JP2009113157A - Inclined stage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、傾斜ステージに係り、特に、精度を保つことができる傾斜ステージに関する。 The present invention relates to a tilt stage, and more particularly to a tilt stage capable of maintaining accuracy.
従来、駆動機構として、ウォームとウォームホイールを用いて、傾斜する傾斜ステージがある(例えば、特許文献1参照)。
この機構は、ウォームの軸が1回転することで、ウォームホイールに刻まれた歯が1つ分移動するようにしたものである。
Conventionally, there is a tilt stage that tilts using a worm and a worm wheel as a drive mechanism (see, for example, Patent Document 1).
This mechanism is such that one tooth engraved on the worm wheel moves by one rotation of the worm shaft.
しかしながら、上述の傾斜ステージの駆動にあっては、ウォームとウォームホイールによるため、歯面間の遊び、所謂「バックラッシュ」が必要なため、傾斜ステージの位置決めをする際、精度が出ないという問題点があり、この問題点を除去するために、「バックラッシュ」を抑えるよう、接触面のギャップをほぼ0に抑えようとすれば、軸の振れ、ウォームホイールの歯の状態により組立調整が困難であるという問題点が生じた。 However, since the tilt stage is driven by the worm and the worm wheel, play between the tooth surfaces, so-called “backlash”, is required, so that there is no accuracy when positioning the tilt stage. In order to eliminate this problem, it is difficult to adjust the assembly due to shaft runout and worm wheel teeth if the gap between the contact surfaces is reduced to almost 0 to reduce backlash. The problem that it is.
本発明は、上記の点を考慮してなされた傾斜ステージを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an inclined stage made in consideration of the above points.
本発明の傾斜ステージは、曲面案内部を有するベースと、このベースの前記曲面案内部に沿って移動する傾斜部材と、前記ベースに回転自在に支持された正逆に回転するボールネジと、このボールネジを正逆に回転駆動させる回転手段と 、前記傾斜部材に取り付けられると共に、前記ボールネジに螺合する雌ネジ体と、この雌ネジ体の回転の動きを規制する雌ネジ体規制手段と、前記傾斜部材内に対向壁部を有する空所を備え、前記対向壁部は、前記ボールネジの長手方向に直交する方向に設けた第1の壁部及び第2の壁部とを有し、前記空所内に位置し 、外周が前記第1の壁部に当接、前記第2の壁部に非当接するように前記傾斜部材に棒状部材を介して取り付けられた第1のベアリングと、前記空所内に位置し、外周が前記第1の壁部に非当接、前記第2の壁部に当接するように前記傾斜部材に前記棒状部材を介して取り付けられた第2のベアリングと、前記第1のベアリング及び前記第2のベアリングの前記傾斜部材への取り付は、前記棒状部材の外周に前記第1のベアリングの内輪、前記第2のベアリングの内輪をそれぞれ当接し、前記棒状部材の先端を前記傾斜部材にネジ止めしたものである。 The tilt stage according to the present invention includes a base having a curved surface guide portion, a tilt member that moves along the curved surface guide portion of the base, a ball screw that rotates in the forward and reverse directions supported rotatably on the base, and the ball screw. A rotating means for rotating the screw forward and backward, a female screw body that is attached to the inclined member and screwed into the ball screw, a female screw body regulating means that regulates the rotational movement of the female screw body, and the tilt A cavity having an opposing wall in the member, the opposing wall having a first wall and a second wall provided in a direction orthogonal to a longitudinal direction of the ball screw, A first bearing attached to the inclined member via a rod-like member so that an outer periphery thereof is in contact with the first wall portion and is not in contact with the second wall portion; Located and the outer periphery is the first wall A second bearing attached to the inclined member via the rod-shaped member so as to be in non-contact with the second wall, and the inclined member of the first bearing and the second bearing In the mounting, the inner ring of the first bearing and the inner ring of the second bearing are brought into contact with the outer periphery of the rod-shaped member, respectively, and the tip of the rod-shaped member is screwed to the inclined member.
また、請求項2記載の傾斜ステージは、請求項1記載の傾斜ステージにおいて、曲面案内部は、曲面案内溝であり、傾斜部材の前記曲面案内溝に対向する部位は、対向曲面案内溝であり、この対向曲面案内溝と前記曲面案内溝との間に位置し、前記対向曲面案内溝が前記曲面案内溝に沿って移動する動きを許容し、前記対向曲面案内溝が前記曲面案内溝から離脱するのを規制する規制部材とを備えているものである。
The tilt stage according to
請求項1記載の傾斜ステージによれば、ベースの曲面案内部に沿って移動する傾斜部材は、該傾斜部材に取り付けられた雌ネジ体に螺合する正逆に回転するボールネジにより駆動されるため、従来のウォームとウォームホイールによるものに比較し、摩耗が少なく、精度を保つことができ、しかも、傾斜部材内に対向壁部を有する空所を有し、前記対向壁部は、前記ボールネジの長手方向に直交する方向に設けた第1の壁部及び第2の壁部とを備え、前記空所内に位置し、外周が前記第1の壁部に当接、前記第2の壁部に非当接するように前記傾斜部材に棒状部材を介して取り付けられた第1のベアリングを用いて、傾斜部材を一方の方向へ傾斜させ、傾斜部材を逆の他方の方向へ傾斜させたい場合には 、前記空所内に位置し、外周が前記第1の壁部に非当接、前記第2の壁部に当接するように前記傾斜部材に前記棒状部材を介して取り付けられた第2のベアリングを用いて行うため、雌ネジ体の直線運動を傾斜部材の傾斜方向へとスムーズに伝達することができると共に、これら棒状部材、第1のベアリング、第2のベアリングは、傾斜部材の空所内に配置され、平面視、傾斜部材より外側に張り出さない分、平面視、コンパクトな傾斜ステージを得ることができる。 According to the tilting stage of the first aspect, the tilting member that moves along the curved surface guide portion of the base is driven by a ball screw that rotates in the forward and reverse directions that is screwed into the female screw body attached to the tilting member. Compared to the conventional worm and worm wheel, the wear is less, the accuracy can be maintained, and the inclined member has a space having an opposing wall, and the opposing wall is formed by the ball screw. A first wall portion and a second wall portion provided in a direction perpendicular to the longitudinal direction, located in the space, an outer periphery abutting against the first wall portion, and the second wall portion When it is desired to incline the inclined member in one direction and incline the inclined member in the other opposite direction by using the first bearing attached to the inclined member via the rod-like member so as not to contact. , Located in the void, the outer periphery is Since the second bearing is attached to the inclined member via the rod-shaped member so as not to come into contact with the wall portion of 1 and to come into contact with the second wall portion, linear movement of the female screw body is performed. The rod-shaped member, the first bearing, and the second bearing can be smoothly transmitted in the tilt direction of the tilt member, and are disposed in the space of the tilt member and project outside the tilt member in plan view. Therefore, it is possible to obtain a compact tilt stage in plan view.
本発明の傾斜ステージの一実施例を図面を参照して説明する。
図1乃至図10において、Kは傾斜ステージで、傾斜ステージ(ゴニオステージ)Kは、曲面案内部(例えば、曲面案内溝)1A、1Aを有するベース1と 、このベース1の曲面案内部(例えば、曲面案内溝)1A、1Aに沿って移動する傾斜部材2とから概略的に構成され、傾斜部材2の上方に回転中心O(図4参照)があり、Oを支点として傾斜部材2の面が回動するものである。
An embodiment of the tilt stage of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 10, K is an inclination stage, and an inclination stage (gonio stage) K includes a base 1 having curved surface guide portions (for example, curved surface guide grooves) 1A and 1A, and a curved surface guide portion (for example, a curved surface guide portion). , Curved guide grooves) 1A, 1A, and a
11は、ベース1に回転自在に支持された正逆に回転するボールネジである。このボールネジ11は、回転手段(図示せず)により正逆に回転駆動されるようになっている。
回転手段(図示しないが、例えば、正逆に回転するモーターで、40は、モーターの回転軸である。)は、カップリングCを介して、ボールネジ11に回転を伝達するようになっている。ボールネジ11は、第1、第2の軸受け31、32で支持され、ボールネジ11の一方の側に第1の部材12が、ボールネジ11の他方の側に第2の部材13が、それぞれ取り付けられている。
第1の部材12は第1の軸受け31に支持されるベアリング31aの内輪に当接し、ベアリング31aの外輪に非当接し、また、第2の部材13はベアリング32aの内輪に当接し、ベアリング32aの外輪に非当接となって、ボールネジ11の回転を支持するようになっている。
A rotating means (not shown, for example, a motor that rotates in the forward and reverse directions, 40 is a rotating shaft of the motor) transmits rotation to the
The
また、図5、図8、図10及び図11に示す21は、傾斜部材2に取り付けられると共に、ボールネジ11に螺合する雌ネジ体で、この雌ネジ体21は、ボールネジ11の正逆の回転により、直線方向に移動するように、雌ネジ体規制手段10により雌ネジ体21の回転の動きを規制される。
雌ネジ体規制手段10は、例えば、雌ネジ体21とベース1の対向する面のそれぞれにあって、雌ネジ体21の移動方向に設けられた雌ネジ体21の側の案内溝21Aと、ベース1の側の案内溝1A’と、この案内溝21Aと案内溝1A’の間に位置し、雌ネジ体21がボールネジ11上を移動する動きを許容し、雌ネジ体21が回転するのを規制する規制部材10Aとにより、構成される。また 、規制部材10Aは、例えば、案内溝21Aと案内溝1A’とに亘って転動する転動体10A1を保持する保持器10A2である(特開2006−46444号公報記載の第1の保持器4参照)。雌ネジ体規制手段10は、これに限らず、案内溝21A内を摺動する摺動部材(図示せず)をベース1の側に設けても良く、また、逆に、案内溝1A’を摺動する摺動部材(図示せず)を雌ネジ体21の側に設けても良い。
5, 8, 10, and 11 is a female screw body that is attached to the
The female screw body regulating means 10 includes, for example, a
また、図5、図9及び図10に示す22Sは、傾斜部材2内に対向壁部を有する空所で、上記対向壁部は、ボールネジ11の長手方向に直交する方向に設けた第1の壁部22A及び第2の壁部22Bとを有している。
また、24は、傾斜部材2に棒状部材23を介して取り付けられた第1のベアリングで、第1のベアリング24は、空所22S内に位置し、第1のベアリング24の外周が第1の壁部22Aに当接、第2の壁部22Bとの間に隙間D1が形成され、第1のベアリング24の外周が第2の壁部22Bに非当接するようになっている(図8参照)。
また、25は、棒状部材23を介して取り付けられた第2のベアリングで、第2のベアリング25は、空所22S内に位置し、第1の壁部22Aとの間に隙間D2が形成され、第2のベアリング25の外周が第1の壁部22Aに非当接、 第2のベアリング25の外周が第2の壁部22Bに当接するようになっている(図7参照)。
第1の壁部22A及び第2の壁部22Bを有する部材は、コ字状部材22であり、S1は、隣接する第1のベアリング24、第2のベアリング25が接触を避けるためのスペーサーであり、S2は、第2のベアリング25とL字状部材26 とが接触を避けるためのスペーサーである。
第1のベアリング24及び第2のベアリング25の傾斜部材2への取り付は 、棒状部材23の外周に第1のベアリング24の内輪、第2のベアリング25の内輪をそれぞれ当接し、棒状部材23の先端を傾斜部材2にネジ止めするようにしている。
コ字状部材22は、ボルトB1 により雌ネジ体21と結合して一体化される 。
Further, 22S shown in FIGS. 5, 9, and 10 is a space having an opposing wall portion in the
Further, 25 is a second bearing mounted via a rod-
The member having a
The first bearing 24 and the second bearing 25 are attached to the
The U-shaped
また、図6及び図7に示すように、傾斜部材2の曲面案内溝1A、1Aに対向する部位は、対向曲面案内溝2A、2Aであり、この曲面案内溝1A、1Aに沿って移動する対向曲面案内溝2A、2Aとは、規制部材20Aにより、対向曲面案内溝2A、2Aが曲面案内溝1A、1Aから離脱するのを規制するようになっている。
規制手段20Aは、例えば、曲面案内溝1Aと対向曲面案内溝2Aとの間に位置し、対向曲面案内溝2Aが曲面案内溝1Aに沿って移動する動きを許容し、対向曲面案内溝2Aが曲面案内溝1Aから離脱するのを規制するものである。
この規制部材20Aは、例えば、曲面案内溝1Aと対向曲面案内溝2Aとに亘って転動する転動体20A1と、この転動体20A1を保持する保持器20A2とで構成される(特開2006−46444号公報記載の第1の保持器4参照)。この規制手段20Aは、これに限らず、曲面案内溝1A内を摺動する摺動部材(図示せず)を傾斜部材2の側に設けても良く、また、逆に、対向曲面案内溝2Aを摺動する摺動部材(図示せず)をベース1の側に設けても良い。
As shown in FIGS. 6 and 7, the portions of the
The restricting means 20A is located, for example, between the curved guide groove 1A and the opposing
The
従って、上述した傾斜ステージKによれば、ベース1の曲面案内部1Aに沿って移動する傾斜部材2は、該傾斜部材2に取り付けられた雌ネジ体21に螺合する正逆に回転するボールネジ11により駆動されるため、従来のウォームとウォームホイールによるものに比較し、摩耗が少なく、精度を保つことができ、しかも、傾斜部材2内に対向壁部を有する空所22Sを有し、前記対向壁部は、ボールネジ11の長手方向に直交する方向に設けた第1の壁部22A及び第2の壁部22Bとを備え、空所22S内に位置し、外周が第1の壁部22Aに当接、第2の壁部22Bに非当接するように傾斜部材2に棒状部材23を介して取り付けられた第1のベアリング24を用いて、傾斜部材2を一方の方向へ傾斜させ(図10参照)、傾斜部材2を逆の他方の方向へ傾斜させたい場合には、空所22S内に位置し、外周が第1の壁部22Aに非当接、第2の壁部22Bに当接するように傾斜部材2に棒状部材23を介して取り付けられた第2のベアリング25を用いて行うため(図11参照)、雌ネジ体21の直線運動を傾斜部材2の傾斜方向へとスムーズに伝達することができると共に、これら棒状部材23、第1のベアリング24、第2のベアリング25は、傾斜部材2の空所22S内に配置され、平面視、傾斜部材2より外側に張り出さない分、平面視、コンパクトな傾斜ステージKを得ることができる(図1乃至図3参照)。
Therefore, according to the tilt stage K described above, the
K 傾斜ステージ
1 ベース
1A 曲面案内部
2 傾斜部材
10 雌ネジ体規制手段
11 ボールネジ
21 雌ネジ体
22A 第1の壁部
22B 第2の壁部
22S 空所
23 棒状部材
24 第1のベアリング
25 第2のベアリング
K Inclined stage 1 Base 1A
24 First bearing 25 Second bearing
Claims (2)
このベースの前記曲面案内部に沿って移動する傾斜部材と、
前記ベースに回転自在に支持された正逆に回転するボールネジと、
このボールネジを正逆に回転駆動させる回転手段と、
前記傾斜部材に取り付けられると共に、前記ボールネジに螺合する雌ネジ体と、
この雌ネジ体の回転の動きを規制する雌ネジ体規制手段と、
前記傾斜部材内に対向壁部を有する空所を備え、前記対向壁部は、前記ボールネジの長手方向に直交する方向に設けた第1の壁部及び第2の壁部とを有し、
前記空所内に位置し、外周が前記第1の壁部に当接、前記第2の壁部に非当接するように前記傾斜部材に棒状部材を介して取り付けられた第1のベアリングと、
前記空所内に位置し、外周が前記第1の壁部に非当接、前記第2の壁部に当接するように前記傾斜部材に前記棒状部材を介して取り付けられた第2のベアリングと、
前記第1のベアリング及び前記第2のベアリングの前記傾斜部材への取り付は、前記棒状部材の外周に前記第1のベアリングの内輪、前記第2のベアリングの内輪をそれぞれ当接し、前記棒状部材の先端を前記傾斜部材にネジ止めしたものである
ことを特徴とする傾斜ステージ。 A base having a curved guide,
An inclined member that moves along the curved surface guide portion of the base;
A forward and reverse rotating ball screw rotatably supported by the base;
Rotating means for rotating the ball screw forward and backward,
A female screw body attached to the inclined member and screwed into the ball screw;
Female screw body regulating means for regulating the rotational movement of the female screw body;
The inclined member includes a space having an opposing wall portion, and the opposing wall portion includes a first wall portion and a second wall portion provided in a direction orthogonal to a longitudinal direction of the ball screw,
A first bearing located in the void and attached to the inclined member via a rod-shaped member so that an outer periphery abuts on the first wall portion and does not abut on the second wall portion;
A second bearing located in the void and attached to the inclined member via the rod-shaped member so that an outer periphery thereof is not in contact with the first wall portion and is in contact with the second wall portion;
The first bearing and the second bearing are attached to the inclined member by bringing the inner ring of the first bearing and the inner ring of the second bearing into contact with the outer periphery of the rod-shaped member, respectively. A tilt stage characterized in that the tip of is tilted to the tilt member.
傾斜部材の前記曲面案内溝に対向する部位は、対向曲面案内溝であり、
この対向曲面案内溝と前記曲面案内溝との間に位置し、前記対向曲面案内溝が前記曲面案内溝に沿って移動する動きを許容し、前記対向曲面案内溝が前記曲面案内溝から離脱するのを規制する規制部材と、
を備えていることを特徴とする 請求項1記載の傾斜ステージ。 The curved surface guide portion is a curved surface guide groove, and the portion of the inclined member that faces the curved surface guide groove is an opposed curved surface guide groove,
Located between the opposed curved guide groove and the curved guide groove, the opposed curved guide groove is allowed to move along the curved guide groove, and the opposed curved guide groove is separated from the curved guide groove. A regulating member that regulates,
The tilt stage according to claim 1, comprising:
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