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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Classifications
-
- 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
- B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
- B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
-
- 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
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/025—Asynchronous motors
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 |
|---|---|---|---|
| JP2272364A JPH04150706A (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 交流磁気浮上体の停止方法 |
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| KR1019910015136A KR0123025B1 (ko) | 1990-10-12 | 1991-08-30 | 교류자기부상 반송장치 및 그 운전방법 |
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