JP3021869U - 微調整機構および送り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、ボールを使った微調整機構および
送り機構に関し、ネジピッチによる移動機構と送りを微
小化する微調整機構とを設け、小型で微調位置決めを可
能にすることを目的とする。 【構成】 先端が中心軸に対して角度α１からなる円錐
状であって中心軸方向の移動に対応してボールを当該円
錐状の部分で中心軸から直角方向に移動させる第１のピ
ンと、中心軸から直角方向に移動されたボールに接する
中心軸に対して角度α３からなる円錐状の可動部分を持
ち、当該ボールの中心軸から直角方向への移動に対応し
て中心軸方向に微動移動する第２のピンとを備えるよう
に構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ボールを使った微調整機構および送り機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、マイクロメータに代表されるネジピッチを利用してステージなどの位置 決めを行っている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上述したマイクロメータのようにネジピッチを利用してステージなどの位置決 めを行う場合、マイクロメータのハンドルが外径約２０ｍｍφ以下というような 小さな径のときには、ネジピッチを１回転当たり０．５ｍｍとしても最小の位置 決め精度は精々１μｍ位で、それ以下の微細な位置決めを行うことが困難である という問題があった。

【０００４】 本考案は、これらの問題を解決するため、ネジピッチによる移動機構と送りを 微小化する微調整機構とを設け、小型で微調位置決めを可能にすることを目的と している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

図１を参照して課題を解決するための手段を説明する。 図１において、第１のピンＣは、先端が中心軸に対して角度α１（＝θ１）か らなる円錐状であって中心軸方向の移動に対応してボールＢを当該円錐状の部分 で中心軸から直角方向に移動させるものである。

【０００６】 固定部Ｄは、第１のピンＣを図示外のネジを介して固定したりなどするもので ある。 第２のピンＡは、中心軸から直角方向に移動されたボールＢに接する中心軸に 対して角度α３（＝９０°−θ３）からなる円錐状の可動部分を持ち当該ボール Ｂの中心軸から直角方向への移動に対応して中心軸方向に微動移動するものであ る。

【０００７】

【作用】

本考案は、図１に示すように、先端が中心軸に対して角度α１（＝θ１）から なる円錐状であって中心軸方向の移動に対応して径方向に案内板で案内されかつ 回転可能なボールＢを当該円錐状の部分で中心軸から案内板に沿って直角方向に 移動させる第１のピンＣと、中心軸から直角方向に移動されたボールＢに接する 中心軸に対して角度α３（＝９０°−θ３）からなる円錐状の可動部分を持ち当 該ボールＢの中心軸から直角方向への移動に対応して中心軸方向に微動移動する 第２のピンＡとを設けて、微調整機構とするようにしている。

【０００８】 この際、固定部Ｄは、中心軸に対して角度α３からなる円錐状の部分に接する ボールＢに対向して中心軸に対して角度α２（＝９０°−θ２）を持つ円錐状の 固定部分を設けてボールＢが中心軸方向に移動し易くする構成としている。

【０００９】 また、微調整機構の全体をネジ上に搭載し、当該ネジで第２のピンＡを粗動さ せると共に第１のピンＣで当該第２のピンＡを微動させて、送り機構としている 。

【００１０】 また、送り機構をステージのＸ方向およびＹ方向および必要に応じてＺ方向に 装着して第２のピンＡでそれぞれの方向に位置決めする構成としている。 従って、送りを微小化する微調整機構によって微調位置決めを小型な機構で容 易に行うことが可能となる。

【００１１】

【実施例】

次に、図１から図３を用いて本考案の実施例の構成および動作を順次詳細に説 明する。

【００１２】 図１は、本考案の微調整機構例を示す。 図１の（ａ）は、断面図を示す。 図１の（ａ）において、第１のピンＣは、先端が中心軸に対して図示の角度θ １からなる円錐状であって中心軸方向に移動にしたことに対応してボールＢを当 該円錐状の部分で中心軸から直角方向に移動させるものである。

【００１３】 固定部Ｄは、第１のピンＣを図示外のネジによって中心軸方向に移動させると 共に、当該第１のピンＣを中心軸方向に移動されてボールＢを中心軸から直角方 向に移動させたことに対応して当該ボールＢによって第２のピンＡを中心軸方向 に移動させるように、中心軸に対して図示の角度θ２からなる円錐状の面を持っ たものである。

【００１４】 ボールＢは、回転可能な球である。 第２のピンＡは、ボールＢによって中心軸方向に微動移動させられるものであ って、中心軸に対して角度θ３からなる円錐状の可動部分を持つものである。こ の第２のピンＡは、図中で右方向に常にバネで押圧している。

【００１５】 図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＸ−Ｘ断面図を示す。 図１の（ｂ）において、スペーサＨは、案内板の一種であって、ボールＢが円 周方向に均一に配置するようにしたスペーサである。ボールＢの数は、任意の複 数個でよい。

【００１６】 次に、図１の構成の動作を説明する。 （１） 第１のピンＣを回転させて図示外のネジにより中心軸の左方向（ある いは右方向）に移動させる。

【００１７】 （２） （１）で第１のピンＣが中心軸の左方向（あるいは右方向）に移動す ると、先端の中心軸と角度θ１かなる円錐状の部分でボールＢが中心軸と直角方 向に移動させられる。

【００１８】 （３） （２）でボールＢが中心軸から直角方向に移動させられると、固定部 Ｄの部分でボールＢが固定されているので第２のピンＡを左方向（あるいは右方 向）に移動させる。

【００１９】 （４） （３）によって第２のピンＡが左方向（あるいは右方向）に移動され ることとなる。このとき、第１のピンＣの移動量をＨとし、図示の角度θ１、θ ２、θ３としたとき第２のピンＡの移動量をＧとすると下記（式１）によってＧ が求まる。

【００２０】 Ｇ＝Ｈ{(sinθ1/(cos(|θ2-θ1|)))cosθ2×tanθ3 +(sinθ1/(cos(|θ2-θ1|)))sinθ2} （式１） ＝Ｈ×Ｋ ここで、Ｋは通常１よりも小さく、例えば後述する図２の例では、Ｋ＝０．１ ２であり、第１のピンを送るネジのピッチを０．５ｍｍとすれば、第１のピンを １回転させたときに０．５×０．１２＝０．０６ｍｍだけ第２のピンが移動する こととなり、極めて微細な位置決めが可能となる。

【００２１】 図２は、本考案の送り機構例を示す。これは、図１の微調整機構で微細移動さ せる第２のピンＡについて、粗動送りネジＤ１で粗動送りを可能にした送り機構 例である。

【００２２】 図２において、粗動送りネジＤ１は、図示のように、図１の固定部Ｄの先端の 部分にネジを切って中心軸方向に当該ネジのピッチで移動させ、図１の第２のピ ンＡを中心軸方向に粗動移動させるためのものである。

【００２３】 バネＦは、第２のピンＡをボールＢの方向に常に一定の力で押圧するためのも のである。 次に、位置合わせの動作を説明する。

【００２４】 （１） 固定部Ｄに連結した粗動送りネジＤ１を回転させて第２のピンＡを中 心軸方向に粗動して概略の位置決め位置に移動させる。 （２） 固定部Ｅに連結した微動送りネジＥ１を回転させて第１のピンＣを中 心軸方向に移動させると、ボールＢによって移動量が減衰されて第２のピンＡを 中心軸方向に微動移動させる。

【００２５】 （３） このとき、第１のピンＣの移動量をＨとし、図示の角度θ１＝１０° 、θ２＝１５°、θ３＝２５°、第１のピンＣのネジのピッチ０．５ｍｍとした とき第２のピンＡの移動量をＧとし、上記（式１）に代入すると、 Ｇ＝Ｈ×０．１２＝０．５×０．１２＝０．０６ｍｍ となり、第１のピンＣを１回転すると、第２のピンＡが１回転当たり０．０６ｍ ｍ微細移動することとなる。したがって、従来の粗動ネジのみの場合に比し、約 １／１０位の微細移動が可能となる。

【００２６】 尚、この例は、１例であって、θ１、θ２、θ３を適度に調整することにより 、任意の減衰率を得ることができるものである。 図３は、本考案のステージ例を示す。これは、図２の送り機構をステージのＸ 方向およびＹ方向の位置決めネジＸ、Ｙとして用いた応用例を示す。また、必要 に応じてＺ方向に更に送り機構を設ければＸＹＺの３軸ステージとなる。ここで 、Ｅ、Ｄ、Ａは、図１および図２の固定部Ｅ、固定部Ｄ、第２のピンＡをそれぞ れ表す。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、送りを微小化する微調整機構によって 微調位置決めを小型な機構で容易に行うことができる。特に、微調可能な図２の 送り機構を、一般のボルト形状と同じ形状としたため、図３に示すようにボルト と同じ取付け場所で良く、しかも小型化が可能であるため、位置決め機構の取付 けスペースが制限される小型の治工具の各種ステージの微細位置決め部品として 使用できる大きな特徴がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の微調整機構例である。

【図２】本考案の送り機構例である。

【図３】本考案のステージ例である。

【符号の説明】

Ａ：第２のピン Ｂ：ボール Ｃ：第１のピン Ｄ：固定部 Ｄ１：粗動送りネジ Ｅ：固定部 Ｅ１：微動送りネジ Ｆ：バネ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】先端が中心軸に対して角度α１からなる円
   錐状であって中心軸方向の移動に対応して、径方向に案
   内板で案内されかつ回転可能なボールを当該円錐状の部
   分で中心軸から上記案内板に沿って直角方向に移動させ
   る第１のピンと、 上記中心軸から直角方向に移動されたボールに接する中
   心軸に対して角度α３からなる円錐状の可動部分を持
   ち、当該ボールの中心軸から直角方向への移動に対応し
   て中心軸方向に微動移動する第２のピンとを備えたこと
   を特徴とする微調整機構。
2. 【請求項２】上記中心軸に対して角度α３からなる円錐
   状の部分に接するボールに対向して中心軸に対して角度
   α２を持つ円錐状の固定部分を設けてボールが中心軸方
   向に移動し易くしたことを特徴とする請求項１記載の微
   調整機構。
3. 【請求項３】上記請求項１あるいは請求項２の微調整機
   構の全体をネジ上に搭載し、当該ネジで上記第２のピン
   を粗動させると共に上記第１のピンで当該第２のピンを
   微動させることを特徴とする送り機構。
4. 【請求項４】請求項３の送り機構をステージのＸ方向お
   よびＹ方向および必要に応じてＺ方向に装着して上記第
   ２のピンでそれぞれの方向に微動位置決めすることを特
   徴とする送り機構。