JPH0739016A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 浮上体１６を磁気浮上させる励磁電流を低減
し、発熱量を抑えることが可能な搬送装置を提供する。 【構成】 浮上体１６の後部を磁気浮上させる上部後側
電磁石１３ａと、下部後側電磁石１３ｂに供給する励磁
電流ｎ、ｍを個別に制御する。上部後側電磁石１３ａに
励磁電流電流ｎを供給する第２の増幅器３６Ｂの基準信
号ｊＢと、下部後側電磁石１３ｂに励磁電流電流ｍを供
給する第１の増幅器３６Ａの基準信号ｊＡとを、それぞ
れ別々の可変バイアス抵抗２７Ｂ、２７Ａで調整する。
第２の基準信号ｊＢは、浮上体１６が中点に磁気浮上し
た状態で、励磁電流ｍが０となるように予め調整する。
また、第２の増幅器３６Ｂの反転端子（−）には、第３
の増幅器３６Ｃで反転させたセンサ信号（−Ｓ）を供給
し、第１の増幅器３６Ａの反転端子にはセンサ信号Ｓを
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送装置に係り、詳細
には、浮上体を所定の位置に磁気浮上させた状態で被搬
送物を搬送する搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣ製造装置のように高度なクリ
ーン環境が要求される場所では、磁気浮上により非接触
で移動する浮上体によって、半導体ウエハ等の被搬送物
を搬送する搬送装置が用いられている。

【０００３】図３は、従来の搬送装置を表したものであ
り、図４は、図３における搬送装置１０のＰ−Ｐ断面を
表したものである。搬送装置１０は、真空チャンバ内等
の真空状態を遮断するための筒状隔壁１５、および、こ
の筒状隔壁１５内に配設されたガイドレール１４に沿っ
て前後方向（矢印Ａ）に移動するマグネットキャリア１
１を備えている。筒状隔壁１５の外周には、マグネット
キャリア１１によって磁気浮上される筒状の浮上体１６
が配設され、この浮上体１６には、一端部に半導体ウエ
ハ等の被搬送物Ｂが載置される載置部１８ａを備えた搬
送棒１８の他端部が固定されている。そして、磁気浮上
された浮上体１６と、搬送棒１８および被搬送物Ｂは、
リニアモータ２１（図４）で駆動されるマグネットキャ
リア１１の移動に伴って移動する。このマグネットキャ
リア１１の移動と共に、搬送装置１０全体が回転軸Ｃを
中心に回動されることで、被搬送物Ｂが所定位置に搬送
されるようになっている。

【０００４】マグネットキャリア１１は、浮上体１６を
磁気浮上させるための前側（載置部１８ａ側）電磁石１
２と後側電磁石１３を備えている。ここで、後側電磁石
１３は、被搬送物Ｂの有無による力のバランスを調整
し、浮上体１６を所定位置に浮上保持するために、上部
後側電磁石１３ａと下部後側電磁石１３ｂが配置され
る。一方、前側電磁石１２は、消費電力を下げると共
に、コイルによる発熱量を下げるために、下部にのみ配
置されている。このように前側電磁石１２を下側にのみ
配置しても浮上体１６を安定浮上できるのは、以下に説
明するように、テコの原理を利用しているためである。

【０００５】図５は、浮上体１６に作用する力関係を概
念的に表したもので、図５（ａ）は載置部１８ａに被搬
送物Ｂが載置されていない場合、図５（ｂ）は被搬送物
Ｂが載置されている場合をそれぞれ表したものである。
この図に示すように、載置部１８ａが力点、前側位置が
支点となるため、被搬送物Ｂの有無にかかわらず、前側
位置では、浮上体１６を引き上げる磁力ｆ２ｂのみが必
要とされ、引き下げるための電磁石は必要とされない。

【０００６】後側位置では、被搬送物Ｂが無いときには
浮上体１６を引き上げる磁力ｆ３ｂのみが必要となる
が、被搬送物Ｂが有ると作用点としての後側位置には上
向きの力が作用するため、これに対して引き下げる磁力
ｆ３ａが必要となる。従って、後側には、上部後側電磁
石１３ａと下部後側電磁石１３ｂが必要とされる。

【０００７】浮上体１６の変位は、電磁石１２、１３に
並設された変位センサ１７により検出され、その検出値
が制御部２５に供給される。制御部２５では、変位セン
サ１７の検出値に基づいて電磁石１２、１３ａ、１３ｂ
に供給する励磁電流をフィードバック制御することで、
浮上体１６を所定位置に浮上保持する。すなわち、制御
部２５は、被搬送物Ｂが載置されると、変位センサ１７
の検出値に応じて、前側電磁石１２の励磁電流を大きく
すると共に、上部後側電磁石１３ａの励磁電流を大き
く、下部後側電磁石１３ｂのを励磁電流を小さくするこ
とで、浮上体１６の浮上位置を一定に制御する。

【０００８】図６は、制御部２５における後側電磁石１
３の励磁電流を制御する回路構成を表したものである。
この図６に示すように、制御部２５は、後側電磁石１３
の励磁電流制御のための、２つの増幅器２６Ａ、２６Ｂ
を備えている。両増幅器２６Ａ、２６Ｂの非反転端入力
子側は、可変のバイアス抵抗２７に接続されており、同
一の基準信号（ｊ）が供給されるようになっている。増
幅器２６Ａの反転入力端子には変位センサ１７によるセ
ンサ信号が供給され、増幅器２６Ａの出力信号は、下部
後側電磁石１３ｂおよび増幅器２６Ｂの反転入力端子に
供給される。増幅器２６Ｂの出力信号は、上部後側電磁
石１３ａに供給されるようになっている。なお、センサ
信号は、上部後側電磁石１３ａと下部後側電磁石１３ｂ
に対応して配置された上下の両センサ１７の検出値（変
位値）の差がセンサ信号となる。

【０００９】図７は、変位センサ１７からのセンサ信号
の入力と、制御部２５から上部後側電磁石１３ａと下部
後側電磁石１３ｂに供給される励磁電流との関係を表し
たものである。この図７に示すように、センサ信号が０
である場合（区間ｔ１）、上部後側電磁石１３ａおよび
下部後側電磁石１３ｂには、バイアス電流２８が励磁電
流として常時流れている。一方、変位センサ１７から正
のセンサ信号を受けると（区間ｔ２）、上部後側電磁石
１３ａには、バイアス電流２８にセンサ信号に応じた電
流を加えた電流が励磁電流として流れる。一方、下部後
側電磁石１３ｂには、バイアス電流２８にセンサ信号に
応じた電流を差し引いた励磁電流が流れるようになって
いる。

【００１０】

【解決しようとする課題】従来の搬送装置において、浮
上体１６の浮上位置を調整する制御部２５では、被搬送
物Ｂが無い場合であっても、上部後側電磁石１３ａには
励磁電流として常時バイアス電流２８が供給されてい
る。そして、下部後側電磁石１３ｂには、上部後側電磁
石１３ａによる下方向の磁力を打ち消して、浮上体１６
の後部を浮上させるだけの大きな磁力を発生させる励磁
電流が供給される。

【００１１】このため、後側電磁石１３ａ、ｂによる励
磁電流が増加すると共に、電流の増加に伴う発熱量も増
加するという問題があった。本発明は、このような問題
を解決するためになされたもので、浮上体１６を磁気浮
上させるための励磁電流を低減すると共に、励磁電流に
よる発熱量を抑えることが可能な搬送装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、中空の柱状
に形成された浮上体と、この浮上体の上部に一端が固定
され、他端に被搬送物を載置する載置部を備えた搬送棒
と、前記浮上体を磁気浮上させるための、前記浮上体の
載置部側の一端部に鉛直上方向の浮上力を発生する浮上
手段と、前記浮上体の他端部下側に対して鉛直上方向に
作用する磁力を発生させる第１の電磁石と、前記浮上体
の同他端部上側に対して鉛直下方向に作用する磁力を発
生させる第２の電磁石とを有し、前記浮上体中空内に配
置されるキャリアと、このキャリアに対する前記浮上体
の浮上位置を検出するセンサと、このセンサの出力値に
応じて前記第１の電磁石と第２の電磁石に供給する励磁
電流を個別に制御する制御部とを搬送装置に具備させ、
制御部は、前記浮上体の前記他端部が所定位置にある場
合に前記第２の電磁石に対する励磁電流を０とし、前記
他端部が上方に変位した場合に前記第２の電磁石に対す
る励磁電流を大きくすると共に、前記第１の電磁石に対
する励磁電流を小さくする、ことで、前記目的を達成す
る。

【００１３】

【作用】本発明の搬送装置では、センサによって浮上体
の浮上位置を検出する。制御部では、この検出値に応じ
て個別に第１および第２の電磁石に供給する励磁電流を
制御する。すなわち、制御部は、前記浮上体の前記他端
部が所定位置にある場合に前記第２の電磁石に対する励
磁電流を０とし、前記他端部が上方に変位した場合に前
記第２の電磁石に対する励磁電流を大きくすると共に、
前記第１の電磁石に対する励磁電流を小さくする。

【００１４】

【実施例】以下本発明の搬送装置における好適な実施例
について、図１、図２を参照して詳細に説明する。な
お、本実施例における搬送装置では、制御部２５以外の
構成は図３、図４に示した従来の搬送装置と同一である
ため、その説明は省略することとする。

【００１５】図１は搬送装置における制御部２５の回路
構成を表したものである。この制御部２５は、第１から
第３の増幅器３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃおよび、２つの可
変バイアス抵抗３７Ａ、３７Ｂを備えている。変位セン
サ１７の出力端子（図示せず）は、第１の増幅器３６Ａ
の反転入力端子、および、第３の増幅器３６Ｃの反転入
力端子に接続され、センサ信号Ｓ（検出値）が供給され
るようになっている。

【００１６】第１の増幅器３６Ａの非反転入力端子
（＋）には、可変バイアス抵抗３７Ａに接続され、第１
の基準信号ｊＡが供給されるようになっている。第１の
増幅器３６Ａの反転入力端子（−）には、変位センサ１
７の出力端子（図示せず）が接続されており、センサ信
号Ｓ（検出値）が供給されるようになっている。この第
１の増幅器３６Ａの出力信号は、励磁電流ｎとして、下
部後側電磁石１３ｂに供給されるようになっている。

【００１７】第１の基準信号ｊＡは、被搬送物Ｂが載置
されていない浮上体１６を、下部後側電磁石１３ｂのみ
によって所定位置（中点）に磁気浮上させるために必要
な励磁電流ｎとなるように、可変バイアス抵抗３７Ａの
抵抗値が予め調整される。第２の増幅器３６Ｂの非反転
入力端子（＋）は、第２の可変バイアス抵抗３７Ｂに接
続され、第２の基準信号ｊＢが供給されるようになって
おり、一方、反転入力端子（−）には、第３の増幅器３
６Ｃの出力端子が接続されている。この第２の増幅器３
６Ｂの出力信号は、励磁電流ｍとして、上部後側電磁石
１３ａに供給されるようになっている。

【００１８】第２の基準信号ｊＢは、被搬送物Ｂを載置
せずに、下部後側電磁石１３のみで浮上体１６を所定位
置（中点）に磁気浮上させた場合に、励磁電流ｍ＝０と
なるように、可変バイアス抵抗３７Ｂの抵抗値が予め調
整される。第３の増幅器３６Ｃの非反転入力端子（＋）
はアース接続されている。反転入力端子（−）には、変
位センサ１７の出力端子が接続されており、第１の増幅
器３６Ａと同一のセンサ信号Ｓ（検出値）が供給される
ようになっている。この第３の増幅器３６Ｃの出力端子
は、上記したように、第２の増幅器３６Ｂの反転入力端
子と接続されており、反転したセンサ信号（−Ｓ）を供
給するようになっている。

【００１９】次に、このように構成された制御部２５の
動作について説明する。図２は、変位センサ１７から供
給されるセンサ信号Ｓと、制御部２５から上部後側電磁
石１３ａと下部後側電磁石１３ｂに供給される励磁電流
ｍ、ｎとの関係を表したものである。

【００２０】区間ｔ１１に示すように、センサ信号Ｓが
０の場合、すなわち、被搬送物Ｂが載置されていない状
態で、浮上体１６が所定位置（中点）に磁気浮上されて
いる場合、上部後側電磁石１３ａに供給される励磁電流
ｍ１１は０になる。このとき、下部後側電磁石１３ｂに
は、浮上体１６を磁気浮上させるのに必要な値の励磁電
流ｎ１１が供給される。

【００２１】区間ｔ１２に示すように、センサ信号Ｓが
正の場合、例えば、被搬送物Ｂが載置されている場合、
浮上体１６の後部には上向きの力が作用している。これ
を引き下げるために、上部後側電磁石１３ａには、第２
の基準信号ｊＢから、第３の増幅器３６Ｃで反転したセ
ンサ信号（−Ｓ）を引いた値（ｊＢ＋Ｓ）に対して、所
定増幅率だけ増幅した励磁電流ｍ１２が、第２の増幅器
３６Ｂから供給される。

【００２２】一方、下部励磁電流１３ｂには、引き下げ
るための電磁力は小さくてよいので、第１の基準信号ｊ
Ａからセンサ信号Ｓを引いた値（ｊＡ−Ｓ）を所定増幅
率で増幅した励磁電流ｎ１２が、第１の増幅器３６Ａか
ら供給される。次に、区間ｔ１３に示すように、センサ
信号Ｓが負になった場合、すなわち、浮上体１６が下方
にずれた場合、下部後側電磁石１３ｂに供給される励磁
電流ｎ１３は、中点における励磁電流ｎ１１よりも大き
な値が供給される。一方、上部後側電磁石１３ａに供給
される励磁電流ｍ１３は、ｍ１３＝０となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、上
部後側電磁石と下部後側電磁石にする励磁電流を個別に
制御する構成としたので、電流を低減することができ
る。また、電流消費を下げることができるため、熱の発
生を抑えるえることができ、装置内部の機械部品の膨脹
により装置自体の精度を落とす恐れがないという効果が
ある。

【００２４】さらに、この種の搬送装置をＩＣ製造の真
空下で使用しても、発熱が少ないため吸着ガス等が蒸発
して真空度を下げるという恐れがないという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例における搬送装置の制御部
の回路構成図である。

【図２】同上、制御部における入出力を示す説明図であ
る。

【図３】従来および本発明の搬送装置の構成図である。

【図４】図３における搬送装置のＰ−Ｐ面による断面図
である。

【図５】図３中における浮上体にかかる力の状態を概念
的に表した説明図である。

【図６】従来の搬送装置における制御部の回路図であ
る。

【図７】従来の搬送装置における制御部の入出力を示す
説明図である。

【符号の説明】

１０ 搬送装置 １１ マグネットキャリア １２ 前側電磁石 １３ａ 上部後側電磁石 １３ｂ 下部後側電磁石 １４ ガイドレール １５ 筒状隔壁 １６ 浮上体 １７ 変位センサ １８ 搬送棒 １８ａ 載置部 ２５ 制御部 ３６Ａ 第１の増幅器 ３６Ｂ 第２の増幅器 ３６Ｃ 第３の増幅器 ３７Ａ、３８Ｂ 可変バイアス抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の柱状に形成された浮上体と、 この浮上体の上部に一端が固定され、他端に被搬送物を
   載置する載置部を備えた搬送棒と、 前記浮上体を磁気浮上させるための、前記浮上体の載置
   部側の一端部に鉛直上方向の浮上力を発生する浮上手段
   と、前記浮上体の他端部下側に対して鉛直上方向に作用
   する磁力を発生させる第１の電磁石と、前記浮上体の同
   他端部上側に対して鉛直下方向に作用する磁力を発生さ
   せる第２の電磁石とを有し、前記浮上体中空内に配置さ
   れるキャリアと、 このキャリアに対する前記浮上体の浮上位置を検出する
   センサと、 このセンサの出力値に応じて前記第１の電磁石と第２の
   電磁石に供給する励磁電流を個別に制御する制御部とを
   備え、 この制御部は、前記浮上体の前記他端部が所定位置にあ
   る場合に前記第２の電磁石に対する励磁電流を０とし、
   前記他端部が上方に変位した場合に前記第２の電磁石に
   対する励磁電流を大きくすると共に、前記第１の電磁石
   に対する励磁電流を小さくすることを特徴する搬送装
   置。