JPH0350478Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、例えばＸテーブル又はXYテーブ
ルの上に取付けて使用するのに好適なテーブル微
動送り装置に関するものである。

従来のこの種のテーブル微動送り装置における
Ｘテーブル又はXYテーブルは、通常、直流モー
タによつて回転駆動されるボールねじ軸と、この
ねじ軸にボールを介して係合するナツトと、この
ナツトに固定されたテーブルとから成り、ボール
ねじ軸を回転させることによりナツト及びこれに
固定されたテーブルを移動させるようになつてい
るが、直流モータの回転量を、例えばエンコーダ
により制御したとしても、ナツト及びテーブルの
停止位置精度は数μm程度であり、近時の要求精
度例えば1μm以下を満足させることができない。
そこで、テーブルの上に更に微動テーブルを設
け、テーブルと微動テーブルとの間に圧電素子ア
クチユエータを介在させ、この圧電素子アクチユ
エータに電圧を印加することにより、電圧に比例
した伸びを与え、この伸びを微動テーブルに伝え
るテーブル微動送り装置が開発されているが、こ
の装置における圧電素子アクチユエータは、電圧
の増減によりヒステリシスを生ずるため、実際の
使用に当つては変位の測定が必要となり、勢い装
置が複雑なものになるという問題点がある。

この考案は上述のような問題点に鑑み、比較的
簡単な構造でしかも正確な微動送りができるテー
ブル微動送り装置の提供を目的としてなされたも
ので、その特徴とするところは、第１のテーブル
又は基台に固定された固定軸に対して、摺動及び
回動可能な第１の滑動体及び第２の滑動体を設け
るとともにこれらの滑動体間に弾性棒を連結し、
第１の滑動体を固定し、第２の滑動体を微回動さ
せたときに、弾性棒に歪エネルギが貯えられると
ともに、軸線方向に微少変位が生じるという現象
に着目し、このような現象を利用することによ
り、テーブルの微動送りを可能ならしめたもので
ある。

以下、本考案を図面に基づいて詳細に説明す
る。第１図〜第７図は本考案の一実施例を示す。
先ず構成を説明すると、１は基台であり、通常の
ＸテーブルやXYテーブルのテーブルに相当する
もので、図示を省略したボールねじ軸に係合する
ナツトに固定されるものであるが、勿論図示のよ
うに固定された基台とすることもできる。よつて
以下固定された基台として説明する。基台１に立
設した支持台２及び３には固定軸４が止ねじ５及
び６にて締付け固定されている。固定軸４の中央
部には１対の第１の滑動体７及び８がその固定軸
の軸方向及び周方向に摺動可能に嵌装されてい
る。そしてこれら第１の滑動体７と８とによつて
テーブル支持体９を挟持するが、この双方の滑動
体７，８に挟持される支持体９の挟持態様は、固
定軸４の軸方向にはバネ１４の弾圧作用で隙間な
し圧接され、また固定軸４の周方向には微動可能
に挟持されているものである。即ち、第１の滑動
体７及び８並びにテーブル支持体９に穿設された
複数個の貫通孔１０には、先端にナツト１１，１
２を螺着したボルト１３が挿入され、ナツト１２
と第１の滑動体７との間にはバネ１４が縮設され
て、一対の第１の滑動体７と、８との間にテーブ
ル支持体９が弾圧的に挟持されているものであ
る。上記テーブル支持体９には微動テーブル１５
が複数個のボルト１６により固定され、該微動テ
ーブル１５は図には現われていない案内部に沿つ
て図面において左右に、即ち固定軸４の軸線と並
行に移動できるようになつている。テーブル支持
体９の両側面に設けた一対のリング状溝１７，１
８（第２図参照）には、それぞれリング状の励磁
コイル１９，２０が挿入されるとともに、テーブ
ル支持体９と固定軸４との間には、第１の滑動体
７及び８を固定軸４に固定及び固定解除する手段
が設けてある。即ち、テーブル支持体９の内方フ
ランジ部２１には、複数個の止ねじ２２によつて
コレツト２３が取付けてある。コレツト２３は第
４図に示すように、円筒部２４とフランジ部２５
とからなり、円筒部２４の内径は固定軸４に滑合
しており、また円筒部２４には、スリツト２６及
び２７が形成されている。フランジ部２５の周方
向には４個のピン２８が植設されているが、この
４個のピン２８は一対の制動片２９，３０に形成
した長孔３３に遊嵌されている。「コレツト２３
の円筒部２４を上下から覆うように一対の制動片
２９，３０（第５図参照）がピン３１，３２を案
内として近接、離間できるようになつている。」
３４，３５は制動片２９，３０に捲回した励磁コ
イルであつて、この励磁コイル３４，３５に電流
を流すと制動片２９，３０は互いに吸引し合つて
コレツト２３の円筒部２４を挟圧するので、コレ
ツト２３及びこれに結合したテーブル支持体９を
固定軸４に固定することができる。また、上記の
励磁コイル３４，３５への通電と同時に励磁コイ
ル１９，２０に電流を流すと、第１の滑動体７及
び８がテーブル支持体９に吸引、固定され、結局
第１の滑動体７及び８はテーブル支持体９及びコ
レツト２３を介して固定軸４に固定されるもので
ある。

次に、前記固定軸４の両側端部に配置されてい
る左右対称の第２の滑動体３６，３６′の構造に
ついて説明する。第２の滑動体３６側（図で左
方）は前進用、第２の滑動体３６′側（図で右方）
は後進用であり、これらの滑動体３６と３６′は
左右対称に配置されているので、その一方の第２
の滑動体３６側についてのみ説明する。

即ち第２の滑動体３６は固定軸４に対して摺動
及び回動可能であり、この滑動体３６にはブロツ
ク３７が４本のボルト３８によつて結合されてい
る。第２の滑動体３６の周囲には、該第２の滑動
体３６を微少回動させる手段が設けてある。即
ち、第２の滑動体３６の外側には、コイル支持体
３９がピン４０によりその第２の滑動体３６と一
体的に取付けられ、そのコイル支持体３９には励
磁コイル４１が捲回され、また、励磁コイル４１
に体設する如くに永久磁石４２が、基台１に固定
した磁石保持体４３（第６図）に保持されてい
る。

一方、固定軸４に設けたＶ型溝４ａには、第７
図で明示の如くストツパー片４４の先端部が楔状
に挿入され、ボルト４５により引張られて強固に
固定軸４に固着されている。またブロツク３７に
はストツパー片４４を遊嵌収容する溝４６が設け
てあり、その両側壁部３７ａ，３７ｂに、凹部３
７ｃ，３７ｄが夫々形成されており、それらの凹
部３７ｃ，３７ｄには、摩擦係数が比較的大なる
材料、例えば硬質ゴム等で形成された小片５１，
５２が嵌合されている。またこの各小片５１，５
２の背部には、ブロツク３７に形成されているね
じ孔４７，４８に螺合されるねじ部材４９，５０
が螺合され、該ねじ部材４９，５０の先端が、そ
れら小片５１，５２の背面に当接されるように位
置されている。従つてこのねじ部材４９，５０の
回動によつて上記小片５１及び５２とストツパー
片４４との間に保持されるそれぞれの隙間δが所
望の内隙となるように調整できるものである。

また上記の第１の滑動体７と第２の滑動体３６
との間、及び第１の滑動体８と第２の滑動体３
６′との間には、それぞれ、２本宛の可撓弾性棒
５３，５４及び５３′，５４′がピン５５により連
結されている。この可撓弾性棒５３，５４及び５
３′，５４′の数は必要に応じて増減できる。

なお第１図で中央より右方の部分は左方部分と
対称なので、同一機能を果す部材には同じ符号に
ダツシユを付し、重複説明を省略する。

以上が本実施例よりなる装置の構成であるが、
次にその作用につき説明する。

先ず微動テーブル１５の前進（第１図において
右方向）微動の場合から説明する。前進、微動さ
せる前に励磁コイル４１に電流を第１図における
矢印Ｘと反対の向きに流すと永久磁石４２による
磁界の影響を受けて電磁コイル４１、コイル支持
体３９及びブロツク３７には、第７図の矢印Ｙと
反対向きの偶力が生じ、小片５１がストツパー片
４４の一側面に当接するまで微回動する。次い
で、コイル４１への通電を続行したまま、励磁コ
イル１９，２０及び励磁コイル３４，３５に電流
を流すと、第１の滑動体７及び８がテーブル支持
体９に吸着されると同時に制動片２９，３０が互
いに吸引され、コレツト２３の円筒部２４を挟圧
する。するとコレツト２３は縮んで固定軸４を強
固に把持する。即ち、第１の滑動体７及び８はテ
ーブル支持体９、コレツト２３を介して固定軸４
に固定される。

次に、励磁コイル４１に流していた電流の向き
を逆向きに切換える。即ち電流を矢印Ｘの向きに
流す。すると永久磁石４２による磁界の影響を受
けて、励磁コイル４１、コイル支持体３９及びブ
ロツク３７には第７図の矢印Ｙで示す偶力が生
じ、小片５２がストツパー片４４の一側面に当接
するまでの微回動する。すると、一端が第２の滑
動体３６に固定され、他端が第１の滑動体７に固
定されている可撓弾性棒５３，５４は、曲げと捩
りを受けて撓まされるために、弾性棒の一端に固
定されている第２の滑動体３６は軸線方向に量Δ
だけ固定軸４上を滑つて微動する（第８図ロ参
照）。そして可撓弾性棒５３，５４には、曲げ及
び捩りによる歪エネルギが蓄えられる。

次いで励磁コイル１９，２０及び励磁コイル３
４，３５の電流を断つと、第１の滑動体７，８と
テーブル支持体９との結合が解除されると同時
に、制動片２９，３０による挟圧が解除されるこ
とにより、コレツト２３と固定軸４との結合も解
除され、また小片５２とストツパー片４４との当
接力が保持されていることで、可撓弾性棒５３，
５４の弾性復元により、弾性棒５３，５４の他端
及びこれに固定された第１の滑動体７は、当初第
２の滑動体３６が微回動したと同じ量だけ微回動
すると同時に、当初第２の滑動体３６が微動した
量Δと等しい量Δだけ軸線方向に微動（前進）す
る（第８図ハ参照）。このΔ量の微動は第１の滑
動体７からテーブル支持体９を介して微動テーブ
ル１５に伝わり、従つて微動テーブル１５は図に
は現れていない案内部に沿つて量Δだけ微動（前
進）する。ここで、第１の滑動体７が微回動する
とき、ボルト１３も第１の滑動体７とともに微回
動するが、貫通孔１０の内径はボルト１３の外径
に対して充分な隙間を有するようにしてあるの
で、テーブル支持体９に無理な力を及ぼすことは
ない。

次に、さらに微動テーブル１５を量Δだけ前進
させる場合につき説明する。先ず再び励磁コイル
１９，２０及び励磁コイル３４，３５に電流を流
して第１の滑動体７及び８を固定軸４に固定す
る。一方、今までコイル４１には矢印Ｘの向きに
電流を流していたが、その電流の向きを逆向きに
切換える。すると、永久磁石４２による磁界の影
響を受けて、コイル４１、コイル支持体３９及び
これに固定されたブロツク３７には、第７図の矢
印Ｙと反対の向きの偶力が生じ、小片５１がスト
ツパー片４４の他側面に当接するまで微回動す
る。すると可撓弾性棒５３，５４は前とは反対向
きの曲げと捩りを受けると同時に、弾性棒の一端
は前と同様に軸線方向に量Δだけ微動（前進）
し、弾性棒５３，５４には曲げ及び捩りによる歪
エネルギが蓄えられる（第８図ニ参照）。そこで
励磁コイル１９，２０及び励磁コイル３４，３５
の電流を断つ。すると第１の滑動体７，８と固定
軸４との固定が解除される結果、弾性棒５３，５
４の弾性回復により弾性棒の他端及びこれに固定
された第１の滑動体７は、初めに第２の滑動体３
６が微回動したと同じ量Δだけ微回動すると同時
に、初めに微動（前進）した量Δと等しい量Δだ
け軸線方向に微動（前進）する（第８図ホ参照）。
この微動は第１の滑動体７からテーブル支持体９
を介して微動テーブル１５に伝わり、微動テーブ
ル１５は図には現れていない案内部に沿つて量Δ
だけ前進する。ここで、第１の滑動体７が当初と
は反対の向きに微回動するとき、ボルト１３も第
１の滑動体７とともに微回動するが、前述したよ
うに、貫通孔１０には十分なボルト１３との隙間
が設けてあるのでテーブル支持体９に無理な力を
及ぼすようなことはない。

このように、励磁コイル４１には、流れの向き
が異なる電流を交互に流して第２の滑動体３６を
左右に微回動させる一方、第１の滑動体７及び８
は適時これを固定軸４に固定又は固定解除するこ
とにより、第１の滑動体７，８を介して微動テー
ブル１５を逐次量Δづつ前進（図では右行）させ
ることができる。この前進の期間中、第１図で右
方にある第２の滑動体３６′上のコイル４１′には
電流を流さないので、該コイル４１′には何ら偶
力が生じることがないため、可撓弾性棒５３′，
５４′にも何ら外力が作用せず、可撓弾性棒５
３′，５４′及び第２の滑動体３６′等は第１の滑
動体８の微動に伴つて微動する。

以上、前進（図で右行）の場合につき説明した
が、後進（図で左行）の場合は、第１図の右方の
第２の滑動体３６′、励磁コイル４１′、永久磁石
４２′等を用いて、前進の場合と同様な順序で行
なえば良い。

いま、第７図における2δ＝．0.05とし、可撓弾
性棒５３の長さを35mmとした場合、弾性棒５３，
５４の捻れ角αは sinα＝0.05／350.001428 α＝0.08185° となり、 Δ＝35×（１−cosα）＝0.000036＝0.036μm となる。

以上述べたように、本考案によれば、第１の滑
動体７及び８を適時固定軸４に固定又は固定解除
する一方、第２の滑動体３６を適時固定軸４のま
わりに所定角度だけ微回動させることによりその
第１の滑動体と第２の滑動体との間に連結されて
いる可撓弾性棒５３，５３′，５４，５４′の撓み
による固定軸４方向の変位量によつてテーブル支
持体９及び微動テーブル１５を正確に量Δずつ前
進又は後進させることができるという効果があ
る。また、本考案によれば前進後退時におけるヒ
ステリシスがなく、信頼性に富むという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す一部縦断面
図、第２図はテーブル支持体の斜視図、第３図は
第１の滑動体の斜視図、第４図はコレツトの斜視
図、第５図は制動片の正面図、第６図は第１図の
−線による矢視一部断面図、第７図は第１図
の−線による断面図、第８図は微動動作を示
す説明図である。 １……基台、２，３……支持台、４……固定
軸、４ａ……Ｖ型溝、５，６……止ねじ、７，８
……第１の滑動体、９……テーブル支持体、１０
……貫通孔、１１，１２……ナツト、１３……ボ
ルト、１４……ばね、１５……微動テーブル、１
６……ボルト、１７，１８……リング状溝、１９
……励磁コイル、２０……励磁コイル、２１……
内方フランジ部、２２……止ねじ、２３……コレ
ツト、２４……円筒部、２５……フランジ部、２
６，２７……スリツト、２８……ピン、２９，３
０……制動片、３１，３２……ピン、３３……長
孔、３４……励磁コイル、３５……励磁コイル、
３６……第２の滑動体、３７……ブロツク、３８
……ボルト、３９……コイル支持体、４０……ピ
ン、４１……励磁コイル、４２……永久磁石、４
３……磁石保持体、４４……ストツパー部材、４
５……ボルト、４６……溝、４７，４８……ねじ
孔、４９，５０……ねじ部材、５１，５２……小
片、５３，５３′，５４，５４′……可撓弾性棒、
５５……ピン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 基台１上で水平方向に位置固定される固定軸４
   と、該固定軸４の略中央部で固定軸４の軸方向及
   び周方向に摺動可能に支持される軸方向に一対の
   第１の滑動体７，８と、この一対の滑動体７，８
   により、上記軸方向にはばね１４で弾圧的に、軸
   周方向には、微動可能に挟持されているテーブル
   支持体９と、このテーブル支持体９に固定されか
   つ水平動可能に支持されている微動テーブル１５
   と、前記第１の滑動体７，８を前記固定軸４に固
   定及び固定解除させる手段１９，２０，２１，２
   ２，２３，２９，３０，３４，３５と、前記固定
   軸４の両端部で、固定軸４の軸方向及び周方向に
   摺動可能に支持されている夫々の第２の滑動体３
   ６，３６′と、前記第１の滑動体７及び８と第２
   の滑動体３６及び３６′を夫々に連結する可撓弾
   性棒５３，５４及び５３′，５４′と、前記第１の
   滑動体７，８を前記固定軸４に固定した状態で前
   記第２の滑動体３６，３６′を該固定軸４の周方
   向に所定の角度だけ微回動させて前記可撓弾性棒
   に歪エネルギを貯えさせる回動手段３７，３９，
   ４０，４１，４２，４４とを備えてなることを特
   徴とするテーブル微動送り装置。