JP2001022445A - Displacement enlarging mechanism - Google Patents

Displacement enlarging mechanism

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JP2001022445A
JP2001022445A JP19894599A JP19894599A JP2001022445A JP 2001022445 A JP2001022445 A JP 2001022445A JP 19894599 A JP19894599 A JP 19894599A JP 19894599 A JP19894599 A JP 19894599A JP 2001022445 A JP2001022445 A JP 2001022445A
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Japan
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arm
displacement
hinge
actuator
fixed base
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JP19894599A
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Yoshihiro Kami
喜裕 上
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Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small displacement enlarging mechanism which can stately be operated at high speed. SOLUTION: An arm 5 whose base end side is supported by a fixing stand 1 through a hinge 3, a spring 6 whose one end is connected to the tip side of the arm and other end to the fixing strand and an actuator 2 which presses a part of the arm 5 against the elastic force of the spring and displaces the tip side of the arm 5 along a displacement direction are installed. The arm 5 is maintained to a state where it is inclined by a prescribed inclination angle θ1 toward this side of the displacement direction by the spring in a state where the actuator is not expanded and contracted.

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、例えば電子顕微鏡
や超精密加工機或いは走査型プローブ顕微鏡や走査型レ
ーザー顕微鏡等のステージを駆動させる際に用いられる
変位拡大機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement magnifying mechanism used for driving a stage of, for example, an electron microscope, an ultra-precision processing machine, a scanning probe microscope, a scanning laser microscope, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば電子顕微鏡や超精密加工機
或いは走査型プローブ顕微鏡や走査型レーザー顕微鏡等
のステージを駆動させる場合には、圧電体等のアクチュ
エータが多用されているが、圧電体等のアクチュエータ
の変位は微少であるため、近年では、図4に示すよう
に、てこの原理を利用した変位拡大機構によってステー
ジを駆動させる技術が提案されている(特開平1−21
9602号公報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a stage such as an electron microscope, an ultra-precision processing machine, a scanning probe microscope, or a scanning laser microscope is driven, actuators such as piezoelectric bodies are often used. Since the displacement of the actuator is very small, in recent years, as shown in FIG. 4, a technique of driving the stage by a displacement enlarging mechanism utilizing the principle of leverage has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 1-21).
No. 9602).

【0003】具体的には、図4(a)に示すように、変
位拡大機構は、基端側がヒンジ3を介して固定台1に支
持されたアーム5を備えており、アーム5は、直交座標
XYのX軸方向に平行な水平軸Hに沿って延出してい
る。そして、アーム5の先端側には、変位拡大機構の出
力変位端5aが構成されており、出力変位端5aは、水
平軸H上に位置付けられている。
More specifically, as shown in FIG. 4A, the displacement magnifying mechanism includes an arm 5 whose base end is supported by a fixed base 1 via a hinge 3, and the arm 5 is orthogonal. It extends along a horizontal axis H parallel to the X-axis direction of the coordinates XY. An output displacement end 5a of the displacement enlarging mechanism is formed on the distal end side of the arm 5, and the output displacement end 5a is positioned on the horizontal axis H.

【0004】このような変位拡大機構において、圧電体
等のアクチュエータ(図示しない)によってアーム5の
一部を荷重Fで押圧すると、図4(b)に示すように、
アーム5は、ヒンジ3を支点として角度θだけ傾く。
In such a displacement enlarging mechanism, when a part of the arm 5 is pressed by a load F by an actuator (not shown) such as a piezoelectric body, as shown in FIG.
The arm 5 is inclined by an angle θ with the hinge 3 as a fulcrum.

【0005】この場合、アーム5の長さ(ヒンジ3から
出力変位端5aに亘る長さ)をLとし、荷重Fは、ヒン
ジ3から距離bだけ離間した点(b<L)においてアー
ム5に作用させることとすると、変位拡大機構(出力変
位端5a)の出力変位Yは、 Y=Lθ … (1) なる関係式に基づいて算出される。
In this case, the length of the arm 5 (the length from the hinge 3 to the output displacement end 5a) is L, and the load F is applied to the arm 5 at a point separated from the hinge 3 by a distance b (b <L). If it is made to act, the output displacement Y of the displacement enlarging mechanism (output displacement end 5a) is calculated based on the relational expression of Y = Lθ (1).

【0006】このようにアーム5が角度θだけ傾いたと
き、ヒンジ3には応力σが生じる。この場合、ヒンジ3
の縦弾性係数をE、応力集中係数をα、厚さ寸法をt、
円弧半径をRとすると、アーム5の傾き角度θと応力σ
の間には、以下の(2)式の関係が成立する。
When the arm 5 is tilted by the angle θ, a stress σ is generated in the hinge 3. In this case, hinge 3
Is E, the stress concentration coefficient is α, the thickness is t,
Assuming that the arc radius is R, the inclination angle θ of the arm 5 and the stress σ
And the following equation (2) holds.

【数1】 (Equation 1)

【0007】この(2)式から分かるように、アーム5
の傾き角度θの増加(出力変位Yの増加)に伴ってヒン
ジ3の応力σも増加する。
As can be seen from equation (2), the arm 5
Increases (increase in output displacement Y), the stress σ of the hinge 3 also increases.

【0008】但し、変位拡大機構を繰り返し使用して
も、ヒンジ3が破損しないためには、応力σは、ある一
定の許容応力(ヒンジ3を構成する材料の持つ許容応
力)σa以下に抑えることが必要となる。この場合、σ
=σa を満足するときに、アーム5の傾き角度θは、最
大θmax となり、そのときの出力変位は、以下の(3)
式から算出される。
However, in order to prevent the hinge 3 from being damaged even if the displacement enlarging mechanism is used repeatedly, the stress σ is limited to a certain allowable stress (allowable stress of the material constituting the hinge 3) σa or less. Is required. In this case, σ
= Σa, the inclination angle θ of the arm 5 becomes the maximum θmax, and the output displacement at that time is as follows:
It is calculated from the formula.

【数2】 (Equation 2)

【0009】この(3)式から分かるように、目標とす
る出力変位が大きい場合、アーム5の長さLを大きくし
たり、或いは、ヒンジ3の形状を変化(例えば、厚さ寸
法tを小さくしたり、円弧半径Rを大きくする等の変
化)させることによって、最大の傾き角度θmax を大き
くすることができる。
As can be seen from equation (3), when the target output displacement is large, the length L of the arm 5 is increased or the shape of the hinge 3 is changed (for example, the thickness t is reduced). Or increasing the arc radius R), it is possible to increase the maximum inclination angle θmax.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アーム
5の長さLを大きくすると、変位拡大機構が大型化して
しまう。また、最大の傾き角度θmax を大きくするため
にヒンジ3の形状を変化させると、ヒンジ3の剛性が低
下してしまうため、変位拡大機構の共振周波数が低下し
て、この変位拡大機構を安定して高速に動作させること
ができなくなってしまう。
However, if the length L of the arm 5 is increased, the displacement enlarging mechanism becomes large. Further, if the shape of the hinge 3 is changed to increase the maximum inclination angle θmax, the rigidity of the hinge 3 is reduced, so that the resonance frequency of the displacement magnifying mechanism is reduced, and the displacement magnifying mechanism is stabilized. And cannot operate at high speed.

【0011】本発明は、このような問題を解決するため
に成されており、その目的は、小型で且つ安定して高速
に動作させることが可能な変位拡大機構を提供すること
にある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a displacement enlarging mechanism which is small in size and can be operated stably at high speed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の変位拡大機構は、基端側がヒンジを
介して固定台に支持されたアームと、一端がアームの先
端側に接続され且つ他端が固定台に接続された弾性体
と、この弾性体の弾性力に抗してアームの一部を押圧し
て、アームの先端側を所定の変位方向に沿って変位させ
ることが可能なアクチュエータとを備えており、アーム
は、弾性体によって、変位方向の手前側に向けて所定の
傾き角度だけ傾けられた状態に維持されている。
In order to achieve the above object, a displacement enlarging mechanism according to the present invention comprises an arm whose base end is supported by a fixed base via a hinge and one end of which is connected to the distal end of the arm. An elastic body connected and having the other end connected to the fixed base, and pressing a part of the arm against the elastic force of the elastic body to displace the distal end side of the arm in a predetermined displacement direction. The arm is maintained in a state of being inclined by a predetermined inclination angle toward the near side in the displacement direction by the elastic body.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
に係る変位拡大機構について、図1を参照して説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A displacement magnifying mechanism according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0014】図1(a)に示すように、本実施の形態の
変位拡大機構は、基端側がヒンジ3を介して固定台1に
支持されたアーム5と、一端がアーム5の先端側に接続
され且つ他端が固定台1に接続された弾性体即ちバネ6
と、このバネ6の弾性力に抗してアーム5の一部を押圧
して、アーム5の先端側を所定の変位方向Yに沿って変
位させることが可能なアクチュエータ(例えば、圧電
体、電磁式モータ)2とを備えている。そして、アーム
5は、アクチュエータ2を伸縮動作させていない状態に
おいて、バネ6によって、変位方向Yの手前側に向けて
所定の傾き角度θ1だけ傾けられた状態に維持されてい
る。
As shown in FIG. 1A, the displacement enlarging mechanism according to the present embodiment has an arm 5 whose base end is supported by a fixed base 1 via a hinge 3 and one end of which is located at the distal end of the arm 5. An elastic body or spring 6 which is connected and has the other end connected to the fixed base 1
And an actuator (for example, a piezoelectric member, an electromagnetic member, or the like) capable of pressing a part of the arm 5 against the elastic force of the spring 6 and displacing the distal end side of the arm 5 in a predetermined displacement direction Y. Type motor) 2. The arm 5 is maintained in a state where the arm 5 is inclined by the predetermined inclination angle θ1 toward the near side in the displacement direction Y by the spring 6 in a state where the actuator 2 is not extended and retracted.

【0015】アーム5は、直交座標XYのX軸方向に平
行な水平軸Hに沿って延出し、その先端側には、変位拡
大機構の出力変位端5aが構成されている。
The arm 5 extends along a horizontal axis H parallel to the X-axis direction of the rectangular coordinates XY, and an output displacement end 5a of a displacement enlarging mechanism is formed at the tip end thereof.

【0016】アクチュエータ2は、直交座標XYのY軸
方向(即ち、変位方向Y)に沿って配置されており、そ
の基端が固定台1に固定され、その先端は、アーム5に
取り付けられたピン4に当て付けられている。この場
合、アクチュエータ2を伸長駆動させる(Y軸方向に伸
ばす)と、その伸長量に応じた押圧力がピン4を介して
アーム5に作用し、その結果、ヒンジ3を支点にしてア
ーム5の先端側を所定の変位方向Yに沿って変位させる
ことができる。なお、この後、アクチュエータ2を縮小
駆動させる(Y軸方向に縮める)と、アーム5は、バネ
6の弾性力によって元の位置に戻される。
The actuator 2 is arranged along the Y-axis direction of the rectangular coordinates XY (that is, the displacement direction Y), and its base end is fixed to the fixed base 1 and its tip is attached to the arm 5. Applied to pin 4. In this case, when the actuator 2 is driven to extend (extend in the Y-axis direction), a pressing force corresponding to the amount of extension acts on the arm 5 via the pin 4, and as a result, the arm 5 is pivoted about the hinge 3. The tip side can be displaced along the predetermined displacement direction Y. After that, when the actuator 2 is driven to contract (to contract in the Y-axis direction), the arm 5 is returned to the original position by the elastic force of the spring 6.

【0017】また、上述したようにピン4を介して押圧
力をアーム5に作用させているときに、アーム5に局部
的な応力集中が生じないように、ピン4の形状は、例え
ばその全体が球状又はアーム5側のみが球状を成す半球
状にすることが好ましい。この場合、アーム5よりも硬
い材質でピン4を構成することによって、アーム5の局
部的な変形を減少させることができる。
Further, when the pressing force is applied to the arm 5 via the pin 4 as described above, the shape of the pin 4 is set to, for example, the whole so that local stress concentration does not occur on the arm 5. Is preferably spherical or hemispherical only on the arm 5 side. In this case, by forming the pin 4 with a material harder than the arm 5, local deformation of the arm 5 can be reduced.

【0018】本実施の形態では、アーム5が変位方向Y
の手前側に向けて所定の傾き角度θ1だけ傾けられた状
態に維持されるように、バネ6の種類(バネ6の弾性力
や長さ等)が選択される。
In this embodiment, the arm 5 moves in the displacement direction Y
The type of the spring 6 (the elastic force and the length of the spring 6, etc.) is selected so as to be maintained at a predetermined inclination angle θ1 toward this side.

【0019】例えば図1(a)に示すように、水平軸H
に対して傾き角度θ1だけアーム5を手前側に傾ける場
合、適当な種類(バネ6の弾性力や長さ等)のバネ6を
選択すると共に、アクチュエータ2の先端とピン4との
当て付け状態を調整すれば、アーム5は、バネ6によっ
て、ピン4を介してアクチュエータ2の先端にガタ付く
こと無く当て付けられ、且つ、変位方向Yの手前側(水
平軸Hよりも手前側)に所定の傾き角度θ1だけ傾けら
れた状態に維持される(以下、この状態を初期状態と言
う)。
For example, as shown in FIG.
When the arm 5 is tilted toward the near side by the tilt angle θ1, the appropriate type (the elastic force and the length of the spring 6, etc.) of the spring 6 is selected, and the contact state between the tip of the actuator 2 and the pin 4 is selected. Is adjusted, the arm 5 is applied by the spring 6 to the front end of the actuator 2 via the pin 4 without rattling, and the arm 5 is positioned on the near side in the displacement direction Y (on the front side with respect to the horizontal axis H). (Hereinafter, this state is referred to as an initial state).

【0020】次に、この初期状態からアクチュエータ2
を伸長駆動させて(Y軸方向に伸ばして)、変位拡大機
構の出力変位端5aを変位させる動作について、図1
(b)を参照して説明する。
Next, from this initial state, the actuator 2
FIG. 1 shows an operation of driving the output displacement end 5a of the displacement enlarging mechanism by driving the extension
This will be described with reference to FIG.

【0021】ここでは、初期状態の傾き角度θ1に位置
付けられたアーム5の出力変位端5aを、アクチュエー
タ2を伸長動作させることによって、水平軸Hを越えて
更にθ2(=θ1)だけ変位させる場合を想定する。
In this case, the output displacement end 5a of the arm 5 positioned at the initial inclination angle θ1 is further displaced by θ2 (= θ1) beyond the horizontal axis H by extending the actuator 2. Is assumed.

【0022】この場合、アーム5の長さ(ヒンジ3から
出力変位端5aに亘る長さ)をL1とし、ヒンジ3から
距離bだけ離間(b<L)した位置に設けられたピン4
を介して、アクチュエータ2の押圧力をアーム5に作用
させると、変位拡大機構(出力変位端5a)の出力変位
Y1は、 Y1=L1(θ1+θ2) … (4) なる関係式に基づいて算出される。
In this case, the length of the arm 5 (the length from the hinge 3 to the output displacement end 5a) is L1, and the pin 4 provided at a position separated from the hinge 3 by a distance b (b <L).
When the pressing force of the actuator 2 is applied to the arm 5 through the following formula, the output displacement Y1 of the displacement magnifying mechanism (output displacement end 5a) is calculated based on the relational expression: Y1 = L1 (θ1 + θ2) (4) You.

【0023】このようにアーム5を角度θ1+θ2だけ
傾けて行く間、ヒンジ3に生じる応力σは、このヒンジ
3を構成する材料の持つ許容応力σa 以下となることが
必要である。この場合、σ=σa を満足するときに、ア
ーム5の傾き角度θは、最大θmax となり、その最大の
傾き角度θmax は、上述した(2)式を用いて、以下の
(5)式から算出される。
As described above, while the arm 5 is inclined by the angle θ1 + θ2, the stress σ generated in the hinge 3 must be equal to or less than the allowable stress σa of the material constituting the hinge 3. In this case, when σ = σa is satisfied, the inclination angle θ of the arm 5 becomes the maximum θmax, and the maximum inclination angle θmax is calculated from the following equation (5) using the above equation (2). Is done.

【数3】 (Equation 3)

【0024】なお、R1は、ヒンジ3の円弧半径であ
り、t1は、ヒンジ3の厚さ寸法である。
R1 is the radius of the arc of the hinge 3, and t1 is the thickness of the hinge 3.

【0025】このときの出力変位Y1は、(4)式を
(3)式に代入すると、以下の(6)式から算出され
る。
The output displacement Y1 at this time is calculated from the following equation (6) by substituting equation (4) into equation (3).

【数4】 (Equation 4)

【0026】ここで、(6)式に基づく出力変位Y1
と、従来の変位拡大機構の出力変位Y(上述した(3)
式参照)とを比較すると、例えば出力変位が互いに等し
い場合には、以下の(7)式の関係となる。
Here, the output displacement Y1 based on the equation (6)
And the output displacement Y of the conventional displacement enlarging mechanism (see (3) above).
When the output displacements are equal to each other, for example, the following equation (7) is obtained.

【数5】 (Equation 5)

【0027】この関係式において、ヒンジ3の形状を等
しくした場合、R1=R、t1=tとなるため、アーム
5の長さは、以下の(8)式の関係となる。
In this relational expression, when the shapes of the hinges 3 are equal, R1 = R and t1 = t, so that the length of the arm 5 has the relation of the following expression (8).

【数6】 (Equation 6)

【0028】この(8)式から分かるように、本実施の
形態の変位拡大機構では、従来技術のアーム5の長さL
の1/2の長さL1で、従来技術と同一の出力変位を実
現することが可能となる。この結果、本実施の形態の変
位拡大機構は、従来技術よりも小型化することができ
る。
As can be seen from the equation (8), in the displacement enlarging mechanism of the present embodiment, the length L
With the length L1 of 1/2, it is possible to realize the same output displacement as in the prior art. As a result, the displacement enlarging mechanism of the present embodiment can be made smaller than in the prior art.

【0029】また、本実施の形態の変位拡大機構におい
て、ヒンジ3の剛性は、ヒンジ3の形状が従来技術と同
一であるため、変化することは無いが、アーム5の長さ
L1が短くなった分だけ、アーム5の質量を小さくする
ことができるため、共振周波数を高くすることが可能と
なり、その結果、安定して高速に動作させることが可能
な変位拡大機構を実現することができる。
In the displacement enlarging mechanism of the present embodiment, the rigidity of the hinge 3 does not change because the shape of the hinge 3 is the same as that of the prior art, but the length L1 of the arm 5 is reduced. Since the mass of the arm 5 can be reduced by that much, the resonance frequency can be increased, and as a result, a displacement magnifying mechanism that can operate stably at high speed can be realized.

【0030】更に、本実施の形態の変位拡大機構では、
アーム5を水平軸Hに対して傾き角度θ1だけ傾けた初
期状態に維持し、その状態から出力変位端5aを変位さ
せるように構成(例えば図1参照)したことによって、
従来技術のように、アーム5を水平軸H上に位置付け
て、その状態から出力変位端5aを変位させた場合(例
えば図4参照)に比べて、(L1・θ1)分だけ出力変
位量{(4)式参照}を大きくすることができる。
Further, in the displacement enlarging mechanism of this embodiment,
By maintaining the arm 5 in the initial state in which the arm 5 is inclined by the inclination angle θ1 with respect to the horizontal axis H, and displacing the output displacement end 5a from that state (for example, see FIG. 1),
Compared to the case where the arm 5 is positioned on the horizontal axis H and the output displacement end 5a is displaced from that state (for example, see FIG. 4) as in the prior art (for example, see FIG. 4), the output displacement { (4) Expression} can be increased.

【0031】次に、本発明の第2の実施の形態に係る変
位拡大機構について、図2を参照して説明する。
Next, a displacement enlarging mechanism according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0032】図2(a)に示すように、本実施の形態の
変位拡大機構では、バネ6は、その他端が接続部材7を
介して固定台1に接続されていると共に、接続部材7
は、固定台1に対してY軸方向に沿って移動可能に構成
されており、この接続部材7を移動させることによっ
て、アーム5の傾き角度θ1を調整することができるよ
うになっている。
As shown in FIG. 2A, in the displacement enlarging mechanism of the present embodiment, the spring 6 has the other end connected to the fixed base 1 via the connecting member 7 and the connecting member 7.
Is configured to be movable along the Y-axis direction with respect to the fixed base 1. By moving the connecting member 7, the tilt angle θ1 of the arm 5 can be adjusted.

【0033】なお、その他の構成は、上述した第1の実
施の形態と同一であるため、その説明は省略する。
The other configuration is the same as that of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

【0034】このような構成によれば、バネ6の種類
(バネ6の弾性力や長さ等)を問わずに、任意の種類の
バネ6を使用することが可能となり、そのバネ6の他端
を接続部材7を介して固定台1に接続した状態で、接続
部材7を固定台1に対してY軸方向に沿って所定量y′
だけ移動させることによって、アーム5をピン4を介し
てアクチュエータ2の先端にガタ付くこと無く当て付け
て、且つ、変位方向Yの手前側(水平軸Hよりも手前
側)に所定の傾き角度θ1だけ傾けられた状態に維持す
ることができる(以下、この状態を初期状態と言う)。
According to such a configuration, it is possible to use any kind of spring 6 irrespective of the kind of the spring 6 (elastic force and length of the spring 6). In a state where the end is connected to the fixed base 1 via the connecting member 7, the connecting member 7 is fixed with respect to the fixed base 1 by a predetermined amount y '
By moving the arm 5 only through the pin 4, the arm 5 is applied to the front end of the actuator 2 via the pin 4 without rattling, and the predetermined inclination angle θ1 is set on the near side in the displacement direction Y (on the front side with respect to the horizontal axis H). (Hereinafter, this state is referred to as an initial state).

【0035】なお、この初期状態からアクチュエータ2
を伸長駆動させて(Y軸方向に伸ばして)、変位拡大機
構の出力変位端5aを変位させる動作(図2(b)参
照)については、第1の実施の形態と同様であるため、
その説明は省略する。
Note that, from this initial state, the actuator 2
The operation (see FIG. 2 (b)) of driving the output to extend (in the Y-axis direction) and displacing the output displacement end 5a of the displacement enlarging mechanism is the same as in the first embodiment.
The description is omitted.

【0036】また、本実施の形態の効果としては、第1
の実施の形態の効果に加えて、接続部材7の移動量y′
を調節することによって、アーム5の傾き角度θ1を変
化させることができるため、ヒンジ3に生じる応力の微
調整ができるだけで無く、同時に、アクチュエータ2に
加わる予圧も微調整することができるため、変位拡大機
構の出力変位端5aの変位量を使用目的に応じて変化さ
せることができる。
The effect of this embodiment is as follows.
In addition to the effect of the embodiment, the moving amount y 'of the connecting member 7 is
Is adjusted, the tilt angle θ1 of the arm 5 can be changed, so that not only the fine adjustment of the stress generated in the hinge 3 can be performed, but also the preload applied to the actuator 2 can be finely adjusted. The displacement amount of the output displacement end 5a of the enlargement mechanism can be changed according to the purpose of use.

【0037】なお、本発明は、上述した第1及び第2の
実施の形態の構成に限定されることは無く、以下のよう
に種々変更することが可能である。
The present invention is not limited to the configurations of the first and second embodiments described above, but can be variously modified as follows.

【0038】例えば図3に示すように、アクチュエータ
2の押圧力をアーム5に作用させる位置と、変位出力端
5aとを置き換えることによって、変位縮小機構として
構成することも可能である。具体的には、ヒンジ3から
出力変位端5aに至る長さL1と、ヒンジ3からアクチ
ュエータ2がピン4を介してアーム5を押圧する位置に
至る長さbとの関係は、L1<bとなる。このため、変
位出力端5aの出力変位は、アクチュエータ2の変位よ
りも小さくなり、変位縮小機構として働く。このような
構成によれば、第1の実施の形態と同様の効果が得られ
るだけで無く、アクチュエータ2の分解能を高くするこ
とが可能となる。
For example, as shown in FIG. 3, by replacing the position where the pressing force of the actuator 2 acts on the arm 5 with the displacement output end 5a, it is possible to constitute a displacement reduction mechanism. Specifically, the relationship between the length L1 from the hinge 3 to the output displacement end 5a and the length b from the hinge 3 to the position where the actuator 2 presses the arm 5 via the pin 4 is L1 <b. Become. For this reason, the output displacement of the displacement output end 5a becomes smaller than the displacement of the actuator 2, and functions as a displacement reducing mechanism. According to such a configuration, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also the resolution of the actuator 2 can be increased.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、小型で且つ安定して高
速に動作させることが可能な変位拡大機構を提供するこ
とができる。
According to the present invention, it is possible to provide a displacement enlarging mechanism which is small and can be operated stably at high speed.

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

【図1】(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る変
位拡大機構の構成を概略的に示す図、(b)は、変位拡
大機構の出力変位端を変位させている状態を示す図。
FIG. 1A is a diagram schematically showing a configuration of a displacement magnifying mechanism according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a state in which an output displacement end of the displacement magnifying mechanism is displaced; FIG.

【図2】(a)は、本発明の第2の実施の形態に係る変
位拡大機構の構成を概略的に示す図、(b)は、変位拡
大機構の出力変位端を変位させている状態を示す図。
FIG. 2A is a view schematically showing a configuration of a displacement magnifying mechanism according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a state in which an output displacement end of the displacement magnifying mechanism is displaced; FIG.

【図3】本発明の変形例に係る変位縮小機構の構成を概
略的に示す図。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a displacement reduction mechanism according to a modification of the present invention.

【図4】(a)は、従来の変位拡大機構の構成を概略的
に示す図、(b)は、変位拡大機構の出力変位端を変位
させている状態を示す図。
4A is a diagram schematically showing a configuration of a conventional displacement enlarging mechanism, and FIG. 4B is a diagram showing a state in which an output displacement end of the displacement enlarging mechanism is displaced.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固定台 2 アクチュエータ 3 ヒンジ 5 アーム 6 バネ θ1 傾き角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed base 2 Actuator 3 Hinge 5 Arm 6 Spring θ1 Tilt angle

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基端側がヒンジを介して固定台に支持さ
れたアームと、 一端がアームの先端側に接続され且つ他端が固定台に接
続された弾性体と、 この弾性体の弾性力に抗してアームの一部を押圧して、
アームの先端側を所定の変位方向に沿って変位させるこ
とが可能なアクチュエータとを備えており、 アームは、弾性体によって、変位方向の手前側に向けて
所定の傾き角度だけ傾けられた状態に維持されているこ
とを特徴とする変位拡大機構。
1. An arm having a base end supported by a fixed base via a hinge, an elastic body having one end connected to the distal end of the arm and the other end connected to the fixed base, and an elastic force of the elastic body. Press a part of the arm against
An actuator capable of displacing the distal end side of the arm in a predetermined displacement direction, wherein the arm is inclined by a predetermined inclination angle toward the near side in the displacement direction by an elastic body. Displacement magnification mechanism characterized by being maintained.
【請求項2】 前記アクチュエータによってアームの先
端側を変位させている状態において、前記ヒンジに生じ
る応力は、このヒンジを構成する材料の持つ許容応力以
下であることを特徴とする請求項1に記載の変位拡大機
構。
2. The hinge according to claim 1, wherein a stress generated in the hinge when the distal end of the arm is displaced by the actuator is equal to or less than an allowable stress of a material forming the hinge. Displacement enlargement mechanism.
【請求項3】 前記弾性体は、その他端が接続部材を介
して固定台に接続されていると共に、接続部材は、固定
台に対して移動可能に構成されており、この接続部材を
移動させることによって、アームの傾き角度を調整する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の変位拡大機
構。
3. The elastic body has the other end connected to a fixed base via a connecting member, and the connecting member is configured to be movable with respect to the fixed base, and moves the connecting member. The displacement magnifying mechanism according to claim 1, wherein the tilt angle of the arm is adjusted by the adjustment.
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