【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロアセンブリー装置に係り、更に詳しくは、比較的単純な構成で製造が容易なマイクロアセンブリー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時においては、各種装置の微小化が促進されており、例えば、特許文献１に示されるマイクロ搬送装置や特許文献２に示される光スイッチ等のマイクロアセンブリー装置が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１１６６８３号公報
【特許文献２】
特開２０００−２５８７０４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記各マイクロアセンブリー装置にあっては、構造が比較的複雑であって、当該装置の製造に手間がかかるという不都合がある。すなわち、特許文献１のマイクロ搬送装置にあっては、固定子に形成された微小な空間内に、吸引電極、ばね部材、絶縁膜、搬送子、及びセンサ等の各種微小部材を正確に取り付けなければならず、組み立てに多大な手間がかかる。また、特許文献２の光スイッチにあっては、複雑な工程からなるエッチング作業が必要となって、製造に多大な時間と手間がかかる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、簡単な形状の部品を用いることができるとともに、装置構成の単純化を図ることができ、製造が容易となるマイクロアセンブリー装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、磁性体と、この磁性体を収容する孔部と、この孔部の近傍で相互に相違する方向に延びる複数の電線路とを備え、
前記孔部は、前記電線路の交差部分に略相対する位置に設けられ、各電線路に電流が供給されたときに、前記磁性体が前記孔部内を回転する、という構成を採っている。このような構成によれば、簡単な形状の微小部品を用いた単純な装置構成で、所定の回転駆動力を付与するマイクロアセンブリー装置を形成可能となる。これによって、装置の製造に際しては、例えば、円盤状、棒状、球状等の磁性体を平面視略円形の孔部上に散布すること等の簡単な作業で行うことができる。
【０００７】
ここで、前記孔部は、その開放側の一部で前記磁性体を部分的に突出させる内部形状に設けられる、という構成を採ることが好ましい。このような構成により、孔部上に所定の搬送対象物を載せたときに、孔部から突出した磁性体の回転によって、搬送対象物を所定方向に搬送することができ、前記マイクロアセンブリー装置を搬送装置として利用可能となる。
【０００８】
また、本発明は、磁性体と、この磁性体を収容する孔部と、この孔部の近傍で所定方向に延びる電線路とを備え、
前記電線路に電流が供給されたときに、前記磁性体が前記孔部内を揺動する、という構成を採っている。このような構成によっても、簡単な形状の微小部品を用いた単純な装置構成で、磁性体に揺動力を付与するマイクロアセンブリー装置を形成することができ、前述した目的を達成できる。
【０００９】
ここで、前記磁性体は、その少なくとも一部に光透過部を有し、前記孔部の内壁側には、複数の光通路の端部が配置され、前記磁性体の回転若しくは揺動により、前記光透過部を介して前記各光通路が選択的に接続される、という構成を採ることができる。これにより、前記マイクロアセンブリー装置を光スイッチとして利用可能となる。
【００１０】
また、本発明は、磁性体と、この磁性体を収容する孔部と、この孔部の近傍で所定方向に延びる電線路とを備え、
所定の外力により前記磁性体が前記孔部内を回転若しくは揺動したときに、前記電線路に電流が発生する、という構成を採っている。このような構成によれば、簡単な形状の微小部品を用いた単純な装置構成で、前記外力に対する測定装置を形成することができ、前述した目的を達成できる。
【００１１】
更に、前記孔部は、前記電線路内に形成される、という構成を採用することができる。このような構成によれば、磁性体と電流路との離間距離を短縮することができ、装置全体の微小化を一層促進できる他、アセンブリー装置を回転駆動源や揺動駆動源として活用した場合に、少ない供給電流で、磁性体の回転や揺動のエネルギー源となる磁場をより強くすることができる。
【００１２】
また、前記磁性体と前記孔部の内壁との間には、当該磁性体の回転若しくは揺動による前記磁性体と内壁との動摩擦抵抗を低減する流体が介装される、という構成とするとよい。このような構成によれば、磁性体の回転や揺動の際における磁性体と前記孔部の内壁との動摩擦抵抗によるエネルギー損失を低減させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
［第１実施例］
図１には、第１実施例に係るマイクロアセンブリー装置としての搬送装置の概略分解斜視図が示され、図２には、図１の一部拡大図が示されている。また、図３には、図２の概略平面図が示され、図４には、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図が示されている。これらの図において、搬送装置１０は、上側に位置する上部構成体１１と、この上部構成体１１の下面側に敷設された中間構成体１２と、この中間構成体１２の下面側に敷設された下部構成体１３とからなる三層構造に設けられている。なお、以下においては、説明の便宜上、図１中Ａ方向を縦方向と称し、図１中Ｂ方向を横方向と称する。
【００１５】
前記上部構成体１１は、円筒形状をなす円盤状の磁性体１５と、この磁性体１５を脱落不能に保持する基板１６とを備えて構成されている。この基板１６には、磁性体１５が収容される孔部１８が多数形成されている。これら孔部１８は、基板１６の上面すなわち表面１６Ａから内部に落ち込むように形成されるとともに、縦横両方向でそれぞれ略等間隔に設けられている。また、各孔部１８は、図４に示されるように、その内径が磁性体１５の外径よりも僅かに小径とされる一方、その深さが同図中左側から右側に向かって次第に減少するように設定され、孔部１８の開放側の一部で磁性体１５が部分的に突出する内部形状に設けられている。すなわち、孔部１８に収容された磁性体１５は、その上部１９が、図４中左側から右側に向かって次第に上向きに傾斜し、同図中略中央から右端側までの領域１９Ａが孔部１８の開放側から突出するようになっている。なお、この突出領域１９Ａの範囲は、本図示例に限定されるものではなく、更に拡縮された状態とすることもできる。
【００１６】
前記中間構成体１２は、図１に示されるように、板状のベース２１と、このベース２１に保持されて横方向に延びる複数の第１の電線路２３とを備えて構成されている。第１の電線路２３は、特に限定されるものではないが、ベース２１上に形成された凹状の溝に受容されたような状態となっており、上端部がベース２１の上面と略面一となっている。また、第１の電線路２３は、前記孔部１８における縦方向のピッチと略同一のピッチで相互に平行に配置されており、孔部１８が第１の電線路２３の直上に位置するようになっている。更に、各電線路２３には、図示しない交流発生装置から、所定の周波数の交流電流が供給される。
【００１７】
前記下部構成体１３は、図１に示されるように、板状のベース２５と、このベース２５に保持されて第１の電線路２３に略直交する方向に延びる複数の第２の電線路２７とを備えて構成されている。第２の電線路２７は、前記第１の電線路２３に対し、延出向きを９０度変えた点を除いて略同一構成となっている。この第２の電線路２７には、第１の電線路２３に供給される電流に対し、同一の周波数で位相が９０度ずれた交流電流が供給される。
【００１８】
以上のように構成された搬送装置は、図２及び図３に示されるように、第１及び第２の電線路２３，２７の交差部分の上方に、磁性体１５及び孔部１８の中央部分が位置することになる。このため、第１及び第２の電線路２３，２７に、相互に位相が９０度ずれた交流電流が流れると、磁性体１５と第１の電線路２３との間の磁場が略水平面内を回転するようになり、これによって、磁性体１５が、その軸線Ｃ（図４参照）を中心として、交流電流の周波数に対応した回転数で回転することになる。このように磁性体１５が回転すると、図５に示されるように、当該磁性体１５の突出領域１９Ａ（同図中網掛け部分）が同図中矢印方向の何れか一方に回転することにより、基板１６上に載せられた搬送対象物（図示省略）を図５中上下方向に搬送することが可能になる。なお、特に限定されるものではないが、本実施例における磁性体のサイズは、例えば、直径０．２ｍｍ〜２ｍｍ程度、高さ（厚み）１ｍｍ程度を事例とする。また、例えば、交流電流の周波数は、０．１Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度、好ましくは、０．１Ｈｚ〜１Ｈｚ程度、振幅は、数ｍＡ〜１Ａ程度を事例とする。
【００１９】
前記搬送装置１０は、例えば、次のようにして製造される。先ず、磁性体１５を多数形成するとともに、基板１６上に孔部１８を開ける。そして、多量の磁性体１５をまとめて基板１６上に散布し、当該磁性体１５を各孔部１８内に収容させることで上部構成体１１が形成される。また、中間構成体１２や下部構成体１３は、単純なエッチング作業やプリント作業等の公知の方法で形成する。そして、これら各構成体１１〜１３を貼合して搬送装置１０が完成する。なお、中間構成体１２や下部構成体１３を基板１６に貼合してから、磁性体１５を基板１６上に散布してもよい。このように、搬送装置１０は、本出願人によって既に提案された特願２００１−２３７２００の方法等を用いて簡単に形成することが可能である。
【００２０】
従って、このような第１実施例によれば、比較的簡単な形状の微小部品を用いて簡単な構成の搬送装置１０を形成することができ、当該搬送装置１０を微小化しても、その製造を容易に行えるという効果を得る。
【００２１】
なお、第１及び第２の電線路２３，２７に流す交流電流を所定位置の電線路２３，２７に限定し、所望の位置の磁性体１５を選択的に回転させることも可能である。このことは、前記搬送対象物の種別に応じて交流電流を流す電線路２３，２７を変えることで、搬送対象物を種別毎に仕分けする自動仕分け機能に応用できる。具体的に、ここでは、搬送装置１０の上流側に設置された所定のセンサ（図示省略）で搬送対象物の種別を認識し、当該種別に応じて交流電流を流す電線路２３，２７を変えることを例示できる。また、前記搬送対象物の電荷量の相違に応じて当該搬送対象物を種別毎に仕分けすることも可能である。この場合は、前述のセンサを設けずに、電流と電荷量との相互作用による磁性体の回転特性の相違により、搬送対象物を電荷量に応じて異なる場所に搬送する。
【００２２】
更に、第１及び第２の電流路２３，２７に流れる交流電流は、当該電流路２３，２７と関係のない離れた磁性体１５に影響を及ぼさずに、所望の磁性体１５を確実に回転できる限りにおいて、位相のずれを前述よりも増減したり、振幅に差を設定することもでき、また、流す電流をパルス状とすることも可能である。
【００２３】
次に、本発明の前記以外の実施例について説明する。なお、以下の説明において、前記第１実施例と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いるものとし、説明を省略若しくは簡略にする。
【００２４】
［第２実施例］
第２実施例は、図６及び図７に示されるように、マイクロアセンブリー装置としてのファン装置３０に本発明を適用したところに特徴を有する。このファン装置３０は、前記搬送装置１０における磁性体１５の回転構造が採用されている。
【００２５】
前記ファン装置３０は、搬送装置１０の孔部１８に対して形状の相違する孔部３２が基板１６に形成されているとともに、磁性体１５の上部１９の外周側に羽根３３が取り付けられている。なお、その他の構成は、第１実施例の搬送装置１０の構成と実質的に同一となっている。前記孔部３２は、その深さが略全域で一定となる平面視略円形の凹状に設けられている。また、孔部３２に収容される磁性体１５は、その上部１９の全域が基板１６の表面１６Ａから突出する高さ（厚み）に設定されており、当該突出部位の外周側に前記羽根３３が固定されている。
【００２６】
このように構成されたファン装置３０は、前記第１実施例と同様に、第１及び第２の電線路２３，２７に、位相が相互に９０度ずれた交流電流を流すと、磁性体１５がその周方向に回転し、これに伴って羽根３３が基板１６の表面１６Ａに沿う水平面内を回転する。
【００２７】
［第３実施例］
第３実施例は、マイクロアセンブリー装置としての表示装置に本発明を適用したところに特徴を有する。図８に示されるように、この表示装置４０も、前記搬送装置１０における回転構造が採用されている。
【００２８】
この表示装置４０は、球状の磁性体４２と、この磁性体４２が収容されるとともに、磁性体４２よりも僅かに大きな内径を有する半球状の孔部４３とを設けた点において、前記第１実施例と相違する。なお、その他の構成は、前記搬送装置１０の構成と実質的に同一となっている。前記磁性体４２は、図８中上半分の球面部分が、同下半分の球面部分に対して異なる色彩が施されている。
【００２９】
このように構成された表示装置４０は、前記第１実施例と同様に、第１及び第２の電線路２３，２７に位相が相互に９０度ずれた交流電流を流すと、磁性体４３が図８中矢印方向の何れか一方に回転し、各球面部分のうち表出する部分が変わる。従って、各球面部分を白黒に塗り分ければ、一個の磁性体４２を１ドットとして、各磁性体１５の任意の位置の回転で、所望の文字を表現することが可能となる。また、磁性体４２の外面を複数色で塗り分けて当該磁性体４２を回転することにより、独楽の模様のように、外面の各色が融合した模様や色彩を表出させることもできる。
【００３０】
なお、以上の第１〜第３実施例における磁性体１５，４２の回転構造を、管路の途中に設けられた開閉弁を駆動させる動力として用いることもできる。
【００３１】
［第４実施例］
第４実施例は、マイクロアセンブリー装置としての乱流測定装置に本発明を適用したところに特徴を有する。この乱流測定装置５０は、図９に示されるように、丸棒状の磁性体５２を採用した他は、前記第２実施例の構成と実質的に同一となっている。
【００３２】
前記乱流測定装置５０は、外力によって磁性体５２が回転することで第１及び第２の電線路２３，２７に電流を発生させ、当該電流の大きさに応じて乱流の状況を分析可能に設けたものである。この乱流測定装置５０は、例えば、図１０に示されるように、乱流発生部位に、磁性体５２側が表向きになるように設置する。そして、乱流が生じると、各磁性体５２の回転速度に相違が生じ、これによって、電線路２３，２７内を流れる電流の大きさに差が生じ、当該差に応じて乱流の状況を分析可能となる。なお、乱流測定装置５０の設置位置は、図１０の位置に限定されるものではなく、追加変更可能である。
【００３３】
なお、ここでの磁性体５２には、回転力を一層得るために、前記第２実施例の羽根３３のような翼状体を取り付けることが望ましい。
【００３４】
また、磁性体５２の回転により乱流の状況を分析可能な他の乱流測定装置５０としては、図１１に示される乱流検知プローブ５４を例示することができる。この乱流検知プローブ５４は、正面視略Ｔ字状をなすベース５５と、このベース５５の先端面５５Ａ（図１１（Ａ）の上端側）に設けられた磁性体ユニット５６とを備えて構成されている。この磁性体ユニット５６は、前記先端面５５Ａに複数形成された孔部１８内を回転する複数の磁性体５２と、これら磁性体５２にそれぞれ連なるとともに、孔部１８から突出する中心軸５７と、各中心軸５７の外周面から径方向外側に延びる４枚の回転翼５８とを備えている。当該回転翼５８は、先端面５５Ａに沿って回転可能に設けられ、これに伴って、磁性体５２が孔部１８内を回転し、例えば、図１１（Ｂ）中上方からの乱流に対し、当該乱流の平均速度や分布速度を測定することができる。なお、乱流検知プローブ５４は、例えば、図１１（Ｃ）に示されるように配置されるが、この際、当該プローブ５４による流れの乱れが極力発生しないように配置することが好ましい。また、ここでの磁性体５２は、複数設けられているが、乱流の微細状況を把握するために一個の磁性体５２で磁性体ユニット５６を構成してもよい。
【００３５】
なお、第４実施例と同様の構造を流速測定装置に適用することもできる。この場合には、流速が変化すると、磁性体５２の回転速度に相違が生じ、これによって、電線路２３，２７内を流れる電流の大きさが変化するため、当該電流を測定することで流速が検出可能となる。
【００３６】
また、以上の乱流測定装置５０や流速測定装置に用いられる磁性体としては、前述した丸棒状の磁性体５２に限らず、第１及び第３実施例の磁性体１５，４２としてもよい。また、第２実施例のように磁性体１５に羽根３３を付けることも可能である。
【００３７】
［第５実施例］
第５実施例は、マイクロアセンブリー装置としての光スイッチに本発明を適用したところに特徴を有する。
【００３８】
図１２に示されるように、第５実施例に係る光スイッチ６０は、上側に位置する上部構成体６１と、この上部構成体６１の下面側に敷設された下部構成体６２とからなる二層構造に設けられている。
【００３９】
前記上部構成体６１は、丸棒状の磁性体６４と、この磁性体６４を収容する孔部６５が形成された基板６７とを備えて構成されている。磁性体６４は、軸線方向両端側が開放する略円筒状の磁性材の内部に、丸棒状の透光材を介装して得られる。この透光材は、透明ガラス材、水晶、透明プラスチックに例示される光透過率の良好な材料によって形成され、当該透光材の部分が軸方向両端間に延びる光透過部６８となっている。ここで、前記磁性体６４としては、前記透光材の表面に前記磁性材を蒸着させることで形成してもよい。なお、以上の磁性体６４は、常温で使用可能となる。
孔部６５は、前記第２実施例の孔部３２と実質的に同一となる形状をなしており、その内壁６５Ａに第１〜第４の光通路７０〜７３の端部７５が配置されている。ここで、特に限定されるものではないが、第１及び第２の光通路７０，７１は、それら各軸線が相互に略同一直線上に位置するように延設される一方、第３及び第４の光通路７２，７３は、それら各軸線が相互に略同一直線上に位置するように延設されており、第１及び第２の光通路７０，７１と第３及び第４の光通路７２，７３とがそれぞれクロスするように配置されている。
【００４０】
前記下部構成体６２は、前記第１実施例の中間構成体１３と実質的に同一となっており、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４１】
このように構成された光スイッチ６０は、電線路２３に電流が流されていない初期状態では、磁性体６４を介して第１及び第２の光通路７０，７１が接続されるようになっている。この状態から、電線路２３に交流電流が流れると、磁性体６４が揺動することになる。すなわち、電線路２３内を電流が流れると、図１２（Ａ）中二点鎖線で示されるように、磁性体６４が回転して、当該磁性体６４を介して第３及び第４の光通路７１，７２が接続される。そして、電線路２３内を前述と逆方向に電流が流れると、磁性体６４が前述と逆向きに回転して、前記初期状態に戻るようになっている。
【００４２】
なお、スイッチングに必要となる磁性体６４の揺動若しくは変位が得られる限りにおいて、電線路に流す電流を直流電流或いはパルス状の電流とすることもできる。
【００４３】
また、前記第５実施例に対して、光通路７０〜７３の本数を増減し、及び／又は、それらの配置を変えた構成としてもよい。例えば、光通路を、入力側に一本、出力側に二本配置し、磁性体６４の揺動若しくは変位により、出力側の二本の光通路に対して入力側の光通路を選択的に連通させる構造としてもよい。これは、逆に、光通路を、入力側に二本、出力側に一本配置した場合でも同様である。
要するに、光スイッチへの本発明の適用は、前記図示例に限らず、前記各実施例で説明した磁性体１５，６４の回転構造や揺動構造を用いてスイッチの切り替えができる限りにおいて、種々の構造を採用することができる。
【００４４】
更に、第５実施例に係る磁性体の揺動構造を前記第４実施例の乱流測定装置等にも適用することができる。
【００４５】
また、前記第２〜第５実施例における各種マイクロアセンブリー装置においても、第１実施例と同様に形成される。
【００４６】
更に、前記各実施例において、基板１６，６７を省略し、図１３に示されるように、孔部１８，３２，４３，６５を電線路２３の上面側に直接形成するとよい。これによれば、磁性体１５，４２，６４と電線路２３との距離が一層近接し、これによって、少ない電流でより強い磁場を得ることができる。
【００４７】
また、各実施例における各種部材の形状は、前述した形状及び構造に限定されず、前述した各種作用を奏することができる限りにおいて、種々の形状及び構造を採用することができる。
【００４８】
更に、少なくとも、磁性体１５等と孔部１８等の内壁との間に、磁性体の回転若しくは揺動による磁性体１５等と内壁との動摩擦抵抗を低減する流体を介装するとよい。この流体としては、オイル状の潤滑剤を例示できる。
【００４９】
また、本発明は、前述した各種装置に対する適用に限定されず、所定の部材が回転若しくは揺動する他のマイクロアセンブリー装置に対しても適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な形状の部品を用いることができるとともに装置構成の単純化を図ることができ、装置全体の製造を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る搬送装置の概略分解斜視図。
【図２】図１の一部拡大図。
【図３】図２の概略平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】前記搬送装置の拡大平面図。
【図６】第２実施例に係るファン装置の拡大平面図。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図８】第３実施例に係る表示装置の拡大断面図。
【図９】第４実施例に係る乱流測定装置の拡大斜視図。
【図１０】前記乱流測定装置の取付状態を示す概念図。
【図１１】（Ａ）は、第４実施例の変形例に係る乱流測定装置の拡大斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の一部拡大図であり、（Ｃ）は、（Ａ）の乱流測定装置の取付状態を示す概念図である。Ａ）の平面図である
【図１２】（Ａ）は、第５実施例に係る光スイッチの拡大斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の平面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、前記各実施例の変形例を示す要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
１０ 搬送装置（マイクロアセンブリー装置）
１５ 磁性体
１８ 孔部
２３ 第１の電線路
２７ 第２の電線路
３０ ファン装置（マイクロアセンブリー装置）
３２ 孔部
４０ 表示装置（マイクロアセンブリー装置）
４２ 磁性体
４３ 孔部
５０ 乱流測定装置（マイクロアセンブリー装置）
５２ 磁性体
６０ 光スイッチ（マイクロアセンブリー装置）
６４ 磁性体
６５ 孔部
６５Ａ 内壁
６８ 光透過部
７０ 第１の光通路
７１ 第２の光通路
７２ 第３の光通路
７３ 第４の光通路
７５ 端部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a microassembly device, and more particularly, to a microassembly device having a relatively simple configuration and easy to manufacture.
[0002]
[Prior art]
In recent years, miniaturization of various devices has been promoted. For example, a micro-assembly device such as a micro-transport device disclosed in Patent Document 1 and an optical switch disclosed in Patent Document 2 has been known.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-116683 [Patent Document 2]
JP 2000-258704 A
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the micro-assembly devices has a disadvantage that the structure is relatively complicated and the manufacture of the device takes time. That is, in the micro-transport device of Patent Document 1, various minute members such as a suction electrode, a spring member, an insulating film, a carrier, and a sensor must be accurately mounted in a minute space formed in the stator. It requires a lot of time and labor for assembly. Further, in the optical switch disclosed in Patent Document 2, an etching operation including a complicated process is required, and it takes a lot of time and labor to manufacture.
[0005]
[Object of the invention]
The present invention has been devised in view of such inconvenience, and its object is to make it possible to use components having a simple shape, to simplify the device configuration, and to simplify the manufacturing. And to provide a microassembly device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes a magnetic body, a hole accommodating the magnetic body, and a plurality of electric wire paths extending in directions different from each other near the hole,
The hole is provided at a position substantially opposite to a crossing portion of the electric wire, and the magnetic body rotates in the hole when a current is supplied to each electric wire. According to such a configuration, it is possible to form a microassembly device that applies a predetermined rotational driving force with a simple device configuration using minute components having a simple shape. Thus, when manufacturing the device, it is possible to perform a simple operation such as, for example, spraying a magnetic material having a disk shape, a bar shape, a spherical shape, or the like on a substantially circular hole in a plan view.
[0007]
Here, it is preferable to adopt a configuration in which the hole is provided in an internal shape that partially protrudes the magnetic body at a part on the open side. With such a configuration, when a predetermined object to be conveyed is placed on the hole, the object to be conveyed can be conveyed in a predetermined direction by rotation of the magnetic material protruding from the hole, and the microassembly device Can be used as a transport device.
[0008]
Further, the present invention includes a magnetic body, a hole for accommodating the magnetic body, and an electric wire path extending in a predetermined direction near the hole,
When a current is supplied to the electric wire, the magnetic body swings in the hole. Even with such a configuration, a microassembly device that imparts oscillating power to a magnetic body can be formed with a simple device configuration using minute components having a simple shape, and the above-described object can be achieved.
[0009]
Here, the magnetic body has a light transmitting portion in at least a part thereof, and ends of a plurality of light paths are arranged on the inner wall side of the hole, and by rotation or swing of the magnetic body, It is possible to adopt a configuration in which each of the optical paths is selectively connected via the light transmitting portion. Thereby, the microassembly device can be used as an optical switch.
[0010]
Further, the present invention includes a magnetic body, a hole for accommodating the magnetic body, and an electric wire path extending in a predetermined direction near the hole,
When the magnetic body rotates or swings in the hole by a predetermined external force, a current is generated in the electric wire. According to such a configuration, a measuring device for the external force can be formed with a simple device configuration using minute components having a simple shape, and the above-described object can be achieved.
[0011]
Further, a configuration can be adopted in which the hole is formed in the electric wire path. According to such a configuration, the separation distance between the magnetic body and the current path can be reduced, further miniaturization of the entire device can be further promoted, and when the assembly device is used as a rotary drive source or a swing drive source. In addition, a magnetic field serving as an energy source for rotation and oscillation of the magnetic body can be further increased with a small supply current.
[0012]
Further, a fluid may be interposed between the magnetic body and the inner wall of the hole to reduce dynamic frictional resistance between the magnetic body and the inner wall due to rotation or swing of the magnetic body. . According to such a configuration, it is possible to reduce energy loss due to dynamic frictional resistance between the magnetic body and the inner wall of the hole when the magnetic body rotates or swings.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a transfer device as a microassembly device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. FIG. 3 is a schematic plan view of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. In these figures, the transport device 10 includes an upper structural member 11 located on the upper side, an intermediate structural member 12 laid on the lower surface side of the upper structural member 11, and a lower surface side of the intermediate structural member 12. The lower structure 13 is provided in a three-layer structure. In the following, for convenience of description, the direction A in FIG. 1 is referred to as a vertical direction, and the direction B in FIG. 1 is referred to as a horizontal direction.
[0015]
The upper structure 11 includes a disk-shaped magnetic body 15 having a cylindrical shape, and a substrate 16 for holding the magnetic body 15 so as not to fall off. The substrate 16 has a large number of holes 18 for accommodating the magnetic material 15. The holes 18 are formed so as to fall into the inside from the upper surface of the substrate 16, that is, the surface 16A, and are provided at substantially equal intervals in both the vertical and horizontal directions. Further, as shown in FIG. 4, each hole 18 has an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the magnetic body 15, and its depth gradually decreases from the left side to the right side in FIG. The magnetic body 15 is provided in an internal shape that partially protrudes at a part of the opening side of the hole 18. That is, the upper portion 19 of the magnetic body 15 accommodated in the hole 18 is gradually inclined upward from the left side to the right side in FIG. 4, and a region 19A from substantially the center to the right end side in FIG. It protrudes from the open side. Note that the range of the protruding region 19A is not limited to the illustrated example, and may be further enlarged or reduced.
[0016]
As shown in FIG. 1, the intermediate structure 12 includes a plate-like base 21 and a plurality of first electric wires 23 that are held by the base 21 and extend in the lateral direction. Although not particularly limited, the first electric wire path 23 is in a state of being received in a concave groove formed on the base 21, and the upper end portion is substantially flush with the upper surface of the base 21. It has become. Further, the first electric wires 23 are arranged in parallel with each other at substantially the same pitch as the vertical pitch of the holes 18 so that the holes 18 are located immediately above the first electric wires 23. It has become. Further, an AC current of a predetermined frequency is supplied to each electric wire 23 from an AC generator (not shown).
[0017]
As shown in FIG. 1, the lower structure 13 includes a plate-like base 25 and a plurality of second electric paths 27 that are held by the base 25 and extend in a direction substantially orthogonal to the first electric path 23. It is comprised including. The second electric line 27 has substantially the same configuration as that of the first electric line 23 except that the extending direction is changed by 90 degrees. An AC current having the same frequency and a phase shifted by 90 degrees from the current supplied to the first electric line 23 is supplied to the second electric line 27.
[0018]
As shown in FIGS. 2 and 3, the transport device configured as described above has a central portion of the magnetic body 15 and the hole 18 above the intersection of the first and second electric lines 23 and 27. Will be located. Therefore, when an alternating current having a phase shift of 90 degrees flows through the first and second electric lines 23 and 27, a magnetic field between the magnetic body 15 and the first electric line 23 flows in a substantially horizontal plane. As a result, the magnetic body 15 rotates around its axis C (see FIG. 4) at a rotation speed corresponding to the frequency of the alternating current. When the magnetic body 15 rotates in this manner, as shown in FIG. 5, the protruding region 19A (the shaded portion in the figure) of the magnetic body 15 rotates in one of the directions indicated by the arrows in FIG. An object (not shown) placed on the substrate 16 can be transported vertically in FIG. Although not particularly limited, the size of the magnetic material in this embodiment is, for example, about 0.2 mm to 2 mm in diameter and about 1 mm in height (thickness). Further, for example, the frequency of the alternating current is about 0.1 Hz to several kHz, preferably about 0.1 Hz to 1 Hz, and the amplitude is about several mA to 1 A.
[0019]
The transfer device 10 is manufactured, for example, as follows. First, a large number of magnetic bodies 15 are formed, and holes 18 are formed on the substrate 16. Then, a large amount of the magnetic members 15 are collectively scattered on the substrate 16, and the magnetic members 15 are accommodated in the holes 18, thereby forming the upper structure 11. Further, the intermediate component 12 and the lower component 13 are formed by a known method such as a simple etching operation or a printing operation. Then, these components 11 to 13 are pasted together to complete the transport device 10. The magnetic member 15 may be sprayed on the substrate 16 after the intermediate member 12 and the lower member 13 are bonded to the substrate 16. As described above, the transfer device 10 can be easily formed by using the method of Japanese Patent Application No. 2001-237200 already proposed by the present applicant.
[0020]
Therefore, according to the first embodiment, it is possible to form the transfer device 10 having a simple configuration by using micro parts having a relatively simple shape, and to manufacture the transfer device 10 even if the transfer device 10 is miniaturized. Is easily obtained.
[0021]
It is also possible to limit the alternating current flowing through the first and second electric lines 23, 27 to the electric lines 23, 27 at predetermined positions, and to selectively rotate the magnetic body 15 at a desired position. This can be applied to an automatic sorting function for sorting the objects to be transported by changing the electric lines 23 and 27 through which the alternating current flows according to the type of the objects to be transported. Specifically, here, a predetermined sensor (not shown) installed on the upstream side of the transfer device 10 recognizes the type of the transfer target, and changes the electric lines 23 and 27 through which the alternating current flows according to the type. This can be exemplified. Further, it is also possible to sort the objects to be transported by type according to the difference in the charge amount of the objects to be transported. In this case, the object to be transported is transported to a different place according to the charge amount due to the difference in the rotation characteristics of the magnetic body due to the interaction between the current and the charge amount without providing the above-described sensor.
[0022]
Further, the alternating current flowing through the first and second current paths 23 and 27 reliably rotates the desired magnetic substance 15 without affecting the remote magnetic substance 15 irrelevant to the current paths 23 and 27. As far as possible, it is possible to increase or decrease the phase shift from the above, to set a difference in amplitude, and to make the flowing current pulse-like.
[0023]
Next, other embodiments of the present invention will be described. In the following description, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as in the first embodiment, and the description is omitted or simplified.
[0024]
[Second embodiment]
As shown in FIGS. 6 and 7, the second embodiment is characterized in that the present invention is applied to a fan device 30 as a microassembly device. The fan device 30 employs a rotating structure of the magnetic body 15 in the transfer device 10.
[0025]
In the fan device 30, a hole 32 having a different shape from the hole 18 of the transfer device 10 is formed in the substrate 16, and a blade 33 is attached to the outer peripheral side of the upper portion 19 of the magnetic body 15. . The other configuration is substantially the same as the configuration of the transport device 10 of the first embodiment. The hole 32 is provided in a concave shape having a substantially circular shape in plan view, the depth of which is constant over substantially the entire area. Further, the magnetic body 15 housed in the hole 32 has a height (thickness) set so that the entire area of the upper portion 19 protrudes from the surface 16A of the substrate 16, and the blade 33 is provided on the outer peripheral side of the protruding portion. Fixed.
[0026]
As in the first embodiment, the fan device 30 configured as described above, when an alternating current whose phase is shifted by 90 degrees from each other flows through the first and second electric lines 23 and 27, the magnetic body 15 Rotate in the circumferential direction, and the blades 33 rotate in a horizontal plane along the surface 16 </ b> A of the substrate 16.
[0027]
[Third embodiment]
The third embodiment is characterized in that the present invention is applied to a display device as a microassembly device. As shown in FIG. 8, the display device 40 also employs the rotating structure of the transport device 10.
[0028]
The display device 40 is different from the first device in that a spherical magnetic body 42 and a hemispherical hole 43 having an inner diameter slightly larger than that of the magnetic body 42 are provided. This is different from the embodiment. The other configuration is substantially the same as the configuration of the transport device 10. In the magnetic body 42, the upper half spherical portion in FIG. 8 is given a different color from the lower half spherical portion.
[0029]
In the display device 40 configured as described above, when an alternating current having a phase shift of 90 degrees is applied to the first and second electric lines 23 and 27, the magnetic body 43 is formed in the same manner as in the first embodiment. In FIG. 8, it rotates in any one of the arrow directions, and the exposed portion of each spherical portion changes. Therefore, if each spherical portion is separately painted in black and white, it is possible to express a desired character by rotating each magnetic body 15 at an arbitrary position using one magnetic body 42 as one dot. By rotating the magnetic body 42 while painting the outer surface of the magnetic body 42 with a plurality of colors, it is possible to express a pattern or color in which the colors of the outer surface are fused, such as a top pattern.
[0030]
In addition, the rotating structure of the magnetic bodies 15 and 42 in the above-described first to third embodiments can be used as power for driving an on-off valve provided in the middle of the pipeline.
[0031]
[Fourth embodiment]
The fourth embodiment is characterized in that the present invention is applied to a turbulence measuring device as a microassembly device. As shown in FIG. 9, the turbulence measuring device 50 has substantially the same configuration as that of the second embodiment, except that a round bar-shaped magnetic body 52 is employed.
[0032]
The turbulence measuring device 50 can generate a current in the first and second electric lines 23 and 27 by rotating the magnetic body 52 by an external force, and can analyze a turbulent state according to the magnitude of the current. It is provided in. The turbulence measuring device 50 is installed at a turbulence generating portion so that the magnetic body 52 side faces up, for example, as shown in FIG. When the turbulence occurs, a difference occurs in the rotation speed of each magnetic body 52, thereby causing a difference in the magnitude of the current flowing in the electric wires 23 and 27, and changing the turbulence state according to the difference. Analysis becomes possible. The installation position of the turbulence measuring device 50 is not limited to the position shown in FIG. 10 and can be additionally changed.
[0033]
Here, it is desirable to attach a wing-like body such as the blade 33 of the second embodiment to the magnetic body 52 in order to further increase the rotational force.
[0034]
Further, as another turbulence measuring device 50 capable of analyzing a turbulent state by rotation of the magnetic body 52, a turbulence detecting probe 54 shown in FIG. 11 can be exemplified. The turbulence detection probe 54 includes a base 55 having a substantially T-shape in a front view, and a magnetic unit 56 provided on a distal end surface 55A of the base 55 (the upper end side in FIG. 11A). Have been. The magnetic body unit 56 includes a plurality of magnetic bodies 52 rotating in the plurality of holes 18 formed in the distal end surface 55A, a central shaft 57 connected to the magnetic bodies 52 and protruding from the holes 18, respectively. And four rotating blades 58 extending radially outward from the outer peripheral surface of each central shaft 57. The rotary wings 58 are rotatably provided along the tip surface 55A, and accordingly, the magnetic body 52 rotates in the hole 18 and, for example, with respect to a turbulent flow from above in FIG. The average velocity and distribution velocity of the turbulence can be measured. Note that the turbulence detection probe 54 is arranged, for example, as shown in FIG. 11C, but at this time, it is preferable to arrange the turbulence detection probe 54 in such a manner that turbulence of the flow due to the probe 54 is minimized. Although a plurality of magnetic bodies 52 are provided here, a single magnetic body 52 may be used to compose the magnetic body unit 56 in order to grasp the minute situation of turbulence.
[0035]
The same structure as in the fourth embodiment can be applied to a flow velocity measuring device. In this case, when the flow velocity changes, a difference occurs in the rotation speed of the magnetic body 52, which changes the magnitude of the current flowing in the electric wires 23 and 27. It becomes detectable.
[0036]
The magnetic material used in the turbulence measuring device 50 and the flow velocity measuring device is not limited to the round bar-shaped magnetic material 52 described above, but may be the magnetic materials 15 and 42 of the first and third embodiments. Further, the blades 33 can be attached to the magnetic body 15 as in the second embodiment.
[0037]
[Fifth embodiment]
The fifth embodiment is characterized in that the present invention is applied to an optical switch as a microassembly device.
[0038]
As shown in FIG. 12, the optical switch 60 according to the fifth embodiment has a two-layer structure including an upper structural member 61 located on the upper side and a lower structural member 62 laid on the lower surface side of the upper structural member 61. Provided in the structure.
[0039]
The upper structure 61 includes a round bar-shaped magnetic body 64 and a substrate 67 having a hole 65 for accommodating the magnetic body 64. The magnetic body 64 is obtained by interposing a round rod-shaped translucent material inside a substantially cylindrical magnetic material that is open at both ends in the axial direction. The translucent material is formed of a material having a good light transmittance, such as a transparent glass material, a quartz crystal, or a transparent plastic, and the translucent portion is a light transmitting portion 68 extending between both ends in the axial direction. . Here, the magnetic body 64 may be formed by depositing the magnetic material on the surface of the translucent material. The above-described magnetic material 64 can be used at normal temperature.
The hole 65 has substantially the same shape as the hole 32 of the second embodiment, and the end portions 75 of the first to fourth light paths 70 to 73 are arranged on the inner wall 65A. I have. Here, although not particularly limited, the first and second optical paths 70 and 71 extend so that their respective axes are located on substantially the same straight line with each other, while the third and second optical paths 70 and 71 extend. The four light paths 72, 73 extend so that their respective axes are positioned on substantially the same straight line with each other. The first and second light paths 70, 71 and the third and fourth light paths 72 and 73 are arranged so as to cross each other.
[0040]
The lower structure 62 is substantially the same as the intermediate structure 13 of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
[0041]
In the optical switch 60 thus configured, the first and second optical paths 70 and 71 are connected via the magnetic body 64 in the initial state where no current is flowing through the electric wire 23. I have. From this state, when an alternating current flows through the electric wire 23, the magnetic body 64 swings. That is, when a current flows in the electric wire 23, the magnetic body 64 rotates as shown by a two-dot chain line in FIG. 12A, and the third and fourth optical paths are passed through the magnetic body 64. 71 and 72 are connected. Then, when a current flows in the electric wire line 23 in the opposite direction to the above, the magnetic body 64 rotates in the opposite direction to the above and returns to the initial state.
[0042]
In addition, as long as the swing or displacement of the magnetic body 64 necessary for switching can be obtained, the current flowing through the electric wire can be a DC current or a pulsed current.
[0043]
Further, the number of the light paths 70 to 73 may be increased / decreased and / or the arrangement thereof may be changed from the fifth embodiment. For example, one optical path is arranged on the input side and two optical paths are arranged on the output side, and the swing or displacement of the magnetic body 64 selectively selects the optical path on the input side with respect to the two optical paths on the output side. It is good also as a structure made to communicate. Conversely, the same applies to the case where two light paths are arranged on the input side and one light path is arranged on the output side.
In short, the application of the present invention to the optical switch is not limited to the illustrated example, and various applications can be made as long as the switch can be switched by using the rotating structure and the oscillating structure of the magnetic members 15 and 64 described in the above embodiments. Can be adopted.
[0044]
Further, the oscillating structure of the magnetic material according to the fifth embodiment can be applied to the turbulence measuring device and the like of the fourth embodiment.
[0045]
Also, the various microassembly devices in the second to fifth embodiments are formed in the same manner as in the first embodiment.
[0046]
Further, in each of the above embodiments, the boards 16 and 67 may be omitted, and the holes 18, 32, 43 and 65 may be formed directly on the upper surface side of the electric wire 23 as shown in FIG. According to this, the distance between the magnetic bodies 15, 42, 64 and the electric wire 23 is further reduced, so that a stronger magnetic field can be obtained with a small current.
[0047]
In addition, the shape of each member in each embodiment is not limited to the above-described shape and structure, and various shapes and structures can be adopted as long as the above-described various functions can be exerted.
[0048]
Furthermore, a fluid that reduces the dynamic frictional resistance between the magnetic body 15 or the like and the inner wall due to the rotation or swing of the magnetic body may be interposed at least between the magnetic body 15 or the like and the inner wall of the hole 18 or the like. As this fluid, an oily lubricant can be exemplified.
[0049]
Further, the present invention is not limited to the application to the various devices described above, but can also be applied to other microassembly devices in which a predetermined member rotates or swings.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, components having a simple shape can be used, the configuration of the device can be simplified, and the entire device can be easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a transport device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic plan view of FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 3;
FIG. 5 is an enlarged plan view of the transfer device.
FIG. 6 is an enlarged plan view of a fan device according to a second embodiment.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 6;
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a display device according to a third embodiment.
FIG. 9 is an enlarged perspective view of a turbulence measuring device according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing an attached state of the turbulence measuring device.
11A is an enlarged perspective view of a turbulence measuring device according to a modification of the fourth embodiment, FIG. 11B is a partially enlarged view of FIG. 11A, and FIG. It is a conceptual diagram which shows the attachment state of the turbulence measuring device of (A). FIG. 12A is an enlarged perspective view of an optical switch according to a fifth embodiment, and FIG. 12B is a plan view of FIG.
FIGS. 13A to 13C are main part enlarged perspective views showing a modification of each of the embodiments.
[Explanation of symbols]
10. Transport device (micro assembly device)
15 Magnetic body 18 Hole 23 First electric line 27 Second electric line 30 Fan device (micro assembly device)
32 hole 40 display device (micro assembly device)
42 magnetic body 43 hole 50 turbulence measuring device (micro assembly device)
52 Magnetic body 60 Optical switch (micro assembly device)
64 Magnetic body 65 Hole 65A Inner wall 68 Light transmitting part 70 First light path 71 Second light path 72 Third light path 73 Fourth light path 75 End
