JPH0558451A

JPH0558451A - 搬送装置

Info

Publication number: JPH0558451A
Application number: JP3220004A
Authority: JP
Inventors: Tamaki Kobayashi; 玉樹小林; Toru Den; 透田; Fumio Kishi; 文夫岸; Yasuko Motoi; 泰子元井; Norio Kaneko; 典夫金子
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】無塵環境下、真空環境下および搬送面に傾斜
を有する特殊な環境においても、物体の移動や静止を容
易に制御できる。【構成】搬送路４には複数の電磁石５が埋設されてお
り、搬送路４上には、スペーサ６に支持され、超伝導体
１が埋設された搬送台２が配置される。超伝導体１の下
方の電磁石５に通電した状態で超伝導体１を臨界温度以
下まで冷却すると、スペーサ６を除去しても、超伝導体
１は電磁石５の磁束に反発し、搬送台２は搬送路４から
浮上している。また、超伝導体１のピン止め効果によ
り、搬送台２は静止力も受けている。電磁石５による磁
束密度を一定に保ちつつ、通電する電磁石５を順次変え
ることで、搬送台２は通電された電磁石５の位置に対応
して移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超伝導体の超伝導状態
の性質を利用して物体を搬送する搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種の製造装置や加工装置におい
て、原料や被加工物等を搬送する搬送装置が多く用いら
れている。特に、特殊な条件下、あるいは人体にとって
危険または有害である条件下で用いる装置における搬送
手段には、遠隔操作や無人操作が可能な搬送装置が必要
とされる。そのような従来の搬送装置としては、機械的
手段による搬送装置や、気体の流れや圧力による搬送装
置等が知られている。

【０００３】一方、物体を支持するという観点におい
て、超伝導現象の一つの特性であるマイスナー効果は古
くから知られた現象であり、図２に示すような、超伝導
体のマイスナー効果を利用した搬送装置が提案されてい
る。

【０００４】図４に示すように、搬送路５４の上面に
は、所定の間隔をおいて複数の超伝導体５１が埋設され
ている。搬送路５４の、各超伝導体５１が埋設されてい
る面に対向して、下面に複数の永久磁石５５が埋設され
た搬送台５２が配置される。

【０００５】超伝導体５１が、その臨界温度以下の温度
まで冷却されて超伝導状態になると、超伝導体５１が永
久磁石５５からの磁束を排除しようとする、いわゆるマ
イスナー効果により、永久磁石５５と超伝導体５１とが
互いに反発しあい、搬送台５２は搬送路５４から浮上す
る。そして、搬送台５２を所定の方向に動かすと、電磁
誘導により超伝導体５１には電流が流れるとともに搬送
台５２の移動方向への力が働き、搬送台５２は搬送路５
４から浮上したまま移動する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の搬送装置は、以下に述べる問題点を有する。

【０００７】機械的手段による搬送装置では、各構成部
材の機械的な接触により、その接触部が摩耗し、金属粉
等の摩耗粉が発生しやすい。このため、近年の、高品質
化や高集積化が要求される電子製品等の製造において必
須となる無塵化を徹底するためには、特別な防塵対策を
施さなければならず、そのために装置構成が複雑とな
り、結果として製品コストの上昇につながるという問題
点があった。

【０００８】気体の流れや圧力による搬送装置では、真
空中では使用できないという問題点があった。

【０００９】超伝導体のマイスナー効果を利用した搬送
装置では、機械的な接触を利用していないので、搬送装
置の動作による摩耗粉等のゴミが発生しないという利点
があるが、磁気的な反発力を利用しているので、搬送台
の移動や静止の制御が困難であるという問題点があっ
た。また、水平面内での搬送は可能であるが、水平面に
対して傾斜している面内での使用は困難であるという問
題点もあった。

【００１０】本発明の目的は、無塵環境下、真空環境下
および搬送面に傾斜を有する特殊な環境においても、物
体の移動や静止を容易に制御可能な搬送装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】一面側に第２種超伝導体
が設けられた搬送台と、前記搬送台の一面側に対向して
配置され、前記搬送台に、磁束密度を一定に保ちつつ所
定の方向に移動する磁束を及ぼさせるための複数の磁石
が並設された搬送路とからなることを特徴とする。

【００１２】また、複数の磁石がドット状に並設された
ものでもよいし、複数の磁石は電磁石であってもよい。
さらに、第２種超伝導体はピン止め力の強い材質である
ものでもよい。

【００１３】

【作用】常温中で、第２種超伝導体と磁石とを対向させ
て、搬送路と搬送台とを互いに間隔をおいて配置する。
この状態で第２種超伝導体をその臨界温度以下まで冷却
すると、第２種超伝導体は超伝導状態となるが、第２種
超伝導体中の不整部分は常伝導状態のまま残る。この不
整部分には磁石からの磁束が侵入し、不整部分に侵入し
た磁束は、いわゆるピン止めされて動けなくなり、第２
種超伝導体はその内部に侵入した磁束を保持しようとす
る。このピン止め効果により搬送台は搬送路から浮上し
て静止力を受けている。そして、搬送台に及ぼす磁束
が、磁束密度を一定に保ったまま、その磁束の場所が移
動するように各磁石による磁束を制御すると、第２種超
伝導体はその内部に侵入した磁束を保持しようとするた
め、搬送台は磁石による磁束の移動とともに移動する。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１は、本発明の搬送装置の第１実施例を
示し、同図（Ａ）はその縦断面図、同図（Ｂ）はその平
面図である。

【００１６】本実施例の搬送装置は、搬送路４と、搬送
路４に対向して配置された搬送台２とで構成される。

【００１７】搬送路４は、その上部に、搬送台２の移動
方向に沿って複数の電磁石５がそれぞれ埋設されている
とともに、搬送路４の上面は搬送路４を保護する目的
で、ステンレス板３に覆われている。各電磁石５には不
図示の制御回路が接続されており、１個または互いに隣
り合う複数の電磁石５を、搬送台２の移動方向に順次通
電できる、すなわち磁束密度を一定にしたまま磁束を搬
送台２の移動方向に移動できる構成となっている。一
方、搬送台２は、その下部の図示左端部および図示右端
部に、それぞれ超伝導体１が埋設されている。これら超
伝導体１はＹＢａ₂Ｃｕ₃ Ｏ₇ よりなり、その臨界温度
は９２Ｋである。

【００１８】また、搬送路４と搬送台２との間は、不図
示の冷却手段により冷媒が満たされており、超伝導体１
をその臨界温度以下まで冷却できる構造となっている。

【００１９】次に、本実施例の動作について説明する。

【００２０】まず、常温中で、搬送路４上に置かれたス
ペーサ６に搬送台２を設置し、搬送台２を搬送路４と間
隔をおいて支持する。このとき、超伝導体１の下方にあ
る１個または複数の電磁石５に通電して一定の磁束を発
生させておく。

【００２１】次に、搬送台２と搬送路４との間に冷媒を
満たし、超伝導体１をその臨界温度以下の温度まで冷却
する。ここで、本実施例に使用した超伝導体１の臨界温
度は９２Ｋなので、冷媒としては、沸点が７７Ｋである
液体窒素などが適している。超伝導体１が臨界温度以下
の温度まで冷却されると、超伝導体１は超伝導状態にな
るが、超伝導体１の内部には不純物や析出物や転移や粒
界などの不整が多数含まれ、この不整は超伝導状態にな
らずに常伝導状態のまま残っている。この、常伝導状態
のまま残っている部分には、前記通電された電磁石５か
らの磁束が侵入しており、常伝導状態のまま残っている
部分はこの磁束を動かないように固定しておくひっかか
りのようなものとして作用し、超伝導体１内の磁束を保
持しようとする。これがいわゆるピン止め効果である。

【００２２】この状態でスペーサ６を除去すると、搬送
台２は超伝導体１のピン止め効果によりスペーサ６の高
さ分だけ搬送路４より浮上して静止力を受けている。

【００２３】そして、搬送台２を移動させるためには、
搬送台２が静止している状態で通電されている電磁石５
の、搬送台２の移動方向側に隣り合う電磁石５に通電す
ると同時に、搬送台２の移動方向に対して最も上流側の
電磁石５の通電を切る。このことで、電磁石５による磁
束密度を変化させずに、磁束が発生する位置が移動する
ので、前述のピン止め効果により超伝導体１はその内部
に侵入した磁束を保持しようとし、搬送台２は搬送台４
より浮上したまま、磁束の移動とともに移動する。

【００２４】本実施例においては、スぺーサ６を用いて
搬送台２の浮上高さを決めたが、スペーサ６を用いず
に、超伝導体１の下方の電磁石に通電した状態で搬送台
２を搬送路４上に設置して超伝導体１を超伝導状態にし
たのち、電磁石５による磁束の大きさを大きくすること
で、前述のピン止め効果による搬送台２の浮上力を得る
こともできる。

【００２５】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図２は本発明の搬送装置の第２実施例の平面図であ
る。

【００２６】本実施例の搬送路１４の一面側には、多数
の電磁石１５がそれぞれ均等に分散してドット状に埋設
されている。その他、搬送台１２などの構成は第１実施
例のものと同様のものでよいのでその説明は省略する。

【００２７】本実施例のように、電磁石１５を搬送路１
４にドット状に配置することで、各電磁石１５による磁
束を任意の方向に移動させることができ、搬送台１２を
任意の方向に移動させることができる。

【００２８】本発明においては、超伝導体のピン止め効
果を利用して、搬送台を搬送路の上方に浮上させている
ので、マイスナー効果を利用した場合に比較して、大き
な浮上力が得られるとともに、搬送台には同じ磁束の強
さのところに留まろうとする静止力が働くので、搬送路
が傾斜していても、搬送台を所定の方向に搬送すること
ができる。

【００２９】また、以上述べた各実施例において、超伝
導体の種類としては、ＹＢａ₂ Ｃｕ ₃ Ｏ₇ に限らず、酸
化物超伝導体などの第２種超伝導体ならばいずれを用い
てもよく、その中でも特にピン止め力の強い超伝導体を
用いることが望ましい。また、磁石としては電磁石を用
いたが、電磁石のかわりに、搬送路の搬送面に対して垂
直に移動可能に永久磁石を設け、永久磁石の移動によっ
て超伝導体に与える磁束を制御する構成とすることもで
きる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【００３１】搬送路に複数の磁石を並設し、搬送路に対
向して、第２種超伝導体が設けられた搬送台を設置し、
第２種超伝導体のピン止め効果を利用して、搬送台を搬
送路より浮上させたまま移動させることで、真空環境下
での使用が可能であるとともに、搬送台の移動には機械
的接触がともなわないので、搬送台の移動による摩耗粉
が発生せず、無塵であることが必要な環境下において、
特に防塵対策を施さずに使用することができる。

【００３２】また、ピン止め効果を利用しているので、
マイスナー効果を利用した場合に比較して大きな浮上力
が得られるとともに静止力も得られ、搬送路が傾斜を持
つ場合でも使用できるし、磁石の配置に応じて任意の方
向への移動および静止も容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の搬送装置の第１実施例を示し、（Ａ）
はその縦断面図、（Ｂ）はその平面図である。

【図２】本発明の搬送装置の第２実施例の平面図であ
る。

【図３】従来の、超伝導体のマイスナー効果を利用した
搬送装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１超伝導体２，１２搬送台３ステンレス板４，１４搬送路５，１５電磁石６スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者元井泰子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者金子典夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一面側に第２種超伝導体が設けられた搬
送台と、前記搬送台の一面側に対向して配置され、前記搬送台
に、磁束密度を一定に保ちつつ所定の方向に移動する磁
束を及ぼさせるための複数の磁石が並設された搬送路と
からなることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】複数の磁石がドット状に並設された請求
項１に記載の搬送装置。
【請求項３】複数の磁石は電磁石である請求項１また
は２に記載の搬送装置。
【請求項４】第２種超伝導体はピン止め力の強い材質
である請求項１，２または３に記載の搬送装置。