JP3989324B2 - Displacement fine adjustment device - Google Patents

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JP3989324B2 JP2002223462A JP2002223462A JP3989324B2 JP 3989324 B2 JP3989324 B2 JP 3989324B2 JP 2002223462 A JP2002223462 A JP 2002223462A JP 2002223462 A JP2002223462 A JP 2002223462A JP 3989324 B2 JP3989324 B2 JP 3989324B2
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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば、研削装置において、工具又はワークを微少量ずつ移動させて高い精度で研削を施す際に該工具又はワークを高い精度で微少量だけ移動させて位置決めすることを可能にしたり、或いは遺伝子工学上の各種位置決めテーブルや電子顕微鏡等においてその使用が考えられる変位量微調整装置に係り、特に、nm(nanoメートル、10−9m)オーダの変位量を微調整する際に微調整の精度を向上させることができるように工夫したものに関する。
【0002】
【従来の技術】
変位量微調整装置としては、例えば、特開2001−347436号公報に開示されているものがある。これは本件特許出願人によるものであるが、そこには次のような構成をなす変位量微調整装置が開示されている。
まず、一対の弾性部材が配置されていて、この一対の弾性部材の一端は固定部に連設されている。又、一対の弾性部材の他端は移動部に連設されている。この移動部は上記固定部に対して一対の桁部材を介して微少変位可能に連接されている。
【0003】
又、上記一対の弾性部材間には駆動板が連接・配置されていて、この駆動板を別途設けられたマイクロメータ等の駆動手段によって駆動することにより、上記一対の弾性部材を弾性変位させ、それによって、上記移動部を上記一対の桁部材を介して微少量だけ移動させるものである。
これを詳しく説明すると、初期状態では、一対の弾性部材が弾性復帰した状態、すなわち、弾性力を蓄勢していない状態にある。一方、駆動板はその中央が僅かに反押圧方向に湾曲した状態にある。
【0004】
その状態で、駆動手段を駆動して駆動板を押圧すると、駆動板は湾曲状態から真っ直ぐな状態に変位し、それによって、一対の弾性部材が外側に向けて弾性変位する。これら一対の弾性部材の弾性変位によって移動部が一対の桁部材を介して微少量だけ移動することになる(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−347436号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、従来の変位量微調整装置の場合には、移動部が一対の桁部材を介して変位する構成になっている。つまり、一対の桁部材が弾性変形するわけであるが、その際、一対の桁部材が弾性変形することにより、移動部と固定部との隙間の大きさが変動することになり、例えば、これを上下方向でみてみると、移動部の高さが変動してしまうことになる。
このような変動は変位量が小さい場合には殆ど問題になることはないが、比較的大きく変位するような場合にはその変動も大きくなってしまう。したがって、比較的大きな変位のストロークを確保したいような場合には問題があった。
【0007】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、桁部材の弾性変形によって移動部と固定部との距離が変動してしまうことを防止することができ、それによって、比較的大きなストロークを確保することを可能にした変位量微調整装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項1による変位量微調整装置は、対向・配置される一対の弾性部材と、上記一対の弾性部材の一端が連設された固定部と、上記一対の弾性部材の他端が連設されると共に上記固定部に対して桁部材を介して連設され一対の弾性部材の弾性変形によって上記桁部材を介して微少変位する移動部と、上記一対の弾性部材を弾性変形させて上記移動部を微少変位させる駆動手段と、を具備してなる変位量微調整装置において、 上記駆動手段は上記一対の弾性部材の間に連設・配置された駆動板と、上記駆動板を押圧する押圧手段とから構成されていて、上記駆動板は初期状態で押圧方向に微少量だけ押し出された状態でセットされているともに、上記一対の弾性部材は初期状態において上記駆動板によって微少量だけ引っ張られた状態でセットされており、上記駆動手段の押圧手段によって上記駆動板をさらに押し出して上記一対の弾性部材を相互に接近する方向に引っ張ることにより上記移動部を微少変位させるものであり、上記移動部は上記固定部側に対して移動方向と直交する方向に常時圧接されていることを特徴とするものである。
又、請求項2による変位量微調整装置は、請求項1記載の変位量微調整装置において、上記桁部材はばね力を備えた部材として構成されていて、該ばね力によって移動部を固定部側に常時圧接させていることを特徴とするものである。
又、請求項3による変位量微調整装置は、請求項2記載の変位量微調整装置において、上記桁部材は湾曲形成されていてばね力を発揮可能な構成になっていて、上記移動部と固定部との間に上記桁部材のばね力に抗して付勢部材を介挿し、それによって、桁部材のばね力によって移動部を固定部側に常時圧接させておくようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項4による変位量微調整装置は、請求項3記載の変位量微調整装置において、上記付勢部材は上記移動部側に固定される移動部側付勢部材と上記固定部側に固定される固定部側付勢部材とから構成されていて、これら移動部側付勢部材と固定部側付勢部材を摺接させるように構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項5による変位量微調整装置は、請求項1〜請求項4の何れかに記載の変位量微調整装置において、上記駆動手段は駆動モータによって駆動するものであることを特徴とするものである。
【0009】
すなわち、本願発明による変位量微調整装置は、対向・配置される一対の弾性部材と、上記一対の弾性部材の一端が連設された固定部と、上記一対の弾性部材の他端が連設されると共に上記固定部に対して桁部材を介して連設され一対の弾性部材の弾性変形によって上記桁部材を介して微少変位する移動部と、上記一対の弾性部材を弾性変形させて上記移動部を微少変位させる駆動手段と、を具備してなる変位量微調整装置において、上記移動部は上記固定部側に対して移動方向と直交する方向に常時圧接されているように構成したものであり、それによって、移動部と固定部との距離の変動を防止することができる。
その際、上記桁部材にばね力を備えさせた構成として、該ばね力によって移動部を固定部側に常時圧接させるようにすることが考えられる。
具体的には、例えば、上記桁部材は湾曲形成されていてばね力を発揮可能な構成とし、上記移動部と固定部との間に上記桁部材のばね力に抗して付勢部材を介挿し、それによって、桁部材のばね力によって移動部を固定部側に常時圧接させておくように構成することが考えられる。
上記付勢部材の構成の一例としては、上記付勢部材は上記移動部側に固定される移動部側付勢部材と上記固定部側に固定される固定部側付勢部材とから構成することが考えられ、これら移動部側付勢部材と固定部側付勢部材を摺接させるように構成するものである。
又、駆動手段としては様々な方式のものが考えられるが、例えば、駆動モータによって駆動するものとすることが考えられる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図1乃至図6を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図1は本実施の形態による変位量微調整装置の全体構成を示す平面図である。まず、一対の弾性部材1、1が設けられていて、これら一対の弾性部材1、1はその一端(図1中右端)を固定部3側に連設されている。一方、上記一対の弾性部材1、1の他端(図1中左端)は移動部5に連設されている。
【0011】
上記移動部5であるが、図1乃至図4に示すように、ブロック状になっていて、一対の桁部材7、7を介して固定部3に対してX軸方向(図1、図2中左右方向)に移動可能な状態で取り付けられている。上記一対の桁部材7、7は上記X軸方向に直交する方向(図1中上下方向)に延長されている。
【0012】
上記一対の弾性部材1、1は駆動手段9によって弾性変形されるように構成されている。上記駆動手段9は、上記一対の弾性部材1、1の間に連設・配置された駆動板11と、この駆動板11を押圧軸部12を介して押圧する押圧手段としてのステッピングモータ13とから構成されている。
尚、この実施の形態では押圧手段としてステッピングモータ13を使用して自動操作によって駆動する構成を例に挙げて説明しているが、これをマイクロメータ等を使用して手動で行うことも考えられる。
【0013】
上記一対の弾性部材1、1と駆動手段9の駆動板11の部分を拡大して図2に示す。この図2に示されているように、上記一対の弾性部材1、1は初期状態において相互に接近する方向に引っ張られた状態にセットされている。又、駆動手段9の駆動板11は初期状態においてステッピングモータ13によって図1中左方向に予め押圧された状態でセットされている。
尚、図1、図2は理解を容易にするために一対の弾性部材1、1と駆動板11を実際よりは極端に湾曲させた状態で図示しており、一対の弾性部材1、1は相互に接近する方向に所定の微少量(L)だけ引っ張られていると共に、駆動板11は図中左方向に所定の微少量(L)だけ押圧された状態でセットされている。
【0014】
上記のような初期状態にセットしたのは次のような理由による。すなわち、従来は押圧手段によって駆動板を外側に向けて圧縮することにより一対の弾性部材を相互に離間する方向に湾曲させることにより移動部を移動させるようにしていた。しかしながらその場合には駆動板に座屈が発生してしまい、それに起因して、一対の弾性部材の弾性変位ひいては移動部の移動の精度が低下してしまうという問題があった。
【0015】
そこで、この実施の形態の場合にはそのような圧縮方式を止めて引張方式としたものである。つまり、押圧手段としてのステッピングモータ13によって駆動板11を押圧することによって一対の弾性部材1、1が相互に近接する方向に引っ張られることにより移動部5が移動する構成にしたものである。それによって、駆動板11においては圧縮ではなく引張が生じることになり、従来問題になっていた圧縮による座屈をなくして、座屈に起因した不具合をなくすことができるものである。
【0016】
又、上記したように、初期状態においては、一対の弾性部材1、1は既に所定の微少量(L)だけ内側に引っ張られた状態にてセットされている。同様に、駆動板11も押圧手段としてのステッピングモータ13によって所定の微少量(L)だけ押圧された状態にてセットされている。これは次のような理由による。
【0017】
すなわち、仮に、一対の弾性部材1、1を真っ直ぐな状態、すなわち、何れの方向にも引っ張られていない状態でセットしたとすると、そのような状態で引っ張りが作用し始めると作用初期においては、一対の弾性部材1、1の変位が不規則になってしまうおそれがある。これに対して、本実施の形態のように、予め所定の微少量(L)だけ引っ張った状態でセットしておくと、動作初期時の弾性変位が安定したものとなり、結局、移動部5の変位の精度も安定することになるものである。
【0018】
又、駆動板11を初期状態において、所定の微少量(L)だけ押圧した状態にセットした理由も同じであり、動作初期時における駆動板11の変位を安定したものにするためであり、それによって、一対の弾性部材1、1の弾性変位ひいては移動部5の移動の精度を高めようとするものである。
【0019】
又、上記駆動板11であるが、図1及び図2に示すように、押圧手段としてのステッピングモータ13による押圧部位を中心にして、その両側に肉厚部15、15が設けられていて、これら肉厚部15、15の両側が薄肉部17、17となっている。このような構成とすることにより、駆動板11の弾性変位の左右のバランスをとるようにしたものであり、それによって、一対の弾性部材1、1の変位のバランスをとって移動部5の移動の精度を高めようとするものである。
尚、一対の弾性部材1、1、固定部3、移動部5、駆動手段9の駆動板11等は全て焼入処理を施した鋼材によって一体成形されるものであり、具体的には、ワイヤカット放電加工機やレーザ加工機等を用いた高精度切削加工によって製作されているものである。図中符合8、8で示す孔はワイヤカット放電加工機により加工する際に穿孔する孔を示している。
【0020】
上記移動部5の図1中左側には変位量検出センサ25が設置されている。この変位量検出センサ25は、センサ本体27と、このセンサ本体27より突出・配置された接触子29とから構成されている。この接触子29は移動部5に対して当接・配置されており、移動部5が移動することにより接触子29が移動し、それによって、移動部5の変位量を検出するものである。
【0021】
次に、既に説明した一対の桁部材7、7について詳細に説明する。桁部材7、7は、図6(a)に示すように、外側に向かって凸状に湾曲形成されていて、ばね力を発揮できるように構成されている。又、移動部5の下面と固定部3との間には一対の付勢手段51、51が介挿されている。上記一対の付勢手段51、51を介挿することにより、一対の桁部材7、7のばね力に抗して移動部5を僅かに持ち上げたような状態に設定している。それによって、移動部5は一対の桁部材7、7のばね力によって、固定部5側に常時押し付けられた状態にセットされている。このような構成にすることにより、移動部5はX軸方向に変位しても常時固定部5側に押し付けられていて同じ高さ位置に保持されることになる。
【0022】
上記付勢手段51は、図6(a)に示すように、移動部5側に接着・固定された移動部側付勢部材53と、固定部3側に接着・固定される固定部側付勢部材55とから構成されている。これら移動部側付勢部材53と固定部側付勢部材55とが相互に対向・配置された面53a、55aを摺接させることになる。
【0023】
以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、初期時には移動部5は図1、図2中左側に戻った状態にある。又、この時一対の桁部材7、7は図6(a)に示すような状態にある。すなわち、一対の桁部材7、7が図6(a)中左側に僅かに傾斜した状態になっている。
その状態からステッピングモータ13によって摺動子21を図1中左側に移動させる。それによって、駆動板11は、図1及び図2に示す状態からさらに押圧されて図中左側に凸状に湾曲した状態に変形していく。
【0024】
ここで、上記駆動板11の変形を詳しく説明する。駆動板11には左右に肉厚部15、15が設けられているので、上記のように押圧された場合には、それら肉厚部15、15の両側、すなわち、中央の薄肉部17とそれぞれの肉厚部15、15の外側の薄肉部17、17の三箇所がより変形し易い箇所として特定されることになる。このように、変形箇所を中央部と左右両端部に積極的に特定することにより、左右の変形のバランスをとることができ、それによって、一対の弾性板1、1の弾性変形のバランスをとることができ、結局、移動部5の微少変位の精度を高めることができるものである。
【0025】
上記駆動板11の弾性変形によって一対の弾性部材1、1は、図1に示す状態からさらに相互に接近する方向に引っ張られて湾曲していく。それによって、移動部5は図1、図2中右側に向かって微少変位していくことになる。すなわち、図6(b)に示すように、一対の桁部材7、7が図6(a)のように左側に傾いた状態から右側に変形していく。それによって、移動部5が1、図2中右側に向かって微少変位していくことになる。この移動部5の微少変位は変位量検出センサ25によって検出されることになる。又、図6(b)に示す状態からさらに移動した状態を図6(c)に示す。
因みに、図6(a)に示す状態が原点位置であり、図6(b)に示す状態が1/2ストローク位置であり、図6(c)に示す状態が全移動ストローク位置である。上記原点位置では一対の桁部材7、7が図中左側に傾斜した状態にあり、1/2ストロークの位置では一対の桁部材7、7が中立の状態にあり、全ストロークの位置では一対の桁部材7、7が図中右側に傾斜した状態にある。
【0026】
又、上記の状態からステッピングモータ13を逆方向に回転操作すると、摺動子21が図1、図2中右側に移動していく。それによって、駆動板11は図1、図2に示す状態に徐々に戻っていく。
【0027】
上記駆動板11の変形によって一対の弾性部材1、1も、図1、図2に示す状態に徐々に戻っていき、それによって、移動部5は図1、図2中左側に向かって微少変位していくことになる。この移動部5の微少変位は変位量検出センサ25によって検出されることになる。又、その際の一対の桁部材7、7の変化は図6(c)〜図6(b)〜図6(a)といった順番で元の状態に戻っていくものである。
【0028】
又、このような移動部5の変位に際して、移動部5は常時固定部5側に押し付けられた状態にある。つまり、移動部5の高さが常に一定に保持されることになる。
【0029】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができるものである。
まず、移動部5が微少変位するに際して、移動部5は一対の桁部材7、7によるばね力によって常時固定部5側に押し付けられているので、移動部5の高さが変化することはない。それによって、微少変位の精度を高めることができる。
又、比較的大きなストロークにおいても使用することが可能になる等、その利用範囲を拡大することができる。
又、この実施の形態の場合には、付勢手段51を移動部側付勢部材53と固定部側付勢部材55との2個の部材から構成するようにし、その結果、各移動部側付勢部材53と固定部側付勢部材55はその片面53a、55aの平滑度のみを高い精度で提供できればよくなり、それだけ加工が容易になるものである。
【0030】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記一実施の形態では一対の桁部材7、7にばね力を発揮させるように構成したが、別途弾性部材を配置して該弾性部材の弾性力によって移動部を押し付けるようにすることが考えられる。
又、前記一実施の形態の場合には付勢手段を一対設けたがそれに限定されるものではなく、1個、3個以上でもよい。
又、付勢手段を一対の付勢部材から構成したが、これを1個の付勢部材とすることも考えられる。
又、前記一実施の形態の場合には一軸タイプの場合を例に挙げて説明したが、二軸タイプについても同様に適用可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明による変位量微調整装置によると、まず、移動部が微少変位するに際して、常時固定部側に押し付けられているので、移動部と固定部との距離が変化することはない。それによって、微少変位の精度を高めることができる。
又、比較的大きなストロークにおいても使用することが可能になる等、その利用範囲を拡大することができる。
又、付勢手段を移動部側付勢部材と固定部側付勢部材との2個の部材から構成するようにした場合には、各移動部側付勢部材と固定部側付勢部材はその片面の平滑度のみを高い精度で提供できればよくなり、それだけ加工が容易になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す図で、変位量微調整装置の全体の構成を示す平面図である。
【図2】本発明の一実施の形態を示す図で、図1のII部を拡大して示す図である。
【図3】本発明の一実施の形態を示す図で、図1のIII−III矢視図である。
【図4】本発明の一実施の形態を示す図で、図1のIV−IV断面図である。
【図5】本発明の一実施の形態を示す図で、図1のV−V矢視図である。
【図6】本発明の一実施の形態を示す図で、図6(a)は図4のa部を拡大して示す断面図、図6(b)と図6(c)は動作の様子を順次示す断面図である。
【符号の説明】
1 弾性部材
3 固定部
5 移動部
7 桁部材
9 駆動手段
11 駆動板
13 ステッピングモータ
15 肉厚部
17 薄肉部
51 板状部材
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention, for example, in a grinding apparatus, when a tool or a workpiece is moved by a minute amount to perform grinding with high accuracy, the tool or workpiece can be moved and positioned by a minute amount with high accuracy, Alternatively, the present invention relates to a displacement amount fine-tuning device that can be used in various positioning tables and electron microscopes in genetic engineering, especially when finely adjusting a displacement amount in the order of nm (nano meter, 10 −9 m). It is related with what was devised so that the precision of can be improved.
[0002]
[Prior art]
As a displacement amount fine adjustment device, for example, there is one disclosed in JP-A-2001-347436. This is due to the applicant of the present patent application, and there is disclosed a displacement fine adjustment device having the following configuration.
First, a pair of elastic members are arranged, and one ends of the pair of elastic members are connected to the fixed portion. The other ends of the pair of elastic members are connected to the moving part. The moving part is connected to the fixed part via a pair of girder members so as to be slightly displaceable.
[0003]
Further, a drive plate is connected and arranged between the pair of elastic members, and the drive plate is driven by drive means such as a micrometer provided separately to elastically displace the pair of elastic members, Thereby, the moving part is moved by a minute amount via the pair of beam members.
This will be described in detail. In an initial state, the pair of elastic members are in an elastic return state, that is, an elastic force is not accumulated. On the other hand, the center of the drive plate is slightly curved in the counter-pressing direction.
[0004]
In this state, when the driving means is driven and the driving plate is pressed, the driving plate is displaced from a curved state to a straight state, whereby the pair of elastic members are elastically displaced outward. Due to the elastic displacement of the pair of elastic members, the moving part moves a minute amount via the pair of girder members (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-347436 A
[Problems to be solved by the invention]
The conventional configuration has the following problems.
That is, in the case of the conventional displacement amount fine adjustment device, the moving portion is configured to be displaced via the pair of girder members. In other words, the pair of girder members are elastically deformed. At this time, the pair of girder members are elastically deformed, so that the size of the gap between the moving portion and the fixed portion varies. When viewed in the vertical direction, the height of the moving part will fluctuate.
Such fluctuation hardly causes a problem when the displacement amount is small, but the fluctuation also becomes large when the displacement is relatively large. Therefore, there is a problem when it is desired to secure a relatively large displacement stroke.
[0007]
The present invention has been made based on such points, and the object of the present invention is to prevent the distance between the moving portion and the fixed portion from fluctuating due to elastic deformation of the girder member. Another object of the present invention is to provide a displacement amount fine adjustment device that can ensure a relatively large stroke.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a displacement amount fine adjustment device according to claim 1 of the present invention includes a pair of elastic members opposed to each other, a fixed portion in which one ends of the pair of elastic members are connected, and the pair of elastic members. The elastic member is connected to the other end of the elastic member and connected to the fixed portion via a girder member. The moving portion is slightly displaced by the elastic deformation of the pair of elastic members, and the pair of elastic members. A displacement amount fine adjustment device comprising: a drive unit that elastically deforms the member to slightly displace the moving unit; and the drive unit includes a drive plate that is connected and arranged between the pair of elastic members. And a pressing means for pressing the drive plate , wherein the drive plate is set in a state of being pushed out in the pressing direction by a small amount in the initial state, and the pair of elastic members is in the initial state in the initial state. Fine by the drive plate It is set in a state where it is pulled by a small amount, and the driving plate is further pushed out by the pressing means of the driving means to pull the pair of elastic members in a direction approaching each other, thereby slightly moving the moving part. And the moving part is always in pressure contact with the fixed part side in a direction perpendicular to the moving direction.
The displacement fine adjustment device according to claim 2 is the displacement fine adjustment device according to claim 1, wherein the girder member is configured as a member having a spring force, and the moving portion is fixed by the spring force. It is characterized by always being in pressure contact with the side.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the fine displacement amount adjusting device according to the second aspect, wherein the girder member is formed in a curved shape so as to exert a spring force, The urging member is inserted against the spring force of the girder member between the fixed portion and the movable portion is always pressed against the fixed portion side by the spring force of the girder member. It is what.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the fine displacement amount adjusting device according to the third aspect, wherein the biasing member is fixed to the moving portion side and the fixed portion side. It is comprised from the fixed part side biasing member fixed, It is comprised so that these movement part side biasing members and fixed part side biasing members may be slidably contacted.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fine displacement amount adjusting device according to any one of the first to fourth aspects, the driving means is driven by a drive motor. Is.
[0009]
That is, the displacement fine adjustment device according to the present invention includes a pair of opposing elastic members, a fixed portion in which one end of the pair of elastic members is continuously provided, and the other end of the pair of elastic members in a continuous manner. And a moving part that is connected to the fixed part via a girder member and is slightly displaced via the girder member by elastic deformation of the pair of elastic members, and the movement by elastically deforming the pair of elastic members. A displacement amount fine adjustment device comprising a driving means for minutely displacing the part, wherein the moving part is configured to be constantly pressed against the fixed part side in a direction perpendicular to the moving direction. With this, it is possible to prevent fluctuations in the distance between the moving part and the fixed part.
At that time, as a configuration in which the girder member is provided with a spring force, it is conceivable that the moving portion is always pressed against the fixed portion side by the spring force.
Specifically, for example, the girder member is formed in a curved shape so that a spring force can be exerted, and a biasing member is interposed between the moving portion and the fixed portion against the spring force of the girder member. It can be considered that the moving part is always pressed against the fixed part side by the spring force of the girder member.
As an example of the configuration of the urging member, the urging member is composed of a moving part side urging member fixed to the moving part side and a fixed part side urging member fixed to the fixed part side. The movable portion side urging member and the fixed portion side urging member are configured to be in sliding contact with each other.
In addition, various types of driving means are conceivable. For example, it may be driven by a driving motor.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a displacement fine adjustment device according to the present embodiment. First, a pair of elastic members 1 and 1 are provided, and one end (right end in FIG. 1) of these pair of elastic members 1 and 1 is connected to the fixed portion 3 side. On the other hand, the other end (left end in FIG. 1) of the pair of elastic members 1, 1 is connected to the moving unit 5.
[0011]
Although it is the said moving part 5, as shown in FIG. 1 thru | or FIG. 4, it is a block shape and it is a X-axis direction (FIG. 1, FIG. 2) with respect to the fixing | fixed part 3 via a pair of girder members 7 and 7. It is attached so that it can move in the middle and left and right directions. The pair of beam members 7 and 7 are extended in a direction (vertical direction in FIG. 1) orthogonal to the X-axis direction.
[0012]
The pair of elastic members 1, 1 are configured to be elastically deformed by the driving means 9. The driving means 9 includes a driving plate 11 connected and arranged between the pair of elastic members 1 and 1, and a stepping motor 13 as a pressing means for pressing the driving plate 11 via a pressing shaft portion 12. It is composed of
In this embodiment, a configuration in which the stepping motor 13 is used as the pressing means and driven by an automatic operation is described as an example. However, this may be performed manually using a micrometer or the like. .
[0013]
FIG. 2 shows an enlarged view of the drive plate 11 of the pair of elastic members 1 and 1 and the drive means 9. As shown in FIG. 2, the pair of elastic members 1 and 1 are set in a state of being pulled in a direction approaching each other in an initial state. The driving plate 11 of the driving means 9 is set in a state where it is previously pressed in the left direction in FIG.
1 and 2 show the pair of elastic members 1 and 1 and the drive plate 11 in an extremely curved state for the sake of easy understanding. A predetermined minute amount (L 1 ) is pulled in a direction approaching each other, and the drive plate 11 is set in a state of being pressed by a predetermined minute amount (L 2 ) in the left direction in the drawing.
[0014]
The reason for setting the initial state as described above is as follows. In other words, conventionally, the moving portion is moved by curving the pair of elastic members away from each other by compressing the drive plate outward by the pressing means. However, in this case, the drive plate is buckled, which causes a problem that the elastic displacement of the pair of elastic members and, consequently, the accuracy of movement of the moving portion is lowered.
[0015]
Therefore, in the case of this embodiment, such a compression method is stopped and a tension method is adopted. That is, the moving portion 5 is moved by pressing the drive plate 11 by the stepping motor 13 as the pressing means and pulling the pair of elastic members 1 and 1 in a direction approaching each other. As a result, the drive plate 11 is tensioned rather than compressed, and the buckling due to compression, which has been a problem in the past, is eliminated, and the problems due to buckling can be eliminated.
[0016]
As described above, in the initial state, the pair of elastic members 1 and 1 are already set in a state where they are pulled inward by a predetermined minute amount (L 1 ). Similarly, the drive plate 11 is also set in a state where a predetermined minute amount (L 2 ) is pressed by a stepping motor 13 as a pressing means. This is due to the following reason.
[0017]
That is, if the pair of elastic members 1 and 1 are set in a straight state, that is, in a state where they are not pulled in any direction, when the tension starts to act in such a state, in the initial stage of operation, There is a possibility that the displacement of the pair of elastic members 1 and 1 becomes irregular. On the other hand, if it is set in a state where it is pulled in advance by a predetermined minute amount (L 1 ) as in the present embodiment, the elastic displacement at the initial stage of operation becomes stable, and eventually the moving part 5 The accuracy of the displacement is also stabilized.
[0018]
Further, the reason why the drive plate 11 is set in a state where it is pressed by a predetermined minute amount (L 2 ) in the initial state is the same, in order to stabilize the displacement of the drive plate 11 at the initial stage of operation. Thereby, the elastic displacement of the pair of elastic members 1 and 1, that is, the accuracy of movement of the moving unit 5 is intended to be improved.
[0019]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the drive plate 11 is provided with thick portions 15 and 15 on both sides of a pressing portion by a stepping motor 13 as a pressing means. The thick portions 15 and 15 are thin portions 17 and 17 on both sides. By adopting such a configuration, the left and right balance of the elastic displacement of the drive plate 11 is balanced, whereby the displacement of the pair of elastic members 1 and 1 is balanced and the movement of the moving unit 5 is performed. It is intended to improve the accuracy of.
The pair of elastic members 1, 1, the fixed portion 3, the moving portion 5, the drive plate 11 of the drive means 9, etc. are all integrally formed from a steel material that has been subjected to a quenching process. It is manufactured by high-precision cutting using a cut electrical discharge machine or a laser machine. Holes indicated by reference numerals 8 and 8 in the figure indicate holes to be drilled when machining with a wire cut electric discharge machine.
[0020]
A displacement detection sensor 25 is installed on the left side of the moving unit 5 in FIG. The displacement detection sensor 25 includes a sensor main body 27 and a contact 29 that protrudes and is arranged from the sensor main body 27. The contact 29 is in contact with and disposed with respect to the moving unit 5, and the contact 29 is moved by the movement of the moving unit 5, thereby detecting the amount of displacement of the moving unit 5.
[0021]
Next, the pair of girder members 7 and 7 already described will be described in detail. As shown in FIG. 6 (a), the girder members 7 and 7 are formed so as to be curved outward so as to exhibit a spring force. A pair of urging means 51 and 51 are interposed between the lower surface of the moving unit 5 and the fixed unit 3. By inserting the pair of biasing means 51, 51, the moving unit 5 is set slightly lifted against the spring force of the pair of girder members 7, 7. Thereby, the moving part 5 is set in a state in which it is always pressed against the fixed part 5 side by the spring force of the pair of beam members 7 and 7. By adopting such a configuration, even when the moving unit 5 is displaced in the X-axis direction, the moving unit 5 is always pressed against the fixed unit 5 side and is held at the same height position.
[0022]
As shown in FIG. 6A, the urging means 51 includes a moving part side urging member 53 adhered and fixed to the moving part 5 side and a fixed part side attached and fixed to the fixed part 3 side. And a force member 55. The moving part side urging member 53 and the fixed part side urging member 55 are brought into sliding contact with the surfaces 53a, 55a opposed to each other.
[0023]
The operation will be described based on the above configuration.
First, at the initial stage, the moving unit 5 returns to the left side in FIGS. At this time, the pair of girder members 7 and 7 are in a state as shown in FIG. That is, the pair of girder members 7 and 7 are slightly inclined to the left side in FIG.
From this state, the slider 21 is moved to the left in FIG. As a result, the drive plate 11 is further pressed from the state shown in FIGS. 1 and 2 and deformed into a convexly curved state on the left side in the drawing.
[0024]
Here, the deformation of the drive plate 11 will be described in detail. Since the drive plate 11 is provided with thick portions 15 and 15 on the left and right, when pressed as described above, both sides of the thick portions 15 and 15, that is, the central thin portion 17 respectively. The three portions of the thin-walled portions 17 and 17 outside the thick-walled portions 15 and 15 are specified as portions that are more easily deformed. Thus, by positively specifying the deformed portion at the center portion and the left and right end portions, it is possible to balance the left and right deformations, thereby balancing the elastic deformation of the pair of elastic plates 1 and 1. As a result, the accuracy of the minute displacement of the moving part 5 can be improved.
[0025]
Due to the elastic deformation of the drive plate 11, the pair of elastic members 1 and 1 are pulled and curved in a direction closer to each other from the state shown in FIG. 1. As a result, the moving unit 5 is slightly displaced toward the right side in FIGS. That is, as shown in FIG. 6 (b), the pair of girder members 7 and 7 are deformed from the state inclined to the left side as shown in FIG. 6 (a) to the right side. Thereby, the moving part 5 is slightly displaced toward the right side in FIG. The minute displacement of the moving unit 5 is detected by the displacement amount detection sensor 25. Moreover, the state which moved further from the state shown in FIG.6 (b) is shown in FIG.6 (c).
Incidentally, the state shown in FIG. 6A is the origin position, the state shown in FIG. 6B is the 1/2 stroke position, and the state shown in FIG. 6C is the full movement stroke position. The pair of girder members 7 and 7 are inclined to the left in the drawing at the origin position, the pair of girder members 7 and 7 are in a neutral state at the 1/2 stroke position, and the pair of girder members 7 and 7 are at the full stroke position. The girder members 7 and 7 are inclined to the right in the figure.
[0026]
When the stepping motor 13 is rotated in the reverse direction from the above state, the slider 21 moves to the right in FIGS. As a result, the drive plate 11 gradually returns to the state shown in FIGS.
[0027]
Due to the deformation of the drive plate 11, the pair of elastic members 1, 1 also gradually return to the state shown in FIGS. 1 and 2, whereby the moving part 5 is slightly displaced toward the left side in FIGS. Will do. The minute displacement of the moving unit 5 is detected by the displacement amount detection sensor 25. Further, the change in the pair of girder members 7 and 7 at that time returns to the original state in the order of FIGS. 6C to 6B to 6A.
[0028]
Further, when the moving unit 5 is displaced, the moving unit 5 is constantly pressed against the fixed unit 5 side. That is, the height of the moving unit 5 is always kept constant.
[0029]
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
First, when the moving part 5 is slightly displaced, the moving part 5 is always pressed against the fixed part 5 by the spring force of the pair of girder members 7 and 7, so that the height of the moving part 5 does not change. . Thereby, the precision of the minute displacement can be increased.
In addition, the range of use can be expanded, such as being able to be used even with relatively large strokes.
In the case of this embodiment, the urging means 51 is composed of two members, ie, a moving part side urging member 53 and a fixed part side urging member 55, and as a result, each moving part side The urging member 53 and the fixed portion side urging member 55 need only be able to provide only the smoothness of the one side 53a, 55a with high accuracy, and can be processed more easily.
[0030]
The present invention is not limited to the one embodiment.
First, in the one embodiment, the pair of girder members 7 and 7 are configured to exert a spring force. However, a separate elastic member may be arranged to press the moving portion by the elastic force of the elastic member. Conceivable.
In the case of the above-described embodiment, a pair of urging means is provided. However, the urging means is not limited to this and may be one, three or more.
Further, although the urging means is composed of a pair of urging members, it is conceivable to use this as one urging member.
Further, in the case of the one embodiment, the case of the uniaxial type has been described as an example, but the present invention can be similarly applied to the biaxial type.
[0031]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the displacement amount fine adjustment device according to the present invention, when the moving portion is slightly displaced, the distance between the moving portion and the fixed portion changes because it is always pressed against the fixed portion side. There is no. Thereby, the precision of the minute displacement can be increased.
In addition, the range of use can be expanded, such as being able to be used even with relatively large strokes.
Further, when the urging means is composed of two members, the moving part side urging member and the fixed part side urging member, each moving part side urging member and the fixed part side urging member are It suffices if only the smoothness of one side can be provided with high accuracy, and the processing becomes easier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a plan view showing an overall configuration of a displacement fine adjustment device.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a portion II in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 1;
4 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a view taken along the line VV in FIG. 1;
6A and 6B are diagrams showing an embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is an enlarged cross-sectional view showing a part a in FIG. 4, and FIGS. 6B and 6C are states of operation; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Elastic member 3 Fixed part 5 Moving part 7 Girder member 9 Drive means 11 Drive plate 13 Stepping motor 15 Thick part 17 Thin part 51 Plate-like member

Claims (5)

対向・配置される一対の弾性部材と、
上記一対の弾性部材の一端が連設された固定部と、
上記一対の弾性部材の他端が連設されると共に上記固定部に対して桁部材を介して連設され一対の弾性部材の弾性変形によって上記桁部材を介して微少変位する移動部と、
上記一対の弾性部材を弾性変形させて上記移動部を微少変位させる駆動手段と、
を具備してなる変位量微調整装置において、
上記駆動手段は上記一対の弾性部材の間に連設・配置された駆動板と、上記駆動板を押圧する押圧手段とから構成されていて、
上記駆動板は初期状態で押圧方向に微少量だけ押し出された状態でセットされているともに、上記一対の弾性部材は初期状態において上記駆動板によって微少量だけ引っ張られた状態でセットされており、
上記駆動手段の押圧手段によって上記駆動板をさらに押し出して上記一対の弾性部材を相互に接近する方向に引っ張ることにより上記移動部を微少変位させるものであり、
上記移動部は上記固定部側に対して移動方向と直交する方向に常時圧接されていることを特徴とする変位量微調整装置。
A pair of opposing and disposed elastic members;
A fixing portion in which one end of the pair of elastic members is continuously provided;
The other end of the pair of elastic members is provided continuously, and a moving portion that is provided continuously to the fixed portion via a girder member and that is slightly displaced by the elastic deformation of the pair of elastic members;
Driving means for elastically deforming the pair of elastic members to slightly displace the moving unit;
In the displacement fine adjustment device comprising:
The driving means is composed of a driving plate arranged and arranged between the pair of elastic members, and a pressing means for pressing the driving plate,
The drive plate is set in a state where it is pushed out by a small amount in the pressing direction in the initial state, and the pair of elastic members are set in a state where the drive plate is pulled by a small amount in the initial state,
The driving part is further pushed out by the pressing means of the driving means, and the moving portion is slightly displaced by pulling the pair of elastic members in a direction approaching each other,
The displacement fine adjustment device according to claim 1, wherein the moving part is always in pressure contact with the fixed part side in a direction orthogonal to the moving direction.
請求項1記載の変位量微調整装置において、
上記桁部材はばね力を備えた部材として構成されていて、該ばね力によって移動部を固定部側に常時圧接させていることを特徴とする変位量微調整装置。
The displacement fine adjustment device according to claim 1,
The girder member is configured as a member having a spring force, and the displacement amount fine adjustment device is characterized in that the moving portion is always pressed against the fixed portion by the spring force.
請求項2記載の変位量微調整装置において、
上記桁部材は湾曲形成されていてばね力を発揮可能な構成になっていて、上記移動部と固定部との間に上記桁部材のばね力に抗して付勢部材を介挿し、それによって、桁部材のばね力によって移動部を固定部側に常時圧接させておくようにしたことを特徴とする変位量微調整装置。
The displacement fine adjustment device according to claim 2,
The girder member is formed in a curved shape so that a spring force can be exerted, and an urging member is interposed between the moving part and the fixed part against the spring force of the girder member, thereby The displacement fine adjustment device characterized in that the moving part is always pressed against the fixed part side by the spring force of the girder member.
請求項3記載の変位量微調整装置において、
上記付勢部材は上記移動部側に固定される移動部側付勢部材と上記固定部側に固定される固定部側付勢部材とから構成されていて、これら移動部側付勢部材と固定部側付勢部材を摺接させるように構成されていることを特徴とする変位量微調整装置。
In the displacement fine adjustment device according to claim 3,
The urging member is composed of a moving part side urging member fixed to the moving part side and a fixed part side urging member fixed to the fixed part side, and is fixed to the moving part side urging member. A displacement amount fine adjustment device characterized in that the part side biasing member is slidably contacted.
請求項1〜請求項4の何れかに記載の変位量微調整装置において、
上記駆動手段は駆動モータによって駆動するものであることを特徴とする変位量微調整装置。
In the displacement amount fine adjustment device according to any one of claims 1 to 4,
The displacement fine adjustment device according to claim 1, wherein the drive means is driven by a drive motor.
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