JPH0753040A

JPH0753040A - 搬送装置

Info

Publication number: JPH0753040A
Application number: JP20433993A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Matsuzaki; 隆一松崎
Original assignee: Seiko Seiki KK
Current assignee: Seiko Seiki KK
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】製造コストの上昇を伴わずに、浮上体の正確
な位置検出をすることのできる搬送装置を提供する。【構成】磁気浮上される浮上体１４に取り付けられた
永久磁石７４ａ、７４ｂの磁界は、それぞれ筒状隔壁１
１を介してホール素子７２ａ、７２ｂに作用する。ホー
ル素子７２ａ、７２ｂには、直流電流が直流電源５２に
よって供給される。ホール素子７２ａ、７２ｂの両端
ｄ、ｅには、ホール効果によって電圧が生じ、この電圧
が位置検出回路５４に供給される。このホール効果によ
る電圧は、短い範囲において、近似的に各永久磁石７４
ａ、７４ｂとホール素子７２ａ、７２ｂとの間の距離に
反比例するので、位置検出回路５４は、この電圧の変化
を基に浮上体１４の浮上位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送装置に係り、詳細
には、磁気浮上させた浮上体によって被搬送物を搬送す
る搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣ製造装置のように高度なクリ
ーン環境が要求される場所では、磁気浮上により非接触
で移動する浮上体によって、半導体ウエハ等を搬送する
搬送装置が用いられている。

【０００３】図４は、従来の搬送装置１０を表したもの
であり、図５は、図４における搬送装置１０のＰ−Ｐ断
面を表したものである。搬送装置１０は、筒状隔壁１１
と、この筒状隔壁１１内に配設されたガイドレール１２
に沿って前後方向（矢印Ａ）に移動するマグネットキャ
リア１３を備えている。筒状隔壁１１は、搬送装置１０
が真空チャンバ内等に配置された場合に、真空雰囲気と
マグネットキャリア１３側とを遮断するために設けら
れ、強度や加工性から非磁性のステンレス等の金属が使
用される。

【０００４】筒状隔壁１１の外周には、マグネットキャ
リア１３によって磁気浮上される円筒状の浮上体１４が
配設されている。この浮上体１４には、一端部に半導体
ウエハ等の被搬送物Ｂが載置される載置部１５ａを備え
た搬送棒１５の他端部が固定されている。そして、磁気
浮上された浮上体１４と、搬送棒１５および被搬送物Ｂ
は、リニアモータ１６（図５）で駆動されるマグネット
キャリア１３の移動に伴って前後動するようになってい
る。

【０００５】マグネットキャリア１３は、その前側と後
側の上下に、それぞれ前側電磁石１７及び後側電磁石１
８を備えており、浮上体１４は、これら上下の前側及び
後側電磁石１７、１８が発生する磁力によって、これら
磁力の合成力と浮上体１４及び搬送棒１５等に作用する
重力とが釣り合う位置に磁気浮上される。

【０００６】マグネットキャリア１３は、前側電磁石１
７に並設される前側位置検出センサ２０と、後側電磁石
１８に並設される後側位置検出センサ２１とを備えてい
る。図５に示すように、後側位置検出センサ２１は、上
側の左右にそれぞれ配設される上側位置検出センサ２１
１ａ、２１２ａと下側の左右に配設される下側位置検出
センサ２１１ｂ、２１２ｂとから構成されている。各位
置検出センサ２１１ａ、２１２ａ、２１１ｂ、２１２ｂ
は、それぞれコイル２３ａ、ｂが巻装された鉄心２４で
構成され、上側位置検出センサ２１１ａと下側電磁石２
１２ｂのコイル２３ａ、ｂはブリッジ状に組み合わされ
て高周波発振回路２２に接続されている。図示しない
が、上側位置検出センサ２１２ａと下側電磁石２１１ｂ
も同様に構成されている。

【０００７】コイル２３ａ、２３ｂは、高周波発振回路
２２によって、図６（Ａ）に示すようなセンサ搬送波が
供給されると、これらと対向する位置に配置された、磁
性体としての上側ターゲット２５ａ及び下側ターゲット
２５ｂに対して交流磁場を発生させる。そして、コイル
２３ａ、２３ｂ間の回路からは（Ｂ）で示すようなセン
サ出力Ｓが出力される。なお、図６において、Ｖは電
圧、ｔは時間を表している。

【０００８】浮上体１４が、所定位置（中点）に磁気浮
上している場合、センサ出力Ｓは、図６（Ｂ）の一点鎖
線ａで示すように、一定値となる。例えば、浮上体１４
が上方へと移動し、上側ターゲット２５ａが上側位置検
出センサ２１１ａ、２１２ａから遠ざかり、下側ターゲ
ット２５ｂが下側位置検出センサ２１１ｂ、２１２ｂに
接近した場合には、コイル２３ａのインダクタンスが小
さくなり、センサ出力Ｓは、点線ｃで示すように変化す
る。また、浮上体１４が下方に移動した場合には、コイ
ル２３ｂのインダクタンスが小さくなり、センサ出力Ｓ
は、実線ｂで示すように変化する。

【０００９】このような浮上体１４の位置変化に応じた
センサ出力Ｓの波形の変化から、浮上体１４の浮上位置
が検出され、その検出値に基づいて、各電磁石１７、１
８の励磁電流がフィードバック制御されて、浮上体１４
が所定の浮上位置に保持される。

【００１０】なお、搬送装置１０全体は回転軸Ｃを中心
に回動するようになっており、この回動とマグネットキ
ャリア１３による浮上体１４の前後動により、被搬送物
Ｂは所定位置に搬送される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の搬送装置では、
浮上体１４の位置検出を行う為に、筒状隔壁１１を介し
て、上側及び下側ターゲット２５ａ、２５ｂに交流磁場
を作用させているので、導体である筒状隔壁１１内に渦
電流が発生し、コイル２３ａ、２３ｂのインダクタンス
に影響を与える。

【００１２】従って、筒状隔壁１１の機械精度や取付け
精度が悪く、上側と下側、あるいは矢印Ａ方向で、その
厚さに誤差があったり、各位置検出センサ２０、２１と
筒状隔壁１１との間の距離が異なると、マグネットキャ
リア１３の移動と共にコイル２３ａ、２３ｂのインダク
タンスが変化してしまう。このため、浮上体１４の位置
が一定でも、あたかも浮上体１４の位置が変化したかの
ようなセンサ出力Ｓが得られ、浮上体１４の正確な位置
検出ができない。すなわち、従来の搬送装置では、浮上
体１４の正確な位置制御ができなかった。

【００１３】これを防止するためには、筒状隔壁１１の
機械精度等を、誤差１０μｍ程度にしなければならない
が、搬送装置の製造コストが上昇してしまうという問題
がある。また、センサ搬送波を供給するための高周波発
振回路や交流信号としてのセンサ信号Ｓを同期検波をす
るための回路が必要になるので、回路構成が複雑とな
り、これも製造コストの上昇を招いていた。

【００１４】そこで、本発明の目的は、製造コストの上
昇を伴わずに、浮上体の正確な位置検出をすることので
きる搬送装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明では、被搬送物が
載置される載置部を有する浮上体と、この浮上体を磁気
浮上させる磁気発生手段と、前記浮上体に取り付けられ
る永久磁石と、この永久磁石の磁気を検知することによ
り前記浮上体の浮上位置を検出する位置検出手段と、こ
の位置検出手段の検出値を基に前記磁気発生手段の磁力
を制御し前記浮上体の浮上位置を所定の位置にする磁力
制御手段と、前記磁気発生手段と前記浮上体との間に配
設され前記磁気発生手段側と浮上体側とを隔離する隔壁
部材と、この隔壁部材に沿って前記磁気発生手段を移動
させる駆動手段とを搬送装置に具備させて前記目的を達
成する。

【００１６】

【作用】本発明の搬送装置では、位置検出手段が、隔壁
部材を介して検知される永久磁石の磁気を基に浮上体の
位置を検出し、磁力制御手段が、この検出値に応じて磁
気発生手段の磁力を制御することにより、浮上体が所定
の位置に磁気浮上される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の搬送装置における一実施例を
図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１は、本
実施例による搬送装置５０を表しており、図２は、搬送
装置５０の図１におけるＱ−Ｑ断面を表したものであ
る。なお、従来の搬送装置１０と同様の構成については
同一の符号を付し、その詳細な説明は適宜省略すること
とする。

【００１８】本実施例の搬送装置５０においても、従来
と同様に前側と後側に浮上体１４を磁気浮上させるため
の電磁石１７、１８が配設されており、これら前後の電
磁石１７、１８によって磁気浮上された浮上体１４が、
筒状隔壁１１に沿って移動するマグネットキャリア１３
によって前後動されることで、搬送棒１５の載置部１５
ａに載置された被搬送物Ｂを搬送するようになってい
る。

【００１９】搬送装置５０では、下方の前側電磁石１７
に並設される２つのホール素子７１ｂ（７１ａ）と、下
方の後側電磁石１８に並設される２つのホール素子７２
ｂ（７２ａ）とを備えている。図２に示すように、ホー
ル素子７２ａ、７２ｂは、図５で示した位置検出センサ
２１１ａ、２１２ｂ方向と位置検出センサ２１２ａ、２
１１ｂ方向と同様に、それぞれマグネットキャリア１３
に固定されている。なお、ホール素子７１ａ、ｂ、７２
ａ、ｂはセンサ回路をブリッジする必要がなく、上側に
設ける必要はない。

【００２０】ホール素子７２ａには、直流電源５２によ
って紙面に垂直方向に直流電流が供給されるようになっ
ており、その両端ｄ、ｅは、位置検出回路５４に接続さ
れている。図示しないが、他のホール素子７１ａ、ｂ、
７２ｂについても、同様な回路が接続されている。

【００２１】浮上体１４は、その内壁面の、各ホール素
子７１ａ、ｂ、７２ａ、ｂと対向する位置に、永久磁石
７３ａ、ｂ、７４ａ、ｂを備えており、各ホール素子７
１ａ、ｂ、７２ａ、ｂに対して、マグネットキャリア１
３の径方向に磁界を作用させるようになっている。

【００２２】図３は、位置検出回路５４の構成を表した
ものである。位置検出回路５４は、演算増幅器６０と、
抵抗６１と、可変抵抗６２と、演算増幅器６３と、可変
抵抗６４とを備えている。演算増幅器６０は、ホール素
子７２ａ（７２ｂ）のｄ端側に反転入力端子（−）が接
続され、ｅ端側に非反転入力端子（＋）が接続されてい
る。この演算増幅器６０の出力端子は、抵抗６１の一端
に接続され、抵抗６１の他端は、演算増幅器６３の反転
入力端子（−）と、可変抵抗６４の一端に接続されてい
る。演算増幅器６３の非反転入力端子（＋）は、可変抵
抗６２に接続され、その出力端側は、可変抵抗６４の他
端に接続されると共に、各電磁石１７、１８の励磁電流
を制御するためにそれぞれ設けられる図示しない制御回
路に接続されている。可変抵抗６４は、予めゲインを調
整するためのものであり、可変抵抗６２は、バイアス電
圧を調整するものである。なお、この図において、ホー
ル素子７２ａ（７２ｂ）に作用する磁界の向きは、紙面
に垂直な方向である。

【００２３】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。前側及び後側電磁石１７、１８によ
り浮上体１４が磁気浮上され、永久磁石７４ａ、７４ｂ
によって磁界が作用しているホール素子７２ａ、７２ｂ
に、直流電源５２から直流電流が供給される。ホール素
子７２ａ、７２ｂには、ホール効果によってｄ端側とｅ
端側の間に電圧が生じ、位置検出回路５４に電圧が印加
される。この電圧は、演算増幅器６０において両入力端
子間の差に応じた電圧に増幅され、更に、演算増幅器６
３において、可変抵抗６２から供給されるバイアス電圧
との差に応じた電圧に増幅される。この演算増幅器６３
からの電圧は、センサ信号Ｓ′として出力される。

【００２４】このホール効果による電圧は、永久磁石７
４ａ、７４ｂの磁界の強さに比例して変化するので、浮
上体１４の位置が変化することにより、センサ出力Ｓ′
が変化する。従って、本実施例では、このセンサ出力
Ｓ′の変化を検出することによって、浮上体１４の位置
変位を検出し、この検出値を基に後側電磁石１８の励磁
電流をフィードバック制御する。また、ホール素子７１
ａ、７１ｂの出力を基にして、同様に前側電磁石１７の
励磁電流のフィードバック制御することによって、浮上
体１４を所定の浮上位置に保持する。

【００２５】以上説明したように、本実施例による搬送
装置では、従来の技術の位置検出センサ２０、２１の代
わりに、浮上体１４に取付けた永久磁石７３ａ、ｂ、７
４ａ、ｂの直流磁界を検出するホール素子７１ａ、ｂ、
７２ａ、ｂを備えているので、交流磁界による筒状隔壁
１１内での渦電流の発生がない。従って、筒状隔壁１１
の機械精度等が悪くても正確に浮上体１４の位置を検出
することができる。

【００２６】また、従来のようにセンサ搬送波を発生さ
せるための高周波発振回路や同期検波回路が必要ないの
で、回路構成を簡略化できる。従来では消費電力を少な
くするために交流信号の位相を合わせる等のセンサチュ
ーニングしていたが、本実施例の搬送装置では、その必
要はなく、増幅器のゲインの調整や各部材のオフセット
調整だけで済む。

【００２７】なお、円柱状の浮上体をその外周部に設け
た電磁石によって磁気浮上させるタイプの搬送装置にお
いて本発明は適用できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の搬送装置によれば、製造コスト
の上昇を伴わずに、浮上体の正確な位置検出をすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による搬送装置の断面を表し
た部分破断側面図である。

【図２】同装置の図１におけるＱ−Ｑ断面を表した正面
図である。

【図３】同搬送装置における位置検出回路の回路構成を
表す回路図である。

【図４】従来の搬送装置を表した部分破断側面図であ
る。

【図５】同搬送装置の図４におけるＰ−Ｐ断面を表した
正面図である。

【図６】（Ａ）は、同搬送装置のセンサ搬送波の波形を
表す図、（Ｂ）は、センサ出力の時間変化を表す図であ
る。

【符号の説明】

１１筒状隔壁１２ガイドレール１３マグネットキャリア１４浮上体１５搬送棒１５ａ載置部１６リニアモータ１７前側電磁石１８後側電磁石５０搬送装置５２直流５４位置検出回路６０演算増幅器６１抵抗６２可変抵抗６３演算増幅器６４可変抵抗７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂホール素子７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂ永久磁石Ｓ′ センサ出力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被搬送物が載置される載置部を有する浮
上体と、この浮上体を磁気浮上させる磁気発生手段と、前記浮上体に取り付けられる永久磁石と、この永久磁石の磁気を検知することにより前記浮上体の
浮上位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の検出値を基に前記磁気発生手段の磁
力を制御し、前記浮上体の浮上位置を所定の位置にする
磁力制御手段と、前記磁気発生手段と前記浮上体との間に配設され、前記
磁気発生手段側と浮上体側とを隔離する隔壁部材と、この隔壁部材に沿って前記磁気発生手段を移動させる駆
動手段とを具備することを特徴とする搬送装置。