JPH04150706A - 交流磁気浮上体の停止方法 - Google Patents
交流磁気浮上体の停止方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
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- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
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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。
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]
本発明は非接触で物体を搬送する必要性のある分野、例
えば発塵を嫌う半導体製造装置におけるウェハ搬送機器
、潤滑油の飛散を嫌う真空内搬送機器等の交流磁気浮上
体の停止方法に関する。
えば発塵を嫌う半導体製造装置におけるウェハ搬送機器
、潤滑油の飛散を嫌う真空内搬送機器等の交流磁気浮上
体の停止方法に関する。
発塵や潤滑油の飛散を嫌う例えば半導体プロセスライン
等における物体(半導体ウェハ等)の搬送や移動機構の
軸受には電磁石を用いた、いわゆる磁気軸受が用いられ
る。これは磁石と磁性材料との間に作用する磁気的吸引
力を利用して搬送物体あるいは支持物体を空隙を介して
非接触で浮揚させるものである。磁気軸受は必要電力が
少なくてすむメリットはあるものの本来、不安定な吸引
力を電気的制御により安定化する必要があるため、その
制御回路装置が必要なこと、またその制御に必要なギャ
ップセンサなどの多数の付帯部品が必要なこと等の欠点
があった。
等における物体(半導体ウェハ等)の搬送や移動機構の
軸受には電磁石を用いた、いわゆる磁気軸受が用いられ
る。これは磁石と磁性材料との間に作用する磁気的吸引
力を利用して搬送物体あるいは支持物体を空隙を介して
非接触で浮揚させるものである。磁気軸受は必要電力が
少なくてすむメリットはあるものの本来、不安定な吸引
力を電気的制御により安定化する必要があるため、その
制御回路装置が必要なこと、またその制御に必要なギャ
ップセンサなどの多数の付帯部品が必要なこと等の欠点
があった。
これに対し、交流tMi石を用いた誘導反発方式は導電
材料である浮上体の形状を工夫することにより安定に浮
上支持できることが原理的に確認されている。第6図、
第7図にこの様子を示す。図中1は交流電磁石、2は搬
送される浮上体であり、アルミなどの軽くて導電性の高
い材料が適しており、運びたい搬送物体はこの上に置か
れるものである0図において交流電磁石1に単相交流電
流を通電すると、その上部に交番磁界が発生し磁界中に
浮上体2があるため浮上体2のアルミ材料中には渦電流
と呼ばれる交番電流が流れる。この電流により生じる磁
界は電磁石によって生じる磁界と反発する方向に形成さ
れ、浮上体2には図中Fで示す浮上刃が作用する。なお
、交流電磁石1の結線を三相結線として三相交流電流を
通電すると移動磁界が発生し、磁界中に浮上体2がある
ため浮上体2にはfで示す走行力が作用する。
材料である浮上体の形状を工夫することにより安定に浮
上支持できることが原理的に確認されている。第6図、
第7図にこの様子を示す。図中1は交流電磁石、2は搬
送される浮上体であり、アルミなどの軽くて導電性の高
い材料が適しており、運びたい搬送物体はこの上に置か
れるものである0図において交流電磁石1に単相交流電
流を通電すると、その上部に交番磁界が発生し磁界中に
浮上体2があるため浮上体2のアルミ材料中には渦電流
と呼ばれる交番電流が流れる。この電流により生じる磁
界は電磁石によって生じる磁界と反発する方向に形成さ
れ、浮上体2には図中Fで示す浮上刃が作用する。なお
、交流電磁石1の結線を三相結線として三相交流電流を
通電すると移動磁界が発生し、磁界中に浮上体2がある
ため浮上体2にはfで示す走行力が作用する。
以上が交流反発方式を用いた搬送原理であるが、交流電
磁石は三相結線にして駆動電流は浮上のための単相交流
電流と走行のための三相交流電流を和算した交流電流を
用い、同一の1M1石で浮上体の浮上と走行を実現して
いる。なお、単相交流電流のレベルを一定、つまり浮上
体の浮上量を一定にしておいて、三相交流電流のレベル
を可変することにより浮上体の走行速度の可変を実現し
ている。また、浮上体の走行方向は交流電磁石の三相を
U相、■相、W相とすればU相とW相を入れ換えること
により可逆可能である。第8図において18は交流電磁
石1の配列を持つブロック(ユニット)であり浮上体2
の搬送方向に施設された電磁石配列のブロック(ユニッ
ト)を図中A、B、C。
磁石は三相結線にして駆動電流は浮上のための単相交流
電流と走行のための三相交流電流を和算した交流電流を
用い、同一の1M1石で浮上体の浮上と走行を実現して
いる。なお、単相交流電流のレベルを一定、つまり浮上
体の浮上量を一定にしておいて、三相交流電流のレベル
を可変することにより浮上体の走行速度の可変を実現し
ている。また、浮上体の走行方向は交流電磁石の三相を
U相、■相、W相とすればU相とW相を入れ換えること
により可逆可能である。第8図において18は交流電磁
石1の配列を持つブロック(ユニット)であり浮上体2
の搬送方向に施設された電磁石配列のブロック(ユニッ
ト)を図中A、B、C。
Dで示している。浮上体2が電磁石ブロックA上からt
m石ブロックD上まで走行する場合、三相交流による移
動磁界の方向を各電磁石ブロックにおいて図中B+、8
z、Bs、Bmの方向にすることにより浮上体2は前述
の搬送原理により電磁石ブロック上をAからDまで走行
を行なう。浮上体2が電磁石ブロックDに入って走行速
度が小さくなるに従って、電磁石ブロックDにおいて作
用する移動磁界の強さを84から次第に小さくして、浮
上体2が停止したとき、移動磁界の強さも零となるよう
に移動磁界の強さを制御して浮上体の停止制御を実現し
ている。
m石ブロックD上まで走行する場合、三相交流による移
動磁界の方向を各電磁石ブロックにおいて図中B+、8
z、Bs、Bmの方向にすることにより浮上体2は前述
の搬送原理により電磁石ブロック上をAからDまで走行
を行なう。浮上体2が電磁石ブロックDに入って走行速
度が小さくなるに従って、電磁石ブロックDにおいて作
用する移動磁界の強さを84から次第に小さくして、浮
上体2が停止したとき、移動磁界の強さも零となるよう
に移動磁界の強さを制御して浮上体の停止制御を実現し
ている。
[発明が解決しようとする課H]
半導体プロセスライン等においては搬送路とプロセス装
置間でウェハ受渡しを行なう必要があり、交流磁気浮上
搬送装置を半導体ウェハ等の搬送に適用するためには浮
上体の停止位置精度が重要である。
置間でウェハ受渡しを行なう必要があり、交流磁気浮上
搬送装置を半導体ウェハ等の搬送に適用するためには浮
上体の停止位置精度が重要である。
従来の方法によれば浮上体の停止位置は浮上体の走行慣
性力と制動力として作用するための移動磁界の強さ、す
なわち、第8図における電磁石ブロックDにおけるB4
とのかねあいで決る。したがって、浮上体の微妙な停止
位置コントロールは困難なため、停止精度が良くないと
いう問題点があった。
性力と制動力として作用するための移動磁界の強さ、す
なわち、第8図における電磁石ブロックDにおけるB4
とのかねあいで決る。したがって、浮上体の微妙な停止
位置コントロールは困難なため、停止精度が良くないと
いう問題点があった。
本発明は上記課題を解決するため次の手段を講する。
すなわち、交流磁気浮上体の停止方法として、(1)浮
上体を搬送方向に配列された交流1を磁石の交番磁界で
浮上搬送させる交流磁気浮上搬送方法において、上記配
列された交流電磁石を所定の長さに、搬送方向に沿って
分割ユニット化し、搬送時には上記ユニットに浮上用の
単相交流および進行用の三相交流を流して浮上進行させ
、停止時には、所定の停止位置までの上記ユニットに浮
上用の単相交流および進行用の三相交流を流すとともに
上記停止位置の前部の上記ユニットに浮上用の単相交流
および退行用の三相交流を流し、上記進行用の三相交流
の流れるユニットおよび上記退行用の三相交流の流れる
ユニット間に停止させる。
上体を搬送方向に配列された交流1を磁石の交番磁界で
浮上搬送させる交流磁気浮上搬送方法において、上記配
列された交流電磁石を所定の長さに、搬送方向に沿って
分割ユニット化し、搬送時には上記ユニットに浮上用の
単相交流および進行用の三相交流を流して浮上進行させ
、停止時には、所定の停止位置までの上記ユニットに浮
上用の単相交流および進行用の三相交流を流すとともに
上記停止位置の前部の上記ユニットに浮上用の単相交流
および退行用の三相交流を流し、上記進行用の三相交流
の流れるユニットおよび上記退行用の三相交流の流れる
ユニット間に停止させる。
(2)上記(1)項の交流磁気浮上体の停止方法におい
て、浮上体の搬送方向長さを、停止位置の単相交流磁界
の強弱ピッチの騎射間にし、停止時三相交流を切り、浮
上体を停止位置に保持させる。
て、浮上体の搬送方向長さを、停止位置の単相交流磁界
の強弱ピッチの騎射間にし、停止時三相交流を切り、浮
上体を停止位置に保持させる。
〔作用]
(1)上記(1)項の手段により、所定の方向に浮上体
を進行させるとき、浮上体の近傍のユニットに浮上用の
単相交流および進行用の三相交流が流されると、浮上体
は電磁作用によって浮上しかつ進行方向用磁界の電磁作
用によって進行方向に搬送される。
を進行させるとき、浮上体の近傍のユニットに浮上用の
単相交流および進行用の三相交流が流されると、浮上体
は電磁作用によって浮上しかつ進行方向用磁界の電磁作
用によって進行方向に搬送される。
浮上体を所定のユニシト間に停止させるときは、上記に
おいて、所定の停止位置前部のユニットに浮上用の単相
交流および退行用の三相交流が流される。すると停止位
置近傍に搬送された浮上体は、その前部の退行用の三相
交流が流れるユニット上で退行力(逆進行力)を受け、
進行用の三相交流が流れるユニットと、この退行用の三
相交流が流れるユニットとの中間に停止する。
おいて、所定の停止位置前部のユニットに浮上用の単相
交流および退行用の三相交流が流される。すると停止位
置近傍に搬送された浮上体は、その前部の退行用の三相
交流が流れるユニット上で退行力(逆進行力)を受け、
進行用の三相交流が流れるユニットと、この退行用の三
相交流が流れるユニットとの中間に停止する。
このようにして、浮上体は所定の停止位置に精度よく停
止できる。
止できる。
(2)上記(2)項の手段により、所定の位置浮上体が
停止したとき、前後部のユニ7トの三相交流が切られる
と、浮上体は単相交流磁界により浮上されるが、浮上体
の前後端は騎射磁界部にあるため、例えば少し進行方向
ヘトリフトしたとすると前端部はだんだん強くなる磁界
を受けるため退行方向の力が作用しもとの位置にもどさ
れる。
停止したとき、前後部のユニ7トの三相交流が切られる
と、浮上体は単相交流磁界により浮上されるが、浮上体
の前後端は騎射磁界部にあるため、例えば少し進行方向
ヘトリフトしたとすると前端部はだんだん強くなる磁界
を受けるため退行方向の力が作用しもとの位置にもどさ
れる。
このようにして浮上体は停止位置に精度よく安定して保
持される。
持される。
(1)本発明の方法の請求項(1)項に係る一実施例を
第1図から第5図により説明する。
第1図から第5図により説明する。
第1図は全体構成側面図、第2図は部分詳細平面図、第
3図は同側面図、第4図は位置検出の作用説明図である
。
3図は同側面図、第4図は位置検出の作用説明図である
。
なお、従来例で説明した部分は同一の番号をつけ説明を
省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。
省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。
第1図に示すように、運搬方向に沿って設置された電磁
石1の列において、電磁石1を複数含みかつ、浮上体2
の長さtの数倍の長さしに分割し、ユニットla化する
(図ではA−Dユニット)、また各ユニン)1aの電磁
石lはユニット毎に浮上用の単相交流および進行(退行
)用の三相交流で励磁されるように切換え制jnされる
。
石1の列において、電磁石1を複数含みかつ、浮上体2
の長さtの数倍の長さしに分割し、ユニットla化する
(図ではA−Dユニット)、また各ユニン)1aの電磁
石lはユニット毎に浮上用の単相交流および進行(退行
)用の三相交流で励磁されるように切換え制jnされる
。
以上の構成において、浮上体2をユニット(ブロック)
AからD方向へ運びCとDとの間のSに停止させる場合
につき説明する。
AからD方向へ運びCとDとの間のSに停止させる場合
につき説明する。
ユニッ)Aの各電磁石1に浮上用の単相交流と進行用の
三相交流が流されると、浮上体2は浮上し、進行する。
三相交流が流されると、浮上体2は浮上し、進行する。
順次B、Cユニットが同様に励磁され、浮上体2はBか
らCへと進行する。
らCへと進行する。
浮上体2がC上に来ると、ユニットDには浮上用の単相
交流および退行用の三相交流が流される。浮上体2はD
に向って進行し、前部がD上に来ると、浮上体2の走行
慣性力と移動磁界B4による反走行方向の力により電磁
石ユニットC方向へ戻され、電磁石ユニッ)C方向へ戻
された浮上体2は移動磁界B、による走行方向の力で再
び電磁石ユニ7トD側へ戻る。これを繰り返えすうちに
浮上体2の走行慣性力はな(なり、第2図、第3図に示
すように浮上体はt磁石ユニットCとDの境界が浮上体
の中心となる所定の位置Sに停止(停止位置とは浮上体
の長さを含む所定の範囲を云う)する、このとき、浮上
体2には移動磁界BiB4による走行方向の力と反走行
方向の力が作用し、両者の力が釣り合って停止している
。
交流および退行用の三相交流が流される。浮上体2はD
に向って進行し、前部がD上に来ると、浮上体2の走行
慣性力と移動磁界B4による反走行方向の力により電磁
石ユニットC方向へ戻され、電磁石ユニッ)C方向へ戻
された浮上体2は移動磁界B、による走行方向の力で再
び電磁石ユニ7トD側へ戻る。これを繰り返えすうちに
浮上体2の走行慣性力はな(なり、第2図、第3図に示
すように浮上体はt磁石ユニットCとDの境界が浮上体
の中心となる所定の位置Sに停止(停止位置とは浮上体
の長さを含む所定の範囲を云う)する、このとき、浮上
体2には移動磁界BiB4による走行方向の力と反走行
方向の力が作用し、両者の力が釣り合って停止している
。
このようにして浮上体2は、所定の停止位置Sに容易に
、精度よく停止する。
、精度よく停止する。
浮上体2の停止の検知は、第4図(a)に示すように浮
上体2の停止位置上にセンサ(光電式、過電流式など)
7を設け、その出力(同図(b))の変動がある設定値
以内になったことにより行なう。
上体2の停止位置上にセンサ(光電式、過電流式など)
7を設け、その出力(同図(b))の変動がある設定値
以内になったことにより行なう。
(2)本発明の方法の請求項第(2)項に係る一実施例
を第5図と第4図により説明する。
を第5図と第4図により説明する。
なお、上記で説明した部分は、同一の番号をつけ説明を
省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。
省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。
上記(1)の構成とともに浮上体2の長さ2を次のよう
に設定する。
に設定する。
浮上体2が第5図に示すように、停止位置Sにあるとき
、電磁石1に単相交流のみを流したとき発生する磁界3
は搬送方向に沿って強弱分布する。そこで浮上体2の長
さiを騎射間に設定する。
、電磁石1に単相交流のみを流したとき発生する磁界3
は搬送方向に沿って強弱分布する。そこで浮上体2の長
さiを騎射間に設定する。
上記(])の構成において、上記(1)と同様にして浮
上体2はユニットAから搬送され、ユニットCとDの中
間の停止位置Sに、第5図に示すように停止する。その
後、三相交流電流による移動磁界B3.B4が0にされ
ると図に示すように浮上体2の前後端は単相交流電流に
よる磁界の騎射の位置、すなわち磁界の強い所にはさま
れた形で安定した位置に静止する。すなわち、浮上体2
がt磁石ユニットのC側あるいはD側へ移動しようとし
ても浮上体2の前端あるいは後端が磁界の強くなってい
く部分上にくるため、移動方向と反対の力を受は阻止さ
れる。
上体2はユニットAから搬送され、ユニットCとDの中
間の停止位置Sに、第5図に示すように停止する。その
後、三相交流電流による移動磁界B3.B4が0にされ
ると図に示すように浮上体2の前後端は単相交流電流に
よる磁界の騎射の位置、すなわち磁界の強い所にはさま
れた形で安定した位置に静止する。すなわち、浮上体2
がt磁石ユニットのC側あるいはD側へ移動しようとし
ても浮上体2の前端あるいは後端が磁界の強くなってい
く部分上にくるため、移動方向と反対の力を受は阻止さ
れる。
以上のようにして浮上体は停止位置Sに精度よく保持さ
れる。
れる。
なお以上において、!磁石1の三相交流電流の遮断は、
第4図に示すセンサ7からの信号によって行なってもよ
い、また浮上体2の搬送速度はほぼ一定なので、所定の
時間通電後、遮断するようにしてもよい。
第4図に示すセンサ7からの信号によって行なってもよ
い、また浮上体2の搬送速度はほぼ一定なので、所定の
時間通電後、遮断するようにしてもよい。
また各ユニットの通電は浮上体2の移動につれて行なう
ようにしたが、最初から全ユニットに通電しておいても
よい。
ようにしたが、最初から全ユニットに通電しておいても
よい。
[発明の効果]
以上に説明したように、本発明によれば、浮上体の走行
慣性力と移動磁界による制動力のかねあいについて特別
の停止制御を行なわなくても所定の、ユニット間の停止
位置に浮上体を精度よく停止させることができる。
慣性力と移動磁界による制動力のかねあいについて特別
の停止制御を行なわなくても所定の、ユニット間の停止
位置に浮上体を精度よく停止させることができる。
第1図は本発明の請求項(1)、 (2)の発明の一実
施例の全体構成図、第2図は同実施例の部分平面図、第
3図は同実施例の部分側面図、第4図は同実施例の作用
説明図、第5図は本発明の請求項(2)の発明の一実施
例の部分構成図、第6図は従来例の正面図、第7図は同
従来例の部分平面図、第8図は同従来例の全体構成図で
ある。 1・・・電磁石、 1a・・・電磁石列、2・・
・浮上体、 A、B、C,D・・・ユニット、3
・・・磁界強さ(磁束密度)。
施例の全体構成図、第2図は同実施例の部分平面図、第
3図は同実施例の部分側面図、第4図は同実施例の作用
説明図、第5図は本発明の請求項(2)の発明の一実施
例の部分構成図、第6図は従来例の正面図、第7図は同
従来例の部分平面図、第8図は同従来例の全体構成図で
ある。 1・・・電磁石、 1a・・・電磁石列、2・・
・浮上体、 A、B、C,D・・・ユニット、3
・・・磁界強さ(磁束密度)。
Claims (2)
- (1)浮上体を搬送方向に配列された交流電磁石の交番
磁界で浮上搬送させる交流磁気浮上搬送方法において、
上記配列された交流電磁石を所定の長さに、搬送方向に
沿って分割ユニット化し、搬送時には上記ユニットに浮
上用の単相交流および進行用の三相交流を流して浮上進
行させ、停止時には、所定の停止位置までの上記ユニッ
トに浮上用の単相交流および進行用の三相交流を流すと
ともに上記停止位置の前部の上記ユニットに浮上用の単
相交流および退行用の三相交流を流し、上記進行用の三
相交流の流れるユニットおよび上記退行用の三相交流の
流れるユニット間に停止させることを特徴とする交流磁
気浮上体の停止方法。 - (2)上記(1)項の交流磁気浮上体の停止方法におい
て、浮上体の搬送方向長さを、停止位置の単相交流磁界
の強弱ピッチの弱弱間にし、停止時三相交流を切り、浮
上体を停止位置に保持させることを特徴とする交流磁気
浮上体の停止方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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