JPS63140159A - 微小位置決め装置 - 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 本発明は微小位置決め装置に関し、特にテーブルを送り
ねじにて粗動させた後微小送り手段で微小位置決めを行
うようにした微小位置決め装置に関するものである。

従来の技術 従来、電子部品や精密部品の製造装置や測定装置などに
おいて、テーブルを高い位置決め１１１度で送ることが
要求される場合、一般にテーブルの送り機構として送り
ねじが用いられていた。しかし、近年ではく）、１μｍ
−０，００５μ嗜というようなオーダーの一層精度の高
い微小位置決め￥；、置が要求されるようになってきて
おり、そのような要求に対処しようとすものとして、送
りねじと圧電素子とを組み合わせた微小位置決めｉ置が
提案されている。これを第６図及びｔｊＳ７図によって
詳細に説明する。ベース３１上のがイドレール３２に沿
って移動自在にテーブル３３が設けられている。

３４は、テーブル３３を〃イドレール３２に沿って移動
自在に支持する空気軸受である。３５は、前記ガイドレ
ール３２と平行に並設された送りねじで、駆動モータ３
６にて回転駆動可能に構成されている。この送りねじ３
５に螺合するナツト３７を保持するナツト保持部材３８
が前記テーブル３３に取付けられたー・対の取付プラツ
ク）　３９ａ　。

３９ｂ間にナツト３７の細心方向に相対移動可能にかつ
回転不可に保持されている。そして、一方の取付プラグ
ｙ）３９ａとナツト保持部材３８間には圧電索子４０が
介装され、ナツト保持部材３８と他方の取付プラツク）
３９ｂ間には圧縮ばね４１が介装されている。そして、
前記送りねじ３５を回転させることにより、ナツト３７
、ナツト保持部材３８、圧電素子４０と圧縮ばね４１及
び取付ブラケット３９ａ、３９１＋を介してテーブル３
３を岨勤送りした後、圧電素子４０１：電圧を印加して
伸縮させることにより、ナツト保持部材３８を反力受け
として取付プラツク）３９ａ、３９ｂを介してテーブル
３３を微小送りするように構成されている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、このような構成では微小送り動作時の基準を
送りねじ系のナツト保持部材３８から得ているため、送
りねじ３５とナツト３７間のバックラッシュを無くした
としてもそれらの開の接触面における弾性、送りねじ３
５のスラスト軸受の弾性、スラストの作用による送りね
じ３５及１駆動モータ３６の回転等のために基準の剛性
が低く、そのため基準位置が完全に固定せず、食小位置
決めの精度が低くなるという問題がある。又、このよう
な問題を解消するため送りねじ系の剛性を高めるには、
高価となるという問題がある。さＣ）に、駆動モータを
作動状態にしてナツトの位置を保持しておく必要がある
ため、その駆動モータの振動がテーブルに伝わって位置
決め精度が悪くなるという問題もある。

本発明は上記従来の問題、αに鑑み、微小送り時の基準
の剛性を高くでき、安価に位置決め精度を高（できる微
小位置決め装置を提供することを目的とする。

問題、慨を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、ベース上にテーブル
を移動可能に配設し、このテーブルの移動方向に沿う送
りねじとこの送りねじを回転駆動する駆動モータをベー
ス上に設け、前記送りねじに螺合するナツトをテーブル
に結合し、前記テーブルの移動方向に沿って延する微動
軸を設け、この微動軸をその細心方向に駆動する微小送
り手段をベース上に配設し、かつ前記テーブルに微動輪
に沿って相対移動自在な摺動体を設けるとともに、この
摺動体に微動軸を固定する固定手段を設けたことを特徴
とする。

作用 本発明は上記構成を有するので、駆動モータを駆動して
送りねじを回転させることによってナンドを介してテー
ブルを粗動送りし、次に摺動体の固定手段を作動させる
ことによってテーブルを微動輪に固定し、その後微小送
り手段を作動させて微動軸とともにテーブルを微小送り
することによリテーブルを高精度で位置決めすることが
できる。

その際、微動軸の剛性を高めることによって送りねじ系
とは無関係に位置決め精度を高くできる。

しかも微動軸は真直紬でよいので安価に得られる。

又、微小送り時にはテーブルは微！ｌ！ｌＪ紬に固定さ
れるため、送りねじによる位置保持は不要であり、駆動
モータをフリーの状態にすることによって駆動モータの
振動によるテーブルの位置決め精度の低下も無（すこと
ができる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図〜第５図を参照しながら
説明する。

第１図及び第２図に示すｔＩＳ１実施例において、１は
ベースで、その上にテーブル２を一方向に移動案内する
ガイド部材３が配設されでいる。４はガイド部材３に沿
って移動自在な空気軸受で、テーブル２の移動方向両端
部の下面に取付けられ、テーブル２を移動自在に支持し
ている。５は、ベース１上に固定されたブラケット６に
て一端部が回転自在に支持された送りねじで、その細心
はテ−プル２の移動方向に沿うように配設され、かつそ
の他端側はテーブル２の移動方向一端面に閉設された挿
通穴７内に挿入されるとともにこの挿通穴７の開口部に
配置固定されたナツト８に螺合されている。この送りね
じ５の一端はカップリング９を介して前記ブラケット６
に取付けられた駆動モー２１０に連結されている。１１
は、真直軸からなる微動軸で、前記〃イド部材３と平行
に配設されており、その両端部はスラスト軸受１２ａ１
１２ｂにて軸心に対して垂直な平面に沿って移動可能に
支持され、かつスラスト軸受１２ａと前記ブラケット６
の間に圧電素子１３が介装され、スラスト軸受１２ｂと
ベース１上のブラケット１５との間に弾性体１４が介装
されている。テーブル２の下面には微動軸１１に沿って
相対移動自在な摺動体１６が取付けられ、この摺動体１
６に微動軸１１を固定する固定手段１７が配設されてい
る。

この固定手段１７は、摺動体１６に微動軸１１の外周面
に対向するように３方向の噴出口１８ａ、１８ｂ、１８
ｅを形成するとともに圧力流体を供給するように構成さ
れており、これら噴出口１８ａ、１８ｂ、１８ｃから均
等に圧力流体を噴出させているときにａ動軸１１と摺動
面との間に均等な隙間を生じて固定解除状態となり、１
つの噴出口１８ａからの噴出を停止し残りの２方向から
圧力流体を噴出させているときに圧力流体によって微動
軸１１が摺動体１６の摺動面に押し付けられて摩擦力で
固定状態となるように成されている。

次に、以上の構成による動作を説明する。まず、テーブ
ル２を粗動送りするため、駆動モータ１０を駆動して送
りねじ５を回転させると、この送りねじ５に螺合してい
るナツト８を介してテーブル２が粗動送りされる。次に
、摺動体１６の固定手段１７を作動させることによって
テーブル２を微動軸１１に固定するとともに、駆動モー
２１０をフリーにする。その後、圧電素子１３を作動さ
せて弾性体１４の付勢力に抗して微動軸１１を微小送り
することにより、これに固定されたテーブル２を高精度
で位置決めすることができる。その際、剛性の高い微動
軸１１を用いてこれにテーブル２を固定し、この微動軸
１１を微小送りすることによって、送りねじ５とは無関
係に位置決め精度を高くできる。又、駆動モータ１０は
７リーの状態であるため、振動がテーブル２に伝わって
位置決め精度を低下させることもないのである。

上記実施例では、固定手段１７として圧力流体にて微動
軸１１を摺動体１６に押し付けるようにしたものを例示
したが、第３図に示す第２実施例のように、微動軸１１
の両側面に断面台形状の係合溝２１を形成し、この係合
溝２１内に嵌入してそのテーパ面に係合可能なくさび状
部材２２を摺動体１６に設け、摺動体１６内に内蔵した
小形モータ２３にて回転駆動されるねじ袖２４にて前記
くさび状部材２２を出退動作させ、くさび状部材２２を
係合溝２１のテーパ面に押し付けて固定するようにした
固定手段を採用することもできる。

又、前記小形モータ２３とねじ紬２４の組み合わせに代
えてシリング装置を用いても良い。

さらに、上記実施例では、微動軸１１の微小送り手段と
して圧電素子１３を用いたものを例示したが、第５図及
び第６図に示す第３実施例のように、微動軸１１の両端
に配設した静圧軸受２５にて微小送り手段を構成するこ
ともできる。即ち、微動軸１１の両端面を前記ブラケッ
ト６及び１５の対向面と適当な隙間をあけて近接位置さ
せるとと６にその面積を広くして受圧面２６ａ、２６ｂ
とし、前記ブラケット６及び１５に、それぞれの受圧面
２６ａ、２６ｂに向かって圧力流体を噴出する噴出口２
７ａ、２７ｂを形成し、これら噴出口２７ａ、２７ｂに
対してそれぞれ適当に設定された圧−ｈ流体を圧力ｉ１
′４整器２８から供給するように構成してもよい。

この実施例においては、第５図に示すように、微動軸１
１の両端の受圧面２６ａ、２６ｂにおける圧力Ｐ０は常
に同圧となった状態で微動軸１１はバランスしでおり、
それぞれの受圧７１ｊ２６ａ。

２６１）と噴出口２７ａ、２７ｂとの間の隙間ｄ１、ｄ
２は、噴出口２７ａ、２７ｂにおける圧力流体の圧力ｐ
、、ｐ２と一定の対応関係を有している。

従って、噴出口２７ａ、２７ｂにおける圧力を調整する
ことによって隙間ｄ、、　ｄ、を調整することができ、
それによって微動軸１１を微小送りすることができるの
である。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば
微ｒｊ！ｈＭ１１の微小送り手段も上記実施例以外にも
種々の手段を採用することができ、また微動軸１１の固
定手段１７も各種制ＥＪｓｍ構を採用することができる
。又、送りねじ５に蝶合するナツト８とテーブル２の結
合構造も任意に設計することができる。

発明の効果 本発明の微小位置決め装置によれば、以上のようにテー
ブルを送りねじで粗動送りした後、４？ｆｆ動体の固定
手段を作動させてテーブルを１１動軸に固定し、その後
微小送り手段を作動させて微動軸とともにテーブルを微
小送りするため、微！ｉｌＪ軸の剛性を高めることによ
って送りねじ系とは無関係に微小送り時における位置決
め精度を高くでき、しかも微動軸は真直軸でよいので安
価に得られ、さらに微小送り時にはテーブルは微動軸に
固定されるため、送りねじによる位置保持は不要であり
、駆動モータを７９−の状態にすることにより駆動モー
タの振動によろテーブルの位置決め精度の低下も無くな
る等、大なる効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

ｔｊＳ１図及１第２図は本発明の第１実施例を示し、＄
１図は縦断正面図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線断面
図、ｔｐＪ３図は本発明の＠２実施例における固定手段
の縦断側面図、第４図及び第５図は本発明の第３実施例
を示し、第４図は縦断正面図、第５図は微小送Ｉ）手段
の作用説明図、第６図及び第７図は従来例を示し、！ｊ
ｔＪ６図はテーブルの一部を欠設して示した斜視図、第
７図は縦断正面図である。 １・・・・・・・・・ベース ２・・・・・・・・・テーブル ５・・・・・・・・・送りねじ ８・・・・・・・・・ナツト １０・・・・・・・・・駆動モータ １１・・・・・・・・・徴勤紬 １３・・・・・・・・・圧？ｉ！素子 １６・・・・・・・・・摺動体 １７・・・・・・・・・固定手段 ２５・・・・・・・・・静圧軸受。 代Ｊ！Ｉ！ｈｒ、ｂｂ弁理士　中尾敏男　はか１名第４
図 ２５・・静圧ＭＪ受 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベース上にテーブルを移動可能に配設し、このテ
   ーブルの移動方向に沿う送りねじとこの送りねじを回転
   駆動する駆動モータをベース上に設け、前記送りねじに
   螺合するナットをテーブルに結合し、前記テーブルの移
   動方向に沿って延びる微動軸を設け、この微動軸をその
   軸心方向に駆動する微小送り手段をベース上に配設し、
   かつ前記テーブルに微動軸に沿って相対移動自在な摺動
   体を設けるとともに、この摺動体に微動軸を固定する固
   定手段を設けたことを特徴とする微小位置決め装置。
2. （２）微小送り手段が、微動軸の一方の軸端に配設した
   圧電素子から成る特許請求の範囲第１項に記載の微小位
   置決め装置。
3. （３）微小送り手段が、微動軸の両軸端に配設した静圧
   軸受から成る特許請求の範囲第１項に記載の微小位置決
   め装置。