(57)【要約】【課題】  同一モータ軸３１上に多連軸支されたモータ本体３２を個別的に直進動作させるものでありながら、位置決め動作に加え、隣設するワーク部材同士が組となって、容器等の把持や搬送、加工など所定の作業を行えるようにする。【解決手段】  複数のモータ本体３２をそれぞれ個別に駆動制御すべくモータ軸３１に軸支し、各モータ本体３２を、前記モータ軸３１に沿ったリニア駆動により往復移動可能に構成された多連直動モータ３を備え、前記各モータ本体３２にワーク部材４を設けると共に、該各ワーク部材４は、隣設するワーク部材同士を組として、前記個別に駆動されるモータ本体３２を相互に共同駆動せしめて共同ワークを行うべく構成される。【選択図】図１
2007174818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモータ本体をそれぞれ個別に駆動制御すべくモータ軸に軸支して多連直動モータを構成すると共に、前記各モータ本体を、前記モータ軸と並設せしめたガイドにスライド案内可能に支持し、隣設するモータ本体同士を組として相互に共同駆動すべく、前記モータ軸とガイドに沿ったリニア駆動により往復移動可能に構成せしめたことを特徴とする複合直動装置。
【請求項２】
前記各モータ本体にワーク部材を設けると共に、該各ワーク部材は、隣設するワーク部材同士を組として共同ワークを行うべく構成されることを特徴とする請求項１に記載の複合直動装置。
【請求項３】
複数のモータ本体をそれぞれ個別に駆動制御すべくモータ軸に軸支し、各モータ本体を、前記モータ軸に沿ったリニア駆動により往復移動可能に構成された多連直動モータを備え、前記各モータ本体にワーク部材を設けると共に、該各ワーク部材は、隣設するワーク部材同士を組として、前記個別に駆動されるモータ本体を相互に共同駆動せしめて共同ワークを行うべく構成されることを特徴とする複合直動装置。
【請求項４】
前記ワーク部材は、前記モータ本体の動作とは独立して動作可能に構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の複合直動装置。
【請求項５】
前記ワーク部材の独立動作は、前記組となるワーク部材と連繋して動作すべく構成されていることを特徴とする請求項４に記載の複合直動装置。
【請求項６】
前記組となるワーク部材は、クランプ機構を構成する一方の把持体と他方の把持体とからなることを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の複合直動装置。
【請求項７】
前記モータ本体が３以上配設され、かつ、両側に隣設モータ本体が配設されるモータ本体のワーク部材は、それぞれ両側に隣設するワーク部材同士と組となることを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の複合直動装置。
【請求項８】
前記モータ本体は、前記モータ軸と並設されるガイドに案内支持されていることを特徴とする請求項３乃至７の何れかに記載の複合直動装置。
【請求項９】
前記多連直動モータは、ネジ軸からなるモータ軸と、該モータ軸に螺合する回転ナットが内装されたモータ本体とを備え、前記回転ナットの回転駆動により前記モータ本体を相対的に直進動作させるリニアステッピングモータであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の複合直動装置。
【請求項１０】
前記多連直動モータは、Ｎ極とＳ極が交互に配列された棒状磁石からなるモータ軸と、コイル部材を内装したモータ本体とを備え、前記コイル部材の励磁により前記モータ本体を相対的に直進動作させるリニアシャフトモータであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の複合直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一のモータ軸に軸支された複数のモータ本体が、それぞれ同軸上を直進して往復駆動する複合直動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種複合直動装置は、同一ガイド軸上を案内されよう配設された複数の作動体を、それぞれ歯車やプーリーなどの動力伝達機構を介して個別に駆動制御される構成のものに比し、動力伝達機構を不要にできることから、直接複数のモータ本体をモータ軸に軸支させ、リニアシャフトモータ機構によってそれぞれ個別に駆動制御して、モータ軸の所定ストローク間を往復駆動するよう構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１、図９参照）。
【０００３】
しかしながら、従来の複合直動装置は、単に複数のステージ装置をリニアシャフトモータにより所定位置に位置決め移動するだけのものであり、所謂作業台を移動させる程度の機能を主体とするものであった。
すなわち、このリニアシャフトモータは、Ｎ極とＳ極が交互に配列された棒状磁石からなるモータ軸と、コイル部材を内装したモータ本体とを備えており、コイル部材の励磁によりモータ本体を相対的に直線動作させるものであり、特許文献１に開示されたものは、ステージ装置（３０）の両側にモータ本体としての可動子（２０６Ａ、２０６Ｂ）を設け、並設されたモータ軸（固定子２０４Ａ、２０４Ｂ）間に懸架させて軸支し、当該ステージ装置（３０）を２台設け、リニアシャフトモータによる励磁特性を応用して移動位置決めを高精度に行うようにしたものである。
【０００４】
このため、半導体素子、液晶表示等を製造するためのリソグラフィ工程などにおける走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の投影露光装置のワーク用ステージ装置（３０）としては利用できるものの、ステージ装置（３０）自体がワーク機能を有するものでなく、所定のワークを行う場合には、専ら別途ワーク機構が設けられた位置までステージ装置（３０）を移動することしかできないものであった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、同一モータ軸上に多連軸支されたモータ本体を個別的に直進動作させるものでありながら、位置決め動作に加え、隣設するモータ本体同士の共同駆動により、容器等の把持や搬送、加工など所定の共同ワークを行えるようにする複合直動装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の複合直動装置は、複数のモータ本体をそれぞれ個別に駆動制御すべくモータ軸に軸支し、各モータ本体を、前記モータ軸に沿ったリニア駆動により往復移動可能に構成された多連直動モータを備え、前記各モータ本体にワーク部材を設けると共に、該各ワーク部材は、隣設するワーク部材同士を組として、前記個別に駆動されるモータ本体を相互に共同駆動せしめて共同ワークを行うべく構成されることを特徴とするものである。
また、上記課題を解決するために本発明の複合直動装置は、複数のモータ本体をそれぞれ個別に駆動制御すべくモータ軸に軸支して多連直動モータを構成すると共に、前記各モータ本体を、前記モータ軸と並設せしめたガイドにスライド案内可能に支持し、隣設するモータ本体同士を組として相互に共同駆動すべく、前記モータ軸とガイドに沿ったリニア駆動により往復移動可能に構成せしめたことを特徴とする複合直動装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、上記のように構成したことにより、同一モータ軸上に多連軸支されたモータ本体を個別的に直進動作させるものでありながら、位置決め動作に加え、隣設するモータ本体同士の共同駆動により、容器等の把持や搬送、加工など所定の共同ワークを行い得て、特に、複数の作業を別々かつ同時に行うような工程においては、装置の小型化や構造の簡略化が顕著になるだけでなく、大幅なコストダウンが図れ、さらには、動力伝達機構を介在することによる誤差の増加を排除し、位置決め精度の向上を図ることがてきるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する複合直動装置を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る複合直動装置を示す全体斜視図である。この図に示すように、本発明の第一実施形態に係る複合直動装置１Ａは、試験管などの検体入り試料容器２を収容する容器ラック、ニードルにより吸入した試液を吐出するなど任意の分注作業を行う分注工程、所定の分注作業を終えた試料容器２を揺動する撹拌工程などを備えた分注装置等（図示しない）における搬送手段に応用したものである。搬送手段としての複合直動装置１Ａは、ブラケット１１に両端支持されたモータ軸３１と、該モータ軸３１にモータ本体３２ａ、３２ｂがそれぞれ軸支された多連直動（リニア）モータ３と、モータ本体３２ａ、３２ｂにそれぞれ装着されたワーク部材４とブラケット１１に両端支持してモータ軸３１と並設させたガイド５と、該ガイド５にスライド自在に案内軸支させた案内部材６とを備え、該案内部材６を介して前記ワーク部材４（モータ本体３２）を、前記モータ軸３１とガイド５とによって分担支持させることで、試料容器２を各工程へ把持搬送し、セット作業を行なうよう構成されている。なお、モータ本体３２を支持するガイド５の配設位置や個数は任意である。
【００１１】
第一実施形態の多連直動モータ３は、ネジ軸からなるモータ軸３１と、該モータ軸３１に螺合する回転ナットが内装されたモータ本体３２とを備え、回転ナットの回転駆動により各モータ本体３２ａ、３２ｂを相対的に直線動作（リニア駆動）させるリニアステッピングモータである。このリニアステッピングモータは、後述するリニアシャフトモータに比して安価であるだけでなく、ブレーキを掛けなくてもモータ本体３２の停止位置を保持できるという利点がある。また、各モータ本体３２ａ、３２ｂは、夫々独立した個別駆動モードと両者を組とした共同駆動モードにより動作制御され、ブラケット１１、１１間の所定ストロークをリニア駆動すると共に、ストロークエンドとなるブラケット１１部位には位置センサー１２が設けられている。
【００１２】
前記ワーク部材４は、隣設するワーク部材４ａ、４ｂ同士を組として、前記個別に駆動されるモータ本体３２ａ、３２ｂを相互に共同駆動せしめて共同ワークを行うべく構成される。つまり、ワーク部材４ａ、４ｂには、それぞれ試料容器２を把持するためのクランプ機構の一方を形成する把持片４１ａと４１ｂを組として対向配設されており、モータ本体３２ａ、３２ｂをそれぞれ個別に駆動させて試料容器２を把持する位置まで位置決めし、モータ本体３２ａ、３２ｂを共同駆動させて把持片４１ａと４１ｂにより試料容器２を把持した後、所定の工程まで搬送する共同ワークを行うようになっている。
また、把持片４１ａと４１ｂの夫々の把持面には、試料容器２を把持したか否かのワークの有無を検出する脱着センサー４２が設けられている。
【００１３】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る複合直動装置１Ｂを図２に沿って説明する。ただし、前記実施形態と共通の構成については、前記実施形態と同じ符号を付け、前記実施形態の説明を援用する。
【００１４】
図２は本発明の第二実施形態に係る複合直動装置を示す斜視図である。この図に示すように、本発明の第二実施形態に係る複合直動装置１Ｂは、多連直動モータ７としてリニアシャフトモータ機構を用いる点や、ワーク形態の組合せバリエーションの多様化構成の点が前記実施形態と相違している。
第二実施形態の多連直動モータ７は、Ｎ極とＳ極が交互に配列された棒状磁石からなるモータ軸７１と、コイル部材を内装した４機のモータ本体７２ａ〜７２ｄとを備え、コイル部材の励磁によりモータ軸７１を相対的に直線動作させるリニアシャフトモータである。通常、リニアシャフトモータのモータ軸７１は、Ｎ極及びＳ極を構成する円盤状のマグネット（永久磁石）１２を外パイプ１３内に直列状に配列して構成される。
モータ本体７２には、ブラケット１１に両端支持しモータ軸７１と並設させた角形のレール型ガイド５１に対し、スライド自在に案内軸支させた案内部材６１を設け、該案内部材６１を介してモータ本体７２を、前記モータ軸７１とガイド５とによって分担支持、またはガイド５に片持ち支持させることで、モータ本体７２の回転防止や、ワーク部材等を含むワーク全体の荷重などに対するモータ軸７１への負担を軽減するように構成されている。なお、モータ本体７２を支持するガイド５１の配設位置や個数は任意である。
【００１５】
８はワーク部材であって、該ワーク部材８は、モータ駆動により前記モータ本体７２の動作とは独立してＺ軸（上下）方向に進退動作可能な可動部８１と、試料容器２を把持するためのクランプ機構の一方を形成する把持片８２とにより構成される。各モータ本体７２ａ〜７２ｄに設けられた把持片８２ａ〜８２ｄのうち、内側に配置さけた把持片７２ｂと７２ｃは、夫々両側に隣設するワーク部材同士と組となる把持面が背反して形成されており、各把持面には、ワークの有無を検出する脱着センサー８３が設けられている。
【００１６】
各モータ本体７２ａ〜７２ｄに設けられた可動部８１ａ〜８１ｄは、組となるワーク部材８と一体的に動作するよう制御される。つまり、各モータ本体７２ａ〜７２ｄは、それぞれ個別に駆動され、試料容器２を把持する位置まで位置決め動作し、例えば、ワーク部材８ａと８ｂが組となる場合には、可動部８１ａと８１ｂを組として共同駆動させ把持位置まで下降させ、モータ本体７２ａ、７２ｂの共同駆動により把持片８２ａと８２ｂとで試料容器２を把持した後、再び可動部８１ａと８１ｂを共同駆動させて上昇させ、所定の工程まで搬送する共同ワークを行うようになっている。なお、可動部８１の昇降動作は、一般的な動力伝達機構を介してのモーター駆動や、リニアステッピングモータにより作動するようにしても良く、その作動構造は任意である。
【００１７】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、分注装置等における搬送手段に応用した複合直動装置１により、試料容器２を次工程に把持・搬送するのであるが、複合直動装置１は、モータ軸３１、７１に軸支され、それぞれ個別に駆動制御される複数のモータ本体３２、７２を、前記モータ軸３１、７１に沿ったリニア駆動により往復移動可能に構成された多連直動モータ３，７を備えており、各モータ本体３２、７２には、ワーク部材４、８が設けられており、各ワーク部材４、８は、隣設するワーク部材４（ａ、ｂ）、８（ａ〜ｄ）同士を組として、前記個別に駆動されるモータ本体３２、７２を相互に共同駆動せしめて共同ワークを行うべく構成されているので、同一のモータ軸３１、７１上に多連軸支されたモータ本体３２、７２を個別的に直進動作させるものでありながら、個別駆動モードによる位置決め動作に加え、隣設するワーク部材４（４ａと４ｂ）、８（８ａと８ｂ、８ｂと８ｃ、８ｃと８ｄ）同士が組となって、容器等の把持や搬送、加工など所定の作業（共同ワーク）を行い得て、特に、第二実施例の如く、複数の作業を別々かつ連繋して行うような工程においては、各工程間におけるワーク引継動作や各組毎の個別動作制御がスムーズに行われ、装置の小型化や構造の簡略化が顕著になるだけでなく、大幅なコストダウンが図れ、さらには、動力伝達機構を介在することによる誤差の増加を排除し、位置決め精度の向上も図れる。
【００１８】
しかも、各モータ本体３２、７２は、前記モータ軸３１とガイド５（モータ軸７１とガイド５１）とによって分担支持、または片持ち、両持ち支持されているので、各モータ本体３２、７２の回転防止が図られると共に、各モータ本体３２、７２に設けられたワーク部材４，８や、ワークを把持した際の荷重が直接的にモータ軸３１、７１に加わることを回避することができ、モータ軸３１、７１への負担を軽減することができる利点がある。
【００１９】
また、ワーク部材４，８を、前記モータ本体３２、７２の動作とは独立して動作可能に構成することにより、例えば、第二実施例に示すの如く、ワーク部材８を、可動部８１と把持片８２とで構成することが可能となる。その結果、モータ本体３２、７２の動作による把持・搬送作業に加え、ワーク部材４，８の独立動作を、前記組となるワーク部材４（４ａと４ｂ）、８（８ａと８ｂ、８ｂと８ｃ、８ｃと８ｄ）と一体的に動作（連繋動作）するように構成することができ、組となるワーク部材４，８自体に試料容器２の上げ下げ動作だけでなく、例えば、回転や前後動作を含む種々の作業が行えるようになり、しかも、組となるワーク部材が複数設けられる場合には、各組毎の異種動作や連繋機能の組合せ動作を持たせることができる。
【００２０】
また、リニアステッピングモータ機構による多連直動モータ３により複合直動装置１Ａを構成した場合には、モータ軸３１がネジ軸からなるので、締め付け方向への作動を強固に行うことができ、容器をしっかりと保持しなければならない機能が要求される場合などに対応することができるという利点がある。
【００２１】
また、リニアシャフトモータ機構による多連直動モータ７により複合直動装置１Ｂを構成した場合には、モータ軸７１がＮ極とＳ極が交互に配列された棒状磁石からなるので、モータ本体７２に内装されたコイル部材の励磁によりモータ本体７２を相対的に直線動作させるため、可及的に長い直線動作ストロークを確保できるだけでなく、精度の高い位置決め動作ができる。
【００２２】
なお、組となるワーク部材４、８の共同ワークは、同一動作に限定されず、例えば、ワーク部材４ａに単独の把持機能を持たせ、ワーク部材４ｂに刻印、加工などの機能を持たせ、異なる一連のワークを共同作業により行うようにしても良く、また、ワーク部材８ａと８ｂが搬送作業を行なわせ、ワーク部材８ｃと８ｄに試料容器２を揺動等による撹拌や、把持面を磁化させて容器内検体検体の液中磁性体を分離反応させるなどの異なる作業を行うようにしても良く、要は組となるワーク部材が共同して任意ワークを行うものであれば共同ワークの態様は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る複合直動装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る複合直動装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１Ａ    複合直動装置
１Ｂ    複合直動装置
１１    ブラケット
２      試料容器
３      多連直動モータ
３１    モータ軸
３２    モータ本体
４      ワーク部材
４１    把持片
４２    脱着センサー
５      ガイド
５１    ガイド
６      案内部材
６１    案内部材
７      多連直動モータ
７１    モータ軸
７２    モータ本体
８      ワーク部材
８１    可動部
８２    把持片
８３    脱着センサー
【図１】
2007174818.tif 000003
【図２】
2007174818.tif 000004