JPH05252610A - 交流磁気浮上搬送装置 - Google Patents

交流磁気浮上搬送装置

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JPH05252610A
JPH05252610A JP4844492A JP4844492A JPH05252610A JP H05252610 A JPH05252610 A JP H05252610A JP 4844492 A JP4844492 A JP 4844492A JP 4844492 A JP4844492 A JP 4844492A JP H05252610 A JPH05252610 A JP H05252610A
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JP
Japan
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levitation
electromagnet
levitation body
magnetic field
floating body
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Withdrawn
Application number
JP4844492A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Kawada
則幸 川田
Motomi Nakajima
元巳 中島
Hitoshi Yamada
仁 山田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】導電性を有する非磁性金属材料でなる浮上体を
交流電磁石の交番磁界を利用して浮上、搬送させる交流
磁気浮上搬送装置において、浮上体上に置かれた搬送物
体に発熱による悪影響を及ぼすことなく、且つ、浮上体
の浮上搬送が充分に実現可能な浮上量を確保する。 【構成】交流電磁石2の励磁周波数を50Hz〜200
Hzの範囲に設定し、交流電磁石2より発する交番磁界
の浮上体1への浸透深さをδとして該浮上体1の板厚t
を0.2δ乃至2.0δの範囲で選定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性を有する非磁性
金属材料でなる浮上体を交流電磁石の交番磁界を利用し
て浮上、搬送させる交流磁気浮上搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、発塵や潤滑油の飛散を嫌う、
例えば半導体製造プロセスライン等における半導体ウエ
ハ等の物体の搬送や移動機構の軸受けには、永久磁石あ
るいは電磁石を用いた所謂磁気軸受けが使用されてい
る。この磁気軸受けは、磁石間あるいは磁石と磁性材料
との間に作用する磁気的吸引力または反発力を利用して
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
させるようにしたものである。この種の分野に関しては
種々の発明、考案がなされており、すでに実用化されて
いるものも多い。
【0003】しかしながら、そのうち電磁石を用いた磁
気的吸引力を利用した磁気軸受けは、必要電力が少ない
というメリットを有するものの、本来不安定な吸引力を
電気的な制御により安定化しなければならないためにそ
の制御装置が必要となること、また、その制御装置にギ
ャップセンサ等の多くの付帯部品が多く必要となるとい
う欠点を有している。特に、電磁石を用いた磁気的吸引
力を利用した磁気軸受けで長い距離を搬送させる場合に
は、これら制御装置を搬送ライン全体に渡って設ける必
要がある。
【0004】これを回避する手段として、浮揚して搬送
される物体側に必要な制御回路やセンサを搭載すること
が考えられるが、その場合、搭載質量に制限のある物体
側にバッテリなどの電力源を設ける必要があり、長時間
の使用には充電や給電システムが新たに必要となるな
ど、設備上、大きな問題をかかえることになる。
【0005】一方、磁気的反発力を利用した磁気軸受け
では、上述のような制御装置は原則的には必要ないとい
う点で長距離の搬送機構としては装置上大きな利点を有
している。しかしながら、永久磁石だけを組合わせて反
発浮上機構を構成することは現実には不可能とされてお
り、少なくとも1軸以上の自由度を上述の制御装置によ
り安定化させる必要があるといわれている。
【0006】これに対し、交流電磁石を用いた誘導反発
方式は、導電材料でなる浮上体の形状を工夫することに
より、安定して浮上、支持可能であることが原理的に確
認されている。
【0007】図3はこの交流電磁石を用いた誘導反発方
式の搬送装置の基本構成を示すものである。同図で2は
搬送方向に平行に敷設された2本の電磁石からなる交流
電磁石であり、1はこの交流電磁石2上を搬送される浮
上体である。浮上体1には、例えばアルミニウムなどの
軽くて導電性の高い材料が適しており、運びたい搬送物
体は通常この浮上体1上に置かれることになる。
【0008】交流電磁石2に交流電流を通電するとその
上部に交番磁界が発生するが、その磁界中に浮上体1が
あるため、浮上体1のアルミニウム材料中に渦電流と呼
ばれる交番電流が流れることとなる。この電流により生
じる磁界は交流電磁石2によって生じる磁界と反発する
方向に形成されるため、その反発力によって浮上体1は
図中、上方向の浮上力が作用することになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】磁気浮上搬送装置とし
て交流電磁石による誘導反発方式を用いる場合、交流電
磁石により生じる交流磁場と、この交流磁場により浮上
体に生じる渦電流により形成される磁場との反発力によ
り浮上体の浮上を実現する。そのために原理的には浮上
体に対する浮上制御を行なう必要はないという利点を有
する。但し、走行方向については、2列の交流電磁石を
3相のリニアモータ結線として浮上体の走行を実現し走
行制御を行なうこともある。
【0010】しかして、上記交流電磁石による誘導反発
方式では、浮上体の浮上制御を行なわないことにより制
御装置を必要としないという利点を有するが、浮上体の
浮上力は上記磁場の反発力と浮上体重量の差により発生
するものである。したがって、浮上体の浮上力をできる
だけ大きくするためには、上記磁場の反発力をできるだ
けおおきくすることと、浮上体の浮上体重量をできるだ
け小さくすることが考えられる。
【0011】このうち、前者磁場の反発力を大きくする
ためには交流電磁石の励磁電流を大きくする方法と交流
電磁石の励磁周波数を高くして浮上体に誘起される渦電
流を大きくする方法とがある。
【0012】交流電磁石の励磁電流を大きくする方法で
は、交流電磁石の励磁電源に制限があるために限界があ
る。また、交流電磁石の励磁周波数を高くする方法で
は、励磁周波数をあまり高くすると交流電磁石の発生す
る交番磁界が浮上体の内部へ浸透しなくなり、逆に反発
力が弱まってしまうか、あるいは浮上体の発熱増加を生
じ、浮上体の上に置かれる搬送物体に悪影響を及ぼして
しまうこととなる。
【0013】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、誘導反発方式によ
り浮上体を交流電磁石の交番磁界を利用して浮上、搬送
させる誘導反発方式の交流磁気浮上搬送装置において、
浮上体上に置かれた搬送物体に悪影響を及ぼすことな
く、浮上体の浮上量をでき得るだけ大きくすることが可
能な交流磁気浮上搬送装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段及び作用】すなわち本発明
は、交流電磁石の励磁周波数を50Hz〜200Hzの
範囲に設定し、上記交流電磁石より発する交番磁界の該
浮上体への浸透深さをδとして該浮上体の板厚を0.2
δ乃至2.0δの範囲で選定するようにしたもので、浮
上体上に置かれた搬送物体に発熱による悪影響を及ぼす
ことなく、且つ、浮上体の浮上搬送が充分に実現可能な
浮上量を確保することができる。
【0015】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。
【0016】本発明による交流電磁石を用いた誘導反発
方式の搬送装置の基本的な構成は上記図3に示したもの
と同様であるので、同一部分に同一符号をもってその説
明は省略する。
【0017】しかして、浮上体1の強制冷却を行なずと
も許容可能な範囲で浮上体1の発熱を抑え、搬送装置と
して浮上体1の浮上運搬が実現できる程度の浮上力を得
るためには、交流電磁石の励磁周波数を50Hz〜20
0Hzに設定する必要があり、これ以上高い周波数では
上述した如く交流電磁石の発生する交番磁界が浮上体の
内部へ浸透しなくなり、逆に反発力が弱まってしまう
か、あるいは浮上体の発熱増加を生じ、浮上体の上に置
かれる搬送物体に悪影響を及ぼしてしまうために重量の
点で不利な強制冷却が必要となる。そこで、交流電磁石
の励磁周波数を50Hz〜200Hzに設定したうえ
で、その他の交流電磁石を励磁する交番磁界の条件を一
定にして、浮上体1の浮上力をできるだけ大きくするた
めには、浮上体1の板厚tを適切に決定する必要があ
る。
【0018】図1は交流電磁石の励磁周波数を50Hz
〜200Hzに設定した場合の浮上体1の板厚tを横
軸、各種の力を縦軸にとって、浮上体1の浮上力A、浮
上体1の反発力B及び浮上体1の重量Cの関係を示すも
のである。
【0019】同図に示すように、浮上体1の浮上力A
は、浮上体1の反発力Bから浮上体1の重量Cを引いた
差として得られる力である。浮上体1の反発力Bは浮上
体1内部に流れる渦電流の大きさによるもので、渦電流
の大きさは浮上体1の板厚tが充分厚い場合でも、交流
電磁石の発生する交番磁界が浮上体1の内部に浸透する
程度による。
【0020】そのため、交番磁界の該浮上体1への浸透
深さをδとすれば、上記交番磁界は4δ程度までしか浸
透せず、浮上体1の板厚tが4δ程度で浮上体1の反発
力Bは上限値を示す。また、浮上体1の板厚tが薄くな
れば浮上体1内部で渦電流は流れ難くなり、0.2δ程
度で渦電流の流れる量は急激に流れなくなって、浮上体
1の反発力Bは低下する。
【0021】一方、浮上体1の重量Cは浮上体1の板厚
tに比例して増加し、上述した如く浮上体1の反発力B
から浮上体1の重量Cを差し引くと浮上体1の浮上力A
となるので、結果としては浮上体1の浮上力Aは浮上体
1の板厚tが0.2δ〜2.0δの範囲で大きくなるこ
とがわかる。
【0022】上記のようにして浮上体1に作用する浮上
力が最も大きくなる浮上体1の板厚tを選定することが
できるため、図2に示すように浮上体1の搬送路として
交流電磁石2の上に非磁性のステンレス製トンネル3を
設置し、このトンネル3を介してトンネル3内に浮上体
1を浮上させることもできる。さらに、このトンネル3
内を真空にすることにより、真空内非接触搬送も可能と
なる。この場合、真空の度合いにもよるがトンネル3の
変形を避けるためにはトンネル3の板厚をあまり薄くで
きず、浮上体1の浮上量をより大きくすることができる
という利点も有する。
【0023】
【発明の効果】以上に述べた如く本発明によれば、交流
電磁石の励磁周波数を50Hz〜200Hzの範囲に設
定し、上記交流電磁石より発する交番磁界の該浮上体へ
の浸透深さをδとして該浮上体の板厚を0.2δ乃至
2.0δの範囲で選定するようにしたので、浮上体上に
置かれた搬送物体に発熱による悪影響を及ぼすことな
く、且つ、浮上体の浮上搬送が充分に実現可能な浮上量
を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る浮上体の浮上力、浮上
体の反発力及び浮上体の重量の関係を示す図。
【図2】本発明の一実施例に係る装置の構成例を示す
図。
【図3】交流電磁石を用いた誘導反発方式の搬送装置の
基本構成を示す図。
【符号の説明】
1…浮上体、2…交流電磁石、3…トンネル、A…浮上
体の浮上力、B…浮上体の反発力、C…浮上体の重量。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性を有する非磁性金属材料でなる浮
    上体を交流電磁石の交番磁界を利用して浮上、搬送させ
    る交流磁気浮上搬送装置において、上記交流電磁石を5
    0Hz乃至200Hzの範囲の交番磁界周波数で励磁
    し、上記交流電磁石より発する交番磁界の該浮上体への
    浸透深さをδとして該浮上体の板厚を0.2δ乃至2.
    0δの範囲で選定することを特徴とした交流磁気浮上搬
    送装置。
JP4844492A 1992-03-05 1992-03-05 交流磁気浮上搬送装置 Withdrawn JPH05252610A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021168397A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 Brooks Automation, Inc. Substrate processing apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021168397A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 Brooks Automation, Inc. Substrate processing apparatus
US11476139B2 (en) 2020-02-20 2022-10-18 Brooks Automation Us, Llc Substrate process apparatus
US11862498B2 (en) 2020-02-20 2024-01-02 Brooks Automation Us, Llc Substrate processing apparatus

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990518