JPH1058267A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】テーブルの位置決め移動方向と直交する方向の
変位の発生を防止しつつ高精度位置決めを保障可能とす
る。 【解決手段】粗動調整手段３０と微動調整手段４０とを
具備し、かつ微動調整手段４０を形成するピエゾアクチ
ュエータ４１の基端部をベース１０に軸線（Ｘ）方向に
相対移動不能かつその先端部をベース１０とＸ方向に相
対変位可能に取付けるとともにテーブル２０とナット部
材３４とを軸線方向と直交する方向（Ｚ）に変位可能に
装着し、かつカップリング４５と，引張バネ６５と，応
動変位許容手段（３５）とを設け、テーブル２０のＺ方
向の変位の発生を防止しつつピエゾアクチュエータ４１
の伸縮量（Ｘｓ）を送りねじ軸３３のナット部材３４の
変位量（Ｘｓ）に変換可能かつこのナット部材３４を介
してこれと位置決め移動方向（Ｘ）に同期移動可能に当
接連結されたテーブル２０を微動調整可能に形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸線方向に相対移
動可能に装着されたベースおよびテーブルと，ベース側
に回転可能に装着された送りねじ軸とこの送りねじ軸の
回転によって軸線方向に移動可能なナット部材とを含み
送りねじ軸の回転によるナット部材の移動を利用してベ
ースに対してテーブルを軸線方向に粗動調整する粗動調
整手段と，粗動調整終了後にピエゾアクチュエータの伸
縮を利用してベースに対して当該テーブルを軸線方向に
微動調整する微動調整手段とを具備してなる位置決め装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２において、テーブル２０ＬＧは、
ガイドシャフト等を介してベース１０上に摺動可能に装
着されている。すなわち、両者１０，２０ＬＧは、軸線
（Ｘ）方向に相対移動可能である。したがって、ベース
１０を定盤等に載置し、テーブル２０ＬＧをＸ方向に移
動調整すれば、ベース１０に対しテーブル２０ＬＧつま
りこのテーブル２０ＬＧ上にセットされた試料（図示省
略）をＸ方向に移動させつつ位置決めすることができ
る。

【０００３】ここに、位置決め精度が例えば０．５μｍ
以下とされる場合、位置決め装置は、移動範囲の拡大性
および移動高速性を向上させる点から例えば１μｍまで
粗動調整を行うための粗動調整手段３０Ｐと，最終位置
決め精度を保証するために例えば１μｍ未満の微動調整
を行うための微動調整手段４０Ｐとから構成されてい
る。

【０００４】粗動調整手段３０Ｐは、先端部がベース１
０に取付けられた軸受１７Ｐに回転可能に保持されかつ
基端部がカップリング３５Ｐを介してベース１０側に取
付けられたモータ３１（モータ軸３１Ｓ）に連結された
雄ねじ部材たる送りねじ軸３３と，この送りねじ軸３３
と螺合可能としてテーブル２０ＬＧの下面側に装着（固
着）された雌ねじ部材たるナット部材３４Ｐとからな
る。また、Ｘ方向の粗動調整量Ｘｌは、例えばベース１
０の側端面に突出させて取付けられたメインスケール
と，テーブル２０ＬＧの側端面に突出させて取付けられ
たインデックススケールおよび検出回路とを含む粗動調
整変位検出手段（図示省略）で検出される。

【０００５】一方の微動調整手段４０Ｐは、テーブル２
０ＬＧの上面に設けられたガイドシャフト等にＸ方向に
摺動可能に装着された第２のテーブル２０ＳＬと，基端
部が第２のテーブル２０ＳＬに固定されかつ先端部がテ
ーブル２０ＬＧと一体的なブラケット２７に固定された
ピエゾアクチュエータ４１Ｐとからなる。Ｘ方向の微動
調整量Ｘｓは、例えばテーブル２０ＬＧの側端面に突出
させて取付けられたメインスケールと，第２のテーブル
２０ＳＬの側端面に突出させて取付けられたインデック
ススケールおよび検出回路とを含む微動調整変位検出手
段（図示省略）で検出される。

【０００６】かくして、モータ３１を回転させて送りね
じ軸３３を回転させれば、ナット部材３４Ｐを介して、
テーブル２０ＬＧをベース１０に対してＸ方向に粗動調
整量Ｘｌだけ比較的に高速で移動できる。この粗動調整
量Ｘｌは、粗動調整変位検出手段で検出される。したが
って、第２のテーブル２０ＳＬ上にセットされた試料を
基準位置から粗動調整量ＸｌだけＸ方向に移動できかつ
粗動調整変位検出手段の分解能で決まる精度〔μｍ単位
（例えば、±１μｍ）〕で粗位置決めすることができ
る。

【０００７】この終了後に、ピエゾアクチュエータ４１
Ｐを伸縮させれば、第２のテーブル２０ＳＬを、テーブ
ル２０ＬＧに対してＸ方向に微動調整量Ｘｓだけ移動で
きる。この微動調整量Ｘｓは、微動調整変位検出手段で
検出される。したがって、第２のテーブル２０ＳＬ上に
セットされた試料をさらに微動調整量ＸｓだけＸ方向に
移動できかつ微動調整変位検出手段の分解能で決まる精
度（例えば、±０．１μｍ）で微位置決めできる。

【０００８】すなわち、粗動調整手段３０Ｐと微動調整
手段４０Ｐとを用いれば、テーブル（２０ＳＬ）上に取
付けられた試料を基準位置（ベース１０）に対しＸ方向
に高速に移動させかつ微動調整変位検出手段で決まる精
度（例えば、±０．５μｍ）で最終位置決めすることが
できる。

【０００９】しかし、上記従来装置では、粗動調整手段
３０Ｐと微動調整手段４０Ｐとが２階建（２段積）構造
となっているので、これ以上の小型軽量化は限界に近
い。また、２階建構造であるから、部品点数が多いのみ
ならずテーブル２０ＬＧと第２のテーブル２０ＳＬとの
平行度等を得るための手間と時間が掛かるので、大幅な
コスト低減を図ることが難しい。２階建構造であるがゆ
えに熱的変形の影響が大きく一層の高精度化が難しい。
つまり、従来装置では±０．５〜０．１μｍの精度で位
置決めできてもオーダーの１桁違う例えば±０．０１μ
ｍの精度で位置決めすることはできなかった。さらに、
２階建構造のために粗動調整変位検出手段と微動調整変
位検出手段とを別個独立型に構成しなければならないの
で、それらの分解能乃至精度の融合性，整合性が難し
く、上記のような一層の高精度化が難しいばかりかコス
ト高となっている。

【００１０】さらに、モータ３１用のケーブルはベース
１０に対して固定化できるもののピエゾアクチュエータ
４０Ｐ用のケーブルは、テーブル２０ＬＧにぶらさがる
形態・構造とせざるを得ずかつテーブル２０ＬＧととも
に移動しなければならないから、ケーブル処理が難しく
断線やオペレータの引掛りの原因になる。また，精巧な
ピエゾアクチュエータ４１Ｐが露出しているので、破損
の危険性が大きい。各変位検出手段についても同様であ
る。かくして、取扱いが難しい。

【００１１】そこで、本願出願人は、一層の小型軽量
化，高精度化，低コスト化および取扱い容易化を図るこ
とのできる新たな位置決め装置を先に提案（特願平８−
９９２号）している。

【００１２】すなわち、図１３〜図１６に示す如く、微
動調整手段４０を構成するピエゾアクチュエータ４１の
基端部４１Ｂをベース１０（ブラケット１４）に軸線
（Ｘ）方向に相対移動不能に取付けるとともにその先端
部４１Ｆと送りねじ軸３３の先端部３３Ｆとをカップリ
ング４５（軸部４２，ミニチュアベアリング４６を含
む。）を介して相対回転可能かつ軸線方向の相対位置を
一定に保持可能つまり同期移動可能に連結し、送りねじ
軸３３をピエゾアクチュエータ４１の軸線方向の伸縮に
応動して直接または間接的にベース１０に対しかつ軸線
方向にピエゾアクチュエータ４１の伸縮量だけ変位可能
に形成し、ピエゾアクチュエータ４１の伸縮量を送りね
じ軸３３のナット部材３４と螺合する部位の変位量に変
換するとともにナット部材３４を介して複数の取付孔２
９を有するテーブル２０をベース１０に対して微動調整
可能に構成されている。

【００１３】詳しくは、ベース１０とテーブル２０と
を、図１５に示すクロスローラガイド（ベース側ベアリ
ング１８，テーブル側ベアリング２８）を用いて軸線
（Ｘ）方向に低摩擦で摺動可能に装着する。そして、ベ
ース１０と一体的なブラケット３２に取付けられた粗動
調整手段３０を形成するモータ３１（モータ軸３１Ｓ）
と送りねじ軸３３の基端部３３Ｂとをカップリング３５
で連結する。

【００１４】このカップリング３５を利用して、ナット
部材３４が送りねじ軸３３を介してピエゾアクチュエー
タ４１の軸線方向の伸縮量に応動してベース１０に対し
かつ軸線方向にピエゾアクチュエータ４１の伸縮量だけ
変位することを許容する応動変位許容手段を構築する場
合には、当該カップリング３５を断面円形状の中空筒体
に軸線方向に離隔されかつ周方向に位置ずれされた複数
の切欠溝を有する切欠溝付筒体型から形成すればよい。

【００１５】また、テーブル２０側に固定された円筒部
材６１とベース１０（ブラケット３２）側に固定された
ガイドロッド６３との間に押圧用のスプリング６２を装
着した付勢手段６０を設け、テーブル２０の下面側に固
着されたナット部材３４を送りねじ軸３３を介してピエ
ゾアクチュエータ４１側に押付けておく。

【００１６】なお、変位検出手段８０は、収容空間ＳＰ
内でテーブル２０側に設けられたメインスケール８１お
よびベース１０側に設けられたインデックススケール８
２と，中空部１５および貫通部１６内に配設された基板
上の発光部，受光部，検出部等から形成され、粗動調整
量Ｘｌおよび微動調整量Ｘｓを一括して検出できる。

【００１７】かかる先提案装置では、粗動調整手段３０
を形成するモータ３１によって送りねじ軸３３を回転さ
せると、テーブル２０と一体的なナット部材３４を介し
て、テーブル２０を軸線（Ｘ）方向に従来例（図１２）
の場合と同様に粗動調整量Ｘｌだけ粗動調整できる。こ
の際、送りねじ軸３３の先端部３３Ｆとピエゾアクチュ
エータ４１の先端部４１Ｆとの間に装着されたミニチュ
アベアリング４６内蔵のカップリング４５がＸ軸方向に
同期移動可能であるが相対回転可能であるから、送りね
じ軸３３の回転がピエゾアクチュエータ４１に捩り力を
与えてしまうことはない。

【００１８】この粗動調整終了後に、微動調整手段４０
を形成するピエゾアクチュエータ４１を最終位置決め点
と粗動調整量Ｘｌとの関係から伸長または収縮させる。
ピエゾアクチュエータ４１の基端部４１Ｂはベース１０
（１４）に軸線方向に相対移動不能つまり一体化固定さ
れているので、その先端部４１Ｆが軸線方向に伸縮す
る。すると、ピエゾアクチュエータ４１の先端部４１Ｆ
と送りねじ軸３３の先端部３３Ｆとがカップリング４５
で軸線方向の相対位置が一定に保持されているから、応
動変位許容手段（３５）の働きと相俟って、送りねじ軸
３３つまりナット部材３４がその伸縮に応動して間接的
にベース１０に対して軸線方向に伸縮する。すなわち、
ピエゾアクチュエータ４１の伸縮量（Ｘｓ）を、ナット
部材３４つまりはテーブル２０の変位量に変換できる。

【００１９】ここに、送りねじ軸３３とピエゾアクチュ
エータ４１とを同一の軸線（Ｘ）上に直列配設できるか
ら、２階建構造としなくてもよく、変位検出手段８０も
共通の１台でよくかつピエゾアクチュエータ４１をベー
ス１０とテーブル２０との間（ＳＰ）に収容できるとと
もにそのケーブル４７もベース１０側に固定化できるか
ら、例えば、±０．０１μｍ以下の高精度位置決めを保
障しつつ小型軽量化および低コスト化を達成でき、取扱
いも容易である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先提案（特
願平８−９９２号）装置の普及拡大とともに一層の技術
的要請および一段のコスト低減が求められている。

【００２１】すなわち、テーブル２０を図１４〜図１６
で水平に粗動調整量Ｘｌおよび微動調整量Ｘｓだけ移動
させるには、両者１０，２０の平行度を正しく仕上げか
つテーブル２０をクロスローラガイド（１８，２８）を
介してベース１０上に正確に組立てなければならないこ
とは当然として、ナット部材３４をテーブル２０に正確
に固着しなければならずかつピエゾアクチュエータ４１
および送りねじ軸３３を軸線Ｘ上でかつ偏芯なく取付け
なければならない。この組立調整は、煩雑でかつ膨大な
労力と時間とを必要とする。したがって、コスト低減化
のための阻害要因となっている。

【００２２】しかも、実用上の許容範囲内では、いかに
膨大な労力・時間を掛けても、完璧に軸線Ｘ上に偏芯な
く取付けることは至難である。この不完全性は、テーブ
ル２０の図１６に示す位置決め移動方向（Ｘ）と直交す
る方向Ｚの変位として現われる。しかるに、軸線（Ｘ）
方向の高精度化とともにＺ方向の高精度化が強くなる傾
向にあって、先提案装置によるＺ方向の変位（例えば、
±０．５μｍ）も許され難くなって来た。

【００２３】また、Ｚ方向の変位は、動的にも現われ
る。例えば、円筒部材６１の内径とガイドロッド６３の
外径と押圧用スプリング６２の内外径との関係がルーズ
過ぎると、テーブル２０の現在位置によってはスプリン
グ６２の浮上り等によりＺ方向の変位がランダム的に発
生する。だからと言って、それら関係を限界的にシビア
にすると、引掛りが生じるのでビビリが生じ結果として
軸線（Ｘ）方向の本来の位置決め精度を低下させる。

【００２４】さらに、テーブル２０を取外して行なう点
検・保守の取扱いが難しい。全体的分解を要するからで
ある。

【００２５】本発明の目的は、テーブルの位置決め移動
方向と直交する方向の変位の発生を防止しつつ高精度位
置決めを保障できるとともに小型軽量かつ低コストで取
扱い容易な位置決め装置を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】先提案装置をより詳しく
分析すると、テーブル２０のＺ方向に対する変位発生原
因は、基本的には、クロスローラガイド（１８，２８）
を介するもののベース１０の平行度にある。しかし、ベ
ース１０を基準とする軸線（Ｘ）上に配設される送りね
じ軸３３とこれにボールを介して螺合しかつテーブル２
０と一体的なナット部材３４とが介在するので、これら
も変位発生の原因となる。後者には、押圧方式の付勢手
段６０の撓み，ビビリ，浮上りやモータ３１（モータ軸
３１Ｓ）の偏芯も外乱として加わる。

【００２７】すなわち、テーブル２０のＺ方向に対する
変位発生原因は一義的でなく同じベース１０を基礎とす
る直接と間接との２重構造となっている。したがって、
如何にベース１０の平行度を正確に仕上げて直接精度を
向上させたとしても、ボールねじ軸３３およびナット部
材３４を介する間接的精度が悪いと、テーブル２０のＺ
方向の変位は間接的精度で規制されてしまう。この現象
は、構成部品の仕上げ精度を実用上如何に向上させかつ
組立・調整に最大限的労力・時間ひいてはコストを投入
しても、完全に防止することが出来ない。

【００２８】かくして、本発明は、上記固有的技術事項
に着目し、先提案装置では一体とされていたナット部材
とテーブルとを位置決め移動方向には一体的としかつそ
れと直交する方向には変位可能とし、また外乱となり得
る押圧方式の付勢手段を排斥し、テーブルの位置決め移
動方向と直交する方向の位置をベースのみにかつ直接に
基礎とすることにより直交方向の変位を防止可能に形成
し、前記目的を達成するものである。

【００２９】請求項１の発明は、軸線方向に相対移動可
能に装着されたベースおよびテーブルと，ベース側に回
転可能に装着された送りねじ軸とこの送りねじ軸の回転
によって軸線方向に移動可能なナット部材とを含み送り
ねじ軸の回転によるナット部材の移動を利用してベース
に対してテーブルを軸線方向に粗動調整する粗動調整手
段と，粗動調整終了後にピエゾアクチュエータの伸縮を
利用してベースに対して当該テーブルを軸線方向に微動
調整する微動調整手段とを具備してなる位置決め装置に
おいて、前記送りねじ軸とナット部材とをボールねじ構
造に形成するとともに、一端が前記ベース側に固着され
かつ他端が前記テーブル側に固着された引張バネを利用
して前記テーブルを前記軸線方向でナット部材に当接す
る方向に付勢して前記テーブルと前記ナット部材とを前
記軸線方向に同期移動可能かつ前記軸線方向と直交する
方向に相対変位可能に当接連結させ、かつ前記微動調整
手段を構成する前記ピエゾアクチュエータの基端部を前
記ベースに前記軸線方向に相対移動不能に取付けるとと
もにその先端部と前記送りねじ軸の先端部とを相対回転
可能かつ前記軸線方向に同期移動可能に連結し、前記送
りねじ軸をピエゾアクチュエータの前記軸線方向の伸縮
に応動して直接または間接的に前記ベースに対しかつ前
記軸線方向にピエゾアクチュエータの伸縮量だけ変位可
能に形成し、ピエゾアクチュエータの伸縮量を前記送り
ねじ軸を介して前記ナット部材の変位量に変換するとと
もに前記ナット部材を介して前記テーブルを前記ベース
に対して微動調整可能に形成した、ことを特徴とする。

【００３０】かかる発明では、粗動調整手段を形成する
送りねじ軸を回転させると、送りねじ軸とともにボール
ねじ構造を形成するナット部材が軸線方向に移動する。
このナット部材には、テーブルが引張バネによって軸線
方向に同期移動可能に当接連結されている。したがっ
て、テーブルを軸線方向に移動（粗動調整）させること
ができる。この際、ナット部材とテーブルとは軸線方向
と直交する方向には相対変位可能とされているので、例
えば送りねじ軸の傾斜や偏心による位置決め移動方向と
直交する方向の変位はテーブルに伝達されない。また、
送りねじ軸の先端部とピエゾアクチュエータの先端部と
は軸線方向に同期移動可能であるが相対回転可能である
から、送りねじ軸の回転がピエゾアクチュエータに捩り
力を与えてしまう等の悪影響を及ぼすことはない。ま
た、引張バネであるから、ビビリや浮上りが発生しな
い。つまり、テーブルの該直交方向の位置（高さ）は、
ベースの平行度のみに規制され、その変位は発生しな
い。

【００３１】この粗動調整終了後に、微動調整手段を形
成するピエゾアクチュエータを最終位置決め点と粗動調
整量との関係から伸長または収縮させる。ピエゾアクチ
ュエータの基端部はベースに軸線方向に相対移動不能つ
まり一体化固定されているので、その先端部が軸線方向
に伸縮する。すると、ピエゾアクチュエータの先端部と
送りねじ軸の先端部とが軸線方向に同期移動可能に形成
されているから、送りねじ軸がピエゾアクチュエータの
伸縮に応動して直接または間接的にベースに対しかつ軸
線方向に伸縮する。すなわち、ピエゾアクチュエータの
伸縮量をナット部材の変位量に変換できるから、ピエゾ
アクチュエータを伸縮すればナット部材を介して、粗動
調整の場合と同様にテーブルをベースに対して微動調整
することができる。

【００３２】ここに、送りねじ軸とピエゾアクチュエー
タとを軸線上に直列配設できるから、２階建構造としな
くてよく，変位検出手段も共通の１台でよく，ピエゾア
クチュエータをベースとテーブルとの間に収容できかつ
そのケーブルもベース側に固定化できるから、高精度位
置決めを保障しつつ小型軽量化および低コスト化を達成
できるとともに取扱い容易である。テーブルの位置決め
の移動方向と直交する方向の変位発生を防止できる。

【００３３】また、請求項２の発明は、軸線方向に相対
移動可能に装着されたベースおよびテーブルと，ベース
側に回転可能に装着された送りねじ軸とこの送りねじ軸
の回転によって軸線方向に移動可能なナット部材とを含
み送りねじ軸の回転によるナット部材の移動を利用して
ベースに対してテーブルを軸線方向に粗動調整する粗動
調整手段と，粗動調整終了後にピエゾアクチュエータの
伸縮を利用してベースに対して当該テーブルを軸線方向
に微動調整する微動調整手段とを具備してなる位置決め
装置において、前記送りねじ軸と前記ナット部材とをボ
ールねじ構造に形成し、前記微動調整手段を構成する前
記ピエゾアクチュエータの基端部を前記ベースと前記軸
線方向に相対移動不能かつその先端部を前記ベースに前
記軸線方向に相対変位可能に取付けるとともに前記テー
ブルと前記ナット部材とを前記軸線方向と直交する方向
に相対変位可能に装着し、かつ前記送りねじ軸の先端部
と前記ピエゾアクチュエータの先端部とを相対回転可能
に連結するとともに両先端部を前記軸線方向に同期移動
可能に形成されたカップリングと，前記テーブルを前記
軸線方向で前記ナット部材に当接する方向に付勢して前
記テーブルと前記ナット部材とを前記軸線方向に同期移
動可能に当接連結させるための一端が前記ベース側に固
着されかつ他端の前記テーブル側に固着された引張バネ
と，前記ナット部材が前記送りねじ軸を介して前記ピエ
ゾアクチュエータの軸線方向の伸縮に応動して前記ベー
スに対しかつ軸線方向に前記ピエゾアクチュエータの伸
縮量だけ変位することを許容する応動変位許容手段とを
設け、前記ピエゾアクチュエータの伸縮量を前記送りね
じ軸を介して前記ナット部材の前記ベースに対する前記
軸線方向の変位量に変換しつつ前記テーブルの微動調整
を可能に形成した、ことを特徴とする。

【００３４】かかる発明では、粗動調整手段を形成する
送りねじ軸を回転させると、送りねじ軸とともにボール
ねじ構造を形成するナット部材が軸線方向に移動する。
このナット部材には、テーブルが引張バネによって軸線
方向に同期移動可能に当接連結されている。したがっ
て、テーブルを軸線方向に移動（粗動調整）させること
ができる。この際、ナット部材とテーブルとは軸線方向
と直交する方向には相対変位可能とされているので、例
えば送りねじ軸の傾斜や偏心による位置決め移動方向と
直交する方向の変位はテーブルに伝達されない。また、
送りねじ軸の先端部とピエゾアクチュエータの先端部と
はカップリングによって軸線方向に同期移動可能である
が相対回転可能であるから、送りねじ軸の回転がピエゾ
アクチュエータに捩り力を与えてしまう等の悪影響を及
ぼすことはない。さらに、引張バネであるから、ビビリ
や浮上りが発生しない。つまり、テーブルの該直交方向
の位置（高さ）は、ベースの平行度のみに規制され、そ
の変位は発生しない。

【００３５】この粗動調整終了後に、微動調整手段を形
成するピエゾアクチュエータを最終位置決め点と粗動調
整量との関係から伸長または収縮させる。ピエゾアクチ
ュエータの基端部はベースに軸線方向に相対移動不能つ
まり一体化固定されているので、その先端部が軸線方向
に伸縮する。すると、ピエゾアクチュエータの先端部と
送りねじ軸の先端部とが軸線方向に同期移動可能に形成
されているから、応動変化許容手段の働きによって、送
りねじ軸がピエゾアクチュエータの伸縮に応動して直接
または間接的にベースに対しかつ軸線方向に伸縮する。
すなわち、ピエゾアクチュエータの伸縮量をナット部材
の変位量に変換できるから、ピエゾアクチュエータを伸
縮すればナット部材を介して、粗動調整の場合と同様
に、テーブルをベースに対して微動調整することができ
る。

【００３６】ここに、送りねじ軸とピエゾアクチュエー
タとを軸線上に直列配設できるから、２階建構造としな
くてよく，変位検出手段も共通の１台でよく，ピエゾア
クチュエータをベースとテーブルとの間に収容できかつ
そのケーブルもベース側に固定化できるから、高精度位
置決めを保障しつつ小型軽量化および低コスト化を達成
できるとともに取扱い容易である。テーブルの位置決め
の移動方向と直交する方向の変位発生も防止できる。

【００３７】よって、請求項１の発明の場合と同様な作
用効果を奏することができる他、さらにピエゾアクチュ
エータ，カップリング等をベースとテーブルとの間に介
装しかつ引張バネと応動変位許容手段とを設けるだけで
よいから、構造が一段と簡単でより取扱いが容易であ
る。

【００３８】また、請求項３の発明は、前記応動変位許
容手段が、前記送りねじ軸に回転力を付与するモータの
軸と前記送りねじ軸の基端部との間に装着または前記送
りねじ軸の途中でかつ前記ナット部材よりもモータ側に
装着されるとともに，前記軸線方向に離隔されかつ周方
向に位置ずれされた複数の切欠溝を有する筒体を含み回
転力を伝達可能で前記ピエゾアクチュエータから発生さ
れた伸縮力で前記軸線方向に伸縮可能な切欠溝付筒体型
のカップリングから形成されている位置決め装置であ
る。

【００３９】かかる発明では、軸線方向に離隔されかつ
周方向に位置ずれされた複数の切欠溝を有する筒体型の
カップリングを含む応動変位許容手段を、送りねじ軸の
途中でかつナット部材よりもモータ側に装着しかつカッ
プリングの寸法を短縮する方向に予めピエゾアクチュエ
ータにバイアス（伸長）をかけておけば、ピエゾアクチ
ュエータの伸縮に応動して送りねじ軸自体を直接に伸縮
できる。また、送りねじ軸の基端部とモータ軸との間に
装着すれば、送りねじ軸全体を変位させることにより送
りねじ軸を間接的に伸縮できる。

【００４０】したがって、請求項２の発明の場合と同様
な作用効果を奏し得ることはもとより、さらに構造が一
段と簡単で、一層の小型軽量化およびコスト低減を図れ
る。

【００４１】さらに、請求項４の発明は、前記応動変位
許容手段が、前記モータ軸を前記軸線方向で前記ピエゾ
アクチュエータの方向に付勢するバネと，このバネの付
勢力に抗して前記モータ軸の前記軸線方向で前記ピエゾ
アクチュエータに向う方向の位置を規制可能なストッパ
ーとから形成されている位置決め装置である。

【００４２】かかる発明では、応動変位許容手段を形成
するバネの付勢力でモータ軸を軸線方向でピエゾアクチ
ュエータの方向に付勢する。ストッパーはバネの付勢力
に抗してモータ軸を所定位置に規制する。したがって、
付勢力に抗してモータ軸がストッパーから離れるように
予めピエゾアクチュエータにバイアス（伸長）をかけて
おけば、ピエゾアクチュエータの伸縮でモータ軸に連結
された送りねじ軸全体を変位させることができる。つま
り、送りねじ軸を間接的に伸縮させることができる。

【００４３】よって、請求項２の発明の場合と同様な作
用効果を奏し得ることはもとより、さらに応動変位許容
手段をモータと一体的に形成できるので、一層の小型化
と低コスト化とを図れる。さらに、モータの構造上、予
めモータ軸が軸線方向に所定量だけ変位可能に構築され
ているモータを利用すれば、そのモータを応動変位許容
手段として流用できるので、より大幅なコスト低減を図
れる。

【００４４】さらにまた、請求項５の発明は、前記テー
ブルの下面側に取付けられたメインスケールと，このメ
インスケールと対面可能に前記ベースの上面側に取付け
られたインデックススケールとを含み前記テーブルの前
記ベースに対する粗動調整量および微動調整量を検出可
能な変位検出手段が設けられている位置決め装置であ
る。

【００４５】かかる発明では、粗動調整および微動調整
のいずれもが、ナット部材を介してテーブルをベースに
対して軸線方向に変位（移動）させて行う。かくして、
テーブル側のメインスケールとベース側のインデックス
スケールを含む変位検出手段を共通の一台とすることが
できるとともに、変位検出手段が各テーブルの側方に突
出かつ露出させないですみ，また変位検出手段へ電源を
供給しまた検出信号を外部へ取出すケーブルをベース側
に固定化することができる。

【００４６】よって、請求項１から請求項４までの発明
の場合と同様な作用効果を奏することができ得ることは
もとより、一層の小型軽量化，高精度化，低コスト化お
よび取扱いの容易化を図れる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。 （第１の実施形態）本位置決め装置は、図１〜図８に示
す如く、ベース１０に対してテーブル２０を軸線（Ｘ）
方向に粗動調整する粗動調整手段３０と粗動調整終了後
にピエゾアクチュエータ４１の伸縮を利用してベース１
０に対してテーブル２０を軸線（Ｘ）方向に微動調整す
る微動調整手段４０とを具備し、かつ微動調整手段４０
を形成するピエゾアクチュエータ４１の基端部４１Ｂを
ベース１０に軸線（Ｘ）方向に相対移動不能かつその先
端部４１Ｆをベース１０と軸線（Ｘ）方向に相対変位可
能に取付けるとともにテーブル２０とナット部材３４と
を軸線方向と直交する方向（Ｚ）に変位可能に装着し、
かつカップリング４５と，引張バネ６５と，応動変位許
容手段（３５）とを設け、テーブル２０のＺ方向の変位
の発生を防止しつつピエゾアクチュエータ４１の伸縮量
（Ｘｓ）を送りねじ軸３３を介してナット部材３４の変
位量（Ｘｓ）に変換可能かつこのナット部材３４を介し
てこれと位置決め移動方向に同期移動可能に当接連結さ
れたテーブル２０をベース１０に対して微動調整可能に
形成されている。

【００４８】図１〜図８において、静止側のベース１０
とテーブル２０とは、クロスローラガイド（ベース側ベ
アリング１８，１８、テーブル側ベアリング２８，２
８）を介して、軸線（Ｘ）方向に低摩擦で相対変位可能
に装着されている。すなわち、ベアリング１８を図４に
示す固定ボルト１８Ｂでベース１０側に取付け、ベアリ
ング２８を固定ボルト２８Ｂでテーブル２０側に取付け
るとともに圧調整ねじ２８Ｃで両者１８，２８間の係合
力を調整する。この調整後は、テーブル２０がベース１
０から簡単に外れることはない。反対に、係合力を抹消
させればカップリング３４やモータ３１を取外すことな
くテーブルを簡単に分解できるので、点検・保守が非常
に容易である。

【００４９】図２，図５で上下方向における両者１０，
２０間には、収容空間ＳＰが形成されている。この第１
の実施形態では、本装置が光ファイバーケーブル（試
料）のスイッチング切替のための位置決めに使用するも
のとされているので、図８に示すテーブル２０の外形
（平面）寸法は６０ｍｍ×６０ｍｍとされ、また、ベー
ス１０の下面からテーブル２０の上面（２０Ｕ）までの
高さ寸法は、上記収容空間ＳＰを含み２７ｍｍに形成し
てある。２階建構造でなくかつ飛躍的に小型軽量である
と理解される。

【００５０】ベース１０には、図１，図２，図５に示す
中空部１５と貫通部１６とが設けられ、その基端部１０
Ｂにはブラケット３２が、先端部１０Ｆには起立部１０
ＦＶが設けられている。１９は、下カバーである。な
お、図７（底面図）では、下カバー１９を取外して表示
している。また、テーブル２０の上面側２０Ｕには、図
８に示す試料（図示省略）を取付けるための複数の取付
け用のねじ孔２９が設けられている。８２は、メインス
ケール８１のモアレ調整用の調整ねじである。

【００５１】粗動調整手段３０は、ステッピングモータ
３１と，このモータ軸３１Ｓにカップリング３５を介し
て連結された送りねじ軸（ボールねじ軸）３３と，この
送りねじ軸３３にボールを介して螺合されナット部材３
４とからなる。送りねじ軸３３とナット部材３４とは、
ボールねじ構造を形成する。したがって、ステッピング
モータ３１と図９に示すモータドライバ３８とを接続す
るケーブル３８Ｃは、静止側のベース１０に取付けられ
た図１に示すコネクター３７Ｃから引出される。すなわ
ち、ケーブル処理が簡単で断線やオペレータの引掛りの
原因とならない。３９は、手動操作用のつまみである。
また、モータ軸３１Ｓ自体は、軸線（Ｘ）方向に変位不
能である。

【００５２】ここに、ナット部材３４は、従来例（図１
２）および先提案装置（図１５）の場合と異なりテーブ
ル２０には一体的に固着しない。ナット部材３４は、図
４に示す如く、送りねじ軸３３に被嵌装着（螺合）させ
た状態において切欠した上端面３４Ｕをテーブル２０の
下面２０Ｌと当接可能かつ切欠した下端面３４Ｄをベー
ス１０のガイド面１０Ｇに当接可能とされ、軽い廻止め
を形成するものとされている。但し、当接面は、下面２
０Ｌおよびガイド面１０Ｇのいずれか一方でよい。要
は、軽い廻止めを形成できればよい。

【００５３】すなわち、送りねじ軸３３とナット部材３
４とはボール入りのボールねじ構造であるから、例えば
送りねじ軸３３の軸線が傾斜したり偏芯があったとして
も、ナット部材３４側に従来例（図１２）のねじ構造の
場合に発生する送りねじ軸の曲り（撓み）による力が伝
達されることはない。したがって、テーブル２０のＺ方
向の変位を発生させるような推力は生じさせない。かく
して、ナット部材３４がテーブル２０に固着されていな
いので、送りねじ軸３３の軸線（Ｘ）の傾きや偏芯（撓
み）がテーブル２０に直接伝達されない。つまり、Ｘ方
向と直交する方向（図４に示すＺ方向）に相対変位可能
と形成されているので、テーブル２０のＺ方向の位置
（高さ）は、ベース１０の平行度のみに規制（依存）さ
れ、変位は発生しない。

【００５４】これにより、直列配設される送りねじ軸３
３と微動調整手段４０を形成するピエゾアクチュエータ
４１との軸線を、先提案装置の如く軸線（Ｘ）に完全同
一として配設する必要がなくなる。この第１の実施形態
では、図２に示すベース１０の起立部１０ＦＶに穿孔さ
れたビス孔にピボットビス１２を差込みかつピエゾアク
チュエータ４１のピボット穴からなる基端部４１Ｂに係
止させる簡単構造としている。また、各構成要素（３
１，３５，３３，４０）の真直交や偏芯特性等を過度に
高級化しなくともよい。したがって、組立・調整が非常
に簡単でかつ労力時間も大幅に軽減できるとともに大幅
なコスト削減ができると理解される。

【００５５】そして、図１に示す一端がベース１０側
（詳しくは、モータ３１）の係止片６６に固着されかつ
他端がテーブル２０側の係止片６７に固着された付勢手
段６０を形成する引張バネ６５を利用して、テーブル２
０を軸線（Ｘ）方向でナット部材３４に当接する方向
（図１で右方向）に付勢してテーブル２０とナット部材
３４（図２に示す連結部２６）とを軸線方向に同期移動
可能に相対変位可能に当接連結させてある。連結部２６
は、テーブル２０と一体形成されているが、実質的にテ
ーブル２０の一部を成せば、ビス止め等による部品から
形成してもよい。

【００５６】したがって、先提案装置の押圧方式のバネ
（６２）の場合に比較して、テーブル２０のＺ方向への
変位を発生させる浮上り力が生じる余地がなくなりかつ
引掛りによるビビリ等の発生も一掃できるから、テーブ
ル２０の現在位置がどこであってもＺ方向の変位発生を
より確実に防止することができる。

【００５７】さらに、この実施形態では、テーブル２０
の図２で右側端面に係止片２５が設けられている。この
目的は、テーブル２０をモータ３１側を上として傾斜や
垂直として使用する場合に利用する。もとより、テーブ
ル２０を例えば垂直とした場合、テーブル２０はこの係
止片２５を介してベース１０と軸線（Ｘ）方向に同期移
動可能であり、かつ軸線（Ｘ）方向と直交する方向には
相対変位可能である。

【００５８】なお、テーブル２０を垂直として使用する
場合には、テーブル２０の自重によって、テーブル２０
がナット部材３４に当接されるので、引張バネ６５はモ
ータ３１に対するテーブル２０の負荷軽減手段として働
く。但し、テーブル２０の重量によっては引張バネ６５
を省略することもできる。

【００５９】微動調整手段４０の一部を構成するピエゾ
アクチュエータ４１は、図２に示す如く、収容空間ＳＰ
内において基端部４１Ｂがピボットビス１２を介してベ
ース１０に固定されている。つまり、軸線（Ｘ）方向に
ベース１０と相対変位不能とされている。したがって、
先端部４１Ｆは、軸線（Ｘ）方向に伸縮可能である。ピ
エゾアクチュエータ４１と送りねじ軸３３の軸線の調整
を、先提案装置の場合よりも、大幅に簡素化できる。

【００６０】この第１の実施形態におけるピエゾアクチ
ュエータ４１は、積層圧電アクチュエータ素子〔日本電
気製（ＡＥ０５０５Ｄ１６）〕から形成され、電圧（０
〜１５０Ｖ）で変位（０〜１６μｍ）を得ることができ
る。また、図９に示すピエゾドライバ４８を用いて常時
に７５Ｖを印加しておき、テーブル２０の粗動調整終了
位置を中心（基準）としてＸ方向に±８μｍだけテーブ
ル２０を微動調整可能に形成してある。なお、ピエゾア
クチュエータ用ケーブル（４９）は、図６に示す如く、
ベース１０側から引出される。８９は、変位検出手段８
０用のケーブルである。

【００６１】また、ピエゾアクチュエータ４１の先端部
４１Ｆには図２に示す段付の軸部が固定され、この軸部
にはミニチュアベアリング４６が図２で左方向に変位不
能として被嵌装着されている。また、このミニチュアベ
アリング４６は、これを内蔵するカップリング４５の内
段部により位置規制されて右方向にも変位不能である。

【００６２】すなわち、カップリング４５は、送りねじ
軸３３の先端部３３Ｆとピエゾアクチュエータ４１の先
端部４１Ｆ（軸部）とを相対回転可能に連結するととも
に、両先端部３３Ｆ，４１Ｆの相対回転を妨げることな
く軸線（Ｘ）方向の相対位置を一定に保持可能である。
つまり、Ｘ方向については、同期移動可能つまり一体的
に取扱うことができる。

【００６３】また、テーブル２０のベース１０に対する
前進限および後退限を検出可能に形成してある。つま
り、図５に示すように、ベース１０の内上面にリミット
スイッチ６８Ｆ，６８Ｂを取付けかつテーブル２０側に
検出片６８が取付けられている。このリミットセンサ用
ケーブルは、図１に示すコネクター３７Ｃからモータ用
ケーブル３８Ｃとともに引出される。もっとも、図６に
示すピエゾアクチュエータ用ケーブル（４９）等ととも
に引出してもよい。

【００６４】応動変位許容手段は、送りねじ軸３３のナ
ット部材３４と螺合する部位がピエゾアクチュエータ４
１の軸線（Ｘ）方向の伸縮に応動してベース１０に対す
るＸ方向にピエゾアクチュエータ４１の伸縮量（Ｘｓ）
だけ変位（Ｘｓ）することを許容する手段で、この第１
の実施形態では、送りねじ軸３３の基端部３３Ｂとモー
タ軸３１Ｓとの間に設けられたカップリング３５を利用
して構築してある。

【００６５】このカップリング３５は、図１に示す如
く、断面円形状の中空筒体３５Ｔに軸線（Ｘ）方向に離
隔されかつ周方向に位置ずれされた複数の切欠溝３５Ｓ
を有する切欠溝付筒体型とされ、モータ軸３１Ｓの回転
を送りねじ軸３３に伝達できかつ回転伝達中は軸線
（Ｘ）方向の強制外力が加わらない限りにおいて軸線
（Ｘ）方向の寸法は一定であるが、回転停止中か回転伝
達中であるか否かに拘わらず強制外力を加えれば軸線
（Ｘ）方向の寸法を微小量だけ変化させることができ
る。もとより、カップリング３５は、引張バネ６５より
強く、引張バネ６５の引張力では収縮しない。

【００６６】すなわち、駆動軸（３１Ｓ）と従動軸（３
３）との芯ずれや芯振れを吸収する一般的な切欠溝付カ
ップリング（３５）の形態・機能に着目し、変位許容部
材（応動変位許容手段）として導入したものである。こ
の切欠溝付筒体型カップリング３５は、この第１の実施
形態の場合、（株）ミスミのミニチュアカップリング
〔セットスクリュータイプ（ＣＰＬＳ）…ステンレス
製〕で、直径が１２ｍｍ，長さが１８．５ｍｍ，常用ト
ルクが０．３Ｎ・ｍ，最高回転数が３２０００ｒｐｍ，
静的捩りばね定数が６４Ｎ・ｍ／ｒａｄおよび許容偏心
が０．１０である。

【００６７】また、切欠溝３５Ｓは、各組が周方向に位
置ずれされた４本からなり、２組の総計８本である。出
願人の測定によれば、静止状態において両端から強制外
力（ピエゾアクチュエータ４１からの伸長力相当）を加
えたところ、寸法（長さ）を最大で０．８ｍｍ程度短縮
できかつ強制外力を除去すれば弾性復帰により元の寸法
（１８．５ｍｍ）に戻ることを確認している。したがっ
て、初期状態を例えば０．５ｍｍだけ短縮した状態とし
ておけば、その状態を基準として軸線（Ｘ）方向に例え
ば±０．２ｍｍを伸縮させることは容易である。

【００６８】なお、応動変位許容手段は、中間に捩りば
ねやベローを介装したカップリング（３５）から形成し
てもよい。また、この応動変位許容手段（３５）は送り
ねじ軸３３の途中でかつナット部材３４との螺合位置よ
りもステッピングモータ３１側に装着してもよい。

【００６９】さらに、目的達成の実効を一段と向上させ
るために、次のような新規で有用な構成を導入してあ
る。すなわち、図４，図５に示す如く、ベース１０とテ
ーブル２０との間の収容空間ＳＰとベース１０側の中空
部１５および貫通部１６を利用して、粗動調整変位検出
手段と微動調整変位検出手段とを兼用する１台の変位検
出手段８０が内蔵されている。変位検出手段８０は、本
発明者が既に提案（例えば、特願平６−２５０３１８
号）している光学式変位検出装置の場合と同様な構造で
かつ±０．０１μｍ以下の精度で検出できるものであ
る。

【００７０】すなわち、変位検出手段８０を構成するメ
インスケール８１は、図４，図５に示すホルダー８１Ｈ
を介して、テーブル２０の下面側２０Ｌに取付けられる
とともに、調整ねじ８２，８２を用いて組立後のモアレ
調整が可能に装着されている。

【００７１】また、インデックススケール８３は、ベー
ス１０の上面側１０Ｕにメインスケール８１と対面可能
に取付けられている。さらに、このインデックススケー
ル８３とともに検出部８４を形成する発光部８４Ｅと受
光部８４Ｒと検出回路（図示省略）とは、基板８５を介
して中空部１５および貫通部１６内に配設されている。
したがって、検出部８４と外部とを結ぶ変位検出用のケ
ーブル（８９）は、図６に示す如く静止側（ベース１
０）から引出し可能である。

【００７２】メインスケール８１には反射型の第１格子
が設けられ、インデックススケール８３には透過型の第
２格子および９０度の位相ずれを持つ４個の第３格子を
設けるとともに、各第３格子を１箇所に集めかつインデ
ックススケール８３の長手方向（または幅方向）におい
て第２格子と接近配設し、受光部８４Ｒを１チップ受光
素子を４分割して形成し、さらに発光部８４Ｅを形成す
る発光素子に単一の集光レンズを取付けた構造にすると
ともに傾斜配設してある。

【００７３】したがって、各受光素子間の間隔と受光有
効面積とを大幅に縮小できかつ各受光素子の温度特性，
劣化特性を均一化できるので、性能面上の高分解能（例
えば、０．０１μｍ以下）化，高精度化および使用上の
小型軽量化，低コスト化を図れる。また、各受光素子の
受光エネルギーを増大できるから検出高速化が図れ，両
スケール８１，８３間のギャップを大きくして第１格子
の目盛ピッチをより微細化できるので、一段と小型化，
低コスト化が図れ取扱いも非常に容易となる。

【００７４】かくして、各テーブル１０，２０の小型軽
量化を図りつつ収容空間ＳＰ内に内蔵できかつ検出信号
（Ｘｉ）をフィードバック信号に用いれば、この第１の
実施形態では±０．０１μｍ以下の高精度でテーブル２
０の最終位置決めを行える。

【００７５】図９において、コントローラ７０は、ＣＰ
Ｕ７１，ＲＯＭ７２，ＲＡＭ７３，操作パネル（ＰＮ
Ｌ）７４，出力ポート７５，インターフェイス（Ｉ／
Ｆ）７６を含み、ＲＯＭ７２に格納されたプログラムに
基き、モータドライバ３８へ粗動調整量相当信号Ｓｌを
出力して粗動調整を実行し、また変位検出手段８０から
の検出信号Ｘｉをフィードバック信号（Ｘｉ）としてピ
エゾドライバ４８へ微動調整量相当信号Ｓｓを出力しつ
つ微動調整を実行可能に形成されている。

【００７６】操作パネル７４には、位置決め設定量（Ｘ
ｌｓ＝Ｘｌ＋Ｘｓ）を設定する位置決め設定器７４Ｐ
と，粗動調整のみに用いかつ粗動調整量（Ｘｌ）を設定
する粗動調整設定器７４Ｌと，微動調整のみに用いかつ
微動調整量（Ｘｓ）を設定する微動調整設定器７４Ｓ
と，粗・微動調整方向を設定する方向設定器７４Ｄおよ
び粗（微）動調整時の移動速度を設定する速度設定器７
４Ｖとが設けられている。

【００７７】したがって、基準位置に対して位置決め量
（Ｘｌｓ）を設定して行う位置決め設定（図１０のＳＴ
１０のＹＥＳ）の場合には、粗動調整（ＳＴ１１〜ＳＴ
１４）と微動調整（ＳＴ１５〜ＳＴ１７）とが連続的に
行われる。また、粗動調整設定の場合（ＳＴ１８のＹＥ
Ｓ）には粗動調整（ＳＴ１９〜ＳＴ２２）のみが可能で
かつ微動調整設定の場合（ＳＴ２３のＹＥＳ）には微動
調整（ＳＴ２４〜ＳＴ２７）のみが可能である。

【００７８】なお、コントローラ７０（７１〜７３，７
５，７６）はハードロジックから形成し、また各設定器
７４Ｐ，７４Ｌ，７４Ｓ，７４Ｄ，７４Ｖは例えばデジ
タルスイッチから形成してもよい。さらに、各設定器７
４Ｐ，７４Ｌ，７４Ｓ，７４Ｄ，７４Ｖを用いて設定す
る各設定信号相当信号を、各設定器を用いないで図９に
２点鎖線で示す例えばパソコン７９からインターフェイ
ス７６を介してコントローラ７０へ入力可能に形成して
もよい。この場合には、コントローラ７０内から操作パ
ネル７４を除外しても差支えない。さらに、各設定値や
テーブル２０の現在位置等々を目視確認する表示器を設
けるのが好ましい。

【００７９】次に、この第１の実施形態の作用・動作を
説明する。まず、図９に示すコントローラ７０の出力ポ
ート７５からピエゾドライバ４８にバイアス信号（Ｓ
ｓ）を出力し、ピエゾアクチュエータ４１に７５Ｖの電
圧を印加する。すると、基端部４１Ｂがベース１０（ピ
ボットビス１２）に固定されているので、ピエゾアクチ
ュエータ４１の先端部４１Ｆが図２で右方向に８μｍだ
け伸長する。したがって、送りねじ軸３３の基端部３３
Ｂと軸線（Ｘ）方向に変位不能なモータ軸３１Ｓとの間
に設けられた切欠溝付筒体型カップリング（応動変位許
容手段）３５の寸法（１８．５ｍｍ）が８μｍだけ収縮
する。よって、この状態を基準として、このカップリン
グ３５に強制外力を加え（減ず）れば軸線（Ｘ）方向に
±２μｍだけ伸縮させることは、極めて容易である。

【００８０】次いで、例えばつまみ３９を用いてモータ
軸３１Ｓおよび送りねじ軸３３を回転させ、図２，図５
に示すリミットスイッチ６８Ｂが検出片６８を検出する
基準位置（後退限）にテーブル２０を位置付けする。こ
の際、引張バネ６５はテーブル２０を図１で右方向に付
勢している。つまり、ナット部材３４にＸ軸方向に同期
移動可能に当接連結している。図４に示すＺ方向には、
両者３４，２０（２６）は相対変位可能である。

【００８１】したがって、カップリング４５が例えば
０．１ｍｍ程度収縮したところで、ナット部材３４が螺
合連結された送りねじ軸３３の先端部３３Ｆとピエゾア
クチュエータ４１の先端部４１Ｆとの軸線（Ｘ）方向に
おける相対位置は、一定に保持される。また、この状態
において、変位検出手段８０（検出器８４）の一部を形
成するカウンタ（図示省略）を零クリアしておく。

【００８２】ここに、テーブル２０を基準位置（後退
限）から図１，図２，図５で左方向に例えば＋１μｍだ
け進めた位置に位置決めすることを考える。すなわち、
図９に示す操作パネル７４上の位置決め設定器７４Ｐを
用いて位置決め量（１μｍ＝Ｘｌｓ）を設定する。速度
設定器７４Ｖを用いて移動速度も設定する。さらに、要
すれば方向設定器７４Ｄを用いて移動方向を設定する。
但し、位置決め量を＋１μｍとして設定する場合は、移
動方向を設定しなくともよい。

【００８３】位置決めの指令を発すると、ＣＰＵ７１
は、ＲＯＭ７２に格納されたプログラムに基き、位置決
め設定であることを確認（図１０のＳＴ１０のＹＥＳ）
しかつ位置決め設定量（＋１μｍ）を読込み、これに対
応する信号Ｓｌ（Ｓｌｓ）〔パルス数〕を図９に示すモ
ータドライバ３８へ出力する（ＳＴ１２）。すなわち、
ケーブル３８Ｃおよびコネクター３７Ｃを介して駆動電
源（電流）が供給されるので、図２に示すステッピング
モータ３１が所定方向（例えば、右回転方向）に回転す
る（ＳＴ１２）。カップリング３５はカップリング機能
として回転力を送りねじ軸３３に伝達する。

【００８４】したがって、送りねじ軸３３が回転するの
で、テーブル２０が連結片２６，ナット部材３４を介し
かつ引張バネ６５の付勢力（引張力）に抗して図２で左
方向に移動（粗動）される。この際、ナット部材３４に
はボールねじ構造でも送りねじ軸３３の回転により僅か
な回転力が生じ得るが、図４に示す上端面３４Ｕがテー
ブル２０の下面に軽く当接しかつ下端面３４Ｄがベース
１０（ガイド面１０Ｇ）に軽く当接することにより、廻
り止めされるので、送りねじ軸３３の回転量をナット部
材３４の位置決め移動方向（Ｘ）の移動変位量に正確に
変換することができる。

【００８５】しかも、ナット部材３４とテーブル１０
（連結片２６）とは、Ｘ方向と直交するＺ方向に相対変
位可能とされかつナット部材３４の回転力による押上力
はテーブル２０の自重よりも非常に小さいので、仮に送
りねじ軸３３の軸線（Ｘ）が傾斜したり偏芯したりして
いても、テーブル２０のＺ方向への変位を発生させない
ですむ。また、送りねじ軸３３の回転は、カップリング
４５内のミニチュアベアリング４６の作用によりピエゾ
アクチュエータ４１には伝達されないので、支障はな
い。

【００８６】テーブル２０が軸線（Ｘ）方向（左方向）
に移動（粗動）すると、これに取付けられた図５に示す
メインスケール８１が当然に移動する。つまり、このメ
インスケール８１と対面するベース１０側のインデック
ススケール８３を含む変位検出手段８０から、時々刻々
と変化する移動変位検出信号Ｘｉが出力される。但し、
この段階（粗動調整）では、フィードバック信号（Ｘ
ｉ）としては働かない。ＣＰＵ７１は、位置決め設定量
（Ｘｌｓ＝＋１μｍ）と等しい信号Ｓｌｓ（Ｓｌ）を出
力終了したところで切替ポイントと判別（ＳＴ１４のＹ
ＥＳ）し、ステッピングモータ３１の回転を停止する。

【００８７】ここに、ステッピングモータ３１の最小ス
テップ角度や送りねじ軸３３とナット部材３４との送り
ピッチ等との関係から、変位検出手段８０で検出された
テーブル２０の基準位置（後退限）からの移動量（粗動
調整量Ｘｌ）が例えば＋１．１５μｍとする。換言すれ
ば、粗動調整手段３０では、μｍ単位での精度でしか位
置決めできない。この場合は、＋０．１５μｍ（＝１．
１５−１）の誤差がある。

【００８８】すると、ＣＰＵ７１は、この誤差（＋０．
１５μｍ）を解消すべく、ピエゾアクチュエータ４１に
印加されていた電圧（７５Ｖ）を変位検出手段８０から
のフィードバック信号（Ｘｉ）を打消すべく、例えば
１．４１Ｖ（０．１５μｍ相当）だけ昇圧（７６．４１
Ｖ）する（ＳＴ１５、ＳＴ１６）。したがって、ピエゾ
アクチュエータ４１は、基端部４１Ｂを固定端としその
先端部４１Ｆが図２で右方向に０．１５μｍだけ伸長す
る。この際、ピエゾアクチュエータ４１の先端部４１Ｆ
と送りねじ軸３３の先端部３３Ｆとは、カップリング４
５を介し軸線（Ｘ）方向に変位不能つまり相対位置が一
定である。

【００８９】かくして、ピエゾアクチュエータ４１の伸
長力は送りねじ軸３３を介して応動変位許容手段（切欠
溝付筒体型カップリング３５）に強制外力として加わ
る。これにより、カップリング３５は、ステッピングモ
ータ３１側を固定端として、０．１５μｍだけ収縮（短
縮）する。つまり、送りねじ軸３３全体を図２で右方向
に移動（変位）させ、間接的に収縮させる。したがっ
て、送りねじ軸３３のナット部材３４と螺合する位置が
右方向に変位する。すなわち、テーブル２０を右（Ｚ）
方向に０．１５μｍだけ変位（戻す）させる。Ｚ方向の
変位は、全く発生しない。

【００９０】そして、変位検出手段８０からの検出信号
（Ｘｉ）が例えば１．０２μｍであると、ＣＰＵ１２は
誤差（０．０２μｍ）を打消すようにピエゾアクチュエ
ータ４１への電圧を０．０２μｍ相当の約０．１８Ｖだ
け降圧〔７６．２３Ｖ＝７６．４１−０．１８〕する。

【００９１】今度は、ピエゾアクチュエータ４１の先端
部４１Ｆが図２で左方向に０．０２μｍだけ収縮する。
したがって、応動変位許容手段（３５）は、送りねじ軸
３３のナット部材３４と螺合する部位の変位（０．０２
μｍ）を許容する。これにより、テーブル２０は左方向
に理論的に０．０２μｍだけ移動する。この際、変位検
出手段８０からの検出信号（Ｘｉ）つまり実際の検出変
位量が（１．００±０．０１）であれば、微動調整を終
了（ＳＴ１７のＹＥＳ）する。つまり、設定された位置
（１μｍ）に対し、±０．０１μｍでの高精度位置決め
を行える。

【００９２】なお、図１０のＳＴ１８〜ＳＴ２２に示す
粗動調整およびＳＴ２３〜ＳＴ２７に示す微動調整のい
ずれも、独立的に実行できる。

【００９３】しかして、この第１の実施形態によれば、
ベース１０に対してテーブル２０を軸線（Ｘ）方向に粗
動調整する粗動調整手段３０と粗動調整終了後にピエゾ
アクチュエータ４１の伸縮を利用してベース１０に対し
てテーブル２０を軸線（Ｘ）方向に微動調整する微動調
整手段４０とを具備し、かつ微動調整手段４０を形成す
るピエゾアクチュエータ４１の基端部４１Ｂをベース１
０に軸線（Ｘ）方向に相対移動不能かつその先端部４１
Ｆをベース１０と軸線（Ｘ）方向に相対変位可能に取付
けるとともに、カップリング４５と，付勢手段６０と，
応動変位許容手段（３５）とを設け、ピエゾアクチュエ
ータ４１の伸縮量（Ｘｓ）を送りねじ軸３３のナット部
材３４と螺合する部位の変位量（Ｘｓ）に変換可能かつ
ナット部材３４を介してこれと位置決め移動方向に同期
移動可能に当接連結されたテーブル２０をベース１０に
対して微動調整可能に形成されているので、送りねじ軸
３３とピエゾアクチュエータ４１とを軸線（Ｘ）上に直
列配設できるから、２階建構造としなくてよく，変位検
出手段８０も共通の１台でよく，ピエゾアクチュエータ
４１をベース１０とテーブル２０との間（ＳＰ）に収容
できかつそのケーブル３８Ｃもベース１０側に固定化で
きるから、高精度位置決めを保障しつつ小型軽量化およ
び低コスト化を達成できるとともに取扱い容易である。
しかも、テーブル２０の位置決め移動方向（Ｘ）と直交
する方向の変位を確実に防止することができる。

【００９４】また、送りねじ軸３３とナット部材３４と
が送りねじ軸３３の回転力がナット部材３４の回転力を
発生し難いボールねじ構造とされ、かつナット部材３４
にベース１０（１０Ｇ）およびテーブル２０と当接係合
して廻り止め機能可能な上端面３４Ｕおよび下端面３４
Ｄが設けられているとともに、ナット部材３４とテーブ
ル２０とが連結片２６を介してＺ方向に相対変位可能と
されているので、送りねじ軸３３の軸線が傾いていたり
偏芯があっとしてもテーブル２０のＺ方向の変位発生を
より確実に防止することができる。

【００９５】また、テーブル２０とナット部材３４とが
引張バネ６５の引張力によってＸ方向に同期移動可能に
当接連結されているので、先提案装置（図１３）の押圧
バネ（６２）を含む付勢手段６０の場合に比較して、テ
ーブル２０をＺ方向に浮上げる浮上力の発生や引掛りに
よるＸ方向のビビリの発生を一掃できる。したがって、
この点からも、テーブル２０のＺ方向の変位をより確実
に防止できるとともに付勢手段６０の大幅な簡素化とコ
スト低減を図れる。

【００９６】また、テーブル２０はクロスローラガイド
（１８，２８）を介してベース１０に装着かつ取外し容
易とされているとともに、ナット部材３４とテーブル２
０とが一体化されていないので、モータ３１をベース１
０（３２）から取外したりカップリング３５を外さなく
とも、簡単に分解できる。したがって、組立・調整に係
る労力・時間を大幅に削減できるとともに、ピエゾアク
チュエータ４１や変位検出手段８０の点検・保守を含む
取扱いが大幅に簡素化かつ容易となる。

【００９７】また、カップリング４５は送りねじ軸３３
の回転力をピエゾアクチュエータ４１側へ伝達する必要
がないから非常に小型でよい。したがって、ピエゾアク
チュエータ４１とともにベース１０とテーブル２０との
間の収容空間ＳＰ内に収容できるので、構造が一段と簡
単になる。

【００９８】また、応動変位許容手段（３５）が、送り
ねじ軸３３に回転力を付与するモータ軸３１Ｓと送りね
じ軸３３の基端部３３Ｂとの間に装着されるとともに，
軸線（Ｘ）方向に離隔されかつ周方向に位置ずれされた
複数の切欠溝３５Ｓを有する筒体３５Ｔを含み回転力を
伝達可能でピエゾアクチュエータ４１から発生された伸
縮力（強制外力）で軸線（Ｘ）方向に伸縮可能な切欠溝
付筒体型のカップリング４５から形成されているので、
従来例の芯ずれや芯振れを吸収するための一般的なカッ
プリング（３５）を流用するだけでよい。したがって、
レイアウトやスペース的にも負担とならない。

【００９９】また、微動調整手段４０を構成するピエゾ
アクチュエータ４１，カップリング４５および応動変位
許容手段（切欠溝付円筒型カップリング３５）が、粗動
調整手段３０を構成する送りねじ軸３３と同一の軸線
（Ｘ）上に直列配設されているので、高レスポンスとと
もに位置決め精度をより大幅に向上できる。

【０１００】また、変位検出手段８０が収容空間ＳＰお
よびベース１０側の中空部等（１５，１６）に収容され
ているので、ベース１０およびテーブル２０の側方にス
ケール８１，８３等が突出かつ露出することがない。し
たがって、平面的小型化および取扱い容易化を一段と助
長できるばかりか、両スケール８１，８３が軸線（Ｘ）
上で相対変位するから、一段と高精度検出できる。

【０１０１】また、変位検出手段８０が、反射型の第１
格子を有するメインスケール８１と透過型の第２格子お
よび９０度の位相ずれを持つ４個の第３格子を有するイ
ンデックススケール８３とを含み，各第３格子を１箇所
に集めかつインデックススケール８３の長手方向におい
て第２格子と接近配設し、受光部８４Ｒを１チップ受光
素子を４分割して形成し、さらに発光部８４Ｅを形成す
る発光素子に単一の集光レンズを取付けるとともに傾斜
配設して成る構造とされているので、０．０１μｍ以下
の高精度検出ができる。

【０１０２】さらに、モータ用ケーブル３８Ｃがコネク
ター３７Ｃから引出されるとともに、ピエゾアクチュエ
ータ用ケーブル４９および変位検出用ケーブル８９がス
テッピングモータ３１を挾む反対側で静止側（１０）か
ら引出されるものと形成されているので、取扱いが一段
と容易となり、モータ用ケーブル３８Ｃに流れる電流急
変によるノイズが変位検出信号（Ｘｉ）に影響を与える
ことがない。したがって、一層の高精度位置決めを保障
できる。

【０１０３】さらにまた、従来例の如く２階建構造でな
いから、テーブル１０の上面を大きく有効利用できると
ともに、軸線（Ｘ）と直交する軸線（Ｙ）用の位置決め
装置を本装置（１０，２０）上に２段積した２次元位置
決め装置を簡単に確立することができる。

【０１０４】さらにまた、テーブル２０に係止片２５が
設けられているので、テーブル２０をモータ３１側を上
とした垂直や傾斜状態としても使用することができる。

【０１０５】（第２の実施形態）この第２の実施形態
は、基本的構成（１０，２０，３０，４０，６０，７
０，８０等）が第１の実施形態の場合と同様とされてい
るが、応動変位許容手段５０を図１１に示す構造として
ある。

【０１０６】図１１において、ステッピングモータ３１
は、段付のモータ軸３１Ｓが軸線（Ｘ）方向に一定範囲
内で変位可能とされた構造とされている。このステッピ
ングモータ３１の軸受ハウジング５１にはモータ軸３１
Ｓに固定されたベアリング５３が内装され、このモータ
軸３１Ｓはリテーナ５５で位置規制されたスプリング５
４の付勢力Ｆｓで軸線（Ｘ）方向でピエゾアクチュエー
タ４１の方向に付勢されてストッパー５２に当接可能で
ある。図１１は、ピエゾアクチュエータ４１からの伸長
力（強制外力Ｆｐ）によって、△Ｘ（＝２μｍ）だけバ
イアスを掛けた状態を示す。なお、図１〜図３に示すカ
ップリング３５は、切欠溝３５Ｓを有しない、一般的な
ものでよい。

【０１０７】すなわち、送りねじ軸３３Ｂの基端部３３
Ｂとモータ軸３１Ｓとは、軸線（Ｘ）方向に相対変位不
能つまり相対位置が一定とされる。したがって、応動変
位許容手段５０は、ピエゾアクチュエータ４１の伸縮に
応動して、モータ軸３１Ｓと一体的な送りねじ軸３３全
体を軸線（Ｘ）方向に移動させる、つまり伸縮すること
を許容する。

【０１０８】しかして、この第２実施形態によれば、第
１の実施形態の場合と同様な作用効果を奏し得る他、応
動変位許容手段５０をモータ３１と一体的に形成できる
ので、一層の小型化と低コスト化とを図れる。さらに、
ステッピングモータ（３１）の構造上、予めモータ軸３
１Ｓが軸線（Ｘ）方向に所定量だけ変位可能に構築され
たステッピングモータ３１を応動変位許容手段として流
用するので、より大幅なコスト低減を図れる。

【０１０９】なお、モータは、ステッピングモータに限
定されない。例えば、ＡＣサーボモータ，ＤＣサーボモ
ータ等から構成しても、実施することができる。

【０１１０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、送りねじ軸と
ナット部材とをボールねじ構造に形成するとともに、一
端がベース側に固着されかつ他端がテーブル側に固着さ
れた引張バネを利用してテーブルを軸線方向でナット部
材に当接する方向に付勢してテーブルとナット部材とを
軸線方向に同期移動可能かつ軸線方向と直交する方向に
相対変位可能に当接連結させ、かつ微動調整手段を構成
するピエゾアクチュエータの基端部をベースに軸線方向
に相対移動不能に取付けるとともにその先端部と送りね
じ軸の先端部とを相対回転可能かつ軸線方向に同期移動
可能に連結し、送りねじ軸をピエゾアクチュエータの軸
線方向の伸縮に応動して直接または間接的にベースに対
しかつ軸線方向にピエゾアクチュエータの伸縮量だけ変
位可能に形成し、ピエゾアクチュエータの伸縮量を送り
ねじ軸を介してナット部材の変位量に変換するとともに
ナット部材を介してテーブルをベースに対して微動調整
可能に形成されているので、次のような優れた効果を奏
する。

【０１１１】 粗動調整手段の送りねじ軸と微動調整
手段のピエゾアクチュエータとが同一軸線上に直列配設
可能となるので、従来例の２階建構造の場合と比較し
て、構造簡単で大幅な小型軽量化，高精度化および低コ
スト化を図れる。 部品点数を削減可能かつ従来例の場合の上下テーブ
ルの平行度を正確に仕上げる時間，労力等を一掃可能と
なるので、この点からもより大幅なコスト低減ができ
る。 同一の送りねじ軸およびナット部材を用いて粗動調
整と微動調整ができるので、従来の２階建構造の場合に
生ずる熱的変形の影響を除去できる。したがって、一層
の高精度位置決めを行える。 ２階建構造としなくてよいから、ケーブル処理が容
易で，断線やオペレータの引掛り要因も一掃でき，ピエ
ゾアクチュエータの破損の危険性も一掃可能で、テーブ
ル上面の有効利用面積も大きくできるから、取扱いが非
常に簡単である。 送りねじ軸とともにボールねじ構造を形成するナッ
ト部材とテーブルとが引張バネによって位置決め送り方
向に同期移動可能かつそれと直交する方向に相対変位可
能に当接連結されているので、送りねじ軸の軸線の傾斜
や偏芯があっても、テーブルの該直交方向の変位の発生
を確実に防止できる。引張バネであることも一段と防止
効果を助長することができる。 ナット部材の上下動がテーブルに伝達されないの
で、送りねじ軸およびピエゾアクチュエータの軸線や偏
芯さらにはモータの偏芯に係る特性を過度に高級化しな
くともよいから大幅なコスト低減ができるとともに、ナ
ット部材とテーブルとが一体でないから簡単に分解でき
る。したがって、組立・調整や点検・保守を含む取扱い
が非常に容易である。

【０１１２】また、請求項２の発明によれば、送りねじ
軸と前記ナット部材とをボールねじ構造に形成し、微動
調整手段を構成するピエゾアクチュエータの基端部をベ
ースと軸線方向に相対移動不能かつその先端部をベース
に軸線方向に相対変位可能に取付けるとともにテーブル
とナット部材とを軸線方向と直交する方向に相対変位可
能に装着し、かつ送りねじ軸の先端部とピエゾアクチュ
エータの先端部とを相対回転可能に連結するとともに、
カップリングと引張バネと応動変位許容手段とを設け、
ピエゾアクチュエータの伸縮量を送りねじ軸を介してナ
ット部材のベースに対する軸線方向の変位量に変換しつ
つテーブルの微動調整を可能に形成されているので、請
求項１の発明の場合と同様な効果を奏することができる
他、さらにピエゾアクチュエータ，カップリング等をベ
ースとテーブルとの間に介装しかつ引張バネと応動変位
許容手段とを設けるだけでよいから、構造が一段と簡単
でより取扱いが容易である。

【０１１３】また、請求項３の発明によれば、応動変位
許容手段が、送りねじ軸に回転力を付与するモータの軸
と送りねじ軸の基端部との間に装着または送りねじ軸の
途中でかつナット部材よりもモータ側に装着されるとと
もに，軸線方向に離隔されかつ周方向に位置ずれされた
複数の切欠溝を有する筒体を含み回転力を伝達可能でピ
エゾアクチュエータから発生された伸縮力で軸線方向に
伸縮可能な切欠溝付筒体型のカップリングから形成され
ているので、請求項２の発明の場合と同様な効果を奏し
得ることはもとより、さらに構造が一段と簡単で、一層
の小型軽量化およびコスト低減を図れる。

【０１１４】さらに、請求項４の発明によれば、応動変
位許容手段が、モータ軸を軸線方向でピエゾアクチュエ
ータの方向に付勢するバネと，このバネの付勢力に抗し
てモータ軸の軸線方向でピエゾアクチュエータに向う方
向の位置を規制可能なストッパーとから形成されている
ので、請求項２の発明の場合と同様な効果を奏し得るこ
とはもとより、応動変位許容手段をモータと一体的に形
成できるので、一層の小型化と低コスト化とを図れる。
さらに、モータの構造上、予めモータ軸が軸線方向に所
定量だけ変位可能に構築されているモータを利用すれ
ば、そのモータを応動変位許容手段として流用できるの
で、より大幅なコスト低減を図れる。

【０１１５】さらにまた、請求項５の発明によれば、テ
ーブルの下面側に取付けられたメインスケールと，この
メインスケールと対面可能にベースの上面側に取付けら
れたインデックススケールとを含みテーブルのベースに
対する粗動調整量および微動調整量を検出可能な変位検
出手段が設けられているので、請求項１から請求項４ま
での発明の場合と同様な効果を奏することができ得るこ
とはもとより、一層の小型軽量化，高精度化，低コスト
化および取扱いの容易化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のテーブルを取外した
状態を示す平面図である。

【図２】同じく、図１の矢視線−に基く側断面図で
ある。

【図３】同じく、図１の矢視線−に基く一部を破断
した縦断面図である。

【図４】同じく、図１の矢視線−に基く一部を破断
した縦断面図である。

【図５】同じく、図１の矢視線−に基く側断面図で
ある。

【図６】同じく、正面図である。

【図７】同じく、底面図である。

【図８】同じく、テーブルの平面図である。

【図９】同じく、ブロック図である。

【図１０】同じく、動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図１１】本発明の第２の実施形態の応動変位許容手段
を説明するための側断面図である。

【図１２】従来例とその問題点を説明するための側断面
図である。

【図１３】本出願人が先に提案した位置決め装置の平面
図である。

【図１４】同じく、図１２の矢視線Ａ−Ａに基く側断面
図である。

【図１５】同じく、図１２の矢視線Ｂ−Ｂに基く側断面
図である。

【図１６】同じく、図１２の矢視線Ｃ−Ｃに基く一部を
断面した正面図である。

【符号の説明】

１０ ベース １１ ビス孔 １２ ピボットビス １８ ベアリング ２０ テーブル ２５ 係止片 ２６ 連結部 ２８ ベアリング ３０ 粗動調整手段 ３１ モータ ３１Ｓ モータ軸 ３３ 送りねじ軸（ボールねじ構造） ３３Ｆ 先端部 ３３Ｂ 基端部 ３４ ナット部材（ボールねじ構造） ３５ カップリング（応動変位許容手段） ３５Ｔ 筒体 ３５Ｓ 切欠溝 ４０ 微動調整手段 ４１ ピエゾアクチュエータ ４１Ｆ 先端部 ４１Ｂ 基端部 ４５ カップリング ４６ ミニチュアベアリング ５０ 応動変位許容手段 ５２ ストッパー ５３ ベアリング ５４ スプリング（バネ） ５５ リテーナ ６０ 付勢手段 ６５ 引張バネ ６６ 係止片 ６７ 係止片 ７０ コントローラ ７４ 操作パネル ７９ パソコン ８０ 変位検出手段 ８１ メインスケール ８３ インデックススケール Ｘ 軸線 Ｘｌ 粗動調整量 Ｘｓ 微動調整量 ＳＰ 収容空間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線方向に相対移動可能に装着されたベ
   ースおよびテーブルと，ベース側に回転可能に装着され
   た送りねじ軸とこの送りねじ軸の回転によって軸線方向
   に移動可能なナット部材とを含み送りねじ軸の回転によ
   るナット部材の移動を利用してベースに対してテーブル
   を軸線方向に粗動調整する粗動調整手段と，粗動調整終
   了後にピエゾアクチュエータの伸縮を利用してベースに
   対して当該テーブルを軸線方向に微動調整する微動調整
   手段とを具備してなる位置決め装置において、 前記送りねじ軸とナット部材とをボールねじ構造に形成
   するとともに、一端が前記ベース側に固着されかつ他端
   が前記テーブル側に固着された引張バネを利用して前記
   テーブルを前記軸線方向でナット部材に当接する方向に
   付勢して前記テーブルと前記ナット部材とを前記軸線方
   向に同期移動可能かつ前記軸線方向と直交する方向に相
   対変位可能に当接連結させ、かつ前記微動調整手段を構
   成する前記ピエゾアクチュエータの基端部を前記ベース
   に前記軸線方向に相対移動不能に取付けるとともにその
   先端部と前記送りねじ軸の先端部とを相対回転可能かつ
   前記軸線方向に同期移動可能に連結し、前記送りねじ軸
   をピエゾアクチュエータの前記軸線方向の伸縮に応動し
   て直接または間接的に前記ベースに対しかつ前記軸線方
   向にピエゾアクチュエータの伸縮量だけ変位可能に形成
   し、ピエゾアクチュエータの伸縮量を前記送りねじ軸を
   介して前記ナット部材の変位量に変換するとともに前記
   ナット部材を介して前記テーブルを前記ベースに対して
   微動調整可能に形成した、ことを特徴とする位置決め装
   置。
2. 【請求項２】 軸線方向に相対移動可能に装着されたベ
   ースおよびテーブルと，ベース側に回転可能に装着され
   た送りねじ軸とこの送りねじ軸の回転によって軸線方向
   に移動可能なナット部材とを含み送りねじ軸の回転によ
   るナット部材の移動を利用してベースに対してテーブル
   を軸線方向に粗動調整する粗動調整手段と，粗動調整終
   了後にピエゾアクチュエータの伸縮を利用してベースに
   対して当該テーブルを軸線方向に微動調整する微動調整
   手段とを具備してなる位置決め装置において、 前記送りねじ軸と前記ナット部材とをボールねじ構造に
   形成し、前記微動調整手段を構成する前記ピエゾアクチ
   ュエータの基端部を前記ベースと前記軸線方向に相対移
   動不能かつその先端部を前記ベースに前記軸線方向に相
   対変位可能に取付けるとともに前記テーブルと前記ナッ
   ト部材とを前記軸線方向と直交する方向に相対変位可能
   に装着し、かつ前記送りねじ軸の先端部と前記ピエゾア
   クチュエータの先端部とを相対回転可能に連結するとと
   もに両先端部を前記軸線方向に同期移動可能に形成され
   たカップリングと，前記テーブルを前記軸線方向で前記
   ナット部材に当接する方向に付勢して前記テーブルと前
   記ナット部材とを前記軸線方向に同期移動可能に当接連
   結させるための一端が前記ベース側に固着されかつ他端
   の前記テーブル側に固着された引張バネと，前記ナット
   部材が前記送りねじ軸を介して前記ピエゾアクチュエー
   タの軸線方向の伸縮に応動して前記ベースに対しかつ軸
   線方向に前記ピエゾアクチュエータの伸縮量だけ変位す
   ることを許容する応動変位許容手段とを設け、 前記ピエゾアクチュエータの伸縮量を前記送りねじ軸を
   介して前記ナット部材の前記ベースに対する前記軸線方
   向の変位量に変換しつつ前記テーブルの微動調整を可能
   に形成した、ことを特徴とする位置決め装置。
3. 【請求項３】 前記応動変位許容手段が、前記送りねじ
   軸に回転力を付与するモータの軸と前記送りねじ軸の基
   端部との間に装着または前記送りねじ軸の途中でかつ前
   記ナット部材よりもモータ側に装着されるとともに，前
   記軸線方向に離隔されかつ周方向に位置ずれされた複数
   の切欠溝を有する筒体を含み回転力を伝達可能で前記ピ
   エゾアクチュエータから発生された伸縮力で前記軸線方
   向に伸縮可能な切欠溝付筒体型のカップリングから形成
   されている請求項２記載の位置決め装置。
4. 【請求項４】 前記応動変位許容手段が、前記モータ軸
   を前記軸線方向で前記ピエゾアクチュエータの方向に付
   勢するバネと，このバネの付勢力に抗して前記モータ軸
   の前記軸線方向で前記ピエゾアクチュエータに向う方向
   の位置を規制可能なストッパーとから形成されている請
   求項２記載の位置決め装置。
5. 【請求項５】 前記テーブルの下面側に取付けられたメ
   インスケールと，このメインスケールと対面可能に前記
   ベースの上面側に取付けられたインデックススケールと
   を含み前記テーブルの前記ベースに対する粗動調整量お
   よび微動調整量を検出可能な変位検出手段が設けられて
   いる請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載さ
   れた位置決め装置。