JP6030016B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータに関する。

ステージなどを移動させるアクチュエータには、ベルトやガイドなどを用いて、モータの回転運動を直進運動に変換するものがある。

特許文献１には、水平方向に移動可能なテーブルを備えるステージ装置（アクチュエータ）において、モータの回転駆動によって移動しているテーブルの位置又は移動速度を検出し、検出した位置又は移動速度に基づいてモータの回転駆動を制御することによって、移動しているテーブルを制振する技術を開示している。

特開２００９−７１１７８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、テーブル及びモータ等を支持する支持部材とテーブルの移動方向を案内するガイド部材とが必要なため、アクチュエータのサイズが大型化する場合がある。また、特許文献１に開示されている技術では、テーブルの位置を検出する検出部及び検出部を制御する制御部を有するため、アクチュエータのサイズを小型化することができない場合がある。更に、特許文献１に開示されている技術では、２軸以上の方向に移動させるために２つ以上のアクチュエータを組み合わせる（ユニット化する）場合に、アクチュエータのサイズを小型化することができない場合がある。

本発明は、このような事情の下に為され、空気圧又は油圧を用いて移動ベースを移動させるアクチュエータであって、移動ベースを支持する支持部材と移動ベースの移動方向を案内するガイド部材とを一体化することで小型化されるアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明の一の態様によれば、空気圧又は油圧によって駆動されるアクチュエータであって、蛇腹形状の外形、且つ、円形の断面形状を有し、前記蛇腹形状の外形を前記円形の断面形状の中心軸方向に変形することによって、内部に供給された流体の圧力に応じて伸縮する伸縮部材と、前記伸縮部材の内部に円筒形状の外形を有する流体供給部であって、該流体供給部の内部に前記中心軸方向及び前記円形の断面の半径方向に開口した通路を有し、該通路を用いて前記流体を前記伸縮部材の内部に供給する流体供給部と、前記伸縮部材の一端に取り付けられた第１のベースと、前記伸縮部材の他端に取り付けられた第２のベースと、一端を前記第１のベースに固定され、他端で前記第２のベースを支持する支持部材とを有し、前記支持部材は、前記伸縮部材の伸縮によって移動する前記第２のベースの移動方向を案内することを特徴とするアクチュエータが提供される。また、前記支持部材は、円弧形状の弾性体であり、前記伸縮部材の伸縮時に該支持部材の一端と他端との間で前記円弧形状の外側に膨らむように弾性変形してもよい。また、前記円弧形状の弾性体は、該円弧形状の長手方向の外形が波形であり、該円弧形状の長手方向に厚さが太い部分と細い部分とを交互に形成されていてもよい。また、前記支持部材は、螺旋形状の弾性体であり、該弾性体が弾性変形することで該螺旋形状の螺旋軸方向に伸縮してもよい。また、前記支持部材は、前記伸縮部材の伸縮に応じて前記弾性体を弾性変形することによって、前記第２のベースを保持し、且つ、前記第１のベースと前記第２のベースとの離間距離を変更してもよい。また、前記流体供給部は、前記伸縮部材の縮小時に、該流体供給部の上面と前記第２のベースとを接触させ、該伸縮部材の縮小を制限してもよい。また、前記伸縮部材の内部に前記第２のベースの位置を検出する検出部を更に有し、前記検出部は、前記第２のベースの移動に伴って移動される移動端子の位置を検出することによって、該第２のベースの位置を検出してもよい。また、前記第１のベースに一端を固定された移動制限部材を更に有し、前記移動制限部材は、前記第２のベースが前記第１のベースから離間する方向に移動するときに、該移動制限部材の他端で該第２のベースの最大離間距離を制限してもよい。また、前記第１のベースと前記第２のベースと前記支持部材とが一体で形成されてもよい。

本発明に係る微動アクチュエータによれば、空気圧又は油圧を用いて移動ベースを移動させる微動アクチュエータにおいて、移動ベースを支持する支持部材と移動ベースの移動方向を案内するガイド部材とを一体化することでアクチュエータを小型化することができる。

本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータの一例を説明する概略外観図である。 本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータの一例を説明する分解図である。 本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータの内部を説明する概略断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る微動アクチュエータの一例を説明する概略外観図である。 本発明の第２の実施形態に係る微動アクチュエータの内部を説明する概略断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る微動アクチュエータの一例を説明する概略外観図である。 本発明の第３の実施形態に係る微動アクチュエータの内部を説明する概略断面斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る微動アクチュエータの内部を説明する概略断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る微動アクチュエータの内部を説明する概略外観図である。 本発明の実施例に係る移動テーブルの例を説明する説明図である。

添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

実施形態に係る微動アクチュエータを用いて、本発明を説明する。なお、本発明は、以下に説明する微動アクチュエータ以外でも、空気圧若しくは油圧で駆動するアクチュエータであって、移動させる部材（ベースなど）を支持する支持部材と移動方向を案内する案内部材（ガイドなど）とを有するものであれば、いずれのものにも用いることができる。

本発明の実施形態に係る微動アクチュエータを用いて、下記に示す順序で本発明を説明する。

１．第１の実施形態（弾性部材を用いた微動アクチュエータ）
２．第２の実施形態（バネ部材を用いた微動アクチュエータ）
３．第３の実施形態（エンコーダを含む微動アクチュエータ）
４．第４の実施形態（ストッパを含む微動アクチュエータ）
５．実施例（移動テーブル）
［１．第１の実施形態］
第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０を用いて、本発明を説明する。

図１乃至図３を用いて、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０の概略構成を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る微動アクチュエータ１１０の一例を説明する概略外観図である。図２は、微動アクチュエータ１１０の一例を説明する分解図である。図３は、微動アクチュエータ１１０の内部を説明する概略断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る微動アクチュエータ１１０は、基準位置に配置される基準ベース（第１のベース）１１と、基準ベース１１に対して相対的に移動される移動ベース（第２のベース）１２と、を備える。また、微動アクチュエータ１１０は、内部に供給された流体の圧力に応じて伸縮する伸縮部材１３と、移動ベース１２を支持する支持部材１４と、を備える。微動アクチュエータ１１０は、伸縮部材１３をＺ方向（伸縮方向）に伸縮することによって、移動ベース１２をＺ方向に移動する。なお、本発明に係る微動アクチュエータに用いることができる流体とは、空気若しくは油、又は、工場エア若しくは作動油などがある。

図２に示すように、本実施形態に係る微動アクチュエータ１１０は、組み立て時に、先ず、支持部材１４である第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂの一端（以下、「第１の基準端部１４ａｂ、第２の基準端部１４ｂｂ」という。）を基準ベース１１に固定される。次に、微動アクチュエータ１１０は、第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂの他端（以下、「第１の移動端部１４ａｍ、第２の移動端部１４ｂｍ」という。）に保持部材１２ａを取り付けられる。次いで、微動アクチュエータ１１０は、伸縮部材１３を取り付けられた移動ベース１２を保持部材１２ａに載置され、移動ベース１２及び伸縮部材１３等を組み立てられる。

なお、微動アクチュエータ１１０は、例えば削り加工によって、基準ベース１１と、保持部材１２ａと、支持部材１４（第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂ）とを一体で形成（製造）されるものであってもよい。これにより、微動アクチュエータ１１０は、基準ベース１１、保持部材１２ａ及び支持部材１４を一体で形成することによって、上記の組み立て手順を省略することができるとともに、微動アクチュエータ１１０の駆動精度を向上することができる。各部材同士を組み合わせて設計する場合は部品の取り付け精度の影響が大きいが、一体で形成することによってその影響を受けないようにできる。

基準ベース（第１のベース）１１は、基準位置に配置され、アクチュエータの駆動位置の基準となるものである。基準ベース１１は、図１に示すように伸縮部材１３の一端（以下、「基準部」という。）１３ｂを取り付けられる。基準ベース１１には、本実施形態では、略矩形の平板を用いる。また、基準ベース１１には、ステンレス若しくはチタンなどの部材を用いることができる。なお、基準ベース１１の形状及び材質は上記に示すものに限定されるものではない。

移動ベース（第２のベース）１２は、基準ベース１１に対面して配置され、微動アクチュエータ１１０の駆動距離の基準となるものである。すなわち、移動ベース１２は、基準ベース１１に対して相対的に移動（離間又は接近）することによって、アクチュエータの駆動を実現する。移動ベース１２は、図２（ａ）に示すように伸縮部材１３の他端（以下、「移動部」という。）１３ｍに取り付けられる。移動ベース１２には、本実施形態では、略円形の平板を用いる。また、移動ベース１２には、ステンレス若しくはチタンなどの部材を用いることができる。なお、移動ベース１２の形状及び材質は上記に示すものに限定されるものではない。

伸縮部材１３は、内部に供給された流体の圧力に応じて伸縮し、微動アクチュエータ１１０を駆動させる部材である。伸縮部材１３は、基準部１３ｂ（図２（ａ））を基準ベース１１に取り付けられ、移動部１３ｍ（図２（ａ））を移動ベース１２に取り付けられる。また、伸縮部材１３は、その伸縮によって基準ベース１１に対して相対的に移動ベース１２を移動し、供給された流体の圧力を機械的な往復運動に変換する。

具体的には、図３に示すように、伸縮部材１３は、本実施形態では、蛇腹形状の外形、且つ、円形の断面形状を有する蛇腹部１３Ｊを備える。伸縮部材１３は、供給口から流体を供給されたときに（図中のＦｉｎ）、供給された流体の圧力を基準ベース１１と移動ベース１２とが離間する方向に作用させ、その結果、蛇腹部１３Ｊを円形の断面形状の中心軸方向に変形する。このとき、伸縮部材１３は、流体の圧力と後述する支持部材１４の弾性変形によって発生する応力とがつり合う状態で伸縮量が決定される。これにより、微動アクチュエータ１１０は、内部に供給された流体の圧力に応じて駆動（伸縮）することができる。

本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０（伸縮部材１３）は、例えば０ｍｍから１０ｍｍの範囲を駆動範囲（伸縮範囲）とすることができる。また、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０（伸縮部材１３）は、供給する流体（の圧力）を制御することによって、例えば０．１μｍの精度（分解能）で駆動（伸縮）することができる。

更に、伸縮部材１３は、本実施形態では、図３に示すように、その内部に円筒形状の外形を有する流体供給部１３Ｓを更に有する。流体供給部１３Ｓは、その内部に中心軸方向に開口した軸方向通路１３Ｓｈ及び円形断面の半径方向に開口した半径方向通路１３Ｓｒを有する。

流体供給部１３Ｓは、軸方向通路１３Ｓｈ及び半径方向通路１３Ｓｒを用いて、微動アクチュエータ１１０の外部から微動アクチュエータ１１０の伸縮部材１３の内部に流体を供給する。ここで、流体供給部１３Ｓは、複数の通路（軸方向通路１３Ｓｈ及び半径方向通路１３Ｓｒ）を用いて伸縮部材１３の内部に一様に流体を供給することによって、流体の流入時の流体摩擦抵抗を低減することができる。また、流体供給部１３Ｓは、伸縮部材１３の縮小時に、流体供給部１３Ｓの上面と移動部１３ｍ（図３）とを接触させ、伸縮部材１３の縮小を制限する。すなわち、流体供給部１３Ｓは、伸縮部材１３の最小縮小時に、移動ベース１２の移動を制限するストッパとして機能する。

支持部材１４（第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂ）は、移動ベース１２を支持する部材である。支持部材１４は、一端（図２（ｂ）の第１の基準端部１４ａｂ、第２の基準端部１４ｂｂ）を基準ベース１１に固定され、他端（図２（ｂ）の第１の移動端部１４ａｍ、第２の移動端部１４ｂｍ）で移動ベース１２を保持する保持部材１２ａを支持する。支持部材１４は、本実施形態では、図１乃至図３に示すように、第１の支持部材１４ａ、第２の支持部材１４ｂを備える。

第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂは、基準ベース１１（及び移動ベース１２）の対向する外縁に固定されている。すなわち、第１の支持部材１４ａと第２の支持部材１４ｂとは、基準ベース１１に左右対称に取り付けられている。これにより、支持部材１４は、伸縮部材１３の伸縮時に、第１の支持部材１４ａと第２の支持部材１４ｂとを同等に変形させることができ、基準ベース１１に対する移動ベース１２の移動の直進性を向上することができる。なお、本発明に用いることができる支持部材は、基準ベース１１の外縁に沿って等間隔に離間して固定される４つ以上の部材で構成されてもよい。

また、第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂは、図１乃至図３に示すように、円弧形状の部材で、弾性変形可能な弾性体を用いる。第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂは、本実施形態では、円弧形状の長手方向の外形を波形にする。すなわち、支持部材１４は、図１に示すように、第１の支持部材１４ａにおいて複数の太い部分１４ａｔと複数の細い部分１４ａｓとで構成される。また、第２の支持部材１４ｂも、第１の支持部材１４ａと同様に、複数の太い部分と複数の細い部分とで構成される。これにより、第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂは、伸縮部材１３の伸張時に、複数の細い部分（第１の支持部材１４ａでは複数の細い部分１４ａｓ）を弾性変形させることによって、自身に加わる応力を分散させることが可能となり、支持部材１４の長手方向に略一様に弾性変形することが可能となる。また、第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂは、伸縮部材１３の伸縮時に支持部材１４（第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂ）の一端（図２（ｂ）の第１の基準端部１４ａｂ、第２の基準端部１４ｂｂ）と他端（図２（ｂ）の第１の移動端部１４ａｍ、第２の移動端部１４ｂｍ）との間で円弧形状の外側に膨らむように弾性変形する。このため、支持部材１４は、一定の方向に変位可能な案内機能を実現する。

更に、支持部材１４は、微動アクチュエータ１１０の駆動時（伸縮部材１３の伸縮時）に、伸縮部材１３の伸縮によって移動する移動ベース１２の移動方向を案内する。具体的には、第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂ（支持部材１４）は、伸縮方向（図１に示すＺ方向）に伸縮部材１３が伸縮した場合に、移動ベース１２が移動する方向をＺ方向に制限（案内）する。これにより、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、支持部材１４を用いて、保持部材１２ａを介して移動ベース１２を支持するとともに、移動ベース１２の移動方向を案内（微動アクチュエータ１１０の駆動方向を制限）することができるので、ガイド部材を新たに設ける必要がない。また、微動アクチュエータ１１０によれば、ガイド部材を新たに設ける必要がないので、アクチュエータを小型化することができる。

以上のとおり、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、伸縮部材１３の伸張時に、支持部材１４の複数の細い部分（例えば図１の細い部分１４ａｓ）を弾性変形させることによって、支持部材１４の長手方向に略一様に弾性変形することができる。また、微動アクチュエータ１１０によれば、支持部材１４を弾性変形することができるので、伸縮部材１３の伸張時に、保持部材１２ａを介して移動ベース１２を支持するとともに、移動ベース１２の移動方向を案内するように支持部材１４を変形することができる。すなわち、微動アクチュエータ１１０によれば、移動ベース１２を支持する部材と移動ベース１２の移動方向を案内する部材とを一体化した支持部材１４を用いることができる。

また、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、基準ベース１１に左右対称に取り付けられた第１の支持部材１４ａ及び第２の支持部材１４ｂを用いて移動ベース１２の移動方向を案内（駆動方向を制限）することができ、伸縮部材１３の伸縮時に第１の支持部材１４ａと第２の支持部材１４ｂとを同等に変形させることができ、且つ、基準ベース１１に対する移動ベース１２の直進移動の精度を向上することができる。これにより、微動アクチュエータ１１０によれば、移動ベース１２の直進性を確保するためのガイド部材を新たに設ける必要がなく、アクチュエータを小型化することができる。また、微動アクチュエータ１１０によれば、支持部材１４として例えば複数のスプリングガイドのセットや複数の弾性ヒンジのセットを用いることによって、ヒステリシスのない伸縮性と、移動ベース１２の一方向への移動のみを許容するという機能を兼用で発揮することができる。

更に、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、ベルトやガイドなどを用いてモータの回転運動を直進運動に変換するアクチュエータと比較して、ベルト、ガイド及び駆動回路が必要でなく、アクチュエータを容易に小型化することができる。本実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、モータを用いたアクチュエータと比較して、流体の圧力を用いるため発熱量が極端に少なく、高精度に駆動を制御することができる。本実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、モータを用いたアクチュエータと比較して、支持部材１４の弾性変形を用いるため長時間の使用が可能であり、且つ、経年劣化の虞もない（寿命がない）。

また、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、圧電素子を用いるアクチュエータと比較して、駆動回路が必要でなく、アクチュエータを容易に小型化することができる。本実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、圧電素子を用いるアクチュエータと比較して、ヒステリシスが発生せず、アクチュエータを容易に制御することができる。

すなわち、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、アクチュエータのサイズを小型化することができるという有利な効果を有する。本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、特に、２軸以上の方向に移動させるために２つ以上のアクチュエータを組み合わせる（ユニット化する）場合に、アクチュエータのサイズを容易に小型化することができる。また、本発明の第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０によれば、小型化及び制御が容易のため、汎用性が高く、様々な用途に容易に適用することができる。

［２．第２の実施形態］
第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０を用いて、本発明を説明する。

図４及び図５を用いて、本発明の第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０の概略構成を説明する。ここで、図４は、本実施形態に係る微動アクチュエータ１２０の一例を説明する概略外観図である。図５は、微動アクチュエータ１２０の内部を説明する概略断面図（図４のＡ−Ａ'断面図）である。

なお、本実施形態に係る微動アクチュエータ１２０の構成は、第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０の構成と同様の部分があるため、異なる部分（支持部材２４）を主に説明する。

図４及び図５に示すように、本実施形態に係る微動アクチュエータ１２０は、略矩形の平板である基準ベース（第１のベース）２１と、略矩形の平板である移動ベース（第２のベース）２２と、内部に供給された流体の圧力に応じて伸縮する伸縮部材２３と、を有する。また、微動アクチュエータ１２０は、本実施形態では、移動ベース２２を支持する支持部材２４として、螺旋形状の部材で、弾性変形可能な弾性体（例えばバネ、一定の面積の円形を形成するように螺旋形状に巻かれた部材など）を用いる。

具体的には、支持部材２４は、第１の支持部材２４ａ（図４及び図５）、第２の支持部材２４ｂ（図４）、第３の支持部材２４ｃ（図４）及び第４の支持部材２４ｄ（図５）とで構成される。ここで、第１の支持部材２４ａ等は、基準ベース２１（移動ベース２２）の矩形の平板の四隅（外縁部）に固定されている。また、第１の支持部材２４ａ等は、その剛性を伸縮部材２３の剛性より大きくすることで、伸縮部材２３の伸縮時にアクチュエータの駆動範囲（伸縮範囲）においてガイド機能（案内機能）を実現する。なお、本発明に用いることができる支持部材は、例えば基準ベース２１の外縁に等間隔で配置される２個、３個又は５個以上の部材で構成されてもよい。

本実施形態に係る支持部材２４（第１の支持部材２４ａ等）は、伸縮部材２３の伸縮時に螺旋形状の弾性体が弾性変形することで、各支持部材で一定の断面積を維持したまま、螺旋形状の螺旋軸方向のみに伸縮する。これにより、本発明の第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０によれば、駆動時においてもコンパクトな構成とすることができる。

また、本発明の第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０によれば、第１の実施形態の場合と同様に、伸縮部材２３の伸縮時に支持部材２４を長手方向（図４のＺ方向）に変形することによって、支持部材２４で移動ベース２２を支持するとともに、支持部材２４で移動ベース２２が移動する方向（図４のＺ方向）に案内することができる。また、微動アクチュエータ１２０によれば、基準ベース２１の外縁部（矩形の平板の四隅）に支持部材２４を配置することができるので、略円筒形の伸縮部材２３が取り付けられた略矩形平板の基準ベース２１において、伸縮部材２３が配置されていない基準ベース２１の四隅を活用して微動アクチュエータ１２０を小型化することができる。微動アクチュエータ１２０によれば、特に円弧形状の支持部材（第１の実施形態）の場合と比較して、基準ベース２１と移動ベース２２との間に支持部材２４を収めることができる（例えば、基準ベース２１等の外縁からはみ出ない）ので、アクチュエータを更に小型化することができる。

図５に示すように、本実施形態に係る微動アクチュエータ１２０は、伸縮部材２３の内部に円筒形状の外形を有する流体供給部２３Ｓを更に有する。流体供給部２３Ｓは、その内部に中心軸方向に開口した軸方向通路２３Ｓｈ及び円形断面の半径方向に開口した半径方向通路２３Ｓｒを有する。また、基準ベース２１は、流体供給部２３Ｓの軸方向通路２３Ｓｈ及び半径方向通路２３Ｓｒと微動アクチュエータ１２０（基準ベース２１）の側面とを連通している。流体供給部２３Ｓは、軸方向通路２３Ｓｈ及び半径方向通路２３Ｓｒを用いて伸縮部材２３の内部に一様に流体を供給することによって、流体の流入時の流体摩擦抵抗を低減することができる。

これにより、本発明の第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０によれば、流体供給部２３Ｓを用いて、微動アクチュエータ１２０（基準ベース２１）の側面から微動アクチュエータ１２０（伸縮部材２３）の内部に流体を供給することができる。また、微動アクチュエータ１２０によれば、微動アクチュエータ１２０（基準ベース２１）の側面から流体を供給することができるので、アクチュエータを小型化することができる。

以上のとおり、本発明の第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０によれば、第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０と同様の効果を得ることができる。

［３．第３の実施形態］
第３の実施形態に係る微動アクチュエータ１３０を用いて、本発明を説明する。

図６乃至図８を用いて、本発明の第３の実施形態に係る微動アクチュエータ１３０の概略構成を説明する。ここで、図６は、本実施形態に係る微動アクチュエータ１３０の一例を説明する概略外観図である。図７は、微動アクチュエータ１３０の内部を説明する概略断面斜視図である。図８は、微動アクチュエータ１３０の内部を説明する概略縦断面図である。

なお、本実施形態に係る微動アクチュエータ１３０の構成は、第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０の構成と同様の部分があるため、異なる部分（後述する検出部３５）を主に説明する。

図６乃至図８に示すように、本実施形態に係る微動アクチュエータ１３０は、略矩形の平板である基準ベース（第１のベース）３１と、略矩形の平板である移動ベース（第２のベース）３２と、内部に供給された流体の圧力に応じて伸縮する伸縮部材３３と、を有する。また、本実施形態に係る微動アクチュエータ１３０は、支持部材３４として、螺旋形状の部材で、弾性変形可能な弾性体（例えばバネ）を用いる。なお、本実施形態に係る支持部材３４（第１の支持部材３４ａ、第２の支持部材３４ｂ、第３の支持部材３４ｃ及び第４の支持部材３４ｄ）は、第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０の支持部材２４（第１の支持部材２４ａ、第２の支持部材２４ｂ、第３の支持部材２４ｃ及び第４の支持部材２４ｄ）と同様のため、説明を省略する。

本実施形態に係る微動アクチュエータ１３０は、伸縮部材３３の内部に、移動ベース３２の位置（駆動距離）を検出する検出部３５を更に有する。検出部３５は、図８に示すように、移動ベース３２の移動に伴って移動される移動端子３５Ｇを備える。検出部３５は、移動端子３５Ｇの端面３５Ｇｔ（図８）の位置を検出することによって、移動ベース３２の位置（移動距離）を検出することができる。検出部３５は、本実施形態では、エンコーダ３５Ｅ（図８）を用いて、移動端子３５Ｇの端面３５Ｇｔの位置を検出する。なお、検出部３５（エンコーダ３５Ｅ、移動端子３５Ｇ）の検出方法は、公知の技術を用いることができる。

これにより、本発明の第３の実施形態に係る微動アクチュエータ１３０によれば、検出部３５（エンコーダ３５Ｅ、移動端子３５Ｇ）を用いて移動端子３５Ｇの端面３５Ｇｔの位置を検出することができるので、移動ベース３２の位置（駆動距離）を検出することができる。また、本実施形態に係る微動アクチュエータ１３０によれば、移動ベース３２の位置を検出することができるので、微動アクチュエータ１３０（伸縮部材３３）に供給する流体の流量（及び圧力）をフィードバック制御（ＰＩＤ制御、ＰＩ制御、Ｐ制御など）することによって、更に高精度にアクチュエータの駆動動作（駆動距離）を制御することができる。

以上のとおり、本発明の第３の実施形態に係る微動アクチュエータ１３０によれば、第２の実施形態に係る微動アクチュエータ１２０と同様の効果を得ることができる。

［４．第４の実施形態］
第４の実施形態に係る微動アクチュエータ１４０を用いて、本発明を説明する。

図９を用いて、本発明の第４の実施形態に係る微動アクチュエータ１４０の概略構成を説明する。ここで、図９は、本実施形態に係る微動アクチュエータ１４０の一例を説明する概略外観図である。

なお、本実施形態に係る微動アクチュエータ１４０の構成は、第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０の構成と同様の部分があるため、異なる部分（後述する移動制限部材４４ＳＴ）を主に説明する。

図９に示すように、本実施形態に係る微動アクチュエータ１４０は、略円形の平板である基準ベース（第１のベース）４１と、略円形の平板である移動ベース（第２のベース）４２と、内部に供給された流体の圧力に応じて伸縮する伸縮部材４３と、移動ベース４２を支持する支持部材４４と、を有する。なお、本実施形態に係る支持部材４４（第１の支持部材４４ａ、第２の支持部材４４ｂ）は、第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０の支持部材１４（第１の支持部材１４ａ、第２の支持部材１４ｂ）と同様のため、説明を省略する。

また、本実施形態に係る微動アクチュエータ１４０は、移動ベース４２の最大離間距離（最大駆動距離）を制限する移動制限部材（ストッパ）４４ＳＴを更に備える。移動制限部材４４ＳＴは、基準ベース４１に固定部４４ＳＴｆ（一端）を固定されている。また、移動制限部材４４ＳＴは、移動ベース４２が基準ベース４１から離間する方向に移動するときに、そのスライド部４４ＳＴｓ（他端）で移動ベース４２の最大離間距離を制限する。移動制限部材４４ＳＴは、本実施形態では、図９に示すように、第１の移動制限部材４４ＳＴａと第２の移動制限部材４４ＳＴｂとで構成されるが、本発明に用いることができる移動制限部材４４ＳＴは、１つ、又は、３つ以上の部材で構成されてもよい。

これにより、本発明の第４の実施形態に係る微動アクチュエータ１４０によれば、移動制限部材４４ＳＴ（、第１の移動制限部材４４ＳＴａ及び第２の移動制限部材４４ＳＴｂ）を用いて移動ベース４２の最大離間距離を設定（制限）することができる。なお、移動ベース４２の最小離間距離は、流体供給部（例えば図３の１３Ｓ）で設定（制限）される。

以上のとおり、本発明の第４の実施形態に係る微動アクチュエータ１４０によれば、第１の実施形態に係る微動アクチュエータ１１０と同様の効果を得ることができる。

実施例に係る移動テーブル２００を用いて、本発明を説明する。なお、以下に説明する移動テーブル２００は実施形態に係る微動アクチュエータ（１１０、１２０、１３０又は１４０）を用いることができる適用例の一例であり、本発明に係る微動アクチュエータは以下に示す適用例に限定されるものではない。

図１０を用いて、本発明の実施例に係る移動テーブル２００の概略構成を説明する。ここで、図１０は、本実施例に係る移動テーブル２００の概略外観斜視図である。

図１０に示すように、本実施例に係る移動テーブル２００は、基台Ｂｓ上に３つの微動アクチュエータ（１１０、１２０、１３０又は１４０）を配置されている。また、移動テーブル２００は、配置した微動アクチュエータ上にテーブルＴｂを搭載している。なお、本実施例に係る微動アクチュエータは、実施形態に係る微動アクチュエータ（１１０、１２０、１３０又は１４０）と同様のため、説明を省略する。

本実施例に係る移動テーブル２００は、微動アクチュエータ（１１０、１２０、１３０又は１４０）を３個用いて、テーブルＴｂを移動することができる。すなわち、本実施例に係る移動テーブル２００は、３個の微動アクチュエータの駆動の精度に応じて、テーブルＴｂの移動を高精度に制御することができる。なお、移動テーブル２００は、４個以上の微動アクチュエータを用いる構成であってもよい。

本実施例に係る移動テーブル２００は、３個の微動アクチュエータを用いて、例えばテーブルＴｂを鉛直方向に移動することができる。また、本実施例に係る移動テーブル２００は、３個の微動アクチュエータを夫々異なる制御で駆動することで、例えばテーブルＴｂの傾き、回転、チルトなどの姿勢を制御することができる。

以上のとおり、本発明の実施例に係る移動テーブル２００によれば、実施形態に係る微動アクチュエータ（１１０、１２０、１３０又は１４０）と同様の効果を得ることができる。

以上により、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態又は実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

１１０，１２０，１３０，１４０：微動アクチュエータ
２００：移動テーブル
１１，２１，３１：基準ベース（第１のベース）
１２，２２，３２：移動ベース（第２のベース）
１３，２３，３３：伸縮部材
１３ｂ：基準部（伸縮部材の一端）
１３ｍ：移動部（伸縮部材の他端）
１３Ｊ，２３Ｊ，３３Ｊ：蛇腹部（ベローズなど）
１３Ｓ，２３Ｓ，３３Ｓ：流体供給部
１３Ｓｈ，２３Ｓｈ：軸方向通路
１３Ｓｒ，２３Ｓｒ：半径方向通路
１４，１４ａ，１４ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，４４，４４ａ，４４ｂ：支持部材（弾性ヒンジ、バネなど）
１４ａｂ：第１の基準端部（支持部材の一端）
１４ｂｂ：第２の基準端部（支持部材の一端）
１４ａｍ：第１の移動端部（支持部材の他端）
１４ｂｍ：第２の移動端部（支持部材の他端）
３５：検出部
３５Ｅ：エンコーダ
３５Ｇ：移動端子
３５Ｇｔ：端面
３６：流体入力手段（流体供給系）
４４ＳＴ，４４ＳＴａ，４４ＳＴｂ：移動制限部材（ストッパなど）
４４ＳＴｆ：固定部（移動制限部材の一端）
４４ＳＴｓ：スライド部（移動制限部材の他端）

Claims (9)

1. 空気圧又は油圧によって駆動されるアクチュエータであって、
   蛇腹形状の外形、且つ、円形の断面形状を有し、前記蛇腹形状の外形を前記円形の断面形状の中心軸方向に変形することによって、内部に供給された流体の圧力に応じて伸縮する伸縮部材と、
   前記伸縮部材の内部に円筒形状の外形を有する流体供給部であって、該流体供給部の内部に前記中心軸方向及び前記円形の断面の半径方向に開口した通路を有し、該通路を用いて前記流体を前記伸縮部材の内部に供給する流体供給部と、
   前記伸縮部材の一端に取り付けられた第１のベースと、
   前記伸縮部材の他端に取り付けられた第２のベースと、
   一端を前記第１のベースに固定され、他端で前記第２のベースを支持する支持部材と
   を有し、
   前記支持部材は、前記伸縮部材の伸縮によって移動する前記第２のベースの移動方向を案内することを特徴とする、
   アクチュエータ。
2. 前記支持部材は、円弧形状の弾性体であり、前記伸縮部材の伸縮時に該支持部材の一端と他端との間で前記円弧形状の外側に膨らむように弾性変形することを特徴とする、
   請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記円弧形状の弾性体は、該円弧形状の長手方向の外形が波形であり、該円弧形状の長手方向に厚さが太い部分と細い部分とを交互に形成されていることを特徴とする、
   請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記支持部材は、螺旋形状の弾性体であり、該弾性体が弾性変形することで該螺旋形状の螺旋軸方向に伸縮することを特徴とする、
   請求項１に記載のアクチュエータ。
5. 前記支持部材は、前記伸縮部材の伸縮に応じて前記弾性体を弾性変形することによって、前記第２のベースを保持し、且つ、前記第１のベースと前記第２のベースとの離間距離を変更することを特徴とする、
   請求項２乃至４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
6. 前記流体供給部は、前記伸縮部材の縮小時に、該流体供給部の上面と前記第２のベースとを接触させ、該伸縮部材の縮小を制限することを特徴とする、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載のアクチュエータ。
7. 前記伸縮部材の内部に前記第２のベースの位置を検出する検出部を更に有し、
   前記検出部は、前記第２のベースの移動に伴って移動される移動端子の位置を検出することによって、該第２のベースの位置を検出することを特徴とする、
   請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
8. 前記第１のベースに一端を固定された移動制限部材を更に有し、
   前記移動制限部材は、前記第２のベースが前記第１のベースから離間する方向に移動するときに、該移動制限部材の他端で該第２のベースの最大離間距離を制限することを特徴とする、
   請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
9. 前記第１のベースと前記第２のベースと前記支持部材とが一体で形成されることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

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