JP2003075572A - 変位量の微調整装置並びに変位量の微調整方法 - Google Patents
変位量の微調整装置並びに変位量の微調整方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】歯車のバックラッシュ、部材間のクリアランス
及び部材の組付誤差等の問題を生じさせることなく、極
めて簡易且つ安価な構成により高精度の微量変位量の位
置出し、調整を確実、安定的に行える変位量の微調整装
置並びに変位量の微調整方法を提供する。 【解決手段】マイクロメータ１９の操作部２５を回して
摺動子２３を進行させると、湾曲板１７が実線で示す状
態から仮想線で示す真っ直ぐになる状態に弾性変形す
る。湾曲片１７が真っ直ぐに延びるに従って一対の弾性
板３が押されて、一対の弾性板３が実線で示す状態から
仮想線で示すように互いに離間する方向へ弾性変形す
る。一対の弾性板３が撓んで互いに離間する方向へ弾性
変形するのに伴い、移動ブロック９を後退する方向の力
が生じて、移動ブロック９は微量だけ載置テーブル２７
と共に後退する方向へ変位する。
及び部材の組付誤差等の問題を生じさせることなく、極
めて簡易且つ安価な構成により高精度の微量変位量の位
置出し、調整を確実、安定的に行える変位量の微調整装
置並びに変位量の微調整方法を提供する。 【解決手段】マイクロメータ１９の操作部２５を回して
摺動子２３を進行させると、湾曲板１７が実線で示す状
態から仮想線で示す真っ直ぐになる状態に弾性変形す
る。湾曲片１７が真っ直ぐに延びるに従って一対の弾性
板３が押されて、一対の弾性板３が実線で示す状態から
仮想線で示すように互いに離間する方向へ弾性変形す
る。一対の弾性板３が撓んで互いに離間する方向へ弾性
変形するのに伴い、移動ブロック９を後退する方向の力
が生じて、移動ブロック９は微量だけ載置テーブル２７
と共に後退する方向へ変位する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば工作機械や顕
微鏡等におけるＸ−Ｙテーブルの微量送り機構等に適用
できる変位量の微調整用の装置並びにその方法に係り、
特に半導体の製造や遺伝子分析等の分野において好適な
超高精度の位置出し、微量送りの可能な変位量の微調整
装置並びに変位量の微調整方法に関するものである。
微鏡等におけるＸ−Ｙテーブルの微量送り機構等に適用
できる変位量の微調整用の装置並びにその方法に係り、
特に半導体の製造や遺伝子分析等の分野において好適な
超高精度の位置出し、微量送りの可能な変位量の微調整
装置並びに変位量の微調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】旋盤、フライス盤を初めとする各種工作
機械や産業用ロボット、更には顕微鏡や写真現像用の拡
大投影機等には、Ｘ−Ｙテーブルと呼ばれる水平２軸を
移動できるスライドテーブルが使用されている。Ｘ−Ｙ
テーブルの移動駆動手段としてはモータの回転運動をス
ライダの直線運動に変換するボールねじ機構等が採用さ
れており、更に微量な送りを可能にするためにモータの
出力軸に減速機を接続し、ボールねじのスクリューシャ
フトの回転数を極めて低速に設定する試みがなされてい
る。
機械や産業用ロボット、更には顕微鏡や写真現像用の拡
大投影機等には、Ｘ−Ｙテーブルと呼ばれる水平２軸を
移動できるスライドテーブルが使用されている。Ｘ−Ｙ
テーブルの移動駆動手段としてはモータの回転運動をス
ライダの直線運動に変換するボールねじ機構等が採用さ
れており、更に微量な送りを可能にするためにモータの
出力軸に減速機を接続し、ボールねじのスクリューシャ
フトの回転数を極めて低速に設定する試みがなされてい
る。
【０００３】上記の減速機は歯数ないし径を異にする複
数の歯車を適宜組み合わせて成る歯車列を利用したもの
がほとんどであり、各歯車間のバックラッシュやこれら
と支持部材との間のクリアランスあるいは組み付け時の
組付誤差等があり、設定できる変位量としては数μｍオ
ーダーが限界とされていた。
数の歯車を適宜組み合わせて成る歯車列を利用したもの
がほとんどであり、各歯車間のバックラッシュやこれら
と支持部材との間のクリアランスあるいは組み付け時の
組付誤差等があり、設定できる変位量としては数μｍオ
ーダーが限界とされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら近時の産
業界の発達は目覚ましく、例えばＩＣ、ＬＳＩ等の半導
体の製造分野や遺伝子情報の分析等を行う研究分野では
更に１／１０００、精度を高めた数ｎｍオーダーの変位
量の調整が求められているこれを従来の歯車列による減
速機により実現しようとした場合、個々の部品の精度を
高め、クリアランスを最小限に小さくし、組付誤差をな
くすといっても限界があり、また装置の大型化、複雑化
や製造コストの大幅な増大につながり技術的、経済的に
その実現は事実上不可能である。
業界の発達は目覚ましく、例えばＩＣ、ＬＳＩ等の半導
体の製造分野や遺伝子情報の分析等を行う研究分野では
更に１／１０００、精度を高めた数ｎｍオーダーの変位
量の調整が求められているこれを従来の歯車列による減
速機により実現しようとした場合、個々の部品の精度を
高め、クリアランスを最小限に小さくし、組付誤差をな
くすといっても限界があり、また装置の大型化、複雑化
や製造コストの大幅な増大につながり技術的、経済的に
その実現は事実上不可能である。
【０００５】本発明は上記の従来の問題点に着目してな
されたものであって、極めて簡易且つ安価な構成により
高精度でしかも安定性、確実性の高い極微量の変位量の
調整を可能にする変位量の微調整装置並びに変位量の微
調整方法を提供することを目的とする。
されたものであって、極めて簡易且つ安価な構成により
高精度でしかも安定性、確実性の高い極微量の変位量の
調整を可能にする変位量の微調整装置並びに変位量の微
調整方法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】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、互いに対向して配置された一
対の弾性部材と、前記一対の弾性部材の一端に一体に形
成され所定位置に固定される固定部と、前記一対の弾性
部材の他端に一体に形成され移動可能な移動部と、前記
一対の弾性部材を撓むように弾性変形させて、前記移動
部を微量だけ変位させる駆動手段を具備したことを特徴
とする変位量の微調整装置である。
に請求項１記載の発明は、互いに対向して配置された一
対の弾性部材と、前記一対の弾性部材の一端に一体に形
成され所定位置に固定される固定部と、前記一対の弾性
部材の他端に一体に形成され移動可能な移動部と、前記
一対の弾性部材を撓むように弾性変形させて、前記移動
部を微量だけ変位させる駆動手段を具備したことを特徴
とする変位量の微調整装置である。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１に記載し
た変位量の微調整装置において、駆動手段は、一対の弾
性部材の互い対向する部分に渡されて一体に形成され、
且つ湾曲した形状に形成され弾性変形する湾曲部材と、
前記湾曲部材を真っ直ぐに延びる方向に弾性変形させる
駆動装置とによって構成されていることを特徴とする変
位量の微調整装置である。
た変位量の微調整装置において、駆動手段は、一対の弾
性部材の互い対向する部分に渡されて一体に形成され、
且つ湾曲した形状に形成され弾性変形する湾曲部材と、
前記湾曲部材を真っ直ぐに延びる方向に弾性変形させる
駆動装置とによって構成されていることを特徴とする変
位量の微調整装置である。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１に記載し
た変位量の微調整装置において、駆動手段は、一対の弾
性部材に固定された雌ネジ部材と、前記雌ネジ部材に螺
合する雄ネジ部材と、前記雄ネジ部材を回転させて前記
雌ネジ部材を移動させるモーターとによって構成されて
いることを特徴とする変位量の微調整装置である。
た変位量の微調整装置において、駆動手段は、一対の弾
性部材に固定された雌ネジ部材と、前記雌ネジ部材に螺
合する雄ネジ部材と、前記雄ネジ部材を回転させて前記
雌ネジ部材を移動させるモーターとによって構成されて
いることを特徴とする変位量の微調整装置である。
【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１，２，３
に記載した変位量の微調整装置のいずれかにおいて、移
動部には当該移動部の移動を弾性変形することにより許
容する支持片の一端が一体に形成されていることを特徴
とする変位量の微調整装置である。
に記載した変位量の微調整装置のいずれかにおいて、移
動部には当該移動部の移動を弾性変形することにより許
容する支持片の一端が一体に形成されていることを特徴
とする変位量の微調整装置である。
【００１０】請求項５記載の発明は、請求項４に記載し
た変位量の微調整装置において、支持片の他端には固定
部材が一体に形成され支持されていることを特徴とする
変位量の微調整装置である。
た変位量の微調整装置において、支持片の他端には固定
部材が一体に形成され支持されていることを特徴とする
変位量の微調整装置である。
【００１１】請求項６記載の発明は、互いに対向して配
置された一対の弾性部材が複数組備えられ、前記一対の
弾性部材の一端に形成され所定位置に固定される固定部
と、前記複数組備えられた一対の弾性部材の他端に１つ
の移動部が一体に形成され、前記一対の弾性部材を撓む
ように弾性変形させて、前記移動部を微量だけ変位させ
る駆動手段を具備し、且つ前記１つの移動ベースと前記
複数組備えられた一対の弾性部材の配置関係が、１つの
移動ベースを異なる複数の方向へ変位させるものである
ことを特徴とする変位量の微調整装置である。
置された一対の弾性部材が複数組備えられ、前記一対の
弾性部材の一端に形成され所定位置に固定される固定部
と、前記複数組備えられた一対の弾性部材の他端に１つ
の移動部が一体に形成され、前記一対の弾性部材を撓む
ように弾性変形させて、前記移動部を微量だけ変位させ
る駆動手段を具備し、且つ前記１つの移動ベースと前記
複数組備えられた一対の弾性部材の配置関係が、１つの
移動ベースを異なる複数の方向へ変位させるものである
ことを特徴とする変位量の微調整装置である。
【００１２】請求項７記載の発明は、請求項６に記載し
た変位量の微調整装置において、移動部には当該移動部
の異なる複数の方向の変位を弾性変形によって許容する
複数の支持片の一端が一体に形成されていることを特徴
とする変位量の微調整装置である。
た変位量の微調整装置において、移動部には当該移動部
の異なる複数の方向の変位を弾性変形によって許容する
複数の支持片の一端が一体に形成されていることを特徴
とする変位量の微調整装置である。
【００１３】請求項８記載の発明は、請求項６に記載し
た変位量の微調整装置において、支持片の他端には固定
ベースが一体に形成されていることを特徴とする変位量
の微調整装置である。
た変位量の微調整装置において、支持片の他端には固定
ベースが一体に形成されていることを特徴とする変位量
の微調整装置である。
【００１４】請求項９記載の発明は、一端側が固定さ
れ、互いに対向して配置された一対の弾性部材を、駆動
手段によって撓むように弾性変形させ、前記一対の弾性
部材の他端側に一体に形成され移動可能な移動部を、微
量だけ変位させることを特徴とする変位量の微調整方法
である。
れ、互いに対向して配置された一対の弾性部材を、駆動
手段によって撓むように弾性変形させ、前記一対の弾性
部材の他端側に一体に形成され移動可能な移動部を、微
量だけ変位させることを特徴とする変位量の微調整方法
である。
【００１５】請求項１０記載の発明は、請求項９に記載
した変位量の微調整方法において、駆動手段の出力は、
予め計測した移動部の変位量との関係に基づいて制御さ
れることを特徴とする変位量の微調整方法である。
した変位量の微調整方法において、駆動手段の出力は、
予め計測した移動部の変位量との関係に基づいて制御さ
れることを特徴とする変位量の微調整方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１から図３に基づいて本発明の
第１の実施の形態に係る変位量の微調整装置１並びにこ
の装置を使用した本発明の変位量の微調整方法について
説明する。符号３は一対の弾性部材としての一対の弾性
板を示し、この一対の弾性板３は互いに対向して平行に
配置されている。一対の弾性板３の一端部には、固定部
としての固定ブロック７が一体に形成されている。この
固定ブロック７は、取付ベース１５に設けられた延長ブ
ロック８に固定されている。また固定ブロック７には貫
通穴５が形成されている。
第１の実施の形態に係る変位量の微調整装置１並びにこ
の装置を使用した本発明の変位量の微調整方法について
説明する。符号３は一対の弾性部材としての一対の弾性
板を示し、この一対の弾性板３は互いに対向して平行に
配置されている。一対の弾性板３の一端部には、固定部
としての固定ブロック７が一体に形成されている。この
固定ブロック７は、取付ベース１５に設けられた延長ブ
ロック８に固定されている。また固定ブロック７には貫
通穴５が形成されている。
【００１７】一対の弾性板３の他端には移動部としての
移動ブロック９が一体に形成され、この移動ブロック９
の下面には支持片１１の一端が一体に形成され、さらに
この支持片１１の他端には基台部１３が一体に形成され
ている。基台部１３は取付ベース１５に取り付けられて
いる。符号１７は湾曲部材としての湾曲板を示し、この
湾曲板１７は一対の弾性板３の対向領域に配置され、そ
の両端部は一対の弾性板３の対向する部分のほぼ中央に
一体に形成されている。即ち、湾曲板１７は一対の弾性
板３の対向する部分に渡されて一体に形成されている。
湾曲板１７は「く」の字形に湾曲する形状で、真っ直ぐ
になる形状に弾性変形することができる。
移動ブロック９が一体に形成され、この移動ブロック９
の下面には支持片１１の一端が一体に形成され、さらに
この支持片１１の他端には基台部１３が一体に形成され
ている。基台部１３は取付ベース１５に取り付けられて
いる。符号１７は湾曲部材としての湾曲板を示し、この
湾曲板１７は一対の弾性板３の対向領域に配置され、そ
の両端部は一対の弾性板３の対向する部分のほぼ中央に
一体に形成されている。即ち、湾曲板１７は一対の弾性
板３の対向する部分に渡されて一体に形成されている。
湾曲板１７は「く」の字形に湾曲する形状で、真っ直ぐ
になる形状に弾性変形することができる。
【００１８】一対の湾曲板３、固定ブロック７、移動ブ
ロック９、支持片１１及び湾曲板１７は焼き入れをした
鋼材によって一体に形成されている。従って、これらの
部材間に組付誤差が発生することはない。なお、湾曲板
３、固定ブロック７、移動ブロック９、支持片１１及び
湾曲板１７は、ワイヤカット放電加工機やレーザ加工機
等を用いた高精度切削加工によって製作する。
ロック９、支持片１１及び湾曲板１７は焼き入れをした
鋼材によって一体に形成されている。従って、これらの
部材間に組付誤差が発生することはない。なお、湾曲板
３、固定ブロック７、移動ブロック９、支持片１１及び
湾曲板１７は、ワイヤカット放電加工機やレーザ加工機
等を用いた高精度切削加工によって製作する。
【００１９】符号１９は駆動装置としてのマイクロメー
タを示し、このマイクロメータ１９の本体２１は固定ブ
ロック７に取り付けられており、摺動子２３は固定ブロ
ック７の貫通穴５へ貫入している。摺動子２３の先端部
は湾曲板１７の中央部に連結されている。マイクロメー
タ１９の操作部２５を回すと、摺動子２３が前進後退す
る。
タを示し、このマイクロメータ１９の本体２１は固定ブ
ロック７に取り付けられており、摺動子２３は固定ブロ
ック７の貫通穴５へ貫入している。摺動子２３の先端部
は湾曲板１７の中央部に連結されている。マイクロメー
タ１９の操作部２５を回すと、摺動子２３が前進後退す
る。
【００２０】移動ブロック９には載置テーブル２７が接
続されており、載置テーブル２７は移動ブロック９と共
に変位する。また載置テーブル２７には変位量検出セン
サ２９が接続されており、載置テーブル２７の変位量を
検出する。
続されており、載置テーブル２７は移動ブロック９と共
に変位する。また載置テーブル２７には変位量検出セン
サ２９が接続されており、載置テーブル２７の変位量を
検出する。
【００２１】次に変位量の微調整装置１の動作について
説明する。マイクロメータ１９の操作部２５を回して摺
動子２３を進行させると、湾曲板１７の中央部が押圧さ
れ、実線で示す状態から仮想線で示す真っ直ぐになる状
態に弾性変形する。湾曲片１７が真っ直ぐに延びるに従
って一対の弾性板３が押されて、一対の弾性板３が実線
で示す状態から仮想線で示すように互いに離間する方向
へ撓んで弾性変形する。一対の弾性板３が撓んで互いに
離間する方向へ弾性変形するのに伴い、移動ブロック９
を後退させる方向の力が生じて、移動ブロック９は微量
だけ載置テーブル２７と共に後退する方向へ変位する。
上記の動作において一対の弾性板３を用いたので、不要
な回転（倒れ）方向の力が相殺され、移動ブロック９を
真っ直ぐに変位させることができる。
説明する。マイクロメータ１９の操作部２５を回して摺
動子２３を進行させると、湾曲板１７の中央部が押圧さ
れ、実線で示す状態から仮想線で示す真っ直ぐになる状
態に弾性変形する。湾曲片１７が真っ直ぐに延びるに従
って一対の弾性板３が押されて、一対の弾性板３が実線
で示す状態から仮想線で示すように互いに離間する方向
へ撓んで弾性変形する。一対の弾性板３が撓んで互いに
離間する方向へ弾性変形するのに伴い、移動ブロック９
を後退させる方向の力が生じて、移動ブロック９は微量
だけ載置テーブル２７と共に後退する方向へ変位する。
上記の動作において一対の弾性板３を用いたので、不要
な回転（倒れ）方向の力が相殺され、移動ブロック９を
真っ直ぐに変位させることができる。
【００２２】マイクロメータ１９の操作部２５を操作し
て摺動子２３を後退させると、湾曲板１７が仮想線で示
す真っ直ぐな状態から実線で示す「く」の字形の状態に
戻り、これに伴って一対の弾性板３が互いに近接する方
向へ動作して実線で示す元の状態になり、移動ブロック
９が前進する方向へ変位する。移動ブロック９の変位に
伴って支持片１１が元の状態に戻る。上記した湾曲板１
７が実線で示す「く」の字形の状態となり、一対の弾性
板３が平行になる状態で、移動ブロック９が最も前進し
た位置となる。上記の動作における移動ブロック９の変
位量は、マイクロメータ１９の摺動子２３の変位量が数
μｍであるのに対し数ｎｍという極微量なものである。
て摺動子２３を後退させると、湾曲板１７が仮想線で示
す真っ直ぐな状態から実線で示す「く」の字形の状態に
戻り、これに伴って一対の弾性板３が互いに近接する方
向へ動作して実線で示す元の状態になり、移動ブロック
９が前進する方向へ変位する。移動ブロック９の変位に
伴って支持片１１が元の状態に戻る。上記した湾曲板１
７が実線で示す「く」の字形の状態となり、一対の弾性
板３が平行になる状態で、移動ブロック９が最も前進し
た位置となる。上記の動作における移動ブロック９の変
位量は、マイクロメータ１９の摺動子２３の変位量が数
μｍであるのに対し数ｎｍという極微量なものである。
【００２３】移動ブロック９（載置テーブル２７）の変
位量は変位量検出センサ２９によって検出する。上記し
たようにマイクロメータ１９の摺動子２３を前進後退す
る方向へ変位させるのに伴い移動ブロック９も変位する
が、摺動子２３の変位量と移動ブロック９の変位量は正
比例する関係にはならない。それは、一対の弾性板３が
互いに離れる方向へ弾性変形する程、移動ブロック９の
変位量が小さくなるからである。即ち、摺動子２３が前
進するのに伴い一対の弾性板３の湾曲が大きくなるのに
従い、移動ブロック９の変位量が小さくなる。従って、
摺動子２３を同じ量ずつ前進させても、摺動子２３が前
進する程、移動ブロック９の変位量が小さくなる。
位量は変位量検出センサ２９によって検出する。上記し
たようにマイクロメータ１９の摺動子２３を前進後退す
る方向へ変位させるのに伴い移動ブロック９も変位する
が、摺動子２３の変位量と移動ブロック９の変位量は正
比例する関係にはならない。それは、一対の弾性板３が
互いに離れる方向へ弾性変形する程、移動ブロック９の
変位量が小さくなるからである。即ち、摺動子２３が前
進するのに伴い一対の弾性板３の湾曲が大きくなるのに
従い、移動ブロック９の変位量が小さくなる。従って、
摺動子２３を同じ量ずつ前進させても、摺動子２３が前
進する程、移動ブロック９の変位量が小さくなる。
【００２４】そこで、マイクロメータ１９の摺動子２３
の前進量と移動ブロック９の変位量を予め計測してお
き、この計測したデータをコンピュータに記憶させ、デ
ータから算出した摺動子２３の前進量と移動ブロック９
の変位量の関係に基づいて、マイクロメータ１９の摺動
子２３の前進後退を制御すれば所望の移動ブロック９の
変位量を得ることができる。例えば、マイクロメータ１
９の摺動子２３を初期状態から５μｍずつ前進させた場
合の移動ブロック９の変位量が初期位置から１０ｎｍ、
７ｎｍ、５ｎｍ…である場合に、このデータをコンピュ
ータに記憶させ、摺動子２３の前進量と移動ブロック９
の変位量との関係に基づいて摺動子２３の前進後退を制
御すれば、移動ブロック９を変位させたい量に対応して
摺動子２３を前進後退させることができる。また、マイ
クロメータ１９の目盛２０は、上記の摺動子２３の前進
量と移動ブロック９の変位量との関係に基づいて不等間
隔に設けてある。従ってマイクロメータ１９の摺動子２
３を上記の不等間隔に設けた目盛２０の１目盛分ずつ進
めることにより移動ブロック９を等しい量ずつ変位させ
ることができる。この第１の実施の形態において、移動
ブロック９を後退させるのに一対の弾性板３を互いに離
間する方向へ弾性変形させたが、本発明はこれに限定さ
せず、一対の弾性板３を互いに近づく方向へ撓ませ弾性
変形させてもよい。
の前進量と移動ブロック９の変位量を予め計測してお
き、この計測したデータをコンピュータに記憶させ、デ
ータから算出した摺動子２３の前進量と移動ブロック９
の変位量の関係に基づいて、マイクロメータ１９の摺動
子２３の前進後退を制御すれば所望の移動ブロック９の
変位量を得ることができる。例えば、マイクロメータ１
９の摺動子２３を初期状態から５μｍずつ前進させた場
合の移動ブロック９の変位量が初期位置から１０ｎｍ、
７ｎｍ、５ｎｍ…である場合に、このデータをコンピュ
ータに記憶させ、摺動子２３の前進量と移動ブロック９
の変位量との関係に基づいて摺動子２３の前進後退を制
御すれば、移動ブロック９を変位させたい量に対応して
摺動子２３を前進後退させることができる。また、マイ
クロメータ１９の目盛２０は、上記の摺動子２３の前進
量と移動ブロック９の変位量との関係に基づいて不等間
隔に設けてある。従ってマイクロメータ１９の摺動子２
３を上記の不等間隔に設けた目盛２０の１目盛分ずつ進
めることにより移動ブロック９を等しい量ずつ変位させ
ることができる。この第１の実施の形態において、移動
ブロック９を後退させるのに一対の弾性板３を互いに離
間する方向へ弾性変形させたが、本発明はこれに限定さ
せず、一対の弾性板３を互いに近づく方向へ撓ませ弾性
変形させてもよい。
【００２５】図４から図７に基づいて本発明の第２の実
施の形態に係る変位量の微調整装置３１並びにこの装置
を使用した本発明の変位量の微調整方法について説明す
る。第２の実施の形態に係る変位量の微調整装置３１
は、本発明をＸ−Ｙテーブルに適用したものである。第
２の実施の形態に係る変位量の微調整装置３１は、第１
の実施の形態に係る変位量の微調整装置１の構成と同様
の部分を有するので、同様の構成部分については第１の
実施の形態で用いた符号を付して、その説明を省略す
る。
施の形態に係る変位量の微調整装置３１並びにこの装置
を使用した本発明の変位量の微調整方法について説明す
る。第２の実施の形態に係る変位量の微調整装置３１
は、本発明をＸ−Ｙテーブルに適用したものである。第
２の実施の形態に係る変位量の微調整装置３１は、第１
の実施の形態に係る変位量の微調整装置１の構成と同様
の部分を有するので、同様の構成部分については第１の
実施の形態で用いた符号を付して、その説明を省略す
る。
【００２６】一対の弾性板３は二組設けられ、一対の弾
性板３は、弾性板３の延長線が互いに直交する位置に配
置されている。一対の弾性板３の一端には固定ブロック
７が一体に形成され、この固定ブロック７は取付ベース
３３の支持台３５にボルト３７によって固定されてい
る。二組の一対の弾性板３の他端には、移動部としての
１つの移動ベース３９が一体に形成されている。移動ベ
ース３９の下面には一対の支持片４１が一体に形成され
ており、この一対の支持片４１の下端には平板状の中間
ベース４３が一体に形成されている。中間ベース４３の
下面には一対の支持片４５が一体に形成され、この支持
片４５は一対の支持片４１に直交する向きに配置されて
いる。即ち、一対の支持片４１と一対の支持片４５は、
平面視で井桁状になるように配置されている。
性板３は、弾性板３の延長線が互いに直交する位置に配
置されている。一対の弾性板３の一端には固定ブロック
７が一体に形成され、この固定ブロック７は取付ベース
３３の支持台３５にボルト３７によって固定されてい
る。二組の一対の弾性板３の他端には、移動部としての
１つの移動ベース３９が一体に形成されている。移動ベ
ース３９の下面には一対の支持片４１が一体に形成され
ており、この一対の支持片４１の下端には平板状の中間
ベース４３が一体に形成されている。中間ベース４３の
下面には一対の支持片４５が一体に形成され、この支持
片４５は一対の支持片４１に直交する向きに配置されて
いる。即ち、一対の支持片４１と一対の支持片４５は、
平面視で井桁状になるように配置されている。
【００２７】一対の支持片４５の下端には平板状の固定
ベース４７が一体に形成されている。固定ベース４７は
取付ベース３３に取り付けられている。二組の一対の弾
性板３、固定ブロック７、移動ベース３９、支持片４
１、中間ベース４３、支持片４５及び固定ベース４７は
一体に形成され、焼き入れした鋼材によって構成されて
いる。従って、これらの部材間に組付誤差が発生するこ
とはない。なお、弾性板３、固定ブロック７、移動ベー
ス３９、支持片４１、中間ベース４３、支持片４５及び
固定ベース４７は第１の実施の形態で説明したのと同様
にワイヤカット放電加工機等を用いた高精度切削加工等
によって製作する。
ベース４７が一体に形成されている。固定ベース４７は
取付ベース３３に取り付けられている。二組の一対の弾
性板３、固定ブロック７、移動ベース３９、支持片４
１、中間ベース４３、支持片４５及び固定ベース４７は
一体に形成され、焼き入れした鋼材によって構成されて
いる。従って、これらの部材間に組付誤差が発生するこ
とはない。なお、弾性板３、固定ブロック７、移動ベー
ス３９、支持片４１、中間ベース４３、支持片４５及び
固定ベース４７は第１の実施の形態で説明したのと同様
にワイヤカット放電加工機等を用いた高精度切削加工等
によって製作する。
【００２８】一対の弾性板３には、雌ネジ部材としての
雌ネジブロック４９がそれぞれ一体に形成されており、
この雌ネジブロック４９は互いに異なるネジ方向の雌ネ
ジが形成されている。雌ネジネブロック４９には、一対
の雌ネジブロック４９の雌ネジに対応する異なるネジ方
向の２つの雄ネジを有するスクリューシャフト５１が螺
合している。このスクリューシャフト５１によって雄ネ
ジ部材が構成されている。スクリューシャフト５１はカ
ップリング５３を介してサーボモータ５５の回転軸５６
に連結されている。駆動手段は、一対の雌ネジブロック
４９、スクリューシャフト５１、カップリング５３及び
サーボモータ５５によって構成されている。移動ベース
３９にはＸ−Ｙテーブル５７が取り付けられている。ま
た移動ベース３９に変位量検出センサ２９が接続されて
いる。
雌ネジブロック４９がそれぞれ一体に形成されており、
この雌ネジブロック４９は互いに異なるネジ方向の雌ネ
ジが形成されている。雌ネジネブロック４９には、一対
の雌ネジブロック４９の雌ネジに対応する異なるネジ方
向の２つの雄ネジを有するスクリューシャフト５１が螺
合している。このスクリューシャフト５１によって雄ネ
ジ部材が構成されている。スクリューシャフト５１はカ
ップリング５３を介してサーボモータ５５の回転軸５６
に連結されている。駆動手段は、一対の雌ネジブロック
４９、スクリューシャフト５１、カップリング５３及び
サーボモータ５５によって構成されている。移動ベース
３９にはＸ−Ｙテーブル５７が取り付けられている。ま
た移動ベース３９に変位量検出センサ２９が接続されて
いる。
【００２９】次に、この変位量の微調整装置３１の動作
について説明する。変位量の微調整装置３１のＸ−Ｙテ
ーブル５７を動かすための動作は、二組設けられた一対
の弾性板３のいずれかの側を弾性変形させるだけでＸ１
−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向のいずれも同じある。サー
ボモータ５５を駆動し回転軸５６を正転させると、これ
と共にスクリューシャフト５１が回転し、一対の雌ネジ
ブロック４９が互いに離間する方向へ移動する。これに
よって、一対の弾性板３が実線で示す状態から仮想線で
示すように離間する方向へ撓んで弾性変形する。一対の
弾性板３が撓んで互いに離間する方向へ弾性変形するの
に伴い、移動ベース３９をＸ２へ変位させる方向の力が
生じて、移動ベース３９はＸ−Ｙテーブル５７と共にＸ
２方向へ変位する。
について説明する。変位量の微調整装置３１のＸ−Ｙテ
ーブル５７を動かすための動作は、二組設けられた一対
の弾性板３のいずれかの側を弾性変形させるだけでＸ１
−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向のいずれも同じある。サー
ボモータ５５を駆動し回転軸５６を正転させると、これ
と共にスクリューシャフト５１が回転し、一対の雌ネジ
ブロック４９が互いに離間する方向へ移動する。これに
よって、一対の弾性板３が実線で示す状態から仮想線で
示すように離間する方向へ撓んで弾性変形する。一対の
弾性板３が撓んで互いに離間する方向へ弾性変形するの
に伴い、移動ベース３９をＸ２へ変位させる方向の力が
生じて、移動ベース３９はＸ−Ｙテーブル５７と共にＸ
２方向へ変位する。
【００３０】サーボモータ５５の回転軸５６を逆転させ
ると、回転軸５６と共にスクリューシャフト５１も逆転
して、雌ネジブロック４９が互いに近接する方向へ移動
する。これに伴って一対の弾性板３が互いに近接する方
向へ動作して実線で示す元の状態になる。これに伴い移
動ベース３９がＸ１方向へ変位する。また移動ベース３
９の変位に伴って支持片４５が元の状態に戻る。そし
て、一対の弾性板３が平行になる状態で、移動ベース３
９が最もＸ１方向側へ変位した位置となる。移動ベース
３９をＹ１−Ｙ２方向へ変位させる場合も、上記のＸ１
−Ｘ２方向へ変位させる動作と同様である。なお、移動
ベース３９のＹ１−Ｙ２方向への変位に伴って、一対の
支持片４５が弾性変形する。なお、Ｙ１−Ｙ２方向の動
作においても、一対の弾性板３が平行になる状態で、移
動ベース３９が最もＹ１方向側へ変位した位置となる。
ると、回転軸５６と共にスクリューシャフト５１も逆転
して、雌ネジブロック４９が互いに近接する方向へ移動
する。これに伴って一対の弾性板３が互いに近接する方
向へ動作して実線で示す元の状態になる。これに伴い移
動ベース３９がＸ１方向へ変位する。また移動ベース３
９の変位に伴って支持片４５が元の状態に戻る。そし
て、一対の弾性板３が平行になる状態で、移動ベース３
９が最もＸ１方向側へ変位した位置となる。移動ベース
３９をＹ１−Ｙ２方向へ変位させる場合も、上記のＸ１
−Ｘ２方向へ変位させる動作と同様である。なお、移動
ベース３９のＹ１−Ｙ２方向への変位に伴って、一対の
支持片４５が弾性変形する。なお、Ｙ１−Ｙ２方向の動
作においても、一対の弾性板３が平行になる状態で、移
動ベース３９が最もＹ１方向側へ変位した位置となる。
【００３１】上記の動作において一対の弾性板３を用い
たので、不要な回転（倒れ）方向の力が相殺され、移動
ベース３９を真っ直ぐに変位させることができる。移動
ベース３９をＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向へ適当
に変位させて、Ｘ−Ｙテーブル５７を所望の位置に停止
させる。上記の動作における移動ベース３９の変位量
は、スクリューシャフト５１の変位量が数μｍであるの
に対し数ｎｍという極微量なものである。移動ベース３
９（Ｘ−Ｙテーブル５７）の変位量は変位量検出センサ
２９によって検出する。
たので、不要な回転（倒れ）方向の力が相殺され、移動
ベース３９を真っ直ぐに変位させることができる。移動
ベース３９をＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向へ適当
に変位させて、Ｘ−Ｙテーブル５７を所望の位置に停止
させる。上記の動作における移動ベース３９の変位量
は、スクリューシャフト５１の変位量が数μｍであるの
に対し数ｎｍという極微量なものである。移動ベース３
９（Ｘ−Ｙテーブル５７）の変位量は変位量検出センサ
２９によって検出する。
【００３２】なお、この変位量の微調整装置３１におい
ても、第１の実施の形態で説明した制御方法と同様に、
サーボモータ５５の回転軸５６の回転量と移動ベース３
９の変位量を計測して求めておき、この計測したデータ
をコンピュータに記憶させ、データから算出した回転軸
５６の回転量と移動ベース３９の変位量の関係に基づい
てサーボモータ５５の回転軸５６の回転量を制御する。
この第２の実施の形態において、移動ベース３９をＸ２
方向またＹ２方向へ動作させるのに一対の弾性板３を互
いに離間する方向へ弾性変形させたが、本発明はこれに
限定させず、一対の弾性板３を互いに近づく方向へ撓ま
せ弾性変形させてもよい。
ても、第１の実施の形態で説明した制御方法と同様に、
サーボモータ５５の回転軸５６の回転量と移動ベース３
９の変位量を計測して求めておき、この計測したデータ
をコンピュータに記憶させ、データから算出した回転軸
５６の回転量と移動ベース３９の変位量の関係に基づい
てサーボモータ５５の回転軸５６の回転量を制御する。
この第２の実施の形態において、移動ベース３９をＸ２
方向またＹ２方向へ動作させるのに一対の弾性板３を互
いに離間する方向へ弾性変形させたが、本発明はこれに
限定させず、一対の弾性板３を互いに近づく方向へ撓ま
せ弾性変形させてもよい。
【００３３】以上、本発明の実施の形態について詳述し
てきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設
計の変更などがあっても本発明に含まれる。上記第１の
実施の形態において湾曲板３、固定ブロック７、移動ブ
ロック９、支持片１１及び湾曲板１７を、第２の実施の
形態において弾性板３、固定ブロック７、移動ベース３
９、支持片４１、中間ベース４３、支持片４５及び固定
ベース４７をワイヤカット放電加工機やレーザ加工機等
を用いた高精度切削加工によって成形したものに焼き入
れを施して製作したが、本発明はこれに限定されず、プ
ラスチック等によって製作してもよい。また、上記実施
の形態では、一対の湾曲板３を平行になるように配置し
たが、本発明はこれに限定されず、線対称となる配置関
係であれば例えば「ハ」の字状に傾斜していてもよい。
てきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設
計の変更などがあっても本発明に含まれる。上記第１の
実施の形態において湾曲板３、固定ブロック７、移動ブ
ロック９、支持片１１及び湾曲板１７を、第２の実施の
形態において弾性板３、固定ブロック７、移動ベース３
９、支持片４１、中間ベース４３、支持片４５及び固定
ベース４７をワイヤカット放電加工機やレーザ加工機等
を用いた高精度切削加工によって成形したものに焼き入
れを施して製作したが、本発明はこれに限定されず、プ
ラスチック等によって製作してもよい。また、上記実施
の形態では、一対の湾曲板３を平行になるように配置し
たが、本発明はこれに限定されず、線対称となる配置関
係であれば例えば「ハ」の字状に傾斜していてもよい。
【００３４】前記実施の形態１及び実施の形態２に示す
変位量の微調整装置を移動量の調整のみを目的として使
用するのではなく、かかる構成を採ることによって生ず
る減速作用に着目し、増力装置等の目的で使用すること
も可能である。その一例として本発明の変位量の微調整
装置を極めて大型に成形し、荷役装置等として使用する
態様が考えられる。
変位量の微調整装置を移動量の調整のみを目的として使
用するのではなく、かかる構成を採ることによって生ず
る減速作用に着目し、増力装置等の目的で使用すること
も可能である。その一例として本発明の変位量の微調整
装置を極めて大型に成形し、荷役装置等として使用する
態様が考えられる。
【００３５】変位量の微調整装置３１の支持片４１、４
５の配置態様として、上記平面視において移動ベース３
９の内側に完全に納まる井桁状に組んだ配置態様の他、
図８（ａ）、（ｂ）に示す変位量の微調整装置５１、６
１ように平面視において移動ベース３９の外側に支持片
４５を配置する態様を採ることも可能である。図８
（ａ）に示す変位量の微調整装置５１では、各８枚ずつ
の支持片４１、４５を配置し、また図８（ｂ）に示す微
調整装置６１では、各４枚ずつの支持片４１、４５を配
置している。このように多数の支持片４１、４５を備え
ることにより、移動ベース３９の変位方向が傾くのを防
止でき、移動ベース３９をより確実に真っ直ぐに移動さ
せることができる。即ち、支持片４１はＸ１−Ｘ２方向
以外の方向からの力には弾性変形しにくく、また支持片
４５はＹ１−Ｙ２方向以外の方向からの力には弾性変形
しにくい。従って、支持片４１、４５を多数設けること
で、移動ベース３９がＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方
向以外に傾くのを規制して、常に真っ直ぐに変位するよ
うにしている。なお、図８では駆動手段としてマイクロ
メータ１９を用いた例を示した。
５の配置態様として、上記平面視において移動ベース３
９の内側に完全に納まる井桁状に組んだ配置態様の他、
図８（ａ）、（ｂ）に示す変位量の微調整装置５１、６
１ように平面視において移動ベース３９の外側に支持片
４５を配置する態様を採ることも可能である。図８
（ａ）に示す変位量の微調整装置５１では、各８枚ずつ
の支持片４１、４５を配置し、また図８（ｂ）に示す微
調整装置６１では、各４枚ずつの支持片４１、４５を配
置している。このように多数の支持片４１、４５を備え
ることにより、移動ベース３９の変位方向が傾くのを防
止でき、移動ベース３９をより確実に真っ直ぐに移動さ
せることができる。即ち、支持片４１はＸ１−Ｘ２方向
以外の方向からの力には弾性変形しにくく、また支持片
４５はＹ１−Ｙ２方向以外の方向からの力には弾性変形
しにくい。従って、支持片４１、４５を多数設けること
で、移動ベース３９がＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方
向以外に傾くのを規制して、常に真っ直ぐに変位するよ
うにしている。なお、図８では駆動手段としてマイクロ
メータ１９を用いた例を示した。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明の変位量の微調整装
置によれば、歯車列を使用した減速機に見られる歯車の
バックラッシュや歯車と支持部材間のクリアランス、複
数の部品を組み付ける場合に生ずる組付誤差等の問題は
生ぜず、極めて簡易な構成により小型、軽量且つ安価に
変位量の微調整装置を製造できる。しかも、複数の部材
を組み付けて使用する場合問題となる部材間の膨張率な
いし収縮率の違いによって引き起こされる変位量のズレ
等の問題も生じない。
置によれば、歯車列を使用した減速機に見られる歯車の
バックラッシュや歯車と支持部材間のクリアランス、複
数の部品を組み付ける場合に生ずる組付誤差等の問題は
生ぜず、極めて簡易な構成により小型、軽量且つ安価に
変位量の微調整装置を製造できる。しかも、複数の部材
を組み付けて使用する場合問題となる部材間の膨張率な
いし収縮率の違いによって引き起こされる変位量のズレ
等の問題も生じない。
【００３７】また、互いに対向して配置した一対の弾性
板を用いたので、弾性板が湾曲しても不要な回転（倒
れ）方向の力が相殺され、移動部を真っ直ぐに変位させ
ることができる。
板を用いたので、弾性板が湾曲しても不要な回転（倒
れ）方向の力が相殺され、移動部を真っ直ぐに変位させ
ることができる。
【図１】本発明の実施の形態１に係る変位量の微調整装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る変位量の微調整装
置を示す平面図である。
置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る変位量の微調整装
置を示す側面図である。
置を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る変位量の微調整装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る変位量の微調整装
置を示す平面図である。
置を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る変位量の微調整装
置を示す正面図である。
置を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る変位量の微調整装
置を示す側面図である。
置を示す側面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る変位量の微調整
装置において、弾性支持片の配設態様を異ならせた二種
の実施の形態を示す骨格的平面図である。
装置において、弾性支持片の配設態様を異ならせた二種
の実施の形態を示す骨格的平面図である。
１ 変位量の微調整装置
３ 一対の弾性板
７ 固定ブロック
９ 移動ブロック
１１ 支持片
１７ 湾曲板
１９ マイクロメータ
３１ 変位量の微調整装置
３９ 移動ベース
４１、４５ 支持片
４３ 中間ベース
４７ 固定ベース
４９ 雌ネジブロック
５１ スクリューシャフト
５５ サーボモータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｂ 5/00 Ｇ０２Ｂ 21/26
Ｇ０２Ｂ 21/26 Ｂ２３Ｑ 1/02 Ｔ
Ｆターム(参考） 2F062 AA02 BC56 EE23 GG09 LL03
2F078 CA04 CB18 CC02 CC11
2H052 AD20
3C048 BB10 BC02 CC11 DD01 EE00
3J062 AA22 AB21 AC07 BA12 BA15
CD02 CD22 CD57
Claims (10)
- 【請求項１】互いに対向して配置された一対の弾性部材
と、前記一対の弾性部材の一端に一体に形成され所定位
置に固定される固定部と、前記一対の弾性部材の他端に
一体に形成され移動可能な移動部と、前記一対の弾性部
材を撓むように弾性変形させて、前記移動部を微量だけ
変位させる駆動手段を具備したことを特徴とする変位量
の微調整装置。 - 【請求項２】請求項１に記載した変位量の微調整装置に
おいて、駆動手段は、一対の弾性部材の互い対向する部
分に渡されて一体に形成され、且つ湾曲した形状に形成
され弾性変形する湾曲部材と、前記湾曲部材を真っ直ぐ
に延びる方向に弾性変形させる駆動装置とによって構成
されていることを特徴とする変位量の微調整装置。 - 【請求項３】請求項１に記載した変位量の微調整装置に
おいて、駆動手段は、一対の弾性部材に固定された雌ネ
ジ部材と、前記雌ネジ部材に螺合する雄ネジ部材と、前
記雄ネジ部材を回転させて前記雌ネジ部材を移動させる
モーターとによって構成されていることを特徴とする変
位量の微調整装置。 - 【請求項４】請求項１，２，３に記載した変位量の微調
整装置のいずれかにおいて、移動部には当該移動部の移
動を弾性変形することにより許容する支持片の一端が一
体に形成されていることを特徴とする変位量の微調整装
置。 - 【請求項５】請求項４に記載した変位量の微調整装置に
おいて、支持片の他端には固定部材が一体に形成され支
持されていることを特徴とする変位量の微調整装置。 - 【請求項６】互いに対向して配置された一対の弾性部材
が複数組備えられ、前記一対の弾性部材の一端に形成さ
れ所定位置に固定される固定部と、前記複数組備えられ
た一対の弾性部材の他端に１つの移動部が一体に形成さ
れ、前記一対の弾性部材を撓むように弾性変形させて、
前記移動部を微量だけ変位させる駆動手段を具備し、且
つ前記１つの移動ベースと前記複数組備えられた一対の
弾性部材の配置関係が、１つの移動ベースを異なる複数
の方向へ変位させるものであることを特徴とする変位量
の微調整装置。 - 【請求項７】請求項６に記載した変位量の微調整装置に
おいて、移動部には当該移動部の異なる複数の方向の変
位を弾性変形によって許容する複数の支持片の一端が一
体に形成されていることを特徴とする変位量の微調整装
置。 - 【請求項８】請求項６に記載した変位量の微調整装置に
おいて、支持片の他端には取付ベースが一体に形成され
ていることを特徴とする変位量の微調整装置。 - 【請求項９】一端側が固定され、互いに対向して配置さ
れた一対の弾性部材を、駆動手段によって撓むように弾
性変形させ、前記一対の弾性部材の他端側に一体に形成
され移動可能な移動部を、微量だけ変位させることを特
徴とする変位量の微調整方法。 - 【請求項１０】請求項９に記載した変位量の微調整方法
において、駆動手段の出力は、予め計測した移動部の変
位量との関係に基づいて制御されることを特徴とする変
位量の微調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001271681A JP4794087B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 変位量の微調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001271681A JP4794087B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 変位量の微調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075572A true JP2003075572A (ja) | 2003-03-12 |
| JP4794087B2 JP4794087B2 (ja) | 2011-10-12 |
Family
ID=19097159
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001271681A Expired - Fee Related JP4794087B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 変位量の微調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4794087B2 (ja) |
Cited By (10)
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