JPH03253205A - 磁気浮上搬送装置 - 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］ この発明は、磁気浮上搬送装置に関し、特に、案内方向
とローリングを制御する２軸制御型の磁気軸受を含み、
可動子が案内レールに沿って走行する磁気浮上搬送装置
に関する。

［従来の技術］ 磁気浮上搬送装置は、スライダ（可動子）が磁気力で浮
上して、案内レールに沿って走行するものであり、その
−例として特開昭６３−１９４５０２号公報に開示され
ているものがある。

これは、丁字形レールに、その中央部にリニアモータ、
その両側にギャップセンサおよび浮上用電磁石を取付け
、スライダ側には、リニアモータに対向する位置に誘導
子を、また電磁石の磁極に対向する状態に吸引体をそれ
ぞれ形成し、ギヤッブセンサによって検出したギャップ
が所定の目標値に入るように電磁石の励磁を行なうよう
にしたものである。

ところで、第８図に示すように磁気浮上搬送装置におけ
るスライダ１の自由度は、浮上方向、案内方向、ヨーイ
ング、ピッチング、ローリングの５つがある。第８図に
おいて、Ｇはスライダ１の重心を示している。浮上方向
は重力方向と反対の方向であり、案内方向はスライダ１
の進行方向および重力方向に直交する方向である。ヨー
イングは重心Ｇを通る鉛直線まわりの回転運動であり、
偏揺れと呼ばれている。ピッチングは重心Ｇを通る横軸
まわりの回転運動であり、縦揺れと呼ばれている。ロー
リングは重心Ｇを通る前後軸まわりの回転運動であり、
横揺れと呼ばれている。

上記公報に示されたスライダでは、浮上方向。

ピッチングおよびローリングの３つの自由度は制御型磁
気軸受により拘束されている。つまり、これらの自由度
の制御には、ギャップセンサにより所定位置からのずれ
量を検知し、これに基づいて電磁石の吸引力をコントロ
ールして設定位置に戻すフィードバック方式が用いられ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の従来例では、Ｔ字型レールに取付けられた電磁石
は所定の長さごとに区分されていて、スライダの進行に
応じて駆動するコイルを切換えるようになっている。こ
のコイルの切換は、制御軸数が少ないほど容易であるこ
とが知られている。

それゆえに、この発明の主たる目的は、制御軸数を少な
くし得て、かつ切換えるコイルを少なくし得る磁気浮上
搬送装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 請求項１にかかる磁気浮上搬送装置は、案内方向とロー
リングを制御する２軸制御型の磁気軸受を含み、可動子
が案内レールに沿って走行する磁気浮上搬送装置であっ
て、磁気軸受は、可動子の第１の面に設けられた磁性部
材と、磁性部材に対向して案内レールに上下方向に間を
隔てて設けられた複数の電磁石と、可動子の第１の面と
対向する第２の面に設けられた第１の永久磁石と、第１
の永久磁石に対向して案内レールに設けられ、第１の永
久磁石と吸引する第２の永久磁石とを含む。

請求項第２項の磁気浮上搬送装置は、可動子の第２の面
上の第１の永久磁石の両側に、第２の永久磁石に反発す
る複数個の第３の永久磁石を設け、第１．第２および第
３の永久磁石の磁気的作用により、可動子のヨーイング
が拘束されるようにしたものである。

［作用コ この発明にかかる磁気浮上搬送装置では、案内方向とロ
ーリングを制御する磁気軸受を、可動子の第１の面に設
けた磁性部材と、第１の面に対向する第２の面に設けた
第１の永久磁石と、案内レールに磁性部材に対向して設
けた複数の電磁石と、第１の永久磁石に対向して案内レ
ールに設けた第２の永久磁石とにより構成したので、電
磁石は案内レールの片側だけにしかなく、コイルの切換
が容易となる。

また、ヨーイングを永久磁石の吸引力および反発力によ
り拘束するようにしたので、制御磁気軸受の数を少なく
することができる。

［発明の実施例コ 第１図はこの発明の一実施例の磁気浮上搬送装置の断面
図である。第２図は第１図に示す可動子の浮上方向への
支持およびピッチングの拘束を説明するための図である
。第３図は第１図に示す可動子の案内方向の支持を説明
するための図である。

第４図は第１図に示す可動子のローリングの拘束を説明
するための図である。第５図は第１図に示す可動子のヨ
ーイングの拘束を説明するための図である。次に、第１
図ないし第５図を参照して、この発明の一実施例の磁気
浮上搬送装置について説明する。

第１図において、Ｔ字型の可動子１は、案内レール２を
構成する２本のレール２ａ、２ｂの間に設けられる。可
動子１は搬送物を載置するためのテーブル１ａを含む。

テーブル１ａの下部には、所定の間隔を隔てて永久磁石
３ａ、３ｂが設けられる。これに対向して、レール２ａ
、２ｂの上部には永久磁石３ａ、３ｂに反発する永久磁
石４ａ。

４ｂが設けられる。

第２図に示すように、永久磁石３，４の反発力により、
可動子１は案内レール２上に案内レール２から所定間隔
を隔てて支持される。永久磁石３および４は第２図に示
すように、可動子１の進行方向に沿って延在しているの
で、永久磁石３，４の反発力により、可動子１は進行方
向に沿って均等な浮上刃を受けるため、可動子１のピッ
チングは拘束を受ける。

第１図および第３図に示すように、レール２ｂ側には、
案内用永久磁石レール１５が設けられ、これと対向する
可動子１の一方側面の中央部には吸引用永久磁石１６が
設けられる。永久磁石１５゜１６はそれぞれ対向する面
が吸引し合うように磁化されている。また、レール２ｂ
側には、永久磁石レール１５の上方および下方に案内用
変位センサ１４ａ、１４ｂがそれぞれ設けられ、可動子
１には、これらと対向して案内用センサターゲット１３
ａ、１３ｂがそれぞれ設けられる。

一方、レール２ａ側には、案内用電磁石１１が設けられ
、これと対向する可動子１の他方側面の中央部には、軟
鉄部材１２が設けられる。第１図に示すように、案内用
電磁石１１は、レール２ａの上部に設けられた電磁石１
１ａと下部に設けられた電磁石１１ｂとからなり、軟鉄
部材１２は、電磁石１１ａに対向する部材１２ａと、電
磁石１１ｂに対向する部材１２ｂとからなる。

案内用永久磁石レール１５と吸引用永久磁石１６との間
で吸引力を作用させる一方で、案内用変位センサ１４ａ
、１４ｂにより案内用センサターゲット１３ａ、１３ｂ
との間のギャップを検出し、これが目標値になるように
、案内用電磁石１１ａ。

１１ｂの磁気吸引力を制御することにより、可動子１の
案内方向の支持が行なわれる。

なお、第３図および第４図で示すように案内用電磁石１
１の磁極を構成する部材１１１は、進行方向に沿って途
切れなく延在しており、磁極の向きは進行方向のどの位
置でも常に一定であるが、コイルは進行方向に有限個に
分割されている。可動子１を案内するために用いられる
清費電力を節減するために、この実施例では、可動子１
の進行に伴なって、駆動するコイルを切換えるようにし
ている。

第４図に示すように、可動子１の側面下部に設けられた
軟鉄部材１２ｂに対する電磁石１１ｂの磁気吸引力と、
可動子１の側面上部に設けられた軟鉄部材１２ａに対す
る電磁石１１ａ（第４図では、２点鎖線による仮想線で
示す）の磁気吸引力とを制御することにより、可動子１
のローリングは拘束される。

第３図および第５図に示すように、可動子１の一方側面
には、進行方向に沿って吸引用永久磁石１６の両側に反
発用永久磁石１７が設けられる。

反発用永久磁石１７は対向する永久磁石レール１５から
反発力を受けるように磁化されている。案内用永久磁石
レール１５に対する吸引用永久磁石１６の吸引力および
吸引用永久磁石１６の両側に位置する反発用永久磁石１
７の反発力とにより、可動子１のヨーイングは拘束され
る。

以上のように、この実施例では、浮上方向、ピッチング
およびヨーイングは永久磁石の反発力により支持あるい
は拘束され、案内方向およびローリングは電磁石による
磁気吸引力を制御して支持あるいは拘束される。

なお、可動子１の進行方向の駆動は、浮上方向への外乱
を小さくできることから、コアレスＤＣモータが用いら
れる。このモータは、レール２側に設けられたコアレス
ＤＣモータコイル１８と、可動子１側に設けられたコア
レスＤＣモータ用永久磁石１９とからなる。

ところで、磁気浮上搬送装置は、機械的接触部分を持た
ず、摩耗による塵埃の発生もなく潤滑媒体を使用しない
ため、使用環境を汚染するおそれが少なく、真空環境な
どで用いられる機会が多い。

ところが、高真空環境下で、ポーラスな磁性材料に溜ま
ったガスが環境中に徐々に放出されるため、この対策か
必要となる。

第６図および第７図は磁性材料の表面からガスが発生し
ないようにした構造を示す図であり、特に、第６図は磁
性材料をコーティングしたものを示し、第７図は電磁石
をモールド材でモールドしたものを示す。

第６図において、永久磁石レール１５の表面にはめっき
２０が施される。めっきの膜厚はガスの通り抜けを防止
するため、数１０μｍ以上とすることが好ましい。永久
磁石レール１５に限らず、吸引用永久磁石１６１反発用
永久磁石１７およびコアレスＤＣモータ用永久磁石１９
等にもめっき処理が施される。

第７図において、電磁石１１はモールド材２１でモール
ドされ、その上面あるいは周囲は非磁性金属薄膜２２で
覆われ、溶接２３が施される。これにより、電磁石から
のガスの発生が防止される。

これは、電磁石１１に限らず、案内用変位センサ１４や
コアレスＤＣモータ１８にも適用される。

なお、上述の実施例では、可動子は２本のレールの間に
挾まれるような構造をしているが、これに限らず、１本
のレールをまたぐような構造を採用してもよい。この場
合には、レールの２つの側面にそれぞれ電磁石と永久磁
石レールが設けられ、可動子の互いに向き合う面に軟鉄
部材と吸引用および反発用の永久磁石が設けられる。

［発明の効果コ 以上のようにして、この発明によれば、永久磁石による
吸引力に対して、それと逆方向に作用する電磁石による
吸引力を制御することにより、可動子の案内方向の支持
を行なうようにしたので、電磁石の数を低減することが
できる。また、ヨーイングを永久磁石の吸引力および反
発力により拘束するようにしたので、制御軸数の数を少
なくすることかできる。したがって、駆動するコイルを
容易に切換えることのできる磁気浮上搬送装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の磁気浮上搬送装置の断面
図である。第２図は第１図に示す可動子の浮上方向への
支持およびピッチングの拘束を説明するための図である
。第３図は第１図に示す可動子の案内方向の支持を説明
するための図である。 第４図は第１図に示す可動子のローリングの拘束を説明
するための図である。第５図は第１図に示す可動子のヨ
ーイングの拘束を説明するための図である。第６図およ
び第７図は磁性材料の表面からガスが発生しないように
した構造を説明するための図である。第８図は従来およ
びこの発明の磁気浮上搬送装置におけるスライダの自由
度を説明するための図である。 図において、１は可動子、２は案内レール、１１ａ、ｌ
ｌｂは案内用電磁石、１２ａ、１２ｂは軟鉄部材、１５
は案内用永久磁石レール、１６は吸引用永久磁石、１７
は反発用永久磁石を示す。 図面の浄書（内容に変更なし） 第１　図 ＩＱ　　１Ｂ　　２ 第２図 第３図 第４図 第７図 萬８図 第Ｓ図 □３−４’−７” 萬６図 手 続 補 正 書防痴 平成２年５月２日 ２、発明の名称 磁気浮上搬送装置 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）案内方向とローリングを制御する２軸制御型の磁
   気軸受を含み、可動子が案内レールに沿って走行する磁
   気浮上搬送装置であって、前記磁気軸受は、 前記可動子の第１の面に設けられた磁性部材と、 前記磁性部材に対向して前記案内レールに上下方向に間
   を隔てて設けられた複数の電磁石と、前記可動子の前記
   第１の面と対向する第２の面に設けられた第１の永久磁
   石と、 前記第１の永久磁石に対向して前記案内レールに設けら
   れ、前記第１の永久磁石と吸引する第２の永久磁石とを
   含む、磁気浮上搬送装置。
2. （２）前記可動子は、前記第２の面上の前記第１の永久
   磁石の両側に設けられ、前記第２の永久磁石に反発する
   複数個の第３の永久磁石を含み、前記第１，第２および
   第３の永久磁石の磁気的作用により、前記可動子のヨー
   イングが拘束されることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項記載の磁気浮上搬送装置。