JP2020174518A - リニアモーター装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】リニアモーター装置を提供する。【解決手段】本発明のリニアモーター装置は固定子１、少なくとも１個のローター２、少なくとも１個のリニアパーツ３を有する。固定子１は軸方向Ｐに沿って延伸し、固定子１は電磁作用面１４を有する。ローター２は、ローター２を貫通し、閉じた環状の形態を有する長形貫通部２４を有し、固定子１は、軸方向Ｐより長形貫通部２４を通って延び出し、ローター２に囲まれる。またローター２は固定子１の電磁作用面１４に相対する電磁部２１を有し、電磁作用を受け、軸方向Ｐに沿って往復運動する。リニアパーツ３は、軸方向Ｐに沿って延伸し、ローター２はリニアパーツ３上に結合される。【選択図】図１
Description
本発明はリニアモーターに関し、特に固定子がローター上を貫通し、閉じた環状の形態を呈する長形貫通部が配置されたリニアモーターであり、リニアモーターの軽量化、薄型化の効果を達成でき、またローターの固定子に相対する両側には共に磁性部材が設置されて磁力線密度を高め、リニアモーターの推力を向上させ、同時に閉じた形態を呈するローターの特徴により磁力線密度が拡大する時、ローターの剛性を高めることで変形を回避できるリニアモーター装置に関する。
従来のリニアモーターでは、特許文献１の「リニアモーター、搭載台装置」に開示されている通り、リニアモーターは、固定子及びローターにより構成される。
この両者は、通電するコイル及び磁性部材により電磁作用を生じ、ローターを押し、固定子にそって往復運動させる。またこの両者は、電磁作用により操作されるため、ローターと固定子は隣り合っている必要がある。
この時、十分に大きい推力が必要な場合、磁性部材の数を増やし、磁力線密度を拡大する必要がある。
電磁作用が生じた時、固定子或いはローターの剛性が足りない場合、電磁作用が生じる吸引力或いは反対力により変形してしまう。
この両者は、通電するコイル及び磁性部材により電磁作用を生じ、ローターを押し、固定子にそって往復運動させる。またこの両者は、電磁作用により操作されるため、ローターと固定子は隣り合っている必要がある。
この時、十分に大きい推力が必要な場合、磁性部材の数を増やし、磁力線密度を拡大する必要がある。
電磁作用が生じた時、固定子或いはローターの剛性が足りない場合、電磁作用が生じる吸引力或いは反対力により変形してしまう。
一方、実験室、製薬会社、食品会社或いは他の電子工場においては、しばしば自動化ピペット或いは真空吸管を使用して、微小な電子パーツの定位及び移動を行う必要がある。
しかも、使用上、しばしば多数のピペット或いは吸管を並列配置し、異なる溶液を吸い取り、或いは異なる電子パーツを吸着する必要がある。
しかし、従来の並列配置の多数のピペット或いは吸管は、通常は単一のリニアモーターにより操作するものである。そのため、すべてのピペット或いは吸管は、一斉作動しかできず、単独では作動できない。
このため、薄型化リニアモーターの開発に伴い、並列配置のピペット或いは吸管を、それぞれ単一のリニアモーターにより、単一のピペット或いは吸管に結合する方法が開発された。
特許文献２に開示されている「小型リニアモーターテーブル」は、ベッド(Bed)及びテーブル(Table)を有する。
ベッドは固定子であり、テーブルはローターである。
ベッドは、一定の厚みを有する。
ベッドには、厚み方向上に、コイル基板(Coil substrate)、電機子コイル(Armature coils)、絶縁シート(Insulating sheet)、駆動基板(Drive substrate)、駆動回路(drive circuit)等パーツが、層を分けて取り付けられる。
テーブルには、磁体(Field magnet)が設置される。
磁石等磁性部材は、ローター上に設置されるため、ローター上には、移動ケーブルを設置する必要はない。
しかし、特許文献２のコイル基板(Coil substrate)、電機子コイル(Armature coils)、絶縁シート(Insulating sheet)、駆動基板(Drive substrate)、駆動回路(drive circuit)等パーツは、層を分けて、ベッド(Bed)上に設置されるため、ベッドの厚みは、テーブルの厚みよりはるかに厚い。
そのため、全体の体積が大き過ぎ、狭小な作動環境に適用することが難しい。
また、特許文献２のローター(Bed)は、閉じた形態で、固定子(Table)を包んでいるのではない。このため、磁力線回路を形成するには、固定子は導磁材でなければならない。
しかし、導磁材の固定子は、リニアモーターの重量及び厚みを拡大してしまうため、リニアモーターの薄型化には不利である。
しかも、同装置の配置において、ローターは、単面にしか磁性部材を配置できないため、磁通密度には限界があり、リニアモーターの推力を制限してしまっている。
しかも、使用上、しばしば多数のピペット或いは吸管を並列配置し、異なる溶液を吸い取り、或いは異なる電子パーツを吸着する必要がある。
しかし、従来の並列配置の多数のピペット或いは吸管は、通常は単一のリニアモーターにより操作するものである。そのため、すべてのピペット或いは吸管は、一斉作動しかできず、単独では作動できない。
このため、薄型化リニアモーターの開発に伴い、並列配置のピペット或いは吸管を、それぞれ単一のリニアモーターにより、単一のピペット或いは吸管に結合する方法が開発された。
特許文献２に開示されている「小型リニアモーターテーブル」は、ベッド(Bed)及びテーブル(Table)を有する。
ベッドは固定子であり、テーブルはローターである。
ベッドは、一定の厚みを有する。
ベッドには、厚み方向上に、コイル基板(Coil substrate)、電機子コイル(Armature coils)、絶縁シート(Insulating sheet)、駆動基板(Drive substrate)、駆動回路(drive circuit)等パーツが、層を分けて取り付けられる。
テーブルには、磁体(Field magnet)が設置される。
磁石等磁性部材は、ローター上に設置されるため、ローター上には、移動ケーブルを設置する必要はない。
しかし、特許文献２のコイル基板(Coil substrate)、電機子コイル(Armature coils)、絶縁シート(Insulating sheet)、駆動基板(Drive substrate)、駆動回路(drive circuit)等パーツは、層を分けて、ベッド(Bed)上に設置されるため、ベッドの厚みは、テーブルの厚みよりはるかに厚い。
そのため、全体の体積が大き過ぎ、狭小な作動環境に適用することが難しい。
また、特許文献２のローター(Bed)は、閉じた形態で、固定子(Table)を包んでいるのではない。このため、磁力線回路を形成するには、固定子は導磁材でなければならない。
しかし、導磁材の固定子は、リニアモーターの重量及び厚みを拡大してしまうため、リニアモーターの薄型化には不利である。
しかも、同装置の配置において、ローターは、単面にしか磁性部材を配置できないため、磁通密度には限界があり、リニアモーターの推力を制限してしまっている。
リニアモーターのローターの位置移動を探知するため、リニアモーター上には位置検知器が設置される。
例えば、特許文献３の「スライド装置」では、光学定規をローター上に設置し、電子読み取りヘッドを、固定子上に結合固定する。
その配置に基づき、ローター上の光学定規は、電子読み取りヘッドを読み取り可能範囲とする。
そのため、ローターの移動距離には限界があり、通常その移動距離はローター長さの２倍である。
例えば、特許文献３の「スライド装置」では、光学定規をローター上に設置し、電子読み取りヘッドを、固定子上に結合固定する。
その配置に基づき、ローター上の光学定規は、電子読み取りヘッドを読み取り可能範囲とする。
そのため、ローターの移動距離には限界があり、通常その移動距離はローター長さの２倍である。
前記先行技術は、リニアモーターの薄型化に不利であり、しかもリニアモーターの推力が制限され、またローターの移動距離には限界があるため、移動距離がローター長さの２倍に制限されるという欠点がある。
本発明はリニアモーターの固定子の体積が大き過ぎるという問題を解決するリニアモーター装置に関する。
本発明によるリニアモーター装置は、固定子、少なくとも１個のローター、少なくとも１個のリニアパーツを有する。
該固定子は、板状の形態を呈し、軸方向に沿って延伸し、また電磁作用面を有する。
枠フレームは、該固定子を固定する。
該少なくとも１個のローターは、該ローターを貫通し、閉じた環状の形態を有する長形貫通部を有し、該固定子は、該軸方向より該長形貫通部を通って延び出し、該ローターに囲まれる。
該ローターは該固定子の電磁作用面に相対する電磁部を有し、電磁作用を受け、該軸方向に沿って、往復運動する。
該少なくとも１個のリニアパーツは、該軸方向に沿って延伸し、該ローターは、該リニアパーツ上に結合される。
該固定子は、板状の形態を呈し、軸方向に沿って延伸し、また電磁作用面を有する。
枠フレームは、該固定子を固定する。
該少なくとも１個のローターは、該ローターを貫通し、閉じた環状の形態を有する長形貫通部を有し、該固定子は、該軸方向より該長形貫通部を通って延び出し、該ローターに囲まれる。
該ローターは該固定子の電磁作用面に相対する電磁部を有し、電磁作用を受け、該軸方向に沿って、往復運動する。
該少なくとも１個のリニアパーツは、該軸方向に沿って延伸し、該ローターは、該リニアパーツ上に結合される。
さらに好ましくは、該ローター及びその該長形貫通部は、長矩形の形態を呈し、２個の長辺及び２個の短辺を有する。
該固定子の該電磁作用面は、該長辺に対応し、該長形貫通部の少なくとも１個の該長辺には、該電磁部が設置される。
該固定子の該電磁作用面は、該長辺に対応し、該長形貫通部の少なくとも１個の該長辺には、該電磁部が設置される。
さらに好ましくは、該長辺の長さの該短辺の長さに対する比は３より大きい。
さらに好ましくは、該ローターは、相互に結合するコの字形導磁片及び平板導磁片を有する。
該電磁部は、該コの字形導磁片上に固定される磁石であり、或いは、該コの字形導磁片及び該平板導磁片上に固定される磁石である。
該電磁部は、該コの字形導磁片上に固定される磁石であり、或いは、該コの字形導磁片及び該平板導磁片上に固定される磁石である。
さらに好ましくは、該固定子は、該軸方向に沿って、該電磁作用面に隣り合う第一側部及び第二側部を有し、該第一側部及び該第二側部は、該ローターの２個の短辺に対応する。
該ローターの２個の短辺は、該第一側部に相対する作動面をそれぞれ有し、また該第二側部に相対する結合面を有し、該リニアパーツは、該ローターの結合面に隣り合う。
該ローターは、該結合面により該リニアパーツ上に結合される。
該ローターの２個の短辺は、該第一側部に相対する作動面をそれぞれ有し、また該第二側部に相対する結合面を有し、該リニアパーツは、該ローターの結合面に隣り合う。
該ローターは、該結合面により該リニアパーツ上に結合される。
さらに好ましくは、該ローターは、該固定子の第一側部に相対するもう一つの結合面を有し、さらに該もう一つの結合面に結合するもう一つのリニアパーツを有する。
さらに好ましくは、該リニアパーツのタブレットのタブレット面は、該短辺に平行で、或いは該リニアパーツの該タブレットのタブレット面は、該長辺に平行である。
該もう一つのリニアパーツは、もう一つのタブレットを有する。
該もう一つのタブレットのもう一つのタブレット面は、該短辺に平行で、或いは該もう一つのタブレットのもう一つのタブレット面は、該長辺に平行である。
該もう一つのリニアパーツは、もう一つのタブレットを有する。
該もう一つのタブレットのもう一つのタブレット面は、該短辺に平行で、或いは該もう一つのタブレットのもう一つのタブレット面は、該長辺に平行である。
さらに好ましくは、該固定子は、印刷回路板である。
該印刷回路板には、複数のコイルがレイアウトされ、各該コイルにより該電磁作用面を形成する。
該印刷回路板には、複数のコイルがレイアウトされ、各該コイルにより該電磁作用面を形成する。
さらに好ましくは、該印刷回路板上には、該軸方向に沿って、位置フィードバック回路がレイアウトされる。
さらに好ましくは、該印刷回路板は、該印刷回路板上に駆動回路を有する。
さらに好ましくは、該軸方向上に該ローターを連結する弾性部材を有する。
さらに好ましくは、縦方向に沿って、該リニアパーツを結合する縦方向リニアモジュールを有する。該リニアパーツを連動し、該縦方向で運動させ、該縦方向は該軸方向に垂直である。
さらに好ましくは、該枠フレームは、側板を有する。
該側板は、該固定子及び該ローターの相対する両側の少なくとも１個の側に設置されて、該固定子の電磁作用面及び該ローターの電磁部を覆い、また該側板は、非導磁材により製造される。
該側板は、該固定子及び該ローターの相対する両側の少なくとも１個の側に設置されて、該固定子の電磁作用面及び該ローターの電磁部を覆い、また該側板は、非導磁材により製造される。
上述の技術特徴により以下の効果が達成される。
1. 該固定子は板状の形態で、例えば印刷回路板を使用し、固定子上のコイル及び他のパーツはレイアウト(layout)方式により該印刷回路板上にレイアウトされ、リニアモーター薄型化の目的を実現する。
2. 該ローターは、閉じた環状の形態を呈するため、該電磁部は、十分なサポート剛性を有し、電磁作用が生じた時、該ローターは電磁作用を受けても変形しない。
3. 該ローターは閉じた形態を呈するため、該ローター上で磁力線回路を直接形成でき、またリニアモーターの重量及び厚みを軽減するため、リニアモーターの薄型化に有利である。
4. 該ローターの該固定子に相対する両側に共に磁石を設置するため、磁通密度を高められ、リニアモーターの推力を向上させられる。
5. 該リニアパーツを、該固定子に相対する第二側部の位置上に設置することで、該ローターの、該第一側部に相対する作動面をさらに狭くでき、これにより本発明のリニアモーター薄型化の目的を達成することができる。
6. リニアモーターの薄型化により、組になる多数のピペット或いは吸管を緊密に隣り合わせることができ、しかも個別に操作できる。
7. 該位置フィードバック回路を該印刷回路板にレイアウト(layout)することで、誘導インダクタンス値を利用して該ローター位置を判断するため、位置センサーの設置が不要である。また、多数のリニアモーターを配置し、組になる多数のピペット或いは吸管を結合する時、位置センサーが配置の妨げになることはない。しかも、誘導インダクタンス値を利用する方式でローターの位置を探知することで、光学定規及び電子読み取りヘッドの相対位置の制限を受けることがないため、該ローターはより長い移動距離を備える。
8. 該駆動回路を該印刷回路板上に設置し、使用時にはAC電流を遠くに配置することで、使用上の安全性を高め、AC電流の電磁場は位置フィードバック回路の電磁作用に干渉しない。
9. 該ローター上に弾性部材を結合することで、電源切断時の自然落下を防止でき、或いは（自然落下するときに）緩衝作用を達成する。
10. 軸方向に延伸するリニアパーツを、縦方向に延伸する縦方向リニアモジュール上に追加設置することで、リニアモーターの２方向制御の機能を達成する。
11. 該固定子及び該ローターの相対する両側中の少なくとも１個の側は、該側板により覆われるため、多数組のリニアモーターを並列して使用する時に、隣り合うリニアモーターの磁力の相互干渉を回避できる。
1. 該固定子は板状の形態で、例えば印刷回路板を使用し、固定子上のコイル及び他のパーツはレイアウト(layout)方式により該印刷回路板上にレイアウトされ、リニアモーター薄型化の目的を実現する。
2. 該ローターは、閉じた環状の形態を呈するため、該電磁部は、十分なサポート剛性を有し、電磁作用が生じた時、該ローターは電磁作用を受けても変形しない。
3. 該ローターは閉じた形態を呈するため、該ローター上で磁力線回路を直接形成でき、またリニアモーターの重量及び厚みを軽減するため、リニアモーターの薄型化に有利である。
4. 該ローターの該固定子に相対する両側に共に磁石を設置するため、磁通密度を高められ、リニアモーターの推力を向上させられる。
5. 該リニアパーツを、該固定子に相対する第二側部の位置上に設置することで、該ローターの、該第一側部に相対する作動面をさらに狭くでき、これにより本発明のリニアモーター薄型化の目的を達成することができる。
6. リニアモーターの薄型化により、組になる多数のピペット或いは吸管を緊密に隣り合わせることができ、しかも個別に操作できる。
7. 該位置フィードバック回路を該印刷回路板にレイアウト(layout)することで、誘導インダクタンス値を利用して該ローター位置を判断するため、位置センサーの設置が不要である。また、多数のリニアモーターを配置し、組になる多数のピペット或いは吸管を結合する時、位置センサーが配置の妨げになることはない。しかも、誘導インダクタンス値を利用する方式でローターの位置を探知することで、光学定規及び電子読み取りヘッドの相対位置の制限を受けることがないため、該ローターはより長い移動距離を備える。
8. 該駆動回路を該印刷回路板上に設置し、使用時にはAC電流を遠くに配置することで、使用上の安全性を高め、AC電流の電磁場は位置フィードバック回路の電磁作用に干渉しない。
9. 該ローター上に弾性部材を結合することで、電源切断時の自然落下を防止でき、或いは（自然落下するときに）緩衝作用を達成する。
10. 軸方向に延伸するリニアパーツを、縦方向に延伸する縦方向リニアモジュール上に追加設置することで、リニアモーターの２方向制御の機能を達成する。
11. 該固定子及び該ローターの相対する両側中の少なくとも１個の側は、該側板により覆われるため、多数組のリニアモーターを並列して使用する時に、隣り合うリニアモーターの磁力の相互干渉を回避できる。
（一実施形態）
図１に示す通り、本実施形態のリニアモーターは、固定子１、ローター２、リニアパーツ３及び枠フレーム１０を有する。
図１に示す通り、本実施形態のリニアモーターは、固定子１、ローター２、リニアパーツ３及び枠フレーム１０を有する。
固定子１は、軸方向Ｐに沿って長さを延伸する。
本実施形態において、固定子１は、印刷回路板１１で、板状の形態を呈する。
印刷回路板１１上には、軸方向Ｐに沿って排列する複数コイル１２がレイアウトされる。
枠フレーム１０により固定子１が固定される。
枠フレーム１０はさらに、作動機台上に固定される。
枠フレーム１０は、印刷回路板１１両端に連結される２個の端板１０１を有し、及び２個の端板１０１を連結する基板１０２を有する。
各コイル１２の平面は、電磁作用面１４である。
印刷回路板１１は、軸方向Ｐに沿って、第一側部１５及び第二側部１６を有し、電磁作用面１４に隣り合う。
本実施形態において、固定子１は、印刷回路板１１で、板状の形態を呈する。
印刷回路板１１上には、軸方向Ｐに沿って排列する複数コイル１２がレイアウトされる。
枠フレーム１０により固定子１が固定される。
枠フレーム１０はさらに、作動機台上に固定される。
枠フレーム１０は、印刷回路板１１両端に連結される２個の端板１０１を有し、及び２個の端板１０１を連結する基板１０２を有する。
各コイル１２の平面は、電磁作用面１４である。
印刷回路板１１は、軸方向Ｐに沿って、第一側部１５及び第二側部１６を有し、電磁作用面１４に隣り合う。
ローター２は、該ローター２を貫通し、閉じた環状の形態を有する長形貫通部２４を有する。
固定子１は、軸方向Ｐに沿って長形貫通部２４から延び出し、ローター２に囲まれる。
ローター２は、電磁部２１を有し、電磁作用面１４に相対する。
ローター２は電磁作用を受け、軸方向Ｐに沿って、往復運動する。
ローター２及びその長形貫通部２４は、長矩形を呈し、２個の長辺２４１及び２個の短辺２４２を有する。
長辺２４１の長さに対する短辺２４２の長さの比は３より大きい。
固定子１の電磁作用面１４は、長辺２４１に対応する。
長形貫通部２４の少なくとも１個の長辺２４１には、電磁部２１が設置される。
本実施形態では、ローター２は、コの字形導磁片２２及び平板導磁片２３を有し、相互に結合する。
固定子１は、軸方向Ｐに沿って長形貫通部２４から延び出し、ローター２に囲まれる。
ローター２は、電磁部２１を有し、電磁作用面１４に相対する。
ローター２は電磁作用を受け、軸方向Ｐに沿って、往復運動する。
ローター２及びその長形貫通部２４は、長矩形を呈し、２個の長辺２４１及び２個の短辺２４２を有する。
長辺２４１の長さに対する短辺２４２の長さの比は３より大きい。
固定子１の電磁作用面１４は、長辺２４１に対応する。
長形貫通部２４の少なくとも１個の長辺２４１には、電磁部２１が設置される。
本実施形態では、ローター２は、コの字形導磁片２２及び平板導磁片２３を有し、相互に結合する。
電磁部２１は、コの字形導磁片２２上に固定され、長形貫通部２４中に位置する。
電磁部２１は、磁石を使用する。
リニアモーターの推力を高めるため、コの字形導磁片２２及び平板導磁片２３には共に、電磁部２１が設置され、磁通密度を高める。
固定子１の第一側部１５及び第二側部１６は、ローター２の２個の短辺２４２に対応する。
ローター２は、第一側部１５に相対する作動面２５を有し、及び第二側部１６に相対する結合面２６を有する。
電磁部２１は、磁石を使用する。
リニアモーターの推力を高めるため、コの字形導磁片２２及び平板導磁片２３には共に、電磁部２１が設置され、磁通密度を高める。
固定子１の第一側部１５及び第二側部１６は、ローター２の２個の短辺２４２に対応する。
ローター２は、第一側部１５に相対する作動面２５を有し、及び第二側部１６に相対する結合面２６を有する。
リニアパーツ３は、軸方向Ｐに沿って延伸し、しかもリニアパーツ３は、ローター２の結合面２６に隣り合う。
リニアパーツ３は、リニアスライドレール或いはベアリング或いはボールねじ等である。
リニアスライドレールを例とすると、スライドレール３１、２個のタブレット３２及び搭載台３３を有する。
スライドレール３１は、枠フレーム１０の基板１０２上に固定される。
タブレット３２は、スライドレール３１上を跨いで設置される。
搭載台３３は、タブレット３２上に固定される。
ローター２は、結合面２６により搭載台３３上に結合される。
本実施形態では、タブレット３２のタブレット面３２１は、短辺２４２に平行である。
リニアパーツ３は、リニアスライドレール或いはベアリング或いはボールねじ等である。
リニアスライドレールを例とすると、スライドレール３１、２個のタブレット３２及び搭載台３３を有する。
スライドレール３１は、枠フレーム１０の基板１０２上に固定される。
タブレット３２は、スライドレール３１上を跨いで設置される。
搭載台３３は、タブレット３２上に固定される。
ローター２は、結合面２６により搭載台３３上に結合される。
本実施形態では、タブレット３２のタブレット面３２１は、短辺２４２に平行である。
この配置により、ローター２は、閉じた環状の形態を呈する。
そのため、ローター２上で磁力線回路を直接形成し、リニアモーターの重量及び厚みを軽減する。よって、リニアモーターの薄型化に有利である。
同時に、電磁部２１は、十分なサポート剛性を有するため、電磁作用が生じた時、ローター２は電磁作用を受けても変形しない。
また、リニアパーツ３を、固定子１に相対する第二側部１６の位置上に設置することで、ローター２の、第一側部１５に相対する作動面２５をさらに狭くすることができ、これによりリニアモーター薄型化の目的を達成する。
そのため、ローター２上で磁力線回路を直接形成し、リニアモーターの重量及び厚みを軽減する。よって、リニアモーターの薄型化に有利である。
同時に、電磁部２１は、十分なサポート剛性を有するため、電磁作用が生じた時、ローター２は電磁作用を受けても変形しない。
また、リニアパーツ３を、固定子１に相対する第二側部１６の位置上に設置することで、ローター２の、第一側部１５に相対する作動面２５をさらに狭くすることができ、これによりリニアモーター薄型化の目的を達成する。
本実施形態において、固定子１の印刷回路板１１上には、軸方向Ｐに沿って、位置フィードバック回路４がレイアウトされる。
しかも印刷回路板１１の端部には、駆動回路５がさらに設置される。
しかも印刷回路板１１の端部には、駆動回路５がさらに設置される。
図２〜図４に示す通り、使用時には、多数組のピペットＡを、ローター２の作動面２５上に結合する。
リニアパーツ３を、固定子１に相対する第二側部１６の位置上に設置することにより、ローター２の、第一側部１５に相対する作動面２５をさらに狭くできる。
そのため、各ピペットＡを緊密に排列することができ、機台配置のニーズに適応できる。また、各ピペットＡはリニアモーターによりそれぞれ制御されるため、それぞれ（個別に）操作できる。
位置フィードバック回路４（位置フィードバック回路４は図１参照）を印刷回路板１１上にレイアウトし、誘導インダクタンス値を利用してローター２位置を判断することにより、位置センサーの設置が不要である。
多数のリニアモーターを配置し、多数組のピペットＡを結合する必要がある時に、位置センサーが配置の妨げになることはない。また、誘導インダクタンス値を利用する方式でローター２の位置を探知できるため、光学定規及び電子読み取りヘッドの相対位置により制限を受けることがない。
そのため、ローター２はより長い移動距離を有する。駆動回路５が印刷回路板１１上に設置され、使用時にはＡＣ電流が遠くに配置されるため、使用上の安全性が高まる。
ＡＣ電流の電磁場も、位置フィードバック回路４のインダクタンスの電磁作用に干渉しない。
リニアパーツ３を、固定子１に相対する第二側部１６の位置上に設置することにより、ローター２の、第一側部１５に相対する作動面２５をさらに狭くできる。
そのため、各ピペットＡを緊密に排列することができ、機台配置のニーズに適応できる。また、各ピペットＡはリニアモーターによりそれぞれ制御されるため、それぞれ（個別に）操作できる。
位置フィードバック回路４（位置フィードバック回路４は図１参照）を印刷回路板１１上にレイアウトし、誘導インダクタンス値を利用してローター２位置を判断することにより、位置センサーの設置が不要である。
多数のリニアモーターを配置し、多数組のピペットＡを結合する必要がある時に、位置センサーが配置の妨げになることはない。また、誘導インダクタンス値を利用する方式でローター２の位置を探知できるため、光学定規及び電子読み取りヘッドの相対位置により制限を受けることがない。
そのため、ローター２はより長い移動距離を有する。駆動回路５が印刷回路板１１上に設置され、使用時にはＡＣ電流が遠くに配置されるため、使用上の安全性が高まる。
ＡＣ電流の電磁場も、位置フィードバック回路４のインダクタンスの電磁作用に干渉しない。
図５〜図７に示す通り、リニアモーターが動かす作動部材の重量が比較的重くて単一のリニアパーツでは連動させにくい時には、ローター２の、固定子１の第二側部１６に相対する短辺２４２上にリニアパーツ３を設置する他、ローター２は固定子１の第一側部１５に相対するもう一つの結合面２７を有し、固定子１の第一側部１５に相対する、さらにもう一つのリニアパーツ９を有する。
もう一つのリニアパーツ９は、もう一つのタブレット９１を有する。
もう一つのタブレット９１のもう一つのタブレット面９１１は、短辺２４２に平行である。或いはもう一つのタブレット９１のもう一つのタブレット面９１１は、長辺２４１に平行である。或いはリニアパーツ３のタブレット３２のタブレット面３２１及びもう一つのリニアパーツ９のもう一つのタブレット９１のもう一つのタブレット面９１１は共に長辺２４１に平行で、必要に応じて該リニアパーツ３及びもう一つのリニアパーツ９の結合方向を変換できる。
この配置により、リニアスライドレールは、重量がより重い作動部材を積載することができる。
もう一つのリニアパーツ９は、もう一つのタブレット９１を有する。
もう一つのタブレット９１のもう一つのタブレット面９１１は、短辺２４２に平行である。或いはもう一つのタブレット９１のもう一つのタブレット面９１１は、長辺２４１に平行である。或いはリニアパーツ３のタブレット３２のタブレット面３２１及びもう一つのリニアパーツ９のもう一つのタブレット９１のもう一つのタブレット面９１１は共に長辺２４１に平行で、必要に応じて該リニアパーツ３及びもう一つのリニアパーツ９の結合方向を変換できる。
この配置により、リニアスライドレールは、重量がより重い作動部材を積載することができる。
図８に示す通り、縦方向Ｎに沿ってリニアパーツ３に結合できる縦方向リニアモジュール８を設置できる。
縦方向リニアモジュール８は例えば、リニアパーツ３の上下二端に結合するリニアパーツ８１、及びリニアパーツ３中段に設置されて駆動に用いられるリニアモーター８２である。
これにより、縦方向リニアモジュール８はリニアパーツ３を連動して、縦方向Ｎ上に運動させる。
縦方向Ｎは、軸方向Ｐに垂直であり、これにより２方向でピペットＡの作動を制御する機能を達成する。
縦方向リニアモジュール８は例えば、リニアパーツ３の上下二端に結合するリニアパーツ８１、及びリニアパーツ３中段に設置されて駆動に用いられるリニアモーター８２である。
これにより、縦方向リニアモジュール８はリニアパーツ３を連動して、縦方向Ｎ上に運動させる。
縦方向Ｎは、軸方向Ｐに垂直であり、これにより２方向でピペットＡの作動を制御する機能を達成する。
図９に示す通り、本発明のリニアモーター装置は、小型リニアモーターに属するため、ローター２の負荷能力には限界がある。
駆動するピペットＡが他のパーツに結合し、或いはそれ自体の材質により重量が比較的重く、或いはローター２が別の重量が比較的重い作動部材を駆動する必要がある時には、さらに弾性部材７を軸方向Ｐ上でローター２に連結する。
これにより、弾性部材７の弾性力を利用して、ローター２の耐負荷能力を高め、或いは電源切断時にローター２が自然に落下することを防止でき、或いは自由落下時の緩衝作用を達成できる。
駆動するピペットＡが他のパーツに結合し、或いはそれ自体の材質により重量が比較的重く、或いはローター２が別の重量が比較的重い作動部材を駆動する必要がある時には、さらに弾性部材７を軸方向Ｐ上でローター２に連結する。
これにより、弾性部材７の弾性力を利用して、ローター２の耐負荷能力を高め、或いは電源切断時にローター２が自然に落下することを防止でき、或いは自由落下時の緩衝作用を達成できる。
図１０に示す通り、多数組のリニアモーターを並列して使用する時には、隣り合うリニアモーターの磁力相互干渉を回避するため、固定子１及びローター２の枠フレーム１０を結合して側板１０３を別に設置することができる。
側板１０３は、枠フレーム１０の片側或いは両側に設置できる。図１０に示す実施形態では両側に設置し、２個の側板１０３を固定子１及びローター２の相対する両側に位置させ、固定子１の電磁作用面１４及びローター２の電磁部２１を覆う。
電磁作用面１４及び電磁部２１については図１を参照されたい。
上述の２個の側板１０３は、非導磁材質により製造される。これにより、隣り合うリニアモーターの磁力の相互干渉を回避できる。
側板１０３は、枠フレーム１０の片側或いは両側に設置できる。図１０に示す実施形態では両側に設置し、２個の側板１０３を固定子１及びローター２の相対する両側に位置させ、固定子１の電磁作用面１４及びローター２の電磁部２１を覆う。
電磁作用面１４及び電磁部２１については図１を参照されたい。
上述の２個の側板１０３は、非導磁材質により製造される。これにより、隣り合うリニアモーターの磁力の相互干渉を回避できる。
前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は特許請求の範囲を基準とする。
１ 固定子、
１１ 印刷回路板、
１２ コイル、
１４ 電磁作用面、
１５ 第一側部、
１６ 第二側部、
２ ローター、
２１ 電磁部、
２２ コの字形導磁片、
２３ 平板導磁片、
２４ 長形貫通部、
２４１ 長辺、
２４２ 短辺、
２５ 作動面、
２６ 結合面、
２７ もう一つの結合面、
３ リニアパーツ、
３１ スライドレール、
３２ タブレット、
３２１ タブレット面、
３３ 搭載台、
４ 位置フィードバック回路、
５ 駆動回路、
６ 冷却装置、
７ 弾性部材、
８ 縦方向リニアモジュール、
８１ リニアパーツ、
８２ リニアモーター、
９ もう一つのリニアパーツ、
９１ もう一つのタブレット、
９１１ もう一つのタブレット面、
１０ 枠フレーム、
１０１ 端板、
１０２ 基板、
１０３ 側板、
Ａ ピペット、
Ｐ 軸方向、
Ｎ 縦方向。
１１ 印刷回路板、
１２ コイル、
１４ 電磁作用面、
１５ 第一側部、
１６ 第二側部、
２ ローター、
２１ 電磁部、
２２ コの字形導磁片、
２３ 平板導磁片、
２４ 長形貫通部、
２４１ 長辺、
２４２ 短辺、
２５ 作動面、
２６ 結合面、
２７ もう一つの結合面、
３ リニアパーツ、
３１ スライドレール、
３２ タブレット、
３２１ タブレット面、
３３ 搭載台、
４ 位置フィードバック回路、
５ 駆動回路、
６ 冷却装置、
７ 弾性部材、
８ 縦方向リニアモジュール、
８１ リニアパーツ、
８２ リニアモーター、
９ もう一つのリニアパーツ、
９１ もう一つのタブレット、
９１１ もう一つのタブレット面、
１０ 枠フレーム、
１０１ 端板、
１０２ 基板、
１０３ 側板、
Ａ ピペット、
Ｐ 軸方向、
Ｎ 縦方向。
Claims (13)
- 固定子、枠フレーム、少なくとも１個のローター、少なくとも１個のリニアパーツを備えるリニアモーター装置であって、
前記固定子は、板状の形態を呈し、軸方向に沿って延伸し、また電磁作用面を有し、
前記枠フレームは、前記固定子を固定し、
前記少なくとも１個のローターは、前記ローターを貫通し、閉じた環状の形態を有する長形貫通部を有し、前記固定子は、前記軸方向より前記長形貫通部を通って延び出し、前記ローターに囲まれ、また前記ローターは前記固定子の前記電磁作用面に相対する電磁部を有し、電磁作用を受け、前記軸方向に沿って往復運動し、
前記少なくとも１個のリニアパーツは、前記軸方向に沿って延伸し、前記ローターは、前記リニアパーツ上に結合されることを特徴とする、リニアモーター装置。 - 前記ローター及びその前記長形貫通部は、長矩形の形態を呈し、２個の長辺及び２個の短辺を有し、
前記固定子の前記電磁作用面は、前記長辺に対応し、前記長形貫通部の少なくとも１個の前記長辺には、前記電磁部が設置されることを特徴とする、請求項１に記載のリニアモーター装置。 - 前記長辺の長さの前記短辺の長さに対する比は、３より大きいことを特徴とする、請求項２に記載のリニアモーター装置。
- 前記ローターは、相互に結合するコの字形導磁片及び平板導磁片を有し、
前記電磁部は、前記コの字形導磁片上に固定される磁石であり、或いは、前記コの字形導磁片及び前記平板導磁片上に固定される磁石であることを特徴とする、請求項２に記載のリニアモーター装置。 - 前記固定子は、前記軸方向に沿って、前記電磁作用面に隣り合う第一側部及び第二側部を有し、前記第一側部及び前記第二側部は、前記ローターの２個の短辺に対応し、
前記ローターの２個の短辺は、前記第一側部に相対する作動面をそれぞれ有し、また前記第二側部に相対する結合面をそれぞれ有し、前記リニアパーツは、前記ローターの結合面に隣り合い、前記ローターは、前記結合面により前記リニアパーツ上に結合されることを特徴とする、請求項２に記載のリニアモーター装置。 - 前記ローターは、前記固定子の前記第一側部に相対するもう一つの結合面を有し、さらに前記もう一つの結合面に結合するもう一つのリニアパーツを有することを特徴とする、請求項５に記載のリニアモーター装置。
- 前記リニアパーツのタブレットのタブレット面は、前記短辺に平行で、或いは前記リニアパーツの前記タブレットの前記タブレット面は、前記長辺に平行で、
前記もう一つのリニアパーツは、もう一つのタブレットを有し、
前記もう一つのタブレットのもう一つのタブレット面は、前記短辺に平行で、或いは前記もう一つのタブレットの前記もう一つのタブレット面は、前記長辺に平行であることを特徴とする、請求項６に記載のリニアモーター装置。 - 前記固定子は、印刷回路板で、
前記印刷回路板には、複数のコイルがレイアウトされ、各前記コイルにより前記電磁作用面を形成することを特徴とする、請求項１に記載のリニアモーター装置。 - 前記印刷回路板上には、前記軸方向に沿って、位置フィードバック回路がレイアウトされることを特徴とする、請求項８に記載のリニアモーター装置。
- 前記印刷回路板は、前記印刷回路板上に駆動回路を有することを特徴とする、請求項８に記載のリニアモーター装置。
- 前記軸方向に前記ローターを連結する弾性部材をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載のリニアモーター装置。
- 縦方向に沿って前記リニアパーツを結合する縦方向リニアモジュールをさらに有し、前記縦方向リニアモジュールが前記リニアパーツを前記縦方向に運動させて連動するように、前記縦方向が前記軸方向に対して垂直になっていることを特徴とする、請求項１に記載のリニアモーター装置。
- 前記枠フレームは、側板を有し、
前記側板は、前記固定子及び前記ローターの相対する両側の少なくとも１個の側に設置されて、前記固定子の電磁作用面及び前記ローターの電磁部を覆い、
また前記側板は、非導磁材により製造されることを特徴とする、請求項１に記載のリニアモーター装置。
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