JPH10260277A - パラレルリンクステージ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、構成の大型化を回避しつつ移動ス
テージの可動範囲を広くすることが可能なパラレルリン
クステージ機構を提供することを目的とする。 【解決手段】 ベース部材２と移動ステージ１とを、ア
クチュエータにより伸縮可能で、かつ、ボールジョイン
ト４ｂを用いて回動可能に構成したリンク３ｂで連結し
たパラレルリンクステージ機構において、前記リンク３
ｂと、前記移動ステージ１又は前記ベース部材２との連
結部に配置したこの移動ステージ１又はベース部材２に
対して摺動可能な摺動部材１０と、印加電圧の有無によ
りこの摺動部材１０の移動ステージ１又はベース部材２
に対する固定又は固定解除を行う圧電体９とからなり、
このリンク３ｂ２の伸縮範囲及び回動範囲に拘束される
前記移動ステージ１のｘ，ｙ，ｚ３軸方向の移動範囲を
拡大する移動範囲拡大機構を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、顕微鏡等の観察
下において、微小物体の組立及び計測時に使用されるマ
ニピュレータに適用して好適なパラレルリンクステージ
機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】剛性が高く、可動部が小型、軽量な移動
ステージ機構として、例えば特開平７−６０６７８号公
報に開示されたパラレルリンク機構を応用したマニピュ
レータが注目されている。

【０００３】このパラレルリンク機構を応用したマニピ
ュレータは、発生力が大きく、多自由度の運動が可能で
あることから航空機のシミュレータや、各種の加工機等
にも利用されている。

【０００４】しかしながら、このパラレルリンク機構は
可動部の可動範囲が狭小であるという問題もある。

【０００５】リンクの伸縮を利用して移動ステージを動
かすパラレルリンクステージ機構の場合、可動範囲を広
くするためにはリンクの伸縮量を大きくしなければなら
ず、これに伴い全体構造が大型化してしまう。

【０００６】近年、精密機器の分野においては、精密機
器の小型化に伴い構成部品は非常に小さい微小部品とな
っている。このため、精密機器の組立作業は、顕微鏡下
で観察しながら行われる場合が多い。

【０００７】このような精密機器の微小部品の寸法、表
面粗さ等の測定や、微小部品同士の組立は、部品移動が
困難であるため同一の顕微鏡による観察下で行われるこ
とが望ましい。即ち、同一の顕微鏡下で６自由度に亘っ
て変位可能な微小部品の組立・計測用テーブルが要求さ
れている。

【０００８】複数、例えば６個のリンクの伸縮を利用し
たパラレルリンクステージ機構の従来例の概略構成を図
１２、図１３に示す。このパラレルリンクステージ機構
は、円板状の移動ステージ５１と、円板状のベース５２
と、移動ステージ５１をベース５２上において支持する
同一形状の６個のリンク５３ａ乃至５３ｆと、前記リン
ク５３ａ乃至５３ｆに組み込まれた６個のアクチュエー
タ５６ａ乃至５６ｆと、移動ステージ５１と各リンク５
３ａ乃至５３ｆとの各連結箇所に配置された６個のボー
ルジョイント５４ａ乃至５４ｆと、ベース５２と各リン
ク５３ａ乃至５３ｆとの各連結箇所に配置された６個の
ボールジョイント５５ａ乃至５５ｆとを具備している。

【０００９】前記移動ステージ５１の移動動作は、リン
ク５３ａ乃至５３ｆの配置により異なってくる。例え
ば、ｘ，ｙ，ｚの座標軸を図１２に示すようにとり、図
１３乃至図１５に示すように、６個のリンク５３ａ乃至
５３ｆのうちｘ方向に関して１８０度対向配置の２本の
リンク５３ａ、５３ｂを代表例にして移動ステージ５１
のｘ，ｚ平面内での動作範囲について考察する。

【００１０】図１３に示すように、一方のリンク５３ａ
に取り付けたボールジョイント５４ａの可動領域は、ア
クチュエータ５６ａの伸縮範囲に関連して同図に示す２
本の円弧状の線で示される領域５８Ａに拘束され、ま
た、他方のリンク５３ｂに取り付けたボールジョイント
５４ｂの可動領域は、アクチュエータ５６ｂの伸縮範囲
に関連して同図に示す２本の円弧状の線で示される領域
５８Ｂに拘束される。

【００１１】この結果、図１４に示すように、ベース５
２に対するリンク５３ａ、５３ｂの取り付け角度θ1 が
大きい場合は、移動ステージ１の可動範囲（説明の便宜
上移動ステージ１の上面中央部に取り付けた指標５７の
可動範囲として鎖線で示す）はｘ方向に広く、ｚ方向に
小さくなる。

【００１２】一方、図１５に示すように、ベース２に対
するリンク３の取り付け角度θ2 が角度が小さい（θ2
＜θ1 ）場合は、移動ステージ１の可動範囲（説明の便
宜上前期指標５７の可動範囲として鎖線で示す）はｚ方
向に広くｘ方向に小さくなる。

【００１３】顕微鏡下で使用する場合は、構造上図１５
に示す可動範囲がｚ方向に広い構成のものが有効であ
る。この場合、ｚ方向への移動量は大きくとれるが、ｘ
方向への移動量は小さくなってしまう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、移動
ステージ５１の移動量を広くしようとすると、パラレル
リンク機構は大型となってしまうため顕微鏡観察下での
使用は難しく、また、小型化した場合には移動ステージ
５１の可動範囲が非常に狭くなってしまうという問題が
生じる。即ち、顕微鏡観察下で様々な作業を実行しよう
とする場合、設計上の制限が少なく、小型で移動ステー
ジの可動範囲は広いパラレルリンクステージ機構の実現
が要請される。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、構成の大型化を回避しつつ移動ステージの可動
範囲を広くすることが可能なパラレルリンクステージ機
構を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ベース部材と移動ステージとを、伸縮可能で、かつ、回
動可能なリンクで連結したパラレルリンクステージ機構
において、前記リンクと、前記移動ステージ又は前記ベ
ース部材との連結部に、このリンクの伸縮範囲及び回動
範囲に拘束される前記移動ステージの移動範囲を拡大す
る移動範囲拡大機構を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】この発明によれば、移動範囲拡大機構によ
りリンクの伸縮範囲及び回動範囲に拘束される前記移動
ステージの移動範囲を拡大するようにしたものであるか
ら、構成の大型化を回避しつつ移動ステージの可動範囲
を広くすることが可能なパラレルリンクステージ機構を
実現できる。

【００１８】請求項２記載の発明は、ベース部材と移動
ステージとを、アクチュエータにより伸縮可能で、か
つ、ボールジョイントを用いて回動可能に構成したリン
クで連結したパラレルリンクステージ機構において、前
記リンクと、前記移動ステージ又は前記ベース部材との
連結部に、このリンクの伸縮範囲及び回動範囲に拘束さ
れる前記移動ステージのｘ，ｙ，ｚ３軸方向の移動範囲
を拡大する移動範囲拡大機構を設けたことを特徴とする
もである。

【００１９】この発明によれば、アクチュエータにより
伸縮可能で、かつ、ボールジョイントを用いて回動可能
に構成したリンクの伸縮範囲及び回動範囲に拘束される
前記移動ステージに対して、前記リンクと、前記移動ス
テージ又は前記ベース部材との連結部に設けた移動範囲
拡大機構により、そのｘ，ｙ，ｚ３軸方向の移動範囲を
拡大するものであるから、構成の大型化を回避しつつ移
動ステージの可動範囲をｘ，ｙ，ｚ３軸方向に各々広く
することが可能なパラレルリンクステージ機構を実現で
きる。

【００２０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のパラレルリンクステージ機構において、前記移動範
囲拡大機構は、前記リンクの前記移動ステージ又は前記
ベース部材との連結部に配置したこの移動ステージ又は
ベース部材に対して摺動可能な摺動部材と、印加電圧の
有無によりこの摺動部材の移動ステージ又はベース部材
に対する固定又は固定解除を行う圧電アクチュエータと
から構成したことを特徴とするものである。

【００２１】この発明によれば、前記移動範囲拡大機構
を、前記リンクの前記移動ステージ又は前記ベース部材
との連結部に配置したこの移動ステージ又はベース部材
に対して摺動可能な摺動部材と、印加電圧の有無により
この摺動部材の移動ステージ又はベース部材に対する固
定又は固定解除を行う圧電アクチュエータとにより構成
したものであるから、圧電アクチュエータに対する印加
電圧の有無により、摺動部材の移動ステージ又はベース
部材に対する固定又は固定解除を行うことで、前記リン
クの伸縮範囲及び回動範囲にかかわらず、移動ステージ
の移動範囲を拡大することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００２３】（実施の形態１）図１は本実施の形態１の
パラレルリンクステージ機構の概略斜視図、図２は本実
施の形態１のｘｚ平面で向かい合う２本のリンクを代表
例として示した概略側面図、図３は図２中のＡ部の拡大
断面図である。

【００２４】本実施の形態１のパラレルリンクステージ
機構は、図１、図２に示すように、円板状の移動ステー
ジ１と、円板状のベース部材２と、移動ステージ１をベ
ース部材２上において支持する同一形状の６個のリンク
３ａ乃至３ｆと、前記リンク３ａ乃至３ｆに組み込ま
れ、リンク３ａ乃至３ｆを各々伸縮させる伸縮機構とし
ての６個のアクチュエータ６ａ乃至６ｆ（アクチュエー
タ６ｆは図示していない）と、移動ステージ１と各リン
ク３ａ乃至３ｆとの各連結箇所に配置された自在継手で
ある６個のボールジョイント４ａ乃至４ｆ（ボールジョ
イント４ｃ乃至４ｆは図示していない）及び摺動機構で
ある６個の摺動部８ａ乃至８ｆ（摺動部８ｃ乃至８ｆは
図示していない）と、ベース部材２と各リンク３ａ乃至
３ｆとの各連結箇所に配置された６個のボールジョイン
ト５ａ乃至５ｆとを具備している。

【００２５】図３に摺動部８ｂ（図２のＡ部）の詳細構
造を示す。この摺動部８ｂにおいて、リンク３ｂは移動
ステージ１の下面において、摺動部８ｂを構成する移動
ステージ１の下面の凹部１ａにｘ方向に沿って取り付け
た磁性体からなる棒体１２に嵌合され、移動ステージ１
に対して回転せずにｘ方向に滑らかに摺動可能な摺動部
材１０にボールジョイント４ｂを介して連結されてい
る。

【００２６】摺動部材１０には、前記棒体１２に対する
摺動位置を検出する変位センサ（磁気センサ）１１と、
圧電体９、摩擦部材１３、蓋材１４からなる圧電アクチ
ュエータ１５が組み込まれている。

【００２７】そして、前記摺動部材１０に組み込まれた
圧電体９に図示しない電源部から所定の電圧を印加して
圧電体９は伸長させ、摩擦部材１３を棒体１２に押し付
けて摺動部材１０を棒体１２に堅固に固定し摺動不能の
状態とするようにした移動範囲拡大機構を構成してい
る。

【００２８】他の摺動部８ａ、８ｃ乃至８ｆも摺動部８
ｂと同様な構成となっている。

【００２９】次に、本実施の形態１のパラレルリンクス
テージ機構の作用を図４乃至図６を参照して説明する。

【００３０】本実施の形態１のパラレルリンクステージ
機構のように、リンク３ａ乃至３ｆと移動ステージ１の
各連結部を上述したように摺動可能とした場合、移動ス
テージ１の上面中央部に取り付けた指標７の可動範囲は
図２に点線で示すように一点鎖線で示した従来例の場合
よりも広くなる。この理由を図４乃至図６を参照して以
下に詳述する。

【００３１】従来例と同様，ｘ，ｙ，ｚの座標軸を図１
に示すようにとり、図２、図４に示すように、６個のリ
ンク３ａ乃至３ｆのうちｘ方向に関して１８０度対向配
置の２本のリンク３ａ、３ｂを代表例にして移動ステー
ジ１のｘ方向での移動範囲について考察する。

【００３２】最初に、摺動部８ａ、８ｂの各摺動部材１
０中に組み込まれた圧電体９に電圧を印加し、摩擦部材
１３を棒体１２に押し付けて、図４（１）に示すように
リンク３ａ、３ｂと移動ステージ１とを固定した状態に
する。

【００３３】次に、図４（２）に示すように、アクチュ
エータ６ａにより左のリンク３ａを縮め、アクチュエー
タ６ｂにより右のリンク３ｂを伸ばす。

【００３４】次に、摺動部８ａ側の圧電体９に電圧を印
加したまま、摺動部８ｂ側の圧電体９への電圧の印加を
止め、リンク３ｂ側の摺動部材１０を移動可能とする。
この状態でアクチュエータ６ｂによりリンク３ｂを縮め
ると摺動部材１０は図４（３）のように点線の位置から
実線の位置へ移動ステージ１の下面をｘ方向に移動す
る。

【００３５】この後、リンク３ｂ側の摺動部材１０を固
定し、逆にリンク３ａ側の摺動部材１０を移動可能とす
る。この状態でアクチュエータ６ａによりリンク３ａを
伸ばせば、摺動部材１０は図４（４）に示すように点線
の位置から実線の位置へ移動ステージ１の下面を＋ｘ方
向（図中右方向）に移動する。

【００３６】次に、図４（５）に示すように、リンク３
ａ、３ｂの各摺動部材１０を固定し、この状態からアク
チュエータ６ａによりリンク３ａを縮め、アクチュエー
タ６ｂによりリンク３ｂを伸ばす。以上の動作により、
移動ステージ１を図４（１）の場合と同一の高さを保ち
つつ−ｘ方向（図中左方向）に大きく変位させることが
可能となる。

【００３７】次に、移動ステージ１の＋ｚ方向への移動
を図５を参照して説明する。まず、摺動部８ａ、８ｂの
各摺動部材１０中に組み込まれた圧電体９に電圧を印加
し、摩擦部材１３を棒体１２に押し付けて、図５（１）
に示すようにリンク３ａ、３ａと移動ステージ１とを固
定した状態にする。この状態から図５（２）に示すよう
に、アクチュエータ６ａによりリンク３ａを延ばし、同
様に、アクチュエータ６ｂによりリンク３ｂを伸ばす。

【００３８】次に、摺動部８ａ側の圧電体９に電圧を印
加したまま、摺動部８ｂ側の圧電体９への電圧の印加を
止め、リンク３ｂ側の摺動部材１０を移動可能とする。
この状態でリンク３ｂをアクチュエータ６ｂにより縮め
ると、摺動部８ｂ側の摺動部材１０は図５（３）に実線
で示す位置に移動ステージ１の下面を＋ｘ方向に移動す
る。

【００３９】この後、リンク３ｂ側の摺動部材１０を上
述した場合と同様にして移動ステージ１の下面に固定
し、逆にリンク３ａ側の摺動部材１０を移動ステージ１
の下面を移動可能とする。この状態で、リンク３ａをア
クチュエータ６ａにより縮めればリンク３ａ側の摺動部
材１０は図５（４）に実線で示す位置に移動する。次
に、リンク３ａ側の摺動部材１０を移動ステージ１の下
面に固定し、この状態からアクチュエータ６ａ、６ｂに
よりリンク３ａ、３ｂを各々伸ばす。

【００４０】以上の動作により、移動ステージ１を、図
５（５）に示すように、＋ｚ方向に大きく（図５（１）
に示す当初の位置からｈ1 高い位置に）移動させること
が可能となる。

【００４１】移動ステージ１の−ｚ方向への変位も、上
述した場合と同様な動作の基に実行することができる。
以下に移動ステージ１の−ｚ方向への移動について、図
６（１）乃至（５）を参照して説明する。

【００４２】まず、摺動部８ａ、８ｂの各摺動部材１０
中に組み込まれた圧電体９に電圧を印加し、摩擦部材１
３を棒体１２に押し付けて、図６（１）に示すようにリ
ンク３ａ、３ｂと移動ステージ１とを固定した状態にす
る。この状態から図６（２）に示すように、アクチュエ
ータ６ａによりリンク３ａを縮め、同様に、アクチュエ
ータ６ｂによりリンク３ｂを縮める。

【００４３】次に、摺動部８ａ側の圧電体９に電圧を印
加したまま、摺動部８ｂ側の圧電体９への電圧の印加を
止め、リンク３ｂ側の摺動部材１０を移動可能とする。
この状態でリンク３ｂをアクチュエータ６ｂにより伸ば
すと、摺動部８ｂ側の摺動部材１０は図６（３）に実線
で示す位置に移動ステージ１の下面を−ｘ方向に移動す
る。

【００４４】この後、リンク３ｂ側の摺動部材１０を上
述した場合と同様にして移動ステージ１の下面に固定
し、逆にリンク３ａ側の摺動部材１０を移動ステージ１
の下面を移動可能とする。この状態で、リンク３ａをア
クチュエータ６ａにより伸ばせば摺動部材１０は図６
（４）に実線で示す位置に＋ｘ方向移動する。次に、リ
ンク３ａ側の摺動部材１０も移動ステージ１の下面に固
定し、図６（５）に示すように、この状態からアクチュ
エータ６ａ、６ｂによりリンク３ａ、３ｂを各々縮め
る。

【００４５】以上の動作により、移動ステージ１を、図
６（５）に示すように、−ｚ方向に大きく（図６（１）
に示す当初の位置からｈ2 低い位置に）移動させること
が可能となる。

【００４６】前記移動ステージ１の位置は、リンク３ａ
乃至３ｆの長さとボールジョイント４ａ乃至４ｆの位置
により決定される。ここで、リンク３ａ乃至３ｆの長さ
は従来技術と同様の方法若しくは図示しない変位センサ
により知ることができ、また、ボールジョイント４ａ乃
至４ｆの位置は摺動部材１０に組み込まれた変位センサ
１１により知ることがでる。

【００４７】尚、上述の実施の形態では、説明を簡単に
するためｘ方向に関して１８０度対向配置の２本のリン
ク３ａ，３ｂを用いたが、実際には、図７に示すよう
に、例えば摺動部８ａの棒体１２（図７において棒体１
２ａとして示す。摺動部８ｂ乃至８ｆについても同様）
と、ｘ軸とは角度θをなしているため、移動ステージ１
の下面を棒体１２に沿って移動する摺動部材１０の移動
量Ｌと移動ステージ１のｘ軸方向への移動量Ｘは一致し
ない。このため、移動ステージ１をｘ軸方向に移動させ
ようとした場合、実際の移動ステージ１の移動量はＸ＝
Ｌｃｏｓθの関係となる。他の摺動部８ｂ乃至８ｆに関
しても同様である。このような実際の移動量Ｘについて
は、詳細に説明するまでもなく、当業者であれば当然に
配慮すべきことであり、ここでの説明は省略する。

【００４８】以上のような本実施の形態１の構成及び作
用により、従来例よりもｘ方向、ｚ方向に対して、前記
リンク３ａ乃至３ｆの回動範囲及びアクチュエータ６ａ
乃至６ｆの伸縮範囲により拘束される移動ステージ１の
可動範囲を、前記摺動部８ａ乃至８ｆの上述した動作で
より拡大したパラレルリンクステージ機構を実現でき
る。尚、前記摺動部８ａ乃至８ｆを移動ステージ１の下
面ではなく、ベース部材２の上面近くに配置した構成で
も、上述した場合と同様な作用を発揮させることができ
る。同様にして、従来例に比べｙ方向に対しても移動ス
テージ１の可動範囲を拡大できる。

【００４９】（実施の形態２）図８は本発明の実施の形
態２の摺動部８ｂの構成を示すものであり、移動ステー
ジ１の下面を移動する摺動部材１０に対して、圧電体９
による変位を拡大する変位拡大機構を付加したものであ
る。

【００５０】摺動部材１０には、変位センサ１１と切り
欠き１７が設けられ、切り欠き１７内に球１８が組み込
まれている。また、この球１８に圧電体９を当接してい
る。前記摺動部材１０を小型に構成しようとした場合、
必然的に圧電体９も小さくしなければならないが、これ
により、圧電体９の変位量が小さくなってしまう。

【００５１】本実施の形態２は、この圧電体９の変位を
拡大するために構成したものであり、圧電体９に電圧を
印加しない場合は、摺動部材１０と棒体１２とは摺動可
能状態である。圧電体９に電圧を印加すると圧電体９は
伸長し、球１８を押す。このとき切り欠き１７はヒンジ
部２５を支点として図８に示す矢印ａ、ｂ方向に開き、
これにより、摺動部材１０は棒体１２に強固に固定され
る。

【００５２】棒体１２がない場合、棒体１２の位置での
切り欠き１７の変位量αは、圧電体の変位量をβとし、
ヒンジ２５から球１８までの距離をＳ1 、球１８から棒
体１２までの距離をＳ2 とすればα＝（Ｓ2 ／Ｓ1 ）β
となる。

【００５３】即ち、棒体１２が摺動部材１０と嵌合して
いる状態で圧電体９に電圧を印加すると、圧電体９が小
型で変位量βが小さくても、摺動部材１０は棒体１２に
強固に固定されることになる。

【００５４】以上のような構成及び作用により、圧電体
９に印加する電圧を調整することで、圧電体９の変位量
βを拡大して摺動部材１０を棒体１２に対して強固に固
定状態とすることが可能となる。他の摺動部８ａ、摺動
部８ｃ乃至８ｆについても同様である。

【００５５】（実施の形態３）図９は実施の形態３を示
すものであり、摺動部８ｂにおける摺動部材１０と棒体
１２の固定のために小型の圧電駆動型送りねじ（例え
ば、ニューフォーカス社製「ピコモータ」がこのタイプ
にあたる）を使用した場合を示している。本実施の形態
３は、実施の形態２と同様の目的でなされており、摺動
部材１０と棒体１２とを固定又は摺動可能状態とするも
のである。

【００５６】図９において、摺動部材１０に組み込んだ
圧電体９に対する電圧の印加により、ねじ１９を棒体１
２の方向へ送りその先端部を棒体１２を摺動部材１０に
突き当ることで、摺動部材１０と棒体１２とは固定さ
れ、逆方向に送ることで、摺動部材１０と棒体１２は摺
動可能となる。

【００５７】（実施の形態４）図１０は実施の形態４を
示すものであり、摺動部８ｂにおける摺動部材１０が移
動ステージ１の下面を自動的に往復移動する往復移動機
構を組み込んだ構成を示すものである。

【００５８】前記摺動部材１０には、実施の形態３と同
様な圧電駆動型送りねじをその軸線を水平方向にして組
み込んでおり、圧電体９と外周にねじを設けた棒体２１
とにより構成している。

【００５９】前記棒体２１の両端は、移動ステージ１の
下面において一対のボールベアリング２０により回転可
能に持されている。

【００６０】前記圧電体９に電圧を印加することで、棒
体２１が回転し、摺動部材１０をｘ方向に移動する。本
実施の形態４によれば、リンク３ｂに組み込まれたアク
チュエータ６ｂを伸縮させずに摺動部材１０を移動ステ
ージ１の下面に沿って往復移動させることができる。

【００６１】図１１は、前記圧電駆動型送りねじの具体
例を示すものであり、ねじ１９を挟むようにして、この
ねじ１９との当接面に各々ねじ１９と螺合するねじ部を
設けた一対の圧電体９ａ、９ｂを板ばね２２を介在させ
つつ配置するとともに、ねじ１９にさらにねじ体２３を
螺合させ、一対の圧電体９ａ、９ｂに電圧を印加してこ
の一対の圧電体９ａ、９ｂを図１１に示すように矢印
ｃ、ｄ方向に往復駆動し、矢印ｃ方向への往駆動により
ねじ１９を回転させ、矢印ｄ方向への復駆動により一対
の圧電体９ａ、９ｂを板ばね２４によりねじ１９から離
して元の位置へ復帰させる動作を繰り返し、これによ
り、ねじ１９を図１１に示す矢印ｅ方向に進行させるよ
うにしたものである。また、この逆方向（−ｅ方向）へ
のねじ１９の進行は、上述の往復駆動の逆であるから、
ここでは説明を省略する。

【００６２】以上説明した本発明によれば、以下の構成
を付記できる。 （１）ベース部材と移動ステージを、伸縮可能なリンク
で接続したパラレルリンクステージ機構において、前記
移動ステージ又は前記ベース部材と前記リンクとの連結
部が、摺動可能に連結されていることを特徴とするパラ
レルリンクステージ機構。この構成によれば、前記移動
ステージ又は前記ベース部材と前記リンクとの連結部
を、摺動可能に連結したので、前記連結部の位置を摺動
させて位置変更を行うことで、移動ステージの移動範囲
を拡大できる。

【００６３】（２）前記移動ステージ又は前記ベース部
材と前記リンクとの連結部は、摺動部材と、前記摺動部
材を移動、停止させる圧電アクチュエータと、前記摺動
部材の移動量を検出する変位センサとを具備したことを
特徴とする付記１記載のパラレルリンクステージ機構。
この構成によれば、移動ステージの移動範囲を拡大でき
るととも、摺動部材の移動量を検出して移動ステージの
位置制御を行うことが可能となる。

【００６４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、構成の大
型化を回避しつつ移動ステージの可動範囲を広くするこ
とが可能なパラレルリンクステージ機構を提供すること
ができる。

【００６５】請求項２記載の発明によれば、構成の大型
化を回避しつつ移動ステージの可動範囲をｘ，ｙ，ｚ３
軸方向に各々広くすることが可能なパラレルリンクステ
ージ機構を提供することができる。

【００６６】請求項３記載の発明によれば、圧電アクチ
ュエータに対する印加電圧の有無により、摺動部材の移
動ステージ又はベース部材に対する固定又は固定解除を
行うことで、前記リンクの伸縮範囲及び回動範囲にかか
わらず、移動ステージの移動範囲を拡大することができ
るパラレルリンクステージ機構を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態１のパラレルリンクステージ機構
の概略斜視図である。

【図２】本実施の形態１のｘｚ平面で向かい合う２本の
リンクを代表例として示した概略側面図である。

【図３】図２中のＡ部の拡大断面図である。

【図４】本実施の形態１のパラレルリンクステージ機構
の移動ステージのｘ方向の移動動作を示す説明図であ
る。

【図５】本実施の形態１のパラレルリンクステージ機構
の移動ステージの＋ｚ方向の移動動作を示す説明図であ
る。

【図６】本実施の形態１のパラレルリンクステージ機構
の移動ステージの−ｚ方向の移動動作を示す説明図であ
る。

【図７】本実施の形態１のパラレルリンクステージ機構
の棒体の配置を示す概略説明図である。

【図８】本発明の実施の形態２のパラレルリンクステー
ジ機構の摺動部の構成を示す概略図である。

【図９】本発明の実施の形態３のパラレルリンクステー
ジ機構の摺動部の構成を示す概略図である。

【図１０】本発明の実施の形態４のパラレルリンクステ
ージ機構の摺動部の構成を示す概略図である。

【図１１】本発明の実施の形態３、４で用いる圧電駆動
型送りねじの具体例を示す斜視図である。

【図１２】従来のパラレルリンクステージ機構を示す斜
視図である。

【図１３】従来のパラレルリンクステージ機構のｘｚ平
面で向かい合う２本のリンクを代表例として示した概略
側面図である。

【図１４】従来のパラレルリンクステージ機構の２本の
リンクの取り付け例を示す概略側面図である。

【図１５】従来のパラレルリンクステージ機構の２本の
リンクの他の取り付け例を示す概略側面図である。

【符号の説明】

１ 移動ステージ ２ ベース部材 ３ａ乃至３ｆ リンク ４ａ乃至４ｆ ボールジョイント ５ａ乃至５ｆ ボールジョイント ６ａ乃至６ｆ アクチュエータ ８ａ乃至８ｆ 摺動部 ９ 圧電体 １０ 摺動部材 １１ 変位センサ １２ 棒体 １３ 摩擦部材 １４ 圧電部材 １５ 圧電アクチュエータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース部材と移動ステージとを、伸縮可
   能で、かつ、回動可能なリンクで連結したパラレルリン
   クステージ機構において、 前記リンクと、前記移動ステージ又は前記ベース部材と
   の連結部に、このリンクの伸縮範囲及び回動範囲に拘束
   される前記移動ステージの移動範囲を拡大する移動範囲
   拡大機構を設けたこと、を特徴とするパラレルリンクス
   テージ機構。
2. 【請求項２】 ベース部材と移動ステージとを、アクチ
   ュエータにより伸縮可能で、かつ、ボールジョイントを
   用いて回動可能に構成したリンクで連結したパラレルリ
   ンクステージ機構において、 前記リンクと、前記移動ステージ又は前記ベース部材と
   の連結部に、このリンクの伸縮範囲及び回動範囲に拘束
   される前記移動ステージのｘ，ｙ，ｚ３軸方向の移動範
   囲を拡大する移動範囲拡大機構を設けたこと、を特徴と
   するパラレルリンクステージ機構。
3. 【請求項３】 前記移動範囲拡大機構は、前記リンクの
   前記移動ステージ又は前記ベース部材との連結部に配置
   したこの移動ステージ又はベース部材に対して摺動可能
   な摺動部材と、印加電圧の有無によりこの摺動部材の移
   動ステージ又はベース部材に対する固定又は固定解除を
   行う圧電アクチュエータとから構成したこと、 を特徴とする請求項１又は２記載のパラレルリンクステ
   ージ機構。