JP4958139B2 - Displacement magnifying mechanism with displacement final output end and processing apparatus provided with the displacement magnifying mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、電気計測用のプローブや研削工具を含む処理具の先端側を被処理部材の所定位置に正対させて接触させる際に有効な変位最終出力端付きの変位拡大機構および該変位拡大機構を具備させた処理装置に関する技術である。 The present invention relates to a displacement enlarging mechanism with a displacement final output end that is effective when the front end side of a processing tool including a probe for electric measurement and a grinding tool is brought into contact with a predetermined position of a member to be processed, and the displacement enlarging This is a technique related to a processing apparatus provided with a mechanism.
変位拡大機構としては、たとえば下記特許文献1に開示されている変位拡大機構などが知られている。
図12は、上記特許文献1に開示されている変位拡大機構の一例を示す説明図である。その(a)によれば、基端側がヒンジ3を介して固定台1に支持されたアーム5と、一端がアーム5先端側に接続され、かつ、他端が固定台1に接続されたバネ6と、該バネ6の弾力性に抗してアーム5の一部を押圧して、アーム5の先端側を所定の変位方向Yに沿って変位させることができる圧電体2とを備えている。この場合、アーム5は、圧電体2を伸縮動作させていない状態において、バネ6によって変位方向Yの手前側に向けて所定の角度θ1だけ傾けられた状態で維持されている。
FIG. 12 is an explanatory view showing an example of a displacement enlarging mechanism disclosed in Patent Document 1. According to (a), an
また、アーム5は、直交座標X−YのX軸方向に平行な水平軸Hに沿って突出しており、その先端側には、変位拡大機構の出力変位端5aが位置することになる。
The
しかも、圧電体2は、直交座標X−YのY軸方向(変位方向Y)に沿って配置されており、その基端が固定台1に固定され、その先端はアーム5に取り付けられたピン4と連結されている。
Moreover, the
このため、図12に示す変位拡大機構によれば、圧電体2を図12(b)に示すようにY軸方向に伸ばすと、その伸張量に応じた押圧力がピン4を介してアーム5側に作用し、その結果、ヒンジ3を支点にしてアーム5の先端側を所定の変位方向Yに沿って変位させることができることになる。なお、圧電体2をY軸方向に縮めると、アーム5は、バネ6の弾性力により元の位置へと自動的に戻ることになる。
Therefore, according to the displacement enlarging mechanism shown in FIG. 12, when the
したがって、図12に示す変位拡大機構による場合には、小型で、かつ、安定した状態のもとで、アーム5の先端側(荷重点)を高速に動作させることができることになる。
Therefore, in the case of the displacement magnifying mechanism shown in FIG. 12, the distal end side (load point) of the
しかし、図12に示す変位拡大機構は、圧電体2の伸張量がアーム5の先端側(荷重点)の移動量に依存していることから、圧電体2の伸張量を小さくするとアーム5の先端側(荷重点)に必要とする移動量を付与することができない不都合があった。
However, in the displacement enlarging mechanism shown in FIG. 12, since the extension amount of the
本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、荷重点である変位最終出力端側に対し応答特性に富む拡大された移動量を付与すると同時に、変位時における相互の接触部位の摩耗を少なくして優れた耐久性のもとで剛性を伴って被処理部材側に接触させることができる変位最終出力端付きの変位拡大機構および該変位拡大機構を具備させた処理装置を提供することに目的がある。 In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides an extended movement amount rich in response characteristics to the displacement final output end side which is a load point, and at the same time reduces wear of mutual contact parts during displacement. It is an object to provide a displacement magnifying mechanism with a displacement final output end that can be brought into contact with the member to be processed with rigidity under excellent durability, and a processing apparatus equipped with the displacement magnifying mechanism. .
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第1の発明(変位最終出力端付きの変位拡大機構)は、相手材に当接して力点として作用させる当接部をその自由端である変位端に備えて位置固定される伸縮体と、該伸縮体の前記当接部からの押圧作用を受けた際に反力を伴って変位する支点部を介して変位授与側のアーム体として位置固定される前記相手材である変位始端入力側アーム体と、拡大変位する該変位始端入力側アーム体の接触出力端側からの押圧作用を受けた際に反力を伴って変位する支点部を介して変位受領側のアーム体として位置固定され、かつ、その変位量を前記反力が生成する予圧による剛性を伴って被処理部材における平坦面の面方向と直交するZ軸方向へと拡大出力される変位最終出力端を備える変位終端出力側アーム体とを前記接触出力端側を介して相互に接触させて配置される2つのアーム体とで構成され、前記変位始端入力側アーム体は、前記伸縮体側からの押圧作用を受けて押し下げられた際に前記接触出力端である開放端の滑り方向での移動量を小さくすべく、自らが備える前記接触出力端側と前記支点部との各中心位置を略同一の線上に位置させて形成するとともに、少なくとも前記変位終端出力側アーム体には、変位始端入力側アーム体の前記接触出力端側を押圧接触させた際に前記変位最終出力端側に前記Z軸方向での略直動方向への拡大された変位量を付与するための平行リンク機構を具備させたことを最も主要な特徴とする。 The present invention has been made to achieve the above object, and the first invention (displacement enlargement mechanism with a displacement final output end) of the present invention has an abutting portion that abuts against a mating member and acts as a power point. An elastic body that is fixed in position at the displacement end, which is a free end, and a fulcrum portion that is displaced with a reaction force when it receives a pressing action from the abutting portion of the elastic body on the displacement giving side Displacement with a reaction force when receiving a pressing action from the contact output end side of the displacement start end input side arm body which is the counterpart material fixed as the arm body and the displacement start end input side arm body which is enlarged and displaced Z-axis direction orthogonal to the surface direction of the flat surface of the member to be processed with the rigidity due to the preload generated by the reaction force and the displacement amount being fixed as the arm body on the displacement receiving side through the supporting point portion comprising a displacement final output end that is enlarged output to Constructed a displacement terminal end output side arm member with two arm members and which is placed in contact with each other through the contact output end, the displacement start input arm body, a pressing action from the stretchable side In order to reduce the amount of movement in the sliding direction of the open end which is the contact output end when the contact output end is pushed down, the respective center positions of the contact output end side and the fulcrum portion provided by itself are on substantially the same line. and forming by position, at least the displacement terminal end output side arm member, in the contact the Z-axis direction to the displacement final output end an output end side when the is pressed against the contact of the displacement starting input arm member the most important feature that is provided with a parallel link mechanism for imparting an expanded amount of displacement of the substantially linear direction.
この場合、前記変位終端出力側アーム体側に前記接触出力端側を押圧接触させた際に生ずる無用な滑りを抑制すべく、該接触出力端側に前記Z軸方向での略直動方向への拡大された変位量を付与するための前記平行リンク機構を前記変位始端入力側アーム体側にも具備させて形成するのが望ましい。 In this case, in order to suppress unnecessary slippage generated when the contact output end side in the displacement terminal end output side arm side was pressed into contact, in the substantially linear direction in the Z axis direction to the contact output end side It is desirable that the parallel link mechanism for applying the enlarged displacement amount is also provided on the displacement start end input side arm body side .
さらに、前記変位終端出力側アーム体は、前記変位始端入力側アーム体の前記接触出力端が接触する接触面の面高を自らが備える前記支点部の中心高さ位置と略同高としておくこともできる。また、前記変位終端出力側アーム体は、前記変位始端入力側アーム体とその位置関係を逆向きにして配置しておくこともできる。 Furthermore, the displacement terminal output side arm body has a surface height of a contact surface with which the contact output end of the displacement start end input side arm body is in contact with a center height position of the fulcrum portion provided by itself. You can also. Further, the displacement end output side arm body can be arranged with the displacement start end input side arm body and the positional relationship opposite to each other.
また、前記変位終端出力側アーム体は、前記変位始端入力側アーム体の前記接触出力端との接触面の領域に摩擦係数の小さい滑り面を具備させておくこともできる。 Further, the displacement terminal output side arm body may be provided with a sliding surface having a small friction coefficient in a region of a contact surface with the contact output end of the displacement start end input side arm body.
さらに、前記変位始端入力側アーム体と前記変位終端出力側アーム体とは、該変位終端出力側アーム体を先行させて雁行状に並行配置するとともに、前記変位始端入力側アーム体には、前記接触出力端に相当する部位に前記変位終端出力側アーム体方向へとその長さ方向を突出させた掛止部を有するピン材を付設し、前記変位終端出力側アーム体の前記平行リンク機構が画成する囲繞空間内に配置されたピン材の前記掛止部の当接掛止状況に応じて前記変位終端出力側アーム体の従動を自在とすることもできる。 Further, the displacement start end input side arm body and the displacement end output side arm body are arranged in parallel in a lame manner with the displacement end output side arm body preceding, and the displacement start end input side arm body includes A pin member having a latching portion protruding in the length direction toward the displacement terminal output side arm body is attached to a portion corresponding to the contact output end, and the parallel link mechanism of the displacement terminal output side arm body is provided. The displacement terminal output side arm body can be freely driven in accordance with the abutment latching state of the latching portion of the pin member disposed in the defining surrounding space.
さらに、前記変位終端出力側アーム体は、前記変位終端出力側アーム体よりもヤング率の高い部材を用いて形成しておくのが望ましい。 Furthermore, it is desirable that the displacement terminal output side arm body is formed using a member having a higher Young's modulus than the displacement terminal output side arm body.
一方、第2の発明(処理装置)は、請求項1ないし7のいずれかに記載の変位最終出力端付きの変位拡大機構を装置本体に具備させたことを最も主要な特徴とする。 On the other hand, the second invention (processing apparatus) is characterized in that the apparatus main body is provided with the displacement enlarging mechanism with the displacement final output end according to any one of claims 1 to 7 .
本発明のうち、第1の発明(変位拡大機構)によれば、変位始端入力側アーム体が伸縮体の当接部からの押圧作用を受けた際の反力と、変位終端出力側アーム体が変位始端入力側アーム体の接触出力端側からの押圧作用を受けた際の反力とが生成する予圧により、変位終端出力側アーム体の荷重点としての変位最終出力端側に対し剛性を伴った拡大された変位量を付与することができる。また、変位始端入力側アーム体は、自らが備える接触出力端側と支点部との各中心位置を略同一の線上に位置させて形されているので、伸縮体側からの押圧作用を受けて押し下げられた際に接触出力端である開放端の滑り方向での移動量を小さくすることができる。さらに、少なくとも変位終端出力側アーム体は、平行リンク機構を具備させて形成されているので、該変位終端出力側アーム体が備える変位最終出力端側に対しZ軸方向である略直動方向での整定性を高めて応答特性を向上させてやることができる。したがって、該変位最終出力端側に電気計測用のプローブや研削工具を含む処理具を取り付ける場合には、該処理具に対し応答性に富む拡大された移動量を付与すると同時に、剛性を伴って被処理部材側に安定的に接触させることができる。さらに、変位始端入力側アーム体側も平行リンク機構を具備している場合には、接触出力端側にZ軸方向である略直動方向での拡大された変位量を付与することができるので、該接触出力端側を変位終端出力側アーム体側に押圧接触させた際に生ずる無用な滑りを抑制することで、接触部位の摩耗を少なくして優れた耐久性のもとで剛性を伴って被処理部材側に安定的に接触させることができる。 Of the present invention, according to the first invention (displacement enlargement mechanism), the reaction force when the displacement start end input side arm body receives a pressing action from the contact portion of the expansion and contraction, and the displacement end output side arm body Is applied to the displacement end output end side as the load point of the displacement end output side arm body by the preload generated by the reaction force when receiving the pressing action from the contact output end side of the displacement start end input side arm body. Along with the accompanying displacement amount can be given. Moreover, the displacement start end input side arm body is formed by positioning the center positions of the contact output end side and the fulcrum portion provided on the displacement body side on substantially the same line, and therefore is pushed down by receiving the pressing action from the expansion body side. When this is done, the amount of movement in the sliding direction of the open end, which is the contact output end, can be reduced. Furthermore, since at least the displacement terminal output side arm body is formed with a parallel link mechanism, the displacement terminal output side arm body has a substantially linear motion direction that is the Z-axis direction with respect to the displacement final output end side of the displacement terminal output side arm body. It is possible to improve the response characteristics by increasing the settling property of. Therefore, when a processing tool including an electrical measurement probe and a grinding tool is attached to the displacement final output end side, an extended movement amount rich in responsiveness is given to the processing tool, and at the same time, with rigidity. It is possible to stably contact the member to be processed. Furthermore, when the displacement start end input side arm body side also has a parallel link mechanism, an enlarged displacement amount in the substantially linear motion direction that is the Z-axis direction can be given to the contact output end side. Suppressing unnecessary slip that occurs when the contact output end side is pressed against the displacement end output side arm body side, thereby reducing wear at the contact portion and providing rigidity with excellent durability. The processing member side can be stably contacted.
また、第2の発明(処理装置)によれば、装置本体が備える移動体に対し、請求項1ないし7のいずれかに記載の変位拡大機構を具備させてあるので、その質量が小さいこともあってX−Y軸方向を含む所定方向での平面位置決めを正確で安定したものとすることができる。また、駆動源として電磁モータを用いる必要がないので電磁ノイズをなくすことで計測処理の場合の高速化と安定化とを実現することができるほか、Z軸方向である略直動方向を位置決めした後に変位拡大機構の変位最終出力端側に予圧をかけておくことができるので、処理時における直動方向での整定性を高めて応答特性を向上させることもできる。 Further, according to the second invention (processing apparatus), since the displacement magnifying mechanism according to any one of claims 1 to 7 is provided for the moving body provided in the apparatus main body, the mass thereof may be small. Thus, the planar positioning in a predetermined direction including the XY axis direction can be made accurate and stable. In addition, since it is not necessary to use an electromagnetic motor as a drive source, speeding up and stabilization in the case of measurement processing can be realized by eliminating electromagnetic noise, and the substantially linear motion direction that is the Z- axis direction is positioned. Since a preload can be applied to the displacement final output end side of the displacement magnifying mechanism later, the settling property in the linear motion direction during processing can be improved to improve the response characteristics.
本発明は、電気計測用プローブなどの測定具や研削工具などの加工具を含む各種の処理具の先端側を被処理部材の所定位置に正対させて接触させる際に有効な変位最終出力端付きの変位拡大機構(第1の発明)と、該変位拡大機構を具備させた処理装置(第2の発明)とに適用して実施することができる。 The present invention provides a displacement final output terminal effective when the front end side of various processing tools including a measuring tool such as an electrical measurement probe and a processing tool such as a grinding tool is brought into contact with a predetermined position of a member to be processed. The present invention can be applied to a displacement magnifying mechanism (first invention) and a processing apparatus (second invention) provided with the displacement magnifying mechanism.
このうち、第1の発明の原理概念につき、図1を参酌しながらその概要を説明する。同図によれば、第1の発明である変位最終出力端付きの変位拡大機構(以下、「変位拡大機構」と略称する。)11は、例えば図11に基板検査装置を例に示されている第2の発明である処理装置101を構成している装置本体102にX−Y軸方向への移動を自在に移動体103が配設され、該移動体103が備える基台部104に搭載することで配置される。なお、図中の105は、被検査基板を例とする被処理部材を示す。
Among these, an outline of the principle concept of the first invention will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 11, a displacement enlarging mechanism (hereinafter abbreviated as “displacement enlarging mechanism”) 11 having a displacement final output end according to the first invention is shown in FIG. 11 as an example of a substrate inspection apparatus. The moving
この場合、変位拡大機構11は、相手材に当接して力点として作用させる伸縮体12と、該伸縮体12側からの押圧作用を受けた際に変位する相手材である変位授与側のアーム体23としての変位始端入力側アーム体33と、該変位始端入力側アーム体33側からの押圧接触を受けた際にその変位量を拡大して出力する変位受領側のアーム体25である変位終端出力側アーム体53との2つのアーム体22とで、その全体が構成されている。
In this case, the
これを図1に従いより具体的に説明すれば、その(a)に示されているように、例えば圧電素子などからなる伸縮体12は、相手材に当接して力点として作用させる当接部14を自由端である変位端13に備えて図11に示す基台部104側にその基端部15を位置固定することで配置されている。
This will be described in more specifically follow the Figure 1, the as shown in (a), for
また、2つのアーム体22のうち、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33は、伸縮体12の当接部14からの押圧作用を受けた際に変位する支点部38を介して図11に示す基台部104側に位置固定して配置されている。
Of the two
この場合、変位始端入力側アーム体33は、支点部38を介して一体化された固定片部34と作用片部35とで構成されており、該作用片部35は、支点部38寄りにあって伸縮体12の当接部14からの押圧力を受ける部位を基端部36aとする水平部片36と、該水平部片36から前傾方向に延設され、かつ、その開放端37aに接触出力端42を備える前傾部片37とで形成されている。
In this case, the displacement start end input
一方、2つのアーム体22のうち、変位受領側のアーム体25である変位終端出力側アーム体53は、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33の接触出力端42からの押圧接触を受けた際に変位する支点部59を介在させた固定片部54を図11に示す基台部104側に位置固定して配置されている。
On the other hand, of the two
この場合、変位終端出力側アーム体53は、支点部59を介して一体化された固定片部54と作用片部55とで構成されており、該作用片部55は、固定片部54との間で平行リンク機構を形成する上側アーム片56と下側アーム片57と縦側アーム片58とで形成されている。
In this case, the displacement terminal output
また、変位終端出力側アーム体53は、平行リンク機構としての動きを確保するために、固定片部54と上側アーム片56との間の支点部59aと、固定片部54と下側アーム片57との間の支点部59bと、上側アーム片56と縦側アーム片58との間の支点部59cと、下側アーム片57と縦側アーム片58との間の支点部59dとからなる支点部59を備えて形成されている。
Further, the displacement terminal output
しかも、図1においては、変位終端出力側アーム体53における変位最終出力端60が位置する縦側アーム片58の下端部58aに、該縦側アーム片部58の図11に示す被処理部材105の平坦面の面方向と直交する方向であるZ軸方向への動きに従動させるべく電気計測プローブなどを取り付けるための介在片61が直結されている。
Moreover, In Fig. 1, the
図3は、図1に示す原理概念図の変形例を示す概念図である。同図によれば、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33は、その作用片部35が図1に示す変位終端出力側アーム体53と同様に、固定片部54との間で平行リンク機構を形成する上側アーム片39と下側アーム片40と縦側アーム片41とで形成されている。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a modification of the principle conceptual diagram shown in FIG. According to the figure , the displacement start end input
また、変位始端入力側アーム体33は、平行リンク機構としての動きを確保するために、固定片部34と上側アーム片39との間の支点部38aと、固定片部34と下側アーム片40との間の支点部38bと、上側アーム片39と縦側アーム片41との間の支点部38cと、下側アーム片40と縦側アーム片41との間の支点部38dとからなる支点部38を備えて形成されている。
In addition, the displacement start end input
この場合、伸縮体12は、その当接部14が支点部38a寄りに位置する上側アーム片39の基端部39aに当接してこれを押圧することになる。また、変位始端入力側アーム体33における接触出力端42は、縦側アーム片41の下端に位置することになる。
In this case, the
図4は、第1の発明についての第1の例を図1に示す原理概念図に適用して示す要部説明図である。同図によれば、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33は、自らが備える接触出力端42と支点部38とが略同一の線上に位置するようにして形成されている。なお、変位終端出力側アーム体53は、図1に示す構成例と同様にして形成されている。
FIG. 4 is an explanatory diagram of relevant parts showing the first example of the first invention applied to the principle conceptual diagram shown in FIG. According to the figure, the displacement start end input
図6は、図3の構成例に図4に示す第1の発明についての第1の例を適用した第2の例を示す要部説明図である。同図によれば、変位終端出力側アーム体53の上側アーム片56における変位始端入力側アーム体33の接触出力端42が接触する接触面56aは、上側アーム片56の支点部59aの中心高さ位置と略同高となる面高が付与されて形成されている。
FIG. 6 is a main part explanatory view showing a second example in which the first example of the first invention shown in FIG. 4 is applied to the configuration example of FIG . According to the figure, the
図7は、第1の発明についての図4に示す第1の例と図6に示す第2の例とに適用される第3の例を示す説明図であり、
変位受領側のアーム体25である変位終端出力側アーム体53は、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33とその位置関係が逆向きとなって配置されている。
7 is an explanatory view showing a third example applied to the first example shown in FIG. 4 and the second example shown in FIG.
The displacement terminal output
この場合、変位始端入力側アーム体33は、その作用片部35における前傾片部37を図1に示す例よりも前傾長が長くなるように形成すれば、変位終端出力側アーム体53の逆向きとなった作用片部55(上側アーム片56)をその下方に配置できる空間が確保することができる。
In this case, the displacement
図8は、第1の発明についての第4例を示す説明図であり、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33と、変位受領側のアーム体25である変位終端出力側アーム体53とを、上記した各種のパターンのもとで配置した際におけるより好ましい構造例を示すものである。同図によれば、変位終端出力側アーム体53は、変位始端入力側アーム体33の接触出力端42との接触面56aの領域に摩擦係数が小さく、かつ、耐摩耗性にも富む滑り面62を備えて形成されている。この場合における滑り面62は、変位終端出力側アーム体53の上側アーム片56における変位始端入力側アーム体33の接触出力端42が接触する接触面56aの領域にカーボン樹脂フイルムを貼着したり、滑りのよいコーティング層を形成するなどして配設することができる。
FIG. 8 is an explanatory view showing a fourth example of the first invention, wherein a displacement start end input
図9は、第1の発明についての第5の例を示す説明図である。同図によれば、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33と変位受領側のアーム体25である変位終端出力側アーム体53とは、該変位受領側アーム体53を先行させて雁行状に並行配置されている。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a fifth example of the first invention. According to the figure, the displacement start side input
また、変位始端入力側アーム体33には、その接触出力端42に相当する部位に変位終端出力側アーム体53方向へとその長さ方向を突出させた掛止部43aを有するピン材43が付設されている。
Further, the displacement start end input
この場合、変位終端出力側アーム体53は、固定片部54と上側アーム片56と下側アーム片57と縦側アーム片58との間で形成される平行リンク機構により画成された囲繞空間63を備えており、該囲繞空間63内に配置されたピン材43の掛止部43aを変位始端入力側アーム体33側の変位に応じて上側アーム片56もしくは下側アーム片57に当接掛止させることで、変位終端出力側アーム体53の従動を自在に配置されている。
In this case, the displacement terminal output
次に、第2の発明に係る処理装置につき、上記構成からなる第1の発明の作用・効果とともに以下に説明すれば、基板検査装置を例に示されている図11の処理装置101は、図11に示すX−Y軸方向への移動を自在に装置本体102に配設される移動体103側に対し、第1の発明に係る変位拡大機構11を具備させることで、その全体が形成されている。
Next, regarding the processing apparatus according to the second aspect of the present invention, together with the operation and effect of the first aspect having the above configuration, the
すなわち、変位拡大機構11は、図11に示す装置本体102の移動体103が備える基台部104に取り付けた上で、移動体103を被検査基板を含む被処理部材105の処理ポイントの位置へと図11に示すX−Y軸方向に移動させることで、所定の処理ポイントの位置に向けて位置決めさせることができる。
That is, the
この場合、変位拡大機構11は、その全体を軽量・コンパクト化することでその質量も小さなものとなっていることもあって、X−Y軸方向での平面位置決めを行う際に、移動体103自体を正確で安定した状態のもとで高速に移動させることができる。また、変位拡大機構11を搭載した基板検査装置を含んで適宜の処理を行う処理装置101は、電磁ノイズをなくすことで処理作業の高速化と安定化とを実現することができるほか、図11に示すZ軸方向である略直動方向を位置決めした後に変位拡大機構11の変位最終出力端60側に予圧をかけておくことができるので、図11に示すZ軸方向である略直動方向での整定性を高めて応答特性を向上させることもできる。
In this case, the
この場合における変位拡大機構11の作用・効果をより詳しく説明すれば、変位拡大機構11は、その全体をコンパクト化してコストの低減を図ることができるばかりでなく、その重量を軽量化して図11に示すX−Y軸方向への移動を高速化することができる。
If the action and effect of the
また、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33は、例えば圧電素子からなる伸縮体12に電圧を印加することで、その先端側に位置している変位端13を伸張させ、該変位端13が備える当接部14からの押圧力を受けて電気計測用のプローブなどを含む適宜の処理具が取り付けられる荷重点としての変位最終出力端60側に対し、図11に示すZ軸方向である略直動方向での拡大された変位量を付与することができる。
Further, the displacement start end input
これを図1に基づいてさらに詳しく説明すれば、変位拡大機構11を構成している圧電素子からなる伸縮体22に電圧を印加することで、その先端側に位置している変位端13が伸張し、該変位端13が備える当接部14が変位始端入力側アーム体33における水平部片36の基端部36aを押し下げる。
This will be described further based on the FIG. 1 in detail, the voltage to the
変位始端入力側アーム体32は、水平部片36の基端部36aが押し下げられることで、図1(b)に示すように支点部38を介して変形し、その変位出力端42である前傾部片37の開放端37aも下方へと変位する。
The displacement start end input side arm body 32 is deformed via a
変位始端入力側アーム体32における変位出力端42である前傾部片37の開放端37aが下方に向けて変位した際には、これに押されて変位受領側のアーム体25である変位終端出力側アーム体53も従動するようにして変位する。
When the
この場合、変位終端出力側アーム体53は、平行リンク機構を付与することで形成されているので、その縦側アーム片58の下端部58a側に位置する変位最終出力端60側に図11に示すZ軸方向である略直動方向へとその変位量を拡大して伝達することができる。
In this case, since the displacement terminal output
したがって、変位終端出力側アーム体53の変位最終出力端60側に介在片61を介して電気計測用のプローブや研削工具を含む適宜の処理具を取り付けておく場合には、図2のグラフ図に示すようような経過を辿って該処理具を安定的に被処理部材の処理ポイントに対し必要な剛性を伴って接触させることができることになる。
Therefore, when an appropriate processing tool including a probe for electrical measurement and a grinding tool is attached to the displacement
ずなわち、図2は、一段目である変位始端入力側アーム体33と、2段目である変位終端出力側アーム体53との間における相対変位の状況をプロットしたグラフ図である。該グラフ図によれば、変位終端出力側アーム体53における変位最終出力端60は、伸縮体12を駆動させない初期位置(変位0)から伸縮体12を駆動させた変位開始直後はその動きがやや不安定であるものの、その際に生成される反力によりその応答が安定化していくことが判明する。
That is, FIG. 2 is a graph plotting the state of relative displacement between the displacement start end input
また、伸縮体12を駆動させた後からこれを解除するまでの間、つまり、拡大変位中の変位最終出力端60は、伸縮体12側から受ける押圧力に対する一段目である変位始端入力側アーム体33側の反力と、該変位始端入力側アーム体33の接触出力端42から受ける押圧力に対する変位終端出力側アーム体53側の反力とにより、強い剛性のもとで安定した応答を示すことが判明する。したがって、変位最終出力端60に電気計測用のプローブや研削工具などを含む各種の処理具を取り付けた場合には、該処理具を用いたプロービングを含む所定の処理動作を安定的に行わせることができる。第1の例から得られるこのような作用・効果は、第2ないし第5の各例からも同様にして得ることができる。
In addition, the displacement
次に、図1に示す構成例の変形例を示す図3に基づいてその作用・効果を説明すれば、図1に示す構成例と同様に圧電素子からなる伸縮体12に電圧を印加して変位端13を伸張方向に変位させ、その当接部14が変位始端入力側アーム体33側を押し下げる。
Next, the operation and effect will be described with reference to FIG. 3 showing a modification of the configuration example shown in FIG. 1. Like the configuration example shown in FIG. 1, a voltage is applied to the expansion and
この場合、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33は、図1の変位終端出力側アーム体53と同様に平行リンク機構を付与することで形成されているので、その縦側アーム片41の接触出力端42側に図11に示すZ軸方向である略直動方向へとその変位量を拡大して伝達することができる。
In this case, the displacement start end input
このため、図3の変位始端入力側アーム体33の接触出力端42は、図1の変位始端入力側アーム体33の接触出力端42である開放端37aの動きに比較して滑り方向(X方向)での移動量を相当程度までに少なくして変位終端出力側アーム体53を押し下げることができるので、それだけ接触面56aの摩耗を減少させることができる。
For this reason, the
次に、第1の発明についての第1の例を図4に基づいてその特有の作用・効果を説明すれば、図1におけると同様に圧電素子からなる伸縮体12に電圧を印加して変位端13を伸張方向に変位させ、その当接部14が変位始端入力側アーム体33側を押し下げる。
Next, a first example of the first invention will be described the specific actions and effects with reference to FIG. 4, a voltage is applied to the
しかも、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33は、自らが備える接触出力端42の位置と支点部38の中心位置とを略同一の線上に位置させて配設されている。
In addition , the displacement start end input
このため、変位始端入力側アーム体33が押し下げられた際には、図1の変位始端入力側アーム体33の接触出力端42である開放端37aの滑り方向(X方向)での移動量を少なくすることができる。このため、接触出力端42である開放端37aは、図5に示すように滑り方向(X方向)と直交する軸方向(Y方向)への変位量を増加させて変位終端出力側アーム体53を押し下げることができるので、変位最終出力端60に対し変位量をそれだけ拡大させて付与することができることになる。
For this reason, when the displacement start end input
次に、図6に示す第2の例につき、その特有の作用・効果を説明すれば、図1におけると同様に圧電素子からなる伸縮体12に電圧を印加して変位端13を伸張方向に変位させ、その当接部14が変位始端入力側アーム体33側を押し下げる。
Next, a second example shown in FIG. 6, will be described the operation and effect of the specific, extension
この場合、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33は、図4に示す第1の例と同様に自らが備える接触出力端42の位置と支点部38の中心位置とを略同一の線上に位置させて配設されている。
In this case, the displacement start-side input-
また、平行リンク機構からなる変位終端出力側アーム体53は、変位始端入力側アーム体32の接触出力端42が接触する上側アーム片56の接触面56aの面高が、自らが備える支点部59(59a)の中心高さ位置と略同高となるように位置させて配設されている。
Further, the displacement terminal output
このため、変位始端入力側アーム体33の接触出力端42は、滑り方向(X方向)での移動量を少なくして変位終端出力側のアーム体53を押し下げることができる。
For this reason, the
また、変位終端出力側アーム体53における上側アーム片56の接触面56aの面高は、自らが備える支点部59(59a)の中心高さ位置と略同高に設定されているので、変形前後における変位終端出力側アーム体53側のX方向での変位量を最小に抑えて変位始端入力側アーム体33の接触出力端42との間の相対移動距離を、例えば第1の例と比較して大幅に減少させることで、接触面56aの摩耗をそれだけ少なくすることができる。
Further, since the surface height of the
次に、図7に示す第3の例につき、その特有の作用・効果を説明すれば、図1におけると同様に圧電素子からなる伸縮体12に電圧を印加して変位端13を伸張方向に変位させ、その当接部14が変位始端入力側アーム体33側を押し下げる。
Next, a third example shown in FIG. 7, will be described the operation and effect of the specific, extension
この場合、変位終端出力側アーム体53は、変位始端入力側アーム体33とは逆向きとなるように配置されている。このため、変位終端出力側アーム体53における上側アーム片56側を押し下げた際には、その荷重点である作用片部35における前傾片部37の開放端37a(接触出力端42)の滑り方向(X方向)での移動は、変位終端出力側アーム体53側が図7(b)に示すように略円弧を描いて変位する際の移動方向(X方向)と同一方向となるので、相互の相対距離は相殺される。すなわち、変位始端入力側アーム体33の開放端37aにより変位終端出力側アーム体53における上側アーム片56が押圧された際には、変位始端入力側アーム体33変位時の開放端37aのX方向における移動方向(図示例では左方向)と、変位終端出力側アーム体53側の移動方向(図示例では左方向)とが同一になるので、相互の相対距離は相殺されることになる。
In this case, the displacement end output
その結果、変位始端入力側アーム体33における前傾片部37の開放端37a(接触出力端42)は、滑り方向(X方向)での移動量が少なくなり、これに伴って変位終端出力側アーム体53における上側アーム片56の接触面56aの摩耗をそれだけ少なくすることができる。また、この場合、変位始端入力側アーム体33と変位終端出力側アーム体53とは、同じ方向へと変位するため、変位終端出力側アーム体53側の接触面56aに対する変位始端入力側アーム体33側の垂直抗力が減るので、それだけ摩擦圧を減じることができる。
As a result, the
次に、図8に示す第4の例につき、その特有の作用・効果を説明すれば、図1に示す第1の例と同様に圧電素子からなる伸縮体12に電圧を印加して変位端13を伸張方向に変位させ、その当接部14が変位始端入力側アーム体33側を押し下げる。
Next, the operation and effect peculiar to the fourth example shown in FIG. 8 will be described. Similarly to the first example shown in FIG. 13 is displaced in the extending direction, and the
この場合、変位受領側のアーム体25である変位終端出力側アーム体53における上側アーム片56は、変位始端入力側アーム体33の接触出力端42との接触面56aの領域に耐摩耗性に富む摩擦係数の小さい滑り面62を備えているので、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33の接触出力端42を円滑に滑動させてそのその削れ量を抑制することができる。また、仮に滑り面62が削れた場合であっても、張り替えたり再度コーティングするなどして容易に復旧させることができる。
In this case, the
最後に、図9に示す第5の例につき、その特有の作用・効果を説明すれば、図1に示す第1の例と同様に圧電素子からなる伸縮体12に電圧を印加して変位端13を伸張方向に変位させ、その当接部14が変位始端入力側アーム体33側を押し下げる。
Finally, with respect to the fifth example shown in FIG. 9, the operation and effect peculiar to the fifth example will be described. Similarly to the first example shown in FIG. 13 is displaced in the extending direction, and the
この場合、変位始端入力側アーム体33は、その接触出力端42に相当する部位に付設されたピン材43を備えており、その掛止部43aが変位終端出力側アーム体53において平行リンク機構を画成している囲繞空間63内に配置されている。
In this case, the displacement start end input
このため、ピン材43は、変位始端入力側アーム体33の動きに応じて移動する結果、変位終端出力側アーム体53側にその掛止部43aを当接させることで、これを従動させることができる。
For this reason, as a result of the
図10は、図9に示す第5の例についての動きを示す説明図であり、そのうちの(a)は、伸縮体12を駆動させない初期位置の状態を、(b)は、伸縮体12を駆動させた変位時における状態をそれぞれ示す。
FIG. 10 is an explanatory view showing the movement of the fifth example shown in FIG. 9, in which (a) shows the state of the initial position where the
この場合、変位始端入力側アーム体33と変位終端出力側アーム体53とは、(a)に示すように、該変位終端出力側アーム体53を押し上げる方向に変位させた状態となるように掛止部43aをその上側アーム片56に当接支持させた状態として配置することで、その初期位置とする。つまり、初期位置における変位終端出力側アーム体53は、反力としての予圧を高めた状態のもとで配置することができるので、変位始端入力側アーム体33側に対する接触状態を強固なものとすることができる。
In this case, the displacement start end input
また、変位終端出力側アーム体53の変位最終出力端60側に取り付けた電気計測用のプローブや研削具を含む処理具を用いて処理作業を行うべく、伸縮体12を駆動させた際には、その変位に伴い掛止部43aも図示例では下方へと移動し始める。
When the
この際、変位終端出力側アーム体53は、掛止部43aによる押し上げ方向での当接支持状態が解除される結果、自らの復元力により図示例では下方へと自動変位する。しかも、掛止部43aは、その下降に伴いやがて変位終端出力側アーム体53における下側アーム片58と当接し、(b)に示すように変位終端出力側アーム体53側を強制的に所定位置にまで押し下げて停止する。
At this time, the displacement terminal output
このため、変位終端出力側アーム体53の変位最終出力端60は、例えば図1に示す場合と比較して大きなストロークのもとで変位させることができる。因みに、支点部59の変形量が同一である場合には、第1の例と比較して変位終端出力側アーム体53の変位最終出力端60を最大で2倍のストロークで変位させることができる。
For this reason, the displacement
また、図9に示す第5の例による場合には、例えば図1に示す場合のストローク(変位量)と同一のストローク(変位量)を得ようとする際、その支点部59の変形量を減らすことができるので、該支点部59に発生する応力を小さくしてその耐久性を高めてやることができる。
Further, in the case of the fifth embodiment shown in FIG. 9, for example, when attempting to obtain the same stroke (displacement) and stroke (displacement amount) of the case shown in FIG. 1, the amount of deformation of the
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な内容はこれに限定されるものではない。たとえば、変位授与側のアーム体23である変位始端入力側アーム体33は、変位受領側のアーム体25である変位終端出力側アーム体53よりも弾性係数の高い適宜部材を用いて形成することもできる。
The above is the description of the present invention based on the illustrated example, and the specific content is not limited to this. For example, the displacement start end input
本発明に用いられる伸縮体12としては、圧電素子を好適に用いることができるものの、例えば磁歪素子や電動機を利用して伸縮制御できる構造を備えているものであってもよい。
As the
11 変位拡大機構
12 伸縮体
13 変位端
14 当接部
22 アーム体
23 変位授与側のアーム体
25 変位受領側のアーム体
33 変位始端入力側アーム体
34 固定片部
35 作用片部
36 水平部片
36a 基端部
37 前傾部片
37a 開放端
38(38a,38b,38c,38d) 支点部
39 上側アーム片
39a 基端部
40 下側アーム片
41 縦側アーム片
42 接触出力端
43 ピン材
43a 掛止部
53 変位終端出力側アーム体
54 固定片部
55 作用片部
56 上側アーム片
56a 接触面
57 下側アーム片
58 縦側アーム片
58a 下端部
59(59a,59b,59c,59d) 支点部
60 変位最終出力端
61 介在片
62 滑り面
63 囲繞空間
101 処理装置
102 装置本体
103 移動体
104 基台部
105 被処理部材(被検査基板)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記変位始端入力側アーム体は、前記伸縮体側からの押圧作用を受けて押し下げられた際に前記接触出力端である開放端の滑り方向での移動量を小さくすべく、自らが備える前記接触出力端側と前記支点部との各中心位置を略同一の線上に位置させて形成するとともに、
少なくとも前記変位終端出力側アーム体には、変位始端入力側アーム体の前記接触出力端側を押圧接触させた際に前記変位最終出力端側に前記Z軸方向での略直動方向への拡大された変位量を付与するための平行リンク機構を具備させたことを特徴とする変位最終出力端付きの変位拡大機構。 A telescopic body that is positioned at a displacement end that is a free end of the abutting portion that abuts against a mating member and acts as a force point, and a reaction when the elastic body receives a pressing action from the abutting portion. The displacement starting end input side arm body which is the counterpart material fixed as a displacement giving side arm body via a fulcrum portion which is displaced with force, and the contact output end side of the displacement starting end input side arm body which is enlarged and displaced The position is fixed as an arm body on the displacement receiving side via a fulcrum portion that is displaced with a reaction force when it receives a pressing action from, and the displacement amount is accompanied by rigidity by a preload generated by the reaction force. Displacement terminal output side arm bodies having a displacement final output end that is enlarged and output in the Z-axis direction orthogonal to the surface direction of the flat surface of the member to be processed are arranged in contact with each other via the contact output end side. With two arm bodies,
The displacement start end input side arm body is provided with the contact output provided by itself to reduce the amount of movement in the sliding direction of the open end, which is the contact output end, when pressed by receiving a pressing action from the telescopic body side. While forming each center position of the end side and the fulcrum part on substantially the same line,
At least the displacement terminal end output side arm member, the expansion of the substantially linear direction in the Z axis direction to the displacement final output end the contact output end of the displacement starting input-side arm member when the is pressed against contact A displacement magnifying mechanism with a final displacement output end, characterized in that a parallel link mechanism for applying the amount of displacement is provided.
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