JP2000188879A - Micromovement device - Google Patents

Micromovement device

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JP2000188879A
JP2000188879A JP10365001A JP36500198A JP2000188879A JP 2000188879 A JP2000188879 A JP 2000188879A JP 10365001 A JP10365001 A JP 10365001A JP 36500198 A JP36500198 A JP 36500198A JP 2000188879 A JP2000188879 A JP 2000188879A
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moving body
base
moving
air
impact force
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Hiroshi Takahashi
橋 博 高
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a micromovement device which does not require inertial body and is hardly affected by friction. SOLUTION: A micromovement device is provided with a moving body 7, placed on a base 6 and impact force developing means 8 and 9, which develop impact forces F1 and F2 between the moving body 7 and base 6. The means 8 and 9 develop the impact forces F1 and F2, which lift the moving body 7 from the base 6, and at the same time, rotate the body 7. Therefore, the micromovement device does not require an inertial body which has been indispensable for a conventional micromovement device and is hardly affected by friction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微小移動装置に係
わり、特に、衝撃力を用いて移動する微小移動装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro-moving device, and more particularly to a micro-moving device which moves by using an impact force.

【0002】[0002]

【従来の技術】衝撃力を用いて移動する微小移動装置の
従来例としては、特願昭58−167512号及び特開
昭63−299785号が挙げられる。衝撃力を発生す
る手段として、前者は電磁反発力を、後者は圧電素子の
急速変形を利用した微小移動装置で、いわゆる「インパ
クト機構」と呼ばれている。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application No. 58-167512 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-299785 are examples of conventional micro-moving devices which move by using an impact force. As means for generating an impact force, the former is an electromagnetic repulsion force, and the latter is a micro-moving device utilizing rapid deformation of a piezoelectric element, and is called a so-called “impact mechanism”.

【0003】このインパクト機構は小型単純構造で微小
ステップ移動が可能であり、この長所に着目して、例え
ば、精密位置決めテーブルやマイクロマニピュレータ等
が提案されている。
[0003] The impact mechanism is small in size and simple in structure, and can move in small steps. Focusing on this advantage, for example, a precision positioning table and a micromanipulator have been proposed.

【0004】図9を用いて、圧電素子の急速変形を利用
した従来の微小移動装置の構成及び動作について説明す
る。
Referring to FIG. 9, the configuration and operation of a conventional micro-moving device utilizing rapid deformation of a piezoelectric element will be described.

【0005】この従来の微小移動装置は、移動体2と慣
性体3とを圧電素子4で結合したもので、移動体2をベ
ース1の上に置き、摩擦力で保持した構成となってい
る。そして、圧電素子4に電圧を印加して慣性体3を加
速すると、移動体2はその反力によって移動する。
[0005] This conventional micro-moving device is one in which a moving body 2 and an inertial body 3 are connected by a piezoelectric element 4, and the moving body 2 is placed on a base 1 and held by a frictional force. . When a voltage is applied to the piezoelectric element 4 to accelerate the inertial body 3, the moving body 2 moves by the reaction force.

【0006】特公平6−91753号によれば、圧電素
子の急速変形を利用したインパクト機構は単純な構造で
ありながら、10nm〜10μm程度の微動が可能であ
るとされている。その移動原理は、以下の通りである。
According to Japanese Patent Publication No. Hei 6-91753, an impact mechanism utilizing rapid deformation of a piezoelectric element has a simple structure, but is capable of fine movement of about 10 nm to 10 μm. The principle of the movement is as follows.

【0007】すなわち、移動体2を左方向に移動させる
場合には、図9(a)に示したように圧電素子4が縮ん
でいる状態から、図9(b)に示したように圧電素子4
を急激に延ばすと、移動体2と慣性体3が互いに離れる
方向に移動する。
That is, when the moving body 2 is moved to the left, the piezoelectric element 4 is contracted as shown in FIG. 9A, and the piezoelectric element is moved as shown in FIG. 4
Is rapidly extended, the moving body 2 and the inertial body 3 move in directions away from each other.

【0008】次に、図9(c)に示したように圧電素子
4をゆっくりと引き戻し、図9(d)に示したように圧
電素子4が元の長さに戻ったところで急に止めると、慣
性体3が移動体2に衝突した形となり、図9(e)に示
したように移動体2は左方向に移動する。
Next, as shown in FIG. 9C, the piezoelectric element 4 is slowly pulled back, and when the piezoelectric element 4 returns to the original length as shown in FIG. Then, the inertial body 3 collides with the moving body 2 and the moving body 2 moves to the left as shown in FIG.

【0009】また、移動体2を右方向に移動させる場合
には、図9(a)乃至(e)に示した圧電素子4の動
作、つまり、急速変形の動作とゆっくりとした動作を逆
のタイミングで行えば良い。
When the moving body 2 is moved rightward, the operation of the piezoelectric element 4 shown in FIGS. 9A to 9E, that is, the operation of rapid deformation and the operation of slow movement are reversed. It should be done at the timing.

【0010】このように、圧電素子の急速変形を利用し
た従来の微小移動装置は、摩擦で保持された移動体に圧
電素子と慣性体とを取り付けただけの簡単な構造で、原
理上は無制限の移動範囲と高い位置決め能力を有してい
る。なお、電磁反発力を用いた従来の微小移動装置も同
様の効果が期待できる。
As described above, the conventional micro-moving device utilizing the rapid deformation of the piezoelectric element has a simple structure in which the piezoelectric element and the inertial body are attached to the moving body held by friction, and is in principle unlimited. Movement range and high positioning ability. It should be noted that a similar effect can be expected with a conventional micro-moving device using an electromagnetic repulsive force.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の微小
移動装置においては、電磁反発力を用いたもの及び圧電
素子の急速変形を利用したもののいずれも慣性体を付加
する必要があるために、例えば多自由度を有する移動テ
ーブルを構築する場合には、その軸数分の慣性体が必要
となって装置が複雑化するという問題があった。
However, in the conventional micro-moving device, both of the device using the electromagnetic repulsion force and the device using the rapid deformation of the piezoelectric element need to add an inertial body. In the case of constructing a moving table having multiple degrees of freedom, there is a problem that an inertial body corresponding to the number of axes is required and the apparatus becomes complicated.

【0012】さらに、従来の微小移動装置においては移
動体とベースとの間の摩擦力を活用した構成となってい
るので、移動特性がその摺動面の状態によって大きく変
化することになる。
Furthermore, since the conventional micro-moving device has a structure utilizing the frictional force between the moving body and the base, the moving characteristics greatly change depending on the state of the sliding surface.

【0013】その結果、安定した移動特性を得るために
は摺動面の管理が必要となる。十分な管理が実現できな
い環境下で使用する場合には、少なからず使用上の制約
が伴うことになる。
As a result, it is necessary to manage the sliding surface in order to obtain stable movement characteristics. When used in an environment where sufficient management cannot be realized, there are some restrictions on use.

【0014】そこで、本発明の目的は、慣性体が不要で
摩擦の影響を受けにくい微小移動装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a micro-moving device which does not require an inertial body and is not easily affected by friction.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による微小移動装置は、ベース上に置かれる
移動体と、前記移動体と前記ベースとの間に衝撃力を発
生させる衝撃力発生手段と、を備え、前記衝撃力発生手
段は、前記移動体を前記ベースから浮かせると共に回転
させる衝撃力を発生させることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a minute moving device according to the present invention comprises a moving body placed on a base and an impact generating an impact force between the moving body and the base. And a force generating means, wherein the impact force generating means generates an impact force for lifting and rotating the moving body from the base.

【0016】また、前記衝撃力発生手段は、前記移動体
を複数の異なる方向へ回転させる複数の衝撃力を個別に
発生させることが望ましい。
It is desirable that the impact force generating means individually generate a plurality of impact forces for rotating the moving body in a plurality of different directions.

【0017】また、前記衝撃力発生手段は、前記移動体
を互いに正反対の方向へ回転させることができる複数の
衝撃力を個別に発生させることが望ましい。
It is desirable that the impact force generating means individually generate a plurality of impact forces capable of rotating the moving body in directions opposite to each other.

【0018】また、前記衝撃力発生手段は、圧電素子又
は磁歪素子の急速変形を利用して衝撃力を発生させるこ
とが望ましい。
Further, it is preferable that the impact force generating means generates an impact force using rapid deformation of a piezoelectric element or a magnetostrictive element.

【0019】また、前記ベースは導電性部材によって形
成され、前記衝撃力発生手段は、前記移動体と前記ベー
スとの間に衝撃的な電磁反発力を発生させるコイルを有
することが望ましい。
Preferably, the base is formed of a conductive member, and the impact force generating means includes a coil for generating an impulsive electromagnetic repulsion between the moving body and the base.

【0020】また、前記衝撃力発生手段は、互いに近接
して設けられた一対の前記コイルを有し、前記一対のコ
イルは、一方の前記コイルの発生磁界と他方の前記コイ
ルの発生磁界による誘導磁界とが相互に影響し合う程度
に近接していることが望ましい。
The impact force generating means has a pair of coils provided close to each other, and the pair of coils are induced by a magnetic field generated by one of the coils and a magnetic field generated by the other of the coils. It is desirable that the magnetic field is close enough to interact with the magnetic field.

【0021】また、前記ベースは導電性部材によって形
成され、前記衝撃力発生手段は、前記移動体と前記ベー
スとの間に衝撃的な電磁反発力を発生させる、互いに近
接して設けられた一対のコイルを有し、前記一対のコイ
ルは、一方の前記コイルの発生磁界と他方の前記コイル
の発生磁界による誘導磁界とが相互に影響し合う程度に
近接していることが望ましい。
Further, the base is formed of a conductive member, and the impact force generating means generates a shocking electromagnetic repulsion between the moving body and the base, and is provided in a pair adjacent to each other. Preferably, the pair of coils are close to each other so that the magnetic field generated by one of the coils and the magnetic field induced by the magnetic field generated by the other of the coils influence each other.

【0022】また、前記移動体を前記ベースに押し付け
る移動体与圧手段をさらに備えることが望ましい。
It is preferable that the apparatus further comprises a moving body pressurizing means for pressing the moving body against the base.

【0023】また、前記移動体与圧手段は、前記移動体
又は前記ベースに装着した磁気吸引力発生装置から成る
ことが望ましい。
Preferably, the moving body pressurizing means comprises a magnetic attraction force generator mounted on the moving body or the base.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】第1実施形態 以下、本発明の第1実施形態による微小移動装置につい
て、図1乃至図3を参照して説明する。なお、本実施形
態及び後述する第2乃至第5実施形態による微小移動装
置は、移動テーブルの精密位置決めやマイクロマニピュ
レータ等に使用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment Hereinafter, a small moving device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The micro-moving device according to the present embodiment and the second to fifth embodiments described later can be used for precision positioning of a moving table, a micromanipulator, and the like.

【0025】図1(a)乃至(d)は、本実施形態によ
る微小移動装置5の概略構成を示すと共にその動作方法
を説明するための縦断面図である。
FIGS. 1A to 1D are schematic sectional views showing a schematic configuration of the micro-movement apparatus 5 according to the present embodiment and explaining an operation method thereof.

【0026】図1に示したように本実施形態による微小
移動装置5は、導電性部材より成るベース6の平らな表
面上に載置された移動体7を備えており、移動体7は直
方体を成している。移動体7の底面部には、電磁反発力
発生用の2つの空芯コイル8、9が設けられている。こ
れらの空芯コイル8、9は衝撃力発生手段を構成する。
As shown in FIG. 1, the micro-moving device 5 according to the present embodiment includes a moving body 7 mounted on a flat surface of a base 6 made of a conductive member. Has formed. Two air-core coils 8 and 9 for generating electromagnetic repulsion are provided on the bottom surface of the moving body 7. These air-core coils 8 and 9 constitute impact force generating means.

【0027】そして、空芯コイル8、9より成る衝撃力
発生手段は、移動体7とベース6との間に、移動体7を
ベース6から浮かせると共に回転させることができる衝
撃力を発生させる。換言すれば、衝撃力発生手段による
衝撃力は、ベース6の表面(載置面)に対して垂直で且
つ重心Gを通るような力以外の力であって、移動体7の
重心からずれた方向への力である。
The impact force generating means composed of the air-core coils 8 and 9 generates an impact force between the moving body 7 and the base 6 so that the moving body 7 can be lifted from the base 6 and rotated. In other words, the impact force generated by the impact force generating means is a force other than a force perpendicular to the surface (mounting surface) of the base 6 and passing through the center of gravity G, and is shifted from the center of gravity of the moving body 7. The force in the direction.

【0028】2つの空芯コイル8、9は、移動体7の重
心Gを挟んで反対側に配置されている。つまり、2つの
空芯コイル8、9は、移動体7を互いに正反対の方向へ
回転させる衝撃力を個別に発生させることができる。
The two air-core coils 8 and 9 are arranged on opposite sides of the center of gravity G of the moving body 7. That is, the two air-core coils 8 and 9 can individually generate impact forces for rotating the moving body 7 in the opposite directions.

【0029】また、各空芯コイル8、9には、図示しな
いドライバによって瞬間的な大電流を個別に印加するこ
とができる。
Further, a large instantaneous current can be individually applied to each of the air core coils 8 and 9 by a driver (not shown).

【0030】次に、本実施形態による微小移動装置の動
作方法について説明する。
Next, an operation method of the minute moving device according to the present embodiment will be described.

【0031】まず初めに、図1(a)に示したように、
一方の空芯コイル8に瞬間的な大電流を印加して、移動
体7とベース6との間に衝撃的な電磁反発力F1を発生
させる。
First, as shown in FIG.
An instantaneous large current is applied to one of the air core coils 8 to generate a shocking electromagnetic repulsion F1 between the moving body 7 and the base 6.

【0032】すると、図1(b)に示したように、電磁
反発力F1によって移動体7は図中左側の縁部を回転中
心として回転運動を行い、移動体7は重心Gを僅かに浮
上した位置に移動する。
Then, as shown in FIG. 1 (b), the moving body 7 rotates around the left edge in the drawing as the center of rotation by the electromagnetic repulsive force F1, and the moving body 7 slightly floats above the center of gravity G. Move to the specified position.

【0033】次に、図1(b)に示したように、空芯コ
イル8への通電から時間的位相差をもって、他方の空芯
コイル9に瞬間的な大電流を印加して、移動体7とベー
ス6との間に衝撃的な電磁反発力F2を発生させる。
Next, as shown in FIG. 1 (b), an instantaneous large current is applied to the other air-core coil 9 with a temporal phase difference from energization of the air-core coil 8 to An impulsive electromagnetic repulsion F2 is generated between the base 7 and the base 6.

【0034】すると、ベース6と接した移動体7の縁部
が浮上し、移動体7はその重心Gの周りに回転運動を行
う。この状態を図1(c)に示す。
Then, the edge of the moving body 7 in contact with the base 6 floats, and the moving body 7 rotates around its center of gravity G. This state is shown in FIG.

【0035】その後、移動体7は落下してベース6の上
に載置され、動作後の移動体7の位置は、図1(d)に
示したように、初期位置に対して微小ながら図中左方向
へX1のステップ移動を行うことができる。
Thereafter, the moving body 7 is dropped and placed on the base 6, and the position of the moving body 7 after the operation is slightly smaller than the initial position as shown in FIG. X1 step movement can be performed in the middle left direction.

【0036】なお、移動体7を逆方向、つまり図中右方
向へ移動させる場合には、空芯コイル8、9の動作タイ
ミングを前記と逆にすれば良い。
When the moving body 7 is moved in the opposite direction, that is, in the right direction in the drawing, the operation timings of the air-core coils 8 and 9 may be reversed.

【0037】次に、上述した電磁反発力F1、F2の発
生原理について説明する。
Next, the principle of generation of the above-mentioned electromagnetic repulsion forces F1, F2 will be described.

【0038】空芯コイル8、9に瞬間的な大電流を印加
すると、時間的に変化する強磁界が発生する。ベース6
は導電性部材より成っており、このベース6には空芯コ
イル8、9が発生した強磁界の侵入を妨げる方向に電流
が誘導される。
When an instantaneous large current is applied to the air-core coils 8 and 9, a time-varying strong magnetic field is generated. Base 6
Is made of a conductive member, and a current is induced in the base 6 in a direction that prevents the intrusion of the strong magnetic field generated by the air-core coils 8 and 9.

【0039】この誘導電流と空芯コイル8、9の印加電
流の流れは互いに逆方向であり、電磁作用による反発力
が発生する。
The flow of the induced current and the flow of the applied current to the air-core coils 8 and 9 are opposite to each other, and a repulsive force is generated by the electromagnetic action.

【0040】また、上述したドライバとは、空芯コイル
8、9に瞬間的な大電流を印加する装置であるが、瞬間
的に大電流を印加する方法としてはコンデンサを用いた
方法を使用することができる。つまり、コンデンサに電
荷を充電してその放電電流を利用することにより、瞬間
的な大電流を作ることができる。
The above-mentioned driver is a device for applying a large instantaneous current to the air-core coils 8 and 9, and a method using a capacitor is used as a method for instantaneously applying a large current. be able to. That is, an instantaneous large current can be generated by charging the capacitor and using the discharge current.

【0041】次に、本実施形態による微小移動装置の第
二の動作方法について、図2(a)乃至(d)を参照し
て説明する。
Next, a second operation method of the minute movement device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0042】まず初めに、図2(a)に示したように、
図示しないドライバによって2つの空芯コイル8、9の
両方に、瞬間的な大電流を同時に印加して電磁反発力F
3及びF4を発生させる。
First, as shown in FIG. 2A,
An instantaneous large current is simultaneously applied to both of the two air-core coils 8 and 9 by a driver (not shown) so that the electromagnetic repulsion force F
3 and F4 are generated.

【0043】ここで、電磁反発力F3とF4とは略同じ
大きさであり、このため、図2(b)に示したように、
移動体7はベース6の表面に対して略平行に、つまり水
平状態で僅かながら浮上する。
Here, the electromagnetic repulsive forces F3 and F4 have substantially the same magnitude, and therefore, as shown in FIG.
The moving body 7 floats slightly parallel to the surface of the base 6, that is, in a horizontal state.

【0044】次に、移動体7が僅かに浮上した図2
(b)の状態で、一方の空芯コイル9に再び瞬間的な大
電流を印加して電磁反発力F4’を発生させる。する
と、図2(c)に示したように、移動体7はその重心G
の周りに回転運動を行う。
Next, FIG. 2 in which the moving body 7 slightly floats
In the state (b), an instantaneous large current is again applied to one of the air core coils 9 to generate an electromagnetic repulsive force F4 '. Then, as shown in FIG. 2C, the moving body 7 has its center of gravity G
Make a rotary motion around.

【0045】その後、移動体7は落下してベース6の上
に載置され、動作後の移動体7は、図2(d)に示した
ように、初期位置に対して図中左方向に微小ながらX2
のステップ移動を行うことができる。
Thereafter, the moving body 7 falls and is placed on the base 6, and the moved moving body 7 is moved leftward with respect to the initial position as shown in FIG. X2
Step movement can be performed.

【0046】なお、移動体7を逆方向、つまり図中右方
向へ移動させる場合には、移動体7の浮上後に電磁反発
力を発生させる空芯コイルを前記と逆にすれば良い。
When moving the moving body 7 in the opposite direction, that is, in the right direction in the figure, the air-core coil for generating the electromagnetic repulsion after the moving body 7 floats may be reversed.

【0047】次に、本実施形態による微小移動装置の第
三の動作方法について、図3(a)乃至(c)を参照し
て説明する。
Next, a third operation method of the micro movement device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0048】まず初めに、図3(a)に示したように、
図示しないドライバによって2つの空芯コイル8、9の
両方に、瞬間的な大電流を同時に印加して電磁反発力F
5及びF6を発生させる。
First, as shown in FIG.
An instantaneous large current is simultaneously applied to both of the two air-core coils 8 and 9 by a driver (not shown) so that the electromagnetic repulsion force F
5 and F6 are generated.

【0049】ここで、電磁反発力F6の大きさは電磁反
発力F5に比べて大きく、このため、移動体7はベース
6に対して僅かに浮上しながらその重心Gの周りに回転
運動を行う。この状態を図3(b)に示す。
Here, the magnitude of the electromagnetic repulsive force F6 is larger than that of the electromagnetic repulsive force F5. Therefore, the moving body 7 rotates around the center of gravity G while slightly floating with respect to the base 6. . This state is shown in FIG.

【0050】その後、図3(c)に示したように、移動
体7は落下してベース6上に載置され、動作後の移動体
7の位置は初期位置に対して図中左方向へ微小ながらX
3のステップ移動を行うことができる。
Thereafter, as shown in FIG. 3 (c), the moving body 7 falls and is placed on the base 6, and the position of the moving body 7 after the operation moves leftward in the figure with respect to the initial position. X while small
3 step movements can be performed.

【0051】なお、移動体7を逆方向、つまり図中右方
向へ移動させる場合には、空芯コイル8、9に発生させ
る電磁反発力の大きさを前記と逆にすれば良い。
When the moving body 7 is moved in the opposite direction, that is, in the right direction in the drawing, the magnitude of the electromagnetic repulsive force generated in the air-core coils 8 and 9 may be reversed.

【0052】以上述べたように本実施形態による微小移
動装置によれば、空芯コイル8、9より成る衝撃力発生
手段によってベース6と移動体7との間に電磁反発力を
発生させ、この電磁反発力を利用して移動体7を移動さ
せるようにしたので、従来の微小移動装置においては不
可欠であった慣性体を必要とせず、このため、装置のさ
らなる小型化と単純化を図ることができる。
As described above, according to the micro-moving device according to the present embodiment, the electromagnetic repulsive force is generated between the base 6 and the moving body 7 by the impact force generating means including the air-core coils 8 and 9. Since the moving body 7 is moved by using the electromagnetic repulsion, the inertial body, which is indispensable in the conventional micro-moving device, is not required. Therefore, the size and simplification of the device can be further improved. Can be.

【0053】さらに、本実施形態による微小移動装置
は、機械的な摺動を伴わない移動原理を採用しているの
で、摩擦力を利用する従来の微小移動装置に比べて移動
特性の安定化と装置の長寿命化を図ることができる。
Further, the micro-movement device according to the present embodiment employs the principle of movement without mechanical sliding, so that the movement characteristics can be stabilized and improved as compared with the conventional micro-movement device utilizing frictional force. The life of the device can be extended.

【0054】また、本実施形態の一変形例としては、空
芯コイル8、9に代えて圧電素子又は磁歪素子を設けて
衝撃力発生手段を構成し、圧電素子又は磁歪素子の急速
変形を利用して衝撃力を発生させるようにすることもで
きる。
As a modified example of the present embodiment, a piezoelectric element or a magnetostrictive element is provided in place of the air core coils 8 and 9 to constitute an impact force generating means, and the rapid deformation of the piezoelectric element or the magnetostrictive element is utilized. Thus, an impact force can be generated.

【0055】第2実施形態 次に、本発明の第2実施形態による微小移動装置につい
て、図4を参照して説明する。なお、本実施形態は上述
した第1実施形態に対して構成を一部追加したものであ
り、上記第1実施形態と同一構成要素には図4において
同一符号を付すと共に、以下では、上記第1実施形態と
異なる部分について説明する。
Second Embodiment Next, a minute moving device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a part of the configuration is added to the above-described first embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG. Parts different from the first embodiment will be described.

【0056】図4(a)乃至(d)は、本実施形態によ
る微小移動装置10の概略構成を示すと共にその動作を
説明するための縦断面図である。
FIGS. 4A to 4D are schematic sectional views showing the schematic configuration of the micro-movement device 10 according to the present embodiment and explaining its operation.

【0057】図4に示したように本実施形態による微小
移動装置10は、移動体7を磁気吸引力によってベース
11の平らな吸着面に吸着して押し付ける磁気吸引力発
生装置(移動体与圧手段)12を備えている。本実施形
態においては、ベース11は導電性で且つ磁性体の部材
により構成されており、また、その表面は垂直面を形成
している。
As shown in FIG. 4, the micro-moving device 10 according to the present embodiment comprises a magnetic attraction force generating device (moving object pressurizing device) which attracts and presses the moving body 7 to the flat suction surface of the base 11 by the magnetic attraction force. Means) 12. In the present embodiment, the base 11 is made of a conductive and magnetic member, and has a vertical surface.

【0058】磁気吸引力発生装置12は、永久磁石13
と、この永久磁石13の両端に磁気的に連結されたヨー
ク14、15とから構成されている。そして、永久磁石
13→ヨーク14→ベース11→ヨーク15から成る閉
ループ磁束M1を形成している。磁気吸引力発生装置1
2による磁気吸引力はこの閉ループM1によって得られ
るものである。
The magnetic attraction force generating device 12 includes a permanent magnet 13
And yokes 14 and 15 magnetically connected to both ends of the permanent magnet 13. Then, a closed loop magnetic flux M1 composed of the permanent magnet 13, the yoke 14, the base 11, and the yoke 15 is formed. Magnetic attraction force generator 1
2 is obtained by the closed loop M1.

【0059】本実施形態による微小移動装置10の動作
原理は、図1に示した第1実施形態による微小移動装置
5と同じである。
The operation principle of the micro moving device 10 according to the present embodiment is the same as that of the micro moving device 5 according to the first embodiment shown in FIG.

【0060】つまり、図4(a)に示したように、図示
しないドライバによって一方の空芯コイル8に瞬間的な
大電流を印加すると、移動体7には衝撃的な電磁反発力
F7が発生する。
That is, as shown in FIG. 4A, when a momentary large current is applied to one of the air-core coils 8 by a driver (not shown), a shocking electromagnetic repulsive force F7 is generated in the moving body 7. I do.

【0061】この電磁反発力F7によって移動体11は
その上側縁部を回転中心として回転運動を行い、移動体
7の重心Gは僅かにベース11から離れた位置に移動す
る。この状態を図4(b)に示す。
The moving body 11 rotates around the upper edge of the moving body 11 due to the electromagnetic repulsive force F7, and the center of gravity G of the moving body 7 moves slightly away from the base 11. This state is shown in FIG.

【0062】次に、空芯コイル9に瞬間的な大電流を印
加して電磁反発力F8を発生させる。すると、ベース1
1と接した移動体7の上側縁部がベース11から離れ、
移動体7はその重心Gの周りに回転運動を行う。この状
態を図4(c)に示す。
Next, an instantaneous large current is applied to the air core coil 9 to generate an electromagnetic repulsive force F8. Then, base 1
The upper edge of the moving body 7 in contact with 1 is separated from the base 11,
The moving body 7 rotates around its center of gravity G. This state is shown in FIG.

【0063】その後、図4(d)に示したように、移動
体7は磁気吸引力発生装置12の磁気吸引力によってベ
ース11に吸着される。その結果、動作後の移動体7の
位置は、初期位置に対して上方に微小ながらX4のステ
ップ移動を行うことができる。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the moving body 7 is attracted to the base 11 by the magnetic attraction force of the magnetic attraction force generating device 12. As a result, the position of the moving body 7 after the operation can be stepped by X4 while slightly above the initial position.

【0064】なお、移動体7を逆方向、つまり下方に移
動させる場合には、空芯コイル8、9の動作タイミング
を前記と逆にすれば良い。
When the moving body 7 is moved in the opposite direction, that is, downward, the operation timings of the air-core coils 8 and 9 may be reversed.

【0065】以上述べたように本実施形態による微小移
動装置によれば、上記第1実施形態と同様の効果が得ら
れるばかりでなく、磁気吸引力発生装置12の磁気吸引
力によって移動体7をベース11に吸着させることがで
きるので、ベース11の表面が垂直面、傾斜面、天井面
であっても、移動体7をベース11上で微小ステップ移
動させることができる。さらに、宇宙機器のような無重
力環境下においても、同様の動作を実現できる。
As described above, according to the micro-moving device according to the present embodiment, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also the moving body 7 is moved by the magnetic attraction force of the magnetic attraction force generating device 12. Since the base body 11 can be adsorbed, even if the surface of the base 11 is a vertical surface, an inclined surface, or a ceiling surface, the moving body 7 can be moved by a small step on the base 11. Further, the same operation can be realized under a zero gravity environment such as a space device.

【0066】なお、本実施形態においては磁気吸引力発
生装置12は永久磁石13を用いる構成としたが、永久
磁石に代えて電磁石でも良く、又は、永久磁石と電磁石
とを併用した構成でも良い。
In the present embodiment, the magnetic attraction force generating device 12 uses the permanent magnet 13, but may use an electromagnet instead of the permanent magnet, or a combination of the permanent magnet and the electromagnet.

【0067】また、本実施形態においては移動体7に磁
気吸引力発生装置12を設けたが、移動体7ではなくベ
ース11側に磁気吸引力発生装置を設けることもでき
る。
Further, in this embodiment, the magnetic attraction force generating device 12 is provided on the moving body 7, but the magnetic attraction force generating device may be provided on the base 11 side instead of the moving body 7.

【0068】また、本実施形態においても上記第1実施
形態と同様に、空芯コイル8、9に代えて圧電素子又は
磁歪素子を設けて衝撃力発生手段を構成し、圧電素子又
は磁歪素子の急速変形を利用して衝撃力を発生させるよ
うにすることもできる。
Also, in this embodiment, similarly to the first embodiment, a piezoelectric element or a magnetostrictive element is provided in place of the air-core coils 8 and 9 to constitute an impact force generating means. An impact force can also be generated using rapid deformation.

【0069】第3実施形態 次に、本発明の第3実施形態による微小移動装置につい
て、図5を参照して説明する。
Third Embodiment Next, a minute moving device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0070】図5(a)、(b)に示したように、本実
施形態による微小移動装置20は直方体を成す移動体2
6を備えており、この移動体26の底面は図5(a)に
示したように正方形を成している。移動体26はベース
27の平らな表面上に載置されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the minute moving device 20 according to the present embodiment has a rectangular parallelepiped moving body 2.
6, and the bottom surface of the moving body 26 has a square shape as shown in FIG. The moving body 26 is mounted on a flat surface of the base 27.

【0071】移動体26の底面部には電磁反発力を発生
する4つの空芯コイル21、22、23、24が配設さ
れており、これらは移動体26の正方形の底面の4隅に
対称に配設されている。これらの空芯コイル21、2
2、23、24は、移動体26とベース27との間に、
移動体26をベース27から浮かせると共に回転させる
ことができる衝撃力を発生させる衝撃力発生手段を構成
している。
Four air-core coils 21, 22, 23, 24 for generating electromagnetic repulsion are arranged on the bottom surface of the moving body 26, and these are symmetrical at four corners of the square bottom surface of the moving body 26. It is arranged in. These air-core coils 21, 2
2, 23 and 24 are between the moving body 26 and the base 27,
An impact force generating means for generating an impact force capable of floating and rotating the moving body 26 from the base 27 is provided.

【0072】なお、空芯コイル21、22、23、24
には、上述した第1実施形態における空芯コイル8、9
(図1参照)と同じものを用いることができる。
The air-core coils 21, 22, 23, 24
Are the air-core coils 8, 9 in the first embodiment described above.
The same as (see FIG. 1) can be used.

【0073】また、移動体26の底面部の中央には、磁
気吸引力発生装置(移動体与圧手段)25が設けられて
いる。この磁気吸引力発生装置25は、円筒型電磁石に
より構成されている。
At the center of the bottom of the moving body 26, a magnetic attraction force generator (moving body pressurizing means) 25 is provided. This magnetic attraction force generating device 25 is constituted by a cylindrical electromagnet.

【0074】なお、本実施形態においては電磁石により
磁気吸引力発生装置25を構成したが、電磁石に代えて
永久磁石でも良く、又は、電磁石と永久磁石とを併用し
た構成でも良い。
In the present embodiment, the magnetic attraction force generator 25 is constituted by an electromagnet. However, a permanent magnet may be used instead of the electromagnet, or a combination of an electromagnet and a permanent magnet may be used.

【0075】また、本実施形態においては、ベース27
は導電性で電磁石が吸着し得る部材により構成されてお
り、また、その表面は水平面を形成している。なお、ベ
ース27の表面は、垂直面、傾斜面、天井面であっても
良い。
In this embodiment, the base 27
Is made of a conductive member to which an electromagnet can be attracted, and its surface forms a horizontal plane. The surface of the base 27 may be a vertical surface, an inclined surface, or a ceiling surface.

【0076】そして、本実施形態による微小移動装置2
0は、ベース27上での面内並進(x−y軸)の2自由
度移動が可能である。つまり、図5(a)においてx軸
方向に移動させる場合には、空芯コイル21、24を組
に、空芯コイル22、23を組にして、上述した第1実
施形態の場合と同様に、図1乃至図3に示した動作方法
に従って電流を印加し、x軸方向に移動させる。
Then, the minute moving device 2 according to the present embodiment
0 allows two degrees of freedom movement in in-plane translation (xy axis) on the base 27. That is, in the case of moving in the x-axis direction in FIG. 5A, the air-core coils 21 and 24 are set as a set, and the air-core coils 22 and 23 are set as in the case of the first embodiment described above. The current is applied in accordance with the operation method shown in FIGS. 1 to 3 to move in the x-axis direction.

【0077】同様に、y軸方向に移動させる場合には、
空芯コイル21、22を組に、空芯コイル23、24を
組にして、電流を印加すれば良い。
Similarly, when moving in the y-axis direction,
The current may be applied to the air core coils 21 and 22 as a set and the air core coils 23 and 24 to the set.

【0078】なお、例えば移動体26に対して何らかの
引張り力が付与されている場合には、磁気吸引力発生装
置25による保持力によって移動体26を所定の位置に
保持することができる。
When a certain pulling force is applied to the moving body 26, the moving body 26 can be held at a predetermined position by the holding force of the magnetic attraction force generator 25.

【0079】以上述べたように本実施形態による微小移
動装置20によれば、上記第1及び第2実施形態と同様
の効果が得られるばかりでなく、4つの空芯コイル2
1、22、23、24を移動体26の底面部の4隅に設
けたので、ベース27上の面内並進(x−y軸)の2自
由度移動が可能である。
As described above, according to the micro-moving device 20 of the present embodiment, not only the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, but also the four air-core coils 2
Since 1, 22, 23, and 24 are provided at the four corners of the bottom surface of the moving body 26, two degrees of freedom of in-plane translation (xy axis) on the base 27 are possible.

【0080】なお、本実施形態においては移動体26に
磁気吸引力発生装置25を設けたが、移動体26ではな
くベース27側に磁気吸引力発生装置を設けることもで
きる。
In this embodiment, the magnetic attraction force generating device 25 is provided on the moving body 26, but the magnetic attraction force generating device may be provided on the base 27 instead of the moving body 26.

【0081】また、本実施形態の一変形例としては、空
芯コイル21、22、23、24に代えて圧電素子又は
磁歪素子を設けて衝撃力発生手段を構成し、圧電素子又
は磁歪素子の急速変形を利用して衝撃力を発生させるよ
うにすることもできる。
As a modification of this embodiment, a piezoelectric element or a magnetostrictive element is provided instead of the air-core coils 21, 22, 23, and 24 to constitute an impact force generating means. An impact force can also be generated using rapid deformation.

【0082】第4実施形態 次に、本発明の第4実施形態による微小移動装置30に
ついて図6を参照して説明する。
Fourth Embodiment Next, a minute moving device 30 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0083】図6(a)、(b)に示したように、本実
施形態による微小移動装置30は円盤形の移動体36を
備えている。移動体36は、ベース37の平らな表面上
に載置されている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the minute moving device 30 according to the present embodiment includes a disk-shaped moving body. The moving body 36 is mounted on a flat surface of the base 37.

【0084】移動体36の底面部には電磁反発力を発生
する3つの空芯コイル31、32、33が同一円周上に
等角度間隔で配設されている。これらの空芯コイル3
1、32、33は、移動体36とベース37との間に、
移動体36をベース37から浮かせると共に回転させる
ことができる衝撃力を発生させる衝撃力発生手段を構成
している。
On the bottom surface of the moving body 36, three air-core coils 31, 32, 33 for generating an electromagnetic repulsion are arranged at equal angular intervals on the same circumference. These air core coils 3
1, 32, 33 are between the moving body 36 and the base 37,
An impact force generating means for generating an impact force capable of floating and rotating the moving body 36 from the base 37 is provided.

【0085】なお、空芯コイル31、32、33には、
上述した第1実施形態における空芯コイル8、9(図1
参照)と同じものを用いることができる。
The air-core coils 31, 32, 33 have
The air-core coils 8, 9 in the first embodiment described above (FIG. 1)
The same as described in (1) can be used.

【0086】また、移動体36の底面部の中央には、磁
気吸引力発生装置(移動体与圧手段)35が設けられて
いる。この磁気吸引力発生装置35は、円筒型電磁石に
より構成されている。
At the center of the bottom surface of the moving body 36, a magnetic attraction force generator (moving body pressurizing means) 35 is provided. The magnetic attraction force generating device 35 is constituted by a cylindrical electromagnet.

【0087】なお、本実施形態においては電磁石により
磁気吸引力発生装置35を構成したが、電磁石に代えて
永久磁石でも良く、又は、電磁石と永久磁石とを併用し
た構成でも良い。
In this embodiment, the magnetic attraction force generating device 35 is constituted by an electromagnet. However, a permanent magnet may be used instead of the electromagnet, or a combination of an electromagnet and a permanent magnet may be used.

【0088】また、本実施形態においては、ベース37
は導電性で電磁石が吸着し得る部材により構成されてお
り、また、その表面は水平面を形成している。なお、ベ
ース37の表面は、垂直面、傾斜面、天井面であっても
良い。
In this embodiment, the base 37
Is made of a conductive member to which an electromagnet can be attracted, and its surface forms a horizontal plane. The surface of the base 37 may be a vertical surface, an inclined surface, or a ceiling surface.

【0089】そして、本実施形態による微小移動装置3
0は、上述した第3実施形態と同様に、ベース37上で
の面内並進(x−y軸)の2自由度移動が可能である。
つまり、図6(a)においてy軸方向に移動させる場合
には、空芯コイル31と、2つの空芯コイル32、33
で一組を成すコイル群とに対して、上述した第1実施形
態の場合と同様に、図1乃至図3に示した動作方法に従
って電流を印加し、y軸方向に移動させる。
Then, the minute moving device 3 according to the present embodiment
A value of 0 allows two degrees of freedom of in-plane translation (xy axis) on the base 37, as in the third embodiment described above.
In other words, when moving in the y-axis direction in FIG. 6A, the air-core coil 31 and the two air-core coils 32, 33
In the same manner as in the first embodiment, a current is applied to the coil group forming one set according to the operation method shown in FIGS. 1 to 3 to move the coil group in the y-axis direction.

【0090】一方、x軸方向に移動させる場合には、ま
ず初めに、空芯コイル33と、2つの空芯コイル31、
32で一組を成すコイル群とに電流を印加して斜め移動
を行い、次に、空芯コイル32と、2つの空芯コイル3
1、33で一組を成すコイル群とに電流を印加して斜め
移動を行う2つの動作モードによってx軸方向移動を実
現できる。
On the other hand, when moving in the x-axis direction, first, the air-core coil 33 and the two air-core coils 31,
32, a current is applied to the coil group forming a set to perform diagonal movement, and then the air-core coil 32 and the two air-core coils 3
The x-axis direction movement can be realized by two operation modes in which a current is applied to the coil group forming a set of 1 and 33 to perform oblique movement.

【0091】このようにx軸方向への移動には2つの動
作モードが必要となるが、その理由は、3つの空芯コイ
ル31、32、33の配置が、x軸に関して線対称とな
っていないためである。
As described above, the movement in the x-axis direction requires two operation modes. The reason is that the arrangement of the three air-core coils 31, 32, and 33 is line-symmetric with respect to the x-axis. Because there is no.

【0092】なお、上記第3実施形態の場合と同様に、
例えば移動体36に対して何らかの引張り力が付与され
ている場合には、磁気吸引力発生装置35による保持力
によって移動体36を所定の位置に保持することができ
る。
Note that, as in the case of the third embodiment,
For example, when a certain pulling force is applied to the moving body 36, the moving body 36 can be held at a predetermined position by the holding force of the magnetic attraction force generating device 35.

【0093】以上述べたように本実施形態による微小移
動装置30によれば、上記第1及び第2実施形態と同様
の効果が得られるばかりでなく、3つの空芯コイル3
1、32、33を移動体36の底面部に均等配列で設け
たので、ベース37上の面内並進(x−y軸)の2自由
度移動が可能である。
As described above, according to the micro-moving device 30 according to the present embodiment, not only the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, but also the three air-core coils 3 can be used.
Since 1, 32, and 33 are provided in a uniform arrangement on the bottom surface of the moving body 36, two degrees of freedom of in-plane translation (xy axis) on the base 37 are possible.

【0094】なお、本実施形態においては移動体36に
磁気吸引力発生装置35を設けたが、移動体36ではな
くベース37側に磁気吸引力発生装置を設けることもで
きる。
In the present embodiment, the magnetic attraction force generating device 35 is provided on the moving body 36. However, the magnetic attraction force generating device may be provided on the base 37 side instead of the moving body 36.

【0095】また、本実施形態の一変形例としては、空
芯コイル31、32、33に代えて圧電素子又は磁歪素
子を設けて衝撃力発生手段を構成し、圧電素子又は磁歪
素子の急速変形を利用して衝撃力を発生させるようにす
ることもできる。
Further, as a modification of the present embodiment, an impact force generating means is provided by providing a piezoelectric element or a magnetostrictive element instead of the air-core coils 31, 32, 33, and the piezoelectric element or the magnetostrictive element is rapidly deformed. It is also possible to generate an impact force by utilizing the above.

【0096】第5実施形態 次に、本発明の第5実施形態による微小移動装置につい
て、図7及び図8を参照して説明する。
Fifth Embodiment Next, a minute moving device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0097】図7(a)、(b)に示したように本実施
形態による微小移動装置40は、上記第4実施形態と同
様に、円盤形の移動体48を備えており、移動体48は
ベース49の平らな表面上に載置されている。
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the micro-moving device 40 according to the present embodiment has a disk-shaped moving body 48 as in the fourth embodiment. Rests on a flat surface of the base 49.

【0098】移動体48の底面部の中央には、磁気吸引
力発生装置(移動体与圧手段)47が設けられている。
この磁気吸引力発生装置47は円筒型電磁石により構成
されている。
At the center of the bottom surface of the moving body 48, a magnetic attraction force generator (moving body pressurizing means) 47 is provided.
This magnetic attraction force generating device 47 is constituted by a cylindrical electromagnet.

【0099】なお、本実施形態においては電磁石により
磁気吸引力発生装置47を構成したが、電磁石に代えて
永久磁石でも良く、又は、電磁石と永久磁石とを併用し
た構成でも良い。
In this embodiment, the magnetic attraction force generating device 47 is constituted by an electromagnet. However, a permanent magnet may be used instead of an electromagnet, or a combination of an electromagnet and a permanent magnet may be used.

【0100】そして、本実施形態による微小移動装置4
0は、移動体48をベース49から浮かせると共に回転
させることができる衝撃力を発生させる衝撃力発生手段
として、同一円周上に配置された合計6つの空芯コイル
41、42、43、44、45、46を備えており、こ
れらを2つで一組として、上記第4実施形態における各
空芯コイル31、32、33(図6参照)の位置に一組
ずつ配置した構成となっている。
Then, the minute moving device 4 according to the present embodiment
Numeral 0 denotes a total of six air-core coils 41, 42, 43, 44 arranged on the same circumference as an impact force generating means for generating an impact force capable of floating and rotating the moving body 48 from the base 49. 45, 46, and two of these are arranged as one set, and each set is arranged at the position of each air-core coil 31, 32, 33 (see FIG. 6) in the fourth embodiment. .

【0101】各組を成す一対の空芯コイル41及び4
2、43及び44、45及び46は、一方の空芯コイル
41、43、45の発生磁界と他方の空芯コイル42、
44、46の発生磁界による誘導磁界とが相互に影響し
合う程度に近接して設けられている。
A pair of air core coils 41 and 4 forming each set
2, 43 and 44, 45 and 46 are the magnetic field generated by one air core coil 41, 43, 45 and the other air core coil 42,
44 and 46 are provided so close to each other that the magnetic fields induced by the generated magnetic fields influence each other.

【0102】なお、空芯コイル41、42、43、4
4、45、46には、上述した第1実施形態における空
芯コイル8、9(図1参照)と同じものを用いることが
できる。
The air-core coils 41, 42, 43, 4
4, 45, and 46 can be the same as the air-core coils 8, 9 (see FIG. 1) in the first embodiment described above.

【0103】また、本実施形態においては、ベース49
は導電性で電磁石が吸着し得る部材により構成されてお
り、また、その表面は水平面を形成している。なお、ベ
ース49の表面は、垂直面、傾斜面、天井面であっても
良い。
In this embodiment, the base 49
Is made of a conductive member to which an electromagnet can be attracted, and its surface forms a horizontal plane. Note that the surface of the base 49 may be a vertical surface, an inclined surface, or a ceiling surface.

【0104】そして、上記構成よりなる微小移動装置4
0は、ベース49の面内の並進(x−y軸)と回転(θ
軸)の3自由度移動が可能である。
Then, the minute moving device 4 having the above configuration
0 is the translation (xy axis) and rotation (θ) in the plane of the base 49.
3 degrees of freedom movement of the axis) is possible.

【0105】つまり、各組を成す一対の空芯コイル41
及び42、43及び44、45及び46に対して、各組
ごとに電流を印加すると、図6に示した第4実施形態に
よる微小移動装置30と等価となる。したがって、上記
第4実施形態における動作方法と同様の方法によってベ
ース49の面内並進(x−y軸)の2自由度移動が実現
できる。
That is, a pair of air-core coils 41 forming each group
When current is applied to each of the sets 42, 43, 44, 45, and 46, the current becomes equivalent to the minute moving device 30 according to the fourth embodiment shown in FIG. Therefore, two-degree-of-freedom movement of in-plane translation (xy axis) of the base 49 can be realized by a method similar to the operation method in the fourth embodiment.

【0106】次に、ベース49の面内回転(θ軸)の移
動原理について図8を参照して説明する。
Next, the principle of movement of the in-plane rotation (θ-axis) of the base 49 will be described with reference to FIG.

【0107】図8(a)乃至(d)は本実施形態による
微小移動装置40の回転動作を説明するための図であ
る。この回転動作においては、各組を成す一対の空芯コ
イル41及び42、43及び44、45及び46に対し
て、同一の電流印加の操作となるので、以下では、空芯
コイル41及び42を例にとって説明する。
FIGS. 8A to 8D are views for explaining the rotation operation of the micro-movement device 40 according to the present embodiment. In this rotation operation, the same current application operation is performed on the pair of air-core coils 41 and 42, 43, 44, 45, and 46 forming each set. An example will be described.

【0108】図8(a)の状態において、図示しないド
ライバによって空芯コイル41及び42に瞬間的な大電
流を同時に印加して電磁反発力F9及びF10を発生さ
せる。ここで、電磁反発力F10の大きさは電磁反発力
F9に比べて大きくなるようにする。
In the state shown in FIG. 8A, instantaneous large currents are simultaneously applied to the air-core coils 41 and 42 by a driver (not shown) to generate electromagnetic repulsive forces F9 and F10. Here, the magnitude of the electromagnetic repulsion F10 is set to be larger than the magnitude of the electromagnetic repulsion F9.

【0109】空芯コイル41及び42に電流を印加する
と、ベース49には空芯コイル41及び42と対面する
位置に誘導電流が生じる。この誘導電流は、図8(b)
に示したように誘導磁界U3及びU4を発生させる。
When a current is applied to the air-core coils 41 and 42, an induced current is generated in the base 49 at a position facing the air-core coils 41 and 42. This induced current is shown in FIG.
The induction magnetic fields U3 and U4 are generated as shown in FIG.

【0110】そして、空芯コイル41の発生磁界U1と
誘導磁界U3との間の磁気的な作用によって電磁反発力
F9が生成され、同様に、空芯コイル42の発生磁界U
2と誘導磁界U4との間の磁気的な作用によって電磁反
発力F10が生成される。
An electromagnetic repulsive force F9 is generated by a magnetic action between the magnetic field U1 generated by the air-core coil 41 and the induction magnetic field U3.
An electromagnetic repulsive force F10 is generated by a magnetic action between the magnetic field 2 and the induction magnetic field U4.

【0111】ここで、誘導磁界U3及びU4の強さは、
磁気的な抵抗によってそれぞれ対応する発生磁界U1及
びU2に比べて小さい。ゆえに、磁界U1〜U4の強さ
はいずれも異なるものである。
Here, the strengths of the induction magnetic fields U3 and U4 are
Due to the magnetic resistance, the generated magnetic fields are smaller than the corresponding generated magnetic fields U1 and U2. Therefore, the strengths of the magnetic fields U1 to U4 are all different.

【0112】その結果、図8(b)に示したように、空
芯コイル41の発生磁界U1と誘導磁界U4との間の磁
気的な作用によって斜め方向に電磁反発力F11が発生
し、同様に、空芯コイル42の発生磁界U2と誘導磁界
U3との間の磁気的な作用によって斜め方向に電磁反発
力F12が発生する。
As a result, as shown in FIG. 8B, an electromagnetic repulsion force F11 is generated in an oblique direction by a magnetic action between the magnetic field U1 generated by the air core coil 41 and the induction magnetic field U4. Then, an electromagnetic repulsive force F12 is generated in an oblique direction by a magnetic action between the magnetic field U2 generated by the air core coil 42 and the induction magnetic field U3.

【0113】これらの電磁反発力F11及びF12はベ
ース49の面内方向に対して互いに逆向きのベクトルを
持った力となるが、それらの力の大きさは異なり、移動
体48を回転させる一方向の力を得ることができる。
These electromagnetic repulsive forces F11 and F12 are forces having vectors opposite to each other with respect to the in-plane direction of the base 49, but the magnitudes of these forces are different. Directional forces can be obtained.

【0114】すなわち、図8(b)に示したように、移
動体48は電磁反発力F9及びF10によってベース4
9と略垂直方向へ浮上する位置へ移動すると共に、電磁
反発力F11及びF12によってベース49の面内の回
転移動を行う。
That is, as shown in FIG. 8B, the moving body 48 is moved by the electromagnetic repulsive force F9 and F10 to the base 4.
In addition to moving to a position where the base 49 floats in a direction substantially perpendicular to the direction of FIG.

【0115】その後、図8(c)に示したように、移動
体48は磁気吸引力発生装置47の磁気吸引力によって
ベース49に吸着される。その結果、動作後の移動体4
8は初期位置に対して微小ながらθのステップ回転移動
を行うことができる。
Thereafter, as shown in FIG. 8C, the moving body 48 is attracted to the base 49 by the magnetic attraction force of the magnetic attraction force generating device 47. As a result, the moving body 4 after the operation
8 can perform a small step rotation of θ with respect to the initial position.

【0116】なお、逆回転の移動を行う場合には、空芯
コイル41及び42に印加する電流の大小を逆にすれば
良い。
In the case of performing the reverse rotation, the magnitude of the current applied to the air core coils 41 and 42 may be reversed.

【0117】以上述べたように本実施形態による微小移
動装置によれば、上記第1乃至第4実施形態と同様の効
果が得られるばかりでなく、移動体48の回転移動を行
うこともできる。
As described above, according to the micro-moving device according to the present embodiment, not only the same effects as those of the first to fourth embodiments can be obtained, but also the moving body 48 can be rotated.

【0118】なお、本実施形態においては移動体48に
磁気吸引力発生装置47を設けたが、移動体48ではな
くベース49側に磁気吸引力発生装置を設けることもで
きる。
In the present embodiment, the magnetic attraction force generating device 47 is provided on the moving body 48. However, the magnetic attraction force generating device may be provided on the base 49 instead of the moving body 48.

【0119】以上、本発明の第1乃至第5実施形態につ
いて説明したが、本発明による微小移動装置の衝撃力発
生手段を構成する空芯コイル(又は圧電素子、磁歪素
子)の数及び配置、並びに動作方法は、上述した各実施
形態に示したものに限定されるものではない。
Although the first to fifth embodiments of the present invention have been described above, the number and arrangement of the air-core coils (or piezoelectric elements, magnetostrictive elements) constituting the impact force generating means of the micro-moving device according to the present invention, The operation method is not limited to those described in the above embodiments.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
の微小移動装置において不可欠であった慣性体を不要と
し、しかも、摩擦の影響を受けにくい微小移動装置を提
供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a micro-moving device which eliminates the need for an inertial body which is indispensable in a conventional micro-moving device, and which is hardly affected by friction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態による微小移動装置の概
略構成を示すと共にその動作方法を説明するための縦断
面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a micro-movement device according to a first embodiment of the present invention and explaining an operation method thereof.

【図2】本発明の第1実施形態による微小移動装置の概
略構成を示すと共にその第二の動作方法を説明するため
の縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the micro movement device according to the first embodiment of the present invention and explaining a second operation method thereof.

【図3】本発明の第1実施形態による微小移動装置の概
略構成を示すと共にその第三の動作方法を説明するため
の縦断面図。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the micro-movement device according to the first embodiment of the present invention and explaining a third operation method thereof.

【図4】本発明の第2実施形態による微小移動装置の概
略構成を示すと共にその動作方法を説明するための縦断
面図。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a micro-movement device according to a second embodiment of the present invention and explaining an operation method thereof.

【図5】本発明の第3実施形態による微小移動装置の概
略構成を示した図であり、(a)は底面図、(b)は
(a)のA−A’断面図。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a schematic configuration of a micro movement device according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a bottom view and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図6】本発明の第4実施形態による微小移動装置の概
略構成を示した図であり、(a)は底面図、(b)は
(a)のB−B’断面図。
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a schematic configuration of a micro movement device according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a bottom view and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG.

【図7】本発明の第5実施形態による微小移動装置の概
略構成を示した図であり、(a)は底面図、(b)は
(a)のC−C’断面図。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a schematic configuration of a micro movement device according to a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a bottom view and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.

【図8】本発明の第5実施形態による微小移動装置の概
略構成を示すと共にその動作方法を説明するための図で
あり、(a)乃至(c)は縦断面図、(d)は底面図。
FIGS. 8A to 8C are diagrams showing a schematic configuration of a micro-movement device according to a fifth embodiment of the present invention and explaining an operation method thereof, wherein FIGS. 8A to 8C are longitudinal sectional views, and FIG. FIG.

【図9】従来の微小移動装置の概略構成を示すと共にそ
の動作方法を説明するための図。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional micro-moving device and explaining an operation method thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5、10、20、30、40 微小移動装置 7、26、36、48 移動体 8、9、21、22、23、24、31、32、33、
41、42、43、44、45、46 空芯コイル 12、25、35、47 磁気吸引力発生装置(移動体
与圧手段) 6、11、27、37、49 ベース F1、F2、F3、F4、F4’、F5、F6、F7、
F8、F9、F10、F11、F12 磁気反発力 G 移動体の重心 X1、X2、X3、X4、θ ステップ移動量
5, 10, 20, 30, 40 Micro-movement device 7, 26, 36, 48 Moving body 8, 9, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33,
41, 42, 43, 44, 45, 46 Air-core coil 12, 25, 35, 47 Magnetic attractive force generator (moving body pressurizing means) 6, 11, 27, 37, 49 Base F1, F2, F3, F4 , F4 ', F5, F6, F7,
F8, F9, F10, F11, F12 Magnetic repulsion G Moving center of gravity X1, X2, X3, X4, θ Step moving amount

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ベース上に置かれる移動体と、前記移動体
と前記ベースとの間に衝撃力を発生させる衝撃力発生手
段と、を備え、前記衝撃力発生手段は、前記移動体を前
記ベースから浮かせると共に回転させる衝撃力を発生さ
せることを特徴とする微小移動装置。
1. A moving body placed on a base, and impact force generating means for generating an impact force between the moving body and the base, wherein the impact force generating means connects the moving body to the moving body. A micro-moving device characterized by generating an impact force for floating and rotating from a base.
【請求項2】前記衝撃力発生手段は、前記移動体を複数
の異なる方向へ回転させる複数の衝撃力を個別に発生さ
せることを特徴とする請求項1記載の微小移動装置。
2. The minute moving device according to claim 1, wherein said impact force generating means individually generates a plurality of impact forces for rotating said moving body in a plurality of different directions.
【請求項3】前記衝撃力発生手段は、前記移動体を互い
に正反対の方向へ回転させることができる複数の衝撃力
を個別に発生させることを特徴とする請求項2記載の微
小移動装置。
3. The micro-movement apparatus according to claim 2, wherein the impact force generating means individually generates a plurality of impact forces capable of rotating the moving body in directions opposite to each other.
【請求項4】前記ベースは導電性部材によって形成さ
れ、 前記衝撃力発生手段は、前記移動体と前記ベースとの間
に衝撃的な電磁反発力を発生させる、互いに近接して設
けられた一対のコイルを有し、前記一対のコイルは、一
方の前記コイルの発生磁界と他方の前記コイルの発生磁
界による誘導磁界とが相互に影響し合う程度に近接して
いることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか
一項に記載の微小移動装置。
4. The base is formed of a conductive member, and the impact force generating means generates a shocking electromagnetic repulsion between the moving body and the base and is provided in a pair adjacent to each other. The pair of coils are close to each other so that a magnetic field generated by one of the coils and a magnetic field induced by the magnetic field generated by the other coil influence each other. The micro-moving device according to claim 1.
【請求項5】前記移動体を前記ベースに押し付ける移動
体与圧手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃
至請求項4のいずれか一項に記載の微小移動装置。
5. The minute moving device according to claim 1, further comprising a moving body pressurizing means for pressing the moving body against the base.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110803661A (en) * 2019-11-08 2020-02-18 江苏科技大学 Lifting device based on magnetic suspension technology

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