JP7379130B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置に関する。

特許文献１には、直線路と曲線路が連なる搬送路と、搬送路を浮上走行する台車とを有する磁気浮上式搬送装置が記載されている。特許文献１に記載の搬送装置において、搬送路は、曲線路に配設された浮上用レールの両外側に対向して設けられた１対の案内用永久磁石を具備し、台車は、案内用永久磁石に対向して設けられた案内用電磁石を具備している。特許文献１に記載された搬送装置では、案内用永久磁石と案内用電磁石とを用いることで、ヨーイング等のない安定した姿勢での曲線路の走行を実現している。

特開平９－２５２５０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の磁気浮上式搬送装置では、曲線部において、案内用永久磁石と案内用電磁石とを含む複雑な構成を用いているため、可動部である台車の進行方向に対する左右方向にスペースが必要となるだけでなく、装置コストが高くなる。また、台車が薄型になると、台車の側面に案内用永久磁石を配置することが困難となる。

また、直線路において、吸引力による案内力を得ているが、左右方向の制御が行われていないため、左右方向に蛇行し、左右に配置されたローラー等への繰り返しの接触を招くおそれがある。

本発明の目的は、簡単な構成で可動部の片寄せ搬送を実現することができる搬送装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一観点による搬送装置は、固定部と、永久磁石列及びコイル列のうちの一方である第１の列部を有する可動部とを有し、前記固定部は、前記永久磁石列及び前記コイル列のうちの他方であり、前記第１の列部と対向するように第１の方向に沿って配置された第２の列部と、前記第１の方向に沿って設けられ、前記第１の方向と交差する第２の方向における一方の側において前記第２の方向における前記可動部の位置をガイドする第１のガイド部と、前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向における前記可動部の位置をガイドする第２のガイド部とを有し、前記可動部は、前記第１の列部と前記第２の列部との間に働く第１の吸引力を推進力として前記第１の方向に移動し、前記第１の列部、及び前記第２の列部又は磁性体が、前記第１の列部と前記第２の列部又は前記磁性体との間において前記第２の方向における前記ガイド部の側に向かう方向に第２の吸引力が働くように配置されている。

本発明によれば、簡単な構成で可動部の片寄せ搬送を実現することができる。

本発明の第１実施形態による加工システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第１実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第１実施形態による永久磁石及び有心コイルの配置例を説明した図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムの制御構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第２実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第３実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第３実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第４実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第５実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第６実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第６実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。 本発明の第６実施形態による永久磁石、有心コイル及び片寄せ用ヨーク材の配置例を説明した図である。

以下に本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による加工システムについて図１乃至図４を用いて説明する。なお、以下の説明及び図面において、複数存在する同一の構成要素は、同一の数字の符号の末尾に小文字のアルファベットを識別子として付記することにより区別するものとする。ただし、同一の構成要素について特に区別して説明する必要がない場合には、識別子を省略して数字のみの符号を用いるものとする。

はじめに、本実施形態による加工システムの概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による加工システムの概略構成を示すブロック図である。

本実施形態による加工システム１０は、図１に示すように、複数の工程装置２００と、搬送システム１２と、工程コントローラ２０１とを有している。加工システム１０は、搬送システム１２により搬送されるワークに対して複数の工程装置２００により各種の加工を施して、ワークが加工されてなる物品を製造するものである。

搬送システム１２は、複数の搬送モジュール１１０と、複数の制御装置１０７と、シフト部１１１ａ、１１１ｂと、シフト部制御装置１１２ａ、１１２ｂと、リーダライタ１０８と、搬送コントローラ１００とを有している。また、搬送システム１２は、台車１１０２（図２Ａ及び図２Ｂ等を参照）を有している。台車１１０２は、１台であっても複数台であってもよい。搬送システム１２は、ファクトリーオートメーション（ＦＡ）等に用いられる可動磁石型リニアモータ（ムービングマグネット型リニアモータ）により台車１１０２を駆動する搬送システムである。

図１には、複数の工程装置２００として、工程装置２００ａ～２００ｅ、２００ｊを示している。また、複数の搬送モジュール１１０として、搬送モジュール１１０ａ～１１０ｊを示している。また、複数の制御装置１０７として、制御装置１０７ａ～１０７ｊを示している。なお、工程装置２００、搬送モジュール１１０及び制御装置１０７のそれぞれの台数は、図１に示す場合に限定されるものではなく、１台であっても複数台であってもよい。

搬送モジュール１１０ａ～１１０ｄは、搬送路１０００ａを構成している。搬送モジュール１１０ｆ～１１０ｉは、搬送路１０００ｂを構成している。搬送路１０００ａ、１０００ｂは、ワークを搬送する台車１１０２が走行する経路である。搬送路１０００ａは、往路を構成する搬送路である。搬送路１０００ｂは、復路を構成する搬送路である。搬送路１０００ａ、１０００ｂは、曲線部を含まず、直線部から構成されている。搬送モジュール１１０ａ～１１０ｊは、直線部用の搬送モジュールである。搬送路１０００ａ、１０００ｂは、互いに平行に並んで設置されている。

図１において、搬送路１０００ａの左端は例えば上流端であり、搬送路１０００ａの右端は例えば下流端である。また、搬送路１０００ｂの右端は例えば上流端であり、搬送路１０００ａの左端は例えば下流端である。

同じ側（図１において左側）に位置する搬送路１０００ａの上流端及び搬送路１０００ｂの下流端の側には、搬送路１０００ｂから搬送路１０００ａに台車１１０２を受け渡すためのシフト部１１１ａが設置されている。シフト部１１１ａには、移動することにより搬送路１０００ａと搬送路１０００ｂとの双方に接続可能に構成された搬送モジュール１１０ｊが設けられている。搬送モジュール１１０ｊは、シフト部１１１ａ上に移動可能に取り付けられている。シフト部１１１ａは、搬送モジュール１１０ｊを、搬送路１０００ｂの搬送モジュール１１０ｉに隣接する位置と、搬送路１０００ａの搬送モジュール１１０ａに隣接する位置との間で移動させることが可能になっている。

また、同じ側（図１において右側）に位置する搬送路１０００ａの下流端及び搬送路１０００ｂの上流端の側には、搬送路１０００ａから搬送路１０００ｂに台車を受け渡すためのシフト部１１１ｂが設置されている。シフト部１１１ｂには、移動することにより搬送路１０００ａと搬送路１０００ｂとの双方に接続可能に構成された搬送モジュール１１０ｅが設けられている。搬送モジュール１１０ｅは、シフト部１１１ｂ上に移動可能に取り付けられている。シフト部１１１ｂは、搬送モジュール１１０ｅを、搬送路１０００ａの搬送モジュール１１０ｄに隣接する位置と、搬送路１０００ｂの搬送モジュール１１０ｆに隣接する位置との間で移動することが可能になっている。

シフト部１１１は、特に限定されるものではないが、例えば、回転モータとボールねじとリニアガイドとを組み合わせたリニアアクチュエータ等を適用することができる。

搬送モジュール１１０ｊ、１１０ｅは、シフト部１１１ａ、１１１ｂに設けられている点を除き、搬送路１０００を構成している他の搬送モジュール１１０と同様の構成を有している。

制御装置１０７ａ～１０７ｊは、搬送モジュール１１０ａ～１１０ｊのそれぞれに対応して設けられている。図１では、搬送路１０００ａを構成する複数の搬送モジュール１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｄに対応して、複数の制御装置１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、…、１０７ｄが設けられている。また、搬送路１０００ｂを構成する複数の搬送モジュール１１０ｆ、…、１１０ｇ、１１０ｈ、１１０ｉに対応して、複数の制御装置１０７ｆ、…、１０７ｇ、１０７ｈ、１０７ｉが設けられている。また、シフト部１１１ａ、１１１ｂに設けられた搬送モジュール１１０ｊ、１１０ｅに対応して、制御装置１０７ｊ、１０７ｅが設けられている。

制御装置１０７ａ～１０７ｊは、上位制御部である搬送コントローラ１００に接続されており、搬送コントローラ１００との間で台車１１０２の搬送に関する情報を送受信することが可能になっている。搬送コントローラ１００は、対応する搬送モジュール１１０による台車１１０２の搬送を制御する。

制御装置１０７は、搬送コントローラ１００から受信した指令に従って、対応する搬送モジュール１１０のコイル列１０４（図２Ａ及び図２Ｂ等を参照）に流す電流を制御する。これにより、制御装置１０７は、台車１１０２の永久磁石列１１０４（図２Ａ及び図２Ｂ等を参照）に働く電磁力を制御する。こうして、制御装置１０７は、台車１１０２に対する駆動力としての電磁力を制御して、対応する搬送モジュール１１０における台車１１０２を走行、停止させて、対応する搬送モジュール１１０における台車１１０２の位置を制御する。こうして、台車１１０２は、複数の搬送モジュール１１０で構成される搬送路１０００上を自在に走行することが可能になっている。

シフト部１１１は、シフト部制御装置１１２に接続されている。シフト部制御装置１１２は、所定の制御を行うことによりシフト部１１１を駆動して、シフト部１１１上に取り付けられた搬送モジュール１１０を移動することができる。

シフト部制御装置１１２ａ、１１２ｂは、上位制御部である搬送コントローラ１００に接続されており、搬送コントローラ１００との間で台車１１０２の搬送に関する情報を送受信することが可能になっている。これにより、シフト部制御装置１１２ａ、１１２ｂは、搬送コントローラ１００から受信した指令に従ってシフト部１１１ａ、１１１ｂを制御して、搬送路１０００ａと搬送路１０００ｂとの間で台車１１０２を移動することが可能になっている。

複数の工程装置２００ａ～２００ｅ、２００ｊは、複数の搬送モジュール１１０ａ～１１０ｅ、１１０ｊのそれぞれに対応して設けられている。工程装置２００は、対応する搬送モジュール１１０において停止している台車１１０２が保持しているワークに対して、所定の加工を施すためのものである。

工程装置２００は、台車１１０２で搬送された後述のガラス基板１１０７を加工する装置である。工程装置２００は、台車１１０２が停止や通過している間、ワークであるガラス基板１１０７が台車１１０２の底面に保持されたまま、指定された加工をガラス基板１１０７に施すように構成されている。工程装置２００が行う加工は、様々であり、特に限定されるものではないが、例えば、別の部品を組み付けたり、接着剤を塗布したり、取り外したり、検査を行ったり、光線の照射を行ったり、蒸着を行ったりするものである。図１には工程装置２００ａ～２００ｅ、２００ｊのみが記載されているが、各製造ラインによって様々なレイアウトが採用されうる。

なお、搬送モジュール１１０と工程装置２００とは必ずしも同じ数である必要はない。例えば、１つの搬送モジュール１１０に対して複数の工程装置２００が設けられていてもよい。

工程コントローラ２０１は、複数の工程装置２００ａ～２００ｅ、２００ｊ及び搬送コントローラ１００に接続されている。工程コントローラ２０１は、複数の工程装置２００ａ～２００ｅ、２００ｊとの間で、工程に関する情報を送受信することが可能になっている。これにより、工程装置２００ａ～２００ｅ、２００ｊは、工程コントローラ２０１により指定された加工を行う。また、工程コントローラ２０１は、搬送コントローラ１００との間で、台車１１０２の搬送に関する情報を送受信することが可能になっている。これにより、搬送コントローラ１００は、工程コントローラ２０１による指令に基づき台車１１０２の搬送の制御を行う。こうして、工程コントローラ２０１は、台車１１０２によるワークの搬送、加工等の加工システム１０の全体の動作を制御することが可能になっている。

次に、本実施形態による搬送システム１２における搬送装置の具体的な構造について図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。図２Ａは正面図、図２Ｂは上面図である。なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、台車１１０２の移動方向である水平方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する鉛直方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。なお、Ｘ軸方向とＹ軸方向とは、互いに斜めに交差する方向であってもよい。Ｙ軸方向とＺ軸方向とは、互いに斜めに交差する方向であってもよい。Ｘ軸方向とＺ軸方向とは、互いに斜めに交差する方向であってもよい。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する互いに逆向きの２方向のうち、一方の方向を＋Ｙ軸方向、他方の方向を－Ｙ軸方向ということがある。図２以降の図面についても適宜同様の方向を用いて説明する。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、搬送システム１２における搬送装置１４は、搬送モジュール１１０と、台車１１０２とを含む装置である。台車１１０２は、工程装置２００による加工対象のワークであるガラス基板１１０７を搬送するように構成されている。図２Ａ及び図２Ｂには１台のみの台車１１０２が示されているが、台車１１０２は、１台に限定されるものではなく、複数台であってもよい。

なお、台車１１０２により搬送されるワークは、ガラス基板１１０７に限定されるものではなく、例えば、半導体基板等の各種基板であってもよいし、機器、装置等の各種部品等であってもよいし、あらゆる加工対象でありうる。台車１１０２は、搬送すべきワークに応じて、ワークを保持すべき保持機構を搭載することができる。

搬送モジュール１１０は、架台フレーム１１０１と、Ｚ軸用ローラー１１０５と、Ｙ軸用ローラー１１０６と、位置検出部１０３と、コイル列１０４とを有している。搬送モジュール１１０は、複数台並べされて設置されている。並べられて設置された複数台の搬送モジュール１１０は、搬送路１０００を形成している。

搬送モジュール１１０において、架台フレーム１１０１には、Ｚ軸用ローラー１１０５及びＹ軸用ローラー１１０６が設けられている。台車１１０２は、Ｚ軸用ローラー１１０５及びＹ軸用ローラー１１０６に沿って移動可能に架台フレーム１１０１上に支持されている。

Ｚ軸用ローラー１１０５は、台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向に沿って台車１１０２の両側部分を下方から支持するように、Ｘ軸方向に沿って移動する台車１１０２の両側にＸ軸方向に沿ってそれぞれ複数設けられている。複数のＺ軸用ローラー１１０５は、Ｚ軸方向における台車１１０２の位置を規制してガイドするガイド部である。各Ｚ軸用ローラー１１０５は、例えば、上向きで回転自在に設置されたボールを含むボールローラーにより構成されている。

台車１１０２の側部には、Ｚ軸用ローラー１１０５に接触して支持される部材１１１３が設けられている。Ｚ軸用ローラー１１０５により支持された台車１１０２は、Ｚ軸用ローラー１１０５の回転により、Ｘ軸及びＹ軸を含む面であるＸＹ平面に沿って移動可能になっている。

また、Ｙ軸用ローラー１１０６は、後述するように－Ｙ軸方向に片寄せされた台車１１０２に側方から接触するように、Ｘ軸方向に沿って移動する台車１１０２の一方の側である－Ｙ軸方向の側にＸ軸方向に沿って複数設けられている。複数のＹ軸用ローラー１１０６は、Ｙ軸方向における台車１１０２の位置を規制してガイドするガイド部である。各Ｙ軸用ローラー１１０６は、Ｚ軸に沿った軸を回転軸として回転可能なローラーにより構成されている。

台車１１０２の側部には、片寄せされた状態において、Ｙ軸用ローラー１１０６に接触する部材１１１１が設けられている。部材１１１１は、Ｙ軸用ローラー１１０６と摺動する摺動部として機能する。－Ｙ軸方向に片寄せされてＹ軸用ローラー１１０６に接触する台車１１０２は、Ｙ軸用ローラー１１０６の回転により、Ｘ軸方向に沿って移動可能になっている。

位置検出部１０３は、以下に述べるように、台車１１０２のスケール６を読み取って台車１１０２の位置情報が取得できるように架台フレーム１１０１に設けられている。

コイル列１０４は、搬送モジュール１１０において１列配置されている。コイル列１０４は、台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向に沿って配置されるように架台フレーム１１０１に設けられている。コイル列１０４は、架台フレーム１１０１に移動可能に支持された台車１１０２に対向可能に設けられている。コイル列１０４は、複数の有心コイル１０４１から構成される単位コイルが複数並べられて構成されている列部である。有心コイル１０４１は、磁極鉄心と、磁極鉄心に巻き付けられたコイルとを有している。コイル列１０４において、複数の有心コイル１０４１は、Ｘ軸方向に沿って並ぶように設置されている。

台車１１０２は、マスクチャック１１０８と、スケール６と、永久磁石列１１０４と、ＲＦ（Radio Frequency）タグ４とを有している。台車１１０２は、搬送モジュール１１０により構成される搬送路１０００を走行して、ワークであるガラス基板１１０７を搬送する。

台車１１０２の底面には、静電チャック等の保持機構（不図示）によりガラス基板１１０７が保持されている。マスクチャック１１０８は、ガラス基板１１０７に対向するようにマスク１１０９を把持するために台車１１０２に取り付けられている。マスク１１０９は、露光装置である工程装置２００において、ガラス基板１１０７上への回路パターン等のパターンの露光に用いられるものである。

スケール６は、台車１１０２側部に台車１１０２の移動方向に沿って設けられている。スケール６には、位置情報が記録されている。搬送モジュール１１０には、台車１１０２のスケール６を読み取って台車１１０２の位置情報を取得する位置検出部１０３がスケール６に対向するように、架台フレーム１１０１の側面の所定の位置に設けられている。位置検出部１０３は、スケール６のスケール長よりも短い間隔で取り付けられており、スケール６が読み取れるように配置されている。

永久磁石列１１０４は、台車１１０２において１列配置されている。永久磁石列１１０４は、台車１１０２の移動方向となる台車１１０２の前後方向に沿って台車１１０２に設けられている。永久磁石列１１０４は、永久磁石１２０２が複数並べられて構成されている列部である。永久磁石列１１０４は、例えば、台車１１０２の上面に設けられたヨーク材１２０１と、台車１１０２の前後方向に沿ってヨーク材１２０１上に配置された複数の永久磁石１２０２とを含んでいる。

永久磁石列１１０４において、複数の永久磁石１２０２は、搬送モジュール１１０のコイル列１０４に対向する一方の側に交互に異極が現れるように配置されている。各永久磁石１２０２は、互いに極性が異なる磁極が台車１１０２の上下方向であるＺ軸方向に並ぶように配置されている。

本実施形態による搬送装置１４において、搬送モジュール１１０に設けられたコイル列１０４は、台車１１０２に設けられた永久磁石列１１０４に対して、－Ｙ軸方向にオフセットされて配置されている。すなわち、コイル列１０４は、そのコイル列１０４のＸ軸方向に沿った中心軸が、永久磁石列１１０４のＸ軸方向に沿った中心軸に対して－Ｙ軸方向にオフセットされているように配置されている。

このように、本実施形態による搬送装置１４では、コイル列１０４の位置が永久磁石列１１０４の位置に対してオフセットされている。このため、コイル列１０４と永久磁石列１１０４との間で働く吸引力となる電磁力が、台車１１０２に対して、台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向のみならず、－Ｙ軸方向にも働く。また、電磁力が働いていない状態でも、コイル列１０４と永久磁石列１１０４との間で吸引力が－Ｙ軸方向に働いている。台車１１０２は、Ｘ軸方向に働く電磁力を推進力としてＸ軸方向に移動することができる。こうして働く－Ｙ軸方向の力、すなわちＹ軸方向におけるＹ軸用ローラー１１０６の側に向かう力は、台車１１０２のＸ軸方向に沿った搬送時において、台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄せする力１１１０として台車１１０２に作用する。

このように、本実施形態では、永久磁石列１１０４及びコイル列１０４が、Ｙ軸方向におけるＹ軸用ローラー１１０６の側に向かう方向に永久磁石列１１０４とコイル列１０４との間に吸引力が働くように配置されている。

なお、コイル列１０４及び永久磁石列１１０４は、台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄せする力１１１０が、片寄せされる台車１１０２に働く摩擦等による摺動抵抗力よりも大きくなるように、配置位置、大きさ、材質等が設計されている。

搬送モジュール１１０において、Ｙ軸用ローラー１１０６は、オフセットされているコイル列１０４の側のみに配置されている。このため、台車１１０２は、搬送時において、力１１１０により－Ｙ軸方向に片寄せされてＹ軸用ローラー１１０６に接触しつつ、Ｙ軸用ローラー１１０６に沿ってＸ軸方向に移動する。こうして、搬送装置１４は、台車１１０２の片寄せ搬送を実現する。

ＲＦタグ４は、台車１１０２に取り付けられており、その台車１１０２を識別するためのＩＤ（Identification）情報が記憶されている。ＲＦタグ４は、リーダライタ１０８によりそのＩＤ情報が読み取り可能な位置に取り付けられている。

こうして、本実施形態による搬送装置１４が構成されている。搬送装置１４は、固定部である搬送モジュール１１０にコイル列１０４が配置され、可動部である台車１１０２に永久磁石列１１０４が配置されたムービングマグネット（ＭＭ）型の構成になっている。

なお、搬送装置１４は、固定部である搬送モジュール１１０に永久磁石列１１０４が配置され、可動部である台車１１０２にコイル列１０４が配置されたムービングコイル（ＭＣ）型の構成を採用することもできる。この場合においても、上記と同様にして台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。

工業製品を組み立てるための生産ラインでは、ファクトリーオートメーション化された生産ライン内や生産ラインの間の複数のステーションの間において部品等のワークを搬送する搬送装置が用いられている。このような搬送装置としては、例えば、可動磁石型リニアモータシステムが提案されている。可動磁石型リニアモータシステムは、異極が交互に並ぶように配置された複数個の磁石が搭載された可動部と、可動部の移動経路に沿って配置されたコイルを含む固定部と、コイルに電流を供給する電流制御器とを含む。このような搬送装置では、可動部の進行方向の位置を制御するとともに、可動部の進行方向に対して、可動部の左右方向の位置を所望の位置に維持したいという要望がある。可動部の左右方向の位置を維持できないと、可動部の左右方向の位置を案内するローラー等と可動部が衝突を繰り返し、その結果、可動部において保持されたワーク等の搬送物に対して、位置ずれが発生する等の悪影響が発生するおそれがあった。

一方、本実施形態による搬送装置１４では、上述のように、永久磁石列１１０４に対してコイル列１０４が－Ｙ軸方向にオフセットされている。このため、永久磁石列１１０４の永久磁石１２０２に対して、台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向のみならず、コイル列１０４がオフセットされた方向である－Ｙ軸方向に、コイル列１０４から吸引力が働く。したがって、本実施形態による搬送装置１４では、－Ｙ軸方向に台車１１０２を片寄せするための磁石、センサ等の追加の構成を必要とすることなく、台車１１０２を片寄せして搬送することができる。本実施形態では、片寄せ搬送により、台車１１０２がＹ軸用ローラー１１０６との衝突を繰り返すことがなくなる。こうして、本実施形態によれば、簡単な構成で台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。

次に、本実施形態による永久磁石１２０２及び有心コイル１０４１の配置例について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態による永久磁石１２０２及び有心コイル１０４１の配置例を説明した図である。

永久磁石１２０２と有心コイル１０４１の配置を決定するにあたり、以下のシミュレーション及び実験を行った。なお、以下に示すシミュレーション及び実験の内容は、あくまで例示であり、これらに限定されるものではない。

ヨーク材１２０１、永久磁石１２０２及び有心コイル１０４１のコア１２０３のサイズ及び配置は、それぞれ図３に示すとおりである。搬送モジュール１１０のＸ軸方向の長さは、５２０ｍｍである。有心コイル１０４１のコア１２０３のＸ軸方向に沿った中心軸は、永久磁石１２０２のＸ軸方向に沿った中心軸に対して、－Ｙ軸方向に１０ｍｍオフセットされている。

また、ヨーク材１２０１として圧延鋼材であるＳＳ４００を使用し、永久磁石１２０２としてＮＭＸ－３７ＳＨ（日立金属株式会社製）を使用し、有心コイル１０４１のコア１２０３として５０Ｈ４７０（日本製鉄株式会社製）を使用した。

電磁界解析ソフトウェアであるＪＭＡＧ（登録商標）（株式会社ＪＳＯＬ製）を用いて、永久磁石１２０２と有心コイル１０４１との間に－Ｙ軸方向に働く吸引力をシミュレーションした結果、２０．８Ｎとなった。これは、電磁力が発生していない状態で、永久磁石１２０２と有心コイル１０４１との間に働く吸引力である。

Ｚ軸用ローラー１１０５として、ボールローラーユニットＢＵＨＡ６００（株式会社ミスミ製）を使用した。メインボールの材質は、ステンレス鋼であるＳＵＳ４４０Ｃであった。Ｚ軸用ローラー１１０５と接触する台車１１０２の部材は、ＳＳ４００であり、Ｚ軸用ローラー１１０５のメインボール２０個と接触していた。台車１１０２の質量は、９９．８ｋｇであった。

また、フォースゲージを用いて、台車１１０２のＹ軸方向の摺動抵抗を測定したところ、１０．０Ｎであった。上記ＪＭＡＧによるシミュレーション結果によれば吸引力が２０．８Ｎであったため、図３に示す配置では、Ｙ軸方向の摺動抵抗よりも吸引力が大きい。このため、図３の配置では、電磁力が発生していない状態でも、台車１１０２をＹ軸用ローラー１１０６に片寄せできることが分かる。

なお、Ｘ軸方向に台車１１０２が移動する際のＹ軸方向の外乱の大きさによっては、台車１１０２をＹ軸用ローラー１１０６に片寄せするため、片寄せする力１１１０を大きくする必要がある。具体的には、永久磁石１２０２のサイズを大きくしたり、オフセットを大きくしたりすることにより、片寄せする力１１１０を大きくすることができる。

次に、本実施形態による搬送システム１２の制御構成について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による搬送システム１２の制御構成を示すブロック図である。

搬送コントローラ１００は、下位制御部として機能する制御装置１０７に対して、複数の台車１１０２の搬送を制御する上位制御部として機能する。

搬送コントローラ１００は、指令値生成部１００１と、記憶部１００２と、通信制御部１００３とを有している。なお、搬送コントローラ１００は他の機能をも含み得るが、本実施形態では他の機能についての説明は省略する。

通信制御部１００３は、搬送コントローラ１００に接続される複数の制御装置１０７及びシフト部制御装置１１２、工程コントローラ２０１並びにリーダライタ１０８との間の通信を制御する。具体的には、通信制御部１００３は、制御装置１０７、シフト部制御装置１１２、工程コントローラ２０１及びリーダライタ１０８との間における各種の制御信号及び制御データの送受信を所定のタイミングで実行する。

記憶部１００２は、搬送路１０００上で各台車１１０２を停止させる基準となる停止基準位置を記憶している。停止基準位置は、例えば、工程装置２００が台車１１０２によって保持されているガラス基板１１０７に対して所定の加工を施す際に台車１１０２を停止すべき位置として予め設定されている。また、記憶部１００２は、各停止基準位置及びガラス基板１１０７の種類に応じて取得された台車１１０２の移動誤差に関するデータである移動誤差データを記憶している。

指令値生成部１００１は、制御対象となる台車１１０２の位置指令値を生成する。位置指令値は、台車１１０２の目標停止位置を示す値である。指令値生成部１００１は、各台車１１０２について、位置指令値として、停止基準位置及び移動誤差を用いて目標停止位置を示す値を算出する。

指令値生成部１００１には、リーダライタ１０８が読み取った台車１１０２のＩＤ情報が、通信制御部１００３を介して入力される。指令値生成部１００１は、台車１１０２を特定する特定部としても機能する。例えば、指令値生成部１００１は、入力されたＩＤ情報に基づき、搬送モジュール１１０ａに隣接して位置する搬送モジュール１１０ｊ上に停止している台車１１０２を特定することができる。

制御装置１０７は、コイル列１０４を駆動する駆動部である。制御装置１０７は、位置ＦＢ（Feedback）制御部１０７１と、位置判定部１０７５と、電流ＦＢ制御部１０７２と、駆動アンプ部１０７３と、電流検出部１０７４と、通信制御部１０７０とを有している。

駆動アンプ部１０７３は、搬送モジュール１１０のコイル列１０４に接続されている。駆動アンプ部１０７３は、複数の出力端子を有している。なお、図４には、３つの出力端子を有する駆動アンプ部１０７３を示しているが、駆動アンプ部１０７３が有する出力端子の数は、特に限定されるものではない。コイル列１０４は、駆動アンプ部１０７３の各出力端子に接続された複数の直列有心コイルを含む。

駆動アンプ部１０７３の各出力端子には、所定の数の複数の有心コイル１０４１が直列に接続されてなる直列有心コイルがそれぞれ接続されている。図４には、２つの有心コイル１０４１が直列に接続された直列有心コイルを例示しているが、直列有心コイルを構成する有心コイル１０４１の数は、特に限定されるものではない。

図４に示す駆動アンプ部１０７３が有する３つの出力端子のうち、第１の出力端子には、有心コイル１０４１ａと有心コイル１０４１ｂとが直列接続されてなる直列有心コイルが接続されている。駆動アンプ部１０７３の第２の出力端子には、有心コイル１０４１ｃと有心コイル１０４１ｄとが直列接続されてなる直列有心コイルが接続されている。駆動アンプ部１０７３の第３の出力端子には、有心コイル１０４１ｅと有心コイル１０４１ｆとが直列接続されてなる直列有心コイルが接続されている。３つの直列有心コイルは、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相交流で駆動することができる。

コイル列１０４を構成する複数の有心コイル１０４１ａ～１０４１ｆは、それぞれの直列有心コイルを構成する有心コイル１０４１が１つずつ、台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向に沿って順番に並ぶように配置されている。例えば、図４に示す６つの有心コイル１０４１ａ～１０４１ｆでコイル列１０４を構成する場合、次のように配置される。すなわち、有心コイル１０４１ａ、有心コイル１０４１ｃ、有心コイル１０４１ｅ、有心コイル１０４１ｂ、有心コイル１０４１ｄ、有心コイル１０４１ｆが、台車１１０２の移動方向に沿ってこの順番で列状に配置される。すなわち、コイル列１０４は、所定のピッチ（単位ピッチ）で有心コイル１０４１が列を構成するように配置されている。このように、複数の直列有心コイルの各々を構成する所定の数の有心コイル１０４１は、単位ピッチを単位とする２単位以上の所定の間隔で配置されている。

電流検出部１０７４は、コイル列１０４の各直列有心コイルに流れる電流を計測し、計測した電流値を電流ＦＢ制御部１０７２に入力する。

位置判定部１０７５は、搬送モジュール１１０上の台車１１０２の位置を特定する。詳しくは、位置判定部１０７５には、搬送モジュール１１０に取り付けられている位置検出部１０３からの位置情報を示す信号が入力される。位置判定部１０７５は、位置検出部１０３から入力された信号に基づき、搬送モジュール１１０上の台車１１０２の位置を特定する。

通信制御部１０７０は、搬送コントローラ１００に接続されており、搬送コントローラ１００との間における各種の制御信号及び制御データの送受信を所定のタイミングで実行する。なお、各制御装置１０７の通信制御部１０７０は、他の制御装置１０７の通信制御部１０７０を介して搬送コントローラ１００に接続されていてもよいし（図４参照）、搬送コントローラ１００に直接接続されていてもよい。

位置ＦＢ制御部１０７１は、位置判定部１０７５により特定された台車１１０２の位置情報と、指令値生成部１００１で生成された位置指令値に基づく位置情報とを比較する。位置ＦＢ制御部１０７１は、その比較結果を制御情報として電流ＦＢ制御部１０７２に出力する。

電流ＦＢ制御部１０７２は、位置ＦＢ制御部１０７１から入力された制御情報と、電流検出部１０７４により検出された電流値とを比較する。電流ＦＢ制御部１０７２は、その比較結果に応じて、駆動アンプ部１０７３に出力する電流の指令値を生成して駆動アンプ部１０７３に出力する。

駆動アンプ部１０７３は、電流ＦＢ制御部１０７２から入力された指令値に基づき、接続されているコイル列１０４のそれぞれの直列有心コイルに流す電流を制御する。このような電流フィードバック制御を行うことにより、台車１１０２の応答性を向上することができる。

シフト部制御装置１１２は、シフト部１１１に接続されており、シフト部１１１の動作制御を行う。シフト部制御装置１１２は、制御装置１０７と同等な構成でシフト部１１１の制御を行う。シフト部制御装置１１２は、搬送コントローラ１００からの制御信号に基づき、接続されているシフト部１１１について適切な動作制御を行う。なお、シフト部制御装置１１２は、制御装置１０７の通信制御部１０７０を介して搬送コントローラ１００に接続されていてもよいし（図４参照）、搬送コントローラ１００に直接接続されていてもよい。

次に、本実施形態による加工システム１０の基本的な動作について図１、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。ここで、搬送モジュール１１０ｊは、図１に示すように、シフト部１１１ａによって搬送モジュール１１０ａに隣接する場所に位置しており、搬送路１０００ａに接続されているものとする。そして、搬送モジュール１１０ｊの上には、ガラス基板１１０７が搭載されていない空の台車１１０２が停止しているものとする。

工程コントローラ２０１は、搬送コントローラ１００及び工程装置２００を制御し、ガラス基板１１０７の供給、搬送、加工及び排出を含む加工システム１０の全体の動作を司る。

工程装置２００ｊは、工程コントローラ２０１からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ｊ上に停止している台車１１０２に、加工すべきガラス基板１１０７を供給する。台車１１０２は、工程装置２００ｊから供給されたガラス基板１１０７を、保持機構により台車１１０２の底面にて保持する。

次いで、制御装置１０７ｊ、１０７ａは、搬送コントローラ１００からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ｊ上に停止している台車１１０２を搬送路１０００ａの方向に移動し、搬送モジュール１１０ａ上に停止する。

工程装置２００ａは、工程コントローラ２０１からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ａ上に停止している台車１１０２に保持されているガラス基板１１０７に対して所定の加工を施す。

同様にして、制御装置１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、…、１０７ｄは、搬送コントローラ１００からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ａ上の台車１１０２を搬送モジュール１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｄへと順次搬送する。この際、制御装置１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、…、１０７ｄは、台車１１０２を搬送モジュール１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｄのそれぞれの上に一旦停止する。

工程装置２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、…、２００ｄは、工程コントローラ２０１からの指令に応じて、台車１１０２に保持されているガラス基板１１０７に対して所定の加工を順次施す。工程装置２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、…、２００ｄは、それぞれ搬送モジュール１１０ｂ、１１０ｃ、…、１１０ｄ上に停止している台車１１０２に保持されているガラス基板１１０７に対して所定の加工を施す。

シフト部制御装置１１２ｂは、搬送コントローラ１００からの指令に応じてシフト部１１１ｂを駆動し、搬送モジュール１１０ｅを搬送路１０００ａの方向に移動する。そして、シフト部制御装置１１２ｂは、搬送モジュール１１０ｄ上に停止している台車１１０２が搬送モジュール１１０ｅ上に移動可能なように、搬送モジュール１１０ｄに隣接する位置で搬送モジュール１１０ｅを停止させる。

搬送モジュール１１０ｄと搬送モジュール１１０ｅとが隣接した状態で、制御装置１０７ｄ、１０７ｅは、搬送コントローラ１００からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ｄ上に停止している台車１１０２を搬送モジュール１１０ｅの方向に移動する。さらに、制御装置１０７ｅは、搬送モジュール１１０ｅ上で台車１１０２を停止させる。

工程装置２００ｅは、工程コントローラ２０１からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ｅ上に停止している台車１１０２上から工程装置２００ａ～２００ｄによる加工が終了したガラス基板１１０７を排出する。こうして、加工システム１０を用いた物品の製造方法により、ワークであるガラス基板１１０７が加工されてなる物品が製造される。

搬送モジュール１１０ｅ上にガラス基板１１０７を排出した空の台車１１０２が停止した状態で、シフト部制御装置１１２ｂは、搬送コントローラ１００からの指令に応じてシフト部１１１ｂを駆動する。これにより、シフト部制御装置１１２ｂは、搬送モジュール１１０ｅを搬送路１０００ｂの方向に移動する。そして、シフト部制御装置１１２ｂは、搬送モジュール１１０ｅ上に停止している台車１１０２が搬送モジュール１１０ｆ上に移動可能なように、搬送モジュール１１０ｆに隣接する位置で搬送モジュール１１０ｅを停止させる。

搬送モジュール１１０ｅと搬送モジュール１１０ｆとが隣接した状態で、制御装置１０７ｅ、１０７ｆは、搬送コントローラ１００からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ｅ上に停止している台車１１０２を搬送モジュール１１０ｆの方向に移動する。さらに、制御装置１０７ｆは、搬送モジュール１１０ｆ上で台車１１０２を移動する。これにより、シフト部１１１ｂ上の搬送モジュール１１０ｅを介して、搬送路１０００ａから搬送路１０００ｂへと台車１１０２を移動することができる。

制御装置１０７ｆ、…、１０７ｇ、１０７ｈ、１０７ｉは、搬送コントローラ１００からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ｆ上の台車１１０２を搬送モジュール１１０ｆから搬送モジュール１１０ｉへと順次搬送する。

また、シフト部制御装置１１２ａは、搬送コントローラ１００からの指令に応じてシフト部１１１ａを駆動し、搬送モジュール１１０ｊを搬送路１０００ｂの方向に移動する。そして、シフト部制御装置１１２ａは、搬送モジュール１１０ｉ上に停止している台車１１０２が搬送モジュール１１０ｊ上に移動可能なように、搬送モジュール１１０ｉに隣接する位置で搬送モジュール１１０ｊを停止させる。

搬送モジュール１１０ｉと搬送モジュール１１０ｊとが隣接した状態で、制御装置１０７ｉ、１０７ｊは、搬送コントローラ１００からの指令に応じて、搬送モジュール１１０ｉ上の台車１１０２を搬送モジュール１１０ｊの方向に移動する。さらに、制御装置１０７ｊは、搬送モジュール１１０ｊ上で台車１１０２を停止させる。

搬送モジュール１１０ｊ上に空の台車１１０２が停止した状態で、シフト部制御装置１１２ａは、搬送コントローラ１００からの指令に応じてシフト部１１１ａを駆動し、搬送モジュール１１０ｊを搬送路１０００ａの方向に移動する。そして、シフト部制御装置１１２ａは、搬送モジュール１１０ｊ上に停止している台車１１０２が搬送モジュール１１０ａ上に移動可能なように、搬送モジュール１１０ａに隣接する位置で搬送モジュール１１０ｊを停止させる。

こうして、搬送路１０００ａ及び搬送路１０００ｂを含む経路を走行した台車１１０２は、ガラス基板１１０７を搭載していない空の状態で、搬送モジュール１１０ａに隣接する場所に停止した搬送モジュール１１０ｊ上に戻る。

このように台車１１０２が搬送される間、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、コイル列１０４の位置が永久磁石列１１０４の位置に対してオフセットされているため、上述のように台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄せする力１１１０が台車１１０２に作用する。これにより、台車１１０２は、力１１１０により－Ｙ軸方向に片寄せされてＹ軸用ローラー１１０６に接触しつつ、Ｙ軸用ローラー１１０６に沿ってＸ軸方向に移動する。

こうして、本実施形態によれば、簡単な構成で台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。台車１１０２の片寄せ搬送により、搬送方向に対する台車１１０２の左右方向の位置を安定して維持することができ、ワークであるガラス基板１１０７に対する悪影響の発生を低減することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による搬送装置について図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、本実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。図５Ａは正面図、図５Ｂは上面図である。なお、第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。

上記第１実施形態では、コイル列１０４及び永久磁石列１１０４の列数がそれぞれ１列である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、それぞれ複数列であってもよい。本実施形態では、コイル列１０４及び永久磁石列１１０４の数がそれぞれ２列である場合について説明する。なお、コイル列１０４及び永久磁石列１１０４の列数は、対をなす互いに同数の３列以上の複数列であってもよい。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、本実施形態による搬送装置１４において、搬送モジュール１１０には、コイル列１０４が２列配置されている。２列のコイル列１０４は、それぞれ台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向に沿って、Ｙ軸方向に間隔を空けて架台フレーム１１０１に設けられている。

また、台車１１０２には、永久磁石列１１０４が２列配置されている。２列の永久磁石列１１０４は、台車１１０２の移動方向となる台車１１０２の前後方向に沿って、台車１１０２の左右方向に所定の間隔を空けて台車１１０２に設けられている。このように、台車１１０２には、２列のコイル列１０４と同数の２列の永久磁石列１１０４が配置されている。

２列のコイル列１０４のいずれも、永久磁石列１１０４に対して－Ｙ軸方向にオフセットされて配置されている。すなわち、一方のコイル列１０４は、そのコイル列１０４のＸ軸方向に沿った中心軸が、そのコイル列１０４と同じ側の一方の永久磁石列１１０４のＸ軸方向に沿った中心軸に対して－Ｙ軸方向にオフセットされているように配置されている。また、他方のコイル列１０４は、そのコイル列１０４のＸ軸方向に沿った中心軸が、そのコイル列１０４と同じ側の他方の永久磁石列１１０４のＸ軸方向に沿った中心軸に対して－Ｙ軸方向にオフセットされているように配置されている。

本実施形態による搬送装置１４においても、コイル列１０４の位置が永久磁石列１１０４の位置に対してオフセットされている。このため、本実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、コイル列１０４と永久磁石列１１０４との間のそれぞれで働く吸引力となる電磁力が、台車１１０２に対して、台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向のみならず、－Ｙ軸方向にも働く。また、電磁力が働いていない状態でも、コイル列１０４と永久磁石列１１０４との間で吸引力が－Ｙ軸方向に働いている。本実施形態では、一方のコイル列１０４と永久磁石列１１０４との間、及び他方のコイル列１０４と永久磁石列１１０４との間のそれぞれで吸引力が働く。こうして－Ｙ軸方向に働く力が、台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄する力１１１０として台車１１０２に作用する。

本実施形態では、２列のコイル列１０４が同じ方向にオフセットされているため、台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄せする力が相殺されることはない。このため、本実施形態では、コイル列１０４及び永久磁石列１１０４がそれぞれ１列配置された第１実施形態の場合と比較して、台車１１０２を片寄せする力として、より大きな力１１１０を台車１１０２に作用させることができる。

したがって、本実施形態によれば、台車１１０２又はガラス基板１１０７等のワークがより大きな質量を有する場合であっても、簡単な構成で台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による搬送装置について図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。図６Ａは正面図、図６Ｂは上面図である。なお、第１及び第２実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。

本実施形態では、台車１１０２におけるＹ軸用ローラー１１０６と摺動する部材１１１１について詳述する。なお、図６Ｂでは、Ｙ軸用ローラー１１０６と摺動する部材１１１１及びＹ軸用ローラー１１０６が分かりやすいように、スケール６、及び台車１１０２におけるＺ軸用ローラー１１０５と接触する部材１１１３を省略している。

上述のように、台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄せする力１１１０によって、台車１１０２がＹ軸用ローラー１１０６との衝突を繰り返すことはなくなる。一方、Ｙ軸用ローラー１１０６に接触する摺動部である部材１１１１とＹ軸用ローラー１１０６との間に摺動抵抗が発生し、台車１１０２の進行方向であるＸ軸方向の力を妨げるおそれがある。

そこで、Ｙ軸用ローラー１１０６と摺動する部材１１１１としては、カーボン摺動材、セラミック摺動材等のような摺動抵抗の小さいカーボン、セラミック等の材質の部材を使用することができる。これにより、摺動抵抗を小さくし、台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向の力の妨げを減らすことができる。

また、Ｙ軸用ローラー１１０６が一直線上に並んでおらず、Ｙ軸用ローラー１１０６の間に段差が生じている場合がある。この場合、台車１１０２がＹ軸用ローラー１１０６と接触するときに、Ｙ軸方向に衝撃力が発生するおそれがある。このような衝撃力が発生すると、台車１１０２がＹ軸用ローラー１１０６から離れてしまうことがある。台車１１０２には、その搬送の間、片寄せする力１１１０が働いているため、衝撃力によりＹ軸用ローラー１１０６から離れても、再びＹ軸用ローラー１１０６と接触する。しかしながら、台車１１０２が衝撃力を受けてＹ軸用ローラー１１０６から離れると、台車１１０２において保持されたワーク等の搬送物に対して、位置ずれが発生する等の悪影響が発生しうる。

そこで、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、Ｙ軸用ローラー１１０６と摺動する摺動部である部材１１１１には、テーパー加工が施されたテーパー部１１１２を設けることができる。テーパー部１１１２は、例えば、部材１１１１における台車１１０２の搬送時において前側又は後側となりうるＸ軸方向における一方又は両方の端部において、その端に向かって部材１１１１のＹ軸方向の幅が漸減するように設けられている。なお、図６Ｂには、部材１１１１のＸ軸方向における両側の端部にテーパー部１１１２が設けられている場合を示している。

テーパー部１１１２により、Ｙ軸用ローラー１１０６に段差があっても、Ｙ軸方向の衝撃を緩和して、台車１１０２がＹ軸用ローラー１１０６から離れないようにすることができる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による搬送装置について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。なお、第１乃至第３実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。

上記１乃至第３実施形態では、搬送路の直線部を構成する直線部用の搬送モジュール１１０により搬送路が構成されている場合について説明したが、搬送路の曲線部を構成する曲線部用の搬送モジュールを用いることもできる。曲線部用の搬送モジュールにおいても、直線部用の搬送モジュール１１０と同様のコイル列の配置を採用することができる。

図７に示すように、本実施形態による搬送装置１４は、直線部用の搬送モジュール１１０とともに、曲線部用搬送モジュール１１２３を有している。曲線部用搬送モジュール１１２３は、搬送路の曲線部を構成する曲線形状を有している。曲線部用搬送モジュール１１２３は、互いに交差する方向、具体的には例えば直交する方向に配置された２つの搬送モジュール１１０の間を接続するように配置されている。なお、曲線部用搬送モジュール１１２３は、搬送モジュール１１０と同様の機構により台車１１０２を搬送することができる。

曲線部用搬送モジュール１１２３は、曲線部向けＺ軸用ローラー１１２１と、曲線部向けＹ軸用ローラー１１２２とを有し、台車１１０２が曲線状に移動可能に構成されている。曲線部向けＺ軸用ローラー１１２１は、直線部用の搬送モジュール１１０におけるＺ軸用ローラー１１０５に対応するガイド部である。曲線部向けＹ軸用ローラー１１２２は、直線部用の搬送モジュール１１０におけるＹ軸用ローラー１１０６に対応するガイド部である。

台車１１０２が曲線部用搬送モジュール１１２３を通過する際には、台車１１０２に対して、曲線部用搬送モジュール１１２３の曲線内側から曲線外側に向かって遠心力が働く。このため、曲線部向けＹ軸用ローラー１１２２は、曲線部用搬送モジュール１１２３の外周部及び内周部のうちの外周部に配置されている。

また、曲線部用搬送モジュール１１２３は、その曲線形状にあわせて配置された複数のコイル列１０４を有している。各コイル列１０４は、曲線部用搬送モジュール１１２３の外側に台車１１０２を片寄せするように、搬送される台車１１０２の永久磁石列１１０４に対して、曲線部用搬送モジュール１１２３の曲線外側方向にオフセットされて配置されている。

曲線部用搬送モジュール１１２３において、台車１１０２は、搬送時において、コイル列１０４と永久磁石列１１０４との間に働く吸引力により、曲線外側方向に片寄せされて曲線部向けＹ軸用ローラー１１２２に接触しつつ、これに沿って曲線的に移動する。

一方、搬送モジュール１１０において、コイル列１０４は、曲線部用搬送モジュール１１２３において台車１１０２が片寄せされる曲線外側方向に対応する方向に、搬送される台車１１０２の永久磁石列１１０４に対してオフセットされて配置されている。また、Ｙ軸用ローラー１１０６は、曲線部用搬送モジュール１１２３において曲線部向けＹ軸用ローラー１１２２が配置された曲線外側に対応する側に配置されている。これにより、搬送モジュール１１０において、台車１１０２は、曲線部用搬送モジュール１１２３において台車１１０２が片寄せされる曲線外側方向と対応する方向に片寄せされて搬送される。

このように曲線部用搬送モジュール１１２３を構成することで、搬送モジュール１１０においてのみならず、曲線部用搬送モジュール１１２３においても、簡単な構成で台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。

また、搬送モジュール１１０を直線部、曲線部用搬送モジュール１１２３を曲線部として使用することで、台車１１０２が循環するように搬送される循環搬送路を構築することができる。搬送モジュール１１０と曲線部用搬送モジュール１１２３とを有する循環搬送路によれば、循環搬送路の全周にわたって、簡単な構成で台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態による搬送装置について図８を用いて説明する。図８は、本実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。なお、第１乃至第４実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。

上記第１乃至第４実施形態では、分岐部のない搬送路が構成されている場合について説明したが、搬送路を分岐する分岐部用の搬送モジュールを用いて分岐部のある搬送路を構成することもできる。分岐部用の搬送モジュールにおいても、直線部用の搬送モジュール１１０と同様のコイル列の配置を採用することができる。

図８に示すように、本実施形態による搬送装置１４は、分岐元である搬送モジュール１１０と、分岐部用搬送モジュール１１２４と、分岐先である＋Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２６と、分岐先である－Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２７とを有している。分岐部用搬送モジュール１１２４は、１つの分岐元から２つの分岐先に分岐する分岐部になっている。分岐元の搬送モジュール１１０は、分岐部用搬送モジュール１１２４を介して、分岐先の＋Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２６及び－Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２７に接続されている。なお、分岐部用搬送モジュール１１２４、＋Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２６及び－Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２７は、それぞれ搬送モジュール１１０と同様の機構により台車１１０２を搬送することができる。

分岐元の搬送モジュール１１０では、第１実施形態の場合と同様に、永久磁石列１１０４に対してコイル列１０４がオフセットされて配置され、コイル列１０４が配置された側にＹ軸用ローラー１１０６が配置されている。なお、図８では、コイル列１０４がオフセットされた方向が、＋Ｙ軸方向である第１実施形態の場合とは異なっている。

分岐部用搬送モジュール１１２４は、左右方向（±Ｙ軸方向）の両側部にそれぞれ配置されたＹ軸用ローラー１１０６と、両側部のＹ軸用ローラー１１０６の間に配置された可動式コイル列１１２５とを有している。可動式コイル列１１２５は、分岐元の搬送モジュール１１０と分岐先の搬送モジュール１１２６、１１２７との間の距離に応じて、一又は複数設けることができる。可動式コイル列１１２５は、移動可動に構成されたコイル列１０４に相当する。可動式コイル列１１２５は、台車１１０２が分岐する方向に従い、±Ｙ軸方向に移動可能に構成されている。

分岐先の＋Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２６は、分岐元の搬送モジュール１１０におけるコイル列１０４と同様に、永久磁石列１１０４に対して＋Ｙ軸方向にオフセットされて配置されたコイル列１０４を有している。このため、＋Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２６では、台車１１０２が片寄せされる＋Ｙ軸方向側にＹ軸用ローラー１１０６が配置されている。

また、分岐先の－Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２７は、永久磁石列１１０４に対して－Ｙ軸方向にオフセットされて配置されたコイル列１０４を有している。－Ｙ軸側の搬送モジュール１１２７におけるコイル列１０４のオフセットされた配置は、オフセットの方向が逆である点を除き、分岐元の搬送モジュール１１０におけるコイル列１０４と同様である。このため、－Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２７では、台車１１０２が片寄せされる－Ｙ軸方向側にＹ軸用ローラー１１０６が配置されている。

本実施形態による搬送装置１４では、分岐部用搬送モジュール１１２４により、分岐元の搬送モジュール１１０から分岐先の＋Ｙ軸側の搬送モジュール１１２６又は－Ｙ軸側の搬送モジュール１１２７に選択的に移動させることができる。

まず、台車１１０２を＋Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２６に移動させる場合、可動式コイル列１１２５を＋Ｙ軸方向側に移動させる。これにより、台車１１０２が＋Ｙ軸方向側に片寄せされるため、台車１１０２は、分岐部用搬送モジュール１１２４の＋Ｙ軸方向側を移動して、＋Ｙ軸側の搬送モジュール１１２６に移動することができる。

また、台車１１０２を－Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２７に移動させる場合、可動式コイル列１１２５を－Ｙ軸方向側に移動させる。これにより、台車１１０２が－Ｙ軸方向側に片寄されるため、台車１１０２は、分岐部用搬送モジュール１１２４の－Ｙ軸方向側を移動して、－Ｙ軸方向側の搬送モジュール１１２６に移動することができる。

こうして、分岐路を備えた搬送路を台車１１０２が移動することができる。上述のように分岐部用搬送モジュール１１２４を構成することで、分岐路を構成する分岐部用搬送モジュール１１２４においても、簡単な構成で台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態による搬送装置について図９Ａ乃至図１０を用いて説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、本実施形態による搬送装置の構成の概略を説明した図である。図９Ａは正面図、図９Ｂは上面図である。図１０は、本実施形態による永久磁石、有心コイル及び片寄せ用ヨーク材の配置例を説明した図である。なお、第１乃至第５実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。

上記第１乃至第５実施形態では、台車１１０２の永久磁石列１１０４に対して、コイル列１０４がオフセットされて配置される場合について説明したが、これに限定されるものではない。搬送モジュール１１０において、コイル列１０４がオフセットされていることに代えて、片寄せ用ヨーク材を配置することによっても、台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、本実施形態による搬送装置１４において、搬送モジュール１１０は、片寄せ用ヨーク材１１３０をさらに有している。

コイル列１０４は、第１実施形態等の場合とは異なり、台車１１０２の永久磁石列１１０４に対して、オフセットされていない。すなわち、コイル列１０４は、そのコイル列１０４のＸ軸方向に沿った中心軸が、永久磁石列１１０４のＸ軸方向に沿った中心軸とＹ軸方向において一致するように配置されている。

片寄せ用ヨーク材１１３０は、架台フレーム１１０１にコイル列１０４に隣接してコイル列１０４の－Ｙ軸方向の側に配置されている。片寄せ用ヨーク材１１３０は、コイル列１０４において有心コイル１０４１が並ぶ方向であるＸ軸方向に沿って設けられている。片寄せ用ヨーク材１１３０は、例えば、鉄、珪素鋼、パーマロイ等の磁性体により構成されている。

片寄せ用ヨーク材１１３０は、台車１１０２の永久磁石列１１０４に対して、－Ｙ軸方向にオフセットされて配置されている。すなわち、片寄せ用ヨーク材１１３０は、その片寄せ用ヨーク材１１３０のＸ軸方向に沿った中心軸が、永久磁石列１１０４のＸ軸方向に沿った中心軸に対して－Ｙ軸方向にオフセットされているように配置されている。

本実施形態による搬送装置１４では、互いに中心軸が一致するコイル列１０４と永久磁石列１１０４との間で働く吸引力となる電磁力が、台車１１０２に対して、台車１１０２の移動方向であるＸ軸方向に働く。台車１１０２は、Ｘ軸方向に働く電磁力を推進力としてＸ軸方向に移動することができる。

さらに、本実施形態による搬送装置１４では、磁性体である片寄せ用ヨーク材１１３０が、永久磁石列１１０４に対して、－Ｙ軸方向にオフセットされてコイル列１０４に隣接して配置されている。このため、永久磁石列１１０４と片寄せ用ヨーク材１１３０との間に働く吸引力となる磁力が－Ｙ軸方向に働く。こうして－Ｙ軸方向に働く力、すなわちＹ軸方向におけるＹ軸用ローラー１１０６の側に向かう力は、台車１１０２のＸ軸方向に沿った搬送時において、台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄せする力１１１０として台車１１０２に作用する。

このように、本実施形態では、永久磁石列１１０４及び片寄せ用ヨーク材１１３０が、Ｙ軸方向におけるＹ軸用ローラー１１０６の側に向かう方向に永久磁石列１１０４と片寄せ用ヨーク材１１３０との間に磁力による吸引力が働くように配置されている。

なお、永久磁石列１１０４及び片寄せ用ヨーク材１１３０は、台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄せする力１１１０が、片寄せされる台車１１０２に働く摩擦等による摺動抵抗力よりも大きくなるように、配置位置、大きさ、材質等が設計されている。

こうして、本実施形態による搬送装置１４においても、台車１１０２は、搬送時において、力１１１０により－Ｙ軸方向に片寄せされてＹ軸用ローラー１１０６に接触しつつ、Ｙ軸用ローラー１１０６に沿ってＸ軸方向に移動することができる。

なお、片寄せ用ヨーク材１１３０は、鉛直方向であるＺ軸方向において、コイル列１０４よりも永久磁石列１１０４に近い位置に配置することができる。このような片寄せ用ヨーク材１１３０の配置により、台車１１０２を－Ｙ軸方向に片寄せするために十分な力１１１０を容易に発生させることができる。

なお、コイル列１０４のＸ軸方向に沿った中心軸は、永久磁石列１１０４のＸ軸方向に沿った中心軸と必ずしも一致している必要はなく、第１実施形態と同様に－Ｙ軸方向にオフセットされていてもよいし、＋Ｙ軸方向にオフセットされていてもよい。ただし、後者の場合、永久磁石列１１０４と片寄せ用ヨーク材１１３０との間に働く－Ｙ軸方向の吸引力が、コイル列１０４と永久磁石列１１０４との間で働く＋Ｙ軸方向の吸引力を上回るようにコイル列１０４を配置する必要がある。

このように、片寄せ用ヨーク材１１３０を用いた本実施形態によっても、簡単な構成で台車１１０２の片寄せ搬送を実現することができる。

次に、本実施形態による永久磁石１２０２及び有心コイル１０４１の配置例について図１０を用いて説明する。

ヨーク材１２０１、永久磁石１２０２及び有心コイル１０４１のコア１２０３のサイズ及び配置は、図３に示す場合と同様に、図１０に示すとおりとすることができる。搬送モジュール１１０のＸ軸方向の長さも、図３に示す場合と同様に、５２０ｍｍとすることができる。

有心コイル１０４１のコア１２０３のＸ軸方向に沿った中心軸は、永久磁石１２０２のＸ軸方向に沿った中心軸に対して、Ｙ軸方向にオフセットしておらず、Ｙ軸方向において一致している。

また、図３に示す場合と同様に、ヨーク材１２０１としてＳＳ４００を使用し、永久磁石１２０２としてＮＭＸ－３７ＳＨを使用し、有心コイル１０４１のコア１２０３として、５０Ｈ４７０を使用することができる。

片寄せ用ヨーク材１１３０は、コイル列１０４の－Ｙ軸方向の側にコイル列１０４に隣接して配置されている。片寄せ用ヨーク材１１３０のＸ軸方向に沿った中心軸は、有心コイル１０４１のコア１２０３のＸ軸方向に沿った中心軸に対して－Ｙ軸方向にオフセットされている。また、片寄せ用ヨーク材１１３０は、有心コイル１０４１のコア１２０３よりも、永久磁石１２０２に近い位置に配置されている。

このように配置された片寄せ用ヨーク材１１３０と永久磁石１２０２との間に働く磁気吸引力により、台車１１０２は、片寄せ用ヨーク材１１３０の側の方向である－Ｙ軸方向に片寄せされる。片寄せする力１１１０は、電磁界解析ソフトウェアであるＪＭＡＧ等を用いたシミュレーションにより求めることができる。

なお、Ｘ軸方向に台車１１０２が移動する際のＹ軸方向の外乱の大きさによっては、台車１１０２をＹ軸用ローラー１１０６に片寄せするため、第１実施形態の場合と同様に片寄する力１１１０を大きくする必要がある。具体的には、永久磁石１２０２のサイズを大きくしたりすること等により、片寄せする力１１１０を大きくすることができる。

［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、固定部である搬送モジュール１１０にコイル列１０４が配置され、可動部である台車１１０２に永久磁石列１１０４が配置されたＭＭ型の搬送装置１４の場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。搬送装置１４は、ＭＣ型のものであってもよい。ＭＣ型の搬送装置１４の場合、上記実施形態において説明したコイル列１０４と永久磁石列１１０４との関係を維持しつつ、固定部である搬送モジュール１１０に永久磁石列１１０４を配置し、可動部である台車１１０２にコイル列１０４を配置すればよい。

１０ 加工システム
１２ 搬送システム
１４ 搬送装置
１００ 搬送コントローラ
１０４ コイル列
１０７ 制御装置
１１０ 搬送モジュール
２００ 工程装置
２０１ 工程コントローラ
１１０２ 台車
１１０４ 永久磁石列

Claims (16)

1. 固定部と、
   永久磁石列及びコイル列のうちの一方である第１の列部を有する可動部とを有し、
   前記固定部は、
   前記永久磁石列及び前記コイル列のうちの他方であり、前記第１の列部と対向するように第１の方向に沿って配置された第２の列部と、
   前記第１の方向に沿って設けられ、前記第１の方向と交差する第２の方向における一方の側において前記第２の方向における前記可動部の位置をガイドする第１のガイド部と、
   前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向における前記可動部の位置をガイドする第２のガイド部と
   を有し、
   前記可動部は、前記第１の列部と前記第２の列部との間に働く第１の吸引力を推進力として前記第１の方向に移動し、
   前記第１の列部及び前記第２の列部が、前記第１の列部と前記第２の列部との間において前記第２の方向における前記第１のガイド部の側に向かう方向に第２の吸引力が働くように配置されている
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記第２の列部の前記第１の方向に沿った中心軸は、前記第１の列部の前記第１の方向に沿った中心軸に対して前記第１のガイド部の側にオフセットされている
   ことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 固定部と、
   永久磁石列及びコイル列のうちの一方である第１の列部を有する可動部とを有し、
   前記固定部は、
   前記永久磁石列及び前記コイル列のうちの他方であり、前記第１の列部と対向するように第１の方向に沿って配置された第２の列部と、
   前記第１の方向に沿って設けられ、前記第１の方向と交差する第２の方向における一方の側において前記第２の方向における前記可動部の位置をガイドする第１のガイド部と、
   前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向における前記可動部の位置をガイドする第２のガイド部と、
   前記第２の列部に隣接して前記第２の列部の前記第２の方向における前記一方の側に配置され、前記永久磁石列及び前記コイル列とは異なる磁性体と
   を有し、
   前記可動部は、前記第１の列部と前記第２の列部との間に働く第１の吸引力を推進力として前記第１の方向に移動し、
   前記第１の列部及び前記磁性体が、前記第１の列部と前記磁性体との間において前記第２の方向における前記第１のガイド部の側に向かう方向に第２の吸引力が働くように配置されている
   ことを特徴とする搬送装置。
4. 前記磁性体の前記第１の方向に沿った中心軸は、前記第１の列部の前記第１の方向に沿った中心軸に対して前記第１のガイド部の側にオフセットされている
   ことを特徴とする請求項３記載の搬送装置。
5. 前記磁性体は、前記第１のガイド部の側に前記第２の列部に隣接し、前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向において前記第２の列部よりも前記第１の列部に近い位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項４記載の搬送装置。
6. 前記第２の列部及び前記第１の列部は、それぞれ複数列である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の搬送装置。
7. 前記固定部は、曲線部を含み、
   前記第１のガイド部は、前記曲線部の外周部に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の搬送装置。
8. 前記固定部は、前記第１の方向において分岐元から第１の分岐先及び第２の分岐先に分岐する分岐部を含み、前記分岐元は、前記分岐部を介して前記第１の分岐先及び前記第２の分岐先に接続され、
   前記第１のガイド部は、前記分岐部の前記第２の方向の両側部に配置され、
   前記第２の列部は、前記両側部に配置された前記第１のガイド部の間において前記第２の方向に移動可能に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の搬送装置。
9. 前記第２の吸引力は、前記第２の方向において前記可動部に働く摺動抵抗力よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の搬送装置。
10. 前記可動部は、前記第１のガイド部と摺動する摺動部を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の搬送装置。
11. 前記摺動部の材質は、カーボン又はセラミックである
    ことを特徴とする請求項１０記載の搬送装置。
12. 前記摺動部は、前記第１の方向における端部にテーパー部を有する
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の搬送装置。
13. 前記第３の方向は、鉛直方向である
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の搬送装置。
14. 前記第１の列部は、前記永久磁石列であり、
    前記第２の列部は、前記コイル列である
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の搬送装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載された搬送装置と、
    前記可動部により搬送されるワークに対して加工を施す工程装置と
    を有することを特徴とする加工システム。
16. 請求項１５に記載の加工システムを用いて物品を製造する物品の製造方法であって、
    前記可動部により前記ワークを搬送する工程と、
    前記可動部により搬送された前記ワークに対して、前記工程装置により前記加工を施す工程と
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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