JP6165992B2 - 磁気浮上搬送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、磁気浮上搬送装置に関するものであり、より詳しくは、重い搬送トレイを搬送距離の制限なしで、真空中で、高精度にサーボ制御が可能な磁気浮上搬送システムに関するものである。
一的に、LCD(Liquid Crystal Display)基板、PDP(Plasma Display Panel)基板、OLED(Organic Light Emitting Diodes)基板、半導体ウエハー、搬送トレイ、カセット又はキャリアなどのような搬送体を搬送する搬送システムとしては磁気浮上搬送システム(Magnetically levitated transportation system)を主に適用している。
磁気浮上搬送システムは、パーティクル発生問題、摩擦、摩耗に伴う部品の損傷問題、また、騷音誘発問題を解消することができると共に、被搬送物を高速で搬送することができる長所がある。
磁気浮上搬送システムは、被搬送物が積載された搬送体を磁気力で浮上して運行させるシステムであり、搬送体とレールと間の機械的な接触や摩擦がないためエネルギー損失がなく、無騒音、低振動、超清浄搬送システムを具現することができる。また、このような磁気浮上搬送システムは、真空中でも作動が可能であり、人体に危険な気体又は液体中でも作動が可能であり、従って、多方面で活用が可能となる。
磁気浮上搬送システムの場合、磁気浮上力とガイド力、推進力などが求められており、普通、浮上電磁石から磁気浮上力及びガイド力が提供され、リニア誘導モーター又はリニア同期モーターなどから推進力が提供される。
例えば、磁気浮上力は、電磁石の巻線に流れる電流を制御しながら、電磁石と搬送体と間のその垂直方向(浮上力と同じ方向)の吸入力を調節し、電磁石と搬送体が互いに一定の間隔で保持するようにする方式で得られ、ガイド力は、電磁石と搬送体と間の水平方向(浮上力と推進力に垂直の方向)で発生され、搬送体が軌道からの離脱を防止する。
このような磁気浮上搬送システムは、超清浄環境が求められる半導体やディスプレイなどのような部品の製造ラインなど、各種工場の自動化ラインで部品若しくは半製品、製品を搬送するシステムとして広く活用されている。
しかし、従来の磁気浮上搬送システムは、LCDやLEDなどのようなディスプレイ製品が積載される搬送体側に浮上電磁石(電磁石コア及び駆動巻線を含む)が備わる形態でなっており、搬送体の電磁石コイルから発生した熱がディスプレイ製品側に伝達され、熱に敏感なディスプレイ製品に損傷を与える問題があった。
さらに、LCD、LED、OLEDなどの表示パネルの大きさが次第に大きくなるにつれて、これを搬送する磁気浮上搬送システムが負うべき重さも大きくなった。例えば、8世代のOLED製造工程ではガラス基板及び搬送トレイの重さが1トン以上になることが予想されており、個別の工程別搬送距離も数十メートルになることが予想されている。
従って、それによる電磁石の大きさもさらに大きくなり、そこから発生される熱もさらに大きくなることが予想される。しかし、従来の磁気浮上搬送システムに適用される電磁石ではこのような目的を達成するには限界があった。
また、大きさがより大きくなり、鮮明度がさらに良くなった表示パネルの作製が求められるようになり、このような表示パネルの搬送過程でより高い精密度が必要とされているが、従来の磁気浮上搬送システムではこのような精密度を高めるには限界があった。
本発明は、浮上用電磁石のコイルを搬送体でない固定レールに設けることによって、コイルから発生された熱が搬送体に影響を与えることを防止することができる磁気浮上搬送装置を提供することを目的とする。
また、浮上用電磁石のコイルをチャンバの外部に配置して、冷却効率をさらに高めることができる磁気浮上搬送装置を提供することを目的とする。
また、さらに速く搬送体を搬送させながらも、より正確な位置に搬送体を位置させることができるように、移動子推進モジュールと移動子ガイドモジュールが搬送トレイ(搬送体)側に設けられた磁気浮上搬送装置を提供することを目的とする。
また、浮上用電磁石より発生された熱をさらに効率的に除去するために浮上用電磁石のコアに隣接して冷却配管が備えられた磁気浮上搬送装置を提供することを目的とする。
本発明は、搬送トレイを浮上させるための磁気力を提供するために、前記搬送トレイの搬送方向に沿ってチャンバの上部に形成され、前記搬送トレイを浮上させるための磁気力を提供する一つ以上の浮上用電磁石と、前記浮上用電磁石と対向するよう前記搬送トレイ側に設けられ、前記浮上用電磁石の磁気力との引力作用によって、前記搬送トレイを浮上させる一つ以上の第1強磁性体コアと、前記搬送トレイを水平方向に搬送させる磁気力を提供するために、前記搬送トレイの搬送方向に沿って前記チャンバの内側の少なくとも1面に形成される一つ以上の固定子コイルと、前記搬送トレイの搬送方向に沿って前記搬送トレイの少なくとも1面に備えられ、前記固定子コイルが提供する磁気力との引力又は斥力作用によって、前記搬送トレイの水平方向推進力を提供する一つ以上の移動子推進モジュールと、前記移動子推進モジュールが設けられる方向に沿って設けられ、前記固定子コイルとの引力又は斥力作用によって、前記搬送トレイと前記チャンバと間の間隔を調整する一つ以上の移動子ガイドモジュールと、を含むことを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記搬送トレイと前記チャンバと間の間隔を調節するための磁気力を提供するために、前記搬送トレイの搬送方向に沿って前記チャンバの内側の少なくとも1面に形成される一つ以上のガイド用電磁石と、前記ガイド用電磁石が提供する磁気力との引力作用によって、前記搬送トレイと前記チャンバと間の間隔を調節するよう前記ガイド用電磁石に対向される前記搬送トレイ上に形成される一つ以上の第2強磁性体コアと、を、更に含むことを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置を提供する。
前記固定子コイルは、中心部が空いた長方形の形状であり、前記固定子コイルの横又は縦のうち、短い側が前記搬送トレイの搬送方向と平行したことを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。また、前記ガイド用電磁石は、前記チャンバの外側から内側を貫通するコアと、前記チャンバの外側のコアに巻き取られるコイルと、を含むことを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記移動子推進モジュールは、前記固定子コイルの各面中で、前記搬送トレイの進行方向に垂直の方向の面から受ける磁気力の強さが、前記搬送トレイの進行方向に平行の方向の面から受ける磁気力の強さより更に大きいことを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記移動子ガイドモジュールは、前記固定子コイルの各面中で、前記搬送トレイの進行方向に平行の方向の面から受ける磁気力の強さが、前記搬送トレイの進行方向に垂直の方向の面から受ける磁気力の強さより更に大きいことを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記移動子推進モジュールは、前記固定子コイルの上面又は下面をそれぞれ囲む一つ以上の永久磁石を含む。前記固定子コイルの上面又は下面に対向される永久磁石の極は、N極又はS極の一つであり、隣接する前記永久磁石間の極性は、互いに交互に配置されることを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記移動子ガイドモジュールは、前記固定子コイルの上面又は下面の一部をそれぞれ囲む一つの永久磁石を含み、前記固定子コイルの上面又は下面に対向される永久磁石の極は、N極又は一つであることを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記移動子ガイドモジュールは、前記固定子コイルの上面又は下面の一部をそれぞれ囲む2つ以上の永久磁石を含み、前記移動子ガイドモジュールの隣接する永久磁石間の極性は、互いに同じ極性を有することを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
前記移動子推進モジュールの永久磁石の長手方向は、前記搬送トレイの搬送方向に垂直の方向であり、前記移動子ガイドモジュールの永久磁石の長手方向は、前記搬送トレイの搬送方向に平行の方向であることを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記浮上用電磁石は、前記チャンバの外側から内側を貫通されるコアと、前記チャンバの外側のコアに巻き取られるコイルと、を含むことを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記搬送トレイの搬送過程中に駆動される固定子コイルは、前記移動子推進モジュールと対向される固定子コイルであることを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記搬送トレイの搬送過程中に駆動される固定子コイルは、前記移動子ガイドモジュールと対向される固定子コイルであることを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記搬送トレイの搬送過程中に駆動される浮上用電磁石は、前記搬送トレイの第1強磁性体コアと対向される浮上用電磁石であることを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記搬送トレイの搬送過程中に駆動されるガイド用電磁石は、前記搬送トレイの第2強磁性体コアと対向される浮上用電磁石であることを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記コアは、一つ以上のレッグを有し、前記コイルは、前記コアのレッグの一つ以上のレッグに巻き取られることを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
また、前記コアより発生される熱を吸収するために、前記コアの一つ以上のレッグに隣接して形成される冷却配管を、更に含むことを特徴とする磁気浮上搬送装置を提供する。
前述したように、本発明に係る磁気浮上搬送装置では以下通りの効果がある。
第一に、電磁石のコイルを磁気浮上装置のチャンバ外側に搬送させることによって、LCD、LED又はOLEDなどの表示パネルの半製品又は完成品が電磁石コイルなどから発生する熱によって損傷されることを防止することができる。
第二に、電磁石のコイルを磁気浮上チャンバの外側に搬送させることによって、熱発生問題を考慮しなくても済むので、さらに大きな磁気力を発生するために、コイルの巻数が更に大きな電磁石を用いて、より大型の表示パネルを安全に搬送することができる効果を奏する。
第三に、発熱の激しい電磁石のコイルを磁気浮上チャンバの外側に搬送させることによって、熱発生による表示パネル及び搬送トレイ自体の変形を防止することができるので、広い面積を有する搬送体を搬送する過程でもマイクロメーター級以下の精密した位置制御が可能になる効果を奏する。
第四に、電磁石のコイル及びコアに隣接する位置に冷却配管が位置して、電磁石から発生した熱をより速く効率的に除去することができる効果を奏する。
第五に、搬送トレイ側に永久磁石が異なるように配列された移動子推進モジュールと移動子ガイドモジュールとが形成され、別途のコイルなしで搬送コイルだけでも搬送トレイの推進と姿勢を制御することができる効果を奏する。
本発明の実施例は添付図面と共に記述される下記詳細な説明によってさらに詳しく理解される。ここで、
本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上装置を示す概略図である。 図1のA部分を詳細に示した図である。 本発明の浮上用電磁石の好ましい実施例を示す正面図である。 本発明の浮上用電磁石の好ましい実施例を示す斜視図である。 本発明の浮上用電磁石の別の実施例を示す正面図である。 本発明の浮上用電磁石の別の実施例を示す斜視図である。 本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を簡略に示す図である。 図7のB部分を拡大して詳細に示した図である。 図7のB部分の示す斜視図である。 図9の斜視図において、搬送トレイ部分のみを示した図である。 移動子推進モジュールと移動子ガイドモジュールが取り付けられた搬送トレイの様子を詳細に示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る移動子推進モジュールと固定子コイルと間の作動関係及び相対的位置を概略的に示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の移動子ガイドモジュールを詳細に示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を示す図である。 本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を示す図である。 本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を示す図である。 本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を示す図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
本発明は、多様に変更され種々な形態を有することができるところ、特定実施例は図面に例示して、本文に詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態について限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物〜代替物を含むものとして理解されるべきであろう。
図1は、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上装置を示す概略図である。
本発明の好ましい実施例の磁気浮上装置は、LED、LCD又はOLEDパネルなどが蒸着される過程が遂行される真空若しくは非真空のチャンバ200、チャンバ200内部に備えられ、LED、LCD又はOLEDパネルなどの搬送を担当する搬送トレイ100、このような搬送トレイ100に上側方向に浮上力を提供する浮上用電磁石(Levitation Magnet)300、搬送トレイ100とチャンバ200と間の間隔を調節するガイド用電磁石(Guidance Magnet)400、搬送トレイ100に水平方向推進力を提供する固定子コイル(Stator Coil)510、固定子コイル510から発生する磁気力との引力又は斥力作用によって搬送トレイ100を水平方向へ搬送させる永久磁石600を含んで構成される。
チャンバ200中には、パネルに付着させる物質を蒸発させる蒸発源10が設けられる。また、チャンバ200内部は、蒸発源10が蒸発され、搬送トレイ100により搬送される搬送体20に蒸発物質が容易に付着されるように真空状態であってもよい。
搬送体20は、搬送トレイ100に静電チャックを用いて付着することができる。しかし、搬送体20と搬送トレイ100と間の結合は、必ずしも静電チャックを用いる方式に限定されなく、搬送体20を搬送トレイ100に堅く付着できる方式であればいずれの方式であってもよい。搬送トレイ100の搬送体20は、表示パネルであってもよいが、これに限定されるものではなく、運送が必要ないかなる物体であっても搬送トレイに積載され、搬送することができる。
搬送トレイ100は、チャンバ200上端に付着されている浮上用電磁石300によって浮上される。そのために、浮上用電磁石300と対向される位置に、搬送トレイ100はコアが備えられる。搬送トレイ100を安定的に浮上させるために、浮上用電磁石300はチャンバ200の上端で二つ以上の列をなして形成されてもよい。
搬送トレイ100がチャンバ200内で浮上すれば、搬送トレイ100を所望の位置に搬送させるために、固定子コイル510が作動する。そのために、固定子コイル固定用ジグ500に付着された固定子コイル510は、コイルに流れる電流の方向に沿って磁気力を発生させる。また、このような固定子コイル510は、それぞれの一つの固定子コイル510がモーターの一つの相を担当することができる。
固定子コイル510と対向される側には、固定子コイル510により発生される磁場との引力と斥力作用により、搬送トレイ100を水平方向搬送させる永久磁石600が備えられる。このような永久磁石600は、後記する移動子推進モジュール(Mover Propulsion Magnet)110と移動子ガイドモジュール(Mover Guidance Magnet)120に含まれて構成される。
固定子コイル510の上端には、搬送トレイ100とチャンバ200と間の左右間隔を調節する役割を遂行するガイド用電磁石400が備えられる。ガイド用電磁石400は、搬送トレイ100の位置をさらに細かく調節することができる。
図2は、図1のA部分を詳細に示した図である。
搬送トレイ100のチャンバ200側に隣接する部分には、移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120が形成される。このような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120は、搬送トレイ100の下端に形成される。しかし、必ずしも下端に備えられるものに限定されなく、チャンバ200の固定子コイル510が設けられる位置に応じて対向される位置に修正することができる。従って、このような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120とは、搬送トレイ100の側面又は上端など自由な位置に形成される。
移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の内部には、永久磁石600が設けられる。このような永久磁石は、固定子コイル510の上面と下面を囲むように形成される。即ち、永久磁石600の一つは、固定子コイル510の上面を囲むように形成され、他のもう一つの永久磁石600は、固定子コイル510の下面を囲むように形成される。また、このような永久磁石600は、固定子コイル510の大部分を覆っていてもよく、一部分を覆う方式で形成されていてもよい。移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120に備えられる永久磁石600の形状は、その目的に応じて異なっていてもよい。
固定子コイル510は、一側面がチャンバ200の床や側面若しくは特定定盤上に固定されて支持される。固定子コイル510は、搬送トレイ100の搬送方向に沿ってチャンバ200の内側に一つ以上が一列に形成される。
チャンバ200の上部には、浮上用電磁石300が設けられてもよい。浮上用電磁石300は、チャンバ200の上部面と側面とが当接する個所に隣接して設けられるが、これに限定されない。
磁気浮上コイル300は、鉄心などからなるコア310とコア310を囲むコイル320とを含んで形成される。浮上用電磁石300のコア310は、チャンバ200の外側から内側を貫通して形成される。このようなコア310は、複数の脚、即ち、レッグ(leg)を有するように作製される。このようなレッグは、一つ以上備えられてもよい。このようなコア310のチャンバ200外側に突出された側には、コイル320が巻かれてもよい。コイル320が真空状態を維持するチャンバ200の内側ではなく、外部に備えられることによって、コイル320から発生される熱が搬送体20に影響を与えることを最小化することができる。また、熱発生問題により浮上用電磁石300の大きさが制限されることを克服することができるので、より大きな浮上力を提供する浮上用電磁石300を使用することができる。
チャンバ200の側面には、ガイド用電磁石400が設けられる。ガイド用電磁石400は、チャンバ200に付着される浮上用電磁石300と類似な方式で作製される。ガイド用電磁石400もチャンバ200の外側から内側を貫通するコア410と、このようなコアに巻き取られるコイル420とを含んで作製される。このようなガイド用電磁石400は、搬送トレイ100とチャンバ200と間の間隔を調節するための磁気力を提供することができる。ガイド用電磁石400は、搬送トレイ100の搬送方向に沿ってチャンバ200の壁に一つ以上が形成される。
浮上用電磁石300とガイド用電磁石400に対向される位置には、コアが搬送トレイ100上に位置してもよい。浮上用電磁石300に対向される位置に設けられた第1強磁性体コア710は、浮上用電磁石300から発生した磁気力との引力作用により、搬送トレイ100が空中に浮上できる浮上力を提供することができる。また、ガイド用電磁石400と対向される位置に形成される第2強磁性体コア720は、ガイド用電磁石400から発生する磁気力との引力作用により、チャンバ200内の搬送トレイの左右間隔を調節することができる。即ち、チャンバ200左側と右側に一列に配置されるガイド用電磁石400から発生する磁気力の差に応じて、搬送トレイ100の左右間隔を調節することができる。
図3は、本発明の浮上用電磁石300の好ましい実施例を示す正面図である。
浮上用電磁石300のコア310は、三つのレッグを有するように作製される。
この三つのレッグは、チャンバ200を貫通して、レッグの一部がチャンバ200内部に突出するように作製されてもよい。また、三つのレッグのうち、真ん中のレッグにはコイル320が巻き取られる。コイル320に電流が流れれば、磁気力がコア310に沿って発生するようになり、コア310中の一部がチャンバ200内側に貫通されているので、搬送トレイ100上の第1強磁性体コア710との引力作用により搬送トレイ100が空中に浮揚される。また、チャンバ200は、非磁性体で作製され、浮上電磁石300から発生する磁気力を妨害しない。
図4は、本発明の浮上用電磁石300の好ましい実施例を示す斜視図である。
大きな浮上力を提供するためには、コイル320の巻き取られる数が多くならなければならない。コア310に巻き取られるコイル320の数が多くなるほど浮上用電磁石300の体積は大きくなる共に、このようなコイル320から発生する熱も多くなる。これは、コイル320が、電流が流れることで抵抗として作用するからである。本発明の好ましい実施例に係る浮上用電磁石300によれば、コイル320がチャンバ200の外部に備えられているので、コイル320から発生される熱が、チャンバ200内部に伝達されることを防げる同時に、コア310の一部はチャンバ200内部に突出されているので、大きな浮上力はそのまま搬送トレイ100に伝達することができる効果がある。
図5は、本発明の浮上用電磁石300の別の実施例を示す正面図である。
図5の浮上用電磁石300は、二つのレッグを備えるように作製される。このようなコア310のレッグもまたチャンバ200の外側から内側を貫通するよう形成される。また、浮上用電磁石300の二つのレッグには、それぞれコイル320が巻き取られる。
図6は、本発明の浮上用電磁石300の別の実施例を示す斜視図である。
本発明の浮上用電磁石300の別の実施例では、コイル320から発生される熱を除去するために、冷却配管330が更に備えられてもよい。冷却配管330は、コア310に隣接して、コイル320の下端に設けられる。しかし、必ずしもこれに限定されなく、浮上用電磁石300から発生された熱を效果的に除去するためには、どのような方式であっても浮上用電磁石300側に備えられる。
図7は、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を簡略示す図である。
本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置のさらに別の実施例は、LED、LCD又はOLEDパネルなどが蒸着される過程が遂行されるチャンバ200、チャンバ200内部に備えられ、LED、LCD又はOLEDパネルなどの搬送を担当する搬送トレイ100、このような搬送トレイ100に上側方向に浮上力を提供する浮上用電磁石300、搬送トレイ100に水平方向推進力を提供する固定子コイル510、固定子コイル510から発生する磁気力との引力又は斥力作用により、搬送トレイ100を水平方向に搬送させる永久磁石600を含んで構成される。また、このようなチャンバ200内部には、蒸発源10と蒸発物質が蒸着される搬送体20が備えられる。
図7で、ガイド用電磁石400は、図1と違って省略されている。これは、図7の実施例の磁気浮上搬送装置は、搬送トレイ100上の永久磁石600が備えられた移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120を介してガイド用電磁石400がなくても搬送トレイ100の左右間隔及び姿勢を調節することができるためである。従って、本発明の好ましい実施例に係るガイド用電磁石400は、搬送トレイ100搬送過程による精密度に応じて、採択可否を決定することができる仕様である。
チャンバ200の中には、パネルに付着させる物質を蒸発させる蒸発源10が設けられる。チャンバ200内部は蒸発源10が蒸発され、搬送トレイ100により搬送される搬送体20に蒸発物質が容易に付着されるように真空状態であってもよい。
チャンバ200内部を真空状態にするために、ポンプ(未図示)等がチャンバ200外部に設けられてもよい。
搬送体20は、搬送トレイ100に静電チャックを用いて付着される。しかし、搬送体20と搬送トレイ100と間の結合は、必ずしも静電チャックを用いる方式に限定されなく、搬送体20を搬送トレイ100に堅く付着できる方式であればいずれの方式であってもよい。搬送トレイ100の搬送体20は、表示パネルであってもよいが、これに限定されない。従って、運送が必要などのような物体であっても搬送トレイに積載され、搬送することができる。これにより、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上リニア装置が説明される。
搬送トレイ100は、チャンバ200上端に付着されている浮上用電磁石300によって浮上される。そのために、浮上用電磁石300と対向される位置に搬送トレイ100は第1強磁性体コア710が備えられる。搬送トレイ100を安定的に浮上させるために、浮上用電磁石300は、チャンバ200の上端で二つ以上の列をなして形成される。
搬送トレイ100がチャンバ200内で浮上すれば、搬送トレイ100を所望の位置に搬送させるため、固定子コイル510が作動される。そのために、固定子コイル510は、コイルに流れる電流の方向に沿って磁気力を発生させることができる。固定子コイル510と対向される側には、固定子コイル510の磁場との引力と斥力作用により、搬送トレイ100を水平方向搬送させる永久磁石600が備えられる。
図8は、図7のB部分を拡大して詳細に図示した図である。
搬送トレイ100のチャンバ200側に隣接する部分には、移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120が形成される。このような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120は、搬送トレイ100の下端に形成される。しかし、必ずしも下端に備えられるものに限定されるのではなく、チャンバ200の固定子コイル510が設けられる位置に応じて、対向される適切な位置に修正することができる。従って、このような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120は、搬送トレイ100の側面又は上端などの自由な位置に形成される。
このような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120は、U字状を有するウイング形状で搬送トレイ100に設けられる。しかし、必ずしもU字状を有するウイング形状に限定されるものではなく、固定子コイル510と対向される位置で固定子コイル510の磁気力との引力、斥力の作用により、適切に搬送トレイ100を搬送させることができれば、いかなる形状であってもよい。一例として、移動子推進モジュール100と移動子ガイドモジュール120は直線状に作製することができる。
このような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の終端には、ギャップ(Gap)センサ(未図示)が設けられるギャップセンサ取付用ジグ800が形成される。しかし、これに限定されるものではなく、様々な実施例に従って、ギャップセンサ(未図示)はレール側にも設けられてもよい。
移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の内部には永久磁石600が設けられる。このような永久磁石は、固定子コイル510の上面と下面を囲むように形成されてもよい。即ち、永久磁石600の一つは、固定子コイル510の上面を囲むように形成され、他の一つは、永久磁石600は固定子コイル510の下面を囲むように形成される。また、このような永久磁石600は、固定子コイル510の大部分を覆うこともでき、一部分を覆う方式で形成される。
固定子コイル510は、一側面がチャンバ200に固定され、支持される。固定子コイル510は、搬送トレイ100の搬送方向に沿ってチャンバ200の内側に一つ以上が一列をなして形成され得る。
チャンバ200の上部には、浮上用電磁石300が設けられてもよい。浮上用電磁石300は、チャンバ200の上部面と側面とが当接する個所に隣接して設けられてもよいが、これに限定されるものではなく、搬送トレイ100上の第1強磁性体コア710と互いに対向される位置で浮上力を提供するように適切に調節される。搬送トレイ100上の第2強磁性体コア720は、ガイド用電磁石400が省略される場合、選択的に省略することができる。
磁気浮上コイル300は、鉄心などからなるコア310と、コア310を囲むコイル320とを含んで形成される。浮上用電磁石300のコア310は、チャンバ200の外側から内側を貫通して形成される。このようなコア310は、複数のレッグ(leg)を有すように作製される。このようなレッグは、一つ以上備えられていてもよい。このようなコア310のチャンバ200外側に突出された側には、コイル320が巻かれる。コイル320が真空状態を維持するチャンバ200の内側ではなく外部に備えられることによって、コイル320から発生される熱が搬送体20に影響を与えることを最小化することができる。また、熱発生問題によって浮上用電磁石300の大きさが制限されることを克服することができるので、より大きな浮上力を提供する浮上用電磁石300を使用することができる。
図には示されていないが、浮上用電磁石300の電源が遮断され、浮上力がなくなった場合に備えて、搬送トレイ100の両端にはベアリングなどが設けられ得る。従って、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上装置の作動が停止し、浮上用電磁石300の電源が遮断され、搬送トレイ100が下端に降下されても、固定子コイル510が搬送トレイ100の荷重によって損傷されることを防止することができる。
図9は、図7のB部分を示す斜視図である。
図9は、本発明の別の実施例に係る磁気浮上装置の搬送トレイ100搬送過程を搬送する過程を示す。
図9で、搬送トレイ100の一方の端のみに移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120とが設けられているものが例示されているが、対称的に他方の端にも同じ方式で移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120とが設けられてもよい。
移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120が設けられる部分の搬送トレイ100の上面には第1強磁性体コア710が形成される。
第1強磁性体コア710が対向される側のチャンバ200の上部面には浮上用電磁石300が第1強磁性体コア710に沿って連続的に一列をなしながら配置される。従って、このように浮上用電磁石300が第1強磁性体コア710に沿って一列をなしているので、搬送トレイ100が水平方向からどの方向に搬送しても搬送トレイ100に浮上力を提供することができる。
浮上用電磁石300のコア310は、浮上用電磁石300が連続的に作製されるにつれて、一つのフレームをなして連続的に作製される。また、このようなコア310のレッグには、コイル320が巻き取られ、磁気力を提供することができる。第1強磁性コアと対向される浮上用電磁石300だけが駆動される。
搬送トレイ100の下端には、移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120とが設けられており、移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の内側には永久磁石600が備えられている。
移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600が設けられるウイングには、ギャップセンサ取付用ジグ800が形成される。ギャップセンサ取付用ジグ800には、ギャップセンサ(未図示)が設けられ、搬送トレイ100とチャンバ200と間の間隔を測定し、搬送トレイ100の搬送を制御する制御器(未図示)などに送信する。
図10は、図9の斜視図において搬送トレイ100部分を拡大して示した図である。
第1強磁性体コア710は、搬送トレイ100の上面の一端に沿って形成される。第1強磁性体コア710と隣接して第2強磁性体コア720が設けられる。図示されていないが、搬送トレイ100上の対称となる反対側に第1強磁性体コア710と第2強磁性体コア720とが搬送トレイ100上に設けられ得る。
第2強磁性コア720と対向される面には、ガイド用電磁石400が設けられ得る。第2強磁性体コア720と対向されるガイド用電磁石400だけが駆動され得る。
搬送トレイ100の下部には、移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120とが備えられる。
このような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600の配置は、以降より詳しく説明する。移動子推進モジュール110の永久磁石は、搬送トレイ100からチャンバ200側に延びる方向に沿って永久磁石の長手方向を向くようにして移動子推進モジュール110に設けられる。移動子推進モジュール110の永久磁石は、固定子コイル510の上面又は下面に対向される面がN極又はS極のいずれか一つになるように設けられる。また、固定子コイル510の上面と下面に設けられる移動子推進モジュール110の永久磁石600は、隣接する永久磁石600間の極性は互いに交互に配置される。即ち、固定子コイル510の上面の移動子推進モジュール110の永久磁石600のいずれか一つが搬送トレイ100から永久磁石600側に延びる方向に沿ってN極になれば、その次のコイルはS極、またその次のコイルはN極と交互に配置される。
移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、固定子コイル510の一部分のみを覆うようにして、移動子ガイドモジュール120の内側に付着され得る。移動子ガイドモジュール120の永久磁石600の長手方向は、搬送トレイ100の搬送方向と平行した方向に向くようにして移動子ガイドモジュール120に設けられ得る。移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、固定子コイル510を向く面は、一つの極性を帯びるよう形成され得る。即ち、N極又はS極のいずれか一つの極が固定子コイル510に対向され、移動子ガイドモジュール120に取り付けられる。
図11は、移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120が取り付けられた搬送トレイ100の形状を詳細に示した図である。
図11の搬送トレイ100上の移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120は、図2及び図8の移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120とは違って、搬送トレイ100の側面に付着される。即ち、移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120は、搬送トレイ100の搬送方向に平行に搬送トレイ100上に付着される限り、搬送トレイ100上のどの位置に自由に付着できるものである。
移動子推進モジュール110は、固定子コイル510の上面又は下面の大部分を覆うように作製されてもよい。より具体的に、移動子推進モジュール110の永久磁石600の長さと固定子コイル510の長手方向は、互いに似ているように作製される。また、このような移動子推進モジュール110の永久磁石600の長手方向と固定子コイル510の長手方向は互いに同じ方向になるように設けられる。
これに反して、移動子ガイドモジュール120は、固定子コイル510の一部分のみを覆うように作製されてもよい。具体的に、移動子ガイドモジュール120の永久磁石600の長手方向は、固定子コイル510の長手方向と垂直になるように設けられる。このような移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、一つの磁石で作製されてもよく、複数の磁石が移動子ガイドモジュール120に付着されて形成されてもよい。移動子ガイドモジュール120は、固定子コイル510の面のうち、搬送トレイ100の進行方向と平行した方向の面を覆うように作製される。特に、移動子ガイドモジュール120は、搬送トレイ100の進行方向と平行した方向の面のうち、搬送トレイ100側の面を覆うように作製される。
固定子コイル510は搬送トレイ100が搬送する方向に沿って平行に連続的にチャンバ200上に配置される。固定子コイル510の形状は、エッジが丸くなった長方形を有してもよいが、これに限定されるものではない。固定子コイル510の各方向の長さのうち、搬送トレイ100の搬送方向に垂直の方向の長さが搬送トレイ100の搬送方向に平行した方向の長さより長い。
本発明の好ましい実施例に係る磁気搬送装置の移動子ガイドモジュール120は固定子コイル510の各面のうち、搬送トレイ100の搬送方向に平行した面のコイルを使用するので、搬送トレイ100とチャンバ200と間の左右間隔及び搬送トレイ100の姿勢の制御が可能となる。
移動子推進モジュール110と対向される固定子コイル510だけが駆動される。また、移動子ガイドモジュール120と対向される固定子コイル510だけが駆動される。
図12は、本発明の好ましい実施例に係る移動子推進モジュール110と固定子コイル510と間の作動関係及び相対的位置を概略的に示した図である。
固定子コイル510の上面又は下面を対向する移動子推進モジュール110のU字状のウイングには永久磁石600が設けられている。それぞれの上面と下面の永久磁石600は、固定子コイル510を向く面が一つの極性を帯び、隣接する永久磁石600とはその極性が交互に配置されるよう形成される。図12で、移動子推進モジュール110の上面の場合は、N−S−N−S−N−S−N−S極を帯びるように永久磁石600が設けられていることを確認することができ、移動子推進モジュール110の下面の場合には、S−N−S−N−S−N−S−N極を帯びるように永久磁石600が設けられていることを確認することができる。
移動子推進モジュール110の永久磁石600は、固定子コイル510の広い面を使用することができる。即ち、より多い推進力を得るために固定子コイル510の長手方向の面を使用することができる。固定子コイル510が長方形に作製された場合、図12において、'a'と表示された個所を確認することができるように、横方向の面で発生する磁気力と移動子推進モジュール110と間の永久磁石600の磁気力の相互作用を利用して搬送トレイ100にリニア推進力を提供することができる。
移動子推進モジュール110の永久磁石600と固定子コイル510と間の間隔(α)は、平均約3mmのギャップを有するように作製されることができる。浮上用電磁石300に電源が印加されないと、搬送トレイ100が降下して、永久磁石600と固定子コイル510と間の間隔は減ることがある。但し、機械的ベアリングなど(未図示)が搬送トレイ100を支持することができるので、搬送トレイ100が降下する範囲は、約1mm程度である。これにより、固定子コイル510が損傷されない。浮上用電磁石300が作動すれば、搬送トレイ100は再び浮上するようになる。この場合、浮上用電磁石300は、搬送トレイ100に約1mm程度上昇しうる浮上力を提供することができる。大面積のディスプレイ製造装置に使用される搬送トレイ100の重さは、約1トン程度と予想されるので、約1mm程度を上昇することも、かなりの浮上力が提供された結果であることが分かる。
図13は、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の移動子ガイドモジュール120を詳細に示した図である。
移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、固定子コイル510の上面又は下面に対向される面に一つの極を帯びるようにしながら設けられる。即ち、固定子コイル510の上面又は下面を向く永久磁石600の極性は、N極又はS極のいずれか一つの極を帯びていてもよい。このような移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、一つの永久磁石600からなっていてもよく、複数個の永久磁石600が互いに連結されて作製されてもよい。複数個の永久磁石600が連結される場合、固定子コイル510を向く面がいずれも同じ極を帯びるよう連結され、一つの磁石のように見えるように設けられることができる。図13に示されるように固定子コイル510の上面を向く永久磁石600はいずれもN極を帯び、定子コイル510の下面を向く永久磁石600はいずれもS極を帯びる用意製されたことを確認することができる。
移動子ガイドモジュール120は、上から見たとき、固定子コイル510の縦面を使用するように作製され得る。即ち、搬送トレイ100の搬送方向に平行した面を使用するように作製されることができる(図13において、'b')。従来の磁気浮上搬送装置では、この方向の面から発生する磁気力を効率的に使用できなかった。しかし、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置では、固定子コイル510の搬送トレイ100の搬送方向に平行した面と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600の相互作用により、搬送トレイ100とチャンバ200と間の間隔を調節することもでき、搬送トレイ100の姿勢及びヨー(Yaw)などを制御することができる。
図14は、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を示す図である。
図14の磁気浮上搬送装置で、片面式直リニアモーターがチャンバ200の中央に設けられることができる。即ち、固定子コイル510がチャンバ200の上部の中央に設けられることができる。また、固定子コイル510と対向される搬送トレイ100の上部面には永久磁石600が設けられる。
図14の磁気浮上搬送装置は、浮上用電磁石300を利用して搬送トレイ100に浮上力を提供し、ガイド用電磁石400を利用して搬送トレイ100とチャンバ200と間の間隔を調節する点で、別の実施例の磁気浮上搬送装置と似ている。
しかし、図14の実施例の磁気浮上搬送装置は、チャンバ200の上部側の内面に固定子コイル510が設けられ、これと対応される搬送トレイ100の上部面に永久磁石600が設けられ、搬送トレイ100の推進と姿勢を調節することができる。
このために、固定子コイル510に対向される永久磁石600は、一列に配列された移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600を含むことができる。移動子推進モジュール110の永久磁石600は、永久磁石600の長手方向が搬送トレイ100の進行方向と垂直であってもよく、移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、永久磁石600の長手方向が搬送トレイ100の進行方向と平行であってもよい。
図15は、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を示す図である。
図15で、チャンバ200の上部に固定された浮上用電磁石300は、搬送トレイ100を上側へ浮揚させることができる。また、チャンバ200の両側面に設けられたガイド用電磁石400は、搬送トレイ100が搬送される間に、搬送トレイ100とチャンバ200と間の間隔を調節することができ、また、搬送トレイ100の姿勢を調節する役割を遂行することができる。
搬送トレイ100には、推進力の提供を受けるために、永久磁石600が備えられた移動子推進モジュール100と移動子ガイドモジュール120が搬送トレイ100の下面の両側に一列で配列されるように設けられる。これと対向するように近接する位置に、固定子コイル510がチャンバ200に付着され、提供される。搬送トレイ100の移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、固定子コイル510の上下面を囲むように形成される。固定子コイル510は、磁気力をこのような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600に提供し、搬送トレイ100の推進力と姿勢を調節することができる。
図16は、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を示す図である。
図16で、磁気浮上搬送装置の搬送トレイ100のある側面のみに移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120が提供される。本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置は、移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600に磁気力を提供し、推進力とガイド力を同時に提供できるので、搬送トレイ100のある一部分にだけ移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120が一列で配列される。移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、チャンバ200側に固定された固定子コイル510で若干離隔されながら、固定子コイル510の上下面を囲むように形成され得る。
図17図は、本発明の好ましい実施例に係る磁気浮上搬送装置の別の実施例を示す図である。
図17の実施例で、磁気浮上搬送装置の移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120は、搬送トレイ100の側面にウイングのように備えられてもよい。このような移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600は、固定子コイル510の上下面を離隔されながら囲むように配置される。
図17で、ガイド用電磁石400は省略することができる。このような場合、チャンバ200に固定された固定子コイル510は、搬送トレイ100の側面にウイング形状を有し、備えられた移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120に印加される磁気力を調節し、搬送トレイ100の推進力と姿勢、及びチャンバ200からの間隔を調節することができる。
また、図14〜図17のように、チャンバ200の固定子コイル510と対向される側の永久磁石600は、すべて移動子推進モジュール110と移動子ガイドモジュール120の永久磁石600であり、このような永久磁石の配列は、図9と図10の形態に配列されていてもよい。
本発明の好ましい実施例を参照して、磁気浮上搬送装置について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当該技術分野の熟練された当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更することができることを理解することができる。
図面に提示された参照符号は下記要素を意味する。
10 蒸発源
20 搬送体
100 搬送トレイ
110 移動子推進モジュール
120 移動子ガイドモジュール
200 (真空)チャンバ(外壁)
300 浮上用電磁石
310 コア
320 コイル
330 冷却配管
400 ガイド用電磁石
410 コア
420 コイル
500 固定子コイル固定用ジグ
510 固定子コイル
600 永久磁石
710 第1強磁性体コア
720 第2強磁性体コア
800 ギャップセンサ取付用ジグ

Claims (17)

  1. 搬送トレイを浮上させるための磁気力を提供するために、前記搬送トレイの搬送方向に沿ってチャンバの上部に形成される一つ以上の浮上用電磁石と、
    前記浮上用電磁石と対向するよう前記搬送トレイ側に設けられ、前記浮上用電磁石の磁気力との引力作用によって、前記搬送トレイを浮上させる一つ以上の第1強磁性体コアと、
    前記搬送トレイを水平方向に搬送させる磁気力を提供するために、前記搬送トレイの搬送方向に沿って前記チャンバの内側の少なくとも1面に形成される一つ以上の固定子コイルと、
    前記搬送トレイの搬送方向に沿って前記搬送トレイの少なくとも1面に備えられ、前記固定子コイルが提供する磁気力との引力又は斥力作用によって、前記搬送トレイの水平方向推進力を提供する一つ以上の移動子推進モジュールと、
    前記移動子推進モジュールが設けられる方向に沿って設けられ、前記固定子コイルとの引力又は斥力作用によって、前記搬送トレイと前記チャンバと間の間隔を調整する一つ以上の移動子ガイドモジュールと、
    を含むことを特徴とする磁気浮上搬送装置。
  2. 前記搬送トレイと前記チャンバと間の間隔を調節するための磁気力を提供するために、前記搬送トレイの搬送方向に沿って前記チャンバの内側の少なくとも1面に形成される一つ以上のガイド用電磁石と、
    前記ガイド用電磁石が提供する磁気力との引力作用によって、前記搬送トレイと前記チャンバと間の間隔を調節するよう前記ガイド用電磁石に対向される前記搬送トレイ上に形成される一つ以上の第2強磁性体コアと、
    を、更に含むことを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  3. 前記ガイド用電磁石は、
    前記チャンバの外側から内側を貫通するコアと、
    前記チャンバの外側のコアに巻き取られるコイルと、
    を含むことを特徴とする請求項2に記載の磁気浮上搬送装置。
  4. 前記移動子推進モジュールは、前記固定子コイルの各面中で、前記搬送トレイの進行方向に垂直の方向の面から受ける磁気力の強さが、前記搬送トレイの進行方向に平行の方向の面から受ける磁気力の強さより更に大きいことを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  5. 前記移動子ガイドモジュールは、前記固定子コイルの各面中で、前記搬送トレイの進行方向に平行の方向の面から受ける磁気力の強さが、前記搬送トレイの進行方向に垂直の方向の面から受ける磁気力の強さより更に大きいことを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  6. 前記固定子コイルは、中心部が空いた長方形の形状であり、
    前記固定子コイルの横又は縦のうち、短い側が前記搬送トレイの搬送方向と平行したことを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  7. 前記移動子推進モジュールは、前記固定子コイルの上面又は下面をそれぞれ囲む一つ以上の永久磁石を含み、
    前記固定子コイルの上面又は下面に対向される永久磁石の極は、N極又はS極の一つであり、
    隣接する前記永久磁石間の極性は、互いに交互に配置されることを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  8. 前記移動子ガイドモジュールは、前記固定子コイルの上面又は下面の一部をそれぞれ囲む一つの永久磁石を含み、
    前記固定子コイルの上面又は下面に対向される永久磁石の極は、N極又はS極の一つであることを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  9. 前記移動子ガイドモジュールは、前記固定子コイルの上面又は下面の一部をそれぞれ囲む2つ以上の永久磁石を含み、
    前記移動子ガイドモジュールの隣接する永久磁石間の極性は、互いに同じ極性を有することを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  10. 前記移動子推進モジュールの永久磁石の長手方向は、前記搬送トレイの搬送方向に垂直の方向であり、
    前記移動子ガイドモジュールの永久磁石の長手方向は、前記搬送トレイの搬送方向に平行の方向であることを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  11. 前記浮上用電磁石は、
    前記チャンバの外側から内側を貫通されるコアと、
    前記チャンバの外側のコアに巻き取られるコイルと、
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  12. 前記搬送トレイの搬送過程中に駆動される固定子コイルは、前記移動子推進モジュールと対向される固定子コイルであることを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  13. 前記搬送トレイの搬送過程中に駆動される固定子コイルは、前記移動子ガイドモジュールと対向される固定子コイルであることを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  14. 前記搬送トレイの搬送過程中に駆動される浮上用電磁石は、前記搬送トレイの第1強磁性体コアと対向される浮上用電磁石であることを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  15. 前記搬送トレイの搬送過程中に駆動されるガイド用電磁石は、前記搬送トレイの第2強磁性体コアと対向されるガイド用電磁石であることを特徴とする請求項1に記載の磁気浮上搬送装置。
  16. 前記コアは、一つ以上のレッグを有し、
    前記コイルは、前記コアのレッグの一つ以上のレッグに巻き取られることを特徴とする請求項3又は11に記載の磁気浮上搬送装置。
  17. 前記コアとコイルより発生される熱を吸収するために、前記コアの一つ以上のレッグに隣接して形成される冷却配管を、更に含むことを特徴とする請求項16に記載の磁気浮上搬送装置。
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