JP2002258126A - 部品保持装置 - Google Patents
部品保持装置Info
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Abstract
め可能に保持する部品保持装置を提供する。 【解決手段】 微調整レバー10の揺動中心から偏心し
た位置に設けたカムローラ13を、粗調整レバー8の揺
動端に軸11で揺動自在に支持した微調整レバー12に
当接させており、微調整レバー10の揺動変位がカムロ
ーラ13を介して微調整レバー12に伝達され、さらに
軸11から偏心して微調整レバー12に設けられたカム
ローラ14を介して、部品ステージ4を保持するスライ
ドフレーム3Aの位置が精密に調整されるとともに、粗
調整レバー8を揺動変位させることによって、カムロー
ラ13を介してスライドフレーム3Aの位置が粗く調整
される。
Description
ッティングされる部品のセッティング位置や姿勢を調整
可能にするための装置に関し、特に、レーザを用いた各
測定機器や加工機等におけるレンズやミラー等の光学部
品を保持して精密な焦点や光軸の調整を可能とするため
に好適に用いることができる装置に関する。
機等には、レンズやプリズム、ミラー等の光学部品が使
用されており、これらの光学部品は、通過するレーザ光
の焦点や光軸を調整できるように、位置調整可能なステ
ージ上に保持されている。
行う装置には、光軸に対して前後方向に位置調整するも
の、水平面内での傾きを調整するもの、垂直面内での傾
きを調整するもの、あるいは、これらを組み合わせて調
整可能なもの等、様々なものがある。
調整を行う装置では、ねじ機構を用いているものが一般
的であり、手動で行うものは、マイクロメータと同様な
バーニャを備えたダイアルを手で回して位置や傾きを調
整しており、また、自動的に行うものは、コンピュータ
制御を容易にするために、ねじ軸をパルスモータ等で回
転させて行っている。
いるものでは、高い精度を確保するために、ねじ軸に微
細なピッチのものを用いる必要があり、光学部品の位置
や傾斜角度を大きな範囲で変える場合には、ねじ軸の回
転量が多くなり、光学部品を指定した位置や向きに位置
決めするために時間がかかる問題があった。
術の問題を解決し、光学部品等の部品を迅速且つ高精度
に位置決め可能に保持する部品保持装置を提供すること
を目的とする。
め、本発明の部品保持装置は、本体ハウジングと、本体
ハウジングに対してスライド自在に設けられたスライド
フレームと、スライドフレームで保持された部品ステー
ジと、本体ハウジングに対してスライドフレームを位置
決めするスライドフレーム位置決め手段とを有してい
る。
体ハウジングに対して第1の軸を中心に揺動自在に設け
られた粗調整レバーと、本体ハウジングに対して第1の
軸と平行な第2の軸を中心に揺動自在に設けられた第1
の微調整レバーと、粗調整レバーのスライドフレームの
スライド方向に沿って揺動変位する揺動端に対して、第
1の軸と平行な第3の軸回りに揺動自在に設けられた第
2の微調整レバーと、第1の微調整レバーに、第2の軸
から偏心した位置を中心として回転自在に設けられた第
1のカムローラと、第2の微調整レバーに、第3の軸か
ら偏心した位置を中心として回転自在に設けられた第2
のカムローラと、スライドフレームに設けられ、第2の
カムローラに当接するカムローラ当接面と、スライドフ
レームをカムローラ当接面が常時第2のカムローラに当
接する向きに付勢する付勢部材と、粗調整レバーを揺動
変位させる粗調整用アクチュエータと、第1の微調整レ
バーを揺動変位させる微調整用アクチュエータとを備え
ている。
バーに横方向から当接して、第1の微調整レバーの揺動
変位を第2の微調整レバーの第3の軸回りの揺動変位に
変換するように構成されている。
本体ハウジングに粗調整用アクチュエータによって第1
の軸と平行な第4の軸を中心として回動する中継レバー
が設けられ、粗調整レバーには、第1の軸に対して、ス
ライドフレームのスライド方向に沿って揺動変位する揺
動端側と略反対側にカムローラ当接部が突出形成され、
前記カムローラ当接部には、中継レバーに第4の軸の中
心から偏心した位置を中心として回転自在に支持された
第3のカムローラの外周面が当接し、粗調整用アクチュ
エータによる中継レバーの揺動変位を、第3のカムロー
ラを介して粗調整レバーに伝達するように構成されてい
ることが望ましい。
部品ステージの左右両側部分が、スライド方向を平行に
して同一高さに配置された一対のスライドフレームに対
して、上下左右両方向に回動自在に保持されているとと
もに、部品ステージの下方部分が前記一対のスライドフ
レームとスライド方向を平行にして、これらのスライド
フレームの下方に配置されたスライドフレームに対し
て、上下左右両方向に回動自在に保持され、それぞれの
スライドフレームが独立したスライドフレーム位置決め
手段によって個別に位置調整可能に構成されていること
も望ましい。
品等の部品が取り付けられる部品ステージを、本体ハウ
ジングに対してスライド自在に設けられたスライドフレ
ームに保持し、スライドフレームをスライドフレーム位
置決め手段によって調整・位置決めして部品ステージ上
の部品の位置や姿勢を調整・位置決めするものである。
平行にして同一高さに一対のスライドフレームを配置す
るとともに、これらのスライドフレームの下方にスライ
ド方向を平行にしてさらに一つのスライドフレームを配
置し、部品ステージの左右両側部分と下方部分とをそれ
ぞれのスライドフレームに対して上下左右揺動自在に連
結保持していることが望ましい。
だけスライド方向に変位することにより、部品ステージ
を、向きは変えずにスライド方向に平行移動させること
ができ、また、それぞれのスライドフレームの変位量を
異ならせることによって、上下・左右両方向の傾きを調
整することができる。
必要がない場合には、部品ステージは一つのスライドフ
レームのみに固定保持してもよく、この場合スライドフ
レーム位置決め手段も一つのみでよい。
方向の傾きのみを調整する必要がある場合には、部品ス
テージは、同一高さまたは異なる高さにスライド方向を
平行に配置した2つのスライドフレームに連結保持すれ
ばよい。なお、この場合には、スライドフレーム位置決
め手段はスライドフレーム毎に個別に設ける必要があ
る。
ーム位置決め手段は、スライドフレームの位置を粗く調
整・位置決めするための粗調整用アクチュエータと、精
密に調整・位置決めするための微調整用アクチュエータ
を有している。
モータを使用することが可能であるが特にパルスモータ
が好適であり、パルスモータを使用することによって、
スライドフレームの位置を微調整する場合に、コンピュ
ータによる高精度な部品ステージの位置決め制御が可能
となる。
ドフレームの位置を調整・位置決めするためのスライド
フレーム位置決め手段は、粗調整用アクチュエータによ
って揺動変位される粗調整レバーと、微調整用アクチュ
エータによって揺動変位される第1の微調整レバーを有
している。
ームにそのまま伝達されてこれを大きく変位させること
ができ、一方、第1の微調整レバーの揺動変位は、偏心
運動を行う第1のカムローラにより縮小されて第2の微
調整レバーに伝達され、ここからさらに、偏心運動を行
う第2のカムローラにより縮小されてスライドフレーム
に伝達されるので、スライドフレームを極めて微小な距
離だけ変位させることができる。
エータで直接揺動させてもよいが、粗調整レバーと粗調
整用アクチュエータの間に粗調整レバーを連動させる中
継レバーを設け、粗調整用アクチュエータの動きを中継
レバーに揺動変位として伝達し、中継レバーで粗調整レ
バーを揺動変位させることが好ましい。
間のレバー比を高い自由度で変えることができ、スライ
ドフレームの位置を粗調整する際に、容易に最適な移動
量を得ることができる。
する。図1は、本発明の部品保持装置を前方右側から見
た斜視図、図2は、後方左側から見た斜視図、図3は、
前方左側から見た斜視図であって、この実施例における
部品保持装置1は、レーザ機器の光路中に配置される、
レンズ、ミラー、プリズム等の光学部品を保持するため
に使用されるものである。なお、図1と図2において
は、装置内部が見えるように側板を除去して図示してい
る。
して、前後方向にスライド自在に取り付けられた左右一
対のスライドフレーム3A、3Bと、これらのスライド
フレーム3A、3Bの下方に同じく前後方向にスライド
自在に取り付けられたもう一つのスライドフレーム3C
を介して支持されている部品ステージ4を有しており、
前記ステージ4には、図示しないレンズを装着固定でき
るようになっている。なお、このステージ4には、レン
ズの他、反射鏡やプリズム等の光学部品を装着すること
も可能である。
れぞれ図示を省略しているリニアガイド機構を介して本
体ハウジング2に対して円滑にスライド変位できるよう
に取り付けられており、また、これらのスライドフレー
ム3A、3Bの前端部分には、それぞれ後方に向けて、
略V字状のエッジ受け部5が設けられている。
A、3B、3Cは全て同一構造のものが用いられている
が、下方のスライドフレーム3Cは、スライドフレーム
3A、3Bとは向きを90度回転させて横倒しに設けら
れており、スライドフレーム3Cのエッジ受け部5は、
図では見えない位置にある。
4の左右両辺と下辺からそれぞれ突出した、図4に示す
ような、ナイフエッジ6の先端に係合して部品ステージ
4を保持している。
2との間には、図示しない圧縮コイルばねが付勢部材と
して組み込まれていて、それぞれのナイフエッジ6の先
端はこれらの圧縮コイルばねによって、常時対向するエ
ッジ受け部5に押し付けられている。
向の傾きは、図5に模式的に示すように、スライドフレ
ーム3A、3B、3Cの前後方向の位置を、それぞれの
スライドフレームに対応して独立して機能する3組の、
後述するスライドフレーム位置決め手段によって変位さ
せることで調整される。
向に平行移動させる場合には、スライドフレーム3A、
3B、3Cを同一の距離だけ前後方向に変位させる。ま
た、水平軸φ回りに回動させる場合、すなわち、部品ス
テージ4の上下方向の傾きを調整する場合には、左右一
対のスライドフレーム3A、3Bの位置を固定し、スラ
イドフレーム3Cのみを前後方向に変位させて行う。
動させる場合、すなわち部品ステージ4の左右方向の傾
きを調整する場合には、スライドフレーム3Cの位置を
固定してスライドフレーム3Aとスライドフレーム3B
を互いに反対方向に変位させて行う。
れぞれ前述したスライドフレーム3A、3B、3Cのエ
ッジ受け部5と、これらのエッジ受け部5に係合してい
る部品ステージ4のナイフエッジ6との係合位置を模式
的に示しており、これらの点a,b,cにおいて、部品
ステージ4は、各スライドフレーム3A、3B、3Cに
対して、上下左右両方向に回動が可能に保持されてい
る。
3Cに対応して設けられているスライドフレーム位置決
め手段は、本体ハウジング2に第1の軸7で揺動自在に
支持された粗調整レバー8、第2の軸9で本体ハウジン
グ2に揺動自在に支持された第1の微調整レバー10、
粗調整レバー8の上端部に第3の軸11で揺動自在に支
持された第2の微調整レバー12、第1の微調整レバー
10に第2の軸9から偏心して回転自在に支持されてい
る第1のカムローラ13、粗調整レバー8に第3の軸1
1から偏心して回転自在に支持されている第2のカムロ
ーラ14、粗調整用アクチュエータとしての粗調整用パ
ルスモータ15、16、17及び、微調整用アクチュエ
ータとしての微調整用パルスモータ18、19、20を
備えている。
6、17と、微調整用パルスモータ18、19、20
は、全て同じものであり、これらの回転軸はねじ軸で構
成され、それぞれのモータの本体側に形成されている図
示しない雌ねじに螺合しており、回転方向に応じてこれ
らのねじ軸が軸方向に進退変位する構造になっている。
ム位置決め手段においては、本体ハウジング2に第4の
軸21で揺動自在に支持された中継レバー22を有して
いる。前記中継レバー22には、第4の軸21から偏心
した位置を中心として回転自在に第3のカムローラ23
が設けられている。
て第2のカムローラ14が設けられている揺動端側と略
反対側にカムローラ当接部8Aが突出形成され、ここに
第3のカムローラ23が当接される構造になっている。
は、各スライドフレーム3A、3B、3C全てに対して
同一構造になっているので、ここでは、スライドフレー
ム3Aを本体ハウジング2に対して後退方向に移動調整
する場合について、図6を参照して説明する。
イドフレーム3Aの位置の粗調整から行い、先ず粗調整
用パルスモータ15を正方向に回転駆動すると、ねじ軸
Sの先端は回転しながら前進し、中継レバー22の下端
側面を押して、これを第4の軸21を中心に反時計回り
に揺動させる。なお、ねじ軸Sの先端には、中継レバー
22の下端側面との摩擦抵抗を低減するために、鋼球が
取り付けられている。
1から偏心して設けられている第3のカムローラ23は
粗調整レバー8に形成されているカムローラ当接部8A
を押して、粗調整レバー8を第1の軸7を中心に時計回
りに揺動させる。
れている粗調整レバー8の上端側は、スライドフレーム
3Aの後退方向に変位する。第2のカムローラ14の外
周面には、スライドフレーム3Aの後端部から下方に突
出しているカムローラ受け部24に形成されているカム
ローラ当接面24Aが、スライドフレーム3Aに作用す
る前述した図示しない圧縮コイルばねの付勢力によって
押し当てられている。
に揺動変位すると、第2のカムローラ24の外周面は、
前記圧縮コイルばねの付勢力に抗してスライドフレーム
3Aを後退方向に変位させる。
が第3の軸11から上方に偏心しているために、第2の
微調整レバー12は、第2のカムローラ24にカムロー
ラ当接面24Aから作用する反力によって第3の軸11
を中心とした反時計回りのモーメントを受ける。
2に当接している第1のカムローラ13の外周面で受け
止められ、第2の微調整レバー12の前記モーメントに
よる揺動は阻止される。
調整レバー12が粗調整レバー8の揺動に伴って前方へ
変位する際に、回転してこれを円滑に支持するガイドの
役割を果たしている。
置の粗調整を行った後、微調整用パルスモータ18を駆
動してそのねじ軸Sの先端を前進させ、第1の微調整レ
バー10を第2の軸9を中心に反時計回りに揺動変位さ
せる。
している第1のカムローラ13は、微小な距離だけ第2
の微調整レバー12を押し上げてこれを第3の軸11を
中心として時計方向に僅かに揺動させる。
けられている第2のカムローラ14の位置が僅かに後方
に変位するので、スライドフレーム3Aのカムローラ受
け部24に形成されているカムローラ当接面24Aは、
第2のカムローラ14によって後方に押されてスライド
フレーム3Aは微小な距離だけ後退変位する。
粗動または微動させる場合には、粗調整用パルスモータ
15または微調整用パルスモータ18を逆方向に駆動す
ればよい。この際、スライドフレーム3Aを前方に押す
ように作用している図示しない圧縮スプリングの付勢力
は、第2のカムローラ14を介して、粗調整レバー8に
第1の軸7を中心とした反時計回りの復元モーメントを
与え、さらに、中継レバー22に第4の軸21を中心と
した時計回りの復元モーメントを副次的に発生させてい
る。
方向に駆動すると、粗調整レバー8と中継レバー22は
これらの復元モーメントの向きに揺動変位してスライド
フレーム3Aは前進する。
2のカムローラ14を介して、第2の微調整レバー12
に第3の軸11を中心とした反時計回りの復元モーメン
トを与え、この復元モーメントは副次的に、第1の微調
整レバー10に第2の軸9を中心とした時計回りの復元
モーメントを発生させている。
方向に駆動した場合には、第1の微調整レバー10と第
2の微調整レバー12は、これらの復元モーメントの向
きに揺動変位してスライドフレーム3Aは前進する。
け部5とナイフエッジ6を介して部品ステージ4に伝達
される。スライドフレーム3B、スライドフレーム3C
についても同様な位置調整が行われて、部品ステージ4
の位置決めを前後位置と上下左右の傾斜角度について高
精度に行うことができる。
調整用パルスモータ15、16、17に入力される1パ
ルス当たりのスライドフレーム3A、3B、3Cの移動
距離は、それぞれ8μmで、粗調整時の移動ストローク
は、2.4mm(中央位置から前後両側に150パルス
分)である。
20に入力される1パルス当たりのスライドフレーム3
A、3B、3Cの移動距離は、それぞれ0.05μmで
あって、微調整時の移動ストロークは、0.15mm
(中央位置から前後両側に150パルス分)である。
用パルスモータ18の逆方向駆動時において、動作を確
実に行うために、粗調整レバー8や第1の微調整レバー
10等に、復元モーメントを付与する個別の巻ばね等の
付勢部材を用いてもよい。また、第1のカムローラ1
3、第2のカムローラ14、及び、第3のカムローラ2
3には、ボールベアリングやローラベアリングをそのま
ま利用してもよい。
発明によれば、部品ステージを保持しているスライドフ
レームの位置決めを、粗調整用アクチュエータと微調整
用アクチュエータを組み合わせて行うため、迅速且つ精
密な位置決めを行うことができる。
微調整レバーを2段に用いて、微調整用アクチュエータ
の動きを縮小してスライドフレームに伝達しているた
め、非常に微細な調整・位置決めを容易に行うことがで
きる。
整用アクチュエータの動きを中継レバーを介して粗調整
レバーに伝達しているので、中継レバーと粗調整レバー
の長さの比率や本体ハウジングへの軸支位置を変えるだ
けで、使用目的に適合した微調整用アクチュエータによ
るスライドフレームの変位と、粗調整用アクチュエータ
によるスライドフレームの変位と比率を容易に得ること
ができる。
ステージを左右一対のスライドフレームと下方のスライ
ドフレームに連結して支持しているため、これらのスラ
イドフレームの位置を個別に調整することで、部品ステ
ージの前後位置並びに、上下左右両方向に対する傾斜角
を迅速且つ高精度に調整することができる。
視図である。
視図である。
視図である。
す斜視図である。
とスライドフレームの連結構造を模式的に示す図であ
る。
す側面図である。
3B、3C スライドフレーム、 4 部品ステー
ジ、5 エッジ受け部、 6 ナイフエッジ、 7
第1の軸、8 粗調整レバー、 8A カムロ
ーラ当接部、 9 第2の軸、10 第1の微調整
レバー、 11 第3の軸、12 第2の微調整レ
バー、 13 第1のカムローラ、14 第2のカ
ムローラ、 15、16、17 粗調整用パルスモー
タ、18、19、20 微調整用パルスモータ、 2
1 第4の軸、22 中継レバー、 23 第3
のカムローラ、24 カムローラ受け部、 24A
カムローラ当接面。
Claims (3)
- 【請求項1】 本体ハウジングと、 本体ハウジングに対してスライド自在に設けられたスラ
イドフレームと、 スライドフレームで保持された部品ステージと、 本体ハウジングに対してスライドフレームを位置決めす
るスライドフレーム位置決め手段とを有し、 スライドフレーム位置決め手段は、本体ハウジングに対
して第1の軸を中心に揺動自在に設けられた粗調整レバ
ーと、 本体ハウジングに対して第1の軸と平行な第2の軸を中
心に揺動自在に設けられた第1の微調整レバーと、 粗調整レバーのスライドフレームのスライド方向に沿っ
て揺動変位する揺動端に対して、第1の軸と平行な第3
の軸回りに揺動自在に設けられた第2の微調整レバー
と、 第1の微調整レバーに、第2の軸から偏心した位置を中
心として回転自在に設けられた第1のカムローラと、 第2の微調整レバーに、第3の軸から偏心した位置を中
心として回転自在に設けられた第2のカムローラと、 スライドフレームに設けられ、第2のカムローラに当接
するカムローラ当接面と、 スライドフレームをカムローラ当接面が常時第2のカム
ローラに当接する向きに付勢する付勢部材と、 粗調整レバーを揺動変位させる粗調整用アクチュエータ
と、 第1の微調整レバーを揺動変位させる微調整用アクチュ
エータとを備え、 第1のカムローラは第2の微調整レバーに横方向から当
接して、第1の微調整レバーの揺動変位を第2の微調整
レバーの第3の軸回りの揺動変位に変換するように構成
されていることを特徴とする部品保持装置。 - 【請求項2】 本体ハウジングには、粗調整用アクチュ
エータによって第1の軸と平行な第4の軸を中心として
回動する中継レバーが設けられ、粗調整レバーには、第
1の軸に対して、スライドフレームのスライド方向に沿
って揺動変位する揺動端側と略反対側にカムローラ当接
部が突出形成され、前記カムローラ当接部には、中継レ
バーに第4の軸の中心から偏心した位置を中心として回
転自在に支持された第3のカムローラの外周面が当接
し、粗調整用アクチュエータによる中継レバーの揺動変
位を、第3のカムローラを介して粗調整レバーに伝達す
るように構成されていることを特徴とする請求項1記載
の部品保持装置。 - 【請求項3】 部品ステージの左右両側部分が、スライ
ド方向を平行にして同一高さに配置された一対のスライ
ドフレームに対して、上下左右両方向に回動自在に保持
されているとともに、部品ステージの下方部分が前記一
対のスライドフレームとスライド方向を平行にして、こ
れらのスライドフレームの下方に配置されたスライドフ
レームに対して、上下左右両方向に回動自在に保持さ
れ、それぞれのスライドフレームが独立したスライドフ
レーム位置決め手段によって個別に位置調整可能に構成
されていることを特徴とする請求項1又は2記載の部品
保持装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001053881A JP4752023B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 部品保持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001053881A JP4752023B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 部品保持装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002258126A true JP2002258126A (ja) | 2002-09-11 |
JP4752023B2 JP4752023B2 (ja) | 2011-08-17 |
Family
ID=18914296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001053881A Expired - Lifetime JP4752023B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 部品保持装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4752023B2 (ja) |
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- 2001-02-28 JP JP2001053881A patent/JP4752023B2/ja not_active Expired - Lifetime
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