JPH0381119B2 - - Google Patents
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- JPH0381119B2 JPH0381119B2 JP62109133A JP10913387A JPH0381119B2 JP H0381119 B2 JPH0381119 B2 JP H0381119B2 JP 62109133 A JP62109133 A JP 62109133A JP 10913387 A JP10913387 A JP 10913387A JP H0381119 B2 JPH0381119 B2 JP H0381119B2
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- JP
- Japan
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- leg
- axis direction
- drive
- movable element
- driving
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
- B23Q5/50—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding step-by-step
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〓産業上の利用分野〓
本発明は送り装置に係り、とくに可動子を固定
台上に沿つて送る装置に関する。
台上に沿つて送る装置に関する。
〓発明の概要〓
本発明は、圧電体等の微小な剪断変形を伸縮機
構と組合わせることによつて微小送りを繰返すよ
うにし、長距離の直線送りや、円周方向の微小送
りを可能にしたものであつて、例えば走査型トン
ネル顕微鏡のステージの送りやステツピングモー
タに応用し得るようにしたものである。
構と組合わせることによつて微小送りを繰返すよ
うにし、長距離の直線送りや、円周方向の微小送
りを可能にしたものであつて、例えば走査型トン
ネル顕微鏡のステージの送りやステツピングモー
タに応用し得るようにしたものである。
〓従来の技術〓
従来の直線送り機構においては、何等かの直線
状のガイド手段に導かれたステージを駆動モータ
と送りねじとを用いて送るようにしている。ある
いはまた電磁リニアモータを利用して送る方法が
考えられている。また圧電体を精密位置決めに用
いる場合には、圧電体の伸縮変形か、バイモルフ
板の曲げ変形が利用されている。
状のガイド手段に導かれたステージを駆動モータ
と送りねじとを用いて送るようにしている。ある
いはまた電磁リニアモータを利用して送る方法が
考えられている。また圧電体を精密位置決めに用
いる場合には、圧電体の伸縮変形か、バイモルフ
板の曲げ変形が利用されている。
〓発明が解決しようとする問題点〓
送りねじや電磁リニアモータを用いた送り装置
は、精度が低く、微小送りに不適当である。圧電
体の変形を利用した場合には、送りの精度が高く
なるが、十分な変形量が得られない。何等かの変
位拡大機構を用いても、数10μｍのストロークし
か得られない。
は、精度が低く、微小送りに不適当である。圧電
体の変形を利用した場合には、送りの精度が高く
なるが、十分な変形量が得られない。何等かの変
位拡大機構を用いても、数10μｍのストロークし
か得られない。
大きなストロークを得るための精密送りとし
て、インチウオームがある。インチウオームは固
定台上を吸着する２つのパツドを伸縮変形する圧
電体で連結し、一方のパツドを吸着して圧電体を
延ばすとともに、つぎに他方のパツドを吸着して
圧電体を縮める動作を１ステツプとし、これを繰
返すことによつて尺取り虫の運動を行なつて送る
ものである。このような装置はストロークを十分
長くとれるが、静電吸着を利用しているために、
動作時間が遅い欠点がある。さらに吸着と伸縮と
を繰返すために、進行方向と直角方向、すなわち
吸着方向の振動が発生する欠点がある。
て、インチウオームがある。インチウオームは固
定台上を吸着する２つのパツドを伸縮変形する圧
電体で連結し、一方のパツドを吸着して圧電体を
延ばすとともに、つぎに他方のパツドを吸着して
圧電体を縮める動作を１ステツプとし、これを繰
返すことによつて尺取り虫の運動を行なつて送る
ものである。このような装置はストロークを十分
長くとれるが、静電吸着を利用しているために、
動作時間が遅い欠点がある。さらに吸着と伸縮と
を繰返すために、進行方向と直角方向、すなわち
吸着方向の振動が発生する欠点がある。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、高い精度で微小送りが可能であつ
て、しかも十分なストロークが得られ、応答性に
優れた送り装置を提供することを目的とするもの
である。
のであつて、高い精度で微小送りが可能であつ
て、しかも十分なストロークが得られ、応答性に
優れた送り装置を提供することを目的とするもの
である。
〓問題点を解決するための手段〓
本発明は、可動子を固定台上に沿つて送る装置
において、 前記可動子または前記固定台に設けられ、前記
可動子の移動方向に剪断変形する駆動脚と、 前記駆動脚を前記固定台または前記可動子から
自由にする手段と、 摩擦力または係合力によつて前記固定台または
前記可動子に対して滑らないようにして送り方向
とは反対方向または送り方向に前記駆動脚を剪断
変形させるとともに、前記自由にする手段によつ
て前記駆動脚を前記固定台または前記可動子に対
して自由にして前記変形方向とは逆方向に前記駆
動脚を剪断変形させる変形手段と、 から成る送り装置に関するものである。
において、 前記可動子または前記固定台に設けられ、前記
可動子の移動方向に剪断変形する駆動脚と、 前記駆動脚を前記固定台または前記可動子から
自由にする手段と、 摩擦力または係合力によつて前記固定台または
前記可動子に対して滑らないようにして送り方向
とは反対方向または送り方向に前記駆動脚を剪断
変形させるとともに、前記自由にする手段によつ
て前記駆動脚を前記固定台または前記可動子に対
して自由にして前記変形方向とは逆方向に前記駆
動脚を剪断変形させる変形手段と、 から成る送り装置に関するものである。
〓作用〓
従つて本発明によれば、駆動脚を圧電素子や磁
歪素子のような変形可能な材料から構成するとと
もに、この駆動脚を自由にする手段と組合わせて
剪断変形を利用して可動子を送ることが可能にな
り、１ステツプとしては非常に微小な量ではあつ
ても、これを繰返すことによつて十分なストロー
クの送りを達成することが可能になる。
歪素子のような変形可能な材料から構成するとと
もに、この駆動脚を自由にする手段と組合わせて
剪断変形を利用して可動子を送ることが可能にな
り、１ステツプとしては非常に微小な量ではあつ
ても、これを繰返すことによつて十分なストロー
クの送りを達成することが可能になる。
〓実施例〓
第１の実施例を第１図〜第４図によつて説明す
る。この実施例は、本発明を走査型トンネル顕微
鏡の可動ステージ１０の送り装置に応用したもの
であつて、可動ステージ１０は第２図および第３
図に示すように、その下面に取付けられた４つず
つの駆動脚１１，１２によつてベース１３上をＸ
軸方向およびＹ軸方向に送られるようになつてい
る。またステージ１０の下面にはマグネツト２２
が固着されており、鉄製ベース１３に働く吸引力
によつて駆動脚１１，１２が十分な摩擦力を発生
するようにしている。
る。この実施例は、本発明を走査型トンネル顕微
鏡の可動ステージ１０の送り装置に応用したもの
であつて、可動ステージ１０は第２図および第３
図に示すように、その下面に取付けられた４つず
つの駆動脚１１，１２によつてベース１３上をＸ
軸方向およびＹ軸方向に送られるようになつてい
る。またステージ１０の下面にはマグネツト２２
が固着されており、鉄製ベース１３に働く吸引力
によつて駆動脚１１，１２が十分な摩擦力を発生
するようにしている。
可動ステージ１０上には直立してフレーム１４
が取付けられており、このフレーム１４によつて
ホルダ１５がばね１６を介して支持されている。
そしてホルダ１５とフレーム１４との間にはＺ方
向の４本の駆動脚１７が設けられており、ホルダ
１５側に固着されている。この駆動脚１７は上記
ばね１６によつてフレーム１４に対して十分な摩
擦力を生ずるようになつている。さらにホルダ１
５は精密送り装置１８を介してプローブ１９を保
持するようにしている。プローブ１９はサンプル
台２０上のサンプル２１にトンネル電流を流すこ
とによつて、その表面の形状を測定するものであ
る。
が取付けられており、このフレーム１４によつて
ホルダ１５がばね１６を介して支持されている。
そしてホルダ１５とフレーム１４との間にはＺ方
向の４本の駆動脚１７が設けられており、ホルダ
１５側に固着されている。この駆動脚１７は上記
ばね１６によつてフレーム１４に対して十分な摩
擦力を生ずるようになつている。さらにホルダ１
５は精密送り装置１８を介してプローブ１９を保
持するようにしている。プローブ１９はサンプル
台２０上のサンプル２１にトンネル電流を流すこ
とによつて、その表面の形状を測定するものであ
る。
つぎに駆動脚の構造について説明する。駆動脚
１１は第４図に示すように、２枚の圧電体２５，
２６を積層したものであつて、上側の圧電体２５
は伸縮方向に変形するように厚み方向に分極され
ている。これに対して下側の圧電体２６は剪断変
形を行なうように、横方向に分極されている。な
お分極の方向は第４図によつて矢印で示されてい
る。また圧電体２５，２６は単体構造または積層
構造の何れかが目的に応じて選択される。そして
３枚の電極２７，２８，２９によつて伸縮あるい
は剪断変形を行なうための電圧が加えられるよう
になつている。中間の共通電極２８は接地されて
おり、電極２７に電圧Veが印加されると、電界
の方向に圧電体２５が伸縮する。これに対して電
極２９にVsの電圧が印加されると、電界の方向
に対して直角に圧電体２６が剪断変形を行なう。
この剪断変形は電極２９に印加される電圧の極性
により逆転される。
１１は第４図に示すように、２枚の圧電体２５，
２６を積層したものであつて、上側の圧電体２５
は伸縮方向に変形するように厚み方向に分極され
ている。これに対して下側の圧電体２６は剪断変
形を行なうように、横方向に分極されている。な
お分極の方向は第４図によつて矢印で示されてい
る。また圧電体２５，２６は単体構造または積層
構造の何れかが目的に応じて選択される。そして
３枚の電極２７，２８，２９によつて伸縮あるい
は剪断変形を行なうための電圧が加えられるよう
になつている。中間の共通電極２８は接地されて
おり、電極２７に電圧Veが印加されると、電界
の方向に圧電体２５が伸縮する。これに対して電
極２９にVsの電圧が印加されると、電界の方向
に対して直角に圧電体２６が剪断変形を行なう。
この剪断変形は電極２９に印加される電圧の極性
により逆転される。
このようなＸ軸方向の駆動脚１１を一対用いて
Ｘ軸方向に可動ステージ１０を移動させる動作を
第１図によつて説明する。この動作は基本的には
人間が歩行を行なうのと同様である。静止してい
る場合には第１図Ａに示すように、Ｘ軸方向の駆
動脚１１およびＹ軸方向の駆動脚１２は何れもベ
ース１３に接触している。この状態において第１
図Ｂで示すようにＹ軸方向の駆動脚１２を圧電体
２５を伸長させて長くするとともに、Ｘ軸方向の
駆動脚１１を圧電体２５を収縮させて短くする。
すなわちここではＸ軸方向にステージ１０を移動
させる場合にはＹ軸方向の駆動脚１２を支持脚あ
るいは浮上手段として利用する。
Ｘ軸方向に可動ステージ１０を移動させる動作を
第１図によつて説明する。この動作は基本的には
人間が歩行を行なうのと同様である。静止してい
る場合には第１図Ａに示すように、Ｘ軸方向の駆
動脚１１およびＹ軸方向の駆動脚１２は何れもベ
ース１３に接触している。この状態において第１
図Ｂで示すようにＹ軸方向の駆動脚１２を圧電体
２５を伸長させて長くするとともに、Ｘ軸方向の
駆動脚１１を圧電体２５を収縮させて短くする。
すなわちここではＸ軸方向にステージ１０を移動
させる場合にはＹ軸方向の駆動脚１２を支持脚あ
るいは浮上手段として利用する。
浮上つたＸ軸方向の駆動脚１１の下側の圧電体
２６をベース１３の面方向であつてステージ１０
の移動方向、すなわち第１図Ｃにおいて左方に剪
断変形させる。つぎに圧電体２５を伸長してＸ軸
方向の駆動脚１１を長くするとともに、駆動脚１
２の圧電体２５を収縮してこの駆動脚１２を短く
する。これによつて第１図Ｄに示すように、Ｘ軸
方向の駆動脚１１がベース１３上に接触する。こ
の駆動脚１１の下面はマグネツト２２の吸引力に
よつてベース１３との間で十分な摩擦力が得られ
る。そしてこの状態において、第１図Ｅに示すよ
うに、駆動脚１１の圧電体２６を−Ｘ方向、すな
わち右方に剪断変形させる。するとこのときにス
テージ１０は圧電体２６の剪断変形量に等しい距
離だけ移動する。
２６をベース１３の面方向であつてステージ１０
の移動方向、すなわち第１図Ｃにおいて左方に剪
断変形させる。つぎに圧電体２５を伸長してＸ軸
方向の駆動脚１１を長くするとともに、駆動脚１
２の圧電体２５を収縮してこの駆動脚１２を短く
する。これによつて第１図Ｄに示すように、Ｘ軸
方向の駆動脚１１がベース１３上に接触する。こ
の駆動脚１１の下面はマグネツト２２の吸引力に
よつてベース１３との間で十分な摩擦力が得られ
る。そしてこの状態において、第１図Ｅに示すよ
うに、駆動脚１１の圧電体２６を−Ｘ方向、すな
わち右方に剪断変形させる。するとこのときにス
テージ１０は圧電体２６の剪断変形量に等しい距
離だけ移動する。
つぎにＸ軸方向の駆動脚１１の圧電体２５を収
縮させてその長さを短くし、ベース１３から離間
させる。同時にＹ軸方向の駆動脚１２の圧電体２
５を伸長させてその長さを長くし、この駆動脚１
２を支持脚としてベース１０を支持する。このよ
うにＸ軸方向の駆動脚１１が浮いた状態で、第１
図Ｃに示すようにこの駆動脚１１の圧電体２６を
再び送り方向に剪断変形させる。以下同じ動作を
繰返すことによつて、可動ステージ１０を第１図
において左方に送ることが可能になる。従つてベ
ース１３が続く限り、可動ステージ１０を無限に
送ることも可能になる。１ステツプ送りの場合に
は第１図Ｃにおける圧電体２６の剪断変形を中立
位置としてこの駆動脚１１を真直ぐに伸ばせばよ
い。また方向の逆転は、駆動脚１１を縮めたとき
と伸ばしたときの剪断変形の方向を圧電体２６に
印加する電圧の極性を逆転させて変えることによ
り達成される。
縮させてその長さを短くし、ベース１３から離間
させる。同時にＹ軸方向の駆動脚１２の圧電体２
５を伸長させてその長さを長くし、この駆動脚１
２を支持脚としてベース１０を支持する。このよ
うにＸ軸方向の駆動脚１１が浮いた状態で、第１
図Ｃに示すようにこの駆動脚１１の圧電体２６を
再び送り方向に剪断変形させる。以下同じ動作を
繰返すことによつて、可動ステージ１０を第１図
において左方に送ることが可能になる。従つてベ
ース１３が続く限り、可動ステージ１０を無限に
送ることも可能になる。１ステツプ送りの場合に
は第１図Ｃにおける圧電体２６の剪断変形を中立
位置としてこの駆動脚１１を真直ぐに伸ばせばよ
い。また方向の逆転は、駆動脚１１を縮めたとき
と伸ばしたときの剪断変形の方向を圧電体２６に
印加する電圧の極性を逆転させて変えることによ
り達成される。
第１図に示す動作は、Ｙ軸方向の駆動脚１２を
支持脚あるいは浮上手段として直線送りを行なう
ようにしているが、駆動脚１２も駆動脚１１と同
様の変形を同じ方向に行なうようにすれば、すな
わち駆動脚１１と駆動脚１２とが交互に駆動脚と
支持脚の機能を果すようすることによつて、ステ
ージ１０はＸ軸方向に２倍の速さで動くことにな
る。またＸ軸方向の駆動脚１１の変形を、Ｙ軸方
向に行なわせるようにすると、Ｙ軸方向にも移動
可能なＸ−Ｙステージが得られることになる。ま
たステージ１０をＸ軸方向のみに送る場合には、
駆動脚１２を伸縮する圧電体２５のみから構成す
るとともに、Ｘ軸方向の駆動脚１１を剪断変形す
る圧電体２６のみから構成してもよい。あるいは
また支持脚１２を一定の長さとするとともに、駆
動脚１１の圧電体２５によつてこの駆動脚１１を
ベース１３に接触させたり離間させたりすること
も可能である。
支持脚あるいは浮上手段として直線送りを行なう
ようにしているが、駆動脚１２も駆動脚１１と同
様の変形を同じ方向に行なうようにすれば、すな
わち駆動脚１１と駆動脚１２とが交互に駆動脚と
支持脚の機能を果すようすることによつて、ステ
ージ１０はＸ軸方向に２倍の速さで動くことにな
る。またＸ軸方向の駆動脚１１の変形を、Ｙ軸方
向に行なわせるようにすると、Ｙ軸方向にも移動
可能なＸ−Ｙステージが得られることになる。ま
たステージ１０をＸ軸方向のみに送る場合には、
駆動脚１２を伸縮する圧電体２５のみから構成す
るとともに、Ｘ軸方向の駆動脚１１を剪断変形す
る圧電体２６のみから構成してもよい。あるいは
また支持脚１２を一定の長さとするとともに、駆
動脚１１の圧電体２５によつてこの駆動脚１１を
ベース１３に接触させたり離間させたりすること
も可能である。
第２図および第３図に示す走査型トンネル顕微
鏡のステージ１０は、駆動脚１１によつてＸ軸方
向に移動され、駆動脚１２によつてＹ軸方向に移
動されるようになつている。そして両方向の１ス
テツプの移動量は0.6μｍになつており、これによ
つてプローブ１９をＸ軸方向およびＹ軸方向にそ
れぞれ粗動させるようにしている。またＺ軸方向
の移動は、駆動脚１７によつてホルダ１５をフレ
ーム１４の垂直面に沿つて動かすことによつて達
成されている。ばね１６が駆動脚１７の下面をフ
レーム１４の表面に圧着するようにしているため
に、重力による滑りを生ずることなく、Ｚ軸方向
あるいは垂直方向の上下動が可能になる。なおプ
ローブ１９はさらに精密送り装置１８によつて
Ｘ、Ｙ、およびＺの各軸方向に精密送りされ、こ
れによつてトンネル電流が一定となるように各走
査位置においてＺ軸方向に位置決めされ、このと
きの位置情報からサンプル２１の表面の形状を観
測するようにしている。
鏡のステージ１０は、駆動脚１１によつてＸ軸方
向に移動され、駆動脚１２によつてＹ軸方向に移
動されるようになつている。そして両方向の１ス
テツプの移動量は0.6μｍになつており、これによ
つてプローブ１９をＸ軸方向およびＹ軸方向にそ
れぞれ粗動させるようにしている。またＺ軸方向
の移動は、駆動脚１７によつてホルダ１５をフレ
ーム１４の垂直面に沿つて動かすことによつて達
成されている。ばね１６が駆動脚１７の下面をフ
レーム１４の表面に圧着するようにしているため
に、重力による滑りを生ずることなく、Ｚ軸方向
あるいは垂直方向の上下動が可能になる。なおプ
ローブ１９はさらに精密送り装置１８によつて
Ｘ、Ｙ、およびＺの各軸方向に精密送りされ、こ
れによつてトンネル電流が一定となるように各走
査位置においてＺ軸方向に位置決めされ、このと
きの位置情報からサンプル２１の表面の形状を観
測するようにしている。
つぎに第２の実施例を第５図〜第７図によつて
説明する。この実施例は、本発明を、１ステツプ
当りの送り量が微小なステツピングモータに応用
したものである。モータはケーシング３３を備
え、このケーシング３３によつて一対のベアリン
グ３４，３５を介して出力軸３６が回転可能に支
持されている。そして出力軸３６にはロータ３７
が固着されており、ケーシング３３内においてス
テータ３８と対向している。ステータ３８は第６
図に示すように、ケーシング３３側のストツパ３
９を凹部４０によつて受入れており、これによつ
て回転が阻止されるようになつている。そしてス
テータ３８上には12個の駆動脚５１，５２，５３
が30度間隔で取付けられるとともに、圧縮コイル
ばね４１によつてロータ３７側に押圧されてい
る。
説明する。この実施例は、本発明を、１ステツプ
当りの送り量が微小なステツピングモータに応用
したものである。モータはケーシング３３を備
え、このケーシング３３によつて一対のベアリン
グ３４，３５を介して出力軸３６が回転可能に支
持されている。そして出力軸３６にはロータ３７
が固着されており、ケーシング３３内においてス
テータ３８と対向している。ステータ３８は第６
図に示すように、ケーシング３３側のストツパ３
９を凹部４０によつて受入れており、これによつ
て回転が阻止されるようになつている。そしてス
テータ３８上には12個の駆動脚５１，５２，５３
が30度間隔で取付けられるとともに、圧縮コイル
ばね４１によつてロータ３７側に押圧されてい
る。
駆動脚５１，５２，５３はＡ相、Ｂ相、および
Ｃ相の駆動手段を構成しており、第７図に示すよ
うに位相が120度ずつずれた電圧が印加され、こ
れによつてその先端側の圧電体２６の部分が剪断
変形を行なうタイミングが120度ずつずれるよう
になつている。すなわちこのステツピングモータ
によれば、駆動脚５１，５２，５３が順次駆動脚
の機能を果しながらロータ３７を接線方向にける
ことにより、これによつて回転力が出力軸３６か
ら取出される。しかも第７図に示すように、各相
の電圧は少しずつオーバラツプしており、これに
よつて３つの駆動脚５１〜５３のトルクの切換え
の際における円滑な回転を可能にしている。
Ｃ相の駆動手段を構成しており、第７図に示すよ
うに位相が120度ずつずれた電圧が印加され、こ
れによつてその先端側の圧電体２６の部分が剪断
変形を行なうタイミングが120度ずつずれるよう
になつている。すなわちこのステツピングモータ
によれば、駆動脚５１，５２，５３が順次駆動脚
の機能を果しながらロータ３７を接線方向にける
ことにより、これによつて回転力が出力軸３６か
ら取出される。しかも第７図に示すように、各相
の電圧は少しずつオーバラツプしており、これに
よつて３つの駆動脚５１〜５３のトルクの切換え
の際における円滑な回転を可能にしている。
このようなステツピングモータにおいて、１ス
テツプ当りの回転角を求めてみる。半径ｒの円の
円周方向に１ステツプ当りΔ送られたとする
と、回転角Δθは、 Δθ＝（Δ／2πr）・2π・（360／2π） ＝（180／π）・（Δ／ｒ）度 となる。従つて例えばΔ＝0.5μｍ、ｒ＝１cmと
すると、Δθ≒0.003度という微小角度になる。ま
た１ステツプに要する時間は10-6秒程度にまで短
縮することが可能になり、このときの回転速度は （0.003／360）×106≒８（回転／秒） という値になり、この回転速度で回転するステツ
ピングモータが得られる。なお上記実施例におい
ては、駆動脚５１〜５３をロータ３７の上面に圧
着して回転させるようにしているが、駆動脚５１
〜５３をロータ３７の外周面に圧着して剪断変形
させることにより回転力を取出すようにしてもよ
い。この場合にはモータを薄くすることが可能に
なる。
テツプ当りの回転角を求めてみる。半径ｒの円の
円周方向に１ステツプ当りΔ送られたとする
と、回転角Δθは、 Δθ＝（Δ／2πr）・2π・（360／2π） ＝（180／π）・（Δ／ｒ）度 となる。従つて例えばΔ＝0.5μｍ、ｒ＝１cmと
すると、Δθ≒0.003度という微小角度になる。ま
た１ステツプに要する時間は10-6秒程度にまで短
縮することが可能になり、このときの回転速度は （0.003／360）×106≒８（回転／秒） という値になり、この回転速度で回転するステツ
ピングモータが得られる。なお上記実施例におい
ては、駆動脚５１〜５３をロータ３７の上面に圧
着して回転させるようにしているが、駆動脚５１
〜５３をロータ３７の外周面に圧着して剪断変形
させることにより回転力を取出すようにしてもよ
い。この場合にはモータを薄くすることが可能に
なる。
〓発明の効果〓
以上のように本発明は、駆動脚を摩擦力または
係合力によつて固定台または可動子に対して滑ら
ないようにして送り方向とは反対方向または送り
方向に剪断変形させるとともに、駆動脚を固定台
または可動子に対して自由にして駆動脚を上記変
形方向とは逆方向に剪断変形させ、必要に応じて
この動作を繰返すことによつて可動子を固定台に
対して上記剪断変形の方向とは反対方向または剪
断変形の方向に送るようにしたものである。従つ
て圧電素子や磁歪素子の剪断変形を利用すること
によつて、高精度な微小送りを実現できるととも
に、この動作を繰返すことによつて、固定台が続
く限り無限の送りが可能になる。
係合力によつて固定台または可動子に対して滑ら
ないようにして送り方向とは反対方向または送り
方向に剪断変形させるとともに、駆動脚を固定台
または可動子に対して自由にして駆動脚を上記変
形方向とは逆方向に剪断変形させ、必要に応じて
この動作を繰返すことによつて可動子を固定台に
対して上記剪断変形の方向とは反対方向または剪
断変形の方向に送るようにしたものである。従つ
て圧電素子や磁歪素子の剪断変形を利用すること
によつて、高精度な微小送りを実現できるととも
に、この動作を繰返すことによつて、固定台が続
く限り無限の送りが可能になる。
第１図は本発明の第１の実施例に係る可動ステ
ージのＸ軸方向の送り動作を示す正面図、第２図
は可動ステージの送り機構を示す要部平面図、第
３図は同側面図、第４図は駆動脚の外観斜視図、
第５図は第２の実施例に係るステツピングモータ
の縦断面図、第６図は第５図における−線断
面図、第７図は駆動脚に印加される電圧の波形図
である。 なお図面に用いた符号において、１０……可動
ステージ、１１……駆動脚（Ｘ軸方向）、１２…
…駆動脚（Ｙ軸方向）、１３……ベース、２５…
…圧電体（伸縮）、２６……圧電体（剪断変形）、
２７，２８，２９……電極である。
ージのＸ軸方向の送り動作を示す正面図、第２図
は可動ステージの送り機構を示す要部平面図、第
３図は同側面図、第４図は駆動脚の外観斜視図、
第５図は第２の実施例に係るステツピングモータ
の縦断面図、第６図は第５図における−線断
面図、第７図は駆動脚に印加される電圧の波形図
である。 なお図面に用いた符号において、１０……可動
ステージ、１１……駆動脚（Ｘ軸方向）、１２…
…駆動脚（Ｙ軸方向）、１３……ベース、２５…
…圧電体（伸縮）、２６……圧電体（剪断変形）、
２７，２８，２９……電極である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 可動子を固定台上に沿つて送る装置におい
て、 前記可動子または前記固定台に設けられ、前記
可動子の移動方向に剪断変形する駆動脚と、 前記駆動脚を前記固定台または前記可動子から
自由にする手段と、 摩擦力または係合力によつて前記固定台または
前記可動子に対して滑らないようにして送り方向
とは反対方向または送り方向に前記駆動脚を剪断
変形させるとともに、前記自由にする手段によつ
て前記駆動脚を前記固定台または前記可動子に対
して自由にして前記変形方向とは逆方向に前記駆
動脚を剪断変形させる変形手段と、 から成る送り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62109133A JPS63274894A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | 送り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62109133A JPS63274894A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | 送り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274894A JPS63274894A (ja) | 1988-11-11 |
| JPH0381119B2 true JPH0381119B2 (ja) | 1991-12-27 |
Family
ID=14502415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62109133A Granted JPS63274894A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | 送り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63274894A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001293630A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-23 | Japan Science & Technology Corp | 送り装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2937348B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1999-08-23 | 日本電気株式会社 | 位置決め装置 |
| CA2066084A1 (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-01 | Gordon Walter Culp | Twisting actuators |
| JP2002272149A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-20 | Taiheiyo Cement Corp | 送り装置および回転装置 |
| WO2010113505A1 (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 株式会社ニコン | 圧電アクチュエータ及びレンズ鏡筒 |
-
1987
- 1987-05-01 JP JP62109133A patent/JPS63274894A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001293630A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-23 | Japan Science & Technology Corp | 送り装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63274894A (ja) | 1988-11-11 |
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