JPH04333422A - 磁気浮上体の位置検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非接触で物体を搬送す
る交流磁気浮上搬送装置に適用される磁気浮上体の位置
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発塵や潤滑油の飛散等を嫌う半導
体プロセス等における物体（　半導体ウエハ）　の搬送
や移動機構の軸受には、直流電磁石を用いたいわゆる磁
気軸受が用いられている。この種の軸受けは、磁石間あ
るいは磁石と磁性材料との間に作用する磁気的吸引力ま
たは反発力を利用して搬送物体あるいは支持物体を空隙
を介して非接触で浮揚させるようにしたもので、種々の
方式が実用化されている。しかし、そのうち電磁石を用
いた磁気的吸引力を利用した磁気軸受で長い距離を搬送
させる場合には、これらの制御装置を搬送ライン全体に
わたって設ける必要がある。これを回避する手段として
は、浮揚搬送される物体側に制御回路やセンサを搭載す
る手段が考えられるが、この場合物体側にバッテリ等の
電力源を設ける必要があるため、長時間の浮揚には充電
または給電を行なうシステムが新たに必要になるなど、
設備上大きな問題をかかえることになる。一方、磁気反
発力を利用する磁気軸受では上述のような制御装置を原
則的に必要としないため長距離の搬送機構としては大き
な利点を有している。しかしながら、永久磁石だけを組
み合わせて反発浮上機構を構成することは現実には不可
能とされており、少なくとも１　軸以上の自由度を上述
の制御装置により安定化させる必要があるといわれてい
る。これに対し、交流電磁石を用いた誘導反発方式では
導電材料からなる浮上体の形状を工夫することにより、
安定に浮上支持できることが原理的に確認されている。 図３にこの交流電磁石を用いた誘導反発方式の搬送装置
の基本構成を示す。図中１は搬送方向に施設された２列
の電磁石からなる交流電磁石であり、２はこの交流磁石
上を搬送される浮上体である。浮上体２は例えばアルミ
ニウムなどの軽くて導電率の大きい材料が適しており、
運びたい搬送物体は通常この浮上体２上に搭載される。 図において交流電磁石１に交流源流を通電すると、その
上部に交番磁界が発生し磁界中に浮上体２があるため浮
上体２のアルミ材料中に渦電流と呼ばれる交番電流が流
れる。 この電流により生じる磁界は電磁石によって生じる磁界
と反発する方向に形成され、浮上体２は交流磁石上に浮
揚する。また、交流電磁石を浮上体走行方向に三相リニ
アモータ結線とすることにより浮上体走行も実現される
。以上が交流反発方式を用いた搬送原理の概要であるが
、交流電磁石を搬送ライン全体について常時励磁してお
くことは効率が良くないため、図４に示すように交流電
磁石からなる搬送ラインを浮上体走行方向についていく
つかのブロックに分割し、励磁する電磁石ブロックを浮
上体の走行に合わせ順位切替える方法がある。図中１−
１〜１−４は４個の電磁石ブロックであり、ブロック単
位で励磁する電磁石を切替える場合、図中８−１〜８−
３で示す浮上体検出センサを設置しこのセンサで浮上体
を検出し、順次切替えを実施する。この場合の検出セン
サは直接浮上体を見ることが可能であり、種々の近接ス
イッチが使用できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、発塵を嫌う半導
体潜像装置に於けるウエハ搬送機器などにおける真空内
搬送に交流電磁石を使用する誘導反発方式を利用するた
めには電磁石からの発塵、脱ガス対策が必要である。特
に電磁石からの脱ガスの問題は、ウエハ表面の組成が悪
化し、半導体の高集積化が進む中で歩留まりが致命的に
低下するという問題が起こる。この対策として、図５に
示すように搬送方向に施設された電磁石配列の上方で搬
送方向に図中３で示すセラミックスなどの非金属材料又
は常磁性で浮上体に比較して電気抵抗が少なくとも５倍
以上大きい金属材料からなる管通路を設置し、浮上体２
および浮上体の上に置かれた搬送物体を上記管通路内に
於いて浮上搬送することにより、浮上体搬送路と電磁石
の設置場所を空間的に遮断して配置する。この場合、電
磁石励磁の効率を良くするため浮上体の走行を合わせ励
磁電磁石ブロックの切替えを行なうためには管通路内を
浮上走行する浮上体の位置を非接触で検出する必要があ
った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。すなわち、磁気浮上体の位
置検出装置として、導電性を有する非磁性金属材料より
なる浮上体を交流電磁石上を浮上走行させる交流磁気浮
上搬送装置において、上記交流磁石上にほぼ水平に設け
られ走行方向に幅が漸増するコイルと、同コイルに接続
される高周波発生手段および電流検出手段とを設ける

【
０００５】

【作用】上記手段により、コイルの近くには高周波磁界
が発生している。浮上体がこの高周波磁界の中にくると
、浮上体中にこの高周波磁界を弱める方向に二次電流が
流れる。すなわちコイルのインダクタンスが減少したこ
とになり、コイルの電流が増加する。この電流は電流検
出手段で検出される。このとき、コイルの幅が漸増（漸
減）しているため浮上体の位置によって電流値も変るの
で、浮上体がコイルのどの位置にあるかも電流値から検
出される。このようにして非接触かつ非可視で浮上体の
位置が容易に検出される。

【０００６】

【実施例】本発明の一実施例を図１と図２により説明す
る。図１は平面図、図２は正面図である。

【０００７】なお、従来例で説明した部分は、同一の番
号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に
説明する。

【０００８】図１にて搬送方向に施設された電磁石配列
１の上方で搬送方向に、セラミックスなどの非金属材料
又は常磁性で浮上体２に比較して電気抵抗が少なくとも
５倍以上大きい金属材料からなる断面が長方形の管通路
３を設置する。

【０００９】電磁石配列１の上方の管通路３の上面に走
行方向に沿い幅が漸増（漸減）するコイル、すなわち三
角形のコイル４が設けられる。

【００１０】コイル４は電流検出手段の抵抗６を介して
高周波発生器５につながれる。また抵抗６の両端には電
圧計７がつながれる。

【００１１】以上の構成において、コイル４には高周波
電圧発生器５により高周波電流を通電しているため、コ
イル４の周辺には高周波磁界が発生する。ここで、管通
路３はセラミックなどの非金属材料又は常磁性で浮上体
２に比較して電気抵抗が少なくとも５倍以上大きい金属
材料製であるため、磁界は管通路３を殆んど減衰せずに
透過する。

【００１２】図２に示すように浮上体２がコイル４の下
方に来ると、磁界は浮上体２と交錯するため浮上体２に
は誘導渦電流を発生する。この誘導渦電流によって生じ
る磁界はコイル４の周辺に発生している磁界と反発する
方向に生じるため、コイル４のインダクタンスを減少さ
せる。

【００１３】図１において浮上体２が矢印方向に浮上走
行するとその位置によってコイル４と浮上体２の重なる
部分が変ってくるため浮上体２に発生する誘導渦電流が
変化する。従って、コイル４のインダクタンスが変化し
、浮上体２の位置に対応した値になるからコイル４に流
れる電流値から浮上体２の位置が検出される。この電流
値は電圧計７で電圧として検出される。

【００１４】以上のようにして、管通路３外から管通路
内を浮上走行する浮上体２の走行位置を非接触にて検出
できる。従って、この浮上体走行位置検出信号をもって
、浮上体２の走行位置に合わせ、交流電磁石１からなる
搬送ラインの励磁区間を限定することができ、搬送ライ
ンとしては電源効率を良くすることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
導電性を有する常磁性金属材料である浮上体を交流電磁
石の交番磁界を利用して浮上搬送させる交流磁気浮上搬
送装置において、浮上走行する浮上体の走行位置を非接
触かつ非可視に容易に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例の構成平面図である
。

【図２】図２は同実施例の正面図である。

【図３】図３は従来例の正面図である。

【図４】図４は同従来例の作用説明図である。

【図５】図５は同従来例のその他の例の正面図である。

【符号の説明】

１　　電磁石 ２　　浮上体 ３　　管通路 ４　　コイル ５　　高周波電圧発生器 ６　　抵抗 ７　　電圧計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　導電性を有する非磁性金属材料よりな
   る浮上体を交流電磁石上を浮上走行させる交流磁気浮上
   搬送装置において、上記交流電磁石上にほぼ水平に設け
   られ走行方向に幅が漸増するコイルと、同コイルに接続
   される高周波発生手段および電流検出手段とを備えてな
   ることを特徴とする磁気浮上体の位置検出装置。