JP7479835B2 - 搬送装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置及び物品の製造方法に関する。

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、搬送装置が用いられている。特に、生産ラインにおける搬送装置は、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。搬送装置としては、可動磁石型リニアモータによる搬送装置が既に提案されている。

可動磁石型リニアモータによる搬送装置では、リニアガイド等の機械的な接触を伴う案内装置を使って搬送装置を構成する。しかしながら、リニアガイド等の案内装置を使った搬送装置では、リニアガイドの摺動部から発生する汚染物質、例えば、レールやベアリングの摩耗片や潤滑油、あるいはそれが揮発したもの等が生産性を悪化させるという問題があった。また、高速搬送時には摺動部の摩擦が大きくなってリニアガイドの寿命を小さくするという問題があった。

そこで、特許文献１には、搬送トレイを非接触で搬送可能な磁気浮上搬送装置が記載されている。文献１で記載されているような磁気浮上搬送装置は、搬送トレイの搬送方向に沿って、チャンバの上部には浮上用電磁石を、チャンバの側面には固定子コイルを一定間隔で並べることで非接触での搬送を実現させている。

特表２０１６－５３２３０８号公報

しかしながら、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ワーク等の可動子を搬送する場合、装置の立ち上げ時や電源がＯＦＦにされた場合など電磁力による制御が行われていない場合はストッパに接触した状態に置かれる。その場合、接触時に摩耗片が発生する。あるいは非接触状態に移行する際に激しく衝突するなどしてストッパが破損する場合がある。

また、永久磁石吸引型の磁気浮上システムにおいては磁気吸引力が作るポテンシャルエネルギーが一般的に不安定なことから可動子に一定の剛性が必要でそれが可動子の大型化、重量化につながっていた。

本発明は、可動子を安定して搬送することが出来る搬送装置及び物品の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の搬送装置は、第１の方向に沿って複数のコイルが配置された固定子と、前記第１の方向に沿って移動する可動子と、を備え、前記固定子は、前記第１の方向に沿って配置され、一方向に着磁された複数の第１の磁石をさらに有し、前記可動子は、前記複数のコイルに対向するように配置された複数の第２の磁石と、前記複数の第１の磁石と対向するように配置され、前記複数の第１の磁石と反発する方向に着磁された複数の第３の磁石と、を有し、前記コイルと前記複数の第２の磁石との相互作用で発生する力と、前記複数の第１の磁石と前記複数の第３の磁石とが反発しあう力によって、浮上する方向の力が制御されることを特徴とする。

本発明の物品の製造方法は、上記の搬送装置により搬送されたワークに加工を行ない、物品を製造することを特徴とする。

本発明によれば、可動子を安定して非接触で搬送することができる。

本発明の第一の実施形態を示す概略図である。 本発明の第一の実施形態を示す概略図である。 本発明の第一の実施形態を示す概略図である。 本発明の第一の実施形態を示す概略図である。 本発明の第一の実施形態を示す概略図である。 本発明の第一の実施形態を示す概略図である。 本発明の第一の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第二の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第一の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第二の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第三の実施形態を説明する概略図である。 固定子と可動子の状態を説明する図である。 本発明の第四の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第五の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第六の実施形態を説明する概略図である。 本発明の第七の実施形態を説明する概略図である。

［第一の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第一の実施形態について図１乃至図９を用いて説明する。

まず、本実施形態による搬送装置の全体構成について図１を用いて説明する。

図１は本実施形態における可動子１０１および固定子２０１を含む搬送装置の全体構成を示す概略図である。

図１に示すように、本実施形態による搬送装置１は、台車、スライダ又はキャリッジを構成する可動子１０１と、搬送路を構成する固定子２０１とを有している。固定子２０１に対して非接触で可動子１０１を搬送する磁気浮上型の搬送装置として構成されている。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、可動コイル型による搬送装置であってもよい。

搬送装置１は、例えば、固定子２０１に対して可動子１０１を搬送することにより、可動子１０１とともに移動するワーク１０２を加工作業を施す加工装置に搬送する。そして、ワーク１０２に加工作業を施し、物品を製造する。本実施形態においては、加工装置の一例として、蒸着装置を示す。図１において、１４０は蒸着源であり、固定子２０１がチャンバとなる。つまり、蒸着装置に、蒸着源に対して可動子１０１とともにワーク１０２を搬送する搬送装置１が備えられている。なお、図１では、固定子２０１に対して１台の可動子１０１を示しているが、これに限定されるものではない。搬送装置１においては、複数台の可動子１０１が固定子２０１に対して搬送されうる。

ここで、以下の説明において用いる座標軸、方向等を定義する。まず、可動子１０１の搬送方向である水平方向に沿ってＸ軸をとり、可動子１０１の搬送方向をＸ方向とする。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。さらに、Ｘ軸周りの回転をＷｘ、Ｙ軸、Ｚ軸周りの回転を各々Ｗｙ，Ｗｚとする。また、乗算の記号として“＊”を使用する。また、可動子１０１の中心を原点Ｏとし、Ｙ＋側をＲ側、Ｙ－側をＬ側として記載する。なお、可動子１０１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。

次に、本実施形態による搬送装置１おける搬送対象である可動子１０１について図１及び図２を用いて説明する。

なお、図１は可動子１０１及び固定子２０１をＸ方向から見た図である。図１の左半分は図２の（Ｂ）－（Ｂ）線に沿った断面を示している。また、図１の右半分は、図２の（Ａ）－（Ａ）線に沿った断面を示している。

永久磁石１０３Ｌ、１０３Ｒは、可動子１０１のＸ方向に沿った上面のＬ側およびＲ側の端部にそれぞれ配置されて取り付けられている。具体的には、可動子１０１の上面のＲ側に、永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲが取り付けられている。また、可動子１０１の上面のＬ側に、永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬが取り付けられている。なお、以下では、特に区別する必要がない限り、可動子１０１の上面の永久磁石を単に「永久磁石１０３」と表記する。また、Ｒ側とＬ側とを区別する必要まではないが、各永久磁石１０３を個別に特定する必要がある場合、各永久磁石１０３に対する符号の末尾からＲ又はＬを除いた識別子としての小文字のアルファベットまでの符号を用いて各永久磁石１０３を個別に特定する。この場合、「永久磁石１０３ａ」、「永久磁石１０３ｂ」、「永久磁石１０３ｃ」又は「永久磁石１０３ｄ」と表記して、各永久磁石１０３を個別に特定する。

永久磁石１０３ａＲ、１０３ｄＲは、可動子１０１のＸ方向に沿った上面のＲ側におけるＸ方向の一方の端部及び他方の端部に取り付けられている。永久磁石１０３ｂＲ、１０３ｃＲは、可動子１０１の上面のＲ側の永久磁石１０３ａＲ、１０３ｄＲ間に取り付けられている。永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲは、例えば、Ｘ方向に等ピッチに配置されている。また、永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲは、それぞれの中心が、例えば可動子１０１の上面の中心からＲ側に所定距離ｒｘ３離れたＸ方向に沿った直線上に並ぶように配置されている。

永久磁石１０３ａＬ、１０３ｄＬは、可動子１０１のＸ方向に沿った上面のＬ側におけるＸ方向の一方の端部及び他方の端部に取り付けられている。永久磁石１０３ｂＬ、１０３ｃＬは、可動子１０１の上面のＬ側の永久磁石１０３ａＬ、１０３ｄＬ間に取り付けられている。永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬは、例えば、Ｘ方向に等ピッチに配置されている。また、永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬは、それぞれの中心が、例えば可動子１０１の上面の中心からＬ側に所定距離ｒｘ３離れたＸ方向に沿った直線上に並ぶように配置されている。さらに、永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬは、Ｘ方向においてそれぞれ永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲと同位置に配置されている。

永久磁石１０３ａ、１０３ｄは、それぞれ可動子１０１の中心である原点ＯからＸ方向の一方及び他方の側に距離ｒｚ３だけ離れた位置に取り付けられている。永久磁石１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、それぞれ原点ＯからＹ方向に距離ｒｘ３だけ離れた位置に取り付けられている。永久磁石１０３ｃ、１０３ｂは、それぞれ原点ＯからＸ方向の一方及び他方の側に距離ｒｙ３だけ離れた位置に取り付けられている。

永久磁石１０３ａＲ、１０３ｄＲ、１０３ａＬ、１０３ｄＬは、それぞれＹ方向に沿って配置された２個の永久磁石のセットである。永久磁石１０３ａ、１０３ｄは、それぞれ、固定子２０１側を向く外側の磁極の極性が交互に異なるように２個の永久磁石がＹ方向に沿って並べられて構成されたものである。なお、永久磁石１０３ａ、１０３ｄを構成するＹ方向に沿って配置された永久磁石の数は、２個に限定されるものではなく、複数個であればよい。また、永久磁石１０３ａ、１０３ｄを構成する永久磁石が配置される方向は、必ずしも搬送方向であるＸ方向と直交するＹ方向である必要はなく、Ｘ方向と交差する方向であればよい。すなわち、永久磁石１０３ａ、１０３ｄは、それぞれ磁極の極性が交互になるようにＸ方向と交差する方向に沿って配置された複数の永久磁石からなる磁石群であればよい。

一方、永久磁石１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬは、それぞれＸ方向に沿って配置された３個の永久磁石のセットである。永久磁石１０３ｂ、１０３ｃは、それぞれ、固定子２０１側を向く外側の磁極の極性が交互に異なるように３個の永久磁石がＸ方向に沿って並べられて構成されている。なお、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃを構成するＸ方向に沿って配置された永久磁石の数は、３個に限定されるものではなく、複数個であればよい。すなわち、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃは、磁極の極性が交互になるようにＸ方向に沿って配置された複数の永久磁石からなる磁石群であればよい。

各永久磁石１０３は、可動子１０１の上面のＲ側及びＬ側に設けられたヨーク１０７に取り付けられている。ヨーク１０７は、透磁率の大きな物質、例えば鉄で構成されている。

こうして、可動子１０１には、可動子１０１のＸ軸に沿った中心軸を対称軸として、複数の永久磁石１０３が、可動子１０１の上面のＲ側及びＬ側に対称に配置されている。永久磁石１０３が配置された可動子１０１は、後述するように、固定子２０１の複数のコイル２０２に電流を流すことにより永久磁石１０３が受ける力（電磁力）により姿勢が６軸制御されつつ移動可能に構成されている。

また、可動子１０１のＸ方向に沿った下面のＬ側およびＲ側の端部に、永久磁石１０８が２列配置されて取り付けられている。具体的には、可動子１０１の下面のＲ側に、永久磁石１０８Ｒが取り付けられている。また、可動子１０１の下面のＬ側に、永久磁石１０８Ｌが取り付けられている。なお、以下では、特に区別する必要がない限り、可動子１０１の下面の永久磁石を単に「永久磁石１０８」と表記する。

それぞれの永久磁石１０８は、可動子１０１の下面のＲ側及びＬ側に設けられたヨーク１０６Ｒ、１０６Ｌに取り付けられている。ヨーク１０６Ｒ、１０６Ｌは、透磁率の大きな物質、例えば鉄で構成されている。

この永久磁石１０８と、後述する固定子２０１に設けられた永久磁石１２７との間に生じる反発力より、電源がＯＦＦにされた場合など電磁力による制御が行われていない場合であっても可動子の位置を保つことが可能になる。つまり、永久磁石１０８と、固定子２０１に設けられた永久磁石１２７との間に、重力の方向と平行な方向に反発しあう力を生じさせることができる。つまり、複数の永久磁石１２７を、一方向に着磁させ、複数の永久磁石１２７と対向する複数の永久磁石１０８を、前記一方向に着磁された複数の永久磁石１２７と反発する方向に着磁させることにより反発しあう力を生じさせることができる。

可動子１０１は、その上面あるいは下面に搬送すべきワーク１０２を載置あるいは装着した状態で搬送される。可動子１０１は、例えば、ワークホルダ等のワーク１０２を可動子１０１上に保持する保持機構を有していてもよい。

また可動子１０１は、可動子アダプタ１０５（１０５Ｌ、１０５Ｒ）に取り付けられていてもよい。この場合、永久磁石１０３Ｌ、１０８Ｌは、可動子アダプタ１０５Ｌに取り付けられ、永久磁石１０３Ｒ、１０８Ｒは、可動子アダプタ１０５Ｒに取り付けられる。

可動子１０１が可動子アダプタを有していると、可動子１０１の形状が変化しても可動子アダプタ１０５に取り付け可能であれば可動子１０１の設計を変更することなく搬送が可能である。本明細書において、可動子１０１は、保持機構を含んでいてもよく、可動子アダプタ１０５を含んでいてもよい。

可動子アダプタ１０５Ｌ、１０５Ｒは、それぞれ、上面（１０５ａＬ、１０５ａＲ）、下面（１０５ｂＬ、１０５ｂＲ）、側面（１０５ｃＬ、１０５ｃＲ）を有している。本実施形態においては、側面（１０５ｃＬ、１０５ｃＲ）のそれぞれに、側面（１０５ｃＬ、１０５ｃＲ）から突出する凸部（１０５ｄＬ、１０５ｄＲ）を備えている。そして、固定子２０１に取り付けられたストッパ１２４の、上側突出部１２４ａと下側突出部１２４ｂとの間に前記凸部１０５ａが突き出すようにしておく。これにより、可動子１０１の浮上状態が変化してもストッパ１２４によって可動範囲（上側突出部１２４ａと下側突出部１２４ｂとの間）を規制することが出来る。

次に、本実施形態による搬送装置１における固定子２０１について図１、図３、及び図１０を用いて説明する。

図３は、固定子２０１のコイル２０２を示す概略図である。なお、図３は、コイル２０２をＺ方向下から上に向かって見た図である。

図３における固定子２０１は、可動子１０１の搬送方向であるＸ方向に沿って、複数のコイル２０２がそれぞれ配置されている例を示している。固定子２０１には、複数のコイル２０２が可動子１０１の上面のＬ側およびＲ側に配置された永久磁石１０３Ｌ、１０３Ｒと対向するように取り付けられている。Ｌ側の永久磁石１０３Ｌに対向して配置されるコイルを２０２Ｌ、Ｒ側の永久磁石１０３Ｒに対向して配置されるコイルを２０２Ｒ、と表記する。なお、以下では、特に区別する必要がない限り、コイルを単に「コイル２０２」と表記する。固定子２０１は搬送方向であるＸ方向に延在して可動子１０１の搬送路を形成する。

図１に示すように、固定子２０１に沿って搬送される可動子１０１は、Ｌ側に、リニアスケール１１１Ｌと、Ｙターゲット１１０Ｌと、Ｚターゲット１０９Ｌとを有している。同様に、Ｒ側には、Ｚターゲット１０９Ｒ（不図示）とを有している。なお、以下では、特に区別する必要がない限り、リニアスケールを単にリニアスケール１１１、Ｙターゲットを単にＹターゲット１１０及びＺターゲットを単にＺターゲット１０９と表記する。リニアスケール１１１、Ｙターゲット１１０及びＺターゲット１０９は、それぞれ例えば可動子１０１の側面にＸ方向に沿って取り付けられている。本明細書においてＹターゲットとは、Ｙセンサの目標となる突起であり、ＹセンサとＹターゲットとの距離を検知することにより、Ｙ方向の位置を求めることができる。同様にＺターゲットとは、Ｚセンサの目標となる突起であり、ＺセンサとＺターゲットとの距離を検知することにより、Ｚ方向の位置を求めることができる。

図１に示すように、固定子２０１は、Ｌ側に、複数のコイル２０２Ｌと、複数のリニアエンコーダ２０４Ｌと、複数のＹセンサ１２２Ｌと、複数のＺセンサ１２１Ｌとを有している。同様に、Ｒ側には、複数のコイル２０２Ｒと、複数のＺセンサ１２１Ｒとを有している。なお、以下では、特に区別する必要がない限り、コイルを単にコイル２０２、リニアエンコーダを単にリニアエンコーダ０２０４、Ｙセンサを単にＹセンサ１２２及びＺセンサを単にＺセンサ１２１と表記する。

複数のコイル２０２は、可動子１０１の上面のＲ側及びＬ側の永久磁石１０３と対向可能なように、Ｘ方向に沿って２列に配置されて固定子２０１に取り付けられている。Ｒ側において１列に配置された複数のコイル２０２Ｒは、可動子１０１のＲ側の永久磁石１０３ａＲ、１０３ｂＲ、１０３ｃＲ、１０３ｄＲと対向可能にＸ方向に沿って配置されている。また、Ｌ側において１列に配置された複数のコイル２０２Ｌの可動子と対向する面は、可動子１０１のＬ側の永久磁石１０３ａＬ、１０３ｂＬ、１０３ｃＬ、１０３ｄＬと対向可能にＸ方向に沿って配置されている。

本実施形態では、可動子１０１のＲ側及びＬ側のコイル２０２の列が、それぞれ、互いに構成する複数の永久磁石の配置方向が異なる永久磁石１０３ａ、１０３ｄ及び永久磁石１０３ｂ、１０３ｃに対向可能に配置されている。このため、少ない列数のコイル２０２で、後述するように可動子１０１に対して搬送方向及び搬送方向とは異なる力を印加することができ、よって可動子１０１の搬送制御及び姿勢制御を実現することができる。

こうして、複数のコイル２０２は、可動子１０１が搬送される方向に沿って取り付けられている。複数のコイル２０２は、Ｘ方向に所定の間隔で並べられている。また、各コイル２０２は、その中心軸がＺ方向を向くように取り付けられている。なお、コイル２０２は、コアにコイルが巻かれており、本実施形態において、コイルの位置とは、コアの位置を示す。

複数のコイル２０２は、例えば３個ずつの単位で電流制御されるようになっている。そのコイル２０２の通電制御される単位を「コイルユニット２０３」と記載する。コイル２０２は、通電されることにより、可動子１０１の永久磁石１０３との間で電磁力を発生して可動子１０１に対して力を印加することができる。

図１～図３において、永久磁石１０３ａ、１０３ｄは、それぞれＹ方向に２個の永久磁石が並べられた磁石群により構成されていている。これに対して、各コイル２０２は、永久磁石１０３ａ、１０３ｄの２個の永久磁石のＹ方向の中心がコイル２０２のＹ方向の中心と合致するように配置されている。永久磁石１０３ａ、１０３ｄに対向するコイル２０２に通電することで、永久磁石１０３ａ、１０３ｄに対してＹ方向に力を発生する。

また、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃは、Ｘ方向に３個の永久磁石が並べられた磁石群により構成されている。これに対して、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃに対向するコイル２０２に通電することで、永久磁石１０３ｂ、１０３ｃに対してＸ方向及びＺ方向に力を発生する。

複数のリニアエンコーダ２０４は、それぞれ可動子１０１のリニアスケール１１１と対向可能なようにＸ方向に沿って固定子２０１に取り付けられている。各リニアエンコーダ２０４は、可動子１０１に取り付けられたリニアスケール１１１を読み取ることで、可動子１０１のリニアエンコーダ２０４に対する相対的な位置を検出して出力することができる。

複数のＹセンサ１２２は、それぞれ可動子１０１のＹターゲット１０５と対向可能なようにＸ方向に沿って固定子２０１に取り付けられている。各Ｙセンサ１２２は、可動子１０１に取り付けられたＹターゲット１１０との間のＹ方向の相対距離を検出して出力することができる。

複数のＺセンサ１２１は、それぞれ可動子１０１のＺターゲット１０９と対向可能なようにＸ方向に沿って固定子２０１に２列に取り付けられている。各Ｚセンサ１２１は、可動子１０１に取り付けられたＺターゲット１０９との間のＺ方向の相対距離を検出して出力することができる。

図１０は、固定子２０１の永久磁石１２７Ｌ、１２７Ｒを示す概略図である。なお、図１０は、永久磁石１２７Ｌ、１２７ＲをＺ方向上から下に向かって見た図である。

図１０における固定子２０１には、複数の永久磁石１２７が、可動子１０１の下面のＬ側およびＲ側に配置された永久磁石１０８Ｌ、１０８Ｒと対向するように取り付けられている。Ｌ側の永久磁石１０８Ｌに対向して配置される永久磁石を１２７Ｌ、Ｒ側の永久磁石１０８Ｒに対向して配置される永久磁石を１２７Ｒ、と表記する。永久磁石１２７Ｌは、固定子２０１に設けられたヨーク１２６Ｌに取り付けられていてもよい。永久磁石１２７Ｒは、固定子２０１に設けられたヨーク１２６Ｒに取り付けられていてもよい。ヨーク１２６は、透磁率の大きな物質、例えば鉄で構成されている。永久磁石１２７Ｌはブラケット１２５Ｌを介して固定子に取り付けられていてもよく、永久磁石１２７Ｒはブラケット１２５Ｒを介して固定子に取り付けられていてもよい。

なお、以下では、特に区別する必要がない限り、永久磁石を単に「永久磁石１２７」と表記する場合がある。

図１において、永久磁石１０８Ｌ、１０８Ｒと永久磁石１２７Ｌ、１２７Ｒの内部の矢印は各々の永久磁石の着磁方向を示している。例えば矢印の先がＮ極矢印の根本がＳ極である。図１にあるように永久磁石１０８Ｌと永久磁石１２７Ｌは着磁方向がＺ方向に逆方向を向いている。従って、永久磁石１０８Ｌと永久磁石１２７Ｌは近づくと互いに反発する方向に力が大きくなる。同様に、永久磁石１０８Ｒと永久磁石１２７Ｒは着磁方向がＺ方向に逆方向を向いている。従って、永久磁石１０８Ｒと永久磁石１２７Ｒは近づくと互いに反発する方向に力が大きくなる。

永久磁石１０８Ｌと対向する位置であってストッパ１２４によるＺ方向の可動範囲より離れた位置に、永久磁石１２７Ｌが固定子２０１に取り付けられている。同様に、永久磁石１０８Ｒと対向する位置であってストッパ１２４による可動範囲より離れた位置に、永久磁石１２７Ｒが固定子２０１に取り付けられている。

さらに、永久磁石１０８Ｌと永久磁石１２７Ｌ、永久磁石１０８Ｒと永久磁石１２７Ｒはその中心位置がＹ方向に予めずらして配置されている。図１では永久磁石１２７Ｌが永久磁石１０８Ｌより外側に配置されている。同様に永久磁石１２７Ｒが永久磁石１０８Ｒより外側に配置されている。このように配置することで後述するようにＹ方向にもポテンシャルエネルギーが極小になる位置がありその位置の周りにおいてコイル２０２が通電されていない状態においても可動子１０１の位置がＹ方向に安定した位置を維持できる。

この可動子と固定子の状態を、図１５を用いて説明する。

図１５は永久磁石間に働く力の大きさの実験結果の一例である。

図１５は横軸にＺ方向の位置、縦軸にＺ方向に受ける力の大きさをプロットしてある。

コイル２０２と永久磁石１０３との間に働く吸引力の大きさは１５０１、永久磁石１０８と永久磁石１２７との間に働く反発力の大きさは１５０２であり、両者とも上方向に受ける力である。例えば可動子１０１の質量が１５００ｋｇであった場合、合力１５０３が１５０００ＮであるときにＺ＝ＺｔおよびＺ＝Ｚｂ近傍で力は釣り合う。

特にＺ＝Ｚｂ近傍では、ＺがＺｂより小さくなると合力１５０３は可動子１０１がうける重力より大きくなり上方向に加速度が発生する。逆にＺがＺｂより大きくなると合力１５０３は可動子１０１が受ける重力よりも小さくなるので下方向に加速される。そのため、Ｚ＝Ｚｂ付近では位置が安定する。

また、実験の結果から吸引力１５０１はＺがＺ＋方向になるとそのグラフの勾配が大きくなる。また同様に永久磁石同士の反発力１５０２のグラフの勾配はＺがＺ－方向になるとグラフの傾きが大きくなることが分かった。

このことから、コイル２０２およびそれと対向する永久磁石１０３、永久磁石１０８と対向する永久磁石１２７の位置と大きさを適切に選択すればコイル２０２に通電しない状態でもその位置を安定させられることが分かる。

以上を、図１１Ａを用いてポテンシャルエネルギーの考え方に基づいて詳細に説明する。

図１１Ａは可動子１０１が受ける力の大きさを模式的に表した図である。

図１１Ａは横軸にＺ＋、縦軸には可動子１０１がＺ方向に受ける力の大きさＦｚおよび可動子１０１のポテンシャルエネルギーΦＺをとる。

以下、コイル２０２には通電しない状態において受ける力について説明する。

可動子１０１が受ける力の大きさ（Ｆｚ）は、永久磁石１０３がコイル２０２に吸引される力（Ｆａ）、永久磁石１０８が永久磁石１２７に押し上げられる力（Ｆｂ）、重力（－ｍｇ）がある。コイル２０２はコアを有するのでコイルに電流を印加しない状態でも吸引力が働く。
Ｆｚ＝Ｆａ＋Ｆｂ－ｍｇ

図１１Ａでは簡単のため、Ｆｂの符号を反転してプロットしてある。
Ｆａ－ｍｇ：１１０１ａ
－Ｆｂ：１１０２ａ
とすると
Ｆｚ＝Ｆａ＋Ｆｂ－ｍｇ ＝ （Ｆａ－ｍｇ）－（－Ｆｂ）
となるので、Ｆｚは図中１１０６ａで示される矢印の大きさになる。すなわち、Ｚ＝ＺｂからＺ＝Ｚｔの区間では下向き、それ以外の区間では上向きの力を受けることになる。

これをポテンシャルエネルギーΦＺで説明する。

可動子１０１が持つポテンシャルエネルギーΦＺは、可動子１０１が受ける力（Ｆ）に対抗して移動させる力の積分で定義されるので、∫を積分記号として
Φｚ＝－∫（Ｆａ＋Ｆｂ－ｍｇ）ｄｚ＋定数
で定義される。

定数を適当にとるとポテンシャルエネルギーΦＺ（１１０３ａ）は図のようになり、Ｚ＝Ｚｂで極小値、Ｚ＝Ｚｔで極大値をとる。物体はポテンシャルエネルギーが極小となる位置で安定化するのでＺ＝Ｚｂで安定化する。

ここで、ストッパ１２４の位置を調整して可動子１０１の可動範囲を１１０７ａから１１０８ａの範囲に限定すれば可動子１０１はコイル２０２による電気的な制御が停止された場合でもＺ＝Ｚｂの位置で安定する。

同様に、可動子１０１がＹ方向に受ける力の大きさを図１２において説明する。

ここで、可動子１０１のポテンシャルエネルギーΦｙを
Φｙ＝－∫（ＦｙＬ＋ＦｙＲ）ｄｙ＋定数
で定義する。

ＦｙＬはＬ側の永久磁石（永久磁石１２７Ｌと永久磁石１０８Ｌ）から受けるＹ方向の力、ＦｙＲはＲ側の永久磁石（永久磁石１２７Ｒと永久磁石１０８Ｒ）から受けるＹ方向の力の大きさである。

今、ＦｙＬ（１２０１）は正方向にとり、ＦｙＲ（１２０２）は符号を反転して記載することに注意すれば
Φｙ＝－∫（ＦｙＬ－（－ＦｙＲ））ｄｙ＋定数
となるのでポテンシャルエネルギーΦｙは矢印１１２２を積分したものになりΦＹ（１２０３）のような形状になる。

Φｙ（１２０３）はＹ＝Ｙｃで極小値をとるのでＺ方向と同様、可動子１０１はＹ＝Ｙｃの位置で安定する。

以上の構成を取れば、可動子１０１はコイル２０２に通電しない状態においてもＺ＝Ｚｂ，Ｙ＝Ｙｃの位置で安定する。

本実施形態では永久磁石１２７の中心と永久磁石１０８の中心は、搬送方向（Ｘ方向）と交差する方向（Ｙ方向）の位置をずらして配置することでＹ方向に制御可能であり、安定させることができる。つまり、搬送方向（Ｘ方向）と交差する方向（Ｙ方向）の位置を所定距離シフトさせて配置することでＹ方向に制御可能であり安定させることができる。しかしこれに限らず、例えばＹ方向にも別途永久磁石を設置して互いに反発するように構成することで位置を安定させることも出来る。

本実施形態では図１１ＡにあるようにポテンシャルエネルギーΦＺの極大値をとる位置（Ｚｔ）と極小値を取る位置（Ｚｂ）は
Ｚｂ＜Ｚｔ
の関係にある。この場合反発用の永久磁石（永久磁石１２７、１０８）が無い場合のＦｚ－ｍｇ＝０となる位置、すなわちコイル２０２と永久磁石１０３との間の吸引力が可動子１０１の重力と釣り合う位置（Ｚ０）よりも可動子１０１はコイル２０２から離れた位置にある。

この構成ではコイル２０２と永久磁石１０３との間に働く推力定数はＺ＝Ｚ０にある時よりも小さくなるのでその分可動子１０１を搬送する際の電流はＺ＝Ｚ０にある時よりも大きくなる場合がある。

次に、本実施形態による搬送装置１を制御する制御システムについてさらに図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による搬送装置を制御する制御システムを示す概略図である。

図４に示すように、制御システムは、統合コントローラ３０１と、コイルコントローラ３０２と、センサコントローラ３０４とを有し、可動子１０１と固定子２０１とを含む搬送装置を制御する制御装置として機能する。統合コントローラ３０１には、コイルコントローラ３０２が通信可能に接続されている。また、統合コントローラ３０１には、センサコントローラ３０４が通信可能に接続されている。

コイルコントローラ３０２には、複数の電流コントローラ３０３が通信可能に接続されている。コイルコントローラ３０２及びこれに接続された複数の電流コントローラ３０３は、２列のコイル２０２（図１参照）のそれぞれの列に対応して設けられている。各電流コントローラ３０３には、複数のコイル２０２（図１参照）によるコイルユニット２０３が接続されている。電流コントローラ３０３は、接続されたコイルユニット２０３の各々のコイル２０２の電流の大きさを制御することができる。

コイルコントローラ３０２は、接続された各々の電流コントローラ３０３に対して目標となる電流値を指令する。電流コントローラ３０３は接続されたコイル２０２の電流量を制御する。

コイル２０２は、可動子１０１が搬送されるＸ方向の可動子１０１の上面の両側に取り付けられている。

センサコントローラ３０４には、複数のリニアエンコーダ２０４、複数のＹセンサ１２２及び複数のＺセンサ１２１が通信可能に接続されている。

複数のリニアエンコーダ２０４は、可動子１０１が搬送中もそのうちの１つが必ず１台の可動子１０１の位置を測定できるような間隔で固定子２０１に取り付けられている。また、複数のＹセンサ１２２は、そのうちの２つが必ず１台の可動子１０１のＹターゲット１０５を測定できるような間隔で固定子２０１に取り付けられている。また、複数のＺセンサ１２１は、その２列のうちの３つが必ず１台の可動子１０１のＺターゲット１０９を測定できるような間隔で固定子２０１に取り付けられている。

統合コントローラ３０１は、リニアエンコーダ２０４、Ｙセンサ１２２及びＺセンサ１２１からの出力に基づき、複数のコイル２０２に印加する電流指令値を決定して、コイルコントローラ３０２に送信する。コイルコントローラ３０２は、統合コントローラ３０１からの電流指令値に基づき、上述のように電流コントローラ３０３に対して電流値を指令する。これにより、統合コントローラ３０１は、制御装置として機能し、固定子２０１に沿って可動子１０１を非接触で搬送するとともに、搬送する可動子１０１の姿勢を６軸で制御する。

以下、統合コントローラ３０１により実行される可動子１０１の姿勢制御方法について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態による搬送装置１における可動子１０１の姿勢制御方法を示す概略図である。図５は、可動子１０１の姿勢制御方法の概略について主にそのデータの流れに着目して示している。統合コントローラ３０１（図４参照）は、以下に説明するように、可動子位置算出関数４０１、可動子姿勢算出関数４０２、可動子姿勢制御関数４０３及びコイル電流算出関数４０４を用いた処理を実行する。これにより、統合コントローラ３０１は、可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御する。なお、統合コントローラ３０１に代えて、コイルコントローラ３０２が統合コントローラ３０１と同様の処理を実行するように構成することもできる。

まず、可動子位置算出関数４０１は、複数のリニアエンコーダ２０４からの測定値及びその取り付け位置の情報から、搬送路を構成する固定子２０１上にある可動子１０１の台数及び位置を計算する。これにより、可動子位置算出関数４０１は、可動子１０１に関する情報である可動子情報４０６の可動子位置情報（Ｘ）及び台数情報を更新する。可動子位置情報（Ｘ）は、固定子２０１上の可動子１０１の搬送方向であるＸ方向における位置を示している。可動子情報４０６は、例えば図５中にＰＯＳ－１、ＰＯＳ－２、…と示すように固定子２０１上の可動子１０１ごとに用意される。

次いで、可動子姿勢算出関数４０２は、可動子位置算出関数４０１により更新された可動子情報４０６の可動子位置情報（Ｘ）から、各々の可動子１０１を測定可能なＹセンサ１２２及びＺセンサ１２１を特定する。次いで、可動子姿勢算出関数４０２は、特定されたＹセンサ１２２及びＺセンサ１２１から出力される値に基づき、各々の可動子１０１の姿勢に関する情報である姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を算出して可動子情報４０６を更新する。可動子姿勢算出関数４０２により更新された可動子情報４０６は、可動子位置情報（Ｘ）及び姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を含んでいる。

次いで、可動子姿勢制御関数４０３は、可動子位置情報（Ｘ）及び姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を含む現在の可動子情報４０６及び姿勢目標値から、各々の可動子１０１について印加力情報４０８を算出する。印加力情報４０８は、各々の可動子１０１に印加すべき力の大きさに関する情報である。印加力情報４０８は、後述する印加すべき力Ｔの力の３軸成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）及びトルクの３軸成分（Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）に関する情報を含んでいる。印加力情報４０８は、例えば図５中にＴＲＱ－１、ＴＲＱ－２、…と示すように固定子２０１上の可動子１０１ごとに用意される。

次いで、コイル電流算出関数４０４は、印加力情報４０８及び可動子情報４０６に基づき、各コイル２０２に印加する電流指令値４０９を決定する。

こうして、統合コントローラ３０１は、可動子位置算出関数４０１、可動子姿勢算出関数４０２、可動子姿勢制御関数４０３及びコイル電流算出関数４０４を用いた処理を実行することにより、電流指令値４０９を決定する。統合コントローラ３０１は、決定した電流指令値４０９をコイルコントローラ３０２に送信する。

ここで、可動子位置算出関数４０１による処理について図６を用いて説明する。図６は、可動子位置算出関数による処理を説明する概略図である。

図６において、基準点Ｏｅは、リニアエンコーダ２０４が取り付けられている固定子２０１の位置基準である。また、基準点Ｏｓは、可動子１０１に取り付けられているリニアスケール１１１の位置基準である。図６では、可動子１０１として２台の可動子１０１ａ、１０１ｂが搬送され、リニアエンコーダ２０４として３つのリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃが配置されている場合を示している。なお、リニアスケール１１１は、各可動子１０１ａ、１０１ｂの同じ位置にＸ方向に沿って取り付けられている。

例えば、図６に示す可動子１０１ｂのリニアスケール１１１には、１つのリニアエンコーダ２０４ｃが対向している。リニアエンコーダ２０４ｃは、可動子１０１ｂのリニアスケール１１１を読み取って距離Ｐｃを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ｃの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳｃである。したがって、可動子１０１ｂの位置Ｐｏｓ（１０１ｂ）は次式（１）により算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ｂ）＝Ｓｃ－Ｐｃ …式（１）

例えば、図６に示す可動子１０１ａのリニアスケール１１１には、２つのリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂが対向している。リニアエンコーダ２０４ａは、可動子１０１ａのリニアスケール１１１を読み取って距離Ｐａを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ａの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳａである。したがって、リニアエンコーダ２０４ａの出力に基づく可動子１０１ａのＸ軸上の位置Ｐｏｓ（１０１ａ）は、次式（２）で算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ａ）＝Ｓａ＋Ｐａ …式（２）

また、リニアエンコーダ２０４ｂは、可動子１０１ａのリニアスケール１１１を読み取って距離Ｐｂを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ｂの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳｂである。したがって、リニアエンコーダ２０４ｂの出力に基づく可動子１０１ａのＸ軸上の位置Ｐｏｓ（１０１ａ）′は、次式（３）により算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ａ）′＝Ｓｂ－Ｐｂ …式（３）

ここで、各々のリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂの位置は予め正確に測定されているため、２つの値Ｐｏｓ（１０１ａ）、Ｐｏｓ（１０１ａ）′の差は十分に小さい。このように２つのリニアエンコーダ２０４の出力に基づく可動子１０１のＸ軸上の位置の差が十分小さい場合は、それら２つのリニアエンコーダ２０４は、同一の可動子１０１のリニアスケール１１１を観測していると判定することができる。

なお、複数のリニアエンコーダ２０４が同一の可動子１０１と対向する場合は、複数のリニアエンコーダ２０４の出力に基づく位置の平均値を算出する等して、観測された可動子１０１の位置を一意に決定することができる。

可動子位置算出関数４０１は、上述のようにしてリニアエンコーダ２０４の出力に基づき、可動子位置情報として可動子１０１のＸ方向における位置Ｘを算出して決定する。

次に、可動子姿勢算出関数４０２による処理について図７、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。

図７では、可動子１０１として可動子１０１ｃが搬送され、Ｙセンサ１２２としてＹセンサ１２２ａ、１２２ｂが配置されている場合を示している。図７に示す可動子１０１ｃのＹターゲット１１０には、２つのＹセンサ１２２ａ、１２２ｂが対向している。２つのＹセンサ１２２ａ、１２２ｂが出力する相対距離の値をそれぞれＹａ、Ｙｂとし、Ｙセンサ１２２ａ、１２２ｂ間の間隔がＬｙの場合、可動子１０１ｃのＺ軸周りの回転量Ｗｚは、次式（４）により算出される。
Ｗｚ＝（Ｙａ－Ｙｂ）／Ｌｙ …式（４）

なお、可動子１０１の位置によっては３つ以上のＹセンサ１２２が対向する場合もありうる。その場合、最小二乗法等を使ってＹターゲット１１０の傾き、すなわちＺ軸周りの回転量Ｗｚを算出することができる。

また、図８Ａ及び図８Ｂでは、可動子１０１として可動子１０１ｄが搬送され、Ｚセンサ１２１としてＺセンサ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが配置されている場合を示している。図８Ａ及び図８Ｂに示す可動子１０１ｄのＺターゲット１０９には、３つのＺセンサ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが対向している。ここで、３つのＺセンサ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが出力する相対距離の値をそれぞれＺａ、Ｚｂ、Ｚｃとする。また、Ｘ方向のセンサ間距離、すなわちＺセンサ１２１ａ、１２１ｂ間の距離をＬｚ１とする。また、Ｙ方向のセンサ間距離、すなわちＺセンサ１２１ａ、１２１ｃ間の距離をＬｚ２とする。すると、Ｙ軸周りの回転量Ｗｙ及びＸ軸周りの回転量Ｗｘは、それぞれ次式（５ａ）及び（５ｂ）により算出することができる。
Ｗｙ＝（Ｚｂ－Ｚａ）／Ｌｚ１ …式（５ａ）
Ｗｘ＝（Ｚｃ－Ｚａ）／Ｌｚ２ …式（５ｂ）

可動子姿勢算出関数４０２は、上述のようにして、可動子１０１の姿勢情報として各軸周りの回転量Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚを算出することができる。

また、可動子姿勢算出関数４０２は、次のようにして可動子１０１の姿勢情報として可動子１０１のＹ方向の位置Ｙ及びＺ方向の位置Ｚを算出することができる。

まず、可動子１０１のＹ方向の位置Ｙの算出について図７を用いて説明する。図７において、可動子１０１ｃがかかる２つのＹセンサ１２２をそれぞれＹセンサ１２２ａ、１２２ｂとする。また、Ｙセンサ１２２ａ、１２２ｂの測定値をそれぞれＹａ、Ｙｂとする。また、Ｙセンサ１２２ａの位置とＹセンサ１２２ｂの位置との中点をＯｅ′とする。さらに、式（１）～（３）で得られた可動子１０１ｃの位置をＯｓ′とし、Ｏｅ′からＯｓ′までの距離をｄＸ′とする。このとき、可動子１０１ｃのＹ方向の位置Ｙは、次式により近似的に計算して算出することができる。
Ｙ＝（Ｙａ＋Ｙｂ）／２－Ｗｚ＊ｄＸ′

次に、可動子１０１のＺ方向の位置Ｚの算出について図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。可動子１０１ｄがかかる３つのＺセンサ１２１をそれぞれＺセンサ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃとする。また、Ｚセンサ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃの測定値をそれぞれＺａ、Ｚｂ、Ｚｃとする。また、Ｚセンサ１２１ａのＸ座標とＺセンサ１２１ｃのＸ座標とは同一である。また、リニアエンコーダ２０４は、Ｚセンサ１２１ａとＺセンサ１２１ｃとの中間の位置にあるものとする。また、Ｚセンサ１２１ａ及びＺセンサ１２１ｃの位置ＸをＯｅ″とする。さらに、Ｏｅ″から可動子１０１の中心Ｏｓ″までの距離をｄＸ″とする。このとき、可動子１０１のＺ方向の位置Ｚは、次式により近似的に計算して算出することができる。
Ｚ＝（Ｚａ＋Ｚｂ）／２＋Ｗｙ＊ｄＸ″

なお、位置Ｙ及び位置ＺともにそれぞれＷｚ、Ｗｙの回転量が大きい場合には、さらに近似の精度を高めて算出することができる。

次に、コイル電流算出関数４０４による処理について図１を用いて説明する。なお、以下で用いる力の表記において、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の力が働く方向をそれぞれｘ、ｙ、ｚで示し、図１におけるＹ＋側であるＲ側をＲ、Ｙ－側であるＬ側をＬ、Ｘ＋側をｆ、Ｘ－方向をｂで示す。

図２ＡにおいてＲ側及びＬ側の各永久磁石１０３に働く力をそれぞれ次のように表記する。各永久磁石１０３に働く力は、電流が印加された複数のコイル２０２により永久磁石１０３が受ける電磁力である。永久磁石１０３は、電流が印加された複数のコイル２０２により、可動子１０１の搬送方向であるＸ方向の電磁力のほか、Ｘ方向とは異なる方向であるＹ方向及びＺ方向の電磁力を受ける。

Ｒ側の永久磁石１０３に働く力の表記は、それぞれ次のとおりである。
ＦｚｆＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｂＲのＺ方向に働く力
ＦｘｆＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｂＲのＸ方向に働く力
ＦｙｆＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ａＲのＹ方向に働く力
ＦｘｂＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｃＲのＸ方向に働く力
ＦｙｂＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｄＲのＹ方向に働く力
ＦｚｂＲ：Ｒ側の永久磁石１０３ｃＲのＺ方向に働く力

Ｌ側の永久磁石１０３に働く力の表記は、それぞれ次のとおりである。
ＦｚｆＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｂＬのＺ方向に働く力
ＦｘｆＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｂＬのＸ方向に働く力
ＦｙｆＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ａＬのＹ方向に働く力
ＦｘｂＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｃＬのＸ方向に働く力
ＦｙｂＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｄＬのＹ方向に働く力
ＦｚｂＬ：Ｌ側の永久磁石１０３ｃＬのＺ方向に働く力

また、可動子１０１に対して印加される力Ｔを次式（６）により表記する。なお、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚは、力の３軸成分であり、それぞれ力のＸ方向成分、Ｙ方向成分及びＺ方向成分である。また、Ｔｗｘ，Ｔｗｙ、Ｔｗｚは、モーメントの３軸成分であり、それぞれモーメントのＸ軸周り成分、Ｙ軸周り成分及びＺ軸周り成分である。本実施形態による搬送装置１は、これら力Ｔの６軸成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）を制御することにより、可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御する。
Ｔ＝（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ） …式（６）

すると、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ、Ｔｗｘ、Ｔｗｙ、Ｔｗｚは、それぞれ次式（７ａ）、（７ｂ）、（７ｃ）、（７ｄ）、（７ｅ）及び（７ｆ）により算出される。
Ｔｘ＝ＦｘｆＲ＋ＦｘｂＲ＋ＦｘｆＬ＋ＦｘｂＬ …式（７ａ）
Ｔｙ＝ＦｙｆＬ＋ＦｙｆＲ＋ＦｙｂＬ＋ＦｙｂＲ …式（７ｂ）
Ｔｚ＝ＦｚｂＲ＋ＦｚｂＬ＋ＦｚｆＲ＋ＦｚｆＬ …式（７ｃ）
Ｔｗｘ＝｛（ＦｚｆＬ＋ＦｚｂＬ）－（ＦｚｆＲ＋ＦｚｂＲ）｝＊ｒｘ３ …式（７ｄ）
Ｔｗｙ＝｛（ＦｚｆＬ＋ＦｚｆＲ）－（ＦｚｂＬ＋ＦｚｂＲ）｝＊ｒｙ３ …式（７ｅ）
Ｔｗｚ＝｛－（ＦｙｆＬ＋ＦｙｆＲ）＋（ＦｙｂＬ＋ＦｙｂＲ）｝＊ｒｚ３ …式（７ｆ）

このとき、永久磁石１０３に働く力については、次式（７ｇ）、（７ｈ）、（７ｉ）及び（７ｊ）により表される制限を導入することができる。これらの制限を導入することにより、所定の６軸成分を有する力Ｔを得るための各永久磁石１０３に働く力の組み合わせを一意に決定することができる。
ＦｘｆＲ＝ＦｘｂＲ＝ＦｘｆＬ＝ＦｘｂＬ …式（７ｇ）
ＦｙｆＬ＝ＦｙｆＲ …式（７ｈ）
ＦｙｂＬ＝ＦｙｂＲ …式（７ｉ）
ＦｚｂＲ＝ＦｚｂＬ …式（７ｊ）

次に、コイル電流算出関数４０４が、各永久磁石１０３に働く力から各コイル２０２に印加する電流量を決定する方法について説明する。

まず、Ｎ極及びＳ極の極性がＺ方向に交互に並んだ永久磁石１０３ａ、１０３ｄにＺ方向の力を印加する場合について説明する。なお、コイル２０２は、そのＺ方向の中心が永久磁石１０３ａ、１０３ｄのＹ方向の中心に位置するように配置されている。これにより、永久磁石１０３ａ、１０３ｄに対してＸ方向及びＹ方向に働く力は、殆ど発生しないようになっている。

Ｘを可動子１０１の位置、ｊを列に並んだコイル２０２の番号として、単位電流当たりのコイル２０２（ｊ）のＺ方向に働く力の大きさをＦｚ（ｊ、Ｘ）とし、コイル２０２（ｊ）に印加する電流をｉ（ｊ）とする。なお、コイル２０２（ｊ）は、ｊ番目のコイル２０２である。この場合、電流ｉ（ｊ）は、次式（８）を満足するように決定することができる。なお、次式（８）は、永久磁石１０３ｄＲについての式である。他の永久磁石１０３ａＲ、１０３ａＬ、１０３ｄＬについても同様にしてコイル２０２に印加する電流を決定することができる。

ここで、各コイル２０２に印加する電流とコイル２０２に働く力の線形性について説明する。図９において永久磁石１０３はコイル２０２に対向していて永久磁石１０３から出た磁束の多くはコイル２０２内を通過して再び永久磁石１０３に戻る。

仮に永久磁石１０３の起磁力を９００ｋＡ／ｍ、厚み０．０１ｍとした場合、永久磁石の起磁力は
９００ｋＡ／ｍ＊０．０１ｍ＝９０００Ａ
となる。

一方コイル２０２の巻き数を９００回とし電流として１Ａを印加した場合の起磁力は
９００＊１Ａ＝９００Ａ
９００Ａであり、永久磁石１０３が作る起磁力が十分大きい。このような場合、コイル２０２に印加する電流量と新たに発生する力の関係は十分線形であることが一般的に知られている。 そのため、
ΣＦｚ（ｊ、Ｘ）＊ｉ（ｊ）＝ＦｚｂＲ …式（８）
が成立する。

コイル電流算出関数４０４は、上述のようにしてコイル２０２（ｊ）に印加する電流指令値を決定することができる。こうして決定される電流指令値により可動子１０１に印加されるＺ方向の力により、可動子１０１は、Ｚ方向に浮上する浮上力を得るとともに、その姿勢が制御される。

なお、複数のコイル２０２が永久磁石１０３に力を及ぼす場合には、各コイル２０２が及ぼす力に応じて単位電流当たりの力の大きさで電流を按分することにより、永久磁石１０３に働く力を一意に決定することができる。

また、図１に示すように、永久磁石１０３は、可動子１０１のＬ側及びＲ側に対称に配置されている。このような永久磁石１０３の対称配置により、永久磁石１０３に働く多成分の力、例えば永久磁石１０３ａ、１０３ｄに働くＷｘの力、すなわちＸ軸周りのモーメント成分をＬ側及びＲ側の力で相殺することが可能になる。この結果、より高精度な可動子１０１の姿勢の制御が可能になる。

次に、Ｎ極、Ｓ極及びＮ極の極性がＸ方向に交互に並んだ永久磁石１０３ｂに対してＸ方向及びＹ方向に対して独立に力を印加する方法について説明する。図９は、永久磁石１０３ｂに対してＸ方向及びＹ方向に独立に力を印加する方法を説明する概略図である。コイル電流算出関数４０４は、以下に従って、永久磁石１０３ｂに対してＸ方向及びＹ方向に対して独立に力を印加するためにコイル２０２に印加する電流指令値を決定する。なお、永久磁石１０３ｃについても、永久磁石１０３ｂと同様にＸ方向及びＹ方向に対して独立に力を印加することができる。

Ｘを可動子１０１の位置、ｊを列に並んだコイル２０２の番号として、単位電流当たりのコイル２０２（ｊ）のＸ方向及びＹ方向に働く力の大きさを、それぞれＦｘ（ｊ、Ｘ）及びＦｙ（ｊ、Ｘ）とする。また、コイル２０２（ｊ）の電流の大きさをｉ（ｊ）とする。なおコイル２０２（ｊ）は、ｊ番目のコイル２０２である。

図９Ａは、横にＸ軸、縦にＹ軸を取り、永久磁石１０３ｂＲに対向する６個のコイル２０２を抜き出して示す図である。図９Ｂは、図９ＡをＹ方向から見た図である。コイル２０２には、Ｘ方向に並んだ順に１から６までの番号ｊを付与し、以下では例えばコイル２０２（１）のように表記して各コイル２０２を特定する。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、コイル２０２は、距離Ｌのピッチでされている。一方、可動子１０１の永久磁石１０３は、距離３／２＊Ｌのピッチで配置されている。

図９Ｃのグラフは、図９Ａ及び図９Ｂに示す各々のコイル２０２に対して単位電流を印加した際に発生するＸ方向の力Ｆｘ及びＺ方向の力Ｆｚの大きさを模式的に示したグラフである。

簡単のため、図９では、コイル２０２のＸ方向の位置の原点Ｏｃをコイル２０２（３）とコイル２０２（４）の中間とし、永久磁石１０３ｂＲのＸ方向の中心Ｏｍを原点としている。このため、図９は、ＯｃとＯｍとが合致した場合、すなわちＸ＝０の場合を示している。

このとき、例えばコイル２０２（４）に対して働く単位電流当たりの力は、Ｘ方向にＦｘ（４，０）、Ｚ方向にＦｚ（４，０）の大きさである。また、コイル２０２（５）に対して働く単位電流当たりの力は、Ｘ方向にＦｘ（５，０）、Ｚ方向にＦｚ（５，０）の大きさである。

ここで、コイル２０２（１）～２０２（６）に印加する電流値をそれぞれｉ（１）～ｉ（６）とする。すると、永久磁石１０３ｂＲに対して、Ｘ方向に働く力の大きさＦｘｆＲ及びＹ方向に働く力の大きさＦｚｆＲは、それぞれ一般的に次式（９）及び（１０）で表される。
ＦｘｆＲ＝Ｆｘ（１，Ｘ）＊ｉ（１）＋Ｆｘ（２，Ｘ）＊ｉ（２）＋Ｆｘ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｘ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｘ（５，Ｘ）＊ｉ（５）＋Ｆｘ（６，Ｘ）＊ｉ（６） …式（９）
ＦｚｆＲ＝Ｆｚ（１，Ｘ）＊ｉ（１）＋Ｆｚ（２，Ｘ）＊ｉ（２）＋Ｆｚ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｚ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｚ（５，Ｘ）＊ｉ（５）＋Ｆｚ（６，Ｘ）＊ｉ（６） …式（１０）

上記式（９）及び（１０）を満足する電流値ｉ（１）～ｉ（６）をそれぞれコイル２０２（１）～２０２（６）に印加されるように電流指令値を決定することにより、永久磁石１０３ｂＲに対してＸ方向及びＺ方向に独立に力を印加することができる。コイル電流算出関数４０４は、永久磁石１０３に対してＸ方向及びＺ方向に独立に力を印加するために、上述のようにしてコイル２０２（ｊ）に印加する電流指令値を決定することができる。

より簡単のため、図９に示す場合において、永久磁石１０３ｂＲに対してコイル２０２（１）～２０２（６）のうちのコイル２０２（３）、２０２（４）、２０２（５）だけを使い、さらにこれら３つの電流値の総和が０となるように制御する場合を例に考える。この例の場合、永久磁石１０３ｂＲに対してＸ方向に働く力ＦｘｆＲ及びＺ方向に働く力ＦｚｆＲは、それぞれ次式（１１）及び（１２）により表される。
ＦｘｆＲ＝Ｆｘ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｘ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｘ（５，Ｘ）＊ｉ（５） …式（１１）
ＦｚｆＲ＝Ｆｚ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｚ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｚ（５，Ｘ）＊ｉ（５） …式（１２）

また、コイル２０２（１）～２０２（６）の電流値は、次式（１３）及び（１４）を満足するように設定することができる。
ｉ（３）＋ｉ（４）＋ｉ（５）＝０ …式（１３）
ｉ（１）＝ｉ（２）＝ｉ（６）＝０ …式（１４）

したがって、永久磁石１０３ｂＲに対して必要な力の大きさ（ＦｘｆＲ、ＦｚｆＲ）が決定された場合、電流値ｉ（１）、ｉ（２）、ｉ（３）、ｉ（４）、ｉ（５）及びｉ（６）を一意に決定することができる。こうして決定される電流指令値により可動子１０１にＸ方向及びＺ方向に力が印加される。可動子１０１に印加されるＸ方向の力により、可動子１０１は、Ｘ方向に移動する推進力を得てＸ方向に移動する。また、こうして決定される電流指令値により可動子１０１に印加されるＸ方向及びＺ方向の力により、可動子１０１はその姿勢が制御される。

こうして、統合コントローラ３０１は、複数のコイル２０２に印加する電流を制御することにより、可動子１０１に印加する力の６軸成分のそれぞれを制御する。

なお、可動子１０１の搬送により永久磁石１０３ｂＲの中心Ｏｍに対してコイル２０２の中心Ｏｃが移動した場合、すなわちＸ≠０の場合は、移動した位置に応じたコイル２０２を選択することができる。さらに、コイル２０２に発生する単位電流当たりの力に基づいて、上記と同様の計算を実行することができる。

上述のようにして、統合コントローラ３０１は、複数のコイル２０２に印加する電流の電流指令値を決定して制御することにより、固定子２０１上での可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の非接触での固定子２０１上の搬送を制御する。すなわち、統合コントローラ３０１は、可動子１０１の搬送を制御する搬送制御手段として機能し、複数のコイル２０２により永久磁石１０３が受ける電磁力を制御することにより、固定子２０１上における可動子１０１の非接触での搬送を制御する。また、統合コントローラ３０１は、可動子１０１の姿勢を制御する姿勢制御手段として機能し、固定子２０１上における可動子１０１の姿勢を６軸で制御する。なお、制御装置としての統合コントローラ３０１の機能の全部又は一部は、コイルコントローラ３０２その他の制御装置により代替されうる。

このように、本実施形態によれば、２列に配置された複数のコイル２０２により、可動子１０１に対して、３軸の力成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）及び３軸のモーメント成分（Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）の６軸の力を印加することができる。これにより、可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御することができる。本実施形態によれば、制御すべき変数である力の６軸成分の数よりも少ない列数である２列のコイル２０２により、可動子１０１の姿勢の６軸制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御することができる。

したがって、本実施形態によれば、コイル２０２の列数を少なく構成することができるため、システムの大型化や複雑化を伴うことなく、可動子１０１の姿勢を制御しつつ、可動子１０１を非接触で搬送することができる。さらに、本実施形態によれば、コイル２０２の列数を少なく構成することができるため、安価に小型の磁気浮上型の搬送装置を構成することができる。

［第二の実施形態］
図１３を用いて第二の実施形態について説明する。

第一の実施形態では、可動子１０１のＸ方向に沿った下面のＬ側およびＲ側の端部に、永久磁石１０８が２列配置されて取り付けられている例を示した。それに対し、本実施形態においては、永久磁石１３０１Ｌが、可動子の上面に取り付けられている例を示す。Ｒ側については図示および説明を省略するが、Ｌ側と同様である。また、第一の実施形態から変更のない構成については、同じ符号を付し説明を省略する。図１３において、永久磁石１３０１Ｌが、可動子の上面に取り付けられ、永久磁石１３０３Ｌが固定子２０１に取り付けられている。そして、可動子側の永久磁石１３０１Ｌと固定子側の永久磁石１３０３Ｌが互いに反発する方向に着磁されている。つまり、可動子側の永久磁石１３０１Ｌと固定子側の永久磁石１３０３Ｌは互いに反発しあう。１３０２Ｌ、１３０３Ｌはそれぞれヨークで、１３０５Ｌは固定子２０１との間のブラケットである。

これにより、可動子１０１が上昇すると固定子２０１に取り付けられた永久磁石１３０３Ｌから反発力を受ける構成となっている。

図１１Ｂでさらに詳細に説明する。

図１１Ｂは図１１Ａと同様に可動子１０１が受ける力を模式的に表した図である。

図１１Ａと異なり図１１ＢではＦｂがＺ＋方向に行くに従ってその絶対値が大きくなっている。また反発力は下向きの力であるのでＦｂは図１１Ａと異なり第二象限（ＦＺ＞０）にある。

この場合、コイル２０２と永久磁石１０３の関係を変えないとするとＦａ－ｍｇ（１１０１ｂ）のプロファイルは図１１Ａ（１１０１ａ）と同じである。一方、Ｆｂの大きさはＦａ－ｍｇ（１１０１ｂ）よりその勾配の変化が大きくなるように構成されている（１１０２ｂ）。

以上のように反発しあう永久磁石（１３０１、１３０３）を構成すれば図１１ＢにあるようにＺ＝ＺｂでそのポテンシャルエネルギーΦＺは極小値をとり、Ｚ＝Ｚｔで極大値ととる。従って、Ｚ＝Ｚｂ近傍で可動子１０１の位置は安定する。

第二の実施形態の場合、第一の実施形態と比較してＦａ－ｍｇの勾配が大きい領域で安定化させる必要があるのでＦｂの勾配はそれよりさらに大きくなる必要があるため反発しあう永久磁石（１３０１、１３０３）は第一の実施形態と比べて大型化しやすい。

しかしながら、本実施形態ではＺ＝Ｚ０の位置に比べてコイル２０２に近い側で可動子１０１の位置が安定するのでＺ＝Ｚ０あるいは第一の実施形態と比較して推力定数が大きくなる場合がある。従って同じ推力を発生させる場合でも小さな電流で済む。

一方、第一の実施形態と比較してポテンシャルエネルギーの深さ（１１０５ｂ）は第一の実施形態のポテンシャルエネルギーの深さ（１１０５ａ）と比較して小さくなる傾向になるので安定化の度合いが小さい。

また、第二の実施形態の場合、コイル２０２と反発用の永久磁石（１３０１、１３０３）を近接して配置して設計することが可能なので装置構成をよりコンパクトにすることが出来る。また、加工のためのプロセス装置が可動子１０１の下側にある蒸着源（図１の１４０参照）であるような場合、反発しあう永久磁石（１３０１、１３０３）が可動子１０１の下方にあると蒸着源４００の邪魔になりかねない。しかし、そういった場合も永久磁石（１３０１、１３０３）を蒸着源（図１の１４０参照）等のプロセス装置の反対側に位置することが出来るため有効である。

［第三の実施形態］
図１４を用いて第三の実施形態について説明する。

第一の実施形態では、可動子１０１のＸ方向に沿った下面のＬ側およびＲ側の端部に、永久磁石１０８が２列配置されて取り付けられている例を示した。また、第二の実施形態では、可動子に取り付けられた永久磁石１３０１Ｌが下側、固定子に取り付けられた永久磁石１３０３Ｌが上側になるように可動子および固定子に取り付けることで、可動子が上昇すると反発力を受ける例を示した。本実施形態では、可動子に取り付けられた永久磁石１４０１Ｌが上側、固定子に取り付けられた永久磁石１４０３Ｌが下側になるように可動子および固定子に取り付けることで、可動子が下降すると反発力を受ける例を示す。図１４ではＬ側のみについて記載しており、Ｒ側については図示および説明を省略するが、Ｌ側と同様である。また、第一の実施形態または第二の実施形態から変更のない構成については、同じ符号を付し説明を省略する。図１４において、永久磁石１４０１Ｌが、可動子の上面に取り付けられた可動子アダプタ１０５に取り付けられ、永久磁石１４０３Ｌが固定子２０１に取り付けられたブラケット１４０５Ｌに取り付けられている。そして、可動子側の永久磁石１４０１Ｌと固定子側の永久磁石１４０３Ｌが互いに反発する方向に着磁されている。１４０２Ｌ、１４０３Ｌはそれぞれヨークで、１３０５Ｌは固定子２０１との間のブラケットである。

これにより、可動子１０１が下降すると固定子２０１に取り付けられた永久磁石１４０３Ｌから反発力を受ける構成となっている。

可動子アダプタ１０５および固定子のブラケット１３０５Ｌの形状が互いにＳ字の形状になり大型化しやすい。しかし、可動子１０１が下降すると固定子側の永久磁石１４０３Ｌから反発する力を受けるので、第一の実施形態のようにポテンシャルＦｚを深くすることが容易で安定化させやすい。

ポテンシャルエネルギーΦＺのとりかたは第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。

［第四の実施形態］
図１６を用いて第四の実施形態について説明する。

第一の実施形態では、可動子１０１のＸ方向に沿った下面のＬ側およびＲ側の端部に、永久磁石１０８が２列配置されて取り付けられている例を示した。

本実施形態では、第一の実施形態に加えて、Ｙ方向用の永久磁石のセット、１６０１Ｌ、１６０２Ｌが配置されている例を示す。図１６ではＬ側のみについて記載しており、Ｒ側については図示および説明を省略するが、Ｌ側と同様である。また、第一の実施形態または第二の実施形態から変更のない構成については、同じ符号を付し説明を省略する。

Ｙ方向用の永久磁石のセット、１６０１Ｌ、１６０２Ｌを配置することで可動子１０１の位置をＹ方向にも安定化させることが出来る。

なお、永久磁石１６０１Ｌ，１６０２Ｌは永久磁石だけでもよいし、裏側にヨークを取り付けてもよい。

［第五の実施形態］
図１７を用いて第五の実施形態について説明する。

第一の実施形態では、可動子１０１のＸ方向に沿った下面のＬ側およびＲ側の端部に、永久磁石１０８が２列配置されて取り付けられている例を示した。また、図１において、永久磁石１０８Ｌ、１２７Ｌの形状が平板状である例を示した。

本実施形態では、図１の平板状の永久磁石１０８Ｌ、１２７Ｌに変えて、Ｃ字形状に湾曲した永久磁石１７０１Ｌと１７０２Ｌがそれぞれ配置されていて対向して置かれている例を示す。図１７ではＬ側のみについて記載しており、Ｒ側については図示および説明を省略するが、Ｌ側と同様である。また、第一の実施形態または第二の実施形態から変更のない構成については、同じ符号を付し説明を省略する。

図１７に示すようにＣ字形状に湾曲した永久磁石１７０１Ｌと１７０２Ｌを配置することで可動子１０１の位置をＹ方向にも安定化させることが出来る。

なお、永久磁石１７０１Ｌ，１７０２Ｌは、永久磁石だけでもよいし、裏側にヨークを取り付けてもよい。

なお、図１７では永久磁石１７０１Ｌが永久磁石１７０２Ｌに囲われる形状になっているが、その磁石の関係を逆にした配置としてもよい。

［第六の実施形態］
図１８を用いて第六の実施形態について説明する。

第一の実施形態では、可動子１０１のＸ方向に沿った下面のＬ側およびＲ側の端部に、永久磁石１０８が２列配置されて取り付けられている例を示した。また、図１において、永久磁石１０８Ｌ、１２７Ｌの形状が平板状である例を示した。

本実施形態では、図１の平板状の永久磁石１０８Ｌに変えて、平板状の永久磁石１８０１ａＬ、１８０２ａＬがＶ字状に配置され、平板状の永久磁石１８０１ａＬ、１８０２ａＬに対向して永久磁石１８０１ｂＬ、１８０２ｂＬが置かれている例を示す。図１８ではＬ側のみについて記載しており、Ｒ側については図示および説明を省略するが、Ｌ側と同様である。また、第一の実施形態または第二の実施形態から変更のない構成については、同じ符号を付し説明を省略する。

図１８に示すように平板状の永久磁石１８０１ａＬ、１８０２ａＬをＶ字型に配置することで可動子１０１の位置をＹ方向にも安定化させることが出来る。

なお、永久磁石１８０１ａＬ、１８０２ａＬ、１８０１ｂＬ、１８０２ｂＬは永久磁石だけでもよいし、裏側にヨークを取り付けてもよい。

なお、図１８では永久磁石１８０１ａＬ、１８０１ｂＬが永久磁石１８０２ａＬ、１８０２ｂＬに囲われる形状になっているが、その磁石の関係を逆にした配置としてもよい。

［第七の実施形態］
図１９を用いて第七の実施形態について説明する。

第一の実施形態では、可動子１０１のＸ方向に沿った下面のＬ側およびＲ側の端部に、永久磁石１０８が２列配置されて取り付けられている例を示した。また、図１において、永久磁石１０８Ｌ、１２７Ｌの形状が平板状である例を示した。

本実施形態では、図１ではＬ側に１列配置された永久磁石１２７Ｌの代わりに、Ｌ側に２列に配置された永久磁石１９０２ａＬ、１９０２ｂＬが永久磁石１０８Ｌと対向して置かれている例を示す。図１９ではＬ側のみについて記載しており、Ｒ側については図示および説明を省略するが、Ｌ側と同様である。また、第一の実施形態または第二の実施形態から変更のない構成については、同じ符号を付し説明を省略する。

図１９に示すようにＬ側に２列に永久磁石１９０２ａＬ、１９０２ｂＬを配置することで可動子１０１の位置をＹ方向にも安定化させることが出来る。

なお、永久磁石１９０２ａＬ、１９０２ｂＬは永久磁石だけでもよいし、裏側にヨークを取り付けてもよい。

なお、図１９では分割された永久磁石１９０２ａＬ、１９０２ｂＬが固定子側に取り付けられているが、可動子側の磁石１０８Ｌと固定子側の永久磁石１９０２ａＬ、１９０２ｂＬとの配置関係を逆にしてもよい。

なお、第１から第７の実施形態においてはコイル２０２と永久磁石１０３の組み合わせは可動子１０１の上面側にあったが、これを可動子１０１の下面側に置いてもよい。その場合、コイル２０２のコアは無いものが好適である。コイル２０２のコアが無い場合はコイル２０２に通電しない場合、コイル２０２と永久磁石１０３との間の吸引力が働かないので例えば図１５において吸着力１５０１は働かない。

１０１ 可動子
１０２ ワーク
１０３ 永久磁石
１０５ 可動子アダプタ
１０６ ヨーク
１０７ ヨーク
１０８ 永久磁石
１０９ Ｚターゲット
１１０ Ｙターゲット
１１１ リニアスケール
１２１ Ｚセンサ
１２２ Ｙセンサ
１２４ ストッパ
１２５ ブラケット
１２６ ヨーク
１２７ 永久磁石

Claims (14)

1. 第１の方向に沿って複数のコイルが配置された固定子と、
   前記第１の方向に沿って移動する可動子と、を備え、
   前記固定子は、前記第１の方向に沿って配置され、一方向に着磁された複数の第１の磁石をさらに有し、
   前記可動子は、
   前記複数のコイルに対向するように配置された複数の第２の磁石と、
   前記複数の第１の磁石と対向するように配置され、前記複数の第１の磁石と反発する方向に着磁された複数の第３の磁石と、を有し、
   前記コイルと前記複数の第２の磁石との相互作用で発生する力と、前記複数の第１の磁石と前記複数の第３の磁石とが反発しあう力によって、浮上する方向の力が制御される
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記複数のコイルは、コアを有することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記複数の第３の磁石は、前記可動子の下面側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
4. 前記複数の第３の磁石は、前記可動子の上面に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の搬送装置。
5. 前記複数の第１の磁石の前記第１の方向と交差する第２の方向における中心と、前記複数の第３の磁石の前記第２の方向における中心は、前記第２の方向においてずれていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項に記載の搬送装置。
6. 前記複数の第３の磁石の少なくとも１つは、湾曲した形状であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項に記載の搬送装置。
7. 前記複数の第３の磁石の少なくとも１つは、Ｖ字状に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項に記載の搬送装置。
8. 前記可動子は、側面に前記第１の方向に沿って配置され一方向に着磁された複数の第４の磁石をさらに有し、
   前記固定子は、前記複数の第４の磁石と対向可能な位置に、前記複数の第４の磁石と反発する方向に着磁された複数の第５の磁石を有することを特徴とする請求項１乃至７いずれか一項に記載の搬送装置。
9. 前記複数の第２の磁石は、前記第１の方向に沿って互いに磁極が異なるように配置された第１の磁石群と、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って互いに磁極が異なるように配置された第２の磁石群と、を有することを特徴とする請求項１乃至８いずれか一項に記載の搬送装置。
10. 前記可動子は、前記コイルと前記第１の磁石群との相互作用で発生する力によって、前記第１の方向に沿って移動する力が制御されることを特徴とする請求項９に記載の搬送装置。
11. 前記可動子は、前記コイルと前記第１の磁石群との相互作用で発生する力と、前記複数の第１の磁石と前記複数の第３の磁石とが反発しあう力によって、浮上する方向の力が制御されることを特徴とする請求項９または１０に記載の搬送装置。
12. 請求項１乃至１１いずれか一項に記載の搬送装置により搬送されたワークに加工を行ない、物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
13. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載に搬送装置と、蒸着源と、を備える蒸着装置であって、
    前記蒸着源が、前記複数の第１の磁石及び前記複数の第３の磁石よりも下方に設けられていることを特徴とする蒸着装置。
14. 前記可動子は、前記蒸着源と、前記複数のコイルとの間を移動可能であることを特徴とする請求項１３に記載の蒸着装置。

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