特許 7538691 搬送装置、真空装置、加工システム及び物品の製造方法

(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】2024-08-14

(45)【発行日】2024-08-22

(54)【発明の名称】搬送装置、真空装置、加工システム及び物品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 41/03 20060101AFI20240815BHJP

   B65G 54/02 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

H02K41/03 A

B65G54/02

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2020181876

(22)【出願日】2020-10-29

(65)【公開番号】P2022072437

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100136799

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 亜希

(72)【発明者】

【氏名】江澤 光晴

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０７３１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９６５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－１８５２８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－２０６１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１６４３９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２００８０６４６７８（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ４１／０３

Ｂ６５Ｇ ５４／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有する固定子と、
前記第１の方向に沿って配置され、前記第１の方向と交差する第２の方向において前記複数のコイルに対向可能に配置された複数の磁石からなる第１磁石群を有する可動子と、を有し、
前記磁石と前記コイルとの間に発生する磁気力によって前記可動子を前記第１の方向に駆動する搬送装置であって、
前記固定子は、所定の間隔を空けて前記複数のコイルが配置された第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域と、を含み、
前記第２の領域に、前記第１の領域で前記磁石と前記コイルとが形成する磁気エネルギー分布特性の変化を補償する補償用磁性体が設けられ、
前記第１の領域に配置された前記コイルは、コアとなるコア磁性体を有し、
前記第２の方向から平面視した際の前記補償用磁性体の平面形状の面積に対する前記第２の方向から平面視した際の前記コア磁性体の平面形状の面積の比α、及び前記第１の方向における前記第２の領域の長さに対する前記第１の方向における前記第１の領域の長さの比βは、次式を満足することを特徴とする搬送装置。
０．５≦α／β≦２

【請求項2】

前記補償用磁性体は、複数の補償用磁性体を含み、
前記複数の補償用磁性体は、前記第１の方向において所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。

【請求項3】

前記可動子は、前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向に沿って配置された複数の磁石からなる第２の磁石群を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。

【請求項4】

前記第１の領域に配置された前記コイルは、前記第３の方向に所定の間隔を空けて配置された複数の第１の磁性体部のいずれかに巻かれていることを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。

【請求項5】

前記補償用磁性体は、前記第３の方向に所定の間隔を空けて配置された複数の第２の磁性体部を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の搬送装置。

【請求項6】

第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有する固定子と、
前記第１の方向に沿って配置され、前記第１の方向と交差する第２の方向において前記複数のコイルに対向可能に配置された複数の磁石からなる第１磁石群を有する可動子と、を有し、
前記磁石と前記コイルとの間に発生する磁気力によって前記可動子を前記第１の方向に駆動する搬送装置であって、
前記固定子は、所定の間隔を空けて前記複数のコイルが配置された第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域と、を含み、
前記第２の領域に、前記第１の領域で前記磁石と前記コイルとが形成する磁気エネルギー分布特性の変化を補償する補償用磁性体が設けられ、
前記可動子は、前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向に沿って配置された複数の磁石からなる第２の磁石群を有し、
前記補償用磁性体は、前記第３の方向に所定の間隔を空けて配置された複数の第２の磁性体部を有することを特徴とする搬送装置。

【請求項7】

前記第１の領域は、複数の第１の領域を含み、
前記第２の領域は、前記複数の第１の領域の間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の搬送装置。

【請求項8】

前記第１の領域の前記第１の方向の長さは、前記第２の領域の前記第１の方向の長さより長いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の搬送装置。

【請求項9】

前記比α及び前記比βは、次式を満足することを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
０．７５≦α／β≦１．２５

【請求項10】

前記比α及び前記比βは、次式を満足することを特徴とする請求項９に記載の搬送装置。
０．９≦α／β≦１．１

【請求項11】

真空チャンバと、
前記真空チャンバを開閉する弁部と、
前記真空チャンバの内部に設置された搬送装置と、を有し、
前記搬送装置は、第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有する固定子と、前記第１の方向に沿って配置され、前記第１の方向と交差する第２の方向において前記複数のコイルに対向可能に配置された複数の磁石からなる第１磁石群を有する可動子と、を有し、前記磁石と前記コイルとの間に発生する磁気力によって前記可動子を前記第１の方向に駆動する搬送装置であって、
前記固定子は、所定の間隔を空けて前記複数のコイルが配置された第１の領域と、前記第１の領域に隣接する前記弁部と、を含み、
前記弁部に、前記第１の領域で前記磁石と前記コイルとが形成する磁気エネルギー分布特性の変化を補償する補償用磁性体が設けられていることを特徴とする真空装置。

【請求項12】

前記第１の領域に配置された前記コイルは、コアとなるコア磁性体を有し、
前記第２の方向から平面視した際の前記補償用磁性体の平面形状の面積に対する前記第２の方向から平面視した際の前記コア磁性体の平面形状の面積の比α、及び前記第１の方向における前記弁部の長さに対する前記第１の方向における前記第１の領域の長さの比βは、次式を満足することを特徴とする請求項１１に記載の真空装置。
０．５≦α／β≦２

【請求項13】

前記補償用磁性体は、複数の補償用磁性体を含み、
前記複数の補償用磁性体は、前記第１の方向において所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の真空装置。

【請求項14】

前記可動子は、前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向に沿って配置された複数の磁石からなる第２の磁石群を有することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の真空装置。

【請求項15】

前記第１の領域に配置された前記コイルは、前記第３の方向に所定の間隔を空けて配置された複数の第１の磁性体部のいずれかに巻かれていることを特徴とする請求項１４に記載の真空装置。

【請求項16】

前記補償用磁性体は、前記第３の方向に所定の間隔を空けて配置された複数の第２の磁性体部を有することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の真空装置。

【請求項17】

前記第１の領域は、複数の第１の領域を含み、
前記弁部は、前記複数の第１の領域の間に設けられていることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の真空装置。

【請求項18】

前記第１の領域の前記第１の方向の長さは、前記弁部の前記第１の方向の長さより長いことを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の真空装置。

【請求項19】

請求項１乃至１０のいずれか１項に記載された搬送装置と、
前記可動子により搬送されるワークに対して加工を施す加工装置と、
を有することを特徴とする加工システム。

【請求項20】

請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の搬送装置によりワークを搬送し、
搬送された前記ワークに加工を施して物品を製造する
ことを特徴とする物品の製造方法。

【請求項21】

請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載された真空装置と、
前記可動子により搬送されるワークに対して加工を施す前記真空装置内に配置された加工装置と、
を有することを特徴とする加工システム。

【請求項22】

請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の真空装置内に配置された搬送装置によりワークを搬送し、
前記真空装置内において、搬送された前記ワークに成膜して物品を製造する
ことを特徴とする物品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送装置、真空装置、加工システム及び物品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、工業製品を組み立てるための生産ラインや半導体露光装置等では、搬送システムが用いられている。特に、生産ラインにおける搬送システムは、ファクトリーオートメーション化された生産ライン内又は生産ラインの間の複数のステーションの間で、部品等のワークを搬送する。また、プロセス装置中の搬送装置として使われる場合もある。搬送システムとしては、可動磁石型リニアモータによる搬送システムが既に提案されている。
特許文献１には、直線状に延在するレール及び複数の電機子コイルを備える固定子を有する固定側モジュールと、直線状に並んで設けられた複数の磁極を有する可動子を有し、レールに沿って移動可能なスライダとを備えるリニアコンベアが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－５０８２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のリニアコンベアでは、電機子コイルを均一に配置することができない場合に、可動子を円滑に安定して搬送することが困難である。

【0005】

本発明は、可動子を円滑に安定して搬送することができる搬送装置、真空装置、加工システム及び物品の製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一観点によれば、第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有する固定子と、前記第１の方向に沿って配置され、前記第１の方向と交差する第２の方向において前記複数のコイルに対向可能に配置された複数の磁石からなる第１磁石群を有する可動子と、を有し、前記磁石と前記コイルとの間に発生する磁気力によって前記可動子を前記第１の方向に駆動する搬送装置であって、前記固定子は、所定の間隔を空けて前記複数のコイルが配置された第１の領域と、前記第１の領域に隣接する第２の領域と、を含み、前記第２の領域に、前記第１の領域で前記磁石と前記コイルとが形成する磁気エネルギー分布特性の変化を補償する補償用磁性体が設けられていることを特徴とする搬送装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、可動子を円滑に安定して搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本発明の第１実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図1B】本発明の第１実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図1C】本発明の第１実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図1D】本発明の第１実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図2A】本発明の第１実施形態による搬送装置におけるコイルユニットのティースサイズを示す図である。

【図2B】本発明の第１実施形態による搬送装置における補助ティースユニットのティースサイズを示す図である。

【図3】本発明の第１実施形態による搬送装置におけるコイルユニットの配置の例を示す図である。

【図4A】本発明の第１実施形態による搬送装置の吸引力変動に対する効果を示す図である。

【図4B】本発明の第１実施形態による搬送装置の吸引力変動に対する効果を示す図である。

【図5A】本発明の第２実施形態による搬送装置におけるコイルユニットを示す概略図を示す図である。

【図5B】本発明の第２実施形態による搬送装置における補助ティースユニットを示す概略図を示す図である。

【図5C】本発明の第２実施形態による搬送装置における補助ティースユニットを示す概略図を示す図である。

【図5D】本発明の第２実施形態による搬送装置における補助ティースユニットを示す概略図を示す図である。

【図5E】本発明の第２実施形態による搬送装置における補助ティースユニットを示す概略図を示す図である。

【図6A】本発明の第２実施形態による搬送装置の吸引力変動に対する効果を示す図である。

【図6B】本発明の第２実施形態による搬送装置の吸引力変動に対する効果を示す図である。

【図7A】本発明の第３実施形態による搬送装置の真空装置への適用例を示す概略図である。

【図7B】本発明の第３実施形態による搬送装置の真空装置への適用例を示す概略図である。

【図8A】本発明の第４実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図8B】本発明の第４実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図8C】本発明の第４実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図8D】本発明の第４実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図8E】本発明の第４実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図8F】本発明の第４実施形態による搬送装置を示す概略図である。

【図9】本発明の第４実施形態による搬送装置における補助ティースユニットを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。

【0010】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による搬送装置について図１乃至図４Ｂを用いて説明する。

【0011】

はじめに、本実施形態による搬送装置１の概略構成について図１Ａ乃至図１Ｄを用いて説明する。図１Ａは、後述のＹ方向から見た本実施形態による搬送装置１を示す側面図である。図１Ｂは、後述のＺ方向から見た可動子１０を示す上面図である。図１Ｃは、Ｙ方向から見た可動子１０を示す側面図である。図１Ｄは、後述のＸ方向から見た可動子１０を示す側面図である。以後、複数存在しうる構成要素について、特に区別する必要がない場合には共通の数字のみの符号を用い、必要に応じて数字の符号の後に小文字のアルファベットを付して個々を区別する。

【0012】

図１Ａに示すように、本実施形態による搬送装置１は、ワーク１２３を保持して搬送する可動子１０と、可動子１０が走行する搬送路を構成する固定子２０とを有している。本実施形態による搬送装置１は、磁力により重力に抗して浮上させた磁気浮上状態の可動子１０を走行させて搬送する磁気浮上搬送型の搬送装置である。なお、本実施形態では、搬送装置１の一例として、可動磁石型リニアモータ（ムービング永久磁石型リニアモータ、可動界磁型リニアモータ）による搬送装置を示すが、搬送装置１は可動コイル型リニアモータによる搬送装置であってもよい。本実施形態による搬送装置１は、可動子１０により搬送されたワーク１２３に対して加工を施す加工装置３０をも有する加工システムの一部を構成している。加工システムは、加工装置３０により加工を施すことにより物品を製造することができる。

【0013】

搬送装置１は、例えば、可動子１０を搬送することにより、可動子１０に保持されたワーク１２３を、ワーク１２３に対して加工を施す加工装置３０に搬送する。加工装置３０は、特に限定されるものではないが、例えば、ワーク１２３であるガラス基板等の基板上に成膜を行う蒸着装置、スパッタ装置等の成膜装置である。

【0014】

ここで、以下の説明において用いる座標軸及び方向を定義する。水平方向に沿った可動子１０の搬送方向、すなわち可動子１０の走行する方向に沿ってＸ軸をとり、可動子１０の搬送方向をＸ方向とする。図１Ａ中の矢印Ｍは、Ｘ方向に沿った可動子１０の搬送方向を示している。また、Ｘ方向と直交する方向である鉛直方向に沿ってＺ軸をとり、鉛直方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向に沿ってＹ軸をとり、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。なお、可動子１０の搬送方向は必ずしも水平方向である必要はないが、その場合も搬送方向をＸ方向として同様にＹ方向及びＺ方向を定めることができる。なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、必ずしも互いに直交する方向に限定されるものではなく、互いに交差する方向として定義することもできる。

【0015】

固定子２０は、複数のコイルユニット１００と、複数の補助ティースユニット１１０とを有している。図１Ａには、固定子２０が、４個のコイルユニット１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄと、３個の補助ティースユニット１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを有する場合を例示している。なお、コイルユニット１００の数及び補助ティースユニット１１０の数は、特に限定されるものではなく、可動子１０を搬送すべき搬送路長等に応じてそれぞれ適宜変更することができる。

【0016】

複数のコイルユニット１００及び複数の補助ティースユニット１１０は、Ｘ方向に沿って並ぶように設置されている。図１Ａには、コイルユニット１００及び補助ティースユニット１１０が交互にＸ方向に設置された場合を例示している。この場合、コイルユニット１００ａ、補助ティースユニット１１０ａ、コイルユニット１００ｂ、補助ティースユニット１１０ｂ、コイルユニット１００ｃ、補助ティースユニット１１０ｃ及びコイルユニット１００ｄがこの順でＸ方向に沿って並んでいる。なお、コイルユニット１００と補助ティースユニット１１０とは、必ずしも交互に並んでいる必要はない。複数のコイルユニット１００が補助ティースユニット１１０を介さずに連続的にＸ方向に沿って並ぶように設置されていてもよい。また、補助ティースユニット１１０がコイルユニット１００を介さずに連続的にＸ方向に沿って並ぶように設置されていてもよい。

【0017】

コイルユニット１００は、第１の固定子ヨーク１０３と、複数の第１のティース１０１と、複数のコイル１０２とを有している。第１の固定子ヨーク１０３は、可動子１０の搬送方向であるＸ方向を長手方向とするＸ方向に沿った板状のヨークである。第１のティース１０１は、第１の固定子ヨーク１０３の下面から下側に突出した柱状体である。複数の第１のティース１０１は、第１の固定子ヨーク１０３の下面にＸ方向に沿って並ぶように設置されている。第１のティース１０１は、Ｘ方向において所定の間隔を空けて配置されている。第１の固定子ヨーク１０３及び第１のティース１０１は、それぞれ軟磁性材料の磁性体により構成されている。第１のティース１０１には、コイル１０２が巻かれている。複数の第１のティース１０１に巻かれた複数のコイル１０２は、可動子１０の搬送方向であるＸ方向に沿って並ぶように配置されている。各コイル１０２は、これが巻かれた第１のティース１０１を、コアとなるコア磁性体として有している。図１Ａは、コイルユニット１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが、それぞれ６個の第１のティース１０１を有し、互いに同一の構造である場合を例示している。なお、複数のコイルユニット１００は、すべて同一の構造である必要はなく、第１の固定子ヨーク１０３のサイズ、第１のティース１０１の数等が異なるものを含んでいてもよい。

【0018】

また、補助ティースユニット１１０は、第２の固定子ヨーク１１３と、一又は複数の第２のティース１１１とを有している。第２の固定子ヨーク１１３は、可動子１０の搬送方向であるＸ方向を長手方向とするＸ方向に沿った板状のヨークである。第２のティース１１１は、第２の固定子ヨーク１１３の下面から下側に突出した柱状体である。第２のティース１１１が複数存在する場合、複数の第２のティース１１１は、第２の固定子ヨーク１１３の下面にＸ方向に沿って並ぶように設置されている。複数の第２のティース１１１は、Ｘ方向において所定の間隔を空けて配置されている。第２の固定子ヨーク１１３及び第２のティース１１１は、それぞれ軟磁性材料の磁性体により構成されている。第２のティース１１１には、第１のティース１０１とは異なり、コイルが巻かれていない。図１Ａは、補助ティースユニット１１０ａ、１１０ｃが１個の第２のティース１１１ａ又は第２のティース１１１ｅを有し、補助ティースユニット１１０ｂが３個の第２のティース１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを有する場合を例示している。なお、第２のティース１１１には、コイルが巻かれていてもよい。

【0019】

コイルユニット１００と補助ティースユニット１１０とは、搬送方向であるＸ方向に沿って複数配置されている。コイルユニット１００ａとコイルユニット１００ｂとは、Ｘ方向において補助ティースユニット１１０ａを挟むように配置されている。コイルユニット１００ｂとコイルユニット１００ｃとは、Ｘ方向において補助ティースユニット１１０ｂを挟むように配置されている。また、コイルユニット１００ｃとコイルユニット１００ｄとは、Ｘ方向において補助ティースユニット１１０ｃを挟むように配置されている。

【0020】

なお、補助ティースユニット１１０は、必ずしも２個のコイルユニット１００に挟まれように配置されている必要はなく、コイルユニット１００の外側に配置されていてもよい。例えば、図１Ａに示す場合において、コイルユニット１００ａの左側やコイルユニット１００ｄの右側に補助ティースユニット１１０が配置されていてもよい。また、互いに隣接するコイルユニット１００と補助ティースユニット１１０とは、接していることが望ましいが、両者の間に空隙があってもよい。また、第１の固定子ヨーク１０３は、備えられている方が望ましいが、備えられていなくてもよい。また、第２の固定子ヨーク１１３も、備えられている方が望ましいが、備えられていなくてもよい。

【0021】

このように、Ｘ方向において、固定子２０は、それぞれコイルユニット１００が設置された複数の第１の領域と、それぞれ補助ティースユニット１１０が設置された複数の第２の領域とを含んでいる。１つの第１の領域のＸ方向の長さは、複数の第２の領域のいずれのＸ方向の長さよりも長くなっている。また、複数の第１の領域のＸ方向の長さの合計も、複数の第２の領域のＸ方向の長さの合計よりも長くなっている。

【0022】

図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、可動子１０は、複数の永久磁石１２１からなる磁石群と、可動子ヨーク１２０と、保持部１２２とを有している。複数の永久磁石１２１は、可動子ヨーク１２０の長手方向であるＸ方向に沿って並んで磁石列を構成するように可動子ヨーク１２０の上に設置されている。複数の永久磁石１２１は、Ｘ方向において互いに隣り合う表面の極性が互いに異なってＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置されている。複数の永久磁石１２１は、Ｚ方向において固定子２０のコイルユニット１００及び補助ティースユニット１１０の両方又は一方に対向可能なように配置されている。保持部１２２は、例えば可動子１０の下側においてワーク１２３を保持するように構成されている。なお、保持部１２２は、可動子１０においてワーク１２３を保持することができればよく、保持部１２２がワーク１２３を保持する場所及び保持機構は特に限定されるものではない。

【0023】

図１Ａに示すように、可動子１０は、固定子２０に対して、複数の永久磁石１２１がコイルユニット１００及び補助ティースユニット１１０の両方又は一方に対向するように配置され、不図示のリニアガイド等によりＸ方向に沿って走行可能に案内される。被搬送物であるワーク１２３は、可動子１０において保持部１２２により保持された状態で、可動子１０の搬送に伴ってＸ方向に搬送される。

【0024】

また、本実施形態による搬送装置１は、可動子１０の搬送を制御する制御部４０を有している。制御部４０は、不図示のリニアエンコーダ、レーザー測長器等の位置検出手段を用いて可動子１０の位置を検出する。また、制御部４０は、検出した可動子１０の位置に応じて固定子２０の各コイル１０２に流す電流量を演算して各コイル１０２に通電する。これにより、制御部４０は、コイル１０２と可動子１０の永久磁石１２１との間に、Ｚ方向に可動子１０を浮上させる浮上力及びＸ方向に可動子１０を駆動して走行させる推力となる磁気力を発生させることができる。なお、コイルユニット１００の第１のティース１０１と永久磁石１２１との間、及び補助ティースユニット１１０の第２のティース１１１との間には、それぞれ吸引力となる磁気力が働く。こうして、制御部４０は、可動子１０の位置や速度を制御しながらＺ方向に浮上した状態でＸ方向に沿って可動子１０を搬送してワーク１２３を搬送することができる。

【0025】

可動磁石型リニアモータによる搬送装置では、搬送区間に沿って複数のコイルを並べる必要がある。このため、かかる搬送装置を含む生産ラインのレイアウトの変更は容易ではない。そこで、特許文献１記載の可動磁石型のリニア搬送装置では、複数のコイルをユニット化した固定子を搬送方向に並べて配置することが行われている。ユニット化された固定子の配置、組み合わせを変更することで、生産ラインのレイアウトやワーク搬送距離について設計自動度を高めることができる。

【0026】

しかしながら、特許文献１に記載されるようにコイルをユニット化した場合、搬送距離がコイルユニット長の整数倍にならず、コイルを均一に配置できない場合がある。また、真空チャンバの内部に設置する場合、ゲートバルブがある区間にコイルを配置するのは容易ではない。コイルユニット間に隙間がある区間では、コイルの無通電時における固定子の磁極と可動子の永久磁石との間に生じる吸引力が大きく変動するため、可動子に保持されて搬送される部品やワークの搬送精度が低下する可能性がある。

【0027】

これに対して、本実施形態による搬送装置１において、固定子２０は、コイルユニット１００が設置された第１の領域と、第１の領域とＸ方向において隣接し、補助ティースユニット１１０が設置された第２の領域とを含んでいる。コイルユニット１００が複数の第１のティース１０１及びこれらに巻かれた複数のコイル１０２を有するのに対して、補助ティースユニット１１０は複数の第２のティース１１１を有している。複数の第２のティース１１１のそれぞれは、コイルユニット１００が設置された第１の領域で永久磁石１２１とコイル１０２とが形成する磁気エネルギー分布特性の変化を補償する補償用磁性体として機能する。補償用磁性体として機能する第２のティース１１１により、複数のコイル１０２により形成される可動子１０に対して働くトルク分布特性、具体的にはトルク変動の周期を略一定に保持することができる。

【0028】

こうして、本実施形態では、コイル１０２が設置されていない第２の領域において、第２のティース１１１により永久磁石１２１とコイル１０２とが形成する磁気エネルギー分布特性の変化を補償することで、可動子１０を円滑に安定して搬送することができる。

【0029】

次に、本実施形態による搬送装置１におけるコイルユニット１００及び補助ティースユニット１１０のティースサイズについて図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。図２Ａは、コイルユニット１００の側面図及び下面図をそれぞれ上段及び下段に示している。図２Ｂは、補助ティースユニット１１０ｂの側面図及び下面図をそれぞれ上段及び下段に示している。

【0030】

図２Ａに示すように、コイルユニット１００ａにおけるコイル１０２が巻かれた第１のティース１０１は、Ｚ方向から平面視した際の平面形状として、Ｘ方向に一対の辺が沿った矩形状の平面形状を有している。ここで、第１のティース１０１のＸ方向の幅をＴ、Ｙ方向の厚さをＤとする。また、コイルユニット１００ａの長手方向の長さである第１の固定子ヨーク１０３のＸ方向の長さをＰとする。長さＰは、コイルユニット１００ａが設けられた第１の領域のＸ方向の長さでもある。コイルユニット１００ａにおける６個の第１のティース１０１は、全て同じ幅Ｔになっている。また、コイルユニット１００における第１のティース１０１の数をｎ_Ｔとする（図２Ａに示す場合、ｎ_Ｔ＝６）。すると、コイルユニット１００ａにおける複数の第１のティース１０１のＺ方向から平面視した際の平面形状の面積の総和Ｓ_１は、次式（１）で表される。
Ｓ_１＝ｎ_Ｔ・Ｔ・Ｄ …（１）

【0031】

また、図２Ｂに示すように、補助ティースユニット１１０ｂにおける第２のティース１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄはそれぞれ、Ｚ方向から平面視した際の平面形状として、Ｘ方向に一対の辺が沿った矩形状の平面形状を有している。ここで、第２のティース１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄのＸ方向の幅をそれぞれ、Ｔ_１′、Ｔ_２′、Ｔ_３′、厚さをそれぞれＤ_１′、Ｄ_２′、Ｄ_３′とする。また、補助ティースユニット１１０ｂの長手方向の長さである第２の固定子ヨーク１１３ｂのＸ方向の長さをＰ′とする。長さＰ′は、コイルユニット１００が設けられた第２の領域のＸ方向の長さでもある。すると、補助ティースユニット１１０ｂにおける複数の第２のティース１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄのＺ方向から平面視した際の平面形状の面積の総和Ｓ_２は、次式（２）で表される。ただし、次式（２）中、Σは、ｎ＝１、２、３についての総和を示す記号である。
Ｓ_２＝Σ（Ｔ_ｎ′・Ｄ_ｎ′） …（２）

【0032】

ここで、Ｓ_２に対するＳ_１の比であるＳ_１／Ｓ_２をα、Ｐ′に対するＰの比であるＰ／Ｐ′をβとすると、比α及び比βは、可動子を円滑に安定して搬送する観点から、次の関係を満足することができる。すなわち、比α及び比βは、次式（３）を満足することが好ましく、次式（４）を満足することがより好ましく、次式（５）を満足することがさらにより好ましい。
０．５≦α／β≦２ …（３）
０．７５≦α／β≦１．２５ …（４）
０．９≦α／β≦１．１ …（５）

【0033】

特に、比α及び比βは、次式（６）を満足することが最も好ましい。
α／β＝１ …（６）

【0034】

なお、式（６）は、次式（７）に書き換えることができる。
Ｓ_１：Ｓ_２＝Ｐ：Ｐ′ …式（７）
図３は、本実施形態によるコイルユニット１００及び補助ティースユニット１１０の配置Ａ１を例示する図である。なお、図３は、コイルユニット１００のみが配置された配置Ａ２を配置Ａ１の下側に並べて示している。

【0035】

図３に示す配置Ａ１では、複数のコイルユニット１００と複数の補助ティースユニット１１０とが組み合わせられて配置されている。これにより、配置Ａ１では、可動子１０を搬送する必要があるＸ方向の距離である必要搬送距離Ｌに合うように、コイルユニット１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄと、補助ティースユニット１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃとを配置することができる。

【0036】

また、可動子１０が搬送される必要搬送距離Ｌの区間は、可動子１０に対する駆動推力を必要とする加速・減速区間１３０ａ、１３０ｂと、加速・減速区間１３０ａ、１３０ｂと比べて駆動推力を比較的必要としない定速区間１３１とを含んでいる。配置Ａ１では、加速・減速区間１３０ａ、１３０ｂにコイルユニット１００を集中して配置し、定速区間１３１に補助ティースユニット１１０を配置することができる。また、加速・減速区間１３０ａ、１３０ｂよりも定速区間１３１において補助ティースユニット１１０が占めるＸ方向の長さがより長くなるようにコイルユニット１００及び補助ティースユニット１１０を配置することができる。これにより、配置Ａ１では、可動子１０の搬送において十分な搬送性能を確保することができる。

【0037】

一方、コイルユニット１００のみの配置Ａ２では、必要搬送距離Ｌの搬送ラインに複数のコイルユニット１００を配置する場合、必要搬送距離Ｌの長さによっては、必要搬送距離Ｌがコイルユニット１００のＸ方向の長さＰの整数倍にならないことがある。この場合、コイルユニット１００が必要搬送距離Ｌから部分的にはみ出すことになる。例えば、図３に示す配置Ａ２では、必要搬送距離Ｌとコイルユニットの長さＰとは、４Ｐ＜Ｌ＜５Ｐの関係にあり、コイルユニット１００ｉが必要搬送距離Ｌから部分的にはみ出している。そのため、コイルユニット１００のみの配置Ａ２では、コイルユニット１００を均一に配置するには必要搬送距離Ｌを必要以上に伸ばすか、コイルユニット１００の長さＰとは異なる長さの別のコイルユニットを専用設計して配置する必要がある。しかしながら、いずれの場合も搬送装置１のコストアップにつながる。

【0038】

これに対して、配置Ａ１では、コイルユニット１００とともに補助ティースユニット１１０が配置されていることにより、必要搬送距離Ｌからはみ出すことなくコイルユニット１００を配置することができる。したがって、本実施形態によれば、配置Ａ２の場合に生じる搬送装置１のコストアップを回避することができる。

【0039】

なお、複数のコイルユニット１００及び複数の補助ティースユニット１１０は、Ｘ方向において互いに隣接するコイルユニット１００間又は互いに隣接するコイルユニット１００と補助ティースユニット１１０との間に隙間を空けて配置されていてもよい。ただし、コイルユニット１００間の隙間がある区間では、コイル１０２の無通電時に固定子２０の磁極と可動子１０の永久磁石との間に生じる吸引力が大きく変動するため、搬送中のワーク１２３の搬送精度が低下する可能性がある。

【0040】

次に、本実施形態の吸引力変動に対する効果について図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、コイル１０２に通電していない状態で、必要搬送距離Ｌの区間の一端から他端まで可動子１０の搬送位置Ｘを変えたときの可動子１０と固定子２０との間に働く吸引力の変動を示している。図４Ａは、可動子１０と固定子２０との間に働くＸ方向の吸引力の変動を示している。図４Ｂは、可動子１０と固定子２０との間に働くＺ方向の吸引力の変動を示している。図４Ａ及び図４Ｂでは、コイルユニット１００の間に補助ティースユニット１１０が配置した配置Ａ１の場合（変動線２００、変動線２１０）と、補助ティースユニット１１０を配置しなかった場合（変動線２０１、変動線２１１）とを比較している。なお、補助ティースユニット１１０を配置しなかった場合とは、配置Ａ１において補助ティースユニット１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを配置しなかった場合である。

【0041】

図４Ａに示すように、コイルユニット１００の間に補助ティースユニット１１０を配置した場合、Ｘ方向の吸引力変動を示す変動線２００は、一定の変動幅で収まり、安定している。なお、変動線２００が一定の変動幅で変動しているのは、第１のティース１０１、第２のティース１１１及び永久磁石１２１による磁極の変化に起因してコイル１０２の無通電状態で生じるコギングのためである。

【0042】

一方、補助ティースユニット１１０を配置しなかった場合、Ｘ方向の吸引力変動を示す変動線２０１は、変動線２００に比べて、より大きな周期の変動が加算され、図４Ａに示す例では吸引力の変動が２倍以上になっている。吸引力の変動は、外乱力になるため、可動子１０の搬送位置や搬送速度の精度を低下させる要因となる。

【0043】

また、図４Ｂに示すように、コイルユニット１００の間に補助ティースユニット１１０を配置した場合、Ｚ方向の吸引力変動を示す変動線２１０は、Ｘ方向と同様に一定の変動幅で収まり、安定している。

【0044】

一方、補助ティースユニット１１０を配置しなかった場合、Ｚ方向の吸引力変動を示す変動線２１１は、搬送位置Ｘによって大きく変化し、図４Ｂに示す例では吸引力の変動が変動線２１０に比べて６倍以上になっている。Ｚ方向の吸引力変動は、可動子１０を保持する案内機構があったとしても、案内機構の剛性次第では可動子１０のＺ方向の位置精度や姿勢精度を低下させる。また、Ｚ方向の吸引力を浮上力とした磁気浮上型の搬送装置の場合、浮上力が安定せずに搬送中のワーク１２３が傾いたり、落下したりする可能性がある。

【0045】

本実施形態では、上述のようにＸ方向及びＺ方向のいずれの方向においても吸引力の変動を小さく抑制することができる。これにより、本実施形態では、複数のコイル１０２により形成される可動子１０に対して働くトルク分布特性、具体的にはトルク変動の周期を略一定に保持することができる。したがって、本実施形態によれば、可動子を円滑に安定して搬送することができる。

【0046】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による搬送装置について図５Ａ乃至図５Ｅを用いて説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

【0047】

第１実施形態において説明したように、コイルユニット１００と補助ティースユニット１１０ｂとの関係は、式（３）を満足することが好ましく、特に式（７）に書き換えうる式（６）の関係を満足することが最も好ましい。本実施形態では、式（７）を満足するコイルユニット１００ａ及び補助ティースユニット１１０ｂの例について説明する。

【0048】

図５Ａは、第１実施形態で説明したコイルユニット１００ａのＹ方向から見た側面図及びＺ方向から見た下面図をそれぞれ上段及び下段に示している。図５Ａに示すコイルユニット１００ａでは、ｎ_Ｔ＝６、Ｐ＝１２Ｔの関係になっている。一方、図５Ｂは、第１実施形態で説明した補助ティースユニット１１０ｂのＹ方向から見た側面図、Ｚ方向から見た下面図及びＸ方向から見た側面図をそれぞれ上段左側、下段左側及び上段右側に示している。図５Ｂに示す補助ティースユニット１１０ｂでは、Ｐ′＝Ｐ／２、Ｄ′＝Ｄ、Ｔ_１′＝Ｔ_２′＝Ｔ_３′＝Ｔの関係になっている。図５Ａに示すコイルユニット１００ａと図５Ｂに示す補助ティースユニット１１０ｂとは、式（７）の左辺がＳ_１：Ｓ_２＝２：１、右辺がＰ：Ｐ′＝２：１であり、式（７）を満足する。

【0049】

図５Ｃは、図５Ｂに示す場合と比較して、第２のティース１１１の数を２倍にし、第２のティース１１１のＸ方向の幅を１／２にした補助ティースユニット１１０ｂの例を示している。図５Ｃは、その補助ティースユニット１１０ｂのＹ方向から見た側面図、Ｚ方向から見た下面図及びＸ方向から見た側面図をそれぞれ上段左側、下段左側及び上段右側に示している。図５Ｃに示す補助ティースユニット１１０ｂでは、Ｐ′＝Ｐ／２、Ｄ′＝Ｄ、Ｔ_１′＝Ｔ_２′＝Ｔ_３′＝Ｔ_４′＝Ｔ_５′＝Ｔ_６′＝Ｔ／２の関係になっている。図５Ａに示すコイルユニット１００ａと図５Ｃに示す補助ティースユニット１１０ｂとも、式（７）の左辺がＳ_１：‘Ｓ_２＝２：１、右辺がＰ：Ｐ′＝２：１であり、式（７）を満足する。

【0050】

図５Ｄは、第２のティース１１１の数を１個にして第２のティース１１１のＸ方向の幅を広げ、図５Ｂに示す場合と比較して第２のティース１１１のＹ方向の厚さを１／２にした補助ティースユニット１１０ｂの例を示している。図５Ｄは、その補助ティースユニット１１０ｂのＹ方向から見た側面図、Ｚ方向から見た下面図及びＸ方向から見た側面図をそれぞれ上段左側、下段左側及び上段右側に示している。図５Ｄに示す補助ティースユニット１１０ｂでは、Ｐ′＝Ｐ／２、Ｄ′＝Ｄ／２、Ｔ_１′＝Ｐ′＝６Ｔの関係になっている。図５Ａに示すコイルユニット１００ａと図５Ｄに示す補助ティースユニット１１０ｂとも、式（７）の左辺がＳ_１：Ｓ_２＝２：１、右辺がＰ：Ｐ′＝２：１であり、式（７）を満足する。

【0051】

図５Ｅは、図５Ｂに示す場合と比較して、中央の第２のティース１１１ｃの幅を細くし、両端の第２のティース１１１ｂ、１１１ｄの幅を広くした補助ティースユニット１１０ｂの例を示している。図５Ｅは、その補助ティースユニット１１０ｂのＹ方向から見た側面図、Ｚ方向から見た下面図及びＸ方向から見た側面図をそれぞれ上段左側、下段左側及び上段右側に示している。図５Ｅに示す補助ティースユニット１１０ｂでは、Ｐ′＝Ｐ／２、Ｄ′＝Ｄ、Ｔ_２′＝Ｔ／２、Ｔ_１′＝Ｔ_３′＝Ｔ・５／４の関係になっている。図５Ａに示すコイルユニット１００ａと図５Ｅに示す補助ティースユニット１１０ｂとも、式（７）の左辺がＳ_１：Ｓ_２＝２：１、右辺がＰ：Ｐ′＝２：１であり、式（７）を満足する。

【0052】

このように、補助ティースユニット１１０ｂは、第２のティース１１１の数、第２のティース１１１の幅及び厚さを適宜変更することができる。

【0053】

なお、図５Ａ乃至図５Ｅでは、Ｚ方向から平面視した際の第１のティース１０１及び第２のティース１１１の平面形状がいずれも矩形状の平面形状である場合を例示したが、これらに限定されるものではない。第１のティース１０１及び第２のティース１１１は、それぞれＺ方向から平面視した際の平面形状が矩形以外の多角形状の平面形状、円形状の平面形状等であってもよい。また、第１のティース１０１及び第２のティース１１１は、それぞれＺ方向に対して側面が所定の角度で傾斜したテーパー形状を有するものであってもよい。

【0054】

次に、本実施形態の吸引力変動に対する効果について図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂに示す場合と同様、コイル１０２に通電していない状態で、必要搬送距離Ｌの区間の一端から他端まで可動子１０の搬送位置Ｘを変えたときの可動子１０と固定子２０との間に働く吸引力の変動を示している。図６Ａは、Ｘ方向における可動子１０と固定子２０との間の吸引力の変動を示している。図６Ｂは、Ｚ方向における可動子１０と固定子２０との間の吸引力の変動を示している。図６Ａ及び図６Ｂでは、補助ティースユニット１１０ｂとして図５Ａ乃至図５Ｅに示すものを用いた場合（変動線２０２、変動線２１２）と、補助ティースユニット１１０を配置しなかった場合（変動線２０１、変動線２１１）とを比較している。なお、補助ティースユニット１１０を配置しなかった場合とは、図４Ａ及び図４Ｂに示す場合と同様である。

【0055】

図６Ａに示すように、図５Ａ乃至図５Ｅに示す補助ティースユニット１１０ｂを使用した場合も、可動子１０と固定子２０との間のＸ方向の吸引力変動を示す変動線２０２はいずれも、一定の変動幅で収まり、安定している。変動線２０２の変動幅はいずれも、補助ティースユニット１１０を配置しなかった場合の吸引力変動を示す変動線２０１の変動幅に比べて小さい。

【0056】

また、図６Ｂに示すように、図５Ａ乃至図５Ｅに示す補助ティースユニット１１０ｂを使用した場合のＺ方向の吸引力変動を示す変動線２１２も、Ｘ方向と同様に一定の変動幅で収まり、安定している。変動線２１２の変動幅はいずれも、補助ティースユニット１１０を配置しなかった場合の吸引力変動を示す変動線２１１の変動幅に比べて小さい。

【0057】

本実施形態のように、補助ティースユニット１１０の構成を変更することもできる。この場合においても、Ｘ方向及びＺ方向のいずれの方向においても吸引力の変動を小さく抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、可動子１０を円滑に安定して搬送することができる。

【0058】

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による搬送装置について図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。なお、上記第１及び第２実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

【0059】

本実施形態では、上記実施形態において説明した搬送装置１を真空装置へ適用して真空磁気浮上搬送装置を構成した例について説明する。真空磁気浮上搬送装置の場合、真空チャンバ内にコイルユニットを配置し、可動子と固定子との間に生じる吸引力を浮上力として、可動子を磁気浮上状態で搬送する。かかる真空磁気浮上搬送装置において、互いに隣接する真空チャンバの境界でゲートを開閉するゲートバルブ等が配置されていると、コイルユニットを隙間なく連続的に配置することができない。本実施形態では、コイルユニットを隙間なく連続的に配置することができないゲートバルブ３０２が設置されたスペース３０４においても、可動子１０の円滑かつ安定した搬送を実現するものである。

【0060】

図７Ａ及び図７Ｂは、搬送装置１の真空装置への適用例を示す概略図である。図７Ａ及び図７Ｂは、第１実施形態の構成に加えて、真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂ、ゲートバルブ３０２及びゲートバルブ昇降部３０３が追加された構成を示している。

【0061】

搬送装置１は、真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂの内部に設置されている。すなわち、固定子２０は、真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂの内部に設置されている。可動子１０は、真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂの内部において固定子２０により搬送される。真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂは、内部に搬送装置１が設置された互いに接続又は分離可能に連結されている。真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂは、図示しない真空ポンプが接続されて適切な真空度に維持可能に構成されている。

【0062】

ゲートバルブ３０２及びゲートバルブ昇降部３０３は、真空チャンバ３０１ａと真空チャンバ３０１ｂとの連結部であるスペース３０４に設けられている。ゲートバルブ昇降部３０３は、真空チャンバ３０１ａと真空チャンバ３０１ｂとの連結部においてゲートバルブ３０２を動かして昇降させる。ゲートバルブ３０２は、ゲートバルブ昇降部３０３により昇降して、真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂの連結部において真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂを開閉する弁部として機能する。すなわち、ゲートバルブ３０２は、図７Ａに示すように、ゲートバルブ昇降部３０３により上昇することにより両側の真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂをそれぞれ開いて両者を互いに接続する。また、ゲートバルブ３０２は、図７Ｂに示すように、ゲートバルブ昇降部３０３により下降することにより両側の真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂをそれぞれ閉じて両者を互いに分離する。

【0063】

スペース３０４には、第１実施形態の補助ティースユニット１１０ｂと同等に機能する構造体を構成する第２のティース３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃが設けられている。第２のティース３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃは、第２のティース１１１に相当するものである。

【0064】

第２のティース３０５ａは、真空チャンバ３０１ａの内部においてコイルユニット１００ｂに隣接してスペース３０４の側の端部に設置されている。第２のティース３０５ｃは、真空チャンバ３０１ｂの内部においてコイルユニット１００ｃに隣接してスペース３０４の側の端部に設置されている。第２のティース３０５ｂは、ゲートバルブ３０２の下端部に取り付けられて設置されている。

【0065】

ゲートバルブ３０２は、図７Ｂに示すように、メンテナンス等のタイミングでは下降して真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂを互いに分離している。ゲートバルブ３０２の下降にあわせて、ゲートバルブ３０２の下端部に設置された第２のティース３０５ｂも下降する。

【0066】

一方、可動子１０が搬送されている間、ゲートバルブ３０２は、図７Ａに示すように上昇して真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂを互いに分離している。ゲートバルブ３０２が上昇している場合、第２のティース３０５ｂは、真空チャンバ３０１ａの内部の第２のティース３０５ａと真空チャンバ３０１ｂの内部の第２のティース３０５ｃとの間に位置して、第２のティース３０５ａ、３０５ｃとＸ方向に並んでいる。この場合、Ｘ方向に並んだ第２のティース３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃは、第１実施形態の補助ティースユニット１１０ｂと同等に機能することができる。

【0067】

第２のティース３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃには、コイルが巻かれていない。また、第２のティース３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃのうち、スペース３０４に設置された第２のティース３０５ｂは、それぞれ真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂの内部に設置された第２のティース３０５ａ、３０５ｃよりもＸ方向の幅が狭くて細くなっている。このため、第２のティース３０５ｂは、ゲートバルブ３０２の下端部に取り付けることが可能であり、真空チャンバ３０１ａ、３０１ｂが連結された狭い空間であるスペース３０４をゲートバルブ３０２とともに昇降することができる。

【0068】

このように、本実施形態では、スペース３０４において第２のティース３０５ｂが設置されている。このため、本実施形態では、スペース３０４において搬送されて通過する可動子１０には、第２のティース３０５ｂと永久磁石１２１との間に吸引力が働いてスペース３０４においても吸引力が印加される。したがって、本実施形態によれば、ゲートバルブ３０２が設置されたスペース３０４においても、可動子１０を円滑に安定して搬送することができる。

【0069】

また、本実施形態では、ゲートバルブ３０２をＺ方向において最も上昇した位置と最も下降した位置との間の途中で停止することができる。これにより、スペース３０４を通過する可動子１０の永久磁石１２１と第２のティース３０５ｂとの間の距離を変更して調整することができる。こうして永久磁石１２１と第２のティース３０５ｂとの間の距離を調整することにより、可動子１０と固定子２０との間に生じる吸引力を調整することができる。

【0070】

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による搬送装置について図８Ａ及び図９を用いて説明する。なお、上記第１乃至第３実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

【0071】

本実施形態では、可動子１０をＹ方向にも駆動可能な搬送装置について説明する。図８Ａ乃至図８Ｅは、本実施形態による搬送装置における可動子１０及び固定子２０を示している。図８Ａは、Ｚ方向から見た可動子１０を示す上面図である。図８Ｂは、Ｙ方向から見た可動子１０を示す側面図である。図８Ｃは、Ｘ方向から見た可動子１０を示す側面図である。図８Ｄは、Ｙ方向から見た固定子２０を示す側面図である。図８Ｅは、Ｚ方向から見た固定子２０を示す下面図である。図８Ｆは、Ｘ方向から見た固定子２０を示す側面図である。

【0072】

本実施形態による搬送装置の基本的構成は、第１実施形態による搬送装置１の構成と同様である。本実施形態による搬送装置は、第１実施形態による搬送装置１の構成に加えて、可動子１０をＹ方向に駆動するための構成をさらに有している。

【0073】

図８Ａ乃至図８Ｃに示すように、可動子１０は、Ｘ方向の駆動用の複数の永久磁石４２１ａからなる磁石群と、Ｙ方向の駆動用の複数の永久磁石４２１ｂからなる磁石群と、可動子ヨーク１２０と、保持部１２２とを有している。

【0074】

複数の永久磁石４２１ａは、可動子ヨーク１２０の長手方向であるＸ方向に沿って並んで磁石列を構成するように可動子ヨーク１２０の上に設置されている。複数の永久磁石４２１ａは、Ｘ方向において互いに隣り合う表面の極性が互いに異なってＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置されている。

【0075】

また、複数の永久磁石４２１ｂは、永久磁石４２１ａの磁石列のＸ方向の両側において可動子ヨーク１２０の短手方向であるＹ方向に沿って並んで磁石列を構成するように可動子ヨーク１２０の上に設置されている。複数の永久磁石４２１ｂは、Ｙ方向において互いに隣り合う表面の極性が互いに異なってＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置されている。

【0076】

固定子２０は、図８Ｄ、図８Ｅ及び図８Ｆに示すように、複数のコイルユニット４００と、複数の補助ティースユニット４１０とを有している。図８Ｄ及び図８Ｅには、４個のコイルユニット４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄと、３個の補助ティースユニット４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃを有する場合を例示している。

【0077】

コイルユニット４００は、第１実施形態のコイルユニット１００に対応し、第１の固定子ヨーク１０３に対応する第１の固定子ヨーク４０３と、複数の第１のティース１０１に対応する複数の第１のティース４０１とを有している。また、コイルユニット４００は、複数のコイル１０２に対応する複数のコイル４０２を有している。ただし、本実施形態において、第１のティース４０１は、Ｙ方向の駆動用の複数の永久磁石４２１ｂによる推力をより高めるため、Ｙ方向に沿って並んだ３本のティース部を磁性体部として有し、Ｙ方向において文字Ｅの右側を下に向けたＥ型になっている。第１のティース４０１の中央のティース部には、コイル４０２が巻かれている。なお、第１のティース４０１は、Ｙ方向に沿って並んだティース部を３本に限らず複数本有していてもよい。コイル４０２が巻かれたティース部は、必ずしも中央のティース部である必要はなく、複数のティース部のうちのいずれかに巻かれていてもよい。

【0078】

補助ティースユニット４１０は、第１実施形態の補助ティースユニット１１０に対応し、第２の固定子ヨーク１１３に対応する第２の固定子ヨーク４１３と、複数の第２のティース１１１に対応する複数の第２のティース４１１とを有している。ただし、本実施形態において、第２のティース４１１も、第１のティース４０１と同様に、Ｙ方向に沿って並んだ３本のティース部を磁性体部として有し、Ｙ方向において文字Ｅの右側を下に向けたＥ型になっている。第２のティース４１１には、第１のティース４０１とは異なり、いずれのティース部にもコイルが巻かれていない。第２のティース４１１は、Ｙ方向に沿って並んだティース部を３本に限らず複数本有していてもよい。図８Ｄ及び図８Ｂは、補助ティースユニット４１０ａ、４１０ｃが１個の第２のティース４１１ａ又は第２のティース４１１ｅを有し、補助ティースユニット４１０ｂが３個の第２のティース４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄを有する場合を例示している。なお、第２のティース４１１の中央のティース部には、コイルが巻かれていてもよい。

【0079】

図９は、補助ティースユニット４１０ｂのＹ方向から見た側面図、Ｚ方向から見た下面図及びＸ方向から見た側面図をそれぞれ上段左側、下段左側及び上段右側に示している。図９に示すように、補助ティースユニット４１０ｂは、第２のティース４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄのそれぞれが、Ｙ方向に沿って並んだ３本のティースを有し、Ｙ方向において文字Ｅの右側を下に向けたＥ型になっている。

【0080】

本実施形態のように、Ｙ方向にも可動子１０を駆動する搬送装置においても、補助ティースユニット４１０を設置することにより、搬送中の可動子１０と固定子２０との間に生じる吸引力を安定するように構成することができる。したがって、本実施形態によれば、Ｙ方向にも可動子１０を駆動する搬送装置において、可動子１０を円滑に安定して搬送することができる。

【0081】

なお、第１実施形態においても、本実施形態と同様に可動子１０において永久磁石４２１ａ、４２１ｂを設置することもできる。

【0082】

また、本実施形態による搬送装置も、真空装置へ適用して真空磁気浮上搬送装置を構成することができる。

【0083】

［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、可動子１０において複数の永久磁石１２１からなる１列の磁石列が配置され、固定子２０において複数のコイル１０２からなる１列のコイル列が配置された場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。複数の永久磁石１２１からなる磁石列の列数及びこれらに対向する複数のコイル１０２からなるコイル列の列数は、それぞれ互いに同じ複数列であってもよい。

【0084】

また、上記実施形態では、可動子１０において複数の永久磁石４２１ａからなる１列の磁石列が配置され、固定子２０において複数のコイル４０２からなる１列のコイル列が配置された場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。複数の永久磁石４２１ａからなる磁石列の列数及びこれらに対向する複数のコイル４０２からなるコイル列の列数は、それぞれ互いに同じ複数列であってもよい。また、複数の永久磁石４２１ａからなる複数列の磁石列の各列又は一部の列のＸ方向における両端側において、複数の永久磁石４２１ｂからなる磁石列を設置することができる。

【0085】

また、本発明による搬送装置は、電子機器等の物品を製造する製造システムにおいて、物品となるワークに対して各作業工程を実施する工作機械等の各工程装置の作業領域にワークをキャリアとともに搬送する搬送装置として利用することができる。作業工程を実施する工程装置は、ワークに対して薄膜を成膜する成膜装置、ワークに対して部品の組み付けを実施する装置、塗装を実施する装置等、あらゆる装置であってよい。また、製造される物品も特定のものに限定されるものではなく、あらゆる部品であってよい。

【0086】

このように、本発明による搬送装置を用いてワークを作業領域に搬送し、作業領域に搬送されたワークに対して作業工程を実施して物品を製造することができる。

【符号の説明】

【0087】

１ 搬送装置
１０ 可動子
２０ 固定子
３０ 加工装置
４０ 制御部
１００ コイルユニット
１０１ 第１のティース
１０２ コイル
１１０ 補助ティースユニット
１１１ 第２のティース
１２１ 永久磁石
３０１ａ 真空チャンバ
３０１ｂ 真空チャンバ
３０２ ゲートバルブ
３０３ ゲートバルブ昇降部
３０４ スペース
３０５ａ 第２のティース
３０５ｂ 第２のティース
３０５ｃ 第２のティース
４００ コイルユニット
４０１ 第１のティース
４０２ コイル
４１０ 補助ティースユニット
４１１ 第２のティース
４２１ａ 永久磁石
４２１ｂ 永久磁石

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図8E】

【図8F】

【図9】