JP2631332B2 - 作動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動機構用の駆動源、
位置決め機構用の駆動源等として用いられる作動装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】精密機器における移動用または位置決め
用の作動装置の一つとして、複数の圧電素子を積層した
伸縮器と、該伸縮器にこれの伸縮方向に間隔をおいて連
結された一対の固定器とを含む作動装置がある。この作
動装置は、一方の固定器を磁性体から成る移動基準部に
変位不能に維持させた状態で伸縮器を伸長させることに
より他方の固定器を一方の固定器に対して離し、次いで
他方の固定器を移動基準部に変位不能に維持させた状態
で伸縮器を収縮させることにより一方の固定器を他方の
固定器の側へ引き寄せることにより、尺取虫状に伸縮器
の伸縮方向に移動される。

【０００３】この種の作動装置においては、一般に、固
定器と伸縮器とが変位不能に連結されているから、吸着
部が移動基準部に対し傾いた状態に、固定器と伸縮器と
が連結されているか、または吸着部が移動基準部に対し
傾いた状態で伸縮器が伸縮されると、伸縮器の伸縮にと
もなって、吸着部が移動基準部に押し付けられるように
または引き付けられるように固定器が相対的に移動さ
れ、その結果移動基準部に対する固定器の移動が不安定
になる。このような作動装置では、一回の伸縮による作
動装置の変位量が一定にならないから、作動装置の移動
量が不安定になる。

【０００４】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、移動基準部
に対する固定器の移動を安定化させることにある。

【０００５】

【解決手段、作用、効果】本発明の作動装置は、第１の
方向に伸縮する伸縮装置を含み、該伸縮装置は、電気的
または磁気的に伸縮される素子を備えた伸縮手段と、該
伸縮手段に前記第１の方向に間隔をおいた箇所に連結さ
れかつ前記伸縮手段の伸縮によって相寄り相離れる方向
へ変位される複数の固定手段であって移動基準部を磁気
的に吸着可能の第１の状態と移動基準部を磁気的に吸着
不能の第２の状態とに選択的に切換え可能の磁気的吸着
部を有する複数の固定手段と、前記固定手段に個々に対
応して設けられかつ対応する固定手段を前記伸縮手段
に、前記第１の方向と直交する第２の方向へ揺動可能に
連結する連結手段とを備え、前記第１の方向が水平方向
でありかつ前記吸着部が下方の側であるとしたとき、前
記第２の方向は上下方向であることを特徴とする。

【０００６】伸縮手段が伸長されるとき、一方の固定手
段はこれの吸着部が第１の状態におかれることにより磁
性体からなる移動基準部に磁気的に吸着固定され、他方
の固定手段はこれの吸着部が第２の状態におかれること
により移動基準部から解放される。このため、他方の固
定手段は、伸縮手段の伸長により一方の固定手段から離
される。これに対し、伸縮手段が収縮されるとき、一方
の固定手段はこれの吸着部が第２の状態におかれること
により移動基準部から解放され、他方の固定手段はこれ
の吸着部が第１の状態におかれることにより移動基準部
に磁気的に吸着固定される。このため、一方の固定手段
は、伸縮手段の収縮により他方の固定手段の側に引き寄
せられる。

【０００７】上記のように、両固定手段の吸着部を第１
の状態と第２の状態とに選択的に切り換え、これと同期
して伸縮手段を伸縮させることにより、作動装置が移動
基準部に対してまたは移動基準部が作動装置に対して移
動される。このため、移動させるべき部材、位置決めす
べき部材等の被移動部材を、第１の固定手段、第２の固
定手段、および磁性体から成る移動基準部のいずれかに
取り付けることにより、もしくは被移動部材自体を移動
基準部とすることにより、被移動部材を移動させること
ができる。

【０００８】両固定手段が伸縮手段に第２の方向へ揺動
可能に連結されていると、吸着部が移動基準部に常に正
しい状態で接触するから、吸着部が移動基準部に押し付
けられるまたは引き付けられるように固定手段が相対的
に移動されることがない。その結果、本発明によれば、
移動基準部に対する固定手段の移動が安定化し、その結
果、一回の伸縮による被移動部材の変位量が一定にな
り、被移動部材の移動量が安定化する。

【０００９】前記第１および第２の方向と直交する第３
の方向への固定手段の揺動を対応する連結手段により阻
止することが好ましい。これにより、両固定手段が第３
の方向へ相対的に変位しないから、ガイド等を用いるこ
となく、被移動部材を伸縮手段の伸縮方向へ移動させる
ことができる。前記伸縮手段は、前記第１の方向に伸縮
可能の複数の伸縮器であって前記第３の方向に隣り合っ
て配置されかつ前記固定手段に並列的に連結された複数
の伸縮器を備えることが好ましい。これにより、伸縮器
の伸縮量を伸縮器毎に変えることにより、両固定手段の
相対的なヨーイング（横揺れ）量を修正することができ
る。前記連結手段は、前記第１の方向に間隔をおきかつ
互いに対向された一対の板状部であって前記第３の方向
へ連続して伸びる接続部において互いに一体的に接続さ
れた一対の板状部を有することができる。この場合、一
方の板状部は前記伸縮手段に連結され、他方の板状部は
前記固定手段に連結される。

【００１０】

【実施例】図１を参照するに、作動装置１０は、少なく
とも一方向（図１において、左右方向）に伸縮する伸縮
装置１２と、伸縮装置１２に配置されかつ光線を干渉さ
せる光学装置１４と、光学装置１４により形成された干
渉光線を基に伸縮装置１２の伸縮量を測定し、伸縮装置
１２の伸縮を制御する演算制御装置１６とを含む。

【００１１】図２を参照するに、伸縮装置１２は、電
圧、磁界等の電気力または磁気力により伸縮される素子
を備えた一対の伸縮器１８と、該伸縮器の伸縮方向（図
２において、左右方向）における端部に連結された固定
器２０，２２と、該固定器に個々に対応して設けられか
つ対応する固定器を伸縮器１８の端部に連結する一対の
継手２４，２６とを備える。

【００１２】伸縮器１８は、圧電素子、電歪素子、およ
び磁歪素子のように電気的または磁気的に伸縮可能の複
数の素子をその伸縮方向に積層した積層体と、該積層体
に電圧、磁場等を作用させる電極またはコイルとを備え
る公知のものである。伸縮器１８は、前後方向に隣り合
って配置されており、また固定器２０，２２に並列的に
連結されている。

【００１３】固定器２０，２２は、磁気チャックのよう
に、電磁石、電磁石と永久磁石により、磁性体を吸着可
能の第１の状態と磁性体を吸着不能の第２の状態とに選
択的に切り換えられる磁気的な吸着部２８を有する磁気
固定器である。このような磁気固定器は、磁気吸着固定
装置、磁気吸着保持装置等と称されている磁気装置であ
り、例えば、特公昭５８−４３２１５号公報、特開昭６
０−１３０１０６号公報、特公平１−１３２０３号公
報、特開平２−２６１７９１号公報等に記載されてい
る。

【００１４】図示の例では、固定器２０，２２は、四角
柱状の形をしているが、他の多角柱状または円柱状の形
をしていてもよい。固定器２０，２２の吸着部２８は、
平坦面である。固定器２０，２２は、吸着部２８が同一
面内に位置するように、吸着部２８と直角の面において
伸縮器１８の伸縮方向の端面に接着、ビス止め等の手法
により継手２４，２６を介して連結されている。

【００１５】図２に示す例のように吸着部２８が平坦面
である場合、磁性体から成る移動基準部は平坦面であ
る。しかし、移動基準部の形状に応じて、吸着部２８
は、図２に２点鎖線２８ａで示すように、所定の曲率半
径を有する蒲鉾状の凹面であってもよいし、これとは逆
の蒲鉾状の凸面であってもよく、さらには、球面状の凹
面または凸面であってもよい。

【００１６】継手２４，２６のそれぞれは、伸縮器１８
の伸縮方向に間隔をおきかつ互いに対向された一対の板
状部３０を有する。両板状部３０は、該板状部の上下方
向における中央部を前後方向へ連続して伸びる接続部３
２により、上下方向における中央部において一体的に接
続されている。一方の板状部３０は両伸縮器１８の端部
に連結され、他方の板状部３０は対応する固定器２０ま
たは２２に連結されている。

【００１７】このため、固定器２０，２２のそれぞれ
は、対応する継手２４または２６により、板状部３０の
上下方向における中央部を前後方向へ伸びる軸線の周り
に角度的に回転可能に伸縮器１８に連結されている。す
なわち、固定器２０，２２のそれぞれは、板状部３０の
上下方向における中央部を中心に上下方向に揺動可能に
伸縮器１８に連結されている。

【００１８】このような継手２４，２６は、例えば、６
面体状の金属ブロックをその対向する２つの面の側から
切込み３４を形成することにより製作することができ
る。なお、図３に示すように、他方の板状部と対応する
固定器２０または２２とを一体化してもよい。また、両
板状部３０を接続部３２により一体的に連結した継手の
代わりに、両板状部を前後方向へ伸びる枢軸ピンにより
連結してもよい。

【００１９】図１に示すように、固定器２０および２２
の吸着部２８と反対側の面には、それぞれ、プレート３
６および３８が接着剤、ボルト等により固定されてい
る。プレート３６，３８は、相手側に突出する凸部と、
相手側の凸部を受け入れる凹部とをそれぞれ有してお
り、また凸部が伸縮装置１２の伸縮方向と直交する方向
に隣り合うように配置されている。前記凸部と前記凹部
とは、対向されるＺ字状の端面を対応するプレート３
６，３８に規定する。

【００２０】固定器２０，２２は、対応する吸着部が第
１の状態におかれると、移動基準部に磁気的に吸着固定
されることにより、移動基準部に対し移動不能の状態に
おかれるが、対応する吸着部が第２の状態におかれる
と、移動基準部から解放されることにより、移動基準部
に対し移動可能の状態におかれる。

【００２１】一方の固定器２０の吸着部２８が第１の状
態におかれかつ他方の固定器２２の吸着部が第２の状態
におかれた状態で、伸縮器１８が伸長（または収縮）さ
れると、他方の固定器２２は一方の固定器２０に対して
離れる方向（または接近する方向）へ移動される。一方
の固定器２０の吸着部２８が第２の状態におかれかつ他
方の固定器２２の吸着部が第１の状態におかれた状態
で、伸縮器１８が収縮（または伸長）されると、一方の
固定器２０は他方の固定器２２に対して接近する方向
（または離れる方向）へ移動される。このような工程を
繰り返すことにより、伸縮装置１２は移動基準部に対し
尺取虫状に移動される。

【００２２】伸縮装置１２のように、両固定器２０，２
２が伸縮器１８に上下方向へ揺動可能に連結されている
と、吸着部２８が移動基準部に常に正しい状態で接触す
るから、吸着部２８が移動基準部に押し付けられるよう
に、または引き付けられるように、固定器２０，２２が
相対的に移動することがない。その結果、移動基準部に
対する固定器２０，２２の移動が安定化するから、一回
の伸縮による被移動部材１０の変位量が一定になり、被
移動部材の移動量が安定化する。

【００２３】図１に示すように、光学装置１４は、レー
ザ発振器、レーザダイオード、発光ダイオード等、単色
光またはそれに近い光を発生する光源４０を含む。光源
４０から発生される光線は、レンズ４２により平行光線
に変更される。この平行光線は、ビームスプリッタ４４
により２つの光線Ｂ1 ，Ｂ2 に分割される。分割光線Ｂ
1 およびＢ2 は、それぞれ、分割光線毎に設けられたガ
イド４６および４８と、共通の波長板５０とを介して、
分割光線毎に設けられた反射鏡５２および５４に照射さ
れる。

【００２４】光源４０とレンズ４２とは、一方の固定器
２０（または、プレート３６）に配置されている。ビー
ムスプリッタ４４と光ガイド４６，４８と波長板５０と
は、光線Ｂ1 およびＢ2 をそれぞれ図２に示す伸縮装置
１４の伸縮方向（図において左右方向）と平行に指向さ
せて反射鏡５２および５４に入射させるように、一方の
固定器２０のプレート３６に配置されている。

【００２５】反射鏡５２は、反射鏡５２からの反射光線
Ｂ3 の進行方向が反射鏡５２への入射光線Ｂ1 のそれと
平行となるように、一方の固定器２０のプレート３６に
配置されている。反射鏡５４は、反射鏡５４からの反射
光線Ｂ4 の進行方向が反射鏡５４への入射光線Ｂ2 のそ
れと平行となるように、他方の固定器２２のプレート３
８に配置されている。これにより、光線Ｂ3 およびＢ4
は、それぞれ、対応するガイド４６および４８内をビー
ムスプリッタ４４に向けて進む。

【００２６】ビームスプリッタ４４は、垂直偏光波およ
び水平偏光波の一方を反射させ、垂直偏光波および水平
偏光波の他方を通過させる、いわゆる偏光ビームスプリ
ッタである。波長板５０は、これを通過する光線をほぼ
９０度移相させる、いわゆる４分の１波長板である。こ
のため、光ガイド４６，４８内をビームスプリッタ４４
に向かう光線は、波長板５０を２回、すなわち反射鏡５
２，５４へ入射する前と反射鏡５２，５４から反射した
後とに通過することにより、垂直偏光波が水平偏光波
に、水平偏光波が垂直偏光波にそれぞれ変換され、ビー
ムスプリッタ４４において干渉光線Ｂ5 に合成される。

【００２７】ビームスプリッタ４４と反射鏡５２との間
の光路長、および反射鏡５２からビームスプリッタ４４
に入射する光線Ｂ3 の位相は、伸縮装置１２の伸縮と無
関係に、一定である。しかし、伸縮装置１２が伸縮され
ると、伸縮装置１２の伸縮方向における固定器２０，２
２の相対的な位置が変化するから、ビームスプリッタ４
４と反射鏡５４との間の光路長、および反射鏡５４から
ビームスプリッタ４４に入射する光線Ｂ4 の位相は、伸
縮装置１２の伸縮にともなって変化する。従って、ビー
ムスプリッタ４４により合成される干渉光線Ｂ5 の位相
も、伸縮装置１２の伸縮にともなって変化する。

【００２８】反射鏡５２，５４は、プレート３６，３８
の前記した凸部にあって、伸縮装置１２の伸縮方向にお
けるほぼ同じ位置に、すなわちビームスプリッタ４４と
反射鏡５２，５４との間の光路長がほぼ同じとなる位置
に配置されている。これにより、反射鏡５２への入反射
光線のための光路と反射鏡５４への入反射光線のための
光路とを接近させ、風、温度変化等の外乱および光線の
波長変動に起因する光線Ｂ5 への影響を少なくすること
ができる。

【００２９】光線Ｂ5 は、無偏光ビームスプリッタ５６
により２つの光線Ｂ6 ，Ｂ7 に分割される。ビームスプ
リッタ５６により分割された一方の光線Ｂ6 は受光器５
８に指向されて、受光器５８により電気信号に変換され
る。ビームスプリッタ５６および受光器５８は、一方の
固定器２０（またはプレート３６）に支持されている。

【００３０】ビームスプリッタ５６により分割された他
方の光線Ｂ7 は、任意なスクリーンに指向される。スク
リーンに投影された光スポットは、光学装置１４の調整
作業時に、光スポットを目視しつつ、光スポットが所定
の形状となるように光学軸線を調整することに利用する
ことができる。受光器５８の検出信号は、干渉光線Ｂ5
の位相に応じて異なるから、反射鏡５２，５４の相対的
な変位量に応じて異なる。このため、受光器５８の検出
信号を基に、伸縮装置１２の一回の伸縮量および総伸縮
量を得ることができる。

【００３１】なお、図１によれば、光線Ｂ₁ 〜Ｂ₇ が２
本のビームから成るように見えるが、実際には光線Ｂ₁
〜Ｂ₇ は１本のビームから成る。また、ビームッスプリ
ッタ５６が２つのスプリッタ部材を備えるように見える
が、これはビームスプリッタを斜めに示したためであ
り、従って実際にはビームッスプリッタ５６は１つのス
プリッタ部材を備える。

【００３２】受光器５８は、図４に示すように、光スポ
ット６０の前後方向に異なる箇所を受光するように対応
して配置された、ホトダイオードのような一対の受光素
子６２をそれぞれ有する。このため、両受光素子６２の
検出信号は伸縮器１８の伸縮量の相対的な差に応じて異
なり、従って受光素子６２の検出信号の差を基に反射鏡
５２，５４の相対的なヨーイング（横揺れ）の量を得る
ことができる。

【００３３】図４に示す例では、受光素子６２は、ホト
ダイオードであるが、ホトトランジスタ等他の素子であ
ってもよい。受光器５８は、対応する光線が受光素子６
２に直接入射する構造であってもよいし、対応する光線
を光ファイバーにより所定の受光素子６２に案内する構
造であってもよい。

【００３４】演算制御装置１６は、伸縮装置１２を伸縮
させかつ固定器２０，２２の吸着部２８を第１の状態と
第２の状態とに選択的に切り換えるドライバー６４と、
受光器５８から出力される電流値を電圧値に変換するＩ
／Ｖコンバータ６６と、コンバータ６６から出力される
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバー
タ６８と、Ａ／Ｄコンバータ６８の出力信号を基に伸縮
装置１２の伸縮量を算出すると共にドライバー６４を制
御するための第１および第２の制御信号を出力する演算
制御回路７０と、演算制御回路７０から出力される制御
信号をドライバー６４に出力する出力回路７２とを含
む。

【００３５】受光器５８からの出力信号は、Ｉ／Ｖコン
バータ６６において受光素子毎の電圧値に変換され、次
いでＡ／Ｄコンバータ６８において受光素子毎のデジタ
ル信号に変換された後、演算制御回路７０に供給され
る。

【００３６】演算制御回路７０は、入力する受光素子毎
の信号を基に、伸縮器１８の伸縮量を伸縮器のそれぞれ
に対応させて算出すると共に伸縮装置１２の総伸縮量を
算出し、さらに反射鏡５２，５４の相対的なヨーイング
量を算出し、算出した各値を基に第１および第２の制御
信号を発生する。第１の制御信号は反射鏡５２，５４の
相対的なヨーイングを修正すべく伸縮器１８の伸縮量を
伸縮器毎に指示する指令を含み、第２の制御信号は固定
器２０，２２の吸着部２８を第１の状態と第２の状態と
に選択的に切り換える固定器毎の指令を含む。

【００３７】伸縮装置１２の伸縮量、反射鏡５２，５４
の相対的なヨーイング量は、干渉光線Ｂ5 の位相が反射
鏡５２に対する反射鏡５４の変位量に応じて異なり、受
光器５８の検出信号が干渉光線Ｂ5 の位相に応じて異な
るから、受光素子毎に得られた信号すなわち伸縮器毎の
伸縮量を基に算出することができる。

【００３８】ドライバー６４は、演算制御回路７０から
出力回路７２を介して供給される制御信号を基に、伸縮
器１８を制御信号に応じた値だけ伸縮させる駆動信号を
伸縮器毎に配置された線７４，７６を介して伸縮器１８
に個々に供給して伸縮器を駆動させ、また、固定器２
０，２２の吸着部２８を第１の状態と第２の状態に選択
的に切り換える駆動信号を固定器毎に配置された線７
８，８０を介して固定器２０，２２に個々に供給して固
定器を駆動させる。

【００３９】結果として、伸縮装置１２は、一方の固定
器の吸着部が第１の状態に切り換えられかつ他方の固定
器の吸着部が第２の状態に切り換えられた状態で、伸縮
器が伸長される工程と、一方の固定器の吸着部が第２の
状態におかれかつ他方の固定器の吸着部が第１の状態に
おかれた状態で、伸縮器が収縮される工程とを繰り返す
ことにより、移動基準部に対して移動される。

【００４０】移動させるべき部材および位置決めすべき
部材等の被移動部材は、一方の固定器２０または２２に
取り付けられ、作動装置１０の移動にともなって作動装
置１０と共に移動基準部に対して移動される。

【００４１】しかし、被移動部材を移動基準部に取り付
けるか、被移動部材自体を移動基準部とし、移動基準部
自体を作動装置１０により移動させてもよい。この場合
には、例えば、一方の固定器が任意な支持手段に移動不
能に取り付けられた後に、一方の固定器の吸着部が第２
の状態におかれ、他方の固定器が移動基準部を吸着した
状態で、伸縮器が伸長（または収縮）される工程と、他
方の固定器の吸着部が第２の状態におかれ、一方の固定
器が移動基準部を吸着した状態で、伸縮器が収縮（また
は伸長）される工程とが繰り返される。

【００４２】被移動部材を伸縮装置１０により繰り返し
往復移動させるように、伸縮装置１０を利用してもよ
い。この場合、例えば、被移動部材が一方の固定器に取
り付けられているならば、一方の固定器の吸着部が第２
の状態におかれ、他方の固定器が移動基準部を吸着した
状態で、伸縮器が伸縮される工程が繰り返される。また
例えば、被移動部材が移動基準部に取り付けられている
か、またはそれ自体が移動基準部であるならば、一方の
固定器が任意な支持手段に移動不能に取り付けられた
後、一方の固定器の吸着部が第２の状態におかれ、他方
の固定器が移動基準部を吸着した状態で、伸縮器が伸縮
される工程が繰り返される。

【００４３】上記のように、作動装置１０によれば、光
源、一方の反射鏡、各種のビームスプリッタ、光ガイド
および両受光器を一方の固定器に配置し、他方の反射鏡
を他方の固定器に配置したから、伸縮器の一回の伸縮量
が微小であっても、両固定器の相対的な微小変位量を正
確に得ることができ、その結果被移動部材の微小移動量
および総移動量を正確に測定することができる。

【００４４】作動装置１０によれば、また、伸縮器の伸
長時および収縮時のいずれにおいても、いずれかの固定
器が移動基準部に対し磁気的に吸着固定されることによ
り、その固定器が他の固定器の変位のための反力体とし
て作用するから、一回の伸縮による変位量が安定する。
また、上向きでしかも水平の移動基準部のみならず、傾
斜した移動基準部、上下方向に伸びる移動基準部、およ
び下向きの移動基準部のいずれであっても、作動装置１
０が移動基準部に対し自重により変位することがない。

【００４５】作動装置１０のように、光線Ｂ1 ，Ｂ2 ，
Ｂ3 ，Ｂ4 の進行方向が伸縮装置の伸縮方向と平行であ
るならば、光線Ｂ1 ，Ｂ2 の光路と、光線Ｂ3 ，Ｂ4 の
光路とを接近させ、両光路を経る光線に作用する風、温
度変化等の外乱による影響を本質的に同じとすることが
できるから、両固定器ひいては両反射鏡の相対的な微小
変位量をより正確に測定することができる。

【００４６】また、両反射鏡を、伸縮装置の伸縮方向に
おける本質的に同じ位置に配置すれば、両反射鏡を経る
光線のための光路長がほぼ同じになるから、両光線の外
乱および波長変動による影響が本質的に同じになり、そ
の結果両固定器の相対的な微小変位量をより正確に測定
することができる。

【００４７】さらに、ビームスプリッタ４４と反射鏡５
２との間およびビームスプリッタ４４と反射鏡５４との
間に、それぞれ、本質的に同じ材質のガイド４６および
４８を配置すれば、ビームスプリッタ４４において干渉
される光線Ｂ3 ，Ｂ4 の外乱による影響が本質的に同じ
になり、両固定器の相対的な微小変位量をより正確に測
定することができる。

【００４８】上記のような各種の手法により、光線Ｂ1
，Ｂ2 と、光線Ｂ3 ，Ｂ4 とに作用する風、温度変化
等の外乱および光線の波長変動による影響を本質的に同
じにするならば、発光ダイオードのように小型で廉価な
光源を用いても、両固定器ひいては両反射鏡の相対的な
微小変位量をより正確に測定することができる。

【００４９】光線Ｂ7 を任意なスクリーンの照射させ、
そのスクリーンに得られた像を目視しつつ、光学装置の
光学系を調整すれば、光学装置１４の光学軸線の調整作
業が容易になる。

【００５０】複数の受光素子により干渉光線のスポット
の互いに異なる箇所を受光すれば、既に述べたように、
両固定器ひいては両反射鏡の相対的なヨーイングの度合
いを得ることができる。

【００５１】図５に固定器の好ましい実施例を示す。し
かし、本発明は、他の構造を有する固定器を用いてもよ
い。

【００５２】図５に示す固定器１００は、磁性材料製の
ヨーク１０２と、該ヨーク内に収容された電磁石１０４
と、ヨーク１０２内に配置された永久磁石１０６とを含
む。ヨーク１０２は、筒部１０８と、該筒部の一端を閉
鎖する底部１１０とにより、平面形状が円形または角形
のキャップ状に形成されている。

【００５３】電磁石１０４の鉄心１１２は、主体部１１
４と、該主体部の一端に形成されたフランジ部１１６と
を備えており、またフランジ部１１６が底部１１０の側
にあって筒部１０８および底部１１０から間隔をおくよ
うに、ヨーク１０２内に配置されている。電磁石１０４
の励磁コイル１１８は、鉄心１１２の周りに配置されて
おり、また樹脂１２０に埋め込まれている。

【００５４】永久磁石１０６は、厚さ方向に磁化された
板状の磁石であり、また底部１１０とフランジ部１１６
との間に配置されて、底部１１０およびフランジ部１１
６に磁気的に接触されている。以下の説明では、永久磁
石１０６は、図示のように、底部１１０の側がＳ、鉄心
１１２の側がＮとなるように磁化されているものとする
が、これと逆に磁化されていてもよい。

【００５５】固定器１００の吸着部１２２は、ヨーク１
０２の筒部１０８と鉄心１１２の主体部１１４とにより
規定される。筒部１０８とフランジ部１１６との間の空
隙１２４は、永久磁石１０６からの磁束の漏洩磁路とし
て作用する。

【００５６】励磁電流が励磁コイル１１２に供給されて
いないとき、永久磁石１０６からの磁束が吸着部１２２
を経る磁束と漏洩磁路１２４を経る磁束とに分割される
から、吸着部１２２は吸着力が小さい状態におかれる。
励磁コイル１１８に励磁電流が供給されると、永久磁石
１０６の磁束成分と電磁石１０４の磁束成分とが吸着部
１２２と漏洩磁路１２４とを経ることになる。

【００５７】しかし、鉄心１１２を図示のように励磁さ
せる励磁電流が励磁コイル１１８に供給されていると、
吸着部１２２を経ようとする永久磁石１０６および電磁
石１０４の両磁束成分の向きが同じであるのに対し、漏
洩磁路１２４を経ようとする永久磁石１０６および電磁
石１０４の両磁束成分の向きが逆であるから、漏洩磁路
１２４を経ようとする両磁束成分は漏洩磁路１２４を経
ることを阻止し合う。その結果、吸着部１２２は、該吸
着部を経る電磁石１０４および永久磁石１０６の両磁束
成分により、吸着力の大きい第１の状態におかれる。

【００５８】また、鉄心１１２が図示と逆に励磁される
励磁電流が励磁コイル１１８に供給されていると、吸着
部１２２を経ようとする永久磁石１０６および電磁石１
０４の両磁束成分の向きが逆であるのに対し、漏洩磁路
１２４を経ようとする永久磁石１０６および電磁石１０
４の両磁束成分の向きが同じであるから、吸着部１２２
を経ようとする両磁束成分は吸着部１２２を経ることを
阻止し合う。その結果、吸着部１２２は第２の状態にお
かれる。

【００５９】固定器１００において、吸着部１２２を完
全な第２の状態におくためには、吸着部１２２を経よう
とする電磁石１０４および永久磁石１０６の両磁束成分
を同じにすればよい。また、残留磁気による残留吸着力
を減少させるべく、吸着部１２２に非磁性体を配置して
もよいし、鉄心を吸着部から後退させて、鉄心と吸着部
との間に磁気的間隙を形成してもよい。

【００６０】固定器１００によれば、励磁電流が励磁コ
イル１１８に供給されていないときも、吸着部１２２が
小さい吸着力を有する状態におかれるから、固定器１０
０は移動基準面に対して変位しない。また、吸着部１２
２を第１の状態におくときと第２の状態におくときのい
ずれも励磁電流を励磁コイル１１８に供給するから、吸
着部１２２を第１の状態におくときと第２の状態におく
ときのいずれか一方のみに励磁電流を励磁コイルに供給
する場合に比べ、励磁電流量が少なく、コイルによる発
熱が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作動装置の一実施例を示す図である。

【図２】本発明の作動装置における伸縮装置の一実施例
を示す斜視図である。

【図３】本発明の作動装置における伸縮装置の他の実施
例を示す斜視図である。

【図４】受光素子とビームスポットとの関係を説明する
ための図である。

【図５】固定器の一実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 作動装置 １２ 伸縮装置 １４ 光学装置 １６ 制御装置 １８ 伸縮器 ２０，２２，１００ 固定器 ２４，２６ 継手（連結手段） ２８，１２２ 吸着部 ３０ 板状部 ３２ 接続部 ３４ 切込み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 喜之 長野県上田市大字殿城383−１ 審査官 中島 次一 (56)参考文献 特開 昭63−238416（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の方向に伸縮する伸縮装置を含み、
   該伸縮装置は、電気的または磁気的に伸縮される素子を
   備えた伸縮手段と、該伸縮手段にこれの伸縮方向に間隔
   をおいた箇所に連結されかつ前記伸縮手段の伸縮によっ
   て相寄り相離れる方向へ変位される複数の固定手段であ
   って移動基準部を磁気的に吸着可能の第１の状態と移動
   基準部を磁気的に吸着不能の第２の状態とに選択的に切
   換え可能の磁気的吸着部を有する複数の固定手段と、前
   記固定手段に個々に対応して設けられかつ対応する固定
   手段を前記伸縮手段に、前記第１の方向と直交する第２
   の方向へ揺動可能に連結する連結手段とを備え、前記第
   １の方向が水平方向でありかつ前記吸着部が下方の側で
   あるとしたとき、前記第２の方向は上下方向である、作
   動装置。
2. 【請求項２】 前記連結手段は、対応する固定手段を前
   記第１および第２の方向と直交する第３の方向への揺動
   不能に前記伸縮手段に連結する、請求項１に記載の作動
   装置。
3. 【請求項３】 前記伸縮手段は、前記第１の方向に伸縮
   可能の複数の伸縮器であって前記第３の方向に隣り合っ
   て配置されかつ前記固定手段に並列的に連結された複数
   の伸縮器を備える、請求項１または２に記載の作動装
   置。
4. 【請求項４】 前記連結手段は、前記第１の方向に間隔
   をおきかつ互いに対向された一対の板状部であって前記
   第３の方向へ連続して伸びる接続部において互いに一体
   的に接続された一対の板状部を有し、一方の板状部は前
   記伸縮手段に連結され、他方の板状部は前記固定手段に
   連結されている、請求項１，２または３に記載の作動装
   置。