JPH09269389A - 圧電ユニット及びそれを用いた移動テーブル - Google Patents
圧電ユニット及びそれを用いた移動テーブルInfo
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- JPH09269389A JPH09269389A JP8103922A JP10392296A JPH09269389A JP H09269389 A JPH09269389 A JP H09269389A JP 8103922 A JP8103922 A JP 8103922A JP 10392296 A JP10392296 A JP 10392296A JP H09269389 A JPH09269389 A JP H09269389A
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- spring
- piezoelectric
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電素子の伸縮方向であるＸ軸方向及び該Ｘ
軸に垂直な面方向にそれぞれ適度なばね力を得るととも
に、微動及び粗動移動装置の組み立てを簡単にする。 【解決手段】 圧電素子に予圧を与えるばねを有する圧
電ユニットであって；該ばねが、円周方向及び半径方向
に間隔をおいて複数段形成された同心の円弧状スリット
を備え、かつ、Ｘ軸方向の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向
のそれより大きい円筒型ばねを形成する。
軸に垂直な面方向にそれぞれ適度なばね力を得るととも
に、微動及び粗動移動装置の組み立てを簡単にする。 【解決手段】 圧電素子に予圧を与えるばねを有する圧
電ユニットであって；該ばねが、円周方向及び半径方向
に間隔をおいて複数段形成された同心の円弧状スリット
を備え、かつ、Ｘ軸方向の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向
のそれより大きい円筒型ばねを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧電ユニット及
びそれを用いた移動テーブルに関するものであり、更に
述べると、サブミクロン単位の精密な移動精度を要する
超精密加工機や半導体製造等に用いられる微動操作可能
な移動テーブルなどとして利用されている。
びそれを用いた移動テーブルに関するものであり、更に
述べると、サブミクロン単位の精密な移動精度を要する
超精密加工機や半導体製造等に用いられる微動操作可能
な移動テーブルなどとして利用されている。
【０００２】
【従来の技術】従来の移動テーブルは、特開平４−３０
９３１号公報に示す様に、押し板に連結されたスライド
テーブルと、ボールねじ用ナットに螺着されたボールね
じ用のねじ軸と、該ねじ軸を駆動する駆動モータと、該
押し板とボールねじ用ナットとの間に装着された圧電素
子と、該ボールねじに平行に配設され、かつ、該テーブ
ルに固定されたリニアボールブッシュに挿入された案内
軸と、を備えている。そして、駆動モータによりボール
ねじを回転して粗動を行った後、圧電素子の駆動により
押し板を微動せしめてスライドテーブルの微動を行い位
置決めしている。
９３１号公報に示す様に、押し板に連結されたスライド
テーブルと、ボールねじ用ナットに螺着されたボールね
じ用のねじ軸と、該ねじ軸を駆動する駆動モータと、該
押し板とボールねじ用ナットとの間に装着された圧電素
子と、該ボールねじに平行に配設され、かつ、該テーブ
ルに固定されたリニアボールブッシュに挿入された案内
軸と、を備えている。そして、駆動モータによりボール
ねじを回転して粗動を行った後、圧電素子の駆動により
押し板を微動せしめてスライドテーブルの微動を行い位
置決めしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来例の移動テーブル
には次の様な問題がある。 （１）スライドテーブルは、ボールねじ用ナットの移動
に伴い案内軸にガイドされながら粗動し、更に、圧電素
子の伸縮により微動する。この時、高精度を得るため
に、ボールねじ用ナットと案内軸と圧電素子の移動方向
が互いに平行になる様に組み込まれ、又、スライドテー
ブルをボールねじ用ナットとの組み付け誤差がないよう
に一定に組み立てられ、該ボールねじとボールねじ用ナ
ットの隙間も極めて小さく組み立てられ、又、押し板と
圧電素子はテーブルの移動方向に隙間なく組合わされ
る。ところが、この様に、スライドテーブル、圧電素
子、ボールねじ用ナットの三者を上下方向及び移動方向
にガタなく組み立てるのは、実際上困難であり、設計通
りの組み立ては不可能である。そのため、スライドテー
ブルの移動が円滑にできず、直進性を得るのは困難であ
る。
には次の様な問題がある。 （１）スライドテーブルは、ボールねじ用ナットの移動
に伴い案内軸にガイドされながら粗動し、更に、圧電素
子の伸縮により微動する。この時、高精度を得るため
に、ボールねじ用ナットと案内軸と圧電素子の移動方向
が互いに平行になる様に組み込まれ、又、スライドテー
ブルをボールねじ用ナットとの組み付け誤差がないよう
に一定に組み立てられ、該ボールねじとボールねじ用ナ
ットの隙間も極めて小さく組み立てられ、又、押し板と
圧電素子はテーブルの移動方向に隙間なく組合わされ
る。ところが、この様に、スライドテーブル、圧電素
子、ボールねじ用ナットの三者を上下方向及び移動方向
にガタなく組み立てるのは、実際上困難であり、設計通
りの組み立ては不可能である。そのため、スライドテー
ブルの移動が円滑にできず、直進性を得るのは困難であ
る。
【０００４】（２）スライドテーブルの案内軸とボール
ナットが一定の平行度を保って、かつ、組み付け誤差が
ないように組み立てると、ボールねじの回転によりボー
ルナットの螺線運動による上下方向の力が直接圧電素子
にかかってしまい、圧電素子を破壊してしまうことがあ
る。そのため、テーブルの移動を円滑に行うことができ
ないことがある。
ナットが一定の平行度を保って、かつ、組み付け誤差が
ないように組み立てると、ボールねじの回転によりボー
ルナットの螺線運動による上下方向の力が直接圧電素子
にかかってしまい、圧電素子を破壊してしまうことがあ
る。そのため、テーブルの移動を円滑に行うことができ
ないことがある。
【０００５】（３）圧電素子には、コイルばねを用いて
予圧が与えられている。しかし、このコイルばねではば
ね定数が小さいため、圧電素子の伸縮方向の変位がこの
ばねに吸収され、所謂高い剛性が得られない。そこで、
このコイルばねを大きくしてばね定数を大きくし、高い
剛性を得ることも考えられるが、このようにすると、大
きなスペースが必要となり小さなスペースに収容される
圧電素子に用いるのには不適切であるとともに、圧電素
子の伸縮方向、即ち、Ｘ軸方向には適切なばね力が得ら
れるが、このＸ軸に直交する方向、即ち、Ｙ軸及びＺ軸
方向の弾性変形が大きすぎるので適切でない。
予圧が与えられている。しかし、このコイルばねではば
ね定数が小さいため、圧電素子の伸縮方向の変位がこの
ばねに吸収され、所謂高い剛性が得られない。そこで、
このコイルばねを大きくしてばね定数を大きくし、高い
剛性を得ることも考えられるが、このようにすると、大
きなスペースが必要となり小さなスペースに収容される
圧電素子に用いるのには不適切であるとともに、圧電素
子の伸縮方向、即ち、Ｘ軸方向には適切なばね力が得ら
れるが、このＸ軸に直交する方向、即ち、Ｙ軸及びＺ軸
方向の弾性変形が大きすぎるので適切でない。
【０００６】この発明は、上記事情に鑑み、Ｘ軸方向、
即ち、圧電素子の伸縮方向、及びその他の方向、即ち、
該Ｘ軸に垂直な面方向、にそれぞれ適度なばね力を備え
たばねを得るとともに、圧電素子の破壊を防止すること
を目的とする。他の目的は、微動及び粗動移動装置の組
み立てを簡単にすることである。
即ち、圧電素子の伸縮方向、及びその他の方向、即ち、
該Ｘ軸に垂直な面方向、にそれぞれ適度なばね力を備え
たばねを得るとともに、圧電素子の破壊を防止すること
を目的とする。他の目的は、微動及び粗動移動装置の組
み立てを簡単にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、圧電素子に
予圧を与えるばねを有する圧電ユニットであって；該ば
ねが、円周方向及び半径方向に間隔をおいて複数段形成
された同心の円弧状スリットを備え、かつ、Ｘ軸方向の
剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きい円筒型ば
ねであることを特徴とする圧電ユニット、である。
予圧を与えるばねを有する圧電ユニットであって；該ば
ねが、円周方向及び半径方向に間隔をおいて複数段形成
された同心の円弧状スリットを備え、かつ、Ｘ軸方向の
剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きい円筒型ば
ねであることを特徴とする圧電ユニット、である。
【０００８】この発明は、圧電素子と、該圧電素子に予
圧を与えるばねと、を有する圧電ユニットであって；該
ばねが、円周方向及び半径方向に間隔をおいて複数段形
成された同心の円弧状スリットを備え、かつ、Ｘ軸方向
の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きい円筒型
ばねであり、該圧電素子が、互いに連結された円筒型ば
ねと押し込み部材とにより挾持され予圧を与えられてい
ることを特徴とする圧電ユニット、である。
圧を与えるばねと、を有する圧電ユニットであって；該
ばねが、円周方向及び半径方向に間隔をおいて複数段形
成された同心の円弧状スリットを備え、かつ、Ｘ軸方向
の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きい円筒型
ばねであり、該圧電素子が、互いに連結された円筒型ば
ねと押し込み部材とにより挾持され予圧を与えられてい
ることを特徴とする圧電ユニット、である。
【０００９】この発明は、圧電素子と、該圧電素子に予
圧を与えるばねと、を有する圧電ユニットであって；該
ばねが、円周方向及び半径方向に間隔をおいて複数段形
成された同心の円弧状スリットを備え、かつ、Ｘ軸方向
の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きい円筒型
ばねであり、該圧電素子が、収納ケースに収納され、該
収納ケースの一端に受け部を有する円筒型ばねが固着さ
れ、他端に該圧電素子を押圧する押し込み部材が螺着さ
れていることを特徴とする圧電ユニット、である。
圧を与えるばねと、を有する圧電ユニットであって；該
ばねが、円周方向及び半径方向に間隔をおいて複数段形
成された同心の円弧状スリットを備え、かつ、Ｘ軸方向
の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きい円筒型
ばねであり、該圧電素子が、収納ケースに収納され、該
収納ケースの一端に受け部を有する円筒型ばねが固着さ
れ、他端に該圧電素子を押圧する押し込み部材が螺着さ
れていることを特徴とする圧電ユニット、である。
【００１０】
【発明の実施の形態】ボールねじに螺着されたボールね
じ用ナットを微動装置を介してステージに連結する。
じ用ナットを微動装置を介してステージに連結する。
【００１１】この微動装置は圧電ユニットであり、円筒
型ばねと、該円筒型ばねとに挾持される圧電素子と、該
円筒型ばねと押し込み部材とを連結し、かつ、圧電素子
を収納する収納ケースと、から構成されている。
型ばねと、該円筒型ばねとに挾持される圧電素子と、該
円筒型ばねと押し込み部材とを連結し、かつ、圧電素子
を収納する収納ケースと、から構成されている。
【００１２】円筒型ばねは、円周方向及び半径方向に間
隔をおいて複数段形成された同心の円弧状スリットを備
えているが、要するに、小さなスペース、即ち、圧電素
子の大きさに対応する小スペースに取り付けることがで
き、Ｘ軸方向以外の他の方向、即ち、該Ｘ軸に垂直な面
方向、それぞれ要求される適切なばね力を持っており、
Ｘ軸方向の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大き
いものであればよい。
隔をおいて複数段形成された同心の円弧状スリットを備
えているが、要するに、小さなスペース、即ち、圧電素
子の大きさに対応する小スペースに取り付けることがで
き、Ｘ軸方向以外の他の方向、即ち、該Ｘ軸に垂直な面
方向、それぞれ要求される適切なばね力を持っており、
Ｘ軸方向の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大き
いものであればよい。
【００１３】変位受け部材には、円錐状の受け部が設け
られており、この受け部に圧電素子の半球状突部を挿入
し、該圧電素子を収納ケースに挿入し、該収納ケースの
一端を結合ねじにより円筒型ばねに螺着し、その他端と
締付けねじにより押し込み部材に螺着し、その締付力を
調整することにより圧電素子に適切な予圧を与える。
られており、この受け部に圧電素子の半球状突部を挿入
し、該圧電素子を収納ケースに挿入し、該収納ケースの
一端を結合ねじにより円筒型ばねに螺着し、その他端と
締付けねじにより押し込み部材に螺着し、その締付力を
調整することにより圧電素子に適切な予圧を与える。
【００１４】該変位受け部材は、ステージのアームに固
定されている。このステージの両側にはガイドが設けら
れ、このガイドはボールねじと平行に配設されたガイド
軸に沿ってステージを案内する。
定されている。このステージの両側にはガイドが設けら
れ、このガイドはボールねじと平行に配設されたガイド
軸に沿ってステージを案内する。
【００１５】
【実施例１】この発明の第１実施例を図１〜図６により
説明する。移動テーブル１は、図５、図６に示す様に、
ステージ５に連結する微動装置２０と、該微動装置に連
結された粗動装置１０と、を備えている。この粗動装置
１０は、モータ１１に連結されたボールねじ１２と、該
ボールねじ１２に螺着されたボールねじ用ナット１３と
を備えている。
説明する。移動テーブル１は、図５、図６に示す様に、
ステージ５に連結する微動装置２０と、該微動装置に連
結された粗動装置１０と、を備えている。この粗動装置
１０は、モータ１１に連結されたボールねじ１２と、該
ボールねじ１２に螺着されたボールねじ用ナット１３と
を備えている。
【００１６】微動装置２０は圧電ユニットであり、円筒
型ばね２１と、該円筒型ばね２１に一端が結合ボルト３
６により固定され、かつ、圧電素子２５が収納される収
納ケース２３と、該収納ケース２３の他端に結合ボルト
２７により螺着され、かつ、圧電素子２５を押圧する押
し込み部材３０と、を備えている。
型ばね２１と、該円筒型ばね２１に一端が結合ボルト３
６により固定され、かつ、圧電素子２５が収納される収
納ケース２３と、該収納ケース２３の他端に結合ボルト
２７により螺着され、かつ、圧電素子２５を押圧する押
し込み部材３０と、を備えている。
【００１７】円筒型ばね２１は、円周方向及び半径方向
に間隔Ｌ1、Ｌ2をおいて複数段形成された円心の円弧状
スリット１６と、該円弧状スリット１６の端部１６ａを
結ぶ半径方向の直線状スリット１７と、該スリット１
６、１７間に形成されたヒンジ１８、とを備えている。
に間隔Ｌ1、Ｌ2をおいて複数段形成された円心の円弧状
スリット１６と、該円弧状スリット１６の端部１６ａを
結ぶ半径方向の直線状スリット１７と、該スリット１
６、１７間に形成されたヒンジ１８、とを備えている。
【００１８】この間隔Ｌ1、Ｌ2及び円弧状スリット１６
の長さＬ5、幅Ｌ6は必要に応じて適宜選択されるが、い
ずれにしもにＸ軸方向の剛性がＸ軸以外の方向、即ち、
該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きくなる様に調整さ
れる。このばね２１は全面方向に亘って弾性変形が可能
である。
の長さＬ5、幅Ｌ6は必要に応じて適宜選択されるが、い
ずれにしもにＸ軸方向の剛性がＸ軸以外の方向、即ち、
該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きくなる様に調整さ
れる。このばね２１は全面方向に亘って弾性変形が可能
である。
【００１９】円筒型ばね２１の幅Ｗは、ばね定数等を考
慮して適宜選択される。又、円筒型ばね２１のヒンジを
なす内周部２２は変位受け部材２６に連結されている。
この円筒型ばね２１の内周部２２の外側は変位受け部材
２６から間隔Ｌ8離間している。
慮して適宜選択される。又、円筒型ばね２１のヒンジを
なす内周部２２は変位受け部材２６に連結されている。
この円筒型ばね２１の内周部２２の外側は変位受け部材
２６から間隔Ｌ8離間している。
【００２０】変位受け部材２６には、圧電素子２５の先
端が挿入される円錐状の受け部３４が設けられている。
この受け部２４は、圧電素子２５の位置決め及び回動を
容易にするが、必ずしもこの円錐状の受け部を作る必要
はなく、例えば、該受け部を平面状にしても良い。
端が挿入される円錐状の受け部３４が設けられている。
この受け部２４は、圧電素子２５の位置決め及び回動を
容易にするが、必ずしもこの円錐状の受け部を作る必要
はなく、例えば、該受け部を平面状にしても良い。
【００２１】収納ケース２３は、圧電素子２５と同心状
の円筒ケースであり、その先端は結合ボルト３６を介し
て円筒型ばね２１の取付タップ１９に固定される。
の円筒ケースであり、その先端は結合ボルト３６を介し
て円筒型ばね２１の取付タップ１９に固定される。
【００２２】該収納ケース２３内に圧電素子２５を収納
し、その半球状突部２４を変位受け部材２６の受け部３
４に当接させた後、押し込み部材３０の孔２９にリード
線２８を挿入しながら該押し込み部材３０を円筒型ばね
の後端及び圧電素子２５の後端に当接させる。なお、位
置決めのために、圧電素子２５の後端にセンターピンを
設けるとともに、該ピンを受けるピン穴を押し込み部材
に設けてもよい。
し、その半球状突部２４を変位受け部材２６の受け部３
４に当接させた後、押し込み部材３０の孔２９にリード
線２８を挿入しながら該押し込み部材３０を円筒型ばね
の後端及び圧電素子２５の後端に当接させる。なお、位
置決めのために、圧電素子２５の後端にセンターピンを
設けるとともに、該ピンを受けるピン穴を押し込み部材
に設けてもよい。
【００２３】その後、結合ボルト２７で押し込み部材３
０と収納ケース２３とを締め付け、円筒型ばね２１を引
っ張りながら圧電素子２５にかかる予圧を調整する。こ
の時、このばね２１の剛性は、圧電素子２５の伸縮方
向、即ち、Ｘ軸方向が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより
大きい。
０と収納ケース２３とを締め付け、円筒型ばね２１を引
っ張りながら圧電素子２５にかかる予圧を調整する。こ
の時、このばね２１の剛性は、圧電素子２５の伸縮方
向、即ち、Ｘ軸方向が該Ｘ軸に垂直な面方向のそれより
大きい。
【００２４】変位受け部材２６は結合ねじによりアーム
３９の一端に結合され、その他端はステージ５に連結さ
れている。このステージ５の両側には、ガイド部４１が
設けられ、このガイド部４１はボールねじ１２と平行な
ガイド軸４２に装着されている。
３９の一端に結合され、その他端はステージ５に連結さ
れている。このステージ５の両側には、ガイド部４１が
設けられ、このガイド部４１はボールねじ１２と平行な
ガイド軸４２に装着されている。
【００２５】次にこの実施例の作動につき説明する。モ
ータ１１を駆動すると、ボールねじ１２が回転し、ボー
ルねじ用ナット１３は矢印Ａ１３方向に移動し、ステー
ジ５を同方向に粗動させる。
ータ１１を駆動すると、ボールねじ１２が回転し、ボー
ルねじ用ナット１３は矢印Ａ１３方向に移動し、ステー
ジ５を同方向に粗動させる。
【００２６】この時、円筒型ばね２１はＸ軸方向に比較
的大きいばね定数（剛性）をもち、該Ｘ軸に垂直な面方
向に比較的小さいばね定数（剛性）を持つので、ステー
ジ５とボールねじナット１３との間に、組み付けられた
圧電素子２５、押し板２６、円筒型ばね２１が製品誤
差、軸ズレなどがあり、Ｙ軸方向やＺ軸方向などの力が
発生しても該ばね２１の比較的小さいＹ軸方向やＺ軸方
向のばね定数のばね力によりその力は吸収することがで
きる。そのため、圧電素子２５にＹ軸方向やＺ軸方向な
どの力が直接かかることはないので、破損事故を防止す
ることができる。又、該ばね２１は比較的大きなＸ軸方
向の剛性（ばね定数）のばね力を有するので、ステージ
５負荷反力に耐えることができる。
的大きいばね定数（剛性）をもち、該Ｘ軸に垂直な面方
向に比較的小さいばね定数（剛性）を持つので、ステー
ジ５とボールねじナット１３との間に、組み付けられた
圧電素子２５、押し板２６、円筒型ばね２１が製品誤
差、軸ズレなどがあり、Ｙ軸方向やＺ軸方向などの力が
発生しても該ばね２１の比較的小さいＹ軸方向やＺ軸方
向のばね定数のばね力によりその力は吸収することがで
きる。そのため、圧電素子２５にＹ軸方向やＺ軸方向な
どの力が直接かかることはないので、破損事故を防止す
ることができる。又、該ばね２１は比較的大きなＸ軸方
向の剛性（ばね定数）のばね力を有するので、ステージ
５負荷反力に耐えることができる。
【００２７】ステージ５が目標位置近傍に到達したら、
モータ１１の駆動を停止しボールねじの回転を中止させ
て粗動を止める。
モータ１１の駆動を停止しボールねじの回転を中止させ
て粗動を止める。
【００２８】次に、リード線２８を介して圧電素子２５
に電圧を印加し、圧電素子２５を伸ばすと、該圧電素子
２５は変位受け部材２６を矢印Ａ１３方向に押圧する。
そうすると、この部材２６は、該ばね２１の弾性力及び
ガイド軸４２とガイド部４１間の摩擦力に打ち勝ってス
テージ５をサブミクロン単位で微動をさせる。
に電圧を印加し、圧電素子２５を伸ばすと、該圧電素子
２５は変位受け部材２６を矢印Ａ１３方向に押圧する。
そうすると、この部材２６は、該ばね２１の弾性力及び
ガイド軸４２とガイド部４１間の摩擦力に打ち勝ってス
テージ５をサブミクロン単位で微動をさせる。
【００２９】この時、圧電素子２５に予圧を与えていた
円筒型ばね２１は圧電素子２５に引っ張られてＸ軸方向
に伸びるとともに、圧電素子２５にＸ軸方向以外の力、
即ち、Ｙ軸方向やＺ軸方向などの力が加わると、その力
を吸収し圧電素子２５のＹ軸方向やＺ軸方向などの変位
を防止する。
円筒型ばね２１は圧電素子２５に引っ張られてＸ軸方向
に伸びるとともに、圧電素子２５にＸ軸方向以外の力、
即ち、Ｙ軸方向やＺ軸方向などの力が加わると、その力
を吸収し圧電素子２５のＹ軸方向やＺ軸方向などの変位
を防止する。
【００３０】又、圧電素子２５の力は半球状突部２４と
円錐状の受け部３４とを介して変位受け部材２６に伝達
される。そのため、圧電素子２５は容易に回動できるの
で、変則的な力に対応して回動し、その力を逃がすこと
ができる。
円錐状の受け部３４とを介して変位受け部材２６に伝達
される。そのため、圧電素子２５は容易に回動できるの
で、変則的な力に対応して回動し、その力を逃がすこと
ができる。
【００３１】この発明の第２実施例を図７、図８により
説明する。この実施例と第１実施例との相違点は、円筒
型ばねの円弧状スリットの形状及び配例であるが、その
詳細は次の通りである。円周方向及び半径方向に間隔Ｌ
1、Ｌ12おいて、二段設けられた同心の円弧状スリット
５１、５２であり、内側の円弧状スリット５２と外側の
円弧状スリット５１とは互いに４５度ずれている。又、
スリット５１、５２はそれぞれ４個づつ形成され、第１
実施例のスリットの数より少ない。更に、半径方向のス
リットは設けられていない。
説明する。この実施例と第１実施例との相違点は、円筒
型ばねの円弧状スリットの形状及び配例であるが、その
詳細は次の通りである。円周方向及び半径方向に間隔Ｌ
1、Ｌ12おいて、二段設けられた同心の円弧状スリット
５１、５２であり、内側の円弧状スリット５２と外側の
円弧状スリット５１とは互いに４５度ずれている。又、
スリット５１、５２はそれぞれ４個づつ形成され、第１
実施例のスリットの数より少ない。更に、半径方向のス
リットは設けられていない。
【００３２】この発明の第３実施例について説明する。
この発明と第２実施例との相違点は円弧状スリット６
１、６２、６３が三段設けられていることである。
この発明と第２実施例との相違点は円弧状スリット６
１、６２、６３が三段設けられていることである。
【００３３】
【発明の効果】この発明は以上の様に構成したので、Ｘ
軸方向以外の外力、即ち、Ｙ軸方向やＺ軸方向などの外
力を吸収することができる。そのため、圧電素子の破損
が防止され、又、取付誤差が吸収されて組立作業が容易
となり、更に、ガイド軸とボールねじの平行度誤差もＹ
軸方向やＺ軸方向などのばね力で吸収され、ステージが
円滑に移動できる。
軸方向以外の外力、即ち、Ｙ軸方向やＺ軸方向などの外
力を吸収することができる。そのため、圧電素子の破損
が防止され、又、取付誤差が吸収されて組立作業が容易
となり、更に、ガイド軸とボールねじの平行度誤差もＹ
軸方向やＺ軸方向などのばね力で吸収され、ステージが
円滑に移動できる。
【００３４】又、圧電素子の先端に半球状突部を設け、
変位受け部材の受け部を円錐状に形成したので、圧電素
子は容易に回動できる。そのため、圧電素子にかかかる
外部からの力を緩和することができる。
変位受け部材の受け部を円錐状に形成したので、圧電素
子は容易に回動できる。そのため、圧電素子にかかかる
外部からの力を緩和することができる。
【図１】この発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】この発明の第１実施例を示す平面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】円筒型ばねの要部拡大図である。
【図５】使用状態を示す図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】この発明の第２実施例を示す縦断面図で、図３
に相当する図である。
に相当する図である。
【図８】この発明の第３実施例の縦断面図で、図３に相
当する図である。
当する図である。
１ 移動テーブル ５ ステージ １０ 粗動装置 １２ ボールねじ １３ ボールねじ用ナット ２０ 微動装置 ２１ 円筒型ばね ２３ 収納ケース ２４ 半球状突部 ２５ 圧電素子 ２６ 変位受け部材 ３０ 押し込み部材 ３４ 受け部 ４１ ガイド部 ４２ ガイド軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜沢 高吉 東京都新宿区市谷田町３丁目25番地 (72)発明者 衣川 裕 千葉県流山市江戸川台東３丁目286番地
Claims (7)
- 【請求項１】 圧電素子に予圧を与えるばねを有する圧
電ユニットであって；該ばねが、円周方向及び半径方向
に間隔をおいて複数段形成された同心の円弧状スリット
を備え、かつ、Ｘ軸方向の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向
のそれより大きい円筒型ばねであることを特徴とする圧
電ユニット。 - 【請求項２】 圧電素子と、該圧電素子に予圧を与える
ばねと、を有する圧電ユニットであって；該ばねが、円
周方向及び半径方向に間隔をおいて複数段形成された同
心の円弧状スリットを備え、かつ、Ｘ軸方向の剛性が該
Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きい円筒型ばねであ
り、 該圧電素子が、互いに連結された円筒型ばねと押し込み
部材とにより挾持され予圧を与えられていることを特徴
とする圧電ユニット。 - 【請求項３】 圧電素子と、該圧電素子に予圧を与える
ばねと、を有する圧電ユニットであって；該ばねが、円
周方向及び半径方向に間隔をおいて複数段形成された同
心の円弧状スリットを備え、かつ、Ｘ軸方向の剛性が該
Ｘ軸に垂直な面方向のそれより大きい円筒型ばねであ
り、 該圧電素子が、収納ケースに収納され、該収納ケースの
一端に受け部を有する円筒型ばねが固着され、他端に該
圧電素子を押圧する押し込み部材が螺着されていること
を特徴とする圧電ユニット。 - 【請求項４】 円弧状スリットが、半径方向の直線状ス
リットにより連結されていることを特徴とする請求項
１、２、又は、３記載の圧電ユニット。 - 【請求項５】 円筒型ばねが、ヒンジを介して変位受け
部材に接続されていることを特徴とする請求項１、２、
又は、３記載の圧電ユニット。 - 【請求項６】 圧電素子が、その先端に半球状突部を有
し、 受け部材が、円錐状に形成されていることを特徴とする
請求項３記載の圧電ユニット。 - 【請求項７】 圧電素子に予圧を与えるばねを有する微
動装置を介してステージと粗動装置とを連結した移動テ
ーブルであって；該ばねが、円周方向及び半径方向に間
隔をおいて複数段形成された同心の円弧状スリットを備
え、かつ、Ｘ軸方向の剛性が該Ｘ軸に垂直な面方向のそ
れより大きい円筒型ばねであり、 該圧電素子が、収納ケースに収納され、該収納ケースの
一端に受け部を有する円筒型ばねが固着され、他端に該
圧電素子を押圧する押し込み部材が螺着され、該粗動装
置が、押し込み部材に固定されたボールねじ用ナット
と、該ボールねじ用ナットに螺着されたボールねじと、
を備えていることを特徴とする移動テーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10392296A JP3772315B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 圧電ユニット及びそれを用いた移動テーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10392296A JP3772315B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 圧電ユニット及びそれを用いた移動テーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09269389A true JPH09269389A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3772315B2 JP3772315B2 (ja) | 2006-05-10 |
Family
ID=14366926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10392296A Expired - Fee Related JP3772315B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 圧電ユニット及びそれを用いた移動テーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3772315B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396021B1 (ko) * | 2001-05-25 | 2003-08-27 | 박희재 | 초정밀 이송장치 |
| JP2013121194A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Seiko Epson Corp | 圧電モーター、駆動装置、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、印刷装置、ロボットハンド、およびロボット |
| CN104766634A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-08 | 苏州大学 | 压电式二维串联小体积工作台 |
| JP2017093118A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 振動検出素子 |
| CN112247685A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-22 | 燕山大学 | 微量进给刀架及刀具抛光装置 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP10392296A patent/JP3772315B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396021B1 (ko) * | 2001-05-25 | 2003-08-27 | 박희재 | 초정밀 이송장치 |
| JP2013121194A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Seiko Epson Corp | 圧電モーター、駆動装置、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、印刷装置、ロボットハンド、およびロボット |
| CN104766634A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-08 | 苏州大学 | 压电式二维串联小体积工作台 |
| JP2017093118A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 振動検出素子 |
| CN112247685A (zh) * | 2020-09-16 | 2021-01-22 | 燕山大学 | 微量进给刀架及刀具抛光装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3772315B2 (ja) | 2006-05-10 |
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