた概念である。従って、勿論、レール１２を鉛直方向に配置して、鉛直方向にテーブル１４を移動させることも可能である。又、上記の「上」が実際には下側に位置するような態様、即ちテーブル１４を反転させた状態で使用することも可能である。又、一般的にも広く知られているように、この磁気浮上移動装置１０は、テーブル１４側を固定してレール１２を浮上・移動させて使用することもでき、このような使用態様であってもここでいう「磁気浮上移動装置」の概念に含まれるものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、このような磁気浮上移動装置１０の採用を予定している各種分野（例えば半導体製造装置の分野）では技術レベルが飛躍的に向上し、加工、組立等の高精度化の要求が著しく高まっている。
【００１９】
ところが、非接触でテーブル１４を案内する磁気浮上構造の場合、浮上空間を高精度に維持することのみによって、即ち「浮上剛性」のみによって、テーブル１４自体の位置決め精度を高めなければならない。しかしながら、従来の磁気浮上移動装置１０では、制御側であらゆる工夫を凝らしたとしても、高い精度をどうしても達成することができなかった。その原因について本発明者が詳細に検討したところ、磁気浮上移動装置１０に、構造上の面から大きく５つの問題が存在することが推測された。
【００２０】
第１に、３つ配置されるセンサ２３における２つが、上方及び下方電磁石１８、２０に極めて接近しており、磁界による影響を受け易く、計測誤差が増大していた。又、上方電磁石１８の発熱によって、隙間２２の雰囲気温度が上昇し、これも隙間２２本来の距離を正確に計測することを困難にしていた。特に、浮上用に用いられる上方電磁石１８は容量が大きいために発熱量が多く、誤差を更に増大させていた。
【００２１】
又、側方のセンサ２７についても全く同様であり、第１側方電磁石２４に極めて接近している結果、隙間２６の計測誤差が増大していた。
【００２２】
第２に、図１０に示されるように、上方電磁石１８の存在が邪魔となって、同センサ２３の幅方向Ｗの配置間隔Ｈを広くすることができなかった。幅方向Ｗの外側程、テーブル１４の幅方向Ｗの傾き（θｘ変位量）が上下方向隙間２２の変動量に大きく反映されることになるが、上記配置間隔Ｈを広くすることができない結果、テーブル１４のθｘ制御精度を高めることができなかった。
【００２３】
第３に、上方及び下方電磁石１８、２０と、第１及び第２側方電磁石２４、２５が極めて接近することにより、上下からの磁界と、側方からの磁界とが、レール１２内部で干渉していた。従って、上下方向の隙間２２の制御と、横方向の隙間２６の制御とが互いに影響し合うので、高精度な位置決めが困難となっていた。例えば、上下方向隙間２２を変化させるために上方及び下方電磁石１８、２０の磁界の強さを変化させると、第１及び第２側方電磁石２４、２５の磁界にも影響を与えてしまい、横方向隙間２６も同時に制御しなければならず、複雑な制御系が構成されていた。
【００２４】
第４に、上方電磁石１８の磁界と、下方電磁石２０の磁界についても同様に、レール１２内で干渉していることが推測された。その結果、制御の非線形的要因が増大して予想通りの上方引力Ｆ１、下方引力Ｆ２を得ることができず、高精度の制御を困難にしていた。又、図９に示されるように、上方及び下方電磁石１８、２０の磁界Ｑが、レール１２内を幅方向Ｗ通過して拡散してしまい、磁界を弱めると共に非線形的要因を増大させる原因となっていた。
【００２５】
第５に、リニアモータ２８が推力を発生すると、可動子２８Ａが固定子２８Ｂの磁界によって吸引されて、テーブル１４の高さ変動（いわゆる沈み込み）が生じていた。
【００２６】
本発明者によって明らかにされた上記第１〜第５の外乱要因が複雑に絡み合い、結局、テーブル１４の高精度な位置決めが現実的に困難になっていたと考えられる。
【００２７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、浮上位置決め制御の際に問題となる様々な外乱要因を構造的に解消し、高精度な位置決めを可能にすることを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、前期テーブルに設けられて前期上方引力及び下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に確保される上下方向隙間を計測するセンサと、を備える磁気浮上移動装置において、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の任意の仮想基準直線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成され、且つ前記レールの長手方向と直角な辺を有しない第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記上下方向隙間を確保可能とし、前記センサを、前記仮想基準直線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及びＢ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想三角形の各頂点に対応させ、前記第１仮想三角形の各頂点から離して配置したことにより、上記目的を達成するものである。
【００２９】
レールに案内される磁気浮上移動装置は、テーブルを安定浮上させること自体が大変困難であり、まずその磁気浮上を実現することが出発点であった。従って、姿勢を安定させるために、当初から電磁石のテーブルの４隅に４つ配置される構造が常識となっていた。
【００３０】
しかし、本発明者はセンサ及び電磁石の最も合理的な配置について入念に再検討した。従来のように、方形のテーブルに対して上方及び下方電磁石を４隅に配置することは、今後求められるであろう高精度位置決め・低コスト等の要求を、高いレベルで満足することがどうしてもできなかった。
【００３１】
そこで、自身の安定性が要求されるテーブル自身に対して、電磁石を、敢えて第１仮想三角形の頂点にし、更に、この電磁石が配置される第１仮想三角形に対して、底辺と頂点の位置関係が反対となる第２仮想三角形の各頂点に対応させてセンサを配置するようにした。なお、各頂点に対応させて配置される電磁石は必ずしも「１個」である必要はない。この結果、仮想基準線に対して一方サイドには２個（２個所）の電磁石と１個（１個所）のセンサが配置され、他方サイドには１個（１個所）の電磁石と２個（２個所）のセンサが配置され、それらの組合せによって極めて合理的なテーブルの位置決めが可能になる。
【００３２】
このようにすると、具体的に以下のような作用が得られる。
【００３３】
（１）電磁石とセンサとの設置空間の干渉が防止される。つまり、電磁石、センサの各々を周囲に余裕を持って設置することができるようになり、より好ましい位置にそれぞれ設置できる。例えば、センサに関して言えば、検出感度を高めるために案内中心（レールセンタ）からできるだけ離れた位置（つまりテーブル内領域のできるだけ外側）に配置することができ、テーブルが何らかの外部衝撃で傾いた場合、その高さ変動が大きく現われるテーブルの縁側でその変動を計測することができる。なお、従来は、できるだけ外側にセンサを配置しようとしても電磁石にその場所を占領されており配置することができなかった。
【００３４】
同様に、電磁石側もセンサ配置を考慮することなく、より好ましい配置、より好ましい電磁石の大きさを設定することができるようになり、安定性の面で好ましいといえる。テーブル内領域のできるだけ外側に電磁石を配置できる。従って、上方、下方の一方が理論上の最小数（３個）であっても安定性の低下に直結することにならず、むしろ高精度な制御によって（下記（２）参照）、テーブルを十分に安定浮上させることができる。このことは本発明者によって実際に確認済みである。
【００３５】
（２）上記（１）に関連して、電磁石とセンサとの間隔を大きく確保することができるようになり、電磁石の磁界の影響あるいは発熱の影響によるセンサの計測誤差が大幅に低減されて高精度の制御が達成される。又、磁気浮上のように非線形が強く現われる制御システムの場合には、その駆動源である電磁石の数が少ないほど、非線形の誤差の累積量を小さく押さえることができるようになる。（１）、（２）のメリットが合理的に作用した結果、実質的にテーブルを磁気浮上させることができる構造となっている。
【００３６】
（３）各頂点位置に電磁石を１個のみ配置するようにした場合は、電磁石の数を少なくすることができる。これは、上記（１）、（２）を達成しようとした最終的な結果として得られたものであるが、製造コストの主要部分を占める電磁石の数が低減されることで大幅にコストを低減することができるようになり、市場における価格競争力を向上させることができる。
【００３７】
なお、上記の思想の下、第１及び第２仮想三角形の配置の基準となる上記仮想基準線は、テーブル上の如何なる方向でも構わないが、好ましくは、前記仮想基準線を前記テーブルの案内中心線とすることで、該案内中心線の一方には前記第１頂点、Ａ頂点、Ｂ頂点が位置し、他方には前記第２、第３頂点、Ｃ頂点が位置しているようにする。
【００３８】
これは、一見、電磁石、センサ共に案内中心線を基準にして非対称に配置されることになり不合理に感じられるが、しかしながら、これは本発明が数々の検証の結果で得られたものであり、実際に極めて安定した磁気浮上が可能となる。推測ではあるが、その一要因として、案内中心線上に電磁石が配置されないことから、テーブルのレール長手方向の傾き及びレール幅方向の傾きの双方に対して、常に「３個所の総ての」電磁石によって姿勢制御されることが挙げられる。
【００３９】
なお、このようにすればレールの中心線近傍にテーブルからの浮上用磁界が作用することが防止され、そのレール上及びテーブル上の領域を利用して、駆動用のリニアモータを案内中心線近傍に配設することもできるようになる。
【００４０】
なお、上方及び下方電磁石のどちらを第１仮想三角形の頂点に配置するかは限定されないが、例えば、センサの設置面との兼ね合いから、そのセンサと干渉が生じ易い側に設定されることが好ましい。勿論、上方、下方電磁石の双方を第１仮想三角形の頂点に配置させてもよいが、その一方で、上下の電磁石を対向させることに限定されない。例えば、上下の電磁石の数が異なったり、上下で異なる配置を採用しても良い（詳細は後述）。
【００４１】
又本第２発明は、レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの一方の側面に第１側方引力を作用させる第１側方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの他方の側面に第２側方引力を作用させる第２側方電磁石と、を備え、前記上方引力及び下方引力により、前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保し、さらに、前期第１側方引力及び第２側方引力により、前記レールの両側面と前記テーブルとの間に横方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成され、且つ前記レールの長手方向と直角な辺を有しない第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前記上下方向隙間を確保可能とし、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＸ頂点及びＹ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＺ頂点、から構成される第３仮想三角形における前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記第１側方電磁石を、前記Ｚ頂点に前記第２側方電磁石を、それぞれ前記第１仮想三角形の各頂点から離して配置したことにより、上記目的を達成するものである。
【００４２】
これは、第１発明と同様な思想の下で案出されたものである。
【００４３】
従来、テーブルの姿勢を安定させる観点から、レール幅方向にテーブルを位置決めする第１及び第２側方電磁石も、当初から「対（組）」となった対向状態で合計４個所に配置されることが常識であった。これも、一般的に制御が簡単であり、高精度に位置決めができると考えられていたからである。
【００４４】
しかし、本発明者による詳細な検討の結果、その配置が、上方及び下方電磁石との関係で必ずしも良好であるとは言えないことを見出した。
【００４５】
本第２発明は、第１仮想三角形の頂点に対応させて上方及び下方の一方の電磁石が配置され、更に、その第１仮想三角形と、底辺と頂点の位置関係が反対となる第３仮想三角形の各頂点に対応させて、第１、第２側方電磁石が配置される。この結果、以下のようなメリットを得ることができる。
【００４６】
（ａ）上方、下方電磁石と、側方電磁石とが交互に配置されるので、両者の距離が従来より長く確保され、上方、下方電磁石の磁力線と側方電磁石の磁力線との干渉が大幅に低減される。その結果、例えば一方の磁界が他方の磁界を弱めてしまったり、共に強め合って予定以上の磁界が発生することが防止されるので制御外乱が大幅に低減し、第１及び第２側方電磁石が合計３個所に配置される構成であっても、安定した高精度の磁気浮上制御が可能となる。これも、本発明者によって実証済みである。
【００４７】
（ｂ）上記（ａ）で説明したように、上方、下方電磁石と側方電磁石の磁気干渉が構造的に低減されるので、テーブルやレールをコンパクトにすることができる。つまり、従来は、磁気干渉は当然発生するものであり、レール及びテーブルを「幅方向に広げて」両者の距離を少しでも確保しようとする努力がなされていたが、本第２発明ではその必要が無くなる。
【００４８】
（ｃ）上方、下方電磁石及び側方電磁石の個数が少なくて済むので、製造コストが大幅に削減される。又、電磁石の総個数を少なくすることができるおかげで、電磁石と引力の非線形性誤差の累積量が低減すると共にテーブルの総重量が減少し、高精度な制御が可能となる。従って、外乱による変位変動に柔軟に対応できる磁気浮上移動装置を得ることができるようになる。
【００４９】
なお、このように構成する場合、前記レールの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を計測可能な側方センサを、前記テーブルにおける前記第２側方電磁石の案内中心線方向両外側に配置することが好ましい。第２側方電磁石を１つにしたことを有効利用し、その外側に側方センサを配置すれば、第２側方電磁石の磁気外乱や発熱による計測誤差を低減させることができる。
【００５０】
なお、上記第１及び第２発明は、勿論組み合わせることが可能である。具体的にそのような磁気浮上移動装置は、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成される第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前記上下方向隙間を確保可能とし、前記センサを、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及びＢ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想三角形の各頂点に対応させて配置し、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＸ頂点及びＹ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＺ頂点、から構成される第３仮想三角形における前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記第１側方電磁石をそれぞれ配置すると共に、前記Ｚ頂点に前記第２側方電磁石を配置し、前記レールの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を計測可能な２つの側方センサを、前記テーブルにおける前記第２側方電磁石の前記案内中心線方向両外側に配置する（本第３発明）。
【００５１】
以上の思想は、更に、上方及び下方電磁石の関係にも適用することができる。
【００５２】
本第４発明は、レールと、前記レールを挟み込むように配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、を備え、前記上方引力と下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記上方電磁石と前記下方電磁石を、少なくとも一部分において上下で対向しない位置に配設して上記目的を達成するものである。
【００５３】
既に繰り返して述べたが、従来は、上方及び下方電磁石は、テーブルの４隅且つ上下対向状態で計８個所配置されていた。これは、レールに対してテーブルを磁気浮上させる際の不安定性を防止するために、当初から欠くことのできない構成として採用されてきている。
【００５４】
しかし、その構成は外観上合理的に感じるが、その一方で、一見しただけでは分からないデメリットによって、思った通りの効果が得られていない可能性を本発明者は知得した。
【００５５】
そこで常識を覆して、上方及び下方電磁石における少なくとも一部を「対向状態にしない」ことによって多くのメリットが得られ、結局、十分に安定した磁気浮上が可能であることに想到した。これは、この非対向の部分をあえて創出することで以下のようなメリットが得られるからである。
【００５６】
（ア）電磁石の配置の制約が解かれ、センサとの距離、センサ自体の設置場所等を十分に考慮した上で電磁石を配置することが可能となり、制御精度を高めることができるようになる。
【００５７】
（イ）上方及び下方電磁石の（レール内での）磁気干渉が低減されて非線形的な外乱量が低減し、同様に制御精度を高めることができるようになる。この（ア）、（イ）のメリットが同時に得られることで、下方引力と上方引力が対となっていないことによるマイナス面を十分に補うことができるようになる。
【００５８】
この場合、前記上方電磁石又は前記下方電磁石の一方が２個配置されていると共に、他方が仮想三角形の頂点位置に計３個配置されるようにしてもよい。このように「対」という制約から解放されて、磁石の数を減少させれば、テーブル上の残りの空きスペースを有効活用することができるようになり、例えば、本第１発明を容易に適用することもできるようになる。又、電磁石の個数が大幅に低減されるので、制御システムが簡略化されてる共にテーブルの総重量が減少して高応答・高精度の制御が可能になる。
【００５９】
又、更に進めて、前記上方電磁石又は前記下方電磁石の一方が１個配置されていると共に、他方が仮想三角形の頂点位置に３個配置されるようにしてもよい。
【００６０】
上記のような思想は、磁気干渉を低減させることを着眼点の１つとしていたが、これは、下記のようにレール側からとらえて解決を図ることができる。
【００６１】
具体的に本第５発明は、レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記移動テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、を備え、前期上方引力と下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記レールを案内中心線を基準として幅方向に２分割し、一方の前記レール片に印加される磁気が他方のレール片に漏れることを抑制して上記目的を達成するものである。
【００６２】
レールによってテーブルから相対案内されるこの種の装置の場合、テーブルに設置される種々の電磁石からレールに対して複数の磁気が発せられているが、従来は、その磁界の干渉については何等問題視されていなかった。本発明者は、その磁界の干渉（センサとの干渉も含めて）を低減させることを着想の１つとして、上記第１〜第４発明によってテーブル構造によって解決を図っているが、更に検討を進めたところレール側でも解決を図ることができることに気が付いた。
【００６３】
本第５発明によれば、レールが案内方向中心を境に２分割されるので、従来、案内中心線を越えて（不必要に）往来していた磁界が、この案内中心線を境にして分断される。従って、案内中心線を境にして両側に配設されているテーブル上の電磁石が、分割されて独立した各レール片に対して磁界を作用させることができ、磁気の干渉や漏れが低減されて制御外乱を減少させることができる。
【００６４】
特に、このようにレールを２分割する場合には、前記分割した２つの前記レール片の内側面のそれぞれに固定子を設置すると共に、該２つの固定子の間に、前記テーブルに設置される可動子を挿入してリニアモータを構成し、該リニアモータが、前記レールに対して前記テーブルを相対的に移動させる役目と前記磁気の漏れをより防止する役割とを兼ねるようにすることが好ましい。
【００６５】
このようにすれば、駆動源としてのリニアモータ自体が更に磁界の漏れを低減させることができ、更に、レール自体をコンパクトに構成することができる。
【００６６】
又、２分割されるレールの構造を利用して、リニアモータが、２つの固定子の間に可動子が挿入された「縦型配置」になっている。その結果、横型配置のリニアモータの際に生じるテーブルの高さ変動を低減させることができるようになる。又、２つの固定子による駆動方式を採用しているので両者の引力が打ち消し合い、レール幅方向の変動もほとんど防止されている。なお、本第５発明は、テーブル側によって解決を図ろうとする第１〜第４発明と組み合わせると、より優れた結果を得ることができる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。
【００６８】
図１に、本発明の第１実施形態に係る磁気浮上移動装置１００の構成を示す。この磁気浮上移動装置１００は、レール１１２と、このレール１１２を挟み込むようにして配置されるテーブル１１４と、を備えており、テーブル１１４は、レール１１２の長手方向（図１の座標軸ではｘ軸方向）に案内される。
【００６９】
図２に示されるように、レール１１２は平板状の部材であり、断面が逆Ｔ字となるレールベース１１６によって下側から支持されている。従って、レール１１２とレールベース１１６とを組み合わせると、断面が横Ｈ字形状となる。なお、レール１１２は平板状部材に限定されるものではないが、テーブル１１４が浮上できる程度に磁界を作用させることができる面領域が必要となる。
【００７０】
テーブル１１４は、板状の部材でありレール１１２の上面１１２Ａと平行する上側ベース１１４Ａと、このベース１１４Ａの幅方向Ｗ（ｙ軸方向）両端縁に下方に向かって連結される側面板１１４Ｂと、この側面板１１４Ｂの下端縁に連結されてレール１１２の下面１１２Ｂと平行する下側ベース１１４Ｃと、を備える。従って、上側及び下側ベース１１４Ａ、１１４Ｃによってレール１１２を上下から挟み込んだ構造である。
【００７１】
ここまでは、従来の磁気浮上移動装置１０とほとんど同様である。
【００７２】
図１に戻って、テーブル１１４の上側ベース１１４Ａには、案内中心線Ｒ上、且つ幅中心線Ｅ上（即ちテーブル１１４の中心）に１つの上方電磁石１１８が設置される。又、下側ベース１１４Ｃには、案内中心線Ｒを境にして一方に位置する第１頂点１４１、他方に位置する第２及び第３頂点１４２、１４３、から構成される第１仮想三角形１４０の各頂点に下方電磁石１２０が配置されている。なお、第１頂点１４１は、幅中心線Ｅ上に位置しており、第２及び第３頂点１４２、１４３は、この幅中心線Ｅを境にして同距離に配置されている。図１から明らかなように、この第１仮想三角形１４０は、レール１１２の長手方向Ｘと直角な辺を有していない。
【００７３】
上方電磁石１１８がレール１１２の上面１１２Ａに上方引力Ｆ１を作用させると共に、下方電磁石１２０がレール１１２の下面１１２Ｂに下方引力Ｆ２を作用させる。この上方引力Ｆ１、下方引力Ｆ２、テーブル１１４の（各電磁石等を含む）自重、の三者の総合バランスにより、レール１１２の上面１１２Ａ及び下面１１２Ｂと、テーブル１１４との間に上下方向の隙間１２２が平面的に確保され、結果として、レール１１２に対してテーブル１１４が磁気浮上する（図２参照）。
【００７４】
この隙間１２２を計測するセンサ１２３は、上側ベース１１４Ａにおける第２仮想三角形１４５の各頂点（Ａ、Ｂ、Ｃ）に対応させて３つ配置される。この第２仮想三角形１４５は、案内中心線Ｒを境にして、上記第１仮想三角形１４０の第１頂点１４１と同側且つこの第１頂点１４１を挟むようにしてＡ頂点及びＢ頂点が位置しており、又、上記第２及び第３頂点１４２、１４３と同側且つこの第２及び第３頂点１４２、１４３の間にＣ頂点が位置している。なお、Ａ頂点及びＢ頂点は、幅中心線Ｅを境とした両側に同距離に位置し、Ｃ頂点はこの幅中心線Ｅ上に位置する。図１から明らかなように、第２仮想三角形１４５の各頂点Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ第１仮想三角形１４０の頂点１４１〜１４３から離れている。なお、センサ１２３は、下側ベース１１４Ｃ側に設置することも可能である。
【００７５】
又、テーブル１１４における一方の側面板１１４Ｂには、レール１１２の一方の側面１１２Ｃに第１側方引力Ｓ１を作用させる２つの第１側方電磁石１２４が設置され、又、他方の側面板１１４Ｂには、レール１１２の他方の側面１１２Ｃに第２側方引力Ｓ２を作用させる１つの第２側方電磁石１２５が設置される。
【００７６】
具体的にこれらの第１及び第２側方電磁石１２４、１２５は、第３仮想三角形１４６の頂点（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に配設される。第１側方電磁石１２４が設置されるＸ頂点及びＹ頂点は、案内中心線Ｒを境にして第１仮想三角形１４０の第１頂点１４１と同側且つこの第１頂点１４１を挟むように、且つ第１頂点１４１から離れて位置している。第２側方電磁石１２５が設置されるＺ頂点は、第２及び第３頂点１４２、１４３と同側且つこの第２及び第３頂点１４２、１４３の間（詳細には中間）に位置している。
【００７７】
この第１及び第２側方引力Ｓ１、Ｓ２のバランスによって、レール１１２の両側面１１２Ｃと側面板１１４Ｂとの間に横方向隙間１２６が確保されて相互の接触が防止されている。
【００７８】
又、側面板１１４Ｂには、横方向隙間１２６を計測可能な２つの側方センサ１２７が、第２側方電磁石１２５の案内中心線Ｒ方向両外側に配置され、その計測値を制御装置にフィードバックする。このようにすると、第２側方電磁石１２５と側方センサ１２７との距離が大きくなり、磁気外乱及び発熱による計測誤差が低減される。
【００７９】
この磁気浮上移動装置１００では、従来の磁気浮上移動装置１０と全く同様に横型配置されたリニアモータ２８が駆動装置として採用されている。従って、重複説明を避けるために、リニアモータ２８に関しては従来の磁気浮上移動装置１０と同一の符号を付して構成・作用等の説明を省略する。この横型配置を採用した理由は、図２に示されるように上方電磁石１１８が「１つ」であり、この磁界Ｐがレール１１２内を幅方向に通過できるようにするためである。
【００８０】
次に、各電磁石１１８、１２０、１２４、１２５の構成について説明する。
【００８１】
図３に示されるように、これらの電磁石は、コ字状に屈曲された鉄心１３０の一部に永久磁石１３１が組み込まれており、この鉄心１３０の両端にコイル１３２が巻き付けられた「複合磁石構造」である。コイル１３２に電圧をかけない場合であっても、永久磁石１３１によるバイアス磁界Ｑ１が生じており、更に、コイル１３２に電圧ｅをかけて電流ｉを流した場合、バイアス磁界Ｑ１に重畳する磁界Ｑ２が発生する。この磁界Ｑ１、Ｑ２によって、レール１１２が吸引力ｆｍを受けて吸引される。
【００８２】
この複合磁石構造の電磁石における、吸引力ｆｍとコイル１３２に流す電流ｉとの関係（実線Ａ）を図４に示す。なお、従来の通常の電磁石（図１２参照）における吸引力ｆｍとコイル３２に流す電流ｉとの関係（点線Ｂ）も比較例として参考に示しておく。
【００８３】
図４からも明らかなように、複合磁石構造の電磁石は、従来の電磁石よりも非線形性が大幅に弱められる傾向にあり、言い換えれば、従来よりも更に１次関数（線形関数）に近付いている。従って、線形近似して制御した場合であってもその近似誤差を大幅に小さくすることができる。又、非線形の２次関数のまま制御することも可能であり（非線形補償という）、この各電磁石では実際にそのように制御されている。
【００８４】
次に、作用等について説明する。
【００８５】
この種の装置は、従来からテーブル１１４を安定浮上させること自体が大変困難であり、まずはそれを実現することが出発点であった。従って、姿勢を安定させるために当初から電磁石の数は４隅に４つの対称構造が常識となっていた。
【００８６】
しかし本磁気浮上移動装置１００はその常識を覆し、自身の安定性が要求されるテーブル１１４自身に対して、下方電磁石１２０を（安定性の面では）非常識とも考えられる第１仮想三角形１４０の頂点に配置し、更に、この第１仮想三角形１４０に対して底辺と頂点の位置関係が反対となる第２仮想三角形１４５の各頂点にセンサ１２３を配置した。
【００８７】
このようにすると、下方電磁石１２０とセンサ１２３と磁気干渉が防止される。その結果、移動案内中心線Ｒからできるだけ離れた相互間距離Ｈを確保して（つまりテーブル１１４内領域のできるだけ外側に）センサ１２３を配置することができ、テーブル１１４が何らかの外部衝撃で傾いた場合、その高さ変動が大きく現われるテーブル１１４の縁側で、その変動をより正確に計測することができる。
【００８８】
同様に、下方電磁石１２０側も、センサ１２３から離れた位置に設置することができるので、磁気の影響を考慮することなく大容量の電磁石を選択することができるようになる。その結果、理論上の最小数（３個）であっても安定性の低下に直結することにならず、むしろシンプル且つ高精度な制御によってテーブル１１４を十分に安定浮上させることができる。
【００８９】
なお、本実施形態では上方電磁石１１８は「１つ」であるが、勿論、仮に上方電磁石１１８を第１仮想三角形１４０の頂点に３つ配置してもよく、上記内容に関連して、上方電磁石１１８とセンサ１２３との間隔を大きく確保することができるようになる。この結果、磁界の影響及び発熱の影響によるセンサ１２３の計測誤差が大幅に低減されて、高精度の制御が達成される。
【００９０】
更に、案内中心線Ｒを境として左右に電磁石１１８、１２０やセンサ１２３が振り分けられることから、テーブル１１４のレール長手方向及びレール幅方向の傾きの双方に対して、常に「３個の総ての」下方電磁石１２０によって姿勢制御することができ、極めて安定した磁気浮上が可能となる。
【００９１】
又、第１仮想三角形１４０の底辺と頂点の位置関係が反対となる第３仮想三角形１４６の各頂点に、第１、第２側方電磁石１２４、１２５が（合計３つ）配置されるので、これらと上方及び下方電磁石１１８、１２０との距離が従来より大幅に長く確保され、上方、下方電磁石１１８、１２０の磁力線と側方電磁石１２４、１２５の磁力線とのレール１１２内での干渉が大幅に低減される。その結果、例えば一方の磁界が他方の磁界を弱めてしまったり、共に強め合って予定以上の磁界が発生することが防止されるので、制御外乱が大幅に減少して安定した高精度の磁気浮上制御が可能となる。
【００９２】
上方、下方電磁石１１８、１２０と第１、第２側方電磁石１２４、１２５がレール長手方向に間隔を空けて配置されるので、レール幅方向に間隔を空ける必要がなくなり、テーブル１１４やレール１１２をコンパクトにすることができる。
【００９３】
又、結果として側方電磁石１２４、１２５の個数、上方及び下方電磁石１１８、１２０の個数を少なくすることができる。この結果、テーブル１１４の総重量が軽減されて、低消費電力で応答性の高い磁気浮上制御が可能となる。更に電磁石の個数の減少により、各電磁石における非線形性誤差の累積量が低減することも制御の高精度化に貢献する。
【００９４】
ところで、本第１実施形態の磁気浮上移動装置１００における上方及び下方電磁石１１８、１２０の配置については、上方電磁石１１８と下方電磁石１２０の全部が「上下で対向していない」という特徴を有している。このようにしたのは、「対向させる」という既成概念から発生する配置的な制約から解放し、センサ１２３との距離、センサ１２３自体の最適場所等を十分に考慮した上で、電磁石１１８、１２０を柔軟に配置するためである。この結果として本磁気浮上移動装置１００では、上方電磁石１１８を１つにすることができたため、センサ１２３の配置スペースが飛躍的に増大し、最適な配置によって制御精度を高めることができた。
【００９５】
更に、上方及び下方電磁石１１８、１２０の（レール１１２内での）磁気干渉が低減されるので、外乱量が低減して制御精度、応答性を高めることができるようになる。なお、全部の上方、下方電磁石１１８、１２０が対向していない場合に限定されず、少なくとも一部分において対向させないようにしてもよい。
【００９６】
又、常に上下で「対」としていた従来の配置構造と比較して、上方電磁石が１つ、下方電磁石が３つとなり電磁石の個数が大幅に低減される。その結果、既に述べたが、テーブル１１４の総重量が減少する。これも、「必ずしも対向させる必要がない」という新たな思想が展開された結果として得られたものである。
【００９７】
なお、以上の説明において、上方、下方電磁石１１８、１２０等において用いた「上」、「下」は、鉛直上方、鉛直下方を意味するものではなく、側面等との関係で便宜上定めたものである。従って、勿論、レール１１２を鉛直方向に配置して、鉛直方向にテーブル１１４を移動させることも可能である。又、上記の「上」が実際には下側に位置するような態様、即ちテーブル１１４を反転させた状態での使用も可能である。
【００９８】
次に、本発明の第２実施形態に係る磁気浮上移動装置２００を示す。なお、以下に具体的に説明する部分を除いては、図１〜図４で示した第１実施形態の磁気浮上移動装置１００とほぼ同様の構成であるので、同一又は類似する部分・部材については下二桁を該磁気浮上移動装置１００と同じ符号を付することにより構成・作用等の説明は省略する。
【００９９】
図５に示されるように、この磁気浮上移動装置２００は、テーブル２１４における上側ベース２１４Ａに上方電磁石２６０が２つ配置されている。詳細には、案内中心線Ｒを境とした両側であって幅中心線Ｅ上に配置され、それらは、センサ２２３が配置される第２仮想三角形２４５の内部に位置している。これは、センサ２２３と上方電磁石２６０との配置的な干渉を防止し、磁気及び発熱による計測誤差を低減させるためである。なお、この２つの上方電磁石２６０と下方電磁石２２０は「対向していない」状態で配置されており、双方の磁界ができる限り干渉しないように配慮がなされている。
【０１００】
レール２７０は、図６に示されるように、案内中心線Ｒを境にして幅方向Ｗに２分割された第１及び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂによって構成されており、各レール片２７０Ａ、２７０Ｂがレールベース２１６によってそれぞれ支持されている。
【０１０１】
第１及び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂの間には、リニアモータ２８０が縦型配置されている。詳細には、第１及び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂの各対向面２７２に固定子２８２が対向状態で設置されており、この２つの固定子２８２の間に、テーブル２１４に設置される可動子２８４が挿入された構造である。固定子２８２は、図７に拡大して示されるように、三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のコイルによって構成されると共に、可動子２８４は導電体によって構成され、誘導モータとして所定の推力を発生するようになっている。なお、可動子２８４側をコイルとしてもよく、又直流であれば一方をコイル、他方を磁石として同期モータとして機能させてもよい。
【０１０２】
このリニアモータ２８０は案内中心線Ｒ方向の推力を発生し、それによってテーブル２１４がレール２７０に対して相対的に移動するようになっている。又、上方及び下方電磁石２６０、２２０からレール２７０に印加される磁界が、２分割されたレール片２７０Ａ、２７０Ｂの間を互いに往来しようとするが、その間にリニアモータ２８０が存在しているので、磁界の往来（漏れ）を妨げる（「妨害部材」としての機能する）ようになっている。
【０１０３】
このようにすれば、駆動源であるリニアモータ自体を妨害部材として利用することによって、レール自体をコンパクトに構成することができる。
【０１０４】
この磁気浮上移動装置２００によれば、レール２７０が案内中心線Ｒを境に２分割され、その間にリニアモータ２８０が設置されるので、従来、一方で閉じているべき磁気が案内中心線Ｒ（レールセンタ）を越えて（不必要に）往来することを防止できる。従って、第１実施形態の同等の効果に加えて、例えば２つの上方電磁石２６０が、各レール片２７０Ａ、２７０Ｂに対して独立して（閉じられた磁気回路中に）磁界を作用させることができ、磁気の漏れが低減されて引力の低下を防止することができる。
【０１０５】
更に、リニアモータ２８０が、２つの固定子２８２の間に可動子２８４が挿入された「縦型配置」になっている。その結果、横型配置のリニアモータの際に生じた「推力によるテーブル２１４の高さ変動」を低減させることができる。又、２つの固定子２８２による駆動方式を採用しているので、固定子２８２と可動子２８４間の引力が相殺され、テーブル２１４のレール幅方向の変動もほとんど防止されている。
【０１０６】
なお、本第１、第２実施形態では、第１仮想三角形の頂点等が、「案内中心線Ｒ」を境として振り分けられている場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず任意の仮想基準直線であればよい。なぜなら、この仮想基準直線は、第１、第２、第３仮想三角形の関係を規定するものあれば十分だからである。又、広く知られているように、この磁気浮上移動装置は、テーブルを固定して、レールを移動させることも可能であり、そのような利用態様であっても構造的に同等であれば本発明の範疇に属するものである。
【０１０７】
又、ここでは第１、第２実施形態を示したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、これらの各部分等を適宜組み合わせた実施形態も存在し、更に、今回示した形態以外の各種実施形態も存在する。
【０１０８】
なお、明細書全文に表われてくる部材の形容（機能・形状）はあくまで例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明によれば、構造上の工夫から位置決め精度を大幅に高めることができるようになり、又それに関連して消費電力の低減、製造コストの低減が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気浮上移動装置を示す上面図
【図２】図１のII−II断面図
【図３】同磁気浮上移動装置に適用される電磁石の構造を示す模式図
【図４】同電磁石の特性を示す線図
【図５】本発明の第２実施形態に係る磁気浮上移動装置を示す上面図
【図６】図５のVI−VI断面図
【図７】同磁気浮上移動装置に用いられるリニアモータの構造を示す斜視図
【図８】従来の磁気浮上移動装置の全体構成を模式的に示す斜視図
【図９】図８のIX−IX断面図
【図１０】同磁気浮上移動装置の上面図
【図１１】同磁気浮上移動装置に用いられるリニアモータの構造を示す斜視図
【図１２】同磁気浮上移動装置に用いられる電磁石の構成を示す拡大図
【符号の説明】
１００、２００…磁気浮上移動装置
１１２、２７０…レール
１１４、２１４…テーブル
１１８、２６０…上方電磁石
１２０、２２０…下方電磁石
１２２、２２２…隙間
１２３、２２３…センサ
１２４、２２４…第１側方電磁石
１２５、２２５…第２側方電磁石
１２６、２２６…横方向隙間
１２７、２２７…側方センサ
１２８、２８０…リニアモータ
１２８Ａ、２８４…可動子
１２８Ｂ、２８２…固定子
【発明の属する技術分野】
本発明は、レールを挟み込むようにして配置されるテーブルが、電磁石の引力バランスによって相対的に浮上案内される磁気浮上移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の磁気浮上移動装置は、レールとテーブルが非接触状態を維持して相対案内されることから、移動時に塵、騒音等がほとんど発生しないという特徴を有している。従って、今後、高いクリーン度が要求される環境や、真空環境、低騒音環境等での適用が期待されており、例えば、半導体製造プロセスにおけるシリコンウェハの搬送装置や、液晶表示装置及びプラズマ表示装置におけるガラス基板、カラーフィルタ基板の搬送装置等への応用が進んでいる。
【０００３】
磁気浮上移動装置において、その根本をなす機能は「磁気浮上」である。
【０００４】
一般的に「磁気浮上」を実現するには、テーブルの上下に電磁石を対向状態で配置して、レールの上面には上方引力を、下面には下方引力を付与し、その上方引力、下方引力、テーブルの自重の総合バランスによって、テーブル自身が浮上するようになっている。
【０００５】
図８に、従来の磁気浮上移動装置１０の構成を示す。この磁気浮上移動装置１０は、レール１２と、このレール１２を挟み込むようにして配置されるテーブル１４と、を備えており、テーブル１４は、レール１２の長手方向Ｌ（図８の座標軸ではＸ軸）に案内される。
【０００６】
図９に拡大して示されるように、レール１２は平板状の部材であり、断面が逆Ｔ字となるレールベース１６によって下側から支持されている。従って、レール１２とレールベース１６とを組み合わせると、断面が横Ｈ字形状となる。なお、レール１２は平板状部材に限定されるものではないが、テーブル１４が浮上できる程度に磁界を作用させる面領域が必要となる。
【０００７】
テーブル１４は、板状の部材でありレール１２の上面１２Ａと平行する上側ベース１４Ａと、このベース１４Ａの幅方向Ｗ（図９ではＹ軸方向）両端縁に下方に向かって連結される側面板１４Ｂと、この側面板１４Ｂの下端縁に連結されてレール１２の下面１２Ｂと平行する下側ベース１４Ｃと、を備える。従って、上側及び下側ベース１４Ａ、１４Ｃによってレール１２を上下から挟み込み、又両側面板１４Ｂによってレール１２を幅方向Ｗに挟み込んだ構造である。
【０００８】
テーブル１４の上側ベース１４Ａには４つの上方電磁石１８が設置されると共に、下側ベース１４Ｃにも同様に４つの下方電磁石２０が設置される。上方電磁石１８がレール１２の上面１２Ａに上方引力Ｆ１を作用させると共に、下方電磁石２０がレール１２の下面１２Ｂに下方引力Ｆ２を作用させる。この上方引力Ｆ１、下方引力Ｆ２、テーブル１４の（各電磁石を含む）自重、の三者の総合バランスにより、レール１２の上面１２Ａ及び下面１２Ｂと、テーブル１４との間に上下方向の隙間２２が確保され、結果として、レール１２に対してテーブル１４が磁気浮上する。なお、テーブル１４には更にセンサ２３が設けられ、上下方向の隙間２２を計測して制御回路にフィードバックする。
【０００９】
又、テーブル１４における一方の側面板１４Ｂには、レール１２の一方の側面１２Ｃに第１側方引力Ｓ１を作用させる２つの第１側方電磁石２４が設置され、又同様に、他方の側面板１４Ｂには、レール１２の他方の側面１２Ｃに第２側方引力Ｓ２を作用させる２つの第２側方電磁石２５が設置される。この第１及び第２側方引力Ｓ１、Ｓ２のバランスにより、レール１２の両側面１２Ｃと側面板１４Ｂとの間に横方向隙間２６が確保され、相互の接触が防止されている。又、図１０に示されるように、側面板１４Ｂには、第１側方電磁石２４の近傍にそれぞれ側方センサ２７が設置され、横方向隙間２６の距離を測定して制御装置にフィードバックする。
【００１０】
図９に示されるように、磁気浮上移動装置１０では、テーブル１４とレール１２とを相対移動させる駆動装置として非接触タイプのリニアモータ２８が採用されている。このリニアモータ２８は、レール１２の上面１２Ａに設置される固定子２８Ａと、テーブル１４における上側ベース１４Ａの下面側に前記固定子２８Ａと対向配置される可動子２８Ｂと、を有して構成される。図１１に拡大して示されるように固定子２８ＡはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流コイルによって構成されており、その磁界作用によって導電体である移動子２８Ｂ側に誘導電流が流れて推力が発生する。従って、固定子２８Ａと可動子２８Ｂは「非接触」状態であり、磁気浮上というメリットが生かされるようになっている。なお、このリニアモータ２８の設置態様を「横型配置」と呼ぶことにする。
【００１１】
次に、各電磁石１８、２０、２４、２５、センサ２３、２７、リニアモータ２８等の配置について説明する。
【００１２】
図１０に示されるように、上方及び下方電磁石１８、２０は、上下方向に向かい合った状態で、テーブル１４の４隅に配置されている、このように、対向状態で配置されているのは、上方引力Ｆ１と下方引力Ｆ２を「対」として作用させて、浮上姿勢を安定させるためである。又、テーブル１４の４隅に設置されているのも、方形のテーブル１４の浮上姿勢の安定性が向上することを期待したものである。
【００１３】
上下方向の隙間２６を計測するセンサ２３は、テーブル１４の案内中心線Ｒ（レール１２の長手方向に平行する）を境に一方に１つ、他方に２つ配置される。従って、３つのセンサ２３を直線的に結ぶと仮想三角形Ｔが形成される。このように、仮想三角形Ｔの各頂点に配置させた理由は、テーブルの浮上高さ（ｚ軸変位量）、案内方向の傾き（θｙ変位量）、幅方向Ｗの傾き（θｘ変位量）の総てを計測するためである。
【００１４】
第１側方電磁石２４は、一方の側面板１４Ｂにおいて案内中心線Ｒ方向に並列して２個配置されており、又、第２側方電磁石２５も同様に、他方の側面板１４Ｂにおいて案内中心線Ｒ方向に並列して２個配置される。従って、第１及び第２電磁石２４、２５は幅方向Ｗに向かい合っており、第１及び第２側方引力Ｓ１、Ｓ２が対となってレール１２に作用する。
【００１５】
横方向隙間２６を計測する側方センサ２７は、２つの第１電磁石２４の案内中心線Ｒ方向の両外側にそれぞれ配設される。このように２つの側方センサ２７を配置することで、テーブル１４の幅方向Ｗの位置決め（ｙ軸変位量）、テーブル１４の回転（θｚ変位量）を計測することができる。又、リニアモータ２８は、案内中心線Ｒ上に設置される。
【００１６】
図１２に示されるように、各電磁石１８、２０、２４、２５は、一般的に、コ字状に屈曲された鉄心３０、及びこの鉄心３０の両端に巻き付けられるコイル３２を有する。このコイル３２に電圧ｅをかけて電流ｉを流すことにより、鉄心３０の一端から他端側に向かう磁界Ｑが発生する。この磁界Ｑは、レール１２を含めた磁気回路を通過するので、レール１２が吸引力ｆｍを受けて電磁石側に吸引される。この吸引力ｆｍは、電流ｉを変化させることによって制御することができる。
【００１７】
なお、以上の説明において、上方、下方電磁石１８、２０等で用いた「上」、「下」は、鉛直上方、鉛直下方を意味するものではなく、側面等との関係で便宜上定めた概念である。従って、勿論、レール１２を鉛直方向に配置して、鉛直方向にテーブル１４を移動させることも可能である。又、上記の「上」が実際には下側に位置するような態様、即ちテーブル１４を反転させた状態で使用することも可能である。又、一般的にも広く知られているように、この磁気浮上移動装置１０は、テーブル１４側を固定してレール１２を浮上・移動させて使用することもでき、このような使用態様であってもここでいう「磁気浮上移動装置」の概念に含まれるものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、このような磁気浮上移動装置１０の採用を予定している各種分野（例えば半導体製造装置の分野）では技術レベルが飛躍的に向上し、加工、組立等の高精度化の要求が著しく高まっている。
【００１９】
ところが、非接触でテーブル１４を案内する磁気浮上構造の場合、浮上空間を高精度に維持することのみによって、即ち「浮上剛性」のみによって、テーブル１４自体の位置決め精度を高めなければならない。しかしながら、従来の磁気浮上移動装置１０では、制御側であらゆる工夫を凝らしたとしても、高い精度をどうしても達成することができなかった。その原因について本発明者が詳細に検討したところ、磁気浮上移動装置１０に、構造上の面から大きく５つの問題が存在することが推測された。
【００２０】
第１に、３つ配置されるセンサ２３における２つが、上方及び下方電磁石１８、２０に極めて接近しており、磁界による影響を受け易く、計測誤差が増大していた。又、上方電磁石１８の発熱によって、隙間２２の雰囲気温度が上昇し、これも隙間２２本来の距離を正確に計測することを困難にしていた。特に、浮上用に用いられる上方電磁石１８は容量が大きいために発熱量が多く、誤差を更に増大させていた。
【００２１】
又、側方のセンサ２７についても全く同様であり、第１側方電磁石２４に極めて接近している結果、隙間２６の計測誤差が増大していた。
【００２２】
第２に、図１０に示されるように、上方電磁石１８の存在が邪魔となって、同センサ２３の幅方向Ｗの配置間隔Ｈを広くすることができなかった。幅方向Ｗの外側程、テーブル１４の幅方向Ｗの傾き（θｘ変位量）が上下方向隙間２２の変動量に大きく反映されることになるが、上記配置間隔Ｈを広くすることができない結果、テーブル１４のθｘ制御精度を高めることができなかった。
【００２３】
第３に、上方及び下方電磁石１８、２０と、第１及び第２側方電磁石２４、２５が極めて接近することにより、上下からの磁界と、側方からの磁界とが、レール１２内部で干渉していた。従って、上下方向の隙間２２の制御と、横方向の隙間２６の制御とが互いに影響し合うので、高精度な位置決めが困難となっていた。例えば、上下方向隙間２２を変化させるために上方及び下方電磁石１８、２０の磁界の強さを変化させると、第１及び第２側方電磁石２４、２５の磁界にも影響を与えてしまい、横方向隙間２６も同時に制御しなければならず、複雑な制御系が構成されていた。
【００２４】
第４に、上方電磁石１８の磁界と、下方電磁石２０の磁界についても同様に、レール１２内で干渉していることが推測された。その結果、制御の非線形的要因が増大して予想通りの上方引力Ｆ１、下方引力Ｆ２を得ることができず、高精度の制御を困難にしていた。又、図９に示されるように、上方及び下方電磁石１８、２０の磁界Ｑが、レール１２内を幅方向Ｗ通過して拡散してしまい、磁界を弱めると共に非線形的要因を増大させる原因となっていた。
【００２５】
第５に、リニアモータ２８が推力を発生すると、可動子２８Ａが固定子２８Ｂの磁界によって吸引されて、テーブル１４の高さ変動（いわゆる沈み込み）が生じていた。
【００２６】
本発明者によって明らかにされた上記第１〜第５の外乱要因が複雑に絡み合い、結局、テーブル１４の高精度な位置決めが現実的に困難になっていたと考えられる。
【００２７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、浮上位置決め制御の際に問題となる様々な外乱要因を構造的に解消し、高精度な位置決めを可能にすることを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、前期テーブルに設けられて前期上方引力及び下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に確保される上下方向隙間を計測するセンサと、を備える磁気浮上移動装置において、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の任意の仮想基準直線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成され、且つ前記レールの長手方向と直角な辺を有しない第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記上下方向隙間を確保可能とし、前記センサを、前記仮想基準直線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及びＢ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想三角形の各頂点に対応させ、前記第１仮想三角形の各頂点から離して配置したことにより、上記目的を達成するものである。
【００２９】
レールに案内される磁気浮上移動装置は、テーブルを安定浮上させること自体が大変困難であり、まずその磁気浮上を実現することが出発点であった。従って、姿勢を安定させるために、当初から電磁石のテーブルの４隅に４つ配置される構造が常識となっていた。
【００３０】
しかし、本発明者はセンサ及び電磁石の最も合理的な配置について入念に再検討した。従来のように、方形のテーブルに対して上方及び下方電磁石を４隅に配置することは、今後求められるであろう高精度位置決め・低コスト等の要求を、高いレベルで満足することがどうしてもできなかった。
【００３１】
そこで、自身の安定性が要求されるテーブル自身に対して、電磁石を、敢えて第１仮想三角形の頂点にし、更に、この電磁石が配置される第１仮想三角形に対して、底辺と頂点の位置関係が反対となる第２仮想三角形の各頂点に対応させてセンサを配置するようにした。なお、各頂点に対応させて配置される電磁石は必ずしも「１個」である必要はない。この結果、仮想基準線に対して一方サイドには２個（２個所）の電磁石と１個（１個所）のセンサが配置され、他方サイドには１個（１個所）の電磁石と２個（２個所）のセンサが配置され、それらの組合せによって極めて合理的なテーブルの位置決めが可能になる。
【００３２】
このようにすると、具体的に以下のような作用が得られる。
【００３３】
（１）電磁石とセンサとの設置空間の干渉が防止される。つまり、電磁石、センサの各々を周囲に余裕を持って設置することができるようになり、より好ましい位置にそれぞれ設置できる。例えば、センサに関して言えば、検出感度を高めるために案内中心（レールセンタ）からできるだけ離れた位置（つまりテーブル内領域のできるだけ外側）に配置することができ、テーブルが何らかの外部衝撃で傾いた場合、その高さ変動が大きく現われるテーブルの縁側でその変動を計測することができる。なお、従来は、できるだけ外側にセンサを配置しようとしても電磁石にその場所を占領されており配置することができなかった。
【００３４】
同様に、電磁石側もセンサ配置を考慮することなく、より好ましい配置、より好ましい電磁石の大きさを設定することができるようになり、安定性の面で好ましいといえる。テーブル内領域のできるだけ外側に電磁石を配置できる。従って、上方、下方の一方が理論上の最小数（３個）であっても安定性の低下に直結することにならず、むしろ高精度な制御によって（下記（２）参照）、テーブルを十分に安定浮上させることができる。このことは本発明者によって実際に確認済みである。
【００３５】
（２）上記（１）に関連して、電磁石とセンサとの間隔を大きく確保することができるようになり、電磁石の磁界の影響あるいは発熱の影響によるセンサの計測誤差が大幅に低減されて高精度の制御が達成される。又、磁気浮上のように非線形が強く現われる制御システムの場合には、その駆動源である電磁石の数が少ないほど、非線形の誤差の累積量を小さく押さえることができるようになる。（１）、（２）のメリットが合理的に作用した結果、実質的にテーブルを磁気浮上させることができる構造となっている。
【００３６】
（３）各頂点位置に電磁石を１個のみ配置するようにした場合は、電磁石の数を少なくすることができる。これは、上記（１）、（２）を達成しようとした最終的な結果として得られたものであるが、製造コストの主要部分を占める電磁石の数が低減されることで大幅にコストを低減することができるようになり、市場における価格競争力を向上させることができる。
【００３７】
なお、上記の思想の下、第１及び第２仮想三角形の配置の基準となる上記仮想基準線は、テーブル上の如何なる方向でも構わないが、好ましくは、前記仮想基準線を前記テーブルの案内中心線とすることで、該案内中心線の一方には前記第１頂点、Ａ頂点、Ｂ頂点が位置し、他方には前記第２、第３頂点、Ｃ頂点が位置しているようにする。
【００３８】
これは、一見、電磁石、センサ共に案内中心線を基準にして非対称に配置されることになり不合理に感じられるが、しかしながら、これは本発明が数々の検証の結果で得られたものであり、実際に極めて安定した磁気浮上が可能となる。推測ではあるが、その一要因として、案内中心線上に電磁石が配置されないことから、テーブルのレール長手方向の傾き及びレール幅方向の傾きの双方に対して、常に「３個所の総ての」電磁石によって姿勢制御されることが挙げられる。
【００３９】
なお、このようにすればレールの中心線近傍にテーブルからの浮上用磁界が作用することが防止され、そのレール上及びテーブル上の領域を利用して、駆動用のリニアモータを案内中心線近傍に配設することもできるようになる。
【００４０】
なお、上方及び下方電磁石のどちらを第１仮想三角形の頂点に配置するかは限定されないが、例えば、センサの設置面との兼ね合いから、そのセンサと干渉が生じ易い側に設定されることが好ましい。勿論、上方、下方電磁石の双方を第１仮想三角形の頂点に配置させてもよいが、その一方で、上下の電磁石を対向させることに限定されない。例えば、上下の電磁石の数が異なったり、上下で異なる配置を採用しても良い（詳細は後述）。
【００４１】
又本第２発明は、レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの一方の側面に第１側方引力を作用させる第１側方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの他方の側面に第２側方引力を作用させる第２側方電磁石と、を備え、前記上方引力及び下方引力により、前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保し、さらに、前期第１側方引力及び第２側方引力により、前記レールの両側面と前記テーブルとの間に横方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成され、且つ前記レールの長手方向と直角な辺を有しない第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前記上下方向隙間を確保可能とし、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＸ頂点及びＹ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＺ頂点、から構成される第３仮想三角形における前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記第１側方電磁石を、前記Ｚ頂点に前記第２側方電磁石を、それぞれ前記第１仮想三角形の各頂点から離して配置したことにより、上記目的を達成するものである。
【００４２】
これは、第１発明と同様な思想の下で案出されたものである。
【００４３】
従来、テーブルの姿勢を安定させる観点から、レール幅方向にテーブルを位置決めする第１及び第２側方電磁石も、当初から「対（組）」となった対向状態で合計４個所に配置されることが常識であった。これも、一般的に制御が簡単であり、高精度に位置決めができると考えられていたからである。
【００４４】
しかし、本発明者による詳細な検討の結果、その配置が、上方及び下方電磁石との関係で必ずしも良好であるとは言えないことを見出した。
【００４５】
本第２発明は、第１仮想三角形の頂点に対応させて上方及び下方の一方の電磁石が配置され、更に、その第１仮想三角形と、底辺と頂点の位置関係が反対となる第３仮想三角形の各頂点に対応させて、第１、第２側方電磁石が配置される。この結果、以下のようなメリットを得ることができる。
【００４６】
（ａ）上方、下方電磁石と、側方電磁石とが交互に配置されるので、両者の距離が従来より長く確保され、上方、下方電磁石の磁力線と側方電磁石の磁力線との干渉が大幅に低減される。その結果、例えば一方の磁界が他方の磁界を弱めてしまったり、共に強め合って予定以上の磁界が発生することが防止されるので制御外乱が大幅に低減し、第１及び第２側方電磁石が合計３個所に配置される構成であっても、安定した高精度の磁気浮上制御が可能となる。これも、本発明者によって実証済みである。
【００４７】
（ｂ）上記（ａ）で説明したように、上方、下方電磁石と側方電磁石の磁気干渉が構造的に低減されるので、テーブルやレールをコンパクトにすることができる。つまり、従来は、磁気干渉は当然発生するものであり、レール及びテーブルを「幅方向に広げて」両者の距離を少しでも確保しようとする努力がなされていたが、本第２発明ではその必要が無くなる。
【００４８】
（ｃ）上方、下方電磁石及び側方電磁石の個数が少なくて済むので、製造コストが大幅に削減される。又、電磁石の総個数を少なくすることができるおかげで、電磁石と引力の非線形性誤差の累積量が低減すると共にテーブルの総重量が減少し、高精度な制御が可能となる。従って、外乱による変位変動に柔軟に対応できる磁気浮上移動装置を得ることができるようになる。
【００４９】
なお、このように構成する場合、前記レールの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を計測可能な側方センサを、前記テーブルにおける前記第２側方電磁石の案内中心線方向両外側に配置することが好ましい。第２側方電磁石を１つにしたことを有効利用し、その外側に側方センサを配置すれば、第２側方電磁石の磁気外乱や発熱による計測誤差を低減させることができる。
【００５０】
なお、上記第１及び第２発明は、勿論組み合わせることが可能である。具体的にそのような磁気浮上移動装置は、前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成される第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前記上下方向隙間を確保可能とし、前記センサを、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及びＢ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想三角形の各頂点に対応させて配置し、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＸ頂点及びＹ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＺ頂点、から構成される第３仮想三角形における前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記第１側方電磁石をそれぞれ配置すると共に、前記Ｚ頂点に前記第２側方電磁石を配置し、前記レールの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を計測可能な２つの側方センサを、前記テーブルにおける前記第２側方電磁石の前記案内中心線方向両外側に配置する（本第３発明）。
【００５１】
以上の思想は、更に、上方及び下方電磁石の関係にも適用することができる。
【００５２】
本第４発明は、レールと、前記レールを挟み込むように配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、を備え、前記上方引力と下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記上方電磁石と前記下方電磁石を、少なくとも一部分において上下で対向しない位置に配設して上記目的を達成するものである。
【００５３】
既に繰り返して述べたが、従来は、上方及び下方電磁石は、テーブルの４隅且つ上下対向状態で計８個所配置されていた。これは、レールに対してテーブルを磁気浮上させる際の不安定性を防止するために、当初から欠くことのできない構成として採用されてきている。
【００５４】
しかし、その構成は外観上合理的に感じるが、その一方で、一見しただけでは分からないデメリットによって、思った通りの効果が得られていない可能性を本発明者は知得した。
【００５５】
そこで常識を覆して、上方及び下方電磁石における少なくとも一部を「対向状態にしない」ことによって多くのメリットが得られ、結局、十分に安定した磁気浮上が可能であることに想到した。これは、この非対向の部分をあえて創出することで以下のようなメリットが得られるからである。
【００５６】
（ア）電磁石の配置の制約が解かれ、センサとの距離、センサ自体の設置場所等を十分に考慮した上で電磁石を配置することが可能となり、制御精度を高めることができるようになる。
【００５７】
（イ）上方及び下方電磁石の（レール内での）磁気干渉が低減されて非線形的な外乱量が低減し、同様に制御精度を高めることができるようになる。この（ア）、（イ）のメリットが同時に得られることで、下方引力と上方引力が対となっていないことによるマイナス面を十分に補うことができるようになる。
【００５８】
この場合、前記上方電磁石又は前記下方電磁石の一方が２個配置されていると共に、他方が仮想三角形の頂点位置に計３個配置されるようにしてもよい。このように「対」という制約から解放されて、磁石の数を減少させれば、テーブル上の残りの空きスペースを有効活用することができるようになり、例えば、本第１発明を容易に適用することもできるようになる。又、電磁石の個数が大幅に低減されるので、制御システムが簡略化されてる共にテーブルの総重量が減少して高応答・高精度の制御が可能になる。
【００５９】
又、更に進めて、前記上方電磁石又は前記下方電磁石の一方が１個配置されていると共に、他方が仮想三角形の頂点位置に３個配置されるようにしてもよい。
【００６０】
上記のような思想は、磁気干渉を低減させることを着眼点の１つとしていたが、これは、下記のようにレール側からとらえて解決を図ることができる。
【００６１】
具体的に本第５発明は、レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記移動テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、を備え、前期上方引力と下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、前記レールを案内中心線を基準として幅方向に２分割し、一方の前記レール片に印加される磁気が他方のレール片に漏れることを抑制して上記目的を達成するものである。
【００６２】
レールによってテーブルから相対案内されるこの種の装置の場合、テーブルに設置される種々の電磁石からレールに対して複数の磁気が発せられているが、従来は、その磁界の干渉については何等問題視されていなかった。本発明者は、その磁界の干渉（センサとの干渉も含めて）を低減させることを着想の１つとして、上記第１〜第４発明によってテーブル構造によって解決を図っているが、更に検討を進めたところレール側でも解決を図ることができることに気が付いた。
【００６３】
本第５発明によれば、レールが案内方向中心を境に２分割されるので、従来、案内中心線を越えて（不必要に）往来していた磁界が、この案内中心線を境にして分断される。従って、案内中心線を境にして両側に配設されているテーブル上の電磁石が、分割されて独立した各レール片に対して磁界を作用させることができ、磁気の干渉や漏れが低減されて制御外乱を減少させることができる。
【００６４】
特に、このようにレールを２分割する場合には、前記分割した２つの前記レール片の内側面のそれぞれに固定子を設置すると共に、該２つの固定子の間に、前記テーブルに設置される可動子を挿入してリニアモータを構成し、該リニアモータが、前記レールに対して前記テーブルを相対的に移動させる役目と前記磁気の漏れをより防止する役割とを兼ねるようにすることが好ましい。
【００６５】
このようにすれば、駆動源としてのリニアモータ自体が更に磁界の漏れを低減させることができ、更に、レール自体をコンパクトに構成することができる。
【００６６】
又、２分割されるレールの構造を利用して、リニアモータが、２つの固定子の間に可動子が挿入された「縦型配置」になっている。その結果、横型配置のリニアモータの際に生じるテーブルの高さ変動を低減させることができるようになる。又、２つの固定子による駆動方式を採用しているので両者の引力が打ち消し合い、レール幅方向の変動もほとんど防止されている。なお、本第５発明は、テーブル側によって解決を図ろうとする第１〜第４発明と組み合わせると、より優れた結果を得ることができる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。
【００６８】
図１に、本発明の第１実施形態に係る磁気浮上移動装置１００の構成を示す。この磁気浮上移動装置１００は、レール１１２と、このレール１１２を挟み込むようにして配置されるテーブル１１４と、を備えており、テーブル１１４は、レール１１２の長手方向（図１の座標軸ではｘ軸方向）に案内される。
【００６９】
図２に示されるように、レール１１２は平板状の部材であり、断面が逆Ｔ字となるレールベース１１６によって下側から支持されている。従って、レール１１２とレールベース１１６とを組み合わせると、断面が横Ｈ字形状となる。なお、レール１１２は平板状部材に限定されるものではないが、テーブル１１４が浮上できる程度に磁界を作用させることができる面領域が必要となる。
【００７０】
テーブル１１４は、板状の部材でありレール１１２の上面１１２Ａと平行する上側ベース１１４Ａと、このベース１１４Ａの幅方向Ｗ（ｙ軸方向）両端縁に下方に向かって連結される側面板１１４Ｂと、この側面板１１４Ｂの下端縁に連結されてレール１１２の下面１１２Ｂと平行する下側ベース１１４Ｃと、を備える。従って、上側及び下側ベース１１４Ａ、１１４Ｃによってレール１１２を上下から挟み込んだ構造である。
【００７１】
ここまでは、従来の磁気浮上移動装置１０とほとんど同様である。
【００７２】
図１に戻って、テーブル１１４の上側ベース１１４Ａには、案内中心線Ｒ上、且つ幅中心線Ｅ上（即ちテーブル１１４の中心）に１つの上方電磁石１１８が設置される。又、下側ベース１１４Ｃには、案内中心線Ｒを境にして一方に位置する第１頂点１４１、他方に位置する第２及び第３頂点１４２、１４３、から構成される第１仮想三角形１４０の各頂点に下方電磁石１２０が配置されている。なお、第１頂点１４１は、幅中心線Ｅ上に位置しており、第２及び第３頂点１４２、１４３は、この幅中心線Ｅを境にして同距離に配置されている。図１から明らかなように、この第１仮想三角形１４０は、レール１１２の長手方向Ｘと直角な辺を有していない。
【００７３】
上方電磁石１１８がレール１１２の上面１１２Ａに上方引力Ｆ１を作用させると共に、下方電磁石１２０がレール１１２の下面１１２Ｂに下方引力Ｆ２を作用させる。この上方引力Ｆ１、下方引力Ｆ２、テーブル１１４の（各電磁石等を含む）自重、の三者の総合バランスにより、レール１１２の上面１１２Ａ及び下面１１２Ｂと、テーブル１１４との間に上下方向の隙間１２２が平面的に確保され、結果として、レール１１２に対してテーブル１１４が磁気浮上する（図２参照）。
【００７４】
この隙間１２２を計測するセンサ１２３は、上側ベース１１４Ａにおける第２仮想三角形１４５の各頂点（Ａ、Ｂ、Ｃ）に対応させて３つ配置される。この第２仮想三角形１４５は、案内中心線Ｒを境にして、上記第１仮想三角形１４０の第１頂点１４１と同側且つこの第１頂点１４１を挟むようにしてＡ頂点及びＢ頂点が位置しており、又、上記第２及び第３頂点１４２、１４３と同側且つこの第２及び第３頂点１４２、１４３の間にＣ頂点が位置している。なお、Ａ頂点及びＢ頂点は、幅中心線Ｅを境とした両側に同距離に位置し、Ｃ頂点はこの幅中心線Ｅ上に位置する。図１から明らかなように、第２仮想三角形１４５の各頂点Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ第１仮想三角形１４０の頂点１４１〜１４３から離れている。なお、センサ１２３は、下側ベース１１４Ｃ側に設置することも可能である。
【００７５】
又、テーブル１１４における一方の側面板１１４Ｂには、レール１１２の一方の側面１１２Ｃに第１側方引力Ｓ１を作用させる２つの第１側方電磁石１２４が設置され、又、他方の側面板１１４Ｂには、レール１１２の他方の側面１１２Ｃに第２側方引力Ｓ２を作用させる１つの第２側方電磁石１２５が設置される。
【００７６】
具体的にこれらの第１及び第２側方電磁石１２４、１２５は、第３仮想三角形１４６の頂点（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に配設される。第１側方電磁石１２４が設置されるＸ頂点及びＹ頂点は、案内中心線Ｒを境にして第１仮想三角形１４０の第１頂点１４１と同側且つこの第１頂点１４１を挟むように、且つ第１頂点１４１から離れて位置している。第２側方電磁石１２５が設置されるＺ頂点は、第２及び第３頂点１４２、１４３と同側且つこの第２及び第３頂点１４２、１４３の間（詳細には中間）に位置している。
【００７７】
この第１及び第２側方引力Ｓ１、Ｓ２のバランスによって、レール１１２の両側面１１２Ｃと側面板１１４Ｂとの間に横方向隙間１２６が確保されて相互の接触が防止されている。
【００７８】
又、側面板１１４Ｂには、横方向隙間１２６を計測可能な２つの側方センサ１２７が、第２側方電磁石１２５の案内中心線Ｒ方向両外側に配置され、その計測値を制御装置にフィードバックする。このようにすると、第２側方電磁石１２５と側方センサ１２７との距離が大きくなり、磁気外乱及び発熱による計測誤差が低減される。
【００７９】
この磁気浮上移動装置１００では、従来の磁気浮上移動装置１０と全く同様に横型配置されたリニアモータ２８が駆動装置として採用されている。従って、重複説明を避けるために、リニアモータ２８に関しては従来の磁気浮上移動装置１０と同一の符号を付して構成・作用等の説明を省略する。この横型配置を採用した理由は、図２に示されるように上方電磁石１１８が「１つ」であり、この磁界Ｐがレール１１２内を幅方向に通過できるようにするためである。
【００８０】
次に、各電磁石１１８、１２０、１２４、１２５の構成について説明する。
【００８１】
図３に示されるように、これらの電磁石は、コ字状に屈曲された鉄心１３０の一部に永久磁石１３１が組み込まれており、この鉄心１３０の両端にコイル１３２が巻き付けられた「複合磁石構造」である。コイル１３２に電圧をかけない場合であっても、永久磁石１３１によるバイアス磁界Ｑ１が生じており、更に、コイル１３２に電圧ｅをかけて電流ｉを流した場合、バイアス磁界Ｑ１に重畳する磁界Ｑ２が発生する。この磁界Ｑ１、Ｑ２によって、レール１１２が吸引力ｆｍを受けて吸引される。
【００８２】
この複合磁石構造の電磁石における、吸引力ｆｍとコイル１３２に流す電流ｉとの関係（実線Ａ）を図４に示す。なお、従来の通常の電磁石（図１２参照）における吸引力ｆｍとコイル３２に流す電流ｉとの関係（点線Ｂ）も比較例として参考に示しておく。
【００８３】
図４からも明らかなように、複合磁石構造の電磁石は、従来の電磁石よりも非線形性が大幅に弱められる傾向にあり、言い換えれば、従来よりも更に１次関数（線形関数）に近付いている。従って、線形近似して制御した場合であってもその近似誤差を大幅に小さくすることができる。又、非線形の２次関数のまま制御することも可能であり（非線形補償という）、この各電磁石では実際にそのように制御されている。
【００８４】
次に、作用等について説明する。
【００８５】
この種の装置は、従来からテーブル１１４を安定浮上させること自体が大変困難であり、まずはそれを実現することが出発点であった。従って、姿勢を安定させるために当初から電磁石の数は４隅に４つの対称構造が常識となっていた。
【００８６】
しかし本磁気浮上移動装置１００はその常識を覆し、自身の安定性が要求されるテーブル１１４自身に対して、下方電磁石１２０を（安定性の面では）非常識とも考えられる第１仮想三角形１４０の頂点に配置し、更に、この第１仮想三角形１４０に対して底辺と頂点の位置関係が反対となる第２仮想三角形１４５の各頂点にセンサ１２３を配置した。
【００８７】
このようにすると、下方電磁石１２０とセンサ１２３と磁気干渉が防止される。その結果、移動案内中心線Ｒからできるだけ離れた相互間距離Ｈを確保して（つまりテーブル１１４内領域のできるだけ外側に）センサ１２３を配置することができ、テーブル１１４が何らかの外部衝撃で傾いた場合、その高さ変動が大きく現われるテーブル１１４の縁側で、その変動をより正確に計測することができる。
【００８８】
同様に、下方電磁石１２０側も、センサ１２３から離れた位置に設置することができるので、磁気の影響を考慮することなく大容量の電磁石を選択することができるようになる。その結果、理論上の最小数（３個）であっても安定性の低下に直結することにならず、むしろシンプル且つ高精度な制御によってテーブル１１４を十分に安定浮上させることができる。
【００８９】
なお、本実施形態では上方電磁石１１８は「１つ」であるが、勿論、仮に上方電磁石１１８を第１仮想三角形１４０の頂点に３つ配置してもよく、上記内容に関連して、上方電磁石１１８とセンサ１２３との間隔を大きく確保することができるようになる。この結果、磁界の影響及び発熱の影響によるセンサ１２３の計測誤差が大幅に低減されて、高精度の制御が達成される。
【００９０】
更に、案内中心線Ｒを境として左右に電磁石１１８、１２０やセンサ１２３が振り分けられることから、テーブル１１４のレール長手方向及びレール幅方向の傾きの双方に対して、常に「３個の総ての」下方電磁石１２０によって姿勢制御することができ、極めて安定した磁気浮上が可能となる。
【００９１】
又、第１仮想三角形１４０の底辺と頂点の位置関係が反対となる第３仮想三角形１４６の各頂点に、第１、第２側方電磁石１２４、１２５が（合計３つ）配置されるので、これらと上方及び下方電磁石１１８、１２０との距離が従来より大幅に長く確保され、上方、下方電磁石１１８、１２０の磁力線と側方電磁石１２４、１２５の磁力線とのレール１１２内での干渉が大幅に低減される。その結果、例えば一方の磁界が他方の磁界を弱めてしまったり、共に強め合って予定以上の磁界が発生することが防止されるので、制御外乱が大幅に減少して安定した高精度の磁気浮上制御が可能となる。
【００９２】
上方、下方電磁石１１８、１２０と第１、第２側方電磁石１２４、１２５がレール長手方向に間隔を空けて配置されるので、レール幅方向に間隔を空ける必要がなくなり、テーブル１１４やレール１１２をコンパクトにすることができる。
【００９３】
又、結果として側方電磁石１２４、１２５の個数、上方及び下方電磁石１１８、１２０の個数を少なくすることができる。この結果、テーブル１１４の総重量が軽減されて、低消費電力で応答性の高い磁気浮上制御が可能となる。更に電磁石の個数の減少により、各電磁石における非線形性誤差の累積量が低減することも制御の高精度化に貢献する。
【００９４】
ところで、本第１実施形態の磁気浮上移動装置１００における上方及び下方電磁石１１８、１２０の配置については、上方電磁石１１８と下方電磁石１２０の全部が「上下で対向していない」という特徴を有している。このようにしたのは、「対向させる」という既成概念から発生する配置的な制約から解放し、センサ１２３との距離、センサ１２３自体の最適場所等を十分に考慮した上で、電磁石１１８、１２０を柔軟に配置するためである。この結果として本磁気浮上移動装置１００では、上方電磁石１１８を１つにすることができたため、センサ１２３の配置スペースが飛躍的に増大し、最適な配置によって制御精度を高めることができた。
【００９５】
更に、上方及び下方電磁石１１８、１２０の（レール１１２内での）磁気干渉が低減されるので、外乱量が低減して制御精度、応答性を高めることができるようになる。なお、全部の上方、下方電磁石１１８、１２０が対向していない場合に限定されず、少なくとも一部分において対向させないようにしてもよい。
【００９６】
又、常に上下で「対」としていた従来の配置構造と比較して、上方電磁石が１つ、下方電磁石が３つとなり電磁石の個数が大幅に低減される。その結果、既に述べたが、テーブル１１４の総重量が減少する。これも、「必ずしも対向させる必要がない」という新たな思想が展開された結果として得られたものである。
【００９７】
なお、以上の説明において、上方、下方電磁石１１８、１２０等において用いた「上」、「下」は、鉛直上方、鉛直下方を意味するものではなく、側面等との関係で便宜上定めたものである。従って、勿論、レール１１２を鉛直方向に配置して、鉛直方向にテーブル１１４を移動させることも可能である。又、上記の「上」が実際には下側に位置するような態様、即ちテーブル１１４を反転させた状態での使用も可能である。
【００９８】
次に、本発明の第２実施形態に係る磁気浮上移動装置２００を示す。なお、以下に具体的に説明する部分を除いては、図１〜図４で示した第１実施形態の磁気浮上移動装置１００とほぼ同様の構成であるので、同一又は類似する部分・部材については下二桁を該磁気浮上移動装置１００と同じ符号を付することにより構成・作用等の説明は省略する。
【００９９】
図５に示されるように、この磁気浮上移動装置２００は、テーブル２１４における上側ベース２１４Ａに上方電磁石２６０が２つ配置されている。詳細には、案内中心線Ｒを境とした両側であって幅中心線Ｅ上に配置され、それらは、センサ２２３が配置される第２仮想三角形２４５の内部に位置している。これは、センサ２２３と上方電磁石２６０との配置的な干渉を防止し、磁気及び発熱による計測誤差を低減させるためである。なお、この２つの上方電磁石２６０と下方電磁石２２０は「対向していない」状態で配置されており、双方の磁界ができる限り干渉しないように配慮がなされている。
【０１００】
レール２７０は、図６に示されるように、案内中心線Ｒを境にして幅方向Ｗに２分割された第１及び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂによって構成されており、各レール片２７０Ａ、２７０Ｂがレールベース２１６によってそれぞれ支持されている。
【０１０１】
第１及び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂの間には、リニアモータ２８０が縦型配置されている。詳細には、第１及び第２レール片２７０Ａ、２７０Ｂの各対向面２７２に固定子２８２が対向状態で設置されており、この２つの固定子２８２の間に、テーブル２１４に設置される可動子２８４が挿入された構造である。固定子２８２は、図７に拡大して示されるように、三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のコイルによって構成されると共に、可動子２８４は導電体によって構成され、誘導モータとして所定の推力を発生するようになっている。なお、可動子２８４側をコイルとしてもよく、又直流であれば一方をコイル、他方を磁石として同期モータとして機能させてもよい。
【０１０２】
このリニアモータ２８０は案内中心線Ｒ方向の推力を発生し、それによってテーブル２１４がレール２７０に対して相対的に移動するようになっている。又、上方及び下方電磁石２６０、２２０からレール２７０に印加される磁界が、２分割されたレール片２７０Ａ、２７０Ｂの間を互いに往来しようとするが、その間にリニアモータ２８０が存在しているので、磁界の往来（漏れ）を妨げる（「妨害部材」としての機能する）ようになっている。
【０１０３】
このようにすれば、駆動源であるリニアモータ自体を妨害部材として利用することによって、レール自体をコンパクトに構成することができる。
【０１０４】
この磁気浮上移動装置２００によれば、レール２７０が案内中心線Ｒを境に２分割され、その間にリニアモータ２８０が設置されるので、従来、一方で閉じているべき磁気が案内中心線Ｒ（レールセンタ）を越えて（不必要に）往来することを防止できる。従って、第１実施形態の同等の効果に加えて、例えば２つの上方電磁石２６０が、各レール片２７０Ａ、２７０Ｂに対して独立して（閉じられた磁気回路中に）磁界を作用させることができ、磁気の漏れが低減されて引力の低下を防止することができる。
【０１０５】
更に、リニアモータ２８０が、２つの固定子２８２の間に可動子２８４が挿入された「縦型配置」になっている。その結果、横型配置のリニアモータの際に生じた「推力によるテーブル２１４の高さ変動」を低減させることができる。又、２つの固定子２８２による駆動方式を採用しているので、固定子２８２と可動子２８４間の引力が相殺され、テーブル２１４のレール幅方向の変動もほとんど防止されている。
【０１０６】
なお、本第１、第２実施形態では、第１仮想三角形の頂点等が、「案内中心線Ｒ」を境として振り分けられている場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず任意の仮想基準直線であればよい。なぜなら、この仮想基準直線は、第１、第２、第３仮想三角形の関係を規定するものあれば十分だからである。又、広く知られているように、この磁気浮上移動装置は、テーブルを固定して、レールを移動させることも可能であり、そのような利用態様であっても構造的に同等であれば本発明の範疇に属するものである。
【０１０７】
又、ここでは第１、第２実施形態を示したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、これらの各部分等を適宜組み合わせた実施形態も存在し、更に、今回示した形態以外の各種実施形態も存在する。
【０１０８】
なお、明細書全文に表われてくる部材の形容（機能・形状）はあくまで例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明によれば、構造上の工夫から位置決め精度を大幅に高めることができるようになり、又それに関連して消費電力の低減、製造コストの低減が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気浮上移動装置を示す上面図
【図２】図１のII−II断面図
【図３】同磁気浮上移動装置に適用される電磁石の構造を示す模式図
【図４】同電磁石の特性を示す線図
【図５】本発明の第２実施形態に係る磁気浮上移動装置を示す上面図
【図６】図５のVI−VI断面図
【図７】同磁気浮上移動装置に用いられるリニアモータの構造を示す斜視図
【図８】従来の磁気浮上移動装置の全体構成を模式的に示す斜視図
【図９】図８のIX−IX断面図
【図１０】同磁気浮上移動装置の上面図
【図１１】同磁気浮上移動装置に用いられるリニアモータの構造を示す斜視図
【図１２】同磁気浮上移動装置に用いられる電磁石の構成を示す拡大図
【符号の説明】
１００、２００…磁気浮上移動装置
１１２、２７０…レール
１１４、２１４…テーブル
１１８、２６０…上方電磁石
１２０、２２０…下方電磁石
１２２、２２２…隙間
１２３、２２３…センサ
１２４、２２４…第１側方電磁石
１２５、２２５…第２側方電磁石
１２６、２２６…横方向隙間
１２７、２２７…側方センサ
１２８、２８０…リニアモータ
１２８Ａ、２８４…可動子
１２８Ｂ、２８２…固定子
Claims (9)
- レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、前期テーブルに設けられて、前期上方引力及び下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に確保される上下方向隙間を計測するセンサと、を備える磁気浮上移動装置において、
前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の任意の仮想基準直線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成され、且つ前記レールの長手方向と直角な辺を有しない第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記上下方向隙間を確保可能とし、
前記センサを、前記仮想基準直線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及びＢ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想三角形の各頂点に対応させ、前記第１仮想三角形の各頂点から離して配置した
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。 - 請求項１において、
前記仮想基準直線を前記テーブルの案内中心線とすることで、該案内中心線の一方には前記第１頂点、Ａ頂点、Ｂ頂点が位置し、他方には前記第２頂点、第３頂点、Ｃ頂点が位置している
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。 - レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの一方の側面に第１側方引力を作用させる第１側方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの他方の側面に第２側方引力を作用させる第２側方電磁石と、を備え、前期上方引力及び下方引力により、前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保し、さらに、前期第１側方引力及び第２側方引力により、前記レールの両側面と前記テーブルとの間に横方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、
前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成され、且つ前記レールの長手方向と直角な辺を有しない第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前記上下方向隙間を確保可能とし、
前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＸ頂点及びＹ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＺ頂点、から構成される第３仮想三角形における前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記第１側方電磁石を、前記Ｚ頂点に前記第２側方電磁石を、それぞれ前記第１仮想三角形の各頂点から離して配置した
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。 - 請求項３において、
前記レールの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を計測可能な２つの側方センサを、前記テーブルにおける前記第２側方電磁石の案内中心線方向両外側に配置した
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。 - レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの一方の側面に第１側方引力を作用させる第１側方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの他方の側面に第２側方引力を作用させる第２側方電磁石と、を備え、前期上方引力及び下方引力により、前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保し、さらに、前期第１側方引力及び第２側方引力により、前記レールの両側面と前記テーブルとの間に横方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、
前記上方又は下方電磁石の少なくとも一方を、前記テーブル上の案内中心線を境にして一方に位置する第１頂点、他方に位置する第２及び第３頂点、から構成される第１仮想三角形の各頂点に配置して、前記レールとの前記上下方向隙間を確保可能とし、
前記センサを、前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＡ頂点及びＢ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＣ頂点、から構成される第２仮想三角形の各頂点に対応させて配置し、
前記案内中心線を境にして前記第１頂点と同側且つ該第１頂点を挟むように位置するＸ頂点及びＹ頂点、前記第２及び第３頂点と同側且つ該第２及び第３頂点の間に位置するＺ頂点、から構成される第３仮想三角形における前記Ｘ頂点及びＹ頂点に前記第１側方電磁石をそれぞれ配置する共に、前記Ｚ頂点に前記第２側方電磁石を配置し、
前記レールの側面と前記テーブルとの前記横方向隙間を計測可能な２つの側方センサを、前記テーブルにおける前記第２側方電磁石の前記案内中心線方向両外側に配置した
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。 - レールと、前記レールを挟み込むようにして配置されて該レールの長手方向に相対案内されるテーブルと、該テーブルに設けられて前記レールの上面に上方引力を作用させる上方電磁石と、前記テーブルに設けられて前記レールの下面に下方引力を作用させる下方電磁石と、を備え、前記上方引力と下方引力により前記レールの上面及び下面と前記テーブルとの間に上下方向隙間を確保する磁気浮上移動装置において、
前記上方電磁石と前記下方電磁石を、少なくとも一部分において上下で対向しない位置に配設した
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。 - 請求項６において、
前記上方電磁石と前記下方電磁石の全部が、上下で対向しない位置に配設されている
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。 - 請求項６又は７において、
前記上方電磁石と前記下方電磁石の一方が２個配置されていると共に、他方が仮想三角形の頂点位置に３個配置されている
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。 - 請求項６又は７において、
前記上方電磁石と前記下方電磁石の一方が１個配置されていると共に、他方が仮想三角形の頂点位置に３個配置されている
ことを特徴とする磁気浮上移動装置。
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