JPH02211505A - 設定位置停止機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業との利用分野〉 本発明は、例えば、露光ヘッドとか、精密加工機械にお
けるＸ−Ｙテーブルとか、シートフィルム搬送用のロー
ラなどの被動部材を、所定の位置やタイミングで精密な
精度でより短時間に停止させるために用いられる設定位
置停止機構に関する。

〈従来の技術〉 上述のように精密な位置決めを必要とする装置では、そ
の被動部材の移送系自体の剛性に起因して停止時に振動
が生じるが、そのような被動部材の振動による位置の変
動をも許容されない。

すなわち、第１図を参照し、テーブルを送りネジで移動
する場合を例にして説明すれば、モータ５を所定量回転
させた状態で停止したときに、慣性動に伴ってテーブル
９の重量が送りネジｌにかかり、それに伴い、送りネジ
１が完全剛体で無いために振動し、テーブル９も振動す
るのである。

そして、従来では、上述の振動が所定の振幅以下に減衰
するまで待つことにより、設定位置での高精度な停止状
態を得て、精密な位置決めを行うようにしていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来構成によれば、停止の度
ごとに所定の振幅以下に減衰するまで待たなければなら
ず、例えば、露光ヘッドを間歇的に移動させてスキャン
する場合のように、全面のスキャンを完了するまでに多
数回の停止による位置決めを必要とする場合にあっては
、個々の待ち時間がわずかであっても、全体としての待
ち時間は多大になり、位置決めのための待ち時間に起因
して作業能率が低下する欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、被動部材の停止時に発生する振動を早期に減少させ
て、精密な位置決めを迅速に行うことができるようにす
ることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明に係る第１の設定位置停止機構は、このような目
的を達成するために、 被動部材と、 固定部に支持されて前記被動部材を移送する移送部材と
、 前記移送部材を駆動する駆動装置と、 前記駆動装置に停止信号を出力する位置決め手段とを備
えた設定位置停止機構において、前記移送部材を前記固
定部に対して前記被動部材と同方向に移動可能に設ける
とともに、前記移送部材と前記固定部との間に、前記移
送部材を強制的に移動させる圧電素子を配設し、前記停
止信号に応答して、前記移送部材を前記被動部材に対し
て相対的に静止状態に維持するように前記圧電素子に設
定電圧を印加する圧電素子駆動手段を備えて構成する。

そして、本発明に係る第２の設定位置停止機構は、上述
のような目的を達成するために、回転モータのロータ側
部材に一体的に回転可能に連接された被動部材と、 固定部に支持された回転モータのステータ側部材と、 前記ステータ側部材に停止信号を出力する位置決め手段
とを備えた設定位置停止機構において、前記ステータ側
部材を、前記固定部に対して前記ロータ側部材と同方向
に回転可能に設けるとともに、前記ステータ側部材と前
記固定部との間に、前記ステータ側部材を強制的に回転
させる圧電素子を配設し、前記停止信号に応答して、前
記ステータ側部材を前記ロータ側部材に対して相対的に
静止状態に維持するように前記圧電素子に設定電圧を印
加する圧電素子駆動手段を備えて構成する。

く作用〉 本発明に係る第１の設定位置停止機構の構成によれば、
圧電素子が瞬時に大きな力を発生して変位力を付与する
ことができる特性を有していることに着目し、直線的に
移動される被動部材を停止するときに圧電素子に設定電
圧を印加し、移送部材の剛性に固有の振動数と減衰率に
見合った量だけ移送部材を強制的に移動させ、被動部材
と移送部材との間で相対的な静止状態を現出し、丁度、
振り子時計において、振り子と同し方向に振り子の支点
を移動することにより振り子を停止させるのと同じよう
にして、被動部材の振動の振幅を急激に減少させ、精密
な位置決めを迅速に行うことができる。

そして、本発明に係る第２の設定位置停止機構の構成に
よれば、前述同様に圧電素子の特性に着目し、回転する
被動部材を停止するときに圧電素子に設定電圧を印加し
、被動部材を連接したロー夕側部材の剛性に固有の振動
数と減衰率に見合った量だけ、ステータまたはそれを連
接したモータケーシングといったステータ側部材を強制
的に回転させ、ロータ側部材とステータ側部材との間で
相対的な静止状態を現出し、被動部材の振動の振幅を急
激に減少させ、精密な位置決めを迅速に行うことができ
る。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、第１の設定位置停止機構を備えたテーブル移
送装置の一部切欠側面図である。

この図において、ｌは、移送部材としての送りネジを示
し、その長手方向はぼ全長にわたってネジ２が形成され
るとともに、固定部３に対して、一対の軸受部４ａ、４
ｂを介して回転自在に、かつ、送りネジ２の長手方向に
移動可能に支持されている。なお、軸受部４ａは固定部
３に対して移動可能に配設してあり、軸受部４ｂは固定
部３に対して固定しである。しかし、軸受部４ｂと移送
部材１とは、送りネジ２の長手方向には拘束されていな
い。

送りネジ１の一方の軸端に、駆動装置としてのモータ５
のモータ軸６に一体回転可能に連結された、例えば、デ
ィスクカップリング７が嵌合され、送りネジｌを、モー
タ５に対して遠近する方向に移動できるように構成され
ている。

送りネジｌには、ボールネジ８を介して被動部材として
のテーブル９が連結され、モータ５の正逆回転に伴うで
テーブル９を送りネジ１の長手方向に往復移動するよう
に構成されている６図示していないが、テーブル９は、
ガイドによって所定の姿勢を維持しながら移動するよう
に設けられている。

両輪受部４ａ、４ｂのうちのモータ５に近い側の軸受部
４ａにおいて、そのホルダーｌＯが送りネジｌにその長
手方向に一体的に移動するように取り付けられるととも
に、ホルダーｌＯの下方側部分１０ａが厚肉に構成され
、その厚肉部分１０ａの外周面がころがり軸受１１を介
して固定部３に支持されている。

また、ホルダーｌＯの厚肉部分１０ａの両側面それぞれ
と、固定部３から突設されたブラケット１２．１２それ
ぞれとの間において、一方に圧電素子１３が、そして、
他方に圧縮器バネ１４・・・が配設されている。

圧縮器バネ１４・・・は、第２図の要部の拡大断面図に
示すように、棒状の芯材１４ａに、隣合うものどうしの
間それぞれに座金１４ｂ・・・を介装するとともに圧縮
状態で相対移動可能に取り付けられ、その芯材１４ａの
一端側がブラケット１２に固定状態で嵌入止着されると
ともに、他端側が、ホルダーｌＯの厚肉部分１０ａに形
成された穴１４ｃ内に相対移動可能に嵌入され、圧縮器
バネ１４・・・の弾性復元力によって軸受部４ａを圧電
素子１３側に押圧するように構成されている。

圧電素子１３は、電圧（例えば、半周期の正弦波に［（
Ｉｕした）の印加に伴い、その印加する電圧の大きさお
よび方向により、圧縮器バネ１４の付勢力に抗して送り
ネジｌをモータ５から遠ざかる側に、あるいは、圧縮器
バネ１４の付勢力によって送りネジ１をモータ５に近づ
く側に所望量だけ変位できるように構成されている。

送りネジ１には、第３図のブロック図に示すように、ロ
ータリー・エンコーダ１５が付設され、そして、ロータ
リー・エンコーダ１５には、位置決め手段としての制御
袋Ｗ１６が接続され、その制御装置１６に、モータ５を
駆動するモータドライバ１７が接続されるとともに、圧
電素子１３を駆動する圧電素子駆動手段１８がタイマ１
９を介して接続されている。

制御装置１６には、カウンタ２０とパルス数を設定する
設定器２１と一致回路２２とが備えられ、ロータリー・
エンコーダ１５から出力されるパルスの個数をカウンタ
２０で計測し、計測されたパルス数と設定器２１からの
設定パルス数とを一致回路２２に入力して比較し、計測
パルス数が設定パルス数に一致したときに、モータドラ
イバ１７およびタイマ１９それぞれに停止信号を出力す
るように構成されている。

タイマ１９では、第４図の（ａ）の波形図に示すように
、送りネジ１の剛性に基づいて予め計測して求められる
、停止特に発生するテーブル９の固有の振動の１周期分
に相当する時間１．．１゜が設定され、前記停止信号に
応答して、固有振動の最初の１周期分の時間１．たけ遅
らせてから圧電素子駆動手段１８に駆動信号を出力する
ように構成されている。

圧電素子駆動手段１８では、上述固有振動の２周期口に
おける半周期（＋／２Ｌ、）分の振幅δに相当する量だ
け送りネジ１を変位するに足る正逆の電圧が予め設定さ
れていて、その電圧の印加により、第４図の（ｂ）の波
形図に示すように、送りネジ１をテーブル９と同等量δ
だけ往復移動させて、第４図の（ｃ）に示すように、第
２周期目から、送りネジｌをテーブル９に対して相対的
に静止状態に維持するように変位させ、その半周期後に
おける振動を無くすことができるように構成されている
。

２の　　　　　　　の 第５図は、第２の設定位置停止機構を備えたシートフィ
ルム搬送用ローラの一部切欠側面図、第６図は、第５図
のＶｌ−Ｖｌ線一部省略矢視図であり、一対の軸受部３
１．３１に被動部材としてのローラ３２が回転自在に軸
架され、そのローラ３２に一体のローラ軸３３と回転モ
ータ３４のロータ側部材３５とが筒ジヨイント３６を介
して一体回転可能に連動連結されている。

固定部３７にブラケット３８が立設されるとともに、そ
のブラケット３８に支持筒体３９が一体的に取り付けら
れ、支持筒体３９に、ステータ側部材としてのモータケ
ーシング４０が筒状カラー４１．４１を介して回転自在
に支持されている。

モータケーシング４０には、周方向に１８０度異ｌ６せ
て板体４２が連接され、一方、支持筒体３９の内周面に
、板体４２．４２それぞれに対向して一対の支持部材４
３．４３が連接され、前述した第１の設定位置停止機構
と同様に、両支持部材４３．４３の一方と板体４２との
間にモータケーシング４０を強制的に回転させる圧電素
子１３が、そして、両支持部材４３．４３の他方と板体
４２との間に圧縮皿バネ１４が配設されている。

図示しないが、ローラ３２にロータリー・エンコーダ１
５が付設され、そのロータリー・エンコーダＩ５に、前
述した第１の設定位置停止機構と同様に、位置決め手段
としての制御装置が接続され、ローラ３２の回転の停止
に際して圧電素子１３に設定電圧を印加し、モータケー
シング４０を、ロータ側部材３５に対して相対的に静止
状態に維持するように変位させ、１周期振動した後の半
周期後における振動を無くすことができるように構成さ
れている。

この詳細な動作は、前述した第１の設定位置停止機構に
おける場合と同じであるので、説明は省略する。

上述実施例では、第２周期の半周期骨において、圧電素
子１３に対して電圧を印加することにより、送りネジ１
やモータケーシング４０を相対的に静止状態を維持する
ように強制的に移動するように構成しているが、本発明
としては、第１周期日から行うようにしても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に係る第１の設定位置停止
機構によれば、直線的に移動される被動部材の停止に際
して、圧電素子によって移送部材を相対的に静止状態を
維持するように強制的に移動させることにより、被動部
材の振動の振幅は急激に減少するから、従来のように、
振幅が設定以下におさまるまで待つのに比べ、精密な位
置決めを迅速に行うことができ、駆動装置の停止後、位
置決め後の各種の作業を開始するまでの時間を短縮でき
、その作業能率を向上できるようになった。

そして、本発明に係る第２の設定位置停止機構によれば
、回転する被動部材の停止に際して、圧電素子によって
ステータ側部材を相対的に静止状態を維持するように強
制的に移動させることにより、被動部材の振動の振幅は
急激に減少するから、被動部材が回転する場合にあって
、駆動装置の停止後、位置決め後の各種の作業を開始す
るまでの時間を短縮でき、その作業能率を向上できるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る設定位置停止機構の実施例を示し
、第１図は、本発明に係る第１の設定位置停止機構の実
施例を示す一部切欠側面図、第２図は、第１図の要部の
拡大断面図、第３図は、制御系を示すブロック図、第４
図は、制御動作の説明に供する波形図、第５図は、本発
明に係る第２の設定位置停止機構の実施例を示す一部切
欠側面図、第６図は、第５図のＶｌ−Ｖｌ線一部省略矢
視図である。 １・・・移送部材としての送りネジ ３・・・固定部 ５・・・駆動装置としてのモータ ９・・・被動部材としてのテーブル １３・・・圧電素子 １６・・・位置決め手段としての制御装置１８・・・圧
電素子駆動手段 ３２・・・被動部材としてのローラ ３４・・・回転モータ ３５・・・ロータ側部材 ３７・・・固定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被動部材と、 固定部に支持されて前記被動部材を移送する移送部材と
   、 前記移送部材を駆動する駆動装置と、 前記駆動装置に停止信号を出力する位置決め手段とを備
   えた設定位置停止機構において、 前記移送部材を前記固定部に対して前記被動部材と同方
   向に移動可能に設けるとともに、前記移送部材と前記固
   定部との間に、前記移送部材を強制的に移動させる圧電
   素子を配設し、前記停止信号に応答して、前記移送部材
   を前記被動部材に対して相対的に静止状態に維持するよ
   うに前記圧電素子に設定電圧を印加する圧電素子駆動手
   段を備えたことを特徴とする設定位置停止機構。
2. （２）回転モータのロータ側部材に一体的に回転可能に
   連接された被動部材と、 固定部に支持された回転モータのステータ側部材と、 前記ステータ側部材に停止信号を出力する位置決め手段
   とを備えた設定位置停止機構において、前記ステータ側
   部材を、前記固定部に対して前記ロータ側部材と同方向
   に回転可能に設けるとともに、前記ステータ側部材と前
   記固定部との間に、前記ステータ側部材を強制的に回転
   させる圧電素子を配設し、前記停止信号に応答して、前
   記ステータ側部材を前記ロータ側部材に対して相対的に
   静止状態に維持するように前記圧電素子に設定電圧を印
   加する圧電素子駆動手段を備えたことを特徴とする設定
   位置停止機構。