JP4131753B2

JP4131753B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP4131753B2
Application number: JP26641797A
Authority: JP
Inventors: 辰夫浅沼; 信介松尾; 晋也足尾
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH1199940A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリニア誘導モータ及びリニア同期モータを用いた搬送装置に関し、特に搬送台車の位置決めを行う必要のない単なる搬送区間では、誘導モータをリニア化したリニア誘導モータを使用し、停止時に搬送台車の高精度の位置決めが必要な区間では、同期モータをサーボ化したリニア同期モータを使用するようにした搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルーム内で取扱うウエハ、液晶板、プラズマディスプレイ等の搬送装置には、誘導モータをリニア化したリニア誘導モータを使用したものがある。
【０００３】
而して、斯かるリニア誘導モータを使用した従来の搬送装置の一例には、図１７に示すごときものがある。
【０００４】
図１７中、ａは軌道ｂ上を走行し得るようにした搬送台車、ｃは軌道ｂに沿って所要の間隔で配置され且つ搬送台車ａ走行用の交流電流を給電し得るようにしたコイル、ｄは軌道ｂに沿って搬送台車ａの停止位置近傍に配置され且つ搬送台車ａ停止のための逆相の交流電流を給電し得るようにしたコイル、ｅはコイルｄに近接して配置され且つ搬送台車ａ停止のための低周波の交流電流を給電し得るようにしたコイルであり、各コイルｃ，ｄ，ｅにより一次導体が構成されている。
【０００５】
又、ｆは搬送台車ａに設けた、鉄板にアルミ板を積層した構造の二次導体であり、搬送台車ａが所定のコイルｃ或いはｄ若しくはｅ上に位置することにより、コイルｃ，ｄ，ｅと二次導体ｆとで誘導モータをリニア化したリニア誘導モータ（ＬＩＭ）を構成し得るようになっている。
【０００６】
ｇはコイルｄの搬送台車ａ走行方向Ｄ１上流側に配置され、アクチュエータにより昇降及び軌道ｂに沿った方向への水平往復動を行い得るようにした位置決めストッパ、ｈはアクチュエータにより上昇して搬送台車ａを停止させるようにしたストッパである。
【０００７】
上述の搬送装置では、搬送台車ａと対応しているコイルｃに給電することにより、搬送台車ａへは走行方向Ｄ１へ向けて推力が付与され、このため搬送台車ａは軌道ｂ上を走行方向Ｄ１へ走行する。
【０００８】
又、搬送台車ａは当該コイルｃを通過した後は、慣性により次のコイルｃまで走行（惰走）するが、次のコイルｃに到達するまでに走行抵抗により若干減速され、従って、次のコイルｃにおいて再び加速されることになる。
【０００９】
搬送台車ａがコイルｄ上に到達すると、コイルｄには、逆相の給電が行われて搬送台車ａには走行方向Ｄ１とは逆方向の推力が作用し、その結果搬送台車ａは急激に減速される。
【００１０】
又、搬送台車ａが減速して該搬送台車ａがコイルｄ上の所定位置に到達すると位置決めストッパｇ及びストッパｈが上昇し、位置決めストッパｇが搬送台車ａをストッパｈ側へ押し、搬送台車ａはコイルｅに低周波の交流電流を給電することにより生じる走行方向Ｄ１とは逆方向の小さな推力により更に減速され、ストッパｈに当接して停止する（図１７の仮想線参照）。なお、このような機械式位置決め装置や図示してない電磁気式位置決め装置を使用するのは、リニア誘導モータへの給電量や給電方向によって搬送台車ａを停止させても、停止位置にばら付きが生じるためである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の搬送装置には、以下述べるごとき問題点がある。
【００１２】
ｉ）リニア誘導モータは誘導モータをリニア化したものであるため、搬送台車ａの高速搬送には適しているが、搬送台車ａを所定位置に停止させる際に高精度で位置決めすることが難しく、従って高精度位置決めを行うためには、機械式の位置決め装置や電磁気式の位置決め装置が必要となる。
【００１３】
ｉｉ）機械式位置決め装置や電磁気式位置決め装置を使用する場合には、位置決め装置の占める空間が広いため、空間の有効利用を図れず、装置が複雑で大型化するためコストアップを招来し、接触作動部分があるため発塵が生じて搬送装置をクリーンルームに適用することは難しく、作動部分が多いため装置の信頼性に欠け、停止−発進のサイクル時間が長くなるため搬送能率の低下を招来する。
【００１４】
本発明は、上述の実情に鑑み、搬送台車の走行を高速で行い得るようにすると共に、搬送台車を停止させる際に機械式位置決め装置や電磁気式位置決め装置を使用することもなく、高精度で搬送台車の位置決めを行い得るようにすることを目的としてなしたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の搬送装置は、
搬送台車を走行させるラインに搬送台車を停止させ得る少なくともひとつのステーションを設け、
搬送台車を走行させるラインには、地上側に所要の間隔で給電を行う第一の一次導体を設け、
前記搬送台車には、前記第一の一次導体に対応する第一の二次導体を設け、
前記第一の一次導体と第一の二次導体とにより誘導モータをリニア化したリニア誘導モータを構成するようにし、
前記各ステーションには、地上側に給電を行う第二の一次導体を設け、
前記搬送台車には、前記第二の一次導体に対向するよう、搬送台車の走行方向と平行な方向へ向ってＮ極とＳ極とが交互に配置された複数の永久磁石を備えた第二の二次導体を設け、
前記第二の一次導体と第二の二次導体とにより同期モータをリニア化したサーボ制御可能なリニア同期モータを構成し得るようにし、
前記搬送台車には、前記複数の永久磁石の取付間隔と同じ間隔で複数のスリットが形成された永久磁石位置検出用の検出片と、所定の間隔で光遮蔽部と光透過部とを交互に設けた複数のスリットが形成された搬送台車の速度及び位置検出用の検出片とを、各々搬送台車走行方向と平行な方向に上下二段に設け、
前記ステーションには、前記永久磁石位置検出用の検出片に対応する複数の磁石位置検出用の光センサを、搬送台車走行方向と平行な方向へ所定の間隔で配置すると共に、前記搬送台車の速度及び位置検出用の検出片に対応する、前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサを、搬送台車走行方向と平行な方向へ所定の間隔で配置し、
前記搬送台車の走行により前記複数の磁石位置検出用の光センサからオンオフ信号が、又、前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサからパルス信号が、各々出力されるよう構成したものである。
本発明の請求項２の搬送装置は、前記永久磁石位置検出用の検出片と、前記搬送台車の速度及び位置検出用の検出片とは、搬送台車のフレームより長い範囲に亘り延在する検出片設定用の部材に取り付けられ、
前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサは、前記磁石位置検出用の複数の光センサよりも台車の進行方向の前方に位置するように配置されたものである。
本発明の請求項３の搬送装置は、前記搬送台車の速度及び位置検出用の検出片において、台車走行方向と平行な方向への光遮蔽部の長さをＴ４とし、光透過部の長さをＴ３とし、前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサを、各々の中心間距離 L1 ＝ｎ（Ｔ３＋Ｔ４）＋（Ｔ３＋Ｔ４）×（１／４）（ｎ＝１，２，３・・・）として設置することで、前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサから得られるパルス信号が、（Ｔ３＋Ｔ４）×（１／４）の長さ間隔で得られよう構成したものである。
本発明の請求項４の搬送装置は、前記磁石位置検出用の複数の光センサにおいて、搬送台車に設けられた前記永久磁石位置検出用の検出片の光遮蔽部が到達した際に、走行方向先端の磁石位置検出用の光センサのオン信号の立ち上がりにより搬送台車の台車走行方向先頭の永久磁石の軌道上における位置を認識し、
後方の磁石位置検出用の光センサのオン信号の立ち上がりにより搬送台車の永久磁石の位置が制御を開始すべき位置に来たことを認識し、
これら二つの位置の認識により、制御を開始すべき位置における前記パルス信号の単位時間当たりの数を基として制御部で演算した搬送台車の速度に相当する交流電源を、台車走行方向先頭の永久磁石の極に対応して前記第二の一次導体に給電して同調走行に切り替えるよう構成したものである。
【００１６】
従って、本発明ではステーション部分以外では搬送台車は高速走行が可能となり、ステーション部分では搬送台車停止時の位置決め精度が向上する。従って本発明では作業能率が向上すると共に装置の信頼性が向上する。
【００１７】
又、発塵の虞れがないため、クリーンルーム内での物品の搬送に適用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１〜図１６は本発明の実施の形態の一例を示す。
【００２０】
図１において、１は走行方向Ｄ１を基準として左右両側に配置した無端状の軌道であり、該軌道１の走行方向Ｄ１中途部には、図２に示すごとき傾斜上昇部１ａ及び図３に示すごとき傾斜下降部１ｂを備えており、且つ前後両端水平部には、図１に示すごとく平面的に見て円弧状のコーナ部１ｃを備えている。
【００２１】
又軌道１の地上低所側２の直線部には後述のステーションＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４が設けられている。
【００２２】
而して、軌道１の地上低所側２の直線水平部は、地上側に立設した支持枠３及び支持枠３上に設置したブラケット４を介して、ブラケット４上に設置したブラケット５の高さ方向中途部外側面に固定され、支持されている（図２、３、４参照）。
【００２３】
軌道１の地上低所側２のコーナ部１ｃは、地上側に立設した支持枠３を介して、支持枠３上に立設したブラケット６の頂部外側面に固定され、支持されている（図２、３、５参照）。
【００２４】
軌道１の地上高所側７の直線水平部は、地上側に立設した構造物８及び構造物８上に設置した支持枠３並に支持枠３上に設置したブラケット４を介して、ブラケット４上に設置したブラケット５の高さ方向中途部外側面に固定され、支持されている（図２、３、４参照）。
【００２５】
軌道１の地上高所側７のコーナ部１ｃは、地上側に立設した構造物８及び構造物８上に設置した支持枠３を介して、支持枠３上に立設したブラケット６の頂部外側面に固設され、支持されている（図２、３、５参照）。
【００２６】
軌道１の傾斜上昇部１ａ及び傾斜下降部１ｂは、地上側から立設されて上端水平部を構造物８に固定された構造物９及び構造物９に取付けたＩ型鋼状の水平部材１０並に該水平部材１０に取付けたブラケット４を介して、ブラケット４上に取付けたブラケット５の高さ方向中途部外側面に固定され、支持されている（図２、３、６参照）。
【００２７】
軌道１上には、搬送台車１１が走行方向Ｄ１へ向けて走行し得るよう搭載されている。而して、搬送台車１１の詳細は図７〜図９に示されており、該搬送台車１１は、走行方向へ所要の間隔で配置された２個の台車本体１２を備えている。
【００２８】
台車本体１２は左右の軌道１を跨ぐよう、天板１２ａ及び天板１２ａの両側に固設された側板１２ｂを備えて正面形状は略門型フレーム状に形成されており、側板１２ｂの高さ方向中途部及び下端には、側板１２ｂから軌道１と平行な前後方向へ突出するローラ支持部材１２ｃ，１２ｄが設けられている。
【００２９】
ローラ支持部材１２ｃの軌道１長手方向先後端部には、水平ピン１３を介して回転自在に案内ローラ１４が枢支されており、又ローラ支持部材１２ｄの軌道１長手方向略中央部には、水平ピン１５を介して回転自在に案内ローラ１６が枢支されており、更にローラ支持部材１２ｄの軌道１長手方向先後端部には、縦ピン１７を介して回転自在に案内ローラ１８が枢支されている。
【００３０】
搬送台車１１に取付けた案内ローラ１４，１６は図７に示すごとく、軌道１を上下方向から挾むと共に、案内ローラ１４は軌道１上面を転動し得るようになっており、案内ローラ１６は傾斜上昇部１ａ、傾斜下降部１ｂにおいて、荷重の重心位置のいかんにより、軌道１下面に接触して軌道１を転動し得るようになっている。又、案内ローラ１８は軌道１の側面を転動し得るようになっている。
【００３１】
而して、案内ローラ１４，１６，１８により搬送台車１１は軌道１に支持され、走行時に軌道１から脱線しないようになっている。
【００３２】
台車本体１２における天板１２ａの左右方向略中心位置には、上下端部が天板１２ａの上下方へ突出する縦ピン１９が枢着され、該縦ピン１９の下端突出部には、厚さ方向が軌道１の左右方向へ向くと共に前後方向及び上下方向へ延在する、側面形状が矩形状のアルミ板製の二次導体２０が、前後の台車本体１２を一体的に連結するがごとくに垂直な状態で固設されている。
【００３３】
二次導体２０における軌道１と平行な方向の略中央位置の下端には、二次導体２０の厚さ方向両側に設けた縦ピン２１を介して案内ローラ２２が回転自在に枢支され、案内ローラ２２は、軌道１と平行に支持枠３等の上面に取付けたガイド部材２３の縦部材両側面に沿い転動し得るようになっている。
【００３４】
前記二次導体２０は、誘導モータをリニア化したリニア誘導モータ（ＬＩＭ）の二次導体であり、搬送台車１１が軌道１の傾斜上昇部１ａを上昇走行する際には、搬送台車１１に軌道１に沿って搬送台車１１を上昇させるための推力を与え、又搬送台車１１が軌道１の傾斜下降部１ｂを下降走行する際には、搬送台車１１が軌道１に沿って暴走しないよう、走行方向Ｄ１とは逆方向の推力を与え、搬送台車１１に制動力を与えるためのものである。
【００３５】
縦ピン１９の上端突出部には、平面形状が略Ｉ型の水平板状の台車フレーム２４が固設されている。而して、搬送台車１１がコーナ部１ｃを走行する際には、台車本体１２は軌道１により案内されつつ縦ピン１９に対し若干水平方向へ回動し、その結果、搬送台車１１はスムーズにコーナ部１ｃを走行し得るようになっている。
【００３６】
台車本体１２の天板１２ａ左右両側には水平ピン２５を介して案内ローラ２６が枢支されており、案内ローラ２６は前記台車フレーム２４の下面を支持している。
【００３７】
台車フレーム２４における搬送台車１１の走行方向Ｄ１に向って左側下面（図７では右側下面）には、軌道１の長手方向へ一方の台車本体１２側から他方の台車本体１２まで水平に延在するよう、二次導体２７が設置されている。
【００３８】
二次導体２７は、水平な鉄板２７ａの下面にアルミ板２７ｂを水平に貼着したもので、誘導モータをリニア化したリニア誘導モータ（ＬＩＭ）の二次導体であり、搬送台車１１が軌道１のコーナ部１ｃを走行する際に搬送台車１１に推力を与えるためのものである。
【００３９】
台車フレーム２４における搬送台車１１の走行方向Ｄ１に向って右側下面（図７では左側）には、Ｌ形状のブラケット２８が取付けられており、ブラケット２８には、軌道１の長手方向へ一方の台車本体１２側から他方の台車本体１２まで垂直に延在するよう、二次導体２９が設置されている（図７、９、１０、１３参照）。
【００４０】
二次導体２９は、垂直な鉄板２９ａの軌道１左右方向外側側面に、搬送台車１１の走行方向Ｄ１と平行な方向へ向けて交互にＮ極とＳ極とが配置されるよう、磁石保護板２９ｃにより保護された永久磁石２９ｂを貼着したもので、同期モータをリニア化してサーボ制御し得るようにしたリニア同期モータ（ＬＳＭ）の二次導体である。而して、二次導体２９は図１の各ステーションＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４において、搬送台車１１に走行方向Ｄ１と同一方向若しくは逆方向へ向けた推力を与え搬送台車１１を加速若しくは減速し、或いは走行方向Ｄ１に対し逆方向へ向けた推力を与えて搬送台車１１を所定の位置に正確に高精度で停止させるようにするためのものである。
【００４１】
垂直板状の二次導体２９の下端には、垂直板状の別のブラケット３０が固設されており、ブラケット３０には、搬送台車１１の走行方向Ｄ１と平行な方向へ台車フレーム２４よりも若干長い範囲に亘り延在する検出片設定部材３１が取付けられている（図１３参照）。
【００４２】
検出片設定部材３１の上端には、図１１に示すごとく、光遮蔽部３２ａとスリット状の光透過部３２ｂとが幅Ｔ１＝Ｔ２＝４８ｍｍで搬送台車１１の走行方向Ｄ１と平行な方向へ交互に設けられた検出片３２が形成されており、該検出片３２は後述の光センサ３９，４０，４１に対する永久磁石２９ｂの位置を検出する際に使用し得るようになっている。
【００４３】
検出片設定部材３１の下端には、図１２に示すごとく、光遮蔽部３３ａとスリット状の光透過部３３ｂとが、Ｔ４＝２．３ｍｍ、Ｔ３＝１．７ｍｍで搬送台車１１の走行方向Ｄ１と平行な方向へ交互に設けられた検出片３３が形成されており、該検出片３３は、後述の光センサ４２，４３により、各ステーションＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４における搬送台車１１の速度及び位置を検出するためのものである。
【００４４】
各ステーションＳＴ１〜ＳＴ４には、搬送台車１１の走行方向Ｄ１右側に位置するよう、支持枠３上に垂直パネル状の枠体３４が立設され、枠体３４の二次導体２９と対向し得る面には、搬送台車１１の走行方向Ｄ１と平行に延在するコイルが一次導体３５として取付けられており（図７、１０参照）、搬送台車１１がステーションＳＴ１〜ＳＴ４内にある場合には、一次導体３５と二次導体２９との間には２〜３ｍｍの隙間が形成されるようになっている（図７参照）。
【００４５】
なお、リニア同期モータ（ＬＳＭ）を構成する一次導体３５のコイルピッチ及び二次導体２９の永久磁石２９ｂの取付け間隔並に検出片３２の光遮蔽部３２ａの幅Ｔ１、光透過部の幅Ｔ２は何れも等しく、本実施の形態例の場合は４８ｍｍである。
【００４６】
而して、一次導体３５と二次導体２９とにより同期モータをリニア化してサーボ制御し得るようにしたリニア同期モータ（ＬＳＭ）が構成されるようになっている。
【００４７】
枠体３４の一次導体３５設置位置よりも下方内側面には、軌道１の左右方向へ位置調整可能なブラケット３６が取付けられており、該ブラケット３６に設けた縦ピン３７には、搬送台車１１がステーションＳＴ１〜ＳＴ４を走行する際にブラケット２８を案内して一次導体３５と二次導体２９との間の隙間を適正に保持し得るようにした案内ローラ３８が枢支されている（図７、１０参照）。
【００４８】
枠体３４の案内ローラ３８設置位置よりも下方内側面には、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ４において、搬送台車１１の速度制御や位置制御を行う際に、搬送台車１１のブラケット２８に取付けた二次導体２９の永久磁石２９ｂの位置を検出し得るよう、１組あたり３個の透過形光電スイッチ等の光センサ３９，４０，４１が、搬送台車１１の走行方向Ｄ１と平行な方向へ所要の間隔を隔てて２組設けられている（図７、１０参照）。
【００４９】
而して、搬送台車１１がステーションＳＴ１〜ＳＴ４を走行する際には、搬送台車１１側に設けた検出片３２が断面Ｕ字状の光センサ３９，４０，４１の内部空間を通過し得るようになっている（図７、１０、１４参照）。
【００５０】
光センサ３９，４０，４１を２組設けるのは、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ４内の搬送台車１１の制御可能範囲を長くするためである。
【００５１】
枠体３４の光センサ３９，４０，４１設置位置よりも下方内側面には、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ４において、搬送台車１１の速度制御や位置制御を行う際に搬送台車１１の位置や速度を検出し得るよう１組あたり２個の透過形光電スイッチ等の光センサ４２，４３が、搬送台車１１の走行方向Ｄ１と平行な方向へ所要の間隔を隔てて２組設けられている（図７、１０、１５参照）。
【００５２】
光センサ４２，４３により検出されるパルス信号Ａ，Ｂは、光センサ３９，４０，４１により検出されるオン信号Ｕ，Ｖ，Ｗよりも先に検出されるよう、光センサ４２，４３，３９，４０，４１は各ステーションＳＴ１〜ＳＴ４に配置されている。
【００５３】
而して、搬送台車１１がステーションＳＴ１〜ＳＴ４を走行する際には、搬送台車１１側に設けた検出片３３が断面Ｕ字状の光センサ４２，４３の内部空間を通過し得るようになっている。
【００５４】
光センサ４２，４３を２組設けるのは、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ４内の搬送台車１１の制御可能範囲を長くするためである。
【００５５】
又、１組あたり光センサ４２，４３を２個設けるのは、以下のごとき理由による。すなわち、光センサ４２，４３の中心間距離Ｌ１（図１０参照）をｎ（Ｔ３＋Ｔ４）＋（Ｔ３＋Ｔ４）×（１／４）（ｎ＝１，２，３…）とすることにより、（Ｔ３＋Ｔ４）×（１／４）ｍｍ間隔でパルス信号を得ることができ、精度の高い制御が可能となるためである。すなわちＴ３＋Ｔ４＝１．７＋２．３＝４ｍｍの場合、１ｍｍ間隔でパルス信号を得ることができる。なお、Ｔ３＝１．７ｍｍ、Ｔ４＝２．３ｍｍとしたのは光センサ４２，４３の回折応答時間などから正確な等間隔のパルス信号を得るためのものである。
【００５６】
軌道１のステーションＳＴ１〜ＳＴ４から外れた直線部には、図１に示すごとく、コイルである一次導体４４が、軌道１の長手方向へ所要の間隔で配設されている。而して、一次導体４４は図４に示すごとく、支持枠３に支持されたブラケット５の内側面に固設され、搬送台車１１が当該一次導体４４の部分に来た場合には、一次導体４４と二次導体２０とにより、誘導モータをリニア化したリニア誘導モータ（ＬＩＭ）が構成されるようになっている。
【００５７】
軌道１の傾斜上昇部１ａ及び傾斜下降部１ｂには、図１に示すように、コイルである一次導体４４が、軌道１の長手方向へ隣り合う一次導体４４に対し近接するよう、配設されている。而して、一次導体４４は図６に示すごとく、水平部材１０に支持されたブラケット５の内側面に固設され、搬送台車１１が当該一次導体４４の部分に来た場合には、一次導体４４と二次導体２０とにより、誘導モータをリニア化したリニア誘導モータ（ＬＩＭ）が構成されるようになっている。
【００５８】
又一次導体４４と二次導体２０との間には、水平方向へ２〜３ｍｍの隙間が形成されるようになっており、一次導体４４は二次導体２０を挾んで左右両側に位置させているが、片側であってもよい。ただし、片側の場合は、二次導体２０は鉄板にアルミ板を貼着した構成とする必要がある。
【００５９】
軌道１のコーナ部１ｃ及びその近傍の直線部には、図１に示すように左右の軌道１のうち曲率半径の小さい軌道１よりも円弧の内側に位置するよう、円周方向へ所要の間隔でコイルである一次導体４５が配設されており、該一次導体４５は、図５に示すごとく、支持枠３上に立設した支柱４６の上端に固設されて、搬送台車１１が当該一次導体４５の部分に来た場合には、一次導体４５と二次導体２７との間には、上下方向へ向けて２〜３ｍｍの隙間が形成されるようになっている。
【００６０】
なお、図２、３中、４７は台車フレーム２４上に立設されたブラケット４８に水平ピン４９を介し上端を枢支されたケージである。
【００６１】
次に、本発明の実施の形態の作動について説明する。
【００６２】
例えば、図１のステーションＳＴ１に停止している搬送台車１１をステーションＳＴ４まで走行させる場合には、二次導体２９とでリニア同期モータを構成しているステーションＳＴ１の一次導体３５に順送の交流電流の給電が行われる。このため、搬送台車１１には、走行方向Ｄ１に対する推力が作用し、搬送台車１１は走行を開始する。
【００６３】
而して、ステーションＳＴ１での給電量が増加するに従い、搬送台車１１は加速され、ステーションＳＴ１から送出された搬送台車１１はステーションＳＴ２に至るまでは軌道１上を慣性力により走行（惰走）する。
【００６４】
搬送台車１１は惰走する間に走行抵抗を受けるため減速して、その走行速度は下降する。このため、搬送台車１１がステーションＳＴ２の所定位置に到達するとステーションＳＴ２の一次導体３５にステーションＳＴ１の場合と同様にして給電が行われ、搬送台車１１は推力を受け加速されて走行方向Ｄ１へ走行する。
【００６５】
ステーションＳＴ２から送出された搬送台車１１は、軌道１上を惰走し、減速して軌道１の水平部に配置された一次導体４４の部分に到達する。このため、二次導体２０とでリニア誘導モータが構成されている一次導体４４に順送の交流電流の給電が行われ、搬送台車１１は推力を受けて加速される。
【００６６】
而して、斯かる加速−減速を所要回数繰返すことにより、搬送台車１１が傾斜上昇部１ａに到達すると、傾斜上昇部１ａに配置された一次導体４４に順次給電を行うことにより搬送台車１１は軌道１に沿った推力を受け、略等速で軌道１に沿って傾斜上昇部１ａを上昇する。
【００６７】
搬送台車１１が構造物８上の地上高所側７の水平直線部に到達すると、搬送台車１１は前述と同様にして加速及び惰走による減速を行い構造物８上のコーナ部１ｃに到達する。
【００６８】
このため、搬送台車１１が軌道１のコーナ部１ｃに配設された一次導体４５の部分に到達すると、二次導体２７とでリニア誘導モータが構成されている一次導体４５に順送の交流電流の給電が行われ、搬送台車１１は推力を受けて加速される。このため、搬送台車１１は、一次導体４５に順次給電を行うことにより、コーナ部１ｃを加速−減速を繰り返しつつ走行し、傾斜下降部１ｂに到達する。
【００６９】
傾斜下降部１ｂでは、一次導体４４に逆相の交流電流が給電されるため、搬送台車１１には下降方向と逆方向の推力が作用し、このため、搬送台車１１は傾斜下降部１ｂの軌道１を制動されつつ略等速で下降する。
【００７０】
搬送台車１１が傾斜下降部１ｂを下降して地上低所側２の水平直線部に到達すると、一次導体４４への給電により加速され、その後走行抵抗により減速してステーションＳＴ３へ入り、ステーションＳＴ３では、一次導体３５に逆相の交流電流が給電されて搬送台車１１には搬送台車１１の走行方向Ｄ１とは逆方向の推力が作用し、これにより搬送台車１１は制動されて減速し、ステーションＳＴ３から送出される。
【００７１】
ステーションＳＴ３から送出された搬送台車１１は、更に走行抵抗により減速されてステーションＳＴ４へ送込まれ、ステーションＳＴ４でステーションＳＴ３の場合と同様にして制動され、減速して所定の位置へ正確に高精度で停止する。
【００７２】
次に、搬送台車１１の加速若しくは減速或いは停止を行う場合のステーションＳＴ１〜ＳＴ４における制御の仕方を図１６をも参照しつつ具体的に説明する。
【００７３】
Ｉ）例えばステーションＳＴ２で搬送台車１１の加速若しくは減速を行う場合
搬送台車１１が例えばステーションＳＴ２の走行方向Ｄ１上流側で軌道１上を図１のＤ１方向へ前進走行している場合には、搬送台車１１は惰走しており、このためステーションＳＴ２の一次導体３５には、図示してない制御部からの給電は行われず、制御部は待機の状態にある。
【００７４】
搬送台車１１が軌道１を惰走してステーションＳＴ２の一次導体３５へ接近すると、検出片３３の光遮蔽部３３ａにより光センサ４２，４３の光を遮蔽することにより、光センサ４２，４３からは図１６のニに示すごとく、パルス信号Ａ，Ｂの出力が開始され、出力されたパルス信号Ａ，Ｂは図示しない制御部へ入力される。このときのパルス信号Ａ，Ｂは、走行体１が（１／４）×（Ｔ３＋Ｔ４）ｍｍ距離（本実施の形態例の場合は１ｍｍ間隔）だけ移動するごとに発生する。
【００７５】
パルス信号Ａ，Ｂが制御部へ入力されると、制御部では、単位時間当りのパルス信号Ａ，Ｂの数をもととして、搬送台車１１の惰走速度の演算が開始されると共に搬送台車１１の位置の演算が開始される。
【００７６】
更に、搬送台車１１がＤ１方向へ走行して検出片３２の走行方向先端の光遮蔽部３２ａが光センサ３９の光を遮蔽することにより光センサ３９からは、図１６のイに示すごときオン信号Ｕが出力されて制御部へ与えられる。これにより、搬送台車１１の永久磁石２９ｂの軌道１上における位置が確認される。
【００７７】
なおも、搬送台車１１がＤ１方向へ走行して検出片３２の走行方向先端の光遮蔽部３２ａが光センサ４０の光を遮蔽することにより、光センサ４０からは、図１６のロに示すごときオン信号Ｖが出力されて制御部へ与えられる。このオン信号Ｖの立上りにより、搬送台車１１の永久磁石２９ｂが軌道１上において制御を開始すべき位置Ｘ１に到達したことが確認される。
【００７８】
このため制御部による制御が開始されて制御部からは、位置Ｘ１における搬送台車１１の惰走速度に相当する交流電流が搬送台車１１の永久磁石２９ｂと対応している一次導体３５に対し給電され、その結果、搬送台車１１には、走行方向Ｄ１へ向けて所定の推力が作用し、搬送台車１１は、惰走から動力による同調走行へ衝撃を受けることなく円滑に切換えられる。
【００７９】
又、搬送台車１１が位置Ｘ１において同調走行へ切換わると、光センサ４２，４３により検出された単位時間当りパルス信号Ａ，Ｂの数から求めたそのときの搬送台車１１の走行速度及び搬送台車１１の位置並にステーションＳＴ２における搬送台車１１の設定走行速度更には予め設定された加速カーブ或いは減速カーブから、搬送台車１１の軌道１上の加速開始位置或いは減速開始位置が演算される。
【００８０】
而して、搬送台車１１が更にＤ１方向へ走行して検出片３２の搬送台車１１走行方向Ｄ１先端部における光遮蔽部３２ａが光センサ３９を通過すると、オン信号Ｕがオフとなり、このオン信号Ｕの立下りにより、搬送台車１１の加速開始位置或いは減速開始位置までの距離のカウントを開始すべき位置Ｘ２に搬送台車１１が到達したことが確認される。
【００８１】
従って、以降は、搬送台車１１のＤ１方向への走行に伴い、光センサ４２，４３により検出されたパルス信号Ａ，Ｂの数から搬送台車１１が加速開始位置或いは減速開始位置に来たか否かが判定され、搬送台車１１が加速開始位置或いは減速開始位置に到達すると、制御部からステーションＳＴ２の一次導体３５に給電される交流電流が設定された加速カーブ或いは減速カーブにもとづいて制御され、その結果、搬送台車１１の走行方向と平行に働く推力の大きさ及び方向が調整されて搬送台車１１が所定の位置で所定の走行速度に到達するよう加速或いは減速が行われ、搬送台車１１の速度制御が行われる。
【００８２】
斯かる速度制御を行っている間は、図１６に示すごとく、光センサ３９，４０，４１により検出されるオン信号Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの少くとも何れか１個が常時発生しており、オン信号が消えることがないため、制御が可能なことを確認できる。
【００８３】
而して、搬送台車１１が走行してオン信号Ｕ，Ｖ，Ｗの全てが切れたら、制御部から一次導体３５への給電は停止され、制御部は待機状態になると共に搬送台車１１は次の目的場所へ向けて軌道１上を惰走する。
【００８４】
ＩＩ）例えばステーションＳＴ４で搬送台車１１の停止を行う場合
搬送台車１１が惰走から、衝撃を受けることなく動力による同調走行へ切換わるまでの作動は、ステーションＳＴ２で搬送台車１１が加速或いは減速される場合と同一である（図１６の位置Ｘ１まで）。
【００８５】
搬送台車１１が位置Ｘ１において同調走行へ切換わると、光センサ４２，４３により検出された単位時間当りのパルス信号Ａ，Ｂの数から求めたそのときの搬送台車１１の走行速度、及び位置Ｘ１からの搬送台車１１の停止すべき位置までの距離、並に予め設定された減速カーブから、搬送台車１１の軌道１上の減速開始位置が演算される。
【００８６】
而して、搬送台車１１がＤ１方向へ走行して検出片３２の搬送台車１１走行方向Ｄ１先端部における光遮蔽部３２ａが光センサ３９を通過すると、オン信号Ｕがオフとなり、このオン信号Ｕの立下りにより、搬送台車１１は搬送台車１１の減速開始位置までの距離のカウントを開始すべき位置Ｘ２に到達したことが確認される。
【００８７】
従って、以降は搬送台車１１の走行方向Ｄ１への走行に伴い、光センサ４２，４３により検出されたパルス信号Ａ，Ｂの数から搬送台車１１が減速開始位置に来たか否かが判定され、搬送台車１１が減速開始位置に到達すると、制御部からステーションＳＴ４の一次導体３５に給電される交流電流が設定された減速カーブにもとづいて制御され、その結果搬送台車１１の走行方向と逆の方向に推力が付与されて搬送台車１１は走行速度が零になるまで徐々に減速され、搬送台車１１は所定の位置に正確に停止する。
【００８８】
停止時には、一次導体３５へは微電流が供給されており、停止している搬送台車１１が前後どちらかへずれたときは、ずれた方向に対応して電流の流れ方向を調整すると共に給電量を増加し、搬送台車１１をもとの位置へ戻す（サーボロック）。
【００８９】
なお、搬送台車１１が走行方向Ｄ１と反対方向に移動する場合には、永久磁石２９ｂの最初の位置の確認は、光センサ４１によるオン信号Ｗ（図１６のハ参照）により行われる。
【００９０】
上述のごとく本実施の形態例においては、ステーションＳＴ１〜ＳＴ４以外の部分では高速搬送が可能となるため作業能率が向上する。
【００９１】
又本実施の形態例においては、ステーションＳＴ１〜ＳＴ４において、同期モータをリニア化したリニア同期モータを使用しているため、サーボ制御が可能となり、従って機械式の位置決め装置や電磁気式の位置決め装置がなくても搬送台車１１の停止精度が向上する。
【００９２】
又、機械式位置決め装置や電磁気式位置決め装置が不要であるため、空間の位置決め装置が占める部分がなくなり、従って、空間の有効利用が可能となると共に装置が大型化せず、コストダウンを図ることができる。
【００９３】
更に機械式位置決め装置や電磁気式位置決め装置のような接触作動部がないため、接触作動により生じる発塵の虞れもなく、クリーンルームでのウエハ、液晶板、プラズマディスプレイパネル等の物品の搬送に適用することができる。
【００９４】
更に又、搬送台車１１の停止−発進のサイクルが短縮されるため搬送能率が向上し、装置の信頼性が向上する。
【００９５】
又永久磁石２９ｂは搬送台車１１に搭載してあり、従って永久磁石２９ｂの数量は少くてすみ、この点からも設備のコストダウンを図ることができる。
【００９６】
更に又、光センサ３９，４０，４１により検出したオン信号Ｕ，Ｖ，Ｗを永久磁石２９ｂの位置の検出の他に、制御開始／終了の信号や位置決めを開始するための位置を検出する信号としても使用するようにしたので、センサの削減や制御部の外部制御の簡略化が可能となった。
【００９７】
なお、本発明の実施の形態例においては、センサとして光センサを使用する場合について説明したが、非接触式のセンサなら光センサに限らず渦電流センサ等種々のセンサを使用することが可能なこと、搬送台車の走行速度等を求めるために使用するセンサは、一次導体１箇所に対して２個用いる場合について説明したが、１個であっても実施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００９８】
【発明の効果】
本発明の搬送装置によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
【００９９】
Ｉ）ステーション部分以外では高速走行が可能となり、又ステーションの部分では搬送台車の停止精度が向上するため、全体としては装置の作動能率が向上すると共に装置の信頼性が向上する。
【０１００】
ＩＩ）永久磁石の数が少く、一次導体の給電も必要な個所のみ行えば良いため、コストダウンを図ることができる。
【０１０１】
ＩＩＩ）発塵部がないためクリーンルームに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送装置の全体平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ方向矢視図である。
【図６】図２、図３のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。
【図７】図１の装置において搬送台車がステーション部分に位置する状態を示す縦断面図である。
【図８】図７に示す搬送台車の一部破断の右側面図である。
【図９】図７の平面図である。
【図１０】図７のＸ−Ｘ方向矢視図である。
【図１１】各ステーションに用いる一の検出片の平面図である。
【図１２】各ステーションに用いる他の検出片の平面図である。
【図１３】図７に示す搬送台車に搭載した二次導体と検出片設定部材との関係を示す側面図である。
【図１４】図７のＸＩＶ方向矢視図である。
【図１５】図７のＸＶ方向矢視図である。
【図１６】本発明の搬送装置において搬送台車の制御を行う際の信号の状態を示す図である。
【図１７】従来の搬送装置の概念図である。
【符号の説明】
１１搬送台車
２０，２７二次導体（第一の二次導体）
２９二次導体（第二の二次導体）
２９ｂ永久磁石
３５一次導体（第二の一次導体）
４４，４５一次導体（第一の一次導体）
ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４ステーション
Ｄ１走行方向

Claims

搬送台車を走行させるラインに搬送台車を停止させ得る少なくともひとつのステーションを設け、
搬送台車を走行させるラインには、地上側に所要の間隔で給電を行う第一の一次導体を設け、
前記搬送台車には、前記第一の一次導体に対応する第一の二次導体を設け、
前記第一の一次導体と第一の二次導体とにより誘導モータをリニア化したリニア誘導モータを構成するようにし、
前記各ステーションには、地上側に給電を行う第二の一次導体を設け、
前記搬送台車には、前記第二の一次導体に対向するよう、搬送台車の走行方向と平行な方向へ向ってＮ極とＳ極とが交互に配置された複数の永久磁石を備えた第二の二次導体を設け、
前記第二の一次導体と第二の二次導体とにより同期モータをリニア化したサーボ制御可能なリニア同期モータを構成し得るようにし、
前記搬送台車には、前記複数の永久磁石の取付間隔と同じ間隔で複数のスリットが形成された永久磁石位置検出用の検出片と、所定の間隔で光遮蔽部と光透過部とを交互に設けた複数のスリットが形成された搬送台車の速度及び位置検出用の検出片とを、各々搬送台車走行方向と平行な方向に上下二段に設け、
前記ステーションには、前記永久磁石位置検出用の検出片に対応する複数の磁石位置検出用の光センサを、搬送台車走行方向と平行な方向へ所定の間隔で配置すると共に、前記搬送台車の速度及び位置検出用の検出片に対応する、前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサを、搬送台車走行方向と平行な方向へ所定の間隔で配置し、
前記搬送台車の走行により前記複数の磁石位置検出用の光センサからオンオフ信号が、又、前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサからパルス信号が、各々出力されるよう構成したことをを特徴とする搬送装置。
前記永久磁石位置検出用の検出片と、前記搬送台車の速度及び位置検出用の検出片とは、搬送台車のフレームより長い範囲に亘り延在する検出片設定用の部材に取り付けられ、
前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサは、前記磁石位置検出用の複数の光センサよりも台車の進行方向の前方に位置するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記搬送台車の速度及び位置検出用の検出片において、台車走行方向と平行な方向への光遮蔽部の長さをＴ４とし、光透過部の長さをＴ３とし、前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサを各々の中心間距離 L1 ＝ｎ（Ｔ３＋Ｔ４）＋（Ｔ３＋Ｔ４）×（１／４）（ｎ＝１，２，３・・・）として設置することで、前記リニア同期モータのサーボ制御を開始する位置及び前記リニア同期モータのサーボ制御を行なう基準となる長さを検出する複数の光センサから得られるパルス信号が、（Ｔ３＋Ｔ４）×（１／４）の長さ間隔で得られるよう構成したことを特徴とする請求項１乃至２に記載の搬送装置。
前記磁石位置検出用の複数の光センサにおいて、搬送台車に設けられた前記永久磁石位置検出用の検出片の光遮蔽部が到達した際に、走行方向先端の磁石位置検出用の光センサのオン信号の立ち上がりにより搬送台車の台車走行方向先頭の永久磁石の軌道上における位置を認識し、
後方の磁石位置検出用の光センサのオン信号の立ち上がりにより搬送台車の永久磁石の位置が制御を開始すべき位置に来たことを認識し、
これら二つの位置の認識により、制御を開始すべき位置における前記パルス信号の単位時間当たりの数を基として制御部で演算した搬送台車の速度に相当する交流電源を、台車走行方向先頭の永久磁石の極に対応して前記第二の一次導体に給電して同調走行に切り替えることを特徴とする請求項１乃至３に記載の搬送装置。