JP5940348B2 - 押進装置 - Google Patents

Description

被支持体を押圧又は押進する押進装置に関する。

ねじ送り機構は、工作機械における加工対象物の位置決め、測定装置における測定対象物の位置決め又は半導体製造装置における加工対象物の位置決め等に用いられている。

また、ねじ送り機構は、高負荷下においても位置ずれが起こりにくいという利点があることから、加工対象物等を押圧又は押進する装置としても用いられている。
例えば、ねじ送り機構を利用して材料粉末を押圧して粉末成形品を成形する装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−２６６７５２号公報

特許文献１等に開示された装置においては、加工対象物等に対する押圧力又は押進力を増大するには、ねじ軸を大径化したり、ねじ軸を回転させるモータ等を高トルク化する手法が採られている。
しかしながら、ねじ軸の大径化やモータ等の高トルク化による解決手法では、装置の大型化・重量化・高コスト化、さらにランニングコストの上昇等を招いてしまうという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、装置の大型化等を招くことなく、押圧力又は押進力の増大化を図ることができる押進装置を提案することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明の実施形態に係る押進装置は、第一送り機構部と、前記第一送り機構部に対して平行配置された第二送り機構部と、前記第二送り機構部に対して直列配置されると共に、前記第一送り機構部及び前記第二送り機構部よりも推力が大きい変位アクチュエータと、を備え、前記第一送り機構部と前記第二送り機構部の一方又は両方で被支持体を支持しつつ、前記変位アクチュエータを伸縮させて前記被支持体を押圧又は押進することを特徴とする。

本発明では、装置の大型化等を招くことなく、押圧力又は押進力の増大化を図ることができる押進装置を実現できる。

本発明の第一実施形態に係る押進装置の概略構成を示す概念図である。 本発明の第一実施形態に係る押進装置の動作を示す図である。 図２に続く動作を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る押進装置を示す概略図である。 本発明の第二実施形態に係る押進装置でワークを押進押圧した実験結果を示す図である。

〔推力と保持力の関係〕
送り機構は、モーター等の回転駆動源が発生する駆動トルクを、送りねじ軸及びナットを介して、推力へと変換する機構である。
送り機構は、ナットに外力が負荷が与えられたとしても、送りねじ軸が回転しないことによりその位置を保持し続けることが出来るという特徴がある。位置を保持し続ける力を保持力という。
送り機構の推力と保持力は、主に送りねじ軸装置自体の機械的性質に依存する。さらに、送り機構の推力は、送りねじ軸を回転させるモーター等の回転駆動源のトルクにも依存する。

送り機構は、推力よりも保持力の方が大きいことが知られている。推力と保持力の差が小さいと言われている送りねじ軸装置においても、推力に対して保持力は１．５倍以上ある。特に、送りねじ軸としてすべりねじ軸を用いた送り機構の場合には、推力と保持力の差が大きい。このため、ねじ有効径が小さい（細い）すべりねじ軸を用いた送り機構であっても、大きな保持力を有している。

〔第一実施形態（基本構造）〕
図１は、本発明の第一実施形態に係る押進装置１の概略構成を示す概念図である。
押進装置１は、被支持体Ｗに対して押圧力又は押進力を与える装置である。
押進装置１は、第一送り機構部１０と、第一送り機構部１０に対して平行配置された第二送り機構部２０と、第二送り機構部２０に対して直列配置された変位アクチュエータ３０と、を備える。

第一送り機構部１０は、ねじ軸１１、ねじ軸１１に螺合するナット１２及びねじ軸１１の一端に連結されて、ねじ軸１１を回転駆動するモーター１３を備える。
第二送り機構部２０は、ねじ軸２１、ねじ軸２１に螺合するナット２２及びねじ軸２１の一端に連結されて、ねじ軸２１を回転駆動するモーター２３を備える。
変位アクチュエータ３０は、ナット２２の先端に固定される。つまり、変位アクチュエータ３０は、第二送り機構部２０に対して直列配置される。また、変位アクチュエータ３０は、第一送り機構部１０に対して並列配置される。

変位アクチュエータ３０は、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０よりも推力が大きい。変位アクチュエータ３０は、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０よりも変位量（ストローク）が小さい。
変位アクチュエータ３０は、例えば、圧電（圧歪）素子、磁歪素子、形状記憶素子又は熱動素子等の固体アクチュエーターを用いることができる。変位アクチュエータ３０は、固体アクチュエーターに限らず、油圧（液圧）アクチュエーターであってもよい。

第一送り機構部１０のねじ軸１１及びモーター１３と、第二送り機構部２０のねじ軸２１及びモーター２３とは、定盤等のベース部材（不図示）に固定される。
第一送り機構部１０のナット１２と、第二送り機構部２０のナット２２とにより被支持体Ｗを支持する。第二送り機構部２０のナット２２は、変位アクチュエータ３０を介して、被支持体Ｗを間接的に支持する。

〔基本動作〕
次に、押進装置１の動作について説明する。
図２は、本発明の第一実施形態に係る押進装置１の動作を示す図である。図３は、図２に続く動作を示す図である。

（Ａ）第一工程（初期段階）
最初に、図２（ａ）に示すように、第二送り機構部２０のモーター２３を駆動して、ナット２２を移動させて被支持体Ｗに押付ける。そして、ナット２２を被支持体Ｗに押付けたら、モーター２３の駆動を止める。
これにより、第二送り機構部２０は、被支持体Ｗを支持する。

仮に、モーター１３の駆動を停止したとしても、第二送り機構部２０は、被支持体Ｗを支持できる。第二送り機構部２０のねじ軸２１の保持力が被支持体Ｗからの反力よりも大きいからである。

ここで、第一工程においては、図２（ａ）に示すように、第一送り機構部１０と第二送り機構部２０により被支持体Ｗを同時に支持してもよい。つまり、第一送り機構部１０のモーター１３も駆動して、ナット１２を所定の距離だけ移動させて被支持体Ｗに押付ける。そして、ナット１２を被支持体Ｗに押付けたら、モーター１３の駆動を止める。
これにより、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０は、被支持体Ｗを支持する。

仮に、モーター１３，２３の駆動を停止したとしても、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０は、被支持体Ｗを支持できる。第一送り機構部１０のねじ軸１１の保持力及び第二送り機構部２０のねじ軸２１の保持力がそれぞれ被支持体Ｗからの反力よりも大きいからである。

（Ｂ）第二工程
次に、図２（ｂ）に示すように、変位アクチュエータ３０を駆動して所定の距離を伸長させる。つまり、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０の送り方向に向けて、変位アクチュエータ３０を変位（正変位）させる。
これにより、被支持体Ｗは、送り方向に向けて移動する。つまり、被支持体Ｗは、変位アクチュエータ３０に押進（押圧）される。
なぜなら、変位アクチュエータ３０の推力は、第二送り機構部２０のみの推力、または第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０の推力よりも大きい。加えて、被支持体Ｗからの反力は、第二送り機構部２０（ねじ軸２１）の保持力よりも小さい。このため、変位アクチュエータ３０は、被支持体Ｗの反力に逆らって、被支持体Ｗを押進（押圧）する。

変位アクチュエータ３０により被支持体Ｗが押進（押圧）されると、被支持体Ｗは、第一送り機構部１０から離間する。
したがって、被支持体Ｗは、変位アクチュエータ３０を介して第二送り機構部２０のみにより支持される。

（Ｃ）第三工程
次に、図２（ｃ）に示すように、第一送り機構部１０により被支持体Ｗを支持する。つまり、第一送り機構部１０のモーター１３を駆動して、ナット１２を所定の距離だけ移動させて被支持体Ｗに押付ける。そして、ナット１２を被支持体Ｗに押付けたら、モーター１３の駆動を止める。
これにより、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０は、負荷のない状態で稼動して被支持体Ｗを支持する。このため、モーター１３，２３は、小さな出力のものでよい。

（Ｄ）第四工程
次に、図３（ａ）に示すように、変位アクチュエータ３０を駆動して所定の距離を縮長させる。つまり、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０の送り方向とは反対の方向に向けて、変位アクチュエータ３０を変位（負変位）させる。
変位アクチュエータ３０が縮長すると、第二送り機構部２０及び変位アクチュエータ３０は、被支持体Ｗから離間する。
これにより、被支持体Ｗは、第一送り機構部１０のみにより支持される。第一送り機構部１０（ねじ軸１１）の保持力が被支持体Ｗからの反力よりも大きいので、被支持体Ｗは移動せずに同一位置に留まる。

（Ｅ）第五工程
最後に、図３（ｂ）に示すように、第二送り機構部２０により被支持体Ｗを支持する。つまり、第二送り機構部２０のモーター２３を駆動して、ナット２２を所定の距離だけ移動させて被支持体Ｗに押付ける。そして、ナット２２を被支持体Ｗに押付けたら、モーター２３の駆動を止める。
これにより、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０は、被支持体Ｗを支持する。

第五工程は、第一工程において第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０により被支持体Ｗを支持したときと同じ状態である。つまり、第五工程は、第一工程に戻ったことを意味する。
すなわち、第二送り機構部２０のモーター２３を駆動して、ナット２２を所定の距離だけ移動させて、被支持体Ｗに押付ける。そして、ナット２２を被支持体Ｗに押付けたら、モーター２３の駆動を止める。
この場合においても、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０は、負荷のない状態で稼動して被支持体Ｗを支持する。このため、モーター１３，２３は、小さな出力のものでよい。

さらに、押進装置１は、第五工程（第一工程）から第二工程、第三工程、第四工程へと再度動作する。つまり、押進装置１は、第一工程（第五工程）から第四工程を繰り返す。これにより、被支持体Ｗは、押進装置１に押進（押圧）されて、移動する（圧縮される）。

以上説明したように、押進装置１は、送り機構（第一送り機構部１０、第二送り機構部２０）の推力と保持力の差を利用して、被支持体Ｗに対して、送り機構の推力よりも大きな押圧力又は押進力を与えるものである。
すなわち、押進装置１は、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０の推力及び保持力と変位アクチュエータ３０の推力を組み合わせる。これにより、押進装置１は、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０のみの場合よりも大きな推力を得て、被支持体Ｗを押圧（押進）する。

また、押進装置１は、変位アクチュエータ３０の変位量と第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０の送り量を組み合わせる。これにより、押進装置１は、変位アクチュエータ３０のみの場合よりも大きな送り量（変位量）を得て、被支持体Ｗを押進（押圧）する。

ねじ軸１１，２１の推力を高める場合は、ねじ軸１１，２１はピッチが大きく、リード角も大きくするとよい。例えば、ねじ軸１１，２１は、一条ねじ、ピッチが大きいものを用いることができる。
ねじ軸１１，２１は、機械的強度が小さく、ねじ有効径が小さくてもよい。また、モーター１３，２３は、低トルクしか発生できないものであってもよい。

一方、ねじ軸１１，２１の保持力を高める場合は、ねじ軸１１，２１は、ピッチが細かく、リード角が小さくするとよい。例えば、ねじ軸１１，２１は、複数条ねじ、細目ねじを用いることができる。
また、ねじ軸１１，２１の歯の形状として、斜面の傾きが非対称である鋸歯ねじを用いてもよい。すなわち、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０の送り方向には抵抗が小さく、反対方向には抵抗が大きいねじ歯形状である。

また、押進装置１は、ねじ軸１１，２１のねじ有効径が比較的小さくても、同等の推力を発生する送り機構に比べて、装置の小型化を実現できる。言い換えれば、同等の大きさの送り機構にくらべて、高い推力を発生することができる。

上述した基本動作では、第一送り機構部１０、第二送り機構部２０及び変位アクチュエータ３０を段階的に動作させる場合について説明した。しかし、第一送り機構部１０、第二送り機構部２０及び変位アクチュエータ３０を連続的に動作させてもよい。
すなわち、第一送り機構部１０のモーター１３と第二送り機構部２０のモーター２３を常に駆動（一定トルク制御）して、被支持体Ｗを支持する。つまり、ナット１２，２２を被支持体Ｗに常に押付ける。この状態において、変位アクチュエータ３０を駆動して伸縮（振幅）させる。これにより、上述した第一工程（第五工程）から第四工程が繰り返されることになる。

この場合には、第二工程と第三工程が一体となる。変位アクチュエータ３０の伸長により被支持体Ｗを押進（押圧）すると同時に、被支持体Ｗの移動に伴って第一送り機構部１０のナット１２が被支持体Ｗを支持しつつ移動する。
また、第四工程と第五工程（第一工程）が一体となる。変位アクチュエータ３０の縮長により被支持体Ｗから離間しようとすると同時に、変位アクチュエータ３０の縮長の分だけ第二送り機構部２０のナット２２が被支持体Ｗに近づきながら支持し続ける。
このように、第一送り機構部１０、第二送り機構部２０及び変位アクチュエータ３０を連続的に動作させることにより、押進装置１は、第一工程（第五工程）から第四工程を繰り返す。これにより、被支持体Ｗは、押進装置１に押進（押圧）されて、移動する（圧縮される）。

変位アクチュエータ３０の駆動方法としては、パルス波制御、三角波制御、正弦波制御などを用いることができる。変位アクチュエータ３０の伸縮（振幅）は、規則的の場合に限らず、不規則であってもよい。伸縮量（振幅量）も均一の場合に限らず、不均一であってもよい。つまり、変位アクチュエータ３０は、伸長と縮長を繰り返すように伸縮（振幅）すればよい。

第一送り機構部１０のモーター１３及び第二送り機構部２０のモーター２３には、直流モーターを用いることができる。モーター１３及びモーター２３をシーケンサー制御により個別に駆動してもよいし、シーケンサー制御をせずに同時に駆動してもよい。
直流モーターは、安価であると共に一定の入力電流に対して一定のトルクを出力するので、装置の簡素化、低価格化が可能な点で好適である。直流モーターに代えて、ステッピングモーターなどを用いてもよい。
なお、第一送り機構部１０及び第二送り機構部２０では、摩擦等によりモーター１３，２３に負荷がかかる可能性がある。そこで、モーター１３，２３には、この摩擦等の負荷以上のトルクを発生するものを用いる。

押進装置１の用途は、重量物の移動、土地や岩石の掘削、切削等の金属加工、各種プレス加工等である。つまり、被支持体Ｗは、重量物、岩盤・岩石、金属材料・樹脂材料など様々なものが挙げられる。

〔第二実施形態〕
図４は、本発明の第二実施形態に係る押進装置１００を示す概略図である。
押進装置１００は、第一ねじ送り機構部１１０、第二ねじ送り機構部１２０及び圧電素子１３０等を備える。
第一ねじ送り機構部１１０は、第一送り機構部１０に相当する。第二ねじ送り機構部１２０は、第二送り機構部２０に相当する。圧電素子１３０は、変位アクチュエータ３０に相当する。

第一ねじ送り機構部１１０は、ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂ、ナット１１２Ａ，１１２Ｂ、モーター１１３、プーリー１１４Ａ，１１４Ｂ、タイミングベルト１１５、ナット連結板１１６等を備える。

ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂは、平行配置される。ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂのそれぞれの両端側には軸受（不図示）が配置される。軸受は、ベース部材１４１に固定される。
ナット１１２Ａはねじ軸１１１Ａに螺合配置され、ナット１１２Ｂはねじ軸１１１Ｂに螺合配置される。ナット１１２Ａ，１１２Ｂは、ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂの軸方向において同一位置に配置される。
ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂ及びナット１１２Ａ，１１２Ｂは、鉄鋼材料等から形成される。

モーター１１３は、ねじ軸１１１Ａの後端に、カップリング１１８を介して連結されると共に、ベース部材１４１に固定される。
プーリー１１４Ａはねじ軸１１１Ａの後端側に嵌合配置され、プーリー１１４Ｂはねじ軸１１１Ｂの後端側に嵌合配置される。タイミングベルト１１５は、プーリー１１４Ａ，１１４Ｂの間に架け渡される。プーリー１１４Ａ，１１４Ｂは、同一形状である。
ナット連結板１１６は、鉄鋼材料等から形成された板形部材であり、ナット１１２Ａ，１１２Ｂのそれぞれの先端に固定される。ナット連結板１１６は、ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂに対して直交する先端面１１６ｓを有する。また、ナット連結板１１６は、ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂに対して非接触である。

第一ねじ送り機構部１１０は、モーター１１３を回転駆動することにより、ねじ軸１１１Ａを直接回転させて、ナット１１２Ａを前進させる。同時に、プーリー１１４Ａ，１１４Ｂ及びタイミングベルト１１５を介して、ねじ軸１１１Ｂを回転させて、ナット１１２Ｂを前進させる。これにより、ナット連結板１１６は、先端面１１６ｓの姿勢を維持しつつ前進する。

第二ねじ送り機構部１２０は、ねじ軸１２１、ナット１２２、モーター１２３、圧電素子支持箱１２４、リニアガイド（不図示）を備える。

ねじ軸１２１は、ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂに対して平行配置される。また、ねじ軸１２１は、ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂの間に配置される。ねじ軸１２１の後端側には軸受（不図示）が配置される。軸受は、ベース部材１４１に固定される。
ナット１２２はねじ軸１２１に螺合配置される。ナット１２２は、ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂ，１２１の軸方向においてナット１１２Ａ，１１２Ｂよりも後方側に配置される。
ねじ軸１２１及びナット１２２は、鉄鋼材料等から形成される。

モーター１２３は、ねじ軸１２１の後端に、カップリング１２８を介して連結されると共に、ベース部材１４１に固定される。
圧電素子支持箱１２４は、鉄鋼材料等から形成された箱形部材であり、ナット１２２の先端に固定される。圧電素子支持箱１２４は、ねじ軸１２１に対して直交する先端面１２４ｓを有する。また、圧電素子支持箱１２４は、ねじ軸１２１に対して非接触である。
リニアガイドは、圧電素子支持箱１２４の底面とベース部材１４１の間に配置される。

第二ねじ送り機構部１２０は、モーター１２３を回転駆動することにより、ねじ軸１２１を直接回転させて、ナット１２２を前進させる。これにより、圧電素子支持箱１２４は、先端面１２４ｓの姿勢を維持しつつ前進する。

圧電素子１３０は、圧電素子支持箱１２４の先端面１２４ｓに接着剤を用いて固定される。したがって、圧電素子１３０は、モーター１２３を回転駆動することにより、ナット１２２と共に移動する。

ナット連結板１１６の中央には、貫通孔１１６ｈが形成される。貫通孔１１６ｈには、圧電素子１３０が挿通される。ナット連結板１１６の先端面１１６ｓよりも圧電素子１３０の先端面１３０ｓが先端側（ワーク側）に突出したり、後方側（モータ側）に引込んだりできる。また、先端面１１６ｓと先端面１３０ｓを同一平面内に配置（一致）させることもできる。

また、押進装置１００は、ナット連結板１１６及び圧電素子１３０よりも先端側に配置された押圧板１４２を備える。
押圧板１４２は、ナット連結板１１６（先端面１１６ｓ）及び圧電素子１３０（先端面１３０ｓ）に対して平行な板形部材である。押圧板１４２は、リニアガイド１４３Ａ，１４３Ｂを介してベース部材１４１に対して軸方向に移動可能に配置される。
このため、押圧板１４２は、ナット連結板１１６や圧電素子１３０に後方側から押圧されると前進する。

また、押進装置１００は、押圧板１４２よりも先端側においてベース部材１４１に対して固定されたワーク支持板１４４を備える。ワーク支持板１４４と押圧板１４２の間には、ワークＷＡが配置される。ワークＷＡは、被支持体Ｗに該当する。

さらに、押進装置１００は、押圧板１４２の位置を計測する位置センサ１５０を備える。位置センサ１５０の検出結果は、不図示の制御部に送られる。制御部は、位置センサ１５０の検出結果と外部からの位置指令に基づいて、モーター１１３，１２３及び圧電素子１３０を位置制御する。なお、モーター１１３，１２３及び圧電素子１３０には、不図示の駆動部を介して制御部に接続される。

図５は、本発明の第二実施形態に係る押進装置１００でワークＷＡを押進押圧した実験結果を示す図である。
実験条件は、以下の通りである。
ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂ，１２１及びナット１１２Ａ，１１２Ｂ，１２２は、ねじ有効径：９ｍｍ、ねじ部摩擦係数：０．１５、ねじ山の半角：３０°、リード角：０．００５°である。
モーター１１３，１２３は、ＤＣモータであり、最大トルク：２５ｍＮ・ｍ／Ａを発生する。
圧電素子１３０は、一辺が１０ｍｍの正方形で、長さ２０ｍｍである。最大変位：１８μｍ、発生応力：３５００Ｎである。

第一ねじ送り機構部１１０及び第二ねじ送り機構部１２０の合計推力を約２５Ｎ（２．５ｋｇｆ）に設定した。モーター１１３，１２３を常時駆動した。
圧電素子１３０を振幅±５．０μｍ、周波数１．０Ｈｚの正弦波で振幅駆動した。
ワークＷＡから押圧板１４２に対する反力を約３０Ｎ（３．０ｋｇｆ）に設定した。ワークＷＡとして圧縮バネを用いた。ワークＷＡからの反力は、第一ねじ送り機構部１１０及び第二ねじ送り機構部１２０の合計推力よりも大きい。

すなわち、第一ねじ送り機構部１１０のモーター１１３と第二ねじ送り機構部１２０のモーター１２３を常に駆動して、ワークＷＡをワーク支持板１４４と押圧板１４２の間で挟持（支持）する。そして、この状態において、圧電素子１３０を正弦波駆動により振幅させた。

図５に示すように、圧電素子１３０を正弦波駆動により振幅させると、位置センサ１５０により計測させる押圧板１４２の位置が徐々にワーク支持板１４４に向かって進行する。また、押圧板１４２の位置変化は、圧電素子１３０の振幅の周期に一致（同期）する。

このように、押進装置１００においては、ワークＷＡからの反力が第一ねじ送り機構部１１０及び第二ねじ送り機構部１２０の合計推力よりも大きい場合であっても、その合計推力よりも大きな力（圧電素子１３０の推力）をワークＷＡに与えることができる。この際、第一ねじ送り機構部１１０及び第二ねじ送り機構部１２０の保持力でワークＷＡからの反力を支持することにより、ワークＷＡを押圧又は押進することができる。

また、押進装置１００は、ワークＷＡの変位（押圧板１４２の位置）を位置センサ１５０により計測してフィードバック制御を行うことにより、ワークＷＡの精密位置決めもできる。

以上説明したように、押進装置１，１００は、変位アクチュエータ３０，圧電素子１３０の変位量と第一，第二送り機構部１０，２０、第一，第二ねじ送り機構部１１０，１２０の送り量を組み合わせることにより、第一，第二送り機構部１０，２０、第一，第二ねじ送り機構部１１０，１２０のみの場合よりも大きな推力を得て、被支持体Ｗ，ワークＷＡを押圧、押進できる。
また、変位アクチュエータ３０，圧電素子１３０ののみの場合よりも大きな送り量（変位量）を得て、被支持体Ｗ，ワークＷＡを押圧、押進できる。

上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

第一，第二送り機構部１０，２０、第一，第二ねじ送り機構部１１０，１２０は、並列配置される場合に限らない。第一，第二送り機構部１０，２０、第一，第二ねじ送り機構部１１０，１２０が同軸上に配置される場合であってもよい。
すなわち、第一送り機構部１０，第一ねじ送り機構部１１０と第二送り機構部１０，第二ねじ送り機構部１２０が平行に配置される場合であれば、並列配置、同軸配置のいずれであってもよい。

第二送り機構部２０，第二ねじ送り機構部１２０の先端に、変位アクチュエータ３０，圧電素子１３０を配置する場合に限らない。変位アクチュエータ３０，圧電素子１３０を第二送り機構部２０，第二ねじ送り機構部１２０の後端側に配置してもよい。

第一送り機構部１０，第一ねじ送り機構部１１０に対して、変位アクチュエータ（圧電素子）を直列配置してもよい。例えば、第一送り機構部１０，第一ねじ送り機構部１１０に直列配置した変位アクチュエータ（圧電素子）と、第二送り機構部２０，１２０に直列配置した変位アクチュエータ３０，圧電素子１３０とを一定の位相差を有して同一周期で振幅させる。これにより、押進装置１，１００と同様の効果が得られる。

第一送り機構部１０，第一ねじ送り機構部１１０と第二送り機構部２０，第二ねじ送り機構部１２０及び変位アクチュエータ３０，圧電素子１３０等の具体的な形状等については、一例に過ぎず、適宜変更可能である。また、変位アクチュエータ３０，圧電素子１３０の駆動方式（駆動波形）も適宜変更可能である。

ねじ軸１１，２１、ねじ軸１１１Ａ，１１１Ｂ、ねじ軸１２１には、すべりねじ軸、台形ねじ軸又はボールねじ軸などを用いることができる。

本発明の実施形態では、送り機構部にねじ送り機構を使用した場合について説明したが、これに限らない。リニアモータでも同様の効果が得られる。

本発明の実施形態では、第一、第二送り機構部等に、それぞれモータを使用したが、これに限らない。単一のモータとクラッチを使用しても、同様の効果が得られる。
すなわち、低トルクのときは第一送り機構部にモータのトルクを伝え、高トルクのときは第二送り機構部にモータのトルクを伝えるように、クラッチを設定してもよい。

本発明の実施形態では、推力と保持力をねじ送り機構で実現したが、これに限らない。保持力をクランパーやブレーキで担っても同様の効果が得られる。

１…押進装置、 １０…第一送り機構部、 ２０…第二送り機構部、 ３０…変位アクチュエータ、 １００…押進装置、 １１０…第一ねじ送り機構部（第一送り機構部）、 １２０…第二ねじ送り機構部（第二送り機構部）、 １３０…圧電素子（変位アクチュエータ）、 １５０…位置センサ、 Ｗ…被支持体、 ＷＡ…ワーク（被支持体）

Claims (9)

1. 第一送り機構部と、
   前記第一送り機構部に対して平行配置された第二送り機構部と、
   前記第二送り機構部に対して直列配置されると共に、前記第一送り機構部及び前記第二送り機構部よりも推力が大きい変位アクチュエータと、
   を備え、
   前記第一送り機構部と前記第二送り機構部の一方又は両方で被支持体を支持しつつ、前記変位アクチュエータを伸縮させて前記被支持体を押圧又は押進することを特徴とする押進装置。
2. 前記第二送り機構部で前記被支持体を支持した状態から前記変位アクチュエータを伸長させて前記被支持体を押圧又は押進し、
   前記第一送り機構部を駆動して前記被支持体を支持し、
   前記変位アクチュエータを縮長させて前記第二送り機構部を前記被支持体から離間し、
   前記第二送り機構部を駆動して前記被支持体を支持する、
   ことを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の押進装置。
3. 前記第一送り機構部と前記第二送り機構部の両方を駆動して前記被支持体を支持すると同時に、前記変位アクチュエータを伸縮させることを特徴とする請求項１に記載の押進装置。
4. 前記第一送り機構部及び前記第二送り機構部は、すべりねじ軸、台形ねじ軸又はボールねじ軸を用いることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の押進装置。
5. 前記変位アクチュエータは、固体アクチュエータであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の押進装置。
6. 前記固体アクチュエータは、圧電素子、磁歪素子、形状記憶素子又は熱動素子である、ことを特徴とする請求項５に記載の押進装置。
7. 前記被支持体の位置を計測する位置センサを備え、
   前記位置センサの計測結果に基づいて、前記第一送り機構部、前記第二送り機構部及び前記変位アクチュエータを位置制御することを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の押進装置。
8. 前記第一送り機構部と前記第二送り機構部は、並列配置又は同軸配置されることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか一項に記載の押進装置。
9. 前記第一送り機構部に対して直列配置されると共に、前記第一送り機構部及び前記第二
   送り機構部よりも推力が大きい第二変位アクチュエータを備え、
   前記第二変位アクチュエータを前記変位アクチュエータに対して一定の位相差で振幅さ
   せることを特徴とする請求項１から８のうちいずれか一項に記載の押進装置。

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