JPS63235218A - 無発塵搬送方式および機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、クリーンルーム内で使用する、無発塵の搬
送方式および搬送機構に関するものである。

［２来の技術］ 半導＃製造技術の進歩によるＩＣチ・ソ７のパターンサ
イズあるいは磁気ディスクの進展による記憶密度などは
ますますＷ＆４！Ｉｔヒし、品質の低下を排除するため
、これらの製造を行うクリーンルームの！１膿管理はさ
らに重要となっている。しかしながら従来、クリーンル
ーム内において使用されているワークの移動または搬送
機構には発塵の要素を持つか、ないしは発塵を誘起する
ものが多い。

例えば、クリーンルームで短い距離を移動する機構に、
ボールねじを使用した移動機構がある。

これによれば微小距離を正確に移動できるが、ｂ−じに
使用されている潤滑油が飛散してオイルミストの汚染を
生ずる欠点がある。　２ＩＷｆ剤を使用せずワークを搬
送する機構に、エアベヤリングがあるが９エアフローに
より近傍に静止している塵挨が吹き上げられてワークな
どに付着して品質を害する。また、ベルト搬送方式は回
転部分の潤滑油によりやはりオイルミストを発生する。

なお、エアフロ一方式およびベルト搬送方式はいずれも
、ｌｔ小距離の正確な移動に対しては、不向きである反
面、やや長い距離に効率的である。

以上のｍ１ｔｔに対して、第３図（ａ）はりニヤパルス
モータによる搬送機構を示すものである０図において、
リニヤパルスモータの移動部１はｉａ置台ｌａが４Ｍの
車輪１ｃで支持され、固定台２の側端部のレール２ｂの
上を移動する。ただし、一方のレールには、溝２ｃが設
けられて車輪１ｃを案内して左右の振れを防止する。リ
ニヤパルスモータｌの駆動方式は、固定台２に設けられ
ている磁性体の固定極２ａと、これに対応して移動部１
に設けられた移動用の磁極（以下単に移動極という）１
ｂとにより行われる。以下図により説明する。

図（ｂ）において、移動極１ｂは２Ｍのコの字型の磁心
よりなる移動極１ｂ−１とＩｂ−２が移動方向に一定の
間隔で配置されたもので、それらはマグネット３により
結合されて、移動極１ｂのポールピースａ。

ｂがＮ［、に、ポールピースｃ、ｄがＳ極に静磁化され
ている。また、各ポールピースにはそれぞれ椿１１Ａお
よびＢが巻かれて各別に励磁電流が供給されて励磁され
る。これに対して固定Ｍ２には。

歯型突起の固定極２ａが一定のピッチｐで移動方向に配
列されている。固定極は保磁力の小さい。

いわゆるソフトな強磁性体が用いられる。ここで、上記
のピッチｐに対して、ポールピースａ、ｂおよびｃ、ｄ
の間隔は等しく１．５ｐであり、隣接するポールピース
ｂとＣの中心間隔は１．７５ｐとされている。

リニヤパルスモータの移動の原理は図（ｂ）の■〜■に
示すように、椿１１ＡとＢに交互に与えられる励磁電流
ｉａ、ｉｂ、−ｉａ、−ｉｂにより、ポールピースがａ
、ｄ、ｂ、ｃの順次に磁束Φａ、Φｄ。

Φｂ、ΦＣを発生して固定［ｉ　２　ａ−１，２ａ−２
，２ａ−３゜２ａ−４に吸着されてその位置に順次移動
するもので、移動距離は電流の１サイクルで１ピ・ソチ
ｐである。このような励磁電流を制御することにより、
任意の位置まで移動して停止し、また後退も自由に行う
ことができる。この点が池の搬送方式に比較して有用で
あり、クリーンルーム内で使用するに好都合である。

以上はりニヤパルスモータの基本構成で、これをさらに
変形した複革なものもあるが、それらにおいても、固定
極と移動極間の磁束を交互に切り替えて磁気力により移
動することには変わりはない、そして、ここで重要なこ
とはいずれにしても。

移動部１の支持に車輪１ｃが用いられており、この車軸
の潤滑油がオイルミストを発生することである。

最近における極めて清浄度の高い、いわゆるスーパーク
リーンルームにおいては、潤滑油によるオイルミストは
たとえ微量であっても決して許されるものではない、そ
こで、リニヤパルスモータの車輪に代わってオイルミス
トを発生しない無発塵の支持機構を開発することが必要
である。

［発明の目的］ この発明は、リニヤパルスモータの移動部の支持機構と
して、潤滑剤として揮発性の極めて少ない磁性流体を使
用した平面ベヤリング８１＃ｌＢを使用した無発塵の搬
送方式および搬送機構を提供することを目的とするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、リニヤパルスモータの支持機構として無発
塵平面ベヤリングを使用した無発塵搬送方式であって、
固定部に固定極を、また移動部に移動極をそれぞれ設け
たりニヤパルスモータにおいて、リニヤパルスモータを
中心としてその左右両側において、移動部の下側の表面
と、固定部に設けられた摺動面との間に磁性流体の潤滑
剤を介在して接触させて移動部の移動を行い、かつ固定
部の側端部に移動方向の案内レールと移動部に案内子と
をそれぞれ設け、これらの間に磁性流体の潤滑剤を介在
して接触し、移動部を案内するベヤリング部を設けたも
のである。

次に、この発明による無発塵搬送機構は上記の搬送方式
にもとすくものであって、固定部のほぼ中央部に、磁性
体よりなる一定のピッチの歯型突起の固定極を配列し、
移動部には固定極と一定の位１関係で対応し、一定の静
磁力を付与された複数の移動極を設け、移動極の捲線に
与えられた交番電流により、移動部が固定極のピッチ、
またはその整数分の１の単位で移動するりニヤパルスモ
ークを構成する。また、リニヤパルスモータを中心とし
て移動部の左右の両側にベヤリング部を設ける。ベヤリ
ング部にはマグネットプロ・ツクを設け、マグネットブ
ロックの下側の表面に吸着して保持された磁性流体を介
在して、その表面が固定部に設けられた摺動面に接触し
て摺動する。さらに、固定部の側端部に移動方向の案内
レールと、移動部に設けたマグネットにより吸着して保
持された磁性流体を介在して案内レールと接触する案内
子とを設けて構成されたものである。

［作用］ この発明による無発塵搬送方式および搬送機構において
は、リニヤパルスモータにより駆動されて、移動部が固
定極のと・ノチ、またはその整数分の１の単位で移動す
る。ただし、移動極に供給する励！ａ？４流は別途の方
法により行うもので、その制御により任意の距離の移動
が自由に行わ゛れる。

移動部の支持方法として、移動部の下側の表面は磁性流
体を潤滑剤として、対面する固定部の摺動面に接触する
ベヤリングを使用する。また、案内子が案内レールに接
触して移動し、横方向の振れが防止されており、この接
触部に対しても、磁性流体を潤滑剤とするもので、揮発
性の極めて微量な磁性？ｉ体を選定することにより、実
用上無発塵とするものである。この場合、リニヤパルス
モータは搬送機構のほぼ中央部に設けられて両側をバラ
ンス良く駆動でき、またベヤリング部はりニヤパルスモ
ータの両側に設けられているので、移動部の摺動面への
接触力はバランスして、磁性流体の円滑な潤滑作用かえ
られるものである。

［実施例］ 磁性流体は非磁性体のベース溶液に強磁性体の金属微粒
子を分散させた安定なコロイド溶液であって、ＦＩｋれ
な密閉性により種々の装置でシールに使用されている。

また、磁性流体は溶液を適当に選定することにより、極
めて揮発性の小さいものかえられ、これはすなわち無発
塵である。さらに潤滑作用があるものとして、これを潤
滑剤に使用した「無発塵平面ベヤリング」がこの発明の
発明者により同時出願されている。その概要を図により
説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は、この発明による無発塵搬送方
式および搬送機構のベヤリング部に適用する無発塵平面
ベヤリングの概念図と示し、ベヤリング部４の移動部６
は矢印Ｘの方向に移動するものとする。移動部６は通常
強磁性体であるので、これに常磁性体の金属板６ａを介
して、マグネットブロック７°を取り付ける。マグネッ
トブロック７゛は複数個のマグネ・ソト素子７を、磁極
をすべて１０ツクの表面の方向として集合して充填剤で
モールドし、表面を研磨仕上げしたもので１表面に直角
方向に強い磁気力を有し、て磁性流体８を吸着する。

これに対して、固定部５には、常磁性体の金属板を密着
してその表面を研磨仕上げし、摺動面５ａとする。固定
部５と移動部６は磁性流体８が潤滑剤として作用し１円
滑な移動ができるとともに、発塵性の極めて小さいベヤ
リング部４が形成される。また、上記においては、移動
部６の横方向の移動に対してはなんらの制約がないので
、固定部５の側端部に強磁性体の案内レール５ｂ含設け
。

これに対して移動部６には図（ｂ）に示すように。

移動方向の前、後部に２ｒｖＡの案内子！Ｊ−１，９−
２を設ける。案内子９はマグネット素子７に２個のボー
ルビースＩｎを取り付けたもので、ポールピースの先端
のギヤ・ツブに案内レールが挟まれる。このギャップに
磁性流体８を吸着して保持し、これが潤滑剤として作用
して円滑な摺動が行われ、左右の振れ止めの役を果たす
ものである。この場合においても、磁性流体は無発塵で
ある。なお以上において、摺動接触する各部は十分強度
の強い材料により、摩耗がないか、または実用上無視で
きるものとする。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、この発
明による無発塵搬送方式および搬送機構の実施例を示す
もので１図（ａ）は平面図１図（ｂ）はＡ−Ａ断面図１
図（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、図（ｄ）は外観斜視図である
。

ベヤリング部４はリニヤパルスモータの左右の両側に設
けるものとする。まず、リニヤパルスモータは、移動部
６にコの字型の２１１１の移動極１ｂ−１゜Ｉｔ）−２
を取り付け１両者をマグネット３で連結して静磁力を付
与する。また各ポールピースａ、ｂ。

Ｃお、よびｄに捲線（図示省略）を巻く。

固定部５の中央部には移動極１ｂに対応して、保磁率の
小さい強磁性体の固定極２ａをビ・ソチｐの間隔で配列
する。なおこの場合、移動極１ｂのポールピースａ、ｂ
およびＣ，ｄの中心間隔はともに１．５ｐとし、ポール
ピースｂとＣの中心間隔は１．７５ｐとする１以上によ
り、別途電流供給装置より供給する励磁電流を制御する
ことにより、移動部６は指定した任意の位置まで前進ま
たは後退して停止することができる。

次に、ベヤリング部４としては、移動極１ｂの左右の両
側に、マグネットブロック７°を取り１寸けてこれに磁
性流体８を吸着して保持する。固定部５にはマグネット
ブロック７′に対応して、金属板による摺動板５ａを設
ける。これらの間に磁性流体８が介在して潤滑剤を構成
する。さらに案内機構として、第１図と同様に、固定部
５の側端部に強磁性体の案内レール５ｂを設け、これに
対して移動部６にはマグネット素子７とポールピース１
０よりなる案内子９を設け、案内レール５ｂをポールピ
ースｌＧで挟み、そのギヤーｌプに磁性流体８を吸着し
て保持する。

以上に述べた各部の機構は一実施例モあり、リニヤパル
スモータの形式、案内レール、案内子の構造、位置など
はこの他に各種が考えられるが。

移動部の中央にリニヤパルスモークを装備し、その左右
両側にバランスしてベヤリング部を設けることが必要で
、これにより移動部により摺動面にかかる押圧力がバラ
ンスするとともに、リニヤパルスモータの駆動力もまた
左右バランスして、円滑な移動がなされるものである。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明による無発
塵搬送方式および搬送装置は、やや長い距離に亘って正
確な間隔で移動し、指定した位置に停止できるリニヤパ
ルスモータの機能を有し、またベヤリング部は、従来の
車輪に代わって、磁性流体を潤滑剤としているので、無
発塵、長寿命であるなど、高度の清浄度を必要とするス
ーパークリーンルーム内のワークの搬送に使用して効果
が発揮できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、この発明による無発塵搬
送方式および搬送機構に適用する、無発塵平面ベヤリン
グを示す断面図および外観斜視図、第２図（ａ）、（ｂ
）、（ｃ）および（ｄ）は、この発明による無発塵搬送
方式および搬送機構の実施例の断面図および外観斜視図
、第３図（ａ）および（ｂ）は、リニヤパルスモータの
概念を示す斜視外観図および移動の原理を説明する動作
図である。 １．６・・−移動部、　　　　１ａ・・−載置台。 １ｂ・・・移動極、　　　　　ｌｃ・・・車輪、２．５
・・−固定部、　　　２ａ・・・固定極、２ｂ・・・レ
ール、　　　　　２ｃ・・・溝、３・・・マグネット、
　　　５ａ・・・摺動板、５ｂ・・・案内レール、　　
６ａ・・・金属板、７・・・マグネット素子、 ７°・・・マグネットブロック、 ８・・・磁性流体、　　　　９・・・案内子、ＩＯ・・
・ポールピース、″ 第１図 （ａ） （ａ） 第３図 Ｚ？４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、固定部に設けられた固定極と、移動部に設けら
   れた移動極よりなるリニヤ・パルスモータにおいて、該
   リニヤ・パルスモータを中心としてその左右の両側に、
   上記移動部の下側の表面と上記固定部に設けられた摺動
   面との間に磁性流体の潤滑剤を介在して接触させて上記
   移動部の移動を行い、かつ上記固定部の側端部に設けら
   れた移動方向の案内レールと、上記移動部に設けられた
   案内子との間に磁性流体の潤滑剤を介在して接触し、上
   記移動部を案内するベヤリング部を設けたことを特徴と
   する、無発塵搬送方式。
2. （２）、固定部のほぼ中央部に、磁性体よりなる一定の
   ピッチの歯型突起の固定極を配列し、移動部に該固定極
   と一定の位置関係で対応し、一定の静磁力を付与された
   複数の移動極を設け、該移動極の捲線に与えられた交番
   電流により、上記移動部が上記固定極のピッチ、または
   その整数分の１の単位で移動するリニヤ・パルスモータ
   の磁極を構成し、該磁極を中心として上記移動部の左右
   の両側に、マグネットブロックを設け、該マグネットブ
   ロックの下側表面に吸着して保持された磁性流体を介在
   して、該表面が接触して摺動する摺動面を上記固定部に
   設け、かつ上記固定部の側端部に移動方向の案内レール
   と、上記移動部に設けられたマグネットにより吸着して
   保持された磁性流体を介在して上記案内レールに接触す
   る案内子とを設けたベヤリング部とにより構成されたこ
   とを特徴とする、無発塵搬送機構。