JP2562592B2 - 同一面内における一方向移動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、同一面内における一方向移動装置に係り、
とくに、微少な水平移動を必要とする顕微鏡の一方向ス
テージ等に好適な同一面内における一方向移動装置に関
する。

〔従来の技術〕

一方向移動装置の多くは、例えば直線運動を行うアク
チュエータにみられるごとく可動子の支持機構が重要視
され、種々の試みがなされている。この可動子の支持機
構としては、通常はスライドベアリング又はリニアベア
リングを介して水平移動する，及びガイドレール上を摺
動させるか、或いはローラベアリングを脚部に設けてそ
の回転移動により移動せしめる機構が使用されている。

この種の一方向移動装置は、顕微鏡写真の撮影及びIC
製造装置におけるリード線の溶着作業等においては、そ
の可動子であるステージを微少移動せしめることが重要
となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記従来例においては、可動子がいづ
れもガイド機構を介して移動する構成であるため、可動
子の移動に際して常に摩擦力が作用することから、微少
変位の移動制御に支障をきたしている。また、原位置へ
の復帰に際しては、多くは復帰ばね及びその係合手段を
必要とすることから、装置全体が煩雑化するという欠点
がある。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、と
くに摩擦力を排除して微少変位の移動を極く容易に行う
ようにした構造が簡単で耐久性ある同一面内における一
方向移動装置を提供することを、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、同一面内にて一端部から他端部
に向けて形成された切除部を有する二又状板ばねを少な
くとも二個設け、この各二又状板ばねを同一面内での可
動板の移動方向に直交する形態をもって当該可動板に所
定間隔をへだてて配設し、これら各二又状板ばねの一方
の自由端側ばね部の自由端を可動板に植設するととも
に、前記各二又状板ばねの他方の自由端側ばね部を固定
支持部に固着し、これら各一方と他方の自由端側ばね部
の長さを同一の長さに設定するという構成を採り、これ
によって前記目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第２図に基
づいて説明する。

この第１図ないし第２図において、1,2は各々固定支
持部材を示す。この固定支持部材1,2は、図に示す如く
所定間隔を隔てて水平に設けられ、その間に可動板３が
同じく水平に配設されている。この可動子３は、本実施
例では四角形状の部材によって形成され、その四隅に、
二又状板ばね４が下方に向かって突設されている。

前記二又状板ばね４は、素材として長方形状に形成さ
れた薄板状の板ばね材が使用されている。この板ばね材
の長手方向の一方の端部から他方の端部の近くまでその
中央部を切除され、これによって二又状板ばね４が形成
されている。4A,4Bは、この二又状板ばね４の自由端側
ばね部を示す。

可動板３の四隅に配設された各二又状板ばね４は、そ
れぞれ平行に且つ水平面に対して鉛直に下方に向けて突
設されている。そして、固定支持部材1,2側の自由端側
ばね部4Aの先端部が第１図に示す如く当該固定部材1,2
に植設され、可動板３側の自由端側ばね部4Bの先端部が
可動板３に各々植設されている。

この場合、二又状板ばね４の各自由端側ばね部4A,4B
のばね作用を成す部分の長さＬ₁はそれぞれ同一寸法に
設定されている。

可動板３の下面側中央には、当該可動板に往復移動力
を付勢する駆動手段５が装備されている。この駆動手段
５は、第２図に示すように可動板３の下面中央に装着さ
れた二個の板状磁石5A,5Bと、これらの板状磁石5A,5Bに
対向して配設された駆動コイル5Cと、この駆動コイル5C
を支持するコイル支持台5Dとにより構成されている。こ
の内、板状磁石5A,5Bは、移動方向に沿って配設され、
Ｎ極とＳ極とが第２図に示す如く逆になるように装着さ
れている。また、駆動コイル5Cは、外部の制御手段（図
示せず）に付勢されて作動し、板状磁石5A,5Bとの間の
駆動用動力源としての電磁力を出力する作用を成す。

これにより、可動板３は第２図のＡ又はＢの方向ヘ往
復移動されるようになっている。このため、制御手段に
よる駆動コイル5Cへの通電電流の大小により、可動板３
の移動距離及びその停止を自由に設定し得るようになっ
ている。第２図は、駆動コイル5Cが作動して可動板３が
図のＡ方向へ移動した状態を示してある。

次に、この第１実施例の作用について説明する。

駆動手段５の作用によって可動板３が第２図のＡ方向
へ移動すると、二又状板ばね４は第２図に示す如く変形
した状態となる。この場合、二又状板ばね４の第１図に
おけるばね作用を成す部分Ｌ₁は、その高さ方向の寸法
成分Ｌ₁′（Ｌ₁＞Ｌ₁′）となる。しかしながら、この
二又状板ばね４は、固定支持部材1,2側と可動板側の各
ばね作用部分が全く同一に形成されていることから作用
・反作用の原則から両者とも全く同一にその高さ方向の
寸法成分がＬ₁からＬ′に変化する。そして、二又状板
ばね４は、その一方の自由端が固定支持部材1,2に各々
固着されていることから、結局その二又状板ばね４の腹
部4C部分が第２図の矢印Ｃ又はＤ方向の上下動を成し、
これによって可動板３は常に水平方向の変位が全く無い
状態でＡ又はＢ方向に往復移動されるようになってい
る。更に、二又状板ばね４は、本来的に板ばねであるこ
とから、原位置復帰に際しては外力（駆動手段５の駆動
力）を解除することにより、極く容易に原位置へ復帰す
るようになっている。このため、復帰ばね等が全く不要
となっている。

また永久磁石5A,5Bと駆動コイル5Cとの電磁力につい
ては、駆動コイル5Cに通電する電流の向き及び大小を制
御することにより、両者の対向範囲内にて永久磁石側の
可動板３を自在に移動させる位置を定めることができる
ようになっている。

このように、本実施例においては、二又状板ばねの作
用により、摺動摩擦を生じることなく、且つ第１図ない
し第２図におけるｚ方向及びｙ方向の変位を全く生ぜし
めることなく可動板３を一方向に自在に往復移動させる
ことができ、また、他に復帰用ばねを用いることなく原
位置への復帰が可能となるという優れた利点を備えてい
る。

なお、この第１実施例において、駆動コイル5Cを固定
した場合を例示したが、この駆動コイル5Cを可動板３上
に装備するとともに，永久磁石5A,5Bを第１図のコイル
支持台5Dに装着したものであってもよい。また、この場
合、駆動コイル5Cに対しては二又状板ばね４を介して通
電することができ、これがため電機配線の簡略化を図り
得る。

〔第２実施例〕 次に、第２実施例を第３図に基づいて説明する。

この第２実施例は、前述した第１実施例において使用
されている二又状板ばね４を可動板３の第１図における
上方部分にも装備した点が、前述した第１実施例と相違
する。

この場合、上方に装備された二又状板ばね４は下方に
装備された二又状板ばね４に対して対称位置に且つ対称
に装着されている。その他の構成は前述した第１実施例
と同一となっている。

このようにしても前述した第１実施例と同様の作用効
果を有するほか、とくに可動板が比較的重いものであっ
ても充分に対応することができるほか、往復移動方向以
外の方向への変位を有効に防止することができるという
利点がある。

〔第３実施例〕 次に、第３実施例を第４図に基づいて説明する。

この第３実施例は、前述した第１実施例において使用
されている二又状板ばね４を、外側下方に向けて第４図
に示す如く45°方向に突設した点が、前述した第１実施
例と著しく相違する。

このようにしても前述した第１実施例と同一の作用効
果を有するほか、とくに駆動手段のスペースを大きくと
れることから、微少精密駆動を容易になし得るという利
点がある。

〔第４実施例〕 次に、第４実施例を第５図ないし第６図に基づいて説
明する。

これらの図において、固定支持部材11は、中央部に比
較的大きい角形の切除穴11Aを有する桿体状に形成され
たものが使用されている。この固定支持部材11上には、
適当な間隙をおいて可動板13が配設されている。この可
動板13と固定支持部材11の第５図における左右両側端部
分には、第６図に示すように適当な間隙Ｓをへだてて前
述した第１実施例の場合と同様に形成された二又状板ば
ね14がそれぞれ突設されている。この二又状板ばね14
は、可動板13の移動方向Ａ又はＢに直交するようにして
突設されている。そして、前記可動板13は、図示しない
駆動手段によって、第６図のA,Bの方向に往復移動され
るようになっている。

その他の構成は、前述した第１実施例と同一となって
いる。

このようにしても前述した第１実施例と同一の作用効
果を有するほか、とくに上下方向を薄く構成し得るとい
う利点がある。

〔第５実施例〕 次に、第５実施例を第７図ないし第８図に基づいて説
明する。

この第５実施例は、前述した第４実施例のものを二組
形成するとともに、これらを背中合わせにして重合せし
めたのと全く同様の構造となっている。このため、第４
実施例における二又状板ばね14は、本実施例ではＥ型状
の板ばね24となっている。又、第４実施例の固定支持部
材11が１個であるのに対して、本実施例では全く同様に
形成された固定支持部材21,22が可動板23を介して所定
の間隙をおいて上下方向に積層された形態をもって配設
されている。25,26は固定支持部材21,22の相互面に介装
されたスペーサを示す。

このようにしても、前述した第４実施例と同様の作用
効果を有するほか、とくにＥ型状板ばね24の作用により
移動板23上に比較的重い被測定部材等を載置することが
でき、さらに第７図ないし第８図における垂直方向の変
化を有効に抑えることができるという利点がある。

〔第６実施例〕 次に、第６実施例を第９図ないし第10図に基づいて説
明する。

この第６実施例は、前述した第１実施例において用い
られている４個の二又状板ばね４の腹部4Cの先端部を、
桿体９によって一体的に連結した点に特徴を有してい
る。その他の構成は前述した第１実施例と同一となって
いる。

このようにしても、前述した第１実施例と同一の作用
効果を有するほか、各二又状板ばね４に作動中に捩れ成
分が全く生じなくなり、これがためA,B方向の往復移動
を上下方向の変位が生じることなく高精度に行うことが
できるという利点がある。

なお、この場合、二又状板ばね４の全部を桿体９によ
って一体化した場合を例示したが、これらを前後方向の
組み合わせ、又は前後方向に直交する方向の組み合わせ
の２組２点に分けたものであってもよい。

そして、これら、各実施例は、下記の各機器もしくは
装置の微少変化機構にそのまま適用されるものであり、
これによって当該各機器もしくは装置の測定精度もしく
は位置決め精度等を著しく向上せしめることができると
いう利点がある。

FDD（フロッピー・ディスク・ドライブ）,ODD（オ
プティカル・ディスク・ドライブ）などのヘッドのシー
ク及びトラッキングの機構。マニピュレータの駆動機
構。本装置を直角に二台重ねることによる、Ｘ−Ｙス
テージ。センサと組み合わせて、厚さ計、回転体の偏
位計などの微小変位検出機。微小位置決め機構。加
振機。プロッタなどのペンの上下機構。レコーダな
どのペン移動機構。カメラ、CDなどのフォーカスィン
グ機構。

なお、上記各実施例では、二又状板ばねもしくはこれ
に準ずる板ばね4,14,24をそれぞれ４個用いた場合を例
示したが、可動板の移動方向に相前後して二個装備した
ものであってもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これに
よると、二又状板ばねの作用により摩擦力を全く生じる
ことなく可動板の微少変位の移動を極く容易に行うこと
ができ、別に復帰手段を設けることなく原位置方向への
復帰力を得ることができ、構造が簡単であることから微
少移動変位を必要とする機器もしくは装置に極く容易に
組み込むことができるという従来にない優れた同一面内
における一方向移動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のII-II線に沿った断面図、第３図は第２実施例を示
す正面図、第４図は第３実施例を示す正面図、第５図は
第４実施例を示す断面図、第６図は第５図の右側面図、
第７図は第５実施例を示す断面図、第８図は第７図の右
側面図、第９図は第６実施例を示す一部断面した正面
図、第10図は第９図のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 1,2……固定支持部材、３……可動板、４……二又状板
ばね、4A,4B……自由端側ばね部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一面内にて一端部から他端部に向けて形
   成された切除部を有する二又状板ばねを少なくとも二個
   設け、この各二又状板ばねを同一面内での可動板の移動
   方向に直交する形態をもって当該可動板に所定間隔をへ
   だてて配設し、 これら各二又状板ばねの一方の自由端側ばね部の自由端
   を可動板に植設するとともに、前記各二又状板ばねの他
   方の自由端側ばね部を固定支持部に固着し、これら各一
   方と他方の自由端側ばね部の長さを同一の長さに設定し
   たことを特徴とする同一面内における一方向移動装置。