JPH0583812A

JPH0583812A - 磁気浮上搬送装置の制御機構

Info

Publication number: JPH0583812A
Application number: JP3240844A
Authority: JP
Inventors: Yuji Shirao; 祐司白尾; Mamoru Suzuki; 衛鈴木
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1991-09-20
Publication date: 1993-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】搬送台を平板状に構成することが出来、該搬
送台に十分な浮上力を作用せしめ、且つその走行安定性
が良好である様な磁気浮上搬送装置で磁極に対する電流
の供給を適切に制御することが出来る制御機構の提供。【構成】ヨーク状磁極は複数個ずつユニットとして前
記搬送台の走行方向へ直列に配置されており、各ユニッ
トの走行方向中央部と隣接するユニットの各境界部には
前記搬送台が通過したことを検出する位置センサが設け
られ、該位置センサの出力信号を受信し且つ前記ヨーク
状磁極へ電流を供給する制御手段を含み、該制御手段
は、各ユニットの走行方向中央部のセンサが搬送台の通
過を検出している場合には当該ユニットのヨーク状磁極
に電流を供給し、隣接するユニットの境界部に設けられ
た位置センサが搬送台の通過を検出している場合には当
該隣接するユニットのヨーク状磁極に電流を供給する様
に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンツの法則に従う反
撥力を応用した磁気浮上搬送装置に関するものである。
より詳細には、隔壁内に収容されて外部雰囲気から遮断
され且つ非磁性且つ良導体材料から構成されて対象物を
載置する搬送台と、断面形状が概略コ字状をした複数の
ヨーク状磁極から構成された軌道とを含み、搬送台は該
軌道及び隔壁に対して非接触状態を維持しつつその上方
を浮上走行する磁気浮上搬送装置で用いられる制御機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この様なタイプの磁気浮上搬送装置であ
って、可動子すなわち搬送台に対して十分な浮上力或い
は浮上量と付加し、且つその走行安定性を向上するもの
として、本出願人は特願平３−１７２６６６号に示され
ている磁気浮上搬送装置を提案した。以下、図５〜８を
参照して特願平３−１７２６６６号の磁気浮上搬送装置
を説明する。

【０００３】図５において、その内部（符号Ｉ）を外部
雰囲気から遮断する隔壁１０が、コ字状をしたヨーク状
磁極１２、１２に載置されている。そして、磁極１２の
上方に突出した部分１４、１４には、それぞれコイル１
６、１６が巻回されている。また、磁極１２の下方には
磁性材料製の基盤２２が設けられている。ここで、隔壁
１０は非磁性材料からなっている。

【０００４】隔壁１０内には、例えばアルミニウムの様
な非磁性材料から成る平板状の搬送台すなわち浮上板１
８が収容されており、該浮上板１８には搬送対象物２０
が載置されている。後述する様に、この浮上板１８はコ
イル１６、１６に通電して磁極１２が励磁されると浮上
し、そして移動磁場を発生させることにより、図５の紙
面に垂直な方向（以下、搬送台走行方向という）に移動
する。

【０００５】図６は、図５の磁気浮上搬送装置を別の角
度から見た状態が示されている。図６から明らかな様
に、磁極１２は搬送台走行方向（図６では矢印Ｍで示
す）に複数個が直列に配列されている。また、基盤２２
も搬送台走行方向Ｍに延長している。なお、図６におい
て符号２４は、搬送対象物２０を取り扱うロボットハン
ドが出入りするための開閉可能な扉部を示している。

【０００６】図６では明確に示されていないが、浮上板
１８の搬送台走行方向Ｍの長さＬは磁極１２間のピッチ
Ｐの３倍に設定されている。また、図５から明らかな様
に、浮上板１８の水平方向Ｈの幅は、２列のコイル１
６、１６の端部から端部までの幅方向長さに対応してい
る。

【０００７】図５、図６に示す磁気浮上搬送装置の作用
は主として図７に示されている。

【０００８】コイル１６に通電してヨーク状磁極１２を
励磁すると、レンツの法則に従って従来のリニアモータ
技術と同様な原理により、浮上板１８（図７では搬送対
象物２０を載置した状態で示されている）が隔壁１０の
底部より浮上する。すなわち、コイル１６に通電してヨ
ーク状磁極１２を励磁することにより、矢印Ｔ方向の力
が作用して浮上板１８が浮き上がるのである。そして、
移動磁界を発生させれば、それに付随して浮上板１８は
浮上した状態で走行する。

【０００９】ここで図５〜７で示す磁気浮上搬送装置に
おいては、図７において符号２６、２６で示す様な磁界
が生じる。この磁界により、安定力すなわち水平方向Ｈ
について平衡状態を維持しようとする力が付加される。
その結果、浮上板１８は平板状であるのにも拘らず、水
平方向Ｈについてブレる事なく浮上走行するのである。

【００１０】浮上板１８を走行させるに際しては、直列
に配列された複数の磁極１２…を三相交流電流で励磁す
れば良い。図８で示す磁気浮上搬送装置では、複数の磁
極１２…を符号Ｕ、Ｖ、Ｗで示す３つに分けて、符号Ｕ
で示す磁極１２…は電流Ｉ_Uを通電することにより励磁
し、符号Ｖで示す磁極１２…は電流Ｉ_Vを通電すること
により励磁し、符号Ｗで示す磁極１２…は電流Ｉ_Wを通
電することにより励磁し、以て移動磁界を生じせしめて
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ここで、特願平３−１
７２６６６号出願後における発明者等の更なる研究の結
果、図５〜８で示す磁気浮上搬送装置においては、磁極
１２…に電流を供給し励磁するための制御機構について
改良の余地があることが判明した。

【００１２】本発明は該発明者等の更なる研究の結果と
して提案されたもので、搬送台を平板状に構成すること
が出来、該搬送台に十分な浮上力を作用せしめ、且つそ
の走行安定性が良好である様な磁気浮上搬送装置で磁極
に対する電流の供給を適切に制御することが出来る制御
機構の提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気浮上搬送装
置の制御機構は、隔壁内に収容されて外部雰囲気から遮
断され且つ非磁性且つ良導体材料から構成されて対象物
を載置する搬送台と、断面形状が概略コ字状をした複数
のヨーク状磁極から構成された軌道とを含み、前記搬送
台は少なくともその下面が平坦である様な断面形状をし
ており、該搬送台は該軌道及び隔壁に対して非接触状態
を維持しつつその上方を浮上走行する磁気浮上搬送装置
で用いられる制御機構において、前記ヨーク状磁極は複
数個ずつユニットとして前記搬送台の走行方向へ直列に
配置されており、各ユニットの走行方向中央部と隣接す
るユニットの各境界部には前記搬送台が通過したことを
検出する位置センサが設けられ、該位置センサの出力信
号を受信し且つ前記ヨーク状磁極へ電流を供給する制御
手段を含み、該制御手段は、各ユニットの走行方向中央
部のセンサが搬送台の通過を検出している場合には当該
ユニットのヨーク状磁極に電流を供給し、隣接するユニ
ットの境界部に設けられた位置センサが搬送台の通過を
検出している場合には当該隣接するユニットのヨーク状
磁極に電流を供給する様に構成されている。

【００１４】本発明の実施に際して、複数のヨーク状磁
極から成る前記ユニットは、走行方向に向かって左右１
対を１個として３個の磁極を１グループとして２グルー
プから構成されているのが好ましい。換言すると、前記
ユニットは６個の磁極から構成されるのが好ましい。

【００１５】ここで前記制御手段は、増幅器、ＳＳＲ、
ＯＲ回路、インバータ等の回路素子を組み合わせて構成
されるのが好ましい。そして、３個の磁極から成るグル
ープに電流を供給するためには、増幅器とＳＳＲとを３
個ずつ備え且つ位置センサからの信号が入力されるＯＲ
回路を１個備えて、当該グループへの電流供給用制御ユ
ニットを構成するのが好ましい。このことは、コンピュ
ータで構成された中央処理ユニットにより前記制御手段
を構成する場合を本発明から除外する趣旨ではない。し
かしながら、構成の簡易化、コストの削減、小型化、省
力化等を考慮すると、コンピュータで構成された中央処
理ユニットによる制御よりも回路素子の組み合わせて制
御する方が好適である。

【００１６】さらにヨーク状磁極のユニットを増設する
場合には、増幅器の数を増加させずに、ＳＳＲとＯＲ回
路を増設する。

【００１７】なお本発明の実施に際しては、磁気浮上搬
送装置に冷却設備を設けることが好ましい。

【００１８】

【作用】上記のように構成された本発明の磁気浮上搬送
装置の制御機構によれば、搬送台が位置センサ設置箇所
に到達すると搬送台の走行位置に対応して適当な磁極、
或いは磁極のユニットが励磁する。すなわち、各磁極ユ
ニットの走行方向中央部に配置されたセンサが搬送台の
通過を検出している場合には、当該ユニットのヨーク状
磁極に電流が供給されて、該磁極が励磁される。一方、
隣接する磁極ユニット同士の境界部、すなわち隣接する
ユニットの端部の中間、に設けられた位置センサが搬送
台の通過を検出した際には、当該隣接するユニットにお
けるヨーク状磁極に電流を供給され、双方の磁極が励磁
される。

【００１９】その結果、図５〜８で示す磁気浮上搬送装
置の作動原理に従って搬送台は安定浮上し、且つ、搬送
台走行方向に配置された複数のヨーク状磁極に沿って発
生する移動磁界に伴って、該搬送台は浮上走行する。

【００２０】ここで、搬送台が通過すると磁極への電流
供給が遮断され電磁石の励磁状態が解消されるので、磁
気浮上搬送装置の消費電力が節約される。また、ヨーク
状磁極のコイルへの電流の供給は断続的に行われるた
め、該コイルの発熱量も極めて小さくなる。

【００２１】

【実施例】以下図１〜４を参照して本発明の制御機構の
実施例について説明する。なお、図５〜８と同一の部材
には同一の符号を付して、重複説明を省略する。

【００２２】図１は本発明の１実施例の全体構成をブロ
ックにて示している。６個の磁極１２…が１つの磁極ユ
ニットを構成しており、そして簡略化のため、図１にお
いては８つのユニットＵ１〜８が磁気浮上搬送装置を構
成するものとして示されている。

【００２３】各ユニットＵ１〜８は、それぞれ６個の磁
極１２…より構成されており、より詳細には、それぞれ
符号Ｕ、Ｖ、Ｗで示す３個の磁極１２…が１つのグルー
プを構成し、ユニットＵ１〜８はそれぞれ２個のグルー
プから構成されている。すなわち、図１において、ユニ
ットＵ１はグループＬ１１、Ｌ１２により構成され、ユ
ニットＵ２はグループＬ２１、Ｌ２２、ユニットＵ３は
グループＬ３１、Ｌ３２、ユニットＵ４はグループＬ４
１、Ｌ４２、ユニットＵ５はグループＬ５１、Ｌ５２、
ユニットＵ６はグループＬ６１、Ｌ６２、ユニットＵ７
はグループＬ７１、Ｌ７２、ユニットＵ８はグループＬ
８１、Ｌ８２により構成されている。なお、図１におい
てはユニットＵ１、Ｕ８には搬送台１８が示されてい
る。

【００２４】各ユニットＵ１〜８の中央部には、搬送台
１８が通過することを検出するためのフォトセンサＰ
_S11、Ｐ_S21…、Ｐ_S81が設けられており、一方、隣接
するユニットの境界部にはフォトセンサＰ_S12、Ｐ_S22
…、Ｐ_S72が設けられている。ここでフォトセンサのみ
ならず、容量型センサその他のタイプの位置センサを採
用することが出来る。要は、搬送台１８の存在（通過）
を検出可能なものであれば、特に限定を必要とする趣旨
では無い。

【００２５】各ユニットＵ１〜８の図中下方には、ＡＮ
Ｄ回路、ＯＲ回路、インバータ等から構成された制御回
路が示されている。ここで、ユニットＵ１、Ｕ８の下方
に示す回路はＯＲ回路（符号９１及び９２、９３で示
す）のみで構成されているのに対して、ユニットＵ２〜
７の下方の制御回路はＡＮＤ回路、ＯＲ回路、インバー
タを含んでおり、６個のユニットにおいて同一の構造の
制御回路が示されている。これは、ユニットＵ１、Ｕ８
は端部に位置しているが、ユニットＵ２〜７は中間に位
置するユニットであることに基づく。そして、ユニット
Ｕ２〜７及びその下方の制御回路と同一の構成要素を増
減することにより、本発明を適用する磁気搬送装置の搬
送路の長さを自在に設定することが出来るのである。

【００２６】各ユニットＵ１〜８の図中下方に示された
制御回路は、各ユニットの中央部のセンサＰ_S11、Ｐ
_S21…、Ｐ_S81が搬送台１８を検出している場合には、
搬送台１８が存在しているユニットのヨーク状磁極１２
…に電流を供給する。一方、隣接するユニットの境界部
に設けられたフォトセンサＰ_S12、Ｐ_S22…、Ｐ_S72が
搬送台を検出したならば、当該隣接する双方のユニット
のヨーク状磁極１２…に電流を供給するのである。具体
的には、フォトセンサＰ_S11が搬送台１８を検出すると
（ＯＮ状態）、ユニットＵ１（グループＬ１１、Ｌ１
２）の磁極１２…に電流が供給されて励磁する。そし
て、搬送台１８が右方向（矢印Ｒ）に浮上移動してセン
サＰＳ１２も搬送台１８を検出すると、ユニットＵ１
（グループＬ１１、Ｌ１２）及びユニットＵ２（グルー
プＬ２１、Ｌ２２）の双方の磁極１２…が励磁される。
さらに搬送台１８が右方向Ｒに浮上移動して、センサＰ
_S12及びＰ_S22は搬送台１８を検出していないがセンサ
ＰＳ２１は搬送台を検出している状態になれば、ユニッ
トＵ２（グループＬ２１、Ｌ２２）の磁極１２…のみが
励磁されるのである。以下、同様な操作が繰り返され
る。

【００２７】ここで、ユニットＵ３の下方に示す制御回
路を例にとり、図１及び図２を参照して説明する。

【００２８】図１において、ユニットＵ３の下方に示す
制御回路は全体を符号ＣＣ−３で示されており、ＯＲ回
路１０２、１０４、ＡＮＤ回路１０６、インバータ１０
８を含んでいる。ここで、ＯＲ回路１０４にはフォトセ
ンサＰ_S22、Ｐ_S31、Ｐ_S32の出力信号が入力され、一
方、ＯＲ回路１０２には、ユニットＵ２の下方に示す制
御回路ＣＣ−２のＡＮＤ回路１１０を介してフォトセン
サＰ_S21の出力信号が入力される。この制御回路ＣＣ−
３においては、フォトセンサＰ_S22、Ｐ_S31が搬送台１
８を検出した場合に、ユニットＵ３（グループＬ３１、
Ｌ３２）の磁極１２…のコイル１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗ
（図２）に電流を供給して励磁せしめる。そして、電流
の供給は回路ＣＣ−３における符号ＩＩで示す部分の回
路により行われ、該部分ＩＩの回路は図２で詳細に示さ
れている。

【００２９】図２に示す回路は増幅器１１４Ｕ、１１４
Ｖ、１１４Ｗを含み、その出力はそれぞれＳＳＲ１１６
Ｕ、１１６Ｖ、１１６Ｗを介してコイル１６Ｕ、１６
Ｖ、１６Ｗに送出される。一方、ＯＲ回路１０２の出力
はＳＳＲ１１６Ｕ、１１６Ｖ、１１６Ｗにそれぞれ印加
されている。

【００３０】次に、図１、２の回路をより簡便化して表
現した図３と、制御過程のフローチャートである図４と
を用いて、具体的な制御態様について説明する。

【００３１】図３においては、３個のユニットＵ１〜３
のみが示されており、各ユニット中央に位置したちフォ
トセンサＰ_S11、Ｐ_S21、Ｐ_S31と、ユニットＵ１、Ｕ
２間のセンサＰ_S12及びユニットＵ２、Ｕ３間のセンサ
Ｐ_S22が示されている。そして、図１において各ユニッ
トの図１中下方にそれぞれ示す制御回路は、図３におい
ては符号ＣＣで示す単一のユニットとして示されてい
る。なお、搬送台１８は図３では点線で示されており、
ユニットＵ１上に位置している図３で示す状態、すなわ
ち搬送台１８がユニットＵ１の略々中央部に位置してい
る状態においては、フォトセンサＰ_S11のみが搬送台１
８を検出しており、制御回路ＣＣによりユニットＵ１
（グループＬ１１、Ｌ１２）の磁極のみが電流を供給さ
れ励磁されている（ステップＳ１）。そして、図５〜８
により説明した磁気浮上搬送装置の作動原理に従って、
ユニットＵ１を構成する磁極に移動磁界が生じ、その移
動磁界と共に搬送台１８は図３中右方向に浮上走行し、
ステップＳ２がＮＯである場合のループを繰り返す。

【００３２】搬送台１８が移動してユニットＵ１、Ｕ２
間のセンサＰ_S12が搬送台の存在或いは通過を検出する
と（ステップＳ２がＹＥＳ）、ユニットＵ１（グループ
Ｌ１１、Ｌ１２）の磁極のみならず、ユニットＵ２（グ
ループＬ２１、Ｌ２２）の磁極も励磁される（ステップ
Ｓ３）。この状態は、搬送台１８が移動して、センサＰ
_S12は搬送台を検出しておらず、センサＰ_S21のみが搬
送台を検出した状態、すなわちステップＳ４がＹＥＳの
状態となるまで連続し、その間はステップＳ４がＮＯの
ループが繰り返される。

【００３３】ステップＳ４がＹＥＳであればユニットＵ
２の磁極のみが励磁され（ステップＳ５）、センサＰ
_S22が搬送台１８を検出（ステップＳ６）するまで、そ
の状態（ステップＳ６でＮＯのループ）は続行される。
そしてセンサＰ_S22が搬送台１８を検出すると（ステッ
プＳ６がＹＥＳ）、ユニットＵ２、Ｕ３双方の磁極が励
磁される（ステップＳ７）。ユニットＵ２、Ｕ３双方の
磁極が励磁される状態は、センサＰ_S22は搬送台を検出
しておらず、センサＰ_S31のみが搬送台を検出した状
態、すなわちステップＳ８がＹＥＳの状態となるまで連
続し、その間はステップＳ８がＮＯのループが繰り返さ
れる。

【００３４】そして、ステップＳ８がＹＥＳとなれば、
ユニットＵ３の磁極のみが励磁されて、ステップＳ９の
状態となる。

【００３５】図３では３個のユニットのみしか示されて
いないが、ユニット数が増加すれば、以後同様な工程が
繰り返される。また、ユニットＵ３からＵ１に向う場合
についても同様である。

【００３６】図示の実施例はあくまでも例示であり、特
許請求の範囲の内容をこれに限定する趣旨ではない。換
言すれば、特許請求の範囲の記載に従って、図示以外に
も種々の変更が可能である旨を付記する。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した本発明の効果を以下に列挙
する。

【００３８】（１）搬送台が位置センサ設置箇所に到
達すると搬送台の走行位置に対応して適当な磁極、或い
は磁極のユニットが励磁し、搬送台は安定浮上し、且
つ、移動磁界に伴って、該搬送台は浮上走行する。

【００３９】（２）搬送台が通過すると磁極への電流
供給が遮断され電磁石の励磁状態が解消されるので、磁
気浮上搬送装置の消費電力が節約される。

【００４０】（３）制御回路ＣＣの内、増幅器以外の
部材或いは回路の数を増すことで搬送路の長さを長くす
ることができる。

【００４１】（４）ヨーク状磁極のコイルへの電流の
供給は断続的に行われるため、該コイルの発熱量も極め
て小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すブロック図。

【図２】図１の部分ＩＩの回路のブロック図。

【図３】図１、２の実施例の構成を簡略化して示すブロ
ック図。

【図４】図３の実施例の作動フローチャートを示す図。

【図５】本発明の制御機構が適用される磁気浮上搬送装
置を示す正面図。

【図６】図５に示す磁気浮上搬送装置の側面図。

【図７】図５、６に示す磁気浮上搬送装置の作用を示す
正面図。

【図８】図５、６に示す磁気浮上搬送装置の磁極の配置
を示す側面図。

【符号の説明】

１０・・・隔壁１２、１２ａ・・・ヨーク状磁極１６、１６ａ、１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗ・・・コイル１８、１８ａ・・・浮上板（搬送台）２０・・・搬送対象物２２、２２ａ・・・基盤２６、４８・・・磁束Ｈ・・・水平方向Ｔ・・・垂直方向Ｍ・・・搬送台進行方向Ｕ、Ｕ１〜８・・・磁極から構成されたユニットＬ１１〜Ｌ８２・・・磁極から構成されたグループＣＣ、ＣＣ−２、ＣＣ−３・・・制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｐ 7/00 １０１Ａ 8835−5Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隔壁内に収容されて外部雰囲気から遮断
され且つ非磁性且つ良導体材料から構成されて対象物を
載置する搬送台と、断面形状が概略コ字状をした複数の
ヨーク状磁極から構成された軌道とを含み、前記搬送台
は少なくともその下面が平坦である様な断面形状をして
おり、該搬送台は該軌道及び隔壁に対して非接触状態を
維持しつつその上方を浮上走行する磁気浮上搬送装置で
用いられる制御機構において、前記ヨーク状磁極は複数
個ずつユニットとして前記搬送台の走行方向へ直列に配
置されており、各ユニットの走行方向中央部と隣接する
ユニットの各境界部には前記搬送台が通過したことを検
出する位置センサが設けられ、該位置センサの出力信号
を受信し且つ前記ヨーク状磁極へ電流を供給する制御手
段を含み、該制御手段は、各ユニットの走行方向中央部
のセンサが搬送台の通過を検出している場合には当該ユ
ニットのヨーク状磁極に電流を供給し、隣接するユニッ
トの境界部に設けられた位置センサが搬送台の通過を検
出している場合には当該隣接するユニットのヨーク状磁
極に電流を供給する様に構成されていることを特徴とす
る磁気浮上搬送装置の制御機構。