JP2005287151A - 送り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被送り体に対する出力部の部分において粉塵の除去が行えると共に、粉塵の周囲への飛散を防止することができる送り装置を提供することを課題とする。
【解決手段】送り装置９は、圧電体を有する出力部１１と、出力部の当接端部１９を取り囲むように設けられた多孔体２７と、さらに当接端部及び多孔体の双方を取り囲むように設けられた環状凹部３１とを有する。多孔体及び環状凹部は出力部を覆うカバー１３に設けられる。多孔体からは粉塵を浮遊させるべく噴射通路２９を介して圧縮気体が噴射され、環状凹部からは吸引通路３３を介して浮遊する粉塵が吸引される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、送り装置に関するものである。

従来から、圧電体を有する駆動子を備えた送り装置が知られている。かかる送り装置では、ステージなどの被送り体に当接可能な駆動子を設け、その駆動子に圧電体を設けておく。そして、圧電体に所定電圧を印加して駆動子を振動的に変形させ、その変形に起因した摩擦力を用いて、被送り体を直線駆動又は回転駆動させていた。

ところで、そのような送り装置においては、駆動子と被送り体との間で摩擦が生じるため、両者の間から磨耗粉が生じる問題があった。発生した磨耗紛は、被送り体の当接面に付着し、駆動子と被送り体との接触状態を変化させ、駆動力の伝達を阻害して駆動特性を不安定にしたり、さらなる磨耗を促したりするおそれがあった。

このような問題に対処する技術としては、特開２００３−２５１５４１号公報に開示された超音波モータを駆動源とする案内装置がある（特許文献１参照）。この案内装置においては、超音波モータの摩擦部材の左右両側に一つずつ粉塵除去装置が配置されていた。一対の粉塵除去装置はそれぞれ、複数の噴射孔とその周囲に設けられる排気溝とを備えている。そして、噴射孔から噴射された圧縮空気によって磨耗紛を吹き飛ばすと共に、浮遊する磨耗紛を排気溝から吸引して回収するように企図されていた。
特開２００３−２５１５４１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたものにおいては、一対の粉塵除去装置が超音波モータと独立した装置であるため、粉塵除去装置と超音波モータの摩擦部材との距離は自ずと長くなる。このため、超音波モータの摩擦部材の部分で生じた磨耗紛が、粉塵除去装置に対面する領域まで到達する前に舞い上がったり落下したりし、周辺環境を汚すおそれがあった。また、最も磨耗紛が存在する超音波モータの摩擦部材の位置で粉塵除去効果が得られず、一対の粉塵除去装置の間の領域では、依然として、磨耗紛などを含む粉塵が存在し、その間の駆動が阻害される問題が残存していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、被送り体に対する出力部の部分において粉塵の除去が行えると共に、粉塵の周囲への飛散を防止することができる送り装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る送り装置は、圧電体を有する出力部と、前記出力部の当接端部を取り囲むように環状に設けられた吸引口を有する吸引手段とを備えたことを特徴とする。

これによれば、吸引口が当接端部を取り囲むように配置されるため、吸引口と当接端部との距離を従来よりも大幅に短くすることができ、最も磨耗紛が存在しやすい当接端部の部分において磨耗紛の除去・回収が行え、効果的である。また、環状に設けられた吸引口を用いて、当接端部近傍から粉塵を除去するため、粉塵が原因となって駆動特性が不安定になったり、周辺環境を汚したりすることを防止することができる。

また、前記吸引口は、環状に連続して開口していると好適である。

これによれば、粉塵を吸引口よりも外側に漏らすおそれがなく、周辺環境の汚れ防止をさらに確実にすることできる。

また、前記当接端部を取り囲むように環状に設けられた噴射口を有する噴射手段を更に備えていると好適である。

これによれば、被送り体に付着する粉塵を積極的に分離させ、空気と共に速やかに吸引させることができ、粉塵が原因となって駆動特性が不安定になったり、周辺環境を汚したりすることを防止することができる。

さらに、噴射口が当接端部を取り囲むように配置されるため、噴射口と当接端部との距離を従来よりも大幅に短くすることができ、最も磨耗紛が存在しやすい当接端部の部分において磨耗紛の除去・回収が行え、効果的である。

また、好適には、前記吸引口は、前記当接端部と前記噴射口との双方を取り囲むように設けられている。

これによれば、噴射により浮遊した粉塵を外側に漏らすことなく好適に回収することができる。

また、前記噴射口は、環状に連続して延長する多孔体に形成され、被送り体及び前記当接端部の双方に向けて設けられているようにしてもよい。

これによれば、当接端部に付着した粉塵までも吹き飛ばすことができ、より確実な粉塵の除去が行え、出力部表面の汚れも防止することができる。

また、前記出力部を覆うカバーを更に備え、前記吸引手段は前記カバーに設けられていると好適である。

これによれば、粉塵がカバーの外側へ飛散することを防止することができる。さらに、当該飛散防止効果のための構成を利用して吸引手段を独立して支持する機構を不要とすることができ、コンパクト化にもつながる。

本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。

以下、本発明の送り装置をステージ装置に適用した場合の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。図１は、本実施の形態に係る送り装置が組み込まれたステージ装置の斜視図である。図２、図３及び図４はそれぞれ、ステージ装置の平面、側面及び送り装置の正面を示す。また、説明で用いる方向は、図１においてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向を、左右、前後、上下方向として行う。

ステージ装置１の架台３上には、ステージ５と、ステージレール７と、送り装置９とが設けられている。ステージ５における送り装置９と対向する側面には、摺動板５ａが取り付けられている。ステージレール７は、架台３上で直線的に延長しており、本実施の形態ではステージ５を左右方向に案内支持する。

図５は、送り装置９の主要な構成要素を抽出した斜視図である。図１〜図５に示されているように、送り装置９は、出力部１１と、カバー１３と、ばね１５と、ばね支持部１７とを備えている。出力部１１は、側方端面が上下逆Ｌ字状に構成された部材である。出力部１１は、本実施の形態では２行２列の態様で並べられた四つの圧電体を有している。各圧電体は圧電素子を含んでいる。また、各圧電体の前端は、出力部１１のボディ前面から突出しており、ステージ５と当接する当接端部１９として機能する。当接端部１９は、その突出量が変化できるよう、出力部１１のボディに対してスライド可能（Ｙ軸方向）に設けられている。なお、当接端部１９は、図示しない弾性部材からの押圧力によって、ステージ５に当接する向きに付勢されているものとする。

カバー１３は、出力部１１を覆うように設けられており、その外形はほぼ直方体状の部材である。また、カバー１３は、出力部１１が配置される収容室２１を備えている。収容室２１の下面側は開放されており、それにより出力部１１の基部が架台３に取り付けられることが許容されている。カバー１３の前面中央部には、開口２３が形成されている。この開口２３は、出力部１１の当接端部１９が、カバー１３の前面から突出してステージ５へと当接することを許容している。

カバー１３の前面における、開口２３の周囲部分には、凹部２５が形成されている。凹部２５は外形輪郭が前方からみて矩形状に形成されている。この凹部２５には、多孔体（噴射手段）２７が嵌め込まれている。多孔体２７は、環状に形成されており、その外周輪郭は凹部２５の外形輪郭に対応した矩形状に形成されている。一方、多孔体２７の内周輪郭は、開口２３の形状に対応して矩形状に形成されている。また、多孔体２７の少なくとも環状前面２７ａ及び環状内周面２７ｂに形成されている多孔の開口は、噴射口として機能する。

凹部２５の底となる後方側の面２５ａには、噴射通路（噴射手段）２９の下流端２９ａが開口している。噴射通路２９の上流端２９ｂは、カバー１３の上面に開口している。なお、噴射通路２９の上流端２９ｂはさらに、図示省略するコンプレッサやブロアなどの噴射気体の供給手段に接続されている。

カバー１３の前面における、凹部２５の周囲部分には、環状凹部（吸引手段）３１が形成されている。環状凹部３１は、その外周輪郭及び内周輪郭ともに矩形状に形成されている。また、環状凹部３１は、吸引口として機能する。環状凹部３１の底となる後方側の面３１ａには、吸引通路（吸引手段）３３の上流端３３ａが開口している。吸引通路３３の下流端３３ｂは、カバー１３の上面に開口している。なお、吸引通路３３の下流端３３ｂには、図示省略する真空ポンプなどの吸引力発生手段が接続されている。

架台３の上面には、一対の段差部３５が前後方向に延長するように形成されている。かかる一対の段差部３５の間に、カバー１３及びばね支持部１７が配置されている。ばね支持部１７は、カバー１３の後方において架台３にねじ等で固定されている。一方、カバー１３は、一対の段差部３５に沿って前後後方にスライドできるように載置されている。カバー１３及びばね支持部１７の間には、ばね１５が配置されている。ばね１５の前端は、カバー１３の後面によって受けられており、ばね１５の後端はばね支持部１７によって受けられている。

次に、上述した構成を有する送り装置９の動作について説明する。出力部１１における圧電体に所定の電圧が印加されると、各圧電体に生じる伸縮変形と剪断変形との組み合わせにより、当接端部１９は楕円軌道を描いて変形し、当接端部１９の当接時の摩擦力によってステージ５が一定方向に送られる。

また、送り動作中、噴射手段から圧縮気体が噴射されると共に、吸引手段によって当接端部１９の部分の空気が吸引される。すなわち、噴射通路２９から供給された圧縮気体は、多孔体２７の孔からステージ５に向けて噴射される。これによって、当接端部１９とステージ５との摩擦によって生じステージ５に付着した磨耗紛は、多孔体２７から噴射された圧縮気体によって吹き飛ばされ、ステージ５から除去される。また、このような噴射動作と共に、吸引通路３３及び環状凹部３１を介して当接端部１９の部分の空気が吸引されているため、ステージ５から吹き飛ばされた磨耗紛や埃などの粉塵が空気と共に速やかに吸引され、当接端部１９近傍から排除される。このため、従来のように磨耗紛などの粉塵が原因となって駆動特性が不安定になったり、周辺環境を汚したりする問題を解消することができる。

また、噴射口である多孔体２７及び吸引口である環状凹部３１が当接端部１９を取り囲むように配置されるため、噴射口及び吸引口と当接端部１９との距離Ｌ１、Ｌ２（図２参照）を従来よりも大幅に短くすることができ、最も磨耗紛が存在しやすい当接端部１９の部分において磨耗紛の除去・回収が行え、効果的である。

さらに、吸引口は環状に連続して開口しているため、粉塵を吸引口よりも外側に漏らすおそれがなく、それによっても周辺環境の汚れを防止することができる。

また、環状に設けられた吸引口が、当接端部１９と噴射口との双方に対して外側に設けられているため、噴射により浮遊した磨耗紛などの粉塵を外側に漏らすことなく好適に回収することができる。

また、噴射口は、ステージ５及び当接端部１９の双方に向けて設けられており、すなわち圧縮気体は、多孔体２７の環状前面２７ａだけでなく環状内周面２７ｂからも噴射されるため、ステージ５から離脱して当接端部１９に付着した粉塵や当初から当接端部１９に付着していた粉塵までも、吹き飛ばすことができる。よって、より確実な磨耗紛の除去が行え、収容室２１や出力部１１表面などカバー１３の内側にある部分の汚れも防止することができる。

また、出力部１１がカバー１３によって覆われ、そのカバー１３から噴射と吸引とがなされるため、粉塵がカバー１３の外側へ飛散することを防止することができる。さらに、噴射手段及び吸引手段が共にカバー１３に設けられているため、上記飛散防止効果のための構成を利用して各手段を支持することができ、噴射手段及び吸引手段のための独立した専用支持手段を不要とすることができる。したがって、架台３上の構成が複雑にならずに済み、コンパクト化にもつながる。

ここで、カバー１３の前端面とステージ５（摺動板５ａ）の後端面との間のクリアランスＴ（図２参照）については、微小な値（例えば１〜１０μｍ）に設定する必要があるが、カバー１３を架台３に固定する態様では、クリアランスＴの設定値の確保やその後の調整は容易ではない。また、クリアランスＴが小さすぎる場合には、カバー１３及びステージ５の間に磨耗紛などの粉塵が噛み込み、ステージ５の移動が阻害されたり、気体の逃げ流路が十分に確保できず噴射圧を高めることが困難となったりするおそれがある。その一方、クリアランスＴが大きすぎる場合には、噴射圧が十分作用せず粉塵を好適に吹き飛ばすことができなかったり、吹き飛ばされた粉塵がカバー１３の外側に漏れたりするおそれがある。そこで、本実施の形態では、カバー１３を可動に支持しておき、気体噴射の反作用力や気体の反射圧などと、ばね１５の弾性力との釣り合いを利用することによって、噴射条件に依存した好適なクリアランスＴを確保できるようにしている。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

まず、本発明における環状に設けられた吸引口は、実施の形態のように環状に連続的に延長した単一の開口として構成されている形態は勿論、環状に配列された複数の独立した開口から構成されている形態でもよい。また、開口の形状も特に限定されるものではなく、円形、弧状、環状など適宜改変することが可能である。なお、環状に設けられた噴射口についても同様である。

また、噴射口を環状凹部により構成し、吸引口を多孔体により構成してもよく、あるいは、噴射口及び吸引口の双方を、環状凹部又は多孔体により構成してもよい。さらに、噴射口や吸引口は、カバーの端面に形成されていることには限定されず、ステージに対する支持態様は適宜改変することができる。

また、カバーとステージとのクリアランスは、流体力（油圧や空気圧など）、磁力、弾性力等を適宜用いて確保することができる。さらに、カバーは可動に支持される態様には限定されず、例えばねじ等によって架台に固定するようにしてもよい。

出力部としては、伸縮変形及び剪断変形の合成変形によってステージに駆動力を付与するタイプには限定されず、従って例えば、一対のランジュバン型超音波振動子から生じる合成振動に基づいた変形動作でステージに駆動力を付与するタイプを用いることもできる。

本実施の形態に係る送り装置が組み込まれたステージ装置の斜視図である。 本実施の形態に係る送り装置が組み込まれたステージ装置に関し、一部横断面を含む平面図である。 本実施の形態に係る送り装置が組み込まれたステージ装置に関し、一部縦断面を含む側面図である。 本実施の形態に係る送り装置の正面から示す縦断面図である。 本実施の形態に係る送り装置において、カバーに対して吸引手段、噴射手段、出力部を抽出して示す斜視図である。

符号の説明

５ ステージ（被送り体）
９ 送り装置
１１ 出力部
１９ 当接端部
２７ 多孔体（噴射口、噴射手段）
２９ 噴射通路（噴射手段）
３１ 環状凹部（吸引口、吸引手段）
３３ 吸引通路（吸引手段）

Claims (6)

1. 圧電体を有する出力部と、
   前記出力部の当接端部を取り囲むように環状に設けられた吸引口を有する吸引手段と
   を備えたことを特徴とする送り装置。
2. 前記吸引口は、環状に連続して開口していることを特徴する請求項１に記載の送り装置。
3. 前記当接端部を取り囲むように環状に設けられた噴射口を有する噴射手段を更に備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の送り装置。
4. 前記吸引口は、前記当接端部と前記噴射口との双方を取り囲むように設けられていることを特徴する請求項３に記載の送り装置。
5. 前記噴射口は、環状に連続して延長する多孔体に形成され、被送り体及び前記当接端部の双方に向けて設けられていることを特徴する請求項３又は４に記載の送り装置。
6. 前記出力部を覆うカバーを更に備え、
   前記吸引手段は前記カバーに設けられている
   ことを特徴する請求項１乃至５の何れか一項に記載の送り装置。

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