特許 7387615 磁気軸受アセンブリおよび１つ以上のそのような磁気軸受アセンブリを実装するリニアガイドウェイアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-17

(45)【発行日】2023-11-28

(54)【発明の名称】磁気軸受アセンブリおよび１つ以上のそのような磁気軸受アセンブリを実装するリニアガイドウェイアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F16C 32/04 20060101AFI20231120BHJP

   F16C 29/02 20060101ALI20231120BHJP

【ＦＩ】

F16C32/04 A

F16C29/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020543455

(86)(22)【出願日】2018-10-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-01-07

(86)【国際出願番号】 NL2018050713

(87)【国際公開番号】W WO2019083369

(87)【国際公開日】2019-05-02

【審査請求日】2021-10-15

(31)【優先権主張番号】2019812

(32)【優先日】2017-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】520147360

【氏名又は名称】ブイディーエル イネーブリング テクノロジーズ グループ ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】ペイネンブルグ、アントニウス テオドルス アドリアヌス

(72)【発明者】

【氏名】バーデ、リック

【審査官】松江川 宗

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５１６４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１９６７４５（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５５７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５３３８１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ３２／００－３２／０６

Ｆ１６Ｃ ２９／００－３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直線変位経路に沿った、ある剛体の別の剛体に対する非接触の直線変位のための磁気軸受アセンブリであって、
前記剛体の一方に取り付けられ、少なくとも、強磁性コア、前記強磁性コアの第１の面に配置された第１の磁気要素、および前記強磁性コアに巻かれたコイルからなる少なくとも１つの磁気軸受モジュールと、
前記剛体の他方に取り付けられ、使用中に、前記少なくとも１つの磁気軸受モジュールの１つから或る第１ギャップ距離に配置される少なくとも１つの第１の静的バック鉄心と、
を備え、
前記磁気軸受モジュールは前記強磁性コアの前記第１の面とは反対側の別の面に配置された設定モジュールさらに含み、
前記設定モジュールは、制御可能であって、前記磁気軸受モジュールと前記剛体の他方に取り付けられたさらなる静的バック鉄心との間に或る第２ギャップ距離を空けるものであり、
前記設定モジュールは、第２の磁気要素と、前記強磁性コアの前記別の面と前記第２の磁気要素との間に配置された制御可能な調整機構と、を含み、当該調整機構は、前記第２ギャップ距離を事前設定するように構成される磁気軸受アセンブリ。

【請求項2】

前記第１の静的バック鉄心は前記強磁性コアの前記第１の面側に配置される請求項１に記載の磁気軸受アセンブリ。

【請求項3】

前記強磁性コアはベース、中央脚および２つの外側脚を有するＥコアである請求項１または２に記載の磁気軸受アセンブリ。

【請求項4】

前記第１の磁気要素は前記中央脚に配置されている請求項３に記載の磁気軸受アセンブリ。

【請求項5】

前記コイルは前記中央脚に巻かれている請求項３に記載の磁気軸受アセンブリ。

【請求項6】

前記Ｅコアは積層Ｅコアである請求項３から５のいずれかに記載の磁気軸受アセンブリ。

【請求項7】

前記第１の磁気要素は永久磁石である請求項１から６のいずれかに記載の磁気軸受アセンブリ。

【請求項8】

前記第２の磁気要素は永久磁石である請求項１から７のいずれかに記載の磁気軸受アセンブリ。

【請求項9】

直線変位経路を定義するリニアガイドウェイとして形成される剛体と、前記リニアガイドウェイに沿って変位可能な製品キャリアとして形成される１つ以上の剛体とから構成されるリニアガイドウェイアセンブリであって、
請求項１から８のいずれかに記載の１つ以上の磁気軸受アセンブリをさらに備えるリニアガイドウェイアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直線変位経路に沿って剛体を別の剛体に対して非接触で直線変位させるための磁気軸受アセンブリに関する。

【0002】

本発明はまた、１つ以上のそのような磁気軸受アセンブリを実装するリニアガイドウェイアセンブリに関する。

【背景技術】

【0003】

磁気軸受アセンブリまたは短い磁気軸受は、従来の転動体軸受に代わる利点がある。磁気軸受は非接触であるため、機械的な摩擦がなく、したがってパーティクルの発生が非常に少ない。さらに、潤滑の必要性がないため、分子汚染を大幅に放出することなく、真空中での運転が可能である。これらの点から、汚染シールを省略できる。ハイテク真空システムに磁気軸受を適用する際の主な課題は、コイルの放熱の最小化、過電流効果の最小化、安定した制御システムの実装、典型的に非直線特性の直線化にある。

【0004】

磁気軸受技術はすでに工業用途に利用されている。回転磁気軸受は、市販されており、例えば医療システム、ターボ分子真空ポンプ、極低温システム、工作機械に応用されている。別のカテゴリーは、ベアリングレスモータで、ロータが磁気浮上している。磁気浮上はステージの作動に広く使用され、典型的にはローレンツ力に基づく。磁気軸受の別のタイプは、リラクタンス力に基づいており、同様の概念をアクチュエータとして使用することもできる。

【0005】

他の分野でも利用されているが、例えば高清浄度の基板ハンドリングロボット工学における商業規模での磁気軸受アプリケーションのさらなる開発は、技術的および構造的な制約に悩まされている。一般に知られている磁気軸受アプリケーションは、設計寸法が限られていることが特徴であるが、磁気軸受アプリケーションの大規模な実装には、かなりの重量、サイズ、およびコストの磁気軸受の開発が必要であり、従来の転動体軸受も同様の目的で利用できる。

【発明の概要】

【0006】

本発明は、上記で特定された問題の解決策を提供することを目的としており、直線変位経路に沿った、ある剛体の別の剛体に対する直線変位を可能にし、特に、ある剛体の別の剛体に対する並進自由度の制御を可能にし、前記磁気軸受アセンブリは、前記剛体の一方に取り付けられ、少なくとも、強磁性コア、前記強磁性コアの第１の面に配置される第１の磁気要素、前記強磁性コアに巻かれるコイルからなる少なくとも１つの磁気軸受モジュールと、前記剛体の他方に取り付けられ、使用中に、前記磁気軸受モジュールの１つからあるギャップ距離に配置される少なくとも１つの第１の静的バック鉄心と、を備える。

【0007】

磁気軸受アセンブリの例では、前記第１の静的バック鉄心は、強磁性コアの第１の面に配置される。

【0008】

さらに有利な実施形態では、磁気軸受モジュールはさらに、強磁性コアの第１の面とは反対の別の面に配置される設定モジュールからなる。アクティブな軸受モジュールは、Ｅコア、永久磁石およびコイルからなる。第２の磁気要素は、予圧と静圧のバランスを提供するために、磁力がアクティブな軸受モジュールの反対方向に作用する剛体に配置される。ここで、両方の要素のうちの一方は、定常状態の力のバランスの調整し、交差（例えば、永久磁石の交差）を補正するのために、他方の要素に対して機械的に調整可能である。この構成のさらなる利点は、定常状態での電力損失がないことである。これにより、強磁性コアと第１の磁気要素によって生成される第１の静的バック鉄心に向かう引力とは反対方向に一定の予圧をかけることにより、磁気軸受モジュールのさらなる設定が可能となり、それにより、両剛体間のギャップ距離を制御し、したがって、放熱なしで前記剛体の互いに対する非接触直線変位を制御することができる。特に、設定モジュールの実装により、磁気軸受モジュールに静的な状態で作用する正味の力を制御でき、それによって、磁気軸受モジュール（一方の剛体）の他方の剛体に対する位置（ギャップ距離）も制御できる。

【0009】

特に、前記設定モジュールは、磁気軸受モジュールに作用する正味の力の強化された制御を可能にする第２の磁気要素を含み、それによってもまた、磁気軸受モジュール（一方の剛体）の他方の剛体に対する位置（ギャップ位置）を制御できる。

【0010】

本発明による磁気軸受アセンブリのさらなる例では、前記少なくとも軸受モジュールは、前記剛体の他方に取り付けられ、使用中に、前記設定モジュールからあるギャップ距離に配置されるさらなる静的バック鉄心を含み、前記設定モジュールは、軸受モジュールと前記剛体の他方に取り付けられている前記さらなる静的バック鉄心との間の前記ギャップ距離を設定するように配置される。

【0011】

特に、前記設定モジュールは、制御可能な設定モジュールであり、それにより、強磁性コアおよび第１の磁気要素によって生成される、第１の静的バック鉄心に向かう引力とは反対方向に一定の予圧を事前設定することを可能にする。これにより、両方の剛体間のギャップ距離のさらなる制御が可能になり、したがって、前記剛体の互いに対する非接触直線変位が可能になる。特に、設定モジュールの事前設定の実装により、磁気軸受モジュールに作用する正味の力は、磁気軸受モジュールが実装される用途または構造に依存してさらに制御でき、それにより、磁気軸受モジュール（一方の剛体）の他方の剛体に対する位置（ギャップ距離）も制御でき、力を静的にバランスさせ、エネルギー散逸を最小限に抑えることができる。

【0012】

さらなる例では、強磁性コアは、ベースと、中央脚と、２つの外側脚と、を有するＥコアであり、第１の磁気要素は、中央脚に配置され、コイルは中央脚に巻かれる。

【0013】

特に、Ｅコアは積層Ｅコアであり、第１の磁気要素は永久磁石である。また、第２の磁気要素は、永久磁石であってもよい。

【0014】

本発明による１以上の磁気軸受アセンブリの適用または実装の例は、直線変位経路を規定するリニアガイドウェイとして形成される剛体と、前記リニアガイドウェイに沿って変位可能な製品キャリアとして形成される１つ以上の剛体とから構成されるリニアガイドウェイアセンブリであってもよく、前記リニアガイドウェイアセンブリは、１つ以上の磁気軸受アセンブリをさらに備えてもよい。

【0015】

添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明による磁気軸受アセンブリ実施形態の概略例である。

【図2a】本発明による磁気軸受アセンブリの別の実施形態の概略例である。

【図2b】本発明による磁気軸受アセンブリのさらに別の実施形態の概略例である。

【図3a】本発明による複数の磁気軸受アセンブリを実装するリニアガイドウェイアセンブリの実施形態の概略例の図である。

【図3b】図３ａの側面図である。

【図4】磁気軸受モジュールの例のコンパクトな構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明のより良い理解のために、図面中の同様の部分は、同様の参照番号で示される。添付の図面に示されている磁気軸受アセンブリの提案された概念は、小さな軸受要素からなり、この軸受要素は、ある剛体の別の剛体に対する単一の並進自由度を拘束する。例えば図３ａおよび３ｂの実施形態に示されるように、複数の自由度を拘束または制御するために、複数の軸受要素を組み合わせることができることに留意されたい。

【0018】

本発明による可変リラクタンス磁気軸受アセンブリの第１の概略例を図１に示す。図１の例の磁気軸受アセンブリは、参照符号１０（図２ａ～２ｂでは参照符号１０’）で示され、直線変位経路に沿ったある剛体の別の剛体に対する非接触の直線変位（または単一の並進自由度）を可能にする。図１では、前記複数の剛体のうちの一方は参照符号３０（図２ａ～２ｂにおいても参照符号３０、図３ａ～３ｂでは参照番号３００）で示され、他方の剛体は参照符号２０（図２ａ、２ｂでは参照符号２０ａ、２０ｂ、図３ａ、３ｂでは参照符号１１０、１２０）で示される。

【0019】

磁気軸受アセンブリ１０は、前記複数の剛体のうちの一方の剛体３０に取り付けられ、少なくとも１つの強磁性コア３１からなる少なくとも１つの軸受モジュール３１～３４を含む。本発明を理解するために、任意の強磁性体コア設計を実施できることに留意されたい。しかしながら、この好ましい例では、強磁性コア３１は、ベース３１ａ、中央脚３３および２つの外側脚３２ａ～３２ｂを有するＥコアである。強磁性コア３１の第１の面には、第１の磁気要素３４が配置され、この例では、強磁性コア３１の第１の端部は、中央脚３３の自由端面３３ａに位置するように規定される。また、この例では、コイル３５はＥコアの中央脚３３の周りに巻かれている。

【0020】

しかしながら、そのコア要素の周りに巻かれたコイルと、強磁性コアの第１の面に配置された磁気要素とを有する任意の強磁性コア設計が、本発明による磁気軸受アセンブリ１０において実施され得ることに留意されたい。

【0021】

さらに、磁気軸受アセンブリ１０は、前記複数の剛体のうちの他方の剛体２０に取り付けられ（またはその一部であり）、使用中に、前記軸受モジュール３１～３４の１つから図１においてｇ１で示されているあるギャップ距離４０に配置される、少なくとも１つの第１の静的バック鉄心またはバック支持面２０を示す。

【0022】

必ずしもそうではないが好ましくは、Ｅコア３１として設計される強磁性コアは積層Ｅコアからなり、第１の磁気要素３４は永久磁石３４として構成される。

【0023】

使用中または動作中、第１の静的バック支持面またはバック鉄心２０は、Ｅコアアセンブリ３１－３４－３５からキャップ距離４０（ｇ１）に配置される。この構成は低リラクタンス経路を定義し、ギャップ距離４０によって定義されるエアギャップｇ１に結果として生じる磁束密度は、第１の静的バック支持面（バック鉄心）２０として概略的に示されている他方の剛体に対するＥコアアセンブリ３１－３４－３５（およびそのような一方の剛体３０）の間のギャップに依存した引力をもたらす。

【0024】

Ｅコア３１の中央脚または歯３５に巻かれているコイル３５は、コイル３５を流れる電流の方向および大きさに基づいて、エアギャップｇ１（４０）内の磁束密度を拡大または減少させるために使用される。磁気軸受アセンブリ１０（実際には少なくとも１つの軸受モジュール３１－３４－５１）は、Ｅコア３１と第１の静的バック支持面（バック鉄心）２０との間に引力のみを発生させ、反発力を発生させないことに留意されたい。

【0025】

図２ａ～２ｂには、磁気軸受アセンブリ（１０’で示される）の別の例が示されている。この実施形態では、磁気軸受アセンブリ１０’は、設定モジュール５０をさらに備え、この設定モジュール５０は、Ｅコア３３の第１の磁気要素側３３ａ、３４の反対に配置される。必ずしもそうではないが好ましくは、設定モジュール５０は、第２の磁気要素５１を備える。

【0026】

設定モジュール５０は、Ｅコア３１および第１の磁石３４によって生成される引力の方向と反対の方向に、磁気軸受アセンブリ１０’に一定の予圧を提供または加える。その結果、磁気軸受モジュール３１－３４－５０に生じる正味の力を制御することができ、それによって、前記複数の剛体のうちの他方の１つ（２０ａ～２０ｂ）に取り付けられているかまたはその一部であるさらなる静的バック鉄心２０ｂに対する、磁気軸受モジュール３１－３４－５０が取り付けられている剛体３０の位置（実際には距離ｇ１）も制御することができる。

【0027】

図２ａ～２ｂでは、両方の参照符号２０ａ、２０ｂは、係属中の請求項に定義されているように、１つの同じ剛体の一部である構造要素を表すと見なされ、参照符号３０はもう一方の剛体を構成し、本明細書に記載の磁気軸受アセンブリは、前記複数の剛体（２０ａ～２０ｂまたは３０）のうちの一方の剛体の、もう一方の剛体（３０または２０ａ～２０ｂ）に対する直線変位経路に沿った非接触直線変位を可能にする。

【0028】

前記複数の剛体（２０ａ～２０ｂ、３０）うちの１つの剛体３０に取り付けられている軸受モジュール３１－３４－５０の向きに応じて、（磁気軸受モジュール３１－３４－５０の重量に基づく）重力は、この予圧の少なくとも一部を提供しうる。

【0029】

このように、参照符号２０ａは、第１の静的バック支持面またはバック鉄心を定義し、参照符号２０ｂは、さらなる静的バック支持面またはバック鉄心を定義する。

【0030】

図２ａに示すように、前記設定モジュール５０を第２の磁石５１として構成し、前記設定モジュール５０がＥコア／スポイル／第１の磁石構成３３－３５－３４の反対側に配置されることによって、予圧を高めることができる。特に、永久磁石５１でありうる第２の磁石５１は、Ｅコア３１の他方の面、特にベース３１ａの他方の面に取り付けられうる。

【0031】

この第２の（永久）磁石５１は、複数の剛体のうちの一方の剛体３０に取り付けられた磁気軸受モジュール３１－３４－３５－５０と複数の剛体のうちの他方の１つの剛体２０ｂとの間にあるエアギャップｇ２（４１）に、予圧力を発生させる。軸受モジュールのエネルギー散逸は、すべての静的力がバランスされるように設定モジュール５１によって発揮される磁気予圧力を調整することによって最小化することができる。この場合、電磁石（Ｅコア３１およびスポイル３５）は、一方の剛体３０が他方の剛体２０ａ～２０ｂに対して直線変位している間の動的外乱を打ち消すためにのみ必要とされる。製造公差および永久磁石の寸法と磁気モーメントの比較的大きな変動は、製造公差、および永久磁石の寸法と磁気モーメントの比較的大きな変動は、この静的な力のバランスから逸脱させる場合がある。

【0032】

本発明による磁気軸受アセンブリのさらなる例１０”では（図２ｂ参照）、設定モジュール５０は、第２の永久磁石５１の隣に、Ｅコア３１のベース３１ａと第２の（永久）磁石５１との間に配置される制御可能な調整機構５２を含む。これにより、複数の剛体のうちの一方の剛体３０に取り付けられた磁気軸受モジュール３１－３４－３５－５０と複数の剛体のうちの他方の１つの剛体２０ｂとの間の距離またはエアギャップｇ２（４１）の事前設定が可能であり、それにより、第１および第２の磁石３４、５１の両方によって加えられる静的な力がバランスされ、任意のエネルギー散逸が最小化されるように、予圧力を調整することができる。

【0033】

この例を、位置センサ（または磁束センサ）および電流制御ループと位置制御ループとで構成される運動制御ソフトウェア（図示せず）と組み合わせると、磁気軸受モジュール３１－３４－３５と前記複数の剛体のうちの他方の１つの剛体に取り付けられる第１の静的バック鉄心２０との間のエアギャップ４０（ｇ１）は、電磁石３３－３５を流れる電流を調節することにより、複数の剛体（３０、２０ａ～２０ｂ）のうちの一方が他方の１つに対して直線変位している間に発生する動的外乱力を補償するようにアクティブに制御できる。

【0034】

コンパクトな構造と粒子汚染の回避（清浄度）のため、磁気軸受モジュール３１－３４－３５－５０全体を非磁性材料（図４参照）、例えばステンレス鋼や樹脂で囲むことができ、その後、例えば図３ａ～３ｂの応用実施形態に示されるように、複数の剛体２０ａ～２０ｂ、３０のいずれかに取り付けられる。

【0035】

図３ａ～３ｂには、複数の磁気軸受アセンブリの実装または用途の例が示されている。この非限定的な例では、合計５つの磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３、３０－４および５０－４、３０－５および５０－５が示されており、これらは剛体１１０～１２０および３００と相互作用している。

【0036】

図３ａ～３ｂでは、両方の参照符号１１０、１２０（および２０ａ、２０ｂ）は、係属中の請求項で定義されているように、１つの同じ剛体の一部である構造要素を表すと見なされ、参照符号３００はもう一方の剛体を構成し、本明細書に記載の磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３、３０－４および５０－４、３０－５および５０－５は、前記複数の剛体（２０ａ～２０ｂ、１１０～１２０または３００）のうちの一方の剛体のもう一方の剛体（３００または２０ａ～２０ｂ、１１０～１２０）に対する直線変位経路に沿った非接触直線変位を可能にする。

【0037】

このように、参照符号２０ａ－Ｘ（５つの磁気軸受アセンブリのこの例では、Ｘは１，２，３，４，５である）は、第１の静的バック支持面またはバック鉄心を定義し、参照符号２０ｂ－Ｘ（Ｘは１，２，３，４，５である）は、磁気軸受アセンブリ３０－Ｘおよび５０－Ｘ（５つの磁気軸受アセンブリのこの例では、Ｘは１，２，３，４または５を表す）ごとのさらなる静的バック支持面またはバック鉄心を定義する。

【0038】

特に、この例は、直線変位経路を定義するリニアガイドウェイとして形成された剛体１１０、１２０と、前記リニアガイドウェイ１１０、１２０に沿って、またはそれらの間で変位可能な製品キャリアとして形成された１つ以上の剛体３００とから構成されるリニアガイドウェイアセンブリ１００の上面図（図２ａ）と正面図（図２ｂ）を示している。リニアガイドウェイアセンブリは、図１、２ａ～２ｂのいずれか１つ以上の例による１つ以上（ここでは５つ）の磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３、３０－４および５０－４、３０－５および５０－５をさらに含む。

【0039】

リニアガイドウェイアセンブリ１００は、互いに平行にかつある程度離れた位置に配置された２つのガイドレール１１０、１２０を含む。この非限定的な例では、各ガイドレール１１０、１２０には、各ガイドレール１１０、１２０の長手方向に延びる案内凹部１１１、１２１が設けられている。両方の案内凹部１１１、１２１は、互いに対向するように配置されている。両方の案内凹部１１１、１２１は、１つ以上（ここでは３つ）の磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３を収容するように機能し、これらの磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３は図４に示されるように取り囲まれたモジュールとして収容され、これらの磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３は製品キャリア３００のキャリア支持体３００－１、３００－２、３００－３に取り付けられており、この製品キャリア３００は、両方のガイドレール１１０、１２０によって形成されるリニアガイドウェイの間に取り付けられ、それらに沿って案内される。

【0040】

製品キャリア３００は、剛体の一方を構成し、ガイドレール１１０、１２０は、係属中の請求項で定義されるように、図２ａ～２ｂの例に関して明確にされるように、複数の剛体のうちの他方を構成する。

【0041】

特に、リニアガイドウェイアセンブリ１００のこの例では、いくつかの軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３、３０－４および５０－４、３０－５および５０－５は、高清浄度の基板ハンドリング環境における基板キャリアのハンドリングロボットの一部として、例えば６００ｍｍの変位ストロークの直線ガイドウェイにより実装されている。リニアガイドは、ロボットの進行リンクまたはアームの一部である変位ビーム（図示せず）に対してキャリアの５自由度を拘束する必要がある。この例では、１または２つの従来のプロファイルされたガイドまたはレールを含む概念の代替として、５つの磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３、３０－４および５０－４、３０－５および５０－５が適用されている。

【0042】

３つの磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３は、ガイドレール１１０～１２０に対するキャリア３００の面外の自由度、すなわちｚ，ΦおよびΨ方向を拘束する。２つの追加の磁気軸受アセンブリ３０－４および５０－４、３０－５および５０－５は、残りの面内自由度ｙおよびΘを課す。

【0043】

３つの面外磁気アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３について上述したような予圧は、それぞれのＥコア３１の底部側３１ａに設けられたそれぞれの設定モジュール５０－１、５０－２、５０－３で実行される。また、この例では、予圧は、それぞれ調整機構５２に取り付けられた（永久）磁石５１－１、５１－２、５１－３からなる。調整機構５２は、（剛体または製品キャリア３００に取り付けられた）各磁気アセンブリと、他方の剛体（ガイドレール）１１０、１２０、特にガイド凹部１１１、１２１を囲むガイドフランジ２０ｂ－２、２０ｂ－３との間のエアギャップ距離ｇ２（４１－１、４１－２、４１－３）を事前設定するための機械的設定機構であり得る。

【0044】

同様に、各磁気アセンブリ３０－１、３０－２、３０－３のＥコア３１およびコイル３５によって形成される電磁石は、それぞれの第１永久磁石３４－１、３４－２、３４－３とともに、製品キャリア３００とガイドレール１１０、１２０との間のエアギャップ距離ｇ１（４０ｂ－１、４０ｂ－２、４０ｂ－３）を予め設定し、制御する。

【0045】

面内自由度は、２つの磁気アセンブリ３０－４および５０－４、３０－５および５０－５によって予圧されている。ここで、設定モジュール５０－４、５０－５および磁気軸受モジュール３０－４、３０－５（それぞれＥコア３１、コイル３５および第１永久磁石３４－４、３４－５から構成される）は、製品キャリアと各ガイドレール１１１、１２１との間の所望のエアギャップ２０ｂ－５、２０ａ－５をそれぞれ制御または維持するように、製品キャリア３００の両側に取り付けられている。

【0046】

５自由度が拘束されている従来の転動体リニア軸受とは対照的に、拘束される５つの自由度は、アクティブに制御可能な磁気軸受アセンブリ３０－１および５０－１、３０－２および５０－２、３０－３および５０－３、３０－４および５０－４、３０－５を用いてアクティブに制御することができ、それによって、リニアガイドウェイアセンブリ１００の２つのガイドレール１１０、１２０の間で製品キャリア３００を変位させているロボットの望ましくない動的挙動を修正する。

【0047】

係属中のクレームで定義されている磁気軸受アセンブリの上記の例は、高清浄度の基板ハンドリングロボットアプリケーションにおける商業規模での実装に非常に適している。本発明の磁気軸受アセンブリは、限られた寸法で、かつ、低コストで構築でき、品質保証の目的のために一方の剛体（基板キャリア３００）のもう一方の剛体（ガイドウェイアセンブリ１１０、１２０）に対する安定し、かつ、良好に制御された直線変位が不可欠な基板ウエハー処理用途などの熱的に重要なシステムおよび真空環境で容易に実装することができ、

【0048】

特に、提案されている磁気軸受アセンブリは、一般に知られている転がり軸受では不可能な、熱的に重要なシステムや真空環境での変位安定性、剛性、エネルギー散逸を可能にする。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図4】