JPH1113855A - 磁気カップリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力源側の磁気結合部材と従動側の磁気結合
部材間の相対位置の変位を正確に検知して発生する振動
を減衰させる磁気カップリング装置を提供する。 【解決手段】 圧力センサ１７及び内輪磁石１１Ａの中
心線Ｍ―Ｍ´が、外輪磁石１５Ａの中心線Ｎ―Ｎ´と略
一致する箇所である符号Ｐで示す位置にあるとき、内輪
磁石１１Ａと外輪磁石１５Ａとの間の吸引力Ｆは充分に
大きな値になる。内輪９のＬ方向への相対移動により中
心線Ｍ―Ｍ´が、符号Ｑで示す位置にあるとき、吸引力
Ｆは充分に小さな値となる。内輪９と外輪１３とが、図
示のように平衡状態にあって中心線Ｍ―Ｍ´が、外輪磁
石１５Ａの右側端面（区間ＰＱの中点）に一致している
ときの吸引力Ｆは、符号Ｔで示すような値になる。吸引
力Ｆは、互いに対向関係にある内輪磁石１１Ａ側の磁極
と外輪磁石１５Ａ側の磁極との間の距離の２乗に反比例
して減少する非線形特性を有している。この非線形特性
データと圧力センサ１７からの出力信号とに基づいて内
輪９と外輪１３との間の相対変位量を求めることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対向する磁気結合
部材間の作用力により、夫々磁気結合部材を有して対向
する一方の可動体から他方の可動体へ動力を伝達する磁
気カップリング装置に関する。以下、本明細書では磁気
カップリングを利用した搬送装置を例にとり説明する。

【０００２】

【従来の技術】磁気カップリングは、隔壁を介した動力
伝達が原理的に可能である。そのため、磁気カップリン
グは、従動側を動力源側から完全に隔離し、且つ外界か
らも遮蔽した超高真空等の雰囲気の密閉空間内に置く必
要のある装置、例えば半導体製造ラインの半導体ウエハ
搬送装置に動力伝達機構として従来より用いられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気カップ
リングでは、モータ等の動力源の起動による動力源側か
ら従動側への動力伝達開始時、及び駆動停止による動力
伝達停止時のように、動力源側の磁性体の磁極と従動側
の磁性体の磁極との間に加減速に起因する力が作用して
両磁性体の磁極間に相対的な変位が生じると、これによ
り振動が発生する。そのため、磁気カップリングを動力
伝達機構として備える半導体ウエハ搬送装置では、上記
振動により載置された半導体ウエハが位置ずれして位置
決め精度が低下したり、場合によっては搬送装置から落
下したりする等の問題が生じる。

【０００４】そこで、各々磁性体を有する動力源側の可
動体、従動側の可動体の相対位置を検知するセンサを設
け、このセンサからの出力信号に基づいて従動側の可動
体に発生する振動が減衰するよう動力源をフィードバッ
ク制御する方法が提案されている（特開平６―１００１
６４号公報参照）。しかし、この方法では、上記センサ
に動力源側の磁性体に巻回した励磁コイルに交流電圧を
印加して励磁電流の変化を電流計でチェックする方式、
渦電流式の変位センサ、或いは静電容量式の変位センサ
等のいずれかが用いられていたので、電気的ノイズの影
響を受け易く正確な相対位置の検知が困難である。特
に、渦電流式の変位センサについては、上述した隔壁を
導体によって形成している磁気カップリングには適用で
きないという欠点もあった。

【０００５】従って本発明の目的は、動力源側の磁気結
合部材と従動側の磁気結合部材との間の相対位置の変位
を正確に検知して、発生する振動を減衰させることがで
きる磁気カップリング装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従う磁気カップ
リング装置は、対向する磁気結合部材間の作用力によ
り、夫々磁気結合部材を有して対向する一方の可動体か
ら他方の可動体へ動力を伝達するもので、可動体のいず
れか一方に、対向する磁気結合部材間に生じる相対的な
変位量を検知する変位量検知手段を備える。

【０００７】上記構成によれば、可動体のいずれか一方
に備えた変位量検知手段が、対向する磁気結合部材間に
生じる相対的な変位量を検知することとしたので、動力
源側の磁気結合部材と従動側の磁気結合部材との間の相
対位置の変位を正確に検知することができる。

【０００８】本発明の好適な実施形態では、可動体の一
方は、変位量検知手段からの出力信号に基づいて制御手
段によりフィードバック制御されるモータによって駆動
される。この制御手段は、変位量検知手段からの出力信
号に基づいて両可動体間において相対的な変位が解消す
るようモータを制御する。

【０００９】また、上記実施形態では、２つの可動体
は、モータの駆動力を直接受ける内周側環状可動体と、
この内周側環状可動体から磁気結合部材間の作用力によ
りモータの駆動力が伝達される外周側環状可動体であ
る。そして、内周側環状可動体と外周側環状可動体と
は、隔壁を介して対向している。

【００１０】また、変位量検知手段には、対向する磁気
結合部材の一方に一体的に設けられ、この磁気結合部材
と他方の磁気結合部材とが夫々異極性の磁極を対向させ
ていることにより両磁気結合部材間に生じる吸引力の変
動を検知する圧力センサが用いられる。この吸引力の変
動は、両可動体間の相対変位量に応じた引張圧力として
圧力センサに加わるので、この引張圧力を検知すれば、
相対変位の大きさが分る。

【００１１】上記変位量検知手段は、対向する磁気結合
部材の一方に一体的に設けられ、この磁気結合部材と他
方の磁気結合部材とが夫々同極性の磁極を対向させてい
ることにより両磁気結合部材間に生じる反発力の変動を
検知する圧力センサが用いられる。この反発力の変動
は、両可動体間の相対変位量に応じた圧縮圧力として圧
力センサに加わるので、この圧縮圧力を検知すれば、相
対変位の大きさが分る。

【００１２】また、上記変位量検知手段を有する磁気結
合部材と、この磁気結合部材と対向する他の磁気結合部
材とは、両可動体が平衡状態にあるとき互いの位置がず
れるよう配置されている。このように、両磁気結合部材
の位置をずらして配置することによって、相対移動する
方向が分る。

【００１３】上記変位量検知手段を有する磁気結合部材
には、磁石や、強磁性体や、常磁性体や、反磁性体から
成るものが用いられる。

【００１４】上記実施形態に係る第１の変形例では、可
動体の一方に配置される磁気結合部材同士の隙間に、変
位量検知手段を有する磁気結合部材を新たに配置し、変
位量検知手段には、この手段を有する磁気結合部材と他
方の可動体の磁気結合部材との間に生じる吸引力の変動
又は反発力の変動を検知する圧力センサが用いられる。
そして、変位量検知手段を有する磁気結合部材は磁石に
よって形成されている。このように構成するすることに
より、変位量検知手段の計測範囲を大きくすることがで
きる。

【００１５】上記実施形態に係る第２の変形例では、一
方の可動体の磁気結合部材の１つが、弾性部材を介して
その可動体に取付けられ、弾性部材の移動方向両側面
に、磁気結合部材とこの磁気結合部材と対向関係にある
他方の可動体の磁気結合部材との間に生じる吸引力の変
動を検知するせンサを設ける。これらのセンサには、例
えば上記吸引力の変動を検知する歪ゲージ、或いは、上
記吸引力の変動を検知する圧力センサが用いられる。

【００１６】また、上記実施形態に係る第３の変形例で
は、一方の可動体の磁気結合部材の１つが、弾性部材を
介してその可動体に取付けられ、この磁気結合部材と、
この磁気結合部材に対向関係にある他方の可動体の磁気
結合部材とは、両可動体が平衡状態にあるとき互いの位
置がずれるよう配置されている。そして、弾性部材の移
動方向片側面には、両磁気結合部材間に生じる吸引力の
変動を検知するせンサとして、例えば上記吸引力の変動
を検知する歪ゲージが用いられる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の磁気カップリング装置を
半導体ウエハ搬送装置の動力伝達機構に適用した一実施
形態の要部平面図、図２は、図１のＡ―Ａ´線断面図で
ある。

【００１９】上記搬送装置は、外界から遮蔽した超高真
空等の雰囲気の密閉空間内に設置する必要のある半導体
製造ラインの一部を構成するものである。上記搬送装置
は上方から見ると、図１に示すように全体として円形状
を呈しており、隔壁１と、基台３と、モータ５と、モー
タ支持台７と、内輪９と、複数個の内輪磁石１１と、外
輪１３と、複数個の外輪磁石１５と、圧力センサ１７
と、図３において詳述するサーボ機構とを備える。

【００２０】隔壁１は、モータ５や内輪９や複数個の内
輪磁石１１等を設けるための駆動源側空間２と、外輪１
３や複数個の外輪磁石１５や半導体ウエハの搬送台（図
示しない）等を設けるための従動側空間４とを密閉状態
で仕切るためのもので、基台３の駆動源側空間２に対応
する円形孔の外縁部に取付けられている。隔壁１は、図
１に示した円環状の側壁１ａと、図１には示してないが
側壁１ａの上端部に側壁１ａと一体的に成形された円形
状の天板１ｂ（図２参照）とにより構成される。従っ
て、隔壁１の断面形状は、図２に示すように略コ字状を
呈することになる。

【００２１】モータ５は、サーボ機構の制御下で駆動
し、モータ出力軸５ａを介して内輪９を正／逆回転させ
るもので、基台３に固定されたモータ支持台７によって
底部を支持されて駆動源側空間２に設置されている。

【００２２】内輪９は、その外縁部に所定間隔で複数個
の内輪磁石１１が配置されている。内輪９は、各々の内
輪磁石１１と側壁１ａの内周側との間隔を略一定に保持
した状態でモータ出力軸５ａに回転自在に支持され、駆
動源側空間２に設置されている。

【００２３】外輪１３は、その内縁部に所定間隔で複数
個の外輪磁石１５が配置されている。外輪１３は、各々
の外輪磁石１５と側壁１ａの外周側との間隔を略一定に
保持した状態でベアリング１６を介して側壁１ａの外周
側に回転自在に支持され、従動側空間４に設置されてい
る。なお、この外輪１３には半導体ウエハ（図示しな
い）を載置して搬送するための搬送台（図示しない）が
取付けられている。この搬送台は、従動側空間４、即
ち、上述した隔壁１と別の隔壁（図示しない）とによっ
て画定される外界から完全に遮蔽された密閉空間内を、
外輪１３の回転に伴って回転移動する。

【００２４】複数個の内輪磁石１１及び複数個の外輪磁
石１５は、いずれも隣接する磁石１１（又は１５）同士
で磁極（Ｎ、Ｓ）の配置が逆になるように、且つ、側壁
１ａを介して互いに対向関係にある磁石１１、１５の対
向する側の磁極が異なる磁極になるように内輪９、外輪
１３に夫々取付固定されている。このように、複数個の
内輪磁石１１と複数個の外輪磁石１５とを夫々内輪９、
外輪１３に設けることにより、互いに対向関係にある磁
石１１、１５の対向する側の磁極間に磁気吸引力が生じ
るので、モータ５の起動に伴って内輪９が回転を開始す
ると、それに応じて外輪１３も回転を開始することとな
る。よって、内輪９及び複数個の内輪磁石１１と、外輪
１３及び複数個の外輪磁石１５とが、モータ５の回転駆
動力を半導体ウエハの搬送台（図示しない）に伝達する
ための動力伝達機構として機能する。

【００２５】更に、本発明の一実施形態に従えば、複数
個の内輪磁石１１のうちのいずれか１個に、その内輪磁
石１１と対応関係にある外輪磁石１５との間の引張圧力
（即ち、吸引力）を検出するための圧力センサ１７が設
けられる。そして、圧力センサ１７を備える内輪磁石１
１Ａと、これに対応し、圧力センサ１７の検知対象にな
っている外輪磁石１５Ａとは、残り全ての内輪磁石１１
と残り全ての外輪磁石１５との相対位置が図１に示すよ
うに全て平衡状態になったとき、互いの位置がずれるよ
うに内輪９と外輪１３とに夫々配置されている。なお、
圧力センサ１７は、内輪磁石１１Ａと一体的に構成され
ており、内輪磁石１１Ａは、圧力センサ１７のない側を
側壁１ａに向けて内輪９に取付けられる。

【００２６】図３は、図１の動力伝達機構が備えるモー
タを制御するためのサーボ機構を示すブロック図であ
る。

【００２７】上記サーボ機構は、図示のように、増幅器
１９と、制御器２１と、モータドライバ２３とを備え
る。

【００２８】増幅器１９は、上記内輪磁石１１Ａと外輪
磁石１５Ａとの間の相対位置の変位に起因する吸引力
（引張圧力）の大きさに応じて圧力センサ１７から出力
される微小信号を増幅して制御器２１に出力する。

【００２９】制御器２１は、ＣＰＵと、メモリと、入／
出力インタフェース（いずれも図示しない）とを備え
る。制御器２１は、操作盤（図示しない）からの位置指
令情報と、増幅器１９によって増幅された圧力センサ１
７からの内輪９と外輪１３との相対位置の変位量を示す
出力信号と、位置検出用センサ（図示しない）から出力
されるモータ５の現在位置検出信号とを夫々入力する。
そして、これらの入力情報に基づき、モータドライバ２
３に制御信号を出力することによりモータドライバ２３
を通してモータ５をフィードバック制御する。

【００３０】図４は、本発明の一実施形態に係る圧力セ
ンサ１７による内輪９と外輪１３との間の相対変位検出
の手法を示す説明図である。

【００３１】図４において、圧力センサ１７の計測範囲
は、図４（ｂ）で示す区間ＰＱに限定される。即ち、図
４（ａ）、（ｂ）から明らかなように、圧力センサ１７
及び内輪磁石１１Ａの中心線Ｍ―Ｍ´が、外輪磁石１５
Ａの中心線Ｒ―Ｒ´と略一致する箇所である図４（ｂ）
の符号Ｐで示す位置にあるとき、内輪磁石１１Ａと外輪
磁石１５Ａとの間の吸引力Ｆ（圧力センサ１７に作用す
る引張圧力）は充分に大きな値になる。一方、内輪９の
Ｌ方向への相対移動により上記中心線Ｍ―Ｍ´が、図４
（ｂ）の符号Ｑで示す位置にあるとき、上記吸引力Ｆは
充分に小さな値となる。更に、内輪９と外輪１３とが、
図４（ａ）に示すように平衡状態にあって、上記中心線
Ｍ―Ｍ´が、外輪磁石１５Ａの右側端面（区間ＰＱの中
点）に一致しているときの上記吸引力Ｆは、符号Ｔで示
すような値になる。

【００３２】上記吸引力Ｆは、図４（ｂ）に示すよう
に、互いに対向関係にある内輪磁石１１Ａ側の磁極と外
輪磁石１５Ａ側の磁極との間の距離の２乗に反比例して
減少する非線形特性を有している。この非線形特性デー
タは、図３に示した制御器２１のメモリ（図示しない）
中に予め記憶されている。制御器２１のＣＰＵ（図示し
ない）は、上記非線形特性データと、圧力センサ１７か
らの出力信号とに基づいて、上述した吸引力Ｆが比較的
小さいと判断したときは線形近似を行うことによって内
輪９と外輪１３との間の相対変位量を求める。このとき
の相対変位量は比較的小さな値になる。ＣＰＵは、ま
た、上述した吸引力Ｆが比較的大きいと判断したとき
は、上記非線形特性データを補正することによって内輪
９と外輪１３との間の相対変位量を求める。このときの
相対変位量は比較的大きな値になる。この非線形特性デ
ータの補正は、例えばモータ５の起動による加速や停止
による減速等によって内輪９と外輪１３との間に相対変
位が生じたときの、２つの異なる値の吸引力Ｆを計測し
て２次曲線で近似することにより実行できる。

【００３３】なお、センサ用磁石である内輪磁石１１Ａ
及び外輪磁石１５Ａについては、専ら磁気結合用のも
の、又は、磁力の弱いものが用いられる。また、本実施
例では、内輪磁石１１ＡのＳ極と外輪磁石１５ＡのＮ極
とを対向させて内輪９及び外輪１３に夫々配置すること
により上記Ｓ極とＮ極との間の吸引力を利用することと
した。しかし、内輪磁石１１ＡのＮ極と外輪磁石１５Ａ
のＳ極とを対向させて内輪９及び外輪１３に夫々配置す
ることにより上記Ｎ極とＳ極との間の吸引力を利用する
こととしても差支えない。

【００３４】以上説明したように、本発明の一実施形態
によれば、内輪磁石１１Ａに引張圧力を検知する圧力セ
ンサ１７を一体的に設け、この内輪磁石１１Ａと、圧力
センサ１７の検知対象である外輪磁石１５Ａとを、内輪
９と外輪１３とが平衡状態にあるときに互いの位置がず
れるように配置することとした。そのため、動力源側で
ある内輪９側の磁石１１Ａと従動側である外輪１３側の
磁石１５Ａとの間の相対位置の変位を電気的なノイズの
影響を受けることなく正確に検知することができ、発生
する振動を減衰させることが可能になると共に、内輪９
と外輪１３との間の相対移動の方向の検知も可能になっ
た。なお、内輪磁石１１Ａについては、磁石に代えて鉄
やフェライトやニッケルやコバルト等の強磁性体や、ア
ルミニウムやすずや白金等の常磁性体を用いることとし
てもよい。

【００３５】図５は、本発明の一実施形態の第１変形例
に係る圧力センサ２５による内輪９と外輪１３との間の
相対変位検出の手法を示す説明図である。

【００３６】図５において、圧力センサ２５には、圧力
センサ２５を設けた内輪磁石１１Ａと、それと対応関係
にある外輪磁石１５Ａとの間の圧縮圧力（即ち、反発
力）を検出するタイプのものが用いられる。圧力センサ
２５の計測範囲は、図４（ｂ）で示した区間ＰＱと同様
の区間Ｐ´Ｑ´に限定される。即ち、図５（ａ）、
（ｂ）から明らかなように、圧力センサ２５及び内輪磁
石１１Ａの中心線Ｍ―Ｍ´が、外輪磁石１５Ａの中心線
Ｒ―Ｒ´と略一致する箇所である図５（ｂ）の符号Ｐ´
で示す位置にあるとき、内輪磁石１１Ａと外輪磁石１５
Ａとの間の反発力Ｆ´（圧力センサ１７に作用する圧縮
圧力）は充分に大きな値になる。一方、内輪９のＬ方向
への相対移動により上記中心線Ｍ―Ｍ´が、図５（ｂ）
の符号Ｑ´で示す位置にあるとき、上記反発力Ｆ´は充
分に小さな値となる。更に、内輪９と外輪１３とが、図
５（ａ）に示すように平衡状態にあって、上記中心線Ｍ
―Ｍ´が、外輪磁石１５Ａの右側端面（区間Ｐ´Ｑ´の
中点）に一致しているときの上記反発力Ｆ´は、符号Ｔ
´で示すような値になる。

【００３７】上記反発力Ｆ´は、図５（ｂ）に示すよう
に、互いに対向関係にある内輪磁石１１Ａ側の磁極と外
輪磁石１５Ａ側の磁極との間の距離の２乗に反比例して
減少する非線形特性を有している。この非線形特性デー
タは、図４における非線形特性データと同様、図３に示
した制御器２１のメモリ（図示しない）中に予め記憶さ
れている。制御器２１のＣＰＵ（図示しない）は、上記
非線形特性データと、圧力センサ２５からの出力信号と
に基づいて、上述した反発力Ｆ´が比較的小さいと判断
したときは線形近似を行うことによって内輪９と外輪１
３との間の相対変位量を求める。このときの相対変位量
は比較的小さな値になる。ＣＰＵは、また、上述した反
発力Ｆ´が比較的大きいと判断したときは、上記非線形
特性データを補正することによって内輪９と外輪１３と
の間の相対変位量を求める。このときの相対変位量は比
較的大きな値になる。この非線形特性データの補正も、
図４の非線形特性データの補正におけると同様、例えば
モータ５の起動時における加速や停止時における減速等
によって内輪９と外輪１３との間に相対変位が生じたと
きに、２つの異なる値の反発力Ｆ´を計測することによ
り２次曲線で近似できる。

【００３８】なお、センサ用磁石である内輪磁石１１Ａ
及び外輪磁石１５Ａについては、専ら磁気結合用のも
の、又は、磁力の弱いものが用いられる。また、本変形
例では、内輪磁石１１ＡのＮ極と外輪磁石１５ＡのＮ極
とを対向させて内輪９及び外輪１３に夫々配置すること
により両Ｎ極間の反発力を利用することとした。しか
し、内輪磁石１１ＡのＳ極と外輪磁石１５ＡのＳ極とを
対向させて内輪９及び外輪１３に夫々配置することによ
り両Ｓ極間の反発力を利用することとしても差支えな
い。

【００３９】本変形例においても、上述した一実施形態
におけると同様の効果を奏し得る。なお、内輪磁石１１
Ａについては、磁石に代えてアンチモンやビスマスや銅
等の反磁性体を用いることとしてもよい。

【００４０】図６は、本発明の一実施形態の第２変形例
に係る圧力センサ２７による内輪９と外輪１３との間の
相対変位検出の手法を示す説明図である。

【００４１】本変形例では、上記一実施形態及び第１変
形例と異なり、内輪磁石１１同士の隙間に引張圧力と圧
縮圧力の双方の検知が可能なタイプの圧力センサ２７を
備えた内輪磁石１１Ａを新たに設けたもので、内輪９と
外輪１３とが平衡状態になったとき、内輪磁石１１Ａは
外輪磁石１５同士の隙間に位置することになる。図６に
おいて、圧力センサ２７は、内輪磁石１１Ａと一体的に
構成されており、内輪磁石１１Ａは、圧力センサ２７の
ない側を側壁１ａに向けて内輪９に取付けられる。圧力
センサ２７の計測範囲は、図４（ｂ）で示した区間ＰＱ
や図５（ｂ）で示した区間Ｐ´Ｑ´よりも広い区間ＸＹ
である。

【００４２】即ち、図６（ａ）、（ｂ）から明らかなよ
うに、内輪９と外輪１３とが平衡状態にあるときの圧力
センサ２７、及び内輪磁石１１Ａの中心線Ｍ―Ｍ´を中
心として、その両側に位置する各内輪磁石１１に夫々対
向している各外輪磁石１５の中心線Ｒ―Ｒ´、Ｖ―Ｖ´
近傍までの距離が、圧力センサ２７の計測範囲である。
内輪９のＬ方向への相対移動により、上記中心線Ｍ―Ｍ
´の位置がその右側の最も近い外輪磁石１５の中心線Ｖ
―Ｖ´と略一致する箇所である図６（ｂ）の符号Ｙで示
す位置にあるとき、内輪磁石１１Ａとその外輪磁石１５
との間の吸引力Ｆは充分に大きな値になる。一方、上記
とは逆方向への内輪９の相対移動により上記中心線Ｍ―
Ｍ´の位置がその左側の最も近い外輪磁石１５の中心線
Ｒ―Ｒ´と略一致する箇所である図６（ｂ）の符号Ｘで
示す位置にあるとき、内輪磁石１１Ａとその外輪磁石１
５との間の反発力Ｆ´は充分に大きな値となる。更に、
内輪９と外輪１３とが、図６（ａ）に示すように平衡状
態にあるときは、上記吸引力Ｆ、反発力Ｆ´（圧力セン
サ２７に加わる圧力）は共に０になる。

【００４３】上記吸引力Ｆ及び反発力Ｆ´は、図６
（ｂ）に示すように、内輪磁石１１Ａの磁極と上述した
２個の外輪磁石１５の磁極との間の距離の２乗に反比例
して減少する非線形特性を有している。この非線形特性
データは、図４、図５における非線形特性データと同
様、図３に示した制御器２１のメモリ（図示しない）中
に予め記憶されている。制御器２１のＣＰＵ（図示しな
い）は、上記非線形特性データと、圧力センサ２７から
の出力信号とに基づいて、上述した吸引力Ｆ又は反発力
Ｆ´が比較的小さいと判断したときは線形近似を行うこ
とによって内輪９と外輪１３との間の相対変位量を求め
る。このときの相対変位量は比較的小さな値になる。Ｃ
ＰＵは、また、上述した吸引力Ｆ又は反発力Ｆ´が比較
的大きいと判断したときは、上記非線形特性データを補
正することによって内輪９と外輪１３との間の相対変位
量を求める。このときの相対変位量は比較的大きな値に
なる。この非線形特性データの補正は、内輪９と外輪１
３とが図６（ａ）に示すように平衡状態にあるときに圧
力センサ２７に加わる圧力と、その平衡状態から内輪９
がＬ側又はその反対側へ相対移動したときの圧力センサ
２７に加わる圧力とを共に計測することにより２次曲線
で近似することによって行う。

【００４４】なお、センサ用磁石である内輪磁石１１Ａ
については、Ｎ極側を外輪磁石１５の磁極と対向させて
内輪９に配置することとしたが、Ｓ極側を外輪磁石１５
の磁極と対向させて内輪９に配置することとしても差支
えない。

【００４５】本変形例においては、図４及び図５で夫々
示したものと略同様の効果を奏し得るうえに、図４及び
図５で夫々示したものよりも、圧力センサ２７の計測範
囲を大幅に拡大することができる。本変形例の場合、圧
力センサ２７が取付けられる磁性体は磁石に限定され
る。

【００４６】図７は、本発明の他の実施形態に係る歪ゲ
ージによる内輪９と外輪１３との間の相対変位検出の手
法を示す説明図である。

【００４７】本実施形態では、内輪９と外輪１３との間
の相対変位検出の手段として、圧力センサ（１７、２
５、２７）に代えて歪ゲージを用いた点をその特徴とす
る。

【００４８】即ち、図７に示すように、歪ゲージを取付
けるための内輪磁石１１Ａを、Ｓ極側を外輪１３に向け
て弾性体３１を介して内輪９に取付けると共に、弾性体
３１の回転方向両側面には夫々歪ゲージ３３を取付け
る。一方、これら歪ゲージ３３の検知対象である外輪磁
石１５Ａを、内輪９と外輪１３とが平衡状態にあるとき
に内輪磁石１１Ａに正対するよう、位置決めしＮ極側を
内輪磁石１１Ａに向けて外輪１３に取付ける。なお、各
々の歪ゲージ３３によって検知される歪量は、内輪９と
外輪１３との間の相対変位量に対応している。

【００４９】ここで、内輪９と外輪１３との間に相対変
位が生じると、内輪磁石１１Ａと外輪磁石１５Ａとの間
に吸引力が作用するので、それにより弾性体３１は変形
する。この変形は、内輪磁石１１Ａと外輪磁石１５Ａと
の相対位置関係に応じて、弾性体３１の左側が伸びて右
側が縮むものと、右側が伸びて左側が縮むものとがあ
る。上記いずれの変形であるかは、制御器２１のＣＰＵ
が、弾性体３１の回転方向両側面に夫々設けた歪ゲージ
３３からの出力信号を入力して両信号間の差分を求める
ことにより検知可能である。なお、本実施形態では、内
輪磁石１１ＡのＳ極と外輪磁石１５ＡのＮ極とが対向す
るよう、内輪磁石１１Ａ及び外輪磁石１５Ａを夫々内輪
９と外輪１３とに配置することとしたが、内輪磁石１１
ＡのＮ極と外輪磁石１５ＡのＳ極とが対向するよう、内
輪磁石１１Ａ及び外輪磁石１５Ａを夫々内輪９と外輪１
３とに配置することとしてもよい。また、内輪磁石１１
Ａについては、磁石に代えて鉄やフェライトやニッケル
やコバルト等の強磁性体や、アルミニウムやすずや白金
等の常磁性体を用いることとしてもよい。

【００５０】図８は、本発明の他の実施形態の第１変形
例に係る歪ゲージによる内輪９と外輪１３との間の相対
変位検出の手法を示す説明図である。

【００５１】本変形例では、内輪９と外輪１３との間の
相対変位検出のための歪ゲージ３３を１個だけ用いるこ
ととした点をその特徴とする。

【００５２】即ち、図８に示すように、歪ゲージを取付
けるための内輪磁石１１Ａを、Ｓ極側を外輪１３に向け
て弾性体３１を介して内輪９に取付けると共に、弾性体
３１の回転方向右側面に歪ゲージ３３を取付ける。一
方、歪ゲージ３３の検知対象である外輪磁石１５Ａを、
内輪９と外輪１３とが平衡状態にあるときに内輪磁石１
１Ａの位置とずれた位置になるよう位置決めし、Ｎ極側
を内輪磁石１１Ａに向けて外輪１３に取付ける。このよ
うに、外輪磁石１５Ａを、内輪９と外輪１３とが平衡状
態にあるときに内輪磁石１１Ａの位置とずれた位置に配
置することにより、内輪９と外輪１３とが平衡状態にあ
るときでも弾性体３１が変形するようにしておけば、歪
ゲージ３３が１個でも内輪９と外輪１３との間の相対変
位を検知することができる。なお、本変形例では、内輪
磁石１１ＡのＳ極と外輪磁石１５ＡのＮ極とが対向する
よう、内輪磁石１１Ａ及び外輪磁石１５Ａを夫々内輪９
と外輪１３とに配置することとしたが、内輪磁石１１Ａ
のＮ極と外輪磁石１５ＡのＳ極とが対向するよう、内輪
磁石１１Ａ及び外輪磁石１５Ａを夫々内輪９と外輪１３
とに配置することとしてもよい。また、内輪磁石１１Ａ
については、磁石に代えて鉄やフェライトやニッケルや
コバルト等の強磁性体や、アルミニウムやすずや白金等
の常磁性体を用いることとしてもよい。

【００５３】図９は、本発明の他の実施形態の第２変形
例に係る圧力センサによる内輪９と外輪１３との間の相
対変位検出の手法を示す説明図である。

【００５４】本変形例では、図７で示した歪ゲージ３３
に代えて圧力センサ３５を弾性体３１の回転方向両側面
に設けた点を特徴とする。このように、圧力センサ３５
を用いることによっても上記他の実施形態におけると同
様の効果を奏し得る。なお、内輪磁石１１Ａについて
は、磁石に代えて鉄やフェライトやニッケルやコバルト
等の強磁性体や、アルミニウムやすずや白金等の常磁性
体を用いることとしてもよい。

【００５５】上述した内容は、あくまで本発明の各実施
形態及びそれらの変形例に関するものであって、本発明
が上記内容のみに限定されることを意味するものでない
のは勿論である。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動力源側の磁気結合部材と従動側の磁気結合部材との間
の相対位置の変位を正確に検知して、発生する振動を減
衰させることができる磁気カップリング装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気カップリング装置を半導体ウエハ
搬送装置の動力伝達機構に適用した一実施形態の要部平
面図。

【図２】図１のＡ―Ａ´線断面図。

【図３】図１の動力伝達機構が備えるモータを制御する
サーボ機構を示すブロック図。

【図４】一実施形態の圧力センサによる内輪と外輪との
間の相対変位検出の手法を示す説明図。

【図５】一実施形態の第１変形例の圧力センサによる内
輪と外輪との間の相対変位検出の手法を示す説明図。

【図６】一実施形態の第２変形例の圧力センサによる内
輪と外輪との間の相対変位検出の手法を示す説明図。

【図７】他の実施形態の歪ゲージによる内輪と外輪との
間の相対変位検出の手法を示す説明図。

【図８】他の実施形態の第１変形例の歪ゲージによる内
輪と外輪との間の相対変位検出の手法を示す説明図。

【図９】他の実施形態の第２変形例の圧力センサによる
内輪と外輪との間の相対変位検出の手法を示す説明図。

【符号の説明】

１ 隔壁 ２ 駆動源側空間 ３ 基台 ４ 従動側空間 ５ モータ ７ モータ支持台 ９ 内輪 １１ 内輪磁石 １３ 外輪 １５ 外輪磁石 １７、２５、２７、３５ 圧力センサ １９ 増幅器 ２１ 制御器 ２３ モータドライバ ３１ 弾性体 ３３ 歪ゲージ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する磁気結合部材間の作用力によ
   り、夫々磁気結合部材を有して対向する一方の可動体か
   ら他方の可動体へ動力を伝達する磁気カップリング装置
   において、 前記可動体のいずれか一方に、前記対向する磁気結合部
   材間に生じる相対的な変位量を検知する変位量検知手段
   を備えることを特徴とする磁気カップリング装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の磁気カップリング装置に
   おいて、 前記可動体の一方は、前記変位量検知手段からの出力信
   号に基づいて制御手段によりフィードバック制御される
   モータによって駆動されることを特徴とする磁気カップ
   リング装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の磁気カップリング装置に
   おいて、 前記制御手段が、前記変位量検知手段からの出力信号に
   基づいて前記両可動体間において相対的な変位が解消す
   るよう前記モータを制御することを特徴とする磁気カッ
   プリング装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の磁気カップリング装置に
   おいて、 前記両可動体が、前記モータの駆動力を直接受ける内周
   側環状可動体と、この内周側環状可動体から前記磁気結
   合部材間の作用力により前記モータの駆動力が伝達され
   る外周側環状可動体であり、前記内周側環状可動体と前
   記外周側環状可動体とは、隔壁を介して対向しているこ
   とを特徴とする磁気カップリング装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の磁気カップリング装置に
   おいて、 前記変位量検知手段が、前記対向する磁気結合部材の一
   方に一体的に設けられ、この磁気結合部材と前記他方の
   磁気結合部材とが夫々異極性の磁極を対向させているこ
   とにより両磁気結合部材間に生じる吸引力の変動を検知
   する圧力センサであることを特徴とする磁気カップリン
   グ装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の磁気カップリング装置に
   おいて、 前記変位量検知手段が、前記対向する磁気結合部材の一
   方に一体的に設けられ、この磁気結合部材と前記他方の
   磁気結合部材とが夫々同極性の磁極を対向させているこ
   とにより両磁気結合部材間に生じる反発力の変動を検知
   する圧力センサであることを特徴とする磁気カップリン
   グ装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の磁気カップリング装置に
   おいて、 前記変位量検知手段を有する磁気結合部材と、この磁気
   結合部材と対向する他の磁気結合部材とは、前記両可動
   体が平衡状態にあるとき、互いの位置がずれるよう配置
   されていることを特徴とする磁気カップリング装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項７のいずれか１項記
   載の磁気カップリング装置において、 前記変位量検知手段を有する磁気結合部材が、磁石であ
   ることを特徴とする磁気カップリング装置。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５及び７のいず
   れか１項記載の磁気カップリング装置において、 前記変位量検知手段を有する磁気結合部材が、強磁性体
   から成ることを特徴とする磁気カップリング装置。
10. 【請求項１０】 請求項１、２、３、４、５及び７のい
    ずれか１項記載の磁気カップリング装置において、 前記変位量検知手段を有する磁気結合部材が、常磁性体
    から成ることを特徴とする磁気カップリング装置。
11. 【請求項１１】 請求項１、２、３、４、６及び７のい
    ずれか１項記載の磁気カップリング装置において、 前記変位量検知手段を有する磁気結合部材が、反磁性体
    から成ることを特徴とする磁気カップリング装置。
12. 【請求項１２】 請求項１記載の磁気カップリング装置
    において、 前記可動体の一方に配置される磁気結合部材同士の隙間
    に、前記変位量検知手段を有する磁気結合部材を新たに
    配置し、前記変位量検知手段が、この手段を有する磁気
    結合部材と他方の可動体の磁気結合部材との間に生じる
    吸引力の変動又は反発力の変動を検知する圧力センサで
    あることを特徴とする磁気カップリング装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の磁気カップリング装
    置において、 前記変位量検知手段を有する磁気結合部材が磁石である
    ことを特徴とする磁気カップリング装置。
14. 【請求項１４】 請求項１記載の磁気カップリング装置
    において、 前記一方の可動体の磁気結合部材の１つが、弾性部材を
    介して前記可動体に取付けられ、前記弾性部材の移動方
    向両側面に、前記磁気結合部材とこの磁気結合部材と対
    向関係にある他方の可動体の磁気結合部材との間に生じ
    る吸引力の変動を検知するせンサを設けたことを特徴と
    する磁気カップリング装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の磁気カップリング装
    置において、 前記各々のせンサが、前記吸引力の変動を検知する歪ゲ
    ージであることを特徴とする磁気カップリング装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４記載の磁気カップリング装
    置において、 前記各々のせンサが、前記吸引力の変動を検知する圧力
    センサであることを特徴とする磁気カップリング装置。
17. 【請求項１７】 請求項１記載の磁気カップリング装置
    において、 前記一方の可動体の磁気結合部材の１つが、弾性部材を
    介して前記可動体に取付けられ、この磁気結合部材と、
    この磁気結合部材に対向関係にある他方の可動体の磁気
    結合部材とは、前記両可動体が平衡状態にあるとき互い
    の位置がずれるよう配置されており、前記弾性部材の移
    動方向片側面には、前記両磁気結合部材間に生じる吸引
    力の変動を検知するせンサを設けたことを特徴とする磁
    気カップリング装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の磁気カップリング装
    置において、 前記せンサが、前記吸引力の変動を検知する歪ゲージで
    あることを特徴とする磁気カップリング装置。