JPH05184010A

JPH05184010A - 浮上式搬送装置

Info

Publication number: JPH05184010A
Application number: JP3345758A
Authority: JP
Inventors: Masao Kawai; 正夫川合; Hideki Ariga; 秀喜有賀; Toshihiro Shiimado; 利博椎窓; Yoshihisa Ito; 義久伊藤; Koji Hori; 孝二堀
Original assignee: EKUOSU RES KK
Current assignee: EKUOSU RES KK
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】クリーンルーム内を汚染することなく、搬送時
にショックを発生することのない安価で小型の浮上式搬
送装置を提供する。【構成】被搬送物１１を載置し、導電性の非磁性材料で
形成される搬送台１２が設けられ、該搬送台１２の下に
搬送路１３が形成される。搬送路１３には、交互に配列
されたＮ極とＳ極を備える円筒状のマグネット１６が複
数個配設され、回転自在に支持される。該マグネット１
６は、モータ１７によってそれぞれ回転させられ、該モ
ータ１７は制御装置１８によって制御させられる。上記
マグネット１６は、搬送台１２の各状態に対応して設定
された方向に、設定された速度で回転する。制止浮上状
態、加速状態、定速状態及び減速状態の切換えを、マグ
ネット１６の回転を制御することによって行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浮上式搬送装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば振動やショックに弱い物
品、例えばウェハを所定箇所に移動する場合、ウェハを
ウェハケース内に収容し、該ウェハケースを搬送台に乗
せ、さらに搬送台を空気で浮上させて搬送するようにし
ている。すなわち、ウェハをある箇所から所定箇所に移
動する場合、搬送路における搬送台の各停止位置にリニ
ア誘導モータを配設し、該リニア誘導モータを作動させ
ることによって搬送台の加減速を行うようにしている。
そして、各停止位置間には、搬送路に沿った複数箇所に
ノズルが配設され、該ノズルから噴射された空気に乗っ
て搬送台を移動させるようにしている。

【０００３】上記構成の浮上式搬送装置においては、搬
送台は空気によって浮上させられるため、搬送路におけ
る走行抵抗はわずかであり、しかも、振動はほとんど発
生しない。また、必要に応じて搬送路にリニア誘導モー
タを利用した非接触式ターンテーブルを配設すれば、搬
送路に分岐点やループを形成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の浮上式搬送装置においては、ノズルから噴射された
空気によって搬送台を浮上させるようにしているため、
噴射される前の空気中に汚物、塵埃等が混入している
と、そのまま搬送路のノズルから噴射され、クリーンル
ーム内を汚染してしまう。

【０００５】また、搬送路の複数箇所に設けられた停止
箇所に、駆動源としてリニア誘導モータを配設し、該リ
ニア誘導モータをパルス幅変調方式によって作動させて
搬送台を加速し、減速するとともに、各停止箇所間の搬
送は空気によって搬送台を浮上させることによって行っ
ている。したがって、各停止箇所間には駆動装置が設け
られておらず、空気による浮上によってのみ搬送される
ため、搬送状態が不安定になることがある。さらに、搬
送路において所定の軌道に沿って搬送させるためには、
搬送台が搬送路から外れないようにするためのガイドが
必要になり、該ガイドが摺動部分となって摩擦が生じ、
摩耗で発生した塵埃によってクリーンルーム内を汚染し
てしまう。

【０００６】そして、搬送台をリニア誘導モータによっ
て加速した後、空気による搬送に切り換える際、また、
空気によって搬送している時にリニア誘導モータによっ
て減速する際に、速度や加速度が不連続になるため、シ
ョックが発生してしまう。ショックを抑制するために
は、加速時及び減速時の加速度を極めて小さくする必要
があり、搬送時間が長くなってしまう。

【０００７】また、リニア誘導モータをパルス幅変調方
式で制御するもので構成しているため、重量が大きくな
り、浮上式搬送装置が大型化してしまう。さらに、搬送
路に分岐点やループを形成する場合、空気を噴射するた
めの空気系の配管が複雑になるため、コストが上昇する
だけでなく、浮上式搬送装置も大型化してしまう。本発
明は、上記従来の浮上式搬送装置の問題点を解決して、
クリーンルーム内を汚染することなく、搬送路内におけ
る搬送状態が不安定になることがなく、搬送時にショッ
クが発生することがなく、しかも、搬送時間を短くする
ことができる安価で小型の浮上式搬送装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の浮
上式搬送装置においては、被搬送物を載置し、導電性の
非磁性材料で形成される搬送体が設けられ、該搬送体の
下に搬送路が形成される。該搬送路には、交互に配列さ
れたＮ極とＳ極を備える円筒状のマグネットが複数個配
設され、回転自在に支持される。

【０００９】該マグネットは、駆動手段によってそれぞ
れ回転させられ、該駆動手段は制御装置によって制御さ
せられる。そして、該制御装置は、搬送体の制止浮上状
態、加速状態、定速状態及び減速状態のそれぞれに対応
して、搬送体の下のマグネットを設定された方向に、設
定された速度で回転させる手段を有している。

【００１０】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、上記のように
被搬送物を載置し、導電性の非磁性材料で形成される搬
送体が設けられ、該搬送体の下に搬送路が形成される。
該搬送路には、交互に配列されたＮ極とＳ極を備える円
筒状のマグネットが複数個配設され、回転自在に支持さ
れる。

【００１１】該マグネットは、駆動手段によってそれぞ
れ回転させられ、該駆動手段は制御装置によって制御さ
せられる。上記マグネットは、搬送体の各状態に対応し
て設定された方向に、設定された速度で回転する。すな
わち、制止浮上状態においては、搬送体の下の所定のマ
グネットを互いに逆方向に回転させて浮上力を発生さ
せ、加速状態においては、各マグネットを同方向に回転
させて推進力を発生させるとともに角速度を変え、定速
状態においては、各マグネットを一定の回転数で同方向
に回転させて推進力を発生させ、減速状態においては、
搬送体の下のマグネットのうち所定のものを逆方向に回
転させて推進力を減小させるようにしている。

【００１２】このように、搬送体を浮上させるためにマ
グネットによる磁気的作用を利用しているので、ノズル
などから空気を噴射する必要がない。また、マグネット
を回転させることによって案内力を発生させ、該案内力
によって搬送体を案内しているため、機械的なガイドが
不要になる。したがって、空気や摩擦による摩耗で生じ
た塵埃によってクリーンルーム内が汚染されることがな
くなる。しかも、駆動手段すなわちモータに密閉型のも
のを使用することよって、浮上式搬送装置全体を包囲す
る雰囲気を真空にすることができる。

【００１３】さらに、制止浮上状態、加速状態、定速状
態及び減速状態の切換えを、すべてマグネットの回転を
制御することによって行うようにしており、かつ、複数
のマグネットのうちの一部のものだけを逆方向に回転さ
せるなどの方法によって制止力や制動力を発生させるよ
うにしているため、速度や加速度を連続させることがで
き、ショックが発生するのを抑制することができる。そ
して、必要以上に加速度を小さくすることがなくなるの
で、搬送時間を短くすることができる。

【００１４】また、長手方向に複数のモータアッセンブ
リを配設することによって搬送路を形成しているため、
各モータアッセンブリを小さくすることができ、浮上式
搬送装置を軽量化し、小型化することができる。そし
て、搬送路に分岐点やループを形成する場合、空気を噴
射するための配管などが不要になり、搬送路の設計の自
由度が高くなるとともに、コストが低減されるだけでな
く、浮上式搬送装置を小型化することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の浮上式搬送装置
の概略図である。図において、１１は被搬送物であり、
例えばウェハである場合には、ウェハケース内に収容さ
れる。１２は上記被搬送物１１を搭載するための搬送体
すなわち搬送台である。該搬送台１２は本実施例におい
ては板状物で形成されているが、他の形状のものでもよ
く、上記被搬送物１１の寸法に対応する大きさを有す
る。また、搬送台１２は、アルミニウム、銅等の導電性
の非磁性材料で形成されるが、ポリアセチレンなどの導
電性の樹脂で形成することもできる。

【００１６】上記被搬送物１１は、例えばクリーンルー
ム内の床の上に長尺状に形成された所定の搬送路１３に
沿って搬送されるようになっている。該搬送路１３は、
搬送路１３の長手方向に配設された複数のモータアッセ
ンブリ１５で形成される。そして、各モータアッセンブ
リ１５は、回転自在に支持されたマグネット１６と、該
マグネット１６を回転させるモータ１７から成ってい
て、各モータ１７は制御装置１８によってそれぞれ独立
に制御することができるようになっている。

【００１７】そして、上記モータ１７を駆動してマグネ
ット１６を回転させると、上記搬送台１２に誘導電流が
発生し、該誘導電流による誘導磁束がマグネット１６に
作用する。その結果、各マグネット１６は、搬送台１２
を磁気的作用によって浮上させ、推進させるとともに搬
送路１３に沿って搬送台１２を案内する。各モータアッ
センブリ１５はいずれも同じ構成を有しているので、上
記搬送台１２は連続的に推進力を受け、浮上した状態で
上記搬送路１３に沿って搬送される。

【００１８】次に、本発明の浮上式搬送装置の原理につ
いて図２を併用して説明する。図２は本発明の浮上式搬
送装置の原理図である。図においては、説明の便宜上、
マグネット１６は上述したようなモータ１７によって回
転されるものではなく、マグネット１６内にステータコ
イルを配設するもので構成される。

【００１９】すなわち、Ｎ極とＳ極を交互に配列した円
筒形のマグネット１６が上記搬送台１２に対応して回転
自在に支持され、該マグネット１６の内周には、ステー
タコイル２１が図示しないシャフトに支持され固定され
ている。この場合には、上述したようにマグネット１６
内にモータ１７（図１）はなく、ステータコイル２１に
直接駆動電流を供給することによってマグネット１６を
回転させるようになっている。

【００２０】したがって、上記制御装置１８を制御する
ことによって図示しない電源装置から上記ステータコイ
ル２１に駆動電流が供給されると、該駆動電流に対応す
る交番磁界が発生し、マグネット１６は図示しないシャ
フトを中心に回転する。このように、ステータコイル２
１とマグネット１６によって同期モータが構成される。

【００２１】このように、モータ１７によって、又はス
テータコイル２１に駆動電流を供給することによって上
記マグネット１６を回転させると、該マグネット１６に
よって発生され、搬送台１２と鎖交する磁束量が変化
し、該搬送台１２に誘導電流Ｉ _Eが流れ、その磁気的作
用で搬送台１２が推進される。この場合、搬送台１２は
搬送路１３上で浮上し、マグネット１６との間に機械的
な摩擦は発生しない。搬送台１２はマグネット１６に案
内され、浮上した状態で搬送される。すなわち、上記磁
気的作用によって、搬送台１２の前方向に働く推進力Ｆ
_A、搬送台１２を上方に浮上させる浮上力Ｆ_F、及び搬
送台１２を搬送路１３に沿って移動させるための案内力
Ｆ_Gが発生させられる。

【００２２】次に、上記構成の浮上式搬送装置の動作に
ついて図３〜図１１を併用して説明する。図３は本発明
の浮上式搬送装置の動作を説明するためのタイムチャー
ト、図４は浮上式搬送装置の加速前の制止浮上状態を示
す図、図５は浮上式搬送装置の加速前の他の制止浮上状
態を示す図、図６は制止浮上状態から加速状態への過渡
状態を示す図、図７は制止浮上状態から加速状態への他
の過渡状態を示す図、図８は浮上式搬送装置の加速状態
を示す図、図９は浮上式搬送装置の定速状態を示す図、
図１０は浮上式搬送装置の減速状態を示す図、図１１は
減速後の制止浮上状態を示す図である。

【００２３】図３において、横軸に時間を、縦軸に搬送
台１２の速度を採ってある。このようなタイムチャート
で浮上式搬送装置を動作させる場合、各モータアッセン
ブリ１５は制御装置１８からの指令を受けて、次のよう
に作動させられる。すなわち、図４に示す制止浮上状態
においては、搬送台１２の中央より前方のマグネット１
６と後方のマグネット１６を互いに逆方向に回転させ
る。例えば、搬送台１２の中央より前方のマグネット１
６を図において反時計回りに、後方のマグネット１６を
図において時計回りに回転させるか、中央より前方のマ
グネット１６を図において時計回りに、後方のマグネッ
ト１６を図において反時計回りに回転させる。このよう
に回転させると、上記搬送台１２に浮上力Ｆ_Fが発生し
て搬送台１２は浮上する。

【００２４】なお、図５に示すように搬送台１２の中央
より前方のマグネット１６と後方のマグネット１６をそ
れぞれ１個ずつ互いに逆方向に回転させ、他のマグネッ
ト１６を停止させておくこともできる。次に、図４の制
止浮上状態から加速状態への過渡状態になると、制止浮
上状態から抜け出させるため、図６に示すように反時計
回りに回転しているマグネット１６を所定のものだけ時
計回りに回転させ、バランスを崩す。こうすることによ
って、搬送台１２は前方に推進され始める。

【００２５】また、図５の制止浮上状態から加速状態へ
の過渡状態になると、制止浮上状態から抜け出させるた
め、図７に示すようにそれまで停止していたマグネット
１６のうち所定のものを時計回りに回転させ、バランス
を崩す。こうすることによって、搬送台１２は前方に推
進され始める。加速状態になると、図８に示すように搬
送台１２の下の各マグネット１６は時計回りに回転させ
るとともに角速度を上昇させ、搬送台１２を所定の加速
度で加速させる。該搬送台１２の加速度は、制御装置１
８からの指令でマグネット１６の回転数を変えることに
よって変化させることができる。このように回転させる
と、上記搬送台１２に浮上力Ｆ_F及び推進力Ｆ_Aが発生
して搬送台１２は浮上するとともに上記加速度で前方に
推進される。この時、図示されていないが、案内力Ｆ_G
も同時に発生するので、搬送台１２が搬送路１３（図
１）から外れることはない。

【００２６】図９に示す定速状態においては、搬送台１
２の下の各マグネット１６を時計回りに一定の回転数で
回転させる。このように回転させると、上記搬送台１２
に浮上力Ｆ_F及び推進力Ｆ_Aが発生して搬送台１２は浮
上するとともに定速度で前方に推進される。この時、図
示されていないが、案内力Ｆ_Gも同時に発生するので、
搬送台１２が搬送路１３（図１）から外れることはな
い。

【００２７】なお、搬送台１２の停止、加速、減速等が
行われない箇所においては、マグネット１６を互いに同
じ回転数で同方向に回転させればよい。したがって、各
モータ１７を別々に制御する必要はなく、１個のマグネ
ット１６を駆動し、他のマグネット１６は例えばベルト
などを介して駆動力を伝達すればよい。図１０に示す減
速状態においては、搬送台１２の下の各マグネット１６
の角速度が低下させられる。搬送台１２の加速度（減速
時は負になる。）は、制御装置１８からの指令でマグネ
ット１６の回転数を変えることによって変化させること
ができる。このように回転させると、上記搬送台１２の
推進力Ｆ_Aが減小して搬送台１２は浮上した状態で減速
する。

【００２８】この時、浮上力Ｆ_Fを維持するために、時
計回りに回転しているマグネット１６を所定のものだけ
反時計回りに回転させる。そして、必要に応じて反時計
回りに回転するマグネット１６の数を増加する。なお、
案内力Ｆ_Gも同時に発生するので、搬送台１２が搬送路
１３（図１）から外れることはない。図１１に示す制止
浮上状態においては、搬送台１２の中央より前方のマグ
ネット１６と後方のマグネット１６を互いに逆方向に回
転させる。例えば、搬送台１２の中央より前方のマグネ
ット１６を図において反時計回りに、後方のマグネット
１６を図において時計回りに回転させるか、中央より前
方のマグネット１６を図において時計回りに、後方のマ
グネット１６を図において反時計回りに回転させる。こ
のように回転させると、浮上力Ｆ_Fを維持した状態で搬
送台１２は停止する。

【００２９】なお、図５に示すように搬送台１２の中央
より前方のマグネット１６と後方のマグネット１６をそ
れぞれ１個ずつ互いに逆方向に回転させ、他のマグネッ
ト１６を停止させておくこともできる。このように、上
記構成の浮上式搬送装置においては、搬送台１２を浮上
させるためにマグネット１６による磁気的作用を利用し
ていて、ノズルなどから空気を噴射する必要がない。ま
た、マグネット１６を回転させることによって案内力Ｆ
_Gを発生させ、該案内力Ｆ_Gによって搬送台１２を案内
しているため、機械的なガイドが不要になる。したがっ
て、空気や摩擦による摩耗で生じた塵埃によってクリー
ンルーム内が汚染されることがなくなる。しかも、モー
タ１７に密閉型のものを使用することによって、浮上式
搬送装置全体を包囲する雰囲気を真空にすることができ
る。

【００３０】さらに、制止浮上状態、加速状態、定速状
態及び減速状態の切換えを、すべてマグネット１６の回
転を制御することによって行うようにしており、かつ、
複数のマグネット１６のうちの一部のものだけを逆方向
に回転させるなどの方法によって制止力や制動力を発生
させるようにしているため、速度や加速度を連続させる
ことができ、ショックが発生するのを抑制することがで
きる。そして、必要以上に加速度を小さくすることがな
くなるので、搬送時間を短くすることができる。

【００３１】また、長手方向に複数のモータアッセンブ
リ１５を配設することによって搬送路１３を形成してい
るため、各モータアッセンブリ１５を小さくすることが
でき、浮上式搬送装置を軽量化し、小型化することがで
きる。次に、本発明の浮上式搬送装置における搬送路１
３の別の実施例について図１２及び図１３を併用して説
明する。

【００３２】図１２は搬送路の例を示す図、図１３は搬
送路の他の例を示す図である。図において、１３は搬送
路、１５はモータアッセンブリである。図１２のように
搬送路１３が湾曲している場合には、モータアッセンブ
リ１５を搬送路１３の形状に沿って配列しておけば、搬
送台１２は格別のショックを受けることなく、搬送路１
３に沿って移動する。

【００３３】また、図１３に示すように搬送路１３が直
角に交差している場合には、上記モータアッセンブリ１
５も直角に交差するように配列しておけば、搬送台１２
は直進することもでき、直角に曲がることもできる。こ
のように搬送路１３に分岐点やループを形成する場合、
空気を噴射するための配管などが不要になり、搬送路１
３の設計の自由度が高くなるとともに、コストが低減さ
れるだけでなく、浮上式搬送装置を小型化することがで
きる。

【００３４】次に、ウェハを被搬送物とする場合などに
おいて、ウェハを完全なクリーン状態に維持することが
できる実施例について説明する。図１４は本発明の他の
浮上式搬送装置を示す図である。図において、１１はウ
ェハなどの被搬送物、１２は搬送台、１５はモータアッ
センブリ、１６はマグネット、１７はモータ、１８は制
御装置である。また、２３は上記搬送台１２及び被搬送
物１１を包囲する空間をクリーン状態に維持するために
配設される隔壁であり、搬送台１２の駆動系であるモー
タアッセンブリ１５を上記搬送台１２及び被搬送物１１
から分離している。したがって、隔壁２３内にモータア
ッセンブリ１５における摩擦による摩耗で発生した塵埃
が侵入することがなく、上記搬送台１２及び被搬送物１
１を包囲する空間２４をクリーン状態に維持することが
できる。また、隔壁２３内を真空状態にすることも容易
になる。

【００３５】この場合、上記隔壁２３はセラミックスな
ど、磁束に影響を与えない材料で形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浮上式搬送装置の概略図である。

【図２】本発明の浮上式搬送装置の原理図である。

【図３】本発明の浮上式搬送装置の動作を説明するため
のタイムチャートである。

【図４】浮上式搬送装置の加速前の制止浮上状態を示す
図である。

【図５】浮上式搬送装置の加速前の他の制止浮上状態を
示す図である。

【図６】制止浮上状態から加速状態への過渡状態を示す
図である。

【図７】制止浮上状態から加速状態への他の過渡状態を
示す図である。

【図８】浮上式搬送装置の加速状態を示す図である。

【図９】浮上式搬送装置の定速状態を示す図である。

【図１０】浮上式搬送装置の減速状態を示す図である。

【図１１】減速後の制止浮上状態を示す図である。

【図１２】搬送路の例を示す図である。

【図１３】搬送路の他の例を示す図である。

【図１４】本発明の他の浮上式搬送装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１被搬送物１２搬送台（搬送体）１３搬送路１６マグネット１７モータ（駆動手段）１８制御装置２１ステータコイル（駆動手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ 8418−4Ｍ (72)発明者伊藤義久東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者堀孝二東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）被搬送物を載置し、導電性の非磁
性材料で形成される搬送体と、（ｂ）上記搬送体の下方に設けられた搬送路に沿って複
数個配設され、交互に配列されたＮ極とＳ極を備え、回
転自在に支持された円筒状のマグネットと、（ｃ）該マグネットをそれぞれ回転させる駆動手段と、（ｄ）該駆動手段を制御する制御装置を有するととも
に、（ｅ）該制御装置は、搬送体の制止浮上状態、加速状
態、定速状態及び減速状態のそれぞれに対応して、搬送
体の下のマグネットを設定された方向に、設定された速
度で回転させる手段を有していることを特徴とする浮上
式搬送装置。