JPH0674234A - Repulsion magnetic levitation type rotation device - Google Patents
Repulsion magnetic levitation type rotation deviceInfo
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- JPH0674234A JPH0674234A JP24732692A JP24732692A JPH0674234A JP H0674234 A JPH0674234 A JP H0674234A JP 24732692 A JP24732692 A JP 24732692A JP 24732692 A JP24732692 A JP 24732692A JP H0674234 A JPH0674234 A JP H0674234A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は反発磁気浮上型回転装置
に係り、特に密閉容器内で物体を回転駆動するのに好適
な構造とした反発磁気浮上型回転装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a repulsive magnetic levitation type rotating device, and more particularly to a repulsive magnetic levitation type rotating device having a structure suitable for rotationally driving an object in a closed container.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に減圧された容器内、あるいはクリ
ーン度が要求される容器内で物体を回転させる場合があ
る。例えば減圧ＣＶＤ装置等では、容器内に導入された
基板表面に薄膜を生成付着させるに際して、付着膜層が
均一になるように基板を容器内で回転させる。このよう
なクリーン容器内で物体を回転させる場合、従来から、
容器内に回転部分を設け、これを容器外の回転駆動装置
によって回転操作するものとしている。このとき外部の
回転駆動装置と内部の回転部とは容器を貫通するシャフ
トによって連結されるため、シャフトの容器貫通部には
シールを設けて内外の絶縁を図っている。2. Description of the Related Art In general, an object may be rotated in a depressurized container or in a container where cleanliness is required. For example, in a low pressure CVD apparatus or the like, when a thin film is produced and attached to the surface of the substrate introduced into the container, the substrate is rotated in the container so that the attached film layer becomes uniform. When rotating an object in such a clean container, conventionally,
A rotating part is provided inside the container and is rotated by a rotation drive device outside the container. At this time, since the external rotation driving device and the internal rotating portion are connected by the shaft penetrating the container, a seal is provided at the container penetrating portion of the shaft to insulate the inside and the outside.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に減圧容器やクリーン容器を貫通するシャフトを設ける
ことは固体接触部分を持つことになり、メンテナンスが
必要となる他、パーティクルの発生を引起こす問題があ
り、高度のクリーン度が要求される容器内部での回転装
置としては不適当であった。However, the provision of the shaft penetrating the decompression container or the clean container as described above has a solid contact portion, which requires maintenance and causes generation of particles. There was a problem, and it was unsuitable as a rotating device inside a container that requires a high degree of cleanliness.
【０００４】本発明は、上記従来の問題点に着目し、容
器内で回転機構を有する装置において、特に容器内での
機械的摩擦や摩耗を排除できるようにした非接触型回転
装置を提供することを目的とするものである。In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a non-contact type rotating device having a rotating mechanism inside a container, in particular, capable of eliminating mechanical friction and wear inside the container. That is the purpose.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る反発磁気浮上型回転装置は円盤状ロー
タを床盤ステータに対面配置させ前記ロータ側にリング
状永久磁石を設けるとともに前記床盤側には前記リング
状永久磁石とほぼ同径のリング状永久磁石または電磁石
を対向させ、これら両磁石間に斥力を発生させるように
磁極を設定して前記ロータを浮上回転可能とし、かつ前
記ロータおよび床盤ステータとの間には回転トルク発生
手段を設けてなり、前記ロータの外周縁部のステータ側
にはロータ回転面に沿ってロータ側浮上磁石とオーバラ
ップ配置される複数の横ずれ制御コイルと、ロータ回転
面と直交配置され対面するロータ側浮上磁石に上下方向
の電磁力を発生する複数の傾斜制御コイルとを設け、前
記ロータの横ずれおよび傾斜を検出するセンサとこのセ
ンサ検出に基づき前記各制御コイルへの制御電流を発生
する制御装置を備えたものである。In order to achieve the above object, in a repulsive magnetic levitation type rotating device according to the present invention, a disk-shaped rotor is arranged to face a floor plate stator, and a ring-shaped permanent magnet is provided on the rotor side. On the floor side, ring-shaped permanent magnets or electromagnets having substantially the same diameter as the ring-shaped permanent magnets are opposed to each other, and magnetic poles are set to generate repulsive force between these magnets to enable the rotor to float and rotate. Rotation torque generating means is provided between the rotor and the floor base stator, and a plurality of rotor-side levitation magnets are arranged to overlap the rotor peripheral surface on the stator side along the rotor rotation surface. The lateral deviation of the rotor is provided by providing a lateral deviation control coil and a plurality of tilt control coils that generate an electromagnetic force in the vertical direction on the rotor-side levitation magnet that is disposed orthogonal to the rotor rotation surface The basis of this sensor detecting a sensor for detecting the pre-tilt is obtained with a control unit for generating a control current to each control coil.
【０００６】[0006]
【作用】上記構成によれば、ロータ側浮上磁石の作る磁
束と、３種類のステータ側の浮上磁石、横ずれ制御コイ
ル、および傾斜制御コイルで発生させる磁束との磁気的
作用により、ロータの反発浮上力、軸方向・傾斜方向操
作力、半径方向操作力を発生させることができる。セン
サによりロータの位置を検出し、検出値に基づいて制御
演算してコイルにネガティブフィードバックを施すこと
により、ロータの非接触安定浮上を実現することができ
る。そして、ロータおよび床盤ステータとの間には永久
磁石およびこれに対向するコイルからなる回転トルク発
生手段を設けることにより、ロータを非接触回転駆動さ
せることができる。このような作用により、クリーンル
ーム等の容器に回転伝達シャフトを貫通させることなく
ロータを非接触状態で安定浮上させつつ回転させること
ができるのである。According to the above structure, the magnetic flux produced by the rotor-side levitation magnet and the magnetic flux generated by the three types of stator-side levitation magnets, lateral deviation control coils, and tilt control coils cause the rotor to repel and levitate. Force, axial / tilt operating force, radial operating force can be generated. Non-contact stable levitation of the rotor can be realized by detecting the position of the rotor by the sensor, performing control calculation based on the detected value, and applying negative feedback to the coil. By providing a rotating torque generating means composed of a permanent magnet and a coil facing the permanent magnet between the rotor and the floor base stator, the rotor can be rotationally driven in a non-contact manner. By such an action, the rotor can be rotated while stably floating in a non-contact state without penetrating the rotation transmission shaft into a container such as a clean room.
【０００７】[0007]
【実施例】以下に本発明に係る反発磁気浮上型回転装置
の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the repulsive magnetic levitation type rotating device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【０００８】図１は実施例に係る反発磁気浮上型回転装
置の断面構成図である。この図に示すように、当該反発
磁気浮上型回転装置は減圧され、あるいはクリーン度が
要求される容器１０を床盤１２に構築しており、容器１
０の内部を密閉空間として構成している。前記床盤１２
の中央部には円形凹部１４が形成されており、この内部
に円形凹部１４よりは小径に形成された円盤ロータ１６
を配設している。円盤ロータ１６は容器１０内で回転さ
せるべき物体１８を載置するものであり、これを非接触
回転駆動させる。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a repulsive magnetic levitation type rotating device according to an embodiment. As shown in this figure, the repulsive magnetic levitation type rotating device has a container 10 that is decompressed or requires cleanliness and is constructed on a floor 12.
The inside of 0 is configured as a closed space. The floor 12
A circular concave portion 14 is formed in the center of the disk rotor 16 and a diameter smaller than that of the circular concave portion 14 is formed inside the circular rotor 16.
Are installed. The disk rotor 16 mounts an object 18 to be rotated in the container 10, and drives this to rotate in a non-contact manner.
【０００９】円盤ロータ１６を回転するために、当該ロ
ータ１６にはその外周縁に沿ってリング状の永久磁石か
ら形成された浮上用磁石２０が設けられている。この浮
上用リング磁石２０はロータ１６の回転中心軸と平行に
磁化されており、図示のように全周にわたってロータ下
面が同極（実施例ではＳ極）となるように設定されてい
る。一方、ロータ１６を収容している円形凹部１４はス
テータを構成しており、その底面部内には前記浮上磁石
２０と対をなすようにほぼ同径に形成された浮上用電磁
石２２が取り付けられている。この浮上用電磁石２２は
図示しない電源からの通電によってロータ軸芯方向と平
行に磁化させ、前記ロータ側浮上用磁石２０との対面部
が同極（Ｓ極）となるように構成されている。これによ
りロータ側の浮上用磁石２０とステータ側の浮上用電磁
石２２との対面部分が同極対向となり、両者の間に磁気
的な斥力を発生させてロータ１６を反発浮上させるもの
としている。前記ステータ側浮上用電磁石２２は、図４
（１）に示したように、ロータ側磁石２０とほぼ同サイ
ズに形成したリング状鉄芯２４を挟む形で外周面と内周
面にコイル２６を巻き付ける。そして、このコイル２６
に図示のように（×印は紙面手前から奥行方向へ、・印
はその逆方向へ）電流を流すようにし、鉄芯２４のロー
タ側磁石２０と同極対面するように磁化することで反発
斥力を発生させることができる。同様に、同図（２）に
示すように、ステータ側を電磁石２２に替えて永久磁石
２２Ａの構造としてもよく、また電磁石２２と永久磁石
２２Ａを併用した構造としてもよい。In order to rotate the disk rotor 16, the rotor 16 is provided with a levitation magnet 20 formed from a ring-shaped permanent magnet along the outer peripheral edge thereof. The levitation ring magnet 20 is magnetized in parallel with the rotation center axis of the rotor 16, and is set so that the lower surface of the rotor has the same pole (S pole in the embodiment) as shown in the drawing. On the other hand, the circular recess 14 accommodating the rotor 16 constitutes a stator, and a levitation electromagnet 22 having a substantially same diameter is formed in the bottom surface thereof so as to be paired with the levitation magnet 20. There is. The levitation electromagnet 22 is magnetized in parallel with the rotor axis direction by energization from a power source (not shown), and the facing portion with the rotor-side levitation magnet 20 has the same pole (S pole). As a result, the facing portions of the rotor-side levitation magnet 20 and the stator-side levitation electromagnet 22 have the same poles, and a magnetic repulsive force is generated between them to repel and levitation the rotor 16. The levitation electromagnet 22 on the stator side is shown in FIG.
As shown in (1), the coil 26 is wound around the outer peripheral surface and the inner peripheral surface so as to sandwich the ring-shaped iron core 24 formed to have substantially the same size as the rotor-side magnet 20. And this coil 26
As shown in the drawing, the current flows through the X direction (from the front side of the paper to the depth direction, the * direction in the opposite direction). Repulsive force can be generated. Similarly, as shown in FIG. 2B, the stator side may be replaced with the electromagnet 22 to have a permanent magnet 22A structure, or the electromagnet 22 and the permanent magnet 22A may be used together.
【００１０】このような構成によってロータ１６を磁気
浮上させることができるが、この浮上状態でロータ１６
を回転駆動すべく、ロータ１６とステータ床盤１２との
間には回転トルク発生手段を設けている。これはロータ
１６の回転中心寄りの位置に設けられた小径の永久磁石
２８と、ステータ床盤１２側に対向配置された駆動コイ
ル３０とによりＤＣブラシレス同期モータとして構成さ
せたものである。あるいはステータ側にも永久磁石を配
置して磁気カップリングを構成し、非接触トルク伝達機
構として回転を非接触で与えるようにしてもよい。With such a structure, the rotor 16 can be magnetically levitated. In this levitated state, the rotor 16 is magnetically levitated.
Rotational torque generating means is provided between the rotor 16 and the stator floor 12 in order to drive the motor. This is configured as a DC brushless synchronous motor by a small-diameter permanent magnet 28 provided at a position near the center of rotation of the rotor 16 and a drive coil 30 that is arranged to face the stator floor 12 side. Alternatively, a permanent magnet may be arranged also on the stator side to form a magnetic coupling, and rotation may be provided in a non-contact manner as a non-contact torque transmission mechanism.
【００１１】上記構成によりロータ１６は磁気浮上状態
で回転駆動されるものとなるが、安定した回転を行わせ
るために、本実施例ではロータ１６の回転面と直交配置
され対面するロータ側浮上用磁石２０に上下方向の電磁
力を発生する複数の傾斜制御コイル３２と、ロータ１６
の外周縁部のステータ側には当該ロータ１６の回転面に
沿ってロータ側浮上用磁石２０とオーバラップ配置され
る複数の横ずれ制御コイル３４とを設けている。With the above construction, the rotor 16 is rotationally driven in a magnetically levitated state. However, in order to perform stable rotation, in this embodiment, the rotor 16 is placed at a position orthogonal to the surface of rotation of the rotor 16 for facing the rotor side. A plurality of tilt control coils 32 that generate a vertical electromagnetic force on the magnet 20;
A plurality of lateral deviation control coils 34, which are arranged to overlap with the rotor-side levitation magnet 20, are provided along the rotation surface of the rotor 16 on the stator side at the outer peripheral edge of the.
【００１２】まず、傾斜制御コイル３２は、図２にも示
しているように、円形凹部１４の側壁にてロータ１６の
外周縁に対面するように円周方向の４ヵ所に等角度位
置、すなわち９０度間隔に設けられており、これはコイ
ル中心軸芯がロータ１６の回転平面の半径方向に一致す
るように配置された空芯コイルとして構成されたもので
ある。また、横ずれ制御コイル３４は、上記傾斜制御コ
イル３２の直下部分に位置して円形凹部１４の床盤部分
に取り付けられており、これはロータ１６の回転中心軸
と平行なコイル中心軸芯をもつように、コイル面をロー
タ回転平面と平行に形成している。そして当該横ずれ制
御コイル３４の一部がロータ側浮上用磁石２０にオーバ
ラップするように配置して、ロータ側浮上用磁石２０の
磁束中に横ずれ制御コイル３４のオーバラップしている
部分が位置するようにしている。First, as shown in FIG. 2, the tilt control coils 32 are equiangularly positioned at four circumferential positions so as to face the outer peripheral edge of the rotor 16 on the side wall of the circular recess 14, that is, The coils are provided at 90 degree intervals, and are configured as air-core coils arranged so that the center axis of the coil coincides with the radial direction of the rotation plane of the rotor 16. The lateral deviation control coil 34 is located directly below the tilt control coil 32 and is attached to the floor part of the circular recess 14 and has a coil center axis parallel to the rotation center axis of the rotor 16. Thus, the coil surface is formed parallel to the rotor rotation plane. Then, a part of the lateral deviation control coil 34 is arranged so as to overlap the rotor-side levitation magnet 20, and the overlapping part of the lateral deviation control coil 34 is located in the magnetic flux of the rotor-side levitation magnet 20. I am trying.
【００１３】上記傾斜制御コイル３２および横ずれ制御
コイル３４の機能を、図５を参照して説明する。ロータ
側浮上用磁石２０の回りには同図（１）に示すように、
Ｎ極からＳ極に回り込む磁束密度の分布が作られる。こ
れらの磁場分布中に傾斜制御コイル３２となる円形コイ
ルをロータ平面と直交するように配置して電流を流すと
（×印は紙面手前から奥行方向へ、・印はその逆方向
へ、以下同じ）、断面上の微小の電流要素Ｉdlにはフレ
ミングの左手の法則に従うdＦ＝（Ｉ×Ｂ）・dlなる力が
作用する。このdＦを円形コイルの全周にわたって積分
するとコイル３２と永久磁石２０間に働く力が計算でき
るが、図５（２）に示した左方のコイルには−Ｚ方向、
右側コイルには＋Ｚ方向の力が働く。今傾斜コイル３２
はステータ側に固定されているので、浮上用磁石２０に
はθy（傾斜方向）の電流の大きさＩに比例した操作力
が働くことになる。左右コイルの電流の向きを同時に同
相で反転すると−θy方向の力が発生することになる。
また、左右コイルの電流を逆相で流すことにより、浮上
用永久磁石２０に＋Ｚ方向、−Ｚ方向（軸方向）の操作
力を発生させることができるのである。The functions of the tilt control coil 32 and the lateral deviation control coil 34 will be described with reference to FIG. Around the rotor-side levitation magnet 20, as shown in FIG.
A distribution of the magnetic flux density that wraps around from the N pole to the S pole is created. When a circular coil serving as the gradient control coil 32 is arranged in these magnetic field distributions so as to be orthogonal to the rotor plane and a current is applied (the x mark is from the front side of the paper to the depth direction, the mark is the opposite direction, and the same below). ), A force of dF = (I × B) · dl according to Fleming's left-hand rule acts on the minute current element Idl on the cross section. The force acting between the coil 32 and the permanent magnet 20 can be calculated by integrating this dF over the entire circumference of the circular coil, but the left coil shown in FIG.
A force in the + Z direction acts on the right coil. Now gradient coil 32
Is fixed to the stator side, an operating force proportional to the magnitude I of the current θy (inclination direction) is applied to the levitation magnet 20. If the directions of the currents in the left and right coils are reversed in phase at the same time, a force in the -θy direction will be generated.
In addition, by operating the currents of the left and right coils in opposite phases, operating forces in the + Z direction and the −Z direction (axial direction) can be generated in the floating permanent magnet 20.
【００１４】一方、横ずれ制御コイル３４も同様に浮上
用磁石２０の磁束中に置かれるオーバラップ部分に水平
方向に沿った力dＦを発生させることができ（図５
（３））、オーバラップしない部分では磁束密度が小さ
いので作用力は無視できる。したがって相対的にロータ
１６に対する横ずれを当該横ずれ制御コイル３４に対す
る電流制御によって調整できるのである。On the other hand, the lateral deviation control coil 34 likewise can generate a force dF in the horizontal direction at the overlapping portion placed in the magnetic flux of the levitation magnet 20 (see FIG. 5).
(3)) Since the magnetic flux density is small in the non-overlapping portion, the acting force can be ignored. Therefore, the lateral deviation with respect to the rotor 16 can be relatively adjusted by controlling the current with respect to the lateral deviation control coil 34.
【００１５】このような制御コイル３２、３４による調
整作用を行わせるために、各コイル３２、３４に対応し
てロータ１６の変位を検出するセンサ３６がステータ側
に配置されている。これは例えば、図２（２）に示した
ように、ロータ１６の表面に対向するセンサコイル３８
をセンサプローブ４０に内蔵した構造として構成され、
センサプローブ４０内のコイル３８に数ＭＨzの交流電
流を流し、磁場を変動させてセンサターゲットとしての
ロータ１６表面に渦電流を生じさせる。ロータ１６とセ
ンサプローブ４０の距離によって渦電流の量が変化する
ため、これをセンサコイル３８のインピーダンスの変化
として捉え、これを検出してロータ１６の変位を検出さ
せるようにすればよい。In order to perform the adjusting action by the control coils 32, 34, a sensor 36 for detecting the displacement of the rotor 16 is arranged on the stator side corresponding to each coil 32, 34. This is, for example, as shown in FIG. 2B, the sensor coil 38 facing the surface of the rotor 16.
Is built in the sensor probe 40,
An alternating current of several MHz is applied to the coil 38 in the sensor probe 40 to change the magnetic field to generate an eddy current on the surface of the rotor 16 as a sensor target. Since the amount of eddy current changes depending on the distance between the rotor 16 and the sensor probe 40, this may be grasped as a change in the impedance of the sensor coil 38, and this may be detected to detect the displacement of the rotor 16.
【００１６】このようなセンサ３６によるロータ１６の
横ずれ量や傾斜変化を検出するが、これを最適に制御調
整するため、図３に示すように制御装置４２が設けられ
ている。傾斜制御コイル３２への電流制御のためにロー
タ１６の下面部に対向するセンサ３６が円周方向に沿っ
て４ヵ所設けられ、これからの検出信号を第１前処理回
路４４を介してロータ１６の傾斜角θx、θy並びに垂直
軸方向変位ｚを出力させるようにしている。また、ロー
タ１６の外周面に対向して周囲４ヵ所にセンサ３６を配
置し、これから第２前処理回路４６を介してロータ１６
の水平変位ｘ、ｙを出力させるものとしている。両前処
理回路４４、４６からの信号を入力する補償回路４８が
あり、この回路４８によって初期設定されたロータ１６
の浮上回転位置との偏差を求めるようにしている。偏差
はθx、θy、および３軸方向ｘ、ｙ、ｚ毎に演算され、
これを各制御コイル３２、３４毎に第１制御信号後処理
回路５０、第２制御信号後処理回路５２に出力され、制
御電流に変換して電流増幅器５４に出力するものとして
いる。増幅器５４は各コイル３２、３４のチャンネル毎
に増幅信号を供給し、個々の傾斜制御コイル３２および
横ずれ制御コイル３４に位置制御電流を供給し、ロータ
１６の位置調整をなす。The sensor 36 detects the lateral shift amount and inclination change of the rotor 16, and a control device 42 is provided as shown in FIG. 3 in order to optimally control and adjust this. Sensors facing the lower surface of the rotor 16 are provided at four locations along the circumferential direction for controlling the current to the tilt control coil 32, and a detection signal from this is provided to the rotor 16 via the first preprocessing circuit 44. The tilt angles θx, θy and the vertical displacement z are output. Further, the sensors 36 are arranged at four places around the rotor 16 so as to face the outer peripheral surface of the rotor 16 and the rotor 36 is connected via the second pretreatment circuit 46.
The horizontal displacements x and y are output. There is a compensating circuit 48 for inputting the signals from both preprocessing circuits 44 and 46, and the rotor 16 initialized by this circuit 48
The deviation from the levitating rotation position of is calculated. The deviation is calculated for θx, θy and for each of the three axial directions x, y, z,
This is output to the first control signal post-processing circuit 50 and the second control signal post-processing circuit 52 for each control coil 32 and 34, converted into a control current and output to the current amplifier 54. The amplifier 54 supplies an amplified signal to each channel of the coils 32 and 34, and supplies a position control current to each of the tilt control coil 32 and the lateral deviation control coil 34 to adjust the position of the rotor 16.
【００１７】このように構成された反発磁気浮上型回転
装置によれば、ステータ側浮上用電磁石２２に一定の電
流を流すことによりロータ側の浮上用磁石２０との間に
斥力が発生し、ロータ１６を浮上させる。そして駆動コ
イル３２とロータ１６に取り付けた永久磁石２８とで構
成する回転トルク発生手段によりロータ１６に回転駆動
力が与えられ、ロータ１６を任意に回転させることがで
きる。ロータ１６に積載される物体１８の荷重に応じて
浮上用電磁石２２への通電供給量を設定すればよい。磁
気浮上状態でロータ１６が回転駆動されるが、この回転
中にロータ１６が傾斜あるいは垂直方向に変位した場
合、あるいは水平方向に横ずれした場合、ステータ側に
設けた複数のセンサ３６がその変位を検出し、これが制
御装置４２に取込まれて補償電流を傾斜制御コイル３２
あるいは横ずれ制御コイル３４に適宜補償電流を流す。
これによってロータ１６を安定した位置に保持させつ
つ、回転させることができるのである。According to the repulsive magnetic levitation type rotating device constructed as described above, a repulsive force is generated between the levitation magnet 20 on the rotor side and the rotor side by causing a constant current to flow through the stator side levitation electromagnet 22. Raise 16 Then, a rotational driving force is applied to the rotor 16 by the rotational torque generating means composed of the drive coil 32 and the permanent magnet 28 attached to the rotor 16, so that the rotor 16 can be arbitrarily rotated. The energization supply amount to the levitation electromagnet 22 may be set according to the load of the object 18 loaded on the rotor 16. The rotor 16 is rotationally driven in a magnetically levitated state. If the rotor 16 is tilted or vertically displaced during this rotation, or is laterally displaced laterally, a plurality of sensors 36 provided on the stator side detect the displacement. This is detected by the control device 42 and is supplied to the controller 42 to supply the compensation current to the gradient control coil 32.
Alternatively, a compensation current is appropriately passed through the lateral deviation control coil 34.
As a result, the rotor 16 can be rotated while being held at a stable position.
【００１８】上記実施例によれば、容器１０内で外部と
機械的接触部を持つことなく、ロータ１６を非接触状態
で回転させることができる。特に、実施例装置では反発
磁気浮上型として構成されているため、吸引型磁気軸受
の使用では実現できないロータ底部周辺のスペースのみ
で非接触支持が可能となっている。この結果、ロータ１
６の側面や上部スペースを有効利用することができ、か
つロータ１６とステータ側の分解が簡単にでき、メンテ
ナンスが容易になるなどの大きなメリットを得ることが
できる。According to the above embodiment, the rotor 16 can be rotated in a non-contact state in the container 10 without having a mechanical contact portion with the outside. In particular, since the apparatus of the embodiment is constructed as a repulsive magnetic levitation type, non-contact support is possible only in the space around the bottom of the rotor, which cannot be realized by using the attraction type magnetic bearing. As a result, the rotor 1
It is possible to effectively use the side surface and the upper space of 6, and to easily disassemble the rotor 16 and the stator side, and it is possible to obtain great merits such as easy maintenance.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る反発
磁気浮上型回転装置は、円盤状ロータを床盤ステータに
対面配置させ前記ロータ側にリング状永久磁石を設ける
とともに前記床盤側には前記リング状永久磁石とほぼ同
径のリング状永久磁石または電磁石を対向させ、これら
両磁石間に斥力を発生させるように磁極を設定して前記
ロータを浮上回転可能とし、かつ前記ロータおよび床盤
ステータとの間には回転トルク発生手段を設けてなり、
前記ロータの外周縁部のステータ側にはロータ回転面に
沿ってロータ側浮上磁石とオーバラップ配置される複数
の横ずれ制御コイルと、ロータ回転面と直交配置され対
面するロータ側浮上磁石に上下方向の電磁力を発生する
複数の傾斜制御コイルとを設け、前記ロータの横ずれお
よび傾斜を検出するセンサとこのセンサ検出に基づき前
記各制御コイルへの制御電流を発生する制御装置を備え
たので、容器内で回転機構を有する装置において、特に
容器内での機械的摩擦や摩耗を排除できる、減圧容器や
クリーンルーム内に導入される物体を非接触で回転駆動
できるという優れた効果が得られる。As described above, in the repulsive magnetic levitation type rotating device according to the present invention, the disk-shaped rotor is arranged to face the floor plate stator, the ring-shaped permanent magnet is provided on the rotor side, and the floor plate side is provided. Is a ring-shaped permanent magnet or an electromagnet having a diameter substantially the same as that of the ring-shaped permanent magnet, and magnetic poles are set so as to generate a repulsive force between these magnets so that the rotor can be levitated and rotated. A rotating torque generating means is provided between the board stator and
On the stator side of the outer peripheral edge of the rotor, a plurality of lateral deviation control coils are arranged along the rotor rotation surface so as to overlap with the rotor-side levitation magnet, and in the vertical direction with respect to the rotor-side levitation magnet that is arranged orthogonally to and faces the rotor rotation surface. A plurality of tilt control coils for generating the electromagnetic force of the rotor are provided, and a sensor for detecting lateral deviation and tilt of the rotor and a control device for generating a control current to each of the control coils based on the sensor detection are provided. In an apparatus having a rotating mechanism inside, an excellent effect that mechanical friction and wear in the container can be eliminated and an object introduced into a decompression container or a clean room can be rotationally driven without contact is obtained.
【図１】実施例に係る反発磁気浮上型回転装置の縦断面
構成図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional configuration diagram of a repulsive magnetic levitation type rotating device according to an embodiment.
【図２】同装置の平面構成図およびセンサの斜視図であ
る。FIG. 2 is a plan configuration diagram of the device and a perspective view of a sensor.
【図３】制御装置の構成ブロック図である。FIG. 3 is a configuration block diagram of a control device.
【図４】ロータ側浮上用磁石とステータ側浮上用電磁石
の機能説明図である。FIG. 4 is a functional explanatory diagram of a rotor-side levitation magnet and a stator-side levitation electromagnet.
【図５】傾斜制御コイルおよび横ずれ制御コイルの機能
説明図である。FIG. 5 is a functional explanatory diagram of a tilt control coil and a lateral deviation control coil.
１０ 容器 １２ 床盤（ステータ） １４ 円形凹部 １６ 円盤ロータ １８ 積載物体 ２０ 浮上用永久磁石 ２２ 浮上用電磁石 ２４ リング鉄芯 ２６ コイル ２８ 永久磁石（モータ用） ３０ 駆動コイル（モータ用） ３２ 傾斜制御コイル ３４ 横ずれ制御コイル ３６ センサ ３８ センサコイル ４０ センサプローブ ４２ 制御装置 ４４ 第１前処理回路 ４６ 第２前処理回路 ４８ 補償回路 ５０ 第１制御信号後処理回路 ５２ 第２制御信号後処理回路 10 Container 12 Floor Plate (Stator) 14 Circular Recess 16 Disc Rotor 18 Loaded Object 20 Levitating Permanent Magnet 22 Levitating Electromagnet 24 Ring Iron Core 26 Coil 28 Permanent Magnet (for Motor) 30 Drive Coil (for Motor) 32 Tilt Control Coil 34 lateral deviation control coil 36 sensor 38 sensor coil 40 sensor probe 42 controller 44 first pre-processing circuit 46 second pre-processing circuit 48 compensation circuit 50 first control signal post-processing circuit 52 second control signal post-processing circuit
Claims (1)
させ前記ロータ側にリング状永久磁石を設けるとともに
前記床盤側には前記リング状永久磁石とほぼ同径のリン
グ状永久磁石または電磁石を対向させ、これら両磁石間
に斥力を発生させるように磁極を設定して前記ロータを
浮上回転可能とし、かつ前記ロータおよび床盤ステータ
との間には回転トルク発生手段を設けてなり、前記ロー
タの外周縁部のステータ側にはロータ回転面に沿ってロ
ータ側浮上磁石とオーバラップ配置される複数の横ずれ
制御コイルと、ロータ回転面と直交配置され対面するロ
ータ側浮上磁石に上下方向の電磁力を発生する複数の傾
斜制御コイルとを設け、前記ロータの横ずれおよび傾斜
を検出するセンサとこのセンサ検出に基づき前記各制御
コイルへの制御電流を発生する制御装置を備えたことを
特徴とする反発磁気浮上型回転装置。1. A disk-shaped rotor is arranged to face a floor-board stator, a ring-shaped permanent magnet is provided on the rotor side, and a ring-shaped permanent magnet or electromagnet having substantially the same diameter as the ring-shaped permanent magnet is provided on the floor-board side. The rotors are made to face each other and magnetic poles are set so as to generate a repulsive force between the two magnets so that the rotor can be levitationally rotated, and a rotating torque generating means is provided between the rotor and the floor base stator. On the stator side of the outer peripheral edge of the rotor, a plurality of lateral deviation control coils are arranged along the rotor rotation surface so as to overlap the rotor-side levitation magnet, and a vertical electromagnetic force is applied to the rotor-side levitation magnet that is arranged orthogonally to and faces the rotor rotation surface. A plurality of tilt control coils that generate force are provided, and a sensor that detects lateral displacement and tilt of the rotor and a control current to each of the control coils based on the sensor detection. A repulsive magnetic levitation type rotating device having a control device for generating
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24732692A JPH0674234A (en) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Repulsion magnetic levitation type rotation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24732692A JPH0674234A (en) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Repulsion magnetic levitation type rotation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674234A true JPH0674234A (en) | 1994-03-15 |
Family
ID=17161739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24732692A Withdrawn JPH0674234A (en) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Repulsion magnetic levitation type rotation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674234A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017022426A (en) * | 2007-07-17 | 2017-01-26 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | Substrate processing apparatus with motors integrated with chamber walls |
| CN113708664A (en) * | 2021-08-26 | 2021-11-26 | 南京邮电大学 | Anti-vibration intelligent memory stable balance system and method for chip detection platform |
| CN114397050A (en) * | 2021-12-10 | 2022-04-26 | 西安理工大学 | Magnetic suspension type friction resistance measuring device |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP24732692A patent/JPH0674234A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017022426A (en) * | 2007-07-17 | 2017-01-26 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | Substrate processing apparatus with motors integrated with chamber walls |
| CN113708664A (en) * | 2021-08-26 | 2021-11-26 | 南京邮电大学 | Anti-vibration intelligent memory stable balance system and method for chip detection platform |
| CN114397050A (en) * | 2021-12-10 | 2022-04-26 | 西安理工大学 | Magnetic suspension type friction resistance measuring device |
| CN114397050B (en) * | 2021-12-10 | 2023-10-20 | 西安理工大学 | Magnetic suspension type friction resistance measuring device |
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