(57)【要約】【課題】被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構への供給電力量を低減することのできる二軸アクチュエータ装置を提供する。【解決手段】被走査部２７を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構２８を、第１の移動ステージ２４を第１のタイミングベルト３１を介してガイドレール２２，２３の長手方向に駆動するタイミングプーリ３２，３３と、これらタイミングプーリ３２，３３の１つを回転駆動する第１の駆動モータ３４と、第２の移動ステージ２６を第２のタイミングベルト３６を介してガイドレール２２，２３の長手方向と直交する方向に駆動するタイミングプーリ３７〜４１と、これらタイミングプーリ３７〜４１の１つを回転駆動する第２の駆動モータ４２とから構成する。【選択図】  図１
2005014161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、このベース上に設けられたガイドレールと、このガイドレール上に該レールの長手方向に移動可能に設けられた第１の移動ステージと、この第１の移動ステージに設けられた支持部材と、この支持部材に前記ガイドレールの長手方向と直交する方向に移動可能に支持された第２の移動ステージと、この第２の移動ステージに設けられた被走査部と、この被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構と、を備えた二軸アクチュエータ装置であって、
前記駆動機構を、前記第１の移動ステージを第１のタイミングベルトを介して前記ガイドレールの長手方向に駆動するための複数のタイミングプーリと、これらタイミングプーリの１つを回転駆動する第１の駆動モータと、前記第２の移動ステージを第２のタイミングベルトを介して前記ガイドレールの長手方向と直交する方向に駆動するための複数のタイミングプーリと、これらタイミングプーリの１つを回転駆動する第２の駆動モータとから構成したことを特徴とする二軸アクチュエータ装置。
【請求項２】
請求項１記載の二軸アクチュエータ装置において、前記第１及び第２の駆動モータを前記ベースに設けたことを特徴とする二軸アクチュエータ装置。
【請求項３】
ベースと、該ベース上に設置された第１のガイドロッドサポートと、この第１のガイドロッドサポートに対向して前記ベース上に設置された第２のガイドロッドサポートと、前記第１及び第２のガイドロッドサポートに両端部を支持された第１のガイドロッドと、この第１のガイドロッドと平行に前記第１及び第２のガイドロッドサポートに両端部を支持された第２のガイドロッドと、前記第１及び第２のガイドロッドに該ガイドロッドの軸方向に移動可能に支持された第１の移動ステージと、この第１の移動ステージに設けられた案内部材と、この案内部材に前記ガイドロッドの軸方向と直交する方向に移動可能に支持された第２の移動ステージと、この第２の移動ステージに設けられた被走査部と、この被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構と、を備えた二軸アクチュエータ装置であって、
前記駆動機構を、前記第１の移動ステージを第１のタイミングベルトを介して前記ガイドロッドの長手方向に駆動する複数のタイミングプーリと、これらタイミングプーリの１つを回転駆動する第１の駆動モータと、前記第２の移動ステージを第２のタイミングベルトを介して前記ガイドロッドの長手方向と直交する方向に駆動する５つのタイミングプーリと、これらタイミングプーリの１つを回転駆動する第２の駆動モータとから構成したことを特徴とする二軸アクチュエータ装置。
【請求項４】
請求項３記載の二軸アクチュエータ装置において、前記第１及び第２の駆動モータを不動の部分に設けたことを特徴とする二軸アクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば臨床検査薬等の液体をマイクロウエルプレートに分注する液体分注装置のマイクロディスペンサを直交する２つの軸方向に走査するＸＹ走査ユニットのように、被搬送物を所定のエリア内で少なくも２軸方向に位置決めする二軸アクチュエータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直交する２つの軸方向に走査するＸＹ走査ユニットとして、従来、図７に示す構成の二軸アクチュエータ装置が知られている（特許文献１参照）。この二軸アクチュエータ装置は、ベース１と、このベース１上に設置された第１のガイドレール２と、この第１のガイドレール２と平行にベース１上に設置された第２のガイドレール３と、これらのガイドレール２，３上に同レールの長手方向に移動可能に設けられた第１の移動ステージ４と、この第１の移動ステージ４に設けられた支持部材５と、この支持部材５にガイドレール２，３の長手方向と直交する方向に移動可能に支持された第２の移動ステージ６と、この第２の移動ステージ６に設けられた被走査部７とを備えており、被走査部７は、タイミングベルト９、タイミングプーリ１０ａ〜１０ｉおよび駆動モータ１１ａ，１１ｂとからなる駆動機構８により直交する２つの軸方向（図中Ｘ及びＹ方向）に駆動されるようになっている。
【０００３】
このような二軸アクチュエータ装置は、駆動機構８の駆動モータ１１ａ，１１ｂがベース１に設けられているため、例えば駆動モータの１つを第１の移動ステージに設けた場合のように、第１の移動ステージ４が駆動モータ１１ａ又は１１ｂの給電用ケーブルを引き摺りながら移動するようなことがない。従って、給電用ケーブルの損耗を防止する手段として、例えば特開平９−３２６５７１号公報、特開平１１−１２３６９１号公報などに開示されているようなケーブルベアを使用しないで済むという利点を有している。ケーブルベアは音や塵埃の発生源の１つとなるため、音の発生を嫌う用途や発塵を嫌う用途で使用される場合、ケーブルベアを使用していない分、有利である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３３５８７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献に開示された二軸アクチュエータ装置では、駆動機構８の駆動モータ１１ａ，１１ｂが常に同期して駆動されるため、電力の消費量が多いという問題があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構への供給電力量を低減することのできる二軸アクチュエータ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ベースと、このベース上に設けられたガイドレールと、このガイドレール上に該レールの長手方向に移動可能に設けられた第１の移動ステージと、この第１の移動ステージに設けられた支持部材と、この支持部材に前記ガイドレールの長手方向と直交する方向に移動可能に支持された第２の移動ステージと、この第２の移動ステージに設けられた被走査部と、この被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構と、を備えた二軸アクチュエータ装置であって、前記駆動機構を、前記第１の移動ステージを第１のタイミングベルトを介して前記ガイドレールの長手方向に駆動する複数のタイミングプーリと、これらのタイミングプーリの１つを回転駆動する第１の駆動モータと、前記第２の移動ステージを第２のタイミングベルトを介して前記ガイドレールの長手方向と直交する方向に駆動する複数のタイミングプーリと、これらのタイミングプーリの１つを回転駆動する第２の駆動モータとから構成したことを特徴とする。このような構成によると、第１及び第２の駆動モータを常に同期させて駆動しなくても被走査部を直交する２つの軸方向に駆動できるので、被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構への供給電力量を低減することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の二軸アクチュエータ装置において、前記第１及び第２の駆動モータを前記ベースに設けたことを特徴とするものであり、このような構成を採用することにより、第１の移動ステージが第１及び第２の駆動モータの給電用ケーブルを引き摺りながら移動するようなことがないので、ケーブルベアを使用することなく被走査部を直交する２つの軸方向に移動させることができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、ベースと、該ベース上に設置された第１のガイドロッドサポートと、この第１のガイドロッドサポートに対向して前記ベース上に設置された第２のガイドロッドサポートと、前記第１及び第２のガイドロッドサポートに両端部を支持された第１のガイドロッドと、この第１のガイドロッドと平行に前記第１及び第２のガイドロッドサポートに両端部を支持された第２のガイドロッドと、前記第１及び第２のガイドロッドに該ガイドロッドの軸方向に移動可能に支持された第１の移動ステージと、この第１の移動ステージに設けられた案内部材と、この案内部材に前記ガイドロッドの軸方向と直交する方向に移動可能に支持された第２の移動ステージと、この第２の移動ステージに設けられた被走査部と、この被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構と、を備えた二軸アクチュエータ装置であって、前記駆動機構を、前記第１の移動ステージを第１のタイミングベルトを介して前記ガイドロッドの長手方向に駆動する複数のタイミングプーリと、これらのタイミングプーリの１つを回転駆動する第１の駆動モータと、前記第２の移動ステージを第２のタイミングベルトを介して前記ガイドロッドの長手方向と直交する方向に駆動する５つのタイミングプーリと、これらのタイミングプーリの１つを回転駆動する第２の駆動モータとから構成したことを特徴とする。このような構成によると、第１及び第２の駆動モータを常に同期させて駆動しなくても被走査部を直交する２つの軸方向に駆動できるので、被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構への供給電力量を低減することができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の二軸アクチュエータ装置において、前記第１及び第２の駆動モータを不動の部分に設けたことを特徴とするものであり、このような構成を採用することにより、第１の移動ステージが第１及び第２の駆動モータの給電用ケーブルを引き摺りながら移動するようなことがないので、ケーブルベアを使用することなく被走査部を直交する２つの軸方向に移動させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る二軸アクチュエータ装置の平面図である。同図において、符号２１はベース、２２はベース２１上に設けられた第１のガイドレール、２３は第１のガイドレール２２と平行にベース２１上に設けられた第２のガイドレール、２４はガイドレール２２，２３上に同レールの長手方向に移動可能に設けられた第１の移動ステージである。また、符号２５は第１の移動ステージ２４に設けられた支持部材、２６は支持部材２５にガイドレール２２，２３の長手方向と直交する方向に移動可能に支持された第２の移動ステージ、２７は第２の移動ステージ２６に設けられた被走査部であり、この被走査部２７は、第１駆動部２９と第２駆動部３０とからなる駆動機構２８により直交する２つの軸方向（図中Ｘ及びＹ方向）に駆動されるようになっている。
【００１１】
第１駆動部２９は第１のタイミングベルト３１を備えており、この第１のタイミングベルト３１には、第１の移動ステージ２４の側面が連結部材３５を介して固定されている。また、第１駆動部２９は第１のタイミングベルト３１を介して第１の移動ステージ２４をガイドレール２２，２３の長手方向に駆動するタイミングプーリ３２，３３と、これらタイミングプーリ３２，３３の１つ（例えばタイミングプーリ３２）を回転駆動する第１の駆動モータ３４とを備えており、タイミングプーリ３２，３３はベース２１の所定位置に設けられている。
【００１２】
一方、第２駆動部３０は第２のタイミングベルト３６と、この第２のタイミングベルト３６を介して第２の移動ステージ２６をガイドレール２２，２３の長手方向と直交する方向に駆動するタイミングプーリ３７〜４１とを備えており、これらのタイミングプーリ３７〜４１のうち３つのタイミングプーリ３９〜４１は第１の移動ステージ２４の所定位置に設けられているが、残りの２つのタイミングプーリ３７，３８はベース２１の所定位置に設けられている。また、第２駆動部３０はタイミングプーリ３７〜４１の１つ（例えばタイミングプーリ３７）を回転駆動する第２の駆動モータ４２を備えており、この第２の駆動モータ４２はベース２１に設けられている。
【００１３】
このような構成において、第１の駆動モータ３４によりタイミングプーリ３２を図中右回りに回転させるとともに、これに同期してタイミングプーリ３７を第２の駆動モータ４２により図中右回りに回転させると、第１のタイミングベルト３１が図中右回りに走行駆動されると共に第２のタイミングベルト３６が図中右回りに走行駆動され（但し、この場合、タイミングプーリ３９，４０，４１は回転せず、タイミングベルト３６のうち、これらの間に張られている部分も不動。）、これにより、被走査部２７が図中右方に移動する。また、タイミングプーリ３７のみを第２の駆動モータ４２により図中右回りに回転させると、タイミングプーリ３７〜４１の全てが回転し、第２のタイミングベルト３６全体が図中右回りに走行駆動され、これにより、被走査部２７が図中上方に移動する。
【００１４】
このように、被走査部２７を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構２８を、第１の移動ステージ２４を第１のタイミングベルト３１を介してガイドレール２２，２３の長手方向に駆動するタイミングプーリ３２，３３と、これらタイミングプーリ３２，３３の１つを回転駆動する第１の駆動モータ３４と、第２の移動ステージ２６を第２のタイミングベルト３６を介してガイドレール２２，２３の長手方向と直交する方向に駆動するタイミングプーリ３７〜４１と、これらタイミングプーリ３７〜４１の１つを回転駆動する第２の駆動モータ４２とから構成したことで、第１及び第２の駆動モータ３４，４２を常に同期させて駆動しなくても被走査部２７を直交する２つの軸方向に駆動できるので、被走査部２７を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構２８への供給電力量を低減することができる。
【００１５】
また、発塵源となり得るタイミングプーリとタイングベルトとの噛み合い部が常に被走査部２７に接近した状態になく、作動範囲から離れた箇所に配設されているので、発塵防止対策にも有利である。
また、第１及び第２の駆動モータ３４，４２をベース２１に設けたことにより、第１の移動ステージ２４が第１及び第２の駆動モータ３４，４２の給電用ケーブルを引き摺りながら移動するようなことがないので、ケーブルベアを使用することなく被走査部２７を直交する２つの軸方向に移動させることができる。
なお、上述した第１の実施形態では被走査部２７の移動領域をベース２１の中央部に設けたが、図２に示す第２の実施形態のように、被走査部２７の移動領域をベース２１の側方に設けても良い。
次に、図３乃至図６を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００１６】
図３乃至図６において、符号５１は本発明の第３の実施形態に係る二軸アクチュエータ装置のベース、５２はベース５１上に設置された第１のガイドロッドサポート、５３は第１のガイドロッドサポート５２に対向してベース５１上に設置された第２のガイドロッドサポート、５４はガイドロッドサポート５２，５３に両端部を支持された第１のガイドロッド、５５は第１のガイドロッド５４と平行に両端部をガイドロッドサポート５２，５３に支持された第２のガイドロッドである。また、５６はガイドロッド５４，５５に同ロッドの軸方向に移動可能に支持された第１の移動ステージ、５７は第１の移動ステージ５６に設けられた支持部材、５８は支持部材５７にガイドロッド５４，５５の軸方向と直交する方向に移動可能に支持された第２の移動ステージ、５９は第２の移動ステージ５８に設けられた被走査部であり、この被走査部５９は、第１駆動部６１と第２駆動部６２とからなる駆動機構６０により直交する２つの軸方向（図中Ｘ及びＹ方向）に駆動されるようになっている。
【００１７】
第１駆動部６１は第１のタイミングベルト６３と、この第１のタイミングベルト６３を介して第１の移動ステージ５６をガイドロッド５４，５５の軸方向に駆動するタイミングプーリ６４，６５と、これらタイミングプーリ６４，６５の１つ（例えばタイミングプーリ６４）を回転駆動する第１の駆動モータ６６とからなり、タイミングプーリ６４，６５はガイドロッドサポート５２，５３の所定位置に設けられている。
【００１８】
一方、第２駆動部６２は第２のタイミングベルト６７と、この第２のタイミングベルト６７を介して第２の移動ステージ５８をガイドロッド５４，５５の軸方向と直交する方向に駆動するタイミングプーリ６８〜７３とを備えており、これらのタイミングプーリ６８〜７３のうち３つのタイミングプーリ７０〜７２は第１の移動ステージ５６の所定位置に設けられているが、残りの２つのタイミングプーリ６９，７３はガイドロッドサポート５２，５３の所定位置に設けられている。また、第２駆動部６２はタイミングプーリ６８〜７３の１つ（例えばタイミングプーリ３７）を回転駆動する第２の駆動モータ４２を備えており、この第２の駆動モータ４２はガイドロッドサポート５３に設けられている。
【００１９】
このような構成において、第１の駆動モータ６６によりタイミングプーリ６４を例えば右回りに回転させるとともに、これに同期してタイミングプーリ６９を第２の駆動モータ７４により左回りに回転させると、第１のタイミングベルト６３が右回りに走行駆動されると共に第２のタイミングベルト６８が左回りに走行駆動され、これにより、被走査部５９が図５中Ｘ方向のみに移動する。また、タイミングプーリ６９のみを第２の駆動モータ７４により回転させると、第２のタイミングベルト６８が走行駆動され、これにより、被走査部５９が図５中Ｙ方向のみに移動する。
【００２０】
このように、被走査部５９を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構６０を、第１の移動ステージ５６を第１のタイミングベルト６３を介してガイドロッド５４，５５の軸方向に駆動するタイミングプーリ６４，６５と、これらのタイミングプーリ６４，６５の１つを回転駆動する第１の駆動モータ６６と、第２の移動ステージ５８を第２のタイミングベルト６８を介してガイドロッド５４，５５の軸方向と直交する方向に駆動するタイミングプーリ６９〜７３と、これらのタイミングプーリ６９〜７３の１つを回転駆動する第２の駆動モータ７４とから構成したことにより、第１及び第２の駆動モータ６６，７４を常に同期させて駆動しなくても被走査部５９を直交する２つの軸方向に駆動できるので、被走査部５９を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構６０への供給電力量を低減することができる。
【００２１】
また、発塵源となり得るタイミングプーリとタイングベルトとの噛み合い部が常に被走査部５９に接近した状態になく、作動範囲から離れた箇所に配設されているので、発塵防止対策にも有利である。
また、第１及び第２の駆動モータ６６，７４を第２のガイドロッドサポート５３に設けたことにより、第１の移動ステージ５６が第１及び第２の駆動モータ６６，７４の給電用ケーブルを引き摺りながら移動するようなことがないので、ケーブルベアを使用することなく被走査部５９を直交する２つの軸方向に移動させることができる。
【００２２】
なお、上述した第３の実施形態では第１及び第２の駆動モータ６６，７４を第２のガイドロッドサポート５３に設けたが、第１及び第２の駆動モータ６６，７４を第１のガイドロッドサポート５２に設けてもよい。また、第１の駆動モータ６６を第１のガイドロッドサポート５２に設け、第２の駆動モータ７４を第２のガイドロッドサポート５３に設けてもよいし、あるいは第１及び第２の駆動モータ６６，７４をガイドロッドサポート５２，５３またはベース５３に設けてもよい。
また、各実施形態において、Ｘ軸方向に被走査部を移動させる場合、２つのモータを同期回転させたが、第２の駆動モータが非駆動時、自由に回転可能な場合、第１の駆動モータのみを駆動させるように実施するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び３の発明に係る二軸アクチュエータ装置によれば、第１及び第２の駆動モータを常に同期させて駆動しなくても被走査部を直交する２つの軸方向に駆動できるので、被走査部を直交する２つの軸方向に駆動する駆動機構への供給電力量を低減することができる。
請求項２及び４の発明に係る二軸アクチュエータ装置によれば、第１の移動ステージが第１及び第２の駆動モータの給電用ケーブルを引き摺りながら移動するようなことがないので、上述した効果に加え、ケーブルベアを使用することなく被走査部を直交する２つの軸方向に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二軸アクチュエータ装置の平面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る二軸アクチュエータ装置の平面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る二軸アクチュエータ装置の正面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る二軸アクチュエータ装置の側面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る二軸アクチュエータ装置の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】従来の二軸アクチュエータ装置の平面図である。
【符号の説明】
２１，５１    ベース
２２    第１のガイドレール
２３    第２のガイドレール
２４，５６    第１の移動ステージ
２５，５７    支持部材
２６，５８    第２の移動ステージ
２７，５９    被走査部
２８，６０    駆動機構
２９，６１    第１駆動部
３０，６２    第２駆動部
３１，６３    第１のタイミングベルト
３２，３３，６４，６５    タイミングプーリ
３４，６６    第１の駆動モータ
３６，７４    第２のタイミングベルト
３７〜４１，６９〜７３    タイミングプーリ
４２，７４    第２の駆動モータ
５２    第１のガイドロッドサポート
５３    第２のガイドロッドサポート
５４    第１のガイドロッド
５５    第２のガイドロッド
【図１】
2005014161.tif 000003
【図２】
2005014161.tif 000004
【図３】
2005014161.tif 000005
【図４】
2005014161.tif 000006
【図５】
2005014161.tif 000007
【図６】
2005014161.tif 000008
【図７】
2005014161.tif 000009