JP4636660B2 - Linear positioning device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速かつ高精度で直線上の位置決めを行うリニア位置決め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
直線上の位置決め手段としては、ボールスクリュー駆動やリニアモータを用いたものが広く知られている。しかしながら、これらの従来技術では、位置決め精度が精々±0.数μm程度が限界であった。他方、圧電式等の微動アクチュエータを用いた位置決め手段の場合は、±0.0数μm程度の高精度が得られるものの、長い距離の位置決めに適さなかった。そこで、前記リニアモータを粗動位置決め手段として用い、その可動子上に圧電式等の微動アクチュエータからなる微動位置決め手段を搭載して、粗動位置決め手段と微動位置決め手段とを組合わせた形の複動リニア位置決め装置も考えられている。
【0003】
ところで、リニアモータの可動子上に圧電式等の微動アクチュエータからなる微動位置決め手段を搭載した従来方式の複動リニア位置決め装置は、微動アクチュエータの移動範囲による制約を受けるため、その移動範囲を少しでも超える場合にはリニアモータの可動子の移動による粗動が必要であった。したがって、その都度、リニアモータの駆動制御を伴うため手間がかかり高速化が難しく、またその時々のリニアモータの可動子の位置変動を吸収するための処理も必要であった。また、その粗動の最小移動距離も、リニアモータの最小送り分、すなわち可動子の位置決め精度によって制約を受けることから、結局のところリニアモータの最小送り分を微動アクチュエータの移動範囲と同程度に構成しないと、全体としての位置決め分解能が低下するため、高精度のより高価なリニアモータが必要とされた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の技術的事情の鑑みて開発したもので、従来方式の微動アクチュエータの移動範囲による制約を解消し、リニアモータの可動子としての粗動を伴うことなく、微動アクチュエータによる微動の繰返しによって広い範囲で可動子の位置に関する微調整が可能な使い勝手のよいリニア位置決め装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、固定子に対して移動自在に可動子が設けられたリニアモータからなる粗動送り手段と、前記可動子に対して慣性体を備えた微動アクチュエータを設置し、その微動アクチュエータによる慣性体の作動時の反作用によって前記可動子を微少移動させる微動送り手段とを備えるとともに、前記可動子を制動可能な制動手段を設けるという技術手段を採用した。また、前記制動手段を、前記固定子に沿って配設された磁性体からなる固定制動壁と、前記可動子側に設置された磁歪素子を有する制動パッドとを主要素として構成し、磁界の変化によって生じる前記磁歪素子の変形により、前記制動パッドを前記固定制動壁に圧接して制動するという技術手段を採用した。そして、前記可動子を微少移動させる際には、前記制動パッドを前記固定制動壁に圧接した制動状態において前記慣性体を作動させることにより、その慣性体の反作用が制動作用に打勝って前記可動子を微少移動させることを特徴とするものである。本発明によれば、前記微動アクチュエータの動作時の慣性体の運動エネルギによって可動子に対して付加される反作用を活用して、前記制動手段による制動作用との相対的な関係から、可動子自体を微少移動させて位置決めすることが可能になる。したがって、従来方式の微動アクチュエータの移動範囲による制約から解放される。また、磁歪素子が印加される磁界により伸長あるいは縮小する変形を利用して、制動パッドを前記固定制動壁に圧接することによって制動するように構成することができる。因みに、磁界の印加により縮小変形する磁歪素子を用いる場合には、磁界の印加時には磁歪素子が縮小変形して制動パッドを固定制動壁から離間し、磁界の印加を中止して元の長さに復帰させた場合に制動作用を奏するように構成することができる。なお、前記微動アクチュエータとしては、電歪素子や磁歪素子が好適である。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、高速かつ高精度で直線上の位置決めを行うリニア位置決め手段として広く適用が可能である。例えば、ボンダやステッパなどの半導体製造装置における位置決め手段として好適である。リニアモータを構成する前記可動子に対しては、磁歪素子、電歪素子等からなる微動アクチュエータが設置され、その微動アクチュエータの端部に慣性体が設けられる。慣性体の大きさは、可動子の質量の大きさや前記制動作用との関係から、所期の微少移動の確保に適した反作用が得られるように適宜設定する。他方、可動子に配設される制動手段は、可動子に作用する慣性体からの反作用との関係から、所期の微少移動の確保に適した制動作用が得られるように構成する。因みに、前記微動アクチュエータの動作速度に応じて可動子に作用する反作用が制動手段の静摩擦の範囲内におさまるか、静摩擦を超えて動摩擦に至るかにより、可動子自体が微少移動を起すか否かが左右されることになる。さらに、その制動力を微調整することにより可動子の微少移動距離を調整し得るように構成することも可能である。
【0007】
なお、前記微動アクチュエータとして、磁歪素子を採用する場合には、印加される磁界の方向に伸縮し、伸縮量も大きく、例えば200mmの長さのもので140μm伸縮させることも可能である。また、電歪素子を採用する場合には、電圧の方向に伸縮し、磁歪素子に比べて動作速度が速いが、伸縮量は1μm程度ときわめて小さい。したがって、制動手段用のアクチュエータとしては、磁歪素子の方が適している。さらに、前記可動子に配設する制動手段を作動する手段として磁歪素子を用いる場合には、磁界の印加により伸長する磁歪素子を用いる形態と、磁界の印加により縮小する磁歪素子を用いる形態があり得る。前者の形態の場合には、磁界を印加しない状態で制動パッドが固定制動壁から離間し、磁界の印加による伸長変形時に制動パッドが固定制動壁に圧接して制動作用を奏するように設定する。他方、後者の形態の場合には、逆に磁界を印加した状態で制動パッドが固定制動壁から離間し、磁界の印加の中止による元の長さへの復帰時に制動パッドが固定制動壁に圧接して制動作用を奏するように設定する。
【0008】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図1は本発明の一実施例の要部を示した平面図である。図2〜図4は図1の拡大断面図であり、それぞれ図2はA−A断面図、図3はB−B断面図、図4はC−C断面図である。図中1は固定子であり、例えば移動磁界を形成して可動子2を所定位置に移動し得るように構成されており、それらの固定子1及び可動子2を主要素としてリニアモータを構成している。図2及び図3に示したように、固定子1は案内レール3の凹部内に設置されるとともに、その案内レール3に対して可動子2が外側から係合して移動するように構成されている。案内レール3は、さらに磁性体からなるU字状フレーム4の凹部内に設置され、そのU字状フレーム4の立上がり壁部が固定制動壁5,6として構成されている。
【0009】
図示のように、本実施例では、可動子2に対して磁歪素子からなる微動アクチュエータ7が設置され、その微動アクチュエータ7の他端部に慣性体8が設けられている。また、可動子2の反対側には、磁気の影響を遮断するように非磁性体からなる保持部材9,10を介して、鉄心11を備えたソレノイドコイル12が設置されており、そのソレノイドコイル12に通電することより磁歪素子を用いた制動パッド13,14の部分に磁界を印加して伸長させ、それらの制動パッド13,14を前記固定制動壁5,6に圧接することによって制動し得るように構成している。因みに、図4に示したように、ソレノイドコイル12をオンして励磁が開始されると、鉄心11と固定制動壁5,6を備えたU字状フレーム4とによって磁気回路Mが形成され、制動パッド13,14の部分に磁界が印加されることになる。
【0010】
次に、本発明に係るリニア位置決め装置の作動に関して説明する。前記可動子2を目標位置へ送るには、先ず、従来のリニアモータの場合と同様、採用したリニアモータの駆動方式により、例えば固定子1に所定の移動磁界を形成して可動子2を目標位置の近傍まで粗動送りする。なお、その場合の位置認識手段としては、可動子2に設けたレゾルバや外部に設けたリニアスケール、レーザ測長器などの高精度の計測器が使用される。次に、前記ソレノイドコイル12に通電して励磁を開始し、鉄心11と固定制動壁5,6を備えたU字状フレーム4に磁気回路Mを形成する。これにより、制動パッド13,14の部分に磁界が印加される結果、制動パッド13,14に組込まれた磁歪素子が伸長し、それらの制動パッド13,14が固定制動壁5,6に圧接して制動作用を奏する。なお、以上の制動動作とともに可動子2の駆動がオフされ、次の微動送り動作に移行する。
【0011】
前記可動子2の微動送り動作においては、その可動子2に対して設置された、本実施例では磁歪素子からなる微動アクチュエータ7を駆動して、該微動アクチュエータ7の動作に伴って作動する慣性体8の反作用によって可動子2を微少移動させることになる。すなわち、微動アクチュエータ7により慣性体8を作動させた際に生じる可動子2に対する反作用が、前記制動パッド13,14と固定制動壁5,6との圧接による制動作用に打勝つように設定することにより、可動子2をナノメートルオーダーで微少移動させることが可能である。したがって、微動アクチュエータ7の間欠駆動の繰返しにより、可動子2をナノメートルピッチで目標位置まで順次微少移動させることが可能である。なお、目標位置に移動した可動子が外力によって動かないように、電流を大きくして制動力をアップさせるようにしてもよい。
【0012】
図5は微動アクチュエータ7による可動子2の微動送り動作を例示した概略動作説明図である。なお、本図では説明の便から変位量を拡大して示した。状態Aは、可動子2がリニアモータの駆動により目標位置の近傍まで粗動送りされた状態を示したものである。この状態Aから、状態Bに示したように微動アクチュエータ7を急速に伸長すると、その微動アクチュエータ7の伸長動作に伴って慣性体8が矢印方向に急速に作動し、その反作用によって可動子2が矢印のように反対方向に微動する。すなわち、この微動アクチュエータ7の急速な伸長動作においては、慣性体8による反作用も大きく、可動子2は、制動パッド13,14と固定制動壁5,6との制動面における静摩擦力に打勝って矢印方向に微動することになる。この場合の微動の量は、微動アクチュエータ7の加速度に基づく慣性体8からの反作用の大きさと制動パッド13,14と固定制動壁5,6との圧接による制動作用との相対的な関係によって決る。次に、状態Cで示したように、微動アクチュエータ7を矢印方向に縮小しながら、前記状態Aと同様の状態Dまでゆっくり復帰させる。この復帰動作においては、ゆっくり縮小動作させることにより、慣性体8による反作用の大きさを抑えて、制動パッド13,14と固定制動壁5,6との制動面における静摩擦力を超えないように設定する。したがって、この復帰動作の場合には、可動子2は停止したままで移動はしない。
【0013】
以上の状態Aから状態Dにおける微動アクチュエータ7の急速伸長動作と緩速縮小動作によって、微動送り手段の一サイクルの微動動作が完了する。そして、その一サイクルの微動動作により、状態Bに示したように、可動子2を矢印方向にナノメートルオーダーのピッチPで微少移動させることが可能である。したがって、以上の微動送り手段の動作を間欠的に必要回数、繰返すことにより、可動子2を目標位置に正確に移動することが可能である。なお、微動アクチュエータ7の動作パターンを変更して、縮小動作を逆に急速で行い、伸長動作をゆっくり行うようにすれば、可動子2の微少移動の方向を逆にすることも可能である。すなわち、状態Cにおける縮小動作を急速で実行し、その縮小動作に伴う慣性体8の反作用によって可動子2を逆方向に微少移動させるとともに、状態Bにおける伸長動作はゆっくり実行して、慣性体8による反作用力の大きさが制動パッド13,14と固定制動壁5,6との制動面における静摩擦力を超えないようにして停止状態を維持するように設定すれば、可動子2の微少移動の方向を逆転することが可能である。
【0014】
さらに、前述の状態Cから状態Dへの復帰動作において、微動アクチュエータ7の縮小動作の速度を、慣性体8による反作用力の大きさが制動パッド13,14と固定制動壁5,6との制動面における静摩擦力を超えない程度に一度上昇させ、しかる後、状態Dの復帰位置で急停止するように設定すれば、その急停止の際の慣性体8の可動子2に対する反作用を活用して、一サイクルの微動動作におけるピッチPを増やすことも可能である。同様に、状態Cから状態Dへの復帰動作の途中から状態Bの急速伸長動作に移行して、微動動作を繰返す動作パターンも可能である。
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、磁歪素子ないし電歪素子等の微動アクチュエータに備えた慣性体の作動時の反作用に基づいて、リニアモータを構成する可動子自体を微少移動するように構成したので、微動アクチュエータの動作を繰返すことによって可動子自体の微少移動を任意に続行することが可能である。したがって、従来方式に伴う微動アクチュエータの移動範囲による制約から解放され、作業性の良好な使い勝手のよいリニア位置決め装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の要部を示した平面図である。
【図2】 図1のA−A拡大断面図である。
【図3】 図1のB−B拡大断面図である。
【図4】 図1のC−C拡大断面図である。
【図5】 微動アクチュエータによる可動子の微動送り動作を例示した概略動作説明図である。
【符号の説明】
1…固定子、2…可動子、3…案内レール、4…U字状フレーム、5,6…固定制動壁、7…微動アクチュエータ、8…慣性体、9,10…保持部材、11…鉄心、12…ソレノイドコイル、13,14…制動パッド
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear positioning device that performs linear positioning at high speed and high accuracy.
[0002]
[Prior art]
As linear positioning means, those using a ball screw drive or a linear motor are widely known. However, in these conventional techniques, the positioning accuracy is at most ± 0. The limit was about several μm. On the other hand, in the case of positioning means using a fine actuator such as a piezoelectric type, although high accuracy of about ± 0.0 μm is obtained, it is not suitable for long distance positioning. Accordingly, the linear motor is used as the coarse movement positioning means, and fine movement positioning means including a fine movement actuator such as a piezoelectric type is mounted on the movable element, and a combination of the coarse movement positioning means and the fine movement positioning means is combined. A dynamic linear positioning device is also considered.
[0003]
By the way, the conventional double-acting linear positioning device in which the fine-motion positioning means comprising a fine-motion actuator such as a piezoelectric type is mounted on the mover of the linear motor is restricted by the movement range of the fine-motion actuator. When exceeding, coarse movement by movement of the mover of the linear motor was necessary. Therefore, each time, drive control of the linear motor is involved, which is troublesome and difficult to increase the speed, and processing for absorbing the position change of the mover of the linear motor at that time is also necessary. In addition, the minimum travel distance of the coarse movement is also limited by the minimum feed amount of the linear motor, that is, the positioning accuracy of the mover. As a result, the minimum feed amount of the linear motor is about the same as the movement range of the fine actuator. If not configured, the positioning resolution as a whole is lowered, so that a highly accurate and more expensive linear motor is required.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been developed in view of the above-described conventional technical circumstances, and eliminates the restriction due to the movement range of the conventional fine movement actuator, and allows fine movement without coarse movement as a mover of the linear motor. It is an object of the present invention to provide an easy-to-use linear positioning device capable of finely adjusting the position of the movable element over a wide range by repeating fine movement by an actuator.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is provided with a coarse feed means comprising a linear motor provided with a mover movably with respect to a stator, and a fine actuator provided with an inertial body with respect to the mover. Further, a technical means is provided that includes a fine movement feeding means for moving the mover slightly by a reaction of the inertial body when the inertial body is actuated by the fine movement actuator, and a braking means capable of braking the mover. Further, the braking means includes a fixed braking wall made of a magnetic material disposed along the stator and a braking pad having a magnetostrictive element installed on the mover side as main elements, The technical means is adopted in which the braking pad is pressed against the fixed braking wall and braked by the deformation of the magnetostrictive element caused by the change. When the mover is moved slightly, the inertial body is operated in a braking state in which the brake pad is pressed against the fixed braking wall, so that the reaction of the inertial body overcomes the braking action and the movable body is moved. The child is moved slightly. According to the present invention, by utilizing the reaction added to the mover by the kinetic energy of the inertial body during the operation of the fine actuator, the mover itself is obtained from the relative relationship with the braking action by the braking means. It is possible to position by slightly moving. Therefore, it is freed from the restrictions due to the movement range of the conventional fine actuator. Further, the brake can be configured to be braked by pressing the brake pad against the fixed brake wall by utilizing a deformation that expands or contracts by a magnetic field applied to the magnetostrictive element. Incidentally, when using a magnetostrictive element that deforms and contracts when a magnetic field is applied, the magnetostrictive element contracts and deforms when the magnetic field is applied, separating the braking pad from the fixed braking wall, and stopping the application of the magnetic field to the original length. It can be configured to exhibit a braking action when it is restored. As the fine actuator, an electrostrictive element or a magnetostrictive element is suitable.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention can be widely applied as linear positioning means for performing linear positioning at high speed and with high accuracy. For example, it is suitable as a positioning means in a semiconductor manufacturing apparatus such as a bonder or a stepper. A fine movement actuator composed of a magnetostrictive element, an electrostrictive element or the like is installed on the mover constituting the linear motor, and an inertial body is provided at the end of the fine movement actuator. The size of the inertial body is appropriately set so as to obtain a reaction suitable for securing the desired minute movement based on the relationship between the mass of the mover and the braking action. On the other hand, the braking means disposed on the mover is configured so as to obtain a braking action suitable for securing an intended minute movement from the relationship with the reaction from the inertial body acting on the mover. Incidentally, whether or not the mover itself causes a slight movement depending on whether the reaction acting on the mover within the range of static friction of the braking means according to the operating speed of the fine actuator or the dynamic friction beyond the static friction is reached. Will be affected. Furthermore, it is also possible to configure so that the minute moving distance of the mover can be adjusted by finely adjusting the braking force.
[0007]
When a magnetostrictive element is used as the fine movement actuator, it expands and contracts in the direction of the applied magnetic field, and the expansion / contraction amount is large. For example, it can be expanded and contracted by a length of 200 mm by 140 μm. When an electrostrictive element is used, the electrostrictive element expands and contracts in the voltage direction, and the operation speed is faster than that of the magnetostrictive element, but the expansion / contraction amount is as small as about 1 μm. Therefore, the magnetostrictive element is more suitable as the actuator for the braking means. Further, when a magnetostrictive element is used as means for operating the braking means disposed on the mover, there are a form using a magnetostrictive element that expands by applying a magnetic field and a form using a magnetostrictive element that reduces by applying a magnetic field. obtain. In the case of the former form, it is set so that the braking pad is separated from the fixed braking wall without applying a magnetic field, and the braking pad is pressed against the fixed braking wall and exerts a braking action at the time of expansion deformation due to application of the magnetic field. On the other hand, in the case of the latter form, the braking pad is separated from the fixed braking wall in a state where a magnetic field is applied, and the braking pad is pressed against the fixed braking wall when returning to the original length by stopping the application of the magnetic field. And set so as to exert a braking action.
[0008]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the main part of one embodiment of the present invention. 2 to 4 are enlarged sectional views of FIG. 1, FIG. 2 is an AA sectional view, FIG. 3 is a BB sectional view, and FIG. 4 is a CC sectional view. In the figure, reference numeral 1 denotes a stator, which is configured such that, for example, a moving magnetic field is formed so that the movable element 2 can be moved to a predetermined position, and a linear motor is constituted by using the stator 1 and the movable element 2 as main elements. is doing. As shown in FIGS. 2 and 3, the stator 1 is installed in the recess of the guide rail 3, and the mover 2 is configured to engage with the guide rail 3 and move from the outside. ing. The guide rail 3 is further installed in a concave portion of a U-shaped frame 4 made of a magnetic material, and rising walls of the U-shaped frame 4 are configured as fixed braking walls 5 and 6.
[0009]
As shown in the figure, in this embodiment, a fine movement actuator 7 made of a magnetostrictive element is installed on the mover 2, and an inertia body 8 is provided at the other end of the fine movement actuator 7. A solenoid coil 12 having an iron core 11 is installed on the opposite side of the mover 2 through holding members 9 and 10 made of a non-magnetic material so as to block the influence of magnetism. 12 can be braked by applying a magnetic field to the portions of the brake pads 13 and 14 using the magnetostrictive elements by extending the current, and pressing the brake pads 13 and 14 against the fixed brake walls 5 and 6. It is configured as follows. Incidentally, as shown in FIG. 4, when the solenoid coil 12 is turned on to start excitation, a magnetic circuit M is formed by the iron core 11 and the U-shaped frame 4 provided with the fixed braking walls 5 and 6. A magnetic field is applied to the brake pads 13 and 14.
[0010]
Next, the operation of the linear positioning device according to the present invention will be described. In order to send the mover 2 to the target position, first, similarly to the case of the conventional linear motor, for example, a predetermined moving magnetic field is formed on the stator 1 by the adopted linear motor driving method, and the mover 2 is targeted. Coarse feed to near the position. In this case, as position recognition means, a high-precision measuring instrument such as a resolver provided in the movable element 2, a linear scale provided outside, or a laser length measuring instrument is used. Next, the solenoid coil 12 is energized to start excitation, and the magnetic circuit M is formed on the U-shaped frame 4 having the iron core 11 and the fixed braking walls 5 and 6. As a result, a magnetic field is applied to the portions of the brake pads 13 and 14, and as a result, the magnetostrictive elements incorporated in the brake pads 13 and 14 expand, and the brake pads 13 and 14 come into pressure contact with the fixed brake walls 5 and 6. And exerts a braking action. In addition, with the above braking operation, the drive of the mover 2 is turned off, and the next fine movement feeding operation is started.
[0011]
In the fine movement feeding operation of the movable element 2, an inertia that is installed with respect to the movable element 2 and drives the fine movement actuator 7 composed of a magnetostrictive element in the present embodiment and operates along with the operation of the fine movement actuator 7. The mover 2 is slightly moved by the reaction of the body 8. That is, the reaction to the mover 2 generated when the inertial body 8 is actuated by the fine actuator 7 is set so as to overcome the braking action caused by the pressure contact between the braking pads 13 and 14 and the fixed braking walls 5 and 6. Thus, the mover 2 can be moved slightly in the nanometer order. Accordingly, by repeating intermittent driving of the fine actuator 7, the mover 2 can be slightly moved sequentially to the target position at a nanometer pitch. Note that the braking force may be increased by increasing the current so that the mover moved to the target position does not move due to an external force.
[0012]
FIG. 5 is a schematic operation explanatory view illustrating the fine movement feeding operation of the mover 2 by the fine movement actuator 7. In addition, in this figure, the displacement amount was expanded and shown from the convenience of explanation. State A shows a state in which the mover 2 is coarsely fed to the vicinity of the target position by driving the linear motor. When the fine movement actuator 7 is rapidly extended from the state A as shown in the state B, the inertial body 8 is rapidly operated in the direction of the arrow as the fine movement actuator 7 is extended. Slightly moves in the opposite direction as shown by the arrow. That is, in the rapid extension operation of the fine actuator 7, the reaction by the inertial body 8 is also large, and the mover 2 overcomes the static friction force on the braking surface between the braking pads 13 and 14 and the fixed braking walls 5 and 6. It will move slightly in the direction of the arrow. The amount of fine movement in this case is determined by the relative relationship between the magnitude of the reaction from the inertial body 8 based on the acceleration of the fine movement actuator 7 and the braking action caused by the pressure contact between the braking pads 13 and 14 and the fixed braking walls 5 and 6. . Next, as shown in state C, the fine movement actuator 7 is slowly returned to state D similar to state A while being reduced in the direction of the arrow. In this return operation, the magnitude of the reaction by the inertial body 8 is suppressed by performing a slow reduction operation so that the static friction force on the braking surface between the braking pads 13 and 14 and the fixed braking walls 5 and 6 is not exceeded. To do. Therefore, in this return operation, the mover 2 is stopped and does not move.
[0013]
The fine movement operation in one cycle of the fine movement feeding means is completed by the rapid extension operation and the slow reduction operation of the fine movement actuator 7 in the state A to the state D described above. Then, as shown in state B, the mover 2 can be slightly moved in the direction of the arrow with a pitch P of nanometer order by the fine movement operation of one cycle. Therefore, it is possible to accurately move the mover 2 to the target position by intermittently repeating the above-described fine movement feeding means for the required number of times. In addition, if the operation pattern of the fine actuator 7 is changed so that the reduction operation is performed rapidly and the extension operation is performed slowly, the direction of the minute movement of the mover 2 can be reversed. That is, the contraction operation in the state C is performed rapidly, the movable body 2 is slightly moved in the reverse direction by the reaction of the inertial body 8 accompanying the contraction operation, and the expansion operation in the state B is performed slowly, so that the inertial body 8 If the stop force is set so as not to exceed the static frictional force on the braking surface between the braking pads 13 and 14 and the fixed braking walls 5 and 6, It is possible to reverse the direction.
[0014]
Further, in the returning operation from the state C to the state D described above, the speed of the reduction operation of the fine movement actuator 7 is set so that the magnitude of the reaction force by the inertial body 8 is the braking between the braking pads 13 and 14 and the fixed braking walls 5 and 6. If it raises once so that the static frictional force on the surface is not exceeded, and then it is set to suddenly stop at the return position of state D, the reaction of the inertial body 8 to the mover 2 at the time of the sudden stop is utilized. It is also possible to increase the pitch P in one cycle of fine movement. Similarly, an operation pattern in which the fine movement operation is repeated by shifting to the rapid extension operation of the state B from the middle of the return operation from the state C to the state D is also possible.
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the mover itself constituting the linear motor is slightly moved based on the reaction during the operation of the inertial body provided in the fine movement actuator such as a magnetostrictive element or electrostrictive element, the fine movement actuator By repeating the above operation, it is possible to arbitrarily continue the slight movement of the mover itself. Therefore, it is possible to provide an easy-to-use linear positioning device that is free from the restriction due to the movement range of the fine actuator according to the conventional method and has good workability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a main part of an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 5 is a schematic operation explanatory view illustrating a fine movement feeding operation of a mover by a fine movement actuator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator, 2 ... Movable element, 3 ... Guide rail, 4 ... U-shaped frame, 5, 6 ... Fixed brake wall, 7 ... Fine movement actuator, 8 ... Inertial body, 9, 10 ... Holding member, 11 ... Iron core , 12 ... Solenoid coil, 13, 14 ... Braking pad

Claims (2)

固定子に対して移動自在に可動子が設けられたリニアモータからなる粗動送り手段と、前記可動子に対して慣性体を備えた微動アクチュエータを設置し、その微動アクチュエータによる慣性体の作動時の反作用によって前記可動子を微少移動させる微動送り手段と、前記可動子を制動可能な制動手段とを備え、
前記制動手段は、前記固定子に沿って配設された磁性体からなる固定制動壁と、前記可動子側に設置された磁歪素子を有する制動パッドとを主要素として構成され、磁界の変化によって生じる前記磁歪素子の変形により、前記制動パッドを前記固定制動壁に圧接して制動するように構成し、前記可動子を微少移動させる際には、前記制動パッドを前記固定制動壁に圧接した制動状態において前記慣性体を作動させることにより、その慣性体の反作用が制動作用に打勝って前記可動子を微少移動させることを特徴とするリニア位置決め装置。
Coarse motion feed means composed of a linear motor provided with a mover movably with respect to the stator, and a fine actuator provided with an inertial body with respect to the mover, when the inertial body is operated by the fine motion actuator A fine movement feeding means for slightly moving the movable element by the reaction of the above, and a braking means capable of braking the movable element,
The braking means is composed mainly of a fixed braking wall made of a magnetic material disposed along the stator and a braking pad having a magnetostrictive element installed on the mover side, and changes the magnetic field. Due to the deformation of the magnetostrictive element that occurs, the brake pad is pressed against the fixed braking wall for braking, and when the mover is moved slightly, the braking pad is pressed against the fixed braking wall. A linear positioning device characterized in that, by operating the inertial body in a state, the reaction of the inertial body overcomes the braking action to slightly move the mover .
前記微動アクチュエータとして、電歪素子又は磁歪素子を用いた請求項1に記載のリニア位置決め装置。  The linear positioning device according to claim 1, wherein an electrostrictive element or a magnetostrictive element is used as the fine movement actuator.
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