JPH07260964A - 変位拡大機構付位置決め装置 - Google Patents
変位拡大機構付位置決め装置Info
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- JPH07260964A JPH07260964A JP5182794A JP5182794A JPH07260964A JP H07260964 A JPH07260964 A JP H07260964A JP 5182794 A JP5182794 A JP 5182794A JP 5182794 A JP5182794 A JP 5182794A JP H07260964 A JPH07260964 A JP H07260964A
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Abstract
大きな変位量を得る。又、拡大効率を低下させることな
く、簡単、且、正確に変位の拡大ができるようにする。 【構成】固定部10と変位伝達ブロック20との間にア
クチュエータ素子2を変位方向に配設し、該変位伝達ブ
ロックの左右に拡大変位ブロック30と連続するレバー
変位拡大機構40を設けた位置決め装置であって;該レ
バー変位拡大機構40を左右対称に配設するとともに、
該レバー変位拡大機構のレバー41の支点41aと力点
41bと作用点41cとをそれぞれ同一直線40C上に
位置せしめ、該変位伝達ブロックを該アクチュエータ素
子側に付勢する予圧機構50を左右対称に配設する。
Description
定器、半導体露光装置、ハードデスク、プリンタヘッ
ド、などの精密な位置決めを行うための変位拡大機構付
位置決め装置に関するものである。
位量を拡大するためにレバー変位拡大機構や座屈式変位
拡大機構等が設けられている。
には、次のような問題がある。 (1)レバー変位拡大機構のレバーが左右対称に設けら
れていないので、図8に示すように、レバー141の支
点141aを中心とした回転方向141A変位となる。
その為、直線方向141B変位が回転方向141A変位
に比べて少なくなる。尚、同図において141bは力
点、141cは作用点、をそれぞれ示す。
機構のレバー141の支点141aはレバー141の下
面側に、その力点141b及び作用点141cは該レバ
ー141の上面側にそれぞれ位置している。そのため、
横方向成分141Yが縦方向成分141Tに比べ極めて
大きくなるので、変位拡大率が低下する。
することにより、予圧を付与するが、ねじピッチを狭く
するのに限界があるため、ボルト回転による予圧力の調
整が困難である。又、図10に示すように、圧電素子1
02には支点ヒンジ143のばね性を利用して予圧を付
与するとともに、ねじ200の調整により予圧力を調節
することも行われる。ところが、レバー121に力Fが
加わると、該圧電素子102にはねじ200を介して (L2/L1)×F の力が加わるとともに、該ねじ200の先端と当接する
圧電素子102の端部102Aが変形し変位の吸収が発
生する。
構のレバー141の変位範囲wは、初期水平位置141
Dから予圧力位置141E、圧電素子の伸長時における
上方位置141Fの範囲であり、この時、作用点141
cはNだけ横方向に変位する。そのため、縦方向成分が
少なくなり変位拡大量が減少する。
て変位の吸収が発生し、拡大効率、即ち、設計上の変位
拡大率と実際の変位拡大率との比率、が低下し、例え
ば、拡大効率30%、となってしまう。
な発生力を得るとともに、高効率で大きな変位量を得る
ことを目的とする。他の目的は、拡大効率を低下させる
ことなく、簡単、且、正確に予圧を付与することであ
る。
位伝達ブロックとの間にアクチュエータ素子を変位方向
に配設し、該変位伝達ブロックの左右に変位拡大ブロッ
クと連続するレバー変位拡大機構を設けた位置決め装置
であって;該レバー変位拡大機構を左右対称に配設する
とともに、該レバー変位拡大機構のレバーの支点と力点
と作用点とをそれぞれ同一直線上に位置せしめ、該変位
伝達ブロックを該アクチュエータ素子側に付勢する予圧
機構を左右対称に配設したことを特徴とする変位拡大機
構付位置決め装置、により前記目的を達成しようとする
ものである。
アクチュエータ素子が伸びて変位伝達ブロックを押圧す
るので、該変位伝達ブロックは予圧機構のばね力に抗し
て移動し、左右対称に設けられたレバー変位拡大機構を
作動させる。この変位拡大機構の作動により前記アクチ
ュエータ素子の変位量は拡大されて変位拡大ブロックに
伝達される。そのため、変位拡大ブロックの変位量はア
クチュエータ素子の変位量に比べて大幅に増大する。
を介した予圧機構のばね力により前記ブロックは確実に
元の位置に戻る。このような行程を繰り返すことにより
正確な位置決めを行う。
明する。一枚の板体、例えば、ステンレス製板1を放電
加工、レーザー加工、プラズマ加工等により切溝Hを形
成して固定部10と変位伝達ブロック20と変位拡大ブ
ロック30とレバー変位拡大機構40と予圧機構50と
を一体的に形成する。
ータ素子2が配置され、後述する予圧機構50により予
圧が付与されることにより、該素子2の後端が収容部1
1の底部に固定されると共に、先端は変位伝達ブロック
20に固定される。このアクチュエータ素子2は板体1
の中心線1c方向に変位する縦置きアクチュエータ素子
で、例えば、圧電、電歪、磁歪などの素子が用いられ
る。
れ、その中央部には、アクチュエータ素子2の先端が固
定されている。該ブロック20は第1レバー変位拡大機
構40に連続している。
の中心線を挟んで左右対称に配設され、第1レバー41
は、力点ヒンジ42を介して変位伝達ブロック20と連
続し、支点ヒンジ43を介して固定部10と連続し、
又、作用点ヒンジ44を介して変位拡大ブロック30の
側柱31に連続している。これらの関係の原理図を図2
に示す。
1b、作用点41cは中心線1cと直交する直線40c
上に位置している。これらの関係の原理図を図3に示
す。変位拡大ブロック30は前記変位伝達ブロック20
の外側を囲むコ字状のブロックであり、両ブロック2
0、30の中心は中心線1c上に位置する。
は、予圧機構50を介して固定部10に連続している
が、この予圧機構50は、中心線1cを挟んで左右対称
に配設されている。この予圧機構50は、予圧力ばね5
1と回り止め52と引張りブロック53を備えており、
該引張りブロック53に螺着された予圧力調圧ねじ54
によりばね力が調整される。
は、レバー41の力点のほぼ真下に配した予圧力ばね5
1を予圧力調圧ねじ54によりばね力を調整することに
より、ばね力が、レバー41及び変位伝達ブロック20
に連続して伝達され、変位伝達ブロックの中央部からア
クチュエータ素子2に予圧を付与する。又、予圧力調整
ねじを回す際のねじりは固定部10と引っ張りブロック
53の間に板状に形成された回り止め52により規制さ
れ、引っ張りブロック53は回転しない。
クチュエータ素子2、例えば、圧電素子に電圧を印加す
ると、該圧電素子2が中心線1c方向に電圧に応じて伸
び予圧機構50のばね力に抗して変位伝達ブロック20
を矢印A1方向に移動させる。
移動すると、レバー変位拡大機構40の力点ヒンジ42
を介してレバー41が引っ張られる。該レバー41は作
用点ヒンジ44を介して変位拡大ブロック30を矢印A
1方向に移動させる。そのため、圧電素子2の変位量は
てこの原理により大幅に拡大されて変位拡大ブロック3
0に伝えられる。
1b、作用点41cが同一直線40c上に位置するの
で、図3に示す様に、作用点ヒンジ44の横方向成分M
は小さい。又、レバー41は左右対称に配設されている
ので、両側の側柱31を同時に平行に移動させ、変位拡
大ブロック30を矢印A1方向に変位させる。
素子2は縮むとともに、予圧機構50のばね力により前
記各ブロック20、30は確実に元の位置に戻る。
1レバー変位拡大機構40により拡大されて変位拡大ブ
ロック30に伝達される。
に示す様に、初期水平位置41Dから上方及び下方にま
で及ぶ。
41Fから、該圧電素子2が元の状態に戻るとともに予
圧機構50により元の位置に引き戻された時の下方位置
41Eの範囲Wにわたって変位する。
位は、第1レバー41の初期水平位置41Dの時の作用
点の位置と上方及び下方位置41E、41Fの作用点の
位置の差nだけである。そのため、変位拡大ブロック3
0に大きな変位を与えることができる。
20と固定部10とにそれぞれ固定され、又、予圧力ば
ね51の引張り力も調圧ねじ54により任意に調整でき
る。そのため、該圧電素子2の両端は完全な面接触とな
り、剛性の低下を防止し変位量の増大を図ることができ
る。
る。この実施例と第1実施例との相違点は、レバー変位
拡大機構を2段に設けるとともに圧電素子2を複数個直
列に配設して更に変位拡大量を増大せしめたことであ
る。図7において、図1と同一図面符号はその名称も機
能も同一である。
バー変位拡大機構70の第2レバー71に連続し、外側
板34は支点ヒンジ73を介して第2レバー71に連続
し、又、第2レバー71は作用点ヒンジ74を介して変
位拡大ブロック30に連続している。
心線1Cと直交する直線70c上にそれぞれ位置し、そ
の作用は前記第1レバー変位拡大機構40と同じであ
る。
6の様に構成してもよい。図5は板体1を放電加工して
蛇行状に形成した予圧力ばね56であるが、このばね5
6は板体1が薄い場合に特に有効である。
ね57である。第1レバー41にねじ受け部材58が固
定されており、該ねじ受け部材58には、固定部10を
貫通する調圧ボルト59が螺着されている。
との間には、さらばね61が介在している。この予圧力
ばね57は板体1が厚い場合に用いられるが、さらばね
61の代わりにコイルばねやその他のばねを用いること
も可能である。
の如き顕著な効果を奏する。 (1)レバー変位拡大機構を左右対称に配設するととも
に、該レバー変位拡大機構のレバーの支点と力点と作用
点とをそれぞれ同一直線上に位置せしめたので、レバー
は直線変位となるとともに従来例に比し、横方向成分が
小さくなる。そのため、従来例に比べて高効率で大きな
変位量を得ることができる。
を引き戻す様にしたので、従来例に比し変位範囲が拡大
するため、大きな変位量を得ることができる。
と変位伝達ブロックとにそれぞれ全面接触で固着されて
いるので、該素子の両端の剛性が大きく、従来例と異な
り変位減少が発生することはない。
す図である。
る。
係を示す図である。
す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】固定部と変位伝達ブロックとの間にアクチ
ュエータ素子を変位方向に配設し、該変位伝達ブロック
の左右に変位拡大ブロックと連続するレバー変位拡大機
構を設けた位置決め装置であって;該レバー変位拡大機
構を左右対称に配設するとともに、該レバー変位拡大機
構のレバーの支点と力点と作用点とをそれぞれ同一直線
上に位置せしめたことを特徴とする変位拡大機構付位置
決め装置。 - 【請求項2】固定部と変位伝達ブロックとの間にアクチ
ュエータ素子を変位方向に配設し、該変位伝達ブロック
の左右に変位拡大ブロックと連続するレバー変位拡大機
構を設けた位置決め装置であって;該レバー変位拡大機
構を左右対称に配設するとともに、該レバー変位拡大機
構のレバーの支点と力点と作用点とをそれぞれ同一直線
上に位置せしめ、該変位伝達ブロックを該アクチュエー
タ素子側に付勢する予圧機構を左右対称に配設したこと
を特徴とする変位拡大機構付位置決め装置。 - 【請求項3】予圧機構の予圧力ばねを前記レバーの力点
のほぼ真下に配設し、前記変位伝達ブロックと連続する
ようにしたことを特徴とする請求項2記載の変位拡大機
構付位置決め装置。 - 【請求項4】固定部と変位伝達ブロックとの間にアクチ
ュエータ素子を変位方向に配設し、該変位伝達ブロック
の左右に変位拡大ブロックと連続するレバー変位拡大機
構を設けた位置決め装置であって;該レバー変位拡大機
構を左右対称に配設するとともに、該レバー変位拡大機
構のレバーの支点と力点と作用点とをそれぞれ同一直線
上に位置せしめ、該レバー変位拡大機構を複数段形成し
たことを特徴とする変位拡大機構付位置決め装置。 - 【請求項5】該レバー変位拡大機構のレバーが、支点ヒ
ンジを介して固定部に連続し、力点ヒンジを介して変位
伝達ブロックに連続し、作用点ヒンジを介して変位拡大
ブロックに連続していることを特徴とする請求項1、
2、3、又は、4記載の変位拡大機構付位置決め装置。 - 【請求項6】固定部と変位伝達ブロックと変位拡大ブロ
ックとレバー変位拡大機構とが放電加工により単一の板
体に形成されることを特徴とする請求項1、又は、4記
載の変位拡大機構付位置決め装置。 - 【請求項7】固定部と変位伝達ブロックと変位拡大ブロ
ックとレバー変位拡大機構と予圧機構の予圧力ばねが放
電加工により単一の板体に形成されることを特徴とする
請求項2、又は、3記載の変位拡大機構付位置決め装
置。 - 【請求項8】アクチュエータ素子の一端が固定部に固着
され、他端が変位伝達ブロックに固着されていることを
特徴とする請求項1、2、3、又は、4記載の変位拡大
機構付位置決め装置。 - 【請求項9】アクチュエータ素子が直列に複数連続して
いることを特徴とする請求項1、2、3、又は、4記載
の変位拡大機構付位置決め装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05182794A JP3496099B2 (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 変位拡大機構付位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05182794A JP3496099B2 (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 変位拡大機構付位置決め装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07260964A true JPH07260964A (ja) | 1995-10-13 |
JP3496099B2 JP3496099B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=12897722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05182794A Expired - Fee Related JP3496099B2 (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 変位拡大機構付位置決め装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3496099B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016178836A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 住友重機械工業株式会社 | アクチュエータ |
-
1994
- 1994-03-23 JP JP05182794A patent/JP3496099B2/ja not_active Expired - Fee Related
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