JP2785860B2

JP2785860B2 - 多自由度位置決めステージ

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Publication number: JP2785860B2
Application number: JP7019315A
Authority: JP
Inventors: 和也廣瀬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH08211173A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は精密測定器具、精密加工
機械、精密組立て装置等に適用可能な多自由度位置決め
ステージに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、精密測定器具、精密加工機械、精
密組立て装置等に適用可能な位置決めステージであるＸ
ＹＺまたはＸＹΘステージは、そのＸ、ＹおよびＺ
（Θ）三軸のそれぞれのステージを三段に積み重ねて構
成されるのが一般的な構造となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
方式では部品点数が多くなると共に、積み重ねによる高
さが高く不安定になり、上のステージは下のステージの
精度の影響を受ける。また、三軸を組み合わせるときの
組立て精度の確保が困難となる。更に、上のステージ
は、その絶対位置の検出が難しくなると共に移動に伴い
ケーブルを引きずることになるため、ケーブルが損傷し
やすく、故障を引き起こすおそれがある。本発明はかか
る欠点を解消するために提案されたものであって、機構
の簡素化を図り、積み重ね方式による弊害を取り除くよ
うにした、多自由度位置決めステージを提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、テーブルを、位置決め調節する多自
由度位置決めステージであって、筒状のケースの両端に
固定された支持部材間にケース長軸方向に一対のねじ軸
を設けて、前記支持部材の一方にねじ軸を回動させるた
めの原動機を装着する一方、前記支持部材の他方に二つ
の長尺状の摺動部材を、ねじ軸を結ぶ線に、摺動部材を
結ぶ線が直交するように、案内部材を介してケース内外
に突没可能に構成し、前記ケース内において、摺動部材
の一端側を、ねじ軸上を移動するナットと連結する一
方、前記摺動部材の他端に、それぞれリンクおよび平行
リンクを取り付けると共に前記リンクの他端部を平行リ
ンクの一方の中間点に軸着し、前記平行リンクの他端に
テーブルを軸着し、前記原動機によりねじ軸を回動させ
てナットを介して、二つの摺動部材を選択的または組み
合わせて案内部材を介して突没移動調節することで、平
行リンクおよびリンクを連動変位させ、前記テーブルを
摺動部材の軸方向およびこの軸方向に対して直角方向に
移動調節することを特徴とする。また本発明は、テーブ
ルを、位置決め調節する多自由度位置決めステージであ
って、基台の長手方向両端面間に、案内部材と案内部材
に平行に３つのねじ軸を備え、これらねじ軸を回動駆動
させるための原動機を備え、前記ねじ軸には、それぞれ
案内部材上を摺動する第１、第２、第３摺動部材と、こ
れら第１〜第３摺動部材と一体構造のナットを移動可能
に設け、第１〜第３摺動部材のいずれかにリンクの一端
部を軸着する一方、残余の摺動部材に、それぞれ一対の
等長リンクの一端部を軸着し、前記リンクの他端部を等
長リンク中間点に、前記一対の等長リンクの他端部にテ
ーブルを軸着する構成とし、前記第１〜第３摺動部材を
選択的または組み合わせて摺動させることで、テーブル
を案内部材の軸方向およびこの軸方向に対して直角方向
に移動調節すると共に、これら軸方向を含む面に鉛直な
軸回りに旋回させて、前記テーブルを移動調節すること
を特徴とする。また本発明は、テーブルを、位置決め調
節する多自由度位置決めステージであって、基台の長手
方向両端面間に、案内部材と案内部材に平行に３つのね
じ軸を備え、これらねじ軸を回動駆動させるための原動
機を備え、前記ねじ軸には、それぞれ案内部材上を摺動
する第１、第２、第３摺動部材と、これら第１〜第３摺
動部材と一体構造のナットを移動可能に設け、前記第１
摺動部材に第１の平行リンクの一端部を起伏可能に軸着
すると共に、他端部に中間テーブルを軸着支持するよう
にし、前記第２摺動部材に第１のリンクの一端部を起伏
可能に軸着して、この第１リンクの他端部を前記第１平
行リンクのリンクに軸着し、前記中間テーブルの上面に
ＸＹ軸を含む平面方向に指向させた第２の平行リンクの
一端部を軸着し、第３摺動部材にＸＹ軸を含む平面方向
に指向させた第２のリンクの一端部を軸着すると共に第
２リンクの他端部に鉛直上に案内軸を立設し、この案内
軸に前記第２平行リンクの一方のリンクを移動自在に連
結して、第２平行リンクの他端部にテーブルを軸着し、
前記第１〜第３摺動部材を選択的または組み合わせて摺
動させることで、テーブルを案内部材の軸方向およびこ
の軸方向に対して直角方向、並びにこれら軸方向を含む
面に鉛直な軸方向に移動調節することを特徴とする。さ
らに本発明は、テーブルを、位置決め調節する多自由度
位置決めステージであって、基台の長手方向両端面間
に、案内部材と案内部材に平行に３つのねじ軸を備え、
これらねじ軸を回動駆動させるための原動機を備え、前
記ねじ軸には、それぞれ案内部材上を摺動する第１、第
２、第３摺動部材と、これら第１〜第３摺動部材と一体
構造のナットを移動可能に設け、前記第１〜第３摺動部
材のいずれかに第１のリンクの一端部を軸着する一方、
残余の摺動部材に、それぞれ等長の第２、第３のリンク
の一端部を軸着し、前記第１リンクの他端部を第２、第
３リンクのうちの一つに、第２、第３リンクの他端部に
テーブル下面を球面軸受を介して軸着する構成とし、前
記第４摺動部材または第５摺動部材のいずれか一方に第
４のリンクの一端部を軸着して他方に第５のリンクの一
端部を軸着すると共に、前記第４リンクの他端部を第５
リンクの中間部に軸着し、前記第４リンクの他端部をテ
ーブル上面に球面軸受を介して軸着する構成とし、前記
第１〜第５摺動部材を選択的または組み合わせて摺動さ
せることで、テーブルを案内部材の軸方向およびこの軸
方向に対して直角方向に移動調節するようにし、並びに
これら軸方向を含む面に鉛直な軸回りに前記テーブルを
旋回調節する一方、テーブルを、案内部材の軸回り、案
内部材の軸方向に対して直角方向の軸回りに旋回調節す
ることを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明によれば、位置決めのための駆動機構で
ある、ねじ軸、原動機を一平面をなす基台に構成し、こ
れらねじ軸、原動機を、位置決め可能な軸方向のうち、
一軸方向に沿って構成して、残りの位置決めの軸方向へ
は、間接的な機構により達成しているので、機構が簡単
で積み重ねの部分が少なく、且つ部品点数が少なく、全
体の高さを低く保つことができるので、装置全体が安定
する。従って、組立てが容易なので組立て精度が向上す
る。さらには、積み重ねによる位置決め精度への影響を
排除することができる。

【０００６】

【実施例】次に、本発明にかかる多自由度位置決めステ
ージの一実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら説明
する。図１に二自由度位置決めステージ１を示し、この
二自由度位置決めステージ１は、テーブル（後述）を、
Ｘ軸、Ｙ軸方向に調節して位置決め調節する機能を有す
るもので、筒状のケース２の両端に固定された支持部材
３ａ、３ｂ間にケース２長軸方向にねじ軸５ａ、５ｂを
設けて、ケース２外の支持部材３ｂにねじ軸５ａ、５ｂ
を回動させるためのモータ６ａ、６ｂを装着している。
また、モータ６ａ、６ｂを装着した支持部材３ｂの対向
する支持部材３ａには、ねじ軸５ａとねじ軸５ｂとを結
ぶ線に直交する線上に、長尺状の摺動部材７ａと摺動部
材７ｂとを位置させ（図２参照）、これら摺動部材７
ａ、７ｂを案内部材４ａ、４ｂを介してケース２内外に
突没可能に構成している。また前記ケース２内におい
て、摺動部材７ａ、７ｂの一端側は、それぞれねじ軸５
ａ、５ｂ上を移動するナット８ａ、８ｂと連結してい
る。そして、前記摺動部材７ａ、７ｂの他端側には、そ
れぞれ、平行リンク９、およびリンク１０が取り付けら
れている。また、前記平行リンク９の先端側には、テー
ブル１１が軸着されている。

【０００７】前記平行リンク９は、摺動部材７ａ他端側
において、平行リンク９を構成する一対のリンク９ａ，
９ｂが、図１中、Ｘ軸方向に、またＸＹ平面に直交する
方向にそれぞれ所定間隔ずらして軸着されている。一
方、摺動部材７ｂの他端側に軸着されたリンク１０は、
長さが前記平行リンク９である一対のリンク９ａ，９ｂ
の１／２に設定されており、前記リンク１０を、リンク
９ａの中間点に軸着している。

【０００８】以上のように二自由度位置決めステージ１
は構成されるので、モータ６ａ、６ｂを起動して摺動部
材７ａ、７ｂを同方向に同時に当距離だけ移動させるよ
うにすれば、摺動部材７ａ、７ｂの他端間の距離は不変
であるので、テーブル１１を左右（Ｘ軸方向）のみに移
動させることができる。一方、モータ６ａ、６ｂ双方を
逆転起動するか、互いに異なる適当時間起動し、または
モータ６ａ、モータ６ｂいずれかを起動してねじ軸５
ａ、５ｂ、ナット８ａ、８ｂを介して摺動部材７ａ、７
ｂをケース２から進退作動させれば、テーブル１１は上
下（Ｙ軸方向）方向にも移動させることができるので、
前記テーブル１１を位置決めを容易に行うことができ
る。なお、前記二自由度位置決めステージ１では、筒状
のケース２内にケース２長軸方向にねじ軸５ａ、５ｂを
収容してす構成したことにより、スペースをとらず、通
常の構造の位置決めステージでは適用できないような狭
隘な箇所に設置して用いることができる。

【０００９】また、本発明は、図３に示すような三自由
度位置決めステージ２０として、実現することができ
る。なお、本実施例において、前述の実施例と実質的に
同様の機能の構成要素には、同符号を付してその詳細な
説明は省略する。この場合の三自由度位置決めステージ
２０は、三自由度（ＸＹΘ）、すなわち、ＸＹ方向、お
よびＸＹ軸を含む平面に鉛直な軸（Ｚ軸）回りに旋回可
能に構成されている。かかる三自由度位置決めステージ
２０では、ベース２の支持部材３ａ、３ｂ間に、案内部
材４と案内部材４に平行にねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃを有
し、これらねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃを回動駆動させるた
めのモータ６ａ、６ｂ、６ｃを備えている。また、ねじ
軸５ａ、５ｂ、５ｃには、それぞれ案内部材４上を摺動
する第１、第２、第３摺動部材７ａ、７ｂ、７ｃと一体
構造のナット８ａ、８ｂ、８ｃが移動可能に設けられて
いる。そして、第１摺動部材７ａにリンク９の一端部を
軸着し、第２、第３摺動部材７ｂ、７ｃに、それぞれ一
対の等長リンク２１ａ、２１ｂの一端を軸着し、前記リ
ンク９の他端部を等長リンク２１ａ中間点に、一対の等
長リンク２１ａ、２１ｂの他端部にテーブル１１を軸着
した構造としている。

【００１０】このような三自由度位置決めステージ２０
において、図４のように、実質的な可動部を簡略的に示
すことができるが、直線にて示す案内部材４をＸ軸方向
とし、案内部材４に直角な方向をＹ軸方向とすると、モ
ータ６ａ〜６ｃを起動して第１〜第３摺動部材７ａ〜７
ｃ間相互の距離を変えないように、案内部材４上を第１
〜第３摺動部材７ａ〜７ｃを移動させれば、テーブル１
１のＸ軸方向の位置決めを行うことができる（図５参
照）。また、テーブル１１をＹ軸方向に移動させて位置
決めを行うには、第１摺動部材７ａを停止しておき、第
２、第３摺動部材７ｂ、７ｃを同方向に等距離移動させ
ればよい（図６、図７参照）。さらに、テーブル１１を
ＸＹ軸を含む平面に鉛直なＺ軸回りに旋回させて、位置
決めを行うには、第１、第２摺動部材７ａ、７ｂを固定
しておき、第３摺動部材７ｃを移動調節することで達成
することができる（図８、図９参照）。

【００１１】本発明は、図１０、図１１に示すような三
自由度位置決めステージ３０として、実現することがで
きる。この三自由度位置決めステージ３０は、Ｘ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸方向にテーブル１１を位置決めする構成として
いる。すなわち、この三自由度位置決めステージ３０
は、第１の平行リンク３１の一端を第１摺動部材７ａの
上面に、他端を中間テーブル３２に軸着する一方、第２
摺動部材７ｂに第１のリンク３３の一端を軸着して、こ
の第１リンク３３の他端を前記第１平行リンク３１のリ
ンク３１ｂ中間点に軸着する。さらに、中間テーブル３
２の上面に水平方向（ＸＹ軸を含む平面方向）に指向さ
せた第２の平行リンク３４の一端を軸着し、第２平行リ
ンク３４の中間点を、第３摺動部材７ｃに一端を軸着し
たＸＹ軸を含む平面方向に向けた第２のリンク３５の他
端から鉛直方向に立設したロッド３６に、ボールブッシ
ュ３７を介して接続している。そして、前記第２平行リ
ンク３４の他端にテーブル１１を軸着している。

【００１２】以上のような三自由度位置決めステージ３
０において、第１摺動部材７ａのみを左右（Ｘ軸方向）
に移動し、第２摺動部材７ｂとの距離を増減すれば、中
間テーブル３２が上下（Ｚ軸方向）に移動し、第２平行
リンク３４がボールブッシュ３７を介してロッド３６を
ガイドとしてＺ軸方向に移動するので、テーブル１１も
Ｚ軸方向に移動する。従って、テーブル１１は、Ｘ軸、
Ｙ軸方向の位置は不変であり、Ｚ軸方向のみの位置決め
を行うことができる。また、第３摺動部材７ｃを固定
し、第１、第２摺動部材７ａ、７ｂを同方向に等距離だ
け移動すれば、テーブル１１はＹ軸方向に移動し、Ｘ
軸、Ｚ軸方向の位置は不変であるので、Ｙ軸方向の位置
決めが可能である。さらに、第１〜第３摺動部材７ａ〜
７ｃを同方向に等距離移動させれば、テーブル１１のＸ
軸方向の位置決めを行うことができる。

【００１３】本発明は、図１２に示すような五自由度位
置決めステージ４０として、実現することができる。こ
の五自由度位置決めステージ４０は、五自由度（ＸＹΘ
ｘΘｙΘｚ）の位置決めが可能である。すなわち、五自
由度位置決めステージ４０は、ベース２の支持部材３
ａ、３ｂ間に、第１の案内部材４１とねじ軸５ａ、５
ｂ、５ｃと、第２の案内部材４２と、ねじ軸５ｄ、５ｅ
とを配設したものである。前記第１摺動部材７ａに第１
のリンク４３、第２、第３摺動部材７ｂ、７ｃに、それ
ぞれ等長の第２、第３のリンク４４ａ、４４ｂの一端部
を軸着し、前記第１リンク４３の他端部を第２リンク４
４ａ中間点に、等長の第２、第３リンク４４ａ、４４ｂ
の他端部をテーブル１１下面に軸着した構造とし、第４
の摺動部材７ｄ、第５の摺動部材７ｅに第４のリンク４
５、第４リンク４５の長さの２倍長の第５のリンク４６
の一端を軸着し、第４リンク４５の他端を第５リンク４
６の中間点に連結する一方、第５リンク４６の他端を前
記テーブル１１上面に軸着した構造としている。前記テ
ーブル１１と、第２、第３リンク４４ａ、４４ｂの他端
並びに第５リンク４６の他端とは、図１３、図１４に示
すように、球面軸受４７、４８によって軸着した構造で
ある。

【００１４】 Θｘ、Θｙ方向の位置決め動作について説明する。第１
〜第４摺動部材７ａ〜７ｄを固定し、第５摺動部材７ｅ
のみをＸ軸方向に移動させると、第３リンク５４とテー
ブル１１との軸着部はＹ軸方向に力を受け、テーブル１
１は、Ｘ軸回り、すなわちΘｘに旋回する。また、第１
〜第３摺動部材７ａ〜７ｃを固定し、第４、第５摺動部
材７ｄ、７ｅを同方向に等距離だけ移動すれば、第３リ
ンク４４とテーブル１１との軸着部はＸ軸方向に力を受
け、テーブル１１は、Ｙ軸回り、すなわち、Θｙ方向に
旋回する。

【００１５】以上、本発明にかかる多自由度位置決めス
テージについて、種々実施例を挙げ、説明したが、案内
部材を摺動する摺動部材、リンクの適切な組合せによ
り、テーブル１１の多軸に渡る複雑な位置決めが可能と
なり、自由度の高いステージが得られる。なお、実施例
中における案内部材は全て直線状部材であるが、湾曲し
た案内部材でも本発明を構成することができる。さら
に、前述の実施例においては、モータ、ねじ軸、ナット
によって構成する駆動機構の一例を挙げ、説明したが、
駆動機構には他の周知の機構、例えば、タイミングベル
ト、送りねじ機構、トラクション機構シリンダー、リニ
アモータ等のアクチュエータ機構を適用することができ
る。

【００１６】すなわち、本発明にかかる多自由度位置決
めステージは、図１４に示すような構成によっても実現
することができる。この二自由度位置決めステージ５０
は、ベース２長手方向中心軸に沿って第１、第２の案内
部材５１、２を設けると共に、これら第１、第２の案内
部材５１、５２の両外側に、ねじ軸５ａ、５ｂを配設し
て構成し、ねじ軸５ａ、５ｂを回転駆動させるためのモ
ータ６ａ、６ｂを備えている。前記第１案内部材５１
に、第１の摺動部材５３ａを設ける一方、第２案内部材
５２に第２の摺動部材５３ｂを設け、さらに、前記第１
案内部材５１に第３、第４の摺動部材５３ｃ、５３ｄを
設ける構成としている。前記第１摺動部材５３ａにリン
ク５４の一端部と、リンク５４の一端部と固定したピニ
オン５５を軸着し、第３、第４摺動部材５３ｃ、５３ｄ
に、それぞれリンク５４の２倍長の等長リンク５６ａ、
５６ｂの一端部を軸着して、これら等長リンク５６ａ、
５６ｂの他端部にテーブル１１を軸着している。また、
前記リンク６４の他端部は、等長リンク５６ａの中間部
に軸着している。第１摺動部材５３ａは、ねじ軸５ａ上
を移動するナット８ａと、第２摺動部材５３ｂはねじ軸
５ｂ上を移動するナット８ｂと一体的構造としている。
そして、第２摺動部材５３ｂには、前記第１摺動部材５
３ａに軸着したピニオン５５に噛み合うようにラック５
７が一体的に設けられている。

【００１７】以上のような二自由度位置決めステージ５
０において、モータ６ａ、６ｂを起動して、前記ねじ軸
５ａ、５ｂを同時に同僚だけ回転させると、ピニオン５
５とラック５７との位置関係は変わらず、従ってピニオ
ン５５は回転しないので、リンク５４および等長リンク
５６ａ、５６ｂは変位しない。従って、前記第１〜第４
摺動部材５３ａ〜５３ｄは、第１、第２案内部材５１、
５２上を同方向に同量だけ移動し、テーブル１１をＸ軸
方向（第１、第２案内部材５１、５２の軸方向）に位置
決めすることができるのである。一方、モータ６ａまた
はモータ６ｂを起動して第１摺動部材５３ａまたは第２
摺動部材５３ｂを移動させれば、ピニオン５５とラック
５７との相対位置関係が変位してピニオン５５が回転
し、リンク５４が連動回転して等長リンク５６ａ、５６
ｂを連動させるので、テーブル１１をＹ軸方向（第１、
第２案内部材６１、６２の軸方向と直角方向）に位置決
めすることができる。この場合、モータ６ａ、６ｂの起
動の仕方によってピニオン５５とラック５７との相対位
置関係を大きく変えることができるので、テーブル１１
の位置決め可能な範囲（Ｙ軸方向）を一層、広範囲なも
のとすることができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、機構が簡単で積み重ね
の部分が少ないので、部品点数が少なく、全体の高さを
低く保つことができるので、装置全体が安定する。ま
た、組立てが容易なので組立て精度が向上する。しか
も、案内部材を摺動する摺動部材、リンクの適切な組合
せにより、テーブルの多軸に渡る複雑な位置決めが可能
となり、自由度の高いステージが得られる。

【００１９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる多自由度位置決めステージにお
いて、二自由度位置決めステージの一実施例を示す概略
平面図である。

【図２】図１に示す二自由度位置決めステージをＸ軸方
向に位置決め調節したときの概略平面図である。

【図３】図１に示す二自由度位置決めステージをＹ軸方
向に位置決め調節したときの概略平面図である。

【図４】図１に示す二自由度位置決めステージをＸ軸方
向、Ｙ軸方向に位置決め調節したときの概略平面図であ
る。

【図１】本発明にかかる多自由度位置決めステージにお
いて、二自由度位置決めステージの一つの実施例を示す
概略平面図である。

【図２】図１に示す二自由度位置決めステージの、Ａ−
Ａ線に沿って切断してみた切断矢視図である。

【図３】本発明にかかる多自由度位置決めステージにお
いて、三自由度位置決めステージの一実施例を示す概略
平面図である。

【図４】図３に示す三自由度位置決めステージの簡略的
な機構説明図である。

【図５】図３に示す三自由度位置決めステージを、Ｘ軸
方向に位置決め調節したときの簡略的な機構説明図であ
る。

【図６】図３に示す三自由度位置決めステージを、Ｙ軸
方向に位置決め調節したときの簡略的な機構説明図であ
る。

【図７】図３に示す三自由度位置決めステージを、Ｙ軸
方向に位置決め調節したときの簡略的な機構説明図であ
る。

【図８】図３に示す三自由度位置決めステージを、Ｘ軸
Ｙ軸を含む平面に鉛直な軸回りに旋回して位置決め調節
したときの簡略的な機構説明図である。

【図９】図３に示す三自由度位置決めステージを、Ｘ軸
Ｙ軸を含む平面に鉛直な軸回りに旋回して位置決め調節
したときの簡略的な機構説明図である。

【図１０】本発明にかかる多自由度位置決めステージに
おいて、三自由度位置決めステージの別実施例を示す概
略平面図である。

【図１１】図１０に示す三自由度位置決めステージの概
略側面図である。

【図１２】本発明にかかる多自由度位置決めステージに
おいて、五自由度位置決めステージの一実施例を示す概
略平面図である。

【図１３】図１２に示す五自由度位置決めステージにお
いて、リンクとテーブルの軸着構造を示す断面説明図で
ある。

【図１４】図１２に示す五自由度位置決めステージにお
いて、リンクとテーブルの軸着構造を示す断面説明図で
ある。

【図１５】本発明にかかる多自由度位置決めステージに
おいて、二自由度位置決めステージのさらに別の実施例
を示す概略平面図である。

【符号の説明】１二自由度位置決めステージ２ケース３ａ、３ｂ支持部材４ａ第１案内部材４ｂ第２案内部材５ａ、５ｂねじ軸６ａ、６ｂモータ７ａ第１摺動部材７ｂ第２摺動部材８ａ、８ｂナット９平行リンク９ａ、９ｂリンク１０リンク１１テーブル２０、３０三自由度位置決めステージ２１ａ、２１ｂ等長リンク３１第１平行リンク３１ａ、３１ｂリンク３２中間テーブル３３第１リンク３４第２平行リンク３５第２リンク３６ロッド３７ボールブッシュ４０五自由度位置決めステージ４１第１案内部材４２第２案内部材４３第１リンク４４ａ第２リンク４４ｂ第３リンク４５第４リンク４６第４リンク４７、４８球面軸受５０二自由度位置決めステージ５１第１案内部材５２第２案内部材５３ａ第１摺動部材５３ｂ第２摺動部材５３ｃ第３１摺動部材５３ｄ第４摺動部材５４リンク５５ピニオン５６ａ、５６ｂ等長リンク５７ラック

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】テーブルを、位置決め調節する多自由
度位置決めステージであって、筒状のケースの両端に固
定された支持部材間にケース長軸方向に一対のねじ軸を
設けて、前記支持部材の一方にねじ軸を回動させるため
の原動機を装着する一方、前記支持部材の他方に二つの
長尺状の摺動部材を、ねじ軸を結ぶ線に、摺動部材を結
ぶ線が直交するように、案内部材を介してケース内外に
突没可能に構成し、前記ケース内において、摺動部材の
一端側を、ねじ軸上を移動するナットと連結する一方、
前記摺動部材の他端に、それぞれリンクおよび平行リン
クを取り付けると共に前記リンクの他端部を平行リンク
の一方の中間点に軸着し、前記平行リンクの他端にテー
ブルを軸着し、前記原動機によりねじ軸を回動させてナ
ットを介して、二つの摺動部材を選択的または組み合わ
せて案内部材を介して突没移動調節することで、平行リ
ンクおよびリンクを連動変位させ、前記テーブルを摺動
部材の軸方向およびこの軸方向に対して直角方向に移動
調節することを特徴とする多自由度位置決めステージ。
【請求項２】テーブルを、位置決め調節する多自由
度位置決めステージであって、基台の長手方向両端面間
に、案内部材と案内部材に平行に３つのねじ軸を備え、
これらねじ軸を回動駆動させるための原動機を備え、前
記ねじ軸には、それぞれ案内部材上を摺動する第１、第
２、第３摺動部材と、これら第１〜第３摺動部材と一体
構造のナットを移動可能に設け、第１〜第３摺動部材の
いずれかにリンクの一端部を軸着する一方、残余の摺動
部材に、それぞれ一対の等長リンクの一端部を軸着し、
前記リンクの他端部を等長リンク中間点に、前記一対の
等長リンクの他端部にテーブルを軸着する構成とし、前
記第１〜第３摺動部材を選択的または組み合わせて摺動
させることで、テーブルを案内部材の軸方向およびこの
軸方向に対して直角方向に移動調節すると共に、これら
軸方向を含む面に鉛直な軸回りに旋回させて、前記テー
ブルを移動調節することを特徴とする多自由度位置決め
ステージ。
【請求項３】テーブルを、位置決め調節する多自由
度位置決めステージであって、基台の長手方向両端面間
に、案内部材と案内部材に平行に３つのねじ軸を備え、
これらねじ軸を回動駆動させるための原動機を備え、前
記ねじ軸には、それぞれ案内部材上を摺動する第１、第
２、第３摺動部材と、これら第１〜第３摺動部材と一体
構造のナットを移動可能に設け、前記第１摺動部材に第
１の平行リンクの一端部を起伏可能に軸着すると共に、
他端部に中間テーブルを軸着支持するようにし、前記第
２摺動部材に第１のリンクの一端部を起伏可能に軸着し
て、この第１リンクの他端部を前記第１平行リンクのリ
ンクに軸着し、前記中間テーブルの上面にＸＹ軸を含む
平面方向に指向させた第２の平行リンクの一端部を軸着
し、第３摺動部材にＸＹ軸を含む平面方向に指向させた
第２のリンクの一端部を軸着すると共に第２リンクの他
端部に鉛直上に案内軸を立設し、この案内軸に前記第２
平行リンクの一方のリンクを移動自在に連結して、第２
平行リンクの他端部にテーブルを軸着し、前記第１〜第
３摺動部材を選択的または組み合わせて摺動させること
で、テーブルを案内部材の軸方向およびこの軸方向に対
して直角方向、並びにこれら軸方向を含む面に鉛直な軸
方向に移動調節することを特徴とする多自由度位置決め
ステージ。
【請求項４】テーブルを、位置決め調節する多自由
度位置決めステージであって、基台の長手方向両端面間
に、案内部材と案内部材に平行に３つのねじ軸を備え、
これらねじ軸を回動駆動させるための原動機を備え、前
記ねじ軸には、それぞれ案内部材上を摺動する第１、第
２、第３摺動部材と、これら第１〜第３摺動部材と一体
構造のナットを移動可能に設け、前記第１〜第３摺動部
材のいずれかに第１のリンクの一端部を軸着する一方、
残余の摺動部材に、それぞれ等長の第２、第３のリンク
の一端部を軸着し、前記第１リンクの他端部を第２、第
３リンクのうちの一つに、第２、第３リンクの他端部に
テーブル下面を球面軸受を介して軸着する構成とし、前
記第４摺動部材または第５摺動部材のいずれか一方に第
４のリンクの一端部を軸着して他方に第５のリンクの一
端部を軸着すると共に、前記第４リンクの他端部を第５
リンクの中間部に軸着し、前記第４リンクの他端部をテ
ーブル上面に球面軸受を介して軸着する構成とし、前記
第１〜第５摺動部材を選択的または組み合わせて摺動さ
せることで、テーブルを案内部材の軸方向およびこの軸
方向に対して直角方向に移動調節するようにし、並びに
これら軸方向を含む面に鉛直な軸回りに前記テーブルを
旋回調節する一方、テーブルを、案内部材の軸回り、案
内部材の軸方向に対して直角方向の軸回りに旋回調節す
ることを特徴とする多自由度位置決めステージ。