JPH0891570A - 無塵垂直リフター - Google Patents

無塵垂直リフター

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Publication number
JPH0891570A
JPH0891570A JP6232833A JP23283394A JPH0891570A JP H0891570 A JPH0891570 A JP H0891570A JP 6232833 A JP6232833 A JP 6232833A JP 23283394 A JP23283394 A JP 23283394A JP H0891570 A JPH0891570 A JP H0891570A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gap
guide rail
electromagnets
dust
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6232833A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Matsuoka
博昭 松岡
Toshio Namikata
寿夫 南方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sony Corp
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sony Corp
Priority to JP6232833A priority Critical patent/JPH0891570A/ja
Publication of JPH0891570A publication Critical patent/JPH0891570A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/60Electric or hybrid propulsion means for production processes

Landscapes

  • Types And Forms Of Lifts (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体工場のクリーンルーム等の内部で無発
塵で部品等を搬送させるためリニアガイド、ボールネジ
等を用いず搬送テーブルに設けた案内手段でガイドレー
ルに対して非接触で昇降させるようにする。 【構成】 垂直リフターはガイドレール1に対して昇降
する搬送テーブル2に案内手段3を設け、取付フレーム
4に取付けた電磁石5をガイドレール1に対して配置し
たものをx、y軸のそれぞれ直交する軸線上に2対設け
る。これら電磁石5は搬送テーブル2の上下端に2組設
けてある。ギャップセンサ6による信号は制御回路7へ
送られ、その信号に基づいて電磁石5の励磁電流を制御
してギャップ調整する。駆動部は牽引ベルト8を介して
接続され、電源は給電ケーブル9により送られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ガイドレールと非接
触で運搬テーブル等を昇降させる無塵垂直リフターに関
する。
【0002】
【従来の技術】各種工場等において、運搬テーブル等の
上に部品類を乗せてこれらを昇降させるのに用いられる
垂直リフターは、従来一般にテーブルがガイドレールに
リニアガイドを介して取り付けられ、ベルトにより上下
に牽引される方式、あるいはボールネジなどによりテー
ブルを上下動させる方式が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子部品等
を製造する工場等では室内の塵埃を高度に浄化したいわ
ゆるクリーンルームを必要とする場合があり、かかるク
リーンルームでは上述したいずれの方式の垂直リフター
も適合しない。これらはリニアガイド、ボールネジ等の
発塵箇所を有するからであり、かかる垂直リフターを使
用する場合は、リフターの全体をカバーで囲み局所排気
して防塵するなどの種々の対策を必要とする。従って、
かかる対策を施すのに伴なって吸引装置、フィルター等
の付帯設備が増え、占有スペースが大きくなる等種々の
問題があった。
【0004】この発明は、かかる従来の垂直リフターに
伴なう問題点に留意して、ガイドレールに沿って昇降す
る搬送テーブルに案内手段を設け、ギャップセンサから
の信号に基づいてギャップ調整する電磁石の一対を対向
配置して非接触でガイドレールに対して搬送テーブルを
案内し無発塵で昇降させ、設備のコンパクト化、付帯設
備の簡素化を図った無塵垂直リフターを提供することを
課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明は、垂直方向に設けられる磁性体のガイドレー
ルに沿って非接触で昇降する搬送テーブルを設け、この
テーブルにガイドレールとの間のギャップを電磁力で調
整しつつ案内する案内手段を設け、案内手段がガイドレ
ールを挟んでその断面の互いに直交する軸上の四面に対
向配置される2対の電磁石と、その励磁電流をギャップ
センサからのフィードバック信号に基づいて制御してギ
ャップを調整するギャップ制御手段を備えて成る無塵垂
直リフターの構成としたのである。
【0006】上記解決手段において、前記電磁石を、対
向する磁極の2対にそれぞれコイルを巻いて形成し、そ
の一方にバイアス電流を他方に制御電流を流し、ギャッ
プセンサからのフィードバック信号に基づいて制御電流
を制御してギャップを調整するように構成するとよい。
【0007】前記直交軸上の2対の電磁石をテーブルの
上下端に2組設けるようにしてもよい。
【0008】さらに、前記ガイドレールの直交する一方
の軸線上の一対の電磁石を分割してその軸線に対称に2
対設けることもできる。
【0009】又、以上のいずれかの解決手段において、
前記搬送テーブルの昇降のための駆動部としてリニアモ
ータを設けるようにしてもよい。
【0010】さらに上記解決手段に対して、前記搬送テ
ーブルにカウンタウェイトを接続して駆動部の負荷を軽
減させるようにしたものとしてもよい。
【0011】
【作用】上記のように構成したこの発明の垂直リフター
は、案内手段のギャップセンサからのフィードバック信
号に基づいて電磁力を調整することにより最適のギャッ
プを保持しつつ上下方向にガイドレールに対して非接触
で昇降する。
【0012】2対の電磁石を対向配置してそれぞれの電
磁石の励磁電流を制御すると、それぞれの電磁石で吸引
力を発生し、その場合電磁石とガイドレールとの吸引力
Fmは一般に次式で与えられる。
【0013】Fm=B2 ・S/2μ =(μ・S/8・g2 )×(NI)2 ここで、B :ギャップ磁場 S :磁極面積 μ0 :透磁率 g :ギャップ長 N :ターン数 I :励磁電流 対向配置された電磁石による案内力Fは、それぞれの電
磁石の吸引力Fm1 、Fm2 の差で与えられ、次式で表
わされる。
【0014】F=Fm1 −Fm2 なお、上式は各対の電磁石が案内手段のフレームに強固
に固定され電磁石対の互いに対向する電磁石間の距離は
変化しない、又電磁石の向きが変化することもないこと
を前提としている。上記吸引力Fm1 、Fm2 は理想的
には同じ値であるが、実際には荷室のアンバランスなど
の原因により若干異なるため、ガイドレールをはさんで
互いに反対向きに作用するものである。
【0015】上記解決手段では一対の電磁石を直交軸上
に2対設けたから、直交する軸方向のいずれの方向に対
しても所定のギャップを正確に保持し、テーブルをガイ
ドレールに接触させることなく上下方向に案内できる。
【0016】第二の解決手段におけるギャップ制御手段
の概略構成を図7に示す。この場合、バイアス電流をI
b 、制御電流をIc とすると案内力は次式で表わされ
る。
【0017】F=Fm1 −Fm2 =(μ0 S/8g2 ){(NIc +NIb 2 −(NI
c −NIb 2 } =(μ0 SN2 /2g2 )・Ib ・Ic 上式から分るように、案内力Fはバイアス電流Ib と制
御電流1c の積で表わされ、近似的に制御電流Ic の1
次関数となり、正負両方向に力が発生する。なお、バイ
アス電流による磁力を永久磁石に置替えても同様の効果
が得られる。
【0018】さらに、第三の解決手段ではテーブルの上
下端に直交軸上の2対の電磁石を2組設けたから、直交
軸のそれぞれの軸の周りにテーブルを回転制御し、テー
ブル上下端でのガイドレールとの隙間を所定のギャップ
に保持して案内することができる。
【0019】又、第四の解決手段では直交する軸線上の
一対の電磁石を分割して2対の電磁石を設けたから、ガ
イドレールの上下方向に軸線の周りにテーブルを回転制
御することもできる。
【0020】以上のいずれかの解決手段において駆動部
としてリニアモータを設けると、ガイドレールに対して
非接触で駆動力が与えられ、テーブルを無発塵で案内駆
動することができる。
【0021】上記リニアモータに対して搬送テーブルに
カウンタウェイトを接続するとリニアモータの負荷が軽
減され、軽負荷で昇降駆動できることになる。
【0022】
【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は実施例の無塵垂直リフターの側面図
である。1はガイドレール、2は搬送テーブル、3は案
内手段である。ガイドレール1は磁性体から成り垂直方
向に設けられ、このガイドレール1に沿って搬送テーブ
ル2は非接触で案内され昇降する。案内手段3は搬送テ
ーブル2に付設されガイドレール1との間のギャップを
電磁力で調整しつつテーブル2を案内する。
【0023】案内手段3は、図2の平面図に示すよう
に、断面が中空四角形のガイドレール1を取り囲む矩形
状の取付フレーム4と複数組の電磁石5とから成る。こ
の実施例では電磁石5は取付フレーム4の内面に設けた
電磁石5a〜5dから成り、互いに対向する面に向けた
5aと5c、5bと5dをそれぞれ互いに対称なものと
している。さらに、電磁石5b、5dはそれぞれ2分割
され、電磁石5b1 と5b2 、5d1 と5d2 から成
り、5b1 と5d1 、5b2 と5d2 がそれぞれ対にな
っている。
【0024】上記電磁石5のグループは、図1に示すよ
うに搬送テーブル2に対して上下に2組設けられ、テー
ブル2の支持ブラケット2aに固定されている。
【0025】取付フレーム4には、電磁石5とガイドレ
ール1の間のギャップを測定するためのギャップセンサ
6が少なくとも2面に設けられており、このギャップセ
ンサ6からの信号により、電磁石5の励磁電流を制御す
る制御回路7が搬送テーブル2の下面に設けられてい
る。8は牽引ベルト、9は給電ケーブルである。牽引ベ
ルトの駆動部や電源は発塵対策を施した遠隔場所に設
け、適宜手段で牽引ベルト8、給電ベルト9に接続する
(図示省略)。又、これら牽引ベルト8、給電ケーブル
9をガイドレール内の空間に配置することにより発塵対
策とすることもできる。さらに、給電ケーブル9と牽引
ベルト8を兼用した形状のものとすることもできる。
【0026】以上のように構成した実施例の垂直リフタ
ーは次のようにして無発塵でガイドレールに沿って昇降
される。即ち垂直リフターのテーブル2の昇降について
は牽引ベルト8で上下方向に駆動される。牽引ベルト8
は駆動部が発塵しない位置に設けられているから、無発
塵で搬送テーブル2を昇降させることができる。
【0027】搬送テーブル2の昇降中にテーブルはガイ
ドレール1に対して電磁石5によりギャップを制御しな
がら案内される。電磁石5による案内は、図2に示すよ
うに、例えばx軸方向へは電磁石5aと5cの一対によ
り行なわれる。y軸方向に対しても同様であるが、この
場合電磁石5b、5dはそれぞれ2つに分割されている
から、5b1 と5d1 、5b2 と5d2 の2対の電磁石
により図1に示すz軸の周りに回転制御することもでき
る。
【0028】図3は、図2の電磁石対のうちの5a、5
cの2対に対する電磁石の構成及びその作用を説明する
図であって、基本的には図7と同じである。従って、案
内力はバイアス電流Ib と制御電流Ic の積に比例し、
バイアス電流Ib が一定であれば近似的に制御電流Ic
の1次関数となり正負両方向の力が発生する。
【0029】案内力はガイドレール1を挟んで対向する
2対の電磁石5a、5cが同じギャップ量gで正確に位
置しながら移動するときはゼロであるが、実際には荷重
のアンバランスなど種々の要因で向い合う電磁石対5
a、5cのガイドレール1に対するギャップ量gが変化
することにより発生する。
【0030】従って、制御電流Ic は上記案内力の方向
がガイドレール1に対するギャップ量gの値が変化した
際にその変化を打消す方向となるように正負いずれかの
電流として流し、常にギャップ量gが対向する側で同じ
となるように制御すればよい。
【0031】なお、図3に示す2つの電磁石対は左側で
NとN極により反発し、右側ではNとS極のため吸引し
合うが、電磁石5a、5cは取付フレーム4に強固に取
付けられているため、5aと5cが斜めに向いて変形す
るようなことはない。
【0032】さらに、上記3対の電磁石のグループは搬
送テーブル2の上下端にも設けられているから、x軸上
の電磁石5a、5cのグループを上下で作動させること
によってy軸の周りに、又y軸上の電磁石5b、5dを
上下で作動させることによってx軸の周りにそれぞれ回
転制御することもできる。
【0033】以上により、ガイドレール1と案内手段3
とのギャップはx、y軸の2軸方向への移動制御と、
x、y、z軸の3軸方向の回転制御をすることにより所
定の隙間に正確に制御される。
【0034】図4に第二実施例の垂直リフターの側面図
を示す。この実施例は搬送テーブル2、案内手段3は基
本的に同じであるが、搬送テーブル2を昇降させるため
の駆動手段としてリニアモータ8′を設け、テーブルの
位置・速度を検出するためのリニアスケール10aとそ
のスケール読み取りのためのセンサー10bを設けた点
が第一実施例と異なる。第一実施例と同じ機能部材には
同一符号を付して説明は省略する。
【0035】リニアモータ8′は、搬送テーブル2の取
付ブラケット2a又は案内手段3の取付フレーム4のい
ずれかの取付面にガイドレール1の面に対向して適当数
の1次側コイル8a′を取付け、ガイドレール1の面に
その長さ方向に沿って2次側導体8b′を取付けたもの
から成る。かかるリニアモータ8′によって搬送テーブ
ル2は非接触でガイドレール1に沿って昇降する。
【0036】リニアスケール10aはバーコード状の識
別マークを長さ方向に沿って表示したものであり、その
識別マークをセンサー10bにより光学的に読取って位
置・速度を検出し、この信号に基づきリニアモータ8’
の1次側コイル8aの励磁電圧を制御し、リニアモータ
8の推力をコントロールする。なお、リニアスケールは
磁気式のものでもよい。
【0037】図5は、図4の第二実施例の垂直リフター
に対してカウンタウェイト11を設けた例を示す。カウ
ンタウェイト11はベルト11aを介してテーブル重量
と同等の重さで釣合せるようにしておくと、リニアモー
タ8の負荷を減少させることができ、さらにテーブル停
止時にはリニアモータ8の励磁電圧をゼロにすることが
できる。
【0038】図6は図5のリニアモータ8の1次側コイ
ル8aと2次側導体8bとを逆にして設けた例を示す。
従って、この場合は地上側に固定される1次側コイル8
aは適当な間隔で複数組必要である。2次側導体8bは
取付フレーム4と4に取付けられている。
【0039】なお、上記いずれの実施例も給電ケーブル
9により電源を供給するようにしているが、テーブルに
バッテリを搭載し、それにより電磁石等の電力を供給す
ることにより給電ケーブル9は省略してもよい。
【0040】
【効果】以上詳細に説明したように、この発明の垂直リ
フターは搬送テーブルを案内手段でガイドレールに対し
て非接触で案内して昇降させ、案内手段は少なくとも一
対の電磁石を対向配置しギャップ調整をするギャップ制
御手段を備えたものとしたから、一対の電磁石の吸引力
の差を案内力として搬送テーブルを案内することがで
き、従ってリニアガイド、ボールネジ等が不要となり潤
滑油の飛散や摺動部での摩耗による発塵を完全に防止で
きるという利点が得られ、半導体工場のクリーンルーム
内のウェハー移載用リフター等の用途に用いるとコンパ
クト化、付帯設備の簡素化等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の無塵垂直リフターの側面図
【図2】図1の線II−IIから見た平面図
【図3】図2の電磁石の一対を拡大した説明図
【図4】第二実施例の無塵垂直リフターの側面図
【図5】第二実施例にカウンタウェイトを付加した例の
側面図
【図6】第二実施例のリニアモータを変形した例の側面
【図7】電磁石対による案内力の発生を説明する原理図
【符号の説明】
1 ガイドレール 2 搬送テーブル 3 案内手段 4 取付フレーム 5 電磁石 6 ギャップセンサ 7 制御回路 8 牽引ベルト 9 給電ケーブル 10a リニアケーブル 10b センサー 11 カウンタウェイト

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直方向に設けられる磁性体のガイドレ
    ールに沿って非接触で昇降する搬送テーブルを設け、こ
    のテーブルにガイドレールとの間のギャップを電磁力で
    調整しつつ案内する案内手段を設け、案内手段がガイド
    レールを挟んでその断面の互いに直交する軸上の四面に
    対向配置される2対の電磁石と、その励磁電流をギャッ
    プセンサからのフィードバック信号に基づいて制御して
    ギャップを調整するギャップ制御手段を備えて成る無塵
    垂直リフター。
  2. 【請求項2】 前記電磁石を、対向する磁極の2対にそ
    れぞれコイルを巻いて形成し、その一方にバイアス電流
    を他方に制御電流を流し、ギャップセンサからのフィー
    ドバック信号に基づいて制御電流を制御してギャップを
    調整することを特徴とする請求項1に記載の無塵垂直リ
    フター。
  3. 【請求項3】 前記直交軸上の2対の電磁石をテーブル
    の上下端に2組設けたことを特徴とする請求項1又は2
    に記載の無塵垂直リフター。
  4. 【請求項4】 前記ガイドレールの直交する一方の軸線
    上の一対の電磁石を分割してその軸線に対称に2対設け
    たことを特徴とする請求項3に記載の無塵垂直リフタ
    ー。
  5. 【請求項5】 前記搬送テーブルの昇降のための駆動部
    としてリニアモータを設けたことを特徴とする請求項1
    乃至4のいずれかに記載の無塵垂直リフター。
  6. 【請求項6】 前記搬送テーブルにカウンタウェイトを
    接続して駆動部の負荷を軽減させるようにしたことを特
    徴とする請求項5に記載の無塵垂直リフター。
JP6232833A 1994-09-28 1994-09-28 無塵垂直リフター Pending JPH0891570A (ja)

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JP6232833A JPH0891570A (ja) 1994-09-28 1994-09-28 無塵垂直リフター

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003341844A (ja) * 2002-05-24 2003-12-03 Korea Electrotechnology Research Inst 移送装置
JP2007221948A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 智明 ▲高▼尾 超伝導体の常伝導転移を利用した電流制御装置
JP2010111513A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Sfa Engineering Corp 移送装置
KR20230100556A (ko) * 2021-12-28 2023-07-05 세메스 주식회사 자기 부상 타워 리프트의 캐리지 가이드 시스템 및 이를 이용한 캐리지 시스템

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