KR101188771B1 - 주행차 시스템 - Google Patents

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호마레 코우모토
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무라다기카이가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 급전선으로부터 누설되는 자계에 의한 악영향을 줄일 수 있는 비접촉 급전방식의 주행차 시스템을 제공한다. 비접촉 급전 시스템은, 교류전원과, 급전선(17, 17)과, 수전부(23)와, 노이즈 캔슬회로(85)를 구비하고 있다. 급전선(17)은, 교류전원에 접속되어 있다. 수전부(23)는, 급전선(17)으로부터 비접촉으로 수전되며 또한 천장주행차(5)에 설치되어 있다. 노이즈 캔슬회로(85)는, 코일 안테나(87)와 커패시터(89)를 가지고 있다. 코일 안테나(87)에는, 급전선(17)에 흐르는 전류에 의해 발생한 자계에 의해 유도전류가 흐른다. 코일 안테나(87)와 커패시터(89)를 공진관계로 함으로써, 코일 안테나(87)에 흐르는 유도전류를 급전선(17)에 흐르는 전류의 위상에 대해 역위상으로 한다.

Description

주행차 시스템{TRAVELING VEHICLE SYSTEM}
본 발명은, 주행차 시스템, 특히, 비접촉 급전방식에 의해 주행차에 급전하는 주행차 시스템에 관한 것이다.
종래, 반도체 제조공장 등 먼지의 발생이 문제가 되는 클린룸에서는, 물품의 반송을 위해 궤도 상에 반송대차를 주행시키도록 한 기술이 알려져 있다. 이들 반송대차의 구동원으로서는, 통상적으로 모터가 사용된다. 또한, 모터에 대한 전력공급은, 반송대차의 궤도를 따라 가설된 2개의 급전선으로부터의 전자유도에 의해 행하여진다.
이하, 전자유도에 의한 비접촉 급전방식에 대해서 설명한다.
2개의 급전선은 궤도를 따라 설치된 급전레일의 급전선 홀더에 유지되어 있다. 반송대차의 전력수전유닛에는, 단면이 거의 「E」자형으로 이루어진 페라이트제 코어가 고정되어 있다. 코어 중앙의 돌출편은 코일이 감겨져 있으며, 2개의 급전선 사이에 비접촉으로 삽입되어 있다. 급전선에 고주파 전류를 흘림으로써, 여기에 발생하는 자계가 코어에 감긴 코일에 작용하며, 그 결과, 코일에 유도전류가 흐른다. 이상과 같이 하여, 급전선으로부터 반송대차의 전력수전유닛에 비접촉으로 전력이 공급되며, 그 전력이 모터나 제어기기에서 이용된다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
반도체 제조공장에는, 검사, 노광, 불순물 주입, 에칭 등의 각종 처리장치가 배치되어 있으며, 주행차는 반도체 웨이퍼를 각 처리장치에 부속된 로드 포트 사이에서 이동시킨다.
[특허문헌 1] 일본특허공개공보 2002-234366호
이상 설명한 바와 같이, 주행차 시스템의 비접촉 급전방식의 급전선으로부터 자계가 발생하고 있으며, 이 자계의 일부가 급전레일로부터 외부로 누설되어 있다. 발명자는, 주행차 시스템이 반도체공장에 채용되어 있는 경우에는, 급전레일로부터의 누설자계가 처리장치, 특히 검사장치에 영향을 미칠 가능성이 있음을 발견하였다. 가령, 전자빔식 검사장치에 있어서 선간 45nm의 반도체 웨이퍼를 레이저로 검사할 경우, 급전선으로부터의 자계가 검사장치의 위치결정기능에 영향을 미쳐 오측정을 일으키는 경우가 있다. 특히, 반도체 디자인 룰에서의 미소(微小) 노드화가 진행됨에 따라 오측정의 문제가 염려된다.
본 발명의 과제는, 급전선으로부터의 자계의 누설을 억제할 수 있는 비접촉 급전방식의 주행차 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 견지에 관한 비접촉 급전 시스템은, 교류전원과, 급전선(給電線)과, 수전(受電) 픽업과, 자계저감부를 구비하고 있다.　　급전선은 교류전원에 접속되어 있다. 수전 픽업은, 급전선으로부터 비접촉으로 수전되며 또한 주행차에 설치되어 있다. 자계저감부는 코일 안테나와 커패시터를 가지고 있다. 코일 안테나에는, 급전선에 흐르는 전류에 의해 발생한 자계에 의해 유도전류가 흐른다. 코일 안테나와 커패시터를 공진관계로 함으로써, 코일 안테나에 흐르는 유도전류를 급전선에 흐르는 전류의 위상에 대하여 역위상으로 한다.
이러한 시스템에서는, 커패시터에 의해, 코일 안테나에 흐르는 유도전류의 위상이 급전선에 흐르는 전류의 위상에 대하여 역위상이 된다. 즉, 코일 안테나로부터 발생하는 자계의 위상은, 급전선으로부터 발생하는 자계의 역위상이 된다. 그 결과, 역위상의 자계에 의해, 급전선으로부터의 누설자계를 저감할 수 있다. 참고로, 「저감한다」란 적어도 자계의 일부를 캔슬하여 다른 장치에 대한 영향을 줄이는 것을 의미한다.
이러한 시스템에서는, 코일 안테나에 전류를 흘리기 위해 전원이나 픽업코일 등이 불필요하다.
또, 본 발명의 일 양태로서는, 코일과 커패시터는 완전한 공진관계가 아니라 공진주파수 근방의 주위의 주파수를 이용하고 있으며, 또한, 코일 안테나에 흐르는 유도전류의 위상이 급전선에 흐르는 전류의 위상에 대하여 완전한 역위상으로는 되지 않는다. 여기에서는, 완전한 공진상태로부터 벗어나게 함으로써, 코일 안테나로부터 누설자계를 저감하기 위한 적절한 역위상의 자계를 발생할 수 있다.
커패시터는, 코일 안테나에 흐르는 유도전류로부터 발생하는 자계가 급전선에 흐르는 전류로부터 발생하는 자계를 저감하도록 공진관계가 조정되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 견지에 관한 비접촉 급전 시스템의 자계저감방법은, 교류전원과, 교류전원에 접속된 급전선과, 급전선으로부터 비접촉으로 수전되며 또한 주행차에 설치된 수전 픽업을 갖는 비접촉 급전 시스템의 자계저감방법으로서, 이하의 단계를 구비하고 있다.
◎ 코일 안테나를 준비하는 단계
◎ 코일 안테나와의 공진관계를 조정함으로써, 코일 안테나에 흐르는 유도전류로부터 발생하는 자계가 급전선을 흐르는 전류로부터 발생하는 자계를 저감하도록 커패시터를 준비하는 단계
이러한 방법에서는, 커패시터를 교환함으로써 코일 안테나와 공진관계를 조정할 수 있다. 특히, 커패시터를 교환하여 완전한 공진상태로부터 벗어나게 함으로써 적절한 역위상의 자계를 발생할 수 있다.
공진관계의 조정은,
코일 안테나와 커패시터로 이루어진 회로의 임피던스(Z)=ωL-1/ωC,
코일 안테나로의 유도전압(Vc)=-N?dφ/dt,
코일 안테나에 발생하는 유도전류(I)=Vc/Z,
유도전류에 의해 코일 안테나에서 발생하는 자계(H)=I/(4πr)?[J(J2+r2)-1/2],
유도전류의 위상(θ)=cos-1(R/Z)으로부터,
자계(H)와 유도전류의 위상(θ)을 조정하는 단계이다.
참고로, L: 코일 안테나의 인덕턴스, C: 커패시터의 커패시턴스, N: 코일 안테나의 감김수, dφ/dt:코일 안테나를 지나는 자속의 변화량, r:저감시키고자 하는 자속의 코일 안테나로부터의 거리, J: 코일 안테나의 길이, R: 코일 안테나의 직류저항이다.
이러한 구성에 의해, 사전에 코일 안테나와 커패시터의 값을 상정할 수 있다.
본 발명에 관한 주행차 시스템에서는, 코일 안테나로부터 발생하는 역위상의 자계에 의해, 급전선으로부터 발생하는 자계를 저감할 수 있다.
도 1은 클린룸 내의 천장주행차 시스템의 개략적인 모식도이다.
도 2는 천장주행차 시스템 및 천장주행차의 부분 측면도이다.
도 3은 레일 내의 종단면 개략도이다.
도 4는 천장주행차 시스템 및 천장주행차의 부분 측면도이다.
도 5는 급전유닛의 종단면도이다.
도 6은 급전유닛을 각 부품으로 분해한 상태의 종단면도이다.
도 7은 레일의 부분 사시도이다.
도 8은 레일과 처리장치와 노이즈 캔슬회로의 위치관계를 나타낸 모식도이다.
도 9는 레일에 부착된 안테나의 측면도이다.
도 10은 비접촉 급전부 및 노이즈 캔슬회로의 등가 회로도이다.
본 발명의 일 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
(1) 천장주행차 시스템
도 1은, 급전선을 이용한 비접촉 급전공급방식에 의한 천장주행차 시스템(1)의 모식도이다. 천장주행차 시스템(1)은, 반도체공장 등의 클린룸 등에 설치되며, 후술하는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 반송한다. 천장주행차 시스템(1)은, 주로 레일(3)과, 레일(3)을 따라 주행하는 천장주행차(5)를 가지고 있다.
반도체공장 내의 구성에 대해서 설명한다. 반도체공장은, 복수의 베이(공정)를 가지고 있으며, 원격의 베이간을 접속하기 위해 인터 베이루트(51)가 설치되어 있고, 또한 각 베이는 인트라 베이루트(53)를 가지고 있다. 각 루트(51, 53)는 레일(3)에 의해 구성되어 있다.
인트라 베이루트(53)를 따라 반도체 처리장치 등의 복수의 처리장치(55, 55)가 배치되어 있다. 또한, 처리장치(55, 55)의 근방에는 로드포트(57)가 설치되어 있다. 로드포트(57)는, 인트라 베이루트(53)의 바로 아래에 설치되어 있다. 이상의 구성에 있어서, 천장주행차(5)는 레일(3)을 주행하며 로드포트(57) 사이에서 후술하는 FOUP를 반송한다.
(2) 레일
레일(3)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 지지기둥(7)에 의해 천장(9)에 매달려 있다. 레일(3)은, 주로 주행레일(11)과, 주행레일(11)의 하부에 설치된 급전레일(13)을 가지고 있다.
(a) 주행레일
주행레일(11)은, 예컨대 알루미늄제이며, 도 3에 도시한 바와 같이, 단면에서 볼 때 역U자형상으로 구성되어 있고, 상면부(11a)와, 양측면부(11b)를 가지고 있다. 양측면부(11b) 아래에는, 내측으로 연장되는 한 쌍의 제 1 주행면(11c)이 형성되어 있다. 또한, 양측면부(11b)의 내측면의 상부에는 제 2 주행면(11d)이 형성되고, 상면부(11a)의 하측면에 제 3 주행면(11e)이 형성되어 있다.
(b) 급전레일
급전레일(13)은, 주로 주행레일(11)의 하부 양측에 설치된 한 쌍의 급전선 홀더(15, 15)로 구성되어 있다. 급전선 홀더(15, 15)에는, 구리선 등의 도전선을 절연재료로 피복하여 리츠선으로 이루어진 한 쌍의 급전선(17, 17)이 배치되어 있다. 급전선(17)의 일단에는 전력공급장치(도시생략)가 설치되며, 한 쌍의 급전선(17, 17)에 고주파 전류가 공급되도록 되어 있다.
(3) 천장주행차
천장주행차(5)는, 주로 주행부(21)와, 수전부(23)와, 승강구동부(25)를 가지고 있다. 주행부(21)는, 주행레일(11) 내에 배치되며, 레일(3) 상을 주행하기 위한 기구이다. 수전부(23)는, 급전레일(13) 내에 배치되며, 한 쌍의 급전선(17, 17)으로부터 전력을 공급받기 위한 기구이다. 승강구동부(25)는, 급전레일(13)의 하방에 배치되어 FOUP(4)를 유지하는 동시에 상하로 승강시키기 위한 기구이다.
(a) 주행부
주행부(21)는, 주로 주행레일(11) 내에 배치되어 있으며, 한 쌍의 제 1 가이드 휠(18, 18)과, 한 쌍의 제 2 가이드 휠(19, 19)과, 주행구동휠(20)과, 모터(22)를 가지고 있다. 한 쌍의 제 1 가이드 휠(18, 18)은, 주행부(21)의 하부 양측에 배치되며, 좌우방향으로 연장되는 차축에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 1 가이드 휠(18, 18)은, 주행레일(11)의 제 1 주행면(11c) 상에 올려져 있다.
제 2 가이드 휠(19, 19)은, 주행부(21)의 상부 양측에 배치되며, 수직방향으로 연장되는 차축에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제 2 가이드 휠(19, 19)은, 주행레일(11)의 제 2 주행면(11d)을 가이드면으로 하여, 가로방향(진행방향의 좌우방향)의 위치 편차를 방지하고 있다.
주행구동휠(20)은, 주행부(21)의 대략 중앙에 배치되며, 주행레일(11)의 제 3 주행면(11e)에 스프링 등의 가압수단에 의해 가압되어 있다. 주행구동휠(20)은, 모터(22)에 의해 구동된다. 그 결과, 천장주행차(5)는 레일(3) 상을 주행한다.
(b) 수전부
수전부(23)는, 한 쌍의 급전선(17, 17)으로부터 전력을 얻기 위한 한 쌍의 픽업유닛(27)을 가지고 있다. 구체적으로는, 한 쌍의 픽업유닛(27, 27)은, 급전레일(13) 내에서 좌우로 나란히 배치되어 있다. 각 픽업유닛(27)은, 단면이 대략 E자형으로 이루어진 페라이트제 코어(29)와, 코어(29)에 감긴 픽업코일(31)을 가지고 있다. 구체적으로는, 코어(29)는 양측의 돌출부(29a)와, 그 사이의 중앙의 돌출부(29b)를 가지고 있으며, 픽업코일(31)은 중앙의 돌출부(29b)에 감겨져 있다.
급전선 홀더(15)에 유지된 한 쌍의 급전선(17, 17)이, 양측의 돌출부(29a)와 중앙의 돌출부(29b) 사이에 각각 배치되어 있다. 상기 한 쌍의 급전선(17, 17)에 고주파 전류를 흘림으로써 발생하는 자계가 픽업코일(31)에 작용하며, 픽업코일(31)에 유도전류가 발생한다. 이와 같이 하여, 한 쌍의 급전선(17, 17)으로부터 픽업유닛(27)에 비접촉으로 전력을 공급해서, 주행용 모터(22)를 구동하거나, 제어기기에 전력을 공급한다. 이와 같이 급전레일(13)의 한 쌍의 급전선(17, 17)과 천장주행차(5)의 수전부(23)에 의해, 비접촉 급전부(33)가 구성되어 있다.
(c) 승강 구동부
승강구동부(호이스트; 25)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 주로 본체 프레임(35)과, 가로이송부(37)와, θ 드라이브(39)와, 호이스트 본체(41)와, 승강대(43)를 구비하고 있다.
본체 프레임(35)은, 수전부(23)의 하부에 고정된 부재이다. 본체 프레임(35)의 전후에는, 전후 프레임(45, 47)이 설치되어 있다.
가로이송부(37)는, θ 드라이브(39), 호이스트 본체(41) 및 승강대(43)를 예컨대 측방으로 가로이송하고, 레일(3)의 측방에 설치한 사이드 버퍼(도시생략)와의 사이에서 FOUP(4)를 수령 및 전달할 수 있다. θ 드라이브(39)는, 호이스트 본체(41)를 수평면 내에서 회동시켜, FOUP(4)의 수령 및 전달을 용이하게 한다. 호이스트 본체(41) 내에는, 승강대(43)를 승강시키기 위한 승강수단(도시생략)이 설치되어 있다. 승강수단은, 예컨대, 4세트의 권취드럼(wind-up drum)이며, 권취드럼에는 벨트(59)가 감겨져 있다. 벨트(59)의 단부에는 승강대(43)가 부착되어 있다. 도 4에, 벨트(59)가 권취드럼으로부터 풀어내어져, 승강대(43)가 FOUP(4)와 함께 하강하고 있는 상태를 나타내고 있다.
FOUP(4)는, 내부에 복수의 반도체 웨이퍼를 수용하고 있으며, 앞면에 개폐가능하게 덮개가 설치되어 있다. FOUP(4)의 상부에는 플랜지(49)가 설치되어 있으며, 플랜지(49)는 승강대(43)에서 척킹되어 있다.
(4) 급전선 홀더
도 5～도 7을 이용하여, 급전선 홀더(15)의 구조에 대해서 설명한다. 또, 한 쌍의 급전선 홀더(15, 15)의 구조는 대체로 동일하므로, 한쪽의 구조에 대해서만 설명한다.
급전선 홀더(15)는, 외측 홀더(61)와, 플레이트부재(62)와, 내측 홀더(63)로 구성되어 있다. 외측 홀더(61)와 플레이트부재(62)는 모두 소정의 대응 길이를 가지고 있으며, 그 한 쌍의 조합에 대하여 내측 홀더(63)는 복수개가 대응하고 있다.
외측 홀더(61)는, 수지제의 일체 성형부재이며, 주로, 주면부(65)와, 주면부(65)의 단부로부터 측방으로 연장되는 한 쌍의 측면부(67, 68)를 가지고 있다. 주면부(65)는, 도 5, 도 6의 지면 안쪽 방향으로 연장되어 있으며, 단면에서 볼 때는 상하방향으로 연장되어 있다. 측면부(67, 68)도 주면부(65)를 따라 지면 안쪽 방향으로 연장되어 있으며, 단면에서 볼 때는 주면부(65)의 단부로부터 우측방향으로 수평으로 연장되어 있다. 측면부(67)는, 근원측의 제 1 부분(67a)과, 여기로부터 연장되는 제 2 부분(67b)을 가지고 있다. 제 2 부분(67b)은 제 1 부분(67a) 보다 얇게 되어 있으며, 가요성이 향상되어 있다. 제 2 부분(67b)의 선단에는 내측에 훅형상으로 구부러진 벤딩부(67c)가 형성되어 있다. 측면부(68)는, 근원측의 제 1 부분(68a)과, 여기로부터 연장되는 제 2 부분(68b)을 가지고 있다. 제 2 부분(68b)은 제 1 부분(68a) 보다 가요성이 향상되어 있다. 제 2 부분(68b)의 선단에는 내측에 훅형상으로 구부러진 벤딩부(68c)가 형성되어 있다.
또, 외측 홀더의 측면부(67)에는 걸림결합부(67d)가 형성되며, 이에 대해 주행레일(11)의 하면에 형성된 걸림결합부(11f; 도 3)가 걸림결합되어 있다. 이러한 구조에 의해, 급전레일(13)은 주행레일(11)에 고정되어 있다.
플레이트부재(62)는, 구리제의 얇은 플레이트이며, 주로 주면부(69)와, 주면부(69)의 단부로부터 측방으로 연장되는 한 쌍의 측면부(71, 73)를 가지고 있다. 플레이트부재(62)의 두께는, 예컨대, 0.3mm이며, 0.2～0.4mm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 주면부(69)는, 도 5, 도 6의 지면 안쪽 방향으로 연장되어 있으며, 단면에서 볼 때는 상하방향으로 연장되어 있다. 측면부(71, 73)도 주면부(69)를 따라 지면 안쪽 방향으로 연장되어 있으며, 단면에서 볼 때는 주면부(69)의 단부로부터 우측방향으로 수평으로 연장되어 있다. 플레이트부재(62)는, 외측 홀더(61)의 내측면과 동일한 형상으로 되어 있으며, 외측 홀더(61)의 내측면에 밀착된 상태로 유지되어 있다. 즉, 플레이트부재(62)의 주면부(69)는, 외측 홀더(61)의 주면부(65)의 내측면에 밀착되어 있다. 플레이트부재(62)의 측면부(71)는, 외측 홀더(61)의 측면부(67)의 내측면에 밀착되어 있다. 플레이트부재(62)의 측면부(73)는, 외측 홀더(61)의 측면부(68)의 내측면에 밀착되어 있다. 장착된 상태에서, 플레이트부재(62)의 측면부(71, 73)의 선단은 벤딩부(67c, 68c) 내에 들어가 있다.
내측 홀더(63)는, 수지제의 일체 성형부재이며, 도 7에 도시한 바와 같이, 외측 홀더(61) 및 플레이트부재(62)의 조합에 대하여 소정의 간격으로 복수 배치되어 있다. 내측 홀더(63)의 피치는 예컨대 250～300mm이다. 각 내측 홀더(63)는, 주면부(75)와, 주면부(75)의 중간 2부분으로부터 측방으로 연장되는 한 쌍의 급전선 유지부(77, 79)와, 주면부(75)의 단부로부터 측방으로 연장되는 한 쌍의 측면부(81, 83)로 구성되어 있다. 내측 홀더(63)의 외측면은, 외측 홀더(61)의 내측면과 대체로 같은 형상이다. 따라서, 내측 홀더(63)는 외측 홀더(61)의 내측에 끼워 넣어져 있다. 또한, 측면부(81, 83)의 선단은, 외측 홀더(61)의 벤딩부(67c, 68c)의 벤딩 선단면에 맞닿거나 또는 근접해 있다. 이 상태에서, 내측 홀더(63)는 약간 탄성변형되어 있으며, 자기의 탄성력에 의해 외측 홀더(61)에 고정되어 있다. 즉, 내측 홀더(63)는, 자기를 외측 홀더(61)에 고정할 뿐만 아니라, 자기와 외측 홀더(61)의 사이에 플레이트부재(62)를 끼움으로써 플레이트부재(62)를 외측 홀더(61)에 고정하고 있다.
한 쌍의 급전선(17)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 급전선 유지부(77, 79)의 선단에 유지된 상태로, 코어(29)의 돌출부(29a)와 돌출부(29b) 사이의 공간내의 깊숙한 위치에 배치되어 있다.
복수의 내측 홀더(63)가 부분적으로 배치됨으로써, 플레이트부재(62)의 주면부(69)의 많은 부분이 노출된 상태가 된다. 따라서, 내측 홀더(63)에 의한 자속의 저감 작용이 잘 발생하지 않는다.
도 5로부터 명백한 바와 같이, 한 쌍의 급전선(17, 17)과, 각각으로부터 가까운 쪽의 플레이트부재(62)의 한 쌍의 측면부(71, 73)까지의 거리(L1, L2)가 동일하다. 또, 도면에서는 L1, L2는 양자의 최단거리이다. 플레이트부재(62)가 비자성체이기 때문에, 한 쌍의 급전선(17, 17)으로부터 발생하는 자계가 외부로 누출되기 어렵다. 이에 따라, 누설자계에 의한 악영향을 다른 장치에 미치기 어렵다. 특히, 플레이트부재(62)가 구리제이기(도전성이 높음) 때문에, 누설 자속의 저감효과가 높다. 또한, 플레이트부재(62)를 배치함으로써, 전자유도에 의한 급전시에 코어(29)의 자기회로가 폐쇄 루프가 되기 때문에, 급전 효율이 향상된다.
또한, 각각으로부터 가까운 쪽의 플레이트부재(62)의 한 쌍의 측면부(71, 73)까지의 거리(L1, L2)를 동일하게 함으로써, 한 쌍의 급전선(17, 17)으로부터 각각 발생하는 자계의 밸런스를 유지할 수 있다. 이에 따라, 다른 장치에 누설자계에 의한 악영향을 미치기 어렵다는 효과가 높아진다.
또한, 플레이트부재(62)의 한 쌍의 측면부(71, 73)가 주면부(69)로부터 연장되는 길이(L3, L4)가 동일하며, 한 쌍의 측면부(71, 73)의 선단은 한 쌍의 급전선(17)을 덮는 위치까지 연장되어 있다. 한 쌍의 측면부(71, 73)가 한 쌍의 급전선(17, 17)을 덮는다는 것은, 한 쌍의 급전선(17, 17)의 측방 최외측 부분보다 한 쌍의 측면부(71, 73)의 선단이 더욱 측방 외측에 있는 것을 의미한다. 이 경우는, 한 쌍의 측면부(67, 68)가 주면부(69)로부터 연장되는 길이가 동일하기 때문에, 한 쌍의 급전선(17, 17)으로부터 각각 발생하는 자계의 밸런스를 유지할 수 있다. 이에 따라, 누설자계에 의한 악영향을 다른 장치에 미치기 어렵다는 효과가 높아진다. 또한, 플레이트부재(62)의 한 쌍의 측면부(71, 73)의 선단은 한 쌍의 급전선(17, 17)을 덮는 위치까지 연장되어 있기 때문에, 한 쌍의 급전선(17, 17)으로부터 발생하는 자계가 외부에 의해 누출되기 어려워진다.
플레이트부재(62)가 외측 홀더(61)의 한 쌍의 급전선(17, 17)측, 즉 외측 홀더(61)의 내측에 배치되어 있기 때문에, 천장주행차 시스템(1)에 다른 부재가 충돌하여도, 플레이트부재(62)로부터의 먼지가 외부로 잘 나오지 않게 된다. 그 결과, 본 발명의 일 실시형태로서의 천장주행차 시스템을 클린룸 내에 적용해도 문제가 잘 생기지 않는다.
또한, 내측 홀더(63)가 플레이트부재(62)의 유지기능과 한 쌍의 급전선(17, 17)의 유지기능을 가지고 있기 때문에, 부품수를 적게 할 수 있다.
다음에, 급전선 홀더(15)의 조립?분해작업에 대해서 설명한다. 최초에, 외측 홀더(61)의 내측에 플레이트부재(62)를 끼워 넣는다. 이때, 외측 홀더(61)의 측면부(67)의 제 2 부분(67b) 및 측면부(68)의 제 2 부분(68b)을 외측으로 변형시켜, 플레이트부재(62)의 선단을 벤딩부(67c, 68c)의 내측에 들어가게 한다. 이 상태에서 플레이트부재(62)는 외측 홀더(61)에 임시 고정된 상태로 되어 있다. 다음에, 복수의 내측 홀더(63)를 외측 홀더(61)의 내측 즉 플레이트부재(62)의 내측에 끼운다. 이상, 급전선 홀더(15)가 조립된다. 분해작업은, 상술한 조립 작업과 반대의 작업을 행한다.
내측 홀더(63)는 복수의 부재로 이루어지기 때문에, 조립?분해 작업성이 향상된다. 즉, 내측 홀더(63)는 외측 홀더(61)나 플레이트부재(62)에 비해 작은 부재이며, 끼워 넣을 때에는, 외측 홀더(61)나 플레이트부재(62)에 대하여 엄밀한 위치결정없이 끼움작업이 가능하다. 또한, 내측 홀더(63)를 분리할 때에도 작은 부재를 1개씩 빼는 것 만으로 되기 때문에, 작업성이 양호하다.
(5) 노이즈 캔슬회로
도 8～도 10에 나타낸 바와 같이, 레일(3)에는 노이즈 캔슬회로(85)가 장착되어 있다. 노이즈 캔슬회로(85)는, 급전레일(13)로부터 발생하는 자계를 저감하는 기능을 가지고 있다.
노이즈 캔슬회로(85)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 코일 안테나(87)와, 커패시터(89)로 이루어진 공진회로로서 구성되어 있다. 코일 안테나(87)는, 레일(3)의 길이방향으로 평행하게 연장되는 장척(長尺)형상으로 복수 감겨 있다. 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 코일 안테나(87)는, 급전선 홀더(15)의 외측, 즉, 급전선(17)의 외측에서 급전선(17)에 근접하게 배치되어 있다. 도 8 및 도 9에서는, 코일 안테나(87)는, 부착부재(93)를 통해 급전선 홀더(15)에 고정되어 있다. 커패시터(89)는, 코일 안테나(87)에 흐르는 유도전류를 급전선(17)에 흐르는 전류의 위상에 대하여 역위상으로 한다.
코일 안테나(87)는, 레일(3) 전체에 걸쳐 설치해도 되고, 필요한 처리장치(55)에만 대응시켜 설치해도 된다. 코일 안테나를 필요한 처리장치에 대응시키고 있다는 것은, 처리장치의 주행방향 길이 70% 이상에 대하여 코일 안테나의 주행방향 길이를 대응시켜 배치하고 있는 상태를 말한다.
도 10에 나타낸 교류전원(91)으로부터 급전선(17)에 고주파 전류가 공급되면, 급전선(17)의 둘레에 자계가 발생한다. 이 자계에 의해, 코어(29)에 감긴 픽업코일(31)에 유도전류가 흐른다. 즉, 비접촉 급전이 행하여진다.
한편, 급전선(17)으로부터 발생하는 자계는 노이즈 캔슬회로(85)의 코일 안테나(87)에 유도전류를 생기게 하며, 또한 유도전류에 의해 코일 안테나(87)로부터 자계가 발생한다. 상기 노이즈 캔슬회로(85)에서는, 커패시터(89)와 코일 안테나(87)에 의해, 코일 안테나(87)에 흐르는 유도전류가 급전선(17)에 흐르는 전류의 위상에 대하여 역위상으로 되어 있으며, 이에 따라, 코일 안테나(87)로부터 발생하는 자계의 위상이 급전선(17)으로부터 발생하는 자계의 위상과 역위상으로 되어 있다. 이러한 역위상의 자계에 의해, 급전선(17)으로부터 발생하는 자계가 저감된다. 여기서, 「저감된다」란, 급전선(17)을 흐르는 전류로부터 발생하는 자계의 적어도 일부가 캔슬되는 것을 의미한다. 이 결과, 검사장치와 같은 처리장치(55)에 대하여 급전선(17)으로부터 발생하는 자계의 영향이 적어진다.
또, 이 실시형태에서는 전술한 바와 같이 플레이트부재(62)에 의해 급전레일(13)의 외부로 누설되는 자계는 작게 되어 있지만, 코일 안테나(87)에 흐르는 유도전류로부터 생긴 역위상의 자계에 의해 누출된 자계를 저감하고 있기 때문에, 악영향을 더 작게 하고 있다.
코일 안테나(87)가 복수 감겨 있기 때문에, 여기에 흐르는 유도전류는 작아도 누설자계저감의 효과가 크다. 또한, 코일 안테나(87)의 장척방향이 급전선(17)과 평행하기 때문에, 급전선(17)을 따른 넓은 범위에 대하여 누설자계를 저감할 수 있다.
급전선(17) 자체를 전원으로 하여 코일 안테나(87)에 유도전류를 흘리기 때문에, 별도의 전원을 준비할 필요가 없으며, 나아가서는 별도의 픽업코일을 설치할 필요가 없다.
또, 코일 안테나(87)와 커패시터(89)는 완전한 공진관계가 아니라 공진주파수 근방의 주위의 주파수를 이용하고 있으며, 또한, 코일 안테나(87)에 흐르는 유도전류의 위상이 급전선(17)에 흐르는 전류의 위상에 대하여 완전한 역위상으로는 되지 않는다. 여기에서는, 완전한 공진상태로부터 벗어나게 함으로써, 코일 안테나(87)로부터 누설자계를 저감하기 위한 적절한 역위상의 자계를 발생할 수 있다.
실제로 자계저감을 위한 작업으로서는, 이하의 단계를 실행한다.
◎ 코일 안테나(87)를 준비하는 단계
◎ 코일 안테나(87)와의 공진관계를 조정함으로써, 코일 안테나(87)에 흐르는 유도전류로부터 발생하는 자계가 급전선(17)을 흐르는 전류로부터 발생하는 자계를 저감하도록 커패시터(89)를 준비하는 단계
이러한 방법에서는, 커패시터(89)를 교환함으로써, 코일 안테나(87)와의 공진관계를 조정할 수 있다. 특히, 커패시터(89)를 교환하여 완전한 공진상태로부터 벗어나게 함으로써, 적절한 역위상의 자계를 발생할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 코일 안테나(87)와 커패시터(89)로 이루어진 회로의 임피던스(Z)=ωL-1/ωC, 코일 안테나(87)로의 유도전압(Vc)=-N?dφ/dt, 코일 안테나(87)에 발생하는 유도전류(I)=Vc/Z, 유도전류에 의해 코일 안테나(87)에서 발생하는 자계(H)=I/(4πr)?[J(J2+r2)-1/2], 유도전류의 위상(θ)=cos-1(R/Z)으로부터, 자계(H)와 유도전류의 위상(θ)을 조정하는 단계이다. 참고로, L: 코일 안테나(87)의 인덕턴스, C: 커패시터(89)의 커패시턴스, N: 코일 안테나(87)의 감김수, dφ/dt:코일 안테나(87)를 지나는 자속의 변화량, r: 저감시키고자 하는 자속의 코일 안테나(87)로부터의 거리, J: 코일 안테나(87)의 길이, R: 코일 안테나(87)의 직류저항이다.
이러한 구성에 의해, 사전에 코일 안테나(87)와 커패시터(89)의 값을 상정할 수 있다.
(6) 기타 실시형태
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 플레이트부재는 3면을 갖는 1장의 플레이트로 구성되어 있었지만, 예컨대, 3장의 플레이트를 조합하여 구성되어도 된다.
상기 실시형태에서는, 천장주행차 시스템을 설명하였지만, 본 발명은 상상(床上) 주행차 등 다른 궤도주행차 시스템에도 적용 가능하다.
상기 실시형태에서는, 반도체 제조공장의 클린룸 내의 주행차 시스템을 설명하였지만, 본 발명은 다른 종류의 공장에도 적용 가능하다.
상기 실시형태에서는, 급전 홀더에 구리제의 플레이트부재가 이용되었지만, 플레이트부재가 이용되고 있지 않은 급전 홀더에 대해서도 본 발명은 적용 가능하다. 이 경우에는, 급전 홀더로부터의 누설자계가 커지는 것이 고려되지만, 동시에 코일 안테나로부터 발생하는 역위상의 자계도 커지기 때문에, 처리장치에 대한 영향은 상기 실시형태의 경우와 마찬가지로 적다.
상기 실시형태에서는 코일 안테나는 급전선의 가장 근방에 배치되어 있었지만, 코일 안테나는 급전선으로부터 상하방향 또는 측방향으로 가장 떨어져 있어도 된다.
상기 실시형태에서는 코일 안테나는 레일의 급전레일에 장착되어 있었지만, 주행레일에 장착되어 있어도 된다.
상기 실시형태에서는 코일 안테나는 레일의 측방향 한 쪽에 장착되어 있었지만, 반대측에만 장착되어 있어도 되고, 양측에 장착되어 있어도 된다.
한 쌍의 급전선은, 양쪽의 급전선 홀더에 설치되어 있어도 되고, 어느 한쪽의 급전선 홀더에만 설치되어 있어도 된다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은, 궤도상을 주행하는 주행차 시스템에 폭넓게 적용할 수 있다.
1 : 천장주행차 시스템
3 : 레일
4 : FOUP
5 : 천장주행차
11 : 주행레일
13 : 급전레일
15 : 급전선 홀더
17 : 급전선
23 : 수전부
27 : 픽업유닛
29 : 코어
31 : 픽업코일
33 : 비접촉 급전부
61 : 외측 홀더
62 : 플레이트부재
63 : 내측 홀더
65 : 주면부
67, 68 : 측면부
69 : 주면부
71, 73 : 측면부
75 : 주면부
77, 79 : 급전선 유지부
81, 83 : 측면부
85 : 노이즈 캔슬회로
87 : 코일 안테나
89 : 커패시터

Claims (4)

  1. 교류전원과,
    상기 교류전원에 접속된 급전선(給電線)과,
    상기 급전선으로부터 비접촉으로 수전(受電)되며 또한 주행차에 설치된 수전 픽업과,
    상기 급전선에 흐르는 전류에 의해 발생한 자계에 의해 유도전류가 흐르는 코일 안테나와, 상기 코일 안테나에 접속된 커패시터를 가지며, 상기 코일 안테나와 상기 커패시터가 공진회로를 구성하도록 함으로써, 상기 코일 안테나에 흐르는 유도전류를 상기 급전선에 흐르는 전류의 위상에 대하여 역위상으로 하는 자계저감회로를 구비한 비접촉 급전 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커패시터는, 상기 코일 안테나에 흐르는 유도전류로부터 발생하는 자계가 상기 급전선에 흐르는 전류로부터 발생하는 자계를 저감하도록 공진관계가 조정되어 있는, 비접촉 급전 시스템.
  3. 교류전원과, 상기 교류전원에 접속된 급전선과, 상기 급전선으로부터 비접촉으로 수전되며 또한 주행차에 설치된 수전 픽업을 갖는 비접촉 급전 시스템의 자계저감방법으로서,
    코일 안테나를 설치하는 단계와,
    상기 코일 안테나와의 공진관계를 조정함으로써, 상기 코일 안테나에 흐르는 유도전류로부터 발생하는 자계가 상기 급전선에 흐르는 전류로부터 발생하는 자계와 역위상이 되도록 커패시터를 설치하는 단계를 구비한 비접촉 급전 시스템의 자계저감방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 공진관계의 조정은,
    상기 코일 안테나와 상기 커패시터로 이루어진 회로의 임피던스(Z)=ωL-1/ωC,
    상기 코일 안테나로의 유도전압(Vc)=-N?dφ/dt,
    상기 코일 안테나에 발생하는 유도전류(I)=Vc/Z,
    유도전류에 의해 상기 코일 안테나에서 발생하는 자계(H)=I/(4πr)?[J(J2+r2)-1/2],
    유도전류의 위상(θ)=cos-1(R/Z)으로부터,
    자계(H)와 유도전류의 위상(θ)을 조정하는 단계인, 비접촉 급전 시스템의 자계저감방법(L: 코일 안테나의 인덕턴스, C: 커패시터의 커패시턴스, N: 코일 안테나의 감김수, dφ/dt: 코일 안테나를 지나는 자속의 변화량, r: 저감시키고자 하는 자속의 코일 안테나로부터의 거리, J: 코일 안테나의 길이, R: 코일 안테나의 직류저항).
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