JPH05167B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH05167B2 JPH05167B2 JP58238277A JP23827783A JPH05167B2 JP H05167 B2 JPH05167 B2 JP H05167B2 JP 58238277 A JP58238277 A JP 58238277A JP 23827783 A JP23827783 A JP 23827783A JP H05167 B2 JPH05167 B2 JP H05167B2
- Authority
- JP
- Japan
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- base
- recess
- piezoelectric element
- lever
- levers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 241000256247 Spodoptera exigua Species 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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
- 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)
- Machine Tool Units (AREA)
Description
＜発明の技術分野＞
この発明は、露光装置におけるマスクとウエハ
ーの位置合わせ機構、高精度加工機、精密測定
機、半導体製造装置などに適用される回転装置に
関する。 ＜発明の背景＞ 従来、被加工物などが搭載されたテーブルを微
小角度だけ回転させる機構として、通常、パルス
モータの回転をウオームギヤおよび送りネジなど
を介してテーブルに伝達する構造のものが使用さ
れている。しかし、かかる構造のものはギヤおよ
びネジのバツクラツシユ或いはパルスモータの回
転分解能などによつてテーブルの回転精度や分解
能を高めることが難しく、１〜２秒の精度が限界
であつた。しかも、従来構造では、機構が複雑か
つ外形が大型化し、さらに、回転部の重量が増し
て応答速度が遅いなど、幾多の問題があつた。 ＜発明の目的＞ この発明は、ピエゾ素子などの圧電素子を回転
の駆動源として用いることにより、従来の諸問題
を一挙に解消し、応答速度の迅速化と、回転精度
および分解能の向上とを実現する回転装置を提供
することを目的とする。 ＜実施例の説明＞ この発明の回転装置は、第１図および第２図に
示すように、ベース１の上面に、平面形状が円形
をなす任意深さの凹部１１を凹設し、この凹部１
１に対し、ピエゾ素子の如く電圧印加によつて伸
縮する圧電素子を駆動源とした回転駆動機構２を
配備したものである。 この回転駆動機構２は、凹部１１の底部に遊嵌
された回転円板２１の上面中央部に連設部２２を
介して資材の弾力を利用した薄肉蝶動部２３が形
成され、この蝶動部２３に対する他端を縦横直径
方向に延出してそれぞれ対をなす作動レバー２４
ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂが一体に形成されて
いる。各作動レバー２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２
５ｂの先端には固定用圧電素子２６ａ，２６ｂ，
２７ａ，２７ｂおよび、表面に凹部１１の内周面
曲率と同曲率の圧接面２９を有する圧接部材２８
が取り付けられ、各圧接面２９は、圧電素子の収
縮時には凹部１１の内面から離間し、圧電素子の
伸長時には凹部１１の内面に圧接する。対をなす
作動レバー２５ａ，２５ｂには、回転方向の同一
側に向けて突出する支持片３０，３０が突設さ
れ、各支持片３０，３０には、隣接する作動レバ
ー２４ｂ，２４ａの揺動方向と伸縮方向とが直交
するよう回転用圧電素子３１ａ，３１ｂおよび押
圧部材３２，３２が取り付けられている。各押圧
部材３２，３２は、回転用圧電素子３１ａ，３１
ｂの収縮時には、対向する隣の作動レバー２４
ａ，２４ｂから離反し、回転用圧電素子３１ａ，
３１ｂの伸長時には作動レバー２４ａ，２４ｂを
押圧して揺動させるものである。 前記ベースには、凹部１１に配備された駆動機
構２の円板２１に対応して、凹部底面１２および
内周面１３の適所にオリフイス４が開設されてお
り、各オリフイス４に空気導孔４１を介して圧力
空気源（図示せず）を接続して、空気軸受を構成
している。なおこの軸受構造は、これに限らず、
低摩擦のすべり接触或いはベアリング支持などと
してもよい。また、作動レバーの蝶動部２３は、
資材の弾力を利用したが、実施に際しては、各作
動レバーを枢止しかつその枢止部にバネを介装す
るなど、必要に応じて選択実施する。 しかして、回転動作に際し、初期状態では、各
固定用圧電素子２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ
に電圧を印加して半径方向に伸長させ、各作動レ
バー２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂを凹部１１
の内面に突張り状に圧接させて位置固定する。こ
のとき、回転用圧電素子３１ａ，３１ｂは収縮状
態に保つ。微小回転に際しては、まず、対をなす
固定用圧電素子２６ａ，２６ｂを収縮させて作動
レバー２４ａ，２４ｂとベース１との間の圧接を
解除した後、回転用圧電素子３１ａ，３１ｂを伸
長させるとき、圧電素子３１ａ，３１ｂは、対向
する作動レバー２４ａ，２４ｂを押圧する。これ
により作動レバー２４ａ，２４ｂは蝶動部２３を
支点として蝶動部２３の弾力に抗して仮想線にて
示す如く揺動変位する。ついで、前記作動レバー
２４ａ，２４ｂに設けた固定用圧電素子２６ａ，
２６ｂを伸長して各作動レバー２４ａ，２４ｂを
ベース１に固定し、かつ他の作動レバー２５ａ，
２５ｂの固定用圧電素子２７ａ，２７ｂを収縮し
てベース１との圧接を解除し、この状態で回転用
圧電素子３１ａ，３１ｂを収縮させる。このと
き、作動レバー２５ａ，２５ｂは、蝶動部２３の
資材の弾力にとつて微小角度回転し、しかる後、
前記固定用圧電素子２７ａ，２７ｂを伸長して作
動レバー２５ａ，２５ｂをベース１に圧接固定す
る。 かかる一連の動作によつて、作動レバー２４
ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂと回転円板２１は、
ベース１に対し微小角度だけ反時計方向に回転す
るもので、回転後、各圧電素子２６ａ，２６ｂ，
２７ａ，２７ｂを伸長保持することにより、各作
動レバーとベース１とを圧接固定できる。 以上の一連のシーケンスを表に示すとつぎのと
おりである。
ーの位置合わせ機構、高精度加工機、精密測定
機、半導体製造装置などに適用される回転装置に
関する。 ＜発明の背景＞ 従来、被加工物などが搭載されたテーブルを微
小角度だけ回転させる機構として、通常、パルス
モータの回転をウオームギヤおよび送りネジなど
を介してテーブルに伝達する構造のものが使用さ
れている。しかし、かかる構造のものはギヤおよ
びネジのバツクラツシユ或いはパルスモータの回
転分解能などによつてテーブルの回転精度や分解
能を高めることが難しく、１〜２秒の精度が限界
であつた。しかも、従来構造では、機構が複雑か
つ外形が大型化し、さらに、回転部の重量が増し
て応答速度が遅いなど、幾多の問題があつた。 ＜発明の目的＞ この発明は、ピエゾ素子などの圧電素子を回転
の駆動源として用いることにより、従来の諸問題
を一挙に解消し、応答速度の迅速化と、回転精度
および分解能の向上とを実現する回転装置を提供
することを目的とする。 ＜実施例の説明＞ この発明の回転装置は、第１図および第２図に
示すように、ベース１の上面に、平面形状が円形
をなす任意深さの凹部１１を凹設し、この凹部１
１に対し、ピエゾ素子の如く電圧印加によつて伸
縮する圧電素子を駆動源とした回転駆動機構２を
配備したものである。 この回転駆動機構２は、凹部１１の底部に遊嵌
された回転円板２１の上面中央部に連設部２２を
介して資材の弾力を利用した薄肉蝶動部２３が形
成され、この蝶動部２３に対する他端を縦横直径
方向に延出してそれぞれ対をなす作動レバー２４
ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂが一体に形成されて
いる。各作動レバー２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２
５ｂの先端には固定用圧電素子２６ａ，２６ｂ，
２７ａ，２７ｂおよび、表面に凹部１１の内周面
曲率と同曲率の圧接面２９を有する圧接部材２８
が取り付けられ、各圧接面２９は、圧電素子の収
縮時には凹部１１の内面から離間し、圧電素子の
伸長時には凹部１１の内面に圧接する。対をなす
作動レバー２５ａ，２５ｂには、回転方向の同一
側に向けて突出する支持片３０，３０が突設さ
れ、各支持片３０，３０には、隣接する作動レバ
ー２４ｂ，２４ａの揺動方向と伸縮方向とが直交
するよう回転用圧電素子３１ａ，３１ｂおよび押
圧部材３２，３２が取り付けられている。各押圧
部材３２，３２は、回転用圧電素子３１ａ，３１
ｂの収縮時には、対向する隣の作動レバー２４
ａ，２４ｂから離反し、回転用圧電素子３１ａ，
３１ｂの伸長時には作動レバー２４ａ，２４ｂを
押圧して揺動させるものである。 前記ベースには、凹部１１に配備された駆動機
構２の円板２１に対応して、凹部底面１２および
内周面１３の適所にオリフイス４が開設されてお
り、各オリフイス４に空気導孔４１を介して圧力
空気源（図示せず）を接続して、空気軸受を構成
している。なおこの軸受構造は、これに限らず、
低摩擦のすべり接触或いはベアリング支持などと
してもよい。また、作動レバーの蝶動部２３は、
資材の弾力を利用したが、実施に際しては、各作
動レバーを枢止しかつその枢止部にバネを介装す
るなど、必要に応じて選択実施する。 しかして、回転動作に際し、初期状態では、各
固定用圧電素子２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ
に電圧を印加して半径方向に伸長させ、各作動レ
バー２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂを凹部１１
の内面に突張り状に圧接させて位置固定する。こ
のとき、回転用圧電素子３１ａ，３１ｂは収縮状
態に保つ。微小回転に際しては、まず、対をなす
固定用圧電素子２６ａ，２６ｂを収縮させて作動
レバー２４ａ，２４ｂとベース１との間の圧接を
解除した後、回転用圧電素子３１ａ，３１ｂを伸
長させるとき、圧電素子３１ａ，３１ｂは、対向
する作動レバー２４ａ，２４ｂを押圧する。これ
により作動レバー２４ａ，２４ｂは蝶動部２３を
支点として蝶動部２３の弾力に抗して仮想線にて
示す如く揺動変位する。ついで、前記作動レバー
２４ａ，２４ｂに設けた固定用圧電素子２６ａ，
２６ｂを伸長して各作動レバー２４ａ，２４ｂを
ベース１に固定し、かつ他の作動レバー２５ａ，
２５ｂの固定用圧電素子２７ａ，２７ｂを収縮し
てベース１との圧接を解除し、この状態で回転用
圧電素子３１ａ，３１ｂを収縮させる。このと
き、作動レバー２５ａ，２５ｂは、蝶動部２３の
資材の弾力にとつて微小角度回転し、しかる後、
前記固定用圧電素子２７ａ，２７ｂを伸長して作
動レバー２５ａ，２５ｂをベース１に圧接固定す
る。 かかる一連の動作によつて、作動レバー２４
ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂと回転円板２１は、
ベース１に対し微小角度だけ反時計方向に回転す
るもので、回転後、各圧電素子２６ａ，２６ｂ，
２７ａ，２７ｂを伸長保持することにより、各作
動レバーとベース１とを圧接固定できる。 以上の一連のシーケンスを表に示すとつぎのと
おりである。
【表】
また時計回りの方向へ逆回転させるシーケンス
はつぎのとおりである。
はつぎのとおりである。
【表】
なお上記の各表において、＋は圧電素子を伸長
させることを、また−は圧電素子を収縮させるこ
とを、それぞれ意味する。 上述の微小回転動作を尺取虫の如く繰返し行う
ことにより、各作動レバー２４ａ，２４ｂ，２５
ａ，２５ｂと回転円板２１とは、ベース１に対し
て任意角度だけ１秒以下の高精度で回転する。 ＜発明の効果＞ この発明は上記の如く、ベースに形成された平
面形状が円形の凹部内へ、中央部で揺動可能に結
合された複数の作動レバーを配備し、直径方向に
延びる各作動レバーの先端にそれぞれ伸縮可能な
固定用圧電素子を配備すると共に、隣接する作動
レバー間に回転用圧電素子を配備し、各圧電素子
の伸縮動作を制御して各作動レバーとベースとを
相対的に回転させるようにしたから、従来装置に
比較して、装置の小型化、応答速度の高速化、回
転精度および分解能の向上とを実現できるなど、
構成簡易にして発明目的を達成した効果を奏す
る。
させることを、また−は圧電素子を収縮させるこ
とを、それぞれ意味する。 上述の微小回転動作を尺取虫の如く繰返し行う
ことにより、各作動レバー２４ａ，２４ｂ，２５
ａ，２５ｂと回転円板２１とは、ベース１に対し
て任意角度だけ１秒以下の高精度で回転する。 ＜発明の効果＞ この発明は上記の如く、ベースに形成された平
面形状が円形の凹部内へ、中央部で揺動可能に結
合された複数の作動レバーを配備し、直径方向に
延びる各作動レバーの先端にそれぞれ伸縮可能な
固定用圧電素子を配備すると共に、隣接する作動
レバー間に回転用圧電素子を配備し、各圧電素子
の伸縮動作を制御して各作動レバーとベースとを
相対的に回転させるようにしたから、従来装置に
比較して、装置の小型化、応答速度の高速化、回
転精度および分解能の向上とを実現できるなど、
構成簡易にして発明目的を達成した効果を奏す
る。
第１図はこの発明の一実施例を示す平面図、第
２図は第１図Ａ―Ａ線に沿う断面図である。 １……ベース、１１……凹部、２４ａ，２４
ｂ，２５ａ，２５ｂ……作動レバー、２６ａ，２
６ｂ，２７ａ，２７ｂ……固定用圧電素子、３１
ａ，３１ｂ……回転用圧電素子。
２図は第１図Ａ―Ａ線に沿う断面図である。 １……ベース、１１……凹部、２４ａ，２４
ｂ，２５ａ，２５ｂ……作動レバー、２６ａ，２
６ｂ，２７ａ，２７ｂ……固定用圧電素子、３１
ａ，３１ｂ……回転用圧電素子。
Claims (1)
- １ 平面形状が円形をなす凹部が形成されたベー
スと、このベースの前記凹部内に配備された複数
の作動レバーとを備え、各作動レバーは、一端が
凹部内の中央部にて相互に揺動可能に結合され、
他端は直径方向へ延びて、その先端に凹部内面に
対し圧接、離間する伸縮可能な固定用圧電素子を
連設すると共に、隣接する作動レバー間には作動
レバーを押圧して揺動させるための回転用圧電素
子を作動レバーの揺動方向と伸縮方向とが直交す
るよう配備して、各圧電素子の伸縮動作を制御す
ることにより各作動レバーとベースとを相対的に
回転させる回転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238277A JPS60131140A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 回転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238277A JPS60131140A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 回転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131140A JPS60131140A (ja) | 1985-07-12 |
| JPH05167B2 true JPH05167B2 (ja) | 1993-01-05 |
Family
ID=17027794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58238277A Granted JPS60131140A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 回転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131140A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107936A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-19 | Hitachi Seiko Ltd | 回転テ−ブルの微小角度調整装置 |
| JPS62220893A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | 株式会社東芝 | 微小回転装置 |
-
1983
- 1983-12-17 JP JP58238277A patent/JPS60131140A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60131140A (ja) | 1985-07-12 |
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