JPS63110979A - ブレ−キ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電素子を利用したブレーキ装置に関するも
のである。

〔従来の技Ｖ／ｇ〕− ブレーキ装置は各種の機械に用いられているが本発明は
極めて正確な位置に可動部を停止さけることができるブ
レーキ装置に関するものであるゆえ、本明１１１富では
「ｖ１密位置決めステージ」を具体例に取って発明の説
明を行なう。精密位置決めステージは、例えば精密な動
作を要求されるｉ器等に組込まれる。

従来の位置決めステージは特にブレーキ機構を持たず、
可動部を動かすモータ等を停止させることにより、可動
部であるステージ部分を追従させて停止させる動作を行
なっていた。この場合モータ等の駆動機構を停止しても
慣性力によりステージ部分はオーバーランをする。従っ
て、所望の正確な位買ヘステージ部分を戻さなければな
らず、所望の位置へ配置するまで時間がかかつてしまう
。

また、停止した俊ち振動が止まらず最終的な位置決めが
終了するまで長い時間がかかる問題もある。

また、伝達機構のボール・ネジ等の剛性だけでステージ
部分の位置をホールドしているので、位置決め後も完全
にステージ部分を停止させることはできない。それは伝
達機構には、通常、バックラッシュ等があり、ストップ
状態でも多少動く余地がある。従って、他からの振動や
外力が加わることによりステージ部分が移動してしまう
のである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来のブレーキ装置は精密に可動部分の停
止位置を決めようとした場合、所望の位置へ可動部を移
動させるまで時間がかかること、停止後も可動部に振動
が発生すること、及び停止位置が外力等によりズしてし
まうこと等の問題がある。

本発明の目的は、圧電素子を用い、高速に可動部を停止
させ、停止後の振動を防ぎ、かつ位置決め後も可動部が
外力で移動してすることがないブレーキ装置を提供する
ことである。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決するために支持部材（１）
と、この支持部材（１）に沿って移動する可動部材（２
）と、この可動部材（２）を停止させるブレーキ手段と
を有した装置において、 支持部材（１）と可動部材（２）の間に設けた間隙部（
ｄ）と、 この間隙部（ｄ）に配置され、支持部材（１）又は可動
部材（２）のどららか一方に一端が固定された圧電素子
（３）と、 この圧電素子（３）へ駆動電圧を与える手段と、からな
る手段を講じたものである。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に係るブレーキ装置を用いた位置決め
装置の一実施例を示した図である。同図の（１）図は位
置決め装置を上から見た図であり、（２）図は横から見
た図である。第１図において、１は支持部材であるガイ
ドであり、例えば７字形の溝を有しており、この溝に沿
って可動部材であるテーブル２がＡＢ矢印方向へ移動で
きるようになっている。ガイド１とテーブル２の間には
間隙部ｄが設けられている。なお間隙部ｄの間隙幅は、
第１図（２）に示す如くｄであるとする。そして、この
間隙部ｄに圧電素子３が設けられる。圧電素子３は第１
図ではその一端がテーブル２へ固定されているが、ガイ
ド１の方へ固定しても良い。この圧電素子３は例えばＰ
ＬＺＴ等で構成することができる。

圧電素子３は、その両側に電極面（図示せず）が設けら
れており、そこへ加えられた電圧により、厚みが増加又
は減少する動作を行なう。厚みが増加するか減少するか
は、加えられた駆ａ電圧の極性による。ここで、圧電素
子３の厚みが薄い状態時の厚さをｔとすると、（１）式
を満たすようにその形状が定められている。

ｔ＝ｄ−δ　　　　　　　　　　　　　　　（１）そし
て圧電素子３の厚さが増加状態となった時のｊみの増加
分をΔｔとすれば、（２）式が満足されるようにその形
状が設計されている。

ｄ−δくｔ＋Δｔ（２） δの一例を上げれば、δは数１０ミクロン位の値である
。

なお、第１図装置のテーブル２はモータ等の駆動機構に
より移動される構成になっているが、この駆動機構部分
は本発明に直接関係しないのでその図示を省略しである
。

第２図は第１図装置の圧電素子３の厚みを変化させるた
めの駆ｅ電圧を与える電気回路を示し、ブレーキ装置と
しての動作が分るように描いた図である。第２図におい
て、ＥはＮＷＡであり、Ｓはスイッチである。そして、
この電気回路は各圧電素子３の両面に設けられた電極面
に接続され、この２つの電極の間に電圧Ｅが加えられる
ように接続されている。

第２図を参照しながら第１図装置の動作を説明する。

圧電素子３は電極面に加えられる駆動電圧の極性により
、その厚さが減少したり増加したりするが、本明ｍ書で
は、駆動電圧Ｅを加えることによりその厚さが増加する
として説明する。

スイッチＳがオフの時（第２図の（１）図）は、圧電素
子３には駆動電圧Ｅは印加せず、その厚さｔは（１）式
を満たしている。即ち、第２図の（１）図に示すように
空隙δが存在している。従って、テーブル２は、モータ
等の駆動機構により、ガイド１に沿って任意の位置に移
動することができる。

スイッチＳがオンの時（第２図の（２）図）は、圧電素
子３に駆動電圧Ｅが印加され、圧電素子の厚さはΔｔだ
番プ増加するように動作する。そして、（２）式の状態
（第２図の（２）図）となるので、圧電素子３はガイド
１の側壁を押すようになり、その結果子ずる摩擦のため
テーブル２は停止し、その位置でホールドされる。

圧電素子は、応答性が良いため高速に可動部（テーブル
２）を停止させることができ、また発生する応力も数１
０Ｋ　Ｏと大きいため停止後の可動部の振動も押えるこ
とができる。従って安定した停止状態を保つことができ
る。

再び可動部２を移動するには、第２図の（３）図のよう
にスイッチＳをオフとして圧電素子３に加える駆動電圧
Ｅをなくせば、圧電素子３の厚みは減少し、ブレーキは
解除される。

なお、第１図では可動部（テーブル２）へ４個の圧電素
子を設けた例で説明したが、圧Ｍ素子の数を限定するわ
番ノではない。

（本発明の効果） 以上述べたように圧電素子を用いているため次の効果が
得られる。

■　高速にかつ確実に可動部を停止させることができる
。

■　停止のホールド状態において、振動や外力により可
動部が移動したりすることがない。伝達機構に起因する
バックラッシュがないためである。

■　圧電素子を複数個設けているため、それぞれの印加
電圧を変えることにより位置決め後の可動部の水平方向
（第１図のＣＤ矢印）の位置ずれを補正することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るブレーキ装置を用いた位置決め装
置の一実施例を示した図、第２図はブレーキ装置として
の動作が分るように描いた図である。 １・・・支持部材（ガイド）、２・・・可動部材（テー
ブル）、３・・・圧電素子、Ｅ・・・電源、Ｓ・・・ス
イッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　支持部材（１）と、この支持部材（１）に沿つて移動
   する可動部材（２）と、この可動部材（２）を停止させ
   るブレーキ手段とを有した装置において、 支持部材（１）と可動部材（２）の間に設けた間隙部（
   ｄ）と、 この間隙部（ｄ）に配置され、支持部材（１）又は可動
   部材（２）のどちらか一方に一端が固定された圧電素子
   （３）と、 この圧電素子（３）へ駆動電圧を与える手段と、を備え
   たことを特徴とするブレーキ装置。