JPH01110424A - 磁気浮上型搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造装置など清浄または真空環境下で
の使用に適する磁気浮上型搬送装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明による磁気浮上型搬送装置は、回転制御手段の搬
送軸部材の回転方向成分の力のみで構成される作動力に
より、搬送軸部材の回転を規制あるいは駆動することを
実現し、回転制御手段の搬送軸部材の半径方向成分の分
力が、磁力手段による搬送軸部材の半径方向の磁気浮上
作用、さらには回転制御手段による搬送軸部材の回転の
規制あるいは駆動作用に、悪影響を与えることを防止す
るものである。

〔従来の技術〕

一般に、半導体ウェハー等を取扱う工場の製造工程には
、バキュームチャンバー内等の真空環境下で作業が行わ
れるものがある。このため、半導体ウェハーやその他の
物を搬送する装置にあっても、その搬送中に細かい塵が
出ないようなものが求められる。

このような真空環境下で用いられる搬送装置としては従
来、たとえば第８図に示すような、本出願人による出願
（昭和６２年　　月　　日提出の特許出願）に記載され
た真空室内搬送装置がある。

同図に示す従来の真空室内搬送装置２０は、真空室２１
内に連通ずるパイプ２３内に嵌合された搬送台部材２７
を、駆動手段３４．３５により移動する支持構造３１に
設けられた磁力手段（電磁石）３７．３８を介して、そ
の磁力により半径方向に浮上させるとともに軸方向に牽
引することにより、搬送台部材２７の作業腕２８の先端
部の支持台２８ａに支持される被搬送物を真空室２１内
で搬送するものである。

このように、搬送台部材２７は磁力手段３７．３８によ
りパイプ２３内で磁気浮上されて、パイプ２３と接触す
ることなく軸方向に移動するため、パイプ２３内におい
て接触しながら相対移動する部分が存在せず、パイプ２
３内で細かい塵が発生することはなく被搬送物に塵が付
着することを有効に防止することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこの従来の搬送装置２０は、第８図、第９
図に示すように、搬送台部材２７の回転規制手段を構成
する磁力手段（電磁石）４３．４４が搬送台部材２７の
軸中心に関して互いに対称位置に一対設けられている。

電磁石４３は第１０図に示すように、電磁石４４より大
きな電流が通電されると発生する大きな磁力Ｆを搬送台
部材２７の段部２７ｃより大径側に作用させ、その搬送
台部材２７の回転方向成分の分力Ｆ、により搬送台部材
２７を時計回り方向に回転させようとする。電磁石４４
の方に電磁石４３より大きな電流を通電させたときは同
様に、磁力Ｆの搬送台部材２７の回転方向成分の分力に
より搬送台部材２７を反時計回り方向に回転させようと
する。

そして、搬送台部材２７には磁力Ｆの回転方向成分の分
力ＦＡとともに、その半径方向成分の分力Ｆ、も発生し
ているため、この半径方向の分力Ｆ８は磁力手段３７．
３８による搬送台部材２７の半径方向の磁気浮上作用に
影響を与える。

すなわち、この半径分力Ｆ、により搬送台部材２７が半
径方向に変位することが生じ、このために磁力手段３７
．３８は搬送台部材２７を元の位置に復帰させようとす
る。このことにより、磁気浮上手段３７．３８と回転規
制手段４３．４４とが互いに干渉し合い、搬送台部材２
７が半径方向あるいは回転方向に振動を生じて、搬送台
部材２７はその支持台２８ａに被搬送物を安定して支持
することができないという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は前記問題点を解決するため、被搬送物を
支持する支持台を有し断面が円形状の搬送軸部材と、こ
の搬送軸部材が挿通し搬送軸部材を軸方向に移動可能に
支持する支持構造と、前記搬送軸部材の周面に対向する
よう前記支持構造に設けられ搬送軸部材を磁力により半
径方向に浮上させる第１磁力手段と、前記搬送軸部材を
軸方向に移動させる駆動手段と、前記搬送軸部材の周囲
に配置されるよう前記支持構造に設けられ搬送軸部材の
円周方向の回転を規制あるいは駆動する回転制御手段と
、を備えた磁気浮上型搬送装置において、前記回転制御
手段は、前記搬送軸部材の回転を規制あるいは駆動する
作動力が搬送軸部材の半径方向成分の分力を発生させる
ことなく回転方向成分の力のみで構成されるようにした
ものである。

〔作用〕

このような構成の磁気浮上型搬送装置によれば、回転制
御手段の、搬送軸部材の回転を規制あるいは駆動する作
動力が、搬送軸部材の半径方向成分の分力を発生させる
ことなく、回転方向成分の力のみで構成されるようにし
たため、従来のように回転制御手段の搬送軸部材の半径
方向成分の分力が、磁力手段による搬送軸部材の半径方
向の磁気浮上作用に悪影響を与えたり、さらにはその反
作用として回転制御手段による搬送軸部材の回転の規制
あるいは駆動作用に悪影響を与えることを防止すること
ができる。この結果、搬送軸部材が半径方向あるいは回
転方向に振動を生じることを防止して、搬送軸部材はそ
の支持台に被搬送物を安定して支持することが可能とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。第１〜７図は本発明による磁気浮上型搬送装置の一実
施例を示す図である。

第１図に示す磁気浮上型搬送装置５０において、５１は
内部が真空に保たれる真空室であり、この真空室５１０
図１１右端部には内部が連通してともに真空に保たれる
薄肉のパイプ５３が連結されている。パイプ５３は非磁
性体材料により形成されるとともに、その断面は円形状
に形成されている。真空室５１は台フレーム５４上に設
けられるとともに、パイプラ３の図中右端部は台フレー
ム５４の図中右端部上に立設されたりテーナ５５に固定
されて密閉されている。

パイプ５３内には周部断面が円形状に形成された鉄（磁
性材ｖ４）製の搬送軸部材５７が軸方向に移動可能に嵌
合しており、搬送軸部材５７の図中左端部には、その先
端部が真空室５１内に伸長する作業腕５８が設けられて
いる。作業腕５８の真空室５１内の先端部には、その上
に被搬送物を支持するための支持台５８ａが設けられて
おり、この支持台５８ａはほぼ半リング状に形成されて
いる。そして、この支持台５８ａの半リング状の中心は
、搬送軸部材５７の軸中心線Ｃからこれと直角方向にし
たけずれて（偏心して）設けられている。

台フレーム５４の図中右半部上には一対のガイドレール
６０が設けられており、このガイドレール６０の上には
ほぼ直方体のキャリア６１（支持構造）がそれに沿って
走行可能に１ａＷされている。キャリア６１の軸線方向
には第２図に示すような挿通孔６１ａが形成されており
、この挿通孔６１ａ内にはパイプ５３が挿通してキャリ
ア６１はパイプ５３に沿って移動可能になっている。

キャリア６１の下部にはボール（図示せず）を介してボ
ールネジ６４が螺合している。ボールネジ６４は台フレ
ーム５４上にパイプ５３と平行に設けられており、リテ
ーナ５５の外側に設けられたモータ６５により回転駆動
されることにより、キャリア６１をパイプ５３に沿って
移動させるようになっている（駆動手段）。

キャリア６１の挿通孔６１ａ部には第１図に示すように
、電磁石６７．６８（第１磁力手段）がその両端部にそ
れぞれ４つずつ設けられている。

電磁石６７（６７ａ〜６７ｄ）、６８（６８ａ〜６８ｄ
）は第２図に示すように斜め十字方向に配置されており
、これらの磁力により搬送軸部材５７を半径方向に浮上
させるとともに、搬送軸部材５７を軸方向に牽引できる
ようになっている。

すなわち第３図に示すように、電磁石６７の一対の内径
側先端部６７ｅ、６７ｆに対向して一対のランド部５７
ａ、５７ｂが搬送軸部材５７の周部に形成されており、
電磁石６７の内径側先端部６７ｅ、６７ｆとランド部５
７ａ、５７ｂとの間の磁気吸引力により電磁石６７すな
わちキャリア６１と搬送軸部材５７とはともに同方向に
同量だけ移動し、あるいは同位置に停止できるようにな
っている。このとき同時に電磁石６８も同様に作用する
。

電磁石６７の近傍には第３図に示すように、それらの内
径側先端部６７ｅ、６７ｆと搬送軸部材５７のランド部
５７ａ、５７ｂの周面との間の隙間寸法を検知する隙間
センサ７０が、電磁石６７ａ〜６７ｄと同様に斜め十字
方向に配置されて、キャリア６１の挿通孔６１ａ部に設
けられている０Ｍ、磁石６８の近傍にも同様に隙間セン
サが設けられている。

第１図に示すように、キャリア６１の挿通孔６１ａ部の
長さ方向中間部には回転制御手段７５が設けられている
０回転制御手段７５は第４図に示すように、円周方向に
等間隔に、一体的に設けられた４個の電磁石７６〜７９
（第２磁力手段）から構成されており、それらの内径側
の先端部は搬送軸部材５７の周部に対向している。また
同図に示すように、電磁石７６〜７９が対向する位置の
搬送軸部材５７の断面のその円周方向には凹凸が形成さ
れていて、この凹凸の境目の段部５７ｃはそれぞれ電磁
石７６〜７９の先端部に対向して位置している。

＄磁石７６〜７９それぞれの近傍には第５図に示すよう
に１．搬送軸部材５７の円周方、向の回転竜を検知する
回転センサ８０（８０ａ〜８０ｄ）が設けられている。

このような磁気浮上型搬送装置５０によれば、搬送軸部
材５７の作業腕５８の先端部の支持台５８ａ上の被搬送
物を真空室５１内で搬送するときに、搬送軸部材５７は
電磁石６７．６８によりバイブ５３内で磁気浮上されて
、バイブ５３と接触することなく軸方向に移動するため
、真空室５１およびバイブ５３内において接触しながら
相対移動する部分が存在せず、真空室５１やバイブ５３
内で細かい塵が発生することはなく、被搬送物に塵が付
着することを有効に防止することができる。

回転センサ８０は搬送軸部材５７が回転すると、その段
部５７ｃの回転によるインピーダンス変化により搬送軸
部材５７の回転を検知する。すると電磁石７６〜７９は
第６図のブロック図に示すような制御手段により制御さ
れ、搬送軸部材５７の回転を元の位置に復帰させるよう
な磁力を発生して、段部５７ｃが電磁石７６〜７９それ
ぞれの先端部の幅中心に位置して停止するよう搬送軸部
材５７の回転が規制されるようになっている。

すなわち第７図に示すように、電磁石７６．７８に電磁
石７７．７９より大きな電流が通電されたときは、電磁
石７６．７８それぞれは大きな磁力Ｆを搬送軸部材５７
の段部５７ｃより大径側に作用させ、その磁力Ｆの搬送
軸部材５７の回転方向成分の２つの分力ＦＡにより搬送
軸部材５７を時計回り方向に回転させようとする。電磁
石７７．７９の方に電磁石７６．７８より大きな電流を
通電させたときも同様に、２つの磁力Ｆの搬送軸部材５
７の回転方向成分の分力により搬送軸部材５７を逆の反
時計回り方向に回転させようとする。

このような、互いに１つ置きに配置された２群＋７）′
ｒＬｆｆ１石７６．７８と電磁石７７．７９の、それぞ
れの磁力の強弱差により前述のように搬送軸部材５７の
回転が規制されるようになっている。

そしてこのとき、搬送軸部材５７には磁力Ｆの回転方向
成分の分力ＦＡとともに、その半径方向成分の分力Ｆａ
も２つ発生しているが、これら２つの分力ＦＢは互いに
作用方向が正反対に向いているため、互いに打消し合っ
て、従来のように搬送軸部材５７を半径方向に変位させ
ることはない。

このように、回転制御手段７５力月般送軸部材５７の回
転を規制する作動力が、搬送軸部材５７の半径方向成分
の分力を発生させることなく、回転方向成分の力のみで
構成されるようにすることにより、第１磁力手段６７．
６８による搬送軸部材５７の半径方向の磁気浮上作用に
悪影響を与えることを防止できる。

この結果、従来のように搬送軸部材５７を磁気浮上させ
る第１磁力手段６７．６８と回転制御手Ｆｉ７５とが互
いに干渉し合うことを防止して、搬送軸部材５７が半径
方向あるいは回転方向に振動を生じて、搬送軸部材５７
が被搬送物を安定して支持することができないというこ
とを防止することができる。

また、回転制御手段７５の電磁石７６〜７９を制御する
ときの基準値を変化させることにより、搬送軸部材５７
の段部５７ｃが、電磁石７６〜７９それぞれの先端部の
幅中心よりもずれて位置するよう搬送軸部材５７の回転
を駆動させることができる。このことにより、被搬送物
を支持する支持台５８ａを搬送軸部材５７の軸回りに偏
心させて上下動させて、支持台５８ａに被搬送物を載せ
たり、あるいは真空室５１内に設けられた受部（図示せ
ず）上に被搬送物を降ろしたりすることができる。

このときも、前述の回転制御手段７５が搬送軸部材５７
の回転を規制するときと同様に、電磁石７６．７８ある
いは電磁石７７．７９の磁力Ｆの半径方向成分の２つの
分力Ｆ８はその作用方向が互いに正反対に向いているた
め、互いに打消し合ってやはり従来の問題点を解決する
ことができるできる。

なお、上記実施例においては真空環境下で用いられる磁
気浮上型搬送装置について説明したが、本発明は真空環
境下で用いられる装置に限定する必要はなく、クリーン
ルームのような清浄環境下において用いられる磁気浮上
型搬送装置として用いてもよい。

また、上記実施例においては搬送軸部材５７が電磁石６
７．６８およびキャリア６１を介して駆動手段６４．６
５により駆動されたが、搬送軸部材５７を直接ケーブル
あるいはりニアモータ等の他の駆動手段により駆、動す
るものであってもよい。

さらに、上記実施例においては回転制御手段７５は第２
磁力手段（ＴＬ電磁石を４つ用いたが、第２磁力手段に
一部ずつ（半数ずつ）発生する磁力がすべての搬送軸部
材５７の半径方向の分力を全体として打消せるものであ
れば、６つ、あるいはそれ以上の偶数の第２＆ａ力手段
を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による磁気浮上型搬送装置
によれば、従来のように回転制御手段の搬送軸部材の半
径方向成分の分力が、第１磁力手段による搬送軸部材の
半径方向の磁気浮」二作用に悪影響を４えたり、さらに
はその反作用として回転制御手段による搬送軸部材の回
転の規制あるいは駆動作用に悪影響を与えることを防止
することができる。

この結果、搬送軸部材が半径方向あるいは回転方向に振
動を生じることを防止して、搬送軸部材はその支持台に
被搬送物を安定して支持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明による磁気浮上型搬送装。 置の一実施例を示す図であり、第１図は磁気浮上型搬送
装置の一部透視斜視図、第２図は電磁石６７ａ〜６７ｄ
、６８ａ〜６８ｄの配置状態を示すキャリアの正面断面
図、第３図は電磁石６７および搬送軸部材の側面図、第
４図は回転制御手段の正面図、第５図は回転センサ８０
ａ〜８０ｄの配置状態を示すキャリアの正面断面図、第
６図は回転制御手段の電磁石７６〜７９の制御ブロック
図、第７図は回転制御手段の作用を示す正面図、第８図
は従来の搬送装置の一部透視斜視図、第９図は従来の回
転規制手段の正面図、第１０図は従来の回転規制手段の
作用を示す正面図である。 ５０・・・磁気浮上型搬送装置 ５１・・・真空室 ５３・・・パイプ ５４・・・台フレーム ５５・・・リテーナ ５７・・・搬送軸部材 ５７ａ、５７ｂ・・・ランド部 ５７ｃ・・・段部（凹凸の境目） ５８・・・作業腕 ５８ａ・・・支持台 ６０・・・ガイドレール ６１・・・キャリア（支持ｔＩｉ造） ６１ａ・・・挿通孔 ６４・・・ボールネジ（駆動手段） ６５・・・ステップモータ（駆動手段）６７（６７ａ〜
６７ｄ）、６８（６８ａ〜６８ｄ）・・・電磁石（第１
＠力手段）６７ｅ、６７ｆ・・・内径側先端部 ７０・・・隙間センサ ７５・・・回転制御手段 ７６〜７９・・・電磁石（第２磁力手段）８０　（８０
ａ　〜８０ｄ）一回転センサ特許出願人　　セイコー精
機株式会社 第２図 第３図 第４２ 第５図 回転制卸手段の作用６示す正面図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被搬送物を支持する支持台を有し断面が円形状の
   搬送軸部材と、この搬送軸部材が挿通し搬送軸部材を軸
   方向に移動可能に支持する支持構造と、前記搬送軸部材
   の周面に対向するよう前記支持構造に設けられ搬送軸部
   材を磁力により半径方向に浮上させる第１磁力手段と、
   前記搬送軸部材を軸方向に移動させる駆動手段と、前記
   搬送軸部材の周囲に配置されるよう前記支持構造に設け
   られ搬送軸部材の円周方向の回転を規制あるいは駆動す
   る回転制御手段と、を備えた磁気浮上型搬送装置におい
   て、前記回転制御手段は、前記搬送軸部材の回転を規制
   あるいは駆動する作動力が搬送軸部材の半径方向成分の
   分力を発生させることなく回転方向成分の力のみで構成
   されるようにしたことを特徴とする磁気浮上型搬送装置
   。
2. （２）前記回転制御手段は、前記搬送軸部材の周部に対
   向する少なくとも４つ以上の偶数の第２磁力手段を有す
   るとともに、この第２磁力手段が対向する位置の搬送軸
   部材の断面の円周方向に凹凸を形成し、この凹凸の境目
   を前記偶数の第２磁力手段それぞれの先端部に対向させ
   て、前記偶数の第２磁力手段のうち互いに１つ置きに半
   数ずつ配置された２群の磁力手段のそれぞれに同等のあ
   るいは強弱差のある磁力を生じさせることにより、搬送
   軸部材の回転を規制あるいは駆動する作動力としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気浮上型搬
   送装置。