(57)【要約】【課題】  軌道上に設置した永久磁石を１次側としたリニアモータ式搬送装置の、曲線軌道、合流分岐軌道部での走行では、磁極検知センサの検知する磁極位相と、リニアモータ１次側の制御に必要な磁極位相にズレが生じ、モータ効率を著しく低下させている。【解決手段】  磁極検知センサ８設置専用のボギー機構７を備え、曲線軌道又は合流分岐軌道に進入する場合であって、前記磁極検知センサ８が対向する永久磁石５ｂｘに対向する際、当該磁極検知センサ８は永久磁石５ｂｘの長手方向に対して直角方向に移動するようにガイドローラ７ｆを設ける。【選択図】図１
2006027421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き線と、この巻き線の励磁切替に伴って交番磁束を発生する１次側を構成する可動部と、当該可動部の軌道に沿って敷設され、異なる極性の永久磁石が交互に敷設された２次側を構成する固定部と、から構成されるリニアモータによって駆動制御を受ける搬送台車であって、前記永久磁石の正負各磁極検出用センサと、１乃至複数のボギー機構と、を有し、
前記１乃至複数のボギー機構のうち、磁極検出用センサを配置する専用のボギー機構を有することを特徴とするリニアモータ式搬送装置。
【請求項２】
巻き線と、この巻き線の励磁切替に伴って交番磁束を発生する１次側を構成する可動部と、当該可動部の軌道に沿って敷設され、異なる極性の永久磁石が交互に敷設された２次側を構成する固定部と、から構成されるリニアモータによって駆動制御を受ける搬送台車であって、前記永久磁石の正負各磁極検出用センサと、唯一のボギー機構と、を有し、
前記ボギー機構には、磁極検出用センサ第２の処理を配置することを特徴とするリニアモータ式搬送装置。
【請求項３】
ボギー機構が所定の軌道の進行方向に対して常に直角方向に位置する方向規制手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ式搬送装置。
【請求項４】
方向規制手段が軌道の両側に位置するガイド面に対してボギー機構の両側に位置する各１対のガイドローラを当接させるように構成したことを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ式搬送装置。    
【請求項５】
搬送台車への給電を非接触給電方式で行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のリニアモータ式搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体や、液晶表示装置等の製造工程において、基板が収納されたカセット等の物品を搬送するためのリニアモータ式搬送装置に関し、より詳しくは、駆動手段として、前記カセット等の被搬送物の搬送軌道に沿って交互に極性を異にして配置される永久磁石を２次側とするリニアモータを利用するに当り、磁極の位置を的確に検出する磁極検知センサの配置機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院、倉庫または工場などにおいて、所定の軌道に沿って搬送台車を走行させ、この搬送台車によって被搬送物（半導体基板を収納したカセットほかの積荷）を搬送する搬送システムが広く採用されている。例えば、このような搬送システムは、病院などにおいて食器や医療用器具等を搬送する搬送台車として用いられたり、倉庫等において、資材を移動する搬送台車として用いられたり、あるいは、工場等において、液晶基板や半導体ウエハ搬送装置として用いられている。
【０００３】
ところで、搬送台車は、非接触給電、トロリー等による外部電源からの給電、あるいは自ら積載するバッテリによりリニアモータほかの駆動手段に電力を受け、自走している。そして、搬送台車の走行方向を規制する軌道に沿って走行する。この際、搬送台車の軌道の種類は基本的に図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように夫々直線部３１、曲線部３２、合流分岐部３３よりなっている。
【０００４】
一方、搬送台車は、その機構の概要を示す図４に示す構成となっている。この図４において、搬送台車４１の矢印で表示する進行方向に対して前後に２個の給電トランス４２ａ、４２ｂが設けられている。これは、給電トランス１個では、搬送台車４１の走行に必要な電力が不足するためである。また、分岐機構を持つ搬送台車４１の場合、左右どちらかに１次給電線４３があるか分からないため、搬送台車４１の左右に給電トランスを配している。
従って、非接触給電方式の場合、通常、１台の搬送台車４１に対して進行方向右側の給電トランス４２ａ、４２ｂと進行方向左側の給電トランス４２ｃ、４２ｄの合計４個の給電トランスが設けられている。もちろん、進行方向左側の給電トランス４２ｃ、４２ｄを利用するときは左側に１次給電線４３が配置され、進行方向右側の給電トランス４２ａ、４２ｂを利用するときは右側に１次給電線４３が配置されている。
【０００５】
なお、図示しない地上のコントローラと、搬送台車４１との通信は、電力線重畳通信によって行われているので、それぞれの給電トランス４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは通信トランスも兼ねている。または、通信トランスを兼ねる代りに別途、通信トランス（図示せず）を配置することもできる。
４４はリニアモータ1次側で、搬送台車４１の軌道に対向する所定位置に設置され、軌道に沿って極性を異にする永久磁石を交互に配置したリニアモータ２次側（図示せず）とで所謂リニアモータを構成している。
【０００６】
４５は磁極検知センサで、搬送台車４１の軌道の中央部に対向する位置に設置され、前記リニアモータ２次側永久磁石を順次検出し、この検出信号に基づいて前記リニアモータ１次側の巻き線（図示せず）の励磁方向の切替を行い、リニアモータを構成する１次側と２次側の各磁束の相互作用で軌道に沿った推進力を搬送台車４１に与える。
４６はエンコーダで、前記磁極検出センサ４５とは搬送台車４１の進行方向において反対側に位置して設置され、磁極検出毎に計数値を搬送台車の進行方向に応じて増減し、搬送台車４１の現在位置を確認する。
【０００７】
前記リニアモータ関連要素の直線軌道における状況を模式的に示すと図５に示す通りである。同図５において、図４との対応要素は同一符号で示し、その説明は重複を避けて省略する。４７はリニアモータ２次側を構成する永久磁石で、その極性は交互に逆極性をなし、図示のように配列される。
このように図５に示す直線軌道をリニアモータ１次側４４が走行する際には、磁極検知センサ４５は各磁極４７の中央箇所に対向しつつ磁極を検出していくことができ、正確な磁極位置検出に伴って、リニアモータ１次側４４の図示しない巻き線に対して電流切替タイミングを的確に実施することができ、リニアモータの効率をアップすることができる。
【０００８】
ところで、図６（図５と均等箇所には同一符号を付し詳細な説明は省略する）に示されるように、曲線をなす軌道Ｌ1においてはこれに沿う交互に極性を異にする一連の永久磁石４７のセンターラインＬ2も曲線をなす。この結果、リニアモータ１次側のセンターラインＬ3と前記永久磁石４７のセンターラインＬ2との関係から、磁極検知センサ４５の磁極検知位置は磁極検知センサ４５の中心から外れることとなる。
このような現象は図７に示す合流分岐箇所においても同様な現象を生じるとともに合流分岐箇所はリニアモータ２次側永久磁石列の合流・分岐という構成上影響がさらに増大する。
【０００９】
以上述べた先行技術とは別に本願発明に関する先行技術としての特許文献に視点を移すと、まず、ボギー機構を有するリニアモータ走行搬送台車について開示されている特許文献１及び特許文献２があるが、これらには、磁極検知センサについての記述がない。また、速度検出センサや位置センサについての記述はあるが、いずれのセンサも軌道上に設置されている
従って、後述する磁極検知センサを、その設置専用のボギー機構上に設けることを要旨とする本願各発明とは、磁極検知センサの設置構成及びセンサの種類の２点で相違する。
また、特許文献３には、磁気センサを有するリニアモータ式搬送手段の記載がある。しかし、センサ設置専用のボギー機構は開示されておらず、磁極検知センサを、その設置専用のボギー機構上に設置することを要旨とする本願各発明と相違する。
【特許文献１】実開平６−２９３０３
【特許文献２】実開平６−２９３０４
【特許文献２】特公平６−３０５２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記背景技術の欄で述べた先行技術において、特許文献１〜３に開示の各技術には、リニアモータの２次側であって、１次側の軌道に沿って配置される磁性を交互に異にして配置される永久磁石を検知する磁極検知センサの開示がない。
ところで、前記図５に示す搬送台車及びこれに搭載されたリニアモータ１次側の直線走行では、リニアモータ２次側をなし、交互にＮＳ極性となるように搬送台車の軌道に沿って配置される永久磁石を磁極検知センサにより適正に検出でき何等の支障を生じることなく搬送台車は正常に走行できる。
【００１１】
一方、図６に示す曲線部を搬送台車が走行する際には、磁極検知センサ４５の位置が一連の永久磁石４７のセンターラインを大きく外れ、実際の搬送台車に搭載のリニアモータ１次側４４直下において対向する永久磁石４７の配置と磁極検知センサにて検出した永久磁石４７の配置がずれていた。ついては、磁極検知センサ４５の検知信号によってリニアモータ１次側の巻き線の励磁電流を制御するため、結果として効率の悪いリニアモータの駆動となることのほか過負荷異常なども多発していた。
特に、図７に示す合流分岐部におけるリニアモータ２次側の永久磁石４７の配置は、単なる曲線部における場合に比べて複雑であり、更に、実際のリニアモータ１次側直下における永久磁石４７の配置と、磁極センサ４５で検出した永久磁石４７が別の経路から分岐点に移行する永久磁石４７を検出するなど、検出した永久磁石配列がずれる傾向があった。
【００１２】
なお、前記図６、図７に示されるいずれの場合も磁極検知センサがリニアモータ１次側の幅方向及び長手方向の中央部に配置できれば、上記の問題点は緩和されるが、リニアモータ１次側に磁極検知センサを埋め込むと、リニアモータ１次側巻き線に流入する電流による磁界を検出する可能性があり、これを防止することは原理的に困難である。加えて、実際にはリニアモータを構成する１次側電磁石と２次側永久磁石の相互の対向面は効率向上の観点から、ギャップは実用上の最小寸法に設定されており、この位置に磁極センサを配置することは困難である。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、リニアモータ１次側巻き線の励磁によって発生する磁界の影響を受けることなく、かつ、リニアモータにより駆動される搬送台車の軌道が曲線或いは合流分岐箇所であっても、リニアモータ１次側の巻き線の励磁切替信号を得る磁極検知センサがリニアモータの２次側であって、搬送台車の軌道に沿って配置される永久磁石を、直線軌道に準じて正確に検知し得る機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１４】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載のリニアモータ式搬送装置は、巻き線と、この巻き線の励磁切替に伴って交番磁束を発生する１次側を構成する可動部と、当該可動部の軌道に沿って敷設され、異なる極性の永久磁石が交互に敷設された２次側を構成する固定部と、から構成されるリニアモータによって駆動制御を受ける搬送台車であって、前記永久磁石の正負各磁極検出用センサと、１乃至複数のボギー機構と、を有し、前記１乃至複数のボギー機構のうち、磁極検出用センサを配置する専用のボギー機構を有することを特徴とする。
【００１５】
この請求項１に係る発明によれば、搬送台車の軌道に沿って極性を交互に変えて配置されるリニアモータにおける２次側永久磁石の磁極検知用センサの位置が各永久磁石の中心部に対向するように自動的に調整される。
従って、搬送台車の軌道中、曲線、分岐箇所を搬送台車が通過する場合においてもリニアモータの効率は直線軌道とほぼ同一とすることができる。
因みに、図８に示すようにリニアモータ２次側の永久磁石４７と磁極検知センサ４５との曲線軌道上の関係はボギー機構に磁極検知センサを設置した場合は実線の通りであるのに対してボギー機構以外の箇所（搬送台車本体）にセンサを固定した場合は点線の通りで、
永久磁石４７と磁極検知センサ４５との相互関係において、前記効果を裏付けている。
【００１６】
請求項２に記載のリニアモータ式搬送装置は、巻き線と、この巻き線の励磁切替に伴って交番磁束を発生する１次側を構成する可動部と、当該可動部の軌道に沿って敷設され、異なる極性の永久磁石が交互に敷設された２次側を構成する固定部と、から構成されるリニアモータによって駆動制御を受ける搬送台車であって、前記永久磁石の正負各磁極検出用センサと、唯一のボギー機構と、を有し、前記ボギー機構には、磁極検出用センサを配置することを特徴とする。
この請求項２に係る発明によれば、請求項１の効果に加え、ボギー機構はリニアモータ２次側の磁極検知センサ専用のもののみであるため、搬送台車全体の機構を簡素化することができる。
【００１７】
請求項３に記載のリニアモータ式搬送装置は、請求項１又は２に記載のリニアモータ式搬送装置において、ボギー機構が所定の軌道の進行方向に対して常に直角方向に位置する方向規制手段を備えていることを特徴とする。
この請求項３に係る発明によれば、請求項１及び請求項２の効果は元よりボギー機構に設置された磁極検知センサの移動軌跡は、搬送台車の軌道が曲線状の場合であってもリニアモータ２次側における一連の永久磁石の中央部を通過できるように設定できるので、磁極検知センサの磁極検知精度を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に記載のリニアモータ式搬送装置は、請求項３に記載のリニアモータ式搬送装置において、方向規制手段が軌道の両側に位置するガイド面に対してボギー機構の両側に位置する各１対のガイドローラを接触させるように構成したことを特徴とする。
この請求項４に係る発明によれば、請求項３の効果は基よりボギー機構を搬送台車の軌道に対して常に直角方向を維持させることができる。
【００１９】
請求項５に記載のリニアモータ式搬送装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載のリニアモータ式搬送装置において、搬送台車への給電を非接触給電方式で行うことを特徴とする。
この請求項５に係る発明によれば、請求項１乃至４の効果は元より非接触による搬送台車への給電のほか搬送台車と地上との通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るリニアモータ式搬送装置は、半導体製造装置における基板を収納したカセットの搬送システムあるいは、病院における各種器具の搬送システム等において、搬送台車の所定の軌道に沿って配置されたリニアモータの２次側を構成する一連の永久磁石を順次磁極検知センサにて検出する機構である。とりわけ本願各発明の主眼としている構成は、軌道に含まれる曲線個所あるいは合流分岐個所における永久磁石を検出するための磁極検知センサの設置機構である。
【００２１】
このような技術の実施の形態を、図１を参照しつつ説明する。図１において、１は搬送台車の走行路を規制する軌道である。２はガイド面で軌道１に沿って形成されている。３は搬送台車で、前記半導体基板収納用カセットほか病院搬送システムにおける各種器具等を搭載し前記軌道１に沿って走行する。４は搬送台車用走行輪で、搬送台車３を軌道１に沿って移動させる機能と、後述するリニアモータの１次側及び２次側のギャップを一定に保つ作用を担う。
【００２２】
５ａはリニアモータの１次側で、図示しない巻き線及び鉄心より構成され、巻き線の電流方向の切り替えに伴って、磁束の発生方向を変化させる周知の構成よりなっている。５ｂはリニアモータの２次側で、軌道１に沿って極性を順次異にする永久磁石５ｂｘから構成され、リニアモータ１次側５ａと２次側５ｂとでリニアモータ５を構成している。６はエンコーダで、搬送台車３に搭載され、後述する磁極センサが検知するリニアモータ２次側を構成する永久磁石の磁極間を、制御に必要なパルス数に分割し、計数値を１つずつ増していく。これによって、リニアモータ１次側コイルの励磁位相の制御を行うと同時に、搬送台車３の移動距離ひいては当該搬送台車の現在位置を検出することができる。
【００２３】
以上の構成は本願各発明の前提となる構成であるが、以降、本願各発明の要旨をなす構成について述べると次の通りである。
即ち、図１及び図２を参照して、７はボギー機構で、基材７ａは、搬送台車３に固定される支持部材７ｂに対して水平方向に対して軸７ｃに回動自在に枢着されている。７ｄはガイドローラで、基材７ａの両端部において夫々１対をなして、腕部材７ｅに回動自在に取り付けられている。そして、このガイドローラ７ｄは、４個全てガイド壁２に接しており、搬送台車３の走行に伴って転動する。７ｆはボギー機構用走行輪で、基材７ａの両側の適所から下方に伸びる支持部材７ｇに回動自在に支持され、搬送台車３の軌道１に沿う走行に伴い、軌道１の表面を転動する。８は磁極検知センサで、磁束が構成要素としてのホール素子（図示せず）と鎖交することによって磁極検出信号を出す公知の構成である。そして、この磁極検知センサ８は基材７ａから下方に伸びる支持部材７ｈに支持され、前記リニアモータ２次側５ｂに対して適正な空隙を保つように調整されている。
【００２４】
次に、図１、図２に開示した構成の作用について述べる。
先ず、搬送台車３は、図示しない制御装置によるリニアモータ１次側５ａの巻き線への電流切替制御によってリニアモータ５に推力を発生し、搬送台車３は走行を開始する。
この際、磁極検知センサ８が順次リニアモータ２次側５ｂを構成する永久磁石５ｂｘを順次検知し、そのタイミングにおいて、都度リニアモータ１次側巻き線の励磁電流方向を切り替え、搬送台車３は走行を継続するとともにエンコーダ６の計数値が増し、これによって搬送台車３の現在位置を確認できる。
また、走行車輪４は軌道１上を転動し搬送台車３を走行させるとともに、リニアモータ５の１次側５ａ及び２次側５ｂの各磁極面における対向面相互間のギャップを一定に保つ。
【００２５】
次に、本願各発明の要旨をなす構成としてのボギー機構７の作用を説明する。
図１に示すように搬送台車３の軌道１上における進行方向が直線から曲線に移行する場合、搬送台車３の方向変更に先だって４個のガイドローラ７ｄがガイド面２に接して転動する過程において、基材７ａは、幾何学的原理からリニアモータ２次側５ｂを構成する永久磁石５ｂｘの長手方向の中心線に平行に規制される。これに伴い、磁極検知センサ８は永久磁石５ｂｘの長手方向の中心部に対向しつつ移動する。
この作用に伴って磁極検知センサ８は軌道１が直線である場合は元より曲線部であってもリニアモータ２次側５ｂを構成する一連の永久磁石５ｂｘを正確に検知し、リニアモータ１次側５ａの巻き線への適切な励磁切替制御を可能としている。これによりリニアモータ５を効率よく駆動させながら、搬送台車３を走行させることができる。
【実施例１】
【００２６】
図１において、搬送台車３の走行輪４はボギー機構を有していない構成をしめしたが、磁極検知センサのボギー機構７以外に、搬送台車走行輪４もボギー機構を備えるようにしてもよい。
【実施例２】
【００２７】
図１において、搬送台車にはガイドローラを用いていないが、必要に応じてガイドローラを設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の好適な実施形態を示す平面視概略構成図である。
【図２】図１の要部切欠側面図である。
【図３】搬送台車の走行路の形態を示す平面視概念図であり、（ａ）は直線走行路（ｂ）は曲線走行路、（ｃ）は合流分岐路の例を示す。
【図４】搬送台車の構成を示す斜視図である。
【図５】リニアモータ方式搬送装置搬の模式概念図である。
【図６】搬送台車が曲線部を走行する場合の状況を説明するための平面視模式図である。
【図７】搬送台車が合流分岐部を走行する場合の状況を説明するための平面視模式図である。
【図８】本願各発明の効果を説明するための平面視模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      軌道
２      ガイド面
３      搬送台車
５      リニアモータ
５ａ    リニアモータ１次側
５ｂ    リニアモータ２次側
５ｂｘ  永久磁石
７      ボギー機構
７ｄ    ガイドローラ
８      磁極検知センサ
４２ａ〜４２ｄ    給電トランス
４３    １次給電線
【図１】
2006027421.tif 000003
【図２】
2006027421.tif 000004
【図３】
2006027421.tif 000005
【図４】
2006027421.tif 000006
【図５】
2006027421.tif 000007
【図６】
2006027421.tif 000008
【図７】
2006027421.tif 000009
【図８】
2006027421.tif 000010