JPS63274894A - 送り装置 - Google Patents
送り装置Info
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- JPS63274894A JPS63274894A JP62109133A JP10913387A JPS63274894A JP S63274894 A JPS63274894 A JP S63274894A JP 62109133 A JP62109133 A JP 62109133A JP 10913387 A JP10913387 A JP 10913387A JP S63274894 A JPS63274894 A JP S63274894A
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- Granted
Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
- B23Q5/50—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding step-by-step
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
に産業上の利用分野】
本発明は送り装置に係り、とくに可動子を固定台上に沿
って送る装置に関する。
って送る装置に関する。
本発明は、圧電体等の微小な剪断変形を伸縮機構と組合
わせることによって微小送りを繰返すようにし、長距離
の直線送りや、円周方向の微小送りを可能にしたもので
あって、例えば走査型トンネル顕微鏡のステージの送り
やステッピングモータに応用し得るようにしたものであ
る。 K従来の技術】 従来の直線送り機構においては、何等かの直線状のガイ
ド手段に導かれたステージを駆動モータと送りねじとを
用いて送るようにしている。あるいはまた電磁リニアモ
ータを利用して送る方法が考えられている。また圧電体
を精密位置決めに用いる場合には、圧電体の伸縮変形か
、バイモルフ板の曲げ変形が利用されている。 K発明が解決しようとする問題点】 送りねじや電磁リニアモータを用いた送り装置は、精度
が低く、微小送りに不適当である。圧電体の変形を利用
した場合には、送りの精度が高くなるが、十分な変形量
が得られない。何等かの変位拡大機構を用いても、数1
0μmのストロークしか得られない。 多くのストロークを得るための精密送りとして、インチ
ウオームがある。インチウオームは固定台上に吸着可能
な2つのステージを伸縮変形する圧電体で連結し、一方
のステージを吸着して圧電体を伸ばすとともに、つぎに
他方のステージを吸着して縮める動作を1ステツプとし
、これを繰返すことによって尺取り虫の運動を行なって
送るものである。このような装置はストロークを十分長
くとれるが、静電吸着を利用しているために、動作時間
が遅い欠点がある。ざらに吸着と伸縮とを繰返すために
、進行方向と直角方向、すなわち吸着方向の撮動が発生
する欠点がある。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、高い精度で微小送りが可能であって、しかも十分な
ストロークが得られ、応答性に優れた送り装置を提供す
ることを目的とするものである。
わせることによって微小送りを繰返すようにし、長距離
の直線送りや、円周方向の微小送りを可能にしたもので
あって、例えば走査型トンネル顕微鏡のステージの送り
やステッピングモータに応用し得るようにしたものであ
る。 K従来の技術】 従来の直線送り機構においては、何等かの直線状のガイ
ド手段に導かれたステージを駆動モータと送りねじとを
用いて送るようにしている。あるいはまた電磁リニアモ
ータを利用して送る方法が考えられている。また圧電体
を精密位置決めに用いる場合には、圧電体の伸縮変形か
、バイモルフ板の曲げ変形が利用されている。 K発明が解決しようとする問題点】 送りねじや電磁リニアモータを用いた送り装置は、精度
が低く、微小送りに不適当である。圧電体の変形を利用
した場合には、送りの精度が高くなるが、十分な変形量
が得られない。何等かの変位拡大機構を用いても、数1
0μmのストロークしか得られない。 多くのストロークを得るための精密送りとして、インチ
ウオームがある。インチウオームは固定台上に吸着可能
な2つのステージを伸縮変形する圧電体で連結し、一方
のステージを吸着して圧電体を伸ばすとともに、つぎに
他方のステージを吸着して縮める動作を1ステツプとし
、これを繰返すことによって尺取り虫の運動を行なって
送るものである。このような装置はストロークを十分長
くとれるが、静電吸着を利用しているために、動作時間
が遅い欠点がある。ざらに吸着と伸縮とを繰返すために
、進行方向と直角方向、すなわち吸着方向の撮動が発生
する欠点がある。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、高い精度で微小送りが可能であって、しかも十分な
ストロークが得られ、応答性に優れた送り装置を提供す
ることを目的とするものである。
本発明は、可動子を固定台上に沿って送る装置において
、前記可動子の移動方向に剪断変形する駆動脚を前記可
動子または前記固定台に設けるとともに、前記駆動脚を
前記固定台または前記可動子に対して自由にする手段を
設け、前記駆動脚を摩擦力または係合力によって前記固
定台または前記可動子に対して滑らないようにして剪断
変形させ、次いで前記自由にする手段によって前記駆動
脚を前記固定台または前記可動子に対して自由にすると
ともに、この状態において前記駆動脚を前記変形と逆方
向に剪断変形させ、以下この動作を繰返スコとによって
前記可動子を固定台に対して前記剪断変形の方向に送る
ようにしたものである・K作用】 従って本発明によれば、駆動脚を圧電素子や磁歪素子の
ような変形可能な材料から構成するとともに、この駆動
脚を自由にする手段と組合わせて剪断変形を利用して可
動子を送ることが可能になり、1ステツプとしては非常
に微小な量ではあっても、これを繰返すことによって十
分なストロークの送りを達成することが可能になる。 K実施例】 第1の実施例を第1図〜第4図によって説明する。この
実施例は、本発明を走査型トンネル顕微鏡の可動ステー
ジ10の送り装置に応用したものであって、可動ステー
ジ10は第2図および第3図に示すように、その下面に
取付けられた4つずつの駆動脚11.12によってベー
ス13上をX軸方向およびY軸方向に送られるようにな
っている。またステージ10の下面にはマグネット22
が固着されており、鉄製ベース13に働く吸引力によっ
て駆動脚11.12が十分な摩擦力を発生するようにし
ている。 可動ステージ10上には直立してフレーム14が取付け
られており、このフレーム14によってホルダ15がば
ね16を介して支持されでいる。 そしてホルダ15とフレーム14との間にはZ方向の4
本の駆動脚17が設けられており、ホルダ15側に固着
されている。この駆動脚17は上記ばね16によってフ
レーム14に対して十分な摩擦力を生ずるようになって
いる。さらにホルダ15は精密送り装置18を介してプ
ローブ19を保持するようにしている。プローブ19は
サンプル台20上のサンプル21にトンネル電流を流す
ことによって、その表面の形状を測定するものである。 つぎに駆動脚の構造について説明する。駆動脚11は第
4図に示すように、2枚の圧電体25.26を積層した
ものであって、上側の圧電体25は伸縮方向に変形する
ように厚み方向に分極されている。これに対して下側の
圧電体26は剪断変形を行なうように、横方向に分極さ
れている。なお分極の方向は第4図によって矢印で示さ
れている。また圧電体25.26は単体構造または積層
構造の何れかが目的に応じて選択される。そして3枚の
電極27.28.29によって伸縮あるいは剪断変形を
行なうための電圧が加えられるようになっている。中間
の共通電極28は接地されており、電極27に電圧ve
が印加されると、電界の方向に圧電体25が伸縮する。 これに対して電極29にVsの電圧が印加されると、電
界の方向に対して直角に圧電体26が剪断変形を行なう
。 この剪断変形は電1M29に印加される電圧の極性によ
り逆転される。 このようなX軸方向の駆tl[11を一対用いてX軸方
向に可動ステージ10を移動させる動作を第1図によっ
て説明する。この動作は基本的には人間が歩行を行なう
のと同様である。静止している場合には第1図Aに示す
ように、X軸方向の駆動脚11およびY軸方向の駆動脚
12は何れもベース13に接触している。この状態にお
いて第1図Bで示すようにY軸方向の駆動脚12を圧電
体25を伸長させて長くするとともに、X軸方向の駆動
脚11を圧電体25を収縮させて短くする。 すなわちここではX軸方向にステージ10を移動させる
場合にはY軸方向の駆動脚12を支持脚あるいは浮上手
段として利用する。 浮上ったX軸方向の駆動脚11の下側の圧電体26をベ
ース13の面方向であってステージ10の移動方向、す
なわち第1図Cにおいて左方に剪断変形させる。つぎに
圧電体25を伸長してX軸方向の駆動脚11を長くする
とともに、駆動脚12の圧電体25を収縮してこの駆動
脚12を短くする。これによって第1図りに示すように
、X軸方向の駆動脚11がベース13上に接触する。こ
の駆動脚11の下面はマグネット22の吸引力によって
ベース13との間で十分な摩擦力が得られる。そしてこ
の状態において、第1図Eに示すように、駆動脚11の
圧電体26を−X方向、すなわち右方に剪断変形させる
。するとこのときにステージ10は圧電体26の剪断変
形量に等しい距離だけ移動する。 つぎにX軸方向の駆動脚11の圧電体25を収縮させて
その長さを短くし、ベース゛13から離間ざぜる。同時
にY軸方向の駆動脚12の圧電体25を伸長させてその
長さを長くし、この駆動脚12を支持脚としてベース1
0を支持する。このようにX軸方向の駆動脚11が浮い
た状態で、第1図Cに示すようにこの駆動脚11の圧電
体26を再び送り方向に剪断変形させる。以下同じ動作
を繰返すことによって、可動ステージ10を第1図にお
いて左方に送ることが可能になる。従ってベース13が
続く限り、可動ステージ10を無限に送ることも可能に
なる。1ステップ送りの場合には第1図Cにおける圧電
体26の剪断変形を中立位置としてこの駆動脚11を真
直ぐに伸ばせばよい。また方向の逆転は、駆動1!11
11を縮めたときと伸ばしたときの剪断変形の方向を圧
電体26に印加する電圧の極性を逆転させて変えること
により達成される。 第1図に示す動作は、Y軸方向の駆動脚12を支持脚あ
るいは浮上手段として直線送りを行なうようにしている
が、駆動脚12も駆動脚11と同様の変形を同じ方向に
行なうようにすれば、すなわち駆動l1111と駆動1
1112とが交互に駆動脚と支持脚の機能を果すように
することによって、ステージ10はX軸方向に2倍の速
さで動くことになる。またX軸方向の駆動脚11の変形
を、Y軸方向に行なわせるようにすると、Y軸方向にも
移動可能なX−Yステージが得られることになる。 またステージ10をX軸方向のみに送る場合には、駆動
脚12を伸縮する圧電体25のみから構成するとともに
、X軸方向の駆動脚11を剪断変形する圧電体26のみ
から構成してもよい。あるいはまた支持脚12を一定の
長さとするとともに、駆動脚11の圧電体25によって
この駆動脚11をベース13に接触させたり離間させた
りすることも可能である。 第2図および第3図に示す走査型トンネル顕微鏡のステ
ージ10は、駆動脚11によってX軸方向に移動され、
駆動脚12によってY軸方向に移動されるようになって
いる。そして両方向の1ステツプの移動量は0.6μm
になっており、これによってプローブ19をX軸方向お
よびY軸方向にそれぞれ粗動させるようにしている。ま
たZ軸方向の移動は、駆動脚17によってホルダ15を
フレーム14の垂直面に沿って動かすことによって達成
されている。ばね16が駆動脚17の下面をフレーム1
40表面に圧着するようにしているために、重力による
滑りを生ずることなく、Z軸方向あるいは垂直方向の上
下動が可能になる。なおプローブ19はさらに精密送り
装置18によってX、Y、およびZの各軸方向に精密送
りされ、これによってトンネル電流が一定になるように
各走査位置においてZ軸方向に位置決めされ、このとき
の位置情報からサンプル21の表面の形状を観測するよ
うにしている。 つぎに第2の実施例を第5図〜第7図によって説明する
。この実施例は、本発明を、1ステップ当りの送り口が
微小なステッピングモータに応用したものである。モー
タはケーシング33を備え、このケーシング33によっ
て一対のベアリング34.35を介して出力軸36が回
転可能に支持されている。そして出力軸36にはロータ
37が固着されており、ケーシング33内においてステ
ータ38と対向している。ステータ38は第6図に示す
ように、ケーシング33側のストッパ39を凹部40に
よって受入れており、これによって回転が阻止されるよ
うになっている。そしてステータ38上には12個の駆
動脚51.52.53が30度間隔で取付けられるとと
もに、圧縮コイルばね41によってロータ37側に押圧
されている。 駆動脚51.52.53はA相、B相、およびC相の駆
動手段を構成しており、第7図に示すように位相が12
0度ずつずれた電圧が印加され、これによってその先端
側の圧電体26の部分が剪断変形を行なうタイミングが
120度ずつずれるようになっている。すなわちこのス
テッピングモータによれば、駆動脚51.52.53が
順次駆動脚の機能を果しながらロータ37を接線方向に
けることになり、これによって回転力が出力軸36から
取出される。しかも第7図に示すように、各相の電圧は
少しずつオーバラップしており、これによって3つの駆
動g51〜53のトルクの切換えの際における円滑な回
転を可能にしている。 このようなステッピングモータにおいて、1ステップ当
りの回転角を求めてみる。半径rの円の円周方向に1ス
テップ当り6℃送られたとすると、回転角へ〇は、 Δθ=(Δfl/2πr)・2π・(360/2π)−
(180/π)・(Δぶ/「)度 となる。従って例えばΔβ−0.5μs、r−1■とす
ると、ΔθΦ0.0031という微小角度になる。また
1ステツプに要する時間は10−6秒程度にまで短縮す
ることが可能になり、このときの回転速度は (0,003/360)x 10’+8 (回転7秒)
という値になり、この回転速度で回転するステッピング
モータが得られる。なお上記実施例においては、駆動脚
51〜53をロータ37の上面に圧着して回転させるよ
うにしているが、駆動脚51〜53を〇−タ37の外周
面に圧着して剪断変形させることにより回転力を取出す
ようにしてもよい。この場合にはモータを薄くすること
が可能になる。 【発明の効果1 以上のように本発明は、駆動脚を摩擦力または係合力に
よって固定台または可動子に対して滑らないようにして
剪断変形させ、次いで駆動脚を固定台または可動子に対
して自由にするとともに、この状態において駆動脚を上
記変形と逆方向に剪断変形させ、以下この動作を繰返す
ことによって可動子を固定台に対して剪断変形の方向に
送るようにしたものである。従って圧電素子や磁歪素子
の剪断変形を利用することによって、高精度な微小送り
を実現できるとともに、この動作を繰返すことによって
、固定台が続く限り無限の送りが可能になる。
、前記可動子の移動方向に剪断変形する駆動脚を前記可
動子または前記固定台に設けるとともに、前記駆動脚を
前記固定台または前記可動子に対して自由にする手段を
設け、前記駆動脚を摩擦力または係合力によって前記固
定台または前記可動子に対して滑らないようにして剪断
変形させ、次いで前記自由にする手段によって前記駆動
脚を前記固定台または前記可動子に対して自由にすると
ともに、この状態において前記駆動脚を前記変形と逆方
向に剪断変形させ、以下この動作を繰返スコとによって
前記可動子を固定台に対して前記剪断変形の方向に送る
ようにしたものである・K作用】 従って本発明によれば、駆動脚を圧電素子や磁歪素子の
ような変形可能な材料から構成するとともに、この駆動
脚を自由にする手段と組合わせて剪断変形を利用して可
動子を送ることが可能になり、1ステツプとしては非常
に微小な量ではあっても、これを繰返すことによって十
分なストロークの送りを達成することが可能になる。 K実施例】 第1の実施例を第1図〜第4図によって説明する。この
実施例は、本発明を走査型トンネル顕微鏡の可動ステー
ジ10の送り装置に応用したものであって、可動ステー
ジ10は第2図および第3図に示すように、その下面に
取付けられた4つずつの駆動脚11.12によってベー
ス13上をX軸方向およびY軸方向に送られるようにな
っている。またステージ10の下面にはマグネット22
が固着されており、鉄製ベース13に働く吸引力によっ
て駆動脚11.12が十分な摩擦力を発生するようにし
ている。 可動ステージ10上には直立してフレーム14が取付け
られており、このフレーム14によってホルダ15がば
ね16を介して支持されでいる。 そしてホルダ15とフレーム14との間にはZ方向の4
本の駆動脚17が設けられており、ホルダ15側に固着
されている。この駆動脚17は上記ばね16によってフ
レーム14に対して十分な摩擦力を生ずるようになって
いる。さらにホルダ15は精密送り装置18を介してプ
ローブ19を保持するようにしている。プローブ19は
サンプル台20上のサンプル21にトンネル電流を流す
ことによって、その表面の形状を測定するものである。 つぎに駆動脚の構造について説明する。駆動脚11は第
4図に示すように、2枚の圧電体25.26を積層した
ものであって、上側の圧電体25は伸縮方向に変形する
ように厚み方向に分極されている。これに対して下側の
圧電体26は剪断変形を行なうように、横方向に分極さ
れている。なお分極の方向は第4図によって矢印で示さ
れている。また圧電体25.26は単体構造または積層
構造の何れかが目的に応じて選択される。そして3枚の
電極27.28.29によって伸縮あるいは剪断変形を
行なうための電圧が加えられるようになっている。中間
の共通電極28は接地されており、電極27に電圧ve
が印加されると、電界の方向に圧電体25が伸縮する。 これに対して電極29にVsの電圧が印加されると、電
界の方向に対して直角に圧電体26が剪断変形を行なう
。 この剪断変形は電1M29に印加される電圧の極性によ
り逆転される。 このようなX軸方向の駆tl[11を一対用いてX軸方
向に可動ステージ10を移動させる動作を第1図によっ
て説明する。この動作は基本的には人間が歩行を行なう
のと同様である。静止している場合には第1図Aに示す
ように、X軸方向の駆動脚11およびY軸方向の駆動脚
12は何れもベース13に接触している。この状態にお
いて第1図Bで示すようにY軸方向の駆動脚12を圧電
体25を伸長させて長くするとともに、X軸方向の駆動
脚11を圧電体25を収縮させて短くする。 すなわちここではX軸方向にステージ10を移動させる
場合にはY軸方向の駆動脚12を支持脚あるいは浮上手
段として利用する。 浮上ったX軸方向の駆動脚11の下側の圧電体26をベ
ース13の面方向であってステージ10の移動方向、す
なわち第1図Cにおいて左方に剪断変形させる。つぎに
圧電体25を伸長してX軸方向の駆動脚11を長くする
とともに、駆動脚12の圧電体25を収縮してこの駆動
脚12を短くする。これによって第1図りに示すように
、X軸方向の駆動脚11がベース13上に接触する。こ
の駆動脚11の下面はマグネット22の吸引力によって
ベース13との間で十分な摩擦力が得られる。そしてこ
の状態において、第1図Eに示すように、駆動脚11の
圧電体26を−X方向、すなわち右方に剪断変形させる
。するとこのときにステージ10は圧電体26の剪断変
形量に等しい距離だけ移動する。 つぎにX軸方向の駆動脚11の圧電体25を収縮させて
その長さを短くし、ベース゛13から離間ざぜる。同時
にY軸方向の駆動脚12の圧電体25を伸長させてその
長さを長くし、この駆動脚12を支持脚としてベース1
0を支持する。このようにX軸方向の駆動脚11が浮い
た状態で、第1図Cに示すようにこの駆動脚11の圧電
体26を再び送り方向に剪断変形させる。以下同じ動作
を繰返すことによって、可動ステージ10を第1図にお
いて左方に送ることが可能になる。従ってベース13が
続く限り、可動ステージ10を無限に送ることも可能に
なる。1ステップ送りの場合には第1図Cにおける圧電
体26の剪断変形を中立位置としてこの駆動脚11を真
直ぐに伸ばせばよい。また方向の逆転は、駆動1!11
11を縮めたときと伸ばしたときの剪断変形の方向を圧
電体26に印加する電圧の極性を逆転させて変えること
により達成される。 第1図に示す動作は、Y軸方向の駆動脚12を支持脚あ
るいは浮上手段として直線送りを行なうようにしている
が、駆動脚12も駆動脚11と同様の変形を同じ方向に
行なうようにすれば、すなわち駆動l1111と駆動1
1112とが交互に駆動脚と支持脚の機能を果すように
することによって、ステージ10はX軸方向に2倍の速
さで動くことになる。またX軸方向の駆動脚11の変形
を、Y軸方向に行なわせるようにすると、Y軸方向にも
移動可能なX−Yステージが得られることになる。 またステージ10をX軸方向のみに送る場合には、駆動
脚12を伸縮する圧電体25のみから構成するとともに
、X軸方向の駆動脚11を剪断変形する圧電体26のみ
から構成してもよい。あるいはまた支持脚12を一定の
長さとするとともに、駆動脚11の圧電体25によって
この駆動脚11をベース13に接触させたり離間させた
りすることも可能である。 第2図および第3図に示す走査型トンネル顕微鏡のステ
ージ10は、駆動脚11によってX軸方向に移動され、
駆動脚12によってY軸方向に移動されるようになって
いる。そして両方向の1ステツプの移動量は0.6μm
になっており、これによってプローブ19をX軸方向お
よびY軸方向にそれぞれ粗動させるようにしている。ま
たZ軸方向の移動は、駆動脚17によってホルダ15を
フレーム14の垂直面に沿って動かすことによって達成
されている。ばね16が駆動脚17の下面をフレーム1
40表面に圧着するようにしているために、重力による
滑りを生ずることなく、Z軸方向あるいは垂直方向の上
下動が可能になる。なおプローブ19はさらに精密送り
装置18によってX、Y、およびZの各軸方向に精密送
りされ、これによってトンネル電流が一定になるように
各走査位置においてZ軸方向に位置決めされ、このとき
の位置情報からサンプル21の表面の形状を観測するよ
うにしている。 つぎに第2の実施例を第5図〜第7図によって説明する
。この実施例は、本発明を、1ステップ当りの送り口が
微小なステッピングモータに応用したものである。モー
タはケーシング33を備え、このケーシング33によっ
て一対のベアリング34.35を介して出力軸36が回
転可能に支持されている。そして出力軸36にはロータ
37が固着されており、ケーシング33内においてステ
ータ38と対向している。ステータ38は第6図に示す
ように、ケーシング33側のストッパ39を凹部40に
よって受入れており、これによって回転が阻止されるよ
うになっている。そしてステータ38上には12個の駆
動脚51.52.53が30度間隔で取付けられるとと
もに、圧縮コイルばね41によってロータ37側に押圧
されている。 駆動脚51.52.53はA相、B相、およびC相の駆
動手段を構成しており、第7図に示すように位相が12
0度ずつずれた電圧が印加され、これによってその先端
側の圧電体26の部分が剪断変形を行なうタイミングが
120度ずつずれるようになっている。すなわちこのス
テッピングモータによれば、駆動脚51.52.53が
順次駆動脚の機能を果しながらロータ37を接線方向に
けることになり、これによって回転力が出力軸36から
取出される。しかも第7図に示すように、各相の電圧は
少しずつオーバラップしており、これによって3つの駆
動g51〜53のトルクの切換えの際における円滑な回
転を可能にしている。 このようなステッピングモータにおいて、1ステップ当
りの回転角を求めてみる。半径rの円の円周方向に1ス
テップ当り6℃送られたとすると、回転角へ〇は、 Δθ=(Δfl/2πr)・2π・(360/2π)−
(180/π)・(Δぶ/「)度 となる。従って例えばΔβ−0.5μs、r−1■とす
ると、ΔθΦ0.0031という微小角度になる。また
1ステツプに要する時間は10−6秒程度にまで短縮す
ることが可能になり、このときの回転速度は (0,003/360)x 10’+8 (回転7秒)
という値になり、この回転速度で回転するステッピング
モータが得られる。なお上記実施例においては、駆動脚
51〜53をロータ37の上面に圧着して回転させるよ
うにしているが、駆動脚51〜53を〇−タ37の外周
面に圧着して剪断変形させることにより回転力を取出す
ようにしてもよい。この場合にはモータを薄くすること
が可能になる。 【発明の効果1 以上のように本発明は、駆動脚を摩擦力または係合力に
よって固定台または可動子に対して滑らないようにして
剪断変形させ、次いで駆動脚を固定台または可動子に対
して自由にするとともに、この状態において駆動脚を上
記変形と逆方向に剪断変形させ、以下この動作を繰返す
ことによって可動子を固定台に対して剪断変形の方向に
送るようにしたものである。従って圧電素子や磁歪素子
の剪断変形を利用することによって、高精度な微小送り
を実現できるとともに、この動作を繰返すことによって
、固定台が続く限り無限の送りが可能になる。
第1図は本発明の第1の実施例に係る可動ステージのX
軸方向の送り動作を示す正面図、第2図は可動ステージ
の送り機構を示す要部平面図、第3図は同側面図、第4
図は駆動脚の外観斜視図、第5図は第2の実施例に係る
ステッピングモータの縦断面図、第6図は第5図におけ
る■〜■線断面図、第7図は駆動脚に印加される電圧の
波形図である。 なお図面に用いた符号において、 10・・・・・・・・可動ステージ 11・・・・・・・・駆動脚(X軸方向)12・・・・
・・・・駆動脚(Y軸方向)13・・・・・・・・ベー
ス 25・・・・・・・・圧電体く伸縮) 26・・・・・・・・圧電体(剪断変形)27.28.
29・・電極 である。 第1図 J/l −喝 か4 〜 −」
軸方向の送り動作を示す正面図、第2図は可動ステージ
の送り機構を示す要部平面図、第3図は同側面図、第4
図は駆動脚の外観斜視図、第5図は第2の実施例に係る
ステッピングモータの縦断面図、第6図は第5図におけ
る■〜■線断面図、第7図は駆動脚に印加される電圧の
波形図である。 なお図面に用いた符号において、 10・・・・・・・・可動ステージ 11・・・・・・・・駆動脚(X軸方向)12・・・・
・・・・駆動脚(Y軸方向)13・・・・・・・・ベー
ス 25・・・・・・・・圧電体く伸縮) 26・・・・・・・・圧電体(剪断変形)27.28.
29・・電極 である。 第1図 J/l −喝 か4 〜 −」
Claims (1)
- 可動子を固定台上に沿って送る装置において、前記可動
子の移動方向に剪断変形する駆動脚を前記可動子または
前記固定台に設けるとともに、前記駆動脚を前記固定台
または前記可動子に対して自由にする手段を設け、前記
駆動脚を摩擦力または係合力によつて前記固定台または
前記可動子に対して滑らないようにして剪断変形させ、
次いで前記自由にする手段によって前記駆動脚を前記固
定台または前記可動子に対して自由にするとともに、こ
の状態において前記駆動脚を前記変形と逆方向に剪断変
形させ、以下この動作を繰返すことによって前記可動子
を固定台に対して前記剪断変形の方向に送るようにした
ことを特徴とする送り装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62109133A JPS63274894A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | 送り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62109133A JPS63274894A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | 送り装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63274894A true JPS63274894A (ja) | 1988-11-11 |
JPH0381119B2 JPH0381119B2 (ja) | 1991-12-27 |
Family
ID=14502415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62109133A Granted JPS63274894A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | 送り装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63274894A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0353192A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-07 | Nec Corp | 位置決め装置 |
US5241235A (en) * | 1991-05-31 | 1993-08-31 | Rockwell International Corporation | Twisting actuators |
JP2002272149A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-20 | Taiheiyo Cement Corp | 送り装置および回転装置 |
JP2015008631A (ja) * | 2009-03-31 | 2015-01-15 | 株式会社ニコン | 圧電アクチュエータ及びレンズ鏡筒 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001293630A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-23 | Japan Science & Technology Corp | 送り装置 |
-
1987
- 1987-05-01 JP JP62109133A patent/JPS63274894A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0353192A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-07 | Nec Corp | 位置決め装置 |
US5241235A (en) * | 1991-05-31 | 1993-08-31 | Rockwell International Corporation | Twisting actuators |
JP2002272149A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-20 | Taiheiyo Cement Corp | 送り装置および回転装置 |
JP2015008631A (ja) * | 2009-03-31 | 2015-01-15 | 株式会社ニコン | 圧電アクチュエータ及びレンズ鏡筒 |
US9154053B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-10-06 | Nikon Corporation | Piezoelectric actuator and lens barrel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0381119B2 (ja) | 1991-12-27 |
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