KR102499992B1 - Support apparatus - Google Patents

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KR102499992B1
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나오토 후세
유고 시바타
스나오 엔도
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캐논 가부시끼가이샤
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
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    • B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
    • G—PHYSICS
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Abstract

[과제] 물체의 위치 및 자세의 조정을 가능하게 하면서 해당 물체를 높은 강성으로 지지한다.
[해결 수단] 물체를 지지한다는 것은, 상기 물체의 서로 다른 개소를 각각 지지하는 3개의 지지 기구를 구비하고, 상기 3개의 지지 기구의 각각은, 조정 기구와, 상기 조정 기구에 의해 지지되는 응력 흡수 기구를 포함하고, 상기 조정 기구는, 고정 부재와, 상기 고정 부재에 의해 지지된 가동 부재를 포함하고, 상기 응력 흡수 기구는, 상기 물체를 지지하는 지지 부재와, 제1 방향에 평행한 제1 축의 둘레의 회전, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향, 상기 제2 방향에 평행한 제2 축의 둘레의 회전, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레의 회전에 관하여 자유도를 갖고, 상기 제1 방향 및 상기 제3 방향에 관해서는 자유도를 갖지 않도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는 결합 부재를 포함하고, 상기 가동 부재는, 상기 제1 방향으로 자유도를 갖는 한편, 적어도 상기 제3 방향으로 자유도를 갖지 않도록 상기 고정 부재에 의해 지지되고, 상기 3개의 지지 기구는, 상기 3개의 지지 기구가 각각 배치된 위치를 정점으로 하는 삼각형의 외접원의 내측으로 각각의 상기 제2 방향이 향하도록 배치된다.[Task] Support the object with high rigidity while enabling the adjustment of the object's position and posture.
[Solution Means] Supporting an object includes three support mechanisms each supporting different parts of the object, and each of the three support mechanisms includes an adjustment mechanism and a stress absorber supported by the adjustment mechanism. a mechanism, wherein the adjustment mechanism includes a stationary member and a movable member supported by the stationary member, wherein the stress absorbing mechanism comprises: a support member for supporting the object; and a first direction parallel to a first direction. Rotation around an axis, a second direction orthogonal to the first direction, rotation around a second axis parallel to the second direction, and a third direction parallel to a third direction orthogonal to the first and second directions a coupling member that couples the movable member and the supporting member so as to have a degree of freedom with respect to rotation around an axis and have no degree of freedom with respect to the first direction and the third direction, wherein the movable member comprises: while having a degree of freedom in a direction and having no degree of freedom in at least the third direction, the three support mechanisms are formed of a triangular circumscribed circle having a vertex at a position where the three support mechanisms are respectively disposed. It is disposed so that each of the second directions is directed inwardly.

Figure R1020190111990
Figure R1020190111990

Description

지지 장치 {SUPPORT APPARATUS}Support device {SUPPORT APPARATUS}

본 발명은, 물체를 지지하는 지지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a support device for supporting an object.

물체를 변형시키지 않고, 물체의 표면의 법선 방향과 그것에 직교하는 2방향에 각각 평행한 2축의 둘레의 회전에 관하여 물체의 위치 및 자세를 조정 가능하고, 높은 강성을 갖는 지지 장치가 요구되고 있다. 특허문헌 1에는, 3개의 압전 액추에이터를 사용하여 θZ 스테이지 상에 메인 스테이지를 보유 지지하는 정밀 스테이지 장치가 기재되어 있다. 각 압전 액추에이터는, 적층 압전 소자와, 적층 압전 소자에 의해 구동되는 구면 힌지를 가지며, 구면 힌지가 메인 스테이지에 결합되어 있다. 구면 힌지는, 적층 압전 소자의 구동 방향에 관해서는 높은 강성을 갖고, 다른 방향에 관해서는 약한 탄성을 갖는다.There is a demand for a support device having high rigidity, capable of adjusting the position and attitude of an object in relation to rotation around two axes parallel to the normal direction of the surface of the object and two directions orthogonal thereto, without deforming the object. Patent Literature 1 describes a precision stage device holding a main stage on a θZ stage using three piezoelectric actuators. Each piezoelectric actuator has a multilayer piezoelectric element and a spherical hinge driven by the multilayer piezoelectric element, and the spherical hinge is coupled to the main stage. The spherical hinge has high rigidity in the driving direction of the multilayer piezoelectric element and weak elasticity in other directions.

일본 특허 제2780817호 공보Japanese Patent No. 2780817

특허문헌 1에 기재된 정밀 스테이지 장치에서는, 메인 스테이지가 기울 때, 메인 스테이지로부터 구면 힌지에 대해서 XY 평면 방향의 힘이 작용한다. 이때, 구면 힌지는, 용이하게 XY 평면 방향으로 탄성 변형하므로, 메인 스테이지 자체에 과대한 변형 응력이 발생하는 경우가 없다. 그러나, 구면 힌지는, 적층 압전 소자의 구동 방향 이외의 방향(XY 평면 방향)에 대해서는 강성이 작으므로, 메인 스테이지를 높은 강성으로 지지할 수 없다.In the precision stage apparatus described in Patent Literature 1, when the main stage tilts, force in the XY plane direction acts from the main stage to the spherical hinge. At this time, since the spherical hinge easily elastically deforms in the XY plane direction, excessive deformation stress does not occur in the main stage itself. However, since the spherical hinge has low rigidity in directions other than the driving direction of the multilayer piezoelectric element (XY plane direction), the main stage cannot be supported with high rigidity.

본 발명은, 물체의 위치 및 자세의 조정을 가능하게 하면서 해당 물체를 높은 강성으로 지지하기 위해서 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an advantageous technique for supporting an object with high rigidity while enabling adjustment of the position and posture of the object.

본 발명의 하나의 측면은, 물체를 지지하는 지지 장치에 관련되며, 상기 지지 장치는, 상기 물체의 서로 다른 개소를 각각 지지하는 3개의 지지 기구를 구비하고, 상기 3개의 지지 기구의 각각은, 조정 기구와, 상기 조정 기구에 의해 지지되는 응력 흡수 기구를 포함하고, 상기 조정 기구는, 고정 부재와, 상기 고정 부재에 의해 지지된 가동 부재를 포함하고, 상기 응력 흡수 기구는, 상기 물체를 지지하는 지지 부재와, 제1 방향에 평행한 제1 축의 둘레의 회전, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향, 상기 제2 방향에 평행한 제2 축의 둘레의 회전, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레의 회전에 관하여 자유도를 갖고, 상기 제1 방향 및 상기 제3 방향에 관해서는 자유도를 갖지 않도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는 결합 부재를 포함하고, 상기 가동 부재는, 상기 제1 방향으로 자유도를 갖는 한편, 적어도 상기 제3 방향으로 자유도를 갖지 않도록 상기 고정 부재에 의해 지지되고, 상기 3개의 지지 기구는, 상기 3개의 지지 기구가 각각 배치된 위치를 정점으로 하는 삼각형의 외접원의 내측으로 각각의 상기 제2 방향이 향하도록 배치되어 있다.One aspect of the present invention relates to a support device for supporting an object, wherein the support device includes three support mechanisms respectively supporting different portions of the object, each of the three support mechanisms comprising: an adjusting mechanism and a stress absorbing mechanism supported by the adjusting mechanism, wherein the adjusting mechanism includes a fixed member and a movable member supported by the fixed member, wherein the stress absorbing mechanism supports the object. rotation around a first axis parallel to the first direction, rotation around a second direction perpendicular to the first direction, and a second axis parallel to the second direction; A coupling that engages the movable member and the support member so as to have a degree of freedom with respect to rotation about a third axis parallel to a third direction orthogonal to the two directions and to have no degree of freedom with respect to the first direction and the third direction. a member, wherein the movable member has a degree of freedom in the first direction and is supported by the fixed member so as not to have a degree of freedom in at least the third direction, and the three support mechanisms include: Each of the second directions is disposed toward the inside of a triangular circumscribed circle having a position where each is arranged as an apex.

본 발명에 따르면, 물체의 위치 및 자세의 조정을 가능하게 하면서 해당 물체를 높은 강성으로 지지하기 위해서 유리한 기술이 제공된다.According to the present invention, an advantageous technique is provided for supporting an object with high rigidity while enabling adjustment of the position and posture of the object.

도 1은, 본 발명의 하나의 실시 형태의 지지 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 하나의 실시 형태의 지지 장치에 있어서의 하나의 지지 기구의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 하나의 실시 형태의 지지 장치에 있어서의 하나의 지지 기구의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는, 지지 장치에 있어서의 3개의 지지 기구의 배치의 하나의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는, 지지 장치에 있어서의 3개의 지지 기구의 배치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 지지 기구에 있어서의 조정 기구의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7은, 지지 기구에 있어서의 응력 흡수 기구의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8은, 지지 기구에 있어서의 응력 흡수 기구의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a support device according to one embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view showing the configuration of one support mechanism in the support device of one embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the configuration of one support mechanism in the support device of one embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a diagram showing an example of arrangement of three support mechanisms in the support device.
5 : is a figure which shows another example of arrangement|positioning of three support mechanisms in a support apparatus.
6 is a diagram showing a modified example of an adjustment mechanism in the support mechanism.
7 is a diagram showing a modified example of the stress absorbing mechanism in the supporting mechanism.
Fig. 8 is a diagram showing another modified example of the stress absorbing mechanism in the supporting mechanism.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 그 예시적인 실시 형태를 통해 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described through its exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1에는, 본 발명의 하나의 실시 형태의 지지 장치(10)의 구성이 나타나 있다. 지지 장치(10)는, 물체(12)를 지지한다. 물체(12)는, 예를 들어 스테이지 또는 척 등의 부재 또는 구조물이어도 되고, 미러 등의 광학 부품이어도 되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 지지 장치(10)는, 물체(12)의 위치 및 자세를 조정 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지 장치(10)는, 물체(12)의 표면의 법선 방향에 있어서의 물체(12)의 위치와, 해당 법선 방향에 직교하는 두 방향에 각각 평행한 두 축의 둘레에 있어서의 물체(12)의 자세(기울기)의 3 자유도를 조정 가능하게 구성될 수 있다. 혹은, 지지 장치(10)는, 지지 장치(10)가 설치된 구조체의 표면의 법선 방향에 있어서의 물체(12)의 위치와, 해당 법선 방향에 직교하는 두 방향에 각각 평행한 두 축의 둘레에 있어서의 물체(12)의 자세(기울기)의 3 자유도를 조정 가능하게 구성될 수 있다.1 shows the configuration of a support device 10 according to one embodiment of the present invention. The support device 10 supports the object 12 . The object 12 may be, for example, a member or structure such as a stage or a chuck, or an optical component such as a mirror, but is not limited thereto. The support device 10 may be configured to be able to adjust the position and attitude of the object 12 . For example, the holding device 10 is configured to determine the position of the object 12 in a direction normal to the surface of the object 12 and the object around two axes parallel to two directions orthogonal to the normal direction. (12) It can be configured to be able to adjust the three degrees of freedom of the posture (inclination). Alternatively, the supporting device 10 is around two axes parallel to the position of the object 12 in the normal direction of the surface of the structure on which the supporting device 10 is installed and two directions orthogonal to the normal direction. The three degrees of freedom of the posture (inclination) of the object 12 of may be configured to be adjustable.

지지 장치(10)는, 물체(12)의 서로 다른 개소를 각각 지지하는 3개의 지지 기구(11)를 구비할 수 있다. 지지 장치(10)는, 추가의 1 이상의 지지 기구(11)를 구비해도 된다. 환언하면, 지지 장치(10)는, 물체(12)의 서로 다른 개소를 각각 지지하는 4 이상의 지지 기구(11)를 구비해도 된다. 일례에 있어서, 지지 장치(10)는, 물체(12)의 서로 다른 개소에 각각 고정된 3개의 결합부(13) 각각을 3개의 지지 기구(11) 중 대응하는 지지 기구(11)가 지지하도록 구성될 수 있다.The supporting device 10 may include three supporting mechanisms 11 each supporting different parts of the object 12 . The support device 10 may be provided with one or more additional support mechanisms 11 . In other words, the support device 10 may include four or more support mechanisms 11 each supporting different locations of the object 12 . In one example, the supporting device 10 is such that a corresponding supporting mechanism 11 of the three supporting mechanisms 11 supports each of the three coupling parts 13 each fixed to a different location of the object 12. can be configured.

도 2에는, 하나의 지지 기구(11)의 구성이 예시되어 있다. 도 3에는, 도 2에 나타난 지지 기구(11)의 단면의 구성이 예시되어 있다. 여기서, 본 명세서 및 도면에서는, 방향을 표현하는 용어로서, 서로 직교하는 방향을 나타내는 제1 방향, 제2 방향, 제3 방향이라는 용어가 사용된다. 제1 방향은, 물체(12)의 표면의 법선 방향 또는, 지지 장치(10)가 설치된 구조체의 표면의 법선 방향일 수 있다. 제1 방향은, 복수의 지지 기구(11)에 있어서 공통되는 방향을 나타내는 용어로서 사용되지만, 제2 방향 및 제3 방향은, 개개의 지지 기구(11)에 있어서의 방향을 나타내는 용어로서 사용된다. 예를 들어, 어떤 지지 기구(11)에 있어서의 제2 방향 및 제3 방향은, 다른 지지 기구(11)에 있어서의 제2 방향 및 제3 방향과는 각각 상이할 수 있다.2, the configuration of one support mechanism 11 is illustrated. In FIG. 3, the structure of the cross section of the support mechanism 11 shown in FIG. 2 is illustrated. Here, in the present specification and drawings, as terms expressing directions, terms such as a first direction, a second direction, and a third direction indicating directions orthogonal to each other are used. The first direction may be a normal direction of the surface of the object 12 or a normal direction of the surface of the structure on which the support device 10 is installed. The first direction is used as a term indicating a common direction in a plurality of support mechanisms 11, but the second direction and the third direction are used as terms indicating directions in individual support mechanisms 11. . For example, the second direction and the third direction in a certain support mechanism 11 may be different from the second direction and the third direction in the other support mechanism 11 , respectively.

각 지지 기구(11)는, 조정 기구(111)와, 조정 기구(111)에 의해 지지되는 응력 흡수 기구(112)를 포함할 수 있다. 응력 흡수 기구(112)는, 결합부(13)를 개재하여 물체(12)를 지지한다. 조정 기구(111)는, 고정 부재(1113)와, 가동 부재(1112)를 포함한다. 도 2의 예에서는, 고정 부재(1113)는, 지지 장치(10)를 설치해야 할 바닥, 하우징, 다이 등의 구조체에 고정될 수 있다. 가동 부재(1112)는, 제1 방향으로만 자유도를 갖도록 고정 부재(1113)에 의해 지지될 수 있다. 조정 기구(111)는, 가동 부재(1112)가 제1 방향으로만 자유도를 갖도록 고정 부재(1113)와 가동 부재(1112)를 결합하는 제1 탄성 부재(1111)를 포함할 수 있다. 제1 방향에 있어서의 가동 부재(1112)의 변위는, 화살표 AR1에 의해 나타나 있다. 제1 탄성 부재(1111)는, 일례에 있어서, 복수의 판 스프링으로 구성되는 평행 링크 구조를 가질 수 있다. 도 2의 예에서는, 제1 탄성 부재(1111)는, 4장의 판 스프링으로 구성되는 평행 링크 구조를 갖는다. 제1 탄성 부재(1111)가 평행 링크 구조를 가짐으로써, 가동 부재(1112)는, 제1 방향으로만 자유도를 갖는다. 즉, 가동 부재(1112)는, 제1 방향 이외의 방향 및 회전에 관해서는, 높은 강성을 갖는다(자유도를 갖지 않음). 단, 후술하는 바와 같이, 가동 부재(1112)는, 제1 방향으로 자유도를 갖는 한편, 적어도 제3 방향으로 자유도를 갖지 않도록 고정 부재(1113)에 의해 지지되어도 된다.Each support mechanism 11 may include an adjustment mechanism 111 and a stress absorbing mechanism 112 supported by the adjustment mechanism 111 . The stress absorbing mechanism 112 supports the object 12 via the coupling portion 13 . The adjustment mechanism 111 includes a fixed member 1113 and a movable member 1112 . In the example of FIG. 2 , the fixing member 1113 may be fixed to a structure such as a floor, a housing, or a die on which the support device 10 is to be installed. The movable member 1112 may be supported by the fixed member 1113 to have a degree of freedom only in the first direction. The adjustment mechanism 111 may include a first elastic member 1111 that couples the fixed member 1113 and the movable member 1112 such that the movable member 1112 has a degree of freedom only in the first direction. The displacement of the movable member 1112 in the first direction is indicated by arrow AR1. The first elastic member 1111, in one example, may have a parallel link structure composed of a plurality of leaf springs. In the example of FIG. 2 , the first elastic member 1111 has a parallel link structure composed of four plate springs. Since the first elastic member 1111 has a parallel link structure, the movable member 1112 has a degree of freedom only in the first direction. That is, the movable member 1112 has high rigidity (has no degree of freedom) in directions and rotations other than the first direction. However, as will be described later, the movable member 1112 may be supported by the fixed member 1113 so as not to have a degree of freedom in at least a third direction while having a degree of freedom in the first direction.

가동 부재(1112)를 제1 방향으로 변위시키는 구성, 환언하면, 제1 방향에 있어서의 가동 부재(1112)의 위치를 조정하기 위한 구성으로서, 나사 기구를 채용할 수 있다. 도 3의 예에서는, 수나사를 갖는 볼트(114)가, 암나사를 갖는 고정 부재(1113)에 고정되어 있다. 볼트(114)의 선단은, 가동 부재(1112)에 맞닿아 있다. 볼트(114)를 회전시킴으로써, 제1 방향에 있어서의 가동 부재(1112)의 위치가 조정될 수 있다. 나사 기구 대신에, 제1 방향에 있어서의 가동 부재(1112)의 위치를 조정하기 위한 구성으로서, 고정 부재(1113)와 가동 부재(1112)의 거리를 조정할 수 있도록, 모터 또는 압전 소자 등의 액추에이터가 마련되어도 된다.As a configuration for displacing the movable member 1112 in the first direction, in other words, as a configuration for adjusting the position of the movable member 1112 in the first direction, a screw mechanism can be employed. In the example of FIG. 3 , a bolt 114 having a male thread is being fixed to a fixing member 1113 having a female thread. The tip of the bolt 114 abuts against the movable member 1112 . By rotating the bolt 114, the position of the movable member 1112 in the first direction can be adjusted. Instead of a screw mechanism, as a configuration for adjusting the position of the movable member 1112 in the first direction, an actuator such as a motor or a piezoelectric element so that the distance between the fixed member 1113 and the movable member 1112 can be adjusted may be provided.

응력 흡수 기구(112)는, 조정 기구(111)의 가동 부재(1112)에 결합된 기초 부재(1125)와, 물체(12)를 지지하는 지지 부재(1124)와, 기초 부재(1125)와 지지 부재(1124)를 결합하는 결합 부재(1120)를 포함할 수 있다. 이 예에서는, 기초 부재(1125)를 개재하여 가동 부재(1112)와 지지 부재(1124)가 결합 부재(1120)에 의해 결합되어 있다. 이 대신에, 기초 부재(1125)를 마련하지 않고, 조정 기구(111)의 가동 부재(1112)와 지지 부재(1124)를 결합 부재(1120)에 의해 직접 결합해도 된다. 결합 부재(1120)는, 제1 방향에 평행한 제1 축의 둘레의 회전, 제2 방향, 제2 방향에 평행한 제2 축의 둘레의 회전, 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레의 회전에 관하여 자유도를 갖도록 가동 부재(1112)(기초 부재(1125))와 지지 부재(1124)를 결합한다. 또한. 결합 부재(1120)는, 제1 방향 및 제3 방향에 관해서는 자유도를 갖지 않도록 가동 부재(1112)(기초 부재(1125))와 지지 부재(1124)를 결합한다.The stress absorbing mechanism 112 includes a base member 1125 coupled to the movable member 1112 of the adjustment mechanism 111, a support member 1124 supporting the object 12, and the base member 1125 and the support. A coupling member 1120 coupling the members 1124 may be included. In this example, the movable member 1112 and the supporting member 1124 are coupled by a coupling member 1120 via a base member 1125 . Alternatively, the movable member 1112 of the adjustment mechanism 111 and the support member 1124 may be directly coupled by the engaging member 1120 without providing the base member 1125 . The coupling member 1120 rotates around a first axis parallel to the first direction, rotates around a second axis parallel to the second direction, and rotates around a third axis parallel to the third direction. The movable member 1112 (base member 1125) and the supporting member 1124 are coupled so as to have a degree of freedom with respect to the frame. also. The coupling member 1120 engages the movable member 1112 (base member 1125) and the support member 1124 so as not to have degrees of freedom in the first and third directions.

제1 방향에 평행한 제1 축의 둘레에 있어서의 지지 부재(1124)의 회전은, 화살표 AR4에 의해 나타나 있다. 제2 방향에 있어서의 지지 부재(1124)의 변위는, 화살표 AR5에 의해 나타나 있다. 제2 방향에 평행한 제2 축의 둘레에 있어서의 지지 부재(1124)의 회전은, 화살표 AR2에 의해 나타나 있다. 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레에 있어서의 지지 부재(1124)의 회전은, 화살표 AR3에 의해 나타나 있다.Rotation of the supporting member 1124 around a first axis parallel to the first direction is indicated by an arrow AR4. The displacement of the support member 1124 in the second direction is indicated by arrow AR5. Rotation of the supporting member 1124 around a second axis parallel to the second direction is indicated by an arrow AR2. Rotation of the supporting member 1124 around a third axis parallel to the third direction is indicated by an arrow AR3.

결합 부재(1120)는, 제2 탄성 부재(1121), 제3 탄성 부재(1122) 및 제4 탄성 부재(1123)를 포함할 수 있다. 제1 탄성 부재(1121)는, 지지 부재(1124)에 대해서 제2 방향에 평행한 제2 축의 둘레의 회전(AR2)의 자유도를 부여하도록, 기초 부재(1125)와 지지 부재(1124)를 결합한다. 제3 탄성 부재(1122)는, 지지 부재(1124)에 대해서 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레의 회전(AR3)의 자유도를 부여하도록, 기초 부재(1125)와 지지 부재(1124)를 결합한다. 제4 탄성 부재(1123)는, 지지 부재(1124)에 대해서 제2 방향의 변위(AR5)의 자유도를 부여하도록, 기초 부재(1125)와 지지 부재(1124)를 결합한다. 제2 탄성 부재(1121) 및 제3 탄성 부재(1122) 중 적어도 한쪽은, 지지 부재(1124)에 대해서 제1 방향에 평행한 제1 축의 둘레의 회전(AR4)의 자유도를 부여하도록 기초 부재(1125)와 지지 부재(1124)를 결합할 수 있다. 제2 탄성 부재(1121), 제3 탄성 부재(1122) 및 제4 탄성 부재(1123)는, 지지 부재(1124)와 기초 부재(1125)의 사이에 직렬로 접속되어 있다.The coupling member 1120 may include a second elastic member 1121 , a third elastic member 1122 , and a fourth elastic member 1123 . The first elastic member 1121 couples the base member 1125 and the support member 1124 so as to give the support member 1124 a degree of freedom of rotation AR2 around a second axis parallel to the second direction. do. The third elastic member 1122 couples the base member 1125 and the support member 1124 so as to give the support member 1124 a degree of freedom of rotation AR3 around a third axis parallel to the third direction. do. The fourth elastic member 1123 couples the base member 1125 and the support member 1124 so as to give the support member 1124 a degree of freedom of displacement AR5 in the second direction. At least one of the second elastic member 1121 and the third elastic member 1122 is a base member ( 1125) and the support member 1124 may be coupled. The second elastic member 1121 , the third elastic member 1122 , and the fourth elastic member 1123 are connected in series between the support member 1124 and the base member 1125 .

도 2의 예에 있어서, 제2 탄성 부재(1121)는, 화살표 AR2의 방향으로의 가요성을 갖는 판 스프링으로 구성되어, 지지 부재(1124)가 화살표 AR2의 방향으로 회전하는 것을 가능하게 한다. 또한, 도 2의 예에 있어서, 제3 탄성 부재(1122)는, 화살표 AR3의 방향으로 가요성을 갖는 판 스프링으로 구성되어, 지지 부재(1124)가 화살표 AR3의 방향으로 회전하는 것을 가능하게 한다. 또한, 제2 탄성 부재(1121) 및 제3 탄성 부재(1122)는, 화살표 AR4의 방향으로 비틀림을 가능하게 하는 길이를 가져, 이에 의해 지지 부재(1124)가 화살표 AR4의 방향으로 회전하는 것을 가능하게 한다. 제1 방향에 있어서의 제2 탄성 부재(1121) 및 제3 탄성 부재(1122)의 길이는 동일해도 되고, 한쪽을 다른 쪽보다 충분히 길게 하여, 비틀림의 기능을 당해 한쪽에 부여해도 된다. 또한, 도 2의 예에 있어서, 제4 탄성 부재(1123)는, 제2 방향으로의 가요성을 갖는 네 판 스프링을 사용한 평행 링크 구조를 갖고, 지지 부재(1124)가 화살표 AR5의 방향으로 변위하는 것을 가능하게 한다. 이상의 구성에 의해, 응력 흡수 기구(112)는, 지지 부재(1124)가 화살표 AR2, AR3, AR4, AR5의 방향 자유도를 부여하고, 다른 방향에 관해서는 자유도를 부여하지 않는다.In the example of FIG. 2 , the second elastic member 1121 is composed of a leaf spring having flexibility in the direction of arrow AR2, enabling the supporting member 1124 to rotate in the direction of arrow AR2. Further, in the example of FIG. 2 , the third elastic member 1122 is composed of a plate spring having flexibility in the direction of arrow AR3, and enables the support member 1124 to rotate in the direction of arrow AR3. . In addition, the second elastic member 1121 and the third elastic member 1122 have lengths that enable twisting in the direction of arrow AR4, thereby allowing the support member 1124 to rotate in the direction of arrow AR4. let it The lengths of the second elastic member 1121 and the third elastic member 1122 in the first direction may be the same, or one may be sufficiently longer than the other to impart a torsion function to the one. 2, the fourth elastic member 1123 has a parallel link structure using four plate springs having flexibility in the second direction, and the support member 1124 is displaced in the direction of arrow AR5 make it possible to do With the above configuration, in the stress absorbing mechanism 112, the support member 1124 gives degrees of freedom in the directions of the arrows AR2, AR3, AR4, and AR5, but does not give degrees of freedom in other directions.

도 4에는, 지지 장치(10)에 있어서의 3개의 지지 기구(11)의 배치의 하나의 예가 나타나 있다. 도 4에 예시되는 바와 같이, 3개의 지지 기구(11)는, 당해 3개의 지지 기구(11)가 각각 배치된 위치를 정점으로 하는 삼각형의 외접원의 내측으로 각각의 제2 방향이 향하도록 배치될 수 있다. 또한, 3개의 지지 기구(11)는, 당해 3개의 지지 기구(11)가 각각 배치된 위치를 정점으로 하는 삼각형의 외접원의 중심으로 각각의 제2 방향이 향하도록 배치될 수 있다. 또한, 다른 관점에 있어서, 3개의 지지 기구(11)는, 당해 3개의 지지 기구(11)가 각각 배치된 위치를 정점으로 하는 삼각형의 무게 중심에 각각의 제2 방향이 향하도록 배치될 수 있다. 3개의 지지 기구(11)가 각각 배치된 위치를 정점으로 하는 삼각형은, 일례에 있어서, 정삼각형이다.4 shows an example of the arrangement of the three support mechanisms 11 in the support device 10 . As illustrated in FIG. 4 , the three support mechanisms 11 are arranged so that their respective second directions are directed toward the inside of a triangular circumscribed circle whose apex is the position at which the three support mechanisms 11 are respectively disposed. can In addition, the three supporting mechanisms 11 may be arranged so that the respective second directions are directed to the center of a circumscribed circle of a triangle having a vertex at a position where the three supporting mechanisms 11 are respectively disposed. In another aspect, the three support mechanisms 11 may be arranged so that the respective second directions are directed to the center of gravity of a triangle having the position where the three support mechanisms 11 are respectively disposed as an apex. . In one example, a triangle having a position where the three supporting mechanisms 11 are respectively disposed is an equilateral triangle.

도 2에 있어서의 화살표 AR2, AR3, AR4의 방향에 관한 지지 부재(1124)의 자유도는, 3개의 지지 기구(11)에 의해 지지되는 물체(12)를 기울인 경우에 물체(12)에 있어서 발생하는 응력을 흡수하여, 물체(12)의 변형을 저감하도록 기능한다. 도 2에 있어서의 화살표 AR5의 방향에 관한 지지 부재(1124)의 자유도는, 3개의 지지 기구(11)에 의해 지지되는 물체(12)를 기울인 경우에 3개의 지지 기구(11)의 각각의 지지 부재(1124)의 상호의 간격의 변화를 허용한다. 따라서, 도 2에 있어서의 화살표 AR5의 방향에 관한 지지 부재(1124)의 자유도도, 물체(12)에 있어서 발생하는 응력을 흡수하여, 물체(12)의 변형을 저감하도록 기능한다.The degrees of freedom of the support member 1124 in the directions of the arrows AR2, AR3, and AR4 in FIG. 2 occur in the object 12 when the object 12 supported by the three support mechanisms 11 is tilted. It functions to reduce the deformation of the object 12 by absorbing stress. The degree of freedom of the support member 1124 in the direction of arrow AR5 in FIG. 2 is the respective support of the three support mechanisms 11 when the object 12 supported by the three support mechanisms 11 is tilted. Allows for variation in the spacing of members 1124 from each other. Accordingly, the degree of freedom of the supporting member 1124 in the direction of arrow AR5 in FIG. 2 also functions to absorb stress generated in the object 12 and reduce deformation of the object 12 .

물체(12)를 기울일 경우, 3개의 지지 기구(11)를 각각 정점으로 하는 삼각형은, 그 중심을 향해서 축소하도록 변형할 수 있다. 따라서, 3개의 지지 기구(11) 중 적어도 하나의 지지 기구(11)는, 그 제2 방향이 외접원의 중심 또는 삼각형의 무게 중심을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 3개의 지지 기구(11) 중 2개의 지지 기구(11)는, 그 제2 방향이 외접원의 중심 또는 삼각형의 무게 중심을 향하도록 배치되는 것이 보다 바람직하다. 또한, 3개의 지지 기구(11)의 모든 제2 방향이 외접원의 중심 또는 삼각형의 무게 중심을 향하도록 배치되는 것이 가장 바람직하다.When the object 12 is tilted, the triangle having each of the three support mechanisms 11 as vertices can be deformed so as to contract toward its center. Therefore, it is preferable that at least one support mechanism 11 of the three support mechanisms 11 be disposed so that the second direction faces the center of the circumscribed circle or the center of gravity of the triangle. In addition, it is more preferable that the two support mechanisms 11 of the three support mechanisms 11 are arranged so that the second direction faces the center of the circumscribed circle or the center of gravity of the triangle. In addition, it is most preferable that all of the second directions of the three support mechanisms 11 are disposed toward the center of the circumscribed circle or the center of gravity of the triangle.

도 5에는, 3개의 지지 기구(11)의 배치의 다른 예가 나타나 있다. 도 5에서는, 3개의 지지 기구(11)를 서로 구별하기 위한 부호 11a, 11b, 11c가 붙어 있다. 도 5의 예에서는, 3개의 지지 기구(11)를 각각 정점으로 하는 삼각형 및 그 외접원을 생각할 수 있다. 도 5의 예에서는, 3개의 지지 기구(11a, 11b, 11c) 중 하나의 지지 기구(11a)는, 그 제2 방향이 삼각형의 무게 중심 및 외접원의 중심으로 향하도록 배치되어 있다. 또한, 3개의 지지 기구(11a, 11b, 11c) 중 2개의 지지 기구(11b, 11c)는, 그것들의 제2 방향이 지지 기구(11a)의 제2 방향에 직교하도록 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서도, 물체(12)를 기울인 경우에 있어서의 물체(12)의 변형을 저감할 수 있다.5 shows another example of the arrangement of the three support mechanisms 11 . In Fig. 5, reference numerals 11a, 11b, and 11c are attached to distinguish the three support mechanisms 11 from each other. In the example of FIG. 5 , triangles and their circumscribed circles each having three support mechanisms 11 as vertices can be considered. In the example of FIG. 5 , one of the three support mechanisms 11a, 11b, and 11c is disposed so that the second direction thereof is directed toward the center of gravity of the triangle and the center of the circumscribed circle. Also, among the three support mechanisms 11a, 11b, and 11c, the two support mechanisms 11b and 11c are arranged such that their second direction is orthogonal to the second direction of the support mechanism 11a. Also in this configuration, deformation of the object 12 can be reduced when the object 12 is tilted.

여기서, 도 4, 도 5는, 3개의 지지 기구(11) 중 적어도 하나의 지지 기구(11)의 제2 방향이 삼각형의 내측을 향하고, 또한, 3개의 지지 기구(11) 중 적어도 하나의 지지 기구(11)의 제2 방향이 다른 지지 기구(11)의 제2 방향과 평행하지 않은 구성을 예시하고 있다. 혹은, 도 4, 도 5는, 3개의 지지 기구(11) 중 적어도 하나의 지지 기구(11)의 제2 방향이 삼각형의 중앙부를 향하고, 또한, 3개의 지지 기구(11) 중 적어도 하나의 지지 기구(11)의 제2 방향이 다른 지지 기구(11)의 제2 방향과 평행하지 않은 구성을 예시하고 있다. 여기서, 삼각형의 중앙부는, 예를 들어 삼각형의 무게 중심을 중심으로 하는 원이며 해당 삼각형의 면적의 30％ 또는 20％ 또는 10％의 면적을 갖는 원 안의 영역일 수 있다.4 and 5, the second direction of at least one support mechanism 11 of the three support mechanisms 11 is toward the inside of the triangle, and also supports at least one of the three support mechanisms 11. A configuration in which the second direction of the mechanism 11 is not parallel to the second direction of the other support mechanism 11 is illustrated. Alternatively, in FIGS. 4 and 5 , the second direction of at least one support mechanism 11 of the three support mechanisms 11 is toward the center of the triangle, and at least one of the three support mechanisms 11 is supported. A configuration in which the second direction of the mechanism 11 is not parallel to the second direction of the other support mechanism 11 is illustrated. Here, the central portion of the triangle is, for example, a circle centered on the center of gravity of the triangle and may be an area within a circle having an area of 30%, 20%, or 10% of the area of the triangle.

본 실시 형태의 지지 장치(10)는, 그것에 의해 지지되는 물체(12)의 변형을 억제하면서, 물체(12)의 표면의 법선 방향에 있어서의 물체(12)의 위치와 해당 법선 방향에 직교하는 두 방향에 각각 평행한 두 축의 둘레에 있어서의 물체(12)의 자세를 조정할 수 있다.The support device 10 of the present embodiment suppresses the deformation of the object 12 supported by the device 12, and the position of the object 12 in the normal direction of the surface of the object 12 is orthogonal to the normal direction. The posture of the object 12 around two axes parallel to each of the two directions can be adjusted.

도 6에는, 지지 기구(11)에 있어서의 조정 기구(111)의 변형예가 나타나 있다. 도 6의 예에서는, 제1 탄성 부재(1111)는, 가동 부재(1112)가 제1 방향 및, 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레의 회전에만 자유도를 갖도록 고정 부재(1113)와 가동 부재(1112)를 결합한다. 제1 탄성 부재(1111)는, 가동 부재(1112)가 제3 축의 둘레로 회전할 수 있도록 고정 부재(1113)와 가동 부재(1112)를 결합하는 판 스프링일 수 있다. 도 3에 예시되는 나사 기구, 또는, 액추에이터에 의해 가동 부재(1112)를 도 6의 백색 화살표의 방향으로 압박함으로써, 가동 부재(1112)는, 제3 축의 둘레로 회전하면서 제1 방향으로 변위할 수 있다. 도 6에 나타난 예에 있어서도, 조정 기구(111)는, 고정 부재(1113)와, 제1 방향으로 자유도를 갖는 한편, 적어도 제3 방향으로 자유도를 갖지 않도록 고정 부재(1113)에 의해 지지된 가동 부재(1112)를 포함한다.6 shows a modified example of the adjustment mechanism 111 in the support mechanism 11 . In the example of FIG. 6 , the first elastic member 1111 includes the fixed member 1113 and the movable member so that the movable member 1112 has a degree of freedom only in rotation around a third axis parallel to the first direction and the third direction. Combine (1112). The first elastic member 1111 may be a plate spring that couples the fixed member 1113 and the movable member 1112 so that the movable member 1112 can rotate around the third axis. By pressing the movable member 1112 in the direction of the white arrow in FIG. 6 by the screw mechanism illustrated in FIG. 3 or the actuator, the movable member 1112 is displaced in the first direction while rotating around the third axis. can Also in the example shown in FIG. 6 , the adjustment mechanism 111 is supported by the fixing member 1113 and the fixing member 1113 so as to have a degree of freedom in the first direction and not have a degree of freedom in at least the third direction. member 1112.

도 7에는, 응력 흡수 기구(112)의 변형예가 나타나 있다. 도 7의 예에서는, 제4 탄성 부재(1123)는, 지지 부재(1124)에 대해서 제2 방향, 및 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레의 회전만의 자유도를 부여하도록 조정 기구(111)(가동 부재(1112))와 지지 부재(1124)를 결합하는 판 스프링으로 구성되어 있다.7 shows a modified example of the stress absorbing mechanism 112 . In the example of FIG. 7 , the fourth elastic member 1123 is an adjustment mechanism 111 so as to give the support member 1124 a degree of freedom only for rotation around a third axis parallel to the second and third directions. It is composed of a plate spring that couples (the movable member 1112) and the supporting member 1124.

도 8에는, 응력 흡수 기구(112)의 변형예가 나타나 있다. 도 8의 예에서도, 도 7의 예와 마찬가지로, 제4 탄성 부재(1123)는, 지지 부재(1124)에 대해서 제2 방향, 및 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레의 회전만의 자유도를 부여하도록 조정 기구(111)(가동 부재(1112))와 지지 부재(1124)를 결합하는 판 스프링으로 구성되어 있다. 도 8의 예에서는, 제4 탄성 부재(1123)가 제3 탄성 부재(1122)에 대해서 직접 접속되어 있고, 하나의 긴 판 스프링 구조가 구성되어 있다.8 shows a modified example of the stress absorbing mechanism 112 . Also in the example of FIG. 8 , as in the example of FIG. 7 , the fourth elastic member 1123 has a degree of freedom of rotation only around a third axis parallel to the second direction and the third direction with respect to the support member 1124 . It is composed of a leaf spring that couples the adjustment mechanism 111 (movable member 1112) and the supporting member 1124 so as to impart In the example of FIG. 8, the 4th elastic member 1123 is directly connected with respect to the 3rd elastic member 1122, and one elongated plate spring structure is comprised.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 이들 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, Various deformation|transformation and change are possible within the scope of the summary.

10: 지지 장치
11: 지지 기구
12: 물체
13: 결합부
111: 조정 기구
1111: 제1 탄성 부재
1112: 가동 부재
1113: 고정 부재
1114: 볼트
112: 응력 흡수 기구
1120: 결합 부재
1121: 제2 탄성 부재
1122: 제3 탄성 부재
1123: 제4 탄성 부재
1124: 지지 부재10: support device
11: support mechanism
12: object
13: coupling part
111 adjustment mechanism
1111: first elastic member
1112: movable member
1113: fixed member
1114: Bolt
112: stress absorbing mechanism
1120: coupling member
1121: second elastic member
1122: third elastic member
1123: fourth elastic member
1124: support member

Claims (10)

물체를 지지하는 지지 장치이며,
상기 물체의 서로 다른 개소를 각각 지지하는 3개의 지지 기구를 구비하고,
상기 3개의 지지 기구의 각각은, 조정 기구와, 상기 조정 기구에 의해 지지되는 응력 흡수 기구를 포함하고,
상기 조정 기구는, 고정 부재와, 상기 고정 부재에 의해 지지된 가동 부재와, 상기 가동 부재가 제1 방향으로만 자유도를 갖도록 상기 고정 부재와 상기 가동 부재를 결합하는 제1 탄성 부재를 포함하고,
상기 응력 흡수 기구는, 상기 물체를 지지하는 지지 부재와, 상기 제1 방향에 평행한 제1 축의 둘레의 회전, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향, 상기 제2 방향에 평행한 제2 축의 둘레의 회전, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 평행한 제3 축의 둘레의 회전에 관하여 자유도를 갖고, 상기 제1 방향 및 상기 제3 방향에 관해서는 자유도를 갖지 않도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는 결합 부재를 포함하고,
상기 가동 부재는, 상기 제1 방향으로 자유도를 갖는 한편, 적어도 상기 제3 방향으로 자유도를 갖지 않도록 상기 고정 부재에 의해 지지되고,
상기 3개의 지지 기구는, 상기 3개의 지지 기구가 각각 배치된 위치를 정점으로 하는 삼각형의 외접원의 내측으로 각각의 상기 제2 방향이 향하도록 배치되고,
상기 결합 부재는, 상기 지지 부재에 대해서 상기 제2 축의 둘레의 회전의 자유도를 부여하도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는 제2 탄성 부재와, 상기 지지 부재에 대해서 상기 제3 축의 둘레의 회전의 자유도를 부여하도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는 제3 탄성 부재와, 상기 지지 부재에 대해서 상기 제2 방향의 자유도를 부여하도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는 제4 탄성 부재를 포함하는
것을 특징으로 하는 지지 장치.A support device for supporting an object,
3 supporting mechanisms each supporting different parts of the object;
Each of the three support mechanisms includes an adjustment mechanism and a stress absorbing mechanism supported by the adjustment mechanism,
The adjustment mechanism includes a fixed member, a movable member supported by the fixed member, and a first elastic member coupling the fixed member and the movable member so that the movable member has a degree of freedom only in a first direction,
The stress absorbing mechanism rotates a support member for supporting the object, a first axis parallel to the first direction, a second direction perpendicular to the first direction, and a second axis parallel to the second direction. To have a degree of freedom with respect to rotation of the circumference, rotation of the circumference of a third axis parallel to a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, and to have no degree of freedom with respect to the first direction and the third direction A coupling member coupling the movable member and the support member;
the movable member has a degree of freedom in the first direction and is supported by the fixed member so as not to have a degree of freedom in at least the third direction;
The three support mechanisms are arranged so that the second directions are directed toward the inside of a circumscribed circle of a triangle having a vertex at a position where each of the three support mechanisms is disposed,
The coupling member includes a second elastic member that couples the movable member and the support member to give a degree of freedom of rotation around the second axis with respect to the support member, and rotation around the third axis with respect to the support member. A third elastic member coupling the movable member and the support member to give a degree of freedom of the support member, and a fourth elastic member coupling the movable member and the support member to give the support member a degree of freedom in the second direction. including
A support device characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제1 탄성 부재는, 평행 링크 구조를 갖는
것을 특징으로 하는 지지 장치.According to claim 1,
The first elastic member has a parallel link structure
A support device characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제2 탄성 부재 및 상기 제3 탄성 부재 중 적어도 한쪽이, 상기 지지 부재에 대해서 상기 제1 축의 둘레의 회전의 자유도를 부여하도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는
것을 특징으로 하는 지지 장치.According to claim 1,
The movable member and the supporting member are coupled so that at least one of the second elastic member and the third elastic member imparts a degree of freedom of rotation around the first shaft with respect to the supporting member.
A support device characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제4 탄성 부재는, 상기 지지 부재에 대해서 상기 제2 방향만의 자유도를 부여하도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는 평행 링크 구조를 갖는
것을 특징으로 하는 지지 장치.According to claim 1,
The fourth elastic member has a parallel link structure for coupling the movable member and the support member to give the support member a degree of freedom in the second direction only.
A support device characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제4 탄성 부재는, 상기 지지 부재에 대해서 상기 제2 방향, 및 상기 제3 방향에 평행한 상기 제3 축의 둘레의 회전만의 자유도를 부여하도록 상기 가동 부재와 상기 지지 부재를 결합하는 판 스프링인
것을 특징으로 하는 지지 장치.According to claim 1,
The fourth elastic member is a plate spring coupling the movable member and the support member so as to give the support member a degree of freedom of rotation only around the third axis parallel to the second direction and the third direction. person
A support device characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 3개의 지지 기구 중 적어도 하나의 지지 기구의 상기 제2 방향이 상기 삼각형의 중앙부를 향하고, 또한, 상기 3개의 지지 기구 중 적어도 하나의 지지 기구의 상기 제2 방향이 다른 지지 기구의 상기 제2 방향과 평행하지 않은
것을 특징으로 하는 지지 장치.According to claim 1,
The second direction of at least one of the three support mechanisms is toward the center of the triangle, and the second direction of at least one of the three support mechanisms is the second direction of the other support mechanism. not parallel to the direction
A support device characterized in that. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 3개의 지지 기구는, 상기 삼각형의 중심으로 각각의 상기 제2 방향이 향하도록 배치되어 있는
것을 특징으로 하는 지지 장치.According to any one of claims 1 to 6,
The three support mechanisms are arranged so that each of the second directions is directed to the center of the triangle.
A support device characterized in that. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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